课件35张PPT。第1课时 化学键及其类型第2章 第1节 化学键与化学反应学习目标定位
1.了解化学反应中物质发生变化的实质,学会从微观的角度认识化学反应。
2.了解化学键的含义,理解共价键、离子键的概念及它们的形成过程。
3.熟悉化学键类型与物质间的关系,会判断元素间形成的化学键类型。内容索引新知导学 —— 新知探究 点点落实达标检测 —— 当堂检测 巩固反馈新知导学1.通常情况下水比较稳定,不易分解,但在通电时分解生成氧气和氢气。这是因为在水分子中氢原子和氧原子之间存在着 相互作用,要破坏这种相互作用就要 能量,通电就是为破坏这种相互作用提供所需的能量。
由以上分析可知,化学键的概念是 。一、化学键与物质变化很强的消耗较高的相邻原子间的强相互作用2.用化学键的观点分析2H2O 2H2↑+O2↑反应的过程:
(1)水分子断裂的是 键,形成的是 键。如图所示:(2)化学反应中物质变化的实质是 。在物质变化过程中原子的种类和个数 。氢氧氢氢键和氧氧旧化学键的断裂和新化学键的形成不变1.只有 的两个或多个原子间的 才能称为化学键。
2.判断一个变化过程中是否发生了化学反应,不仅要看有无旧化学键的断裂,而且还要看有无新化学键的形成。如果一个变化过程中只有旧键断裂而无新键形成,则该变化不是化学变化,如氯化氢溶于水,氯化氢分子中氢原子和氯原子间的化学键发生了断裂,但没有新化学键形成,故不属于化学变化。相邻强相互作用1.下列关于化学键的说法中正确的是
①相邻原子间的相互作用叫做化学键 ②化学键既存在于相邻原子间,又存在于相邻分子间 ③在水中氢、氧原子间均以化学键相结合 ④相邻原子之间强烈的相互吸引作用叫做化学键 ⑤化学键是指相邻原子间强的相互作用
A.②③④ B.③④⑤ C.①②③ D.只有⑤√答案解析易错警示解析 ①形成化学键的原子间的相互作用必须是强烈的,不强烈的相互作用不是化学键;
②只有相邻原子间强的相互作用才是化学键,而相邻分子间的原子也可能相邻,但作用不强,不是化学键;
③在水分子内,氧原子和氢原子之间形成化学键,但分子间的氧原子和氢原子间的相互作用很微弱,不是化学键;
④化学键这种相互作用,是相邻原子间的原子核与电子之间的静电吸引、电子与电子之间的静电排斥、原子核与原子核之间的静电排斥达到平衡后的一种作用,所以化学键包括相互吸引和相互排斥;
⑤正确。易错警示易错警示 (1)形成化学键的原子必须相邻,但相邻的原子间不一定存在化学键。
(2)“强相互作用”不能只理解为相互吸引。
(3)并非所有的物质中都有化学键,如稀有气体是单原子分子,无化学键。2.下列变化不需要破坏化学键的是
A.加热氯化铵 B.干冰升华
C.水通电分解 D.氯化氢溶于水√答案解析解析 化学变化肯定存在化学键的破坏,A、C两项发生的都是化学变化,加热NH4Cl分解破坏了NH4Cl内的化学键;水通电分解破坏了水分子内的化学键;
D项中,HCl溶于水,破坏了HCl分子内的化学键;
B项中干冰升华没有化学键的破坏。规律总结规律总结 物质发生化学变化一定破坏化学键,有的物质发生物理变化破坏化学键,有的物质发生物理变化不破坏化学键。1.共价键
(1)共价键的形成过程
①氯分子的形成过程
两个氯原子都提供 个电子,在两个氯原子间形成 ,使两个氯原子最外电子层都达到 结构,形成氯分子。
②氯化氢的形成过程二、共价键和离子键一共用电子8e-稳定相关视频③因为稀有气体 结构,所以稀有气体原子间不形成共价键。
(2)共价键
①共价键的概念是 通过 形成的化学键;成键微粒是
,作用实质是 与两原子的电性作用。
②共价键成键的原因:非金属元素的原子最外层电子 ,原子间通过 形成共价键。原子最外层为稳定原子间共用电子原子共用电子未达到稳定结构共用电子2.离子键
(1)离子键的形成过程(以NaCl为例)
Na原子和Cl原子最外层电子数分别为 和 ,均不稳定。它们通过得失电子后达到 结构,分别形成 和 ,
两种带相反电荷的离子通过 形成NaCl。178电子稳定Na+Cl-静电作用相关视频(2)离子键
①离子键的概念是 通过 作用形成的化学键;构成离子键的微粒是 。
②离子键的作用实质是 作用。即指阴、阳离子之间的 及电子与电子之间、原子核与原子核之间的 处于平衡时的总效应。
③离子键成键的原因:原子间通过 电子达到 结构,形成离子键。阴、阳离子之间静电阳离子、阴离子静电静电引力斥力得失稳定3.下列说法不正确的是
A.阴、阳离子结合成化合物的静电作用属于离子键
B.原子之间通过共用电子形成的化学键叫做共价键
C.化学键指的是相邻原子间的强的相互作用
D.完全由非金属元素形成的化合物中不含离子键√答案解析易错警示解析 化学键的概念中有两点必须注意:一个是“相邻原子间”,一个是“强相互作用”。当阴、阳离子间形成离子键时,不但有这两种离子的静电吸引作用,而且也存在两种离子的核外电子之间、两种离子的原子核之间的排斥作用,形成了吸引与排斥的平衡。
D项,非金属元素形成的化合物中也可能含有离子键,如铵盐。易错警示易错警示 (1)个别活泼金属元素与活泼非金属元素之间形成共价键,如AlCl3中Al和Cl形成的是共价键。
(2)完全由非金属元素组成的化合物中可能含有离子键,如铵盐中,
中N原子与H原子之间是共价键,而 与酸根离子间形成离子键。4.下列各组物质中化学键的类型完全相同的是
A.NaCl MgCl2 Na2O
B.H2O MgO CO2
C.Na2S NaOH H2SO4
D.NH4Cl NaNO3 NH3√答案解析解析 NaCl、MgCl2、Na2O、MgO、Na2S中只含有离子键,H2O、CO2、H2SO4、NH3中只含共价键,NaOH、NH4Cl、NaNO3中既含共价键,又含离子键。方法规律方法规律 根据物质类别或组成物质的元素都可以判断化学键的类型
1.非金属单质(稀有气体除外)、非金属氧化物、非金属氢化物、酸、大多数有机物等中只含共价键;
2.ⅠA族、ⅡA族的金属与ⅥA族、ⅦA族的非金属之间形成离子键,活泼金属氧化物、活泼金属氢化物中均只含有离子键;
3.活泼金属过氧化物、强碱、多数盐既含有离子键,又含有共价键。达标检测1.根据化学反应的实质是旧化学键断裂和新化学键形成这一事实,下列变化不属于化学变化的是
A.白磷在260 ℃时转化为红磷
B.石墨在高温下转化为金刚石
C.NaCl熔化
D.五氧化二磷吸水12345解析 A、B、D三项的变化过程均有旧化学键断裂和新化学键形成,属于化学变化;
C项中NaCl熔化只有旧化学键断裂而无新化学键形成,故不属于化学变化。√答案解析62.下列物质的变化过程中,共价键明显被破坏的是
A.I2升华
B.NaCl颗粒被粉碎
C.冰融化
D.HCl溶于水得到盐酸12345解析 HCl分子中存在H—Cl共价键,溶于水后得到盐酸,HCl电离出H+和Cl-,溶液中不再存在HCl分子。√答案解析63.下列物质中既有离子键又有共价键的是
A.CaCl2 B.H2O C.K2O D.NaOH12345√答案64.下列各组物质中,化学键类型不同的是
A.NaCl和HNO3 B.H2O和NH3
C.CaF2和CsCl D.CCl4和HCl12345解析 A项,NaCl只含离子键,HNO3中只含共价键;
B、D项均为共价键;
C项均为离子键。√答案解析65.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间,又存在于不相邻原子间
B.两个原子之间的相互作用叫化学键
C.化学键指的是相邻原子间的强烈的相互作用
D.阴、阳离子之间通过静电吸引而形成的化学键为离子键12345√答案解析6123456解析 化学键的定义中有两点必须注意:一个是“相邻原子间”,一个是“强相互作用”。A项和B项都没有准确说明这两点,所以不正确。
当阴、阳离子间形成离子键时,不但有这两种离子的吸引作用,而且也存在两种离子的核外电子之间、两种离子的原子核之间的排斥作用,形成了吸引与排斥的平衡,D项只强调阴、阳离子间的强烈吸引作用,却没有说明排斥作用,所以不正确。答案解析1234566.(1)下列变化中,既有共价键和离子键断裂,又有共价键和离子键形成的是________。
A.2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
B.2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
C.Cl2+H2O===HCl+HClO
D.Na2CO3+BaCl2===BaCO3↓+2NaCl√123456解析 A项,Na2O2中既含有共价键,又含有离子键,与CO2反应时,其中共价键和离子键都会断裂,又重新组合为新的共价键和离子键;
B项,不涉及离子键的断裂;
C项,不涉及离子键的断裂和形成;
D项,不涉及共价键的断裂和形成。答案123456(2)下列物质中:①N2、②H2O、③Na2O2、④CaCl2、⑤KHS、⑥NaF、
⑦NaOH、⑧SiO2、⑨Ar、⑩CO2,其中只含有共价键的物质是________;只含有离子键的物质是______;既含有离子键,又含有共价键的物质是________;不存在化学键的物质是____。⑨①②⑧⑩④⑥③⑤⑦本课结束课件37张PPT。第2课时 化学键与物质类别第2章 第1节 化学键与化学反应学习目标定位
1.掌握化学键类型(共价键、离子键)与共价化合物、离子化合物之间的关系,会判断物质中的化学键。
2.会用电子式表示共价键、离子键的形成过程,会书写常见物质的电子式。
3.知道化学键的强弱对物质性质的影响。内容索引新知导学 —— 新知探究 点点落实达标检测 —— 当堂检测 巩固反馈新知导学1.有下列三组物质:①NO、CO2、HCl、CCl4 ②MgO、Na2O、NaCl、K2S ③KOH、NaNO3、NH4Cl、Na2O2
分析回答下列问题:
(1)上述三组物质共同的类别是 。
(2)分别指出三组物质中的化学键类型:
① ;② ;③ 。
(3)由以上分析可知,化合物按构成微粒之间的化学键类型进行分类,分为 和 两类。一、离子化合物与共价化合物化合物共价键离子键既有共价键,又有离子键离子化合物共价化合物2.离子化合物和共价化合物
(1)离子化合物是含有 键的化合物。常见的离子化合物有:
①活泼非金属元素(ⅥA族、ⅦA族)与活泼金属元素(ⅠA族、ⅡA族)形成的化合物,如NaCl、CaO、MgBr2等;
②大多数 ,如Na2CO3、KNO3等;
③可溶性 ,如NaOH、Ba(OH)2等;
④ ,如NH4Cl、NH4HCO3等;
⑤金属 、金属过氧化物,如Na2O、Na2O2等。离子含氧酸盐强碱铵盐氧化物(2)共价化合物是 。常见的共价化合物有:
①非金属元素的 ,如H2S、HCl等;
② ,如H2SO4、HNO3等;
③ ,如CO2、SiO2等;
④弱碱,如NH3·H2O等;
⑤大多数 ,如CH4、CH3CH2OH等。只含有共价键的化合物氢化物酸类非金属氧化物有机化合物1.离子化合物与离子键之间的关系
(1)三个“一定”
①离子化合物中一定含有 ;
②含有 的化合物一定是离子化合物;
③ 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等;
②含有金属元素的化合物不一定是离子化合物,如AlCl3。离子键离子键离子化合物2.共价化合物与共价键之间的关系
(1)两个“一定”
①共价化合物中一定 共价键;
②共价化合物中一定 离子键。
(2)两个“不一定”
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、Na2O2等。只含有不含有1.下列有关化合物的说法正确的是
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物质一定是共价化合物
C.非金属元素不能形成离子化合物
D.含有离子键的化合物一定是离子化合物√答案解析易错警示解析 含有共价键的化合物不一定是共价化合物,离子化合物中可能含有共价键,A项错误;
分子中只含共价键的物质可能是非金属单质,也可能是共价化合物,B项错误;
非金属元素也可能形成离子化合物,如铵盐,C项错误;
D项正确。易错警示易错警示 只含非金属元素的化合物可以是离子化合物,如NH4NO3、NH4NO2是离子合物,HNO3、HNO2是共价化合物。含金属元素与非金属元素的化合物不一定是离子化合物,如AlCl3是共价化合物。2.下列各组物质中,都是共价化合物的是
A.H2S和Na2O2
B.H2O2和CaF2
C.NH3和N2
D.HNO3和HClO√答案解析方法规律解析 Na2O2、CaF2都是离子化合物,N2是单质,不是化合物,H2S、H2O2、NH3 、HNO3和HClO均是共价化合物。方法规律 离子化合物和共价化合物的判断
(1)根据化合物的类型判断
①活泼金属氧化物、活泼金属氢化物、强碱、大部分盐属于离子化合物。
②非金属氧化物、非金属氢化物、含氧酸、大部分有机物等属于共价化合物。
(2)根据化合物的某些性质判断
①熔化状态下能导电的化合物是离子化合物。
②熔点、沸点较低的化合物一般为共价化合物。
③溶于水或熔化状态下不导电的化合物为共价化合物。
(3)根据化学键类型判断
①含有离子键的化合物一定是离子化合物,离子化合物中可能含有共价键。
②只含有共价键的化合物是共价化合物,共价化合物中一定不含离子键。1.由于在化学反应中,一般是原子的 发生变化,为了方便,我们在元素符号周围用“·”(小黑点)或“×”(叉号)表示原子或离子的
的式子叫做电子式。
2.电子式的书写
(1)原子的电子式:
氢原子___、钠原子____、氮原子____ 、氯原子______ 。二、物质的电子式及其应用最外层电子最外层电子(2)单质及化合物的分子的电子式:
氯分子__________ 、氮分子___________ 、氯化氢分子__________ 、
水分子____________ 、甲烷___________ 。
(3)简单阳离子的电子式:
简单阳离子是原子失去最外层电子后形成的,其电子式就是其阳离子符号,如Na+、Mg2+等。(4)阴离子的电子式:
氯离子__________ 、氧离子____________ 、氢氧根离子__________ 。
(5)离子化合物的电子式:
氧化钙_____________________ 、硫化钾__________________ 。3.用电子式表示下列物质的形成过程:
(1)NaCl:___________________________ 。
(2)MgBr2:__________________________________ 。
(3)H2O:___________________________ 。用电子式表示物质形成过程时需要注意
(1)连接号必须使用“―→”,不能用等号。
(2)左边写出 的电子式,右边写出共价分子或离子化合物的电子式。
(3)书写离子化合物的形成过程时,右边构成离子化合物的每个 的电子式都要单独写,不能合并,而且要符合相邻关系。
(4)离子的电子式要标 ,阴离子和复杂阳离子的电子式要用[ ]表示。
(5)要和化学方程式区别开,形成过程只是表示由 形成物质的过程,左侧不能写成物质的化学式。原子离子离子所带的电荷数原子3.下列电子式正确的是√答案解析易错警示解析 A项,应为 ,
B项,应为 ,
