基本概念、热化学.ppt

基本概念和理论复习,1、物质的组成、性质和分类,微观,宏观,一物质的组成,说明：（1）游离态和化合态是元素在自然界中的两种存在形态，单质形式存在的为元素游离态，以化合物形式存在的为元素化合态；碱金属、卤素、Si等元素在自然界中不存在游离态。（2）原子、离子、分子是构成物质的三种基本粒子。由分子构成的物质：一些非金属单质；气态氢化物；含氧酸；多数有机物由原子构成的物质：晶体Si；金刚石；石墨；晶体SiO2;由离子构成的物质：多数盐；强碱；活泼金属氧化物。,二物质的分类,物质,纯净物,混合物,化合物,单质,金属,非金属,无机物,有机物,氢化物,氧化物,酸,碱,盐,空气、水煤气、漂白粉等,分散系（溶液、胶体、浊液）,氧化物、酸、碱、盐的常见分类,氧化物、酸、碱、盐的常见分类,【例题】环保部门为了使城市生活垃圾得到合理利用，近年来逐步实施了生活垃圾分类投放的办法。其中塑料袋、废纸、旧橡胶制品等属于A无机物B有机物C盐类D非金属单质,【练习】（10石景山期末）非金属氧化物采用不同的分类方法可分为不同的类别，从某种意义将N2O5、SO3、CO2、Cl2O7等归为一类。则下列氧化物与它们属于同一类的是ACOBNO2CSO2DNO,纯净物与混合物比较,需要深入了解的一些问题：1、只有一种元素组成的物质一定是纯净物吗？由多种元素组成的物质一定是混合物吗？2、非金属氧化物都是酸性氧化物吗？酸性氧化物都是非金属氧化物吗？3、金属氧化物都是碱性氧化物吗？碱性氧化物都是金属氧化物吗？,常见的混合物,【例题】材料与化学密切相关，表中对应系错误的是,【例题】下列各组物质中，前者是纯净物，后者是混合物的是A水煤气、铝热剂B盐酸、水泥C胆矾、漂白粉D石油、含铁70%的氧化铁,三物质的变化,【例题】下列过程不涉及化学变化的是()A甘油加水作护肤剂B用明矾净化水C烹鱼时加入少量的料酒和食醋可减少腥味，增加香味D烧菜用过的铁锅，经放置常出现红棕色斑迹,【练习】（08广东卷）在下列变化过程中，只发生物理变化的是（）A荔枝酿酒B酸雨侵蚀建筑物C空气液化制取氮气D生石灰遇水成为熟石灰,2、化学用语,一各种常见符号,Z,A,-1,二各种式,教学中的注意事项,1、分子式与化学式的区别；强调只有由分子构成的物质才有分子式。,2、苯环和环烃的结构简式可以写成键线式,3、注意阴离子和复杂阳离子(如NH4+、CH3+)电子式的书写,4、掌握下列微粒电子式的书写：H2、N2、Cl2、HX、H2O（H2S）、NH3、CCl4、CO2、H2O2、HClO、OH、CH3、NaCl、Na2O2、NaOH、Na2O(Na2S)、MgO、MgCl2、NH4Cl、CaC2。,【例题】下列化学用语使用不正确的是A氟化钠的电子式：B纯碱的化学式为Na2CO3C聚乙烯的结构简式为CH2=CH2D高氯酸(HCIO4)中氯元素的化合价为+7,三化合价,元素化合价的一般规律,主族元素的最高正化合价主族族序数=最外层电子数（除O、F）主族元素负化合价最外层电子数8（除去氢元素与金属）单质中元素化合价为0在化合物中元素化合价的代数和为0化合价的变化是氧化还原反应的特征；根据化合价的变化，可以求出得失电子数,1、判断主族元素的负化合价时，Xm-形式的离子中X的化合价往往是该元素的最低价，而XaBbm-形式的离子中X的化合价一般不是其最低价。2、在化合物中，氢元素的化合价一般为+1价，与金属化合时为-1价，此时化合物为离子化合物，有强还原性。,复习化合价时的注意事项,四反应（电离）表示式,书写需尊重事实，要配平，注明反应条件，气体、沉淀要标出符号。