资源简介 盐城市伍佑中学高一化学教学案 执笔人:潘小军第二章 化学反应与能量 (必修2)教材分析:本章共三节,可分为两个部分——化学反应和能量、化学反应速率和限度,它们都属于化学反应原理范畴,是化学学科最重要的原理性知识之一,也是深入认识和理解化学反应特点和进程的入门性知识。同时,它们又是在社会生产、生活和科学研究中有广泛应用的知识,是对人类文明进步和现代化发展有重大价值的知识,与我们每个人息息相关。因此,化学能对人类的重要性和化学反应速率、限度及条件控制对化学反应的重要性,决定了本章学习的重要性。初中化学从燃料的角度初步学习了“化学与能源”的一些知识,而在选修模块“化学反应原理”中,将从科学概念的层面和定量的角度比较系统深入地学习化学反应和能量、化学反应速率和化学平衡的原理。因此,本章内容既是对初中化学相关内容的提升与拓展,又是为选修“化学反应原理”奠定必要的基础。通过化学能与热能、电能的相互转化及其应用的学习,学生将对化学在提高能源的利用率和开发新能源中的作用与贡献有初步认识;通过对新型化学电源开发利用的介绍,学生将对化学的实用性和创造性有更多的体会;通过对化学反应速率和限度的讨论,学生将从原理上加深对化学反应条件的认识。这些都会增进学生对化学的兴趣和情感,体会化学学习的价值。由于本章内容在初中化学、高中必修模块和选修模块中均有安排,体现了学习的阶段性和层次性,在具体内容上前后还有交叉和重叠,因此,教师在教学时要充分注意到这一点。既要加强教学内容与实际的联系,体现化学的实用性和重要性,又要注意知识的前后联系和阶段性、渐进性,把握教材内容的深度、广度,防止任意拓宽加深,增加学生负担。第一节 化学能与热能第1课时教学目标:1、 通过实验知道化学反应中能量变化的主要表现形式,能根据事实判断吸热反应、放热反应,能说出中和热的涵义。2、 通过实验探究体验科学研究的一般过程,了解科学研究的基本方法。3、 通过实验发展学习化学的兴趣,进一步形成交流、合作、反思、评价的学习习惯。重点难点:吸热反应、放热反应、中和热等基本概念。教学过程:[创设问题情景]在一支试管中放入一小块生石灰,加入少量水,让学生观察实验现象,再让学生用手触摸试管外壁,然后要求学生回答观察到了什么现象?触摸试管外壁时有何感觉?说明什么问题?并要求学生写出反应方程式。[结论]生石灰与水反应生成糊状的氢氧化钙,试管发烫,说明反应放出了热能。[设问]热能是能量的一种表现形式。那么,除刚才的这个反应,其它的化学反应过程中是不是也会有能量变化呢?其表现形式又是怎样的?根据你已有的知识经验举例说明。[学生举例、说明][归纳小结]物质在发生化学反应的同时还伴随着能量的变化,这些能量变化通常又表现为热量的变化。[设疑]那么,化学变化中热量变化的具体形式又有哪些呢?这将是我们本节课研究的主要内容。下面我们通过实验来进行研究、探讨,从中我们还可以了解到科学研究的一般过程和方法。[学生分组实验]见教材实验2-1。[思考与讨论]用眼睛不能直接观察到反应中的热量变化,那么,你将采取哪些简单易行的办法来了解反应中的热量变化?各有什么优缺点?[反思、交流与评价]1、实验过程中,你自己最满意的做法是什么?最不满意的做法是什么?2、在思考、讨论的过程中,其他同学给了你哪些启示?你又给了他们哪些启示?[演示实验]见教材实验2-2[思考与讨论]1、通过观察实验现象,你得出了哪些结论?写出反应方程式。2、你觉得做这个实验时需要注意哪些问题?还可以做哪些改进?实验中对你最有启发的是什么?[小结]化学反应中的能量变化经常表现为热量的变化,有的放热,有的吸热。[设疑]通过前面的学习,我们知道燃烧反应、金属与酸的反应是放热的,而氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应是吸热的,那么,作为一类重要而常见的反应,酸与碱的中和反应是放热的还是吸热的呢?下面,请同学们自己通过实验来揭开这个秘密。[学生分组实验]建议按教参P22页的三组对比实验进行。[讨论与交流]1、通过实验,你得出什么结论?如何解释?2、通过这个实验,你学到了哪些知识?学会了哪些研究方法?3、要明显的感知或测量反应中的热量变化,实验中应注意哪些问题?如何减小你与同组同学的实验结果的差异?4、听完其他小组的汇报,发现他们的哪些做法比你们好?哪些不如你们的好?你现在是否又有了新的想法?假如要让你设计一个能较准确地测量反应中热量变化的装置,它的大体构造是怎样的,你可以和同学交流探讨共同确定。[教师讲解]1、中和反应都是放热反应。2、三个反应的化学方程式虽然不同,反应物也不同,但本质是相同的,都是氢离子与氢氧根离子反应生成水的反应,属于中和反应。由于三个反应中氢离子与氢氧根离子的量都相等,生成水的量也相等,所以放出的热量也相等。3、中和热:酸与碱发生中和反应生成1mol水所释放的热量称为中和热。4、要精确地测定反应中的能量变化,一是要注重“量的问题”,二是要最大限度地减小实验误差。[总结]本节课我们结合已有的知识经验,以实验为主要的研究手段,初步探讨了化学反应中的能量变化及其主要形式。相信通过学习,同学们会有许多收获。但是,随着学习的深入,也必然会有更深层次的问题涌现出来,比如:化学反应中为什么伴随有能量的变化?为什么有的反应放热,有的反应吸热?如何来合理地表达反应中的能量变化?等等。这些问题我们将在下一节课上进一步探讨。补充练习1、下列反应中属吸热反应的是 ( )A 镁与盐酸反应放出氢气 B 氢氧化钠与盐酸的反应C 硫在空气或氧气中燃烧 D Ba(OH)2 8H2O与NH4Cl反应2、下列说法不正确的是 ( )A 化学反应除了生成新物质外,还伴随着能量的变化B 放热反应不需要加热即可发生C 需要加热条件的化学反应都是吸热反应D 1mol硫酸与足量氢氧化钠发生中和反应生成水所释放的热量称为中和热。3、 城市使用的燃料,现大多为煤气、液化石油气。煤气的主要成分是CO、H2的混合气体,它由煤炭与水蒸气在高温下反应制得,故又称水煤气。试回答:(1) 写出制取水煤气的主要化学方程式————————————,该反应是——————反应(填吸热、放热)。(2) 设液化石油气的主要成分为丙烷(C3H8 ),其充分燃烧后产物为CO2和 H2O,试比较完全燃烧等质量的C3H8及CO所需氧气的质量比。4、 比较完全燃烧同体积下列气体需要的空气体积的大小:天然气(以甲烷计)、石油液化气(以丁烷C4H10计)、水煤气(以CO、H2体积比1:1计)5、 两位同学讨论放热和吸热反应。甲说加热后才能发生的化学反应是吸热反应,乙说反应中要持续加热才能进行的反应是吸热反应。你认为他们的说法正确吗?为什么?(江苏省海门中学 施红专)答案:1.D2.BC3.(1)C+H2OCO+H2 吸热 (2) 70:11 4.石油液化气>天然气>水煤气5.略第一节 化学能与热能第2课时教学目标:1、能从化学键的角度理解化学反应中能量变化的主要原因,初步学会热化学方程式的书写。2、能从微观的角度来解释宏观化学现象,进一步发展想象能力。2、 通过化学能与热能的相互转变,理解“能量守恒定律”,初步建立起科学的能量观,加深对化学在解决能源问题中重要作用的认识。重点难点:1.化学能与热能的内在联系及相互转变。2.从本质上理解化学反应中能量的变化,从而建立起科学的能量变化观。教学过程:[导入]通过上节课的学习,我们对化学反应中的能量变化有了初步的认识,知道了反应中的能量变化通常表现为热量的变化——放热或者吸热,也了解了中和热的概念。那么,很多同学也许会有这样一些疑问:化学反应中为什么会有能量变化?为什么不同反应的热效应不同?本节课,我们将围绕这些问题,先从微观和宏观的角度来揭示这些秘密,然后介绍反应中热效应的表示方法,最后再谈谈化学在能源开发、利用中的作用和地位。[创设问题情景]氢气和氯气的混合气体遇到强光会发生什么现象?为什么?[学生思考、讨论]氢气和氯气的混合气体遇到强光会发生爆炸。这是因为反应在有限的空间里进行,放出大量的热,使周围气体急剧膨胀。[进一步思考]反应中的热量由何而来? 氢气和氯气反应的本质是什么?[学生思考、讨论]从化学键角度分析氢气和氯气反应的本质。[教师补充讲解]化学反应的本质是反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成。化学键是物质内部微粒之间强烈的相互作用,断开反应物中的化学键需要吸收能量,形成生成物中的化学键要放出能量。氢气和氯气反应的本质是在一定的条件下,氢气分子和氯气分子中的H-H键和Cl-Cl键断开,氢原子和氯原子通过形成H-Cl键而结合成HCl分子。1molH2中含有1molH-H键,1mol Cl2中含有1mol Cl-Cl键,在25℃和101kPa的条件下,断开1molH-H键要吸收436kJ的能量,断开1mol Cl-Cl键要吸收242 kJ的能量,而形成1molHCl分子中的H-Cl键会放出431 kJ的能量。