2019-2020年新教材高中化学 1.3.1 氧化还原反应课件 新人教版必修1

第三节氧化还原反应第1课时氧化还原反应一、氧化还原反应1.从得氧、失氧的角度认识氧化还原反应化学反应3CO+Fe2O32Fe+3CO22CuO+C2Cu+CO2得氧物质___C发生_____反应CO氧化失氧物质Fe2O3CuO发生_____反应结论氧化反应与还原反应_____发生还原同时2.从化合价的角度认识氧化还原反应3.从电子转移的角度认识氧化还原反应电子得失电子转移分析氧化反应__________________________________失去电子的原子电子对偏离的原子电子得失电子转移还原反应__________________________________结论________________________________________________得到电子的原子电子对偏向的原子有电子转移(得失或偏移)的化学反应是氧化还原反应【巧判断】(1)氧化还原反应中一定有氧元素参加。()提示:×。氧化还原反应的特征是有元素化合价的变化,因此与是否有氧元素参加无关。(2)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。()提示:×。元素化合价升降是氧化还原反应的特征。(3)当反应中有一种元素被氧化时,一定有另一种元素被还原。()提示:×。可能是同种元素化合价的升降,如2H2O2====2H2O+O2↑。(4)Na2O+H2O====2NaOH属于氧化还原反应。()提示:×。此反应中各元素的化合价均没有发生变化,因此为非氧化还原反应。【情境·思考】《中国诗词大会》是央视首档全民参与的诗词节目,节目以“赏中华诗词、寻文化基因、品生活之美”为基本宗旨,力求通过对诗词知识的比拼及赏析,带动全民重温那些曾经学过的古诗词,分享诗词之美,感受诗词之趣,从古人的智慧和情怀中汲取营养,涵养心灵。古诗词是古人为我们留下的宝贵精神财富,思考下列诗句是否都涉及氧化还原反应。①野火烧不尽,春风吹又生②粉身碎骨浑不怕,要留清白在人间③春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干④爆竹声中一岁除,春风送暖入屠苏提示:②不涉及。“粉身碎骨浑不怕,要留清白在人间”实质是碳酸钙的分解和氧化钙与水的反应,都没有元素化合价的变化,不属于氧化还原反应。4.氧化还原反应的特征和本质:(1)特征和本质(2)两者关系元素原子元素化合价_____物质被_____元素原子元素化合价_____物质被_____升高氧化降低还原二、氧化还原反应与四种基本反应类型的关系1.图示关系2.文字表述(1)置换反应_____是氧化还原反应。(填“一定”“不一定”或“一定不”,下同)(2)复分解反应_________是氧化还原反应。(3)化合反应和分解反应_______是氧化还原反应。①有单质参加的化合反应_____是氧化还原反应。②有单质生成的分解反应_____是氧化还原反应。一定一定不不一定一定一定【微思考】(1)反应4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O是否属于氧化还原反应?根据该反应思考四种基本反应类型能否涵盖所有反应?提示:反应中氯元素化合价升高,锰元素化合价降低,反应属于氧化还原反应,但不属于四种基本反应类型中的任何一种。(2)有单质参加或生成的反应一定是氧化还原反应吗?提示:不一定。反应3O22O3中有单质参加或生成,但元素的化合价没有变化,不属于氧化还原反应。【情境·思考】北京冬奥会将在2022年2月4日至2月20日在我国北京和河北张家口市联合举行,这是我国第一次举办冬奥会。如图所示的奥运五连环中填入了5种物质,相连环物质间能发生反应,不相连环物质间不能发生反应。你认为“五连环”中物质间发生的反应,没有涉及的基本反应类型和属于氧化还原反应的个数有几个?提示:没有涉及分解反应,属于氧化还原反应的有2个。分析可知,这几种物质之间的反应有铁和稀盐酸间的置换反应、稀盐酸和氢氧化钠溶液之间的复分解反应、二氧化碳和氢氧化钠溶液之间的反应、碳和二氧化碳之间的化合反应,注意二氧化碳和氢氧化钠溶液之间发生的反应不是复分解反应。