氧化还原教学过程.docx

氧化还原教学过程.docx

《氧化还原教学过程.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《氧化还原教学过程.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

氧化还原教学过程

[板书设计]

第三节氧化还原反应

一、氧化还原反应

1、氧化还原反应的特征：

元素化合价升降

2、氧化还原反应的本质：

电子转移【板书】第三节氧化还原反应

【复习】试写出氢气还原氧化铜的化学方程式；

我们初中学过氧化反应和还原反应，请以上述反应为例，从得氧、失氧角度分析氧化还原反应，指出氧化剂、还原剂。

一个学生板书：

思考、回答：

H2夺取CuO中的氧与氧结合发生了氧化反应，CuO失去氧发生了还原反应。

在反应中，H2夺取氧是还原剂；CuO提供氧，是氧化剂。

复习初中学过的知识，注重初、高中知识的衔接。

（【思考、讨论】

氧化反应：

2Mg+O2=2MgO

还原反应：

CuO＋H2==Cu＋H2O

分类的标准：

得失氧

Mg得到氧，发生氧化反应

CuO失去氧，发生还原反应

【讨论，回答】氧气失去氧，发生了还原反应；氢气得到氧，发生了氧化反应。

）

一、氧化还原反应

【过渡】那么请大家再分析下列3个氧化还原反应：

2CuO+C=2Cu+CO2↑

H2O+C=H2+CO

CuO+H2=Cu+H2O（思考与交流】

化合价降低，发生还原反应

+200+4

2CuO+C=2Cu+CO2↑

化合价升高，发生氧化反应

化合价降低，发生还原反应

H2O+C=H2+CO

化合价升高，发生氧化反应

化合价降低，发生还原反应

CuO+H2=Cu+H2O

化合价升高，发生氧化反应

）

在以上反应中各元素的化合价在反应前后有无变化，讨论氧化还原反应与元素化合价的升降有什么关系。

【过渡】通过以上分析可以看出物质所含元素化合价升高的反应是氧化反应，物质所含元素化合价降低的反应是还原反应。

板书》1.氧化还原反应（oxidation-reductionreaction,也作redoxreaction）是在反应前后元素的化合价具有相应的升降变化的化学反应。

在反应过程中有元素化合价变化的化学反应叫做氧化还原反应。

（（这种反应可以理解成由两个半反应构成，即氧化反应和还原反应。

此类反应都遵守电荷守恒。

在氧化还原反应里，氧化与还原必然以等量同时进行。

两者可以比喻为阴阳之间相互依靠、转化、消长且互相对立的关系。

有机化学中也存在氧化还原反应。

））

那么我们再看下面反应：

Fe+CuSO4=FeSO4+Cu（【分析】

化合价升高

0+2+20

Fe+CuSO4=FeSO4+Cu

化合价降低

）

【小结】可见，在反应Fe+CuSO4=FeSO4+Cu中虽然没有发生得氧失氧的情况，但其与上面我们刚刚分析的三个得失氧的反应有共同的特点：

物质所含元素化合价发生了升降。

由此，并非只有得失氧的反应才是氧化还原反应。

①指出上述化学方程式中各元素的化合价。

②你能否从化合价的变化认识氧化还原反应的特征？

思考、回答：

氧化还原反应的主要特征是元素的化合价在反应前后发生了改变。

板书】1、氧化还原反应的特征：

元素化合价升降（也是判断依据）

【过渡】为什么氧化还原反应前后元素化合价会发生变化?

其本质原因是什么?

以反应2Na+Cl2====2NaCl为例，观看NaCl的形成过程的flash，分析元素化合价升降的本质原因。

钠最外层一个电子，在化学反应中易失去一个电子达稳定结构，氯最外层七个电子在化学反应中易得一个电子达稳定结构。

（

【观看动画并回答】钠元素在反应后化合价升高是由于钠原子在反应中失去了一个电子，显+1价；氯元素在反应前后化合价降低是由于氯原子在反应中得到一个电子，显-1价。

元素化合价升降是由元素得或失电子所引起的。

从NaCl的形成看化合价升降的根本原因是电子的得失

【过渡】再以H2＋Cl2==2HCl为例观看HCl的形成过程的flash，分析元素化合价升降的本质原因。

】

H2和Cl2化合时没有电子的得失，氢氯两原子通过共用电子对结合成共价化合物的分子由于原子吸引电子的能力有差别，造成共用电子对的偏移，且共用电子对偏向氯原子，偏离氢原子，即化合价的变化是由于共用电子对的偏移引起的。

