§1-1氧化還原反應(yīng)(第一輪復(fù)習(xí)教案)

高三化學(xué)教案·第一輪復(fù)習(xí)第一單元氧化還原反應(yīng)及其能量變化PAGE湖南省臨澧縣第一中學(xué)化學(xué)組杜登高llyzddg@第1頁(yè)§1－1氧化還原反應(yīng)教學(xué)目標(biāo)1、掌握有關(guān)氧化還原反應(yīng)的概念，了解重要的氧化劑和還原劑2、能用電子轉(zhuǎn)移的觀點(diǎn)分析氧化還原反應(yīng)，掌握分析氧化還原反應(yīng)的兩種方法3、掌握氧化性、還原性相對(duì)強(qiáng)弱的定性判斷方法及其應(yīng)用4、掌握配平氧化還原反應(yīng)的常用方法，理解有關(guān)氧化還原反應(yīng)的計(jì)算教學(xué)重點(diǎn)有關(guān)氧化還原反應(yīng)的概念，分析氧化還原反應(yīng)的兩種方法及氧化性、還原性相對(duì)強(qiáng)弱的定性判斷方法及其應(yīng)用教學(xué)難點(diǎn)氧化還原反應(yīng)規(guī)律的理解及應(yīng)用教學(xué)過(guò)程一、氧化還原反應(yīng)的基本概念（兩條線）二、分析氧化還原反應(yīng)過(guò)程的兩種表示方法1、雙線橋法——表示電子轉(zhuǎn)移（得或失）與化合價(jià)的變化（降或升）及氧化還原反應(yīng)的過(guò)程和結(jié)果例如：2、單線橋法——表示電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目（單線橋必須標(biāo)在方程式的上方）例如：高三化學(xué)教案·第一輪復(fù)習(xí)第一單元氧化還原反應(yīng)及其能量變化PAGE湖南省臨澧縣第一中學(xué)化學(xué)組杜登高llyzddg@第13頁(yè)分析物質(zhì)：CuO是氧化劑，具有氧化性，被還原為Cu（還原產(chǎn)物是Cu）H2是還原劑，具有還原性，被氧化為H2O（氧化產(chǎn)物是H2O）分析元素：（必須指明元素所在的物質(zhì)及該元素的存在價(jià)態(tài)）CuO中是氧化劑，具有氧化性，被還原為Cu中H2中是還原劑，具有還原性，被氧化為H2O中歸納小結(jié)：氧化還原不可分，電子轉(zhuǎn)移是根本，判斷查看化合價(jià)，價(jià)降價(jià)升是特征；失升氧和得降還，倘若問(wèn)劑兩相反，氧化劑和還原劑，相互轉(zhuǎn)化緊聯(lián)系。失去電子化合價(jià)升高被氧化；得到電子化合價(jià)降低被還原還原劑被氧化；氧化劑被還原。三、氧化還原反應(yīng)與化學(xué)反應(yīng)基本類型的關(guān)系（兩個(gè)一定兩部分）四、氧化還原反應(yīng)的基本類型1、物質(zhì)間的氧化還原（1）物質(zhì)間不同價(jià)態(tài)、同種元素間的氧化還原反應(yīng)（歸中反應(yīng)）如：2H2S＋SO22H2O＋3SFe＋2Fe3＋3Fe2＋（若歸中到單質(zhì)，則其一為負(fù)價(jià)，另一為正價(jià)，該元素必為非金屬－金屬無(wú)負(fù)價(jià)）（2）物質(zhì)間不同種元素間的氧化還原反應(yīng)Cu＋2Fe3＋Cu2＋＋2Fe2＋Fe＋Cu2＋Cu2＋＋Fe2＋2、物質(zhì)內(nèi)的氧化還原反應(yīng)催化劑△（1）物質(zhì)內(nèi)不同種元素間催化劑△2KClO32KCl＋3O2↑(2)物質(zhì)內(nèi)不同價(jià)態(tài)同種元素間的氧化還原反應(yīng)（歸中反應(yīng)）如：