人教版高中化学必修2全册课教学课件 （457张ppt）
文档属性
| 名称 | 人教版高中化学必修2全册课教学课件 （457张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 17.2MB | ||
| 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 | 2021-03-22 09:48:35 | ||
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文档简介
(共457张PPT)
人教版高中化学必修2全册优质课
教学课件
目 录
第一章
物质结构 元素周期律
第一节 元素周期表
第二节 元素周期律
第三节 化学键
第二章 化学反应与能量
第一节 化学能与热能
第二节 化学能与电能
第三节 化学反应的速率和限度
第三章 有机化合物
第一节 最简单的有机化合物——甲烷
第二节 来自石油和煤的两种基本化工原料
第三节 生活中两种常见的有机物
第四节 基本营养物质
第四章 化学与自然资源的开发利用
第一节 开发利用金属矿物和海水资源
第二节 资源综合利用 环境保护
第一章
物质结构 元素周期律
第一节 元素周期表
第1课时 元素周期表
三维目标
知识与技能
1．了解周期、族的概念
2．掌握元素周期表的结构(重点)
过程与方法
1．通过收集和制作周期表体验比较法的作用
2．通过对周期表结构的研究，体会归纳、推理在化学研究中的作用
情感、态度与
价值观
通过学习元素周期表的创立及演变过程，培养严谨、执著的科学态度
思维激活
俄罗斯化学家门捷列夫(1834－1907)在研究前人所得成果的基础上，发现一些元素除有特性之外还有共性，于是开始试着排列这些元素。经过了一系列的排队以后，他发现了元素化学性质的规律性。当有人轻
松地说他是用玩扑克牌的方法得到
这一伟大发现时，门捷列夫却认真
地回答说，从他立志从事这项探索
工作起，花了大约20年的功夫，才
终于在1869年制出了第一张元素周
期表。你想知道元素周期表是怎样
绘制的吗？
自学导引
一、元素周期表的发展史
1．1869年，俄国化学家门捷列夫将已知的元素按照相对原子质量由小到大依次排列，并将化学性质相似的元素放在一个纵行，制出了第一张元素周期表。
2．随着化学科学的不断发展，元素周期表中元素的排序依据改为原子的核电荷数。
3．按照元素在周期表中的顺序给元素编号,得到原子序数。原子的原子序数与元素的原子结构之间存在着如下关系:
原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数
二、元素周期表(长式)的结构
1．元素周期表的排列原则
横行：电子层数相同的元素，按原子序数递增的顺序从左到右排列。
纵行：最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序自上而下排列。
2．元素周期表的结构
(1)周期
元素周期表有7个横行，叫做周期。
每一周期中元素的电子层数相同,从左到右原子序数递增。
其中,第一、二、三周期称为短周期,其他周期均为长周期。
(2)族
元素周期表有18个纵行，称为族。
主族：元素的族序数后标A
副族：元素的族序数后标B
Ⅷ族：第8、9、10纵行
0族：稀有气体元素
思考题 某同学总结ⅡA族元素原子的最外层电子数都为2，由此得出原子最外层电子数为2的元素就一定是ⅡA族元素。你认为正确吗？
答案 不正确；0族中的He元素和某些副族元素(如Zn)原子的最外层电子数也为2。
名师解惑
一、元素周期表(长式)的结构
1．第七周期属于长周期，因目前尚未排满也称不完全周期，若排满应包括32种元素。
2．0族元素原子最外层电子数为8(He元素为2)，因化学性质不活泼，把它们的化合价定为0，叫做0族，在元素周期表的第18纵行。
3．Ⅷ族包括周期表中第8、9、10三个纵行，其余15个纵行，每个纵行为一族，因此周期表18个纵行共16个族。
4．周期表中族的排列方式
1～7纵行：ⅠA→ⅡA→ⅢB→…→ⅦB
8、9、10纵行：Ⅷ
11～18纵行：ⅠB→ⅡB→ⅢA→…→ⅦA→0
5．过渡元素包括所有的副族元素和Ⅷ族元素，且都是金属元素。
[特别提醒]
①0族及Ⅷ族不属于主族也不属于副族，所以表示族序数时，后面不能加A和B。
②最外层电子数相同的元素不一定在同一族，同族元素最外层电子数不一定相同，如某些副族和0族。但同一主族元素最外层电子数均相同。
③副族元素都是过渡元素，但过渡元素不都是副族元素，还包括Ⅷ族元素。
二、元素周期表中的数字规律
1．周期序数＝原子的电子层数
主族序数＝主族元素原子的最外层电子数
2．镧系和锕系各有15种元素，因性质相近，分别在周期表中占同一个位置，因此到目前为止，元素种类最多的族是ⅢB族。
3．元素原子序数差
同周期ⅢA族与ⅡA族元素原子序数差，从第二周期到第七周期分别为1、1、11(加过渡元素10种)、11、25(镧系15种，加14)、25(锕系15种，加14)。
ⅠA族内自上而下，相邻周期原子序数差值为2、8、8、18、18、32；0族内自上而下，相邻周期原子序数差值为8、8、18、18、32、32。
典例导析
知识点1：元素周期表的结构
例1 下列有关元素周期表的说法中正确的是( )
A．元素周期表中元素种类最多的周期是第五周期
B．长周期中每个周期所含元素种类可能是8种、18种或32种
C．元素周期表中每个纵行均是一个族
D．ⅦA族元素即卤族元素
解析 元素周期表中第六周期的镧系、第七周期的锕系分别包含15种元素，长周期第四、五、六周期分别包含18、18、32种元素；周期表中的第8、9、10纵行同为Ⅷ族元素；第ⅦA族元素包括F、Cl、Br、I、At，又称卤族元素。
答案 D
跟踪练习1 下列各表中的数字均代表元素的原子序数，其表示的元素与它们在元素周期表中的相对位置合理的一组是( )
答案 A
知识点2：元素周期表中的数字规律
例2 原子序数为x的元素位于周期表中的ⅡA
族，则原子序数为x＋1的元素不可能处在( )
A．ⅢA族
B．ⅠA族
C．镧系元素
D．ⅢB族
解析 原子序数为x的元素位于ⅡA族，而与之相邻原子序数为x＋1的元素可能位于ⅢA族或ⅢB族，其中镧系属于ⅢB族。
答案 B
跟踪练习2 同一主族的两种元素的原子序数之差不可能是( )
A．16
B．26
C．36
D．46
答案 D
亲们再见
第2课时 元素的性质与原子结构
三维目标
知识与技能
通过原子结构示意图掌握原子结构，掌握主族元素在元素周期表中的位置及其性质的递变规律(重点)
过程与方法
体会化学研究中发现规律的过程及学习实验探究、比较、归纳、推理等方法
情感、态度与
价值观
1．培养科学探究的热情
2．锻炼团结协作的精神
3．了解内因与外因的关系
思维激活
纵观化学史，在元素周期律的发现过程中，不论是拉瓦锡的最初尝试，还是德贝莱纳、纽兰兹、门捷列夫等人的具体探索，无不浸透着科学家对化学的探究。这些探究不仅表现在元素周期律的外部形式之上，而且深入到了它的内部联系之中。科学家的探究途径中化学实验贡献甚大，化学实验是化学基石，是检验化学理论的标准。那么，如何通过实验来探究元素结构与性质的关系呢？
自学导引
一、碱金属元素
1．原子结构
相同点：最外层均为1个电子。
不同点：随着核电荷数的增加，电子层数递增，原子半径递增。
2．化学性质
(1)钾的化学性质的实验探究及其与钠的比较
①钾的保存及取用方法
钾保存在煤油中，取用时先用镊子夹取，再用滤纸吸干煤油，然后在玻璃片上用小刀切割。
②钾、钠性质的实验探究与对比
与氧气反应
与水反应
钠
剧烈燃烧，黄色火焰
熔成小球，浮于水面，四处游动，“咝咝”响声
钾
燃烧更剧烈，紫色火焰
(透过蓝色钴玻璃)
熔成小球，浮于水面，四处游动，燃烧，有轻微爆炸声
结论
钾的活动性比钠强
(2)碱金属元素化学性质的特点
①相似性：原子都容易失去最外层的一个电子，化学性质活泼，它们都能与氧气等非金属单质及水反应。
4Li＋O2
2Li2O
2Na＋O2
Na2O2
2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑
2K＋2H2O＝2KOH＋H2↑
思考题1 完成下列离子方程式。
(1)锂与稀盐酸反应的离子方程式为
____________________________________。
(2)铷与水反应的离子方程式为
____________________________________。
答案 (1)2Li＋2H＋＝2Li＋＋H2↑
(2)2Rb＋2H2O＝2Rb＋＋2OH－＋H2↑
②差异性：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，原子半径逐渐增大。碱金属元素的性质也有差异，从锂到铯，单质还原性逐渐增强，如钾与氧气或水反应比钠的反应剧烈，铷、铯的反应更剧烈。
3．单质的物理性质
相似性：都是银白色金属(铯略带金色光泽)，较柔软，有延展性，密度都比较小，熔点也都比较低，导电、导热性能都很好。
递变性：从锂到铯，密度逐渐增大(钾的密度反常)，熔、沸点逐渐降低。
二、卤族元素
1．原子结构
(1)相同点：最外层都是7个电子。
(2)不同点：随核电荷数的增加，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大。
2．单质的物理性质
F2 Cl2 Br2 I2
(1)颜色：由浅到深。
(2)密度：由小到大。
(3)熔、沸点：由低到高。
3．单质的化学性质
(1)卤素单质与氢气反应的比较
(2)卤素间的置换反应实验
思考题2 砹(At)是卤素中原子序数最大的元素，则通常条件下砹应该是______(填“深”或“浅”)色______体，______(填“易”或“难”)与H2化合，产物的稳定性______。
答案 深；固；难；差
名师解惑
一、元素的金属性、非金属性强弱的判断依据
1．金属性强弱的判断依据
(1)元素的单质与水或酸置换出氢气的反应越容易进行，则其金属性越强。
(2)元素的最高价氧化物对应水化物的碱性越强，则其金属性越强。
(3)金属元素的单质与盐在水溶液中进行置换反应，若A置换出B，则A的金属性强于B。
(4)在金属活动性顺序表中，前者的金属性强于后者。
(5)金属阳离子的氧化性越强，则其单质的还原性越弱，元素的金属性越弱(注：Fe的阳离子仅指Fe2＋)。
2．非金属性强弱的判断依据
(1)非金属元素的单质与氢气化合生成气态氢化物的反应越容易进行，则其非金属性越强。
(2)非金属元素气态氢化物的稳定性越强，则元素的非金属性越强。
(3)元素的最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则其非金属性越强。
(4)非金属元素的单质与盐在水溶液中进行置换反应，若A置换出B，并且A体现出氧化性，则A的非金属性强于B。
(5)非金属阴离子的还原性越强，则其单质的氧化性越弱。
二、同主族元素的相似性、递变性和特殊性
1．原子结构
(1)相似性：最外层电子数相同。
(2)递变性：随着核电荷数的增加，电子层数递增，原子半径逐渐增大。
2．化学性质
(1)相似性：
①能发生相似的化学反应。
如碱金属都能与O2、Cl2等非金属反应，都能与水反应；卤素单质都能与H2、H2O等反应。
②同类化合物中元素化合价相同，化学式形式相同。
如碱金属氢氧化物都可表示为ROH，卤素单质分子式都可表示为X2，氢化物都可表示为HX。
(2)递变性：随着核电荷数的增加,元素的金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱；单质还原性逐渐增强,氧化性逐渐减弱;最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强,酸性逐渐减弱;非金属单质与H2化合逐渐变难,氢化物的稳定性逐渐降低。
(3)特殊性：因递变性的影响，同一主族元素均有一定的特殊性，首尾两种元素更明显。碱金属中锂(Li)的单质和化合物的性质与镁(Mg)的单质和化合物相似，而与其他碱金属不同，如Li与水较难反应，产物LiOH微溶等。卤素中氟的化学性质具有特殊性，如氟无正价，F2与水反应的化学方程式为2F2＋2H2O＝4HF＋O2↑(其他卤素均可表示为X2＋H2O＝HX＋HXO)，HF是弱酸(其他HX均为强酸且从上到下HX的酸性逐渐增强)。
典例导析
知识点1：金属性与非金属性强弱的判断
例1 X、Y是元素周期表ⅦA族中的两种元素，下列叙述中能说明X的非金属性比Y强的是( )
A．X原子的电子层数比Y原子的电子层数多
B．Y的气态氢化物比X的气态氢化物稳定
C．Y的单质能将X从NaX的溶液中置换出来
D．X在暗处可与H2反应，Y在加热条件下才能与H2反应
解析 X原子比Y原子的电子层数多，X在Y的下方，则非金属性X比Y弱，A项不正确；元素氢化物越稳定，其非金属性越强，B项不正确；Y能置换NaX中的X，则非金属性X比Y弱，C项不正确；单质与H2化合越容易，其非金属性越强，D项正确。
答案 D
跟踪练习1 下列叙述中一定能说明A的金属性比B强的是( )
A．A原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少
B．A原子的电子层数比B原子的电子层数多
C．1
mol
A从酸中置换的H2比1
mol
B从酸中置换的H2多
D．常温时，A能从酸中置换出氢气，而B不能反应
答案 D
知识点2：同主族元素性质的相似性、递变性和特殊性
例2 某学生做同主族元素性质递变规律的实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象。现在请你帮助该学生整理并完成实验报告。
(1)实验目的：__________________________________。
(2)实验用品：
药品:氯水、溴水、溴化钠溶液、碘化钾溶液、四氯化碳
仪器：①__________；②__________。(请填写两件主要的玻璃仪器)
(3)实验内容(在下列空格内填写相关内容)：
(4)实验结论：__________________________________。
(5)问题和讨论：
①请用结构理论简单说明得出上述结论的原因。
②由于F2过于活泼，很难设计一个简单的实验验证其氧化性强弱。试列举两项事实说明F的非金属性比Cl强。
序号
实验方案
实验现象
①
②
解析 (1)元素周期律具体包括同一周期与同一主族的变化规律。根据以下给出的实验内容不难看出，该学生是想以ⅦA族为例，设计实验验证同一主族元素性质的递变规律。(2)本实验属于试管实验，主要使用试管和胶头滴管。(3)根据提供的药品，该学生显然是用Cl2、Br2、I2之间的置换反应来证明它们的氧化性强弱，用四氯化碳将置换出来的Br2或I2萃取出来，以增强实验的准确性和说服力。(4)该小题具有一定的开放性，比如：Cl2、Br2、I2的氧化性依次减弱或Cl、Br、I的非金属性依次减弱均可，但最好与该实验的目的相对应：同一主族，自上而下，元素非金属性依次减弱。(5)①该题应该主要从原子核对最外层电子的引力方面来回答。②一般来说，置换反应能直接说明两种单质的氧化性强弱，但F2过于活泼，不好直接置换Cl2，只能用间接的证据。如：它们与氢气反应的难易程度，与水反应的难易程度，它们气态氢化物的稳定性等。
答案 (1)探究同一主族元素性质的递变规律
(2)试管；胶头滴管
(3)①将少量新制氯水注入盛有少量NaBr溶液的试管中，振荡，再注入少量四氯化碳，振荡；加入氯水后，溶液由无色变为橙色，注入四氯化碳后，水层颜色变浅，四氯化碳层(下层)变为橙红色
②将少量新制溴水注入盛有少量KI溶液的试管中，振荡，再注入少量四氯化碳，振荡；加入溴水后，溶液由无色变为褐色，注入四氯化碳后，水层颜色变浅，四氯化碳层(下层)变为紫红色
(4)同一主族，自上而下，元素非金属性依次减弱
(5)①同一主族，自上而下，元素原子的电子层数增多，原子半径增大，原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱。
②F2在冷暗处就可以与H2剧烈反应而爆炸，而Cl2与H2只有在光照或点燃的条件下才能反应；HF比HCl稳定。
跟踪练习2 下列关于碱金属的原子结构和性质的叙述中不正确的是( )
A．碱金属原子最外层都只有一个电子，在化学反应中容易失去
B．碱金属都是强还原剂
C．碱金属都能在O2中燃烧生成过氧化物
D．碱金属都能与水反应生成碱
解析 碱金属元素的原子和单质，在结构和性质上，既有相似性又有差异性。
如锂单质在O2中燃烧只生成Li2O，无过氧化物生成。
答案 C
亲们再见
第3课时 核 素
三维目标
知识与技能
1．认识原子核的结构，明确X的含义，掌握原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数，以及质量数与质子数、中子数之间的相互关系(重点)
2．知道元素、核素、同位素的含义(难点)
过程与方法
1．通过对原子核构成粒子的认识，
让学生明白质量数与质子数、中子数之间的必然联系
2．比较法在相似概念学习中的作用
情感、态度与价值观
通过对核素的认识，让学生明白微观世界的多样性；通过社会调查和查阅资料，体会放射性同位素在生产、生活中的广泛用途
思维激活
始于19世纪末，历时近十年，人类为探索构成物质的基础——原子的构造，作出了巨大的努力，他们出色的实验方法及由此而建立的有关原子结构的理论，在人类科学发展史上写下了光辉的一页，其中有数十位科学家获得了相应的诺贝尔物理、化学奖。正是前人杰出的研究成果，我们才有了对原子结构清晰的认识。那么，原子内部结构是怎样的呢？
自学导引
一、原子的组成
原子核内质子数和中子数之和称为质量数。
符号
中，A表示X原子的质量数；Z表示X原子的质子数，即核电荷数；m表示1个
是由m个X原子构成的；n表示离子所带电荷的正(或负)和数值，n＞0表示阳离子，n＜0表示阴离子，n＝0表示中性。
思考题1 是否所有的原子中都含有中子？
答案 不是，如
中就没有中子。
二、元素、核素和同位素
1．元素：具有相同核电荷数(即质子数)的同一类原子的总称。
2．核素：具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子称为核素。
3．同位素
(1)概念：具有相同的质子数和不同的中子数的同一种元素的原子互称为同位素。例如，
、
(或D)、
(或T)都是氢的同位素。
思考题2
、H＋、H2、D2O、
五种粒子中都含有氢______，其中粒子______互称为同位素。
答案 元素；
和
(2)应用：
①
和
用于制造氢弹；
②
用做相对原子质量计算的标准，
用于考古学上测定文物的年代；
③
用于制造原子弹和核发电；
④利用放射性同位素释放的射线育种、治疗癌症和肿瘤。
三、相对原子质量
1．原子(或核素)的相对原子质量：以一个12C原子质量的1/12作为标准，X原子的质量跟它相比所得的数值即为X的相对原子质量。
2．元素的相对原子质量：是该元素的各种核素的原子数百分比与其相对原子质量的乘积所得的平均值。
如A、B、C…为某元素的不同核素，其原子数百分比分别为a%、b%、c%…，则该元素的相对原子质量为MA·a%＋MB·b%＋MC·c%＋…，其中MA、MB、MC…分别表示核素A、B、C…的相对原子质量。
思考题3 由
形成的氢气分子有几种？有几种不同的相对分子质量？
答案 6种；5种
名师解惑
一、原子和离子结构中的数量关系
1．质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)
2．原子：核电荷数＝核内质子数＝核外电子数
3．阳离子：核电荷数＝核内质子数>核外电子数
4．阴离子：核电荷数＝核内质子数<核外电子数
二、元素、核素和同位素概念的辨析
1．元素
(1)确定元素种类的唯一标准是原子的核电荷数(即质子数)，与中子数没有任何关系。
(2)“同一类”指质子数相同的各种不同原子及相同原子的不同状态(即游离态和化合态)。
2．核素
核素是确定的一种原子,这个概念有两个要素：原子核内的质子数和中子数,只有这两个要素都确定了才能称为核素。
3．同位素
同位素是把质子数相同的不同核素联系在一起。大多数元素都有同位素，同一种元素的各种同位素虽然中子数和质量数各不相同，但因为它们的核电荷数相同，所以它们的物理性质不同，但化学性质几乎完全相同。同位素在元素周期表中占据相同的位置，同位素也因此而得名。
4．元素、核素、同位素的相互关系：
典例导析
知识点1：有关粒子的质量数、质子数、中子数和核外电子数的关系
答案 C
跟踪练习1 石材的放射性常用镭(
)作为标准，居里夫人(Marie
Curie)因对
元素的研究曾两度获得诺贝尔奖。下列有关镭(
)的叙述中不正确的是( )
A．
原子核内有138个中子
B．
原子核外有88个电子
C．
原子核内有88个质子
D．
元素位于第三周期
答案 D
知识点2：有关元素、核素和同位素概念