）【总结】电子得失共用电子对偏移

【板书】2、氧化还原反应的本质：

电子转移（得失或偏移）

板书总结：

氧化剂发生还原反应，得电子，化合价降低，有氧化性，被还原,生成还原产物。

　　还原剂发生氧化反应，失电子，化合价升高，有还原性，被氧化,生成氧化产物。

编辑本段与电化学（electrochemistry）的关系

每一个氧化还原反应都可以做成一个原电池。

其中发生氧化反应的一极为原电池的负极,在金属做两极时,活泼性较强的金属常做负极；发生还原反应的一极为原电池的正极,在金属做两极时,活泼性较弱的金属常做正极。

两个电极之间有电势差（电化学上通常叫电动势），因此反应可以进行，同时可以用来做功。

【引申】

根据上题进行填空：

归纳氧化还原反应和四种基本反应类型的关系？

教师活动学生活动设计意图[思考与交流6]

①有没有氧化还原反应？

若有，请找出来。

②你认为四种基本类型的反应与氧化还原反应的关系怎样？

化合反应①CO2+C高温2CO

②SO2+H2O=H2SO3

分解反应③CaCO3高温CaO+CO2↑

④2H2O通电2H2↑+O2↑

置换反应⑤Fe+2HCl=FeCl2+H2↑

⑥2CuO+C高温2Cu+CO2↑

复分解反应⑦HCl＋NaOH＝NaCl＋H2O

⑧BaCl2+Na2SO4=2NaCl+BaSO4↓

③有人说置换反应，有单质参加的化合反应和有单质生成的分解反应全部氧化还原反应。

你认为这个说法正确吗？

请说明你的理由。

④尝试画出化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应与氧化还原反应的交叉分类示意图，并列举具体的化学反应加以说明。

【引申练习】

[归纳与整理6]

从氧化还原反应的角度认识四种基本类型

置换反应全部属于氧化还原反应

有单质参加的化合反应和有单质生成的分解反应全部属于氧化还原反应

复分解反应全部属于非氧化还原反应

有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应，但有单质参与的反应不一定是氧化还原反应（如石墨变成金刚石）。

