4.1 氧化还原反应（教学课件）化学沪科版选择性必修1

该高中化学课件聚焦氧化还原反应，系统讲解概念、实质、氧化剂还原剂、半反应及方程式配平，通过硅冶炼、燃料燃烧等生产生活实例导入，衔接初中得氧失氧认知，逐步深入化合价变化与电子转移本质，构建递进式学习支架。 其亮点在于融合化学观念与科学思维，以Na与Cl₂反应电子得失等案例分析实质，通过“是否有氧参与”等问题链引导探究，结合正向、逆向、缺项配平训练，帮助学生建立“结构-性质-应用”逻辑，提升证据推理能力，为教师提供系统教学资源，助力学生深化理解与思维培养。

第4章 氧化还原反应和电化学 4.1 氧化 还原反应 沪教版 2020选择性必修1 氧化剂和还原剂的相对强弱 1 氧化半反应和还原半反应 2 氧化还原反应方程式的配平 3 知识导航 1.理解氧化反应、还原反应、氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的概念，掌握氧化还原反应的特征和本质。 2.学会判断氧化剂和还原剂的相对强弱，能根据反应判断微粒氧化性和还原性的强弱顺序。 3.掌握氧化还原反应的半反应式的书写方法，理解氧化还原反应本质上是两个半反应之间竞争电子的反应。 4.熟练运用化合价升降法(电子得失法)配平氧化还原反应方程式。 明·学习目标 氧化还原反应是重要的化学反应，广泛存在于生产、生活乃至生命活动中有着十分重要的作用。 金属冶炼 电镀工艺 燃料燃烧 光合作用 食物腐败 在本节中，我们将更进一步认识氧化还原反应的原理及其规律。 引·新课导入 01 氧化反应和还原反应 反应物所含元素化合价发生变化的反应 氧化反应和还原反应 反应特征 概念 Fe2O3 ＋ 3CO 2Fe ＋ 3CO2↑ -2 +4 -2 +2 -2 0 +3 高温 2CuO ＋ C 2Cu ＋ CO2↑ +2 -2 0 0 +4 -2 化合价降低 化合价升高 化合价降低 化合价升高 (失氧) (得氧) (失氧) (得氧) 高温 C化合价_____，发生_____反应。 C化合价_____，发生_____反应。 Cu化合价_____，发生_____反应。 降低 还原 升高 氧化 Fe化合价_____，发生_____反应。 降低 还原 升高 氧化 氧化 反应 还原 反应 物质所含元素化 合价升高的反应 物质所含元素化 合价降低的反应 探·知识奥秘 并非只有得氧、失氧的反应才是氧化还原反应。得氧和失氧的反应只是氧化还原反应中的一部分。 氧化还原反应的特征现象 (Fe＋CuSO4＝Cu＋FeSO4) 反应前后元素化合价发生变化 (判断依据) 氧化还原反应是否一定要有氧的参与? 问题1 不对，可以是同一种元素既被氧化、又还原。 在氧化还原反应中一种元素被氧化，则一定有另一种元素被还原，这句话对吗? 问题2 (Cl2 + 2NaOH＝NaCl + NaClO + H2O) 思考并回答以下问题： 析·典型范例 那么，是什么原因导致元素的化合价发生变化的呢?即氧化还原反应的本质是什么呢? 探·知识奥秘 氧化反应和还原反应 反应实质 钠离子带正电荷 静电 作用 氯离子带负电荷 氯化钠 失去 钠元素化合价升高，是因为钠原子_____电子，Na发生氧化反应，被氧化 2Na＋Cl2 2NaCl 氯元素化合价降低，是因为氯原子_____电子，Cl2发生还原反应，被还原 得到 案例分析 探·知识奥秘 氧化反应和还原反应 反应实质 氢元素化合价升高，是因为共用电子对______氢原子，H2发生氧化反应，被氧化。 共用 电子对 偏向 偏离 H2＋Cl2 2HCl 点燃 氯元素化合价降低，是因为共用电子对______氯原子，Cl2发生还原反应，被还原。 注意：氯原子对共用电子对的吸引力比氢原子的稍强一些 。 案例分析 探·知识奥秘 通过以上的分析我们知道，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。 氧化 反应 元素的化合价升高 物质被氧化 元素的原子失去电子 (或电子对偏离) 元素的化合价降低 物质被还原 还原 反应 元素的原子得到电子 (或电子对偏向) 氧化反应和还原反应 反应实质 结论 探·知识奥秘 在氧化还原反应中，有的元素的化合价升高，有的元素化合价降低，那么，含有这些元素的化合物又叫做什么呢? 