化学键与化学反应 课件(共两课时)1

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名称 化学键与化学反应 课件(共两课时)1
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资源类型 教案
版本资源 鲁科版
科目 化学
更新时间 2016-05-31 21:11:58

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课件45张PPT。1.化学反应中的最小微粒是什么?化学反应前后物质变化的原因是什么?
提示 化学反应中的最小微粒是原子。化学反应前后物质变化的原因是组成物质的原子的组合方式发生了变化。第一节 化学键与化学反应
2.什么叫离子,它是怎样形成的?
提示 带电的原子或原子团,它是由原子或原子团得失电子后而形成的。
3.以电解水为例,水是如何分解生成氢气和氧气的?
提示 在电的作用下,水分子中的氢原子与氧原子间的相互作用被破坏,氧原子间通过一定相互作用重新结合成氧分子,氢原子间通过一定相互作用重新结合成氢分子。 1.了解化学键的含义。
2.了解离子键、共价键的概念及形成。
3.了解化学反应中物质变化和能量变化的实质。 第1课时 化学键与化学反应中的物质变化1.化学键的概念: 称为化学键。
2.化学反应的实质:研究证实,化学反应中物质变化的实
质是 。
3.化学键的分类:化学键包括 、 、金属键等。相邻原子间的强相互作用旧化学键断裂和新化学键形成共价键离子键1.共价键:(1)共价键的形成:在形成氯化氢分子的过程中,
氯 和氢 各提供一个 组成一对 ,使两
者的最外电子层都达到 并产生强烈的相互作用(化
学键),从而形成了氯化氢分子。
(2)共价键的概念:共价键是 间通过 形成的化
学键。笃学二 共价键和离子键 原子原子电子共用电子稳定结构原子共用电子2.离子键
(1)离子键的形成:在氯化钠的形成过程中, 最外层的一个电子转移到 最外层上,形成带正电荷的 和带负电荷的 (二者的最外层均达到 个电子的稳定结构),带相反电荷的两种离子通过 形成稳定的化合物——氯化钠。
(2)离子键的概念:阴、阳离子之间通过 形成的化学键,叫做离子键。钠原子氯原子Na+Cl-8静电作用静电作用
3.共价键和离子键的形成元素
和 是化学键的两种主要类型。一般情况下, 元素原子与 元素原子间易形成离子键,而 元素原子间形成共价键。离子键共价键活泼金属活泼非金属非金属1.离子化合物:含有 的化合物。一般包括活泼金属的氧化物、强碱及大多数盐等,如NaNO3、CaO、Ca(OH)2等。
2.共价化合物:只含 的化合物。一般包括非金属的氧化物、氢化物、强酸等,如:H2O、SO2、H2S、HNO3等。 笃学三 化学键与物质的构成 离子键共价键
【慎思1】 任何物质内部都有化学键吗?
提示 不一定,如稀有气体的单质属于单原子分子,原子间没有化学键。
【慎思2】 NaCl溶于水有化学键变化吗?是否属于化学变化?
提示 NaCl溶于水发生电离:NaCl===Na++Cl-,有旧化学键的断裂,但没有新化学键的形成,因此不属于化学变化。【慎思3】 金属元素与非金属元素间一定会形成离子键吗?
提示 不一定,只有活泼金属与活泼非金属间能形成离子键,如NaF、NaCl、KI等;很多金属与非金属化合物内却是共价键,如AgCl、AgI,研究发现连AlCl3内部都是共价键,所以不能根据元素种类,简单地划分化学键类型。
【慎思4】 工业上通常是电解MgCl2制金属镁,但用Al2O3而不用AlCl3制取铝,为什么?
