必修1-第二章第三节-氧化还原反应

人教版化学必修1 第二章 化学物质及其变化第三节 氧化还原反应(第一课时)【课标要求】普通高中化学课程标准（2017年版）对氧化还原反应知识提出了以下要求：认识有化合价变化的反应是氧化还原反应，了解氧化还原反应的本质是电子的转移，知道常见的氧化剂和还原剂。为了在完成知识教学的基础上发展学生的核心素养，本课题需将氧化还原反应的本质作为探究活动，将实验探究、微观分析、认知模型结合起来进行教学。【内容分析】“氧化还原反应”贯穿整个中学化学，是高中化学中基础且典型的概念原理类知识。在初中阶段，学生初步接触“氧化反应”和“还原反应”；高中初始阶段便在必修一第二章向学生介绍氧化还原的本质，从化合价的角度判断氧化还原反应，从电子转移本质上认识氧化还原反应。“氧化还原反应”作为基础性知识应用范围广，且对后续知识（如电化学、元素化合物）的学习起到铺垫作用。学好“氧化还原反应”能够帮助学生从化合价角度预测物质性质，发展学生的宏观变化、微观认识、符号表示三重表征的化学学习思维。除此之外，此时正是高一新生树立信心的重要阶段，打好基础可以帮助学生提升自我期待，培养对化学学习的兴趣。【教学重点】第一课课时的教学重点是：形成认识化学反应的微观视角，了解氧化还原反应本质的认识过程，建构氧化还原反应的认知模型。一、教学与评价目标1.教学目标（1）通过实验探究日常中存在的氧化还原现象。（2）通过氧化还原反应本质的探究过程，初步建立氧化还原反应的认识模型。（3）通过设计汽车尾气综合治理方案的活动，感受氧化还原反应的价值，初步形成绿色应用的意识，增强社会责任感。2.评价目标（1）通过对食品脱氧剂作用的探究实验设计方案的交流与点评，诊断并发展学生的实验探究水平。（2）通过对具体氧化还原反应的判断和分析，诊断并发展学生对氧化还原反应本质的认识阶段（物质水平、元素水平、微粒水平）和认识思路的结构化水平（视角水平、内涵水平）。（3）通过对汽车尾气绿色化处理方案的讨论与点评，诊断并发展学生对化学价值的认识水平（学科价值视角、社会价值视角、学科和社会价值视角）。二、教学与评价思路I宏观现象化学科学实践科学探究与创新意识诊断物质变化认识物质的水平III问题解决化学科学价值科学探究与创新意识绿色设计方案的选择与评价（小组讨论交流活动表现）II微观本质化学学科思维证据推理与模型认知宏观辨识与微观探析发展对物质及其变化的微观认识水平三、教学流程1.宏观现象【学习任务1】实验探究食品脱氧剂的作用。【评价任务1】诊断并发展学生化学实验探究水平（定性水平）。教师活动学生活动设计意图【讲解】同学们吃过袋装的月饼吧，里面除了月饼往往还有一个小东西不知道大家有没有注意，那就是食品脱氧剂，食品脱氧剂有什么作用呢，同学们通过它的名字应该就能猜想到，下面请同学们打开桌上的食品袋取出脱氧剂，感受、观察它的变化。【提示】食品脱氧剂的主要成分大多数是还原铁粉和碳粉，它能敏感的吸收氧气，下面请同学们写出它可能的化学反应方程式。【讲解】同学们都很聪明，大家有写两步反应的，有写一步总反应的，都正确，下面请同学们观察这三个反应分别属于我们初中所学的什么反应类型。取出食品脱氧剂，放置空气中，观察到粉末结块，并且在放热。2Fe2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)34Fe+3O2+6H2O=4Fe(OH)3很多同学都会回答化合反应，通过提示氧气，有一部分同学就会回答氧化反应了。 从同学们很熟悉的生活场景入手，抓住与本课题相关信息提出问题，通过提问将同学们引入一个问题情境中，先让学生用已有知识回答，进而进行实验设计探究，培养学生的科学探究能力，激发学生的学习兴趣2.微观本质【学习任务2】揭示氧化还原反应的本质【评价任务2】诊断并发展学生对氧化还原反应本质的认识阶段（物质水平、元素水平、微粒水平）。基于元素化合价氧化还原反应基于电子转移氧化还原反应基于物质（O2）氧化还原反应基于氧元素氧化还原反应宏观 微观教师活动学生活动设计意图【过渡】他们都属于我们初中所学的化合反应，此外它们还属于氧化反应，在初中的时候我们学过许多物质和氧气发生反应，大家能举出例子,我们把这类得到氧的反应叫做氧化反应；失去氧的我们叫做还原反应。 【讲解】在初中，我们已经从得氧、失氧的角度学习了氧化反应和还原反应。【提问】请判断下列反应中H2 发生了什么反应？CuO 发生了什么反应？CuO+H2 = H2O +Cu【讲解】在这个反应中，氧化铜失去氧变成单质铜，发生了还原反应；碳得到了氧变成了二氧化碳，发生了氧化反应。也就是说，氧化反应和还原反应是同时发生的，这样的反应叫做氧化还原反应。【思考与交流】请分析下列3个氧化还原反应中各种元素的化合价在反应前后有无变化，讨论氧化还原反应与元素化合价的升降有什么关系。用双线桥标出下列反应得失氧、化合价变化以及所发生的的反应类型。1、2CuO +C= 2Cu +CO2 2、H2O +C= H2 +CO3、CuO +H2 = Cu +H2O【讲解】有元素化合价升高的反应是氧化反应，有元素化合价降低的反应是还原反应，氧化与还原这两个对立的过程相互依存而统一于一个氧化还原反应之中，同时发生而且不可以分离。