新课标版2024-2025学年高中化学第二章化学物质及其变化第三节第1课时氧化还原反应学案新人教版必修1

PAGEPAGE14第1课时氧化还原反应[核心素养发展目标]1.从化合价改变和电子转移的角度相识推断氧化还原反应。能从宏观和微观相结合的角度理解氧化还原反应与四种基本反应类型的关系。2.相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。一、多角度相识氧化还原反应1．从得失氧的角度相识氧化还原反应对于反应2CuO＋Ceq\o(=,\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。(3)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相识氧化还原反应(1)对于有氧元素参与的反应CuO＋H2eq\o(=,\s\up7(△))Cu＋H2O：①铜元素化合价降低，发生还原反应。②氢元素化合价上升，发生氧化反应。(2)对于无氧元素参与的反应2Na＋Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2NaCl：①氯元素化合价降低，发生还原反应。②钠元素化合价上升，发生氧化反应。(3)结论：凡是有元素化合价升降的反应，都是氧化还原反应。3．从电子转移的角度相识氧化还原反应(1)在2Na＋Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2NaCl的反应过程中：①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价上升为＋1价，发生了氧化反应，被氧化。②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价降低为－1价，发生了还原反应，被还原。③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改变。④反应过程中相应改变关系图(2)在H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2HCl的反应过程中：①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。②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价降低为－1价，被还原，氯气发生了还原反应。③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价上升到＋1价，被氧化，氢气发生了氧化反应。④反应过程中相应改变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改变。(3)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改变(上升和降低)。(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)。例1下列化学反应中，不属于氧化还原反应的是()A．Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑B．2NO＋O2=2NO2C．CuO＋H2eq\o(=,\s\up7(△))Cu＋H2OD．CaCl2＋Na2CO3=CaCO3↓＋2NaCl答案D解析选项A中镁元素的化合价由0价上升到＋2价，氢元素的化合价由＋1价降到0价；选项B中氮元素的化合价由＋2价上升到＋4价，氧元素的化合价由0价降到－2价；选项C中氢元素的化合价由0价上升到＋1价，铜元素的化合价由＋2价降到0价；选项D中各元素的化合价都无改变。【考点】氧化还原反应的概念与推断【题点】氧化还原反应的推断思维启迪(1)推断氧化还原反应的关键：分析反应前后元素的化合价有无改变。(2)氧化还原反应中一种元素被氧化，不肯定有另一种元素被还原。相关链接氧化还原反应的概念关系图二、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由反应物转化为生成物时电子转移的状况。(1)基本步骤(2)留意事项①箭头、箭尾必需对应化合价改变的同种元素的原子；②必需注明“得到”或“失去”；③被还原的物质和被氧化的物质得、失电子数守恒。如(3)巧记口诀先标化合价，再看价改变；起止同元素，桥上标改变。2．单线桥法表示反应过程中不同元素原子间的电子转移状况。(1)基本步骤(2)留意事项①不须要标明“得到”或“失去”，只标明电子转移数目；②要用箭头标明电子转移的方向；③箭头由反应物中失电子元素原子指向得电子元素原子。如(3)巧记口诀先确定变价元素，再计算价态改变；桥上标明电子数，箭头还原到氧化。