D项,应为 。
只有C项正确。易错警示易错警示 写化合物电子式前需判断该化合物是离子化合物,还是共价化合物。4.(1) 写出下列物质的电子式:
H2:_______,CO2:________________,Na2O:___________________,Na2O2:____________________,KOH:_________________。答案Na+(2)用电子式表示下列物质的形成过程:
①N2:__________________________;
②HCl:_______________________;
③CaBr2:____________________________________;
④KF:__________________________。答案离子化合物和共价化合物的比较 达标检测1.下列说法正确的是
A.离子化合物中只能含有离子键
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12345解析 含有共价键和离子键的化合物为离子化合物,A项错误;
化合物分子一定不含离子键,B项正确;
由共价键形成的分子可为单质,也可为化合物,C项错误;
一般非金属原子间形成共价键,但有些金属与非金属原子间也可形成共价键,如AlCl3,D项错误。√答案解析62.下表物质与其所含化学键类型、所属化合物类型完全正确的一组是12345答案解析6解析 A项,MgCl2仅含离子键;
C项,HCl仅含共价键,是共价化合物;
D项,NaOH含有离子键,是离子化合物。√12345答案解析63.下列物质中属于含有共价键的离子化合物的是
A.KOH B.Br2 C.MgCl2 D.H2S解析 选项中OH-中存在共价键;
C选项中只含有离子键;
而B、D都不是离子化合物。√4.氯化钠是日常生活中人们常用的调味品。下列性质可以证明氯化钠一定是离子化合物的是
A.具有较高的熔点
B.熔融状态下能导电
C.水溶液能导电
D.常温下能溶于水12345√答案解析6123456解析 只要化合物中存在离子键必为离子化合物,而离子化合物区别于共价化合物的突出特点是熔融状态下能导电,故B正确;
A项,具有较高的熔点,也可能为共价化合物,如SiO2;
C项,水溶液能导电,可以是共价化合物,如硫酸等;
D项,能溶于水的化合物可以是离子化合物也可以是共价化合物。5.C、H、O、Cl、Na五种元素相互结合,写出符合下列条件的化学式:
(1)由两种元素组成的离子化合物(写三种):___________________。
(2)由两种元素组成的共价化合物(写六种):________________________
___________。
(3)由三种元素组成的离子化合物(写三种):________________________。
(4)由三种元素组成的共价化合物(写三种):_____________________
______________。12345答案6HClO、HClO4、H2CO3NaCl、Na2O、Na2O2CH4、H2O、H2O2、HCl、CCl4、CO2NaOH、Na2CO3、NaClO(答案合理即可)答案解析1234566.短周期元素的单质X、Y、Z在通常状况下均为气态,并有下列转化关系(反应条件略去):已知:
a.常见双原子单质分子中,X分子含共价键最多。
b.甲分子中含10个电子,乙分子含有18个电子。
(1)写出X的化学式是_____。N2123456解析 X为双原子单质分子且共价键最多,X为N2;甲与乙两种共价化合物反应生成离子化合物丙,丙为铵盐;甲分子中含10个电子,乙分子中含18个电子,甲为NH3,乙为HCl。答案123456(2)化合物丙的电子式为________________________。
(3)写出甲与乙反应生成丙的化学方程式_____________________。
(4)甲+乙→丙反应过程断裂的化学键类型是________,生成的化学键类型是________________。HCl+NH3===NH4Cl共价键和离子键共价键本课结束课件40张PPT。第3课时 化学键与化学反应中的能量变化第2章 第1节 化学键与化学反应学习目标定位
1.了解化学反应中存在能量变化,知道化学反应中能量变化的实质。2.知道常见的放热反应和吸热反应。
3.能够认识化学反应中能量变化对生产和生活的意义。内容索引新知导学 —— 新知探究 点点落实达标检测 —— 当堂检测 巩固反馈新知导学1.按照下列各实验的操作步骤,完成各实验并将观察到的实验现象及其实验结论填入表中。一、化学反应中能量变化的实验探究Zn+2H+===Zn2++H2↑放出升高气泡放出热量粘结到烧杯的底部糊状刺激性高H++OH-===H2OCa(OH)2+2NH4Cl===
CaCl2+2NH3↑+2H2O吸收2.由上述实验可知,每个化学反应都伴随着能量变化,有的 能量,有的 能量。化学反应中的能量变化有多种形式,但通常主要表现为 的变化。因此化学反应可分为 反应和 反应。释放吸收热量放热吸热1.常见的放热反应
(1)所有的燃烧反应,如木炭、H2、CH4等在氧气中的燃烧,H2在Cl2中的燃烧。
(2)酸碱中和反应,如H++OH-===H2O。(5)活泼金属与酸或H2O的反应,如2Al+6H+===2Al3++3H2↑、2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑。2.常见的吸热反应
(1)铵盐与碱的反应,如Ca(OH)2+2NH4Cl===CaCl2+2NH3↑+2H2O。解析 锌粒与稀硫酸的反应、甲烷的燃烧反应均是放热反应;Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应是吸热反应,但元素的化合价无变化,是非氧化还原反应;灼热的木炭与CO2的反应既属于吸收能量的反应,又属于氧化还原反应。1.下列反应既属于氧化还原反应,又属于吸热反应的是
A.锌粒与稀硫酸的反应
B.灼热的木炭与CO2反应
C.甲烷在氧气中的燃烧反应
D.Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应√答案解析易错警示易错警示 (1)不能根据反应是否需要加热或点燃条件判断放热反应和吸热反应。
吸热反应不一定需要加热或点燃条件,放热反应在常温下不一定能够发生,有些吸热反应在常温下就能进行,有些放热反应需加热或点燃才能进行。
(2)在高温或持续加热的条件下进行的反应一般是吸热反应。2.下列反应过程中的能量变化与如图一致的是答案解析规律总结√解析 A项,铝热反应属于放热反应,反应物具有的总能量高于生成物具有的总能量,正确;
B、C、D三项均为吸热反应,反应物具有的总能量低于生成物具有的总能量,错误。规律总结规律总结 四种基本反应类型均有可能是放热反应或吸热反应1.从化学键角度分析化学反应中的能量变化
(1)请根据下列信息分析氢气燃烧生成水蒸气时,为什么会发生能量变化?二、化学反应中能量变化的原因答案答案 从给出的信息可知,在化学反应过程中,反应物分子中旧键断裂需吸收能量,生成物分子中新键形成需放出能量。断裂1 mol H2和 mol O2中的化学键吸收的能量总和为436 kJ+249 kJ=685 kJ,而形成1 mol H2O的共价键释放930 kJ能量,放出的能量大于吸收的能量,故该反应要放出能量。(2)化学反应中的能量变化可以用下图形象地表示出来:①若E1>E2,反应 能量;
②若E1(1)从物质内部能量分析化学反应过程:化学反应的过程可看作“储存”在物质内部的能量(化学能)转化为热能、电能或光能等形式 出来,或者是热能、电能或光能等转化为物质内部的能量(化学能)被“ ”起来的过程。释放储存(2)化学反应的能量变化与物质内部能量的关系①图Ⅰ中反应物内部的总能量 生成物内部的总能量,反应 能量;
②图Ⅱ中反应物内部的总能量 生成物内部的总能量,反应 能量。大于释放小于吸收1.化学反应的基本特征
一是物质发生了变化,即有新物质生成;二是能量发生了变化,即吸收能量或放出能量。由于拆开不同的化学键 的能量 ,形成不同的化学键 的能量也 ,所以化学反应中总会伴有 的变化,最终的反应结果表现为 能量和 能量。消耗不同释放不同吸收放出能量2.化学反应中能量变化的原因
(1)从化学键的角度理解放出吸收(2)从物质储存化学能的角度理解放出吸收3.下列关于反应能量的说法中正确的是
A.化学反应中的能量变化,都表现为热量的变化
B.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.已知反应:Zn(s)+CuSO4(aq)===ZnSO4(aq)+Cu(s)为放热反应,则反应
物总能量<生成物总能量
D.相同条件下,如果1 mol氢原子所具有的能量为E1,1 mol氢分子的能量
为E2,则2E1=E2√答案解析规律总结解析 化学反应中的能量变化,不是都表现为热量的变化,还可能有其他能量的变化,如光能等,A项错误;
放热反应中反应物的总能量大于生成物的总能量,C项错误;
分子变成原子需要破坏化学键,吸收能量,2E1>E2,D项错误。规律总结规律总结 判断反应放热或吸热的依据是根据反应物和生成物总能量的相对大小。
①放热反应:反应物总能量>生成物总能量;
②吸热反应:反应物总能量<生成物总能量。4.氢气在氧气中燃烧产生淡蓝色火焰,在反应中,断裂1 mol H—H键消耗的能量为Q1 kJ,断裂1 mol O==O键消耗的能量为Q2 kJ,形成1 mol H—O键释放的能量为Q3 kJ。下列关系式中正确的是
A.2Q1+Q2>Q3
B.2Q1+Q2>4Q3
C.2Q1+Q2<4Q3
D.2Q1+Q2<2Q3√答案解析规律总结解析 2H2+O2 2H2O是放热反应,断开化学键吸收的总能量比形成化学键放出的总能量小,C项正确。规律总结 反应中放出、吸收能量的计算:
吸收能量值=E吸-E放;放出能量值=E放-E吸。达标检测1.下列对化学反应的认识中错误的是
A.会引起化学键的变化
B.会产生新的物质
C.必然引起物质状态的变化
D.必然伴随着能量的变化12345解析 化学反应不一定引起物质状态的变化,如氮气与氢气化合生成氨气无状态变化。√答案解析62.下列变化过程需要吸收能量的是
A.2H2+O2 2H2O
B.Cl+Cl――→Cl2
C.CaO+H2O===Ca(OH)2
D.H2――→H+H12345解析 H2在O2中燃烧放出大量的热,生石灰溶于水放热,原子间化合放出能量,而断裂H—H键则需吸收能量。√答案解析612345答案解析63.下列说法中正确的是
A.化合反应均是放热反应,分解反应均是吸热反应
B.燃料的燃烧反应均是放热反应
C.干冰的升华是吸热反应
D.需要点燃或加热的化学反应一定是吸热反应√123456解析 A项,C+CO2===2CO是化合反应,但需要吸热,2H2O2===2H2O+O2↑是分解反应,但放出热量,错误;
B项,物质之所以被用作燃料,就是因为它易燃烧并放出热量,正确;
C项,吸热反应属于化学反应,干冰升华不是化学反应,错误;
D项,化学反应是吸热反应的决定因素是反应物的总能量低于生成物的总能量,而与化学反应发生的外部条件无关, 错误。4.下列图示变化为吸收能量的反应的是12345解析 A项,反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量,该反应吸热;
B项,反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量,该反应放热;
C项,释放能量,不是化学反应;
D项,反应放出能量。答案解析6√5.根据下列信息判断氢气燃烧生成水时的热量变化,其中一定正确的是
A.H2O分解为H2与O2时放出热量
B.生成1 mol H2O时吸收热量245 kJ
C.甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系:乙>甲>丙
D.氢气和氧气的总能量小于水的能量12345√答案解析6123456解析 根据能量变化可知,1 mol H2与 mol O2断键时吸收685 kJ能量,而生成1 mol H2O放出930 kJ能量,所以H2燃烧生成H2O的反应是放热反应,则H2O的分解是吸热反应。1234566.Ⅰ.如图所示,把试管放入盛有25 ℃的饱和澄清石灰水的烧杯中,试管开始放入几小块镁条,再用滴管滴入 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镁条逐渐溶解;③烧杯中析出固体(或烧杯中溶液变浑浊)①镁条上有大量气泡产生;解析 镁条与盐酸反应放热,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。放出的热量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固体。答案解析123456(2)产生上述现象的原因是________________________________________
_________________________________________________________。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固体(3)写出有关反应的离子方程式_________________________。
(4)由实验推知,MgCl2溶液和H2的总能量__________(填“大于”“小于”或“等于”)镁条和盐酸的总能量。Mg+2H+===Mg2++H2↑ 小于答案答案解析123456Ⅱ.已知断开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键分别需要吸收的能量为436 kJ、391 kJ、946 kJ。一定条件下由氢气和氮气反应生成1 mol NH3需要______(填“放出”或“吸收”)_____ kJ的热量。解析 根据化学方程式N2+3H2 2NH3,生成1 mol NH3时需要消耗0.5 mol的N2和1.5 mol的H2。因此在上述的反应过程中断裂
0.5 mol N≡N键和1.5 mol H—H键,共吸收热量0.5×946 kJ+1.5×436 kJ=1 127 kJ;形成1 mol NH3中的3 mol N—H键,共放出热量3×391 kJ=
1 173 kJ。因为1 173 kJ>1 127 kJ,因此反应放热,共放出 1 173 kJ-
1 127 kJ=46 kJ的热量。放出46本课结束课件47张PPT。第1课时 化学反应的速率第2章 第2节 化学反应的快慢和限度学习目标定位
1.了解化学反应速率的概念、表示方法。
2.掌握化学反应速率的计算。
3.知道浓度、温度、催化剂、压强等条件对化学反应速率的影响。内容索引新知导学 —— 新知探究 点点落实达标检测 —— 当堂检测 巩固反馈新知导学1.观察下列图片,说说哪些图片表示的过程中化学反应较快?哪些图片表示的过程中化学反应较慢?一、化学反应速率及其表示方法答案 火箭发射、汽油的燃烧过程中化学反应较快;溶洞形成、铁制品生锈过程中化学反应较慢。答案2.如何定性判断下列化学反应进行的快慢?
