化学第二章化学键 化学反应与能量复习教案鲁科版必修.docx
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化学第二章化学键化学反应与能量复习教案鲁科版必修
《化学键化学反应与能量》复习
本章包括三部分内容:
化学键与化学反应,化学反应的快慢和限度,化学反应的利用。
三部分都以化学反应为研究重点,涉及到化学键、化学反应中的能量变化、化学反应速率、化学平衡、原电池等非常重要的核心知识。
第一部分属于物质结构和热化学方面的内容,第二部分化学反应速率和化学平衡是认识化学反应的两个视角,第三部分包含气体的制备和电化学的初步知识。
通过本章的复习,使我们能够从宏观与微观、定性与定量、快慢与限度、本质与现象、能量转化等方面,多角度、多层面地认识化学反应,并为选修“化学反应原理”的学习奠定必要的基础。
一、化学键与化学反应
(一)化学键与物质类别
1、化学键类型
[温馨提示]
化学键是直接相邻原子间强烈的相互作用,破坏这种作用需较大能量。
2、离子键和共价键比较
[温馨提示]
(1)静电作用是阴、阳离子间的静电吸引力与电子之间、原子核之间斥力处于平衡时的总效应。
(2)离子键的成键元素主要是活泼金属(如:
K、Ca等ⅠA和ⅡA族元素)和活泼非金属(如:
F、O等ⅥA族和ⅦA族元素),其他情形均形成共价键。
3、离子化合物、共价化合物比较
化合物类型
概念
实例
离子化合物
含有离子键的化合物
强碱、绝大多数盐,活泼金属的氧化物,如:
NaOH、K2SO4、Na2O、Na2O2、K2O、CaO、MgO等。
共价化合物
只含有共价键的化合物
1只由非金属元素形成的化合物,如非金属氧化物SO2、CO2,非金属氢化物CH4、H2O2、HCl,含氧酸HNO3、H2SO4等
2非金属元素与活泼性不强的金属元素形成的化合物(如:
AlCl3,BeCl2)
[温馨提示]
离子键只存在于离子化合物中,共价键可存在于以下三类物质中:
1非金属单质的分子中(稀有气体除外),如:
O2、F2、H2、C60
2只由非金属元素形成的共价化合物中,如:
SO2、CO2、CH4、H2O2、CS2、HNO3、H2SO4
3部分离子化合物中,如Na2SO4中的SO42—中存在共价键,NaOH的OH—中存在共价键,NH4Cl中的NH4+存在共价键。
例1、下列叙述正确的是()
A.两个非金属元素的原子间不可能形成离子键
B.全部由非金属元素组成的化合物不可能是离子化合物
C.离子化合物中可能有共价键,共价化合物中可能有离子键
D.由同种非金属元素形成的化学键只存在于双原子单质分子中
解析:
两个非金属原子间不可能得失电子形成离子键,只能通过共用电子对形成共价键,如HCl、NH3等;但两种以上的非金属原子间可能形成离子化合物,如:
NH4Cl,A正确、B错误。
共价化合物中只有共价键,离子化合物中一定含有离子键,可能有共价键,如共价化合物H2O2只由共价键形成,离子化合物NaOH由共价键和离子键形成,C错。
由同种非金属元素形成的化学键不仅存在于双原子单质分子中,也存在于离子化合物(如Na2O2)和共价化合物(如H2O2)中,D错。
答案:
A
(二)化学反应中的物质变化和能量变化
[温馨提示]
1、化学反应的实质是旧化学键断裂和新化学键形成,旧键断裂和新键的形成是其能量变化的主要原因。
任何一个化学反应中,反应物所具有的总能量与生成物所具有的总能量是不会相等的,在新物质产生的同时一定伴随着能量的变化。
2.放热反应和吸热反应
(1)放热反应:
即有热量放出的化学反应,其反应物的总能量大于生成物的总能量。
(2)吸热反应:
即吸收热量的化学反应,其反应物的总能量小于生成物的总能量。
(3)由能量守恒可得:
放热反应中,反应物的总能量=生成物的总能量+热量;吸热反应中,反应物的总能量=生成物的总能量—热量。
例2、以下叙述不正确的是()
A.物质发生化学反应都伴随着能量变化
B.若A
B+Q(Q>0),则可判断B比A稳定
