生产生活中的含氮化合物

第二单元生产生活中的含氮化合物

一、氮氧化物的产生及转化

1、氮气（N2）

1）物理性质

无色无味的气体，密度比空气略小，熔沸点低（沸点低于氧气），难溶于水。

（2）结构

写出N的原子结构示意图和N2的电子式、结构式。

由于氮分子中的N三N键很牢固，使氮分子的结构很稳定。通常状况下，氮气的化学

性质不活泼。但是，在一定条件下，如高温、高压、放电等，氮分子获得足够的能量，使

共价键断裂，就能与一些物质发生化学反应，如H2、。2、Mg等。

（3）化学性质：较稳定

①与某些金属反应（Mg）

点燃

3Mg+N2=----Mg3N2

②用与H2反应

在高温、高压和有催化剂存在的条件下，N2与H2可以直接化合，生成氨（NH3）,并

放出能量，同时，NH3也会分解成N2和H2，因此这个反应是可逆反应。

财型、催化剂、2网工业上利用此反应合成氨

③N?与反应

空气的主要成分是N2和它们在通常情况下不起反应。在放电条件下，N2和02

可以直接化合，生成无色、不溶于水的一氧化氮（NO）气体。

放电

电前2=-----=2N0（无色无味、微溶于水、有毒）“雷雨发庄稼”

常温下，NO很容易与空气中。2化合，生成红棕色、有刺激性气味的二氧化氮（NC>2）

气体。

2NO+O2===2NO2（红棕色、有刺激性气味、有毒）

NC>2是有毒气体，易溶于水，与水反应生成HNO3和NO。

3N02+H20===2HN03+N0

工业上利用此反应制硝酸。

分析以上氧化还原反应，标出电子转移的方向和数目，指出氧化剂、还原剂、氧化产物、

还原产物。

2、氮的氧化物

N2ONON2O3NO2N2O4N2O5

无色红棕色无色

（1）NO和NO2的相互转化

（2）NCh和N2O4的相互转化

2N02^N204（NO2和N2O4均无纯净物可言）

（3）NCh氧化性强，能使湿润的淀粉KI试纸变蓝

（4）氮氧化物（NOQ对环境的污染

①来源：氮肥的生产、金属的治炼和汽车等交通工具的广泛使用。

②危害

I形成酸雨

II形成光化学烟雾

在日光照射下，二氧化氮能使氧气经过复杂的反应生成臭氧（03）。臭氧与空气

中的一些碳氢化合物发生作用后，产生了一种有毒的烟雾，人们称它为光化学烟雾

（photochemicalsmog）»光化学烟雾对人体的健康、植物的生长等都有很大的危害。

NO2+O2―O3OybCxH、,一有毒烟雾

III破坏臭氧层

氟氯燃（氟里昂），氮的氧化物

③防治

使用洁净能源，减少氮氧化物的排放；为汽车安装尾气转化装置，将汽车尾气中

的一氧化碳和一氧化氮转化成二氧化碳和氮气；对生产化肥、硝酸的工厂排放的废气

进行处理。

2co+2f40=催化剂=2CC>2+N2

3、有关计算

【例题］空温时，在容量为36mL的试管中充满NO2气体，然后将它倒置于水中，直到试管

内水面不再上升时再通入12mL02。问最后试管内还存在什么气体？体积是多少？

小结：涉及反应3NO2+H2O====2HNO3+NO2NCM-O2===2NO2

总反应式4NO2+O2+2H2O=4HNO34NO+3O2+2H2O===4HNO3

提示：如果只有二氧化氮通入水中，就根据反应3NC）2+H2O====2HNC）3+NO进行计算，

如果要求生成硝酸的浓度，有一重要关系，就是原来NO?的体积等于生成的硝酸溶液的体

积。

如果NO与同时通入水中，根据反应4NO+3O2+2H2O==4HNO3计算，如果NO?与0?

同时通入水中，根据反应4NO2+O2+2H2O==4HNO3进行计算。

㈠、基础题

［例1］将5mLNO和15mLNO2的混合气体，通入倒置在水槽中充满水的试管里，最后在试

管中能收集到的气体体枳是多少？

［例2］室温时，在溶量为36mL的试管中充满NO2气体，然后将它倒置于水中，直到管内

水面不再上升时再通入6mLO2，问管内最后还存在什么气体？体积是多少？

(―)、提局题

［例3］一定条件下，将等体积的NO和02充入•试管，并将试管倒立于水槽中，充分反应

后剩余气体的体积约为原总体积的儿倍？

［例4］将盛有等体积的NO?和Ch的试管，倒立于水槽中，反应后，试管内液体上升的高度

最大约是试管容积的几分之几？

［例5］将盛有36mLNO?和6mLO2的试管倒立于水槽中，充分吸收后，管内还存在什么气

体？体积是多少？

㈢、综合题

［例6］一个密闭容器中装有100mLCh和NO2的混合气体，倒置于水中打开盖子，等足够长

时间后，气体体积变为20mL(温度、压强不变)。求原混合气体的可能组成。

［例7］把NO?和组成的混合气体40mL通入倒置并装满水的大试管中，充分吸收后剩余

5mL气体，则原混合气体中NOz和。2的体积比是多少？

二、氮肥的生产和使用

1、氨NH3(注意氮的化合价-3)

