
人教版化学必修二全册精品课件全.ppt
431页人教版高中化学人教版高中化学必修必修2 2 全册课件全册课件目 录目 录第一章第一章 物质结构 元素周期律物质结构 元素周期律 第一节 元素周期表第一节 元素周期表 第二节 元素周期律第二节 元素周期律 第三节 化学键第三节 化学键第二章 化学反应与能量第二章 化学反应与能量 第一节 化学能与热能第一节 化学能与热能 第二节 化学能与电能第二节 化学能与电能 第三节 化学反应的速率和限度第三节 化学反应的速率和限度第三章 有机化合物第三章 有机化合物 第一节 最简单的有机化合物第一节 最简单的有机化合物——甲烷甲烷 第二节 来自石油和煤的两种基本化工原料第二节 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三节 生活中两种常见的有机物 第四节 基本营养物质第四节 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 环境保护第二节 资源综合利用 环境保护第一章第一章 物质结构 元素周期律物质结构 元素周期律第一节 元素周期表第一节 元素周期表第第1 1课时 元素周期表课时 元素周期表 三维目标知知识识与技能与技能1.了解周期、族的概念.了解周期、族的概念2.掌握元素周期表的.掌握元素周期表的结结构构(重点重点)过过程与方法程与方法1.通.通过过收集和制作周期表体收集和制作周期表体验验比比较较法的作用法的作用2.通.通过对过对周期表周期表结结构的研究,体会构的研究,体会归纳归纳、推理、推理在化学研究中的作用在化学研究中的作用情感、情感、态态度与度与价价值观值观通通过过学学习习元素周期表的元素周期表的创创立及演立及演变过变过程,培养程,培养严严谨谨、、执执著的科学著的科学态态度度 思维激活思维激活 俄俄罗罗斯斯化化学学家家门门捷捷列列夫夫(1834--1907)在在研研究究前前人人所所得得成成果果的的基基础础上上,,发发现现一一些些元元素素除除有有特特性性之之外外还还有有共共性性,,于于是是开开始始试试着着排排列列这这些些元元素素。
经经过过了了一一系系列列的的排排队队以以后后,,他他发发现现了了元素化学性质的规律性当有人轻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地回答说,从他立志从事这项探索工作起,花了大约工作起,花了大约20年的功夫,才年的功夫,才终于在终于在1869年制出了第一张元素周年制出了第一张元素周期表你想知道元素周期表是怎样期表你想知道元素周期表是怎样绘制的吗?绘制的吗? 自学导引自学导引 一、元素周期表的发展史一、元素周期表的发展史 1..1869年年,,俄俄国国化化学学家家门门捷捷列列夫夫将将已已知知的的元元素素按按照照相相对对原原子子质质量量由由小小到到大大依依次次排排列列,,并并将将化化学学性性质质相相似似的的元元素素放放在在一个纵行,制出了第一张元素周期表一个纵行,制出了第一张元素周期表 2..随随着着化化学学科科学学的的不不断断发发展展,,元元素素周周期期表表中中元元素素的的排排序序依据改为原子的依据改为原子的核电荷数核电荷数 3..按按照照元元素素在在周周期期表表中中的的顺顺序序给给元元素素编编号号,得得到到原原子子序序数。
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= 原子序数=核电荷数核电荷数==质子数质子数==核外电子数核外电子数 二、元素周期表二、元素周期表(长式长式)的结构的结构 1..元素周期表的排列原则元素周期表的排列原则 横横行行::电电子子层层数数相相同同的的元元素素,,按按原原子子序序数数递递增增的的顺顺序序从从左到右排列左到右排列 纵纵行行::最最外外层层电电子子数数相相同同的的元元素素,,按按电电子子层层数数递递增增的的顺顺序自上而下排列序自上而下排列 2.元素周期表的结构.元素周期表的结构 (1)周期周期 元素周期表有 元素周期表有7个横行,叫做周期个横行,叫做周期 每一周期中元素的 每一周期中元素的电子层数电子层数相同相同,从左到右原子序数从左到右原子序数递增递增 其中 其中,第一、二、三周期称为第一、二、三周期称为短短周期周期,其他周期均为其他周期均为长长周期 (2)族族 元素周期表有 元素周期表有18个纵行,称为族个纵行,称为族 主族:元素的族序数后标 主族:元素的族序数后标A 副族:元素的族序数后标 副族:元素的族序数后标B Ⅷ族:第族:第8、、9、、10纵行纵行 0族:稀有气体元素族:稀有气体元素 思思考考题题 某某同同学学总总结结ⅡA族族元元素素原原子子的的最最外外层层电电子子数数都都为为2,,由由此此得得出出原原子子最最外外层层电电子子数数为为2的的元元素素就就一一定定是是ⅡA族族元元素素。
你认为正确吗?你认为正确吗? 答答案案 不不正正确确;;0族族中中的的He元元素素和和某某些些副副族族元元素素(如如Zn)原原子子的最外层电子数也为的最外层电子数也为2 名师解惑名师解惑 一、元素周期表一、元素周期表(长式长式)的结构的结构 1..第第七七周周期期属属于于长长周周期期,,因因目目前前尚尚未未排排满满也也称称不不完完全全周周期,若排满应包括期,若排满应包括32种元素 2..0族族元元素素原原子子最最外外层层电电子子数数为为8(He元元素素为为2),,因因化化学学性性质质不不活活泼泼,,把把它它们们的的化化合合价价定定为为0,,叫叫做做0族族,,在在元元素素周周期期表的第表的第18纵行 3..Ⅷ族族包包括括周周期期表表中中第第8、、9、、10三三个个纵纵行行,,其其余余15个个纵行,每个纵行为一族,因此周期表纵行,每个纵行为一族,因此周期表18个纵行共个纵行共16个族 4.周期表中族的排列方式.周期表中族的排列方式 1~~7纵行:纵行:ⅠA→ⅡA→ⅢB→…→ⅦB 8、、9、、10纵行:纵行:Ⅷ 11~~18纵行:纵行:ⅠB→ⅡB→ⅢA→…→ⅦA→0 5..过过渡渡元元素素包包括括所所有有的的副副族族元元素素和和Ⅷ族族元元素素,,且且都都是是金属元素。
金属元素 [特别提醒特别提醒] ①①0族族及及Ⅷ族族不不属属于于主主族族也也不不属属于于副副族族,,所所以以表表示示族族序序数时,后面不能加数时,后面不能加A和和B ②②最最外外层层电电子子数数相相同同的的元元素素不不一一定定在在同同一一族族,,同同族族元元素素最最外外层层电电子子数数不不一一定定相相同同,,如如某某些些副副族族和和0族族但但同同一一主主族族元元素最外层电子数均相同素最外层电子数均相同 ③③副副族族元元素素都都是是过过渡渡元元素素,,但但过过渡渡元元素素不不都都是是副副族族元元素素,,还包括还包括Ⅷ族元素 二、元素周期表中的数字规律二、元素周期表中的数字规律 1..周期序数=原子的电子层数周期序数=原子的电子层数 主族序数=主族元素原子的最外层电子数 主族序数=主族元素原子的最外层电子数 2..镧镧系系和和锕锕系系各各有有15种种元元素素,,因因性性质质相相近近,,分分别别在在周周期期表表中中占占同同一一个个位位置置,,因因此此到到目目前前为为止止,,元元素素种种类类最最多多的的族族是是ⅢB族 3.元素原子序数差.元素原子序数差 同同周周期期ⅢA族族与与ⅡA族族元元素素原原子子序序数数差差,,从从第第二二周周期期到到第第七七周周期期分分别别为为1、、1、、11(加加过过渡渡元元素素10种种)、、11、、25(镧镧系系15种种,,加加14)、、25(锕系锕系15种,加种,加14)。
ⅠA族族内内自自上上而而下下,,相相邻邻周周期期原原子子序序数数差差值值为为2、、8、、8、、18、、18、、32;;0族族内内自自上上而而下下,,相相邻邻周周期期原原子子序序数数差差值值为为8、、8、、18、、18、、32、、32 典例导析典例导析 知识点知识点1:元素周期表的结构:元素周期表的结构 例例1 下列有关元素周期表的说法中正确的是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.元素周期表中元素种类最多的周期是第五周期 B..长长周周期期中中每每个个周周期期所所含含元元素素种种类类可可能能是是8种种、、18种种或或32种种 C.元素周期表中每个纵行均是一个族.元素周期表中每个纵行均是一个族 D..ⅦA族元素即卤族元素族元素即卤族元素 解解析析 元元素素周周期期表表中中第第六六周周期期的的镧镧系系、、第第七七周周期期的的锕锕系系分分别别包包含含15种种元元素素,,长长周周期期第第四四、、五五、、六六周周期期分分别别包包含含18、、18、、32种种元元素素;;周周期期表表中中的的第第8、、9、、10纵纵行行同同为为Ⅷ族族元元素素;;第第ⅦA族元素包括族元素包括F、、Cl、、Br、、I、、At,又称卤族元素。
又称卤族元素 答案答案 D 跟跟踪踪练练习习1 下下列列各各表表中中的的数数字字均均代代表表元元素素的的原原子子序序数数,,其其表表示示的的元元素素与与它它们们在在元元素素周周期期表表中中的的相相对对位位置置合合理理的的一一组组是是( ) 答案答案 A 知识点知识点2:元素周期表中的数字规律:元素周期表中的数字规律 例例2 原原子子序序数数为为x的的元元素素位位于于周周期期表表中中的的ⅡA 族族,,则则原原子序数为子序数为x++1的元素不可能处在的元素不可能处在( ) A..ⅢA族族B..ⅠA族族 C.镧系元素.镧系元素D..ⅢB族族 解解析析 原原子子序序数数为为x的的元元素素位位于于ⅡA族族,,而而与与之之相相邻邻原原子子序序数数为为x++1的的元元素素可可能能位位于于ⅢA族族或或ⅢB族族,,其其中中镧镧系系属属于于ⅢB族 答案答案 B 跟跟踪踪练练习习2 同同一一主主族族的的两两种种元元素素的的原原子子序序数数之之差差不不可可能能是是( ) A..16 B..26C..36D..46 答案答案 D第第2 2课时 元素的性质与原子结构课时 元素的性质与原子结构 三维目标三维目标知知识识与技能与技能通通过过原子原子结结构示意构示意图图掌握原子掌握原子结结构,掌握构,掌握主族元素在元素周期表中的位置及其性主族元素在元素周期表中的位置及其性质质的的递变规递变规律律(重点重点)过过程与方法程与方法体会化学研究中体会化学研究中发现规发现规律的律的过过程及学程及学习实习实验验探究、比探究、比较较、、归纳归纳、推理等方法、推理等方法情感、情感、态态度与度与价价值观值观1.培养科学探究的.培养科学探究的热热情情2..锻炼团结协锻炼团结协作的精神作的精神3.了解内因与外因的关系.了解内因与外因的关系 思维激活思维激活 纵纵观观化化学学史史,,在在元元素素周周期期律律的的发发现现过过程程中中,,不不论论是是拉拉瓦瓦锡锡的的最最初初尝尝试试,,还还是是德德贝贝莱莱纳纳、、纽纽兰兰兹兹、、门门捷捷列列夫夫等等人人的的具具体体探探索索,,无无不不浸浸透透着着科科学学家家对对化化学学的的探探究究。
这这些些探探究究不不仅仅表表现现在在元元素素周周期期律律的的外外部部形形式式之之上上,,而而且且深深入入到到了了它它的的内内部部联联系系之之中中科科学学家家的的探探究究途途径径中中化化学学实实验验贡贡献献甚甚大大,,化化学学实实验验是是化化学学基基石石,,是是检检验验化化学学理理论论的的标标准准那那么么,,如如何何通通过过实实验验来探究元素结构与性质的关系呢?来探究元素结构与性质的关系呢? 自学导引自学导引 一、碱金属元素一、碱金属元素 1..原子结构原子结构 相同点:最外层均为 相同点:最外层均为1个电子 不不同同点点::随随着着核核电电荷荷数数的的增增加加,,电电子子层层数数递递增增,,原原子子半半径递径递增增 2.化学性质.化学性质 (1)钾的化学性质的实验探究及其与钠的比较钾的化学性质的实验探究及其与钠的比较 ①①钾的保存及取用方法钾的保存及取用方法 钾钾保保存存在在煤煤油油中中,,取取用用时时先先用用镊镊子子夹夹取取,,再再用用滤滤纸纸吸吸干干煤油,然后在玻璃片上用小刀切割煤油,然后在玻璃片上用小刀切割 ②②钾、钠性质的实验探究与对比钾、钠性质的实验探究与对比与氧气反与氧气反应应与水反与水反应应钠钠剧剧烈燃烈燃烧烧,,黄黄色火焰色火焰熔成小球,浮于水面,四熔成小球,浮于水面,四处处游游动动,,““咝咝咝咝””响声响声钾钾燃燃烧烧更更剧剧烈,烈,紫紫色火焰色火焰(透透过蓝过蓝色色钴钴玻璃玻璃)熔成小球,浮于水面,四熔成小球,浮于水面,四处处游游动动,,燃燃烧烧,有,有轻轻微爆炸声微爆炸声结论结论钾钾的活的活动动性比性比钠钠强强 (2)碱金属元素化学性质的特点碱金属元素化学性质的特点 ①①相相似似性性::原原子子都都容容易易失失去去最最外外层层的的一一个个电电子子,,化化学学性性质活泼,它们都能与氧气等非金属单质及水反应。
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↑ 思考题思考题1 完成下列离子方程式完成下列离子方程式 (1)锂与稀盐酸反应的离子方程式为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铷与水反应的离子方程式为____________________________________ 答案答案 (1)2Li++2H++==2Li++++H2↑ (2)2Rb++2H2O==2Rb++++2OH--++H2↑ ②②差差异异性性::随随着着核核电电荷荷数数的的增增加加,,碱碱金金属属元元素素原原子子的的电电子子层层数数逐逐渐渐增增多多,,原原子子半半径径逐逐渐渐增增大大碱碱金金属属元元素素的的性性质质也也有有差差异异,,从从锂锂到到铯铯,,单单质质还还原原性性逐逐渐渐增增强强,,如如钾钾与与氧氧气气或或水水反应比钠的反应剧烈,铷、铯的反应更剧烈。
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.单质的物理性质 相相似似性性::都都是是银银白白色色金金属属(铯铯略略带带金金色色光光泽泽),,较较柔柔软软,,有有延延展展性性,,密密度度都都比比较较小小,,熔熔点点也也都都比比较较低低,,导导电电、、导导热热性性能都很能都很好好 递递变变性性::从从锂锂到到铯铯,,密密度度逐逐渐渐增增大大(钾钾的的密密度度反反常常),,熔熔、、沸点逐渐沸点逐渐降低降低 二、卤族元素二、卤族元素 1..原子结构原子结构 (1)相同点:最外层都是相同点:最外层都是7个电子 (2)不不同同点点::随随核核电电荷荷数数的的增增加加,,电电子子层层数数逐逐渐渐增增多多,,原原子半径逐渐子半径逐渐增大增大 2.单质的物理性质.单质的物理性质F2 Cl2 Br2 I2 (1)颜色:由浅到深颜色:由浅到深 (2)密度:由小到大密度:由小到大 (3)熔、沸点:由低到高熔、沸点:由低到高 3.单质的化学性质.单质的化学性质 (1)卤素单质与氢气反应的比较卤素单质与氢气反应的比较 (2)卤素间的置换反应实验卤素间的置换反应实验 思思考考题题2 砹砹(At)是是卤卤素素中中原原子子序序数数最最大大的的元元素素,,则则通通常常条条件件下下砹砹应应该该是是______(填填“深深”或或“浅浅”)色色______体体,,______(填填“易易”或或“难难”)与与H2化化合合,,产产物物的的稳稳定定性性______。
答案答案 深;固;难;差深;固;难;差 名师解惑名师解惑 一、元素的金属性、非金属性强弱的判断依据一、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金属性强弱的判断依据 (1)元元素素的的单单质质与与水水或或酸酸置置换换出出氢氢气气的的反反应应越越容容易易进进行行,,则其金属性越强则其金属性越强 (2)元元素素的的最最高高价价氧氧化化物物对对应应水水化化物物的的碱碱性性越越强强,,则则其其金金属性越强属性越强 (3)金金属属元元素素的的单单质质与与盐盐在在水水溶溶液液中中进进行行置置换换反反应应,,若若A置换出置换出B,则,则A的金属性强于的金属性强于B (4)在金属活动性顺序表中,前者的金属性强于后者在金属活动性顺序表中,前者的金属性强于后者 (5)金金属属阳阳离离子子的的氧氧化化性性越越强强,,则则其其单单质质的的还还原原性性越越弱弱,,元素的金属性越弱元素的金属性越弱(注:注:Fe的阳离子仅指的阳离子仅指Fe2++) 2.非金属性强弱的判断依据.非金属性强弱的判断依据 (1)非非金金属属元元素素的的单单质质与与氢氢气气化化合合生生成成气气态态氢氢化化物物的的反反应应越容易进行,则其非金属性越强。
越容易进行,则其非金属性越强 (2)非非金金属属元元素素气气态态氢氢化化物物的的稳稳定定性性越越强强,,则则元元素素的的非非金金属性越强属性越强 (3)元元素素的的最最高高价价氧氧化化物物对对应应水水化化物物的的酸酸性性越越强强,,则则其其非非金属性越强金属性越强 (4)非非金金属属元元素素的的单单质质与与盐盐在在水水溶溶液液中中进进行行置置换换反反应应,,若若A置换出置换出B,并且,并且A体现出氧化性,则体现出氧化性,则A的非金属性强于的非金属性强于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、递变性和特殊性二、同主族元素的相似性、递变性和特殊性 1.原子结构.原子结构 (1)相似性:最外层电子数相同相似性:最外层电子数相同 (2)递递变变性性::随随着着核核电电荷荷数数的的增增加加,,电电子子层层数数递递增增,,原原子子半径逐渐增大半径逐渐增大 2.化学性质.化学性质 (1)相似性:相似性: ①①能发生相似的化学反应能发生相似的化学反应。
如如碱碱金金属属都都能能与与O2、、Cl2等等非非金金属属反反应应,,都都能能与与水水反反应应;;卤素单质都能与卤素单质都能与H2、、H2O等反应 ②②同类化合物中元素化合价相同,化学式形式相同同类化合物中元素化合价相同,化学式形式相同 如如碱碱金金属属氢氢氧氧化化物物都都可可表表示示为为ROH,,卤卤素素单单质质分分子子式式都都可表示为可表示为X2,氢化物都可表示为,氢化物都可表示为HX (2)递递变变性性::随随着着核核电电荷荷数数的的增增加加,元元素素的的金金属属性性逐逐渐渐增增强强,非非金金属属性性逐逐渐渐减减弱弱;;单单质质还还原原性性逐逐渐渐增增强强,氧氧化化性性逐逐渐渐减减弱弱;最最高高价价氧氧化化物物对对应应水水化化物物的的碱碱性性逐逐渐渐增增强强,酸酸性性逐逐渐渐减减弱弱;非非金属单质与金属单质与H2化合逐渐变难化合逐渐变难,氢化物的稳定性逐渐降低氢化物的稳定性逐渐降低 (3)特特殊殊性性::因因递递变变性性的的影影响响,,同同一一主主族族元元素素均均有有一一定定的的特特殊殊性性,,首首尾尾两两种种元元素素更更明明显显碱碱金金属属中中锂锂(Li)的的单单质质和和化化合合物物的的性性质质与与镁镁(Mg)的的单单质质和和化化合合物物相相似似,,而而与与其其他他碱碱金金属属不不同同,,如如Li与与水水较较难难反反应应,,产产物物LiOH微微溶溶等等。
卤卤素素中中氟氟的的化化学学性性质质具具有有特特殊殊性性,,如如氟氟无无正正价价,,F2与与水水反反应应的的化化学学方方程程式式为为2F2++2H2O==4HF++O2↑(其其他他卤卤素素均均可可表表示示为为X2++H2O==HX++HXO),,HF是是弱弱酸酸(其其他他HX均均为为强强酸酸且且从从上上到到下下HX的的酸性逐渐增强酸性逐渐增强) 典例导析典例导析 知识点知识点1:金属性与非金属性强弱的判断:金属性与非金属性强弱的判断 例例1 X、、Y是是元元素素周周期期表表ⅦA族族中中的的两两种种元元素素,,下下列列叙叙述中能说明述中能说明X的非金属性比的非金属性比Y强的是强的是( ) A..X原子的电子层数比原子的电子层数比Y原子的电子层数多原子的电子层数多 B..Y的气态氢化物比的气态氢化物比X的气态氢化物稳定的气态氢化物稳定 C..Y的单质能将的单质能将X从从NaX的溶液中置换出来的溶液中置换出来 D..X在暗处可与在暗处可与H2反应,反应,Y在加热条件下才能与在加热条件下才能与H2反应反应 解解析析 X原原子子比比Y原原子子的的电电子子层层数数多多,,X在在Y的的下下方方,,则则非非金金属属性性X比比Y弱弱,,A项项不不正正确确;;元元素素氢氢化化物物越越稳稳定定,,其其非非金金属属性性越越强强,,B项项不不正正确确;;Y能能置置换换NaX中中的的X,,则则非非金金属属性性X比比Y弱弱,,C项项不不正正确确;;单单质质与与H2化化合合越越容容易易,,其其非非金金属属性性越越强强,,D项正确。
项正确 答案答案 D 跟跟踪踪练练习习1 下下列列叙叙述述中中一一定定能能说说明明A的的金金属属性性比比B强强的的是是( ) A..A原子的最外层电子数比原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少原子的最外层电子数少 B..A原子的电子层数比原子的电子层数比B原子的电子层数多原子的电子层数多 C..1 mol A从酸中置换的从酸中置换的H2比比1 mol B从酸中置换的从酸中置换的H2多多 D.常温时,.常温时,A能从酸中置换出氢气,而能从酸中置换出氢气,而B不能反应不能反应 答案答案 D 知识点知识点2:同主族元素性质的相似性、递变性和特殊性:同主族元素性质的相似性、递变性和特殊性 例例2 某某学学生生做做同同主主族族元元素素性性质质递递变变规规律律的的实实验验时时,,自自己己设设计计了了一一套套实实验验方方案案,,并并记记录录了了有有关关实实验验现现象象现现在在请请你你帮帮助该学生整理并完成实验报告助该学生整理并完成实验报告 (1)实验目的:实验目的:__________________________________。
(2)实验用品:实验用品: 药品药品:氯水、溴水、溴化钠溶液、碘化钾溶液、四氯化碳氯水、溴水、溴化钠溶液、碘化钾溶液、四氯化碳 仪仪器器::①①__________;;②②__________请请填填写写两两件件主主要要的玻璃仪器的玻璃仪器) (3)实验内容实验内容(在下列空格内填写相关内容在下列空格内填写相关内容):: (4)实验结论:实验结论:__________________________________ (5)问题和讨论:问题和讨论: ①①请用结构理论简单说明得出上述结论的原因请用结构理论简单说明得出上述结论的原因 ②②由由于于F2过过于于活活泼泼,,很很难难设设计计一一个个简简单单的的实实验验验验证证其其氧氧化性强弱试列举两项事实说明化性强弱试列举两项事实说明F的非金属性比的非金属性比Cl强序号序号实验实验方案方案实验现实验现象象①①②② 解解析析 (1)元元素素周周期期律律具具体体包包括括同同一一周周期期与与同同一一主主族族的的变变化化规规律律根根据据以以下下给给出出的的实实验验内内容容不不难难看看出出,,该该学学生生是是想想以以ⅦA族族为为例例,,设设计计实实验验验验证证同同一一主主族族元元素素性性质质的的递递变变规规律律。
2)本本实实验验属属于于试试管管实实验验,,主主要要使使用用试试管管和和胶胶头头滴滴管管3)根根据据提提供供的的药药品品,,该该学学生生显显然然是是用用Cl2、、Br2、、I2之之间间的的置置换换反反应应来来证证明明它它们们的的氧氧化化性性强强弱弱,,用用四四氯氯化化碳碳将将置置换换出出来来的的Br2或或I2萃萃取取出出来来,,以以增增强强实实验验的的准准确确性性和和说说服服力力4)该该小小题题具具有有一一定定的的开开放放性性,,比比如如::Cl2、、Br2、、I2的的氧氧化化性性依依次次减减弱弱或或Cl、、Br、、I的的非非金金属属性性依依次次减减弱弱均均可可,,但但最最好好与与该该实实验验的的目目的的相相对对应应::同同一一主主族族,,自自上上而而下下,,元元素素非非金金属属性性依依次次减减弱弱5)①①该该题题应应该该主主要要从从原原子子核核对对最最外外层层电电子子的的引引力力方方面面来来回回答答②②一一般般来来说说,,置置换换反反应应能能直直接接说说明明两两种种单单质质的的氧氧化化性性强强弱弱,,但但F2过过于于活活泼泼,,不不好好直直接接置置换换Cl2,,只只能能用用间间接接的的证证据据。
如如::它它们们与与氢氢气气反反应应的的难难易易程程度度,,与与水水反反应应的的难难易易程程度度,,它它们们气气态态氢氢化化物物的稳定性等的稳定性等 答案 答案 (1)探究同一主族元素性质的递变规律探究同一主族元素性质的递变规律 (2)试管;胶头滴管试管;胶头滴管 (3)①①将将少少量量新新制制氯氯水水注注入入盛盛有有少少量量NaBr溶溶液液的的试试管管中中,,振振荡荡,,再再注注入入少少量量四四氯氯化化碳碳,,振振荡荡;;加加入入氯氯水水后后,,溶溶液液由由无无色色变变为为橙橙色色,,注注入入四四氯氯化化碳碳后后,,水水层层颜颜色色变变浅浅,,四四氯氯化化碳碳层层(下层下层)变为橙红色变为橙红色 ②②将将少少量量新新制制溴溴水水注注入入盛盛有有少少量量KI溶溶液液的的试试管管中中,,振振荡荡,,再再注注入入少少量量四四氯氯化化碳碳,,振振荡荡;;加加入入溴溴水水后后,,溶溶液液由由无无色色变变为为褐褐色色,,注注入入四四氯氯化化碳碳后后,,水水层层颜颜色色变变浅浅,,四四氯氯化化碳碳层层(下下层层)变为紫红色变为紫红色 (4)同一主族,自上而下,元素非金属性依次减弱同一主族,自上而下,元素非金属性依次减弱 (5)①①同同一一主主族族,,自自上上而而下下,,元元素素原原子子的的电电子子层层数数增增多多,,原子半径增大,原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱。
原子半径增大,原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱 ②②F2在在冷冷暗暗处处就就可可以以与与H2剧剧烈烈反反应应而而爆爆炸炸,,而而Cl2与与H2只只有在光照或点燃的条件下才能反应;有在光照或点燃的条件下才能反应;HF比比HCl稳定 跟跟踪踪练练习习2 下下列列关关于于碱碱金金属属的的原原子子结结构构和和性性质质的的叙叙述述中中不正确的是不正确的是( ) A..碱碱金金属属原原子子最最外外层层都都只只有有一一个个电电子子,,在在化化学学反反应应中中容易失去容易失去 B.碱金属都是强还原剂.碱金属都是强还原剂 C.碱金属都能在.碱金属都能在O2中燃烧生成过氧化物中燃烧生成过氧化物 D.碱金属都能与水反应生成碱.碱金属都能与水反应生成碱 解解析析 碱碱金金属属元元素素的的原原子子和和单单质质,,在在结结构构和和性性质质上上,,既既有有相相似似性性又又有有差差异异性性 如如锂锂单单质质在在O2中中燃燃烧烧只只生生成成Li2O,,无无过氧化物生成过氧化物生成 答案答案 C第第3 3课时 核 素课时 核 素 三维目标知知识识与技能与技能1..认识认识原子核的原子核的结结构,明确构,明确X的含的含义义,掌握,掌握原子序数、核原子序数、核电电荷数、荷数、质质子数、中子数、核子数、中子数、核外外电电子数,以及子数,以及质质量数与量数与质质子数、中子数之子数、中子数之间间的相互关系的相互关系(重点重点)2.知道元素、核素、同位素的含.知道元素、核素、同位素的含义义(难难点点)过过程与方法程与方法1.通.通过对过对原子核构成粒子的原子核构成粒子的认识认识,, 让让学生学生明白明白质质量数与量数与质质子数、中子数之子数、中子数之间间的必然的必然联联系系2.比.比较较法在相似概念学法在相似概念学习习中的作用中的作用情感、情感、态态度度与价与价值观值观通通过对过对核素的核素的认识认识,,让让学生明白微学生明白微观观世界的世界的多多样样性;通性;通过过社会社会调查调查和和查阅资查阅资料,体会放料,体会放射性同位素在生射性同位素在生产产、生活中的广泛用途、生活中的广泛用途 思维激活思维激活 始始于于19世世纪纪末末,,历历时时近近十十年年,,人人类类为为探探索索构构成成物物质质的的基基础础——原原子子的的构构造造,,作作出出了了巨巨大大的的努努力力,,他他们们出出色色的的实实验验方方法法及及由由此此而而建建立立的的有有关关原原子子结结构构的的理理论论,,在在人人类类科科学学发发展展史史上上写写下下了了光光辉辉的的一一页页,,其其中中有有数数十十位位科科学学家家获获得得了了相相应应的的诺诺贝贝尔尔物物理理、、化化学学奖奖。
正正是是前前人人杰杰出出的的研研究究成成果果,,我我们们才才有有了了对原子结构清晰的认识那么,原子内部结构是怎样的呢?对原子结构清晰的认识那么,原子内部结构是怎样的呢? 自学导引自学导引 一、原子的组成一、原子的组成 原子核内 原子核内质子数质子数和和中子数中子数之和称为质量数之和称为质量数 符符号号 中中,,A表表示示X原原子子的的质质量量数数;;Z表表示示X原原子子的的质质子子数数,,即即核核电电荷荷数数;;m表表示示1个个 是是由由m个个X原原子子构构成成的的;;n表表示示离离子子所所带带电电荷荷的的正正(或或负负)和和数数值值,,n>>0表表示示阳阳离离子子,,n<<0表表示示阴离子,阴离子,n==0表示中性表示中性 思考题思考题1 是否所有的原子中都含有中子?是否所有的原子中都含有中子? 答案答案 不是,如不是,如 中就没有中子中就没有中子 二、元素、核素和同位素二、元素、核素和同位素 1..元元素素::具具有有相相同同核核电电荷荷数数(即即质质子子数数)的的同同一一类类原原子子的的总称 2..核核素素::具具有有一一定定数数目目质质子子和和一一定定数数目目中中子子的的一一种种原原子子称为核素。
称为核素 3.同位素.同位素 (1)概概念念::具具有有相相同同的的质质子子数数和和不不同同的的中中子子数数的的同同一一种种元元素素的的原原子子互互称称为为同同位位素素例例如如,, 、、 (或或D)、、 (或或T)都都是是氢的同位素氢的同位素 思思考考题题2 、、H++、、H2、、D2O、、 五五种种粒粒子子中中都都含含有有氢氢______,其中粒子,其中粒子______互称为同位素互称为同位素 答案答案 元素;元素; 和和 (2)应用:应用: ①① 和和 用于制造氢弹;用于制造氢弹; ②② 用用做做相相对对原原子子质质量量计计算算的的标标准准,, 用用于于考考古古学学上上测定文物的年代;测定文物的年代; ③③ 用于制造原子弹和核发电;用于制造原子弹和核发电; ④④利用放射性同位素释放的射线育种、治疗癌症和肿瘤利用放射性同位素释放的射线育种、治疗癌症和肿瘤 三、相对原子质量三、相对原子质量 1..原原子子(或或核核素素)的的相相对对原原子子质质量量::以以一一个个12C原原子子质质量量的的1/12作作为为标标准准,,X原原子子的的质质量量跟跟它它相相比比所所得得的的数数值值即即为为X的的相相对原子质量。
对原子质量 2..元元素素的的相相对对原原子子质质量量::是是该该元元素素的的各各种种核核素素的的原原子子数数百分比与其相对原子质量的乘积所得的平均值百分比与其相对原子质量的乘积所得的平均值 如如A、、B、、C…为为某某元元素素的的不不同同核核素素,,其其原原子子数数百百分分比比分分别别为为a%、、b%、、c%…,,则则该该元元素素的的相相对对原原子子质质量量为为MA·a%++MB·b%++MC·c%++…,,其其中中MA、、MB、、MC…分分别别表表示示核核素素A、、B、、C…的相对原子质量的相对原子质量 思思考考题题3 由由 形形成成的的氢氢气气分分子子有有几几种种??有几种不同的相对分子质量?有几种不同的相对分子质量? 答案 答案 6种;种;5种种 名师解惑名师解惑 一、原子和离子结构中的数量关系一、原子和离子结构中的数量关系 1..质量数质量数(A)=质子数=质子数(Z)+中子数+中子数(N) 2.原子:核电荷数=核内质子数=核外电子数.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.阳离子:核电荷数=核内质子数>核外电子数核外电子数 4.阴离子:核电荷数=核内质子数.阴离子:核电荷数=核内质子数<核外电子数核外电子数 二、元素、核素和同位素概念的辨析二、元素、核素和同位素概念的辨析 1.元素.元素 (1)确确定定元元素素种种类类的的唯唯一一标标准准是是原原子子的的核核电电荷荷数数(即即质质子子数数),与中子数没有任何关系。
与中子数没有任何关系 (2)“同同一一类类”指指质质子子数数相相同同的的各各种种不不同同原原子子及及相相同同原原子子的不同状态的不同状态(即游离态和化合态即游离态和化合态) 2.核素.核素 核核素素是是确确定定的的一一种种原原子子,这这个个概概念念有有两两个个要要素素::原原子子核核内内的质子数和中子数的质子数和中子数,只有这两个要素都确定了才能称为核素只有这两个要素都确定了才能称为核素 3.同位素.同位素 同同位位素素是是把把质质子子数数相相同同的的不不同同核核素素联联系系在在一一起起大大多多数数元元素素都都有有同同位位素素,,同同一一种种元元素素的的各各种种同同位位素素虽虽然然中中子子数数和和质质量量数数各各不不相相同同,,但但因因为为它它们们的的核核电电荷荷数数相相同同,,所所以以它它们们的的物物理理性性质质不不同同,,但但化化学学性性质质几几乎乎完完全全相相同同同同位位素素在在元元素素周周期期表中占据相同的位置,同位素也因此而得名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:.元素、核素、同位素的相互关系: 典例导析典例导析 知知识识点点1 1::有有关关粒粒子子的的质质量量数数、、质质子子数数、、中中子子数数和和核核外外电电子数的关系子数的关系 答案答案 C 跟跟踪踪练练习习1 石石材材的的放放射射性性常常用用镭镭( )作作为为标标准准,,居居里里夫夫人人(Marie Curie)因因对对 元元素素的的研研究究曾曾两两度度获获得得诺诺贝贝尔尔奖奖。
下列有关镭下列有关镭( )的叙述中不正确的是的叙述中不正确的是( ) A.. 原子核内有原子核内有138个中子个中子 B.. 原子核外有原子核外有88个电子个电子 C.. 原子核内有原子核内有88个质子个质子 D.. 元素位于第三周期元素位于第三周期 答案答案 D 知识点知识点2:有关元素、核素和同位素概念:有关元素、核素和同位素概念 例例2 下列说法中正确的是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.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.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.不同元素的核素质量数可能相同 D..镧镧系系中中15种种元元素素在在元元素素周周期期表表中中占占同同一一格格,,所所以以互互称为同位素称为同位素 解解析析 A中中粒粒子子可可以以是是原原子子、、分分子子或或离离子子,,所所以以不不正正确确,,B中中质质量量数数相相同同并并不不一一定定质质子子数数和和中中子子数数都都相相同同,,如如14C和和14N等等,,故故不不正正确确;;不不同同元元素素的的核核素素质质子子数数不不同同,,但但质质量量数数可可能能相相同同,,如如 与与 ,,C正正确确;;D中中镧镧系系15种种元元素素质质子子数数互互不不相相同,不是同位素。
同,不是同位素 答案答案 C 跟跟踪踪练练习习2 简简单单原原子子的的原原子子结结构构可可用用下下图图表表示示方方法法形形象象表示:表示: 其其中中●●表表示示质质子子或或电电子子,,○○表表示示中中子子,,则则下下列列有有关关①②③①②③的叙述中正确的是的叙述中正确的是( ) A..①②③①②③互为同位素互为同位素 B..①②③①②③互为同素异形体互为同素异形体 C..①②③①②③是三种化学性质不同的粒子是三种化学性质不同的粒子 D..①②③①②③具有相同的质量数具有相同的质量数 答案 答案 A第二节 元素周期律第二节 元素周期律第第1 1课时 原子核外电子的排布课时 原子核外电子的排布 三维目标三维目标知知识识与技能与技能1.了解核外.了解核外电电子排布的初步知子排布的初步知识识和原子和原子结结构构示意示意图图的表示方法的表示方法2.原子核外.原子核外电电子的排布子的排布规规律律(重、重、难难点点)过过程与方法程与方法由由图图表数据表数据总结总结、、归纳归纳、抽象、形成、抽象、形成规规律的律的过过程与方法程与方法情感、情感、态态度度与价与价值观值观体体验发现验发现和和应应用用规规律的快律的快乐乐,体会,体会对对待自然待自然规规律的正确律的正确态态度度 思维激活思维激活 电电子子的的质质量量很很小小(9.1095×10--31 kg),,运运动动的的空空间间范范围围很很小小(直直径径约约为为10--10 m),,运运动动的的速速度度极极快快(接接近近光光速速),,核核外外电电子子运运动动没没有有确确定定的的路路线线,,不不能能测测量量或或计计算算出出它它在在某某一一时时刻刻所所处处的的位位置置,,也也不不能能准准确确描描绘绘出出它它的的运运动动轨轨迹迹。
那那么么核核外外电电子子是如何排布的呢?是如何排布的呢? 自学导引 一、核外电子的分层排布一、核外电子的分层排布 在在多多电电子子的的原原子子里里,,电电子子分分别别在在能能量量不不同同的的区区域域内内运运动动,,在在离离核核较较近近的的区区域域内内运运动动的的电电子子能能量量较较低低,,在在离离核核较较远远的的区区域域内内运运动动的的电电子子能能量量较较高高,,把把不不同同的的区区域域简简化化为为不不连连续续的的壳壳层层,,也也称称作作电电子子层层(如如右右图图)电电子子总总是是先先从从内内层层排排起起,,这这又又叫核外电子的分层排布其关系如下表:叫核外电子的分层排布其关系如下表:电电子子层层(n)1234567符号符号KLMNOPQ离核离核远远近近由由近近到到远远能量能量高低高低由由低低到到高高 二、二、1~~20号元素原子核外电子排布号元素原子核外电子排布 三、结构示意图三、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结构示意图包括原子结构示意图和离子结构示意图 在在原原子子结结构构示示意意图图中中,,“圈圈”表表示示原原子子核核及及核核内内质质子子数数,,“弧弧”表表示示各各电电子子层层,,弧弧线线上上的的数数字字表表示示该该电电子子层层上上的的电电子子数,核内质子数与核外电子数相等。
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 在离子结构示意图中,核内质子数与核外电子数不相等 思思考考题题 试试用用结结构构示示意意图图表表示示下下列列粒粒子子::Na、、S、、Mg2+、、Cl-- 答案答案 、、 、、 、、 名师解惑名师解惑 一、核外电子的排布规律一、核外电子的排布规律 1..核核外外电电子子总总是是最最先先排排布布在在能能量量最最低低的的电电子子层层里里,,然然后后依次排布在能量较高的电子层里依次排布在能量较高的电子层里 2.各电子层最多容纳.各电子层最多容纳2n2(n代表电子层代表电子层)个电子 3.最外层电子数不超过.最外层电子数不超过8个个(K层不超过层不超过2个个) 4.次外层电子数不超过.次外层电子数不超过18个,倒数第三层不超过个,倒数第三层不超过32个 [特别提醒特别提醒] 以以上上四四条条规规律律相相互互联联系系和和制制约约,,一一般般以以少少为为准准,,如如K K原原子子为为 而而不不能能写写成成 ,,因因为为尽尽管管第第三三层层最最多多可排可排2×32==18个,但作为最外层不能超过个,但作为最外层不能超过8个。
个 二、二、1~~20号元素原子核外电子排布的特殊性号元素原子核外电子排布的特殊性 1.最外层电子数为.最外层电子数为1的原子有的原子有H、、Li、、Na、、K 2.最外层电子数为.最外层电子数为2的原子有的原子有He、、Be、、Mg、、Ca 3..最最外外层层电电子子数数和和次次外外层层电电子子数数相相等等的的原原子子有有Be、、Ar 4.最外层电子数是次外层电子数.最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是倍的原子是C 5.最外层电子数是次外层电子数.最外层电子数是次外层电子数3倍的原子是倍的原子是O 6.最外层电子数是次外层电子数.最外层电子数是次外层电子数4倍的原子是倍的原子是Ne 7.次外层电子数是最外层电子数.次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有倍的原子有Li、、Si 8.内层电子总数是最外层电子数.内层电子总数是最外层电子数2倍的原子有倍的原子有Li、、P 9.电子层数和最外层电子数相等的原子有.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.电子层数是最外层电子数2倍的原子是倍的原子是Li。
11.最外层电子数是电子层数.最外层电子数是电子层数2倍的原子有倍的原子有He、、C、、S 12.最外层电子数是电子层数.最外层电子数是电子层数3倍的原子是倍的原子是O 典例导析典例导析 知识点知识点1:电子排布规律的应用:电子排布规律的应用 例例1 某某原原子子核核外外的的M电电子子层层和和L电电子子层层的的电电子子数数的的关关系系是是( ) A.大于.大于 B.小于 .小于 C.等于.等于 D.不能确定.不能确定 解解析析 当当M层层为为最最外外层层时时,,电电子子数数最最多多不不超超过过8个个;;当当M层层不不是是最最外外层层时时,,电电子子数数最最多多不不超超过过18个个L层层电电子子数数一一定定为为8个,所以它们实际容纳的电子数的大小关系不能确定个,所以它们实际容纳的电子数的大小关系不能确定 答案答案 D 跟跟踪踪练练习习1 某某元元素素的的原原子子核核外外有有3个个电电子子层层,,最最外外层层电电子子数数是是核核外外电电子子总总数数的的1/6,,则则该该元元素素的的符符号号是是______,,原原子子结构示意图是结构示意图是________。
答案答案 Mg;; 知识点知识点2:粒子结构示意图的书写:粒子结构示意图的书写 例例2 下下列列粒粒子子的的结结构构示示意意图图是是否否正正确确??不不正正确确的的请请指指出出错因,并改正错因,并改正 答答 案案 ①①不不 正正 确确 ;K层层 最最 多多 排排 2个个 电电 子子 ,应应 改改 为为 ②②不不正正确确;;圆圆圈圈内内应应为为核核电电荷荷数数,,不不能能写写元元素素符符号号,,应应改为改为 ③③不不正正确确;; Na++为为Na原原子子失失去去最最外外层层的的 1个个电电子子而而得得到到的粒子,应改为的粒子,应改为 ④④不正确;不正确;K层最多排层最多排2个电子,个电子,L层最多排层最多排8个电子,个电子,应改为应改为 ⑤⑤不正确;不正确;Cl--的核电荷数为的核电荷数为17,应改为,应改为 ⑥⑥不不 正正 确确 ;; 最最 外外 层层 最最 多多 排排 8个个 电电 子子 ,, 应应 改改 为为 。
⑦⑦不正确;圆圈内不正确;圆圈内“++20”的的“++”不能省略不能省略 ⑧⑧不不 正正 确确 ;; 次次 外外 层层 最最 多多 排排 18个个 电电 子子 ,, 应应 改改 为为 跟踪练习跟踪练习2 下列粒子的结构示意图中正确的是下列粒子的结构示意图中正确的是( ) 答案答案 A 知识点知识点3::1~~20号元素核外电子排布的特点号元素核外电子排布的特点 例例3 现现有有X、、Y两两种种原原子子,,X原原子子的的M层层比比Y原原子子的的M层层少少3个个电电子子,,Y原原子子L层层的的电电子子数数为为X原原子子L层层电电子子数数的的2倍倍,,则则X和和Y分别是分别是( ) A.硅原子和钠原子.硅原子和钠原子B.硼原子和氦原子.硼原子和氦原子 C.氯原子和碳原子.氯原子和碳原子D.碳原子和铝原子.碳原子和铝原子 解解析析 本本题题考考查查核核外外电电子子排排布布规规律律知知识识的的运运用用由由于于Y原原子子的的M层层比比X原原子子的的M层层多多3个个电电子子,,说说明明Y的的M层层的的电电子子数数至至少少为为3个个,,那那么么Y的的L层层必必为为8个个电电子子,,X的的L层层只只有有4个个电电子子,,M层层无无电电子子。