5NH4NO32HNO3＋4N2↑＋9H2O（3）物質(zhì)內(nèi)相同價(jià)態(tài)同種元素間的氧化還原反應(yīng)（歧化反應(yīng)）如：3Cl2＋6NaOH5NaCl＋NaClO3＋3H2O五、氧化性、還原性相對(duì)強(qiáng)弱的定性判斷及應(yīng)用1、根據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律和化學(xué)方程式判斷氧化性（強(qiáng)）氧化劑（反應(yīng)物高價(jià)）＞（弱）氧化劑（生成物高價(jià)）還原性（強(qiáng)）還原劑（反應(yīng)物低價(jià)）＞（弱）還原劑（生成物低價(jià)）歸納：氧化性，找高價(jià)，還原性，找低價(jià)；反應(yīng)物，呈強(qiáng)性，生成物，呈弱性。例：氧化性Fe3＋＞Cu2＋，還原性Cu＞Fe2＋；氧化性Cu2＋＞Fe2＋，還原性Fe＞Cu；2K＋22K＋2（低價(jià)）（高價(jià)）（低價(jià)）（高價(jià)）氧化性Cl2＞I2；還原性I－＞Cl－2、根據(jù)元素活動(dòng)性順序判斷（1）根據(jù)金屬活動(dòng)性順序判斷【還原態(tài)－低價(jià)態(tài)】還原性（失電子能力、金屬性）逐漸減弱K＞Ca＞Na＞Mg＞Al＞Zn＞Fe＞Sn＞Pb＞(H)＞Cu＞Hg＞(Fe2＋)＞AgK＋＜Ca2＋＜Na＋＜Mg2+＜Al3+＜Zn2+＜Fe2+＜Sn2+＜Pb2+＜(H+)＜Cu2+＜Hg2+＜(Fe3＋)＜Ag＋【氧化態(tài)－高價(jià)態(tài)】氧化性（得電子能力）逐漸增強(qiáng)（2）根據(jù)非金屬活動(dòng)性順序判斷【氧化態(tài)－高價(jià)態(tài)】氧化性（得電子能力非金屬性）逐漸減弱F2＞O2＞Cl2＞Br2＞I2＞SF－＜OH－＜Cl－＜Br－＜I－＜S2－【還原態(tài)－低價(jià)態(tài)】還原性（失電子能力）逐漸減弱在上述活動(dòng)性順序中：上大下小排兩性，氧化還原要對(duì)應(yīng)；左上右下能反應(yīng)，相隔越遠(yuǎn)越易行。3、根據(jù)元素周期表和元素周期律判斷（與活動(dòng)性順序類似）（從略）4、依據(jù)元素價(jià)態(tài)高低判斷——高價(jià)氧化低價(jià)還，中間價(jià)態(tài)兩邊轉(zhuǎn)。同種元素不同價(jià)態(tài)的物質(zhì)比較，一般而言：最高價(jià)態(tài)只有氧化性（作氧化劑），最低價(jià)態(tài)只有還原性（作還原劑）；中間價(jià)態(tài)既有氧化性，又有還原性（既可作氧化劑，又可作還原劑）；價(jià)態(tài)越高氧化性越強(qiáng)，價(jià)態(tài)越低還原性越強(qiáng)。如：（只有還原性）（只有氧化性）（只作還原劑）既有氧化性又有還原性（只作氧化劑）特例：在氯元素的含氧酸HClO、HClO2、HClO3、HClO4中HClO的氧化性最強(qiáng)。5、根據(jù)氧化還原程度判斷（1）同種氧化劑與不同還原劑反應(yīng)，看氧化劑被還原的程度，使其呈低價(jià)態(tài)者，還原性強(qiáng)。如：（2）同種還原劑與不同氧化劑反應(yīng)，看還原劑被氧化的程度，使其呈高價(jià)態(tài)者氧化性強(qiáng)。如：6、依據(jù)反應(yīng)對(duì)外界條件要求的高低判斷同種氧化劑與不同還原劑反應(yīng)或同種還原劑與不同氧化劑反應(yīng)，對(duì)外界反應(yīng)條件要求越高，相應(yīng)還原劑的還原性或相應(yīng)氧化劑的氧化性越弱。