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免费下载高中化学必修1《2.3氧化还原反应》ppt课件

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2.3《氧化还原反应》
教学目标
知识目标   1.复习巩固初中四种基本反应类型以及从得氧、失氧角度划分氧化反应和还原反应,使学生进一步了解化学反应的多种分类方法,并由此得出划分的依据不同而有不同的使用范围的结论。   2.使学生理解、掌握用化合价升降的观点和电子转移的观点分析氧化还原反应。   3.使学生了解与氧化还原反应相关的概念及表示方法和意义。 能力目标   通过“讨论式”学习方法的训练,培养学生独立思考及分析,解决问题的能力。
情感目标 培养对立统一的辩证唯物主义的观点。 教学重点:
用化合价升降和电子转移的观点理解氧化还原反应。 教学难点:
用化合价升降和电子转移的观点分析氧化还原反应,并能灵活运用。 教学方法:
复习旧知—创设情境—探索新知—归纳总结—练习反馈
第一课时
思考:下列反应属于氧化还原反应的是(      )
A.ⅠBr + H2O = HBr + HⅠO     
 
B.NH4HCO3 = NH3↑+ CO2↑+ H2O

C.Na2O2 + 2HCl = H2O2 + 2NaCl 

                  

D.O3 + 2NaⅠ + H2O = 2NaOH + Ⅰ2 + O2
D

0
-1
-2
0
化合价升高,被氧化(氧化反应)
化合价降低,被还原(还原反应)
一、氧化还原反应判断
[定义]有元素化合价升降的化学反应称为氧化还原反应
特征:反应前后元素化合价发生变化(也是判断依据)。
思考:下列有关四种基本反应类型与
氧化还原反应关系的说法中正确的是 ( )

A.化合反应一定是氧化还原反应
B.分解反应一定不是氧化还原反应
C.置换反应一定是氧化还原反应
D.复分解反应不一定是氧化还原反应
氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
C
氧化还原反应
化合反应
分解反应
置换反应
复分解反应
[问题]化合价的升降是什么原因引起的?
NaCl 的形成过程
化合价升降的原因:

电子的得失
失去e-
失去e-后
得到e-后
Na+
共价化合物HCl 的形成过程
化合价升降的原因:共用电子对的偏移
H Cl
H Cl
[结论]
本质定义:有电子转移(得失或偏移)的化学反应都是 氧化还原反应。
氧化还原反应本质:有电子转移(得失或偏移)
[思考]
如何设计实验证明氧化还原反应过程中有电子转移?
还原反应
价降低,得电子
(氧化性)
(还原性)
氧化反应
价升高,失电子
还原剂
还原产物
氧化剂
氧化产物
相等
相等
二、氧化还原反应有关概念及其联系
(氧化性)
(还原性)
思考:(08上海卷)下列物质中,只有氧化性、只有还原 性,既有氧化性又有还原性的顺序排列的一组是( )
A.F2、K、HCl B.Cl2、Al、H2
C.NO2、Na、Br2 D.O2、SO2、H2O
A
元素具有最高价时只有氧化性,元素具有最低化合价时只有还原性,而处于中间价态时既具有氧化性又具有还原性。
探究:如何设计实验及其根据现象来判断高锰酸钾、氯气、液溴的氧化性强弱?

氧化剂 +还原剂 = 还原产物 +氧化产物
氧化性:氧化剂>氧化产物
2KMnO4 + 16HCl = 2KCl +2MnCl2+ 5Cl2 ↑+8H2O
Cl2+ 2NaBr = 2NaCl + Br2
氧化性: KMnO4 >Cl2>Br2
KMnO4
NaBr溶液
NaOH溶液
盐酸
还原性:还原剂>还原产物

