ХИМИЯ. ТЕМА №3.

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ

Кафедра общетеоретических дисциплин

подготовительного факультета для иностранных граждан МАДИ

Материал подготовлен в рамках выполнения программы стратегического развития МАДИ, мероприятие 1.2, проект 1.2.1

Мосюровым С.Е.

Содержание

Тема 3. Окислительно-восстановительные реакции

§1. Степень окисления

§2. Окислительно-восстановительные реакции (ОВР). Окислитель. Восстановитель

§3. Классификация ОВР

Тест

Ответы

Степень окисления (СО) показывает, сколько электронов при образовании связи смещается к атому элемента (знак «минус») или от него (знак «плюс»).

Знак степени окисления указывает на направление сдвига электронов: «–» для более электроотрицательного и «+» для более электроположительного элемента. В этом заключается отличие степени окисления от валентности: степень окисления может быть меньше нуля, тогда как валентность не имеет знака.

Максимальное значение степени окисления равно номеру группы, минимальное (номеру группы – 8).

Степень окисления не равна заряду атома в молекуле. Смещение электронов происходит не полностью, а частично, поэтому и частичный заряд атома будет меньше его степени окисления. Например, в молекуле HCl степени окисления атомов равны ±1, а частичные заряды δ=±0,17.

Степень окисления любого элемента в простом веществе равна нулю: H20, O20, P40, S80, т.к. в этих молекулах связи ковалентные неполярные и общие электроны не смещены ни к одному из атомов.

Элементы в соединениях могут иметь постоянную или переменную степень окисления.

Вернуться к содержанию

Тема 3. Окислительно-восстановительные реакции §1. Степень окисления.

Таблица. Элементы с постоянной степенью окисления в соединениях

Элемент	СО	Исключения
Ag, K, Li, Na	+1
H	+1	В гидридах – соединениях водорода с металлами (MeHx-1), степень окисления водорода = -1
Ba, Be, Ca, Cd, Mg, Zn	+2
Al	+3
F	-1
O	-2	В пероксидах (H2+1O2-1 или Ba2+2O2-1) степень окисления кислорода = -1. В фторидах кислорода (O2­+1F2-1 или O+1F2-1) степень окисления кислорода =+1

---

Вернуться к содержанию

 Таблица. Элементы с переменной степенью окисления в соединениях

Элемент	Степень окисления	Элемент	Степень окисления	Исключения
As	-3, +3, +5	Fe	+2, +3	Ферраты K2Fe+6O4, BeFe+6O4
Au	+1, +3	I	-1, +1, +3, +5, +7
Bi	+3, +5	Mn	+2, +3, +4, +5, +6, +7
Br	-1, +1, +3, +4, +5, +7	N	-3, -2, -1, +1, +2, +3, +4, +5
C	-4, +2, +4	Ni	+2, +3
Cl	-1, +1, +3, +4, +5, +6, +7	P	-3, -2, +1, +3, +5
Co	+2, +3	Pb	+2, +4
Cr	+2, +3, +6	S	-2, +4, +6	Дисульфиды H2S2-1, FeS2-1 Хлориды S2+1Cl2, S+2Cl2
Cu	+1, +2	Sb	-3, +3, +5
		Si	-4, +2, +4
		Sn	+2, +4

Вернуться к содержанию

Поскольку электроны смещаются от одних атомов (знак «+») к другим (знак «–»), то суммы положительных и отрицательных степеней окисления должны быть равны друг другу. Это объясняет известное правило: сумма степеней окисления всех атомов в сложном веществе равна нулю.

Определение степени окисления элемента по формуле вещества:

H+1NxO2-2 (+1)*1 + x*1 + (-2)*2 = 0 1 + x – 4 = 0 x = +3 H+1N+3O2-2

Определение формулы бинарного соединения по степени окисления элементов: пусть вещество состоит из алюминия Al (+3) и кислорода O (-2), тогда формула вещества в общем виде AlxOy, где x – число атомов (индекс) алюминия, y – число атомов (индекс) кислорода. Общее количество единиц степеней окисления 3*2 = 6. Тогда, x = 6/3 = 2, y = 6/2 = 3. Следовательно формула вещества Al2O3.

Пример 6. Молекула фтора F2.

В молекуле F2 связь неполярная. Общие электроны не смещены ни к одному из атомов, поэтому степень окисления фтора СОF = 0. В то же время валентность элементов здесь не равна нулю (WF = I, WO = II и т.д.).

Пример 7. Молекулы хлороводорода HCl и воды H2O.

Ковалентные связи в этих молекулах полярные. В молекуле HCl к хлору смещается один электрон водорода, а в молекуле H2O к кислороду – 2 электрона (по одному от каждого атома Н). Степени окисления будут следующие: H+Cl-, H+O-2H+.

