1.3 氧化还原反应 课件 2023-2024学年高一化学上学期人教版（2019）必修第一册

第三节 氧化还原反应 课时1 氧化还原反应 第一章 物质及其变化 课堂探究 一、多角度认识氧化还原反应 1.从得失氧的角度认识氧化还原反应 氧化反应 还原反应 2Cu + O2 2CuO △ 2CuO + C 2Cu + CO2 ↑ 高温 C CO2 CuO Cu O2 氧化 还原 还原 氧化 氧化反应和还原反应是同时发生的，这样的反应称为氧化还原反应。 一种物质得到氧发生氧化反应，必然有一种物质失去氧发生还原反应。 课堂探究 一、多角度认识氧化还原反应 2.从元素化合价升降的角度认识氧化还原反应 1852年，英国化学家弗兰克兰在研究金属有机化合物时提出了化合价的概念。逐步完善后，人们从化合价角度重新认识了氧化还原反应 2CuO + C 2Cu + CO2 化合价升高，得氧元素，发生氧化反应 0 +4 +2 0 化合价降低，失氧元素，发生还原反应 高温 课堂探究 一、多角度认识氧化还原反应 2.从元素化合价升降的角度认识氧化还原反应 ②还原反应：物质所含元素化合价降低被还原的反应 ①氧化反应：物质所含元素化合价升高被氧化的反应 化合价降低，被还原 化合价升高，被氧化 +2 -2 0 +2 -2 0 ③氧化还原反应的特征：有元素化合价的升降 判断依据 典例精讲 【例1】判断以下反应是否是氧化还原反应?是否所有的氧化还原反应都会同时存在得失氧和化合价升降这两个变化特征呢？ Fe + CuSO4 ==== FeSO4 + Cu Zn + 2HCl ====ZnCl2 + H2↑ +2 0 +2 0 +6 -2 +6 -2 0 0 +2 +1 -1 -1 是 是 化合价升高，氧化反应 化合价升高，氧化反应 化合价降低，还原反应 化合价降低，还原反应 不存在得失氧，有化合价升降 5 典例精讲 【例1】判断以下反应是否是氧化还原反应 2H2O2 ==== 2H2O + O2↑ -1 -2 0 NaOH + HCl ==== NaCl + H2O -1 -1 +1 +1 +1 +1 +1 -2 -2 化合价升高，氧化反应 化合价降低，还原反应 不是 是 存在得失氧和化合价升降 不存在得失氧和化合价升降 氧化还原反应 判断 看反应前后是否有元素化合价的变化。 6 课堂探究 一、多角度认识氧化还原反应 探究学习 +11 +17 +17 +11 Na+ Cl- Na Cl Cl- Na+ 化合价的升降——电子的得失 氧化反应(化合价升高）的实质是原子失去电子的过程。 还原反应（化合价降低）的实质是原子得到电子的过程。 2Na＋Cl2 ==== 2Na Cl ０ ０ ＋１ －１ 课堂探究 氧化还原反应的实质 探究学习 一、多角度认识氧化还原反应 H Cl +17 +1 +1 +17 H Cl δ+ δ- H2 + Cl2 ==== 2HCl H Cl HCl 化合价的升降——共用电子对的偏移 点燃 有电子转移(得失或偏移)的反应都是氧化还原反应 课堂探究 探究学习 一、多角度认识氧化还原反应 +17 2 8 7 +11 2 8 1 Na Cl Na+ Cl- 8 NaCl +1 1 +17 2 8 7 你的电子 借我用用 Cl H 哼！不借 6 2Na + Cl2 === 2NaCl Δ 0 0 +1 -1 化合价升高，失电子，发生氧化反应 化合价降低，得电子，发生还原反应 H2 + Cl2 ===2HCl 点燃 0 0 +1 -1 化合价升高，电子对偏离，发生氧化反应 化合价降低，电子对偏向，发生还原反应 课堂探究 一、多角度认识氧化还原反应 3.从电子转移的角度认识氧化还原反应 ②还原反应：得到电子(或电子对偏向)的反应 ①氧化反应：失去电子(或电子对偏离)的反应 ③氧化还原反应的本质：有电子转移(得失或偏移) 2Na + Cl2 === 2NaCl Δ 0 0 +1 -1 化合价升高，失电子，发生氧化反应 化合价降低，得电子，发生还原反应 典例精讲 【例2】下列有关氧化还原反应的叙述正确的是(　　 ) A．