2KMnO4 + 16HCl = 2KCl +2MnCl2+ 5Cl2 ↑+8H2O
+7
+2
-1
2KMnO4 + 16HCl = 2KCl +2MnCl2+ 5Cl2 ↑+8H2O
0
得10e-
失10e-
10e-
氧化剂+还原剂=还原产物+氧化产物
得 neˉ
失 n eˉ
三、氧化还原反应电子转移情况
⑴双线桥法
⑵单线桥法
还原剂+氧化剂=氧化产物+还原产物
1、表示方法
n eˉ
[巩固]分别运用双线桥法和单线桥法标出反应:KClO3+6HCl==KCl+3Cl2↑+3H2O
电子转移的方向和数目。
归中律 :同种元素不同价态间若发生氧化还原反应,元素化合价往中间靠拢而不交叉,最多变成同一价态。
可记忆为:归中价态只靠近不交叉
×
KClO3+6HCl==KCl+3Cl2↑+3H2O
得5 e-
失5 e-
KClO3+6HCl==KCl+3Cl2↑+3H2O
5 e-
2、电子转移数目计算
思考:1molNa2O2 与足量H2O或CO2反应时转移电子数目是多少?
2Na2O2+2H2O == 4NaOH+O2↑
失2×e-
得2×e-
歧化律:同种元素同一价态的原子间发生氧化还原反应,若一部分原子失电子使化合价升高,必然有另一部分原子得电子使化合价降低。
可记忆为:歧化高低分上下
思考:(2007全国高考Ⅰ)已知氧化还原反应:
2Cu(ⅠO3)2+24KⅠ+12H2SO4=
2CuⅠ↓+13Ⅰ2+12K2SO4+12H2O
其中1mol氧化剂在反应中得到的电子为( )
A.10mol B.11mol
C.12mol D.13mol
B

3、得失电子守恒的应用
此类计算的依据就是得失电子相等
A.0.9 mol B.1 mol C.1.2 mol D.2.2 mol
由于HNO3 NO得3e-,则被还原的HNO3为1mol
思考:0.3 molCu2S 与足量的硝酸反应,生成硝酸铜,硫酸、一氧化氮和水,则参加反应的硝酸中被还原的硝酸物质的量为( )
B
解:Cu2S失电子总数为0.3×(2+8)=3mol
思考:(08上海)某反应体系的物质有:NaOH、Au2O3、 Na2S4O6、Na2S2O3、Au2O、H2O。
(1)请将Au2O3之外的反应物与生成物分别填入以下空格内。


(2)反应中,被还原的元素是_______,还原剂是______。
(3)将氧化剂与还原剂填入空格中,并标出电子转移的方向和数目。


(4)纺织工业中常用氯气作漂白剂,Na2S2O3可作为漂白后布匹“脱氯剂”,Na2S2O3和Cl2反应的产物是H2SO4、NaCl和HCl,则还原剂与氧化剂物质的量之比为__________。
Na2S2O3
Au2O
Na2S4O6
2×0.5
2×2
4
2
4NaOH
2H2O

Au
Na2S2O3
Na2S2O3
Au2O3
4 e-
1︰4
2×4
2×1
第二课时
常见元素及原子团的化合价:
+1:
H 、Li 、Na 、K 、Ag 、NH4+
+2:
Ca 、Mg 、Zn 、Ba
+3:
Al
-1:
F 、Cl 、Br 、I 、 NO3-  、 OH-
-2:
O 、 SO42-  、 CO32-  、 SO32-
-3:
PO43-
Fe: +2 +3 Cu: +2 +1 C: +2 +4
S: -2 +4 +6
N: -3 +1 +2 +3 +4 +5
判断下列哪些反应是氧化还原反应?理由?
1.  Na2O + H2O = 2NaOH 2.  2Fe + Al2O3 = 2Al + Fe2O3
3.  IBr + H2O = HBr + HIO 4.  CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl

5. NaH + NH3 = NaNH2 + H2↑


+1-1 -3+1 +1-3+1 0
规律
理由(依据):有元素化合价发生变化的化学反应,是氧化还原反应
从结构上分析NACL和HCL的形成过程
离子化合物:通过得、失电子形成阴、阳离子而结合在一起        
共价化合物:原子间通过共用电子对吸引在一起
电子得失或电子对偏移决定着元素的化合价
即引起元素化合价发生变化的原因是:电子得失或电子对偏移
结果:电子的得失引起了化合价的升降
失电子
化合价升高
得电子
化合价降低
例:HCl的形成:
氧化还原反应的定义:
凡是有电子得失(或偏移)的化学反应
结果:共用电子对的偏移引起了化合价的升降
氧化还原反应的本质:
有电子得失(或偏移)
失去电子
氧化反应