Вернуться к содержанию

---

Тема 3. Окислительно-восстановительные реакции §2. Окислительно-восстановительные реакции (ОВР). Окислитель. Восстановитель

ОВР – это реакции, протекающие с изменением степеней окисления элементов входящих как в реагенты, так и в продукты.

Окисление – процесс отдачи электронов атомом, молекулой или ионом.

При окислении степень окисления увеличивается.

Атом, молекула или ион, которые отдают электроны – восстановители.

H20 – 2e-  2H+1

Zn0 – 2e-  Zn+2

Восстановление – это процесс присоединения электронов атомом, молекулой или ионом.

При восстановлении степень окисления уменьшается.

Атом, молекула или ион, которые принимают электроны – окислители.

Br20 + 2e-  2Br-1

Zn0 + 2e-  Zn-2

Вернуться к содержанию

Окислители	Восстановители
Простые вещества – неметаллы (кислород, галогены и др); Соединения содержащие элемент в максимальной (KMnO4, K2Cr2O7, K2CrO4, HNO3, H2SO4(конц)) или промежуточной степени окисления (H2O2­, MnO2, Ag2O,NaNO2, «царская водка»); Анод при электролизе.	Простые вещества – металлы; Некоторые неметаллы – водород и углерод; Соединения неметаллов в минимальной степени окисления; Соединения, содержащие элемент в промежуточной степени окисления (SO2, H2SO3, HNO2, H3PO3); Многие органические вещества – альдегиды, спирты, муравьиная кислота; Катод при электролизе.

Тема 3. Окислительно-восстановительные реакции §2. Окислительно-восстановительные реакции (ОВР). Окислитель. Восстановитель

Таблица. Важнейшие окислители и восстановители

Вернуться к содержанию





Тема 3. Окислительно-восстановительные реакции §3. Классификация ОВР

• Межмолекулярные ОВР – реакции, в которых окислители и восстановитель входят в состав разных веществ:

2KMn+7O4 + 3H2SO4 + 5Na2S+4O3 = K2SO4 + 2Mn+2SO4 + 5Na2S+6O4­ + 3H2­­O

KMn+7O4 – окислитель; Na2S+4O3 – восстановитель.

• Внутримолекулярные ОВР – реакции, в которых окислитель и восстановитель (атомы разных элементов или атомы одного элемента в разных степенях окисления) находятся в составе одного вещества:
• 2KCl+5O3-2 = KCl-1 + 3O20

Cl+5 – окислитель; O-2 – восстановитель.

• N-3H4­N+3O2 = N20 + 2H2­O

N+3 – окислитель; N-3 – восстановитель.

• Реакции диспропорционирования – это реакции, в которых атомы одного и того же химического элемента, находящиеся в одной степени окисления и входящие в состав одного вещества, являются и окислителем, и восстановителем:

4KCl+5O3 = KCl-1 + 3KCl+7O4

Cl+5 – окислитель; Cl+5 – восстановитель.

Вернуться к содержанию











Тема 3. Окислительно-восстановительные реакции Тест

• Укажите реакцию из нижеперечисленных которую не относят к окислительно-восстановительным
• Cu + H2SO4  CuSO4­ + SO2 + H2O
• AlCl3 + KOH  Al(OH)3 + KCl
• H2S + O2  SO2 + H2O
• HBr + H2SO4  Br2 + SO2 + H2O
• Укажите схему химической реакции, в которой соединение марганца имеет свойства восстановителя
• KMnO4 + HCl  KCl + MnCl2 + H2O + Cl2
• MnO2 + O­2 + KOH  K2MnO4 + H­2O
• H2­O2 + KMnO4 + H2SO4 
• MnO2 + H2SO4  MnSO4­ + O­2 + H­2O
• Среди приведённых схем химических реакции к межмолекулярным относят
• (NH4)2Cr2O7­  N2 + Cr2O3 + H2O
• AgNO3  Ag + NO2 + O2
• H2S + H2SO4  S + H2O
• Cl2 + H2O  HCl + HClO
• Укажите вещество, в котором хром может быть только окислителем
• CrCl2

Вернуться к содержанию













Тема 3. Окислительно-восстановительные реакции Тест

• Cr
• K2CrO4
• Cr2O3
• Среди приведённых процессов к процессам восстановления не относят
• Cu+2 Cu0
• Mo+2  Mo+6
• Fe+3  Fe+2
• N20  N-3H3
• Сумма всех коэффициентов в уравнении окислительно-восстановительной реакции FeCl3 + KI  FeCl2 + I2 + KCl равна
• 9
• 8
• 12
• 10
• Сумма всех коэффициентов в уравнении окислительно-восстановительной реакции

