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第1課時(shí)氧化還原反應(yīng)第一章內(nèi)容索引0102課前篇素養(yǎng)初探課堂篇素養(yǎng)提升素養(yǎng)目標(biāo)1.通過(guò)氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)的相關(guān)概念和實(shí)質(zhì)的學(xué)習(xí),體現(xiàn)宏觀辨識(shí)與微觀探析的核心素養(yǎng)。2.通過(guò)對(duì)氧化還原反應(yīng)的特征——元素化合價(jià)的升降的理解,體會(huì)氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)——電子的轉(zhuǎn)移,培養(yǎng)變化觀念與平衡思想。3.通過(guò)對(duì)氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移表示方法的分析,理解證據(jù)推理與模型認(rèn)知的核心素養(yǎng)。課前篇素養(yǎng)初探【知識(shí)鋪墊】1.物質(zhì)得到氧的反應(yīng)叫氧化反應(yīng),物質(zhì)失去氧的反應(yīng)叫還原反應(yīng)。2.在反應(yīng)CuO+H2Cu+H2O中,H2被CuO氧化生成H2O,CuO被H2還原生成Cu。3.在反應(yīng)Fe+CuSO4===FeSO4+Cu中,Fe元素的化合價(jià)從0價(jià)升高到+2價(jià),Cu元素的化合價(jià)從+2價(jià)降低到0價(jià)。4.在化合物中化合價(jià)顯+1價(jià)的元素有:鈉、鉀、氫、銀等;顯+2價(jià)的元素有:鈣、鎂、鋅、鋇等;鋁顯+3價(jià),鐵有+2價(jià)和+3價(jià);通常氧是-2價(jià),碳有+2和+4價(jià),硫有-2、+4和+6價(jià)。【必備知識(shí)】一、從不同角度分析氧化還原反應(yīng)1.從得氧、失氧的角度認(rèn)識(shí)氧化還原反應(yīng)反應(yīng):2CuO+C2Cu+CO2↑(1)CuO失氧,發(fā)生了還原反應(yīng),該物質(zhì)是氧化劑。(2)C得氧,發(fā)生了氧化反應(yīng),該物質(zhì)是還原劑。結(jié)論:從得氧、失氧的角度看,一種物質(zhì)得到氧被氧化,一種物質(zhì)失去氧被還原的反應(yīng)叫做氧化還原反應(yīng)。2.從元素化合價(jià)變化的角度認(rèn)識(shí)氧化還原反應(yīng)(1)反應(yīng):Fe2O3+3CO2Fe+3CO2①鐵元素化合價(jià)降低,Fe2O3失氧,發(fā)生還原反應(yīng),被還原。②碳元素化合價(jià)升高,CO得氧,發(fā)生氧化反應(yīng),被氧化。(2)反應(yīng):Fe+CuSO4===FeSO4+Cu(反應(yīng)中沒(méi)有物質(zhì)得氧、失氧)①Fe元素化合價(jià)升高,Fe發(fā)生氧化反應(yīng),被氧化。②Cu元素化合價(jià)降低,CuSO4發(fā)生還原反應(yīng),被還原。(3)結(jié)論:①氧化反應(yīng)是化合價(jià)升高的化學(xué)反應(yīng);還原反應(yīng)是化合價(jià)降低的化學(xué)反應(yīng)。②氧化還原反應(yīng)的特征:反應(yīng)前后有元素的化合價(jià)發(fā)生變化。3.從電子轉(zhuǎn)移的角度認(rèn)識(shí)氧化還原反應(yīng)(1)反應(yīng):2Na+Cl2 2NaCl①氯元素化合價(jià)降低,氯原子得電子,Cl2發(fā)生還原反應(yīng),被還原。②鈉元素化合價(jià)升高,鈉原子失電子,Na發(fā)生氧化反應(yīng),被氧化。(2)反應(yīng):H2+Cl2 2HCl①氯元素化合價(jià)降低,共用電子對(duì)偏向氯原子,Cl2發(fā)生還原反應(yīng),被還原。②氫元素化合價(jià)升高,共用電子對(duì)偏離氫原子,H2發(fā)生氧化反應(yīng),被氧化。(3)結(jié)論:①氧化反應(yīng):有元素的原子失去電子或電子對(duì)偏離的反應(yīng);還原反應(yīng):有元素的原子得到電子或電子對(duì)偏向的反應(yīng)。②氧化還原反應(yīng)的本質(zhì):反應(yīng)前后有電子的得失或偏移?！厩榫虫溄印堪嗽率迨侵袊?guó)傳統(tǒng)的中秋節(jié),吃月餅已經(jīng)成了一種民俗。在新買(mǎi)的月餅里都會(huì)有防氧化劑,它是鐵粉在高溫爐里加入發(fā)泡劑變成的疏松多孔物體。鐵粉作為防氧化劑的原理為鐵粉吸收空氣中的水分和氧氣,自己變?yōu)殍F銹。這個(gè)變化中鐵元素和氧元素的化合價(jià)有哪些變化?鐵粉變?yōu)殍F銹的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)嗎?為什么?提示

