第壹節氧化還原反應
教學目的:
1.在復習四種基本類型的反應,從得氧和失氧的角度劃分氧化反應和還原反應的基礎上,學生可以了解到化學反應有許多不同的分類方法,每種分類方法因依據不同而有不同的適用範圍。
2.使學生從價漲落和電子轉移的觀點理解氧化還原反應,並用“雙線橋”分析氧化還原反應。
3.讓學生了解氧化劑和還原劑。
4.對學生進行辯證唯物主義教育,如對立統壹。
教學重點和難點:
1,鞏固初中化學反應分類和主要反應類型的知識,加深理解。
2.用價漲落和電子轉移的觀點理解和分析氧化還原反應。
3.培養學生討論式的學習方法。
教學過程:
第壹類
(導讀)在初中的歷史課上,我們已經了解到,人類的進步和發展與火有著密切的關系,火是木柴等可燃物燃燒時產生的。燃燒的探索是壹個古老而年輕的課題,我們過去、現在、將來都在研究。研究燃燒中的反應、能量變化、燃燒效率以及產物對環境的影響,與本章知識密切相關。
(板書)第壹章化學反應及其能量變化
(旁白)初中學習中的燃燒是指可燃物與空氣中的氧氣發生壹種劇烈的氧化反應,放出光和熱。現在讓我們進壹步研究壹下。
(板書)第壹節氧化還原反應
(旁白)我們已經了解了木炭在氧氣中燃燒的反應:
C+O2點火=== CO2
這不僅是壹個化合反應,也是壹個氧化反應。可見,化學反應可以從不同的角度進行分類,更有利於理解各種化學反應的本質。
(板書)1。化學反應的類型
(旁白)初中主要學習了化學反應的兩種不同的分類方法:反應的基本類型、氧化反應和還原反應。
(板書)1,反應基本類型
(旁白)主要有四種:組合、替代、分解、復分解。這種分類是基於反應物和產物的類型以及反應前後物質的數量。
(板書)反應式表達
化合反應A+B = AB
分解反應AB = A+B
位移反應a+BC = AC+B。
復分解反應AB+CD = AD+CB
(學生活動)回憶反應概念。
化合反應-兩種或兩種以上物質形成另壹種物質的反應。
分解反應——壹種物質產生兩種或兩種以上其他物質的反應。
置換反應——壹種簡單物質與壹種化合物反應生成另壹種簡單物質和另壹種化合物的反應。
復分解反應——兩種化合物相互交換成分形成另外兩種化合物的反應。
(練習評論)舉壹個每個反應的例子,寫出化學方程式。要求:所有情況下都會產生二氧化碳。
C+O2點火=== CO2
CaCO3高溫=== CaO+CO2↑寫
C+2CuO高溫=== 2Cu+CO2↑ =
CaCO3 + 2HCl === CaCl2 + H2O + CO2
化學反應還有其他的分類方法。比如從氧的得與失的角度,我們也研究了氧化和還原反應。
(板書)2。氧化反應和還原反應
(告訴)化學反應根據反應中物質是得到氧還是失去氧,分為氧化反應和還原反應。
(板書)反應式的氧失和氧得的情況
氧化活性物質獲得氧氣的反應(被氧化)
物質失去氧氣(被還原)的反應。
(練習評論)各舉兩例。
(問題)以上是從不同角度對化學反應的分類。是否所有的化學反應都可以從以上角度進行分類?
(討論)P8討論問題(結合圖1-2)
(問題)1屬於哪種反應類型?為什麽?對此妳怎麽看?
(解析)該反應是兩個化合物生成壹個單質和壹個化合物的反應,不屬於四種基本類型反應中的任何壹種。可見,四種基本反應類型的分類方法只能從形式上進行劃分,不能反映化學反應的本質,也不能包含所有的化學反應。
(問題)2從氫氣和氧化銅的角度分析反應類型,再從整個反應分析反應類型。妳怎麽想呢?
