2017—2018学年化学人教版必修2 同步教学课件(25份)

文档属性

名称 2017—2018学年化学人教版必修2 同步教学课件(25份)
格式 zip
文件大小 85.8MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 化学
更新时间 2017-11-23 15:06:31

文档简介

课件38张PPT。第一章章末素能提升物质结构 元素周期律知 识 网 络专 题 归 纳
专题一 有关原子结构考查的3个方面(2)记住四个数量关系。
①质子数(Z)=核电荷数=核外电子数。
②质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)。
③阳离子的核外电子数=质子数-所带电荷数。
④阴离子的核外电子数=质子数+所带电荷数。
(3)理解“四素”的适用范围
A C B 1.元素推断题的解题思路一般为先确定该元素所在的主族位置,然后再根据该族元素性质变化规律进行推测判断。元素推断的基本思路如下图所示:
专题二 利用周期表或元素周期律解元素推断题的方法和思路2.确定元素形成的化合物的解题思路一般为推价态、定元素、想可能、得形式,从而获得结果。
3.对元素“位、构、性”关系的分析思路一般为先确定元素所在周期表中的位置,然后再根据位置推测性质。B
解析:同周期主族元素从左到右,金属性逐渐减弱,即金属性:Na(或Mg)>Al,B项正确。
原子半径:Na(或Mg)>Al>S>O,A项错误;Al2O3对应的水化物为Al(OH)3,Al(OH)3是两性氢氧化物,C项错误;同主族元素自上而下,非金属性逐渐减弱,则对应单质的氧化性逐渐减弱,即氧化性:O2>S,D项错误。3 ⅥA Si SiO2极性 Mg Mg+2HCl===MgCl2+H2↑ C 1.物质所含化学键类型的判断:
(1)只含共价键的物质。
①同种非金属元素构成的单质,如I2、N2、P4、金刚石、晶体硅等。
②不同非金属元素构成的共价化合物,如HCl、NH3、SiO2、CS2等。
(2)只含有离子键的物质。
活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物,如Na2S、CsCl、K2O、NaH等。
(3)既含有离子键又含有共价键的物质。
例如。Na2O2、NH4Cl、NH4NO3、NaOH、Na2SO4等。专题三 化学键知识的考查点及解题策略(4)无化学键的物质。
稀有气体,如氩气、氦气等。
2.离子化合物和共价化合物的判断方法:
(1)根据构成化合物的粒子间是以离子键还是以共价键结合来判断。
一般来说,活泼的金属原子和活泼的非金属原子间形成的是离子键,同种或不同种非金属原子间形成的是共价键。
(2)根据化合物的类型来判断。
大多数碱性氧化物、强碱和盐都属于离子化合物;非金属氢化物、非金属氧化物、含氧酸都属于共价化合物。(3)根据化合物的性质来判断。
熔点、沸点较低的化合物一般是共价化合物;溶于水后不能发生电离的化合物是共价化合物;熔化状态下能导电的化合物是离子化合物,不导电的化合物是共价化合物。B 解析:a-的电子层结构与氦相同,则a是氢元素。b和c次外层有8个电子,最外层电子数分别为6、7,则b是硫元素,c是氯元素。d的最外层电子数为1,Cl-和d+的电子层结构相同,则d是钾元素。
如H2S中H的化合价为+1,S的化合价为-2,则非金属性S>H;Cl与S同周期,原子序数Cl>S,则非金属性Cl>S。综上可知,元素的非金属性次序为Cl>S>H,A项正确。
H、S、Cl都是非金属元素,K是活泼金属元素。H与S形成的化合物是共价化合物(H2S),H与Cl形成的化合物是共价化合物(HCl),H与K形成的化合物是离子化合物(KH),B项错误。
K分别与H、S、C1形成的化合物是离子化合物KH、K2S、KCl,C项正确。
H的最高和最低化合价分别是+1、-1,它们的代数和是0,S的最高和最低化合价分别是+6、-2,它们的代数和是4;Cl的最高和最低化合价分别是7、-1,它们的代数和是6,D项正确。A C 1.原子结构
(1)对原子或阴、阳离子的电子数的计算方法不明确导致出现错误。
(2)不能明确同位素、同素异形体的区别和联系。
(3)对相关数量关系不明确产生错误。
(4)对核素的理解不准确易产生错误。2.元素周期律和元素周期表
(1)不能准确掌握元素周期表的结构。
(2)不能正确理解金属性和非金属性强弱比较的依据。
(3)忽视氧元素、氟元素等具有特殊性的元素。
(4)不能正确应用元素周期律(混淆了稳定性和熔沸点的区别)的相关知识进行解题。
3.化学键
(1)不能正确判断离子键和共价键(忽视稀有气体中不含有化学键)。
(2)不能正确判断离子化合物和共价化合物。
(3)不会正确书写电子式。× × × × √ √ × × × × × × × √ × √ × × √ × × × × × × × × × × × × × √ × × × × × √ √ × √ √ × × × × 课件42张PPT。第二章章末素能提升化学反应与能量知 识 网 络化





量 化





量 化





量 化





量 化





量 专 题 归 纳放热反应和吸热反应的理解
(1)反应放热或吸热,关键取决于反应物与生成物的总能量的相对大小,与反应条件无必然关系。很多放热反应需要加热或点燃才能发生,而有些吸热反应不需加热即能发生。
(2)对于可逆反应,若正反应为吸热反应,则逆反应为放热反应,且放出的热量和吸收的热量相等。
(3)对同一化学反应而言,反应放出(或吸收)的热量与物质的状态及参加反应的反应物的量有关。专题一 化学反应中的能量C
解析:由图知1 mol A2和1 mol B2的总能量大于2 mol AB的总能量,该反应为放热反应,A、D错误;化学键断裂时吸热,B错误;由图知2 mol A—B键断裂吸收y kJ的能量,C正确。A 解析:A项,根据图像,反应物的总能量大于生成物的总能量,此反应属于放热反应,故错误;B项,根据能量守恒定律,放出的热量为E1-E3,故正确;C项,设计成原电池,要求反应属于氧化还原反应,题目中没有说明此反应是否是氧化还原反应,故错误;D项,反应能量变化量只跟反应的始态和终态有关,跟反应过程无关,故错误。B 原电池的工作原理
原电池的工作原理是高考考查的热点,考查点为
专题二 原电池的工作原理C A B
专题三 化学反应速率的比较及计算2.基本步骤
(1)确定反应物或生成物的起始加入量。
(2)确定反应过程中各物质的变化量。
(3)确定反应进行至某时刻时各物质的量。
(4)依据题干中的条件建立等式关系进行解答。
(5)应用化学反应速率之比=物质的量浓度变化之比=物质的量变化之比=化学计量数之比。解析:根据反应速率之比是相应的化学计量数之比可知都用C物质表示的反应速率(mol·L-1·min-1)为0.75、0.9、0.8、0.75,所以反应速率最快的是v(B)。B D 解答化学反应速率图象题的分析方法
对于化学反应速率的有关图象问题,可按以下的方法进行分析:
(1)认清坐标系,搞清纵、横坐标所代表的意义,并与有关的原理挂钩。
(2)看清起点,分清反应物,生成物,浓度减小的是反应物,浓度增大的是生成物,一般生成物多数以原点为起点。
(3)抓住变化趋势,分清正、逆反应,吸、放热反应,升高温度时,v在速率一时间图上,要注意看清曲线是连续的还是跳跃的,分清渐变和突变,大变和小变。例如,升高温度,v小增,增大反应物浓度,v渐变。
(4)注意终点,例如在浓度——时间图上,一定要看清终点时反应物的消耗量,生成物的增加量,并结合有关原理进行推理判断。专题四 化学反应速率的有关图象及化学反应限度D A.图甲表明,其他条件相同时,H2O2浓度越小,其分解速率越快
B.图乙表明,其他条件相同时,溶液pH越小,H2O2分解速率越快
C.图丙表明,少量Mn2+存在时,溶液碱性越强,H2O2分解速率越快
D.图丙和图丁表明,碱性溶液中,Mn2+对H2O2分解速率的影响大
解析:由图甲可知,起始时H2O2的浓度越小,曲线下降越平缓,说明反应速率越慢,A项错误;OH-的浓度越大,pH越大,即0.1 mol·L-1 NaOH对应的pH最大,曲线下降最快,即H2O2分解最快,B项错误;由图丙可知,相同时间内,0.1 mol·L-1 NaOH条件下H2O2分解最快,0 mol·L-1 NaOH条件下H2O2分解最慢,而1.0 mol·L-1 NaOH条件下H2O2的分解速率处于中间,C项错误;由图丁可知,Mn2+越多,H2O2的分解速率越快,说明Mn2+对H2O2分解速率影响较大,D项正确。D D 解析:由图象可知,曲线a随时间的推移逐渐增大且20 s时Δn(a)=2Δn(b),所以曲线a表示生成物NO2的物质的量随时间的变化曲线,A项正确;10 s以后,NO2的物质的量继续增加,说明反应正向移动,则10 s时,v(正)>v(逆),B项正确;20 s后反应物和生成物的物质的量不再发生变化,说明该反应达到平衡,则20 s时反应达到平衡,C项正确;0~20 s内,v(N2O5)=2.0÷(2×20)=0.05 mol·L-1·s-1,则v(O2)=0.5v(N2O5)=0.025 mol·L-1·s-1,D项错误。1.化学反应中的能量变化
(1)不能正确理解放热反应和吸热反应。
(2)混淆物质的稳定性与物质本身具有的能量大小的关系。
(3)不能正确利用键能进行相关计算。
(4)不清楚物质燃烧放热的多少与物质的量和物质的状态有关。2.原电池原理及新型化学电源
(1)不能正确理解原电池的工作原理。
(2)判断原电池正负极时机械地认为活泼性强的金属一定为负极。
(3)书写电极反应式时忽视溶液的环境。
(4)不会利用原电池的工作原理分析新型化学电源。
3.化学反应速率及限度
(1)不会正确计算化学反应速率。
(2)通过增大浓度影响反应速率时,忽视硝酸和浓硫酸的特性。
(3)不能正确判断压强对反应速率的影响。
(4)不会正确判断化学平衡状态。
(5)不能正确理解化学反应限度。× √ × × × × √ × × √ × × √ √ √ √ × × × × × √ ×√ √ √ × × × × × √ × √ √ 课件41张PPT。第三章章末素能提升有机化合物知 识 网 络三、基本营养物质的组成及性质基




质 基




质 专 题 归 纳专题一 有机反应的主要类型及常见反应解析:A.乙烯含有碳碳不饱和键,乙醇(CH3CH2OH)不含碳碳不饱和键。B.苯和氯乙烯(CH2===CHCl)都含有碳碳不饱和键。C.乙酸(CH3COOH)和溴乙烷(CH3CH2Br)都不含碳碳不饱和键。D.丙烯(CH2===CHCH3)含有碳碳不饱和键,丙烷(CH3CH2CH3)不含碳碳不饱和键。B 解析:甲烷、苯均不能因化学反应使酸性高锰酸钾溶液褪色,A错误。等质量的三种烃完全燃烧时甲烷消耗氧气最多,B错误。苯属于不饱和烃,D错误。甲烷是正四面体形分子,乙烯、苯是平面形分子,C正确。C 解析:苯与溴水不发生反应,A不符合题意;乙酸和乙醇的酯化反应属于取代反应,C不符合题意;乙烯与溴的四氯化碳溶液发生加成反应,甲烷与Cl2发生取代反应,D不符合题意。B 1.几种特殊的同分异构体
(1)C8H10:乙苯和邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯。
(2)C6H12O6:葡萄糖和果糖。
(3)C12H22O11:蔗糖和麦芽糖。
2.同分异构体数目的判断方法
(1)识记常见分子或基团的同分异构体数:甲烷、乙烷、C2H4、苯等分子无同分异构体,其一卤代物只有一种(新戊烷一卤代物也只有一种);丁烷有2种同分异构体,戊烷、二甲苯有3种同分异构体。专题二 同分异构体(2)基元法:例如:丁基(C4H9—)有4种同分异构体,则丁醇(C4H9—OH)、一氯丁烷(C4H9—Cl)都有4种同分异构体(均指同类有机物)。
(3)替代法:例如:二氯苯C6H4Cl2有3种同分异构体,四氯苯也有3种,二硝基苯也有3种。
(4)等效氢的判断方法
①同一碳原子上的氢原子是等效的。
②同一碳原子上所连甲基上的氢原子是等效的。
③处于镜面对称位置或轴对称位置上的氢原子是等效的。D D 解析:A、D项中物质的最简式不相同。C项中两物质分子式相同、结构不同,互为同分异构体。B项符合题意。B 1.简单有机框图推断题的突破口
(1)利用常见官能团或有机物的特征反应及现象:
专题三 简单有机物的框图推断题解析:由题意可知,该羧酸酯分子含有2个酯基,因此有2个水分子参加反应,即C18H26O5+2H2O―→羧酸+2C2H6O,由原子守恒可知羧酸的分子式为C14H18O5。A D 解析:由题给转化关系可知,B为乙醇,D为乙酸,E为乙酸乙酯。75%的乙醇溶液常用于医疗消毒,A项正确;乙酸可与NaOH溶液发生中和反应,乙酸乙酯可与NaOH溶液发生水解反应,B项正确;乙醇溶于饱和Na2CO3溶液,乙酸与饱和Na2CO3溶液反应产生气泡,乙酸乙酯与饱和Na2CO3溶液不反应,并出现分层现象,C项正确;制备乙酸乙酯常用浓硫酸作催化剂和吸水剂,D项错误。B
解析:该有机物有5个顶点,故碳原子数是5,由有机化合物的成键和结构图分析可得该烃分子式为C5H4,A项正确;中间碳原子形成四个单键,为四面体形,故该分子的碳原子不可能在同一平面内,B项错误;该烃含有两个碳碳双键,故1 mol该有机物最多能够与2 mol Br2发生加成反应,C项正确;该有机物的组成元素只有C和H,故该有机物属于烃。1.常见烃的结构与性质
(1)不明确取代反应、加成反应的特点
(2)甲烷、乙烯和苯的性质及综合应用
(3)不能准确掌握和应用甲烷、乙烯和苯的结构特点
(4)混淆常见烃发生各类反应的原理
2.乙醇、乙酸、酯的结构与性质
(1)混淆乙醇发生反应时的断键位置
(2)不清楚酯化反应的反应原理
(3)乙酸乙酯的制备原理、除杂、收集
(4)反应类型的判断3.基本营养物质
(1)混淆酯和油脂的结构
(2)营养物质的水解反应和特征反应
(3)葡萄糖的结构和性质
(4)淀粉水解程度的检验
4.同系物 同分异构体
(1)不能准确把握同系物间的结构特点
(2)混淆同系物、同分异构体、同位素和同素异形体的概念
(3)同分异构体个数的判断× √ × × × √ √ √ ×√ × √ × √ √ × √ × × × × × × √ √ × 课件27张PPT。第四章章末素能提升化学与自然资源的开发利用知 识 网 络一、开发利用金属矿物和海水资源
1.金属矿物资源的利用金属
矿物
资源
的利
用 二、资源综合利用 环境保护
1.化石燃料的综合利用化







用 专 题 归 纳
专题一 海水化学资源的开发利用C D D
解析:固体灼烧应在坩埚中进行,A错;在上述反应中,溶液呈酸性,不能生成OH-,离子方程式为2H++2I-+H2O2===I2+2H2O,B错;酒精和水互溶,不能作萃取剂,C错。
专题二 化石燃料的综合利用2.天然气的综合利用
天然气主要成分是甲烷,可作清洁燃料和化工原料。
3.石油的综合利用
解析:燃料燃烧产生的CO2是导致温室效应的主要气体之一,A项正确;化石燃料完全燃烧生成的SO2属于大气污染物,B项错误;液化石油气含碳量比燃油低,用液化石油气代替燃油能减少大气污染,C项正确;CO是大气污染物之一,D项正确。B 解析:A项,生成物应为CH2BrCH2Br,不正确;石油的催化裂化既能提高汽油的产量又能提高汽油的质量,裂解是深度裂化,以获取化工原料乙烯、丙烯、丁烯为生产目的,B、C正确;异丁烷与正丁烷互为同分异构体。D正确。A 解析:乙烯、丙烯等低级不饱和烃主要通过石油分馏产品进行裂解而得到。C 1.混淆金属的冶炼方法
2.不清楚海水中溴、碘、镁等的提取
3.不能准确掌握化石燃料的综合利用
4.对绿色化学的核心理解不透彻× √ × × × √ √ × × × × × × √ √ × √ × √ 课件44张PPT。第一章第一节 元素周期表第1课时 元素周期表物质结构 元素周期律新课情境呈现1869年以前,科学家已经陆续发现了63种元素,这些元素之间似乎没有任何联系,好像互不相干。
俄国科学家门捷列夫(Dmitry Ivanovich Mendeleev,1834~1907)在前人工作的基础上,对元素及其性质进行了系统的研究,他将当时已知的63种元素依据相对原子质量大小规律进行排列,制成的表格成为现代元素周期表的雏形。利用周期表,门捷列夫成功预测了当时尚未发现的元素(镓、钪、锗)。
1913年英国科学家莫色勒利用阴极射线撞击金属产生X射线,发现原子序数越大,X射线的频率就越高,因此他认为核的正电荷数决定了元素的化学性质,并把元素依照核内正电荷数(即质子数)排列,经过多年修订后才成为当代的周期表。
随着人们对元素地进一步认识,元素周期表得到了完善,现在元素周期表已经成为人们研究化学、研究物质的一个必备的工具。
在化学学科领域中使用的元素周期表提供的信息更突出了元素的原子结构信息。
让我走进教材,充分认识元素周期表。课前新知预习一、元素周期表的出现和发展
1.最初的周期表:相对原子质量 门捷列夫 2.现行周期表:
(1)排序依据:原子的________________。
(2)形式:随着未知元素留下的空位先后被填满,周期表的形式更完美。
(3)作用:确立了原子序数,更有利于认识元素的相关知识。
点拨:第一张元素周期表与现行元素周期表的排序依据不同。核电荷数 3.原子序数:
(1)含义:按照元素在周期表中的顺序给元素的编号。
(2)原子序数与原子结构的关系。
原子序数=核电荷数=____________=________________。质子数 核外电子数 点拨:周期表中的一个横行称为一个周期。电子层数 电子层数 2.周期表中周期的划分和一般特点:
点拨:Pd元素周期序数≠电子层数。7 电子层数 电子层数 3 1、2、3 4 4、5、6、7 3.周期表中族的特点和划分
点拨:第Ⅷ族占了8、9、10三列,第Ⅷ族既不是主族也不是副族。18 16 最外层电子数 7 ⅠA、ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族 7 8、9、10 18 8
4.常见族的特别名称:
请将族所含元素与其名称用线连接。
①第ⅠA族(除氢)     a.稀有气体元素
②第ⅦA族     b.碱金属元素
③0族     c.卤族元素
答案:①—b ②—c ③—a预习自我检测答案:①—c ②—a ③—d ④—bA D B A D 课堂探究研析问题探究:
1.元素周期表中,周期序数由什么决定?主族族序数由什么决定?
