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第一章 第三节 氧化还原反应
1.3.1 氧化还原反应
(1)化合价原则:在化合物里,元素正负化合价的代数和为零。
(2)单质分子里,元素的化合价为零。
(3)金属元素显正价。
(4)常见元素(原子团)化合价口诀:
(5)许多元素具有可变化合价:可以根据化合物中元素化合价代数和为零推导得出。
复习回顾:元素化合价规律
(1)H2O 、 H2O2 氧元素化合价分别为_______、_______
(2)NaH、NH3氢元素化合价分别为________、_______
(3)HCl、KClO3、ClO2中氯元素化合价分别为______、____、______
(4)MnO2、KMnO4中锰元素化合价分别为_______、_______
拓展练习
-2
-1
-1
+1
-1
+5
+4
+4
+7
注意事项:
(1)氧在过氧化物中(例:H2O2 、Na2O2 )显-1价。
(2)氢在金属氢化物中(例:NaH 、CaH2)显-1价。
(3)像Cl、N、S、Mn等具有可变价态的元素,根据化合物中各元素化合价代数和为0进行求算。
生活中发生氧化还原反应的现象:
苹果被氧化了
钢铁生锈
皮肤衰老
情境引入
一、多角度认识氧化还原反应
请同学们完成课本P20思考与讨论第(1)问
(1)从得氧、失氧的角度认识氧化还原反应
初中学过哪些氧化反应和还原反应?
氧化反应:得到氧的反应
还原反应:失去氧的反应
C、CO
CuO、Fe2O3
氧化反应
还原反应
课本P20
失氧,被还原,还原反应
失氧,被还原,还原反应
2CuO + C
高温
2Cu + CO2
Fe2O 3 + 3CO
高温
2Fe + 3CO2
得氧,被氧化,氧化反应
得氧,被氧化,氧化反应
定义:氧化反应和还原反应是在一个反应中同时发生的,这样的反应称为氧化还原反应。
(1)从得氧、失氧的角度认识氧化还原反应
继续完成课本P20思考与讨论第(2)、(3)问。
2CuO + C
高温
2Cu + CO2
Fe2O 3 + 3CO
高温
2Fe + 3CO2
(2)从元素化合价升降的角度认识氧化还原反应
失氧,被还原,还原反应
失氧,被还原,还原反应
2CuO + C
高温
2Cu + CO2
Fe2O 3 + 3CO
高温
2Fe + 3CO2
+2 -2 0 0 +4 -2
+3 -2 +2 -2 0 +4 -2
得氧,被氧化,氧化反应
得氧,被氧化,氧化反应
(2)从元素化合价升降的角度认识氧化还原反应
氧化反应:
化合价升高的反应
还原反应:
化合价降低的反应
化合价降低,
化合价升高,
化合价降低,
化合价升高,
思考与交流:下列两个反应是否属于氧化还原反应,如果是,请说明理由,并说一说你对氧化还原反应有什么新的认识?
+2
0
化合价降低,被还原,发生还原反应
0
+2
化合价升高,被氧化,发生氧化反应
0
+1
-1
0
化合价升高,被氧化,发生氧化反应
化合价降低,被还原,发生还原反应
有元素化合价变化是氧化还原反应的特征
2.下列变化过程中,属于还原反应的是( )
A.HCl→Cl2 B.Na→Na+
C.CO→CO2 D.Fe3+→Fe
D
D
随堂练习
3.从电子转移的角度认识
化合价升降是氧化还原反应的特征,那么氧化还原反应中元素的化合价为什么会发生变化呢,它的本质原因是什么?
思考与交流1:下列原子结构示意图中,哪些原子容易得到电子,哪些原子容易失去电子?当原子最外层电子数为多少时达到稳定结构?
当原子的最外层电子数为2(最外层为第一层)或8时达到稳定结构。
思考与交流:以钠在氯气中燃烧生成氯化钠、氢气在氯气中燃烧生成氯化氢为例,结合原子结构分析引起化合价变化的根本原因?
