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1、2022年高中化學(xué)(大綱版)第二冊(cè) 第一章 氮族元素 第四節(jié)氧化還原反應(yīng)方程式的配平(第一課時(shí))
從容說(shuō)課
氧化還原反應(yīng)方程式的配平是正確書寫氧化還原反應(yīng)方程式的一個(gè)重要步驟,也是側(cè)重理科學(xué)習(xí)的高中學(xué)生所應(yīng)掌握的一項(xiàng)基本技能。常用的氧化還原反應(yīng)方程式的配平方法有“化合價(jià)升降法”和“離子一電子法”等。本節(jié)介紹的是第一種方法,這種配平方法對(duì)分子式、方程式或離子方程式都可適用。
為了說(shuō)明本節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)(氧化還原反應(yīng)方程式配平的原則和步驟),教材首先引入質(zhì)量守恒定律,表明氧化還原反應(yīng)方程式可以依此配平。但對(duì)于較復(fù)雜的氧化還原反應(yīng),用其配平就不太方便,而根據(jù)氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)——電子發(fā)生了轉(zhuǎn)
2、移,有些元素的化合價(jià)有升降變化,而且化合價(jià)升降的總數(shù)一定相等,這樣來(lái)配平更方便。教材從而轉(zhuǎn)入對(duì)用化合價(jià)升降法配平氧化還原反應(yīng)方程式的步驟和一些可供借鑒的經(jīng)驗(yàn)的討論。
教材通過(guò)兩個(gè)典型的例題分別介紹了經(jīng)典的氧化還原反應(yīng)方程式配平的一般步驟和只有部分反應(yīng)物參加的氧化還原反應(yīng)方程式的配平技巧,之后還簡(jiǎn)單分析了適合于歧化反應(yīng)的配平方法——逆向配平法。教學(xué)中,教師應(yīng)當(dāng)明確指出無(wú)論什么樣的配平方法或技巧,其實(shí)質(zhì)都是一樣的,即電子得失守恒。
本節(jié)教材的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在:重視新舊知識(shí)的聯(lián)系,注意典型例子和反例的選取,利用學(xué)生對(duì)配平方法的掌握;注重訓(xùn)練學(xué)生的辯證思維方法,使學(xué)生能較靈活地根據(jù)不同的氧化還原反應(yīng)
3、而采用適宜的方法來(lái)配平。
●教學(xué)目標(biāo)
1. 使學(xué)生理解氧化還原反應(yīng)方程式的配平原則。
2. 使學(xué)生掌握用化合價(jià)升降法配平氧化還原反應(yīng)方程式的基本步驟,以提高學(xué)生的分析問(wèn)題和觀察問(wèn)題的能力,并對(duì)學(xué)生進(jìn)行從具體到一般,再由一般到具體的辯證唯物主義思想教育。
3. 使學(xué)生掌握配平氧化還原反應(yīng)方程式常見的配平技巧。
●教學(xué)重點(diǎn)
氧化還原反應(yīng)方程式配平的原則和步驟。
●教學(xué)難點(diǎn)
氧化還原反應(yīng)方程式配平的一些可供借鑒的經(jīng)驗(yàn)。
●課時(shí)安排
兩課時(shí)
●教學(xué)方法
1. 以復(fù)習(xí)、提問(wèn)的方式從舊知識(shí)引入以確定配平思路。
2. 通過(guò)自學(xué)、閱讀、板演等手段得出配平的一般步驟。
3. 通過(guò)投影
4、練習(xí)以掌握配平方法。
●教具準(zhǔn)備
投影儀
●教學(xué)過(guò)程
第一課時(shí)
[復(fù)習(xí)]用觀察法配平下列方程式,是氧化反應(yīng)的標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目,指出氧化劑、還原劑分別是什么。
△
[投影]①Cu+H2SO4(濃)——CuSO4+SO2↑+H2O
②Na2SO3+HCl——NaCl+H2O+SO2↑
△
③HNO3——H2O+NO2↑+O2↑
[學(xué)生板演]
①
還原劑是Cu,氧化劑是H2SO4。
②Na2SO3+2HCl======2NaCl+H2O+SO2↑
(非氧化還原反應(yīng))
③
氧化劑和還原劑都是HNO3。
[提問(wèn)]判斷一個(gè)
5、反應(yīng)是否是氧化還原反應(yīng)的依據(jù)是什么?
