人教版 (2019)必修 第一册第一章 物质及其变化第三节 氧化还原反应优秀第1课时导学案及答案

这是一份人教版 (2019)必修 第一册第一章 物质及其变化第三节 氧化还原反应优秀第1课时导学案及答案，共15页。学案主要包含了素养升华等内容，欢迎下载使用。

第1课时 氧化还原反应





氧化还原反应的基本概念





多角度认识氧化还原反应


1．从得失氧的角度认识氧化还原反应


(1)反应特点分析


对于反应2CuO＋Ceq \(=====,\s\up7(高温))2Cu＋CO2↑：


①氧化铜失去氧，发生还原反应，被碳还原。


②碳得到氧，发生氧化反应，被氧化铜氧化。


(2)结论：一种物质被氧化，同时另一种物质被还原的反应叫氧化还原反应。


2．从元素化合价升降的角度认识氧化还原反应


(1)反应特点分析


①对于有氧元素参加的反应CuO＋H2eq \(=====,\s\up7(△))Cu＋H2O：


铜元素化合价降低，发生还原反应。


氢元素化合价升高，发生氧化反应。


②对于无氧元素参加的反应2Na＋Cl2eq \(=====,\s\up7(△))2NaCl：


氯元素化合价降低，发生还原反应。


钠元素化合价升高，发生氧化反应。


(2)结论：凡是有元素化合价升降的反应，都是氧化还原反应。


3．从电子转移的角度认识氧化还原反应


(1)反应特点分析


①在2Na＋Cl2eq \(=====,\s\up7(△))2NaCl的反应过程中：


钠原子失去最外层1个电子，成为具有稳定结构的Na＋，其化合价由0价升高到＋1价，发生了氧化反应，被氧化。


氯原子最外层得到1个电子，成为具有稳定结构的Cl－，其化合价由0价降低到－1价，发生了还原反应，被还原。


在这个反应中，氯原子和钠原子之间发生了电子的得失，分别形成阴离子和阳离子，使元素的化合价发生了变化。


反应过程中相应变化关系图：





②在H2＋Cl2eq \(=====,\s\up7(点燃))2HCl的反应过程中：


氢原子和氯原子都不易失去电子，都可获得1个电子形成稳定结构，二者只能形成共用电子对，使双方最外电子层都达到稳定结构。


共用电子对偏向于吸引力稍强的氯原子，氯元素的化合价由0价降低到－1价，被还原，氯气发生了还原反应。


共用电子对偏离于吸引力稍弱的氢原子，氢元素的化合价由0价升高到＋1价，被氧化，氢气发生了氧化反应。


反应过程中相应变化关系图：





该反应生成的氯化氢分子因共用电子对偏移，而使元素的化合价发生了变化。


(2)结论：凡是有电子转移(得失或偏移)的反应都是氧化还原反应。失去电子(或偏离电子对)发生氧化反应，得到电子(或偏向电子对)发生还原反应。





(1)氧化还原反应的特征：反应前后元素的化合价发生变化(升高和降低)。


(2)氧化还原反应的实质：电子的转移(电子的得失或共用电子对的偏移)。








1．氧化还原反应中微粒间转化关系





元素化合价变化与得失电子的关系：元素原子失电子→元素化合价升高；元素原子得电子→元素化合价降低。


2．氧化还原反应与四种基本反应类型的关系





(1)置换反应一定是氧化还原反应。


(2)复分解反应一定不是氧化还原反应。


(3)有单质参加的化合反应是氧化还原反应。


(4)有单质生成的分解反应是氧化还原反应。


【素养升华】 变化观念：氧化还原反应中的几个“不一定”


(1)一种元素被氧化，不一定有另一种元素被还原，如 eq \(Cl,\s\up6(0))2＋H2O===Heq \(Cl,\s\up6(－1))＋Heq \(Cl,\s\up6(＋1))O中，被氧化和被还原的元素都是氯元素。


(2)有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应，如同素异形体之间的相互转化(如3O2eq \(=====,\s\up7(放电))2O3)不属于氧化还原反应。


