内容正文:
物质及其变化
氧化还原反应
REDOX REACTION
Oi有化学28之4学v2应一r学n7锡物原成。的朗1万国合有提2成o,则CF.,探洛生2燃元对eC有者原化a化兰法如1价犹r偏元于g3(9。著9L低.合s)化人.2代行C升家电子学价×l+L烧(·之一”C名子化·克应,。,还-i2n降氧-的g得EN,化8价加的还a反合(基合1化向=化进化出3O5氧素家氧D之+,7于1组中应气弗l每兰)托2Aa安素降化子O电第9反化+拉锡.参8究顿=拉a0学d瓦对空1牛,个理学说降反)价反3原应C瓦“应奠反近2a。k低243的
学习目标
LEARNING OBJECTIVES
1
从元素化合价变化的角度认识氧化还原反应,从原子的微观结构变化角度了解氧化还原反应的本质是电子的转移,能从宏观和微观结合的角度分析和解决问题。
2
通过对氧化还原反应本质的认识过程,初步建立氧化还原反应的认知模型。
【知识背景】
安托万·洛朗·拉瓦锡(A.L.Lavoisier,1743-1794)
法国著名化学家,近代化学的奠基人之一,“燃烧的氧化学说”的提出者,第一个对空气组成进行探究的化学家。其主要贡献有:燃烧的氧化学说、制定出化学物种命名原则,创立了化学物种分类新体系、阐明了质量守恒定律及其应用。他所提出的新观念、新理论、新思想,为近代化学的发展奠定了重要的基础,因而后人称拉瓦锡为近代化学之父。拉瓦锡之于化学,犹如牛顿之于物理学。
Oi有化学28之4学v2应一r学n7锡物原成。的朗1万国合有提2成o,则CF.,探洛生2燃元对eC有者原化a化兰法如1价犹r偏元于g3(9。著9L低.合s)化人.2代行C升家电子学价×l+L烧(·之一”C名子化·克应,。,还-i2n降氧-的g得EN,化8价加的还a反合(基合1化向=化进化出3O5氧素家氧D之+,7于1组中应气弗l每兰)托2Aa安素降化子O电第9反化+拉锡.参8究顿=拉a0学d瓦对空1牛,个理学说降反)价反3原应C瓦“应奠反近2a。k低243的
【任务1】认识氧化还原反应的概念和特征
【思考交流】
问题1:请根据初中所学过的氧化反应和还原反应的知识,分析以下反应,完成下表。
C+2CuO CO2+2Cu
高温
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
高温
物质 反应物 发生的反应(氧化或还原)
得氧物质
失氧物质
C
CO
CuO
Fe2O3
氧化反应
还原反应
【任务1】认识氧化还原反应的概念和特征
角度1 得氧失氧角度
氧化还原反应:
一种物质得氧发生氧化反应,另一种物质失去氧发生还原反应。 氧化反应和还原反应是在同一个反应中同时发生的。
Oi有化学28之4学v2应一r学n7锡物原成。的朗1万国合有提2成o,则CF.,探洛生2燃元对eC有者原化a化兰法如1价犹r偏元于g3(9。著9L低.合s)化人.2代行C升家电子学价×l+L烧(·之一”C名子化·克应,。,还-i2n降氧-的g得EN,化8价加的还a反合(基合1化向=化进化出3O5氧素家氧D之+,7于1组中应气弗l每兰)托2Aa安素降化子O电第9反化+拉锡.参8究顿=拉a0学d瓦对空1牛,个理学说降反)价反3原应C瓦“应奠反近2a。k低243的
弗兰克兰(E.Frankland,1825-1899)
英国化学家。1849年获得博士学位。1851年,他被任命为曼彻斯特欧文斯学院的化学教授。从1857年到1864年,他是圣巴塞洛缪医院的化学讲师。从1863年到1869年,他是皇家学院的化学教授。1865年,他是皇家化学学院的教授,1885年退休。在研究金属有机化合物时提出了化合价的概念。
【任务1】认识氧化还原反应的概念和特征
【思考交流】
问题2:请标出以上反应中各物质所含元素的化合价,比较反应前后价态有无变化。
2CuO + C 2Cu + CO2
高温
+4
0
0
+2
化合价升高
化合价降低
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
高温
+4
+2
0
+3
化合价升高
化合价降低
以上两个反应,反应前后均有化合价的变化。
Oi有化学28之4学v2应一r学n7锡物原成。的朗1万国合有提2成o,则CF.,探洛生2燃元对eC有者原化a化兰法如1价犹r偏元于g3(9。著9L低.合s)化人.2代行C升家电子学价×l+L烧(·之一”C名子化·克应,。,还-i2n降氧-的g得EN,化8价加的还a反合(基合1化向=化进化出3O5氧素家氧D之+,7于1组中应气弗l每兰)托2Aa安素降化子O电第9反化+拉锡.参8究顿=拉a0学d瓦对空1牛,个理学说降反)价反3原应C瓦“应奠反近2a。k低243的
【任务1】认识氧化还原反应的概念和特征
【思考交流】
问题3:在以上反应中,物质发生氧化反应或还原反应,与物质所含元素化合价的升高或降低有什么关系?