书写盐类水解的方程式时要写可逆号，一般不写“”“”符号，多元弱酸盐的水解要分步。CO32H2OHCO3OH,3、热化学方程式,2、化学方程式,要注明聚集状态；表明反应放出或吸收的热量，放热反应H0；系数可以是小数。,1、质量守恒定律它是书写化学方程式等反应表示式的依据,4、离子方程式,拆成离子的规则：完全电离且溶于水的化合物（强酸、强碱、易溶盐）配平规则：同时满足质量守恒、电荷守恒、得失电子数目守恒。,离子方程式书写的常见错误,忽视物质性质二氧气硫通入漂白粉溶液：2ClO-+Ca2+SO2+H2O=CaSO3+2HClO,拆分错误碳酸钙溶解在醋酸中：CaCO3+2H+=Ca2+CO2+H2O,不符合三个守恒酸性高锰酸钾溶液加入H2O2：2MnO4+3H2O2+6H+=2Mn2+4O2+6H2O,忽视反应物之间的量的关系碳酸氢钙溶液中滴加过量的氢氧化钠溶液：OH+Ca2+HCO3=CaCO3+H2O,中学中常见与用量有关的离子方程式酸式盐与碱（如碳酸氢钠溶液中滴加氢氧化钙）；氯气与溴化亚铁；CO2(SO2)与NaOH溶液；明矾与Ba(OH)2；Al3+与OH；铁与稀硝酸；部分多元弱酸盐与H+（如碳酸钠与盐酸）等。需特别注意：有些反应表面看似乎与反应物用量有关，但实际无关。如：苯酚钠溶液中通入少量二氧化碳错写成：C6H5OCO2H2O=C6H5OHCO32,5、电离方程式,注意若电解质的电离写可逆符号；多元弱酸的电离要分步；注意一些伪水解方程式实为电离的方程。CH3COOH+H2O=CH3COO+H3O,6、电极反应式,表示原电池或电解池中电极反应的式子。正极、阴极发生还原反应；负极、阳极发生氧化反应。如：吸氧腐蚀的正极：O2+4e-+2H2O=4OH-；电解氯化铜的阳极：2Cl-2e-=Cl2,7、电子式表示形成化合物的过程,只掌握少数简单的即可，如NaCl、HCl、H2O、NH3、Na2O、MgCl2等,3溶液,1、三类分散系的特点,有丁达尔现象,2、胶体性质,胶体：分散质粒子直径1100nm的分散系胶体分类：固溶胶、液溶胶、气溶胶胶体性质：丁达尔现象；介稳性；,渗析与盐析,饱和FeCl3溶液加到沸水中煮沸即得,利用了盐类水解原理制得Fe3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+,Fe(OH)3胶体的制备方法,【例题】下列说法错误的是（）A、将FeCl3溶液滴入淀粉碘化钾溶液中，可以得到蓝色液体，该液体不能产生丁达尔现象B、牛油与NaOH溶液共煮，向反应后的体系中加入食盐会析出固体C、烟、云、雾也属于胶体分散系D、向沸水中滴加FeCl3溶液，再加热煮沸，可以值得Fe(OH)3胶体,A,4、溶质的质量分数,溶质的质量分数（w）=,饱和溶液质量分数=,5、溶解度曲线,表示溶解度随温度变化情况；线上的任一点表示溶质在某温度下的溶解度；线上方的点表示过饱和溶液；线下方的点表示不饱和溶液；交点表示不同溶质在某温度下溶解度相同。,6、溶解度计算的基本公式,C60时，200g水中溶解80gCuSO4，溶液达到饱和，当降温至30，可析出30gCuSO4晶体D30时，将35gKNO3和35gNaCl同时溶于100g水中，将溶液蒸发时，首先析出的是NaCl晶体,【例题】下图是几种盐的溶解度曲线，下列说法正确的是A40时，将35gNaCl溶于100g水中，降温至0，有NaCl晶体析出B20时，KNO3饱和溶液的质量分数是31.6%,【例题】已知单位体积的稀溶液中，非挥发性溶质的分子或离子数越多，该溶液的沸点就越高。