高中化学《氧化还原反应》微课精讲+知识点+教案课件+习题
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视频教学:
知识点:
一、概念:凡有元素化合价升降的反应。
二、特点:任何氧化还原反应中,氧化与还原同时并存缺一不可,而且得失电子总数相等。
三、有关概念关系:
(1)氧化、被氧化。同一概念。指元素(原子或离子)失电子的反应,指反应过程,均指元素而言。化合价升高。
(2)还原、被还原。同一概念。指元素(原子或离子)得电子的反应,指反应过程,均指元素而言,化合价降低。
(3)氧化性、氧化能力、氧化剂:同一概念。指得电子的物质。本身被还原,使对方被氧化指反应物。
(4)还原性、还原能力、还原剂:同一概念。指失电子的物质。本身被氧化,使对方被还原指反应物。
(5)氧化产物:还原剂失电子被氧化成的生成物。
(6)还原产物:氧化剂得电子被还原成的生成物。
四、价态与氧化剂、还原剂的关系:
(1)元素为最低价态时,只具有还原性。I-,S2-等。
(2)元素为最高价态时,只具有氧化性。Fe3+,H+,S+6等。
(3)元素处于中间价态时,既具有氧化性,又具有还原性。
五、氧化还原反应与基本反应类型关系:
(1)是化学反应的两种不同的分类法。即氧化还原反应;非氧化还原反应。
(2)置换反应:一定是氧化还原反应。复分解反应:一定是非氧化还原反应。化合、分解反应:部份是氧化还原反应,部分是非氧化还原反应。
六、表示电子转移的方向和数目的方法:
(1)单线桥式:
特点:明确表示氧化还原反应中电子转移的方向和数目。而且箭头
(2)双线桥式:
特点:明确表示氧化或还原时元素本身得失电子变化情况。箭头不表示电子转移方向。而且箭头都是由反应物指向生成物,所以在线桥上一定要注明“得”或“失”。
七、物质氧化性(还原性)相对强弱判断:
(1)可依据若干反应条件的差异判断:
条件越容易,反应速率越快,氧化性(还原性)越强,而不是以得失电子数多少。
例:判断反应中氧化剂的强弱。
2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
氧化能力:KMnO4>MnO2>O2
(2)可依据金属活动顺序表判断:排位越后的金属,其原子的还原性越弱;而金属阳离子的氧化性越强。(但是氧化性Fe3+>Cu2+)
※(3)可依据元素在同期表的位置判断:
同周期(适用于二、三周期):
从左到右:金属单位的还原性依次减弱,非金属单质的氧化性逐渐加强。
从上到下:金属单质的还原性依次增强,非金属单质的氧化性逐渐减弱。
(4)可依据具体反应进行判断:
理论根据:氧化剂1+还原剂1=氧化剂2(氧化产物)+还原剂2(还原产物)。
氧化能力:氧化剂1>氧化剂2(氧化产物)。
还原能力:还原剂1>还原剂2(还原产物)。
例:判断下列反应中氧化性强弱。
①I2+SO2+2H2O=2HI+H2SO4;
②2FeCl2+Cl2=2FeCl3;
③2FeCl3+2HI=2FeCl2+2HCl+I2。
氧化性:D
※(5)依据电极反应判断:
在电解池中阴极上哪种金属的阳离子先析出(被还原)则氧化性越强,而由这种金属单质的还原性越弱,其金属活泼性越弱。
※例:A、B、C是三种金属,根据下列①②实验确定它们还原性强弱顺序:①将A与B浸在稀H2SO4中用导线连接,A上有气体逸出,B逐渐溶解;②电解物质的量浓度相同的A、C盐溶液时,阴极上先析出C(使用惰性电极)。
A.A>B>C; B.B>A>C;
C.B>C>A; D.C>A>B
选:B
(6)依据元素化合价判断:
对同一元素而言,化合价越高,氧化性越强。如:Fe3+>Fe2+;Cu2+>Cu+,(但有例外如氧化性:HClO>HClO3>HClO4)。
教案:
[学习目标定位] 1.从化合价变化和电子转移的角度认识、判断氧化还原反应。2.理解氧化还原反应与四种基本反应类型的关系,能够识别化合反应、分解反应中的氧化还原反应。
一、从化合价的变化认识氧化还原反应
1.写出碳和氧化铜反应的化学方程式:C+2CuO==2Cu+CO2↑;请分析回答下列问题:
(1)氧化铜失去氧变成了铜,发生了还原反应;该物质在反应前后,铜元素的化合价由+2价变为0价,化合价降低。
(2)碳得到氧变成了二氧化碳,发生了氧化反应;该物质在反应前后,碳元素的化合价由0价变为+4价,化合价升高。
(3)化合价的变化与氧化反应、还原反应之间有怎样的关系?