(1)Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
(2)Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O
(3)Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3答案 常通过化学反应现象变化的快慢来定性判断化学反应速率的快慢:(1)观察气泡逸出的快慢;
(2)观察沉淀产生的快慢;
(3)观察溶液颜色变化的快慢。答案3.化学反应速率
(1)概念:化学反应速率是用来描述 的物理量。
(2)表示方法:通常用 来表示。化学反应的快慢单位时间内反应物浓度或生成物浓度的变化量式中:Δc为 的变化量,一般以mol·L-1为单位;Δt为时间,单位常用s或min表示。
(4)常用单位: 或 。浓度mol·L-1·s-1mol·L-1·min-14.在一个体积为2 L的密闭容器中发生反应2SO2+O2 2SO3,经过5 s后,测得SO3的物质的量为0.8 mol。填写下表:0.4 mol·L-10.2 mol·L-10.4 mol·L-10.08 mol·L-1·s-10.04 mol·L-1·s-10.08 mol·L-1·s-12∶1∶21.对于有固体或纯液体参加的反应,由于固体或纯液体的浓度为一常数,因此不用固体或纯液体表示反应速率。
2.化学反应速率是平均速率,而非瞬时反应速率。
3.表示化学反应速率时,必须指明具体的物质,因为同一化学反应用不同的物质表示反应速率,其数值可能不同。例如,化学反应N2+3H2??2NH3,用H2表示该反应的反应速率时写成v(H2)。4.对于一个具体的化学反应,反应物和生成物的物质的量的变化是按化学方程式中化学计量数之比进行的,所以化学反应中各物质的反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。对于反应aA(g)+bB(g)
===cC(g)+dD(g),v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶
Δn(D)=Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)∶Δc(D)=a∶b∶c∶d。
5.同一时间内的同一个化学反应,虽然用不同物质表示的化学反应速率不一定相同,但它们表示的意义相同,一种物质的化学反应速率可代表整个化学反应的反应速率。1.下列关于化学反应速率的说法正确的是
A.对于任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显
B.化学反应速率通常表示一定时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一
种生成物浓度的增加
C.化学反应速率为0.8 mol·L-1·s-1是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L-1
D.根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢√答案解析易错警示解析 A项,化学反应速率越大,反应现象不一定越明显,如盐酸与氢氧化钠溶液的反应;
B项,固体或纯液体的浓度可视为常数,一般不用固体或纯液体表示化学反应速率;
C项,0.8 mol·L-1·s-1表示1 s的时间内,某物质的浓度变化了0.8 mol·L-1;
D项,化学反应速率是表示化学反应进行快慢的物理量。易错警示易错警示 不可以用固体或液体表示某反应的化学反应速率,化学反应速率为一段时间内的平均反应速率,而不是瞬时反应速率,表明化学反应速率时,必须指明具体的物质。2.反应:3A(g)+B(g)===2C(g)+2D(g),在不同条件下,用不同物质表示其反应速率,分别为①v(A)=0.6 mol·L-1·min-1②v(B)=0.45 mol·L-1·min-1 ③v(C)=0.015 mol-1·L-1·min-1 ④v(D)=0.45 mol·L-1·min-1,则此反应在不同条件下进行最快的是
A.① B.①③ C.②④ D.②√答案解析方法规律解析 化学反应速率之比等于化学反应方程式中的化学计量数之比,即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=3∶1∶2∶2,则用A表示的化学反应速率分别为①中v(A)=0.6 mol·L-1·min-1;
②中v(A)=3v(B)=0.45 mol·L-1·min-1×3=1.35 mol·L-1·min-1;方法规律方法规律 (1)计算化学反应速率时,应将物质的量转化为物质的量浓度。
(2)在比较速率大小时,须转化成用同一物质表示化学反应速率,统一单位后再比较其大小。3.已知某反应的各物质浓度数据如下:
aA(g)+bB(g)??2C(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
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√答案解析规律总结规律总结 利用aA+bB??cC+dD的v(A)∶v(B)∶v(C)∶c(D)=a∶b∶c∶d,可快速求出反应速率;也可根据反应中各物质表示的反应速率,求出各物质的系数。1.按表中实验内容完成实验,观察现象填写下表:二、影响化学反应速率的因素镁条与盐酸反应产
生气泡速率较快决定化学反应速率大小的主要因素是反应物本身的性质铁片与3 mol·L-1盐酸反应产生气泡速率较快其他条件相同,反应物浓度越大,化学反应速率越快用酒精灯加热的试管中产生气泡速率较快其他条件相同,温度越高,化学反应速率越快加入二氧化锰的试管中产生气泡速率较快其他条件相同,加入催化剂能加快化学反应速率2.影响化学反应速率的因素除 外,还有反应物的 、固体 、压强、溶剂、光波等许多因素。人们可以通过这些因素来调控化学反应速率。碳酸钙粉末与盐酸反应产生气泡速率较快其他条件相同,反应物固体物质颗粒越小,与其他反应物的接触面积越大,化学反应速率越快浓度、温度和催化剂状态表面积1.影响化学反应速率的主要因素(内因)
影响化学反应速率的决定性因素是反应物本身的性质。
2.影响化学反应速率的外界因素(外因)
(1)温度:其他条件不变时,升高温度,化学反应速率 ;降低温度,化学反应速率 。一般温度每升高10 ℃,其化学反应速率将增大2~4倍。
(2)催化剂:其他条件不变时,使用适当的催化剂通常能极大地加快化学反应速率。催化剂具有选择性,即不同的化学反应一般需要不同的催化剂。催化剂参与化学反应,但其化学性质和质量在反应前后不变。增大减小(3)溶液的浓度:其他条件不变时,增大反应物的浓度,化学反应速率 ;减小反应物的浓度,化学反应速率 。
(4)压强:对于有气体参加的反应,其他条件不变时,增大气体压强,化学反应速率 ;减小气体压强,化学反应速率 。
(5)固体表面积:固体颗粒越小,其单位质量的表面积 ,与其他反应物的接触面积 ,化学反应速率 。增大减小增大减小越大越大越大关键提醒 (1)当其他条件不变时,升高温度,不管是对于释放能量的反应还是吸收能量的反应,反应速率都增大;降低温度,反应速率都减小。
(2)有气体参加的反应,改变压强对反应速率的影响实质是通过改变浓度而引起的。当压缩体积或充入反应物,使压强增大,都能加快化学反应速率;若体积不变,充入不参与反应的气体,虽然容器压强增大,但反应物浓度没有发生变化,化学反应速率不变。4.在恒容密闭容器中发生反应:3CO(g)+Fe2O3(s) 3CO2(g)+2Fe(s)。下列说法正确的是
A.增加Fe2O3的量反应速率加快
B.升高温度反应速率不一定变化
C.再充入CO反应速率加快
D.充入N2使压强增大反应速率加快√答案解析易错警示易错警示解析 Fe2O3为固体,增加固体的量,浓度未变,反应速率不变,A项错误;
温度对任何反应都有影响,B项错误;
充入CO后,c(CO)增大,反应速率加快,C项正确;
恒容充入N2,虽然压强增大,但并未引起c(CO)的变化,反应速率不变,D项错误。易错警示 (1)充入非反应气体对化学反应速率的影响:恒温恒容时:充入非反应气体→容器压强增大,但各物质浓度不变→反应速率不变。恒温恒压时:充入非反应气体→容器压强不变→体积增大→各物质浓度减小→反应速率减慢。
(2)若其他条件不变,改变反应物固体用量,而不改变固体表面积,化学反应速率不变。5.把在空气中久置的铝片5.0 g投入盛有500 mL 0.5 mol·L-1硫酸溶液的烧杯中,该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间的关系可用如图所示的坐标曲线来表示,请回答下列问题:答案解析(1)反应时间由O→a不产生氢气的原因是______________________________
___________,有关的化学方程式为________________________________。硫酸首先与铝片表面的氧化铝反应,不产生氢气Al2O3+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2O解析 在空气中久置的铝片表面有氧化铝薄膜,因此,硫酸首先和氧化铝反应,不产生氢气。(2)反应时间由a→c产生氢气的速率逐渐增大的主要原因是____________
__________________________。反应放热使溶液温度升高,反应速率增大解析 a→c段,虽然硫酸的浓度逐渐减小,但是该反应是放出热量的反应,反应进行中溶液温度逐渐升高,温度升高,化学反应速率增大。答案解析(3)反应时间从c以后,产生氢气的速率逐渐减小的主要原因是_____________________________。硫酸的浓度减小使反应速率减小解析 反应时间从c以后,硫酸的浓度逐渐减小,成为影响化学反应速率的主要因素,因此化学反应速率逐渐减小。答案解析方法规律方法规律 研究多种因素对同一化学反应的反应速率都产生影响时,应考虑主要因素对化学反应速率的影响。6.已知FeCl3和MnO2都可作H2O2分解制O2的催化剂,为了探究温度对化学反应速率的影响,下列实验方案可行的是答案解析方法规律√解析 当探究温度对化学反应速率的影响时,必须保证其他条件相同的情况下,再改变温度观察反应速率的变化。方法规律方法规律 研究某种因素对同一化学反应的反应速率的影响时,应固定其他条件不变,只改变一种条件研究该条件对化学反应速率的影响。达标检测当用氨气浓度的增加来表示该化学反应的速率时,其速率为
A.0.2 mol·L-1·s-1 B.0.4 mol·L-1·s-1
C.0.6 mol·L-1·s-1 D.0.8 mol·L-1·s-11.已知合成氨反应的浓度数据如下:12345√答案解析62.在一定条件下,向体积为2 L的密闭容器中加入2 mol N2和10 mol H2,发生反应:N2+3H2??2NH3,2 min时,测得剩余的N2为1 mol,则下列化学反应速率的表达式中正确的是
A.v(N2)=1 mol·L-1·min-1
B.v(H2)=0.75 mol·L-1·min-1
C.v(NH3)=0.25 mol·L-1·min-1
D.v(N2)=0.5 mol·L-1·min-112345√答案解析6解析 根据化学反应速率的表示方法可知,v(N2)= =
0.25 mol·L-1·min-1,根据v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)=1∶3∶2可知,v(H2)=3v(N2)=0.75 mol·L-1·min-1,v(NH3)=2v(N2)=0.5 mol·L-1·min-1。12345612345答案解析63.用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,下列措施不能使氢气生成速率加大的是
①加热 ②不用稀硫酸,改用98%的浓硫酸 ③增大稀硫酸的用量 ④不用铁片,改用铁粉
A.①② B.①③ C.②③ D.③④解析 用98%的浓硫酸代替稀硫酸,不能增大Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑的反应速率,其原因是Fe在浓硫酸中钝化、Fe与浓硫酸反应不生成H2等。√4.NO和CO都是汽车尾气中的有害物质,它们能缓慢地反应,生成N2和CO2,下列对此反应的叙述中正确的是
A.升高温度能加快反应速率
B.降低压强能加快反应速率
C.改变压强对反应速率无影响
D.使用催化剂不能加快反应速率12345解析 升高温度能加快反应速率,降低温度能减慢反应速率;对有气体参加的反应来说,压强的改变对反应速率有影响,增大压强能加快反应速率,降低压强能减慢反应速率;使用正催化剂能够加快反应速率。√答案解析65.下列判断正确的是
A.0.1 mol·L-1盐酸与0.1 mol·L-1醋酸分别与足量Cu(OH)2反应,反应速率
相同
B.0.1 mol·L-1盐酸和0.1 mol·L-1硝酸分别与大小相同的大理石反应,反应
速率相同
C.Mg和Fe与0.1 mol·L-1的盐酸反应,反应速率相同
