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有机化学中常用的氧化剂,还原剂,碱,相转移催化剂

有机化学中常用的氧化剂,还原剂,碱,相转移催化剂

有机化学中常用的氧化剂,还原剂,碱,相转移催化剂1

、氧化剂

2

、还原剂

4

、相转移催化剂

3、碱

氧化剂和还原剂教案word

氧化剂和还原剂教案

一、教学目标 知识目标 1.通过化学方程式的分析,使学生能以化合价的变化和电子转移的得失认识并建立起氧化剂和还原剂的概念 2.初步了解化合价与氧化剂、还原剂、氧化性、还原性之间的联系 3.了解常见的氧化剂和还原剂 能力目标 学会用化合价的变化来判断氧化剂和还原剂,能够判断氧化性和还原性的相对强弱 情感目标 培养学生用辩证的对立统一的观点分析事物的意识 二、教学重点 1.掌握氧化剂和还原剂的概念 2.掌握氧化性和还原性的概念 三、教学难点 判断物质的氧化性和还原性的相对强弱从而来判断这种物质是氧化剂还是还原剂 四、教学过程 老师:同学们,在上新课之前我们先回顾一下上节课学的知识,在上节课中我们学习了氧化还原反应的概念,实质以及用双线桥法来表示一个氧化还原反应,现在我请一位同学回答一下什么是氧化还原反应?xx同学 学生:在反应过程中元素化合价发生变化的反应叫氧化还原反应 老师:请坐,回答的很好,氧化还原反应的实质也是上节课的重点,再请一位同学回答一下氧化还原反应的实质是什么? xx同学 学生:实质是电子的转移 老师:很好,请坐,看来同学们对上节课的内容都掌握了,下面我写几个反应大家判断一下哪些反应是氧化还原反应 CaCO3==CaO + CO2↑(1) Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑(2) Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2(3) Cl2+H2O=HClO+HCl (4) 老师:大家看一下哪几个反应是氧化还原反应

学生:2,3,4是氧化还原反应 老师:对,第1个反应中元素的化合价没有发生变化所以不是氧化还原反应我们把它擦掉,上节课我们学习了用双线桥法表示一个氧化还原反应,下面我们以锌和硫酸反应为例我们一起用双线桥表示一下。首先是标元素的化合价,Zn是0价,生成的ZnSO4中的Zn是+2价,H2SO4中的H是+1价,生成H2后的化合价是0价,Zn是失电子,失2个电子,化合价呢?对,化合价升高;氢得1个电子,硫酸中有两个氢原子,得两个电子,化合价降低。在这个反应中Zn和H2SO4是反应物,并且Zn的化合价降低H的化合价升高,在氧化还原反应中所含元素化合价升高的反应物叫还原剂,所含元素化合价降低的反应物叫氧化剂,这就是我们这节课所学习的内容氧化剂和还原剂。 【板书】 2.3.2 氧化剂与还原剂 老师:首先我们先来看一下氧化剂和还原剂的定义 【板书】 一.氧化剂和还原剂 1.定义 氧化剂:元素化合价降低的反应物 还原剂:元素化合价升高的反应物 老师:在这里注意一下,氧化剂和还原剂存在于氧化还原反应中并且是相对于反应物而言的。下面我们根据氧化剂和还原剂的定义我们看一下这个反应中谁做氧化剂谁做还原剂,Zn的化合价升高所以它做还原剂,H的化合价降低所以H2SO4做氧化剂。下面根据定义大家看一下Fe2O3和CO这个反应中谁是氧化剂谁是还原剂,我请一位同学上黑板来做,其他同学在下面自己写,xx同学 学生:Fe2O3作氧化剂,CO作还原剂 老师:我们看一下xx同学写的对吗? 学生:对 老师:我们一起来看一下Fe反应前是+3价,反应后是0价化合价降低所以Fe作氧化剂;C 反应前是+2价,反应后是+4价化合价升高所以CO作还原剂。做的很好,下面我们一起来看一下Cl2和H2O的反应,Cl反应前是0价,反应后既有+1价也有-1价,化合价既有升高也有下降所以Cl2在这里既是氧化剂又是还原剂 老师:氧化剂和还原剂的概念都清楚了吗?

相转移催化剂的研究进展

相转移催化的研究进展 摘要:相转移催化(Phase transfer),简称PT,是20世纪70年代以来在有机合成中应用日趋广泛的一种新的合成技术。在有机合成中常遇到非均相有机反应,这类反应的通常速度很慢,收率低。但如果用水溶性无机盐,用极性小的有机溶剂溶解有机物,并加入少量(0.05mol以下)的季铵盐或季磷盐,反应则很容易进行,这类能促使提高反应速度并在两相间转移负离子的鎓盐,称为相转移催化剂[1]。一般存在相转移催化的反应,都存在水溶液和有机溶剂两相,离子型反应物往往可溶于水相,不溶于有机相,而有机底物则可溶于有机溶剂之中。不存在相转移催化剂时,两相相互隔离,几个反应物无法接触,反应进行得很慢。相转移催化剂的存在,可以与水相中的离子所结合(通常情况),并利用自身对有机溶剂的亲和性,将水相中的反应物转移到有机相中,促使反应发生。 关键词:相转移催化剂;应用;前景 Research progress of Phase transfer catalyst Abstract:Introduces the concept of the phase transfer catalyst and its application in Organic synthesis, and the prospect is predicted.: Phase Transfer Catalysis (Phase transfer), referred to as PT, is a twentieth Century 70 years in organic synthesis and application of a new is becoming more widely. In organic synthesis is often encountered in heterogeneous organic reactions, usually the speed of this kind of reactions very slow, low yield. But if the water soluble inorganic salt, with small polar organic solvents and adding a small amount(0.05mol) quaternary ammonium or phosphonium salt, the reaction is easily,this kind of to increase the reaction speed and onium salt anion two phase transfer, known as phase transfer catalyst . The general existence of phase transfer catalytic reaction, in aqueous and organic solvent phase, are soluble in water, insoluble in organic phase, and the organic substrate is soluble in organic solvent. There is no phase transfer catalyst,two-phase isolated from each other, unable to contact several reactants,reaction is very slow. The presence of phase transfer catalyst, can be combined with the aqueous phase (usually), and the use of their own on of organic solvents, the reaction was transferred into organic phase and water phase, prompt reaction. Keywords:Phase transfer catalyst ;application ;prospect

