高中化学 第一章全部内容教案 人教版必修1
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第一章 化学反应及其能量变化
第一节 氧化还原反应
预习导航(预习教材,提供教材关键信息)
1.根据反应物和生成物的类别以及反应前后种类的多少,把化学反应分为 , , , 。
2.根据反应中物质是否得到氧或失去氧,把化学反应分为 和
,物质 (得到或失去氧)的反应叫氧化反应;物质 (得到或失去氧)的反应叫还原反应。如在反应CuO+H2=Cu+H2O中, 得到氧,发生 反应,该物质被
(氧化或还原); 失去氧,发生 反应,该物质被 。
3.在化学反应中,有一种物质被氧化,必有一种物质被 ,这样的反应叫 。
4.物质所含元素化合价 的反应,叫做氧化反应;物质所含元素化合价 的反应,叫做还原反应。物质所含元素化合价
反应,叫做氧化还原反应。
5.置换反应 属于氧化还原反应;分解反应 属于氧化还原反应;化合反应 属于氧化还原反应;复分解反应 属于氧化还原反应;有单质参加或生成的反应 属于氧化还原反应。
6.物质 电子的反应就是氧化反应;物质 电子的反应就是还原反应。
7.凡有 的反应就是氧化反应。
8.氧化还原反应的实质是 ,氧化还原反应的特征是 。
9.在氧化还原反应中,物质中的原子得电子,则元素化合价 被
,发生 反应,变成 产物,则该物质是____剂,具有 性;
10.在氧化还原反应中,物质中的原子失电子,则元素化合价 被
,发生 反应,变成 产物,则该物质是_____剂,具有 性。
关键信息
1.置换,分解,化合,复分解
2.氧化反应 还原反应
得到 失去
H2 氧化 氧化
CuO 还原 还原
3.还原 氧化还原反应
4.升高 降低
5.都 不一定 不一定
都不
都
6.得到 失去
7.电子转移(得失或偏移)
8.电子转移(得失或偏移)
化合价的升降
降低
还原 还原 还原
氧化 氧化
升高
氧化 氧化 氧化
还原 还原
要点解析(名师点拨,重点、难点、热点轻松过关)
1.氧化还原反应的判断
(1)用化合价升降的方法来判断
物质所含元素化合价升高的反应,叫做氧化反应;物质所含元素化合价降低的反应,叫做还原反应。凡有元素化合价升降的反应,叫做氧化还原反应。这是氧化还原反应的特征。也是判断【例1】下列反应中,不属于氧化还原反应的是( )
A.3Cl2+6KOH=5KCl+KClO3+3H2O
B.2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O
C.SnCl4+2H2O=SnO2+4HCl
D.3CCl4+K2Cr2O7=2CrO2Cl2+3COCl2+2KCl
【解析】判断一个反应是否是氧化还原反应的关键是看在反应前后各元素有无价态的改变,故化合价是分析氧化还原反应的基础。
A中 20Cl—→53-1 KClO KCl 一个反应是否为氧化还原反应常用的方法。
(2)用电子转移(得失或偏移)的方法来判断
物质得到电子的反应就是氧化反应;物质失去电子的反应就是还原反应。凡有电子转移(得失或偏移)的反应就是氧化反应。这是氧化还原反应的本质。
2.氧化还原反应中的概念辨析:氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物、氧化性和还原性、被氧化和被还原这4组概念要求同学们理清它们的内涵和关联。
在氧化还原反应中,物质中的原子得电子,则元素化合价降低,被还原,发生还原反应,变成还原产物,则该物质是氧化剂,具有氧化性;在氧化还原反应中,物质中的原子失电子,则元素化合价升高,被氧化,发生氧化反应,变成氧化产物,则该物质是还原剂,具有还原性。
3. 氧化性和还原性及其强弱的判断
(1)物质中元素具有最高价,该元素只有氧化性;物质中元素具有最低价,该元素只具有还原性;物质中元素具有中间价,该元素既有氧化性又有还原性。
(2)一般而言,对于同一种元素,价态越高,其氧化性就越强;价态越低,其氧化性就越弱。价态越低,其还原性就越强;价态越高,其还原性就越弱。
(3)在同一氧化还原反应中,氧化性:氧化剂>氧化B中 352324ONNa ONNaON
都有价态变化所以是氧化还原反应。
C中 2444OSnClSn
D中 22667222444ClrOCOCrK OClCClC
都没有化合价的改变,故都不是氧化还原反应。
答案:CD
【点拨】化合价是分析一切氧化还原问题的前提和基础,正确标对元素的化合价是分析正误的关键和突破口。
【例2】下列叙述中正确的是( )
A.含最高价元素的化合物,一定具有强氧化性
B.阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性
C.失电子越多,还原性越强
D.强氧化剂与强还原剂不一定能发生氧化还原反应
【解析】本题涉及了有关氧化还原反应的常见易模糊问题。A.最高价只能有氧化性,但不一定有强氧化性,如NaCl中的钠元素;B.Fe2+主要表现还原性,MnO4却有强氧化性;C.氧化性还原性强弱与得失电子的数目无直接关系,而是指得失电子的难易程度。如Na-e-=Na+,Al-3e-=Al3+,但还原性Na>Al;D一般情况下,强氧化剂与强还原剂相遇即可发生氧化还原反应,但若是同种元素之间还必须存在中间价态才能发生反应,如浓H2SO4(强氧化剂)与SO2(强还原剂)就不能发生反应。
