人教版高一化学氧化还原反应教学设计

第三节氧化还原反应一、教材的地位和作用：氧化—还原反应贯穿中学化学学习的全过程，是学习中学化学的主线和关键之一。通过这一节内容的学习，了解化学反应有多种不同的分类方法，认识从反应中反应物元素化合价的升降和电子转移的角度来对化学反应进行分类和分析氧化还原反应。二、学情分析：学生在初三的时候已经初步接触过氧化反应和还原反应，而且学生已经学过化学中的四大反应类型，对于化学反应的分类具有一定的认识，而氧化还原反应是建立在初中学过的知识之上的，因此学生学习起来上手应该不难，但需要教师做好导引工作，让学生明白氧化还原反应的实质，了解化学反应有多种不同的分类方法，认识从反应中反应物元素化合价的升降和电子转移的角度来对化学反应进行分类和分析。三、教学目标：1、知识与技能：（1）学会用化合价的变化和电子转移的观点判断氧化还原反应；（2）掌握四种基本反应类型和氧化还原反应间的关系，理解氧化剂和还原剂的概念，会判断氧化剂、氧化产物、还原剂、还原产物。2、过程与方法：（1）引导学生从元素化合价这一角度看化学反应方程式，让学生自己发现问题，通过学生之间的讨论解决问题，掌握氧化还原反应的本质。（2）在化学方程式的基础上，再引出氧化剂和还原剂的概念，让学生顺理成章的接受新知识。3、情感、态度与价值观：通过氧化还原反应概念的教学，培养学生准确描述概念、深刻理解概念、比较辨析概念的能力；四，教学重难点：教学重点：判断分析氧化还原反应教学难点：分析氧化还原反应五，教学过程：【复习引入】初中阶段我们学习过许多化学反应，根据反应物和生成物的类别以及反应前后物质的种类的多少，可以把化学反应分为四个基本反应类型。让学生分别举出两个例子。反应类型举例化合反应Cu+O2=CuOCaO+H2O=Ca(OH)2分解反应H2O=H2+O2↑CaCO3CaO＋CO2↑置换反应Fe+CuSO4=Cu+FeSO4H2＋CuOCu＋H2O复分解反应CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑NaCl+AgNO3===AgCl+NaNO3【思考交流】以下反应属于何种基本反应类型？Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2【归纳小结】经过分析，Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2不属于四个基本反应类型的任何一个，说明上述分类方法不能包括所有反应，因此，今天我们要学习一种新的化学反应类型：氧化还原反应。【回顾】初中的时候我们已经学习过了氧化反应和还原反应，我们怎么定义氧化反应和还原反应？氧化反应：物质得到氧的反应。如：2Cu+O22CuO还原反应：物质失去氧的反应。如：2CuO+C2Cu+CO2↑【思考交流】氧化反应和还原反应是独立进行的吗？举例：2CuO+C2Cu+CO2↑CuOCu：失去了氧，被还原，发生了还原反应。CCO2：得到了氧，被氧化，发生了氧化反应。【讲解】在反应2CuO+C2Cu+CO2↑中，氧化铜失去氧变成单质铜，发生了还原反应，碳得到氧变成二氧化碳，发生了氧化反应。由此可见，在一个反应中，既有氧化反应，又有还原反应，这样的反应称为氧化还原反应。【板书】一、氧化还原反应1、定义：有元素化合价升降的反应氧化反应：物质所含元素化合价升高的反应。还原反应：物质所含元素化合价降低的反应。【思考交流】请分析这个反应中各种元素的化合价在反应前后有无变化，讨论氧化还原反应与元素化合价的升降有什么关系。2CuO+C2Cu+CO2↑【分析】反应1中，铜元素的化合价在反应前是+2价，反应后是0价；碳元素的化合价在反应前是0价，反应后是+4价。再举两个氧化还原反应的例子，带领大家探究氧化还原反应与元素化合价之间的关系，H2O+CH2+CO（1）CuO+H2Cu+H2O（2）反应1中，氢元素的化合价在反应前是+1价，反应后是0价；碳元素的化合价在反应前是0价，反应后是+2价。