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氧化还原反应是化学反应中的三大基本反应之一

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氧化还原反应是一种元素的氧化数在化学反应前后发生变化的反应。氧化还原反应的本质是电子的得失或共享电子对的偏离。氧化还原反应是化学反应的三大基本反应之一。

“氧化还原反应”课程计划

一、教学目标

[知识和技能]

能够从价态升降和电子转移的角度理解氧化还原反应;理解氧化还原的本质是电子的转移(得或失或抵消);用两线桥法分析氧化还原反应的电子转移。

[过程和方法]

通过对氧化还原反应的特点和本质的分析,学习由外到内、由特殊到一般的逻辑推理方法。

[情感态度和价值观]

通过对“氧化”与“还原”典型矛盾的深入研究,可以深刻理解自然现象中对立与统一的关系,树立辩证唯物主义。

二、教学重点难点

氢气还原氧化铜的反应_高中化学教案《氧化还原反应》_一氧化碳还原氧化铜的实验

[要点]

氧化还原反应的特征。

[难度]

氧化还原反应的性质。

三、教程

第 1 部分:导入新课程

【教师问题】回忆一下我在初中学到的东西,什么是氧化反应,什么是还原反应,能举一些具体的例子吗?

【学生回答】氧化反应:碳与氧、铁与氧...

还原反应:氧化铜氢还原、氧化铜碳还原、一氧化碳还原氧化铜...

第 2 部分:新课程讲座

1.氧化还原反应的特征

[提问]你能举出其他氧化还原反应吗?

【学生回答】碳与氢反应,氢还原氧化铜...

[提问] 观察列出的几个化学方程式。除了氧的得失,从价态的角度考虑什么是氧化还原反应?

[学生回答] 氧元素发生氧化反应,元素价数增加;氧元素发生还原反应,元素价数降低。

【教师指南】可见氧化还原反应的特点是元素的化合价发生变化。

【提问】铁和硫酸铜的反应是氧化还原反应吗?是不是只有得氧和失氧的化学反应才是氧化还原反应?

[学生回答] 是的,铁和铜的价数发生了变化。可见,氧化还原反应并不是唯一获得或失去氧气的反应。

2.氧化还原反应的本质

【提问】氧化还原反应中为什么会出现化合价的升降?与它有关的元素的化合价是多少?

高中化学教案《氧化还原反应》_氢气还原氧化铜的反应_一氧化碳还原氧化铜的实验

【学生回答】元素价态的变化与电子的得失(电子转移)有关。

【教师指导】然后,从原子结构的角度,揭示氧化还原反应中元素价态变化的原因。

[提问] NaCl 是通过在氯气中燃烧金属钠形成的。从原子结构示意图来看,考虑NaCl是如何形成的?

[提问] 氢气在氯气中燃烧生成 HCl。从原子结构图来看,考虑HCl是如何形成的?

【学生思考,老师讲解】从原子结构上看,一个氢原子的最外层有一个电子,得到一个电子,形成两个电子的稳定结构。氯原子最外层电子壳层有7个电子,也可得到1个电子,形成8个电子的稳定结构。

从这两种元素的原子中获取电子的难度相差不大。当反应发生时,他们未能捕获对方的电子。相反,两侧与最外层的 1 个电子形成了共享电子对。这对电子被两个原子核吸引,形成另一个最外层的电子。这些层已经达到稳定的结构。在氯化氢分子中,由于氯原子对共用电子对的吸引力略强于氢原子,共用电子对偏向氯原子而偏离氢原子。因此,氢元素的价数从0价增加到+1价并被氧化;氯元素的价数从0价降低到-1价。在该反应中,发生共同的电子对位移,氢气发生氧化反应,氯气发生还原反应。 (老师解释并在黑板上书写)

【提问】基于以上分析,能否从电子转移的角度重新定义氧化还原反应?

[学生的回答] 与电子转移(得或失或抵消)的反应是氧化还原反应。 (老师总结并在黑板上书写)

【提问】你能从电子转移的角度分析铁和硫酸铜的反应吗?

[学生回答] 铁元素失去2个电子,化合价增加,发生氧化反应;铁元素获得2个电子,价态降低,发生还原反应。 (教师黑板:使用两线桥法)

氢气还原氧化铜的反应_一氧化碳还原氧化铜的实验_高中化学教案《氧化还原反应》

第三部分:巩固和改进

【问个问题】有人说取代反应、涉及元素物质的复合反应、涉及元素物质的分解反应都是氧化还原反应。你认为这个说法正确吗?请解释原因。

提示:正确。因为在这些类型的反应中,元素的价态在反应前后发生了变化。

第 4 部分:总结作业

让学生回答所学内容:氧化还原反应的特点和本质,他们学到了什么?

作业:课外思考,四种反应与氧化还原反应的关系是什么。

氧化还原性质的实际意义

在生物学中,植物的光合作用和呼吸作用是典型的氧化还原反应。人和动物的呼吸作用将葡萄糖氧化成二氧化碳和水。通过呼吸作用,储存在食物分子中的能量转化为存在于三磷酸腺苷(ATP)的高能磷酸键中的化学能。然后将这种化学能提供给人类和动物进行机械运动、维持体温、合成代谢和细胞活动。运输等所需的能源

工业生产所需的许多各种金属都是通过氧化还原反应从矿石中提取的。例如,生产活性有色金属需要电解或置换;黑色金属和部分有色金属的产量在高温条件下全部减少;贵金属的产量通常通过湿法等方法减少。许多重要化工产品的合成,如合成氨、合成盐酸、接触法生产硫酸、氨氧化法生产硝酸、电解生产烧碱盐水等,也涉及氧化还原反应。在石油化工中,催化脱氢、催化加氢、链烃氧化制羧酸、环氧树脂合成等都是氧化还原反应。

在农业生产中,施入土壤的肥料的变化,如铵态氮转化为硝态氮等,虽然需要细菌发挥作用,但本质上也是一种氧化还原反应。土壤中铁或锰的氧化数变化直接影响作物的营养。晒水灌溉的主要目的是控制土壤中的氧化还原反应。

在能源方面,煤炭、石油、天然气等燃料的燃烧为人们的生活和生产提供了大量的能源。我们通常在航天技术中使用的干电池、蓄电池和高能电池都会发生氧化还原反应。否则,就不可能将化学能转化为电能,将电能转化为化学能。

可见氧化还原反应涉及到很多领域。了解氧化还原反应的本质和规律,对人类生产生活具有重要意义。

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