(解析)氧化銅的反應是失去氧氣的反應,屬於還原反應,而氫氣的反應是得到氧氣的反應,屬於氧化反應。也就是說,在該反應中,不僅包括還原反應,還包括氧化反應。如果只是氧化反應或還原反應,那就不全面。它人為地把壹個反應中同時發生的兩個過程割裂開來,不能反映這類反應的本質。
從上面可以看出,氧化反應和還原反應不僅是兩個性質相反的反應,而且是兩個相互為對方存在,同時進行的反應,即它們的關系是對立統壹的。
(過渡)通過對這兩個化學反應的分析,大家已經意識到,我們之前研究的化學反應的分類方法並不完善,並沒有反映其本質。那麽,它的本質是什麽?這就是我們將在下面探討的。
(板書)二。氧化還原反應
(閱讀)P8以CuO+H2δ= Cu+H2O為例。
(解析)1。從得氧和失氧的角度分析氧化還原反應的概念。
獲得氧氣並被氧化。
氧化銅+H2δ=銅+ H2O
失去氧氣並被還原
H2從氧化銅中帶走氧,發生氧化反應。
CuO失去氧並經歷還原反應。
所以我們是這樣的,壹種物質被氧化,同時另壹種物質被氧化。
還原反應稱為氧化還原反應。
(解釋)“氧化”和“還原”雖然不同,彼此對立,但卻是相伴而行,同時進行的,是壹個不可分割的統壹整體。
(討論)P9
2.從元素化合價的升降分析氧化還原反應的概念。
(問題)從化學價的變化可以知道氧化還原反應嗎?
化合價上升並被氧化。
+2-2 0 0 +1-2
氧化銅+H2δ=銅+ H2O
化合價壹降再降。
(解析)從上面的化學方程式可以看出,CuO中Cu的化合價從+2變成了0,Cu的化合價降低了,所以我們說Cu被還原了。同時元素H的化合價提高了,我們說H被氧化了。
(學生活動)同理,請分析:2cuo+c高溫= = 2cu+CO2 =
H2O+C高溫= = H2+Co
(結論)提高物質中所含元素的化合價的反應是氧化,降低物質中所含元素的化合價的反應是還原。
反應。化合價升高,化合價降低,有氧化就有還原。
任何元素的化合價上升或下降的化學反應都是氧化還原反應。(這也是氧化還原反應的特點。)
其中,含有增價元素的物質是還原劑,含有減價元素的物質是氧化劑。
沒有元素價態波動的化學反應是非氧化還原反應。
第二節課
(復習)判斷下列哪個反應是氧化還原反應,指出哪個元素被氧化?哪個元素被還原了?
1、3 H2+fe2o 3δ= 2Fe+3H2O
2、C+H2Oδ= CO+H2
3、CO2 + H2O = H2CO3
4、4P+5O2點火== 2P2O5
5、2 kclo 3 MnO 2δ= = 2 KCl+3 O2↓
6、AgNO3 + HCl = AgCl↓ + HNO3
7、NaOH + FeCl3 = Fe(OH)3↓+ 3NaCl
(判斷依據)化合價有升有降嗎?
(總結)分析判斷反應是否為氧化還原反應,要把握兩個關鍵:壹是準確判斷各反應物和產物中各元素的化合價及其變化;二是要牢記“任何元素化合價上升或下降的化學反應都是氧化還原反應”。
(引言)上節課,我們先從得氧和失氧的角度來理解氧化還原反應,再從價漲落的角度來理解,但兩者都沒有揭示氧化還原的本質。那麽,氧化還原的本質是什麽?這是我們這堂課要討論的問題。
(問題)試從價漲落的角度分析鈉與氯的反應。
化合價上升並被氧化。
2Na+Cl2 = = 2 NaCl的點火
化合價壹降再降。
(分析)
鈉已經從零價氧化到+65438+零價。
氯從零價還原到-65438+零價,氯被還原。
可見化合價變化的觀點不僅可以分析氧
元素得失反應也可以分析無氧得失反應。
(總結)可見,氧並不壹定要參與氧化還原反應。
(思考)為什麽氧化還原反應中元素的化合價有升有降?以Na和Cl2的反應為例。
(解析)在離子化合物中,壹種元素的化合價是這種元素的壹個原子獲得和失去的電子數。因為電子帶負電,失去電子的原子帶正電,這種元素的化合價為正;得到電子的原子帶負電,這種元素的化合價是負的。
對於鈉和氯的反應,鈉原子最外層有1個電子。
Na在反應中失去了這1個電子,價態從零增加到+1。
Cl最外層有7個電子,反應得到1個電子。化合價是從
零價格降到-65438+零價格。
因此,我們可以這樣說:
元素的原子價上升或下降是因為它們的原子得到或失去。
因為電子。
化合價增加的價數就是失去的電子數,化合價減少。
的化合價是得到的電子數。
(例如)Mg+Cl2 = = MgCl2的點火
(解析)Mg的化合價增加了2,因為失去了兩個電子。
Cl的化合價減少了1,因為得到了1個電子,又因為有兩個Cl,* * *得到了2×e-
(問題)有些反應,比如H2和Cl2的反應,沒有真正的電子得失。元素的化合價為什麽會有升有降?
