课件13张PPT。化学必修2配人教版目 录物质结构 元素周期律第一节 元素周期表
第1课时 元素周期表
第2课时 碱金属元素
第3课时 卤族元素
第4课时 核素 同位素物质结构 元素周期律第二节 元素周期律
第1课时 原子核外电子的排布
第2课时 元素周期律
第3课时 元素周期表和元素周期律的应用物质结构 元素周期律第三节 化学键
第1课时 离子键
第2课时 共价键化学反应与能量第一节 化学能与热能
第二节 化学能与电能
第1课时 原电池
第2课时 化学电源化学反应与能量第三节 化学反应的速率和限度
第1课时 化学反应的速率
第2课时 化学反应的限度有机化合物第一节 最简单的有机化合物——甲烷
第1课时 甲烷的性质
第2课时 烷烃有机化合物第二节 来自石油和煤的两种基本化工原料
第1课时 乙烯
第2课时 苯有机化合物第三节 生活中两种常见的有机物
第1课时 乙醇
第2课时 乙酸有机化合物第四节 基本营养物质
第1课时 糖类
第2课时 油脂 蛋白质化学与自然资源的开发利用第一节 开发利用金属矿物和海水资源
第二节 资源综合利用 环境保护感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件50张PPT。第一节 元素周期表
第1课时 元素周期表物质结构 元素周期律第1课时 元素周期表1867年,俄国圣彼德堡大学里来了一位年轻的化学教授,他就是门捷列夫。他手里总捏着一副纸牌,颠来倒去。两年后的一天,俄罗斯化学会专门邀请专家进行一次学术讨论,主持人问:“门捷列夫先生,可有什列夫在桌子上列成一个牌阵:竖看就是红、橙、黄、绿、青、蓝、紫各一列,横看七种颜色的纸牌就像画出的光谱段,有规律地每隔七张就重复一次,坐在旁边的老师的胡子么高见?”门捷都气得撅了起来。一拍桌子站了起来,以师长的严厉声调说道:“快收起你这套魔术吧,摆摆纸牌就想发现什么规律,这些元素难道就由你这样随便摆布吗?”门捷列夫坚信自己是对的,回家后继续摆着这副纸牌,遇到什么地方连接不上时,他就断定还有新元素没被发现,暂时补一张空牌,就这样他一口气预言了11种未知元素,制出了第一张元素周期表。
门捷列夫是根据什么原则编排元素周期表的呢?元素周期表的结构又是如何划分的呢?1.简单了解元素周期表的发展历程。
2.了解元素周期表的编排规则及结构。
3.能描述元素在元素周期表中的位置。1.第一张元素周期表
(1)编制:1869年,俄国化学家____________将元素按____________由小到大依次排列,将______________的元素放在一个纵行,通过分类、归纳做出了第一张元素周期表。元素周期表门捷列夫 相对原子质量化学性质相似(2)意义:门捷列夫元素周期表揭示了化学元素间的内在联系,使其构成了一个完整的体系,成为化学发展史上的重要里程碑之一。
2.现行元素周期表
(1)原子序数。
①含义:按照元素在________________给元素编号。
②原子序数与元素原子结构的关系:
原子序数=________=________=____________。周期表中的顺序核电荷数 质子数 核外电子数 (2)编排原则。电子层数 核电荷数最外层电子数 电子层数元素符号 核电荷数元素名称 相对原子质量321~283~10811~1841819~361837~543255~8632③过渡元素。
元素周期表中从______到______共10个纵行,包括了第Ⅷ族和全部副族元素,共60多种元素,全部为金属元素,统称为过渡元素。ⅢB ⅡB 777318 、9、10ⅠA~ⅡA,ⅢB~ⅦB,Ⅷ,ⅠB~ⅡB,ⅢA~ⅦA,0族记忆窍门:
元素周期表排列顺口溜
七个横行七周期,二八十八三十二。
第六周期有镧系,锕系元素在第七。
纵行花开十八朵,主族副族均占七。
第Ⅷ族三列八九十,0族元素是气体。应用思考:1.短周期元素中族序数与周期数相同的元素有哪些?提示:短周期元素中族序数与周期数相同的有三种元素:氢、铍、铝。若族序数(或周期数)为1,则为氢;若族序数(或周期数)为2,则为铍;若族序数(或周期数)为3,则为铝。2.主族序数=最高正价数,这一关系有例外吗?请举例。 提示:这个关系对除O、F两种元素以外的任何主族元素都是成立的,因为O、F无最高正价。提示:从元素周期表的结构特点可知:第三列元素的种类最多,因为该列元素包括镧系和锕系,共有32种元素。第ⅣA族元素中有碳,有机物中都含有碳,而且有机物的种类非常多,所以形成化合物最多的族是第ⅣA族。 3.现在的元素周期表中,哪一列元素的种类最多?哪一族元素形成的化合物最多?综合拓展一、元素周期表中的规律
1.奇偶规律
元素周期表中,原子序数是奇数的主族元素,位于奇数族,主要化合价是奇数;原子序数是偶数的主族元素,位于偶数族,主要化合价是偶数。口诀为“奇序奇族奇价,偶序偶族偶价”。 2.相邻周期原子序数之差的规律3.同主族中相邻元素的原子序数关系的规律4.常见族的别称二、元素在元素周期表中位置的确定方法
1.以0族为基准给元素定位(1)确定纵行数(族序数)。
元素的纵行数=原子序数-相近且小的稀有气体原子序数,所得纵行数与族序数的对应关系如下表。(2)确定周期数。
元素的周期数=原子序数相近且小的稀有气体的周期数+1。
例如:判断原子序数为41的元素在元素周期表中的位置。分析:41与36接近,有41-36=5,该元素处于第五周期ⅤB族。使用此法若为第六、七周期ⅢB族(含镧系、锕系元素)后的元素需再减14定位。
2.根据每周期元素的种类给元素定位
周期序数 一 二 三 四 五 六 七
元素种类 2 8 8 18 18 32 …(1)二、三周期同族元素原子序数相差8。
(2)三、四周期同族元素中,ⅠA、ⅡA族相差8,其他族相差18。
(3)四、五周期同族元素原子序数相差18。
(4)五、六周期同族元素中,ⅠA、ⅡA族相差18,其他族相差32。
(5)六、七周期同族元素原子序数相差32。1.下列说法中正确的是( )
A.元素周期表有七个横行,分为七个周期
B.元素周期表有九个横行,分为七个周期
C.元素周期表有十六个纵行,分为十六个族
D.元素周期表有十八个纵行,分为十八个族尝试应用解析:元素周期表有七个横行,七个周期;十八个纵行,分为十六个族,包括七个主族,七个副族,一个第Ⅷ族和一个0族。
答案:A2.已知某原子结构示意图为 ,下列说法中正确的是( )
A.该元素位于第二周期,第Ⅷ族
B.该元素位于第三周期,第ⅠA族
C.该元素属于稀有气体元素
D.该元素属于金属元素解析:根据原子结构示意图可知,该元素为氖,为稀有气体元素,故C正确。
答案:C3.某元素原子的原子核外有三个电子层,最外层电子数是4,该原子核内的质子数是( )
A.14 B.15 C.16 D.17A 下列关于元素周期表的叙述正确的是( )
A.周期表是按各元素的相对原子质量递增的顺序从左到右排列的
B.同族元素的最外层电子数一定相同
C.同周期元素的电子层数相同
D.每一周期的元素都是从碱金属开始,以稀有气体结束解析:现行周期表是按各元素的原子序数从小到大的顺序排列的,A项错;0族中,He元素最外层电子数为2,其他元素为8,B项错;第7周期为不完全周期,不是以稀有气体结束的,D项错。?
答案:C?名师点睛:学习化学要掌握一般规律,也要注意特殊性,如元素周期表第ⅠA族大多是金属元素(除H外),0族最外层电子数大多是8(He是2),一个纵行一般对应一个族(第Ⅷ族有三个纵行,第六周期第ⅢB族有镧系,第七周期第ⅢB族有锕系)等等。变式应用1.下列说法中,错误的是( )
A.原子及其离子的核外电子层数等于该元素所在的周期序数
B.元素周期表中从第ⅢB族到ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素
C.除He外的稀有气体元素原子的最外层电子数都是8
D.第ⅡA族与第ⅢA族之间隔着10个纵行解析:本题考查的是元素周期表的结构,应特别注意族的排列顺序。简单的阴离子如F-、Cl-及相应原子F、Cl的核外电子层数等于元素所在的周期序数,但像Na+、Mg2+、Al3+等阳离子的核外电子层数等于元素所在周期的上一周期的周期序数,A项错误;从第ⅢB族到第ⅡB族共10个纵行的元素全部是金属元素,B项正确;除He的最外层有2个电子外,其他稀有气体元素原子的最外层电子数都是8,C项正确;第ⅡA族与第ⅢA族之间隔着7个副族和1个第Ⅷ族(3个纵行)共10个纵行,D项正确。
答案:A 二、同主族元素的原子序数的关系 甲、乙是周期表中同主族的相邻元素,若甲的原子序数为x,则乙的原子序数不可能是( )
A.x+2 B.x+4 C.x+8 D.x+18解析:本题考查同主族相邻元素的原子序数之差。根据每一周期所含元素种数:2,8,8,18,18,32……同一主族相邻元素原子序数之差:若在第ⅠA、ⅡA族应是上一周期元素种数;若在第ⅢA~ⅦA族应为下一周期元素种数。所以同主族相邻元素原子序数之差可能为2、8、18、32,显然选B项。
答案:B名师点睛:(1)第二、三周期同主族元素原子序数相差8。
(2)第三、四周期同主族元素中,第ⅠA、ⅡA族相差8,其他族相差18。
(3)第四、五周期同主族元素原子序数相差18。
(4)第五、六周期同主族元素中,第ⅠA、ⅡA族相差18,其他族相差32。
(5)第六、七周期同主族元素原子序数相差32。2.已知A为第ⅡA族元素,B为第ⅢA族元素,它们的原子序数分别m和n,且A、B为同一周期元素。下列关系式一定错误的是( )
A.n=m+1 B.n=m+10
C.n=m+11 D.n=m+25变式应用解析:A为ⅡA族元素,B为ⅢA族元素,若A、B在第二周期或第三周期,则原子序数相差1;若A、B在第四周期或第五周期,则原子序数相差11;若A、B在第六周期或第七周期,则原子序数相差25。
答案:B1.在元素周期表中,第一、二、三周期中所含元素种数分别为( )
A.2、8、8 B.8、8、18
C.2、8、18 D.8、18、18水平测试A2.(2013·青岛高一检测)关于现行的元素周期表的说法正确的是( )
A.元素周期表有8个主族
B.元素周期表有7个周期
C.短周期是指第一、二周期
D.第ⅠA族的元素全部是金属元素B3.银的基本信息如右图所示,下列叙述不正确的是 ( )
A.银的原子序数为47
B.银的摩尔质量为107.9
C.银为过渡金属元素
D.银原子最外层有1个电子47 Ag
银
4d105s1
107.9B4.(双选题)在下列元素中,原子核外最外层电子数等于元素在周期表中的周期数的整数倍的是( )
A.O B.F C.S D.Cl解析:四种元素的原子核外最外层电子数依次为6、7、6、7,四种元素在周期表中的周期数分别为2、2、3、3,因此,A、C两项符合题意。
答案:AC5.(2013·青岛高一检测)下列原子结构示意图中表示的元素与 表示的元素同主族的是( )解析:同主族元素原子最外层电子数相同,A项为He,是稀有气体元素,属于0族。
答案:B6.X、Y、Z是短周期三种元素,它们在周期表中的位置如右图所示,试回答:
(1)X元素单质的化学式是________。
(2)Z元素的原子结构示意图为________。
(3)Y在元素周期表中的位置是________________。 解析:因X、Y、Z为短周期(即一、二、三周期)元素,结合位置特点可知X为He,Y为F,Z为S。答案:(1)He (2)
(3)第二周期,第ⅦA族能力提升7.短周期元素A、B、C的位置如右图所示。已知B、C两种元素的原子序数之和是A元素原子序数的4倍,则A、B、C分别是( )
A.Be、Na、Al B.B、Mg、Si
C.O、P、Cl D.C、Al、P解析:由题意可知,A为第二周期元素,B、C为第三周期元素。设A的原子序数为x,则B、C的原子序数分别为x+7和x+9。依题意得:4x=(x+7)+(x+9),x=8,可得A为O,B为P,C为Cl。
答案:C8.(2013·广州高一检测)第ⅤA族元素中的A、B两种元素所在周期分别最多可排18和8种元素,且B在A的上一周期,当A的原子序数为x时,B的原子序数为( )
A.x-18 B.x-8
C.x+8 D.x+18 9.A、B、C、D为短周期元素,在周期表中所处的位置如下图所示,A、C两元素的原子核外电子数之和等于B元素原子的质子数。(1)写出A元素的名称:________。
(2)B位于周期表中第________周期,第________族。
(3)C的原子结构示意图为________。
(4)D的单质与水反应的化学方程式为______________。 解析:令B的原子序数为x+8,则A的原子序数为x-1,C的原子序数为x+1,则2x=x+8,x=8,故A为N,B为S,C为F,D为Cl。答案:(1)氮 (2)三 ⅥA (3) (4)Cl2+H2O HCl+HClO10.结合元素周期表回答下列问题:
(1)表中的实线是元素周期表的部分边界,请在图中用实线补全元素周期表的边界。(2)表中所列元素中,属于短周期元素的有________,属于主族元素的有________;g元素位于第________周期、________族;i元素位于第________周期、________族。
(3)元素f是第________周期、________族元素,请在下边方框中按氦元素的式样写出该元素的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量。 解析:元素周期表共有7个横行,即七个周期,其中一、二、三周期称为短周期。周期表共有18个纵行,16个族,从左到右依次为第ⅠA、ⅡA、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ、ⅠB、ⅡB、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA和0族元素。周期表中每一个方格代表一种元素,方格左上方是元素的原子序数,右上方为该元素的元素符号,下方为该元素的相对原子质量。答案:(1)(2)abcdefg abcdef 三 0 四 第ⅡB
(3)三 第ⅥA16 S
硫 32.06感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件55张PPT。第一节 元素周期表
第2课时 碱金属元素物质结构 元素周期律第2课时 碱金属元素碱金属元素的发现
碱金属元素包括锂、钠、钾、铷、铯、钫,它们被发现的次序是钾、钠、锂、铷、铯、钫。
钾和钠都是在1807年由戴维发现的。他电解熔融的氢氧化钾时,发现阴极表面上出现有金属光泽、酷似水银滴的颗粒,有的颗粒刚形成就燃烧掉了,发出火焰,并发生爆炸。有的颗粒逐渐失去光泽,表面形成一层白色薄膜。这种小的金属颗粒投进水里,即出现火焰。戴维确定它是一种新的元素,因为是从钾碱(potash)制得的,所以定名为钾(potassium)。
同年,戴维又电解氢氧化钠而制得金属钠。
1817年阿尔费特孙(Arfvedson)从矿石分析中确定了锂元素的存在。锂的火焰颜色在1818年由格美林(Gmelin)发现。他们都没有能制出锂的单质。1818年,布朗得斯(Brandes)和戴维电解氧化锂,制得了少量金属锂。一直到1855年,本生(Bunsen)和马提生(Mattiessen)用电解氯化锂的方法才制得较多的锂。1893年根茨(Guntz)提出在400 ℃时电解熔融的LiCl(55%)、KCl(45%)电解液制锂,这种原理应用到生产上,一直沿用到现在。
1860年克希荷夫(Kirchhoff)和本生研究碱金属光谱时,发现蓝色区域有明亮的光谱线,他们把显示这种光谱线的元素叫铯,意思是“天蓝”。1861年,克希荷夫和本生又在暗红色区域发现新的光谱线,他们把显示这种光谱线的元素叫铷,意思是“暗红”。钫这种在碱金属中密度最大的元素,在理论上和性质上都早就相当明了地被预见了。但一直到1939年,贝赫蕾(Perrey)才发现了这第87号元素的一个半衰期很短的同位素223Fr,它是从235U衰变为227Ac,227Ac又经a-衰变而成的。贝赫蕾是法国人,她为了祖国的荣誉命名它为钫,意思是“法兰西”。
碱金属元素在结构和性质上有什么相似性和递变性呢?1.了解碱金属元素的原子结构及特点。
2.了解碱金属元素化学性质的相似性及递变性。
3.认识结构决定物质性质的因果关系。碱金属元素1.碱金属元素原子结构的相似性和递变性一个 失去+1 还原增多增大减弱 增强2.碱金属元素性质的相似性和递变性低 小小 白递减 递增氧化物 过氧化物剧烈复杂氢氧化物 氢气2ROHH2↑剧烈3.原子结构与性质之间的关系+1增大 增强 增强应用思考:1.结合钠、钾的性质,应如何保存单质钾?
2.什么是元素的金属性?提示:因K与O2、H2O等发生反应,故应密闭保存,又因为K密度比煤油大且二者不反应,所以同Na一样,K也常保存在煤油中。 提示:金属性是指元素的原子失去电子难易程度的性质,即元素的原子越易失电子,元素的金属性就越强。知识拓展一、碱金属元素性质相似性与递变性的比较(续上表)(续上表)特别关注:Na、K与盐溶液的反应:
因Na、K等很活泼的金属易与H2O反应,故当Na、K投入到盐溶液中时,不是从溶液中置换出相对不活泼的金属,而是先与水发生反应生成碱与氢气,然后生成的碱再与盐发生复分解反应(若不符合复分解反应的条件,则只发生金属与水的反应)。二、金属性强弱的比较
1.根据原子结构:原子半径越大,金属性越强,反之则越弱。
2.根据元素在周期表中的位置:同周期元素,从左至右,随着原子序数的增加,金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强;同主族元素,从上至下,随着原子序数的增加,金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱。3.根据实验结论
(1)与水或酸反应置换出氢的难易:金属单质与水或酸(非氧化性酸)反应置换出氢的速率越快(反应越剧烈),表明元素金属性越强。
(2)最高价氧化物对应水化物的碱性强弱:碱性越强,表明该元素金属性越强。
(3)置换反应:一种金属能把另一种金属从它的盐溶液里置换出来,表明前一种金属元素比后一种金属元素的金属性强。(4)单质的还原性强弱:还原性越强,则金属性越强。
(5)离子的氧化性强弱:离子的氧化性越强,则对应金属元素的金属性越弱。
4.根据金属活动性顺序表:一般来说,排在前面的金属的金属性较强。特别关注:(1)如某金属元素金属性越强,则单质与水(或酸)反应就越剧烈,最高价氧化物的水化物碱性越强。
(2)金属性强弱的比较,是比较原子失去电子的难易,而不是失去电子的多少。如Na失去一个电子,而Mg失去两个电子,但Na的金属性比Mg强。尝试应用1.(双选题)金属钠比金属钾( )
A.金属性强 B.还原性弱
C.原子半径大 D.熔点高解析:碱金属中,随原子序数递增,金属性增强,还原性增强,原子半径增大,熔、沸点降低。
答案:BD 2.下列四种演示金属钾与水反应的实验装置,正确的是( )解析:钾与水反应剧烈,从安全角度来看,用B装置反应空间大且加有玻璃片,能防止液体溅出来,C空间太小可能会爆炸,D钾与水反应太剧烈不易操作。
答案:B3.(双选题)按Li、Na、K、Rb、Cs顺序递增的性质是( )
A.单质的还原性 B.阳离子的氧化性
C.氢氧化物的碱性 D.单质的熔点解析:碱金属按Li、Na、K、Rb、Cs的顺序,单质还原性递增,阳离子的氧化性递减,氢氧化物的碱性递增,单质的熔点递减,故A、C两项正确,B、D两项错误。
答案:AC一、碱金属元素的性质 下列关于碱金属的叙述中,不正确的是( )
A.随着原子序数的增加,元素的金属性逐渐增强
B.随着原子序数的减小,单质的还原性逐渐增强
C.熔点最高的也是相对原子质量最小的
D.密度最小的也是金属性最弱的解析:碱金属随着原子序数的增加,元素的金属性逐渐增强,单质的还原性逐渐增强,单质的熔点逐渐降低,单质密度逐渐增大(钾有特殊)。
答案:B
名师点睛:碱金属元素的个体差异:
在分析碱金属元素单质及其化合物有关题目时,既要注意应用碱金属元素的相似性、递变性,还要注意其个体差异。
(1)Na、K通常保存在煤油中,Li通常用石蜡密封。(2)碱金属还原性最强的是Cs,还原性最弱的是Li。
(3)碱金属阳离子氧化性最弱的是Cs+,最强的是Li+。
(4)碱金属元素只有Li与O2反应的产物为Li2O一种,其他元素与O2反应的产物至少有两种。
(5)碱金属元素的最高价氧化物对应水化物中只有LiOH微溶,其他均为易溶于水的强碱。
(6)碱金属元素从Li→Cs,密度逐渐增大,但K的密度小于Na。变式应用1.(2013·湖南长沙检测)铯是一种碱金属元素,下列关于铯的叙述中,正确的是( )
A.CsOH是一种可溶于水的强碱
B.Cs在空气中燃烧,只生成一种氧化物Cs2O
C.Cs与水反应,能发生爆炸,并放出O2
D.用酒精灯加热Cs2CO3,可生成Cs2O和CO2解析:NaOH、KOH是可溶于水的强碱,Cs的金属性强于Na、K的金属性,因此CsOH也是一种强碱,A项正确;除Li与O2反应生成Li2O外,其他碱金属与O2反应时,产物越来越复杂,因此Cs在空气中燃烧,产物不是只有Cs2O,B项错误;Cs的金属性很强,与水反应时能发生爆炸,但只有H2而没有O2生成,C项错误;Cs2CO3、Na2CO3性质稳定,受热一般不会分解,D项错误。
答案:A二、金属活动性的比较 下列事实不能用于判断金属性强弱的是( )
A.金属间发生的置换反应
B.1 mol金属单质在反应中失去电子的多少
C.金属元素的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱
D.金属元素的单质与水(或酸)反应置换出氢气的难易程度解析:金属单质在反应中失去电子的多少,不能作为判断金属性强弱的依据,如1 mol Al反应失去的电子比1 mol Mg多,但Al的金属性比Mg弱,1 mol Na反应失去的电子比1 mol Ca少,但Ca的金属性比Na强。
答案:B
名师点睛:(1)不能认为金属原子的最外层电子数越多,金属性越强。
(2)不能认为等量的金属与酸反应时产生的H2越多,金属性越强。 例如:Na、Al最外层电子数分别为1、3,1 mol Na与1 mol Al与酸(足量)反应产生H2的量分别为0.5 mol、1.5 mol,但金属性:Na>Al,因此要牢记应根据金属失去电子的难易程度比较其金属性强弱。变式应用2.下列叙述中肯定能说明金属A比金属B活泼性强的是( )
A.A原子最外层电子数比B原子的最外层电子数少
B.A原子电子层数比B原子的电子层数多
C.1 mol A从酸中置换生成的H2比1 mol B从酸中置换生成的H2多
D.常温时,A能从酸中置换出氢,而B不能解析:比较金属的活泼性强弱时应根据失去电子的难易程度,而不应该根据最外层电子数的多少;应根据与水(或酸)反应的剧烈程度,而不应该根据产生H2的量的多少,更不应该根据原子电子层数的多少,故A、B、C三项错误,D项正确。
答案:D水平测试1.Na和Na+两种粒子,不相同的是( )
①核内质子数 ②核外电子数 ③最外层电子数 ④原子序数
A.①② B.②③ C.③④ D.②③④ B2.下列关于碱金属的描述中正确的是( )
A.碱金属都可以保存在煤油中
B.硬度小,密度小,熔点低
C.在空气中加热均能生成多种氧化物
D.碱金属与水反应,均漂浮在水上面解析:金属锂的密度为0.534 g/cm3,会漂浮在煤油上面,故A错误;通常状况下,碱金属都属于软金属,即硬度小,碱金属中密度最大的铯仅有1.879 g/cm3,熔点最高的锂仅为180.5 ℃,故碱金属“硬度小、密度小、熔点低”是正确的,即B项正确;在空气中加热,Li和O2反应只生成Li2O,即C项错误;铷、铯的密度大于1 g/cm3,所以D项不正确。
答案:B3.某主族元素的原子最外层是第5层,其上有1个电子,下列描述中正确的是( )
A.其单质常温下跟水反应不如钠剧烈
B.其原子半径比钾原子半径小
C.其碳酸盐易溶于水
D.其氢氧化物不能使氢氧化铝溶解解析:根据题意知该元素为37号元素Rb,位于第五周期、第ⅠA族,其性质与我们熟悉的钠、钾相似,且比钠、钾的金属性更强。
答案:C4.(双选)居里夫人发现的镭是元素周期表中第七周期第ⅡA族元素,下列关于镭的性质描述正确的是( )
A.单质能置换出CuCl2中的铜
B.在化合物中呈+2价
C.氢氧化物呈两性
D.碳酸盐易溶于水 解析:据同主族金属元素的递变规律,可知金属活泼性Ra>Ca,而活泼性Ca>Na,所以A项Ra不能置换CuCl2中的铜,而是先与水发生反应,A错误;最高正价等于主族序数,故B正确;Ra(OH)2是强碱,C错误;同CaCO3、BaCO3相似,RaCO3也难溶于水,D错误。
答案:B5.钾的活动性比钠强的根本原因是( )
A.钾的密度比钠小
B.钾原子的电子层比钠多一层
C.加热时,钾比钠更易气化
D.钾与水反应比钠剧烈解析:根据结构决定性质可知,钾的活动性比钠强的根本原因是钾原子比钠原子多一个电子层,原子半径比钠大,失电子能力比钠强。
答案:B 6.已知元素aA、bB、cC、dD、eE的原子结构示意图分别为:请回答下列问题。(用化学用语回答)
(1)属于同周期元素的是____________,属于同主族元素的是____________。
(2)短周期中金属性最强的元素是____________。
(3)上述元素中最高价氧化物对应的水化物碱性最强的是____________。解析:(1)弄清原子结构示意图与元素在周期表中的位置关系,即电子层数与周期序数相等,所以A、B、C(即分别为Na、Cl、Al)同周期。主族的族序数与最外层电子数相等,所以A、D、E(即分别为Na、K、Li)同主族。
(2)同主族从上到下金属性增强,但K不是短周期元素,故短周期中金属性最强的元素应为Na。
(3)金属性越强,最高价氧化物对应的水化物碱性越强。
答案:(1)Na、Al、Cl Li、Na、K (2)Na (3)KOH能力提升7.已知:①苯与水互不相溶,苯的密度为0.88 g/cm3;②金属钠的密度为0.97 g/cm3;③苯与钠不反应。现将一小粒金属钠投入盛有苯和水的烧杯中,观察到的现象可能是( )
A.钠在水层中四处游动,伴有嘶嘶的声音
B.钠停留在苯层中不发生反应
C.钠在苯的液面上反应并四处游动
D.钠在苯与水的界面处与水发生反应解析:根据题目提供的信息,钠的密度介于苯和水之间,所以钠会在苯与水的界面处与水发生反应。
答案:D8.用光洁的铂丝蘸取某无色溶液,在无色的火焰上灼烧时观察到有黄色火焰,则下列有关叙述中正确的是( )?
A.只含有Na+?
B.一定含有Na+,也可能含有K+?
C.可能含有Na+或K+中的一种?
D.既含有Na+,又含有K+ B 9.某同学为测定一定量的钠与水反应产生氢气的体积,设计了如下图所示的装置(固定装置已略去)进行实验,图中的量气装置由甲、乙两根玻璃管组成,它们用橡皮管连通,并装有适量水,甲管有刻度,供量气用;乙管可上下移动,以调节液面高低。(1)实验开始时,欲使钠与水接触反应,应如何操作?
______________________________________________。
(2)反应开始后,大试管中观察到的现象是__________________________________________________。
(3)已知有关物质的密度ρ(K)=0.86 g/cm3,ρ(Na)=0.97 g/cm3,ρ(煤油)=0.80 g/cm3。如果将钠换成大小相同的钾进行上述实验,结果钾反应所用的时间比钠反应所用的时间要________(填“长”或“短”),其原因是__________________________________________________。
(4)在标准状况下,相同质量的钠、钾与足量的水反应产生氢气的体积之比为________。 解析:(1)要使反应开始,应使钠与水接触,故应按下橡皮塞,将大头针向上拔出。(2)由于钠的密度小于水,但又大于煤油,所以钠落入试管后,会在水与煤油的交界处与水反应,生成氢气,氢气将钠托起脱离水面,待氢气放出后,钠又落到水与煤油的交界处继续与水反应,再次浮起,如此反复进行,直至完全反应。(3)由于钾的密度比钠小,产生少量的气体就可使钾上浮进入煤油中(每次反应的量少),且钾的密度与煤油的密度很接近,在煤油中滞留的时间较长。(4)由反应方程式:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,2K+2H2O===2KOH+H2↑可知:则有:V1(H2):V2(H2)=39:23。
答案:(1)按下橡皮塞,将大头针向上拔出 (2)钠在煤油与水的接触面之间上下沉浮,并不断减少至消失,同时有气泡产生 (3)长 因为钾的密度比钠小,产生少量的气体就可使钾上浮进入煤油中(每次反应的量少),且钾的密度与煤油的密度很接近,在煤油中滞留的时间较长 (4)39:23 10.已知下列转化关系:请回答下列问题:
(1)写出M、N的化学式:____________、____________。
(2)写出下列反应的化学方程式:
①X+Y:______________________________________;②X+H2O:___________________________________________________;
③M+Y:___________________________________________________。
x的一种氧化物常作潜艇供氧剂,写出由x制取该氧化物的反应方程式并标出氧元素的化合价:___________________________________________________。解析:由图示中“X+Y NaCl”和“X+H2O―→H2+M”,可确定:X为Na,Y为Cl2,M为NaOH,则N为NaClO。
答案:(1)NaOH NaClO
(2)①2Na+Cl2 2NaCl
②2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
③2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件54张PPT。第一节 元素周期表
第3课时 卤 族 元 素物质结构 元素周期律第3课时 卤 族 元 素大家知道,有雨必先有云,但是有云不一定有雨。自然界过冷云降雨(或雪)是由于云中除小水滴外,还有足够的冰晶——饱和水汽或过冷却水滴在冰核(不溶于水的尘粒)作用下凝华或冻结而形成的冰相胚胎。过冷云中水滴的水分子会不断蒸发并凝华到冰晶上,冰晶不断长大以致下落为雪,如果云下气温高于0 ℃,它们就会融化成雨。如果自然界这种云雾中缺少足够的冰晶,因云中水滴十分细小,能够长期稳定地在空气中悬浮而降不下来,于是就只有云而无雨。这时候如果向这种云雾中播撒碘化银微粒,则能产生很多冰晶,云中水滴上的水分经蒸发、凝华迅速转化到这些人工冰晶上,使冰晶很快长大产生降雪,如果地面气温较高,雪降落过程中边融化边碰撞合并为水滴,最终成为降雨。这就是人工降雨。
碘化银在人工降雨中所起的作用在气象学上称为冷云催化。碘化银只要受热后就会在空气中形成极多极细(只有头发直径的百分之一到千分之一)的碘化银粒子。1 g碘化银可以形成几十万亿个微粒。这些微粒会随气流运动进入云中,在冷云中产生几万亿到上百万亿个冰晶。因此,用碘化银催化降雨不需飞机,设备简单,用量很少,费用低廉,可以大面积推广。
除了人工降水(雨、雪)外,碘化银还可以用于人工消云雾,消闪电、消弱台风、抑制冰雹等。
碘属于卤族元素,卤族元素有哪些物理性质和化学性质呢?1.了解卤族元素在周期表中的位置。
2.了解卤素原子的结构特点。
3.了解卤素单质的物理性质和化学性质。
4.揭示结构与性质的内在联系。卤族元素1.原子结构与性质的关系7得氧化增多增大减弱减弱化合价
为 价-12.物理性质的相似性和递变性有有气 固加深
增大
升高3.化学性质的相似性和递变性
(1)卤素单质与氢气的反应。2HX 黑暗 光照 点燃 加热 不断加热越弱HF>HCl>HBr>HI(2)卤素单质间的置换反应。接近无色橙红色2NaBr+Cl2===2NaCl+Br2接近无色紫色2KI+Cl2===2KCl+I2(续上表)接近无色紫色2KI+Br2===2KBr+I2减弱 同主族元素的性质与原子结构的关系1.元素性质的影响因素
元素的性质主要取决于原子______________。
2.同主族元素性质的递变规律最外层电子数增多增大增强减弱增强减弱应用思考:1.结合同主族元素性质的递变规律,判断H3PO4和H3AsO4酸性的强弱;H2O和H2S的稳定性。
2.请写出两个离子反应以证明氧化性强弱为:Cl2>Br2>I2。提示:Cl2+2Br-===Br2+2Cl-,Br2+2I-===I2+2Br-。 提示:同主族元素,原子序数越大,非金属性越弱,其最高价含氧酸酸性越弱,气态氢化物稳定性越弱。所以酸性:H3PO4>H3AsO4,稳定性:H2O>H2S。综合拓展一、元素非金属性强弱的判断方法
1.同周期元素,从左到右非金属性逐渐增强。如非金属性:Cl>S。
同主族元素,从上到下非金属性逐渐减弱。如非金属性:Cl>Br。
2.根据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱,酸性越强,表明非金属性越强。如酸性:HClO4(高氯酸)>H2SO4,则非金属性:Cl>S。3.根据与氢气反应生成气态氢化物的难易程度,越易化合则其非金属性越强。如H2+F2 2HF,H2+Cl2 2HCl,则非金属性:F>Cl。
4.根据氢化物的稳定性,氢化物越稳定则其非金属性越强。如氢化物的稳定性:HF>HCl>HBr>HI,则非金属性:F>Cl>Br>I。5.根据置换反应,活动性强的非金属单质可置换出活动性相对较弱的非金属单质。如Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2,则非金属性:Cl>Br。
6.非金属阴离子的还原性越强,则其单质的氧化性越弱,元素的非金属性越弱。二、同主族元素性质递变规律
由碱金属元素和卤素的性质来看,元素的化学性质,主要由原子的最外层电子数决定,其次是电子层数。原子结构相似的元素,它们的化学性质表现出相似性和递变性。同主族从上至下,元素及其典型化合物性质递变规律,如下表所示: 特别关注:(1)金属性和非金属性讨论的对象是元素,具体表现为该元素的单质或特定化合物的性质。
(2)氧化性和还原性讨论的对象是具体物质或某物质中的特定粒子,具体表现在该物质中某元素得失电子的能力。三、卤素(用X表示)单质的性质的相似性、递变性和特性
1.相似性(1)与H2反应:X2+H2 2HX。
(2)与活泼金属(如Na)反应:2Na+X2 2NaX。
(3)与H2O反应。
2F2+2H2O 4HF+O2,
Cl2+H2O HCl+HClO,
X2+H2O?? HX+HXO(X=Br、I)。(4)与碱反应。
X2+2NaOH===NaX+NaXO+H2O(X=Cl、Br、I)。
2.递变性
(1)氧化性与还原性。(2)与H2反应的难易及氢化物稳定性(由F2→I2)。
①与H2反应越来越难,生成的氢化物的稳定性逐渐减弱,还原性逐渐增强。②氢化物中HCl、HBr、HI的熔、沸点依次升高。
(3)卤素单质与变价金属(如Fe)反应。2Fe+3X2 2FeX3(X=F、Cl、Br),
Fe+X2 FeX2(X=I)。
3.卤素单质的特殊性质
(1)Br2在常温下是惟一的液态非金属单质,易挥发。
(2)碘为紫黑色固体,易升华,淀粉遇I2变蓝色。尝试应用 1.(2013·梅州高一检测)(双选题)下列变化规律中错误的是( )?
A.粒子半径:F- < Cl- < Br- B.稳定性:HI > HBr > HCl > HF?
C.还原性:F- < Cl- < Br- < I-?
D.氧化性:F2 < Cl2 < Br2 < I2?BD2.卤素单质(从氟到碘)性质的递变规律正确的是( )
A.密度逐渐减小,颜色逐渐加深
B.氧化性逐渐增强
C.还原性逐渐减弱
D.与氢化合逐渐困难D3.(2013·厦门检测) F、Cl和Br都是第ⅦA族元素,关于这三种元素原子的说法正确的是( )?
A.原子半径:F>Cl>Br?
B.最外层电子数都相同?
C.核外电子层数都相同?
D.最外层电子数都不相同B一、卤族元素的性质 (2013·北京海淀模拟)按照氟、氯、溴、碘的顺序,下列递变规律中正确的是( )
A.单质的熔、沸点逐渐降低
B.与H2反应越来越容易
C.F-、Cl-、Br-、I-的还原性逐渐增强
D.单质的氧化性逐渐增强解析:按照氟、氯、溴、碘的顺序,卤素单质的熔、沸点逐渐升高,常温下F2、Cl2为气态,Br2为液态,I2为固态,A项错误;卤素单质与H2反应的条件越来越难,B项错误;单质的氧化性逐渐减弱,如Cl2+2KI===2KCl+I2,D项错误。
答案:C
名师点睛:卤族元素单质及其化合物的性质总结:
(1)按由F→I的顺序,元素的非金属性逐渐减弱。
(2)氢化物稳定性:HF>HCl>HBr>HI。
(3)氢化物还原性:HFHBrO4>HIO4,F无正价,故无含氧酸。
(5)密度:卤族元素同碱金属一致,自上而下,单质密度逐渐增大。
(6)熔、沸点:卤族元素同碱金属相反,自上而下,单质熔、沸点逐渐升高。
(7)溶解性:除F2外,卤素单质在水中的溶解性均不大,均易溶于有机溶剂。变式应用1.(双选题)下列关于卤素(从F→I)的说法正确的是( )
A.单质的颜色逐渐加深
B.气态氢化物的稳定性逐渐增强
C.原子核对最外层电子的吸引能力依次减弱,原子的得电子能力依次减弱
D.与水反应,自身氧化还原剧烈程度为F2>Cl2>Br2>I2解析:卤族元素从F→I,单质的颜色逐渐加深,原子核对最外层电子的吸引能力依次减弱,原子的得电子能力依次减弱,非金属性减弱,则气态氢化物的稳定性减弱。与水反应时,F2和H2O剧烈反应,F2是氧化剂,H2O是还原剂,而不是F2的自身氧化还原反应。
答案:AC二、元素非金属性强弱比较 (2011年长沙检测)X、Y是元素周期表第ⅦA 族中的两种元素。下列叙述能说明X的非金属性比Y强的是( )
A.X原子的电子层数比Y原子的电子层数多
B.Y的单质能将X从NaX的溶液中置换出来
C.X的单质比Y的单质更容易与氢气反应
D.同浓度下X的氢化物水溶液比Y的氢化物水溶液的酸性强 解析:因X、Y是元素周期表中第ⅦA族的元素,若X的电子层数多,则说明X比Y的非金属性弱,A项错误;事实说明Y比X更活泼,B项错误;据单质与H2化合的难易判断,且X2与H2化合更容易,说明氧化性:X2>Y2,则非金属性:X>Y,C项正确;应据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱来判断非金属性的强弱,D项错误。
答案:C变式应用2.(2011年青岛检测)甲、乙两种非金属:①甲比乙容易与氢化合;②甲原子能与乙的阴离子发生置换反应;③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的水化物酸性强;④与某金属反应时,甲原子得电子数目比乙的多;⑤甲的单质熔、沸点比乙的低。能说明甲比乙的非金属性强的有( )
A.只有④ B.只有⑤
C.①②③ D.①②③④⑤C水平测试1.向下列物质的水溶液里加入用硝酸酸化的硝酸银溶液,不能生成沉淀的是( )
A.CaCl2 B.KClO3 C.KI D.NaBr解析:卤素离子如Cl-、Br-、I-均可与Ag+反应产生沉淀,而KClO3在水溶液中不能电离出Cl-,因此不能产生沉淀。
答案:B2.砹是原子序数最大的卤族元素,根据卤族元素性质的递变性,对砹及其化合物的叙述,正确的是( )
A.与H2的化合能力:At2>I2
B.砹在常温下为白色固体
C.砹原子的最外电子层上有7个电子
D.砹易溶于水,难溶于四氯化碳解析:从F到At,元素的非金属性逐渐减弱,与H2的化合能力逐渐减弱,A项不正确;从F2到I2,单质的颜色逐渐加深,I2是紫黑色晶体,砹是黑色固体,B项不正确;卤族元素的原子,最外电子层上都有7个电子,C项正确;由I2微溶于水,易溶于四氯化碳溶液,可推知At2微溶于水,易溶于四氯化碳溶液,D项不正确。
答案:C3.下列对溴性质的描述,其中错误的是 ( )
A.溴单质溶于水时,部分与H2O反应生成HBrO和HBr
B.溴单质只具有氧化性
C.溴原子最外层有7个电子,在化学反应中容易得1个电子,表现氧化性
D.溴蒸气与氢气在加热条件下反应生成HBrB4.(2011年嘉兴检测)下列不能说明氯元素的非金属性比硫元素强的事实是 ( )
①HCl比H2S稳定
②HClO氧化性比H2SO4强
③HClO4酸性比H2SO4强
④Cl2能与H2S反应生成S
⑤Cl原子最外层有7个电子,S原子最外层有6个电子
⑥Cl2与Fe反应生成FeCl3,S与Fe反应生成FeS
A.②⑤ B.①② C.①②④ D.①③⑤解析:含氧酸的氧化性不能作为判断元素非金属性强弱的依据;最外层电子数多,元素的非金属性不一定强,如非金属性:O>Cl,但最外层电子数:O答案:A 5.已知常温下KClO3与HCl(浓)反应放出氯气,现按下图进行卤素的性质实验。玻璃管内装有分别滴有不同溶液的白色棉球,反应一段时间后,对图中指定部位颜色描述正确的是( )解析:在锥形瓶中,KClO3与HCl(浓)反应产生Cl2,所以①处为黄绿色;Cl2在②处与Br-反应生成Br2,所以②处为橙色;Cl2(可能还有挥发的Br2)在③处与I-反应生成I2,淀粉遇I2变蓝,所以③处为蓝色;Cl2(可能还有挥发的Br2)全部被NaOH溶液吸收,所以④处是白色棉球的本色(析出的NaCl、NaClO固体均为白色)。
答案:A6.(2011年长沙检测)下表为元素周期表的一部分。(1)表中元素____________(填写元素符号,下同)的非金属性最强;元素____________的金属性最强;元素____________的单质室温下呈液态。FKBr(2)表中元素⑦的原子结构示意图是____________。
(3)表中元素⑥⑩氢化物的稳定性顺序为__________>____________(填写化学式,下同)。
(4)表中元素⑨和⑩最高价氧化物对应水化物的酸性:____________>____________。HClO4 H2SO4HF HCl能力提升7.甲、乙、丙、丁四个集气瓶中装有Cl2、H2、HCl、HBr中的任意一种气体。若将甲和丁两瓶气体混合,见强光则发生爆炸;若将甲和乙两瓶气体混合,则见瓶壁上出现红棕色的小液滴,那么气体乙是( )
A.H2 B.Cl2
C.HBr D.HClC8.下列关于碱金属元素和卤素的说法中,错误的是( )
A.随核电荷数的增加,碱金属元素和卤素的原子半径都逐渐增大
B.碱金属元素中,锂原子失去最外层电子的能力最弱;卤素中,氟原子得电子的能力最强
C.钾与水的反应比钠与水的反应更剧烈
D.溴单质与水的反应比氯单质与水的反应更剧烈D9.某学生往一支试管里按一定次序分别加入下列几种物质:
A.KI溶液,B.淀粉溶液,C.NaOH溶液,D.氯水。
发现溶液颜色按下面次序变化:
①无色―→②棕黄色―→③蓝色―→④无色。
依据溶液颜色的变化回答下列问题:
(1)加入以上药品的顺序是__________________________________________________。(2)写出①→②的离子反应方程式:________________________________________________________________________。
(3)写出③→④的化学反应方程式:________________________________________________________________________。解析:溶液显棕黄色,说明溶液中有I2生成,氯水和KI溶液反应生成I2,而氯水显浅黄绿色,故①为KI溶液,②为加入氯水,溶液显蓝色是由于淀粉遇I2形成的,故③为加入淀粉溶液;又由于I2+2NaOH===NaI+NaIO+H2O,加入NaOH溶液后I2逐渐消失,蓝色将逐渐褪为无色,故④为加入NaOH溶液。
答案:(1)A、D、B、C
(2)2I-+Cl2===I2+2Cl-
(3)I2+2NaOH===NaI+NaIO+H2O10.某学生在做元素性质与原子结构的关系的实验时,设计了一套实验方案,并记录了有关的实验现象。请帮助该学生整理并完成实验报告。
(1)实验目的。
探究同一主族元素性质的递变规律。
(2)实验用品。
仪器:试管、胶头滴管。药品:新制氯水、新制溴水、溴化钠溶液、碘化钠溶液、四氯化碳。
(3)实验内容(在下表横线中填写相关内容)。(4)实验结论:________________________________________________________________________。
(5)问题和讨论。
①上述两个实验中发生反应的离子方程式分别为________________________、________________________________________________________________________。
②由于氟单质过于活泼,所以很难设计出一个简单的实验来验证其氧化性的强弱。试列举两项事实说明氟的非金属性比氯的强:______________________、____________________________。解析:向溴化钠溶液中加入新制氯水,发生反应:Cl2+2Br-===Br2+2Cl-,证明氧化性:Cl2>Br2;再加入四氯化碳后,振荡静置,溶液分层,上层近无色,下层呈橙红色。向碘化钠溶液中加入新制溴水,发生反应:Br2+2I-===I2+2Br-,证明氧化性:Br2>I2;再加入四氯化碳后,振荡静置,溶液分层,上层近无色,下层呈紫红色。两个实验说明:同主族元素从上到下原子的得电子能力逐渐减弱。
答案: (3)①橙红 ②紫红
(4)同主族元素从上到下原子的得电子能力逐渐减弱 (5)①Cl2+2Br-===Br2+2Cl- 2I-+Br2===2Br-+I2 ②HF的稳定性比HCl强 F2能置换出水中的氧,而Cl2不能置换出水中的氧(其他合理答案也可) 感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件47张PPT。第一节 元素周期表
第4课时 核素 同位素物质结构 元素周期律第4课时 核素 同位素在1911年前后,英国物理学家卢瑟福把一束做高速运动的α粒子(质量数为4的带2个单位正电荷的氦核)射向一片极薄的金箔。他惊奇地发现,过去人们一直认为原子是“实心球”,而由这种“实心球”紧密排列而成的金箔,竟能使大多数α粒子畅通无阻地通过,好像金箔不在那儿似的!但也有少数的α粒子发生偏转,极少数α粒子被笔直弹回。1.了解质量数的定义。
2.了解原子的表示方法。
3.了解核素和同位素的概念。
4.能识别不同概念间的相互关系。原子的组成1.原子的构成2.数值关系
(1)质量数:忽略电子的质量,将核内所有__________的相对质量取近似值相加所得的数值。质子
中子核外电子 负质子和中子(2)数值关系。
质量关系:质量数(A)=________________________。
数量关系:原子序数=核电荷数=______=_________。
3.表示方法
X中X表示某元素的______,Z表示________,A表示________。质子数(Z)+中子数(N)质子数 核外电子数原子 质子数质量数核素、同位素1.核素
把具有一定数目的______和一定数目的______的一种原子叫做核素。
2.同位素
(1)定义。
______相同而______不同的同一元素的不同原子互称为同位素,即同一元素的不同______互称为同位素。质子 中子质子数 中子数核素(2)特点。
天然存在的同位素,相互间保持一定的比率。
(3)核素与元素之间的关系:有的元素有多种核素,有的元素只有一种核素,所以元素分单核素元素和多核素元素。年代 发电氢弹应用思考:1.所有原子的原子核都有质子和中子吗?