(3)某元素由化合态转化为游离态不一定被还原，也可能被氧化，如H2O转化为O2，氧元素被氧化，CuO转化为Cu，铜元素被还原。





1．下列说法正确的是( )


A．没有氧元素参加的反应一定不是氧化还原反应


B．元素化合价升高时得电子，元素化合价降低时失电子


C．元素化合价降低被氧化，元素化合价升高被还原


D．有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应


解析：选D。A项，没有氧元素参加的反应也可能是氧化还原反应，如H2＋Cl2eq \(=====,\s\up7(点燃))2HCl，错误；B项，元素化合价升高时相应原子失去电子，元素化合价降低时相应原子得到电子，错误；C项，元素化合价降低被还原，元素化合价升高被氧化，错误；D项，有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应，正确。


2．下列关于氧化还原反应的叙述正确的是( )


A．H2还原CuO的反应只属于还原反应


B．置换反应都是氧化还原反应，所以3CO＋Fe2O3eq \(=====,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2既是置换反应又是氧化还原反应


C．3O2eq \(=====,\s\up7(电火花))2O3是氧化还原反应


D．复分解反应一定不是氧化还原反应


解析：选D。氧化还原反应是一个整体，氧化反应和还原反应必然同时发生在同一个反应中，在H2＋CuOeq \(=====,\s\up7(△))Cu＋H2O过程中，对CuO而言是失去氧被还原，发生了还原反应，对H2而言，则是得到氧被氧化，发生了氧化反应，A错。置换反应都是氧化还原反应，但CO与Fe2O3的反应不是置换反应，B错。C中反应前后氧元素的化合价都没变化，属于非氧化还原反应，C错。复分解反应只是反应物互相交换成分重新组合成新的物质，没有电子转移(得失或偏移)，所以，复分解反应一定不是氧化还原反应，D对。


3．(2019·原创题)氯气是一种重要的工业原料，工业上利用反应3Cl2＋2NH3===N2＋6HCl检查氯气管道是否漏气。下列说法错误的是( )


A．Cl2发生还原反应


B．该反应NH3被还原


C．NH3发生氧化反应


D．每生成28 g N2，则有213 g Cl2参加反应


解析：选B。反应中氮元素化合价升高被氧化，则NH3被氧化，NH3发生氧化反应，反应中氯元素化合价降低被还原，则Cl2发生还原反应，A、C正确，B错误；根据方程式计算知D正确。


氧化还原反应中电子转移的表示方法





1．双线桥法


表示反应前后同一元素原子得到(或偏向)或失去(或偏离)电子的情况。


示例：


2．单线桥法


表示反应物中有化合价变化的元素原子间电子转移的情况。


示例：





氧化还原反应中电子转移的表示方法


1．双线桥法


(1)基本步骤





(2)注意事项


①箭头、箭尾必须对应化合价发生变化的同种元素的原子；


②必须注明“得到”或“失去”；


③被还原的物质和被氧化的物质得、失电子总数要相等。


(3)巧记口诀


先标化合价，再看价变化；起止同元素，桥上标变化。


2．单线桥法


(1)基本步骤





(2)注意事项


①单线桥表示反应物中变价元素原子得失电子(或电子对偏移)的情况；


②不需标明“得到”或“失去”，只标明电子转移的数目；


③箭头标明电子转移的方向；


④单线桥箭头从失去电子(或电子对偏离)的元素原子指向得到电子(或电子对偏向)的元素原子。


(3)巧记口诀


先确定变价元素，再计算价态变化；


桥上标明电子数，箭头还原到氧化。


电子转移表示方法的注意事项


(1)氧化还原反应中转移电子总数是得到电子数或失去电子数，而不是二者的加和。


(2)双线桥法标电子转移时，电子转移数用a×be－形式表示，a表示发生氧化或还原反应的原子个数，b表示每个原子得到或失去的电子数，当a或b等于1时，要省略。





1．下列反应中，电子转移方向和数目都正确的是( )