元素化合价升高的反应是还原反应 B．物质在变化中失去了电子，此物质中的某一元素化合价降低 C．有电子转移的反应就是氧化还原反应 D．有化合价升降的反应，不一定是氧化还原反应 C 11 ② CaO ＋ H2O ＝ Ca(OH)2 课堂思考 请你思考！ 将下列各反应进行分类;哪些反应属于氧化还原反应？ ③ 2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2 ⑥ Mg + 2HCl ═ MgCl2 + H2 ↑ ⑤ Zn + CuCl2 ═ ZnCl2 + Cu ⑦ CuCl2 + 2NaOH ═ Cu(OH)2 ↓ + 2NaCl ⑧ CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O ① 2Na＋Cl2 ＝ 2NaCl 点燃 ④ 2Fe(OH)3 = Fe2O3 + H2O 基本反应类型 化合反应 分解反应 置换反应 复分解反应 氧化还原反应 非氧化还原反应 课堂探究 二、氧化还原反应与四大基本反应类型的关系 反应类型 结论 化合反应（A+B==AB） 有单质参与的化合反应属于氧化还原反应 分解反应（AB==A+B） 有单质生成的分解反应属于氧化还原反应 置换反应（A+BC==AC+B） 置换反应全部属于氧化还原反应 复分解反应（AB+CD==AD+CB） 复分解反应全部属于非氧化还原反应 13 课堂探究 注意！ 二、氧化还原反应与四大基本反应类型的关系 复分解 化合 分解 氧化还原反应 氧化还 原反应 非氧化还 原反应 置换 分 化合 复 置 典例精讲 【例3】氧化还原反应与四种基本类型反应的关系如图所示，则下列化学反应属于4区的是（ ） A．Cl2+2KBr==Br2+2KCl B．2NaHCO3==Na2CO3+CO2+H2O C．4Fe(OH)2+O2+2H2O==2Fe(OH)3 D．2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2 A 15 课堂思考 请你思考！ 如何表示氧化还原反应中电子转移的方向和数目呢？ 0 +1 失去2×e-，化合价升高，被氧化 -1 0 得到2×e-，化合价降低，被还原 2Na + Cl2 2NaCl 16 课堂探究 三、氧化还原反应中电子转移的表示方法 难点！ 化合价降低，得3e-×2 被还原 +3 0 0 +3 化合价升高，失3e-×2 被氧化 ①“标化合价”标出变化了的元素化合价 ②画双线”箭头总是从反应物指向生成物同种元素 ③得失电子总数表示：原子个数 × 每个原子得失电子数 1.氧化还原反应中电子转移的表示方法——双线桥法 课堂探究 三、氧化还原反应中电子转移的表示方法 难点！ 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 +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 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 典例精讲 【例4】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1×2 e-， 化合价降低， 被还原 被氧化 化合价升高， 失去2 ×e-， 1 2 0 -1 +1 失去 e-， 化合价升高， 被氧化 被还原 化合价降低， 得到e-， 歧化反应 典例精讲 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-， 归中反应 +6 0 -2 +4 H2S + H2SO4(浓) == S↓ + SO2↑ + 2H2O 失去2e-，被氧化 得到2e-，被还原 4 最低价 最高价 中间价 中间价 同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时，反应前后化合价变化满足“邻近原则”。 