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外文名：oxidation-reduction reaction | 外文名：oxidation-reduction reaction | ||
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提出者：IUPAC | 提出者：IUPAC | ||
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应用学科：化学 | 应用学科：化学 | ||
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反应实质：电子的得失或偏移 | 反应实质：电子的得失或偏移 | ||
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1、反应类型： | 1、反应类型： | ||
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1、置换反应 | 1、置换反应 | ||
| − | 置换反应是单质与化合物反应生成新单质和新化合物，该过程一定伴随着电子得失，故一定是氧化还原反应。如我们熟悉的 | + | 置换反应是单质与化合物反应生成新单质和新化合物，该过程一定伴随着[[ 电子]] 得失，故一定是氧化还原反应。如我们熟悉的 |
Fe + CuSO4 == FeSO4 + Cu， | Fe + CuSO4 == FeSO4 + Cu， | ||
| − | 铁失2个电子生成亚铁离子，同时，铜离子得两个电子生成铜单质。 | + | 铁失2个电子生成亚铁离子，同时，铜[[ 离子]] 得两个电子生成铜单质。 |
2、复分解反应 | 2、复分解反应 | ||
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1.植物的光合作用和呼吸作用 | 1.植物的光合作用和呼吸作用 | ||
| − | 在氧化还原反应当中，植物的[[光合作用]]以及呼吸作用可以算是比较复杂的一类。化学方程式为：6H2O+6CO2=C6H12O6+6O2。光合作用可以说是一个非常大的绿色工厂，它的过程主要是通过[[叶绿体]]的作用，绿色植物能够充分利用光能将水以及[[二氧化碳]]转化成有机物质，用以储存能量，同时还可以释放出一定的氧气。光合作用除了能够制造有机物，还起到了转化并且储存[[太阳能]]，平衡大气中氧与二氧化碳的含量，使其达到一定稳定度的作用。 | + | 在氧化还原反应当中，植物的[[光合作用]]以及呼吸作用可以算是比较复杂的一类。化学方程式为：6H2O+6CO2=C6H12O6+6O2。光合作用可以说是一个非常大的绿色工厂，它的过程主要是通过[[叶绿体]]的作用，绿色植物能够充分利用光能将水以及[[二氧化碳]]转化成有机物质，用以储存能量，同时还可以释放出一定的氧气。光合作用除了能够制造[[ 有机物]] ，还起到了转化并且储存[[太阳能]]，平衡大气中氧与二氧化碳的含量，使其达到一定稳定度的作用。 |
2. 医学与氧化还原反应 | 2. 医学与氧化还原反应 | ||
| − | 医学界在针对疾病和老化的系列研究中，发现了自由基——抗氧化物质的理论。人体内的自由基有许多种，较活泼、不成对[[电子]]的[[自由基]]性质不稳定，具有抢夺其他物质的电子，使自己原本不成对的电子变得较稳定的特性。而被抢走电子的物质也可能变得不稳定，可再去抢夺其他物质的电子，于是就产生了连锁反应，造成这些被抢夺的物质遭到破坏。人体的老化和疾病，极可能就是从这个时候开始的，尤其是今年位居十大死亡原因之首的癌症，其罪魁祸首便是自由基。 | + | 医学界在针对疾病和老化的系列研究中，发现了自由基——抗氧化物质的理论。人体内的自由基有许多种，较活泼、不成对[[电子]]的[[自由基]]性质不稳定，具有抢夺其他物质的电子，使自己原本不成对的电子变得较稳定的特性。而被抢走电子的物质也可能变得不稳定，可再去抢夺其他物质的电子，于是就产生了连锁反应，造成这些被抢夺的物质遭到破坏。人体的老化和疾病，极可能就是从这个时候开始的，尤其是今年位居十大死亡原因之首的[[ 癌症]] ，其罪魁祸首便是自由基。 |
3.工业与氧化还原反应 | 3.工业与氧化还原反应 | ||