D.0.1 mol·L-1的盐酸和0.1 mol·L-1的硫酸分别与Mg反应,反应速率相同12345√答案解析6123456解析 A项,前者c(H+)大于后者,前者反应速率快;
B项,二者c(H+)相同,均发生反应:CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O,反应速率相同;
C项,活泼性:Mg>Fe,二者与相同浓度的盐酸反应时,前者反应速率快;
D项,后者c(H+)大,故后者反应速率快。1234566.等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应,测定在不同时间(t)产生氢气体积(V)的数据,绘制得到如图所示的4条曲线,则曲线a、b、c、d所对应的实验组别可能是A.4、2、3、1 B.1、2、3、4
C.3、4、2、1 D.1、2、4、3答案解析√123456解析 其他条件一定时,溶液的浓度越大,化学反应速率越快;温度的升高和固体由块状变为粉末状都能显著加快反应速率。实验1中盐酸的浓度最小,反应的温度最低,所以化学反应速率最慢;实验3的反应温度比实验2的反应温度高,所以实验3的反应速率大于实验2的反应速率;实验3和实验4虽然浓度相同,但反应的温度不同,物质的状态也不相同,无法比较,故答案可能是3、4、2、1或4、3、2、1。本课结束课件41张PPT。第2课时 化学反应的限度第2章 第2节 化学反应的快慢和限度学习目标定位
1.知道可逆反应、化学平衡和化学反应的限度的含义,认识当一定的外界条件改变时化学反应限度可能发生改变。
2.认识化学平衡的特征,会判断化学平衡状态,知道条件改变时化学平衡会发生移动。内容索引新知导学 —— 新知探究 点点落实达标检测 —— 当堂检测 巩固反馈新知导学1.可逆反应
(1)定义:在相同条件下,同时向正、反两个方向进行的化学反应称为可逆反应。
(2)特征
①可逆反应在一定条件下不能进行到底,只能进行到一定程度,反应有一定限度,即达到 ,此时各物质的量都大于零。
②在可逆反应的化学方程式中,用“??”号代替“===”号。一、化学平衡的建立及其特征平衡状态2.化学平衡的建立
(1)对于可逆反应2SO2+O2 2SO3,在一定温度下,将 2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)通入一定体积的密闭容器中。其化学反应速率与时间关系如图所示。分析回答下列问题:①反应开始时,正反应速率 ,原因是 ;逆反应速率 ,原因是 。
②反应进行中,正反应速率的变化是 ,原因是_____________
______;逆反应速率的变化是 ,原因是 。最大反应物浓度最大为0生成物浓度为0逐渐减小反应物浓度逐渐减小逐渐增大生成物浓度逐渐增大③反应一段时间(t1)后,正反应速率和逆反应速率的关系是 ,反应物的浓度 ,生成物的浓度 。
(2)化学平衡状态也可从逆反应开始建立。如图:大小相等不再改变不再改变3.化学平衡状态
(1)化学平衡状态的概念:在一定条件下 反应进行到一定程度时,
与 相等,反应物和生成物的 都不再
随时间的延长而发生变化,这种状态称为化学平衡状态,简称化学平衡。
(2)化学平衡状态的特征:可逆正反应速率逆反应速率浓度可逆反应=? ≠动态保持一定化学平衡的移动4.影响化学反应限度的因素
(1)决定因素:化学反应的限度首先决定于 。不同的可逆反应在给定条件下的化学反应限度不同,反应物的最大转化率不同。
(2)外界因素:化学反应的限度受 、 、 等条件的影响。改变其中的一个条件,可以在一定程度上改变一个 。要注意的是,压强只影响 的可逆反应的限度。反应物的化学性质温度浓度压强化学反应的限度有气体物质参与或生成化学平衡状态的判断方法
(1)v正=v逆,反应达到平衡状态;
(2)反应过程中,可变量保持不变时,反应达到平衡状态,恒定量不能作为平衡的标志。举例分析如下:1.在一定温度下,反应H2(g)+I2(g)??2HI(g)达到化学平衡状态的标志是
A.单位时间内生成n mol H2,同时就有n mol HI生成
B.单位时间内生成n mol H2,同时就有n mol I2生成
C.容器内气体的总压强不随时间的变化而变化
D.1个H—H键断裂的同时,有2个H—I键断裂√答案解析易错警示解析 A项,生成H2是逆反应,生成HI是正反应,根据化学方程式中的化学计量数关系,如果正、逆反应速率相等,则生成n mol H2的同时应有2n mol HI生成;
B项,生成H2和生成I2均是逆反应,没有指明正反应速率,不管平衡是否建立,只要反应进行,生成H2和I2的物质的量之比始终为1∶1,反应不一定达到化学平衡;
C项,该反应前后气体总物质的量保持不变,其他条件一定时,反应从开始到达到平衡状态,压强一直保持不变,故气体总压强不变时,反应不一定达到平衡状态;D项,断裂H—H键是正反应,断裂H—I键是逆反应,根据化学方程式的计量数关系,断裂1个H—H键的同时,有2个H—I键断裂,其正反应速率等于逆反应速率,反应一定达到化学平衡。易错警示易错警示 用“v正=v逆”来判断反应是否达到化学平衡状态时,要满足:
(1)既要描述正反应,又要描述逆反应。
(2)根据化学方程式的计量数关系来判断正、逆反应速率是否相等。2.在一定温度下的恒容密闭容器中,当下列物理量不再变化时,能说明反应A(s)+2B(g)??C(g)+D(g)已达到平衡状态的是
①混合气体的压强 ②混合气体的密度 ③B的物质的量浓度 ④气体的总物质的量
A.①② B.②③ C.③④ D.①④√答案解析规律总结解析 反应中A为固态,反应前后气体的总物质的量不变,故混合气体的压强不变不能说明反应达到平衡,①错误;
ρ= ,m总变化,V总不变,故混合气体的密度不变可以说明反应达到平衡,②正确;
B的物质的量浓度不变可以说明反应达到平衡,③正确;
反应前后气体总物质的量不变,气体总物质的量不变不能说明反应达到平衡,④错误。规律总结规律总结 某一物理量在从开始到平衡的过程是“变化”的,而达平衡后则“不变”,则此物理量是判断平衡状态的标志。1.实验探究温度改变对化学平衡的影响二、化学平衡的移动红棕无变浅变深增大逆反应减小正反应放2.升高温度,平衡向 反应方向移动;降低温度,平衡向 反应方向移动。吸热放热1.化学平衡移动的概念:已达化学平衡的可逆反应中,当条件改变时,原来的化学平衡被 ,并在新的条件下建立起 的过程。
(1)化学平衡移动过程可表示为破坏新的化学平衡(2)化学平衡移动的本质是不同程度地改变了v正和v逆,只有条件改变后v正 ≠v逆,平衡才发生移动。
(3)若条件改变引起:
①v正>v逆?平衡正向移动;
②v正③v正、v逆同时改变,若v正=v逆?平衡不移动。
2.影响化学平衡移动的因素有: 、 、 等。温度反应物浓度压强3.引起化学平衡移动的根本原因是
A.浓度的改变 B.压强的改变
C.使用了催化剂 D.正、逆反应速率的改变程度不同√答案解析易错警示解析 其他条件一定时,浓度和压强的改变可以使正、逆反应速率发生改变,它们使化学平衡发生移动是通过改变正、逆反应速率来实现的,因此化学平衡移动的根本原因是正、逆反应速率的改变。使用催化剂可以改变反应速率,但它对正、逆反应速率的影响是相同的,即催化剂不能使化学平衡发生移动。易错警示 1.外界条件改变时,v正、v逆同时改变,不一定能引起平衡移动,外界条件改变,若v正和v逆改变的倍数相同,化学平衡不移动。
2.催化剂能同倍数的改变v正和v逆,故催化剂不影响化学平衡状态。4.下列叙述不能肯定判断某化学平衡发生移动的是
A.反应体系的温度改变
B.反应混合物中各组分的百分含量改变
C.正、逆反应速率改变
D.反应物的转化率改变√答案解析规律总结解析 A项,任何反应的发生都伴随能量的变化,所以,温度改变时,化学平衡一定会发生移动;
根据化学平衡的特征,各组分的百分含量不变、反应物转化率不变,
可判断B项、D项平衡发生移动;
C项,若v正与v逆改变的程度相同,两者仍相等,则平衡不移动。规律总结 反应物的转化率或反应混合物中各组分的百分含量发生改变,均可作为化学平衡移动的标志。达标检测1.下列关于化学反应限度的叙述错误的是
A.不同的化学反应,限度可能不同
B.可以通过改变温度来控制化学反应的限度
C.可以通过延长化学反应的时间来改变反应的限度
D.当一个化学反应在一定条件下达到限度时,正、逆反应速率相等12345解析 反应限度主要取决于反应的本身;温度可使化学平衡移动;延长时间不可以改变反应的限度;达平衡时,v正=v逆≠0。√答案解析62.下列不属于可逆反应的是12345解析 可逆反应是指在同一条件下,既能向正反应方向进行又能向逆反应方向进行的反应,A项,正向反应和逆向反应的条件不同,故不是可逆反应。答案解析√612345答案解析3.有关2SO2+O2 2SO3的说法中不正确的是
A.该反应为可逆反应,故在一定条件下SO2和O2不可能全部转化为SO3
B.达到平衡后,反应就停止了,故正、逆反应速率相等且均为零
C.一定条件下,向某密闭容器中加入2 mol SO2和1 mol O2,则从反应开始
到达到平衡的过程中,正反应速率不断减小,逆反应速率不断增大,
某一时刻之后,正、逆反应速率相等
D.平衡时SO2、O2、SO3的分子数之比不再改变√解析 化学平衡是动态平衡,到达化学平衡状态时,反应并没停止,只是正、逆反应速率相等而已。64.对可逆反应4NH3(g)+5O2(g)??4NO(g)+6H2O(g),下列叙述正确的是
A.达到化学平衡时,4v正(O2)=5v逆(NO)
B.若单位时间内生成x mol NO的同时,消耗x mol NH3,则反应达到平衡
状态
C.达到化学平衡后,若增加容器体积,则正反应速率减小,逆反应速率
增大
D.平衡后,再充入NH3,由于其他物质的浓度不变,反应速率虽增大,
平衡不会发生移动12345√答案解析6解析 根据不同物质表示同一反应时的速率关系,可知 v逆(O2)=v逆(NO),代入A中表达式知v正(O2)=v逆(O2),A项正确;
NO的生成与NH3的消耗同时表示正反应,在任意时刻都成比例,B项不正确;
达到平衡时,增加容器体积,反应物、生成物浓度同时减小,正、逆反应速率同时减小,C项不正确;
平衡后,增大反应物浓度,反应速率增大,平衡发生移动,D不正确。1234565.在一定温度下的恒容密闭容器中,能说明反应X2(g)+Y2(g)??2XY(g)已达到平衡的是
A.容器内的总压强不随时间变化
B.容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化
C.XY气体的物质的量分数不变
D.X2和Y2的消耗速率相等12345√答案解析612345解析 该反应前后气体的总物质的量相等,该反应在整个反应过程中总压强不变,A项不能说明该反应已经达到平衡;
该反应前后气体总物质的量和气体总质量不变,气体的平均相对分子质量始终不变化,B项不能说明该反应已经达到化学平衡;
X2和Y2的化学计量数相等,D项,其消耗速率相等不能说明该反应已经达到平衡;
XY气体的物质的量分数随反应进行而减小;C项,XY气体的物质的量分数不变时能说明反应达到化学平衡。6答案解析123456.下列①~⑩的说法中可以证明2HI(g)??H2(g)+I2(g)已达平衡状态的是________;
在⑥~⑩的说法中能说明2NO2(g)??N2O4(g)已达平衡状态的是____________。
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
③百分含量:ω(HI)=ω(I2)
④容器内HI、H2、I2(g)共存
⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)=2∶1∶1
⑥温度和体积一定时,容器内压强不再变化
⑦温度和体积一定时,某一生成物浓度不再变化
⑧条件一定时,混合气体的平均相对分子质量不再变化
⑨温度和压强一定时,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②⑦⑨ ⑥⑦⑧⑨⑩612345解析 对于2HI(g)??H2(g)+I2(g)来讲,不管反应是否达到平衡,HI、H2、I2(g)总是共存的,且容器体积一定时,容器内压强、气体的平均相对分子质量和密度总是不变,④⑥⑧⑩不能证明反应已达到平衡,③⑤也与是否达到平衡无关。若生成n mol H2的同时生成2n mol HI,则说明反应已达到平衡,①错;断裂1个H—H键和断裂2个H—I键表示两个相反方向的速率相等,混合气体的颜色不再变化表示各物质浓度一定,它们可以说明反应已达到平衡。612345对于反应2NO2(g)??N2O4(g)来讲,由于反应前后气体的物质的量发生变化,反应未达到平衡必然在体积不变时带来压强变化,在压强不变时带来体积变化,若未达到平衡,混合气体的平均相对分子质量、密度和颜色均将发生变化。所以⑥~⑩这5种说法都可以证明反应已达平衡状态。6本课结束课件48张PPT。第1课时 利用化学反应制备物质第2章 第3节 化学反应的利用学习目标定位
1.学会实验室制取氯气的方法,会用化学方程式表示其反应原理和尾气的处理。
2.知道一些常见物质的实验室制法和工业制法。
3.会识别常见的化学仪器,选择正确的气体发生装置。