知识点一氧化还原反应的概念、本质【重点释疑】1.氧化还原反应的有关概念(1)从特征和本质认识氧化还原反应角度化合价(特征)电子转移(本质)氧化反应化合价升高的反应失去电子或电子对偏离的反应还原反应化合价降低的反应得到电子或电子对偏向的反应氧化还原反应有化合价升高和降低的反应有电子转移(电子得失或电子对偏移)的反应(2)氧化还原反应中对立统一的关系:①化合价有升必有降。②电子有得必有失。③有氧化反应,必然有还原反应。2.氧化还原反应的实质和特征(1)实质:电子的转移,包括电子的得失和电子对的偏移。(2)特征:元素化合价的升高和降低。(3)关系:原子失去1个电子,元素的化合价就升高1价;原子得到1个电子,元素的化合价就降低1价;【易错提醒】认识氧化还原反应的误区(1)在氧化还原反应中,一种反应物不一定只表现出一种性质。如反应4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O中,参加反应的HCl一半表现了还原性,另一半表现了酸性。(2)得电子难的元素不一定易失去电子。如碳元素、稀有气体元素既不容易失电子也不容易得电子。(3)元素由化合态转变为游离态不一定被氧化,也可能被还原。如HCl转化为Cl2,氯元素被氧化,CuO转化为Cu,铜元素被还原。【思考·讨论】在氧化还原反应中,被氧化的物质和被还原的物质是否可以为同一反应物?请举例说明原因。提示:可以。如反应2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑中,参加反应的KMnO4既表现了还原性,又表现了氧化性。【案例示范】【典例】(2019·济南高一检测)ClO2是一种高效水处理剂,实验室通过以下反应制得ClO2:2KClO3+H2C2O4+H2SO42ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O,关于此反应的说法正确的是()A.KClO3化合价降低,失电子B.反应中H2SO4体现了酸性和氧化性C.反应中H2C2O4被氧化D.H2C2O4既被氧化又被还原【思维建模】解答有关氧化还原反应概念问题的思维流程如下:【解析】选C。由方程式可知:KClO3中氯元素从+5价变为+4价,化合价降低,得到电子,A错误;反应中硫元素的化合价没有变化,不表现氧化性,B错误;H2C2O4中碳元素从+3价变为+4价,化合价升高,失去电子,被氧化,故C正确、D错误。【母题追问】(1)上题反应中,若生成1分子ClO2,反应转移几个电子?提示:1个。KClO3中氯元素从+5价变为+4价,生成1分子ClO2,反应转移1个电子。(2)上题反应中,失去的电子总数与得到的电子总数有什么关系?提示:相等。KClO3中氯元素从+5价变为+4价,共得到2个电子,H2C2O4中碳元素从+3价变为+4价,共失去2个电子,即得失电子总数相等。【规律方法】判断元素化合价的常用方法(1)熟记常见元素的化合价钠钾氢银正一价,钙镁锌钡正二价。氟氯溴碘负一价,通常氧是负二价。铜正一二铝正三,铁有正二和正三。碳有正二和正四,硫有负二、正四和正六。(2)计算:依据化合物中元素的正负化合价的代数和为零进行计算。步骤:①标出熟悉元素的化合价。②根据化合物中正、负化合价的代数和为零的原则求解其他元素的化合价。③有机物中碳元素化合价(设为x)的确定方法:有机物中氧元素的化合价为-2,氢元素的化合价为+1。利用元素化合价代数和为零的原则确定碳元素的化合价。乙酸(C2H4O2)中满足2x+(+1)×4+(-2)×2=0,则x=0。【迁移·应用】1.下列反应属于氧化还原反应的是()A.CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑B.2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑C.Cl2+2NaOH====NaCl+NaClO+H2OD.NaBr+AgNO3====AgBr↓+NaNO3【解析】选C。