如：(常溫)2KMnO4＋16HCl2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O(常溫)MnO2＋4HClMnCl2＋2H2O＋Cl2↑O2＋4HCl2H2O＋2Cl2↑（地康法制氯氣）氧化性KMnO4＞MnO2＞O27、依據(jù)反應(yīng)物本身所處的狀態(tài)判斷反應(yīng)物（氧化劑或還原劑）本身的濃度越大，溫度越高，相應(yīng)的氧化性或還原性越強(qiáng)。如：氧化性HNO3(濃)＞HNO3(稀)HNO3(熱、濃)＞HNO3(冷、濃)8、根據(jù)原電池電極反應(yīng)判斷還原性負(fù)極反應(yīng)物＞正極生成物；氧化性正極反應(yīng)物＞負(fù)極生成物9、根據(jù)電解池電極反應(yīng)判斷陽(yáng)極（金屬或陰離子失去電子而放電）誰(shuí)先放電，誰(shuí)還原性強(qiáng)；陰極（陽(yáng)離子得到電子而放電）誰(shuí)先放電，誰(shuí)氧化性強(qiáng)。10、根據(jù)反應(yīng)過(guò)程中的能量變化同種氧化劑與不同還原劑或同種還原劑與不同氧化劑反應(yīng)，比較反應(yīng)熱的大小，放熱越多或吸熱越少，相應(yīng)的性能越強(qiáng)。其他條件（溶液的酸堿性強(qiáng)弱等）也影響氧化劑的氧化性或還原劑的還原性。六、氧化還原反應(yīng)規(guī)律1、反應(yīng)順序規(guī)律同種氧化劑與不同還原劑反應(yīng)，則按照還原性由強(qiáng)到弱的順序依次反應(yīng)，同種還原劑與不同氧化劑反應(yīng)，則按照氧化性由強(qiáng)到弱的順序依次反應(yīng)。（即在氧化態(tài)和對(duì)應(yīng)的還原態(tài)順序表中，左上右下能反應(yīng)，相差越遠(yuǎn)越易行）2、反應(yīng)程度規(guī)律（1）歧化反應(yīng)規(guī)律同價(jià)元素要歧化，有降有升必變價(jià)。（2）歸中反應(yīng)規(guī)律：價(jià)態(tài)相鄰能共存，價(jià)態(tài)相間能歸中，歸中價(jià)態(tài)不交叉，價(jià)升價(jià)降只靠攏。如：H2S與濃H2SO4反應(yīng)后的生成物，按S的價(jià)態(tài)分布，則產(chǎn)物可能為：（都有H2O生成）①H2SS,SO2H2SO4；②H2SSO2，SO2H2SO4③H2SS,SH2SO4。⑶化合價(jià)不變?cè)瓌t在部分氧化還原反應(yīng)中，遵循化合價(jià)不變?cè)瓌t如：反應(yīng)KClO3＋6HClKCl＋3H2O＋3Cl2↑生成物KCl中來(lái)源于反應(yīng)物HCl中，保持化合價(jià)不變，而不來(lái)源于KClO3中。3、反應(yīng)方向規(guī)律強(qiáng)氧化劑與強(qiáng)還原劑反應(yīng)，生成弱還原劑和弱氧化劑；反向反應(yīng)必用電解。4、電子轉(zhuǎn)移（得失）守恒（化合價(jià)升降相等）七、氧化性、還原性相對(duì)強(qiáng)弱的應(yīng)用1、判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的順序和程度例1、將Cl2通入含Br－、I－、S2－的鹽溶液中，如果I－部分被氧化為I2，I－有剩余，則溶液中一定存在的離子除I－外還有Cl－、Br－，一定不存在的離子是S2－。