Урок химии в 11-м классе. Тема: "Окислительно-восстановительные процессы"

Основные положения теории окислительно-восстановительных реакций. Типы окислительно-восстановительных реакций: межмолекулярные, внутримолекулярные, реакции диспропорционирования (дисмутации) и контрдиспропорционирования (конмутации).

Цели урока:

• Обучающая: Закрепить у школьников понятия ОВР, окислитель, восстановитель, степень окисления, высшая и низшая степень окисления, промежуточная степень окисления. Закрепить у школьников знания о методе электронного баланса.

• Воспитательная: Показать связь теории с практикой, значение знаний теории ОВР для решения задач, для написания процессов электролиза, для описания работы гальванического элемента. Показать огромную роль межпредметных связей с физикой, математикой.
• Развивающая: Продолжить формирование у школьников умений и навыков в расстановке коэффициентов с использованием метода электронного баланса в ОВР, умения применить полученные знания для решения задач. Развивать наблюдательность, умение анализировать, делать выводы. Продолжить формирование умения отбирать из суммы фактов главное, основное, навыков запоминания основных положений теории ОВР. Продолжить формирование умения подводить итог, работать в оптимальном темпе, беречь время.

Ход урока

ОВР - это реакции, которые протекают с изменением степени окисления элементов, входящих в состав реагирующих веществ. (слайд 2)

Под степенью окисления элементов понимают условный заряд атома в молекуле, вычисленный, исходя из предположения, что все молекулы состоят только из ионов. (слайд 2)

ОВР – это реакции, при которых происходит переход электронов от одних атомов, молекул или ионов к другим. (слайд 2)

В ОВР всегда есть окислитель и восстановитель.

Если атом или ион электроны отдаёт, то он окисляется и является восстановителем (red).

(слайд 3)

Если атом или ион электроны принимает, то он восстанавливается и является окислителем (ox).

(слайд 3)

Число электронов отданных и принятых в ОВР всегда одинаково.

Соединения, содержащие атом какого-либо элемента в низшей возможной степени окисления, могут быть за счет этого элемента только восстановителями ( Н₂S^-2,НJ^-1,N^-3H₃). (слайд 4)

Напротив, соединения элемента, находящегося в высшей возможной степени окисления элемента, могут быть только окислителями за счёт этого элемента (КMn⁺⁷O₄, НN⁺⁵O₃, К₂Сr⁺⁶O₄). (слайд 4)

Важнейшие окислители и восстановители

ОВР делятся на межмолекулярные, внутримолекулярные и реакции диспропорционирования. (слайд 6)

1. Межмолекулярные, в которых изменяют степени окисления атомы разных молекул.
а) окислитель и восстановитель – атомы разных элементов. (слайд 7)

2KMn⁺⁷O₄ + 16HCl^-1 = 2KCl + 2Mn⁺²Cl₂ + 5Cl₂⁰ + 8H₂O

б) окислитель и восстановитель – атомы одного элемента (реакции конмутации или контрдиспропорционирования, в которых атомы одного элемента в двух разных степенях окисления принимают одинаковую степень окисления в продуктах реакции):

S⁺⁴O₂ + 2H₂S^-2 = 3S⁰ + 2H₂O

HCl + 5O₃ + 5HCl^-1 = 3Cl₂⁰ + 3H₂O

2. Внутримолекулярные, в которых изменяют степень окисления атомы, входящие в состав одной молекулы: (слайд 8)

а) окислитель и восстановитель – атомы разных элементов (реакции термического разложения)

б) окислитель и восстановитель – атомы одного элемента:

• реакции дисмутации или диспропорционирования, в которых атомы одного и того же элемента, имеющие одинаковую степень окисления, одновременно её и повышают и понижают, образуя продукты самоокисления – самовосстановления:

• реакции конмутации:

N^-3H₄N⁺³O₂ = N₂⁰ + 2H₂O

N^-3H₄N⁺⁵O₃ = N₂⁺¹O + 2H₂O

Во всех уравнения реакций, предложенных в презентации, обучающиеся определяют окислитель, восстановитель, их степени окисления, записывают электронный баланс и расставляют соответствующие коэффициенты.