总的来说，在化学反应中，物质的某些元素的化合价在反应前后发生了变化就是氧化还原反应。【板书】一、氧化还原反应1氧化反应：元素化合价升高的反应 还原反应：元素化合价降低的反应 氧化还原反应：有元素化合价升降的化学反应。2氧化还原反应的判断依据-有无元素化合价变化【学以致用】判断下列化学反应，哪些属于氧化还原反应？为什么？1. 2KClO3 = 2KCl +3O2 2. Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H23. CaCO3+ 2HCl = CaCl2+H2O+CO2点燃 4. 2Na + Cl2 = 2NaCl 点燃 5. H2 + Cl2 = 2HCl【过渡】为什么氧化还原反应前后元素的化合价发生变化？其本质原因是什么呢？【探究】以2Na +Cl2=2NaCl为例请同学们画出钠和氯的原子结构示意图，分析此反应发生化合价变化的本质原因。【动画展示】【讲解】反应前后化合价发生了变化，是氧化还原反应。钠原子最外层有一个电子，在反应中易失去一个电子，成为稳定的钠离子；而氯原子最外层有7个电子，反应中易得到一个电子，成为稳定的氯离子，钠离子和氯离子通过静电作用形成离子化合物氯化钠。这个过程中电子通过失与得由钠原子转移到氯原子。【提问】由上述可知，发生氧化还原反应时，化合价变化的原因是什么？【结论】氧化还原反应的实质-电子的转移。点燃 【讲授】同样，我们再来分析H2 +Cl2=2HCl。在氢气和氯气反应中，由于生成物氯化氢是共价化合物，在反应过程中，哪一种元素的原子都没有失去或完全得到电子，它们之间只有共用电子对的偏移，且共用电子对偏离于氢原子，而偏向于氯原子，因此氢原子由0价升高到+1价被氧化，氯元素从0价降低到-1价，被还原。所以，共用电子对的偏移也可以使元素化合价发生变化。【板书】3氧化还原反应的实质- 电子的得失或共用电子对的偏移。口诀：化合价升高，失电子，被氧化；化合价降低，得电子，被还原点燃点燃CO2 CO2点燃2Cu +O2 2CuO2H2O2 2H2O.氧化反应CuO+H2 = H2O +CuFe2O3+3CO = 2Fe +3CO2.还原反应H2 夺取了CuO 中的氧生成了H2O ，发生了氧化反应。CuO 失去了氧，发生的是还原反应在反应1中，铜元素化合价降低，发生还原反应；碳元素化合价升高，发生氧化反应。在反应2中，氢元素化合价降低，发生还原反应；碳元素化合价升高；发生氧化反应。在反应3中铜元素化合价降低，发生还原反应；氢元素化合价升高，发生氧化反应。笔记思考、练习同学们画出钠和氯的原子结构示意图，分析最外层电子数，解释氯化钠的形成及化合价变化的原因。Na元素原子失电子，则化合价升高，Cl元素原子得电子，则化合价降低。即化合价的变化由于元素得失电子引起的。用双线桥表示电子转移与化合价变化还有发生的反应类型。同样来分析氯化氢的形成过程，这里同学们很可能同样的分析电子得失。倾听总结笔记同学们回顾初中所学氧化反应、还原反应，举例氧化反应，还原反应，为下面的分析做好铺垫。从得失氧与化合价角度结合分析得出化合价升降判断氧化还原反应的方法，在初中的基础上进一步探究，为接下来本质探究做铺垫，以建构主义的方法进行教学，有助于学生的认知模型发展。让学生自己分析归纳得氧失氧，再到化合价变化与反应类型，呈螺旋式的让学生的认知得到发展提出问题，引导学生从结构分析本质，培养了学生结构性质用途的化学学科思维。用原子结构模型分析氧化还原反应化合价升降的本质，形象易于理解，培养学生的模型认知以及微观探析能力。通过原子结构分析氧化还原反应的本质两种情况，表面上是知识方面使学生充分掌握氧化还原反应，其更重要的价值在于培养学生认识物质结构决定性质的化学学习的学科思维与方法。通过氯化氢与氯化钠形成化合物类型差异，分析氧化还原反应的两种实质，让学生从本质上深刻认识氧化还原反应。【学习任务3】归纳总结氧化还原反应。【评价任务3】诊断并发展学生对氧化还原反应认识思路的结构化水平。得氧失氧观点化合价升降观点电子转移观点氧化反应还原反应氧化还原的关系元素视角：化合价l 有化合价变化l 代数和为零原因 微粒视角：电子l 有电子转移l 代数和为零表现 3.问题解决【学习任务4】运用氧化还原反应原理，设计并讨论汽车尾气绿色化处理方案。【评价任务4】诊断并发展学生对化学价值的认识水平（学科价值视角、社会价值视角、学科和社会价值视角）。教师活动学生活动设计意图【投影】展示汽车尾气的排放以及污染气体成分。【提问】如何运用氧化还原反应原理对汽车尾气（NO、SO2、CO、NO2等）进行绿色化处理？【评价】对小组设计的处理方案进行分析评价。小组为单位进行讨论设计处理方案。汇报所设计的方案及预期效果。 从生活中所熟知的素材入手，引发探索，进行科学探究实验设计，培养学生的实验思维及探究能力，认识学科价值，激发学习兴趣。板书设计第二章 化学物质及其变化第三节 氧化还原反应（第1课时）一、氧化还原反应1特征（判断依据）：有元素化