高中化学必修2精讲与练习.doc

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1、1高中化学必修高中化学必修 2 精讲与练习精讲与练习第一讲: 物质结构 元素周期表 教学重点:巩固学习原子结构和性质的关系巩固学习元素周期表的结构 1. 原子结构 原子的组成 (一个图)核电荷数(Z) = 核内质子数(Z) = 核外电子数 = 原子序数 质量数(A)= 质子数(Z) 中子数(N) 阴离子的核外电子数 = 质子数 电荷数() 阳离子的核外电子数 = 质子数 电荷数() (五个数) 区别概念:元素、核素、同位素 (三个素) 元素:具有相同核电荷数(即质子数)的同一类原子的总称 核素:具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子 同位素:质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子的互

2、称; 也就是说同一元素的不同核素之间互称为同位素。 小提示:两同(同质子数、同一元素) 两不同(中子数不同、原子不同) 元素的相对原子质量(两个量了解) 同位素的相对原子质量:该同位素质量与 12C 质量的 1/12 的比值。 元素的相对原子质量等于各种同位素相对原子质量与它们在元素中原子所占百分数 (丰度)乘积之和。即:元素的相对原子质量 Ar = Ar1a% Ar2b% 核外电子的电子排布(了解) 核外电子运动状态的描述 电子云(运动特征):电子在原子核外空间的一定范围内高速、无规则的运动,不能测定 或计算出它在任何一个时刻所处的位置和速度,但是电子在核外空间一定范围内出现的几 率(机会)

3、有一定的规律,可以形象地看成带负电荷的云雾笼罩在原子核周围,我们把它 称为电子云。 电子层:在多个电子的原子里,根据电子能量的差异和通常运动的区域离核远近不同,把 电子分成不同的能级,称之为电子层。电子能量越高,离核越远,电子层数也越大。 电子层符号KLMNOPQ电子层序数 n1234567离核远近近 远能量高低低 高 原子核外电子排布规律每一层电子数最多不超过 2n2 ; 最外层电子数最多不超过 8 个,次外层电子数最多不超过 18 个,倒数第三层不超过 32 个;核外电子总是先占有能量最低的电子层,当能量最低的电子层排满后,电子才依次进入能原 子核外电子 e = Z 原子核质子 Z 中子

4、N(AZ)2量较高的电子层。 原子结构示意图的书写 Na Cl (一个图)2. 元素周期表 (四周期) 元素周期表H 1.008元素周期表He 4.003Li 6.941Be 9.012B 10.81C 12.01N 14.01O 16.00F 19.00Ne 20.18Na 22.99Mg 24.31Al 26.98Si 28.09P 30.97S 32.07Cl 35.45Ar 39.95K 39.10Ca 40.08Sc 44.96Ti 47.88V 50.94Cr 52.00Mn 54.94Fe 55.85Co 58.93Ni 58.69Cu 63.55Zn 63.39Ga 69.72

5、Ge 72.61As 74.92Se 78.96Br 79.90Kr 83.80Rb 85.47Sr 87.62Y 88.91Zr 91.22Nb 92.91Mo 95.94Tc 98Ru 101.1Rh 102.9Pd 106.4Ag 107.9Cd 112.4In 114.8Sn 118.7Sb 121.8Te 127.6I 126.9Xe 131.3Cs 132.9Ba 137.3La-LuHf 178.5Ta 180.9W 183.8Re 186.2Os 190.2Ir 192.2Pt 195.1Au 197.0Hg 200.6Tl 204.4Pb 207.2Bi 209.0Po 21

6、0At 210Rn 222Fr 223Ra 226Ac-La氢 氦 锂 铍 硼 碳 氮 氧 氟 氖; 钠 镁 铝 硅 磷 硫 氯 氩; 钾 钙; 钪 钛 钒 铬 锰; 铁 钴 镍 铜 锌; 元素周期表的结构分解 周期名称周期别名元素总数规律3第 1 周期2 第 2 周期8 第 3 周期短周期 8 第 4 周期18 第 5 周期18 第 6 周期长周期 32具有相同的电子层 数而又按原子序数 递增的顺序排列的 一个横行叫周期。7 个横行 7 个周期第 7 周期不完全周期26(目前)电子层数 = 周期数(第 7 周期排满是第 118 号元 素)族名类名核外最外层电子数规律第A 族H 和碱金属1 第