高中常见的化学物质(分子_离子)的氧化性_还原性强弱排列

氧化性:F2>Cl2>Br2>Fe3+>I2>SO2>S 高锰酸钾溶液的酸性越强,氧化性越强。 还原性:S2->SO3(2-)>I->Fe2+>Br->Cl->F- 推荐: 常见的氧化剂有:1活泼的金属单质,如X2(卤素)、O2、O3、S等 2高价金属阳离子,如Cu2+,Fe3+等或H+ 3高价过较高价含氧化合物,如MnO2、KMnO4、K2Cr2O7、HNO3、H2SO4(浓)、KClO3、HClO等 4过氧化物,如Na2O2、H2O2等 常见的还原剂有 1活泼或较活泼的的金属,如K,Na,Mg,Al,Zn,Fe等 2低价金属阳离子,如Fe3+,Sn2+等 3非金属阳离子,如Cl-,B-,I-,S2-等 4某些非金属单质,如H2,C,Si 在含可变化合价的化合物中,具有中间价态元素的物质(单质或化合物)即可作氧化剂,又可做还原剂,例如Cl2,H2O2,Fe2+,H2SO3等既具有氧化性,又具有还原性。 (1)根据化学方程式判断氧化性、还原性的强弱 氧化性:氧化剂>氧化产物 还原性:还原剂>还原产物 (2)根据物质活动顺序判断氧化性、还原性的强弱 1金属活动顺序 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 原子还原性逐渐减弱,对应阳离子氧化性逐渐增强。 (金属还原性与溶液有关,如在稀盐酸,稀硫酸中Al比Cu活泼,但在浓硝酸中Cu比Al 活泼 2非金属活动顺序 F Cl Br I S 原子(或单质)氧化性逐渐减弱,对应阳离子还原性逐渐增强。 (3)根据反应条件判断氧化性和还原性的强弱 当不同的氧化剂作用于同一还原剂时,若氧化剂价态相同,可根据反应条件的高、低来进行判断,例如: 16HCl+2KMnO4=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2(1) 4HCl+MnO2=(加热)MnCl2+2H2O+Cl2(2) 4HCl+O2=(CuCl2,500摄氏度)2H2O+2Cl2(3) 上述三个反应中,还原剂都是浓盐酸,氧化产物都是Cl2,而氧化剂分别是KMnO4,MnO2,O2,(1)式中KMnO4常温下就可以把浓盐酸中的氯离子氧化成氯原子,(2)式中MnO2需要在加热条件下才能完成,(3)式中O2不仅需要加热,而且还需要CuCl2做催化剂才能完成,由此可以得出氧化性KMnO4>MnO2>O2

常见氧化剂和还原剂

氧化还原反应 一、内容概述 本周学习了氧化还原反应,重点介绍了:化学反应的分类,从得氧和失氧观、化合价升降观、电子转移观分析氧化还原反应,找出氧化还原反应的判断依据和氧化还原的本质;氧化还原反应有关概念,如氧化剂、还原剂、氧化性、还原性、氧化产物、还原产物等;氧化性和还原性强弱的判断方法、常见的氧化剂和还原剂、氧化还原反应的规律。 二、重难点知识剖析 (一)化学反应的分类 (二)元素的化合价 元素原子的最外电子层结构决定了原子间是按一定数目相互化合,元素的原子相互化合的数目叫这种元素的化合价。 1、单质中元素的化合价为0; 2、在化合物中金属元素的化合价全为正值,非金属元素的化合价一般既有负值又有正值; 3、在化合物中,各元素的正、负化合价的代数和为0; 如:原子团的化合价:NO3-、SO42-、SO32-、HSO3-(亚硫酸氢根)、CO32-、HCO3-、ClO3-(氯酸根)、NH4+(铵根)、MnO4-(高锰酸根)、PO43-(磷酸根)。 中心元素的化合价:

4、离子化合物中,元素的化合价与在生成它们的反应中原子得、失电子数目及离子的电荷数在数值上相等,如NaCl: 共价化合物中,元素的化合价与在生成它们的反应中共用电子对的偏向、偏离的对数在数值上相等。如HCl: 共用电子对偏向氯原子,氯元素化合价为-1价; 共用电子对偏离氢原子,氢元素化合价为+1价。 (三)氧化还原反应的特征与本质 1、比较 2、氧化反应与还原反应同时发生,既对立又统一,在反应中化合价上升和下降总数相等,得到电子和失去电子总数相等。 3、特征(或判断依据):元素的化合价是否发生变化。 4、本质:有电子转移(得失或偏移) 5、氧化还原反应与四种基本类型反应的关系为 置换反应全部属于氧化还原反应,复分解反应全部属于非氧化还原反应,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。 例:有下列反应