2.元素周期表从左到右一共有18列,哪一列所含元素种类最多?
探究提示:1.周期序数=电子层数;主族族序数=最外层电子数。
2.第3列。因为第3列包含镧系元素和锕系元素。知识点一 元素周期表的结构知识归纳总结:
1.周期(每一横行):
2.族(每一纵行):
3.过渡元素:
元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族共10个纵行,包括了第Ⅷ族和全部副族元素,共68种元素,全部为金属元素,统称为过渡元素。B 解析:A.元素周期表有18列元素,第Ⅷ族包括3列元素,其他各族都包括1列元素,共16个族。B.第一、二、三周期的元素种数依次为2、8、8,20号元素位于第四周期左起第2列,该列就是第ⅡA族。C.第Ⅷ族包括第四、五、六三个周期的元素,共9种。元素周期表中有1个镧系和1个锕系,它们各包括15种元素,都在第ⅢB族,第ⅢB族含有32种元素,是所含元素种数最多的族。D.第二至七周期都有第ⅡA族和第ⅢA族,其中第二、三周期的第ⅡA族与第ⅢA族之间没有副族和第Ⅷ族元素,b-a=1;第四、五周期的第ⅡA族与第ⅢA族之间有副族和第Ⅷ族元素共10种,b-a=11;第六、七周期的第ⅡA族与第ⅢA族之间有副族和第Ⅷ族元素共24种,b-a=25。规律方法指导:a.元素周期表中ⅢB族到ⅡB族,共10个纵行,包括了第Ⅷ族和全部副族元素,全部为金属元素,统称为过渡元素。
b.元素周期表中主、副族的分界线;第ⅡA族与第ⅢB族之间,即第2,3列之间;第ⅡB族与第ⅢA族之间,即第12,13列之间。B 问题探究:
1.如何确定原子序数小于20的元素在周期表中的位置?
2.试确定原子序数为82的元素在周期表中的位置。知识点二 元素周期表在元素推断中的应用探究提示:1.可以先写出它们的原子结构示意图,然后根据电子层数确定周期数;根据最外层电子数确定主族序数。比如K是19号元素,有4个电子层,所以在第四周期;最外层有1个电子,所以在第ⅠA族。
2.因为54<82<86,故该元素位于第六周期;82与86最接近,有82-86=-4,故该元素位于倒数第5列或顺数第14列,即第ⅣA族,故该元素位于第六周期第ⅣA族。知识归纳总结:
1.利用元素的位置与原子结构的关系推断(本方法常用于确定原子序数小于18的元素:)
一般应用规律:
周期序数=电子层数
主族序数=最外层电子数
原子序数=核电荷数=核外电子数。例如,X元素是第3周期第ⅠA族元素,则该元素原子有3个电子层,最外层电子数是1,即钠元素。2.元素周期表中原子序数的特点:
(1)同周期第ⅡA族和第ⅢA族元素原子序数差。
(2)同主族相邻两元素原子序数的差的情况。
①若为第ⅠA、ⅡA族元素,则原子序数的差等于上周期元素所在周期的元素种类数。
②若为第ⅢA族至0族元素,则原子序数的差等于下周期元素所在周期的元素种类数。
3.0族元素定位法
(1)明确0族元素信息。
(2)比大小定周期。
比较该元素的原子序数与0族元素的原子序数的大小,找出与其相近的0族元素,那么,该元素就和原子序数大的0族元素处于同一周期。
(3)求差值定族数。
①若元素的原子序数比相应的0族元素多1(或2),则该元素应处在0族元素所在周期的下一周期的ⅠA(或ⅡA)族。
②若元素的原子序数比相应的0族元素少1~5时,则该元素位于与0族元素同一周期的第ⅦA族~第ⅢA族。
③若元素的原子序数比相应的0族元素差其他数,则由相应的差数得出相应的族序数。解析:A.正确;B.4和5号元素中间间隔10个纵行,故B错误;C.1和2号元素中间隔有副族和第Ⅷ族,故C错误;D.17号元素下面是35号元素,第三周期和第四周期同主族元素原子序数相差18,故D错误,此题选A。A 规律方法指导:(1)同主族上下相邻元素的原子序数分别相差2、8、18、32;
(2)同周期相邻元素的原子序数相差1;同周期相邻主族元素的原子序数相差1、11、15。C 核心科学素养确定元素在周期表中位置的四种方法:
1.结构简图法:本方法常用于确定原子序数小于18或已知某微粒核外电子排布的元素。其步骤为原子序数→原子结构简图→“电子层数=周期数”和“最外层电子数=主族序数”。
2.区间定位法:对于原子序数较大的元素,若用结构简图法确定,较复杂且易出错,可采用区间定位法。其原理:首先,要牢记和周期对应的0族元素的原子序数,从第1周期到第7周期0族元素的原子序数依次为2、10、18、36、54、86、118;其次,要熟悉元素周期表中每个纵行对应的族序数:如ⅠA、ⅡA族为第1、2列,ⅢB~ⅦB是第3~7列,Ⅷ族是第8~10列,ⅠB、ⅡB为第11、12列,ⅢA~ⅦA为第13~17列,0族是第18列。具备了上述知识,便可按下述方法进行推断:(1)比大小,定周期。比较该元素的原子序数与0族元素的原子序数的大小,找出与其相近的0族元素,那么,该元素就和原子序数大的0族元素处于同一周期。
(2)求差值、定族数。用该元素的原子序数减去比它小而相近的0族元素的原子序数,即得该元素所在的纵行数。由元素所在的纵行数可推出其所在的族。
注:如果有第6、7周期的元素,用原子序数减去比它小而相近的0族元素的原子序数后,再减去14,即得该元素所在的纵行数。如84号元素所在周期和族的推导:84-54-14=16,即在16纵行,可判断为ⅥA族,第6周期。3.相同电子层结构法:主族元素的阳离子与上一周期的0族元素原子的电子层结构相同;主族元素的阴离子与同周期的0族元素原子的电子层结构相同,要求掌握氦式结构、氖式结构等。
4.特殊位置法:根据元素在周期表中的特殊位置,如周期表中的第1行、第1列、右上角、右下角等来确定。D 课堂达标验收课 时 作 业课件54张PPT。第一章第一节 元素周期表第2课时 元素的性质和原子结构物质结构 元素周期律新课情境呈现人体中的化学元素
我们人体是一个有机体,主要是由碳、氢、氧元素组成的,除此之外,在人体组织和体液中含有很多其他的元素,某些元素在人体中的含量虽然不高,但却都是人体中不能缺少的元素。
你知道人体中所含的各元素在周期表中的位置吗?它们具有什么样的性质呢?课前新知预习一、碱金属元素
1.碱金属元素的原子结构及其特点:
碱金属元素包括:________________、Pb、Cs(写元素符号)。Li、Na、K 原子结构特点如下:
(1)相似性:最外层电子数都是____。
(2)递变性:Li→Cs,核电荷数___________,电子层数________,原子半径________________。
点拨:最外层电子数是1的原子不一定是碱金属元素,还可能是氢原子。1 增大 增多 增大 2.单质的物理性质:
点拨:少量的钠、钾保存在煤油中,锂的密度比较小,所以少量的锂保存在石蜡中。银白 小 低 增大 降低 3.碱金属单质的化学性质:4Na+O2===2Na2O 2Na+2H2O===2NaOH+H2↑2K+2H2O===2KOH+H2↑ Li2O Na2O Na2O2 二、卤族元素
1.原子结构特点:ⅦA 7 增大 增多 增大 2.卤素单质的物理性质:
点拨:溴是常温下唯一呈液态的非金属单质。淡黄绿 黄绿 深红棕 紫黑 增大 升高 3.单质的化学性质:
(1)与H2的反应
①相似性:与H2在一定条件下均反应生成HX。
②递变性:由F2―→I2与氢气化合越来越_______。
反应程度越来越弱,生成的氢化物越来越________________。难 不稳定 (2)单质之间的置换反应橙红 Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2 点拨:在卤族单质的置换反应实验中,加入CCl4的目的是萃取和分层。紫红 Cl2+2KI===2KCl+I2 紫红 Br2+2KI===2KBr+I2 三、同主族元素的性质与原子结构的关系预习自我检测C D C D B D 课堂探究研析问题探究:
1.Li、Na、K在空气中燃烧分别生成Li2O、Na2O2、KO2(超氧化钾)说明什么问题?如何保存单质钾?
2.请结合碱金属元素的原子结构的递变性探究其单质化学性质的递变性。知识点一 碱金属元素单质化学性质的相似性和递变性探究提示:1.说明Li、Na、K活动性依次增强;保存钾时保存在煤油中,以避免与空气中的O2、H2O反应。
2.碱金属元素原子的最外层电子数都相等,但从Li到Cs,随着核电荷数的增加,碱金属元素原子的电子层数逐渐增多,原子核对核外电子的吸引能力逐渐减弱;失电子能力逐渐增强,金属性逐渐增强。知识归纳总结:
1.相似性
点拨:Na、K与盐溶液的反应
Na、K投入盐溶液中时,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:2R+2H2O===2ROH+H2↑,然后生成的碱再与盐发生复分解反应(若不满足发生复分解反应的条件,只发生第一步反应)。C 规律方法指导:同主族元素的性质,不但要记住其相似性和递变性,还要注意违背一般规律的特殊性质。如碱金属单质的密度逐渐增大,但K单质的密度小于Na;Na、K都可以保存在煤油中,但Li不能保存在煤油中,而应保存在石蜡中。D 问题探究:
1.由、F、Cl、Br、I的原子结构推测它们得失电子能力大小。
2.根据卤族元素的性质分析,将F2通入NaCl溶液中得到什么气体?
探究提示:1.它们最外层都有7个电子,都易得一个电子达到稳定结构,但它们的原子半径依次增大,得电子能力逐渐减弱。
2.F2的氧化性强于Cl2,但由于F易与H2O反应:2F2+2H2O===4HF+O2,故F2通入NaCl溶液中得到O2而不是Cl2。知识点二 卤族元素性质的相似性和递变性点拨:卤素单质性质中的特殊情况
(1)F2能与水反应,反应方程式为2F2+2H2O===4HF+O2。因此,F2不能从溶液中置换出其他卤素单质。
(2)通常情况下,氟没有正价,所以氟没有含氧酸。
(3)溶解性:通常情况下,除F2外,卤素单质在水中的溶解度都不大,但是均易溶于有机溶剂。
(4)卤素单质都有毒,液溴易挥发,保存时常用水密封。C 规律方法指导:F与Cl、Br、I的性质在某些方面差别很大。①卤素单质与水反应产物不同,②F-还原性极弱,③氢氟酸为弱酸,而盐酸、氢溴酸、氢碘酸为强酸,④F元素无正价,无含氧酸,而Cl、Br、I都有最高正价和含氧酸。D 问题探究:
1.在化学反应中,金属原子失电子越多,该金属的金属性越强,这句话正确吗?试举例说明。
2.能否根据HCl的酸性比H2S强的事实推断氯的非金属性比硫的强?知识点三 元素的金属性和非金属性强弱的判断探究提示:1.不正确。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。如化学反应中,
Na失去1个电子,而Al失去3个电子 ,但Na的金属性强于Al。
2.不能。因为非金属性强弱应根据最高价含氧酸的酸性强弱判断,或根据氢化物稳定性判断。(4)金属单质间的置换反应。
较活泼的金属将较不活泼的金属从其盐溶液中置换出来:如Zn+Cu2+===Zn2++Cu,则金属性:Zn>Cu
(5)据离子的氧化性强弱判断。
金属阳离子的氧化性越强,元素的金属性越弱。如氧化
性:Cu2+>Fe2+,则金属性:Cu(1)据元素周期表判断。
同一主族,从上到下:元素的非金属性逐渐减弱。
(2)据单质及其化合物的性质判断。
①单质与氢气化合越容易(或氢化物越稳定),元素的非金属性越强。
②最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,元素的非金属性越强。
(3)非金属单质间的置换反应:活泼的非金属将较不活泼的非金属从其盐溶液中置换出来:如Cl2+2Br-===2Cl-+Br2,则非金属性:Cl>Br。
(4)据离子的还原性强弱判断:非金属阴离子的还原性越强,元素的非金属性越弱。如还原性:Cl-(2)比较金属性、非金属性强弱不能根据其反应中得失电子的多少来判断,应该根据得失电子的难易程度判断。A 规律方法指导:判断非金属强弱的”两不能“”两应该“
①不能依据氢化物水溶液的酸性强弱判断元素的非金属性强弱,应该依据氢化物的稳定性或还原性的强弱判断;
②不能依据元素低价含氧酸的酸性强弱判断元素的非金属性强弱,应该依据元素最高价含氧酸的酸性强弱判断。D 核心科学素养探究元素性质注意以下四点:
(1)不论研究同周期、同主族元素性质的递变规律,还是了解元素周期表在生产实践中的应用,都要抓住“位、构、性”三者之间的关系这一主线。
(2)必须要明确:①“元素的金属性、非金属性”不同于“金属活动性”,其相关问题比较复杂,本节无法解决。为了避免形成错误概念,本节回避了“元素的金属性、非金属性”这一提法,而使用“原子的得失电子能力”。②原子的得失电子能力在某些特定的条件下,能体现元素的金属性、非金属性。
(3)借助图表归纳同周期元素的性质递变规律(包括原子半径、化合价等),并让学生谈谈对元素周期律的认识。
(4)讨论第4周期中元素原子得失电子能力的总的递变趋势,而不比较其中10种过渡金属元素原子得失电子能力。
D
解析:A.锂、钠、钾三种元素在自然界中都以化合态存在,原因是它们的单质都很活泼,易与氧等结合为化合物,铷和铯的单质更活泼,故该预测结论正确。
B.钾单质与空气中的氧气反应比钠单质更剧烈,原因是钾单质比钠单质活泼性强,铷单质和铯单质比钾单质更活泼,故该预测结论正确。C.钾单质与水反应比钠单质更剧烈,原因是钾单质比钠单质活泼性强,铷单质和铯单质比钾单质更活泼,故该预测结论正确。
D.锂单质与氧气反应生成的氧化物只有Li2O,故该预测结论不正确。规律方法指导:(1)信息提取:题目给出了四项根据已知某些碱金属元素及其单质的性质来预测某些碱金属元素及其单质的性质的结论,要求从中选出哪项是错误结论。
(2)思路建立:根据碱金属元素及其单质性质的特点及递变规律分析解答问题。课堂达标验收课 时 作 业课件40张PPT。第一章第一节 元素周期表第3课时 核素物质结构 元素周期律新课情境呈现北京王府井古人类文化遗址博物馆向世人展示“北京人”狩猎、烧火、制造工具的痕迹。博物馆300多平方米的展厅里,将陈列在原址发掘出土的石砧、石锤、石片,还有原始牛、斑鹿、鸵鸟、鱼类等古生物的骨骼及古人类制成的骨铲、骨片等工具。再现25000年前斑鹿跳跃、鸵鸟欢腾、望山听水、野猪生息景象。那么“25000年”是怎样测出来的呢?
“25000年”是通过测定遗迹里的一种碳原子——碳-14(14C)原子的数量来推断出的。那么碳-14原子和作为相对原子质量标准的碳-12原子(12C)在原子结构上有什么异同?这与我们要学习的核素、同位素两概念有何密切的关系呢?
同学们,下面就让我们一块走进丰富多彩的物质世界,寻找它们的内在规律吧!课前新知预习质子 中子 核外电子 负电荷 2.质量数
(1)概念:质子和中子的相对质量都近似为1,忽略电子的质量,将原子核内所有________________和________________的相对质量取近似整数值相加,所得的数值叫做质量数。
(2)表示:用________________表示。
(3)两个关系:
①质量关系:质量数(A)=________________+________________
②数量关系:原子序数=核电荷数=________________=核外电子数。质子 中子 A 质子数(Z) 中子数(N) 质子数 14 6 8 质子 中子 1 0 1 1 1 2 点拨:同位素的核素物理性质不同,化学性质相似。质子数 中子数 核素 预习自我检测× √ ×× √ B C C C A D B 课堂探究研析问题探究:
1.以上各字母表示的含义是什么?
2.一个原子的质量为mg,一个碳原子的质量为ng,则该原子的相对原子质量是多少?
探究提示:1.X原子的质量数是A,X原子的质子数是Z,在化合物中X元素的化合价是+c价。X的离子带有d个单位正电荷,一个微粒中含有X原子的个数是e。
知识点一 原子的构成及各微粒数目之间的关系2.有关粒子间的关系
(1)质量关系。
①质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)。
②原子的相对原子质量近似等于质量数。
(2)电性关系
①电中性微粒(原子或分子):
核电荷数=核内质子数=核外电子数。
②带电离子。质子数≠电子数,具体如下表:
点拨:(1)质量数=质子数+中子数,该关系适用于原子和离子。
(2)核电荷数(质子数)=核外电子数,只适用于原子和分子。
(3)对离子进行电子数与质子数换算时应该注意阳离子和阴离子的区别。A 规律方法指导:注意原子与离子的区别以及阳离子和阴离子的区别。原子在成为阳离子后,少了1个电子层,而原子成为阴离子后,电子层数不变。C 问题探究:
1.质子数相同而中子数不同的微粒一定是同位素吗?