由由此此推推出出Y的的核核外外电电子子总总数数为为13,,X的的核核外外电子总数为电子总数为6所以X、、Y的核电荷数依次为的核电荷数依次为6和和13,应选,应选D 答案答案 D 跟跟踪踪练练习习3 根根据据下下列列叙叙述述,,分分别别写写出出元元素素名名称称并并画画出出其其原子结构示意图原子结构示意图 (1)A元元素素原原子子核核外外M层层电电子子数数是是L层层电电子子数数的的 ::__________、、__________ (2)B元元素素原原子子的的最最外外层层电电子子数数是是次次外外层层电电子子数数的的 倍倍::__________、、__________ (3)C元元素素的的单单质质在在常常温温下下就就能能与与水水剧剧烈烈反反应应,,产产生生的的气气体能使带火星的木条复燃:体能使带火星的木条复燃:____________、、____________ (4)D元元素素原原子子的的次次外外层层电电子子数数是是最最外外层层电电子子数数的的 ::__________、、__________ 答案答案 (1)硅;硅; (2)硼;硼; (3)氟;氟; (4)氖;氖;第第2 2课时 元素周期律课时 元素周期律 三维目标三维目标知知识识与技能与技能1.了解元素周期性的.了解元素周期性的变变化化(重点重点)2..认识认识元素性元素性质质的周期性的周期性变变化是元素原子化是元素原子核外核外电电子排布周期性子排布周期性变变化的必然化的必然结结果,从果,从而理解元素周期律的而理解元素周期律的实质实质(难难点点)过过程与方法程与方法通通过实验过实验探究和数据分析,熟悉探究和数据分析,熟悉认识规认识规律律的的过过程与方法程与方法情感、情感、态态度度与价与价值观值观体体验验探究物探究物质质世界和世界和认识规认识规律的快律的快乐乐,体,体会元素周期律的会元素周期律的艺术艺术美;培养学生美;培养学生辩证辩证唯唯物主物主义观义观点;理解从量点;理解从量变变到到质变质变的的规规律律 思维激活思维激活 化化学学元元素素周周期期律律是是自自然然界界的的一一条条客客观观规规律律。
它它揭揭示示了了物物质质世世界界的的一一个个秘秘密密,,即即这这些些似似乎乎互互不不相相关关的的元元素素间间存存在在相相互互依依存存的的关关系系,,它它们们组组成成了了一一个个完完整整的的自自然然体体系系,,从从此此新新元元素素的的寻寻找找,,新新物物质质、、新新材材料料的的探探索索有有了了一一条条可可遵遵循循的的规规律律前前面面我我们们通通过过实实验验研研究究了了同同一一主主族族元元素素性性质质的的变变化化规规律律,,那那么么同一周期元素性质是否也呈一定规律性的变化呢?同一周期元素性质是否也呈一定规律性的变化呢? 自学导引自学导引 一一、、核核外外电电子子排排布布、、原原子子半半径径和和元元素素常常见见化化合合价价的的变变化化规律规律 1.元素原子核外电子排布的周期性.元素原子核外电子排布的周期性 随随着着原原子子序序数数的的递递增增,,每每隔隔一一定定数数目目的的元元素素,,会会重重复复出出现现原原子子最最外外层层电电子子从从1个个递递增增到到8个个的的情情况况(第第一一周周期期从从1增增至至2) 2.元素原子半径的周期性变化.元素原子半径的周期性变化 稀稀有有气气体体除除外外,,电电子子层层数数相相同同的的原原子子,,随随着着原原子子序序数数的的递增,原子半径逐渐减小,且呈现周期性变化。
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.元素主要化合价的周期性变化 电电子子层层数数相相同同的的原原子子,,随随着着原原子子序序数数的的递递增增,,元元素素的的最最高高正正价价从从++1递递变变到到++7,,中中部部元元素素开开始始有有负负价价,,并并从从--4递递变变到到--1(注意:氧、氟无正价注意:氧、氟无正价) 二二、、第第三三周周期期元元素素金金属属性性、、非非金金属属性性变变化化规规律律的的实实验验探探究究 1.钠、镁、铝的金属性比较.钠、镁、铝的金属性比较 (1)与水或酸的反应与水或酸的反应 ①①2Na++2H2O(冷冷水水)==2NaOH++H2↑,,反反应应剧剧烈烈,,不不需需要加热 ②②Mg++2H2O(沸沸水水) Mg(OH)2++H2↑,,冷冷水水反反应应缓缓慢慢,,加热至沸腾反应迅速加热至沸腾反应迅速 ③③Mg++2HCl==MgCl2++H2↑,反应剧烈反应剧烈 ④④2Al++6HCl==2AlCl3++3H2↑,反应较剧烈反应较剧烈 (2)最高价氧化物对应水化物的碱性强弱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:使酚酞变红色,属强碱 Mg(OH)2:使酚酞变浅红色,属中强碱: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:不能使酚酞变红色,属两性氢氧化物 (3)实验结论实验结论 Na、、Mg、、Al三种元素的金属性逐渐三种元素的金属性逐渐减弱减弱。
2.硅、磷、硫、氯的非金属性比较.硅、磷、硫、氯的非金属性比较 (1)与与H2反应的难易反应的难易SiPSCl氢氢化物化物SiH4PH3H2SHCl生成生成条件条件高温高温磷蒸气磷蒸气与与H2反反应应加加热热光照或点燃光照或点燃下下剧剧烈反烈反应应与与H2反反应应逐逐渐变渐变易易 (2)最高价氧化物对应水化物的酸性最高价氧化物对应水化物的酸性 思考题思考题 设计实验说明设计实验说明H2SO4的酸性比的酸性比H2SiO3的酸性强的酸性强 答答案案 将将硫硫酸酸滴滴加加到到Na2SiO3 溶溶液液中中,,有有白白色色沉沉淀淀生生成成,,说明说明H2SO4的酸性比的酸性比H2SiO3 的酸性强的酸性强H4SiO4H3PO4H2SO4HClO4弱酸弱酸中中强强酸酸强强酸酸最最强强酸酸最高价含氧酸的酸性逐最高价含氧酸的酸性逐渐渐增增强强 (3)结论结论 Si、、P、、S、、Cl四种元素的非金属性逐渐四种元素的非金属性逐渐增强增强 3.第三周期元素的金属性和非金属性变化规律.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 金属性逐渐金属性逐渐减弱减弱,非金属性逐渐,非金属性逐渐增强增强 名师解惑名师解惑 一、粒子半径大小的比较规律一、粒子半径大小的比较规律 1..同同种种元元素素的的阳阳离离子子半半径径小小于于相相应应的的原原子子半半径径,,如如::r(Na++) 2..同同种种元元素素的的阴阴离离子子半半径径大大于于相相应应的的原原子子半半径径,,如如::r(Cl--)>r(Cl),,r(S2--)>r(S) 3.. 同同 周周 期期 从从 左左 往往 右右 原原 子子 半半 径径 逐逐 渐渐 减减 小小 ,, 如如 ::r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl) 4..同同主主族族从从上上到到下下原原子子半半径径逐逐渐渐增增大大,,相相同同价价态态的的离离子子半半径径逐逐渐渐增增大大,如如:r(Li) 二、元素周期律及其本质二、元素周期律及其本质 元元素素的的性性质质随随着着原原子子序序数数的的递递增增而而呈呈周周期期性性变变化化的的规规律律叫叫做做元元素素周周期期律律元元素素性性质质(包包括括金金属属性性、、非非金金属属性性、、化化合合价价)和和原原子子半半径径的的周周期期性性变变化化是是元元素素原原子子核核外外电电子子排排布布的的周周期期性性变变化化的的必必然然结结果果,,元元素素原原子子的的化化学学性性质质主主要要由由最最外外层层电电子子数数决决定定,,同同时时也也受受原原子子半半径径的的影影响响,,也也就就是是说说,,由由于于原原子子结结构构上上的的周周期期性性变变化化必必然然引引起起元元素素性性质质上上的的周周期期性性变变化化,,这这体体现现了结构决定性质的规律了结构决定性质的规律 典例导析典例导析 知识点知识点1:粒子半径大小的比较:粒子半径大小的比较 例例1 下下列列化化合合物物中中,,阴阴离离子子半半径径与与阳阳离离子子半半径径之之比比最最小小的是的是( ) A..LiI B..NaBrC..KClD..CsF 解解析析 题题目目中中的的碱碱金金属属离离子子Li++的的半半径径是是最最小小的的,,Cs++的的半半径径是是最最大大的的;;4种种卤卤素素阴阴离离子子中中F--的的半半径径是是最最小小的的,,I--的的半半径径是是最最大大的的。 显显然然,,阴阴离离子子与与阳阳离离子子半半径径之之比比最最小小的的应应是是CsF 答案答案 D 跟踪练习跟踪练习1 下列粒子半径大小的比较中正确的是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--) 答案答案 A 知识点知识点2:对元素周期律及其本质的理解:对元素周期律及其本质的理解 例例2 下列说法中正确的是下列说法中正确的是( ) A.原子半径越小,其原子序数越大.原子半径越小,其原子序数越大 B..最最外外层层电电子子数数少少的的原原子子一一定定比比最最外外层层电电子子数数多多的的原原子子易易失失电子电子 C..元元素素原原子子的的金金属属性性、、非非金金属属性性的的强强弱弱从从根根本本上上取取决决于于其其原原子核外电子的排布情况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.元素的化合价越高,其金属性越强 解解析析 A项项,,随随着着原原子子序序数数的的递递增增,,原原子子半半径径由由大大到到小小呈呈周周期期性性变变化化,,不不要要只只考考虑虑由由大大到到小小,,还还要要理理解解“周周期期性性”三三个个字字的的含含义义。 B项项考考虑虑太太片片面面,,要要从从原原子子核核外外电电子子排排布布的的整整体体考考虑虑,,即即从从电电子子层层数数和和最最外外层层电电子子数数两两方方面面考考虑虑,,如如Ca的的最最外外层层电电子子数数比比Na多多,,但但Ca比比Na易易失失电电子子C项项正正确确D项项,,化化合合价价是是元元素素原原子子在在发发生生化化学学反反应应时时所所表表现现出出的的性性质质,,取取决决于于原原子子的的核核外外电电子子排排布布,,对对主主族族元元素素而而言言,,化化合合价价越越高高,,表表明明原原子子的的最最外外层层电电子子数数越越多多,,非非金金属属性可能越强性可能越强 答案答案 C 跟跟踪踪练练习习2 现现代代无无机机化化学学理理论论的的基基石石之之一一——元元素素周周期期律律,,是是1869年年门门捷捷列列夫夫在在总总结结前前人人经经验验的的基基础础上上发发现现的的,,对对新新元元素素的的发发现现、、化化学学理理论论和和实实验验等等研研究究工工作作起起到到了了指指导导作作用用有人提出以下说法,其中正确的是有人提出以下说法,其中正确的是( ) ①①元素的性质随相对原子质量的递增呈周期性变化元素的性质随相对原子质量的递增呈周期性变化 ②②元素的性质随元素原子序数的递增呈周期性变化元素的性质随元素原子序数的递增呈周期性变化 ③③事物的量变可以引起质变事物的量变可以引起质变 ④④元元素素性性质质的的递递变变只只取取决决于于元元素素原原子子电电子子层层数数的的递递变变,,与原子最外层电子数无关与原子最外层电子数无关 A..①②①②B..②③②③ C..①④①④D..①②③④①②③④ 答案答案 B第第3 3课时 元素周期表和元素周期律的应用课时 元素周期表和元素周期律的应用 三维目标知知识识与技能与技能1..认识认识周期表中元素金属性和非金属性的周期表中元素金属性和非金属性的递递变规变规律律(重点重点)2.能描述元素周期表的.能描述元素周期表的结结构,知道金属、非构,知道金属、非金属在元素周期表中的位置。 了解元素在周金属在元素周期表中的位置了解元素在周期表中的位置、原子期表中的位置、原子结结构及其性构及其性质质三者之三者之间间的关系的关系(难难点点)过过程与方法程与方法通通过对过对前面所学知前面所学知识识的的归纳归纳比比较较,掌握,掌握““位、位、构、性构、性””的关系的关系情感、情感、态态度度与价与价值观值观让让学生体学生体验验用所学理用所学理论论解决解决问题问题的快的快乐乐并体并体会化学理会化学理论论的指的指导导作用,培养学生的作用,培养学生的辩证辩证唯唯物主物主义观义观点、科学点、科学创创新品新品质质和理和理论联论联系系实际实际的能力的能力 思维激活思维激活 1875年年,,法法国国化化学学家家布布瓦瓦博博德德朗朗在在分分析析比比利利牛牛斯斯山山的的闪闪锌锌矿矿时时发发现现了了一一种种新新元元素素,,他他将将这这种种新新元元素素命命名名为为镓镓,,以以表表达达他他对对他他的的祖祖国国法法兰兰西西的的热热爱爱,,并并公公布布了了测测得得的的关关于于镓镓的的主主要要性性质质不不久久他他收收到到了了门门捷捷列列夫夫的的来来信信,,门门捷捷列列夫夫在在信信中中指指出出::关关于于镓镓的的比比重重不不应应该该是是4.7,,而而是是5.9~~6.0。 当当时时布布瓦瓦博博德德朗朗很很是是疑疑惑惑,,他他是是唯唯一一掌掌握握金金属属镓镓的的人人,,门门捷捷列列夫夫是是怎怎样样知道镓的比重的呢?知道镓的比重的呢? 自学导引自学导引 一、元素的金属性和非金属性的递变情况一、元素的金属性和非金属性的递变情况 图图表表中中虚虚线线表表示示金金属属元元素素和和非非金金属属元元素素的的分分界界线线,,其其左左下角区域为金属元素,右上角区域为非金属元素下角区域为金属元素,右上角区域为非金属元素 思思考考题题1 元元素素周周期期表表中中除除放放射射性性元元素素外外,,什什么么元元素素的的金金属性最强?什么元素的非金属性最强?属性最强?什么元素的非金属性最强? 答案 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二、元素常见化合价与元素在周期表中位置的关系 1..主主族族元元素素::最最高高正正价价==最最外外层层电电子子数数(价价电电子子数数)==主主族序数族序数 2.非金属主族元素化合价一般规律:.非金属主族元素化合价一般规律: (1)最低负价=最低负价=族序数族序数--8 (2)最高正价+最高正价+|最低负价最低负价|==8 思思考考题题2 氢氢元元素素的的最最高高正正价价为为++1,,最最低低负负价价是是否否应应为为--7? 答案答案 不是,氢元素的最低负价应为不是,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三、元素周期表与元素周期律的关系 元元素素周周期期表表是是元元素素周周期期律律的的具具体体表表现现形形式式,,即即元元素素周周期期表是依据元素周期律而编排出来的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.便于对元素性质进行系统研究 2..为为发发现现新新元元素素及及预预测测它它们们的的原原子子结结构构和和性性质质提提供供了了线线索 3. 在周期表中在周期表中金属与非金属的分界金属与非金属的分界处寻找半导体材料处寻找半导体材料 4..农农药药中中含含有有的的As、、F、、Cl、、S、、P等等元元素素集集中中在在周周期期表表右上角右上角区域 5..在在过过渡渡元元素素中中寻寻找找催催化化剂剂和和耐耐高高温温、、耐耐腐腐蚀蚀的的合合金金材材料 6.在周期表一定区域内寻找元素.在周期表一定区域内寻找元素,发现物质的新用途发现物质的新用途 思思考考题题3 钫钫(Fr)是是碱碱金金属属元元素素中中原原子子序序数数最最大大的的元元素素,,根据它在周期表中的位置预言其性质。 根据它在周期表中的位置预言其性质写出两点即可写出两点即可) 答答案案 ①①在在已已知知元元素素中中具具有有最最大大的的原原子子半半径径;;②②氧氧化化物物对应的水化物是极强的碱对应的水化物是极强的碱(其他合理答案均正确其他合理答案均正确) 名师解惑名师解惑 一一、、元元素素周周期期表表中中同同周周期期、、同同主主族族元元素素原原子子结结构构和和元元素素性质的递变规律性质的递变规律周期表中位置周期表中位置同周期同周期(左左→→右右)同主族同主族(上上→→下下)原原 子子 结结 构构核核电电荷数荷数依次增大依次增大逐逐渐渐增大增大电电子子层层数数相同相同依次增多依次增多最外最外层电层电子数子数依次增多依次增多相同相同原子半径原子半径依次减小依次减小(稀有气体除外稀有气体除外)依次增大依次增大性性 质质主要化合价主要化合价最高正价由+最高正价由+1→→++7 负负价由-价由-4→→--1最高正价、最高正价、负负价相同价相同 最高正价=主族序数 最高正价=主族序数元素的金属性元素的金属性 和非金属性 和非金属性金属性逐金属性逐渐渐减弱减弱 非金属性逐 非金属性逐渐渐增增强强金属性逐金属性逐渐渐增增强强 非金属性逐 非金属性逐渐渐减弱减弱最高价氧化最高价氧化物物对应对应水化物水化物 的酸、碱性 的酸、碱性碱性减弱碱性减弱 酸性增 酸性增强强碱性增碱性增强强 酸性减弱 酸性减弱气气态氢态氢化物化物 的 的稳稳定性定性逐逐渐渐增增强强逐逐渐渐减弱减弱原子得失原子得失 电电子能力子能力失失电电子:大子:大→→小小 得 得电电子:小子:小→→大大得得电电子:大子:大→→小小 失 失电电子:小子:小→→大大 [ [特别提醒特别提醒] ] 以上变化规律中,不包括稀有气体元素。 以上变化规律中,不包括稀有气体元素 二二、、元元素素周周期期表表中中“位位”、、“构构”、、“性性”三三者者的的辩辩证证关系关系 三、三、1~~20号元素中某些元素的特性号元素中某些元素的特性 1..与与水水反反应应最最剧剧烈烈的的非非金金属属单单质质是是F2,,即即非非金金属属性性最最强强的元素是的元素是F元素;所形成的气态氢化物最稳定的是元素;所形成的气态氢化物最稳定的是HF 2..与与水水反反应应最最剧剧烈烈的的金金属属单单质质是是K;;原原子子半半径径最最大大的的主主族元素是族元素是K元素 3..自自然然界界中中硬硬度度最最大大的的单单质质是是含含C元元素素的的金金刚刚石石;;最最高高正正价价与与最最低低负负价价的的代代数数和和为为零零,,且且气气态态氢氢化化物物中中含含氢氢的的百百分分含量最高的元素是含量最高的元素是C元素 4.常温下有颜色的气体单质是.常温下有颜色的气体单质是F2 、、Cl2 5..原原子子半半径径最最小小,,它它的的阳阳离离子子就就是是质质子子的的元元素素为为H元元素素;;同位素之一的原子核中只有质子而没有中子的是同位素之一的原子核中只有质子而没有中子的是H元素。 元素 6.最高价氧化物对应水化物的酸性最强的是.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.密度最小的金属单质是Li 8..最最高高价价氧氧化化物物及及其其水水化化物物具具有有两两性性的的元元素素是是Al元元素素;;地壳中含量最高的金属元素是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.地壳中含量最高的元素是O元素,次者是元素,次者是Si元素 典例导析典例导析 知识点知识点1:元素化合价与化学式的考查:元素化合价与化学式的考查 例例1 如如图图为为元元素素周周期期表表中中短短周周期期的的一一部部分分,,其其中中b元元素素原原子子的的最最外外层层电电子子数数为为电电子子层层数数的的两两倍倍,,则则下下列列叙叙述述中中正正确确的是的是( ) A..b的元素符号为的元素符号为C B..a元素的最高正化合价为+元素的最高正化合价为+6 C..c元素的最高正化合价为+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元素的气态氢化物的化学式为H2S 解析解析 b元素原子的最外层电子数为电子层数的两倍,元素原子的最外层电子数为电子层数的两倍,则则b可能为可能为He、、C或或S,由由b元素在短周期中的位置元素在短周期中的位置( )可知,可知,b只能为只能为S,故,故a为为O,,c为为Cl。 答案答案 D 跟跟踪踪练练习习1 元元素素M的的最最高高正正价价和和负负价价的的绝绝对对值值之之差差为为6,,M、、N的的离离子子具具有有相相同同的的电电子子排排布布,,则则M、、N所所形形成成的的化化合合物可能是物可能是( ) A..MgF2B..MgCl2C..CaCl2D..CaBr2 答案答案 C 知知识识点点2::应应用用元元素素周周期期表表和和周周期期律律比比较较和和推推断断物物质质的的性性质质 例例2 超超重重元元素素“稳稳定定岛岛”的的假假设设预预言言::自自然然界界中中可可能能存存在在着着原原子子序序数数为为114号号的的元元素素的的稳稳定定同同位位素素208X请请根根据据原原子子结构理论和元素周期律预测: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?它在周期表的哪一周期哪一族?是金属还是非金属? (2)写写出出它它的的最最高高价价氧氧化化物物、、氢氢氧氧化化物物(或或含含氧氧酸酸)的的化化学学式 解解析析 根根据据元元素素周周期期表表的的结结构构中中,,各各周周期期内内包包含含的的元元素素的的种种数数以以及及同同周周期期元元素素的的排排列列,,需需先先用用递递减减法法确确定定114号号元元素素在周期表中的位置,然后再确定是金属还是非金属。 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(注注::6个个减减数数依依次次是是第第一一周周期期至至第第六六周周期期中中包包含含的的元元素素的的总总数数;;递递减减法法最最终终要要求求有有个个余余数数,,该该余余数数可可以以看看做做依依次次排排列列在在第第七七周周期期中中的的第第28种种元元素素),,依依据据第第七七周周期期排排满满为为32种种元元素素来来推推,,该该元元素素在在第第七七周周期期,,从从左左边边开开始始,,排排列列为为第第28种种元元素素,,即即第第ⅣA族族,,而而该该族族的的第第六六周周期期为为铅铅元元素素,,是是金金属属,,则则该该元元素素也也为为金金属属然然后后,,再再依依据据同同主主族族元元素素原原子子的的结结构构和和性性质质的的递递变变规规律律可可知知,,它它的的最最高高价价为为++4价价,,还还有有常常见见++2价价化化合合物物,,所所以以可可确确定定它它的的最最高高价价氧化物及其水化物的化学式为氧化物及其水化物的化学式为XO2、、X(OH)4 答案答案 (1)第七周期第七周期ⅣA族;金属族;金属 (2)XO2;;X(OH)4 跟跟踪踪练练习习2 下下列列有有关关性性质质的的递递变变性性的的叙叙述述中中正正确确的的是是( ) A..O、、S、、Na的原子半径依次减小的原子半径依次减小 B..LiOH、、NaOH、、KOH的碱性依次增强的碱性依次增强 C..HF、、NH3、、SiH4的热稳定性依次增强的热稳定性依次增强 D..Mg、、Al、、Na的还原性依次增强的还原性依次增强 答案 答案 B 知识点知识点3:应用元素周期表和周期律寻找新物质:应用元素周期表和周期律寻找新物质 例例3 制制冷冷剂剂是是一一种种易易压压缩缩、、易易液液化化的的气气体体,,液液化化后后在在冷冷冻冻机机管管内内循循环环,,蒸蒸发发时时吸吸收收热热量量,,使使环环境境温温度度降降低低,,达达到到制制冷冷的的目目的的。 历历史史上上,,人人们们曾曾采采用用过过乙乙醚醚、、氨氨、、氯氯甲甲烷烷等等作作制制冷冷剂剂,,但但它它们们不不是是有有毒毒,,就就是是易易燃燃,,效效果果并并不不理理想想于于是是,,不不断断有有科科学学家家根根据据元元素素及及其其化化合合物物的的递递变变规规律律来来开开发发新新的的制制浼痢G胙刈趴蒲浼痢G胙刈趴蒲Ъ业奶剿鞴旒;卮鹣铝形侍猓业奶剿鞴旒;卮鹣铝形侍猓 (1)科科学学家家们们首首先先研研究究了了某某些些化化合合物物的的易易燃燃性性和和毒毒性性的的变变化趋势以下填写化学式以下填写化学式) ①①氢氢 化化 物物 的的 可可 燃燃 性性 第第 二二 周周 期期 :: ______>______> H2O>HF;第三周期:;第三周期:______>______>______>______ ②②化化 合合 物物 的的 毒毒 性性 ⅤA族族 :: PH3>> NH3;; ⅥA族族 ::H2S______H2O(填填“>>”或或“<<”,,下下同同),,CS2______CO2;;ⅦA族:族:CCl4>>CF4 (2)尽尽管管这这种种制制冷冷剂剂因因会会破破坏坏大大气气中中的的臭臭氧氧层层造造成成环环境境污污染染而而逐逐渐渐被被其其他他制制冷冷剂剂所所取取代代,,但但求求助助于于元元素素周周期期表表中中元元素素及及其其化化合合物物的的__________(填填选选项项编编号号)变变化化趋趋势势来来开开发发制制冷冷剂的科学思维方法还是值得借鉴的。 剂的科学思维方法还是值得借鉴的 ①①毒性 毒性 ②②沸点 沸点 ③③易燃性 易燃性 ④④水溶性 水溶性 ⑤⑤颜色颜色 解解析析 (1)①①同同周周期期元元素素气气态态氢氢化化物物的的可可燃燃性性从从左左向向右右逐逐渐减弱 ②②由由“毒毒性性::PH3>>NH3,,CCl4>>CF4”可可知知,,同同主主族族元元素的化合物的毒性从上到下逐渐增强素的化合物的毒性从上到下逐渐增强 (2)制制冷冷剂剂必必须须是是易易液液化化、、低低毒毒或或无无毒毒、、可可燃燃性性差差或或不不燃燃烧烧的的物物质质由由题题目目可可以以看看出出,,科科学学家家在在寻寻找找制制冷冷剂剂的的过过程程中中,,需要考虑物质可燃性、毒性和沸点的递变规律需要考虑物质可燃性、毒性和沸点的递变规律 答案答案 (1)①①CH4;;NH3;;SiH4;;PH3;;H2S;;HCl ②② >> ;>;> (2)①②③①②③ 跟跟踪踪练练习习3 在在元元素素周周期期表表中中,,主主族族元元素素自自ⅢA族族的的硼硼到到ⅦA族族的的砹砹连连一一条条斜斜线线,,即即为为金金属属和和非非金金属属的的分分界界线线,,从从分分界线附近可以找到界线附近可以找到( ) A.耐高温材料.耐高温材料B.新型农药材料.新型农药材料 C.半导体材料.半导体材料D.新型催化剂材料.新型催化剂材料 答案 答案 C第三节 化 学 键第三节 化 学 键第第1 1课时 离 子 键课时 离 子 键 三维目标三维目标 思维激活思维激活 从从前前面面所所学学的的知知识识我我们们知知道道,,元元素素的的化化学学性性质质主主要要取取决决于于其其原原子子的的结结构构,,而而化化学学反反应应的的实实质质是是原原子子的的重重新新组组合合。 你你想知道元素原子是怎样结合成物质的吗?想知道元素原子是怎样结合成物质的吗?知知识识与技能与技能掌握离子掌握离子键键的概念;掌握离子的概念;掌握离子键键的形成的形成过过程和形成条件,程和形成条件,并能熟并能熟练练地用地用电电子式表示离子化合物的形成子式表示离子化合物的形成过过程程(重、重、难难点点)过过程与方法程与方法通通过对过对离子离子键键形成形成过过程的教学,培养学生的抽象思程的教学,培养学生的抽象思维维和和综综合概括能力合概括能力情感、情感、态态度度与价与价值观值观通通过过““设设疑、引思、疑、引思、””教学法,培养学生用教学法,培养学生用对对立立统统一一的的规规律律认识问题认识问题;由个;由个别别到一般的研究到一般的研究问题问题的方法,的方法,结结合教学培养学生合教学培养学生认认真仔真仔细细、一、一丝丝不苟的学不苟的学习习精神精神 自学导引自学导引 一、金属钠与氯气反应的实验一、金属钠与氯气反应的实验 实验步骤: 实验步骤:(1)取一块绿豆大的金属钠取一块绿豆大的金属钠(切去氧化层切去氧化层) (2)用用滤滤纸纸吸吸净净煤煤油油,,放放在在石石棉棉网网上上,,用用酒酒精精灯灯微微热热,,钠钠熔成球状。 熔成球状 (3)将盛有氯气的集气瓶倒扣在钠的上方将盛有氯气的集气瓶倒扣在钠的上方思思考考题题1 若若加加热热时时间间过过长长再再扣扣上上集集气气瓶瓶,,则则反反应应所所得得产产物物中中除含有氯化钠外,还会含有什么物质?除含有氯化钠外,还会含有什么物质? 答案答案 有有Na2O2现现象象剧剧烈燃烈燃烧烧,,黄黄色火焰,色火焰,产产生生白烟白烟化学方程式化学方程式2Na++Cl2 2NaCl 二、氯化钠的形成过程二、氯化钠的形成过程 三、离子键的形成、定义及存在三、离子键的形成、定义及存在 1.形成.形成 形形成成离离子子键键要要求求参参加加反反应应的的原原子子双双方方,,一一方方容容易易失失去去电电子子,,而而另另一一方方容容易易得得到到电电子子,,电电子子由由容容易易失失去去电电子子的的一一方方转转移移到到容容易易得得到到电电子子的的一一方方,,形形成成阳阳、、阴阴离离子子,,再再通通过过静静电电作作用用结合在一起结合在一起 2.定义.定义 带 带相反相反电荷离子之间的相互作用电荷离子之间的相互作用 3.存在.存在 由由离离子子键键构构成成的的化化合合物物叫叫做做离离子子化化合合物物,,如如MgCl2、、ZnSO4、、NaOH等等。 通通常常,,活活泼泼金金属属与与活活泼泼非非金金属属形形成成离离子子化合物 四、电子式四、电子式 在在元元素素符符号号周周围围用用“·”或或“×”来来表表示示原原子子的的最最外外层层电子电子(价价电子电子)的式子叫做电子式的式子叫做电子式 思思考考题题2 写写出出下下列列元元素素原原子子的的电电子子式式::Al、、C、、N、、O、、F 答案答案 名师解惑名师解惑 一、离子键一、离子键 1.成键的粒子:阴、阳离子.成键的粒子:阴、阳离子 2.成键的性质:静电作用.成键的性质:静电作用 [特别提醒特别提醒] “静静电电作作用用”既既包包括括阴阴、、阳阳离离子子间间的的静静电电吸吸引引力力,,又又包包括原子核与原子核以及电子与电子之间的静电排斥力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 .成键的条件 4.成键的原因.成键的原因 (1)原子相互得失电子形成稳定的阴、阳离子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粒子间吸引与排斥处于平衡状态 (3)体系的总能量降低。 体系的总能量降低 5.存在范围.存在范围 离离子子键键存存在在于于强强碱碱、、大大多多数数盐盐及及部部分分金金属属氧氧化化物物中中中中学学阶阶段段常常见见物物质质中中,,大大多多数数含含金金属属元元素素和和NH4++的的化化合合物物都都属属于离子化合物于离子化合物 [特别提醒特别提醒] ①①金金属属元元素素与与非非金金属属元元素素形形成成的的化化合合物物不不一一定定都都是是离离子子化合物,例如化合物,例如AlCl3 ②②由由非非金金属属元元素素形形成成的的化化合合物物也也可可能能含含离离子子键键,,形形成成离离子化合物,例如子化合物,例如NH4Cl 二、电子式二、电子式 1..原子的电子式原子的电子式 书书写写原原子子的的电电子子式式时时,,一一般般将将原原子子的的最最外外层层电电子子写写在在元元素素符符号号的的上上、、下下、、左左、、右右4个个位位置置上上,,每每个个位位置置不不得得超超过过2个个电子,书写时电子要尽量分散在电子,书写时电子要尽量分散在4个位置上例如:个位置上例如: 2.离子的电子式.离子的电子式 书书写写离离子子的的电电子子式式时时,,简简单单阳阳离离子子是是原原子子失失去去最最外外层层电电子子后后形形成成的的,,只只写写其其元元素素符符号号,,并并在在右右上上角角注注明明所所带带电电荷荷数数即即可可,,如如Na++、、Mg2++等等;;书书写写简简单单阴阴离离子子时时,,要要在在元元素素符符号号周周围围标标出出最最外外层层电电子子,,用用“[ ]”括括起起来来,,并并在在右右上上角角注注明明所所带电荷数,如带电荷数,如 等。 等 [特别提醒特别提醒] 对复杂阳离子 对复杂阳离子,要用到要用到“[ ]”,如如NH4++的电子式为的电子式为 3.离子化合物的电子式.离子化合物的电子式 书书写写离离子子化化合合物物的的电电子子式式时时,,将将构构成成该该化化合合物物的的阴阴、、阳阳离离子子按按一一定定比比例例和和顺顺序序写写出出即即可可阴阴、、阳阳离离子子个个数数比比不不是是1∶ ∶1时时,,要要注注意意每每一一个个离离子子都都应应与与带带相相反反电电荷荷的的离离子子直直接接相相邻邻,,相同离子不能合并;还要注意书写时的对称相同离子不能合并;还要注意书写时的对称 如如::CaCl2的的电电子子式式应应写写成成 而而不不能简写成能简写成Ca2++ 也不能写成也不能写成Ca2++ 4.用电子式表示离子化合物的形成过程.用电子式表示离子化合物的形成过程 例例如如氯氯化化镁镁的的形形成成::在在左左边边写写出出镁镁原原子子、、氯氯原原子子的的电电子子式式,,右右边边写写出出离离子子化化合合物物氯氯化化镁镁的的电电子子式式,,中中间间用用“―→”,而不用,而不用“==”连接。 如: 连接如: 典例导析典例导析 知识点知识点1:离子键的形成及概念:离子键的形成及概念 例例1 下列叙述中正确的是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.元素周期表第一周期内的元素之间可形成离子键 B..元元素素周周期期表表ⅠA族族元元素素和和ⅦA族族元元素素之之间间一一定定形形成成离离子键子键 C.离子化合物中一定含有阴离子和阳离子.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.离子化合物中一定含有金属元素 解解析析 元元素素周周期期表表第第一一周周期期内内的的元元素素是是氢氢(非非金金属属)和和氦氦(性性质质特特别别稳稳定定),,它它们们不不可可能能形形成成离离子子键键;;元元素素周周期期表表ⅠA族族内内有有非非金金属属元元素素氢氢,,氢氢和和ⅦA族族的的卤卤素素之之间间形形成成的的不不是是离离子子键键;;离离子子化化合合物物中中一一定定含含有有阴阴离离子子和和阳阳离离子子,,但但不不一一定定含含有有金属元素,如金属元素,如NH4Cl是离子化合物,但其不含金属元素是离子化合物,但其不含金属元素。 答案答案 C 跟踪练习跟踪练习1下列说法中正确的是下列说法中正确的是( ) A..某某元元素素原原子子的的最最外外层层只只有有一一个个电电子子,,它它跟跟卤卤素素结结合合时,一定形成离子键时,一定形成离子键 B.离子化合物中的阳离子都是金属离子.离子化合物中的阳离子都是金属离子 C..离离子子化化合合物物中中,,一一个个阴阴离离子子可可同同时时与与多多个个阳阳离离子子之之间产生静电作用间产生静电作用 D.溶于水可以导电的化合物一定是离子化合物.溶于水可以导电的化合物一定是离子化合物 答案 答案 C 知识点知识点2:电子式的书写:电子式的书写 例例2 判判断断下下列列用用电电子子式式表表示示的的化化合合物物的的形形成成过过程程,,正正确确的在后面括号中填的在后面括号中填“√”,错误的在后面括号中填,错误的在后面括号中填“×” 解解析析 此此题题考考查查了了电电子子式式的的书书写写用用电电子子式式表表示示化化合合物物的的形形成成过过程程时时,,首首先先要要判判断断生生成成的的化化合合物物是是离离子子化化合合物物还还是是共共价价化化合合物物。 共共价价化化合合物物中中共共用用电电子子对对的的表表述述要要正正确确,,离离子子化合物中阴、阳离子的表述要正确化合物中阴、阳离子的表述要正确 (1)错错误误①①将将“―→”写写成成了了“==”;;②②阴阴离离子子(Cl--)的的电子式未加电子式未加[ ]表示正确写法是表示正确写法是 (2)错误不能将两个氟离子合在一起写正确写法是错误不能将两个氟离子合在一起写正确写法是 (3)错错误误用用电电子子式式表表示示化化合合物物(或或单单质质)的的形形成成过过程程时时,,反反应应物物中中要要写写原原子子的的电电子子式式,,不不能能写写分分子子的的电电子子式式正正确确写写法是法是 。 答案答案 (1)× (2)× (3)× 跟踪练习跟踪练习2下列化合物的电子式书写正确的是下列化合物的电子式书写正确的是( ) 答案答案 D第第2 2课时 共 价 键课时 共 价 键 三维目标三维目标知知识识与与技能技能1.使学生理解共价.使学生理解共价键键的概念,初步掌握共价的概念,初步掌握共价键键的形成及特征的形成及特征(重点重点)2.用.用电电子式表示共价分子的形成子式表示共价分子的形成过过程程(难难点点)3.了解化学.了解化学键键、极性、极性键键、非极性、非极性键键的概念的概念4.了解分子.了解分子间间作用力和作用力和氢键氢键过过程与程与方法方法通通过过学生学生对对离子离子键键和共价和共价键键的的认识认识与理解,与理解,培养学生的抽象思培养学生的抽象思维维能力;通能力;通过电过电子式的子式的书书写,培养学生的写,培养学生的归纳归纳比比较较能力能力情感、情感、态态度度与价与价值观值观1.通.通过对过对共价共价键键形成形成过过程的分析,培养学生程的分析,培养学生怀怀疑、求疑、求实实、、创创新的精神新的精神2.培养学生从宏.培养学生从宏观观到微到微观观,从,从认识认识事物的事物的现现象到本象到本质质的科学方法的科学方法 思维激活思维激活 壁壁虎虎为为什什么么能能在在天天花花板板上上爬爬行行自自如如??这这曾曾是是一一个个困困扰扰科科学学家家一一百百多多年年的的谜谜。 用用电电子子显显微微镜镜可可观观察察到到,,壁壁虎虎的的四四足足上上覆覆盖盖着着几几十十万万条条纤纤细细的的由由角角蛋蛋白白构构成成的的纳纳米米级级尺尺寸寸的的毛毛壁壁虎虎的的足足有有多多大大吸吸力力??实实验验证证明明,,如如果果在在一一个个分分币币的的表表面面布布满满100万万条条壁壁虎虎足足的的细细毛毛,,则则此此分分币币可可以以吊吊起起20 kg 重重的的物物体体这是一种什么作用力呢?这是一种什么作用力呢? 自学导引自学导引 一、共价键的形成和概念一、共价键的形成和概念 1.形成.形成 当当参参加加反反应应的的原原子子得得失失电电子子能能力力差差别别较较小小时时,,一一般般无无法法形形成成离离子子键键如如氯氯原原子子的的最最外外层层有有7个个电电子子,,要要达达到到8电电子子的的稳稳定定结结构构,,就就需需要要获获得得1个个电电子子,,但但氯氯原原子子间间不不会会发发生生电电子子得得失失,,如如果果2个个氯氯原原子子各各提提供供1个个电电子子,,形形成成共共用用电电子子对对,,则则2个个氯原子就都形成了氯原子就都形成了8电子稳定结构电子稳定结构 2.概念.概念 像像氯氯分分子子这这样样,,原原子子间间通通过过共共用用电电子子对对所所形形成成的的相相互互作作用用,,叫叫做做共共价价键键;;而而像像HCl这这样样,,通通过过共共用用电电子子对对作作用用形形成成的化合物叫做的化合物叫做共价共价化合物。 化合物 二、共价键的表示方法二、共价键的表示方法 1.电子式.电子式 用用电电子子式式表表示示共共价价化化合合物物时时,,不不需需要要加加“[ ]”和和标标电电荷荷.如如:Cl2的的电电子子式式为为________HCl的的电电子子式式为为______N2的的电电子子式为式为_________CO2的电子式为的电子式为______________ 思思考考题题1 写写出出下下列列物物质质的的电电子子式式并并判判断断其其中中存存在在的的化化学学键:键:NH3、、NaOH、、NH4Cl 答案 答案 NH3:: ,只存在共价键;,只存在共价键; NaOH:: ,存在离子键和共价键;,存在离子键和共价键; NH4Cl:: ,存在离子键和共价键存在离子键和共价键 2.结构式.结构式 在在化化学学上上,,常常用用一一根根短短线线“—”表表示示一一对对共共用用电电子子,,其其余余电子一律省去,这样的式子叫做结构式。 如:电子一律省去,这样的式子叫做结构式如:化学化学式式结结构式构式化学化学式式结结构式构式N2N≡≡NCH4NH3CO2O==C==OHClH—ClH2OH—O—H 三、极性键和非极性键三、极性键和非极性键 思考题思考题2 共价键中元素化合价怎样体现?共价键中元素化合价怎样体现? 答答案案 形形成成非非极极性性键键的的原原子子间间共共用用电电子子对对不不偏偏移移,,不不会会产产生生化化合合价价的的升升降降;;而而形形成成极极性性键键的的过过程程中中,,电电子子对对偏偏离离的的元素化合价升高,电子对偏向的元素化合价降低元素化合价升高,电子对偏向的元素化合价降低非极性非极性键键极性极性键键定定义义同种同种元素原子形成的元素原子形成的共价键,共用电子对共价键,共用电子对不发生偏移不发生偏移不同种不同种元素原子形元素原子形成的共价键,共用成的共价键,共用电子对发生偏移电子对发生偏移原子吸引原子吸引 电电子能力子能力相同相同不同不同 四、化学键及化学反应的实质四、化学键及化学反应的实质 1.化学键.化学键 (1)使离子相结合或原子相结合的作用力。 使离子相结合或原子相结合的作用力 (2)分类:化学键分类:化学键 2.化学反应的实质.化学反应的实质 化化学学反反应应是是反反应应物物中中的的原原子子重重新新组组合合为为产产物物的的一一个个过过程程在在这这个个过过程程中中,,包包含含着着反反应应物物内内化化学学键键的的断断裂裂和和产产物物中中化化学学键的形成键的形成 思考题思考题3 有化学键断裂的过程一定是化学变化吗?有化学键断裂的过程一定是化学变化吗? 答答案案 不不一一定定,必必须须还还要要有有化化学学键键的的形形成成如如金金刚刚石石的的熔熔化化,中间有化学键的断裂中间有化学键的断裂,而无化学键的形成而无化学键的形成,不是化学变化不是化学变化 五、分子间作用力和氢键五、分子间作用力和氢键 1.分子间作用力.分子间作用力 分分子子间间存存在在的的一一种种把把分分子子聚聚集集在在一一起起的的作作用用力力叫叫做做分分子子间间作作用用力力,,又又称称范范德德华华力力分分子子间间作作用用力力比比化化学学键键弱弱得得多多,,它它对对物物质质的的熔熔、、沸沸点点等等有有影影响响一一般般来来说说,,对对于于组组成成和和结结构构相相似似的的物物质质,,相相对对分分子子质质量量越越大大,,分分子子间间作作用用力力越越大大,,物物质质的熔、沸点也越的熔、沸点也越高高。 2.氢键.氢键 NH3、、H2O和和HF的的分分子子间间存存在在着着一一种种比比分分子子间间作作用用力力稍稍强强的的相相互互作作用用,,叫叫做做氢氢键键氢氢键键比比化化学学键键弱弱,,不不属属于于化化学学键键,,可可以以把把分分子子间间的的氢氢键键看看做做是是一一种种较较强强的的分分子子间间作作用用力力氢氢键键的的存存在在可可使使物物质质的的熔熔、、沸沸点点升升高高,,因因此此NH3、、H2O和和HF的的熔熔、、沸沸点点分分别别比比同同主主族族其其他他元元素素氢氢化化物物的的熔熔、、沸沸点点高高冰冰中中氢氢键键的存在使冰的结构中有的存在使冰的结构中有空隙空隙,造成其密度,造成其密度低低于液态水于液态水 名师解惑名师解惑 一、共价化合物中一、共价化合物中8电子稳定结构的判断规律电子稳定结构的判断规律 1..对对原原子子序序数数不不大大于于5的的元元素素,,形形成成化化合合物物时时,,一一般般不不可可能能为为8电电子子稳稳定定结结构构,,如如HCl中中的的H,,BeCl2中中的的Be,,BF3中中的的B等 2..对对原原子子序序数数大大于于5的的元元素素,,形形成成化化合合物物时时,,若若|元元素素化化合合价价|++原原子子最最外外层层电电子子数数==8,,则则该该化化合合物物中中该该元元素素满满足足8电电子子稳稳定定结结构构;;否否则则不不满满足足。 如如CO2中中的的C::|++4|++4==8,,满满足足,,O::|--2|++6==8,,也也满满足足;;PCl5中中的的P::|++5|++5==10≠8,,不不满足,满足,Cl::|--1|++7==8,满足 [特别提醒特别提醒] 对对于于共共价价单单质质,,方方法法与与上上面面类类似似,,只只是是将将“|元元素素的的化化合合价价|”换成共用电子对数即可换成共用电子对数即可 二、离子键和共价键的比较二、离子键和共价键的比较比比较类较类型型离子离子键键共价共价键键定定义义带带相反相反电电荷离子荷离子间间的的相互作用相互作用原子原子间间通通过过共用共用电电子子对对形成的相互作用形成的相互作用成成键键条件条件成成键键原子得失原子得失电电子能子能力差力差别别很大很大(活活泼泼金属金属与活与活泼泼非金属之非金属之间间)成成键键原子得失原子得失电电子能子能力相同或差力相同或差别较别较小小(大大多数多数为为同种或不同种同种或不同种非金属元素原子之非金属元素原子之间间)成成键键粒子粒子阴、阳离子阴、阳离子原子原子表示方法表示方法续表续表 [特别提醒特别提醒] 与与离离子子键键相相比比较较,,用用电电子子式式表表示示共共价价键键形形成成过过程程时时,,不不能出现弯箭头,产物中不需要加能出现弯箭头,产物中不需要加“[ ]”和标电荷。 和标电荷比比较类较类型型离子离子键键共价共价键键用用电电子式表子式表示形成示形成过过程程存在存在离子化合物离子化合物(碱性碱性氧化物、氧化物、强强碱和大碱和大多数多数盐盐)非金属元素的非金属元素的单质单质(H2、、O2、、Cl2等等),共价化合,共价化合物物(气气态氢态氢化物、酸性氧化物、酸性氧化物、酸化物、酸),某些离子化,某些离子化合物合物(NaOH、、Na2SO4) 三、各类物质中所含的化学键三、各类物质中所含的化学键 [特别提醒特别提醒] ①①离子化合物中一定含有离子键,可能含有共价键离子化合物中一定含有离子键,可能含有共价键 ②②共价化合物中只含共价键,一定不含离子键共价化合物中只含共价键,一定不含离子键 ③③稀有气体单质都是单原子分子,不含化学键稀有气体单质都是单原子分子,不含化学键 典例导析典例导析 知识点知识点1::8电子稳定结构的判断电子稳定结构的判断 例例1 下下列列各各组组物物质质中中,,分分子子中中的的所所有有原原子子都都满满足足最最外外层层8电子结构的是电子结构的是( ) A..BeCl2、、PCl5B..PCl3、、N2 C..COCl2(光气光气)、、SF6D..XeF2、、BF3 解解析析 题题中中所所有有原原子子最最外外层层满满足足8电电子子结结构构的的物物质质仅仅有有::PCl3、、N2、、COCl2,,故故正正确确选选项项为为B。 