2.质子数相同而中子数不同的微粒一定互为同位素吗?
3.结合核外电子排布讨论:互称同位素的不同核素为什么具有几乎完全相同的化学性质?提示:不一定。原子核中一定含质子,但不一定有中子,如H中只有质子而没有中子。提示:不一定。例如:OH-与F-,它们质子数均为9,核外电子数均为10,但不能说它们互为同位素,因为它们不是同一种元素构成的。 提示:同种元素的不同核素核内质子数相同,具有完全相同的核外电子排布,因此化学性质几乎完全相同。综合拓展一、原子或离子中各微粒间的数目关系
1.原子的质子数=核电荷数=原子序数=核外电子数。
2.阳离子所带电荷数=质子数-核外电子数;
阴离子所带电荷数=核外电子数-质子数。
3.质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)。
4.质子数(Z)=阳离子的核外电子数+阳离子的电荷数。
5.质子数(Z)=阴离子的核外电子数-阴离子的电荷数。 二、元素、核素、同位素之间的区别与联系(续上表)3.元素的近似相对原子质量
核素的相对原子质量取整数值即核素的近似相对原子质量,此整数值与核素的质量数相等。因此,如果用元素的各种核素的质量数代替核素的相对原子质量进行平均相对原子质量计算,则得到元素的近似相对原子质量。
Ar(E)=A(E1)·x(E1)+A(E2)·x(E2)+A(E3)·x(E3)+…=(Ei)·x(Ei)。其中,A(Ei)是E的各种同位素原子的质量数,x(Ei)是E的各种同位素原子所占的百分比。 特别关注:(1)关于相对原子质量的计算题,要先看清求的是原子还是元素的相对原子质量。
(2)x(Ei)不是质量分数,是物质的量分数或各原子个数百分比。1.(2013·厦门检测)下列互为同位素的是( )
A.H2与D2
B.14N与14C
C.16O与17O
D.金刚石与石墨尝试应用C2.据报道,某医院正在研究用放射性的碘 I治疗肿瘤。该原子的原子核内中子数与核外电子数之差为( )
A.72 B.19 C.53 D.125B解析:32S与33S互为同位素,应具有相同的质子数、电子数,不同的中子数,硫原子的最外层电子数为6。
答案:D3.32S与33S互为同位素,下列说法正确的是( )
A.32S与33S原子的最外层电子数均为2
B.32S与33S具有相同的中子数
C.32S与33S具有不同的电子数
D.32S与33S具有相同的质子数一、核素、同位素的概念辨析 我国稀土资源丰富。下列有关稀土元素 Sm与 Sm的说法正确的是( )
A. Sm与 Sm互为同位素
B. Sm与 Sm的质量数相同
C. Sm与 Sm是同一种核素
D. Sm与 Sm的核外电子数和中子数均为62解析:质子数相同而中子数不同的核素互称为同位素,具有一定数目的质子数和中子数的原子称为核素。 Sm 与 Sm质量数不同,B错; Sm与 Sm是不同种核素,C错; Sm与 Sm的中子数不同,D错。
答案:A
名师点睛:元素、核素、同位素的判断方法:
(1)判断元素、同位素和核素时,要抓住各种微粒区别的本质。即质子数相同的原子就是同种元素;质子数和中子数均相同的就是同种原子,也称为核素;同种元素的不同核素互称为同位素。 (2)答题时要认真分析原子表示符号的n组数字。 X,只要Z相同,就是同种元素;Z和A均相同,是同种核素;Z相同,A不相同的互称同位素;Z不相同的无论A是否相同,均不是同种元素,更不能称为同位素。变式应用二、原子中各微粒间的数量关系某元素的一种同位素X的原子质量数为A,含N个中子,它与1H原子组成HmX分子。在a g HmX中所含质子的物质的量是( )解析:答案:A名师点睛:
(1)没有明确某分子的相对分子质量时,可以用分子中各原子质量数之和来代替。?
(2)判断一个分子所含的质子、电子或中子数时要注意分子中原子的个数,例如,本题中HmX分子中含有m个H,所以H元素的质子总数为m。变式应用水平测试1.只含有一种元素的物质不可能是( )
A.混合物 B.化合物
C.纯净物 D.单质解析:化合物是由两种或两种以上元素组成的纯净物。
答案:B2.下列说法中正确的是( )
A.质子数相同的微粒一定属于同一种元素
B.质子数相同,电子数也相同的两种微粒,不可能是一种原子和一种离子
C.原子核内的质子数一定等于中子数
D.电子数相同的微粒一定是同一种元素解析:对于A,如HF、NH3、H2O分子中质子数均为10,但不是同一种元素,A错;多数原子中质子数和中子数不相等,C错;D和A类似,如Na+、Mg2+、Al3+、NH 均有10个电子,但不是同一种元素。
答案:B3.重水(D2O)是重要的核工业原料,下列说法错误的是( )?
A.氘(D)原子核外有1个电子?
B. 1H与D互称同位素?
C.H2O与D2O互称同素异形体?
D. 1H218O与D216O的相对分子质量相同C5.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.分子数和质量分别不相等
C.分子数、质量分别相等
D.原子数、中子数和质子数都分别相等解析:同温同压下,等体积的气体含有相同的分子数,故分子数相等;12C18O和14N2均为双原子分子,则所含原子数也相等;一个12C18O分子中含6+8=14个质子,30-14=16个中子,一个14N2分子中含7×2=14个质子,28-14=14个中子,所以两种气体所含质子数相等,中子数不等,质量数不等,质量不等。
答案:A6.(1)用X表示原子:
①中性原子的中子数:N=____________。
②阳离子的中子数:AXn+共有x个电子,则N=_______。
③阴离子的中子数:AXn-共有x个电子,则N=_______。
④分子或原子团的中子数:12C16O2分子中,N=______。
(2)已知某元素R原子的质量数为A,其阴离子Rn-含有x个电子,则m g Rn-中含中子的物质的量是_________mol。A-ZA-x-nA-x+n22能力提升7.具有相同质子数的两种粒子( )
A.一定是同种元素
B.一定是一种分子和一种离子
C.一定是不同离子
D.无法判断解析:采用举例验证的方法,如H、D、T即为具有相同质子数的同种元素,H+、D+、T+即为具有相同质子数的不同离子;NH 、Na+均为具有11个质子的微粒,但它们不是同种元素,而是两种离子;Ne、H2O均为含有10个质子的微粒,它们都是分子。
答案:D8.9.2 g金属钠投入到足量的重水中,则产生的气体中含有( )
A.0.2 mol中子
B.0.4 mol电子
C.0.2 mol质子
D.0.4 mol分子Na与重水反应的化学方程式为:
2Na+2D2O===2NaOD+D2↑
2 1
0.4 mol 0.2 mol
由方程式可知生成D2气体0.2 mol,所以气体中含中子0.4 mol,含电子0.4 mol,含质子0.4 mol,含分子0.2 mol,故B项正确。
答案:B9.用下列选项填空。
A.质子数 B.中子数 C.核外电子数 D.最外层电子数 E.电子层数
(1)同位素种类由____________决定。
(2)元素种类由 ____________决定。
(3)某元素有无同位素由 ____________决定。
(4)核素相对原子质量由____________决定。
(5)主族元素的化学性质主要由____________决定。ABABABD(6)核电荷数由____________决定。
(7)碱金属原子失电子能力相对强弱由________决定。
(8)原子得失电子能力相对强弱由____________决定。AEDE10.某元素的同位素 X,已知A=30,且A-Z=16,则:
(1)X元素为____________。
(2)X的气态氢化物与碳的氢化物中较稳定的是______(填化学式)。
(3)X单质与NaOH溶液反应的化学方程式为___________________________________________________。
(4)X的氧化物与HF反应的化学方程式为___________________________________________________。解析:30-Z=16,所以Z=14,即硅元素,其非金属性比碳弱,故CH4比SiH4更稳定。Si与NaOH溶液反应的化学方程式为Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑。SiO2与HF反应的化学方程式为SiO2+4HF===SiF4+2H2O。
答案:(1)Si (2)CH4
(3)Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑
(4)SiO2+4HF===SiF4+2H2O感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件46张PPT。第三节 化 学 键
第1课时 离 子 键物质结构 元素周期律第1课时 离 子 键美、德两国科学家成功合成出具有独特化学特性的氢铝化合物,这一研究成果有助于人们开发出推力更强大的固体火箭燃料,也有望应用在氢动力汽车和其他能源方面。这种氢铝化合物具有相当稳定的化学特性,其稳定的特性是保证该化合物今后可能用作火箭固体燃料的关键。在未来的“氢经济”社会中,驱动汽车和电网的电能可能将产生于全球最丰富的元素——氢。1.了解离子键的概念。
2.了解离子化合物的概念。离子键的形成1.Na在Cl2中的燃烧剧烈燃烧 黄色 白烟2.NaCl的形成过程
(1)Na原子______个电子达到______稳定结构,成为______;Cl原子______个电子达到______稳定结构,形成______。带相反电荷的__________,通过静电作用结合在一起,形成______。
(2)电子式。
在元素符号周围用“·”或“×”表示原子或离子的最外层电子的式子叫做电子式。
原子电子式:H ________;Cl________;S________;NaCl失去1 8e-Na+ 得到1 8e-Cl- Na+和Cl-Ar________;Mg________。Na+ Mg2+3.离子键
_____________________________称为离子键。
成键微粒:____________;相互作用:__________。带相反电荷的离子间的相互作用阴、阳离子 静电作用应用思考:1.离子键是阴、阳离子间的“吸引”作用,对吗?2.离子键的形成条件是什么?提示:不对,阴、阳离子之间的静电作用既有阴、阳离子之间的静电吸引,也有原子核与原子核、核外电子与核外电子的静电排斥。离子化合物1.定义:由______构成的化合物叫做离子化合物。
2.构成粒子:______________。
3.粒子间的相互作用:______。
4.种类
(1)强碱,如NaOH、Ba(OH)2、KOH等。
(2)金属氧化物,如Na2O、K2O、MgO、Al2O3等。
(3)绝大多数盐,如NaCl、K2SO4、CaCO3、Mg(NO3)2等。离子键阴离子和阳离子离子键 5.用电子式表示离子化合物的形成过程知识拓展一、离子键
离子键成键原因:①原子相互得失电子形成稳定的阴、阳离子;②离子间引力与斥力处于平衡状态。
2.成键实质:静电作用。静电作用包含阴、阳离子的静电吸引作用以及原子核与原子核、电子与电子之间的排斥作用。当两种相反的作用达到平衡时,就形成了离子键。离子化合物是引力和斥力两种相反作用的对立统一物。3.离子键的判断方法?
(1)第ⅠA、ⅡA族的金属元素的单质与第ⅥA、ⅦA族的非金属元素的单质发生反应时,一般通过离子键形成离子化合物。?
(2)金属阳离子与某些原子团(如NO-3、CO2-3、SO2-4、OH- 等)之间,通过离子键形成离子化合物。?
(3)铵根离子与酸根离子之间形成离子键,构成离子化合物。?
(4)活泼金属的氧化物、过氧化物(如Na2O2)中存在离子键。二、离子键的三个“一定”和两个“不一定”
1.三个“一定”
(1)离子化合物中一定含有离子键。
(2)含有离子键的物质一定是离子化合物。
(3)离子化合物中一定含有阴离子和阳离子。
2.两个“不一定”
(1)离子化合物中不一定含有金属元素,如NH4Cl、NH4NO3等。
(2)含有金属元素的化合物不一定是离子化合物,如AlCl3。 三、电子式的书写(续上表)(续上表)尝试应用1.下列最易形成阴离子的元素是( )
A.Cl B.F C.Na D.K解析:Cl、F易得电子形成阴离子。F的非金属性强于Cl,更易形成阴离子,Na、K易失电子形成阳离子。
答案:B2.下列物质中含离子键的是( )
A.Cl2 B.CO2 C.NaCl D.CH4解析:一般来说,金属元素与非金属元素形成离子键,但部分物质如AlCl3、BeCl2除外。
答案:C3.下列物质中属于离子化合物的是( )
A.苛性钠 B.碘化氢
C.硫酸 D.醋酸A一、离子键和离子化合物 下列叙述中不正确的是( )
A.活泼金属与活泼非金属化合时,能形成离子键
B.阴、阳离子通过静电引力所形成的化学键叫做离子键
C.离子所带电荷的符号和数目与原子成键时得失电子有关
D.阳离子半径比相应的原子半径小,而阴离子半径比相应的原子半径大解析:活泼金属容易失电子,形成阳离子,活泼非金属容易得电子,形成阴离子,离子键是阴、阳离子之间的静电作用形成的,A对。静电作用包括静电引力和斥力,B错。原子成键时失电子,带正电荷,得电子,带负电荷,离子所带电荷的数目与得失电子数一致,C正确。
答案:B名师点睛:阳离子可以是单核,也可以是多核;金属原子、非金属原子都能形成阳离子;主族元素形成的阳离子,电子层结构与稀有气体相同,副族元素形成的阳离子,电子层结构多数与稀有气体不同;阳离子不一定都具有稳定结构。1.下列有关阳离子的说法中错误的是( )
①阳离子都是由一个金属原子失去电子而形成的 ②非金属原子不能形成阳离子 ③阳离子的电子排布一定与稀有气体元素原子相同 ④阳离子的价态不会大于其原子的最外层电子数 ⑤阳离子都是稳定结构,不会再失去电子
A.①④ B.②④
C.①②③ D.①②③④⑤变式应用D 二、电子式的书写下列离子化合物的电子式不正确的是( )解析:简单阳离子的电子式和离子符号相同(原子团除外),简单阴离子的电子式是在元素符号周围有8个电子(氢负离子有2个电子),然后用中括号括上,右上角标明所带负电荷数。阴、阳离子构成的电子式中,正电荷总数等于负电荷总数,且相同的离子不得合并。A选项中钙原子失去两个电子形成离子时,电子式和离子符号都是Ca2+,氯原子获得1个电子,成为带1个单位负电荷的离子,其电子式为[? ]-,在氯化钙中有两个氯离子,1个钙离子,但是两个阴离子不能写在一起,故A选项正确;硫化钠的电子式也正确,排除B选项;氟化钾的电子式也符合电子式的书写规则,排除C选项;氧化钠是离子化合物,阴离子没有用中括号括上,也没有标出所带负电荷数,氧化钠电子式的正确书写是:Na+[ ]2-Na+,D选项错误。故正确答案为D。
答案:D
名师点睛:电子式书写的几种常见错误:①漏写孤对电子;②原子(离子)结合顺序写错;③错误使用方括号;④误将电荷数标成化合价;⑤复杂阳离子与单核阳离子混淆不清。2.判断下列用电子式表示的化合物的形成过程正确与否,正确的在后面括号中填“√”,错误的在后面括号中填“×”。变式应用××√水平测试1.下列叙述错误的是( )
A.带相反电荷离子之间的相互吸引称为离子键
B.金属元素与非金属元素化合时,不一定形成离子键
C.某元素原子的最外层只有一个电子,它跟卤素结合时不一定形成离子键
D.非金属原子间也可能形成离子键解析:相互作用包括相互吸引和相互排斥两个方面,故A错;B项说法是正确的,金属元素和非金属元素化合时,有可能形成共价键,如AlCl3和BeCl2就是两种共价化合物;C项说法是正确的,如H原子的最外层只有1个电子,它与Cl原子通过共价键结合成HCl分子;D项说法是正确的,如NH 是由非金属元素形成的阳离子,铵盐为离子化合物。
答案:A 2.(双选题)下列哪一组元素的原子间反应容易形成离子键( )A.a和b B.a和f
C.d和g D.b和g解析:原子间得失电子能力差别越大,发生反应时越易形成阴、阳离子,就越易形成离子键,所以活泼金属和活泼非金属的原子间反应容易形成离子键。
答案:BD3.下列离子化合物中,离子、电子结构都与氩的电子层结构相同的是( )
A.MgCl2 B.CaBr2
C.K2S D.Na2O4.(双选题)下列物质结构中有离子键的是( )
A.干冰 B.NH4Cl
C.Na2O2 D.HI5.已知氮化钠是离子化合物,下列叙述不正确的是( )
A.Na3N是氮化钠的分子式
B.Na+与N3-的电子层结构都与氖原子的结构相同解析:离子化合物中不存在分子,也就不存在所谓的分子式,Na3N是氮化钠的化学式。
答案:A6.A+和B2-都与Ar原子具有相同的电子层结构,则A的元素符号为____________,B元素的原子结构示意图为____________,它们形成的化合物的电子式为________。能力提升7.Na、Mg、S、Cl四种元素的原子彼此间以离子键结合的化合物有( )
A.1种 B.2种 C.3种 D.4种解析:Na2S、NaCl、MgS、MgCl2都是离子化合物,故答案为D。
答案:D8.(双选题)A、B两元素的原子序数分别为11和8,二者化合生成离子化合物Z。则下列说法中错误的是( )
A.A一定形成+1价阳离子
B.B一定形成-2价单核阴离子
C.Z一定能与水反应
D.Z一定是A2B型化合物解析:A、B分别为Na和O,能形成Na2O和Na2O2两种离子化合物。
答案:BD9.A、B、C 3种短周期元素,原子序数依次增大,3种元素原子序数之和为35,A、C同主族,B+核外有10个电子,则:
(1)A、B、C 3种元素分别是__________、____________、____________(填元素名称)。
(2)A、B、C 三种元素两两之间能形成多种化合物,其中属于离子化合物的化学式分别为____________、____________、____________。(3)用电子式表示B和C形成离子化合物的过程: ______________________________________________________________________________________________________。10.A、B、C、D、E五种短周期主族元素的原子序数依次增大,已知:
①其原子半径大小关系:D>E>B>C>A。
②A、D同主族,B、C、E是三个连续的主族元素,且最外层电子数依次增加。
③C是地壳中含量最多的元素,D与C可形成原子个数比为1:1或2:1的化合物。请填空以下空白:
(1)化合物D2C2的电子式为________。用电子式表示D2C的形成过程________________________________________。
(2)单质A和单质B在一定条件下发生反应的化学方程式为________________________________________________。
(3)单质E与A、C、D三种元素形成的化合物发生反应的化学方程式为__________________________________________________。感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件74张PPT。第三节 化 学 键
第2课时 共 价 键物质结构 元素周期律第2课时 共 价 键1.同学们都知道:在通常情况下,将水加热到100 ℃时,水便会沸腾,而要使水分解成氢气和氧气,却需要将水加热至1 000 ℃这样的高温时,才会有部分水分解。这是为什么呢?
2.同学们根据初中所学的知识就已知道:白炽灯发光是物理变化而不是化学变化。区别化学变化和物理变化的依据是:看有没有新物质生成。那么,同学们是否知道化学变化的本质是什么呢?1.了解共价键、共价化合物的概念。
2.了解化学键的概念。
3.认识化学反应的实质。 共价键1.Cl2的形成
(1)两个氯原子的最外层都有____个电子,要达到8电子稳定结构,都需获得____个电子,因此氯原子间难以发生电子______,如果两个氯原子各提供____个电子,形成____________,两个氯原子就都形成8电子稳定结构。共用电子对71得失1(2)写出Cl2形成的过程。
___________________________________。
结构式:在化学上,常用“____”表示一对电子,所得的式子叫结构式。Cl2的结构式______,H2的结构式______。
2.共价键
(1)定义:原子间通过__________所形成的________。
(2)成键粒子:________。Cl—Cl H—H—共用电子对 相互作用原子(3)成键元素:一般是同种或不同种________元素。
(4)存在。
①非金属元素的多原子单质,如__________________。
②共价化合物,如__________________________________________________。
③某些离子化合物,如__________________________________________________。非金属H2、O2、O3、N2HCl、H2O、CO2、H2SO4NaOH、NH4Cl、Na2O2(6)极性键和非极性键。极性
非极性同不发生不同发生相不不强电中性 显电性同不同3.共价化合物
(1)定义:以__________形成的化合物。共用电子对(2)表示:应用思考:1.只有共价化合物中才含有共价键吗?
2.如何判断某共价键是极性键还是非极性键?提示:不是。共价化合物中一定含有共价键,单质和离子化合物中也可能含有共价键,如H2、O2、Cl2、NH4Cl、NaOH等均含有共价键。 提示:可根据成键元素的种类来判断。若成键元素相同,如X—X型,则为非极性键;若成键元素不同,如X—Y型,则为极性键。 化学键1.定义:使______相互结合或______相互结合的________统称为化学键。2.分类离子 原子作用力离子共价极性非极性3.化学反应的本质
物质发生化学反应的本质是______________与_____________的过程。旧化学键断裂新化学键形成 应用思考:3.所有的物质中都含有化学键吗?提示:不是。稀有气体的分子都是单原子分子,分子中不存在化学键。综合拓展一、共价键与化合物的关系
1.含共价键的物质不一定是共价化合物,也可能是单质,如O2、N2、H2、Cl2等。
2.含共价键的化合物不一定是共价化合物,也可能是离子化合物,如NaOH中含有O—H共价键,Na2O2中含有O—O共价键,NH4Cl中含有N—H共价键,但它们都是离子化合物。
3.共价化合物中一定只含有共价键。
4.共价化合物中一定不含离子键。 二、离子化合物与共价化合物的比较(续上表)三、离子键与共价键(续上表)四、物质的变化过程中化学键的变化
1.化学反应过程
化学反应过程中反应物一定有旧化学键被破坏和产物中新化学键的形成。如H2+F2===2HF,H—H键、F—F键均被破坏,形成H—F键。
2.离子化合物的溶解或熔化过程3.共价化合物的溶解或熔化过程
(1)溶解过程。(2)熔化过程。4.单质的熔化或溶解过程特别关注:(1)化学反应中,并不是反应物中所有的化学键都被破坏,如(NH4)2SO4+BaCl2===BaSO4↓+2NH4Cl,只破坏反应物中的离子键,而共价键未被破坏。
(2)化学键被破坏的变化,不一定是化学变化,如NaCl、金刚石的受热熔化、NaCl溶于水等。只有旧化学键的断裂而没有新键的生成,故不是化学变化。五、分子间作用力、氢键
1.分子间作用力
(1)概念:分子间存在一种把分子聚集在一起的作用力,叫做分子间作用力,又称范德华力。
(2)主要特征。
①广泛存在于分子之间。
②只有分子间充分接近时才有分子间的相互作用力,如固体和液体物质中。③分子间作用力的能量远远小于化学键。
④由分子构成的物质,其熔点、沸点、溶解度等物理性质主要由分子间作用力大小决定。
2.氢键
(1)氢键不是化学键,通常把氢键看作是一种较强的分子间作用力。氢键比化学键弱,比分子间作用力强。
(2)分子间形成的氢键会使物质的熔点和沸点升高,这是因为固体熔化或液体汽化时必须破坏分子间的氢键,消耗较多能量。(3)分子间形成氢键对物质的水溶性有影响,如NH3极易溶于水,主要是氨分子与水分子之间易形成氢键。
(4)通常N、O、F这三种元素的氢化物易形成氢键。常见易形成氢键的化合物有H2O、HF、NH3、CH3OH等。(5)氢键用“X…H”表示。如水分子间的氢键:由于氢键的存在,液态水或固态水常用(H2O)n表示。 3.化学键、分子间作用力和氢键的比较(续上表)尝试应用1.下列属于共价化合物的是( )
A.Cl2 B.HCl C.NH4Cl D.NaOHB2.(双选题)下列物质中含有极性共价键的是( )
A.单质溴 B.氯化钙
C.二氧化硫 D.氢氧化钙解析:二氧化硫中S—O键属于极性共价键,氢氧化钙中H—O键属于极性共价键。
答案:CD3.(2013·江门检测)下列物质中,既有离子键又有共价键的是( )
A.CaCl2 B.KOH C.H2O D.HF B一、共价键与共价化合物 下列说法正确的是( )
A.含有共价键的化合物一定是共价化合物
B.分子中只有共价键的化合物一定是共价化合物
C.由共价键形成的分子一定是共价化合物
D.只有非金属原子间才能形成共价键解析:NaOH、NH4Cl中都含有共价键,但二者都是离子化合物;Cl2、H2等由共价键形成,但都是单质;AlCl3中Al—Cl键为共价键。
答案:B
名师点睛:完全由非金属元素组成的化合物中一定存在共价键,但不一定是共价化合物,如NH4Cl、NH4NO3、(NH4)2SO4等是离子化合物。变式应用1.(2013·福建宁德检测)下列物质中只含有共价键的是( )
A.NaCl、HCl、H2O、NaOH
B.Cl2、Na2S、HCl、SO2
C.HBr、CO2、H2O、CS2
D.Na2O2、H2O2、H2O、O3 解析:A项中,NaCl中只含有离子键,HCl、H2O中只含有共价键,NaOH中既有离子键又有共价键;B项中,Cl2、HCl、SO2分子中只有共价键,而Na2S中只有离子键;D项中,Na2O2中既有离子键又有共价键,H2O2、H2O、O3分子中只有共价键。
答案:C二、化学键、分子间作用力和氢键 (2013·江苏南京模拟)A、B、C、D四种短周期元素,它们的原子序数依次增大,其中A与C、B与D分别是同主族元素;已知B、D两元素间可形成DB2和DB3两种化合物,两者相对分子质量相差16;又知A、C两元素原子序数之和是B、D两元素原子序数之和的 。请回答下列问题:
(1)写出由B、C两种元素形成的原子个数比为1:1的化合物的电子式:____________,其化合物中所含化学键的类型有________。 (2)A2B与A2D的沸点:A2B________(填“高于”或“低于”)A2D,其原因是________________________________________________________________________。
(3)由A、B、C、D四种元素形成的物质X,与盐酸反应能够生成具有刺激性气味的气体,写出X与盐酸反应的离子方程式:________________________________________________________________________。变式应用2.下列事实与氢键有关的是( )
A.水加热到很高的温度都难以分解
B.水结成冰体积膨胀
C.CH4、SiH4、GeH4、SnH4的熔点随相对分子质量增大而升高
D.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱解析:A项与水分子中H—O的稳定性有关,与氢键无关;氢键是分子间的作用力,而非分子内的作用力,分子热稳定性主要由分子内化学键的强度决定,故D项错误;C项中几种分子之间都不能形成氢键。
答案:B 三、物质变化过程中化学键的变化 下列过程有化学键被破坏同时又有化学键形成的是( )
A.碘升华 B.冰融化
C.浓盐酸挥发 D.NH4Cl受热分解解析:碘升华只破坏分子间作用力,A项错误;冰融化只破坏分子间作用力和氢键,B项错误;浓盐酸挥发只破坏分子间作用力,C项错误;NH4Cl受热分解是化学反应,既有旧化学键的断裂又有新化学键的形成,D项正确。
答案:D名师点睛:(1)化学反应中,并不是反应物中所有的化学键都被破坏,如(NH4)2SO4+BaCl2===BaSO4↓+2NH4Cl,只破坏反应物中的离子键,而共价键未被破坏。
(2)化学键被破坏的变化,不一定是化学变化,如金刚石受热熔化、NaCl溶于水等,只有旧化学键的断裂而没有新化学键的生成,故不是化学变化。3.(双选题)根据化学反应的实质是旧键断裂、新键形成这一事实,下列变化不属于化学反应的是( )
A.氯气通入品红溶液中,品红溶液褪色
B. NaOH溶于水
C.NaCl熔化
D.P2O5吸水变式应用BC 四、8电子稳定结构 下列各分子中,所有原子最外层都满足8电子稳定结构的是( )
A.H2O B.BCl3 C.CCl4 D.PCl5解析:先分析各原子的成键情况,再根据各原子的最外层电子数与形成的共价键数共同判断。A项中的氢原子达到2电子稳定结构;B项中的硼原子最外层有3个电子,与3个氯原子形成化合物,硼不会达到8电子稳定结构;C项中的碳原子和氯原子均达到8电子稳定结构;D项中的磷原子最外层有5个电子,与5个氯原子形成化合物,磷原子不会达到8电子稳定结构。
答案:C名师点睛:判断分子中所有原子是否都满足最外层为8电子结构的简便方法:(1)看分子中有无H、Li、Be、B和稀有气体原子,若有,则一定不能都满足最外层为8电子结构。
(2)计算各原子的“最外层电子数+|化合价|”是否等于8,若为8,则该原子的最外层满足8电子结构,否则不满足。
(3)计算原子最外层电子数+共用电子对数是否等于8。4.下列各分子中,所有原子都达到8电子稳定结构的是( )
A.CS2 B.CH3OH C.BF3 D.BeCl2变式应用解析:CS2的结构式为S===C===S,碳和硫原子最外层都达到8电子稳定结构,A项正确;CH3OH中氢原子最外层达到2电子稳定结构;BF3中硼原子最外层不能满足8电子稳定结构;BeCl2中铍原子最外层不能满足8电子稳定结构。
答案:A水平测试1.关于化学键的各种叙述中正确的是( )
A.在离子化合物里,只存在离子键
B.共价化合物里,一定不存在离子键
C.非极性键只存在于双原子的单质分子里
D.由不同元素组成的多原子分子里,一定只存在极性键解析:离子化合物中一定含离子键,还可含有共价键(如NaOH),共价化合物中一定不含有离子键,一定有共价键,A错、B对;H2O2的电子式为H H,其分子中既有极性键,也有非极性键,故C、D均错。
答案:B2.下列说法正确的是( )
A.NaCl固体中含有共价键
B.CO2分子中含有离子键C3.下列过程中,共价键被破坏的是( )
A.溴挥发 B.氯气被木炭吸附
C.食盐溶于水 D.硫酸溶于水D4.下列物质中都是既含有离子键又含有共价键的一组是( )
A.NaOH、H2O、NH4Cl
B.KOH、Na2O2、(NH4)2S
C.MgO、CaBr2、NaCl
D.Na2SO4、HCl、MgCl2解析:只含有离子键的是:MgO、CaBr2、NaCl、MgCl2,排除C、D项;只含有共价键的是:H2O、HCl,排除A、D项;既含有离子键又含有共价键的是:NaOH、NH4Cl、KOH、Na2O2、(NH4)2S、Na2SO4。
答案:B 5.下列电子式书写正确的是( )子,正确的写法是 。
答案:D6.根据要求回答下列问题:(用序号回答)
①CaBr2 ②H2O ③NH4Cl ④H2O2 ⑤Na2O2 ⑥Ca(OH)2 ⑦HClO ⑧I2 ⑨He ⑩Al
(1)只含有离子键的是________。
(2)含有共价键的离子化合物是________。
(3)含有共价键的共价化合物是________。
(4)常温时为固体,当其熔化时,不破坏化学键的是______。
(5)熔融状态和固态时,都能导电的是________。⑩①③⑤⑥②④⑦⑧能力提升7.下列说法一定正确的是( )
A.水溶液能导电的一定是离子化合物
B.熔融态能导电的一定是离子化合物
C.固态能导电的一定是金属单质
D.固态不能导电但熔融态能导电的一定是离子化合物D8.下列过程中化学键被破坏的是( )
①碘升华 ②溴蒸气被木炭吸附 ③酒精溶于水 ④HCl气体溶于水 ⑤MgCl2溶于水 ⑥NaCl熔化
A.全部 B.②③④⑤⑥
C.④⑤⑥ D.⑤⑥C9.根据下列要求回答相关问题:
(1)下列物质沸点递变顺序正确的是( )
A.SnH4>GeH4>SiH4>CH4
B.SbH3>AsH3>PH3>NH3
C.HI>HBr>HCl>HF
D.H2Te>H2Se>H2S>H2O(2)冰→水→水蒸气→氢气的过程中,依次克服作用力类型是( )
A.氢键、范德华力、离子键
B.氢键、氢键、极性键
C.范德华力、氢键、非极性键
D.范德华力、非极性键、极性键(3)下列说法正确的是( )
A.氨、氯化氢与水分子都能形成氢键,故它们极易溶于水
B.由于氢键存在,卤化氢中HF最稳定
C.冰的密度小于水的密度,是由于水分子间存在氢键
D.NH3、H2O、HF相对分子质量依次增大,沸点依次升高(4)比较NH3、PH3、AsH3的沸点高低:________________________________________________________________________;
简述理由:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析:(1)碳族元素的氢化物分子间只存在范德华力,不存在氢键,其结构和组成相似,相对分子质量越大,沸点越高,A项正确;氨分子间存在氢键,沸点升高,其他三种氢化物只存在分子间作用力,组成和结构相似,相对分子质量越大,沸点越高,沸点高低顺序为NH3>SbH3>AsH3>PH3,B项错误;HF分子间存在氢键,沸点:HF>HI>HBr>HCl,C项错误;D项,H2O分子间存在氢键,沸点:H2O>H2Te>H2Se>H2S,D项错误。(2)冰和水分子间都存在氢键,水分子内存在极性共价键,B项正确。(3)氯化氢与水分子间不存在氢键,A项错误;氢键影响物质的物理性质,稳定性指热分解难易,是物质的化学性质,H—F键在卤化氢中最强,故HF最稳定,B项错误;冰中水分子间存在氢键比水中少,使水分子之间空隙较大,密度较小,C项正确;水、氨、氟化氢分子间都存在氢键,其强度不同,水的沸点最高,氨的沸点最低,D项错误。(4)从氢键和范德华力大小角度分析第ⅤA族氢化物沸点高低,如氨分子间存在氢键,沸点升高。
答案:(1)A (2)B (3)C(4)NH3>AsH3>PH3 氨分子间存在氢键,沸点最高;砷化氢(AsH3)和磷化氢(PH3)分子间只存在范德华力,且它们组成和结构相似,砷化氢的相对分子质量较大,分子间作用力较强,沸点较高10.过氧化氢(H2O2)的水溶液俗称双氧水,其水溶液可用于制备工业上的漂白剂、特殊环境里燃料燃烧的助燃剂、医疗上的消毒剂、实验室里的制氧剂;过氧化钠(Na2O2)可用于制备工业上的漂白剂、特殊环境里的供氧剂、实验室里的制氧剂。过氧原子团“O2”由2个氧原子共用1对电子组成。
(1)分别写出H2O2、Na2O2的电子式:________________________________________________________________________、____________。(2)①H2O、H2O2中化学键的不同点是________________________________________________________________________________________________________________________________________________;
②Na2O、Na2O2中化学键的不同点是______________________________________________________________________________________________;
③H2O2、Na2O2的化合物类型是(共价化合物、离子化合物)________________________________________________________________________。(3)分别写出H2O2、Na2O2作供氧剂的化学反应方程式:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)H2O2与Na2O2相比,化学键更稳定的是________(写物质的名称),主要根据是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 解析:H2O2与Na2O2中都含有过氧原子团“O2”。题中告知“O2”由2个O共用1对电子组成,又知H的化合价为+1,则H与O之间共用1对电子,这样就可以写出H2O2的电子式。比较H2O2与Na2O2,Na的化合价也是+1,但Na与O之间的化学键应是离子键而不是共价键,则Na2O2是由“O2”与Na组成的。联想H2O、Na2O的电子式,比较H2O与H2O2、Na2O与Na2O2的电子式,可顺利完成有关问题。写出了H2O2、Na2O2作供氧剂的化学反应方程式,能联想到相关的化学反应现象。这样的现象是H2O2、Na2O2中化学键的稳定性的反 (4)过氧化氢 Na2O2在常温下跟水快速反应生成O2,H2O2的水溶液在催化剂作用下才能较快地反应生成O2感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件52张PPT。第二节 元素周期律
第1课时 原子核外电子的排布物质结构 元素周期律第1课时 原子核外电子的排布电子是在研究阴极射线的本质过程中得到的,阴极射线究竟是什么?物理学家汤姆逊设计了一个巧妙的实验装置,证实了阴极射线是由带负电荷的粒子组成的,并推算出其质量和电荷比值。得出来源于各种不同物质的阴极射线粒子都是一样的,而且是比原子小得多的粒子,其质量只是氢离子的千分之一。汤姆逊认定这种粒子必定是“建造一切化学元素的物质”,也就是一切化学原子所共有的组成部分。期间,物理学家佩兰利用当时刚问世的借助于散射光分辨率比普通显微镜高20倍的超显微镜,开展了一系列检验布朗运动理论的实验,于1909年发表了《布朗运动和分子实在性》的论文,引起强烈的反响,并于1926年获诺贝尔物理学奖。至此,各国科学家一致认为,分子和原子的实在性已没有怀疑的余地了。正如爱因斯坦所说的那样“分子和原子是否存在的问题是他在大学时代关心和讨论的一个重大问题,而今天再也没有物理学家为这个问题而操心了”。
原子中的核外电子是如何运动的呢?1.了解原子的核外电子能量高低与分层排布的关系。
2.了解核外电子分层排布的规律。 原子核外电子的排布1.核外电子的能量
(1)在多电子原子中,电子的能量______。
(2)电子能量与运动区域的关系:
电子能量较低―→运动区域离核______。
电子能量较高―→运动区域离核______。不同较近
较远 2.电子层区域不同的区域 不连续KL M N O P Q 较低较高3.电子分层排布
电子总是尽可能先从______排起,当一层______后再填充下一层。内层 充满应用思考:1.讨论分析元素的化学性质主要取决于原子结构的哪部分?提示:原子核外电子离核越远,能量越高,活泼性越强,故原子发生化学反应时,主要是最外层电子发生变化。所以元素原子的化学性质主要取决于原子核外的电子层数和最外层电子数。 2.前20号元素与稀有气体原子电子层结构相同的离子:
(1)与He原子电子层结构相同的离子有: 。
(2)与Ne原子电子层结构相同的离子有: 。
(3)与Ar原子电子层结构相同的离子有: 。提示:(1)Li+、Be2+、H- (2)F-、O2-、N3-、Na+、Mg2+、Al3+ (3)Cl-、S2-、P3-、K+、Ca2+综合拓展一、核外电子分层排布的规律
1.能量最低原理
原子核外电子总是先排布在能量最低的电子层,然后由里向外,依次排布在能量逐步升高的电子层,即排满了K层才排L层,排满了L层才排M层。
2.各电子层的电子分布规律
以n表示原子核外电子层的序号。(1)各电子层最多容纳电子数为2n2。
(2)当n为最外层时,最多容纳8个电子(n=1时最多容纳2个电子)。
(3)当n为次外层时,最多容纳18个电子。
特别关注:(1)核外电子排布的规律是相互联系的,不能孤立地理解,如当M层不是最外层时,最多可以排布18个电子,而当它是最外层时,最多可以排布8个电子。(2)电子不一定排满M层才排N层,如K和Ca的核外电子排布情况分别为:二、核外电子排布的表示方法特别关注:质子数与核外电子数的关系:
原子:核内质子数=核外电子数。
阳离子:核内质子数=核外电子数+离子所带电荷数。
阴离子:核内质子数=核外电子数-离子所带电荷数。尝试应用1.下列叙述正确的是( )
A.电子的能量越低,运动区域离核越远
B.核外电子的分层排布即是核外电子的分层运动
C.稀有气体元素原子的最外层都排有8个电子
D.当M层是最外层时,最多可排布18个电子B2.从某微粒的原子结构示意图反映出( )
A.质子数和中子数
B.中子数和电子数
C.核电荷数和核外电子层排布的电子数
D.质量数和核外电子层排布的电子数C 3.下列各原子结构示意图中所表示的核外电子排布正确的是( )C一、原子核外电子排布规律 (2011年山东临沂模拟)下列说法中肯定错误的是( )
A.某原子K层上只有一个电子
B.某原子M层上电子数为L层上电子数的4倍
C.某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍
D.某原子的核电荷数与最外层电子数相等解析:K层即是第一层,只有1个电子的是氢原子,A项正确;原子M层上有电子,说明L层已排满8个电子,此时M层上电子数为L层的4倍,为32个,与最多有2n2即18个相矛盾,B项错误;M层、L层上的电子数均为K层上的4倍,即为“2、8、8”电子排布,则S2-、Cl-、K+、Ca2+均满足,C项正确;氢原子的核电荷数与最外层电子数相等,D项正确。
答案:B名师点睛:1~20号元素原子核外电子排布的特点:
(1)最外层电子数和次外层电子数相等的原子有Be、Ar。
(2)最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是C。
(3)最外层电子数是次外层电子数3倍的原子是O。
(4)最外层电子数是次外层电子数4倍的原子是Ne。
(5)次外层电子数是最外层电子数2倍的原子是Li、Si。
(6)内层电子总数是最外层电子数2倍的原子是Li、P。(7)电子层数和最外层电子数相等的原子是H、Be、Al。
(8)电子层数是最外层电子数2倍的原子是Li、Ca。
(9)最外层电子数是电子层数2倍的原子是He、C、S。
(10)最外层电子数是电子层数3倍的原子是O。变式应用1.已知A、B、C三种元素的原子中,质子数为A<B<C,且都小于18,A元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍;B元素的原子核外M层电子数是L层电子数的一半;C元素的原子次外层电子数比最外层电子数多1个。试推断:
(1)三种元素的名称和符号。
A________,B________,C________。
(2)画出三种元素的原子结构示意图。
A____________,B____________,C____________。解析:由A元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍,可知A是碳元素;B元素的原子核外M层电子数是L层电子数的一半,可知B为硅元素;C的原子次外层电子数比最外层电子数多1个,可知C应为氯元素。
答案:(1)碳C 硅Si 氯Cl(2) 二、10电子微粒的考查A+、B+、C-、D、E五种微粒(分子或离子),它们都分别含有10个电子,已知它们有如下转化关系:②B++C- 2D。
(1)写出①的离子方程式:__________________________________________________;
写出②的离子方程式:__________________________________________________。(2)除D、E外,请再写出两种含10个电子的分子:_______________________________________________。?