提示 MgCl2晶体中存在离子键,是离子化合物,而AlCl3是共价化合物。 1.化学键的本质
(1)化学键是“原子”间的相互作用,而不是分子间的作用,这里所说的原子是广义上的原子,既包括中性原子,也包括带电原子或原子团(即离子)。
(2)化学键是“相邻”原子间的相互作用。物质内不相邻的原子间也有相互作用,但它们之间的相互作用一般不强烈,它们不是化学键。要点一 |化学键
(3)化学键是原子间“强烈”的相互作用。如果物质内相邻的两个原子间的作用很弱,如氦气中相邻的氦原子之间的作用,就不是化学键,因此稀有气体原子间不存在化学键(它们之间的相互作用叫做分子间作用力)。
(4)“相互作用”不能理解为相互吸引,它既包括相互吸引,也包括相互排斥,是二者的平衡。2.化学键的形成
稀有气体元素的原子电子层结构已达稳定状态,所以稀有气体是单原子分子。而金属元素、非金属元素的原子最外层均未达到稳定结构,它们都有达到稳定结构的趋势,可以通过得失电子或共用电子等形式而达到稀有气体的稳定结构,从而形成化学键。
共价键形成的实质是原子之间形成了共用电子。一定数目的共用电子的形成使原子达到了稳定的电子层结构,产生了强烈的相互作用。因此原子之间形成的共用电子是一种电性作用。由于分子中只能含有原子,故共价键成键微粒是原子,而不是离子。
离子键的实质是静电作用,它包括阴、阳离子之间的静电吸引和两种离子的核间以及他们电子间的静电排斥两个方面,当相互吸引和相互排斥达到平衡时,就形成了稳定的化合物,它不再显电性。成键的微粒是阴、阳离子,而不是原子。
【例1】下列关于化学键的叙述正确的是 (  )。
A.化学键既存在于相邻原子之间,又存在于相邻分子之 间
B.两个原子之间的相互作用叫化学键
C.化学键通常指的是相邻的两个或多个原子之间的强相 互作用
D.阴、阳离子之间有强烈的吸引作用而没有排斥作用解析 本题主要考查对化学键概念的掌握和理解情况。化学
键的概念强调两个方面:一是相邻的原子之间;二是强相互
作用。化学键存在于相邻的原子间或离子间,不存在于分子
与分子之间,A项错误;相邻原子间的强相互作用才是化学
键,B项错误,C项正确;不论是相邻原子间还是相邻离子
间,相互作用既包含相互吸引,也包含相互排斥,D项错
误。
答案 C对于化学键的概念,“相邻”“原子间”“强相互作用”关键字眼少任何一个都不完整、不严密。关键有两点:一是化学键存在于分子内相邻的原子间或离子间,不存在于分子与分子之间;二是“强相互作用”不能只理解为引力,而是引力与斥力的综合作用。【体验1】现有如下说法:①在水中氢、氧原子间均以化学键相结合;②金属和非金属化合形成离子键;③离子键是阳离子、阴离子的相互吸引;④根据电离方程式:HCl===H++Cl-,可判断HCl分子里存在离子键;⑤H2分子和Cl2分子的反应过程是H2、Cl2分子里共价键发生断裂生成H、Cl,而后H、Cl形成离子键的过程。上述说法正确的是 (  )。
A.①②⑤正确 B.都不正确
C.④正确,其他不正确 D.仅①不正确解析 水中存在分子内的H、O原子之间的相互作用,但也
存在分子间的H、O原子间的相互作用,而化学键只指分子
内相邻原子间强烈的相互作用,①叙述不正确;离子键不是
存在于任何金属和非金属微粒间,只是活泼金属和活泼非金
属化合时,才可形成离子键,②叙述不正确;在离子化合物
中,阴、阳离子间存在相互作用,但不单指相互吸引力,还
有相互排斥力,③叙述不正确;HCl分子中不存在离子,它
属于共价化合物,分子中没有离子键,④叙述不正确;化学
反应的本质是旧键断裂、新键形成的过程,但HCl中存在的
是共价键而非离子键,⑤不正确;故答案为B。
答案 B1.离子键与共价键的比较要点二 |化学键与化合物类型 2.离子化合物与共价化合物的比较【例2】人在地球上生活而不能脱离地球,是因为地球对人有吸引力。同样,原子之间能自动结合主要是因为它们之间存在着强烈的相互作用——化学键,化学键使得100多种元素构成了世界的万事万物。下列关于化学键的叙述中不正确的是
(  )。
A.离子化合物可能含共价键,共价化合物中不含离子键
B.共价化合物可能含离子键,离子化合物中只含禽子键
C.构成单质分子的微粒,不一定含有共价键
D.在氧化钠中,除氧离子和钠离子的静电吸引作用外,还存在电子与电子、原子核与原子核之间的排斥作用解析 离子化合物是由阴、阳离子通过离子键结合而成的,
因此,离子化合物中一定含有离子键。除离子键外,离子化
合物还可能含共价键。如NaOH是由Na+和OH-结合而成的
离子化合物,而OH-中含有O—H共价键,在共价化合物
中,各原子均靠共用电子相结合,不存在离子和离子键,故
A项正确,B项错误。稀有气体分子中不存在化学键,C项正
确。在离子化合物中除阴、阳离子电荷之间的静电吸引作用
外,还存在电子与电子、原子核与原子核之间的排斥作用,
故D项正确。
答案 B物质的类别与化学键类型的关系:(1)当一个化合物中只存在
