内容正文:
第一章
物质及其变化
第三节
氧化还原反应
第3课时
氧化还原反应的电子转移表示法
高中化学必修第一册(2019人教版)
学
习
目
标
1.通过对化合价变化与电子转移的相关性分析,从微观上认识氧化还原反应的本质,
2.能用单线桥和双线桥法分析电子转移情况。
4FeS2 + 11O2 =2Fe2O3 +8SO2
2HNO3+3BaSO3=H2O + 2NO↑ + 3BaSO4
+5
+2
+4
+6
氧化剂
还原剂
还原产物
氧化产物
+2
-1
+3
+4
0
—2
-2
氧化剂
还原剂
还原产物
还原产物
氧化产物
氧化产物
思考:指出氧化剂和还原剂 氧化产物和还原产物
3
氧化剂
还原剂
得到电子,被还原
失去电子,被氧化
n个e-
思考:如何表示电子转移的方向和数目?
1.双线桥法
Cu+ Fe2(SO4)3 2FeSO4+CuSO4
0 +3 +2 +2
失去1×2e-
得到2×e-
表示反应前后同一元素由反应物转化为生成物时电子转移的情况。
自己找自己
主题1: 电子转移表示法
a × be-
标价态
正确标出反应前后各元素化合价
明确变价元素的化合价升降关系
连双线
一条线始于反应物中的降价元素,
止于生成物中同种元素
一条线始于反应物中的升价元素,
止于生成物中同种元素
注得失
正确标出反应前后“得到”电子或“失去”电子总数
化合价改变
的原子个数
化合价
的差值
书写步骤
先标化合价,再看价变化;起止同元素,桥上标变化。
主题1: 电子转移表示法
难点——“得”“失”电子数目判断
单个Fe原子得到3个电子
两个Fe原子
单个Al原子失去3个电子
两个Al原子
小结:电子转移数=“得”或“失”电子数
=变价原子数×单个变价原子得(失)电子数
+3 0 0 +3
得到2x3e-,化合价降低,被还原
失去2x3e-,化合价升高,被氧化
主题1: 电子转移表示法
双线桥法表示电子的转移
Cu+ Fe2(SO4)3 2FeSO4+CuSO4
0 +3 +2 +2
失去1×2e-
得到2×e-
(1)箭头必须由反应物指向生成物,且两端对准发生价态变化的同种元素。
(2)箭头方向不代表电子转移方向,仅表示同种元素电子转移的前后变化。
(3)在“桥”上标明电子的“得”与“失”,且得失电子总数相等。
微点拨
主题1: 电子转移表示法
用双线桥法表示下列方程式电子转移的方向和数目
MnO2+4HCl(浓) = MnCl2+Cl2↑ + 2H2O
△
+4 -1 +2 0
得到2 e-,
化合价降低,
被还原
被氧化
化合价升高,
失去2 ×e-,
易错警醒:
该反应中,只有一部分氯原子化合价发生变化,还有一部分氯原子价态不变,故失去电子数为2×e-,而不是4 ×e-。
部分氧化还原反应反应
例1:
例2
0 -1 +1
化合价升高,
失去 e-,
被氧化
化合价降低,
得到e-,
被还原
歧化反应
该反应中,同一反应物中氯原子化合价既升高又降低,发生氧化反应和还原反应的氯原子个数比为1:1。
主题1: 电子转移表示法
例3
-2 +4 0
失去 2×2e-,
化合价升高,
被氧化
被还原
化合价降低,
得到4e-,
易错警醒:
该反应中,不同反应物中的硫原子化合价既升高又降低,发生氧化反应和还原反应的硫原子个数比为2:1。
归中反应
【拓展】价态不交叉规律:同种元素的不同价态间发生氧化还原反应时,高价态和低价态变成它们相邻的中间价态
H2S + H2SO4(浓)= S ↓+ SO2↑ + 2H2O
-2 +6 0 +4
失去2e-
得2e-
最低价
最高价
中间价
中间价
主题1: 电子转移表示法
1.用双线桥法表示下列反应的电子转移的方向与数目。
(1)2KClO3 2KCl+3O2↑
(2)3Cu+8HNO3(稀) == 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(3)Cl2+H2O == HCl+HClO
课堂检测
3S + 4HNO3 = 3SO2 +4NO +2H2O
0 +5 +4 +2
化合价降低,得4×3e- ,被还原
化合价升高 ,失3×4e-,被氧化
氧化产物
还原剂
还原产物
氧化剂
+4 -1 +2 0
化合价升高 ,失2e-,被氧化
化合价降低 ,得2e-,被还原
△
MnO2+4HCl=MnCl2+Cl2↑+2H2O
参加反应的4分子HCl中,只有2分子HCl被氧化
注意
氧化产物
还原剂
还原产物
氧化剂
表示反应过程中不同元素原子间的电子转移情况。
2.单线桥法
给别人
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
高温
+2
0
+3
+4
6e-
2H2O2 === 2H2O + O2↑
MnO2
-1
0
-2
2e-
主题1: 电子转移表示法
标价态
正确标出反应前后各元素化合价
明确变价元素的化合价升降关系
连单线
箭头由失电子的原子指向得电子的原子
注数目
正确标出反应中转移的电子总数
注意:不需要标明“得到”或“失去
书写步骤
小结:电子转移数 =“得”或“失”电子数=变价总数
主题1: 电子转移表示法
单线桥法表示电子的转移
Cu+ Fe2(SO4)3 2FeSO4+CuSO4
2e-
箭头由失电子原子指向得电子原子,线桥上只标电子转移的数目,不标“得”“失”字样。
微点拨
主题1: 电子转移表示法
1.用单线桥法表示下列反应的电子转移的方向与数目。
(1)2KClO3 2KCl+3O2↑
(2)3Cu+8HNO3(稀) == 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
课堂检测
12e-
6e-
2.下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是:( )