(1)物理性质

无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，易液化(制冷剂)，极易溶于水(1：700)

【实验1】：氨气的喷泉实验

现象：形成红色的喷泉。

原理：氨气瞬间溶解在滴管挤入的少量水中，烧瓶中气体压强减小，将烧杯中的水溶液吸

入烧瓶中，形成喷泉。

结论：氨气极易溶于水，其水溶液呈碱性。

【讨论】：如果在上面实验中将气体改为CO2,用什么溶液也可以形成喷泉？

答：浓氢氧化钠溶液，因为氢氧化钠溶液能够将CO2反应掉，使烧瓶中压强减小，打开止

水夹同样能形成喷泉。

氨气的喷泉实验如果在标况下进行，则生成的氨水的物质的量浓度是多少？

解：生成的氨水溶液的体积应该等于原来氨气的体积，假设原来氨气的体积为V,则氨水

的浓度应该是c=(V/22.4)/V=1/22.4

(2)化学性质

a.与水反应

【实验2】：在一试管中加入几滴氨水，将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，观察现象。

现象：试纸变红。

结论：氨水不稳定，具有挥发性，氨水呈碱性。

应用：保存，一般棕色瓶中。

【讨论】：氨水的成分

NH3+H2O、、NHj•H20、、NHZ+OH-

氨水成分：分子：NH3>H2O>NH3•H2O

离子：NH4\OH

【讨论】氨水与液氨的区别？

N%、NH3•H2O,氨水，是否为电解质，是否为非电解质？

答：氨水是氨气的水溶液，含有多种分子和离子，是混合物。液氨是液态的氨气，是纯净

物。

N%是非电解质（由分子构成，熔融状态不导电；水溶液导电是由于它和水反应得到的

NH3・H2。发生电离，不是N%本身电离）；NH3・H?O是电解质；氨水是混合物，既不是

电解质，也不是非电解质。

【实验3】在一只烧杯中放两个棉花球，分别在两个棉花球上滴加几滴浓氨水和浓盐酸，

用表面皿盖住烧杯口，观察现象。

现象：看到有白烟产生

结论与解释：浓氨水与浓盐酸都容易挥发，挥发产生的氨气和氯化氢气体发生反应，声称

氯化铁的固体小颗粒（白烟）

b.与酸反应

NH3+HC1=NH4C1

【讨论】：如果把浓盐酸换成浓硫酸有没有白烟？要生成白烟需要具备什么条件？

【学生回答】：浓硫酸难挥发，不会形成白烟。但会和氨气发生反应。

2NE+H2so4=（NH4）2SC）4

（3）氨气的制法（三个反应）

工业上——工业合成氨（复习）

实验室

加热

2NH4Cl+Ca（OH）2—CaC124-2NH：tt+2H2O

（4）氨的用途

制冷剂

氨水用作氮肥（氨水易挥发，一般制成固态的钱盐使用）

2、铁盐（NH4+）（注意氮元素化合价-3）

1）物理性质

钱盐都是白色固体，易溶于水。

2）化学性质

【实验4】取少量氯化镀晶体，放入试管中，在酒精灯火焰上加热，观察现象。

现象：有白烟生成，试管口重新生成白色固体。

原理：氯化镂受热分解，生成氨气和氯化氢气体，它们在空气中相遇又化合生成氯化镂固

体。

a.受热分解

jfa故

NH4C1—NH3t+HC1t

NH3+HC1=NH4CI

NH4HCO3=NH3t+co21+H2O

（NH4）2CO3=2NH3t+C02t+H20

【讨论】能否用加热氯化镇的方法制取氨气？

答：不能，氯化馁分解生成的氯化氢和氨气在空气中立即化合生成氯化锭，收集不到氨气。

..加热

【延伸】:不是所有的钱盐加热都能分解得到氨气，例如：2NH4NO32N2T+O2T+4H2。

【实验5】将少量氯化核近体与少量氢氧化钙混合后放入试管中，在酒精灯上微热，用湿

润的红色石蕊试纸检验反应生成的气体。

现象：湿润的红色石蕊试纸变成蓝色。

结论：镇盐与碱反应生成了碱性的氨气。

b.与碱反应

加热

2NH4Cl+Ca（OH）2-CaCl2+2NH；if+2H2O

加热,

NH4Cl+NaOH==NaCl+NH：,t+H20

应用：钱盐的检验。

【思考】：能不能用加热的方法来检验镇盐？

3）氮肥及其使用

氨水

铉盐：硫镂、氯钱、碳钱、硝钱

硝酸盐NaNO3

有机氮肥：尿素CO（NH2）2

氮肥使用注意点：筱态氮肥不能与碱性肥料一起使用。例如硝酸镂不能与草木灰混合使用，

降低肥效。

三、硝酸的性质

1、物理性质

硝酸是无色、有刺激气味的液体（因溶解了NO?而略显黄色），易溶于水，低沸点（83'C）,

易挥发。常用硝酸密度为1.503g/cm3,浓度为69%,15.6mol/L。

2、化学性质

1）酸的通性（一元强酸）

+

HNO3=H+NO3-

与指示剂反应

与碱反应

与碱性氧化物反应

与某些盐反应

与金属单质反应（注意：不生成氢气）

2）强氧化性

a.与金属单质反应

浓硝酸常温下使铝和铁钝化

硝酸与活泼金属反应不能生成氢气

能溶解除钳和金以外的所有金属

【实验1】浓硝酸和铜反应

现象：溶液变成蓝色，生成红棕色的气体，集气瓶中收集到无色气体。