7、A 族碱土金属2 第A 族3第A 族碳族元素4 第A 族氮族元素5 第A 族氧族元素6 第A 族卤族元素7主族0 族稀有气体2 或 8主族数 = 最外层电 子数周期表中有 18 个 纵行,第 8、9、10 三个纵 行为第族外,其 余 15 个纵行,每 个纵行标为一族。 7 个主族 7 个副族 0 族 第族副 族第B 族、第B 族、第B 族、第B 族、 第B 族、第B 族、第B 族、第族小提示:本节重点知识可利用 小口诀:“一二三四五” 来记 本讲例题精讲: 【例题剖析】 【例 1】 X、Y、Z 三种元素的原子具有相同的电子层数,而 Y 的核电荷数比 X 大 2,Z 的核电荷数比 Y 多 4,1

8、 mol X 单质跟足量的酸起反应能置换出 1g 氢气,这时 X 转为与氖 原子相同电子层结构的离子,根据上述条件,试回答:(1)X、Y、Z 的元素符号依次为 、 、 。 (2)X、Y 最高价氧化物对应水化物跟 Z 的气态氢化物的水溶液反应的离子方程式分别为 , 。【解析】本题确定 X 是关键,定量关系:2XH2 不要找错。离子反应方程式写好 之后,要注意检查两个守恒:质量守恒、电荷守恒。 答案:(1)Na A1 C1 (2)OH_ +H+ = H2O A1(OH)3 + 3H+ = A13+ + 3H2O 【例 2】有关35 17C粒子,回答下列问题:(1)所含质子数;中子数,电子数;质量数

9、。 (2)该粒子的结构示意图;电子式。(3)它与35 17C、37 17C之间的关系是。4(4)它与35 17C的半径大小的关系是。(5)已知 Cl 元素的相对原子质量为 35.5,可知35 17C、37 17C原子在自然界的原子质量分数之比为。【解析】 (1)17 18(3)它与35 17C是同种原子;与37 17互为同位素(4) 35 17C的半径大于35 17C的原子半径 (5)31师:学习原子的结构时,要注意,并非所有的原子核内都有中子,如1 1H 原子核中就无中子;同一种元素的同位素只与核内中子数有关,而与核外电子数无关。如35 17C与35 17C是同位素的关系,而35 17C与3

10、7 17C也是同位素关系。第二讲:元素周期律 教学重点:巩固学习元素周期律的相关知识巩固化学键的相关知识 3. 元素周期律 定义:元素的性质随着元素原子序数递增而呈现周期性变化的规律叫元素周期律。 实质:元素性质的周期性变化是元素原子核外电子数排布的周期性变化的必然结果。这 就是元素周期律的实质。 内容 随着原子序数递增,元素原子核外电子层排布呈现周期性变化; 元素原子半径呈现周 期性变化; 元素化合价呈现周期性变化; 元素原子得失电子能力呈现周期性变化; 即元素的金属性和非金属性呈现周期性变化。 元素周期表中元素性质的递变规律 (顺时针记) 同 周 期(从左到右)同 主 族(从下到上) 原子

11、半径逐渐减小逐渐减小电子层排布电子层数相同 最外层电子数递增电子层数递增 最外层电子数相同 失电子能力逐渐减弱逐渐减弱 得电子能力逐渐增强逐渐增强 金属性逐渐减弱逐渐减弱 非金属性逐渐增强逐渐增强 主要化合价最高正价(1 7) 非金属负价 = (8族序数)最高正价 = 族序数 非金属负价 = (8族序数)5最高氧化物的酸性酸性逐渐增强酸性逐渐增强 对应水化物的碱性碱性逐渐减弱碱性逐渐减弱非金属气态氢化物 的形成难易、稳定 性形成由难 易 稳定性逐渐增强形成由难 易 稳定性逐渐增强 几个规律: 金属性强弱: 单质与水或非氧化性酸反应难易; 单质的还原性(或离子的氧化性) ; M(OH)n 的碱性