[生]甲:是否有電子的轉(zhuǎn)移。
乙:是否有化合價(jià)的改變。
[師]氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是參加反應(yīng)的原子間的電子轉(zhuǎn)移,而原子間電子的轉(zhuǎn)移表現(xiàn)為化合價(jià)的升降,因而根據(jù)反應(yīng)前后元素化合價(jià)是否改變,來(lái)判斷一個(gè)反應(yīng)是否為氧化還原反應(yīng)更直觀。那么你是如何判斷氧化劑和還原劑的?
[生]失去電子,化合價(jià)升高的物質(zhì)被氧化,作還原劑;得到電子,化合價(jià)降低的物質(zhì)被還原,作氧化劑。
[師]還原劑化合價(jià)升高總值與氧化劑化合價(jià)降低總值有何關(guān)系?
[生]相等。
[師]對(duì)于較復(fù)雜的方程式,用觀察法很難配平,因此,必須掌握一些配平技巧。我們這節(jié)課就來(lái)學(xué)習(xí)用化合價(jià)升降守恒的方法配平氧
6、化還原反應(yīng)方程式。
[板書]第四節(jié) 氧化還原反應(yīng)方程式的配平
[板書]一、化合價(jià)升降法配平氧化還原反應(yīng)方程式
[師]請(qǐng)大家閱讀教材,理解并總結(jié)氧化還原反應(yīng)方程式配平的原則和配平步驟。
[生]認(rèn)真閱讀教材,結(jié)合開始對(duì)氧化還原反應(yīng)知識(shí)的復(fù)習(xí),在教師引導(dǎo)下總結(jié)出配平氧化還原反應(yīng)的基本原則和依據(jù)(1)氧化劑化合價(jià)降低總數(shù)和還原劑升高總數(shù)相等(即得失電子守恒)。(2)反應(yīng)前后各元素原子個(gè)數(shù)相等(即質(zhì)量守恒)。
[板書]1. 配平原則
(1)得失電子守恒
(2)質(zhì)量守恒
[師]我們剛剛學(xué)過(guò)濃硝酸的強(qiáng)氧化性,其中濃硝酸與碳的反應(yīng)是一個(gè)典型的氧化還原反應(yīng),下面我們就以此反應(yīng)為例來(lái)具體地討論配
7、平氧化還原反應(yīng)方程式的一般步驟。
[板書]2. 配平步驟
[生]寫出C和HNO3反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式:C+HNO3(濃)NO2+CO2+H2O
[師]對(duì)于這個(gè)氧化還原反應(yīng)請(qǐng)大家分析哪種元素發(fā)生了氧化反應(yīng),哪種元素發(fā)生了還原反應(yīng),標(biāo)出這些元素反應(yīng)前后的化合價(jià)各為多少。
[生]觀察分析標(biāo)出了發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的各元素反應(yīng)前后的化合價(jià)
[師]這就是配平氧化還原反應(yīng)方程式的第一步,即標(biāo)出發(fā)生氧化還原反應(yīng)元素的正負(fù)化合價(jià),也可以簡(jiǎn)稱為標(biāo)價(jià)態(tài)。
[板書](1)標(biāo)價(jià)態(tài)
[師]在方程式中碳元素反應(yīng)前是0價(jià),反應(yīng)后升高成為+4價(jià),而氮元素則由反應(yīng)前的+5價(jià)降低成為+4價(jià),那么這兩種變價(jià)元素
8、究竟都變化了多少價(jià)呢?請(qǐng)大家標(biāo)出來(lái)。
[生]標(biāo)出反應(yīng)前后元素化合價(jià)的變化情況。
[師]這是配平的第二步,可簡(jiǎn)稱為列變化。
[板書](2)列變化
[師]既然氧化還原反應(yīng)中還原劑失電子,氧化劑得電子,那么氧化劑所得電子一定都來(lái)自于還原劑,也可以說(shuō)還原劑失去多少電子都全部提供給了氧化劑,則所謂得多少,失多少,或者失多少,得多少。而現(xiàn)在方程式中還原劑升高了4價(jià),而氧化劑卻只降了一價(jià),怎么樣才能使得電子和失電子或者使升降價(jià)平衡呢?