鐵元素化合價(jià)升高,氧元素化合價(jià)降低。鐵粉變?yōu)殍F銹的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng),因?yàn)橛性氐幕蟽r(jià)發(fā)生變化。二、四種基本類型的反應(yīng)與氧化還原反應(yīng)間的關(guān)系

(1)置換反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng)。(2)復(fù)分解反應(yīng)一定不是氧化還原反應(yīng)。(3)有單質(zhì)參加的化合反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)。(4)有單質(zhì)生成的分解反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)?！疚⑺伎肌坑袉钨|(zhì)參加的反應(yīng)或有單質(zhì)生成的反應(yīng)一定屬于氧化還原反應(yīng)嗎?提示

不一定。如在放電條件下,O2可變?yōu)镺3,化學(xué)方程式為3O22O3,該反應(yīng)中無(wú)元素化合價(jià)的改變,則該反應(yīng)不屬于氧化還原反應(yīng)?！咀晕倚y(cè)】1.判斷正誤:(1)氧化還原反應(yīng)一定有氧元素參加。(

)提示

×。氧化還原反應(yīng)的特征是有元素化合價(jià)的變化,因此與是否有氧元素參與反應(yīng)無(wú)關(guān)。(2)在氧化還原反應(yīng)中可能只有元素化合價(jià)的升高,而無(wú)元素化合價(jià)的降低。(

)提示

×。元素化合價(jià)升降是氧化還原反應(yīng)的特征。(3)Na2O+H2O===2NaOH屬于氧化還原反應(yīng)。(

)提示

×。此反應(yīng)中元素的化合價(jià)均沒(méi)有發(fā)生變化,因此為非氧化還原反應(yīng)。(4)Mg+2HCl===MgCl2+H2↑屬于氧化還原反應(yīng)。(

)提示

√。置換反應(yīng)中元素化合價(jià)肯定發(fā)生了變化,故屬于氧化還原反應(yīng)。2.下列變化過(guò)程與氧化還原反應(yīng)有關(guān)的是(

)A.冰雪融化 B.鋼鐵銹蝕C.醋融水垢 D.椰雕制作答案

B解析

冰雪融化,屬于物理變化,A錯(cuò)誤;鋼鐵銹蝕,鐵單質(zhì)被氧化為氧化鐵,鐵元素的化合價(jià)發(fā)生變化,與氧化還原反應(yīng)有關(guān),B正確;醋融水垢,醋酸與碳酸鈣反應(yīng),屬于復(fù)分解反應(yīng),不是氧化還原反應(yīng),C錯(cuò)誤;椰雕制作,屬于物理變化,D錯(cuò)誤。課堂篇素養(yǎng)提升探究一氧化還原反應(yīng)的有關(guān)概念及聯(lián)系【問(wèn)題探究】2020年8月23日10時(shí)27分,我國(guó)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭,成功將高分九號(hào)05星送入預(yù)定軌道。長(zhǎng)征二號(hào)火箭系列采用最常見(jiàn)的液體推進(jìn)劑,主要成分為偏二甲肼(C2H8N2)和四氧化二氮(N2O4)。1.你能標(biāo)出長(zhǎng)征二號(hào)火箭推進(jìn)劑兩種化合物中各元素的化合價(jià)(C2H8N2中N為-3價(jià))嗎?提示

C2H8N2中C:-1,H:+1,N:-3;N2O4中N:+4,O:-2。2.火箭發(fā)射時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為C2H8N2+2N2O4 3N2+2CO2+4H2O。(1)該反應(yīng)是否屬于氧化還原反應(yīng)?提示

屬于。反應(yīng)前后有元素化合價(jià)的變化。(2)若是氧化還原反應(yīng),化合價(jià)升高和降低的元素分別是什么?發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的物質(zhì)分別是什么?提示