例2 下列说法中正确的是( )
A．质子数相同的粒子一定属于同种元素
B．质量数相同的原子一定是同一种核素
C．不同元素的核素质量数可能相同
D．镧系中15种元素在元素周期表中占同一格，所以互称为同位素
解析 A中粒子可以是原子、分子或离子，所以不正确，B中质量数相同并不一定质子数和中子数都相同，如14C和14N等，故不正确；不同元素的核素质子数不同，但质量数可能相同，如
与
，C正确；D中镧系15种元素质子数互不相同，不是同位素。
答案 C
跟踪练习2 简单原子的原子结构可用下图表示方法形象表示：
其中●表示质子或电子，○表示中子，则下列有关①②③的叙述中正确的是( )
A．①②③互为同位素
B．①②③互为同素异形体
C．①②③是三种化学性质不同的粒子
D．①②③具有相同的质量数
答案 A
亲们再见
第二节 元素周期律
第1课时 原子核外电子的排布
三维目标
知识与技能
1．了解核外电子排布的初步知识和原子结构示意图的表示方法
2．原子核外电子的排布规律(重、难点)
过程与方法
由图表数据总结、归纳、抽象、形成规律的过程与方法
情感、态度
与价值观
体验发现和应用规律的快乐，体会对待自然规律的正确态度
思维激活
电子的质量很小(9.1095×10－31
kg)，运动的空间范围很小(直径约为10－10
m)，运动的速度极快(接近光速)，核外电子运动没有确定的路线，不能测量或计算出它在某一时刻所处的位置，也不能准确描绘出它的运动轨迹。那么核外电子是如何排布的呢？
自学导引
一、核外电子的分层排布
在多电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动，在离核较近的区域内运动的电子能量较低，在离核较远的区域内运动的电子能量较高，把不同的区域简化为不连续的壳层，也称作电子层(如右图)。电子总是先从内层排起，这又叫核外电子的分层排布。其关系如下表：
电子层(n)
1
2
3
4
5
6
7
符号
K
L
M
N
O
P
Q
离核
远近
由近到远
能量
高低
由低到高
二、1～20号元素原子核外电子排布
三、结构示意图
结构示意图包括原子结构示意图和离子结构示意图。
在原子结构示意图中，“圈”表示原子核及核内质子数，“弧”表示各电子层，弧线上的数字表示该电子层上的电子数，核内质子数与核外电子数相等。
在离子结构示意图中，核内质子数与核外电子数不相等。
思考题 试用结构示意图表示下列粒子：Na、S、Mg2+、Cl－。
答案
、
、
、
名师解惑
一、核外电子的排布规律
1．核外电子总是最先排布在能量最低的电子层里，然后依次排布在能量较高的电子层里。
2．各电子层最多容纳2n2(n代表电子层)个电子。
3．最外层电子数不超过8个(K层不超过2个)。
4．次外层电子数不超过18个，倒数第三层不超过32个。
[特别提醒]
以上四条规律相互联系和制约，一般以少为准，如K原
子为
而不能写成
，因为尽管第三层最多
可排2×32＝18个，但作为最外层不能超过8个。
二、1～20号元素原子核外电子排布的特殊性
1．最外层电子数为1的原子有H、Li、Na、K。
2．最外层电子数为2的原子有He、Be、Mg、Ca。
3．最外层电子数和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．内层电子总数是最外层电子数2倍的原子有Li、P。
9．电子层数和最外层电子数相等的原子有H、Be、Al。
10．电子层数是最外层电子数2倍的原子是Li。
11．最外层电子数是电子层数2倍的原子有He、C、S。
12．最外层电子数是电子层数3倍的原子是O。
典例导析
知识点1：电子排布规律的应用
例1 某原子核外的M电子层和L电子层的电子数的关系是( )
A．大于
B．小于 C．等于
D．不能确定
解析 当M层为最外层时，电子数最多不超过8个；当M层不是最外层时，电子数最多不超过18个。L层电子数一定为8个，所以它们实际容纳的电子数的大小关系不能确定。
答案 D
跟踪练习1 某元素的原子核外有3个电子层，最外层电子数是核外电子总数的1/6，则该元素的符号是______，原子结构示意图是________。
答案
Mg；
知识点2：粒子结构示意图的书写
例2 下列粒子的结构示意图是否正确？不正确的请指出错因，并改正。
答案 ①不正确;K层最多排2个电子,应改为
。
②不正确；圆圈内应为核电荷数，不能写元素符号，应
改为
。
③不正确；Na＋为Na原子失去最外层的1个电子而得到
的粒子，应改为
。
④不正确；K层最多排2个电子，L层最多排8个电子，
应改为
。
⑤不正确；Cl－的核电荷数为17，应改为
。
⑥不正确；最外层最多排8个电子，应改为
。
⑦不正确；圆圈内“＋20”的“＋”不能省略。
⑧不正确；次外层最多排18个电子，应改为
。
跟踪练习2 下列粒子的结构示意图中正确的是( )
答案 A
知识点3：1～20号元素核外电子排布的特点
例3 现有X、Y两种原子，X原子的M层比Y原子的M层少3个电子，Y原子L层的电子数为X原子L层电子数的2倍，则X和Y分别是( )
A．硅原子和钠原子
B．硼原子和氦原子
C．氯原子和碳原子
D．碳原子和铝原子
解析 本题考查核外电子排布规律知识的运用。由于Y原子的M层比X原子的M层多3个电子，说明Y的M层的电子数至少为3个，那么Y的L层必为8个电子，X的L层只有4个电子，M层无电子。由此推出Y的核外电子总数为13，X的核外电子总数为6。所以X、Y的核电荷数依次为6和13，应选D。
答案 D
跟踪练习3 根据下列叙述，分别写出元素名称并画出其原子结构示意图。
(1)A元素原子核外M层电子数是L层电子数的
：
__________、__________。
(2)B元素原子的最外层电子数是次外层电子数的
倍：
__________、__________。
(3)C元素的单质在常温下就能与水剧烈反应，产生的气体能使带火星的木条复燃：____________、____________。
(4)D元素原子的次外层电子数是最外层电子数的
：
__________、__________。
答案 (1)硅；
(2)硼；
(3)氟；
(4)氖；
亲们再见
第2课时 元素周期律
三维目标
知识与技能
1．了解元素周期性的变化(重点)
2．认识元素性质的周期性变化是元素原子核外电子排布周期性变化的必然结果，从而理解元素周期律的实质(难点)
过程与方法
通过实验探究和数据分析，熟悉认识规律的过程与方法
情感、态度
与价值观
体验探究物质世界和认识规律的快乐，体会元素周期律的艺术美；培养学生辩证唯物主义观点；理解从量变到质变的规律
思维激活
化学元素周期律是自然界的一条客观规律。它揭示了物质世界的一个秘密，即这些似乎互不相关的元素间存在相互依存的关系，它们组成了一个完整的自然体系，从此新元素的寻找，新物质、新材料的探索有了一条可遵循的规律。前面我们通过实验研究了同一主族元素性质的变化规律，那么同一周期元素性质是否也呈一定规律性的变化呢？
自学导引
一、核外电子排布、原子半径和元素常见化合价的变化规律
1．元素原子核外电子排布的周期性
随着原子序数的递增，每隔一定数目的元素，会重复出现原子最外层电子从1个递增到8个的情况(第一周期从1增至2)。
2．元素原子半径的周期性变化
稀有气体除外，电子层数相同的原子，随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，且呈现周期性变化。
3．元素主要化合价的周期性变化
电子层数相同的原子，随着原子序数的递增，元素的最高正价从＋1递变到＋7，中部元素开始有负价，并从－4递变到－1(注意：氧、氟无正价)。
二、第三周期元素金属性、非金属性变化规律的实验探究
1．钠、镁、铝的金属性比较
(1)与水或酸的反应
①2Na＋2H2O(冷水)＝2NaOH＋H2↑，反应剧烈，不需要加热。
②Mg＋2H2O(沸水)
Mg(OH)2＋H2↑，冷水反应缓慢，加热至沸腾反应迅速。
③Mg＋2HCl＝MgCl2＋H2↑，反应剧烈。
④2Al＋6HCl＝2AlCl3＋3H2↑，反应较剧烈。
(2)最高价氧化物对应水化物的碱性强弱
NaOH：使酚酞变红色，属强碱
Mg(OH)2：使酚酞变浅红色，属中强碱
Al(OH)3：不能使酚酞变红色，属两性氢氧化物
(3)实验结论
Na、Mg、Al三种元素的金属性逐渐减弱。
2．硅、磷、硫、氯的非金属性比较
(1)与H2反应的难易
Si
P
S
Cl
氢化物
SiH4
PH3
H2S
HCl
生成
条件
高温
磷蒸气
与H2反应
加热
光照或点燃
下剧烈反应
与H2反应逐渐变易
(2)最高价氧化物对应水化物的酸性
思考题 设计实验说明H2SO4的酸性比H2SiO3的酸性强。
答案 将硫酸滴加到Na2SiO3
溶液中，有白色沉淀生成，说明H2SO4的酸性比H2SiO3
的酸性强。
H4SiO4
H3PO4
H2SO4
HClO4
弱酸
中强酸
强酸
最强酸
最高价含氧酸的酸性逐渐增强
(3)结论
Si、P、S、Cl四种元素的非金属性逐渐增强。
3．第三周期元素的金属性和非金属性变化规律
Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl
金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强
名师解惑
一、粒子半径大小的比较规律
1．同种元素的阳离子半径小于相应的原子半径，如：r(Na＋) 2．同种元素的阴离子半径大于相应的原子半径，如：r(Cl－)>r(Cl)，r(S2－)>r(S)。
3．同周期从左往右原子半径逐渐减小，如：r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl)。
4．同主族从上到下原子半径逐渐增大，相同价态的离子半径逐渐增大,如:r(Li) 5．具有相同电子层结构的离子，核电荷数越大，半径越小，如与Ne原子电子层结构相同的离子半径：r(N3－)
>r(O2－)>r(F－)>r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)。
[特别提醒]
稀有气体元素的原子半径因测量方式不同，不参与比较。
二、元素周期律及其本质
元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化的规律叫做元素周期律。元素性质(包括金属性、非金属性、化合价)和原子半径的周期性变化是元素原子核外电子排布的周期性变化的必然结果，元素原子的化学性质主要由最外层电子数决定，同时也受原子半径的影响，也就是说，由于原子结构上的周期性变化必然引起元素性质上的周期性变化，这体现了结构决定性质的规律。
典例导析
知识点1：粒子半径大小的比较
例1 下列化合物中，阴离子半径与阳离子半径之比最小的是( )
A．LiI
B．NaBr
C．KCl
D．CsF
解析 题目中的碱金属离子Li＋的半径是最小的，Cs＋的半径是最大的；4种卤素阴离子中F－的半径是最小的，I－的半径是最大的。显然，阴离子与阳离子半径之比最小的应是CsF。
答案 D
跟踪练习1 下列粒子半径大小的比较中正确的是( )
A．r(S2－)＞r(O2－)＞r(O)
B．r(Al)＞r(Mg)＞r(Na)
C．r(Na＋)＞r(O2－)＞r(F－)
D．r(Na)＞r(Na＋)＞r(Cl－)
答案 A
知识点2：对元素周期律及其本质的理解
例2 下列说法中正确的是( )
A．原子半径越小，其原子序数越大
B．最外层电子数少的原子一定比最外层电子数多的原子易失电子
C．元素原子的金属性、非金属性的强弱从根本上取决于其原子核外电子的排布情况
D．元素的化合价越高，其金属性越强
解析 A项，随着原子序数的递增，原子半径由大到小呈周期性变化，不要只考虑由大到小，还要理解“周期性”三个字的含义。B项考虑太片面，要从原子核外电子排布的整体考虑，即从电子层数和最外层电子数两方面考虑，如Ca的最外层电子数比Na多，但Ca比Na易失电子。C项正确。D项，化合价是元素原子在发生化学反应时所表现出的性质，取决于原子的核外电子排布，对主族元素而言，化合价越高，表明原子的最外层电子数越多，非金属性可能越强。
答案 C
跟踪练习2 现代无机化学理论的基石之一——元素周期律，是1869年门捷列夫在总结前人经验的基础上发现的，对新元素的发现、化学理论和实验等研究工作起到了指导作用。有人提出以下说法，其中正确的是( )
①元素的性质随相对原子质量的递增呈周期性变化
②元素的性质随元素原子序数的递增呈周期性变化
③事物的量变可以引起质变
④元素性质的递变只取决于元素原子电子层数的递变，与原子最外层电子数无关
A．①②
B．②③
C．①④
D．①②③④
答案 B
亲们再见
第3课时 元素周期表和元素周期律的应用
三维目标
知识与技能
1．认识周期表中元素金属性和非金属性的递变规律(重点)
2．能描述元素周期表的结构，知道金属、非金属在元素周期表中的位置。了解元素在周期表中的位置、原子结构及其性质三者之间的关系(难点)
过程与方法
通过对前面所学知识的归纳比较，掌握“位、构、性”的关系
情感、态度
与价值观
让学生体验用所学理论解决问题的快乐并体会化学理论的指导作用，培养学生的辩证唯物主义观点、科学创新品质和理论联系实际的能力
思维激活
1875年，法国化学家布瓦博德朗在分析比利牛斯山的闪锌矿时发现了一种新元素，他将这种新元素命名为镓，以表达他对他的祖国法兰西的热爱，并公布了测得的关于镓的主要性质。不久他收到了门捷列夫的来信，门捷列夫在信中指出：关于镓的比重不应该是4.7，而是5.9～6.0。当时布瓦博德朗很是疑惑，他是唯一掌握金属镓的人，门捷列夫是怎样知道镓的比重的呢？
自学导引
一、元素的金属性和非金属性的递变情况
图表中虚线表示金属元素和非金属元素的分界线，其左下角区域为金属元素，右上角区域为非金属元素。
思考题1 元素周期表中除放射性元素外，什么元素的金属性最强？什么元素的非金属性最强？
答案 Cs；F
二、元素常见化合价与元素在周期表中位置的关系
1．主族元素：最高正价＝最外层电子数(价电子数)＝主族序数。
2．非金属主族元素化合价一般规律：
(1)最低负价＝族序数－8
(2)最高正价＋|最低负价|＝8
思考题2 氢元素的最高正价为＋1，最低负价是否应为－7?
答案 不是，氢元素的最低负价应为1－2＝－1。
三、元素周期表与元素周期律的关系
元素周期表是元素周期律的具体表现形式，即元素周期表是依据元素周期律而编排出来的。
四、元素周期表和周期律的应用
1．便于对元素性质进行系统研究。
2．为发现新元素及预测它们的原子结构和性质提供了线索。
3.
在周期表中金属与非金属的分界处寻找半导体材料。
4．农药中含有的As、F、Cl、S、P等元素集中在周期表右上角区域。
5．在过渡元素中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料。
6．在周期表一定区域内寻找元素,发现物质的新用途。
思考题3 钫(Fr)是碱金属元素中原子序数最大的元素，根据它在周期表中的位置预言其性质。(写出两点即可)
答案 ①在已知元素中具有最大的原子半径；②氧化物对应的水化物是极强的碱(其他合理答案均正确)。
名师解惑
一、元素周期表中同周期、同主族元素原子结构和元素性质的递变规律
周期表中位置
同周期(左→右)
同主族(上→下)
原
子
结
构
核电荷数
依次增大
逐渐增大
电子层数
相同
依次增多
最外层电子数
依次增多
相同
原子半径
依次减小(稀有气体除外)
依次增大
性
质
主要化合价
最高正价由＋1→＋7
负价由－4→－1
最高正价、负价相同
最高正价＝主族序数
元素的金属性
和非金属性
金属性逐渐减弱
非金属性逐渐增强
金属性逐渐增强
非金属性逐渐减弱
最高价氧化
物对应水化物
的酸、碱性
碱性减弱
酸性增强
碱性增强
酸性减弱
气态氢化物
的稳定性
逐渐增强
逐渐减弱
原子得失
电子能力
失电子：大→小
得电子：小→大
得电子：大→小
失电子：小→大
[特别提醒]
以上变化规律中，不包括稀有气体元素。
二、元素周期表中“位”、“构”、“性”三者的辩证关系
三、1～20号元素中某些元素的特性
1．与水反应最剧烈的非金属单质是F2，即非金属性最强的元素是F元素；所形成的气态氢化物最稳定的是HF。
2．与水反应最剧烈的金属单质是K；原子半径最大的主族元素是K元素。
3．自然界中硬度最大的单质是含C元素的金刚石；最高正价与最低负价的代数和为零，且气态氢化物中含氢的百分含量最高的元素是C元素。
4．常温下有颜色的气体单质是F2
、Cl2。
5．原子半径最小，它的阳离子就是质子的元素为H元素；同位素之一的原子核中只有质子而没有中子的是H元素。
6．最高价氧化物对应水化物的酸性最强的是Cl元素。
7．密度最小的金属单质是Li。
8．最高价氧化物及其水化物具有两性的元素是Al元素；地壳中含量最高的金属元素是Al元素。
9．地壳中含量最高的元素是O元素，次者是Si元素。
典例导析
知识点1：元素化合价与化学式的考查
例1 如图为元素周期表中短周期的一部分，其中b元素原子的最外层电子数为电子层数的两倍，则下列叙述中正确的是( )
A．b的元素符号为C
B．a元素的最高正化合价为＋6
C．c元素的最高正化合价为＋5
D．b元素的气态氢化物的化学式为H2S
解析 b元素原子的最外层电子数为电子层数的两倍，
则b可能为He、C或S,由b元素在短周期中的位置(
)
可知，b只能为S，故a为O，c为Cl。
答案 D
跟踪练习1 元素M的最高正价和负价的绝对值之差为6，M、N的离子具有相同的电子排布，则M、N所形成的化合物可能是( )
A．MgF2
B．MgCl2
C．CaCl2
D．CaBr2
答案 C
知识点2：应用元素周期表和周期律比较和推断物质的性质
例2 超重元素“稳定岛”的假设预言：自然界中可能存在着原子序数为114号的元素的稳定同位素208X。请根据原子结构理论和元素周期律预测：
(1)它在周期表的哪一周期哪一族？是金属还是非金属？
(2)写出它的最高价氧化物、氢氧化物(或含氧酸)的化学式。
解析 根据元素周期表的结构中，各周期内包含的元素的种数以及同周期元素的排列，需先用递减法确定114号元素在周期表中的位置，然后再确定是金属还是非金属。
114－2－8－8－18－18－32＝28(注：6个减数依次是第一周期至第六周期中包含的元素的总数；递减法最终要求有个余数，该余数可以看做依次排列在第七周期中的第28种元素)，依据第七周期排满为32种元素来推，该元素在第七周期，从左边开始，排列为第28种元素，即第ⅣA族，而该族的第六周期为铅元素，是金属，则该元素也为金属。然后，再依据同主族元素原子的结构和性质的递变规律可知，它的最高价为＋4价，还有常见＋2价化合物，所以可确定它的最高价氧化物及其水化物的化学式为XO2、X(OH)4。
答案 (1)第七周期ⅣA族；金属
(2)XO2；X(OH)4
跟踪练习2 下列有关性质的递变性的叙述中正确的是( )
A．O、S、Na的原子半径依次减小
B．LiOH、NaOH、KOH的碱性依次增强
C．HF、NH3、SiH4的热稳定性依次增强
D．Mg、Al、Na的还原性依次增强
答案 B
知识点3：应用元素周期表和周期律寻找新物质
例3 制冷剂是一种易压缩、易液化的气体，液化后在冷冻机管内循环，蒸发时吸收热量，使环境温度降低，达到制冷的目的。历史上，人们曾采用过乙醚、氨、氯甲烷等作制冷剂，但它们不是有毒，就是易燃，效果并不理想。于是，不断有科学家根据元素及其化合物的递变规律来开发新的制浼痢Ｇ胙刈趴蒲Ъ业奶剿鞴旒；卮鹣铝形侍猓
(1)科学家们首先研究了某些化合物的易燃性和毒性的变化趋势。(以下填写化学式)
①氢化物的可燃性。第二周期：______>______>
H2O>HF；第三周期：______>______>______>______。
②化合物的毒性。ⅤA族：PH3＞NH3；ⅥA族：H2S______H2O(填“＞”或“＜”，下同)，CS2______CO2；ⅦA族：CCl4＞CF4。
(2)尽管这种制冷剂因会破坏大气中的臭氧层造成环境污染而逐渐被其他制冷剂所取代，但求助于元素周期表中元素及其化合物的__________(填选项编号)变化趋势来开发制冷剂的科学思维方法还是值得借鉴的。
①毒性 ②沸点 ③易燃性 ④水溶性 ⑤颜色
解析 (1)①同周期元素气态氢化物的可燃性从左向右逐渐减弱。
②由“毒性：PH3＞NH3，CCl4＞CF4”可知，同主族元素的化合物的毒性从上到下逐渐增强。
(2)制冷剂必须是易液化、低毒或无毒、可燃性差或不燃烧的物质。由题目可以看出，科学家在寻找制冷剂的过程中，需要考虑物质可燃性、毒性和沸点的递变规律。
答案 (1)①CH4；NH3；SiH4；PH3；H2S；HCl
②
＞
；＞
(2)①②③
跟踪练习3 在元素周期表中，主族元素自ⅢA族的硼到ⅦA族的砹连一条斜线，即为金属和非金属的分界线，从分界线附近可以找到( )
A．耐高温材料
B．新型农药材料
C．半导体材料
D．新型催化剂材料
答案 C
亲们再见