对对ABn型型分分子子,,中中心心原原子子A是是否否满满足足8电电子子结结构构的的判判断断方方法法是是::如如果果A的的化化合合价价的的绝绝对值对值 ++ 最外层电子数=最外层电子数=8,即满足,即满足8电子结构;否则不满足电子结构;否则不满足 答案答案 B 跟跟踪踪练练习习1 下下列列分分子子中中,,所所有有原原子子都都满满足足最最外外层层为为8电电子结构的是子结构的是( ) A..H2O B..XeF4C..CCl4D..SO2 答案答案 C 知识点知识点2:对化学键的认识:对化学键的认识 例例2 下列有关离子键、共价键的叙述中正确的是 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.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.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.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.仅由非金属元素组成的化合物中一定不含离子键 解解析析 离离子子化化合合物物NaOH中中既既有有离离子子键键又又有有共共价价键键,,Na2O2中中既既有有离离子子键键又又有有非非极极性性共共价价键键,,NH4HCO3为为仅仅由由非非金属元素组成的离子化合物。 金属元素组成的离子化合物 答案答案 C 跟踪练习跟踪练习2 下列关于化学键的说法中,正确的是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.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.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.非极性键只存在于双原子单质分子里 D..不不同同元元素素组组成成的的多多原原子子分分子子里里的的化化学学键键一一定定都都是是极极性键性键 答案答案 B 知识点知识点3:化学键的判断和表示:化学键的判断和表示 例例3 在在下下列列化化学学反反应应中中,,既既有有离离子子键键、、极极性性键键断断裂裂,,又又有离子键、极性键形成的是有离子键、极性键形成的是( ) A..Na2O++H2O==2NaOH B..SO2++H2O==H2SO3 C..Cl2++H2O==HCl++HClO D..4Li++O2 2Li2O 解解析析 B、、C两两反反应应中中,,反反应应物物和和生生成成物物中中均均无无离离子子化化合合物物,,故故B、、C两两反反应应的的过过程程中中无无离离子子键键的的断断裂裂和和离离子子键键的的形形成成;;D反反应应的的生生成成物物是是Li2O,,Li2O中中只只有有离离子子键键,,没没有有极极性性键键,,故故D反应过程中无离子键、极性键的断裂且无极性键的形成。 反应过程中无离子键、极性键的断裂且无极性键的形成 答案答案 A 跟踪练习跟踪练习3 写出下列物质的电子式:写出下列物质的电子式: (1)CO2::____________________ (2)Na2O2::____________________ (3)HClO::____________________ (4)NaOH::____________________ 答案答案 (1) (2) (3) (4)本本 章章 小小 结结 知识整合知识整合 高考体验高考体验 1..(2009年年广广东东,,1)我我国国稀稀土土资资源源丰丰富富,,下下列列有有关关稀稀土土元素元素 62144Sm与与 62150Sm的说法中正确的是的说法中正确的是( ) A.Sm与与Sm互为同位素互为同位素 B.Sm与与Sm的质量数相同的质量数相同 C.Sm与与Sm是同一种核素是同一种核素 D.Sm与与Sm的核外电子数和中子数均为的核外电子数和中子数均为62 答案答案 A 2..(2009年年海海南南,,10)门门捷捷列列夫夫在在描描述述元元素素周周期期表表时时,,许许多多元元素素尚尚未未发发现现,,但但他他为为第第四四周周期期的的三三种种元元素素留留下下了了空空位位,,并并对对它它们们的的一一些些性性质质做做了了预预测测,,X是是其其中中的的一一种种“类类硅硅”元元素素,,后后来来被被德德国国化化学学家家文文克克勒勒发发现现,,并并证证实实门门捷捷列列夫夫当当时时的的预预测测相相当当准准确确。 根根据据元元素素周周期期律律,,下下列列有有关关X性性质质的的描描述述中中错误的是错误的是( ) A..X单质不易与水反应单质不易与水反应 B..XO2可被碳或氢还原为可被碳或氢还原为X C..XCl4的沸点比的沸点比SiCl4的高的高 D..XH4的稳定性比的稳定性比SiH4的高的高 答案 答案 D 3..(2009年年山山东东理理综综,,11)元元素素在在周周期期表表中中的的位位置置,,反反映映了元素的原子结构和元素的性质下列说法正确的是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短周期元素形成离子后,最外层都达到最外层都达到8电子稳定结构电子稳定结构 D.同同一一主主族族的的元元素素的的原原子子,最最外外层层电电子子数数相相同同,化化学学性性质质完完全相同全相同 答案 答案 B 4..(2009年年海海南南,,2)同同一一短短周周期期的的元元素素W、、X、、Y、、Z的的原子序数依次增加,下列叙述正确的是原子序数依次增加,下列叙述正确的是( ) A.单质的化学活泼性:.单质的化学活泼性:W<<X<<Y<<Z B.原子最外层电子数:.原子最外层电子数:W<<X<<Y<<Z C.单质的氧化能力:.单质的氧化能力:W<<X<<Y<<Z D.元素的最高化合价:.元素的最高化合价:W<<X<<Y<<Z 答案答案 B 5..(2009年年江江苏苏,,8)X、、Y、、Z、、W、、R是是5种种短短周周期期元元素素,,其其原原子子序序数数依依次次增增大大。 X是是周周期期表表中中原原子子半半径径最最小小的的元元素素,,Y原原子子最最外外层层电电子子数数是是次次外外层层电电子子数数的的3倍倍,,Z、、W、、R处处于于同同一一周周期期,,R与与Y处处于于同同一一族族,,Z、、W原原子子的的核核外外电电子子数数之之和和与与Y、、R原子的核外电子数之和相等下列说法正确的是原子的核外电子数之和相等下列说法正确的是( ) A..元元素素Y、、Z、、W具具有有相相同同电电子子层层结结构构的的离离子子,,其其半半径径依次增大依次增大 B.元素.元素X不能与元素不能与元素Y形成化合物形成化合物X2Y2 C..元元素素Y、、R分分别别与与元元素素X形形成成的的化化合合物物的的热热稳稳定定性性::XmY>>XmR D.元素.元素W、、R的最高价氧化物的水化物都是强酸的最高价氧化物的水化物都是强酸 答案答案 C第二章 化学反应与能量第二章 化学反应与能量第一节 化学能与热能第一节 化学能与热能第第1 1课时 化学键与化学反应中能量变化的关系课时 化学键与化学反应中能量变化的关系 三维目标知知识识与技能与技能1.理解化学.理解化学键键与化学反与化学反应应中能量中能量变变化之化之间间的关系的关系(重点重点)2.了解吸.了解吸热热反反应应和放和放热热反反应应3.从本.从本质质(微微观结观结构角度构角度)上理解化学反上理解化学反应应中能量的中能量的变变化化(难难点点)过过程与方法程与方法能能够发现够发现和提出有探究价和提出有探究价值值的的问题问题,敢于敢于质质疑疑,勤于思考勤于思考,逐步形成独立思考的能力逐步形成独立思考的能力情感、情感、态态度与度与 价 价值观值观培养学培养学习习化学的化学的兴兴趣,趣,乐乐于探究物于探究物质变质变化化的奥秘,体的奥秘,体验验科学探究的科学探究的艰艰辛与喜悦,感辛与喜悦,感受化学世界的奥妙与和受化学世界的奥妙与和谐谐 思维激活思维激活 寒寒冷冷的的冬冬天天,,有有时时会会禁禁不不住住打打一一个个寒寒战战,,此此时时人人体体内内会会产产生生部部分分热热量量,,那那么么这这些些热热量量来来自自哪哪里里??实实验验课课上上用用酒酒精精灯灯将将镁镁条条点点燃燃,,镁镁条条发发出出耀耀眼眼的的强强光光,,那那么么这这种种光光能能来来源源于于哪哪里里??人人类类社社会会的的发发展展一一刻刻也也离离不不开开能能源源,,且且要要不不断断地地开开发发出出新能源以满足生活与社会发展的需求。 新能源以满足生活与社会发展的需求 自学导引自学导引 一、化学键与能量一、化学键与能量 物物质质中中的的原原子子之之间间是是通通过过化化学学键键相相结结合合的的当当物物质质发发生生化化学学反反应应时时,,断断开开反反应应物物中中的的化化学学键键要要吸吸收收能能量量,,而而形形成成生生成成物物中中的的化化学学键键要要放放出出能能量量化化学学键键的的断断裂裂和和形形成成是是物物质质在在化化学学反反应应中中能能量量发发生生变变化化的的主主要要原原因因物物质质的的化化学学反反应应与与体体系的能量变化是同时发生的系的能量变化是同时发生的 思思考考题题1 形形成成1 mol C——H键键要要放放出出415 kJ能能量量,,则则断断开开1 mol CH4中所有的中所有的C——H键要吸收多少能量?键要吸收多少能量? 答案答案 1660 kJ 二、化学反应中的吸热与放热二、化学反应中的吸热与放热 各各种种物物质质都都储储有有化化学学能能一一个个化化学学反反应应完完成成后后是是吸吸收收能能量量还还是是放放出出能能量量,,决决定定于于反反应应物物的的总总能能量量与与生生成成物物的的总总能能量量的相对大小。 的相对大小 思思考考题题2 若若反反应应物物的的总总能能量量大大于于生生成成物物的的总总能能量量,,则则反反应应________能能量量;;若若反反应应物物的的总总能能量量小小于于生生成成物物的的总总能能量量,,则反应则反应________能量 答案答案 放出;吸收放出;吸收 名师解惑名师解惑 一、从微观结构角度理解化学反应中的能量变化一、从微观结构角度理解化学反应中的能量变化 从从微微观观分分析析看看,,化化学学反反应应是是原原子子(或或离离子子)重重新新组组合合的的过过程程即即在在一一定定条条件件下下,,分分子子(或或其其他他形形式式的的微微粒粒)中中的的化化学学键键吸吸收收能能量量后后被被破破坏坏,,形形成成原原子子(或或离离子子),,而而后后又又相相互互结结合合成成新新的的分分子子,,在在此此过过程程中中由由于于原原子子间间(或或离离子子间间)的的相相互互结结合合而而放放出出能能量量下下图图为为N2(g)和和O2(g)生生成成NO(g)过过程程的的能能量量变变化化示示意意图图,,由由图图可可知知,,当当1 mol N2(g)与与1 mol O2(g)在在一一定定条条件件下下反反应应生生成成 2 mol NO(g)时时,,1 mol N2 分分子子中中的的化化学学键键断断裂裂需需要要吸吸收收946 kJ能能量量,,1 mol O2分分子子中中的的化化学学键键断断裂裂需需吸吸收收498 kJ能能量量,,形形成成2 mol NO分分子子中中的的化化学学键键要要释释放放632 kJ·mol--1×2 mol==1264 kJ能量。 能量 反反应应N2(g)++O2(g)==2NO(g)是是吸吸收收能能量量还还是是放放出出能能量量,,要要看看断断键键时时吸吸收收的的能能量量与与成成键键时时放放出出的的能能量量的的相相对对大大小小由由上上可可知知,,断断裂裂反反应应物物分分子子中中的的化化学学键键吸吸收收的的总总能能量量为为946 kJ·mol--1++498 kJ·mol--1==1444 kJ·mol--1,,形形成成生生成成物物分分子子中中的的化化学学键键放放出出的的总总能能量量为为1264 kJ·mol--1,,即即反反应应吸吸收收能能量量180 kJ·mol--1 上上述述过过程程说说明明化化学学反反应应中中,,化化学学键键的的断断裂裂与与形形成成是是反反应应过程中有能量变化的本质原因过程中有能量变化的本质原因 [特别提醒特别提醒] 任任何何化化学学反反应应都都伴伴随随着着能能量量的的变变化化,,但但伴伴有有能能量量变变化化的的不不一一定定是是化化学学变变化化,,例例如如水水由由液液态态变变为为气气态态需需要要吸吸收收热热量量,,但没有发生化学变化但没有发生化学变化 二、决定吸收能量或放出能量的因素二、决定吸收能量或放出能量的因素 一一个个反反应应在在完完成成后后是是吸吸收收能能量量还还是是放放出出能能量量,,决决定定于于反反应应物物的的总总能能量量与与生生成成物物的的总总能能量量的的相相对对大大小小。 其其关关系系如如下下图图所示:所示: 图图Ⅰ中中反反应应物物的的总总能能量量大大于于生生成成物物的的总总能能量量,,反反应应过过程程中中反反应应物物将将比比生生成成物物多多的的那那部部分分能能量量释释放放出出来来,,这这样样的的反反应应为为放放出出能能量量的的反反应应;;图图Ⅱ中中反反应应物物的的总总能能量量比比生生成成物物的的总总能能量量低低,,反反应应过过程程中中需需要要从从外外界界吸吸收收能能量量,,这这部部分分能能量量便便储储存存在在生成物中,这样的反应为吸收能量的反应生成物中,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 [特别提醒特别提醒] 物物质质所所具具有有的的能能量量越越低低越越稳稳定定要要注注意意断断键键吸吸收收能能量量、、成键放出能量与物质所具有的能量之间的区别成键放出能量与物质所具有的能量之间的区别 典例导析典例导析 知识点知识点1:化学键与能量变化的关系:化学键与能量变化的关系 例例1 已已知知破破坏坏1 mol H——H键键、、Cl——Cl键键、、H——Cl键键分分别别需需要要吸吸收收436 kJ、、243 kJ、、432 kJ能能量量,,则则由由H2与与Cl2生生成成1 mol HCl总的过程需要总的过程需要( ) A.放热.放热185 kJ B.吸热.吸热185 kJ C.放热.放热92.5 kJ D.吸热.吸热92.5 kJ 解解析析 破破坏坏1 mol H——H键键、、Cl——Cl键键、、H——Cl分分别别需需要要吸吸收收436 kJ、、243 kJ、、432 kJ能能量量,,对对反反应应::H2++Cl2==2HCl,,H2和和Cl2生生成成2 mol HCl放放出出的的热热量量为为2×432 kJ--436 kJ--243 kJ==185 kJ,,则则H2与与Cl2生生成成1 mol HCl总总的的过过程程需需要要放放热热92.5 kJ。 答案答案 C 跟踪练习跟踪练习1 下列变化过程中需要吸收能量的是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 答案答案 C 知识点知识点2:化学反应过程中能量变化的分析:化学反应过程中能量变化的分析 例例2 一一个个确确定定的的化化学学反反应应在在发发生生过过程程中中是是吸吸收收能能量量还还是是放出能量,放出能量, 决定于决定于_________________________________________________________________________________________________________如如果果化化学学反反应应表表现现为为吸吸收收能能量量,,则则有有________________________________(填填不不等等式式,,下下同同),,如如果化学反应表现为放出能量,果化学反应表现为放出能量, 则有则有______________________________________________________,,请请作作出出化化学学反反应应放放出出能量的示意图。 能量的示意图 答答案案 反反应应物物的的总总能能量量与与生生成成物物的的总总能能量量的的相相对对大大小小;;反反应应物物的的总总能能量量<<生生成成物物的的总总能能量量;;反反应应物物的的总总能能量量>>生生成成物的总能量;如图所示:物的总能量;如图所示: 跟跟踪踪练练习习2 下下列列关关于于放放出出能能量量的的反反应应::A++B―→C++D的的说说法法中中正正确确的的是是(EA、、EB、、EC、、ED分分别别表表示示A、、B、、C、、D所具有的能量所具有的能量)( ) A..EA>EC B..EA>EC++ED C..EA++EB>EC++ED D..EA++EB 你想知道这是如何实现的吗?知知识识与技能与技能1.通.通过实验过实验和生活和生活实实践,了解化学能与践,了解化学能与热热能的相互能的相互转转化化(重点重点)2.了解吸.了解吸热热反反应应和放和放热热反反应应的概念的概念(重点重点)3.了解化学能.了解化学能转转化化为热为热能在生能在生产产、生活中的、生活中的应应用及用及对对人人类类文明文明发发展的展的贡贡献献过过程与方法程与方法通通过过三个三个实验实验,理解化学反,理解化学反应应中能量的中能量的变变化主要表化主要表现为热现为热量的形式,提出化学能与量的形式,提出化学能与热热能的探究性能的探究性问题问题情感、情感、态态度与度与 价 价值观值观感知生物体内生命活感知生物体内生命活动过动过程的能量程的能量变变化、能源与人化、能源与人类类社会社会发发展的密切关系展的密切关系,逐步形成可持逐步形成可持续发续发展的意展的意识识 自学导引自学导引 一、化学能与热能一、化学能与热能 1..质质量量守守恒恒定定律律和和能能量量守守恒恒定定律律是是两两条条基基本本的的自自然然定定律律化化学学能能是是能能量量的的一一种种形形式式,,它它同同样样可可以以转转化化为为其其他他形形式式的的能能量,如热能、电能等。 量,如热能、电能等 2..化化学学反反应应中中的的能能量量变变化化,,通通常常表表现现为为热热量量的的变变化化——吸热和放热吸热和放热 思思考考题题 写写出出下下列列反反应应的的化化学学方方程程式式,,并并指指出出是是放放热热反反应还是吸热反应应还是吸热反应 ①①天然气天然气(CH4)燃烧:燃烧:__________________________ ②②高温煅烧石灰石高温煅烧石灰石(主要成分主要成分CaCO3)::____________ ③③铁丝在氧气中燃烧:铁丝在氧气中燃烧:__________________________ ④④钠与水的反应:钠与水的反应:______________________________ 答案答案 ①①CH4++2O2 CO2++2H2O,放热反应,放热反应 ②②CaCO3 CaO++CO2↑,吸热反应,吸热反应 ③③3Fe++2O2 Fe3O4,放热反应,放热反应 ④④2Na++2H2O==2NaOH++H2↑,放热反应,放热反应 3..酸酸与与碱碱发发生生中中和和反反应应生生成成1 mol H2O时时所所释释放放的的热热量量称为中和热。 称为中和热 二、化学能与热能相互转化的应用二、化学能与热能相互转化的应用 化化学学反反应应伴伴随随着着能能量量的的变变化化是是化化学学反反应应的的基基本本特特征征之之一一化化学学物物质质中中的的化化学学能能通通过过反反应应转转化化成成热热能能,,是是人人类类生生存存和和发发展展的的动动力力之之源源;;而而热热能能转转化化为为化化学学能能又又是是人人们们进进行行化化学学科科学学研究和创造新物质不可或缺的条件和途径研究和创造新物质不可或缺的条件和途径 名师解惑名师解惑 一、吸热反应和放热反应的判断一、吸热反应和放热反应的判断 反反应应过过程程中中放放出出热热量量的的反反应应为为放放热热反反应应,,吸吸收收热热量量的的反反应为吸热反应应为吸热反应 1.根据实例判断.根据实例判断 常常见见的的放放热热反反应应有有::①①所所有有的的燃燃烧烧反反应应,,如如C、、H2、、CH4等等在在氧氧气气或或空空气气中中的的燃燃烧烧,,H2在在氯氯气气中中的的燃燃烧烧等等;;②②酸酸碱碱中中和和反反应应;;③③大大多多数数的的化化合合反反应应;;④④金金属属与与酸酸的的反反应应,,如如镁镁条和盐酸的反应。 条和盐酸的反应 常常见见的的吸吸热热反反应应有有::①①大大多多数数的的分分解解反反应应;;②②氢氢氧氧化化钡钡晶体和氯化铵晶体的反应;晶体和氯化铵晶体的反应;③③C和和CO2、、C和水的反应等和水的反应等 2..根根据据生生成成物物和和反反应应物物总总能能量量的的相相对对大大小小判判断断若若生生成成物物的的总总能能量量大大于于反反应应物物的的总总能能量量,,则则为为吸吸热热反反应应,,反反之之为为放放热热反反应应实实际际上上,,反反应应放放热热就就是是因因为为反反应应物物的的总总能能量量大大于于生生成成物物的的总总能能量量;;而而反反应应吸吸热热是是因因为为反反应应物物的的总总能能量量小小于于生生成成物的总能量物的总能量 3..根根据据生生成成物物和和反反应应物物的的相相对对稳稳定定性性判判断断由由稳稳定定的的物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 [特别提醒特别提醒] 一一个个反反应应是是放放热热反反应应还还是是吸吸热热反反应应与与其其是是否否需需要要加加热热无无关关,,需需要要加加热热的的反反应应不不一一定定是是吸吸热热反反应应,,不不需需要要加加热热的的反反应应也也不不一一定定是是放放热热反反应应。 如如H2、、CO等等大大多多数数气气体体需需要要点点燃燃才才能能进进行行燃燃烧烧,,Ba(OH)2·8H2O 和和NH4Cl属属吸吸热热反反应应但但在在常常温温下下就能进行就能进行 二、溶解过程中的热效应二、溶解过程中的热效应 一一些些物物质质溶溶于于水水,,也也会会有有吸吸热热和和放放热热现现象象如如浓浓硫硫酸酸、、NaOH(s)等等溶溶于于水水会会放放热热;;NH4NO3(s)、、NH4Cl(s)等等溶溶于于水水要要吸热;吸热;NaCl、酒精等溶于水,热效应不大酒精等溶于水,热效应不大 三、物质三、物质“三态三态”变化过程中的热效应变化过程中的热效应 四、中和热的测定四、中和热的测定 1.实验用品.实验用品 大大烧烧杯杯(500 mL)、、小小烧烧杯杯(100 mL)、、温温度度计计、、2个个量量筒筒(50 mL)、、泡泡沫沫塑塑料料或或纸纸条条、、泡泡沫沫塑塑料料板板或或硬硬纸纸板板(中中心心有有两两个小孔个小孔)、环形玻璃搅拌棒环形玻璃搅拌棒 0.50 mol·L--1盐酸、盐酸、0.55 mol·L--1NaOH溶液 2.实验原理.实验原理 在在稀稀溶溶液液中中,,酸酸跟跟碱碱发发生生中中和和反反应应生生成成1 mol H2O,,这这时时的的反反应应热热叫叫中中和和热热。 实实验验中中通通过过测测定定酸酸碱碱中中和和反反应应过过程程中中所所放出的热量来计算中和热的大小放出的热量来计算中和热的大小 3.实验步骤.实验步骤 ①①在在大大烧烧杯杯底底部部垫垫泡泡沫沫塑塑料料(或或纸纸条条),,使使放放入入的的小小烧烧杯杯杯杯口口与与大大烧烧杯杯杯杯口口相相平平然然后后在在大大、、小小烧烧杯杯之之间间填填满满碎碎泡泡沫沫塑塑料料(或或纸纸条条),,大大烧烧杯杯上上用用泡泡沫沫塑塑料料板板(或或硬硬纸纸板板)作作盖盖板板,,在在板板中中间间开开两两个个小小孔孔,,正正好好使使温温度度计计和和玻玻璃璃搅搅拌拌棒棒通通过过,,以以达达到到保保温温、、隔隔热热、、减减少少实实验验过过程程中中热热量量损损失失的的目目的的,,如如图图所所示示(该实验也可在保温杯中进行该实验也可在保温杯中进行):: ②②用用一一个个量量筒筒量量取取50 mL 0.50 mol·L--1盐盐酸酸,,倒倒入入小小烧烧杯杯中中,,并并用用温温度度计计测测量量盐盐酸酸的的温温度度,,记记录录并并填填入入下下表表,,然然后后把温度计上的酸用水冲洗干净把温度计上的酸用水冲洗干净。 ③③用用另另一一个个量量筒筒量量取取50 mL 0.55 mol·L--1 NaOH溶溶液液,,并用温度计测量并用温度计测量NaOH溶液的温度,记录并填入下表溶液的温度,记录并填入下表实实验验次次数数起始温度起始温度(t)/℃℃终终止温度止温度 (t3)/℃℃温度差温度差Δt== t-- /℃℃HCl(t1)/℃℃NaOH(t2)/℃℃平均平均值值( )/℃℃123④④把把温温度度计计和和环环形形玻玻璃璃搅搅拌拌棒棒放放入入小小烧烧杯杯中中的的盐盐酸酸中中,,并并把把量量筒筒中中的的NaOH溶溶液液一一次次倒倒入入小小烧烧杯杯(注注意意不不要要洒洒在在外外面面),,用用环环形形玻玻璃璃搅搅拌拌棒棒轻轻轻轻搅搅动动溶溶液液,,并并准准确确读读出出混混合合溶溶液液的的最最高高温度,作为终止温度,记录并填入表格温度,作为终止温度,记录并填入表格 ⑤⑤重重复复实实验验三三次次,,取取测测量量所所得得数数据据的的平平均均值值作作为为计计算算的的依据 ⑥⑥根据实验数据计算中和热根据实验数据计算中和热 4.注意事项.注意事项 ①①装置的保温隔热效果要尽可能的好。 装置的保温隔热效果要尽可能的好 ②②使碱稍微过量以保证盐酸完全被中和使碱稍微过量以保证盐酸完全被中和 典例导析典例导析 知识点知识点1:吸、放热反应与加热进行反应的关系:吸、放热反应与加热进行反应的关系 例例1 下列叙述中正确的是下列叙述中正确的是( ) A.需要加热的反应都是吸热反应.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.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.化学能只能以热能的形式释放 D.燃烧反应都是放热反应.燃烧反应都是放热反应 解解析析 有有些些放放热热反反应应需需要要加加热热使使其其发发生生,,如如碳碳的的燃燃烧烧等等A、、B项项不不正正确确化化学学能能可可以以转转化化成成多多种种形形式式的的能能,,如如光光能能、、电能、热能等,电能、热能等,C项错误燃烧反应都是放热反应燃烧反应都是放热反应 答案答案 D 跟踪练习跟踪练习1 下列说法中正确的是下列说法中正确的是( ) A..吸吸热热反反应应在在发发生生过过程程中中需需要要不不断断地地从从外外界界获获得得能能量量,,放热反应在发生过程中均不需要外界的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.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.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.化学反应除生成新的物质外,还伴随着能量的变化 答案答案 D 知识点知识点2:吸热反应和放热反应的综合分析判断:吸热反应和放热反应的综合分析判断 例例2 石石墨墨和和金金刚刚石石都都是是碳碳元元素素的的单单质质,,石石墨墨在在一一定定条条件件下下可可转转化化为为金金刚刚石石,,已已知知12 g石石墨墨完完全全转转化化为为金金刚刚石石时时,,要要吸收吸收E kJ能量。 下列说法中正确的是能量下列说法中正确的是( ) A.石墨不如金刚石稳定.石墨不如金刚石稳定 B.金刚石不如石墨稳定.金刚石不如石墨稳定 C..等等质质量量的的石石墨墨与与金金刚刚石石完完全全燃燃烧烧,,二二者者放放出出的的热热量量一样多一样多 D.等质量的石墨与金刚石完全燃烧.等质量的石墨与金刚石完全燃烧,石墨放出的热量多石墨放出的热量多 解解析析 一一般般某某物物质质具具有有的的能能量量越越高高,,这这种种物物质质就就越越不不稳稳定定,,反反之之就就越越稳稳定定由由题题意意知知石石墨墨转转化化为为金金刚刚石石需需吸吸收收热热量量,,则则金金刚刚石石具具有有的的能能量量应应大大于于石石墨墨具具有有的的能能量量,,故故稳稳定定性性石石墨墨大大于于金金刚刚石石,,当当然然等等质质量量的的金金刚刚石石完完全全燃燃烧烧时时放放出出热热量量多多于于石墨完全燃烧时放出的热量石墨完全燃烧时放出的热量 答案 答案 B 跟跟踪踪练练习习2 北北京京奥奥运运会会期期间间,,志志愿愿者者使使用用的的快快餐餐饭饭盒盒内内层层是是用用铝铝箔箔包包裹裹并并已已加加工工好好的的真真空空包包装装食食品品,,外外层层则则是是分分别别包包装装的的两两包包化化学学物物质质,,吃吃饭饭前前拉拉动动预预留留在在外外的的拉拉线线使使这这两两种种化化学学物物质质接接触触反反应应,,放放出出的的热热量量便便可可对对食食物物进进行行加加热热,,最最适适合做这两包化学物质的是合做这两包化学物质的是( ) A.浓硫酸和水.浓硫酸和水 B.生石灰和水.生石灰和水 C.熟石灰和水.熟石灰和水 D.氯化钠和水.氯化钠和水 答案答案 B 知识点知识点3:能量变化中的实验问题:能量变化中的实验问题 例例3 将将V1 mL 1.0 mol·L--1 HCl溶溶液液和和V2 mL未未知知浓浓度度的的NaOH溶溶液液混混合合均均匀匀后后测测量量并并记记录录溶溶液液的的温温度度,,实实验验结结果果如如图图所所示示(实实验验中中始始终终保保持持V1++V2==50 mL)。 下下列列叙叙述述中中不不正正确确的是的是( ) A.当.当V1==30 mL时,盐酸和时,盐酸和NaOH溶液恰好完全反应溶液恰好完全反应 B..NaOH溶液的浓度约为溶液的浓度约为1.5 mol·L--1 C.做该实验时环境温度为.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.该实验表明化学能可以转化为热能 解解析析 当当加加入入30 mL盐盐酸酸时时,,热热效效应应最最大大,,表表明明此此时时盐盐酸酸 和和NaOH 溶溶液液恰恰好好完完全全反反应应,,所所以以NaOH溶溶液液的的浓浓度度为为 ==1.5 mol·L--1,,A、、B、、D三项均正确;三项均正确;当当V1==0时时,,温温度度为为21 ℃,,所所以以实实验验时时环环境境温温度度为为21 ℃,,C项错误 答案答案 C 跟跟踪踪练练习习3 如如图图所所示示,,在在一一个个小小烧烧杯杯里里加加入入研研细细的的20 g Ba(OH)2·8H2O晶晶体体将将此此小小烧烧杯杯放放在在事事先先滴滴有有3~~4滴滴水水的的玻玻璃璃片片上上,,然然后后向向小小烧烧杯杯中中加加入入10 g NH4Cl晶晶体体,,并并用用玻玻璃璃棒棒快速搅拌。 快速搅拌 (1)实实 验验 中中 要要 用用 玻玻 璃璃 棒棒 搅搅 拌拌 的的 原原 因因 是是________________________________________ (2)写写 出出 有有 关关 反反 应应 的的 化化 学学 方方 程程 式式 ::________________________________________,, 该该 反反 应应________(填填“是是”或或“不是不是”)氧化还原反应氧化还原反应 (3)该该实实验验中中观观察察到到的的现现象象除除产产生生刺刺激激性性气气味味的的气气体体及及反反应应混混合合物物呈呈糊糊状状以以外外,,还还有有________________________________ (4)通通过过最最后后一一个个现现象象可可以以说说明明该该反反应应为为____(填填“吸吸”或或“放放”)热热反反应应,,这这是是由由于于反反应应物物的的总总能能量量______(填填“大大于于”或或“小于小于”)生成物的总能量生成物的总能量 答答案案 (1)该该反反应应是是固固体体之之间间的的反反应应,,搅搅拌拌可可使使混混合合物物充充分接触并发生反应分接触并发生反应 (2)Ba(OH)2·8H2O++2NH4Cl ==BaCl2++2NH3↑++10H2O;;不是不是 (3)玻璃片上因结冰而与小烧杯黏在一起玻璃片上因结冰而与小烧杯黏在一起 (4)吸;小于吸;小于第二节 化学能与电能第二节 化学能与电能 第第1 1课时 化学能与电能的相互转化课时 化学能与电能的相互转化 三维目标三维目标知知识识与技能与技能1.初步.初步认识认识原原电电池概念、反池概念、反应应原理、构成原理、构成及及应应用用(重点重点)2.通.通过对过对原原电电池池实验实验的探究,从的探究,从电电子子转转移移的角度理解化学能向的角度理解化学能向电电能能转转化的本化的本质质(难难点点)过过程与方法程与方法通通过对过对化学能与化学能与电电能的能的转转化的化的实验实验探究探究过过程,培养程,培养观观察能力、察能力、实验实验能力和分析推理能力和分析推理能力能力情感、情感、态态度与度与价价值观值观多角度体会化学科学与人多角度体会化学科学与人类类文明和社会文明和社会发发展的密切关系展的密切关系 思维激活思维激活 格格林林太太太太有有一一口口整整齐齐的的牙牙齿齿,,但但其其中中有有两两颗颗假假牙牙::一一颗颗是是黄黄金金的的——这这是是格格林林太太太太富富有有的的象象征征;;另另一一颗颗是是不不锈锈钢钢的的——这这是是一一次次车车祸祸留留下下的的痕痕迹迹。 但但自自从从车车祸祸后后,,她她经经常常头头疼疼,,夜夜间间失失眠眠,,心心情情烦烦躁躁……尽尽管管吃吃了了不不少少药药物物,,但但病病症症未未有有丝丝毫的减轻,你想知道她真正的病因吗?毫的减轻,你想知道她真正的病因吗? 自学导引自学导引 化学能与电能的相互转化化学能与电能的相互转化 1..间间接接转转化化::在在我我国国发发电电总总量量构构成成上上,,火火力力发发电电居居首首位位燃煤发电过程中的能量转化过程为化学能燃煤发电过程中的能量转化过程为化学能热热能能机械机械能能电电能 思思考考题题1 在在火火力力发发电电过过程程中中使使化化学学能能转转化化为为电电能能的的关关键键是什么?是什么? 答案答案 燃烧燃烧(氧化还原反应氧化还原反应) 2.直接转化.直接转化——原电池原电池 (1)原原电电池池是是将将化化学学能能转转变变为为电电能能的的装装置置在在原原电电池池中中氧氧化化反反应应和和还还原原反反应应分分别别在在两两个个不不同同的的区区域域进进行行,,使使其其间间电电子子发发生生转转移移,,在在闭闭合合回回路路下下形形成成电电流流可可见见原原电电池池反反应应的的本本质质是氧化还原反应。 是氧化还原反应 思考题思考题2 是不是所有的反应都能设计成原电池? 是不是所有的反应都能设计成原电池? 答答案案 不不是是,,只只有有发发生生电电子子转转移移的的氧氧化化还还原原反反应应才才能能设设计成原电池计成原电池 (2)在在铜铜锌锌原原电电池池中中,,锌锌易易失失去去电电子子被被氧氧化化成成Zn2++进进入入溶溶液液,,电电子子由由锌锌片片通通过过导导线线流流向向铜铜片片,,溶溶液液中中的的H++从从铜铜片片端端获获得得电电子子被被还还原原成成氢氢原原子子,,再再结结合合成成氢氢分分子子从从铜铜片片上上逸逸出出锌锌片片上上的的反反应应为为Zn--2e--==Zn2++ ,铜铜片片上上的的反反应应为为2H++++2e--==H2↑ 思思考考题题3 在在铜铜、、锌锌和和稀稀硫硫酸酸构构成成的的原原电电池池中中,,溶溶液液的的pH如何变化?如何变化?SO42--浓度呢?浓度呢? 答答案案 由由于于H++在在铜铜片片上上得得电电子子生生成成H2,,溶溶液液中中H++浓浓度度减小,减小,pH增大溶液中增大溶液中SO42--浓度基本保持不变浓度基本保持不变。 名师解惑名师解惑 一、原电池的构成条件及工作原理一、原电池的构成条件及工作原理 1.原电池的构成条件:.原电池的构成条件: (1)具具有有活活动动性性不不同同的的两两种种电电极极材材料料(金金属属和和金金属属或或金金属属和和能导电的非金属能导电的非金属) (2)电极材料与电解质溶液接触电极材料与电解质溶液接触 (3)组成闭合回路组成闭合回路 2..原原电电池池的的工工作作原原理理::较较活活泼泼金金属属发发生生氧氧化化反反应应,,电电子子由由较较活活泼泼金金属属通通过过导导线线流流入入不不活活泼泼金金属属,,溶溶液液中中氧氧化化性性较较强强的阳离子在不活泼金属上得到电子被还原的阳离子在不活泼金属上得到电子被还原 [特别提醒特别提醒] ①①自发进行的氧化还原反应,理论上可组成原电池自发进行的氧化还原反应,理论上可组成原电池 ②②形形成成闭闭合合回回路路的的方方式式有有多多种种,,可可以以是是导导线线连连接接两两个个电电极,也可以是两电极接触如下图: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二、原电池正负极的判断方法 1..根根据据组组成成原原电电池池两两极极的的材材料料判判断断.一一般般是是活活动动性性较较强强的金属为负极的金属为负极,活动性较弱的金属或能导电的非金属为正极。 活动性较弱的金属或能导电的非金属为正极 2..根根据据电电流流或或电电子子的的流流动动方方向向判判断断电电流流是是由由正正极极流流向向负极;电子由负极流向正极负极;电子由负极流向正极 3..根根据据原原电电池池两两极极发发生生的的反反应应来来判判断断原原电电池池的的负负极极总总是失电子发生氧化反应是失电子发生氧化反应,其正极总是得电子发生还原反应其正极总是得电子发生还原反应 4..根根据据现现象象判判断断一一般般溶溶解解的的一一极极为为负负极极,,增增重重或或有有气气泡放出的一极为正极泡放出的一极为正极 [特别提醒特别提醒] ①①原原电电池池的的负负极极失失去去电电子子的的总总数数等等于于正正极极得得到到电电子子的的总总数,遵循电子守恒数,遵循电子守恒 ②②原原电电池池正正负负极极的的判判断断不不仅仅要要看看两两极极活活动动性性的的相相对对强强弱弱,,还还要要看看电电解解质质溶溶液液的的种种类类例例如如::Mg、、Al为为电电极极,,若若以以H2SO4溶溶液液为为电电解解质质溶溶液液,,则则Mg为为负负极极;;若若以以NaOH溶溶液液为为电解质溶液,则电解质溶液,则Al为负极。 为负极 三、原电池的设计三、原电池的设计 任任何何自自发发进进行行的的氧氧化化还还原原反反应应均均能能设设计计成成原原电电池池,,一一般般思思路路是是先先依依据据反反应应式式确确定定电电极极材材料料,,然然后后判判断断电电解解质质溶溶液液,,注意构成原电池的条件注意构成原电池的条件 1..以以自自发发进进行行的的氧氧化化还还原原反反应应为为基基础础,,如如::Zn++Cu2++==Zn2++++Cu 2..把把氧氧化化还还原原反反应应分分解解为为氧氧化化反反应应和和还还原原反反应应两两个个半半反反应应,,从从而而确确定定电电极极反反应应氧氧化化反反应应(负负极极)::Zn--2e--==Zn2++;;还原反应还原反应(正极正极)::Cu2++++2e--==Cu 3..以以两两极极反反应应为为根根据据,,确确定定电电极极材材料料及及电电解解质质溶溶液液负负极极材材料料为为Zn,,正正极极材材料料的的活活动动性性比比Zn弱弱,,多多采采用用石石墨墨、、Cu等等电电解解质质溶溶液液要要含含有有Cu2++,,可可以以为为CuCl2溶溶液液或或CuSO4溶溶液 4.结合原电池的构成条件,画出装置图。 .结合原电池的构成条件,画出装置图 典例导析典例导析 知识点知识点1:原电池的构成及工作原理:原电池的构成及工作原理 例例1 在下图的在下图的8个装置中,属于原电池的是个装置中,属于原电池的是________ 解解析析 ①②①②中中无无两两电电极极,,③③中中两两电电极极的的活活动动性性应应不不同同,,⑤⑤中中无无电电解解质质溶溶液液,,⑧⑧中中不不形形成成闭闭合合回回路路,,只只有有④⑥⑦④⑥⑦满满足足形形成成原原电电池池的的三三个个条条件件,,形形成成了了原原电电池池,,本本题题的的易易错错点点是是⑥⑦⑥⑦,,⑥⑥被被误误认认为为无无导导线线相相连连构构不不成成闭闭合合回回路路,,⑦⑦被被误误认认为为应插入同一装置中而漏选应插入同一装置中而漏选 答案答案 ④⑥⑦④⑥⑦ 跟踪练习跟踪练习1 下列装置能构成原电池的是下列装置能构成原电池的是( ) 答案 答案 B 知识点知识点2:原电池的设计:原电池的设计 例例2 如如图图Ⅰ所所示示的的装装置置,,在在盛盛有有水水的的烧烧杯杯中中,,铁铁圈圈和和银银圈圈的的连连接接处处吊吊着着一一根根绝绝缘缘的的细细丝丝,,使使之之平平衡衡。 小小心心地地往往烧烧杯杯中央滴入中央滴入CuSO4溶液 (1)片刻后可观察到的现象是片刻后可观察到的现象是________ A.铁圈和银圈左右摇摆不定.铁圈和银圈左右摇摆不定 B.保持平衡状态不变.保持平衡状态不变 C.铁圈向下倾斜.铁圈向下倾斜 D.银圈向下倾斜.银圈向下倾斜 (2)产生上述现象的原因是产生上述现象的原因是_______________________ (3)欲欲使使图图Ⅱ中中的的铁铁棒棒逐逐渐渐溶溶解解而而铜铜不不在在铁铁棒棒上上析析出出,,可可以设计的实验是以设计的实验是____________________________________ 解解析析 因因为为铁铁圈圈可可以以与与CuSO4发发生生氧氧化化还还原原反反应应::Fe++CuSO4==FeSO4++Cu,,铁铁圈圈和和银银圈圈直直接接相相连连,,电电子子可可以以顺顺利利传递,所以可以构成原电池,其电极反应式为:传递,所以可以构成原电池,其电极反应式为: 负极: 负极:Fe--2e--==Fe2++ 正极: 正极:Cu2++++2e--==Cu 铁溶解,铁圈减轻;生成的 铁溶解,铁圈减轻;生成的Cu沉积在银圈上,银圈增重。 沉积在银圈上,银圈增重 答案 答案 (1)D (2)加加CuSO4溶溶液液后后,,构构成成Fe--Ag原原电电池池,,Fe溶溶解解,,铁铁圈圈减轻,减轻,Cu2++在银圈上得电子,沉积在银圈上,银圈增重在银圈上得电子,沉积在银圈上,银圈增重 (3)找找一一种种比比铁铁不不活活泼泼的的金金属属(如如Cu)或或非非金金属属(如如石石墨墨)与与铁棒用导线相连接铁棒用导线相连接(或直接接触或直接接触),插入该溶液中构成原电池,插入该溶液中构成原电池 跟跟踪踪练练习习2 某某同同学学根根据据原原电电池池原原理理设设计计了了“苹苹果果电电池池”(如图如图),下列有关说法中正确的是,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.将苹果换成番茄,小灯泡就不亮了 B.铁片是此.铁片是此“苹果电池苹果电池”的正极的正极 C.苹果里有电解质溶液.苹果里有电解质溶液 D.一段时间后取出.一段时间后取出Cu片,其质量减少片,其质量减少 答案答案 C第第2 2课时 发展中的化学电源课时 发展中的化学电源 三维目标三维目标 思维激活思维激活 电电池池,,你你一一定定不不会会感感到到陌陌生生吧吧!!除除了了熟熟悉悉的的干干电电池池外外,,还还有有供供手机、、笔笔记记本本电电脑脑用用的的锂锂电电池池,,供供心心脏脏起起搏搏用用的的超超小小型型电电池池,,此此外外潜潜艇艇、、卫卫星星、、宇宇宙宙飞飞船船等等也也要要依依靠靠电电池池提提供供能能量量。 当当今今社社会会虽虽然然有有方方便便的的交交流流电电网网,,但但是是电电池池的的销销售售量量却却有有增增无无减减,,而而且且不不断断涌涌现现出出新新的的品品种种你你知知道道燃燃料料电电池池的的工工作原理吗?作原理吗?知知识识与技能与技能认识认识常常见见的化学的化学电电源,了解燃料源,了解燃料电电池的工作原理池的工作原理过过程与方法程与方法在了解新型在了解新型电电池的池的过过程中,学会运用程中,学会运用查阅资查阅资料等料等多种手段多种手段获获取信息取信息情感、情感、态态度与度与价价值观值观通通过对过对新型新型电电池的介池的介绍绍、体、体验验化学化学电电池的改池的改进进与与创创新,初步形成科学的新,初步形成科学的发发展展观观 自学导引自学导引 一、锌锰干电池一、锌锰干电池 最最早早使使用用的的化化学学电电池池是是锌锌锰锰电电池池,,它它是是一一种种一一次次电电池池,,放放电电之之后后不不能能充充电电(内内部部的的氧氧化化还还原原反反应应是是不不可可逆逆的的),,在在使使用用过过程程中中,,锌锌作作负负极极,,会会逐逐渐渐溶溶解解::Zn--2e--==Zn2++,,锌锌外外壳壳逐逐渐渐变变薄薄,,最最后后内内部部糊糊状状的的电电解解质质会会泄泄漏漏出出来来,,使使电电器器腐腐蚀蚀;;后后来来人人们们采采用用在在外外壳壳口口套套上上防防腐腐金金属属筒筒或或塑塑料料筒筒的的方方法法改造成了防漏电池。 