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1、高一化学 必修二 第二章 化学键 化学反应与能量知识回顾 王珊娜2014-6-2一、 化学键与化学反应1.化学键1）定义：相邻的两个或多个原子(或离子)之间强烈的相互作用叫做化学键。2）类型： 离子键：由阴、阳离子之间通过静电作用所形成的化学键。 共价键：原子之间通过共用电子对所形成的化学键。 金属键：化学键的一种，主要在金属中存在。3）化学反应本质就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。2离子化合物和共价化合物1）离子化合物：由阳离子和阴离子构成的化合物。 包含：大部分盐（包括所有铵盐），强碱，大部分金属氧化物，金属氢化物。 活泼的金属元素与活泼非金属元素形成的化合物中不一定都是以离子键结合的
2、，如AlCl3不是通过离子键结合的。非金属元素之间也可形成离子化合物，如铵盐都是离子化合物。 2）共价化合物：全部以共价键结合形成的化合物，叫做共价化合物。 包含：非金属氧化物，酸，弱碱，少部分盐，非金属氢化物。 3）在离子化合物中一定含有离子键，可能含有共价键。在共价化合物中一定不存在离子键。3.几组概念的对比1）离子键与共价键的比较键型离子键共价键概念带相反电荷离子之间的相互作用原子之间通过共用电子对所形成的相互作用成键方式通过得失电子达到稳定结构通过形成共用电子对达到稳定结构成键粒子阴、阳离子原子成键性质静电作用静电作用形成条件大多数活泼金属与活泼非金属化合时形成离子键同种或不同种非金属
3、元素化合时形成共价键(稀有气体元素除外)表示方法电子式如Na离子键的形成过程：电子式，如H结构式，如HCl共价键的形成过程：存在离子化合物绝大多数非金属单质、共价化合物、某些离子化合物2）离子化合物与共价化合物的比较离子化合物共价化合物概念以离子键形成的化合物以共用电子对形成的化合物粒子间的作用阴离子与阳离子间存在离子键原子之间存在共价键导电性熔融态或水溶液导电熔融态不导电，溶于水有的导电(如硫酸)，有的不导电(如蔗糖)熔化时破坏的作用力一定破坏离子键，可能破坏共价键(如NaHCO3)一般不破坏共价键实例强碱、大多数盐、活泼金属的氧化物中酸、非金属的氢化物、非金属的氧化物中4物质中化学键的存在
4、规律(1)离子化合物中一定有离子键，可能还有共价键，简单离子组成的离子化合物中只有离子键，如：NaCl、Na2O等。复杂离子(原子团)组成的离子化合物中既有离子键又有共价键，如NH4Cl、NaOH、 Na2O2等。(2) 稀有气体由单原子组成，无化学键，因此不是所有物质中都存在化学键。 (3)共价化合物中只有共价键，一定没有离子键，如HCl、SiO2、C2H2等。(4)同种非金属元素构成的单质中一般只含有非极性共价键，如I2、N2、P4等。(5)由不同种非金属元素构成的化合物中含有共价键(如H2S、PCl3)，或也可能既有离子键又有共价键(如铵盐)。 5化学键的破坏(1)化学反应过程中，反应物
5、中的化学键被破坏。(2)对于离子化合物，溶于水后电离成自由移动的阴、阳离子，离子键被破坏。其熔化后也成为自由移动的阴、阳离子，熔化过程中离子键被破坏。(3)对于共价化合物，有些共价化合物溶于水后，在水分子的作用下电离，共价键被破坏，如HCl、HNO3等。有些共价化合物溶于水后，与水发生化学反应，共价键被破坏，如SO3、SO2等。(4)对于某些很活泼的非金属单质，溶于水后，能与水作用，其分子内化学键被破坏，如：F2、Cl2、Br2等。特别提醒根据化合物在熔融状态是否导电，可判断它是离子化合物还是共价化合物。若导电，则是离子化合物；若不导电，则是共价化合物。6.用电子式表示离子化合物和共价分子电子
6、式是表示物质结构的一种式子。其写法是在元素符号的周围用“”或“”等表示原子或离子的最外层电子，并用n或n(n为正整数)表示离子所带电荷。1)原子的电子式在元素符号的周围用“”或“”等表示原子的最外层电子。2)离子的电子式主族元素形成的简单离子中，阳离子的电子式就是离子符号。如Mg2既是镁离子符号，也是镁离子的电子式; 复杂阳离子：铵根离子阴离子的最外层大多为8电子结构，在表示离子的符号外加方括号，方括号的右上角标明所带电荷数及符号。如Cl的电子式：。3)离子化合物的电子式离子化合物的电子式由构成离子化合物的阴、阳离子的电子式构成。如NaCl的电子式：。离子化合物中阴、阳离子个数比不是11时，要