化合價(jià)升高的元素為C、N,降低的元素為N;C2H8N2發(fā)生氧化反應(yīng),N2O4發(fā)生還原反應(yīng)。3.2020年7月23日12時(shí)41分,長(zhǎng)征五號(hào)遙四運(yùn)載火箭將中國(guó)首顆火星探測(cè)器“天問(wèn)一號(hào)”送入預(yù)定軌道。長(zhǎng)征五號(hào)系列運(yùn)載火箭,又稱“冰箭”,采用液氫液氧作為推進(jìn)劑。從得氧失氧、元素化合價(jià)變化、電子轉(zhuǎn)移(或偏移)三個(gè)視角分析該火箭發(fā)射時(shí)的反應(yīng)。提示

發(fā)生的反應(yīng)為2H2+O2 2H2O。得氧失氧角度得氧物質(zhì)H2失氧物質(zhì)O2化合價(jià)變化角度化合價(jià)升高物質(zhì)H2化合價(jià)降低物質(zhì)O2電子轉(zhuǎn)移角度得電子物質(zhì)O2失電子物質(zhì)H2【深化拓展】1.對(duì)氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)概念的比較類型狹義含義特征本質(zhì)氧化反應(yīng)物質(zhì)得到氧的反應(yīng)元素化合價(jià)升高的反應(yīng)失去電子(或電子對(duì)偏離)的反應(yīng)還原反應(yīng)物質(zhì)失去氧的反應(yīng)元素化合價(jià)降低的反應(yīng)得到電子(或電子對(duì)偏向)的反應(yīng)氧化還原反應(yīng)有物質(zhì)得氧、失氧的反應(yīng)有元素化合價(jià)升降的反應(yīng)有電子轉(zhuǎn)移(得失或偏移)的反應(yīng)2.氧化還原反應(yīng)中的幾個(gè)“不一定”(3)有單質(zhì)參加或生成的反應(yīng)不一定是氧化還原反應(yīng)。如同素異形體之間的相互轉(zhuǎn)化不屬于氧化還原反應(yīng)。(4)某種物質(zhì)由化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài),不一定是被還原,如HCl→Cl2就是HCl被氧化?！舅啬軕?yīng)用】典例1下列對(duì)氧化還原反應(yīng)的分析中合理的是(

)A.Mg變成MgO時(shí)化合價(jià)升高,失去電子,因此Mg在該反應(yīng)中被還原答案

D解析

A中鎂失去電子被氧化而不是被還原;B中高錳酸鉀中錳元素的化合價(jià)只降低,因此錳元素只被還原,沒(méi)被氧化;C中沒(méi)有元素化合價(jià)的變化,不是氧化還原反應(yīng);D中H2O中氧元素的化合價(jià)升高,氫元素的化合價(jià)降低。溫馨提示

對(duì)于化合物中元素化合價(jià)的確定,需要注意以下幾點(diǎn):(1)金屬元素跟非金屬元素化合時(shí),金屬元素顯正價(jià),非金屬元素顯負(fù)價(jià)。(2)一些元素在不同物質(zhì)中可顯不同的化合價(jià)。(3)在化合物中,各元素正、負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為0。(4)元素的化合價(jià)是元素的原子在形成化合物時(shí)表現(xiàn)出來(lái)的一種性質(zhì),因此,單質(zhì)中元素的化合價(jià)為0。變式訓(xùn)練1下列關(guān)于氧化還原反應(yīng)的說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.在反應(yīng)中失去電子的物質(zhì)被氧化,得到電子的物質(zhì)被還原B.在氧化還原反應(yīng)中氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物可以是同一種物質(zhì)C.氧化還原反應(yīng)是一種物質(zhì)首先被氧化,另一種物質(zhì)再被還原的反應(yīng)D.只有氧化沒(méi)有還原的反應(yīng)是不存在的答案

C解析

在一個(gè)氧化還原反應(yīng)中,氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)是同時(shí)發(fā)生的,二者既是對(duì)立的,又是統(tǒng)一的。探究二氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的表示方法【問(wèn)題探究】長(zhǎng)征11號(hào)火箭是我國(guó)唯一全固體運(yùn)載火箭,固體推進(jìn)劑的主要成分是鋁粉、高氯酸銨和高聚黏合材料。火箭推進(jìn)劑燃燒時(shí)的反應(yīng)方程式為8Al+3NH4ClO4===4Al2O3+3NH3+3HCl。1.該反應(yīng)中Al得到還是失去電子?8個(gè)Al參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移多少電子?提示

失去。8個(gè)Al參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移24個(gè)電子。2.用雙線橋法和單線橋法表示出上述反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。提示

