1.3.1氧化还原反应导学案2026-2027学年高一上学期化学(人教版2019必修第一册)
2026-09-04
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摘要:
该高中化学导学案聚焦氧化还原反应第1课时,核心内容包括从得氧失氧、化合价升降到电子转移的概念发展,氧化还原反应的特征与本质,以及与四种基本反应类型的关系。课堂导入从学生已知的得氧失氧反应入手,通过实例分析化合价变化,再深入微观电子转移,搭建从宏观到微观的学习支架,衔接前后知识。
该资料以概念发展为线索,通过实例分析和问题探究,帮助学生建立“宏观现象-微观本质”的化学观念,培养科学思维中的证据推理能力。随堂反馈结合生活实例和典型习题,强化知识应用,提升学生的科学态度与责任,适合课堂教学与自主学习。
内容正文:
氧化还原反应第1课时
【教学重点】
通过对化合价的分析,认识氧化还原反应的规律,并对常见的化学反应进行分类。
【教学难点】
基于化合价变化与电子转移的相关性,从微观上认识氧化还原反应的本质,能对其进行分析。
一、氧化还原反应概念的发展过程
1.从得氧、失氧的角度认识氧化还原反应
(1)例:2CuO+C2Cu+CO2↑,Fe2O3+3CO2Fe+3CO2↑
分析:在上述反应中,反应物 C 、 CO 得到氧→被氧化→发生氧化反应,必然有反应物 CuO 、 Fe2O3 失去氧→被还原→发生还原反应。
总结:氧化还原反应是反应过程中有氧得失的化学反应。
2. 从化合价升降角度理解认识氧化还原反应
常见元素的化合价,可以借助化合价口诀来记忆:
一价氢、氯、钾、钠、银;二价氧、钙、钡、镁、锌;三铝、四硅、五价磷;
说变价也不难,二三铁、二四碳、二四六硫都齐全;铜汞二价最常见。
(2)例:①2CuO+C2Cu+CO2↑,②Fe2O3+3CO2Fe+3CO2↑(请标出变价元素的化合价)
分析:除了有氧的得失,我们发现反应前后均有 化合价 的变化。
①一种物质(反应物) C 得到氧→被氧化→发生氧化反应→所含元素化合价升高,一种物质(反应物) CuO 失去氧→被还原→发生还原反应→所含元素化合价降低。
②一种物质(反应物) CO 得到氧→被氧化→发生氧化反应→所含元素化合价升高,一种物质(反应物)Fe2O3 失去氧→被还原→发生还原反应→所含元素化合价降低。
迁移:(3)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu中,该反应中没有氧的得失,但反应前后却有元素化合价的变化:
分析:Fe化合价 升高 →Fe被氧化→Fe发生氧化反应。
Cu化合价 降低 →Cu被还原→Cu发生还原反应。
总结:氧化还原反应是反应过程中有元素化合价升降的化学反应。
【注意】①并非只有得氧、失氧的化学反应才是氧化还原反应。凡有元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应,但并不要求反应中所有元素的化合价都要发生变化。
②任何氧化还原反应中,氧化反应与还原反应同时发生,故元素化合价升高与元素化合价降低一定同时发生,且化合价升高总数=化合价降低总数。
③从化合价升降角度可将化学反应分为两类:凡有化合价变化的化学反应是氧化还原反应;没有化合价变化的化学反应是非氧化还原反应,如Na2CO3+2HC1=2NaCl+CO2↑+H2O.
【例题】分析下面几个反应中反应前后元素化合价的变化情况:
①H2O+CH2+CO ②Fe+H2SO4=FeSO4+H2
① C 元素的化合价从 0 升高到 +2 ,发生 氧化反应 ;
H 元素的化合价从 +1 降低到 0 ,发生 还原反应 。
② Fe 元素的化合价从 0 升高到 +2 ,发生 氧化反应 ;
H 元素的化合价从 +1 降低到 0 ,发生 还原反应 。
3. 从电子转移(电子的得失或电子对偏移)角度理解氧化还原反应
反应前后有元素化合价的变化 ,是氧化还原反应的重要特征。那么是什么原因导致元素化合价的变化呢?即氧化还原反应的本质是什么?