[生]找它們的最小公倍數(shù),這樣就可使化合價(jià)升高和降低的總數(shù)相等。
[師]經(jīng)過(guò)用最小公倍數(shù)的方法處理,使得化合價(jià)升降總數(shù)相等,正好遵循了電子得失守恒的原理。
9、同時(shí)還確定了氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的化學(xué)計(jì)量數(shù),為最終的配平奠定了基礎(chǔ)。這就是配平的第三步,可簡(jiǎn)稱為:令相等,配計(jì)量數(shù)。
[板書](3)令相等,配計(jì)量數(shù)
[師]現(xiàn)在方程式中就只剩下水(H2O)還沒(méi)有確定下來(lái),它的計(jì)量數(shù)該是多少呢?很簡(jiǎn)單,此時(shí)質(zhì)量守恒定律就派上用場(chǎng)了,根據(jù)質(zhì)量守恒,從HNO3的化學(xué)計(jì)量數(shù)就可以決定了H2O的化學(xué)計(jì)量數(shù)。
[生]根據(jù)題示,用觀察法確定了H2O的化學(xué)計(jì)量數(shù)應(yīng)為2,檢查后將單線改成等號(hào)。
△
C+4HNO3(濃)====4NO2+CO2+2H2O
[師]此時(shí)該反應(yīng)方程式的配平就完成了,由于最后的確定只需觀察就可以完成,所以我們就把配平的最后
10、一步稱為:觀察配平,單線變等號(hào)。
[板書](4)觀察配平,單線變等號(hào)
[師]上邊的整個(gè)過(guò)程就是用化合價(jià)升降法配平氧化還原反應(yīng)方程式的一般步驟。但有時(shí)候,對(duì)于氧化還原反應(yīng)中的反應(yīng)物來(lái)說(shuō),只有一部分參加了氧化還原反應(yīng),此時(shí),應(yīng)先用化合價(jià)升降法確定氧化劑或還原劑的化學(xué)計(jì)量數(shù),然后再將沒(méi)有參加氧化還原反應(yīng)的原子(或原子團(tuán))數(shù)加到有關(guān)氧化劑或還原劑的化學(xué)計(jì)量數(shù)上。具體配平時(shí)可以將前三步合并操作。 [練習(xí)]教材P19例2. 配平銅與稀硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式,請(qǐng)一名學(xué)生在黑板上板演配平過(guò)程。
[生]一名學(xué)生前來(lái)板演,其余同學(xué)嚴(yán)格按照上述步驟要求在練習(xí)本上配平,且將前三步合并操作
[提示]在上述反應(yīng)
11、里,3個(gè)Cu(NO3)2中的6個(gè)NO并沒(méi)有參與氧化還原反應(yīng),所以應(yīng)在2個(gè)HNO3的基礎(chǔ)上加上6個(gè),即HNO3的化學(xué)計(jì)量數(shù)應(yīng)為8,由此也可知H2O的化學(xué)計(jì)量數(shù)應(yīng)該為4。
[生]在教師提示下完成第四步
3Cu+8HNO3(?。?===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
[投影練習(xí)]用化合價(jià)升降法配平下列方程式
1. MnO2+HCl(濃)MnCl2+Cl2+H2O
2. Zn+HNO3(?。猌n(NO3)2+N2O+H2O
[解析]在(1)中濃鹽酸除了一部分被氧化之外還有一部分沒(méi)有參與氧化還原反應(yīng),起了酸性作用,同樣地在(2)中HNO3也是除了一部分被還原外,還有一部分沒(méi)有參與