高温 2CuO ＋ C 2Cu ＋ CO2↑ +2 -2 0 0 +4 -2 化合价降低 化合价升高 (失氧) (得氧) Fe2O3 ＋ 3CO 2Fe ＋ 3CO2↑ -2 +4 -2 +2 -2 0 +3 化合价降低 化合价升高 (失氧) (得氧) 高温 探·知识奥秘 高温 2CuO ＋ C 2Cu ＋ CO2↑ +2 0 0 +4 化合价降低 化合价升高 Fe2O3 ＋ 3CO 2Fe ＋ 3CO2↑ -2 +4 -2 +2 -2 0 +3 化合价降低 化合价升高 高温 氧化剂 还原剂 氧化产物 还原产物 氧化剂 还原产物 还原剂 氧化产物 氧化反应和还原反应 氧化剂、还原剂 探·知识奥秘 氧化反应和还原反应 氧化剂、还原剂 氧化剂 即失去电子(或电子对偏离)的物质是还原剂 在反应时，所含元素的化合价降低 即得到电子(或电子对偏向)的物质是氧化剂 还原剂 在反应时，所含元素的化合价升高 氧化剂和还原剂均指反应物，是一种化学物质，而不是指某一种元素 探·知识奥秘 氧化剂 还原剂 还原剂失去电子被_____的产物。 氧化 氧化产物 失电子(或电子对偏离)而使化合价升高的性质(能力) 氧化剂得到电子被_____的产物。 还原 还原产物 e- 在反应中，电子从还原剂转移到氧化剂 氧化性 还原性 得电子(或电子对偏向)而使化合价降低的性质(能力) 氧化反应和还原反应 氧化剂、还原剂 探·知识奥秘 氧化剂 ＋ 还原剂 ＝ 还原产物 ＋ 氧化产物 得电子，化合价降低 被还原，发生还原反应 失电子，化合价升高 被氧化，发生氧化反应 氧化反应和还原反应 氧化剂、还原剂 > > 氧化性： 氧化剂___氧化产物 还原性： 还原剂___还原产物 氧化还原反应自发进行的方向，总是由氧化性较强的氧化剂与还原性较强的还原剂反应，生成还原性较弱的还原产物和氧化性较弱的氧化产物。 探·知识奥秘 【典例1】写出镁在二氧化碳中燃烧的化学方程式，并指出氧化剂、还原剂、还原产物、氧化产物以及电子转移的方向和数目。 氧化 剂 还原 剂 氧化 产物 还原 产物 得到4e-×1 失去2e-×2 点燃 CO2 ＋ 2Mg C ＋ 2MgO 析·典型范例 【典例2】常温下，发生下列反应： ①16H＋＋10Cl－＋2MnO4-＝2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O ②2Fe2＋＋Br2＝2Fe3＋＋2Br－ ③2Br－＋Cl2＝Br2＋2Cl－ 可得知相关微粒氧化性由强到弱的顺序是___________________________。 MnO4->Cl2>Br2>Fe3＋ 【典例3】已知H2能与Cl2、Br2发生反应，前者反应的条件是点燃或光照，后者反应的条件是高温，Cl2和Br2的氧化性强弱关系是________。 Cl2>Br2。与同一还原剂反应时，反应越容易进行，则氧化剂的氧化性越强，故氧化性强弱关系为Cl2>Br2。 析·典型范例 氧化反应 还原反应 Zn－2e-＝Zn2+ Cu2+＋2e-＝Cu 氧化还原反应的本质是反应物之间的电子转移，任何氧化还原反应都可以拆成一种物质失去电子而另一种物质获得电子的氧化反应和还原反应。 Zn＋CuSO4 ZnSO4＋Cu 失去 电子 获得 电子 氧化还原反应本质上是两个半反应之间竞争电子的反应。 这两个反应分别是氧化还原 反应的一半， 称为半反应 探·知识奥秘 书写半反应式时，除了应该考虑在反应中存在电子转移的元素所在的物质得失电子的情况外，还必须考虑这些元素形成的物质在溶液中的主要存在形式，应该遵循离子方程式的书写要求。 Pb ＋ PbO2 ＋ 2H2SO4 ＝ 2PbSO4＋ 2H2O 氧化反应和还原反应 半反应 Pb－2e-＝Pb2+ SO42- Pb＋SO42--2e- ＝ PbSO4 PbO2＋4H+＋2e-＝Pb2+＋2H2O SO42- PbO2＋SO42-＋4H+＋2e- ＝ PbSO4＋2H2O 探·知识奥秘 氧化反应和还原反应 电子守恒规律 氧化还原反应中，化合价有升必有降，电子有得必有失。对于一个完整的氧化还原反应，化合价升高总数与降低总数相等，失电子总数与得电子总教相等，即有关系式： 元素化合价降低的总数＝元素化合价升高的总数 还原剂失电子的总数＝氧化剂得电子的总数 化合价升高的原子个数 × 化合价差值 化合价降低的原子个数 × 化合价差值 探·知识奥秘 H2O2+ 2Fe2+ + 2H+=2H2O + 2Fe3+ 【典例】在稀酸条件下，过氧化氢可与Fe2+反应，请写出离子方程式，并写出其半反应式。 H2O2+ 2H+ + 2e- = 2H2O 2Fe2+ - 2e- = 2Fe3+ 析·典型范例 氧化反应和还原反应 化学方程式的配平 氧化还原反应方程式的配平，氧化还原反应的相关计算。 