产物
反应
反应物
化合价升高
得到电子
还原反应







产物
反应
反应物
化合价降低
一、氧化还原反应的概念
(判断方法)
(结合反应:H2+CuO=Cu+H2O 判断)
几个基本概念
氧化反应:元素化合价升高的反应(失去电子的反应)
还原反应:元素化合价降低的反应
氧化还原反应:有元素化合价发生变化的反应
还原剂:所含元素化合价升高的反应物
氧化剂:所含元素化合价降低的反应物
1、定义:凡有电子转移(得失或共用电子对偏移)的反应
2、实质:电子转移(微观)
3、特征:化合价升降(宏观)
有元素化合价升降的反应
反应过程

被氧化:物质失去电子(或化合价升高)被氧化,发生的是氧化反应。
被还原:物质得到电子(或化合价降低)被还原,发生的是还原反应。
氧化产物:发生氧化反应所生成的物质
还原产物:发生还原反应所生成的物质
氧化性:物质具有得到电子的性质或具有化合价降低的性质。氧化剂具有氧化性。
还原性:物质具有失去电子的性质或具有化合价升高的性质。还原剂具有还原性
氧化还原反应的几个基本概念:
反应实质:有电子得失或共用电子对的偏移。
表现特征:元素化合价有升降。
(结合反应:H2 + CuO= Cu + H2O 判断)
还原产物
氧化产物
氧化剂
还原剂
还原产物
氧化产物
二、氧化还原反应电子转移的表示方法
1。双线桥法
2。单线桥法
表示电子转移的两种方法
1.双线桥法:
失 2×e-
Cl2 + H2O = HCl + HClO
失1e-
得 1e-
表示同一元素的原子或离子得失电子的结果
双箭号跨过等号,从反应物指向生成物,起止为同一元素
注明失去或得到电子的总数,得或失两字不能省略。
注 意
MnO2 + 4 HCl = MnCl2 + Cl2 + 2H2O
得 2e-
+4
+2
-1
0
0
+1
-1
1. 双线桥
a.标化合价
b.划线桥
c.标变化
标电子转移用a×be-的形式。
★b表示每个原子得失电子数(化合价之差)
★a表示共有多少原子得失电子
讨论:
1、双线桥法表示电子转移情况的特点:
1、箭头从反应物指向生成物,起止为同一元素
2、箭头不代表电子转移方向
3、电子有得必有失,电子得失总数应相等
表示电子转移的两种方法
2.单线桥法:
Cl2 + H2O = HCl + HClO
表示不同种元素的原子或离子间得失电子
的情况
箭号不跨过等号,
起点为失电子元素,终
点为得电子元素。
只标电子转移总
数,不标得与失。
注 意
2e-
MnO2 + 4 HCl = MnCl2 + Cl2 + 2H2O
+4
+2
-1
0
0
+1
-1
1e-
Cl- Cl + H2O = HCl + HClO
讨论:
2、单线桥法表示电子转移情况的特点:
1、箭头从还原剂指向氧化剂,起止一般为不同元素
2、箭头代表电子转移方向
3、只标电子不标得失
分别用双线桥法和单线桥法分析下列氧化还原反应.(标出电子转移数目、并指出氧化剂和还原剂;被氧化的元素和被还原的元素)
[考考你]
Cl2 + H2O = HCl + HClO
2Na2O2+2CO2 = 2Na2CO3+O2
4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2
分别用双线桥法和单线桥法分析下列氧化还原反应.(标出电子转移数目,并指出氧化剂和还原剂;被氧化的元素和被还原的元素)
课堂巩固练习
小 结
用双线桥表示同种元素的电子得失。
双箭号从反应物指向生成物且起止为同一元素。
注明得与失。
用单线桥表示不同种元素的电子转移。
箭号起点为失电子元素,终点为得电子元素。
不标得与失。
两种方法都应注意:箭头、箭尾一定要对准
物质中的某元素。
小结
1、氧化反应和还原反应一定同时发生。
2、特征和判断依据为元素化合价变化。
3、本质是电子转移。
4、概念:有电子转移(得失或偏移)的反应就叫做氧化还原反应
5、失 、升 、氧    得 、降 、还
失电子
价升
被氧化
发生氧化反应
得电子
价降
被还原
发生还原反应
(结合反应:H2+CuO=Cu+H2O 判断)
1.用双线桥表示同种元素的电子得失。
2.用单线桥表示不同种元素的电子转移。

