第3节 氧化还原反应 第1课时（教学设计）化学鲁科版2019必修第一册

第三节 氧化还原反应 第1课时 认识氧化还原反应 一、知识目标 1.理解氧化还原反应的定义和特征，能从化合价升降的角度判断氧化反应和还原反应。 2.掌握氧化还原反应的实质是电子的转移，理解化合价升降与电子得失的关系。 3.学会用双线桥法和单线桥法表示氧化还原反应中电子转移的方向和数目。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：通过分析生活和生产中的氧化还原反应现象，从宏观上认识氧化还原反应的特征；从微观角度探究化合价变化的原因，理解氧化还原反应的实质。 2.证据推理与模型认知：通过实验探究和实例分析，建立氧化还原反应的概念模型，能运用该模型判断氧化还原反应，分析氧化还原反应中电子转移的情况。 3.科学探究与创新意识：通过对氧化还原反应中电子转移的探究，培养科学探究能力和创新思维，体会实验在化学研究中的重要作用。 一、教学重点 1.氧化还原反应的特征和实质。 2.用双线桥法和单线桥法表示电子转移。 二、教学难点 1.从微观角度理解氧化还原反应的实质。 2. 正确使用双线桥法和单线桥法表示电子转移。 本节教学内容源于鲁科版（2019年版）高中化学必修第一册第二章《元素与物质世界》第三节《氧化还原反应》第1课时。氧化还原反应是高中化学的重要理论知识，贯穿于整个高中化学的学习，是学习元素化合物、电化学等知识的重要基础，在化学学科中有着举足轻重的地位。 按照《课标》要求，本课时主要围绕氧化还原反应的特征、实质以及电子转移的表示方法展开。教材通过生Cu的氧化与置换引入，引发学生的联想与质疑，进而引导学生探究氧化还原反应的本质。通过对具体化学反应的分析，让学生从元素化合价升降的角度认识氧化还原反应的特征，再深入到从电子转移的角度理解其本质。同时，介绍了双线桥法和单线桥法来表示氧化还原反应中电子的转移情况，有助于学生更直观地理解氧化还原反应的过程。 教学对象是初高中阶段的学生，处于知识和思维的过渡时期。在初中化学的学习中，学生已经掌握了一些基本的化学反应类型，如化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应，对化学反应有了一定的认识，但对于氧化还原反应的概念仅停留在得氧失氧的层面，认识较为肤浅和片面。 在思维方面，初高中学生正从形象思维向抽象思维过渡，他们对直观、生动的实验现象和实例比较感兴趣，但对于抽象的概念和理论理解起来有一定的困难。在学习氧化还原反应时，学生可能会对化合价的变化、电子的转移等抽象概念感到困惑。 因此，在教学过程中，应充分考虑学生的现有知识水平和思维特点，结合生活实例和实验探究，引导学生逐步理解氧化还原反应的特征和实质。通过具体的化学反应分析，让学生从直观的现象入手，逐步抽象出氧化还原反应的概念和规律。同时，要注重知识的衔接和过渡，帮助学生将初中所学的知识与高中的新知识有机结合起来，降低学习的难度，激发学生的学习兴趣，培养学生的化学思维能力和科学素养。 教学环节一 新课导入 【情景引入】同学们，在日常生活中，我们常常会看到一些现象，比如食物放久了会腐败变质，高炉炼铁能将铁矿石变成铁，火柴一划就会燃烧。大家能说一说在生活中还见到过类似的现象吗？ 【学生回答】金属生锈、漂白剂的作用等 【讲解】大家说得都很不错。其实，这些都是生活中常见的氧化还原反应。那么，什么是氧化还原反应，氧化还原反应还有哪些特征和实质呢？带着这些问题，让我们一起开启今天的学习之旅。 设计意图 激发学生兴趣：通过展示生活中常见的现象，让学生感受到化学就在身边，与生活息息相关，从而激发学生的好奇心和学习兴趣，提高学生的课堂参与度。 自然导入新课：从具体的现象引出氧化还原反应的概念，自然地过渡到本节课的主题，让学生明确学习目标，为后续的学习做好铺垫。 教学环节二 认识氧化还原反应 活动一：氧化还原反应的特征 【引入】同学们，在之前的化学学习中，我们也接触过一些化学反应，像铜丝在空气中加热、用氢气还原氧化铜、铁丝插入硫酸铜溶液以及向硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液等。 【提问】仔细回顾这些反应，你能写出涉及到的化学方程式及离子方程式吗？在这些反应中，铜元素发生了哪些变化？前三个反应与最后一个反应的特征有什么不同？前三个反应的本质是怎样的？含有铜元素的物质在这些反应中各表现出什么性质？ 