答案:D
【点拨】氧化还原问题的内涵十分丰富,要学会借助元素化合物的性质来分析认识氧化还原,这有助于加深对氧化还原的认识,有助于培养思维的广阔性。
【例3】(1)已知反应:
2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2 ①
2FeCl2+Cl2=2FeCl3 ②
I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI ③
判断下列物质的还原能力由强到弱的顺序是( )
A.I->Fe2+>Cl->SO2
B.Cl->Fe2+>SO2>I-
C.Fe2+>I->Cl->SO2
D.SO2>I->Fe2+>Cl-
(2)已知:X2、Y2、Z2、W2四种物质的氧化能力W2>Z2>X2>Y2,下列氧化还原反应能发生的是( )
A.2NaW+Z2=2NaZ+W2
B.2NaX+Z2=2NaZ+X2
C.2NaY+W2=2NaW+Y2
D.2NaZ+X2=2NaX+Z2
【解析】(1)根据氧化还原反应的规律: 产物 氧化性>还原剂 氧化产物>还原产物;还原性:还原剂>还原产物 还原剂>氧化剂 还原产物>氧化产物
(4)在金属活动顺序表中,金属的位置越靠前,其还原性就超强;金属的位置越靠后,其阳离子的氧化性就超强。
(5)氧化还原反应越容易进行,则氧化剂的氧化性和还原剂的还原性就超强。
(6)一般溶液的酸性越强或温度越高或浓度越大,则氧化剂的氧化性和还原剂的还原性就超强。
氧化剂得电子后的还原产物,具有一定的还原性,但其还原性小于反应物中的还原剂。由此可知,根据反应方程式可以判断还原能力强弱:由反应①可知:I->Fe2+,反应②可知:Fe2+>Cl-,反应③可知:SO2>I-。综合可得物质的还原能力:SO2>I->Fe2+>Cl-。
(2)四种物质的氧化能力W2>Z2>X2>Y2,氧化能力强的单质可以氧化
其后的阴离子成单质,即W2+2Z-=2W-+Z2。以此判断W2可氧化Y-,Z2可氧化X-,所以B、C为正确选项。
答案:(1)D (2)BC
【点拨】“两强变两弱”是氧化还原反应的重要规律,必须牢固掌握并能灵活运用。
综合应用创新(学以致用,这可是新高考方向)
1.(应用题)当溶液中XO4的个数与H202分子个数比为2:5时,溶液中的XO4离子全部被还原成较低价态,则X元素的化合价变为( )。
A.+3价 B.+2价 C.+5价 D.+6价
【解析】XO4被还原,H2O2则被氧化:1个H2O2分子化合价升高总数为2×[0-(-1)]=2,设较低价态X元素的化合价为x,根据化合价升降总值应相等,有((+7)-x]×2=2×5,x=2。
答案:B。
2.(综合题)R、X、Y和Z是四种元素,其常见化合价均为+2价,且X2+与单质R不反应;X2+ + Z = X + Z2+ ; Y + Z2+ = Y2+ + Z。这四种离子被还原成0价时表现的氧化性大小符合
A.R2+>X2+>Z2+>Y2+ B.X2+>R2+>Y2+>Z2+
C.Y2+>Z2+>R2+>X2+ D.Z2+>X2+>R2+>Y2+
【解析】根据 X2+ + Z = X + Z2+可知 X2+的氧化性强于 Z2+;根据 Y + Z2+ =
Y2+ + Z 可知 Z2+的氧化性又强于 Y2+; X2+和R不能反应,可推知 R2+的氧化性强于 X2+。由此推断,得出氧化性强弱的次序。
答案:A
3.(创新题)实验室为监测空气中汞蒸气的含量;往往悬挂涂有CuI的滤纸,根据滤纸是否变色或颜色发生变化所用去的时间来判断空气中的含汞量,其反应为:4CuI+Hg→Cu2HgI4+2Cu
(1)上述反应产物Cu2HgI4中,Cu元素显 价。
(2)以上反应中的氧化剂 ,当有1molCuI参与反应时,转移电子 mol。
【解析】在化合物中各元素化合价的代数和为零,各元素的化合价不能为零,金属【点拨】1个H2O2分子中含有2个O,在计算H2O2中O的化合价升高总值时,应考虑H2O2中的“2”,否则易出错。解本题的要点有二:一是正确表示各元素的化合价,找出化合价的变化值和原子个数;二是根据得失电子守恒列出关系式求解。
【点拨】学会运用氧化还原反应的基本概念进行比较、归纳、综合,最终作出解答。
【点拨】正确分析化合物中各元素的化合价是解答本题的关键。要了解化合物中各元素的化合价显正价,非金属既可以显负价也可以显正价。本题中只有一种非金属,故是负一价。若汞为+2价,则铜为0价,不成立。若汞为+1价,则铜为+1价,成立。氧化剂是所含元素化合价降低的物质,是CuI。当有1molCuI参与反应时,转移电子0.5 mol。
不能为零,金属显正价,非金属既可以显负价也可以显正价。
同步达标(只学不练,等于白干)
A级(基础巩固)
1.下列说法中正确的是( )
A.氧化还原反应中一定有化合价的升降
B.有氧元素参加的反应一定是氧化还原反应
C.氧化剂在反应中失去电子
D.还原剂在反应中失去电子
2.下列反应中,不属于氧化还原反应的是( )