课堂探究 三、氧化还原反应中电子转移的表示方法 难点！ 2.氧化还原反应中电子转移的表示方法——单线桥法 2Na + Cl2 2NaCl 点燃 0 +1 0 -1 2e- ①“标化合价”标出变化了的元素化合价 ②“连单线”箭头从反应物失电子元素指向得电子元素 ③注数目：正确标出反应中转移的电子总数，不注明得与失 注意：要用箭头标明电子转移的方向 典例精讲 【例5】用单线桥法表示下列方程式电子转移的方向和数目 CuO + H2 == Cu + H2O +4 -1 +2 0 2e- MnO2 + 4HCl(浓) == MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O Δ +2 0 0 +1 2e- 课堂小结 氧化还原反应 定 义 特 征 本 质 复分解反应一定不是；置换反应一定是；化合反应和分解反应部分是，部分不是。 反应前后元素化合价发生变化（判断）：化合价升高，被氧化；化合价降低，被还原。（宏观视角） 电子得失或共用电子对偏离-电子转移：化合价升高，失电子（或电子对偏离），被氧化；化合价降低，得电子（或电子对偏向），被还原。（微观视角） 关 系 氧化反应和还原反应同时发生的化学反应。 23 课堂小结 氧化还原反应中电子转移的表示方法 +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 0 +3 0 +3 6e- “双线桥”法 “单线桥”法 24 随堂演练 1．下列关于氧化还原反应的叙述中，正确的是（ ） A．一种元素被氧化，肯定有另一种元素被还原 B．氧化还原反应的实质是电子的转移 C．阳离子只有氧化性，阴离子只有还原性 D．氧化还原反应中，得电子越多，氧化性越强 B 2．在反应中，元素X的原子将电子转移给元素Y的原子，则下列说法 正确的是（ ） ①元素X被氧化 ②元素Y被氧化 ③元素X发生还原反应　 ④元素Y发生还原反应． A．①② B．③④ C．②③ D．①④ D 25 随堂演练 3.下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是 (　　） B 26 随堂演练 4　 4.根据下列两个氧化还原反应回答问题 27 课堂思考 请你思考！ 请选择合适的依据将以下三个反应中的反应物分成两类 ① H2 + CuO Cu + H2O ② 3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2 ③ C + 2CuO 2Cu + CO2↑ △ 高温 高温 化合价升高 失电子 被氧化 化合价降低 得电子 被还原 还原剂 氧化剂 28 一、氧化还原反应中的基本概念 课堂探究 概念辨析 探究学习 0 +1 +2 0 H2 + CuO ＝ H2O + Cu 还原剂 氧化剂 氧化产物 还原产物 化合价升高，失电子，被氧化，氧化反应 化合价降低，得电子，被还原，还原反应 29 课堂探究 概念辨析 一、氧化还原反应中的基本概念 1.还原剂：所含元素化合价升高 ，失去电子(或电子对偏离)的反应物 氧化剂：所含元素化合价降低，得到电子(或电子对偏向)的反应物 2.氧化产物：还原剂被氧化后得到的产物 还原产物：氧化剂被还原后得到的产物 课堂探究 概念辨析 一、氧化还原反应中的基本概念 3.还原性：还原剂具有还原性，所含物质失电子的能力 氧化性：氧化剂具有氧化性，所含物质得电子的能力 4.