《化學(xué)》《氧化還原反應(yīng)和化學(xué)能源》

五專《化學(xué)》之

氧化還原反應(yīng)和化學(xué)能源

復(fù)習(xí)提問

從這一節(jié)開始，我來學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)這一章，在學(xué)習(xí)新課程之前，我們先來回憶一下，在中學(xué)階段我們學(xué)過哪些反應(yīng)類型呢？

有置換反應(yīng)、復(fù)分解合反應(yīng)、分解反應(yīng)、化合反應(yīng)。還有硝酸銀和鹽酸的反應(yīng)：AgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3（復(fù)分解反應(yīng)）例如：氫氣還原氧化銅的反應(yīng)：H2+CuO=Cu+H2O(置換反應(yīng))鐵釘生銹了！鐵生銹的必要條件：氧氣和水必須同時(shí)存在。4Fe+3O2+H2O=2Fe2O3·H2O（化合反應(yīng)）發(fā)面蒸饅頭！酵母菌無氧呼吸不能產(chǎn)生水，在有氧條件下，酵母菌能進(jìn)行有氧呼吸，長(zhǎng)時(shí)間發(fā)面，表面的酵母菌將糖氧化成二氧化碳和水而使面變稀。化學(xué)方程式：C6H12O6=CO2+H2O（分解反應(yīng)）引入

這是我們?cè)谥袑W(xué)階段學(xué)習(xí)過的化學(xué)反應(yīng)類型，那么這一節(jié)我們將學(xué)習(xí)一個(gè)新的反應(yīng)類型----氧化還原反應(yīng)。氧化還原反應(yīng)呢？在我們?nèi)粘Ｉ钪惺欠浅３Ｒ姷?，比如鐵釘生銹，釀酒,面粉發(fā)酵,做饅頭,用食醋清除水垢等過程都涉及到氧化還原反應(yīng)；另外，自然界中的萬物生長(zhǎng)也都離不開氧化還原反應(yīng)，雷雨天氣閃電能夠把空氣中的氮還原固定成氮單質(zhì)讓植物吸收.植物的光合作用將二氧化碳還原成五碳糖,供植物的生長(zhǎng).動(dòng)物再吃植物將成分氧化成各種營(yíng)養(yǎng),動(dòng)物的呼吸也是氧化反映,動(dòng)物死后尸體被微生物氧化分解回到大氣中再度被植物還原……等等，可以說氧化還原反應(yīng)在直然界中無處不在,是一切物質(zhì)循環(huán)的基礎(chǔ)。思考與交流

既然氧化還原反應(yīng)如此重要，那么我們就來了解一下什么是氧化還原反應(yīng)，要想知道什么是氧化還原反應(yīng)，就必須先思考幾個(gè)問題：1、什么是氧化反應(yīng)？什么是還原反應(yīng)？請(qǐng)舉例說明，并說明這種分類法的標(biāo)準(zhǔn)是什么？2、為什么氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)一定同時(shí)發(fā)生？（1）2CuO+C2Cu+CO2高溫（2）H2+CuO==H2O+Cu（3）2H2+O2==2H2O點(diǎn)燃△結(jié)論：1、物質(zhì)得到氧，被氧化，該物質(zhì)發(fā)生的反應(yīng)為氧化反應(yīng)。2、物質(zhì)失去氧，被還原，該物質(zhì)發(fā)生的反應(yīng)為還原反應(yīng)。3、氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)是同時(shí)發(fā)生的，整個(gè)反應(yīng)稱為氧化還原反應(yīng)。4、這類反應(yīng)分類的標(biāo)準(zhǔn)是氧原子的得與失，有得、失氧的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，沒有得、失氧的反應(yīng)屬于非氧化還原反應(yīng)。5、這樣分類有一定的局限性，對(duì)于一些沒有氧參與的反應(yīng)就不能判斷。能不能換個(gè)角度來給氧化還原反應(yīng)分類呢？

分析下列4個(gè)氧化還原反應(yīng)中各種元素的化合價(jià)在反應(yīng)前后的變化情況，討論氧化還原反應(yīng)與元素化合價(jià)的升降有什么關(guān)系。思考與交流：2CuO+C2Cu+CO2↑+200+4H2O+CH2+CO+10高溫CuO+H2Cu+H2O△0+2+20Fe+CuSO4==FeSO4

＋Cu

0+2高溫+200+1氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)與元素化合價(jià)有何關(guān)系呢CuO+H2Cu+H2O△+20化合價(jià)降低，被還原0＋1化合價(jià)升高，被氧化Fe+CuSO4FeSO4

＋Cu+20化合價(jià)降低，被還原0+2化合價(jià)升高，被氧化化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)前后元素化合價(jià)有變化的反應(yīng)反應(yīng)前后元素化合價(jià)無變化的反應(yīng)化合價(jià)升高