第九章 相转移催化反应

第九章相转移催化反应 1968年由STARKS提出,并于1971年在《美国化学会志》上发表有关论文后被公认。 相转移催化法是指,通过某种催化剂,引起或加速两种在不同相中的反应物进行反应的方法。 9.1问题的提出 在有机反映体系中经常出现有两相互不相溶的情况,两相的界面很小。 例1-BrC8H17 + NaCN 1-CN C8H17 + NaBr 1-溴壬烷不溶于水,而氰化钠是水溶性的,这是两种互不相溶的物质。有人曾做过这样的实验,将反应物加热至沸腾,并不断地搅拌,14天后,壬腈的含量仍然是0。 对于这种情况,有几种解决的方法:(A)在传统上使用高速搅拌(1000转/分以上);(B)加上共溶剂,使之变成均相。但着两种方法都不很理想。(A)速度到则能耗大,切易乳化,使产物不易分离;(B)耗溶剂,回收溶剂时同样需要消耗能量,而且手续麻烦。 那么能否找到一种物质可以使-CN进入有机相呢?有,而且还不少,这就是相转移催化剂,它本身在反应中不变,只是把-CN从水相转移到了油相,这种反应称相转移催化反应(Phase Transfer Catalyzed Reaction,PTC)。 搅拌1.8小时 1-BrC8H17 + NaCN 1-CN- C8H17 + NaBr Bu3P+(C16H33)Br-(三丁基十六烷基溴化磷) 反应结果,产率为99%。由此可见相转移催化的作用有多大。 9.2原理 我们将前面的季磷盐用Q+Br- 来表示。可以写出以下示意式: 水相:Q+Br- + NaCN Q+CN- + NaBr 界面 油相:Q Br + RCN 从此可以看出,在反映过程中,Q是没有消耗的。 此方法与共溶剂不同,在此同样是存在两相,催化剂用得很少,一般在5%

相转移催化在有机合成中的应用

相转移催化在有机合成中的应用 摘要:本文介绍了相转移催化的优点,相转移催化剂的种类以及在有机合成反应中的应用。主要介绍了相转移催化在亲核取代反应、亲核烃基化反应、烯烃与氢卤酸的加成反应、消去反应以及利用Hofmann重排制备异氰酸酯反应。 关键词:相转移催化,有机合成 Phase Transfer Catalysis in Organic Synthesis Abstract: This article describes the advantages of phase transfer catalysis, phase transfer of the type of catalyst, as well as in organic synthesis reactions. The phase transfer catalysis in nucleophilic substitution reactions, nucleophilic alkylation, the olefin and hydrohalic acid addition reaction, elimination reaction and the preparation of isocyanate-reactive using Hofmann rearrangement. Key words: Phase Transfer Catalysis, Organic Synthesis 1相转移催化简介 相转移催化作用是指一种催化剂能加速或者能使分别处于互不相溶的两种溶剂(液-液两相体系或固-液两相体系)中的物质发生反应。反应时,催化剂把一种实际参加反应的实体(如负离子)从一相转移到另一相中,以便使它与底物相遇而发生反应。相转移催化是20世纪六十年代后期出现的一项技术相转移催化的方法,不需要特殊的仪器设备,也不需要价格昂贵的无水溶剂或非质子溶剂。并且反应条件温和,操作简便,副反应少,选择性高,利用相转移催化,能使许多在一般条件下反应速度很慢或不能进行的反应,大大提高反应速度而顺利进行。相转移催化在烃基化、亲核取代、消大以及氧化还原等各种类型的有机反应中都有养广泛的应用。因此相转移催化力一法在科研和化工生产中越来越受到重视,应用范围不断扩大,在有机合成中显露出重大的重大的意义[1]。 2相转移催化的优点 (1)反应条件温和,不再需要昂贵的无水溶剂或非质子溶剂,可以用廉价、非毒性、能回收的溶剂。 (2)反应温度降低,减少能耗,节约能源。

教案氧化剂和还原剂

教案氧化剂和还原剂 氧化剂和还原剂 一、教学目标 知识目标 1.通过化学方程式的分析,使学生能以化合价的变化和电子转移的得失认识并建立起氧化剂和还原剂的概念 2.初步了解化合价与氧化剂、还原剂、氧化性、还原性之间的联系 3.了解常见的氧化剂和还原剂 能力目标 学会用化合价的变化来判断氧化剂和还原剂,能够判断氧化性和还原性的相对强弱情感目标 培养学生用辩证的对立统一的观点分析事物的意识

二、教学重点 1.掌握氧化剂和还原剂的概念 2.掌握氧化性和还原性的概念 三、教学难点 判断物质的氧化性和还原性的相对强弱从而来判断这种物质是氧化剂还是还原剂 四、教学过程 老师:同学们,在上新课之前我们先回顾一下上节课学的知识,在上节课中我们学习了氧化还原反应的概念,实质以及用双线桥法来表示一个氧化还原反应,现在我请一位同学回答一下什么是氧化还原反应?xx同学 学生:在反应过程中元素化合价发生变化的反应叫氧化还原反应 老师:请坐,回答的很好,氧化还原反应的实质也是上节课的重点,再请一位同学回答一下氧化还原反应的实质是什么? xx同学