(3)除A+、B+外,请再写出两种含10个电子的阳离子:________________________________________________。(2)Ne、CH4(合理即可)
(3)Na+、Mg2+(合理即可)
名师点睛:判断10电子微粒的方法:
10电子微粒是高考的热点,因此高一就要夯实基础,但死记硬背不利于知识的灵活应用。以下是快速确定10电子微粒的有效方法。 (1)(2)H+电子数为零,故与其他粒子结合,原粒子的电子数不增也不减。则:变式应用2.下列微粒中,核外电子数相同的是( )解析:F-中含10个e-,Na+中含10个e-,Ne中含10个e-,K+中含18个e-,⑤为Mg2+,含10个e-。故①②③⑤中电子数相同。
答案:A水平测试1.下列关于核外电子排布的说法中不正确的是( )
A.第n电子层中最多可容纳的电子数为2n2
B.第二电子层中最多可容纳的电子数为8
C.最多可容纳8个电子的电子层一定是第二电子层
D.最多可容纳2个电子的电子层一定是第一电子层解析:当第三、四、五、六、七等电子层作为最外电子层时,其最多能容纳的电子数目也是8。
答案:C2.下列各组微粒中,核外电子总数相等的是( )
A.K+和Na+ B.CO2和NO2
C.CO和CO2 D.N2和COD3. 与氢氧根离子具有相同的质子数和电子数的微粒是( )
A.CH4 B.NH+4 C.NH-2 D.Cl-C4.下列叙述中,正确的是( )
A.核外电子排布完全相同的两种微粒,其化学性质一定相同
B.凡单原子形成的离子,一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布
C.核外电子排布相同的两原子一定属于同种元素
D.阴离子的核外电子排布一定与上一周期稀有气体元素原子的核外电子排布相同解析:Na+与Ne的原子结构示意图分别为 和 ,核外电子排布相同,但二者化学性质迥然不同,A错;主族元素单原子形成的离子不一定达到8电子或2电子稳定结构,如氢原子转化成氢离子之后原子核外的电子数为零,B错;核外电子排布相同的两原子其电子数必然相等,质子数也相等,核电荷数相等,故一定属于同种元素,C正确;阴离子的核外电子排布是非金属原子得电子之后形成的,比上一周期稀有气体元素原子多一个电子层,如氯离子其离子结构示意图为 ,与上一周期的氖元素原子的核外电子排布不同,D错。答案:C 5.某短周期元素R,R原子最外层电子数为(2n+1),n为电子层数。下列关于R元素及其化合物推断正确的是( )
A.R含氧酸可能具有强氧化性,弱酸性
B.R单质在常温下一定易溶于水
C.R可能是金属元素
D.R不能与氧气反应解析:依据题意,n=1、2、3,最外层电子数分别为3、5、7,第一层不可能排3个电子,所以,R可能是氮或氯。次氯酸具有杀菌、消毒作用。
答案:A6.已知某粒子的结构示意图为 。
试回答:
(1)当x-y=10时,该粒子为____________(填“原子”、“阳离子”或“阴离子”)。
(2)当y=8时,粒子可能为(填粒子符号)____________、__________、__________、__________、_______________。
(3)写出y=3与y=7的元素最高价氧化物对应水化物间发生反应的离子方程式:___________________________________________________。解析:(1)当x-y=10时,x=10+y,说明核电荷数等于核外电子数,所以该粒子应为原子。(2)当y=8时,应为有18个电子的粒子,所以可能为氩原子、氯离子、硫离子、钾离子、钙离子等。(3)y=3时为铝原子、y=7时为氯原子,其最高价氧化物对应的水化物分别为氢氧化铝和高氯酸,反应的离子方程式为Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O。
答案:(1)原子 (2)Ar Cl- S2- K+ Ca2+(合理即可) (3)Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O能力提升7.已知元素X、Y的核电荷数分别是a和b,它们的离子Xm+和Yn-的核外电子层结构相同,则下列关系正确的是( )
A.a=b+m+n B.a=b-m+n
C.a=b+m-n D.a=b-m-n解析:由a-m=b+n求出a=b+n+ m 。
答案:A 9.A、B、C、D、E是五种元素,它们的核外电子排布如下表所示:(1)属于同一周期的元素是__________________________________________________。
(2)属于同一主族的元素是__________________________________________________。
(3)B单质与水反应的化学方程式是__________________________________________________。
(4)E单质与水反应的化学方程式是__________________________________________________。解析:原子电子层数相同的元素位于同一周期,故B、D、E为同周期;同一主族元素原子最外层电子数相等,故A、C、E为同主族;B为Na,与水反应为2Na+2H2O===2NaOH+H2↑;E为Cl2,与水反应为Cl2+H2O===HCl+HClO。
答案:(1)B、D、E (2)A、C、E
(3)2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
(4)Cl2+H2O===HCl+HClO10.现有A、B、C三种14电子粒子,根据下列信息推断其组成并回答相关问题:
①A晶体是太阳能电池的常见材料。
②B、C在常温常压下呈气态,B化学性质稳定,不能在氧气中燃烧,而C是一种燃料。
③工业上,利用石英砂与焦炭在高温下反应得到A和C。
(1)A的名称:________;B的化学式为:________。(2)写出③反应的化学方程式:__________________________________________________。
(3)D是一种10电子粒子,其水溶液与A的氧化物发生反应生成物为气体和液体,写出化学方程式:__________________________________________________。
(4)用化学方程式表示CO在工业上的重要应用:__________________________________________________。感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件56张PPT。第二节 元素周期律
第2课时 元素周期律物质结构 元素周期律第2课时 元素周期律 1865年,英国化学家纽兰兹把当时已知的元素按相对原子质量大小的顺序进行排列,发现无论从哪一种元素算起,每到第八种元素就和第一种元素的性质相近,很像音乐上的八度音循环,他干脆把元素的这种周期性叫做了标示元素关系的“八音律”表。但是,条件限制了他作进一步的探索,因为当时相对原子质量的测定值有错误,而且他“八音律”,并画出也没有考虑到还有尚未发现的元素,只是机械地按相对原子质量大小将元素排列起来,所以他没能揭示出元素之间的内在规律。纽兰兹已经下意识地摸到了“真理女神”的裙角,差点就揭示元素周期律了,一个伟大的发现与他擦肩而过!
那么,在现行元素周期表中一百多种元素之间的内在规律是什么呢?1.了解元素原子结构的周期性变化。
2.了解元素性质的周期性变化。
3.理解元素周期律的内容及实质。
4.形成结构决定性质的科学思想。元素周期律1.元素的原子核外电子排布、原子半径、元素化合价的变化规律
(1)原子结构的变化规律。2288(续上表)(2)原子半径的变化规律。88周期性变小(续上表)变小周期性(3)元素主要化合价的变化规律。+5-4+7-4周期性___H2O__H2O2.探究第三周期元素性质的递变规律
(1)钠、镁、铝的性质比较。剧烈氢22===2NaOH+H2↑强迅速缓慢剧烈2;===MgCl2+H2↑__HCl2中强(续上表)迅速2__HCl6===2AlCl3+3H2↑两性氢氧化物Na>Mg>Al容易强(2)硅、磷、硫、氯的非金属性的递变规律。+4 +5 +6 +7-4 -3 -2 -1高温蒸气加热光照
点燃
爆炸H2SiO3H3PO4弱中强H2SO4强HClO4最强增强增强综上所述,我们可以从11~18号元素性质的变化中得出如下结论:金属性逐渐______,非金属性逐渐______。
3.元素周期律
(1)内容:元素的性质随着原子序数的递增而呈______________的规律。
(2)实质:元素性质的周期性变化是元素____________________________的必然结果。也就是说,由于元素______________________,引起了元素性质上的周期性变化,这体现了结构决定性质的规律。增强减弱周期性变化原子核外电子排布周期性变化
原子结构的周期性变化应用思考:1.随着原子序数的递增,C、N、O、F的最高正化合价也递增吗?
2.请结合原子结构解释同周期元素随着原子序数的递增,元素性质的递变性。提示:不是,因为F无正价,氧无最高正化合价。
提示:因同周期元素原子的电子层数相同,但核电荷数依次增大,对最外层电子吸引能力依次增强,失电子能力依次减弱,得电子能力依次增强,故金属性依次减弱,非金属性依次增强。综合拓展一、周期表中元素性质的变化规律(续上表)特别关注:元素的性质与元素原子的核外电子排布的关系:
元素原子的核外电子排布决定着元素的主要性质。
(1)一般来说,当最外层电子数少于4个时,易失去电子,表现出金属性;当最外层电子数多于4个时,易得到电子,表现出非金属性。
(2)当最外层为8个电子(氦为2个电子)时,原子处于稳定结构,化学性质稳定。二、微粒半径大小的规律
比较微粒半径大小时,首先要确定微粒间的相同点,即微粒间的电子层数、核电荷数、核外电子排布是否相同,然后再利用规律进行比较。(续上表)(续上表)特别关注:粒子半径大小比较是高考的热点,通常题目中进行粒子大小比较时用以上“六同”比较即可,但有时用以上方法不能直接解决时,可借助参照物,例如:比较r(K+)与r(Mg2+)可选r(Na+)为参照物,可知:r(K+)>r(Na+)>r(Mg2+)。尝试应用1.下列关于元素周期律和元素周期表的说法中,正确?的是( )?
A.目前发现的所有元素占据了周期表里的全部位置,不可能再有新的元素被发现?
B.元素的性质随着原子序数的增加而呈周期性变化?
C.俄国化学家道尔顿为元素周期表的建立作出了巨大贡献
D.同一主族的元素从上到下,金属性呈周期性变化B2.(双选题)不能说明钠的金属性比镁强的事实是( )
A.钠的硬度比镁小
B.NaOH的碱性比Mg(OH)2强
C.钠与冷水反应剧烈,镁与冷水不易反应
D.钠的熔点比镁低AD3.下列有关元素性质递变的叙述中,不正确的是( )
A.Na、Mg、Al最外层电子数依次增多
B.P、S、Cl最高正化合价依次升高
C.C、N、O原子半径依次增大
D.N、O、F最外层电子数依次增多C一、元素周期律 下列说法中,正确的是( )
A.SiH4比CH4稳定
B.O2-半径比F-小
C.Na和Cs属于第ⅠA族元素,Cs失电子能力比Na强
D.P和As属于第ⅤA族元素,H3PO4酸性比H3AsO4弱解析:答案:C变式应用1.(2012年吉林长春检测)下列各组化合物的性质比较中,不正确的是( )
A.酸性:HClO4>HBrO4>HIO4
B.碱性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
C.稳定性:PH3>H2S>HCl
D.非金属性:F>O>S解析:同一主族元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性随原子序数的增大而逐渐减弱,酸性:HClO4>HBrO4>HIO4,A项正确。同一周期元素的最高价氧化物对应的水化物的碱性随原子序数的增大而逐渐减弱,碱性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3,B项正确。同一周期元素形成的气态氢化物的稳定性随原子序数的增大而逐渐增强,稳定性:HCl>H2S>PH3,C项错误。同一周期从左到右,元素的金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强;同一主族从上到下,元素的金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱;所以非金属性:F>O>S,D项正确。
答案:C 二、微粒半径大小的比较 下列微粒半径大小比较正确的是( )
A.Na+B.S2->Cl->Na+>Al3+
C.NaD.CsCl->Na+>Al3+,B项正确;Na、Mg、Al、S的原子半径依次减小,C项错误;Na、K、Rb、Cs最外层电子数相同,电子层数依次增多,半径依次增大,D项错误。
答案:B名师点睛:在中学要求的范畴内可以按“三看”规律来比较微粒半径的大小:
(1)一看“电子层数”:在电子层数不同时,电子层越多,半径越大。
(2)二看“核电荷数”:在电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小。
(3)三看“电子数”:在电子层和核电荷数相同时,电子数越多,半径越大。变式应用2.已知An+、B(n+1)+、Cn-、D(n+1)-具有相同的电子层结构,则A、B、C、D的原子半径由大到小的顺序是____________,离子半径由大到小的顺序是____________,原子序数由大到小的顺序是____________。 解析:根据An+、B(n+1)+、Cn-、D(n+1)-四种离子具有相同的电子层结构及离子所带的电荷数可确定出A、B、C、D在周期表中的位置关系:故原子序数由大到小的顺序为B>A>C>D;原子半径A>B>D′>C′,又因原子半径D′>D,C′>C,且D>C,故原子半径A>B>D>C;根据具有相同的电子层结构的微粒,质子数越大,半径越小的规律可知,离子半径D(n+1)->Cn->An+>B(n+1)+。
答案:A>B>D>C D(n+1)->Cn->An+>B(n+1)+
B>A>C>D水平测试1.元素的以下性质,随着原子序数递增不呈现周期性变化的是( )
A.化合价
B.原子半径
C.元素的金属性和非金属性
D.相对原子质量D2.下列各组气态氢化物稳定性按由强到弱的顺序排列的是( )
A.SiH4、PH3、H2S、HCl
B.HF、HCl、HBr、HI
C.PH3、H2S、HCl、HF
D.NH3、PH3、AsH3、HF解析:同周期从左到右,元素的金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强,则气态氢化物稳定性逐渐增强,所以A中气态氢化物稳定性是由弱到强;同主族从上至下,元素的金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱,则气态氢化物稳定性也逐渐减弱,故B正确;同理C、D错误。
答案:B3.X、Y、Z三种非金属元素具有相同的电子层数,它们的气态氢化物的稳定性强弱顺序是HZ>H2Y>XH3,下列说法中正确的是( )
A.原子序数:X>Y>Z
B.非金属性:X<Y<Z
C.原子半径:X<Y<Z
D.离子还原性:X3-<Y2-<Z-B4.(双选题)已知X、Y、Z三种元素的原子核外具有相同的电子层数,其最高价氧化物对应的水化物的酸性由强到弱的顺序是:HZO4>H2YO4>H3XO4,下列判断正确的是( )
A.阴离子的还原性按X、Y、Z的顺序减弱
B.单质的氧化性按X、Y、Z的顺序减弱
C.原子半径按X、Y、Z的顺序减小
D.气态氢化物的稳定性按X、Y、Z的顺序减弱解析:符合条件的有氯、硫、磷,由酸性强弱可知非金属性强弱为Z>Y>X,因为电子层数相同,故原子半径由大到小的顺序为X>Y>Z;单质的氧化性按X、Y、Z顺序增强;阴离子还原性按X、Y、Z顺序减弱;气态氢化物的稳定性按X、Y、Z顺序增强。
答案:AC5.下列叙述错误的是 ( )
A.原子半径:Cl>S>O
B.还原性:Na>Mg>Al
C.稳定性:HF>HCl>HBr
D.酸性:HClO4>H2SO4>H3PO4A6.用1~18号元素及其形成化合物的化学式填空。
(1)原子半径最小的元素是 ____________。
(2)除稀有气体外,原子半径最大的元素是___________________________________________________,
它的原子结构示意图是____________。
(3)与水反应最剧烈的金属是____________。
(4)最高价氧化物对应水化物碱性最强的是___________________________________________________。(5)最高价氧化物对应水化物为两性氢氧化物的是__________________________________________________。
(6)气态氢化物的水溶液呈碱性的元素是__________________________________________________。
(7)最稳定的气态氢化物是 __________________________________________________。
(8)金属性最强的元素是____________,非金属性最强的元素是____________。
(9)酸性最强的最高价氧化物对应的水化物是__________________________________________________。解析:本题是全方位考查对前18号元素的性质及原子结构的掌握程度,并熟练运用元素周期律对相关内容进行推断。答案:(1)H (2)Na (3)Na
(4)NaOH (5)Al(OH)3 (6)N (7)HF
(8)Na F (9)HClO4能力提升7.短周期元素X、Y、Z在周期表中的位置如图所示,则下列说法正确的是( )
A.Z一定是活泼的金属
B.Y的最高化合价为+7价
C.Z的最高价氧化物的水化物是强酸
D.1 mol Y单质与足量水反应时,有4 mol 电子发生转移解析:根据三种短周期元素的位置可推断出,X为氦、Y为氟、Z为硫。
答案:C8.(2011年湖南娄底联考)已知A、B、C、D、E是核电荷数依次增大的五种短周期元素,原子半径按D、E、B、C、A的顺序依次减小,B、E同主族。下列推断正确的是( )
A.A、B、E一定不在同一周期
B.D为第二周期元素
C.A、D不可能在同一主族
D.B、D可能在同一周期解析:B、E同主族,B、E分别在第二、三周期,据原子半径D>E知,D、E在第三周期,D在E的左侧;根据A、B、C、D、E核电荷数依次增大和半径关系知,C与B同周期且在B的右侧;由r(B)>r(C)>r(A)可推知A是氢元素,A、D可能在同一主族。
答案:A 9.下表是元素周期表的一部分,回答下列有关问题:(1)写出下列元素符号:①____________,⑥__________________________________________________,
⑦____________,?____________。(2)在这些元素中,最活泼的金属元素是____________(填元素符号,下同),最活泼的非金属元素是__________________________________________________,
最不活泼的元素是____________。
(3)在这些元素的最高价氧化物对应的水化物中,酸性最强的是____________,碱性最强的是____________,呈两性的氢氧化物是____________,写出三者之间相互反应的化学方程式__________________________________________________。(4)在这些元素中(稀有气体除外),原子半径最小的是____________,原子半径最大的是____________。
(5)在③与④中,化学性质较活泼的是____________,怎样用化学实验证明?__________________________________________________。
在⑧与?中,化学性质较活泼的是____________,怎样用化学实验证明?__________________________________________________。解析:解答本题关键要掌握:①1~20号元素的名称及符号;②元素周期表的结构;③能根据元素周期表中元素性质递变规律进行分析、判断。
答案:(1)N Si S Ca (2)K F Ar
(3)HClO4 KOH Al(OH)3 3HClO4+Al(OH)3===Al(ClO4)3+3H2O,HClO4+KOH===KClO4+H2O,KOH+Al(OH)3===KAlO2+2H2O
(4)F K(5)Na 可以用它们跟水反应的实验证明:钠跟水剧烈反应,放出氢气,并生成强碱;Mg跟沸水才反应,放出氢气,并生成中强碱Mg(OH)2 Cl 可用氯气通入溴化钠溶液中的实验证明:溶液呈棕红色,发生的反应为Cl2+2NaBr===2NaCl+Br210.A、B、C三种元素处于同一周期,B的质子数比A多2,C原子的电子总数比B原子的多4,已知1 mol B的单质与足量的盐酸反应失去电子数为1.806×1024个,且B离子与氖具有相同的电子层结构。
(1)写出元素符号:A______,B______,C______。
(2)写出离子方程式:A的最高价氧化物与C的气态氢化物的水溶液反应:________________________;B的最高价氧化物与A的最高价氧化物的水化物反应:__________________________________________________。 (3)A离子的氧化性比B离子的氧化性________,原因是________________________________________________________________________。解析:由1 mol B与足量的盐酸反应失去1.806×1024个电子,可推知其化合价为+3价,且离子与Ne具有相同的电子层结构,可推知为Al。
答案:(1)Na Al Cl
(2)Na2O+2H+===2Na++H2O
Al2O3+2OH-===2AlO+H2O
(3)弱 Al3+得电子能力比Na+强感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件60张PPT。第二节 元素周期律
第3课时 元素周期表和元素周期律的应用物质结构 元素周期律第3课时 元素周期表和元素周期律的应用国际化学和物理学权威机构2011年6月8日宣布,门捷列夫化学元素周期表新添两种元素,位次分别为114和116。这两种元素尽管“生命”周期在现实世界中只能以秒计,科学地位却得以永恒。
与座次靠前的碳、金、锡等元素不同,元素114和元素116在现实世界中瞬间即逝。元素114的衰变期为几秒钟,元素116的衰变期更短,只有几分之一秒。两种新元素均非自然存在,由实验室“合成”。美国和俄罗斯科学家团队在实验室借助钙离子高速撞击钚原子或锔原子得到元素114和元素116,年代分别为2004年和2006年。
美国利弗莫尔劳伦斯国家实验所化学家肯·穆迪是发现两种新元素的团队成员之一。
穆迪接受美联社记者专访时笑谈,他上中学时,元素周期表包含104种元素。当时,一些化学家断言,元素周期表已经完成编制,不会再添加新元素。“发现新元素,永远只是基础科学的一部分,还带点儿趣味”他说。他说,如今,当他面对一群中学生时,他会告诉对方:“事实是,周期表可以变化,可以扩充。”1.了解元素周期表的简单分区。
2.认识周期表是元素周期律的具体表现形式。
3.体会元素周期表和元素周期律在科学研究和工农业生产中的指导意义。元素周期表和元素周期律的应用1.元素周期表与元素周期律的关系
(1)元素周期表是元素周期律的__________形式。
(2)可以根据元素在周期表中的位置推测其原子____和____,也可以根据原子结构推测元素在周期表中的______。具体体现结构性质位置2.元素周期表中金属与非金属的分区
金属元素和非金属元素在周期表中有相对明确的分区现象。在元素周期表中从第ⅢA族的______元素(B)开始,到第ⅦA族的砹元素(____)画一条折线(如下图所示),折线左侧是________元素,右侧是______元素。硼At金属 非金属增强增
强增
强增强Al Si3.元素的化合价与元素在周期表中位置之间的关系
(1)主族元素。
最高正化合价=______=______________(价电子数)。
(2)非金属元素。
①最高正价=原子所能失去或偏移的_____________。
②最低负价=使它达到______稳定结构所需得到的电子数。
③最高正价+|最低负价|=______。族序数 最外层电子数最外层电子数电子84.元素周期表和元素周期律的应用
(1)根据元素在周期表中的位置推测其__________和______。
(2)根据元素的______推测它在周期表中的位置。
(3)指导新元素的发现及预测它们的________________。原子结构性质性质原子结构和性质(4)指导其他与化学相关的科学技术。
①在周期表中__________________,可以找到半导体材料。
②在__________中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料。
③在元素周期表的__________,寻找制取农药的元素。右上角金属与非金属分界处过渡元素应用思考:金属只有还原性,非金属只有氧化性对吗?提示:金属没有负化合价,在反应中化合价只能升高,所以只有还原性,但非金属化合价可以升高,也可以降低,因此既有氧化性,又有还原性。综合拓展一、元素“位”、“构”、“性”之间的关系特别关注:应用结构、性质、位置的关系,可以由结构推断性质,由性质逆推结构,由结构推出其在元素周期表中的位置,真正理解结构决定性质的规律。需要注意的是很多规律方法只适用于主族元素,不适用副族元素,解题时注意不要随意将其适用范围扩大化。二、原子结构与元素在周期表中的位置关系
1.核外电子层数=周期数。
2.主族元素的最外层电子数=价电子数=主族序数=最高正化合价。
3.质子数=原子序数=原子核外电子数=核电荷数。
4.最低负化合价绝对值=8-主族序数(ⅣA~ⅦA)。5.原子半径越大,失电子越易,还原性越强,金属性越强,形成的最高价氧化物对应水化物的碱性越强,其离子的氧化性越弱。
6.原子半径越小,得电子越易,氧化性越强,非金属性越强,形成的气态氢化物越稳定,形成的最高价氧化物对应水化物的酸性越强,其离子的还原性越弱。 三、元素周期表中的“三角规律”和“对角线规律”A、B、C、D四种元素在周期表中的相对位置如右图,则有:对角线规律:A、D性质相似。在周期表中,Li—Mg,Be—Al,B—Si处于对角线位置,性质相似。如Be、Al是两性元素,Al2O3、BeO是两性氧化物,Be(OH)2、Al(OH)3都能与强碱(NaOH、KOH等)反应。尝试应用1.(2011年南京检测)19世纪中叶,门捷列夫总结出了如下表所示的元素化学性质的变化规律。请回答:(1)门捷列夫的突出贡献是( )
A.提出了原子学说 B.提出分子学说
C.发现元素周期律 D.发现能量守恒定律C(2)该表变化表明( )
A.物质的性质总是在不断变化的
B.元素周期表中最右上角的氦元素是非金属性最强的元素
C.第ⅠA族元素的金属性肯定比同周期的第ⅡA族元素的金属性强
D.物质发生量变到一定程度必然引起质变D(3)(双选题)据报道,美国科学家制得一种新原子 X,它属于一种新元素116号元素(元素符号暂用X代替),关于它的推测正确的是( )
A.这种原子的中子数为167
B.它位于元素周期表中第六周期
C.这种元素一定是金属元素
D.这种元素的原子易与氢化合AC2.(双选题)核电荷数为1~18的元素中,下列说法正确的是( )?
A.最外层只有1个电子的元素一定是金属元素?
B.最外层有2个电子的元素不一定是金属元素?
C.原子核外各层电子数相等的元素一定是金属元素?
D.最外层电子数为7的原子,最高正价为+7价BC3.关于元素周期表和元素周期律的应用有如下叙述:①元素周期表是学习化学知识的一种重要工具;②利用元素周期表可以预测新元素的原子结构和性质;③利用元素周期表可以指导寻找某些特殊的材料。其中正确的是( )?
A.①②③ B.只有②③?
C.只有①③ D.只有①?A一、元素周期表中“位”、“构”、“性”之间的关系 有X、Y两种元素,原子序数小于等于20,X的原子半径小于Y,且X、Y原子的最外层电子数相同(选项中m、n均为正整数)。下列说法中正确的是( )
A.若X(OH)n为强碱,则Y(OH)n也一定为强碱
B.若HnXOm为强酸,则X的氢化物溶于水一定显酸性
C.若X元素形成的单质是X2,则Y元素形成的单质一定是Y2
D.若Y的最高正价为+m,则X的最高正价一定为+m解析:答案:A名师点睛:应用“位置、结构、性质”三者的关系解答问题时要注意掌握以下几个方面:
(1)掌握四个关系式:电子层数=周期序数;最外层电子数=主族序数;主族元素的最高正化合价=族序数;主族元素的最低负化合价=主族序数-8。
(2)熟练掌握周期表中的一些特殊规律:各周期元素的种类数(分别为2、8、8、18、18、32、26);稀有气体元素的原子序数(分别为2、10、18、36、54、86)和所在周期(分别在一到六周期);同族上下相邻元素原子序数的关系(相差2、8、18、32等情况);同周期第ⅡA族与第ⅢA族元素原子序数的差值(有1、11、25等情况)。变式应用1.元素在周期表中的位置,反映了元素的原子结构和元素的性质。下列说法正确的是( )
A.同一元素不可能既表现金属性,又表现非金属性
B.第三周期元素的最高正化合价等于它所处的主族序数
C.短周期元素形成离子后,最外层都达到8电子稳定结构
D.同一主族的元素的原子,最外层电子数相同,化学性质完全相同解析:第三周期的Al元素,既有金属性,又有非金属性,故A错误;H+最外层无电子,Li+最外层2个电子,因此并非所有的短周期元素原子形成离子后,最外层都达到8电子稳定结构,故C错;同主族元素的原子,化学性质有相似性,但并不完全相同。
答案:B 二、元素推断 A、B、C、D、E为原子序数依次增大的短周期元素。已知A、B、E三原子最外层共有11个电子,且这三种元素的最高价氧化物对应的水化物之间两两皆能反应生成盐和水;C元素的最外层电子数比次外层电子数少4,D元素原子次外层电子数比最外层电子数多3。请回答下列问题:
(1)写出下列元素符号。
A________,C________,D________。(2)写出A、B两元素最高价氧化物对应的水化物相互反应的化学方程式________________________________________________________________________;
A、E两元素最高价氧化物对应的水化物相互反应的化学方程式________________________________________________________________________。
(3)比较C、D最高价氧化物对应水化物的酸性________________________。解析:A、B、E三种元素最高价氧化物对应的水化物为酸或碱,两两皆能反应,因此必有一种是两性物质Al(OH)3,另外两种为强酸、强碱,由于五种元素均为短周期元素,故强碱是NaOH。又A、B、E三原子最外层电子数之和为11,且原子序数依次增大,可推出E原子最外层有7个电子,短周期元素中只有Cl符合要求,两两反应的三种物质是NaOH、Al(OH)3、HClO4。C、D原子序数小于17,大于13,由题意推出C、D分别为Si和P,非金属性Si<P,因此酸性H2SiO3<H3PO4。答案:(1)Na Si P
(2)Al(OH)3+NaOH===NaAlO2+2H2O
NaOH+HClO4===NaClO4+H2O
(3)H3PO4>H2SiO3变式应用2.六种短周期元素A、B、C、D、E、F,它们的原子序数由A到F依次增大。在周期表中,A的原子半径最小,B元素的原子最外层电子数是内层电子数的两倍,C为地壳中含量最多的元素,D是原子半径最大的短周期主族元素,D的单质燃烧时呈现黄色火焰,D的单质在高温下与C的单质充分反应,可以得到与E的单质颜色相同的淡黄色固态化合物。D与F形成的离子化合物DF是常用的调味品。试根据以上叙述回答下列问题:(1)元素名称。
A________,B________,C________,D________。
(2)E在元素周期表中的位置:___________________________________________________。
(3)F的离子结构示意图:
________________________________________。氢 碳 氧 钠第三周期、第ⅥA族(4)C、D按原子个数比1:1组成的一种化合物与水发生反应的化学方程式为___________________________________________________。
(5)能说明E的非金属性比F的非金属性________(填“强”或“弱”)的事实是______________________________________________ (举一例)。2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑氯气能从硫化钠溶液中置换出硫(合理答案均可)弱水平测试1.对于相同周期主族元素来说,下列叙述正确的是( )
①最高正化合价都是依次升高(由+1→+7)
②原子半径依次减小
③元素的还原性依次减弱,氧化性依次增强
A.①② B.②③ C.①③ D.①②③解析:氟非金属性最强,没有正化合价。
答案:B2.(2011年广州检测)某主族元素R的最高正价与最低负化合价的代数和为4,由此可以判断( )
A.R一定是第四周期元素
B.R一定是第ⅣA族元素
C.R的气态氢化物比同周期其他元素气态氢化物稳定
D.R气态氢化物化学式为H2RD3.某短周期元素X的气态氢化物与该元素最高价氧化物的水化物反应生成盐,则该元素( )
A.在周期表中处于第三周期ⅦA族
B.处于第二周期ⅤA族
C.氢化物没有PH3、H2S稳定
D.常见的价态只有-3、+2、+3、+5价解析:气态氢化物与该元素最高价氧化物的水化物反应生成盐的元素X为N元素,位于元素周期表中的第二周期第ⅤA族,所以A错,B正确;选项C,NH3、PH3、H2S的稳定性比较为NH3>PH3,PH3<H2S,所以C错;选项D,N元素常见的价态有-3,0,+1,+2,+3,+4,+5价,所以D错。
答案:B4.下列结论正确的是( )
①电子层数:S2->Cl->Br->F-
②氢化物稳定性:HF>HCl>H2S>H2Te
③离子的还原性:S2->Cl->Br->I-
④氧化性:Cl2>S>Se>Te
⑤酸性:H2SO4>HClO4>H2SeO4
⑥非金属性:F>Cl>S>Se
A.只有② B.①③⑤ C.②④⑥ D.只有⑥C5.下列说法正确的是( )
A.第ⅠA族元素的金属性比第ⅡA族元素的金属性强
B.第ⅥA族元素的氢化物中,稳定性最好的其沸点也最高
C.同周期非金属氧化物对应水化物的酸性从左到右依次增强
D.第三周期元素的离子半径从左到右逐渐减小解析:同周期第ⅠA族元素的金属性比第ⅡA族元素的金属性强,而不同周期两族元素金属性的比较要结合同族元素的递变规律进行,如果忽略了是否是同周期元素,易错选A。错选C是忽略了“最高价氧化物”与“氧化物”的区别,而错用递变规律造成的。错选D是把原子半径的递变规律误认为是离子半径的递变规律。
答案:B 6.下表是周期表中的一部分,根据A~N在周期表中的位置,按要求回答下列问题:(1)表中元素,只有负价而无正价的元素是________,氧化性最强的单质是________,还原性最强的单质是________ (用相关的元素符号或分子式表示) 。FF2 Na(2)最高价的氧化物的水化物碱性最强的是________,酸性最强的是________,呈两性的是________。(本小题均填物质的名称)
(3)A、B、C、D、F、H、I形成的单质中,熔点最高的物质的化学式为________。
(4)在B、C、D、F、G、H中,原子半径从大到小的顺序为______________________(用元素符号表示)。氢氧化钠高氯酸 氢氧化铝CNa>Mg>Al>C>N>F能力提升7.下列有关原子结构和元素周期律的表述正确的是( )
①原子序数为15的元素的最高正化合价为+3 ②第ⅦA族元素是同周期中非金属性最强的元素 ③第二周期第ⅣA族元素的原子核电荷数和中子数一定为6 ④原子序数为12的元素位于元素周期表的第三周期第ⅡA族
A.①② B.①③ C.②④ D.③④解析:①原子序数为15的元素是磷,其最高正化合价为+5价,错误;②在周期表中,同一周期从左至右元素非金属性逐渐增强,卤素是同周期中非金属性最强的元素,碱金属元素是同周期中金属性最强的元素,正确;③第二周期ⅣA族元素是碳,碳原子有多种同位素:12C、13C、14C,只有12C中质子数和中子数相等,且都等于6,错误;④原子序数为12的元素是镁,它位于第三周期第ⅡA族,正确。
答案:C8.已知:A、B两元素的阴离子具有相同的电子层结构;A元素的阴离子半径大于B元素的阴离子半径;C和B两元素的原子核外电子层数相同;C元素原子的原子半径大于A元素原子的原子半径。A、B、C三种元素的原子序数的关系是( )
A.A>B>C B.B>A>C
C.C>A>B D.A>C>B解析:A、B两元素的阴离子具有相同的电子层结构,因此是同周期元素,半径大则核电荷数少,则有原子序数A<B。B、C原子电子层相同,因此,A、B、C同周期,原子半径大则原子序数小,则原子序数C<A。
答案:B 9.(2011年烟台检测)现有部分短周期元素的性质或原子结构如下表:(1)元素X的一种同位素可测定文物年代,这种同位素的符号是____________。(2)元素Y与氢元素形成一种离子YH ,写出某溶液中含该微粒的检验方法________________________________________________________________________。
(3)元素Z在周期表中的位置是____________,元素Z与元素T相比,非金属性较强的是____________(用元素符号表示),下列表述中能证明这一事实的是________。
a.常温下Z的单质和T的单质状态不同
b.Z的氢化物比T的氢化物稳定
c.一定条件下Z和T的单质都能与NaOH溶液反应 10.某同学做元素周期律性质递变规律实验时,自己设计了一套实验方案,并记录了有关实验现象如下表(记录现象时随手记在纸片上,不对应,需整理):(续上表)请帮助该同学整理并完成实验报告
(1)实验目的:__________________________________。(2)实验用品:_________________________________。(3)实验内容。(4)实验结论:__________________________________________________。解析:根据所给出的实验内容不难看出,该学生是想以第三周期为例,设计实验验证同一周期主族元素性质的递变规律。分析过程如下,先分析每个实验可得出的结论:①、③做的是镁、钠分别和水反应的实验,比较两者和水反应的难易程度及两者最高价氧化物对应水化物碱性的强弱;②Cl2能从H2S中置换出硫;④、⑤可分别得出镁、铝和盐酸置换反应的难易;⑥氢氧化铝是一种两性氢氧化物。把上述分析结果连成一个整体来看,可发现这6个实验都是研究第三周期的单质和化合物的性质,从中可比较出钠、镁、铝三种元素金属性强弱和氯、硫两种元素的非金属性强弱,所以这一套实验的目的是“验证第三周期元素从左到右金属性递减、非金属性递增的规律”。
(2)回忆每个实验过程可知,这些实验要用到的仪器有:试管、酒精灯、砂纸、镊子、小刀、胶头滴管等。
(3)根据元素周期表第三周期的排列顺序,可确定实验操作顺序和相关实验现象。
(4)该小题具有一定的开放性,如金属性Na>Mg>Al;非金属性:S<Cl都对,但答题时最好与该实验的目的相对应:同一周期,从左往右金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强。
答案:(1)验证第三周期元素从左至右金属性递减、非金属性递增的规律
(2)试管、酒精灯、砂纸、镊子、小刀、胶头滴管等 (3)(4)同一周期,从左至右金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件56张PPT。第一节 最简单的有机化合物——甲烷
第1课时 甲烷的性质有机化合物第1课时 甲烷的性质 低碳社会来临,全球能源结构待变,清洁、环保的能源成为时代新宠。与全球地质学家一样,我国专家将目标指向一种储量巨大、清洁环保、前景广阔的“特殊天然气”,它就是“可燃冰”,又称天然气水合物,其主要成分是甲烷。我国经过十几年艰苦的努力,于2007年5月1日、2009年9月25日先后宣布在南海海域和青海陆域冻土带钻获“可燃冰”实物样品,我国台湾的“可燃冰”研究也处于国际领先水平。 甲烷的分子结构有什么特点?具备什么样的性质?它作为新生代能源又有什么优势呢?1.了解有机化合物的概念。
2.掌握甲烷的分子结构,了解甲烷的物理性质及存在、用途。
3.掌握甲烷的化学性质,认识取代反应的特点。有机化合物的组成1.组成元素:主要为____元素,常有____、____元素,还含有氮、硫、卤素、磷等元素。
2.烃:仅含有____、____两种元素的有机物称为碳氢化合物,也称为烃。______是最简单的烃。碳 氢 氧碳 氢甲烷甲烷的存在及其结构特点1.存在:甲烷是________、______、油田气和煤矿坑道气的主要成分。
2.结构特点
甲烷的分子式和结构简式都是CH4,在甲烷分子中以______原子为中心,______原子为顶点形成____________,4个C—H键的长度和强度________,夹角______。具体见下表。相同 相等天然气 沼气碳 四个氢 正四面体结构应用思考:1.含碳元素的化合物一定是有机物吗?提示:不一定,以是否含有碳元素为标准来划分有机物和无机物,有一定的局限性。如CO、CO2、Na2CO3等物质虽然含有碳元素,但它们的组成和性质跟无机物很相近,一般将它们称作无机物。因此,有机物一定含碳元素,含碳元素的物质不一定都是有机物。 2.若把甲烷分子中的一个氢原子换成氯原子,还是正四面体结构吗? 提示:因C—H键与C—Cl键的长度不同,故CH3Cl是四面体结构,但不是正四面体结构。甲烷的性质1.甲烷的物理性质无 无 气体 小 极难2.化学性质