2.同位素在周期表中位于同一位置,那么在周期表中位于同一位置的元素一定为同位素吗?知识点二 元素、核素、同位素及同素异形体的辨析
点拨:同位素、同素异形体的判断和理解
(1)同种元素可以有多种不同的核素,即可存在不同的原子,所以元素的种类数远小于原子的种类数。
(2)1H2、1HD是由氢元素的不同同位素形成的氢气单质,既不属于同位素,也不属于同素异形体。
(3)判断某微粒是同位素还是同素异形体,关键是要确定微粒的类别。只有原子才可能是同位素,单质才可能是同素异形体。B
C 核心科学素养
点拨:质量数是对原子而言的,元素没有质量数,元素的相对原子质量是对其各种天然同位素的原子而言的平均值。
A 规律方法指导:(1)信息提取:已知某同位素原子AX含N个中子,它与1H原子构成HmX分子,要求通过计算来确定a g HmX中所含质子的物质的量。
(2)形成思路:在任意原子X中,Z(质子数)=A(质量数)-N(中子数)。n(HmX)=m(HmX)/M(HmX)。课堂达标验收课 时 作 业课件55张PPT。第一章第二节 元素周期律第1课时 原子核外电子的排布 元素周期律物质结构 元素周期律新课情境呈现核外电子是处在一定的轨道上绕核运行的,正如太阳系的行星绕太阳运行一样;核外运行的电子分层排布,按能量高低而距核远近不同。这个模型被称为“玻尔原子模型”。现代物质结构理论在新的实验基础上保留了“玻尔原子模型”合理的部分,并赋予其新的内容。你想知道核外电子是如何排布的吗?请让我们一起走进教材第二节·元素周期律。课前新知预习一、原子核外电子排布规律
1.电子层:
(1)概念:原子核外电子运动的不同区域。
(2)表示及特点:
点拨:电子层在原子中并不存在,只是为了表达形象,根据电子经常出现的区域而设想的结构模型。K L M N 由低到高 由近到远 2.电子分层排布
电子总是尽可能地先从________排起,当一层充满后再填充下一层,即原子核外电子排布时,先排______层,充满后再填充_______层。
二、原子结构的周期性变化
1.原子核外电子排布的周期性变化:内层 K L 规律:随着原子序数的递增,元素原子的最外层电子数呈现_________的周期性的变化(第1周期除外)。由1到8 2.原子半径的周期性变化规律
规律:随着原子序数的递增,元素的原子半径呈现____________的周期性变化。由大到小 三、元素性质的周期性变化
1.元素主要化合价的周期性变化:点拨:氧元素一般为负价,无最高正价,氟元素无正价。2.元素金属性和非金属性的周期性变化:
(1)Na、Mg、Al金属性强弱的比较。
①依据。
a.Na、Mg、Al置换出水(或酸)中的氢时,由易到难的顺序为____________。
b.Na、Mg、Al的最高价氧化物的水化物的碱性由强到弱的顺序为___________________________。
②结论:钠、镁、铝三种元素的金属性由强到弱的顺序为_____________。Na>Mg>Al NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3 Na>Mg>Al (2)Si、P、S、Cl非金属性强弱的比较。
①依据。
a.Si、P、S、Cl的单质与H2化合时条件由易到难的顺序为___________。
b.Si、P、S、Cl的最高价氧化物的水化物的酸性由强到弱的顺序为______________________________。
②结论:Si、P、S、Cl的非金属性由强到弱的顺序为________________。
点拨:最高价氧化物对应的水化物并不意味着其氧化物能溶于水或者与水反应。例如Al的最高价氧化物是Al2O3,但是Al2O3不溶于水,其水化物为Al(OH)3,也不溶于水。Cl>S>P>Si HClO4>H2SO4>H3PO4>H2SiO3 Cl>S>P>Si 减弱  增强 核外电子排布 预习自我检测D C D D A D 课堂探究研析
知识点一 原子核外电子排布
硅 硼 钠 氧 规律方法指导:短周期元素原子结构的特点总结:
(1)最外层电子数为1的原子有H、Li、Na。
(2)最外层电子数为2的原子有He、Be、Mg。
(3)最外层电子数与次外层电子数相等的原子有Be、Ar。,
(4)最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是C。
(5)最外层电子数是次外层电子数3倍的原子是O。
(6)最外层电子数是次外层电子数4倍的原子是Ne。
(7)次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有Li、Si。
(8)内层电于总数是最外层电于数2倍的原子有Li、P。
C
探究提示:1.(1)非金属性:Cl>S>P,酸性:HClO4>H2SO4>H3PO4。
(2)非金属性:Cl>S>P,还原性:P3->S2->Cl-。知识点二 元素周期表中元素性质的变化规律2.元素的非金属性越强,气态氢化物越稳定。同周期元素,随着原子序数的递增,非金属性逐渐增强,故非金属性:Si知识归纳总结:
点拨:(1)主族元素的最高正价=最外层电子数(O、F除外)。
(2)只有非金属才有负价,且|最低负价数值|+|最高正价数值|=8。
(3)比较元素的非金属性,可以通过最高价氧化物对应水化物的酸性比较,而不是氢化物溶液的酸性。例如已知酸性HCl>H2S,但是不能说明氯的非金属性比硫的强。C 解析:Na、Mg、Al原子的最外层电子数分别为1、2、3,其原子的还原性依次减弱,但离子的氧化性依次增强;P、S、Cl的最高正化合价分别为+5,+6、+7,由于P、S、Cl的非金属性依次增强,其所对应的气态氢化物的稳定性也依次增强;除稀有气体元素外,同周期元素从左到右其原子半径逐渐减小;因Na、Mg、Al的金属性依次减弱,则它们的氢氧化物的碱性依次减弱。规律方法指导:(1)把元素放到周期表中,结合元素周期表的结构和元素周期律分析解答问题。
(2)零族元素的原子半径与其它元素的原子半径无法比较,因为它们的测量标准不同。A 问题探究:
1.根据元素周期表中各元素原子半径的变化规律,比较碳元素和氟元素、氧元素和硫元素的原子半径大小。
2.如何比较电子层结构相同的微粒的半径大小?以O2-、F-、Na+、Mg2+、Al3+为例说明。知识点三 粒子半径大小的比较探究提示:1.C和F是同周期元素,同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,故原子半径C大于F;O和S为同主族元素,同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,所以原子半径S大于O。
2.电子层结构相同时,核外电子数必定相等,其微粒半径随核电荷数的增加而减小,故离子半径:O2->F->Na+>Mg2+>Al3+。知识归纳总结:
1.电子层数相同的原子,最外层电子数越少,原子半径越大(稀有气体除外)。如钠、镁、铝、硅、磷、硫、氯原子的电子层数相同,最外层电子数依次增多,则原子半径:r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl)。
2.最外层电子数相同的原子或离子,电子层数越多,原子半径或离子半径越大。如氢、锂、钠、钾、铷、铯、钫原子或离子的最外层电子数相同,电子层数依次增多,则原子半径:r(H)<r(Li)<r(Na)<r(K)<r(Rb)<r(Cs)<r(Fr) ;离子半径:r(H+)<r(Li+)<r(Na+)<r(K+)<r(Rb+)<r(Cs+)<r(Fr+)。3.径小序大规律(或序小径大规律):核外电子排布相同的微粒,核电荷数(或原子序数)越小,微粒半径越大;核电荷数(或原子序数)越大,微粒半径越小。如氮离子、氧离子、氟离子、钠离子、镁离子、铝离子的核外电子排布相同,核电荷数依次增大,则r(N3-)>r(O2-)>r(F-)>r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)。
4.价高径小规律:核电荷数相同的微粒,价态越高,半径越小。如氯离子和氯原子,核电荷数相同,价态依次升高,则半径:r(Cl-)>r(Cl)。B 规律方法指导:“三看”法比较简单粒子的半径大小
“一看”电子层数:当最外层电子数相同时,电子层数越多,半径越大。
“二看”核电荷数:当电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小。
“三看”核外电子数:当电子层数和核电荷数均相同时,核外电子数越多,半径越大。A 核心科学素养元素性质变化规律:
点拨:元素性质一般指的是元素的化合价、金属性、非金属性、最高价氧化物对应水化物的酸碱性、气态氢化物的稳定性等。第3周期ⅢA族 (2)比较d、e常见离子的半径大小(用化学式表示,下同): ________>__________;比较g、h的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱:___________>_________。
解析:从图中的化合价和原子半径的大小,可以推出x是氢元素,y是碳元素,z是氮元素,d是氧元素,e是钠元素,f是铝元素,g是硫元素,h是氯元素。
(1)f是Al,在元素周期表的位置是第3周期ⅢA族。
(2)电子层结构相同的离子,核电荷数越大离子半径越小,故r(O2-)>r(Na+);非金属性越强最高价氧化物对应水化物的酸性越强,HClO4>H2SO4。r(O2-)r(Na+)HClO4 H2SO4 规律方法指导:(1)信息提取:已知八种短周期元素的原子半径的相对大小、最高正价或最低负价原子序数的递增而变化的示意图,要求根据判断出的元素回答问题(1)和(2)。
(2)形成思路:先根据题目给出的信息,结合元素周期表的结构和元素周期律,分析判断出八种元素,再应用元素周期律分析解答问题(1)和(2)。课堂达标验收课 时 作 业课件38张PPT。第一章第二节 元素周期律第2课时 元素周期表和元素周期律的应用物质结构 元素周期律新课情境呈现元素周期律和元素周期表的诞生是19世纪化学科学的重大成就之一,具有重要的哲学意义、自然科学意义和实际应用价值。
门捷列夫在研究元素周期表时,科学地预言了11种尚未发现的元素,为它们在周期表中留下空位。例如,他认为在铝的下方有一个与铝类似的元素“类铝”,并预测了它的性质。1875年,法国化学家发现了这种元素,将它命名为镓。镓的性质与门捷列夫推测的一样。门捷列夫还预测在硅和锡之间存在一种元素——“类硅”,15年后该元素被德国化学家文克勒发现,为了纪念他的祖国,将其命名为“锗”。你知道门捷列夫是如何做出如此准确的预测的吗?门捷列夫作出这一伟大预言的科学依据是什么?元素周期表中元素性质之间存在着怎样的内在联系呢?课前新知预习一、元素周期表的分区及化合价规律
1.金属元素与非金属元素的分区及性质递变规律:(1)请填写出图中序号所示内容
①________ ②________ ③________ ④______ ⑤_________ 
⑥________ ⑦________ ⑧________
(2)分界线附近元素的性质:既表现出_____性质,又表现出________性质。
点拨:①元素周期表中金属性最强的元素(不包含放射性元素)是铯,非金属性最强的元素是氟。②金属元素在分界线的左侧,但分界线的左侧并不都是金属元素,如氢元素属于非金属元素。增强 减弱 增强 增强 Al Si 金属 非金属 金属 非金属 2.元素化合价与其在周期表中的位置关系:
(1)价电子。
①定义:可在化学反应中发生变化、与元素的化合价有关的电子。
②具体内容:主族元素的价电子就是________________,过渡元素的的价电子包括最外层电子及次外层或倒数第三层的部分电子。最外层电子 (2)化合价规律(仅对主族元素)。由上表可知中,主族元素的化合价的规律:
①最高正化合价=___________=__________________。
②对于非金属元素,最高正价与最低负价的绝对值之和等于______。
点拨:O、F原子半径小,原子核对外层电子的吸引能力强,F无正化合价,O无最高正价。主族序数 最外层电子数 8 二、元素周期表和元素周期律的应用
1.由元素在周期表中的位置推测其原子结构和性质:
如铅(Pb)位于第6周期第ⅣA族,则可推知铅(Pb)
有__________个电子层,最外层电子数为__________个。
2.由元素的位置比较元素的性质:
如同主族元素性质的比较,同周期元素性质的比较。
3.根据元素的原子结构推测它在元素周期表中的位置。
4.指导新元素的发现及预测它们的原子结构和性质。6 4 5.在生产生活中的应用:预习自我检测× × × × √ D A B C D 课堂探究研析问题探究:
1.什么元素(放射性元素除外)的金属性最强?什么元素的非金属性最强?分别位于元素周期表中的什么位置?
2.如果已知X、Y为周期表中相邻的两元素,且它们的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱为X>Y,能否确定它们的相对位置?知识点 元素“位、构、性”的关系及其应用探究提示:1.铯的金属性最强,氟的非金属性最强,分别位于元素周期表的左下角和右上角。
2.可根据元素非金属性的变化规律确定它们的相对位置。由已知条件可确定非金属性为X>Y,所以,如果它们同周期,则X在Y的右面;如果它们同主族,则X在Y的上面。知识归纳总结:
同一元素的“位、构、性”关系可表示如下:
应用“位置、结构、性质”三者的关系解答问题时要注意
点拨:(1)只有主族元素的最外层电子数等于主族序数。
(2)难得电子的原子不一定易失电子,如稀有气体原子。Na F H 强 弱 (3)元素b的最高价氧化物对应水化物的酸性比元素h的最高价氧化物对应水化物的酸性________(填“强”或“弱”),写出能证明上述结论的化学方程式:_______________________________________________。
(4)g的最高价氧化物对应的水化物呈_____________,证明该结论的离子方程式为 ____________________________、 ______________________________。强 CO2+Na2SiO3+H2O===H2SiO3↓+Na2CO3  两性 Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O  规律方法指导:解答元素推断题时,要充分利用已知条件,先“化整为零,各个击破”,确定出具体的元素;再“化零为整,纵横比较”。比较元素的性质时,要注意其在元素周期表中的位置。同一周期“看左右”递变,同一主族“看上下”递变。B 核心科学素养“位”“构”“性”推断试题的解题思路
1.结构与位置互推是解题的基础
熟练掌握周期表中的一些特殊规律
(1)各周期元素种数;(2)稀有气体元素的原子序数及在周期表中的位置;(3)同主族上下相邻元素原子序数的关系。
2.性质与位置互推是解题的关键
熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律,主要包括:
(1)元素的金属性、非金属性;
(2)气态氢化物的稳定性;
(3)最高价氧化物对应水化物的酸碱性。
3.结构和性质的互推是解题的要素
(1)电子层数和最外层电子数决定元素原子的氧化性和还原性,及氧化性和还原性的相对强弱。
(2)同主族元素最外层电子数相同,化学性质相似。
(3)正确推断原子半径和离子半径的大小及结构特点。
(4)判断元素金属性和非金属性的方法。D 解析:A.第ⅡA族元素形成的Mg(OH)2难溶于水、Ca(OH)2微溶于水,Ba(OH)2可溶于水,则Ra(OH)2可溶于水。
B.第ⅦA族元素形成的AgCl呈白色、AgBr呈淡黄色、AgI呈黄色,则AgAt是有色化合物。
C.HClO4是酸性最强的含氧酸,则HBrO4比HClO4酸性弱。
D.氢元素之所以也可以放在第ⅦA族,是因为它和第ⅦA族元素都是非金属元素,并且都有-1的化合价。但是,氢元素和第ⅣA族中大多数元素一样都是非金属元素,并且正、负化合价的绝对值相等,则氢元素也可以放在第ⅣA族。规律方法指导:(1)信息提取:题目要求应用元素周期律进行分析判断各项叙述中哪项是错误的。
(2)形成思路:各选项都涉及具体元素在周期表中的位置,解题时要注意一般规律的应用,又要注意规律的特殊性。课堂达标验收课 时 作 业课件50张PPT。第一章第三节 化学键物质结构 元素周期律新课情境呈现1654年格里克在德国马德堡做了著名的马德堡半球实验,16匹马的力量居然没有把两个合在一起的抽空空气的铜球拉开!当原子和原子结合为分子时,原子之间存在着强烈的相互作用——化学键,化学反应中要拆开原子间的化学键就如同马德堡半球实验那样难!
什么是化学键?常见的化学键有哪些?请让我们一块走进教材第三节化学键。同学们先看下图:你能读懂以上漫画的含义吗?它们分别形象地表示出了化学键中的离子键和共价键的形成过程。那么什么是离子键、共价键呢?学完本课时内容,你将明了于心!课前新知预习一、离子键和离子化合物
1.离子键:
(1)NaCl的形成示意图:
钠离子和氯离子通过___________结合在一起,形成氯化钠。
(2)定义:___________________之间的相互作用,称为离子键。
(3)成键微粒:________________。
(4)成键元素:一般是活泼的金属和活泼的非金属。
点拨:离子键的本质是阴、阳离子之间的静电作用,既包括静电吸引也包括静电排斥。 离子键 带相反电荷离子 阴、阳离子 2.离子化合物离子键 二、电子式
1.概念:在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子、离子的_____________排布的式子。最外层电子 2.微粒电子式的表示方法
Na× Na+ 3.用电子式表示离子化合物的形成过程。
如NaCl:____________________________。
点拨:“·(点)”或“×”都表示电子,二者应用时没有区别。共用电子对 原子 (5)分类:3.电子式
(1)非金属单质:Cl2: _____________,N2: _______________。
(2)共价化合物:H2O: _____________,CO2:   _____________。
(3)用电子式表示形成过程。
HCl: _________________________。四、化学键
1.概念:使离子相结合或原子相结合的作用力。
2.分类3.化学反应的本质
(1)表象:反应物中的原子重新组合为产物分子;
(2)本质:________________的断裂和________________的形成。旧化学键 新化学键 预习自我检测答案:①—C ②—D ③—E ④—A ⑤—BB C B C 课堂探究研析问题探究:
1.离子键、共价键的形成条件是什么?
