高中化学人教版 (2019)必修 第一册第三节 氧化还原反应教课内容课件ppt

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2.概念、本质与特征(1)概念:有元素化合价发生变化的化学反应。(2)本质:有电子发生转移(包括电子的得失或偏移)。(3)特征:有元素化合价发生变化。
1.与四种基本反应类型的关系(1)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。(2)有单质参加的化合反应是氧化还原反应,有单质生成的分解反应是氧化还原 反应。2.图示表示相互关系
2 | 氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
注意关键——“有单质”参与
1.氧化剂和还原剂(1)氧化剂:在反应中得到电子(或电子对偏向)的物质。(2)还原剂:在反应中失去电子(或电子对偏离)的物质。2.氧化性和还原性(1)氧化性:表示氧化剂得电子能力强弱的性质,即氧化剂具有氧化性。(2)还原性:表示还原剂失电子能力强弱的性质,即还原剂具有还原性。3.常见的氧化剂和还原剂
3 | 氧化剂和还原剂
1.氧化产物和还原产物(1)氧化产物:还原剂被氧化得到的产物,氧化产物也具有氧化性。(2)还原产物:氧化剂被还原得到的产物,还原产物也具有还原性。2.根据氧化还原反应方程式判断氧化性、还原性的相对强弱(详见定点3) 
4 | 氧化产物和还原产物
知识辨析1.有单质参加或有单质生成的反应,一定属于氧化还原反应。这种说法是否正 确?不正确。有单质参加的化合反应和有单质生成的分解反应均是氧化还原反应,但 3O2 2O3,这种同素异形体间的转化,不属于氧化还原反应。2.在氧化还原反应中,反应物的化合价升高或降低,没有化合价不变的元素。这种 说法是否正确?不正确。氧化还原反应中,反应物中元素的化合价一定有升高或降低的,但不是 所有元素的化合价都发生变化。如反应Fe+2HCl FeCl2+H2↑中,Cl元素的化合价反应前后保持不变。3.金属阳离子一定只有氧化性。这种说法是否正确?不正确。处于最高价的金属阳离子只有氧化性,而处于中间价态的金属阳离子,如Fe2+可能被氧化,也可能被还原,即Fe2+既有氧化性又有还原性。
4.在氧化还原反应中,一种物质被氧化的同时,一定有另一种物质被还原。这种说 法是否正确?不正确。氧化还原反应中,可能同种物质既被氧化又被还原,如反应Cl2+2NaOH  NaCl+NaClO+H2O中,Cl2既是氧化剂又是还原剂,即Cl2在反应中既被氧化又被还原。5.Fe3+  Fe的过程中得到3个电子,Cl2  Cl-过程中得到2个电子,所以氧化性:Fe3+>Cl2。这种说法是否正确?不正确。判断物质的氧化性强弱,与得到的电子数目无关,而是与得电子的能力 有关;同理,还原性的强弱与失去的电子数目也无关。
1.基本概念间的联系可简单记:失升氧还、得降还氧(即反应中失去电子、化合价升高的物质,发生氧化反应,为还原剂;反应中得到电子、化合价降低的物质,发生还原反应,为氧化剂)。
2.分析相关概念的注意事项(1)正确标出反应前后变价元素的化合价。(2)找出化合价变化(升、降)情况与氧化还原反应中各概念之间的对应关系。(3)在分析电子转移总数时,不能将得电子总数和失电子总数相加作为转移电子 总数。如 转移电子总数是4,而不是8。
 典例　煅烧硫酸亚铁的化学方程式为2FeSO4 SO2↑+Fe2O3+SO3↑,下列有关说法正确的是 (　    )A.该分解反应过程中氧元素的化合价降低B.FeSO4中铁元素被还原C.SO2是氧化产物D.该反应中FeSO4既是氧化剂,又是还原剂
思路点拨　解答本题关键是标出反应前后元素化合价变化,根据“失升氧还、得 降还氧”进行分析判断。
1.双线桥法(1)表示意义　　表示某种元素从反应前到反应后原子(或离子)得到或失去电子的数目。(2)书写的基本步骤
实例:2.单线桥法(1)表示意义表示还原剂向氧化剂转移电子的数目。(2)书写的基本步骤
1.根据氧化还原反应的方向判断氧化性:氧化剂>氧化产物还原性:还原剂>还原产物2.根据活动性顺序判断
(1)根据金属活动性顺序 (2)根据非金属活动性顺序