A．2





D．


解析：选D。选项A中应该转移2个电子；选项B中是亚铁离子被氧化为铁离子，失去电子；选项C中，碳失去电子，氧气得到电子。


2．对于反应MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。


(1)MnO2在反应中__________电子，所含元素化合价__________，发生__________反应。


(2)HCl在反应中__________电子，所含元素化合价__________，发生__________反应。


(3)用单线桥法标出该反应中电子转移的方向和数目：


________________________________________________________________________。


答案：(1)得到 降低 还原 (2)失去 升高 氧化


(3) eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O


3．根据下列两个氧化还原反应回答问题：


①2KClO3eq \(=====,\s\up7(MnO2),\s\d5(△))2KCl＋3O2↑；


②Cu＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O。


以双线桥法表示反应①，单线桥法表示反应②中的电子转移情况。


①________________________________________________________________________。


②________________________________________________________________________。


解析：应先根据元素化合价的变化标出反应中电子转移的方向和数目，然后分析各物质被氧化、被还原的情况。


。








合格考训练


1．成语是中华民族灿烂文化中的瑰宝，许多成语中蕴含着丰富的化学原理。下列成语中涉及氧化还原反应的是( )


A．木已成舟 B．蜡炬成灰


C．铁杵成针D．滴水成冰


解析：选B。木已成舟、铁杵成针和滴水成冰都是形状的改变，没有新物质生成，不属于化学变化，更不涉及氧化还原反应；蜡炬成灰涉及“燃烧”，是氧气参与的氧化还原反应。


2．下列反应不属于四种基本反应类型，但属于氧化还原反应的是( )


A．Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu


B．AgNO3＋NaCl===AgCl↓＋NaNO3


C．Fe2O3＋3COeq \(=====,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2


D．2KMnO4eq \(=====,\s\up7(△))K2MnO4＋MnO2＋O2↑


解析：选C。A项为置换反应；B项为复分解反应；D项为分解反应；C项不属于四种基本反应类型，铁元素化合价降低，碳元素化合价升高，为氧化还原反应。


3．下列说法正确的是( )


A．氧化还原反应的本质是元素化合价的升降


B．氧化还原反应一定有氧元素参加


C．氧化反应一定先于还原反应发生


D．发生氧化反应的物质也可能同时发生还原反应


解析：选D。氧化还原反应的本质是电子的转移，特征是元素化合价的升降；只要有元素化合价升降(或电子转移)的反应就是氧化还原反应，与是否有氧元素参加无关；氧化反应与还原反应一定同时发生；若同一物质中的不同种(或同种)元素化合价有升、有降，则该物质同时发生氧化反应和还原反应，如反应2H2Oeq \(=====,\s\up7(电解))2H2↑＋O2↑。


4．下列化学方程式中，表示电子转移的方向和数目都正确的是( )





C．＋2H2O





解析：选B。A项中箭头方向标反，应为。C项中Cu由0价升高到＋2价，转移2e－，HNO3中部分N由＋5价降低到＋4价，转移2×e－，正确的表示方法为＋2H2O。


D项中HgS中汞元素由＋2价降低到0价，得到2e－，O2中氧元素由0价降低到－2价，得到2×2e－，故反应中共得到6e－，HgS中硫元素由－2价升高到＋4价，失去6e－，正确的表示方法为


5．下列反应属于氧化还原反应，但水既不被氧化又不被还原的是( )


A．2H2O＋2F2===4HF＋O2


B．2H2O＋2Na===2NaOH＋H2↑


C．3NO2＋H2O===2HNO3＋NO


D．2H2Oeq \(=====,\s\up7(电解))O2↑＋2H2↑


解析：选C。A项，H2O中氧元素化合价升高，水被氧化；B项，H2O中氢元素化合价降低，水被还原；C项，只有NO2中氮元素化合价发生变化，水既不被氧化又不被还原；D项，H2O中的氢元素被还原，氧元素被氧化。





等级性测试





1．我国的古诗词或谚语中包含丰富的化学知识，下列解释正确的是( )





解析：选B。“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”其原理为铁置换出胆矾中的铜，属于置换反应，A错误；“千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲”说的是石灰石的分解反应，B正确；“春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干”说的是物质的燃烧，该反应不属于化合反应，C错误；“爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏”说的是炸药的爆炸，属于氧化还原反应，D错误。