复分解反应则一定不是氧化还原反应。

　　对于不属于上述四种基本反应类型的化学反应，有属于氧化还原反应的（例如一氧化碳还原氧化铜），也有不属于氧化还原反应的（例如氧气在一定条件下反应变成臭氧）

　　归中反应，歧化反应可以看作是特殊的氧化还原反应

1、下列个反应是否为氧化还原反应

①CaO+H2O==Ca（OH）2

②2Na+Cl2==2NaCl

③CaCO3==CaO+CO2↑

④2H2O==2H2↑+O2↑

⑤Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑

⑥Fe+CuSO4==FeSO4+Cu

⑦BaCl2+Na2CO3=BaCO3+2NaCl

2、判断题：

有单质参加的化合反应一定是氧化还原反应;（）

有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应;（）

有单质参加或生成的反应一定是氧化还原反应（）

【随堂练习】

判断下列反应是否属于氧化还原反应？

⑴2Mg+O2==2MgO

⑵2KClO3==2KCl+3O2↑

⑶Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑

⑷Fe+2HCl==FeCl2+H2↑

⑸Cu（OH）2==CuO+H2O

【随堂练习】模仿课本分析2Na+Cl2=2NaCl的模式分析下列氧化还原反应：

（1）Fe+CuSO4==FeSO4+Cu

（2）2H2O====2H2↑+O2↑

【课堂练习5】下列反应不是氧化还原反应的是（）

A.2F2+2H2O==4HF+O2

B.I2+SO2+H2O==H2SO4+2HI

C.2KMnO4＋16HCl（浓）==2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O

D.Na2O＋H2O==2NaOH

【引言】氧化还原反应中，电子的得失或转移如何表示呢？

【板书】二、氧化还原反应表示法

【设问】写出氢气还原氧化铜的化学方程式，并标出各元素的化合价。

此反应中的电子转移如何表示呢？

一个学生板书：

编辑本段表示方法——双线桥法

　　表明反应前后同一元素原子间的电子转移情况

1.双线桥法的基本步骤

（1）标价态

　　明确标出各发生氧化还原反应的元素化合价。

（2）连双线

连一条线由氧化剂中化合价降低的元素指向还原产物中的相应元素，另一条线由还原剂中化合价升高的元素指向氧化产物中的相应元素。

　　（3）注得失

一律标出“失去”或“得到”的电子数，格式为“得或失发生氧化还原反应的原子数×单位原子得失电子数”和该元素“被氧化”或“被还原”。

）

【组织讨论】双线桥法可以表示什么？

书写时应注意什么？

讨论后回答。

双线桥法可以表示出同一元素，在反应物和生成物之间原子或离子得失电子的结果。

注意：

①双箭号从反应物指向生成物；②

箭头，箭尾一律指向化合价变化的同种元素；③还原剂失去电子总数和氧化剂得到电子数总数相等（得失电子数目应相等。

）（4）（一律在线上标出升降变化，如“化合价升高”“化合价降低”，不可标为“升价”或“降价”。

一律注明"得"或"失"字样.数字表示该元素失去电子（也是另一元素得到）电子的总数

图示:

失ne-电子

还原剂+氧化剂→氧化产物+还原产物

得ne-电子

【课堂练习1】

用双线桥表示下列氧化还原反应，标出电子转移的方向和数目

MnO2＋4HCl（浓）==MnCl2＋2H2O＋Cl2↑

2FeCl3＋H2S==2FeCl2＋S↓＋2HCl

2FeCl3+2HI=2FeCl2+2HCl+I2

【设问】能否用其它的方法表示氧化还原反应呢？

编辑本段表示方法——单线桥法

　　表明反应前后不同元素原子间的电子转移情况

1.单线桥法的基本步骤

（1）标价态

　　明确标明发生氧化还原反应的元素的化合价

（2）连单线

　　连接方程式左边的氧化剂与还原剂，箭头一律指向氧化剂

　　（3）注得失

　　标出转移的电子的总数，这里不用像双线桥那样，仅需直接标出电子总数

2.注意事项

（1）不得标明"得"或"失"，否则是错的

（2）箭头表示电子转移的方向，指向氧化剂.数字表示该元素失去电子（也是另一元素得到）电子的总数.②箭号的出发点是失电子的元素。

图示：

ne-

还原剂+氧化剂→氧化产物+还原产物

【课堂练习二】

【课堂练习2】溴化碘（IBr）的化学性质与卤素单质相似，能与大多数金属反应生成相应的氯化物，跟水反应的化学方程式为：

IBr＋H2O==HBr＋HIO,下列有关IBr的叙述中，不正确的是（）

A.很多反应中IBr是氧化剂

B.在IBr中碘和溴的化合价均为零

C.和水反应时，IBr既是氧化剂又是还原剂

D.和NaOH反应生成NaBr和NaIO

氧化还原反应五规律

　　一、表现性质的规律

　　1、价态律：

元素处于最高价态，只具有氧化性；元素处于最低价态，只具有

　　还原性；处于中间价态，既具氧化性，又具有还原性

　　例1在下列物质中，既具有氧化性又具有还原性的是（）。

　　A．铁　　　B．硫　　　C．铁和硫　　　D．氧和铁

　　答案：

B。

　　二、性质强弱的规律

　　2、强弱律：

反应中满足：

氧化性：

氧化剂＞氧化产物

还原性：

还原剂＞还原产物（

一物质还原性很强=失电子的能力强

　　一个反应中，具有还原性的物质：

1、还原剂2、还原产物

　　一个反应中，具有氧化性的物质：

1、氧化剂2、氧化产物

　　金属性在本质上就是还原性，而还原性不仅仅表现为金属的性质。

　　非金属性在本质上就是氧化性，而氧化性不仅仅表现为非金属单质的性质。

　　一个粒子的还原性越强，表明它的氧化性越弱；粒子的氧化性越强，表明它的还原性越弱。

　　即在金属活动性顺序表中，排在前面的金属还原性强，排在后面的金属离子氧化性强

　　如：

在元素周期表中，非金属性最强的非金属元素氟，它的氧化性最强，因此氟元素无正价。

反之，金属性越强的元素，它的还原性也就越强。

　　一切氧化还原反应之中，还原剂的还原性＞还原产物的还原性

　　一切氧化还原反应之中，氧化剂的氧化性＞氧化产物的氧化性

　　还原性的强弱只与失电子的难易程度有关，与失电子的多少无关。

　　金属得电子不一定变为0价例：

2Fe+Cu=2Fe2++Cu2+，Fe3+—Fe2+

）

例2（1993年高考题）根据反应式：

（1）2Fe3++2I-=2Fe2++I2，

（2）Br2+2Fe2+=2Br-+2Fe3+，可判断出离子的还原性从强到弱的顺序是（）。

　　A．Br-、Fe2+、I-

　　B．I-、Fe2+、Br-

　　C．Br-、I-、Fe2+

　　D．Fe2+、I-、Br-

解析：

反应

（1）中还原剂是I-，还原产物是Fe2+，故还原性I-＞Fe2+；反应

（2）中还原剂是Fe2+，还原产物是Br-，故还原性Fe2+＞Br-。

综合起来可知还原性I-＞Fe2+＞Br-，应选（B）。

【课堂练习3】下列反应中，能说明卤素氧化性顺序是Cl>Br>I的是（）

①2HClO4+Br2==2HBrO4+Cl2②2NaBr+Cl2==2NaCl+Br2

③2KI+Cl2==2KCl+I2④2KI+Br2==2KBr+I2

A.仅①②③B.仅①②④C.仅②③④D.①②③④

【课堂练习4】根据下列反应判断有关物质还原性由强到弱的顺序是（）

H2SO3+I2+H2O=2HI+H2SO42FeCl3+2HI=2FeCl2+2HCl+I2

3FeCl2+4HNO3=2FeCl3+NO↑+2H2O+Fe（NO3）3

A.H2SO3>I->Fe2+>NOB.I->Fe2+>H2SO3>NO

C.Fe2+>I->H2SO3>NOD.NO>Fe2+>H2SO3>I-

三、反应先后的一般规律

3、优先律：

在同一氧化还原反应中,氧化剂遇多种还原剂时,先和最强还原剂反应

　　在浓度相差不大的溶液中，同时含有几种还原剂时，若加入氧剂，则它首先与溶液中还原性最强的还原剂作用；同理，同时含有几种氧化剂时，若加入还原剂，则它首先与溶液中氧化性最强的氧化剂作用。

　　例如1993年全国高考化学题中涉及到NaBr、H2SO4、MnO2之间发生的主要反应的化学方程式。

我们知道，浓H2SO4，可氧化Br-，MnO2也可氧化Br-，究竟是发生反应2NaBr+3H2SO4（浓）+MnO22NaHSO4+MnSO4＋2H2O+Br2↑，还是2NaBr+3H2SO4（浓）=2NaHSO4+SO2↑+2H2O+Br2↑？