则下列溶液的沸点最高的是A0.01mol/L的蔗糖溶液B0.01mol/L的CaCl2溶液C0.02mol/L的NaCl溶液D0.02mol/L的CH3OOH溶液,4化学中常用计量,一相对原子质量、相对分子质量,1、相对原子质量（1）核素的相对原子质量（设1个12C的质量为ag，一个核素的质量为bg）Mr=NAbA（2）元素相对原子质量MrM1n1M2n2A1n1A2n2,2、相对分子质量各元素相对原子质量的和,3、气体的相对分子质量的计算,（1）已知标准状况下气体的密度，M=22.4Lmol-1，M=Mrgmol-1。,（2）根据阿伏加德罗定律计算：同T、P下，有MA/MB=A/B。,（3）混合气体的平均摩尔质量：,M=M1n1M2n2,若只有两种混合气体：,二物质的量,1、五个概念,（1）物质的量七个基本物理量之一，是一个专有名词，不可随意删减，其单位为mol。,（2）阿伏加德罗常数符号：NA，定义为0.012kg12C所含的碳原子数，是一个精确值。目前计算中取NA=6.021023mol-1。,阿伏加德罗常数问题考查的热点,高考中的重点，重现率极高，主要考察内容有：一定质量物质中含有的微粒数一定体积的物质中含有的原子数或分子数一定量的物质在反应中转移电子的数目一定体积、一定浓度的溶液中含有的电解质的微粒数一些典型物质中化学键的数目,阿伏加德罗常数考试中易出错的地方,命题者往往有意设置一些陷阱：状况条件：考查气体时经常给非标准状况如常温常压下，1.01105Pa、25时等。物质状态：考查气体摩尔体积时，常用在标准状况下非气态的物质来迷惑考生，如H2O、SO3、辛烷、CHCl3等。物质结构和晶体结构：考查一定物质的量的物质中含有多少微粒（分子、原子、电子、质子、中子等）时常涉及希有气体He、Ne等为单原子组成，Cl2、N2、O2、H2为双原子分子等。氧化还原反应：考查指定物质参加氧化还原反应时，常设置氧化还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物被氧化、被还原、电子转移（得失）数目方面的陷阱。电离、水解：考查电解质溶液中微粒数目或浓度时常涉及弱电解质的电离，盐类水解方面的陷阱，要注意这些微粒是否电离或水解。,【例题】下列说法正确的是(NA表示阿伏加德罗常数的值)标准状况下，11.2L氯仿中含有的CCl键的数目为1.5NA标准状况下，以任意比例混合的甲烷和丙烷混合气体22.4L，所含的气体的分子数约为NA个1mol甲烷分子所含质子数为10NA将NO2和N2O4分子共NA个降温至标准状况下，其体积为22.4L常温下，18g重水所含中子数为10NA个常温常压下，1mol氦气含有的核外电子数为4NA在1L0.1mol/L碳酸钠溶液中阴离总数大于0.1NA1molNa2O2与足量的水反应，转移的电子数为2NA室温下，8g甲烷含有共价健数为2NA室温下，21.0g乙烯和丁烯的混合气体中含有的碳原子数目为1.5NA,（3）摩尔质量定义略。当摩尔质量以gmol-1为单位时，在数值上与物质相对质量相等。,易犯错误：使用摩尔质量时应该注意其单位。,（4）气体摩尔体积定义略。单位L/mol，符号Vm。标准状况下：Vm=22.4L/mol。,易犯错误：使用气体摩尔体积时没注意状况、物质的状态。,【例题】,下列说法正确的是（）A、摩尔既是物质的量的单位，又是物质质量的单位B、阿伏加德罗常数12kg12C含有的碳原子数C、1mol水中含有2molH原子和1mol氧原子D、一个NO的质量是ag，一个NO2的质量是bg，则氧原子的摩尔质量是（b-a）g,C,（5）物质的量浓度及有关计算,物质的量浓度：CB=,溶质的物质的量浓度与溶质的质量分数的换算:,CB=mol/L,溶液稀释:c(浓)V(浓)=c(稀)V(稀),溶液混合:c(混)V(混)=c1V1+c2V2,可结合电解质溶液酸碱的稀释计算pH,稀溶液V(混)V1+V2，浓溶液的混合体积需根据质量守恒计算。