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文档简介
绪言
化学……人类进步的关键
教学目的:
1.使学生了解化学在人类进步中的作用。
2.使学生明确在高中阶段为什么要继续学习化学。
3.激发学生学习化学的兴趣,了解高中化学的学习方法。
4.通过了解我国在化学方面的成就,培养学生的爱国主义精神。
引言:
在高中,化学仍是一门必修课。“化学……人类进步的关键”这句话引
自美国著名化学家诺贝尔化学奖获得者……西博格教授在1979年美国化学会成
立100周年大会上的讲话。
纵观化学发展的历史,我们就会发现:化学对社会的发展和人类的进步产生
了多么巨人的作用。西博格(GlennTheodoreSeabory,1912-1999)是美国核
化学家。1940年他与麦克米伦(E。M•Mcmillan)等人共同发观了94号元素
杯。
在第二次世界大战期间,他领导的芝加哥大学冶金实验室,创立了生产原
子弹材料杯的化学流程,这是核武器研制成功的一个关键步骤。1944年,他提
出了钢系元素概念与它们的电子结构,这不仅使元素周期表趋于完整,而且为
后来合成超铀元素指明了方向。他和麦克米伦共同获得1951年诺贝尔化学奖。
投影:运用纳米技术拍出的“中国”照片
1.由原子组成的最小汉字“中国”的说明:
中国科学院北京真空物理实验室的研究人员于1993年底至1994年初,以超
真空扫描隧道显微镜(STM)为手段,在Si表面上开展了原子操纵的研究,取
得了世界水平的成果。他们在室温下,用STM的针尖,并通过针尖与样品之间
的相互作用,把硅晶体表面的原子拨出,从而在表面上形成一定规则的图形,
如“中国”等字样,这些沟槽的线宽平均为2nm(1nm=lXlQ-9m)是目前
在室温时,人们在Si表面“写”出的最小汉字。凹陷的地方是原子被拨出后显
下的深黑色沟槽,凸起的亮点是散落的原子形成的,显白色。
2.扫描隧道显微镜:
扫描隧道显微镜(scanningtunnelingmicroscope,简称STM)是1982年德国
科学家宾尼(GerdBinnig,1947一)与其同事共同研制成功的世界第一台新型
的表面分析仪器。STM的研制成功为人类认识微观世界的奥秘乂提供了一个十
分有用的工具,使人们第一次能够直接观察到原子在物质表面的排列状态和与
表面电子行为有关的物理化学性质,对表面科学、材料科学、生命科学和微电
子技术的研究有着重要的意义。为此,他们与电子显微镜的发明家鲁斯卡
(ErnstRuska)一起荣获1986年诺贝尔物理奖。
STM具有原子级分辨率,可分辨出单个原子;还具有直接观测的性能,STM
的基本原理是基于量子的隧道效应。将原子线度的极细针尖和被研究物质的表
面作为两个电极,当针尖与样品的距离非常接近时(通常小于1nm),在外加
电场的作用下,电子会穿过两个电极之间的绝缘层流向另一一电极,这种现象叫
做隧道效应,产生的电流就称为隧道电流。隧道电流的强度对针尖与样品表面
之间的距离非常敏感。通过计算机系统控制针尖在样品表面扫描。把针尖在样
品表面扫描时运动的轨迹直接在荧光屏或记录纸上显示出来,也就是说,STM
是通过在针尖扫描时,控制针尖与样品间的距离恒定不变,从而使针尖随样品
表面的起伏而起伏。针尖运动的轨迹就表现了样品表面的形貌。
3.关于化学发展史的分期问题:
化学究竟从什么时候开始进入了她的近代化学时期?史家都称1774年拉瓦锡
(A.L.Lavoisier)提出元素概念结束燃素论不久,道尔顿(J.Dation)于
1803年提出原子学说,使化学进入了这个持续至今以原子论为主线的新时期。
实际上,化学进入近代化学时期后,势如破竹的发展所依据的最基本的理论始
终是原子一一分子理论,简称原子理论。它指明:不同元素代表不同原子;分
子是由原子在空间按一定方式或结构结合而成的;分子的结构直接决定其性
能;分子进一步聚集成物体。
原子理论结束了持续儿个世纪炼金和炼丹家的盲目实践。有人认为,炼金
家之所以长时期与硫黄和重金属打交道,是基于他们的一个信念:只要把硫黄
的亮黄色和重金属的高密度这两个性质掺和在一起就可炼出黄金来。历史已经
证明,在近代化学时期之前,化学并没有经历过像物理学发展进程中出现过的
那个经典物理学时期(或牛顿力学)。到近代物理两个时期。同此.我们要有
一个共识,一般说来,化学就是指近代化学。
板书:
实用技术……近代化学……现代化学
(冶金、火药、造纸)(原子一分子学说)(物质结构理论)
展示:
橡胶、合成纤维、半导体材料、光导纤维(这些物质称之为材料)
板书:
r非金属材料(如:陶瓷)
’化学组从金属材料(合金)
材料,f有机高分子(橡胶)
.使用功能,复合材料(多功能)
・高功能材料(超导)
结构材料(耐高温)
信息材料(液晶)
4.材料和材料科学
材料是人类赖以生存和发展的物质基础,一直是人类进步的一个重要里程
碑。例如,历史上的石器时代、青铜器时代、铁器时代都是以材料作为时代主
要标志的。一种新型材料的研制成功,可以引起人类文化和生活的新的变化。
石器、陶瓷、铜、铁、玻璃、水泥、有机高分子(如塑料等)、单晶材料等的
发明,为人类进步提供了重要的物质基础。没有半导体材料,便不可能有目前
的计算机技术;没有耐高温、高强度的特殊结构材.料,便没有今天的宇航工
业;没有低损耗的光导纤维,便不会出现光信息的长距离传输,也就没有现代
的光通讯;没有有机高分子材料,人们的生活也不可能像今天这样丰富多彩。
相反,有很多新技术,因材料不过关,很难实现。例如,长距离输电,中途损
耗很大,以致造成我国全国电力分布不均。如果在室温工作的、价廉的超导材
料研制成功,就会出现新的局面。又如,太阳能是取之不尽、用之不竭,而又
没有污染的一种能源,但我们目前还没有价廉、寿命长、光电转换效率很高的
材料,把光能变为电能,因而太阳能现在还没有成为世界上的主要能源。因
此,在一定意义上讲,材料是科学技术的先导,没有新材料的发展,不可能使
新的科学技术成为现实生产力。例如,新型材料的合成与制造往往与许多极端
条件技术,如超高温、超高压、超高真空、超高速、超高纯、微重力和极低温
等相联系。
问题:
除了合成材料外,人类社会还有哪些问题需要化学解决呢?