单线桥和双线桥两种表示方法的形式不同，实质相同。在分析氧化还原反应中电子转移、化合价升降、物质被氧化、被还原等关系时，用“双线桥”便利；在表示电子转移的方向和数目时用“单线桥”便利。例2下列反应中，电子转移方向和数目正确的是()答案D解析选项A中应当转移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。【考点】氧化还原反应中的电子转移【题点】氧化还原反应电子转移的表示方法相关链接氧化还原反应电子转移的表示方法(1)双线桥法分析氧化还原反应的基本步骤：①标出反应前后有化合价改变的元素的化合价；②在反应物到生成物之间画一个线桥，箭头动身和指向的是有化合价改变的同一种元素；③分析化合价的改变，找出反应中得失电子的总数(有价态改变的元素的一个原子转移的电子数×发生价态改变的原子个数)；④将转移的电子数标在线桥上，并注明得失。如：(2)单线桥法分析氧化还原反应的基本步骤：①标出反应前后有化合价改变的元素的化合价；②用线桥将反应物中失电子的元素和得电子的元素连接起来，箭尾指向失电子的元素，箭头指向得电子的元素。留意：线桥只在反应物中，不跨越“=”与生成物相连。③在线桥上注明电子转移的数目。留意：只写数目，不标得失。如：三、氧化还原反应与四种基本反应类型的关系1．推断化学反应类型(1)请指出下列各反应的四种基本反应类型：①2NO＋O2=2NO2化合反应②CO2＋CaO=CaCO3化合反应③NH4HCO3eq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋CO2↑＋H2O分解反应④2KClO3eq\o(=,\s\up7(MnO2),\s\do5(△))2KCl＋3O2↑分解反应⑤Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑置换反应⑥Zn＋CuSO4=ZnSO4＋Cu置换反应⑦HCl＋KOH=KCl＋H2O复分解反应⑧BaCl2＋Na2SO4=BaSO4↓＋2NaCl复分解反应(2)上述各反应属于氧化还原反应的是①④⑤⑥(填序号)。2．氧化还原反应与四种基本反应类型之间的关系(1)两个可能：化合反应和分解反应可能是氧化还原反应。(2)两个肯定：置换反应肯定是氧化还原反应，复分解反应肯定是非氧化还原反应。例3(2024·北京八中乌兰察布分校调研)钛(Ti)被称为铁、铝之后的第三金属，以下是由TiO2制Ti的主要反应：①TiO2＋2Cl2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))TiCl4＋2CO②TiCl4＋2Mgeq\o(=,\s\up7(高温))2MgCl2＋Ti下列说法正确的是()A．反应①是置换反应B．反应②是复分解反应C．反应①中TiO2被氧化D．反应②中金属镁被氧化答案D解析①TiO2＋2Cl2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))TiCl4＋2CO和②TiCl4＋2Mgeq\o(=,\s\up7(高温))2MgCl2＋Ti都属于氧化还原反应，①中钛元素和氧元素的化合价没有发生改变，所以TiO2不行能被氧化。②中Mg的化合价上升，被氧化，D项正确。【考点】氧化还原反应的概念与推断【题点】氧化还原反应概念的相关综合相关链接(1)化学反应的分类(2)氧化还原反应与四种基本反应类型的关系1．磷单质在反应4P＋3KOH＋3H2O=3KH2PO2＋PH3中的改变是()A．被氧化 B．被还原C．既被氧化又被还原 D．既未被氧化又未被还原答案C解析磷元素的化合价由反应前的0价，部分上升为KH2PO2中的＋1价，被氧化；另一部分降低为PH3中的－3价，被还原。【考点】氧化还原反应的概念与推断【题点】被氧化或被还原元素的推断2．(2024·哈三中期末)下列有关氧化还原反应说法正确的是()A．氧化还原反应肯定有氧元素参与B．氧化还原反应中不能只有一种元素化合价改变C．有单质参与的反应肯定是氧化还原反应D．氧化还原反应中肯定有元素化合价改变答案D解析氧化还原反应的本质是电子的转移，不肯定有氧元素参与反应，A错误；在氧化还原反应中，发生化合价改变的元素可能是同一种元素，B错误；有单质参与的反应不肯定是氧化还原反应，如：氧气到臭氧的转化，反应前后氧元素的价态并没有发生改变，属于非氧化还原反应，C错误。【考点】氧化还原反应的概念与推断【题点】正确理解氧化还原反应的概念3．日常生活中的很多现象与化学反应有关，下列现象与氧化还原反应无关的是()A．铜器出现铜绿[Cu2(OH)2CO3]B．铁制菜刀生锈C．大理石雕像被酸性较强的雨腐蚀毁坏D．铝锅表面生成致密的薄膜(Al2O3)答案C解析选项C中发生的反应为CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋H2O＋CO2↑。