В конце урока учащимся предлагается выполнить тест.

Окислительно-восстановительные реакции

1. Степень окисления фосфора в соединении, имеющем формулу Н₄Р₂О₇:
   1) +7;
   2) +3;
   3) +5;
   4) -3.
2. Степень окисления серы уменьшается в ряду веществ, имеющих формулы:
   1) SO₂ — Na₂SO₃ — Na₂S;
   2) SO₂ — Na₂S₂O₃ — KHS
   3) S — SO₃ — BaSO₄;
   4) H₂SO₄ — SOC1₂ — H₂SO₃.
3. Соединение, содержащее Мn⁺⁷, в кислотной среде восстанавливается до:
   1) Мn⁺⁴;
   2) Мn⁺⁶ ;
   3) Мn⁺²;
   4) Мn⁰
4. Уравнение реакции диспропорционирования:
   1) 2H₂S + SO₂ → 3S + 2Н₂О;
   2) NH₄NO₂ → N₂ + 2H₂O;
   3) 2KNO₃ → 2KNO₂ + O₂;
   4) 6KOH + 3S → 2K₂S + K₂SO₄ + 3H₂O.
5. Укажите схему реакции, которая не относится к тому же типу окислительно-восстановительных реакций, что и три остальные:
   1) NH₄NO₃ → N₂O + Н₂О;
   2) KNO₃ → KNО₂ + O₂;
   3) KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂;
   4) H₂O₂ → H₂O + O₂.
6. В окислительно-восстановительной реакции, схема которой K₂S + K₂SO₃ + H₂SO₄ → S + K₂SO₄ + H₂O, окислителем является вещество с формулой:
   1) K₂S;
   2) K₂SO₃;
   3) H₂SO₄;
   4) S.
7. В превращении, схема которого НСlO₃ + H₂SO₃ → НС1 + H₂SO₄, число электронов, отданных одной молекулой восстановителя, равно:
   1) 3;
   2) 2;
   3) 5;
   4) 6.
8. В окислительно-восстановительной реакции, схема которой NH₃ + О₂ → NО + Н₂О, сумма всех коэффициентов равна:
   1) 9;
   2) 11;
   3) 16;
   4) 19.
9. В окислительно-восстановительной реакции, схема которой KI + NaNO₂ + H₂SO₄ → I₂ + NO + K₂SO₄ + Na₂SO₄ + H₂O, сумма коэффициентов перед формулами продуктов реакции равна:
   1) 7;
   2) 9;
   3) 11;
   4) 14.
10. Коэффициент перед формулой одного из ве­ществ в уравнении реакции, схема которого А1 + HNO₃ → A1(NO₃)₃ + NH₄NО₃ + Н₂О, равен 9. Число атомов в формульной единице этого соединения равно:
    1) 13;
    2) 9;
    3) 5;
    4) 3.
11. Коэффициент перед формулой продукта окисления в реакции, схема которой Fe₃O₄ + HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO + H₂O, равен:
    1) 1;
    2) 3;
    3) 8;
    4) 9.
12. В уравнении реакции, схема которой As₂S₃ + HNO₃ + H₂O → H₃AsO₄ + H₂SO₄ + NO, коэффициент перед формулой азотной кислоты равен:
    1) 7;
    2) 16;
    3) 21;
    4) 28.
13. Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакции, протекающей по схеме Cu₂S + HNО₃ → Cu(NО₃)₂ + SO₂ + NO + H₂O.
14. Коэффициент перед формулой одного из ве­ществ в уравнении реакции, схема которого А1 + HNO₃ → A1(NO₃)₃ + NH₄NО₃ + Н₂О, равен 9. Число атомов в формульной единице этого соединения равно:
    1) 13;
    2) 9;
    3) 5;
    4) 3.