12、; 金属单质间的置换反应; 原电池中正负极判断,金属腐蚀难易; 非金属性强弱: 与氢气反应生成气态氢化物难易; 单质的氧化性(或离子的还原性) ; 最高价氧化物的水化物(HnROm)的酸性强弱; 非金属单质间的置换反应。 离子半径比较三规律: 阴离子与同周期稀有气体电子层结构相同;阳离子与上周期稀有气体电子层结构相同。 非金属元素的原子半径 其相应的阴离子半径; 金属元素的原子半径 其相应的阳离子半径; 具有相同电子层结构的阴阳离子,随着元素原子序数的递增,离子半径逐渐减少 元素化合价规律 最高正价 = 最外层电子数,非金属的负化合价 = 最外层电子数8,最高正价数和负 化合价绝对值之和为 8

13、;其代数和分别为:0、2、4、6。 化合物中一般氟元素(-1) 、氧元素只有负价(-2) ,但 HFO(次氟酸)中 O 为 0 价;金属 元素只有正价; 化合价与最外层电子数的奇、偶关系:最外层电子数为奇数的元素,其化合价通常为奇数, 如 Cl 的化合价有+1、+3、+5、+7 和-1 价。最外层电子数为偶数的元素,其化合价通常为 偶数,如 S 的化合价有-2、+4、+6 价。 周期表中特殊位置的元素 族序数等于周期数的元素:H、Be、Al; 族序数等于周期数 2 倍的元素:C、S; 族序数等于周期数 3 倍的元素:O; 周期数是族序数 2 倍的元素:Li; 周期数是族序数 3 倍的元素是:N

14、a; 最高正价不等于族序数的元素是:O、F。 元素性质、存在、用途的特殊性 形成化合物种类最多的元素,或气态氢化物中氢的质量分数最大的元素:C; 空气中含量最多的元素,或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素:N; 常温下呈液态的非金属单质元素是:Br; 最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应,又能与强碱反应的元素是:Be、Al; 元素的气态氢化物和它的最高价氧化物的水化物起化合反应的元素是:N;, 元素的气态氢化物和它的最高价氧化物的水化物起氧化还原反应的元素是:S;6元素的气态氢化物能和它的氧化物在常温下反应生成该元素单质的元素是:S。 4. 化学键 定义:在原子结合成分子时,相邻的原子之间强烈的相

15、互作用,叫化学键。 分类 离子键与共价键的比较 离子键共价键 概念阴、阳离子间通过静电作用所形成 的化学键原子间通过共用电子对(电子云重叠)所形 成的化学键 成键微粒离子(存在阴阳离子间和离子晶体 内)原子(存在分子内、原子间、原子晶体内)作用本质阴、阳离子间的静电作用(包括吸 引+排斥)共用电子对(电子云重叠)对两原子核产生 的电性作用 形成条件活泼金属和活泼非金属化合时形成 离子键非金属元素形成的单质或化合物形成共价键决定键能 大小因素离子电荷数越大,键能越大; 离子半径越小,键能越大原子半径越小,键能越大;键长越短, 键能越大 影响性质离子化合物的熔沸点、硬度等分子的稳定性,原子晶体的熔

16、沸点、硬度等 实例 极性共价键与非极性共价键的比较 共价键极性共价键非极性共价键 定义不同元素的原子形成的共价键, 共用电子对(电子云重叠)发 生偏移的共价键同种元素的原子形成共价键,共用 电子对(电子云重叠)不发生偏移原子吸引电子 能力不相同相同成键原子电性显电性电中性 影响性质极性分子或非极性分子非极性分子 实例HClHH 、ClCl 电子式的书写 电子式是用来表示原子或离子最外层电子结构的式子。原子的电子式是在元素符号的周围 画小黑点(或)表示原子的最外层电子。离子的电子式:阳离子的电子式一般用它的离子符号表示;在阴离子或原子团外加方括弧, 并在方括弧的右上角标出离子所带电荷的电性和电量

17、。 分子或共价化合物电子式,正确标出共用电子对数目。7离子化合价电子式,阳离子的外层电子不再标出,只在元素符号右上角标出正电荷,而阴 离子则要标出外层电子,并加上方括号,在右上角标出负电荷。阴离子电荷总数与阳离子 电荷总数相等,因为化合物本身是电中性的。用电子式表示单质分子或共价化合物的形成过程用电子式表示离子化合物的形成过程 结构式:用一根短线来表示一对共用电子(应用于共价键) 。金属键与范德华力、氢键(了解)存在范围作用 本质作用 强弱决定键能大小因素影响性质金属键金属阳离子和自 由电子之间及金 属晶体内静电 作用强离子电荷数越大,键 能越大;离子半径越 小,键能越大金属晶体的 熔沸点、硬