雙線橋法:單線橋法:【深化拓展】1.雙線橋法和單線橋法的書(shū)寫(xiě)步驟(1)雙線橋法的書(shū)寫(xiě)步驟:(2)單線橋法的書(shū)寫(xiě)步驟:2.用雙線橋法表示電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目時(shí)的注意事項(xiàng)(1)箭頭必須由反應(yīng)物指向生成物,且兩端對(duì)準(zhǔn)同種元素。(2)在“線橋”上標(biāo)明電子“得到”或“失去”,且得到與失去的電子總數(shù)必須相等,電子對(duì)的偏移也按得失處理。(3)電子轉(zhuǎn)移數(shù)以a×be-形式表示,a表示發(fā)生氧化還原反應(yīng)的原子個(gè)數(shù),b表示每個(gè)原子得到或失去的電子數(shù),當(dāng)a=1或b=1時(shí),要省略。(4)箭頭方向不代表電子轉(zhuǎn)移的方向,僅表示電子轉(zhuǎn)移前后粒子的變化?！舅啬軕?yīng)用】典例2已知銅在常溫下能被稀硝酸溶解,其反應(yīng)的化學(xué)方程式如下:3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O(1)被氧化的元素是

,被還原的元素是

,發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)是

,發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)是

。

(2)用雙線橋法表示反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。(3)用單線橋法表示反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。答案

(1)Cu

N

Cu

HNO3(2)(3)解析

由化學(xué)方程式可知:銅元素化合價(jià)升高,從0價(jià)變?yōu)?2價(jià),被氧化;氮元素化合價(jià)降低,從+5價(jià)變?yōu)?2價(jià),被還原。故Cu發(fā)生氧化反應(yīng),HNO3發(fā)生還原反應(yīng)。溫馨提示

(1)常見(jiàn)元素的主要化合價(jià)氟氯溴碘負(fù)一價(jià),正一氫銀與鉀鈉。氧的負(fù)二先記清,正二鎂鈣鋇和鋅。正三是鋁正四硅,下面再把變價(jià)歸。全部金屬是正價(jià),一二銅來(lái)二三鐵。錳正二四與六七,碳的二四要牢記。非金屬負(fù)主正不齊,氯的負(fù)一正一五七。氮磷負(fù)三與正五,不同磷三氮二四。硫有負(fù)二正四六,邊記邊用就會(huì)熟。(2)常見(jiàn)根價(jià)口訣一價(jià)銨根硝酸根,氫鹵酸根氫氧根。高錳酸根氯酸根,高氯酸根醋酸根。二價(jià)硫酸碳酸根,氫硫酸根錳酸根。暫記銨根為正價(jià),負(fù)三有個(gè)磷酸根。變式訓(xùn)練2(1)在汽車(chē)尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化器,可有效降低NOx的排放,當(dāng)尾氣中空氣不足時(shí),NOx在催化轉(zhuǎn)化器中被還原成N2排出。寫(xiě)出NO被CO還原的化學(xué)方程式:

。

(2)實(shí)驗(yàn)室里迅速制備少量氯氣可利用以下反應(yīng):2KMnO4+16HCl(濃)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。①用雙線橋法表示出電子轉(zhuǎn)移情況:

。

②用單線橋法表示出電子轉(zhuǎn)移情況:

。

③該反應(yīng)中氧化劑是

,發(fā)生氧化反應(yīng)的是

。

解析

(1)根據(jù)題目信息可知NO被CO還原為N2,而CO被氧化成CO2,化學(xué)方程式為2NO+2CON2+2CO2。(2)反應(yīng)中錳元素化合價(jià)由+7價(jià)降低到+2價(jià),氯元素由-1價(jià)升高到氯氣中的0價(jià),高錳酸鉀是氧化劑,發(fā)生還原反應(yīng),HCl是還原劑,發(fā)生氧化反應(yīng),結(jié)合氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的兩種表示方法畫(huà)出雙線橋和單線橋。

素養(yǎng)脈絡(luò)

隨堂檢測(cè)1.古詩(shī)詞是古人為我們留下的寶貴精神財(cái)富,下列詩(shī)句不涉及氧化還原反應(yīng)的是(

)A.野火燒不盡,春風(fēng)吹又生B.春蠶到死絲方盡,蠟炬成灰淚始干C.粉身碎骨渾不怕,要留清白在人間D.爆竹聲中一歲除,春風(fēng)送暖入屠蘇答案

C解析

A、B兩項(xiàng)中均涉及物質(zhì)燃燒,D項(xiàng)中有火藥爆炸,都屬于氧化還原反應(yīng);C項(xiàng)中反應(yīng)為CaCO3C