第三节 化 学 键
第1课时 离 子 键
三维目标
思维激活
从前面所学的知识我们知道，元素的化学性质主要取决于其原子的结构，而化学反应的实质是原子的重新组合。你想知道元素原子是怎样结合成物质的吗？
知识与技能
掌握离子键的概念；掌握离子键的形成过程和形成条件，并能熟练地用电子式表示离子化合物的形成过程(重、难点)
过程与方法
通过对离子键形成过程的教学，培养学生的抽象思维和综合概括能力
情感、态度
与价值观
通过“设疑、引思、辅导”教学法，培养学生用对立统一的规律认识问题；由个别到一般的研究问题的方法，结合教学培养学生认真仔细、一丝不苟的学习精神
自学导引
一、金属钠与氯气反应的实验
实验步骤：(1)取一块绿豆大的金属钠(切去氧化层)。
(2)用滤纸吸净煤油，放在石棉网上，用酒精灯微热，钠熔成球状。
(3)将盛有氯气的集气瓶倒扣在钠的上方。
思考题1 若加热时间过长再扣上集气瓶，则反应所得产物中除含有氯化钠外，还会含有什么物质？
答案 有Na2O2。
现象
剧烈燃烧，黄色火焰，产生白烟
化学方程式
2Na＋Cl2
2NaCl
二、氯化钠的形成过程
三、离子键的形成、定义及存在
1．形成
形成离子键要求参加反应的原子双方，一方容易失去电子，而另一方容易得到电子，电子由容易失去电子的一方转移到容易得到电子的一方，形成阳、阴离子，再通过静电作用结合在一起。
2．定义
带相反电荷离子之间的相互作用。
3．存在
由离子键构成的化合物叫做离子化合物，如MgCl2、ZnSO4、NaOH等。通常，活泼金属与活泼非金属形成离子化合物。
四、电子式
在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的最外层电子(价电子)的式子叫做电子式。
思考题2 写出下列元素原子的电子式：Al、C、N、O、F。
答案
名师解惑
一、离子键
1．成键的粒子：阴、阳离子。
2．成键的性质：静电作用。
[特别提醒]
“静电作用”既包括阴、阳离子间的静电吸引力，又包括原子核与原子核以及电子与电子之间的静电排斥力。
3．成键的条件
4．成键的原因
(1)原子相互得失电子形成稳定的阴、阳离子。
(2)粒子间吸引与排斥处于平衡状态。
(3)体系的总能量降低。
5．存在范围
离子键存在于强碱、大多数盐及部分金属氧化物中。中学阶段常见物质中，大多数含金属元素和NH4＋的化合物都属于离子化合物。
[特别提醒]
①金属元素与非金属元素形成的化合物不一定都是离子化合物，例如AlCl3。
②由非金属元素形成的化合物也可能含离子键，形成离子化合物，例如NH4Cl。
二、电子式
1．原子的电子式
书写原子的电子式时，一般将原子的最外层电子写在元素符号的上、下、左、右4个位置上，每个位置不得超过2个电子，书写时电子要尽量分散在4个位置上。例如：
2．离子的电子式
书写离子的电子式时，简单阳离子是原子失去最外层电子后形成的，只写其元素符号，并在右上角注明所带电荷数即可，如Na＋、Mg2＋等；书写简单阴离子时，要在元素符号周围标出最外层电子，用“[ ]”括起来，并在右上角注明所带电荷数，如
等。
[特别提醒]
对复杂阳离子,要用到“[ ]”,如NH4＋的电子式为
3．离子化合物的电子式
书写离子化合物的电子式时，将构成该化合物的阴、阳离子按一定比例和顺序写出即可。阴、阳离子个数比不是1∶1时，要注意每一个离子都应与带相反电荷的离子直接相邻，相同离子不能合并；还要注意书写时的对称。
如：CaCl2的电子式应写成
而不能简写成Ca2＋
也不能写成Ca2＋
4．用电子式表示离子化合物的形成过程
例如氯化镁的形成：在左边写出镁原子、氯原子的电子式，右边写出离子化合物氯化镁的电子式，中间用“―→”，而不用“＝”连接。如：
典例导析
知识点1：离子键的形成及概念
例1 下列叙述中正确的是( )
A．元素周期表第一周期内的元素之间可形成离子键
B．元素周期表ⅠA族元素和ⅦA族元素之间一定形成离子键
C．离子化合物中一定含有阴离子和阳离子
D．离子化合物中一定含有金属元素
解析 元素周期表第一周期内的元素是氢(非金属)和氦(性质特别稳定)，它们不可能形成离子键；元素周期表ⅠA族内有非金属元素氢，氢和ⅦA族的卤素之间形成的不是离子键；离子化合物中一定含有阴离子和阳离子，但不一定含有金属元素，如NH4Cl是离子化合物，但其不含金属元素。
答案 C
跟踪练习1下列说法中正确的是( )
A．某元素原子的最外层只有一个电子，它跟卤素结合时，一定形成离子键
B．离子化合物中的阳离子都是金属离子
C．离子化合物中，一个阴离子可同时与多个阳离子之间产生静电作用
D．溶于水可以导电的化合物一定是离子化合物
答案 C
知识点2：电子式的书写
例2 判断下列用电子式表示的化合物的形成过程，正确的在后面括号中填“√”，错误的在后面括号中填“×”。
解析 此题考查了电子式的书写。用电子式表示化合物的形成过程时，首先要判断生成的化合物是离子化合物还是共价化合物。共价化合物中共用电子对的表述要正确，离子化合物中阴、阳离子的表述要正确。
(1)错误。①将“―→”写成了“＝”；②阴离子(Cl－)的电子式未加[ ]表示。正确写法是
。
(2)错误。不能将两个氟离子合在一起写。正确写法是
。
(3)错误。用电子式表示化合物(或单质)的形成过程时，反应物中要写原子的电子式，不能写分子的电子式。正确写法是
。
答案 (1)×
(2)×
(3)×
跟踪练习2下列化合物的电子式书写正确的是( )
答案 D
亲们再见
第2课时 共 价 键
三维目标
知识与
技能
1．使学生理解共价键的概念，初步掌握共价键的形成及特征(重点)
2．用电子式表示共价分子的形成过程(难点)
3．了解化学键、极性键、非极性键的概念
4．了解分子间作用力和氢键
过程与
方法
通过学生对离子键和共价键的认识与理解，培养学生的抽象思维能力；通过电子式的书写，培养学生的归纳比较能力
情感、态度
与价值观
1．通过对共价键形成过程的分析，培养学生怀疑、求实、创新的精神
2．培养学生从宏观到微观，从认识事物的现象到本质的科学方法
思维激活
壁虎为什么能在天花板上爬行自如？这曾是一个困扰科学家一百多年的谜。用电子显微镜可观察到，壁虎的四足上覆盖着几十万条纤细的由角蛋白构成的纳米级尺寸的毛。壁虎的足有多大吸力？实验证明，如果在一个分币的表面布满100万条壁虎足的细毛，则此分币可以吊起20
kg
重的物体。这是一种什么作用力呢？
自学导引
一、共价键的形成和概念
1．形成
当参加反应的原子得失电子能力差别较小时，一般无法形成离子键。如氯原子的最外层有7个电子，要达到8电子的稳定结构，就需要获得1个电子，但氯原子间不会发生电子得失，如果2个氯原子各提供1个电子，形成共用电子对，则2个氯原子就都形成了8电子稳定结构。
2．概念
像氯分子这样，原子间通过共用电子对所形成的相互作用，叫做共价键；而像HCl这样，通过共用电子对作用形成的化合物叫做共价化合物。
二、共价键的表示方法
1．电子式
用电子式表示共价化合物时，不需要加“[ ]”和标电荷.如:Cl2的电子式为________HCl的电子式为______N2的电子式为_________CO2的电子式为______________
思考题1 写出下列物质的电子式并判断其中存在的化学键：NH3、NaOH、NH4Cl。
答案 NH3：
，只存在共价键；
NaOH：
，存在离子键和共价键；
NH4Cl：
,存在离子键和共价键。
2．结构式
在化学上，常用一根短线“—”表示一对共用电子，其余电子一律省去，这样的式子叫做结构式。如：
化学式
结构式
化学式
结构式
N2
N≡N
CH4
NH3
CO2
O＝C＝O
HCl
H—Cl
H2O
H—O—H
三、极性键和非极性键
思考题2 共价键中元素化合价怎样体现？
答案 形成非极性键的原子间共用电子对不偏移，不会产生化合价的升降；而形成极性键的过程中，电子对偏离的元素化合价升高，电子对偏向的元素化合价降低。
非极性键
极性键
定义
同种元素原子形成的共价键，共用电子对不发生偏移
不同种元素原子形成的共价键，共用电子对发生偏移
原子吸引
电子能力
相同
不同
四、化学键及化学反应的实质
1．化学键
(1)使离子相结合或原子相结合的作用力。
(2)分类：化学键
2．化学反应的实质
化学反应是反应物中的原子重新组合为产物的一个过程。在这个过程中，包含着反应物内化学键的断裂和产物中化学键的形成。
思考题3 有化学键断裂的过程一定是化学变化吗？
答案 不一定,必须还要有化学键的形成。如金刚石的熔化,中间有化学键的断裂,而无化学键的形成,不是化学变化。
五、分子间作用力和氢键
1．分子间作用力
分子间存在的一种把分子聚集在一起的作用力叫做分子间作用力，又称范德华力。分子间作用力比化学键弱得多，它对物质的熔、沸点等有影响。一般来说，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔、沸点也越高。
2．氢键
NH3、H2O和HF的分子间存在着一种比分子间作用力稍强的相互作用，叫做氢键。氢键比化学键弱，不属于化学键，可以把分子间的氢键看做是一种较强的分子间作用力。氢键的存在可使物质的熔、沸点升高，因此NH3、H2O和HF的熔、沸点分别比同主族其他元素氢化物的熔、沸点高。冰中氢键的存在使冰的结构中有空隙，造成其密度低于液态水。
名师解惑
一、共价化合物中8电子稳定结构的判断规律
1．对原子序数不大于5的元素，形成化合物时，一般不可能为8电子稳定结构，如HCl中的H，BeCl2中的Be，BF3中的B等。
2．对原子序数大于5的元素，形成化合物时，若|元素化合价|＋原子最外层电子数＝8，则该化合物中该元素满足8电子稳定结构；否则不满足。如CO2中的C：|＋4|＋4＝8，满足，O：|－2|＋6＝8，也满足；PCl5中的P：|＋5|＋5＝10≠8，不满足，Cl：|－1|＋7＝8，满足。
[特别提醒]
对于共价单质，方法与上面类似，只是将“|元素的化合价|”换成共用电子对数即可。
二、离子键和共价键的比较
比较类型
离子键
共价键
定义
带相反电荷离子间的相互作用
原子间通过共用电子对形成的相互作用
成键条件
成键原子得失电子能力差别很大(活泼金属与活泼非金属之间)
成键原子得失电子能力相同或差别较小(大多数为同种或不同种非金属元素原子之间)
成键粒子
阴、阳离子
原子
表示方法
续表
[特别提醒]
与离子键相比较，用电子式表示共价键形成过程时，不能出现弯箭头，产物中不需要加“[ ]”和标电荷。
比较类型
离子键
共价键
用电子式表示形成过程
存在
离子化合物(碱性氧化物、强碱和大多数盐)
非金属元素的单质(H2、O2、Cl2等)，共价化合物(气态氢化物、酸性氧化物、酸)，某些离子化合物(NaOH、Na2SO4)
三、各类物质中所含的化学键
[特别提醒]
①离子化合物中一定含有离子键，可能含有共价键。
②共价化合物中只含共价键，一定不含离子键。
③稀有气体单质都是单原子分子，不含化学键。
典例导析
知识点1：8电子稳定结构的判断
例1 下列各组物质中，分子中的所有原子都满足最外层8电子结构的是( )
A．BeCl2、PCl5
B．PCl3、N2
C．COCl2(光气)、SF6
D．XeF2、BF3
解析 题中所有原子最外层满足8电子结构的物质仅有：PCl3、N2、COCl2，故正确选项为B。对ABn型分子，中心原子A是否满足8电子结构的判断方法是：如果A的化合价的绝对值
＋
最外层电子数＝8，即满足8电子结构；否则不满足。
答案 B
跟踪练习1 下列分子中，所有原子都满足最外层为8电子结构的是( )
A．H2O
B．XeF4
C．CCl4
D．SO2
答案 C
知识点2：对化学键的认识
例2 下列有关离子键、共价键的叙述中正确的是( )
A．离子化合物中只存在离子键，没有共价键
B．非极性键只存在于双原子的单质分子中
C．共价化合物分子中一定不存在离子键
D．仅由非金属元素组成的化合物中一定不含离子键
解析 离子化合物NaOH中既有离子键又有共价键，Na2O2中既有离子键又有非极性共价键，NH4HCO3为仅由非金属元素组成的离子化合物。
答案 C
跟踪练习2 下列关于化学键的说法中，正确的是( )
A．构成单质分子的粒子中一定含有共价键
B．由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物
C．非极性键只存在于双原子单质分子里
D．不同元素组成的多原子分子里的化学键一定都是极性键
答案 B
知识点3：化学键的判断和表示
例3 在下列化学反应中，既有离子键、极性键断裂，又有离子键、极性键形成的是( )
A．Na2O＋H2O＝2NaOH
B．SO2＋H2O＝H2SO3
C．Cl2＋H2O＝HCl＋HClO
D．4Li＋O2
2Li2O
解析 B、C两反应中，反应物和生成物中均无离子化合物，故B、C两反应的过程中无离子键的断裂和离子键的形成；D反应的生成物是Li2O，Li2O中只有离子键，没有极性键，故D反应过程中无离子键、极性键的断裂且无极性键的形成。
答案 A
跟踪练习3 写出下列物质的电子式：
(1)CO2：____________________。
(2)Na2O2：____________________。
(3)HClO：____________________。
(4)NaOH：____________________。
答案 (1)
(2)
(3)
(4)
本
章
小
结
知识整合
高考体验
1．(
广东，1)我国稀土资源丰富，下列有关稀土元素
62144Sm与
62150Sm的说法中正确的是( )
A.Sm与Sm互为同位素
B.Sm与Sm的质量数相同
C.Sm与Sm是同一种核素
D.Sm与Sm的核外电子数和中子数均为62
答案 A
2．(海南，10)门捷列夫在描述元素周期表时，许多元素尚未发现，但他为第四周期的三种元素留下了空位，并对它们的一些性质做了预测，X是其中的一种“类硅”元素，后来被德国化学家文克勒发现，并证实门捷列夫当时的预测相当准确。根据元素周期律，下列有关X性质的描述中错误的是( )
A．X单质不易与水反应
B．XO2可被碳或氢还原为X
C．XCl4的沸点比SiCl4的高
D．XH4的稳定性比SiH4的高
答案 D
3．(山东理综，11)元素在周期表中的位置，反映了元素的原子结构和元素的性质。下列说法正确的是
A.同一元素不可能既表现金属性，又表现非金属性
B.第三周期元素的最高正化合价等于它所处的主族序数
C.短周期元素形成离子后,最外层都达到8电子稳定结构
D.同一主族的元素的原子,最外层电子数相同,化学性质完全相同
答案 B
4．(海南，2)同一短周期的元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加，下列叙述正确的是( )
A．单质的化学活泼性：W＜X＜Y＜Z
B．原子最外层电子数：W＜X＜Y＜Z
C．单质的氧化能力：W＜X＜Y＜Z
D．元素的最高化合价：W＜X＜Y＜Z
答案 B
5．(江苏，8)X、Y、Z、W、R是5种短周期元素，其原子序数依次增大。X是周期表中原子半径最小的元素，Y原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，Z、W、R处于同一周期，R与Y处于同一族，Z、W原子的核外电子数之和与Y、R原子的核外电子数之和相等。下列说法正确的是( )
A．元素Y、Z、W具有相同电子层结构的离子，其半径依次增大
B．元素X不能与元素Y形成化合物X2Y2
C．元素Y、R分别与元素X形成的化合物的热稳定性：XmY＞XmR
D．元素W、R的最高价氧化物的水化物都是强酸
答案 C
亲们再见
第二章 化学反应与能量
第一节 化学能与热能
第1课时 化学键与化学反应中能量变化的关系
三维目标
知识与技能
1．理解化学键与化学反应中能量变化之间的关系(重点)
2．了解吸热反应和放热反应
3．从本质(微观结构角度)上理解化学反应中能量的变化(难点)
过程与方法
能够发现和提出有探究价值的问题,敢于质疑,勤于思考,逐步形成独立思考的能力
情感、态度与
价值观
培养学习化学的兴趣，乐于探究物质变化的奥秘，体验科学探究的艰辛与喜悦，感受化学世界的奥妙与和谐
思维激活
寒冷的冬天，有时会禁不住打一个寒战，此时人体内会产生部分热量，那么这些热量来自哪里？实验课上用酒精灯将镁条点燃，镁条发出耀眼的强光，那么这种光能来源于哪里？人类社会的发展一刻也离不开能源，且要不断地开发出新能源以满足生活与社会发展的需求。
自学导引
一、化学键与能量
物质中的原子之间是通过化学键相结合的。当物质发生化学反应时，断开反应物中的化学键要吸收能量，而形成生成物中的化学键要放出能量。化学键的断裂和形成是物质在化学反应中能量发生变化的主要原因。物质的化学反应与体系的能量变化是同时发生的。
思考题1 形成1
mol
C—H键要放出415
kJ能量，则断开1
mol
CH4中所有的C—H键要吸收多少能量？
答案 1660
kJ。
二、化学反应中的吸热与放热
各种物质都储有化学能。一个化学反应完成后是吸收能量还是放出能量，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。
思考题2 若反应物的总能量大于生成物的总能量，则反应________能量；若反应物的总能量小于生成物的总能量，则反应________能量。
答案 放出；吸收
名师解惑
一、从微观结构角度理解化学反应中的能量变化
从微观分析看，化学反应是原子(或离子)重新组合的过程。即在一定条件下，分子(或其他形式的微粒)中的化学键吸收能量后被破坏，形成原子(或离子)，而后又相互结合成新的分子，在此过程中由于原子间(或离子间)的相互结合而放出能量。下图为N2(g)和O2(g)生成NO(g)过程的能量变化示意图，由图可知，当1
mol
N2(g)与1
mol
O2(g)在一定条件下反应生成
2
mol
NO(g)时，1
mol
N2
分子中的化学键断裂需要吸收946
kJ能量，1
mol
O2分子中的化学键断裂需吸收498
kJ能量，形成2
mol
NO分子中的化学键要释放632
kJ·mol－1×2
mol＝1264
kJ能量。
反应N2(g)＋O2(g)＝2NO(g)是吸收能量还是放出能量，要看断键时吸收的能量与成键时放出的能量的相对大小。由上可知，断裂反应物分子中的化学键吸收的总能量为946
kJ·mol－1＋498
kJ·mol－1＝1444
kJ·mol－1，形成生成物分子中的化学键放出的总能量为1264
kJ·mol－1，即反应吸收能量180
kJ·mol－1。
上述过程说明化学反应中，化学键的断裂与形成是反应过程中有能量变化的本质原因。
[特别提醒]
任何化学反应都伴随着能量的变化，但伴有能量变化的不一定是化学变化，例如水由液态变为气态需要吸收热量，但没有发生化学变化。
二、决定吸收能量或放出能量的因素
一个反应在完成后是吸收能量还是放出能量，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。其关系如下图所示：
图Ⅰ中反应物的总能量大于生成物的总能量，反应过程中反应物将比生成物多的那部分能量释放出来，这样的反应为放出能量的反应；图Ⅱ中反应物的总能量比生成物的总能量低，反应过程中需要从外界吸收能量，这部分能量便储存在生成物中，这样的反应为吸收能量的反应。
(1)反应物的总能量大于生成物的总能量，反应放出能量。
(2)反应物的总能量小于生成物的总能量，反应吸收能量。
[特别提醒]
物质所具有的能量越低越稳定。要注意断键吸收能量、成键放出能量与物质所具有的能量之间的区别。
典例导析
知识点1：化学键与能量变化的关系
例1 已知破坏1
mol
H—H键、Cl—Cl键、H—Cl键分别需要吸收436
kJ、243
kJ、432
kJ能量，则由H2与Cl2生成1
mol
HCl总的过程需要( )
A．放热185
kJ B．吸热185
kJ
C．放热92.5
kJ
D．吸热92.5
kJ
解析 破坏1
mol
H—H键、Cl—Cl键、H—Cl分别需要吸收436
kJ、243
kJ、432
kJ能量，对反应：H2＋Cl2＝2HCl，H2和Cl2生成2
mol
HCl放出的热量为2×432
kJ－436
kJ－243
kJ＝185
kJ，则H2与Cl2生成1
mol
HCl总的过程需要放热92.5
kJ。
答案 C
跟踪练习1 下列变化过程中需要吸收能量的是( )
A．H＋H→H2
B．H＋Cl→HCl
C．I2→I＋I
D．S＋O2→SO2
答案 C
知识点2：化学反应过程中能量变化的分析
例2 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，
决定于__________________________________
_______________________________________________________________________。如果化学反应表现为吸收能量，则有________________________________(填不等式，下同)，如果化学反应表现为放出能量，
则有______________________