7、注意同性离子不直接相邻的事实。如MgBr2的电子式：。4)用电子式表示共价分子(共价型单质和化合物)表示出原子之间形成共用电子对的情况，没有形成共用电子对的最外层电子也要标出。如：Cl2 NH3 。5)用电子式表示含有共价键的原子团离子要表示出离子内的原子之间的共用电子对，因是离子，所以还要括上方括号，标上电荷。如下表所示：原子团离子OHNHONH电子式6)用电子式表示物质的形成过程离子化合物：共价分子：。小结：判断物质中化学键时应该注意的问题（1），存在离子键的化合物一定是离子化合物，离子化合物中一定存在离子键（2），离子化合物可以只含非金属元素，也可以存在共价键，如NH4Cl（3），共价化
8、合物中只含有共价键，不含离子键（4），非金属单质（稀有气体除外）中只含有共价键（5），稀有气体由单原子组成，无化学键（6），只含有共价键的化合物一定是共价化合物，只含有共价键的物质不一定是共价化合物，可能是单质；含有共价键的化合物不一定是共价化合物，可能是离子化合物，例如NaOH，Ca(OH)2，CH3COONa7、 化学键与化学反应中的能量变化反应物（E1）旧键断裂（吸吸能量E3）新键形成（释放能量E4）生成物（E2）1、反应物的能量（E1）生成物的能量（E2） 反应释放能量，为放热的反应2、反应物的能量（E1）生成物的能量（E2） 反应吸收能量 为吸热的反应3、旧键断裂吸收的能量（E3）
9、新键形成释放的能量E4 反应吸收能量 为吸热反应4、旧键断裂吸收的能量（E3） 新键形成释放的能量E4 反应释放能量 为放量反应二、化学反应的快慢和限度第二节 化学反应的快慢和限度1 化学反应的快慢化学反应速率：化学反应速率指的是单位时间里反应物浓度或生成物浓度的变化。表达式： 单位： molL-1S-1 molL-1min-1注：（1）化学反应速率是指某段时间内的平均反应速率，而不是某时刻的瞬时速率。 （2）在反应中固体或纯液体浓度不变，因而不用固体或液体来表示化学反应速率。 （3）同一反应，用不同物质浓度变化来表示化学反应速率时，其数值大小可能不一样，但意义相同，故在应用时应指明是哪种物质
10、表示的化学反应速率。 （4）在同一反应中，各物质所表示的反应速率之比等于各物质的转化浓度之比，等于各物质的物质的量变化之比，等于方程式中化学计量数之比。mA + nB = pC + qDV(A)V(B) V(C) V(D) = n(A) n(B) n(C) n(D) = mnpq影响化学反应速率的因素：内 因参加反应的物质的性质。如铁、镁与同种盐酸反应的速率的不同外因浓度其他条件不变，增大反应物浓度，化学反应速率加快，降低则减慢。（注意：纯固体、纯液体的浓度看作常数）温度其他条件不变时，温度升高，反应速率加快，温度降低反应速减慢。催化剂使用催化剂，能够改变化学反应速率；正催化剂加快反应，逆催化
11、剂减慢速率。压强对于有气体参加的化学反应，其他条件不变时，增大压强，速率加快。反之减慢。表面积固体物质的颗粒越小，表面积越大，在化学反应中反应速率越大。思考：1、S在纯O2和空气中燃烧时有什么现象？为什么？2、带火星的木条在空气中熄灭，而在O2中能复燃，为什么？（解答：1、硫在空气中燃烧，火焰呈淡蓝色，在纯氧中燃烧更剧烈，火焰呈蓝紫色。因为空气中氧气的浓度小，反应较慢。2、纯氧中O2 浓度大。）化学反应的限度可逆反应：在相同条件下同时向正、反两个方向进行的反应称为可逆反应。故用 表示。特点：（1）同时向正反应和逆反应两个方向进行；（2）可逆反应不能进行到底。2 化学平衡在一定条件下的可逆反应里
12、，正反应速率等于逆反应速率，反应物和生成物浓度不再变化的状态，称为化学平衡。平衡的特征动：化学反应达到平衡状态时，反应并没停止，而是始终在进行，是一个动态平衡。等：化学平衡时，正反应速率等于逆反应速率。定：一定条件下，可逆反应一旦达到平衡状态，平衡体系中各组分的含量保持一定且不变。注意：是条件一定，如果条件改变，平衡改变变：化学平衡状态是有条件的、是暂时的、相对的，改变影响平衡的条件，原来的平衡即被破坏，平衡会发生移动，开始建立新的平衡。标志正反应速率等于逆反应速率各组分的浓度保持不变当反应物中的气体体积与生成物的气体体积不相等时，可以利用体积、压强不变来判断是否平衡。但是如果反应物中气体体积
13、与生成物中的气体体积相等时，则不可以判断。注：对于利用标志3来判断可逆反应的平衡可以理解为：可变值不变时，就是化学平衡的时候。如：A(g) + 2B(g) 3C(g) + 2D(g) 反应前后总物质的量不相等：n前=3mol n后=5mol，所以总物质的量是个可变值，但当总物质的量不变时，就是化学平衡时。与之相对应的还有体积，压强等。影响化学平衡的因素：因素温度化学平衡后，温度升高，平衡向吸热方向移动，温度降低，平衡放热方向移动。浓度化学平衡后，增加某物质浓度，平衡向减少这种物质浓度的方向移动。减少反之。压强有气体参加的反应达到平衡后，加大压强，平衡向体积减少的方向移动。减小反之。注：催化剂只
