桑建强：2011年高考化学知识补救（3）

二．化学反应与能量

（一）掌握化学反应的四种基本类型

1．化合反应：两种或两种以上的物质相互作用，生成一种物质的反应。即A + B + C =E

    如：CaO +H₂O=Ca(OH)₂   4NO₂+ O₂ + 2H₂O=4HNO₃  

2．分解反应：一种物质经过反应后生成两种或两种以上物质的反应。即 AB = C + D …

   如：CaCO₃= CaO +CO₂↑   2KMnO₄= K₂MnO₄+MnO₂ + O₂↑

3．置换反应：一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应。

如：2Mg + CO₂= 2MgO +C   

4．复分解反应：两种化合物相互交换成分，生成另外两种化合物的反应。如：CaO +2HCl= CaCl₂+H₂O

AgNO₃ + HCl=AgCl ↓+ HNO₃   CaCO₃+2HCl= CaCl₂ + CO₂↑+H₂O

（二）氧化还原反应：氧化剂、还原剂

1．基本概念：

①氧化反应：物质失去电子（化合价升高）的反应。

还原反应：物质得到电子（化合价降低）的反应。 

②被氧化：物质失去电子被氧化。（所含元素化合价升高）。

被还原：物质得到电子被还原。（所含元素化合价降低）。

③氧化剂：得到电子的物质。

还原剂：失去电子的物质。   

④氧化性：物质得电子的能力。

还原性：物质失电子的能力。

⑤氧化产物：氧化反应得到的产物。

还原产物：还原反应得到的产物。

⑥氧化还原反应：有电子转移（电子得失或共用电子对偏移）的反应，实质是电子的转移，特征是化合价的升降。

2．概念间的关系：

 

3．氧化还原反应的一般规律：

①表现性质规律

同种元素具有多种价态时，一般处于最高价态时只具有氧化性、处于最低价态时只具有还原性、处于中间可变价时既具有氧化性又具有还原性。

②性质强弱规律

氧化剂 + 还原剂 = 还原产物 + 氧化产物

氧化剂得电子 → 还原产物

还原剂失电子 → 氧化产物

氧化性：氧化剂＞氧化产物；还原性：还原剂＞还原产物

③反应先后规律

在浓度相差不大的溶液中，同时含有几种还原剂时，若加入氧化剂，则它首先与溶液中最强的还原剂作用；同理，在浓度相差不大的溶液中，同时含有几种氧化剂时，若加入还原剂，则它首先与溶液中最强的氧化剂作用。例如，向含有FeBr₂溶液中通入Cl₂，首先被氧化的是Fe²⁺

④价态归中规律

含不同价态同种元素的物质间发生氧化还原反应时，该元素价态的变化一定遵循“高价＋低价→中间价”的规律。

　　⑤电子守恒规律

在任何氧化—还原反应中，氧化剂得电子（或共用电子对偏向）总数与还原剂失电子（或共用电子对偏离）总数一定相等。

 4．氧化性、还原性大小的比较

（1）由元素的金属性或非金属性比较

a、金属阳离子的氧化性随其单质还原性的增强而减弱

 

 

 