| − | （1）[[金属]]冶炼 氧化还原反应将我们日常生活与生产过程中必需的所有金属从矿石中提炼出来，这里举几个例子让大家更好地理解。金属冶炼的主要实例包括：制造活泼的有色金属：电解法（k-Al 之间）或者置换法。化学方程式为：2Al2O3= 4Al+3O2↑。高温条件下制造黑色金属和其他有色金属：热还原法（Zn-Cu 之间）。化学方程式：Fe2O3+2Al = 2Fe+Al2O3。制备贵重金属：湿法冶金。 | + | （1）[[金属]]冶炼 氧化还原反应将我们日常生活与生产过程中必需的所有金属从矿石中提炼出来，这里举几个例子让大家更好地理解。金属冶炼的主要实例包括：制造活泼的[[ 有色金属]] ：电解法（k-Al 之间）或者置换法。化学方程式为：2Al2O3= 4Al+3O2↑。高温条件下制造黑色金属和其他有色金属：热还原法（Zn-Cu 之间）。化学方程式：Fe2O3+2Al = 2Fe+Al2O3。制备贵重金属：湿法冶金。 |
（2）纺织工业 纺织工业中的漂白、消毒等都是氧化还原反应。<ref>[https://www.xzbu.com/3/view-4961700.htm 氧化还原反应的应用],行知部落网</ref> | （2）纺织工业 纺织工业中的漂白、消毒等都是氧化还原反应。<ref>[https://www.xzbu.com/3/view-4961700.htm 氧化还原反应的应用],行知部落网</ref> | ||
於 2020年3月19日 (四) 12:44 的修訂
| 氧化還原反應 | |
|---|---|
氧化還原反應的定義：凡是有電子轉移（或共用電子對偏移）的一類反應，稱為氧化還原反應。氣化還原反應的特徵是反應前後元素的化合價有變化。失去電子（化合價升髙）的過程稱為氧化，得到電子（化合價降低）的過程稱為還原。
失去電子的物質稱為還原劑，得到電子的物質稱為氧化劑。在氧化還原反應中，氧化劑被還原，還原劑被氧化。[1]
中文名：氧化還原反應
外文名：oxidation-reduction reaction
提出者：IUPAC
應用學科：化學
定義：元素的氧化數有變化的一類反應
反應實質：電子的得失或偏移
簡介
1、反應類型：
氧化反應：物質所含元素化合價升高的反應。
還原反應：物質所含元素化合價降低的反應。
氧化還原反應：有元素化合價升高和降低的反應。
2、反應物：
氧化劑：在反應中得到電子的物質
還原劑：在反應中失去電子的物質
3、產物：
氧化產物：失電子被氧化後得到的產物
還原產物：得電子被還原後得到的產物
4、物質性質：
氧化性：氧化劑所表現出得電子的性質
還原性：還原劑所表現出失電子的性質[2]
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。隨着化學的發展，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，得電子的半反應稱為還原反應。 [3]
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。
==特徵和規律==
特徵
氧化還原反應的特徵：化合價的變化。
規律
氧化還原反應中，存在以下一般規律：
1、強弱律：氧化性：氧化劑>氧化產物；還原性：還原劑>還原產物。
2、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。
3、轉化律：同種元素不同價態間發生歸中反應時，元素的氧化數隻接近而不交叉，最多達到同種價態。
4、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。
5、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。[4]
氧化還原反應與四種基本反應類型的關係
1、置換反應
置換反應是單質與化合物反應生成新單質和新化合物，該過程一定伴隨着電子得失，故一定是氧化還原反應。如我們熟悉的
Fe + CuSO4 == FeSO4 + Cu，
鐵失2個電子生成亞鐵離子，同時，銅離子得兩個電子生成銅單質。
2、複分解反應
與置換反應性質完全相反地，複分解反應是兩種化合物互相交換成分，並不存在電子轉移，故一定不是氧化還原反應。如
HCl + NaOH == NaCl + H2O.