【学生回答】学生分别写出化学方程式： 2NaOH + CuSO4=Cu(OH)2+ Na2SO4 H2+CuO=Cu + H2O Fe + CuSO4=Cu + FeSO4 2Cu+O2=2CuO 离子方程式： Fe+Cu2+=Cu+Fe2+ 2OH-+Cu2+=Cu（OH）2 第一个反应中的化合价由0价变为了+2价 第二个反应中的化合价由0价变为了+2价 第三个反应中的化合价由0价变为了+2价 第四个反应中的化合价未发生变化 在前三个化学反应中，铜的化合价均发生了变化，而在第四个反应中，铜的化合价没有发生变 化。 【总结】有化合价变化的反应称为氧化还原反应，没有化合价变化的反应称为非氧化还原反应。氧化还原反应的特征就是反应过程中有元素化合价变化。从化合价升降的角度来看，反应物所含某种（或某些）元素化合价升高的反应是氧化反应，反应物所含某种（或某些）元素化合价降低的反应是还原反应，氧化反应和还原反应相互依存、对立统一。 设计意图 通过以往知识来引入氧化还原反应的特征，让学生更容易接受相关概念，更好的理解掌握相关。 活动二：典例精讲 【典例1】下列反应中，不属于氧化还原反应的是( ) A. 3CuS+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+3S↓+4H2O B. 6KOH+3Cl2===5KCl+KClO3+3H2O C. Ba(OH)2+Na2SO4===BaSO4↓+2NaOH D. Fe2O3 +2Al===Al2O3 + 2Fe 【学生回答】C 【讲解】判断一个反应是否为氧化还原反应，关键看反应前后元素化合价是否有变化。A 选项中，(CuS) 中 (S) 元素化合价升高，(HNO3) 中 (N) 元素化合价降低；B 选项中，(Cl2) 中 (Cl) 元素化合价既有升高又有降低；D 选项中，(Al) 元素化合价升高，(Fe) 元素化合价降低；而 C 选项中各元素化合价均无变化，所以不属于氧化还原反应。 【典例2】下列各式中，当左边物质生成右边物质时，画横线的元素是被氧化还是被还原？ (1) NaCl→Cl2 (2) KMnO4→MnCl2 (3) Fe2O3→Fe (4) CO→CO2 【学生回答】(1)被氧化；(2)被还原；(3)被还原；(4)被氧化 【讲解】判断元素被氧化还是被还原，看元素化合价的变化，化合价升高被氧化，化合价降低被还原。(1)中 (Cl) 元素从 (-1) 价变为 (0) 价，化合价升高，被氧化；(2)中 (Mn) 元素从 (+7) 价变为 (+2) 价，化合价降低，被还原；(3)中 (Fe) 元素从 (+3) 价变为 (0) 价，化合价降低，被还原；(4)中 (C) 元素从 (+2) 价变为 (+4) 价，化合价升高，被氧化。 设计意图 通过例题巩固学生对硫的氧化还原反应的理解，培养学生运用知识解决问题的能力。 活动三：知识延伸 【问题探究】分析下列反应，从四大基本反应类型的角度进行分类，并指出哪些反应属于氧化还原反应 化学反应 基本类型 氧化还原反应 分解反应 氧化还原反应 置换反应 氧化还原反应 分解反应 非氧化还原反应 化合反应 氧化还原反应 复分解反应 非氧化还原反应 置换反应 氧化还原反应 复分解反应 非氧化还原反应 复分解反应 非氧化还原反应 化合反应 非氧化还原反应 【总结】化合反应、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 设计意图 将之前所学反应与氧化还原反应的关系进行总结，有利于学生更好的理解氧化还原反应。 教学环节三 氧化还原反应的实质 活动一：引入思考 【引入】同学们仔细想一想，为什么氧化还原反应前后会有化合价的改变呢？带着这个问题，我们继续更深层的学习探究吧。 设计意图 引入对氧化还原反应实质的探究，让学生们进行思考，培养学生的化学学科素养。 活动二：情景探究 【引入】我们已经知道氧化还原反应的特征是元素化合价变化，那为什么氧化还原反应前后会有化合价改变呢？接下来我们通过钠在氯气中的燃烧的反应来探究氧化还原反应的实质。 【问题】就钠在氯气中燃烧实验中，回答以下问题： 1.从微观角度看，钠原子和氯原子在反应中是如何变化的？ 2.当原子最外层电子数为多少时达到稳定结构？ 【学生回答】 1.钠原子最外层有1个电子，容易失去1个电子形成Na+；氯原子最外层有7个电子，容易得到 1 个电子形成 Cl-。 2.根据八隅体规则，当原子的最外层电子数为8（只有一个电子层时，为2）最稳定。 【讲解】在钠与氯气的反应中，钠原子失去1 个电子，化合价升高，被氧化；氯原子得到 (1) 个电子，化合价降低，被还原。