,几个概念之间的换算,2、阿伏加德罗定律以及其推论,（1）定义在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。即：T1=T2，P1=P2时，V1=V2n1=n2,（2）阿伏加德罗定律的推论,同温同压下气体：V1/V2=n1/n2同温同压下气体：M1/M2=1/2同温同体积气体：P1/P2=n1/n2同温同压等质量气体：M1/M2=V2/V1同温同压等体积气体：m1/m2=M1/M2=1/2,3、一定物质的量浓度溶液的配制,（1）仪器,注意容量瓶的容量；胶头滴管,（2）步骤,注意NaOH的称量；溶液的转移；烧杯的洗涤；定容,（4）误差分析,根据可分析实验误差。特别要注意定容时仰视或俯视刻度线产生的误差。,CB=,（4）其它需要注意的问题,用结晶水合物配制溶液时，其溶质不应包含结晶水,若配制的溶液的体积与容量瓶的规格不一致时，应以最接近该体积的容量瓶配制。如：配制0.1mol/LH2SO4溶液490mL，则实际需要配制0.1mol/LH2SO4溶液500mL。,5化学反应类型,一、四种基本反应类型,二、化学反应中的能量变化,1、化学反应中能量转化的原因,化学反应的实质是旧化学键的断裂、新化学键生成的过程。旧化学键断裂吸收能量，新化学键形成放出能量，可以据此估算反应热。,【例题】已知拆开1molHH键，1molNH键，1molNN键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为。,2、几个概念,（1）活化分子与活化能,图中E1为活化能，E2为活化分子生成生成物放出的能量，也是逆反应的活化能。,（2）焓变与反应热,强调等压条件下的焓变等于该反应的反应热，也就是图中的H=E2-E1,常见的放热反应：常见的吸热反应：,【例题】请认真观察下图，然后回答问题。（1）图中反应是（填“吸热”或“放热”）反应，该反应（填“需要”或“不需要”）提供能量，该反应的H=（用含E1、E2的代数式表示）。（2）已知热化学方程式：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)H=241.8kJmol-1，该反应的活化能为167.2kJmol-1，则其逆反应的活化能为。,（3）对于同一反应，图中虚线(II)与实线(I)相比，活化能大大降低，活化分子的百分数增多，反应速率加快，你认为最可能的原因是。,（3）燃烧热与中和热,复习时注意强调两者的差异，可通过填表的方法复习。,3、热化学方程式的书写,热化学方程式的书写对一部分学生仍是难点，仍需练习。常犯的错误除不能准确注明聚集状态；H未随化学计量数的变化而变化。除了这两种情况外还需提醒学生注意下面两种情况：（1）有关燃烧热的热化学方程式的书写，如：已知在25、101kPa下，1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为_。准确答案：CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)H725.76kJmol1,【例题】已知1g氧气与氢气完全反应生成液态水，放出17.86kJ的热量，写出该反应的热化学反应方程式。