2025版高一化學(xué)必修第一冊(cè) 第一章 第三節(jié) 第1課時(shí) 氧化還原反應(yīng)

第三節(jié)氧化還原反應(yīng)第1課時(shí)氧化還原反應(yīng)課標(biāo)定向目標(biāo)定位1.能依據(jù)元素價(jià)態(tài)列舉某種元素典型代表物,能從元素價(jià)態(tài)變化及電子轉(zhuǎn)移的角度認(rèn)識(shí)氧化還原反應(yīng)等概念及概念之間的關(guān)系。(宏觀辨識(shí)與微觀探析)2.能從元素價(jià)態(tài)的角度,預(yù)測(cè)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)和變化,建立用雙線橋表示電子轉(zhuǎn)移及氧化還原反應(yīng)中概念之間關(guān)系的模型。(證據(jù)推理與模型認(rèn)知)厘清重點(diǎn)通過(guò)歸納總結(jié),認(rèn)識(shí)有化合價(jià)變化的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)突破難點(diǎn)從微觀上認(rèn)識(shí)氧化還原反應(yīng)的本質(zhì),形成認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)的微觀視角學(xué)習(xí)任務(wù)一:氧化還原反應(yīng)【必備知識(shí)·導(dǎo)學(xué)】[引入]鋼鐵生銹、切開(kāi)的水果表面變褐色等都是因?yàn)榘l(fā)生了氧化還原反應(yīng)。一、三個(gè)角度認(rèn)識(shí)氧化還原反應(yīng)1.從得失氧的角度認(rèn)識(shí)氧化還原反應(yīng)根據(jù)初中學(xué)過(guò)的氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的知識(shí),分析以下反應(yīng):[思考]在以上反應(yīng)中,物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)或還原反應(yīng),與物質(zhì)所含元素化合價(jià)的升高或降低有什么關(guān)系?提示:元素化合價(jià)升高,發(fā)生氧化反應(yīng),元素化合價(jià)降低,發(fā)生還原反應(yīng)。2.從化合價(jià)的角度認(rèn)識(shí)氧化還原反應(yīng)[結(jié)論]Cu元素:化合價(jià)降低,被還原,發(fā)生還原反應(yīng)Fe元素:化合價(jià)升高,被氧化,發(fā)生氧化反應(yīng)3.從電子轉(zhuǎn)移的角度認(rèn)識(shí)氧化還原反應(yīng)宏觀特征微觀結(jié)構(gòu)分析電子轉(zhuǎn)移分析[結(jié)論]氧化還原反應(yīng)一定有電子的轉(zhuǎn)移(得失或偏移)。二、四大基本反應(yīng)類型與氧化還原反應(yīng)關(guān)系[思考]有單質(zhì)參加的化學(xué)反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng)嗎?提示:不一定。單質(zhì)反應(yīng)前后化合價(jià)不發(fā)生變化,則不是氧化還原反應(yīng),如3O2===2O3?！九袑?duì)錯(cuò)·通教材】判斷下列說(shuō)法是否正確,正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”。(1)同一氧化還原反應(yīng)中,氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)不一定同時(shí)發(fā)生。(×)提示:同一氧化還原反應(yīng)中,有氧化反應(yīng)必有還原反應(yīng)。(2)在氧化還原反應(yīng)中可能只有元素化合價(jià)的升高,沒(méi)有元素化合價(jià)的降低。(×)提示:在氧化還原反應(yīng)中若有元素化合價(jià)的升高,必有元素化合價(jià)的降低。(3)被氧化的物質(zhì)和被還原的物質(zhì)有可能是同一種物質(zhì)。(√)提示:被氧化的物質(zhì)和被還原的物質(zhì)可能是不同物質(zhì)如Zn與H2SO4的反應(yīng),也可能是同一種物質(zhì),如Cu與O2的反應(yīng)。(4)有單質(zhì)參加及生成的反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng)。(×)提示:有單質(zhì)參加及生成的反應(yīng)不一定有元素化合價(jià)發(fā)生變化,不一定是氧化還原反應(yīng),如3O2===2O3。