学生:实质是电子的转移 老师:很好,请坐,看来同学们对上节课的内容都掌握了,下面我写几个反应大家判断一下哪些反应是氧化还原反应 CaCO3==CaO + CO2↑(1) Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑(2) Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 (3) Cl2+H2O=HClO+HCl (4) 老师:大家看一下哪几个反应是氧化还原反应 学生:2,3,4是氧化还原反应 老师:对,第1个反应中元素的化合价没有发生变化所以不是氧化还原反应我们把它擦掉,上节课我们学习了用双线桥法表示一个氧化还原反应,下面我们以锌和硫酸反应为例我们一起用双线桥表示一下。首先是标元素的化合价,Zn是0价,生成的ZnSO4中的Zn是+2

相转移催化技术原理及应用

相转移催化技术原理及应用 摘要:介绍了相转移催化技术的基本原理, 分别讨论了液一液相转移催化反应、固一液相转移催化反应和三相催化反应的特点。着重记述了近年来相转移催化技术在医药工业和化工中的应用进展。采用相转移催化技术具有操作简便、反应条件温和、收率高、质量好等优点, 对于工业生产进行工艺技术改进、降低生产成本, 具有重要现实意义。 关键词:相转移催化技术、原理、医药工业、化工、应用进展 相转移催化反应( 简称PTC 反应) 是20 世纪60 年代发展起来的一种异相反应的新理论和方法。它能使采用传统方法难以实现的异相反应顺利进行,能够加快反应速率,降低反应温度,改变反应的选择性,抑制副反应发生。同时相转移催化反应无需使用价格昂贵的无水溶剂或非质子溶剂,且对碱的要求低,可以使用碱金属、碱土金属氧化物的水溶液。因此该技术的研究和应用得到了迅速发展。现在,相转移催化技术已经应用到了化学合成的绝大多数领域,涉及到医药、农药、香料、造纸、化工、制革、高分子材料等重要领域[1 ]。 1、相转移催化反应的原理 相转移催化反应虽然涉及的各种类型化学反应很多, 但概括起来可分为三大类: 液一液相转移催化、固一液相转移催化和三相催化。 1.1 固一液相转移催化 在固-液相转移催化反应中,应用较多的络合剂主要有冠 醚、穴醚和聚乙二醇类等,其中工业上使用较多的为价格低廉的聚乙

二醇等两亲类化合物。聚乙二醇是一类大众化工产品,结构呈螺旋构象它的催化机理与冠醚等的催化机理相似,均为通过氧原子与金属阳离子络合,将活性阴离子带入有机相,从而达到相转移催化的目的。聚乙二醇的自动活动的链可以形成与冠醚类似的环,且不受孔穴大小的限制,因此是理想的冠醚取代物,得到了广泛的应用。 1.2 液一液相转移催化 液-液相转移催化反应是在一个互不混溶的两相系统中进行。其中一相( 一般为水相) 为碱或含起亲核试剂作用的盐类,另一相为有机相,其中含与上述盐类起反应的作用物。在加入相转移催化剂后,这些物质中的阳离子是亲油性的,既溶于水相也溶于油相。当在水相中碰到分布在其中的盐类时,水相中过剩的阴离子便与相转移催化剂中的阴离子进行交换。因此,通常的相转移催化反应过程至少包括两个步骤: 一种反应物从本相转移至另一相;转移的反应物与没有转移的反应物发生反应。在相转移催化剂机理中,亲核取代反应发生在有机相,并且是控制步骤。 1.3 三相催化 为了解决相转移催化剂回收难、价格高的问题,近年来发展了一种新的相转移催化法: 三相催化反应, 将相转移催化剂连接在聚合物载体上, 它是一种不溶水也不溶于有机相的固体高分子, 因此称为三相催化剂, 也称聚合物催化剂。此法的显要优势是催化剂可定量回收, 干燥后活性不受影响, 可重复使用, 因此该领域研究开发的时间不长, 但发展很快, 并积累了大量的理论和实践经验, 在选择和

高中化学氧化剂和还原剂

第3节氧化剂和还原剂 1氧化还原反应 1.元素化合价在化学反应中的变化 (1)化合价:化合价是认识氧化还原的前提与基础。 ①规则:①在化合物中,正负化合价的代数和为零;②单质中,元素的化合价为零。 ②本质: a化合价的正与负:失去电子或共用电子对偏离呈正价;得到电子或共用电子对偏向呈负价。 b化合价的数值:化合价的数值等于得、失电子(或共用电子对)的数目。 c化合价的变动:元素在氧化还原反应中,得到电子,化合价降低;失去电子,化合价升高。 ③有关规律: a金属元素一般没有负化合价,除零价外,只显正价,因为在反应中只能失去电子。 b非金属元素(除氧、氟外)在反应中既可得到电子,亦可失去电子,故既可呈正价,也能显负价。 c氧、氟的非金属性很强,在反应中一般不失去电子,故一般没有正化合价。 d显最高化合价的元素,在反应中只能得电子而不能失电子,故发生氧化还原反应化合价只能降低。相反,显最低化合价的元素,在反应中化合价只能升高。 (2)基本概念 ①氧化反应和还原反应:反应物所含元素化合价升高(或者说是物质失去电子)的反应称为氧化反应;反应物所含元素化合价降低(或者说是物质得到电子)的反应称为还原反应。 ②氧化还原反应:凡是反应过程中有元素化合价变化(或电子转移)的化学反应叫做氧化还原反应。 说明:氧化反应和还原反应是一对对立的反应,而又统一存在于一个反应中,不能分割,所以人们把这两种同时存在的一个化学反应叫做氧化还原反应。 【联想·发散】 四种基本反应类型和氧化还原反应的关系