(1)稳定性。
通常状况下,CH4性质稳定,与强酸、强碱、强氧化剂均________。
(2)氧化反应。
点燃条件下,CH4能在空气中燃烧,化学方程式为__________________________________。不反应特别关注:燃烧时火焰呈淡蓝色的物质有:CO、CH4、H2、H2S等气体,还有固态硫、液态酒精等。淡蓝色
燃烧水珠H2O浑浊CO2(3)取代反应。
①实验探究:甲烷与Cl2的取代反应。变浅无色油状液体 白雾上升 固体析出 无变化②取代反应的概念:有机物分子里的某些______或________被其他________或________所替代的反应叫取代反应。光照原子团 原子 原子团原子应用思考:3.点燃甲烷气体前为什么必须检验其纯度?如何检验?提示:空气中的甲烷含量在5%~15.4%(体积分数)范围内时,遇火花会发生爆炸。因此,在进行甲烷燃烧实验时,必须先检验其纯度。用排水法收集满一小试管甲烷气体,用大拇指堵住管口,移近酒精灯火焰,移开大拇指,若产生轻微的爆鸣声,则甲烷是纯净的,否则是不纯净的。 提示:根据碳元素守恒,四种有机取代产物的总物质的量等于反应物CH4的物质的量。 4.CH4与Cl2发生取代反应时,有机取代产物的总物质的量与CH4的物质的量有何关系?综合拓展一、有机物与无机物的比较二、甲烷分子的正四面体结构
1.CH4分子的空间构型为正四面体,4个C—H键的长度、强度和夹角完全相同,因此CH4分子中的4个氢原子性质完全相同。
(1)若将CH4分子中的4个氢原子全部用其他的相同的原子或原子团替代,则该原子形成的分子结构仍为正四面体,如CCl4。(2)若CH4分子中的4个氢原子被其他的不同原子或原子团替代,则该原子形成的分子结构仍为四面体,但不属于正四面体,如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3。
2.中学化学中常见的具有正四面体结构的物质有CH4、CCl4、P4、金刚石、晶体硅、 等。特别关注:CH4分子属于10电子分子;CH4分子中的化学键均为共价单键。三、甲烷取代反应的注意事项
1.反应条件为光照,在室温暗处不发生反应,但不能用强光直接照射,否则会发生爆炸。
2.反应物中卤素为纯卤素,如甲烷通入溴水中不反应。
3.甲烷的取代反应是一种连锁反应,即第一步反应一旦开始,后续反应立即进行。
4.与Cl2相似,其他卤素单质在光照条件下,也能与CH4发生取代反应。5.光照CH4与Cl2的混合物,生成物中各物质均含有,其中HCl的物质的量最多。
6.1 mol有机物CxHy与Cl2发生完全取代反应时,消耗Cl2的最大物质的量为y mol。 四、置换反应与取代反应的辨析类型实
例(续上表)尝试应用1.烃是( )
A.含有碳、氢元素的有机物
B.含有碳元素的化合物
C.仅由碳、氢两种元素组成的有机物
D.完全燃烧只生成二氧化碳和水的化合物C2.下列物质:①CO2;②CHCl3;③CH4;④CCl4,其中结构具有正四面体构型的是( )
A.①②③ B.③④
C.②③④ D.①②③④解析:CH4和CCl4是以C原子为中心的正四面体结构。CHCl3分子中由于C原子周围的四个原子不同,其分布不均匀,故不是正四面体。CO2是直线型分子。
答案:B3.(双选题)下列物质在一定条件下,可与CH4发生化学反应的是( )
A.氯气 B.溴水
C.氧气 D.KMnO4溶液解析:CH4与Cl2在光照条件下可以发生反应;CH4在氧气中可以燃烧;CH4和溴水、KMnO4溶液均不反应。
答案:AC一、甲烷的结构 (2011年临沂检测)甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构,而不是正方形的平面结构,理由是( )
A.CH3Cl不存在同分异构体
B.CH2Cl2不存在同分异构体
C.CHCl3不存在同分异构体
D.CCl4不存在同分异构体 解析:解本题可用假设法,先假设甲烷是正方形的平面结构,再逐项判断。即使在平面上,CH3C1、CHCl3、CCl4也只有一种结构,A、C、D三项均不可选。不能重合,是两种物质(即同分异构体),与B项矛盾。答案:B变式应用1.下列关于甲烷的结构,说法错误的是( )
A.甲烷的四个碳氢键相同
B.甲烷分子为正四面体结构
C.甲烷分子为正面四边形结构
D.甲烷分子中的化学键都是共价键解析:甲烷的结构式为 ,是正四面体结构,共有四个碳氢共价键,这四个键是完全相同的。
答案:C二、甲烷的取代反应 把1体积CH4和4体积Cl2组成的混合气体充入大试管中,将此试管倒立在盛有AgNO3溶液的水槽中,放在光亮处,片刻后发现试管内壁上有油状液滴出现,该油状液滴可能是____________,水槽中还观察到____________,原因是____________(用离子方程式解释)。若向水槽中再滴入几滴紫色石蕊溶液可观察到________,原因是_____________________________________________。解析:CH4和Cl2在光照条件下生成CH3C1(气体)、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl,随着反应的进行,Cl2不断消耗,黄绿色逐渐消失,又由于生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4常温下均为无色液体,故试管内壁上有油状液滴生成。因生成的HCl易溶于水,反应后试管内气体压强减小,试管内液面上升,且HCl溶于水后,与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀。溶液中含有H+,故加入紫色石蕊溶液后溶液变红。
答案:CH2Cl2、CHCl3、CCl4 有白色沉淀产生Ag++Cl-===AgCl↓ 溶液变红 反应生成的HCl溶于水,使溶液显酸性
名师点睛:CH4与Cl2的取代反应是一种连锁反应,不会停留在某一步,第一步反应一旦开始,后续反应也会立即进行。因此产物是5种物质的混合物,不会得到纯净的产物。变式应用2.在光照条件下,将等物质的量的甲烷和氯气充分反应,所得产物中物质的量最多的是( )
A.CH3Cl B.CH2Cl2
C.CHCl3 D.HClD水平测试1.下列叙述中不正确的是( )
A.点燃甲烷不必事先进行验纯
B.甲烷燃烧能放出大量的热,所以是一种很好的气体燃料
C.煤矿的矿井要注意通风和严禁烟火,以防爆炸事故的发生
D.1 mol甲烷完全燃烧需要2 mol氧气解析:虽然甲烷在通常情况下性质比较稳定,但甲烷属可燃性气体,可燃性气体在点燃前需验纯,当空气中甲烷含量在5%~15.4%(体积分数)范围内时,遇明火将发生爆炸,故A项错误,其他选项都正确。
答案:A2.目前,英国工程师开发出了一款新型环保汽车,这辆车的“加气站”是污水处理厂,因为它使用的燃料是压缩甲烷气体。下列有关甲烷的叙述正确的是( )
A.甲烷是绿色能源
B.甲烷在光照下与氯气反应,其产物中二氯甲烷是正四面体结构C.表示甲烷完全燃烧的化学方程式为2CH4+3O2 2CO+4H2O
D.甲烷与氯气在点燃条件下发生取代反应A3.(双选题)把纯净的甲烷与氯气混合放入集气瓶中,用玻璃片盖好瓶口,放在光亮的地方,片刻后,下列说法正确的是( )
A.气体发生爆炸反应
B.瓶内气体的颜色变浅
C.用一根蘸有浓氨水的玻璃棒伸入瓶内时有白烟产生
D.集气瓶中充满了油状液体解析:CH4与Cl2若放在强光下会发生爆炸,但在光亮的地方,会缓慢反应,瓶内气体颜色变浅,生成HCl气体和CH3Cl气体,另外三种取代物为液体,故瓶壁上有油珠,但并不充满气瓶。
答案:BC4.下列物质中不能和氯气发生取代反应的是( )
A.CH3Cl B.CCl4
C.CH4 D.CH2Cl2B5.下列气体既可以用碱石灰干燥又可以用浓硫酸干燥的是( )
A.Cl2 B.CH4
C.NH3 D.SO2B6.如右图所示,U型管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气(体积比为1:4)的混合气体(忽略氯气在水中的溶解),让混合气体在光照的条件下缓慢地反应一段时间。
(1)假设甲烷与氯气充分反应,最终只产生一种有机物,请写出化学方程式_______________________________________。塞(2)经过几个小时的反应后,U型管右端的玻璃管中水柱变化是( )
A.升高 B.降低
C.不变 D.无法确定
(3)试解释U型管右端的玻璃管中水柱变化的原因:__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 解析:CH4与Cl2发生取代反应是一个连续的取代反应,生成四种有机产物。当限定只产生一种产物时,可认为CH4中的氢原子完全被取代。答案:(1)CH4+4Cl2 CCl4+4HCl (2)B (3)由上述反应的方程式可知,此反应中气体的物质的量减少,且生成的HCl易溶于水,所以左端压强减小至零,故右端玻璃管中的水柱降低,左端气柱消失能力提升7.为验证甲烷分子中含有碳、氢两种元素,可将其燃烧产物通过①浓H2SO4;②澄清石灰水;③无水硫酸铜。正确的顺序是( )
A.①②③ B.②③
C.②③① D.③②解析:甲烷的燃烧产物为CO2和H2O,验证CO2用澄清的石灰水,验证H2O用无水硫酸铜,若先验证CO2时会带出水蒸气,干扰H2O的检验,因此应先验证H2O再验证CO2。
答案:D8.1 mol甲烷和氯气在光照条件下反应生成物质的量相同的4种取代物,则消耗氯气的物质的量是( )
A.5 mol B.2.5 mol
C.1 mol D.2 mol解析:审明题意,反应的甲烷为1 mol,生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4各0.25 mol。由取代反应的特点可知,每取代一个H原子,即有一分子Cl2反应,故共消耗 Cl2:0.25 mol×1+0.25 mol×2+0.25 mol×3+0.25 mol×4=2.5 mol。
答案:B9.如右图所示,某气体X可能由H2、CO、CH4中的一种或几种组成,将气体X点燃,然后将燃烧后生成的气体通过A、B两个洗气瓶。试完成下列问题:(1)若A洗气瓶的质量增加,B洗气瓶的质量不变,则气体X是____________。
(2)若A洗气瓶的质量不变,B洗气瓶的质量增加,则气体X是____________。 (3)若A、B两个洗气瓶的质量都增加,则气体X可能是________________________________________________________________________________。解析:浓硫酸能吸收水蒸气,澄清石灰水能吸收CO2。(1)A洗气瓶质量增加,说明燃烧产物有H2O,B洗气瓶质量不变,说明燃烧产物无CO2,故原气体中含有H元素,无C元素。(2)A洗气瓶的质量不变,B洗气瓶的质量增加,说明原气体中无H元素,含有C元素。(3)A、B两个洗气瓶的质量都增加,说明原气体中既有H元素又有C元素。
答案:(1)H2 (2)CO (3)CH4或H2、CO或H2、CH4或CO、CH4或H2、CO、CH4 10.在相同条件下,3 mL甲烷和一氧化碳的混合气体,完全燃烧恰好用去3 mL氧气,则此混合气体中甲烷和一氧化碳的体积比为多少?感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件65张PPT。第一节 最简单的有机化合物——甲烷
第2课时 烷 烃有机化合物第2课时 烷 烃洋白菜叶子及苹果皮上,为防止水分蒸发,附着的蜡状物是廿七烷与廿九烷。此外,某些昆虫体内也存在烷烃,例如:十一烷、十三烷是蚂蚁传递信息素。
什么是烷烃?烷烃有什么结构特点和性质?1.了解烷烃的概念、通式及结构特点。
2.了解烷烃的物理性质和化学性质。
3.理解同系物、同分异构体的概念,并会判断及书写简单烷烃的同分异构体。 烷烃1.结构特点单键氢饱和单饱和中心锯齿CnH2n+22.物理性质(随分子中碳原子数增加)易气液固升高增大小不3.化学性质
(1)稳定性:通常状态下烷烃性质稳定,与强酸、强碱、强氧化剂不反应。
(2)可燃性:烷烃都能燃烧,燃烧通式为___________________________________________________。
(3)取代反应:烷烃都能与卤素单质发生取代反应。写出C2H6与Cl2在光照条件下生成一氯代物的化学方程式:___________________________________________________。4.习惯命名法
(1)当碳原子数N≤10时,用_______________________________________表示;若N>10,用数字表示。如:C8H18命名为______,C18H38命名为______。
(2)当碳原子数N相同时,用______________来区别。甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸辛烷十八烷正、异、新 异戊烷 新戊烷正戊烷应用思考:1.多碳原子烷烃(如CH3—CH2—CH2—CH3)分子中,碳链是直线状吗?提示:不是,CH3CH2CH2CH3分子中,C原子与其相连的4个原子在空间形成四面体结构,因此多碳原子烷烃分子中的碳链应为锯齿状。同系物、同分异构体1.同系物
(1)概念:结构相似,在分子组成上相差一个或若干个________的物质。
(2)实例:CH4、C2H6、C3H8互为同系物。
2.同分异构体
(1)同分异构现象:化合物具有相同的______,但具有不同______的现象。
(2)同分异构体:具有_____________的化合物。CH2分子式结构同分异构现象应用思考:2.互为同系物的物质,其物理性质和化学性质相同吗?提示:互为同系物的物质,结构相似,分子组成上相差一个或若干个CH2原子团,属于同一类物质,其化学性质相似,但物理性质不同。 3.同分异构体的相对分子质量相同,那么相对分子质量相同的物质一定是同分异构体吗? 提示:不一定。同分异构体的前提是分子式相同。而相对分子质量相同的物质,分子式不一定相同,如CO、N2、C2H4相对分子质量相同,但组成不同,分子式不同,不属于同分异构体。再如CH3CH2OH和HCOOH相对分子质量相同,分子式不同,也不是同分异构体。综合拓展一、对烷烃的理解应注意以下几点
1.烷烃为开链式结构,可以是直链也可以带支链。
2.对于烷烃中的任意一个碳原子来说,都可以看作以它为中心的四面体。当它连接的四个原子(或原子团)相同时即为正四面体,否则就不是正四面体。含多个碳原子的烷烃分子中的碳链呈锯齿状,不呈直线型。
3.烷烃分子的“饱和”性,使其性质较稳定。4.烷烃的通式为CnH2n+2(n≥1,正整数)。相邻烷烃在分子组成上相差一个“CH2”原子团。
5.烷烃高温分解
CH4隔绝空气加热至1 000 ℃时,可分解为炭黑和氢气。二、烷烃分子式的确定
1.直接法:直接求算出1 mol烷烃中各元素原子的物质的量即可推出烷烃的分子式,如给出一定条件下的密度(或相对密度)以及各元素的质量比求算分子式的途径为:
密度(相对密度)→摩尔质量→1 mol烷烃中C、H原子的物质的量→分子式。
2.最简式法:根据分子式为最简式的整数倍,因此利用相对分子质量和最简式量可确定其分子式。4.利用燃烧反应化学方程式,抓住以下关键:
(1)气体体积变化。
(2)气体压强变化。
(3)气体密度变化。三、对同系物概念的理解
1.同系物概念的内涵有两个,一是分子结构相似,二是分子组成上相差一个或若干个CH2原子团,两者要联系在一起,缺一不可。
2.同系物的外延是有机物,也就是说,不仅在烷烃类物质内存在同系物关系,在其他类有机物中也存在同系物关系。3.同系物分子组成可用同一通式来表示,但通式相同的有机物,不一定互为同系物。如:CH3—CH2—CH2—CH3(正丁烷)与 (异丁烷)不属于同系物,因为它们的分子组成相同。4.同系物组成元素相同。
5.同系物之间相对分子质量相差14n。
6.“结构相似”对于烷烃的具体含义是:碳原子之间均以单键连接成链状,其余的价键全部跟氢结合。四、对同分异构体的理解
1.同分:即分子式相同——相对分子质量相同(但相对分子质量相同的物质不一定是同分异构体,如CO和C2H4、C2H6和CH2O),最简式相同——各组成元素及其含量相同(但各组成元素及其含量相同的物质不一定是同分异构体)。
2.异构:即结构不同,物理性质不同,化学性质不同或相似。3.同分异构体概念的外延是化合物,包括有机化合物和无机化合物。也就是说,不仅在有机化合物中存在同分异构现象,在无机化合物中也存在同分异构现象,在有机化合物与无机化合物之间也存在同分异构现象。
4.同分异构现象广泛存在于有机化合物中,不仅存在于同类物质中,也存在于不同类物质之间,如CH3CH2OH和CH3—O—CH3(二甲醚)等。
5.烷烃分子中碳原子数越多,其连接方式就越多,同分异构体也就越多。例如:戊烷有3种、己烷有5种、庚烷有9种,而癸烷则有75种之多。 五、同位素、同素异形体、同系物、同分异构体、同种物质的辨析比较(续上表)尝试应用1.下列物质中属于烷烃的是( )
A.C8H16 B.CH3CH2CH2OHC2.下列有关简单的烷烃的叙述中正确的是( )
①都是易燃物 ②特征反应是取代反应
③相邻两个烷烃在分子组成上相差一个甲基
A.①和③ B.②和③
C.只有① D.①和②解析:烷烃属于碳氢化合物,容易燃烧生成CO2和H2O;其特征反应是取代反应,可在光照条件下与Cl2等发生取代反应;相邻的两个烷烃分子在组成上相差一个CH2原子团,而不是甲基。因此,本题答案为D项。
答案:D3.(双选题)下列物质中互为同分异构体的是( )
A.CH3CH2CH2CH3
B.CH3CH2CH(CH3)2
C.CH3CH2CH2CH2CH3
D.CH3CH2CH(CH3)CH2CH3BC一、烷烃的结构及性质 下列有关烷烃的叙述中,不正确的是( )
A.在烷烃分子中,所有的化学键都为单键
B.所有的烷烃在光照条件下都能与Cl2发生取代反应
C.烷烃分子的通式为CnH2n+2,符合该通式的烃不一定是烷烃
D.随着碳原子数的增加,烷烃的熔沸点逐渐升高解析:本题考查烷烃的结构特点、通式及性质。烷烃中有碳碳键、碳氢键,且均为单键;烷烃在光照条件下均能与Cl2发生取代反应,这是烷烃的主要性质之一;随着碳原子数的增加,烷烃的分子间作用力增大,使其熔沸点逐渐升高;因分子通式中CnH2n+2中的氢原子已达饱和,故符合CnH2n+2的有机物只可能是烷烃。
答案:C
名师点睛:烷烃的化学性质与CH4相似,光照条件下只能与气态卤素单质发生取代反应,与卤素单质的水溶液不发生反应,液态烷烃(如己烷)只能萃取溴水中的Br2。变式应用1.(双选题)下列关于乙烷的说法错误的是( )
A.乙烷分子的空间结构是两个像CH4那样的正四面体连接而成?
B.乙烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色?
C.乙烷有时存在于石油裂化气中?
D.乙烷固体的熔点比丙烷高?解析:乙烷分子中以每个碳原子为中心的空间结构接近正四面体,而非像CH?4那样的两个正四面体连接而成,故A项错误。烷烃的熔、沸点随碳原子数增加而升高,故D项错误。?
答案:AD二、同分异构体、同系物的判断有下列各组物质:(1)互为同素异形体的是__________________。?
(2)属于同系物的是__________________ 。?
(3)互为同分异构体的是__________________ 。?
(4)属于同一种物质的是__________________ 。?解析:同系物定义:结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物。
答案: (1)C (2)F (3)D (4)A、B
名师点睛:(1)同系物的判断技巧。
判断两种化合物互为同系物的要领是看是否符合“同、似、差”。同时满足上述三个条件的化合物才是同系物关系。 (2)同分异构体的判断步骤:①由结构简式写出分子式;②判断分子式是否相同;③判断结构是否相同。同分异构体的分子式相同,但结构不同,即分子中原子之间的连接方式不同。变式应用2.下列几组物质中,互为同位素的有____________,互为同素异形体的有____________,互为同系物的有____________,互为同分异构体的有____________,属于同一中物质的有____________。
①O2和O3 ②35Cl和37Cl
③CH3CH3和CH3CH2CH3
④CH3CH2CH(CH3)CH2CH3②①③④ ⑦⑥⑧和CH3CH2CH(CH3)CH(CH3)CH3
⑤H2、D2和T2⑦CH3(CH2)2CH3和(CH3)2CHCH3
⑧CH3CH(CH3)CH3和CH(CH3)3 三、烷烃取代产物的判断 进行一氯取代后,只生成三种沸点不同的产物的烷烃是( )
A.(CH3)2CHCH2CH2CH3
B.(CH3CH2)2CHCH3
C.(CH3)2CHCH(CH3)2
D.(CH3)3CCH2CH3 解析:进行一氯取代后,只生成三种沸点不同的产物,说明该烃的一氯代物有三种,即烃分子中有三种等效氢。易错选A、B项,是将所有—CH3上的H原子、所有—CH2—上的H原子误认为是等效的。将四个选项中的物质的结构简式分别做以下改写:由于分子中处于对称轴位置上的氢原子是等效的,因此可以看出A、B、C、D四种物质的一氯取代物分别有5种、4种、2种、3种,所以应选D项。
答案:D 名师点睛:烃分子中的氢原子被其他原子或原子团所代替形成的产物称为取代产物。如烃分子中的一个氢原子被取代后的产物叫一元取代产物,两个氢原子被取代的产物叫二元取代产物,以此类推。有机物中位置等同的氢原子叫等效氢原子,烃分子中等效氢原子的种类有多少,则一元取代产物的种类就有多少。解这类题的关键是判断等效氢原子。等效氢原子的判断通常有如下三个原则:①同一碳原子所连的氢原子是等效的;②同一碳原子所连的甲基上的氢原子是等效的;③同一分子中处于轴对称或镜面对称位置上的氢原子是等效的。多元取代产物的判断方法,可找出一元取代产物后,继续用等效氢法类推,但要特别注意“同种物质”的判断。3.CH3CH2CH(CH2CH3) 2的一氯取代物有(不考虑立体异构) ( )?
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种变式应用AA水平测试1.下列物质不属于烷烃的是( )
A.CH4 B.C3H8 C.C4H8 D.C5H12C2.(双选题)下列各组物质中的两种物质互为同分异构体的是( )
A.NH4CNO和CO(NH2)2
B.正丁烷和异丁烷
C.CH3CH3和CH3CH2CH3
D.CH2Cl2和C2H4Cl2解析:具备同分异构体的两个条件:①分子式相同;②结构不同。C、D选项属于同系物关系,A、B选项符合。
答案:AB3.下列物质中属于同系物的是( )
①CH3CH2Cl ②CH2===CHCl ③CH3CH2CH2Cl
④CH2ClCH2Cl ⑤CH3CH2CH2CH3 ⑥CH3CH(CH3)2
A.①③ B.①④ C.①② D.⑤⑥解析:同系物官能团的种类和数目必须相同,且组成上相差一个或若干个CH2原子团。①③都含有一个Cl原子且组成上相差一个CH2原子团,所以是同系物。②中含CC结构,④中有2个Cl原子,所以①④与①②不可能是同系物。⑤⑥是同分异构体。
答案:A4.下列叙述中,正确的是( )
A.分子式相同,各元素质量分数也相同的物质是同种物质
B.通式相同的不同物质一定属于同系物
C.结构不同,分子式相同的物质一定是同分异构体
D.相对分子质量相同的不同物质一定是同分异构体C5.互为同系物的有机物,一定具有( )
A.相同的分子式 B.相同的分子质量
C.相似的结构 D.相同的性质解析:同系物必须是结构相似且组成上相差至少一个CH2原子团。
答案:C 6.烷烃的通式是____________,甲烷的电子式是
____________,乙烷的电子式是____________,分子式为CmH20的烷烃中的m为____________,分子式为C8Hn的烷烃中n为____________,与二氧化碳密度相同(同温同压)的烷烃的分子式为____________。CnH2n+2C3H8918能力提升7.下列烷烃在光照下与氯气反应,只生成一种一氯代烃的是( )解析:本题主要考查烷烃的取代反应和同分异构体的有关知识,由题意分析,若只产生一种一氯代烃,则该烃中只有一类氢原子,A、B两项中有两类氢原子,故有两种一氯代烃,C项中四个—CH3对称,12个氢原子的位置完全相同,故只生成一种一氯代烃,而D项中有四类氢原子,可生成四种一氯代烃。
答案:C8.有A、B两种烃,含碳的质量分数相同,关于A和B的叙述中正确的是 ( )
A.A和B的最简式相同
B.A和B一定是同分异构体
C.A和B不可能是同系物
D.A和B各1 mol完全燃烧后生成二氧化碳的质量一定相等A9.写出下列横线处各烷烃的分子式。
(1)烷烃________在同温同压下蒸气的密度是H2的36倍。
(2)烷烃________的分子中含有200个氢原子。
(3)1 L烷烃________的蒸气完全燃烧时,生成同温同压下15 L的水蒸气。
(4)1 g烷烃________完全燃烧时,消耗标准状况下的O2 2.464 L。
(5)分子中含有22个共价键的烷烃为________。解析:(5)设烷烃为CnH2n+2,则共价键数为(2n+2)+(n-1)=22,解之,n=7。
答案:(1)C5H12 (2)C99H200 (3)C14H30 (4)C7H16
(5)C7H16 10.利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组拟在实验室中模拟上述过程,其设计的模拟装置如下图所示。根据要求填空:
(1)B装置有三种作用:①____________;②__________________________________________________;
③____________。(3)D装置中的石棉上均匀附着KI粉末,其作用是___________________________________________________。
(4)E装置的作用是 ____________。
A.收集气体 B.吸收氯气
C.防止倒吸 D.吸收氯化氢
(5)装置中除了有盐酸生成外,还含有有机物,从E中分离出盐酸的最佳方法为___________________。该装置还有缺陷,原因是没有进行尾气处理,其尾气的主要成分______。
A.CH4 B.CH3Cl C.CH2Cl2 D.CHCl3 E.CCl4解析:本题是以CH4和Cl2的取代反应为基点,考查了实验的基本操作。若想制得较多的HCl,应使CH4和Cl2的取代反应进行彻底,所以V(Cl2)∶V(CH4)≥4;石棉上的KI用来吸收过量的Cl2;E装置用来吸收HCl气体,并防止倒吸;E中还含有CH2Cl2、CHCl3、CCl4等难溶于水的油状液体,分离时应采取分液的方法。
答案:(1)①控制气流速度 ②让气体混合均匀 ③干燥混合气体 (2)x≥4 (3)吸收过量的Cl2 (4)CD (5)分液 AB感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件61张PPT。第三节 生活中两种常见的有机物
第1课时 乙 醇有机化合物第1课时 乙 醇日本一家名为“日本食粮”的公司最近研究出了利用生活垃圾和农业废弃物制造乙醇的方法,用它生产的乙醇成本仅为现有同类产品的一半,而且生产效率比较高。
据悉,这家公司采用了日本森林综合研究所开发的臭氧处理法来分解旧报纸、纸制容器、废木材等垃圾,以及树皮、稻草等农业废弃物,并用一种特殊的酶把其中的纤维素转化成为葡萄糖,进而再使用酵母发酵、成熟、蒸馏,制造乙醇。这种技术生产效率颇高,10吨垃圾可制造2.5吨乙醇,价格比现在市场上销售的工业乙醇要便宜一半。生产乙醇剩下的残渣还能够用作园艺材料。因此可以说,这是一种“零排放”技术。
乙醇既是一种重要化工原料,又是一种比较优良的燃料,它有哪些性质呢?1.了解烃的衍生物和官能团的概念。
2.了解乙醇的主要用途。
3.掌握乙醇的组成、主要性质。
4.了解乙醇与人类日常生活与健康的知识。
5.初步学会分析官能团与性质关系的方法。烃的衍生物1.烃的衍生物
烃分子中的______被其他原子或原子团所取代而生成的一系列化合物。
2.官能团
(1)定义。
决定有机化合物_________的原子或原子团。氢原子化学特性 (2)实例。—Cl —OH —NO2羟基 碳碳双键乙醇1.物理性质无特殊香液小以任意比混溶易易2.乙醇的结构C2H6O羟基(—OH)CH3CH2OH(或C2H5OH)3.化学性质
(1)与钠反应。__________________________________________________。
(2)氧化反应。
①燃烧。
乙醇在空气中燃烧,发出______色火焰,并放出大量的热:______________________________________________。2CH3CH2OH+2Na 2CH3CH2ONa+H2↑淡蓝 ②催化氧化。亮红 刺激性黑③与强氧化剂反应。CH3COOH应用思考:1.能否用分液的方法分离酒精与水的混合物?如何制取无水酒精呢?2.制得的无水酒精真的“无水”吗?如何进行检验?提示:不能,因为乙醇与水互溶,形成混合溶液,不分层。加入CaO,再加热蒸馏。提示:可以取少量无水酒精,加入无水硫酸铜固体,若固体变蓝,则含有水分;若不变蓝,则不含有水分。综合拓展一、乙醇的性质与结构
1.乙醇的性质与键的断裂2.乙醇催化氧化的实质总反应方程式为2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O,反应中Cu作催化剂。
特别关注:(1)醇催化氧化的条件:与羟基相连的碳原子上有氢原子。
(2)醇发生催化氧化时,由于分子中去掉了2个氢原子,相应的氧化产物的相对分子质量比醇小2。 二、钠分别与水、乙醇反应的比较特别关注:(1)密度关系。
金属钠与乙醇反应时钠沉在乙醇的底部,而与水反应时浮在水面上,说明三者的密度关系为:水>钠>乙醇。
(2)氢原子的活泼性。
钠和乙醇反应时没有熔化成小球,也没有发出声响。这说明水分子中的氢原子相对更活泼,而乙醇分子羟基中的氢原子相对不活泼。(3)数量关系。
1 mol乙醇跟足量钠反应,产生0.5 mol氢气。该关系可以延伸为1 mol羟基跟足量钠反应,产生0.5 mol氢气。
(4)金属钠与乙醇和水的混合物反应。
把金属钠放入乙醇和水的混合物中,钠先和水反应,再和乙醇反应,据此可以除去乙醇中少量的水。尝试应用1.下列关于乙醇的说法不正确的是( )
A.乙醇易挥发
B.是无色透明、有特殊香味的液体
C.密度比水小,沸点比水高
D.乙醇不能用于萃取碘水中的碘C2.(2011年湖北宜昌联考)下列物质不能从溴水中萃取溴的是( )
A.乙醇 B.苯
C.四氯化碳 D.戊烷解析:萃取剂必须具备3个条件:①与原溶剂互不相溶;②溶质在其中的溶解度比在原溶剂中的溶解度大;③萃取剂与溶质不反应。乙醇与水互溶,A项错误。
答案:A3.苯中混有乙醇杂质,除去乙醇的方法是( )
A.加热蒸发 B.过滤
C.加水、萃取、分液 D.加CCl4、萃取、分液解析:乙醇与水互溶,加水后乙醇溶于水,而苯与水不互溶,分液,可以除去乙醇。
答案:C一、乙醇的结构 为了测定乙醇分子中有几个可被置换的氢原子(即确定乙醇的分子结构),可使乙醇与金属钠反应,使生成的H2排出水,测量排出水的体积可计算出标准状况下H2的体积,根据所消耗乙醇的物质的量,可确定乙醇分子中被置换的氢原子个数,从而确定乙醇的分子结构。
(1)若用下图中仪器和导管组装实验装置,如果所制气体流向从左到右时,则仪器与导管连接的顺序是( )接( )接( )接( )接( )接( )。(2)仪器连接好后进行实验时有下列操作:①在仪器F中注入适量的无水乙醇,在C中装入3 g碎块状金属钠(足量),在E中注满蒸馏水;②检查气密性;③待仪器C恢复到室温时,测定仪器D中水的体积;④慢慢开启仪器F的活塞。正确的操作顺序是________。 (3)若实验时消耗2.9 mL的无水乙醇(密度为0.8 g·mL-1),测量排出水的体积后折算成标准状况下H2的体积为560 mL。根据以上数据推算出乙醇分子中可被置换的氢原子个数为________,结构式为____________________________。(1)要知道仪器的连接顺序,首先应明确各种仪器在测量中的作用。F和C组成乙醇和钠反应的发生装置,E(内盛水)是量气瓶,D是排出水的收集装置,由排出水的体积推算出在标准状况下H2的体积。A和B是连接导管。连接发生装置和量气瓶的导管的作用是保证量气瓶中的气体能顺利排出。所以导管应短,选用A管。而连接量气瓶和收集装置的导管则应选用长的导管B,目的是保证水能顺利排出。所以,装置的连接顺序是F→C→A→E→B→D。(2)实验的操作顺序:首先是②检验装置的气密性,然后是①装药品,接着是④使乙醇跟Na反应,最后是③待恢复到常温后测量水的体积。
(3)取得实验数据后具体计算如下:说明生成1 mol H2需2 mol乙醇跟Na反应,也就是说乙醇分子中的6个氢原子中只有1个可被置换,所以乙醇的结构式解得:x = 2应为 。名师点睛:利用有机物的性质,通过定性或定量实验推断或确定有机物的结构,主要是利用官能团对有机物性质的决定作用,通过有机物的性质,推断出有机物分子中所含有的官能团,进而确定有机物的结构式。变式应用1.乙醇的下列实验现象或性质,可以证明乙醇分子中有1个氢原子与另外的氢原子不同的是( )
A.1 mol乙醇完全燃烧可以生成3 mol的水
B.乙醇可以按任意比例与水混溶
C.1 mol乙醇可以在一定条件下氧化成l mol的乙醛
D.1 mol乙醇跟足量的金属钠反应可得0.5 mol的氢气解析:乙醇分子中有6个氢原子,其中1个氢原子与氧原子相连接。1 mol乙醇跟足量的金属钠反应可得0.5 mol氢气,说明1 mol乙醇中只有1 mol的氢原予可以与金属钠反应,说明这1个氢原子与其余5个氢原子是不同的。
答案:D二、醇的催化氧化下列醇不能在铜的催化下发生氧化反应的是( )解析:根据醇的催化氧化规律:与羟基相连的碳原子上有氢原子的醇才可被催化氧化。答案:D变式应用2.下列有机物的分子式都是C4H10O,其中能发生催化氧化反应,但不能被氧化为具有相同碳原子数的醛的是( )解析:D项中的—OH所连碳原子上无氢原子,该醇不能被氧化,其他醇均能发生催化氧化反应,但是A项中的—OH不是连在端点碳原子上,故虽然能被氧化但不能被氧化为醛。
答案:A水平测试1.下列物质含有两种官能团的是( )解析:决定物质化学性质的原子或原子团称为官能团。
答案:C2.下列选项中说明乙醇作为燃料的优点的是( )
①燃烧时发生氧化还原反应
②充分燃烧的产物不污染环境
③乙醇是一种可再生资源
④燃烧时放出大量的热量
A.①②③ B.①②④
C.①③④ D.②③④D3.下列说法正确的是( )
A.羟基与氢氧根有相同的化学式和电子式
B.乙醇的官能团是—OH,乙醇是含—OH的化合物
C.常温下,1 mol乙醇可与足量的Na反应生成11.2 L H2
D.已知乙醇的结构式如下图所示,则乙醇催化氧化时断裂的化学键为②③4.(2011年雅安检测)下列有关乙醇的物理性质的说法中不正确的是( )
A.由于乙醇容易挥发,所以才有俗语“酒香不怕巷子深”的说法
B.由于乙醇能够溶解很多有机物和无机物,所以可用乙醇提取中药的有效成分
C.由于乙醇能够以任意比溶解于水,所以酒厂可以勾兑各种浓度的酒
D.由于乙醇的密度比水小,所以乙醇中的水可以通过分液的方法除去解析:乙醇易挥发,容易闻到其特殊香味,A项说法正确;乙醇是一种重要的有机溶剂,可用乙醇提取中药的有效成分,B项说法正确;乙醇能够以任意比例溶于水,因此乙醇中的水无法用分液法除去,除去乙醇中的水可在乙醇中加入生石灰,加热蒸馏得到无水乙醇,C项说法正确,D项说法错误。
答案:D5.(2011年安徽淮南检测)将等质量的铜片在酒精灯上加热后,分别插入下列溶液中,放置片刻后,铜片质量增加的是( )
A.硝酸 B.无水乙醇
C.石灰水 D.盐酸6.乙醇在能源、生产及日常生活等许多方面都有十分广泛的应用。请回答关于乙醇的若干问题:
(1)用物理、化学方法各一种鉴别乙醇和汽油。
若用物理方法,应选择的试剂为________________________________________________________________________;
若用化学方法,应选择的试剂为________________________________________________________________________。(2)用乙醇为主要原料(无机试剂任选),根据要求,分别写出相应的化学方程式(注明反应条件)。
①氧化反应________________________________________________________________________。
②置换反应________________________________________________________________________。能力提升7.下列物质都能与金属钠反应放出H2,产生H2的速率排序正确的是( )
①C2H5OH ②NaOH溶液 ③稀盐酸
A.①>②>③ B.②>①>③
C.③>②>① D.③>①>②C8.一定量的乙醇在氧气不足的情况下燃烧,得到CO、CO2和水的总质量为27.6 g,若其中水的质量为10.8 g,则CO的质量是( )
A.1.4 g B.2.2 g
C.4.4 g D.在2.2 g和4.4 g之间解析:主要利用原子守恒。
C2H6O~3H2O
1 3
0.2 mol 0.6 mol
即设CO为x mol。由CO、CO2得n总=0.4 mol,m总=16.8 g,则28 x+44×(0.4-x)=16.8 g,x=0.05 mol,
所以m(CO)=28×0.05=1.4 g。
答案:A9.现有①CH3OH、②ClCH2CH2OH、 ③CH2===CHCH2CH2OH、④HOCH2CH2OH、⑤HOCH2CH(OH)CH2OH五种有机物。根据下列要求用序号回答问题:
(1)既能发生加成反应又能发生消去反应的是________。
(2)上述五种有机物与钠反应产生相同体积的氢气时,消耗醇的物质的量最少的是________。
(3)不能发生消去反应的是________。
(4) 1 mol有机物能催化氧化生成2 mol醛基(—CHO)的是________。解析:根据有机物官能团判断其化学性质,上述五种物质中,只有含碳碳双键的有机物能发生加成,所以③能发生加成反应;能发生消去反应的有:②③④⑤;等物质的量的有机物中只有丙三醇含—OH最多,所以与钠反应产生等量的氢气,丙三醇需要的物质的量最小;含有碳卤键的有机物②在氢氧化钠水溶液中发生水解;—CH2OH催化氧化生成一个—CHO,含2个—CH2OH的有机物分子催化氧化生成2个醛基(—CHO),④⑤符合题意。
答案:(1)③ (2)⑤ (3)① (4)② ④⑤ 10.某实验小组用如下图所示装置进行乙醇的催化氧化实验。(1)实验过程中铜网出现红色和黑色交替的现象,请写出相应的化学方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
在不断鼓入空气的情况下,熄灭酒精灯,反应仍能继续进行,说明该反应是________反应。(2)甲和乙两个水浴作用不相同:甲的作用是________;乙的作用是________。
(3)反应进行一段时间后,干燥试管a中能收集到不同的物质,它们是________,集气瓶中收集到的主要成分是________。解析:(1)铜网由红变黑是由于Cu与O2反应生成了CuO,由黑再变红是由于CuO被CH3CH2OH还原生成了Cu和CH3CHO。起初反应需加热,熄灭酒精灯,反应仍能继续进行,说明乙醇的催化氧化反应是放热反应。
(2)甲中产生的乙醇蒸气进入玻璃管中,所以甲的作用是加热;反应产生的乙醛蒸气要冷凝成液体,所以乙的作用是冷却。 (3)试管a中除能收集到CH3CHO外,肯定还有未被氧化的乙醇和生成的水,空气中O2参与反应后,剩下的主要气体是N2,所以集气瓶中收集到的主要气体为N2。答案:(1)2Cu+O2 2CuO,CH3CH2OH+CuO CH3CHO+Cu+H2O 放热 (2)加热 冷却 (3)乙醛、乙醇、水 氮气感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件67张PPT。第三节 生活中两种常见的有机物
第1课时 乙 酸有机化合物第1课时 乙 酸 从前,有一个刻薄的地主,过年时找教书先生写了这样一副对联:“酿酒缸缸好,造醋坛坛酸。”但是街坊四邻却都是这么“识文断字”的:“酿酒缸缸好造醋,坛坛酸。”出处大约是教书先生因为东家克扣了工钱,就想办法作弄先生写对联时,先生就写了这么一副。给东家说的时候就是第一种断法,贴出去以后,就是第二种断法。从这个对联看来,酒和醋之间具有一定的联系,我们对这两种物质都不陌东家。东家让生,酒精的学名为乙醇,醋酸的学名为乙酸。
乙酸具有怎样的性质呢?乙酸和乙醇又具有怎样的联系?1.了解乙酸的主要用途。
2.掌握乙酸的组成与主要性质。
3.了解乙酸与人类日常生活与健康的知识。
4.学会分析官能团与物质性质关系的方法。乙酸1.乙酸的分子组成及结构C2H4O2CH3COOH羧基(—COOH)2.乙酸的物理性质当温度低于16.6 ℃时,乙酸凝结为类似____一样的晶体,所以纯净的乙酸又称为______。无强烈刺激性液易冰冰醋酸3.乙酸的化学性质
(1)具有酸的通性。红强(CH3COO)2Zn+H2↑(CH3COO)2Cu+H2O(续上表)CH3COONa+H2O(CH3COO)2Ca+H2O+CO2↑(2)酯化反应。香味透明的油状液体①概念:______反应生成______的反应。
②特点。反应可逆且速率慢酸与醇 酯和水醇和酸浓H2SO4、加热酯和水应用思考:1.无水乙酸又称冰醋酸,温度较低时,无水乙酸会凝结成像冰一样的晶体。若在实验室中遇到这种情况时,应如何从试剂瓶中取出无水乙酸?提示:可将试剂瓶用手或热毛巾捂热,也可放在温水浴中温热,待冰醋酸熔化后,倒出即可。2.如何证明CH3COOH的酸性比H2CO3强?提示:将CH3COOH溶液滴加到盛有少量Na2CO3或NaHCO3溶液的试管中,产生气泡,即证明酸性CH3COOH>H2CO3。3.(1)如何配制酯化反应的混合物?
(2)实验中浓H2SO4起什么作用?
(3)酯化反应还属于哪一类有机反应类型?