KMnO4 + Na2SO3 + H2SO4  MnSO4 + Na2SO4 + K2SO­4 + H2O равна

• 8
• 12
• 18

Тема 3. Окислительно-восстановительные реакции Тесты

• 17
• Укажите коэффициент перед формулой восстановителя в уравнении окислительно-восстановительной реакции KI + KMnO4 + H2SO4  MnSO4 + I2 + K2SO4 + H2O
• 2
• 4
• 5
• 10
• Сумма всех коэффициентов в уравнении окислительно-восстановительной реакции HNO2  HNO3 + NO + H2O равна
• 5
• 7
• 8
• 6
• Укажите коэффициент перед формулой окислителя в уравнении окислительно-восстановительной реакции HClO3 + H2S  HCl + H2SO4
• 2
• 8
• 4
• 6

Перейти к Ответам



































Тема 3. Окислительно-восстановительные реакции

Ответы

Задание	Вариант №1
1	2
2	2
3	3
4	3
5	2
6	1
7	4
8	4
9	2
10	3

Вернуться к содержанию

Вернуться к тесту



































Тема 3. Окислительно-восстановительные реакции

Решение

• Среди данных реакции с изменение степеней окисления элементов протекают реакции 1, 3 и 4. Следовательно они являются ОВР. Не ОВР это реакция 2.
• Cu0 + H2+1S+6O4-2  Cu+2S+6O4-2­ + S+4O2-2 + H2+1O-2
• Al+3Cl3-1 + K+1O-2H+1  Al+3(O-2H+1)3 + K+1Cl-1\
• H2+1S-2 + O20  S+4O2-2 + H2+1O-2
• H+1Br-1 + H2+1S+6O4-2  Br20 + S+4O2-2 + H2+1O-2
• Восстановитель в ОВР отдаёт электроны, повышая степень окисления. Среди приведённых процессов только в 2 случае MnO2 является восстановителем.

Mn+4O2 + O­2 + KOH  K2Mn+6O4 + H­2O

• Межмолекулярные реакции идут с изменением степени окисления в разных молекулах. В реакции 3 H2S-2 + H2S+6O4  S0 + H2O, восстановителем является H2S (S-2), а окислителем H2SO4 (S+6­).
• Только окислителями, т.е. понижать степень окисления могут вещества, в которых элемент находится в максимальной степени окисления. Среди перечисленных веществ максимальную степень окисления имеет Cr в соединении 3 – K2Cr+6O4.
• Среди приведённых процессов к процессам восстановления, т.е. присоединения электронов с повышением степени окисления относят 1, 3 и 4. Следовательно, процесс 2 Mo+2  Mo+6 является процессом окисления.

Вернуться к содержанию





































Тема 3. Окислительно-восстановительные реакции

Решение

• Определяем коэффициенты методом электронного баланса.
• Записываем схему реакции : FeCl3 + KI  FeCl2 + I2 + KCl
• Определяем степени окисления элементов и указываем степени окисления у тех элементов, у которых она изменяется: Fe+3Cl3 + KI-1  Fe+2Cl2 + I20 + KCl.
• Находим окислитель и восстановитель: Fe+3 - окислитель, он восстанавливается до Fe+2; I-1 – восстановитель, окисляется до I20
• Записываем уравнения процессов окисления и восстановления, обязательно учитываем количество атомов элементов, участвующих в процессах: Fe+3 + 1e-  Fe+2 - процесс восстановления 2I-1 – 2e-  I20 – процесс окисления
• Уравниваем число электронов, отданных восстановителем, и число электронов, принятых окислителем (находим электронный баланс) и коэффициенты при восстановителе и окислителе. Fe+3 + 1e-  Fe+2 2 2I-1 – 2e-  I20 1
• Подставляем полученные коэффициенты с учётом числа атомов элементов, участвующих в процессах в молекулярное уравнение, и используя закон сохранения массы, уравниваем его. 2FeCl3 + 2KI  2FeCl2 + I2 + KCl
• Находи сумму коэффициентов 2 + 2 + 2 + 1 + 1 = 8.

Вернуться к содержанию

---

Смотрите также файлы

• Согласовано заместитель директора по увр мбоу оош22 х. Новотроицкий.docx

• Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования тюменский государственный нефтегазовый университет.doc

• Тема Стоики говорили, что с судьбой бороться бесполезно кто за судьбой не идет, того она тащит. Как вы считаете, что более верно изменять себя или изменять внешние обстоятельства, если они вам не нравятся.pdf

• Травля, и что с ней делать не боится тот.pdf

• Методическая разработка внеклассного мероприятия литературнотеатральной композиции мы наследники той победы!.docx