2.氧化还原反应的实质 (1)研究表明,所有的氧化还原反应中都存在着电子的转移,电子的转移是氧化还原反应的实质。 说明:“转移”包含两方面内容:电子的得到、失去和电子的偏离、偏向。电子的偏离和偏向又统称电子的偏移。 (2)认识氧化还原反应概念的三个阶段: ①首先是从得到氧和失去氧的视角认识的。 ②接着是从元素的化合价升和降的视角去认识的。 ③最后是从元素原子电子的得到和失去的视角去认识的。 注意:第①种情况只适宜在初中阶段使用,因为它解决问题的范围太狭窄,只局限在有氧参与的反应。第②种情况没有反映出氧化还原反应产生的本质,只是氧化还原反应的一种表象,我们用来作为判断一个化学反应是否是氧化还原反应的工具。第③种情况才是氧化还原反应的本质。 2氧化剂和还原剂 1.基本概念 (3)氧化剂和还原剂:在氧化还原反应中,所含元素的化合价降低(或说得到电子)的反应物叫做氧化剂;而所含元素化合价升高(或说失去电子)的反应物,叫做还原剂。 (2)氧化产物和还原产物:还原剂失去电子被氧化所得的产物叫氧化产物;氧化剂得到电子被还原所得的产物叫还原产物。 【领悟·整合】 氧化还原反应的有关概念是互相独立,又互相依存的,其关系如下:

《氧化剂和还原剂》教学设计

《氧化剂和还原剂》教学设计 北京师范大学二附中全芙君 (一)指导思想与理论依据 V形图是一种帮助学生理解知识结构及形成知识过程的方法。简单地说就是针对关键问题,先做概念的准备,体现在科学探究活动中就是要查阅书刊及其他信息源,以便弄清楚什么是已经为人所知的东西。再次,科学探究活动中要设计调研方案,根据实验来检验已经为人所知的东西。最后要对记录进行更改形成知识,实际的科学探究活动就是要运用各种手段来搜集、分析和解读数据,并得出答案解释和预测。[1] V形启发图的形成能帮助学生理解实验室作业的意义,提出的关键问题能够激发学生尽最大努力思维,使他们既认识到形成知识是一个复杂的活动,又认识到他们能掌握这种形成知识的过程。[2] (二)教学背景分析 1.教学内容分析 本节课是人教版高中《化学Ⅰ(必修)》中第二章化学物质及其变化第三节氧化还原的第2课时内容。本章是连接义务教育阶段化学和高中化学的纽带和桥梁。 对于发展学生的科学素养,引导学生有效进行整个高中阶段的化学学习并奠定基础,具有非常重要的承前启后作用。本节内容要引导学生从新的角度更本质更特征地认识氧化还原反应。那么本课时内容氧化剂和还原剂的判断则显得尤为重要,它将贯穿整个高中部分元素化合物知识的学习。因此这节课的重心不是让学生知道哪些是常见的氧化剂,哪些是常见的还原剂,而是让学生自己通过已有经验和实验来判断,从而深化对氧化还原反应的认识,发现氧化剂、还原剂的判断规律及其运用。 2.学生情况分析 (1)知识基础 学生通过课时1的学习已经能从化合价变化的分类标准认识氧化还原反应,初步理解此类反应的本质是电子转移并能从该角度定义氧化剂和还原剂,初步了解氧化还原反应对人类社会的利弊。结合初中的知识,学生能说出一些氧化剂和还原剂,但不多也不成规律。 (2)实验技能基础 学生来自各个初中学校,实验的动手能力和探究能力参差不齐,但经过一个多月的前期学习,尤其是化学实验基本方法和离子反应两节实验课的教学后,学生的动手能力和实验设计思想有一定提高。 (三)本课教学目标设计 1. 基本目标 知识目标:对于简单的氧化还原反应,能够找出氧化剂和还原剂;能列举中学阶段常见的氧化剂和还原剂。 能力目标:学会用化合价来判断物质可能具有的氧化性和还原性;体会验证物质氧化性和还原性的实验设计思路。 情感目标:通过有关化学实验,初步学会运用以实验为基础的实证研究方法。激发探究欲望,体验科学探究过程。 2. 开放性目标

相转移催化剂

相转移催化剂 相转移催化剂(Phase transfer catalyst)简称PTC或PT,是20 世纪70 年代以来在有机合成中应用日趋广泛的一种新的合成技术。 1简介 在有机合成中常遇到非均相有机反应,这类反应的通常速度很慢,收率低,反应不完全的缺点。但如果用水溶性无机盐,用极性小的有机溶剂溶解有机物,并加入少量(0.05mol 以下)的季铵盐或季磷盐,反应则很容易进行,这类能促使提高反应速度并在两相间转移负离子的鎓盐,称为相转移催化剂。一般存在相转移催化的反应,都存在水溶液和有机溶剂两相,离子型反应物往往可溶于水相,不溶于有机相,而有机底物则可溶于有机溶剂之中。不存在相转移催化剂时,两相相互隔离,几个反应物无法接触,反应进行得很慢。相转移催化剂的存在,可以与水相中的离子所结合(通常情况),并利用自身对有机溶剂的亲和性,将水相中的反应物转移到有机相中,促使反应发生。 2催化机理 相转移催化反应一般属于两相反应,反应过程主要包括反应物从一相向另外一相的转移以及被转移物质与待转移物质发生化学反应。至今为止发展了多种不同的催化反应机理: 1.萃取机理 1971年,Starks就液-液相SN2亲核取代反应提出了著名的催化循环原理,奠定了相转移催化反应的理论基础。 以鎓盐相转移催化剂为例。鎓盐在水相及有机相均有一定的溶解度,按照溶解性不同分为以下两种循环模型: PTC在两相中分配,此时相转移是鎓盐把Y-从水相输送到有机相,然后鎓盐阳离子又把X-输送到水相 模型二中的相转移催化剂阳离子交换发生在界面上,PTC的作用是以离子对的形式反复萃取阴离子Y-进入有机相,不需要催化剂阳离子在两相中的转移 2.界面机理 3其他类型 三相相转移催化