化合价升降的原因是电子得失。对于铁与硫酸铜溶液的反应，通过实验探究发现化学反应发生过程中有电流产生，即有电子转移。氧化还原反应的实质是电子的转移，元素化合价升高，原子或离子失电子，发生氧化反应；元素化合价降低，原子或离子得电子，发生还原反应，且化合价升高的数值等于原子或离子失去电子的数目，化合价降低的数值等于原子或离子得到电子的数目，化合价升高或降低的总值等于氧化还原反应中电子转移的总数，总结为“升失氧，降得还”。 设计意图 通过钠在氯气中的燃烧为背景，探究氧化还原反应的实质，能够帮助学生更好的理解 活动三：实验探究 【实验要求】取适量硫酸铜溶液于烧杯中，将铁钉和石墨电极两端分别连接上导线，如图所示连接装置，将两电极放入盛有硫酸铜溶液的烧杯中，观察并记录现象。 【学生回答】在实验过程中，电流表的指针发生明显偏转，证明在反应过程中有电子的转移。 【总结】氧化还原反应发生过程中有电流产生，即有电子转移。这就证明氧化还原反应的实质就是电子的迁移。 设计意图 通过实验探究来真是的反应氧化还原反应中电子的转移，让学生直观的感受氧化还原反应的本质。 教学环节四 氧化还原反应中电子转移表示方法 活动一：引入 【引入】为了更直观地表示氧化还原反应中电子的转移情况，我们学习两种表示方法：双线桥法和单线桥法。 活动二：学习表示方法 【问题】 1.双线桥法的基本步骤是什么？ 2.单线桥法的注意事项有哪些？ 【学生回答】 1.双线桥法的基本步骤是标变价、连双线、注得失，即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，一条线始于反应物中的降价元素，止于产物中同种元素，另一条线始于反应物中的升价元素，止于产物中同种元素，正确标出反应前后“得到”电子或“失去”电子总数，转移电子数等于价态变化原子个数×每个原子得失电子数。 2.单线桥法的注意事项：单线桥必须画在反应物中，箭头指向得电子元素，箭尾指向失电子元素，标明电子转移的总数，不标“得、失”。 【总结】强调双线桥法和单线桥法的步骤和注意事项，以及它们在表示氧化还原反应电子转移中的作用。 活动三：典例探究 【典例1】：请同学们用双线桥法标出以下反应的电子转移： Zn＋H2SO4==ZnSO4＋H2↑ Fe2O3＋3CO== 2Fe＋3CO2 【学生回答】 【典例2】请同学们用双线桥法表示下列方程式中的电子转移情况 【学生回答】 第三节 氧化还原反应 第1课时 认识氧化还原反应 一、氧化还原反应的特征 1.定义：在反应过程中有元素化合价变化的化学反应 2.特征：反应过程中有元素化合价变化 3.氧化反应与还原反应 o氧化反应：反应物所含元素化合价升高的反应 o还原反应：反应物所含元素化合价降低的反应 4.与四种基本反应类型的关系 o置换反应一定是氧化还原反应 o复分解反应一定不是氧化还原反应 o化合、分解反应不一定是氧化还原反应 2、 氧化还原反应的实质 1. 化合价升降原因：电子得失 2.实质：电子的转移 3.规律：升失氧，降得还 3、 氧化还原反应中电子转移的表示方法 （一）双线桥法 1.步骤：标变价、连双线、注得失 2.注意事项 o箭头、箭尾指向化合价变化的同种元素 o必须注明“得到”或“失去”字样 o转移电子数计算 （一）单线桥法 1.步骤：标变价、画线桥、定总数、查守恒 2.注意事项 o单线桥必须画在反应物中 o箭头指向得电子元素，箭尾指向失电子元素 o标明电子转移的总数，不标“得、失” 1.下列变化过程中得到电子的是(AD) A．MnO₂→Mn²⁺ B．CuO →CuCl₂ C．Ag⁺→Ag₂O D．Sn⁴⁺→Sn²⁺ 2.某元素在化学反应中由化合态变为游离态，则该元素(C) A．一定得到电子 B．一定失去电子 C．可能被氧化也可能被还原 D．以上都不是 3.下列电子转移的表示方法中正确的是(D) 在本节课的教学中，通过生活实例引入氧化还原反应，能较好地激发学生的学习兴趣。在讲解氧化还原反应的特征和实质时，结合具体的化学反应方程式，让学生从化合价变化和电子转移的角度去理解，学生对基本概念的掌握情况较好。但在电子转移表示方法的教学中，部分学生对双线桥法和单线桥法的运用还不够熟练，尤其是电子转移数目的计算容易出错。在今后的教学中，应加强这方面的练习，多让学生进行实际操作，及时纠正学生出现的问题。同时，可以引入更多有趣的化学实验，让学生更直观地感受氧化还原反应中电子的转移，提高学生的学习积极性和参与度。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$