化学教案－第一章 化学反应及其能量变化第一节 氧化还原反应

第一章  化学反应及其能量变化
第一节  氧化还原反应
【教学内容、目标】
    1、了解化学反应的分类方法，初步认识四种基本反应类型与氧化还原反应的关系。
    2、学会用化合价升降和电子转移观点来理解氧化还原反应（能初步运用“对立统一”观点了解有关概念的辩证关系）。
    3、初步学会用箭头符号正确表示电子转移方向和数目。
【知识讲解】
    本节重点是用化学价升降和电子转移的观点理解氧化还原反应的概念。
    本节难点是用箭头符号表示和分析氧化还原反应。

一、化学反应的分类方法
    1、仅从物质类型分为无机化学反应和有机化学反应。
    2、既从物质类别又从物质反应前后种数分为四种基本反应类型：化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应。
    3、按反应中有无电子转移分为氧化还原反应和非氧化还原反应。
    4、按反应中微粒形态分为离子反应和非离子反应（分子之间或分子与原子之间的反应）。
    5、按反应中能量变化形式如热量的变化分为吸热反应和放热反应。
氧化还原反应

二、氧化还原反应
    1、氧化还原反应的特征和本质
    初中化学仅以得氧、失氧的观点初步认识氧化反应和还原反应。但是有许多反应尽管没有氧参与，如钠在氯气中燃烧2Na+Cl2NaCl也属于氧化还原反应；而碳在氧气燃烧生成二氧化碳表面上似乎只有碳得到氧，发生了氧化反应那么什么物质失去了氧呢？谁被还原了呢？“失氧”的观点不能自圆其说；再如氢气还原氧化铜生成铜和水的反应：++其中氧元素的化合价在反应前后保持-2价没有变化,实质上起氧化作用的是+2价铜元素,并不是-2价的氧元素。因此得氧，失氧观点是不全面，不完整，不确切的一种说法。
    其实在化学反应前后，凡涉及元素价态变化的反应都属于氧化还原反应。元素化合价的升降是相辅相成的关系，有升必有降，这是判断氧化还原反应的依据和特征。由于元素化合价数值与正负跟该元素的一个原子得失电子数目或形成共用电子对数目及其偏移状况有关，所以氧化还原反应的本质是电子转移。
    2、与氧化还原反应有关的“成对”概念及其辩证关系
    以下跟氧化还原反应有关的“成对”概念既相互对立又紧密相联缺一不可，都统一于同一反应之中才具有意义。
    （1）氧化反应～还原反应
    物质失去电子（相应元素化合价升高）的反应就是氧化反应（或称“被氧化”）；物质得到电子（相应元素化合价降低）的反应就是还原反应（或称“被还原”）。如：
；

    在一化学反应中有物质发生氧化反应，则必然有物质发生还原反应，二者尽管表现不同，但必走同时存在于某一具体反应中。
（2）氧化剂～还原剂
    在化学反应中得电子的物质（所含元素化合价降低的物质）称为氧化剂；在化学反应中失去电子的物质（所含元素化合价升高的物质）称为还原剂。在氧化还原反应中电子是从还原剂转移到氧化剂。必须强调的是在氧化还原反应中氧化剂、还原剂均是指反应物，二者必定同时存在，两者既在不同种反应物中，也可以在同一物质中，甚至可以存在于某一单质中。两者既是对立的（争夺电子）又是统一的（共依共存）。
（3）氧化性～还原性
    在化学反应中，氧化剂夺电子的性质称为氧化性（或称氧化能力）；还原剂失电子的性质称为还原性（或还原能力）。所谓氧化剂的强弱，就是指它的氧化性强弱；所谓还原剂的强弱，就是指它的还原性的强弱。
（4）氧化产物～还原产物
    这一对概念只针对生成物而言。还原剂失去电子被氧化后的生成物称为氧化产物；氧化剂得电子被还原后的生成物称为还原产物。氧化产物相对同一反应的氧化剂具有较弱的氧化性；还原产物相对同一反应的还原剂具有较弱的还原性。
    上述四对概念之间的关系可归纳如下：
                失电子，化合价升高，被氧化（发生氧化反应）
   氧化剂   + 还原剂  ==== 还原产物  + 氧化产物
（氧化性强）（还原性强） （还原性较弱）（氧化性较弱）
        得电子，化合升降低，被还原（发生还原反应）
也可概括为六个字“失→高→氧，得→低→还。”
    3、常见的氧化剂和还原剂
   常见的氧化剂有：
  （1）活泼的非金属单质如：卤素单质（X2）、O2、S等。
  （2）高价金属阳离子如：Fe3+、Cu2+等。
  （3）高价或较高价含氧化合物如：MnO2、浓H2SO4、HNO3、酸化KMnO4。
常见的还原剂有：①活泼或较活泼的金属：如K、Na、Z1、Fe等。
    ②一些非金属单质：如H2、C、Si等。
    ③较低态的化合物：CO、SO2、H2S等。
    一般情形下强氧化剂与强还原剂共存可发生氧化还原反应；而弱氧化剂与弱还原剂则较难发生氧化还原反应。
    4、电子转移方向和数目的表示方法：
      （1）用双线箭头符号表示（方程式两边同一元素的原子得、失电子的情形

              失2×2e

        得e           得3e

  （2）用单线箭头符号表示（仅在方程式左侧反应物上原子得、失电子的情形）
         e
       2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