【实验2】稀硝酸与铜反应

现象：溶液变成蓝色，生成无色气体，遇空气变成红棕色。

Cu+4HNC)3(浓)=CU(NO3)2+2NO2t+2H2O

3CU+8HNO.3(稀)=3Cu(NC)3)2+2NOT+4H2O

氧化剂与还原剂比例：2：1和2：3

硝酸表现出的性质：酸性和氧化性

+2+

离子方程式：Cu+4H+2NO3=Cu+2NO2t+2H2O

+2+

3Cu+8H+2NO3'=3Cu+2NOt+4H2O

双线桥：略

【发散思维】在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入KNC»3，发现铜粉溶解，为什么？

过量的铜和硝酸反应，所得溶液中加入稀硫酸，铜仍能继续反应，为什么？

答：稀硫酸与铜不反应，硝酸钾与铜也不反应，但是硫酸提供H+,NC>3一遇到H+就具有了强

氧化性，可以与铜发生反应。

2+

3CU+8HT+2NO3'=3CU+2NOT+4H2O

*稀硝酸与金属铁反应

Fe+4HNC>3(稀)<HB)=Fe(NO3)3+NOf+2H2O

3Fe(aa>+8HNO3(®)=3Fe(NO3)2+2NOT+4H2O

b.与非金属单质反应

C+4HNC>3(浓)矢。2f+4NO2f+2H2O

3)不稳定性

加热

4HNO3SUSO2T+2H2O+4NO2T

浓硝酸略显黄色的原因：分解生成的NCh溶解的硝酸中使硝酸呈黄色。

硝酸的保存：棕色瓶，避光保存。

3、硝酸的工业制法

工业上制备硝酸的过程如下：

(1)氨在催化剂的作用下与氧气发生反应，生成一氧化氮；

(2)一氧化氮进一步被氧气氧化成二氧化氮；

(3)用水吸收二氧化氮生成硝酸。

试写出各步反应的化学方程式：

催化剂

4NH3+5O2乙4NO+6H2O

2NO+O2=2NO2

3NO2+H2O=2HNO.,+NO

4、硝酸的用途

制氮肥、塑料、炸药、硝酸盐等。

四、氧化还原反应配平

氧化还原反应配平

(1)方法：化合价升降总数相等

(2)原则：电子得失守恒

元素守恒

电荷守恒

例：NH3+02-N0+H20

步骤：

a.合价发生变化元素的化合价

-30+2-2-2

NH3+0：-N0+HQ

b.找出化合价变化元素涉及到的物质，算出一个该分子反应或生成化合价变化总数。

-30+2-2-2

NH3+0：-N0+HQ

t5

c.取最小公倍数，使化合价升降总数相等，后面所乘的数字就是该物质前面的系数。

-30+2-2-2

4NH；+50：-N0+HQ

t5x414x5

d.通过观察法，配出其他物质的系数，短线改成等号。

-30+2-2-2

4NH)+5ch=4N0+6HQ

t5x4|4x5

1)Zn+HN03-Zn(NO3)2+NH4NO3+H20

提示：硝酸中不是所有氮化合价都发生改变，所以应先考虑配锌和硝酸镂的系数

2+

2)MnO4+H2O2+FT-Mn+02+H2O

提示：该反应氧化剂MnOJ每份MnOj参加反应化合价降5,还原剂H2O2,每份H2O2

参加反应的时候化合价降2,先通过最小公倍数配这两种物质的系数。

3)KC103+HC1-KC1+Cl2+H20

提示：氯化钾中的氯来自于HC1,所以KCICh中的C1降至IJ0价，HC1中的C1也升到0价。

22

4)S+SO3'+6lT-S+H20

5)FeS2+O2-Fe2C)3+SO2

提示：FeSz中两种元素化合价都升高(分别从+2T+3,-1一+4),先计算一份FeS?参加反

应化合价升总数为11,一份。2反应降4,再通过最小公倍数配平。

专题1微观结构与物质的多样性

第一单元原子核外电子排布与元素周期律

一、原子核外电子排布

1、电子层

核外电子分层排布，用n表示电子层

n=l>2、3、4、5>6、7

K、L、M、N、O、P、Q

电子能量由内向外依次升高，越是外层的电子越不稳定（表现为得或失）

2、核外电子排布规律

1）核外电子总是尽先排布在能量较低的电子层里，排满后才一次排布在能量较高的电子

层里。

2）各电子层最多能够容纳的电子数为2n②

3）最外层电子不超过8个（K层为最外层不超过2个），次外层不超过18个

【小结】以上几条规律是相互制约的，必须同时满足。

3、原子结构的表示方法——原子（离子）结构示意图

1）结构

例：Na、Al、S、K、Ne

Na*、S2\

2）掌握1〜20号元素的原子结构示意图和离子结构示意图

4、结构与性质及化合价的关系

1）元素的化学性质由元素原子的最外层电子数决定。

2）金属元素：最外层电子数较少，-一般不超过3个，在化学反应中容易失去最外层电子形

成稳定结构，化合价为正价。

例：金属钠

3）非金属元素：最外层电子数较多，一般4〜7个，在化学反应中容易得到电子形成稳定

结构，化合价为负价。

例：非金属氯

4）稀有气体元素：最外层电子数为2个或8个，属于稳定结构，一般不发生化学反应，表