3.根据反应条件和反应的剧烈程度比较　　一般来说,一组反应中反应条件要求越低、反应越剧烈,对应反应物的氧化 性或还原性越强。如MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O2KMnO4+16HCl(浓) 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O结合反应条件可判断氧化性强弱顺序:KMnO4>MnO2。4.根据元素的价态比较(1)一般来说,同种元素的价态越高,其氧化性越强,如氧化性:Fe3+>Fe2+。(2)同种元素的价态越低,其还原性越强,如还原性:S2->S>SO2。(3)最高价态只有氧化性,最低价态只有还原性,处于中间价态兼有氧化性和还原 性。
 典例　在常温下,发生下列几种反应:①2KMnO4+16HCl(浓) 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O②Cl2+2NaBr 2NaCl+Br2③Br2+2FeBr2 2FeBr3根据上述反应,下列结论正确的是 (　    )A.还原性强弱顺序为Br->Fe2+>Cl-B.氧化性强弱顺序为Mn >Cl2>Br2>Fe3+C.反应①、②中Cl2均为氧化剂D.溶液中可发生反应:2Fe3++2Cl- 2Fe2++Cl2↑
思路点拨　解答本题可根据氧化性、还原性的比较法,结合3个反应分析判断氧 化性和还原性的相对强弱。
解析    根据氧化性:氧化剂>氧化产物,还原性:还原剂>还原产物,结合3个反应得
由上述分析可知,A项错误,B项正确;反应①中KMnO4为氧化剂,Cl2为氧化产物,反 应②中Cl2为氧化剂,C项错误;发生氧化还原反应时,一定是氧化性较强和还原性 较强的物质反应生成氧化性较弱和还原性较弱的物质,反应2Fe3++2Cl-  2Fe2++Cl2↑在溶液中不能发生,D项错误。
1.配平依据2.配平步骤(以Cu与浓HNO3反应为例)(1)标变价:标明反应前后变价元素的化合价。
 典例　配平下列化学方程式:(1)　    HCl(浓)+　    MnO2  　    Cl2↑+　    MnCl2+　    H2O;(2)　    Cu+　    HNO3(稀)  　    Cu(NO3)2+　    NO↑+　    H2O;(3)　    S+　    KOH  　    K2S+　    K2SO3+　    H2O;(4)　    ClO-+　    Fe(OH)3+　　　      　    Cl-+　    Fe +　    H2O。
思路点拨　结合各反应分析反应前后元素的价态变化,找出氧化剂、还原剂、氧 化产物、还原产物,确定是正向配平,还是逆向配平。找出化合价升降价数的最 小公倍数,配平氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物的化学计量数,再根据观 察法配平其他物质的化学计量数。
解析    首先标出化合价变化情况,然后利用化合价升降法配平发生氧化还原反应 部分的化学计量数,最后根据原子守恒配平化学方程式。
答案    (1)4　1　1　1　2    (2)3　8　3　2　4    (3)3　6　2　1　3    (4)3　2　4OH-　3　2　5
方法技巧    配平氧化还原反应的基本方法(1)全变从左边配:氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的,一般从左边反应物着 手配平。(2)自变从右边配:自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右边着手配平。(3)缺项配平法:先将得失电子数配平,再观察两边电荷。若反应物这边缺正电荷, 一般加H+,生成物一边加水;若反应物这边缺负电荷,一般加OH-,生成物一边加水, 然后进行两边电荷数配平。(4)当方程式中有多个缺项时,应根据化合价的变化找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
人体血红蛋白分子中含有Fe2+,正是这些Fe2+使血红蛋白分子具有载氧功能。如果 因为某种原因血红蛋白分子中的Fe2+被氧化成Fe3+,这种血红蛋白分子就会丧失载 氧能力,使人体出现缺氧症状。研究结果显示,源自食物中的铁元素主要在小肠 内被吸收,并且人体只能吸收Fe2+。由于维生素C具有还原性,可以将Fe3+还原成Fe2+,所以食用维生素C含量较高的食物有利于人体对铁元素的吸收。
宏观辨识与微观探析——新情境下氧化还原反应规律的应用