Cl2 + 2 KI = 2 KCl + I2
Fe +CuSO4 = FeSO4 + Cu
第三课时
1、 部分氧化还原反应 在氧化还原反应中,如果还原剂只有部分被氧化、或者氧化剂只有部分被还原,这就是部分氧化还原反应 .
找出氧化剂和还原剂的物质的量之比

例1、MnO2+4HCl(浓)=MnCl2+Cl2 ↑+2H2O

例2、8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2
一、氧化还原反应的类型
思考题:实验室用二氧化锰和足量的浓盐酸
反应制取氯气。现有17.4g 二氧化锰参加反应,
求被氧化的氯化氢的质量是多少?

MnO2 + 4HCl = MnCl2 + 2H2O +Cl2
87
(2×36.5)
设跟 17.4g 二氧化锰反应,被氧化的氯化氢的质量为 x
17.4g
x
解:
答:被氧化 的氯化氢的质量为 14.6 克。
注意
只有一半
的氯化氢
被氧化
被氧化
2、歧化反应 同种物质中同种价态的同种元素一部分被氧化、一部分被还原的反应称为歧化反应(这里的“三同”缺一不可)
例1、 Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O


例2、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2
3、归中反应 不同价态的同一元素化合价可升高或降低至某一中间价态。 同种元素不同价态之间发生氧化还原反应遵循以下归中规律: 高价+低价→相同中间价(注“可靠拢、不交叉”)
分析下列氧化还原反应中电子转移的方向和数目,并判断氧化产物和还原产物。
(1)H2S+H2SO4(浓)====S +SO2 +2H2O
(2)KClO3+6HCl====KCl+3Cl2 +3H2O
(1) H2S+H2SO4(浓)====S +SO2 +2H2O (A)
-2
+6
0
+4
得6 ×e-
失6 × e-
H2S+H2SO4(浓)====S +SO2 +2H2O (B)
-2
+6
0
+4
得2e-
失2 × e-
(2) KClO3+6HCl====KCl+3Cl2 +3H2O (A)
+5
0
-1
-1
得6 ×e-
KClO3+6HCl====KCl+3Cl2 +3H2O (B)
+5
0
-1
-1
失5 ×e-
得5 ×e-
失6 ×e-
反馈练习:
1、在 KClO3 + 6HCl = KCl + 3Cl2↑ + 3H2O 中,被氧化的物质和被还原的物质的物质的量之比为( )。
A、1 : 6 B、6 : 1 C、1 : 5 D、5 : 1

D
2、在氧化还原反应
3Cl2+6KOH=5KCl +KClO3+3H2O 中失电子的原子和得电子的原子个数比是(  )
A 5:1 B、1:5 C、1:1 D、3:1
B
3、在氧化还原反应,3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl的反应中被氧化的氨与没被氧化的氨分子个数比是(  )
A1:6 B、6:1 C、3:1 D、1:3
D
二.氧化性、还原性及其强弱的比较
(1)依据元素的化合价判断 (同种元素)
元素处于最高价,只有氧化性;
元素处于最低价,只有还原性;
元素处于中间价态,既有氧化性又有还原性。
规律:高价氧化低价还,中间价态两边转
在Fe2+、Fe3+、Al3+、H+、S、C、S2-、Cl-等
离子或原子中,只有还原性的是: ,
只有的氧化性是 ,既有氧
化性又有还原性的是 。
S2-、Cl-
Fe3+、Al3+、H+
Fe2+、S、C
判断氧化剂、还原剂强弱应注意:
物质越易得电子或失电子,它们的氧化性或还原性越强。例如,非金属越活泼,得电子能力越强,则氧化性越强;金属越活泼,失电子能力越强,则还原性越强。
注意:物质氧化性或还原性的强弱与它得失电子的多少无关,但与它得失电子的难易程度有关。例如,钠原子在反应中失一个电子,镁原子在反应中失两个电子,但钠原子比镁原子易失电子,故钠的还原强。
(2)依据金属活动性顺序表