b、非金属阴离子的还原性随其单质的氧化性增强而减弱

（2）由反应条件的难易比较
   不同的氧化剂与同一还原剂反应时，反应条件越易，其氧化剂的氧化性越强。如：

2KMnO₄+ 16HCl = 2KCl + 2MnCl₂ +5Cl₂↑ + 8H₂O（常温）

MnO₂ + 4HCl（浓）= MnCl₂ + Cl₂↑+2H₂O     （加热）

前者比后者容易发生反应，可判断氧化性：KMnO₄＞MnO₂。同理，不同的还原剂与同一氧化剂反应时，反应条件越易，其还原剂的还原性越强。

（3）根据被氧化或被还原的程度不同进行比较

当不同的氧化剂与同一还原剂反应时，还原剂被氧化的程度越大，氧化剂的氧化性就越强。如：

2Fe + 3Cl₂ 2FeCl₃，S + Fe FeS ，

根据铁被氧化程度的不同（Fe³⁺、Fe²⁺），可判断氧化性：Cl₂＞S。同理，当不同的还原剂与同一氧化剂反应时，氧化剂被还原的程度越大，还原剂的还原性就越强。

（4）根据反应方程式进行比较

氧化剂+还原剂=还原产物+氧化产物

氧化性：氧化剂＞氧化产物；还原性：还原剂＞还原产物

简记：左＞右

（5）根据元素周期律进行比较

一般地，氧化性：上＞下，右＞左；还原性：下＞上，左＞右。

（6）某些氧化剂的氧化性或还原剂的还原性与下列因素有关：

温度：如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。

浓度：如浓硝酸的氧化性比稀硝酸的强。

酸碱性：如中性环境中NO₃^－不显氧化性,酸性环境中NO₃^－显氧化性；又如KMnO₄溶液的氧化性随溶液的酸性增强而增强。

【说明】物质的氧化性或还原性的强弱只决定于得到或失去电子的难易，与得失电子的多少无关。

5．氧化还原方程式的配平

（1）配平依据：在氧化还原反应中，得失电子总数相等或化合价升降总数相等。

（2）配平步骤：“一标、二找、三定、四配、五查”，即标好价，找变化，定总数，配系数、再检查。”

①确定氧化剂、氧化产物、还原剂、还原产物的化合价

②用观察法找出元素化合价的变化值

③用化合价升降总数相等的原则确定化学计量数。

④调整计量数，用观察法确定化合价无变化的物质的计量数，同时将单线改成等号。

⑤检查核实各元素原子个数在反应前后是否相等。对于用离子方程式表示的氧化还原方程式还必须核对反应前后离子的总电荷数是否相等。

（3）配平技法

①奇数配偶法：如S＋C＋KNO₃——CO₂＋N₂＋K₂S，反应物KNO₃中三种元素原子数均为奇数，而生成物中三种元素的原子数均为偶数，故可将KNO₃乘以2，然后观察法配平得1，3，2，3，1，1。此法适于物质种类少且分子组成简单的氧化还原反应。

 

0

－2

化合价降低2

＋4

化合价升高4

S＋KOH(热、浓) =K₂S＋K₂SO₃＋H₂O

②逆向配平法：即先确定生成物的化学计量数，然后再确定反应物的化学计量数。例如：

 

 

 

 

 

H₂O

由于S的化合价既升又降，而且升降总数要相等，所以K₂S的化学计量数为2，K₂SO₃的计量数为1，然后再确定S的化学计量数为3。此类方法适宜于一种元素的化合价既升高又降低的氧化还原反应，即歧化反应。

③零价法：配平依据是还原剂中各元素化合价升高总数等于氧化剂中各元素化合价降低总数，此法适宜于还原剂中两种元素价态难以确定但均属于升高的氧化还原反应。例如：Fe₃P＋HNO₃——Fe(NO₃)₃＋NO＋H₃PO₄＋H₂O，因Fe₃P中价数不好确定，而把Fe、P皆看成零价。在相应的生成物中Fe为＋3价，P为＋5价，所以价态升高总数为3×3＋5＝14，而降低的价态为3，最小公倍数为42，故Fe₃P的计量数为3，HNO₃作氧化剂部分计量数为14，然后用观察法配平得到：3，41，9，14，3，16。

④1-n法(不用标价态的配平法)

本法往往用于多元素且有氧元素时氧化还原反应方程式的配平，但不能普遍适用。其法是先把有氧元素的较复杂反应物的计量数设为1，较简单的设为n。然后，a.丢掉氧，用观察法来调整其它项的计量数。b.再由a得的系数根据氧原子数相等列出方程求出n值，c.将n值代入有n的各计量数，再调整配平。

例如：KI＋KIO₃＋H₂S——I₂＋K₂SO₄＋H₂O设KIO₃的化学计量数为1，KI的化学计量数为n。

a. nKI＋1KIO₃＋ H₂S—— I₂＋K₂SO₄＋ H₂O

b.列方程(根据氧原子数相等)

3＝ ×4＋   解之n＝

c.代入n值：

KI＋KIO₃＋ H₂S—— I₂＋K₂SO₄＋ H₂O

将分数调整为整数得1，5，3，3，3，3。

有时也可以把没氧的复杂项定为1，如配平

1Na₂S_x＋nNaClO＋(2x－2)NaOH——xNa₂SO₄＋nNaCl＋H₂O

据氧原子相等列方程：

n＋2x－2＝4x＋x－1 解之n＝3x＋1

将n值代入得：

1，(3x＋1)，2(x－1)，x，(3x＋1)，(x－1)

 