化合價(jià)降低

氧化還原反應(yīng)氧化反應(yīng)還原反應(yīng)從化合價(jià)升降的角度認(rèn)識(shí)氧化還原反應(yīng)非氧化還原反應(yīng)反應(yīng)前后有元元素化合價(jià)的的升降判斷：下列反反應(yīng)哪些是氧氧化還原反應(yīng)應(yīng)(1)2KClO32KCl+3O2↑(2)NH4ClNH3↑+HCl↑(3)SO3+H2OH2SO4(4)2Na+2H2O2NaOH+H2↑(5)KOH+HClKCl+H2O(6)Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑△在氧化化還原原反應(yīng)應(yīng)中為為什么么會(huì)發(fā)發(fā)生化化合價(jià)價(jià)的升升降？？氧化化還原原反應(yīng)應(yīng)的實(shí)質(zhì)是什么么呢？？一些原原子的的結(jié)構(gòu)構(gòu)示意意圖思考:哪些原原子易易失電電子？？哪些些原子子易得得電子子？請(qǐng)閱讀讀課本本57頁(yè)，分分析這這一反反應(yīng):2Na+Cl2==2NaCl中電子子得失失的情情況,并用原原子結(jié)結(jié)構(gòu)示示意圖圖表示示這一一變化化過程程。＋11Na＋17Cl＋17Cl-失去電電子得到電電子氯化鈉鈉形成成示意意圖＋11Na+＋11＋17NaCl在離子子化合合物里里，失失去電電子的的原子子帶正正電，，這種種元素素的化化合價(jià)價(jià)是正正價(jià)；；得到到電子子的原原子帶帶負(fù)電電，這這種元元素的的化合合價(jià)是是負(fù)價(jià)價(jià)。在鈉與與氯氣氣的反反應(yīng)中中，鈉鈉失去去1個(gè)電子子，化合價(jià)價(jià)從0價(jià)升高高到+1價(jià)，被被氧化化；氯氯得到到1個(gè)電子子，化化合價(jià)價(jià)從0價(jià)降低低到-1價(jià)，被被還原原。分析雙線橋橋表示示法2Na+Cl2=2NaCl失去2×e－，化合價(jià)升升高，被氧氧化得到2×e－，化合價(jià)降降低，被還還原00+1-1＋1H＋17Cl電子偏離電子偏向＋1＋17HCl氯化氫形成成示意圖Cl-H+H2+Cl2=2HCl失去2×e－，化合價(jià)價(jià)升高，被被氧化得到2×e－，化合價(jià)價(jià)降低，被被還原00+1-1在氯化氫分分子里,氯原子對(duì)電電子的吸引引力較強(qiáng),共用電子對(duì)對(duì)偏向氯,偏離氫,故氯顯負(fù)一一價(jià),氫顯正一價(jià)價(jià)?；瘜W(xué)反應(yīng)反應(yīng)前后有電子轉(zhuǎn)移的反應(yīng)反應(yīng)前后無無電子轉(zhuǎn)移的的反應(yīng)原子失電子子（或電子對(duì)對(duì)偏離）原子得電子子（或電子對(duì)對(duì)偏向）氧化反應(yīng)還原反應(yīng)氧化還原反反應(yīng)從電子轉(zhuǎn)移移（得失或或偏移）認(rèn)認(rèn)識(shí)氧化還還原反應(yīng)非氧化還原原反應(yīng)

得失氧化合價(jià)的變化電子的轉(zhuǎn)移氧化反應(yīng)