这样,由于破坏旧键吸收的能量少于形成新键放出的能量,根据“能量守恒定律”,多余的能量就会以热量的形式释放出来。[归纳小结]1、 化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。2、 能量是守恒的。[练习反馈]已知拆开1molH2中的化学键要吸收436kJ的能量,拆开1molO2中的化学键要吸收496 kJ的能量,形成水分子中的1mol H-O键要放出463 kJ的能量,试说明2H2+O2=2H2O中的能量变化。[讲解]刚才我们从微观的角度分析了化学反应中能量变化的主要原因,那么,又怎样从宏观的角度来判断一个反应到底是放热还是吸热的呢?各种物质中都含有化学键,因而我们可以理解为各种物质中都储存有化学能。化学能是能量的一种形式,它可以转化为其他形式的能量。不同物质由于组成、结构不同,因而所包含的化学能也不同。在化学反应中,随着物质的变化,化学能也随之改变,如H2 与Cl2、O2的反应。那么,一个化学反应吸收能量还是放出能量是由什么决定的呢?[学生讨论、交流]1、 一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量取决于反应物的总能量和生成物的总能量的相对大小。2、 画出反应物、生成物总能量的大小与反应中能量变化的关系示意图。[思考与分析]甲烷燃烧要放出热量,水电解产生氢气和氧气,试从化学键和物质所含能量的角度分析气原因,并说明反应过程中能量的转变形式。[提出问题]前面我们通过对具体反应的分析,从微观和宏观两个角度探讨了化学反应中能量变化的主要原因,知道了化学能和其它能量是可以相互转变的,还知道化学反应中能量变化通常表现为热量的变化。那么,怎样把物质变化和热量变化统一地表达出来呢?你可以在和同学讨论的基础上提出自己的想法,并对其他同学提出的表达方式作出评价。[教师讲解]热化学方程式的含义及朗读和书写的注意点[练习反馈]乙炔( C2H2)气体在氧气中完全燃烧会放出大量的热,形成高温火焰,可以用于焊接或切割金属。已知0。5 mol乙炔完全燃烧生成液态水会放出649 kJ的热量,试写出反应的热化学方程式,并计算1Kg乙炔完全燃烧放出的热量。[教师讲解]乙炔是一种重要的烃类,煤、石油、天然气的主要成分也是各种烃类,它们在燃烧时都会放出大量的热,所以煤、石油、天然气在能源中扮演了极为重要的角色,对促进人类社会的发展具有重要的作用。[阅读相关图片、资料或播放录像][思考、交流]根据你的经验体会,谈谈你对当前能源利用、开发及能源危机的看法。[总结]化学反应伴随能量变化是化学反应的一大特征。我们可以利用化学能与热能及其它能量的相互转变为人类的生产、生活及科学研究服务。化学在能源的开发、利用及解决日益严重的全球能源危机中必将起带越来越重要的作用,同学们平时可以通过各种渠道来关心、了解这方面的进展,从而深切体会化学的实用性和创造性。补充练习:1、下列说法不正确的是 ( )A 化学反应除了生成新物质外,还伴随着能量的变化B 物质燃烧和中和反应均放出热量C 分解反应肯定是吸热反应D 化学反应是吸热还是放热决定于生成物具有的总能量和反应物具有的总能量2、已知金刚石在一定条件下转化为石墨是放热的。据此,以下判断或说法正确的是( )A 需要加热方能发生的反应一定是吸热反应 B 放热反应在常温下一定很容易发生C 反应是放热还是吸热,必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小D吸热反应在一定条件下也能发生3、有专家指出,如果将燃烧产物如CO2、H2O、N2等利用太阳能使它们重新组合变成CH4、CH3OH、NH3等的构想能够成为现实,则下列说法中,错误的是 ( )A 可消除对大气的污染 B可节约燃料C 可缓解能源危机 D此题中的CH4、CH3OH、NH3等为一级能源4、已知破坏1mol N≡N键、H-H键和N-H键分别需要吸收的能量为946kJ、436kJ、391kJ。试计算1molN2(g)和3 molH2(g)完全转化为 NH3(g)的反应热的理论值,并写出反应的热化学方程式。5、“用天然气、煤气代替煤炭作为民用燃料”这一改变民用燃料结构的重大举措,具有十分重大的意义。请分析其优点,并将你的观点和同学讨论交流。(江苏省海门中学 施红专)答案:1.C 2.CD 3.B 4. 92KJ N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H=-92KJ/mol第2节 化学能与电能第1课时教学目标:1、通过实验探究原电池中发生的反应,认识化学能转化为电能的基本原理。2、学会分析、推理、归纳和总结的逻辑思维方法,提高发现问题、分析问题和解决问题的能力。3、通过实验和小组合作学习,体验科学探究过程。4、了解各类电池在生产、生活实际中的应用,认识化学的价值。增强环保意识。重点难点:初步了解原电池的概念、原理、组成及应用。通过实验探究从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质及原电池的构成条件。教学过程[创设问题情景]电能是现代社会最清洁、也是最重要的二次能源,人类生产、生活的各个方面都离不开它。而火力发电又在电能生产中占有相当大的比重,是电能最主要的来源。[播放录像或展示图片][提问]燃烧的本质是什么?火力发电中能量的转化方式是怎样的?火力发电又有哪些优点和缺点呢?[学生讨论、分析][激疑]针对火力发电的缺点,能否通过某些方式将化学能直接转化为电能呢?[分组实验探究]锌铜原电池原理实验1:把一块锌片和铜片同时插入盛有稀硫酸的烧杯里。实验2:用导线将锌片和铜片连起来。实验3:在导线中接入一个灵敏电流计。将实验中观察到的现象和自己的结论记录下来。[学生交流、讨论]1、实验1和实验2中的现象有何不同?是什么原因造成的?2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中,铜片表面有气泡产生,你认为这种气体可能是什么?锌片和铜片上可能分别发生什么反应?如何证明?3、 灵敏电流计的指针发生偏转,说明有电流通过,你如何解释这一现象?该装置的正负极分别是什么?请你再设计一个实验证明之。[教师补充讲解]原电池的定义;锌铜原电池的工作原理;电极反应式及电池总反应式的书写。[设疑]通过刚才的实验我们可以体会到,化学能在原电池装置中可以直接转化为电能,那么,符合什么条件的装置才能构成原电池呢?[分组实验探究]原电池的构成条件。见教师用书P29页。[交流讨论、归纳总结]原电池的构成条件:1、两种活泼性不同的金属(或一种金属和另一种非金属导体)构成电极。2、电解质溶液。3、构成闭合回路。4、能发生自发的氧化还原反应。[反思与评价]在刚才的分组实验中,同伴或其他组的同学的哪些做法对你有启发?你又提出了哪些好的思路?根据提供的仪器、药品,你现在还能设计出其它的原电池装置吗?[实践活动]制作水果电池[小结]通过前面的两组分组实验,我们了解了原电池的工作原理和构成条件,同学们对于通过实验来进行化学研究的思路、方法也一定有了更深的体会。为了满足生产、生活、科学研究等各方面的需要,科学家尤其是化学家根据原电池原理设计出了许许多多形状各异、用途不同的实用电池,极大地方便了我们的生活,也有力地促进了科学的发展。那么,你所知道的电池有哪些呢?[学生举例][教师引导学生分析]常见电池的组成和工作原理。[巩固练习]相同条件下,纯锌粒和粗锌粒与同浓度的稀硫酸反应的速率一样吗?为什么?假如要求你设计实验来证明你的观点,你的实验方案是怎样的?证据和结论又是什么?补充练习1、根据Zn+Cu2+=Zn2++Cu的反应原理设计一个原电池,当Zn为负极时,正极可以选用的金属材料是:A 镁 B 石墨 C 铝 D 铅2、X、Y、Z都是金属,把X投入Z的硝酸盐溶液中,X的表面有Z析出, X 与Y组成原电池时,Y为电池的负极,X、Y、Z三种金属的活泼性顺序为: ( )A X>Y>Z B X>Z>Y C Y>X>Z D Y>Z>X3、电工操作规程中规定不能把铜导线与铝导线连接在一起,其中的化学原理是────────────。4、市场上出售的“热敷袋”中含有铁屑、炭粉、木屑和少量氯化钠、水等,热敷袋启用前,用塑料袋和空气隔绝,启用时打开塑料袋,轻轻揉搓就会放出热量。试回答下列问题:(1) 热敷袋产生热量的来源是(2) 炭粉的主要作用是(3) 加入NaCl的作用是5、生活中,有些金属制品在使用一段时间后会失去表面的光泽,严重的会变得锈迹斑斑影响使用,尤其是钢铁制品在潮湿的空气里很容易生锈,你知道这是什么原因吗?试结合生活实际讨论防止钢铁生锈的方法。(江苏省海门中学 姜明 施红专)答案:1.BD 2.C 余略第2节 化学能与电能第2课时教学目标:1、 通过实验探究认识电解和电镀的基本原理,进一步学习电极反应式的书写。2、 能从能量转化、装置、电极反应等方面区别电解反应和原电池反应,进一步体验科学探究的过程,掌握基本的研究方法,提高分析问题、解决问题的能力。