现为0价。

He、Ne、Ar、Kr、Xe>Rn

练习：

1、判断：

最外层两个电子的元素原子在反应中一定容易失去最外层电子，化合价为正价。错（He）

最外层一个电子的元素肯定是金属元素。错（H）

2、A元素原子M电子层上有6个电子，B元素原子的核外电子总数比A元素原子的少5个。

\\

{+16}286

（1）画出A元素的原子结构示意图___________<_L_____________。

（2）A、B两元素形成化合物的名称为硫化钠_____________。

3、最外层电子数是其内层电子总数的一半的元素是Li、P。（内层指的是除最外层以

外的都是内层，不能等同于最内层）

二、元素周期律

1.原子序数

按照核电荷数有小到大的顺序给元素所编的序号

原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数（原子）

2.元素性质的周期性变化

1）核外电子排布的周期性变化

最外层电子数从1到8重复出现（H、He除外）

2）原子半径的周期性变化

随着原子序数的递增，元素原子半径有大到小重复出现（稀有气体原子除外）

原子半径的比较方法：

a.电子层数：一般电子层数越多，半径越大。例：0>S

b.核电荷数：电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小（解释：核电荷数越大，原子

核最电子的引力越大，半径反而越小）例：Na+>Mg2+

c.核外电子数：当电子层数和核电荷数都相同时，核外电子越多半径越大。例：F、F

3）元素化合价的周期性变化

随着原子序数的递增元素的最高正化合价由+1到+7重复出现，最低负化合价由-4到-1重

复出现。

注：化合价与原子结构的关系，主族元素，最高正价等于最外层电子数，最低负价等于

-（8-最外层电子）

F和0两种元素无正化合价，因为他们在反应中都是只得电子，不会失去电子。

4）元素金属性与非金属性的周期性变化规律

a.金属性、非金属性

金属性，金属的性质，失电子的性质，越容易失电子，金属性越强。和还原性相对应，金

属性表示元素性质，还原性是表示该金属单质的性质。

非金属性，非金属的性质，得电子的性质，越容易得电子，非金属性越强。和氧化性相对

应，非金属性表示元素的性质，氧化性是表示该非金属单质的性质。

b.金属性强弱的比较方法

【探究活动1】比较金属钠、镁、铝和水、酸反应的剧烈程度

①金属性越强，该金属越容易从水中或酸中置换出氢，反之也成立。例：Na、Mg、Al,

和水或和酸反应置换氢越来越困难。

②金属性越强，该金属的最高价氧化物的水化物碱性越强，反之也成立。

注：金属的最高价氧化物的水化物——金属的最高价氢氧化物

例：金属性Na>Mg>Al贝碱性NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3

③金属性越强，其阳离子的氧化性越弱。例金属性Fe>Cu则氧化性Fe2+<Cd+

④通过相互间的置换反应比较金属性强弱，金属性强的金属可以将金属性弱的金属从盐溶

液中置换出来，但特别活泼的金属如Na、K不能把其他金属从溶液中置换出来，因为他

们要先和水反应。例：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu

c.非金属性强弱的比较方法

①非金属性越强，该非金属单质越容易与氢气化合，生成的氢化物越稳定，反之也成立。

例：非金属性则F2最容易与氢气化合，生成的HF最稳定，L最难和氢气化

合，生成的HI不稳定，会分解生成12和H?。

P6比较Si、P、S、Cl的非金属性强弱

②非金属性越强，该非金属对应的最高价氧化物的水化物(最高价含氧酸)酸性越强，反

之也成立。例：非金属性C1>S,则酸性HC1C)4>H2sO4

注：常见的非金属、其氢化物、其最高价氧化物、最高价含氧酸

CNSiPSCl

SiHHSHC1

CH4NH34PH32

N2O5SiOSO

co22P2O53Q2O7

H2CO3HNO3H2SiO3H3PO4H2SO4HCiO4

③非金属性越强，其阴离子的还原性越弱，反之也成立，例：非金属性C1>S,则还原性

cr<s2-

④相互间的置换反应，非金属性强的非金属单质可以把非金属性弱的非金属从盐溶液中置

换出来。例：Cl2+2KBr=2KCl+Br2

d.同周期元素的金属性非金属性变化规律

同周期元素，从左向右，金属性减弱，非金属性增强。并且随着原子序数的递增，呈现周

期性变化。

3.元素周期律

随着元素核电荷数的递增，原子半径、元素化合价、元素的金属性非金属性呈现周期

性变化。

元素的性质随着元素核电荷数的递增而呈现周期性花花的规律叫元素周期律。元素周

期律是元素原子核外电子排布随着元素核电荷数的递增发生周期性变化的必然结果。(电

子排布是因，性质变化是果)