________________________________，请作出化学反应放出能量的示意图。
答案 反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小；反应物的总能量＜生成物的总能量；反应物的总能量＞生成物的总能量；如图所示：
跟踪练习2 下列关于放出能量的反应：A＋B―→C＋D的说法中正确的是(EA、EB、EC、ED分别表示A、B、C、D所具有的能量)( )
A．EA>EC
B．EA>EC＋ED
C．EA＋EB>EC＋ED
D．EA＋EB 答案 C
亲们再见
第2课时 化学能与热能的相互转化
三维目标
思维激活
日本人发明了一种即时加热的方便面，只要将杯子底部隔层中的固体加水混合就可以产生热量，一段时间后一碗热腾腾的面就煮好了。你想知道这是如何实现的吗？
知识与技能
1．通过实验和生活实践，了解化学能与热能的相互转化(重点)
2．了解吸热反应和放热反应的概念(重点)
3．了解化学能转化为热能在生产、生活中的应用及对人类文明发展的贡献
过程与方法
通过三个实验，理解化学反应中能量的变化主要表现为热量的形式，提出化学能与热能的探究性问题
情感、态度与
价值观
感知生物体内生命活动过程的能量变化、能源与人类社会发展的密切关系,逐步形成可持续发展的意识
自学导引
一、化学能与热能
1．质量守恒定律和能量守恒定律是两条基本的自然定律。化学能是能量的一种形式，它同样可以转化为其他形式的能量，如热能、电能等。
2．化学反应中的能量变化，通常表现为热量的变化——吸热和放热。
思考题 写出下列反应的化学方程式，并指出是放热反应还是吸热反应。
①天然气(CH4)燃烧：__________________________
。
②高温煅烧石灰石(主要成分CaCO3)：____________
。
③铁丝在氧气中燃烧：__________________________。
④钠与水的反应：______________________________。
答案 ①CH4＋2O2
CO2＋2H2O，放热反应
②CaCO3
CaO＋CO2↑，吸热反应
③3Fe＋2O2
Fe3O4，放热反应
④2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑，放热反应
3．酸与碱发生中和反应生成1
mol
H2O时所释放的热量称为中和热。
二、化学能与热能相互转化的应用
化学反应伴随着能量的变化是化学反应的基本特征之一。化学物质中的化学能通过反应转化成热能，是人类生存和发展的动力之源；而热能转化为化学能又是人们进行化学科学研究和创造新物质不可或缺的条件和途径。
名师解惑
一、吸热反应和放热反应的判断
反应过程中放出热量的反应为放热反应，吸收热量的反应为吸热反应。
1．根据实例判断。
常见的放热反应有：①所有的燃烧反应，如C、H2、CH4等在氧气或空气中的燃烧，H2在氯气中的燃烧等；②酸碱中和反应；③大多数的化合反应；④金属与酸的反应，如镁条和盐酸的反应。
常见的吸热反应有：①大多数的分解反应；②氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应；③C和CO2、C和水的反应等。
2．根据生成物和反应物总能量的相对大小判断。若生成物的总能量大于反应物的总能量，则为吸热反应，反之为放热反应。实际上，反应放热就是因为反应物的总能量大于生成物的总能量；而反应吸热是因为反应物的总能量小于生成物的总能量。
3．根据生成物和反应物的相对稳定性判断。由稳定的物质生成不稳定的物质的反应为吸热反应，反之为放热反应。
[特别提醒]
一个反应是放热反应还是吸热反应与其是否需要加热无关，需要加热的反应不一定是吸热反应，不需要加热的反应也不一定是放热反应。如H2、CO等大多数气体需要点燃才能进行燃烧，Ba(OH)2·8H2O
和NH4Cl属吸热反应但在常温下就能进行。
二、溶解过程中的热效应
一些物质溶于水，也会有吸热和放热现象。如浓硫酸、NaOH(s)等溶于水会放热；NH4NO3(s)、NH4Cl(s)等溶于水要吸热；NaCl、酒精等溶于水，热效应不大。
三、物质“三态”变化过程中的热效应
四、中和热的测定
1．实验用品
大烧杯(500
mL)、小烧杯(100
mL)、温度计、2个量筒(50
mL)、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中心有两个小孔)、环形玻璃搅拌棒。
0.50
mol·L－1盐酸、0.55
mol·L－1NaOH溶液。
2．实验原理
在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1
mol
H2O，这时的反应热叫中和热。实验中通过测定酸碱中和反应过程中所放出的热量来计算中和热的大小。
3．实验步骤
①在大烧杯底部垫泡沫塑料(或纸条)，使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料(或纸条)，大烧杯上用泡沫塑料板(或硬纸板)作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和玻璃搅拌棒通过，以达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的，如图所示(该实验也可在保温杯中进行)：
②用一个量筒量取50
mL
0.50
mol·L－1盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记录并填入下表，然后把温度计上的酸用水冲洗干净。
③用另一个量筒量取50
mL
0.55
mol·L－1
NaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记录并填入下表。
实验
次数
起始温度(t)/℃
终止温度
(t3)/℃
温度差
Δt＝
t－
/℃
HCl
(t1)/℃
NaOH
(t2)/℃
平均值
(
)/℃
1
2
3
④把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯中的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯(注意不要洒在外面)，用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读出混合溶液的最高温度，作为终止温度，记录并填入表格。
⑤重复实验三次，取测量所得数据的平均值作为计算的依据。
⑥根据实验数据计算中和热。
4．注意事项
①装置的保温隔热效果要尽可能的好。
②使碱稍微过量以保证盐酸完全被中和。
典例导析
知识点1：吸、放热反应与加热进行反应的关系
例1 下列叙述中正确的是( )
A．需要加热的反应都是吸热反应
B．放热反应不要加热或点燃等条件即可发生
C．化学能只能以热能的形式释放
D．燃烧反应都是放热反应
解析 有些放热反应需要加热使其发生，如碳的燃烧等。A、B项不正确。化学能可以转化成多种形式的能，如光能、电能、热能等，C项错误。燃烧反应都是放热反应。
答案 D
跟踪练习1 下列说法中正确的是( )
A．吸热反应在发生过程中需要不断地从外界获得能量，放热反应在发生过程中均不需要外界的能量
B．是放热反应还是吸热反应主要由反应条件决定
C．液氨汽化时放出热量
D．化学反应除生成新的物质外，还伴随着能量的变化
答案 D
知识点2：吸热反应和放热反应的综合分析判断
例2 石墨和金刚石都是碳元素的单质，石墨在一定条件下可转化为金刚石，已知12
g石墨完全转化为金刚石时，要吸收E
kJ能量。下列说法中正确的是( )
A．石墨不如金刚石稳定
B．金刚石不如石墨稳定
C．等质量的石墨与金刚石完全燃烧，二者放出的热量一样多
D．等质量的石墨与金刚石完全燃烧,石墨放出的热量多
解析 一般某物质具有的能量越高，这种物质就越不稳定，反之就越稳定。由题意知石墨转化为金刚石需吸收热量，则金刚石具有的能量应大于石墨具有的能量，故稳定性石墨大于金刚石，当然等质量的金刚石完全燃烧时放出热量多于石墨完全燃烧时放出的热量。
答案 B
跟踪练习2 北京奥运会期间，志愿者使用的快餐饭盒内层是用铝箔包裹并已加工好的真空包装食品，外层则是分别包装的两包化学物质，吃饭前拉动预留在外的拉线使这两种化学物质接触反应，放出的热量便可对食物进行加热，最适合做这两包化学物质的是( )
A．浓硫酸和水
B．生石灰和水
C．熟石灰和水
D．氯化钠和水
答案 B
知识点3：能量变化中的实验问题
例3 将V1
mL
1.0
mol·L－1
HCl溶液和V2
mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液的温度，实验结果如图所示(实验中始终保持V1＋V2＝50
mL)。下列叙述中不正确的是( )
A．当V1＝30
mL时，盐酸和NaOH溶液恰好完全反应
B．NaOH溶液的浓度约为1.5
mol·L－1
C．做该实验时环境温度为22
℃
D．该实验表明化学能可以转化为热能
解析 当加入30
mL盐酸时，热效应最大，表明此时盐酸和NaOH
溶液恰好完全反应，所以NaOH溶液的浓度
为
＝1.5
mol·L－1，A、B、D三项均正确；
当V1＝0时，温度为21
℃，所以实验时环境温度为21
℃，C项错误。
答案 C
跟踪练习3 如图所示，在一个小烧杯里加入研细的20
g
Ba(OH)2·8H2O晶体。将此小烧杯放在事先滴有3～4滴水的玻璃片上，然后向小烧杯中加入10
g
NH4Cl晶体，并用玻璃棒快速搅拌。
(1)实验中要用玻璃棒搅拌的原因是________________________________________。
(2)写出有关反应的化学方程式：________________________________________，该反应________(填“是”或“不是”)氧化还原反应。
(3)该实验中观察到的现象除产生刺激性气味的气体及反应混合物呈糊状以外，还有________________________________。
(4)通过最后一个现象可以说明该反应为____(填“吸”或“放”)热反应，这是由于反应物的总能量______(填“大于”或“小于”)生成物的总能量。
答案 (1)该反应是固体之间的反应，搅拌可使混合物充分接触并发生反应
(2)Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl
＝BaCl2＋2NH3↑＋10H2O；不是
(3)玻璃片上因结冰而与小烧杯黏在一起
(4)吸；小于
亲们再见
第二节 化学能与电能
第1课时 化学能与电能的相互转化
三维目标
知识与技能
1．初步认识原电池概念、反应原理、构成及应用(重点)
2．通过对原电池实验的探究，从电子转移的角度理解化学能向电能转化的本质(难点)
过程与方法
通过对化学能与电能的转化的实验探究过程，培养观察能力、实验能力和分析推理能力
情感、态度与价值观
多角度体会化学科学与人类文明和社会发展的密切关系
思维激活
格林太太有一口整齐的牙齿，但其中有两颗假牙：一颗是黄金的——这是格林太太富有的象征；另一颗是不锈钢的——这是一次车祸留下的痕迹。但自从车祸后，她经常头疼，夜间失眠，心情烦躁……尽管吃了不少药物，但病症未有丝毫的减轻，你想知道她真正的病因吗？
自学导引
化学能与电能的相互转化
1．间接转化：在我国发电总量构成上，火力发电居首位。燃煤发电过程中的能量转化过程为化学能热能机械能电能。
思考题1 在火力发电过程中使化学能转化为电能的关键是什么？
答案 燃烧(氧化还原反应)。
2．直接转化——原电池
(1)原电池是将化学能转变为电能的装置。在原电池中氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行，使其间电子发生转移，在闭合回路下形成电流。可见原电池反应的本质是氧化还原反应。
思考题2 是不是所有的反应都能设计成原电池？
答案 不是，只有发生电子转移的氧化还原反应才能设计成原电池。
(2)在铜锌原电池中，锌易失去电子被氧化成Zn2＋进入溶液，电子由锌片通过导线流向铜片，溶液中的H＋从铜片端获得电子被还原成氢原子，再结合成氢分子从铜片上逸出。锌片上的反应为Zn－2e－＝Zn2＋
,铜片上的反应为2H＋＋2e－＝H2↑。
思考题3 在铜、锌和稀硫酸构成的原电池中，溶液的pH如何变化？SO42－浓度呢？
答案 由于H＋在铜片上得电子生成H2，溶液中H＋浓度减小，pH增大。溶液中SO42－浓度基本保持不变。
名师解惑
一、原电池的构成条件及工作原理
1．原电池的构成条件：
(1)具有活动性不同的两种电极材料(金属和金属或金属和能导电的非金属)。
(2)电极材料与电解质溶液接触。
(3)组成闭合回路。
2．原电池的工作原理：较活泼金属发生氧化反应，电子由较活泼金属通过导线流入不活泼金属，溶液中氧化性较强的阳离子在不活泼金属上得到电子被还原。
[特别提醒]
①自发进行的氧化还原反应，理论上可组成原电池。
②形成闭合回路的方式有多种，可以是导线连接两个电极，也可以是两电极接触。如下图：
二、原电池正负极的判断方法
1．根据组成原电池两极的材料判断.一般是活动性较强的金属为负极,活动性较弱的金属或能导电的非金属为正极。
2．根据电流或电子的流动方向判断。电流是由正极流向负极；电子由负极流向正极。
3．根据原电池两极发生的反应来判断。原电池的负极总是失电子发生氧化反应,其正极总是得电子发生还原反应。
4．根据现象判断。一般溶解的一极为负极，增重或有气泡放出的一极为正极。
[特别提醒]
①原电池的负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数，遵循电子守恒。
②原电池正负极的判断不仅要看两极活动性的相对强弱，还要看电解质溶液的种类。例如：Mg、Al为电极，若以H2SO4溶液为电解质溶液，则Mg为负极；若以NaOH溶液为电解质溶液，则Al为负极。
三、原电池的设计
任何自发进行的氧化还原反应均能设计成原电池，一般思路是先依据反应式确定电极材料，然后判断电解质溶液，注意构成原电池的条件。
1．以自发进行的氧化还原反应为基础，如：Zn＋Cu2＋＝Zn2＋＋Cu。
2．把氧化还原反应分解为氧化反应和还原反应两个半反应，从而确定电极反应。氧化反应(负极)：Zn－2e－＝Zn2＋；还原反应(正极)：Cu2＋＋2e－＝Cu。
3．以两极反应为根据，确定电极材料及电解质溶液。负极材料为Zn，正极材料的活动性比Zn弱，多采用石墨、Cu等。电解质溶液要含有Cu2＋，可以为CuCl2溶液或CuSO4溶液。
4．结合原电池的构成条件，画出装置图。
典例导析
知识点1：原电池的构成及工作原理
例1 在下图的8个装置中，属于原电池的是________。
解析 ①②中无两电极，③中两电极的活动性应不同，⑤中无电解质溶液，⑧中不形成闭合回路，只有④⑥⑦满足形成原电池的三个条件，形成了原电池，本题的易错点是⑥⑦，⑥被误认为无导线相连构不成闭合回路，⑦被误认为应插入同一装置中而漏选。
答案 ④⑥⑦
跟踪练习1 下列装置能构成原电池的是( )
答案 B
知识点2：原电池的设计
例2 如图Ⅰ所示的装置，在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡。小心地往烧杯中央滴入CuSO4溶液。
(1)片刻后可观察到的现象是________。
A．铁圈和银圈左右摇摆不定
B．保持平衡状态不变
C．铁圈向下倾斜
D．银圈向下倾斜
(2)产生上述现象的原因是_______________________。
(3)欲使图Ⅱ中的铁棒逐渐溶解而铜不在铁棒上析出，可以设计的实验是____________________________________。
解析 因为铁圈可以与CuSO4发生氧化还原反应：Fe＋CuSO4＝FeSO4＋Cu，铁圈和银圈直接相连，电子可以顺利传递，所以可以构成原电池，其电极反应式为：
负极：Fe－2e－＝Fe2＋
正极：Cu2＋＋2e－＝Cu
铁溶解，铁圈减轻；生成的Cu沉积在银圈上，银圈增重。
答案 (1)D
(2)加CuSO4溶液后，构成Fe－Ag原电池，Fe溶解，铁圈减轻，Cu2＋在银圈上得电子，沉积在银圈上，银圈增重
(3)找一种比铁不活泼的金属(如Cu)或非金属(如石墨)与铁棒用导线相连接(或直接接触)，插入该溶液中构成原电池
跟踪练习2 某同学根据原电池原理设计了“苹果电池”(如图)，下列有关说法中正确的是( )
A．将苹果换成番茄，小灯泡就不亮了
B．铁片是此“苹果电池”的正极
C．苹果里有电解质溶液
D．一段时间后取出Cu片，其质量减少
答案 C
亲们再见
第2课时 发展中的化学电源
三维目标
思维激活
电池，你一定不会感到陌生吧！除了熟悉的干电池外，还有供手机、笔记本电脑用的锂电池，供心脏起搏用的超小型电池，此外潜艇、卫星、宇宙飞船等也要依靠电池提供能量。当今社会虽然有方便的交流电网，但是电池的销售量却有增无减，而且不断涌现出新的品种。你知道燃料电池的工作原理吗？
知识与技能
认识常见的化学电源，了解燃料电池的工作原理
过程与方法
在了解新型电池的过程中，学会运用查阅资料等多种手段获取信息
情感、态度与价值观
通过对新型电池的介绍、体验化学电池的改进与创新，初步形成科学的发展观
自学导引
一、锌锰干电池
最早使用的化学电池是锌锰电池，它是一种一次电池，放电之后不能充电(内部的氧化还原反应是不可逆的)，在使用过程中，锌作负极，会逐渐溶解：Zn－2e－＝Zn2＋，锌外壳逐渐变薄，最后内部糊状的电解质会泄漏出来，使电器腐蚀；后来人们采用在外壳口套上防腐金属筒或塑料筒的方法改造成了防漏电池。
二、充电电池
充电电池又称二次电池，它在放电时进行氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态。它实现了化学能转变为电能，再由电能转变为化学能的循环。最早使用的充电电池是铅蓄电池。锂离子电池是新一代的可充电绿色电池。
思考题1 随着人们生活水平的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提上议事日程，其首要原因是________________________________________________。
答案 防止电池中的汞、镉、铅等重金属离子对土壤和水源的污染
三、燃料电池
燃料电池与干电池和蓄电池的差别在于反应物不是储存在电池内部，而是外设装备提供燃料、氧化剂等。燃料电池的能量转化率比火力发电高。
思考题2 在燃料电池中，燃料在哪一极反应？O2呢？
答案 燃料发生氧化反应，在负极发生；氧气发生还原反应，在正极发生。
名师解惑
一、电化学反应式的书写
1．书写要遵循的原则
原电池的电极反应均是氧化还原反应，因此电极反应式的书写要遵循质量守恒、电子守恒及电荷守恒，将两电极反应式合并得总反应式；已知一电极反应式和电池总反应式，则用电池总反应式减去该电极反应式，即得另一电极反应式；对于可充电电池的反应，要看清“充电、放电”的方向。放电的过程就是原电池的反应原理。
2．电极反应式的书写步骤
第一步：分析氧化还原反应，确定电极的正、负极及氧化剂、还原剂得失电子的数目。
第二步：注意电解质溶液的成分，对正极、负极反应产物的影响，可根据题意或化学方程式确定正、负极产物。
第三步：为保证电荷守恒、元素守恒、质量守恒，考虑溶液的酸碱性，可在电极反应式的一端根据需要添加H＋、OH－或H2O。将两个电极反应式合并起来，即可得到电池总反应式。
[特别提醒]
①可将两个电极反应式合并起来看是否与电池总反应式相符，相符则对，不符则错。
②要注意电极反应产物是否与电解质溶液发生反应。
二、原电池原理的应用
1．利用原电池反应原理加快化学反应速率。实验室常用粗锌或向酸溶液中加入少量硫酸铜溶液，来加快生成氢气的速率。其原因是锌与粗锌的杂质或锌与从硫酸铜中置换出的铜与酸溶液形成原电池，加快了锌的反应。
2．判断金属的纯度：在“Zn－Cu－H2SO4”构成的原电池中，锌极失去电子发生氧化反应而溶解，溶液中的氢离子在铜极上得到电子发生还原反应，放出氢气。若在锌极上也有氢气放出，则说明锌极是不纯的。
3．比较金属活动性强弱。如图所示装置中，A和B都是金属单质，电解质溶液是稀硫酸。如果A上产生气泡，则金属活动性：AB。
4．抑制金属的腐蚀。简单地说，金属腐蚀就是金属被氧化。还以上图为例，若金属A是负极，则A被氧化(被腐蚀)，金属B受保护；若金属A是正极，则金属B被氧化(被腐蚀)，金属A受保护。由此可知，可以利用原电池原理来抑制金属的腐蚀。
典例导析
知识点1：原电池中电极反应式的书写及判断
例1 右图为氢氧燃料电池的原理示意图，按照此图的提示，下列叙述中不正确的是( )
A．a电极是负极
B．b电极的电极反应式为4OH－－4e－＝2H2O＋O2↑
C．在电池内部，H＋向b电极附近运动