(解析)對於氫和氯的反應,H和Cl通過* * *,與壹對電子形成HCl分子。因為Cl吸引電子的能力很強,所以* *的化合價從0到-1都偏向Cl和Cl。* * *當電子對偏離H時,氫的化合價從零增加到+65438+零。所以電子對的偏離也會導致化合價的升降,這也符合氧化還原反應的定義。
對於氧化還原反應的理解,要通過化合價變化的特征現象,看到本質原因是電子的得失或偏離。
這樣,我們就可以從電子轉移的角度重新定義氧化還原反應。
(板書)3。從電子轉移的角度分析氧化還原反應的概念。
物質失去電子(或* * *利用電子對偏離)的反應是氧化反應;
物質獲得電子(或者* * *被電子對偏置)的反應是還原反應。
任何有電子轉移(獲得或損失或移動)的反應都是氧化還原反應。
沒有電子轉移的反應是非氧化還原反應。綜上所述,我們可以看出
氧化還原反應的特點:反應前後元素的化合價發生了變化。
氧化還原反應的本質:電子轉移(獲得或損失或偏離)
(描述)氧化還原反應中電子轉移與價漲落的關系:p 11圖1-6。
-化合價增加,電子丟失,被氧化。
-4 -3 -2 -1 0 +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7
化合價降低,電子增加,電子減少。
(總結)兩行
電子損失(或電子對偏離)→價增加→氧化→氧化反應→氧化產物。
獲得電子(或電子對偏壓)→還原化合價→被還原→還原反應→還原產物。
替代特征
(公式)氧氣流失了,還會回來。
(指導)請根據氧化還原反應的本質和特點,總結出判斷壹個化學反應是否屬於氧化還原反應的方法。標準化化合價→觀察→結論
(課堂練習)判斷下列反應是否屬於氧化還原反應,如果是,標出元素化合價的變化。
(1)2 kmno 4δ= = k2mno 4+MnO 2+O2↓
(2)2H2O 2δ= = 2H2O+O2↑
(3)cuso 4+2 NaOH = Cu(OH)2←+na2so 4
(4) 2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl3
(5) Cu+2H2SO4(濃)δ = = CuSO4+SO2 =+2H2O
我們知道氧化還原反應的本質是電子的轉移,以化合價的升降為特征。怎樣才能簡潔明了的表達化學方程式中的氧化還原過程?
(板書)4。“雙橋”是指氧化還原反應。
(解析)以3H2+Fe2O3高溫= = 2Fe+3H2O為例。
首先判斷是否屬於氧化還原反應,如果是,則標記元素化合價的變化。
0 +3 0 +1
3H2+Fe2O3高溫= = 2fe+3H2O
(問題)如果在方程中畫這兩條線,仔細看,能說明什麽?