三、元素周期表及其应用

1、元素周期表的结构

1)周期

定义：具有相同电子层数的元素按照原子序数递增的顺序排列的一个横行称为周期。

周期序数=电子层数

周期序数电子层数含有元素种类分类

112短周期

228

338

4418

5518长周期

6632

77未排满长周期（不完全周期）

说明：

痫系元素：第六周期中57号到71号15种元素，在结构和性质上十分相似，总称为痫系

兀素。

钢系元素：第七周期中89号到103号15种元素，在结构和性质上十分相似，总称为铜系

元素。

为了使元素周期表的结构比较紧凑，将镯系元素与钢系元素放在表的下方。

2）族

元素周期表中共有18个纵行，分为16个族，期中8、9、10三个纵行合并起来称为

VDI族，其余一个纵行为一个族。

主族：由短周期和长周期共同构成的族，共7个主族，分别为IA族、IIA族、H1A族、

IVA族、VA族、VIA族、VIIA族。

副族：完全由长周期元素构成的族，共7个副族，分别为IB族、IIB族、UIB族、WB

族、VB族、VIB族、VDB族。

vm族：第8、9、io三个纵行，其元素在结构上和性质上都比较相似，放在一起作为第vni

族。

0族：稀有气体的性质非常不活泼，通常情况下不与其他物质发生反应，他们的化合价为

0价，因而叫做0族。

主族元素：族序数=最外层电子层数

3）元素在周期表中位置的表示方法。

例：Na

先画出原子结构示意图，再确定周期数与族序数。

第3周期IA族（7个字）

练习：CaP

2.元素周期表中元素位置、结构、性质的关系

1）同周期元素，左——右Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl

电子层数相同

核电荷数逐渐增大

原子核对电子引力逐渐增大

半彳仝逐渐减小

失电子能力逐渐减弱，金属性逐渐减弱

得电子能力逐渐增强，非金属性逐渐增强

2）同主族元素，上——下Li、Na、K、Rb、Cs、Fr,F、Cl、Br、I、At

最外层电子数相同

电子层数逐渐增多

原子核对电子引力逐渐增大

半径逐渐增大

失电子能力逐渐增强，金属性逐渐增强

得电子能力逐渐减弱，非金属性逐渐减弱

核心内容：同周期元素，金属性减弱，非金属性增强；同主族元素，金属性增强，非金属

性减弱。

IA、HA、HIA、IVA、VA、VIA、VIIA

金

金

属

属

性金属性减弱，非金属性增强

性

增

1减

强

2弱

，

非

3非

金

4金

属

属

性

5性

增

6减

强

弱

7

▼

金属性增强，非金属性减弱

【讨论】：在元素周期表中，金属性最强的元素在哪里，是什么元素？非金属性最强的元

素在哪里，是什么元素？

答：根据元素周期律，金属性最强元素在左下角（Cs）,非金属性最强的元素在右上角（F）

（稀有气体不考虑）

3.元素周期表的应用

1）结构决定位置和性质，位置和性质反应结构

决定决定，

位置七三*结构，言三性质

反映反映

2）合成有特定性质的新物质

半导体材料：在金属与非金属分界线附近寻找。例：Si、Ge、Se

催化剂材料、耐腐蚀合金材料：在过渡金属中寻找。

农药：含非金属元素P或C1

3）揭示了一些规律：结构决定性质、量变引起质变、复杂现象中蕴含简洁的规律等。

第二单元微粒之间的相互作用力

一、离子键

1、化学键

1）构成物质的基本微粒及微粒间的作用

物质构成微粒微粒间的作用