内容索引新知导学 —— 新知探究 点点落实达标检测 —— 当堂检测 巩固反馈新知导学1.氯气的制备原理
瑞典化学家舍勒在研究软锰矿矿石时,把盐酸和软锰矿矿石混合在一起加热,意外地发现有一种令人窒息的黄绿色气体生成,这种气体就是氯气。至今,实验室中仍用这种方法制取氯气。
(1)实验室制备氯气的原理是_______________________________________。
(2)现在工业上大量制取氯气通常是电解饱和食盐水法,称作氯碱工业。
其原理是_____________________________________。
(3)从氧化还原反应知识的角度分析,上述两个反应的共同之处是
,不同点是 。一、氯气的实验室制法MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑把-1价的氯氧化成0价的氯原料、条件不同2.实验室制取氯气
按下列装置完成实验室制取氯气的实验:(1)装置A为气体发生装置,反应的离子方程式是________________
_____________________________。MnO2+2Cl-+4H+ Mn2++Cl2↑+2H2O(2)装置B的作用是 ,装置C中的试剂是 ,其作用是
。
(3)加热一段时间后,装置D中可观察到的现象是 。
(4)装置E中盛放的试剂是 ,其作用是 ,反应的化学方程式是__________________________________。吸收HCl气体干燥氯气有黄绿色气体生成NaOH溶液吸收多余的氯气2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O浓硫酸(5)氯气集满的检验:将贴在玻璃棒一端的 靠近集气瓶口,若试纸变成蓝色,说明气体已经集满。湿润的淀粉--KI试纸1.氯气的工业制法——电解饱和食盐水。
2.氯气的实验室制法
原理:强氧化剂+浓HCl;
装置:“固体+液体 气体”;
收集:向上排空气法、排饱和食盐水法;干燥:如图所示:检验:湿润的淀粉--KI试纸变蓝色;
尾气处理:NaOH溶液吸收。关键提醒 (1)KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2、NaClO常温下也可将浓盐酸氧化为Cl2。如:
16HCl(浓)+2KMnO4===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O;
6HCl(浓)+KClO3===KCl+3Cl2↑+3H2O。
(2)由于Ca(OH)2微溶于水,吸收Cl2时不宜用澄清的石灰水代替NaOH溶液。
(3)注意反应的条件为“浓盐酸”和“加热”,一旦盐酸变稀,反应将不再进行。
(4)为防止盐酸挥发,加热温度不宜过高,且缓缓滴加浓盐酸。1.实验室制取氯气时有如下操作,其中正确的顺序是
①连接装置并检查气密性 ②缓缓加热 ③加入MnO2粉末 ④从装有浓盐酸的分液漏斗中加入浓盐酸 ⑤将多余氯气用NaOH溶液吸收 ⑥用向上排空气法收集氯气
A.①②③④⑤⑥ B.③④②①⑥⑤
C.①④③②⑥⑤ D.①③④②⑥⑤√答案解析规律方法解析 实验室制取氯气进行实验操作时,先连接装置并检查装置的气密性,再加药品,且先加固体再加液体,为减少HCl的挥发要缓慢加热,利用氯气的密度比空气密度大的性质用向上排空气法收集氯气,氯气有毒,最后用碱液吸收多余氯气以防止污染空气。规律方法规律方法 实验室制取Cl2的实验操作:
(1)先连接装置,后检查气密性;
(2)先检查气密性,后加药品;
(3)先加固体,后加液体;
(4)先排出空气,后收集氯气;
(5)实验结束后,先停止反应并排出残留的Cl2,再拆卸装置,避免污染空气。2.实验室用下列仪器和药品制取干燥纯净的氯气。答案解析(1)按气流从左到右,装置正确的连接为a→____,_____→_____,_______→_______,______→_______ (填各接口字母)。f h b c e d g解析 仪器的连接应按照制备、净化、收集、尾气吸收的顺序;E的作用是除氯化氢杂质,装置D只有一段导气管,是尾气吸收装置,内装氢氧化钠溶液。8.7 g二氧化锰物质的量为0.1 mol,MnO2与盐酸完全反应可产生0.1 mol氯气,体积为2.24 L;10 mol·L-1的浓盐酸40 mL,其中氯化氢的物质的量为0.4 mol,若0.4 mol氯化氢与足量MnO2完全反应也可产生0.1 mol氯气,但浓盐酸在反应过程中会逐渐变稀,其中的0.4 mol氯化氢不能完全反应,产生的氯气少于0.1 mol,所以V1>V2。(2)装置E的作用是___________________,装置D的作用是______________。
(3)装置A和D中反应的化学方程式:
A__________________________________________;
D___________________________________。答案除掉氯气中混有的HCl 吸收多余的氯气Cl2+2NaOH===NaClO+NaCl+H2O(4)某校化学兴趣小组称取8.7 g二氧化锰与足量10 mol·L-1的浓盐酸反应,理论上可制得氯气的体积(标准状况)V1=_______L。若该小组量取了
10 mol·L-1的浓盐酸40 mL,与足量的二氧化锰反应,理论上产生氯气的体积为V2(标准状况),则V1______ (填“>”“<”或“=”)V2,原因是______________________________________________________________。答案方法规律随着反应的进行,盐酸浓度减小,稀盐酸不与MnO2反应,反应不再进行2.24 >方法规律 气体制备的三个顺序
(1)安装顺序:由下而上,由左而右。
(2)操作顺序:安装仪器→检查装置气密性→加入药品(先固后液)→加热。
(3)装置顺序:制气→净化(先除杂,再干燥)→收集→尾气处理。1.实验室制取O2、H2、CO2、NH3、Cl2、SO2六种气体,从图Ⅰ中选取它们的发生装置,从图Ⅱ中选取它们的收集装置。二、常见气体的实验室制法a①④⑤①②④⑤①④⑤③④⑤cbcbcdaccZn粒、稀硫酸CaCO3、稀盐酸MnO2、浓盐酸Ca(OH)2、NH4ClNa2SO3、浓H2SO42.实验室制取气体的一套完整的装置应当由四部分组成:(1)气体的发生装置选择:根据反应物状态(固体或液体)及反应条件(是否加热)。常见气体发生装置有 、 、 三种。
(2)收集气体装置选择:根据气体的____________________________________
______。
(3)净化装置选择:所选除杂试剂能与杂质反应,但不与主要成分气体反应。如除去氨气杂质可选用 ,干燥氯气选用 ,干燥氨气选用 。固—固加热固—液加热固—液不加热性质(溶解性及与空气的相对密度和化学性质)硫酸或P2O5浓硫酸碱石灰(4)尾气处理装置选择:
①点燃法:如 等易燃性气体可用此法。
②吸收法:如Cl2、HCl、SO2、NO、H2S等可用 溶液吸收;NH3可用 吸收。
③转化法:采用一定的方法,使 即可排放。如CO能转化为CO2排放。CO、H2、CH4氢氧化钠水或稀硫酸有毒气体转化成无毒气体实验室制取气体并进行性质实验的操作方法步骤:连接组装仪器→检验装置的气密性→装入药品→制取→除杂、净化、干燥→收集、验满→性质验证→尾气处理→拆卸仪器并洗刷收存。可简记为连、检、装、制、净、集、验、拆。3.(1)如图所示是气体制取装置,下列能用此装置制取气体并能“随开随用、随关随停”的是________(填字母,下同)。
A.大理石和稀硫酸制取二氧化碳
B.锌粒和稀硫酸制氢气
C.浓盐酸和二氧化锰制取氯气
D.二氧化锰和双氧水制氧气√答案解析解析 该装置适用于块状固体与液体不加热反应制取气体。大理石和稀硫酸反应生成硫酸钙微溶物,附着在大理石的表面阻止反应的继续进行,A项错误;
浓盐酸与二氧化锰反应需要加热,且MnO2为粉末状固体,C项错误;
二氧化锰为粉末状固体,不易与H2O2分离,D项错误;
只有B中锌粒与稀硫酸的反应符合。(2)为了净化和收集由盐酸和大理石制得的CO2气体,从下图中选择合适的装置并连接。合理的是________。√答案解析方法规律A.a—a′→d—d′→e B.b—b′→d—d′→g
C.c—c′→d—d′→g D.d—d′→c—c′→f解析 由盐酸和大理石制得的CO2气体中会含有杂质H2O(g)和HCl,分别用浓硫酸和饱和碳酸氢钠溶液除去,应先让气体通过饱和NaHCO3溶液除去HCl,再通过浓硫酸干燥。CO2的相对分子质量为44,比空气的大,收集CO2时应用向上排空气法。C项正确。方法规律方法规律 题给制气装置适合于块状固体与液体不加热制取气体。4.实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如右图所示(省略夹持和净化装置)。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验,最合理的选项是答案解析规律方法√解析 该装置为固液反应不加热制取气体,用向上排空气法收集气体,采用防倒吸的方法进行尾气处理。
A项,氨气不能使用向上排空气法,错误;
B项,正确;
C项,铜与稀硝酸反应生成NO,在c中无法收集到纯净的NO2且不能用水吸收尾气,错误;
D项,制取氯气需要加热,错误。规律方法规律方法 解答气体制备解题思路:
(1)认真审题,看清题目要求。
(2)反应原理是否正确,包括试剂(状态和浓度)、反应条件。
(3)气体的净化和干燥是否正确,包括顺序、试剂(状态和浓度)、装置。
(4)气体的收集和尾气处理是否正确,包括方法、试剂(状态和浓度)、装置。
(5)是否需要气体防倒吸装置。气体实验装置的设计
(1)装置顺序:制气装置→净化装置→反应或收集装置→尾气吸收装置。
(2)安装顺序:由下向上,由左向右。
(3)操作顺序:装配仪器→检验气密性→加入药品。达标检测1.下列关于实验室制取Cl2的反应,下列说法正确的是
A.实验室中可用MnO2与1 mol·L-1盐酸反应制Cl2
B.每生成1 mol Cl2,转移2 mol电子
C.每消耗1 mol MnO2,起还原作用的HCl消耗4 mol
D.用烧瓶、铁架台、分液漏斗、导管可用于MnO2和浓盐酸反应制备Cl212345√答案解析67123456解析 A项,实验室用MnO2和浓盐酸反应制取Cl2,1 mol·L-1盐酸为稀盐酸,错误;
B项,反应前后氯由-1价变0价,为每生成1 mol Cl2,转移电子2 mol,正确;
C项,反应MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O,每消耗1 mol MnO2,参加反应的HCl为4 mol,其中起还原作用的HCl为2 mol,错误;
D项,缺少酒精灯,错误。72.下列物质可用来干燥Cl2的是
①碱石灰 ②浓硫酸 ③无水CaCl2 ④P2O5
A.①② B.①③④
C.②③④ D.①②③④12345解析 碱石灰主要成分是氧化钙和氢氧化钠,属于碱性干燥剂,不能用碱石灰干燥氯气等与碱反应的气体,可以干燥中性气体和氨气;浓H2SO4不能用于干燥氨气及H2S、HBr、HI还原性气体,可用于干燥氯气等酸性气体和中性气体;P2O5不能干燥氨气,可以用来干燥酸性气体和中性气体;无水CaCl2可以用来干燥除氨气之外的常见气体。√答案解析6712345答案解析63.下列关于实验室制取气体所用试剂的组合不合理的是
A.制Cl2:MnO2、浓盐酸
B.制H2:稀硫酸、Zn
C.制O2:MnO2、H2O2
D.制CO2:稀硫酸、CaCO3解析 碳酸钙与稀硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水,覆盖在碳酸钙的表面使反应难以继续进行,因此,实验室应该选用稀盐酸与碳酸钙反应制取二氧化碳。√74.实验室用贝壳与稀盐酸反应制备并收集CO2气体,下列装置中合理的是12345答案解析6√7解析 实验室制取CO2的特点是固体和液体反应且不需要加热,由于盐酸易挥发,因此在收集之前需要除去挥发出的HCl气体,因为CO2的密度大于空气的,所以采用向上排空气法收集CO2气体。若采用长颈漏斗时,长颈漏斗的下端必须插入到溶液中,以防止CO2气体从长颈漏斗中挥发出来,D项正确。12345675.下列制备和收集气体的实验装置合理的是12345解析 A项,用氯化铵和氢氧化钙制NH3,盛放固体反应物的大试管的管口应该略向下倾斜,防止试管炸裂;
B项,用MnO2和浓盐酸制Cl2需要加热且集气瓶中导管应长进短出;
C项,应该用向下排空气法或排水法收集H2。答案解析6√7答案解析1234566.在实验室中用MnO2和浓盐酸反应制备纯净干燥的氯气。
(1)写出反应的化学方程式:_______________________________________。解析 此类题解应从以下角度分析:反应制气、除杂、干燥、收集、尾气吸收等基本过程;各过程所需试剂、反应条件、装置连接去判断。该反应需要加热,缺少酒精灯和石棉网,用MnO2和浓盐酸共热制得的氯气中,有挥发出来的HCl气体和水蒸气,应先用饱和食盐水除去HCl气体,再用浓硫酸除水蒸气,图中除杂顺序颠倒,两个洗气瓶的进、出气导管出错。7MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O答案123456(2)下图所示是一个学生设计的实验装置图。这个装置图有哪些错误?请分别指出:
