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[高三]化学反应规律(人教版)

文章来源:作者:不详时间:2008-08-08
  

化学反应规律

  
教学目标
知识技能:把握化学反应的四种基本类型:化合、分解、置换、复分解。理解氧化和还原、氧化性和还原性、氧化剂和还原剂等概念。能判定氧化还原反应中电子转移的方向和数目,并能配平反应方程式。
能力培养:培养学生把所学知识进行归类、总结的能力。培养学生解决问题的能力。
科学思想:通过化学方程式配平,树立物质转化过程中质量、得失电子、电荷等守恒的思想。
科学品质:培养学生熟悉事物应分析其本质的品质。
科学方法:比较、分类的逻辑方法。
重点、难点   氧化还原反应。
  
教学过程设计
  
教师活动
【引入】科学研究中,为了研究方便和简化研究过程,往往把所研究的对象进行分类。化学主要是研究化学反应的科学,因此,我们也应该把化学反应进行分类。那么,化学反应分哪些类型?
1.化学反应的类型
先请同学们写出下列反应的化学方程式,并注明反应类型。
(1)铁和氯气反应
(2)CaCO3+H2O+CO2→
(3)用固体KMnO4制氧气
(4)加热NaHCO3固体
(5)镁条在二氧化碳气体中燃烧
(6)实验室制备SO2气体
(7)Na2O2与CO2反应
通过学生书写化学方程式,引导学生回答化学反应的分类以及化合、分解、置换、复分解反应与氧化还原反应的关系。
学生活动
书写化学方程式(略)。
归纳出化学反应的分类。
化学反应的类型:
(1)按反应物、生成物组成形式分为:化合、分解、置换、复分解。
(2)按反应有无电子转移分为:氧化还原反应和非氧化还原反应。
(3)按反应是否有离子参加分为:离子反应和分子反应。
(4)按反应的热效应来分:吸热反应和放热反应。
化合、分解、置换、复分解反应与氧化还原反应的关系:
化合反应不一定是氧化还原反应,有单质参加的化合反应一定是氧化还原反应。
分解反应不一定是氧化还原反应,有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应。
置换反应一定是氧化还原反应。
复分解反应一定不是氧化还原反应。
2.复分解反应
【提问】复分解反应发生的条件是什么?
回答:生成沉淀、气体、水或其它弱电解质。
此条件可以推广为:对于在溶液中发生的非氧化还原反应,反应总是向减少(或消耗)反应物离子的方向进行。
【指导练习】根据复分解反应发生的条件,判定下列反应能否发生,为什么?
(1)SO2+H2O+NaHCO3→
(2)HAc+CaCO3→
(3)浓硫酸与固体NaCl共热
(4)浓硫酸与固体NaNO3微热
(5)浓磷酸与固体Nal共热
回答:均可以发生,反应(1)、(2)符合强酸制取弱酸。反应(3)、(4)、(5)符合高沸点酸制取低沸点酸。
小结得出:(1)一般强酸可以和弱酸盐反应生成弱酸,而弱酸一般不能和强酸盐反应。(2)一般高沸点酸可以制取低沸点酸,反之不能。
【提问】弱酸是否一定不能和强酸盐反应?请举例说明。
讨论,最后得出:非凡的弱酸也能和强酸盐反应。
如:H2S+CuSO4→
H2S+AgNO3→
H2S+Hg(NO3)2→
【追问】氢硫酸为什么能与某些强酸盐反应?
因为CuS、Ag2S、HgS难溶于稀强酸,减少了S2-的浓度,所以反应能发生。
3.置换反应
(1)金属置换反应:活泼金属置换出较不活泼金属。
【提问】根据什么来判定金属活动性顺序?金属活动性顺序的实质是什么?
讨论得出,在实际应用中,判定金属活动性顺序的依据是:金属活动顺序表或元素周期表。
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H) Cu Hg Ag Pt Au
实质:在溶液中,金属原子的失电子能力逐渐减弱,单质的还原性逐渐减弱。反之金属阳离子的得电子能力则由左至右逐渐增强,即阳离子的氧化性逐渐增强。
【指导练习】请写出下列反应的化学方程式:
①Na与CuSO4溶液反应
②Na与FeCl3溶液反应
2Na+CuSO4+2H2O→H2↑+Cu(OH)2↓+Na2SO4
6Na+2FeCl3+6H2O→3H2↑+2Fe(OH)3↓+6NaCl
【提问】为什么没有置换出单质铁和单质铜?
(2)非金属置换反应:活泼非金属置换出较不活泼的非金属。
(3)非金属置换金属的反应:
(4)金属置换非金属的反应:
组织引导学生各举两个反应来说明置换反应的规律。
因为金属钠先与溶剂水反应生成H2和NaOH,之后NaOH与CuSO4、FeCl3反应。
小结:K、Ca、Na、Mg、Ba等金属在盐溶液中,先与水反应,而不是与盐置换。
举例:Cl2+KI→Br2+NaI→
H2+CuO→C+Fe2O3→
Zn+HCI→Mg+CO2→
教师活动
4.氧化还原反应
(1)概念、本质、特征
提问并引导学生归纳。
学生活动
归纳如下:
 