2.能否根据化合物溶于水形成的溶液是否导电判断一种化合物是离子化合物还是共价化合物?知识点一 离子键与共价键、离子化合物与共价化合物的比较探究提示:1.活泼金属与活泼非金属易形成离子键,非金属原子间形成共价键。
2.不能。如NaCl和HCl溶于水得到的溶液都导电。
知识归纳总结:
1.离子键和共价键的比较:
2.离子化合物与共价化合物的比较:
点拨:化学键判断中的四个“不一定”
1.部分物质中不一定含有化学键,例如稀有气体分子中不含有化学键。
2.金属与非金属形成的化学键不一定都是离子键,也有共价键,例如AlCl3中没有离子键,只有共价键。
3.含有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。
4.只含有非金属元素的化合物不一定是共价化合物,也可能是离子化合物。例如铵盐中不含有金属元素,但是属于离子化合物。⑥ ④ ① ⑦ ⑤ ③⑦ ② ②③⑥⑦ ④⑤ 规律方法指导:化学键与物质类型的关系:
①离子化合物中一定含有离子键,也可能含有共价键。
②共价化合物中一定含有共价键,一定不含有离子键。
③离子键只存在于离子化合物中,不存在于共价化合物中。
④共价键可能存在于单质、离子化合物和共价化合物中。C 问题探究:将下列电子式与错因用线连接。
探究提示:(1)—(a) (2)—(b) (3)—(d) (4)—(e)知识点二 用电子式表示物质及其形成过程DH
C 核心科学素养D 规律方法指导:(1)信息提取:题目给出了四个化学方程式,要求从中选出同时有离子键、极性共价键和非极性共价键的断裂和形成的反应。
(2)形成思路:根据离子键、极性共价键和非极性共价键的含义,分析判断相关物质所含化学键的类型。课堂达标验收课 时 作 业课件44张PPT。第二章第一节 化学能与热能化学反应与能量新课情境呈现700多年前,著名的意大利旅行家马克·波罗到过中国,看见中国人烧煤炼铁,这是他生平第一次看到煤做燃料,马克·波罗在他的游记里记载了这件新鲜事。书中写到,中国有一种黑色石头,能燃烧,着起火来像火柴一样,而且终夜不灭。现代科学可以这样解释,煤中含有大量的碳,燃烧时放出热能。你一定想知道,这种能量从何而来?它与化学物质和化学反应有什么关系?请随我一起走进教材第二章第一节:化学能与热能。课前新知预习一、化学键与化学反应中能量变化的关系
1.化学反应中能量变化的原因——微观角度:
(1)化学反应的实质:原子的重新组合,即反应物中旧化学键的______和生成物中新化学键的_________的过程。
(2)化学反应中能量变化的原因。
①原因。断裂 形成 ②实例。
断裂1 mol H—H键(H—H→2H)________________436 kJ能量,
形成1 mol H—H键(2H→H—H)________________436 kJ能量;
断裂4 mol C—H 键(CH4→C+4H)________________1 660 kJ能量,
形成1 mol C—H 键(C—H→C+H)________________415 kJ能量。
③结论。
化学反应中能量变化的主要原因是____________________。吸收 放出 吸收 放出 化学键的断裂和形成 2.化学反应中能量变化的决定因素——宏观角度:
一个确定的化学反应在发生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。可表示为:即:反应物的总能量___生成物的总能量,则化学反应______能量,反应为放热反应;
反应物的总能量_____生成物的总能量,则化学反应______能量,反应为吸热反应。
点拨:任何一个化学反应均伴随能量的变化。> 放出 < 吸收 二、化学能与热能的相互转化
1.两个基本的自然规律——“质量守恒”和“能量守恒”。
质量守恒定律:自然界中的物质发生转化时________________不变;
能量守恒定律:不同形式的能量发生转换时,________________不变。
2.具体实例 总质量 总能量 气泡 2Al+6H+===2Al3++3H2↑ 放热 刺激性 发凉 Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl===BaCl2+10H2O+2NH3↑ 吸热 高 OH-+H+===H2O 放热
3.化学反应中能量变化的应用:
利用化学能转化为热能进行生活、生产和科研,提供人类生存和发展所需要的能量和动力;利用热能转化为化学能进行化工生产、研制新物质。
点拨:需要加热才能进行的反应不一定是吸热反应,不需要加热就能进行的反应也不一定是放热反应。预习自我检测C B D C C B 课堂探究研析问题探究:
1.NaOH固体溶于水放热,NaOH固体溶于水是放热反应吗?
2.加热条件下进行的反应是否一定是吸热反应,常温下进行的反应是否一定是放热反应?知识点一 吸热反应和放热反应的判断和理解知识归纳总结:
1.放热反应与吸热反应的比较:
2.常见的放热反应和吸热反应3.放热反应和吸热反应的判断方法
(1)根据反应物和生成物的总能量大小判断。反应物的总能量大于生成物的总能量的反应为放热反应,反之为吸热反应。
(2)根据化学键断裂和形成时能量变化大小关系判断。
破坏反应物中化学键吸收的能量大于形成生成物中化学键放出的能量的反应为吸热反应,反之为放热反应。
(3)根据经验规律判断。
用常见吸热和放热的反应类型来判断。C 规律方法指导:(1)三个“不一定”:①需加热才能发生的反应不一定是吸热反应,如碳和氧气的反应;②放热反应常温下不一定容易发生,如铝热反应;③吸热反应也不一定需要加热,如Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应。
(2)吸热反应和放热反应都是化学变化,如浓硫酸稀释是放热过程,但不是放热反应;如升华、蒸发、蒸馏等过程是吸热过程,但不是吸热反应。C 问题探究:
知识点二 利用化学键计算化学反应中的能量变化探究提示:1.一定不相同。化学反应都伴随着能量的变化,所以反应物和生成物具有的总能量一定不相同。在H2燃烧的反应中,反应物H2和O2具有的总能量大于H2O具有的总能量,反以该反应是放热反应。
2.NaCl溶于水,NaCl===Na++Cl-,只有化学键断裂,
没能化学键形成,因此NaCl溶于水时要吸收热量。知识归纳总结:
1.化学键与能量变化的关系
请回答下列有关问题:
(1)反应物断键吸收的总能量为________________。
(2)生成物成键放出的总能量为________________。
(3)判断反应H2+Cl2===2HCl是_________(填“吸收”或“放出”)能量。
(4)反应物总能量________(填“>”或“<”)生成物总能量。679 kJ 862 kJ 放出 > 规律方法指导:
A 核心科学素养1.化学键与能量
物质中的原子之间是通过化学键相结合的。断开物质中的化学键要吸收能量,而形成物质中的化学键要放出能量。如下表:
化学键的变化与能量的关系(25℃、101 kPa)。
点拨:①断开和形成1 mol相同的化学键吸收和放出的能量数值相同。②化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。③物质的键能越大,则该物质具有的能量越低。C
解析:1 g H2的物质的量是0.5 mol,它反应后放出能量121 kJ,2 mol H2反应时放出能量:121 kJ×4=484 kJ。
设1 mol H—H键断裂时吸收的能量为x。2x+496 kJ-4×463 kJ=-484 kJ,x=436 kJ。课堂达标验收课 时 作 业课件44张PPT。第二章第二节 化学能与电能第1课时 化学能转化为电能化学反应与能量新课情境呈现从前在伦敦上流社会,有一位贵族夫人格林太太,幼年时因蛀牙补过一颗不锈钢的假牙。不料后来,她又因为车祸掉了一颗牙,为了显示她的富有,她装了一颗黄金假牙。自此以后,她就经常出现头痛、失眠、心情烦躁等症状。更奇怪的是,众多的医学专家为她检查后,都找不到病因,这位夫人整日感到精神萎靡,找遍各大医院会诊也不见效果。格林太太的病因到底是什么呢?
原来这种病态与车祸有关:“车祸—假牙—病症”。两颗假牙为活泼性不同的金属,与唾液中的电解质接触,会产生电流从而刺激神经使格林太太头痛。那么,为何会产生电流呢?课前新知预习一、一次能源和二次能源点拨:电能是当今社会应用最广泛的二次能源。热能 2.化学能直接转化为电能——原电池
(1)实验探究无气泡 不反应 有气泡 反应 有气泡 溶解 偏转 化学能 电能 (2)原电池
①定义:将化学能转变为______的装置。
②工作原理(以铜-锌-稀硫酸原电池为例):电能 点拨:原电池反应的本质是一个自发的氧化还原反应。失电子 Zn-2e-===Zn2+ 氧化反应 得电子 2H++2e-==H2↑ 还原反应 Zn+2H+===Zn2++H2↑ 预习自我检测× √ × × D 解析:原电池工作时,负极发生氧化反应,发生反应的物质失去电子,电子经外电路流向正极,正极发生还原反应,发生反应的物质得到电子,所以在外电路中就形成了由正极流向负极的电流。可见在两电极之间发生电子的转移才是原电池产生电流的本质原因,D项正确。D D D B B A 课堂探究研析问题探究:
1.在铜锌原电池中,电子是怎样移动的?电子能否通过电解质溶液?如果不能,电流是如何形成的?
2.若将稀硫酸换作硫酸铜溶液,能否产生电流?电极反应有何不同?知识点一 原电池的工作原理探究提示:1.由于金属锌比金属铜活泼,锌失去电子,电子通过导线流向铜片。电子不能通过电解质溶液,在稀硫酸中H+移向铜片,SO移向锌片,阴阳离子定向移动形成电流。
2.将稀硫酸换作硫酸铜溶液,也可以形成原电池,产生电流。锌为负极,发生氧化反应:Zn-2e-===Zn2+,铜为正极,发生还原反应:Cu2++2e-===Cu,总反应为Zn+Cu2+===Zn2++Cu。知识归纳总结:
1.原电池的构成条件——“两极一液一线一反应”
(1)两极——两种活泼性不同的金属(或一种为能导电的非金属)。
(2)一液——电解质溶液。
(3)一线——形成闭合回路。
(4)一反应——能自发进行的氧化还原反应。
2.原电池工作原理:
(1)装置示意图:
(2)工作原理(以铜、锌、稀硫酸原电池为例)
3.原电池正负极的判断方法:
点拨:(1)构成原电池的两电极材料不一定都是金属,正极材料可以为导电的非金属,例如石墨。两极材料可能参与反应,也可能不参与反应。
(2)两个活泼性不同的金属电极用导线连接,共同插入电解质溶液中不一定构成原电池,必须有一个能自发进行的氧化还原反应。
(3)在判断原电池正负极时,既要考虑金属活泼的强弱也要考虑电解质溶液性质。如Mg—Al—HCl溶液构成的原电池中,负极为Mg;但是Mg—Al—NaOH溶液构成的原电池中,负极为Al,正极为Mg。C 解析:锌片作负极,发生氧化反应,铜片作正极,发生还原反应,铜片上有气泡产生,故A错误;如果将锌片换成铁片,铁片依然作负极,电路中的电流方向不会发生改变,故B错误;其能量转化的形式主要是“化学能→电能→光能”,故C正确;如果将稀硫酸换成柠檬汁,由于柠橡汁中含有柠檬酸,溶液呈酸性,LED灯也会发光,故D错误。规律方法指导:对于原电池工作原理常考查的几个方面可用口诀帮助记忆: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。解析:原电池中,负极金属失去电子溶解质量减小,故A极是负极,B极是正极,根据构成情况可判断A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸,A、B两项正确;离子移动方向:阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,C项错误;负极发生氧化反应,正极发生还原反应,D项正确。C 问题探究:
1.NaOH+HCl===NaCl+H2O,能利用这个反应设计成原电池吗?为什么?
2.锌与稀硫酸反应制H2时向溶液中加少量CuSO4后,为什么反应速率加快?
探究提示:1.不能。因为该反应不是氧化还原反应。
2.锌置换出的铜附着在锌上,铜、锌、稀硫酸构成原电池。知识点二 原电池原理的应用知识归纳总结:
1.加快氧化还原反应的速率:
(1)原理:原电池中,氧化反应和还原反应分别在两极进行,使溶液中离子运动时相互的干扰减小,使反应速率增大。
(2)实例:实验室用Zn和稀硫酸反应制取氢气时,可滴入几滴硫酸铜溶液,形成原电池,加快反应速率。
2.比较金属活泼性强弱:
(1)原理:一般原电池中,活泼金属作负极,发生氧化反应,不活泼金属作正极,发生还原反应。
(2)实例:有两种金属A和B,用导线连接后插入稀硫酸中,观察到A极溶解,B极上有气泡产生。由原电池原理可知,金属活动性A>B。3.设计原电池:
(1)依据:已知一个氧化还原反应,首先分析找出氧化剂、还原剂,一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化),氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。
(2)选择合适的材料。
①电极材料:电极材料必须导电。负极材料一般选择较活泼的金属材料,或者在该氧化还原反应中,本身失去电子的材料。
②电解质溶液:电解质溶液一般能与负极反应。(3)实例
以Fe+CuSO4===FeSO4+Cu为例
C 规律方法指导:设计原电池时,如果给出的是具体的化学反应方程式,电解质溶液是确定的;如果给出的是离子反应方程式如Fe+Cu2+===Cu+Fe2+,则电解质溶液不是确定的,只要含有Cu2+的盐溶液即可,如CuCl2溶液、CuSO4溶液等。C 核心科学素养
3.化学能直接转化为电能的思路分析
要想使氧化还原反应释放的能量直接转变为电能,就要设计一种装置,使氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行,并使其间的电子转移,在一定条件下形成电流。为了使用方便,还需要把可产生的电能以化学能的形式储存起来。化学电池就是这样的一种装置。这种装置可以将氧化还原反应体系的能量储存起来,类似于水库的蓄水功能。C 解析:甲中的化学反应为原电池反应。
负极(Zn):Zn-2e-===Zn2+
正极(Cu):2H++2e-===H2↑
综合反应:Zn+2H+===Zn2++H2↑
乙中的化学反应为一般的氧化还原反应。
Zn+2H+===Zn2++H2↑
其他条件相同的氧化还原反应,构成原电池比不构成原电池反应快得多。规律方法指导:(1)提取信息:已知用纯锌片、纯铜片和稀硫酸设计的甲、乙两个实验,要求判断四项相关叙述中哪项是正确的。
(2)形成思路:首先分清甲、乙装置是原电池还是非原电池,然后根据相关化学反应原理分析解决问题。课堂达标验收课 时 作 业课件43张PPT。第二章第二节 化学能与电能第2课时 发展中的化学电源化学反应与能量新课情境呈现1780年,意大利的医学家伽伐尼在偶然的情况下,以铜制的解剖刀碰触到置于铁盘内的青蛙腿,死蛙腿突然颤抖了几下,因而认为有微电流流过,他主张这是生物本身内在的自发电流。伽伐尼的研究成果立即受到了欧洲学术界的普遍赞扬,大家推崇说这是科技史上一件有意义的大发现。
意大利物理学家伏打开始时相信伽伐尼的见解是正确的,但经过反复试验、研究后,终于证明“起电”与动物无关,蛙腿只是一种非常灵敏的“验电器”,而两种不同的金属才是“起电”的关键。他把几十块银片和锌片交替重叠,每对金属之间插入浸渍过盐水的纸片或布条,组成了“电推”即世界上第一个原电池。1800年,伏打将自己发明的“电推”公诸于世。几个月后,伏打带着他的仪器来到了巴黎,正当他准备演讲时,突然一位全副武装的法国军官走上台来,在伏打耳边轻声说:“请等一下开讲,有人要接见你。”伏打一看这架势,忐忑不安地跟着军官来到了后台休息室,推门进去,只见一个小个子的将军向他立正敬礼。伏打定神一看,原来是威名赫赫的拿破仑皇帝。只听拿破仑大声宣布:“你为科学事业做出了伟大的业绩,我宣布授予你侯爵封号,任命你为意大利王国的上议员。”拿破仑是识人才的,伏打的发明具有重大而深远的意义。戴维就用这种电源发现了许多种元素,法拉第用它发现了电解定律,早期的电弧灯、电动机、电报等新技术都是用它作为能源的,它对近代科学技术的发展有着巨大的促进作用。课前新知预习一、干电池
1.构造示意图
2.工作原理和正负极:
_______为负极,发生氧化反应,________为正极,发生还原反应。3.特点:
一次电池,放电后___________充电。
(2)便于携带,价格低。
(3)若将电解质NH4Cl换成湿的KOH,并在构造上改进,可以制成_______锰电池。
点拨:现代生活中,应用更多的是碱性锌锰电池。锌 石墨棒 不能 碱性 二、充电电池
1.特点: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。
2.实例
点拨:实际应用中,充电电池的充放电次数仍有限制。二次 Pb PbO2 H2SO4 Cd KOH Li 三、燃料电池
1.构造示意图
2.特点:燃料气体和______分别在两个电极上反应将化学能转化为电能。氧气 点拨:燃料电池中通入氧气的电极为正极,通入可燃物的电极为负极。氢气 甲烷 氧气 预习自我检测C D A B A C 课堂探究研析问题探究:
1.你知道铅蓄电池中的正、负极材料和电解质溶液是什么吗?
2.燃料电池电极有什么特点?
探究提示:1.负极:Pb;正极:PbO2,电解质溶液:稀硫酸。
2.两个电极一般都是惰性电极,本身不包含活泼性物质,只是一个催化转换元件。知识点一 常见化学电源的特点知识归纳总结:
几种电池的特点
A 规律方法指导:电池的工作原理遵循:负极发生氧化反应,正极发生还原反应,电子由负极经外电路流向正极,溶液中阳离子由负极移向正极等。C 问题探究:1.以30%的KOH溶液作电解质溶液的氢氧燃料电池的正极反应式是什么?KOH溶液的浓度如何变化?
2.以稀硫酸为电解质溶液的氢氧燃料电池的正极反应式是什么?H2SO4的物质的量变化吗?