解析：氧化性Cl2＞Br2＞I2＞S③②①還原性Cl－＜Br－＜I－＜S2－通入Cl2，發(fā)生反應(yīng)的順序?yàn)镃l2＋S2－2Cl－＋S①Cl2＋2I－2Cl－＋I(xiàn)2②Cl2＋2Br－2Cl－＋Br2③當(dāng)I－部分被氧化時(shí)，S2－肯定不存在，Br－不被氧化，同時(shí)有Cl－生成。2、判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的方向例2、已知I－、Fe2＋、SO2、Cl－、和H2O2的還原性，在酸性溶液中的強(qiáng)弱順序?yàn)镃l－＜Fe2＋＜H2O2＜I－＜SO2，試判斷下列反應(yīng)不能發(fā)生的是（C）A、2Fe3＋＋SO2＋2H2O2Fe2＋＋4H＋＋SO42－B、SO2＋I(xiàn)2＋2H2OH2SO4＋2HIC、H2O2＋2H＋＋SO42－SO2＋O2＋2H2OD、2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2解析一：由各化學(xué)方程式比較還原性強(qiáng)弱，看是否與題目所給條件相符還原性ASO2＞Fe2＋（符合）BSO2＞I－（符合）CH2O2＞SO2（不符合）DI－＞Fe2＋（符合）解析二：由氧化性、還原性順序判斷氧化性Cl2＞Fe3＋＞O2＞I2＞SO42－DAB還原性Cl－＜Fe2＋＜H2O2＜I－＜SO2根據(jù)反應(yīng)順序規(guī)律：左上右下能反應(yīng)，相隔越遠(yuǎn)越易行，可知C不能反應(yīng)。3、選擇合適的氧化劑或還原劑例3：某溶液中含有Cl－、I－，且濃度相等，為了使I－氧化而不使Cl－氧化，依據(jù)下列三個(gè)反應(yīng)方程式，判斷所選擇的氧化劑，①2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2②2MnO42－＋10Cl－＋16H＋2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O③2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－可選擇的氧化劑除Cl2外，還可以是（D）AFeCl2BKMnO4CHCl(濃)DFeCl3解析：依據(jù)氧化性、還原性順序氧化性KMnO4＞Cl2＞Fe3＋＞I2還原性Mn2＋＜Cl—＜Fe2＋＜I－故氧化劑選擇Cl2、Fe3＋，除Cl2外還可選擇FeCl3。八、常見(jiàn)的重要的氧化劑和還原劑1、重要的氧化劑①活潑的非金屬單質(zhì)X2(F2、Cl2、Br2、I2)、O2、O3等②高價(jià)金屬陽(yáng)離子Fe3＋、Cu2＋、Pb4＋、Sn4＋等③高價(jià)或較高價(jià)的含氧酸化合物（含氧酸、含氧酸鹽、氧化物等）如：MnO2、KMnO4、K2Cr2O7、H2SO4、HNO3、KClO3、HClO、Ca(ClO)2等。④過(guò)氧化物、超氧化物Na2O2、KO2等2、重要的還原劑①活潑或較活潑的金屬單質(zhì)或合金如：K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe等②少數(shù)非金屬單質(zhì)如：H2、C、Si等③低價(jià)金屬陽(yáng)離子如：Cu＋、Fe2＋、Sn2＋等④非金屬陰離子如：S2－、I－、Br－、Cl－等⑤較低價(jià)的化合物如：CO、SO2、H2S、NH3、H2C2O4、NO九、氧化還原方程式的配平——化合價(jià)升降法配平氧化還原方程式1、氧化還原方程式配平的理論基礎(chǔ)（理論依據(jù)）⑴質(zhì)量守恒定律參加化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和，即：化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變，各元素原子的個(gè)數(shù)相等。