人教版 (2019)必修 第一册第三节 氧化还原反应第1课时导学案

这是一份人教版 (2019)必修 第一册第三节 氧化还原反应第1课时导学案，共14页。学案主要包含了从三个角度分析氧化还原反应，氧化还原反应的概念和实质等内容，欢迎下载使用。

新课情境呈现
人们在分析各种各样的化学反应时发现，在一些化学反应中各反应物所含元素的化合价都没有发生变化，而在另一些化学反应中有些反应物所含的一种或几种元素的化合价发生了变化，这些反应的反应类型是什么？
让我们一起学习氧化还原反应。
课前素能奠基
知识回顾
1．物质__得到氧__的反应叫氧化反应，物质__失去氧__的反应叫还原反应，一种物质被__氧化__，同时另一种物质被__还原__的反应称为氧化还原反应。
2．在反应CuO＋H2eq \(=====,\s\up7(△))Cu＋H2O中，__H2__被CuO氧化生成__H2O__，__CuO__被H2还原生成__Cu__。
3．在反应Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu中，Fe元素的化合价从__0__价升高到__＋2__价，Cu元素的化合价从__＋2__价降低到__0__价。
4．在物质H2O、CaH2中，氢元素的化合价是__＋1价、－1价__；在物质H2O、H2O2中，氧元素的化合价是__－2价、－1价__。
新知预习
一、从三个角度分析氧化还原反应
1．从得氧失氧的角度认识：
(1)得氧失氧分析：
(2)从得氧失氧的角度分析氧化反应、还原反应。
①氧化反应——__得到__氧的化学反应。
②还原反应——__失去__氧的化学反应。
(3)结论：氧化还原反应——有__得失氧__的化学反应。
点拨：氧化反应和还原反应同时发生。
2．从化合价升降的角度认识：
(1)化合价变化分析。
(2)从化合价升降的角度分析氧化反应、还原反应。
①氧化反应——化合价__升高__的化学反应。
②还原反应——化合价__降低__的化学反应。
(3)结论
氧化还原反应——有__元素化合价变化__的化学反应。
点拨：在氧化还原反应中，并不是所有元素的化合价都发生变化。
3．从电子转移的角度认识：
二、氧化还原反应的概念和实质
1．基本概念：
2．特征：__元素化合价__发生变化。
3．实质：__电子的转移__(即电子的得失或偏移)。
三、氧化还原反应与四大基本反应类型的关系
1．图示关系：
2．实例：
(1)__复分解__反应一定不是氧化还原反应。__置换__反应一定是氧化还原反应。
(2)有的化合反应属于氧化还原反应，如2H2＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃))2H2O；有的化合反应不属于氧化还原反应，如CaO＋H2O===Ca(OH)2。
(3)有的分解反应属于氧化还原反应，如2H2Oeq \(=====,\s\up7(通电))2H2↑＋O2↑；有的分解反应不属于氧化还原反应，如CaCO3eq \(=====,\s\up7(高温))CaO＋CO2↑。
预习自测
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)有物质得氧、失氧的反应才是氧化还原反应( × )
(2)在HNO3、N2O4、NaNO2、NO、N2和NH4Cl中氮元素的化合价分别为＋5价、＋4价、＋3价、＋2价、0价和－3价( √ )
(3)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( × )
(4)没有单质参加的反应一定不是氧化还原反应( × )
(5)某元素由化合态变为游离态，该元素一定被还原( × )
2．下列关于氧化还原反应的叙述正确的是( D )
A．H2还原CuO的反应只属于还原反应
B．置换反应都是氧化还原反应，3CO＋Fe2O3eq \(=====,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2既是置换反应又是氧化还原反应
C．3O2eq \(=====,\s\up7(电火花))2O3是氧化还原反应
D．复分解反应一定不是氧化还原反应