14、能改变达到平衡的时间，不能使平衡发生移动。三、 化学反应的利用1 利用化学反应制备新物质实验室制备氯气试剂浓盐酸、二氧化锰（或高锰酸钾、浓盐酸）装置实验室液体与固体反应制备气体的实验装置（需加热）（液 + 固 =气）实验现象圆底烧瓶和集气瓶内有黄绿色气体生成结论MnO2 + 4HCl(浓)= MnCl2 + Cl2+ 2H2O2KMnO4 + 16HCl(浓)= 2MnCl2 + 2KCl + 5Cl2+ 8H2O注：反应必须用浓盐酸，因为稀盐酸还原性不如浓盐酸。一旦盐酸变稀，反应停止。除杂：可能存在的杂质有氯化氢气体和水。用饱和食盐水吸收氯化氢气体，用浓硫酸吸收水。收集方法：因为氯气溶于水，
15、且密度比空气大，故应用向上排空气法收集氯气，不能用排水法。氯气不溶于饱和食盐水，也可用排饱和食盐水的方法心集氯气。某些物质的实验室和工业制法：物质化学方程式氢气实验室：Zn + H2SO4(稀) = ZnSO4 + H2催化剂工业上:C(s) + H2O = CO + H2 CO + H2O = CO2 + H2二氧化碳实验室：CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2+ H2O高温工业上：CaCO3 = CaO + CO2 还有就是空气分离法。生铁催化剂点燃工业上：Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2 硫酸高温工业上：S+O2=SO2 2SO2 + O2 =2SO3SO
16、3 + H2O = H2SO4氨高温 高压实验室：Ca(OH)2 + 2NH4Cl=CaCl2 + 2NH3+ 2H2O催化剂工业上：N2 + 3H2 =2NH3硝酸实验室：NaNO3 + H2SO4 = NaHSO4 + HNO3工业上：4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O 2NO + O2=2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO2 + NO3 对化学反应制备物质的装置的选择加热固体制气体液体与固体或液体反应制备气体多孔隔板液体与固体或液体反应制备气体液体与固体或液体反应加热制备气体液体与固体或液体反应加热制备气体部分发生装置的选择气体收集装置的选择净化装置的选择尾气处理装置
17、的选择2 化学反应为人类提拱能源化学能转化为热能：化学能转化为热能即热饭盒Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + H2都是放热反应化学能转化为热能铝热剂2Al + Fe2O3 = 2Fe + Al2O3A化学能转化为电能：锌铜原电池装置（右图）现象原理将铜片、锌片插入稀硫酸中，然后用导线将铜片、锌片连接起并接入电流计锌片不断溶解，铜片上不断有气泡冒出，电流表有偏转锌比铜活泼，锌原子容易失去电子被氧化成Zn2+进入溶液，锌片上的电子通过导线流向铜，溶液中的H+从铜片获得电子而被还原成氢原子原电池：有电子的定向移动，有电流产生。是化学能转化为电能。将化学能转化为电能的装置称为原电池。原电池反应
18、的相关链接：正、负极比较正极：得电子化合价降低发生还原反应；一般活泼性比负极差。负极：失电子化合价升高发生氧化反应；一般活泼性比正极强。发生原电池反应的一般条件：原电池反应是氧化还原反应具有适当的电极，可是活泼性不同的物质，也可以是活泼性一样的物质需要电解质溶液能够构成闭合回路练习：常见的电池，写出下列电池的电极反应式和总反应式（1）锌-铜-稀硫酸（2）铁-碳棒-三氯化铁溶液（3）锌-碳-硫酸铜 （4）锌-铁-硝酸银原电池反应的应用：1利用其产生的电流制作电池如干电池、钮扣电池、等2形成原电池，加快化学反应如再制取氢气时，加入几滴硫酸铜溶液，使反应速率加大。3金属的腐蚀与保护如船舶、阐门的保护
19、等 金属的腐蚀与保护1金属的腐蚀与防护（1）金属腐蚀的定义：金属或合金与接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程（2）金属腐蚀的实质：金属原子失去电子被氧化而消耗的过程（3）金属腐蚀的种类：化学腐蚀与电化学腐蚀2、研究金属腐蚀的过程主要目的是为了更好地防止金属被腐蚀只要破坏形成原电池的一些条件就能防止金属发生电化学腐蚀制成合金，改变金属内部组成结构而增强抗腐蚀能力如：不锈钢在金属的表面覆盖保护层如：涂上防锈漆、电镀等 电化学保护法如：防止轮船船体被海水腐蚀，常在船底贴一些锌板金属防护方法：让被保护的金属作为正极，另找一种活动性较强的金属作为负极3、一次能源和二次能源：化学能在其他能之间的转化，如：化学能转化为光能、动能、热能等。直接从自然界取得的能源称为一次能源，如流水、风力、原煤、石油、天然气等，一次能源经过加工，转换得到的能源为二次能源，如电力、蒸汽、氢能等。
