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1、第二课化学键化学反应与能量,沾化一中：孔令杰,一、化学键与化学反应,二、化学反应的快慢和限度,三、化学反应的利用1.利用化学反应制备物质：,2.利用化学反应为人类提供能量：,一、易错判断排查练1.只要有化学键的断裂,一定发生了化学反应。()提示：既有旧化学键的断裂,同时有新化学键形成的过程才属于化学反应。2.碱性氧化物一定是金属氧化物,酸性氧化物一定是非金属氧化物。()提示：酸性氧化物也可能是金属氧化物,如HMnO4对应的酸性氧化物是Mn2O7。,3.增加反应物的用量,反应速率一定加快。()提示：增加反应物的用量,若其物质的量浓度增大,则速率加快,若为固体,则增加其用量,浓度不变,速率不变。4
2、.当反应体系中各物质的浓度之比等于其化学计量数之比时,说明达到化学平衡状态。()提示：只有各物质的浓度不再随时间的变化而变化时,才可以说明达到化学平衡状态。,5.可以用碱石灰除去氯气中混有的HCl和水蒸气。()提示：碱石灰既可以吸收HCl和水蒸气,也可以吸收氯气。6.原电池中两极均因为发生氧化还原反应而损耗。()提示：原电池中负极因为发生氧化反应而损耗,一般是电解质溶液中的微粒在正极上发生还原反应,因此正极材料不参与反应。,二、问题式排查练1.金属与非金属形成的一定是离子键吗?提示：不一定。活泼金属与活泼非金属形成的是离子键,较不活泼的金属与非金属也可能形成共价键。2.同一反应的快慢用不同物质
3、来表示时,其数值有何规律?提示：同一反应在同一时间内的反应速率,如果用不同物质的浓度变化来表示时,其数值之比等于化学计量数之比。,3.可逆反应达到化学平衡时,反应停止了吗?提示：没有。可逆反应达到化学平衡时,反应体系各组分的浓度不变,此时正反应速率等于逆反应速率,但反应并未停止。4.能够影响化学反应速率的外界条件一定会影响化学平衡吗?提示：浓度、温度的改变既影响化学反应速率也可以影响化学平衡,催化剂只能影响化学反应速率,不影响化学平衡,压强可以影响化学反应速率但不一定影响化学平衡。,5.氯气实验室制法中浓盐酸表现出哪些性质?提示：浓盐酸既表现出还原性又表现出酸性。6.原电池可以使化学能完全转化
4、为电能吗?提示：不能。原电池可以使化学能转化为电能,但是也会有部分化学能转化为热能等其他形式的能量。,一、化学键与物质构成1.(2015广州高一检测)三硫化磷(P4S3)是黄绿色针状晶体,易燃、有毒,分子结构之一如图所示,已知其燃烧时P被氧化为P4O10,下列有关P4S3的说法中不正确的是(),A.P4S3中磷元素为+3价B.P4S3属于共价化合物C.P4S3充分燃烧的化学方程式为P4S3+8O2 P4O10+3SO2D.1 mol P4S3分子中含有9 mol共价键,【解析】选A。根据在元素周期表中的位置可知,硫元素的非金属性比磷的强,故在P4S3中磷元素显正价,S显负价,即-2价,则P的平
5、均化合价为+,A错误；根据P4S3的分子结构图可知其是共价化合物,B正确；根据题目信息,P4S3燃烧的另一产物应为SO2,再根据原子守恒写出方程式并配平即可,C正确；观察P4S3的分子结构知,D正确。,2.(2015岳阳高一检测)已知某化学反应A2(g)+2B2(g)=2AB2(g)(AB2的分子结构为BAB)的能量变化如图所示,下列有关叙述中正确的是(),A.该反应的进行一定需要加热B.该反应的H=-(E1-E2)kJmol-1C.该反应中反应物的键能总和大于生成物的键能总和D.断裂1 mol AA键和2 mol BB键,放出E1kJ能量【解析】选C。A选项,有的吸热反应不需要加热就能反应；
6、B选项,H=(E1-E2)kJmol-1；C选项,反应物的能量之和小,说明键能总和大；D选项,断裂化学键应吸收能量。,3.(双选)化学反应A2+B2=2AB的能量变化如图所示,则下列说法正确的是(),A.该反应是放热反应B.1 mol AA键和1 mol BB键断裂能放出xkJ的能量C.2 mol AB键断裂需要吸收ykJ的能量D.2 mol AB的总能量高于1 mol A2和1 mol B2的总能量,【解析】选A、C。A项,由1 mol A2+1 mol B2的能量大于2 mol AB的能量,可知该反应放热；B项,由图示可知1 mol A2+1 mol B22 mol A+2 mol B时需