【核心要點(diǎn)·歸納】1.氧化還原反應(yīng)中的“可能”性(1)氧化還原反應(yīng)中可能只有一種元素的化合價(jià)發(fā)生變化。如Cl02NaCl-1+NaCl+1O+H2O中,(2)有單質(zhì)參與的反應(yīng)不一定是氧化還原反應(yīng)。如同素異形體之間的相互轉(zhuǎn)化,就沒(méi)有化合價(jià)的變化,不屬于氧化還原反應(yīng)。(3)化合價(jià)升高和降低的元素可能在同種反應(yīng)物中。如2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑中,化合價(jià)變化的Mn和O元素均在反應(yīng)物KMnO4中。(4)某元素由游離態(tài)轉(zhuǎn)化為化合態(tài),有可能被氧化,也有可能被還原。如3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O中,S元素既被氧化又被還原。2.氧化還原反應(yīng)概念間的聯(lián)系【微點(diǎn)撥·拓教材】氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物反應(yīng)氧化產(chǎn)物通過(guò)氧化反應(yīng)得到的生成物,如FeSO4還原產(chǎn)物通過(guò)還原反應(yīng)得到的生成物,如Cu【學(xué)力診斷·測(cè)評(píng)】1.化學(xué)與生產(chǎn)、生活、科技、環(huán)境有緊密聯(lián)系,下列現(xiàn)象與氧化還原反應(yīng)有關(guān)的是()【解析】選D。鐘乳石的形成主要是氫氧化鈣吸收二氧化碳轉(zhuǎn)化為碳酸鈣,碳酸鈣繼續(xù)轉(zhuǎn)化為碳酸氫鈣,分解又轉(zhuǎn)化為碳酸鈣,經(jīng)過(guò)上萬(wàn)年積累的過(guò)程,不涉及氧化還原反應(yīng),A錯(cuò)誤;鐵杵磨成針只是形狀發(fā)生變化,屬于物理變化,B錯(cuò)誤;醋酸除水垢,發(fā)生的是復(fù)分解反應(yīng),不涉及氧化還原反應(yīng),C錯(cuò)誤;銅器長(zhǎng)出銅綠是銅、氧氣、二氧化碳和水緩慢發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成堿式碳酸銅,涉及氧化還原反應(yīng),故D正確?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】中華傳統(tǒng)文化源遠(yuǎn)流長(zhǎng),下列詩(shī)歌描述中存在氧化還原反應(yīng)的是()A.千錘萬(wàn)鑿出深山,烈火焚燒若等閑B.野火燒不盡,春風(fēng)吹又生C.一日一錢(qián),千日千錢(qián);繩鋸木斷,水滴石穿D.美人首飾侯王印,盡是沙中浪底來(lái)【解析】選B?！扒уN萬(wàn)鑿出深山,烈火焚燒若等閑”描述了石灰石(主要成分為碳酸鈣)高溫分解成氧化鈣也就是生石灰的反應(yīng)過(guò)程,元素化合價(jià)未發(fā)生變化,不屬于氧化還原反應(yīng),A錯(cuò)誤;“野火燒不盡,春風(fēng)吹又生”包含了草木的燃燒反應(yīng),這屬于氧化還原反應(yīng),B正確;“水滴石穿”指石灰石和水、二氧化碳反應(yīng)生成能溶于水的碳酸氫鈣的過(guò)程,反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaCO3+CO2+H2O===Ca(HCO3)2,不屬于氧化還原反應(yīng),C錯(cuò)誤;“美人首飾侯王印,盡是沙中浪底來(lái)”提及了淘沙取金的采金法,在淘沙的過(guò)程中由于金的密度比沙大得多,因此先沉降,與沙分離,利用了物理方法,D錯(cuò)誤。2.氧化還原反應(yīng)是一類重要的化學(xué)反應(yīng),下列關(guān)于氧化還原反應(yīng)的說(shuō)法正確的是()A.氧化還原反應(yīng)前后元素化合價(jià)有升降B.氧化還原反應(yīng)前后一定有氧的得失C.Fe3+→Fe2+的變化過(guò)程中,Fe元素發(fā)生氧化反應(yīng)D.物質(zhì)所含元素化合價(jià)升高的反應(yīng)是還原反應(yīng)【解析】選A。氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移,電子轉(zhuǎn)移有化合價(jià)升降,故A正確;氧化還原反應(yīng)中不一定有氧的得失,故B錯(cuò)誤;Fe3+→Fe2+的變化過(guò)程中Fe元素化合價(jià)下降,得到電子,發(fā)生還原反應(yīng),C錯(cuò)誤;反應(yīng)過(guò)程中,物質(zhì)所含元素得電子化合價(jià)降低的反應(yīng)為還原反應(yīng),故D錯(cuò)誤。