①.化石能源有限,开发新能源。
②.环境保护。
③.提高农作物产量,解决吃饭问题。
④.维护人体健康(药)。
书图:
P4图5,运用化学知识研究实际问题。
板书:.
自然界存在光能转换:6co2+61第技-C6HI2O6+6O2t
构想:
2N2+6H2O.......4NH3+302
2CO2+4H20.......2CH3OH+302
CO2+2H20.......CH4+202
第一章化学反应及其能量变化
第一节氧化还原反应
教学目的:
1.在复习四种基本类型的反应以及从得氧、失氧角度划分氧化反应和还原反
应的基础上,使学生了解化学反应有多种不同的分类方法,各种分类方法
由于划分的依据不同而有不同的使用范围。
2.使学生会用化合价升降的观点及电子转移的观点,来理解氧化还原反应,
并会利用“双线桥”分析氧化还原反应。
3.使学生了解氧化剂和还原剂。
4.对学生进行对立统一等辩证唯物主义观点教育。
一、化学反应的类型
1.初中的两种不同分类方法
①.从形式上划分:化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应
课练:教与学P8
注:基本类型的分类方法是形式上划分,不能反映化学反应的本质,也
不能包括所有的化学反应(Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2)o
②.从得氧失氧(是否与氧气反应)的角度:氧化反应、还原反应
*2、不同角度对化学反应分类
,有无电子转移{氧化还原反应
非氧化还原反应
当有无离子参加{离子反应
代热效应{非图子反应
吸热反应
反应程度
放热反应
可逆反应
非可逆反应
二、氧化还原反应
1.狭义的氧化还原反座概念
2Cu+C)2=2CuO
Cu-CuO:物质得氧叫氧化反应。
CUO+H2=CU+H2O
CuO-Cu:物质失氧叫还原反应。
H2fH2。:物质得氧叫氧化反应。
课练:教与学Pio
注:得失氧的角度不准确:
①、将氧化反应、还原反应两个过程分割开。也就是说氧化、还原反应
是同时发生、同时存在的,不可能单独发生。
②、缩小了氧化还原反应的范围。
复习书P7、P8表格,讨论P8
2.广义的氧化还原反应
分析反应:CUO+H2=CU+H2O(I)
2Na+Cb=2NaCl(II)
不同点:I、有氧参加反应,有物质结合氧。
II、无氧参加反应,无物质结合氧。
相同点:反应前后元素化合价发生改变。
化合价降低,被还原
II
CuO+H2=Cu+H2O
化合价升高,被氧化
同理分析2Na+Cl2=2NaCl
结论:
I、氧化还原反应:凡有元素化合价升降的化学反应。
II、氧化反应:物质所含元素化合价升高的反应。
还原反应:物质所含元素化合价降低的反应。
III、化合价升高……被氧化(氧化反应)……还原剂
化合价降低……被还原(还原反应)……氧化剂
问:分析元素化合价升、降之间有何关系?
2。-2%共升高2价
+20
CM-»Cu共降低2价
IV、在一个氧化还原反应中,元素化合价升高总数等于元素化合价降低总
数。
思考:化合价升降的观点,有何更大的意义?
分析一些没有氧气参加而化合价有变化的氧化还原反应。
课练:教与学Pio2。
例:判断H2+C12>Fe+Cb、Zn+HCl、CaCO3+HCl>Na2cO3+H2so4、MgO
+HC1是否为氧化还原反应?指出氧化剂、还原剂?谁发生氧化反应、还
原反应?
3、四种基本反应类型与氧化还原的关系
讨论:书Pii、书PH图1-7,举例
基本反应类
氧化还原非氧化还原规律
型
化合反应有单质参加的一定是氧化还原反应
有单质生成的一定是氧化还原反应
分解反应
无单质生成的可能是氧化还原反应
置换反应都是氧化还原反应
复分解反应都不是氧化还原反应
问题:元素化合价的升、降与元素得失电子有何关系?