探究提示:1.正极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-;总化学反应方程式为2H2+O2===2H2O,KOH的物质的量浓度减小。
2.正极反应式为O2+4H++4e-===2H2O,总的反应方程式为2H2+O2===2H2O,H2SO4的物质的量不变。知识点二 化学电源电极反应式的书写
(2)原电池正极反应式的书写。
书写时总的原则是首先根据化合价变化或氧化性强弱判断得电子的微粒;其次确定该微粒得电子后生成什么物质。
如氢氧(酸性)燃料电池,正极反应为O2+4H++4e-===2H2O
氢氧(碱性)燃料电池,正极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-。D 解析:由电池总反应方程式及原电池原理可知,充入H2的一极即a极是负极,充入O2的一极即b极是正极;电子由负极经外电路流向正极;电池内部阳离子即H+移向正极,正极即b极的电极反应式应为:O2+4H++4e-===2H2O,故A项、B项错误,D项正确。C项没有指明标准状况,故C项错误。规律方法指导:解决该类习题的关键环节就是元素化合价的判断。要找出常见元素的化合价,然后依此推导其他元素的化合价变化;牢记原电池负极上发生氧化反应。元素化合价升高,正极上发生还原反应,元素化合价降低.同时还要注意电解质对电极反应式中离子的影响。C 核心科学素养燃料电池
(1)燃料电池诞生的背景
燃料燃烧是一种剧烈的氧化还原反应,通过燃料燃烧所释放的热能再转化为电能(如火力发电),其能量转化率不高。能否利用原电池的工作原理将燃料和氧化剂(如O2)反应所放出的化学能直接转化为电能,以提高燃料的利用率呢?燃料电池正是在这一思想下研制出来的。(2)燃料电池的优点
燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置。燃料电池的能量转化率理论上可高达85%~90%(现在实际已达到40%~60%)。以H2为燃料时,产物为H2O;以CH4为燃料时,产物为H2O和CO2,CO2的排放量比常规发电厂可减少40%以上。燃料电池与干电池或蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部,而是由外设装备提供燃料和氧化剂等。这时电池起着类似于试管、烧杯等反应器的作用。0~t1时,原电池的负极是Al片,此时,正极的电极反应式是 _________________________________,溶液中的H+向___极移动。t1时,原电池中电子流动方向发生改变,其原因是___________________________________ ________________________。正 Al在浓硝酸中发生钝化,氧化膜阻止了 Al的进一步反应 规律方法指导:(1)信息提取:题目给出了常温下,将除去表面氧化膜的Al片、Cu片插入浓HNO3中组成的原电池的若干信息,要求回答相关问题。
(2)形成思路:注意:①0~t1时,原电池的负极是Al片;②原电池中电子流动方向发生改变,反映了正、负极反应的改变。课堂达标验收课 时 作 业课件53张PPT。第二章第三节 化学反应的速率和限度化学反应与能量新课情境呈现日常生活和生产中我们会遇到很多化学反应,有的反应进行地轰轰烈烈瞬间完成(如图1烟花的燃放),而有些反应却是在潜移默化中完成的(如图2铁的生锈),有的则需要上亿年的时间(如煤、石油的形成)。所以有的化学反应进行得快,有的化学反应进行得慢,那么我们在日常生活中怎样判断一个化学反应的快慢呢?我们如何能改变化学反应的快慢呢?课前新知预习一、化学反应的速率
1.化学反应速率的含义及表示方法点拨:在一定温度下,固体和纯液体的浓度是恒定常数,故不能用固体和纯液体物质表示化学反应速率。快慢 减少量 增加量 mol·L-1·s-1 mol-1·L-1·min-1 0.5 mol·L-1·min-1  2.外界因素对化学反应速率的影响
(1)温度。C>B>A 增大 减小 (2)催化剂。b>a c>a 加快 (3)其他影响因素:除温度、催化剂外,固体的__________、反应物的状态、溶液的________、气体的_______、溶剂和光照等都可以影响化学反应速率。
点拨:反应物本身的性质是影响化学反应速率的主要因素。表面积 浓度 压强 2.化学反应的限度:
(1)化学平衡状态的建立。图示:不再改变 最大程度
2.措施
(1)改变化学反应速率:改变反应体系的温度、物质的浓度、气体的压强、固体的表面积以及催化剂的合理使用等。
(2)改变可逆反应进行的限度:改变可逆反应体系的温度、物质的浓度、气体的压强等。3.实例——燃料的燃烧
(1)燃料燃烧的条件。
①燃料与________________接触,且空气要适当过量。
②温度达到燃料的___________。
(2)提高燃烧效率的措施。
①尽可能使燃料______________,提高能量的转化率。
②尽可能地充分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 着火点 充分燃烧 预习自我检测C B D D D D 课堂探究研析问题探究:1.某一化学反应在第5 s时的反应速率是0.2 mol·L-1·s-1的说法正确吗?
2.单位时间内,反应物消耗的物质的量越多,是不是反应速率越大?
探究提示:1.不正确。化学反应速率是平均速率,不是某时刻的瞬时速率。
2.不一定。反应物物质的量消耗得多,浓度变化不一定大。知识点一 化学反应速率的表示方法及注意事项点拨:(1)各物质表示的化学反应速率之比等于该化学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,这是有关化学反应速率计算或换算的依据。
(2)比较同一个化学反应的反应速率的快慢时,应将反应速率转化为同一种物质,然后进行比较,且要注意单位统一。A 规律方法指导:同一个化学反应的反应速率若用不同物质来表示,数值会因化学方程式中的化学计量数不同而不同。用不同的物质表示同一化学反应的反应速率时,化学反应速率的数值之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。C 问题探究:
1.请从化学反应快慢的角度解释人们为什么使用电冰箱保存食物。
2.铁粉与一定浓度的稀盐酸反应时,增加铁粉的用量能否加快化学反应速率?知识点二 化学反应速率的影响因素探究提示:1.食物腐败是因为发生了化学反应,在其他条件相同时,温度越低,化学反应越慢,人们用电冰箱把食物放置在低温下保存,以减缓食物的腐败。
2.不能。对于固态或纯液态物质,浓度可视为常数,改变其用量,浓度不发生改变,不影响化学反应速率。知识归纳总结:
化学反应速率的影响因素
1.内因
(1)内容:反应物本身的性质是影响化学反应速率的决定因素。
(2)规律:反应物的化学性质越活泼,化学反应速率越快;反之,化学反应速率越慢。
(3)实例:表面积相同的镁片和铁片分别与同浓度的盐酸反应时,前者反应速率更快。2.外因
点拨:(1)由于增大反应物浓度造成的反应速率减慢,此时要考虑常温下铁和铝在浓硫酸和浓硝酸中的钝化。例如,铁和稀硫酸生成氢气的反应,若将稀硫酸换成浓硫酸,反应速率降低。
(2)中学阶段一般只讨论其他条件相同时,改变一个条件对化学反应速率的影响。光 固体反应物的表面积 催化剂 反应物本身的性质 (5)同样大小的石灰石分别与0.1 mol·L-1盐酸和1 mol·L-1盐酸反应,速率不同:________________。
(6)夏天食品容易变质,而冬天不易发生该现象:___________。
(Ⅱ)反应E+F===G在温度T1下进行,反应M+N===K在温度T2下进行,已知:T1>T2,且E和F的浓度均大于M和N的浓度,则两者的反应速率____(填序号)。
A.前者大   B.后者大    C.一样大   D.无法判断反应物的浓度 温度 D 规律方法指导:在进行分析判断影响化学反应速率大小的因素时应遵循以下思路:(1)先看内因;(2)内因相同者,再看外界因素(温度、浓度、压强、催化剂等)。C 问题探究:1.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?
2.“当可逆反应达到平衡状态时,化学反应就终止了”这种说法是否正确,为什么?
3.如何理解“正逆反应速率相等即达平衡状态”?
探究提示:1.不可以。该反应是可逆反应,当反应到一定限度后反应物就不再减少,生成物也不再增多。
2.不正确。化学反应达到平衡状态时,反应的正、逆反应速率相等,但反应并没有终止,是一种动态平衡。
3.是指同一物质的生成速率和消耗速率相等。知识点三 化学反应(限度)平衡状态的判断知识归纳总结:
1.化学平衡状态的特征——“五字诀”
化学平衡状态的特征概括为逆、等、动、定、变,即:
2.化学平衡状态的判断依据
D 解析:①同一物质的正、逆反应速率相等,说明已达平衡; ②浓度不变,说明已达平衡;③如果该反应没有达到平衡,则反应要和外界有能量的交换,必然导致体系温度改变。现在体系温度不变,说明已达平衡; ④⑤由于该反应是一个体积改变的反应,没有达到平衡之前,压强是改变的,分子总数也是改变的,只有平衡了,二者才不会改变,故①②③④⑤均正确。规律方法指导:化学平衡状态是可逆反应达到一种特殊状态,是在给定条件下化学反应所能达到或完成的最大程度,即该反应的限度,此时反应物的转化率达到最大值,且保持不变。D 核心科学素养怎样探究温度如何影响二氧化氮和四氧化二氮的化学平衡?
温馨提示:本题实质上是考查温度对化学平衡的影响,请将反应的特点和平衡的移动联系起来。因此在考虑问题时要找出它们的联系。
条件改变→平衡移动→移动结果→移动方向→条件与反应特点关系。
化学平衡状态是在一定条件下建立的,当条件改变时,化学平衡状态会改变。答案:该反应是可逆反应,且正反应是放热反应。在实验过程中,观察到浸入冰水中的烧瓶里的气体的混合物颜色变浅,说明二氧化氮浓度减小,四氧化二氮浓度增加,原平衡状态被破坏,平衡向正反应方向移动,即向放热反应方向移动;而浸入热水中的烧瓶中气体混合物颜色变深,说明二氧化氮浓度增加,四氧化二氮浓度减小,同样破坏了原平衡状态,说明平衡向逆反应方向移动。可见,当条件改变时,原来的化学平衡将被破坏,并在新的条件下建立新的平衡,即发生了化学平衡移动。A 课堂达标验收课 时 作 业课件43张PPT。第三章第一节 最简单的有机化合物——甲烷第1课时 甲烷有机化合物新课情境呈现目前,在自然界里发现的和由人工合成的有机化合物已经有几千万种,而且新的有机化合物仍在不断地被发现或合成出来。其中,有些物质有特殊的性质和功能,有些物质与人类的生命活动息息相关。为了人类的生存和发展,化学家们不断地对有机化合物进行研究,逐渐揭开了包括生命之谜在内的许多科学奥秘,也使我们的物质世界更加丰富多彩。
通过初中化学的学习,你已经了解到有机化合物具有一些共同的性质,如大多数有机化合物具有熔点和沸点低、难溶于水、可以燃烧等性质。下面以甲烷为例,进一步研究有机化合物的性质。让我们一起走进丰富多彩前景广阔的有机化学世界,去探索知识的奥秘吧!课前新知预习一、有机化合物和烃(用集合表示两概念的关系)点拨:并非所有含有碳元素的化合物都是有机物,如①CO、CO2; ②碳酸;③碳酸盐;④碳化物(如CaC2);⑤硫氰化物(如KSCN)等属于无机物。天然气  沼气  2.分子结构
(1)组成和结构CH4 正四面体 极难溶于水 高锰酸钾 (2)氧化反应(燃烧)
①实验探究②化学方程式:______________________________________
点拨:根据甲烷的燃烧实验可知,有机物燃料生成CO2和H2O,说明有机物中一定含有碳、氢两种元素。(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 无明显变化 光照 原子或原子团 预习自我检测B C D A D 课堂探究研析问题探究:
1.从碳的原子结构分析,有机物成键有什么特点?
2.是否所有有机物都易燃烧?知识点一 有机物的组成和结构的表示方法
C D 问题探究:
1.CH4与Cl2反应共有几种产物?根据取代反应的原理,思考能否用CH4和Cl2按1︰1的体积比混合来制取纯净的CH3Cl?
2.CH4和Cl2取代反应的产物中物质的量最多的是什么?它与Cl2在物质的量上有什么关系?知识点二 甲烷与卤素单质的取代反应探究提示:1.CH4和Cl2的反应是连锁反应,不可能只发生第一步取代反应,生成物为混合物,即CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四种有机物与氯化氢形成的混合物,CH3Cl的产率低。因此不能用CH4和Cl2按1︰1的体积比混合来制取纯净的CH3Cl。
2.因为在CH4和Cl2的取代反应中,每一步都有HCl生成,故产物中物质的量最多的是HCl。根据化学方程式可知,
每生成1 mol HCl则消耗1 mol Cl2,故反应生成的HCl与反应消耗的Cl2的物质的量相等。点拨:(1)甲烷与氯气无光照时不发生反应;强光照射时会发生爆炸。
(2)甲烷与卤素单质发生取代反应,用的是纯净卤素单质,而甲烷与氯水、溴水不反应。
(3)甲烷与氯气反应的化学方程式应该分步书写。
(4)取代反应发生时,取代的位置和个数无法控制,故制备卤代烃一般不采用取代反应。D (3)经过一段时间的反应后,U形管右端的水柱变化是________。
A.升高     B.降低   
C.不变      D.无法确定
(4)若水中含有Na2SiO3,则在U形管左端会观察到____________________。
(5)右端玻璃管的作用是____________。B 有白色胶状沉淀生成 平衡气压 规律方法指导:CH4发生取代反应应注意的问题
(1)反应条件:光照(不用强光,以防爆炸)。
(2)反应物:纯氯气和CH4。
(3)根据反应过程可看出,1 mol CH4最多可与4 molCl2发生取代反应,所需Cl2的最大物质的量与CH4分子中H原子物质的量相等,同时生成与Cl2物质的量相等的HCl。不要认为1个Cl2分子取代2个H原子。
(4)该反应是一个连锁反应,不会停留在某一阶段,因此产物是5种物质的混合物。A 核心科学素养取代反应和置换反应的比较C 规律方法指导:(1)信息提取:已知四项有关CH4气体的叙述,要求从中选出哪项是正确的。
(2)形成思路:A.常见的CH4的化学反应有哪些?有没有氧化反应?
B.CH4与Cl2发生取代反应的条件是什么?
C.CH4与空气的混合物发生爆炸的条件是什么?
D.CH4与Cl2在光照条件下反应产物的特点是什么?课堂达标验收课 时 作 业课件41张PPT。第三章第一节 最简单的有机化合物——甲烷第2课时 烷烃有机化合物新课情境呈现这种天然气水合物是一种由气体和水形成的冰状白色固态晶体,水分子一般通过氢键合成多面体笼,笼中含有固体的天然气分子。其分子式是M·nH2O,式中M是气体分子,主要是甲烷、乙烷和丙烷等烃类同系物及CO2、N2和H2S等;n是水分子数。水分子组成笼形类冰晶格架,气体分子充填在格架空腔中,组成单一或复合成分的天然气水合物。这种类冰气水合物遇火即可燃烧。课前新知预习一、烷烃
1.结构特点CnH2n+2(n≥1) 3.物理性质
(1)递变规律(随碳原子数n递增)。
(2)相似性:烷烃均____溶于水,相对密度均小于1。难 酸性高锰酸钾溶液 5.习惯命名法
(1)表示(2)碳原子数n相同,结构不同时,用________________表示。戊 己 庚 辛 壬 癸 正、异、新 (3)举例:C6H14命名为_______,C18H38命名为_______;C4H10的两种分子的命名:
无支链时:CH3CH2CH2CH3命名为_________;
有支链时: 命名为________。
点拨:烷烃为链状结构,但碳原子不在一条直线上,而是呈锯齿状。己烷 十八烷 正丁烷 异丁烷 二、同系物和同分异构体相似 CH2 分子式 结构 同系物 预习自我检测√ √ × × B D C A A 课堂探究研析
探究提示:1.结构相似,组成上相差一个CH2,互为同系物。
2.二者结构不相似,不互为同系物。知识点一 同系物的判断方法解析:同系物指结构相似,分子组成上相差一个或多个CH2原子团的有机物。则C项符合题意。C 规律方法指导:互为同系物的有机物,其分子式必不相同,但符合同一通式。A 问题探究:
知识点二 同分异构体的判断与书写1.C2H4与N2的相对分子质量均为28,二者互为同分异构体吗?
2.C2H4和C3H6分子中碳元素的质量分数均为85.7%,二者互为同分异构体吗?
探究提示:1.分子式不同,不互为同分异构体。
2.分子式不同,不互为同分异构体。(2)判断标准的“一异”,即结构不同。可理解如下:
①原子或原子团的连接顺序不同;
②原子的空间排列不同。
2.烷烃同分异构体的书写——减碳链法:
(1)遵循的原则。
主链由长到短,支链由整到散;位置由心到边,排列对(位)邻(位)到间(位)。
(2)书写的步骤。
①先写出碳原子数最多的主链。
②写出少一个碳原子的主链,另一个碳原子作为甲基(—CH3)接在主链某碳原子上。C
B 核心科学素养同分异构与同素异形体、同位素、同系物B 课堂达标验收课 时 作 业课件49张PPT。第三章第二节 来自石油和煤的两种基本化工原料第1课时 乙烯有机化合物新课情境呈现到目前为止,世界各国所用的燃料几乎都是化石燃料,即石油、天然气和煤。石油和煤又分别被誉为“工业的血液”和“工业的粮食”。你知道煤和石油为什么有这样的美誉吗?因为除了作燃料,它们还是生产许多化工产品的主要原料。
你知道身边的哪些材料或者环境问题与石油和煤有关系吗?
南方的香蕉在未成熟时采摘下来(青香蕉)运到北方后,有经验的消费者常把购回家的青香蕉同几个熟透的苹果一起放入塑料袋中,放一段时间后就会吃上金黄的、香喷喷的香蕉;同样在一些水果存贮库及花店里,人们常把水果或花朵密封好后再放入一些浸泡过高锰酸钾溶液的硅土,就大大提高了它们的保鲜期,延长了销售期,获得了很好的经济效益。
你知道青香蕉变熟的原理吗?高锰酸钾硅土为什么能延长水果的保鲜期?课前新知预习一、烯烃
1.不饱和烃与烯烃2.烯烃的实验探究褪去 褪去 黑烟 不饱和烃 点拨:烷烃不能使酸性KMnO4溶液和溴的四氯化碳溶液褪色,故可用两种试剂区别烷烃和烯烃。C2H4 CH2===CH2 平面 共平面 气体 难溶于水 3.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直接结合生成新的化合物的反应。双键 三键
4.乙烯的用途
(1)乙烯的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平。
(2)在农业生产中用作植物生长调节剂、果实催熟剂。
点拨:乙烯使酸性KMnO4溶液和溴水褪色的原理不同,前者是氧化反应,后者是加成反应。预习自我检测× √ √ × B C C D B 课堂探究研析问题探究:
1.能用溴的CCl4溶液除去乙烷中的乙烯吗?