有电子转移发生的反应
↑概念
 
↓实质
电子转移(包括电子的得失和电子对的偏移)
(2)被氧化、被还原;氧化剂、还原剂;氧化性、还原性的概念及它们与得失电子的关系和判定方法;氧化产物、还原产物的判定。
【提问】能否用简捷的方法表示出上述关系?
思考:写出表示这些关系的式子。教师取其一投影如下:
【投影】
 
氧化性:氧化剂表现的性质,实质是物质得电子能力的体现。
还原性:还原剂表现的性质,实质是物质失电子能力的体现。
(3)氧化性、还原性比较
【指导练习】判定下列反应中的氧化剂和还原剂,比较氧化剂的氧化性和还原剂的还原性的强弱。
①2Fe2++Br2→2Fe3++2Br-
②2Fe3++2I-→2Fe2++I2
通过学生练习,引导学生归纳出氧化性、还原性强弱的判定方法。
完成练习,正确结论如下:
氧化剂的氧化性:Br2>Fe3+>I2
还原剂的还原性:I>Fe2+>Br-
氧化性、还原性强弱的判定方法:
氧化剂的氧化性比氧化产物强,还原剂的还原性比还原产物强。
【提问】常见的氧化剂、还原剂有哪些?请归纳后写出。
思考、归纳、写出。教师取其一投影如下:
教师活动
【投影】(4)常见氧化剂与还原剂
  
(5)氧化还原方程式的配平、电子转移方向和总数的表示方法
【指导练习】配平下面化学方程式,并标出电子转移方向和总数。
KMnO4+H2S+H2SO4→K2SO4+S+MnSO4+(    )
电子转移表示方法;双线桥法和单线桥法。
通过学生练习,组织引导学生总结。
学生活动
总结如下:
配平原则:氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。
配平方法:一、标(标明变价元素的化合价)
二、等(找最小公倍数,使得失电子数相等)
三、定(依据得失电子数相等,确定变价元素的反应物和生成物的系数)
四、平(用观察法配平其它各物质的系数)
五、查(检查各原子总数是否守恒)
(6)元素的价态与氧化性、还原性的关系
例:判定下列物质是否具有氧化性或还原性:KMnO4,Cl-,S2-,SO32-
通过判定,组织引导学生小结。
【讲解】SO32-在酸性条件下与S2-反应,SO32-表现出氧化性,生成S和H2O。SO32-与Cl2、KMnO4等强氧化剂反应,SO32-表现出还原性。
小结如下:
元素处于最高价态时,只能得电子使化合价降低,所以只具有氧化性。元素处于最低价态时,只能失电子使化合价升高,所以只具有还原性。元素若处于中间价态时,它的化合价既能升高又能降低,所以它既有氧化性又有还原性;遇强氧化剂时,表现还原性,遇强还原剂时,表现氧化性。
(7)氧化还原反应的有关计算
【指导练习】
1.高锰酸钾和氢溴酸溶液发生如下反应:
KMnO4+HBr→Br2+MnBr2+KBr+H2O(未配平)其中,还原剂是____,若消耗0.1mol氧化剂,则被氧化的还原剂的物质的量是____mol,被氧化的Br-与未被氧化的Br-的个数比为____。
学生练习,正确结论如下:
例1:HBr,0.5 mol,5∶3
例2:0.2mol(电子守恒)
氧化还原反应计算解题思路:
把握氧化还原的基本概念,判定出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物、被氧化或被还原的量,根据电子守恒(氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数)进行计算。
2.在化学反应:
3BrF3+5H2O→Br2+HBrO3+O2↑+9HF中,若有5.4g水被氧化,则被水还原的BrF3的物质的量是____mol。
通过练习,引导学生总结解题思路。
【本题小结】化学反应遵循一定的规律,学习时应该把握这些规律,利用规律去更好地解决问题。这部分内容是高考中的重点,其中氧化还原反应是重要的考点,题型比较多,平时在学习的过程中,应该理解概念、把握规律去记忆和解题。