反应2中，铜元素的化合价在反应前是+2价，反应后是0价；氢元素的化合价在反应前是0价，反应后是+1价。这三个反应都是氧化还原反应，而且都有元素化合价在反应前后发生了变化。【总结】由此可知，在氧化还原反应中，某些元素的化合价在反应前后发生了变化。我们可以说有元素化合价升高的反应是氧化反应，有元素化合价降低的反应是还原反应，氧化与还原这两个对立的过程相互依存而统一于一个氧化还原反应之中，同时发生而且不可以分离。总的来说，在化学反应中，物质所含的某些元素的化合价在反应前后发生了变化，这个化学反应就是氧化还原反应。【思考与交流】氧化还原反应中是否必须有氧元素参与？（举例：反应Fe+CuSO4==FeSO4+Cu是不是氧化还原反应？）【分析】反应中铁元素的化合价在反应前是0价，反应后是+2价；铜元素的化合价在反应前是+2价，反应后是0价。从得失氧的角度来看，反应中没有得氧失氧的情况，但其与上面三个得失氧的反应有共同的特点：物质所含元素化合价发生了变化。因此，并非只有得氧、失氧的反应才是氧化还原反应，凡是有元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应。【巩固练习】1.下列反应属于氧化还原反应的是A、C+H2O===H2+COB、NH4NO3===N2O↑+2H2OC、2NaHCO3===Na2CO3+CO2↑+H2OD、3Cl2+6KOH==5KCl+KClO3+3H2OE、Cu2(OH)2CO3===2CuO+CO2↑+H2OF、H2SO4+Ba(OH)2===BaSO4↓+2H2OG、Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑2.下列反应中属于氧化还原反应的是ACaCO3＋2HCl＝＝CaCl2＋CO2↑＋H2OB.Na2O＋H2O＝＝2NaOHC.2KMnO4＝＝K2MnO4＋MnO2＋O2↑D.MnO2＋4HCl＝＝MnCl2＋2H2O＋Cl2↑E.3Fe＋2O2＝＝Fe3O4F.CuSO4·5H2O＝＝CuSO4＋5H2O【思考交流】为什么氧化还原反应前后元素的化合价发生变化？其本质原因是什么呢？［分析］化学反应的实质是原子之间的重新组合。从原子结构来看，原子核外的电子是分层排布的。原子核外的电子的排布，特别是最外层的电子数目与化学反应有密切的关系。元素化合价的升降与电子的转移有密切的关系。让我们从微观的角度来看看电子的转移与氧化还原反应的关系。以2Na+Cl22NaCl为例，展示NaCl的形成过程。由原子的结构示意图可知，钠原子在反应中易失去电子，氯原子易得到电子，氢原子也易得到电子。【分析】从原子结构的角度来看，钠原子的最外电子层上只有1个电子，氯原子的最外电子层上有7个电子。在反应中，钠原子失去1个电子，带一个单位的正电荷，成为钠离子，氯原子得到1个电子，带一个单位的负电荷，成为氯离子。此时，两种微粒都达到了8电子稳定结构。在这个反应中，钠原子失去了一个电子，钠元素化合价由0价升高到+1价，被氧化，即发生了氧化反应。氯原子得到了一个电子，氯元素的化合价由0价降低到-1价，被还原，即发生了还原反应。在这个反应中，反应前后元素的化合价发生变化的本质原因是有电子的得失。以反应H2+Cl2===2HCl为例，展示HCl的形成过程。【分析】从原子结构的角度来看，氢原子的最外电子层上只有1个电子，可获得1个电子形成2电子的稳定结构。氯原子的最外电子层上有7个电子，可获得1个电子而形成8电子的稳定结构。这两种元素的原子获取电子的能力相差不大。因此，在反应中它们都不能把对方的电子夺取过来，而是双方各以最外层的一个电子组成一对共用电子对。这对共用电子对为两个原子所共用，同时受到两个原子核的吸引，使双方最外电子层都达到稳定结构。在氯化氢分子中，由于氯原子吸引共用电子的能力比氢原子稍微强一点，所以，共用电子对偏向氯原子而偏离氢原子。由于共用电子对偏离氢原子，氢元素的化合价从0价升高到+1价，被氧化，即发生氧化反应；共用电子对偏向氯原子，氯元素的化合价从0价降低到-1价，被还原，即发生还原反应。