⑵電荷守恒在離子化合物和電解質(zhì)溶液里，陽(yáng)離子所帶正電荷總數(shù)與陰離子所帶負(fù)電荷的總數(shù)相等，電性相反，整個(gè)離子化合物和電解質(zhì)溶液不顯電性。⑶電子轉(zhuǎn)移（得失）守恒（化合價(jià)升降相等）2、配平步驟a寫好物質(zhì)標(biāo)好價(jià)（寫物標(biāo)價(jià)）b然后列出價(jià)變化（列出變化）c交叉約簡(jiǎn)定基數(shù)（升降相等）d根據(jù)基數(shù)推其它（推導(dǎo)其它）3、配平操作方式（1）、正向配平（從反應(yīng)物配）例1：（2）、逆向配平（從生成物配）例2：（3）、雙向配平（兩邊配）例3：幾種特殊氧化還原反應(yīng)的配平（1）零價(jià)法如：學(xué)生練習(xí)：Fe3P＋HNO3(稀)——Fe(NO3)3＋H3PO4＋NO↑＋H2O答案：3Fe3P＋41HNO3(稀)9Fe(NO3)3＋3H3PO4＋14NO↑＋16H2O（2）分部總價(jià)法如：配平反應(yīng)Sx2－＋BrO3－＋OH－——SO42－＋Br－＋H2O并求當(dāng)BrO3－和OH－消耗物質(zhì)的量之比為2∶3時(shí)x的值，并寫出相應(yīng)的離子方程式。OH－系數(shù)的確定：①電荷守恒法，方程式兩邊電荷數(shù)相等，即3x×2＋（3x＋1）－3×2－（3x＋1）＝6x－6②待定系數(shù)法，設(shè)OH－的系數(shù)為y則H2O的系數(shù)為由氧守恒（3x＋1）×3＋y＝3x×4＋解得y＝6x－6當(dāng)n(BrO3－)∶n(OH－)＝2∶3時(shí)，有解x＝5相應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Sx2－＋16BrO3－＋24OH－15SO42－＋16Br－＋12H2O學(xué)生練習(xí)：由S可制得多硫化物Na2Sx（x=2～6），已知Na2Sx與NaClO反應(yīng)的離子方程式Sx2－＋ClO－＋OH－——SO42－＋Cl－＋H2O配平反應(yīng)的離子方程式，若Na2Sx在反應(yīng)中消耗的NaOH和NaClO的物質(zhì)的量之比為1∶2，試求x的值并寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式。答案提示：Na2Sx＋16NaClO＋8NaOH＝5Na2SO4＋16NaCl＋4H2OCu△(3)有機(jī)氧化還原方程式的配平—部分分析法（只分析發(fā)生氧化還原反應(yīng)的部分）例如：配平RCH2OH＋O2RCHO＋H2O分析：Cu△學(xué)生練習(xí)：RCHO＋Cu(OH)2RCOOH＋Cu2O＋H2O(4)缺項(xiàng)化學(xué)方程式的配平——一般缺H＋、OH－、H2O配平規(guī)律一般為：①酸性條件下，缺H（氫）或多O（氧）補(bǔ)H＋，少O(氧)補(bǔ)H2O（水）；②堿性條件下，缺H（氫）或多O（氧）補(bǔ)H2O（水），少O(氧)補(bǔ)OH－；例：S2－＋ClO－＋□S＋Cl－＋□①若在酸性條件下，配平方程式為S2－＋ClO－＋2H＋S＋Cl－＋H2O②若在堿性條件下，配平方程式為S2－＋ClO－＋2H2OS＋Cl－＋2OH－配平小技巧提示：盡可能選擇組成較復(fù)雜且化合價(jià)變化較復(fù)雜的化學(xué)式作為基準(zhǔn)物來(lái)配平，從而先確定較復(fù)雜化學(xué)式的基準(zhǔn)系數(shù)（簡(jiǎn)稱基數(shù)），再推導(dǎo)其它簡(jiǎn)單化學(xué)式的化學(xué)計(jì)量數(shù)（推導(dǎo)系數(shù)）配平方程式的其它方法有：觀察法，最小公倍數(shù)法，奇數(shù)配偶法（單數(shù)雙倍法），待定系數(shù)法，定“1”法等等，在此不再一一介紹。