人教版 (2019)必修 第一册第三节 氧化还原反应第一课时导学案及答案

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第一课时 氧化还原反应


[明确学习目标] 1.能够从化合价变化和电子转移的角度认识氧化还原反应，并会分析判断。2.理解氧化还原反应与四种基本反应类型的关系，能够正确识别化合、分解、置换反应中的氧化还原反应。3.学会用双线桥法表示氧化还原反应过程中电子的转移情况。


学生自主学习


氧化还原反应的特征


1．从得失氧的角度认识氧化还原反应





结论：一种物质得到氧被氧化，同时，一种物质失去氧被还原的反应叫氧化还原反应。


2．请标出以下三个方程式中各元素的化合价


eq \(□,\s\up4(05))eq \(H,\s\up6(0))2＋eq \(Cu,\s\up6(＋2))eq \(O,\s\up6(－2)) eq \(=====,\s\up17(△))eq \(Cu,\s\up6(0))＋eq \(H,\s\up6(＋1))2eq \(O,\s\up6(－2))


eq \(□,\s\up4(06))eq \(C,\s\up6(0))＋eq \(H,\s\up6(＋1))2eq \(O,\s\up6(－2)) eq \(=====,\s\up17(高温))eq \(H,\s\up6(0))2＋eq \(C,\s\up6(＋2))eq \(O,\s\up6(－2))


eq \(□,\s\up4(07))eq \(C,\s\up6(0))＋2eq \(Cu,\s\up6(＋2))eq \(O,\s\up6(－2)) eq \(=====,\s\up17(高温))2eq \(Cu,\s\up6(0))＋eq \(C,\s\up6(＋4))eq \(O,\s\up6(－2))2↑


从化合价变化的角度来看，这三个氧化还原反应的共同特点是eq \(□,\s\up4(08))都有元素的化合价在反应前后发生了变化。


3．从化合价升降角度分析氧化还原反应





结论：反应前后有eq \(□,\s\up4(15))元素的化合价发生变化的反应叫氧化还原反应。


氧化还原反应的实质


化合价变化与电子转移的关系








结论：凡有eq \(□,\s\up4(26))电子转移(得失或共用电子对偏移)的化学反应叫氧化还原反应。


氧化还原反应中电子转移的表示方法——双线桥法








1．置换反应一定是氧化还原反应吗？


提示：置换反应中一定有元素化合价的变化，故一定属于氧化还原反应。


2．怎样快速判断一个化学反应是否为氧化还原反应？


提示：氧化还原反应的特征是有元素化合价发生变化，其实质是电子的转移(得失或共用电子对偏移)。如果一个化学反应中存在电子转移，其外在表现就是化合价发生变化。因此，我们可通过分析反应中是否有元素化合价发生变化，来快速判断是否为氧化还原反应。


课堂互动探究


知识点一 准确地判断氧化还原反应





1．从得氧和失氧的角度定义氧化还原反应是狭义的，氧化还原反应的特征是元素化合价的升降，因此，只要反应前后有一种(或几种)元素的化合价发生变化就是氧化还原反应。


2．氧化还原反应与四种基本反应类型的关系图示





(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是氧化还原反应。


(4)有单质生成的分解反应是氧化还原反应。


(5)无单质参加的化合反应和无单质生成的分解反应也可能是氧化还原反应。如：SO2＋H2O2===H2SO4,2FeSO4eq \(=====,\s\up17(△))Fe2O3＋SO3↑＋SO2↑。





1 下列变化过程中发生氧化反应的是( )


A．HCl→H2 B．Al→Al3＋


C．CuSO4→Cu D．COeq \\al(2－,3)→CaCO3


[批注点拨]





[解析] 氧化反应是元素化合价升高的反应，A、C项元素化合价降低，发生还原反应；B项化合价升高，发生氧化反应；D项元素化合价未发生变化，不属于氧化还原反应。


[答案] B


[练1] 下列反应中，不属于氧化还原反应的是( )