NaClNa\Cl-离子间存在强烈的相互作用

分子内的原子间存在强烈的相互作用

Cl2CI2分子

金刚石C原子直接相邻的碳原子间存在强烈的相互作用

2）化学键

物质中直接相邻的原子或离子之间存在的强烈的相互作用叫化学键

分类：离子键

共价键

2、离子键

1）氯化钠的形成过程

钠原子失去一个电子形成钠离子（NaD,氯原子得到钠的一个电子形成氯离子（C「），两

个离子通过静电作用（包括静电引力和静电斥力）形成氯化钠。

2）离子键概念

使带相反电荷的阴阳离子结合的相互作用（静电作用，包括静电引力与静电斥力）。

3）成键规律：

活泼金属与活泼的非金属之间形成离子键（一般含有金属元素的都是离子键，AlCb、钱盐

除外，氯化铝是含金属元素却是共价键，钱盐不含金属元素却是离子键）

举例：

3、离子化合物：含有离子键的化合物。

【判断】：

含有离子键的一定是离子化合物；对

离子化合物一定含有离子键。对

4、电子式——在元素符号的周围用小圆点或小叉表示原子或离子的最外层电子式。

1）原子的电子式

以第三周期的元素为例NaMgAlSiPSClAr

注意：先写一对，再尽量成单。

2）离子电子式

阳离子：简单离子符号（离子符号就是电子式）例：Na+、Mg?+、A产等

阴离子：元素符号周围点上该离子的最外层电子（包括它的到的电子），加中括号，右上

角写上它所带的电荷数。

复杂离子：NH4\OK'（HS）>02、（下一节课补充）

离子化合物：NaCKMgCb（怎样达到稳定结构的）、Na2s

注意：相同的离子要分写在两边

复杂化合物:Na2O2>NH4c1、H2O2>Ba（OH）2

H

:

:r-r::“

+p^♦NH•♦H-

Na♦o♦L♦*•♦o♦o♦H

-♦:L::H_I♦:♦:♦

Hc:lI,

二、共价键

1、氯化氢的形成过程

氢和氯两种都是非金属元素，不会通过得失电子形成离子，它们各自拿出一个单电子

（未成对的电子）放在中间形成共用电子对，这对电子为氢和氯共用，这样两个原子都达

到了稳定结构（H两个电子，C18个电子）

2、概念

原子间通过共用电子对所形成的强烈的相互作用叫共价键。

3、成键规律

当成键两原子的得电子能力差别较小时，一般通过共用电子对的方式相互结合，形成共价

键。

非金属元素之间形成共价键（AlCb和筱盐除外）

4、共价化合物

只含有共价键的化合物。

【判断】：

含有共价键的化合物一定是共价化合物。错，例NaOH既含共价键，又含离子键，是离子

化合物。

共价化合物一定含有共价键。时，不但是含，而且是只含有共价键

5、共价分子电子式、结构式

HC1HONHCCIN

234co22

♦♦

：C1：

♦♦♦♦

电子式H：C1：H：O：HH：N:H：C1：C：C1：：N：：N：

・♦♦♦♦・♦♦

：C1：

C1

H-N-H1

结构式H-C1H-O-H।C1-C-C1o=c=oNmN

H

C1

共价键分类单键双键三犍

分子的空间

直线形V形三角锥形正四面体形直线形直线形

构型

球棍模型：分子中的共价键用球棍来表示，比较形象的表示出原子之间的成键情况，但分

子内本身没有这样的“棍”存在

比例模型：更符合实际分子的空间构型，但不能形象的表示出分子内的成键情况

例题：下列物质，MgCl?、NaOH、NH4CI、N2>CO2

含有离子键的是MgCl?、NaOH、NHQ

含有共价键的是NaOH、NH.C1、N?、CO?

