2024年高考化学一轮复习　第7讲　化学反应的分类　氧化还原反应 学案（含答案）

这是一份2024年高考化学一轮复习　第7讲　化学反应的分类　氧化还原反应 学案（含答案），共17页。
考点一 常见无机反应类型
1．无机反应类型
2．氧化还原反应的判断
(1)判断依据：反应前后有元素的________发生变化。
(2)本质：________(得失或偏移)。
3．氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
分析下列四个化学反应：
A．2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
B．2HClOeq \(=====,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑
C．4NH3＋5O2eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))4NO＋6H2O
D．4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
其中属于区域“1”的是________(填字母，下同)，属于区域“2”的是________，属于区域“3”的是________，属于区域“4”的是________。
一、无机反应类型的判断
1．硫和氮两种元素既是重要的工业元素，如硫酸工业、硝酸工业、合成氨工业等都涉及到国计民生，又是主要的大气污染元素，如SO2、NOx都是大气中主要的污染气体。随着人们环保意识的增强，许多汽车都已经装上了尾气处理装置。汽车尾气在催化剂的作用下可发生如下反应：2NO(g)＋2CO(g)eq \(=====,\s\up7(催化剂))2CO2(g)＋N2(g)，下列说法正确的是( )
A．CO是酸性氧化物
B．该反应属于置换反应
C．该反应是离子反应
D．该反应属于氧化还原反应
2．科学家利用铁铜稀土复合表面催化剂对光化学烟雾的治理进行研究并取得了一定的突破，其反应机理如图所示。已知2O3eq \(=====,\s\up7(催化剂))3O2 ΔH＝－285 kJ·ml－1，下列有关说法不正确的是( )
A．O3是一种绿色氧化剂，可用于化工生产、污水处理等
B．NO2、N2O5均为酸性氧化物
C．2O3eq \(=====,\s\up7(催化剂))3O2是放热的非氧化还原反应
D．总反应可表示为O3＋2NO2eq \(=====,\s\up7(催化剂))N2O5＋O2
3．(2023·无锡月考)工业上以石英砂为原料制取单质硅，其工艺流程图如下：
流程一：
SiO2eq \(――→,\s\up7(①焦炭),\s\d5(高温))Si(粗)eq \(――→,\s\up7(②HCl),\s\d5(300 ℃))SiHCl3eq \(――――――→,\s\up7(③过量H2),\s\d5(1 000～1 100 ℃))Si(纯)
流程二：
有关反应分类说法不正确的是( )
A．①～⑥均属于氧化还原反应
B．只有①②③属于置换反应
C．⑥既属于氧化还原反应又属于分解反应
D．⑤中的两个化学反应均属于复分解反应
二、置换反应再分类
4．根据反应物和生成物中单质的类别，可对置换反应再分类，请列举重要实例。
(1)金属置换金属
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________。
(2)金属置换非金属
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________。
(3)非金属置换金属
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
(4)非金属置换非金属
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________。
考点二 氧化还原反应相关概念的关系
1．氧化还原反应概念的关系
概括为“升失氧、降得还，剂性一致、其他相反”。
(1)氧化性是指________的性质(或能力)；还原性是指________的性质(或能力)。
(2)氧化性、还原性的强弱取决于得、失电子的________程度，与得、失电子数目的________无关。如：Na－e－===Na＋，Al－3e－===Al3＋，但根据金属活动性顺序可知，Na比Al活泼，更易失去电子，所以Na的还原性比Al强。
应用举例
2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。
上述反应中，氧化剂是________，还原剂是___________________________________________，
氧化产物是__________，还原产物是________，KMnO4发生__________反应，HCl发生________反应，盐酸表现的性质是________性和________性；生成1 ml Cl2时转移电子数目为________，被氧化的HCl的物质的量是________ ml。
2．常见的氧化剂和还原剂
(1)常见的氧化剂
常见的氧化剂包括某些非金属单质、含有高价态元素的化合物、过氧化物等。如：
(2)常见的还原剂
常见的还原剂包括活泼的金属单质、非金属阴离子及含低价态元素的化合物、低价金属阳离子、某些非金属单质及其氢化物等。如：