＋2

＋4

＋3

＋7

⑤有机配平法：配平时先假定H、O的化合价分别为＋1，－2，C的化合价要根据有机物的分子式定出其平均化合价(分子中各元素化合价的代数和为零)，其它配平步骤同化合价升降法。如KMnO₄＋H₂SO₄＋H₂C₂O₄——CO₂＋MnSO₄＋K₂SO₄＋H₂O的计量数为2，3，5，10，2，1，8。

 

 

【注意】氧化还原反应的配平重点注意以下几点：

1．“集合原子”应做到优先配平。

2．先拆后合的拆项配平法中，需要拆的项是那些在反应中化合价既升高又降低（既作氧化剂又作还原剂）的物质。

3．整体配平法中，选择把哪几个化合价升降过程“捆绑”作为一个过程是关键，选择时一定要把在反应中存在固定物质的量之比的升降过程进行“捆绑”，不存在固定物质的量之比的升降过程就不能进行“捆绑”。如S+KNO₃+C——K₂S+CO₂+N₂

4．.离子反应配平：关键在于能否充分利用“电荷守恒”

5．缺项配平：注意两点：★如果是化学后应方程式其缺项一般为：水、酸、碱。如果是离子反应方程式其缺项般为：水、H⁺、OH^-。★在离子反应方程式配平其缺项时如有两种可能如（H₂O、H⁺）或（H₂O、OH^-），还应考虑离子共存的问题如：
Cu²⁺+FeS₂+囗____——Cu₂S+SO₄^2-+Fe²⁺+囗____
可有两种选择：（14、5、12H₂O、7、3、5、24H⁺）或（14、5、24OH^-、7、3、5、12H₂O）后一种配平由于OH^-与Cu²⁺不能共存所以不正确。

【补充】中学化学中提及的“化”名目繁多．要判别它们分属何种变化，必须了解其过程。请你根据下列知识来指出每一种“化”发生的是物理变化还是化学变化。

1．风化:结晶水合物在室温和干燥的空气里失去部分或全部结晶水的过程。

2．催化:能改变反应速度，本身一般参与反应但质量和化学性质不变。了解中学哪些反应需用催化剂。

3．歧化：同一种物质中同一元素且为同一价态原子间发生的氧化还原反应。如：

2Cl₂ + 2Ca(OH)₂  =CaCl₂ + Ca(ClO)₂ + H₂O

4．酸化：向某物质中加入稀酸使之呈酸性的过程。比如KMnO₄溶液用H₂SO₄酸化，AgNO₃溶液用HNO₃酸化。

5．钝化：块状的铝、铁单质表面在冷的浓硫酸或浓硝酸中被氧化成一层致密的氧化物保护膜，阻止内层金属与酸继续反应。

6．硬水软化：通过物理、化学方法除去硬水中较多的Ca²⁺、Mg²⁺的过程。

7．水化：烯、炔与水发生加成反应生成新的有机物。

如：乙烯水化法：CH₂＝CH₂ + H₂O CH₃CH₂OH

乙炔水化法：CH≡CH + H₂O CH₃CHO

8．氢化（硬化）：液态油在一定条件下与H₂发生加成反应生成固态脂肪的过程；植物油转变成硬化油后，性质稳定，不易变质，便于运输等。

9．皂化：油脂在碱性条件下发生水解反应的过程。产物：高级脂肪酸钠 + 甘油

10．老化：橡胶、塑料等制品露置于空气中，因受空气氧化、日光照射而使之变硬发脆的过程。

11．硫化：向橡胶中加硫，以改变其结构（双键变单键）来改善橡胶的性能，减缓其老化速度的过程。

12．裂化：在一定条件下，分子量大、沸点高的烃断裂为分子量小、沸点低的烃的过程。目的：提高汽油的质量和产量。比如石油裂化。

13．酯化：醇与酸生成酯和水的过程。

14．硝化（磺化）：苯环上的H被—NO₂（或—SO₃H）取代的过程。

15．卤化：有机物与卤基（-X）发生取代反应的过程。

16．氧化：还原剂分子中的某种原子失去电子的过程。

17．净化：去除杂质的过程。

18．炭化：部分物质被浓硫酸脱水而变黑的过程。

19．熔化：给固体物质加热使之变成液态的过程。

20．液化：降温或加热使物质由气态变为液态的过程。

21．气化：加热或降压使物质由液态变为气态的过程。