D．氢氧燃料电池是一种具有广泛应用前景的绿色电源
解析 氢氧燃料电池的总化学方程式为2H2＋O2＝2H2O，当电解质溶液为KOH溶液时，a电极上发生的电极反应为2H2－4e－＋4OH－＝4H2O，a电极是负极；b电极上发生的电极反应为O2＋2H2O＋4e－＝4OH－，b电极是正极；在原电池内部，阳离子向正极迁移；氢氧燃料电池的能量效率较高，且产物是H2O，无污染，因此，它是一种具有
人教版高中化学必修2全册优质课
教学课件
目 录
第一章
物质结构 元素周期律
第一节 元素周期表
第二节 元素周期律
第三节 化学键
第二章 化学反应与能量
第一节 化学能与热能
第二节 化学能与电能
第三节 化学反应的速率和限度
第三章 有机化合物
第一节 最简单的有机化合物——甲烷
第二节 来自石油和煤的两种基本化工原料
第三节 生活中两种常见的有机物
第四节 基本营养物质
第四章 化学与自然资源的开发利用
第一节 开发利用金属矿物和海水资源
第二节 资源综合利用 环境保护
第一章
物质结构 元素周期律
第一节 元素周期表
第1课时 元素周期表
三维目标
知识与技能
1．了解周期、族的概念
2．掌握元素周期表的结构(重点)
过程与方法
1．通过收集和制作周期表体验比较法的作用
2．通过对周期表结构的研究，体会归纳、推理在化学研究中的作用
情感、态度与
价值观
通过学习元素周期表的创立及演变过程，培养严谨、执著的科学态度
思维激活
俄罗斯化学家门捷列夫(1834－1907)在研究前人所得成果的基础上，发现一些元素除有特性之外还有共性，于是开始试着排列这些元素。经过了一系列的排队以后，他发现了元素化学性质的规律性。当有人轻
松地说他是用玩扑克牌的方法得到
这一伟大发现时，门捷列夫却认真
地回答说，从他立志从事这项探索
工作起，花了大约20年的功夫，才
终于在1869年制出了第一张元素周
期表。你想知道元素周期表是怎样
绘制的吗？
自学导引
一、元素周期表的发展史
1．1869年，俄国化学家门捷列夫将已知的元素按照相对原子质量由小到大依次排列，并将化学性质相似的元素放在一个纵行，制出了第一张元素周期表。
2．随着化学科学的不断发展，元素周期表中元素的排序依据改为原子的核电荷数。
3．按照元素在周期表中的顺序给元素编号,得到原子序数。原子的原子序数与元素的原子结构之间存在着如下关系:
原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数
二、元素周期表(长式)的结构
1．元素周期表的排列原则
横行：电子层数相同的元素，按原子序数递增的顺序从左到右排列。
纵行：最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序自上而下排列。
2．元素周期表的结构
(1)周期
元素周期表有7个横行，叫做周期。
每一周期中元素的电子层数相同,从左到右原子序数递增。
其中,第一、二、三周期称为短周期,其他周期均为长周期。
(2)族
元素周期表有18个纵行，称为族。
主族：元素的族序数后标A
副族：元素的族序数后标B
Ⅷ族：第8、9、10纵行
0族：稀有气体元素
思考题 某同学总结ⅡA族元素原子的最外层电子数都为2，由此得出原子最外层电子数为2的元素就一定是ⅡA族元素。你认为正确吗？
答案 不正确；0族中的He元素和某些副族元素(如Zn)原子的最外层电子数也为2。
名师解惑
一、元素周期表(长式)的结构
1．第七周期属于长周期，因目前尚未排满也称不完全周期，若排满应包括32种元素。
2．0族元素原子最外层电子数为8(He元素为2)，因化学性质不活泼，把它们的化合价定为0，叫做0族，在元素周期表的第18纵行。
3．Ⅷ族包括周期表中第8、9、10三个纵行，其余15个纵行，每个纵行为一族，因此周期表18个纵行共16个族。
4．周期表中族的排列方式
1～7纵行：ⅠA→ⅡA→ⅢB→…→ⅦB
8、9、10纵行：Ⅷ
11～18纵行：ⅠB→ⅡB→ⅢA→…→ⅦA→0
5．过渡元素包括所有的副族元素和Ⅷ族元素，且都是金属元素。
[特别提醒]
①0族及Ⅷ族不属于主族也不属于副族，所以表示族序数时，后面不能加A和B。
②最外层电子数相同的元素不一定在同一族，同族元素最外层电子数不一定相同，如某些副族和0族。但同一主族元素最外层电子数均相同。
③副族元素都是过渡元素，但过渡元素不都是副族元素，还包括Ⅷ族元素。
二、元素周期表中的数字规律
1．周期序数＝原子的电子层数
主族序数＝主族元素原子的最外层电子数
2．镧系和锕系各有15种元素，因性质相近，分别在周期表中占同一个位置，因此到目前为止，元素种类最多的族是ⅢB族。
3．元素原子序数差
同周期ⅢA族与ⅡA族元素原子序数差，从第二周期到第七周期分别为1、1、11(加过渡元素10种)、11、25(镧系15种，加14)、25(锕系15种，加14)。
ⅠA族内自上而下，相邻周期原子序数差值为2、8、8、18、18、32；0族内自上而下，相邻周期原子序数差值为8、8、18、18、32、32。
典例导析
知识点1：元素周期表的结构
例1 下列有关元素周期表的说法中正确的是( )
A．元素周期表中元素种类最多的周期是第五周期
B．长周期中每个周期所含元素种类可能是8种、18种或32种
C．元素周期表中每个纵行均是一个族
D．ⅦA族元素即卤族元素
解析 元素周期表中第六周期的镧系、第七周期的锕系分别包含15种元素，长周期第四、五、六周期分别包含18、18、32种元素；周期表中的第8、9、10纵行同为Ⅷ族元素；第ⅦA族元素包括F、Cl、Br、I、At，又称卤族元素。
答案 D
跟踪练习1 下列各表中的数字均代表元素的原子序数，其表示的元素与它们在元素周期表中的相对位置合理的一组是( )
答案 A
知识点2：元素周期表中的数字规律
例2 原子序数为x的元素位于周期表中的ⅡA
族，则原子序数为x＋1的元素不可能处在( )
A．ⅢA族
B．ⅠA族
C．镧系元素
D．ⅢB族
解析 原子序数为x的元素位于ⅡA族，而与之相邻原子序数为x＋1的元素可能位于ⅢA族或ⅢB族，其中镧系属于ⅢB族。
答案 B
跟踪练习2 同一主族的两种元素的原子序数之差不可能是( )
A．16
B．26
C．36
D．46
答案 D
亲们再见
第2课时 元素的性质与原子结构
三维目标
知识与技能
通过原子结构示意图掌握原子结构，掌握主族元素在元素周期表中的位置及其性质的递变规律(重点)
过程与方法
体会化学研究中发现规律的过程及学习实验探究、比较、归纳、推理等方法
情感、态度与
价值观
1．培养科学探究的热情
2．锻炼团结协作的精神
3．了解内因与外因的关系
思维激活
纵观化学史，在元素周期律的发现过程中，不论是拉瓦锡的最初尝试，还是德贝莱纳、纽兰兹、门捷列夫等人的具体探索，无不浸透着科学家对化学的探究。这些探究不仅表现在元素周期律的外部形式之上，而且深入到了它的内部联系之中。科学家的探究途径中化学实验贡献甚大，化学实验是化学基石，是检验化学理论的标准。那么，如何通过实验来探究元素结构与性质的关系呢？
自学导引
一、碱金属元素
1．原子结构
相同点：最外层均为1个电子。
不同点：随着核电荷数的增加，电子层数递增，原子半径递增。
2．化学性质
(1)钾的化学性质的实验探究及其与钠的比较
①钾的保存及取用方法
钾保存在煤油中，取用时先用镊子夹取，再用滤纸吸干煤油，然后在玻璃片上用小刀切割。
②钾、钠性质的实验探究与对比
与氧气反应
与水反应
钠
剧烈燃烧，黄色火焰
熔成小球，浮于水面，四处游动，“咝咝”响声
钾
燃烧更剧烈，紫色火焰
(透过蓝色钴玻璃)
熔成小球，浮于水面，四处游动，燃烧，有轻微爆炸声
结论
钾的活动性比钠强
(2)碱金属元素化学性质的特点
①相似性：原子都容易失去最外层的一个电子，化学性质活泼，它们都能与氧气等非金属单质及水反应。
4Li＋O2
2Li2O
2Na＋O2
Na2O2
2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑
2K＋2H2O＝2KOH＋H2↑
思考题1 完成下列离子方程式。
(1)锂与稀盐酸反应的离子方程式为
____________________________________。
(2)铷与水反应的离子方程式为
____________________________________。
答案 (1)2Li＋2H＋＝2Li＋＋H2↑
(2)2Rb＋2H2O＝2Rb＋＋2OH－＋H2↑
②差异性：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，原子半径逐渐增大。碱金属元素的性质也有差异，从锂到铯，单质还原性逐渐增强，如钾与氧气或水反应比钠的反应剧烈，铷、铯的反应更剧烈。
3．单质的物理性质
相似性：都是银白色金属(铯略带金色光泽)，较柔软，有延展性，密度都比较小，熔点也都比较低，导电、导热性能都很好。
递变性：从锂到铯，密度逐渐增大(钾的密度反常)，熔、沸点逐渐降低。
二、卤族元素
1．原子结构
(1)相同点：最外层都是7个电子。
(2)不同点：随核电荷数的增加，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大。
2．单质的物理性质
F2 Cl2 Br2 I2
(1)颜色：由浅到深。
(2)密度：由小到大。
(3)熔、沸点：由低到高。
3．单质的化学性质
(1)卤素单质与氢气反应的比较
(2)卤素间的置换反应实验
思考题2 砹(At)是卤素中原子序数最大的元素，则通常条件下砹应该是______(填“深”或“浅”)色______体，______(填“易”或“难”)与H2化合，产物的稳定性______。
答案 深；固；难；差
名师解惑
一、元素的金属性、非金属性强弱的判断依据
1．金属性强弱的判断依据
(1)元素的单质与水或酸置换出氢气的反应越容易进行，则其金属性越强。
(2)元素的最高价氧化物对应水化物的碱性越强，则其金属性越强。
(3)金属元素的单质与盐在水溶液中进行置换反应，若A置换出B，则A的金属性强于B。
(4)在金属活动性顺序表中，前者的金属性强于后者。
(5)金属阳离子的氧化性越强，则其单质的还原性越弱，元素的金属性越弱(注：Fe的阳离子仅指Fe2＋)。
2．非金属性强弱的判断依据
(1)非金属元素的单质与氢气化合生成气态氢化物的反应越容易进行，则其非金属性越强。
(2)非金属元素气态氢化物的稳定性越强，则元素的非金属性越强。
(3)元素的最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则其非金属性越强。
(4)非金属元素的单质与盐在水溶液中进行置换反应，若A置换出B，并且A体现出氧化性，则A的非金属性强于B。
(5)非金属阴离子的还原性越强，则其单质的氧化性越弱。
二、同主族元素的相似性、递变性和特殊性
1．原子结构
(1)相似性：最外层电子数相同。
(2)递变性：随着核电荷数的增加，电子层数递增，原子半径逐渐增大。
2．化学性质
(1)相似性：
①能发生相似的化学反应。
如碱金属都能与O2、Cl2等非金属反应，都能与水反应；卤素单质都能与H2、H2O等反应。
②同类化合物中元素化合价相同，化学式形式相同。
如碱金属氢氧化物都可表示为ROH，卤素单质分子式都可表示为X2，氢化物都可表示为HX。
(2)递变性：随着核电荷数的增加,元素的金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱；单质还原性逐渐增强,氧化性逐渐减弱;最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强,酸性逐渐减弱;非金属单质与H2化合逐渐变难,氢化物的稳定性逐渐降低。
(3)特殊性：因递变性的影响，同一主族元素均有一定的特殊性，首尾两种元素更明显。碱金属中锂(Li)的单质和化合物的性质与镁(Mg)的单质和化合物相似，而与其他碱金属不同，如Li与水较难反应，产物LiOH微溶等。卤素中氟的化学性质具有特殊性，如氟无正价，F2与水反应的化学方程式为2F2＋2H2O＝4HF＋O2↑(其他卤素均可表示为X2＋H2O＝HX＋HXO)，HF是弱酸(其他HX均为强酸且从上到下HX的酸性逐渐增强)。
典例导析
知识点1：金属性与非金属性强弱的判断
例1 X、Y是元素周期表ⅦA族中的两种元素，下列叙述中能说明X的非金属性比Y强的是( )
A．X原子的电子层数比Y原子的电子层数多
B．Y的气态氢化物比X的气态氢化物稳定
C．Y的单质能将X从NaX的溶液中置换出来
D．X在暗处可与H2反应，Y在加热条件下才能与H2反应
解析 X原子比Y原子的电子层数多，X在Y的下方，则非金属性X比Y弱，A项不正确；元素氢化物越稳定，其非金属性越强，B项不正确；Y能置换NaX中的X，则非金属性X比Y弱，C项不正确；单质与H2化合越容易，其非金属性越强，D项正确。
答案 D
跟踪练习1 下列叙述中一定能说明A的金属性比B强的是( )
A．A原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少
B．A原子的电子层数比B原子的电子层数多
C．1
mol
A从酸中置换的H2比1
mol
B从酸中置换的H2多
D．常温时，A能从酸中置换出氢气，而B不能反应
答案 D
知识点2：同主族元素性质的相似性、递变性和特殊性
例2 某学生做同主族元素性质递变规律的实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象。现在请你帮助该学生整理并完成实验报告。
(1)实验目的：__________________________________。
(2)实验用品：
药品:氯水、溴水、溴化钠溶液、碘化钾溶液、四氯化碳
仪器：①__________；②__________。(请填写两件主要的玻璃仪器)
(3)实验内容(在下列空格内填写相关内容)：
(4)实验结论：__________________________________。
(5)问题和讨论：
①请用结构理论简单说明得出上述结论的原因。
②由于F2过于活泼，很难设计一个简单的实验验证其氧化性强弱。试列举两项事实说明F的非金属性比Cl强。
序号
实验方案
实验现象
①
②
解析 (1)元素周期律具体包括同一周期与同一主族的变化规律。根据以下给出的实验内容不难看出，该学生是想以ⅦA族为例，设计实验验证同一主族元素性质的递变规律。(2)本实验属于试管实验，主要使用试管和胶头滴管。(3)根据提供的药品，该学生显然是用Cl2、Br2、I2之间的置换反应来证明它们的氧化性强弱，用四氯化碳将置换出来的Br2或I2萃取出来，以增强实验的准确性和说服力。(4)该小题具有一定的开放性，比如：Cl2、Br2、I2的氧化性依次减弱或Cl、Br、I的非金属性依次减弱均可，但最好与该实验的目的相对应：同一主族，自上而下，元素非金属性依次减弱。(5)①该题应该主要从原子核对最外层电子的引力方面来回答。②一般来说，置换反应能直接说明两种单质的氧化性强弱，但F2过于活泼，不好直接置换Cl2，只能用间接的证据。如：它们与氢气反应的难易程度，与水反应的难易程度，它们气态氢化物的稳定性等。
答案 (1)探究同一主族元素性质的递变规律
(2)试管；胶头滴管
(3)①将少量新制氯水注入盛有少量NaBr溶液的试管中，振荡，再注入少量四氯化碳，振荡；加入氯水后，溶液由无色变为橙色，注入四氯化碳后，水层颜色变浅，四氯化碳层(下层)变为橙红色
②将少量新制溴水注入盛有少量KI溶液的试管中，振荡，再注入少量四氯化碳，振荡；加入溴水后，溶液由无色变为褐色，注入四氯化碳后，水层颜色变浅，四氯化碳层(下层)变为紫红色
(4)同一主族，自上而下，元素非金属性依次减弱
(5)①同一主族，自上而下，元素原子的电子层数增多，原子半径增大，原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱。
②F2在冷暗处就可以与H2剧烈反应而爆炸，而Cl2与H2只有在光照或点燃的条件下才能反应；HF比HCl稳定。
跟踪练习2 下列关于碱金属的原子结构和性质的叙述中不正确的是( )
A．碱金属原子最外层都只有一个电子，在化学反应中容易失去
B．碱金属都是强还原剂
C．碱金属都能在O2中燃烧生成过氧化物
D．碱金属都能与水反应生成碱
解析 碱金属元素的原子和单质，在结构和性质上，既有相似性又有差异性。
如锂单质在O2中燃烧只生成Li2O，无过氧化物生成。
答案 C
亲们再见
第3课时 核 素
三维目标
知识与技能
1．认识原子核的结构，明确X的含义，掌握原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数，以及质量数与质子数、中子数之间的相互关系(重点)
2．知道元素、核素、同位素的含义(难点)
过程与方法
1．通过对原子核构成粒子的认识，
让学生明白质量数与质子数、中子数之间的必然联系
2．比较法在相似概念学习中的作用
情感、态度与价值观
通过对核素的认识，让学生明白微观世界的多样性；通过社会调查和查阅资料，体会放射性同位素在生产、生活中的广泛用途
思维激活
始于19世纪末，历时近十年，人类为探索构成物质的基础——原子的构造，作出了巨大的努力，他们出色的实验方法及由此而建立的有关原子结构的理论，在人类科学发展史上写下了光辉的一页，其中有数十位科学家获得了相应的诺贝尔物理、化学奖。正是前人杰出的研究成果，我们才有了对原子结构清晰的认识。那么，原子内部结构是怎样的呢？
自学导引
一、原子的组成
原子核内质子数和中子数之和称为质量数。
符号
中，A表示X原子的质量数；Z表示X原子的质子数，即核电荷数；m表示1个
是由m个X原子构成的；n表示离子所带电荷的正(或负)和数值，n＞0表示阳离子，n＜0表示阴离子，n＝0表示中性。
思考题1 是否所有的原子中都含有中子？
答案 不是，如
中就没有中子。
二、元素、核素和同位素
1．元素：具有相同核电荷数(即质子数)的同一类原子的总称。
2．核素：具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子称为核素。
3．同位素
(1)概念：具有相同的质子数和不同的中子数的同一种元素的原子互称为同位素。例如，
、
(或D)、
(或T)都是氢的同位素。
思考题2
、H＋、H2、D2O、
五种粒子中都含有氢______，其中粒子______互称为同位素。
答案 元素；
和
(2)应用：
①
和
用于制造氢弹；
②
用做相对原子质量计算的标准，
用于考古学上测定文物的年代；
③
用于制造原子弹和核发电；
④利用放射性同位素释放的射线育种、治疗癌症和肿瘤。
三、相对原子质量
1．原子(或核素)的相对原子质量：以一个12C原子质量的1/12作为标准，X原子的质量跟它相比所得的数值即为X的相对原子质量。
2．元素的相对原子质量：是该元素的各种核素的原子数百分比与其相对原子质量的乘积所得的平均值。
如A、B、C…为某元素的不同核素，其原子数百分比分别为a%、b%、c%…，则该元素的相对原子质量为MA·a%＋MB·b%＋MC·c%＋…，其中MA、MB、MC…分别表示核素A、B、C…的相对原子质量。
思考题3 由
形成的氢气分子有几种？有几种不同的相对分子质量？
答案 6种；5种
名师解惑
一、原子和离子结构中的数量关系
1．质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)
2．原子：核电荷数＝核内质子数＝核外电子数
3．阳离子：核电荷数＝核内质子数>核外电子数
4．阴离子：核电荷数＝核内质子数<核外电子数
二、元素、核素和同位素概念的辨析
1．元素
(1)确定元素种类的唯一标准是原子的核电荷数(即质子数)，与中子数没有任何关系。
(2)“同一类”指质子数相同的各种不同原子及相同原子的不同状态(即游离态和化合态)。
2．核素
核素是确定的一种原子,这个概念有两个要素：原子核内的质子数和中子数,只有这两个要素都确定了才能称为核素。
3．同位素
同位素是把质子数相同的不同核素联系在一起。大多数元素都有同位素，同一种元素的各种同位素虽然中子数和质量数各不相同，但因为它们的核电荷数相同，所以它们的物理性质不同，但化学性质几乎完全相同。同位素在元素周期表中占据相同的位置，同位素也因此而得名。
4．元素、核素、同位素的相互关系：
典例导析
知识点1：有关粒子的质量数、质子数、中子数和核外电子数的关系
答案 C
跟踪练习1 石材的放射性常用镭(
)作为标准，居里夫人(Marie
Curie)因对
元素的研究曾两度获得诺贝尔奖。下列有关镭(
)的叙述中不正确的是( )
A．
原子核内有138个中子
B．
原子核外有88个电子
C．
原子核内有88个质子
D．
元素位于第三周期
答案 D
知识点2：有关元素、核素和同位素概念
例2 下列说法中正确的是( )
A．质子数相同的粒子一定属于同种元素
B．质量数相同的原子一定是同一种核素
C．不同元素的核素质量数可能相同