3.已知反應(yīng)前后有元素化合價(jià)改變的反應(yīng)稱為氧化還原反應(yīng),如圖為反應(yīng)類型的關(guān)系圖,下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A.CO2+H2O===H2CO3屬于a處的反應(yīng)B.2H2O2H2↑+O2↑屬于氧化還原反應(yīng)C.c處反應(yīng)后物質(zhì)的質(zhì)量一定減小,不符合質(zhì)量守恒定律D.任何兩種化合物之間發(fā)生的反應(yīng)都屬于d【解析】選B。CO2+H2O===H2CO3反應(yīng)中,各元素化合價(jià)沒(méi)有發(fā)生變化,不屬于氧化還原反應(yīng),A錯(cuò)誤;2H2O2H2↑+O2↑反應(yīng)中氫、氧元素化合價(jià)發(fā)生改變,屬于氧化還原反應(yīng),B正確;c為分解反應(yīng),符合質(zhì)量守恒定律,C錯(cuò)誤;d為復(fù)分解反應(yīng),并不是任何兩種化合物之間發(fā)生的反應(yīng)都屬于d,D錯(cuò)誤?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】下列反應(yīng)(條件均省略)中,反應(yīng)物里的各種元素都參加了氧化還原反應(yīng)的是()A.2KNO3+S+3C===K2S+N2↑+3CO2↑B.2KMnO4===K2MnO4+MnO2+O2↑C.4HNO3===2H2O+4NO2↑+O2↑D.HgS+O2===Hg+SO2【解析】選D。A項(xiàng)中K、O元素化合價(jià)沒(méi)變,錯(cuò)誤;B項(xiàng)中K元素化合價(jià)沒(méi)變,錯(cuò)誤;C項(xiàng)中H元素化合價(jià)沒(méi)變,錯(cuò)誤。學(xué)習(xí)任務(wù)二:氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的表示方法【必備知識(shí)·探究】[情境]“曾青得鐵則化為銅”意思為向膽礬中加入鐵可以得到金屬銅,曾青就是膽礬,即五水合硫酸銅。這句話出自西漢淮南王劉安的《淮南萬(wàn)畢術(shù)》。這是古代的濕法冶銅,也稱為膽銅法。(1)試寫(xiě)出濕法煉銅的化學(xué)方程式,并標(biāo)出各元素的化合價(jià)。提示:濕法煉銅的原理是利用鐵單質(zhì)與硫酸銅溶液反應(yīng),鐵置換出銅單質(zhì):Fe0+Cu+2S+6O(2)找出反應(yīng)前后化合價(jià)發(fā)生變化的元素并用帶箭頭的線連接,分析這些元素在反應(yīng)前后化合價(jià)變化的數(shù)值,標(biāo)出電子的得失及數(shù)目(雙線橋法)。提示:(3)用單線將反應(yīng)物中失去電子的元素與得到電子的元素連接起來(lái),用箭頭表示電子的轉(zhuǎn)移方向,標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的總數(shù)(單線橋法)。提示:【核心要點(diǎn)·歸納】1.雙線橋法表示反應(yīng)前后同一元素由反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物時(shí)電子轉(zhuǎn)移的情況。(1)基本步驟(2)注意事項(xiàng)①箭頭必須指向反應(yīng)物、生成物中相應(yīng)的同種元素。②采用a×be-形式表示得失電子數(shù),a為得失電子的原子總數(shù),b為每個(gè)原子的得失電子數(shù),a、b是“1”時(shí)省略。得到與失去的電子總數(shù)相等。2.單線橋法表示反應(yīng)過(guò)程中不同元素原子間的電子轉(zhuǎn)移情況。(1)基本步驟(2)注意事項(xiàng)①不需要標(biāo)明“得到”或“失去”,只標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移數(shù)目;②要用箭頭標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移的方向;③箭頭由反應(yīng)物中失電子元素的原子指向得電子元素的原子?！緦W(xué)力診斷·測(cè)評(píng)】制備ClO2可用以下方法,請(qǐng)用雙線橋表示電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目:發(fā)生上述反應(yīng),生成2份氧氣時(shí),該反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為_(kāi)_______份。