氧化反应：还原剂所含元素化合价升高，失电子，被氧化的反应 还原反应：氧化剂所含元素化合价降低，得电子，被还原的反应 0 +1 +2 0 H2 + CuO ＝ H2O + Cu 化合价升高，失电子，被氧化，氧化反应 化合价降低，得电子，被还原，还原反应 课堂探究 概念辨析 一、氧化还原反应中的基本概念 典例精讲 【例1】分析下列氧化还原反应中元素化合价的变化情况,指出氧化剂和还原剂。并指出氧化产物和还原产物。(教材P28、第10题） (1)2H2+O2===2H2O (2)4P+5O2===2P2O5 (3)Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑ (4)2HgO===2Hg+O2↑ 点燃 加热 点燃 氧化剂：O2 还原剂：H2 氧化产物和还原产物都是H2O 氧化剂：O2还原剂：P 氧化产物和还原产物都是P2O5 氧化剂:H2SO4 还原剂：Fe 氧化产物：FeSO4；还原产物：H2 氧化剂、还原剂:HgO 氧化产物：O2 ；还原产物：Hg 33 课堂探究 概念辨析 一、氧化还原反应中的基本概念 5.基本概念之间的关系 模 型 氧化剂 + 还原剂 = 还原产物 + 氧化产物 化合价降低，得电子，被还原，发生还原反应 化合价升高，失电子，被氧化，发生氧化反应 氧化剂 氧化性 得电子 价降低 还原剂 还原性 价升高 失电子 被还原 还原产物 还原反应 被氧化 氧化产物 氧化反应 课堂探究 背诵 一、氧化还原反应中的基本概念 还原剂 + 氧化剂 = 氧化产物 + 还原产物 被氧化 被还原 升失还(原剂)——被氧化，物质发生氧化反应，得到氧化产物 降得氧(化剂)——被还原，物质发生还原反应，得到还原产物 口诀 典例精讲 【例2】已知实验室里常利用反应MnO2+4HCl(浓) MnCl2+ Cl2↑+2H2O制取氯气。在该反应中,锰元素化合价　 　 , MnO2被　 　,MnO2发生　 　 反应,MnO2是　 剂,MnO2具有　 　 性。  MnO2 ＋ 4HCl ＝ MnCl2＋Cl2↑＋2H2O △ +4 -1 +2 0 得电子,化合价降低, 被还原 失电子,化合价升高, 被氧化 降低 还原 还原 氧化 氧化 (教材P27、第3题） 36 随堂演练 1.判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)氧化剂得电子被氧化为还原产物(　　) (2)非金属单质在反应中只作氧化剂(　　) (3)在氧化还原反应中，金属单质作反应物时一定是还原剂(　　) (4)在HNO3、N2O4、NaNO2、NO、N2和NH4Cl中氮元素的化合价分别为＋5价、＋4价、＋3价、＋2价、0价和－3价 (　　) (5)在氧化还原反应中，可能只有元素化合价的升高，而无元素化合价的降低(　　) (6)没有单质参加的反应一定不是氧化还原反应 (　　) (7)某元素由化合态变为游离态，该元素一定被还原 (　　) × × × × × √ √ 37 课堂思考 请你思考！ 如何判断下列物质的氧化性，还原性？ 浓H2SO4、SO2、H2S、S、Fe、FeCl3、FeCl2、KMnO4、Al、HNO3、O2、Cl2、KI、Zn、H2O2、Na2O2 用化合价分析硫不同价态的性质 课堂探究 二、常见的还原剂和氧化剂 探究学习 -2 0 +4 +6 S 它在各个价态的氧化性和还原性 氧化性 氧化性 还原性 氧化性 还原性 还原性 用化合价分析硫不同价态的性质 利用物质中元素所处的价态，推测它可能具备的性质 硫是多价态的元素 分析 课堂探究 理解 二、常见的还原剂和氧化剂 1.利用物质中元素所处的价态，推测它可能具备的性质 元素处于最高价：只有氧化性 元素处于最低价：只有还原性 元素处于中间价态：既有氧化性，又有还原性 铁元素（Fe）： 0 +2 +3 ↑ ↑ ↓ ↓ 硫元素（S）： -2 0 +4 +6 ↑ ↑ ↑ ↓ ↓ ↓ 判断物质能否做氧化剂（具有氧化性）或做还原剂（具有还原性）的方法 课堂探究 二、常见的还原剂和氧化剂 记忆 2.