在这个反应中，反应前后元素的化合价发生变化的本质原因是共用电子对的偏移（偏离和偏向）。【分析】通过以上的分析，我们认识到有电子转移（得失或偏移）的反应，就是氧化还原反应。氧化反应表现为被氧化的元素的化合价升高，其实质是该元素的原子失去电子（或电子对偏离）的过程。还原反应表现为被还原的元素的化合价降低，其实质是该元素的原子得到电子（或电子对偏向）的过程。【板书】2、本质：电子的转移（得失或偏移）。【思考】氧化—还原反应与四种基本化学反应类型之间有什么关系？【板书】3、氧化还原反应与四种基本反应类型的关系【思考交流】1、从电子转移的角度分析什么是氧化剂？什么是还原剂？2、氧化剂和还原剂在氧化还原反应中本身所发生的反应是什么？所含元素的化合价变化情况如何？3、氧化剂和还原剂在氧化还原反应中分别表现什么性质？起何作用？【讨论并小结】得电子(或电子对偏向)的物质为氧化剂。失电子(或电子对偏离物质)的物质为还原剂。在氧化还原反应中，氧化剂得到了电子，所含元素化合价降低，发生了还原反应；还原剂失去了电子，所含元素化合价升高，发生了氧化反应。氧化剂具有氧化性，即得电子的性质；还原剂具有还原性，即失电子的性质。【板书】二、氧化剂与还原剂氧化剂：得电子(或电子对偏向)的物质------氧化性还原剂：失电子(或电子对偏离)的物质------还原性还原剂：化合价升高，失去电子，被氧化，发生氧化反应，生成氧化产物。氧化剂：化合价降低，得到电子，被还原，发生还原反应，生成还原产物。六字真言：升——失——氧——还原剂降——得——还——氧化剂【总结】氧化还原反应中各概念间的关系为氧化剂+还原剂==还原产物+氧化产物【归纳总结】让学生总结本节课所学主要内容。得氧失氧观点化合价升降观点电子转移观点氧化反应得到氧的反应化合价升高的反应失去电子的反应还原反应失去氧的反应化合价降低的反应得到电子的反应氧化还原的关系得氧失氧同时发生化合价升降同时发生（且升降总数相等）得失电子同时发生（且得失电子总数相等）氧化还原反应有氧得失的反应有化合价升降的反应有电子转移的反应【课堂练习】1、下列说法中错误的是A．凡是氧化还原反应，都不可能是复分解反应B．化合反应不可能是氧化还原反应C．置换反应一定是氧化还原反应D．分解反应可能是氧化还原反应2、下列变化中，一定需加还原剂才能实现的是A．Cl2→Cl-B．FeCl3→FeCl2C．C→CO2D．KMnO4→MnO23、在下列反应中，水作还原剂的是A．SO3+H2O=H2SO4B．2Na+2H2O=2NaOH+H2↑C．2H2+O22H2OD．2F2+2H2O=4HF+O24、下列反应中H2O2只作还原剂的是A．H2O2＋2KI=2KOH＋I2B．H2O2＋Cl2=2HCl＋O2C．4H2O2＋PbS=PbSO4＋4H2OD．5H2O2＋2KMnO4＋3H2SO4=K2SO4＋2MnSO4＋8H2O＋5O2↑5、下列反应中氯元素被氧化的是A．5Cl2＋I2＋6H2O=10HCl＋2HIO3B．MnO2＋4HCl=MnCl2＋2H2O＋Cl2↑C．2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2OD．2HClO=2HCl＋O2↑6、在一定条件下发生如下反应：2KClO3+I2=2KIO3+Cl2，则下列推断正确的是A．该反应属于置换反应B．该反应中KClO3被还原为Cl2C．该反应中还原剂为KClO3D．该反应中氧化剂为I2【课堂练习】优化设计P40-42六、教学评价：由于学生对原子结构知识认识不深，要求从微观角度认识氧化－还原反应是教学的难点。在课堂教学中，利用教材插图、“思考与交流”栏目、表格、图示等形式，帮助学生理解氧化－还原反应的本质是电子的得失或偏移，从而能形象、深刻地掌握化学基本概念。在课堂教学中，经常地进行学生与学生之间、学生与教师之间的讨论、交流活动，有利于改变学生的学习方式，变“被动学习”为“主动学习”，使学生学会合作学习，学会探究和创新，全面地体现“知识与技能、过程与方法以及情感态度、价值观”三维课程目标，促进学生全面发展。