解析：A项，氧化还原反应是一个整体，氧化反应和还原反应必然同时存在于同一个反应中，在H2＋CuOeq \(=====,\s\up7(△))Cu＋H2O过程中，CuO失去氧被还原，发生了还原反应，H2得到氧被氧化，发生了氧化反应；置换反应都是氧化还原反应，但CO与Fe2O3的反应不是置换反应，所以B项错；C项中反应前后氧元素的化合价没有变化，属于非氧化还原反应；D项，复分解反应是两种化合物互相交换成分重新组合成新的化合物的过程，没有电子转移，所以，复分解反应一定不是氧化还原反应。
3．氧化还原反应发生在同种元素之间的是( B )
A．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑B．2H2S＋SO2===3S＋2H2O
C．H2＋CuOeq \(=====,\s\up7(△))Cu＋H2OD．2H2Oeq \(=====,\s\up7(通电))2H2↑＋O2↑
解析：通过准确判断化合物中元素化合价的变化，可快速解答此题。
4．某反应中，X元素的原子将电子转移给Y元素的原子，则下列说法正确的是( D )
①元素X被氧化 ②元素Y被氧化 ③元素X发生还原反应 ④元素Y发生还原反应
A．①②B．③④
C．②③D．①④
解析：根据题意知，X元素的原子失去电子，X元素化合价升高，被氧化，发生氧化反应；而Y元素的原子获得电子，Y元素化合价降低，被还原，发生还原反应。
5．已知反应：
①SO2＋H2O===H2SO3
②Cl2＋H2O===HCl＋HClO
③2F2＋2H2O===4HF＋O2
④2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
⑤Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O
(1)上述反应中不属于氧化还原反应的有__①⑤__(填序号，下同)。H2O被氧化的是__③__，H2O被还原的是__④__。属于氧化还原反应，但其中的H2O既不被氧化又不被还原的是__②__。
(2)写出反应④的离子方程式：__2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑__。
课堂素能探究
知识点
氧化还原反应的基本概念和关系
问题探究：有人说置换反应、有单质参加的化合反应和有单质生成的分解反应全部属于氧化还原反应。你认为这个说法正确吗？请说明你的理由。
探究提示：正确。因为在这几类反应中，反应前后都有元素化合价发生变化。
知识归纳总结：
1．三个角度氧化还原反应概念的比较
2．氧化还原反应概念间的关系
记忆口诀：氧化剂：得→降→还
即氧化剂：得到电子→所含元素化合价降低→被还原，发生还原反应，得到还原产物；
还原剂：失→升→氧
即还原剂：失去电子→所含元素化合价升高→被氧化，发生氧化反应，得到氧化产物。
点拨：氧化还原反应中的几个“不一定”
(1)一种元素被氧化，不一定有另一种元素被还原。如eq \(C,\s\up6(0))l2＋H2O===Heq \(C,\s\up6(－1))l＋Heq \(C,\s\up6(＋1))lO中，被氧化和被还原的元素都是氯元素。
(2)一种反应物不一定只表现出一种性质。如反应2KMnO4eq \(=====,\s\up7(△))K2MnO4＋MnO2＋O2↑中，参加反应的KMnO4既表现了还原性，又表现了氧化性。
(3)有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应。如同素异形体之间的相互转化(如3O2eq \(=====,\s\up7(放电))2O3)不属于氧化还原反应。
(4)某元素由化合态转化为游离态不一定被还原，也可能被氧化，如H2O转化为O2，氧元素被氧化，CuO转化为Cu，铜元素被还原。
3．氧化还原反应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。
(2)复分解反应一定不是氧化还原反应。
(3)有单质参加的化合反应和有单质生成的分解反应是氧化还原反应。
关系如图所示：
典例1 氮化铝广泛应用于电子、陶瓷等工业领域。在一定条件下，AlN可通过反应Al2O3＋N2＋3Ceq \(=====,\s\up7(高温))2AlN＋3CO合成。下列叙述不正确的是( B )