2．下列反应既是离子反应，又是氧化还原反应的是( )


A．氯化钠溶液中滴入硝酸银溶液


B．铁片置于硫酸铜溶液中


C．铁在氧气中燃烧


D．二氧化碳通入澄清石灰水中


解析：选B。凡是有元素化合价升降的反应都是氧化还原反应，B、C两项属于氧化还原反应，在溶液中有离子参加的化学反应称为离子反应，A、B、D三项属于离子反应。


3．海水提溴过程中，将溴吹入吸收塔，使溴蒸气和吸收剂二氧化硫发生作用以达到富集的目的，化学反应为Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4，下列说法正确的是( )


A．溴发生了还原反应


B．二氧化硫在反应中被还原


C．溴在反应中失去电子


D．该反应既是化合反应又是氧化还原反应


解析：选A。该反应为氧化还原反应，溴在反应中得到电子，发生还原反应，溴被还原。


4．金属加工后的废切削液中含有2%～5%的NaNO2，它是一种环境污染物。人们用NH4Cl溶液来处理此废切削液，使亚硝酸钠转化为无毒物质。该反应分两步进行：


第一步：NaNO2＋NH4Cl===NaCl＋NH4NO2


第二步：NH4NO2eq \(=====,\s\up7(△))N2↑＋2H2O


下列对上述反应的叙述中正确的是( )


①两步均为氧化还原反应 ②第二步NH4NO2仅发生氧化反应 ③NH4NO2发生了分解反应 ④第二步中NH4NO2既被氧化又被还原 ⑤第一步为复分解反应


A．①③ B．①④


C．②③④D．③④⑤


解析：选D。①第一步反应中没有元素的化合价发生变化，不属于氧化还原反应，错误；②第二步NH4NO2中NHeq \\al(＋,4)的N元素的化合价由－3价变为0价，NOeq \\al(－,2)中N元素的化合价由＋3价变为0价，该反应中只有N元素的化合价发生变化，则NH4NO2既发生氧化反应又发生还原反应，错误；③第二步反应是一种物质生成两种物质，所以是分解反应，正确；④根据②的分析，第二步中NH4NO2既被氧化又被还原，正确；⑤第一步中物质间相互交换成分，属于复分解反应，正确。


5．歌中唱到“帘外芭蕉惹骤雨，门环惹铜绿”，“铜绿”即是铜锈[Cu2(OH)2CO3]，铜在潮湿的空气中生锈的化学方程式为2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3。下列有关该反应的说法正确的是( )


A．该反应属于化合反应，但不属于氧化还原反应


B．该反应中碳元素的化合价发生了变化


C．该反应中铜失去电子，被还原，发生还原反应


D．该反应中氧元素化合价降低，说明反应中氧气得到电子


解析：选D。在该反应中，铜元素的化合价由0价变成＋2价，失去电子，被氧化，氧元素的化合价由0价变成－2价，得到电子，被还原，其余元素的化合价都没有发生变化。


6．下列反应属于同种物质中同一价态的同一元素部分被氧化，部分被还原的氧化还原反应的是( )


A．3Br2＋6KOHeq \(=====,\s\up7(△))5KBr＋KBrO3＋3H2O


B．MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O


C．2KNO3eq \(=====,\s\up7(△))2KNO2＋O2↑


D．NH4NO3eq \(=====,\s\up7(△))N2O↑＋2H2O


解析：选A。根据题意可知符合题目要求的反应是歧化反应，即同种物质中同一价态的同一元素既有化合价的升高又有化合价的降低。A项，溴元素：0价(Br2)―→－1价(KBr)和＋5价(KBrO3)；B项，锰元素化合价降低，氯元素化合价升高；C项，氮元素化合价降低，氧元素化合价升高；D项，只有氮元素的化合价发生变化，但氮元素是由－3价和＋5价转化为＋1价。


7．下列化学反应中电子转移的表示方法一定不正确的是( )








解析：选C。钠元素化合价从0价升高到＋1价，失去电子，硫元素化合价由0价降低到－2价，得到电子。


8．已知CaH2中Ca元素为＋2价，对于反应CaH2＋2H2O===Ca(OH)2＋2H2↑，下列说法正确的是( )