(4)为什么用饱和Na2CO3溶液吸收乙酸乙酯?提示:(1)在一支试管中加入3 mL乙醇,然后边振荡试管边慢慢加入2 mL浓硫酸和2 mL乙酸。
(2)催化剂、吸水剂。
(3)取代反应。
(4)用饱和Na2CO3溶液可除去少量乙酸,并可降低乙酸乙酯的溶解度,便于分层。综合拓展一、几种物质中羟基氢原子的活泼性二、乙酸的酯化反应:酸与醇反应生成酯和水的反应4.酯化反应的实质
酯化反应的反应机理可用示踪原子法来证明:若用含18O的乙醇和不含18O的乙酸反应,可以发现所生成的乙酸乙酯分子里含有18O原子,而水分子中不含18O原子,这说明酯化反应的一般过程是羧酸分子中的—OH与醇分子中—OH上的氢原子结合生成水,其余部分结合生成酯:即酯化反应可认为是“酸脱羟基、醇脱氢”,属于取代反应。
特别关注:(1)刚开始小火均匀加热,防止没有反应的乙醇和乙酸大量挥发,反应一段时间后大火加热,主要使生成的乙酸乙酯蒸发出来。
(2)有机实验中因有机化合物的熔、沸点较低,反应速率较慢,且往往需要加热,所以有部分反应物没有来得及反应就被蒸发出来,为此通过采用长导管的装置,当被蒸发出的物质通过长导管时,受冷又变为液态,回流到反应体系中继续参与反应,所以长导管除导气外,还起到冷凝回流的作用。 (3)该反应属于可逆反应,从反应类型来看,属于酯化反应,也属于取代反应。反应的实质是酸脱羟基醇脱氢形成水,剩下的两部分结合生成酯。1.乙酸是生活中常见的一种有机物,下列关于乙酸的说法中正确的是( )
A.乙酸的官能团为—OH
B.乙酸的酸性比碳酸弱
C.乙酸能够与金属钠反应产生氢气
D.乙酸能使紫色的石蕊溶液变蓝C尝试应用2.下列物质与水混合后静置,不出现分层的是( )
A.乙酸 B.三氯甲烷
C.苯 D.四氯化碳A3.炒菜时,加酒又加醋,可使菜变得味香可口,原因是( )
A.有盐类物质生成 B.有酸类物质生成
C.有醇类物质生成 D.有酯类物质生成解析:酒中的CH3CH2OH和醋中的CH3COOH生成有香味的乙酸乙酯。
答案:D一、乙酸的结构及性质 (双选题)下列是有关生活中的醋酸,其中主要利用了醋酸酸性的是( )
A.将醋酸不小心滴到大理石桌面上,桌面失去光泽
B.熏醋可一定程度上防止流行感冒
C.醋可以除去水壶中的水垢
D.用醋烹饪鱼,除去鱼的腥味解析:醋酸与CaCO3发生反应:CaCO3+2CH3COOH―→(CH3COO)2Ca+CO2↑+H2O,显酸性。水垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2,乙酸的酸性比碳酸强,所以可以与水垢反应,体现出乙酸的酸性。做鱼的时候一般要放料酒,酸和醇发生反应生成具有特殊香味的酯。
答案:AC
名师点睛:CH3COOH分子只存在一个—COOH的事实:
①1 mol CH3COOH与Na反应生成0.5 mol H2。②1 mol CH3COOH与1 mol NaOH恰好完全中和。
③1 mol CH3COOH与0.5 mol Na2CO3完全反应生成 0.5 mol CO2。
④1 mol CH3COOH与1 mol NaHCO3完全反应生成1 mol CO2。
⑤酯化反应中,1 mol CH3COOH消耗1 mol CH3CH2OH。 变式应用1.苹果酸是一种常见的有机酸,其结构简式为,苹果酸可能发生的反应是( )①与NaOH溶液反应
②与石蕊试液作用变红
③与金属钠反应放出气体
④一定条件下与乙酸酯化
⑤一定条件下与乙醇酯化A.①②③ B.①②③④
C.①②③⑤ D.①②③④⑤解析:苹果酸中含有羧基、羟基两种官能团。羧基具有酸的通性,能使石蕊试液变红,与碱金属反应,与乙醇酯化。羟基的存在使其能与乙酸酯化,与钠等活泼金属反应。
答案:D二、酯化反应 (2011年实验中学期末)某课外小组设计的实验室制取乙酸乙酯的装置如右图所示,长颈漏斗中盛有浓硫酸,烧瓶中盛有乙醇、无水醋酸钠,烧杯中盛有饱和碳酸钠溶液。
请回答:
(1)浓硫酸的作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________,若用同位素18O示踪法确定反应产物水分子中氧原子的提供者,写出能表示18O位置的化学方程式:____________________________________________________________________________________________________。
(2)球形干燥管的作用是__________________________________________________,若反应前向烧杯中加入几滴酚酞,溶液呈红色,反应结束后烧杯中的现象是__________________________________________________。 (3)要分离含乙酸、乙醇和乙酸乙酯的粗产品,下图是分离操作步骤流程图。试剂a是________,试剂b是________;分离方法①是________,分离方法②是________,分离方法③是__________________________________________________。(4)在得到的A中加入无水碳酸钠粉末并振荡,其目的是__________________________________________________。 解析:(1)浓硫酸可与无水醋酸钠反应生成醋酸,在制备乙酸乙酯的反应中,浓硫酸又作为催化剂和吸水剂。(2)用Na2CO3溶液吸收产物时注意防止倒吸。开始反应前饱和碳酸钠溶液显碱性,所以滴入酚酞溶液呈红色,而反应结束后产物中除乙酸乙酯外,还伴随有蒸出的乙醇和乙酸,少量的乙酸将中和掉烧杯中的部分OH-,溶液碱性降低从而使红色变浅,并且生成的乙酸乙酯不溶于水,所以出现分层现象。对于第(3)、(4)小题,可从分析粗产品的成分入手。粗产品中有乙酸乙酯、乙酸、乙醇三种物质,用饱和碳酸钠溶液进行萃取、分液可把混合物分离成两种半成品,其中一份是乙酸乙酯(即A)、另一份是乙酸钠和乙醇的水溶液(即B)。蒸馏B可得到乙醇(即E),留下的残液是乙酸钠溶液(即C)。再在C中加稀硫酸,经蒸馏可得到乙酸溶液。
答案:(1)与醋酸钠反应生成醋酸,作催化剂和吸水剂CH3CO18OH+CH3CH2OH(2)冷凝和防止倒吸 溶液颜色变浅,出现分层现象,上层是透明的有特殊香味的油状液体
(3)饱和碳酸钠溶液 稀硫酸 萃取、分液 蒸馏 蒸馏
(4)除去乙酸乙酯中的水分名师点睛:实验室制C2H4(CH3CH2OH CH2===CH2↑+H2O)、苯的硝化反应、乙酸的酯化反应中均用到浓H2SO4,但浓H2SO4的作用并不相同,判断时应特别注意区别。变式应用2.(2011年福建宁德检测)“酒是陈的香”就是因为酒在储存过程中生成了有香味的乙酸乙酯,在实验室和工业上常采用如下反应:CH3COOH+C2H5OH CH3COOC2H5+H2O来制取乙酸乙酯。(1)实验时,试管B观察到的现象是界面处产生浅红色,下层为蓝色,振荡后产生气泡,界面处浅红色消失,原因是________________________________________________________________________(用化学方程式表示)。
欲从上述混合物中分离出乙酸乙酯,采用的分离方法是________。(2)事实证明,此反应以浓H2SO4为催化剂,也存在缺陷,其原因可能是________。
a.浓H2SO4易挥发,因此不能重复使用
b.会使部分原料炭化
c.浓H2SO4有吸水性
d.会造成环境污染解析:(1)乙酸乙酯中混有乙酸,振荡时乙酸与Na2CO3反应产生CO2,界面处溶液酸性变弱,因此溶液浅红色消失;乙酸乙酯不溶于Na2CO3溶液,液体出现分层,故可用分液法分离出乙酸乙酯。
(2)浓H2SO4在加热条件下能使部分有机物脱水炭化,同时产生SO2,H2SO4废液及SO2会造成环境污染。
答案:(1)2CH3COOH+Na2CO3 2CH3COONa+CO2↑+H2O 分液 (2)bd水平测试1.下列关于乙醇和醋酸的比较中,错误的是( )
A.分子内都含有羟基,都有酸性
B.都属于烃的含氧衍生物
C.都能发生酯化反应
D.都可在人们的生活中应用解析:乙醇在水中不能电离,没有酸性。
答案:A2.酯化反应属于( )
A.中和反应 B.不可逆反应
C.离子反应 D.取代反应D3.除去乙酸乙酯中含有的乙酸,最好的处理方法是( )
A.蒸馏
B.水洗后分液
C.用过量饱和碳酸钠溶液洗涤后分液
D.用过量NaOH溶液洗涤后分液解析:因酯和酸沸点相近而不易蒸馏分离。NaOH在除酸的同时,除掉部分酯。饱和Na2CO3既能反应掉乙酸又能降低酯的溶解度。
答案:C4.(双选题)下列物质可以用来鉴别乙醇、乙酸、乙酸乙酯的试剂是( )
A.稀硫酸 B.NaOH溶液
C.碳酸钠溶液 D.紫色石蕊溶液CD5.在CH3COOH+C2H5OH CH3COOC2H5+H2O的平衡体系中,加入一定量的C2H518OH,当重新达到平衡时,18O原子还应存在于( )
A.乙酸乙酯中
B.乙酸中
C.水中
D.乙酸、乙醇、乙酸乙酯和水中解析:酯化反应的实质是羧酸脱去羟基,醇脱去氢原子。
答案:A6.可用如右图所示装置制取少量乙酸乙酯(酒精灯等在图中均已略去),请填空:
(1)试管a中需要加入浓硫酸、冰醋酸和乙醇各2 mL,正确的加入顺序和操作是____________________________________。 (2)为防止a中的液体在实验时发生暴沸,在加热前应采取的措施是____________________________________。(3)实验中加热试管的目的是:
①____________________________________________;
②____________________________________________。
(4)试管b中加有饱和Na2CO3溶液,其作用是__________________________________________________。
(5)反应结束后,振荡试管b,静置,观察到的现象是__________________________________________________。解析:液体与固体混合,通常将固体放入液体中溶解;液体与液体混合,通常将密度较大的注入密度较小的液体中,如果放热,要边加边搅拌,如稀释硫酸应向水中加入浓硫酸,边加边搅拌,浓硫酸溶解放热,如果后加密度较小的水,易使水浮于浓硫酸表面,受热沸腾而溅出,引起安全事故。沸石可防止液体暴沸。饱和Na2CO3溶液不与乙酸乙酯反应,可降低乙酸乙酯在水中的溶解度,又可吸收未反应的乙酸和乙醇。乙酸乙酯的密度小于水的密度,浮在溶液上层。答案:(1)先加入乙醇,然后边摇动试管边慢慢加入浓硫酸,再加冰醋酸 (2)在试管a中加入几粒沸石(或碎瓷片) (3)①加快反应速率 ②及时将产物乙酸乙酯蒸出,以利于平衡向生成乙酸乙酯的方向移动
(4)吸收随乙酸乙酯蒸出的少量酸性物质和乙醇,抑制乙酸乙酯在水中的溶解 (5)b中的液体分层,上层是透明的油状液体能力提升7.(2011年吉林长春模拟)在同温、同压下,某有机物与过量Na反应得到V1 L氢气,另取一份等量的该有机物与足量NaHCO3反应得V2 L二氧化碳,若V1=V2≠0,则有机物可能是( ) 解析:相同条件下气体的物质的量之比等于体积之比。n1、n2分别为该状况下所得到的氢气、二氧化碳的物质的量,设选项中各物质的物质的量均为1 mol,则各物质与n1、n2的对应关系如下表:由表中数据可知,若V1=V2≠0即n1=n2≠0,则有机物可能为 。
答案:A8.当乙酸分子中的氧全部是18O,乙醇分子中的氧全部是16O时,二者在一定条件下反应生成水的相对分子质量为( )
A.16 B.18
C.20 D.229.“酒是陈的香”,就是因为酒在储存过程中生成了有香味的乙酸乙酯,在实验室我们也可以用如右图所示的装置制取乙酸乙酯。
回答下列问题:
(1)写出制取乙酸乙酯的化学反应方程式:________________________________________________________________________________________________________。(2)在大试管中配制一定比例的乙醇、乙酸和浓硫酸的混合液的方法是________________________________________________________________________________________________________。
(3)浓硫酸的作用是:___________________________________________________。
(4)饱和碳酸钠溶液的主要作用是________________________________________________________________________________________________________。(5)装置中通蒸气的导管要插在饱和碳酸钠溶液的液面上,不能插入溶液中,目的是防止___________________________________________________。
(6)若要把制得的乙酸乙酯分离出来,应采用的实验操作是________________。
(7)做此实验时,有时还向盛乙酸和乙醇的试管里加入几块碎瓷片,其目的是___________________________________________________。(8)生成乙酸乙酯的反应是可逆反应,反应物不能完全变成生成物,反应一段时间后,就达到了该反应的限度,即达到化学平衡状态。下列描述能说明乙醇与乙酸的酯化反应已达到化学平衡状态的有________。
①单位时间里,生成1 mol 乙酸乙酯,同时生成1 mol 水
②单位时间里,生成1 mol 乙酸乙酯,同时生成1 mol 乙酸
③单位时间里,消耗1 mol 乙醇,同时消耗1 mol 乙酸④正反应的速率与逆反应的速率相等
⑤混合物中各物质的浓度不再变化解析:因浓硫酸与其他液体混合时会放出大量热,乙醇沸点低,很容易挥发,所以先加入乙醇,再慢慢加入浓硫酸并注意摇动试管,最后加入乙酸。生成乙酸乙酯的反应为可逆反应,为加快反应速率并使平衡向正反应方向移动以提高乙酸乙酯的产率,可采用加热的方法。产物乙酸乙酯是一种无色透明的油状液体,不溶于水,密度比水小。(2)先在试管中加入一定量的乙醇,然后边振荡试管边慢慢加入浓硫酸,最后再加入乙酸
(3)催化作用和吸水作用(4)中和挥发出来的乙酸,使之转化为乙酸钠溶于水中;便于闻乙酸乙酯的香味;溶解挥发出来的乙醇;降低乙酸乙酯在水中的溶解度,便于分液得到酯
(5)倒吸 (6)分液
(7)防止试管中液体暴沸
(8)②④⑤①苹果醋的分子式为___________________________________________________。
②1 mol 苹果醋与足量金属钠反应,能生成标准状况下的氢气________L。
③苹果醋可能发生的反应有________。
A.与NaOH溶液反应
B.与石蕊溶液作用
C.与乙酸在一定条件下酯化
D.与乙醇在一定条件下酯化解析:1 mol完全反应时,分别消耗的Na、NaOH、NaHCO3、Na2CO3的物质的量之比为4:2:2:1。
答案:(1)4:2:2:1
(2)①C4H6O5 ②33.6 ③ABCD感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件55张PPT。第二节 来自石油和煤的两种基本化工原料
第1课时 乙 烯有机化合物第1课时 乙 烯 2009年8月,山东电视台“生活帮”栏目报导了这样一件事情:市面上的很多葡萄看起来又红又紫,但吃起来却酸涩无比。根据记者的调查才知,葡萄种植者在未成熟的葡萄上喷洒了乙烯利,促进葡萄成熟,但这种催熟的葡萄没有正常成熟的葡萄甘甜。乙烯利是一种水剂,在一定条件下能放出乙烯,乙烯能促进果实成熟。
乙烯是从石油中提取的,它有哪些性质呢?1.了解烯烃的概念。
2.了解乙烯的物理性质、工业制取原理及其在化工生产中的作用。
3.掌握乙烯的分子结构,初步体会其结构特点对性质的影响。
4.掌握乙烯的化学性质,认识加成反应的特点。烯烃1.概念
分子中含有________的一类链烃,属于不饱和烃。
2.分子通式
CnH2n(n≥2)。碳碳双键乙烯1.乙烯的来源
从______中获得乙烯,已成为目前工业上生产乙烯的主要途径,乙烯是石油的裂解产物。
2.乙烯的制取
(1)实验原理。石蜡油 乙烯等(石蜡油是含17个C以上的液态烷烃混合物)。石油(2)实验步骤。褪去褪色明亮黑烟褪色研究表明,石蜡油分解的产物主要是乙烯和烷烃的混合物。
(3)分子结构。C2H43.乙烯的化学性质
(1)氧化反应。(2)加成反应。
①概念:有机物分子中的______(或______)两端的碳原子与其他原子或原子团________生成新的化合物的反应。
②乙烯的加成反应。褪色明亮黑烟双键 三键直接结合有关反应的化学方程式为:
a:___________________________________________。
b:___________________________________________。
c:___________________________________________。
d:___________________________________________。4.乙烯的用途
(1)______的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平。
(2)在农业生产中用作______________。乙烯植物生长调节剂应用思考:1.乙烯燃烧时为什么火焰明亮并伴有黑烟?提示:乙烯燃烧时火焰明亮并伴有黑烟的原因是乙烯的含碳量高。乙烯燃烧不充分时,一部分碳呈游离态,所以冒黑烟,又因该部分碳被烧成炙热状态,所以乙烯的火焰很明亮。 2.检验甲烷和乙烯气体可以采用什么方法?除去甲烷气体中的乙烯可以采用什么方法?提示:检验甲烷和乙烯可以选择溴水或酸性KMnO4溶液,出现褪色现象的为乙烯;但是除去甲烷中的乙烯只能用溴水,因为酸性KMnO4溶液可以将乙烯氧化成CO2气体而引入新的杂质。综合拓展一、乙烯与酸性高锰酸钾溶液、溴水、溴的四氯化碳溶液反应的比较特别关注:(1)利用乙烯(或烯烃)能使溴水褪色而甲烷(或烷烃)不能使溴水褪色,既可以区别乙烯(或烯烃)和甲烷(或烷烃),也可以除去甲烷(或烷烃)中混有的乙烯(或烯烃)气体以提纯甲烷(或烷烃)。
(2)为制得纯净的氯乙烷,应用乙烯与HCl的加成反应而不宜用乙烷与Cl2的取代反应。因为乙烯与HCl的加成产物只有一种,而乙烷与Cl2的取代产物是多种氯代烷的混合物。 二、乙烷、乙烯的结构和性质比较(续上表)(续上表)三、取代反应与加成反应的比较尝试应用1.下列物质的分子中,所有的原子都在同一平面上的是( )
A.氨气 B.乙烷 C.甲烷 D.乙烯解析:NH3的结构为三角锥型,N原子位于锥顶;C2H6是由两个四面体组成的不规则结构;CH4是正四面体结构;C2H4是平面结构。
答案:D 2.(双选题)下列各反应中属于加成反应的是( )解析:掌握加成反应的特点是解答本题的关键。C项是乙炔与H2的加成反应,根据加成反应的定义知C项也符合题意。
答案:AC3.下列关于乙烯的叙述中,不正确的是( )
A.乙烯的化学性质比乙烷活泼
B.乙烯燃烧时火焰明亮,同时冒出黑烟
C.乙烯可作香蕉果实的催熟剂
D.乙烯双键中的一个键可以断裂,容易发生加成反应和取代反应D一、乙烯的结构 由乙烯推测丙烯(CH3CH===CH2)的结构或性质正确的是( )
A.分子中3个碳原子在同一条直线上
B.分子中所有原子都在同一平面上
C.能使溴的四氯化碳溶液褪色
D.与HCl加成只生成一种产物代替,所以3个碳原子以及连在双键碳上的氢原子是在同一平面上,显然3个碳原子不在同一条直线上。由于甲基中4个原子不在同一平面上,所以CH2===CH—CH3分子中不可能所有原子都在同一平面上;既然丙烯中有不饱和键,就和乙烯的性质相似,能使溴的四氯化碳溶液褪色。丙烯与HCl加成可得 。答案:C名师点睛:乙烷、乙烯的比较:
(1)结构的区别,乙烷分子中含C—C键,碳原子的化合价达到“饱和”,乙烯分子中含C===C键,碳原子的化合价未达到“饱和”。
(2)与酸性KMnO4溶液反应,乙烷不能使酸性KMnO4溶液褪色,乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色。
(3)只要有机物分子中有碳碳双键,化学性质就与乙烯的相似,能发生氧化反应和加成反应。变式应用1.能证明乙烯分子里含有一个碳碳双键的事实是( )
A.乙烯分子里碳氢原子个数比为1:2
B.乙烯完全燃烧生成的CO2和H2O的物质的量相等
C.乙烯容易与溴水发生加成反应,且1 mol乙烯完全加成消耗1 mol溴单质
D.乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色解析:乙烯分子里碳氢原子个数比是由有机物的结构决定的,烯烃和环烷烃分子中碳氢原子个数比均为1∶2;乙烯的燃烧产物不能证明双键的个数;乙烯的加成反应与双键有直接关系,1 mol双键消耗1 mol溴单质;不饱和键均能使酸性KMnO4溶液褪色。
答案:C二、乙烯的化学性质 足球比赛中,当运动员肌肉挫伤或扭伤时,队医随即对准球员的受伤部位喷射药剂氯乙烷(沸点12.27 ℃),进行局部冷冻麻醉应急处理。
(1)制取氯乙烷(CH3—CH2Cl)的最好方法是( )
A.乙烷与氯气发生取代反应
B.乙烯与氯气发生加成反应
C.乙烷与氯化氢混合
D.乙烯与氯化氢发生加成反应(2)写出所选反应的化学方程式___________________________________________________,
该反应的反应类型为________反应。
(3)决定氯乙烷能用于冷冻麻醉应急处理的理由是___________________________________________________。 解析:(1)A中乙烷可以与氯气发生取代反应,但是反应可以得到CH3—CH2Cl、CH2Cl—CH2Cl、CH3—CHCl2…CCl3—CCl3等一系列取代产物,不能得到纯净的氯乙烷。B中乙烯与氯气加成得到二氯乙烷CH2Cl—CH2Cl,不能得到氯乙烷。C中乙烷与氯化氢不能反应。只有D中乙烯和氯化氢加成可以得到纯净的氯乙烷。
答案:(1)D
(2)CH2===CH2+HCl―→CH3—CH2Cl 加成
(3)其沸点低,极易挥发而吸收大量的热
名师点睛:乙烯分子中含有碳碳双键,化学性质活泼,双键中有一个键容易断裂,从而在两个碳原子上各连接一个原子或原子团而发生加成反应;双键也容易被强氧化剂如酸性KMnO4溶液氧化。变式应用2.下列说法中,错误的是( )
A.无论乙烯与Br2的加成,还是乙烯使酸性KMnO4溶液褪色,都与分子内含有碳碳双键有关
B.用溴的四氯化碳溶液或酸性KMnO4溶液都可以鉴别乙烯和乙烷
C.相同质量的乙烯和甲烷完全燃烧后产生的水的质量相同
D.利用燃烧的方法可以鉴别乙烯和甲烷解析:答案:C水平测试1.下列关于乙烯结构与性质的叙述中,错误的是( )
A.乙烯分子中6个原子在同一平面内
B.乙烯与酸性KMnO4溶液发生加成反应能使其褪色
C.乙烯分子没有同分异构体
D.乙烯分子的一氯代物只有一种结构B2.下列不属于乙烯用途的是( )
A.制造塑料 B.制有机溶剂
C.做灭火剂 D.做果实催熟剂解析:乙烯易燃烧,不能做灭火剂。
答案:C3.甲烷是最简单的烷烃,乙烯是最简单的烯烃,下列物质中,不能用来鉴别二者的是( )
A.水 B.溴水
C.溴的四氯化碳溶液 D.酸性高锰酸钾溶液A 4.下列各组物质之间的化学反应,反应产物一定为纯净物的是( )A5.(双选题)在120 ℃ 101 kPa时,下列物质与足量的氧气混合,充分燃烧后恢复到原来的条件,反应前后气体体积不变化的是( )
A.乙烯 B.丙烯 C.甲烷 D.乙烷 6.石蜡油(主要是含17个以上碳原子的液态烷烃混合物)分解实验按照下图进行:(1)石蜡油分解实验产生的气体的主要成分是________。
①只有甲烷 ②只有乙烯 ③烷烃跟烯烃的混合物
(2)将石蜡油分解所得生成物通入溴水中,现象是______________________;通入酸性高锰酸钾溶液中,现象是______________________。
(3)碎瓷片的作用是________。
①防止暴沸 ②有催化功能 ③积蓄热量 ④作反应物
(4)写出含有18个碳原子的烷烃分解为乙烷与最多乙烯的化学方程式:__________________________________。能力提升7.使1 mol乙烯与氯气发生完全加成反应,然后使该加成反应的产物与氯气在光照的条件下发生取代反应,则两个过程中消耗氯气的总物质的量最多是( )
A.3 mol B.4 mol C.5 mol D.6 mol解析:1 mol乙烯能与1 mol Cl2发生加成反应,而1 mol加成产物中含4 mol氢原子,被氯原子完全取代,消耗4 mol Cl2,所以共消耗Cl2 5 mol,故选C项。
答案:C8.既可以用来鉴别乙烷和乙烯,又可以用来除去乙烷中混有的少量乙烯的操作方法是( )
A.将混合气体通过盛有酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶
B.将混合气体通过盛有足量溴水的洗气瓶
C.将混合气体通过盛有水的洗气瓶
D.将混合气体跟氯化氢混合解析:鉴别乙烷和乙烯,可以选A操作或B操作,能使酸性高锰酸钾溶液或溴水褪色的气体是乙烯。除去乙烷中的乙烯,只能选B操作,因为乙烷可被酸性高锰酸钾溶液氧化为二氧化碳和水,二氧化碳会混入乙烷中,所以不能选A操作。
答案:B 9.实验室制取乙烯,常因温度过高而使乙醇和浓硫酸反应生成少量的二氧化硫。有人设计实验如下图所示以确认上述混合气体中有乙烯和二氧化硫。试回答下列问题:(1)在图中①②③④装置中可盛放的试剂是:①__________________________________________________;
②________;③________;④________。
A.品红溶液 B.NaOH溶液
C.浓硫酸 D.酸性高锰酸钾溶液
(2)能说明二氧化硫气体存在的现象是__________________________________________________。(3)使用装置②的目的是__________________________________________________。
(4)使用装置③的目的是__________________________________________________。
(5)确认含有乙烯的现象是__________________________________________________。答案:(1)①A ②B ③A ④D
(2)装置①中品红溶液褪色
(3)除去SO2,以免干扰乙烯的检验
(4)检验SO2是否除净
(5)装置③中的品红溶液不褪色,装置④中的酸性高锰酸钾溶液褪色10.乙烯和乙烷的混合气体共a mol,与b mol的氧气共存于一密闭容器中,点燃后充分反应,乙烯和乙烷全部消耗完,得到CO和CO2的混合气体和45 g水。试求:
(1)CO和CO2混合气体的物质的量为________,生成的水的物质的量为________。
(2)当a=1时,乙烯和乙烷的物质的量之比:n(乙烯):n(乙烷)=________。(3)当a=1,且反应后CO和CO2混合气体的物质的量为反应前氧气的2/3时,则b=________;得到的CO和CO2的物质的量之比:n(CO):n(CO2)=________。
(4)a的取值范围是________;b的取值范围是________。感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件57张PPT。第二节 来自石油和煤的两种基本化工原料
第2课时 苯有机化合物 第2课时 苯 芳香族化合物的名称来源于有机化学发展早期,这类化合物大多数是在挥发性香精油、香树脂,以及其他具有香味的物质中发现的。例如,从安息香胶内取得安息香酸(C7H6O2),从苦杏仁油中得到苯甲醛,甲苯来自于tolu(南美洲的一种学名叫Toluterebaisamum的乔木)香脂,等等。当然,这种以气味作为分类的依据是很不科学的。后来发现的许多化合物,就其性质而言应属于芳香族化合物之列,但它们并无香味。因此,现在虽然仍然使用芳香族化合物这个名词,但已经失去了它原来的意义。我们现在所说的芳香族化合物,一般是指在分子中含有苯环的化合物,如苯甲醛。芳香烃是指分子中含有苯环的烃,它仅含碳氢两种元素。
苯是最简单的芳香烃,它有什么结构特点?又具有什么性质?1.了解苯的物理性质及重要用途。
2.掌握苯分子的结构特点。
3.掌握苯的化学性质。苯的分子结构1.分子结构C6H62.结构特点
(1)苯分子为平面____________结构。
(2)分子中6个碳原子和6个氢原子__________。
(3)6个碳碳键________,是一种介于____________之间的特殊化学键。完全相同 单键和双键正六边形共平面苯的性质1.苯的物理性质无色晶体无特殊液 有不小2.化学性质明亮 浓烟3.苯的同系物、芳香烃及芳香族化合物取代 加成苯环苯环应用思考:1. 分子中所有原子可能共平面吗?所以2.从苯的结构式来看,苯分子中化学键是单键和双键交替的,真的是这样吗?试以实验证明之。3.苯的硝化反应实验中,浓H2SO4的作用是什么?如何配制浓H2SO4和浓HNO3的混合物?提示:浓H2SO4的作用是催化剂和吸水剂。将浓H2SO4沿容器壁慢慢注入浓HNO3中,并且不断搅拌直至冷却至室温。 4.苯不能和溴水反应,只能把溴从水中萃取出来而使溴水褪色;但是苯和液溴在FeBr3催化作用下能发生取代反应。怎么验证该反应是取代反应而不是加成反应呢?提示:发生加成反应时不会产生溴化氢,而发生取代反应时生成溴化氢,所以用硝酸银溶液检验反应中挥发出来的无色气体,若有淡黄色沉淀生成,说明发生的是取代反应。综合拓展一、苯与溴反应的注意事项
1.苯只能与液溴反应,不能与溴水发生反应。但苯能将溴水中的溴萃取出来而分层,上层(苯层)显橙色或橙红色,下层(水层)为无色。
2.反应中加入的是Fe,但实际上是Fe与Br2反应生成的FeBr3起催化作用。
3.实验制得的溴苯因含杂质溴而显褐色,除去溴苯中溶解的溴需用稀氢氧化钠溶液反复洗涤、分液得纯净的溴苯。4.反应的实质是苯环上的氢原子被溴原子取代,生成溴苯和HBr。生成的HBr可用AgNO3溶液检验,证明发生的是取代反应而非加成反应。二、苯的硝化反应实验操作的注意事项
1.浓硫酸在该反应中的作用是作催化剂和吸水剂。
2.硝化反应的温度在50℃ ~60℃,应用水浴加热。
3.实验中反应物加入顺序:一定要注意先取浓硝酸,之后将浓硫酸沿器壁缓缓注入浓硝酸中,并振荡使之混匀,待浓硝酸和浓硫酸的混合酸冷却后,再慢慢滴入苯。
4.粗硝基苯因溶解有浓硝酸分解产生的NO2而呈淡黄色,提纯的方法是用碱溶液洗涤后分液。 三、甲烷、乙烯、苯的比较四、各类烃与液溴、溴水、溴的四氯化碳溶液、酸性KMnO4溶液反应的比较尝试应用1.往苯中加入溴水后溴水层颜色变浅,这是由于( )
A.溴挥发了 B.发生了取代反应
C.发生了萃取作用 D.发生了加成反应C2.通常情况下,苯的化学性质较稳定,这是由于( )
A.苯不能使酸性KMnO4溶液褪色
B.苯不与溴水发生加成反应
C.是由苯的分子结构所决定的
D.苯是芳香烃C3.下列物质在空气中燃烧,会产生浓烈黑烟的是( )
A.乙烷 B.乙烯 C.甲烷 D.苯解析:苯含碳量高,故燃烧不充分产生黑烟。
答案:D一、苯的结构 能说明在苯分子的平面正六边形结构中碳碳键不是单、双键交替的事实是( )
A.苯的一元取代物无同分异构体
B.苯的邻位二元取代物只有一种
C.苯的间位二元取代物只有一种
D.苯的对位二元取代物只有一种 解析:不论苯的实际结构中碳原子之间是单、双键交替还是介于单、双键之间的独特的键,其一元取代物都只有一种,所以苯的一元取代物无同分异构体,不能说明苯的结构中碳碳键的差别,故A项不对。假如苯分子中碳原子之间是单、双键交替的,那么其邻位二元取代物中有取代基的两个相邻碳原子间一种情况是双键,一种情况是单键,这两种结构就应是不同的物质;假如苯分子中的碳碳键都是相同的,其邻位二元取代物就只有一种;反过来讲,苯的邻位二元取代物只有一种,正说明苯分子中的碳碳键不是单、双键交替的情况,故B项正确。同理,苯的间位和对位二元取代物中,不论碳碳间是单、双键交替的,还是介于单、双键之间的键,结构都只有一种,说明C、D两项都不正确。
答案:B
名师点睛:因苯的凯库勒式为 ,往往会误解为苯分子中是单键、双键交替的,其实,苯分子中所有的碳碳键是完全相同的,因此,苯并不能与溴水、酸性KMnO4溶液发生反应。但在分析苯的不饱和程度时,可以看做是苯分子中存在三个双键,因此,苯与H2发生加成反应时,物质的量之比为1:3。变式应用1.(双选题)下列关于苯的叙述中,正确的是( )
A.苯分子为平面正六边形结构,6个碳原子之间的键完全相同
B. 表示苯的分子结构,其中含有碳碳单键和双键,因此苯的性质与乙烯的相似
C.苯的分子式为C6H6,分子中氢原子个数虽然比较少,但苯不能与溴水反应
D.苯在一定条件下能与浓硝酸发生加成反应,生成硝基苯解析:苯的分子结构中碳碳键相同,所以呈平面六边形结构,A项正确;虽然可以用 表示苯的分子结构,但苯分子中并不存在碳碳双键,所以苯与乙烯的性质不同,B项错误;苯不能与溴水及酸性高锰酸钾溶液反应,C项正确;苯与浓硝酸的反应属于取代反应,D项错误。
答案:AC 二、苯的性质 下列关于苯的性质的叙述中,不正确的是( )
A.苯是无色、带有特殊气味的液体
B.常温下苯是不溶于水且密度小于水的液体
C.苯在一定条件下能与溴、硝酸发生取代反应
D.苯不具有典型的双键所应具有的加成反应的特征,故不可能发生加成反应解析:苯是没有颜色、带有特殊气味的液体,苯有毒,不溶于水,密度比水小,熔点是5.5℃,沸点是80.1℃。苯在铁粉作催化剂的条件下和液溴发生取代反应;在浓硫酸催化作用下与浓硝酸发生取代反应;在一定条件下,苯还可以和氢气发生加成反应生成环己烷。故选项D错误。
答案:D
名师点睛:苯与溴发生的卤代反应、苯与硝酸发生的硝化反应,都属于取代反应。苯不易发生加成反应,但一定条件下能与氢气加成生成环己烷。变式应用2.苯乙烯( )兼有乙烯和苯的化学性质。下列有关苯乙烯化学性质的叙述中,错误的是( )
A.能催化加氢,能使溴的四氯化碳溶液褪色
B.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.有催化剂存在时,在苯环上能发生取代反应
D.在空气中不能燃烧解析:苯乙烯中含有碳碳双键和苯环,能和H2发生加成反应,能使溴的四氯化碳溶液褪色,一定条件下可发生苯环上的取代反应。苯乙烯在空气中能燃烧生成CO2和H2O。
答案:C 三、有机物分子中原子共线、共面问题已知C—C键可以绕键轴自由旋转,结构简式为的烃,下列说法中正确的是( )A.分子中至少有9个碳原子处于同一平面上
B.分子中至少有11个碳原子处于同一平面上
C.分子中至少有16个碳原子处于同一平面上
D.该烃属于苯的同系物解析:在苯分子中的12个原子,一定共平面,此分子中两个苯环以单键相连,单键可以旋转,所以两个苯环不一定共面,但苯环中对角线上的4个碳原子应在一个平面上,因此该分子中至少有11个碳原子处于同一平面上,所以B项正确,A、C两项不正确;该烃分子结构中有2个苯环,不属于苯的同系物,所以D项不正确。
答案:B
名师点睛:记住几种简单有机物分子的空间构型是关键:①甲烷为正四面体结构,C原子居于正四面体的中心,5个原子中最多有三个原子共平面;②乙烯为平面型结构,分子中的6个原子处于同一平面,键角都约为120°;③苯为平面型结构,分子中12个原子都处于同一平面内。
同时要掌握解题的方法:①以上3种分子中的H原子如果被其他原子所取代,则取代后的分子构成基本不变;②共价单键可以自由旋转,共价双键和共价三键不能旋转。变式应用3.下列分子中,所有原子不可能处于同一平面上的是( )
A.C2H4 B.CS2 C.NH3 D.C6H6C水平测试1.下列液体分别和溴水混合、振荡、静置分层,水层和油层均为无色的是( )
A.苯 B.CCl4
C.NaOH溶液 D.乙烯解析:苯、CCl4都能萃取出溴水中的溴,在油层中显橙红色,NaOH与Br2反应,不分层,乙烯和溴水发生加成反应,生成二溴乙烷,水层和油层都无色。
答案:D2.下列物质用苯作原料不能通过一步反应制取的是( )
A.己烷 B.环己烷 C.溴苯 D.硝基苯解析:苯与H2在一定条件下发生加成反应生成环己烷而非己烷;苯与液溴在FeBr3作催化剂条件下反应生成溴苯;苯与浓HNO3、浓H2SO4共热可生成硝基苯。
答案:A3.下列有关苯的叙述中,错误的是( )
A.苯在催化剂作用下能与液溴发生取代反应
B.在一定条件下,苯能与氢气发生加成反应
C.在苯中加入酸性高锰酸钾溶液,振荡并静置后下层液体为紫红色
D.在苯中加入溴水,振荡并静置后下层液体为橙色解析:A项,苯在FeBr3作催化剂条件下能与液态溴发生取代反应;B项,一定条件下苯能与H2发生加成反应生成环己烷;C项,苯不能使酸性KMnO4溶液褪色,与KMnO4溶液混合后会分层,苯在上层;D项,苯能萃取溴水中的Br2使溴水褪色,由于苯的密度比水小,因此液体分层后有机层在上层,上层为橙色,下层近于无色。
答案:D4.下列物质中,分子内所有原子在同一平面上且不能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是( )
A.乙烯 B.乙烷 C.甲烷 D.苯解析:解答本题需注意题设条件,一是所有原子在同一平面上,二是不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,两个条件都满足的才符合题意。乙烯分子中的2个碳原子和4个氢原子在同一平面上;乙烷、甲烷分子中最多有3个原子共面;苯分子中的6个碳原子和6个氢原子在同一平面上。但乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。
答案:D5.(2011年雅安检测)下列变化是通过取代反应来实现的是( )D6.A~G是几种烃分子的球棍模型,据此回答下列问题:(1)常温下含碳量最高的烃是________。
(2)能够发生加成反应的烃有________种。
(3)一卤代物种类最多的是________。
(4)等质量的上述七种烃,完全燃烧时消耗O2最多的是________。等物质的量的上述七种烃,完全燃烧时消耗O2最多的是________。
(5)在120 ℃,1.01×105 Pa下与足量O2混合点燃,完全燃烧后气体体积没有变化的烃是________。
(6)写出F发生溴代反应的化学方程式____________________________________。能力提升7.在①丙烯、②氯乙烯、③苯、④甲苯四种有机化合物中,分子内所有原子均在同一平面的是( )
A.①② B.②③ C.③④ D.②④解析:CH3CH===CH2分子中,一定有6个原子共面,甲基上所有原子不能共面;氯乙烯可以视为乙烯分子中一个氢原子被氯原子取代,分子中所有原子共面;苯分子呈平面正六边形,碳氢键角为120°,分子中所有原子共面;甲苯中甲基是四面体结构,不可能所有原子共面。
答案:B 8.分离表格中混合物选用的方法及理由均正确的是( )C9.分别取一定量的甲烷、乙烯、苯,完全燃烧后都生成x mol CO2和y mol H2O。
(1)若x=y,该烃是________。
(2)若x=2y,该烃是________。
(3)若2x=y,该烃是________。 10.已知苯与液溴的反应是放热反应,某校学生为探究苯与溴发生反应的原理,用如下图所示装置进行实验。根据相关知识回答下列问题:
(1)实验开始时,关闭K2,开启K1和分液漏斗活塞,滴加苯和液溴的混合液,反应开始。过一会儿,在装置Ⅲ中可能观察到的现象是________________________________________________________________________。
(2)整套实验装置中能防止倒吸的装置有________________________________________________________________________。(3)反应结束后要使装置Ⅰ中的水倒吸入装置Ⅱ中。这样操作的目的是________________________,简述这一操作方法:________________________________________________________________________。
(4)你认为通过该实验后,有关苯跟溴反应的原理方面能得出的结论是________________________。解析:苯和液溴在FeBr3(铁和溴反应生成FeBr3)作催化剂的条件下发生取代反应,生成溴苯和溴化氢,由于该反应是放热反应,苯、液溴易挥发,用冷凝的方法减少挥发。装置Ⅲ的目的是防止由于HBr易溶于水而引起倒吸。通过检验Br-的存在证明这是取代反应。
答案:(1)小试管中有气泡产生;液体变为橙红色;有白雾出现;广口瓶内溶液中有浅黄色沉淀生成 (2)Ⅲ和Ⅳ (3)反应结束后装置Ⅱ中存在大量的溴化氢,使Ⅰ中的水倒吸入Ⅱ中可以除去溴化氢气体,以免逸出污染空气 开启K2,关闭K1和分液漏斗活塞 (4)苯和液溴在FeBr3(铁和溴反应生成FeBr3)作催化剂的条件下发生取代反应,生成溴苯和溴化氢感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件53张PPT。第四节 基本营养物质
第1课时 糖 类有机化合物第1课时 糖 类 玉米淀粉一次性餐具是当今一种全新的环保产品,产品远销世界各地。玉米淀粉一次性餐具是一种以玉米淀粉为主要原料,与其他添加剂通过化学反应,经过高科技生产工艺而成的生物降解制品,该产品具有不渗透、防水、无毒、无害、安全卫生等特点,用后可作为禽类饲料或普通垃圾处理,90天后可自然降解为二氧化碳和水,对环境没有任何危害。
你知道淀粉属于哪类物质吗?这类物质有什么性质呢?防油、耐碱、1.掌握糖类的组成和主要性质、主要用途。
2.掌握葡萄糖的分子结构和主要化学性质。
3.能够设计实验确认淀粉水解的产物及水解的程度。基本营养物质1.种类:食物中的营养物质主要包括:_______________________________________。其中,__________________为动物性和植物性食物中的基本营养物质。
2.组成元素:糖类、油脂、蛋白质共同的组成元素为__________,蛋白质除含有上述几种元素外还含有__________等元素。糖类、油脂、蛋白质、维生素、无机盐和水糖类、油脂、蛋白质C、H、ON、S、P糖类1.分类及代表物葡萄糖
果糖C6H12O6 同分异构体蔗糖
麦芽糖C12H22O11 同分异构体淀粉
纤维素(C6H10O5)n 不属于同分异构体2.糖类的化学性质
(1)特征反应。变蓝砖红色光亮的银镜(2)水解反应。
①蔗糖水解:蔗糖水解的化学方程式为:
_______________________________________________。
②多糖水解:淀粉(或纤维素)水解的化学方程式为:
_______________________________________________。3.糖类物质的主要作用
(1)生理作用。
糖类物质是绿色植物______作用的产物,在生命过程中起着重要的作用,是一切生命体维持生命活动所需______的主要来源,人体每天所需能量的75%来自糖类。能量光合 (2)存在及主要用途。应用思考:1.葡萄糖、蔗糖、麦芽糖均有甜味,糖类都具有甜味吗?2.淀粉、纤维素互为同系物吗?提示:糖类物质不一定都有甜味,淀粉和纤维素就没有甜味。提示:淀粉和纤维素的分子式为(C6H10O5)n,分子组成上相差若干个C6H10O5结构单元,因此二者不可能互为同系物。综合拓展一、葡萄糖的分子结构及化学性质
1.分子结构2.化学性质
(1)醛基的性质。(2)羟基的性质。
葡萄糖分子中含有羟基,也具有类似乙醇的化学性质,如能发生酯化反应等。特别关注:葡萄糖与银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液的反应,均需在加热和碱性条件下进行,否则不能产生银镜或砖红色沉淀。常用这种特征反应来检验葡萄糖的存在与生成。二、糖的水解反应
1.水解规律2.水解的条件
蔗糖、淀粉的水解均用稀H2SO4作催化剂,并且水浴加热。 3.检验淀粉水解及水解程度的实验步骤4.实验现象及结论特别关注:(1)书写二糖、多糖水解方程式时,要在化学式下边注明其名称。
(2)淀粉的检验,必须直接取水解液加入碘水,不能取中和液,因为碘能与NaOH溶液反应。1.下列关于糖的说法错误的是( )
A.淀粉是一种天然高分子化合物
B.糖都能水解
C.纤维素没有甜味
D.糖类是人体内能量的主要来源之一解析:单糖不能水解。
答案:B尝试应用2.葡萄糖是单糖的主要原因是( )
A.在糖类中含碳原子数最少
B.不能水解成更简单的糖
C.分子结构中只有一个醛基
D.能发生银镜反应解析:糖类物质分为单糖、二糖、多糖。单糖是糖类物质中不能再水解的糖,而二糖、多糖则可以水解,而不是以官能团和碳原子数来确定。糖类并非一定含有醛基。
答案:B3.下列说法正确的是( )
A.葡萄糖和蔗糖是同分异构体
B.淀粉和纤维素分子式相同,都用(C6H10O5)n表示
C.淀粉和纤维素都是混合物
D.糖类都有甜味C一、葡萄糖的结构与性质葡萄糖的结构简式为:CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO。其对应的性质中不正确的是( )
A.与钠反应放出氢气
B.可与乙酸发生取代反应
C.能发生银镜反应
D.可使小苏打溶液冒出气泡解析:葡萄糖分子中含有—CHO和—OH两种官能团,应具备这两种官能团的性质。其中A、B项是—OH的性质,C项是—CHO的性质,而D项不能发生。
答案:D变式应用1.能说明葡萄糖是一种还原性糖的依据是( )
A.与金属钠反应放出H2
B.能发生银镜反应
C.能与酸发生酯化反应
D.能与H2发生加成反应解析:与Na反应放出H2体现了葡萄糖的氧化性,A项错误;葡萄糖能发生银镜反应,体现了葡萄糖具有还原性,B项正确;与酸发生酯化反应是取代反应,是非氧化还原反应,C项错误;与H2发生加成反应体现了它的氧化性,D项错误。
答案:B二、淀粉水解程度的分析与判断某同学称取9 g淀粉溶于水,测定淀粉的水解百分率。其过程如下:(1)各步加入的试剂为:
A__________,B__________,C___________________。(2)加入A溶液而不加入B溶液是否可以?________,其理由是_______________________________________________。
(3)当析出1.44 g红色沉淀,淀粉的水解率是______。[已知1 mol葡萄糖与新制Cu(OH)2反应生成1 mol红色沉淀(Cu2O)] 解析:(1)、(2)测定淀粉的水解程度,加NaOH中和H2SO4,加银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液检验—CHO。若测定淀粉水解率,则加入新制Cu(OH)2悬浊液,通过生成Cu2O的量来推算淀粉水解了多少。所以,淀粉水解时加入的A为H2SO4作催化剂,加入的B为NaOH中和掉H2SO4,因为氧化反应不能在酸性条件下发生;C为新制Cu(OH)2悬浊液。答案:(1)H2SO4 NaOH 新制Cu(OH)2悬浊液(合理答案均可)
(2)不可以 醛基与新制Cu(OH)2悬浊液反应只能在碱性条件下发生,此时的酸性环境破坏了新制Cu(OH)2悬浊液
(3)18%变式应用2.为了检验淀粉的水解情况,某同学设计了以下三个实验方案,并根据实验现象得出了相应的结论:结论:淀粉已经水解完全了。
根据上述操作及现象,首先回答其结论是否正确,然后简要说明理由。如果三个方案均不合理,请另设计一个方案来证明淀粉已经水解完全了。(1)方案A_______________________________________。
(2)方案B_______________________________________。
(3)方案C_______________________________________。
(4)你的方案____________________________________。解析:淀粉水解的条件是在淀粉溶液中加入稀硫酸并加热,而证明水解产物葡萄糖是使用新制Cu(OH)2悬浊液,且必须在碱性环境中才能进行。所以在加鉴别试剂前,必须用NaOH溶液中和稀硫酸。在审题时必须十分关注有无此步骤。
答案:(1)结论不正确。如果淀粉只是部分发生水解,未水解的淀粉遇碘(I2)也会呈蓝色且在中和液中加入碘水检测完全操作错误水平测试1.医院里检查糖尿病患者的方法是在病人尿液中加入CuSO4和NaOH的混合溶液,加热后产生了砖红色沉淀,说明病人的尿液中含有( )
A.脂肪 B.葡萄糖 C.乙酸 D.蛋白质解析:葡萄糖具有醛基,与Cu(OH)2发生氧化还原反应而产生砖红色Cu2O沉淀。
答案:B2.(双选题)葡萄糖(C6H12O6)是一种重要的营养物质,下列关于葡萄糖的说法中,正确的是( )
A.葡萄糖是一种单糖
B.葡萄糖分子中有6个碳原子、6个水分子
C.常温下,葡萄糖可与新制的氢氧化铜反应
D.1 mol葡萄糖完全燃烧需要6 mol氧气解析:答案:AD 3.下列物质中,与葡萄糖化学性质相似的是( )解析:有机化合物的化学性质主要是由其中的官能团决定的。不同的有机化合物,若分子中含有相同的官能团,则它们的化学性质有相似之处。因为葡萄糖分子中同时含有醛基(—CHO)和醇羟基(—OH),B、C两项分子中只含有醇羟基(—OH),D项分子中只含有羧基(—COOH),故它们与葡萄糖的化学性质差异较大;A项分子中同时含有醛基(—CHO)和醇羟基(—OH),因此,它与葡萄糖的化学性质比较相似。
