氧化-還原反應(yīng)是化學(xué)反應(yīng)前后，元素的氧化數(shù)有變化的一類反應(yīng)。氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是電子的得失或共用電子對的偏移。 氧化還原反應(yīng)是化學(xué)反應(yīng)中的三大基本反應(yīng)之一。

《氧化還原反應(yīng)》教案

一、教學(xué)目標(biāo)

【知識與技能】

能夠從化合價(jià)升降和電子轉(zhuǎn)移的角度認(rèn)識氧化還原反應(yīng);理解氧化還原的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移(得失或偏移);會用雙線橋法分析氧化還原反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移情況。

【過程與方法】

通過對氧化還原反應(yīng)的特征和本質(zhì)的分析，學(xué)習(xí)由表及里以及由特殊到一般的邏輯推理方法。

【情感態(tài)度與價(jià)值觀】

通過“氧化”和“還原”這一對典型矛盾的深入研究，深刻體會自然現(xiàn)象中的對立與統(tǒng)一關(guān)系，樹立辯證唯物主義思想。

二、教學(xué)重難點(diǎn)

【重點(diǎn)】

氧化還原反應(yīng)的特征。

【難點(diǎn)】

氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)。

三、教學(xué)過程

環(huán)節(jié)一：導(dǎo)入新課

【教師提問】回憶一下初中學(xué)過的知識，什么是氧化反應(yīng)，什么是還原反應(yīng)，能不能舉出幾個(gè)具體的實(shí)例呢?

【學(xué)生回答】氧化反應(yīng)：碳與氧氣、鐵與氧氣……

還原反應(yīng)：氫氣還原氧化銅、碳還原氧化銅、一氧化碳還原氧化銅……

環(huán)節(jié)二：新課講授

1.氧化還原反應(yīng)的特征

【提出問題】能不能舉出其他的氧化還原反應(yīng)?

【學(xué)生回答】碳與氫氣的反應(yīng)、氫氣還原氧化銅……

【提出問題】觀察一下所列舉的幾個(gè)化學(xué)方程式，除了得失氧之外，從化合價(jià)的角度思考什么是氧化還原反應(yīng)?

【學(xué)生回答】得氧元素發(fā)生氧化反應(yīng)，元素化合價(jià)升高;失氧元素發(fā)生還原反應(yīng)，元素化合價(jià)降低。

【教師引導(dǎo)】由此可知，氧化還原反應(yīng)的特征就是有元素化合價(jià)升降的變化。

【提出問題】鐵與硫酸銅的反應(yīng)是否屬于氧化還原反應(yīng)?是不是只有得失氧的化學(xué)反應(yīng)才是氧化還原反應(yīng)?

【學(xué)生回答】是，鐵元素、銅元素的化合價(jià)都出現(xiàn)了變化。可知并不是只有得失氧的反應(yīng)才是氧化還原反應(yīng)。

2.氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)

【提出問題】為什么在氧化還原反應(yīng)中會出現(xiàn)化合價(jià)的升降變化?元素化合價(jià)的升降與什么有關(guān)?

【學(xué)生回答】元素化合價(jià)的變化與得失電子(電子轉(zhuǎn)移)有關(guān)。

【教師引導(dǎo)】那么就從原子結(jié)構(gòu)的角度揭秘在氧化還原反應(yīng)中，元素的化合價(jià)為什么會發(fā)生變化。

【提出問題】金屬鈉在氯氣中燃燒生成NaCl，從原子結(jié)構(gòu)示意圖的角度思考NaCl是怎樣形成的?

【提出問題】氫氣在氯氣中燃燒生成HCl，從原子結(jié)構(gòu)示意圖的角度思考HCl是怎樣形成的?