A．AlN中氮元素显－3价
B．上述反应中，Al被还原
C．上述反应中，AlN是还原产物
D．上述反应中碳发生氧化反应
解析：AlN中Al是＋3价，氮元素显－3价，A正确；上述反应中，铝的化合价没有变化，所以B项错误；上述反应中N2被还原，AlN是还原产物，C正确；上述反应中碳元素化合价升高，碳发生氧化反应，D正确。
〔变式训练1〕下列反应是分解反应同时又是氧化还原反应的是( B )
A．BaCO3eq \(=====,\s\up7(高温))BaO＋CO2↑
B．2KMnO4eq \(=====,\s\up7(△))K2MnO4＋MnO2＋O2↑
C．2CO＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃))2CO2
D．CO＋CuOeq \(=====,\s\up7(△))Cu＋CO2
解析：A项，不是氧化还原反应；C项，是化合反应，不是分解反应；D项，不是分解反应。
知识点
氧化还原反应中电子转移的表示方法
问题探究：1.在氧化还原反应中会不会只有化合价的升高或降低？
2．在氧化还原反应中，得电子的和失电子的可以是同一种物质或元素吗？
探究提示：1.氧化还原反应中化合价的升高与降低必然同时发生，不能独立存在。
2．可以。如2H2Oeq \(=====,\s\up7(通电))2H2↑＋O2↑(同一种物质)，2H2O2eq \(=====,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑(同一种元素)。
知识归纳总结：
1．双线桥法：
(1)基本步骤。
eq \x(标价态)—eq \a\vs4\al(\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(正确标出反应前后各元素的化合价，,明确变价元素的化合价升降关系)))
↓
eq \x(连双线)—eq \a\vs4\al(\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(一条线：\b\lc\ \rc\ (\a\vs4\al\c1(始于氧化剂中的降价元素，,止于还原产物中的相应元素)),一条线：\b\lc\ \rc\ (\a\vs4\al\c1(始于还原剂中的升价元素，,止于氧化产物中的相应元素)))))
↓
eq \x(标得失)—eq \a\vs4\al(标出“失”或“得”电子的总数)
(2)示例。
用双线桥法表示氢气还原氧化铜的电子转移情况：
如
(3)注意事项。
①箭头、箭尾必须对应化合价变化的同种元素。
②必须注明“得”“失”。
③氧化剂和还原剂得、失电子数目要相等。
2．单线桥法：
(1)基本步骤。
eq \x(标价态)—eq \a\vs4\al(\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(正确标出反应前后各元素的化合价，,明确变价元素的化合价升降关系)))
↓
eq \x(连单线)—eq \a\vs4\al(\b\lc\ \rc\ (\a\vs4\al\c1(一条线：\b\lc\ \rc\ (\a\vs4\al\c1(始于还原剂中化合价升高的元素，,止于氧化剂中化合价降低的元素)),)))
↓
eq \x(标得失)—eq \a\vs4\al(标出转移电子的总数)
(2)举例。
用单线桥法表示铁与盐酸反应的电子转移情况：
如
(3)注意事项。
①单线桥表示反应物中变价元素原子得失电子的情况；
②不需标明“得”或“失”，只标明电子转移总数目；
③箭头标明电子转移的方向；
④单线桥箭头从失电子的元素原子指向得电子的元素原子。
点拨：(1)氧化还原反应中转移电子总数是得到的电子数或失去的电子数，而不是二者的加和。
(2)用双线桥法标电子转移时，电子转移数用a×be－形式表示。
a表示发生氧化或还原反应的原子个数，b表示每个原子得到或失去的电子数，当a或b等于1时，要省略。
规律方法指导：
(1)常见元素的主要化合价氟氯溴碘负一价；正一氢银与钾钠。氧的负二先记清；正二镁钙钡和锌。正三是铝正四硅；下面再把变价归。全部金属是正价；一二铜来二三铁。锰正二四与六七；碳的二四要牢记。非金属负主正不齐；氯的负一正一五七。氮磷负三与正五；不同磷三氮二四。硫有负二正四六；边记边用就会熟。
