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2019-2020年高中化學(xué)（大綱版）第二冊 第一章 氮族元素 第四節(jié)氧化還原反應(yīng)方程式的配平(第一課時) 從容說課 氧化還原反應(yīng)方程式的配平是正確書寫氧化還原反應(yīng)方程式的一個重要步驟，也是側(cè)重理科學(xué)習的高中學(xué)生所應(yīng)掌握的一項基本技能。常用的氧化還原反應(yīng)方程式的配平方法有“化合價升降法”和“離子一電子法”等。本節(jié)介紹的是第一種方法，這種配平方法對分子式、方程式或離子方程式都可適用。 為了說明本節(jié)的教學(xué)重點（氧化還原反應(yīng)方程式配平的原則和步驟），教材首先引入質(zhì)量守恒定律，表明氧化還原反應(yīng)方程式可以依此配平。但對于較復(fù)雜的氧化還原反應(yīng)，用其配平就不太方便，而根據(jù)氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)——電子發(fā)生了轉(zhuǎn)移，有些元素的化合價有升降變化，而且化合價升降的總數(shù)一定相等，這樣來配平更方便。教材從而轉(zhuǎn)入對用化合價升降法配平氧化還原反應(yīng)方程式的步驟和一些可供借鑒的經(jīng)驗的討論。 教材通過兩個典型的例題分別介紹了經(jīng)典的氧化還原反應(yīng)方程式配平的一般步驟和只有部分反應(yīng)物參加的氧化還原反應(yīng)方程式的配平技巧，之后還簡單分析了適合于歧化反應(yīng)的配平方法——逆向配平法。教學(xué)中，教師應(yīng)當明確指出無論什么樣的配平方法或技巧，其實質(zhì)都是一樣的，即電子得失守恒。 本節(jié)教材的特點主要表現(xiàn)在：重視新舊知識的聯(lián)系，注意典型例子和反例的選取，利用學(xué)生對配平方法的掌握；注重訓(xùn)練學(xué)生的辯證思維方法，使學(xué)生能較靈活地根據(jù)不同的氧化還原反應(yīng)而采用適宜的方法來配平。 ●教學(xué)目標 1. 使學(xué)生理解氧化還原反應(yīng)方程式的配平原則。 2. 使學(xué)生掌握用化合價升降法配平氧化還原反應(yīng)方程式的基本步驟，以提高學(xué)生的分析問題和觀察問題的能力，并對學(xué)生進行從具體到一般，再由一般到具體的辯證唯物主義思想教育。 3. 使學(xué)生掌握配平氧化還原反應(yīng)方程式常見的配平技巧。 ●教學(xué)重點 氧化還原反應(yīng)方程式配平的原則和步驟。 ●教學(xué)難點 氧化還原反應(yīng)方程式配平的一些可供借鑒的經(jīng)驗。 ●課時安排 兩課時 ●教學(xué)方法 1. 以復(fù)習、提問的方式從舊知識引入以確定配平思路。 2. 通過自學(xué)、閱讀、板演等手段得出配平的一般步驟。 3. 通過投影練習以掌握配平方法。 ●教具準備 投影儀 ●教學(xué)過程 第一課時 [復(fù)習]用觀察法配平下列方程式，是氧化反應(yīng)的標出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目，指出氧化劑、還原劑分別是什么。 △ [投影]①Cu+H2SO4(濃)——CuSO4+SO2↑+H2O ②Na2SO3+HCl——NaCl+H2O+SO2↑ △ ③HNO3——H2O+NO2↑+O2↑ [學(xué)生板演] ① 還原劑是Cu，氧化劑是H2SO4。 ②Na2SO3+2HCl======2NaCl+H2O+SO2↑ （非氧化還原反應(yīng)） ③ 氧化劑和還原劑都是HNO3。 [提問]判斷一個反應(yīng)是否是氧化還原反應(yīng)的依據(jù)是什么？ [生]甲：是否有電子的轉(zhuǎn)移。 乙：是否有化合價的改變。 [師]氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是參加反應(yīng)的原子間的電子轉(zhuǎn)移，而原子間電子的轉(zhuǎn)移表現(xiàn)為化合價的升降，因而根據(jù)反應(yīng)前后元素化合價是否改變，來判斷一個反應(yīng)是否為氧化還原反應(yīng)更直觀。那么你是如何判斷氧化劑和還原劑的？ [生]失去電子，化合價升高的物質(zhì)被氧化，作還原劑；得到電子，化合價降低的物質(zhì)被還原，作氧化劑。 [師]還原劑化合價升高總值與氧化劑化合價降低總值有何關(guān)系？ [生]相等。 [師]對于較復(fù)雜的方程式，用觀察法很難配平，因此，必須掌握一些配平技巧。我們這節(jié)課就來學(xué)習用化合價升降守恒的方法配平氧化還原反應(yīng)方程式。 [板書]第四節(jié) 氧化還原反應(yīng)方程式的配平 ［板書］一、化合價升降法配平氧化還原反應(yīng)方程式 ［師］請大家閱讀教材，理解并總結(jié)氧化還原反應(yīng)方程式配平的原則和配平步驟。 ［生］認真閱讀教材，結(jié)合開始對氧化還原反應(yīng)知識的復(fù)習，在教師引導(dǎo)下總結(jié)出配平氧化還原反應(yīng)的基本原則和依據(jù)（1）氧化劑化合價降低總數(shù)和還原劑升高總數(shù)相等（即得失電子守恒）。（2）反應(yīng)前后各元素原子個數(shù)相等（即質(zhì)量守恒）。 ［板書］1. 配平原則 （1）得失電子守恒 （2）質(zhì)量守恒 ［師］我們剛剛學(xué)過濃硝酸的強氧化性，其中濃硝酸與碳的反應(yīng)是一個典型的氧化還原反應(yīng)，下面我們就以此反應(yīng)為例來具體地討論配平氧化還原反應(yīng)方程式的一般步驟。 ［板書］2. 配平步驟 ［生］寫出C和HNO3反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式：C+HNO3（濃）NO2+CO2+H2O ［師］對于這個氧化還原反應(yīng)請大家分析哪種元素發(fā)生了氧化反應(yīng)，哪種元素發(fā)生了還原反應(yīng)，標出這些元素反應(yīng)前后的化合價各為多少。 ［生］觀察分析標出了發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的各元素反應(yīng)前后的化合價 ［師］這就是配平氧化還原反應(yīng)方程式的第一步，即標出發(fā)生氧化還原反應(yīng)元素的正負化合價，也可以簡稱為標價態(tài)。 ［板書］（1）標價態(tài) ［師］在方程式中碳元素反應(yīng)前是0價，反應(yīng)后升高成為+4價，而氮元素則由反應(yīng)前的+5價降低成為+4價，那么這兩種變價元素究竟都變化了多少價呢？請大家標出來。 ［生］標出反應(yīng)前后元素化合價的變化情況。 ［師］這是配平的第二步，可簡稱為列變化。 ［板書］（2）列變化 ［師］既然氧化還原反應(yīng)中還原劑失電子，氧化劑得電子，那么氧化劑所得電子一定都來自于還原劑，也可以說還原劑失去多少電子都全部提供給了氧化劑，則所謂得多少，失多少，或者失多少，得多少。而現(xiàn)在方程式中還原劑升高了4價，而氧化劑卻只降了一價，怎么樣才能使得電子和失電子或者使升降價平衡呢？ ［生］找它們的最小公倍數(shù)，這樣就可使化合價升高和降低的總數(shù)相等。 ［師］經(jīng)過用最小公倍數(shù)的方法處理，使得化合價升降總數(shù)相等，正好遵循了電子得失守恒的原理。同時還確定了氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的化學(xué)計量數(shù)，為最終的配平奠定了基礎(chǔ)。這就是配平的第三步，可簡稱為：令相等，配計量數(shù)。 ［板書］（3）令相等，配計量數(shù) ［師］現(xiàn)在方程式中就只剩下水（H2O）還沒有確定下來，它的計量數(shù)該是多少呢？很簡單，此時質(zhì)量守恒定律就派上用場了，根據(jù)質(zhì)量守恒，從HNO3的化學(xué)計量數(shù)就可以決定了H2O的化學(xué)計量數(shù)。 ［生］根據(jù)題示，用觀察法確定了H2O的化學(xué)計量數(shù)應(yīng)為2，檢查后將單線改成等號。 △ C+4HNO3（濃）====4NO2+CO2+2H2O ［師］此時該反應(yīng)方程式的配平就完成了，由于最后的確定只需觀察就可以完成，所以我們就把配平的最后一步稱為：觀察配平，單線變等號。 ［板書］（4）觀察配平，單線變等號 ［師］上邊的整個過程就是用化合價升降法配平氧化還原反應(yīng)方程式的一般步驟。但有時候，對于氧化還原反應(yīng)中的反應(yīng)物來說，只有一部分參加了氧化還原反應(yīng)，此時，應(yīng)先用化合價升降法確定氧化劑或還原劑的化學(xué)計量數(shù)，然后再將沒有參加氧化還原反應(yīng)的原子（或原子團）數(shù)加到有關(guān)氧化劑或還原劑的化學(xué)計量數(shù)上。