3、 初步了解电解在生产和生活中的应用,感受化学在促进社会发展、提高人们生活质量中的重要作用。重点难点:电解和电镀的原理。电解的电极反应式及总反应式。教学过程:[创设问题情景]在初中里我们就学过水的电解,知道把电流通过水就能制得氢气和氧气。事实上,电流也能使其他很多物质发生反应,比如,工业上利用电解饱和食盐水的方法来生产烧碱、氢气和氯气,利用电解熔融的氧化铝来生产金属铝。那么,电流是怎样使各种物质发生反应而获得我们所需要的物质的呢?这节课我们就将通过实验探究来了解电解的原理。[实验探究]在教师指导下,让学生用下面介绍的简易装置进行电解实验,并交流讨论实验结果。1、 取一段约2厘米长的棉线,置于大片玻璃片上,用3滴食盐水将整根棉线润湿。然后在其左右两边各加数滴食盐水溶液,再在两端各滴加1滴酚酞试液。2、 将两只鳄鱼夹分别夹住棉线两端,用导线把鳄鱼夹分别与直流电源相连,约15—20s后,观察发生的现象。3、 在没有显示红色的一端滴加一滴碘化钾淀粉溶液。[交流讨论]将记录下来的实验结果进行讨论。实验1—食盐水滴加酚酞试液没有颜色变化。实验2—通电后,跟电源负极相连的一端溶液呈红色,并有细小的气泡产生,说明氢氧根浓度增大。实验3—与电源正极相连的一端滴加碘化钾淀粉溶液后溶液呈蓝色,证明有氯气产生。[教师补充讲解]1、 电解反应中的能量转化方式及电解池的构成条件。2、 阴阳极发生的反应(电解原理)及电极反应式、总反应式。[观看录像或展示图片]氯碱工业[设问]假如用石墨作电极,用氯化铜溶液代替氯化钠溶液,进行电解,在阴阳极上各发生什么反应?如何证明你的结论?[交流讨论][归纳小结]电解反应的本质是电解质溶液在电流的作用下,在两极发生氧化还原反应。[提问]假如把刚才的实验装置改动一下,用粗铜作阳极,用精铜作阴极,用氯化铜溶液作电解质溶液进行电解,两极反应又是怎样的?[交流讨论][教师说明]铜的电解精炼及其价值。[交流讨论]某同学根据他所学的知识设计了一个实验,他用铜作阳极材料,铁作阴极材料,电解硫酸铜溶液,请你帮他分析两极及溶液中发生的变化,说明理由及该实验可能的实用价值。[教师补充说明]电镀的原理及其应用。[实物展示]各种电镀产品。[比较总结]原电池与电解池的区别与联系(从装置构成、能量转化方式、两极反应等几个角度)。[巩固练习]分析用惰性电极电解硝酸银溶液、硫酸铜溶液、氢氧化钠溶液时两极发生的反应,写出电极反应式和电解总反应式。补充练习1、在原电池和电解池的电极上所发生的反应,同属氧化反应或同属还原反应的是( )A 原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应B 原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应C 原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应D 原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应2、用电解水的方法分析水的组成时,需加入一些物质以增强水的导电性,一般不宜加入的物质是 ( )A Na2SO4 B NaCl C CuSO4 D KOH3 、已知金属M中混有金属P,电解精炼M,P以单质形式沉积于阳极下面的泥中,M、N组成原电池,M为正极,则M 、N、P三中金属活动性顺序为: ( )A P>M>N B N>P>M C P>M>N D N>M>P4、下列关于铜电极的叙述中错误的是: ( )A 铜锌原电池中铜是正极。 B 用电解法精炼铜时,粗铜做正极。C 在镀件上镀铜时,可用金属铜作阳极D 电解稀硫酸制氢气、氧气时,铜作阳极。5、如图所示,A为一张浸透淀粉碘化钾溶液并滴有酚酞试剂的滤纸,a、b 为两张紧贴滤纸上的Pt片,并用导线与直流电源 M、N相连,通电后,在a周围观察无色溶液变为蓝色。(1) 电源哪一极是正极?(2) b周围可观察到什么现象?为什么?(江苏省海门中学 姜明 施红专)答案:1.BC 2.BC 3.D 4.D 5.(1)M (2)溶液变成红色,因为b极周围H+减少,导致pH增大。第3节 化学反应的速率和限度第1课时教学目标:1、 通过实验探究认识不同的化学反应其速率不同,了解化学反应速率的概念及其表达方式,知道反应的快慢受浓度、温度、压强、催化剂等条件的影响。2、认识控制化学反应速率对人类生产、生活的意义。3、学习实验探究的基本方法,提高观察和动手实验的能力,逐步学会比较、归纳等学习方法。重点难点:化学反应的概念和影响因素影响化学反应速率的因素教学过程:[创设情境]展示图片资料,使学生了解自然界或生产、生活中的化学反应进行有快、慢之分。例如,爆炸、铁桥生锈、奶的变质、溶洞的形成。结合这些例子说明人类需要控制反应进行的快慢[提出问题]怎样比较和判断反应的快慢?请提出你认为可行的方法,并进行实验。[学生分组实验]取两只小烧杯,各加入25ml蒸馏水、无水酒精。取两小块绿豆般大小的金属钠,用滤纸吸干表面的煤油,分别投入盛有蒸馏水、酒精的两只小烧杯中,观察、比较和记录发生的现象。通过观察可得,蒸馏水与金属钠的反应比无水酒精剧烈,钠较快消失,产生的气泡十分剧烈,使钠在水面迅速游动,而金属钠在无水酒精中只是缓缓放出气体。[教师补充讲解]同学们通过肉眼观察来比较两种化学反应速率的大小,实验还说明反应主要决定于反应物的性质。但是,如果只是研究一个化学反应的快慢,例如只判断金属钠与无水酒精反应的快慢,该怎么办?[交流讨论][归纳小结]比较的方法可以帮助我们判断两种或几种化学反应速率的相对大小,但是要判断一个化学反应速率的大小,应当看该反应反应物单位时间里减少的量或生成物单位时间增加的量。由于反应都在一定的容器或一定体积的溶液中进行,反应物或生成物量的变化可以通过容器或溶液中物质浓度的变化来表示。因此,我们可以得到如下结论:1、 化学反应速率1、 化学反应速率是用来衡量化学反应进行的快慢程度的物理量。2、 化学反应速率可用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。其常用单位是mol/(L.min)或mol/(L.s)[交流讨论]我们已经知道,决定化学反应速率的主要因素是反应物的性质,而外界条件也是反应速率的影响因素。请大家依据自己的经验和学过的知识来讨论哪些外界条件能影响反应速率,又是怎样影响的?[实验探究]演示实验P42 2-5, 2-6探究温度,催化剂对反应速率的影响[归纳小结]二、影响化学反应速率的因素内因:化学反应速率的大小主要决定于反应物的性质。外因:温度,温度越高反应速率越快;催化剂,能大大改变化学反应速率;反应气体的压强、固体反应物的颗粒度等因素对反应速率都有影响。[思考与交流]1、 人们为什么使用电冰箱储存食物?2、 实验室通常要将两种块状或颗粒状的固体药品研细,并混匀后再进行反应。原因是什么?补充练习1、 下列过程中,需要增大化学反应速率的是( )A、钢铁的腐蚀 B、食物腐败 C、塑料老化 D、工业合成氨2、 在m A + n B p C的反应中,m、n、p为各物质的计量数。现测得C每分钟增加a mol/L,B每分钟减少1.5a mol/L,A每分钟减少0.5a mol/L,则m:n:p为A、2:3:2 B、2:3:3 C、1:3:2 D、3:1:23、 在铝与稀硫酸的反应中,已知10s末硫酸的浓度减少了0.6 mol/L,若不考虑反应过程中溶液体积的变化,则10s内生成硫酸铝的平均反应速率是( )A、0.02 mol/(L min) B、1.8mol/(L min) C、1.2 mol/(L min) D、0.18 mol/(L min)4.在10℃时某化学反应速率为0.1 mol/(L s),若温度每升高10℃反应速率增加到原来的2倍。为了把该反应速率提高到1.6 mol/(L s),该反应需在什么温度下进行?( )A、30℃ B、40℃ C、50℃ D、60℃5、NO和CO都是汽车尾气中的有害物质,它们能缓慢地反应生成氮气和二氧化碳,对此反应,下列叙述正确的是( )A 使用适当的催化剂不改变反应速率B 降低压强能提高反应速率C 升高温度能提高反应速率D 改变压强对反应速率无影响6、 生产面粉的工厂都要挂上“严禁烟火”的牌子,请分析其原因是什么?并尝试设计一个面粉爆炸的实验(注意安全)。(江苏省海门中学 刘立志 施红专)答案:1.D 2.C 3.A 4.C 5.C第3节 化学反应的速率和限度第2课时教学目标:1、 认识可逆反应、化学反应限度的涵义,初步学会根据反应速率判断化学反应所能达到的限度,初步了解影响化学反应限度的因素。2、通过对“提高煤的燃烧效率”的讨论,认识控制外界反应条件对化学反应的重要作用。重点难点:化学反应限度的涵义和影响因素。反应条件对化学反应限度的影响。教学过程:[创设问题情境]通过前面的学习,我们知道化学反应中,反应物之间是按照方程式中的系数比进行反应的,那么,在实际反应中,反应物能否按相应的计量关系完全转化为生成物呢?