(解釋)同學們的回答都是有道理的,但是既然反應是氧化還原反應,那麽無論是哪種變化,其本質都是由於電子的轉移。下面我們就在網上用簡短的話來解釋壹下它變化的過程。
如果失去6×e-則化合價增加,氧化增加的化合價就是失去的電子數。
0+30+1其中,得到電子的物質是氧化劑;失去電子
高溫物質3H2+Fe2O3 = 2fe+3H2O為還原劑;氧化後得到的物質就是氧化。
產品;還原後得到的物質就是還原產物。
得到了2×3e-,化合價降低又降低。
這樣,氧化還原反應中電子轉移的方向和數量,反應前後同壹元素的化合價變化,氧化還原的情況和結果都清晰地顯示出來。這種方法就是“雙線橋”法。
(描述)用“雙橋”法表示氧化還原反應,書寫時註意以下幾點:
(1)首先,標出變價元素的化合價。分布兩個線橋,壹個在頂部,壹個在底部。線橋的方向是從反應物側到產物側,首尾必須對應同壹種有化合價變化的元素。
(2)橋標有電子得失、價漲落、氧化還原等。
(3)“×”前是參與氧化還原反應的原子數,與方程式前的系數不壹定壹致。
“×”後,每個原子參與氧化還原反應得到或失去的電子數等於化合價的變化。
(4)代表電子的符號不要漏掉“E”字右上方的“-”。
(5)電子轉移總數的計算:例如,例中的電子轉移總數是6e-,而不是12e-
(問題)氧化還原反應中電子得失總數有什麽關系?總價漲跌呢?
(A)他們都是平等的。
(6)獲得和損失電子的總數應該相等。(可檢查)
(示例)C+O2點火= = CO2分析
(鞏固練習)用“雙橋”法表示以下氧化還原反應。
(1) Cl2 + 2KI = 2KCl + I2
(2) MnO2+4HCl(濃縮)δ = = mncl2+Cl2 =+2h2o
(3)鐵+硫酸銅=銅+硫酸亞鐵
(4)硝酸+ H2O =硝酸+硝酸
(操作)以下氧化還原反應用“雙橋”法表示。
(1) Mg+Cl2 = = MgCl2的點火
(2)2 kclo 3 MnO 2δ= = 2 KCl+3 O2↑
(3) 2Al+3H2SO4(稀釋)= Al2 (SO4) 3+3H2 =
(4) 2H2S + SO2 = 3S↓+2H2O
(5) 2FeCl2 + Cl2 =2FeCl3
(6) Cu+2H2SO4(濃)δ = = CuSO4+SO2 =+2H2O
第三類
(復習題)1。氧化還原反應有什麽特點?氧化還原反應的本質是什麽?
(元素的化合價因電子轉移而改變)
2.兩條線?(失去氧氣,就減少了。)
3.以下幾類中,左邊的物質能生成右邊的物質時,有橫線的元素是氧化還是還原?
(1) KI → I2
(2)NO2→硝酸
(3)三氯化鐵→三氯化鐵
(4)硫酸鈉→硫酸鈉
4.“雙橋”法指出了氧化還原反應中的註意事項。
(反映此反應的本質和參與反應的物質之間的氧化還原關系)
以CuO+H2δ= Cu+H2O為例,用“雙橋”法表示。
至此,我們已經認識到氧化還原反應的特點是價的升降,其本質是電子轉移。那麽,氧化還原反應和我們初中學過的四種基本類型的反應有什麽關系呢?
(板書)5。與基本反應類型的關系
基本反應類型
反響應示例
氧化與否
還原反應
和氧化還原
反應關系
化合反應
3Fe+2O2點火= = Fe3O4
是
十字叉
氧化鈣+ H2O =氫氧化鈣
不
分解反應
2H2O通電= = 2h2 =+O2 =
是
十字叉
CaCO3高溫= = Cao+CO2 =
不
置換反應
鐵+硫酸銅=銅+硫酸亞鐵
是
從屬屬
氧化銅+H2δ=銅+ H2O
是
置換反應
NaCl + AgNO3 = AgCl↓+ NaNO3
不
相位對
氫氧化鈉+鹽酸=氯化鈉+ H2O
不
(討論)P11討論主題
(思考1)為什麽置換反應屬於氧化還原反應?
(解析)根據其特點:在A+BC=AC+B反應中,無論是元素的化合價由零變為正(負)還是元素的化合價由正(負)變為零,即反應前後元素的化合價壹定發生了變化,也就是說壹定有電子轉移,所以都是氧化還原反應。
(思考二)為什麽復分解反應屬於非氧化還原反應?
(解析)根據其特點:AB+CD=AD+CB,兩種化合物只是相互交換組分,沒有電子轉移,說明化合價不變,所以都是非氧化還原反應。
(思考3)壹定是氧化還原反應的化合反應和分解反應有什麽特點?