①____________________;
②_____________________;
③_______________________
__________________________;
④____________________________________________________________;
⑤_____________________________________。(有几处填几处)7 烧瓶下面缺石棉网
铁圈下面缺酒精灯
盛浓硫酸的洗气瓶和盛饱
和食盐水的洗气瓶位置颠倒了
两个洗气瓶中的气体入口导管应插入液面下,而出口导管应靠近瓶塞答案123456(3)在改正的装置中,①洗气瓶中的饱和食盐水的作用:______________
__________;
②洗气瓶中浓H2SO4的作用:_____________;
③烧杯中的NaOH溶液的作用:______________。7吸收水蒸气
吸收多余的氯气吸收挥发出的氯化氢气体答案解析1234567.已知:2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,所以在实验室可用高锰酸钾固体和浓盐酸制氯气,实验装置如下图所示。(1)请为该实验选择合适的发生装置_____(填“A”或“B”)。7B解析 由题知,该反应制取气体的类型为固体+液体→气体;反应不需加热,故应选择B装置。答案解析123456(2)要得到纯净、干燥的氯气,在发生装置和集气瓶之间还需要放置如下图中的________(填字母)。解析 氯气中可能混有HCl、H2O(g),HCl用饱和NaCl溶液除去,H2O(g)用浓硫酸除去,要得到纯净、干燥的氯气,应先除去HCl,再除去H2O(g)。7D答案解析123456(3)烧杯中所盛液体为___________,其作用是_________________。解析 烧杯中所盛液体为NaOH溶液,其作用是吸收多余的氯气。7NaOH溶液吸收多余的氯气本课结束课件37张PPT。第2课时 化学反应为人类提供能量第2章 第3节 化学反应的利用学习目标定位
1.知道构成原电池的条件及工作原理。
2.了解化学能与电能的相互转化以及化学反应的其他应用。
3.了解常见的化学电源。内容索引新知导学 —— 新知探究 点点落实达标检测 —— 当堂检测 巩固反馈新知导学1.下图为“即热饭盒”的结构示意图。这种饭盒使用起来非常方便,撤去底部的隔板几分钟后,饭菜就变热了,试从能量转化的角度说明其中的原理。一、化学反应为人类提供能量答案 当撤去隔板后,镁粉、铁粉和水相互接触,镁与水发生化学反应的方程式为Mg+2H2O===Mg(OH)2+H2↑,食物被反应放出的能量加热后变成热的食物。答案2.铁路工人经常利用铝热剂来焊接钢轨,你能解释其中的原理吗?答案答案 氧化铁粉末和铝粉的混合物是常用的铝热剂。使用时先点燃镁条,镁条剧烈燃烧,放出大量的热,使三氧化二铁粉末和铝粉在较高温度下发生剧烈反应,生成氧化铝和铁单质,并放出大量的热,反应的化学方程式为Fe2O3+2Al Al2O3+2Fe。高温下铁呈液态,可焊接断裂的钢轨。3.火力发电原理:首先通过化石燃料燃烧,使 能转变为 能;加热水使之汽化为蒸气以推动蒸汽轮机, 转化为机械能;然后带动发电机发电,机械能转化为 。
4.化工生产中通过电解 来制备烧碱、氢气和氯气,利用 能向 能的转化;物质燃烧发光是 能转化为 能;植物的光合作用是 能转化为 能。化学热热能电能饱和食盐水电化学化学光光化学1.下列关于能量转换的认识中不正确的是
A.电解水生成氢气和氧气时,电能转化为化学能
B.绿色植物进行光合作用时,太阳能转化为化学能
C.煤燃烧时,化学能主要转化为热能
D.白炽灯工作时,电能全部转化为光能√答案解析易错警示解析 白炽灯工作时,电能没有全部转化为光能,还转化为热能等。易错警示 化学反应过程中常常伴有化学能转化为多种形式的能。1.按要求完成下列实验,并填表:二、化学能转化为电能锌片逐渐溶解,表面有气泡;铜片表面无气泡锌与稀硫酸发生置换反应产生H2,而铜则不能锌片逐渐溶解,铜片表面有气泡,检流计指针发生偏转导线中有电流,化学反应中化学能转化为电能两锌片逐渐溶解且表面都有气泡,检流计指针不偏转锌与稀硫酸反应,导线中无电流无现象乙醇是非电解质,导线中无电流2.原电池
(1)原电池是利用 反应,将 能转化为 能的装置。
(2)原电池的构成条件
①自发的 反应均可设计成原电池;
②具有 的两个电极(金属与金属或金属与非金属导体);
③两电极均插入 溶液中;
④两极用导线连成闭合回路。氧化还原化学电氧化还原活动性不同电解质(3)原电池的工作原理
①根据原电池反应原理,分析下图并填空:②原电池总反应式:_________________________。
③能量转化过程:原电池在工作时, 极失去电子,电子通过导线流向
___极,溶液中氧化性物质 此电子,发生 反应,在闭合回路中形成电流, 能转化为 能。Zn+2H+===Zn2++H2↑负正得到还原化学电相关视频负极2H++2e-=H2↑ ?氧化反应Zn-2e-===Zn2+正极还原反应还原性较弱的金属或能导电的非金属还原
反应氧化
反应电子流入电流
流出还原性较强的金属电子
流出电流
流入关键提醒 (1)可以从多个角度判断原电池的正极和负极。
(2)电子只能在导体中定向移动,不能通过溶液。2.将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间,以下叙述正确的是
①两烧杯中铜片表面均无气泡产生
②甲中铜片是正极,乙中铜片是负极
③两烧杯中溶液的c(H+)均减小
④产生气泡的速率甲比乙慢 ⑤甲中 向Zn片移动,H+向Cu片移动 ⑥乙中电流从Cu片流向Zn片 ⑦甲乙两烧杯中Cu片的质量均不变
A.①②③ B.③⑤⑦ C.④⑤⑥ D.②③④⑤⑦√答案解析规律总结解析 装置甲构成Cu-Zn原电池,装置乙未形成闭合回路,不能构成原电池,只发生Zn与稀H2SO4的反应,不能产生电流。甲中Zn为负极,Cu为正极,H+向正极移动,在Cu片表面得电子被还原为H2逸出,
向负极移动。甲、乙两烧杯中都发生反应:Zn+2H+===Zn2++H2↑,故c(H+)减小,铜片均不发生反应,故铜片质量不变。规律总结规律总结 形成原电池可以加快化学反应。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.如图所示,在铜锌原电池中,以硫酸铜为电解质溶液,锌为_____极,电极上发生的是______ (填“氧化”或“还原”)反应,电极反应式为_________________。锌片上观察到的现象为__________;铜为___极,电极上发生的是_______(填“氧化”或“还原”)反应,电极反应式是___________________;铜片上观察到的现象是__________,原电池总反应的离子方程式为______________________。答案解析规律总结Cu2++2e-===Cu 负氧化Zn-2e-===Zn2+锌片溶解正还原Zn+Cu2+===Zn2++Cu铜极变粗解析 CuSO4为电解质溶液时,铜锌原电池的负极为锌,电极反应式为Zn-2e-===Zn2+,所以锌片不断溶解,正极为铜,电极反应式为Cu2++2e-===Cu,所以铜极不断变粗,电池总反应式为Zn+Cu2+===Zn2++Cu。规律总结规律总结 根据原电池原理设计原电池时,先将氧化还原反应分拆成氧化反应和还原反应,再确定原电池的正负极和电解质溶液。如把Fe+2Fe3+===3Fe2+设计成原电池,可用Fe作负极,铜(或石墨)作正极,FeCl3溶液作电解质溶液。4.①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。①②相连时,外电路电流从②流向①;①③相连时,③为正极;②④相连时,②上有气泡逸出;③④相连时,③的质量减少。据此判断这四种金属活泼性由大到小的顺序是
A.①③②④ B.①③④②
C.③④②① D.③①②④√答案解析规律总结解析 ①②相连时,外电路电流从②流向①,则金属活泼性①大于②;①③相连时,③为正极,则金属活泼性①大于③;
②④相连时,②上有气泡逸出,则金属活泼性④大于②;
③④相连时,③的质量减少,则金属活泼性③大于④,故金属活泼性由大到小的顺序为①③④②。规律总结规律总结 可根据原电池原理比较金属活动性,作负极的金属活动性强,作正极的金属活动性弱。原电池是把化学能转化为电能的装置。其工作原理是达标检测1.下列反应能设计成原电池的是
A.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
B.石灰石分解反应
C.NaOH溶液与盐酸反应
D.甲烷与O2的反应12345解析 自发的氧化还原反应才能组成原电池,故D项正确。√答案解析62.如图所示,下列叙述正确的是
A.铜是负极,铜片上有气泡产生
B.铜片质量逐渐减少
C.电流从锌片经导线流向铜片
D.氢离子在铜片表面被还原12345解析 由图可知,Zn为原电池负极,失去电子被氧化,电子经导线流向正极铜电极;溶液中的氢离子在正极得到电子而被还原为H2;电子流向与电流方向相反。√答案解析612345答案解析63.下列说法中正确的是
A.原电池是把电能转化为化学能的装置
B.原电池中电子流出的一极是正极,发生氧化反应
C.原电池中电流从负极流出,从正极流入
D.原电池中的阳离子向正极移动解析 原电池是把化学能转化为电能的装置;原电池中电子流出的一极是负极,发生氧化反应;电流从正极流出,从负极流入;原电池中的阳离子向正极移动,发生还原反应。√4.如图是Zn和Cu形成的原电池,某实验兴趣小组做完实验后,在读书卡片上记下结论。其中正确的一组是
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.②③④12345答案解析6√123456解析 在该原电池中,Zn比Cu活泼,故Zn为负极,Cu为正极,电子由Zn流出经导线流向Cu;负极反应为Zn-2e-===Zn2+,正极反应为2H++2e-===H2↑,故每转移1 mol电子时,产生0.5 mol H2;在溶液中H+向正极移动, 向负极移动。故①、②、⑥错误,③、④、⑤正确,选B项。5.某小组为研究电化学原理,设计如图装置。下列叙述不正确的是
A.a和b不连接时,铁片上会有金属铜析出
B.a和b用导线连接时,铜片上发生的反应为
Cu2++2e-===Cu
C.无论a和b是否连接,铁片均会溶解,溶液
均从蓝色逐渐变成浅绿色
D.a和b用导线连接时,铁片做正极12345√答案解析6解析 a、b不连接,未形成原电池,Cu2+与Fe在接触面上直接反应,A项正确;
a、b用导线连接,铜片为正极,Cu2+在该电极上得电子,铁片为负极,B项正确、D项错误;
a、b连接与否,溶液中的Cu2+均得电子发生还原反应生成Cu,Fe均失电子发生氧化反应生成Fe2+,故溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色,C项正确。123456答案解析1234566.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_______________。A-2e-===A2+123456解析 据装置甲知活动性:A>B,A作负极,电极反应式为A-2e-===A2+;
据装置乙知活动性:B>C,正极反应式为Cu2++2e-===Cu,由阳离子向正极移动知,Cu2+向C极移动;
据装置丙知活动性:D>A,正极反应式为2H++2e-===H2↑,故c(H+)减小。
据甲、乙、丙知四种金属活动性:D>A>B>C。答案123456(2)装置乙中正极的电极反应式是___________________,
溶液中Cu2+向_____ (填“B”或“C”)极移动。
(3)装置丙中溶液的c(H+)变化是_____(填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)四种金属活动性由强到弱的顺序是____________。变小Cu2++2e-===CuCD>A>B>C本课结束课件80张PPT。章末重难点专题突破第2章 化学键 化学反应与能量内容索引一、物质电子式的书写方法二、放热反应和吸热反应考查的两大要点三、化学平衡状态的特征及其判断方法四、化学反应速率与化学平衡图像问题的分析方法五、“三段式”在化学反应速率及平衡计算中的应用六、实验室制备常见气体的装置设计七、原电池正极和负极的判断方法一、物质电子式的书写方法例1 下列化学用语书写正确的是
A.氯原子的结构示意图:
B.氨分子的电子式
C.氯化镁的电子式:
D.用电子式表示氯化氢分子的形成过程: √答案解析解析 A中是氯离子的结构示意图,B中氨分子的电子式为 ;
D中HCl的电子式应为 。例2 已知五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)写出五种元素的名称:
A_____,B______,C______,D_____,E____。钠 氧 硫 氮 氢答案解析解析 首先根据所给条件推出各元素,然后再根据不同物质的电子式的书写方法书写电子式,并根据用电子式表示离子化合物的形成过程的方法表示A2B的形成过程。
因为A、B离子的电子数相同,在电子总数为30的A2B型的离子化合物中,每个离子的电子数均为10,故可推知A为钠,B为氧。D和E可形成4核10电子的分子,且知原子序数E<D<B<A<C,可得E为氢元素,D为氮元素;C与钠同周期,与氧同主族,故为硫元素。(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____________。答案易错警示易错警示 在书写电子式时,一般分以下几个步骤:确定微粒种类(原子、离子、单质、化合物)→判断有无化学键及化学键种类→注意离子键与共价键的区别→书写电子式。
此外,要注意几种特殊物质电子式的书写:1.放热或吸热与物质稳定性的关系
物质具有的总能量越低,其分子越稳定,化学键断裂时吸收的能量越多,化学键形成时放出的能量越多;物质具有的总能量越高,其分子越不稳定,化学键断裂时吸收的能量越少,化学键形成时放出的能量越少。一般来说分子的总能量越高,分子中的键能越低。
2.放热反应和吸热反应的判断方法
(1)化学反应中,反应物化学键断裂时吸收的总能量为E1,生成物化学键形成时放出的总能量为E2。若E1>E2,化学反应为吸热反应;若E1①放热反应:燃烧反应、中和反应、物质的缓慢氧化、原电池反应、活泼金属与水或酸的反应、部分化合反应等。
②放热过程:浓H2SO4溶于水、固体NaOH溶于水、新化学键的形成等。
(3)常见的吸热反应和吸热过程
①吸热反应:Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl晶体的反应、弱电解质的电离、大多数盐的分解反应、大多数氧化物的分解反应等。
②吸热过程:化学键的断裂、多数铵盐溶于水等。例3 反应C(石墨)??C(金刚石)的正向反应是吸收能量的反应,由此可知下列说法正确的是
①石墨比金刚石更稳定 ②金刚石比石墨稳定 ③金刚石和石墨可以相互转化 ④金刚石和石墨不能相互转化
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③√解析 能量越低,物质越稳定,故①正确。答案解析例4 下列反应一定属于放热反应的是
①H2SO4与Ba(OH)2溶液的反应 ②Mg与CH3COOH溶液的反应
③燃烧反应 ④中和反应 ⑤复分解反应
A.仅①②③ B.仅①②④
C.仅①②③④ D.仅③④⑤答案解析√解析 金属与酸的置换反应、中和反应、所有燃烧都是放热反应;复分解反应则不一定是放热反应。例5 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.断裂1 mol A—A键和1 mol B—B键能放
出x kJ能量
C.断裂2 mol A—B键需要吸收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 从能量变化图示上可以看出,反应物总能量高于生成物总能量,该反应是放热反应,A、D项错误;
断裂化学键时要吸收能量,B项错误。方法规律答案解析方法规律 反应是吸热还是放热,关键在于反应物总能量与生成物总能量的相对大小,从化学键的断裂与形成角度分析,一般反应需吸收一定热量以断裂反应物的化学键,反应是否需要加热与反应为吸、放热反应没有必然的联系。例6 化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。共价键的键能是两种原子间形成1 mol共价键(或其可逆过程)时释放(或吸收)的能量。已知H—H键的键能为436 kJ·mol-1、Cl—Cl键的键能为243 kJ·mol-1、H—Cl键的键能为x,若1 mol H2(g)与1 mol Cl2(g)反应生成2 mol HCl(g)放出183 kJ的热量,则x为
A.496 kJ·mol-1 B.431 kJ·mol-1
C.862 kJ·mol-1 D.248 kJ·mol-1√解析 2x-436 kJ·mol-1-243 kJ·mol-1=183 kJ·mol-1,x=431 kJ·mol-1。答案解析德国化学家哈伯从1902年开始研究由氮气和氢气直接合成氨,氨的含量仅占混合气体的6%。也就是说在合成氨工业中,除了需要考虑如何使N2和H2尽快地转变成NH3外,还需要考虑怎样才能使更多的N2和H2转变为NH3,前者所说的是化学反应速率的问题,而后者所说的就是可逆反应进行的限度问题——化学平衡。
1.化学平衡状态
以可逆反应mA(g)+nB(g)??pC(g)+qD(g)为例,若开始时只有反应物没有生成物,此时反应物浓度最大,因而v正最大而v逆为零,随着反应的进行,反应物逐渐减少而生成物逐渐增多,则v正逐渐减小而v逆逐渐增大,当反应进行到某一时刻:v′正=v′逆时,就达到了化学平衡状态。三、化学平衡状态的特征及其判断方法2.化学平衡状态的特征
化学平衡状态是一个动态平衡,化学反应并没有停止,但反应物、生成物浓度不再改变,即是一个反应混合物的百分组成不变的状态。其特征是
(1)动:动态平衡,正、逆反应仍在进行,v正=v逆≠0。
(2)定:反应混合物中各组分的浓度保持一定,各组分的含量保持不变。
(3)变:条件改变,原平衡被破坏,在新的条件下建立新的平衡。3.判断化学反应达到平衡的标志
(1)根本性标志:v正=v逆≠0。
①正、逆反应的描述:同一物质的消耗和生成速率相等,或反应物和生成物的消耗或生成按化学计量数成比例,即必须体现出双方向的变化;
②速率相等:同一物质速率的数值相等,不同物质速率比等于化学方程式中的化学计量数之比。
(2)等价性标志:在其他条件一定的情况下,下列物理量不变可以说明反应达平衡。
①混合气体中各组分的体积百分含量不变(或体积比不变);
②某物质的转化率不变或某物质的质量或物质的量不变;③体系中含有色物质时,颜色不随时间的变化而变化;
④同种物质化学键的断裂与化学键的形成的物质的量相等,若以化学键或浓度表示,则必须对应反应物和生成物且要按化学方程式计量数关系成比例。
(3)特殊标志:
①若反应前后气体的总分子数不相等,总压强不变或总物质的量不变或平均相对分子质量不变,可以说明反应达到了平衡状态;
②若反应前后气体的总分子数相等,反应物或生成物中有一个是非气体,平均相对分子质量不变,可以说明反应达到了平衡状态;
③当给定的是密度不变时,要考虑容器体积和气体总质量变化,若二者都不变,则不能说明反应达到了平衡状态。例7 一定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X(g)??Y(g) +Z(s),以下不能说明该反应达到化学平衡状态的是
A.混合气体的密度不再变化
B.反应容器中Y的质量分数不变
C.X的分解速率与Y的消耗速率相等
D.单位时间内生成1 mol Y的同时生成2 mol X解析 因Z为固体,若未达到平衡,混合气体的密度会发生变化,A项可作为平衡标志;
C项中X的分解速率与Y的消耗速率之比等于2∶1时反应才达到平衡。答案解析√例8 用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件,能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅,其反应如下:
3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g) Si3N4(s)+12HCl(g)(反应放热)
一定条件下,在密闭恒容的容器中,能表示上述反应达到化学平衡状态的是
①3v逆(N2)=v正(H2) ②v正(HCl)=4v正(SiCl4) ③混合气体密度保持不变 ④c(N2)∶c(H2)∶c(HCl)=1∶3∶6
A.①② B.①③ C.②③ D.①④答案解析√解析 ①中v正(H2)=3v正(N2)=3v逆(N2),即正逆反应速率相等,所以反应达到化学平衡状态;
③根据密度=质量/体积,可得密度在反应过程中不变,可以作为达到平衡状态的标志。例9 对于以下反应:A(s)+3B(g)??2C(g)+D(g),在一定温度、压强下,在一体积可变的容器中,当下列物理量不再发生变化时就可确定反应一定达到平衡状态的是
A.容器的体积不再发生变化
B.B的生成速率和D的反应速率之比为3∶1
C.混合气体的密度不随时间变化
D.B、C、D的分子个数之比为3∶2∶1√答案解析解析 方程式两边气体物质的化学计量数之和相等,所以恒温恒压下无论反应是否平衡,容器的体积均不改变,A项不能说明反应达到平衡状态;
B项中的D的反应速率没有明确是生成速率还是消耗速率,不能说明反应一定达到平衡状态;
平衡时B、C、D的分子个数之比不一定等于3∶2∶1,D项不能说明反应达到平衡状态。例10 在恒定温度下使NH2COONH4(s)??2NH3(g)+CO2(g)达到平衡,不能判断该反应达到化学平衡的是
A.v正(NH3)=2v逆(CO2)
B.密闭容器中总压强不变
C.密闭容器中混合气体的密度不变
D.密闭容器中氨气的体积分数不变√答案解析解析 反应达到平衡状态的标志有两个:一是正、逆反应速率相等;二是各物质的质量、浓度、物质的量分数等均恒定不变;
B、C两项都体现了混合气体的质量、浓度等恒定不变,即正、逆反应速率相等,符合题意;
D项NH3与CO2都是生成物,按比例生成,故无论平衡与否,氨气体积分数均不变。化学反应速率及化学平衡的图像,能直观描述反应进行的快慢、反应进行的程度等问题。图像题是化学中常见的一种题目,做这类题既要读文字内容,又要读图。解答化学反应速率图像题三部曲:“一看”、“二想”、“三判断”;
“一看”——看图像
①看坐标轴:弄清纵、横坐标表示的含义;②看线:弄清线的走向、趋势;③看点:弄清曲线上点的含义,特别是一些特殊点,如曲线的折点、交点、最高点与最低点等;④看量的变化:弄清是物质的量的变化、浓度的变化还是转化率的变化。四、化学反应速率与化学平衡图像问题的分析方法“二想”——想规律
如各物质的转化量之比与化学计量数之比的关系、各物质的速率之比与化学计量数之比的关系等。
“三判断”——通过对比分析,作出正确判断。例11 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图所示,下列表述正确的是
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倍答案解析√解析 由图像可知N为反应物,M为生成物,然后找出在相同时间段内变化的M、N的物质的量之比以确定M、N在化学方程式中的化学计量数之比,即该反应的化学方程式为2N??M。t2时刻M、N的物质的量相等,但此时M、N的物质的量仍在发生变化,反应未达到平衡状态,因此正反应速率不等于逆反应速率。t3时刻及之后,M、N的物质的量不再改变,证明已达到平衡状态,此时正、逆反应速率相等。解答有关化学反应速率和化学平衡的计算题时,一般需要写出化学方程式,列出起始量、转化量及平衡量,再根据题设其他条件和有关概念、定律求解。如:
mA(g)+nB(g)??pC(g)+qD(g)
起始量 a b 0 0
转化量 mx nx px qx
平衡量 a-mx b-nx px qx五、“三段式”在化学反应速率及平衡计算中的应用注意 (1)转化量与方程式中各物质的化学计量数成比例。
(2)这里a、b可指物质的量、浓度、体积等。
(3)对反应物:平衡时的量=起始的量-转化的量;对生成物:平衡时的量=起始的量+转化的量。
同时要注意差量法、守恒法等简单计算方法在化学平衡计算中的应用。例12 X、Y、Z三种气体,取X和Y按1∶1的物质的量之比混合,放入密闭容器中发生如下反应:X+2Y??2Z,达到平衡后,测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3∶2,则Y的转化率最接近于
A.33% B.40% C.50% D.65%√答案解析解析 设X、Y的初始物质的量均为1 mol,转化的物质的量分别为a mol、2a mol、2a mol,由方程式
X + 2Y ?? 2Z
开始/mol 1 1 0
转化/mol a 2a 2a
平衡/mol 1-a 1-2a 2a气体的制取一般包括气体的发生装置、净化装置、收集装置和尾气处理装置四部分。
1.发生装置
(1)设计原则:根据反应原理、反应物状态和反应所需条件等因素来选择反应装置。六、实验室制备常见气体的装置设计(2)装置基本类型:2.收集装置
(1)设计原理:根据气体的溶解性或密度。
(2)装置基本类型:(3)注意事项:保证与大气相通,否则无法收集气体。3.净化与干燥装置
(1)设计原则:根据气体中混有杂质的性质,选择试剂能与杂质反应,而不与被净化的气体反应;再根据净化药品的状态及条件选装置。
(2)净化试剂选择:(3)装置基本类型:(4)气体的干燥:
选用干燥剂应根据气体和干燥剂的性质而定,其原则是干燥剂只能吸收气体中的水分,而不能与气体发生化学反应。几种常见的干燥剂及其应用如下表。(5)注意事项:
①若采用溶液做除杂试剂,则是先除杂后干燥;若采用加热除杂质,则是先干燥后加热。
②气体的流动方向。洗气瓶必须长导管进气,短管出气;干燥管是大口进,小口出。4.尾气处理装置
(1)设计原理:根据尾气的性质,特别是有害、有毒及可燃性尾气,来选择不同的方法及装置。
(2)常用装置:(3)选用气体吸收剂时的一般原则:
①易溶于水的气体杂质可用水来吸收;
②酸性杂质可用碱性物质吸收;
③碱性杂质可用酸性物质吸收;
④能与杂质反应生成沉淀(或可溶物)的物质也可作为吸收剂;
⑤水可用干燥剂来吸收。
5.气体实验装置的设计
(1)装置顺序:制气装置→净化装置→反应或收集装置→尾气处理装置。
(2)安装顺序:由下向上,由左向右。
(3)操作顺序:装配仪器→检验气密性→加入药品。例13 某化学兴趣小组利用右图各装置连接成一整套装置,探究氯气与氨气之间的反应,其中D为纯净干燥的氯气与纯净干燥氨气反应的装置。请回答下列问题:答案解析(1)连接好装置后,必需进行的一步实验操作是______________________。检查装置的气密性解析 A为氯气的发生装置,E装置用于除去氯气中的氯化氢,B装置为氯气的干燥装置,F装置为氨气的发生装置,C装置为氨气的干燥装置,D装置为两种气体的反应装置。连接好装置后,必需进行的一步实验操作是检查装置的气密性;(2)装置E的作用是__________________,橡胶管k的作用是___________________
__________。答案解析解析 装置E的作用是除去氯气中的氯化氢,橡胶管k的作用是使分液漏斗中的盐酸顺利流下;除去氯气中的氯化氢使分液漏斗中的盐酸顺利流下(3)从装置D的G处逸出的尾气中可能含有黄绿色的有毒气体,处理方法是_______________________________________。答案解析在G处连接导管直接通入盛有烧碱的解析 从装置D的G处逸出的尾气中可能含有黄绿色的有毒气体,处理方法是在G处连接导管直接通入盛有烧碱的烧杯中;烧杯中(4)装置F中试管内发生反应的化学方程式:___________________________________
___________。答案解析解析 装置F中试管内发生反应的化学方程式2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2H2O+2NH3↑;+2NH3↑(5)接入D装置的两根导管左边较长、右边较短,目的是_______________
_____________________________。答案解析 使密度大的氯气与密度小的氨气较快地均匀混合解析 由于氨气的密度小,氯气的密度大,密度小的氨气从长管进入向上扩散,密度大的氯气从短管进入向下扩散,接入D装置的两根导管左边较长、右边较短,目的是使密度大的氯气与密度小的氨气较快地均匀混合;(6)整套装置从左向右的连接顺序是(j)接( ),( )接(f),(g)接( ),( )接( ),( )接(a)。答案解析解析 整套装置从左向右的连接顺序是(j)接(d),(e)接(f),(g)接(b),(c)接(h),(i)接(a)。d e b c h i例14 下图Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是常见的气体发生装置;Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ是气体收集装置,根据要求回答下列问题:答案解析(1)若用MnO2与浓盐酸反应制取氯气,应选用发生装置___,用方程式表示制取氯气的反应原理是________________________________________。Ⅰ解析 MnO2与浓盐酸反应制取氯气需要加热,选Ⅰ装置;用KMnO4与浓盐酸反应制取氯气,由于KMnO4的氧化性强,可以不加热,选Ⅲ装置;若选用Ⅳ为氯气的收集装置,为了防止氯气逸出污染空气,应将蘸有氢氧化钠溶液的棉花团放置在试管口;由于氯气的密度比空气大,导气管应该“长进短出”;将湿润的淀粉--KI试纸放在B口处,试纸变蓝色,证明氯气已集满。(2)若用KMnO4与浓盐酸反应制取氯气,应选用发生装置_____,试完成并配平下列离子方程式:
+____Cl-+____H+===____Mn2++____Cl2↑+______。
(3)若选用Ⅳ为氯气的收集装置,应该在试管口放置一团棉花,该棉花团应用__________溶液浸湿,其作用是__________________________
__________。
(4)若选用Ⅴ为氯气收集装置,则氯气应从____口通入。用化学方法检验氯气收集满了的方法是________________________________________
______________。答案Ⅲ10 16 2 5 8H2O氢氧化钠吸收多余氯气,防止氯气逸出污染空气A将湿润的淀粉--KI试纸放在B口处,试纸变蓝色,证明氯气已集满例15 实验室用下述装置制取氯气,并用氯气进行下列实验。回答下列问题: 答案解析(1)A、B两仪器的名称:A____________,B____________。分液漏斗圆底烧瓶解析 由装置图可知:A是分液漏斗,B是圆底烧瓶。(2)洗气装置C是为了除去Cl2中的HCl气体,应放入的试剂是__________,
D中浓H2SO4的作用是______________________。答案解析 除去氯气中的水蒸气饱和食盐水解析 用浓HCl与MnO2在加热条件下发生反应MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O制取氯气。由于浓盐酸有挥发性,所以在氯气中含有杂质HCl。由于氯气在饱和食盐水中的溶解度小,所以为了除去Cl2中的HCl气体,应放入的试剂是饱和食盐水。此时产生的氯气中含有水蒸气,用浓硫酸来干燥,因此D中浓H2SO4的作用是除去氯气中的水蒸气。(3)E中为红色干布条,F中为红色湿布条,可看到有色布条退色的是____(选填“E”或“F”)。答案解析F解析 氯气没有漂白性,当氯气遇水时二者发生反应产生HClO,有漂白性。因此E中红色干布条不退色,F中红色湿布条退色。(4)G是浸有淀粉--KI溶液的棉花球,G处现象是棉花球表面变成______;H是浸有NaBr溶液的棉花球,H处反应的离子方程式是_______________________。答案解析2Br-+Cl2===2Cl-+Br2蓝色解析 G是浸有淀粉--KI溶液的棉花球,氯气与KI发生反应:2I-+Cl2===2Cl-+I2,I2遇淀粉变为蓝色。因此G处现象是棉花球表面变成蓝色。H是浸有NaBr溶液的棉花球,由于活动性Cl2>Br2。所以H处反应的离子方程式是2Br-+Cl2===2Cl-+Br2。(5)P处为尾气吸收装置,写出实验室利用烧碱溶液吸取Cl2的离子方程式:_______________________________。答案解析Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O解析 氯气是大气污染物,所以在排放前应该进行尾气处理。由于氯气能与碱发生反应,所以若P处为尾气吸收装置,实验室利用烧碱溶液吸取Cl2的离子方程式:Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O。(6)B中发生反应的化学方程式为_________________________________
_______,若实验中使用12 mol·L-1的浓盐酸10 mL与足量的二氧化锰反应,实际生成的Cl2的物质的量总是小于0.03 mol,试分析可能存在的原因是_________________________________________________________
____________________________________________。答案解析+2H2O 随着反应的进行,消耗氯化氢,同时生成水,且氯化氢易挥发,使盐酸的浓度逐渐减小,稀盐酸与二氧化锰不反应解析 在B中发生的实验室制取氯气的反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O。若实验中使用12 mol·L-1的浓盐酸10 mL与足量的二氧化锰反应,实际生成的Cl2的物质的量总是小于0.03 mol,是因为随着反应的进行,消耗氯化氢,同时生成水,且氯化氢易挥发,使盐酸的浓度逐渐减小,稀盐酸与二氧化锰不反应。1.根据电极材料判断
一般是活泼的金属为负极,活泼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判断
电流由正极流向负极;电子由负极流向正极。
3.根据原电池里电解质溶液中离子的移动方向
在原电池的电解质溶液中,阳离子移向的一极为正极,阴离子移向的一极为负极。
4.根据原电池两极发生的变化判断
原电池的负极发生失电子的氧化反应,正极发生得电子的还原反应。七、原电池正极和负极的判断方法5.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。
特别提示 在判断原电池正、负极时,不要只根据金属活动性的相对强弱,有时还与电解质溶液有关,如Mg-Al和NaOH溶液构成的原电池中,由于Mg不与NaOH溶液反应,虽金属性Mg>Al,但在该条件下是Al为负极。因此要根据具体情况来判断正、负极。例16 根据反应:2Ag++Cu===Cu2++2Ag,设计如图所示原电池,下列说法错误的是
A.X可以是银或石墨
B.Y是硫酸铜溶液
C.电子从铜电极经外电路流向X电极
D.X极上的电极反应式为Ag++e-===Ag答案解析解析 由电池反应2Ag++Cu===2Ag+Cu2+可知,铜为负极,电极反应为Cu-2e-===Cu2+;X为正极,可以是不比铜活泼的银或石墨等,电极反应为Ag++e-===Ag;电解质溶液中需含有Ag+,故B说法错误。√例17 已知空气-锌电池的电极反应为锌片:Zn+2OH--2e-===ZnO+H2O;碳棒: O2+H2O+2e-===2OH-,据此判断,锌片是
A.正极并被还原
B.正极并被氧化
C.负极并被还原
D.负极并被氧化答案解析√解析 Zn失电子做负极,被氧化。例18 如图所示的装置中铁棒上析出铜,而铁的质量不变,符合要求的原电池是
A.铁棒做负极,铜棒做正极,电解质溶液是CuSO4溶液
B.镁棒做负极,铁棒做正极,电解质溶液是CuSO4溶液
C.镁棒做负极,铁棒做正极,电解质溶液是FeCl3溶液
D.铁棒做负极,铜棒做正极,电解质溶液是H2SO4溶液答案解析√解析 A项,铁棒做负极,铁棒溶解,质量减小,铁棒上不会析出铜;
同理,D项中铁棒做负极,质量减小。
B项,铁棒做正极,电极反应式为Cu2++2e-===Cu,铁棒上析出Cu,但Fe的质量不变。
C中发生反应2Fe3++Mg===2Fe2++Mg2+,铁棒上不会析出铜。试根据上表中的实验现象回答下列问题:
(1)实验1、2中Al所作的电极(正极或负极)是否相同?_____(填“是”或“否”)。否例19 某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用,设计并进行了以下一系列实验,实验结果记录如下。答案解析解析 在这样的原电池中,相对较活泼的金属材料做负极。在稀盐酸中的活动性Mg>Al、Al>Cu。由实验1和2可知,原电池中检流计指针是偏向正极。在实验3中检流计指针偏向石墨,由上述规律可知,Al是负极,石墨是正极。化学反应是Al失去电子被氧化为Al3+,盐酸中的H+得到电子被还原为H2。在NaOH溶液中活动性Al>Mg,则Al是负极,Mg是正极。Al在浓硝酸中发生钝化,Zn在浓硝酸中被氧化,即在浓硝酸中活动性Zn>Al,Zn是负极,Al是正极,所以在实验5中检流计指针偏向铝。(2)对实验3完成下列填空:
①铝为___极,电极反应式:_________________。
②石墨为____极,电极反应式:___________________。
③电池总反应式:__________________________。
(3)实验4中铝做负极还是正极_______,理由是_____________________
_________。写出铝电极的电极反应式:___________________________。
(4)解释实验5中检流计指针偏向铝的原因: _________________________
_______________________________________________________________
________。答案负 2Al-6e-===2Al3+正 6H++6e-===3H2↑2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑负极在NaOH溶液中,活动性Al>MgAl-3e-+4OH-===[Al(OH)4]- Al在浓硝酸中发生钝化,Zn在浓硝酸中发生反应,被氧化,即在浓硝酸中活动性Zn>Al,Al是原电池的正极(5)根据实验结果总结出影响铝在原电池中做正极或负极的因素:________________________________________。答案①另一个电极材料的活动性;②电解质溶液Z本课结束