18、 度等范德华 力分子间和分子晶 体内电性 引力弱结构相似的分子,其式 量越大,分子间作用力 越大。分子晶体的 熔沸点、硬 度等8氢键分子间和分子晶 体内电性 引力弱 (稍 强)分子晶体的 熔沸点 化学反应的实质: 一个化学反应的过程,本质上就是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程。 2. 离子键、共价键与离子化合物、共价化合物的关系 化学键的种类实例 无化学键稀有气体分子(单原子分子)He、Ne非金属单 质非极性共价键O=O、ClCl、HH(均为非极性分子)共价化合 物只有共价键 ()特例:AlCl3极性分子:非极性分子:只有离子键、 离子键、极性 共价键 离子键、非极 性共价键离 子 化 合

19、物离子键、极性 共价键、配位 键本讲例题精讲:【例 2】 甲、乙两种非金属:甲比乙容易与 H2 化合;甲原子能与乙阴离子发生氧化 还原反应;甲的最高价氧化物对应的水化物酸性比乙的最高价氧化物对应水化物酸性强; 与某金属反应时甲原子得电子数目比乙的多;甲的单质熔沸点比乙的低能说明甲比 乙的非金属性强的是 ( )A只有 B只有 C D【精讲】元素非金属性得强弱判断是重要得知识点,其判断得标准很多:与 H2 化合得难 易程度;气态氢化物得稳定性;含氧酸的酸性强弱。得到电子的难易程度等。 答案: C。【例 3】下列说法正确的是 A碱金属单质的熔点随原子序数的增大而降低 B砹位于第七周期第 VIIA 族

20、,其氢化物的稳定性大于氯化氢 C硒的最高价氧化物对应水化物的酸性比硫酸强 D第二周期非金属元素的气态氢化物溶于水后,水溶液均为酸性 9【例 4】 运用元素周期律分析下面的推断,其中错误的是 A铍(Be)的氧化物的水化物可能具有两性B砹(At)为白色固体,HAt 不稳定,AgAt 感光性很强C硫酸锶(SrSO4)是难溶于水的白色固体D硒化氢(H2Se)是无色、有毒,比 H2S 稳定的气体【精讲】元素周期律是高考的重点。解题时要充分利用同周期、同主族元素的性质变化 规律。A 正确,因为, 铍的性质类似于铝,氧化物可能有两性。C 正确,Sr 是第A 族元 素,其性质类似于 Ca、Ba,SrSO4 与

21、 BaSO4 相似,难溶于水,B 中砹为有色固体,D 中 硒化氢不如 H2S 稳定。 【答案】 BD。【基础知识练习】 1原计划实现全球卫星通讯需发射 77 颗卫星,这与铱(Ir元素的原子核外电子数恰好相 等,因此称为“铱星计划”。已知铱的一种同位素是 19177Ir,则其核内的中子数是 A.77 B.286 C.191 D.1142. Se 是人体必需微量元素,下列关于说法正确的是A互为同素异形体 B互为同位素C分别含有 44 和 46 个质子 D都含有 34 个中子3. 下列分子中,电子总数最少的是 A. H2S B. O2 C. CO D. NO 4. 某些建筑材料中含有氡(Rn),氡是

22、放射性元素。 222Rn、219Rn、220Rn 分别来自镭、 锕、钍,因而分别称为镭射气、锕射气和钍射气。下列有关氡的说法,正确的是A. 氡是双原子分子 B. 氡气因其化学性质活泼而对人体有害C. 氡气因其具有放射性而对人体有害 D. 222Rn、219Rn、220Rn 是三种同素异形体 5. 同温同压下,等容积的两个密闭集气瓶中分别充满 12C18O 和 14N2 两种气体。关于这 两个容器中气体的说法正确的是 A. 质子数相等,质量不等 B. 分子数和质量都不相等 C. 分子数、质量均相等 D. 原子数、中子数和质量数均相等 6. 已知元素 A 的氢化物分子式为 H2A,其最高价氧化物含

