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2019-2020年高中化學 第三節(jié) 氧化還原反應(yīng)教學設(shè)計 新人教版必修1 教學目標： 知識與技能： 1、學會用化合價的變化和電子轉(zhuǎn)移的觀點判斷氧化還原反應(yīng)； 2、初步掌握根據(jù)化合價的變化和電子轉(zhuǎn)移的觀點分析氧化還原反應(yīng)的方法； 3、理解氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)就是發(fā)生了電子轉(zhuǎn)移。 過程與方法： 1、復習鞏固初中四種基本反應(yīng)類型以及從得氧、失氧角度劃分氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)，進一步了解化學反應(yīng)的多種分類方法，并由此得出劃分的依據(jù)不同而有不同分類方法和使用范圍。 2、培養(yǎng)學生由表及里、由現(xiàn)象到本質(zhì)的認識事物的方法及分析、解決問題的能力。 情感、態(tài)度與價值觀： 理解氧化跟還原的相互依存和對立統(tǒng)一的辯證關(guān)系。 教學重點：用化合價升降和電子轉(zhuǎn)移的觀點理解氧化還原反應(yīng)。 教學難點：理解氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)就是發(fā)生了電子轉(zhuǎn)移。 教學過程： ［復習引入］初中階段我們學習過許多化學反應(yīng)，根據(jù)反應(yīng)物和生成物的類別以及反應(yīng)前后物質(zhì)的種類的多少，可以把化學反應(yīng)分為四個基本反應(yīng)類型。思考以下反應(yīng)分別屬于哪種基本反應(yīng)類型。 ［投影小結(jié)］ 四種基本類型的反應(yīng) 反應(yīng)類型 舉例 表示式 化合反應(yīng) 2H2＋O22H2O CaCO3+CO2+H2O====Ca(HCO3)2 A＋B====AB 分解反應(yīng) 2KMnO4===K2MnO4+MnO2+O2↑ CaCO3CaO＋CO2↑ AB====A＋B 置換反應(yīng) Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑ H2＋CuOCu＋H2O A＋BC====AC＋B 復分解 反應(yīng) CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑ NaOH + HCl===NaCl + H2O AB＋CD====AD＋CB ［思考交流］以下反應(yīng)屬于何種基本反應(yīng)類型？ Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 ［歸納小結(jié)］經(jīng)過分析，F(xiàn)e2O3＋3CO2Fe＋3CO2不屬于四個基本反應(yīng)類型的任何一個，說明上述分類方法不能包括所有反應(yīng)，因此，今天我們要學習一種新的化學反應(yīng)類型：氧化還原反應(yīng)。 ［回顧］初中的時候我們已經(jīng)學習過了氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)，我們怎么定義氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)？請舉例說明。 ［板書］一、氧化還原反應(yīng) 1、從得失氧的角度來分析 氧化反應(yīng)：物質(zhì)得到氧的反應(yīng)。如： 2Cu +O22CuO 還原反應(yīng)：物質(zhì)失去氧的反應(yīng)。如：2CuO+C2Cu+CO2↑ ［思考與交流］氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)是獨立進行的嗎？ ［展示］ 2CuO+C2Cu+CO2↑ CuO Cu：失去了氧，被還原，發(fā)生了還原反應(yīng)。 C CO2：得到了氧，被氧化，發(fā)生了氧化反應(yīng)。 ［講解］在反應(yīng)2CuO+C2Cu+CO2↑ 中，氧化銅失去氧變成單質(zhì)銅，發(fā)生了還原反應(yīng)，碳得到氧變成二氧化碳，發(fā)生了氧化反應(yīng)。由此可見，在一個反應(yīng)中，有物質(zhì)失去氧，同時必有物質(zhì)得到氧，也就是說氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)一定是同時發(fā)生的，這樣的反應(yīng)稱為氧化還原反應(yīng)。 ［板書］氧化還原反應(yīng)：一種物質(zhì)被氧化，同時另一種物質(zhì)被還原的反應(yīng)。 ［思考與交流］請分析下列3個氧化還原反應(yīng)中各種元素的化合價在反應(yīng)前后有無變化，討論氧化還原反應(yīng)與元素化合價的升降有什么關(guān)系。 1、2CuO+C2Cu+CO2↑ 2、H2O+CH2 +CO 3、CuO+H2Cu +H2O ［分析］反應(yīng)1中，銅元素的化合價在反應(yīng)前是+2價，反應(yīng)后是0價；碳元素的化合價在反應(yīng)前是0價，反應(yīng)后是+4價。 反應(yīng)2中，氫元素的化合價在反應(yīng)前是+1價，反應(yīng)后是0價；碳元素的化合價在反應(yīng)前是0價，反應(yīng)后是+2價。 反應(yīng)3中，銅元素的化合價在反應(yīng)前是+2價，反應(yīng)后是0價；氫元素的化合價在反應(yīng)前是0價，反應(yīng)后是+1價。 這三個反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)，而且都有元素化合價在反應(yīng)前后發(fā)生了變化。 ［總結(jié)］由此可知，在氧化還原反應(yīng)中，某些元素的化合價在反應(yīng)前后發(fā)生了變化。我們可以說有元素化合價升高的反應(yīng)是氧化反應(yīng)，有元素化合價降低的反應(yīng)是還原反應(yīng)，氧化與還原這兩個對立的過程相互依存而統(tǒng)一于一個氧化還原反應(yīng)之中，同時發(fā)生而且不可以分離?？偟膩碚f，在化學反應(yīng)中，物質(zhì)所含的某些元素的化合價在反應(yīng)前后發(fā)生了變化，這個化學反應(yīng)就是氧化還原反應(yīng)。 ［思考］反應(yīng)Fe+CuSO4 ==FeSO4+Cu是不是氧化還原反應(yīng)？ ［分析］反應(yīng)中鐵元素的化合價在反應(yīng)前是0價，反應(yīng)后是+2價；銅元素的化合價在反應(yīng)前是+2價，反應(yīng)后是0價。從得失氧的角度來看，反應(yīng)中沒有得氧失氧的情況，但其與上面三個得失氧的反應(yīng)有共同的特點：物質(zhì)所含元素化合價發(fā)生了變化。因此，并非只有得氧、失氧的反應(yīng)才是氧化還原反應(yīng)，凡是有元素化合價升降的化學反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)。 ［板書］2、從化合價改變的角度來分析（特征） 氧化反應(yīng)：物質(zhì)所含元素化合價升高的反應(yīng)。 還原反應(yīng)：物質(zhì)所含元素化合價降低的反應(yīng)。 氧化還原反應(yīng)：有元素化合價升降的化學反應(yīng)。 非氧化還原反應(yīng)：沒有元素化合價升降的化學反應(yīng)。 ［鞏固練習］判斷下列反應(yīng)是否屬于氧化還原反應(yīng)。 ① Zn+2HCl===H2+ZnCl2 ② 2Na+Cl22NaCl ③ 2KClO32KCl+3O2↑ ④ MnO2+4HCl（濃）==MnCl2+Cl2+2H2O ⑤ CaCl2+Na2CO3===CaCO3+2NaCl ⑥ NaOH+HCl===NaCl+H2O ［分析］從反應(yīng)前后，物質(zhì)所含元素化合價升降的角度來分析，①②③④屬于氧化還原反應(yīng),⑤⑥屬于非氧化還原反應(yīng)。 ［過渡］為什么氧化還原反應(yīng)前后元素的化合價發(fā)生變化？其本質(zhì)原因是什么呢？ ［分析］化學反應(yīng)的實質(zhì)是原子之間的重新組合。從原子結(jié)構(gòu)來看，原子核外的電子是分層排布的。原子核外的電子的排布，特別是最外層的電子數(shù)目與化學反應(yīng)有密切的關(guān)系。元素化合價的升降與電子的轉(zhuǎn)移有密切的關(guān)系。讓我們從微觀的角度來看看電子的轉(zhuǎn)移與氧化還原反應(yīng)的關(guān)系。 ［展示］ 一些元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖： [投影]以2Na+Cl22NaCl為例，展示NaCl的形成過程。 ［分析］從原子結(jié)構(gòu)的角度來看，鈉原子的最外電子層上只有1個電子，氯原子的最外電子層上有7個電子。在反應(yīng)中，鈉原子失去1個電子，帶一個單位的正電荷，成為鈉離子，氯原子得到1個電子，帶一個單位的負電荷，成為氯離子。此時，兩種微粒都達到了8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。在這個反應(yīng)中，鈉原子失去了一個電子，鈉元素化合價由0價升高到+1價，被氧化，即發(fā)生了氧化反應(yīng)。