7、要拆开AA键和BB键,即需要吸收xkJ的能量；C项,2 mol A+2 mol B2 mol AB时放出ykJ能量,则断裂2 mol AB键时需要吸收ykJ能量；D项,该反应放热,反应物总能量高于生成物总能量。,【名师点拨】化学键的判断规律1.离子键的存在：(1)活泼金属的氧化物中,如Na2O、MgO、Al2O3等；活泼金属的过氧化物,如Na2O2等。(2)强碱类物质中,如NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2等。(3)大多数盐中,如NaCl、Na2S、KNO3以及所有的铵盐。,2.共价键的存在：(1)非金属单质中,如H2、O2、O3、N2等。注意：稀有气体为单原子分子,分子中不存在共价键。
8、(2)非金属氧化物、氯化物、氢化物中,如CO2、SO2,PCl3、PCl5,H2O、HCl、H2S、NH3、CH4等。(3)酸中,如H2CO3、H2SO4、HNO3等。(4)碱中,如NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2等中的氧氢键。(5)某些盐(铵盐及含氧酸盐)中,如NH4Cl中的氮氢键,Na2CO3中的碳氧键。,3.同时存在离子键、共价键的物质：(1)含氧酸盐,如Na2CO3、K2SO4等。(2)强碱,如NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2等。(3)铵盐,如NH4Cl、(NH4)2SO4等。(4)过氧化物,如Na2O2等。,二、化学反应的快慢与限度1.(2014新课标全国卷改编)已知
9、分解1 mol H2O2放出热量98 kJ,在含少量I-的溶液中,H2O2分解的机理为H2O2+I-H2O+IO-慢H2O2+IO-H2O+O2+I-快下列有关该反应的说法正确的是()A.反应速率与I-浓度有关 B.IO-是该反应的催化剂C.若没有I-时H2O2不可能发生分解 D.v(H2O2)=v(H2O)=v(O2),【解析】选A。反应速率与浓度有关,所以I-浓度越大,速率越快,A正确；由题意可知I-为反应的催化剂,B错误；化学反应速率的决定因素是物质本身,C错误；速率比等于化学计量数比,反应的总方程式为2H2O2=2H2O+O2,水不能用来表示反应的速率,且过氧化氢和氧气速率比为21,D
10、错误。,2.(2014广东高考)H2O2是一种绿色氧化还原试剂,在化学研究中应用广泛。(1)某小组拟在同浓度Fe3+的催化下,探究H2O2浓度对H2O2分解反应速率的影响。限选试剂与仪器：30%H2O2、0.1 molL-1Fe2(SO4)3、蒸馏水、锥形瓶、双孔塞、水槽、胶管、玻璃导管、量筒、秒表、恒温水浴槽、注射器写出本实验H2O2分解反应方程式并标明电子转移的方向和数目：_。,设计实验方案：在不同H2O2浓度下,测定_(要求所测得的数据能直接体现反应速率大小)。设计实验装置,完成如下装置示意图。,参照下表格式,拟定实验表格,完整体现实验方案(列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的
11、数据；数据用字母表示)。,(2)利用图(a)和(b)中的信息,按图(c)装置(连通的A、B瓶中已充有NO2气体)进行实验。可观察到B瓶中气体颜色比A瓶中的_(填“深”或“浅”),其原因是_。,【解析】(1)由2H2O2 2H2O+O2可知,通过测定收集相同体积的氧气所需时间或者相同时间内所收集氧气的体积,能直接体现反应速率大小。,测相同时间内收集氧气的体积用,测相同时间内收集氧气的体积或收集相同体积气体所需时间用。,(2)由图(a)、图(b)可知,2H2O2 2H2O+O2及2NO2 N2O4均为放热反应,H2O2在Fe2(SO4)3的作用下分解快,相同时间内放热多,因此B瓶所处温度高,2NO