D．镧系中15种元素在元素周期表中占同一格，所以互称为同位素
解析 A中粒子可以是原子、分子或离子，所以不正确，B中质量数相同并不一定质子数和中子数都相同，如14C和14N等，故不正确；不同元素的核素质子数不同，但质量数可能相同，如
与
，C正确；D中镧系15种元素质子数互不相同，不是同位素。
答案 C
跟踪练习2 简单原子的原子结构可用下图表示方法形象表示：
其中●表示质子或电子，○表示中子，则下列有关①②③的叙述中正确的是( )
A．①②③互为同位素
B．①②③互为同素异形体
C．①②③是三种化学性质不同的粒子
D．①②③具有相同的质量数
答案 A
亲们再见
第二节 元素周期律
第1课时 原子核外电子的排布
三维目标
知识与技能
1．了解核外电子排布的初步知识和原子结构示意图的表示方法
2．原子核外电子的排布规律(重、难点)
过程与方法
由图表数据总结、归纳、抽象、形成规律的过程与方法
情感、态度
与价值观
体验发现和应用规律的快乐，体会对待自然规律的正确态度
思维激活
电子的质量很小(9.1095×10－31
kg)，运动的空间范围很小(直径约为10－10
m)，运动的速度极快(接近光速)，核外电子运动没有确定的路线，不能测量或计算出它在某一时刻所处的位置，也不能准确描绘出它的运动轨迹。那么核外电子是如何排布的呢？
自学导引
一、核外电子的分层排布
在多电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动，在离核较近的区域内运动的电子能量较低，在离核较远的区域内运动的电子能量较高，把不同的区域简化为不连续的壳层，也称作电子层(如右图)。电子总是先从内层排起，这又叫核外电子的分层排布。其关系如下表：
电子层(n)
1
2
3
4
5
6
7
符号
K
L
M
N
O
P
Q
离核
远近
由近到远
能量
高低
由低到高
二、1～20号元素原子核外电子排布
三、结构示意图
结构示意图包括原子结构示意图和离子结构示意图。
在原子结构示意图中，“圈”表示原子核及核内质子数，“弧”表示各电子层，弧线上的数字表示该电子层上的电子数，核内质子数与核外电子数相等。
在离子结构示意图中，核内质子数与核外电子数不相等。
思考题 试用结构示意图表示下列粒子：Na、S、Mg2+、Cl－。
答案
、
、
、
名师解惑
一、核外电子的排布规律
1．核外电子总是最先排布在能量最低的电子层里，然后依次排布在能量较高的电子层里。
2．各电子层最多容纳2n2(n代表电子层)个电子。
3．最外层电子数不超过8个(K层不超过2个)。
4．次外层电子数不超过18个，倒数第三层不超过32个。
[特别提醒]
以上四条规律相互联系和制约，一般以少为准，如K原
子为
而不能写成
，因为尽管第三层最多
可排2×32＝18个，但作为最外层不能超过8个。
二、1～20号元素原子核外电子排布的特殊性
1．最外层电子数为1的原子有H、Li、Na、K。
2．最外层电子数为2的原子有He、Be、Mg、Ca。
3．最外层电子数和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．内层电子总数是最外层电子数2倍的原子有Li、P。
9．电子层数和最外层电子数相等的原子有H、Be、Al。
10．电子层数是最外层电子数2倍的原子是Li。
11．最外层电子数是电子层数2倍的原子有He、C、S。
12．最外层电子数是电子层数3倍的原子是O。
典例导析
知识点1：电子排布规律的应用
例1 某原子核外的M电子层和L电子层的电子数的关系是( )
A．大于
B．小于 C．等于
D．不能确定
解析 当M层为最外层时，电子数最多不超过8个；当M层不是最外层时，电子数最多不超过18个。L层电子数一定为8个，所以它们实际容纳的电子数的大小关系不能确定。
答案 D
跟踪练习1 某元素的原子核外有3个电子层，最外层电子数是核外电子总数的1/6，则该元素的符号是______，原子结构示意图是________。
答案
Mg；
知识点2：粒子结构示意图的书写
例2 下列粒子的结构示意图是否正确？不正确的请指出错因，并改正。
答案 ①不正确;K层最多排2个电子,应改为
。
②不正确；圆圈内应为核电荷数，不能写元素符号，应
改为
。
③不正确；Na＋为Na原子失去最外层的1个电子而得到
的粒子，应改为
。
④不正确；K层最多排2个电子，L层最多排8个电子，
应改为
。
⑤不正确；Cl－的核电荷数为17，应改为
。
⑥不正确；最外层最多排8个电子，应改为
。
⑦不正确；圆圈内“＋20”的“＋”不能省略。
⑧不正确；次外层最多排18个电子，应改为
。
跟踪练习2 下列粒子的结构示意图中正确的是( )
答案 A
知识点3：1～20号元素核外电子排布的特点
例3 现有X、Y两种原子，X原子的M层比Y原子的M层少3个电子，Y原子L层的电子数为X原子L层电子数的2倍，则X和Y分别是( )
A．硅原子和钠原子
B．硼原子和氦原子
C．氯原子和碳原子
D．碳原子和铝原子
解析 本题考查核外电子排布规律知识的运用。由于Y原子的M层比X原子的M层多3个电子，说明Y的M层的电子数至少为3个，那么Y的L层必为8个电子，X的L层只有4个电子，M层无电子。由此推出Y的核外电子总数为13，X的核外电子总数为6。所以X、Y的核电荷数依次为6和13，应选D。
答案 D
跟踪练习3 根据下列叙述，分别写出元素名称并画出其原子结构示意图。
(1)A元素原子核外M层电子数是L层电子数的
：
__________、__________。
(2)B元素原子的最外层电子数是次外层电子数的
倍：
__________、__________。
(3)C元素的单质在常温下就能与水剧烈反应，产生的气体能使带火星的木条复燃：____________、____________。
(4)D元素原子的次外层电子数是最外层电子数的
：
__________、__________。
答案 (1)硅；
(2)硼；
(3)氟；
(4)氖；
亲们再见
第2课时 元素周期律
三维目标
知识与技能
1．了解元素周期性的变化(重点)
2．认识元素性质的周期性变化是元素原子核外电子排布周期性变化的必然结果，从而理解元素周期律的实质(难点)
过程与方法
通过实验探究和数据分析，熟悉认识规律的过程与方法
情感、态度
与价值观
体验探究物质世界和认识规律的快乐，体会元素周期律的艺术美；培养学生辩证唯物主义观点；理解从量变到质变的规律
思维激活
化学元素周期律是自然界的一条客观规律。它揭示了物质世界的一个秘密，即这些似乎互不相关的元素间存在相互依存的关系，它们组成了一个完整的自然体系，从此新元素的寻找，新物质、新材料的探索有了一条可遵循的规律。前面我们通过实验研究了同一主族元素性质的变化规律，那么同一周期元素性质是否也呈一定规律性的变化呢？
自学导引
一、核外电子排布、原子半径和元素常见化合价的变化规律
1．元素原子核外电子排布的周期性
随着原子序数的递增，每隔一定数目的元素，会重复出现原子最外层电子从1个递增到8个的情况(第一周期从1增至2)。
2．元素原子半径的周期性变化
稀有气体除外，电子层数相同的原子，随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，且呈现周期性变化。
3．元素主要化合价的周期性变化
电子层数相同的原子，随着原子序数的递增，元素的最高正价从＋1递变到＋7，中部元素开始有负价，并从－4递变到－1(注意：氧、氟无正价)。
二、第三周期元素金属性、非金属性变化规律的实验探究
1．钠、镁、铝的金属性比较
(1)与水或酸的反应
①2Na＋2H2O(冷水)＝2NaOH＋H2↑，反应剧烈，不需要加热。
②Mg＋2H2O(沸水)
Mg(OH)2＋H2↑，冷水反应缓慢，加热至沸腾反应迅速。
③Mg＋2HCl＝MgCl2＋H2↑，反应剧烈。
④2Al＋6HCl＝2AlCl3＋3H2↑，反应较剧烈。
(2)最高价氧化物对应水化物的碱性强弱
NaOH：使酚酞变红色，属强碱
Mg(OH)2：使酚酞变浅红色，属中强碱
Al(OH)3：不能使酚酞变红色，属两性氢氧化物
(3)实验结论
Na、Mg、Al三种元素的金属性逐渐减弱。
2．硅、磷、硫、氯的非金属性比较
(1)与H2反应的难易
Si
P
S
Cl
氢化物
SiH4
PH3
H2S
HCl
生成
条件
高温
磷蒸气
与H2反应
加热
光照或点燃
下剧烈反应
与H2反应逐渐变易
(2)最高价氧化物对应水化物的酸性
思考题 设计实验说明H2SO4的酸性比H2SiO3的酸性强。
答案 将硫酸滴加到Na2SiO3
溶液中，有白色沉淀生成，说明H2SO4的酸性比H2SiO3
的酸性强。
H4SiO4
H3PO4
H2SO4
HClO4
弱酸
中强酸
强酸
最强酸
最高价含氧酸的酸性逐渐增强
(3)结论
Si、P、S、Cl四种元素的非金属性逐渐增强。
3．第三周期元素的金属性和非金属性变化规律
Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl
金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强
名师解惑
一、粒子半径大小的比较规律
1．同种元素的阳离子半径小于相应的原子半径，如：r(Na＋)
3．同周期从左往右原子半径逐渐减小，如：r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl)。
4．同主族从上到下原子半径逐渐增大，相同价态的离子半径逐渐增大,如:r(Li)
>r(O2－)>r(F－)>r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)。
[特别提醒]
稀有气体元素的原子半径因测量方式不同，不参与比较。
二、元素周期律及其本质
元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化的规律叫做元素周期律。元素性质(包括金属性、非金属性、化合价)和原子半径的周期性变化是元素原子核外电子排布的周期性变化的必然结果，元素原子的化学性质主要由最外层电子数决定，同时也受原子半径的影响，也就是说，由于原子结构上的周期性变化必然引起元素性质上的周期性变化，这体现了结构决定性质的规律。
典例导析
知识点1：粒子半径大小的比较
例1 下列化合物中，阴离子半径与阳离子半径之比最小的是( )
A．LiI
B．NaBr
C．KCl
D．CsF
解析 题目中的碱金属离子Li＋的半径是最小的，Cs＋的半径是最大的；4种卤素阴离子中F－的半径是最小的，I－的半径是最大的。显然，阴离子与阳离子半径之比最小的应是CsF。
答案 D
跟踪练习1 下列粒子半径大小的比较中正确的是( )
A．r(S2－)＞r(O2－)＞r(O)
B．r(Al)＞r(Mg)＞r(Na)
C．r(Na＋)＞r(O2－)＞r(F－)
D．r(Na)＞r(Na＋)＞r(Cl－)
答案 A
知识点2：对元素周期律及其本质的理解
例2 下列说法中正确的是( )
A．原子半径越小，其原子序数越大
B．最外层电子数少的原子一定比最外层电子数多的原子易失电子
C．元素原子的金属性、非金属性的强弱从根本上取决于其原子核外电子的排布情况
D．元素的化合价越高，其金属性越强
解析 A项，随着原子序数的递增，原子半径由大到小呈周期性变化，不要只考虑由大到小，还要理解“周期性”三个字的含义。B项考虑太片面，要从原子核外电子排布的整体考虑，即从电子层数和最外层电子数两方面考虑，如Ca的最外层电子数比Na多，但Ca比Na易失电子。C项正确。D项，化合价是元素原子在发生化学反应时所表现出的性质，取决于原子的核外电子排布，对主族元素而言，化合价越高，表明原子的最外层电子数越多，非金属性可能越强。
答案 C
跟踪练习2 现代无机化学理论的基石之一——元素周期律，是1869年门捷列夫在总结前人经验的基础上发现的，对新元素的发现、化学理论和实验等研究工作起到了指导作用。有人提出以下说法，其中正确的是( )
①元素的性质随相对原子质量的递增呈周期性变化
②元素的性质随元素原子序数的递增呈周期性变化
③事物的量变可以引起质变
④元素性质的递变只取决于元素原子电子层数的递变，与原子最外层电子数无关
A．①②
B．②③
C．①④
D．①②③④
答案 B
亲们再见
第3课时 元素周期表和元素周期律的应用
三维目标
知识与技能
1．认识周期表中元素金属性和非金属性的递变规律(重点)
2．能描述元素周期表的结构，知道金属、非金属在元素周期表中的位置。了解元素在周期表中的位置、原子结构及其性质三者之间的关系(难点)
过程与方法
通过对前面所学知识的归纳比较，掌握“位、构、性”的关系
情感、态度
与价值观
让学生体验用所学理论解决问题的快乐并体会化学理论的指导作用，培养学生的辩证唯物主义观点、科学创新品质和理论联系实际的能力
思维激活
1875年，法国化学家布瓦博德朗在分析比利牛斯山的闪锌矿时发现了一种新元素，他将这种新元素命名为镓，以表达他对他的祖国法兰西的热爱，并公布了测得的关于镓的主要性质。不久他收到了门捷列夫的来信，门捷列夫在信中指出：关于镓的比重不应该是4.7，而是5.9～6.0。当时布瓦博德朗很是疑惑，他是唯一掌握金属镓的人，门捷列夫是怎样知道镓的比重的呢？
自学导引
一、元素的金属性和非金属性的递变情况
图表中虚线表示金属元素和非金属元素的分界线，其左下角区域为金属元素，右上角区域为非金属元素。
思考题1 元素周期表中除放射性元素外，什么元素的金属性最强？什么元素的非金属性最强？
答案 Cs；F
二、元素常见化合价与元素在周期表中位置的关系
1．主族元素：最高正价＝最外层电子数(价电子数)＝主族序数。
2．非金属主族元素化合价一般规律：
(1)最低负价＝族序数－8
(2)最高正价＋|最低负价|＝8
思考题2 氢元素的最高正价为＋1，最低负价是否应为－7?
答案 不是，氢元素的最低负价应为1－2＝－1。
三、元素周期表与元素周期律的关系
元素周期表是元素周期律的具体表现形式，即元素周期表是依据元素周期律而编排出来的。
四、元素周期表和周期律的应用
1．便于对元素性质进行系统研究。
2．为发现新元素及预测它们的原子结构和性质提供了线索。
3.
在周期表中金属与非金属的分界处寻找半导体材料。
4．农药中含有的As、F、Cl、S、P等元素集中在周期表右上角区域。
5．在过渡元素中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料。
6．在周期表一定区域内寻找元素,发现物质的新用途。
思考题3 钫(Fr)是碱金属元素中原子序数最大的元素，根据它在周期表中的位置预言其性质。(写出两点即可)
答案 ①在已知元素中具有最大的原子半径；②氧化物对应的水化物是极强的碱(其他合理答案均正确)。
名师解惑
一、元素周期表中同周期、同主族元素原子结构和元素性质的递变规律
周期表中位置
同周期(左→右)
同主族(上→下)
原
子
结
构
核电荷数
依次增大
逐渐增大
电子层数
相同
依次增多
最外层电子数
依次增多
相同
原子半径
依次减小(稀有气体除外)
依次增大
性
质
主要化合价
最高正价由＋1→＋7
负价由－4→－1
最高正价、负价相同
最高正价＝主族序数
元素的金属性
和非金属性
金属性逐渐减弱
非金属性逐渐增强
金属性逐渐增强
非金属性逐渐减弱
最高价氧化
物对应水化物
的酸、碱性
碱性减弱
酸性增强
碱性增强
酸性减弱
气态氢化物
的稳定性
逐渐增强
逐渐减弱
原子得失
电子能力
失电子：大→小
得电子：小→大
得电子：大→小
失电子：小→大
[特别提醒]
以上变化规律中，不包括稀有气体元素。
二、元素周期表中“位”、“构”、“性”三者的辩证关系
三、1～20号元素中某些元素的特性
1．与水反应最剧烈的非金属单质是F2，即非金属性最强的元素是F元素；所形成的气态氢化物最稳定的是HF。
2．与水反应最剧烈的金属单质是K；原子半径最大的主族元素是K元素。
3．自然界中硬度最大的单质是含C元素的金刚石；最高正价与最低负价的代数和为零，且气态氢化物中含氢的百分含量最高的元素是C元素。
4．常温下有颜色的气体单质是F2
、Cl2。
5．原子半径最小，它的阳离子就是质子的元素为H元素；同位素之一的原子核中只有质子而没有中子的是H元素。
6．最高价氧化物对应水化物的酸性最强的是Cl元素。
7．密度最小的金属单质是Li。
8．最高价氧化物及其水化物具有两性的元素是Al元素；地壳中含量最高的金属元素是Al元素。
9．地壳中含量最高的元素是O元素，次者是Si元素。
典例导析
知识点1：元素化合价与化学式的考查
例1 如图为元素周期表中短周期的一部分，其中b元素原子的最外层电子数为电子层数的两倍，则下列叙述中正确的是( )
A．b的元素符号为C
B．a元素的最高正化合价为＋6
C．c元素的最高正化合价为＋5
D．b元素的气态氢化物的化学式为H2S
解析 b元素原子的最外层电子数为电子层数的两倍，
则b可能为He、C或S,由b元素在短周期中的位置(
)
可知，b只能为S，故a为O，c为Cl。
答案 D
跟踪练习1 元素M的最高正价和负价的绝对值之差为6，M、N的离子具有相同的电子排布，则M、N所形成的化合物可能是( )
A．MgF2
B．MgCl2
C．CaCl2
D．CaBr2
答案 C
知识点2：应用元素周期表和周期律比较和推断物质的性质
例2 超重元素“稳定岛”的假设预言：自然界中可能存在着原子序数为114号的元素的稳定同位素208X。请根据原子结构理论和元素周期律预测：
(1)它在周期表的哪一周期哪一族？是金属还是非金属？
(2)写出它的最高价氧化物、氢氧化物(或含氧酸)的化学式。
解析 根据元素周期表的结构中，各周期内包含的元素的种数以及同周期元素的排列，需先用递减法确定114号元素在周期表中的位置，然后再确定是金属还是非金属。
114－2－8－8－18－18－32＝28(注：6个减数依次是第一周期至第六周期中包含的元素的总数；递减法最终要求有个余数，该余数可以看做依次排列在第七周期中的第28种元素)，依据第七周期排满为32种元素来推，该元素在第七周期，从左边开始，排列为第28种元素，即第ⅣA族，而该族的第六周期为铅元素，是金属，则该元素也为金属。然后，再依据同主族元素原子的结构和性质的递变规律可知，它的最高价为＋4价，还有常见＋2价化合物，所以可确定它的最高价氧化物及其水化物的化学式为XO2、X(OH)4。
答案 (1)第七周期ⅣA族；金属
(2)XO2；X(OH)4
跟踪练习2 下列有关性质的递变性的叙述中正确的是( )
A．O、S、Na的原子半径依次减小
B．LiOH、NaOH、KOH的碱性依次增强
C．HF、NH3、SiH4的热稳定性依次增强
D．Mg、Al、Na的还原性依次增强
答案 B
知识点3：应用元素周期表和周期律寻找新物质
例3 制冷剂是一种易压缩、易液化的气体，液化后在冷冻机管内循环，蒸发时吸收热量，使环境温度降低，达到制冷的目的。历史上，人们曾采用过乙醚、氨、氯甲烷等作制冷剂，但它们不是有毒，就是易燃，效果并不理想。于是，不断有科学家根据元素及其化合物的递变规律来开发新的制浼痢Ｇ胙刈趴蒲Ъ业奶剿鞴旒；卮鹣铝形侍猓
(1)科学家们首先研究了某些化合物的易燃性和毒性的变化趋势。(以下填写化学式)
①氢化物的可燃性。第二周期：______>______>
H2O>HF；第三周期：______>______>______>______。
②化合物的毒性。ⅤA族：PH3＞NH3；ⅥA族：H2S______H2O(填“＞”或“＜”，下同)，CS2______CO2；ⅦA族：CCl4＞CF4。
(2)尽管这种制冷剂因会破坏大气中的臭氧层造成环境污染而逐渐被其他制冷剂所取代，但求助于元素周期表中元素及其化合物的__________(填选项编号)变化趋势来开发制冷剂的科学思维方法还是值得借鉴的。
①毒性 ②沸点 ③易燃性 ④水溶性 ⑤颜色
解析 (1)①同周期元素气态氢化物的可燃性从左向右逐渐减弱。
②由“毒性：PH3＞NH3，CCl4＞CF4”可知，同主族元素的化合物的毒性从上到下逐渐增强。
(2)制冷剂必须是易液化、低毒或无毒、可燃性差或不燃烧的物质。由题目可以看出，科学家在寻找制冷剂的过程中，需要考虑物质可燃性、毒性和沸点的递变规律。
答案 (1)①CH4；NH3；SiH4；PH3；H2S；HCl
②
＞
；＞
(2)①②③
跟踪练习3 在元素周期表中，主族元素自ⅢA族的硼到ⅦA族的砹连一条斜线，即为金属和非金属的分界线，从分界线附近可以找到( )
A．耐高温材料
B．新型农药材料
C．半导体材料
D．新型催化剂材料
答案 C
亲们再见
第三节 化 学 键
第1课时 离 子 键
三维目标
思维激活
从前面所学的知识我们知道，元素的化学性质主要取决于其原子的结构，而化学反应的实质是原子的重新组合。你想知道元素原子是怎样结合成物质的吗？
知识与技能
掌握离子键的概念；掌握离子键的形成过程和形成条件，并能熟练地用电子式表示离子化合物的形成过程(重、难点)
过程与方法
通过对离子键形成过程的教学，培养学生的抽象思维和综合概括能力