常见的还原剂和氧化剂 氧化还原反应 氧化剂 还原剂 单质 化合物 氧化物 盐 含氧酸 无氧酸 O2、 O3、 Cl2、Br2 Na、Fe、 Al、Zn、 S 、 H2、C MnO2、CO2 、 NO2 、 H2O2、Na2O2 CO、SO2 FeCl3、KMnO4 、KClO3 、 Na ClO FeSO4、 Na2SO3 、 KI、Na2S、FeCl2 HClO、HNO3、浓硫酸 H2SO3 HCl H2S、HCl 存在化合价能降低的元素 存在化合价能升高的元素 请你思考！ 请你设计实验方案证明， 过氧化氢具有氧化性还能体现出一定的还原性！ 课堂思考 过氧化氢中氧元素处于中间价态，除了体现出氧化性，还能体现出一定的还原性。 课堂探究 二、常见的还原剂和氧化剂 难点 实验探究1 生活中常用到双氧水（H2O2溶液）杀菌消毒，是利用了过氧化氢的强氧化性，请你设计实验方案证明过氧化氢具有氧化性吗？有什么样的现象？ （可选择的实验试剂：H2O2溶液、酸性KMnO4溶液,稀硫酸，NaOH溶液，淀粉KI溶液。）信息提示：淀粉遇碘单质变蓝 43 课堂探究 实验探究1 二、常见的还原剂和氧化剂 难点 实验设计原理 KI H2O2 氧化剂 氧化剂 + 还原剂 = 还原产物 + 氧化产物 I2 淀粉遇碘单质变蓝 实验方案：向试管中加入2mL淀粉KI溶液，再滴加5滴H2O2溶液，观察实验现象。 结论： 溶液变蓝 实验中H2O2体现氧化性，把KI氧化，产生I2，遇淀粉显蓝色 实验现象： 课堂探究 二、常见的还原剂和氧化剂 难点 实验探究2 从价态上分析，过氧化氢中氧元素处于中间价态，除了体现出氧化性，还能体现出一定的还原性，请你设计实验方案证明过氧化氢具有还原性？预测出实验现象？ （可选择的实验试剂：H2O2溶液、酸性KMnO4溶液，氢硫酸（H2S溶液）,盐酸，氢氧化钠溶液，淀粉KI溶液）信息提示： Mn 的最高价态为+7，高锰酸钾溶液为紫红色 实验设计原理 酸性KMnO4 H2O2 还原剂 还原剂 + 氧化剂 = 氧化产物 + 还原产物 Mn2+ 紫红色褪去 KI O2 课堂探究 二、常见的还原剂和氧化剂 难点！ 结论： 实验方案：向试管中加入2mL酸性高锰酸钾溶液，再滴加5滴H2O2溶液，观察实验现象。 试管中有气泡产生，溶液紫红色褪去 实验中H2O2体现还原性，被酸性KMnO4溶液氧化，产生O2，KMnO4被还原，紫红色褪去。 实验现象： 实验探究2 H2O2，KMnO4，O2，I2 都有氧化性 怎样比较氧化性和还原性的强弱 课堂思考 请你思考！ 如何比较物质氧化性或还原性的强弱关系？ 氧化性 还原性 氧化性和还原性的强弱比较 物质得失电子的难易程度 得电子能力越强 失电子能力越强 氧化性越强 还原性越强 与得失电子的多少无关 课堂探究 三、氧化性和还原性的强弱比较 重点 难点 1.根据金属活动性顺序表判断 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ Zn2+ Fe2+ Sn2+ Pb2+ (H+) Cu2+ Hg2+ Ag+ 金属活泼性依次减弱 单质的还原性依次减弱 金属 对应阳离子的氧化性逐渐增强 课堂探究 三、氧化性和还原性的强弱比较 重点 难点 2.根据氧化还原反应原理判断 氧化性：氧化剂 > 氧化产物 还原性：还原剂 > 还原产物 Cl2 + 2NaBr = 2NaCl + Br2 > 氧化性： Cl2 Br2 还原性： NaBr NaCl > 还原剂 + 氧化剂 = 氧化产物 + 还原产物 Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu 还原性：Fe>Cu 氧化性：Cu2+>Fe2+ 典例精讲 【例3】根据反应式：（1）2Fe3+＋2I-＝2Fe2+＋I2， （2）Br2＋2Fe2+＝2Br-＋2Fe3+， 可判断离子的还原性从强到弱的顺序是（ ） A.Br-、Fe2+、I-　　 B.I-、Fe2+、Br- 　 C.Br-、I-、Fe2+ D.Fe2+、I-、Br- B 50 课堂探究 重点 难点 三、氧化性和还原性的强弱比较 3.