金属氢化物(如NaH等)、NaBH4也是重要还原剂。
(3)元素化合价处于中间价态的物质既有氧化性，又有还原性。如：
其中：Fe2＋、SOeq \\al(2－,3)主要表现______性，H2O2主要表现______性。
(4)分析氧化还原反应，走好关键第一步——正确标出元素的化合价
请标出下列陌生物质中元素化合价
Li2NH：N____，LiNH2：N____，N2H4：N____，
Na2S2O3：S____，S2Oeq \\al(2－,8)：S____，C2Oeq \\al(2－,4)：C____，
HCN：C____、N____，BHeq \\al(－,4)：B____、H____，CuH：Cu____、H____，MnO(OH)：Mn____，FePO4：Fe____，
CrOeq \\al(2－,4)：Cr____，K2FeO4：Fe____，
LiFePO4：Fe____，CuFeS2：Fe____。
1．在氧化还原反应中，非金属单质不一定是氧化剂( )
2．某元素从游离态变为化合态，则该元素一定被还原( )
3．有单质参加或生成的化学反应不一定是氧化还原反应( )
4．氧化还原反应中的反应物不是氧化剂就是还原剂( )
5．氧化还原反应中有一种元素被氧化时，一定有另一种元素被还原( )
一、基于“双线桥”分析陌生氧化还原反应
1．(2022·河北省衡水市深州中学高三月考)关于反应5K2S2O8＋2MnSO4＋8H2O===2KMnO4＋8H2SO4＋4K2SO4的说法不正确的是( )
A．K2S2O8发生还原反应
B．KMnO4是氧化产物
C．消耗3.6 g H2O时，转移0.25 ml电子
D．氧化剂和还原剂的物质的量之比是2∶5
二、双线桥、单线桥表示法
2．氢化钠(NaH)广泛应用于工业生产。
(1)氢化钠(NaH)中氢元素的化合价为______________________________________________。
(2)写出NaH与H2O反应的化学方程式，并用“双线桥”标出电子转移的方向和数目：______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________，
氧化产物和还原产物的物质的量之比为_____________________________________。
(3)在高温下氢化钠(NaH)可将四氯化钛(TiCl4)还原成金属钛，该反应的化学方程式为______________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3．已知NaBH4与水反应的化学方程式为NaBH4＋2H2O===NaBO2＋4H2↑
回答下列问题：
(1)用“单线桥”标出电子转移的方向和数目：
________________________________________________________________________，
氧化剂：____________，还原剂：____________。
(2)若生成标准状况下4.48 L H2，则转移电子的物质的量为________。
(1)双线桥法：①标变价，②画箭头(反应物指向生成物)，③算数目，④说变化。
(2)单线桥法：箭头由失电子原子指向得电子原子，线桥上只标电子转移的数目，不标“得”“失”字样。
考点三 还原反应的强弱规律及价态规律
(一)强弱规律
1．氧化性、还原性强弱的比较方法
(1)根据化学方程式判断
氧化剂(氧化性)＋还原剂(还原性)===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。
(2)根据相同条件下产物的价态高低判断
如2Fe＋3Cl2eq \(=====,\s\up7(△))2FeCl3；Fe＋Seq \(=====,\s\up7(△))FeS，则氧化性：Cl2____S。
(3)根据反应条件、浓度大小及反应的剧烈程度判断
反应条件要求越低，浓度越大，反应越剧烈，对应物质的氧化性或还原性越强。
应用举例
1．MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O,2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，可判断氧化性：KMnO4____MnO2。
2．下列各组物质：①Cu与HNO3溶液 ②Cu与FeCl3溶液 ③Zn与H2SO4溶液 ④Fe与FeCl3溶液 ⑤Cl2与NaOH溶液 ⑥Fe与HNO3溶液
⑦Fe与H2SO4溶液 ⑧Na与O2
(1)由于浓度不同而发生不同氧化还原反应的是____________________________(填序号，下同)。
(2)由于温度不同而发生不同氧化还原反应的是__________。
(3)氧化还原反应不受浓度、温度影响的是_______________________________________。
2．氧化性、还原性强弱的比较规律
(1)氧化性
一般规律：元素非金属性越强，其单质的氧化性越强；金属活动性越强，对应金属的简单阳离子氧化性越弱。
试比较下列单质或离子的氧化性
①Cl2、Br2、I2、S
②H＋、Cu2＋、Zn2＋、Na＋
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(2)还原性
一般规律：元素金属性越强，其单质的还原性越强；非金属活动性越强，对应元素形成的简单阴离子还原性越弱；电解池中在阳极优先放电的微粒还原性较强。