答案
2.请分析下列各反应中元素的化合价有无变化?若有变化,是如何变化的,分别发生什么反应?
(1)2NaOH+H2SO4===Na2SO4+2H2O
答案 该反应中元素的化合价无变化。
(2)3CO+Fe2O3===3CO2+2Fe
答案 有变化。碳元素由+2价升高到+4价,(CO得到氧)发生氧化反应;铁元素由+3价降低到0价,(Fe2O3失去氧)发生还原反应。
(3)Fe+CuCl2===FeCl2+Cu
答案 有变化。铁元素由0价升高到+2价,发生氧化反应(无氧参加);铜元素由+2价降低到0价,发生还原反应(无氧参加)。
(1)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。
(2)凡有元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应。所以氧化还原反应的特征是元素的化合价发生变化,而得氧失氧只不过是其中的特例。
二、从电子转移的角度认识氧化还原反应
1.从电子得失角度分析
写出钠与氯气反应的化学方程式:2Na+Cl2===2NaCl,反应过程中:
(1)钠原子失去最外层1个电子,成为具有稳定结构的Na+,其化合价由0价升高为+1价,发生了氧化反应,被氧化。
(2)氯原子最外层得到1个电子,成为具有稳定结构的Cl-,其化合价由0价降低为-1价,发生了还原反应,被还原。
(3)在这个反应中,氯原子和钠原子之间发生了电子的得失,分别形成阴离子和阳离子,使元素的化合价发生了变化。反应过程中对应关系如下:
2.从电子偏移角度分析
写出氢气与氯气反应的化学方程式:H2+Cl2===2HCl,反应过程中:
(1)氢原子和氯原子均不易失去电子,都可获得1个电子形成稳定结构,二者只能形成共用电子对,使双方最外电子层都达到稳定结构。
(2)共用电子对偏向于吸引力稍强的氯原子,氯元素的化合价由0价降低为-1价,被还原,氯气发生了还原反应。
(3)共用电子对偏离于吸引力稍弱的氢原子,氢元素的化合价由0价升高到+1价,被氧化,氢气发生了氧化反应;
(4)该反应生成的HCl分子因共用电子对的偏移,而使元素的化合价发生了变化。
分析关系如下:
1.反应中化合价升降的原因
反应中化合价升降的原因是电子的转移(电子的得失或电子对的偏移)。
2.氧化还原反应的实质
有电子转移(得失或偏移)的反应都是氧化还原反应。失去(或偏离)电子的发生氧化反应,得到(或偏向)电子的发生还原反应。
三、氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
根据四种基本反应类型和氧化还原反应的有关知识内容,填写下表:
序号 | 化学反应 | 反应类型 | 价态有 无变化 | 是否是氧化 还原反应 |
1 | 2NO+O2===2NO2 | 化合反应 | 有 | 是 |
2 | CO2+CaO===CaCO3 | 化合反应 | 无 | 不是 |
3 | NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O | 分解反应 | 无 | 不是 |
4 | 2KClO3MnO2△2KCl+3O2↑ | 分解反应 | 有 | 是 |
5 | Fe+2HCl===FeCl2+H2↑ | 置换反应 | 有 | 是 |
6 | Zn+CuSO4===ZnSO4+Cu | 置换反应 | 有 | 是 |
7 | HCl+KOH===KCl+H2O | 复分解反应 | 无 | 不是 |