2Na+Cl2=2NaCl
Na-e-=Na\共失去2e1升高2价
C\2+2e~=2Cr,共得到2广,降低2价
4.氧化还原反应:
凡有电子转移(得失或偏移)的反应就是氧化还原反应。(氏+。2偏移)
注:
①、化合价升高……失电子……被氧化……还原剂
化合价降低……得电子……被还原……氧化剂
②、在同一反应中:失电子总数=得电子总数(问题的本质)
③、氧化反应:失去电子的反应。
还原反应:得到电子的反应。
④、氧化反应和还原反应是同时存在。
⑤、氧化剂:得电子物质。
还原剂:失电子物质。
⑥、电子转移和化合价的关系:
化合价升高,失e1被氧化
一4、一3、一2北降伸,、彳和1,、+3、+4、+5、+6、+7
⑦、氧化还原反应的判定:
特征:化合价的变化。
本质:电子得失转移。
练习:
1.教与学P14“扫描1、2”
2.指出氧化剂、还原剂、氧化反应、还原反应、被氧化、被还原?
Fe+CuSO4>KCIO3分解、C12+H2O
三、常见的氧化剂、还原剂
1.氧化剂:反应中凡能得电子的物质。
①、活泼非金属单质。。2、02
②、高价金属阳离子。Ag+、Fe3\Cu2+(最高价只有氧化性、中间价如
Fe?+呢?)
③、较高价含氧化合物。MnO2>KMnO4>HNO3
2.还原剂:反应中凡能失电子的物质。
①、活泼金属单质。Al、Mg
②、某些非金属单质。C、H2
③、非金属阴离子。Br,「、S2-(最低价只有还原性)
3.判断氧化剂或还原剂强弱的依据
①、儿个概念:
I、氧化性:得电子的性质,即氧化剂性质。
II、还原性:失电子的性质,即还原剂性质。
III、氧化产物:被氧化得到的产物。具有氧化性。
IV、还原产物:被还原得到的产物。具有还原性。
例:Cl2+2NaI=2NaCl+I2
氧化剂还原剂还原产物氧化产物
问:C12+H2O=HC1+HC1O>2H2S+S02=3SI+2H20
注:
氧化性强弱指得电子能力,而不是数目。
还原性强弱指失电子能力,而不是数目。
如:Na-Na'AlA产、Cu—Cu?.还原性Na>Al>Cu
②、由活动顺序表确定(相反律)
I>金属
K、Ca、Na>Mg>Al>Mn>Zn>Fe>Sn>Pb>H>Cu>Hg>Ag>Pt>Au
K-Au:失电子能力减弱,还原性逐渐减弱。
K+-Ag+:得电子能力增强,氧化性逐渐增强。
II>非金属:
F2、。2、。2、Bl2、【2、S、P、C>Si、H2
F2-S:得电子能力减弱,氧化性减弱。
F--S2-:失电子能力增强,还原性增强。
③、依据化学反应事实确定
I、由反应条件确定
例:《教与学》P2528
(1)、实验室用二氧化镒跟浓盐酸共热反应,MnO2被还原成Mn02并
制取氯气的化学方程式是MnO2+4HC1(浓)=MnC”+C”t+2
H2Q0
2+
(2)KMnCU是常用的氧化剂。在酸性条件下,MnO「被还原成MnO
用高镒酸钾跟浓盐酸在室温下制氯气的化学方程式是2KMnOq+16
HC1=2KC1+2MnCl?+5Cl2t+8比0。
(3)历史上曾用“地康法”制氯气。这一方法是用CuCb作催化剂,在
450℃利用空气中的氧气跟氯化氢反应制氯气。这一反应的化学方程
式为4HCl+O2=2Cb+2H2O。
(4)从氯元素化合价的变化看,以上方法的共同点是C台->C1°。
(5)比较以上三个反应,可认为氧化剂的氧化能力从强到弱的顺序为
II、由反应现象(剧烈)确定
如:CU+HNO3(浓)常温反应;CU+HNO3(稀)常温缓慢反应
...氧化性HNO3(浓)>HNO3(稀)
III、由反应中价锣化确定
如:2Fe+aCl2=2FeCl3
Fe+S=FeS
同样条件下,对同一还原剂,可知氧化性:C12>S
IV、由氧化还原方程式确定
反应:氧化剂+还原剂=氧化产物+还原产物
若能自发进行则:氧化性:氧化剂>氧化产物
还原性:还原剂>还原产物
结论:氧化还原反应的发生方向:强~弱(反之不行,该规律如同较强
酸制较弱酸等规律)
练习:《教与学》P248
四、氧化还原反应的表示
1.双线桥法化合价升高,失2e,被氧
I1
2Na-C],二2MaCl
加合侨窿低,得)■,被还原
注:
①、表示内容:指同一元素在反应前、后的变化情况。
②、箭头方向:由反应前一反应后。
③、箭头方向不指明得失电子情况,应标注电子的得失。
④、书写点:注意箭头和箭尾应对准化合价发生变化的元素,且得失电子
总数相等。
练习:
1.①、在下列各式中,当左边的物质能生成右边的物质时,试分析下面画横
线的元素是被氧化还是被还原?
KI-b、SO?-SO3、HgCb-Hg2cL、NO2-HNO3
②、要完成上述反应,应加入氧化剂还是还原剂与之反应?