,H2(g)+O2(g)=H2O(l)H=285.8kJmol1,2H2(g)+O2(g)=H2O(l)H=571.6kJmol1,（2）注意提醒学生避免出现小分数系数的情况，如：H2(g)+O2(g)=H2O(l)H=17.86kJmol1,4、盖斯定律的应用,化学反应的反应热只与反应体系的始态与终态有关，与反应途径无关,HH1+H2,【练习】已知：H2O(g)H2O(l)H1Q1kJmol1C2H5OH(g)C2H5OH(l)H2Q2kJmol1C2H5OH(g)3O2(g)2CO2(g)3H2O(g)H3Q3kJmol1若使23g酒精液体完全燃烧，最后恢复到室温，则放出的热量为（）AQ1Q2Q3B0.5(Q1Q2Q3)C0.5Q11.5Q20.5Q3D1.5Q10.5Q20.5Q3,5、自发反应与焓变的关系,一般情况下，焓减和熵增的化学反应属于自发反应，用自由能变判据更准确。,【例题】科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成N2和CO2，化学方程式如下：2NO+2CON2+CO2（1）在上述条件下反应能够自发进行，则反应的0（填写“”、“氧化产物还原性：还原剂还原产物,（3）根据金属活动性顺序表（4）根据元素周期表（5）根据反应条件判断,4、常见的氧化剂和还原剂,1)重要氧化剂活泼非金属单质(非金属性较强)：F2、Cl2、Br2、I2、O2、O3变价元素中高价态化合物MnO2、NO2、浓H2SO4、浓、稀HNO3、KClO3、KMnO4、Fe3盐、K2Cr2O7、固体硝酸盐过氧化物：Na2O2、H2O2；其它：HClO、漂白粉、银氨溶液、新制Cu(OH)2、H等。,1)重要还原剂金属单质：K、Na、Al、Fe、Zn等某些非金属单质：H2、C、Si、S等元素处于低化合价的化合物CO、SO2、H2S、HX（XCl、Br、I）、H2Se、H2SO3、Na2SO3等亚硫酸盐、含S2的硫化物、含I的盐、Fe2盐、Sn2盐、含Br的盐、Cl盐。其它：NH3气、Fe(OH)2等。,【例题】14CuSO4+5FeS2+12H2O=7Cu2S+5FeSO4+12H2SO4下列说法正确的是ACu2S既是氧化产物又是还原产物B5molFeS2发生反应，有10mol电子转移C产物中的SO42-离子有一部分是氧化产物DFeS2只作还原剂,中学常考的一些微粒在水溶液中的反应,H2SS2-SO2SO32-I-Fe2+Br-Cl-,SSO42-I2Fe3+Br2Cl2、NO3-(H+)、H2O2、ClO3-(H+)、MnO4-(H+)ClO-(H+)、Cr2O72-(H+),应用1：判断离子共存，如：Fe3+与I-不能大量共存；H+存在时NO3-与Fe2+、I-不能大量共存，H+存在时MnO4-与Fe2+、Cl-、I-不能大量共存等。应用2：书写某些一些氧化还原方程式如H2O2与Fe2+反应；Fe3+与I-反应；酸性ClO3-与Cl-；I2或Br2、Cl2与SO2溶液等。,5、电子转移的表示法,（1）双线桥,注意：标出得到或失去，得失电子的数目nme-,（2）单线桥,注意：强调电子数目与方向，不注得失。,复习氧化还原反应时需要注意的三个规律,（1）守恒规律氧化还原反应还原剂失电子总数必等于氧化剂得电子总数。考试中经常出现的考点：求某一反应中被氧化与被还原的原子数之比；配平氧化还原方程式；进行有关氧化还原的计算。,（2）转化规律氧化还原反应中，以元素相邻价态之间的转化最容易；同种元素不同价态之间发生反应，元素的化合价只能靠近（或最终相同）而不能交叉；同种元素相邻价态之间不发生氧化还原反应。该规律对陌生方程式的书写、电子转移数目的计算很有用。,【例题】已知氧化还原反应：2Cu(I