在化学的发展史上,有一件与之有关的事曾经引起了化学家极大的兴趣。(炼铁高炉尾气之谜)。除此以外,还有许多反应也有类似的情况出现,下面我们通过实验来说明。[学生分组实验]设计实验见书p44 实验2-7提出假设→设计实验→ 观察现象→得出结论,验证假设→分析原因[交流讨论][教师小结]上述实验说明反应并不完全。科学研究表明在一定条件下,许多反应都是可逆的,如氯气与水的反应,二氧化硫与氧气的反应,氮气与氢气的反应等。[教师提问]可逆反应在一定条件下反应物不能完全消耗,存在着一个反应程度的问题,请分析当反应达到最大限度时,化学反应所表现出来的特征?(从速率、物质的浓度两方面来分析)[交流讨论]小组代表发言[教师归纳]可逆反应有两个方向,当正反应速率与逆反应的速率相等时,反应物和生成物的浓度将保持不变,反应达到最大的限度。[教师讲解]当反应的条件改变后,若正、逆反应速率不能保持相等,反应原有的限度改变,浓度、温度、压强等外界条件的改变都可能改变反应原有的化学限度。在工业生产中我们可以充分利用这一规律,选择和控制反应的条件,使化学反应能更好地符合人们的预期效果。[问题解决Ⅰ]利用p45 科学史话内容,让学生分析分析讨论(1) 为什么增加高炉的高度不能减少CO的浓度?(2) 你认为可以从哪些方面考虑减少CO的浓度?[问题解决Ⅱ]因为改变条件要改变反应进行的快慢,改变浓度、温度、压强等条件还可能改变反应进行的程度,试分析采取哪些措施可以提高煤的燃烧效率?[总结]化学反应限度的涵义、影响因素及研究化学反应限度的实际意义。补充练习1 . 在28℃时,鲜牛奶约4h后变酸,但在5℃的冰箱内,鲜牛奶48h后才变酸。试分析其原因。2分析下列实例,根据已有的知识和经验,填写下表。实例 影响速率的因素 如何影响夏天食物易变质硫在氧气中比在空气中燃烧快粉状的碳酸钙与盐酸反应经块状的碳酸钙反应快氯酸钾与二氧化锰混合共热可快速产生氧气工业合成氨通常要在高压下进行3.已知氯水中有如下平衡:Cl2 + H2O =HCl +HclO常温下,在一个体积为50mL的针筒里吸入学40mL氯气后,再吸进出口10mL水,写出针筒中可能观察到的现象:————————————————————若将此针筒长时间入置,又能看到何种变化?为什么?———————————————————————————————————————————————————————————4. 在高温、高压和催化剂存在的条件下,把3mol氢气和1mol氮气置于密闭容器中反应能够得到2mol氨气吗?把2mol氢气和1mol氧气的混合气体引燃可以得到2mol水吗?说明理由。(江苏省海门中学 刘立志 施红专)AM NbaPAGE2 盐城市伍佑中学高一化学教学案 执笔人:潘小军第一章 物质结构 元素周期律教材分析物质结构和元素周期律是化学的重要理论知识,也是中学化学教学的重要内容.通过学习这部分知识,可以使学生对所学元素化合物等知识进行综合、归纳,从理论进一步加深理解.同时作为理论指导,也为学生继续学习打下基础.本章内容虽然是理论性知识,但教材结合元素化合物知识相互融合,以利于学生理解和掌握.第一节 元素周期表第1课时教学目标1、能描述元素周期表的结构。2、了解元素原子核外电子排布. 3、通过对原子结构的初步认识,树立对立统一的观点,知道有关元素、核素、同位素的涵义及其简单的计算。重点难点元素周期表的结构及元素周期律教学过程[导入]展示一张元素周期表(有条件的可让学生自己查找各种元素周期表)[过度]我们按照元素在周期表中的顺序给元素编号,得到原子序数。可见原子序数与原子结构间存在什么关系?(结合1~18号元素原子结构)[板书]原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数[提问]请同学们回忆初中所介绍的原子结构的知识。[学生]原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成的。原子核由质子和中子构成。下面我们对原子的结构做进一步认识。[板书]第一章 物质结构 元素周期律第一节 元素周期表一、原子结构质子原子核外电子[过渡]下面我们先分析构成原子的个微粒的电性及其质量情况。(投影)表5—1 构成原子的粒子及其性质构成原子的粒子 电 子 质 子 中 子电性和电量 1个电子带1个单位负电荷 1个质子带1个单位正电荷 不显电性质量/kg 9.109×10-31 1.673×10-27 1.675×10-27相对质量 1/1836(电子与质子质量之比) 1.007 1.008[提问]从表格得出原子的质量主要取决于哪种微粒?[教师]原子的质量主要集中在原子核,质子和中子的相对质量都近似为1,如果忽略电子的质量,将核内所有质子和中子的相对质量取近似值相加起来,所得的数值叫做质量数。[提问]根据质量数的定义,可得质量数与质子数和中子数间的关系。[板书]质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)[过渡]在化学上,我们为了方便地表示某一原子。在元素符号的左下角表出其质子数,左上角标出质量数X。[教师]请大家做如下练习 [投影练习]粒子符号 质子数(Z) 中子数(N) 质量数(N) 用X表示为①O 8 18②Al 24 27③Ar 18 22④Cl Cl⑤H H[答案]①N=10 O ②Z=13 ?Al ③A=40 Ar④Z=17 N=18 A=35 ⑤Z=1 N=0 A=1[引导]科学研究证明,同种元素原子的原子核中,中子数不一定相同。如组成氢元素的氢原子,就有以下三种:我们把具有一定数目的质子和一定数目的中子的原子叫核素。 [投影展示]三种不同的氢原子原子符号 质了数 中子数 氢原子名称和简称①H 氕(H)②H 氘(D)③H 氚(T)[提问]上面的H、H和H就是核素。那么H、H和H间我们把他们互称为什么?[板书]同位数:同一元素的不同核素间互称为同位数。[阅读]同位数的特点[学生]天然同位数相互间保持一定的比率。[教师]同位数在元素周期表中占据同一位置。下面我们再来讨论这张元素周期表。[学生观察]元素周期表中有多少横行、纵行?[教师]元素周期表有7个横行,每一横行称为一个周期,18个纵行,除了8、9、10三个纵行称为Ⅷ外,其余的每一个纵行称为一族。[提问]共多少族(16)[提问]把不同的元素排在同一个横行即同一个周期的依据是什么? [学生]依据为具有相同电子层数的元素按照原子序数递增的顺序排列在一个横行里。 [提问]周期序数与什么有关? [学生]周期序数等于该周期元素具有的电子层数。 [教师]如此,我们可以得出如下结论: [板书]周期序数=电子层数 [学生看元素周期表] [教师]元素周期表中,我们把1、2、3周期称为短周期,4、5、6周期称为长周期,第7周期称为不完全周期,因为一直有未知元素在发现。请大家根据自己绘制的元素周期表,完成下表内容。(课本P105表5—11)][投影]表5—11 周期表的有关知识类别 周期序数 起止元素 包括元素种数 核外电子层数短周期 1 H—He 2 12 Li—Ne 8 23 Na—Ar 8 3长周期 4 K—Kr 18 45 Rb—Xe 18 56 Cs—Rn 32 6不完全周期 7 Fr—112号 26 7[学生活动,让一个学生把结果写在胶片上] [教师]从上面我们所填表的结果可知,在元素周期表的7个周期中,除第1周期只包括氢和氦,第7周期尚未填满外,每一周期的元素都是从最外层电子数为1的碱金属开始,逐步过渡到最外层电子数为7的卤素,最后以最外层电子数为8的稀有气体结束。 需作说明的是:第6周期中,57号元素镧(La)到71号元素镥(Lu),共15种元素,它们原子的电子层结构和性质十分相似,总称镧系元素。第7周期中,89号元素锕(Ac)到103号元素铹(Lr),共15种元素,它们原子的电子层结构和性质也十分相似,总称锕系元素。为了使表的结构紧凑,将全体镧系元素和锕系元素分别按周期各放在同一个格内,并按原子序数递增的顺序,把它们分两行另列在表的下方。在锕系元素中92号元素铀(U)以后的各种元素,多数是人工进行核反应制得的元素,这些元素又叫做超铀元素。元素周期表上列出来的元素共有112种,而事实上现在发现的元素还有:114号、116号、118号元素。 [学生活动,教师板书][教师]罗马数字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等表示什么意思? [学生]族序数。 [教师]A、B又分别表示什么呢? [学生]A表示主族,B表示副族。 [教师]什么是主族?什么是副族? [学生]由短周期元素和长周期元素共同构成的族,叫做主族;完全由长周期元素构成的族,叫做副族。[总结]最后我们用一句话来概括元素周期表的结构:三短三长一全;七主七副Ⅷ和零。补充习题1.