【考点】氧化还原反应的概念与推断【题点】文化生活中的氧化还原反应4．(2024·青州高一检测)海水提溴过程中，将溴吹入汲取塔，使溴蒸气和汲取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答案A解析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。【考点】氧化还原反应的概念与推断【题点】氧化还原反应概念的相关综合5．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答案B解析凡是有元素化合价升降的反应都是氧化还原反应，B、C属于氧化还原反应，在溶液中有离子参与的化学反应称为离子反应，A、B、D属于离子反应。【考点】化学反应类型及其相互关系【题点】多角度识别推断反应类型题组一氧化还原反应的概念与推断1．下列物质转化过程中硫元素化合价降低的是()A．H2SO4→SO2 B．H2S→SO2C．S→SO2 D．SO2→SO3答案A解析已知氢元素、氧元素的化合价分别为＋1价和－2价，依据化合物中化合价的代数和等于零，计算各组物质中硫元素化合价，对比可知答案为A。【考点】氧化还原反应的概念与推断【题点】物质转化过程中元素化合价的改变2．下列关于氧化还原反应的说法中正确的是()A．氧化还原反应前后元素化合价有升降B．氧化还原反应前后肯定有氧的得失C．实现Fe3＋→Fe2＋的改变过程肯定是氧化反应D．元素化合价上升的反应是还原反应答案A解析推断氧化还原反应的概念，关键是要紧紧抓住反应中元素的化合价有无改变。化合价有改变肯定是氧化还原反应，但不肯定有氧的得失。化合价上升发生的是氧化反应，Fe3＋转化为Fe2＋，铁元素的化合价降低，发生的是还原反应。【考点】氧化还原反应的概念与推断【题点】正确理解氧化还原反应的概念3．下列反应中属于氧化还原反应的是()A．2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑B．Na2O＋H2O=2NaOHC．2KI＋Br2=2KBr＋I2D．MgO＋2HCl=MgCl2＋H2O答案C解析四个反应中只有C项反应元素的化合价发生了改变，属于氧化还原反应。【考点】氧化还原反应的概念与推断【题点】氧化还原反应的推断4．(2024·三明市一中测试)从元素化合价改变的角度分析，下列反应中，画线的物质发生氧化反应的是()A．SO2＋2NaOH=Na2SO3＋H2OB．2CuO＋Ceq\o(=,\s\up7(高温))2Cu＋CO2↑C．2FeCl3＋Fe=3FeCl2D．Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑答案C解析该反应不是氧化还原反应，A错误；CuO→Cu，铜元素由＋2价降到0价，发生还原反应，B错误；Fe→FeCl2，铁元素由0价上升到＋2价，发生氧化反应，C正确；HCl→H2，氢元素由＋1价降到0价，发生还原反应，D错误。5．我国“四大独创”在人类发展史上起到了特别重要的作用，其中黑火药的爆炸反应为2KNO3＋S＋3Ceq\o(=,\s\up7(点燃))K2S＋N2↑＋3CO2↑。该反应中被氧化的元素是()A．CB．NC．N和SD．N和C答案A解析元素化合价上升被氧化，发生氧化反应。反应前后：C由0→＋4价，被氧化；S由0→－2价，被还原，N由＋5→0价，被还原。【考点】氧化还原反应的概念与推断【题点】被氧化或被还原元素的推断6．(2024·天津市七校月考)下列科技成果所涉及物质的应用过程中，发生的不是氧化还原反应的是()A．“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”，该过程中发生的反应B．偏二甲肼用作放射“天宫二号”的火箭燃料，在放射过程中的反应C．“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁”，诗句中体现屠呦呦对青蒿素的提取过程中的反应D．开采可燃冰，将其作为能源运用过程中的反应答案C解析依据化合价的升降改变推断。C项诗句描述的是用萃取方法提取青蒿素的过程，属于物理改变，不是氧化还原反应。【考点】氧化还原反应的概念与推断【题点】文化生活中的氧化还原反应题组二氧化还原反应中的电子转移7．氧化还原反应的实质是()A．元素化合价发生改变B．反应中有氧原子的得失C．反应中有电子得失或电子偏移D．反应后生成新物质答案C【考点】氧化还原反应中的电子转移【题点】氧化还原反应的实质8．下列反应中，氯元素失去电子的是()A．2KClO3eq\o(=,\s\up7(MnO2),\s\do5(△))2KCl＋3O2↑B．