具體配平時可以將前三步合并操作。 ［練習］教材P19例2. 配平銅與稀硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式，請一名學(xué)生在黑板上板演配平過程。 ［生］一名學(xué)生前來板演，其余同學(xué)嚴格按照上述步驟要求在練習本上配平，且將前三步合并操作 ［提示］在上述反應(yīng)里，3個Cu(NO3)2中的6個NO并沒有參與氧化還原反應(yīng)，所以應(yīng)在2個HNO3的基礎(chǔ)上加上6個，即HNO3的化學(xué)計量數(shù)應(yīng)為8，由此也可知H2O的化學(xué)計量數(shù)應(yīng)該為4。 ［生］在教師提示下完成第四步 3Cu+8HNO3（?。?===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O ［投影練習］用化合價升降法配平下列方程式 1. MnO2+HCl（濃）MnCl2+Cl2+H2O 2. Zn+HNO3（稀）——Zn(NO3)2+N2O+H2O ［解析］在（1）中濃鹽酸除了一部分被氧化之外還有一部分沒有參與氧化還原反應(yīng)，起了酸性作用，同樣地在（2）中HNO3也是除了一部分被還原外，還有一部分沒有參與氧化還原反應(yīng)，起了酸性作用，所以在配平時最后確定濃HCl和稀HNO3的化學(xué)計量數(shù)時應(yīng)加上不參加氧化還原反應(yīng)的那一部分。 ［答案］1. 1、4====1、1、2 2. 4、10======4、1、5 ［本節(jié)小結(jié)］本節(jié)課通過復(fù)習氧化還原反應(yīng)涉及到的有關(guān)概念，氧化還原反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目的表示方法，引入氧化還原反應(yīng)方程式的基本配平方法即化合價升降法，大家在學(xué)習時應(yīng)重點理解氧化還原反應(yīng)方程式的配平原則和配平的基本步驟。 ［布置作業(yè)］P21 1 ●板書設(shè)計 第四節(jié) 氧化還原反應(yīng)方程式的配平 一、化合價升降法配平氧化還原反應(yīng)方程式 1．配平原則 （1） 氧化劑化合價降低總數(shù)和還原劑化合價升高總數(shù)相等（即得失電子守恒） （2） 反應(yīng)前后各元素原子個數(shù)相等（即質(zhì)量守恒） 2、配平步驟 （1） 標價態(tài) （2） 列變化 （3） 令相等，配化學(xué)計量數(shù) （4） 觀察配平，單線變等號 ●教學(xué)說明 氧化還原反應(yīng)的相關(guān)知識可以說滲到了中學(xué)階段幾乎所有的元素及其化合物領(lǐng)域，是重要的理論部分，那么氧化還原反應(yīng)方程式的配平則是對這一重要理論中實質(zhì)、特征等的具體運用。因此在教學(xué)中先是通過復(fù)習有關(guān)氧化還原反應(yīng)的基本特征、本質(zhì)以及相關(guān)概念之間的關(guān)系，然后導(dǎo)出配平的基本原則，再通過學(xué)生的自學(xué)和教師的不斷設(shè)疑，導(dǎo)出了化合價升降法的一般配平步驟。 ［參考練習］ 1.乙醇可被酸性KMnO4溶液氧化為乙酸，試配平該反應(yīng)的化學(xué)方程式： CH3CH2OH+KMnO4+H2SO4——CH3COOH+K2SO4+MnSO4+H2O 答案：5，4，6======5，2，4，11 2．Na2SO3可被KMnO4氧化，現(xiàn)有30mL 0.2molL-1的Na2SO3溶液與含2.410-3mol KMnO4的溶液恰好完全反應(yīng)，則Mn元素在還原產(chǎn)物中的價態(tài)是（ ） A．+1 B.+2 C.+3 D.+4 答案：B 3．(NH4)2SO4在強熱條件下發(fā)生分解，生成NH3、SO2、N2和H2O，該反應(yīng)的生成物中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比是（ ） A．1：3 B.3：1 C.3:4 D.4:3 答案：A 4．在反應(yīng)3BrF3+5H2O======HBrO3+9HF+O2↑+Br2，若有7.5mol H2O參加反應(yīng)，被H2O還原的BrF3為（ ） A．1mol B.2 mol C.3 mol D. 4.5 mol 答案：B