离子键时,该化合物是离子化合物。(2)当一个化合物中同时
存在离子键和共价键时,该化合物是离子化合物。(3)只有当
化合物中只存在共价键时,该化合物才是共价化合物。(4)在
离子化合物中一般既含有金属元素又含有非金属元素(铵盐
除外);共价化合物一般只含有非金属元素,但个别含有金
属元素,如AlCl3是共价化合物;只含有非金属元素的化合
物不一定是共价化合物,如氯化铵等铵盐属于离子化合物。
(5)非金属单质中只有共价键,稀有气体分子中无化学键。【体验2】某元素的原子最外层只有一个电子,它与卤素结合时,所形成的化学键 (  )。
A.一定是离子键
B.一定是共价键
C.可能是离子键也可能是共价键
D.以上说法都不正确
解析 最外层只有一个电子可能是氢原子,也可能是碱金属
元素的原子,则它与卤素结合时,可能生成HX(X代表卤素
原子),存在共价键,也可能生成RX(R代表碱金属原子),存
在离子键,故C项符合题意。
答案 C要点三 |用电子式表示化学键及其形成
【例3】已知5种元素的原子序数大小顺序为C>A>B>D>E,A、C同周期,B、C同主族。A与B形成的离子化合物A2B中所有离子的电子数相等,其电子总数为30;D和E可形成4核10个电子的分子。试回答下列问题:
(1)写出5种元素的名称:
A________,B________,C________,D________,E________。
(2)用电子式表示离子化合物A2B的形成过程:
_________________________________________________
__________________________________________________。
(3)写出下列物质的电子式:
①D元素形成的单质______________;
②E与B形成的化合物______________;
③A、B、E形成的化合物______________;
④D与E形成的常见共价化合物______________。
解析 因为A、B离子的电子数相等,在电子总数为30的A2B型离子化合物中,每个离子的电子数均为10,故可推知A为钠元素,B为氧元素。D和E可形成4核10个电子的分子,且知原子序数大小顺序为C>A>B>D>E,可得E为氢元素,D为氮元素;C与钠元素同周期,与氧元素同主族,故为硫元素。
答案 (1)钠 氧 硫 氮 氢
(2)书写电子式时应注意的问题
(1)同一原子的电子不能既用“×”表示,又用“·”表示,
如Mg原子的电子式可表示为“·Mg·”或“×Mg×”,但
不能写成“·Mg×”。
(2)单一原子形成的简单阳离子,由于最外层电子已完全失
去,所以不用再表示出电子数,其离子符号就是该阳离子的
电子式,如Al3+就是铝离子的电子式。(3)对于离子化合物的电子式要注明离子所带电荷的情况,且
阴离子最外层电子用“[ ]”括起来,相同离子的电子式不
可以合并。
(4)用电子式表示化合物形成过程时要注意:①连接号必须使
用“―→”,而不能用“===”;②左边相同的原子的电子式
可以合并,但右边构成离子化合物的每个离子都要单独写,
不能合并。答案 A 规律探究七 共价化合物分子中各原子最外层达到8电子稳定结构的判断方法
【知识支持】
我们知道共价化合物中各元素的化合价数值是该元素的一个原子在形成化合物时所形成的共用电子的数目,而一对共用电子有2个电子,一般来说是由该元素的原子提供1个电子,另1个电子由与该元素原子形成共价键的另一元素提供的, 则每形成1对共用电子就会使该元素原子最外层增加1个电
子,从而该元素原子最外层的电子数就为该元素原子电中性
时最外层的电子数加上该元素的化合价数的绝对值(或共价
键数目)。如在PCl3分子中P原子最外层的电子数为P元素原
子的最外层电子数(5)加上其化合价数的绝对值(3)等于8个电
子,而PCl3分子中Cl原子最外层的电子数为Cl元素原子的最
外层电子数(7)加上其化合价数的绝对值(1)等于8电子。而在
PCl5分子中P原子最外层的电子数为P元素原子的最外层电子
数(5)加上其化合价数的绝对值(5)等于10个电子。
故共价化合物分子中的各原子最外层是否达到8电子稳定结构,要看该元素原子电中性时最外层的电子数与其化合价数的绝对值(或共价键数目)之和是否等于8个电子。若分子中各原子化合价的绝对值与该原子最外层电子数之和等于8,则分子中所有原子都会满足最外层8电子结构。【问题探究】
短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大。元素W是密度最小的碱金属元素,X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素,Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。下列说法错误的是(  )。
A.元素W、X的氯化物中,各原子均满足8电子的稳定结构