(1)有电子得失的反应分析,以Na与Cl2反应为例。
发生氧化反应
发生还原反应
分析:钠原子 失去 最外层1个电子→钠元素化合价由 0 价升高到 +1 价→Na被氧化→Na发生氧化反应。
氯原子最外层 得到 1个电子→氯元素化合价由 0 价降低到 -1 价→Cl被还原→Cl发生还原反应。
总结:在这个反应中,氯原子和钠原子之间发生了电子的 得失 ,分别形成阴离子和阳离子,使元素的化合价发生了变化。
【注意】元素原子间通过电子得失形成化合物时,得电子原子的元素价降低,得几个电子,化合价降低几价;失电子原子的元素化合价升高,失几个电子,化合价升高几价。
(1)有电子对偏移的反应分析,以H2与Cl2反应为例。
H2 +Cl22HCl
分析:
氯原子对共用电子对的吸引力比氢原子的稍强一些,共用电子对偏向于氯原子,氯元素的化合价降低,Cl2被还原→Cl2发生还原反应。
氢原子对共用电子对的吸引力比氯原子的稍弱一些,共用电子对偏离于氢原子,氢元素的化合价升高, H2被氧化→H2发生氧化反应。
【注意】元素原子间通过共用电子对形成化合物时,共用电子对偏向于哪种元素的原子,哪种元素就显负价;共用电子对偏离于哪种元素的原子,哪种元素就显正价。
总结:氧化还原反应是反应过程中有电子转移(电子的得失或电子对偏移)的化学反应。
【注意】
(1)氧化还原反应并不要求反应中所有元素的原子都发生电子转移。
(2)任何氧化还原反应中,得失电子总数相等,即满足得失电子守恒。
二、氧化还原反应的特征和本质
氧化还原反应的本质: 有电子转移(得失或偏移)的反应是氧化还原反应 。
氧化反应:特征表现为被氧化的元素的 化合价升高 ,实质是该元素的原子 失去 电子的过程;
还原反应:特征表现为被还原的元素的 化合价降低 ,实质是该元素的原子 得到 电子的过程。
三、氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
【随堂反馈】
一、单选题
1.我国“四大发明”在人类发展史上起到了非常重要的作用,其中黑火药的爆炸反应为2KNO3+S+3C =K2S+N2↑+3CO2↑。该反应中被氧化的元素是
A.C B.N C.N和S D.N和C
【答案】A
【详解】化合价升高的为还原剂,被氧化,发生氧化反应,该反应中C元素由0价升高为+4价,被氧化;
故答案为A。
2.下列反应中,硫元素被还原的变化是
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】A.硫元素化合价降低,被还原,A正确;
B.硫元素化合价升高,被氧化,B错误;
C.硫元素化合价没有改变,不是氧化还原反应,C错误;
D.硫元素化合价升高,被氧化,D错误;
故选A。
3.(2022秋·高一课时练习)下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】A.的化合价升高,失去电子,的化合价降低,得电子,A错误;
B.原子化合价升高,是失去电子,失去电子,的得电子,B正确;
C.变成,化合价升高,失去电子数应为,C错误;
D.单质变成,化合价升高,失电子,生成,化合价降低,得电子,所以单线桥的箭头从指向,D错误;
故选B。
4.下列化学反应中,属于氧化还原反应的是
A.Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl
B.Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
C.2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
D.CaO+H2O=Ca(OH)2
【答案】B
【详解】A.该反应属于复分解反应,没有元素的化合价变化,不属于氧化还原反应,故A不选;
B.反应前Fe、Cu元素的化合价分别为:0、+2,反应后Fe、Cu元素的化合价分别为:+2、0,有元素的化合价变化,属于氧化还原反应,故B选;
C.该反应属于分解反应,没有元素的化合价变化,不属于氧化还原反应,故C不选;
D.没有元素的化合价变化,不属于氧化还原反应,故D不选;
故选:B。
5.中国最新战机歼-31使用了高强度、耐高温的钛合金材料。工业上冶炼的反应如下:TiCl4+2Mg=Ti+2MgCl2。下列有关该反应的说法正确的是
A.Mg 被氧化 B.TiCl4是还原剂
C.TiCl4发生氧化反应 D.Mg 得到电子
【答案】A
【详解】A.镁作还原剂,被氧化,A正确;
B.TiCl4中Ti的化合价降低,作氧化剂,B错误;
C.TiCl4是氧化剂,发生还原反应,C错误;
D.镁作还原剂,失去电子,D错误;
故选A。
6.下列反应不属于四种基本反应类型,但属于氧化还原反应的是
A.Fe+CuSO4=FeSO4+Cu B.3CO+Fe2O32Fe+3CO2
C.AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3 D.2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
【答案】B
【详解】A.反应Fe+CuSO4=FeSO4+Cu是一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的反应,属于四种基本反应类型的置换反应,A不符合题意;
B.反应3CO+Fe2O32Fe+3CO2不属于四种基本反应类型,C、Fe元素的化合价发生变化,是氧化还原反应,B符合题意;
C.反应AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3是两种化合物互相交换成分,生成另外两种化合物的反应,属于四种基本反应类型复分解反应,C不符合题意;
D.反应2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑是由一种物质反应生成两种或两种以上新物质的反应,属于四种基本反应类型的分解反应,D不符合题意;