相转移催化剂在有机化学中的应用

相转移催化剂在有机化学中的应用 摘要:在有机化学中,特别是有机合成中,经常会遇到非均相反应,比如说有机相与水相,液相与固相等。这类反应的缺点是速度慢、产率低。直到相转移催化剂的出现才解决了这一难题。它使非均相转化为均相反应,加快了反应速率,缓和反应条件,简化操作过程,提高了选择性,不论是实验室还是工业生产都得到广泛应用,得到人们越来越多的关注。本文简单介绍了相转移催化剂的种类及催化原理,重点介绍了各类相转移催化剂在有机化学中的应用,并介绍了相转移催化剂的新进展。 关键词:相转移催化剂;有机化学;应用 0前言 相转移催化剂可以使非均相转化为均相反应,加快了反应速率,缓和了反应条件,简化了操作过程,减少了副反应,从而提高了选择性,不论是实验室还是工业生产都很适用,受到人们越来越多的关注、研究和应用。随着相转移催化作用研究工作的不断深入,其应用日渐广泛。 1相转移催化剂的种类及催化机理 多数的相转移催化反应要求催化剂把阴离子转移到有机相中,除此之外,还有些催化剂是把阳离子或中性分子从一相中转移到另一相中,按此不同,赵地顺等人将催化剂分为以下几种:鎓盐类,如季铵盐等,它们发挥作用的是季鏻或季铵阳离子Q+,Q+离子和试剂阴离子Nu-络合成离子对Q+Nu-,并利用这些阳离子自身的亲油性将试剂阴离子带进有机相;包结物结构类的相转移催化剂,如环糊精、冠醚以及近年来发展的杯芳烃等,这类催化剂均含有分子内的空腔结构,通过与反应物分子形成氢键、范德华力等,从而形成包结物超分子结构并将客体分子带入另一相中释放,进而使两相中的反应得以发生;开链聚醚类相转移催化剂,如聚乙二醇及其醚类等,与冠醚、环糊精类相似,它们也可以与客体分子形成超分子结构,不同的是开链聚醚类是”柔性”的长链分子,可以折叠、弯曲成合适形状结构与大小不同的离子配合,从而应用更广泛;其他类,如反相相转移催化剂、三相催化剂、离子液体、杂多酸类等。相转移催化剂种类繁多,分类方法也是多种多样,其中以鎓盐类、包结物类、聚乙二醇类相转移催化剂为主。随着研究的不断深入,一些新型的相转移催化剂也随之出现,如吡啶及其衍生物、过渡金属配合物以及手性相转移催化剂等。 以季铵盐为例,说明相转移催化剂的催化机理。一个互不相溶的二相体系,其中一相为水相,含有亲核试剂的盐类M+Nu-,另一相为不溶于水的有机相,其中含有与上述盐类起反应的有机反应物RX。季铵盐Q+X-既可以溶于水相又可溶于油相,当它在水相中接触到分布在其中的盐类时,水相中过剩的阴离子Nu-便与催化剂中的阴离子进行交换,形成Q+Nu- 离子对。其交换过程如下: Q+X- + M+Nu- Q+Nu- + M+X-

《氧化剂和还原剂》教学设计

《氧化剂和还原剂》 太和二中刘东升 一.教学背景分析 (一)、教材分析:本节为高中化学必修一(鲁科技版)第二章第三节内容 1.知识脉络 本节教材主要介绍氧化还原反应的知识,从物质在化学反应中所起的作用的角度引出氧化剂和还原剂,以铁及其化合物为例,应用氧化还原反应的知识,研究物质的氧化性和还原性。教材从分析氧化还原反应中元素的化合价的升高和降低,直接定义了氧化剂和还原剂的概念;通过讨论物质所含元素化合价,可推断该物质的氧化性和还原性,并通过KMnO4与KI 反应进行验证;最后介绍常见的氧化剂和还原剂。 2.知识框架 1)、氧化还原反应对立统一关系的两条线: 反应物反应物性质实质元素(判断依据) 反应过程 还原剂→还原性→失e-→化合价升高→氧化反应 氧化剂→氧化性→得e- →化合价降低→还原反应 3.新教材的主要特点: 1)、新教材注意以生动的语言、严密的逻辑推理、严格把握教学的深广度,注意突出重点,分散难点,教材不要求补充氧化产物和还原产物的概念,不要求用“双线桥”法表示电子转移的方向和数目,不要求氧化还原反应方程式的配平。