答案:A4.(2013·广东高考理综)(双选题)下列实验的现象与对应结论均正确的是( )AC5.(双选题)某物质在酸性条件下发生水解反应生成两种物质A和B,且A和B的相对分子质量相等,则该物质可能是( )
A.甲酸乙酯(HCOOC2H5)
B.蔗糖(C12H22O11)
C.葡萄糖(C6H12O6)
D.淀粉[(C6H10O5)n]解析:A中甲酸乙酯是由甲酸HCOOH和乙醇C2H5OH形成,HCOOH和C2H5OH相对分子质量相等,A和B两项均正确。可以体会到饱和一元酸与比其多一个碳原子的饱和一元醇相对分子质量相等。
答案:AB6.有A、B、C三种无色溶液,它们分别是葡萄糖溶液、蔗糖溶液、淀粉溶液中的一种,经实验可知:
①B能发生银镜反应。
②A遇碘水变蓝色。
③A、C均能发生水解反应,水解液均能发生银镜反应。
试判断它们各是什么物质,并写出有关化学反应方程式:
(1)A是________,B是___________,C是________。淀粉溶液 葡萄糖溶液 蔗糖溶液(2)有关化学反应方程式:
①蔗糖分解:
______________________________________________。
②淀粉水解:
______________________________________________。7.某淀粉的相对分子质量为162 000,由此推知,此种淀粉的分子可以水解成葡萄糖的分子数为( )
A.450 B.500 C.900 D.1 0008.在①葡萄糖与银氨溶液反应;②淀粉在稀硫酸作用下在水中加热;③葡萄糖与钠反应;④葡萄糖在一定条件下与乙酸反应中,不包括的反应类型是( )
A.氧化反应 B.加成反应
C.酯化反应 D.水解反应解析:①是氧化反应;②是水解反应;③是氧化反应;④是酯化反应。
答案:B 9.某学生称取9 g直链淀粉溶于水,测定淀粉水解的百分率,其程序如下:(1)填写各步所加试剂名称:A.________,B.________,C.________。(2)只加A溶液而不加B溶液是否可以?________,理由是________________________________________________________________________。
(3)当析出2.16 g金属单质时,淀粉的水解率为________。(已知1 mol醛基发生银镜反应时生成2 mol Ag) 解析:淀粉水解条件:稀硫酸作催化剂,为检验水解产物葡萄糖,应先加NaOH溶液中和稀H2SO4,葡萄糖与银氨溶液反应生成银单质。答案:(1)稀硫酸 氢氧化钠溶液 银氨溶液
(2)不可以 用银氨溶液检验葡萄糖时,必须在碱性条件下进行 (3)18% 10.某制糖厂以甘蔗为原料制糖,同时得到大量的甘蔗渣,对甘蔗渣进行综合利用,不仅可以提高经济效益,而且还能防止环境污染。现按下列方式进行综合利用,并回答问题。(1)A的名称________,D的结构简式___________,F的名称________________________。
(2)写出反应B→F的化学方程式___________________________________________________。
(3)写出反应A→B的化学方程式___________________________________________________。CO2和H2O或H2CO3纤维素 CH3CH2OH感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件53张PPT。第四节 基本营养物质
第2课时 油脂 蛋白质有机化合物第2课时 油脂 蛋白质 油脂普遍存在于动植物体内,是动植物储藏能量、保证新陈代谢正常进行所不可缺少的物质,在我们的饮食中,黄油、冰淇淋、菜油、肉类以及一些种子和坚果中都富含油脂,一般来讲,人体所需的30%的能量来自油脂,其中10%来自饱和脂肪酸,10%来自单体的不饱和脂肪酸,另外10%由聚不饱和脂肪酸提供,现在美国人的饮食中含有过多的油脂,大概有40%的能量都来自油脂,其中饱和脂肪酸提供13%,许多专家建议,应该减少饱和脂肪酸及总的油脂的摄入量。不过有统计数字表明鱼肝油可以预防心脏病,荷兰雷顿大学的研究小组发现即便是脂肪和胆固醇摄入量很高的人,如果吃很多鱼的话,也很少患心脏病,由此你是否可以得到许多启示?如何进行饮食搭配。油脂、蛋白质各有什么性质呢?1.掌握油脂和蛋白质的组成。
2.掌握油脂和蛋白质的主要性质。
3.了解油脂和蛋白质在日常生活、生产中的应用。油脂和蛋白质的组成C、H、OC、H、OC、H、O、N油脂和蛋白质的化学性质油脂在碱性条件下的水解,又叫______反应。
2.蛋白质
(1)水解反应。高级脂肪酸 甘油高级脂肪酸盐 甘油皂化氨基酸变黄 颜色 烧焦羽毛油脂、蛋白质在生产、生活中的作用1.产生能量最高的营养物质是______。
2.动物的毛和蚕丝的主要成分是________。
3.酶是一类特殊的蛋白质,是人体内重要的________。油脂蛋白质催化剂应用思考:1.颜色反应和焰色反应有何不同?提示:颜色反应是指某些蛋白质(通常分子内含苯环)遇到硝酸变黄,这也是蛋白质的特征反应,它属于化学变化,常用于鉴别部分蛋白质。
焰色反应是指钠、钾等多种金属元素被灼烧时,火焰呈现某种颜色,如钠元素的焰色为黄色,钾元素的焰色为紫色。它属于物理变化,主要应用于鉴别钠、钾等金属元素。提示:棉花的主要成分是纤维素,而羊毛的主要成分是蛋白质,因此可用灼烧法来鉴别。燃烧后若有烧焦羽毛气味则是羊毛制品,否则是棉制品。2.小明买了一件新毛衣,请你帮他鉴别一下是棉制品还是羊毛制品?综合拓展一、油脂与矿物油的辨析二、油脂的特点的R1、R2、R3代表饱和烃基或不饱和烃基,它们可以相同,也可以不同。2.油脂是混合物,没有固定的熔、沸点。
3.油(植物油脂)的主要成分是不饱和高级脂肪酸甘油酯,通常呈液态;脂肪(动物油脂)的主要成分是饱和高级脂肪酸甘油酯,通常呈固态。
4.油脂的密度比水的小,不溶于水,易溶于有机溶剂。
5.油脂的水解反应反应通式:特别关注:油脂在动物体内的水解,是在酶催化下完成的。
2、油脂在碱性条件下的水解反应,叫做皂化反应。工业上常用此反应制取肥皂。肥皂的主要成分是高级脂肪酸钠。 三、“二色”反应的比较四、能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色的有机物
1.能使溴水褪色的有机物
(1)烯烃、炔烃、二烯烃等不饱和烃与溴水发生加成而使溴水褪色。
(2)具有还原性的物质与溴水发生氧化还原反应而使溴水褪色。 (3)含有羟基、醛基的有机物一般也能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使溶液褪色,如醇类、醛类、单糖、二糖等具有还原性的物质。尝试应用1.下列关于油脂的叙述中,不正确的是( )
A.油脂属于酯类
B.油脂没有固定的熔、沸点
C.油脂水解可生成高级脂肪酸和甘油
D.油脂不能使溴的四氯化碳溶液褪色解析:油脂属于酯类,可分解生成高级脂肪酸和甘油,但自然界中的油脂是多种物质的混合物,没有固定的熔、沸点;油脂分为油和脂肪,其中形成油的高级脂肪酸的烃基,不饱和度相对较大,能使溴的四氯化碳溶液褪色。
答案:D2.关于蛋白质的叙述中,错误的是( )
A.蛋白质是一种高分子化合物
B.蛋白质是一种基本营养物质
C.为了鉴别某白色纺织品的成分是蚕丝还是人造丝,可选用灼烧的方法进行鉴别
D.人的皮肤上不慎沾染浓硝酸后变黄色是物理变化解析:蛋白质是由氨基酸连接成的高分子,A项正确;蛋白质、油脂、糖类是食物中的基本营养物质,B项正确;灼烧蛋白质会产生烧焦羽毛的气味,蚕丝的主要成分是蛋白质,而人造丝的主要成分是纤维素,所以可以鉴别,C项正确;蛋白质的颜色反应是化学变化,D项错误。
答案:D3.油脂水解反应的共同产物是( )
A.饱和高级脂肪酸 B.不饱和高级脂肪酸
C.硬脂酸钠 D.甘油D一、油脂下列叙述中,错误的是( )A.油脂属于酯类
B.某些油脂兼有酯和烯烃的一些化学性质
C.油脂可发生皂化反应
D.油脂是纯净物,不是混合物解析:油脂属于酯类,某些油脂(如油酸甘油酯)含有C===C,故具有烯烃的一些化学性质。油脂在有碱存在的条件下的水解反应,叫做皂化反应。
答案:D
名师点睛:(1)天然油脂是混合物,就算说成“纯‘××’油脂”,也是混合物,不只是油脂是混合物,矿物油也大多是混合物,所谓的“纯汽油”、“纯煤油”都是混合物。 (2)油脂包括油和脂肪,油是液态的含有不饱和碳碳双键(C===C)的酯。一般认为天然油脂是油和脂肪的混合物,即含有不饱和碳碳双键,它的熔、沸点取决于含有不饱和烃基的相对多少。变式应用1.下列物质属于油脂的是( )解析:根据油脂的组成,即高级脂肪酸和甘油所形成的酯来判断。形成A的酸不是高级脂肪酸;润滑油来自石油,主要成分为烃;形成D的醇是乙二醇,不是甘油。
答案:C二、蛋白质的性质 下列关于蛋白质的叙述中不正确的是( )
A.蛋白质溶液中加入饱和的硫酸铵溶液,蛋白质析出,再加水也不溶解
B.发生重金属中毒后,可服大量蛋白质溶液如牛奶或豆浆解毒
C.重金属盐使蛋白质变性
D.浓硝酸溅在皮肤上,能使皮肤呈黄色,是由于蛋白质和浓硝酸发生了颜色反应解析:蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液,发生盐析,析出的蛋白质加水仍可溶解,A项说法错误。发生重金属中毒后,服用大量豆浆、牛奶,重金属离子可使其中的蛋白质变性结合形成沉淀,减少重金属离子与人体的接触,起到解毒作用,B、C两项说法正确。蛋白质遇浓硝酸变黄,发生颜色反应,D项说法正确。
答案:A名师点睛:盐类与蛋白质接触可能出现蛋白质的盐析或变性两种情况,一些轻金属盐,如(NH4)2SO4、Na2SO4可使蛋白质盐析,盐析是可逆的,蛋白质的生理活性不变,属于物理变化过程;一些重金属盐如CuSO4、BaCl2可使蛋白质变性,变性是不可逆的,属于化学变化过程。
已学过的有关发生水解反应的有机物主要有:
①某些糖类物质,如蔗糖、淀粉、纤维素。
②油脂,如植物油、动物脂肪。
③蛋白质。变式应用2.为了鉴别某白色纺织品的成分是蚕丝还是人造丝,通常选用的方法是( )
A.滴加浓硝酸 B.滴加浓硫酸
C.滴加酒精 D.在火焰上灼烧解析:鉴别蛋白质时,可将蛋白质灼烧,有烧焦羽毛气味,常用此方法区别毛纺织物与棉纺织物,这种方法既方便又实用。当然有些蛋白质跟浓硝酸作用呈黄色,但这不是通常采用的方法,故本题答案为D。
答案:D水平测试1. (2013·广东高考理综) 下列说法正确的是( )?
A. 糖类化合物都具有相同的官能团?
B.酯类物质是形成水果香咪的主要成分?
C.油脂的皂化反应生成脂肪酸和丙醇?
D.蛋白质水解产物都含有羧基和羟基?B2.(2011年昆明检测)下列叙述中,不正确的是( )
A.油脂属于酯类
B.浓硝酸沾到皮肤上能使皮肤变黄,这是由于浓硝酸和蛋白质发生了颜色反应
C.糖类、油脂、蛋白质都是由C、H、O三种元素组成的
D.利用油脂在碱性条件下的水解,可以制得肥皂和甘油C3.下列选项的原理,不属于蛋白质变性的是( )
A.往蛋白质溶液里加入食盐使之变浑浊
B.病人注射前用医用消毒酒精进行消毒
C.往蛋白质溶液中加入浓硝酸会出现沉淀
D.用福尔马林浸泡动物标本A4.市场上有一种加酶洗衣粉,即在洗衣粉中加入少量的碱性蛋白酶,它的催化活性很强,衣物上的汗渍、血迹以及其他的一些蛋白质污渍遇到它,都能发生水解而被除去。下列衣料中不能用加酶洗衣粉洗涤的是( )
①棉织品 ②毛织品 ③腈纶制品 ④蚕丝制品 ⑤涤纶制品 ⑥锦纶制品
A.①②③ B.②④
C.③④⑤ D.③⑤⑥解析:毛织品与蚕丝制品的成分主要为蛋白质,在加酶洗衣粉的作用下会被水解。
答案:B5. 有关天然产物水解的叙述不正确的是( )?
A.油脂水解可得到丙三醇?
B.可用碘检验淀粉水解是否完全?
C.蛋白质水解的最终产物均为氨基酸?
D.纤维素水解与淀粉水解得到的最终产物不同D6.现有四种物质:A.乙烯;B.葡萄糖;C.油脂;D.蛋白质。试按要求填写有关物质的序号。
(1)只由C、H、O三种元素组成的物质有________________________________________________________________________。
(2)能发生银镜反应的物质有________________________________________________________________________。(3)一定条件下能与H2O反应的物质有________________________________________________________________________。
(4)一定条件下既能发生水解反应,又能与H2发生加成反应的物质有________________________________________________________________________。解析:(1)乙烯只含C、H两种元素;葡萄糖和油脂只含C、H、O三种元素;蛋白质除C、H、O元素外,还有N、S、P等元素。
(2)葡萄糖分子中含有醛基,能发生银镜反应,其余三种物质均不能。
(3)乙烯能和H2O加成,油脂和蛋白质均能水解。
(4)乙烯和葡萄糖不能水解;植物油既能水解又能和H2加成;蛋白质能水解但不能和H2加成。
答案:(1)B、C (2)B (3)A、C、D (4)C能力提升7. 将淀粉浆和淀粉酶的混合物放入半透膜袋中,扎好袋口,浸入流动的温水中。相当一段时间后,取袋内液体分别与碘水、新制Cu(OH)2(加热)和浓HNO3(微热)作用,其现象分别是( )?
A.显蓝色、无现象、显黄色?
B.显蓝色、红色沉淀、无现象?
C.无现象、无砖红色沉淀、显黄色?
D.无现象、红色沉淀、无现象?C8.将肥皂溶于热的蒸馏水中,冷却后滴加稀盐酸,最后得到的沉淀是( )
A.食盐 B.油脂
C.甘油 D.高级脂肪酸解析:肥皂的主要成分是高级脂肪酸钠,与盐酸反应生成高级脂肪酸,是一种不溶于水的弱酸,以沉淀的形式出现。
答案:B9.现有四种试剂:A.新制Cu(OH)2悬浊液;B.浓硝酸;C.AgNO3溶液;D.碘水。为了鉴别下列四瓶无色溶液,请你选择合适的试剂,将其序号填入相应的括号中。
(1)葡萄糖溶液( )
(2)食盐溶液( )
(3)淀粉溶液( )
(4)鸡蛋清溶液( )解析:根据题中几种物质的特征性质和明显现象选择试剂。
答案:(1)A (2)C (3)D (4)B 10.已知硬脂酸C17H35COOH为饱和高级脂肪酸,硬脂酸甘油酯在碱性条件下发生水解反应的化学方程式为:。(1)该油脂能否使溴水褪色?______(填“能”或“不能”)。
(2)写出该油脂在NaOH热溶液中水解的几种产物的结构简式________________________________________________________________________。解析:(1)根据硬脂酸为饱和高级脂肪酸,推知—C17H35及—C15H31中不存在碳碳双键,而—C17H33中存在一个碳碳双键,故该油脂能与Br2发生加成反应。
(2)根据硬脂酸甘油酯碱性条件的水解反应方程式,推知该油脂在热NaOH溶液中水解生成C17H35COONa、C17H33COONa、C15H31COONa及 。答案:(1)能 (2)C17H35COONa、C17H33COONa、C15H31COONa、感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件79张PPT。第一节 化学能与热能化学反应与能量第一节 化学能与热能“十一”长假期间,小明和爸爸妈妈一起到野外旅游。临到中午时,他们一家围在一起准备就餐,只见小明爸爸拿出一个包装盒,轻轻一拉露在外面的绳头,几分钟后打开盒盖,热气腾腾的饭菜便呈现在眼前。周围的人惊叹不已:他们没有生火为什么吃的饭是热的呢?原来,盒底部有夹层,内部设有水袋和氧化钙加热袋,当拉起开关时,水袋中的水和氧化钙接触,反应放出的热量使饭菜变热。 反应过程中反应物结构发生了怎样的变化?该反应为什么能够放热?所有反应都能够放热吗?1.知道化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因。
2.知道反应物与生成物总能量的相对高低是反应过程中能量变化的决定因素。
3.了解化学能与热能的相互转化。
4.了解能量转化在生产、生活中的应用。化学键与化学反应中能量变化的关系1.化学反应的实质
化学反应的实质是_______________________,即反应物中________的断裂和生成物中________的形成。
2.化学反应中能量变化的直接原因
(1)物质中的原子之间是通过______结合的。原子或原子团的重新组合旧化学键 新化学键化学键(2)断开反应物中的化学键要______能量;形成生成物中的化学键要______能量。
(3)化学键的______和______是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因。
3.化学反应中能量变化的根本原因
反应物总能量与生成物总能量____。吸收释放断裂 形成不同 4.化学键与化学反应中能量变化的关系吸收
放出5.化学反应过程中的能量变化<>应用思考:1.液态HCl不导电,但HCl溶于水能导电,该过程有化学键断裂吗?属于化学变化吗?
2.化学反应中都有能量变化吗?为什么?提示:都有,因为在化学反应过程中,破坏旧化学键,需要吸收一定的能量来克服原子(或离子)间的相互作用;形成新化学键时,又要释放一定的能量。因此,在化学反应中,不仅有新物质生成,而且伴随着能量变化。提示:当HCl溶于水时,在水分子的作用下,H—Cl化学键被破坏,但无新化学键的形成,故不属于化学变化。 化学能与热能的相互转化1.两条基本的自然定律
(1)质量守恒定律:自然界的物质发生转化时,______不变。
(2)能量守恒定律:一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量,但是体系包含的________不变。
2.吸热反应和放热反应
(1)吸热反应:______热量的化学反应。
(2)放热反应:______热量的化学反应。总质量总能量吸收放出3.化学能与热能的相互转化
(1)化学能转化为热能。气泡升高2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑化学能转化为热能释放出来(2)热能转化为化学能。刺激性气味气体降低BaCl2+2NH3↑+10H2O热能转化为化学能储存起来4.中和热
在稀溶液中,酸与碱发生中和反应生成_________________________称为中和热,单位为kJ·mol-1。
5.化学能与热能相互转化的应用
(1)化学物质中的________通过反应转化成________,是人类生存和发展的动力之源。
(2)______转化成________是人们进行化学科学研究,创造新物质不可或缺的条件和途径。1 mol H2O时所释放的热量化学能 热能热能 化学能6.人类利用能源的三个阶段
(1)柴草时期。
该时期从火的发现至18世纪产业革命,以树枝杂草为主要能源。
(2)化石能源时期。
从18世纪中期到现代,以__________________为主要能源。煤、石油、天然气(3)多能源结构时期。
以______能源和______能源(绿色能源)为主要能源,主要包括__________________、生物质能、地壳地表能等。太阳能、氢能、核能可再生 清洁应用思考:3.水蒸气液化时向环境释放热量,该变化是放热反应吗?提示:吸热反应和放热反应是针对化学反应而言的,水蒸气液化是放热过程,但无化学变化,故不是放热反应。综合拓展一、化学键与能量变化的关系
1.判断化学反应吸收或放出能量的依据
化学反应放出能量还是吸收能量取决于反应物中化学键断裂时所吸收的能量和生成物中化学键形成时所放出的能量的相对大小。
(1)若反应物中的化学键全部或部分断开时所吸收的能量高于生成物成键时所释放的能量,即E总吸>E总放,则该反应吸收能量,吸收的能量为ΔE=E总吸-E总放。(2)若反应物中的化学键全部或部分断开时所吸收的能量低于生成物成键时所释放的能量,即E总吸2.利用键能计算化学反应吸收或放出能量的多少
ΔH——表示化学反应吸收或放出能量的多少,
E反应物——表示反应物的总键能,
E生成物——表示生成物的总键能,
则有以下关系成立:ΔH=E反应物-E生成物。二、物质总能量与化学反应中能量变化的关系
各种物质都储存有化学能,不同的物质所储存的化学能不同。化学反应中,物质发生了变化,化学能也随之而改变,化学反应过程中吸收或放出能量可用下表形象地表示。(续上表)化学反应过程中是吸收能量还是放出能量,取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。当反应物的总能量>生成物的总能量时,化学反应放出能量,反之,化学反应吸收能量。三、物质具有的能量与其稳定性之间的关系
1.物质具有的能量越低越稳定,参加反应时,化学键断裂吸收的能量就越多,而如果是通过新键形成而生成该物质,则放出的能量就越多。
2.物质具有的能量高,则其不稳定,参加反应时断键所需能量低,该物质性质活泼,而形成该物质时,放出的能量较少。四、放热反应和吸热反应
1.放热反应和吸热反应的比较(续上表)2.常见的吸热反应和放热反应特别关注:吸热反应和放热反应均是化学反应。
NaOH固体溶于水、浓H2SO4溶于水,属于放热过程,不属于放热反应;NH4NO3固体溶于水、升华、蒸发、分子形成原子等属于吸热过程,不属于吸热反应。五、设计实验测定中和热
【实验用品】 大烧杯(500 mL)、小烧杯(100 mL)、温度计、量筒(50 mL)两个、碎泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中心有两个小孔)、环形玻璃搅拌棒;0.50 mol/L盐酸、0.55 mol/L NaOH溶液。
【实验装置】【实验步骤】 ①在大烧杯底部垫上碎泡沫塑料(或纸条),使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料(或纸条),大烧杯上用泡沫塑料板(或硬纸板)作盖板,在板中间开两个小孔,正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过,以达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的。
②用一个量筒量取50 mL 0.50 mol/L的盐酸,倒入小烧杯中,并用温度计测量盐酸的温度,记入实验记录表。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。
③用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液,并用温度计测量NaOH溶液的温度,记入实验记录表。④把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯中(注意不要洒到外面),并把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放入盛有盐酸的小烧杯中,用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液,并准确读取混合溶液的最高温度,作为终止温度,记入实验记录表。
⑤重复实验两次,取测量所得温度数据的平均值作为计算依据。实验记录表【数据处理】 根据实验数据计算中和热。
为了使计算更简便一些,我们近似地认为0.50 mol/L的盐酸和0.55 mol/L的NaOH溶液的密度都是1 g/cm3,所以50 mL 0.50 mol/L的盐酸的质量m1=50 g,50 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液的质量m2=50 g。
近似认为中和后生成的溶液的比热容c=4.18 J/(g·℃),由此可以计算出50 mL 0.50 mol/L的盐酸与50 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液发生中和反应时放出的热量为(m1+m2)·c·(t2-t1)特别关注:“中和热”测定实验的注意事项:
1.注意“量”的问题
(1)反应物的浓度和体积取定值。
(2)测量反应前后的温度值。
(3)做平行实验取平均值。2.尽量减小实验误差
(1)用经过标定的盐酸和氢氧化钠溶液。
(2)量液器最好用移液管或滴定管(量筒误差大)。
(3)搅拌使反应充分进行。
(4)及时散热,使混合液温度均衡。
(5)温度计的精确度高,最好使用精度优于0.1 ℃的温度计。
(6)盐酸和氢氧化钠混合液上方的空间尽可能小。
(7)使用绝缘装置,避免热量散发到反应体系之外。
(8)温度计要读准确。尝试应用解析:分子断开化学键变成原子,需要吸收能量;原子结合成分子,需要放出能量。A、B放热,C吸热,D是S燃烧生成SO2,放出热量。
答案:C2.下列说法不正确的是( )
A.物质发生化学反应时,断开反应物中的化学键要吸收能量,而形成生成物中的化学键要放出能量
B.化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因
C.分子的稳定性与化学键强弱有关
D.任何分子或化合物都是通过原子间形成化学键相结合的解析:稀有气体是单原子分子,无化学键。
答案:D3.下列说法中正确的是( )
A.凡是物质的化学变化都伴随着能量的变化
B.凡是物质的化学变化就一定伴随着化学能与热能的转化
C.凡是放热反应都不需要人为加热
D.凡是吸热反应都需要人为加热A一、有关反应能量的计算 已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出121 kJ 的能量,且氧气中1 mol O===O键完全断裂时需要吸收496 kJ 的能量,水蒸气中1 mol H—O键形成时放出463 kJ的能量,则氢气中l mol H—H键断裂时吸收的能量为( )
A.920 kJ B.557 kJ
C.436 kJ D.181 kJ 名师点睛:化学反应中能量的变化值=反应物的总键能-生成物的总键能。利用这一公式进行计算时,要特别注意:(1)既可以利用所有化学键的键能计算具体反应中的能量变化,又可以根据化学反应中的能量变化计算某一个具体的化学键的键能。
(2)计算得到的数值如果为正值,则该反应为吸热反应;如果是负值,则该反应为放热反应。变式应用1.断开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol NN键分别需要吸收的能量为436 kJ、391 kJ、946 kJ,求:
(1)1 mol N2生成NH3需____________(填“吸收”或“放出”)能量____________kJ。
(2)1 mol H2生成NH3需____________(填“吸收”或“放出”)能量____________kJ。(不考虑可逆反应)解析:(1)N2+3H2 2NH3,生成2 mol NH3形成6 mol N—H键时要放出6 mol×391 kJ/mol=2 346 kJ 的能量,拆开1 mol N N键和3 mol H—H键时吸收的总能量为946 kJ+3 mol×436 kJ/mol=2 254 kJ,整个过程中的能量变化为放出能量,为2 346 kJ-2 254 kJ=92 kJ。答案: (1)放出 92 (2)放出 30.67 二、吸热反应和放热反应的判断 下列变化中属于吸热反应的是( )
①液态水汽化 ②将胆矾加热变成白色粉末 ③浓硫酸稀释 ④氯酸钾分解制氧气 ⑤生石灰跟水反应生成熟石灰
A.①④ B.②③ C.①④⑤ D.②④解析:放热反应和吸热反应都是化学反应。放热反应为⑤,吸热反应为②④;而液态水汽化是吸热过程、浓硫酸稀释是放热过程,二者均为物理变化。
答案:D名师点睛:判断反应是吸热反应还是放热反应的方法:
(1)根据反应类型判断:化合反应一般为放热反应;需要加热的分解反应一般为吸热反应;中和反应为放热反应。
(2)记住一些特殊反应:Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体在一起反应吸热;所有的燃烧反应都是放热反应;活泼金属与水或酸的反应为放热反应。
(3)必须是化学反应才称得上是吸热反应或放热反应。下列变化虽然有吸热或放热过程,但都不是吸热反应或放热反应:①物质溶解产生的热量变化。例如,NaOH溶解放热、NH4NO3溶解吸热等。
②稀释溶液引起的热量变化。例如,浓硫酸用水稀释时放热。
③物质的三态(气态、液态、固态)变化引起的热量变化。变式应用2.(双选题)下列反应中属于吸热反应的是( )
A.Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体混合搅拌
B.盐酸和氢氧化钠溶液混合
C.锌放入稀硫酸中
D.木炭和水蒸气高温下反应解析:酸碱中和反应、金属与酸的反应都是放热反应,Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应、木炭与水蒸气的反应都是吸热反应。
答案:AD 三、有关反应热的实验探究题在一个小烧杯里,加入约20 g已研磨成粉末的氢氧化钡晶体[Ba(OH)2·8H2O],将小烧杯放在事先已滴有3~4滴水的玻璃片上,然后向烧杯内加入约10 g NH4Cl晶体,并立即用玻璃棒迅速搅拌,如下图所示。试回答下列问题:
(1)实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)如果实验中没有看到“结冰”现象,可能的原因是__________________________________________________________________________________(答出3个或3个以上原因)。(3)如果没有看到“结冰”现象,为说明该反应吸热,我们还可以采取的方式是________________________________________________________________________________________(答出两种方案)。
(4)实验中即使不“结冰”,提起烧杯的时候,发现烧杯与玻璃片也“黏在一起了”,原因是__________________________________________________。
(5)试用简单的方法说明烧杯与玻璃片之间是因为“结冰”而黏在一起的。解析:明确反应原理,针对提出的具体问题,结合生活常识及相关知识来加以解决。
本题是教材实验的拓展探究,对实验成败的关键以及实验过程中可能出现的现象进行了综合分析,对跨学科知识也进行了综合考查。要想证明该反应吸热,不一定要通过“结冰”现象,还可以是“人的感觉”、“温度计”等,但是无论通过什么方式,实验成功的关键是让反应快速进行,从而在较短的时间内使体系温度得到明显的下降。答案: (1)使反应物迅速混合而充分反应,使温度迅速下降
(2)①药品用量太少;②Ba(OH)2·8H2O晶体未研成粉末,反应太慢;③没有迅速搅拌;④环境温度太高;⑤玻璃片上加水太多;⑥氢氧化钡晶体失水等
(3)①用皮肤感受,感觉很凉;②用温度计来检验,发现温度降低
(4)水排开了烧杯底部与玻璃片之间的空气,在大气压的作用下,烧杯与玻璃片黏在一起了。(5)看玻璃片能否从侧面相对滑动,若不能,则是由于“结冰”而黏在一起的。
名师点睛:Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应实验应注意的问题:
(1)注意药品的用量。
因为反应物越多,吸收的热量越多,温度降低得越快,所以该反应所用药品的量不能少于教材中提供的药品用量:Ba(OH)2·8H2O 20 g、NH4Cl 10 g。(2)注意器材的选择。
烧杯以选择100 mL规格的为宜;对于玻璃片应该选择质量轻、面积和烧杯底部吻合(比烧杯底面积稍大)的,最好选用薄的毛玻璃。
(3)注意正确的操作。
①玻璃片上铺水要均匀;②搅拌要快、要稳。变式应用3.50 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液在如右图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题:(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃仪器是____________。
(2)烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是______________。(3)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(4)实验中改用60 mL 0.50 mol·L-1盐酸跟50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量__________(填“相等”或“不相等”),所求中和热_________ (填“相等”或“不相等”),简述理由:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (5)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会____________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”,下同),用50 mL 0.50 mol·L-1 NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会____________。解析:(1)本实验成功的关键是准确测量反应后的温度,因此所用装置必须保温、绝热且可使体系温度尽快达到一致,故缺少的仪器为环形玻璃搅拌棒。(2)碎泡沫塑料的作用是减少实验过程中的热量损失。(3)不盖硬纸板会损失热量,故所测结果偏小。(4)中和反应放出的热量跟生成H2O的物质的量有关。而中和热是指酸跟碱的稀溶液生成1 mol H2O时放出的热量,与酸碱的用量无关,必须换算成生成1 mol H2O时所放出的热量。(5)弱碱与酸反应时,弱碱电离需吸热;用50 mL 0.50 mol·L-1NaOH溶液进行上述实验,碱不能使盐酸反应充分,因此这两种情况下放出的热量均减小,故测得的中和热的数值均偏小。 答案:(1)环形玻璃搅拌棒 (2)减少实验过程中的热量损失 (3)偏小 (4)不相等 相等 中和热是指酸碱发生中和反应生成1 mol H2O所放出的热量,与酸碱的用量无关 (5)偏小 偏小水平测试1.下列说法正确的是( )
A.化学反应中的能量变化都表现为热量的变化
B.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
C.放热反应在常温下一定很容易发生
D.反应是吸热还是放热必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小解析:化学反应中的能量变化除了以热能的形式表现外,还有电能等,故A选项错误。判断某化学反应为吸热反应还是放热反应不应根据是否加热,如Fe与硫粉在常温下不能反应,必须加热后方可反应,但该反应是放热的,B、C选项错误。
答案:D2.铝片与盐酸的反应属于( )?
A.吸热反应?
B.放热反应?
C.既是吸热反应,又是放热反应?
D.都不是?B3.人类对于能源的利用大致可以分为三个阶段:柴草时期、化石能源时期、多能源结构时期。以下说法正确的是( )
A.原始社会人类学会利用火,他们用天然气取暖,吃熟食,从事生产活动
B.目前我国广大农村生活做饭使用的都是化石燃料
C.多能源结构时期指的是新能源时代,广泛使用的能源包括核能、太阳能、氢能
D.化石燃料的燃烧没有污染解析:原始人是钻木取火,主要燃料是木柴等,直到现在,我国广大农村依然主要靠植物的秸秆、木柴等做饭,A、B两项错误;化石燃料燃烧会产生SO2及大量的CO2,使目前的酸雨、温室效应等环境问题越来越严重。
答案:C4.已知断开1 mol H—H键吸收的能量为436 kJ,形成1 mol H—N键放出的能量为 391 kJ,根据化学方程式N2+3H2 2NH3,反应完 1 mol N2放出的能量为 92.4 kJ,则断开1 mol NN键需吸收的能量是( )
A.431 kJ B.945.6 kJ
C.649 kJ D.869 kJ解析:设断开1 mol NN键需吸收的能量为x,根据反应放出的能量=形成新键放出的能量-断开旧键吸收的能量,代入数据:92.4 kJ=6×391 kJ-3×436 kJ-x,x=945.6 kJ。
答案:B5.下列能源是通过化学反应产生的是( )
A.太阳能 B.潮汐能
C.风能 D.氢气燃烧产生的热能D 6.在一定条件下A与B反应可生成C和D,其能量变化如下图:(1)若E1>E2,反应体系的总能量____________(填“升高”或“降低”),为____________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)若E1A.石墨不如金刚石稳定
B.金刚石不如石墨稳定
C.等质量的石墨与金刚石完全燃烧,金刚石放出的能量多
D.等质量的石墨与金刚石完全燃烧,石墨放出的能量多解析:由石墨完全转化成金刚石时吸收能量,说明石墨所具有的能量低,金刚石的能量高,石墨比金刚石稳定;等质量的石墨与金刚石完全燃烧,金刚石放出的能量多。
答案:BC8.(2011年广州检测)北京奥运会开幕式在李宁点燃鸟巢火炬时达到高潮。奥运火炬采用的是环保型燃料——丙烷,其燃烧时发生反应的化学方程式为C3H8+5O2 3CO2+4H2O。下列说法中不正确的是( )
A.火炬燃烧时化学能只转化为热能
B.所有的燃烧反应都会释放热量
C.1 mol C3H8和5 mol O2所具有的总能量大于3 mol CO2和4 mol H2O所具有的总能量
D.丙烷完全燃烧的产物对环境无污染,故丙烷为环保型燃料A 9.如右图与大试管连通的U形细玻璃管内放有少量的水(已染成红色)。若分别沿小试管壁慢慢地加入下列各组物质,静置片刻后,可观察到U形细玻璃管中的液面有什么变化?由此可得到什么结论?请填写下表:10.如右图所示,把试管放入盛有25 ℃饱和石灰水的烧杯中,试管中开始放入几小片镁片,再用滴管滴5 mL盐酸于试管中,试回答下列问题:(1)实验中观察到的现象是____________________________________________________________________________________________。
(2)产生上述现象的原因是____________________________________________________________________________________________。(3)写出有关反应的离子方程式: ____________________________________________________________________________________________。
(4)由实验推知,MgCl2溶液和氢气的总能量________________________________________________________________________(填“大于”、“小于”或“等于”)镁片和盐酸的总能量。解析:根据实验过程中的化学方程式来描述实验现象。镁片与盐酸的反应是放热反应,这是由于反应物(Mg和盐酸)的总能量高于生成物(MgCl2和H2)的总能量。放出的热通过小试管传递给饱和石灰水溶液,使Ca(OH)2的溶解度下降而析出Ca(OH)2晶体。答案:(1)①镁片上有大量气泡产生;②镁片逐渐溶解;③烧杯中溶液变浑浊
(2)镁与盐酸反应产生氢气,该反应为放热反应,Ca(OH)2在水中的溶解度随温度升高而减小,故析出Ca(OH)2晶体
(3)Mg+2H+===Mg2++H2↑
(4)小于感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件56张PPT。第三节 化学反应的速率和限度
第1课时 化学反应的速率化学反应与能量第1课时 化学反应的速率有些化学反应如煤炭窑内的瓦斯爆炸,反应迅速,破坏能力强。而山东境内的沂源溶洞群风景区,号称“北国第一洞群”。其中“养神洞”以各路神仙由玉皇大帝率领云游四海在此歇息的传说而得名,全长800余米,为分支型洞穴,洞下有洞,洞中有洞,洞内有石林叠瀑、雄狮把门、唐僧取经、王母宫、水族宫等48处景观,这样的景观需要数十万年,甚至百万年才能形成。可见化学反应也有快慢之分。怎样表示化学反应速率?影响化学反应速率的因素有哪些?1.了解化学反应速率的含义及其表示方法。
2.了解影响化学反应速率的因素。
3.初步了解控制化学反应速率的方法。化学反应速率1.意义:表示化学反应_____________的物理量。
2.定义:单位时间内____________的减少量或____________的增加量。
3.表达式:____________________。
4.单位:mol/(L·min)或mol/(L·s)。生成物浓度进行快慢程度反应物浓度应用思考:1.对于反应A(g)+B(s)===2C(g)能否用B物质表示该反应的反应速率?为什么? 2.单位时间内,反应物消耗的物质的量越多,是不是反应速率越快?提示:不能,因为B物质为固体,其浓度为常数,故不能用固体表示反应速率。 提示:不一定。反应物物质的量消耗多,浓度变化不一定大。影响化学反应速率的条件1.外界条件对化学反应速率影响的实验探究
(1)温度对化学反应速率影响的探究。40°C 常温5°C2H2O2===2H2O+O2↑ 越快(2)催化剂对化学反应速率影响的探究。2.影响化学反应速率的条件,除了温度、催化剂,还有_________________、____________、___________等因素。乙>甲、丙>甲使用催化剂可以加快化学反应速率反应物的接触面积 反应物的状态 溶液的浓度应用思考:3.把形状、大小相同的锌粒分别投入到10 mL 1 mol/L的盐酸和20 mL 1 mol/L的盐酸中,哪个反应速率较快?提示:一样快,锌和盐酸反应速率的大小与锌粒的表面积大小和盐酸的浓度大小有关,而与锌粒的多少和盐酸量的多少无关。一、对化学反应速率的理解
1.化学反应速率反映了化学反应进行的快慢,只取正值,不取负值。
2.化学反应速率通常是指在某一段时间内的平均反应速率,而不是某一时刻的瞬时反应速率。
3.在一定温度下,固体和纯液体物质单位体积里的物质的量保持不变,即物质的量浓度为不变的常数,因此不能选用固体或纯液体物质来表示化学反应速率。综合拓展4.同一化学反应,用不同的反应物或生成物的浓度的变化量来表示化学反应速率时,数值可能不同,但表示的意义相同。
5.各物质表示的化学反应速率之比等于该反应方程式中各物质的化学计量数之比,也等于各物质的浓度变化量之比。对反应aA+bB===cC+dD(A、B、C、D均不是固态或纯液态),有v(A):v(B):v(C):v(D)=a:b:c:d。特别关注:判断化学反应进行快慢的常用方法:
(1)同一化学反应,用不同物质的浓度变化表示的化学反应速率的数值可能不同。要比较反应速率的大小,可将用不同物质表示的反应速率换算为用同一物质表示的反应速率,再比较速率数值的大小,数值大的,反应速率就快,数值小的,反应速率就慢。
(2)对于相同条件下的不同反应,根据反应的活泼性比较化学反应的快慢。(3)对不同条件下的同一化学反应,根据外部条件对化学反应速率影响的规律比较化学反应速率的快慢。
(4)对相同条件下的同一化学反应,根据能否构成原电池判断化学反应的快慢。 二、影响化学反应速率的因素(续上表)尝试应用1.(双选题)下列有关化学反应速率的描述中,错误的是( )
A.是描述化学反应快慢的物理量
B.可用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示
C.在同一化学反应中,各物质的速率可能不相同,因此用不同物质来表示的化学反应的速率也不同
D.化学反应速率可以用固体物质来表示解析:在同一化学反应中,用不同物质来表示的化学反应的速率可能不同,但是意义相同,故C项错误;固体反应时没有浓度的变化,不能用以表示化学反应速率。
答案:CD2.反应4A(s)+3B(g)===2C(g)+D(g),经2 min后B的浓度减少0.6 mol/L。对此反应速率的正确表示是( )
A.用A表示的反应速率是0.4 mol/(L·min)
B.用B、C、D分别表示反应的速率,其比值是3:2:1
C.在2 min末的反应速率用B表示是0.3 mol/(L·min)
D.在这2 min内B和C的物质的量都是逐渐减少的解析:A为固体,一般不用固体表示反应速率,所以A项错误;同一反应中,用不同物质表示的速率与化学方程式中各物质的化学计量数成正比,故B项正确;反应速率为平均值,并非2 min末的速率,所以C项错误;B为反应物,而C为生成物,两者不可能同时减少,故D项错误。
答案:B3.把铝条放入盛有过量稀盐酸的试管中,不影响产生氢气速率的因素是( )
A.盐酸的浓度 B.铝条的接触面积
C.溶液的温度 D.加少量Na2SO4一、化学反应速率的有关计算 已知某反应的各物质的量浓度数据如下:
aA(g)+bB(g)?? cC(g)
起始浓度/(mol·L-1) 3.0 1.0 0
2 s末浓度/(mol·L-1) 1.8 0.6 0.8(1)据此可推算出上述方程式中各物质的化学计量数之比是( )
A.9:3:4 B.3:1:2
C.2:1:3 D.3:2:1
(2)v(A)=________。c(末)/(mol·L-1) 1.8 0.6 0.8
所以各物质的化学计量数之比为1.20.40.8=3:1:2,B项正确。答案:(1)B (2)0.6 mol·(L·s)-1
名师点睛:应用“三段法”进行有关化学反应速率的计算。(1)计算原理:化学反应速率之比=浓度变化之比=物质的量变化之比=化学计量数之比。
(2)计算模式:设A、B两物质的起始浓度分别为a mol·L-1、b mol·L-1,反应物A的转化浓度为mx mol·L-1,B的转化浓度为nx mol·L-1,则
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)起始浓度/(mol·L-1) a b 0 0
变化浓度/(mol·L-1) mx nx px qx
终态浓度/(mol·L-1) a-mx b-nx px qx变式应用1.氨气的分解反应在容积为2 L的密闭容器内进行。已知氨气的物质的量起始时为4 mol,5 s末为2.4 mol,则用氮气表示该反应的速率为( )
A.0.32 mol·(L·s)-1
B.0.16 mol·(L·s)-1
C.1.6 mol·(L·s)-1
D.0.08 mol·(L·s)-1D二、影响化学反应速率的因素 (双选题)下列措施对增大化学反应速率明显有效的是( )
A.Na与水反应时增大水的用量
B.Fe 与硫酸反应制取H2时,选用浓硫酸
C.两支试管中分别加入相同浓度的过氧化氢溶液,其中一支试管中再加入二氧化锰制取氧气
D.Al在氧气中燃烧生成Al2O3,将铝片改成铝粉解析:固体或纯液体的量对化学反应速率无影响,故A项错误;Fe遇浓硫酸会钝化,不产生氢气,B项错误;MnO2作催化剂能加快过氧化氢的分解(氧气的产生)速率,C项正确;将铝片改成铝粉能增大与氧气的接触面积,化学反应速率增大,D项正确。
答案:CD
名师点睛:影响化学反应速率的主要因素是反应物本身的性质,同时,也受外因的影响。中学阶段主要研究浓度、温度、压强等外因对化学反应速率的影响。变式应用2.(2011年山东临沂模拟)少量铁粉与100 mL 0.01 mol·L-1的稀盐酸反应,反应速率太慢。为了加快此反应速率而不改变H2的产量,可以使用如下方法中的( )
①加H2O ②滴入几滴浓HNO3 ③滴入几滴浓盐酸④加CH3COONa固体 ⑤加NaCl固体 ⑥升高温度(不考虑盐酸挥发) ⑦改用10 mL 0.1 mol·L-1盐酸
A.①⑥⑦ B.③⑤⑦ C.③⑥⑦ D.⑤⑥⑦解析:该反应的本质是:Fe+2H+===Fe2++H2↑,所以要加快反应速率同时不改变H2的产量可以采取升高温度、增大H+浓度、增大接触面积、使用催化剂等措施。加入浓HNO3虽然增大了H+浓度,但Fe与HNO3反应不会产生H2,会使H2的量减少;Na+与Cl-不参与反应,故加NaCl固体对反应速率无影响。
答案:C水平测试1.对于化学反应3W(g)+2X(g)===4Y(g)+3Z(g),下列反应速率关系中,正确的是( )
A.v(W)=3v(Z) B.2v(X)=3v(Z)
C.2v(X)=v(Y) D.3v(W)=2v(X)解析:由化学反应速率的意义可知,同一反应在同一时刻用不同物质表示时,各物质的速率之比等于化学计量数之比,故C项正确。
答案:C2.在相同条件下,等质量(金属颗粒大小相当)的不同金属与足量1 mol/L盐酸反应时,反应速率最快的是( )
A.镁 B.铝 C.钠 D.铁解析:影响化学反应速率的内因是反应物本身的性质,钠是四种金属中最活泼的,它与盐酸的反应速率最快。
答案:C3.反应2SO2+O2 2SO3经过一段时间后,SO3的浓度增加了0.4 mol·L-1, 在这段时间内用O2表示的反应速率为 0.04 mol·L-1·s-1,则这段时间为 ( )
A.0.1 s B.2.5 s?