试比较下列单质或离子的还原性
①Mg、Fe、Cu、Ag
②Br－、I－、S2－
③Cl－、SOeq \\al(2－,4)、OH－、Cu
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
3．先后规律及应用
(1)同时含有几种还原剂(或氧化剂)，发生氧化还原反应时，还原性(或氧化性)强的优先反应，即“强者优先”，如在FeBr2溶液中通入少量Cl2时，因为还原性：______＞______，所以____先与Cl2反应。
(2)常见的强弱顺序
氧化性：MnOeq \\al(－,4)(H＋)>Cl2>Br2>Fe3＋>I2>稀H2SO4>S，还原性：Mn2＋Fe2＋ D．Tl3＋>Ag＋>Fe3＋
2．已知I－、Fe2＋、SO2、Cl－和H2O2均有还原性，它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为Cl－＜Fe2＋＜H2O2＜I－＜SO2，则下列反应不能发生的是( )
A．2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SOeq \\al(2－,4)＋4H＋
B．I2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HI
C．H2O2＋H2SO4===SO2↑＋O2↑＋2H2O
D．2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
3．根据反应事实判断性质的强弱。
①向C2O3固体中滴加浓盐酸，有黄绿色气体生成
②将氯气通入碘水中，溶液褪色生成两种酸(HCl和HIO3)
则Cl2、HIO3、C2O3的氧化性由强到弱的顺序：_____________________；HCl、CCl2、I2的还原性由强到弱的顺序：______________________________________________。
4．实验室制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。
(1)制备K2FeO4的反应为3Cl2＋2Fe(OH)3＋10KOH===2K2FeO4＋6KCl＋8H2O，由此得出氧化性：Cl2________(填“>”或“ > (2)＞
应用举例
1．>
2．(1)①③⑥⑦ (2)⑤⑥⑦⑧ (3)②④
2．(1)①Cl2>Br2>I2>S，②Na＋Ag，②Br－OH－>SOeq \\al(2－,4)。
3．(1)Fe2＋ Br－ Fe2＋
易错辨析
1．× 2.× 3.√ 4.√ 5.× 6.×
专项突破
1．D 2.C
3．C2O3>Cl2>HIO3 I2>HCl>CCl2
4．(1)> (2)溶液的酸碱性不同
5．C
6．73.3 g·ml－1
解析 1 ml Cl2中35Cl占eq \f(1,3) ml,37Cl占eq \f(5,3) ml，M＝(eq \f(1,3)×35＋eq \f(5,3)×37) g·ml－1≈73.3 g·ml－1。
7．G、Y、Q、Z、X
真题演练 明确考向
1.(1)√ (2)√ (3)√ (4)×
2．A [黑火药中含有S、C两种单质，A正确；爆炸反应为放热反应，B错误；该反应中S元素的化合价降低，作氧化剂，C错误；该反应不符合“单质＋化合物===另一种单质＋另一种化合物”的形式，不是置换反应，D错误。]
3．B [Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O，该反应的本质是硫代硫酸根离子在酸性条件下发生歧化反应生成硫和二氧化硫，化合价发生变化的只有S元素一种，硫酸的作用是提供酸性环境。H2SO4中所含元素的化合价均未发生变化，A说法不正确；Na2S2O3中的S的平均化合价为＋2，其发生歧化反应生成S(0价)和SO2(＋4价)，故其既是氧化剂又是还原剂，B说法正确；该反应的氧化产物是SO2，还原产物为S，氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1，C说法不正确；根据其中S元素的化合价变化情况可知，1 ml Na2S2O3发生反应，转移2 ml电子，D说法不正确。]
4．D [过程Ⅰ中NOeq \\al(－,2)转化为NO，氮元素化合价由＋3价降低到＋2价，NOeq \\al(－,2)得电子，发生还原反应，A错误；过程Ⅰ为NOeq \\al(－,2)在酶1的作用下转化为NO和H2O，反应的离子方程式为NOeq \\al(－,2)＋2H＋＋e－eq \(=====,\s\up7(酶1))NO↑＋H2O，过程Ⅱ为NO和NHeq \\al(＋,4)在酶2的作用下发生氧化还原反应生成H2O和N2H4，反应的离子方程式为NO＋NHeq \\al(＋,4)＋3e－＋2H＋eq \(=====,\s\up7(酶2))H2O＋N2H4，两过程转移电子数目不相等，B错误；由过程Ⅱ的反应方程式可知n(NO)∶n(NHeq \\al(＋,4))＝1∶1，C错误；过程Ⅲ为N2H4转化为N2和4H＋、4e－，反应的离子方程式为N2H4===N2↑＋4H＋＋4e－，所以过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为NOeq \\al(－,2)＋NHeq \\al(＋,4)===N2↑＋2H2O，D正确。]