2.判断是否为氧化还原反应?指出氧化剂、还原剂?双线桥表示这一过程。
①、PC13+C12=PC15
②、2FeCl3+Fe=3FeCl2
③、NH4HCO3=NH3t+H20t+C02t
④、3Cu+8HNO3(稀)=3CU(NO3)2+2NOt+4H20
2.单线桥法11
2Na+Cl2=2NaCl
注:
①、表示内容:不同元素间电子的转移情况。
②、箭头方向:反应物中,失电子元素指向得电子元素。
③、书写点:仅标明得失的电子总数。
④、两种方法区别:
I、箭头方向:双线桥反应物到生成物;
单线桥反应物间。
II、箭头含意:双线桥仅起指示作用,不能反映电子的得失,应注
明;
单线桥不仅标明方向,且能反映电子的得失(出为
失,进为得)。
练习:单线桥表被反应
1、KC1O3+6HC1=KC1+3C12t+3H2O
若用K35cl。3与H37cl作用,则下列说法正确的是(B、D)
A.KC1中只含35cl
B.KC1中只含37cl
C.KC1中既含35cl又含37cl
D.生度Cb中,35cl与37cl个数比为1:5
2、NH4NO3=2H2O+N2Ot
3、Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
4,HgS+O2^Hg+SO2
\5e~
5、11P+15CUSO4+24H2O=5CU3P+6H3PO4+15H2SO4
It
15e-
第二节离子反应
教学目的:
1.使学生了解电解质的含义。
2.使学生了解离子反应和离子反应方程式的含义。
3.使学生了解离子反应发生的条件和离子反应方程式的书写方法。
一、强电解质和弱电解质
实验分析:逐步填入
HCkNaOH、NaClCH3coOH、NH3•H20
导电性强弱
离子浓度大小
电离程度兀全部分
电解质分类强电解质弱电解质
1.电解质和非电解质
定义:凡在水溶液或熔化状态下能导电的化合物叫电解质,在两种情况下都
不能导电的化合物叫非电解质。
注:①、判定依据:熔化或溶解于水能否导电,只要具备其中一个条件即
可。溶解度不能作为依据,例BaSC)4(电解质)。
②、必须本身含有离子或能生成离子。如:KC1、HC1而C02属非电
解质。
③、讨论范围:化合物。混合物、单质(Cu)都是非电解质类,而
不是非电解质。
《教与学》P28“针对1、2、3、4”
2.强电解质和弱电解质
①.判定标准:以电离程度分类。
强电解质……在水溶液中完全电离成离子。
弱电解质……在水溶液中部分电离成离子。
②.强弱是由物质内部结构决定的,与任何外界因素无关。
③.电解质的强弱与其溶解度无关。例BaSO4(强电解质);而HgCb易溶
于水却是弱电解质。
④.常见的强、弱电解质:
强电解质:强酸(HCl、HNO3、H2SO4)、强碱(NaOH、Ba(OH)2>
Ca(OH)2)、绝大多数盐、金属氧化物
弱电解质:弱酸(H3PO4、H2c。3、CH3coOH)、弱碱(A1(OH)3、
CU(OH)2、NH3-H2O)、H2O、少数盐1一J
((CH3coer)2Pb),虽电解质电
〈弱电解质解
练习:V质
填图:现大圈代表化合物,将电解质、非电解质、强电解质、弱
电解质概念的范围填入。
《教与学》P28”扫描1、2”
3.电解质溶液的导电能力
决定于:溶液中自由移动离子浓度成正比,与电解质强弱无关。
《教与学》P27“扫描1、2、3、4、5”
4.电解质的电离
①.强电解质:在稀溶液中100%电离。
T2-
H2SO4=2H+SO4
NaOH=Na++OH"
②.弱电解质:在水溶液中部分电离。
CH3COOH?=iCH3coeT+H'
+
NH3•H2O.=NH4+OH-
注:I、电离式只能表示溶液里电解质分子和离子的种类,不能表示电离程
度大小。
II、多元弱酸分步电离:H2coLH'+HCC)3-
+2-
HCO3^^I+CO3
IIL多元弱碱也分步电离,但写总式:A1(OH)LA13++3OH-
讲解:①、离子化合物电离:本身存在阴阳离子,在水分子极性作用下,脱离
进入溶液。
②、共价化合物电离:在水分子极性作用下,键型变化,由极性键一离
子键,再在水分子热运动下散成水合离子。
③、弱电解质电离:一部分电离,不能发生键型转化,电离的离子互相碰撞又
相互吸引而重新结合成分子,电离过程可逆。
练习:
1、假设双氧水是比碳酸还弱的二元酸。
(1)>双氧水的电离方程式:________________________________
知识迁移:一级电离H2cChF+HCO3-
+-
H2O2^^+HO2
二级电离HCO3-H'-FCOa2-
+2?=
HO2-H+O2"
(2)、有学者分析:干燥的C02并不与Na2O2反应,但潮湿的C02却可以
与Na2O2反应,此反应的化学方程式可表示为:
这个问题虽然没有直接指明出。2与H2c。3的直接关系,但它既然在总的题
干之下,必然与此。2和H2c。3有关。既然题意肯定了C02在潮湿情况