【學(xué)生思考，教師講解】從原子結(jié)構(gòu)來看，氫原子最外層有1個(gè)電子，可獲得1個(gè)電子而形成2個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。氯原子的最外電子層上有7個(gè)電子，也可獲得1個(gè)電子而形成8個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。

這兩種元素的原子獲取電子難易程度相差不大。在發(fā)生反應(yīng)時(shí)，它們都未能把對方的電子奪取過來，而是雙方各以最外層的1個(gè)電子組成一個(gè)共用電子對，這個(gè)電子對受到兩個(gè)原子核的共同吸引，使對方最外電子層都達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。在氯化氫分子里，由于氯原子對共用電子對的吸引力比氫原子的稍強(qiáng)一些，所以，共用電子對偏向氯原子而偏離于氫原子。因此，氫元素的化合價(jià)從0價(jià)升高到+1價(jià)，被氧化;氯元素的化合價(jià)從0價(jià)降低到-1價(jià)。在這個(gè)反應(yīng)中，發(fā)生了共用電子對的偏移，氫氣發(fā)生了氧化反應(yīng)，氯氣發(fā)生了還原反應(yīng)。(教師講解并板書)

【提出問題】根據(jù)以上的分析，能不能從電子轉(zhuǎn)移的角度重新定義氧化還原反應(yīng)?

【學(xué)生回答】有電子轉(zhuǎn)移(得失或偏移)的反應(yīng)，是氧化還原反應(yīng)。(教師總結(jié)并板書)

【提出問題】能不能從電子轉(zhuǎn)移的角度分析鐵與硫酸銅的反應(yīng)?

【學(xué)生回答】鐵元素失去2個(gè)電子，化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng);鐵元素得到2個(gè)電子，化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)。(教師板書：利用雙線橋法)

環(huán)節(jié)三：鞏固提升

【提出問題】有人說置換反應(yīng)、有單質(zhì)參加的化合反應(yīng)和有單質(zhì)生成的分解反應(yīng)全部屬于氧化還原反應(yīng)，你認(rèn)為這個(gè)說法正確嗎?請說明理由。

提示：正確。因?yàn)樵谶@幾類反應(yīng)中，反應(yīng)前后前后都有元素化合價(jià)發(fā)生變化。

環(huán)節(jié)四：小結(jié)作業(yè)

請學(xué)生回答本堂課的收獲：氧化還原反應(yīng)的特征、本質(zhì)，學(xué)到了什么?

布置作業(yè)：課下思考，四大反應(yīng)類型與氧化還原反應(yīng)有什么關(guān)系。

氧化還原性的現(xiàn)實(shí)意義

在生物學(xué)中，植物的光合作用、呼吸作用是典型的氧化還原反應(yīng)。人和動物的呼吸，把葡萄糖氧化為二氧化碳和水。通過呼吸把貯藏在食物的分子內(nèi)的能，轉(zhuǎn)變?yōu)榇嬖谟谌姿嵯佘?ATP)的高能磷酸鍵的化學(xué)能，這種化學(xué)能再供給人和動物進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動、維持體溫、合成代謝、細(xì)胞的主動運(yùn)輸?shù)人枰哪芰俊?/p>

在工業(yè)生產(chǎn)中所需要的各種各樣的金屬，很多都是通過氧化還原反應(yīng)從礦石中提煉而得到的。如生產(chǎn)活潑的有色金屬要用電解或置換的方法；生產(chǎn)黑色金屬和一些有色金屬都是用在高溫條件下還原的方法；生產(chǎn)貴金屬常用濕法還原，等等。許多重要化工產(chǎn)品的合成，如氨的合成、鹽酸的合成、接觸法制硫酸、氨氧化法制硝酸、食鹽水電解制燒堿等等，也都有氧化還原反應(yīng)的參與。石油化工里的催化去氫、催化加氫、鏈烴氧化制羧酸、環(huán)氧樹脂的合成等等也都是氧化還原反應(yīng)。

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，施入土壤的肥料的變化，如銨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮等，雖然需要有細(xì)菌起作用，但就其實(shí)質(zhì)來說，也是氧化還原反應(yīng)。土壤里鐵或錳的氧化數(shù)的變化直接影響著作物的營養(yǎng)，曬田和灌田主要就是為了控制土壤里的氧化還原反應(yīng)的進(jìn)行。

在能源方面，煤炭、石油、天然氣等燃料的燃燒供給著人們生活和生產(chǎn)所必需的大量的能量。我們通常應(yīng)用的干電池、蓄電池以及在空間技術(shù)上應(yīng)用的高能電池都發(fā)生著氧化還原反應(yīng)，否則就不可能把化學(xué)能變成電能，把電能變成化學(xué)能。

由此可見，在許多領(lǐng)域里都涉及到氧化還原反應(yīng)，認(rèn)識氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)與規(guī)律，對人類的生產(chǎn)和生活都是有意義的。