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3化学反应规律
3.化学反应规律
教学目标
知识技能:
掌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。
能判断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:
培养学生认识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,判断下列反应能否发生,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:
特殊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】根据什么来判断金属活动性顺序?
金属活动性顺序的实质是什么?
讨论得出,在实际应用中,判断金属活动性顺序的依据是:
金属活动顺序表或元素周期表。
KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu
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断方法;氧化产物、还原产物的判断。
【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】判断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、还原性强弱的判断方法。
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、还原性强弱的判断方法:
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:
判断下列物质是否具有氧化性或还原性:
KMnO4,Cl-,S2-,SO32-
通过判断,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,0.5mol,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,判断出氧化剂、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,学习时应该掌握这些规律,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。
精选题
一、选择题
1.已知有如下反应:
2BrO3-+Cl2=Br2+2ClO3-
5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl
ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O
下列各微粒氧化能力强弱顺序正确的是 [ ]
A.ClO3->BrO3->IO3->Cl2
B.BrO3->Cl2>ClO3->IO3-
C.BrO3->ClO3->Cl2>IO3-
D.Cl2>BrO3->ClO3->IO3-
2.已知氯化碘(ICl)的性质类似于卤素,有很强的化学活动性,ICl跟水和锌分别反应如下:
2ICl+2Zn=ZnCl2+ZnI2,ICl+H2O=HCl+HIO。
下列叙述正确的是 [ ]
A.锌在和氯化碘反应时,碘化锌既是氧化产物又是还原产物
B.在锌跟氯化碘反应时,氯化锌既不是氧化产物也不是还原产物
C.在水跟氯化碘反应时,氯化碘既是氧化剂又是还原剂
D.在水跟氯化碘反应时,氯化碘既不是氧化剂也不是还原剂
3.若ag二硫化亚铁在空气中充分燃烧,共转移n个电子,则阿伏加德罗常数值可表示为 [ ]
A.12n/a B.60n/a
C.11a/120n D.120n/11a
二、非选择题
4.配平下列氧化还原反应方程式:
(1)Cr2O72-+H++Fe3O4→Cr3++Fe3++H2O
(2)____Fe3C+HNO3→____Fe(NO3)3+____CO2↑+____NO2↑+____H2O
(3)____Na2Sx+____NaClO+____NaOH→____Na2SO4+____NaCl+____H2O
5.用氯酸钾和盐酸反应可制得氯气,同时生成氯化钾和水,若有6mol电子转移,被氧化的氯原子和被还原的氯原子的物质的量之比为____。
6.钠、镁、铝各0.1mol分别与0.5mol/L的盐酸100mL反应,反应后收集到的氢气在相同条件下的体积比为____。
7.0.1mol/L的亚硫酸钠溶液15mL,恰好将1×10-3mol的XO4-离子还原,则X在还原产物中的化合价是______价。
8.氯气通入浓氨水中发生如下反应;Cl2+NH3→NH4Cl+N2(未配平)
使1.12L氯气与氮气的混合物(氯气占总体积的90%,氮气占10%)通过浓氨水后,测得逸出的气体经除氨气之后,体积为0.672L(氯气占50%,氮气占50%),反应中有____g氨被氧化。
(气体体积均为标准状况下的体积)
9.含0.093mol硫酸亚铁的稀硫酸溶液中加入0.3mol/L高锰酸钾溶液12mL,高锰酸钾氧化了一部分硫酸亚铁,生成硫酸钾、硫酸锰、硫酸铁和水,剩余的硫酸亚铁需2.525g硝酸钾才能将硫酸亚铁完全氧化,通过计算写出硝酸钾、硫酸亚铁在稀硫酸存在的条件下反应的离子方程式______。
10.在NH4NO3→HNO3+N2↑+H2O反应中,发生氧化反应的氮原子与发生还原反应的氮原子的物质的量之比为:
____。
11.配平化学方程式:
______P+______CuSO4+______H2O(热)→Cu3P+______H3PO4+______H2SO4氧化剂为______,还原剂为______,若有3mol硫酸铜反应,它可氧化______mol磷。
12.氯酸是一种强酸,在氯酸溶液中,当其质量分数超过40%时,它就会迅速发生分解,产生更强的酸,同时生成A、B两种气体,它们的物质的量之比为15∶8。
实验证明,A能使余烬木条复燃,B能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,写出氯酸分解的化学方程式:
____。
答 案
一、选择题
1.C2.A、D3.D
二、非选择题
4.
(1)162621831
(2)122311311
(3)13x+12x-2x3x+1x-1
5.5∶1 6.2∶1∶1 7.+4价 8.0.34g
9.3Fe2++4H++NO3-→Fe3++NO↑+2H2O 10.5∶3
11.配平系数:
11,15,24,5,6,15氧化剂:
CuSO4、P,还原剂:
P,0.6
12.26HClO3→10HClO4+8Cl2↑+1502↑+8H2O
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