2.CH2===CH—Cl分子中所有原子共平面吗?
探究提示:1.不能。因为乙烷能溶于CCl4中。
2.乙烯中的一个氢原子被氯原子取代,所有原子共平面。知识点一 乙烯的分子结构和性质特点
点拨:(1)书写乙烯的结构简式必须书写碳碳双键,不能省略。
(2)乙烷、乙烯与卤素反应时,分别需要的是卤素单质、溴水(或溴的CCl4溶液),其反应条件不同。B 规律方法指导:(1)进行乙烯与Br2的反应时,一般用溴水或溴的四氯化碳溶液,且生成的1,2-二溴乙烷是无色的。
(2)利用乙烯能使溴水褪色而烷烃不能使溴水褪色的性质,既可以区别乙烯和烷烃,也可以除去烷烃中混有的乙烯气体。解析:乙烯是平面结构,分子中所有原子共平面,但乙烷中碳原子成键特点与甲烷类似,分子中C、H不能全部共平面,而乙烯分子中碳碳双键中的一个键易断裂,所以,乙烯的性质较活泼,故A正确,C错误;乙烯含碳量较高,燃烧时火焰明亮且冒黑烟,B错误;乙烷和乙烯都能与溴反应,但前者是与溴蒸气在光照时反应,后者与溴水常温即发生反应,D错误。A
知识点二 乙烯的氧化反应和加成反应探究提示:1.不相同,乙烯使酸性KMnO4溶液褪色,发生的是氧化反应,乙烯被氧化;而乙烯使溴水褪色,发生的是加成反应,乙烯与溴加成生成了1,2-二溴乙烷。
2.用C2H4和HCl反应制取更好。乙烷和Cl2发生的是取代反应,生成物中除CH3CH2Cl外,还有C2H4Cl2、C2H3Cl3、C2H2Cl4、C2HCl5、C2Cl6,生成物不纯,产率低。C2H4和HCl发生的是加成反应,无副反应,生成物只有CH3CH2Cl。
2.加成反应
反应模式:CH2===CH2+X2―→CH2XCH2X
或CH2===CH2+XY―→CH2XCH2Y
点拨:(1)使溴水褪色不一定发生化学反应,如CCl4萃取溴水中的溴,为物理变化。
(2)溴水既可区别甲烷和乙烯,也可以除去甲烷(烷烃)中混有的乙烯,但溴的四氯化碳溶液不可用于除去甲烷(烷烃)中混有的乙烯。A B A D(或E) (2)能说明二氧化硫气体存在的现象是______________________________。
(3)使用b装置的目的是____________________________________________。
(4)使用c装置的目的是____________________________。
(5)确定含有乙烯的现象是___________________________________________ _________________。a装置中品红溶液褪色 将SO2气体完全吸收,排除SO2对乙烯检验的干扰 检验SO2是否已完全被吸收 c装置中品红溶液不褪色,d装置中酸性高锰酸钾 溶液(或溴水)褪色 规律方法指导:检验和除杂不同,检验时有不同现象即可,而除杂时不仅要把杂质除去,同时不能引入新的杂质。如CH4中含C2H4,检验可用酸性KMnO4溶液或溴水,但除杂时不能用酸性KMnO4溶液。C
解析:碳氢个数比为1︰2,是对乙烯的组成分析,而不是证明碳碳双键存在的事实;根据生成的CO2和水的物质的量相等,也只能推断出碳氢个数比为1︰2,A、B均是对乙烯分子组成的分析,加成反应是不饱和烃的特征性质,1 mol乙烯完全加成需要消耗1 moI溴,说明乙烯分子中只含有一个碳碳双键;能够使酸性高锰酸钾溶液褪色是不饱和烃的特征,并不能说明一定含有碳碳双键,也不能定量地说明乙烯分子的结构中只含有一个碳碳双键。核心科学素养求烃的分子式的方法
(1)直接求算法。
直接求算出1 mol气体中各元素原子的物质的量,即可推出分子式。如果给出一定条件下的气体密度(或相对密度)及各元素的质量比,求其分子式的步骤为:密度(或相对密度)―→摩尔质量―→1 mol气体中各元素原子的物质的量―→分子式。(4)化学方程式法。
利用燃烧反应的化学方程式,要抓住以下几点:气体体积变化、气体压强变化、气体密度变化、混合物平均相对分子质量等,同时可结合适当的方法,如平均值法、十字交叉法、讨论等技巧,迅速求出分子式。
①两混合烃,若其平均相对分子质量小于或等于26,则该烃中必含甲烷。
②两气态混合烃,充分燃烧后,若生成CO2的体积小于2倍原混合烃的体积,则原混合烃中必含CH4;若生成水的物质的量小于2倍原混合烃的物质的量,则必含C2H2。
③气态混合烃与足量的氧气充分燃烧后,若总体积保持不变(温度在100℃以上),则原混合烃中的氢原子平均数为4;若体积增大,氢原子平均数大于4;若体积减小,氢原子平均数小于4,即必含C2H2。
④当为混合烃时,一般是设平均分子式,结合反应式和体积求出平均组成,利用平均值的含义确定各种可能混合烃的分子式。有时也可利用平均相对分子质量来确定可能的组成,采用十字交叉法计算较为便捷。⑤当条件不足时,可利用已知条件列方程,进而解不定方程,结合烃CxHy中的x,y为正整数,烃的三态与碳原子数的相关规律(特别是烃为气态时,x≤4)及烃的通式和性质,运用讨论法,可快捷地确定气态烃的分子式。(3)若原气体是两种等物质的量的气体的混合物,其中只有一种是烃,则烃与另一种可燃性气体组成的混合气体的平均分子组成为C2H4。现为等物质的量混合,所以在2 mol混合气体中,应含有4 mol C原子、8 mol H原子,则这两种气体可以是C4H6和H2按1︰1组成的混合气体,也可以是C3H8与CO或C3H6与CH2O按1︰1组成的混合气体。规律方法指导:(1)信息提取:题目给出了可燃气体体积和燃烧产物CO2、H2O的质量,要求推算单一可燃气体的分子式和两种等物质的量混合气体的分子式。
(2)形成思路:根据可燃气体燃烧方程式和求烃分子式的方法分析解问题。课堂达标验收课 时 作 业课件42张PPT。第三章第二节 来自石油和煤的两种基本化工原料第2课时 苯有机化合物新课情境呈现
凯库勒是德国化学家。19世纪中期,随着石油、炼焦工业的迅速发展,有一种叫做“苯”的有机物的结构成了许多化学家面临的一个新的难题,凯库勒就是其中的化学家之一。为了探求谜底,他每天只睡三四个小时,工作起来就忘记了休息,黑板、地板、笔记本,甚至是墙壁上,到处都是他写下的化学结构式,但一直没有什么结果。
一天,困顿至极的凯库勒,恍惚见到一条首尾相衔的蛇在眼前飞舞,心领神会中一下悟到了苯的结构式。他事后叙述了这段梦境:“事情进行得不顺利,我的心想着别的事了。我把坐椅转向炉边,进入半睡眠状态。原子在我眼前飞动:长长的队伍,变化多姿,靠近了,连接起来了,一个个扭动着回转着,像蛇一样。看,那是什么?一条蛇咬住了自己的尾巴,在我眼前旋转,我如从电掣中惊醒。那晚我为这个假说的结果工作了一整夜。”在德国化学会成立25周年庆祝大会上,凯库勒报告了自己发现的经过,开玩笑地对人们说:“先生们,让我们学会做梦吧!”你知道凯库勒是怎样确定苯的结构式的吗?课前新知预习一、苯
1.苯的分子组成与结构C6H6 正六边形 共平面 完全相同 单键和双键 2.苯的物理性质
3.化学性质特殊气味 液体 有毒 不溶于水 比水小 不能 4.苯的发现、来源和用途
(1)1825年,英国科学家法拉第首先发现了苯。
(2)德国化学家_____________确定了苯环的结构。
(3)苯主要从煤中获得,是一种重要的化工原料。凯库勒 二、苯的同系物、芳香烃和芳香族化合物预习自我检测× × × × C A D C C 课堂探究研析问题探究:1.苯与溴水反应吗?与液溴呢?
2.苯与浓硫酸和浓硝酸的混合液发生反应的温度是50~60℃,为了便于控制温度,使用的加热方式是什么?
探究提示:1.苯与溴水不反应;苯与液溴反应,但必须加FeBr3作催化剂。
2.水浴加热。知识点一 苯的溴代反应和硝化反应知识归纳总结:
苯的溴代反应和硝化反应
B 解析:A项,苯分子结构中若单、双键交替出现,苯的一取代物仍只有一种结构,因此不能用以说明苯环不存在单、双键交替结构。B项,苯分子结构中若单、双键交替出现,则苯的邻位二取代物有两种结构,因此B项可以用以说明苯环不存在单、双键交替结构。C项,苯分子结构中若单、双键交替出现,苯的间位二取代物也只有一种结构,因此C项不能用以说明苯环不存在单、双键交替结构。D项,如果苯环存在单、双键交替结构,其对位二取代物只有一种,所以不可以作为证据。
解析:苯与液溴在FeBr3作催化剂时才能反应生成溴苯,苯与浓溴水不反应,A错误;苯与浓硝酸和浓硫酸的混合液在水浴加热时生成硝基苯,B错误;溴在水中的溶解度比在苯中的溶解度小,除去溴苯中过量的溴,可以加入氢氧化钠溶液后再分液,C错误;硝基苯难溶于水,应用分液法分离,D正确。D 问题探究:
1.CH3分子中所有原子共平面吗?
2.如何鉴别苯和己烯?知识点二 苯与甲烷、乙烯结构和典型性质的比较
知识归纳总结:
苯、甲烷、乙烯结构和性质的比较
点拨:(1)苯、甲烷、乙烯都能与溴发生反应,但溴的状态和反应条件不同。
(2)有机物的燃烧反应都属于氧化反应。
(3)有机物使溴水褪色不一定发生化学反应。4 2 5
(4)下列说法不对的是_________(填字母序号)。
A.此物质可发生加成、取代、加聚、氧化等反应
B.和甲苯属于同系物
C.使溴水褪色的原理与乙烯相同
D.能使酸性KMnO4溶液褪色发生的是加成反应BD 规律方法指导:有机反应的发生往往和反应条件及反应物的状态有关。如CH4和溴蒸气光照时发生反应;乙烯和溴水可发生加成反应;苯必须在催化剂存在时和液溴才能发生取代反应。解析:苯与液溴反应使之褪色为取代反应,故A错误;乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色为乙烯与溴单质的加成反应,故B正确;将苯加入溴水中,振荡后水层接近无色,为苯萃取溴水中的溴单质,是物理变化,故C错误;甲烷与氯气混合,光照一段时间后黄绿色消失,为取代反应,故D错误。B 核心科学素养有机化合物分子中的基团
有机化合物分子可以看成是由原子或原子团相互结合形成的。如一氯甲烷(CH3Cl)分子是由甲基(—CH3)原子团和氯原子结合而成的;硝基苯分子是由苯基(—C6H5)原子团和硝基(—NO2)原子团结合而成的。有机化合物分子中的原子团常称为基团。有机分子中的基团种类很多,如甲基(—CH3)、乙基(—C2H5)、羟基(—OH)、羧基(—COOH)等。D 解析:苯环中的碳碳键是介于单键与双键之间的一种独特的键,故苯在催化剂作用下能与液溴发生取代反应,能在
一定条件下与氢气发生加成反应,不能被酸性高锰酸钾溶液氧化。苯难溶于水,比水密度小,易溶解Br2,难溶解KMnO4,故苯层与酸性高锰酸钾溶液层的位置关系是苯层在上,Br2的苯溶液层与水层的位置关系是水层在下。规律方法指导:(1)信息提取:已知四项有关苯的性质的叙述,要求从中选出哪项是错误的。
(2)形成思路:应用结构决定性原理,从苯环结构入手分析解答一部分问题;根据苯的物理性质分析解答另一部分问题。课堂达标验收课 时 作 业课件45张PPT。第三章第三节 生活中两种常见的有机物第1课时 乙醇有机化合物新课情境呈现中国的酒文化源远流长,酒在我国具有悠久的历史。“借问酒家何处有,牧童遥指杏花村”,“对酒当歌,人生几何”!“明月几时有,把酒问青天”,“李白斗酒诗三百”,中华民族灿烂的文化史上记载了许多与酒有关的典故与诗文。酒自古以来是日常生活中一种重要的饮品,而且在全球能源日益枯竭的今天,科学家已成功地研制成燃料乙醇技术,以缓解燃眉之急。其基本的操作方法:甜高粱秸秆(子粒)—压榨(粉碎)—出浆—糖液—乙醇发酵—酵母分离—蒸馏—燃料乙醇。这一生产技术实现了“草变油”的神话,乙醇俗称酒精,那么,你对乙醇的性质和用途了解吗?酒的庐山真面目是什么呢?课前新知预习一、烃的衍生物
1.烃的衍生物:烃分子中的氢原子被其他_________或________所取代而生成的一系列化合物。
2.官能团:决定有机物化合物的________________的原子或原子团。原子 原子团 化学特性 点拨:苯基不属于官能团;书写官能团的结构简式时,不要漏写“—”,硝基不能书写成“NO2—”。氯原子 硝基 碳碳双键 羟基 —Cl —NO2—OH 二、乙醇
1.物理性质2.分子组成与结构C2H6O CH3CH2OH C2H5OH —OH 3.化学性质
有关反应的化学方程式:
①____________________________________________________________
② ____________________________________________________________
③ ____________________________________________________________2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa + H2↑ 
四、乙醇的用途
(1)用作酒精灯、内燃机等的燃料。
(2)用作化工原料。
(3)医疗上常用体积分数为75%的乙醇溶液作消毒剂。
点拨:乙醇与水互溶,故不能用乙醇萃取溴水中的溴;可以用金属钠鉴别乙醇和苯。预习自我检测C A B C BC 课堂探究研析问题探究:
1. 能被催化氧化吗?
2.乙醇催化氧化反应实验中铜丝是否参与反应?铜丝的作用是什么?知识点一 乙醇的结构与性质探究提示:1.与羟基相连的碳原子上有氢原子的醇可以被催化氧化,该醇可以被催化氧化。
2.铜丝参与化学反应,铜丝先被氧气氧化成氧化铜,后又被乙醇还原为铜,反应前后的质量和化学性质没有变化,起催化剂的作用。(1)被加热的铜丝处发生反应的化学方程式为
_____________________________________________________________。
(2)A管中可观察到_________________________________________________ ________现象。从中可认识到在该实验过程中催化剂起催化作用时参加了化学反应,还可认识到催化剂起催化作用时需要一定的________。
(3)实验一段时间后,如果撤掉酒精灯,反应______(填“能”或“不能”)继续进行。原受热的铜丝处的现象是____________________________,原因是___________________。受热部分的铜丝随间歇性地鼓入空气而交替出现变黑 —变红 温度 能 交替出现变黑—变红的现象 该反应是放热反应
解析:(1)铜丝加热时被氧气氧化生成氧化铜,氧化铜将乙醇氧化生成乙醛和水。(2)铜丝被氧气氧化变为黑色的氧化铜,黑色的氧化铜被乙醇还原重新变为红色,然后铜丝再与氧气反应,一直进行下去。催化剂在起催化作用时往往需要一定的温度。(3)因乙醇的催化氧化是一个放热反应,故撤掉酒精灯后,反应放出的热使该反应继续进行,受热的铜丝处仍然出现上述现象。C 规律方法指导:(1)乙醇在发生化学反应时,可以是C—O键断裂,也可以是C—H键或H—O键断裂,从而发生不同的反应。
(2)若连接羟基的碳原子上没有氢原子,则不能发生催化氧化反应。问题探究:1.因为密度大小:水>钠>乙醇,所以钠可以保存在乙醇中,这句话对吗?
2.钠与乙醇反应置换乙醇中的哪种氢原子?1 mol C2H5OH完全反应生成几摩尔H2?