2P＋5Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2PCl5C．MnO2＋4HCl(浓)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋2H2O＋Cl2↑D．H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2HCl答案C解析氯元素失去电子的反应就是反应中的氯元素化合价上升的反应，C项中氯元素的化合价由－1价上升到0价。【考点】氧化还原反应中的电子转移【题点】化学反应中电子转移的确定9．(2024·西安市长安区一中调研)下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是()答案C解析【考点】氧化还原反应中的电子转移【题点】氧化还原反应电子转移的表示方法10．已知在碱性溶液中可发生如下反应：2R(OH)3＋3ClO－＋4OH－=2ROeq\o\al(2－,4)＋3Cl－＋5H2O。则每生成1molROeq\o\al(2－,4)转移电子的物质的量是()A．3mol B．4molC．5mol D．6mol答案A解析R的化合价上升，由＋3→＋6，每生成1molROeq\o\al(2－,4)，转移3mol电子。【考点】氧化还原反应中的电子转移【题点】氧化还原反应中转移电子数的计算题组三化学反应类型及其相互关系11．(2024·福州市调研)下列反应中属于氧化还原反应，但不属于四种基本反应类型的是()A．CuO＋H2eq\o(=,\s\up7(△))Cu＋H2OB．Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(△))2Fe＋3CO2C．2KMnO4eq\o(=,\s\up7(△))K2MnO4＋MnO2＋O2↑D．NaOH＋HCl=NaCl＋H2O答案B解析Fe和C元素的化合价发生改变，属于氧化还原反应，但不属于四种基本反应类型的任何一种，故B正确。【考点】化学反应类型及其相互关系【题点】四种基本反应类型与氧化还原反应关系的推断12．将燃着的镁条伸入盛有二氧化碳的集气瓶中，镁条接着燃烧，反应的化学方程式为CO2＋2Mgeq\o(=,\s\up7(点燃))C＋2MgO，该反应属于()①化合反应②分解反应③置换反应④复分解反应⑤氧化还原反应⑥离子反应⑦非氧化还原反应A．①③⑦ B．②③⑥C．③⑤ D．④⑥答案C解析依据置换反应的定义可知该反应属于置换反应，化合价反应前后有改变，也属于氧化还原反应。【考点】化学反应类型及其相互关系【题点】多角度识别推断反应类型13．(2024·泰州市二中期末)化学上常用下图表示基本反应类型与氧化还原反应关系，其中阴影部分可以表示()A．置换反应 B．复分解反应C．全部的分解反应 D．有电子转移的化合反应答案D解析部分化合反应属于氧化还原反应，部分分解反应属于氧化还原反应，全部的置换反应均是氧化还原反应，全部的复分解反应均不是氧化还原反应，故选D。【考点】化学反应类型及其相互关系【题点】氧化还原反应与四种基本反应类型的关系14．(2024·成都高一检测)已知铜在常温下能被稀硝酸溶解，其反应的化学方程式如下：3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(1)被氧化的元素是________，被还原的元素是______。(2)发生氧化反应的物质是__________，发生还原反应的物质是__________。(3)用单线桥法表示反应电子得失的方向和数目_________________________________。答案(1)CuN(2)CuHNO3(3)解析由化学方程式可知铜元素化合价上升，从0价变为＋2价，被氧化；氮元素化合价降低，从＋5价变为＋2价，被还原；铜发生氧化反应，硝酸发生还原反应。【考点】氧化还原反应的概念与推断【题点】氧化还原反应概念的相关综合15．分析下列图示回答问题：(1)A图是“四种基本反应类型与氧化还原反应的关系”图，请在A图中用阴影部分表示反应：H2＋CuOeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋H2O所属的区域。(2)“四种基本反应类型与氧化还原反应的关系”也可用B图表达。其中①为化合反应，则②为____________反应。写出有水生成的符合反应类型③的一个化学方程式：________________________________________________________________________。写出有水参与的符合反应类型④的一个化学方程式：________________________________________________________________________。答案(1)(2)分解NaOH