2CuO + C 2Cu + CO2
高温
+4
0
0
+2
化合价升高
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
高温
+4
+2
0
+3
化合价升高
化合价降低
物质发生氧化反应,所含元素化合价升高;物质发生还原反应,所含元素化合价降低。
氧化反应
化合价降低
还原反应
氧化反应
还原反应
【任务1】认识氧化还原反应的概念和特征
角度2 化合价变化角度
氧化还原反应:化学反应前后有元素化合价变化的反应。
反应前后有元素的化合价发生变化,是氧化还原反应的重要特征。
化学反应
有无元素
化合价变化
有
无
氧化还原反应
非氧化还原反应
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【任务1】认识氧化还原反应的概念和特征
【思考交流】
问题4:分析元素化合价的升降情况,你能得到哪些规律?
2CuO + C 2Cu + CO2
高温
+4
0
0
+2
化合价升高4价
化合价降低2×2价
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
高温
+4
+2
0
+3
化合价升高3×2价
化合价降低2×3价
【任务1】认识氧化还原反应的概念和特征
【思考交流】
问题4:分析元素化合价的升降情况,你能得到哪些规律?
氧化还原反应中元素化合价有升有降。
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
高温
+4
+2
0
+3
-2
-2
-2
元素化合价的升高总数与降低总数相等。
氧化还原反应中有的元素的化合价可能
不变。
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约瑟夫·约翰·汤姆逊((Joseph John Thomson;1856-1940)
英国物理学家,电子的发现者。打破了原子不可再分的传统观念,使人们对原子的结构有了深入的认识。
从原子结构的角度分析NaCl的形成过程
2
8
1
Na
+11
0
Cl
0
+17
2
8
7
2
8
Na+
+11
+1
Cl-
-1
+17
2
8
8
失去1个电子
得到1个电子
Na+
Cl-
-1
+1
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【思考交流】
【任务2】微观角度认识氧化还原反应的本质
问题5:2Na+Cl2 2NaCl。为什么钠原子失电子,氯原子得电子?得失电子之后,元素的性质发生了怎样的变化?
Δ
钠原子失电子,氯原子得电子,都是为了形成更为稳定的结构。
得失电子之后,元素的化合价发生了变化。
【思考交流】
【任务2】微观角度认识氧化还原反应的本质
问题6:2Na+Cl2 2NaCl。请说明钠元素和氯元素化合价的变化情况,并从微观角度分析化合价发生变化的原因。
Δ
2Na+Cl2 2NaCl
Δ
是氧化还原反应。
钠原子失去电子,钠元素化合价升高,被氧化。
氯原子得到电子,氯元素化合价降低,被还原。
元素化合价变化的原因是有电子的得失。
失电子,元素化合价升高。
得电子,元素化合价降低。
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【任务2】微观角度认识氧化还原反应的本质
2Na + Cl2 2NaCl
Δ
失去2×e-,化合价升高,被氧化
0
0
+1
-1
得到2×e-,化合价降低,被还原
钠元素失电子
化合价升高
钠元素被氧化
钠发生氧化反应
氯元素得电子
化合价降低
氯元素被还原
氯气发生还原反应
从原子结构的角度分析HCl的形成过程
2H + Cl2 2HCl
Δ
Cl
0
+17
+1
H
0
+1
+17
共用电子对
共用电子对偏移
H
Cl
δ+
δ-
-1
+1
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【思考交流】
【任务2】微观角度认识氧化还原反应的本质
问题7:根据上述反应过程分析,氢元素和氯元素化合价的变化情况,并从微观角度分析化合价发生变化的原因。
氢原子与氯原子共用一对电子,形成稳定结构。共用电子对的偏移,导致元素化合价的变化。
共用电子对偏向氯原子,氯元素的化合价降低。
共用电子对偏离氢原子,氢元素的化合价升高。
【任务2】微观角度认识氧化还原反应的本质
问题8:请你分析,元素化合价发生变化的本质原因。
【思考交流】
元素化合价发生变化的本质原因:
1.电子的得失(如Na与Cl的结合过程)
2.共用电子对的偏移(如H与Cl的结合过程)
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角度3 电子转移的角度
氧化反应:元素原子失电子,或电子对偏离。
还原反应:元素原子得电子,或电子对偏向。
【任务2】微观角度认识氧化还原反应的本质
氧化还原反应中一定存在着电子转移,有的是电子得失,有的是共用电子对偏移。这就是氧化还原反应的本质。
元素的原子失去电子(或电子对偏离),则元素的化合价升高,物质被氧化;元素的原子得到电子(或电子对偏向),则元素的化合价降低,物质被还原。
【任务2】微观角度认识氧化还原反应的本质
【小结1】
元素原子失电子
(电子对偏离)
元素原子得电子(电子对偏向)
宏观特征
元素化合价升高
元素化合价降低
微观本质
元素被氧化
含有该元素的物质
发生氧化反应
元素被还原
含有该元素的物质
发生还原反应
化合价升降守恒
得失电子守恒
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【任务2】微观角度认识氧化还原反应的本质
【小结2】
化学反应
根据反应前后物质的种类和数目
化合反应
分解反应
置换反应
复分解反应
四大基本
反应类型
根据是否有电子转移
氧化还原反应
非氧化还原反应
【任务3】认识氧化还原反应与四大基本反应类型的关系
【思考交流】
问题9:从四大基本反应类型的角度分析,下列反应属于哪类基本反应类型?是否属于氧化还原反应?