A．Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑


B．2NO＋O2===2NO2


C．CuO＋H2eq \(=====,\s\up17(△))Cu＋H2O


D．CaCl2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaCl


答案 D


解析 A项，镁元素的化合价由0升高到＋2，氢元素的化合价由＋1降到0；B项，氮元素的化合价由＋2升高到＋4，氧元素的化合价由0降到－2；C项，氢元素的化合价由0升高到＋1，铜元素的化合价由＋2降到0；D项，不存在元素化合价的变化，D项反应不是氧化还原反应。


[练2] 下列反应不属于四种基本反应类型，但属于氧化还原反应的是( )


A．Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu


B．AgNO3＋NaCl===AgCl↓＋NaNO3


C．Fe2O3＋3COeq \(=====,\s\up17(高温))2Fe＋3CO2


D．2KMnO4eq \(=====,\s\up17(△))K2MnO4＋MnO2＋O2↑


答案 C


解析 A项属于置换反应；B项属于复分解反应；D项属于分解反应；C项不属于四种基本反应类型，但反应前后元素的化合价有变化，属于氧化还原反应。


知识点二 氧化还原反应的实质及有关概念





1．氧化还原反应的实质是电子的转移(电子的得失或共用电子对偏移)。


2．氧化还原反应概念的比较





3．双线桥法表示氧化还原反应中电子转移的情况


表明同种元素反应前后的电子转移情况。


(1)双线桥法的基本步骤





(2)注意事项


①箭头表示“生成”，由反应物指向生成物中的同种元素。


②在“桥”上标明电子“得到”与“失去”，且得到与失去的电子总数必须相等。


③采用“a×be－”形式表示得失电子数，a为得失电子的原子总数，b为每个原子得失电子数，当a或b是“1”时省略“1”。





2 下列有关氧化还原反应的叙述中，正确的是( )


A．一定有氧气参加


B．还原剂本身被还原


C．氧化反应先于还原反应发生


D．一定有电子转移(得失或共用电子对偏移)


[批注点拨]





[解析] 氧化还原反应的本质是有电子的转移，其特征是有化合价的变化，不一定有氧气参加，如H2＋CuOeq \(=====,\s\up17(△))Cu＋H2O，Cl2＋2Naeq \(=====,\s\up17(△))2NaCl，均为氧化还原反应，A错误；还原剂化合价升高，被氧化，B错误；氧化还原反应中，氧化反应与还原反应同时发生，C错误。


[答案] D


[练3] 下列反应中，发生电子转移的是( )


A．NH4HCO3eq \(=====,\s\up17(△))NH3↑＋CO2↑＋H2O


B．2KMnO4eq \(=====,\s\up17(△))K2MnO4＋MnO2＋O2↑


C．Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O


D．FeO＋2HCl===H2O＋FeCl2


答案 B


解析 因为发生电子转移的反应一定是氧化还原反应，所以此题实际是判断反应是否是氧化还原反应。其关键是分析反应前后元素的化合价是否发生变化，选项B中锰元素的化合价由＋7价降低为＋6价和＋4价，氧元素的化合价由－2价升高为0价，发生了电子转移，其他选项中元素的化合价均无变化。


[练4] 下列有关氧化还原反应的说法正确的是( )


A．在反应中不一定所有元素的化合价都发生变化


B．肯定有一种元素被氧化，另一种元素被还原


C．元素由化合态变成游离态一定发生还原反应


D．金属阳离子在反应中只能被还原


答案 A


解析 在氧化还原反应中存在化合价的升降，但并非所有元素的化合价都发生变化，如H2＋CuOeq \(=====,\s\up17(△))Cu＋H2O，其中氧元素化合价不变，A项正确；在反应Cl2＋H2O===HCl＋HClO中，氯元素既被氧化又被还原，B项错误；在反应2H2Oeq \(=====,\s\up17(电解))2H2↑＋O2↑中，氧元素由化合态－2价变成游离态0价，发生了氧化反应，C项错误；Fe2＋在反应中既可以被氧化，又可以被还原，D项错误。


方法规律 元素由化合态转变为游离态不一定被氧化，也可能被还原。如HCl转化为Cl2，氯元素被氧化，CuO转化为Cu，铜元素被还原。


[练5] 下列标明电子转移的方向和数目的化学方程式中正确的是( )