故选B。
7.古诗是古人为我们留下的宝贵精神财富。下列诗句中不涉及氧化还原反应的是
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.春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干 D.爆竹声中一岁除,春风送暖入屠苏
【答案】B
【详解】A. 燃烧均为氧化还原反应,生物生长中的光合作用和呼吸作用均为氧化还原反应,故“野火烧不尽,春风吹又生”涉及氧化还原反应,A不合题意;
B. 粉身碎骨浑不怕发生的反应为:CaO+H2O=Ca(OH)2,要留清白在人间对应的反应为:Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O,二者均为非氧化还原反应,B符合题意;
C. 燃烧均为氧化还原反应,动物生长中呼吸作用均为氧化还原反应,故“春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干”涉及氧化还原反应,C不合题意;
D. 黑火药爆炸过程中发生的反应为:S+2KNO3+3C=K2S+N2↑+3CO2↑,该反应是氧化还原反应,D不合题意;
故答案为:B。
8.(2022秋·高一课时练习)下列反应不属于氧化还原反应的是
A.2Mg + CO22MgO+C B.2NaCl 2Na + Cl2↑
C.2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ D.Cl2 +2 KBr = Br2 +2KC1
【答案】C
【分析】有元素化合价变化的反应是氧化还原反应。
【详解】A.反应中,Mg和C的化合价都发生了变化,属于氧化还原反应,故A不选;
B.反应中,Na和Cl的化合价都发生了变化,属于氧化还原反应,故B不选;
C.没有元素的化合价发生变化,不属于氧化还原反应,故C选;
D.反应中,Cl和Br的化合价都发生了变化,属于氧化还原反应,故D不选;
故选C。
9.钛(Ti)被称为铁、铝之后的第三金属,以下是由TiO2制Ti的主要反应:
①TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO
②TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti
下列说法正确的是
A.反应①是置换反应 B.反应②是复分解反应
C.反应①中TiO2被氧化 D.反应②中金属镁被氧化
【答案】D
【详解】A.反应①中没有单质生成,不是置换反应,故A错误;
B.反应②是一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物,属于置换反应,故B错误;
C.反应①,TiO2中Ti、O元素化合价都不变,TiO2既没有被氧化又没有被还原,故C错误;
D.反应②中镁元素化合价升高,金属镁被氧化,故D正确;
选D。
10.下列氧化还原反应方程式中,电子转移方向和数目正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】先标出各反应前后元素的化合价,根据化合价升降、得失电子守恒进行分析:
A.与反应时,得失电子数目均是2,A错误;
B.与反应时,是氧化剂,得电子,是还原剂,失电子,B错误;
C.由氧化还原反应规律可知,与反应时,还原产物是,氧化产物是S,得、失电子数目均是2,C错误;
D.KMnO4中的Mn由+7价转化为K2MnO4中的+6价和MnO2中+4价,O由-2价转化为0价,故 ,D正确;
故答案为:D。
11.下列氧化还原反应中,电子转移的方向和数目均正确的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.该反应中Cl化合价从+5价降低为-1价,共得到个电子,同理O共失去个电子,A错误;
B.该反应中Mg化合价从0价升高为+2价,共失去个电子,同理O共得到个电子,B正确;
C.该反应中Cu化合价从+2价降低为0价,共得到个电子,C化合价从0价升高到+4价,共失去4个电子,C错误;
D.该反应中O化合价从0价降低到-2价,共得到个电子,D错误;
故答案选B。
12.(2022秋·高一课时练习)判断下列反应中,电子转移方法不正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】A.反应中Cr元素化合价从+6价降低到+3价,得到3个电子,氯元素化合价从-1价升高到0价,失去1个电子,根据电子得失守恒可知反应中转移6个电子,A正确;
B.氧化还原反应的价态规律:只靠拢、不相交,硫化氢中硫元素化合价从-2价升高到0价,硫酸中硫元素化合价从+6价降低到+4价,则应该表示为 ,B错误;
C.反应中铁元素化合价从0价升高到+2价,失去2个电子,氢元素化合价从+1价降低到0价,得到1个电子,根据电子得失守恒可知反应中转移2个电子,C正确;
D.硫化氢中硫元素化合价从-2价升高到0价,二氧化硫中硫元素化合价从+4价降低到0价,根据电子得失守恒可知反应中转移4个电子,D正确;
答案选B。
13.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如下图所示。下列化学反应属于阴影部分的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】A.反应中N、O元素化合价有变化,属于氧化还原反应,不属于四种基本反应类型,属于属于阴影部分的反应,故选A;
B.是化合反应,不属于属于阴影部分的反应,故不选B;
C.是分解反应,不属于属于阴影部分的反应,故不选C;
D.是置换反应,不属于属于阴影部分的反应,故不选D;
选A。
14.氧化还原反应与四种基本反应类型关系如图所示,则下列化学反应属于3区域的是
A.