十、氧化還原反應(yīng)的計(jì)算1、根據(jù)氧化還原反應(yīng)方程式進(jìn)行計(jì)算（從略）2、根據(jù)電子得失守恒（化合價(jià)升降相等）進(jìn)行計(jì)算——守恒法計(jì)算依據(jù)：n(氧化劑)×N(Ar)×N(+e－)＝n(還原劑)×N(Ar)×N(-e－)N(Ar)——表示氧化劑或還原劑分子中發(fā)生氧化或還原的原子或離子的數(shù)目N(+e－)—表示起氧化劑作用的一個(gè)原子或一個(gè)離子得到的電子數(shù)（化合價(jià)降低數(shù)值）N(-e－)—表示起還原劑作用的一個(gè)原子或一個(gè)離子失去的電子數(shù)（化合價(jià)升高數(shù)值）例1、乙二酸（俗名草酸）有還原性，0.1mol/L的H2C2O420ml恰好將4×10－3mol的VO2－還原為VO2n－A5B4C3D2解析：H22O4（CO2）價(jià)↑O2－O2n-價(jià)↓（設(shè)V被還原后的化合價(jià)為x）由電子得失守恒（化合價(jià)升降相等）n(H2C2O4)×N(C)×N(-e－)＝n(VO2－)×N(V)×N(+e－20×10－3×0.1×2×（4－3）＝4×10－3×1×（3－x）解得x＝＋2n＝2例2、在熱的稀硫酸溶液中溶解了11.4gFeSO4當(dāng)加入50ml0.5mol/LKNO3溶液后，其后Fe2＋全部轉(zhuǎn)化為Fe3＋，KNO3也完全反應(yīng)，并有NxOy氣體逸出?！鮂eSO4＋□KNO3＋□H2SO4□K2SO4＋□Fe2(SO4)3＋□NxOy＋□H2O⑴推算出x、y的值x＝，y＝；⑵配平該化學(xué)方程式（化學(xué)計(jì)量數(shù)寫在□內(nèi)）⑶指出反應(yīng)中那種物質(zhì)是氧化劑⑷表明電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目解析：SO4價(jià)↑KO3xOy價(jià)↓（設(shè)NxOy中N的化合價(jià)為n）由電子得失守恒（化合價(jià)升降相等）n(FeSO4)×N(Fe)×N(-e－)＝n(KNO3)×N(N)×N(+e－)即：×1×（3－1）＝50×10－3×0.5×1×（5－n）解得n=+2NxOy為NOx=1y=1（其余解答從略）例3、工業(yè)廢氣中氮氧化合物是重要的大氣污染物之一，為保護(hù)環(huán)境工業(yè)上采用通入氨氣的方法，在催化劑作用下使之發(fā)生反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無(wú)毒的氮?dú)釴Ox＋NH3N2＋H2O現(xiàn)有NO2、NO的混和氣體3L與同溫同壓的NH33.5L恰好使其完全反應(yīng)轉(zhuǎn)化為N2,則原混和氣體中NO2和NO物質(zhì)的量之比為（A）A3∶1B2∶1C1∶1D1∶4解析一：氣體體積比等于氣體的物質(zhì)的量之比（同溫同壓時(shí)）O22價(jià)↓（設(shè)體積為x）O2價(jià)↓（設(shè)體積為y）H32價(jià)↑由體積和電子守恒