2)、重视化学实验的作用。教材收集一些典型有效的实验来描述氧化还原反应等化学概念和原理,加强教学的直观性,例如,采用锌与硫酸铜溶液反应的实验,电流计指针的偏转有力说明氧化还原反应的实质。 3)、重视加强化学与社会的联系。教材介绍了氧化还原反应在工农业生产、科学技术和日常生活中的重要应用,同时辨证地介绍了氧化还原反应给人类带来的危害和 (二)学生情况分析 1.知识基础 学生通过初中的学习已经认识化学中常用的元素的化合价,在“氢气还原氧化铜”反应中了解了氧化反应和还原反应的定义,能从化合价变化的角度认识氧化还原反应的判断标准。也初步了解氧化反应对人类社会的利弊。结合初中的知识,学生能说出一些氧化剂和还原剂,但不多也不成规律。 (2)实验技能基础 学生来自各个初中学校,实验的动手能力参差不齐,但经过一个月的前期学习,尤其是研究物质性质的方法和程序及电解质中离子反应两部分内容的教学后,学生的动手能力和实验设计思想有一定提高。 因此本节采取的思路是:先让学生回顾已有知识从有无化合价变化的角度认识氧化还原反应→了解氧化剂、还原剂的概念→设计实验探究铁及其化合物的氧化性还原性→依据实验结论提升知识。 二.教学目标 (一)知识与技能目标 1、通过对一些化学反应的“交流·研讨”活动,使学生能从化合价变化和电子转移认识并建立氧化剂、还原剂的概念。初步了解化合价与氧化剂、还原剂关系的一般规律。

《 氧化剂和还原剂》教案(1)(1)

氧化剂和还原剂 [教学设计说明] 通过第一节“元素与物质的分类”的学习使学生能用化学的眼光看清这个物质的世界,第二节进一步学习这六类物质中最重要的三种“电解质:酸、碱、盐”并能书写离子方程式;酸、碱、盐之间大多是复分解反应(无化合价变化); 第三节研究氧化还原反应是根据反应物在化学反应中的表现(元素的化合价有变化)而将反应物分为氧化剂和还原剂,是研究物质性质的又一新角度,同时也为后面“化学反应的利用——原电池”奠定基础. 因此根据本节教材承上启下的作用而设计的教学思路是: (1)巩固和加强元素化合价知识,使学生充分感知化合价变化是“物质世界”相互转化中最普遍和最有利用价值的化学变化;同时也是对初中化学薄弱环节一个及时的补充和提高; (2)从新的角度归纳“物质的分类及其化学反应”的特点,使学生明确物质世界中两大类反应:“复分解反应”和“氧化还原反应”的本质区别,认识“物质世界”的复杂性(有无数变化)与简单性(只二大类反应)、个性(有电子转移、无电子转移)与共性(有新物质生成)的对立统一。 [教学目标] ● 知识目标: (1)通过对多个化学反应的分析、归纳,采取“概念形成”的方法使学生能从化合价的变化的角度认识并建立氧化还原反应的概念。 (2)通过实验事实和思考,初步理解氧化还原反应的本质是电子转移,并认清电子转移与化合价升降的相关关系。 (3)联系生活、生产实际,初步了解氧化还原反应对人类社会的利弊。 ● 能力目标: 1.培养学生由点及面的学习能力:通过氧气作为氧化剂的代表,一种典型物质的性质可以 代表一类物质的性质;这一学习方法在以后的同族元素性质的学习中要得到广泛的应用,日常生活中“窥一斑而知全貌”是一种重要的学习策略。 2.培养学生利用实验的探究能力:化合价的变化是氧化还原反应的外在特征与表现,其内在的本质原因应通过实验来探究分析,在实验中电流计指针的偏转可以有力的证明电子的转移是反应内在的原因。 3.培养学生课堂学习的自我总结能力:学生语言表达能力差是一种普遍的现象,课堂的最后让五名学生分别充当氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物、氧化还原反应来上台自我表述与总结,是本节课设计的一个亮点,生生互动的参与达到最佳学习效果。

氧化剂和还原剂

第二章化学物质及其变化 第三节氧化还原反应(第2课时) 学习目标:1. 认识氧化剂、还原剂、氧化性、还原性等基本概念。 2.能够正确表示氧化还原反应中电子转移的方向和数目。 3.理解氧化还原反应得失电子守恒。 学习重点:氧化还原反应得失电子守恒。 学习难点:氧化还原反应得失电子守恒。 一、氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物 分析该反应中元素化合价的变化和得失电子情况 1.氧化剂和还原剂 氧化剂:在反应中得到电子(或电子对偏向)的物质,表现氧化性,发生还原反应。 还原剂:在反应中失去电子(或电子对偏离)的物质,表现还原性,发生氧化反应。 2.氧化产物和还原产物 氧化产物:反应物中的某元素发生氧化反应所对应的生成物。 还原产物:反应物中的某元素发生还原反应所对应的生成物。 总结: (1)氧化还原反应知识结构图示 (2)口诀:升---失---氧---还 降---得---还---氧 【典例精析1】 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 氧化剂是____________,还原剂是____________;被氧化的元素是__________,被还原的元素是__________。答案:KMnO4KMnO4KMnO4中的氧元素KMnO4中的锰元素

二、氧化还原反应电子转移的表示方法 (1)双线桥法:表示的是反应前后同一元素由反应物转化为生成物时电子转移的结果。 双线桥法分析氧化还原反应的步骤: ①标出反应前后有化合价变化的元素的化合价; ②在反应物到生成物之间画一个线桥,箭头出发和指向的是有化合价变化的同一种元素; ③分析化合价的变化,找出反应中得失电子的总数(有价态变化的元素的一个原子转移的电子数×发生价态变化的原子个数); ④将转移的电子数标在线桥上,并注明得失。 (2)单线桥法:表示的是反应前后不同元素原子的电子转移情况。 单线桥法分析氧化还原反应的步骤: ①标出反应前后有化合价变化的元素的化合价; ②用线桥将反应物中失电子的元素和得电子的元素连接起来,箭尾指向失电子的元素,箭头指向得电子的元素。注意:线桥只在反应物中,不跨越“===”与生成物相连。 ③在线桥上注明电子转移的数目。注意:只写数目,不标得失。 即 总结:氧化还原反应中得失电子守恒。 典型例题2 在下列化学方程式中分别用双线桥和单线桥表示电子得失情况。 (1)2H2S+SO2===3S↓+2H2O (2)KClO3 + 6HCl === KCl + 3Cl2+3H2O (3)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 三、常见氧化剂和还原剂