既有离子键又有共价键的是NaOH、NH4CI

离子化合物有MgC”、NaOH、NH4cl

共价化合物有CO2

注意：MgCk中两个。一都是和Mg?+成键，本身之间没有化学键：离子化合物可能含有共

价键；氮气分子内是共价键，但不是共价化合物，它是单质。

【讨论】：1）为什么有的原子之间形成共价单键、有的是双键、有的是三键？

例：HC1、CO2、N2

两个原子之间能形成几对共用电子对，是看这两个原子还需要几个电子达到稳定结构，上

面例子中，H和C1各需要1个就形成对共用电子对，C需要4个电子，每个O给它两

个，O需要2个电子，C给每个O两个，所以两个O和碳都是形成两对共用电子对，N需

要3个电子稳定，所以相互提供3个电子，形成3对共用电子对。

2）HC1O电子式如何书写？

♦♦♦♦

H：O：C1：

♦♦H和Cl需要1个电子稳定，。需要2个电子稳定，所以H、C1应该分别与

。形成一对共用电子对。

6、含碳化合物种类繁多的原因

1）碳原子的成键方式

一个碳原子最外层有四个电子，不容易得到电子，也不容易失去电子，搬不形成离子键,

形成共价键，一个碳原子能够形成四个共用电子对——碳四价键。

2）含碳化合物种类繁多的原因

a.碳与碳之间可以形成碳碳单键、碳碳双键、碳碳三键。

b.碳与碳之间可以形成碳链和碳环。

三、分子间作用力

1、概念：将分子聚集在一起的作用力叫分子间作用力。

注意：分子间作用力存在与由分子构成的物质中，如不是由分子构成的物质如离子化合物、

金刚石等物质中不存在分子间作用力。分子间作用力远弱于化学键。

2、分类

范德华力：一般分子之间的作用力

氢键：HF、比0、NE之间存在，比范德华力强，但也弱于化学键（氢键不是化学键）

3、分子间作用力对物质性质的影响

1）熔沸点

结构相似的分子，相对分子质量越大，熔沸点越高。例F2、Cb、Bg12

2）溶解度

NH3极易溶于水，是由于氨分子与水分子之间存在氢键。

【问题解决】P16

①氯化钠在熔化状态或水溶液中具有导电性，而液态氯化氢却不具导电性，为什么？

氯化钠是由离子构成的化合物，在水溶液中或熔融状态下能电离出自由移动的离子，所以

能导电。而氯化氢是由分子构成的物质，液态氯化氢不存在离子，但溶于水后，在水分子

作用下能电离出离子。

②干冰受热升华转化为二氧化碳气体，而二氧化碳气体在加热条件下却不易被分解。为什

么？

干冰受热升华是三态变化，破坏的是分子间作用力，需要的能量比较少，所以升华比较容

易。二氧化碳分解是二氧化碳分子本身被破坏，要克服分子中碳和氧的共价键，需要的能

量比较多，所以二氧化碳分子比较稳定。

第三单元从微观结构看物质的多样性

一、同素异形现象

1、概念：同一种元素能够形成几种不同的单质，这种现象称为同素异形现象。同种元素

形成的不同单质互称为该元素的同素异形体。

2、异同点：相同点：化学性质大致相同；不同点：物理性质不同，结构不同，用途不同。

由此可见，物质的结构决定物质的性质，性质的特点体现了结构的特点。

3、碳的同素异形体

金刚石石墨C60

色泽无色透明、有光泽灰黑色—

硬度很硬较软—

导电性不导电能导电—

用途装饰品、钻头等润滑剂、电极等—

结构正四面体空间网状结构层状结构笼状分子

［师生阅读］阅读P19第一段，具体了解金刚石、石墨、C60结构上的差异。

4、氧的同素异形体

氧气。2臭氧。3备注

色态无色无味气体淡蓝色有鱼腥味气体—

密度比空气大是的L5倍相同条件下

溶解性难溶于水难溶于水—

氧化性—

O2<。3

相互转化C>2==放电==。3----

两者结构比较复杂，03具有强氧化性，能杀菌消毒，能与大部分金属反应。

［总结］同素异形体的性质差异很大，主要表现为物理性质，那而化学性质往往比较接近。

二、同分异构现象

1、概念：化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象叫同分异构现象；分子式相

同而结构不同的化合物互为同分异构体。

2、异同点：相同点：分子式、最简式、分子量；不同点：结构式、物理性质、化学性质。

3、举例

(1)正丁烷和异丁烷

分子式C4H10

c4H10

HHH

HHHH111

1111H-C—C——C-H

结构式H-C-C-C-C-H1I।

IlliHH-C-HH

HHHH1

H

结构简式CH3cH2cH2cH2cH3CH3CH(CH3)2

沸点—0.5℃—11.7℃

名称正丁烷异丁烷

(2)乙醇和二甲醛

名称乙醇二甲酸

分子式

C2H6OC2H6O

HHHH

1111

结构式H-C-C-0-HH-C-O-C-H

1111

HHHH

结构简式CH3CH2OHCH3OCH3

沸点78℃—23℃

专题2化学反应与能量变化

第一单元化学反应速率与反应限度

一、化学反应速率

1.表示方法

(1)概念：通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示;

(2)公式：v=Ac/Ar

(3)单位：mol/(L•s)或mol/(L,min)

2.注意事项：

①同一反应速率可以用不同的物质表示，其数值可能不同，但意义相同，表示的是

同一反应速率。

②用不同物质表示同一反应速率时，反应速率的数值之比等于方程式中各物质的化

学计量数之比。对于反应：机A+”BpC+qD

VA：VB：Vc：Vn=m：n：p：q

③该定义中的化学反应速率是指平均速率，而不是瞬时速率。

［例2］某温度时，2L容器中X、Y、Z三种

物质的量随时间的变化如图所示。由图中数量

1101

据分析，该反应的化学方程式为_

O2Z:反应开始至2min,Z的平均反

应速率为0.05mol/(L•min)。

时间(min)

［例3］下列四个数据都表示反应N2+3比一2NH.3的反应速率，其中速率代表在同一反

应中的是(D)

①VN2=0.3mol/(L,min)；®VNH3=0.9mol/(L,min)；

(3)VH2=0.9mol/(L•s)；@VH2=0.0225mol/(L•s)

A、①②B、①③C、③④D、②④

【注意】：单位可能不一样，有的是用秒，有的是用分。

［例4］在2A+B=3C+4D的反应中，下列表示该反应的化学反应速率最快的是(B)

A.VA=0.5mol/(L•s)B.VB=0.3mol/(L•s)

C.Vc=0.8mol/(L•s)D.VD=1mol/(L•s)

④比较速率快慢方法：根据速率关系式，转化成同•种物质的速率,再比较大小。

3.影响化学反应速率的因素

内因：反应物本身的性质

外因：其它外界条件，如浓度、温度、压强、催化剂等。

①在其他条件相同时，使用(正)催化剂，通常可以增大化学反应速率,不同的催化剂

对同一反应的催化效果不一样。

②在其他条件相同时，温度越高，化学反应速率越快。(一般每升高10度，化学

反应速率是原来的2-4倍)

