化學教案－第一章 化學反應及其能量變化第一節 氧化還原反應

化學教案－第一章 化學反應及其能量變化第一節 氧化還原反應

第一章  化學反應及其能量變化
第一節  氧化還原反應
【教學內容、目標】
    1、了解化學反應的分類方法，初步認識四種基本反應類型與氧化還原反應的關系。
    2、學會用化合價升降和電子轉移觀點來理解氧化還原反應（能初步運用“對立統一”觀點了解有關概念的辯證關系）。
    3、初步學會用箭頭符號正確表示電子轉移方向和數目。
【知識講解】
    本節重點是用化學價升降和電子轉移的觀點理解氧化還原反應的概念。
    本節難點是用箭頭符號表示和分析氧化還原反應。

一、化學反應的分類方法
    1、僅從物質類型分為無機化學反應和有機化學反應。
    2、既從物質類別又從物質反應前后種數分為四種基本反應類型：化合反應、分解反應、置換反應和復分解反應。
    3、按反應中有無電子轉移分為氧化還原反應和非氧化還原反應。
    4、按反應中微粒形態分為離子反應和非離子反應（分子之間或分子與原子之間的反應）。
    5、按反應中能量變化形式如熱量的變化分為吸熱反應和放熱反應。
氧化還原反應

二、氧化還原反應
    1、氧化還原反應的特征和本質
    初中化學僅以得氧、失氧的觀點初步認識氧化反應和還原反應。但是有許多反應盡管沒有氧參與，如鈉在氯氣中燃燒2Na+Cl2NaCl也屬于氧化還原反應；而碳在氧氣燃燒生成二氧化碳表面上似乎只有碳得到氧，發生了氧化反應那么什么物質失去了氧呢？誰被還原了呢？“失氧”的觀點不能自圓其說；再如氫氣還原氧化銅生成銅和水的反應：++其中氧元素的化合價在反應前后保持-2價沒有變化,實質上起氧化作用的是+2價銅元素,并不是-2價的氧元素。因此得氧，失氧觀點是不全面，不完整，不確切的一種說法。
    其實在化學反應前后，凡涉及元素價態變化的反應都屬于氧化還原反應。元素化合價的升降是相輔相成的關系，有升必有降，這是判斷氧化還原反應的依據和特征。由于元素化合價數值與正負跟該元素的一個原子得失電子數目或形成共用電子對數目及其偏移狀況有關，所以氧化還原反應的本質是電子轉移。
    2、與氧化還原反應有關的“成對”概念及其辯證關系
    以下跟氧化還原反應有關的“成對”概念既相互對立又緊密相聯缺一不可，都統一于同一反應之中才具有意義。
    （1）氧化反應～還原反應
    物質失去電子（相應元素化合價升高）的反應就是氧化反應（或稱“被氧化”）；物質得到電子（相應元素化合價降低）的反應就是還原反應（或稱“被還原”）。如：
；

    在一化學反應中有物質發生氧化反應，則必然有物質發生還原反應，二者盡管表現不同，但必走同時存在于某一具體反應中。
（2）氧化劑～還原劑
    在化學反應中得電子的物質（所含元素化合價降低的物質）稱為氧化劑；在化學反應中失去電子的物質（所含元素化合價升高的物質）稱為還原劑。在氧化還原反應中電子是從還原劑轉移到氧化劑。必須強調的是在氧化還原反應中氧化劑、還原劑均是指反應物，二者必定同時存在，兩者既在不同種反應物中，也可以在同一物質中，甚至可以存在于某一單質中。兩者既是對立的（爭奪電子）又是統一的（共依共存）。
（3）氧化性～還原性
    在化學反應中，氧化劑奪電子的性質稱為氧化性（或稱氧化能力）；還原劑失電子的性質稱為還原性（或還原能力）。所謂氧化劑的強弱，就是指它的氧化性強弱；所謂還原劑的強弱，就是指它的還原性的強弱。
（4）氧化產物～還原產物
    這一對概念只針對生成物而言。還原劑失去電子被氧化后的生成物稱為氧化產物；氧化劑得電子被還原后的生成物稱為還原產物。氧化產物相對同一反應的氧化劑具有較弱的氧化性；還原產物相對同一反應的還原劑具有較弱的還原性。
    上述四對概念之間的關系可歸納如下：
                失電子，化合價升高，被氧化（發生氧化反應）
   氧化劑   + 還原劑  ==== 還原產物  + 氧化產物
（氧化性強）（還原性強） （還原性較弱）（氧化性較弱）
        得電子，化合升降低，被還原（發生還原反應）
也可概括為六個字“失→高→氧，得→低→還。”
    3、常見的氧化劑和還原劑
   常見的氧化劑有：
  （1）活潑的非金屬單質如：鹵素單質（X2）、O2、S等。
  （2）高價金屬陽離子如：Fe3+、Cu2+等。
  （3）高價或較高價含氧化合物如：MnO2、濃H2SO4、HNO3、酸化KMnO4。
常見的還原劑有：①活潑或較活潑的金屬：如K、Na、Z1、Fe等。
    ②一些非金屬單質：如H2、C、Si等。
    ③較低態的化合物：CO、SO2、H2S等。
    一般情形下強氧化劑與強還原劑共存可發生氧化還原反應；而弱氧化劑與弱還原劑則較難發生氧化還原反應。
    4、電子轉移方向和數目的表示方法：
      （1）用雙線箭頭符號表示（方程式兩邊同一元素的原子得、失電子的情形

              失2×2e

        得e           得3e

  （2）用單線箭頭符號表示（僅在方程式左側反應物上原子得、失電子的情形）
         e
       2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑

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