23、氧 60%,则 A 元素的相对原子 质量为 A. 16g B. 32g C. 16 D. 32 7. 甲、乙是周期表中同一主族的两种元素,若甲的原子序数为 x,则乙的原子序数不可能 是 A. x2 B. x4 C. x8 D. x18 8下列微粒的结构示意图中,表示氟离子的是9. X 元素的阳离子和 Y 元素的阴离子具有与氩原子相同的电子层结构,下列叙述正确的是 A. X 的原子序数比 Y 的小 B. X 原子的最外层电子数比 Y 的大10C. X 的原子半径比 Y 的小 D. X 元素的最高正价比 Y 的小 10. X、Y、Z 为短周期元素,这些元素原子的最外层电子数分别为 1、4、6,则由

24、这 3 种 元素组成的化合物的化学式不可能是 A. XYZ B. X2YZ C. X2YZ2 D. X2YZ3 11. 美国劳仑斯国家实验室曾在 1999 年宣布用 86Kr 离子轰击 208Pb 靶得到 118 号元素的 一种原子,其质量数为 293。其后,反复实验均未能重现 118 号元素的信号,因此该实验 室在 2001 年 8 月宣布收回该论文。但是科学家们相信,完成的第七周期包含的元素数目与 第六周期相同。若 118 号元素将来被确认,则下列预测合理的是 A. 它的中子数是 118 B. 它是第八周期元素 C. 它是活泼的金属元素 D. 它的最外层电子数是 8 12. 已知碳有三种常

25、见的同位素:12C、13C、14C,氧也有三种同位素: 16O、17O、18O,由这六种微粒构成的二氧化碳分子中,其相对分子质量最多有 A.18 种 B.6 种 C.7 种 D.12 种 13.下列各组中的三种微粒,所含质子数与电子数都相等的是 A. Na+、 Mg2+、 Al3+ B. HCl、H2S、 Ar C. H2O、OH-、 Na+ D. NH4+、 Na+、F- 14.某元素 R 的核内含有 N 个中子,R 的质量数为 A,在其与氢化合时,R 呈-n 价,则 WgR 的气态氢化物中所含电子的物质的量为A. molmNnWA)(B. molnNnAW)(C. molnNAnAW)(D

26、. molnANnAW)(15A、B、C 均为周期表中的短周期的元素,它们在周期表的位置如下图。已知 B、C 两 元素在周期表中族数之和是 A 元素族数的倍;B、C 元素的原子序数之和是 A 元素的原 子序数的倍,则 A、B、C 所在的一组是 ABe、Na、Al BB、Mg、Si CO、P、Cl DC、Al、P 16. 关于主族元素的叙述,不正确的是 A. 主族序数等于元素原子的最外层电子数 B. 元素的最高正价等于原子最外层电子数 C. 最低负价数的绝对值等于原子最外层达稳定结构时所需电子数 D. 都既有正化合价,又有负化合价 1711g 2H218O 所含的中子的物质的量为 A4.5mol

27、 B5mol C5.5mol D6mol 18. 下列元素的原子半径最大的是 A. 氮 B. 磷 C. 氧 D. 硫 19下列单质中,最容易跟氢气发生反应的是 AO2 BN2 CF2 D. Cl2 20. 下列物质中酸性最强的是 A. H3PO4 B. HNO3 C. H2CO3 D. H3BO3 21X、Y、Z 为短周期元素,X 原子最外层只有一个电子,Y 原子的最外层电子数比内层 电子总数少 4,Z 的最外层电子数是内层电子总数的 3 倍。下列有关叙述正确的是11AX 肯定为碱金属元素 B稳定性:Y 的氢化物Z 的氢化物 CX、Y 两元素形成的固体化合物一定为离子晶体 DY、Z 两元素形成

28、的化合物熔点较低 22. 已知短周期元素的离子,aA2、bB、cC3、dD都具有相同的电子层结构,则下 列叙述正确的是 A. 原子半径 A BC D B.原子序数 A BC D C. 离子半径 CDBA D. 单质的还原性 ABDC 23. 下列元素中化学性质最活泼的是 A. 硅 B. 磷 C. 硫 D. 氯 24. 下列说法错误的是 A. 原子及其离子核外电子层数等于该元素所在的周期数 B. 元素周期表中从B 族到B 族 10 个纵行的元素都是金属元素 C. 除氦外的稀有气体原子的最外层电子数都是 8 D. 同一元素的各种同位素的物理性质、化学性质均相同 25. 已知(Be)的原子序数为 4