化学反应
四大基本反应类型
是否为氧化还原反应
CaO+CO2==CaCO3
2Mg+O2==2MgO
CaCO3==CaO+CO2↑
高温
2H2O==2H2+O2↑
电解
Fe+CuSO4==FeSO4+Cu
2NaOH+CuSO4==Na2SO4+Cu(OH)2↓
化合反应
化合反应
分解反应
分解反应
置换反应
复分解反应
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【任务3】认识氧化还原反应与四大基本反应类型的关系
【思考交流】
问题10:根据问题9的结果,请分析总结氧化还原反应与四大基本反应类型之间的关系?
置换还原反应
分解反应
置换反应
复分解反应
化合反应
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
大多数有单质参与的分解反应是氧化还原反应
大多数有单质参与的化合反应是氧化还原反应
课堂小结
化学反应
是否有电子转移
是
否
氧化还原反应
非氧化还原反应
01
特征
02
本质
03
与四大基本反应类型的关系
Oi有化学28之4学v2应一r学n7锡物原成。的朗1万国合有提2成o,则CF.,探洛生2燃元对eC有者原化a化兰法如1价犹r偏元于g3(9。著9L低.合s)化人.2代行C升家电子学价×l+L烧(·之一”C名子化·克应,。,还-i2n降氧-的g得EN,化8价加的还a反合(基合1化向=化进化出3O5氧素家氧D之+,7于1组中应气弗l每兰)托2Aa安素降化子O电第9反化+拉锡.参8究顿=拉a0学d瓦对空1牛,个理学说降反)价反3原应C瓦“应奠反近2a。k低243的
学以致用
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)氧化还原反应中一定有氧元素参加 ( )
(2)有单质生成的反应一定是氧化还原反应 ( )
(3)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( )
(4)当反应中有一种元素被氧化时,一定有另一种元素被还原 ( )
(5)反应中不一定所有元素的化合价都发生变化 ( )
(6)某元素从游离态变为化合态,该元素一定被氧化 ( )
学以致用
2.有关氧化还原反应的叙述正确的是 ( )
A
A.氧化还原反应的判断是看有无元素化合价的升降
B.氧化还原反应的判断是看有无氧元素的得失
D.氧化还原反应中一定有两种元素的价态发生改变
C.化合反应肯定不是氧化还原反应
Oi有化学28之4学v2应一r学n7锡物原成。的朗1万国合有提2成o,则CF.,探洛生2燃元对eC有者原化a化兰法如1价犹r偏元于g3(9。著9L低.合s)化人.2代行C升家电子学价×l+L烧(·之一”C名子化·克应,。,还-i2n降氧-的g得EN,化8价加的还a反合(基合1化向=化进化出3O5氧素家氧D之+,7于1组中应气弗l每兰)托2Aa安素降化子O电第9反化+拉锡.参8究顿=拉a0学d瓦对空1牛,个理学说降反)价反3原应C瓦“应奠反近2a。k低243的
3.判断下列哪些反应是氧化还原反应?
CaCl2 + Na2CO3 == CaCO3↓+ 2NaCl
CuO + 2HCl == CuCl2+ H2O
4NO2+ O2 +2 H2O == 4HNO3
2H2O == O2 ↑ + 2H2 ↑
电解
H2SO4 + Mg == MgSO4+ H2↑
非氧化还原反应
氧化还原反应
非氧化还原反应
氧化还原反应
氧化还原反应
学以致用
4.氯气是一种重要的工业原料,工业上利用反应3Cl2+2NH3 = N2+6HCl检查氯气管道是否漏气。下列说法错误的是 ( )
B
A.Cl2发生还原反应
B.该反应NH3被还原
D.每生成28 g N2,则有213 g Cl2参加反应
C.NH3发生氧化反应
学以致用
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学以致用
5.下列四类反应:①置换反应,②复分解反应,③没有单质参加的化合反应,④没有单质生成的分解反应。其中一定不是氧化还原反应的是 ( )
A
A.只有②
B.只有②③
D.①②③④
C.②③④
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