探究提示:1.不对。钠能与乙醇反应,故钠不能保存在乙醇中,钠可以保存在煤油中。
2.羟基上的氢原子。0.5 mol H2。知识点二 钠与乙醇、水反应的比较解析:Na与H2O反应比与C2H5OH反应剧烈,故反应速率③>①,可排除A、B两项。H2CO3电离出H+使溶液呈酸性,Na与H2CO3反应比与H2O反应剧烈得多,故可知反应速率排序为②>③>①。D 规律方法指导:(1)醇与钠反应断裂的是羟基上的H—O键。
(2)醇与钠反应比钠与水的反应要缓和得多,说明乙醇羟基上的氢原子不如水分子中的氢原子活泼。
(3)气体点燃前,要验纯,否则易引起爆炸。
(4)活泼金属K、Ca、Mg等也能与H2O和C2H5OH反应产生H2。解析:乙醇为非电解质,不能电离出OH-,也不能电离出H+,其溶液呈中性,A、C项错误;乙醇的氧化反应表现的是乙醇的还原性;乙醇与钠反应比水与钠反应平缓,说明乙醇羟基上的氢原子不如水中的氢原子活泼,D项正确。D 核心科学素养
固体酒精
在餐馆里或野外就餐时常用一种白色凝胶状的方便燃料,它就是固体酒精。但是,固体酒精并不是固态酒精,而是酒精与饱和醋酸钙[(CH3COO)2Ca]溶液混合形成的一种固态凝胶。固体酒精携带方便,点燃后火焰温度高,无有害气体生成。酒精的快速检测
让驾车人呼出的气体接触载有经过硫酸酸化处理的氧化剂三氧化铬(CrO3)的硅胶,可测出呼出的气体中是否含有乙醇及乙醇含量的高低。如果呼出的气体中含有乙醇蒸气,乙醇会被三氧化铬氧化成乙醛,同时橙红色的三氧化铬被还原成绿色的硫酸铬。
随着科学技术的进步,新一代酒精测试仪还能通过液晶显示,定量显示出饮酒者饮酒的程度。回答以下问题:
(1)乙中检验气体的实验方法是____________________________________得出的结论是______________________________________。
(2)从结构上分析,该实验选取水和乙醚做参照物的原因是
_______________________________________________________________。
(3)丙的目的是欲证明___________________________________;丁的目的是欲证明_____________________________________;
根据丙和丁的结果,可以证明乙醇和金属钠反应的化学方程式应为
________________________________________________________。将收集到的气体靠近酒精灯火焰点燃 若能燃烧或发出爆鸣声,则该气体是氢气 乙醇分子中含有乙基和羟基,而水分子中含羟基,乙醚分子中含有乙基 羟基氢可以和钠发生置换反应 乙基上的氢不能和钠发生置换反应 2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑  解析:Na有强还原性,C2H6O(乙醇)中碳、氢、氧元素的化合价分别是-2、+1和-2,其中的+1价氢元素氧化性最强且能被还原为H2,则乙中检验的气体是H2。实验室中检验H2的简单、有效的方法是点燃法。
每个C2H6O(乙醇)分子里有6个H原子,它可分为两类:“CH3CH2—”中H原子和“—OH”中H原子,究竟是哪一类H原子被还原还是两类H原子都被还原?H2O分子里有“—OH”中H原子、无“CH3CH2—”中H原子,CH3CH2OCH2CH3分子里无“—OH”中H原子、有“CH3CH2—”中H原子,则探究实验中选取水和乙醚做参照的原因以及丙的实验目的、丁的实验目的都已明确了。
丙的实验是H—OH与Na反应,该实验中有气体生成;丁的实验是CH3CH2OCH2CH3与Na反应,该实验中无明显变化,则在CH3CH2OH与Na的反应中,只能是“—OH”中H原子被还原。规律方法指导:(1)信息提取:已知为了探究乙醇与金属钠反应的原理而设计的甲、乙、丙和丁四个实验,要求回答问题(1)、(2)、(3)。
(2)形成思路:从分析判断气体的成分着手分析解答问题(1)。从比较水的结构简式H—OH、乙醇的结构简式CH3CH2OH、乙醚的结构简式CH3CH2OCH2CH3着手分析解答问题(2)和(3)。课堂达标验收课 时 作 业课件46张PPT。第三章第三节 生活中两种常见的有机物第2课时 乙酸有机化合物新课情境呈现
食醋是我们日常生活中必不可少的调味品,厨师在烧菜时,总喜欢在加了酒之后再放些醋。于是菜就变得香喷喷的了,这种炒菜的方法确有其科学道理,因为酒与醋在热锅里碰了头,就会起化学反应生成香料——乙酸乙酯,因此菜就有股香味了。
食醋有多种功能:它能杀菌消毒解腥。用醋的蒸气熏蒸居室能杀灭病毒与病菌、防止感冒与传染病。在浸泡腌制生鱼时加少量的醋可以防止腐败变质。酯还能溶解营养素,如无机盐中的钙、铁等,也能保护蔬菜中的维生素C在加热时减少损坏。在烧煮糖醋排骨、醋辣白菜等时用糖醋调味,既有独特的甜酸味,又可使钙、铁溶入汤汁中,喝汤吃肉时钙、铁易被人体吸收。另外醋还有保健与食疗的作用。醋还有降血压防止动脉硬化和治疗冠心病及高血压的效果。在食用大量油腻荤腥食品后可用醋做成羹汤来解除油腻帮助消化。食醋的用途,举不胜举,是什么物质在发挥作用呢?课前新知预习C2H4O2 CH3COOH —COOH 点拨:当温度低于16.6℃时,乙酸会凝结成冰一样的晶体,故又名冰醋酸。醋酸 强烈刺激性 乙醇 弱酸 红色 H2 CH3COOH+NaOH===CH3COONa+H2O  CH3COOH+NaHCO3===CH3COONa+CO2↑+H2O  透明的油状液体 香味
②概念:酸和醇反应生成________________的反应。
③特点:是________________反应,反应进行得比较缓慢。
④反应条件:_______________。
点拨:加入石蕊溶液变红或加入碳酸氢钠溶液产生气体的有机物含有官能团——羧基。酯和水 可逆 浓硫酸、加热 二、酯
1.概念:
羧酸分子羧基中的—OH被OR′取代后的产物,简写为RCOOR′,结构简式:
_____________,官能团为_____________。
2.物理性质:
低级酯(如乙酸乙酯)密度比水____,______于水,易溶于有机溶剂,具有芳香气味。小 不溶
3.用途:
(1)用作香料,如作饮料、香水等中的香料;
(2)作溶剂,如作指甲油、胶水的溶剂等。
点拨:除去乙酸乙酯中的乙酸或乙醇,应加饱和碳酸钠溶液,振荡后分液,而不能用氢氧化钠溶液,否则乙酸乙酯会水解掉。预习自我检测A B C D D A 课堂探究研析问题探究:
1.各取少量乙酸、碳酸、水和乙醇于四支试管中,各加入紫色石蕊溶液两滴,紫色石蕊溶液各有什么变化?
2.如何证明CH3COOH的酸性比H2CO3的强。知识点一 乙酸、碳酸、水和乙醇分子中羟基氢原子活泼性的比较探究提示:1.乙酸和碳酸能使紫色石蕊溶液变红色,水和乙醇不能使紫色石蕊溶液变色。
2.把CH3COOH溶液加到盛有少量Na2CO3或NaHCO3溶液的试管中,产生气泡,即证明醋酸比碳酸酸性强。2.反应的化学方程式
乙酸、水和乙醇分别与钠、氢氧化钠、碳酸氢钠反应(能发生)的有关化学方程式
(1)乙酸
2CH3COOH+2Na===2CH3COONa+H2↑
CH3COOH+NaOH===CH3COONa+H2O
CH3COOH+NaHCO3===CH3COONa+H2O+CO2↑
(2)水
2H2O+2Na===2NaOH+H2↑
(3)乙醇
2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑碳酸钠 乙酸 (2)装置B中所盛试剂的名称是___________________,
试剂的作用是_______________________________。
(3)装置C中出现的现象是________________。
(4)由实验可知三种酸的酸性强弱为_______________________________。饱和NaHCO3溶液 除去CO2中的CH3COOH蒸气 有白色浑浊产生 CH3COOH>H2CO3>H2SiO3 规律方法指导:利用溶液中较强酸制取较弱酸的原理可比较酸的酸性强弱,比较三种酸的酸性时,其中一种酸必须转换成气体冒出来,要注意挥发性酸对后续反应的影响。C 问题探究:
1.制取CH3COOC2H5时试剂加入的先后顺序是什么?
2.酯化反应的实验中,导管末端为什么不能伸入饱和Na2CO3溶液液面以下?知识点二 乙酸的酯化反应探究提示:1.先加入乙醇,再沿器壁慢慢加入浓硫酸,冷却后再加入乙酸,且体积比为3︰2︰2。
2.加热时温度不是很稳定,挥发出来的CH3COOH、CH3CH2OH溶于水,易造成溶液倒吸。故导管末端不能插入饱和碳酸钠溶液中。知识归纳总结:
1.实验装置
2.实验原理
3.注意事项
(1)仪器及操作。
点拨:酯化反应的特点
(1)酯化反应属于可逆反应,反应物的转化率不能为100%。
(2)加热的温度不能过高目的是尽量减少乙酸、乙醇的挥发,提高乙酸、乙醇的转化率。(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___________(填操作名称)。
(2)事实证明,此反应以浓硫酸为催化剂,也存在缺陷,其原因可能是________(填序号)。
A.浓硫酸易挥发,以至不能重复使用
B.会使部分原料炭化
C.浓硫酸有吸水性
D.会造成环境污染2CH3COOH+Na2CO3===2CH3COONa+CO2↑+H2O  分液 BD 规律方法指导:对酯化实验的分析及注意事项:(1)三种液体反应物的混合顺序。(2)化学原理:酸脱羟基醇脱氢。(3)浓硫酸起催化剂、吸水剂作用。(4)装置:液—液反应装置。导气管不能伸入饱和Na2CO3溶液中(防止倒吸)。C 核心科学素养2.设计实验验证A 规律方法指导:(1)信息提取:苹果酸官能团种类判断;苹果酸与多少摩NaOH发生中和反应;苹果酸与Na反应产物量的判断。
(2)形成思路:据苹果酸的官能团性质即可得出结论。课堂达标验收课 时 作 业课件37张PPT。第三章第四节 基本营养物质第1课时 糖类有机化合物新课情境呈现糖类也叫碳水化合物,是由碳、氢和氧三种元素组成的。我们日常吃的“糖”就是糖类的一种。人体热能的产生和各器官系统活动时所需能量主要由食物中所摄取的糖类提供的。人们每天所吃的食物约有80%是糖类。人体缺少糖类,人就会变瘦,干活、工作没劲,还会影响脂肪和蛋白质发挥作用。
哪些食物含糖类比较多?糖类主要来源于谷类(含量70%~80%),如米、面粉、玉米面等;薯类、根茎类食物(含量10%~20%)如马铃薯、甘薯、藕、山药、芋头等;部分坚果(含12%~40%)如栗子、花生、核桃等;还有各种纯糖(含量80%以上)如葡萄糖粉、麦芽糖、蜂蜜、红糖、白糖、冰糖等。课前新知预习一、基本营养物质
点拨:基本营养物质中,糖类、油脂、蛋白质和维生素都属于有机物,前三者是能量的提供者。二、糖类
1.分类及代表物(C6H10O5)n葡萄糖 C6H12O6 同分异构体 蔗糖 C12H22O11同分异构体 淀粉 2.糖类的化学反应
(1)特征反应(2)水解反应
①蔗糖的水解红色沉淀 葡萄糖 红色沉淀 ②多糖的水解
淀粉(或纤维素)水解的化学反应方程式为:
_____________________________________________3.糖类在生产、生活中的应用点拨:单糖不能发生水解反应;蔗糖不能发生银镜反应,麦芽糖能发生银镜反应。预习自我检测× × √ × D D B A 课堂探究研析问题探究:
葡萄糖的最简式是CH2O,具有相同最简式的分子还有哪些?
探究提示:甲醛(HCHO)、甲酸甲酯(HCOOCH3)、乙酸(CH3COOH)、乳酸(C3H6O3)和果糖(C6H12O6)的最简式都是CH2O。知识点一 葡萄糖的分子结构和化学性质56 300 134.4生成砖红色沉淀 规律方法指导:含有醛基(—CHO)的糖类具有还原性,可以与银氨溶液发生银镜反应、与新制的氢氧化铜悬浊液发生反应生成砖红色沉淀,如葡萄糖、麦芽糖等。蔗糖、淀粉、纤维素等不含醛基,不能与银氨溶液、新制的氢氧化铜悬浊液发生反应。A 问题探究:1.是不是所有糖都能发生水解?
2.蔗糖、淀粉水解的条件是什么?
3.能不能直接取水解液做银镜反应检验淀粉是否水解?
探究提示:1.不是。单糖不能水解。
2.用稀硫酸作催化剂并加热。
3.不能。因为水解液中含有H2SO4,必须把H2SO4中和掉才能发生银镜反应。知识点二 糖类的水解规律知识归纳总结:
根据以上操作、现象判断结论是否正确,不正确的请说明原因。
(1)甲不正确。原因是未检测是否有葡萄糖,也可能为部分水解。
(2)乙不正确。原因是未中和水解液的酸性,不能检测出葡萄糖是否存在。
(3)丙不正确。原因是证明淀粉发生了水解,是否完全水解还需加I2检验淀粉是否存在,如不变蓝,则水解完全。规律方法指导:(1)双糖及多糖的水解必须加入稀酸作催化剂,水解产物中都含葡萄糖。
(2)葡萄糖与新制Cu(OH)2悬浊液的反应必须在碱性条件下并加热才能进行。
(3)在蔗糖水解实验中采用水浴加热,目的是有效控制温度并使之受热均匀。解析:淀粉在稀硫酸催化作用下水解生成葡萄糖,在用NaOH溶液中和水解液至碱性后,可用新制Cu(OH)2悬浊液检验葡萄糖,在水解液中加碘水,检验未水解的淀粉。C 核心科学素养实验现象及结论
特别提醒:(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。D 规律方法指导:(1)信息提取:题目给出了四个选项,要求从中选出哪项是对糖类、油脂和蛋白质的共同特点的描述。
(2)形成思路:应用糖类、油脂和蛋白质的基础知识,分析解答问题。课堂达标验收课 时 作 业课件43张PPT。第三章第四节 基本营养物质第2课时 油脂 蛋白质有机化合物新课情境呈现很多水果和花草具有芳香气味,这些芳香气味是什么物质产生的?
很多食物富含油脂。油脂是重要的营养物质,能向人体提供能量,这是为什么?
油脂和酯之间有什么关系?
恩格斯说:“没有蛋白质就没有生命。”你能理解这句话的含义吗?蛋白质究竟是一种什么样的物质?课前新知预习C、H、O 不饱和 饱和 2.化学性质——水解反应3.油脂在生产、生活中的应用
点拨:油脂不是高分子化合物,天然油脂是混合物,无固定的熔、沸点。二、蛋白质
1.组成特点2.化学性质3.在生产、生活中的应用
(1)蛋白质是人类必需的营养物质,能保证身体健康;
(2)动物的毛和蚕丝的主要成分是_________,可应用于工业上;
(3)酶是特殊的_________,是人体内重要的催化剂。
点拨:浓硝酸可以检验蛋白质,但常用灼烧的方法鉴别蚕丝制品。蛋白质 蛋白质 预习自我检测× × × √ × C BD C 课堂探究研析问题探究:
1.能否用植物油萃取溴水中的溴?
2.人们经常用热的纯碱溶液洗涤炊具上的油污,其原理是什么?知识点一 油脂的分子结构和性质探究提示:1.不能。植物油含不饱和碳碳键,能与溴发生加成反应。
2.油污的主要成分为油脂。油脂属于酯,不溶于水,但在碱性条件下水解生成易溶于水的高级脂肪酸盐和甘油。
纯碱的水溶液显碱性,并且温度升高碱性增强,因此用热的纯碱溶液洗涤炊具上的油污效果更好。点拨:(1)液态植物油含碳碳双键,能与溴单质发生加成反应而使溴水褪色。
(2)有些油脂是由饱和高级脂肪酸与甘油形成的酯,不能使溴的CCl4溶液褪色。
(3)油脂在碱性条件下的水解反应才是皂化反应。
(4)油脂在酸性、碱性条件下的水解反应都生成甘油,但另一物质分别为高级脂肪酸、高级脂肪酸盐。D A 问题探究:
1.如何用简单的方法鉴别纺织品是棉制品还是羊毛制品?
2.颜色反应和焰色反应有何异同?知识点二 有机物的检验和鉴别探究提示:1.棉制品的主要成分是纤维素,羊毛制品的主要成分是蛋白质。可用灼烧法来鉴别,灼烧后有烧焦羽毛气味的是羊毛制品。
2.颜色反应是指某些蛋白质(通常分子内含苯环)遇到浓硝酸变黄,这是蛋白质的特征反应,属于化学变化。焰色反应是指钠、钾等某些金属元素被灼烧时,火焰呈现某种颜色,如钠元素的焰色为黄色,它属物理变化。知识归纳总结:
1.利用水溶性
(1)特点:大多数有机物难溶于水,如烷烃、烯烃、苯、酯等,而乙酸、乙醇易溶于水。
(2)应用:用水鉴别乙酸与乙酸乙酯,乙醇与己烷,乙醇与油脂等。
2.利用密度大小
(1)特点:烃、酯(包括油脂)都比水的密度小,溴苯、硝基苯和四氯化碳等比水的密度大。
(2)应用:用水鉴别苯和溴苯。点拨:(1)使溴水褪色的物质不一定含有碳碳双键。
(2)紫色石蕊试液可用于鉴别羧酸和其他有机物。A 规律方法指导:蛋白质灼烧时有烧焦羽毛的气味,可利用此性质鉴别纺织物是纯毛制品还是纯棉制品或者是化纤制品。纯棉制品燃烧时不熔化,化纤制品灼烧时先熔化,后有液滴落下。D 核心科学素养D
解析:A.如头发、指甲、羊毛等富含蛋白质的物质都不溶于水。B.N2无气味。C.使淀粉变蓝的是单质碘,淀粉遇碘元素变蓝的说法不准确。D.Cu(OH)2―→砖红色沉淀(Cu2O)是铜元素发生了还原反应,则葡萄糖具有还原性。规律方法指导:(1)信息提取:已知四项有关验证蛋白质、淀粉、葡萄糖性质的实验,要求从中选出正确的实验结论。
(2)形成思路:A.应用举例法分析判断,看是不是蛋白质都易溶于水。B.N2有特殊气味吗?C.使淀粉变蓝的是单质碘还是碘元素?D.Cu(OH)2→砖红色沉淀是不是发生了还原反应?课堂达标验收课 时 作 业课件44张PPT。第四章第一节 开发利用金属矿物和海水资源第1课时 金属矿物的开发利用化学与自然资源的开发利用新课情境呈现现在我们家庭中大多都是不锈钢或陶瓷餐具,铝制餐具已逐渐退出,但在铝刚被提炼出来的19世纪,拿破仑大宴宾客及大臣时,其他人用银做的餐具而他自己却用铝做的餐具。1889年,德国著名的化学家门捷列夫到英国伦敦访问和讲学,英国科学家为表彰他在化学上的杰出贡献,尤其是在发现元素周期律和建立元素周期表上的贡献,赠给他一件贵重的奖品,就是用金和铝制成的一架天平。为什么在地壳中含量比铁还多的金属铝,在19世纪比金还贵重呢?