改造成了防漏电池 二、充电电池二、充电电池 充充电电电电池池又又称称二二次次电电池池,,它它在在放放电电时时进进行行氧氧化化还还原原反反应应,,在在充充电电时时可可以以逆逆向向进进行行,,使使电电池池恢恢复复到到放放电电前前的的状状态态它它实实现现了了化化学学能能转转变变为为电电能能,,再再由由电电能能转转变变为为化化学学能能的的循循环环最最早早使使用用的的充充电电电电池池是是铅铅蓄蓄电电池池锂锂离离子子电电池池是是新新一一代代的的可可充充电绿色电池电绿色电池 思思考考题题1 随随着着人人们们生生活活水水平平的的不不断断提提高高,,废废电电池池必必须须进进行行 集集 中中 处处 理理 的的 问问 题题 被被 提提 上上 议议 事事 日日 程程 ,, 其其 首首 要要 原原 因因 是是________________________________________________ 答答案案 防防止止电电池池中中的的汞汞、、镉镉、、铅铅等等重重金金属属离离子子对对土土壤壤和和水源的污染水源的污染 三、燃料电池三、燃料电池 燃燃料料电电池池与与干干电电池池和和蓄蓄电电池池的的差差别别在在于于反反应应物物不不是是储储存存在在电电池池内内部部,,而而是是外外设设装装备备提提供供燃燃料料、、氧氧化化剂剂等等。 燃燃料料电电池池的能量转化率比火力发电的能量转化率比火力发电高高 思考题 思考题2 在燃料电池中,燃料在哪一极反应?在燃料电池中,燃料在哪一极反应?O2呢?呢? 答答案案 燃燃料料发发生生氧氧化化反反应应,,在在负负极极发发生生;;氧氧气气发发生生还还原原反应,在正极发生反应,在正极发生 名师解惑名师解惑 一、电化学反应式的书写一、电化学反应式的书写 1.书写要遵循的原则.书写要遵循的原则 原原电电池池的的电电极极反反应应均均是是氧氧化化还还原原反反应应,,因因此此电电极极反反应应式式的的书书写写要要遵遵循循质质量量守守恒恒、、电电子子守守恒恒及及电电荷荷守守恒恒,,将将两两电电极极反反应应式式合合并并得得总总反反应应式式;;已已知知一一电电极极反反应应式式和和电电池池总总反反应应式式,,则则用用电电池池总总反反应应式式减减去去该该电电极极反反应应式式,,即即得得另另一一电电极极反反应应式式;;对对于于可可充充电电电电池池的的反反应应,,要要看看清清“充充电电、、放放电电”的的方方向向放放电的过程就是原电池的反应原理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.电极反应式的书写步骤 第第一一步步::分分析析氧氧化化还还原原反反应应,,确确定定电电极极的的正正、、负负极极及及氧氧化剂、还原剂得失电子的数目。 化剂、还原剂得失电子的数目 第第二二步步::注注意意电电解解质质溶溶液液的的成成分分,,对对正正极极、、负负极极反反应应产产物的影响,可根据题意或化学方程式确定正、负极产物物的影响,可根据题意或化学方程式确定正、负极产物 第第三三步步::为为保保证证电电荷荷守守恒恒、、元元素素守守恒恒、、质质量量守守恒恒,,考考虑虑溶溶液液的的酸酸碱碱性性,,可可在在电电极极反反应应式式的的一一端端根根据据需需要要添添加加H++、、OH--或或H2O将将两两个个电电极极反反应应式式合合并并起起来来,,即即可可得得到到电电池池总总反应式 [特别提醒特别提醒] ①①可可将将两两个个电电极极反反应应式式合合并并起起来来看看是是否否与与电电池池总总反反应应式式相符,相符则对,不符则错相符,相符则对,不符则错 ②②要注意电极反应产物是否与电解质溶液发生反应要注意电极反应产物是否与电解质溶液发生反应 二、原电池原理的应用二、原电池原理的应用 1..利利用用原原电电池池反反应应原原理理加加快快化化学学反反应应速速率率实实验验室室常常用用粗粗锌锌或或向向酸酸溶溶液液中中加加入入少少量量硫硫酸酸铜铜溶溶液液,,来来加加快快生生成成氢氢气气的的速速率率。 其其原原因因是是锌锌与与粗粗锌锌的的杂杂质质或或锌锌与与从从硫硫酸酸铜铜中中置置换换出出的的铜与酸溶液形成原电池,加快了锌的反应铜与酸溶液形成原电池,加快了锌的反应 2..判判断断金金属属的的纯纯度度::在在“Zn--Cu--H2SO4”构构成成的的原原电电池池中中,,锌锌极极失失去去电电子子发发生生氧氧化化反反应应而而溶溶解解,,溶溶液液中中的的氢氢离离子子在在铜铜极极上上得得到到电电子子发发生生还还原原反反应应,,放放出出氢氢气气若若在在锌锌极极上上也也有氢气放出,则说明锌极是不纯的有氢气放出,则说明锌极是不纯的 3..比比较较金金属属活活动动性性强强弱弱如如图图所所示示装装置置中中,,A和和B都都是是金金属属单单质质,,电电解解质质溶溶液液是是稀稀硫硫酸酸如如果果A上上产产生生气气泡泡,,则则金金属属活活动动性性::AB 4..抑抑制制金金属属的的腐腐蚀蚀简简单单地地说说,,金金属属腐腐蚀蚀就就是是金金属属被被氧氧化化还还以以上上图图为为例例,,若若金金属属A是是负负极极,,则则A被被氧氧化化(被被腐腐蚀蚀),,金金属属B受受保保护护;;若若金金属属A是是正正极极,,则则金金属属B被被氧氧化化(被被腐腐蚀蚀),,金金属属A受受保保护护。 由由此此可可知知,,可可以以利利用用原原电电池池原原理理来来抑抑制制金金属属的腐蚀 典例导析典例导析 知识点知识点1:原电池中电极反应式的书写及判断:原电池中电极反应式的书写及判断 例例1 右右图图为为氢氢氧氧燃燃料料电电池池的的原原理理示示意意图图,,按按照照此此图图的的提提示,下列叙述中不正确的是示,下列叙述中不正确的是( ) A..a电极是负极电极是负极 B..b电极的电极反应式为电极的电极反应式为4OH----4e--==2H2O++O2↑ C.在电池内部,.在电池内部,H++向向b电极附近运动电极附近运动 D.氢氧燃料电池是一种具有广泛应用前景的绿色电源.氢氧燃料电池是一种具有广泛应用前景的绿色电源 解解析析 氢氢氧氧燃燃料料电电池池的的总总化化学学方方程程式式为为2H2++O2==2H2O,,当当电电解解质质溶溶液液为为KOH溶溶液液时时,,a电电极极上上发发生生的的电电极极反反应应为为2H2--4e--++4OH--==4H2O,,a电电极极是是负负极极;;b电电极极上上发发生生的的电电极极反反应应为为O2++2H2O++4e--==4OH--,,b电电极极是是正正极极;;在在原原电电池池内内部部,,阳阳离离子子向向正正极极迁迁移移;;氢氢氧氧燃燃料料电电池池的的能能量量效效率率较较高高,,且且产产物物是是H2O,,无无污污染染,,因因此此,,它它是是一一种种具具有有广广泛泛应应用用前前景景的绿色能源。 的绿色能源 答案答案 B 跟跟踪踪练练习习1 实实验验室室用用锌锌片片、、铜铜片片和和AgNO3溶溶液液组组成成原原电电池,正极上发生的电极反应式为池,正极上发生的电极反应式为( ) A..2H++++2e--==H2↑ B..Ag++++e--==Ag C..Zn--2e--==Zn2++ D..2H2O++O2++4e--==4OH-- 答案答案 B 知识点知识点2:原电池原理的应用:原电池原理的应用 例例2 已已知知Zn++Cu2++==Cu++Zn2++,,能能实实现现该该反反应应的的原原电电池的正确组成是池的正确组成是( ) 解解析析 Zn→Zn2++,,失失电电子子,,则则Zn作作负负极极,,Cu2++→Cu,,得得电电子子,,则则电电解解质质溶溶液液中中应应含含有有Cu2++,,据据此此可可排排除除A、、B两两项;而项;而D项中两电极的活泼性相同,不能组成原电池项中两电极的活泼性相同,不能组成原电池 答案答案 CABCD正极正极ZnCuCuZn负负极极CuZnZnZn电电解解质质溶液溶液CuCl2H2SO4CuSO4CuCl2 跟跟踪踪练练习习2 四四个个金金属属环环与与一一个个碳碳环环彼彼此此相相连连接接形形成成奥奥运运五五圆圆环环,,将将其其水水平平置置于于AgNO3溶溶液液中中,,起起始始状状态态如如图图所所示示。 该该五五圆圆环环从从左左至至右右依依次次是是金金环环、、银银环环、、碳碳环环、、铜铜环环、、铁铁环环,,则下列叙述中正确的是则下列叙述中正确的是( ) A.五圆环左边下沉,右边上浮.五圆环左边下沉,右边上浮 B.五圆环左边上浮,右边下沉.五圆环左边上浮,右边下沉 C.五圆环仍保持水平.五圆环仍保持水平 D.五圆环将左右摇摆不定.五圆环将左右摇摆不定 答案答案 A第三节 化学反应的速率和限度第三节 化学反应的速率和限度第第1 1课时 化学反应速率课时 化学反应速率 三维目标三维目标 思维激活思维激活 为为什什么么鲜鲜牛牛奶奶放放入入冰冰箱箱内内可可以以存存放放4~~6天天,,而而在在常常温温下下只只能能保保存存48小小时时呢呢??这这是是因因为为温温度度不不同同使使两两者者的的反反应应速速率率不不同同,,那那什什么么是是反反应应速速率率呢呢??影影响响反反应应速速率率的的因因素素除除了了温温度度外外,,还有什么呢?还有什么呢?知知识识与技能与技能1.理解化学反.理解化学反应应速率的含速率的含义义(重点重点)2.了解影响化学反.了解影响化学反应应速率的因素速率的因素(重点重点)过过程与方法程与方法通通过实验过实验探究分析影响化学反探究分析影响化学反应应速率的因素,培养速率的因素,培养设计设计定量定量实验实验的能力以及分析和的能力以及分析和处处理理实验实验数据的能力数据的能力情感、情感、态态度度与价与价值观值观有参与化学科技活有参与化学科技活动动的的热热情,有将化学知情,有将化学知识应识应用于生用于生产产、、生活生活实实践的意践的意识识,能,能够对够对与化学有关的社会和生活与化学有关的社会和生活问题问题作出合理的判断作出合理的判断 自学导引自学导引 一、化学反应速率一、化学反应速率 1..不不同同的的化化学学反反应应进进行行的的快快慢慢千千差差万万别别,,快快与与慢慢是是相相对对而言的,化学反应过程进行的快慢用而言的,化学反应过程进行的快慢用反应速率反应速率来表示。 来表示 2..化化学学反反应应速速率率通通常常用用单单位位时时间间内内反反应应物物浓浓度度的的减减少少量量或或生生成成物物浓浓度度的的增增加加量量(均均取取正正值值)来来表表示示化化学学反反应应速速率率的的单位为单位为mol·L--1·s--1或或mol·L--1·min--1 二、影响化学反应速率的因素二、影响化学反应速率的因素 升升高高温温度度,,化化学学反反应应速速率率加加快快;;降降低低温温度度,,化化学学反反应应速速率率减减慢慢催催化化剂剂能能极极大大地地增增大大化化学学反反应应速速率率温温度度、、固固体体的的表表面面积积、、反反应应物物的的状状态态、、溶溶液液的的浓浓度度、、催催化化剂剂等等都都是是影影响响化化学反应速率的因素学反应速率的因素 思思考考题题 固固体体的的表表面面积积、、溶溶液液的的浓浓度度变变化化是是如如何何影影响响化化学反应速率的?学反应速率的? 答答案案 增增大大固固体体表表面面积积能能增增大大化化学学反反应应速速率率,,增增大大反反应应物的浓度也能增大化学反应速率物的浓度也能增大化学反应速率 名师解惑名师解惑 一、化学反应速率的概念及计算一、化学反应速率的概念及计算 1..化化学学反反应应速速率率的的概概念念::化化学学反反应应速速率率是是用用来来衡衡量量化化学学反反应应进进行行快快慢慢程程度度的的物物理理量量。 其其数数学学表表达达式式可可表表示示为为v==其其中中Δc是是某某物物质质浓浓度度的的变变化化量量,,可可以以指指溶溶液液中中的的某某一一溶溶质质,,也也可可以以指指在在密密闭闭容容器器中中的的某某一一气气体体,,反反应应速速率率是是某某段段时时间间内内的的平均反应速率平均反应速率 2.化学反应速率与化学计量数的关系.化学反应速率与化学计量数的关系 同同一一反反应应在在相相同同条条件件下下可可用用不不同同物物质质来来表表示示其其反反应应速速率率,,其其比比值值等等于于化化学学方方程程式式中中相相应应的的化化学学计计量量数数之之比比如如::aA(g)++ bB(g)cC(g)++ dD(g),, 则则 v(A)∶ ∶v(B)∶ ∶v(C)∶ ∶v(D)==a∶ ∶b∶ ∶c∶ ∶d 或或 3..比比较较同同一一化化学学反反应应速速率率的的快快慢慢时时,,要要将将用用不不同同物物质质表表示的反应速率转化成用同一物质表示的反应速率示的反应速率转化成用同一物质表示的反应速率 [特别提醒特别提醒] ①①对对于于有有固固体体或或纯纯液液体体参参加加的的反反应应,,由由于于在在一一定定条条件件下下,,固固体体的的密密度度是是固固定定不不变变的的,,所所以以固固体体物物质质在在化化学学反反应应中中的的浓浓度度不不变变(可可视视为为常常数数),,因因此此,,不不能能用用固固体体物物质质来来表表示示化化学学反反应应速速率率。 但但是是固固态态反反应应物物颗颗粒粒的的大大小小是是影影响响反反应应速速率率的的因因素素之一如煤粉由于表面积大,燃烧就比煤块快得多如煤粉由于表面积大,燃烧就比煤块快得多 ②②对对于于同同一一化化学学反反应应,,在在相相同同的的反反应应时时间间内内,,用用不不同同的的物物质质来来表表示示其其反反应应速速率率,,其其数数值值可可能能不不同同,,但但表表示示的的意意义义是是相相同同的的,,即即一一种种物物质质的的化化学学反反应应速速率率也也就就代代表表了了整整个个反反应应的的化学反应速率化学反应速率 二、影响化学反应速率的因素二、影响化学反应速率的因素 1.内因.内因(主要因素主要因素) 对对于于不不同同的的化化学学反反应应,,参参加加反反应应的的物物质质的的性性质质是是决决定定化化学反应速率的主要因素学反应速率的主要因素 2.外因.外因(外界条件外界条件) 对对于于同同一一化化学学反反应应,,外外界界条条件件不不同同,,反反应应速速率率也也不不同同,,其中常见的外界条件有浓度、压强、温度、催化剂等其中常见的外界条件有浓度、压强、温度、催化剂等 (1)温度对化学反应速率的影响温度对化学反应速率的影响 在在其其他他条条件件不不变变的的情情况况下下,,升升高高温温度度,,化化学学反反应应速速率率加加快;降低温度,化学反应速率减慢。 快;降低温度,化学反应速率减慢 原理运用:通常采用调控温度的方法控制化学反应速率, 原理运用:通常采用调控温度的方法控制化学反应速率,如用电冰箱储藏食物等如用电冰箱储藏食物等 [特别提醒特别提醒] 温度对化学反应速率的影响,与反应物状态无关 温度对化学反应速率的影响,与反应物状态无关 (2)催化剂对化学反应速率的影响催化剂对化学反应速率的影响 加入催化剂能极大地增大化学反应速率 加入催化剂能极大地增大化学反应速率 原原理理运运用用::据据统统计计,,约约有有80%的的化化工工生生产产过过程程都都要要用用到到催化剂,以增大反应速率,提高生产效率催化剂,以增大反应速率,提高生产效率 [特别提醒特别提醒] 有有的的催催化化剂剂(正正催催化化剂剂)能能够够增增大大反反应应速速率率,,有有的的催催化化剂剂(负负催催化化剂剂)能能够够减减小小化化学学反反应应速速率率,,若若无无特特殊殊说说明明,,通通常常所所说的催化剂都是正催化剂说的催化剂都是正催化剂 (3)浓度对化学反应速率的影响浓度对化学反应速率的影响 当当其其他他条条件件不不变变时时,,增增加加反反应应物物的的浓浓度度,,可可以以增增大大化化学学反应速率;减小反应物的浓度,可以减小化学反应速率。 反应速率;减小反应物的浓度,可以减小化学反应速率 [特别提醒特别提醒] 对对于于纯纯液液体体或或固固体体物物质质,,可可认认为为其其浓浓度度为为“常常数数”,,它它们的量的改变不会影响化学反应速率们的量的改变不会影响化学反应速率 (4)其他影响因素其他影响因素 ①①固固体体表表面面积积对对化化学学反反应应速速率率的的影影响响::固固体体颗颗粒粒越越小小,,其其表表面面积积越越大大,,与与其其他他反反应应物物的的接接触触面面积积也也越越大大,,则则化化学学反反应速率就越大应速率就越大 ②②反反应应物物的的状状态态对对化化学学反反应应速速率率的的影影响响::一一般般来来说说,,配配成成溶溶液液反反应应,,或或反反应应物物是是气气体体,,都都能能增增大大反反应应物物之之间间的的接接触触机会,有利于增大反应速率机会,有利于增大反应速率 ③③压压强强对对化化学学反反应应速速率率的的影影响响::对对于于有有气气体体参参加加的的化化学学反反应应来来讲讲,,其其他他条条件件不不变变时时,,压压缩缩容容器器以以增增大大反反应应体体系系的的压压强,相当于增大反应物浓度,则化学反应速率加快。 强,相当于增大反应物浓度,则化学反应速率加快 [特别提醒特别提醒] 保保持持容容器器容容积积不不变变,,充充入入惰惰性性气气体体(或或不不参参加加反反应应的的气气体体),,由由于于反反应应物物的的浓浓度度不不变变,,故故化化学学反反应应速速率率不不变变;;若若容容器器容容积积可可变变(压压强强不不变变),,充充入入惰惰性性气气体体(或或不不参参加加反反应应的的气气体体),,则则化学反应速率减慢化学反应速率减慢 ④④化学反应形成原电池,也能增大化学反应速率化学反应形成原电池,也能增大化学反应速率 三、化学反应速率快慢的判断与测定三、化学反应速率快慢的判断与测定 1..定定性性判判断断::对对于于现现象象明明显显的的反反应应,,通通常常可可以以通通过过观观察察反反应应物物消消失失的的快快慢慢或或生生成成物物出出现现的的快快慢慢对对这这个个反反应应的的快快慢慢进进行判断例如:行判断例如: Mg++2HCl==MgCl2++H2↑产生气泡快,反应速率大;产生气泡快,反应速率大; Zn++2HCl==ZnCl2++H2↑产生气泡慢,反应速率小产生气泡慢,反应速率小。 2..定定量量测测定定::可可以以设设计计适适当当的的实实验验方方案案来来测测定定化化学学反反应应速速率率,,如如Mg和和盐盐酸酸反反应应,,根根据据生生成成的的H2难难溶溶于于水水,,可可组组装装实实验验装装置置,,让让产产生生的的H2将将容容器器中中的的水水排排入入测测量量器器中中,,就就可可计计算算出出氢氢气气的的生生成成速速率率,,还还可可以以依依据据反反应应关关系系计计算算出出盐盐酸酸的的消消耗耗速率 典例导析典例导析 知识点知识点1:化学反应速率的有关计算:化学反应速率的有关计算 例例1 将将1 mol N2和和3 mol H2通通入入4 L的的密密闭闭容容器器中中反反应应,,半半分分钟钟后后测测得得H2的的物物质质的的量量为为2.1 mol,,现现用用如如下下三三种种物物质质在在单单位位时时间间内内的的浓浓度度变变化化来来表表示示该该反反应应速速率率::①①v(N2)==0.15 mol·L--1·min--1 ②②v(H2)==1.05 mol·L--1·min--1 ③③v(NH3)==0.30 mol·L--1·min--1 ,其中正确的是,其中正确的是( ) A..①②①② B..②③②③C..①③①③D..①②③①②③ 解析解析 根据根据N2++3H2 2NH3可知,可知,Δn(N2)==0.3 mol,,Δn(H2)==0.9 mol,, Δn(NH3)==0.6 mol,所以,所以Δc(N2)== ==0.075 mol·L--1,Δc(H2)== ==0.225 mol·L--1,Δc(NH3)== ==0.15 mol·L--1,则则v(N2)== =0.15 mol·L--1·min--1,v(H2)= =0.45 mol·L--1·min --1,v(NH3)== ==0.30 mol·L--1·min--1。 答案答案 C 跟跟踪踪练练习习1 在在Al与与稀稀H2SO4的的反反应应中中,,已已知知10 s末末H2SO4的的浓浓度度减减少少了了0.6 mol·L--1,,若若不不考考虑虑反反应应过过程程中中溶溶液液体积的变化,则体积的变化,则10 s内生成内生成Al2(SO4)3的平均反应速率为的平均反应速率为( ) A..0.02 mol·L--1·s--1B..0.04 mol·L--1·s--1 C..0.06 mol·L--1·s--1D..0.18 mol·L--1·s--1 答案答案 A 知识点知识点2:影响化学反应速率的因素:影响化学反应速率的因素 例例2 100 mL 6 mol·L--1 H2SO4与与过过量量的的铁铁粉粉反反应应,,在在一一定定温温度度下下,,为为了了减减缓缓反反应应进进行行的的速速率率,,但但又又不不影影响响生生成成H2的的总量,可向反应物中加入适量的总量,可向反应物中加入适量的( ) A..Na2CO3溶液溶液B..Na2SO4溶液溶液 C.盐酸.盐酸D..K2SO4固体固体 解解析析 A项项中中H2SO4和和Na2CO3溶溶液液反反应应消消耗耗H++,,会会使使生生成成H2的的量量减减少少;;B项项中中加加入入Na2SO4溶溶液液,,使使c(H++)减减小小,,但但n(H++)不不变变,,所所以以反反应应速速率率减减慢慢,,但但产产生生H2的的总总量量不不变变;;C项项中中加加入入盐盐酸酸会会使使n(H++)增增大大,,从从而而使使产产生生H2的的量量增增大大;;D项项中中加入加入K2SO4固体对反应速率无影响。 固体对反应速率无影响 答案 答案 B 跟跟踪踪练练习习2 对对于于密密闭闭容容器器中中进进行行的的反反应应::C++O2CO2,,下列叙述中错误的是下列叙述中错误的是( ) A.将炭块磨成粉末状可以加快反应速率.将炭块磨成粉末状可以加快反应速率 B.升高温度可以加快反应速率.升高温度可以加快反应速率 C.增大压强可以加快反应速率.增大压强可以加快反应速率 D.增加炭块的量可以加快反应速率.增加炭块的量可以加快反应速率 答案答案 D第第2 2课时 化学反应的限度 化学反应条件的控制课时 化学反应的限度 化学反应条件的控制 三维目标三维目标 思维激活思维激活 20世世纪纪初初最最惊惊心心动动魄魄的的化化学学反反应应莫莫过过于于合合成成氨氨,,当当时时合合成成氨氨反反应应对对世世界界的的震震撼撼力力不不亚亚于于现现今今的的“超超导导材材料料”和和“碳碳--60”人人们们将将合合成成氨氨反反应应的的研研究究称称为为“世世界界第第一一反反应应”快快速速合合成成氨氨的的同同时时如如何何尽尽可可能能多多地地生生产产出出氨氨气气呢呢??你你了了解解反反应应限度吗?限度吗?知知识识与技能与技能1.了解化学平衡的特征,建立化学平衡的.了解化学平衡的特征,建立化学平衡的观观念念2..认识认识化学反化学反应应的的进进行有一定的限度行有一定的限度(重、重、难难点点)过过程与方法程与方法通通过过探究探究实验认识实验认识化学平衡与反化学平衡与反应应限度,并用得到的限度,并用得到的结结论论去指去指导导和解决和解决实际问题实际问题情感、情感、态态度度与价与价值观值观有参与化学科技活有参与化学科技活动动的的热热情,有将化学知情,有将化学知识应识应用于生用于生产产、、生活生活实实践的意践的意识识,能,能够够体会到化学理体会到化学理论对论对生生产实产实践的重践的重要指要指导导作用作用 自学导引自学导引 一、可逆反应与化学平衡一、可逆反应与化学平衡 1..可可逆逆反反应应指指在在同同一一条条件件下下向向正正反反应应和和逆逆反反应应方方向向均均能能进行的化学反应。 进行的化学反应 思思考考题题1 2H2++O22H2O与与2H2O2H2↑++O2↑;;二二次次电电池池的放电与充电,它们属于可逆反应吗?的放电与充电,它们属于可逆反应吗? 答案答案 因两个过程的反应条件不同,故均不是可逆反应因两个过程的反应条件不同,故均不是可逆反应 2..一一个个可可逆逆反反应应在在开开始始进进行行时时,,正正反反应应速速率率大大于于逆逆反反应应速速率率,,随随着着反反应应的的进进行行,,正正反反应应速速率率逐逐渐渐减减慢慢,,逆逆反反应应速速率率逐逐渐渐加加快快,,当当反反应应进进行行到到一一定定程程度度时时,,正正反反应应速速率率与与逆逆反反应应速速率率相相等等,,反反应应物物的的浓浓度度和和生生成成物物的的浓浓度度不不再再改改变变,,达达到到一一种种表表面面静静止止的的状状态态,,我我们们称称之之为为“化化学学平平衡衡状状态态”,,简简称称化化学平衡学平衡 思思考考题题2 到到达达平平衡衡状状态态后后,,各各物物质质的的浓浓度度保保持持不不变变,,反反应是不是停止了?应是不是停止了? 答答案案 反反应应没没有有停停止止,,化化学学平平衡衡是是一一种种动动态态平平衡衡,,任任何何一一种种物物质质的的生生成成速速率率等等于于其其分分解解速速率率,,即即正正反反应应速速率率等等于于逆逆反应速率。 反应速率 二、化学反应的限度二、化学反应的限度 1..化化学学平平衡衡状状态态是是在在给给定定条条件件下下化化学学反反应应所所能能达达到到的的最最大大程程度度,,称称为为化化学学反反应应的的限限度度化化学学反反应应的的限限度度决决定定了了反反应应物物在在该该条条件件下下的的最最大大转转化化率率化化学学反反应应的的限限度度首首先先决决定定于于反反应物的应物的化学性质化学性质,其次受温度、浓度、压强等条件的影响其次受温度、浓度、压强等条件的影响 思思考考题题3 对对于于某某一一化化学学反反应应,,化化学学反反应应速速率率越越大大,,它它所所进行的程度也越大吗?进行的程度也越大吗? 答答案案 化化学学反反应应速速率率大大,,反反应应进进行行的的程程度度不不一一定定大大对对于于可可逆逆反反应应,,正正反反应应速速率率大大,,逆逆反反应应速速率率也也大大,,反反应应进进行行的的程度就可能较小程度就可能较小 自学导引自学导引 一、可逆反应与化学平衡一、可逆反应与化学平衡 1..可可逆逆反反应应指指在在同同一一条条件件下下向向正正反反应应和和逆逆反反应应方方向向均均能能进行的化学反应。 进行的化学反应 思思考考题题1 2H2++O2 2H2O与与2H2O 2H2↑++O2↑;;二次电池的放电与充电,它们属于可逆反应吗?二次电池的放电与充电,它们属于可逆反应吗? 答案答案 因两个过程的反应条件不同,故均不是可逆反应因两个过程的反应条件不同,故均不是可逆反应 2..一一个个可可逆逆反反应应在在开开始始进进行行时时,,正正反反应应速速率率大大于于逆逆反反应应速速率率,,随随着着反反应应的的进进行行,,正正反反应应速速率率逐逐渐渐减减慢慢,,逆逆反反应应速速率率逐逐渐渐加加快快,,当当反反应应进进行行到到一一定定程程度度时时,,正正反反应应速速率率与与逆逆反反应应速速率率相相等等,,反反应应物物的的浓浓度度和和生生成成物物的的浓浓度度不不再再改改变变,,达达到到一一种种表表面面静静止止的的状状态态,,我我们们称称之之为为“化化学学平平衡衡状状态态”,,简简称称化化学平衡学平衡 思思考考题题2 到到达达平平衡衡状状态态后后,,各各物物质质的的浓浓度度保保持持不不变变,,反反应是不是停止了?应是不是停止了? 答答案案 反反应应没没有有停停止止,,化化学学平平衡衡是是一一种种动动态态平平衡衡,,任任何何一一种种物物质质的的生生成成速速率率等等于于其其分分解解速速率率,,即即正正反反应应速速率率等等于于逆逆反应速率。 反应速率 二、化学反应的限度二、化学反应的限度 1..化化学学平平衡衡状状态态是是在在给给定定条条件件下下化化学学反反应应所所能能达达到到的的最最大大程程度度,,称称为为化化学学反反应应的的限限度度化化学学反反应应的的限限度度决决定定了了反反应应物物在在该该条条件件下下的的最最大大转转化化率率化化学学反反应应的的限限度度首首先先决决定定于于反反应物的应物的化学性质化学性质,其次受温度、浓度、压强等条件的影响其次受温度、浓度、压强等条件的影响 思思考考题题3 对对于于某某一一化化学学反反应应,,化化学学反反应应速速率率越越大大,,它它所所进行的程度也越大吗?进行的程度也越大吗? 答答案案 化化学学反反应应速速率率大大,,反反应应进进行行的的程程度度不不一一定定大大对对于于可可逆逆反反应应,,正正反反应应速速率率大大,,逆逆反反应应速速率率也也大大,,反反应应进进行行的的程度就可能较小程度就可能较小 2..提提高高燃燃料料利利用用率率的的措措施施有有以以下下两两个个方方面面::一一是是尽尽可可能能使使燃燃料料充充分分燃燃烧烧,,提提高高能能量量的的转转化化率率。 关关键键是是燃燃料料与与空空气气或或氧氧气气要要充充分分地地接接触触,,且且空空气气要要适适当当过过量量;;二二是是尽尽可可能能地地利利用用燃燃料料燃燃烧烧所所放放出出的的热热能能,,提提高高热热能能的的利利用用率率提提高高燃燃料料的的燃燃烧烧效效率率实实质质上上是是多多方方面面控控制制燃燃烧烧反反应应的的条条件件,,意意义义在在于于节节约约能源能源、、节省资源节省资源、、减少污染减少污染 名师解惑名师解惑 一、可逆反应的特点一、可逆反应的特点 1..绝绝大大多多数数化化学学反反应应都都有有一一定定的的可可逆逆性性,,但但有有些些反反应应可可逆性小,可视为逆性小,可视为“不可逆不可逆” 2..向向相相反反的的方方向向进进行行的的两两个个化化学学反反应应,,在在相相同同条条件件下下同同时时进进行行、、共共存存,,两两个个化化学学反反应应构构成成一一个个对对立立的的统统一一体体在在不不同同条条件件下下能能向向两两个个方方向向进进行行的的反反应应不不能能称称作作可可逆逆反反应应例例如如CO2和和H2O在在植植物物体体中中通通过过光光合合作作用用合合成成糖糖与与糖糖在在人人体体内内氧氧化生成化生成CO2和和H2O就不是可逆反应。 就不是可逆反应 3..书书写写可可逆逆反反应应的的化化学学方方程程式式时时,应应用用“ ”,“ ”两两边边的的物物质质互互为为反反应应物物、、生生成成物物通通常常将将从从左左向向右右的的反反应应称为正反应,从右向左的反应称为逆反应称为正反应,从右向左的反应称为逆反应 4..在在反反应应体体系系中中,,与与化化学学反反应应有有关关的的各各种种物物质质共共存存,,即即反反应应物物不不能能全全部部转转化化为为生生成成物物,,生生成成物物也也不不能能全全部部转转化化为为反反应物 二、化学平衡的建立二、化学平衡的建立 以以可可逆逆反反应应::mA(g)++nB(g)pC(g)++qD(g)为为例例(反反应应过过程程中中的的热热量量变变化化忽忽略略不不计计),,若若开开始始只只有有反反应应物物,,没没有有生生成成物物,,此此时时A和和B的的浓浓度度最最大大,,因因而而正正反反应应速速率率最最大大;;而而C和和D起起始始浓浓度度为为零零,,因因而而逆逆反反应应速速率率为为零零随随着着反反应应的的进进行行,,反反应应物物不不断断减减少少,,生生成成物物不不断断增增多多,,v(正正)越越来来越越小小,,v(逆逆)越越来来越越大大,,反反应应进进行行到到某某一一时时刻刻,,v(正正)==v(逆逆),,这这时时就就达达到到了了化化学平衡。 学平衡 同同理理,,若若开开始始只只有有生生成成物物,,没没有有反反应应物物,,一一段段时时间间后后同同样可以达到平衡,如图所示:样可以达到平衡,如图所示: [特别提醒特别提醒] 一一定定条条件件下下进进行行的的可可逆逆反反应应不不能能进进行行到到底底,,只只能能进进行行到到一一定定程程度度后后达达到到化化学学平平衡衡状状态态,,平平衡衡时时各各物物质质的的物物质质的的量量都都大于零 三、化学平衡状态及特征三、化学平衡状态及特征 化化学学平平衡衡状状态态是是指指在在一一定定条条件件下下的的可可逆逆反反应应,,正正反反应应和和逆逆反反应应的的速速率率相相等等,,混混合合物物中中各各组组分分的的浓浓度度保保持持不不变变的的状状态态该该状状态态具具有有“逆逆”、、“等等”、、“动动”、、“定定”、、“变变”等等特特征 “逆逆”:化学平衡研究的对象是可逆反应化学平衡研究的对象是可逆反应 “等等”:平衡时,:平衡时,v(正正)==v(逆逆)>>0 “动动”:平衡时,反应仍在不断地进行,是动态平衡平衡时,反应仍在不断地进行,是动态平衡 “定定”::平平衡衡时时,,反反应应混混合合物物中中各各组组分分的的浓浓度度保保持持一一定定,,百分含量保持一定,但不一定相等。 百分含量保持一定,但不一定相等 “变变”::外外界界条条件件改改变变时时,,平平衡衡可可能能被被破破坏坏,,并并在在新新的的条件下建立新的化学平衡条件下建立新的化学平衡 [特别提醒特别提醒] ①①前前提提只只能能是是“一一定定条条件件”、、只只能能是是“可可逆逆反反应应”,,所所以首先要看清是否为可逆反应以首先要看清是否为可逆反应 ②②实质是实质是“v(正正)==v(逆逆)≠0” ③③标志是标志是“混合物中各组分的浓度保持不变混合物中各组分的浓度保持不变” 四、判断可逆反应达到限度的标志四、判断可逆反应达到限度的标志 可可逆逆反反应应达达到到限限度度时时,,v(正正)==v(逆逆)>>0,,这这是是化化学学平平衡衡的的实实质质,,也也是是可可逆逆反反应应达达到到平平衡衡状状态态的的判判断断依依据据,,为为此此可可有有如下的判断方法如下的判断方法[以以xA(g)++yB(g) zC(g)为例为例]:: 1.直接判断法.直接判断法 (1)v(正正)==v(逆逆)>>0,,即即同同一一物物质质的的消消耗耗速速率率与与生生成成速速率率相等。 相等 (2)各组分的浓度保持不变各组分的浓度保持不变 (3)对同一物质而言,断裂与形成化学键的物质的量相等对同一物质而言,断裂与形成化学键的物质的量相等 (4)任一物质的物质的量、质量保持不变任一物质的物质的量、质量保持不变 2.间接判断法.间接判断法 (1)各组分的百分含量保持不变各组分的百分含量保持不变 (2)混混合合气气体体的的总总压压强强、、总总体体积积、、总总物物质质的的量量、、平平均均相相对对分子质量、颜色等不随时间的延长而改变分子质量、颜色等不随时间的延长而改变(x++y綒綒z) [特别提醒特别提醒] 以以下下几几种种情情况况不不能能作作为为可可逆逆反反应应达达到到化化学学平平衡衡状状态态的的标标志:志: ①①反反应应组组分分的的物物质质的的量量之之比比等等于于化化学学方方程程式式中中相相应应物物质质的化学计量数之比的化学计量数之比 ②②恒恒温温恒恒容容下下体体积积不不变变的的反反应应,,体体系系的的压压强强或或总总物物质质的的量不再随时间而变化,如量不再随时间而变化,如2HI(g) I2(g)++H2(g)。 ③③全全是是气气体体参参加加的的体体积积不不变变的的反反应应,,体体系系的的平平均均相相对对分分子质量不再随时间而变化,如子质量不再随时间而变化,如2HI(g)I2(g)++H2(g) ④④全全是是气气体体参参加加的的反反应应,,恒恒容容条条件件下下体体系系的的密密度度保保持持不不变 五、有关反应限度的计算方法五、有关反应限度的计算方法 1.模式.模式 mA(g)++nB(g)pC(g)++qD(g) n始始/mol a b 0 0 n转转/mol mx nx px qx n平平/mol a--mx b--nx px qx 对于反应物: 对于反应物:n平平==n始始--n转转,对于生成物:对于生成物:n平平==n始始+n转转 2.基本步骤.基本步骤 (1)确定反应物或生成物的起始加入量确定反应物或生成物的起始加入量 (2)确定反应过程中各物质的变化量确定反应过程中各物质的变化量 (3)确定平衡时各物质的平衡量确定平衡时各物质的平衡量 (4)依据题干中的条件建立等式关系进行解答。 依据题干中的条件建立等式关系进行解答 3.关于反应物转化率的计算.关于反应物转化率的计算 A的转化率=的转化率= ×100%(计算式中计算式中A的量可以的量可以指反应物的物质的量、质量、浓度、体积等指反应物的物质的量、质量、浓度、体积等) 4..关关于于某某组组分分体体积积分分数数(反反应应物物、、生生成成物物均均为为气气体体)的的计计算算 A的体积分数=的体积分数= ×100% [特别提醒特别提醒] 若若几几种种反反应应物物的的起起始始物物质质的的量量之之比比等等于于化化学学方方程程式式中中的的化学计量数之比时,则各反应物的转化率相等化学计量数之比时,则各反应物的转化率相等 典例导析典例导析 知识点知识点1:化学平衡的建立:化学平衡的建立 例例1 当当可可逆逆反反应应::2SO2++O2 2SO3达达到到平平衡衡后后,,通通入入18O2,再达到平衡时,,再达到平衡时,18O存在于存在于( ) A..SO3和和O2中中 B..SO2和和SO3中中 C..SO2、、O2和和SO3中中D..SO2和和O2中中 解解析析 本本题题考考查查了了化化学学平平衡衡的的特特征征,,化化学学平平衡衡是是个个动动态态平平衡衡。 SO2和和18O2反反应应生生成成了了S18O3,,S18O3又又分分解解生生成成S18O2,,故平衡混合物中含故平衡混合物中含18O的粒子有的粒子有S18O2、、18O2和和S18O3 答案答案 C 跟跟踪踪练练习习1 把把HI气气体体充充入入一一密密闭闭容容器器中中,,在在一一定定条条件件下下发发生生反反应应::2HI(g)H2(g)++I2(g),,在在反反应应达达到到平平衡衡状状态态之前的过程中,下列说法中正确的是之前的过程中,下列说法中正确的是( ) A..HI的生成速率等于其分解速率的生成速率等于其分解速率 B..HI的生成速率小于其分解速率的生成速率小于其分解速率 C..HI的生成速率大于其分解速率的生成速率大于其分解速率 D.无法判断.无法判断HI的生成速率和分解速率的相对大小的生成速率和分解速率的相对大小 答案答案 B 知识点知识点2:化学反应限度的判断:化学反应限度的判断 例例2 对对于于容容积积固固定定的的反反应应::N2(g)++3H2(g)2NH3(g)(正反应放热正反应放热),达到平衡的标志有,达到平衡的标志有______。 A.生成.生成NH3的速率与的速率与NH3的分解速率相等的分解速率相等 B.断开一个.断开一个NN键的同时有键的同时有6个个N——H键生成键生成 C..N2、、H2、、NH3的百分含量不再变化的百分含量不再变化 D.总压强不变.总压强不变 E..N2、、H2、、NH3的分子数之比为的分子数之比为1∶ ∶3∶ ∶2 F..N2、、H2、、NH3的浓度相等的浓度相等 G..N2、、H2不再起反应不再起反应 H..v(N2)==v(H2) I.混合气体的密度不变.混合气体的密度不变 J.混合气体的平均相对分子质量不变.混合气体的平均相对分子质量不变 K.正反应放出的热量等于逆反应吸收的热量.正反应放出的热量等于逆反应吸收的热量 解解析析 判判断断一一个个可可逆逆反反应应是是否否达达到到平平衡衡状状态态,,要要从从两两个个方方面面来来考考虑虑::①①v(正正)==v(逆逆)≠0;;②②混混合合物物各各成成分分浓浓度度不不变变只只要要符符合合其其一一,,则则达达到到平平衡衡状状态态B选选项项只只知知正正反反应应速速率率,,不不知知逆逆反反应应速速率率,,无无法法判判断断是是否否平平衡衡;;E、、F选选项项也也无无法法判判断断是是否否平平衡衡,,因因分分子子数数之之比比为为1∶ ∶3∶ ∶2及及浓浓度度相相等等,,不不能能说说明明各各成成分分浓浓度度不不变变;;G选选项项违违背背了了平平衡衡的的特特征征;;H选选项项正正反反应应速速率率、、逆逆反反应应速速率率都都满满足足这这种种关关系系,,不不能能说说明明v(正正)==v(逆逆);;I选选项项气气体体总总质质量量不不变变,,因因为为体体积积不不变变时时密密度度始始终终不不变变,,所所以以不不能能说说明明是是否否达达到到了了平平衡衡状状态态;;A、、K选选项项体体现现了了v(正正)==v(逆逆)≠0;;C、、D、、J选选项项体体现现了了混混合合物物各各成成分分浓浓度度不不变变,,因因此此正正确确选选项为项为A、、C、、D、、J、、K。 答案答案 ACDJK 跟跟踪踪练练习习2 下下列列关关于于化化学学反反应应限限度度的的叙叙述述中中错错误误的的是是( ) A.不同的化学反应,限度可能不同.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.可以通过改变温度来控制化学反应的限度 C.可以通过延长反应时间来改变化学反应的限度.可以通过延长反应时间来改变化学反应的限度 D.催化剂不能改变化学反应的限度.催化剂不能改变化学反应的限度 答案 答案 C 知识点知识点3:化学反应限度的简单计算:化学反应限度的简单计算 例例3 一一定定条条件件下下的的可可逆逆反反应应::X(g)++3Y(g)2Z(g),,若若X、、Y、、Z起起始始浓浓度度分分别别为为c1、、c2、、c3(均均不不为为0),,当当达达平平衡衡时时X、、Y、、Z的的浓浓度度分分别别为为0.1 mol·L--1、、0.3 mol·L--1、、0.08 mol·L--1,则下列判断中不合理的是,则下列判断中不合理的是( ) A..c1∶ ∶c2==1∶ ∶3 B.平衡时,.平衡时,Y和和Z的生成速率之比为的生成速率之比为3∶ ∶2 C..X、、Y的转化率不相等的转化率不相等 D..c1的取值范围为的取值范围为0<<c1<<0.14 mol·L--1 解析解析 设在建立平衡过程中设在建立平衡过程中X的浓度变化为的浓度变化为a X(g)++3Y(g)2Z(g) 起始量 起始量(mol·L--1) c1 c2 c3 变化量 变化量(mol·L--1) a 3a 2a 平衡量 平衡量(mol·L--1) c1--a c2--3a c3++2a 0.1 0.3 0.08 达达到到平平衡衡时时c(X)∶ ∶c(Y)==1∶ ∶3,,而而转转化化的的c(X)∶ ∶c(Y)==1∶ ∶3,,则则c1∶ ∶c2==1∶ ∶3,,A合合理理C不不合合理理;;平平衡衡时时Y、、Z的的生生成成速速率率之之比比为其化学计量数之比,为其化学计量数之比,B合理;若起始时合理;若起始时c3==0,则,则c1有极大值:有极大值:c1==0.1 mol·L--1++ ==0.14 mol·L--1,,所以所以0<<c1<<0.14 mol·L--1。 答案答案 C 跟跟踪踪练练习习3 在在一一定定温温度度下下,,容容器器内内某某一一反反应应中中M、、N的的物物质质的的量量浓浓度度随随反反应应时时间间变变化化的的曲曲线线如如右右图图则则下下列列表表述述中中正确的是正确的是( ) A.该反应的化学方程式为.该反应的化学方程式为2M N B..t1时,时,N的浓度是的浓度是M浓度的浓度的2倍倍 C..t3时,正反应速率大于逆反应速率时,正反应速率大于逆反应速率 D..t2时,正、逆反应速率相等,化学反应达到了平衡时,正、逆反应速率相等,化学反应达到了平衡本本 章章 小小 结结 知识整合知识整合 高考体验高考体验 1..(2009年年上上海海,,5)下下列列对对化化学学反反应应的的认认识识错错误误的的是是( ) A.会引起化学键的变化.会引起化学键的变化 B.会产生新的物质.会产生新的物质 C.必然引起物质状态的变化.必然引起物质状态的变化 D.必然伴随着能量的变化.必然伴随着能量的变化 答案答案 C 2..(2009年年宁宁夏夏理理综综,,10)硫硫代代硫硫酸酸钠钠溶溶液液与与稀稀硫硫酸酸反反应应的的化化学学方方程程式式为为::Na2S2O3++H2SO4==Na2SO4++SO2++S↓++H2O,下列各组实验中最先出现浑浊的是,下列各组实验中最先出现浑浊的是 ( ) 答案答案 D实验实验反反应应温温 度 度/℃℃Na2S2O3溶液溶液稀稀H2SO4H2OV/mLc/(mol·L--1)V/mLc/(mol·L--1)V/mLA2550.1100.15B2550.250.210C3550.1100.15D3550.250.210 3..(2006年年上上海海,,13)将将纯纯锌锌片片和和纯纯铜铜片片按按图图示示方方式式插插入入同浓度的稀硫酸中一段时间,同浓度的稀硫酸中一段时间, 以下叙述正确的是 以下叙述正确的是( ) A.两烧杯中铜片表面均无气泡产生.两烧杯中铜片表面均无气泡产生 B.甲中铜片是正极,乙中铜片是负极.甲中铜片是正极,乙中铜片是负极 C.两烧杯中溶液的.两烧杯中溶液的pH均增大均增大 D.产生气泡的速度甲比乙慢.产生气泡的速度甲比乙慢 解解析析 甲甲池池中中构构成成原原电电池池,,锌锌作作负负极极,,失失电电子子,,溶溶液液中中的的H++在在铜铜极极上上得得电电子子生生成成H2;; 乙乙池池中中锌锌置置换换出出稀稀硫硫酸酸中中的的H++,在锌片表面生成,在锌片表面生成H2。 答案 答案 C 4..(2009年年山山东东理理综综,,14) 2SO2(g)++O2(g) 2SO3(g)是是制备硫酸的重要反应下列叙述正确的是制备硫酸的重要反应下列叙述正确的是( ) A.催化剂.催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率不改变该反应的逆反应速率 B.增大反应体系的压强,反应速率一定增大.增大反应体系的压强,反应速率一定增大 C..该该反反应应是是放放热热反反应应,,降降低低温温度度将将缩缩短短反反应应达达到到平平衡衡的时间的时间 D..在在t1、、t2时时刻刻,,SO3(g)的的浓浓度度分分别别是是c1、、c2,,则则时时间间间间隔隔t1~~t2内,内,SO3(g)生成的平均速率为生成的平均速率为v== 答案 答案 D 5..(2008年年海海南南,,15)反反应应A(g)++B(g)C(g)++D(g)过过程中的能量变化如图所示,回答下列问题 程中的能量变化如图所示,回答下列问题 (1)该反应是该反应是________反应反应(填填“吸热吸热”或或“放热放热”) (2)当当反反应应达达到到平平衡衡时时,,升升高高温温度度,,A的的转转化化率率________(填填“增增 大大 ”、、 “减减 小小 ”或或 “不不 变变 ”),, 原原 因因 是是_________________________________________________。 (3)反反应应体体系系中中加加入入催催化化剂剂对对反反应应热热是是否否有有影影响响??__________,原因是,原因是________________________________ (4)在在反反应应体体系系中中加加入入催催化化剂剂,,反反应应速速率率增增大大,,E1和和E2的的变变化化是是::E1________,,E2________(填填“增增大大”、、“减减小小”或或“不变不变”) 答案 答案 (1)放热放热 (2)减减小小;;该该反反应应正正反反应应为为放放热热反反应应,,升升高高温温度度使使平平衡衡向向逆反应方向移动逆反应方向移动 (3)不影响;催化剂不会使平衡发生移动不影响;催化剂不会使平衡发生移动 (4)减小;减小减小;减小第三章 有机化合物第三章 有机化合物第一节 最简单的有机化合物第一节 最简单的有机化合物——甲烷甲烷第第1 1课时 甲烷的性质课时 甲烷的性质 三维目标知知识识与技能与技能1.掌握甲.掌握甲烷烷的的电电子式、子式、结结构式的写法和甲构式的写法和甲烷烷的正四面体的正四面体结结构构(难难点点)2.掌握甲.掌握甲烷烷的重要化学性的重要化学性质质(重点重点)过过程与方法程与方法通通过过甲甲烷烷分子分子结结构的教学,构的教学,训练训练学生的学生的观观察察能力、能力、计计算算过过程的程的逻辑逻辑思思维维能力,培养学生能力,培养学生的的动动手能力和空手能力和空间间想象能力想象能力情感、情感、态态度度与价与价值观值观认识认识物物质结质结构本构本质质,能透,能透过现过现象看本象看本质质;关;关心社会、能源等心社会、能源等问题问题;养成合作学;养成合作学习习的精神的精神 思维激活思维激活 “可可燃燃冰冰”为为无无色色透透明明的的冰冰状状晶晶体体,,是是一一种种气气体体水水合合物物,,其其学学名名为为“天天然然气气水水合合物物”,,可可直直接接点点燃燃,,燃燃烧烧后后几几乎乎不不产产生生任任何何残残渣渣,,污污染染比比煤煤、、石石油油、、天天然然气气都都要要小小得得多多,,西西方方学学者者称称其其为为“21世世纪纪能能源源”或或“未未来来能能源源”。 可可燃燃冰冰”的的发发现现,,让让陷陷入入能能源源危危机机的的人人类类看看到到了了新新的的希希望望你你想想知知道道天天然然气的其他性质吗?气的其他性质吗? 自学导引自学导引 一、甲烷的存在与结构一、甲烷的存在与结构 1..甲烷的存在甲烷的存在 甲甲烷烷是是天天然然气气、、沼沼气气、、油油田田气气和和煤煤矿矿坑坑道道气气的的主主要要成成分分天然气中甲烷所占的体积分数一般为天然气中甲烷所占的体积分数一般为80%~~97% 思思考考题题1 一一般般引引起起煤煤矿矿中中瓦瓦斯斯爆爆炸炸的的气气体体的的主主要要成成分分是什么?是什么? 答案答案 甲烷 2.甲烷的组成与结构.甲烷的组成与结构 甲甲烷烷的的分分子子式式为为CH4甲甲烷烷分分子子是是一一种种对对称称的的正正四四面面体体结结构构,,其其中中,,碳碳原原子子位位于于四四面面体体的的中中心心,,四四个个氢氢原原子子分分别别位位于于四四面面体体的的顶顶点点碳碳原原子子与与四四个个氢氢原原子子形形成成四四个个完完全全相相同同的的共价键共价键(键的长度和强度相同,夹角相等键的长度和强度相同,夹角相等)。 思思考考题题2 甲甲烷烷分分子子中中所所含含的的共共价价键键有有几几种种??是是极极性性键键还还是非极性键?是非极性键? 答案答案 一种一种(C—H键键);极性键 二、甲烷的性质二、甲烷的性质 1..物理性质物理性质 甲甲烷烷是是一一种种没没有有颜颜色色、、没没有有气气味味的的气气体体,,极极难难溶溶于于水水,,密度比空气密度比空气小小 2.化学性质.化学性质 (1)稳稳定定性性::在在通通常常情情况况下下,,甲甲烷烷比比较较稳稳定定,,与与KMnO4等等强氧化剂不反应,与强酸、强碱也不反应强氧化剂不反应,与强酸、强碱也不反应 (2)可可燃燃性性::甲甲烷烷是是一一种种优优良良的的气气体体燃燃料料,,通通常常状状况况下下,,1 mol甲甲烷烷在在空空气气中中完完全全燃燃烧烧,,生生成成CO2和和液液态态水水,,放放出出890 kJ热热量量甲甲烷烷完完全全燃燃烧烧的的化化学学方方程程式式为为CH4+2O2 CO2++2H2O (3)取代反应取代反应 甲甲烷烷与与Cl2等等物物质质可可以以发发生生取取代代反反应应。 取取代代反反应应是是指指有有机机物物分分子子里里的的某某些些原原子子或或原原子子团团 被被其其他他原原子子或或原原子子团团 所所代代替替的的反反应应在在室室温温下下,,甲甲烷烷和和氯氯气气的的混混合合物物无无光光照照时时,,不不发发生生反反应应;;但但光光照照时时,,混混合合物物的的颜颜色色逐逐渐渐变变浅浅,,瓶瓶壁壁出出现现油油状状液液滴滴,,瓶中有少量瓶中有少量白雾白雾反应的化学方程式为反应的化学方程式为CH4++Cl2CH3Cl++HCl、、CH3Cl+Cl2 CH2Cl2++HCl、、CH2Cl2++Cl2 CHCl3++HCl、、CHCl3++Cl2 CCl4++HCl 甲甲烷烷与与氯氯气气取取代代反反应应的的四四种种有有机机产产物物都都不不溶溶于于水水在在常常温下,一氯甲烷是温下,一氯甲烷是气体气体,其他三种都是,其他三种都是油状液体油状液体 思思考考题题3 下下列列关关于于甲甲烷烷与与氯氯气气发发生生取取代代反反应应所所得得生生成成物物的说法中正确的是的说法中正确的是( ) A.都是有机物.都是有机物 B.都不溶于水.都不溶于水 C.有一种是气态物质,其余都是液体.有一种是气态物质,其余都是液体 D.有一种是无机物,其余都是有机物.有一种是无机物,其余都是有机物 答案答案 D 名师解惑名师解惑 一、甲烷的分子组成和结构一、甲烷的分子组成和结构 1..甲烷分子式的推导甲烷分子式的推导 若若已已知知甲甲烷烷的的密密度度在在标标准准状状况况下下是是0.717 g·L--1,,含含碳碳75%,含氢,含氢25%,请确定它的分子式。 请确定它的分子式 甲烷分子式的推导过程: 甲烷分子式的推导过程: M==ρ×22.4 L·mol--1 ==0.717 g·L--1×22.4 L·mol--1==16 g·mol--1 含碳原子的个数: 含碳原子的个数:N(C)== ==1 含氢原子的个数: 含氢原子的个数:N(H)== ==4 所以,甲烷的分子式为 所以,甲烷的分子式为CH4 2.甲烷的分子结构及其特点.甲烷的分子结构及其特点 在在甲甲烷烷分分子子中中,,碳碳原原子子与与4个个氢氢原原子子形形成成4个个C——H共共价价键键,,分子式为分子式为CH4,结构如下:,结构如下: (1)在在电电子子式式的的基基础础上上,,用用一一条条短短线线表表示示一一对对共共用用电电子子所所得得的的图图式式叫叫做做结结构构式式省省略略了了部部分分或或全全部部短短线线的的结结构构式式叫叫做做结结构构简简式式甲甲烷烷的的结结构构简简式式为为CH4(它它同同时时也也是是甲甲烷烷的的分分子子式式)。 (2)图图中中的的式式子子或或模模型型,,从从不不同同的的侧侧面面不不同同程程度度地地表表达达了了分分子子的的组组成成与与结结构构的的状状况况电电子子式式和和结结构构式式突突出出表表达达了了分分子子里里原原子子间间连连接接的的顺顺序序和和方方式式(化化学学键键),,结结构构简简式式是是结结构构式式的的简简化化形形式式,,但但它它们们不不能能表表示示分分子子真真实实的的空空间间结结构构球球棍棍模模型型和和比比例例模模型型以以逼逼真真的的形形式式突突出出表表达达了了分分子子里里原原子子间间连连接接的的顺顺序、方式以及原子的相对体积和空间分布、分子的空间构型序、方式以及原子的相对体积和空间分布、分子的空间构型 (3)从从表表达达效效果果和和便便于于使使用用等等方方面面综综合合考考虑虑,,在在平平时时的的学学习中最常使用的是结构简式,其次是电子式和结构式习中最常使用的是结构简式,其次是电子式和结构式 (4)在在CH4分分子子里里,,每每个个氢氢原原子子都都以以单单键键与与碳碳原原子子结结合合,,任任意意2个个C——H键键之之间间的的夹夹角角都都是是109°28′,,使使CH4分分子子的的空空间间构构型型为为正正四四面面体体。 甲甲烷烷在在组组成成与与结结构构上上是是最最简简单单的的有有机机化化合合物物,,但但其其分分子子空空间间构构型型是是认认识识复复杂杂有有机机化化合合物物分分子子空空间间构构型型的基础 (5)判判断断甲甲烷烷分分子子的的空空间间构构型型是是正正四四面面体体形形而而不不是是平平面面正正方方形形的的方方法法一一般般可可以以通通过过研研究究二二氯氯甲甲烷烷只只有有一一种种结结构构来来确确定定若若甲甲烷烷分分子子呈呈正正四四面面体体形形,,则则其其二二氯氯代代物物只只有有一一种种(Ⅰ)而而若若甲甲烷烷分分子子呈呈平平面面正正方方形形,,则则其其二二氯氯代代物物可可以以有有两两种种(Ⅱ、、Ⅲ) (Ⅰ) (Ⅱ) (Ⅲ) 事事实实是是甲甲烷烷的的二二氯氯代代物物只只有有一一种种,,由由此此可可判判断断甲甲烷烷分分子子的空间构型为正四面体形而非平面正方形的空间构型为正四面体形而非平面正方形 二、甲烷的化学性质二、甲烷的化学性质 甲甲烷烷分分子子结结构构稳稳定定,,通通常常不不与与强强酸酸、、强强碱碱或或强强氧氧化化剂剂反反应应,,也也不不能能使使溴溴水水和和酸酸性性KMnO4溶溶液液褪褪色色。 但但是是在在一一定定条条件件下,甲烷也能发生某些反应下,甲烷也能发生某些反应 1.氧化反应.氧化反应——甲烷的燃烧甲烷的燃烧 甲烷完全燃烧的化学方程式 甲烷完全燃烧的化学方程式:CH4++2O2 CO2+2H2O 甲甲烷烷是是优优良良的的气气体体燃燃料料,,通通常常状状况况下下,,1 mol甲甲烷烷完完全全燃燃烧烧生生成成二二氧氧化化碳碳和和水水,,放放出出890 kJ热热量量因因此此以以甲甲烷烷为为主主要要成分的天然气、沼气是理想的清洁能源成分的天然气、沼气是理想的清洁能源燃燃烧烧现现象象检验产检验产物物方法方法现现象象结论结论淡淡蓝蓝色色火焰火焰在火焰上方罩一个干燥在火焰上方罩一个干燥的的烧烧杯杯烧烧杯内壁有水珠杯内壁有水珠产产生生生成了水生成了水在火焰上方罩一个涂有在火焰上方罩一个涂有澄清石灰水的澄清石灰水的烧烧杯杯烧烧杯内壁杯内壁变浑浊变浑浊生成了二氧化碳生成了二氧化碳 [特别提醒特别提醒] 经经硫硫酸酸酸酸化化的的KMnO4溶溶液液有有很很强强的的氧氧化化性性,,在在有有机机化化学学的的学学习习中中经经常常通通过过观观察察某某有有机机物物是是否否能能使使紫紫色色的的酸酸性性KMnO4溶液褪色来判断其性质是否活泼等。 溶液褪色来判断其性质是否活泼等 CH4通通入入酸酸性性KMnO4溶溶液液中中,现现象象是是溶溶液液不不褪褪色色,证证明明了了甲烷不能被酸性甲烷不能被酸性KMnO4溶液氧化,即溶液氧化,即CH4分子结构很稳定分子结构很稳定 2.取代反应.取代反应 在在室室温温下下,,甲甲烷烷和和氯氯气气的的混混合合物物可可以以在在黑黑暗暗中中共共存存而而不不发发生生反反应应,,但但把把混混合合气气体体放放在在光光亮亮的的地地方方就就会会发发生生反反应应在在光照条件下,光照条件下,CH4与与Cl2发生下述反应:发生下述反应: 反反应应并并没没有有到到此此终终止止,,生生成成的的一一氯氯甲甲烷烷继继续续与与氯氯气气反反应应,,依依次次生生成成二二氯氯甲甲烷烷、、三三氯氯甲甲烷烷(又又叫叫氯氯仿仿)和和四四氯氯甲甲烷烷(又又叫叫四四氯化碳氯化碳),这些反应可分别表示如下:,这些反应可分别表示如下: 在在这这些些反反应应里里,,甲甲烷烷分分子子里里的的氢氢原原子子逐逐步步被被氯氯原原子子所所取取代代,,生生成成四四种种取取代代产产物物(CH3Cl,,CH2Cl2,,CHCl3,,CCl4)及及HCl的混合物。 的混合物 [特别提醒特别提醒] ①①甲烷的取代反应要注意:甲烷的取代反应要注意: 反反应应条条件件::光光照照(室室温温下下,,在在暗暗处处不不发发生生反反应应,,但但不不能能用用强光直接照射,否则会发生爆炸强光直接照射,否则会发生爆炸) 反应物:纯卤素单质,如甲烷通入溴水中不反应 反应物:纯卤素单质,如甲烷通入溴水中不反应 反反应应不不会会停停留留在在某某一一步步,,因因此此产产物物是是5种种物物质质的的混混合合物物1 mol H被被取取代代需需要要1 mol Cl2,,认认为为1个个Cl2分分子子能能取取代代2个个H原原子是一个常见的错误子是一个常见的错误 ②②有有机机物物参参加加的的反反应应往往往往比比较较复复杂杂,,常常有有副副反反应应发发生生,,生生成成副副产产物物,,因因此此,,有有关关有有机机物物反反应应的的化化学学方方程程式式通通常常不不用用“==”而用而用“→”表示 3.甲烷的高温分解反应.甲烷的高温分解反应 甲甲烷烷在在1500 ℃以以上上的的高高温温条条件件下下能能较较完完全全分分解解,,生生成成炭炭黑和氢气反应的化学方程式为黑和氢气。 反应的化学方程式为CH4 C ++ 2H2 三、取代反应与置换反应的区别三、取代反应与置换反应的区别 取取代代反反应应是是有有机机物物分分子子里里的的某某些些原原子子或或原原子子团团被被其其他他原原子子或或原原子子团团所所代代替替,,含含义义是是指指连连接接上上某某些些原原子子或或原原子子团团的的同同时时,,要要断断下下来来某某些些原原子子或或原原子子团团对对小小分分子子而而言言,,自自身身要要分分成成两两部部分分,,一一部部分分参参加加取取代代,,同同时时,,另另一一部部分分和和被被取取代代下下来来的的原原子子或或原原子子团团结结合合成成新新的的分分子子,,因因此此取取代代反反应应要要形形成成两两种种产产物物从从反反应应物物的的类类型型来来看看,,取取代代反反应应中中至至少少有有一一种种是是有有机机物物,,另另一一种种反反应应物物既既可可以以是是有有机机物物也也可可以以是是无无机机物物;;从从分分子子组组成成的的变变化化形形式式上上看看,,有有机机物物分分子子里里被被代代替替的的既既可可以以是是原原子子又又可可以以是是原原子子团团,,代代替替连连接接到到有有机机物物分分子子中中去去的的同同样样既既可可以以是原子挚梢允窃是原子挚梢允窃油拧油拧 而而置置换换反反应应是是一一种种单单质质和和一一种种化化合合物物之之间间的的反反应应,,产产物物是另一种单质和化合物,它一定是氧化还原反应。 是另一种单质和化合物,它一定是氧化还原反应类别类别取代反取代反应应置置换换反反应应实实例例CH4+Cl2 CH3Cl+HClZn++H2SO4==ZnSO4++H2↑↑区区 别别定定义义有机物分子里的原子或原有机物分子里的原子或原子子团团被其他原子或原子被其他原子或原子团团所代替的反所代替的反应应一种一种单质单质与一种化合物反与一种化合物反应应,,生成另一种生成另一种单质单质和另一种化和另一种化合物的反合物的反应应反反应应物物一种化合物和另一种化合一种化合物和另一种化合物或物或单质单质一种一种单质单质和一种化合物和一种化合物生成物生成物一般生成两种化合物一般生成两种化合物另一化合物和另一种另一化合物和另一种单质单质电电子子得失得失不一定不一定发发生生电电子子转转移,不移,不一定是氧化一定是氧化还还原反原反应应一定一定发发生生电电子子转转移,一定是移,一定是氧化氧化还还原反原反应应是否是否可逆可逆有不少是可逆反有不少是可逆反应应一般是不可逆反一般是不可逆反应应 典例导析典例导析 知识点知识点1:甲烷燃烧的计算:甲烷燃烧的计算 例例1 瓦瓦斯斯爆爆炸炸是是空空气气中中含含甲甲烷烷5%~~15%(体体积积分分数数)时时遇遇火火所所产产生生的的,,发发生生爆爆炸炸最最剧剧烈烈时时,,甲甲烷烷在在空空气气中中的的体体积积分分数大约为数大约为( ) A..10.5%B..9.5%C..8%D..5% 解解析析 由由CH4++2O2→CO2++2H2O可可知知瓦瓦斯斯爆爆炸炸最最剧剧烈烈时时,,CH4和和O2的的体体积积比比应应为为1 ∶ ∶ 2,因因此此CH4与与空空气气的的体体积积比比为为1∶ ∶(2× )==1∶ ∶9.5,那么它在空气中的体积分数为,那么它在空气中的体积分数为×100%==9.5%,选,选B项。 项 答案答案 B 跟跟踪踪练练习习1 将将标标准准状状况况下下的的11.2 L甲甲烷烷和和22.4 L氧氧气气混混合后点燃,恢复到原状况时,气体的体积共合后点燃,恢复到原状况时,气体的体积共( ) A..11.2 LB..22.4 LC..33.6 LD..44.8 L 答案答案 A 知识点知识点2:甲烷的取代反应:甲烷的取代反应 例例2 将将1 mol CH4与与Cl2发发生生取取代代反反应应,待待反反应应完完全全后后,测测得四种有机取代物的物质的量相等,则消耗的氯气为得四种有机取代物的物质的量相等,则消耗的氯气为( ) A..0.5 molB..2 molC..2.5 mol D..4 mol 解解析析 解解法法一一::1 mol CH4 与与Cl2发发生生取取代代反反应应,,得得到到的的四四种种取取代代物物的的物物质质的的量量相相等等,,则则生生成成CH3Cl、、CH2Cl2、、CHCl3、、CCl4各各为为0.25 mol,,该该四四种种取取代代物物中中n(Cl)==0.25 mol×(1++2++3++4)==2.5 mol。 根根据据取取代代反反应应的的特特点点知知,,n(HCl)==2.5 mol,,故故生生成成物物中中含含氯氯原原子子物物质质的的量量为为5 mol,,根根据据元元素素守守恒可判断参加反应的恒可判断参加反应的n(Cl2)==2.5 mol 解解法法二二::生生成成的的四四种种有有机机取取代代物物的的物物质质的的量量相相等等,,则则总总反反应应的的化化学学方方程程式式可可写写为为4CH4++10Cl2→CH3Cl++CH2Cl2++CHCl3+CCl4+10HCl,由此可知由此可知,1 mol CH4与与2.5 mol Cl2反应 答案答案 C 跟跟踪踪练练习习2 在在光光照照条条件件下下,,将将1 mol CH4与与1 mol Cl2混混合充分反应后,得到的产物是合充分反应后,得到的产物是( ) A..CH3Cl 和和HCl B..CH2Cl2和和HCl C..CH3Cl 和和CH2Cl2 D..CH3Cl、、CH2Cl2、、CHCl3、、CCl4和和HCl 解解析析 CH4与与Cl2在在光光照照条条件件下下反反应应,,反反应应的的特特点点是是分分步步发发生生但但同同时时进进行行,,所所以以四四种种卤卤代代物物和和HCl必必然然都都有有,,其其中中HCl的物质的量最多。 的物质的量最多 答案答案 D第第2 2课时 烷 烃课时 烷 烃 三维目标三维目标 思维激活思维激活 2008年年北北京京奥奥运运会会火火炬炬的的创创意意灵灵感感来来自自“渊渊源源共共生生,,和和谐谐共共融融”的的“祥祥云云”图图案案该该火火炬炬使使用用的的燃燃料料为为丙丙烷烷,,丙丙烷烷气气体体燃燃烧烧的的火火焰焰颜颜色色为为亮亮黄黄色色,,这这样样的的颜颜色色便便于于识识别别和和满满足足电电视视转转播播、、新新闻闻摄摄影影的的需需要要,,其其燃燃烧烧后后只只有有二二氧氧化化碳碳和和水水生生成成,,没没有有其其他他物物质质,,不不会会对对环环境境造造成成污污染染丙丙烷烷是是烷烷烃烃的的一一种,你想了解烷烃的性质吗?种,你想了解烷烃的性质吗?知知识识与技能与技能1.了解.了解烷烃烷烃的概念及命名的概念及命名2.掌握同分异构体和同系物.掌握同分异构体和同系物(重、重、难难点点)过过程与方法程与方法通通过过学学习习有关同分异构体和同系物的知有关同分异构体和同系物的知识识,培养分析,培养分析问题问题、解决、解决问题问题的能力的能力情感、情感、态态度度 与价 与价值观值观通通过过学学习习同分异构体和同系物的知同分异构体和同系物的知识识,培养,培养严谨严谨、、执执著的科学著的科学态态度度 自学导引自学导引 一、烷烃的组成和结构特点一、烷烃的组成和结构特点 1..烃烃::只只由由碳碳和和氢氢两两种种元元素素组组成成的的化化合合物物叫叫碳碳氢氢化化合合物物,,也叫烃。 也叫烃 2..烷烷烃烃::烃烃的的分分子子中中碳碳原原子子之之间间只只以以单单键键结结合合,,剩剩余余的的价价键键全全部部跟跟氢氢原原子子结结合合,,达达到到饱饱和和状状态态,,这这样样的的烃烃叫叫饱饱和和烃烃,,也叫烷烃由于也叫烷烃由于C——C连成链状,所以烷烃又叫饱和链烃连成链状,所以烷烃又叫饱和链烃 3.烷烃的组成通式为.烷烃的组成通式为 CnH2n++2 (n≥1) 思思考考题题1 烷烷烃烃分分子子中中碳碳元元素素的的质质量量分分数数随随着着碳碳原原子子数数的的增大会如何变化?增大会如何变化? 答案 答案 逐渐增大逐渐增大 二、烷烃的命名及性质二、烷烃的命名及性质 1..烷烃的简单命名烷烃的简单命名 碳碳原原子子数数在在十十个个以以内内时时,,以以甲甲、、乙乙、、丙丙、、丁丁、、戊戊、、己己、、庚庚、、辛辛、、壬壬、、癸癸依依次次代代表表碳碳原原子子数数,,其其后后加加“烷烷”字字;;碳碳原原子数在十个以上时,直接用汉字数字来代表碳原子数子数在十个以上时,直接用汉字数字来代表碳原子数 如如CH4::甲甲烷烷;;C4H10::丁丁烷烷;;C7H16::庚庚烷烷;;C12H26::十二烷十二烷;;C17H36::十七烷十七烷。 2.烷烃的性质.烷烃的性质 (1)烷烃的物理性质烷烃的物理性质 随随着着分分子子中中碳碳原原子子数数的的增增加加,,烷烷烃烃的的物物理理性性质质呈呈现现规规律律性性的的变变化化::状状态态由由气气态态到到液液态态再再到到固固态态,,熔熔、、沸沸点点逐逐渐渐升升高高,,密度逐渐密度逐渐增大增大 (2)烷烃的化学性质烷烃的化学性质 烷烷烃烃的的化化学学性性质质与与甲甲烷烷相相似似,,一一般般比比较较稳稳定定,,在在通通常常情情况况下下跟跟酸酸、、碱碱和和酸酸性性高高锰锰酸酸钾钾等等强强氧氧化化剂剂都都不不起起反反应应,,也也不不跟跟其其他他物物质质化化合合但但在在特特定定条条件件下下也也能能发发生生下下列列反反应应::①①取取代反应;代反应;②②氧化反应氧化反应(燃烧燃烧)等烷烃完全燃烧的通式为等烷烃完全燃烧的通式为CnH2n++2++ O2 nCO2++(n++1)H2O 思思考考题题2 若若乙乙烷烷与与Cl2在在光光照照条条件件下下发发生生取取代代反反应应,,得得到的产物中物质的量最多的是什么?到的产物中物质的量最多的是什么? 答案答案 HCl。 3.同系物.同系物 结结构构相相似似,,在在分分子子组组成成上上相相差差一一个个或或若若干干个个CH2原原子子团团的物质互称为同系物的物质互称为同系物 三、同分异构现象和同分异构体三、同分异构现象和同分异构体 1.同分异构现象.同分异构现象 化化合合物物具具有有相相同同的的分分子子式式,,但但具具有有不不同同结结构构式式的的现现象象称称为同分异构现象为同分异构现象 2.同分异构体.同分异构体 分子式分子式相同,相同,结构结构不同的不同的化合物化合物互称为同分异构体互称为同分异构体 3.存在.存在 同同分分异异构构现现象象广广泛泛存存在在于于有有机机化化合合物物中中,,也也存存在在于于无无机机物中以及有机物与无机物之间物中以及有机物与无机物之间 思思考考题题3 互互为为同同分分异异构构体体的的物物质质必必然然具具有有相相同同的的分分子子式式和和相相对对分分子子质质量量,,那那么么具具有有相相同同的的相相对对分分子子质质量量的的物物质质是是否否一定互为同分异构体?一定互为同分异构体? 答答案案 不不一一定定,,如如H2SO4和和H3PO4、、C3H8和和CO2等等,,它它们的相对分子质量相同而分子式不同,不是同分异构体。 们的相对分子质量相同而分子式不同,不是同分异构体 名师解惑名师解惑 一、烷烃的结构特点一、烷烃的结构特点 1..碳原子和碳原子之间以碳碳单键碳原子和碳原子之间以碳碳单键(C——C)相连 2.碳原子和碳原子之间结合成链状.碳原子和碳原子之间结合成链状 3.碳原子的其余价键全部跟氢原子结合,达到饱和状态.碳原子的其余价键全部跟氢原子结合,达到饱和状态 [特别提醒特别提醒] 烃烃分分子子中中的的氢氢原原子子个个数数一一定定为为偶偶数数,,烃烃分分子子的的相相对对分分子子质量一定为偶数质量一定为偶数 二、同系物和同分异构体二、同系物和同分异构体 1.同系物的特点.同系物的特点 (1)同同系系物物必必须须结结构构相相似似,,即即组组成成元元素素相相同同,,官官能能团团(决决定定有有机机化化合合物物化化学学特特性性的的原原子子或或原原子子团团)的的种种类类、、个个数数与与连连接接方方式相同,分子组成通式相同式相同,分子组成通式相同 (2)同系物的相对分子质量相差同系物的相对分子质量相差14或或14的倍数 (3)同同系系物物有有相相似似的的化化学学性性质质,,而而物物理理性性质质有有一一定定的的递递变变规规律律。 如如乙乙烷烷和和丁丁烷烷都都是是烷烷烃烃,,是是饱饱和和烃烃,,分分子子中中碳碳原原子子间间都都是是以以碳碳碳碳单单键键相相连连,故故结结构构相相似似,,且且C4H10--C2H6==C2H4,,即即其其分分子子组组成成相相差差2个个CH2原原子子团团,,所所以以乙乙烷烷和和丁丁烷烷属属于于同同系系物 2.同分异构体的特点.同分异构体的特点 分分子子式式相相同同,,结结构构不不同同,,性性质质也也不不同同如如正正丁丁烷烷(CH3——CH2——CH2——CH3)和和异异丁丁烷烷CH(CH3)3的的分分子子式式都都是是C4H10,,但但它它们们的的碳碳原原子子排排列列不不同同,,即即结结构构不不同同,,所所以以正正丁丁烷烷和和异异丁丁烷互称为同分异构体烷互称为同分异构体 [特别提醒特别提醒] 同系物和同分异构体的研究对象都是化合物 同系物和同分异构体的研究对象都是化合物 三、有机物种类繁多的原因三、有机物种类繁多的原因 碳碳在在地地壳壳中中的的含含量量不不高高,,质质量量分分数数只只占占0.087%,,但但是是它它的的化化合合物物,,尤尤其其是是有有机机化化合合物物,,不不仅仅数数量量众众多多,,而而且且分分布布极极广广。 迄迄今今为为止止,,从从自自然然界界发发现现的的和和人人工工合合成成的的有有机机物物已已超超过过3000万万种种,,而而且且新新的的有有机机物物仍仍在在以以每每年年近近百百万万种种的的速速度度增增加加有机物种类繁多的原因主要有:有机物种类繁多的原因主要有: 1..有有机机物物中中每每个个碳碳原原子子可可与与其其他他原原子子形形成成4个个共共价价键键,,而而且且碳碳碳碳之之间间也也能能相相互互形形成成共共价价键键,,不不仅仅可可以以形形成成单单键键,,还还可以形成双键或三键可以形成双键或三键 2.多个碳原子可相互结合形成碳链,也可形成碳环.多个碳原子可相互结合形成碳链,也可形成碳环 3..一一个个有有机机物物的的分分子子中中可可能能只只含含有有一一个个碳碳原原子子,,也也可可能能含含有有几几千千甚甚至至上上万万个个碳碳原原子子,,而而且且有有机机物物中中普普遍遍存存在在着着同同分分异构现象异构现象 四、确定有机物分子式的一般方法四、确定有机物分子式的一般方法 实实验验式式(也也叫叫最最简简式式)是是表表示示化化合合物物分分子子中中所所含含各各元元素素的的原原子子数数目目最最简简单单整整数数比比的的式式子子。 用用化化合合物物的的相相对对分分子子质质量量除除以其实验式的式量就可以确定其分子式以其实验式的式量就可以确定其分子式 在在有有机机化化学学的的学学习习中中,,确确定定有有机机物物的的结结构构式式或或结结构构简简式式是是每每个个中中学学生生应应该该具具备备的的一一种种分分析析和和推推导导能能力力,,而而确确定定有有机机物物的的结结构构式式或或结结构构简简式式的的前前提提是是先先确确定定其其分分子子式式,,在在分分子子式式的的基基础础上上再再根根据据某某些些性性质质推推导导出出结结构构特特点点,,从从而而确确定定出出结结构构式或结构简式式或结构简式 1.确定实验式的方法.确定实验式的方法 (1)根据各种元素的质量之比:如丁烷中根据各种元素的质量之比:如丁烷中m(C)∶ ∶m(H)==24∶ ∶5,则则n(C)∶ ∶n(H)== ∶ ∶ ==2∶ ∶5,可知其实验式为可知其实验式为C2H5 (2)根根据据燃燃烧烧产产物物的的量量::如如1 mol 某某烃烃完完全全燃燃烧烧生生成成CO2和和H2O的物质的量之比为的物质的量之比为1∶ ∶1.5,可知该烃的实验式为,可知该烃的实验式为CH3。 2.计算化合物的相对分子质量.计算化合物的相对分子质量 (1)在标准状况下的气体,在标准状况下的气体,M==22.4ρ (2)根根据据气气体体的的相相对对密密度度,,M==D·Mr(D为为相相对对密密度度,,Mr为为已知气体的相对分子质量已知气体的相对分子质量) (3)平平均均相相对对分分子子质质量量==Μ1×a%++Μ2×b%++…(Μ1、、Μ2……表表示示各各组组分分气气体体的的相相对对分分子子质质量量,, a%、、b%……表表示示各组分气体的体积分数各组分气体的体积分数) (4)根据定义计算:根据定义计算:M==m/n(m:质量,:质量,n:物质的量:物质的量) 3..用用相相对对分分子子质质量量除除以以实实验验式式的的式式量量,,得得到到的的整整数数倍倍数数值值,,与与实实验验式式相相乘乘,,就就得得到到了了分分子子式式如如果果实实验验式式的的式式量量等等于于其其相相对对分分子子质质量量,,那那么么实实验验式式就就是是该该化化合合物物的的分分子子式式关关于于有有机机物物分分子子式式的的确确定定,,是是有有机机化化学学中中经经常常要要解解决决的的一一个个问问题,也是经常遇到的一种题型。 题,也是经常遇到的一种题型 典例导析典例导析 知识点知识点1:烷烃的概念:烷烃的概念 例例1 科科学学家家对对中中国国首首颗颗探探月月卫卫星星——“嫦嫦娥娥一一号号”发发回回的的数数据据进进行行了了分分析析,,发发现现月月球球在在形形成成时时可可能能存存在在稀稀薄薄的的原原始始大大气气层层,,它它主主要要由由氖氖、、氢氢、、氦氦、、氩氩等等气气体体组组成成,,不不含含甲甲烷烷等等碳氢化合物下列关于碳氢化合物的叙述中正确的是碳氢化合物下列关于碳氢化合物的叙述中正确的是( ) A. 碳氢化合物的通式为碳氢化合物的通式为CnH2n++2 B. 燃烧产物为二氧化碳和水的化合物一定是碳氢化合物燃烧产物为二氧化碳和水的化合物一定是碳氢化合物 C. 碳氢化合物的碳原子间均以单键相连碳氢化合物的碳原子间均以单键相连 D. 碳氢化合物的相对分子质量一定是偶数碳氢化合物的相对分子质量一定是偶数 解解析析 CnH2n++2是是烷烷烃烃的的通通式式,,A项项错错误误;;燃燃烧烧产产物物为为二二氧氧化化碳碳和和水水的的化化合合物物不不一一定定是是碳碳氢氢化化合合物物,,还还可可能能含含氧氧,,B项项错错误误;;碳碳氢氢化化合合物物的的碳碳原原子子间间可可以以是是单单键键,,也也可可以以是是双双键键或或三三键键,,C项项错错误误;;因因为为碳碳原原子子的的相相对对原原子子质质量量(12)为为偶偶数数,,烃烃分分子子中中的的氢氢原原子子数数也也一一定定为为偶偶数数,,所所以以碳碳氢氢化化合合物物的的相相对对分子质量一定是偶数,分子质量一定是偶数,D项正确。 项正确 答案答案 D 跟踪练习跟踪练习1 下列有关烷烃的叙述中正确的是下列有关烷烃的叙述中正确的是( ) ①①都都是是易易燃燃物物 ②②特特征征反反应应是是取取代代反反应应 ③③相相邻邻两两个个烷烷烃在分子组成上相差一个烃在分子组成上相差一个CH3 A..①①和和③③ B..②②和和③③ C.只有.只有①① D..①①和和②② 答案 答案 D 知识点知识点2:同系物的概念及判断:同系物的概念及判断 例例2 下列各组物质中不属于同系物的是下列各组物质中不属于同系物的是( ) 解解析析 对对题题中中的的各各组组物物质质以以同同系系物物的的概概念念为为标标准准进进行行判判断可知,只有断可知,只有C项中的物质不属于同系物项中的物质不属于同系物 答案答案 C 跟踪练习跟踪练习2 下列关于同系物的说法中错误的是下列关于同系物的说法中错误的是( ) A.同系物一定具有相同的实验式.同系物一定具有相同的实验式 B.同系物能符合同一通式.同系物能符合同一通式 C.相邻的同系物彼此在组成上相差一个.相邻的同系物彼此在组成上相差一个CH2原子团原子团 D..同同系系物物的的化化学学性性质质基基本本相相似似,,物物理理性性质质随随碳碳原原子子数数的增加而呈现规律性的变化的增加而呈现规律性的变化 答案答案 A 知识点知识点3:同分异构体:同分异构体 例例3 CH4分分子子的的结结构构是是由由碳碳原原子子为为中中心心的的正正四四面面体体结结构构,,而不是正方形的平面结构,理由是而不是正方形的平面结构,理由是( ) A..CH3Cl不存在同分异构体不存在同分异构体 B..CH2Cl2不存在同分异构体不存在同分异构体 C..CHCl3不存在同分异构体不存在同分异构体 D..CCl4不存在同分异构体不存在同分异构体 解解析析 CH4分分子子中中有有四四个个等等同同的的C——H键键,,可可能能有有两两种种对对称称的的空空间间排排布布——正正四四面面体体结结构构和和平平面面正正方方形形结结构构。 甲甲烷烷无无论论是是正正四四面面体体还还是是平平面面正正方方形形,,一一氯氯代代物物、、三三氯氯代代物物和和四四氯氯代代物物均均不不存存在在同同分分异异构构体体若若甲甲烷烷是是平平面面正正方方形形,,四四个个氢氢原原子的位置虽然相同,但是相互间存在相邻和相间的关系,其子的位置虽然相同,但是相互间存在相邻和相间的关系,其二氯代物有两种同分异构体:二氯代物有两种同分异构体: (相邻相邻)和和 (相相间间)若若甲甲烷烷是是正正四四面面体体,,则则其其二二氯氯代代物物只只有有一一种种,,因因为为正正四四面面体体的的两两个个顶顶点点总总是是相相邻邻关关系系因因此此,,由由“CH2Cl2不不存存在在同同分分异异构构体体”,,可可以以判判断断甲甲烷烷分分子子是是空空间间正正四四面面体体结结构构,,而而不不是平面正方形结构是平面正方形结构 答案答案 B 跟跟踪踪练练习习3 正正丁丁烷烷和和异异丁丁烷烷互互为为同同分分异异构构体体的的依依据据是是( ) A.具有相同的通式.具有相同的通式 B.具有相似的化学性质.具有相似的化学性质 C.具有不同的物理性质.具有不同的物理性质 D.分子式相同,但分子内碳原子的连接方式不同.分子式相同,但分子内碳原子的连接方式不同 答案答案 D第二节 来自石油和煤的两种基本化工原料第二节 来自石油和煤的两种基本化工原料第第1 1课时 乙 烯课时 乙 烯 三维目标三维目标知知识识与技能与技能1.探究乙.探究乙烯烯分子的分子的组组成、成、结结构;掌握乙构;掌握乙烯烯的典型化学的典型化学性性质质;掌握加成反;掌握加成反应应(重、重、难难点点)2.了解乙.了解乙烯烯的用途的用途过过程与方法程与方法1.通.通过过乙乙烯烯分子分子结结构的有序推理构的有序推理过过程,培养抽象思程,培养抽象思维维和和逻辑逻辑思思维维能力;利用乙能力;利用乙烯烯和乙和乙烷烷之之间间的比的比较较,培养,培养思辨能力;思辨能力;对对乙乙烯烯的微的微观结观结构有一定的三构有一定的三维维想象能力想象能力2.从.从实验现实验现象到乙象到乙烯结烯结构的推理,体会科学研究的方构的推理,体会科学研究的方法法情感、情感、态态度度与价与价值观值观1.通.通过对过对乙乙烯烯分子分子结结构的推理构的推理过过程,从中体会程,从中体会严谨严谨、、求求实实的科学的科学态态度度2.通.通过过乙乙烯烯的分子的分子结结构模型,意构模型,意识识到化学世界的内在到化学世界的内在美美 思维激活思维激活 乙乙烯烯被被称称为为“石石化化工工业业之之母母”,,是是石石油油化化工工的的基基础础原原料料。 大大到到航航空空航航天天,,小小到到吃吃饭饭穿穿衣衣,,它它与与国国民民经经济济、、人人民民生生活活息息息息相相关关乙乙烯烯的的产产量量已已成成为为衡衡量量一一个个国国家家石石油油化化工工发发展展水水平平的标志,其生产能力也常被看做一个国家经济实力的体现的标志,其生产能力也常被看做一个国家经济实力的体现 你想知道乙烯的结构和性质吗? 你想知道乙烯的结构和性质吗? 自学导引自学导引 一、乙烯的分子组成和结构一、乙烯的分子组成和结构 1..组成与结构:组成与结构: 分分子子式式::C2H4, 电电子子式式:__________,结结构构式式:__________,结构简式:结构简式:CH2==CH2,分子模型:,分子模型: 2..分分子子构构型型::乙乙烯烯是是平平面面形形分分子子,,分分子子中中所所有有的的原原子子均均在在同同一一平平面面内内,,CC键键与与C——H键键、、C——H与与C——H键键之之间间的的夹夹角均约为角均约为120° 3..结结构构特特点点::分分子子里里含含有有一一个个碳碳碳碳双双键键,,碳碳碳碳双双键键不不稳稳定定,,其其中中有有一一个个键键容容易易断断裂裂而而发发生生反反应应,,故故乙乙烯烯的的化化学学性性质质比乙烷、甲烷等烷烃活泼。 比乙烷、甲烷等烷烃活泼 思思考考题题1 乙乙烯烯燃燃烧烧时时有有黑黑烟烟产产生生,,而而甲甲烷烷燃燃烧烧时时无无黑黑烟烟产生,其原因是什么?产生,其原因是什么? 答案 答案 乙烯的含碳量乙烯的含碳量(85.7%)比甲烷的含碳量比甲烷的含碳量(75%)高 二、乙烯的性质二、乙烯的性质 1.物理性质.物理性质 乙乙烯烯通通常常是是一一种种无无色色气气体体,,稍稍有有气气味味,,不不溶溶于于水水,,易易溶溶于有机溶剂,比空气稍轻于有机溶剂,比空气稍轻,标准状况下其密度为标准状况下其密度为1.25 g·L--1 思思考考题题2 如如果果要要制制取取并并收收集集乙乙烯烯,,应应该该采采取取何何种种收收集集方方法?法? 答案答案 排水法 2.化学性质.化学性质 (1)氧化反应氧化反应 ①①与氧气反应与氧气反应 乙乙烯烯在在空空气气中中燃燃烧烧,,火火焰焰明明亮亮且且伴伴有有黑黑烟烟,,生生成成CO2和和H2O,同同时时放放出出大大量量的的热热,化化学学方方程程式式为为 C2H4++3O2 2CO2++2H2O。 ②②与酸性高锰酸钾溶液反应与酸性高锰酸钾溶液反应 现象: 现象:使酸性高锰酸钾溶液褪色使酸性高锰酸钾溶液褪色 (2)加成反应加成反应 ①①加加成成反反应应——有有机机物物分分子子里里不不饱饱和和的的碳碳原原子子跟跟其其他他原原子或原子团子或原子团直接结合生成新的化合物的反应叫做加成反应直接结合生成新的化合物的反应叫做加成反应 ②②乙乙烯烯使使溴溴的的四四氯氯化化碳碳溶溶液液褪褪色色,,其其实实质质是是乙乙烯烯与与溴溴单单质反应生成了质反应生成了1,2-二溴乙烷,反应的化学方程式为:-二溴乙烷,反应的化学方程式为: CH2CH2++Br2→CH2BrCH2Br ③③乙乙烯烯在在一一定定条条件件下下还还能能与与氢氢气气、、氯氯气气、、氯氯化化氢氢、、水水等等物质发生加成反应,反应的化学方程式分别为:物质发生加成反应,反应的化学方程式分别为: CH2CH2++H2 CH3——CH3、、 CH2CH2++Cl2→CH2Cl——CH2Cl、、 CH2CH2++HCl→CH3——CH2Cl、、 CH2CH2++H2O CH3——CH2——OH。 ④④乙烯分子之间相互加成可以得到聚乙烯:乙烯分子之间相互加成可以得到聚乙烯:nCH2==CH2 CH2——CH2 思思考考题题3 乙乙烷烷与与Cl2发发生生取取代代反反应应或或乙乙烯烯与与HCl发发生生加加成成反反应应都都可可以以生生成成CH3CH2Cl若若要要制制得得纯纯净净的的CH3CH2Cl,,应该选用哪种方法?应该选用哪种方法? 答案答案 应该用乙烯与应该用乙烯与HCl加成 (3)乙烯的用途乙烯的用途 乙烯是石油化学工业最重要的基础原料,主要用于制造 乙烯是石油化学工业最重要的基础原料,主要用于制造塑料、合成纤维、有机溶剂等,它还是一种植物生长调节剂,塑料、合成纤维、有机溶剂等,它还是一种植物生长调节剂,用它可以催熟果实用它可以催熟果实 名师解惑名师解惑 一、乙烯的结构特点及其推论一、乙烯的结构特点及其推论 乙乙烯烯分分子子中中6个个原原子子位位于于同同一一平平面面内内,,碳碳氢氢键键间间的的夹夹角角约约为为120°如如果果乙乙烯烯分分子子中中的的4个个氢氢原原子子分分别别被被其其他他原原子子或或原原子子团代替,其相应原子也在同一平面内。 团代替,其相应原子也在同一平面内 1.. 乙乙 烯烯 分分 子子 中中 的的 氢氢 原原 子子 被被 其其 他他 原原 子子 代代 替替 时时 ,, 如如CH2CHCl、、CH2CCl2、、CHClCHCl、、CCl2CCl2等等,,其其中中氯氯原原子也位于原乙烯分子构成的平面内子也位于原乙烯分子构成的平面内 2..乙乙烯烯分分子子中中的的氢氢原原子子被被原原子子团团代代替替时时,,分分子子中中共共平平面面的的原原子子,,不不仅仅要要考考虑虑乙乙烯烯的的结结构构,,还还要要考考虑虑原原子子团团的的结结构构如如乙乙烯烯分分子子中中的的1个个氢氢原原子子被被—CH3代代替替时时,,得得CH3CHCH2,,考考虑虑到到碳碳碳碳单单键键可可旋旋转转,,且且饱饱和和碳碳周周围围的的原原子子形形成成四四面面体体结结构构,,故故—CH3中中的的碳碳原原子子一一定定在在原原乙乙烯烯构构成成的的平平面面内内,,—CH3中中有有1个个氢氢原原子子通通过过碳碳碳碳单单键键的的旋旋转转也也可可能能出出现现在在此此平平面面内内(当当此此氢氢原原子子旋旋转转到到此此平平面面内内时时,,另另2个个氢氢原原子子一一定定不不在在此此平面内平面内)。 因此因此CH3CHCH2分子中最多有分子中最多有7个原子共平面个原子共平面 二、乙烷和乙烯的结构、性质比较二、乙烷和乙烯的结构、性质比较分子式分子式C2H6C2H4电电子式子式结结构式构式分子空分子空间间构型构型2个碳原子和个碳原子和6个个氢氢原子原子不在同一平面内不在同一平面内2个碳原子和个碳原子和4个个氢氢原原子在同一平面内子在同一平面内化学化学 性 性质质氧化反氧化反应应(燃燃烧烧)、取代反、取代反应应(光照,与光照,与卤卤素素单质单质反反应应)氧化反氧化反应应(燃燃烧烧,被,被KMnO4氧化氧化)、加成、加成反反应应[特别提醒特别提醒] 鉴鉴别别乙乙烯烯和和乙乙烷烷(或或甲甲烷烷)可可以以用用酸酸性性KMnO4溶溶液液、、溴溴水水或或溴溴的的四四氯氯化化碳碳溶溶液液,,乙乙烯烯可可使使上上述述溶溶液液褪褪色色而而乙乙烷烷(或或甲甲烷烷)不不能能;;若若要要除除去去乙乙烷烷(或或甲甲烷烷)中中混混有有的的少少量量乙乙烯烯一一般般用用溴溴水水,,不不用用酸酸性性KMnO4溶溶液液是是因因为为它它会会把把乙乙烯烯氧氧化化成成CO2气气体体而而混混入入乙乙烷烷中中,,不不用用溴溴的的四四氯氯化化碳碳溶溶液液是是因因为为乙乙烷烷(或或甲甲烷烷)易易溶溶于于CCl4。 三、加成反应三、加成反应 1.乙烯的加成反应.乙烯的加成反应 乙乙烯烯使使溴溴的的四四氯氯化化碳碳溶溶液液褪褪色色,,其其实实质质是是乙乙烯烯与与溴溴单单质质反应生成了反应生成了1,2-二溴乙烷反应的化学方程式如下:-二溴乙烷反应的化学方程式如下: 通常简写为 通常简写为CH2CH2++Br2―→CH2Br——CH2Br 从从化化学学键键变变化化的的角角度度来来说说,,乙乙烯烯与与溴溴(Br2)反反应应生生成成1,2--二溴乙烷的过程如下:二溴乙烷的过程如下: 上上述述化化学学反反应应的的一一个个显显著著特特征征是是乙乙烯烯分分子子里里不不饱饱和和碳碳原原子子之之间间的的双双键键断断开开一一个个,,不不饱饱和和碳碳原原子子与与溴溴分分子子断断裂裂出出的的溴溴原原子子直直接接结结合合有有机机物物中中像像这这样样的的不不饱饱和和碳碳原原子子除除了了能能跟跟溴溴原子直接结合以外,还能跟其他原子或原子团直接结合原子直接结合以外,还能跟其他原子或原子团直接结合 有有机机物物分分子子中中不不饱饱和和的的原原子子与与其其他他原原子子或或原原子子团团直直接接结结合生成新的化合物分子的反应叫做加成反应。 合生成新的化合物分子的反应叫做加成反应 乙乙烯烯易易发发生生加加成成反反应应,,除除了了Br2以以外外,,Cl2、、HCl、、HBr、、H2、、H2O等等多多种种物物质质都都能能够够在在一一定定的的条条件件下下与与乙乙烯烯发发生生加加成成反应,如:反应,如: 乙烯与水发生加成反应生成乙醇: 乙烯与水发生加成反应生成乙醇: CH2CH2++H——OH CH3——CH2——OH 乙烯与氢气发生加成反应生成乙烷: 乙烯与氢气发生加成反应生成乙烷: CH2CH2++H——H CH3——CH3 乙烯与氯化氢发生加成反应生成氯乙烷: 乙烯与氯化氢发生加成反应生成氯乙烷: CH2CH2++H—Cl CH3—CH2—Cl 2.乙烯的加聚反应.乙烯的加聚反应 在在适适宜宜的的温温度度、、压压强强和和有有催催化化剂剂存存在在的的条条件件下下,,乙乙烯烯的的碳碳碳碳双双键键中中的的一一个个键键可可以以断断裂裂,,分分子子间间通通过过碳碳原原子子的的相相互互结结合能形成很长的碳链,生成聚乙烯:合能形成很长的碳链,生成聚乙烯: CH2CH2++CH2CH2++CH2CH2++……―→ ……——CH2——CH2——CH2——CH2——CH2——CH2——…… 这个反应还可以用下式表示: 这个反应还可以用下式表示: nCH2CH2 CH2—CH2 聚乙烯聚乙烯 聚聚乙乙烯烯的的分分子子很很大大,,其其相相对对分分子子质质量量可可达达几几万万到到几几十十万万。 