问题1　从化合价的角度分析,为什么Fe2+能被氧化为Fe3+?Fe2+具有氧化性吗?分析总结元素的化合价与氧化性、还原性有什么关系?提示    从化合价的角度,Fe2+处于中间价态,可以失去电子被氧化为Fe3+,也可以得到电子被还原为Fe。元素处于最低价态时,只有还原性,处于最高价态时,只有氧 化性;处于中间价态时,既有氧化性又有还原性。问题2　试着依据情境提供的信息,分析维生素C和Fe2+的还原性强弱。尝试思考并总结同一种氧化剂和多种不同的还原剂反应时,反应的先后顺序是怎样的?提示    维生素C具有还原性,可以将Fe3+还原成Fe2+,说明维生素C的还原性比Fe2+ 强。同时含有几种还原剂时 将按照还原性由强到弱的顺序依次反应;同时含有几种氧化剂时 将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。
问题3    能否将血红蛋白分子中的Fe2+被氧化成Fe3+的过程描述成:“Fe2+首先失去电子被氧化,然后某物质得到电子,被还原?”为什么?据此分析氧化还原反应 中氧化剂得电子和还原剂失电子的过程有何规律存在?提示    不能。因为氧化剂得电子和还原剂失电子同时发生,所以氧化还原反应中氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。
氧化还原反应的基本规律及其应用1.守恒规律还原剂失电子总数=氧化剂得电子总数,化合价降低的总数=化合价升高的总数。应用:氧化还原反应方程式的配平和相关计算。2.强弱规律氧化剂(较强氧化性)+还原剂(较强还原性)  还原产物(较弱还原性)+氧化产物(较弱氧化性)。应用:比较物质的氧化性或还原性强弱;在适宜的条件下,用氧化性较强的物质制 备还原性较弱的物质,或用还原性较强的物质制备氧化性较弱的物质。
3.先后规律(1)多种还原剂与一种氧化剂作用时,还原性强的优先被氧化。(2)多种氧化剂与一种还原剂作用时,氧化性强的优先被还原。应用:判断物质的稳定性和反应顺序。4.价态规律(1)高低规律应用:判断元素或物质的氧化性、还原性。
(2)归中规律　　同种元素不同价态之间发生氧化还原反应,元素的化合价“只向中间靠拢不 出现交叉”,如:  
(3)歧化规律　　歧化规律是指某元素的中间价态在适宜条件下同时向较高和较低的价态转化,即“中间价  高价+低价”。具有多种价态的元素(如Cl、S、N和P等)均可发生歧化反应,如Cl2+2NaOH  NaCl+NaClO+H2O。
 例题　英国化学家戴维在1799年发现了N2O(俗称笑气)气体具有轻微麻醉作用,该气体早期被用于牙科手术的麻醉,现用于外科手术和牙科起麻醉和镇痛作用。实验室中可用Cu和很稀的HNO3反应制备笑气,其化学方程式为Cu+HNO3——Cu(NO3)2+N2O↑+H2O(未配平)。关于该反应的下列说法中不正确的是 (        )A.该反应中,还原性:Cu>N2OB.N2O为还原产物,在化学反应中可能既有氧化性又有还原性C.该反应中硝酸只表现氧化性D.向HNO3和Cu(NO3)2混合溶液中,加入少量铁粉不一定析出Cu素养解读    本题以“笑气的麻醉作用和实验室制备”为情境素材,考查常见氧化 剂与还原剂的识别,以及氧化还原反应规律的应用等知识,提升学生学以致用的 能力,培养宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知的化学学科核心素养。
信息提取　HNO3是常见的氧化剂,接触相对较多,但该反应对高一学生来说很陌 生,可结合反应前后元素化合价的变化配平该氧化还原反应,结合氧化还原反应 的强弱规律、价态规律等逐一分析各选项。解题思路    根据反应中Cu元素由0价升至+2价,HNO3中N元素由+5价降至+1价, 结合化合价升降法可配平该氧化还原反应为4Cu+10HNO3 4Cu(NO3)2+N2O↑+5H2O。Cu为还原剂,N2O为还原产物,即还原性:Cu>N2O,A项正确;N2O中N元素 为+1价,处于中间价态,由价态规律可知,N2O在化学反应中既有氧化性又有还原 性,B项正确;该反应中硝酸反应生成硝酸盐,且硝酸中N元素的化合价降低,为氧化剂,故硝酸既表现氧化性,又表现酸性,C项错误;该反应中氧化性:HNO3>Cu(NO3)2,根据先后规律可知,混合液中加入少量铁粉,HNO3先反应,即反应中不一定析出 Cu,D项正确。