12、氧化還原反應(yīng),起了酸性作用,所以在配平時(shí)最后確定濃HCl和稀HNO3的化學(xué)計(jì)量數(shù)時(shí)應(yīng)加上不參加氧化還原反應(yīng)的那一部分。
[答案]1. 1、4====1、1、2
2. 4、10======4、1、5
[本節(jié)小結(jié)]本節(jié)課通過(guò)復(fù)習(xí)氧化還原反應(yīng)涉及到的有關(guān)概念,氧化還原反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目的表示方法,引入氧化還原反應(yīng)方程式的基本配平方法即化合價(jià)升降法,大家在學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)理解氧化還原反應(yīng)方程式的配平原則和配平的基本步驟。
[布置作業(yè)]P21 1
●板書設(shè)計(jì)
第四節(jié) 氧化還原反應(yīng)方程式的配平
一、化合價(jià)升降法配平氧化還原反應(yīng)方程式
1.配平原則
(1) 氧化劑化合價(jià)降低總數(shù)和還原劑化
13、合價(jià)升高總數(shù)相等(即得失電子守恒)
(2) 反應(yīng)前后各元素原子個(gè)數(shù)相等(即質(zhì)量守恒)
2、配平步驟
(1) 標(biāo)價(jià)態(tài)
(2) 列變化
(3) 令相等,配化學(xué)計(jì)量數(shù)
(4) 觀察配平,單線變等號(hào)
●教學(xué)說(shuō)明
氧化還原反應(yīng)的相關(guān)知識(shí)可以說(shuō)滲到了中學(xué)階段幾乎所有的元素及其化合物領(lǐng)域,是重要的理論部分,那么氧化還原反應(yīng)方程式的配平則是對(duì)這一重要理論中實(shí)質(zhì)、特征等的具體運(yùn)用。因此在教學(xué)中先是通過(guò)復(fù)習(xí)有關(guān)氧化還原反應(yīng)的基本特征、本質(zhì)以及相關(guān)概念之間的關(guān)系,然后導(dǎo)出配平的基本原則,再通過(guò)學(xué)生的自學(xué)和教師的不斷設(shè)疑,導(dǎo)出了化合價(jià)升降法的一般配平步驟。
[參考練習(xí)]
1.乙醇可被酸性KMnO4
14、溶液氧化為乙酸,試配平該反應(yīng)的化學(xué)方程式:
CH3CH2OH+KMnO4+H2SO4——CH3COOH+K2SO4+MnSO4+H2O
答案:5,4,6======5,2,4,11
2.Na2SO3可被KMnO4氧化,現(xiàn)有30mL 0.2mol·L-1的Na2SO3溶液與含2.4×10-3mol KMnO4的溶液恰好完全反應(yīng),則Mn元素在還原產(chǎn)物中的價(jià)態(tài)是( )
A.+1 B.+2 C.+3 D.+4
答案:B
3.(NH4)2SO4在強(qiáng)熱條件下發(fā)生分解,生成NH3、SO2、N2和H2O,該反應(yīng)的生成物中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比是( )
A.1:3 B.3:1 C.3:4 D.4:3
答案:A
4.在反應(yīng)3BrF3+5H2O======HBrO3+9HF+O2↑+Br2,若有7.5mol H2O參加反應(yīng),被H2O還原的BrF3為( )
A.1mol B.2 mol C.3 mol D. 4.5 mol
答案:B