B.元素X与氢形成的原子比为1∶1的化合物有很多种
C.元素Y的单质与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气生成
D.元素Z可与元素X形成共价化合物XZ2解析 元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素,则Y为Al。
原子序数Z>Y,且Z为最外层电子数是其电子层数的2倍的
短周期元素,因此Z为S。X原子的最外层电子数是内层电子
数的2倍且原子序数X<Y,因此X为C。W是锂,所以W、
X、Y、Z依次为Li、C、Al、S四种元素。A项,LiCl、CCl4
中Li原子没有满足8电子稳定结构,错误。B项,C、H两种
元素按1∶1化合,可生成C2H2、C6H6等很多化合物,正
确。C项,金属铝与NaOH溶液或盐酸均可生成H2,正确。
D项,C与S可形成CS2,正确。
答案 A 课件27张PPT。第2课时 化学键与化学反应中的能量变化 1.实验操作步骤、现象及结论笃学一 升高NaOH+ HCl===
NaCl+H2O释放溶解气泡升高释放Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑刺激性气味气体冻结在一起吸收
2.化学反应中能量变化结论
每一个化学反应都伴随着能量的变化,有的 能量,有的 能量。释放吸收1.常见的放热反应
(1)所有的 反应;(2)酸碱 反应;(3)金属与水或酸发生的 反应;(4)大多数 反应(C与CO2反应等除外);(5)铝热反应。
2.常见的吸热反应
(1)铵盐与碱的反应[如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl固体的反应];(2)大多数 反应;(3)以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应。笃学二 常见的放热反应和吸热反应 燃烧中和置换化合分解化学反应中能量变化的实质
(1)在化学反应过程中,破坏旧化学键时,需要 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 一定的能量。因此,在化学反应中,不仅有 生成,而且还伴随着能量的变化。笃学三 化学反应中能量变化实质及转化 吸收释放新物质(2)在化学反应中,如果形成新化学键所 的能量 破
坏旧化学键所 的能量,该反应开始后,就会有一定的能
量以 、 或 等形式释放出来;如果新化学键的形
成所 的能量 破坏旧化学键所 的能量,该反应
就需要不断 能量才能使反应持续进行。
(3)化学反应与其他形式的能量的转化
化学反应的能量变化还可以看做“储存”在物质内部的能量
( 能)转化为 能、 能或 能等释放出来,或者是
能、 能或 能等转化为物质内部的能量( 能)被
“储存”起来的过程。 释放大于吸收热能电能光能释放小于吸收吸收化学热电光热电光化学【慎思1】
天然气的燃烧是化学变化,该反应能放出较多的能量。那么,你知道化学反应中为什么会有能量变化吗?
提示 形成新化学键所释放的能量不等于破坏旧化学键所吸收的能量。
【慎思2】 某同学在做消石灰与氯化铵反应的实验时,没有发现结冰现象,其原因可能有哪些?
提示 (1)药品用量太少;(2)消石灰没有研碎;(3)用玻璃棒搅拌速度过慢;(4)烧杯与玻璃片间滴的水过多。
【慎思3】 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应吗?
提示 不对,加热只是反应所需的一种条件,并不能证明一定是吸热反应。反应的放热、吸热取决于反应物总能量和生成物总能量的相对大小。只要反应物总能量大于生成物总能量,反应一定放热。有的反应很难进行,条件要求很高,但仍是放热反应,例如合成氨的反应。【慎思4】 讨论判断
①任何化学反应都伴随能量变化 (  )。
②化学反应中的能量变化都表现为热量的变化 (  )。
③反应物的总能量高于生成物的总能量时,发生放热反应
(  )。
④反应物的总能量低于生成物的总能量时,发生吸热反应
(  )。
⑤煤燃烧时化学能主要转化为热能 (  )。
⑥化石燃料和植物燃烧时放出的能量均来源于太阳能
(  )。
⑦动物体内葡萄糖被氧化成CO2是热能转变成化学能的过程
(  )。
提示 ①√ ②× ③√ ④√ ⑤√ ⑥√ ⑦× 化学反应发生时,物质种类变化的同时一定伴有能量变化,
但一个化学反应是放热反应还是吸热反应取决于形成新化学
键释放的能量和破坏旧化学键所吸收的能量的相对大小或反
应物的总能量与生成物的总能量的相对大小,与反应条件无
关。
我们可以从四个方面来判断一个化学反应是放热反应还是吸
热反应:要点一 |放热反应和吸热反应的判断方法 1.从化学键的断裂与形成来判断
若E1>E2,反应为吸热反应;
若E1<E2,反应为放热反应。2.从反应物和生成物所具有的能量来判断