下才与Na2O2反应,说明C02与H20反应即生成H2c。3与Na2O2反
应。山。2看作弱酸,02?一是弱酸的酸根,则NazCh便算是弱酸的盐。
碳酸与Na2O2这种弱酸盐反应,依据规律,应生成新弱酸,这就是
H2O2O用化学方程式表示:Na2O2+C02+H20=Na2cO3+H2O2
弱酸盐相对较强的酸较强酸的盐新弱酸
《教与学》P28“扫描3、4”
二、离子反应
1.物质在溶液中反应本质
分析:NaCl+AgN03、CaCl2+AgNO3.AlCl3+AgNO3
现象:相同,白色沉淀。
产物:相同,AgCl
原因:溶液中都含有Ag+、cr,其他离子不反应。
结论:化合物在溶液里的离子反应,不取决于化合物的种类,而是取决于溶
液中的离子种类。
2.定义:凡是有离子参加或离子生成的反应。
3.离子反应的范围
①.范围:水溶液或熔融体系。
注:I、在气相或固相中进行的反应,无离子方程式(氏+。2、
KMnCU分解)。
II、在溶液中,但无离子存在的,无离子反应。(有机反
应)
②.条件:有离子参与反应。
注:I、体系中必须存在自由移动的离子。
II、离子间必须存在反应。
三、离子反应方程式
1.离子反应方程式:
用实际参加反应的离子符号表示离子间反应的式子。
例:KCl+AgNO3
Ag++Cr=AgCl
注:离子反应方程式意义:I、表示反应的本质。
II、表示了所有同一类型的反应。
III、同一离子反应方程式可对应不同的反应
物。
2.离子反应方程式的书写
①.正确写出化学反应方程式。
②.物质的书写
化合物氏0[不溶于木A以分子形式存在
“溶于水(完全电离’,以离子存在
不完全电离以离子、分子存在
可溶性物质:I、能完全电离的(即强电解质),用离子表示。
II、不能完全电离或不电离的,用分子表示。
不溶性物质:用分子表示。
③.删去不参加反应的离子。
④.必须遵守质量守恒,电荷守恒和定组成定律。
例:FeCb+Fe;
2Fe3++Fe=3Fe2+写成Fe3++Fe=2Fe2+
H2SO4+Ba(OH)2;
+2-2+-
2H+SO4+Ba+2OH=2H2O+BaSO4I
写成H+SO42-+Ba2++OFr=H2O+BaSO4I
《教与学》P355
练习:
Na2SO4+Ba(NO3)2>CC)2+Ca(OH)2、Mg+H2s0八CaCO3+HCk
CuCl2+Ba(OH)2^Na2cO3+HCI、NaOH+CH3coOH、MgO+HCl
四、离子反应发生的条件
实验:①、NaCl+AgNO3
②、CuCb+NaOH
分析:由于溶液中离子间的相互作用生成难溶物质,使溶液里自由移动的离子
迅速减少,反应向右进行。
1.生成难溶物质
Ag++C「=AgClI
2+-
CU+2OH=CU(OH)2!
实验:分别在NaOH一酚酿,Cu(0H)2悬浊液中加入稀H2so4。
分析:由于溶液中离子间相互作用生成难电离物质,使溶液中自由移动的离子
迅速减少,反应向右进行。
2.生成难电离的物质
+-
H+OH=H2O
+2+
2H+CU(OH)2=CU+2H20
实验:分别在NaHCCh、CaCCh中加入稀HC1
分析:由于溶液中离子间相互作用生成挥发性物质,使溶液中自由移动的离子
迅速减少,反应向右进行。
3.生成挥发性物质
-+
HCO3+H=CO2t+H20
+2+
CaCO3+2H=CO2t+Ca+H2O
4.能发生氧化还原反应
_
Cl2+2Br=2Cr+Br2
知识整理:
对于离子互换反应,其发生的条件是……生成物中有难溶物质、难电离物
质或挥发性的物质,满足其中一个即可。
注:①、离子互换反应总是向降低反应物离子浓度的方向进行。
②、生成物是否难溶,由《溶解性表》判定。
③、难电离物质除H20外,常见:氢硫酸HzS、氢氟酸HF、次氯酸
HC10、H2so3、CH3coOH、NH3•H20
④、挥发性物质除C02,常见:H2S,SO2、NH3
⑤、离子参加的氧化还原反应方向是强一弱。
《教与学》p37“针对6、7”
练习:
1.判断下列离子反应能否发生?能则写出离子方程式。
①、Ba(0H)2、H2SO4②、NaF、稀HC1③、CaCO3>稀HC1
④、NaCkCU(NO3)2⑤、Cu、FeSO4⑥、Zn、CuSO4
22
2.把含Cl\CO3\s2-的溶液,用Cu\Ag\Ba2+将它们依次沉淀出来,
加入试剂的顺序是
Ba?+、C/+、Ag+;相应的离子反应方程式
第三节化学反应中的能量变化
教学目的:
1.初步了解吸热反应、放热反应的概念;了解研究化学反应中能量变化的重
要意义。
2.初步理解能量变化(吸热、放热)的本质原因;掌握燃料充分燃烧的条
件,措施及意义。
一、化学反应中的能量变化
1.放热反应与吸热反应
放热反应:有热量放出的化学反应。
吸热反应:吸收热量的化学反应。
2.化学反应中能量变化的本质原因
I、本质原因:取决于反应物和生成物所具有的总能量。