答案 B


解析 A项，锌失去电子，氢元素得到电子，错误；B项，氯酸钾中氯元素由＋5价降低到0价，得到5个电子，盐酸中氯元素由－1价升高到0价，共失去5个电子，正确；C项，铁元素由0价升高到＋3价，2个Fe失去6个电子，同时3个Cl2得到6个电子，错误；D项，Cu由0价升高至＋2价，失去2个电子，浓硝酸中氮元素由＋5价降低至二氧化氮中的＋4价，2个N得到2个电子，错误。


本课归纳总结


1.氧化还原反应的实质是电子转移(得失或共用电子对偏移)；特征是反应前后元素的化合价发生变化。判断方法为标明元素的化合价，分析元素的化合价是否变化。


2．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；置换反应都是氧化还原反应；复分解反应都不是氧化还原反应。


3．氧化反应和还原反应的关系





学习效果检测


1．判断一个反应是否为氧化还原反应的标准是( )


A．是否有氧元素参加反应


B．是否为置换反应


C．同一元素的化合价在反应前后是否发生变化


D．是否为化合反应或分解反应


答案 C


解析 氧化还原反应的特征是元素化合价有升降。


2．下列盐酸参与的反应中，HCl被氧化的是( )


A．NaOH＋HCl===NaCl＋H2O


B．Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑


C．CuO＋2HCl===CuCl2＋H2O


D．MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up17(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O


答案 D


解析 A和C不属于氧化还原反应；B中HCl作氧化剂，被还原；D中HCl中部分Cl由－1价被氧化生成0价的Cl2。


3．古诗词是古人为我们留下的宝贵精神财富。下列诗句中不涉及氧化还原反应的是( )


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


答案 C


解析 A、B、D均是可燃物的燃烧，是氧化还原反应；C中CaCO3eq \(=====,\s\up17(高温))CaO＋CO2↑，是非氧化还原反应。


4．下列类型的反应，一定发生电子转移的是( )


A．化合反应 B．分解反应


C．置换反应 D．复分解反应


答案 C


解析 置换反应一定属于氧化还原反应，一定有电子转移。


5．下列反应是氧化还原反应的是( )


A．Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑


B．NaCl＋AgNO3===AgCl↓＋NaNO3


C．CaCO3eq \(=====,\s\up17(高温))CaO＋CO2↑


D．CaO＋H2O===Ca(OH)2


答案 A


解析 分析元素化合价可知A项元素的化合价在反应前后有变化。


6．下列氧化还原反应中，电子得失情况表示不正确的是( )





答案 A


解析 在反应2Na＋Seq \(=====,\s\up17(△))Na2S中，Na→Na2S，钠元素化合价升高，失去电子发生氧化反应，S→Na2S，硫元素化合价降低，得到电子发生还原反应，A不正确。


7．有下列几组反应：


A．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑


B．CO2＋H2O===H2CO3


C．S＋O2eq \(=====,\s\up17(点燃))SO2


D．Ba(OH)2＋H2SO4===BaSO4↓＋2H2O


E．Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑


F．CaCO3eq \(=====,\s\up17(△))CaO＋CO2↑


G．CH4＋2O2eq \(=====,\s\up17(点燃))CO2＋H2O


H．2KClO3eq \(=====,\s\up17(△))2KCl＋3O2↑


以上反应中，属置换反应的是________，属化合反应的是________，属分解反应的是________，属复分解反应的是________，属氧化还原反应的是________。


答案 A BC FH DE ACGH


8．有反应：Fe2O3＋2Aleq \(=====,\s\up17(高温))Al2O3＋2Fe。


(1)________元素的化合价升高，则该元素的原子________电子，被________(填“氧化”或“还原”)；而________元素的化合价降低，则该元素的原子________电子，被________(填“氧化”或“还原”)。


(2)该反应中Fe2O3发生了________反应，Al发生了________反应。


答案 (1)Al 失去 氧化 Fe 得到 还原


(2)还原 氧化


解析 得电子的物质发生还原反应，失电子的物质发生氧化反应。