只有C项中元素的化合价发生变化。2.下列对氧化还原反应的分析中合理的是()世纪金榜导学号A.Mg变成MgO时化合价升高,失去电子,因此Mg在该反应中被还原B.KMnO4受热分解,锰元素化合价一方面升高,一方面降低,因此锰元素既被氧化又被还原C.CuSO4+2NaOH====Cu(OH)2↓+Na2SO4属于氧化还原反应D.反应2H2O2H2↑+O2↑,H2O中元素的化合价既有升高,又有降低【解析】选D。A中镁失去电子被氧化而不是被还原;B中高锰酸钾中锰元素的化合价只有降低,没有升高,因此锰元素只被还原,没被氧化;C中没有元素化合价的变化,不是氧化还原反应;D中氧元素的化合价升高,氢元素的化合价降低。【补偿训练】1.(2019·潍坊高一检测)下列反应中,既属于氧化还原反应,又属于离子反应的是()A.铝片与稀盐酸的反应B.甲烷与氧气的反应C.灼热的炭与二氧化碳反应生成一氧化碳D.氢氧化钠溶液与稀盐酸的反应【解析】选A。A项,既属于氧化还原反应,又属于离子反应;B项,不属于离子反应;C项,不属于离子反应;D项,不属于氧化还原反应。2.(2019·朝阳区高一检测)下列反应(条件均省略)中,反应物中的各种元素都参加了氧化还原反应的是()A.2KNO3+S+3C====K2S+N2↑+3CO2↑B.2KMnO4====K2MnO4+MnO2+O2↑C.4HNO3====2H2O+4NO2↑+O2↑D.HgS+O2====Hg+SO2【解析】选D。A项中钾、氧元素化合价没变,错误;B项中钾元素化合价没变,错误;C项中氢元素化合价没变,错误。【素养提升】楼房有的是用红砖砌成的,有的则是青砖砌成的,可曾想过为什么同样的砖坯有的能烧成红砖,有的能烧成青砖呢?原来烧制砖瓦的黏土中含有二价铁盐,黏土做成砖坯,送到窑内大火烘烧,然后熄灭,自然冷却。此时窑内空气流畅,氧气充足,二价铁盐被氧化成三氧化二铁(Fe2O3),由于三氧化二铁是红色,所以得到的就是红砖瓦。待砖坯烧透后,从窑顶向下不断淋水,当水遇到红热砖瓦变成水蒸气后,碳与水蒸气反应生成氢气和一氧化碳。这些还原性气体能把砖瓦中红色的氧化铁还原成黑色氧化亚铁或四氧化三铁。红砖、青砖烧制过程中涉及哪些化学反应,是否是氧化还原反应?提示:涉及二价铁被氧气氧化成Fe2O3、碳与水生成CO和H2、CO和H2把Fe2O3还原成黑色FeO或Fe3O4三个反应,且都是氧化还原反应。知识点二氧化还原反应与四种基本反应类型的关系【重点释疑】1.氧化还原反应和四种基本反应类型的划分标准(1)氧化还原反应是根据元素化合价是否变化划分的。(2)四种基本反应类型是根据反应物和生成物种类和数目多少来划分的,是从形式上划分的。2.氧化还原反应与四种基本反应类型相关判断(1)置换反应全部属于氧化还原反应。因为有单质的参加和生成,化合价有变化。(2)复分解反应全部属于非氧化还原反应,因为反应前后元素的化合价没有变化。(3)有单质参加的化合反应属于氧化还原反应,因为有单质参加的化合反应必然有化合价的变化。(4)有单质生成的分解反应属于氧化还原反应,因为有单质生成的分解反应必然有化合价的变化。【规律方法】(1)两个可能:化合反应可能是氧化还原反应;分解反应可能是氧化还原反应。(2)两个一定:置换反应一定是氧化还原反应,复分解反应一定是非氧化还原反应。【思考·讨论】(1)氧化还原反应是不是一定属于四种基本反应类型中的一种?提示:不一定。如3CO+Fe2O32Fe+3CO2就不是四种基本反应类型中的任何一种,但却是氧化还原反应。(2)请用交叉分类法表示氧化还原反应与四种基本反应类型的关系。提示:【案例示范】【典例】(2019·海淀高一检测)研究氧化还原反应,对人类的进步具有极其重要的意义。(1)A图是“四种基本反应类型与氧化还原反应的关系”,请在A图中用阴影部分表示反应:H2+CuOCu+H2O所属的区域。(2)“四种基本反应类型与氧化还原反应的关系”也可用B图表达。其中Ⅰ为化合反应,则Ⅱ为________反应。写出有水生成的符合反应类型Ⅲ的一个化学方程式:_________。写出有水参加的符合反应类型Ⅳ的一个化学方程式:____________________________。【解