1.3 第1课时 氧化还原反应-【精彩三年】2024-2025学年高中化学必修1课程探究与巩固Word教参（人教版2019）

第三节　氧化还原反应 第1课时　氧化还原反应 课标要点 学科素养 氧化还原反应中的几组概念 通过对氧化还原反应本质的学习，形成认识化学反应的微观视角，建构氧化还原反应的认知模型 氧化还原反应中电子转移的表示方法 通过对电子转移表达方式的学习，培养模型认知的素养 (见学生用书P21)　　 　 知识点一　对氧化还原反应的认识 1．从得失氧的角度认识氧化还原反应 从得失氧的角度分析以下反应，完成下表。 2CuO＋C2Cu＋CO2↑；Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 物质 反应物 发生的反应(氧化反应或还原反应) 得氧物质 __C、CO__ __氧化反应__ 失氧物质 CuO、Fe2O3 __还原反应__ 结论：在化学反应中，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__，氧化反应和还原反应是在一个反应中同时发生的，称为__氧化还原反应__。 2．氧化还原反应的特征——元素化合价的升降 化学 反应 2CuO＋C 2Cu＋CO2↑ Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu 元素 化合价 变化 铜元素化合价降低 碳元素化合价升高 铜元素化合价降低 铁元素化合价__升高__ 反应 类型 CuO发生 __还原__ 反应 C发生 __氧化__ 反应 CuSO4发生还原反应 Fe发生__氧化__反应 结论：物质所含元素化合价升高的反应是__氧化__反应；物质所含元素化合价降低的反应是__还原__反应；反应前后有元素__化合价发生变化__的反应，都是氧化还原反应。 【提醒】氧化还原反应并不要求反应中所有元素的化合价都发生变化。 3．氧化还原反应的本质——电子转移 化学 反应 2Na＋Cl22NaCl H2＋Cl22HCl 化合 价变 化 钠元素的化合价由0价升高为＋1价， 氯元素的化合价由0价降低为－1价 氯元素的化合价由0价降低为－1价， 氢元素的化合价由0价升高为＋1价 电子 转移 钠原子最外层只有1个电子，失去__1__个电子形成稳定的Na＋，发生了__氧化__反应；氯原子最外层有7个电子，__得到__1个电子形成稳定的Cl－，发生__还原__反应 氢原子和氯原子都__不易__失去电子，二者通过形成__共用电子对__达到稳定结构。共用电子对偏向于吸引力稍强的氯原子，而偏离于吸引力稍弱的氢原子。在这个反应中，发生了共用电子对的__偏移__，H2发生了__氧化__反应，Cl2发生了__还原__反应 电子 转移 的数 目和 方向 本质 发生电子的__得失__的反应为氧化还原反应 发生共用电子对的__偏移__的反应为氧化还原反应 结论：凡是有电子转移(得失或偏移)的反应都是氧化还原反应。元素的原子失去电子(或电子对偏离)的物质发生__氧化__反应，物质被__氧化__；元素的原子得到电子(或电子对偏向)的物质发生__还原__反应，物质被__还原__。 【提醒】氧化还原反应的特征是元素化合价的升降，氧化还原反应的本质是电子转移。电子转移无法直接判断，化合价变化则比较直观，可直接进行判断。 知识点二　氧化还原反应与四大基本反应类型的关系 四大基本 反应类型 化学方程式举例 是否为氧化 还原反应 化合反应 2CO＋O22CO2 __是__ CaO＋H2O===Ca(OH)2 __否__ 分解反应 2H2O2H2↑＋O2↑ __是__ CaCO3CaO＋CO2↑ __否__ 置换反应 Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu __是__ Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ __是__ 复分解 反应 NaOH＋HCl===NaCl＋H2O __否__ NaCl＋AgNO3===AgCl↓＋NaNO3 __否__ 　 化合反应__不一定__(填“一定”“不一定”或“一定不”，下同)是氧化还原反应；分解反应__不一定__是氧化还原反应；置换反应__一定__是氧化还原反应；复分解反应__一定不__是氧化还原反应。 氧化还原反应与四大基本反应类型的关系如图所示： 【提醒】①四大基本反应类型不能涵盖所有的化学反应，如Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2，不属于四大基本反应，但属于氧化还原反应。 ②有单质参加，也有单质生成的反应，不一定是氧化还原反应，如同素异形体的相互转化3O22O3。 探本思辨 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)鞭炮爆炸发生了氧化还原反应。(　√　) (2)没有氧元素参加的反应一定不是氧化还原反应。(　×　) (3)某元素从化合态变为游离态时，该元素一定被还原。(　×　) (4)Cu2(OH)2CO32CuO＋CO2↑＋H2O属于氧化还原反应。(　×　) (5)某氧化还原反应中有一种元素被氧化，肯定有另一种元素被还原。(　×　) (6)分解反应一定是氧化还原反应，而化合反应一定不是氧化还原反应。(　×　) 2．下列变化未涉及氧化还原反应的是(　B　) A．牛奶变质　　B．海水晒盐 C．铁锅生锈 D．绿色植物的光合作用 【解析】牛奶变质涉及有机物的腐败变质过程，涉及氧化还原反应，A不符合题意；海水晒盐为物理变化，不涉及氧化还原反应，B符合题意；铁锅生锈涉及铁单质转化为化合物的过程，涉及氧化还原反应，C不符合题意；绿色植物的光合作用是绿色植物在叶绿体内，利用光能，将空气中的二氧化碳和水转化成有机物，同时释放氧气，有元素化合价的变化，是氧化还原反应，D不符合题意。 3．2024·绍兴一中高一下列氧化还原反应中，电子转移的方向和数目均正确的是(　B　) 【解析】在该反应中O元素化合价由反应前O2中的0价变为反应后Na2O2中的－1价，化合价降低1价，得到e－，Na元素化合价由反应前Na中的0价变为反应后Na2O2中的＋1价，化合价升高1价，失去e－，化合价升降最小公倍数是2，反应中转移电子数目为2e－，A错误；在该反应中O元素化合价由反应前O2中的0价变为反应后MgO中的－2价，化合价降低2价，得到2e－，Mg元素化合价由反应前Mg中的0价变为反应后MgO中的＋2价，化合价升高2价，失去2e－，化合价升降最小公倍数是4，所以反应中转移电子数目为4e－，B正确；在该反应中KClO3、KCl中的Cl原子发生电子转移都变为Cl2，Cl元素化合价由反应前KClO3中的＋5价变为反应后Cl2中的0价，化合价降低5价，得到5e－，Cl元素化合价由反应前HCl中的－1价变为反应后Cl2中的0价，化合价升高1价，失去e－，化合价升降最小公倍数是5，反应中转移电子数目为5e－，C错误；在该反应中N元素化合价由反应前HNO3中的＋5价变为反应后NO中的＋2价，化合价降低3价，得到3e－，Cu元素化合价由反应前Cu中的0价变为反应后Cu(NO3)2中的＋2价，化合价升高2价，失去2e－，化合价升降最小公倍数是6，反应中转移电子数目为6e－，图示的电子转移方向不符合反应事实，D错误。 (见学生用书P23)　　 　类型一　氧化还原反应 【情境】 铝热法是一种冶炼高熔点金属单质的方法，常用于焊接钢轨等大截面钢材部件，军事上可以制作铝热弹等强杀伤性的武器以及传统的烟火剂。实验装置如图所示。 【讨论】 (1)铝粉和氧化铁是实验室铝热反应的常用原料，氧化铁与铝在高温下发生反应：2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3。该反应属于四大基本反应类型中的哪类反应？是否为氧化还原反应？ 【答案】置换反应；是。 (2)以点燃的镁条引发铝热反应，写出镁条燃烧的化学方程式。该反应属于四大基本反应类型中的哪类反应？是否为氧化还原反应？ 【答案】2Mg＋O22MgO；化合反应；是。 (3)在铝热剂上铺的氯酸钾会分解产生氧气，写出该反应的化学方程式。该反应属于四大基本反应类型中的哪类反应？是否为氧化还原反应？ 【答案】2KClO32KCl＋3O2↑；分解反应；是。 【总结】 1．化合价的有关规律 (1)在单质中元素的化合价为0。 (2)在化合物中，金属元素化合价一般为正价；非金属元素的化合价一般既有负价又有正价。如a、等。 (3)可以依据在化合物里各元素的正、负化合价代数和等于0进行推算。如23、22等。 (4)“根”(即化合物中带电荷的原子团)的化合价的确定：由组成根的原子的化合价推算出来，如由于O为－2价，H为＋1价，则氢氧根的化合价为(－2)＋(＋1)＝－1；由于S为＋6价，O为－2价，则硫酸根的化合价为(＋6)＋(－2)×4＝－2。根的化合价的数值等于其所带电荷数。 2．氧化还原反应与元素化合价升降及电子转移的关系 可简单记忆为“升失氧，降得还”。 3．氧化还原反应与四大基本反应类型的关系图 4．氧化还原反应概念辨析易错点拨 (1)元素由化合态转化为游离态可能被氧化，也可能被还原。如HCl转化为Cl2，氯元素被氧化，CuO转化为Cu，铜元素被还原。 (2)4HCl(浓)＋MnO2MnCl2＋Cl2↑＋2H2O不属于四种基本反应类型中的任何一种反应类型，但属于氧化还原反应。 (3)在氧化还原反应中，发生氧化(或还原)反应的反应物不一定全部被氧化(或被还原)。如反应4HCl(浓)＋MnO2MnCl2＋Cl2↑＋2H2O中，参加反应的HCl一半被氧化为Cl2，另一半转化为MnCl2。 例1　 固体火箭的动力常由铝粉与高氯酸铵(NH4ClO4)反应提供。高氯酸铵受热可发生反应：2NH4ClO4===N2↑＋Cl2↑＋2O2↑＋4H2O。下列有关该反应的说法不正确的是(　B　) A．该化学反应为分解反应 B．NH4ClO4→N2发生了还原反应 C．反应中部分氯元素被氮元素还原 D．反应中部分氧元素被氯元素氧化 【解析】反应中只有氯元素化合价降低，发生还原反应，氮和氧元素化合价升高，氮元素由－3价升高为0价，部分氧元素由－2价升高为0价，发生了氧化反应。反应物只有1种，有4种生成物，该化学反应为分解反应，A正确；NH4ClO4→N2过程中，氮元素由－3价升高为0价，发生了氧化反应，B错误；反应中只有氯元素化合价降低，氮元素和氧元素化合价升高，反应中部分氯元素被氮元素还原，部分氯元素被氧元素还原，C正确；反应中部分氧元素被氯元素氧化，部分氧元素化合价不变，D正确。 例2　氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示，则下列化学反应中属于区域3的是(　C　) A．2F2＋2H2O===4HF＋O2 B．AgNO3＋NaCl===AgCl↓＋NaNO3 C．3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2 D．MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 【解析】A项属于置换反应，也属于氧化还原反应；B项属于复分解反应，不属于氧化还原反应；C项属于氧化还原反应，但不属于四种基本反应类型，属于区域3；D项属于分解反应，也属于氧化还原反应。 1．下列诗句中不涉及氧化还原反应的是(　B　) A．野火烧不尽，春风吹又生 B．粉身碎骨浑不怕，要留清白在人间 C．何意百炼钢，化为绕指柔 D．春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干 【解析】“野火烧不尽，春风吹又生”中的燃烧属于氧化还原反应；“粉身碎骨浑不怕，要留清白在人间”中碳酸钙的分解与氧化钙和水的反应都没有元素化合价的变化，都不涉及氧化还原反应；“何意百炼钢，化为绕指柔”中钢的冶炼过程涉及氧化还原反应；“蜡炬成灰泪始干”中蜡烛燃烧涉及氧化还原反应；故B项符合题意。 2．2024·柯桥中学高一氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示。下列化学反应属于阴影部分的是(　A　) A．4NH3＋5O24NO＋6H2O B．4Fe＋O2＋2H2O===4Fe C．2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑ D．Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2 【解析】阴影部分所表示的反应类型为氧化还原反应，但不属于四种基本反应类型。A项，该反应不属于四种基本反应类型中的任意一种，但有元素化合价的变化，因此属于氧化还原反应，符合题意；B项，该反应属于化合反应，不符合题意；C项，该反应属于分解反应，不符合题意；D项，该反应属于置换反应，不符合题意。 3．下列反应中，氯元素被氧化的是(　C　) A．2KClO32KCl＋3O2↑ B．2P＋5Cl22PCl5 C．MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O D．H2＋Cl22HCl 【解析】氯元素被氧化的反应中氯元素的化合价升高，C项中氯元素的化合价由－1价升高为0价，氯元素被氧化。 类型二　氧化还原反应中电子转移的表示方法 1．双线桥法 表明反应前后同一元素原子间的电子转移情况。先标化合价，再看价变化；起止同元素，桥上标变化。 — — —标出“失去”或“得到”电子的总数 如 【提醒】①箭头、箭尾必须对应化合价变化的同种元素。 ②必须注明“得到”“失去”。 ③得、失电子要守恒。 2．单线桥法 表明反应前后不同元素原子间的电子转移情况。确定变价元素的化合价，计算价态的变化；箭头从失电子的元素原子指向得电子的元素原子，桥上标明电子数。 如 【提醒】①单线桥表示反应物中变价元素原子得失电子的情况。 ②不需标明“得到”或“失去”，只标明电子转移的数目。 ③箭头表明电子转移的方向。 ④单线桥箭头从失电子的元素原子指向得电子的元素原子。 例题　下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是(　B　) 【解析】A项，SiO2→Si应为得到4e－，2C→2CO应为失去2×2e－；C项，10KI→5I2应为失去10×e－；D项，箭头方向应由Cu指向H2SO4中的S。 1．2024·温岭中学高一下列氧化还原反应中，电子得失情况表示不正确的是(　C　) 【解析】CuO中Cu2＋得到2e－生成Cu，H2失去2e－生成水，A正确；KI中I－失去2e－给了Br2，B正确；Na失去电子，S得到电子，C错误；KClO3中Cl得到5e－转化为Cl2，HCl中Cl失去5×e－转化为Cl2，D正确。 2．用双线桥法标出下列反应中电子转移的方向和数目。 (1)2HClO2HCl＋O2↑ (2)2CO＋O22CO2 (3)2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 【答案】 课 堂 检 测 1．下列变化中，与氧化还原反应无关的是(　C　) A．钢铁的生锈 B．切开的苹果变色 C．钟乳石的形成 D．利用催化剂减少汽车尾气中有害气体的排放 【解析】钢铁的生锈是铁与氧气发生的氧化反应，与氧化还原反应有关，A不符合题意；切开的苹果变色是氧气将苹果中还原性物质氧化而变色，B不符合题意；钟乳石的形成：Ca(OH)2＋CO2===CaCO3＋H2O，CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2，没有元素化合价的变化，与氧化还原反应无关，C符合题意；利用催化剂将汽车尾气中的有害气体NO、CO转化为N2和CO2，减少有害气体的排放，反应中N、C化合价发生变化，与氧化还原反应有关，D不符合题意。 2．在工业炼铁过程中，炼铁高炉内部的不同区域发生不同的反应。其中不属于氧化还原反应的是(　D　) A．C＋O2CO2 B．CO2＋C2CO C．3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2 D．SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑ 【解析】氧化还原反应中涉及元素化合价的变化，有元素化合价发生变化的反应是氧化还原反应，D项反应中没有元素化合价的变化，不属于氧化还原反应，D符合题意。 3．2024·诸暨中学高一下列反应既是化合反应，又是氧化还原反应的是(　C　) A．CaO＋H2O===Ca(OH)2 B．CO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3 C．H2＋Cl22HCl D．2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑ 【解析】A项，反应是化合反应，不是氧化还原反应，错误；B项，反应是化合反应，不是氧化还原反应，错误；C项，反应是化合反应，有元素化合价升降，也是氧化还原反应，正确；D项，反应是氧化还原反应，不是化合反应。 4．下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是(　D　) 【解析】H2O中H元素应得到电子，O元素应失去电子，且得、失电子都应为4e－，A错误；Zn元素失电子化合价升高，正确的电子转移的表示方法为，B错误；C项，KClO3中Cl元素化合价降低、氧元素化合价升高，正确的电子转移的表示方法为，C错误；D项，S和KOH反应生成K2SO3、K2S，部分S元素化合价由0价升高为＋4价、部分S元素化合价由0价降低为－2价，D正确。 5．2024·东阳中学高一三氟化氮(NF3)是微电子工业中一种优良的等离子蚀刻气体，它在潮湿的空气中与水蒸气发生氧化还原反应，其反应的化学方程式为3NF3＋5H2O===2NO＋HNO3＋9HF。 请根据要求回答下列问题。 (1)NF3中氟元素的化合价为－1价，则氮元素的化合价为__＋3价__。 (2)用双线桥法标出反应中电子转移的方向和数目。 3NF3＋5H2O===2NO＋HNO3＋9HF 【答案】 (3)反应过程中，被氧化与被还原的原子个数之比为__1∶2__。 【解析】根据化合物中各元素的化合价代数和为零可知，氮元素的化合价为＋3价；反应中只有氮元素的化合价发生变化，NF3→NO，氮元素化合价降低1价，被还原；NF3→HNO3，氮元素化合价升高2价，被氧化，被氧化与被还原的原子个数之比为1∶2。 温馨说明：课后请完成高效作业5 学科网（北京）股份有限公司 $$