(解析)與單質的化合反應和與單質的分解反應壹定是氧化還原反應。因為有元素人參
加,元素的化合價肯定有變化。
(概要)見圖1-7
回顧理解氧化還原反應概念的過程:氧得失角→價漲落角→電子轉移角。其概念經歷了壹個由淺入深、由現象到本質的發展過程。掌握氧化還原反應的本質和規律,對於學好化學和解決實際問題非常重要。
(解析)得到1×2e-,化合價降低。在這個反應中,H2失去了電子,被氧化了。靠什麽物質?
CuO .CuO起氧化作用,所以CuO叫氧化劑;氧化
CuO+H2δ= Cu+H2O別人的物質;CuO中Cu的電子被H2還原,H2上升。
還原,所謂H2還原劑,還原別人的物質。
當失去2×e-時,化合價增加。氧化寫的時候註意2e-和2×e-的區別。
(描述)在氧化還原反應中,氧化劑和還原劑作為反應物參與氧化還原反應,電子從還原劑轉移到氧化劑。
(板書)三。氧化劑和還原劑
氧化劑:獲得電子(或電子對偏壓)的物質
還原劑:失去電子(或電子對偏離)的物質
(描述)在氧化還原反應中,氧化劑獲得電子,所含元素的化合價降低,產生還原反應;還原劑失去電子,所含元素的化合價增加,導致氧化反應。顯然,電子轉移的方向是從還原劑到氧化劑,H2失去電子到CuO,電子轉移後產生產物。所以氧化劑和還原劑都是反應物。
氧化劑獲得電子後得到的物質是還原產物;還原劑失去電子後得到的物質是氧化產物,所以氧化產物和還原產物都是產物。
(註)氧化劑、還原劑、氧化產物、還原產物都是指某種物質。
(問題)那麽,氧化劑和還原劑的性質是什麽?
(板書)氧化性:物質獲得電子的性質。
還原性:物質失去電子的本質
氧化劑是氧化的,還原劑是還原的。
(描述)獲得電子的能力越強(越容易),物質的氧化作用就越強;失去電子的能力越強(越容易),物質的還原性就越強。
至此,圍繞氧化還原反應的本質——電子轉移,我們已經介紹了幾組概念,可以歸納如下:
(板書)兩個關系:
本質特征本身反映了產品的材料屬性。
獲得電子→降低化合價→被還原→還原反應→還原產物→氧化劑→氧化性。
電子損失→化合價增加→氧化→氧化反應→氧化產物→還原劑→還原性。
(式)當氧氣作為還原劑被還原時,它作為氧化劑被還原。
(課內記憶)理解記憶的兩種關系
(作業)習題P13三。1還指出了氧化產物和還原產物。
第四節課
(回顧)兩種關系
氧化劑和還原劑是相互依存的,只有它們共同作用才能完成氧化還原反應。
(習題)氫分析是氧化還是還原,填空:
應加入(1) Fe → FeCl2和氧化劑,如Cl2。
(2) CuO → Cu,需要添加還原劑,如H2、碳和鈷。
(3) HCl → Cl2是氧化反應,HCl是還原劑。
(4) HCl → H2是還原反應,HCl是氧化劑。
(5) Fe3+ → Fe,需要還原劑,Fe3+是氧化性的。
(6) KI → I2,需要添加氧化劑。
(總結)1,氧化劑和還原劑都是指反應物。
2 .氧化劑中所含元素化合價降低;還原劑中包含元素的化合價增加。
3.氧化劑本身被還原;還原劑本身被氧化。
4.氧化劑正在氧化;還原劑具有還原性。
(總結)通過以上練習,應進壹步明確在氧化還原反應中,氧化劑的電子價態還原;還原劑的失電子價增加並被氧化。
(問題)在學過的物質中,哪些常用作氧化劑,哪些常用作還原劑?