单质还原性减弱
对应的阳离子的氧化性增强。
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au
单质还原性减弱
K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ Zn2+ Fe2+ H+ Cu2+ Ag+
对应的阳离子的氧化性增强
失电子难的物质,得电子一定容易?
思考:
(3)、在氧化还原反应中比较
氧化剂+还原剂====还原产物+氧化产物
氧化性:氧化剂>氧化产物
还原性:还原剂>还原产物
已知: 2FeCl3+2Kl=2FeCl2+2KCl+I2
2FeCl2+Cl2=2FeCl3
判断下列物质的氧化能力由大到小的顺序是( )
(A)Fe3+>Cl2>I2
(B)Cl2>Fe3+>I2
(C)I2>Cl2>Fe3+
(D)Cl2>I2>Fe3+
B
三、氧化还原反应的计算
即:电子得失电子守恒
电子守恒规律:

还原剂失电子总数=氧化剂得电子总数
硫代硫酸钠可作为脱氯剂,已知25.0mL 0.100 mol·L-1 Na2S2O3溶液恰好把224mL(标准状况下)Cl2完全转化为Cl-离子,则S2O32-将转化成( )
A.S2-      B.S      C.SO32-     D.SO42-
D
24毫升浓度为0.05摩/升的Na2SO3溶液,恰好与20毫升浓度为0.02摩/升的K2Cr2O7溶液完全反应,则元素Cr在被还原的产物中的化合价是(    )
A.+6   B.+3
C.+2   D.0

四、氧化还原反应的运用 1、制备某些物质 实验室制备氧气、氢气等。 工业上用还原剂冶炼金属。 2、用强氧化剂CL2、CLO2等进行小型水厂、游泳池水、医院污水、工业污水的处理,即利用强氧化剂进行消毒、杀菌。 3、燃料的燃烧,提供热能等。 4、化学电源的研制、开发及合理利用。 5、电镀以防止金属的腐蚀。 另外有些氧化还原反应会对人类带来危害,例如:易燃物的自燃、食品的腐败、钢铁的锈蚀等。我们运用化学知识来防止这类氧化还原反应的发生或减慢其进程。
课堂练习:
1.在S2-、Fe2+、Fe3+、Mg2+、S、I-、H+中,只有氧化性的是 ,只有还原性的是_________,既有氧化性又有还原性的是___________________。

2.以下关于化学反应KClO3+6HCl====KCl+3Cl2+3H2O中,电子转移的方向和数目的叙述正确的是
A.由 ,共6e-
B.由 ,共5e-
C.由 ,共6e-
D.由 ,共5e-
Fe3+、Mg2+、H+
S2-、I-
Fe2+、S
B
3.已知下列两氧化还原反应:O2+4HI====2I2+2H2O Na2S+I2====2NaI+S
试比较三种单质的氧化性强弱顺序______________。

4.单质X和Y相互反应生成X2+Y2-,现有下列叙述:①X被氧化 ②X是氧化剂 ③X具有氧化性 ④Y2-是还原产物 ⑤Y2-具有还原性 ⑥X2+具有氧化性 ⑦Y的氧化性比X2+氧化性强,其中正确的是
A.①②③④ B.①④⑤⑥⑦ C.②③④ D.①③④⑤
5.在3Cu+8HNO3====3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O的反应中,有6.4 g铜被氧化,参加反应的HNO3的质量是_________g,被还原的HNO3质量是_________g。
O2>I2>S
B
16.8
4.2
6、G、Q、X、Y、Z均为氯的含氧化合物。我们不了解它们的化学式,但知道它们在一定条件下具有如下转化关系(未配平):
(1)G → Q+NaCl (2)Q+H20 → X+H2
(3)Y+NaOH → G+Q+H2O
(4)Z+NaOH → Q+X+H2O
这5种化合物中氯化物的化合价由低到高的顺序为( )
A.GQZYX B.GYQZX
C.GYZQX D.ZXGYQ
电解
B
7、综合题:标出反应2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑ 
  +8H2O的电子转移情况。
____是氧化剂,_____是还原剂
________ 元素被氧化 , ______元素被还原,
________是氧化产物, ________是还原产物,
氧化产物与还原产物分子个数之比为_______,
被氧化与未被氧化的的HCl质量之比为_______,电子转移的总数为_____,若有7.3g被氧化,
产生的Cl2质量为________g。
写出该反应的离子方程式
KMnO4
HCl


MnCl2
5:2
5:3
10e-
7.1
Cl2
再见