C.5 s D.10 s?C解析:A为固体,一般不用固体表示化学反应速率,因为固体的浓度一般视为常数,A项错误;在同一反应中,不同物质表示的化学反应速率的比值等于它们的化学计量数之比,B项正确;v(B)=0.3 mol·(L·min)-1为平均值并非2 min末的速率,C项错误;B为反应物,则C为生成物,两者不可能同时减小,D项错误。
答案:B4.常温下,分别将四块形状相同,质量均为7 g的铁块同时投入下列四种溶液中,铁块首先溶解完的是( )
A.250.0 mL 2 mol·L-1HCl溶液
B.150.0 mL 2 mol·L-1H2SO4溶液
C.500.0 mL 3 mol·L-1HCl溶液
D.20.0 mL 18 mol·L-1H2SO4溶液解析:浓硫酸使铁块钝化;A、B、C项中H+都过量,H+浓度越大,反应越快。
答案:B5.把0.6 mol X气体和0.4 mol Y气体混合于2 L容器中,使它们发生反应:3X(g)+Y(g)??nZ(g)+2W(g)。在5 min时已经生成0.2 mol W,若测知以Z的浓度变化表示的平均速率为0.01 mol·L-1·min-1,则在上述反应中Z气体的化学计量数n的值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4解析:经计算生成0.1 mol Z,根据同一反应中,物质的反应速率之比等于其化学计量数之比推知n=1。
答案:A6.在下列事实中,什么因素影响了化学反应的速率?
(1)集气瓶中有H2和Cl2的混合气体,在瓶外点燃镁条时发生爆炸:________________________________________________________________________。
(2)黄铁矿煅烧时要粉碎成细小的矿粒:________________________________________________________________________。(3)KI晶体和HgCl2晶体混合后无明显现象,若一起投入水中,很快生成红色HgI2:________________________________________________________________________。
(4)熔化的KClO3放出气泡很慢,撒入少量MnO2很快产生气体:________________________________________________________________________。(5)同浓度、同体积的盐酸中放入同样大小的锌粒和镁块,产生气体有快有慢:________________________________________________________________________。
(6)同样大小的石灰石分别在0.1 mol·L-1的盐酸和1 mol·L-1的盐酸中反应速率不同:________________________________________________________________________。(7)夏天的食品易变霉,冬天就不易发生该现象:________________________________________________________________________。
(8)葡萄糖在空气中燃烧时需要较高的温度,可是在人体里,在正常体温(37℃)时,就可以被氧化,这是因为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析:本题考查的是影响化学反应速率的因素,用事实加以说明。
答案:(1)光 (2)反应物的接触面积 (3)在溶液中,水作溶剂,增大了反应物的接触面 (4)催化剂 (5)反应物本身的性质 (6)反应物的浓度 (7)反应温度 (8)在人体里的生物酶起到了催化作用,降低了葡萄糖发生氧化反应时所需要的能量能力提升7.在温度不变的条件下,在恒容的容器中进行下列反应:N2O4(g)??2NO2(g),若N2O4的浓度由0.1 mol/L 降到0.07 mol/L需要15 s,那么N2O4的浓度由0.07 mol/L 降到0.05 mol/L所需反应的时间( )
A.等于5 s B.等于10 s
C.大于10 s D.小于10 s解析:化学反应不是匀速反应,随着反应的不断进行,反应物不断消耗,化学反应速率会逐渐变小。前15 s N2O4的浓度变化了0.03 mol/L,平均每5 s变化0.01 mol/L,则按此速率计算c(N2O4)再减少0.02 mol/L需10 s,显然实际时间应多于10 s。
答案:C8.反应A+3B 2C+2D在四种不同情况下的反应速率分别为:
①v(A)=0.15 mol·L-1·s-1
②v(B)=0.6 mol·L-1·s-1
③v(C)=0.4 mol·L-1·s-1
④v(D)=0.45 mol·L-1·s-1
该反应进行的快慢顺序为____________。9.将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L密闭容器中混合并在一定条件下发生反应:2A(g)+B(g)??2C(g)。若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L-1,则:
(1)用物质A表示的反应速率为________________________________________________________________________。
(2)2 s时物质A的转化率是________________________________________________________________________。(3)2 s时物质B的浓度为________________________________________________________________________。
(4)反应过程中容器内气体的平均相对分子质量如何变化?____________(填“增大”、“减小”或“不变”,下同)。气体的密度如何变化?________。解析: 2A(g)+B(g)??2C(g)
c(初)/(mol·L-1) 2 1 0
Δc/(mol·L-1) 0.6 0.3 0.6
c(末)/(mol·L-1) 1.4 0.7 0.6回答下列问题:
(1)该实验的目的是__________________________________________________。
(2)显色时间t1=________。
(3)温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律,若在40°C下进行编号③对应浓度的实验,显色时间t2的范围为________。
A.<22.0 s B.22.0~44.0 s
C.>44.0 s D.数据不足,无法判断29.3 sA(4)通过分析比较上表数据,得到的结论是________________________________________________________________________________________________________。反应速率与反应物起始浓度乘积成正比(或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比)感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件56张PPT。第三节 化学反应的速率和限度
第2课时 化学反应的限度化学反应与能量第2课时 化学反应的限度 人类对粮食的需求使人工固氮在19世纪初成了世界性的重大研究课题。不少化学家耗费了相当大的精力,但仍未掌握一种较理想的人工固氮方法,主要困难是氮气和氢气非常难反应,反应速率特别慢,且氮气的转化率非常低。1909年德国科学家哈伯在实验室采用600 ℃、200个大气压和用金属铁作催化剂的条件使人工固氮成功,1918年瑞典皇家科学院因哈伯在合成氨发明上的杰出贡献,决定授予他诺贝尔化学奖。1.认识可逆反应及其特征。
2.了解并会判断化学平衡状态。
3.初步了解化学反应条件的控制。化学反应的限度1.可逆反应
(1)定义:在同一条件下__________和__________均能进行的化学反应。
(2)表示。
书写可逆反应的化学方程式时不用“===”而用“______”。
(3)特点。正反应方向 逆反应方向正、逆反应是在__________下______进行的。
②共存性:________和______同时存在,反应不能进行彻底。同一条件 同时反应物 生成物2.化学平衡状态
(1)化学平衡的建立。最大 最小 最大 最小逐渐减小 逐渐增大 逐渐减小 逐渐增大不变 不变 不变 不变(2)可以用图象表示化学平衡状态建立过程中速率与时间的关系。(3)化学平衡。
①研究对象:______反应。
②定义:在一定条件下,当一个______反应进行到______________和______________相等时,反应物和生成物的______不再改变的状态。浓度可逆可逆正反应速率 逆反应速率应用思考:1.(1)2H2+O2 2H2O和2H2O 2H2↑+O2↑属于可逆反应吗? (2)把3 mol H2和1 mol N2充入密闭容器中反应,最终可以生成2 mol NH3吗?提示:(1)二者不属于可逆反应,因为可逆反应是在相同条件下进行的,而上述两个反应的反应条件不同。
(2)可逆反应不能进行彻底,故不能生成2 mol NH3。 2.可逆反应在一定条件下达到化学平衡状态,此时反应物的转化率最大吗?提示:可逆反应在一定条件下达到化学平衡状态后,反应物的量不再随时间的变化而变化,因此反应物的转化率达最大值,且保持不变。化学反应条件的控制原料的利用率
反应速率反应速率
有害物质的产生2.燃料燃烧的条件
(1)燃料与____________接触,且空气要________。
(2)温度达到燃料的______。
3.提高燃料燃烧效率的措施
(1)尽可能使燃料________提高能量的转化率。关键是燃料与空气或氧气尽可能_________,且空气要________。
(2)尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出的热能,提高____________。热能的利用率空气或氧气 适当过量着火点充分燃烧充分接触 适当过量应用思考:3.结合燃料燃烧的条件分析灭火的措施有哪些?提示:隔绝空气、降低火焰的温度。综合拓展一、化学反应的限度——化学平衡状态的特征
1.逆:化学平衡研究的对象是可逆反应。
2.等:达到平衡状态时,正反应速率和逆反应速率相等,但不等于零,即v正=v逆≠0。
3.动:是指动态平衡。达到平衡状态时,正、逆反应仍在不断进行,只是v正=v逆而已。4.定:平衡时,各组分的浓度保持一定,各组成成分的含量保持一定。
5.变:当外界条件(如浓度、压强、温度等)变化时,则原平衡被破坏,反应混合物中各组分的浓度就会发生变化,在新的条件下会重新建立平衡。二、化学平衡状态的判断
判断一个可逆反应在一定条件下是否达到化学反应的限度或化学平衡状态,直接依据就是其本质和特征,即正、逆反应速率是否相等;各组分浓度是否不变,含量是否不变。
通常从如下几个方面进行判断:(续上表)(续上表)三、控制化学反应条件的基本措施
1.通过改变反应体系的温度、溶液的浓度、固体的表面积、反应物的状态以及催化剂的使用等,改变化学反应速率。
2.通过改变可逆反应体系的温度、溶液的浓度、气体压强等,改变可逆反应进行的限度。尝试应用1.可逆反应达到平衡的重要特征是( )
A.反应停止了
B.正、逆反应的速率都为0
C.正、逆反应都还在继续进行
D.正、逆反应的速率相等D2.可逆反应N2+3H2 2NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系式中能说明反应已达到平衡状态的是( )
A.3v正(N2)=v正(H2)
B.v正(N2)=v逆(NH3)
C.2v正(H2)=3v逆(NH3)
D.v正(N2)=3v逆(H2)解析:达到化学平衡状态时,正、逆反应速率相等,用NH3、H2、N2表示的化学反应速率之比等于它们的化学计量数之比。结合这两个条件,可以得出答案为C。
答案:C3.下列措施可以提高燃料的燃烧效率的是( )
①提高燃料的着火点 ②降低燃料的着火点 ③将固体燃料粉碎 ④将液体燃料雾化 ⑤将煤气化处理
A.①③④⑤ B.②③⑤
C.③④⑤ D.①②③④C一、可逆反应的特点 (双选题)在密闭容器中发生反应X(g)+3Y(g)??2Z(g),若X、Y、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1和0.2 mol·L-1,则平衡时各物质的浓度可能是( )
A.X为0.2 mol·L-1
B.Y为0.1 mol·L-1
C.Z为0.3 mol·L-1
D.Z为0.1 mol·L-1时,Y为0.4 mol·L-1解析:化学反应的限度决定了可逆反应中的各种成分是不能完全转化的。所以平衡时各物质的浓度范围为0<c(X)<0.2 mol·L-1,0<c(Y)<0.6 mol·L-1,0<c(Z)<0.4 mol·L-1。而当c(Z)=0.1 mol·L-1时,c(Y)=0.45 mol·L-1。
答案:BC
名师点睛:(1)可逆反应既可向正反应方向进行,同时又可向逆反应方向进行;可逆反应不能进行到底,只能反应到一定程度达到平衡状态,平衡时各物质的物质的量都不能为0。 (2)化学反应是有限度的,可逆反应不能进行到底。化学反应遵循质量守恒定律。变式应用1.在一密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)??2SO3(g),已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol·L-1、0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1,当反应达到平衡时,可能存在的数据是 ( )
A.SO2为0.4 mol·L-1,O2为0.2 mol·L-1
B.SO2为0.25 mol·L-1
C.SO3为0.4 mol·L-1
D.SO2、SO3均为0.15 mol·L-1解析:化学反应的限度决定了可逆反应中的各种成分是不可能完全转化的,所以平衡时各物质的浓度范围为0<c(SO2)<0.4 mol·L-1,0<c(O2)<0.2 mol·L-1,0<c(SO3)<0.4 mol·L-1,因此A、C错误;对于D项,若SO2为0.15 mol·L-1,则转化的SO2的浓度为(0.2-0.15) mol·L-1=0.05 mol·L-1,此时SO3的浓度为(0.2+0.05)mol·L-1=0.25 mol·L-1,故D错误。本题选B。
答案:B二、化学平衡的特征及判断依据 可逆反应2NO2(g)??2NO(g)+O2(g),在体积固定的密闭容器中,达到平衡状态的标志是( )
①用NO2、NO、O2表示的反应速率之比为2:2:1
②混合气体的颜色不再改变
③混合气体的密度不再改变
④混合气体的压强不再改变
⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变
A.②④⑤ B.①③⑤ C.①②⑤ D.全部解析:可逆反应无论达到平衡与否,各物质化学反应速率之比都等于化学计量数之比,①错误;有色气体的颜色不变,则表示物质的浓度不再变化,说明反应已达到平衡,②正确;体积固定,反应前后物质质量守恒,密度始终不变,③错误;反应前后气体体积不等,当压强不变时,意味着各物质的含量不再变化,④正确;由于气体的质量不变,则气体的平均相对分子质量不变时,气体中各物质的物质的量不变,说明反应达到平衡,⑤正确。
答案:A名师点睛:在解决化学平衡的特征问题时,要看清反应条件是恒温恒容还是恒温恒压、化学方程式中气体的前后化学计量数是否相等、是否有非气态物质参与。化学平衡状态的判断依据:
(1)v正=v逆。
(2)体系中各组分的物质的量浓度或体积分数、物质的量分数保持不变。
(3)全是气体参加的且前后化学计量数改变的可逆反应,压强保持不变。(4)全是气体参加的且前后化学计量数改变的可逆反应,平均相对分子质量保持不变。
(5)对于有颜色的气体参加或生成的可逆反应,颜色不随着时间发生变化。
(6)对同一物质而言,断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等。变式应用2.下列方法中可以证明2HI(g)??H2(g)+I2(g)一定达到平衡状态的是________。
①单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol HI
②一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂
③HI的体积分数与I2的体积分数相等
④反应速率v(H2)=v(I2)= v(HI)
⑤v(HI):v(H2):v(I2)=2:1:1⑥温度和体积一定时,某一生成物的浓度不再变化
⑦温度和体积一定时,容器内压强不再变化
⑧条件一定,混合气体的平均相对分子质量不再变化
⑨温度和体积一定时,混合气体的颜色不再变化
⑩温度和压强一定时,混合气体的密度不再变化解析:注意化学平衡状态的实质是正、逆反应速率相等,要仔细分析各项叙述中的反应速率。①中正、逆反应速率不相等,④、⑤是相同的,都指的是单向反应速率,故均不正确。平衡时,各物质的浓度或百分含量保持不变,并不一定相等,故③不正确。该反应前后气体分子数不变,故压强、相对分子质量、气体密度均不随反应的进行而改变,⑦、⑧、⑩均不正确。各气体中只有I2有颜色,反应进行时,随I2的浓度改变,颜色会发生改变,颜色不再改变时,说明已达平衡,故②、⑥、⑨正确。
答案:②⑥⑨水平测试1.N2+3H2 2NH3在密闭容器中反应一段时间后,达到限度。则下列说法中正确的是( )
A.N2、H2不再化合
B.N2、H2、NH3浓度不再变化
C.N2、H2、NH3的质量相等
D.改变条件,N2、H2、NH3的浓度也不再变化B2.(双选题)下列关于化学反应限度的说法正确的是( )
A.一个可逆反应达到的平衡状态,就是这个反应所能达到的限度
B.当一个可逆反应进行到平衡状态时,那么这个反应的正向反应速率和逆向反应速率相等
C.平衡状态是一种静止的状态,因为反应物和生成物的浓度已经不再改变
D.化学反应的限度不可以通过改变条件而改变AB3.一定温度下,向a L密闭容器中加入2 mol NO2(g),发生反应:2NO2??2NO+O2,此反应达到平衡状态时的标志是( )
A.混合气体的颜色变浅
B.混合气体的密度不再变化
C.混合气中NO2、NO、O2物质的量之比为2:2:1
D.单位时间内生成2n mol NO,同时生成2n mol NO2解析:颜色变浅,说明反应还在由左向右进行,没有达到平衡,A错;体积一定,气体密度不论反应是否平衡均为定值,B错;物质的量之比等于化学计量数之比不能说明各组分浓度已保持恒定,更不能说明v正=v逆,C错;D能表明v正=v逆,正确。
答案:D4.(双选题)下列说法可以证明反应N2+3H2??2NH3已达到平衡状态的是( )
A.1个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键形成
B.1个N≡N键断裂的同时,有3个H—N键断裂
C.1个N≡N键断裂的同时,有6个H—N键断裂
D.1个N≡N键断裂的同时,有6个H—N键形成解析:根据化学平衡的定义,当一个可逆反应达到平衡时,v正=v逆,同时各物质的质量分数保持不变,从本质上来讲反应虽然仍在进行,但各物质的绝对量不再变化,我们就称为达到平衡状态。对此题关键要分清谁表示v正,谁表示v逆。例如,1个N≡N键断裂,即表示反应要向正反应方向进行,生成NH3即为v正;而6个N—H键断裂表示反应要向逆反应方向进行,生成N2,表示v逆。根据同一反应中,用不同的物质来表示反应的速率,若正、逆反应速率之比等于化学方程式各物质的化学计量数之比,反应亦达到平衡。
答案:AC5.(双选题)下列说法正确的是( )
A.化石燃料在任何条件下都能充分燃烧
B.化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体
C.直接燃烧煤不如将煤进行深加工后燃烧效果好
D.固体煤变为气体燃料后,燃烧效率将更低BC6.某温度时,在2 L密闭容器中某一反应的A、B物质的量随时间变化的曲线如右图所示,由图中数据分析求:
(1)该反应的化学方程式为__________________________________。(2)反应开始至4 min时,A的平均反应速率为_______________。
(3)4 min时,正、逆反应速率的大小关系为:v正____(填“>”、“<”或“=”,下同)v逆,8 min时,v正_____v逆。=0.05 mol/(L·min)>3A 2B能力提升7.在一定温度下,容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如下图所示,下列表述中正确的是( )A.反应的化学方程式为:2M??N
B.t2时,正逆反应速率相等,达到平衡
C.t3时,正反应速率大于逆反应速率
D.t1时,N的浓度是M浓度的2倍答案:D8.一定条件下,可逆反应X(g)+3Y(g)??2Z(g),若X、Y、Z起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为0),当达平衡时,X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L-1,0.3 mol·L-1,0.08 mol·L-1,则下列判断不合理的是( )
A.c1:c2=1:3
B.平衡时,Y和Z的生成速率之比为3:2
C.X、Y的转化率不相等
D.c1的取值范围为0<c1<0.14 mol·L-19.在某一容积为5 L的密闭容器内,加入0.2 mol的CO和0.2 mol的H2O(g),在催化剂存在的条件下高温加热,发生如下反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),反应放出热量。反应中变化的情况如右上图所示。
(1)根据图中数据,从反应开始至达到平衡时,CO的化学反应速率为________;反应平衡时c(H2)=________。CO2的浓度随时间A.CO减少的化学反应速率和CO2减少的化学反应速率相等
B.CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等
C.CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化
D.正、逆反应速率都为零(2)判断该反应达到平衡的依据是________。 10.在2 L密闭容器内,800℃时反应2NO(g)+O2(g)??2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如下表: (1)上述反应____________(填“是”或“不是”)可逆反应,在第5 s时,NO的转化率为____________。(2)如右图所示,表示NO2变化曲线的是____________。用O2表示从0~2 s内该反应的平均速率v=________。(3)能说明该反应已达到平衡状态的是____________ 。
a.v(NO2)=2v(O2)
b.容器内压强保持不变
c.v逆(NO)=2v正(O2)
d.容器内密度保持不变 (3)a项中未指明正、逆反应速率,故无法说明该反应是否达到平衡状态;由于该反应是反应前后气体体积不相等的反应,当容器内压强保持不变时,说明该反应已达到平衡状态,故b项正确;c项中已说明正、逆反应速率相等,故说明该反应已达到平衡状态;由于气体总质量不变,气体总体积也不变,因此,无论该反应是否达到平衡,容器内密度总保持不变,故d项无法说明该反应是否达到平衡状态。
答案:(1)是 65%
(2)b 1.5×10-3mol/(L·s) (3)b、c感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件53张PPT。第二节 化学能与电能
第1课时 原 电 池化学反应与能量第1课时 原 电 池格林太太是一位美丽、乐观的中年妇女,当她开怀大笑的时候,人们可以发现她一口整齐洁白的牙齿中镶有两颗假牙:其中一颗是黄金的,另一颗是不锈钢的。令人百思不解的是自从镶上不锈钢假牙后,格林太太经常头痛、夜间失眠、心情烦躁……医生绞尽了脑汁,格林太太的病情仍未好转。后来一位年轻的化学家来看望格林太太,并为格林太太揭开了病因。原来是两颗金属的假牙与唾液中的电解质形成了原电池,产生了微小的电流,使得格林太太头痛。
原电池是如何形成的?它需要什么条件?1.了解化学能与电能的转化关系。
2.初步了解化学电池的工作原理及应用。
3.会书写简单的电极反应式。化学能转化为电能1.一次能源和二次能源
(1)一次能源。
直接从________取得的能源,包括风力、______、潮汐、______、原煤、______、天然气、天然铀矿等。
(2)二次能源。
________经过加工、转换得到的能源,如电力、蒸汽等。自然界 流水地热 石油一次能源2.化学能与电能的相互转化
(1)燃煤发电的能量转换过程。(2)原电池。化学能 热能 机械能 电能(续上表)产生气泡 逐渐发生偏转溶液中H+在铜片上得电子生成氢原子,氢原子再结合成氢分子从铜片上逸出Zn易失电子,被氧化成Zn2+进入溶液中①定义:把__________转化为______的装置。
②构成条件:具有________________的两个电极;具有____________;电极间构成_________。
③反应本质:化学电池的反应本质是__________反应。化学能 电能活泼性不同电解质溶液 闭合回路氧化还原(3)电极方程式。
表示正、负极发生反应的方程式。如上述实验中负极方程式为:______________________;正极方程式为:________________。
(4)电极。
负极:______电子、发生______反应的电极。
正极:______电子、发生______反应的电极。得 还原Zn-2e-===Zn2+2H++2e-===H2↑失 氧化应用思考:原电池是如何构成闭合回路的?(请从电子流向和离子移动方向分析) 提示:在外电路,电子从负极流出经导线流向正极,在电解质溶液中,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。综合拓展一、原电池的工作原理(续上表)(续上表)特别关注:正极或负极本身都不一定发生反应。有的电池中只有负极本身反应而正极不反应;有的电池中正、负极本身都反应;有的电池中正、负极本身都不反应。二、正、负极的判断方法
1.根据电极材料判断
一般来讲,活动性较强的金属为负极,活动性较弱的金属或能导电的非金属为正极。
2.根据电流方向或电子流动方向来判断
在外电路(导线)上,电流由正极流向负极,电子流动方向是由负极流向正极。3.根据反应类型判断
原电池的负极总是失电子发生氧化反应,正极总是得电子发生还原反应。
4.根据现象判断
溶解的一极为负极,增重或有气泡放出的一极为正极。
特别关注:在判断原电池正、负极时,不要只根据金属活泼性的相对强弱,还要考虑电解质溶液。(1)Mg—Al和稀HCl构成原电池中,Mg作负极,Al作正极;而若把稀HCl换为NaOH溶液,Al作负极,Mg作正极。
(2)Al—Cu和NaOH溶液构成的原电池中,Al作负极;而若把NaOH溶液换为浓HNO3,Cu作负极。三、原电池原理的应用
1.比较金属活泼性
作负极的金属活泼性强,作正极的金属活泼性弱。
2.改变化学反应速率
如:在Zn和稀硫酸反应时,滴加少量CuSO4溶液,则Zn置换出的铜和锌能构成原电池的正负极,从而加快Zn与稀硫酸反应的速率。3.保护金属设备
如:船体是钢铁材料,在海水中易被腐蚀。在船体外壳焊接上比铁活泼的金属(如Zn),则构成以Zn、Fe为电极的原电池,Zn被消耗掉而Fe得到保护。
4.原电池的设计
以Zn+CuSO4===ZnSO4+Cu为例说明。特别关注:在设计原电池时,若给出的是离子反应方程式,如:Fe+Cu2+===Cu+Fe2+,此时电解质不确定为具体的物质,只要是可溶性铜盐即可,如CuCl2、CuSO4等。尝试应用1.根据Zn+2H+===Zn2++H2↑的反应原理设计一个原电池,当Zn为负极时,正极可以选用的金属材料是( )
A.镁 B.石墨 C.铝 D.铅解析:特别注意题干中要求选择金属材料,故先否定选项B,而A、C选项金属均比Zn活泼,故选D。
答案:D2.有关原电池的下列说法中正确的是( )
A.在外电路中电子由正极流向负极
B.在原电池中,只有金属能作负极
C.原电池工作时,阳离子向正极方向移动
D.原电池工作时,阳离子向负极方向移动解析:A项电子在外电路由负极流向正极,B项氢氧燃料电池等选用导电碳棒作两极材料也可以。
答案:C3.关于如右图所示装置的叙述中,正确的是( )
A.铜是正极,铜片附近有气泡产生
B.铜片质量逐渐减少
C.锌是负极,锌片上有气泡产生
D.氢离子在锌片表面被还原A一、原电池的构成某活动小组设计原电池装置,你认为设计合理的是( )解析:由原电池的构成条件可知,A项中的两个电极相同,不能形成原电池;C项中没有形成闭合回路,不能形成原电池;D项中酒精为非电解质,也不能形成原电池;Fe能与CuSO4溶液反应,选B项。
答案:B
名师点睛:构成原电池的基本条件:
(1)有两个金属活动性不同的电极(金属与金属或金属与导电的非金属)。
(2)有电解质溶液。
(3)构成闭合回路。
(4)有自发的氧化还原反应发生。变式应用1.理论上不能设计成原电池的化学反应是( )
A.CH4+2O2===CO2+2H2O
B.HNO3+NaOH===NaNO3+H2O
C.2H2+O2===2H2O
D.2FeCl3+Fe===3FeCl2B二、原电池的工作原理 如右下图是Zn和Cu形成的原电池,某实验兴趣小组做完实验后,在读书卡片上记录如下,其中正确的是( )
①Zn为正极,Cu为负极
②H+向负极移动
③电子是由Zn经外电路流向Cu
④Cu极上有H2产生⑤若有1 mol电子流过导线,则产生的H2为0.5 mol
⑥正极的电极反应式为Zn-2e-===Zn2+
A.①②③ B.③④⑤ C.④⑤⑥ D.②③④ 名师点睛:原电池的工作原理可用顺口溜帮助掌握:原电池分为两极;负极氧化正还原;电子由负流向正;离子阳正阴向负。变式应用2.下列装置中,导线中的电子由左边一极流向右边一极的是( )解析:C中Zn作负极,C作正极,D中Fe作负极,C作正极。其中D中发生的电极反应为:负极:2Fe-4e-===2Fe2+,正极:O2+2H2O+4e-===4OH-。
答案:C1. 下列有关燃煤发电的一系列能量转换的过程,正确的是 ( )?
A.化学能→热能→机械能→电能?
B.热能→化学能→机械能→电能?
C.机械能→化学能→热能→电能?
D.热能→机械能→化学能→电能?水平测试C 2.某原电池的总反应的离子方程式是:Zn+Cu2+=== Zn2++Cu,此反应的原电池的正确组成是( )解析:原电池的负极发生氧化反应,其金属的还原性比正极较强,所以排除B选项,由原电池的总反应的离子方程式知电解质溶液应有Cu2+,故只有C项符合题意。
答案:C3.下列叙述中正确的是( )
A.构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属
B.在原电池中,电子流出的一极是负极,该电极得电子,被还原
C.原电池中发生氧化反应的电极是负极
D.原电池放电时,电流的方向是从负极到正极C4.在如右图所示的水果电池中,外电路上的电流从X电极流向Y电极。若X为铁,则Y可能是( )A.锌 B.石墨 C.银 D.铜解析:电流的方向与电子的移动方向相反,由已知条件知电子由Y电极移向X电极,因此Y电极的金属活动性强于铁,故Y电极只能为选项中的锌。
答案:A 5.在装有水的容器中,用棉线悬挂一个在水中保持水平的金属棒,该棒由铁和铜焊接而成,棉线系在两种金属接缝处,如右下图所示,再向水中加入少量CuSO4溶液,经过一段时间后看到的现象是( )A.铁端将附着铜增重下沉
B.铜端将附着铜增重下沉
C.铁端粗细不变而上升
D.铜端粗细不变而下沉解析:当向水中加入CuSO4溶液后,Fe、Cu与CuSO4溶液构成了原电池。因为Fe比Cu活泼,则Fe作原电池的负极,发生反应:Fe-2e-===Fe2+,铁棒变细,而Cu作原电池的正极,发生反应:Cu2++2e-===Cu,铜端有 Cu单质析出附着在铜棒上,因此铜棒变粗,质量增大,所以铜端下沉,铁端上升。
答案:B 6.由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。根据实验现象回答下列问题:
(1)装置甲中负极的电极反应式是 _________________________________________________。
(2)装置乙中正极的电极反应式是 _________________________________________________。
(3)装置丙中溶液的pH ____________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)四种金属活泼性由强到弱的顺序是_________________________________________________。解析:据图Ⅰ知活泼性:A>B,A作负极,电极反应为A-2e-===A2+;据图Ⅱ知活泼性:B>C,正极反应为Cu2++2e-===Cu;据图Ⅲ知活泼性:D>A,正极反应为2H++2e-===H2↑,故c(H+)减小,pH增大。据Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ知活泼性:D>A>B>C。
答案:(1)A-2e-===A2+ (2)Cu2++2e-===Cu
(3)变大 (4)D>A>B>C能力提升7.有A、B、C、D四块金属片,用导线两两相连插入稀硫酸中,可以组成各种原电池。若A与B相连时,A为负极;C与D相连时,C溶解,D上有氢气生成;A与C相连时,C为正极;B与D相连时,电子由D极经导线流向B极,则这四种金属的活泼性由强到弱的顺序为( )
A.A>B>C>D B.A>C>D>B
C.C>A>D>B D.B>D>C>A解析:由组成的四个原电池可判断出A、B、C、D四种金属的活动性为①A>B,②C>D,③A>C,④D>B,因此有A>C>D>B,即B项正确。
答案:B8.(双选)(2013·四川成都模拟)下列有关原电池的说法中,正确的是( )
A.铝片和镁片用导线连接后插入NaOH溶液中,镁片较活泼,作负极
B.铝片和铜片用导线连接后插入浓硝酸中,铜作负极
C.镀锌铁和镀锡铁的镀层破损后,前者较易被腐蚀
D.将反应2Fe3++Fe===3Fe2+设计为原电池,则可用锌片作负极,铁片作正极,FeCl3溶液作电解质BD 9.分别按甲、乙所示装置进行实验,图中两个烧杯里的溶液为同浓度的稀硫酸,甲中A为电流表。请回答下列问题:(1)下列叙述正确的是( )
A.两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B.甲中铜片是正极,乙中铜片是负极
C.两烧杯中溶液中的H+浓度均减小
D.产生气泡的速率甲比乙慢(2)甲装置中的能量转化形式:____________能转化为__________能,乙装置中的能量转化形式:____________能转化为____________能。
(3)在甲装置中,某同学发现不仅在铜片上有气泡产生,而且在锌片上也产生了气体,原因可能是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)在甲装置中,若把稀硫酸换成硫酸铜溶液,请写出铜电极的电极反应________________________________________________________________________。解析:(1)甲为原电池,乙中Zn与稀硫酸接触反应;甲中H+在铜片上得电子被还原为H2,铜片为正极,且形成原电池后产生气泡的速率比乙快;随着两烧杯中H+不断被消耗,溶液中的c(H+)均减小。(2)甲形成原电池,是将化学能转化为电能,乙主要是将化学能转化为热能。(3)锌片上产生气体,可能是由于锌片不纯,锌与杂质形成原电池。(4)若将稀硫酸换成CuSO4溶液,则铜极上会析出Cu。
答案:(1)C (2)化学 电 化学 热 (3)锌片不纯,锌与杂质形成原电池 (4)Cu2++2e-===Cu10.铜片、锌片和200 mL稀硫酸组成的原电池中,若锌片被腐蚀,当铜片上放出3.36 L(标准状况下)气体时,硫酸恰好全部作用完。试回答:
(1)写出正极、负极反应式。
(2)产生这些气体消耗了多少克锌?
(3)有多少个电子通过了导线?