12、2 N2O4平衡逆向移动,NO2浓度大,颜色深,故B瓶中气体颜色比A瓶中的深。,答案：(1)收集相同体积的氧气所需时间或者相同时间内所收集氧气的体积,(2)深从图(a)知H2O2的分解反应为放热反应,从图(b)也知反应2NO2 N2O4为放热反应,H2O2在催化剂的作用下分解快,相同时间内放热多,因此B瓶所处温度高,2NO2 N2O4平衡逆向移动,NO2浓度大,颜色深,【名师点拨】化学反应速率的影响因素和化学反应平衡状态的判断特征1.影响化学反应速率的因素：(1)内因：反应物自身的性质。(2)外因。,2.化学平衡状态的判断特征：,三、常见物质的制备1.(2014天津高考改编)实验室制备下列气体
13、时,所用方法正确的是()A.制氧气时,用Na2O2或H2O2作反应物可选择相同的气体发生装置B.制氯气时,用饱和NaHCO3溶液和浓硫酸净化气体C.制氨气时,用排水法或向上排空气法收集气体D.制二氧化氮时,用水或NaOH溶液吸收尾气,【解析】选A。Na2O2和水或H2O2在二氧化锰的催化下都能制取氧气,二者都是固体与液体反应,可以选用相同的气体发生装置,A正确；实验室制取氯气时氯气中含有氯化氢和水蒸气,常用饱和的食盐水和浓硫酸净化气体,B错误；氨气易溶于水,不能用排水法收集,C错误；二氧化氮与水作用生成一氧化氮,仍能污染空气,所以不能用水吸收,D错误。,2.实验室里用如图所示装置制取纯净的无水
14、CuCl2。试回答下列问题：,(1)写出烧瓶中发生反应的化学方程式,并标出电子转移的方向和数目_。(2)B处盛有饱和食盐水(或水),其作用是_；C处盛放的试剂是_(填名称),其作用是_。(3)E处盛有_(填名称),发生反应的离子方程式为_。(4)实验结束时,应先熄灭_处酒精灯。,【解析】(1)浓盐酸与二氧化锰加热时生成氯气：(2)生成的氯气中含有氯化氢与水蒸气,分别通过饱和食盐水、浓硫酸除去。(3)氯气有毒,需要用氢氧化钠溶液吸收残余的氯气。(4)实验结束时,先熄灭D处酒精灯以防止倒吸。,答案：(1)(2)吸收HCl气体浓硫酸干燥气体(3)氢氧化钠溶液2OH-+Cl2=Cl-+ClO-+H2O
15、(4)D,【名师点拨】常用的气体收集方法确定气体的收集方法时要考虑气体的密度、溶解性、稳定性。1.常用收集方法：,2.其他收集方法：Cl2：排饱和食盐水；SO2：排饱和亚硫酸氢钠溶液；CO2：排饱和碳酸氢钠溶液。,【知识备选】常用的尾气处理装置把有毒、有害的气体选择合适的方法,变成无毒、无害、无污染的物质。常见尾气处理装置如下：,甲：易燃尾气常用在空气中点燃的方法处理,防止污染空气,如H2、CO等。,乙：常用来吸收可溶于液体的尾气。丙和丁：用来吸收易溶或极易溶于液体的尾气,同时具有防止倒吸的作用。戊：对于一些不便于用甲、乙、丙、丁方法处理的少量尾气,可采用气球收集法处理。,四、原电池原理及应用
16、1.(2015长沙高一检测)普通水泥在固化过程中自由水分子减少并产生Ca(OH)2,溶液呈碱性。根据这一特点科学家发明了电动势(E)法测水泥初凝时间,此法的原理如图所示。,反应的总方程式为2Cu+Ag2O=Cu2O+2Ag。下列有关说法不正确的是()A.工业上制备普通水泥的主要原料是黏土和石灰石B.测量原理装置图中,Ag2O/Ag极发生氧化反应C.负极的电极反应式为2Cu+2OH-2e-=Cu2O+H2OD.在水泥固化过程中,由于自由水分子的减少,溶液中各离子浓度的变化导致电动势变化,【解析】选B。负极的电极反应式为2Cu+2OH-2e-=Cu2O+H2O,发生氧化反应；正极的电极反应式为Ag
17、2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-,发生还原反应。在水泥固化过程中,由于自由水分子的减少,溶液中各离子浓度的变化导致电动势变化。,2.(2015温州高一检测)下列关于实验现象的描述正确的是()A.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中,铁片表面产生气泡B.用铜片作正极,铁片作负极,CuSO4作电解质溶液形成原电池,结果铁片上有铜析出,铜片溶解C.把铜片插入FeCl3溶液中,铜片上有铁析出D.把锌粒放入盛有盐酸的试管中,加几滴CuCl2溶液,产生气泡的速率加快,【解析】选D。A中铜片上有气泡,错误；B中铁溶解,溶液中的Cu2+在正极铜片上得电子而析出Cu,错误；C中Fe3+得电子只能生成Fe2+,而不能生成铁,错误；锌置换出少量的铜,与锌、盐酸形成原电池,反应速率加快,正确。,【名师点拨】原电池正负极的判断方法,