若反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量,则反应为放热反应(如图1);
若反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量,则反应为吸热反应(如图2)。3.根据经验规律来判断
(1)常见的放热反应
①所有的燃烧反应;②酸碱中和反应;③金属与水或酸发生的置换反应;④大多数化合反应(C与CO2反应等除外);⑤铝热反应。
(2)常见的吸热反应
①铵盐与碱的反应[如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl固体的反应];②大多数分解反应;③以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应。
4.根据反应条件来判断
需要持续加热才能进行的反应一般是吸热反应,如碳酸钙的受热分解;若反应在开始时需要加热,反应开始后不再加热就能继续进行,则反应为放热反应,如铁与硫的反应。【例题】 下列说法正确的是 (  )。
A.吸热反应一定是释放能量
B.在一个确定的化学反应关系中,反应物的总能量总是
高于生成物的总能量
C.反应是放热还是吸热要看破坏旧化学键吸收的能量总
和与形成新化学键释放出的总和的大小
D.吸热反应在常温下不能发生解析 吸热反应是把热能等转化为物质内部的能量被“贮
存”起来的过程,故A项错误;在一个确定的化学反应关系
中,反应物的总能量与生成物的总能量总是不等,当前者大
于后者,化学反应为放热反应;前者小于后者,化学反应为
吸热反应,故B项错误;化学反应是放热还是吸热要看破坏
旧化学键吸收的能量总和与形成新化学键释放出的能量总和
的大小,故C项正确;放热反应和吸热反应在一定的条件下
都能发生,吸热反应在常温下也能发生,如Ba(OH)2·8H2O
与NH4Cl固体的反应,故D项错误。
答案 C1.吸热反应并不一定需要加热才能发生,如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl固体的反应;放热反应有时需要加热才能发生,如铁与硫的反应。因此,化学反应需要在一定条件下才能发生,是否需要加热由反应物本身的性质决定,而与反应是吸热反应还是放热反应无关。2.化学变化都伴有能量变化,但伴有能量变化的过程不一定都是化学变化。如NaOH固体的溶解、浓硫酸的稀释等过程都有明显的热量放出,但这些过程中没有新物质的生成,故它们不是化学变化。
3.化学反应中的能量变化不仅仅表现为热量变化,能量的表现形式多种多样。反应中可能是化学能与热能、电能或光能等之间的转化。常见的化学反应的能量变化通常表现为热量变化。
【体验1】 下列变化过程中,需吸收能量的是 (  )。
A.H+H===H2 B.H+Cl===HCl
C.I2===I+I D.C+O2===CO2
解析 物质间进行化学反应时,形成化学键时要放出能量,A、B在形成H2、HCl时释放能量;D是碳的燃烧反应,根据生活常识我们也知道燃烧过程释放能量;而拆开物质中的化学键时则需要吸收能量。
答案 C【体验2】下列变化属于吸热反应的是________(填序号)。
①液态水汽化;②胆矾受热变为白色粉末;③苛性钠固体溶于水;④氯酸钾分解制氧气;⑤生石灰与水反应生成熟石灰;⑥干冰升华
解析 注意吸热过程、放热过程与吸热反应、放热反应的区别。①水的汽化是物理变化,不属于吸热反应;②CuSO4·5H2O受热分解生成CuSO4和H2O,属于吸热反应;⑤是放热反应;③⑥均为物理变化。
答案 ②④规律探究八 利用化学键计算化学反应中的能量变化
【知识支持】
1.正确理解和公式导出
化学键的断裂和形成是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因,利用化学键的能量变化可粗略计算化学反应过程中的能量变化。以H2+Cl2===2HCl(H2、Cl2的物质的量均为1 mol)为例:【问题探究】
化学反应A2+B2===2AB的能量变化如图所示,则下列说法正确的是 (  )。
A.该反应是吸热反应
B.1 mol A—A键和1 mol B—B键断裂能放出x kJ的能量
C.2 mol A—B键断裂需要吸收y kJ的能量
D.2 mol AB的总能量高于1 mol A2和1 mol B2的总能量
解析 由图知,1 mol A2和1 mol B2的总能量高于2 mol AB的
能量,所以该反应放热;化学键断裂时需吸收能量,B项错
误,C项正确。
答案 C名师点评 化学反应中的能量变化值=Q总吸-Q总放。利用这
一公式进行计算时,还应注意:
(1)可以根据化学反应中的能量变化计算某一种具体的化学键
断裂时吸收能量或形成时放出能量的多少。
(2)计算出的能量变化如果为正值,则反应吸热,如果是负
值,则反应放热。