情感、态度
与价值观
通过“设疑、引思、辅导”教学法，培养学生用对立统一的规律认识问题；由个别到一般的研究问题的方法，结合教学培养学生认真仔细、一丝不苟的学习精神
自学导引
一、金属钠与氯气反应的实验
实验步骤：(1)取一块绿豆大的金属钠(切去氧化层)。
(2)用滤纸吸净煤油，放在石棉网上，用酒精灯微热，钠熔成球状。
(3)将盛有氯气的集气瓶倒扣在钠的上方。
思考题1 若加热时间过长再扣上集气瓶，则反应所得产物中除含有氯化钠外，还会含有什么物质？
答案 有Na2O2。
现象
剧烈燃烧，黄色火焰，产生白烟
化学方程式
2Na＋Cl2
2NaCl
二、氯化钠的形成过程
三、离子键的形成、定义及存在
1．形成
形成离子键要求参加反应的原子双方，一方容易失去电子，而另一方容易得到电子，电子由容易失去电子的一方转移到容易得到电子的一方，形成阳、阴离子，再通过静电作用结合在一起。
2．定义
带相反电荷离子之间的相互作用。
3．存在
由离子键构成的化合物叫做离子化合物，如MgCl2、ZnSO4、NaOH等。通常，活泼金属与活泼非金属形成离子化合物。
四、电子式
在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的最外层电子(价电子)的式子叫做电子式。
思考题2 写出下列元素原子的电子式：Al、C、N、O、F。
答案
名师解惑
一、离子键
1．成键的粒子：阴、阳离子。
2．成键的性质：静电作用。
[特别提醒]
“静电作用”既包括阴、阳离子间的静电吸引力，又包括原子核与原子核以及电子与电子之间的静电排斥力。
3．成键的条件
4．成键的原因
(1)原子相互得失电子形成稳定的阴、阳离子。
(2)粒子间吸引与排斥处于平衡状态。
(3)体系的总能量降低。
5．存在范围
离子键存在于强碱、大多数盐及部分金属氧化物中。中学阶段常见物质中，大多数含金属元素和NH4＋的化合物都属于离子化合物。
[特别提醒]
①金属元素与非金属元素形成的化合物不一定都是离子化合物，例如AlCl3。
②由非金属元素形成的化合物也可能含离子键，形成离子化合物，例如NH4Cl。
二、电子式
1．原子的电子式
书写原子的电子式时，一般将原子的最外层电子写在元素符号的上、下、左、右4个位置上，每个位置不得超过2个电子，书写时电子要尽量分散在4个位置上。例如：
2．离子的电子式
书写离子的电子式时，简单阳离子是原子失去最外层电子后形成的，只写其元素符号，并在右上角注明所带电荷数即可，如Na＋、Mg2＋等；书写简单阴离子时，要在元素符号周围标出最外层电子，用“[ ]”括起来，并在右上角注明所带电荷数，如
等。
[特别提醒]
对复杂阳离子,要用到“[ ]”,如NH4＋的电子式为
3．离子化合物的电子式
书写离子化合物的电子式时，将构成该化合物的阴、阳离子按一定比例和顺序写出即可。阴、阳离子个数比不是1∶1时，要注意每一个离子都应与带相反电荷的离子直接相邻，相同离子不能合并；还要注意书写时的对称。
如：CaCl2的电子式应写成
而不能简写成Ca2＋
也不能写成Ca2＋
4．用电子式表示离子化合物的形成过程
例如氯化镁的形成：在左边写出镁原子、氯原子的电子式，右边写出离子化合物氯化镁的电子式，中间用“―→”，而不用“＝”连接。如：
典例导析
知识点1：离子键的形成及概念
例1 下列叙述中正确的是( )
A．元素周期表第一周期内的元素之间可形成离子键
B．元素周期表ⅠA族元素和ⅦA族元素之间一定形成离子键
C．离子化合物中一定含有阴离子和阳离子
D．离子化合物中一定含有金属元素
解析 元素周期表第一周期内的元素是氢(非金属)和氦(性质特别稳定)，它们不可能形成离子键；元素周期表ⅠA族内有非金属元素氢，氢和ⅦA族的卤素之间形成的不是离子键；离子化合物中一定含有阴离子和阳离子，但不一定含有金属元素，如NH4Cl是离子化合物，但其不含金属元素。
答案 C
跟踪练习1下列说法中正确的是( )
A．某元素原子的最外层只有一个电子，它跟卤素结合时，一定形成离子键
B．离子化合物中的阳离子都是金属离子
C．离子化合物中，一个阴离子可同时与多个阳离子之间产生静电作用
D．溶于水可以导电的化合物一定是离子化合物
答案 C
知识点2：电子式的书写
例2 判断下列用电子式表示的化合物的形成过程，正确的在后面括号中填“√”，错误的在后面括号中填“×”。
解析 此题考查了电子式的书写。用电子式表示化合物的形成过程时，首先要判断生成的化合物是离子化合物还是共价化合物。共价化合物中共用电子对的表述要正确，离子化合物中阴、阳离子的表述要正确。
(1)错误。①将“―→”写成了“＝”；②阴离子(Cl－)的电子式未加[ ]表示。正确写法是
。
(2)错误。不能将两个氟离子合在一起写。正确写法是
。
(3)错误。用电子式表示化合物(或单质)的形成过程时，反应物中要写原子的电子式，不能写分子的电子式。正确写法是
。
答案 (1)×
(2)×
(3)×
跟踪练习2下列化合物的电子式书写正确的是( )
答案 D
亲们再见
第2课时 共 价 键
三维目标
知识与
技能
1．使学生理解共价键的概念，初步掌握共价键的形成及特征(重点)
2．用电子式表示共价分子的形成过程(难点)
3．了解化学键、极性键、非极性键的概念
4．了解分子间作用力和氢键
过程与
方法
通过学生对离子键和共价键的认识与理解，培养学生的抽象思维能力；通过电子式的书写，培养学生的归纳比较能力
情感、态度
与价值观
1．通过对共价键形成过程的分析，培养学生怀疑、求实、创新的精神
2．培养学生从宏观到微观，从认识事物的现象到本质的科学方法
思维激活
壁虎为什么能在天花板上爬行自如？这曾是一个困扰科学家一百多年的谜。用电子显微镜可观察到，壁虎的四足上覆盖着几十万条纤细的由角蛋白构成的纳米级尺寸的毛。壁虎的足有多大吸力？实验证明，如果在一个分币的表面布满100万条壁虎足的细毛，则此分币可以吊起20
kg
重的物体。这是一种什么作用力呢？
自学导引
一、共价键的形成和概念
1．形成
当参加反应的原子得失电子能力差别较小时，一般无法形成离子键。如氯原子的最外层有7个电子，要达到8电子的稳定结构，就需要获得1个电子，但氯原子间不会发生电子得失，如果2个氯原子各提供1个电子，形成共用电子对，则2个氯原子就都形成了8电子稳定结构。
2．概念
像氯分子这样，原子间通过共用电子对所形成的相互作用，叫做共价键；而像HCl这样，通过共用电子对作用形成的化合物叫做共价化合物。
二、共价键的表示方法
1．电子式
用电子式表示共价化合物时，不需要加“[ ]”和标电荷.如:Cl2的电子式为________HCl的电子式为______N2的电子式为_________CO2的电子式为______________
思考题1 写出下列物质的电子式并判断其中存在的化学键：NH3、NaOH、NH4Cl。
答案 NH3：
，只存在共价键；
NaOH：
，存在离子键和共价键；
NH4Cl：
,存在离子键和共价键。
2．结构式
在化学上，常用一根短线“—”表示一对共用电子，其余电子一律省去，这样的式子叫做结构式。如：
化学式
结构式
化学式
结构式
N2
N≡N
CH4
NH3
CO2
O＝C＝O
HCl
H—Cl
H2O
H—O—H
三、极性键和非极性键
思考题2 共价键中元素化合价怎样体现？
答案 形成非极性键的原子间共用电子对不偏移，不会产生化合价的升降；而形成极性键的过程中，电子对偏离的元素化合价升高，电子对偏向的元素化合价降低。
非极性键
极性键
定义
同种元素原子形成的共价键，共用电子对不发生偏移
不同种元素原子形成的共价键，共用电子对发生偏移
原子吸引
电子能力
相同
不同
四、化学键及化学反应的实质
1．化学键
(1)使离子相结合或原子相结合的作用力。
(2)分类：化学键
2．化学反应的实质
化学反应是反应物中的原子重新组合为产物的一个过程。在这个过程中，包含着反应物内化学键的断裂和产物中化学键的形成。
思考题3 有化学键断裂的过程一定是化学变化吗？
答案 不一定,必须还要有化学键的形成。如金刚石的熔化,中间有化学键的断裂,而无化学键的形成,不是化学变化。
五、分子间作用力和氢键
1．分子间作用力
分子间存在的一种把分子聚集在一起的作用力叫做分子间作用力，又称范德华力。分子间作用力比化学键弱得多，它对物质的熔、沸点等有影响。一般来说，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔、沸点也越高。
2．氢键
NH3、H2O和HF的分子间存在着一种比分子间作用力稍强的相互作用，叫做氢键。氢键比化学键弱，不属于化学键，可以把分子间的氢键看做是一种较强的分子间作用力。氢键的存在可使物质的熔、沸点升高，因此NH3、H2O和HF的熔、沸点分别比同主族其他元素氢化物的熔、沸点高。冰中氢键的存在使冰的结构中有空隙，造成其密度低于液态水。
名师解惑
一、共价化合物中8电子稳定结构的判断规律
1．对原子序数不大于5的元素，形成化合物时，一般不可能为8电子稳定结构，如HCl中的H，BeCl2中的Be，BF3中的B等。
2．对原子序数大于5的元素，形成化合物时，若|元素化合价|＋原子最外层电子数＝8，则该化合物中该元素满足8电子稳定结构；否则不满足。如CO2中的C：|＋4|＋4＝8，满足，O：|－2|＋6＝8，也满足；PCl5中的P：|＋5|＋5＝10≠8，不满足，Cl：|－1|＋7＝8，满足。
[特别提醒]
对于共价单质，方法与上面类似，只是将“|元素的化合价|”换成共用电子对数即可。
二、离子键和共价键的比较
比较类型
离子键
共价键
定义
带相反电荷离子间的相互作用
原子间通过共用电子对形成的相互作用
成键条件
成键原子得失电子能力差别很大(活泼金属与活泼非金属之间)
成键原子得失电子能力相同或差别较小(大多数为同种或不同种非金属元素原子之间)
成键粒子
阴、阳离子
原子
表示方法
续表
[特别提醒]
与离子键相比较，用电子式表示共价键形成过程时，不能出现弯箭头，产物中不需要加“[ ]”和标电荷。
比较类型
离子键
共价键
用电子式表示形成过程
存在
离子化合物(碱性氧化物、强碱和大多数盐)
非金属元素的单质(H2、O2、Cl2等)，共价化合物(气态氢化物、酸性氧化物、酸)，某些离子化合物(NaOH、Na2SO4)
三、各类物质中所含的化学键
[特别提醒]
①离子化合物中一定含有离子键，可能含有共价键。
②共价化合物中只含共价键，一定不含离子键。
③稀有气体单质都是单原子分子，不含化学键。
典例导析
知识点1：8电子稳定结构的判断
例1 下列各组物质中，分子中的所有原子都满足最外层8电子结构的是( )
A．BeCl2、PCl5
B．PCl3、N2
C．COCl2(光气)、SF6
D．XeF2、BF3
解析 题中所有原子最外层满足8电子结构的物质仅有：PCl3、N2、COCl2，故正确选项为B。对ABn型分子，中心原子A是否满足8电子结构的判断方法是：如果A的化合价的绝对值
＋
最外层电子数＝8，即满足8电子结构；否则不满足。
答案 B
跟踪练习1 下列分子中，所有原子都满足最外层为8电子结构的是( )
A．H2O
B．XeF4
C．CCl4
D．SO2
答案 C
知识点2：对化学键的认识
例2 下列有关离子键、共价键的叙述中正确的是( )
A．离子化合物中只存在离子键，没有共价键
B．非极性键只存在于双原子的单质分子中
C．共价化合物分子中一定不存在离子键
D．仅由非金属元素组成的化合物中一定不含离子键
解析 离子化合物NaOH中既有离子键又有共价键，Na2O2中既有离子键又有非极性共价键，NH4HCO3为仅由非金属元素组成的离子化合物。
答案 C
跟踪练习2 下列关于化学键的说法中，正确的是( )
A．构成单质分子的粒子中一定含有共价键
B．由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物
C．非极性键只存在于双原子单质分子里
D．不同元素组成的多原子分子里的化学键一定都是极性键
答案 B
知识点3：化学键的判断和表示
例3 在下列化学反应中，既有离子键、极性键断裂，又有离子键、极性键形成的是( )
A．Na2O＋H2O＝2NaOH
B．SO2＋H2O＝H2SO3
C．Cl2＋H2O＝HCl＋HClO
D．4Li＋O2
2Li2O
解析 B、C两反应中，反应物和生成物中均无离子化合物，故B、C两反应的过程中无离子键的断裂和离子键的形成；D反应的生成物是Li2O，Li2O中只有离子键，没有极性键，故D反应过程中无离子键、极性键的断裂且无极性键的形成。
答案 A
跟踪练习3 写出下列物质的电子式：
(1)CO2：____________________。
(2)Na2O2：____________________。
(3)HClO：____________________。
(4)NaOH：____________________。
答案 (1)
(2)
(3)
(4)
本
章
小
结
知识整合
高考体验
1．(
广东，1)我国稀土资源丰富，下列有关稀土元素
62144Sm与
62150Sm的说法中正确的是( )
A.Sm与Sm互为同位素
B.Sm与Sm的质量数相同
C.Sm与Sm是同一种核素
D.Sm与Sm的核外电子数和中子数均为62
答案 A
2．(海南，10)门捷列夫在描述元素周期表时，许多元素尚未发现，但他为第四周期的三种元素留下了空位，并对它们的一些性质做了预测，X是其中的一种“类硅”元素，后来被德国化学家文克勒发现，并证实门捷列夫当时的预测相当准确。根据元素周期律，下列有关X性质的描述中错误的是( )
A．X单质不易与水反应
B．XO2可被碳或氢还原为X
C．XCl4的沸点比SiCl4的高
D．XH4的稳定性比SiH4的高
答案 D
3．(山东理综，11)元素在周期表中的位置，反映了元素的原子结构和元素的性质。下列说法正确的是
A.同一元素不可能既表现金属性，又表现非金属性
B.第三周期元素的最高正化合价等于它所处的主族序数
C.短周期元素形成离子后,最外层都达到8电子稳定结构
D.同一主族的元素的原子,最外层电子数相同,化学性质完全相同
答案 B
4．(海南，2)同一短周期的元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加，下列叙述正确的是( )
A．单质的化学活泼性：W＜X＜Y＜Z
B．原子最外层电子数：W＜X＜Y＜Z
C．单质的氧化能力：W＜X＜Y＜Z
D．元素的最高化合价：W＜X＜Y＜Z
答案 B
5．(江苏，8)X、Y、Z、W、R是5种短周期元素，其原子序数依次增大。X是周期表中原子半径最小的元素，Y原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，Z、W、R处于同一周期，R与Y处于同一族，Z、W原子的核外电子数之和与Y、R原子的核外电子数之和相等。下列说法正确的是( )
A．元素Y、Z、W具有相同电子层结构的离子，其半径依次增大
B．元素X不能与元素Y形成化合物X2Y2
C．元素Y、R分别与元素X形成的化合物的热稳定性：XmY＞XmR
D．元素W、R的最高价氧化物的水化物都是强酸
答案 C
亲们再见
第二章 化学反应与能量
第一节 化学能与热能
第1课时 化学键与化学反应中能量变化的关系
三维目标
知识与技能
1．理解化学键与化学反应中能量变化之间的关系(重点)
2．了解吸热反应和放热反应
3．从本质(微观结构角度)上理解化学反应中能量的变化(难点)
过程与方法
能够发现和提出有探究价值的问题,敢于质疑,勤于思考,逐步形成独立思考的能力
情感、态度与
价值观
培养学习化学的兴趣，乐于探究物质变化的奥秘，体验科学探究的艰辛与喜悦，感受化学世界的奥妙与和谐
思维激活
寒冷的冬天，有时会禁不住打一个寒战，此时人体内会产生部分热量，那么这些热量来自哪里？实验课上用酒精灯将镁条点燃，镁条发出耀眼的强光，那么这种光能来源于哪里？人类社会的发展一刻也离不开能源，且要不断地开发出新能源以满足生活与社会发展的需求。
自学导引
一、化学键与能量
物质中的原子之间是通过化学键相结合的。当物质发生化学反应时，断开反应物中的化学键要吸收能量，而形成生成物中的化学键要放出能量。化学键的断裂和形成是物质在化学反应中能量发生变化的主要原因。物质的化学反应与体系的能量变化是同时发生的。
思考题1 形成1
mol
C—H键要放出415
kJ能量，则断开1
mol
CH4中所有的C—H键要吸收多少能量？
答案 1660
kJ。
二、化学反应中的吸热与放热
各种物质都储有化学能。一个化学反应完成后是吸收能量还是放出能量，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。
思考题2 若反应物的总能量大于生成物的总能量，则反应________能量；若反应物的总能量小于生成物的总能量，则反应________能量。
答案 放出；吸收
名师解惑
一、从微观结构角度理解化学反应中的能量变化
从微观分析看，化学反应是原子(或离子)重新组合的过程。即在一定条件下，分子(或其他形式的微粒)中的化学键吸收能量后被破坏，形成原子(或离子)，而后又相互结合成新的分子，在此过程中由于原子间(或离子间)的相互结合而放出能量。下图为N2(g)和O2(g)生成NO(g)过程的能量变化示意图，由图可知，当1
mol
N2(g)与1
mol
O2(g)在一定条件下反应生成
2
mol
NO(g)时，1
mol
N2
分子中的化学键断裂需要吸收946
kJ能量，1
mol
O2分子中的化学键断裂需吸收498
kJ能量，形成2
mol
NO分子中的化学键要释放632
kJ·mol－1×2
mol＝1264
kJ能量。
反应N2(g)＋O2(g)＝2NO(g)是吸收能量还是放出能量，要看断键时吸收的能量与成键时放出的能量的相对大小。由上可知，断裂反应物分子中的化学键吸收的总能量为946
kJ·mol－1＋498
kJ·mol－1＝1444
kJ·mol－1，形成生成物分子中的化学键放出的总能量为1264
kJ·mol－1，即反应吸收能量180
kJ·mol－1。
上述过程说明化学反应中，化学键的断裂与形成是反应过程中有能量变化的本质原因。
[特别提醒]
任何化学反应都伴随着能量的变化，但伴有能量变化的不一定是化学变化，例如水由液态变为气态需要吸收热量，但没有发生化学变化。
二、决定吸收能量或放出能量的因素
一个反应在完成后是吸收能量还是放出能量，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。其关系如下图所示：
图Ⅰ中反应物的总能量大于生成物的总能量，反应过程中反应物将比生成物多的那部分能量释放出来，这样的反应为放出能量的反应；图Ⅱ中反应物的总能量比生成物的总能量低，反应过程中需要从外界吸收能量，这部分能量便储存在生成物中，这样的反应为吸收能量的反应。
(1)反应物的总能量大于生成物的总能量，反应放出能量。
(2)反应物的总能量小于生成物的总能量，反应吸收能量。
[特别提醒]
物质所具有的能量越低越稳定。要注意断键吸收能量、成键放出能量与物质所具有的能量之间的区别。
典例导析
知识点1：化学键与能量变化的关系
例1 已知破坏1
mol
H—H键、Cl—Cl键、H—Cl键分别需要吸收436
kJ、243
kJ、432
kJ能量，则由H2与Cl2生成1
mol
HCl总的过程需要( )
A．放热185
kJ B．吸热185
kJ
C．放热92.5
kJ
D．吸热92.5
kJ
解析 破坏1
mol
H—H键、Cl—Cl键、H—Cl分别需要吸收436
kJ、243
kJ、432
kJ能量，对反应：H2＋Cl2＝2HCl，H2和Cl2生成2
mol
HCl放出的热量为2×432
kJ－436
kJ－243
kJ＝185
kJ，则H2与Cl2生成1
mol
HCl总的过程需要放热92.5
kJ。
答案 C
跟踪练习1 下列变化过程中需要吸收能量的是( )
A．H＋H→H2
B．H＋Cl→HCl
C．I2→I＋I
D．S＋O2→SO2
答案 C
知识点2：化学反应过程中能量变化的分析
例2 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，
决定于__________________________________
_______________________________________________________________________。如果化学反应表现为吸收能量，则有________________________________(填不等式，下同)，如果化学反应表现为放出能量，
则有______________________
________________________________，请作出化学反应放出能量的示意图。
答案 反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小；反应物的总能量＜生成物的总能量；反应物的总能量＞生成物的总能量；如图所示：