这这种种相相对对分分子子质质量量很很大大的的化化合合物物叫叫做做高高分分子子化化合合物物,,简简称称高高分分子子或或高高聚聚物物由由相相对对分分子子质质量量小小的的化化合合物物分分子子互互相相结结合合成成相相对对分分子子质质量量大大的的高高分分子子的的反反应应叫叫做做聚聚合合反反应应在在聚聚合合反反应应中中,,由由不不饱饱和和的的相相对对分分子子质质量量小小的的化化合合物物分分子子结结合合成成相相对对分分子子质质量量大大的的化化合合物物分分子子,,这这样样的的聚聚合合反反应应同同时时也也是是加加成成反反应应,,所所以以这这种种聚聚合合反反应应又又叫叫做做加加成成聚聚合合反反应应,,简简称称加加聚聚反反应应乙乙烯聚合成聚乙烯的反应就属于加聚反应烯聚合成聚乙烯的反应就属于加聚反应 聚聚乙乙烯烯是是一一种种重重要要的的塑塑料料,,由由于于它它性性质质坚坚韧韧,,低低温温时时仍仍能能保保持持柔柔软软性性,,化化学学性性质质稳稳定定,,在在工工农农业业生生产产和和日日常常生生活活中中有广泛的应用有广泛的应用 典例导析典例导析 知识点知识点1:乙烯的结构:乙烯的结构 例例1 由由乙乙烯烯推推测测丙丙烯烯(CH2CHCH3)的的结结构构或或性性质质,,下下列列说法中不正确的是说法中不正确的是( ) A.丙烯分子中三个碳原子在同一条直线上.丙烯分子中三个碳原子在同一条直线上 B.丙烯可使酸性高锰酸钾溶液褪色.丙烯可使酸性高锰酸钾溶液褪色 C.丙烯可使溴水褪色.丙烯可使溴水褪色 D.丙烯能发生加成反应.丙烯能发生加成反应 解解析析 丙丙烯烯分分子子中中含含有有碳碳碳碳双双键键,,相相当当于于甲甲基基取取代代了了乙乙烯烯分分子子中中的的一一个个氢氢原原子子,,三三个个碳碳原原子子不不可可能能在在同同一一条条直直线线上上,,即选项即选项A符合题意。 符合题意 答案答案 A 跟跟踪踪练练习习1 下下列列分分子子中中的的所所有有原原子子不不可可能能都都在在同同一一平平面面上的是上的是( ) A..CH2==CH2B..CH2==CHBr C..CH2==CCl2D..CH2==CH——CH3 答案 答案 D 知识点知识点2:乙烯的性质:乙烯的性质 例例2 既既可可以以用用来来鉴鉴别别乙乙烯烯和和甲甲烷烷,,又又可可以以用用来来除除去去甲甲烷烷中混有的乙烯的方法是中混有的乙烯的方法是( ) A.通入溴水中.通入溴水中 B.将气体点燃.将气体点燃 C.通入酸性高锰酸钾溶液中.通入酸性高锰酸钾溶液中 D.一定条件下与.一定条件下与H2反应反应 解解析析 鉴鉴别别乙乙烯烯和和甲甲烷烷的的最最好好方方法法是是::通通入入溴溴的的四四氯氯化化碳碳溶溶液液或或溴溴水水中中,,能能使使溶溶液液褪褪色色的的是是乙乙烯烯,,不不能能使使溶溶液液褪褪色色的的是是甲甲烷烷;;除除去去甲甲烷烷中中混混有有的的乙乙烯烯的的最最好好方方法法是是::将将混混合合气气体体通通入入足足量量的的溴溴水水中中,,乙乙烯烯与与溴溴水水充充分分反反应应而而被被除除去去,,剩剩余余甲甲烷烷。 鉴鉴别别乙乙烯烯和和甲甲烷烷的的另另一一种种方方法法是是::通通入入酸酸性性高高锰锰酸酸钾钾溶溶液液中中,,能能使使高高锰锰酸酸钾钾溶溶液液褪褪色色的的是是乙乙烯烯,,不不能能使使高高锰锰酸酸钾钾溶溶液液褪褪色色的的是是甲甲烷烷;;但但除除去去甲甲烷烷中中混混有有的的乙乙烯烯时时不不能能用用酸酸性性高高锰锰酸酸钾钾溶溶液液,,因因为为乙乙烯烯会会被被酸酸性性高高锰锰酸酸钾钾溶溶液液氧氧化化生生成成二二氧化碳气体而引入新的杂质氧化碳气体而引入新的杂质 答案答案 A 跟跟踪踪练练习习2 下下列列物物质质中中不不可可能能是是乙乙烯烯加加成成产产物物的的是是( ) A..CH3CH3B..CH3CHCl2 C..CH3CH2OHD..CH3CH2Br 答案 答案 B第第2 2课时 苯课时 苯 三维目标三维目标 知知识识与技与技能能1.了解苯的物理性.了解苯的物理性质质和分子和分子组组成成2.掌握苯的.掌握苯的结结构式和典型的化学性构式和典型的化学性质质,并,并认识认识苯的苯的结结构特征构特征(重、重、难难点点)过过程与方程与方法法1.通.通过过解析推解析推测测苯的苯的结结构,提高根据有机物性构,提高根据有机物性质质来推来推测结测结构的能力构的能力2.通.通过对过对苯的主要化学性苯的主要化学性质质的学的学习习,掌握研究,掌握研究苯苯环环性性质质的方法的方法情感、情感、态态度度与价与价值观值观1.通.通过对过对化学家化学家发现发现苯苯环结环结构的构的历历史介史介绍绍,体,体验验科学家科学家艰艰苦探究,苦探究,获获得成功的得成功的过过程,培养用程,培养用科学的科学的观观点来看待事物的能力点来看待事物的能力2.通.通过对过对苯及其同系物性苯及其同系物性质质的的对对比比,学学习习““事物事物是相互影响、相互是相互影响、相互联联系的系的””辩证辩证唯物主唯物主义观义观点点 思维激活思维激活 2005年年11月月13日日,,中中国国石石油油吉吉林林石石化化公公司司101厂厂一一化化工工车车间间发发生生连连续续爆爆炸炸,,引引起起事事故故的的原原因因是是由由于于苯苯、、硝硝基基苯苯发发生生扩扩散散,,此此次次事事件件共共造造成成8人人死死亡亡,,60人人受受伤伤,,很很多多居居民民被被紧紧急急疏疏散散,,并并引引发发了了松松花花江江水水污污染染。 苯苯、、硝硝基基苯苯既既是是重重要要的的工工业业原原料料,,同同时时也也是是有有毒毒物物质质那那么么苯苯的的结结构构与与性性质质如如何何??如如何何由由苯获得硝基苯呢?苯获得硝基苯呢? 自学导引自学导引 一、苯的分子组成和结构一、苯的分子组成和结构 1..组成与结构组成与结构 分子式: 分子式:C6H6 结构式:结构式: 结构简式: 结构简式: (凯库勒式凯库勒式)或或 (现代价键理论现代价键理论) 2..分分子子构构型型::平平面面正正六六边边形形,,其其中中6个个碳碳原原子子和和6个个氢氢原原子均在同一平面内,键与键之间的夹角均为子均在同一平面内,键与键之间的夹角均为120° 3..结结构构特特点点::苯苯分分子子中中不不存存在在碳碳碳碳双双键键,,不不存存在在碳碳碳碳单单键键和和碳碳碳碳双双键键交交替替出出现现的的结结构构,,碳碳原原子子之之间间的的化化学学键键是是一一种种介于介于单键单键和和双键双键之间的独特的键之间的独特的键 思考题思考题1 如何通过实验证明苯分子中不存在碳碳双键?如何通过实验证明苯分子中不存在碳碳双键? 答答案案 将将苯苯与与酸酸性性KMnO4溶溶液液和和溴溴水水混混合合振振荡荡,,溶溶液液颜颜色色不不褪褪去去,,即即不不发发生生反反应应,,可可证证明明苯苯分分子子中中没没有有与与乙乙烯烯类类似似的碳碳双键。 的碳碳双键 二、苯的物理性质 二、苯的物理性质 苯苯通通常常是是无无色色、、带带有有特特殊殊气气味味的的液液体体,,有有毒毒,,密密度度比比水水小小,,不不溶溶于于水水,,沸沸点点为为80.1 ℃,,熔熔点点为为5.5 ℃如如果果用用冰冰冷冷却,可凝结成无色的晶体却,可凝结成无色的晶体 三、苯的化学性质三、苯的化学性质 1..氧化反应氧化反应 (1)在空气中燃烧,化学方程式为在空气中燃烧,化学方程式为 2 ++15O2 12CO2++6H2O 现象:火焰明亮,有浓烟 现象:火焰明亮,有浓烟 思考题思考题2 为什么苯燃烧时有浓烟产生?为什么苯燃烧时有浓烟产生? 答案答案 苯的含碳量很高,其碳的质量分数高达苯的含碳量很高,其碳的质量分数高达92.3% (2)不不能能使使酸酸性性高高锰锰酸酸钾钾溶溶液液褪褪色色,,即即苯苯不不能能被被高高锰锰酸酸钾钾氧化 2.取代反应.取代反应 (1)苯跟溴的反应苯跟溴的反应 化学方程式为 化学方程式为 ++Br2 ++HBr。 (2)苯跟浓硝酸的反应苯跟浓硝酸的反应(硝化反应硝化反应) 化学方程式为 化学方程式为 ++HO—NO2++ H2O 3.加成反应.加成反应 苯苯虽虽然然不不具具有有像像烯烯烃烃一一样样典典型型的的碳碳碳碳双双键键,,但但在在特特定定条条件下,仍能发件下,仍能发 生生 加加 成成 反反 应 如苯与如苯与H2加成的化学方程式加成的化学方程式为为 ++3H2 思思考考题题3 苯苯与与液液溴溴的的反反应应中中,,催催化化剂剂应应为为溴溴化化铁铁,,为为何何实验时却是在苯和液溴的混合物中加入铁粉?实验时却是在苯和液溴的混合物中加入铁粉? 答案答案 加入的铁粉与液溴反应生成催化剂加入的铁粉与液溴反应生成催化剂FeBr3::2Fe++3Br2==2FeBr3 四、苯的用途 四、苯的用途 苯是一种重要的有机化工原料,广泛用于生产合成橡胶、 苯是一种重要的有机化工原料,广泛用于生产合成橡胶、合成纤维、塑料、农药、医药、染料、香料等。 苯也常用做合成纤维、塑料、农药、医药、染料、香料等苯也常用做有机溶剂有机溶剂 名师解惑名师解惑 一、苯的结构一、苯的结构 苯分子具有平面正六边形的稳定结构苯分子具有平面正六边形的稳定结构 1.6个个碳碳原原子子、、6个个氢氢原原子子均均在在同同一一个个平平面面上上苯苯分分子子中中的的6个碳原子等效,个碳原子等效,6个氢原子等效个氢原子等效 2.各个键角都是.各个键角都是120° 3..碳碳碳碳间间键键长长为为140 pm,,是是一一种种介介于于单单键键与与双双键键之之间间的独特的键长的独特的键长(C——C键长:键长:154 pm,,CC键长:键长:133 pm) 苯苯不不能能使使溴溴的的四四氯氯化化碳碳溶溶液液褪褪色色的的实实验验事事实实以以及及苯苯分分子子的的碳碳碳碳之之间间的的键键的的长长度度和和强强度度都都相相同同的的理理论论事事实实证证实实了了苯苯有有独特键存在的事实独特键存在的事实 [特别提醒特别提醒] 苯分子中不存在碳碳单、双键交替排列的情况凯库勒 苯分子中不存在碳碳单、双键交替排列的情况凯库勒式式 仍被沿用,但在使用时不能认为苯是单、双键仍被沿用,但在使用时不能认为苯是单、双键交替组成的环状结构。 交替组成的环状结构 二、苯的化学性质二、苯的化学性质 1..可燃性可燃性 苯苯和和其其他他烃烃一一样样,,可可以以在在空空气气中中燃燃烧烧,,完完全全燃燃烧烧生生成成CO2和和H2O,,化化学学方方程程式式为为2C6H6++15O2 12CO2++6H2O由由于于苯苯分分子子中中碳碳的的质质量量分分数数较较大大(92.3%),,在在燃燃烧烧时时火火焰焰明明亮亮并有浓烟并有浓烟 2.取代反应.取代反应 (1)苯苯与与溴溴的的反反应应::在在FeBr3作作催催化化剂剂时时,,苯苯与与溴溴发发生生反反应应,,苯苯环环上上的的氢氢原原子子被被溴溴原原子子取取代代,,生生成成溴溴苯苯在在反反应应中中Br2为为液液溴溴,,溴溴水水与与苯苯不不反反应应,,但但苯苯可可以以萃萃取取溴溴水水中中的的溴溴生生成成的溴苯是无色、油状液体,不溶于水,密度比水大的溴苯是无色、油状液体,不溶于水,密度比水大 [特别提醒特别提醒] ①①在在催催化化剂剂的的作作用用下下,,苯苯与与液液溴溴或或其其他他卤卤素素单单质质可可以以发发生取代反应生取代反应 ②②苯与卤素单质一般只发生一元取代反应。 苯与卤素单质一般只发生一元取代反应 (2)苯苯与与硝硝酸酸、、硫硫酸酸的的反反应应::苯苯与与浓浓硝硝酸酸和和浓浓硫硫酸酸的的混混合合物物共共热热至至50~~60 ℃时时发发生生反反应应,,苯苯环环上上的的氢氢原原子子被被硝硝基基(——NO2)取取代代,,生生成成硝硝基基苯苯苯苯分分子子里里的的氢氢原原子子被被硝硝基基(——NO2)取取代代的的反反应应,,叫叫硝硝化化反反应应生生成成的的硝硝基基苯苯是是一一种种带带有有苦苦杏杏仁仁味、无色的油状液体,不溶于水,密度比水大,有毒味、无色的油状液体,不溶于水,密度比水大,有毒 若若加加热热至至70~~80 ℃,,苯苯与与浓浓硫硫酸酸发发生生反反应应,,生生成成苯苯磺磺酸酸化学方程式为化学方程式为 ++HO—SO3H (苯磺酸苯磺酸)++H2O [特别提醒特别提醒] ①①——NO2(硝基硝基)不具有不具有NO2的物理性质和化学性质的物理性质和化学性质 ②②硝基苯只可写成硝基苯只可写成 或,或, 不可不可写成写成 或。 或 3.苯的加成反应.苯的加成反应 在在镍镍作作催催化化剂剂的的条条件件下下,,苯苯可可以以与与氢氢气气发发生生加加成成反反应应,,生成环己烷生成环己烷(C6H12) + +3H2 (或或 ) 环己烷 环己烷 生成的环己烷在通常状况下是无色液体 生成的环己烷在通常状况下是无色液体 苯与 苯与Cl2在适当条件下也能发生加成反应,化学方程式为在适当条件下也能发生加成反应,化学方程式为 ++3Cl2―→ (C6H6Cl6) 苯的化学性质可概括为:易取代,能加成,难氧化含 苯的化学性质可概括为:易取代,能加成,难氧化含有一个苯环结构的化合物,如甲苯有一个苯环结构的化合物,如甲苯( )、二甲苯、二甲苯[有三有三种:种: (邻二甲苯邻二甲苯)、、 (间二甲苯间二甲苯)、、 (对二甲苯对二甲苯)]等等,都可以发生与苯类似的取代反应和加成反应。 都可以发生与苯类似的取代反应和加成反应 [特别提醒特别提醒] 苯苯兼兼有有烯烯烃烃的的加加成成反反应应和和烷烷烃烃的的取取代代反反应应,,但但又又不不等等同同于于烯烯烃烃的的加加成成反反应应和和烷烷烃烃的的取取代代反反应应,,这这是是由由于于苯苯分分子子中中的的碳碳键介于单键和双键之间的缘故碳碳键介于单键和双键之间的缘故 典例导析典例导析 知识点知识点1:苯的结构:苯的结构 例例1 能能说说明明苯苯分分子子中中的的苯苯环环为为平平面面正正六六边边形形结结构构,,碳碳碳碳键不是单、双键交替排列的事实是键不是单、双键交替排列的事实是( ) A.苯的一元取代物没有同分异构体.苯的一元取代物没有同分异构体 B.苯的邻位二元取代物只有一种.苯的邻位二元取代物只有一种 C.苯的间位二元取代物只有一种.苯的间位二元取代物只有一种 D.苯的对位二元取代物只有一种.苯的对位二元取代物只有一种 解解析析 苯苯分分子子为为平平面面六六边边形形结结构构,,若若苯苯分分子子中中的的碳碳碳碳键键是是单单、、双双键键交交替替排排列列的的结结构构,,则则苯苯的的一一元元取取代代物物、、间间位位二二元元取代物、对位二元取代物均只有一种取代形式,而它的邻位取代物、对位二元取代物均只有一种取代形式,而它的邻位二元取代物应有两种取代形式,即二元取代物应有两种取代形式,即①① (同时取代同时取代双键的邻位双键的邻位);;②② (同时取代单键的邻位同时取代单键的邻位)。 因此,因此,只只有有当当苯苯的的邻邻位位二二元元取取代代物物只只有有一一种种取取代代形形式式时时,,才才能能说说明明苯分子中不存在碳碳单、双键交替排列的情况故选苯分子中不存在碳碳单、双键交替排列的情况 答案 答案 B 跟跟踪踪练练习习1 下下列列有有机机物物分分子子中中,,所所有有原原子子不不可可能能处处于于同同一平面的是一平面的是( ) A..CH3CH3 B..CH2CH2 C.. D.. 答案答案 A 知识点知识点2:苯的性质:苯的性质 例例2 杭杭甬甬高高速速公公路路萧萧山山路路段段一一辆辆运运送送化化学学物物品品的的槽槽罐罐车车侧侧翻翻,,罐罐内内15 t苯苯泄泄入入路路边边300 m长长的的水水渠渠中中,,造造成成了了严严重重危危害害,,许许多多新新闻闻媒媒体体对对此此进进行行了了报报道道,,下下列列报报道道中中有有科科学学性性错错误的是误的是( ) A..由由于于大大量量苯苯溶溶入入水水中中、、渗渗入入土土壤壤,,会会对对周周边边农农田田、、水源造成严重污染水源造成严重污染 B..由由于于苯苯是是一一种种易易挥挥发发、、易易燃燃的的物物质质,,周周围围地地区区如如果果有一个火星就可能引起爆炸有一个火星就可能引起爆炸 C..可可以以采采取取抽抽吸吸水水渠渠中中上上层层液液体体的的办办法法,,达达到到部部分分清清除泄漏物的目的除泄漏物的目的 D..处处理理事事故故时时,,由由于于事事故故发发生生地地周周围围比比较较空空旷旷,,有有人人提提出出用用点点火火焚焚烧烧的的办办法法来来清清除除泄泄漏漏物物,,但但由由于于苯苯燃燃烧烧会会产产生生大量的黑烟扩大污染,所以该办法未被采纳大量的黑烟扩大污染,所以该办法未被采纳 解解析析 苯苯是是一一种种不不溶溶于于水水的的液液体体,,所所以以不不会会有有大大量量苯苯溶溶入入水水中中,,A项项不不正正确确;;苯苯是是一一种种易易挥挥发发、、易易燃燃的的物物质质,,遇遇明明火火就就可可能能引引起起爆爆炸炸,,B项项正正确确;;苯苯是是一一种种不不溶溶于于水水但但密密度度比比水水小小的的液液体体,,所所以以可可以以采采取取抽抽吸吸水水渠渠中中上上层层液液体体的的办办法法,,达达到到部部分分清清除除泄泄漏漏物物的的目目的的,,C项项正正确确;;苯苯中中含含碳碳量量很很高高,,燃燃烧会产生大量的黑烟,烧会产生大量的黑烟,D项正确。 项正确 答案答案 A 跟踪练习跟踪练习2 下列关于苯的性质的叙述中不正确的是 下列关于苯的性质的叙述中不正确的是( ) A.苯是没有颜色、带有特殊气味的液体.苯是没有颜色、带有特殊气味的液体 B.常温下苯是一种不溶于水且密度比水小的液体.常温下苯是一种不溶于水且密度比水小的液体 C.苯在一定条件下能与液溴发生取代反应.苯在一定条件下能与液溴发生取代反应 D..苯苯不不具具有有典典型型的的碳碳碳碳双双键键结结构构,,故故苯苯不不可可能能发发生生加加成反应成反应 答案答案 D第三节 生活中两种常见的有机物第三节 生活中两种常见的有机物第第1 1课时 乙 醇课时 乙 醇 三维目标知知识识与技能与技能1.了解乙醇分子的.了解乙醇分子的结结构及构及羟羟基的基的结结构特征构特征2.了解.了解烃烃的衍生物和官能的衍生物和官能团团3.掌握乙醇的化学性.掌握乙醇的化学性质质(重点重点)过过程与方法程与方法通通过过揭示揭示问题问题、、讨论释讨论释疑、疑、动动手手实验实验,学,学习习对对比、推断等多种科学探究方法比、推断等多种科学探究方法情感、情感、态态度度与价与价值观值观体体验验科学探究的科学探究的艰艰辛与辛与乐乐趣,体会化学与人趣,体会化学与人类类生活的密切关系,提高学生活的密切关系,提高学习习化学的化学的积积极性极性 思维激活思维激活 打打针针时时,,护护士士常常常常先先往往你你的的手手臂臂上上擦擦些些酒酒精精,,这这是是为为了了消消毒毒。 酒酒精精的的学学名名叫叫“乙乙醇醇”,,它它具具有有很很强强的的渗渗透透能能力力,,能能够够钻钻到到细细菌菌体体内内,,使使蛋蛋白白质质凝凝固固,,这这样样,,细细菌菌也也就就一一命命呜呜呼呼了了然然而而,,奇奇怪怪的的是是纯纯酒酒精精反反而而不不能能杀杀菌菌这这是是为为什什么么呢呢??原原来来,,当当使使用用纯纯酒酒精精消消毒毒时时,,酒酒精精的的浓浓度度很很大大,,一一下下子子就就使使细细菌菌表表面面的的蛋蛋白白质质凝凝固固了了,,结结果果形形成成了了一一层层硬硬膜膜,,这这层层硬硬膜膜对对细细菌菌有有保保护护作作用用,,能能阻阻止止酒酒精精进进一一步步渗渗入入,,所所以以纯纯酒酒精精的的杀菌能力反而不杀菌能力反而不75%的酒精你想认识乙醇吗?的酒精你想认识乙醇吗? 自学导引自学导引 一、乙醇的物理性质一、乙醇的物理性质 乙乙醇醇,,俗俗称称酒酒精精,,是是无无色色、、具具有有特特殊殊香香味味的的液液体体,,密密度度比比水水小小,,与与水水以以任任意意比比例例互互溶溶,,能能溶溶解解多多种种无无机机物物和和有有机机物物,,是良好的有机溶剂,是良好的有机溶剂,易易挥发 思思考考题题 溴溴和和碘碘均均易易溶溶于于酒酒精精,,能能否否用用酒酒精精萃萃取取溴溴水水或或碘水中的溴或碘?碘水中的溴或碘? 答案答案 不能,因为酒精会与水互溶。 不能,因为酒精会与水互溶 二、乙醇的分子组成和结构二、乙醇的分子组成和结构 乙乙醇醇的的分分子子式式为为C2H6O,,结结构构式式为为 ,,结构简式为结构简式为CH3CH2OH或或C2H5OH 分分子子比比例例模模型型为为 乙乙醇醇分分子子中中含含的的—OH基团叫基团叫羟基羟基 三、烃的衍生物和官能团三、烃的衍生物和官能团 1.烃的衍生物.烃的衍生物 烃烃分分子子中中的的氢氢原原子子被被其其他他原原子子或或原原子子团团取取代代而而生生成成的的一一系列化合物称为烃的衍生物系列化合物称为烃的衍生物 如如乙乙醇醇可可以以看看做做乙乙烷烷分分子子中中的的氢氢原原子子被被羟羟基基取取代代后后的的产产物物,,一一氯氯甲甲烷烷、、二二氯氯甲甲烷烷、、三三氯氯甲甲烷烷、、四四氯氯甲甲烷烷都都是是甲甲烷烷的的衍生物,硝基苯是衍生物,硝基苯是苯苯的衍生物等的衍生物等 2.官能团.官能团 决决定定有有机机化化合合物物化化学学特特性性的的原原 子子 或或原原子子团团 叫叫做做官官能能团团。 常常 见见 的的 官官 能能 团团 有有—X、、—O H、、—C O O H、、—N O2、、 等等 四、乙醇的化学性质四、乙醇的化学性质 1..跟金属钠反应跟金属钠反应 反应的化学方程式为 反应的化学方程式为2CH3CH2OH++2Na→2CH3CH2ONa++H2↑ 乙乙醇醇与与金金属属钠钠的的反反应应比比水水与与金金属属钠钠的的反反应应平平缓缓得得多多,,说说明乙醇羟基中的氢原子不如水分子中的氢原子活泼明乙醇羟基中的氢原子不如水分子中的氢原子活泼 2.氧化反应.氧化反应 (1)燃烧燃烧 乙乙醇醇在在空空气气中中可可以以燃燃烧烧,,发发出出淡淡蓝蓝色色的的火火焰焰,,放放出出大大量量的的热热,,反反应应的的化化学学方方程程式式为为CH3CH2OH++3O2 2CO2++3H2O (2)催化氧化催化氧化 实实验验::把把一一端端弯弯成成螺螺旋旋状状的的铜铜丝丝放放在在酒酒精精灯灯外外焰焰加加热热后后,,现现象象是是其其表表面面变变为为黑黑色色;;趁趁热热把把它它插插入入盛盛有有乙乙醇醇的的试试管管中中,,现现象象为为铜铜丝丝表表面面变变为为亮亮红红色色。 反反复复多多次次后后,,试试管管中中有有刺刺激激性性气气味味的的物物质质产产生生,,该该产产物物名名称称是是乙乙醛醛,,结结构构简简式式为为CH3CHO 反反应应的的总总化化学学方方程程式式为为2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO++2H2O (3)被强氧化剂氧化被强氧化剂氧化 乙乙醇醇还还可可以以与与酸酸性性高高锰锰酸酸钾钾溶溶液液或或酸酸性性重重铬铬酸酸钾钾溶溶液液反反应,直接被氧化成应,直接被氧化成乙酸乙酸 CH3CH2OH CH3COOH 名师解惑名师解惑 一、乙醇的结构一、乙醇的结构 1..乙醇分子的结构特点乙醇分子的结构特点 乙乙醇醇的的结结构构式式为为 ,,其其中中氧氧元元素素的的非非金金属属性性比比较较强强,,故故C—O键键、、H—O键键都都是是较较强强的的极极性性键键,,在在反反应应中中容容易易断断裂裂同同时时,,受受—OH的的影影响响,,乙乙醇醇中中的的C—H键键也也变变得得比比乙乙烷烷中中的的C—H键键活活泼泼,,因因此此,,—OH对对乙乙醇醇的的化化学性质起着决定性的作用,学性质起着决定性的作用,—OH是乙醇的官能团。 是乙醇的官能团 2..—OH与与OH--的区别与联系的区别与联系氢氢氧根氧根(OH--)羟羟基基(—OH)电电子式子式电电性性带负电带负电的阴离子的阴离子电电中性中性稳稳定性定性稳稳定定不不稳稳定定存在存在能独立存在于溶液能独立存在于溶液或离子化合物中或离子化合物中不能独立存在,必不能独立存在,必须须和其和其他基他基团团或原子相或原子相结结合合相同点相同点组组成元素相同成元素相同 3.乙醇结构的确定.乙醇结构的确定 根据乙醇的分子式 根据乙醇的分子式C2H6O推测它可能的结构式为推测它可能的结构式为 或或 为为确确定定它它的的结结构构式式可可做如下实验:做如下实验: 如图,取过量的钠 如图,取过量的钠放入烧瓶,然后加入一放入烧瓶,然后加入一定量的乙醇,测量钠与定量的乙醇,测量钠与乙乙 醇醇 反应生成反应生成 H2 的体的体积 结结果果为为4.6 g乙乙醇醇可可以以得得到到标标准准状状况况下下1.12 L H2,,这这说说明明1 mol乙乙醇醇与与钠钠完完全全反反应应可可以以放放出出0.5 mol H2,,乙乙醇醇分分子子中中只只有有1个氢原子可以被钠取代,这个氢原子可以被钠取代,这1个氢原子与其余个氢原子与其余5个氢原子个氢原子是不同的,由此确定乙醇的结构式为是不同的,由此确定乙醇的结构式为 。 二、乙醇的化学性质二、乙醇的化学性质 1.乙醇与钠的反应.乙醇与钠的反应 乙乙醇醇与与钠钠在在常常温温下下较较缓缓慢慢地地反反应应,,生生成成氢氢气气乙乙醇醇与与钠钠反反应应的的化化学学方方程程式式为为2CH3CH2OH++2Na→2CH3CH2ONa(乙乙醇醇钠钠)++H2↑,,反反应应时时乙乙醇醇分分子子中中H—O键键断断裂裂,,乙乙醇醇与与钠钠的的反反应应类类似似于于水水与与钠钠的的反反应应,,羟羟基基上上的的氢氢能能被被钠钠置置换换,,而而其其他他氢氢原原子子不不能能被被钠钠置置换换乙乙醇醇分分子子可可以以看看做做水水分分子子里里的的一一个个氢氢原原子子被被乙乙基基(—CH2CH3)取取代代后后的的产产物物由由于于乙乙基基对对羟羟基基的的影影响响,,使使羟羟基基上上的的氢氢原原子子活活泼泼性性减减弱弱,,不不如如水水分分子子中中的的氢氢原原子子活活泼泼,,所所以以乙乙醇醇与与钠钠的的反反应应比比水水与与钠钠的的反反应应平平缓缓得得多多钠钠与与水、乙醇的反应比较如下表:水、乙醇的反应比较如下表:钠钠与水的反与水的反应实验应实验钠钠与乙醇的反与乙醇的反应实验应实验钠钠的的现现象象钠钠粒熔粒熔为闪为闪亮的小球快速浮亮的小球快速浮游于水面,并快速消失游于水面,并快速消失钠钠粒未熔化,沉于乙醇液体底部,并慢慢消粒未熔化,沉于乙醇液体底部,并慢慢消失失声的声的现现象象有有““咝咝咝咝””的声音的声音无任何声音无任何声音气的气的现现象象观观察不到气泡察不到气泡有气泡生成有气泡生成实验结论实验结论钠钠的密度小于水的密度,熔的密度小于水的密度,熔点低。 点低钠钠与水与水剧剧烈反烈反应应,,单单位位时间时间内放出的内放出的热热量大,反量大,反应应生成生成氢氢气2Na++2H2O==2NaOH++H2↑↑,水分子中的,水分子中的氢氢原子相原子相对较对较活活泼泼钠钠的密度大于乙醇的密度的密度大于乙醇的密度钠钠与乙醇与乙醇缓缓慢反慢反应应生成生成氢氢气2Na++2CH3CH2OH―→―→H2↑↑++2CH3CH2ONa,乙醇分子里,乙醇分子里羟羟基中的基中的氢氢原原子相子相对对不活不活泼泼反反应实质应实质水分子中的水分子中的氢氢原子被置原子被置换换的的置置换换反反应应乙醇分子中乙醇分子中羟羟基上的基上的氢氢原子被置原子被置换换的置的置换换反反应应 [特别提醒特别提醒] 乙乙醇醇能能和和活活泼泼金金属属钾钾、、钙钙、、镁镁等等发发生生类类似似的的反反应应,,如如镁镁和乙醇反应的化学方程式为和乙醇反应的化学方程式为Mg++2CH3CH2OH→(CH3CH2O)2Mg++H2↑ 2.乙醇的氧化反应.乙醇的氧化反应 (1)乙乙醇醇在在空空气气中中燃燃烧烧,,发发出出淡淡蓝蓝色色的的火火焰焰,,放放出出大大量量的的热热,完完全全燃燃烧烧后后生生成成CO2和和H2O,CH3CH2OH++3O2 2CO2++3H2O。 乙醇是一种很好的液体燃料,被称为乙醇是一种很好的液体燃料,被称为“绿色能源绿色能源” (2)乙乙醇醇在在有有催催化化剂剂(如如Cu和和Ag)存存在在并并加加热热的的条条件件下下,,被被氧气氧化生成乙醛氧气氧化生成乙醛 2CH3CH2OH++O2 2CH3CHO++2H2O 乙醇催化氧化的反应原理如下: 乙醇催化氧化的反应原理如下: 首首先先,,铜铜被被氧氧化化为为CuO::2Cu++O2 2CuO,,然然后后,,CuO与与CH3CH2OH反应生成乙醛、铜和反应生成乙醛、铜和H2O:: 总反应为 总反应为2CH3CH2OH++O2 2CH3COH++2H2O [特别提醒特别提醒] 乙乙醇醇发发生生催催化化氧氧化化反反应应时时,,分分子子中中H——O键键和和连连有有羟羟基基的的碳碳上上的的C——H键键同同时时断断裂裂分分子子中中连连有有——OH的的碳碳原原子子上上没没有有氢原子的醇,不能发生催化氧化反应氢原子的醇,不能发生催化氧化反应 (3)乙乙醇醇还还可可以以被被重重铬铬酸酸钾钾(K2Cr2O7)、、高高锰锰酸酸钾钾等等强强氧氧化化剂氧化。 如乙醇能使酸性剂氧化如乙醇能使酸性KMnO4溶液褪色:溶液褪色:5CH3CH2OH+4KMnO4+6H2SO4→2K2SO4+4MnSO4+5CH3COOH+11H2O 典例导析典例导析 知识点知识点1:乙醇的物理性质:乙醇的物理性质 例例1 若若以以w1和和w2分分别别表表示示物物质质的的量量浓浓度度为为a mol·L--1和和b mol·L--1的的乙乙醇醇溶溶液液中中乙乙醇醇的的质质量量分分数数,,且且知知2w1==w2,,则则下列推断中正确的是下列推断中正确的是(乙醇的密度比纯水小乙醇的密度比纯水小)( ) A..a2aD..2a==b 解解析析 由由于于乙乙醇醇的的密密度度比比水水小小,,所所以以乙乙醇醇的的水水溶溶液液浓浓度度越越大大,,密密度度越越小小由由w2==2w1可可知知,,b>a,,且且设设ρ1、、ρ2分分别别为为a mol·L--1和和b mol·L--1的的乙乙醇醇溶溶液液的的密密度度,,则则有有ρ1>ρ2根据根据c== 可知:可知:a== ,,b== 。 由于由于w2==2w1,,ρ1>ρ2,所以,所以b<2a 答案答案 A 跟跟踪踪练练习习1 已已知知质质量量分分数数为为0.95的的乙乙醇醇溶溶液液的的物物质质的的量量浓浓度度为为16.52 mol·L--1,,则则质质量量分分数数为为0.475的的乙乙醇醇溶溶液液的的物物质质的量浓度的量浓度( ) A.等于.等于8.26 mol·L--1 B.小于.小于8.26 mol·L--1 C.大于.大于8.26 mol·L--1 D.无法判断.无法判断 答案答案 C 知识点知识点2:乙醇的燃烧:乙醇的燃烧 例例2 在在常常压压和和100 ℃条条件件下下,,把把乙乙醇醇汽汽化化为为蒸蒸气气,,然然后后和和乙乙烯烯以以任任意意比比例例混混合合,,体体积积为为V L,,将将其其完完全全燃燃烧烧,,需需消消耗相同条件下氧气的体积是耗相同条件下氧气的体积是( ) A..2V L B..2.5V L C..3V L D.无法计算.无法计算 解解析析 等等体体积积的的乙乙烯烯和和乙乙醇醇蒸蒸气气消消耗耗氧氧气气的的体体积积相相等等,,根据根据CH2CH2+3O2 2CO2+2H2O或或CH3CH2OH+3O22CO2++3H2O可确定消耗氧气的体积是可确定消耗氧气的体积是3V L。 答案答案 C 跟跟踪踪练练习习2 一一定定量量的的乙乙醇醇在在氧氧气气不不足足的的情情况况下下燃燃烧烧,,得得到到CO、、CO2和和H2O的的总总质质量量为为27.6 g的的混混合合气气体体,,将将混混合合气气体通过无水体通过无水CaCl2后,固体增重后,固体增重10.8 g,则,则CO的质量是的质量是( ) A..1.4 gB..2.2 g C..4.4 gD.在.在2.2 g与与4.4 g之间之间 答案答案 A 知识点知识点3:乙醇的结构和性质的关系:乙醇的结构和性质的关系 例例3 乙乙醇醇在在一一定定条条件件下下发发生生化化学学反反应应时时化化学学键键的的断断裂裂如如下图所示下图所示,则乙醇与氧化铜反应时则乙醇与氧化铜反应时,化学键断裂的位置是化学键断裂的位置是( ) A..②③②③ B..②④②④C..①③①③D..③④③④ 解解析析 乙乙醇醇与与氧氧化化铜铜加加热热时时反反应应生生成成乙乙醛醛、、铜铜和和水水,,其其化化学学方方程程式式为为CH3CH2OH+CuO CH3CHO+H2O+Cu,,其实质是乙醇结构式中的其实质是乙醇结构式中的②②、、④④处化学键断裂生成乙醛。 处化学键断裂生成乙醛 答案答案 B 跟跟踪踪练练习习3 能能证证明明乙乙醇醇分分子子中中含含有有一一个个羟羟基基的的事事实实是是( ) A.乙醇完全燃烧生成水.乙醇完全燃烧生成水 B..0.1 mol乙醇与足量金属钠反应生成乙醇与足量金属钠反应生成0.05 mol H2 C.乙醇能与水以任意比例互溶.乙醇能与水以任意比例互溶 D.乙醇容易挥发.乙醇容易挥发 答案答案 B第第2 2课时 乙 酸课时 乙 酸 三维目标知知识识与与技能技能1.掌握乙酸的分子.掌握乙酸的分子结结构,理解构,理解羧羧基的基的结结构特征构特征2.了解乙酸的物理性.了解乙酸的物理性质质3.掌握乙酸的主要化学性.掌握乙酸的主要化学性质质(重点重点)过过程与程与方法方法1.通.通过实验过实验,培养,培养观观察能力,加察能力,加强强基本操作的基本操作的训练训练,培养分析、,培养分析、综综合的思合的思维维能力能力2.通.通过过碳酸、乙酸的酸性比碳酸、乙酸的酸性比较较,提高分析比,提高分析比较较常常见见的酸的酸性的酸的酸性强强弱的能力弱的能力情感、情感、态态度与度与价价值观值观1.通.通过过乙酸在生活和生乙酸在生活和生产产中的中的应应用,了解有机用,了解有机物跟日常生活和生物跟日常生活和生产产的的紧紧密密联联系,系,进进一步了解一步了解化学的重要性化学的重要性2.通.通过酯过酯化反化反应应的教学,学的教学,学习习从从现现象到本象到本质质、、从从实实践到理践到理论论的科学思的科学思维维方法方法 思维激活思维激活 醋醋是是日日常常生生活活中中常常用用的的调调味味品品,,它它含含约约3%~~5%的的乙乙酸酸,,除了作调味品外,醋还有如下用途:除了作调味品外,醋还有如下用途: 1..炖炖排排骨骨或或烧烧鱼鱼时时加加点点醋醋,,不不但但能能将将骨骨头头里里的的钙钙、、磷磷、、铁铁等等溶溶解解在在汤汤里里,,被被人人体体吸吸收收,,而而且且还还能能使使食食物物中中的的维维生生素素免遭破坏。 免遭破坏 2.鱼骨梗喉时,吞几口醋,可使鱼骨酥软,顺利咽下.鱼骨梗喉时,吞几口醋,可使鱼骨酥软,顺利咽下 3..发发面面时时,,如如果果加加多多了了碱碱,,可可加加些些醋醋把把碱碱中中和和,,这这样样蒸蒸出来的馒头就不会又黄又苦出来的馒头就不会又黄又苦 请你想想为什么醋有上述妙用? 请你想想为什么醋有上述妙用? 自学导引自学导引 一、乙酸的组成和结构一、乙酸的组成和结构 分子式:分子式:C2H4O2 结构式: 结构式: 结构简式:结构简式:CH3COOH或或 分子比例模型:分子比例模型: 乙酸的官能团是 乙酸的官能团是—COOH,叫做,叫做羧基羧基 二、乙酸的物理性质二、乙酸的物理性质 乙乙酸酸是是一一种种有有强强烈烈刺刺激激性性气气味味的的无无色色液液体体,,是是调调味味品品食食醋醋的的主主要要成成分分,,俗俗称称醋醋酸酸当当温温度度低低于于16.6 ℃时时,,乙乙酸酸就就凝凝结结成成像像冰冰一一样样的的晶晶体体,,所所以以纯纯净净的的乙乙酸酸又又称称冰冰醋醋酸酸,,乙乙酸酸易易溶于水和乙醇。 溶于水和乙醇 思思考考题题1 冬冬天天气气温温低低于于16.6 ℃时时,,如如何何顺顺利利地地取取用用冰冰醋酸?醋酸? 答答案案 可可以以将将盛盛有有冰冰醋醋酸酸的的试试剂剂瓶瓶放放入入盛盛有有热热水水的的烧烧杯杯中,加热使其熔化后再用滴管取用中,加热使其熔化后再用滴管取用 三、乙酸的化学性质三、乙酸的化学性质 1.弱酸性.弱酸性 乙乙酸酸是是一一种种弱弱酸酸,,其其酸酸性性比比碳碳酸酸强强,,其其水水溶溶液液具具有有酸酸的的通性:通性: (1)与酸碱指示剂作用,如可以使紫色石蕊试液变与酸碱指示剂作用,如可以使紫色石蕊试液变红红 (2)与与碱碱反反应应,,如如CH3COOH++NaOH==CH3COONa++H2O (3)与与 碱碱 性性 氧氧 化化 物物 反反 应应 ,, 如如 2CH3COOH++ CaO==(CH3COO)2Ca++H2O (4)与与 活活 泼泼 金金 属属 反反 应应 ,, 如如 2CH3COOH++ Zn==(CH3COO)2Zn++H2↑ (5)与与 某某 些些 盐盐 反反 应应 ,, 如如 2CH3COOH++ CaCO3==(CH3COO)2Ca++CO2↑++H2O。 2..酯酯化化反反应应::酸酸(包包括括有有机机羧羧酸酸和和无无机机含含氧氧酸酸)与与醇醇作作用用生成生成酯酯和和水水的反应 CH3COOH++CH3CH2OH CH3COOCH2CH3 ++H2O 思考题思考题2 酯化反应中浓 酯化反应中浓H2SO4的作用是什么?的作用是什么? 答案 答案 催化剂和吸水剂催化剂和吸水剂 名师解惑名师解惑 一、几种常见化合物电离出一、几种常见化合物电离出H++能力的大小比较能力的大小比较 电电离离出出H++的的能能力力::CH3COOH>>H2CO3>>H2O>>CH3CH2OH,, 所所 列列 4种种 物物 质质 均均 能能 与与 Na反反 应应 ;; 能能 与与 NaOH溶溶 液液 反反 应应 的的 有有CH3COOH、、H2CO3;;能能与与Na2CO3溶溶液液反反应应的的有有CH3COOH、、H2CO3;能与;能与NaHCO3溶液反应的只有溶液反应的只有CH3COOH 二、酯化反应断键的规律二、酯化反应断键的规律 若若把把乙乙醇醇分分子子中中的的氧氧换换成成氧氧--18(18O),,则则在在产产物物中中18O出出现现在在酯酯里里(CH3CO18OC2H5),,证证明明酯酯化化反反应应的的过过程程一一般般是是::羧羧酸酸分分子子中中羧羧基基上上的的羟羟基基跟跟醇醇分分子子中中羟羟基基上上的的氢氢原原子子结结合合成成水水,,其其余余部分结合成酯。 部分结合成酯 可将反应规律记忆为: 可将反应规律记忆为:(有机有机)酸脱羟基醇脱氢酸脱羟基醇脱氢 [特别提醒特别提醒] 酯化反应也是取代反应的一种 酯化反应也是取代反应的一种 三、乙酸的酯化反应实验三、乙酸的酯化反应实验 现现象象::饱饱和和碳碳酸酸钠钠溶溶液液的的液液面面上上有有透透明明的的油油状状液液体体产产生生,,并并可闻到水果香味可闻到水果香味 结结论论::在在有有浓浓硫硫酸酸存存在在、、加加热热的的条条件件下下,,乙乙酸酸与与乙乙醇醇发发生生反反应,生成无色、透明、不溶于水、有水果香味的油状液体应,生成无色、透明、不溶于水、有水果香味的油状液体 实验室里制乙酸乙酯时用饱和碳酸钠溶液吸收 实验室里制乙酸乙酯时用饱和碳酸钠溶液吸收,主要优点是:主要优点是: (1)随随着着乙乙酸酸乙乙酯酯蒸蒸发发出出来来的的乙乙酸酸与与碳碳酸酸钠钠反反应应生生成成的的盐盐溶溶于于水,乙醇溶于碳酸钠溶液,有利于乙酸乙酯与乙酸、乙醇分离水,乙醇溶于碳酸钠溶液,有利于乙酸乙酯与乙酸、乙醇分离 (2)乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中溶解度小,容易分层析出。 乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中溶解度小,容易分层析出 可简单记忆为:溶 可简单记忆为:溶(解解)乙醇,除乙酸,降低酯的溶解度乙醇,除乙酸,降低酯的溶解度 [特别提醒特别提醒] ①①在在进进行行酯酯化化反反应应实实验验时时,,要要注注意意乙乙醇醇、、浓浓硫硫酸酸和和冰冰醋醋酸酸的的加入顺序加入顺序 ②②导导管管的的末末端端不不能能伸伸入入饱饱和和碳碳酸酸钠钠溶溶液液的的液液面面以以下下,,否否则则容容易引起倒吸易引起倒吸 典例导析典例导析 知识点知识点1:乙酸的酸性:乙酸的酸性 例例1 一一定定质质量量的的某某有有机机物物和和足足量量的的钠钠反反应应,,可可得得气气体体VA L,,等等质质量量的的该该有有机机物物与与足足量量小小苏苏打打溶溶液液反反应应,,可可得得气气体体VB L若同温同压下若同温同压下VA<<VB,该有机物可能是,该有机物可能是( ) A..HO(CH2)2CHO B..HO(CH2)2COOH C..CH3CH2OH D..CH3COOH 解解 析析 因因 为为——OH (——COOH) H2,,——COOH CO2,,所所以以选选项项A、、C::VA>>VB且且VB==0;;选选项项B::VA==VB;选项;选项D::2VA==VB,即,即VA<<VB,符合题意。 符合题意 答案答案 D 跟跟踪踪练练习习1 一一定定质质量量的的某某有有机机物物和和足足量量的的金金属属钠钠反反应应,,可可得得到到气气体体V1 L,,等等质质量量的的该该有有机机物物与与适适量量的的纯纯碱碱溶溶液液反反应应,,可可得得到到气气体体V2 L若若在在同同温温同同压压下下V1>>V2,,则则该该有有机机物物可可能能是是( ) A..HO(CH2)3COOH B..HO(CH2)2OH C..HOOC——COOH D..CH3COOH 答案答案 A 知识点知识点2:酯化反应机理:酯化反应机理 例例2 乙乙醇醇分分子子中中的的化化学学键键如如图图所所示示,,则则乙乙醇醇在在与与乙乙酸酸发发生酯化反应时,断裂的化学键是生酯化反应时,断裂的化学键是( ) A..①① B..②② C..③③D..④④ 解解析析 乙乙酸酸和和乙乙醇醇发发生生酯酯化化反反应应时时,,乙乙酸酸分分子子羧羧基基中中的的羟羟基基(——OH)与与乙乙醇醇分分子子羟羟基基中中的的氢氢原原子子(——H)结结合合成成水水,,其其余部分结合成酯,即乙醇分子中断裂余部分结合成酯,即乙醇分子中断裂O——H键。 键 答案答案 D 跟跟踪踪练练习习2 若若乙乙酸酸分分子子中中的的O都都是是16O,,乙乙醇醇分分子子中中的的O都都是是18O,,则则二二者者在在一一定定条条件件下下反反应应的的生生成成物物中中水水的的相相对对分分子子质量为质量为( ) A..16B..18 C..20D..22 解解析析 乙乙醇醇与与乙乙酸酸发发生生酯酯化化反反应应的的原原理理是是乙乙醇醇、、乙乙酸酸分分别提供氢原子和羟基别提供氢原子和羟基(——OH),依此原理可得选项,依此原理可得选项B正确 答案答案 B 知识点知识点3:乙酸乙酯的制备实验:乙酸乙酯的制备实验 例例3 可用如图所示的装置制取可用如图所示的装置制取少量乙酸乙酯少量乙酸乙酯(酒精灯等在图中均已酒精灯等在图中均已略去略去)请填空:请填空: (1)试管试管a中需要加入浓硫酸、冰中需要加入浓硫酸、冰醋酸和乙醇各醋酸和乙醇各2 mL, 加入的操作顺序加入的操作顺序是是_____________ (2)为为防防止止a中中的的液液体体在在实实验验时时发发生生暴暴沸沸,,在在加加热热前前应应采采取的措施是取的措施是__________________。 (3)写写出出实实验验中中加加热热试试管管的的目目的的::①①________________;;②②_________________ (4)试管试管b中盛有饱和中盛有饱和Na2CO3溶液溶液 ,其作用是,其作用是________ (5)反反应应结结束束后后,,振振荡荡试试管管b,,静静置置,,观观察察到到的的现现象象是是_______________________________ 解解析析 本本题题直直接接考考查查乙乙酸酸乙乙酯酯在在实实验验室室的的制制取取方方法法1)是是对对浓浓硫硫酸酸的的稀稀释释、、安安全全性性考考查查,,浓浓硫硫酸酸与与比比其其密密度度小小的的液液体体混混合合时时一一定定要要先先将将密密度度小小的的液液体体加加到到容容器器中中再再加加浓浓硫硫酸酸2)有有机机物物受受热热时时要要加加入入沸沸石石防防止止暴暴沸沸3)乙乙酸酸和和乙乙醇醇反反应应速速度度慢慢且且生生成成物物浓浓度度小小,,所所以以要要通通过过加加热热来来加加快快反反应应速速率率并并蒸蒸出出乙乙酸酸乙乙酯酯,,以以便便使使反反应应物物进进一一步步反反应应4)蒸蒸出出的的乙乙酸酸乙乙酯酯中中会会带带有有乙乙酸酸和和乙乙醇醇,,为为了了得得到到较较纯纯净净的的乙乙酸酸乙乙酯酯,,常常用用饱饱和和Na2CO3溶溶液液来来反反应应掉掉乙乙酸酸并并溶溶解解乙乙醇醇,,还还可可以以降降低低乙乙酸酸乙乙酯在溶液里的溶解度,有利于其析出。 酯在溶液里的溶解度,有利于其析出 答答案案 (1)先先加加入入乙乙醇醇,,然然后后边边摇摇动动试试管管边边慢慢慢慢加加入入浓浓硫硫酸,冷却后,再加冰醋酸酸,冷却后,再加冰醋酸 (2)在试管在试管a中加入几粒沸石中加入几粒沸石(或碎瓷片或碎瓷片) (3)①①加快反应速率加快反应速率 ②②及及时时将将产产物物乙乙酸酸乙乙酯酯蒸蒸出出,,以以利利于于平平衡衡向向生生成成乙乙酸酸乙乙酯的方向移动酯的方向移动 (4)吸吸收收随随乙乙酸酸乙乙酯酯蒸蒸出出的的少少量量乙乙酸酸和和乙乙醇醇,,降降低低乙乙酸酸乙乙酯在溶液里的溶解度,有利于乙酸乙酯析出酯在溶液里的溶解度,有利于乙酸乙酯析出 (5)b中的液体分层,上层是透明的油状液体中的液体分层,上层是透明的油状液体 跟踪练习跟踪练习3 下列实验方案中合理的是 下列实验方案中合理的是( ) A..配配制制50 g质质量量分分数数为为5%的的NaCl溶溶液液::将将45 mL 水水加加入盛有入盛有5 g NaCl的烧杯中,搅拌溶解的烧杯中,搅拌溶解 B.制备乙酸乙酯:用下图所示的实验装置.