A．CaH2中H元素为＋1价


B．H2O发生氧化反应


C．CaH2中的氢元素既被氧化又被还原


D．H2中被氧化与被还原的原子的质量比为1∶1


解析：选D。分析反应中元素化合价的变化情况如下：eq \(CaH,\s\up6(＋2－1))2＋2eq \(H,\s\up6(＋1))2eq \(O,\s\up6(－2)) ===eq \(Ca,\s\up6(＋2)) (eq \(OH,\s\up6(－2＋1)))2＋2eq \(H,\s\up6(0))2↑，故CaH2中的eq \(H,\s\up6(－1))失去电子，被氧化，H2O中的eq \(H,\s\up6(＋1))得到电子，被还原，H2中被氧化与被还原的原子的质量比为1∶1，选项D正确。


9．化学反应按照不同的分类方法，可以分为化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应，或者分为氧化还原反应和非氧化还原反应。现有下列一组反应：


①CO2＋Ceq \(=====,\s\up7(高温))2CO


②Cu2(OH)2CO3eq \(=====,\s\up7(△))2CuO＋H2O＋CO2↑


③2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O


④2CO＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃))2CO2


⑤3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2


⑥CuO＋COeq \(=====,\s\up7(△))Cu＋CO2


⑦4NH3＋3O2eq \(=====,\s\up7(点燃))2N2＋6H2O


⑧2H2Oeq \(=====,\s\up7(电解))2H2↑＋O2↑


⑨2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑


⑩SO2＋H2O===H2SO3


(1)其中属于化合反应的有________(填序号，下同)，属于置换反应的有________。


(2)在化学反应前后元素的化合价没有发生变化的是________。


(3)上述反应中，既是分解反应又是氧化还原反应的是________。


(4)上述反应中，既是溶液中的离子反应，又是氧化还原反应的是________。


(5)根据你的理解，氧化还原反应的实质是________(填序号)。


A．分子中原子的重新组合


B．氧元素的得失


C．电子的得失或共用电子对的偏移


D．元素化合价的改变


解析：复分解反应一定不是氧化还原反应；置换反应一定是氧化还原反应；化合反应和分解反应中若元素化合价有变化，则是氧化还原反应，若元素化合价无变化，则不是氧化还原反应。离子反应是否属于氧化还原反应也要根据元素化合价在反应前后是否发生变化来判断。


答案：(1)①④⑩ ⑤⑦ (2)②⑩ (3)⑧ (4)③⑨ (5)C


10．已知铜在常温下能被稀HNO3溶解，反应为3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。


(1)请将上述反应改写成离子方程式：________________________________________


________________________________________________________________________。


(2)上述反应中，被还原的物质是______(填化学式，下同)，发生氧化反应的物质是______。


(3)用双线桥法标出该反应的电子转移情况：__________________________________


________________________________________________________________________。


解析：(1)在3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O反应中，HNO3和Cu(NO3)2溶于水且电离，应写成离子形式，故改写后的离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NOeq \\al(－,3)===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。


(2)反应中N元素的化合价降低，HNO3被还原，Cu元素的化合价升高，Cu被氧化成为Cu2＋，即发生氧化反应的是Cu。


(3)根据化合价升高总数＝化合价降低总数＝转移电子数＝6，可知电子转移情况如下：





答案：(1)3Cu＋8H＋＋2NOeq \\al(－,3)===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O


(2)HNO3 Cu


(3)


课程标准
核心素养
1.认识有化合价变化的反应是氧化还原反应，了解氧化还原反应的本质是电子的转移。


2.认识元素在物质中可以具有不同价态，可通过氧化还原反应实现含有不同价态同种元素的物质的相互转化。
1.变化观念：能认识物质是运动和变化的，认识化学变化的本质是有新物质生成。


2.微观探析：能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。
课堂小结
选项
古诗词或谚语
包含的化学反应类型
A
熬胆矾铁釜，久之亦化为铜
复分解反应
B
千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲
分解反应
C
春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干
化合反应
D
爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏
非氧化还原反应