跟踪练习2 下列关于放出能量的反应：A＋B―→C＋D的说法中正确的是(EA、EB、EC、ED分别表示A、B、C、D所具有的能量)( )
A．EA>EC
B．EA>EC＋ED
C．EA＋EB>EC＋ED
D．EA＋EB
亲们再见
第2课时 化学能与热能的相互转化
三维目标
思维激活
日本人发明了一种即时加热的方便面，只要将杯子底部隔层中的固体加水混合就可以产生热量，一段时间后一碗热腾腾的面就煮好了。你想知道这是如何实现的吗？
知识与技能
1．通过实验和生活实践，了解化学能与热能的相互转化(重点)
2．了解吸热反应和放热反应的概念(重点)
3．了解化学能转化为热能在生产、生活中的应用及对人类文明发展的贡献
过程与方法
通过三个实验，理解化学反应中能量的变化主要表现为热量的形式，提出化学能与热能的探究性问题
情感、态度与
价值观
感知生物体内生命活动过程的能量变化、能源与人类社会发展的密切关系,逐步形成可持续发展的意识
自学导引
一、化学能与热能
1．质量守恒定律和能量守恒定律是两条基本的自然定律。化学能是能量的一种形式，它同样可以转化为其他形式的能量，如热能、电能等。
2．化学反应中的能量变化，通常表现为热量的变化——吸热和放热。
思考题 写出下列反应的化学方程式，并指出是放热反应还是吸热反应。
①天然气(CH4)燃烧：__________________________
。
②高温煅烧石灰石(主要成分CaCO3)：____________
。
③铁丝在氧气中燃烧：__________________________。
④钠与水的反应：______________________________。
答案 ①CH4＋2O2
CO2＋2H2O，放热反应
②CaCO3
CaO＋CO2↑，吸热反应
③3Fe＋2O2
Fe3O4，放热反应
④2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑，放热反应
3．酸与碱发生中和反应生成1
mol
H2O时所释放的热量称为中和热。
二、化学能与热能相互转化的应用
化学反应伴随着能量的变化是化学反应的基本特征之一。化学物质中的化学能通过反应转化成热能，是人类生存和发展的动力之源；而热能转化为化学能又是人们进行化学科学研究和创造新物质不可或缺的条件和途径。
名师解惑
一、吸热反应和放热反应的判断
反应过程中放出热量的反应为放热反应，吸收热量的反应为吸热反应。
1．根据实例判断。
常见的放热反应有：①所有的燃烧反应，如C、H2、CH4等在氧气或空气中的燃烧，H2在氯气中的燃烧等；②酸碱中和反应；③大多数的化合反应；④金属与酸的反应，如镁条和盐酸的反应。
常见的吸热反应有：①大多数的分解反应；②氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应；③C和CO2、C和水的反应等。
2．根据生成物和反应物总能量的相对大小判断。若生成物的总能量大于反应物的总能量，则为吸热反应，反之为放热反应。实际上，反应放热就是因为反应物的总能量大于生成物的总能量；而反应吸热是因为反应物的总能量小于生成物的总能量。
3．根据生成物和反应物的相对稳定性判断。由稳定的物质生成不稳定的物质的反应为吸热反应，反之为放热反应。
[特别提醒]
一个反应是放热反应还是吸热反应与其是否需要加热无关，需要加热的反应不一定是吸热反应，不需要加热的反应也不一定是放热反应。如H2、CO等大多数气体需要点燃才能进行燃烧，Ba(OH)2·8H2O
和NH4Cl属吸热反应但在常温下就能进行。
二、溶解过程中的热效应
一些物质溶于水，也会有吸热和放热现象。如浓硫酸、NaOH(s)等溶于水会放热；NH4NO3(s)、NH4Cl(s)等溶于水要吸热；NaCl、酒精等溶于水，热效应不大。
三、物质“三态”变化过程中的热效应
四、中和热的测定
1．实验用品
大烧杯(500
mL)、小烧杯(100
mL)、温度计、2个量筒(50
mL)、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中心有两个小孔)、环形玻璃搅拌棒。
0.50
mol·L－1盐酸、0.55
mol·L－1NaOH溶液。
2．实验原理
在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1
mol
H2O，这时的反应热叫中和热。实验中通过测定酸碱中和反应过程中所放出的热量来计算中和热的大小。
3．实验步骤
①在大烧杯底部垫泡沫塑料(或纸条)，使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料(或纸条)，大烧杯上用泡沫塑料板(或硬纸板)作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和玻璃搅拌棒通过，以达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的，如图所示(该实验也可在保温杯中进行)：
②用一个量筒量取50
mL
0.50
mol·L－1盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记录并填入下表，然后把温度计上的酸用水冲洗干净。
③用另一个量筒量取50
mL
0.55
mol·L－1
NaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记录并填入下表。
实验
次数
起始温度(t)/℃
终止温度
(t3)/℃
温度差
Δt＝
t－
/℃
HCl
(t1)/℃
NaOH
(t2)/℃
平均值
(
)/℃
1
2
3
④把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯中的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯(注意不要洒在外面)，用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读出混合溶液的最高温度，作为终止温度，记录并填入表格。
⑤重复实验三次，取测量所得数据的平均值作为计算的依据。
⑥根据实验数据计算中和热。
4．注意事项
①装置的保温隔热效果要尽可能的好。
②使碱稍微过量以保证盐酸完全被中和。
典例导析
知识点1：吸、放热反应与加热进行反应的关系
例1 下列叙述中正确的是( )
A．需要加热的反应都是吸热反应
B．放热反应不要加热或点燃等条件即可发生
C．化学能只能以热能的形式释放
D．燃烧反应都是放热反应
解析 有些放热反应需要加热使其发生，如碳的燃烧等。A、B项不正确。化学能可以转化成多种形式的能，如光能、电能、热能等，C项错误。燃烧反应都是放热反应。
答案 D
跟踪练习1 下列说法中正确的是( )
A．吸热反应在发生过程中需要不断地从外界获得能量，放热反应在发生过程中均不需要外界的能量
B．是放热反应还是吸热反应主要由反应条件决定
C．液氨汽化时放出热量
D．化学反应除生成新的物质外，还伴随着能量的变化
答案 D
知识点2：吸热反应和放热反应的综合分析判断
例2 石墨和金刚石都是碳元素的单质，石墨在一定条件下可转化为金刚石，已知12
g石墨完全转化为金刚石时，要吸收E
kJ能量。下列说法中正确的是( )
A．石墨不如金刚石稳定
B．金刚石不如石墨稳定
C．等质量的石墨与金刚石完全燃烧，二者放出的热量一样多
D．等质量的石墨与金刚石完全燃烧,石墨放出的热量多
解析 一般某物质具有的能量越高，这种物质就越不稳定，反之就越稳定。由题意知石墨转化为金刚石需吸收热量，则金刚石具有的能量应大于石墨具有的能量，故稳定性石墨大于金刚石，当然等质量的金刚石完全燃烧时放出热量多于石墨完全燃烧时放出的热量。
答案 B
跟踪练习2 北京奥运会期间，志愿者使用的快餐饭盒内层是用铝箔包裹并已加工好的真空包装食品，外层则是分别包装的两包化学物质，吃饭前拉动预留在外的拉线使这两种化学物质接触反应，放出的热量便可对食物进行加热，最适合做这两包化学物质的是( )
A．浓硫酸和水
B．生石灰和水
C．熟石灰和水
D．氯化钠和水
答案 B
知识点3：能量变化中的实验问题
例3 将V1
mL
1.0
mol·L－1
HCl溶液和V2
mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液的温度，实验结果如图所示(实验中始终保持V1＋V2＝50
mL)。下列叙述中不正确的是( )
A．当V1＝30
mL时，盐酸和NaOH溶液恰好完全反应
B．NaOH溶液的浓度约为1.5
mol·L－1
C．做该实验时环境温度为22
℃
D．该实验表明化学能可以转化为热能
解析 当加入30
mL盐酸时，热效应最大，表明此时盐酸和NaOH
溶液恰好完全反应，所以NaOH溶液的浓度
为
＝1.5
mol·L－1，A、B、D三项均正确；
当V1＝0时，温度为21
℃，所以实验时环境温度为21
℃，C项错误。
答案 C
跟踪练习3 如图所示，在一个小烧杯里加入研细的20
g
Ba(OH)2·8H2O晶体。将此小烧杯放在事先滴有3～4滴水的玻璃片上，然后向小烧杯中加入10
g
NH4Cl晶体，并用玻璃棒快速搅拌。
(1)实验中要用玻璃棒搅拌的原因是________________________________________。
(2)写出有关反应的化学方程式：________________________________________，该反应________(填“是”或“不是”)氧化还原反应。
(3)该实验中观察到的现象除产生刺激性气味的气体及反应混合物呈糊状以外，还有________________________________。
(4)通过最后一个现象可以说明该反应为____(填“吸”或“放”)热反应，这是由于反应物的总能量______(填“大于”或“小于”)生成物的总能量。
答案 (1)该反应是固体之间的反应，搅拌可使混合物充分接触并发生反应
(2)Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl
＝BaCl2＋2NH3↑＋10H2O；不是
(3)玻璃片上因结冰而与小烧杯黏在一起
(4)吸；小于
亲们再见
第二节 化学能与电能
第1课时 化学能与电能的相互转化
三维目标
知识与技能
1．初步认识原电池概念、反应原理、构成及应用(重点)
2．通过对原电池实验的探究，从电子转移的角度理解化学能向电能转化的本质(难点)
过程与方法
通过对化学能与电能的转化的实验探究过程，培养观察能力、实验能力和分析推理能力
情感、态度与价值观
多角度体会化学科学与人类文明和社会发展的密切关系
思维激活
格林太太有一口整齐的牙齿，但其中有两颗假牙：一颗是黄金的——这是格林太太富有的象征；另一颗是不锈钢的——这是一次车祸留下的痕迹。但自从车祸后，她经常头疼，夜间失眠，心情烦躁……尽管吃了不少药物，但病症未有丝毫的减轻，你想知道她真正的病因吗？
自学导引
化学能与电能的相互转化
1．间接转化：在我国发电总量构成上，火力发电居首位。燃煤发电过程中的能量转化过程为化学能热能机械能电能。
思考题1 在火力发电过程中使化学能转化为电能的关键是什么？
答案 燃烧(氧化还原反应)。
2．直接转化——原电池
(1)原电池是将化学能转变为电能的装置。在原电池中氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行，使其间电子发生转移，在闭合回路下形成电流。可见原电池反应的本质是氧化还原反应。
思考题2 是不是所有的反应都能设计成原电池？
答案 不是，只有发生电子转移的氧化还原反应才能设计成原电池。
(2)在铜锌原电池中，锌易失去电子被氧化成Zn2＋进入溶液，电子由锌片通过导线流向铜片，溶液中的H＋从铜片端获得电子被还原成氢原子，再结合成氢分子从铜片上逸出。锌片上的反应为Zn－2e－＝Zn2＋
,铜片上的反应为2H＋＋2e－＝H2↑。
思考题3 在铜、锌和稀硫酸构成的原电池中，溶液的pH如何变化？SO42－浓度呢？
答案 由于H＋在铜片上得电子生成H2，溶液中H＋浓度减小，pH增大。溶液中SO42－浓度基本保持不变。
名师解惑
一、原电池的构成条件及工作原理
1．原电池的构成条件：
(1)具有活动性不同的两种电极材料(金属和金属或金属和能导电的非金属)。
(2)电极材料与电解质溶液接触。
(3)组成闭合回路。
2．原电池的工作原理：较活泼金属发生氧化反应，电子由较活泼金属通过导线流入不活泼金属，溶液中氧化性较强的阳离子在不活泼金属上得到电子被还原。
[特别提醒]
①自发进行的氧化还原反应，理论上可组成原电池。
②形成闭合回路的方式有多种，可以是导线连接两个电极，也可以是两电极接触。如下图：
二、原电池正负极的判断方法
1．根据组成原电池两极的材料判断.一般是活动性较强的金属为负极,活动性较弱的金属或能导电的非金属为正极。
2．根据电流或电子的流动方向判断。电流是由正极流向负极；电子由负极流向正极。
3．根据原电池两极发生的反应来判断。原电池的负极总是失电子发生氧化反应,其正极总是得电子发生还原反应。
4．根据现象判断。一般溶解的一极为负极，增重或有气泡放出的一极为正极。
[特别提醒]
①原电池的负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数，遵循电子守恒。
②原电池正负极的判断不仅要看两极活动性的相对强弱，还要看电解质溶液的种类。例如：Mg、Al为电极，若以H2SO4溶液为电解质溶液，则Mg为负极；若以NaOH溶液为电解质溶液，则Al为负极。
三、原电池的设计
任何自发进行的氧化还原反应均能设计成原电池，一般思路是先依据反应式确定电极材料，然后判断电解质溶液，注意构成原电池的条件。
1．以自发进行的氧化还原反应为基础，如：Zn＋Cu2＋＝Zn2＋＋Cu。
2．把氧化还原反应分解为氧化反应和还原反应两个半反应，从而确定电极反应。氧化反应(负极)：Zn－2e－＝Zn2＋；还原反应(正极)：Cu2＋＋2e－＝Cu。
3．以两极反应为根据，确定电极材料及电解质溶液。负极材料为Zn，正极材料的活动性比Zn弱，多采用石墨、Cu等。电解质溶液要含有Cu2＋，可以为CuCl2溶液或CuSO4溶液。
4．结合原电池的构成条件，画出装置图。
典例导析
知识点1：原电池的构成及工作原理
例1 在下图的8个装置中，属于原电池的是________。
解析 ①②中无两电极，③中两电极的活动性应不同，⑤中无电解质溶液，⑧中不形成闭合回路，只有④⑥⑦满足形成原电池的三个条件，形成了原电池，本题的易错点是⑥⑦，⑥被误认为无导线相连构不成闭合回路，⑦被误认为应插入同一装置中而漏选。
答案 ④⑥⑦
跟踪练习1 下列装置能构成原电池的是( )
答案 B
知识点2：原电池的设计
例2 如图Ⅰ所示的装置，在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡。小心地往烧杯中央滴入CuSO4溶液。
(1)片刻后可观察到的现象是________。
A．铁圈和银圈左右摇摆不定
B．保持平衡状态不变
C．铁圈向下倾斜
D．银圈向下倾斜
(2)产生上述现象的原因是_______________________。
(3)欲使图Ⅱ中的铁棒逐渐溶解而铜不在铁棒上析出，可以设计的实验是____________________________________。
解析 因为铁圈可以与CuSO4发生氧化还原反应：Fe＋CuSO4＝FeSO4＋Cu，铁圈和银圈直接相连，电子可以顺利传递，所以可以构成原电池，其电极反应式为：
负极：Fe－2e－＝Fe2＋
正极：Cu2＋＋2e－＝Cu
铁溶解，铁圈减轻；生成的Cu沉积在银圈上，银圈增重。
答案 (1)D
(2)加CuSO4溶液后，构成Fe－Ag原电池，Fe溶解，铁圈减轻，Cu2＋在银圈上得电子，沉积在银圈上，银圈增重
(3)找一种比铁不活泼的金属(如Cu)或非金属(如石墨)与铁棒用导线相连接(或直接接触)，插入该溶液中构成原电池
跟踪练习2 某同学根据原电池原理设计了“苹果电池”(如图)，下列有关说法中正确的是( )
A．将苹果换成番茄，小灯泡就不亮了
B．铁片是此“苹果电池”的正极
C．苹果里有电解质溶液
D．一段时间后取出Cu片，其质量减少
答案 C
亲们再见
第2课时 发展中的化学电源
三维目标
思维激活
电池，你一定不会感到陌生吧！除了熟悉的干电池外，还有供手机、笔记本电脑用的锂电池，供心脏起搏用的超小型电池，此外潜艇、卫星、宇宙飞船等也要依靠电池提供能量。当今社会虽然有方便的交流电网，但是电池的销售量却有增无减，而且不断涌现出新的品种。你知道燃料电池的工作原理吗？
知识与技能
认识常见的化学电源，了解燃料电池的工作原理
过程与方法
在了解新型电池的过程中，学会运用查阅资料等多种手段获取信息
情感、态度与价值观
通过对新型电池的介绍、体验化学电池的改进与创新，初步形成科学的发展观
自学导引
一、锌锰干电池
最早使用的化学电池是锌锰电池，它是一种一次电池，放电之后不能充电(内部的氧化还原反应是不可逆的)，在使用过程中，锌作负极，会逐渐溶解：Zn－2e－＝Zn2＋，锌外壳逐渐变薄，最后内部糊状的电解质会泄漏出来，使电器腐蚀；后来人们采用在外壳口套上防腐金属筒或塑料筒的方法改造成了防漏电池。
二、充电电池
充电电池又称二次电池，它在放电时进行氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态。它实现了化学能转变为电能，再由电能转变为化学能的循环。最早使用的充电电池是铅蓄电池。锂离子电池是新一代的可充电绿色电池。
思考题1 随着人们生活水平的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提上议事日程，其首要原因是________________________________________________。
答案 防止电池中的汞、镉、铅等重金属离子对土壤和水源的污染
三、燃料电池
燃料电池与干电池和蓄电池的差别在于反应物不是储存在电池内部，而是外设装备提供燃料、氧化剂等。燃料电池的能量转化率比火力发电高。
思考题2 在燃料电池中，燃料在哪一极反应？O2呢？
答案 燃料发生氧化反应，在负极发生；氧气发生还原反应，在正极发生。
名师解惑
一、电化学反应式的书写
1．书写要遵循的原则
原电池的电极反应均是氧化还原反应，因此电极反应式的书写要遵循质量守恒、电子守恒及电荷守恒，将两电极反应式合并得总反应式；已知一电极反应式和电池总反应式，则用电池总反应式减去该电极反应式，即得另一电极反应式；对于可充电电池的反应，要看清“充电、放电”的方向。放电的过程就是原电池的反应原理。
2．电极反应式的书写步骤
第一步：分析氧化还原反应，确定电极的正、负极及氧化剂、还原剂得失电子的数目。
第二步：注意电解质溶液的成分，对正极、负极反应产物的影响，可根据题意或化学方程式确定正、负极产物。
第三步：为保证电荷守恒、元素守恒、质量守恒，考虑溶液的酸碱性，可在电极反应式的一端根据需要添加H＋、OH－或H2O。将两个电极反应式合并起来，即可得到电池总反应式。
[特别提醒]
①可将两个电极反应式合并起来看是否与电池总反应式相符，相符则对，不符则错。
②要注意电极反应产物是否与电解质溶液发生反应。
二、原电池原理的应用
1．利用原电池反应原理加快化学反应速率。实验室常用粗锌或向酸溶液中加入少量硫酸铜溶液，来加快生成氢气的速率。其原因是锌与粗锌的杂质或锌与从硫酸铜中置换出的铜与酸溶液形成原电池，加快了锌的反应。
2．判断金属的纯度：在“Zn－Cu－H2SO4”构成的原电池中，锌极失去电子发生氧化反应而溶解，溶液中的氢离子在铜极上得到电子发生还原反应，放出氢气。若在锌极上也有氢气放出，则说明锌极是不纯的。
3．比较金属活动性强弱。如图所示装置中，A和B都是金属单质，电解质溶液是稀硫酸。如果A上产生气泡，则金属活动性：A
4．抑制金属的腐蚀。简单地说，金属腐蚀就是金属被氧化。还以上图为例，若金属A是负极，则A被氧化(被腐蚀)，金属B受保护；若金属A是正极，则金属B被氧化(被腐蚀)，金属A受保护。由此可知，可以利用原电池原理来抑制金属的腐蚀。
典例导析
知识点1：原电池中电极反应式的书写及判断
例1 右图为氢氧燃料电池的原理示意图，按照此图的提示，下列叙述中不正确的是( )
A．a电极是负极
B．b电极的电极反应式为4OH－－4e－＝2H2O＋O2↑
C．在电池内部，H＋向b电极附近运动
D．氢氧燃料电池是一种具有广泛应用前景的绿色电源
解析 氢氧燃料电池的总化学方程式为2H2＋O2＝2H2O，当电解质溶液为KOH溶液时，a电极上发生的电极反应为2H2－4e－＋4OH－＝4H2O，a电极是负极；b电极上发生的电极反应为O2＋2H2O＋4e－＝4OH－，b电极是正极；在原电池内部，阳离子向正极迁移；氢氧燃料电池的能量效率较高，且产物是H2O，无污染，因此，它是一种具有