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    失電子化合價升高,被氧化是還原劑,發生氧化反應,得到氧化產物。 氧化還原反應中: 氧化劑有氧化性,反應中得到電子,化合價降低,發生還原反應被還原,生成還原產物; 還原劑有還原性,反應中失去電子,化合價升高,發生氧化反應被氧化,生成氧化產物。 氧化-還原反應 是化學反應前後,元素的氧化數有變化的一類反應。氧化還原反應的實質是電子的得失或共用電子對的偏移。 氧化還原反應是化學反應中的三大基本反應之一(另外兩個為(路易斯)酸鹼反應與自由基反應) 。自然界中的燃燒,呼吸作用,光合作用,生產生活中的化學電池,金屬冶煉,火箭發射等等都與氧化還原反應息息相關。研究氧化還原反應,對人類的進步具有極其重要的意義。 理論發展:18世紀末,化學家在總結許多物質與氧的反應後,發現這類反應具有一些相似特徵,提出了氧化還原反應的概念:與氧化合的反應,稱為氧化反應;從含氧化合物中奪取氧的反應,稱為還原反應。隨著化學的發展,人們發現許多反應與經典定義上的氧化還原反應有類似特徵,19世紀發展化合價的概念後,化合價升高的一類反應併入氧化反應,化合價降低的一類反應併入還原反應。20世紀初,成鍵的電子理論被建立,於是又將失電子的半反應稱為氧化反應,得電子的反應稱為還原反應。 1948年,在價鍵理論和電負性的基礎上,氧化數的概念被提出,1970年IUPAC對氧化數作出嚴格定義,氧化還原反應也得到了正式的定義:化學反應前後,元素的氧化數有變化的一類反應稱作氧化還原反應。 反應歷程:氧化還原反應的例項——鈉與氯氣的反應 氧化還原反應前後,元素的氧化數發生變化。根據氧化數的升高或降低,可以將氧化還原反應拆分成兩個半反應:氧化數升高的半反應,稱為氧化反應; 氧化數降低的反應,稱為還原反應。氧化反應與還原反應是相互依存的,不能獨立存在,它們共同組成氧化還原反應。 反應中,發生氧化反應的物質,稱為還原劑,生成氧化產物;發生還原反應的物質,稱為氧化劑,生成還原產物。氧化產物具有氧化性,但弱於氧化劑;還原產物具有還原性,但弱於還原劑。用通式表示即為: 氧化-還原平衡:任何一個化學反應都是可逆的,因此氧化還原反應存在著氧化-還原平衡。設氧化還原反應的通式為: 規律: 氧化還原反應中,存在以下一般規律:[9] 強弱律:氧化性:氧化劑>氧化產物;還原性:還原劑>還原產物。 價態律:元素處於最高價態,只具有氧化性;元素處於最低價態,只具有還原性;處於中間價態,既具氧化性,又具有還原性。 轉化律:同種元素不同價態間發生歸中反應時,元素的氧化數只接近而不交叉,最多達到同種價態 。 優先律:對於同一氧化劑,當存在多種還原劑時,通常先和還原性最強的還原劑反應。 守恆律:氧化劑得到電子的數目等於還原劑失去電子的數目。 表示方法: 雙線橋法:用於表明反應前後同一元素原子間的電子轉移情況 。 標出各發生氧化還原反應的元素的氧化數。 畫出如右圖所示的線,其中一條由氧化劑中氧化數降低的元素指向還原產物中的相應元素,另一條線由還原劑中氧化數升高的元素指向氧化產物中的相應元素。 標出“失去”或“得到”的電子數,格式為“得/失 發生氧化還原反應的原子數×單位原子得失的電子數"。 單線橋法:用於表明反應前後不同元素原子間的電子轉移情況 。 標出各發生氧化還原反應的元素的氧化數。 用一條如右圖所示的線連線方程式左邊的氧化劑與還原劑,箭頭由失電子的還原劑指向得電子的氧化劑 標出電子轉移的數量,格式為“發生氧化還原反應的原子數×單位原子轉移的電子數"。 氧化-還原半反應式: 為了將氧化還原反應與電子得失相聯絡起來,並簡化研究,可以將氧化還原反應拆成兩個半反應。於是所有氧化還原反應便可以表述為兩個半反應的加和。例如有半反應: 將所有半反應根據統一規定來改寫,便成為氧化-還原半反應式,其書寫有以下要求: 反應式的左邊總是氧化型物質(元素的氧化數高的物質),右邊總是還原型物質(元素的氧化數低的物質)。反應中的得失電子數在反應式左邊寫出,用+/e-表示; 半反應式必須配平; 在溶液中,物質須寫成在此溶劑中的主要存在形態,例如水中,強酸需要寫成酸根的形式; 反應式中有且僅有一種元素的氧化數可以發生改變。 半反應式從左到右,是氧化劑得到電子,生成其共軛還原劑的過程,即還原反應;從右到左,是還原劑得到電子,生成其共軛氧化劑的過程,即氧化反應。半反應中的氧化型物質與還原型物質互稱共軛氧化劑/還原劑,這種反應關係則被稱為氧化還原共軛關係[5] 。通常可以使用氧化還原反應電對來表示一組共軛的氧化還原劑,例如MnO4-/Mn2+,其左邊為氧化型物質,右邊為還原型物質。 半反應式中,氧化數未發生改變的元素被稱作非氧化還原組分,酸鹼組分、沉澱劑、絡合劑等一般都屬於這一範疇。 配平方法: 配平氧化還原反應的方法有很多種,其中最主要的方法都是根據電子的得失或氧化數的升降來計算的。 得失電子守恆法: 配平原理:發生氧化還原反應時,還原劑失去電子、氧化劑得到電子,得失電子數守恆。 方法和步驟: 標出發生變化的元素的氧化數,並確定氧化還原反應的配平方向。 在配平時,需要確定先寫方程式那邊物質的計量數。有時先寫出方程式左邊反應物的計量數,有時先寫出方程式右邊生成物的計量數。一般遵循這樣的原則: 自身氧化還原反應→ 先配平反應物的計量數; 部分氧化還原反應 → 先配平生成物的計量數; 一般的氧化還原反應→既可先配平生成物的計量數,也可先配平反應物的計量數。 列出氧化數升降的變化情況。當升高或降低的元素不止一種時,需要根據不同元素的原子個數比,將氧化數變化的數值進行疊加。 根據電子守恆配平氧化數變化的物質的計量數。 根據質量守恆配平剩餘物質的計量數。最終並根據質量守恆檢查配平無誤。 氧化數升降法: 基本原則:質量守恆、電子守恆、氧化數升降守恆。 基本步驟: 標變價:寫出反應物和生成物的化學式,標出變價元素的氧化數。 列升降:列出反應前後元素氧化數的升降變化值。 求總數:使氧化數升高和降低的總數相等。 配係數:用觀察的方法配平其他物質的化學計量數,配平後,把單線改成等號。 查守恆:檢查方程式兩邊是否“質量守恆”、“電荷守恆”和“元素守恆”。 在配平時,是先考慮反應物,還是先考慮生成物,一般有如下規律: 若氧化劑/ 還原劑中某元素的氧化數全部改變,配平宜從氧化劑、還原劑開始,即先考慮反應物。(正向配平);若氧化劑/ 還原劑中某元素氧化數只有部分改變,配平宜從氧化產物、還原產物開始,即先考慮生成物。(逆向配平) 自身氧化還原反應方程式,宜從生成物開始配平。(逆向配平) 同一反應物中有多種元素變價,可將該物質作為一個整體考慮,即求該物質的一個分子中各變價元素的氧化數升、降值的代數和。

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