C.在一个确定的化学反应关系中,反应物的总能量与生成物的总能量一定不同
D.一个确定的化学反应关系中,反应物的总能量总是高于生成物的总能量
解析:
每一个化学反应都伴随着能量的变化,A对。
物质的稳定性与其所含的能量高低有直接关系,由A转化为B,是放出能量的反应,所以A物质具有的能量比B物质高,A不如B稳定,B对。
在任何一个化学反应中,反应物所具有的总能量与生成物所具有的总能量总不会相等,但反应物的总能量不一定高于生成物的总能量,C对、D错。
答案:
D
二.化学反应的快慢和限度
(一)化学反应的快慢
[温馨提示]
1、化学反应速率的含义:
通常指平均速率,而且是正逆反应抵消后的总反应速率。
2、影响化学反应速率的条件:
1不同的化学反应具有不同的反应速率,影响反应速率的主要因素是内因,即反应物的性质。
2在同一反应中,影响反应速率的因素是外因,即外界条件,主要有温度、浓度、压强、催化剂等。
例3、(08上海卷)等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应,测定在不同时间t产生气体体积V的数据,根据数据绘制得到图1,则曲线a、b、c、d所对应的实验组别可能是()
A.4—3—2—1B.1—2—3—4C.3—4—2—1D.1—2—4—3
解析:
化学反应速率与温度、浓度和固体物质的表面积的大小有关,实验1的盐酸的浓度最小,反应的温度最低,所以化学反应速率最慢;由于实验3的反应温度比实验2的反应温度高,所以反应速率实验3大于实验2;而实验4和实验3虽然浓度相同,但反应的温度不同,物质的状态也不相同,所以不能比较。
答案:
A、C
(二)化学反应的限度
[温馨提示]
1、化学平衡状态的建立
2、化学平衡状态的实质是正反应速率和逆反应速率相等,这是判断化学平衡状态的根本标志。
常见化学平衡状态的标志如下表:
举例反应
mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g)
混合物体系中各成分的含量
1各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定
平衡
2各物质的质量或各物质的质量分数一定
平衡
3各气体的体积或体积分数一定
平衡
4总压强、总体积、总物质的量一定
不一定平衡
正、逆反应速率的关系
1在单位时间内消耗了mmolA同时生成mmolA,即v正=v逆
平衡
2在单位时间内消耗了nmolB同时生成pmolC,均指v正
不一定平衡
3vA:
vB:
vC:
vD=m:
n:
p:
q,v正不一定等于v逆
不一定平衡
4在单位时间内生成了nmolB,同时消耗qmolD,因均指v逆
不一定平衡
压强
1m+n≠p+q时,总压力一定(其他条件一定)
平衡
2m+n=p+q时,总压力一定(其他条件一定)
不一定平衡
混合气体的平均相对分子质量(
)
1
一定,当m+n≠p+q时,
平衡
2
一定,但m+n=p+q时
不一定平衡
温度
在其他条件不变的条件下,体系温度一定时
平衡
体系的密度
密度一定
不一定平衡
例4、合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。
一定温度下,在体积固定的容器内进行反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g),对于说法1单位时间内生成nmolN2的同时生成2nmolNH3,2单位时间内生成nmolN2的同时生成3nmolH2,3用N2,H2,NH3表示的反应速率的比为1:
3:
2的状态,4混合气体的密度不再改变的状态,5混合气体的压强不再改变的状态,⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态,能够标志着该反应达到化学平衡状态的是 ( )
A.14⑥B.15⑥C.1345D.全部
解析:
单位时间内生成nmolN2必消耗2nmolNH3,而同时生成2nmolNH3,此时NH3含量不变,故1能说明达到平衡。
但生成nmolN2的同时必然生成3nmolH2,故2不能说明是否达到平衡。
用不同物质表示化学反应速率时,其数值与化学方程式中化学计量数成比例,无论平衡与否,都符合化学计量数之比,3不能说明是否达到平衡。
由于体积固定,根据气体质量前后守恒,密度一定不变,4也不能说明是否达到平衡。
由于反应前后体积不同,故5压强不变可作为平衡的标志。
由于气体总质量不变,而反应前后气体的分子总数不同,故⑥气体的平均相对分子质量不变时,则说明气体中各物质的物质的量不变,即已达平衡。
答案:
B
三、化学反应的利用
(一)利用化学反应制备新物质、提供能量
[温馨提示]
1、根据反应物状态和是否加热,常见的气体发生装置有三种:
(1)固体与固体混合加热制气体:
如实验室制取氧气(高锰酸钾分解)、氨气(氯化铵与消石灰)等
(2)固体和液体混合不加热制气体:
如实验室制氢气、二氧化碳、氧气(双氧水分解)等;
(3)固体(或液体)与液体混合加热制气体:
如实验室制氯气、二氧化硫(铜与浓硫酸)等。
2、制备氯气的有关问题
(1)所用仪器:
圆底烧瓶、分液漏斗、酒精灯、导管、双孔塞、铁架台、铁圈、铁夹等。
(2)制备原理:
利用强化剂MnO2、KMnO4、KClO3等将浓盐酸中—1价的氯氧化为Cl2,
MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O
2KMnO4+16HCl(浓)=2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O
KClO3+6HCl(浓)
KCl+3Cl2↑+3H2O
例5、下图是实验室制取气体装置,其中发生装置相同(省去了铁架台和锥形瓶中的药品),干燥和收集装置有二套,分别用图一和图二。
下列选项中不正确的是()
A
锌和稀盐酸
选用图1
B
碳酸钙和稀盐酸
选用图1
C
铜和浓硫酸
选用图2
D
过氧化钠和水
选用图2
解析:
H2中混有的H2O和HCl可用碱石灰吸收,H2的密度比空气小,用向下排气法收集,A正确;CO2会被碱石灰吸收,B不正确;铜和浓硫酸在常温下不反应,C不正确;无水氯化钙吸收O2中的水蒸气,O2的密度比空气大,用向上排空气法收集,D正确。
答案:
BC
(二)原电池
[温馨提示]
1、原电池的实质:
利用自发进行的氧化还原反应,使氧化反应和还原反应分别在设置的两个电极上进行,电子发生定向移动,从而在外电路上产生电流。
2、电极反应式的书写技巧:
1首先确定氧化还原反应的总化学方程式;
2根据化学反应确定原电池的正、负极,发生氧化反应的一极为负极。
3由反应物和生成物结合电解质溶液写出负极的电极反应式。
4根据得失电子数目相等的原理,用总反应方程式减去负极反应,得出正极反应的电极反应式。
3、原电池的电极作用:
正极的作用是导体及与负极产生电势差,它不参与化学反应;有些负极既是导体又是反应物,有些仅是导体,不参与反应。
例6、(08广东卷)电池是人类生产和生活中的重要能量来源,各式各样电池的发展是化学对人类的一项重大贡献。
下列有关电池的叙述正确的是()
A.锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细
B.氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能
C.氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化
D.太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅
解析:
A中Zn—Mn干电池作负极的是Zn,石墨作电池的正极,只起导电的作用,不会变细,而被腐蚀的是Zn;B中氢氧燃料电池是把化学能直接转化为电能,而不是把热能直接转化为电能;D中太阳能电池的主要材料是高纯度的单晶硅。
答案:
C