根据反应的难易（反应条件）比较 2KMnO4 + 16HCl(浓) === 2KCl + 2MnCl2 + 8H2O + 5Cl2↑ MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + 2H2O + Cl2↑ O2 + 4HCl(浓) 2Cl2＋2H2O 氧化性：_____________________________ △ △ KMnO4＞MnO2＞O2 当不同氧化剂分别与同一还原剂反应时，如果氧化产物价态相同，可根据反应的难易来判断，反应越容易，该氧化剂氧化性就越强 课堂探究 三、氧化性和还原性的强弱比较 重点 难点 4.根据变价元素被氧化或被还原的程度比较 ①2Fe＋3Cl2 2FeCl3 ②Fe＋S FeS 可判断氧化性：氯气____硫。 > 某还原剂被不同氧化剂氧化时，元素化合价升得越高，说明氧化剂的氧化性越强。 课堂探究 三、氧化性和还原性的强弱比较 5.根据所处环境（温度、浓度、pH）来判断 重点 难点 同一物质在不同的条件下，其氧化性/还原性会有所不同。 （1）温度：①氧化性：浓硫酸（热）＞浓硫酸（冷）； ②还原性：浓盐酸（热）＞浓盐酸（冷）。 （2）浓度：HNO3（浓） ＞ HNO3（稀） （3）pH：①中性环境中 不显氧化性，酸性环境中 显强氧化性； ②KMnO4（酸性）>KMnO4（中性）>KMnO4（碱性） KI 课堂思考 请你思考！ 怎样减少了汽车尾气NO、CO排放所造成的空气污染？ 典例精讲 【例4】NO、CO均有毒，二者在催化剂作用下发生氧化还原反应，生成的产物N2，和CO2，都是无毒物质，从而减少了汽车尾气排放所造成的空气污染。分析是否是氧化还原反应,指出氧化剂和还原剂，氧化产物和还原产物 2CO + 2NO=== 2CO2 + N2 高温 催化剂 还原剂 氧化剂 +2 +2 +4 0 化合价升高, 失2×2e-, 被氧化 化合价降低, 得2×2e-电子, 被还原 氧化产物 还原产物 55 课堂小结 总结 56 随堂演练 1.下列说法正确的是 A．金属单质在反应中只能作还原剂，非金属单质只能作氧化剂 B．氧化还原反应中一定存在电子的转移 C．某元素从化合态到游离态，该元素一定被还原 D．失电子多的金属还原性强 B 2.ClO2是一种高效消毒剂，可通过以下反应制得： 2KClO3+H2C2O4+H2SO4 === 2ClO2+K2SO4+2CO2+2H2O，其中还原剂是 A．KClO3 B．H2C2O4 C．ClO2 D．CO2 C 57 随堂演练 3.根据下列反应的化学方程式，判断有关物质的还原性强弱顺序是 I2+SO2+2H2O= = = H2SO4+2HI；2FeCl2+Cl2 = = = 2FeCl3；2FeCl3+2HI = = = 2FeCl2+2HCl+I2 A．I->Fe2+>Cl->SO2 B．Cl->Fe2+>SO2>I- C．Fe2+>I->Cl->SO2 D．SO2>I->Fe2+>Cl- D 58 4.同一还原剂与多种氧化剂在一起时，先与氧化性强的粒子反应，待强的反应完后，再与氧化性弱的反应，称为反应先后规律。已知2Fe3++ Fe= 3Fe2+，且氧化性：Fe3+＞Cu2+，在溶有Fe2(SO4)3和CuSO4的溶液中加入铁粉，下列说法中不正确的是 A．若铁粉有剩余，则不溶物中一定有铜 B．若铁粉有剩余，则溶液中的金属阳离子只有Fe2+ C．若铁粉无剩余，且溶液中有Cu2+，则溶液中一定无Fe3+ D．若铁粉无剩余，且溶液中无Cu2+，则溶液中一定有Fe2+，一定无Fe3+ 随堂演练 C 59 $$