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 ACO BNO2 CSO2 D NO,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,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Na2CO3 C聚乙烯的结构简式为CH2=CH2 D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。 CO32H2O HCO3OH,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+3H2O Fe(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，200 g水中溶解80 gCuSO4，溶液达到饱和，当降温至30，可析出30 g CuSO4晶体 D30时，将35 gKNO3和35 gNaCl同时溶于100 g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35 gNaCl溶于100 g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 A0.01 mol/L的蔗糖溶液 B0.01 mol/L的CaCl2溶液 C0.02 mol/L的NaCl溶液 D0.02 mol/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a g，一个核素的质量为b g） Mr= = NA b A （2）元素相对原子质量 MrM1n1M2n2 A1n1A2n2 ,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=22.4 Lmol-1， M=Mr gmol-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，11.2 L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1 L 0.1 mol/L碳酸钠溶液中阴离总数大于0.1 NA 1 molNa2O2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2mol H原子和1mol氧原子 D、一个NO的质量是a g，一个NO2的质量是b g，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1mol HH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167.2 kJmol-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= 285.8kJmol 1,2H2(g)+ O2(g)=H2O(l) H= 571.6kJmol 1,（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= 17.86kJmol 1,4、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) H1Q1 kJmol1 C2H5OH(g)C2H5OH(l) H2Q2 kJmol1 C2H5OH(g)3O2(g)2CO2(g)3H2O(g) H3Q3 kJmol1 若使23 g酒精液体完全燃烧，最后恢复到室温，则放出的热量为 （ ） AQ1Q2Q3 B0.5(Q1Q2Q3) C0.5Q11.5Q20.5Q3 D1.5Q10.5Q20.5Q3,5、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+2CO N2+CO2 （1）在上述条件下反应能够自发进行，则反应的 0（填写“”、“”、“=” ) 。,三、氧化还原反应,1、 氧化还原反应的本质和特征,氧化还原反应的实质是电子的 （包括电子的得失或电子对的偏移），特征是反应前后 ；判断某反应是否属于氧化还原反应可根据反应前后 是否发生了变化这一特征。,2、 从多个角度理解氧化剂和还原剂等基本概念,【例题】物质的量之比为2：5的锌与稀硝酸反应,若硝酸被还原的产物为N2O,反应结束后锌没有剩余,则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是 A. 1：4 B.1：5 C. 2：3 D.2：5,3、氧化性或还原性强弱比较与判断,（1）根据元素的化合价 判断依据：如果物质中某元素具有最高价，该元素只有氧化性；物质中元素具有最低价，该元素只有还原性；物质中元素具有中间价态，该元素既有氧化性又有还原性。一般而言，对于同一种元素，价态越高，则氧化性越强，价态越低，则还原性越强，注意氯的化合物，如HClO与HClO4。 注意：若问物质（离子）的氧化性，则综合考虑多种元素，如NO3-，既有氧化性又有还原性，但以一种性质为主 。,（2）根据氧化还原反应方程式判断,强氧化剂+强还原剂氧化产物（弱氧化性）+还原产物（弱还原性） 氧化性：氧化剂氧化产物 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 A Cu2S既是氧化产物又是还原产物 B 5 mol FeS2发生反应，有10 mol 电子 转移 C 产物中的SO42-离子有一部分是氧化产物 D FeS2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-,S SO42- 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nm e-,（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