II、放热:E(反应物)>E(生成物)
吸热:E(反应物)<E(生成物)
IIL一个反应是吸热或放热,只与反应物与生成物有关,与反应途径无关。
IV、常见的放热反应:
①、所有燃烧反应
②、中和反应
③、大多数化合反应
④、金属和酸
常见的吸热反应:
①、大多数分解反应
②、以c、H2>co为还原剂的氧化还原反应
③、钱盐与碱反应
练习:
1840年盖斯根据一系列实验事实得出规律,他提出“若是一个反应可以分
几步进行,则各步反应的反应热总和与这个反应一次发生时的反应热相同”,
参照它回答:现已知道热化学方程式:
C(固、金刚石)+02(气)=C02(气)+395.41kJ
C(固、石墨)+02(气)=C02(气)+393.51kJ
则金刚石转化为石墨时的热化学方程式为:C(固、金刚石)=C(固、石墨)
+1.90kJ;由热化学方程式看来更稳定的碳的同素异形体是五墨。
分析:根据盖斯定律可以将上述两个反应看作C(金刚石固体)一C(石墨固
体)-CO2(气)的两步反应,因为1mol金刚石燃烧放出的热量比
1mol石墨燃烧放出的热量多,而由金刚石转化成石墨,是同素异形
体的互变,应属于化学反应.只要将两反应的热化学方程式相减便
得到金刚石转化成石墨的热化学方程式。金刚石转化成石墨放出能
量,说明石墨处于低能状态,所以比金刚石稳定。
二、燃料的充分燃烧
1.燃料充分燃烧的条件
①.要有足够的空气。
②.燃料与空气要有足够大的接触面积。
介绍:
1.煤炭燃烧所产生的大气污染物
(1)、CO对大气的污染
大气中CO的主要来源是矿物燃料的不完全燃烧,例如石油炼制、钢铁冶
炼等。CO是排放量最大的大气污染物,目前每年人为排放CO总量为3亿吨〜
4亿吨,其中一半以上来自汽车排放出的废气。过去曾认为CO大部分来自人类
活动,近年来的研究表明:CO的自然排放量比人为排放量要大儿倍,主要来自
森林火灾、CH4的氧化、动植物的代谢等。CO可被土壤中微生物所吸收,但在
大气中很稳定,不能被氧化成CO2,故能在大气中停留很久。
CO使人中毒的机理是它跟血红蛋白的结合能力,比氧跟血红蛋白结合能力
大200〜300倍。CO被吸进肺里跟血液中血红蛋白(用Hb表示)化合发生下
述反应:CO+Hb«O2Hb・C0+02使血红蛋白减弱或失去携氧和向体内供氧
的能力,导致慢性或急性中毒,出现•系列缺氧症状或窒息死亡。
(2)、CO2与温室效应
太阳辐射能到达地面途经大气层时,大约有30%辐射能经反射作用返回宇
宙空间,约有20%辐射能被大气层吸收后,再反射回宇宙空间去。其余的约
50%太阳辐射能,以可见光的形式到达地面,其中相当部分以地球长波辐射热
能形式,又重新反射回地球表面,使地球表面平均温度不变。但是当太阳辐射
能到达地球表面时。地球大气层中的CO2和水蒸气等在允许太阳能透过并到达
地面的同时,它们还把部分长波辐射能反射回地球表面,使地球表面温度升
高,这犹如在地球上空镶上了“玻璃层”,“玻璃层”允许太阳辐射能通过,
但却阻止地面热量散发,致使地面温度上升,这种作用叫做“温室效应”。
“温室效应”的积极作用是控制地球表面的温度适合于动、植物的生存、
繁衍。它是人类赖以生存的必要条件。如果没有温室效应,在夜间地球表面的
温度就会下降到零下20C使地球表面昼夜温差悬殊。但是由于地球上人口激
增,现代大工业大量燃烧矿物燃料,使大气中CO2不断增加,致使CO2吸收及
反射回地面的长波辐射能增多,引起地面气温上升,因而造成“温室效应”加
剧。
2.提高燃料燃烧效率的措施
①、通入足量空气,使燃料充分燃烧。
注:空气大量过量,则会带走部分热量。
②、增大燃料与空气的接触面积。
注:大固体燃料粉碎,液体燃料雾化。
③、将煤气化或液化。(煤的气化和液化就是将固体煤经处理后变为气体或
液体燃料,如水煤气、干镭煤气。)
目的:增大与空气接触面积,防止直接燃烧产生SO2,烟尘污染。
《教与学》P46“扫描r
本章复习
氧化还原反应专题
-、氧化还原反应的判定
问题:
下列反应中,不属于氧化还原反应的是(D)
A.3CuS+8HNC>3=3CU(NO3)2+2NOt+3S;+4H2O
B.3Cl2+6NaOH=5NaCl+NaC103+3H2O
C.3H2O2+2KCrO2+2KOH=2K2CrO4+4H2O
D.3CCl4+K2Cr2O7=2CrO2Cl2+3COCl2+2KC1
知识整理:
判定依据:反应中元素化合价有升降……表征
反应中有电子得失(偏移)……本质
转换:
溟化碘分子式为IBr,它的化学性质活泼,能跟大多数金属反应,也能跟
某些非金属单质反应。它跟水反应的化学方程式为:H2O+lBr=HBr+HIO,
下列叙述中,不正确的(已知氧化性Br2>b)是(BC)
*A.固态IBr是分子晶体,其熔点比LiBr低
*B.把0.1molIBr加入水中配成500mL溶液,所得溶液中B厂和「的物质的
量浓度均为0.2mol/L