29、。下列对铍及其化合物的叙述中,正确的是 A. 铍的原子半径大于硼的原子半径 B. 氯化铍分子中铍原子的最外层电子数是 8 C. 氢氧化铍的碱性比氢氧化钙的弱 D. 单质铍跟冷水反应产物为氢气 26. 下列关于原子的几种描述中,不正确的是 A. 18O 与 19F 具有相同的中子数 B. 16O 与 17O 具有相同的电子数 C. 12C 与 13C 具有相同的质量数 D. 15N 与 14N 具有相同的质子数 27某元素的原子核外有三个电子层,其最外层电子数是次外层电子数的一半,则此元素 是 A S B CCSiD Cl 28.主族元素 R 最高正价氧化物对应水化物的化学式为 HRO3,则其氢

30、化物的化学式是 A.HR B.RH3 C.H2R D.RH3 29.同周期 X,Y,Z 三元素,其最高价氧化物的酸性由弱到强的顺序是: H3ZO4YZ B. 非金属性:XYZ C. 阴离子的还原性按 X,Y,Z 的顺序由强到弱 D. 气态氢化物的稳定性按 X,Y,Z 的顺序由弱到强 DP、S、Cl 最高正价依次降低。 30. 下列物质中,含有非极性键的离子化合物是 A. CaCl2 B. Ba(OH)2 C. H2O2 D. Na2O2 31下列化合物中,只存在离子键的是 A. NaOH B. CO2 C. NaCl D. HCl 32. 下列分子中所有原子都能满足最外层为 8 电子结构的是

31、A. BF3 B. H2O C. SiCl4 D. PCl5 33. 下列各组物质中,化学键类型都相同的是 A. HCl 与 NaOH B. H2S 与 MgS C. H2O 和 CO2 D. H2SO4 和 NaNO3 34. 能证明氯化氢是共价化合物的现象是 A. 氯化氢极易溶于水 B液态氯化氢不能导电C氯化氢在水溶液中是完全电离的 D氯化氢是无色气体且有味 1235. 下列物质中,属于同素异形体的是 A. O2 和 O3 B. CO 和 CO2 C. 12C 和 13C D. CH4 和 C2H6 36通常情况下极易溶于水的气体是 A. CH4 B. O2 C. HCl D. Cl2 3

32、7. 下列过程中共价键被破坏的是 A. 碘升华 B. 溴蒸气被木炭吸附 C. 酒精溶于水 D. HCl 气体溶于水 38. 下列电子式书写错误的是39. 下列物质的电子式 书写错误的是 A. 次氯酸 B. 过氧化氢 C. 氨基 D. 二氧化碳40. 下列叙述正确的是 A. P4 和 NO2 都是共价化合物 B. CCl4 和 NH3 都是以极性键结合的极 性分子 C. 在 CaO 和 SiO2 晶体中都不存在单个小分子 D. 甲烷是对称平面结构,是非极性分 子 41.下列物质的电子式书写正确的是( )参考答案:1-5 DBCCA 6-10 DBADD 11-15 DCBCC16-20 DDBC

33、B 21-25 DCD AD AC 26-30 CCBBD31-35 CCCBA 36-41 CDC AC CC 课前复习: 第 1-2 讲的主体知识点: 一、原子结构:13二、元素周期表和元素周期律:三、化学键14第三讲 化学反应与能量 教学重点:化学反应中化学键与能量变化的关系及化学能与热能的关系原电池中的氧化还原反应及常用电池的化学反应。 1. 化学能-热能 化学反应过程中存在能量变化 任何化学反应除遵循质量守恒外,同样也遵循能量守恒。反应物与生成物的能量差若以热 量形式表现即为放热反应或吸热反应(E 反:反应物具有的能量;E 生:生成物具有的能量): 化学变化中能量变化的本质原因化学反

34、应吸收能量或放出能量的决定因素:实质:一个化学反应是吸收能量还是放出能量,决定于反应物的总能量与生成物的总能量 的相对大小。 放热反应和吸热反应 放热反应吸热反应 表现形式H0 或H 为“”H0 或H 为“+” 能量变化生成物释放的总能量大于 反应物吸收的总能量生成物释放的总能量小于 反应物吸收的总能量 键能变化生成物总键能大于反应物总键能生成物总键能小于反应物总键能 联系键能越大,物质能量越低,越稳定;反之 键能越小,物质能量越高,越不稳定,图 示常见的放热反应: 所有的燃烧反应 酸碱中和反应 大多数的化合反应 金属与酸的反应 15 生石灰和水反应 浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解等。 常见的吸