得到氧化合價(jià)升高失去電子（偏離）還原反應(yīng)失去氧化合價(jià)降低得到電子（偏向）反應(yīng)小結(jié)▲氧化還原反反應(yīng)的特征征：元素化化合價(jià)發(fā)生生了變化▲氧化還原反反應(yīng)的本質(zhì)質(zhì)：電子發(fā)發(fā)生轉(zhuǎn)移▲失—升—氧；得—降—還角度練習(xí)1、在黑火藥藥的爆炸反反應(yīng)2KNO3+S+3C==K2S+N2↑+3CO2↑中，化合價(jià)價(jià)升高的元元素是，得電子的的原子是，被還原的的元素是，發(fā)生氧化化反應(yīng)的物物質(zhì)是。CN、SCN、S00＋1－1化合價(jià)降低低被還原化合價(jià)升高高被氧化失去2e-得到2e-還原劑◆◆◆§氧化還原反反應(yīng)◆◆◆反應(yīng)物中失去電子(元素化合價(jià)價(jià)升高)的物質(zhì)—被氧化◆◆◆§氧化還原反反應(yīng)◆◆◆一.氧化劑和還還原劑1.定義：反應(yīng)物中得到電子(元素化合價(jià)價(jià)降低)的物質(zhì)—被還原氧化劑：還原劑：◆◆◆§氧化還原反反應(yīng)◆◆◆二.氧化劑和還還原劑說明：①氧化劑和還還原劑均是是指反應(yīng)物質(zhì)，，是一種化化學(xué)試劑，，不是某一一種元素。。②氧化劑本身身被還原，發(fā)生還原反應(yīng)，得到的產(chǎn)產(chǎn)物是還原產(chǎn)物。。③還原劑本身身被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)，得到的產(chǎn)產(chǎn)物是氧化產(chǎn)物。氧化劑還原劑得到電子，，被還原失去電子，，被氧化n個(gè)e-◆◆◆§氧化還原反反應(yīng)◆◆◆-4-3-2-10+1+2+3+4+5+6+7失去e－，化合價(jià)升高，被氧化，作還原劑得到e－，作氧化劑化合價(jià)降低，被還原，◆◆◆§氧化還原反反應(yīng)◆◆◆2.化合價(jià)升降降與得失電電子的關(guān)系系例2：2HCl+Fe=FeCl2+H2↑氧化劑還原劑元素被氧化化元素被還原原+10+20課堂練兵HClFeFeH◆◆◆◆◆§氧化化還還原原反反應(yīng)應(yīng)◆◆◆◆◆三.氧化化產(chǎn)產(chǎn)物物和和還還原原產(chǎn)產(chǎn)物物氧化化產(chǎn)產(chǎn)物物：：還還原原劑劑失去去電電子子生成成的的產(chǎn)產(chǎn)物物—(元素素化化合合價(jià)價(jià)升升高高)生成成物物。。還原原產(chǎn)產(chǎn)物物：：氧氧化化劑劑得到到電電子子生成成的的物物質(zhì)質(zhì)—(元素素化化合合價(jià)價(jià)降降低低)生成成物物。。2HCl+Fe=FeCl2+H2↑還原原劑劑氧化化產(chǎn)產(chǎn)物物氧化化劑劑還原原產(chǎn)產(chǎn)物物◆◆◆◆◆§氧化化還還原原反反應(yīng)應(yīng)◆◆◆◆◆例3：MnO2+4HCl(濃)=MnCl2+Cl2+2H2O氧化化劑劑還原原劑劑被氧氧化化被還還原原氧化化產(chǎn)產(chǎn)物物還原原產(chǎn)產(chǎn)物物0-1課堂堂練練兵兵+4+2MnO2HClHClMnO2Cl2MnCl2◆◆◆◆◆§氧化化還還原原反反應(yīng)應(yīng)◆◆◆◆◆氧化化劑劑+還原原劑劑=氧化化產(chǎn)產(chǎn)物物+還原原產(chǎn)產(chǎn)物物得到到電電子子，，化化合合價(jià)價(jià)降降低低，，被被還還原原，，發(fā)發(fā)生生還還原原反反應(yīng)應(yīng)失去去電電子子，，化化合合價(jià)價(jià)升升高高，，被被氧氧化化，，發(fā)發(fā)生生氧氧化化反反應(yīng)應(yīng)◆◆◆◆◆§氧化化還還原原反反應(yīng)應(yīng)◆◆◆◆◆課堂堂練練兵兵

2.指出下列反應(yīng)中的氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物。①CuO+CO

Cu+CO2

②2KClO32KCl＋3O2↑③Cl2+H2OHCl+HClOMnO2◆◆◆◆◆§氧化化還還原原反反應(yīng)應(yīng)◆◆◆◆◆氧化化劑劑是是CuO，還還原原劑劑是是CO，氧氧化化產(chǎn)產(chǎn)物物是是CO2，還還原原產(chǎn)產(chǎn)物物是是Cu。氧化化劑劑和和還還原原劑劑皆皆是是Cl2，氧氧化化產(chǎn)產(chǎn)物物是是HClO，還還原原產(chǎn)產(chǎn)物物是是HCl。氧化化劑劑和和還還原原劑劑皆皆是是KClO3，氧氧化化產(chǎn)產(chǎn)物物是是O2，還還原原產(chǎn)產(chǎn)物物是是KCl。四、、醫(yī)醫(yī)藥藥上上常常見見的的幾幾種種氧氧化化劑劑和和還還原原劑劑1、過過氧氧化化氫氫（（H2O2）無色色，，粘粘稠稠，，液液體體，，溶溶于于水水，，其其水水溶溶液液俗俗稱稱雙雙氧氧水水。。不穩(wěn)穩(wěn)定定，，受受熱熱遇遇光光或或者者接接觸觸灰灰塵塵均均易易分分解解成成水水和和氧氧氣氣。。H2O2有消消毒毒殺殺菌菌作作用用，，醫(yī)醫(yī)藥藥上上用用濃濃度度為為0.03的過過氧氧化化氫氫水水溶溶液液作作市售售雙雙氧氧水水的的濃濃度度為為0.3，有有較較強(qiáng)強(qiáng)的的氧氧化化性性，，對(duì)對(duì)皮皮膚膚有有較較強(qiáng)強(qiáng)的的刺刺激激的的作作用用，，使使用用時(shí)時(shí)要要進(jìn)進(jìn)行行稀稀釋釋。。為外外用用消