(解析)壹般非金屬元素的最外層電子大於等於4,反應中容易得到電子,所以非金屬單質壹般可以作為氧化劑,如O2、Cl2等。
壹般金屬原子的最外層電子都小於4,在反應中容易失去電子,所以可以用單質金屬做還原劑,如鐵、鎂、鋁等。
此外,壹些非金屬單質也可用作還原劑,如C和H2。
考慮到電子的得失與化合價升降的關系,含高價元素的化合物化合價可以降低,容易得到電子,常用作氧化劑,如濃H2SO4、KMnO4等。含有低價元素的化合物容易失去電子,常用作還原劑,如NH3和H2S。
(板書)三。常見的氧化劑和還原劑
(1)常見的氧化劑有:
活性非金屬元素:O2、Cl2、F2
含高價元素的化合物:濃H2SO4、KMnO4、HNO3、FeCl3、CuCl2。
(2)常見的還原劑有:
活潑或更活潑的金屬:鉀、鈉、鎂、鋁、鋅等。
壹些非金屬元素:H2,碳,矽,磷
含低價元素的化合物:FeCl2、HCl、H2S、KI、NH3、CO、SO2、Na2SO3等。
(習題)1,“服用維生素C可將食物中的三價鐵離子變成二價鐵離子”,說明維生素C在這個反應中是還原劑,具有還原性。
2.請指出下列反應中的氧化劑和還原劑。
(1) MnO2+4HCl(濃縮)δ = = mncl2+Cl2 =+2h2mno2hcl
(2) Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑ HCl Zn
(3) Cl2 + H2O = HCl + HClO
(概要)1。判斷氧化劑和還原劑,要掌握化合價變化的特點。
2.同壹種物質可以在不同的反應和不同的條件下用作氧化劑或還原劑。
3.有些物質在同壹個反應中既是氧化劑又是還原劑。
氧化還原反應是壹種重要的化學反應,廣泛應用於工農業生產、科學研究和日常生活中。
(閱讀)P12的最後兩段
(解說)課後練習三。1總結從(1)(2)可知,氧化產物的還原產物可以是同壹種物質。
根據(3)和(4),氧化劑和還原劑可以是相同的物質。
第五類(補充)
(回顧)兩種關系
(躍遷)在任何氧化還原反應中,氧化劑和還原劑得到和失去的電子總數壹定相等,說明元素的價數增加和減少的總數相等,這是氧化還原反應最本質的規律。
(板書)4。氧化還原反應的壹些規律
1,電子守恒定律
還原劑損失的電子總數=氧化劑損失的電子總數
(解釋)在任何氧化還原反應中,氧化劑獲得的電子總數總是等於還原劑失去的電子總數。從化學價態來看,氧化劑中元素的價態減少的總數總是等於還原劑中元素的價態增加的總數。掌握了這個規律就可以進行定量計算,以後在學習氧化還原反應方程式的配平時就會用到。
(過渡例)試從化合價角度分析:S2-、Fe2+、Fe3+、Mg2+、S、I-和H+中,可氧化的只有Fe3+、Mg2+和H+;只有可還原的是:S2-和我-;氧化和還原都是Fe2+和S..
(解析)從元素的化合價來看,離子中元素的化合價處於最高時,只能將電子化合價還原還原,表現為氧化;當它處於最低價時,只有電子損失價增加,發生氧化反應,表現出還原性。很明顯,如果妳在中間價,妳可以得到和失去電子,化合價可以下降和上升,所以它既是氧化又是還原。這就是根據元素的化合價來推斷離子性質的規律,可以稱之為化合價利用規律。
(板書)2。化合價利用定律
在最高的價格-只有氧化
當相同的元素處於最低價格時-只有減少。
價格適中——氧化型和還原型
(過渡)Fe+CuSO4 = FeSO4+Cu
還原劑氧化劑氧化產物還原產物
(解析)從這個反應可以看出,Fe能將+2價Cu還原成0價Cu,說明Fe的還原性比Cu強,即在這個氧化還原反應中,還原劑的還原性比還原產物的還原性強,反之亦然。
推而廣之,氧化還原反應本質上是壹個從左到右由強到弱的過程,可以概括為:
(板書)3。財產轉讓法
氧化劑+還原劑=還原產物+氧化產物
氧化:氧化劑>;氧化產物
還原性:還原劑>;還原沈積物
(總結)利用這個轉移定律,我們可以判斷物質氧化性或還原性的相對強弱。
具體方法是:先找出反應物中的氧化劑和還原劑,再找出產物中的氧化產物和還原產物,最後得出結論。
如上:氧化性:CuSO4 > FeSO4
還原性:鐵>銅