35、热反应: 晶体 Ba(OH)28H2O 与 NH4Cl 大多数的分解反应 以 H2、CO、C 为还原剂的氧化还原反应 铵盐溶解等 (5)课本实验提示:中和热的测定 实验的原理:通过测定酸碱中和反应过程中所放出的热量来计算中和热的大小 实验步骤: 器材作用:大小烧杯、温度计、环形玻璃搅拌棒、泡沫塑料板、碎泡沫塑料。 总的目的:就是为了能够准确的测定中和热,因此要保温、隔热、减少热量损失。 (6)人类对能源的利用 三个阶段: A、柴草时期: B、化石能源时期: 煤、石油、天然气等 C、多能源结构时期:可再生能源、绿色能源为主,诸如风力、太阳能等 (7)能量转化: 一次能源:直接从自然界取得的能源。

36、 (风力、石油) 二次能源:一次能源经过加工、转换而得到的能源。 (电力、蒸汽) 能量转化过程:化学能-电能-机械能-电能 2. 原电池-电能原 电 池能量转换 (实质)化学能电能 (两极分别发生氧化还原反应,产生电流)电极正极负极较活泼金属较不活泼金属Pt/CPt/C金属金属氧化物电极材料不一定都是金属材料,也可以是碳棒、金属 氧化物、惰性电极。电解液和负极反应(也可不反应)构成条件两极、一液、一反应(自发) 两个活泼性不同的电极 电解质溶液 电极用导线相连并插入电解液构成闭合回 路 一个自发的氧化还原反应负极(Zn):Zn - 2e- = Zn2+ (氧化反应)离子迁移 内电路阳离子正极

37、阴离子负 阳离子向正极作定向移动,阴离子向负极作 定向移动。正极(Cu):2H+ + 2e- = H2 (还原反应)16电子流向 外电路负极(-)e正极(+)负极极板因此而带正电荷,正极极板由于得 到了带负电的电子显负电性。总反应: Zn+2H+=Zn2+H2重要应用制作电池、防止金属被腐蚀、提高化学反应 速率干电池、铅蓄电池、新型高 能电池、 几种常见新型原电池(了解) 化 学 反 应特 点 锌锰电池负极:(锌筒):Zn-2e-=Zn2+(氧化反应) 正极:(碳棒):2MnO2+2NH4+2e- =Mn2O3+2NH3+H2O 总反应: Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2+Mn2O3+2N

38、H3+H2 铅蓄电池负极: Pb-2e-+SO42-=PbSO4 正极: PbO2+4H+2e-+SO42-=PbSO4+2H2O 总反应: Pb + PbO2 + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O 锌银电池 Zn|KOH|Ag2O负极: Zn + 2OH- - 2e-= ZnO + H2O 正极: Ag2O + H2O+2e- = 2Ag + 2OH- 总反应:Zn + Ag2O + H2O = 2Ag + Zn(OH)2能量大,体积小, 有优越的大电池放 电性能,放电电压 平稳,广泛用于电 子表、石英钟、计 算机 CMOS 电池等 锂电池 新型电池负极: Li e-=Li+ 正

39、极: MnO2+2e-=MnO2- 总反应: Li+ MnO2=LiMnO2温度使用范围广, 放电电压平坦,体 积小,无电解液渗 漏,并且电压随放 电时间缓慢下降, 可预示电池使用寿 命。适做心脏起搏 器电源、高性能的 手机和笔记本电脑 电池等。氢氧燃料 电 池电解质溶液为 30%的氢氧化钾溶液: 负极: 2H2 4e- + 4OH-= 4H2O 正极: O2+ 4e- + 2H2O = 4OH- 电解质溶液为酸性溶液: 负极: 2H2 4e-= 4H+ 正极: O2+ 4e- + 4H+ = 2H2O17甲烷燃料 电 池电解质溶液为氢氧化钾溶液: 负极: CH4 + 10OH- -8e- =

