化学氧化还原反应教学设计及教案
高中化学
2023/3/1
氧化-还原反应是化学反应前后，元素的氧化数有变化的一类反应。氧化还原反应的实质是电子的得失或共用电子对的偏移。 氧化还原反应是化学反应中的三大基本反应之一。
《氧化还原反应》教案
一、教学目标
【知识与技能】
能够从化合价升降和电子转移的角度认识氧化还原反应;理解氧化还原的本质是电子的转移(得失或偏移);会用双线桥法分析氧化还原反应的电子转移情况。
【过程与方法】
通过对氧化还原反应的特征和本质的分析，学习由表及里以及由特殊到一般的逻辑推理方法。
【情感态度与价值观】
通过“氧化”和“还原”这一对典型矛盾的深入研究，深刻体会自然现象中的对立与统一关系，树立辩证唯物主义思想。
二、教学重难点
【重点】
氧化还原反应的特征。
【难点】
氧化还原反应的本质。
三、教学过程
环节一：导入新课
【教师提问】回忆一下初中学过的知识，什么是氧化反应，什么是还原反应，能不能举出几个具体的实例呢?
【学生回答】氧化反应：碳与氧气、铁与氧气……
还原反应：氢气还原氧化铜、碳还原氧化铜、一氧化碳还原氧化铜……
环节二：新课讲授
1.氧化还原反应的特征
【提出问题】能不能举出其他的氧化还原反应?
【学生回答】碳与氢气的反应、氢气还原氧化铜……
【提出问题】观察一下所列举的几个化学方程式，除了得失氧之外，从化合价的角度思考什么是氧化还原反应?
【学生回答】得氧元素发生氧化反应，元素化合价升高;失氧元素发生还原反应，元素化合价降低。
【教师引导】由此可知，氧化还原反应的特征就是有元素化合价升降的变化。
【提出问题】铁与硫酸铜的反应是否属于氧化还原反应?是不是只有得失氧的化学反应才是氧化还原反应?
【学生回答】是，铁元素、铜元素的化合价都出现了变化。可知并不是只有得失氧的反应才是氧化还原反应。
2.氧化还原反应的本质
【提出问题】为什么在氧化还原反应中会出现化合价的升降变化?元素化合价的升降与什么有关?
【学生回答】元素化合价的变化与得失电子(电子转移)有关。
【教师引导】那么就从原子结构的角度揭秘在氧化还原反应中，元素的化合价为什么会发生变化。
【提出问题】金属钠在***中燃烧生成NaCl，从原子结构示意图的角度思考NaCl是怎样形成的?
【提出问题】氢气在***中燃烧生成HCl，从原子结构示意图的角度思考HCl是怎样形成的?
【学生思考，教师讲解】从原子结构来看，氢原子最外层有1个电子，可获得1个电子而形成2个电子的稳定结构。氯原子的最外电子层上有7个电子，也可获得1个电子而形成8个电子的稳定结构。
这两种元素的原子获取电子难易程度相差不大。在发生反应时，它们都未能把对方的电子夺取过来，而是双方各以最外层的1个电子组成一个共用电子对，这个电子对受到两个原子核的共同吸引，使对方最外电子层都达到稳定结构。在氯化氢分子里，由于氯原子对共用电子对的吸引力比氢原子的稍强一些，所以，共用电子对偏向氯原子而偏离于氢原子。因此，氢元素的化合价从0价升高到+1价，被氧化;氯元素的化合价从0价降低到-1价。在这个反应中，发生了共用电子对的偏移，氢气发生了氧化反应，***发生了还原反应。(教师讲解并板书)
【提出问题】根据以上的分析，能不能从电子转移的角度重新定义氧化还原反应?
【学生回答】有电子转移(得失或偏移)的反应，是氧化还原反应。(教师总结并板书)
【提出问题】能不能从电子转移的角度分析铁与硫酸铜的反应?
【学生回答】铁元素失去2个电子，化合价升高，发生氧化反应;铁元素得到2个电子，化合价降低，发生还原反应。(教师板书：利用双线桥法)
环节三：巩固提升
【提出问题】有人说置换反应、有单质参加的化合反应和有单质生成的分解反应全部属于氧化还原反应，你认为这个说法正确吗?请说明理由。
提示：正确。因为在这几类反应中，反应前后前后都有元素化合价发生变化。
环节四：小结作业
请学生回答本堂课的收获：氧化还原反应的特征、本质，学到了什么?
布置作业：课下思考，四大反应类型与氧化还原反应有什么关系。
氧化还原性的现实意义
在生物学中，植物的光合作用、呼吸作用是典型的氧化还原反应。人和动物的呼吸，把葡萄糖氧化为二氧化碳和水。通过呼吸把贮藏在食物的分子内的能，转变为存在于三磷酸腺苷(ATP)的高能磷酸键的化学能，这种化学能再供给人和动物进行机械运动、维持体温、合成代谢、细胞的主动运输等所需要的能量。
在工业生产中所需要的各种各样的金属，很多都是通过氧化还原反应从矿石中提炼而得到的。如生产活泼的有色金属要用电解或置换的方法；生产黑色金属和一些有色金属都是用在高温条件下还原的方法；生产贵金属常用湿法还原，等等。许多重要化工产品的合成，如氨的合成、盐酸的合成、接触法制硫酸、氨氧化法制硝酸、食盐水电解制烧碱等等，也都有氧化还原反应的参与。石油化工里的催化去氢、催化加氢、链烃氧化制羧酸、环氧树脂的合成等等也都是氧化还原反应。
在农业生产中，施入土壤的肥料的变化，如铵态氮转化为硝态氮等，虽然需要有细菌起作用，但就其实质来说，也是氧化还原反应。土壤里铁或锰的氧化数的变化直接影响着作物的营养，晒田和灌田主要就是为了控制土壤里的氧化还原反应的进行。
在能源方面，煤炭、石油、天然气等燃料的燃烧供给着人们生活和生产所必需的大量的能量。我们通常应用的干电池、蓄电池以及在空间技术上应用的高能电池都发生着氧化还原反应，否则就不可能把化学能变成电能，把电能变成化学能。
由此可见，在许多领域里都涉及到氧化还原反应，认识氧化还原反应的实质与规律，对人类的生产和生活都是有意义的。