3、化合反應和分解反應
而化合反應和分解反應既可能是氧化還原反應，如：
C + O2=點燃= CO2；
2H2O2=(MnO2)= 2H2O + O2↑；
又可能是非氧化還原反應，如：
CaO + H2O == Ca(OH)2；
2NaHCO3=△= Na2CO3+ H2O + CO2↑[5]
應用
1.植物的光合作用和呼吸作用
在氧化還原反應當中，植物的光合作用以及呼吸作用可以算是比較複雜的一類。化學方程式為：6H2O+6CO2=C6H12O6+6O2。光合作用可以說是一個非常大的綠色工廠，它的過程主要是通過葉綠體的作用，綠色植物能夠充分利用光能將水以及二氧化碳轉化成有機物質，用以儲存能量，同時還可以釋放出一定的氧氣。光合作用除了能夠製造有機物，還起到了轉化並且儲存太陽能，平衡大氣中氧與二氧化碳的含量，使其達到一定穩定度的作用。
2. 醫學與氧化還原反應
醫學界在針對疾病和老化的系列研究中，發現了自由基——抗氧化物質的理論。人體內的自由基有許多種，較活潑、不成對電子的自由基性質不穩定，具有搶奪其他物質的電子，使自己原本不成對的電子變得較穩定的特性。而被搶走電子的物質也可能變得不穩定，可再去搶奪其他物質的電子，於是就產生了連鎖反應，造成這些被搶奪的物質遭到破壞。人體的老化和疾病，極可能就是從這個時候開始的，尤其是今年位居十大死亡原因之首的癌症，其罪魁禍首便是自由基。
3.工業與氧化還原反應
（1）金屬冶煉 氧化還原反應將我們日常生活與生產過程中必需的所有金屬從礦石中提煉出來，這裡舉幾個例子讓大家更好地理解。金屬冶煉的主要實例包括：製造活潑的有色金屬：電解法（k-Al 之間）或者置換法。化學方程式為：2Al2O3= 4Al+3O2↑。高溫條件下製造黑色金屬和其他有色金屬：熱還原法（Zn-Cu 之間）。化學方程式：Fe2O3+2Al = 2Fe+Al2O3。製備貴重金屬：濕法冶金。
（2）紡織工業 紡織工業中的漂白、消毒等都是氧化還原反應。[6]
方程式舉例
根據作為氧化劑的元素和作為還原劑的元素的來源，氧化還原反應可以分成兩種類型：分子間氧化還原反應、分子內氧化還原反應。
分子間
在這類氧化還原反應中，氧化數的升高與降低發生在兩種不同的物質中。
例如：Fe+2HCl===FeCl2+H2
分子內
在這類氧化還原反應中，氧化數的升高與降低發生於同一物質中，通常稱作自氧化還原反應。
例如：2KMnO4===K2MnO4+MnO2+O2↑
自氧化還原反應中，若同種元素部分氧化數升高，部分氧化數降低，則這種反應稱為歧化反應。
例如：Cl2 +H2O === HCl+HClO
歧化反應的逆反應稱為逆歧化反應，又稱作歸中反應。 [7]
相關視頻
1、氧化還原反應
2、氧化還原反應微課
外部連結
參考來源
- ↑ 什麼是氧化還原反應？氧化還原反應的特徵是什麼？,電泳技術學習分享網，2018年05月25日
- ↑ 氧化還原反應各概念之間的關係,高考網，2019-01-11
- ↑ 什麼是氧化還原反應,懂得網
- ↑ 氧化還原反應的實質與特質是什麼,高三網，2018-11-02
- ↑ 關於氧化還原反應，你還必須知道這些！,搜狐網，2016-12-04
- ↑ 氧化還原反應的應用,行知部落網
- ↑ 化學氧化還原方程式大全,高三網，2018-11-04