40、 CO32- + 7H2O 正极:2O2 + 8e- + 4H2O = 8OH- 总反应:CH4 + 2O2 + 2OH- = CO32- + 3H2O【例】给你提供纯锌、纯铜片和 500ml 0.2mol/L 的 H2SO4 溶液、导线 、1000ml 量筒。试 用下图装置来测定锌和稀硫酸反应时在某段时间内通过导线的电子的物质的量。 (1)如图所示,装置气密性良好,且量筒中已充满了水,则实验开始时,首先要 。 (2)a 极材料为 ,其电极反应式为 ; b 极材料为 ,其电极反应式为 。 (3)当量筒中收集到 672ml 气体时, (标况下)通过导 线的电子的物质的量是 。第四讲: 化学反应速

41、率和限度 教学重点: 了解化学反应速率的计算方法及其影响因素; 化学反应平衡及反应条件的控制等简单知识。3. 化学反应速率() 定义:用来衡量化学反应的快慢,单位时间内反应物或生成物的物质的量的变化 表示方法:单位时间内反应浓度的减少或生成物浓度的增加来表示 计算公式:=c/t(:平均速率,c:浓度变化,t:时间)单位:mol/(Ls) 影响因素: 决定因素(内因):反应物的性质(决定因素) 条件因素(外因):反应所处的条件 浓度:其他条件不变时,增大反应物的浓度,可以增大活化分子总数,从而加快化学反应 速率。 (注:固态物质和纯液态物质的浓度可视为常数。 ) 压强:对于气体而言,压缩气体体积

42、,可以增大浓度,从而加快化学反应速率。 (注:如果 增大气体的压强时,不能改变反应气体的浓度,则不影响化学反应速率。 ) 温度:其他条件不变时,升高温度,能提高反应分子的能量,增加活化分子百分数,从而 加快化学反应速率。 催化剂:使用催化剂能等同的改变可逆反应的正逆化学反应速率。 其他条件:如固体反应物的表面积(颗粒大小) 、光照、不同溶剂、超声波。 (5)反应速率的三个结论: A、同一化学反应,各物质表示的化学反应速率之比等于方程式中相应的化学计量数之比。mA + nB pC + qD 有:(A)(B)(C)(D) mnpq18B、同一化学反应,用不同物质表示该反应的化学反应速率时,其数值可

43、能不同,但表示 的意义相同。 C、比较同一化学反应的快慢,应取同一参照物. 即要将不同物质表示的化学反应速率转化 成同一物质表示的化学反应速率。 【例 1】反应 N23H22NH3 在 2L 的密闭容器中发生反应,5min 内 NH3 的质量增加了 1.7g,求 (NH3):(N2):(H2) 。 解:【例 2】反应 A + 3B = 2C + 2D 在四种不同条件下的化学反应速率为: (1)v(A)=0.3mol/Ls (2)v(B)=0.6mol/Ls (3)v(C)=0.4mol/Ls (4)v(D)=0.45mol/Ls 则该反应速率的快慢顺序为 4. 衡量化学反应的程度化学平衡 化学

44、平衡的概念:当一个可逆反应进行到正反应速率与逆反应速率相等时,反应物和生成 物的浓度就不再改变,这时表面上达到静止的一种状态,就是化学平衡状态,同时这也就 是这个反应所能达到的限度。 (1) 前提密闭容器中的可逆反应 指在同一条件,正向反应和逆向反应同时进行的反应。(2)条件一定条件的 T、P、c 影响化学平衡的因素 (3)达到化学平衡的标志 V 正=V 逆0 本质(动态的平衡) 各组分保持一定的质量分数不变, 浓度不变 特征表现 达到化学平衡的标志的判断: 从反应速率判断:V 正=V 逆 从混合气体中气体的体积分数或物质的量浓度不变来判断 从容器内压强、混合气体平均相对分子质量、混合气体的密度不变等判断,需与可逆反 应中 m+n 和 p+q 是否相等,容器的体积是否可变,物质的状态等因素有关,应具体情况具 体分析 途径 可先加入反应物,从正向开始 可先加入生成物,从逆向开始 也可同时加入反应物和生成物,从正、逆向同时开始 (4)影响化学平衡的因素:(变) 浓度:增加反应物浓度,平衡右移 压强:加压,平衡向气体体积减小方向移动19温度:升温,平衡向吸热方向移动 催化剂:(加快反应速率

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