(4)原稀硫酸的物质的量浓度是多少?解析:电极反应式分别为:负极:Zn-2e-===Zn2+;正极:2H++2e-===H2↑。
正极上产生H2 3.36 L,即0.15 mol时,
转移电子数为0.15 mol×2×6.02×1023 mol-1=1.806×1023。
消耗锌的质量为0.15 mol×65 g/mol=9.75 g。
消耗H+的物质的量为0.15 mol×2=0.3 mol,答案:(1)正极:2H++2e-===H2↑ 负极:Zn-2e-===Zn2+ (2)9.75 g (3)1.806×1023
(4)0.75 mol/L感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件52张PPT。第二节 化学能与电能
第2课时 化 学 电 源化学反应与能量第2课时 化 学 电 源锂离子电池的阴极材料为锂金属氧化物,具有高效率、高能量密度的特点,并具有放电电压稳定、工作温度范围宽、自放电率低、储存寿命长、无记忆效应及无公害等优点。但目前锂离子电池在大尺寸制造方面存在一定问题,过充控制的特殊封装要求高,价格昂贵,所以尚不能普遍应用。目前世界上运行的最大锂离子储能系统是A123公司投资建设的,装机容量为2兆瓦。
化学电池有哪些种类,他们又有什么区别呢?了解新型电池的重要性。发展中的化学电源1.干电池
干电池是一种________电池,最早使用的是________,其负极是______。为防止漏电,改良后的碱性锌锰电池将电池内的电解质__________换成湿的______。一次性 锌锰电池锌NH4Cl KOH2.充电电池
充电电池又称______电池,它在放电时所进行的氧化还原反应,在充电时可以逆向进行,使电池恢复到放电前的状态。
(1)铅蓄电池。
负极材料为____,正极材料为______,电解质为______。二次Pb PbO2H2SO4(2)镍镉电池。
正极材料为________,负极材料为___,电解质为____。
(3)锂离子电池。
新一代可充电的绿色电池,低功耗电器的主流电源。NiO(OH) Cd KOH3.燃料电池
(1)原理。
利用原电池的工作原理将______和______反应所放出的化学能直接转化为电能。
(2)与其他电池的区别。
反应物不储存在__________而是由外设装备提供燃料和氧化剂。燃料 氧化剂电池内部应用思考:在锂电池中,负极为Li,那么电解质能是水溶液形式吗?提示:因为锂是活泼金属且能与水发生反应,故电解质不能是水溶液,通常为非水溶剂。综合拓展一、发展中的化学电源尝试应用1.下列有关电池的说法不正确的是( )
A.手机上用的锂离子电池属于二次电池
B.铜锌原电池工作时,电子沿外电路从铜电极流向锌电极
C.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能
D.锌锰干电池中,锌电极是负极解析:电池分为一次电池、二次电池和新型电池(燃料电池)。手机上用的锂离子电池可以反复充放电,属于二次电池,A选项正确。锌比铜活泼,因此构成原电池时,锌失电子作负极,电子沿外电路流向正极铜,所以B选项错误。
答案:B2.对化学电源的叙述正确的是( )
A.化学电源比火力发电对化学能的利用率高
B.化学电源所提供的电能居于人类社会现阶段总耗电量的首位
C.化学电源均是安全、无污染的
D.化学电源即为可充电电池解析:化学电池对化学能有较高的利用率,但不是用电的主要渠道,化学电池对环境的污染也日益严重,化学电池分一次性、可充电两大类。
答案:A3.废电池的污染引起人们的广泛重视,废电池中对环境形成污染的主要物质是( )
A.锌 B.汞
C.石墨 D.二氧化锰解析:电池中的汞为重金属,有毒,泄漏会引发大面积水体污染和土壤污染。
答案:B 一、电极反应式的书写 (1)已知某燃料电池的总反应为2H2+O2 2H2O,则通入负极的应是________,电极方程式为__________________________,通入正极的应是________,电极方程式为________________________________________________________________________。(2)若把KOH溶液改为稀H2SO4作电解质,则电极方程式,正极:________________,负极:________________________________________________________________________。
(3)若把H2改为CH4,用KOH溶液作电解质,则电极方程式,负极:________________,正极:________________________________________________________________________。 解析:根据总反应可知,H2在反应中被氧化,应从负极通入,又因为电解质是KOH溶液,不可能生成H+,故负极反应为2H2+4OH--4e-===4H2O,正极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-;若把KOH溶液改为稀H2SO4作电解质,溶液中不可能生成OH-,故负极反应为2H2-4e-===4H+,正极反应为O2+4H++4e-===2H2O;若把H2改为CH4,用KOH溶液作电解质,CH4被氧化,因在KOH溶液中不可能产生CO2,故生成 。 答案:(1)H2 2H2-4e-+4OH-===4H2O O2 O2+2H2O+4e-===4OH-
(2)O2+4H++4e-===2H2O 2H2-4e-===4H+
(3)CH4-8e-+10OH-=== +7H2O 2O2+4H2O+8e-===8OH-
名师点睛:解答燃料电池习题的一般步骤:
①根据化学方程式分析化合价的升高和降低,找出被氧化的物质和被还原的物质。②根据原电池负极发生氧化反应,正极发生还原反应,找出对应的负极反应物和正极反应物。
③根据化合价升高和降低分析失电子数目和得电子数目,写出电极反应。
④验证:两电极反应式相加所得式子和原化学方程式相同,则书写正确。变式应用1.可用于电动汽车的铝—空气燃料电池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液,铝合金为负极,空气电极为正极。下列说法正确的是( )
A.以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时,正极反应都为:O2+2H2O+4e-===4OH-
B.以NaOH溶液为电解液时,负极反应为Al+3OH--3e-===Al(OH)3↓C.以NaOH溶液为电解液时,电池在工作过程中电解液的pH保持不变
D.电池工作时,电子通过外电路从正极流向负极二、发展中的化学电源 (2011年新余四中、临川二中高一联考)电子表和电子计算器的电源常用微型银锌原电池,其电极分别为Ag2O和Zn,电解质溶液为一定浓度的KOH溶液,放电时锌极上的电极反应式为:Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2;氧化银电极上的反应式为:Ag2O+H2O+2e-===2Ag+2OH-,总的电池反应式为:Ag2O+H2O+Zn===Zn(OH)2+2Ag。下列说法正确的是( )
A.溶液中OH-向正极移动,K+、H+向负极移动B.锌发生还原反应,氧化银发生氧化反应
C.锌是负极,氧化银是正极
D.随着电极反应的不断进行,电解质溶液的碱性减弱解析:由锌极上的电极反应式可知锌的化合价升高,发生氧化反应,为负极,故B项错误,C项正确;根据电极反应式我们还可以知道,负极消耗OH-,正极产生OH-,所以OH-是向负极移动,故A项错误;随着电极反应的不断进行,电解质溶液中的水不断被消耗,KOH溶液逐渐变浓,故溶液的碱性增强,D项错误。
答案:C名师点睛:有关新型电池的考查题目在电化学试题中占有很大比例。考查角度一般有如下几点:①正、负极的判断;②正、负极反应式及电池方程式;③电解质溶液的pH变化;④电解质溶液恢复原状的措施。
在解答电解质溶液恢复原状的措施时一定要从原电池的原理入手:①负极:化合价升高,失电子,被氧化;②正极:化合价降低,得电子,被还原;③电子及电流流向;④电解质溶液复原时,要准确分析从溶液中出来了哪些原子及原子的物质的量。变式应用2.镍镉电池是一种可充电电池,其反应的化学方程式为:Cd(OH)2+Ni(OH)2 Cd+2NiO(OH)+2H2O。由此可知,该电池的负极材料是( )
A.Cd B.NiO(OH)
C.Cd(OH)2 D.Ni(OH)2解析:在判断原电池的负极材料时应看放电过程,且负极发生的是氧化反应,化合价升高,所以镍镉电池的负极材料为Cd。
答案:A水平测试1.某原电池总反应的离子方程式为2Fe3++Fe===3Fe2+,不能实现该反应的原电池是( )
A.正极为Cu,负极为Fe,电解质溶液为FeCl3溶液
B.正极为C,负极为Fe,电解质溶液为Fe(NO3)3溶液
C.正极为Fe,负极为Zn,电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液
D.正极为Ag,负极为Fe,电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液解析:理论上讲,任何一个氧化还原反应都可以设计成一个原电池。从原电池总反应离子方程式上看,2Fe3++Fe===3Fe2+,Fe失去电子,作负极。因此正极为活动性比铁弱的金属或非金属(如碳棒、铂),故C项不符合此要求。Fe3+在正极上得电子,因此电解质溶液中必含Fe3+。A、B、D符合以上两个条件。
答案:C2.铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2,电解液为硫酸,工作时反应为:Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O,下列结论正确的是( )
A.Pb为正极被氧化
B. 只向PbO2极移动C.电解液浓度不断减小
D.溶液的pH不断减小解析:放电时,Pb失电子被氧化,反应消耗H2SO4,且生成水,c(H+)下降,pH增大。
答案:C3.下列关于原电池的说法中错误的是( )
A.原电池是一种将化学能直接转化为电能的装置
B.原电池中,正极发生氧化反应
C.充电电池在充电时,将电能转化为化学能贮存在电池中
D.在燃料电池的负极上发生反应的通常是可燃性气体解析:原电池的正极上发生的是还原反应,而负极上发生的是氧化反应。
答案:B4.废旧电池处理不当不仅会造成浪费,还会对环境造成严重污染,对人体健康也存在极大的危害。有同学想变废为宝,他的以下想法你认为不正确的是( )
A.把锌皮取下洗净用于实验室制氢气
B.碳棒取出洗净用作电极
C.把铜帽取下洗净回收利用
D.电池内部填有NH4Cl等化学物质,将废旧电池中的黑色糊状物作化肥用解析:废旧电池中含有汞、锰、镉、铅、锌等,未经处理用作肥料会对环境造成严重污染,危害人体健康。
答案:D 5.(双选题)燃料电池是一种新型电池,它主要是利用燃料燃烧原理把化学能直接转化为电能。氢氧燃料电池的基本反应是:X极: O2(g)+H2O(l)+2e-===2OH-;
Y极:H2(g)+2OH--2e-===2H2O(l)。
下列说法正确的是( )
A.X是正极 B.Y是正极
C.Y极发生还原反应 D.Y极发生氧化反应解析:从电极反应式可看出,X极发生得电子的还原反应,是正极,Y极上发生失去电子的氧化反应,是负极。
答案:AD6.我国首创的以铝—空气—海水电池为能源的新型海水标志灯已研制成功。这种灯以取之不尽的海水为电解质溶液,靠空气中的氧使铝不断氧化而源源不断产生电流。只要把灯放入海水中,数分钟后就会发出耀眼的闪光,其能量比干电池高20~50倍。试推测此种新型电池可能的基本结构及电极反应式:
(1)___是负极,电极反应式为___________________。
(2)________是正极,电极反应式为______________________________。铝 4Al-12e-===4Al3+碳或铁3O2+6H2O+12e-===12OH-能力提升7.镍镉电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用,其工作原理可以表示为:Cd+2NiO(OH)(s)+2H2O 2Ni(OH)2(s)+Cd(OH)2(s)(以强碱为电解质),以下说法中正确的是( )
A.以上反应是可逆反应
B.放电时,镉为正极
C.放电时,负极附近溶液的pH不变
D.放电时,镉发生氧化反应解析:放电时,镉为负极,镉变成镉离子,结合OH-,负极附近pH降低。
答案:D8.(双选题)锂电池是一代新型高能电池,它以质量轻、能量高而受到了普遍重视,目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应式是Li+MnO2===LiMnO2。下列说法正确的是( )
A.Li是负极,电极反应为Li-e-===Li+
B.Li是正极,电极反应为Li+e-===Li-C.MnO2是负极,电极反应为MnO2+e-===MnO
D.锂电池是一种环保型电池AD9.燃料电池是利用燃料(如CO、H2、CH4等)与氧气反应,将反应产生的化学能转变为电能的装置,通常用氢氧化钾作为电解质溶液。完成下列关于甲烷(CH4)燃料电池的填空:
(1)甲烷与氧气反应的化学方程式为______________________________________________。
(2)已知燃料电池的总反应式为CH4+2O2+2KOH===K2CO3+3H2O,电池中有一极的电极反应为CH4+10OH--8e-=== +7H2O,这个电极是燃料电池的________(填“正极”或“负极”),另一电极上的电极反应式为_____________________________________________。CH4+2O2===CO2+2H2O负极2O2+4H2O+8e-===8OH-(3)随着电池不断放电,电解质溶液的碱性________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)通常情况下,甲烷燃料电池的能量利用率________(填“大于”、“小于”或“等于”)甲烷燃烧的能量利用率。大于减小 10.如下图所示,组成一种原电池。试回答下列问题(灯泡功率合适):(1)若电解质溶液为稀H2SO4时,灯泡________(填“亮”或“不亮”)。若灯泡亮,则Mg电极上发生的电极反应为:__________________;Al电极上发生的电极反应为:_________________。Mg-2e-===Mg2+亮2H++2e-===H2↑ (2)若电解质溶液为NaOH溶液时,灯泡________(填“亮”或“不亮”)。若灯泡亮,则Al电极上发生的电极反应为:__________________________________;Mg电极上发生的电极反应为:__________________。亮6H++6e-===3H2↑感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件80张PPT。第一节 开发利用金属矿物和海水资源化学与自然资源的开发利用第一节 开发利用金属矿物和海水资源海洋是人类可持续发展的重要基础。浩瀚的海洋中,蕴藏着极其丰富的矿物资源、生物资源和药物资源,其经济价值可观,开发前景十分诱人。 海底石油储藏量约1 350亿吨,天然气约140万亿立方米,约占世界油气总量的45%;海水中溶解有80多种化学元素,被誉为“液体矿山”。海水中可提取镁、钾、铀、锶等各类矿物达5亿亿吨;在生物资源方面,海洋中存活着20万种生物;除石油、天然气外,海洋蕴藏着巨大的动力能源。另外,海水中含有200万亿吨重水,其中所含的氘是受控核聚变的宝贵原料,核聚变能是被广泛看好的21世纪全球电力的一个重要来源。
开发金属矿物资源的一般原理是什么?开发海水资源对人类社会的发展有哪些重要意义呢?1.了解金属冶炼的化学反应原理和基本方法。
2.了解海水资源及其开发利用的主要方法。
3.掌握从海水中提取溴和碘的化学反应原理和实验方法。
4.认识开发利用金属矿物和海水资源所带来的环境问题和预防措施。认识化学在自然资源的合理开发与综合利用方面的重要价值,培养环保意识和节约意识。金属矿物的开发和利用1.金属在自然界的存在形态游离态化合态2.金属冶炼的原理
金属的冶炼是利用____________原理,在一定条件下,使金属离子______电子被______成金属原子,聚集成为金属单质。如Mn++ne- M。
3.冶炼方法
(1)热分解法:适用于_____________________________金属。写出冶炼汞和银的化学反应方程式:________________________;________________________。得到 还原氧化还原反应金属活动性顺序中Hg及其以后的(2)热还原法:适用于______________________________金属。写出工业炼铁的化学反应方程式:___________________________。
(3)电解法:适用于__________________________的金属。写出冶炼钠、镁和铝的化学反应方程式:_________________________、_______________________、________________________。金属活动性顺序中Zn、Cu之间的金属活动性顺序中Al及其以前4.常见的还原剂
大部分金属的冶炼都是在高温下发生的氧化还原反应,常用的还原剂有______、______、______等。一些活泼金属也可作还原剂,将相对不活泼的金属从其化合物中置换出来。如2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3。 焦炭 CO H25.合理开发金属矿物资源
地球上金属矿物资源是有限的,必须合理开发和利用这些矿物资源,主要途径有提高金属矿物的______,减少金属的________,加强金属资源的______和________,使用其他材料代替金属材料等。利用率使用量 回收 再利用应用思考:1.金属在自然界中,为什么它们大多数以化合态存在?提示:大多数金属比较活泼,容易与H2O、O2等反应,故大多数金属以化合态存在于自然界中。 提示:由于MgO的熔点远远高于MgCl2的熔点,将MgO熔融需要能量较多,所以采用电解熔融MgCl2的方法制取Mg,冶炼金属也要考虑节能减排。 2.工业上利用电解熔融MgCl2来制取Mg,而MgO比MgCl2更易获得,为什么不电解熔融MgO制取镁呢?(MgO的熔点:2 852 ℃,MgCl2的熔点:118 ℃海水资源的开发利用1.海水的淡化
(1)海水淡化的主要方法:______法、________法、________法。
(2)海水的蒸馏。蒸馏 电渗析离子交换烧瓶碎瓷片冷凝器锥形瓶2.直接利用
海水进行____________。
3.海水制盐
(1)方法。
把海水引到盐滩上,利用______和______使水分蒸发,得到食盐。日光 风力循环冷却 (2)食盐的用途。有关反应的方程式:
a.___________________________________________。
b.2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2↑+H2↑。
c.___________________________________________。
d.___________________________________________。
4.海水提溴
在预先经过酸化的浓缩海水中,用氯气氧化溴离子使之成为单质溴,反应的离子方程式为________________________。应用思考:3.海水制盐属于物理变化,还是化学变化? 4.海水的蒸馏装置与普通的蒸馏装置有何区别?为什么?提示:海水制盐是利用日光和风力使海水中水分蒸发从而使食盐结晶析出,因此属于物理变化。 提示:因为海水蒸馏得到的是淡水,水的沸点为100 ℃(常压下)无需用温度计,因此可不用蒸馏烧瓶,而换为圆底烧瓶。综合拓展一、金属活动性顺序表、金属的性质、金属的冶炼(续上表)(续上表)二、铝热反应实验探究把两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状,套在一起,使四周都有四层。把内层滤纸取出,在底部剪一个孔后用水润湿,再套回原处,架在铁圈上,下面放置一盛沙的蒸发皿。把5 g干燥的氧化铁粉末和2 g铝粉混合均匀,放在纸漏斗中,在混合物上面加少量氯酸钾固体,并在混合物中间插一根用砂纸打磨过的镁条,用燃着的小木条点燃镁条(续上表)特别关注:铝热反应的注意事项:
(1)铝热反应是指铝热剂在高温下发生剧烈反应并放出大量热的化学反应,其中镁条为引燃物质,氯酸钾为助燃物质。
(2)铝热反应的实质是用较活泼的铝,把活动性相对较弱的金属从其氧化物中还原出来。
(3)反应特点是在高温下进行,反应迅速并放出大量的热,新生成的金属单质呈液态且易与Al2O3分离。(4)铝热剂是指铝粉和某些金属氧化物(Fe3O4、Cr2O3、V2O5等)组成的混合物。
(5)在冶金工业中常用这一原理制取熔点较高的金属,如V、Cr、Mn等;另外该反应原理也可以应用在生产上,如焊接钢轨等。(2)烧瓶中的海水量不能超过烧瓶容量的2/3。
(3)冷凝管内的冷却水要从下口入、上口出,这样冷却的效果最好。
(4)加入碎瓷片的目的是防止液体暴沸。
(5)实验前认真检查装置的气密性。
(6)当烧瓶中有少量液体时,停止加热。
(7)实验结束时,应先停止加热,后停止通入冷却水。 四、海水中碘的提取
海水中碘的总储量很大,但由于其浓度很低,因此,目前工业生产中并不是直接由海水提取碘。海洋中的某些植物具有富集碘的能力,如海带等。从海产品中提取碘是工业上获取碘的一种途径。从海带中提取碘的流程图如下:五、海水提溴
1.流程特别关注:(1)利用空气吹出法从海水中提溴,主要是利用Br2沸点低、易挥发、能被热空气和H2O(g)以溴蒸气形式吹入吸收塔。
(2)从苦卤或吸收液中得到Br2,均用Cl2作氧化剂把Br-氧化为溴单质。尝试应用1.有关金属的冶炼原理,下列说法正确的是( )
A.肯定发生的是置换反应
B.肯定发生的是分解反应
C.肯定发生的是氧化还原反应
D. 只能用金属作还原剂冶炼金属解析:金属冶炼的实质是将化合态的金属转化为游离态的金属,肯定发生了氧化还原反应,但不一定是分解反应或置换反应,用作还原剂的不一定为金属。
答案:C2.我国古代的湿法冶金术是世界闻名的。我国在世界上最先应用湿法冶金术冶炼的金属是( )
A.Fe B.Cu C.Ag D.HgB3.历史上最悠久的海水淡化方法是( )
A.蒸馏法 B.电渗析法
C.离子交换法 D.过滤法解析:蒸馏法是海水淡化方法中最简单、最古老的方法。
答案:A一、金属冶炼方法 金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的应用。下列关于金属的一些说法不正确的是( )
A.合金的性质与其组成金属的性质不完全相同
B.工业上金属Mg、Al都是用电解熔融氯化物制得的
C.金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子
D.越活泼的金属越难冶炼解析:合金的性质与其成分金属的性质不完全相同,如硬度、强度更大,熔点更低等,A项正确;因为AlCl3为共价化合物,熔融时不导电,冶炼铝应用电解Al2O3(熔融)的方法,B项错误;金属冶炼的实质就是把金属阳离子还原为金属原子,越活泼的金属,其阳离子的氧化性越弱,越难被还原,C、D两项正确。
答案:B
名师点睛:选择金属冶炼的方法要依据金属在自然界中的存在形态和金属的活泼性强弱。在金属活动性顺序中,金属的位置越靠后,越容易被还原;金属的位置越靠前,越难被还原。 金属活动性顺序表中K~Al之间的活泼金属多用电解法制取其金属单质;Mn~Cu之间的中等活泼金属常用普通还原剂(如C、CO、H2等)还原法;Hg、Ag等不活泼金属常用热分解其化合物的方法制取;Pt、Au等金属在自然界中主要以单质形式存在,可用物理方法分离得到。变式应用1.下列金属冶炼的反应原理,错误的是( )解析:镁的还原性比氢气强,故B项不正确。
答案:B二、铝热反应 如右图所示,用两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状,套在一起,使四周都有四层。把内层滤纸取出,在底部剪一个小孔,用水润湿,再跟另一纸漏斗套在一起,架在铁圈上,下面放置一盛沙的蒸发皿。把5 g和2 g铝粉混合均匀,放在纸漏斗中,上面加少量氯酸钾,并在混合物中间插一根镁条,用小木条点燃镁条,观察发生的现象。干燥的氧化铁粉末通过以上实验信息,回答下列问题:
(1)写出该反应的化学方程式:__________________________________________________,在该反应中,________是氧化剂,________是还原剂,该反应称为________反应。
(2)该实验的实验现象是:_______________________。
①镁条剧烈燃烧 ②放出大量的热,并发出耀眼的光,火星四射 ③纸漏斗的下部被烧穿 ④有红热状的液珠落入蒸发皿内的细沙上,液珠冷却后变为黑色固体(3)写出下列操作或物质的作用:内层纸漏斗底部剪一个孔:________________;蒸发皿盛沙:______________;镁条:______________;氯酸钾:________________。(3)铝热反应实验中:①为使熔融物易落下,通常在内层滤纸漏斗底部剪一个孔;②为防止溅落物炸裂蒸发皿,通常在蒸发皿内盛沙子;③反应中镁条引起氯酸钾分解;④氯酸钾引发铝热反应。
答案:(1)Fe2O3+2Al Al2O3+2Fe Fe2O3 Al 铝热 (2)①②③④ (3)使熔融物易于落下 防止溅落物炸裂蒸发皿 引起氯酸钾分解 引发铝热反应
名师点睛:(1)本实验中镁条的作用:镁条燃烧提供热量,促使KClO3发生分解。 (2)氯酸钾的作用:氯酸钾分解放出O2,使镁条剧烈燃烧,单位时间内放出更多的热量,以引发Al和Fe2O3的反应。变式应用2.粉末状样品A是由等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物,进行如下实验:
①取适量A进行铝热反应,产物中有单质B生成。
②另取20 g A全部溶于0.15 L 6.0 mol/L的盐酸中,得溶液C。
③将①中得到的单质B和溶液C反应,放出1.12 L(标准状况)气体,同时生成溶液D,还残留有固体物质B。
④用KSCN溶液检验时,溶液D不变色。请回答问题:
(1)①中引发铝热反应的实验操作是________________,产物中的单质B是________。
(2)②中所发生的各反应的化学方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)③中所发生的各反应的离子方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)若溶液D的体积仍视为0.15 L,则该溶液中c(Mg2+)为________,c(Fe2+)为________。解析:(1)铝热反应发生的条件是高温引燃,引燃剂可以是氯酸钾和镁带。这里的铝热反应是Al与Fe2O3反应生成Fe和Al2O3,MgO不发生铝热反应,故单质B为Fe。(2)A中的MgO和Fe2O3都能与盐酸发生反应,则溶液C中含有Mg2+和Fe3+两种阳离子。(3)由③中生成气体(H2)并且还残留有固体物质B(Fe)可知,在②中的化学反应里盐酸是过量的,故B(Fe)与溶液C混合后发生的离子反应是Fe与Fe3+、Fe与H+的反应,并且Fe有剩余,则溶液D的溶质是MgCl2和FeCl2。(4)根据元素守恒可知,MgCl2和FeCl2的混合液中Cl-与0.15 L 6.0 mol/L的盐酸中所含Cl-的物质的量相等。设20 g A中MgO和Fe2O3的物质的量都是x,则:
40 g/mol×x+160 g/mol×x=20 g,解得x=0.1 mol。
溶液D中Mg2+的物质的量浓度为:c(Mg2+)=0.1 mol÷0.15 L=0.67 mol/L,根据Cl-守恒得溶液D中Fe2+的物质的量浓度为:c(Fe2+)=[(6.0 mol/L×0.15 L-0.1 mol×2)÷2]÷0.15 L=2.3 mol/L。
答案:(1)在铝热剂的上面加少量KClO3,插入镁带并将其点燃 Fe(2)Fe2O3+6HCl 2FeCl3+3H2O,MgO+2HCl MgCl2+H2O
(3)Fe+2H+ Fe2++H2↑,Fe+2Fe3+ 3Fe2+
(4)0.67 mol/L 2.3 mol/L 三、海水资源的综合利用海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素,碘元素以碘离子的形式存在,实验室从海藻中提取碘的流程如下:(1)指出从海藻中提取I2的实验操作名称:①________,③____________。反应②的离子方程式为__________________________________________________。(2)提取碘的过程中,可供选择的有机溶剂是________。
A.甲苯、酒精 B.四氯化碳、苯
C.汽油、乙酸 D.汽油、甘油
(3)为使含碘的水溶液转化为含碘的有机溶液,实验室里有烧杯、玻璃棒等仪器,尚缺少的主要玻璃仪器是________________________________________。
(4)从含碘的有机溶液中提取碘,还要经过蒸馏,指出下图蒸馏装置中的错误之处:__________________________________________________。(5)进行蒸馏操作时,使用水浴加热的原因是__________________________________________________,
最后晶态碘在____________中。解析:本题考查I2的性质及分离物质的方法:过滤、萃取、分液、蒸馏等。(1)为了从悬浊液中分离出I-,应用过滤;从I2的水溶液中把I2提取出来,应用萃取。(2)A中酒精、C中乙酸、D中甘油都是易溶于水的物质,所以不能用于萃取碘。(3)萃取分液所必需的仪器是分液漏斗。(4)蒸馏装置的三点错误:①没有用石棉网;②温度计插入液面以下;③冷凝管进、出水方向颠倒。(5)根据(2)中B选项中的两种萃取剂的沸点数据:苯80 ℃、四氯化碳77 ℃,用水浴加热即可使之沸腾,而避免高温下I2的升华。最后I2留在烧瓶中。答案:(1)过滤 萃取 2I-+Cl2 I2+2Cl-
(2)B
(3)分液漏斗
(4)①没有用石棉网;②温度计插入液面以下;③冷凝管进、出水方向颠倒
(5)萃取剂沸点较低,I2易升华 烧瓶 名师点睛:(1)分离悬浊液中离子的方法应用过滤,而从一种溶剂中分离出溶质可用蒸发结晶、蒸馏和萃取;蒸发结晶用于分离固体溶质和液体溶剂;蒸馏则用于分离固、液或液、液相溶物;萃取是根据溶质在互不相溶的不同溶剂中溶解性的不同,把溶质从一种溶剂中转移到另一种溶剂中。
(2)因为I2易升华,故从碘的有机溶液中提取碘时采用水浴加热,由于水温度最高只有100 ℃,可避免高温下I2的升华。变式应用3.海水中含有丰富的碘。为了从海带中提取碘,某研究性学习小组设计并进行了以下实验:请填写下列空白:
(1)步骤①灼烧海带时,除需要三脚架外,还需要用到的实验仪器是________。
A.烧杯 B.坩埚 C.表面皿 D.泥三角 E.酒精灯 F.干燥器
(2)步骤③的实验操作名称是________;步骤⑥的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯,该步骤的实验操作名称是________。BDE过滤蒸馏(3)步骤④反应的离子方程式是__________________________________________________。
(4)步骤⑤中,某学生选用苯来提取碘的理由是__________________________________________________。
(5)请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘的简单方法:________________________________________________________________________________。取少量提取碘后的水溶液于试管中,加入几滴淀粉试液,如变蓝,说明还含有单质碘苯与水互不相溶;碘在苯中的溶解度比在水中的大水平测试1.不同金属的冶炼,其冶炼方法也可能不同,主要原因是( )
A.金属在自然界的分布不同
B.金属在自然界中的含量不同
C.金属在自然界中存在形式不同
D.金属的活动性不同解析:很活泼的金属不能用一般还原剂还原,必须用电解的方法。
答案:D2.在冶金工业中,通常不能用化学还原剂制得的一组金属是( )
A.Na、Mg、Al、Ba B.Na、K、Zn、Fe
C.Zn、Fe、Cu、Ag D.Mg、Al、Zn、Fe解析:对于金属活动顺序中排在Zn前面的金属,采用一般的还原剂很难将它们还原出来,工业上常用电解法冶炼。
答案:C3.用铝热剂冶炼难熔金属,是利用了铝的( )
①具有还原性
②既能与酸反应又能与碱反应
③具有导电性
④被氧化过程中放出大量的热
A.① B.①③④
C.①④ D.①②③④解析:铝热剂法是活泼金属还原剂法冶炼金属的一种方法,除利用铝的还原性外,还由于该反应过程中放出大量的热可使“难熔金属”熔化,从而进一步将其分离出来。
答案:C4.海水中含有氯化镁,是镁的重要来源之一。从海水中提取镁,可按照如下步骤进行:①把贝壳制成石灰乳;②在引入的海水中加入石灰乳,沉降、过滤、洗涤沉淀物;③将沉淀物与盐酸反应,结晶、过滤、干燥产物;④将所得的产物熔融后电解。关于提取镁,下列说法不正确的是( )
A.此法的优点之一是原料来源丰富
B.进行①、②、③步操作的目的是从海水中提取氯化镁
C.第④步电解时会产生氯气
D.以上提取镁的过程中涉及的反应有分解反应、化合反应、复分解反应和置换反应D5.海带中含有丰富的碘,有人设计如下步骤从海带中提取碘:①将海带灼烧成灰,在灰中加水搅拌;②加四氯化碳搅拌;③通入氯气;④过滤;⑤用分液法分离液体混合物。合理操作的先后顺序是( )
A.①②③④⑤ B.①④②③⑤
C.①②④③⑤ D.①④③②⑤解析:海带烧成灰后,有不溶性的物质,需经过过滤;过滤后,需通入氯气将I-氧化为I2,再加四氯化碳萃取分液。
答案:D6.冶炼金属常用以下几种方法:①以C、CO或H2作还原剂还原;②以较活泼金属Na、Mg等还原;③利用铝热反应原理还原;④电解法;⑤热分解法。下列金属各采用哪种方法还原最佳。
(1)Fe、Zn、Cu等中等活泼金属____________。
(2)Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属____________。
(3)Hg、Ag等不活泼金属____________。
(4)V、Cr、Mn、W等高熔点金属____________。
(5)K、Rb、Cs、Ti等金属通常所用的还原方法是___________________________________________________。能力提升7.由海水制备无水氯化镁,主要有以下步骤:①在一定条件下脱水干燥;②加熟石灰;③加盐酸;④过滤;⑤浓缩结晶。其先后顺序正确的是( )
A.②④⑤③① B.③②④①⑤
C.③④②⑤① D.②④③⑤①解析:要从海水中得到MgCl2,首先要加熟石灰得到Mg(OH)2沉淀,然后过滤,再将沉淀加盐酸溶解,得到MgCl2溶液,最后对溶液浓缩结晶,再对晶体脱水干燥即可,故选D项。
答案:D 8.从海带中提取碘的实验过程中涉及下列操作,其中正确的是( )A.将海带灼烧成灰 B.过滤得含I-溶液
C.放出碘的苯溶液 D.分离碘并回收苯解析:A项,海带应在坩埚中灼烧;B项,过滤应用玻璃棒引流;C项,碘的苯溶液在上层,应从上口倒出。
答案:D 9.根据下图所示一氧化碳还原铁的氧化物的实验装置,回答下列问题。(1)怎样知道硬质玻璃管中Fe2O3已开始发生反应?___________________________________________________。(2)在a处点燃,可观察到什么现象?为什么要点燃?___________________________________________________。
(3)实验结束时应注意的操作是___________________________________________________。
①先停止通入CO ②先熄灭酒精灯,并继续通入CO ③熄灭酒精灯,同时停止通入CO ④先熄灭酒精灯,继续通入CO,并点燃排出的CO气体解析:这是一个典型的CO还原金属氧化物的实验,利用气体的还原性来制得金属。
答案:(1)当硬质玻璃管中红褐色物质开始变黑,b中澄清石灰水开始变浑浊时,说明已开始发生反应 (2)可看见浅蓝色的火焰,因CO有毒,为防止CO污染空气,必须点燃或用其他方法处理未反应的CO (3)④ 10.从海水中可以提取金属镁,其流程如下图:(1)实验室里将粗盐制成精盐时,在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒,分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的。
溶解时:__________________________________________________;
过滤时:__________________________________________________;
蒸发时:__________________________________________________。(2)Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去?写出实验步骤:__________________________________________________。
(3)流程的最后由固体MgCl2冶炼金属镁应采用________法,写出反应的化学方程式:__________________________________________________。解析:(1)本题考查了玻璃棒在溶解、过滤、蒸发过程中的使用目的。玻璃棒在溶解时能加速溶解;在过滤时能防止液体外洒;在蒸发时能防止液滴或晶体飞溅。(2)粗略看Mg(OH)2、Ca(OH)2都为碱,无法通过反应除去Ca(OH)2,仔细分析两种物质性质的差异,发现Mg(OH)2难溶而Ca(OH)2微溶,利用这一性质的差别,可以加入MgCl2溶液,充分搅拌后过滤,沉淀用水洗涤即可除杂。(3)电解熔融的氯化镁可制得金属镁。感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件74张PPT。第二节 资源综合利用 环境保护化学与自然资源的开发利用第二节 资源综合利用 环境保护 稀土元素是元素周期表中第ⅢB族中的钪、钇及镧系17种元素的统称。当今世界每6项新技术的发明就有一项与稀土元素有关。稀土是21世纪重要的战略资源,中国稀土储量最多,出口量世界第一,且出口的近80%被日、韩、美囤积。我国稀土产量曾占全世界的96%,按照目前的开发速度,再过二三十年,我们就会成为稀土小国甚至是无稀土的国家,而且以前对稀土滥挖滥采,造成了严重的水土流失和生态环境破坏,如白云鄂成为污染最为严重的地方。
如何合理利用资源?如何保护好我们的生活环境?1.了解煤、石油、天然气的组成及其综合利用。
2.了解以煤、石油、天然气为原料生产合成材料。
3.了解节约能源和防止污染的重要性。
4.了解绿色化学的含义并体会绿色化学在化工生产中的重要性。煤、石油、天然气的综合利用 1.煤碳氢 氧 硫(2)煤的利用。煤气 煤焦油 焦炭隔绝空气加强热使之分解 CO H2液体甲醇2.从天然气中获得基本化工原料3.从石油中获得基本化工原料
(1)石油的组成:由多种__________组成的混合物。
(2)石油的冶炼。CH4燃料氨甲醇碳氢化合物不同汽 煤 柴较高较低轻质液体汽油裂化乙烯 丙烯4.以煤、石油和天然气为原料生产合成材料
(1)三大合成材料:______________________________。
(2)实例:制取聚氯乙烯反应的化学方程式为:
________________________________________________塑料、合成橡胶和合成纤维 (3)四个概念。链节的数目小分子化合物最小重复结构单元—CH2—CH2—链节的数目环境保护与绿色化学废气 废水废渣原理 减小和消除100%全部应用思考:1.煤的干馏是物理变化还是化学变化?煤的气化和液化同水的汽化、液化一样,均属于物理变化吗?提示:煤的成分复杂,煤在干馏时发生的变化肯定也复杂,可以说发生了复杂的物理变化和化学变化!煤的气化和液化是化学变化,不是物理变化。 2.石油的分馏、裂化、裂解是物理变化还是化学变化?3.石油的裂化和裂解有何区别和联系?提示:石油的分馏是利用沸点不同,将石油分离成不同沸点范围的产物的过程,所以是物理变化。而石油的裂化和裂解中烃发生了化学反应,所以是化学变化。提示:裂化和裂解的原理相同,只是裂解选用的温度比裂化温度更高,因此裂解又称之为深度裂化。综合拓展一、化学“三馏”的比较二、石油炼制方法的比较(续上表)三、六大环境问题(续上表)特别关注:(1)空气质量日报报导的空气污染物主要有CO、SO2、NOx及可呼入性固体颗粒。
(2)酸雨、臭氧层破坏、光化学烟雾均与NOx有关。尝试应用1.下列说法中正确的是( )
A.通过煤的气化和液化可以获得更优质的燃烧
B.煤的干馏和石油的分馏原理相同,都是化学变化
C.煤是由有机物组成的复杂混合物
D.煤干馏得到的煤焦油,其主要用途就是再经蒸馏得到高品质燃油解析:B项中石油的分馏是物理变化,错误;C项煤是由多种无机物和有机物组成的复杂混合物,错误;D项错误。
答案:A2.下列说法不正确的是( )
A.煤的干馏、石油的分馏和裂化都是物理变化
B.石油主要是由多种烃组成的混合物
C.石油分馏得到的汽油是混合物
D.石油主要含有C、H两种元素解析:煤的干馏、石油的裂化都有新物质的生成,都属于化学变化。
答案:A3.石油加工的各种处理过程中,属于裂化过程的是( )
A.分离出汽油和煤油
B.原油脱盐、脱水
C.十六烷变为辛烷和辛烯
D.将直链烃变为芳香烃解析:分离出汽油和煤油属于分馏;脱盐、脱水属于分馏之前的预处理过程;裂化能够获得更多更好的汽油,汽油中的烃分子含5~11个碳原子,十六烷断裂为辛烷和辛烯,属于裂化过程;直链烃转化为芳香烃的过程叫重整(教材中没有介绍,但不影响解答本题)。
答案:C一、煤的综合利用 煤的干馏和石油的分馏,两种变化在本质上的差别是( )
A.加热的温度不同
B.得到的产品不同
C.前者要隔绝空气,后者不必
D.干馏是化学变化,分馏是物理变化解析:分馏是用加热蒸馏、冷凝的方法把液体混合物分成不同沸点范围的产物的过程,无新物质生成,属于物理变化。煤的干馏是指把煤隔绝空气加强热,使煤分解的过程,是化学变化。
答案:D变式应用1.(2011年江苏南京检测)对如右图装置的叙述错误的是( )
A.图示实验中发生了化学变化
B.常温下X溶液呈碱性,液体Y是一种黑褐色黏稠状液体C.气体Z易燃,可还原CuO,也可使溴水褪色
D.液体Y是一种纯净物解析:答案:D二、石油的综合利用 下列说法正确的是( )
A.石油是混合物,汽油是纯净物
B.沸点:汽油>煤油>柴油>润滑油
C.分馏汽油和裂化汽油成分相同
D.石油的分馏是物理变化,而裂化和裂解属于化学变化解析:本题考查了石油的组成、石油的炼制方法及馏分的性质。石油、汽油都是混合物,A项不正确;石油分馏时,首先馏出的是汽油,其次是煤油,再次是柴油,它们都是常压分馏的产物,而润滑油是减压分馏的产物,故沸点:汽油<煤油<柴油<润滑油,B项不正确;分馏汽油中不含烯烃,裂化汽油中含有稀烃,二者组成成分不完全相同,C项不正确;石油的分馏只是物质状态的变化,而裂化和裂解都有新的物质生成,D项正确。
答案:D名师点睛:石油是各种烷烃、环烷烃和芳香烃的混合物,通过分馏可以得到不同沸点范围的产物,这些产物也都是混合物,没有固定的熔、沸点,只有一定的沸点范围。
裂化和裂解的目的不同,裂化的目的是提高轻质液体燃料(特别是汽油)的产量,裂解的目的是获得乙烯、丙烯、甲烷等基本化工原料。变式应用2.(双选题)下列说法错误的是( )
A.石油是只含有C4~C11的烷烃,可以通过石油的分馏得到汽油
B.含C18以上烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油
C.石油的分馏是一个化学过程
D.石油裂解得到的裂解气含不饱和的烯烃解析:石油是多种碳氢化合物的混合物,碳原子数目范围大,且也不仅仅含烷烃,A项错误;分馏是根据组分物质的沸点不同分离混合物的过程,属于物理过程,C项错误。
答案:AC 三、聚合反应和高分子化合物 合成ABS工程塑料的单体是:CH2===CHCN、H2C===CH—CH===CH2、C6H5—CH===CH2,三者以物质的量比为1:1:1均匀混合,生成加聚物的结构简式为:________________________________________________________________________________________________________________________________________________(任写一种)。 名师点睛:不饱和的单体间可以通过加聚反应生成高分子化合物,如果是单烯烃的加聚反应,则生成的高分子的主链重复结构单元只含有两个碳原子(不含侧链);如果是二烯烃的加聚反应,则生成的高分子主链重复结构单元含有四个碳原子(不含侧链),而且主链重复结构单元中含有一个双键。变式应用(1)聚苯乙烯重复出现的结构单元是________,单体是________。
(2)实验测得某聚苯乙烯的相对分子质量(平均值)为52 000,则该高聚物的结构单元重复出现的次数:n=______。答案:(1) (2)500 四、环境污染与保护 下列有关环境问题的说法正确的是( )
A.燃煤时加入适量石灰石,可减少废气中SO2的量
B.臭氧的体积分数超过10-5%的空气有利于人体健康
C.pH在5.6~7.0之间的降水通常称为酸雨
D.含磷合成洗涤剂易被细菌分解,故不会导致水体污染名师点睛:常见环境污染与成因:
(1)水体富营养化:水体中氮和磷等植物营养物质过多蓄积引起的污染,称为水体的富营养化。
(2)白色污染:指难降解的塑料对环境的污染。
(3)酸雨:与SO2及NOx有关。
(4)温室效应:与CO2有关。
(5)光化学烟雾:与NOx及碳氢化合物有关。
(6)臭氧层破坏:与NOx及氟氯烃有关。变式应用4.保护环境已成为人类的共识,人类应以可持续发展的方式使用资源,以合理的方式对废弃物进行处理并循环使用。下列选项中的做法不利于环境保护的是( )
A.发电厂的煤经脱硫处理
B.将煤转化为水煤气作燃料
C.回收并合理处理聚乙烯塑料废物
D.大量使用含磷洗衣粉D五、绿色化学绿色化学对化学反应提出了“原子经济性”(原子节约)的新概念及要求。理想的原子经济性反应是原料分子中的原子全部转变成所需产物,不产生副产物,实现零排放。在下列制备环氧乙烷的反应中,原子经济性最好的是( )解析:由理想原子经济性反应的含义知,副产物越少的反应,其经济性越好,当副产物为零时,其原子经济性最好,则四个选项中,C项的原子经济性最好。
答案:C
名师点睛:绿色化学的基本原则:
(1)防止污染的产生优于治理产生的污染。
(2)原子经济性(设计的合成方法应将反应过程中所用的材料尽可能全部地转化到最终产品中)。(3)应尽量采用对人类和环境低毒或无毒的合成路线。
(4)设计的化学产品应能保留其功效,降低其毒性。
(5)应尽可能避免使用辅助物质(如溶剂、分离试剂等),若使用也应是无毒的。
(6)只要技术和经济上可行,原料应是可再生的,而不是即将耗竭的。
(7)化工产品在完成其使命后,应能降解为无害的物质,而不应残留在环境中。 (8)在化学转换过程中,所选用的物质和物质的形态尽可能地降低发生化学事故(包括泄漏、爆炸、火灾等)的可能性。5.以下反应最符合绿色化学原子经济性要求的是( )
A.乙烯聚合为聚乙烯高分子材料
B.甲烷与氯气制备一氯甲烷
C.以铜和浓硝酸为原料生产硝酸铜
D.用苯制取溴苯变式应用解析:绿色化学原子经济性要求反应物的原子全部转化为期望的最终产物,没有副产物。A项没有副产物;B项有HCl产生;C项有NO2产生;D项有HBr产生。
答案:A水平测试1.下列变化属于化学变化,且产物中兼有气体、液体、固体的是( )
A.石油的分馏 B.石油的裂解
C.煤的干馏 D.煤的气化解析:煤的干馏属于化学变化,产物有焦炭(固体)、煤焦油(液体)、出炉煤气(气体)等。
答案:C2.下列关于煤、石油、天然气等资源的说法正确的是( )
A.石油裂解得到的汽油是纯净物
B.石油产品都可用于聚合反应
C.天然气是一种清洁的化石燃料
D.水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料C3.(2011年宁夏银川联考)石油炼制过程中,既能提高汽油产量又能提高汽油质量的方法是( )
A.常压分馏 B.减压分馏
C.裂解 D.裂化解析:选项中的四种方法都是石油炼制加工的方法,而其目的不同。A项中能对石油进行初步加工,得到的汽油产量较小;B项操作不会得到汽油;C项所得产物主要是乙烯、丙烯等小分子短链不饱和烃;只有D项才能得到质量更高、产量更多的汽油。
答案:D4.环境污染已成为人类社会所面临的重大威胁,各种污染数不胜数。下列各名词中与环境污染无关的是( )
①温室效应 ②赤潮 ③酸雨 ④光化学污染 ⑤臭氧层空洞 ⑥水俣病 ⑦潮汐 ⑧大脖子病
A.②③ B.⑦⑧ C.⑥⑦⑧ D.②⑤⑦解析:①、③和④是化石燃料的燃烧造成的污染;②和⑥是与水体污染有关;⑤是氟氯烃造成的污染;⑦是自然现象;⑧是病人体内缺碘造成的。
答案:B 5.(2011年保定模似)四氟乙烯的分子式为CF2===CF2,它的加聚反应的产物聚四氟乙烯可以作为不粘锅的内衬,其结构可表示为( )6. 下列叙述正确的是( )?
A. 乙烯和苯都能使溴水褪色,褪色的原因相同?
B.煤油可由石油分馏获得,可用作燃料和保存少量金属钠?
C.乙烯和乙烷都能发生加聚反应?
D.石油的裂解是物理变化B能力提升7.2012年伦敦奥运会的几项工程采用了高分子膜材料“ETFE”,该材料是四氟乙烯(CF2===CF2)与乙烯(CH2===CH2)发生聚合反应得到的高分子材料。下列说法不正确的是( )
A.“—CH2—CH2—CF2—CF2—”的连接方式在“ETFE”分子中可能存在
B.合成“ETFE”的反应为加聚反应C.CF2===CF2和CH2===CH2均是平面形分子
D.CF2===CF2可由CH3CH3与F2两种物质直接反应制得8.化学与人类生活、社会可持续发展密切相关,下列措施有利于节能减排、保护环境的是( )
①加快化石燃料的开采与使用 ②研发易降解的生物农药 ③应用高效洁净的能源转换技术 ④田间焚烧秸秆
⑤推广使用节能环保材料
A.①③⑤ B.②③⑤ C.①②④ D.②④⑤解析:化石燃料指煤、石油和天然气,不可再生且有限,大量开采和使用化石能源,会产生大量二氧化碳,加剧温室效应,①错误;易降解的生物农药就是残留的有机物易转化成可溶性、可降解型小分子,不对环境造成危害,②正确;高效洁净的能源转换技术将能源进行转换,可以提高能源利用率、减小粉尘等污染,如煤气化和液化技术等,③正确;田间焚烧秸秆产生大量大气污染物,造成环境污染,④错误;节能环保材料符合要求,⑤正确。
答案:B 9.某同学设计了如下图所示装置进行石油分馏的实验:(1)指出实验装置中仪器A、B、C、D的名称:A________________________________________________________________________、
B____________、C____________、D____________。
(2)指出该同学所设计的实验装置中存在的错误,并给予改正:
错误:①______________________________________。
②____________________________________________。改正:①_________________________________________。
②_____________________________________________。
(3)实验装置改正后,进行气密性检查的方法:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)蒸馏烧瓶中放入几片碎瓷片的作用是___________________________________________________。解析:蒸馏时要特别注意温度计的水银球要与蒸馏烧瓶的支管口相平;冷凝管的水流应是下进上出;并且要加入几片碎瓷片来防止暴沸。
答案:(1)蒸馏烧瓶 冷凝管 牛角管 锥形瓶
(2)错误:①温度计水银球伸入液面以下 ②冷凝管水流方向上口进水,下口出水
改正:①温度计水银球应与蒸馏烧瓶的支管口相齐平
②冷凝水水流方向应是下口进水,上口出水(3)连接好装置后,将牛角管的下口浸入水槽中,对烧瓶的底部微热,牛角管的管口有气泡冒出,冷却后,若牛角管内形成一段水柱,说明装置的气密性良好
(4)防止暴沸10.汽车的发明与使用,是人类智慧的杰出体现,它为人们的生活和生产带来了极大的方便,同时,由此引发的环境污染问题也越来越引起人们的关注。
(1)新型环保出租车采用“LPG+汽油”的双燃料系统,其尾气中的有毒气体成分较普通车型下降80%左右,缓解了汽车尾气排放给城市环境造成的污染问题。下列物质中不属于上述有毒气体的成分是________。
A.CO2和H2 B.NO2和NO
C.CO和SO2 D.C粒和含铅化合物A(2)所谓“绿色汽车”是指使用液化石油气等无污染或污染较小的能源作燃料的汽车。“绿色汽车”可避免有毒的铅、苯的同系物以及稠环芳烃的排放。燃烧等质量的液化石油气(主要成分是含C3~C4的烃)与汽油相比较________。
A.前者生成的水较少
B.前者消耗的氧气量较少
C.前者燃烧产生的热量较多
D.前者产生的含碳化合物种类较少D(3)为减少大气污染,许多城市推广汽车使用清洁燃料。目前使用的清洁燃料主要有两类:一类是压缩天然气,另一类是液化石油气。这两类燃料的主要成分都是______。
A.碳水化合物 B.碳氢化合物
C.氢气 D.醇类B感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束