随着经济和社会的发展,各种各样的金属应用越来越广,但绝大多数的金属元素以化合物的形式存在于自然界的金属矿物中。那么,怎样从金属矿物中得到金属呢?不同的金属冶炼方法是否相同呢?课前新知预习一、金属在自然界中的存在形态点拨:金属在自然界中的存在形式与金属的活泼性有关。二、金属的冶炼
1.冶炼的原理和实质2.冶炼的方法
(1)常用方法。(2)其他方法。
点拨:冶炼铝时不用氯化铝,因为氯化铝为共价化合物;冶炼镁时不用氧化镁,因为氧化镁的熔点高。三、金属资源的合理开发利用
1.合理开发利用金属资源
金属矿产资源是不可再生资源。
2.有效利用金属资源的途径
(1)提高金属矿物的________________;
(2)减少金属的使用量;
(3)加强金属资源的________________和再利用;
(4)使用其他材料代替金属材料。利用率 回收 预习自我检测× × × √ B A C D B 课堂探究研析问题探究:
1.根据金属冶炼的方法讨论,金属冶炼的实质是什么?
2.在金属中,铝元素在地壳中的含量居第一位,为什么铝的发现和使用比铜和铁要晚得多?知识点一 金属的冶炼探究提示:1.金属冶炼的实质是金属离子得到电子被还原为金属单质的过程,Mn++ne-===M。
2.金属的发现和使用与金属的活动性密切相关,金属活动性越强,其相应的金属阳离子得电子的能力越弱,冶炼难度越大。铝是一种活动性较强的金属,用一般的还原剂很难将其还原,工业上采用最强有力的氧化还原手段——电解法进行冶炼,而铜和铁用一般的还原剂就可以达到目的,所以铝的发现和使用比铜和铁要晚得多。
点拨:(1)金属冶炼方法并不是唯一的,如铜的冶炼方法有湿法、火法,并不一定是热还原法。
(2)金属冶炼方法的选择,还应该注意金属元素在自然界中的存在形式。C 规律方法指导: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活动性。在金属活动性顺序中,金属的位置越靠前越难被还原,金属的位置越靠后越容易被还原。D 问题探究:1.铝热反应实验中镁条与氯酸钾的作用是什么?
2.能否利用铝热反应冶炼镁?
探究提示:1.镁条的作用是燃烧放出大量的热引发KClO3分解,氯酸钾的作用是供氧剂。
2.Mg的活动性强于Al,不能用Al还原MgO制得Mg。知识点二 铝热反应2.铝热反应实验
【实验现象】
(1)镁带剧烈燃烧。
(2)氧化铁粉末和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应。
(3)反应放出大量的热,并发出耀眼的白光。
(4)纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙子中。
【实验结论】
在高温下,铝与Fe2O3发生反应,放出大量的热。3.铝热反应的注意事项
(1)氯酸钾的作用是提供氧气,使镁带快速充分反应。
(2)要保证纸漏斗重叠时四周均为四层,且内层纸漏斗一定要用水润湿,以防高温物质从纸漏斗四周溅出。
(3)要用盛有细沙的蒸发皿接收熔融物,既要防止蒸发皿炸裂,又要防止熔融的液体溅出伤人。Fe2O3Al 铝热 ①②③④ (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:________________。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 规律方法指导:有关铝热反应的两个易错点
(1)铝热反应可以用于焊接钢轨,但工业上不用该方法炼铁,因为铝比铁的冶炼成本更高。
(2)由于铝只能冶炼活泼性比其弱的金属,所以并不是铝与所有金属氧化物的混合物都叫铝热剂,如Al和MgO的混合物不能叫铝热剂。C 核心科学素养
铝的冶炼史
1825年,丹麦的奥斯特分离出少量的纯铝。1827年,德国化学家维勒用金属钾与无水氯化铝反应而制得了铝。但是钾太昂贵了,所以不允许大规模地生产铝。又过了27年,法国化学家德维尔用金属钠与无水氯化铝一起加热而获得闪着金属光泽的小铝球。因此在19世纪,铝是一种珍贵的金属,它的价格同黄金相当。1884年,在美国奥伯林学院化学系,有一位叫做查尔斯·马丁·霍尔的青年学生。当时他只有二十一岁。一次,他听一位教授(这位教授正是维勒的学生)说:“不管谁能发明一种低成本的炼铝法,都会出人头地。”这使霍尔意识到只有探索廉价的炼铝方法,才能使铝被普遍应用。霍尔在自己家里的柴房中办一个家庭实验室,经过两年的不断探索终于在1886年2月的一天,他终于看到小球状的铝聚集在阴极上,后来,这些铝球竟成为“王冠宝石”,至今仍珍存在美国制铝公司的陈列厅中。还有一件值得提及的事,非常巧合,一位与霍尔同龄的年轻的法国化学家埃鲁也在这年稍晚些时候发明了相同的炼铝法。霍尔与埃鲁在遥远的两大洲,同年来到人世(1863年)又同年发明了电解炼铝法(1886年)。虽然他们之间曾一度发生了专利权的纠纷,但后来却成为莫逆之交。1911年,当美国化学工业协会授予霍尔著名的佩琴奖章时,埃鲁还特意远涉重洋到美国参加了授奖仪式。亲自向霍尔表示祝贺。
或许是上天的旨意,1914年,这两位科学家又都相继去世。难怪当后人们一提起电解炼铝法的时候,便总把霍尔和埃鲁的名字联在一起。B 规律方法指导:(1)信息提取:已知四项用化学方程式表示的金属冶炼原理,要求判断哪项是错误的。
(2)形成思路:不符合化学反应客观事实的化学方程式就是错误的。课堂达标验收课 时 作 业课件44张PPT。第四章第一节 开发利用金属矿物和海水资源第2课时 海水资源的开发利用化学与自然资源的开发利用新课情境呈现海洋是人类可持续发展的重要基地。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。
开发利用海洋是解决当前人类社会面临的人口膨胀、资金短缺和环境恶化等一系列难题的可靠途径。在陆地资源日渐枯竭的今天,海洋正成为人类繁衍发展的生命线。我国大陆海岸线长达18000 km,海岛海岸线长达14000 km,这为我们开发利用海水资源提供了良好的自然条件。那么,海水的开发利用都包括哪些方面呢?你知道怎样才能开发出海洋中的这些资源吗?课前新知预习一、海水水资源的利用
1.类型:2.海水的蒸馏
①主要仪器:A: ____________ B: ____________ C: ___________
②冷凝水的流向:_________口进,_________口出。
③A中加入碎瓷片的目的是________________。
点拨:蒸馏法进行海水淡化属于物理变化。蒸馏烧瓶 冷凝器 锥形瓶 a b 防止液体暴沸 二、海水中化学资源的开发利用
1.海水中化学资源的特点Cl、Na、K、Mg 很大 很低 2.海水化学资源的开发利用氯气 Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2 Cl2+2KI===2KCl+I2 点拨:海水中的元素总储量很大,但富集程度很低,故海水化学资源的利用必须有富集的过程。铀 潮汐能 预习自我检测B B C C D D 课堂探究研析问题探究:从海水中提取溴元素连续发生以下三个反应:
①Cl2+2Br-===Br2+2Cl-
②Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4
③Cl2+2Br-===Br2+2Cl-
(1)海水中溴元素是以溴离子形式存在,只发生反应①就得到单质溴,为什么还设计②③两步反应?
(2)反应②中溴发生什么反应,表现出溴单质的什么性质?
探究提示:(1)使溴进一步富集。
(2)溴单质表现氧化性。知识点一 海水提溴知识归纳总结:
1.生产流程图
2.主要过程
点拨:(1)从海水中提取溴的过程中发生了两次Cl2将Br-氧化成Br2的反应,这样设计制取Br2流程的目的是将溴富集。
(2)海水提溴的过程是从溴水中提取溴,并不采用有机溶剂萃取。富集溴元素 C 3  3  1  5  3  Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4 强酸对设备的腐蚀 BD
解析:溴离子中的Br为-1价,处于最低价态,没有氧化性;在反应中Cl2中的Cl价态由0价降低到-1价,作氧化剂;从基本反应类型来看,该反应属于置换反应;氯气为氧化剂,Br2为氧化产物,因此,氯气的氧化性比溴单质强。D 问题探究:
1.海带中的碘元素以何种形式存在?如何将海带中的碘元素转化成单质碘?
2.检验溶液中含有I-,所用试剂是硝酸银溶液和稀硝酸,二者的添加顺序如何?知识点二 海带提碘及海带中碘元素的检验探究提示:1.海带中的碘元素以I-形式存在,可加入氧化剂把I-氧化成I2。
2.先向含I-的溶液中添加硝酸银溶液,再加稀硝酸,若先加稀硝酸,I-被氧化为I2。点拨:(1)海水中的碘的浓度很低,碘一般从海带或一些海藻植物中提取。
(2)由于I2易升华,从碘的有机溶剂溶液中提取时应采用水浴加热,可避免高温下I2的升华。BDE (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_____。
(3)步骤④反应的离子方程式是_____________________________________。
(4)步骤⑤中,某学生选择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__________________________________________________________________________________________________________________。过滤 蒸馏 苯与水不互溶,碘在苯中的溶解度比在水中大 取少量提取碘后的水溶液于试管中,加入几滴淀粉溶液,观察是否出现蓝色(如果变蓝,说明还有单质碘,反之,则没有单质碘) (4)因碘不易溶于水而易溶于有机溶剂苯,且苯不溶于水易与水溶液分层,这是选取萃取剂的原则。
(5)根据淀粉遇碘单质变蓝这一现象,可以取少量提取碘之后的溶液,加入淀粉看是否变蓝来检验。规律方法指导:解题时应先读懂流程图中的信息,然后联系已有的卤素性质和实验知识,进行综合分析。C 核心科学素养混合物分离方法的归纳
物质的分离是指通过适当的方法,把混合物中的几种物质分开(要还原成原来的状态),分别得到几种比较纯净的物质。
1.蒸馏法:适用于分离互溶,但沸点不同的液态混合物。如酒精与水的分离、海水淡化等。
(1)主要仪器及用品:铁架台、酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、冷凝管、锥形瓶、温度计、接液管(牛角管)等。
(2)装置图(如图所示)。
3.过滤法:适用于分离一种可溶,另一种不溶的固态混合物,如NaCl与BaSO4的分离。
4.分液法:适用于分离两种互不相溶的液态混合物。如苯和水的分离。
5.萃取法:适用于分离溶质在两种互不相溶的溶剂中溶解度不同的混合物。如用CCl4提取碘水中的碘。
6.洗气法:适用于各气体与吸收剂作用不同来分离气态混合物。如CO2与CO的分离。
7.升华法:适用于分离其中一组分有升华特征的固体混合物。如碘与沙子的分离。A 解析:明矾净水是利用Al3+水解生成的Al(OH)3胶体的吸附作用而除去水中的一些悬浮物,并不能除去海水中的
多数杂质离子而使海水淡化。利用太阳能使海水蒸馏淡化,是极有研究价值的一种淡化途径。海水缓慢凝固后可结成冰,在这个过程中可以除去海水中的杂质离子而使海水淡化。将海水通过离子交换树脂是一种已被应用的海水淡化方法。规律方法指导:(1)提取信息:用海水生产饮用水,利用不同方法对海水进行淡化处理。
(2)形成思路:通过分析四种方法的本质解决问题。课堂达标验收课 时 作 业课件45张PPT。第四章第二节 资源的综合利用 环境保护化学与自然资源的开发利用新课情境呈现迄今为止,煤仍是人类使用的主要能源之一,同时也是重要的化工原料。煤燃烧时不仅产生我们所需要的能量,同时还会生成大量的二氧化硫、氮的氧化物、碳的氧化物和烟尘等污染物。采取哪些措施可以减少煤燃烧对环境造成的污染?
物质文明的快速发展给人们的生活水平带来了快速的提高,但是物质文明发展的同时也给人们生产了垃圾,带来了烦恼,同学们对发展生产和保护环境有何看法?课前新知预习一、煤、石油和天然气的综合利用
1.从煤、石油和天然气中获得基本化工原料
(1)煤的组成和加工。
①煤的组成。②煤的加工方法及其原理和产品。焦炭 煤焦油 甲醇 (2)天然气的组成和利用。(3)石油的组成和加工。
点拨:石油的分馏为物理变化;煤的干馏、气化和液化及石油的裂化、裂解和催化重整都是化学变化。2.以煤、石油、天然气为原料生产合成材料:
(1)三大合成材料。(2)合成高分子的反应——加聚反应。
①概念:在适当温度、压强和催化剂存在的条件下,不饱和化合物发生自身_________反应形成相对分子质量巨大的高分子化合物的反应。举例:加成 点拨:乙烯和聚乙烯的元素组成及百分含量相同,但化学性质有明显差别。小分子化合物 链节 二、环境保护与绿色化学
1.环境问题
是指人类不合理地开发和利用自然资源而造成的生态环境破坏,以及工农业和人类生活所造成的环境污染。
2.环境保护的任务
(1)环境监测。
对污染物的存在形态、含量等进行分析和鉴定,提供可靠的分析数据。
(2)三废的治理。
工业三废是______、_______、_______,是主要的环境污染物。
(3)寻找源头治理环境污染的生产工艺。
杜绝_________的排放,能从根本上解决环境问题。废水 废气 废渣 污染物 3.绿色化学
点拨:化合反应、加成反应和加聚反应中原子利用率是100%,符合绿色化学要求,取代反应不符合。预习自我检测× × √ √ × B A C C CH2===CH—CH3  课堂探究研析问题探究:1.通过煤的干馏可以得到粗苯,那么煤中含有苯等芳香烃吗?
2.若从煤焦油中分离出芳香烃,应采用什么方法?
3.石油的裂化和裂解有何区别与联系?
4.直馏汽油和裂化汽油有何区别?如何区别?知识点一 化学中的“三馏、两裂”探究提示:1.煤是由有机物和无机物组成的复杂的混合物,不直接含有苯等芳香烃,而是在干馏时生成了芳香烃。
2.煤焦油是由各种芳香烃组成的液态混合物。可根据各种芳香烃的沸点不同利用蒸馏法进行分离。
3.裂化和裂解原理相同,只是裂解温度比裂化温度更高,裂解又叫深度裂化。
4.直馏汽油是饱和烃的混合物,裂化汽油中含有不饱和烃,可用溴水区别它们。硬质玻璃管 U形管 盛装冷水对蒸气进行冷却 氨 酚酞溶液 煤焦油 分馏 (3)e处点燃的气体主要成分有___________________________,火焰的颜色是___________。
(4)反应结束后b中的固体是________________。H2、CH4、CH2===CH2、CO 淡蓝色 焦炭 规律方法指导:(1)煤的干馏过程中发生了复杂的化学变化和物理变化,生成了许多新的物质,如苯、萘、蒽等。
(2)煤是由有机物和无机物组成的复杂混合物,煤中并不含有小分子有机物苯、萘、蒽等,苯、萘、蒽等物质是煤干馏的产物煤焦油中含有的。D 解析:煤的干馏产物有粗氨水、煤焦油、焦炉气和焦炭等物质,其中焦炭居多,为无机物,故A错误;石油的分馏属于物理变化,石油的裂化、裂解,煤的干馏都属于化学变化,故B错误;煤是由无机物和有机物组成的复杂的混合物,通过干馏得到苯、甲苯、二甲苯等有机物,故C错误;石油的裂化、裂解是在一定条件下将长链的烃断裂为相对分子质量较小的烃的过程,烃在加热条件下是可以分解的,且碳链越长越易分解,故D正确。问题探究:
1.塑料制品的使用给我们的生活带来方便的同时,也带来巨大危害——“白色污染”问题,我们该如何解决这个问题?
2.在汽车的排气管上安装“催化转化器”(用铂钯合金作催化剂),可以把汽车尾气中的有害气体CO与NO催化生成可参与大气生态循环的无毒气体CO2和N2,这种尾气处理的方法是否符合绿色化学的概念?知识点二 “六大”环境污染及危害探究提示:1.(1)改进塑料的配方和生产工艺,研制可降解的塑料。如以乙烯和一氧化碳为原料制成聚乙烯光降解塑料,以纤维素和淀粉为原料制成微生物降解塑料等。
(2)回收利用废旧合成材料。通过熔融再生重新做成多种有用的材料;采用热裂解或化学处理的方法使其分解,用于制备多种化工原料;将废旧合成材料作为燃料使用。
2.不符合,绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。这种尾气处理的方法是被动地治理污染,不符合绿色化学的概念。知识归纳总结:
A A.①②③④    B.①②⑤
C.①②④⑤    D.③④⑤规律方法指导:(1)从环境上:强调从源头上消除污染,从一开始就避免污染物的产生。
(2)从经济上:提倡合理利用资源和能源,降低生产成本,尽可能提高原子利用率,最高目标是原子利用率为100%,即反应物原子全部转化为期望产物。A 核心科学素养2.节能减排——低碳经济、低碳生活
“低碳”就是指生活作息时所耗用的能量要尽量减少,从而降低碳,特别是二氧化碳的排放量,从而减少对大气的污染,减缓生态恶化。
低碳生活的途径有:减少食物加工过程,注意节约用电,尽量购买本地的、当季的食物,尽量减少私家车的使用,减少使用一次性餐具,尽量使用太阳能等代替化石燃料,多用电子邮件、MSN、QQ等即时通信工具,少用传真打印机等。
低碳经济包括:发展氢能和太阳能、提高原子利用率、发展绿色化学、限制塑料制品的使用等。A 规律方法指导:(1)信息提取:已知四个化学反应,要求选出其中哪个是不可能达到绿色化学工艺的理想状态的化学反应。
(2)形成思路:绿色化学工艺的理想状态是反应物的原子全部转化为欲制得的产物,即原子利用率为100%。课堂达标验收课 时 作 业