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2019-2020年高中化學（大綱版）第二冊 第一章 氮族元素 第四節(jié)氧化還原反應方程式的配平(第一課時) 從容說課 氧化還原反應方程式的配平是正確書寫氧化還原反應方程式的一個重要步驟，也是側(cè)重理科學習的高中學生所應掌握的一項基本技能。常用的氧化還原反應方程式的配平方法有“化合價升降法”和“離子一電子法”等。本節(jié)介紹的是第一種方法，這種配平方法對分子式、方程式或離子方程式都可適用。 為了說明本節(jié)的教學重點（氧化還原反應方程式配平的原則和步驟），教材首先引入質(zhì)量守恒定律，表明氧化還原反應方程式可以依此配平。但對于較復雜的氧化還原反應，用其配平就不太方便，而根據(jù)氧化還原反應的本質(zhì)——電子發(fā)生了轉(zhuǎn)移，有些元素的化合價有升降變化，而且化合價升降的總數(shù)一定相等，這樣來配平更方便。教材從而轉(zhuǎn)入對用化合價升降法配平氧化還原反應方程式的步驟和一些可供借鑒的經(jīng)驗的討論。 教材通過兩個典型的例題分別介紹了經(jīng)典的氧化還原反應方程式配平的一般步驟和只有部分反應物參加的氧化還原反應方程式的配平技巧，之后還簡單分析了適合于歧化反應的配平方法——逆向配平法。教學中，教師應當明確指出無論什么樣的配平方法或技巧，其實質(zhì)都是一樣的，即電子得失守恒。 本節(jié)教材的特點主要表現(xiàn)在：重視新舊知識的聯(lián)系，注意典型例子和反例的選取，利用學生對配平方法的掌握；注重訓練學生的辯證思維方法，使學生能較靈活地根據(jù)不同的氧化還原反應而采用適宜的方法來配平。 ●教學目標 1. 使學生理解氧化還原反應方程式的配平原則。 2. 使學生掌握用化合價升降法配平氧化還原反應方程式的基本步驟，以提高學生的分析問題和觀察問題的能力，并對學生進行從具體到一般，再由一般到具體的辯證唯物主義思想教育。 3. 使學生掌握配平氧化還原反應方程式常見的配平技巧。 ●教學重點 氧化還原反應方程式配平的原則和步驟。 ●教學難點 氧化還原反應方程式配平的一些可供借鑒的經(jīng)驗。 ●課時安排 兩課時 ●教學方法 1. 以復習、提問的方式從舊知識引入以確定配平思路。 2. 通過自學、閱讀、板演等手段得出配平的一般步驟。 3. 通過投影練習以掌握配平方法。 ●教具準備 投影儀 ●教學過程 第一課時 [復習]用觀察法配平下列方程式，是氧化反應的標出電子轉(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） ③ 氧化劑和還原劑都是HNO3。 [提問]判斷一個反應是否是氧化還原反應的依據(jù)是什么？ [生]甲：是否有電子的轉(zhuǎn)移。 乙：是否有化合價的改變。 [師]氧化還原反應的本質(zhì)是參加反應的原子間的電子轉(zhuǎn)移，而原子間電子的轉(zhuǎn)移表現(xiàn)為化合價的升降，因而根據(jù)反應前后元素化合價是否改變，來判斷一個反應是否為氧化還原反應更直觀。那么你是如何判斷氧化劑和還原劑的？ [生]失去電子，化合價升高的物質(zhì)被氧化，作還原劑；得到電子，化合價降低的物質(zhì)被還原，作氧化劑。 [師]還原劑化合價升高總值與氧化劑化合價降低總值有何關(guān)系？ [生]相等。 [師]對于較復雜的方程式，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)課就來學習用化合價升降守恒的方法配平氧化還原反應方程式。 [板書]第四節(jié) 氧化還原反應方程式的配平 ［板書］一、化合價升降法配平氧化還原反應方程式 ［師］請大家閱讀教材，理解并總結(jié)氧化還原反應方程式配平的原則和配平步驟。 ［生］認真閱讀教材，結(jié)合開始對氧化還原反應知識的復習，在教師引導下總結(jié)出配平氧化還原反應的基本原則和依據(jù)（1）氧化劑化合價降低總數(shù)和還原劑升高總數(shù)相等（即得失電子守恒）。（2）反應前后各元素原子個數(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］我們剛剛學過濃硝酸的強氧化性，其中濃硝酸與碳的反應是一個典型的氧化還原反應，下面我們就以此反應為例來具體地討論配平氧化還原反應方程式的一般步驟。 ［板書］2. 配平步驟 ［生］寫出C和HNO3反應的化學反應方程式：C+HNO3（濃）NO2+CO2+H2O ［師］對于這個氧化還原反應請大家分析哪種元素發(fā)生了氧化反應，哪種元素發(fā)生了還原反應，標出這些元素反應前后的化合價各為多少。 ［生］觀察分析標出了發(fā)生氧化反應和還原反應的各元素反應前后的化合價 ［師］這就是配平氧化還原反應方程式的第一步，即標出發(fā)生氧化還原反應元素的正負化合價，也可以簡稱為標價態(tài)。 ［板書］（1）標價態(tài) ［師］在方程式中碳元素反應前是0價，反應后升高成為+4價，而氮元素則由反應前的+5價降低成為+4價，那么這兩種變價元素究竟都變化了多少價呢？請大家標出來。 ［生］標出反應前后元素化合價的變化情況。 ［師］這是配平的第二步，可簡稱為列變化。 ［板書］（2）列變化 ［師］既然氧化還原反應中還原劑失電子，氧化劑得電子，那么氧化劑所得電子一定都來自于還原劑，也可以說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，而氧化劑卻只降了一價，怎么樣才能使得電子和失電子或者使升降價平衡呢？ ［生］找它們的最小公倍數(shù)，這樣就可使化合價升高和降低的總數(shù)相等。 ［師］經(jīng)過用最小公倍數(shù)的方法處理，使得化合價升降總數(shù)相等，正好遵循了電子得失守恒的原理。同時還確定了氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的化學計量數(shù)，為最終的配平奠定了基礎。這就是配平的第三步，可簡稱為：令相等，配計量數(shù)。 ［板書］（3）令相等，配計量數(shù) ［師］現(xiàn)在方程式中就只剩下水（H2O）還沒有確定下來，它的計量數(shù)該是多少呢？很簡單，此時質(zhì)量守恒定律就派上用場了，根據(jù)質(zhì)量守恒，從HNO3的化學計量數(shù)就可以決定了H2O的化學計量數(shù)。 ［生］根據(jù)題示，用觀察法確定了H2O的化學計量數(shù)應為2，檢查后將單線改成等號。 △ C+4HNO3（濃）====4NO2+CO2+2H2O ［師］此時該反應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一步稱為：觀察配平，單線變等號。 ［板書］（4）觀察配平，單線變等號 ［師］上邊的整個過程就是用化合價升降法配平氧化還原反應方程式的一般步驟。但有時候，對于氧化還原反應中的反應物來說，只有一部分參加了氧化還原反應，此時，應先用化合價升降法確定氧化劑或還原劑的化學計量數(shù)，然后再將沒有參加氧化還原反應的原子（或原子團）數(shù)加到有關(guān)氧化劑或還原劑的化學計量數(shù)上。具體配平時可以將前三步合并操作。 ［練習］教材P19例2. 配平銅與稀硝酸反應的化學方程式，請一名學生在黑板上板演配平過程。 ［生］一名學生前來板演，其余同學嚴格按照上述步驟要求在練習本上配平，且將前三步合并操作 ［提示］在上述反應里，3個Cu(NO3)2中的6個NO并沒有參與氧化還原反應，所以應在2個HNO3的基礎上加上6個，即HNO3的化學計量數(shù)應為8，由此也可知H2O的化學計量數(shù)應該為4。 ［生］在教師提示下完成第四步 3Cu+8HNO3（稀）====3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O ［投影練習］用化合價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有參與氧化還原反應，起了酸性作用，同樣地在（2）中HNO3也是除了一部分被還原外，還有一部分沒有參與氧化還原反應，起了酸性作用，所以在配平時最后確定濃HCl和稀HNO3的化學計量數(shù)時應加上不參加氧化還原反應的那一部分。 ［答案］1. 1、4====1、1、2 2. 4、10======4、1、5 ［本節(jié)小結(jié)］本節(jié)課通過復習氧化還原反應涉及到的有關(guān)概念，氧化還原反應電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目的表示方法，引入氧化還原反應方程式的基本配平方法即化合價升降法，大家在學習時應重點理解氧化還原反應方程式的配平原則和配平的基本步驟。 ［布置作業(yè)］P21 1 ●板書設計 第四節(jié) 氧化還原反應方程式的配平 一、化合價升降法配平氧化還原反應方程式 1．配平原則 （1） 氧化劑化合價降低總數(shù)和還原劑化合價升高總數(shù)相等（即得失電子守恒） （2） 反應前后各元素原子個數(shù)相等（即質(zhì)量守恒） 2、配平步驟 （1） 標價態(tài) （2） 列變化 （3） 令相等，配化學計量數(shù) （4） 觀察配平，單線變等號 ●教學說明 氧化還原反應的相關(guān)知識可以說滲到了中學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，那么氧化還原反應方程式的配平則是對這一重要理論中實質(zhì)、特征等的具體運用。因此在教學中先是通過復習有關(guān)氧化還原反應的基本特征、本質(zhì)以及相關(guān)概念之間的關(guān)系，然后導出配平的基本原則，再通過學生的自學和教師的不斷設疑，導出了化合價升降法的一般配平步驟。 ［參考練習］ 1.乙醇可被酸性KMnO4溶液氧化為乙酸，試配平該反應的化學方程式： 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 0.2molL-1的Na2SO3溶液與含2.410-3mol KMnO4的溶液恰好完全反應，則Mn元素在還原產(chǎn)物中的價態(tài)是（ ） A．+1 B.+2 C.+3 D.+4 答案：B 3．(NH4)2SO4在強熱條件下發(fā)生分解，生成NH3、SO2、N2和H2O，該反應的生成物中氧化產(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3BrF3+5H2O======HBrO3+9HF+O2↑+Br2，若有7.5mol H2O參加反應，被H2O還原的BrF3為（ ） A．1mol B.2 mol C.3 mol D. 4.5 mol 答案：B