α射线是α粒子组成的,α粒子是一种没有核外电子的粒子,它带有2个单位正电荷的质量数等于4,由此可判断,α粒子带有 个质子,个中子。2.某粒子用Rn-表示,下列关于该粒子的叙述不正确的是( ) A.所含质子数=A-n B.所含中子数=A-Z C.所含电子数=Z+n D.所带电荷数=n3.某元素Mn+核外有a个电子,该元素的某种原子的质量数为A,则该原子的核内中子数为( )A.A-a+n B.A-a-nC.A+a-n D.A+a+n 4、已知某主族元素的原子结构示意图如下,判断其位于第几周期,第几族? 5、某元素形成气态氢化物为,其最高价氧化物水化物的分子中有m个氧原子,则其最高氧化物水化物的化学式( )A. B.C. D.6、元素周期表是一座开放的“元素大厦”,元素大厦尚未客满。请你在元素大厦中为119号元素安排好它的房间( )A.第八周期第IA族 B.第七周期第 ⅦA族C.第七周期第0族 D.第六周期第ⅡA族7、短周期主族元素A、B、C、D的原子序数依次增大,其中A、C同主族,B、C、D同周期,A原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍,B是短周期元素中原子半径最大的主族元素。试回答下列问题:(1)A的元素符号 ;D的原子结构示意图 。(2)A、B、C三种元素形成的简单离子的半径由大到小的顺序是 。(3)A、B、C、D形成的化合物B2A2、CD2、D2A、DA2中各原子都满足最外层8电子结构的是 (填写具体的化学式 )。(4)CA2与D元素的单质在水溶液中反应的化学方程式是 。参考答案:1、2,2 2、A 3、B4、第四周期ⅠA族 第五周期ⅦA族5、A 6、A 7、(1)O ,(2)S2- > O2- > Na+(3)Na2O2,SCl2,Cl2O (4)SO2 +Cl2 + 2H2O = 2HCl + H2SO4第2课时教学目标1、了解原子结构与元素性质的关系。2、能初步学会总结元素递变规律的能力,具有把元素的性质、元素周期表的位置与元素组成微粒的结构初步联系起来并在一定条件下相互转化的运用能力。3、通过对元素性质的递变规律与元素组成微粒结构的联系。从而认识事物变化过程中量变引起质变的规律性,接受辨证唯物主义观点的教育。重点难点元素性质的递变规律与元素组成微粒结构的联系教学过程[导入]我们把ⅠA 称为碱金属族,我们为什么要把他们编在一个族呢?请同学们观察碱金属的原子结构示意图,分析碱金属原子结构的共同之处。[思考]我们知道物质的性质主要取决于原子的最外层电子数,从碱金属原子的结构可推知其化学性质如何?是否完全相同?[学生] 由于元素化学性质与元素原子的最外层电子数密切相关,碱金属元素原子的最外层上都只有一个电子,因此它们应该具有相似的化学性质,由此可推知它们也应该像碱金属的代表物钠一样,在化学反应中易失去一个电子,形成+1价的阳离子,并能与氧气等非金属元素及水发学生化学反应。[教师]实验是检验真理的标准,下面我们通过实验来探讨同一族元素的性质。[实验1]将一干燥的坩埚加热,同时取一小块钾,擦干表面的煤油后,迅速的投入到热坩埚中,观察现象。同钠与氧气的反应比较。[实验2]在培养皿中放入一些水,然后取绿豆大的钾,吸干表面的煤油,投入到培养皿中,观察现象。同钠与水的反应进比较钠 钾与氧气的反应 学生成淡黄色的固体,并发出黄色火焰 比钠要剧烈与水的反应 浮、溶、游、动、响 浮、溶、游、动、响且反应要比钠快[学生活动,完成表格][思考与交流]根据实验讨论钠与钾的性质有什么相似性和不同。你认为元素的性质与他们的原子结构有关系吗?[学生]有关系。同一主族元素化学性质相似。且Li Na K Rb还原性增加碱金属的物理性质的比较Li Na k Rb Cs相似点 颜色 均为银白色(Cs略带金色)硬度 柔软密度 较小熔沸点 较低导电导热性 强递变性 密度变化 逐渐增大(K特殊)熔沸点变化 单质的熔沸点逐渐降低[教师]有上表可见,碱金属在物理性质上也表现出一些相似性和规律性。[过渡]刚才我们以典型的金属一族为例,下面我们以典型的非金属为例。看看他们的性质有原子结构间是否存在联系?[投影]卤素单质的物理性质元素名称 元素符号 核电荷数 单质 颜色和状态(常态) 密度 熔点℃ 沸点℃ 溶解度(100g水中)氟 F 9 F2 淡绿色的气体 1.69g/L -219.6 -188.1 与水反应氯 Cl 17 Cl2 黄绿色气体 3.124g/L -101 -34.6 226 cm3溴 Br 35 Br2 深红棕色液体 3.119g/ cm3 -7.2 58.78 4.16g碘 I 53 I2 紫黑色固体 4.93g/cm3 113.5 184.4 0.029g[教教师]请大家根据表,总结出卤素单质在颜色、状态、密度、熔沸点、溶解性等各方面的递变规律。[学生总结][板书]颜色:浅 深状态:气 液 固密度:小 大熔沸点:低 高在水中的溶解性:大 小[设问]大家能否根据卤素原子的结构特点来解释一下卤素单质在性质上的相似性与递变性呢 [投影]卤族元素的原子结构示意图[讲解]卤素原子的最外层电子数相等,决定了他们在化学性质上的相似性(元素的化学性质主要决定于原子的最外层电子数),原子半径的不同,又导致了它们得电子的难易程度不同,从而表现出氧化性的强弱不同,即结构决定性质。下面请同学们看表格:卤素单质与氢气的反应。从中我们得出什么结论?[投影]卤素单质与氢气的反应名称 反应条件 方程式 学生成氢化物的稳定性F2 冷暗处爆炸 H2+F2====2HF HF很稳定Cl2 光照 H2+Cl2=====2HCl HCl稳定Br2 高温 H2+Br2======2HBr HBr较不稳定I2 高温、持续加热 H2+I2======2HI HI很不稳定[讲解]分析上表可知,卤素和H2的反应可用通式H2+X2====2HX来表示,反应时按F2、Cl2、Br2、I2的顺序,反应条件越来越苛刻,反应程度依次减弱,形成的卤化氢的稳定性也依次减弱,与我们的推测相符。[板书]H2+X2=====2HX(X=F、Cl、Br、I)[讲解]其中H2与I2的反应不同于我们以往学过的化学反应,它的特点是在同一条件下,既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向进行,我们把这样的反应叫可逆反应。[板书]可逆反应:同一条件下,既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向进行的反应。判断下列各对反应是否为可逆反应。(1) (×)(2) (√)[学学生活动]F2 Cl2 Br2 I2剧烈程度:学生成的氢化物的稳定性:[教师]我们可以通过金属与盐溶液的置换反应可以比较金属的强弱,通过卤素间的置换反应实验,比较非金属的氧化性的强弱。[实验1]将少量新制的饱和氯水分别注盛有NaBr溶液和KI溶液的试管中,用力振荡后,在注入少量四氯化碳,振荡。观察四氯化碳层和水层的颜色变化。[实验2]将少量的溴水注入盛有KI溶液的试管中,用力振荡后,在注入少量的四氯化碳。观察四氯化碳层和水层颜色的变化。[学生讨论、分析][板书]Cl2+2NaBr=====2NaCl+Br2 Cl2+2Br-=====2Cl-+Br2Cl2+2KI=====2KCl+I2 Cl2+2I-=====2Cl-+I2[小结]卤素单质随着原子核电荷数的递增,在物理性质和化学性质方面,均表现出一定的相似性和递变性。但一般之中有特殊。由此可见同一主族元素性质具有一定的相似性和递变性。补充习题1、下列说法中错误的是 ( )A.原子及其离子的核外电子层数等于该元素所在周期数B.元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族10列的元素都是金属元素C.除氦外的稀有气体原子的最外层电子数都是8个D.同一元素的各种同位素的物理性质和化学性质完全相同2.鉴别Cl-、Br-、I-可以选用的试剂是 ( )A.碘水,淀粉溶液 B.氯水,四氯化碳C.淀粉,KI溶液 D.硝酸银溶液,稀HNO33.砹(At)是卤族元素中位于碘后面的元素,试推测砹和砹的化合物最不可能具备的性质是 ( )A.砹易溶于某些有机溶剂 B.砹化氢很稳定不易分解C.砹是有色气体 D.砹化银不溶于水或稀HNO34、在HI溶液中滴加淀粉溶液无明显变化,但加入某种物质后,溶液立即变蓝。该物质可能是。 ( )A.FeCl3 B.K2SO3 C.KNO3 D.Na2S 5、下列关于卤素的叙述正确的是 ( )A、卤素只以化合态存在于自然界中B、 随核电荷数增加,单质熔沸点升高C、随核电荷数增加,单质氧化性增强D、单质与水反应,均可用通式X2+H2O=HX+HXO表示6 、 A、B、C、D、E、F六种短周期元素的原子序数依次增大。已知A、C、F三原子的最外层共有11个电子,且这种三元素的最高价氧化物的水化物之间两两皆能反应,均能生成盐和水,D元素原子的最外层电子数比次外层电子数少4个,E元素原子的次外层电子数比最外层电子数多3个。