【解析】反應(yīng)中氯酸鈉中+5價(jià)的氯化合價(jià)降低,過(guò)氧化氫中-1價(jià)的氧升高,依據(jù)氧化還原反應(yīng)化合價(jià)升降守恒可知用雙線橋表示電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目為發(fā)生上述反應(yīng),生成2份氧氣時(shí),該反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為4份。答案:【補(bǔ)償訓(xùn)練】(2023·臨沂高一檢測(cè))下列化學(xué)反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的表示方法正確的是()【解析】選B。A項(xiàng),SiO2得電子,故錯(cuò)誤;C項(xiàng),Zn失電子,故錯(cuò)誤;D項(xiàng),Cu失電子,H2SO4得電子,由Cu指向S,故錯(cuò)誤。學(xué)情檢測(cè)·素養(yǎng)達(dá)標(biāo)1.下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.某金屬元素從化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)時(shí),該金屬元素一定被還原B.有單質(zhì)參加或有單質(zhì)生成的反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng)C.高效火箭推進(jìn)劑N(NO2)3既有氧化性又有還原性D.磁性材料Fe(FeO2)2既有氧化性又有還原性【解析】選B。金屬元素顯正價(jià),從化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)時(shí),化合價(jià)降低,被還原,A正確;有單質(zhì)參加或有單質(zhì)生成的反應(yīng)不一定是氧化還原反應(yīng),如同素異形體之間的轉(zhuǎn)化,B錯(cuò)誤;N(NO2)3中N顯示+3價(jià),既有氧化性又有還原性,C正確;Fe(FeO2)2中Fe顯示+2價(jià)與+3價(jià),既有氧化性又有還原性,D正確。2.我國(guó)“四大發(fā)明”在人類發(fā)展史上起到了非常重要的作用,黑火藥是四大發(fā)明之一。黑火藥爆炸的反應(yīng)為S+2KNO3+3C===K2S+3CO2↑+N2↑。在該反應(yīng)中,被還原的元素是()A.NB.CC.N和SD.N和C【解析】選C。根據(jù)反應(yīng)方程式S+2KNO3+3C===K2S+N2↑+3CO2↑可知在反應(yīng)中S元素化合價(jià)由反應(yīng)前S單質(zhì)中的0價(jià)變?yōu)榉磻?yīng)后K2S中的-2價(jià),化合價(jià)降低,得到電子被還原;N元素化合價(jià)由反應(yīng)前KNO3中的+5價(jià)變?yōu)榉磻?yīng)后N2中的0價(jià),化合價(jià)降低,得到電子被還原,因此反應(yīng)中被還原的元素是S、N?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】下列標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目的化學(xué)方程式中正確的是()【解析】選B。A.Zn失去電子,H得到電子,則應(yīng)為,A錯(cuò)誤;B.Cl元素的化合價(jià)由+5降低為-1,得到電子,O元素失去電子化合價(jià)升高為0價(jià),圖中方向數(shù)目均正確,B正確;C.2個(gè)Fe失去6個(gè)電子,轉(zhuǎn)移電子數(shù)錯(cuò)誤,應(yīng)為,C錯(cuò)誤;D.Cu與濃硝酸反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2,所以電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目為,D錯(cuò)誤?！旧钔诰颉そ滩募せ睢?.(情境源于教材“思考與討論”)目前,汽車尾氣系統(tǒng)中均安裝了催化轉(zhuǎn)化器。在催化轉(zhuǎn)化器中,汽車尾氣中的CO和NO在催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng),生成CO2和N2。據(jù)此回答下列問(wèn)題:(1)寫(xiě)出上述反應(yīng)的化學(xué)方程式,并用雙線橋法標(biāo)出電子得失:______。

答案:(1)【解析】(1)CO和NO在