制备乙酸乙酯:用下图所示的实验装置 C.鉴定.鉴定SO42--:向溶液中加入:向溶液中加入BaCl2溶液溶液 D..鉴鉴别别乙乙醇醇和和苯苯::将将酸酸性性KMnO4溶溶液液分分别别滴滴入入少少量量的的乙醇和苯中乙醇和苯中 解解析析 A项项从从量量的的角角度度看看,,出出现现错错误误;;B项项制制备备乙乙酸酸乙乙酯酯,,应应加加催催化化剂剂,,注注意意防防止止倒倒吸吸,,即即导导管管口口应应在在液液面面以以上上或或采采取取连连接接球球形形干干燥燥管管的的方方法法;;C项项不不能能排排除除CO32--、、SO32--、、Ag++等等的的干干扰扰;;D项项中中乙乙醇醇和和苯苯的的鉴鉴别别有有多多种种方方法法,,滴滴加加酸酸性性KMnO4时时,,乙乙醇醇将将KMnO4还还原原而而使使溶溶液液变变为为无无色色,,而而苯苯将将会保持紫色并分层。 会保持紫色并分层 答案答案 D第四节 基本营养物质第四节 基本营养物质第第1 1课时 糖 类课时 糖 类 三维目标三维目标知知识识与技能与技能从生活从生活经验经验和和实验实验探究出探究出发发,,认识认识糖糖类类的的组组成特点,了解糖成特点,了解糖类类的共同性的共同性质质与特征反与特征反应应过过程与方法程与方法通通过对过对化学物化学物质质及其及其变变化化进进行探究的行探究的过过程,程,进进一步理解科学探究的意一步理解科学探究的意义义,学,学习习科学探科学探究的基本方法,提高科学探究的能力究的基本方法,提高科学探究的能力情感、情感、态态度度与价与价值观值观将化学与生活密切将化学与生活密切联联系,激系,激发发学生学学生学习习化化学的学的兴兴趣趣 思维激活思维激活 人人的的身身体体其其实实就就像像一一个个燃燃炉炉,,每每天天都都要要消消耗耗大大量量的的能能量量,,你你知知道道这这些些能能量量主主要要来来自自哪哪里里吗吗??——食食物物食食物物的的主主要要营营养养成成分分有有糖糖类类、、油油脂脂、、蛋蛋白白质质等等,,其其中中糖糖类类物物质质有有多多种种,,你你想了解糖类物质吗?想了解糖类物质吗? 自学导引自学导引 一、基本营养物质一、基本营养物质 食食物物中中的的营营养养物物质质主主要要包包括括::糖糖类类、、油油脂脂、、蛋蛋白白质质、、维维生素生素、、无机盐无机盐和和水水。 动动物物性性和和植植物物性性食食物物中中的的基基本本营营养养物物质质为为::糖糖类类、、油油脂脂、、蛋白质蛋白质 二、糖类二、糖类 1.糖类的化学组成.糖类的化学组成 糖类是由 糖类是由C、、H、、O三种元素组成的有机物三种元素组成的有机物 2.糖类的分类.糖类的分类 糖糖类类根根据据其其能能否否水水解解以以及及水水解解产产物物的的多多少少,,可可以以分分为为单单糖、双糖和多糖等几类糖、双糖和多糖等几类 (1)单糖:不能水解成更简单的糖,如单糖:不能水解成更简单的糖,如葡萄糖葡萄糖、果糖 (2)双双糖糖::由由1 mol水水解解生生成成2 mol单单糖糖分分子子的的糖糖,,如如蔗蔗糖糖、、麦芽糖麦芽糖 (3)多多糖糖::由由1 mol水水解解生生成成许许多多摩摩尔尔单单糖糖分分子子的的糖糖,,如如淀淀粉粉、纤维素 思思考考题题1 糖糖类类俗俗称称碳碳水水化化合合物物,分分子子通通式式为为Cn(H2O)m那么是否符合通式那么是否符合通式Cn(H2O)m的有机物都属于糖类?的有机物都属于糖类? 答答案案 符符合合通通式式Cn(H2O)m的的不不一一定定是是糖糖类类,,如如乙乙酸酸(C2H4O2)等。 等 三、几种重要的糖类三、几种重要的糖类 1.葡萄糖和果糖.葡萄糖和果糖 (1)分子结构分子结构 葡萄糖的结构简式为 葡萄糖的结构简式为 或或CH2OH(CHOH)4CHO,官能团有,官能团有——OH和和——CHO(醛基醛基) 果糖的结构简式为 果糖的结构简式为 ,,官能团有官能团有——OH和和(羰基羰基) 葡葡萄萄糖糖和和果果糖糖的的分分子子式式都都为为C6H12O6,,但但结结构构不不同同,,它它们互为们互为同分异构体同分异构体 (2)物物理理性性质质::葡葡萄萄糖糖是是一一种种白白色色晶晶体体,,有有甜甜味味,,能能溶溶于于水 (3)葡萄糖的特征反应葡萄糖的特征反应 ①①与新制的与新制的Cu(OH)2反应反应 反应条件:加热至 反应条件:加热至沸腾沸腾 反应现象:产生 反应现象:产生砖红色沉淀砖红色沉淀。 该该反反应应常常用用于于医医疗疗上上检检验验糖糖尿尿病病患患者者的的尿尿中中葡葡萄萄糖糖的的含含量 ②②银镜反应银镜反应 反应条件: 反应条件:碱性碱性条件、条件、水浴水浴加热 反应现象:试管内壁产生光亮的 反应现象:试管内壁产生光亮的银镜银镜 2.蔗糖和麦芽糖.蔗糖和麦芽糖 分分子子式式都都是是C12H22O11,,但但分分子子结结构构不不同同,,它它们们的的水水解解产产物物也也不不同同,,两两者者互互为为同同分分异异构构体体水水解解反反应应的的化化学学方方程程式式分分别为:别为: C12H22O11++H2O C6H12O6++C6H12O6 蔗糖蔗糖 葡萄糖葡萄糖 果糖果糖 C12H22O11++H2O 2C6H12O6 麦芽糖麦芽糖 葡萄糖葡萄糖 [特别提醒特别提醒] 因因为为相相同同的的分分子子式式或或通通式式可可以以代代表表不不同同物物质质,,所所以以用用分分子子式式或或通通式式书书写写糖糖类类的的化化学学方方程程式式时时,,要要标标明明糖糖类类物物质质的的名名称,以示区别。 称,以示区别 3.淀粉和纤维素.淀粉和纤维素 (1)分子组成:淀粉和纤维素的分子式都为分子组成:淀粉和纤维素的分子式都为(C6H10O5)n (2)水解反应的化学方程式为水解反应的化学方程式为 (C6H10O5)n++nH2O nC6H12O6 淀粉淀粉( (或纤维素或纤维素) ) 葡萄糖葡萄糖 (3)淀淀粉粉的的特特征征反反应应::淀淀粉粉遇遇碘碘(I2)变变蓝蓝,,可可用用于于验验证证淀淀粉粉的存在 思思考考题题2 淀淀粉粉和和纤纤维维素素的的分分子子通通式式相相同同,,结结构构不不同同,,那那么它们是否是同分异构体?么它们是否是同分异构体? 答答案案 淀淀粉粉、、纤纤维维素素由由于于组组成成分分子子的的n值值不不同同,,故故它它们们不不是同分异构体是同分异构体 四、糖类在生产、生活中的应用四、糖类在生产、生活中的应用 糖类既是人类的基本营养物质,又是重要的工业原料 糖类既是人类的基本营养物质,又是重要的工业原料 名师解惑名师解惑 一、糖类与碳水化合物的比较一、糖类与碳水化合物的比较 糖糖是是多多羟羟基基醛醛或或多多羟羟基基酮酮,,以以及及能能水水解解生生成成它它们们的的物物质质,,由由于于糖糖类类的的分分子子式式一一般般可可用用Cn(H2O)m来来表表示示,,所所以以,,糖糖类类也也可可以以称称为为碳碳水水化化合合物物。 但但值值得得注注意意的的是是,,此此通通式式并并不不能能反反映映糖糖类类的的真真实实结结构构,,符符合合此此通通式式的的不不一一定定是是糖糖类类,,如如甲甲醛醛HCHO::C(H2O)、、乙乙酸酸CH3COOH::C2(H2O)2,,糖糖类类也也不不一一定定都都符符合合此此通通式式,,如如鼠鼠李李糖糖C6H12O5、、脱脱氧氧核核糖糖C5H10O4等等,,所所以以,,碳碳水水化化合合物物这这个个名名称称虽虽然然仍仍旧旧沿沿用用,,但但早早已已失失去去了了原原来的意义来的意义 [特别提醒特别提醒] 糖糖类类中中的的氢氢原原子子和和氧氧原原子子的的个个数数之之比比并并不不都都是是2∶ ∶1,,也也不不是以水分子的形式存在的是以水分子的形式存在的 二、糖类的水解二、糖类的水解 1.实验探究.实验探究实验实验步步骤骤取取1 mL 20%的蔗糖溶液,加入的蔗糖溶液,加入3~~5滴稀硫酸水浴加滴稀硫酸水浴加热热5 min 后取少量溶液,加后取少量溶液,加氢氢氧化氧化钠钠溶液,溶液,调调溶液溶液pH至碱至碱性,再加入少量新制的性,再加入少量新制的氢氢氧化氧化铜铜,加,加热热3~~5 min,,观观察察现现象并解象并解释释其原因其原因现现象象产产生生砖红砖红色沉淀色沉淀解解释释蔗糖蔗糖(C12H22O11)分子中不含分子中不含醛醛基。 蔗糖溶液加酸并加基蔗糖溶液加酸并加热热后,水解后,水解产产物中有葡萄糖生成物中有葡萄糖生成结论结论双糖、多糖可以在稀酸的催化作用下水解,最双糖、多糖可以在稀酸的催化作用下水解,最终终生成葡生成葡萄糖或果糖萄糖或果糖C12H22O11++H2O C6H12O6++C6H12O6 蔗糖 蔗糖 葡萄糖 葡萄糖 果糖 果糖(C6H10O5)n++nH2O nC6H12O6 淀粉淀粉(或或纤维纤维素素) 葡萄糖 葡萄糖 [特别提醒特别提醒] 与与银银氨氨溶溶液液反反应应析析出出银银(银银镜镜反反应应),,或或与与新新制制的的Cu(OH)2反反应应生成砖红色沉淀是醛基生成砖红色沉淀是醛基(——CHO)官能团的特征反应官能团的特征反应 2.淀粉水解程度的判断.淀粉水解程度的判断 淀淀粉粉的的特特征征反反应应是是其其在在常常温温下下遇遇碘碘(I2)变变蓝蓝,,淀淀粉粉水水解解一一般般是是在在H2SO4的的催催化化作作用用下下,,其其产产物物为为葡葡萄萄糖糖利利用用淀淀粉粉和和葡葡萄萄糖糖的的特特征反应可以判断淀粉的水解程度。 征反应可以判断淀粉的水解程度 (1)反反应应条条件件::银银镜镜反反应应、、含含醛醛基基物物质质与与新新制制的的Cu(OH)2的的反反应应必必须须在在碱碱性性条条件件下下进进行行,,即即要要先先用用碱碱液液中中和和水水解解液液中中作作催催化化剂剂的的H2SO4;;而而淀淀粉粉与与碘碘水水的的反反应应则则不不能能在在碱碱性性条条件件下下进进行行,,因因为为I2遇碱会发生反应生成含碘化合物,含碘化合物不能使淀粉变蓝色遇碱会发生反应生成含碘化合物,含碘化合物不能使淀粉变蓝色 (2)判断水解程度所依据的现象判断水解程度所依据的现象 ①①尚未水解:加银氨溶液无银镜生成尚未水解:加银氨溶液无银镜生成 ②②部分水解:加银氨溶液有银镜生成,加碘水变蓝部分水解:加银氨溶液有银镜生成,加碘水变蓝 ③③完全水解:加碘水不变蓝完全水解:加碘水不变蓝 典例导析典例导析 知识点知识点1:糖类的组成、结构和性质:糖类的组成、结构和性质 例例1 下列关于检验某病人尿糖的做法中正确的是下列关于检验某病人尿糖的做法中正确的是( ) A.取尿样,加入新制.取尿样,加入新制Cu(OH)2,观察发生的现象,观察发生的现象 B..取取尿尿样样,,加加入入过过量量稀稀H2SO4,,再再加加入入新新制制Cu(OH)2,,观察发生的现象观察发生的现象 C.取尿样,加入新制.取尿样,加入新制Cu(OH)2,煮沸,观察发生的现象,煮沸,观察发生的现象 D.取尿样,加入.取尿样,加入Cu(OH)2固体,煮沸,观察发生的现象固体,煮沸,观察发生的现象 解解析析 葡葡萄萄糖糖可可与与新新制制Cu(OH)2共共热热产产生生砖砖红红色色沉沉淀淀,,或在碱性条件下与银氨溶液共热析出银。 或在碱性条件下与银氨溶液共热析出银 答案答案 C 跟跟踪踪练练习习1 下下列列关关于于单单糖糖和和多多糖糖相相比比较较的的叙叙述述中中,,错错误误的是的是( ) A.单糖可溶于水,多糖一般不溶于水.单糖可溶于水,多糖一般不溶于水 B.单糖和多糖的分子中都含有羟基.单糖和多糖的分子中都含有羟基 C.多糖可水解,单糖不能水解.多糖可水解,单糖不能水解 D.多糖和单糖均属于高分子化合物.多糖和单糖均属于高分子化合物 答案答案 D 知识点知识点2:淀粉的水解及检验:淀粉的水解及检验 例例2 某某同同学学为为了了检检验验淀淀粉粉的的水水解解情情况况,,设设计计了了如如下下三三个个实验方案:实验方案: 结论:淀粉已完全水解 结论:淀粉已完全水解 根根据据以以上上操操作作、、现现象象判判断断结结论论是是否否正正确确,,若若不不正正确确,,请请说明原因说明原因 解解析析 淀淀粉粉水水解解程程度度的的判判断断,,应应注注意意检检验验产产物物中中是是否否生生成成了了葡葡萄萄糖糖,,同同时时还还要要确确定定淀淀粉粉是是否否还还存存在在,,另另外外应应特特别别注注意,检验葡萄糖前要中和水解液的酸性。 意,检验葡萄糖前要中和水解液的酸性 答答案案 (1)甲甲不不正正确确原原因因是是I2与与溶溶液液中中过过量量的的NaOH反反应,无法检验淀粉存在与否应,无法检验淀粉存在与否 (2)乙乙不不正正确确原原因因是是未未中中和和水水解解液液的的酸酸性性,,不不能能检检测测出出葡萄糖是否存在葡萄糖是否存在 (3)丙丙不不正正确确原原因因是是只只证证明明淀淀粉粉发发生生了了水水解解,,是是否否完完全全水解还需检验淀粉是否存在水解还需检验淀粉是否存在 跟跟踪踪练练习习2 某某同同学学设设计计了了如如下下实实验验方方案案用用以以检检验验淀淀粉粉水水解的情况:解的情况: 下列结论中正确的是 下列结论中正确的是( ) A.淀粉尚有部分未水解.淀粉尚有部分未水解 B.淀粉已完全水解.淀粉已完全水解 C.淀粉没有水解.淀粉没有水解 D.淀粉已发生水解,但不知是否完全水解.淀粉已发生水解,但不知是否完全水解 答案答案 B第第2 2课时 油脂、蛋白质课时 油脂、蛋白质 三维目标三维目标知知识识与技能与技能1.了解油脂和蛋白.了解油脂和蛋白质质的的组组成和成和结结构构2.探究油脂和蛋白.探究油脂和蛋白质质的典型的化学性的典型的化学性质质,,了解油脂和蛋白了解油脂和蛋白质质的共同性的共同性质质与特征反与特征反应应过过程与方法程与方法通通过对过对化学物化学物质质及其及其变变化化进进行探究,行探究,进进一一步理解科学探究的意步理解科学探究的意义义;学;学习习科学探究的科学探究的基本方法,提高科学探究的能力基本方法,提高科学探究的能力情感、情感、态态度与度与价价值观值观密切密切联联系化学与生活,加深系化学与生活,加深认识认识蛋白蛋白质对质对于人于人类类日常生活、身体健康的重要性,激日常生活、身体健康的重要性,激发发学生学学生学习习化学的化学的兴兴趣趣 思维激活思维激活 处处于于生生长长发发育育期期的的儿儿童童及及青青少少年年合合成成代代谢谢旺旺盛盛,,骨骨骼骼的的发发育育、、肌肌肉肉的的增增强强以以及及体体育育锻锻炼炼等等,,都都需需要要消消耗耗大大量量的的蛋蛋白白质质,,但但由由于于肠肠胃胃系系统统发发育育尚尚未未完完全全,,不不易易吸吸收收日日常常饮饮食食中中的的蛋蛋白白质质,,许许多多少少年年儿儿童童又又有有偏偏食食情情况况,,更更容容易易缺缺乏乏蛋蛋白白质质。 事事实实上上,,少少年年儿儿童童对对蛋蛋白白质质的的平平均均需需求求量量应应高高于于成成人人10 g左左右右为为满满足足青青少少年年身身体体发发育育的的需需要要,,除除正正常常饮饮食食外外,,每每日日还还需额外补充蛋白质需额外补充蛋白质20~~30 g 你知道蛋白质有什么性质吗? 你知道蛋白质有什么性质吗? 自学导引自学导引 一、油脂一、油脂 1.结构特点.结构特点 油油脂脂是是由由多多种种高高级级脂脂肪肪酸酸[如如硬硬脂脂酸酸(C17H35COOH)、、软软脂脂酸酸(C15H31COOH)、、油油酸酸(C17H33COOH)等等]跟跟甘甘油油生生成成的的甘甘油酯,其结构式可表示为油酯,其结构式可表示为 思考题思考题1 油脂是高分子化合物吗?油脂是高分子化合物吗? 答案答案 不是 2.分类.分类 根根据据油油脂脂在在通通常常情情况况下下的的状状态态不不同同,,把把油油脂脂分分为为油油和和脂脂肪肪油油脂脂中中的的碳碳链链含含碳碳碳碳双双键键时时,,主主要要是是沸沸点点低低的的植植物物油油;;油脂中的碳链均为碳碳单键时,主要是高沸点的动物脂肪。 油脂中的碳链均为碳碳单键时,主要是高沸点的动物脂肪 3.油脂的物理性质.油脂的物理性质 油油脂脂的的密密度度比比水水小小,,触触摸摸时时有有明明显显的的油油腻腻感感油油脂脂不不溶溶于水,易溶于于水,易溶于有机溶剂有机溶剂 4.油脂的化学性质.油脂的化学性质 (1)油脂的加成反应油脂的加成反应 碳碳链链中中含含碳碳碳碳双双键键的的植植物物油油,,可可以以发发生生与与乙乙烯烯类类似似的的加加成反应成反应(如植物油能使溴水褪色如植物油能使溴水褪色) (2)水解反应水解反应 ①①酸性条件下水解生成高级脂肪酸和甘油酸性条件下水解生成高级脂肪酸和甘油 ②②碱碱性性条条件件下下水水解解——皂皂化化反反应应,,生生成成高高级级脂脂肪肪酸酸盐盐和和甘油 5.油脂的用途.油脂的用途 (1)给人体提供所需要的能量给人体提供所需要的能量 (2)工业上用于制肥皂等工业上用于制肥皂等 思思考考题题2 质质量量相相等等的的营营养养物物质质中中,,完完全全氧氧化化产产生生能能量量最最高的是什么?高的是什么? 答案答案 油脂 二、蛋白质二、蛋白质 1.组成及结构特点.组成及结构特点 蛋蛋白白质质的的元元素素组组成成有有C、、H、、O、、N、、S、、P等等,,其其分分子子是是由多个由多个氨基酸氨基酸缩水连接而成的高分子。 缩水连接而成的高分子 2.化学性质.化学性质 (1)特征反应特征反应 ①①蛋白质遇浓蛋白质遇浓HNO3变变黄黄——颜色反应颜色反应 ②②灼烧蛋白质有灼烧蛋白质有烧焦羽毛烧焦羽毛的特殊气味的特殊气味 (2)水水解解::蛋蛋白白质质在在酶酶等等催催化化剂剂的的作作用用下下可可以以水水解解,,生生成成氨基酸氨基酸 (3)胶胶体体的的性性质质::用用一一束束光光照照射射蛋蛋白白质质溶溶液液,,会会产产生生丁丁达达尔效应尔效应 3.用途.用途 (1)蛋蛋白白质质是是人人类类必必需需的的营营养养物物质质,,成成年年人人每每天天大大约约要要摄摄取取60~~80 g蛋白质 (2)动物胶可用于制造照相胶卷和感光纸等动物胶可用于制造照相胶卷和感光纸等 (3)酶酶——一类特殊的蛋白质,是生物体内重要的一类特殊的蛋白质,是生物体内重要的催化剂催化剂 思思考考题题3 一一般般温温度度越越高高,,化化学学反反应应速速率率越越快快在在酶酶作作催催化剂的反应中,是不是温度越高,酶的催化作用效果越好?化剂的反应中,是不是温度越高,酶的催化作用效果越好? 答答案案 不不是是,,酶酶是是一一种种蛋蛋白白质质,,温温度度过过高高会会发发生生变变性性而而失去活性。 失去活性 名师解惑名师解惑 一、油脂的结构和性质一、油脂的结构和性质 1.油脂的结构.油脂的结构 油脂是由多种高级脂肪酸和甘油生成的甘油酯 油脂是由多种高级脂肪酸和甘油生成的甘油酯 其结构通式为, 其结构通式为, 其中其中R1、、R2、、R3可以相可以相同同,,也也可可以以不不同同若若R1、、R2、、R3相相同同,,则则称称为为单单甘甘油油酯酯;;若若R1、、R2、、R3不同,则称为混甘油酯不同,则称为混甘油酯 [特别提醒特别提醒] ①①矿物油属于烃类,不是油脂,如汽油、煤油矿物油属于烃类,不是油脂,如汽油、煤油 ②②油脂不属于高分子化合物油脂不属于高分子化合物 ③③单单甘甘油油酯酯和和混混甘甘油油酯酯均均不不是是混混合合物物,,而而天天然然油油脂脂大大都都是由多种混甘油酯组成的混合物是由多种混甘油酯组成的混合物 2.油脂的化学性质.油脂的化学性质 (1)油脂的加成油脂的加成 油油脂脂中中的的碳碳链链含含碳碳碳碳双双键键时时,,主主要要是是低低沸沸点点的的植植物物油油,,具具有有与与乙乙烯烯相相似似的的性性质质,,可可以以发发生生加加成成反反应应等等,,如如油油酸酸甘甘油油酯发生氢化反应的化学方程式为酯发生氢化反应的化学方程式为 [特别提醒特别提醒] 油油酸酸是是不不饱饱和和高高级级脂脂肪肪酸酸,,其其烃烃基基中中含含有有碳碳碳碳双双键键,,可可与与H2发发生生加加成成反反应应,,故故油油脂脂的的氢氢化化反反应应属属于于加加成成反反应应,,也也属属于还原反应。 于还原反应 (2)油脂的水解油脂的水解 ①①硬脂酸甘油酯在酸性条件下发生水解的化学方程式为硬脂酸甘油酯在酸性条件下发生水解的化学方程式为 ②②皂皂化化反反应应——硬硬脂脂酸酸甘甘油油酯酯在在碱碱性性条条件件下下发发生生水水解解的的化学方程式为化学方程式为 二、蛋白质和氨基酸二、蛋白质和氨基酸 1..蛋白质蛋白质 (1)蛋白质的存在及组成蛋白质的存在及组成 蛋蛋白白质质广广泛泛存存在在于于生生物物体体内内,,是是组组成成细细胞胞的的基基础础物物质质蛋蛋白白质质是是构构成成人人体体的的基基础础物物质质,,约约占占人人体体除除水水分分外外剩剩余余质质量量的一半 蛋蛋白白质质含含有有C、、H、、O、、N、、S、、P等等元元素素,,结结构构非非常常复复杂杂,,相对分子质量从几万到几千万,是天然的有机高分子化合物相对分子质量从几万到几千万,是天然的有机高分子化合物 (2)蛋白质的性质蛋白质的性质 ①①水解:蛋白质+水解:蛋白质+H2O 氨基酸 ②②颜色反应:蛋白质遇浓颜色反应:蛋白质遇浓HNO3变为黄色。 变为黄色 [特别提醒特别提醒] 含有苯环的蛋白质才能发生颜色反应 含有苯环的蛋白质才能发生颜色反应 ③③燃烧:点燃蛋白质,则有烧焦羽毛的气味燃烧:点燃蛋白质,则有烧焦羽毛的气味 ④④变变性性::蛋蛋白白质质(如如鸡鸡蛋蛋白白溶溶液液)受受热热达达到到一一定定温温度度时时就就会会凝凝结结,,这这种种凝凝结结是是不不可可逆逆的的,,即即凝凝结结后后不不能能在在水水中中重重新新溶溶解解,,蛋蛋白白质质的的这这种种变变化化叫叫做做变变性性除除加加热热外外,,在在紫紫外外线线、、X射射线线,,强强酸酸、、强强碱碱,,铅铅、、铜铜、、汞汞等等重重金金属属的的盐盐类类,,以以及及一一些些有有机机化化合合物物如如酒酒精精、、甲甲醛醛、、苯苯、、甲甲酸酸等等作作用用下下,,蛋蛋白白质质均均会会发发生生变变性性蛋蛋白白质质变变性性后后,,不不仅仅丧丧失失了了原原有有的的可可溶溶性性,,同同时时也失去了生理活性也失去了生理活性 [特别提醒特别提醒] ①①当当人人误误食食重重金金属属盐盐类类时时,,可可以以喝喝大大量量牛牛奶奶、、蛋蛋清清或或豆豆浆浆解解毒毒原原因因是是上上述述食食品品中中含含有有较较多多的的蛋蛋白白质质,,可可以以跟跟重重金金属属盐盐类类形形成成不不溶溶于于水水的的化化合合物物而而排排出出体体外外。 这这样样可可以以减减轻轻重重金属盐类对胃肠黏膜的危害,起到缓解毒性的作用金属盐类对胃肠黏膜的危害,起到缓解毒性的作用 ②②医医院院里里用用高高温温蒸蒸煮煮、、照照射射紫紫外外线线、、喷喷洒洒来来苏苏尔尔水水、、涂涂抹抹酒酒精精溶溶液液等等方方法法消消毒毒杀杀菌菌,,都都是是使使细细菌菌的的蛋蛋白白质质变变性性而而杀杀死细菌 2.氨基酸.氨基酸 (1)重要的氨基酸重要的氨基酸 几几种种重重要要的的氨氨基基酸酸的的结结构构简简式式:甘甘氨氨酸酸( )、、丙氨酸丙氨酸( )、谷氨酸、谷氨酸( ) (2)氨基酸的结构特点氨基酸的结构特点 氨基酸中既含有氨基 氨基酸中既含有氨基(—NH2),又含有羧基,又含有羧基(—COOH) (3)氨基酸的性质氨基酸的性质 氨氨基基酸酸结结构构中中含含有有羧羧基基和和氨氨基基,,所所以以既既有有酸酸性性,,又又有有碱碱性性;;既既能能与与碱碱反反应应,,又又能能与与酸酸反反应应,,还还可可在在氨氨基基酸酸之之间间发发生生反应。 反应 ①①与酸反应:甘氨酸与盐酸反应的化学方程式为与酸反应:甘氨酸与盐酸反应的化学方程式为 ②②与碱反应:甘氨酸与氢氧化钠反应的化学方程式为与碱反应:甘氨酸与氢氧化钠反应的化学方程式为 ++H2O ③③自自身身反反应应::两两个个氨氨基基酸酸分分子子间间生生成成二二肽肽的的化化学学方方程程式式为为 (或或 )++H2O,其中,其中基团称为肽键基团称为肽键 (4)甘甘氨氨酸酸、、丙丙氨氨酸酸、、谷谷氨氨酸酸的的氨氨基基都都位位于于与与羧羧基基相相邻邻的的碳碳原原子子上上,,这这样样的的氨氨基基酸酸叫叫做做α--氨氨基基酸酸。 天天然然蛋蛋白白质质水水解解的的最终产物都是最终产物都是α-氨基酸-氨基酸 典例导析典例导析 知识点知识点1:油脂的结构、性质和应用:油脂的结构、性质和应用 例例1 花花生生油油和和柴柴油油虽虽然然都都被被称称作作“油油”,,但但从从化化学学组组成成和和分分子子结结构构来来看看,,它它们们是是完完全全不不同同的的下下列列说说法法中中正正确确的的是是( ) A.花生油属于纯净物,柴油属于混合物.花生油属于纯净物,柴油属于混合物 B.花生油属于酯类,柴油属于烃类.花生油属于酯类,柴油属于烃类 C.花生油属于有机物,柴油属于无机物.花生油属于有机物,柴油属于无机物 D.花生油属于高分子化合物,柴油属于小分子化合物.花生油属于高分子化合物,柴油属于小分子化合物 解解析析 花花生生油油是是植植物物油油,,是是高高级级脂脂肪肪酸酸的的甘甘油油酯酯,,属属于于酯酯类类,,不不是是高高分分子子化化合合物物(如如硬硬脂脂酸酸甘甘油油酯酯的的相相对对分分子子质质量量为为890),柴油是石油炼制的产品,是多种烃的混合物柴油是石油炼制的产品,是多种烃的混合物。 答案答案 B 跟踪练习跟踪练习1 下列关于油脂的叙述中不正确的是下列关于油脂的叙述中不正确的是( ) A.油脂没有固定的熔、沸点.油脂没有固定的熔、沸点 B.部分油脂能使溴水褪色.部分油脂能使溴水褪色 C.常温下,油脂均呈液态.常温下,油脂均呈液态 D.油脂在酸性条件下水解为甘油和高级脂肪酸.油脂在酸性条件下水解为甘油和高级脂肪酸 答案答案 C 知识点知识点2:蛋白质的结构、性质和应用:蛋白质的结构、性质和应用 例例2 2005年年11月月18日日国国际际著著名名血血液液学学杂杂志志《《BLOOD》》刊刊载载了了一一项项令令人人振振奋奋的的科科研研成成果果::中中国国科科学学家家找找到到了了白白血血病病的的致致病病元元凶凶————蛋蛋白白质质Shp--2下下列列关关于于蛋蛋白白质质的的说说法法中中不不正确的是正确的是( ) A.蛋白质是高分子化合物.蛋白质是高分子化合物 B.在一定条件下能水解,最终生成氨基酸.在一定条件下能水解,最终生成氨基酸 C.天然蛋白质仅由碳、氢、氧、氮四种元素组成.天然蛋白质仅由碳、氢、氧、氮四种元素组成 D.蛋白质在灼烧时会产生烧焦羽毛的特殊气味.蛋白质在灼烧时会产生烧焦羽毛的特殊气味 解解析析 先先理理解解蛋蛋白白质质的的组组成成、、结结构构,,再再分分析析其其易易水水解解的的性性质质,,借借助助新新材材料料的的特特点点即即可可解解题题。 蛋蛋白白质质是是高高分分子子化化合合物物,,其其分分子子量量可可达达几几万万到到几几千千万万,,故故A项项正正确确;;蛋蛋白白质质水水解解的的最最终终产产物物是是氨氨基基酸酸,,B项项正正确确;;蛋蛋白白质质中中除除含含有有C、、H、、N、、O四四种种元元素素外外,,还还含含有有S、、P等等元元素素,,故故C项项错错误误;;灼灼烧烧时时产产生生烧焦羽毛气味是蛋白质的特征反应之一,烧焦羽毛气味是蛋白质的特征反应之一,D项正确 答案答案 C 跟跟踪踪练练习习2 区区别别棉棉花花(纤纤维维素素)和和羊羊毛毛(蛋蛋白白质质)最最简简单单的的方法是方法是( ) A..加加稀稀硫硫酸酸后后加加热热使使之之水水解解,,检检验验水水解解产产物物能能否否与与新新制制Cu(OH)2悬浊液发生反应悬浊液发生反应 B.浸入浓硝酸中,观察其颜色是否变为黄色.浸入浓硝酸中,观察其颜色是否变为黄色 C.在火中灼烧,闻其是否有烧焦羽毛的气味.在火中灼烧,闻其是否有烧焦羽毛的气味 D.通过化学方法测其组成中是否含有硫、氮等元素.通过化学方法测其组成中是否含有硫、氮等元素 答案答案 C本本 章章 小小 结结 知识整合知识整合 一、重要的有机化合物一、重要的有机化合物 二、几种重要有机物之间的转化关系二、几种重要有机物之间的转化关系 高考体验高考体验 1..(2009年年海海南南,,1)将将等等体体积积的的苯苯、、汽汽油油和和水水在在试试管管中中充分混合后静置。 下列图示现象正确的是充分混合后静置下列图示现象正确的是( ) 答案答案 D 2..(2009年广东,年广东,4)下列叙述不正确的是下列叙述不正确的是( ) A.天然气和沼气的主要成分是甲烷.天然气和沼气的主要成分是甲烷 B..等等物物质质的的量量的的乙乙醇醇和和乙乙酸酸完完全全燃燃烧烧时时所所需需氧氧气气的的质质量相等量相等 C..纤纤维维素素乙乙酸酸酯酯、、油油脂脂和和蛋蛋白白质质在在一一定定条条件件下下都都能能水水解解 D..葡葡萄萄糖糖和和蔗蔗糖糖都都含含有有C、、H、、O三三种种元元素素,,但但不不是是同同系物系物 答案答案 B 3..(2009年年广广东东理理基基,,30)三三聚聚氰氰胺胺(结结构构式式如如图图所所示示)是是一一种种重重要要的的化化工工原原料料,,可可用用于于阻阻燃燃剂剂、、水水泥泥减减水水剂剂和和高高分分子子合合成成等等领领域域一一些些不不法法分分子子却却往往牛牛奶奶中中加加入入三三聚聚氰氰胺胺,,以以提提高奶制品的含氮量下列说法正确的是高奶制品的含氮量下列说法正确的是( ) A.三聚氰胺是一种蛋白质.三聚氰胺是一种蛋白质 B.三聚氰胺是高分子化合物.三聚氰胺是高分子化合物 C.三聚氰胺分子中含有碳碳双键.三聚氰胺分子中含有碳碳双键 D.三聚氰胺的分子式为.三聚氰胺的分子式为C3H6N6 答案答案 D 4..(2009年年福福建建理理综综,,9)下下列列关关于于常常见见有有机机物物的的说说法法不不正确的是正确的是( ) A.乙烯和苯都能与溴水反应.乙烯和苯都能与溴水反应 B.乙酸和油脂都能与氢氧化钠溶液反应.乙酸和油脂都能与氢氧化钠溶液反应 C.糖类和蛋白质都是人体重要的营养物质.糖类和蛋白质都是人体重要的营养物质 D.乙烯和甲烷可用酸性高锰酸钾溶液鉴别.乙烯和甲烷可用酸性高锰酸钾溶液鉴别 答案答案 A 5..(2009年年山山东东理理综综,,12)下下列列关关于于有有机机物物的的说说法法错错误误的的是是 A..CCl4可由可由CH4制得,可萃取碘水中的碘制得,可萃取碘水中的碘 B.石油和天然气的主要成分都是碳氢化合物.石油和天然气的主要成分都是碳氢化合物 C.乙醇、乙酸和乙酸乙酯能用饱和.乙醇、乙酸和乙酸乙酯能用饱和Na2CO3溶液鉴别溶液鉴别 D.苯不能使.苯不能使KMnO4溶液褪色溶液褪色,因此苯不能发生氧化反应因此苯不能发生氧化反应 答案答案 D第四章 化学与自然资源的开发利用第四章 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一节 开发利用金属矿物和海水资源第第1 1课时 金属矿物的开发利用课时 金属矿物的开发利用 三维目标三维目标知知识识与技能与技能1.了解化学方法在金属.了解化学方法在金属矿矿物开物开发发(主要是金属冶主要是金属冶炼炼)及海及海水水资资源开源开发发中的作用中的作用2.学生在掌握金属冶.学生在掌握金属冶炼炼的一般原理的基的一般原理的基础础上,了解适用上,了解适用于不同金属的冶于不同金属的冶炼炼方法方法(重点重点)过过程与方法程与方法1.通.通过铝热过铝热反反应应的的实验实验,理解,理解热还热还原法冶原法冶炼炼金属的原理金属的原理2.通.通过过比比较较各种金属的活各种金属的活泼泼性,得到金属冶性,得到金属冶炼炼的的规规律律 情感、情感、态态度度与价与价值观值观通通过过合作合作实验实验学会尊重他人,增学会尊重他人,增强强与人合作的意与人合作的意识识和能和能力力 思维激活思维激活 早早在在使使用用铜铜、、铁铁之之前前,,人人们们就就开开始始使使用用黄黄金金和和白白银银作作为为装装饰饰物物和和货货币币;;在在历历史史上上,,“青青铜铜器器时时代代”早早于于“铁铁器器时时代代”,,而而铝铝制制品品近近百百年年才才大大量量使使用用,,这这些些事事实实说说明明了了什什么么??与与金属的活泼性和冶炼的难易有什么联系呢?金属的活泼性和冶炼的难易有什么联系呢? 自学导引自学导引 一、金属的存在一、金属的存在 金金属属在在自自然然界界中中的的存存在在主主要要有有两两种种形形式式,,一一种种是是游游离离态态,,一一种种是是化化合合态态,,其其中中除除了了金金、、铂铂等等极极少少数数金金属属外外,,其其他他绝绝大大多数金属都是以多数金属都是以化合态化合态存在于自然界。 存在于自然界 二、金属冶炼的方法二、金属冶炼的方法 一一般般金金属属的的获获得得都都需需要要从从化化 合合 态态还还原原为为游游 离离 态态,,这这个个过过程程称称为为金金属属的的冶冶炼炼根根据据金金属属元元素素活活泼泼性性的的不不同同,,金金属属冶冶炼炼的的方方法法也也各各不不相相同同,,对对一一些些不不活活泼泼金金属属可可以以直直接接通通过过加加热热分分解解的的方方法法获获得得如如2HgO 2Hg++O2↑、、2AgO 2Ag++O2↑而而钾钾、、钙钙、、钠钠、、镁镁、、铝铝等等极极活活泼泼的的金金属属一一般般是是用用电电解解 法法获获得得如如 ,,2NaCl(熔熔 融融) 2 N a++ C l2↑、、 M g C l2(熔熔 融融) Mg++Cl2↑、、2Al2O3(熔熔融融) 4Al++3O2↑而而活活泼泼性性介介于于锌锌和和铜铜之之间间的的金金属属一一般般都都采采用用还还原原剂剂加加热热还还原原法法进进行行冶冶炼炼所所谓谓热热还还原原法法是是指指在在加加热热条条件件下下,,利利用用还还原原剂剂(常常用用的的还还原原剂剂有有焦焦炭炭、、氢氢气气、、一一氧氧化化碳碳及及活活泼泼金金属属铝铝等等)将将金金属属从从矿矿物物中中还还原原出出来来的的方方法法。 如如用用H2还还原原氧氧化化铜铜(H2++CuO Cu++H2O)、、用用CO还原还原Fe2O3等 思思考考题题1 在在冶冶金金工工业业中中,,下下列列各各组组金金属属均均不不能能用用通通常常的的化学还原剂还原制得的是化学还原剂还原制得的是( ) A..Na、、Mg、、Fe B..K、、Fe、、Cu C..Fe、、Cu、、Ag D..Na、、Ca、、Al 答案答案 D 三、铝热反应操作三、铝热反应操作 将将氧氧化化铁铁粉粉末末和和铝铝粉粉均均匀匀混混合合后后放放入入纸纸漏漏斗斗中中,,在在混混合合物物上上面面加加少少量量KClO3固固体体,,中中间间插插一一根根用用砂砂纸纸打打磨磨过过的的镁镁条条并并点点燃燃该该反反应应放放出出大大量量的的热热,,发发出出耀耀眼眼的的光光,,产产生生大大量量的的烟,反应的化学方程式为烟,反应的化学方程式为2Al++Fe2O3 Al2O3++2Fe 四、金属的回收和资源保护四、金属的回收和资源保护 1.废旧金属的最好处理方法是回收利用.废旧金属的最好处理方法是回收利用。 2..回回收收利利用用废废旧旧金金属属的的意意义义是是减减少少垃垃圾圾量量,,防防止止污污染染环环境并缓解资源短缺的矛盾境并缓解资源短缺的矛盾 思考题思考题2 目前,工业上冶炼铝常采用的方法是目前,工业上冶炼铝常采用的方法是( ) A..CO或氢气还原法或氢气还原法 B.铝热反应法.铝热反应法 C.电解法.电解法 D.热分解法.热分解法 答案答案 C 名师解惑名师解惑 一、金属的化学性质一、金属的化学性质 1..大大多多数数金金属属与与许许多多非非金金属属单单质质能能在在一一定定条条件件下下反反应应,,如:如: 2Fe++3Cl2 2FeCl3 2.部分与非氧化性的酸反应,生成盐和.部分与非氧化性的酸反应,生成盐和H2,如:,如: Fe++H2SO4(稀稀)==FeSO4++H2↑ 3.部分与水在常温或加热的条件下反应,如:.部分与水在常温或加热的条件下反应,如: 2Na++2H2O==2NaOH++H2↑ 3Fe++4H2O(g) Fe3O4++4H2 4.与其他金属的盐溶液反应,如:.与其他金属的盐溶液反应,如: Cu++2AgNO3==Cu(NO3)2++2Ag 二、金属的冶炼原理及方法二、金属的冶炼原理及方法 1..原理原理 用还原法把化合态的金属还原成游离态的金属: 用还原法把化合态的金属还原成游离态的金属:Mn++++ne--→M 2.金属冶炼方法的选择与金属活泼性的关系.金属冶炼方法的选择与金属活泼性的关系金属的活金属的活动动性性顺顺序序K、、Ca、、Na、、Mg、、AlZn、、Fe、、Sn、、Pb、、(H)、、CuHg、、AgPt、、Au金属原子金属原子失失电电子能力子能力强强→→弱弱 金属离子金属离子得得电电子能力子能力弱弱→→强强主要冶主要冶炼炼方法方法电电解法解法热还热还原法原法热热分解法分解法富集法富集法还还原原剂剂或或特殊措施特殊措施强强大大电电流流提供提供电电子子H2、、CO、、C、、Al等加等加热热加加热热物理方法或物理方法或化学方法化学方法 [特别提醒特别提醒] 用用电电解解法法冶冶炼炼较较活活泼泼金金属属时时,,电电解解的的是是熔熔融融的的金金属属化化合合物物,,而而不不是是金金属属化化合合物物的的水水溶溶液液。 因因为为在在其其水水溶溶液液中中,,阴阴极极放电的是放电的是H++,而不是金属阳离子,故得不到金属单质而不是金属阳离子,故得不到金属单质 三、铝热反应三、铝热反应 1..铝铝热热反反应应是是指指金金属属铝铝与与某某些些金金属属氧氧化化物物的的混混合合物物在在高高温温条条件件下下发发生生置置换换反反应应,,生生成成氧氧化化铝铝和和金金属属单单质质的的过过程程实实质质是是用用较较活活泼泼的的还还原原剂剂铝铝,,把把活活泼泼性性相相对对较较弱弱的的金金属属从从其其氧氧化物中还原出来化物中还原出来 2..铝铝热热反反应应实实验验中中,,镁镁和和KClO3的的作作用用是是为为铝铝热热反反应应提提供供引引发发反反应应所所需需的的高高温温,,但但该该反反应应属属放放热热反反应应且且放放出出大大量量的的热热,,能能使使生生成成的的金金属属熔熔化化为为液液态态铝铝热热反反应应可可应应用用于于冶冶炼炼一一些高熔点金属,如铁、锰、钒等些高熔点金属,如铁、锰、钒等 典例导析典例导析 知识点知识点1:金属冶炼方法的选择:金属冶炼方法的选择 例例1 我我国国古古代代曾曾用用火火烧烧孔孔雀雀石石和和焦焦炭炭的的混混合合物物的的方方法法炼炼铜铜。 孔孔雀雀石石的的主主要要成成分分是是Cu2(OH)2CO3,,其其冶冶炼炼方方法法是是( ) A.焦炭还原法.焦炭还原法B.湿法炼铜.湿法炼铜 C.铝热还原法.铝热还原法D.电解冶炼法.电解冶炼法 解解析析 孔孔雀雀石石受受热热发发生生分分解解反反应应生生成成了了氧氧化化铜铜、、CO2和和H2O,生成的氧化铜被混合物中的焦炭还原成单质铜生成的氧化铜被混合物中的焦炭还原成单质铜 答案答案 A 跟跟踪踪练练习习1 高高温温还还原原法法是是一一种种金金属属冶冶炼炼常常用用的的方方法法下下列还原剂中通常不用于高温还原法冶炼金属的是列还原剂中通常不用于高温还原法冶炼金属的是( ) A.焦炭.焦炭B..COC..H2D..NH3 答案答案 D 知识点知识点2:铝热反应原理的应用:铝热反应原理的应用 例例2 用用铝铝热热法法还还原原下下列列化化合合物物,,制制得得金金属属各各1 mol,,消消耗铝最少的是耗铝最少的是( ) A..MnO2 B..WO3 C..Fe3O4 D..Cr2O3 解解析析 制制备备1 mol金金属属,,根根据据氧氧化化还还原原反反应应中中得得失失电电子子数数相相等等的的原原理理,,金金属属离离子子得得电电子子数数越越多多,,需需要要铝铝的的质质量量越越大大。 而而生生成成1 mol金金属属,,该该金金属属在在化化合合物物中中化化合合价价越越高高,,则则消消耗耗铝铝越越多多;;反反之之则则越越少少在在这这四四种种化化合合物物中中只只有有C选选项项中中Fe的的化化合价最低,故选合价最低,故选C 答案答案 C 跟跟踪踪练练习习2 为为确确定定某某铝铝热热剂剂(含含氧氧化化铁铁和和铝铝)的的组组成成,,分分别进行下列实验:别进行下列实验: (1)若若取取a g样样品品,,向向其其中中加加入入足足量量的的NaOH溶溶液液,,测测得得生生成成的的气气体体(标标准准状状况况下下,,下下同同)体体积积为为b L反反应应的的化化学学方方程程式式是是_____________________ ,样品中铝的质量是,样品中铝的质量是 ________ (2)若若取取a g样样品品将将其其引引燃燃,,其其实实验验操操作作是是____________,,该该反反应应的的化化学学方方程程式式是是____________________________若若样品恰好完全反应,则氧化铁和铝的质量之比为样品恰好完全反应,则氧化铁和铝的质量之比为 ______。 (3)待待(2)中中反反应应产产物物冷冷却却后后,加加入入足足量量盐盐酸酸,测测得得生生成成的的气气体体积为体体积为c L,该气体与该气体与(1)中所得气体的体积之比中所得气体的体积之比c∶ ∶b==___ 答案答案 (1)2Al++2NaOH++2H2O==2NaAlO2++3H2↑;; g (2)在在混混合合物物上上加加少少量量氯氯酸酸钾钾,,并并插插上上镁镁条条将将其其点点燃燃;;2Al++ Fe2O32Fe++Al2O3;;80∶ ∶27 (3)2∶ ∶3第第2 2课时 海水资源的开发利用课时 海水资源的开发利用 三维目标知知识识与技能与技能1.学会用化学方法.学会用化学方法对对海水海水资资源源进进行开行开发发利用,利用,特特别别是在提取溴、碘、是在提取溴、碘、镁镁中的中的应应用用2..认识认识化学在海水化学在海水资资源源综综合开合开发发利用方面的利用方面的重要价重要价值值过过程与方法程与方法1.通.通过过模模拟拟海水淡化海水淡化实验实验,学会,学会应应用蒸用蒸馏馏法法分离物分离物质质2.通.通过过海水中海水中氯氯化化钠钠的提取和的提取和应应用,理解海用,理解海水水综综合利用的重要性合利用的重要性情感、情感、态态度度与价与价值观值观懂得海洋是一个宝藏,但它需要我懂得海洋是一个宝藏,但它需要我们们合理地合理地进进行开行开发发利用,培养珍惜利用,培养珍惜资资源的价源的价值观值观 思维激活思维激活 海海洋洋,,这这个个生生命命的的摇摇篮篮,,它它是是一一个个取取之之不不尽尽的的大大宝宝藏藏,,也也将将是是生生命命的的乐乐园园。 那那么么我我们们怎怎么么去去开开发发海海洋洋资资源源呢呢??如如何何将海洋资源进行可持续的开发和利用呢?将海洋资源进行可持续的开发和利用呢? 自学导引自学导引 一、海水中水资源的利用一、海水中水资源的利用 海海水水中中水水的的储储量量约约为为1.3×109亿亿吨吨,,约约占占全全球球总总水水量量的的97%海海水水中中水水资资源源的的利利用用,,主主要要包包括括海海水水的的淡淡化化和和直直接接利利用海水进行用海水进行循环冷却循环冷却 上上图图是是实实验验室室模模拟拟蒸蒸馏馏法法淡淡化化海海水水的的装装置置图图,,该该装装置置中中所所用用的的玻玻璃璃仪仪器器有有酒酒精精灯灯、、圆圆底底烧烧瓶瓶、、冷冷凝凝管管、、牛牛角角管管(或或接接液液管管、、接接受受器器)、、锥锥形形瓶瓶在在冷冷凝凝管管中中通通入入冷冷却却水水一一般般是是从从下下口口进水进水、、上上口出水 二、海水淡化二、海水淡化 1..途途径径::通通过过从从海海水水中中提提取取淡淡水水或或把把海海水水中中的的盐盐分分离离出出去,都可以达到淡化海水的目的去,都可以达到淡化海水的目的 2..方方法法::海海水水淡淡化化的的方方法法主主要要有有蒸蒸馏馏法法、、电电渗渗析析法法、、离离子子交交换换法法等等。 其其中中蒸蒸馏馏法法淡淡化化海海水水的的历历史史最最久久,,技技术术和和工工艺艺比较成熟,但成本较高比较成熟,但成本较高 3..方方向向::海海水水淡淡化化与与化化工工生生产产、、能能源源技技术术相相结结合合,,成成为为海水综合利用的重要方向海水综合利用的重要方向 思思考考题题1 水水资资源源非非常常重重要要,,联联合合国国确确定定2003年年为为国国际际淡淡水年下列关于水的说法中错误的是水年下列关于水的说法中错误的是( ) A.蒸馏法是海水淡化的方法之一.蒸馏法是海水淡化的方法之一 B.淡水的密度小于海水的密度.淡水的密度小于海水的密度 C.融化的雪水中矿物质含量比深井水少.融化的雪水中矿物质含量比深井水少 D.蒸馏法是化学变化.蒸馏法是化学变化 答案答案 D 三、海水化学资源的开发三、海水化学资源的开发 1..海水化学资源的特点海水化学资源的特点 (1)多多样样性性::由由于于与与岩岩石石、、大大气气、、生生物物的的相相互互作作用用,,海海水水中中溶溶解解和和悬悬浮浮着着大大量量的的无无机机物物和和有有机机物物,,按按含含量量计计,,海海水水中中的的H、、O两两种种元元素素,,加加上上Cl、、Na、、K、、Mg、、Ca、、S、、C、、F、、B、、Br、、Sr等等11种种元元素素的的含含量量超超过过海海水水总总量量的的99%,,其其他他为为微量元素,总计有微量元素,总计有80多种元素。 多种元素 (2)分分散散性性::虽虽然然海海水水中中元元素素种种类类很很多多,, 总总储储量量很很大大,,但但许多元素的浓度许多元素的浓度(或富集程度或富集程度)却很低 2.从海水中获得的产品及其用途.从海水中获得的产品及其用途 (1)食食盐盐::除除食食用用外外,,还还用用做做工工业业原原料料,,如如生生产产烧烧碱碱、、纯纯碱、金属钠及氯气、盐酸、漂白粉等含氯化工产品碱、金属钠及氯气、盐酸、漂白粉等含氯化工产品 (2)从海水中制取镁、钾、溴及其化工产品从海水中制取镁、钾、溴及其化工产品 (3)铀铀和和重重水水是是核核能能开开发发中中的的重重要要原原料料,,它它们们的的提提取取对对一一个国家来说具有战略意义个国家来说具有战略意义 (4)海洋药物海洋药物 (5)海洋中的新型能源:海洋中的新型能源:潮汐能潮汐能、、 波浪能波浪能 思思考考题题2 环环境境与与可可持持续续发发展展是是现现在在国国际际的的主主题题,,合合理理利利用用海海水水是是可可持持续续发发展展的的一一个个任任务务下下列列对对海海水水利利用用的的认认识识错错误的是误的是( ) A..