(2)常见根价口诀
一价铵根硝酸根；氢卤酸根氢氧根。
高锰酸根氯酸根；高氯酸根醋酸根。
二价硫酸碳酸根；氢硫酸根锰酸根。
暂记铵根为正价；负三有个磷酸根。
典例2 下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是( B )
解析：A项， SiO2得到4e－；C项，Zn失去2e－；D项电子转移的方向不正确。
〔变式训练2〕根据下列两个氧化还原反应回答问题：
①2KClO3eq \(=====,\s\up7(MnO2),\s\d5(△))2KCl＋3O2↑
②MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
(1)以双线桥法表示反应①，单线桥法表示反应②中的电子转移情况。
①____。
②____。
(2)反应①中每生成1个O2，转移电子的数目是__4__。
解析：应先根据元素化合价的变化标出反应中电子转移的方向和数目，然后分析各物质被氧化、被还原的情况。
①，被还原＋3eq \(O,\s\up6(0)) 失去6×2e－，被氧化2↑，从式中看出，每生成1个 O2转移4个电子。
②。
名师博客呈现
电子守恒在建立“化学关系式”中的应用
氧化还原反应及问题Ⅰ
在溶液中，一定量的FeSO4被适量Cl2完全氧化，离子方程式为：
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ ①
上述反应生成的Cl－又被适量KMnO4氧化为Cl2，离子方程式为：
10Cl－＋2MnOeq \\al(－,4)＋16H＋===5Cl2↑＋2Mn2＋＋8H2O ②
试建立起Fe2＋与MnOeq \\al(－,4)之间的化学关系式。
电子转移分析：
反应①： 反应②：
实际上反应①与②转移电子数相等，也就是参加反应的Fe2＋失电子数与MnOeq \\al(－,4)得电子数相等。
Fe2＋与MnOeq \\al(－,4)之间的化学关系式为：5Fe2＋～MnOeq \\al(－,4)
氧化还原反应及问题Ⅱ
在溶液中，一定量的KI被适量FeCl3完全氧化，离子方程式为：
2I－＋2Fe3＋===I2＋2Fe2＋ ①
上述反应生成的I2又将适量S2Oeq \\al(2－,3)氧化为S4Oeq \\al(2－,6)，离子方程式为：
I2＋2S2Oeq \\al(2－,3)===S4Oeq \\al(2－,6)＋2I－ ②
试建立起I－与S2Oeq \\al(2－,3)之间的化学关系式。
电子转移分析：
反应①：2
反应②：
实际上反应①与②转移电子数相等，也就是参加反应的I－、S2Oeq \\al(2－,3)失电子数相等。
I－与S2Oeq \\al(2－,3)之间的化学关系式为：
I－～S2Oeq \\al(2－,3)
〔即时训练〕
(NH4)2Cr2O7是一种受热易分解的盐，下列各组对(NH4)2Cr2O7受热分解产物的判断可能正确的是( D )
A．CrO3＋NH3＋H2B．Cr2O3＋NH3＋H2O
C．CrO3＋N2＋H2OD．Cr2O3＋N2＋H2O
解析：氧化还原反应中一定存在元素化合价的升降，若产物为CrO3＋NH3＋H2，只有H元素化合价降低；若产物为Cr2O3＋NH3＋H2O，只有Cr元素化合价降低；若产物为CrO3＋N2＋H2O，只有N元素化合价升高，故A、B、C错误。若产物为Cr2O3＋N2＋H2O，Cr元素化合价降低，N元素化合价升高，D正确。
课堂达标验收
1．下列反应中，画线的物质发生氧化反应的是( C )
A．Cu＋2FeCl3__===2FeCl2＋CuCl2
B．CO2__＋Ceq \(=====,\s\up7(高温))2CO
C．Fe2O3＋2Al__eq \(=====,\s\up7(高温))Al2O3＋2Fe
D．CO2＋NaOH__===NaHCO3
解析：A项FeCl3中的Fe元素、B项CO2中的C元素的化合价都是降低的，所以FeCl3和CO2发生还原反应；C项Al→Al2O3，Al元素化合价升高，发生氧化反应；D项不是氧化还原反应。