A. B.
C. D.
B
课堂检测
课堂检测
3.已知铜在常温下能被稀硝酸溶解,其反应的化学方程式为:
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。
(1)被氧化的元素是_____,被还原的元素是____。
(2)发生氧化反应的物质是______,发生还原反应的物质是_______。
(3)用单线桥法表示反应电子得失的方向和数目:
_______________________________________________。
Cu
N
Cu
HNO3
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。
6e-
4.(1)从下列各组反应对比中,判断哪种粒子的氧化性最强,哪种粒子的还原性最强。
①铁钉浸入CuSO4溶液后,表面会附有红色物质;铜丝浸入AgNO3溶液后,表面会附有银白色物质。则在Cu、Fe、Ag中,_____的还原性最强;在Cu2+、Fe2+、Ag+中,______的氧化性最强。
Fe
Ag+
铁钉浸入CuSO4溶液中,发生的反应是Fe+CuSO4===FeSO4+Cu,则还原性:Fe>Cu;氧化性:Cu2+>Fe2+;铜丝浸入AgNO3溶液中发生的反应是Cu+2AgNO3===Cu(NO3)2+2Ag,则还原性:Cu>Ag,氧化性:Ag+>Cu2+,从而可得还原性:Fe>Cu>Ag,氧化性:Ag+>Cu2+>Fe2+。
②铁在氯气中燃烧生成棕褐色物质(FeCl3),而在盐酸中生成浅绿色溶液(FeCl2)。则在Cl2、Cl-、H+中,_________具有氧化性,_____的氧化性较强。
Cl2、H+
Cl2
铁在氯气中燃烧发生的反应是2Fe+3Cl2 2FeCl3,氧化剂是Cl2,铁和盐酸发生反应:Fe+2HCl===FeCl2+H2↑,氧化剂是HCl,故Cl2和H+具有氧化性,氧化性较强的是Cl2。
(2)为防治碘缺乏病,通常在食盐中添加少量的碘酸钾(KIO3)。碘酸钾和碘化钾在溶液中能发生下列反应:KIO3+5KI+3H2SO4===3I2+3K2SO4+3H2O。
①该反应中,氧化剂是______,氧化产物是____。
②用双线桥标出该反应中电子转移的方向和数目:
_____________________________________。
KIO3
I2
+3K2SO4+3H2O
阅读: P38
食物防腐
炼钢
电池
主题2: 氧化还原反应在生产生活中的作用
生活实例
2H2+O2=2H2O
某些宇宙飞船上所使用的氢氧燃料电池,不仅能量转换率高,而且电池反应生成的水还可供宇航员饮用。
还原铁粉
4Fe + 3O2 + 6H2O = 4Fe(OH)3
食品包装袋内的脱氧剂。
氢氧燃料电池
主题2: 氧化还原反应在生产生活中的作用
24
生活实例
炸药爆炸
2NH4NO3 ==== 2N2↑ + O2↑+ 4H2O
高温或高压
主题2: 氧化还原反应在生产生活中的作用
25
人体血液中葡萄糖与O2发生有氧呼吸作用:
C6H12O6 + 6O2 = 6CO2+6H2O
主题2: 氧化还原反应在生产生活中的作用
单、双线桥的不同点
1. 单线桥: 反应物之间
双线桥: 反应物 → 生成物
2. 单线桥: 不用标注“失去”或“得到”
已表明电子转移的方向,体现了电子的得失
箭头从反应物指向生成物;
同一元素
不同元素
课堂总结
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