相转移催化剂的研究进展

相转移催化剂的研究进展 谭学敏 20081658 (西南科技大学材料科学与工程学院应化0802 绵阳 621010) 【摘要】介绍了相转移催化剂的概念及在有机合成中的应用,并对其前景进行了展望。 【关键词】相转移催化剂应用前景 Research progress of Phase transfer catalyst TanXuemin 20081658 (SWUST SMSE applied chemistry0802 mianyang 621010) 【Ab stract】Introduces the concept of the phase transfer catalyst and its application in Organic synthesis, and the prospect is predicted. 【Keywords】Phase transfer catalyst application prospect 相转移催化(Phase transfer),简称PT,是20世纪70年代以来在有机合成中应用日趋广泛的一种新的合成技术。在有机合成中常遇到非均相有机反应,这类反应的通常速度很慢,收率低。但如果用水溶性无机盐,用极性小的有机溶剂溶解有机物,并加入少量(0.05mol以下)的季铵盐或季磷盐,反应则很容易进行,这类能促使提高反应速度并在两相间转移负离子的鎓盐,称为相转移催化剂[1]。一般存在相转移催化的反应,都存在水溶液和有机溶剂两相,离子型反应物往往可溶于水相,不溶于有机相,而有机底物则可溶于有机溶剂之中。不存在相转移催化剂时,两相相互隔离,几个反应物无法接触,反应进行得很慢。相转移催化剂的存在,可以与水相中的离子所结合(通常情况),并利用自身对有机溶剂的亲和性,将水相中的反应物转移到有机相中,促使反应发生。 1.相转移催化剂的概述 许多有机合成反应在均相条件下容易进行,而在非均相条件下不易进行,或者存在反应速率慢,效果差,反应不完全的特点。如1-溴正辛烷与氰化钠水溶液所组成的这类互不相容的有机-水两相体系[2] 该反应在103℃下反应3h,收率仅为2.3%。 但是如果加入相转移催化剂(PTC)后[3]

专项四常见的氧化剂还原剂

专项四常见的氧化剂还原剂 知识点: 1、常见的氧化剂: ①活泼的非金属单质: ②高价金属阳离子: ③高价态或较高价态化合物: ④其他 2、常见还原剂: ①活泼和较活泼的金属: ②某些非金属单质: ③低价金属阳离子: ④非金属阴离子: ⑤较低价化合物: 强化训练 1、CaH2和H2O反应生成H2和Ca(OH)2,反应中1 mol CaH2〔〕 A、失去1 mol电子 B、得到1 mol电子 C、失去2 mol电子 D、没有电子得失 2、实验室制取少量N2常利用的反应是NaNO2 + NH4Cl = NaCl + N2 ↑+ 2H2O,关于该反应的说法正确的选项是〔〕 A. NaNO2是氧化剂 B. 生成1mol N2时转移的电子数为6mol C. NH4Cl中的N元素被还原 D. N2既是氧化剂又是还原剂 3、水热法制备纳米颗粒Y〔化合物〕的反应为3Fe2+ + 2S2O32-+ O2 + aOH-== Y+S4O62-+2H2O,以下说法中,不正确的选项是〔〕 A、a=4 B、Y的化学式为Fe2O3

C、S2O32-是还原剂 D、每有1 mol O2参加反应,转移的电子总数为4 mol 4、Cl2是纺织工业中常用的漂白剂,Na2S2O3可作为漂白布匹后的〝脱氯剂〞。S2O32-和Cl2反应的产物之一为SO42-。以下说法中,不正确的选项是〔〕 A、该反应中氧化剂是Cl2 B、根据该反应可判断还原性:S2O32-> Cl- C、上述反应中,每生成l mol SO42-,转移4 mol电子 D、SO2与氯气的漂白原理相同,所以也可以用SO2做纺织工业的漂白剂 5、做实验时不小心粘了一些高锰酸钾,皮肤上的黑斑很久才能消除,如果用草酸稀溶液洗涤马上可以复原,其离子方程式为:MnO4—+C2O42—+H+→CO2↑+Mn2++。关于此反应的表达正确的选项是〔〕 A、该反应的还原剂是C2O42— B、该反应右边方框内的产物是OH— C、该反应电子转移总数是5e- D、配平该反应后,H+的系数是8 6、将M 摩的Cu2S 跟足量稀HNO3反应,生成Cu(NO3)2、H2SO4、NO、H2O,那么参加反应的硝酸中被还原的硝酸的物质的量是〔〕 A、4M mol B、10M mol C、10 M /3 mol D、2 M /3 mo l 7、镁锰干电池的电化学反应式为:Mg+2MnO2+H2O Mg(OH)2+ Mn2O3。以下说法不正确是〔〕 A、镁为负极,发生氧化反应 B、可以选择碱性溶液作为电解质 C、反应后正极和负极附近溶液pH均升高 D、正极电极反应:2MnO2+H2O+2e-= Mn2O3 +2OH-

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