③在其他条件相同时，反应物浓度越大，化学反应速率越大。

注意：对固体，反应速率与其表面积大小有关，一般认为其浓度为一常数，它的量的

多少对速率无影响。纯液体浓度也可看成是一常数。

④在其他条件相同时，反应物之间接触的表面积越大，化学反应速率」

⑤其它条件：压强、反应物状态、光、溶剂等，也能影响化学反应速率。

［例5］在温度不变时，恒容的容器中进行反应H2=2H；△H>0,若反应浓度由O.lmol/L

降到0.06mol/L需要20s,那么由0.06mol/L降至U0.036moi/L,所需时间为（C）

A.IOsB.12sC.大于12sD.小于12s

【提示】随着反应的进行，浓度越来越小，反应速率越来越小，所以小于12s

［例6］把除去氧化膜的镁条放入盛有一定浓度的稀盐酸的试管

中，发现H2的生成速率/随时间t的变化关系如图，V|

其中o〜t速率变化的原因是反应放热，温度升高,［/丁\

速率加快:|：N

11〜a速率变化的原因是随反应进行，氢离子浓度减小,

反应速率减小。0il12t

二、化学反应的限度

1、研究对象：可逆反应

1）定义：在相同条件下，反应既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应。

正反应：

逆反应：

2）可逆反应的特点：反应物不能完全转化为生成物，反应有一定的限度。

例1：反应2so2+。2=2s。3如中的O为180,则最终18。存在于哪些物质中？

2、化学平衡状态

以工业合成氨为例，一定条件下，在-密闭容器中通入2m0IN2和3molH?,在催化剂存在

条件下发生反应N2+3H2=2NH3,分析合成氨的正、逆反应速率随时间的变化。（P32）

【提示】反应刚开始的时候，反应物浓度最大，正反应速率最大，没有生成物，逆反应速

率为0；随着反应的进行，反应物浓度越来越小，正反应速率越来越小，生成物浓度越来

越大，逆反应速率越来越大，最后两者相等，反应达到平衡状态（动态平衡）

1）化学平衡状态：可逆反应在一定条件下进行到•定程度时，正反应速率和逆反应速率

相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化，反应达到化学平衡状态，简称化学平衡。

2）化学平衡的特征：

等：正逆反应速率相等

定：各组分的浓度不再发生变化（百分含量不变）

动：动态平衡。反应达到平衡状态时，正逆反应并没有停止，v“=v^W0

变：外界条件发生变化，平衡状态被破坏，一段时间后达到新的平衡。

3）化学平衡的判断

a.直接依据

正逆反应速率相等

各组分浓度不再变化

b.间接依据

压强、密度、物质的量、质量、颜色等

例2：在一-体积不变的密闭容器中进行下面两个反应:

C（s）+H20（glC0（g）+H2（g）H2（g）+l2（g）2Hl金）

某一时刻压强不变、气体的密度不变、气体的物质的量不变、气体的质量不变、气体的颜

色不变能不能帮助判断平衡状态？

【提示】对于第一个反应，达到平衡之前，气体的压强、密度、物质的量、质量在发生变

化，某时刻不变，能说明平衡了。所有气体都是无色，一直是无色，所以颜色不能判断平

衡。对于第二个反应，达到平衡之前，气体的压强、密度、物质的量、质量一直都不发生

变化，所以这些量不能判断平衡。而12是由颜色的，反应过程中颜色变浅，某时刻不变能

判断平衡。

例3：一定条件下，某固定体积的密闭容器中进行反应N2+3H2=2NE，下列哪些情况

能说明反应己经达到平衡状态（ACD）

A.有ImolNz生成的同时有2moiNH?生成

B.有ImolN?生成的同时有3moi以生成

C.容器内气体的总物质的量保持不变

D.容器内的压强保持不变

E.容器内气体的密度保持不变

F.某时刻Nz、H2SNH3的物质的量之比为1：3：2

3、化学平衡的计算

例4在一密闭容器中发生如下反应：2so2+0?=2SC>3（g）反应过程中，测得某一时刻SO?、

。2、S03的浓度分别为0.2mol,当反应达到平而下列各物质的浓度可能存在的是（）

11

A.c（SO3）=0.4mol•L_B.c（SO3）=0.1mol•L-

11

C.c（O2）=0.1mol•L-D.c（SO2）+c（SO3）=0.4mol•L-

【分析】：

2SO2+O2、、2SC）3（g）

0.20.20.2

SO3可能的浓度有个范围，最小值是将SO3尽量向左转化，所以最小值为0,最大值是将

SO2和。2尽量向右转化，可生成0.2,加上原来的0.2为0.4,但0和0.4都达不到（这是

可逆反应的特点，不能完全转化）；SO2和的范围也是如此计算。

2、将1体积SO2和3体积。2冲入一密闭容器中，当反应达平衡时