海海水水中中有有大大量量人人类类需需要要的的物物质质,,人人类类可可以以无无限限制制地地开发利用海水中的物质,以满足资源短缺的问题开发利用海水中的物质,以满足资源短缺的问题 B..海海水水可可以以成成为为廉廉价价的的能能源源基基地地,,但但不不能能开开发发过过度度,,要适度使用和开发要适度使用和开发 C.可以用太阳能电解海水以获取氢能源.可以用太阳能电解海水以获取氢能源 D.人类在利用海水时要兼顾海洋生物和海洋生态平衡.人类在利用海水时要兼顾海洋生物和海洋生态平衡 答案答案 A 名师解惑名师解惑 一、海水化学资源的综合利用一、海水化学资源的综合利用 1..以海水中以海水中NaCl为原料的相关化工产品为原料的相关化工产品 主要流程: 主要流程: 有关反应的化学方程式: 有关反应的化学方程式: 2NaCl(熔融熔融) 2Na++Cl2↑ 4Na++TiCl4(熔融熔融)==4NaCl++Ti 2NaCl++2H2O 2NaOH++H2↑++Cl2↑ NaCl++NH3++H2O++CO2==NaHCO3↓++NH4Cl 2NaHCO3 Na2CO3++H2O++CO2↑ 2.海水中镁的提取.海水中镁的提取 主要流程: 主要流程: 有关反应的化学方程式: 有关反应的化学方程式: MgCl2++Ca(OH)2==Mg(OH)2↓++CaCl2 Mg(OH)2 MgO++H2O Mg(OH)2++2HCl==MgCl2++2H2O MgCl2(熔融熔融) Mg++Cl2↑ 3.海水中溴的提取.海水中溴的提取 主要流程: 主要流程: 有关反应的化学方程式: 有关反应的化学方程式: Cl2++2NaBr==2NaCl++Br2 Br2++SO2++2H2O==2HBr++H2SO4 2HBr++Cl2==2HCl++Br2 4.海带中碘的提取.海带中碘的提取 主要流程: 主要流程: 有关反应的离子方程式:有关反应的离子方程式: Cl2++2I--==I2++2Cl-- 或 或H2O2++2I--++2H++==I2++2H2O 二、蒸馏问题二、蒸馏问题 蒸蒸馏馏适适用用于于分分离离互互溶溶但但沸沸点点不不同同的的液液态态混混合合物物,,如如酒酒精精与水的分离、海水淡化等。 与水的分离、海水淡化等 1..主主要要仪仪器器::铁铁架架台台、、酒酒精精灯灯、、温温度度计计、、石石棉棉网网、、蒸蒸馏馏烧瓶、冷凝管、接液管、锥形瓶烧瓶、冷凝管、接液管、锥形瓶 2.装置图.装置图(如下图如下图) 3.注意事项:.注意事项: (1)蒸蒸馏馏烧烧瓶瓶须须垫垫石石棉棉网网加加热热或或水水浴浴加加热热(防防止止温温度度过过高高且且能使溶液受热均匀能使溶液受热均匀) (2)蒸馏烧瓶所盛液体不能超过烧瓶容量的蒸馏烧瓶所盛液体不能超过烧瓶容量的 (3)须须向向蒸蒸馏馏烧烧瓶瓶中中加加几几粒粒沸沸石石或或几几片片碎碎瓷瓷片片,,以以防防液液体体暴沸 (4)温温度度计计的的量量程程应应高高于于馏馏分分的的最最高高沸沸点点,,要要使使温温度度计计的的水银球放在蒸馏烧瓶的支管口处水银球放在蒸馏烧瓶的支管口处 (5)若若馏馏分分在在冷冷凝凝管管里里用用自自来来水水冷冷却却,,则则自自来来水水要要从从冷冷凝凝管的下口进、上口出管的下口进、上口出 典例导析典例导析 知识点知识点1:海水资源的开发与应用:海水资源的开发与应用 例例1 海海水水占占地地球球总总储储水水量量的的97.2%,,若若把把海海水水淡淡化化和和化化工工生生产产结结合合起起来来,,既既可可解解决决淡淡水水资资源源缺缺乏乏的的问问题题,,又又可可充充分分利用海洋资源。 利用海洋资源 (1)海海水水中中存存在在大大量量的的氯氯化化钠钠,,氯氯化化钠钠中中的的金金属属元元素素位位于于元素周期表的第元素周期表的第________周期 (2)工工业业上上利利用用电电解解饱饱和和食食盐盐水水的的方方法法,,可可制制得得重重要要的的化化工工产产品品反反应应的的化化学学方方程程式式为为食食盐盐++H2O NaOH++H2↑++Cl2↑(未未配配平平),,该该反反应应中中食食盐盐的的化化学学式式是是________利利用用电电解解所所得得的的气气体体制制36.5%的的浓浓盐盐酸酸1000 t,,最最少少需需消消耗耗食食盐盐______t可可能能用用到到的的相相对对原原子子质质量量::H 1 O 16 Na 23 Cl 35.5) (3)近近年年来来,,有有人人提提出出了了一一种种利利用用氯氯碱碱工工业业产产品品及及氯氯化化钠钠循循环环治治理理含含二二氧氧化化硫硫的的废废气气并并回回收收二二氧氧化化硫硫的的方方法法该该方方法法的流程如下:的流程如下: 请写出反应请写出反应②②、、④④的化学方程式:的化学方程式:_______________________、、_______________________。 解解析析 (1)氯氯化化钠钠中中的的金金属属元元素素为为钠钠,,它它应应位位于于元元素素周周期期表的第三周期表的第三周期 (2)食盐的化学式即食盐的化学式即NaCl,要制,要制36.5%的浓盐酸的浓盐酸1000 t,,所消耗的食盐应为所消耗的食盐应为 ×58.5 g·mol--1==585 t (3)由由图图示示给给出出的的反反应应物物和和生生成成物物,,不不难难写写出出反反应应②②的的化化学学方方程程式式为为NaOH++SO2==NaHSO3,,反反应应④④的的化化学学方方程程式式为为NaHSO3++HCl==NaCl++H2O++SO2↑ 答案答案 (1)三三 (2)NaCl;;585 (3)NaOH++ SO2== NaHSO3;; NaHSO3++ HCl== NaCl++H2O++SO2↑ 跟跟踪踪练练习习1 我我国国有有丰丰富富的的海海水水资资源源,,开开发发和和利利用用海海水水资资源源是是当当前前科科学学研研究究的的一一项项重重要要任任务务下下图图所所示示是是海海水水综综合合利利用的一个方面:用的一个方面: 根据上述流程图,回答下列问题: 根据上述流程图,回答下列问题: (1)写出写出①②①②两步加入的试剂和有关反应的离子方程式:两步加入的试剂和有关反应的离子方程式:_________________________、、________________________。 (2)写出写出③④⑤③④⑤的化学方程式:的化学方程式:_________________________、、________________________、、______________________________________ 答案答案 (1)①①步的试剂是石灰乳:步的试剂是石灰乳: Mg2++++Ca(OH)2==Mg(OH)2↓++Ca2++;; ②②步的试剂是氯气:步的试剂是氯气: 2Br--++Cl2 == 2Cl--++Br2 (2)③③Mg(OH)2++2HCl == MgCl2++2H2O ④④MgCl2(熔融熔融) Mg++Cl2↑ ⑤⑤2NaCl++2H2O 2NaOH++Cl2↑++H2↑ 知识点知识点2:海带中碘单质提取实验的考查:海带中碘单质提取实验的考查 例例2 海海带带中中含含有有丰丰富富的的碘碘,,为为了了从从海海带带中中提提取取碘碘,,某某研研究性学习小组设计并进行了以下实验:究性学习小组设计并进行了以下实验: 请填写下列空白:请填写下列空白: (1)步步骤骤①①中中灼灼烧烧海海带带时时,,除除需需要要三三脚脚架架外外,,还还需需要要用用到到的实验仪器是的实验仪器是______________。 (2)步步骤骤③③的的实实验验操操作作名名称称是是______________;;步步骤骤⑥⑥的的目目的的是是从从含含碘碘苯苯溶溶液液中中分分离离出出单单质质碘碘和和回回收收苯苯,,该该步步骤骤的的实实验操作名称是验操作名称是______________ (3)步骤步骤④④反应的离子方程式是反应的离子方程式是________________________________________________ (4)步骤步骤⑤⑤中,某同学选择用苯来提取碘的理由是中,某同学选择用苯来提取碘的理由是____________________________ (5)请请设设计计一一种种检检验验提提取取碘碘后后的的水水溶溶液液中中是是否否还还含含有有单单质质碘的简单方法:碘的简单方法:_________________________________________________________________________________________ 解解析析 (1)灼灼烧烧需需要要较较高高的的温温度度,,故故应应选选用用的的仪仪器器为为坩坩埚埚、、坩坩埚钳、泥三角、酒精灯和三脚架。 埚钳、泥三角、酒精灯和三脚架 (2)要要从从海海带带灰灰悬悬浊浊液液中中将将I--提提取取出出来来,,采采用用过过滤滤的的方方法法即即可可因因苯苯的的沸沸点点低低,,可可将将含含碘碘苯苯溶溶液液进进行行蒸蒸馏馏,,将将苯苯除除去去后后从从而而得得到到单质碘 (3)I--与与H2O2在在酸酸性性条条件件下下的的反反应应,,可可由由氧氧化化还还原原反反应应规规律律,,再结合电荷守恒来书写再结合电荷守恒来书写 (4)选选用用萃萃取取剂剂必必须须满满足足的的条条件件是是::①①溶溶质质在在萃萃取取剂剂中中的的溶溶解解度度要要比比在在原原溶溶剂剂中中的的溶溶解解度度大大得得多多;;②②萃萃取取剂剂与与原原溶溶剂剂互互不不相相溶溶;;③③萃取剂与溶质、原溶剂不发生反应萃取剂与溶质、原溶剂不发生反应 (5)单单质质碘碘的的检检验验是是根根据据其其与与淀淀粉粉作作用用呈呈蓝蓝色色的的特特征征反反应应进进行行的 答案答案 (1)坩埚、坩埚钳、泥三角、酒精灯坩埚、坩埚钳、泥三角、酒精灯 (2)过滤;蒸馏过滤;蒸馏 (3)2I--++H2O2++2H++==I2++2H2O (4)苯与水互不相溶,碘在苯中的溶解度比在水中大苯与水互不相溶,碘在苯中的溶解度比在水中大 (5)取取少少量量提提取取碘碘后后的的水水溶溶液液于于试试管管中中,,加加入入几几滴滴淀淀粉粉溶溶液液,,观察是否出现蓝色观察是否出现蓝色(如果变蓝,说明还有单质碘如果变蓝,说明还有单质碘) 跟跟踪踪练练习习2 海海带带中中含含有有丰丰富富的的碘碘元元素素,,某某化化学学研研究究性性学学习小组用如下流程从海水中提取碘:习小组用如下流程从海水中提取碘: (1)若若操操作作①①为为通通入入适适量量的的Cl2,,则则发发生生反反应应的的离离子子方方程程式式为为________________________。 (2)操操作作②②的的名名称称是是____________,,所所用用的的玻玻璃璃仪仪器器有有________________________,, 可可 以以 选选 用用 的的 有有 机机 溶溶 剂剂 是是____________(填一种填一种) 答案 答案 (1)2I--++Cl2==I2++2Cl-- (2)萃萃取取、、分分液液;;分分液液漏漏斗斗、、烧烧杯杯;;苯苯(或或四四氯氯化化碳碳等等,,其其他合理答案均可他合理答案均可)第二节 资源综合利用 环境保护第二节 资源综合利用 环境保护第第1 1课时 煤、石油和天然气的综合利用课时 煤、石油和天然气的综合利用 三维目标知知识识与技能与技能1.了解煤、石油和天然气的.了解煤、石油和天然气的综综合利用,特合利用,特别别是石油的利用是石油的利用2.了解石油的裂化和裂解,了解加聚反.了解石油的裂化和裂解,了解加聚反应应化学方程式的化学方程式的书书写写(重点重点)过过程与方法程与方法通通过过化工案例的分析,了解石油化工化工案例的分析,了解石油化工对对人人类类生活的重要性生活的重要性 情感、情感、态态度度与价与价值观值观了解我国石油化工、煤化工的了解我国石油化工、煤化工的发发展状况,展状况,感受有机化工与感受有机化工与现实现实生活和工生活和工农业农业生生产产的的密切密切联联系系 思维激活思维激活 石石油油是是工工业业的的血血液液,,石石油油化化工工是是化化学学工工业业的的主主体体,,可可以以说说,,没没有有石石油油化化工工,,就就没没有有我我们们今今天天的的现现代代化化生生活活。 你你知知道道石油炼制的基本原理、产品及其用途吗?石油炼制的基本原理、产品及其用途吗? 自学导引自学导引 一、煤的组成及其综合利用一、煤的组成及其综合利用 1..煤煤、、石石油油、、天天然然气气是是目目前前人人类类使使用用的的主主要要能能源源(化化石石燃料燃料) 2..煤煤的的组组成成::煤煤是是由由有有机机物物和和少少量量无无机机物物组组成成的的混混合合物物,,主要含有主要含有碳碳元素,还含有少量的氢、氧、氮、硫等元素元素,还含有少量的氢、氧、氮、硫等元素 3..煤煤的的综综合合利利用用::煤煤的的综综合合利利用用的的主主要要途途径径是是煤煤的的干干馏馏、、煤的气化和液化,目的是获得洁净的燃料和多种化工原料煤的气化和液化,目的是获得洁净的燃料和多种化工原料 (1)煤煤的的干干馏馏::是是指指将将煤煤隔隔绝绝空空气气加加强强热热使使之之分分解解的的过过程程,,可可获获得得燃燃料料及及多多种种重重要要的的化化工工原原料料煤煤干干馏馏的的主主要要产产品品有有焦焦炉煤气炉煤气(焦炉气、粗氨水、粗苯焦炉气、粗氨水、粗苯)、煤焦油、焦炭煤焦油、焦炭 (2)煤煤的的气气化化::煤煤的的气气化化是是将将煤煤转转化化为为可可燃燃性性气气体体的的过过程程。 主主要要反反应应是是煤煤与与水水蒸蒸气气反反应应生生成成水水煤煤气气等等,,化化学学方方程程式式为为C(s)++H2O(g) CO(g)++H2(g) (3)煤煤的的液液化化::煤煤的的液液化化可可分分为为直直接接液液化化和和间间接接液液化化煤煤的的直直接接液液化化就就是是使使煤煤与与氢氢气气作作用用生生成成液液体体燃燃料料;;煤煤的的间间接接液液化化是是先先把把煤煤转转化化为为一一氧氧化化碳碳和和氢氢气气,,再再在在催催化化剂剂的的作作用用下下合合成甲醇等液体燃料,其反应的化学方程式为成甲醇等液体燃料,其反应的化学方程式为CO++2H2CH3OH 二、天然气的组成及其综合利用二、天然气的组成及其综合利用 1.天然气的组成:天然气的主要成分是.天然气的组成:天然气的主要成分是甲烷甲烷 2..天天然然气气的的综综合合利利用用::天天然然气气是是一一种种清清洁洁的的化化石石燃燃料料天天然然气气更更是是一一种种重重要要的的化化工工原原料料,,主主要要用用于于合合成成氨氨、、生生产产甲甲醇等 思思考考题题1 我我国国三三峡峡工工程程所所提提供供的的清清洁洁、、廉廉价价、、强强劲劲的的可可再再生生能能源源——水水电电,,相相当当于于每每年年燃燃烧烧3000万万吨吨原原煤煤的的火火力力发发电厂产生的电能,因此三峡工程有助于控制电厂产生的电能,因此三峡工程有助于控制( ) ①①温温室室效效应应 ②②形形成成酸酸雨雨 ③③空空气气中中的的固固体体颗颗粒粒浓浓度度 ④④白色污染白色污染 A.只有.只有①①B.只有.只有①②①② C..①②③①②③D..①③④①③④ 答案答案 C 三、石油的组成及其综合利用三、石油的组成及其综合利用 1..石石油油的的组组成成::石石油油主主要要是是由由多多种种碳碳氢氢化化合合物物组组成成的的混混合物合物。 2.石油的综合利用:.石油的综合利用: (1)石石油油的的分分馏馏是是利利用用原原油油中中各各组组分分沸沸点点的的不不同同进进行行分分离离的过程石油通过分馏可以获得汽油、煤油、柴油等轻质油石油通过分馏可以获得汽油、煤油、柴油等轻质油 (2)石石油油的的催催化化裂裂化化::石石油油的的催催化化裂裂化化是是指指在在催催化化剂剂的的存存在在下下将将大大分分子子的的烃烃进进行行分分解解得得到到小小分分子子的的烃烃,,从从而而提提高高轻轻质质油油的的产产量量和和质质量量的的过过程程裂裂化化所所用用的的原原料料是是重重油油裂裂化化过过程程中中一一分分子子的的烷烷烃烃分分解解为为一一分分子子的的烷烷烃烃和和一一分分子子的的烯烯烃烃,,得得到到的汽油称为裂化汽油的汽油称为裂化汽油 (3)石石油油裂裂化化的的产产品品再再经经过过进进一一步步的的裂裂解解,,可可以以获获得得很很多多重要的化工原料重要的化工原料 如如以以C16H34为为例例,,写写出出裂裂化化反反应应的的化化学学方方程程式式(以以分分子子中中碳原子平均断裂为例碳原子平均断裂为例):: C16H34 C8H18++C8H16 C8H18 C4H10++C4H8 C4H10 C2H6++C2H4 或 或 C4H10 CH4++C3H6 乙乙烯烯、、丙丙烯烯、、甲甲烷烷等等都都是是通通过过石石油油裂裂化化和和裂裂解解得得到到的的重重要化工原料。 要化工原料 思考题思考题2 石油的分馏、裂化、裂解都是化学变化吗?石油的分馏、裂化、裂解都是化学变化吗? 答答案案 石石油油的的分分馏馏是是物物理理变变化化,,石石油油的的裂裂化化、、裂裂解解是是化化学变化 四、聚合反应和高分子化合物四、聚合反应和高分子化合物 1..nCH2==CH2 CH2——CH2 ,,该该反反应应称称为为加加成成聚聚合合反反应应,,简简称称加加聚聚反反应应在在 CH2——CH2 中中,,CH2==CH2称称为为单单体体;;——CH2——CH2——称称为为链链节节;;n称称为为聚聚合合度度,,表表示示高高分分子化合物中所含链节的数目子化合物中所含链节的数目 高高分分子子化化合合物物有有天天然然的的,,如如蛋蛋白白质质、、纤纤维维素素、、淀淀粉粉等等;;也也有有人人工工合合成成的的,,如如聚聚乙乙烯烯等等;;塑塑料料、、合合成成橡橡胶胶和和合合成成纤纤维维是三大人工合成的高分子材料是三大人工合成的高分子材料 思思考考题题3 如如果果要要合合成成84 kg相相对对分分子子质质量量为为28000的的聚聚乙乙烯,理论上需要乙烯多少千克?烯,理论上需要乙烯多少千克? 答案 答案 84 kg 2.. ++nHO——CH2——CH2——OH ++(2n--1)H2O,,该该反反应应简简称称缩缩聚聚反反应应,,也也是是合合成成高高分分子子化化合合物的一类重要反应。 物的一类重要反应 名师解惑名师解惑 一、蒸馏、分馏和干馏有何区别一、蒸馏、分馏和干馏有何区别 1..蒸蒸馏馏::把把液液体体加加热热到到沸沸腾腾变变为为蒸蒸气气,,再再使使蒸蒸气气冷冷却却凝凝结结成成液液体体的的操操作作蒸蒸馏馏可可使使混混合合物物中中沸沸点点较较低低的的组组分分挥挥发发而而达达到到混混合合物物分分离离或或除除杂杂的的目目的的被被蒸蒸馏馏的的混混合合物物中中至至少少有有一一种种组组分分为为液液体体各各组组分分沸沸点点相相差差越越大大,,挥挥发发出出的的物物质质越越纯纯若若不不同同组组分分之之间间沸沸点点相相差差小小,,或或不不同同组组分分互互溶溶形形成成恒恒沸沸液液体体,,则馏分不纯常见的实验有蒸馏水的制取则馏分不纯常见的实验有蒸馏水的制取 2..分分馏馏::对对多多组组分分的的混混合合物物在在不不同同温温度度下下先先后后、、连连续续进进行行两两次次或或多多次次蒸蒸馏馏分分馏馏可可使使多多组组分分混混合合物物在在一一个个完完整整的的操操作作过过程程中中分分离离为为两两种种或或多多种种馏馏分分而而达达到到混混合合物物分分离离或或除除杂杂的的目目的的常常见见的的实实验验有有石石油油的的分分馏馏,,要要注注意意的的是是石石油油分分馏馏的的产产品都是混合物。 品都是混合物 3..干干馏馏::把把固固体体混混合合物物(如如煤煤、、木木材材)隔隔绝绝空空气气加加强强热热使使之分解的过程叫做干馏之分解的过程叫做干馏 (1)在在煤煤的的干干馏馏过过程程中中所所发发生生的的是是很很复复杂杂的的化化学学变变化化和和物物理变化 (2)将将煤煤干干馏馏的的条条件件有有两两个个::一一是是要要隔隔绝绝空空气气,,目目的的是是防防止煤在空气中燃烧;二是要加强热止煤在空气中燃烧;二是要加强热 (3)煤煤在在干干馏馏过过程程中中生生成成了了许许多多新新的的物物质质,,如如苯苯、、萘萘等等,,发生的是复杂的化学变化发生的是复杂的化学变化 (4)煤煤是是由由有有机机物物和和少少量量无无机机物物组组成成的的复复杂杂混混合合物物,,煤煤中中并并不不含含小小分分子子有有机机物物苯苯、、萘萘等等苯苯、、萘萘等等物物质质是是煤煤的的分分解解产产物煤焦油中所含有的,这一点要注意物煤焦油中所含有的,这一点要注意 [特别提醒特别提醒] 蒸馏和分馏都是物理变化,而干馏是化学变化 蒸馏和分馏都是物理变化,而干馏是化学变化 二、直馏汽油和裂化汽油二、直馏汽油和裂化汽油 1..直直馏馏汽汽油油::石石油油经经常常压压分分馏馏获获得得的的,,主主要要成成分分为为介介于于5个个碳碳到到11个个碳碳之之间间的的烷烷烃烃、、环环烷烷烃烃等等。 由由于于它它的的成成分分中中不不含含烯烯烃烃,,所所以以它它不不能能与与溴溴发发生生加加成成反反应应,,因因而而不不能能使使溴溴水水(或或溴溴的的CCl4溶溶液液)褪褪色色,,可可作作为为从从卤卤素素单单质质的的水水溶溶液液中中萃萃取取出出卤卤素素单质的萃取剂单质的萃取剂 2..裂裂化化汽汽油油::是是重重油油经经催催化化裂裂化化制制得得的的,,主主要要成成分分为为介介于于5个个碳碳到到11个个碳碳之之间间的的烷烷烃烃、、烯烯烃烃等等由由于于它它的的成成分分中中含含有有烯烯烃烃,,所所以以能能与与溴溴发发生生加加成成反反应应,,因因而而可可使使溴溴水水(或或溴溴的的CCl4溶液溶液)褪色,不能用做提取卤素单质的萃取剂褪色,不能用做提取卤素单质的萃取剂 三、聚合反应三、聚合反应 1..加加聚聚反反应应::由由许许多多小小分分子子经经过过加加成成反反应应合合成成高高分分子子化化合合 物物 的的 反反 应应 称称 为为 加加 成成 聚聚 合合 反反 应应 ,, 简简 称称 加加 聚聚 反反 应应 如如nCH2==CHCH3 。 2..缩缩聚聚反反应应::由由许许多多小小分分子子经经过过缩缩合合反反应应合合成成高高分分子子化化合合物物的的同同时时生生成成许许多多小小分分子子的的反反应应称称为为缩缩合合聚聚合合反反应应,,简简称称缩聚反应例如获得聚对苯二甲酸乙二酯:缩聚反应例如获得聚对苯二甲酸乙二酯: ++nHOCH2CH2OH ++(2n--1)H2O [特别提醒特别提醒] 一一般般可可从从以以下下两两个个方方面面区区别别加加聚聚反反应应和和缩缩聚聚反反应应::①①高高分分子子的的链链节节中中链链上上不不全全是是碳碳原原子子,,一一般般是是缩缩聚聚反反应应生生成成的的;;如如果果链链上上全全是是碳碳原原子子,,一一般般是是加加聚聚反反应应生生成成的的②②从从反反应应的的形形式式来来看看,,在在反反应应中中只只得得到到高高分分子子的的反反应应是是加加聚聚反反应应,,而而得得到高分子的同时又生成了小分子的反应则是缩聚反应。 到高分子的同时又生成了小分子的反应则是缩聚反应 3.有机加聚产物单体的确定.有机加聚产物单体的确定 (1)链链节节的的主主链链中中只只存存在在碳碳碳碳单单键键时时,,以以两两个个碳碳原原子子为为单单元分段断键元分段断键,可得到可得到“乙烯型乙烯型”单体如的单体为的单体为CH2==CH2、、CH2==CHCl (2)链链节节的的主主链链中中存存在在 的的高高聚聚物物,,则则以以四四个个碳碳原原子子为为单单元元( 在在中中间间)分分段段进进行行断断键键,,然然后后单单键键变变双键,双键变单键,即可得到单体如双键,双键变单键,即可得到单体如的单体为的单体为 典例导析典例导析 知识点知识点1:煤的干馏实验及产品分析:煤的干馏实验及产品分析 例例1 观察下图,判断下列叙述中错误的是观察下图,判断下列叙述中错误的是( ) A.图示实验中发生了化学变化.图示实验中发生了化学变化 B.液体.液体X的的pH>>7,液体,液体Y是一种黑色黏稠状液体是一种黑色黏稠状液体 C.气体.气体Z易燃,可还原易燃,可还原CuO D.液体.液体Y是一种纯净物是一种纯净物 解解析析 煤煤在在隔隔绝绝空空气气加加强强热热条条件件下下,,可可分分解解得得到到多多种种物物质质,,这这个个过过程程叫叫煤煤的的干干馏馏,,属属于于化化学学变变化化,,A项项正正确确;;所所得得产产物物中中有有气气体体(焦焦炉炉气气)、、液液体体(煤煤焦焦油油)和和固固体体(焦焦炭炭),,此此外外,,还还有有粗粗氨氨水水,,B项项正正确确;;焦焦炉炉气气的的主主要要成成分分有有氢氢气气、、甲甲烷烷,,另另有有少少量量的的CO、、C2H4等等气气体体,,C项项正正确确;;煤煤焦焦油油是是含含有有许许多多芳香族化合物的复杂混合物,芳香族化合物的复杂混合物,D项错误。 项错误 答案答案 D 跟踪练习跟踪练习1 下列说法中错误的是下列说法中错误的是( ) A.煤是由有机物和无机物组成的复杂混合物.煤是由有机物和无机物组成的复杂混合物 B.为使煤变成清洁能源,可将煤进行气化和液化.为使煤变成清洁能源,可将煤进行气化和液化 C..煤煤的的组组成成以以碳碳元元素素为为主主,,还还含含有有少少量量的的H、、N、、S、、O等元素等元素 D..煤煤中中主主要要含含苯苯和和甲甲苯苯,,可可以以用用先先干干馏馏后后分分馏馏的的方方法法把苯和甲苯从煤中分离出来把苯和甲苯从煤中分离出来 答案答案 D 知识点知识点2:石油的裂化和裂解:石油的裂化和裂解 例例2 丁丁烷烷裂裂解解时时有有两两种种断断裂裂方方式式,,生生成成两两种种烷烷烃烃和和两两种种烯烯烃烃如如果果丁丁烷烷完完全全裂裂解解,,且且裂裂解解生生成成的的两两种种烯烯烃烃的的质质量量相相等等,,那那么么裂裂解解后后所所得得到到的的混混合合气气体体中中,,相相对对分分子子质质量量最最小小的的气体所占的体积分数为气体所占的体积分数为( ) A..20% B..25% C..36%D..40% 解解析析 丁丁烷烷的的两两种种裂裂解解方方式式为为:: C4H10 CH4++C3H6(丙烯丙烯);;C4H10 C2H6++C2H4(乙烯乙烯)。 设设丁丁烷烷为为1 mol,,则则反反应应后后混混合合气气体体的的总总物物质质的的量量为为2 mol其其中中相相对对分分子子质质量量最最小小的的烃烃为为CH4,,求求其其物物质质的的量量是是本本题的关键可设题的关键可设CH4为为a mol,,C2H6为为b mol,则由,则由n(C3H6)==n(CH4),,n(C2H6)==n(C2H4),得,得 ,则,则CH4所占体积分数所占体积分数(即物质的量分数即物质的量分数)为为 ×100%==20% 答案答案 A 跟跟踪踪练练习习2 含含有有4个个C原原子子的的烷烷烃烃,,裂裂解解可可生生成成的的烯烯烃烃有有( ) A..1种种B..2种种 C..3种种D..4种种 答案答案 B 知识点知识点3:加聚产物单体的判断:加聚产物单体的判断 例例3 某工程塑料 某工程塑料ABS的结构简式为的结构简式为 ,,它的单体为它的单体为____________。 解解析析 解解法法一一 该该高高聚聚物物主主链链全全是是碳碳,,依依照照规规律律“见见双双键,四个碳,无双键,两个碳键,四个碳,无双键,两个碳”划线断开,故断键方式为:划线断开,故断键方式为: ,,再将单双键互换得单体再将单双键互换得单体 、、CH2==CH—CH==CH2和和 解解法法二二 由由ABS的的结结构构可可知知,,应应为为加加聚聚反反应应形形成成的的高高聚聚物物,,由加聚反应的特点,可用由加聚反应的特点,可用“弯箭头弯箭头”法判断其单体法判断其单体 依依次次从从后后向向前前,,以以主主链链上上两两个个碳碳原原子子为为单单位位“弯弯箭箭头头”,,“箭箭尾尾”处处减减一一键键,,“箭箭头头”处处加加一一键键如如上上图图所所示示,,①③⑦⑨①③⑦⑨处处键键断断开开,,⑤⑤处处双双键键变变单单键键,,②④⑥⑧②④⑥⑧处处单单键键变变双双键,即得各单体。 键,即得各单体 答案答案 、、CH2=CH—CH=CH2和和 跟踪练习跟踪练习3 高分子化合物高分子化合物的单体是的单体是( ) A.. B..CH2==CH—CH3 C.. D..CH2==CH2与与 答案答案 D第第2 2课时 环境保护和绿色化学课时 环境保护和绿色化学 三维目标三维目标 思维激活思维激活 环环保保问问题题越越来来越越受受到到人人们们的的广广泛泛关关注注,,你你知知道道洛洛杉杉矶矶和和伦敦的烟雾事件吗?你了解绿色化学吗?伦敦的烟雾事件吗?你了解绿色化学吗?知知识识与技能与技能1.了解.了解环环境境污污染的分染的分类类、危害及防治措施、危害及防治措施2.了解.了解绿绿色化学的含色化学的含义义过过程与方法程与方法通通过过社会社会实实践,体会可持践,体会可持续发续发展及建展及建设设生生态态文明的重要性和文明的重要性和紧紧迫性迫性 情感、情感、态态度度与价与价值观值观通通过对环过对环境保境保护护和和绿绿色化学有关知色化学有关知识识的学的学习习,,增增强强环环境保境保护护意意识识,培养,培养绿绿色化学理念色化学理念 自学导引自学导引 环境保护与绿色化学环境保护与绿色化学 1..环环境境问问题题::主主要要是是指指由由于于人人类类不不合合理理地地开开发发和和利利用用自自然然资资源源而而造造成成的的生生态态环环境境破破坏坏,,以以及及工工农农业业生生产产和和人人类类生生活活所所造造成成的的环环境境污污染染。 全全球球性性和和区区域域性性环环境境问问题题包包括括::气气候候变变暖、臭氧层破坏、酸雨和赤潮等暖、臭氧层破坏、酸雨和赤潮等 2..工工业业“三三废废”问问题题::“三三废废”是是指指废废气气、、废废水水、、废废渣渣除除了了自自然然因因素素外外,,大大气气污污染染主主要要来来自自化化石石燃燃料料的的燃燃烧烧和和工工业业生生产产过过程程中中产产生生的的废废气气及及其其携携带带的的颗颗粒粒物物;;工工业业生生产产中中废废水水的的任任意意排排放放会会导导致致土土壤壤、、水水源源的的污污染染;;废废渣渣等等固固体体废废弃弃物物的的处理兼有减少环境污染和资源回收利用两个重要目的处理兼有减少环境污染和资源回收利用两个重要目的 3..绿绿色色化化学学::绿绿色色化化学学的的核核心心是是利利用用化化学学原原理理从从源源头头上上减减少少和和消消除除工工业业生生产产对对环环境境的的污污染染按按照照绿绿色色化化学学的的原原则则,,最最理理想想的的“原原子子经经济济”就就是是反反应应物物的的原原子子全全部部转转化化为为期期望望的的最终产物,即原子利用率为最终产物,即原子利用率为100% 思思考考题题 “绿绿色色化化学学”提提倡倡化化工工生生产产应应尽尽可可能能将将反反应应物物的的原原子子全全部部利利用用上上,,从从根根本本上上解解决决环环境境污污染染问问题题。 在在下下列列制制备环氧乙烷的反应中,最符合备环氧乙烷的反应中,最符合“绿色化学绿色化学”思想的是思想的是( ) A..CH2==CH2++ (过氧乙酸过氧乙酸)→ ++CH3COOH B..CH2==CH2+Cl2+Ca(OH)2→ +CaCl2+H2O C..2 CH2==CH2++O2 2 D.. ++H2O 答案答案 C 名师解惑名师解惑 一、三大环境问题一、三大环境问题酸雨酸雨臭氧臭氧层层的破坏的破坏温室效温室效应应危危害害破坏破坏农农作物、森林、作物、森林、草原;使湖泊酸化、草原;使湖泊酸化、鱼类鱼类死亡;加速建筑死亡;加速建筑物的腐物的腐蚀蚀使皮肤使皮肤发发生癌生癌变变两极冰川融化,海平面两极冰川融化,海平面升高,升高,陆陆地减少,地表地减少,地表气温升高,气候干旱,气温升高,气候干旱,土地沙漠化,土地沙漠化,农业农业减减产产成成因因含硫燃料的大量燃含硫燃料的大量燃烧烧产产生生SO2汽汽车车尾气、氟尾气、氟氯氯烃烃的大量排放的大量排放CCl2F2 Cl2O3 3O2大量大量CO2气体的排放,气体的排放,导导致大气中致大气中CO2浓浓度不度不断上升,断上升,CO2能阻碍由能阻碍由地面反射回高空的地面反射回高空的红红外外辐辐射,使地表气温增高射,使地表气温增高防防治治减少减少SO2的排放,燃的排放,燃料脱硫料脱硫停止氟停止氟氯烃氯烃的生的生产产和使用和使用减少化石燃料的使用;减少化石燃料的使用;开开发发利用新能源;大力利用新能源;大力植植树树造林造林 此此外外,,还还应应了了解解光光化化学学烟烟雾雾主主要要是是由由氮氮氧氧化化物物、、碳碳氢氢化化合合物物等等造造成成的的,,白白色色污污染染即即聚聚乙乙烯烯(或或聚聚苯苯乙乙烯烯)塑塑料料的的大大量量使使用用所所造造成成的的污污染染,,赤赤潮潮是是由由含含磷磷洗洗衣衣粉粉的的大大量量使使用用及及废废水水的任意排放造成的等等。 的任意排放造成的等等 二、中学常见的污染环境的气体及其防治二、中学常见的污染环境的气体及其防治 SO2:工业上用浓氨水吸收,实验室用:工业上用浓氨水吸收,实验室用NaOH溶液吸收溶液吸收 NOx:用:用NaOH溶液吸收溶液吸收 H2S:用:用NaOH溶液吸收溶液吸收 Cl2、、Br2、、HCl::用用碱碱液液吸吸收收,,Cl2、、Br2还还可可用用Na2SO3溶溶液吸收 CO:用燃烧的方法除去用燃烧的方法除去 三、原子经济和绿色化学三、原子经济和绿色化学 1..原原子子经经济济::原原子子经经济济要要求求反反应应物物的的原原子子全全部部转转化化为为目目标标产产物物,,原原子子利利用用率率达达到到100%,,也也就就是是说说在在化化学学反反应应过过程程中中不产生任何废弃物不产生任何废弃物 化学反应的原子经济性好坏是用原子利用率来衡量的 化学反应的原子经济性好坏是用原子利用率来衡量的 原子利用率= 原子利用率= ×100% 其特点是: 其特点是:①①最大限度地利用原料;最大限度地利用原料; ②②最大限度地减少废物排放。 最大限度地减少废物排放 2.绿色化学.绿色化学 “绿绿色色化化学学”研研究究的的是是对对环环境境没没有有任任何何副副作作用用的的化化学学试试剂、化学制品和化学工艺其特点是:剂、化学制品和化学工艺其特点是: ①①开发绿色反应,将原子利用率提高到开发绿色反应,将原子利用率提高到100%;; ②②使用无毒无害的原料;使用无毒无害的原料; ③③选用无毒无害的催化剂;选用无毒无害的催化剂; ④④使用无毒无害的溶剂;使用无毒无害的溶剂; ⑤⑤发展发展“绿色工艺绿色工艺”;; ⑥⑥开发和生产绿色产品开发和生产绿色产品 [特别提醒特别提醒] 无无机机反反应应中中的的化化合合反反应应和和有有机机反反应应中中的的加加成成、、加加聚聚反反应应的原子利用率均为的原子利用率均为100% 典例导析典例导析 知识点知识点1:与环境污染有关的常识:与环境污染有关的常识 例例1 环环境境污污染染已已成成为为人人类类社社会会所所面面临临的的重重大大威威胁胁,,各各种种污染数不胜数下列八个名词中与环境污染无关的是污染数不胜数下列八个名词中与环境污染无关的是( ) ①①温室效应温室效应②②赤潮赤潮 ③③酸雨 酸雨 ④④光化学污染光化学污染 ⑤⑤臭氧层空洞 臭氧层空洞 ⑥⑥水俣病水俣病 ⑦⑦潮汐 潮汐 ⑧⑧大脖子病大脖子病 A..②③②③B..⑦⑧⑦⑧ C..⑥⑦⑧⑥⑦⑧D..②⑤⑦②⑤⑦ 解解析析 温温室室效效应应::人人类类活活动动使使空空气气中中CO2的的含含量量大大幅幅度度提高,造成全球气候变暖,导致一些自然灾害。 提高,造成全球气候变暖,导致一些自然灾害 赤赤潮潮和和水水华华::大大量量含含氮氮、、磷磷肥肥料料的的生生产产和和使使用用以以及及含含磷磷洗洗涤涤剂剂产产生生的的污污水水未未经经处处理理即即进进行行排排放放,,使使海海水水、、湖湖水水中中富富含含N、、P等等植植物物所所需需的的营营养养物物质质,,致致使使水水体体生生态态平平衡衡被被破破坏坏,,水水中中的的含含O2量量急急剧剧减减少少,,水水生生动动植植物物大大量量死死亡亡此此现现象象发发生生在淡水中称作在淡水中称作“水华水华”,发生在海水中称作,发生在海水中称作“赤潮赤潮” 酸酸雨雨::空空气气中中硫硫的的氧氧化化物物和和氮氮的的氧氧化化物物随随雨雨水水降降下下而而形形成了酸雨成了酸雨 光光化化学学污污染染::氮氮的的氧氧化化物物(NO、、NO2)在在光光照照条条件件下下与与氧氧气发生一系列复杂反应,产生有毒烟雾气发生一系列复杂反应,产生有毒烟雾 臭臭氧氧层层空空洞洞::人人类类大大量量使使用用的的制制冷冷剂剂氟氟利利昂昂及及空空气气中中的的氮氮氧氧化化物物会会破破坏坏臭臭氧氧层层,,使使臭臭氧氧层层变变稀稀薄薄或或局局部部出出现现空空洞洞,,威胁生物的生命。 威胁生物的生命 水水俣俣病病::含含汞汞的的工工业业废废水水污污染染水水体体,,使使鱼鱼中中毒毒,,人人食食毒毒鱼鱼后后会会造造成成人人体体汞汞中中毒毒此此病病发发生生于于1953~~1956年年日日本本熊熊本本县水俣市县水俣市1973年又爆发此病年又爆发此病 潮汐:一种自然现象 潮汐:一种自然现象 大脖子病:人类由于摄取碘量太少而得的一种缺碘疾病 大脖子病:人类由于摄取碘量太少而得的一种缺碘疾病 答案答案 B 跟跟踪踪练练习习1 德德国国科科学学家家利利用用卫卫星星数数据据和和先先进进的的仪仪器器,,绘绘制制了了一一幅幅地地球球上上空空二二氧氧化化氮氮的的分分布布图图从从图图中中可可以以看看出出欧欧洲洲和和北北美美洲洲的的一一些些大大城城市市上上空空的的二二氧氧化化氮氮密密度度很很高高其其主主要要原原因是这些地区的因是这些地区的( ) A.硝酸工业发达.硝酸工业发达 B.雷雨天气较多.雷雨天气较多 C.机动车辆过多.机动车辆过多 D.燃料以煤炭为主.燃料以煤炭为主 答案答案 C 知识点知识点2:绿色化学理念的考查:绿色化学理念的考查 例例2 在在“绿绿色色化化学学”工工艺艺中中,,理理想想状状态态是是反反应应中中原原子子全全部部转转化化为为欲欲制制得得的的产产物物,,即即原原子子利利用用率率为为100%。 在在用用CH3C≡CH合合成成CH2==C(CH3)COOCH3的的过过程程中中,,欲欲使使原原子子利利用用率率达达到到最最高高,,在在催催化化剂剂作作用用下下还还需需要要的的其其他他反反应应物物是是( ) A..CO和和CH3OHB..CO2和和H2O C..H2和和CO2D..CH3OH和和H2 解解析析 比比较较反反应应前前后后原原子子的的个个数数可可知知,,生生成成物物比比反反应应物物多多2个个C原原子子、、2个个O原原子子和和4个个H原原子子,,答答案案A符符合合要要求求其其他他如果能满足如果能满足C∶ ∶O∶ ∶H==1∶ ∶1∶ ∶2的也符合要求,如的也符合要求,如CO和和H2等 答案答案 A 跟跟踪踪练练习习2 在在“绿绿色色化化学学”工工艺艺中中,,理理想想的的状状态态是是反反应应物物中中的的原原子子全全部部转转化化为为期期望望的的最最终终产产物物,,即即原原子子利利用用率率为为100%下下列列反反应应类类型型中中能能体体现现“原原子子经经济济性性”原原则则的的是是( ) ①①置换反应置换反应 ②②化合反应化合反应 ③③分解反应分解反应 ④④取代反应取代反应 ⑤⑤加成反应加成反应 ⑥⑥加聚反应加聚反应 A..①②⑤①②⑤ B..②⑤⑥②⑤⑥ C..③④③④ D.只有.只有⑥⑥ 答案答案 B本本 章章 小小 结结 知识整合知识整合 一、化学与自然资源的分类一、化学与自然资源的分类 二、金属矿物的开发利用二、金属矿物的开发利用 三、海洋资源的开发利用三、海洋资源的开发利用 四、化石燃料的综合利用四、化石燃料的综合利用 高考体验高考体验 1..(2009年广东理基,年广东理基,31)下列说法不正确的是下列说法不正确的是( ) A.苯和乙烯都能与.苯和乙烯都能与H2发生加成反应发生加成反应 B.蔗糖在人体内水解的产物只有葡萄糖.蔗糖在人体内水解的产物只有葡萄糖 C.食醋中含有乙酸,乙酸可由乙醇氧化得到.食醋中含有乙酸,乙酸可由乙醇氧化得到 D..煤煤可可与与水水蒸蒸气气反反应应制制成成水水煤煤气气,,水水煤煤气气的的主主要要成成分分为为CO和和H2 答案答案 B 2..(2009年年广广东东,,2)广广东东正正在在建建设设海海洋洋强强省省。 下下列列说说法法不正确的是不正确的是( ) A.从海带中提取碘单质的过程涉及氧化还原反应.从海带中提取碘单质的过程涉及氧化还原反应 B..往往淡淡水水中中加加入入NaCl等等配配成成人人造造海海水水,,可可用用于于海海产产品品的长途运输的长途运输 C..赤赤潮潮主主要要是是由由工工农农业业生生产产和和生生活活废废水水引引起起沿沿海海水水域域的富营养化而造成的的富营养化而造成的 D..海海洋洋经经济济专专属属区区的的资资源源开开发发可可获获得得Fe、、Co、、K、、Au、、Mg、、B等金属等金属 答案答案 D 3..(2009年年广广东东,,8)广广州州将将于于2010年年承承办办第第16届届亚亚运运会会下列措施有利于节能减排、改善环境质量的有下列措施有利于节能减排、改善环境质量的有( ) ①①在在大大亚亚湾湾核核电电站站已已安安全全运运行行多多年年的的基基础础上上,,广广东东将将继继续续发发展展核核电电,,以以减减少少火火力力发发电电带带来来的的二二氧氧化化硫硫和和二二氧氧化化碳碳排排放问题放问题 ②②积积极极推推行行“限限塑塑令令”,,加加快快研研发发利利用用二二氧氧化化碳碳合合成成的的聚碳酸酯类可降解塑料聚碳酸酯类可降解塑料 ③③加加速速建建设设地地铁铁、、轻轻轨轨等等轨轨道道交交通通,,促促进进珠珠三三角角城城市市一一体化发展,减少汽车尾气排放体化发展,减少汽车尾气排放 ④④发发展展低低碳碳经经济济、、循循环环经经济济,,推推广广可可利利用用太太阳阳能能、、风风能能的城市照明系统的城市照明系统 ⑤⑤使使用用生生物物酶酶降降解解生生活活废废水水中中的的有有机机物物,,使使用用填填埋埋法法处处理未经分类的生活垃圾理未经分类的生活垃圾 A..①②③④①②③④B..①②⑤①②⑤ C..①②④⑤①②④⑤ D..③④⑤③④⑤ 答案答案 A 4..(2009年年上上海海,,22)实实验验室室将将9 g铝铝粉粉跟跟一一定定量量的的金金属属氧氧化化物物粉粉末末混混合合形形成成铝铝热热剂剂。 发发生生铝铝热热反反应应之之后后,,所所得得固固体体中中含金属单质为含金属单质为18 g,则该氧化物粉末可能是,则该氧化物粉末可能是( ) A..Fe2O3和和MnO2 B..MnO2和和V2O5 C..Cr2O3和和V2O5 D..Fe3O4和和FeO 答案答案 AD 5..(2009年年天天津津理理综综,,9)海海水水是是巨巨大大的的资资源源宝宝库库,,在在海海水水淡淡化化及及综综合合利利用用方方面面,,天天津津市市位位居居全全国国前前列列从从海海水水中中提提取食盐和溴的过程如下:取食盐和溴的过程如下: (1)请请列列举举海海水水淡淡化化的的两两种种方方法法::__________________、、____________ (2)将将NaCl溶溶液液进进行行电电解解,,在在电电解解槽槽中中可可直直接接得得到到的的产产品品有有H2、、___、、___或或H2、、___ (3)步步骤骤Ⅰ中中已已获获得得Br2,,步步骤骤Ⅱ中中又又将将Br2还还原原为为Br--,,其其目的为目的为________________________。 (4)步步骤骤Ⅱ用用SO2水水溶溶液液吸吸收收Br2,,吸吸收收率率可可达达95%,,有有关关反反应应的的离离子子方方程程式式为为________________________________,,由由此此反反应应可可知知,,除除环环境境保保护护外外,,在在工工业业生生产产中中应应解解决决的的主主要要问题是问题是__________________________________ (5)某某化化学学研研究究性性学学习习小小组组为为了了解解从从工工业业溴溴中中提提纯纯溴溴的的方方法法,,查查阅阅了了有有关关资资料料::Br2的的沸沸点点为为59 ℃,微微溶溶于于水水,,有有毒毒性性和强腐蚀性他们参观生产过程后,绘制了如下装置简图:和强腐蚀性他们参观生产过程后,绘制了如下装置简图: 请你参与分析讨论:请你参与分析讨论: ①①图中仪器图中仪器B的名称:的名称:________________ ②②整整套套实实验验装装置置中中仪仪器器连连接接均均不不能能用用橡橡胶胶塞塞和和橡橡胶胶管管,,其原因为其原因为________________ ③③实实验验装装置置气气密密性性良良好好,,要要达达到到提提纯纯溴溴的的目目的的,,操操作作中中如何控制关键条件:如何控制关键条件:________________________________。 ④④C中中液液体体产产物物颜颜色色为为________,,为为除除去去该该产产物物中中仍仍残残留留的的少少量量Cl2,,可可向向其其中中加加入入NaBr溶溶液液,,充充分分反反应应后后,,再再进进行的分离操作是行的分离操作是________________ 答答案案 (1)蒸蒸馏馏法法、、电电渗渗析析法法、、离离子子交交换换法法及及其其他他合合理理答答案中的任意两种案中的任意两种 (2)Cl2;;NaOH;;NaClO (3)富集溴元素富集溴元素 (4)Br2++SO2++2H2O==4H++++SO42--++2Br--;;强强酸酸对对设设备备的严重腐蚀的严重腐蚀 (5)①①冷凝管冷凝管 ②②Br2腐蚀橡胶腐蚀橡胶 ③③控制温度计控制温度计b的温度,并收集的温度,并收集59 ℃时的馏分时的馏分 ④④深红棕色;分液深红棕色;分液(或蒸馏或蒸馏)。