8 | BaCl2+Na2SO4===BaSO4↓+2NaCl | 复分解反应 | 无 | 不是 |
氧化还原反应与四种基本反应类型之间的关系
(1)两个可能,即:化合反应和分解反应可能是氧化还原反应;两个一定,即:所有的置换反应一定是氧化还原反应,所有的复分解反应一定是非氧化还原反应。
(2)值得注意的是,四种基本反应类型不包括所有的反应,例如:4HCl(浓)+MnO2===MnCl2+Cl2↑+2H2O不属于四种基本反应类型中的任何一种反应类型,但却属于氧化还原反应。
第2课时 氧化剂和还原剂
[学习目标定位] 1.能够正确表示氧化还原反应中电子转移的方向和数目。2.会判断氧化剂和还原剂,会比较物质氧化性或还原性的强弱。
一、氧化还原反应电子转移的表示方法
1.分析下列氧化还原反应中元素化合价的变化和电子得失情况,请填写在括号内:
2.氧化还原反应电子转移的表示方法
(1)双线桥法:表示的是反应前后同一元素由反应物转化为生成物时电子转移的结果。
双线桥法分析氧化还原反应的步骤:
①标出反应前后有化合价变化的元素的化合价;
②在反应物到生成物之间画一个线桥,箭头出发和指向的是有化合价变化的同一种元素;
③分析化合价的变化,找出反应中得失电子的总数(有价态变化的元素的一个原子转移的电子数×发生价态变化的原子个数);
④将转移的电子数标在线桥上,并注明得失。如:
(2)单线桥法:表示的是反应前后不同元素原子的电子转移情况。
单线桥法分析氧化还原反应的步骤:
①标出反应前后有化合价变化的元素的化合价;
②用线桥将反应物中失电子的元素和得电子的元素连接起来,箭尾指向失电子的元素,箭头指向得电子的元素。注意:线桥只在反应物中,不跨越“===”与生成物相连。
③在线桥上注明电子转移的数目。注意:只写数目,不标得失。如:
氧化还原反应中电子转移的表示方法
(1)双线桥法:先标化合价,再看价变化;起止同元素,桥上标变化。
(2)单线桥法:确定变化化合价,计算价态的变化;桥上标明电子数,箭头还原到氧化。
二、氧化剂和还原剂
1.写出铝粉与盐酸溶液反应的化学方程式并用单线桥法标出电子转移的方向和数目:______________________________________________。
答案
2.在上述反应中:
(1)发生还原反应的是________,判断的依据是__________________。
(2)发生氧化反应的是____________,判断的依据是_______________。
(3)氧化剂是________,表现出________性。
(4)还原剂是________,表现出________性。
答案 (1)HCl 因为氢元素的化合价降低,得到电子 (2)Al 因为铝元素的化合价升高,失去电子 (3)HCl 氧化 (4)Al 还原
3.判断下列说法是否正确
(1)得到电子的反应物质是氧化剂,失去电子的反应物质是还原剂( )
(2)氧化反应是元素化合价升高的反应,还原反应是元素化合价降低的反应( )
(3)氧化剂失去电子被氧化,还原剂得到电子被还原( )
(4)氧化剂被还原后的产物是还原产物,还原剂被氧化后的产物是氧化产物( )
答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)√
(1)氧化还原反应知识结构图示
(2)常见的氧化剂:浓硫酸、硝酸、氯化铁、高锰酸钾等。
常见的还原剂:铁、铝、氢气、碳、一氧化碳等。
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