C.IBr跟水的反应是一个氧化还原反应
D.在化学反应中,IBr可以作氧化剂
二、基本概念
氧化反应、还原反应、氧化剂、还原剂
知识回忆:
举例说明上述概念
问题:
1.下列有关氧化还原反应的叙述正确的是(BC)
A.肯定有一种元素被氧化,另一种元素被还原
B.在反应中不一定所有元素的化合价都发生改变
C.置换反应一定属于氧化还原反应
D.化合反应和复分解反应不可能都是氧化还原反应
2.单质X和Y相互反应生成现有下列叙述:①X被氧化;②X是
氧化剂;③X具有氧化
性;④丫好是还原产物;⑤Y?-具有还原性;⑥X2+具氧化性;⑦Y的氧化
性比X2+的氧化性强,其中正确的(B)
A.1、2、3、4B.1、4、5、6、7C,2、3、4D.1、3、4、5
3.写出符合下列条件的方程式,标出电子转移的方向、数目
①.一种电子还原一种化合物Fe+CuSO4>C02+
C
②.--种单质氧化一种化合物co+o2
③.同一种物质中,一种元素氧化另一种元素KCIO3
④.一种单质还原另一种单质H2+O2
4.(1999•广东)针对以下A〜D个涉及H2O2的反应(未配平),填写空
白:
A.Na2O2+HC1——H2O2+NaCl
B.Ag2O+H2O2——Ag+O2+H2O
C.H2O2——H2O+O2
D.H2O2+Cr2(SO4)3+KOH——K2CrO4+K2SO4+H2O
(1)H2O2只体现氧化性的反应是(填代号)D
(2)%。2既体现氧化性又体现还原性的反应式是(填代号)C
(3)出。2体现弱酸性的反应是(填代号)A,其理由为:可看作强酸
制得弱酸反应。
分析:H2O2中的氧为一1价,既可升价又可降价,它在A、B、C、D4个反应
中表现不一。A中它是生成物且这是一个非氧化还原反应;B中
H2O2-O2,氧由一1价至0价,表现了还原性;C中H2O2既是氧化
剂又是还原剂;只有D中H2O2-H2O,氧由一1价降至一2价,表
现了氧化性。在A反应中,由强酸HC1与NazCh反应而制得H2O2,
可以看作强酸制得弱酸,因此体现了氏。2的弱酸性.
三、氧化还原中元素变价的规律
问题:
指出下列氧化还原反应中氧化剂、还原剂
A.MnO2+4HC1(浓)=MnCl2+C12t+2H20
B.Cu+Cl2=CuCl2
C.Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H20
D.KCIO3+5KC1+3H2so4=3K2so4+3H2O+3Cl2t
知识整理:
低价态元素+氧化剂一高价态元素
高价态元素+还原剂一低价态元素
中间价态元素f低价态+高价态(介于两者之间)
低价态+高价态f中间价态(介于两者之间)
练习:
G、Q、X、Y、Z均为氯的含氧化合物,它们在一定条件下具有如下反
应(未配平)
①.G-Q+NaCl②.Q+比/f<+H2
③.Y+NaOHfG+Q+H2O④.Z+NaOH->Q+X+H2O
判断这五种化合物中氯的化合价由低到高的顺序:G<Y<Q<Z<X0
四、氧化还原反应中守恒规律
知识整理:
1.氧化还原反应中:失电子数=得电子数
2.氧化还原方程式配平后,方程电荷守恒、质量守恒。
问题:
2+3+
1.在xR+yH+O2=mR+nH,O的方程式中,叙述正确的
(AB)
A.m=4,R2+被氧化B.m=y,R?+被氧化
C.m=2,R2,,被还原D.m=—,R2"被还原
2
物料守恒:x=m,y=2n
电荷守恒:2x+y=3m
由。2得:n=2
2.已知:AgF+Cl2+H2O——AgCl+AgClO3+HF+O2(未配平)
①.若Cb系数为a,则AgF的系数为_2a_,依据是A建和C1质量守
恒。
②.若AgC103系数为b,。2系数为c,则AgCl的系数为5b+4c,依
据是得失电子数守恒。
3.硫酸铁在强热条件下分解,生成氨、二氧化硫、氮气、水,反应中生成
的N2和S0,的分子数之比是1:3。
分析:电子得失守恒:失e-=得e-
-3+6+4
2NfN2SfS
2(0—(-3))=x(6—4)
x=3
4.1<2085离子在一定条件下可以把Mi?+离子氧化为MnOJ,若反应后
2
R2CV-离子变为RO4-
离子,又知反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是5:2,则n是
(C)
A.4B.3C.2D.1
常规:失广=得L
n-2_2+
5^2O8-*10RO42Mn-2MnO4-
10(x-6)=2X5
x=7得n=2
巧解:利元素最高正价只能是+7价,即RzOgL中R只能是+7价,
所以n=2o
电解质溶液专题
一、强弱电解质
1.有关概念
①.电解质、非电解质
关键点:I、化合物。
II、满足二个条件之一。
IIL习惯认定NH3・H2。、H2cO3、HClaq是电解质。
②.电解质溶液的导电能力
关键点:决定于自由移动离子浓度而非离子数。
练习:
1.把适量的NaOH固体分别加入到下列溶液中,溶液的导电能力变化不大的是
(BD)
A.自来水B.盐酸C.醋酸D.NH4cl溶液
2.(2000•上海)下列物质的水溶液能导电,但属非电解质的是(D)
A.乙醇B.Cl2C.NH4HCO3D.SO3
3.下列物质中属于强电解质的是3、5、6、7、9;属于弱电解质的是2、4、
11;属于非电解质的是1、8。
①NH3②NH3•H2O③HClaq④CH3coOH⑤BaSCU
⑥AgCl⑦NaCl⑧CO2⑨NH4HCO3⑩氏(11)H2O
二、离子反应
1.离子方程式书写规则
①.难电离物质、难溶物质、单质、氧化物一律写成化学式
难电离物质:
A.弱酸:H2co3、CH3coOH、H2S>HC1O
B.中强酸:HF、H2so3、H3PO4
、
C.弱碱:NH3•H2O、CU(0H)2A1(OH)3
难溶物:见溶解性表
单质:金属单质、非金属单质
氧化物:金属氧化物和非金属氧化物(CO2、MgO)
②.微溶物(Ca(OH”、CaSO4、MgCOs)在反应物中若以溶液存在写离子
形式,悬浊液存在写化学式,在生成物中写他生式。
③.酸式盐:
A.强酸的酸式根要拆写成离子。如:HSOJ
B.弱酸的酸式根不能拆写成离子。如:HCO3\HS,HSO3-
练习:
1.(MEC.99)写出下列反应的离子反应方程式
A.碳酸氢钙溶液跟稀硝酸反应
B.饱和石灰水跟稀硝酸
C.向稀氨水中加入稀盐酸
D.碳酸钙溶于醋酸中
2.(2000•春招)写出离子方程式
A.铁跟稀硫酸
B.碳酸氢钙溶液跟稀盐酸
C.醋酸跟氢氧化钾溶液
D.碳酸镁跟硫酸
X-2-+3+
3.M2O7X-与S?-在酸性溶液中发生如下反应:M2O7+3S+14H=2M+
3sI+7H2O,则M2(V-中M的化合价是多少?
电荷守恒:14—2X3—x=2X3
+6
x=2得M
4.硝酸铅(Pb(NO3)2)的稀溶液中滴入儿滴稀Na2s。4溶液,生成白色PbSO4
沉淀,再滴入数滴饱和醋酸钠(CH3coONa)溶液,微热,并不断搅动,沉
淀慢慢溶解。以上发生的都是复分解反应,写出反应过程的离子方程式:
Pb2++SCy-=PbSO4I、PbS0@+2CH3coO=(CH3coO)?Pb+SO产
第二步离子反应的发生原因:醋酸铅是弱电解质,向离子浓度减小的方向反
应。
三、离子共存问题
思维基点:1、是否与环境(酸碱性、颜色)匹配。
2、相互间是否反应。
练习:
1、《教与学》Pm“针对1、2、3、4、5、6、7、8”
2、(1999•上海)某河道两旁有甲、乙两厂,它们排放的工业废水中,共含
KAAg+、Fe3+.C「、OH,NCh%种离子。
甲厂的废水明显呈碱性,故甲厂废水中所含的3种离子是《、C匚、OHo
乙厂的废水中含有另外3种离子,如果加一定量(选填:活性炭、
硫酸亚铁、铁粉)可以回收其中的金属(填写金属元素符号)。
另一种设想是将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合,可以使废水中的
(填写离子符号)转化为沉淀,经过滤后的废水主要含
,可用来浇灌农田。
分析:由于甲厂的废水明显呈碱性,故一定含0H二与其共存的是K\Cl
,因为Ag+与OH,C「都不能共存于一组,故分组结果为:甲——
K+、CF>OH";乙——Ag+、Fe3\NO3-在乙厂的废水里加入Fe
粉,会将氧化性比Fe3+还强的Ag+还原成Ag。如果设想甲、乙两厂的
废水以适当比例混合,则可使Ag+、C「、Fe3\OIF结合成难溶物沉
淀,余下是氮、钾复合肥KN03。
第二章碱金属
第一节钠
教学目的要求:
1.掌握钠的重要性质,认识钠是一种活泼金属。
2.通过钠的性质实验,培养观察和分析问题的能力。
一、物理性质
色、态硬度熔点沸点密度
银白色软<100℃低<水
二、化学性质
决定_
结构:最外层17—性质,很活泼、强还原性。
具有金属单质的通性:
1.与非金属反应
①.与。2反应:
常温:4Na+O2=2Na2O
加热(实验):2Na+O2=Na2()2(黄色火焰)
注:NazCh…过氧化钠,淡黄•色固体;
02?一…过氧根离子,Na'f:0:0:)2-Na
练一练:《教与学》P724(l)
②.与其他非金属
2Na+Cl2=2NaCl
2Na+S=Na2s(爆炸)
练一练:教改班《教与学》P75针对练习5作业:7、8、9
2.与水的反应
实验(投影):2Na+2H2O=2NaOH+H2t(利用氧化还原分析出方程)
+-
离子方程式:2Na+2H20=2Na+2OH+H2t
现象:浮于水面——密度小于H2O
熔成小球---反应为放热反应,熔点低
迅速游动一一剧烈反应,生成氢气
溶液遇酚醐显红色一一生成碱NaOH
练一练:《教与学》针对练习P74I、2;针对练习P77I4、15
3.与酸反
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