这就要分析浓H2SO4、MnO2的氧化性哪个更强些。

我们熟知浓H2SO4不能氧化Cl-而MnO2可氧化Cl-，说明MnO2的氧化性比浓H2SO4强，故前述两个反应中第一个是正确的。

四、价态归中的规律

4、转化律：

同种元素不同价态间发生归中反应时，元素的化合价只接近而不交叉，最多只能达到同种价态

含同种元素不同价态的物质间发生氧化—还原反应时，该元素价态的变化一定遵循“高价+低价→中间价”的规律。

这里的中间价可以相同（谓之“靠拢”），也可以不同——但此时必是高价转变成较高中间价，低价转变成较低中间价（谓之“不相错”）。

例如不同价态硫之间可以发生的氧化—还原反应是：

　五．　守恒律

在任何氧化—还原反应中，氧化剂得电子（或共用电子对偏向）总数与还原剂失电子（或共用电子对偏离）总数一定相等。

　　例3（1993年高考题）硫酸铵在强热条件下分解，生成氨、二氧化硫、氮气和水。

反应中生成的氧化产物和还原产物的物质的量之比是（）。

　　A．1∶3　　　　B．2∶3

　　C．1∶1　　　　D．4∶3

　　设有n摩电子得失，则得到氧化产物N2为n/6摩，还原产物SO2为n／2摩，它们的物质的量之比n／6∶n／2=1∶3，故选（A）。

编辑本段范例氧化还原方程式的书写——碳与硝酸

1,写出反应物和生成物的化学式

　　C+HNO3→NO2+CO2+H2O

2,列出元素的化合价的变化

　　在反应物这边在生成物这边变化量

　　C化合价0+4升高4

　　N化合价+5+4降低1

3,使化合价的升高和降低的总数相等

　　C+4HNO3→4NO2+CO2+H2O

4,配平其他物质的系数

C+4HNO3=4NO2↑+CO2↑+2H2O

编辑本段配平方法1——电子守恒法

1、配平原理

　　发生氧化还原反应时，还原剂失去电子、氧化剂得到电子。

因为整个过程的本质好比是还原剂把电子给了氧化剂，在这一失一得之间，电子守恒。

故根据还原剂失去电子的数目和氧化剂得到电子的数目相等，结合二者化合价的改变情况，可以分别把氧化剂、还原剂的计量数计算出来，这样整个氧化还原反应就顺利配平了。

2、方法和步骤

　　①标出发生变化的元素的化合价，并确定氧化还原反应的配平方向。

　　　在配平时，需要确定先写方程式那边物质的计量数。

有时先写出方程式左边反应物的计量数，有时先写出方程式右边生成物的计量数。

一般遵循这样的原则：

　　自身氧化还原反应→先配平生成物的计量数；

　　部分氧化还原反应→先配平生成物的计量数；

　　一般的氧化还原反应→既可先配平生成物的计量数，也可先配平反应物的计量数。

　　②列出化合价升降的变化情况。

当升高或降低的元素不止一种时，需要根据不同元素的原子个数比，将化合价变化的数值进行叠加。

　　③根据电子守恒配平化合价变化的物质的计量数。

　　④根据质量守恒配平剩余物质的计量数。

最终并根据质量守恒检查配平无误。

编辑本段配平方法2——离子-电子法

　　在水溶液中进行的氧化还原反应，除用化合价升降法配平外，一般常用离子?

电子法配平。

其配平原则是：

反应过程中，氧化剂获得的电子总数等于还原剂失去的电子总数。

现在结合以下实例说明其配平步骤。

　　在酸性介质中，KMnO4与K2SO3反应生成MnSO4和K2SO4，配平此化学方程式。

　　配平的具体步骤如下：

（1）根据反应写出未配平的离子方程式

　　MnO4+SO3→Mn+SO4①

（2）写出两个半反应式，一个表示还原剂被氧化的反应，另一个表示氧化剂被还原的反应：

　　氧化反应SO3→SO4

　　式中产物的氧原子数较反应物中的多，反应又在酸性介质中进行，所以可在上式反应物中加H2O，生成物中加H，然后进行各元素原子数及电荷数的配平，可得：

　　SO3+H2O→SO4+2H+2e-②

　　还原反应MnO4→Mn

　　式中产物中的氧原子数减少，应加足够多的氢离子（氧原子减少数的2倍），使它结合为水，配平后则得：

　　MnO4+8H+5e-→Mn+4H2O③

　　（3）根据氧化剂和还原剂得失电子数相等的原则，在两个半反应式中各乘以适当的系数，即以②×5，③×2，然后相加得到一个配平的离子方程式。

　　（4）写出完全的反应方程式：

　　5K2SO3+2KMnO4+3H2SO4＝6K2SO4+2MnSO4+3H2O

　　化合价升降法是一种适用范围较广的配平氧化还原反应方程式的方法。

离子?