B.2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
C.
D.2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
【答案】D
【分析】3区域是指属于氧化还原反应,但又不是四大基本反应类型之一,据此分析。
【详解】A.Cl2+2KBr=Br2+2KCl是置换反应,属于四大基本反应类型之一,A不选;
B.2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑属于分解反应,也不是氧化还原反应,B不选;
C.4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3是氧化还原反应,但是也属于化合反应,属于四大基本反应类型之一,C不选;
D.NaH+H2O=NaOH+H2↑既是氧化还原反应,也不属于四大基本反应类型之一,选D;
故选D。
15.下列氧化还原反应中,电子转移的方向和数目均正确的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A.反应符合反应事实,遵循电子转移的方向及数目,A正确;
B.在反应过程中电子转移数目是2个,故用双线桥法表示电子转移为:,B错误;
C.电子转移方向及数目均不合理。反应过程中KClO3的Cl得到电子被还原变为Cl2,HCl失去电子被氧化变为Cl2,反应过程中电子转移数目是5个,用双线桥法表示电子转移为:,C错误;
D.电子得失方向弄反。CuO变为Cu单质,Cu元素化合价降低,得到电子2×2e-,C变为CO2,失去电子数目是4e-,用双线桥法表示电子转移为:,D错误;
故合理选项是A。
16.化学实验中若使某步中的有害产物作为另一步的反应物,形成一个循环,则可不再向环境排放该种有害物质。在如图所示有编号的反应中,属于氧化还原反应的有
A.3个 B.4个 C.5个 D.6个
【答案】A
【详解】由转化流程图可知,反应①中Cr的化合价降低了,是氧化还原反应,反应②中元素的化合价未改变,是非氧化还原反应,反应③元素的化合价未改变,是非氧化还原反应,反应④Cr的化合价升高了,是氧化还原反应,反应⑥中Cr元素的化合价降低了,是氧化还原反应,反应⑤元素的化合价未改变,是非氧化还原反应,综上所述,有①④⑥三个反应属于氧化还原反应,故答案为:A。
17.下列化学反应方程式中有一个与其他三个在分类上不同,这个反应是
A.S+O2=SO2 B.Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3
C.NH4HCO3=NH3↑+CO2↑+H2O D.CO2+C=2CO
【答案】C
【详解】S+O2=SO2、Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3、CO2+C=2CO都属于化合反应;NH4HCO3=NH3↑+CO2↑+H2O 属于分解反应;与其他三个在分类上不同的是NH4HCO3=NH3↑+CO2↑+H2O,选C。
18.西汉刘安组织编撰的《淮南万毕术》中,有“曾青得铁则化为铜”的记载,其中讲述的化学反应是湿法冶金的基础。下列关于其中所含化学知识的解释正确的是
A.该反应的离子方程式为
B.该反应为置换反应,其中铁发生氧化反应
C.该反应中铜元素被氧化
D.该反应说明金属单质都能与盐发生反应
【答案】B
【详解】A.根据题中信息可知是CuSO4溶液与Fe发生反应生成Cu,其离子方程式为,A项错误;
B.该反应属于置换反应,由化合价变化可知,Fe元素由0价升高至+2价,即Fe发生氧化反应,B项正确;
C.反应中Cu元素由+2价降低至0价,即Cu元素被还原,C项错误;
D.该反应可说明较活泼的金属能置换出相对不活泼的金属,但不能说明金属单质都能与盐发生反应,D项错误;
故选B。
19.下列反应肯定不属于氧化还原反应的是 ( )
A.化合反应 B.分解反应 C.置换反应 D.复分解反应
【答案】D
20.下列生产、生活中的事例不包含氧化还原反应的是( )
A.金属锈蚀 B.海水晒盐 C.食物腐败 D.燃放鞭炮
【答案】B
二、填空题
21.分析下列氧化还原反应中化合价的变化,分别用双线桥和单线桥标出电子转移的方向和数目。 (1)2F2 + 2H2O = 4HF + O2______
(2)3Cl2 + 6KOH = 5KCl + KClO3 + 3H2O _______
(3)2FeCl3 + Fe = 3FeCl2 _______
(4)2KNO3 + 3C + S = K2S + N2↑+ 3CO2↑_______
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【详解】(1)双线桥表示为:;
(2)双线桥表示为:
(3)双线桥表示为:
(4)双线桥表示为:
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