2．下列关于氧化还原反应的说法错误的是( C )
A．在反应中失去电子的物质被氧化，得到电子的物质被还原
B．在氧化还原反应中氧化产物和还原产物可以是同一种物质
C．氧化还原反应是一种物质首先被氧化，另一种物质再被还原的反应
D．只有氧化没有还原的反应是不存在的
解析：在一个氧化还原反应中，氧化反应和还原反应是同时发生的，二者既是对立的，又是统一的。
3．下列化学方程式中，表示电子转移的方向和数目都正确的是( B )
解析：A项，KClO3中氯元素的化合价由＋5价降到0价，不能与HCl中氯元素的－1价“错位”，正确的表示方法为
；
C项，CO中的碳元素由＋2价升到＋4价，转移2e－，由于反应中CO的化学计量数为2，故正确的表示方法应为；
D项，HgS中汞元素由＋2价降到0价，转移2e－，O2中氧元素由0价降到－2价，转移2×2e－，且均为得电子，而HgS中硫元素化合价由－2价升高到＋4价，失6e－，正确的表示方法为
4．古诗词是古人为我们留下的宝贵精神财富，下列诗句不涉及氧化还原反应的是( C )
A．野火烧不尽，春风吹又生
B．春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干
C．粉身碎骨浑不怕，要留清白在人间
D．爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏
解析：A、B两项中均涉及物质燃烧，D项中有火药爆炸，都属于氧化还原反应；C项中反应为CaCO3eq \(=====,\s\up7(高温))CaO＋CO2↑，无元素化合价升降，属于非氧化还原反应。
5．氧化还原反应与四个基本反应类型的关系如下图所示，则下列化学反应属于阴影部分的是( D )
A．Cl2＋2KBr===Br2＋2KCl
B．2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑
C．4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
D．2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2(提示：Na2O2中的氧元素显－1价)
解析：首先要读懂阴影部分的化学意义，即除“化合反应”“分解反应”“置换反应”以外的氧化还原反应。
6．(1)分析下列反应的化学方程式，是氧化还原反应的用双线桥法标出电子转移的方向和数目，并指出被氧化和被还原的元素。
①2Na＋Cl2eq \(=====,\s\up7(△))2NaCl
②NaOH＋HCl===NaCl＋H2O
__非氧化还原反应__
(2)分析下列反应的化学方程式，是氧化还原反应的用单线桥法标出电子转移的方向和数目。
①BaCl2＋Na2SO4===BaSO4↓＋2NaCl
__非氧化还原反应__
②Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
____
解析：首先分析各个反应中元素化合价的变化，化合价升高的元素失去电子被氧化，化合价降低的元素得到电子被还原；用箭头标出电子转移的方向和数目时，要注意单、双线桥表示方法的特点及各自的注意事项。
学习目标
核心素养
1．掌握氧化反应、还原反应的概念和实质。
2．运用元素化合价的升降，理解氧化还原反应的实质是电子的转移。
3．掌握氧化还原反应中电子转移表示方法。
1．通过对“氧化还原反应”的学习，培养宏观辨识和微观探析的意识。
2．通过对“氧化还原反应特征”的学习，培养变化观念和平衡思想。
3．通过对“电子转移表示”的学习，培养模型认知的能力。
电子得失
电子对偏移
分析
氧化反应
有元素的原子__失去__电子的反应
有电子对__偏离__元素的反应
还原反应
有元素的原子__得到__电子的反应
有电子对__偏向__元素的反应
结论
氧化还原反应是元素的原子间有__电子转移(得失或偏移)__的化学反应
狭义含义
特征
本质
氧化反应
得到氧的
反应
元素化合价
升高的反应
失去电子(或电子对偏离)的反应
还原反应
失去氧的反应
元素化合价降低的反应
得到电子(或电子对偏向)的反应
氧化还原反应
有得失氧的反应
有元素化合价升降的反应
有电子转移(得失或偏移)的反应