氯原子得到了一個電子，氯元素的化合價由0價降低到-1價，被還原，即發(fā)生了還原反應(yīng)。在這個反應(yīng)中，反應(yīng)前后元素的化合價發(fā)生變化的本質(zhì)原因是有電子的得失。 ［投影］以反應(yīng)H2+Cl2===2HCl為例，展示HCl的形成過程。 ［分析］從原子結(jié)構(gòu)的角度來看，氫原子的最外電子層上只有1個電子，可獲得1個電子形成2電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。氯原子的最外電子層上有7個電子，可獲得1個電子而形成8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。這兩種元素的原子獲取電子的能力相差不大。因此，在反應(yīng)中它們都不能把對方的電子奪取過來，而是雙方各以最外層的一個電子組成一對共用電子對。這對共用電子對為兩個原子所共用，同時受到兩個原子核的吸引，使雙方最外電子層都達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。在氯化氫分子中，由于氯原子吸引共用電子的能力比氫原子稍微強一點，所以，共用電子對偏向氯原子而偏離氫原子。由于共用電子對偏離氫原子，氫元素的化合價從0價升高到+1價，被氧化，即發(fā)生氧化反應(yīng)；共用電子對偏向氯原子，氯元素的化合價從0價降低到-1價，被還原，即發(fā)生還原反應(yīng)。在這個反應(yīng)中，反應(yīng)前后元素的化合價發(fā)生變化的本質(zhì)原因是共用電子對的偏移（偏離和偏向）。 ［分析］通過以上的分析，我們認識到有電子轉(zhuǎn)移（得失或偏移）的反應(yīng)，就是氧化還原反應(yīng)。氧化反應(yīng)表現(xiàn)為被氧化的元素的化合價升高，其實質(zhì)是該元素的原子失去電子（或電子對偏離）的過程。還原反應(yīng)表現(xiàn)為被還原的元素的化合價降低，其實質(zhì)是該元素的原子得到電子（或電子對偏向）的過程。 ［板書］3、從電子的轉(zhuǎn)移來分析（本質(zhì)） 氧化反應(yīng)：失去電子（或電子對偏離）的反應(yīng)。 還原反應(yīng)：得到電子（或電子對偏向）的反應(yīng)。 氧化還原反應(yīng)：有電子轉(zhuǎn)移（得失或偏移）的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)。 ［歸納總結(jié)］氧化還原反應(yīng)中的化合價變化和電子轉(zhuǎn)移的關(guān)系： 化合價升高，失去電子，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)； 化合價降低，得到電子，被還原，發(fā)生還原反應(yīng)。 六字真言：升——失——氧 降——得——還 ［練習］分析表格,找出四種基本反應(yīng)類型與氧化還原反應(yīng)的關(guān)系 反應(yīng)類型 舉例 表示式 化合反應(yīng) 2H2＋O22H2O CaCO3+CO2+H2O====Ca(HCO3)2 A＋B====AB 分解反應(yīng) 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ CaCO3CaO＋CO2↑ AB====A＋B 置換反應(yīng) Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑ H2＋CuOCu＋H2O A＋BC====AC＋B 復分解反應(yīng) CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑ NaOH + HCl===NaCl + H2O AB＋CD====AD＋CB 由此你能得出氧化還原反應(yīng)與四個基本反應(yīng)類型有什么關(guān)系嗎？有人說置換反應(yīng)，有單質(zhì)參加的化合反應(yīng)和有單質(zhì)生成的分解反應(yīng)全部氧化還原反應(yīng)。你認為這種說法正確嗎？請說明你的理由。 ［分析］這種說法是正確的。因為在置換反應(yīng)、有單質(zhì)參加的化合反應(yīng)和有單質(zhì)生成的分解反應(yīng)中都有單質(zhì)，不管是單質(zhì)轉(zhuǎn)變成化合物，還是化合物轉(zhuǎn)變成單質(zhì)，都有元素的化合價發(fā)生變化，所以這些反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)。 四個基本反應(yīng)類型與氧化還原 反應(yīng)的交叉分類示意圖