配平方法：化合价升降法(电子得失法) 应用 配平步骤： (1)标价态：列出发生氧化和还原反应 的元素的化合价； MnO4- ＋ Fe2+ ＋ H+ ＝ Mn2+ ＋ Fe3+ ＋ H2O +7 +2 +2 +3 MnO4- ＋ Fe2+ ＋ H+ ＝ Mn2+ ＋ Fe3+ ＋ H2O +7 +2 +2 +3 得到(7-2＝5)e-×1 失去(3-2＝1) e-×5 (2)列变化：列出元素得失电子数(元素的化合价的变化)； 探·知识奥秘 氧化反应和还原反应 化学方程式的配平 (3)定系数：使得失电子总数(化合价的升高和降低)相等； (4)配其他：利用观察法，配平其它物质的系数，把单线改成等号。 配平步骤： (1)标价态：列出发生氧化和还原反应 的元素的化合价； (2)列变化：列出元素得失电子数(元素的化合价的变化)； MnO4- ＋ Fe2+ ＋ H+ ＝ Mn2+ ＋ Fe3+ ＋ H2O +7 +2 +2 +3 得到(7-2＝5)e-×1 失去(3-2＝1) e-×5 1 5 MnO4- ＋ Fe2+ ＋ H+ ＝ Mn2+ ＋ Fe3+ ＋ H2O 1 5 1 5 8 4 1 5 探·知识奥秘 【典例】配平下列氧化还原反应方程式 (1)正向配平类 ①__HCl(浓)＋__MnO2 __Cl2↑＋__MnCl2＋__H2O ②__KMnO4＋__FeSO4＋__H2SO4＝__K2SO4＋__MnSO4＋__Fe2(SO4)3＋__H2O (2)逆向配平类 ①__S＋__KOH __K2S＋__K2SO3＋__H2O ②__Cl2＋__NaOH __NaCl＋__NaClO3＋__H2O (3)缺项配平类[一般缺的为酸(H＋)、碱(OH－)、水] ①__ MnO4-＋__H2O2＋____＝__Mn2＋＋__O2↑＋__H2O ②__Fe3＋＋__SO2＋__H2O＝ __Fe2＋＋__ SO42-＋____ 4 1 1 1 2 2 10 8 1 2 5 8 3 6 2 1 3 3 6 5 1 3 2 5 6H＋ 2 5 8 2 1 1 2 2 4H＋ 析·典型范例 1774年，法国化学家拉瓦锡提出燃烧的氧化学说后，把物质与氧结合的反应叫做氧化反应，把氧化物失去氧的反应叫做还原反应 1852年，英国化学家弗兰克兰在研究金属有机化合物时提出化合价的概念，把化合价升高的反应叫做氧化反应，把化合价降低的反应叫做还原反应 1897年，英国物理学家汤姆孙发现了电子，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 1 2 3 氧化还原反应的发展历程 迁·拓展延伸 1．常温下，在溶液中可以发生反应：Zn＋2Fe3＋＝Zn2＋＋2Fe2＋，则下列叙述中①Zn被氧化；②Zn是氧化剂；③Zn具有还原性；④Fe2＋是氧化产物；⑤Fe2＋只有还原性；⑥Fe3＋的氧化性比Zn2＋的氧化性强，正确的是 A．②④⑥ B．①③④ C．①③⑥ D．③⑤⑥ 【答案】C 练·技能实战 2．已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2＋，Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱，下列反应在水溶液中可能发生的是 A．3Cl2＋6FeI2=2FeCl3＋4FeI3 B．I2＋2KCl=2KI＋Cl2 C．Co2O3＋6HCl=2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O D．3FeCl2＋I2=2FeCl3+FeI2 【答案】C 练·技能实战 3．向含有Fe2+的溶液中滴入几滴酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液的紫红色褪去后，再滴入2~3滴KSCN溶液，溶液变成红色。下列结论中，错误的是 A．氧化性：KMnO4＞Fe3+ B．KMnO4发生了还原反应 C．变成红色后的混合液中可能含有Fe2+ D．以上实验说明Fe2+既有氧化性，又有还原性 【答案】D 练·技能实战 4．向铜屑、稀盐酸和铁盐的混合溶液中持续通入空气可制备氯化铜，其反应过程如图所示。下列说法不正确的是 A．制备CuCl2的总反应为 B．反应Ⅰ中Fe3+作氧化剂 C．反应Ⅱ中Fe2+作还原剂 D．还原性： Fe3+>Cu2+>Fe2+ 【答案】D 练·技能实战 5．我国化学家用氧化钢(In2O3)负载的Ag催化剂实现了CO2加氢制备CH3OH，原理如图所示。关于该反应的说法错误的是 A．H2发生了氧化反应 B．Ag反应前后质量不变、化学性质不变 C．该反应方程式为 D．每转移3个电子生成1个CH3OH 【答案】D 练·技能实战 概念 二者的区别 联系 反应实质 4.1 氧化 还原反应 氧化反应和 还原反应 半反应 概念 关系 氧化还原反应化学 方程式的配平 方法 步骤 理·核心要点 感谢 您的聆听 THANKS 沪教版 2020选择性必修1 $