3.从电子转移的角度认识
+17
+11
+17
+11
Na+ Cl-
Na
Cl
Cl-
Na+
0 +1
化合价升高,被氧化
化合价降低,被还原
以钠在氯气中燃烧为例——探究引起化合价变化的根本原因?
化合价升降的原因——电子得失
3.从电子转移的角度认识
失电子,
得电子,
0 -1
【整理】在 2Na+Cl2 2NaCl的反应过程中:
①钠原子________最外电子层的1个电子,成为具有稳定结构的Na+,其化合价由____价升高为____价,发生了________反应,被________。
②氯原子最外电子层________1个电子,成为具有稳定结构的Cl-,其化合价由____价降低为____价,发生了________反应,被________。
③在这个反应中,氯原子和钠原子之间发生了电子的________,分别形成阴离子和阳离子,使元素的化合价发生了变化。
失去
0
+1
氧化
氧化
得到
0
-1
还原
还原
得失
+1 -1
H
Cl
均不容易失去e-
共用电子对偏向氯,偏离氢
0 0 +1 -1
电子对偏离,化合价升高
电子对偏向,化合价降低
微观探析
+17
+1
形成共用电子对,双方都达到稳定结构——共赢
H Cl
以氢气在氯气中燃烧为例——探究引起化合价变化的根本原因?
+1
+17
小结
氧化还原反应的特征
氧化还原反应的本质
元素化合价的变化
电子的转移
根本原因
电子转移、化合价升降、反应类型的关系:
化合价降低→得电子→还原反应(降得还)
化合价升高→失电子→氧化反应(升失氧)
3.下列反应属于氧化还原反应的是( )
A. 2H2+O2 === 2H2O
B. CaO+H2O === Ca(OH)2
C. CaCO3 === CO2↑+CaO
D. 2KClO3 === 2KCl+3O2↑
E. H2+CuO === Cu+H2O
F. BaCl2+Na2CO3=== BaCO3↓+2NaCl
ADE
化合反应
分解反应
置换反应
复分解反应
MnO2
高温
△
点燃
化合反应
分解反应
△
二、氧化还原反应与其他反应的关系
置换反应一定是氧化还原反应
复分解反应一定不是氧化还原反应
课本P22
二、氧化还原反应与其他反应的关系:
B
D
定义:氧化反应和还原反应同时发生的反应
四种基本反应类型与氧化还原反应的关系
特征:元素的化合价在反应前后发生变化
课后作业:
课本P26 第10题
小结
本质:电子的转移
三、氧化还原反应中电子转移的表示方法
1.双线桥法
表示反应前后__________由反应物转化为生成物时电子转移的情况。
(1)基本步骤
同一元素
1. 标价态(变价元素)
2. 标箭头(同一元素)
3. 标“得到/失去”+电子数
注意:被还原的物质和被氧化的物质得、失电子数守恒。
CuO+H2 ==== Cu+H2O
△
Fe+2HCl === FeCl2+H2↑
2.单线桥法
表示反应过程中__________原子间的电子转移情况。
(1)基本步骤
不同元素
(2)单线桥:
单线桥必须画在反应物中
不需要写“得到”、“失去”,只标明电子转移数目;
③ 箭头由化合价升高元素指向化合价降低元素。
如:
【练习】用单线桥标出下列反应式反应过程中的电子转移情况
(1)Fe+2HCl=== FeCl2+H2↑
(2)WO3 + 3H2 === W + 3H2O
2e-
6e-
阅读教材P23科学史话—氧化还原反应概念的发展,人们对氧化还原反应的认识经过了几个发展阶段?
归纳总结
氧化还原反应概念的发展:
电子转移(电子得失或共用电子对偏移)
得氧、失氧
元素化合价升降
元素(宏观视角)
电子(微观视角)
局限性
特征
本质