电子法虽然仅适用于溶液中离子方程式的配平，但它避免了化合价的计算。

在水溶液中进行的较复杂的氧化还原反应，一般均用离子-电子法配平。

这两种配平方法可以相互补充。

编辑本段配平方法3——待定系数法

1、配平原理

　　质量守恒定律告诉我们，在发生化学反应时，反应体系的各个物质的每一种元素的原子在反应前后个数相等。

通过设出未知数（如x、y、z等均大于零）把所有物质的计量数配平，再根据每一种元素的原子个数前后相等列出方程式，解方程式（组）。

计量数有相同的未知数，可以通过约分约掉。

2、方法和步骤

　　对于氧化还原反应，先把元素化合价变化较多的物质的计量数用未知数表示出来，再利用质量守恒把其他物质的计量数也配平出来，最终每一个物质的计量数都配平出来后，根据某些元素的守恒，列方程解答。

　　快速配平七步法：

　　　步骤一:

分析化合价升降

　　步骤二:

交换升降价数的系数

　　步骤三:

过桥（双线桥）

　　步骤四:

找到没有参加氧化还原反应的元素,并加入系数中.除（氧、氢）

　　步骤五:

配平氢

　　步骤六:

检查氧是否平

　　步骤七:

完善（加反应条件、加等号、加上下箭头、约公约数）

　　配平方法：

化合价升降法

编辑本段配平的注意事项

　　1：

“集合原子”应做到优先配平。

　　2：

先拆后合的拆项配平法中，需要拆的项是那些在反应中化合价既升高又降低（既作氧化剂又作还原剂）的物质。

　　3：

整体法配平法中，选择把哪第个化合价升降过程“捆绑”作为一个过程是关键，选择时一定要把在反应中存在固定物质的量之比的升降过程过程进行“捆绑”，不存在固定物质的量之比的升降过程就不能进行“捆绑”。

如S+KNO3+C——K2S+CO2+N2

　　4：

离子反应配平：

关键在于能否充分利用“电荷守恒”

　　5：

缺项配平：

注意两点：

★如果是化学后应方程式其缺项一般为：

水、酸、碱。

如果是离子反应方程式其缺项般为：

水、H、OH。

★在离子反应方程式配平其缺项时如有两种可能如（H2O、H）或（H2O、OH），还应考虑离子共存的问题如：

　　Cu+FeS2+囗____——Cu2S+SO4+Fe+囗____

　　可有两种选择：

（14、5、12H2O、7、3、5、24H）或（14、5、24OH、7、3、5、12H2O）后一种配平由于OH与Cu不能共存所以不正确。

　　氧化还原反应在工农业生产、科学技术和日常生活中的意义

　　我们所需要的各种各样的金属，都是通过氧化还原反应从矿石中提炼而得到的。

如制造活泼的有色金属要用电解或置换的方法；制造黑色金属和别的有色金属都是在高温条件下用还原的方法；制备贵重金属常用湿法还原，等等。

许多重要化工产品的制造，如合成氨、合成盐酸、接触法制硫酸、氨氧化法制硝酸、食盐水电解制烧碱等等，主要反应也是氧化还原反应。

石油化工里的催化去氢、催化加氢、链烃氧化制羧酸、环氧树脂的合成等等也都是氧化还原反应。

　　在农业生产中，植物的光合作用、呼吸作用是复杂的氧化还原反应。

　　虽然需要有细菌起作用，但就其实质来说，也是氧化还原反应。

土壤里铁或锰的氧化态的变化直接影响著作物的营养，晒田和灌田主要就是为了控制土壤里的氧化还原反应的进行。

　　我们通常应用的干电池、蓄电池以及在空间技术上应用的高能电池都发生着氧化还原反应，否则就不可能把化学能变成电能，把电能变成化学能。

　　人和动物的呼吸，把葡萄糖氧化为二氧化碳和水。

通过呼吸把贮藏在食物的分子内的能，转变为存在于三磷酸腺苷（ATP）的高能磷酸键的化学能，这种化学能再供给人和动物进行机械运动、维持体温、合成代谢、细胞的主动运输等所需要的