试回答:(1)写出下列元素的符号A ,D ,E 。(2)用电子式表示B、F形成的化合物 。(3)A、C两种元素最高价氧化物的水化物之间反应的离子方程式 。(4)D的固态氧化物是 晶体。含nmolD的氧化物的晶体中含D-O共价键为 mol。参考答案:1、AD 2、BD 3、BC 4、AC 5、AB6、(1)Na;Si;P (2)(2)(3)Al(OH)3+OH-==AlO2-+2H2O(4)原子,4n第一章 物质结构 元素周期律第二节 元素周期律第1课时教学目标1、了解元素原子核外电子排布,2、培养学学生分析问题,总结归纳的能力。重点难点元素原子核外电子排布教学过程[引言]我们已学习了元素周期表的结构,那么这张表又有何意义呢?我们能否从其中总结出元素的某些性质规律,以方便我们应用,解决新的问题呢?这就是我们本节课所要研究的内容。[板书] 第二节 元素周期律[教师]元素的性质是由组成该元素的原子结构决定的,因此我们讨论性质之前,必须先来熟悉一下原子的结构。[展示]电子层模型示意图[讲解]原子是由原子核和核外电子构成的,原子核相对于原子很小,即在原子内部,原子核外,有一个偌大的空间供电子运动。如果核外只有一个电子,运动情况比较简单。对于多电子原子来讲,电子运动时是否会在原子内打架呢?它们有没有一定的组织性和纪律性呢?下面我们就来学习有关知识。[板书]一、原子核外电子的排布[讲解]科学研究证明,电子的能量是不相同的,它们分别在能量不同区域内运动。我们把不同的区域简化为不连续的壳层,也称作电子层,分别用n=1、2、3、4、5、6、7来表示从内到外的电子层,并分别用符号K、L、M、N、O、P、Q来表示。通常,能量高的电子在离核较远的区域运动,能量低的电子在离核较近的区域运动。这就相当于物理学中的万有引力,离引力中心越近,能量越低;越远,能量越高。[讲解并板书]1、电子层的划分电子层(n) 1、2、3、4、5、6、7电子层符号 K、L、M、N、O、P、Q离核距离 近 远能量高低 低 高[设疑]由于原子中的电子是处于原子核的引力场中,电子总是尽可能的从内层排起当一层充满后在填充下一层。那么,每个电子层最多可以排布多少个电子呢?核外电子的分层排布,有没有可以遵循的规律呢?[思考]下面请大家分析课本12页表1-2,根据原子光谱和理论分析得出的核电荷数为1-20的元素原子核外电子层排布,看能不能总结出某些规律。[学学生活动][讲解并板书]2、核外电子的排布规律(1)各电子层最多容纳的电子数是2n2个(n表示电子层) (2)最外层电子数不超过8个(K层是最外层时,最多不超过2个);次外层电子数目不超过18个,倒数第三层不超过32个。 (3)核外电子总是尽先排布在能量最低的电子层,然后由里向外从能量低的电子层逐步向能量高的电子层排布(即排满K层再排L层,排满L层才排M层)。[教师]以上规律是相互联系的,不能孤立地机械套用。知道了原子的核电荷数和电子层的排布规律以后,我们就可以画出原子结构示意图。 如钠原子的结构示意图可表示为 ,请大家说出各部分所表示的含义。[学生]圆圈表示原子核,+11表示核电荷数,弧线表示电子层,弧线上的数字表示该层电子数。[练习]1、判断下列示意图是否正确?为什么?[答案](A、B、C、D均错)A、B违反了最外层电子数为8的排布规律,C的第一电子层上应为2个电子,D项不符合次外层电子数不超过18的排布规律。2.根据核外电子排布规律,画出下列元素原子的结构示意图。(1)3Li 11Na 19K 37Rb 55Cs(2)9F 17Cl 35Br 53I(3)2He 10Ne 18Ar 36Kr 54Xe[提问]请大家分析稀有气体元素原子电子层排布。稀有气体的最外层电子数有什么特点? [学生]除氢为2个外,其余均为8个。 [问]元素的化学性质主要决定于哪层电子?稀有气体原名为惰性气体,为什么? [学生]主要决定于最外层电子数。因为它们的化学性质懒惰,不活泼,一般不易和其他物质发学生化学反应。 [教师]我们把以上分析归纳起来,会得出什么结论呢? [学生]原子最外层电子数为8的结构的原子,不易起化学反应。 [教师]通常,我们把最外层8个电子(只有K层时为2个电子)的结构,称为相对稳定结构。一般不与其他物质发学生化学反应。当元素原子的最外层电子数小于8(K层小于2)时,是不稳定结构。在化学反应中,具有不稳定结构的原子,总是“想方设法”通过各种方式使自己的结构趋向于稳定结构。 [教师]原子的核外电子排布,特别是最外层电子数决定着元素的主要化学性质。从初中所学知识,我们知道,金属元素的原子最外层电子数一般少于4个,在化学反应中比较容易失去电子达到相对稳定结构;而非金属元素的最外层一般多于4个电子,在化学反应中易得到电子而达到8个电子的相对稳定结构。原子得到或失去电子后的阴阳离子也可用结构示意图来表示。 [投影练习]1.写出下列离子的离子结构示意图: Mg2+ F- Br- Ca2+答案:1.Mg2+ ?[小结]本节课我们重点学习了原子核外电子的排布规律,知道了多电子 中的电子排布并不是杂乱无章的,而是遵循一定规律排布的。补充习题1、某元素的原子核外有3个电子层,最外层有4个电子,该原子核内的质子数为( )A、14 B、15 C、16 D、172、原子核外的M电子层和L电子层最多容纳的电子数的关系是A、大于 B、小于 C、等于 D不能确定3、 C原子L层上的电子数等于次外层上的电子数、电子层数,C是 元素。4、若aAn+与bB2-两种离子的核外电子层结构相同,则a的数值为( ) A.b+n+2 B.b+n-2 C.b-n-2 D.b-n+25、某元素的核电荷数是电子层数的5倍,其质子数是最外层电子数的3倍,该元素的原子结构示意图为6、今有甲、乙、丙、丁四种元素。已知:甲元素是自然界中含量最多的元素;乙元素为金属元素,它的原子核外K层、L层电子数之和等于M、N层电子数之和;丙元素的单质及其化合物的焰色反应都显黄色;氢气在丁元素单质中燃烧火焰呈苍白色。 (1)试推断并写出甲、乙、丙、丁四种元素的名称和符号; (2)写出上述元素两两化合成的化合物的化学式。参考答案:1、A 2、A 3、Be 4、A 5、该元素为磷元素6、(1)O Ca Na Cl (2)略第2课时教学目标1、了解主要化合价与元素金属性、非金属性的周期性变化。2、了解元素周期表和元素周期律的意义。3、认识事物变化由量变引起质变的规律。重点难点元素周期表和元素周期律的意义教学过程[复习]1、回忆有关元素原子核外电子的排布规律;2、填写1——18号元素符号以及它们的原子结构示意图。[学生活动][投影展示]1~18号元素原子结构示意图。[提问]请大家总结一下,随着原子序数的递增,原子核外电子层排布有何规律性变化。[板书]二、元素周期律[学生活动] [投影展示] 随着原子序数的递增,原子核外电子层排布变化的规律性原子序数 电子层数 最外层电子数1~2 1 1~23~10 2 1~811~18 3 1~8结论:随着原子序数的递增,元素原子的最外层电子排布呈现——变化。 [讲述]从上表可以看出:随着原子序数的递增,每隔一定数目的元素,会重复出现原子最外层电子从1个递增到8个的情况(H、He除外),这种周而复始的重现(但并不是简单的重复)的现象,我们称之为周期性。这就如同我们一年一年的四季更替及学生活中的每天都是24小时一样。因此,原子核外电子层排布的这种规律性变化,我们便称之为周期性变化。由此,可得出如下结论: [讲述并板书]随着原子序数的递增,元素原子最外层电子排布呈现周期性变化。 [过渡]元素的性质是由元素的原子结构决定的,那么,随着原子序数的递增,元素的性质是否也会像元素原子最外层电子排布一样呈现周期性变化?我们从元素的化合价和元素的金属性与非金属性两个方面来进行探讨。 [投影]元素的主要化合价 原子序数 1 2元素符号 H He最高正化合价或最低负化合价 +1 O原子序数 3 4 5 6 7 8 9 10元素符号 Li Be B C N O F Ne主要化合价 +1 +2 +3 +4、-4 +5、-3 -2 -1 0原子序数 11 12 13 14 15 16 17 18元素符号 Na Mg Al Si P S Cl Ar最高正化合价或最低负化合价 +1 +2 +3 +4、-4 +5、-3 +6、-2 +7、-1 0结论:随着原子序数的递增,元素化合价呈现周其性变化。[教师]对于稀有气体元素,由于它们的化学性质不活泼,在通常状况下难以与其他物质发学生化学反应,因此,把它们的化合价看作0。[提问]说出上表中元素化合价变化的规律? [学生]原子序数为1~2时,化合价从+1下降到0;原子序数为3~9时,随着原子序数的递增,最高正价从+1到+5,最低负价从-4到-1;原子序数为11~17时,随着原子序数的递增,最高正价从+1到+7,最低负价从-4到-1。稀有气体元素的化合价均为0。[教师]很好!那么,能不能由此说明:随着原子序数的递增,元素的化合价也呈周期性变化呢?[板书]随着原子序数的递增,元素化合价呈现周期性的变化。 [过渡]下面我们通过第三周期元素的一些化学性质来探讨元素的金属性与非金属性有何变化。[提问]假如我们要用实验来验证这个结论,又应从哪些方面着手呢?[学生回答,教教师板书]判断元素金属性强弱的依据: 1.单质跟水(或酸)反应置换出氢的难易; 2.最高价氧化物的水化物——氢氧化物的碱性强弱。 判断元素非金属性强弱的依据: 1.跟氢气学生成气态氢化物的难易程度以及氢化物的稳定性; 2.元素最高价氧化物的水化物的酸性强弱。 [教师]一般,对于金属元素我们主要研究其金属性,对于非金属元素我们主要研究其非金属性。下面我们就按照这个标准,以11~18号元素为例,来研究元素的金属性和非金属性的变化情况。下面我们通过实验来研究Na、Mg、Al三种金属元素的金属性强弱。[演示实验]+Na滴有酚酞的水 +Mg+Al[教师]请大家分别描述实验现象(注意反应现象的剧烈程度) [学生]1.Na在常温下,与水剧烈反应,浮于水面在水面四处游动,同时产学生大量无色气体,溶液变红。2.Mg在常温下,与水的反应无明显现象;加热时,镁带表面有大量气泡出现,溶液变红。 3.Al在常温或加热下,遇水无明显现象。 [注]学生在描述实验现象时,常把“产学生无色气体”回答成“产学生氢气”;“与Mg反应在常温下现象不明显”常易错答为“Mg与冷水不反应”。教教师根据具体情况进行纠正。 [教师]上述现象说明了Na、Mg、Al的金属性强弱顺序怎样? [学生]Na的金属性最强,Mg次之,Al最弱。[教师]也即Na、Mg、Al的金属性强弱顺序为Na>Mg>Al [板书]金属性Na>Mg>Al [教师]请大家预测一下,Mg、Al分别与稀盐酸反应时,现象是否会相同?应该有什么区别? [学生]Mg与盐酸反应要比Al与盐酸反应剧烈。 [教师]实践是检验真理的惟一标准。下面,我们通过实验来进行验证。 [演示实验]+Mg条1 mol/L盐酸+Al条[同时让附近的学学生用手摸一下试管的外壁,请这位同学告诉大家,两支试管的温度是否一样?][学生]与Mg反应的试管壁温度高,与Al反应的试管壁温度低。 [教师]从刚才的实验现象我们可知,Mg与稀HCl的反应剧烈得多,同时放出大量的热。这说明大家的预测是正确的。根据Na、Mg、Al三者的金属性强弱顺序,我们可推知,Na与HCl反应将会更剧烈,甚至发学生爆炸。 [过渡]那么,Na、Mg、Al的最高价氧化物的水化物的性质怎样呢? [学生]NaOH是强碱,由酚酞的颜色可知Mg(OH)2的碱性应弱于NaOH,强于Al(OH)3。 [讲解并板书]碱性强弱NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3 [投影展示] 钠、镁、铝的性质比较性质 Na Mg Al单质与水(或酸)的反应情况 与冷水剧烈反应放出氢气 与冷水反应缓慢,与沸水迅速反应,放出氢气,与酸剧烈反应放出氢气 与酸迅速反应放出氢气最高价氧化物对应水化物的碱性强弱 NaOH强碱 Mg(OH)2中强碱 Al(OH)3两性氢氧化物[过渡]上面我们研究了11~18号元素中金属元素的金属性。下面我们来研究非金属元素的非金属性。[投影展示]硅、磷、硫、氯的性质比较 性质 Si P S Cl非金属单质与氢气反应的条件 高温 磷蒸气与氢气能反应 须加热 光照或点燃时发学生爆炸而化合最高价氧化物对应水化物的酸性强弱 H4SiO4弱酸 H3PO4中强酸 H2SO4强酸 HClO4比H2SO4更强的酸[教师]请大家根据资料以及判断元素非金属性强弱的依据,做如下练习: [板书]氢化物稳定性强弱顺序 SiH4 PH3 H2S HCl 酸性强弱顺序 H4SiO4 H3PO4 H2SO4 HClO4 [请学学生说出结果,教教师把“<”“>”填在上述板书中适当的位置 [教师]因此我们不难判断下列元素的非金属性强弱。[板书]非金属性的强弱 Si<P<S<Cl [教师]因为18号元素氩是一种稀有气体元素,一般情况不难与其他物质发学生化学反应。因此,我们不研究它的性质。 [教师]综上所述,我们可以从11~18号元素性质的变化中得出如下结论: [讲解并板书]Na Mg Al Si P S Cl同一周期从左往右,金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强[教师]如果我们对其他元素也进行同样的研究,也会得出类似的结论。因此,元素的金属性和非金属性随着原子序数的递增而呈现周期性的变化。通过大量事实,我们归纳出这样一条规律:[板书]元素周期律:元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化。[小结]本节课我们主要实验探究认识到元素周期表中所蕴涵的规律。 补充习题1、从原子序数11依次增加到17,下列所叙递变关系错误的是( )A.电子层数逐渐增多 B.原子半径逐渐增大 C.最高正价数值逐渐增大 D.从硅到氯负价从-4-1 2、已知X、Y、Z为三种原子序数相连的元素,最高价氧化物对应水化物的酸性相对强弱是:HXO4>H2YO4>H3ZO4。则下列说法正确的是 ( )A.气态氢化物的稳定性:HX>H2Y>ZH3 B.非金属活泼性:Y<X<Z C.原子半径:X>Y>ZD.原子最外电子层上电子数的关系:Y=(X+Z) 3、已知X、Y均为1~18号之间的元素,X、Y可形成化合物X2Y和X2Y2,又知Y的原子序数小于X的原子序数,则两种元素的原子序数之和为( ) A.19 B.18 C.27 D.9 4、下列各离子化合物中,阳离子与阴离子的半径之比最小的是…………………………………( )A.KCl B.NaBrC.LiI D.KF5、下列叙述正确的是…………………………………( )A.同周期元素中,VII A族元素的原子半径最大B.现已发现的零族元素的单质在常温常压下都是气体C.VI A族元素的原子,其半径越大,越容易得到电子D.所有的主族元素的简单离子的化合价与其族序数相等6 、 A+、B-、C、D四种微粒中均有氢原子,且电子总数均为10个。溶液中的A+和B-在加热时相互反应可转化为C和D。则A+的电子式为 ,B-的电子式为 。参考答案:1、AB 2、AD 3、A 4、C 5、B6、第3课时教学目标1、掌握元素周期律的涵义和实质2、了解元素周期律的应用重点难点元素周期律的应用教学过程[引言]从前面的学习,我们可以认识到:我们知道,元素在周期表中的位置,由元素原子的结构决定,而元素原子的结构又决定了元素的性质,即元素的性质是元素在元素周期表中的位置的外在反映。那么研究元素周期表和元素周期律有何意义呢?[板书]三、元素周期表和元素周期律的应用[教师]我们首先从元素的金属性和非金属性、元素的化合价两方面来研究元素的性质与元素在周期表中位置的关系。(中学化学里我们主要研究主族元素)[板书]1.元素的金属性和非金属性与元素在周期表中位置的关系[教师]请大家观察附录中的元素周期表。 [学生活动][提问]元素周期表中的表格底色有几种?为什么要这样表示? [学生]底色有两种,绿色和浅绿色。可以使我们很明显地区别出金属元素和非金属元素.[教师]回答得很好。而且,从表上我们可以看出,元素周期表中,金属元素和非金属元素的区域特别集中,沿着周期表中硼、硅、砷、碲、砹跟铝、锗、锑、钋之间画一条线,线的左面是金属元素,右面是非金属元素。由于元素的金属性和非金属性之间没有严格的界线,因此,位于分界线附近的元素,既能表现出一定的金属性,又能表现出一定的非金属性。在周期表中,主族元素从上到下从左到右,元素的金属性和非金属性存在着一定的递变规律。我们可以把以上的内容用以下形式简要地表示出来。[投影]元素金属性和非金属性的递变 [板书](1)同一周期从左到右元素的金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强(不包括稀有气体元素)。 (2)同一主族从上到下元素的金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱(不包括稀有气体元素)。 [教师]请大家根据我们上面学过的知识,参考元素周期表,分析除稀有气体元素外,在周期表中什么元素的金属性最强?什么元素的非金属性最强?为什么? [学生]根据同周期同主族原子半径的变化规律可知,在周期表中,钫(Fr)元素的原子半径最大,氟(F)元素的原子半径最小,因此,钫元素的失电子能力应是最强的,钫元素的金属性也就最强;氟元素的得电子能力最强,氟元素的非金属性也就最强。 [教师]很正确。氟元素也是自然界中存在的非金属性最强的元素,钫及其后面的元素均是放射性元素,在自然界稳定存在的元素当中,铯(Cs)的金属性是最强的。 [过渡]元素的化合价指的是该元素的原子和其他元素一定数目的原子化合时所表现出来的一种性质。那么,它与元素在周期表中的位置有何关系呢?下面我们就来探讨这个问题。[板书]2.元素化合价与元素在周期表中位置的关系。 [讲述]元素的化合价与原子的电子层结构,特别是与最外电子层中电子的数目有密切关系,因此,元素原子的最外电子层中的电子,也叫做价电子。另外,有些元素的化合价与它们原子的次外层或倒数第三层的部分电子有关,这部分电子也叫价电子。下面,我们主要来研究主族元素的化合价与其在周期表中位置的关系。 [教师]请填写下表的空白处 [投影]主 族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA元素符号 Na Mg Al Si P S Cl最外层电子数最高正价最低负价[学生回答,教教师填写] 1 2 3 4 5 6 7+1 +2 +3 +4 +5 +6 +7-4 -3 -2 -1[提问]根据上表回答,主族元素的族序数与元素原子的最外层电子数及最高正化合价有什么关系?[学生]相等。 [教师]据此,我们有以下结论: [板书]主族序数=最外层电子数=主族元素最高正价数 [教师]其中,有个别元素比较特殊,如氧元素的化合价一般是-2价,而氟元素没有正化合价。[提问]非金属元素的最高正价和最低负价的绝对值之和有什么规律? [学生]等于8。 [教师]这样,我们可以得到以下关系,即: [板书]|最高正价|+|最低负价|=8 [教师]金属元素只有正化合价而无负价。 [投影练习]1.主族元素的最高正化合价一般等于其 序数,非金属元素的负化合价等于 。 答案:主族 8-主族序数或8-最高正价 2.卤族元素的原子最外层上的电子数是 ,其中,非金属性最强的是 。卤素的最高价氧化物对应水化物的化学式是 (以X表示卤素)。 答案:7 F HXO4[注:教教师需补充说明,氟元素无最高价氧化物及其水合物,因为氟元素无正化合价]3.填表答案:略 [教师]从上面的学习,我们可以认识到:元素在周期表中的位置,反映了该元素的原子结构和一定的性质。因此,可以根据某元素在周期表中的位置,推测它的原子结构和某些性质;同样也可以根据元素的原子结构,推测它在周期表中的位置及性质。我们可以用下图来表示它们之间的这种关系。[板书] 元素性质原子结构 周期表中的位置[教师]这样,我们就可以利用元素的性质,它在周期表中的位置和它的原子结构三者之间的密切关系,来指导我们对化学的学习和研究。这也是元素周期律和元素周期表的意义所在。那么,元素周期律和周期表的意义是不是仅限于此呢?请大家阅读课本P17有关周期律的内容,并进行总结。 [学生活动] [教师]由我们所阅读的内容,可得出元素周期律及元素周期表的其他应用,主要表现在以下几个方面:[投影板书]1.是学习和研究化学的一种重要工具。 2.为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供了新的线索。 3.启发人们在周期表中一定的区域内,寻找新的物质。 [教师]请大家分别举例说明。 [学生甲]如我们学习碱金属时,主要是以Na为代表物来学的,而铷、铯却没有见过,但我们可根据其在元素周期表中的位置及与Na的相对位置判断出其还原性比钠强,其形成的碱的碱性比强碱NaOH还要强。[学生乙]我们还可以预见,铷和铯与水的反应一定剧烈得很,所以,做实验时首先要做好安全保护工作。 [学生丙]人们为113、115、117号元素留下了空位,并根据其相邻元素的性质去发现和研究它们。[学生丁]根据农药多数是含F、Cl、S、P等元素的化合物,而在一定区域内寻找新的农药。 [学生戊]在周期表里金属与非金属的接界处寻找半导体材料,如Ge、Si、Ga、Se等。 [学生己]在过渡元素中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料。 …… [教师]大家回答得很好。除此以外,元素周期律和周期表在自然科学的许多部门,如化学、物理学、学生物学、地球化学等方面,都是重要的工具! [小结]本节课我们重点学习了元素的性质与元素在周期表中位置的关系,并了解了它们的意义所在,希望大家在以后的化学学习中,能很好地运用元素周期表来指导我们的学习,并使它成为我们学习中的益友。 补充习题1.下列性质的递变中,正确的是( ) A.O、S、Na的原子半径依次增大B.LiOH、KOH、CsOH的碱性依次增强 C.HF、NH3、SiH4的稳定性依次增强D.HCl、HBr、HI的还原性依次减弱 2.某元素X的原子序数为52,下列叙述正确的是( ) A.X的主要化合价是-2、+4、+6 B.X可以形成稳定的气态氢化物 C.X的最高价氧化物对应水化物的酸性比HBrO4的酸性强 D.X原子的还原性比碘原子强 3.已知铍(Be)的原子序数为4。下列对铍及其化合物的叙述中,正确的是( ) A.铍的原子半径大于硼的原子半径 B.氯化铍化学式中铍原子的最外层电子数是8 C.氢氧化铍的碱性比氢氧化钙的弱 D.单质铍跟冷水反应产学生氢气 4、X、Y是元素周期表中Ⅶ A族中的两种元素。下列叙述中能说明X的非金属比Y强的是………( )A.X原子的电子层数比Y原子的电子层数多B.X的氢化物的沸点比Y的氢化物沸点低C.X的气态氢化物比Y的气态氢化物稳定D.Y的单质能将X从NaX的溶液中置换出来5、下表是元素周期表的一部分:族周期 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA1 ①2 ② ③ ④ ⑤ ⑥3 ⑦ ⑧ ⑨ ⑩(1)表中元素⑩的氢化物的化学式为 ,此氢化物的还原性比元素⑨的氢化物的还原性 (填强或弱)。(2)某元素的核外P电子数比S电子数少1,则该元素的元素符号是 ,其单质的电子式为 。(3)俗称为“矾”的一类化合物通常含有共同的元素是 。(4)已知某些不同族元素的性质也有一定的相似性,如元素③与⑧的氢氧化物有相似的性质。写出元素③的氢氧化物NaOH 溶液反应的化学方程式 ,又如表中与元素⑦的性质相似的不同族的元素是 (填元素符号)。参考答案:1、AB 2、AD 3、AC 4、C5、(1)HCl,弱(2)N,(3)O、S(4)Be(OH)2+2NaOH===Na2BeO2+2H2O,Li第三节 化学键第1课时教学目标1、 知道离子键的概念2、能用电子式表示离子化合物的形成过程。重点难点离子键的概念教学过程[引言]从元素周期表我们可以看出,到目前为止,已经发现了一百多元素,元素原子可以相互碰撞形成分子,那是不是所有的原子都可以相互碰撞形成新的物质呢?[学生]举例说明。[教教师]以上例子可知,原子和原子相遇时,有的能够反应有的不能反应。在能够组合的原子之间一定存在某种力的作用,比如说,苹果能掉在地上因为有万有引力的存在。对于微观世界里的物质来说也是一样,也存在力的作用。元素的原子通过什么作用形成物质的呢?这就是化学键,也是我们这节要学习的内容。[板书]第四节 化学键[教教师]根据原子和原子相互作用的实质不同,我们可以将化学键分为离子键、共价键、金属键等不同种类。首先我们来学习离子键。[板书]一 离子键[教师]要知道什么是离子键,先从离子化合物说起。[提问]举例说明什么是离子化合物。(阴阳离子相互作用构成的化合物,如NaCl、K2S、Na2SO4、MgCl2、KOH)[教师]下面我们来看离子化合物----氯化钠的形成。[实验]学生动手完成课本实验1—2。[请一个学学生描述实验现象][教师]从宏观上讲钠在氯气中燃烧,学生成新的物质氯化钠,若从微观角度考虑,又该如何解释呢?(在加热的情况下氯气分子先被破坏成氯原子,氯原子在和钠原子组合学生成新的物质。)[教师]那么氯原子和钠原子又是以怎样方式结合在一起的?他们之间存在什么样的作用力?[学生]讨论完成课本思考与交流。[副板书][教师]钠与氯气反应时,由于钠的金属性很强,在反应中容易失去一个电子而形成8电子稳定结构;而氯的非金属性很强,在反应中容易得到一个电子而形成8电子稳定结构。当钠原子和氯原子相遇时,钠原子最外层的一个电子转移到氯原子的最外层上,使钠原子和氯原子分别形成了带正电荷的钠离子和带负电荷的氯离子。这两种带相反电荷的 离子通过静电作用,形成了离子化合物。我们把阴阳离子结合形成化合物时的这种静电的作用,叫作离子键。[板书]1.定义: 阴阳离子结合形成化合物时的这种静电的作用,叫作离子键。[提问]:从定义上分析离子键形成的条件。[板书]2.形成条件:活泼金属 M Mn+化合 离子键活泼非金属 X Xm-[教师]原子形成离子键以后离子间吸引和排斥作用达到平衡,成键后体系能量降低。[板书]3.离子键的实质:阴阳离子间的静电吸引和静电排斥。[教师]从离子键形成的条件我们还可以看出构成离子键的粒子的特点[板书]4. 构成离子键的粒子的特点:活泼金属形成的阳离子和活泼非金属形阴离子。[教师]由离子键构成的化合物叫做离子化合物,所以一般离子化合物都很稳定。[教师]由于在化学反应中,一般是原子的最外层电子发学生变化,为了分析化学反应的实质的方便,我们引进只表示元素原子最外层电子的一个式子----电子式。[板书]二.电子式[教师]在元素符号的周围用小黑点(或×)来表示原子最外层电子的式子叫电子式。如Na、Mg、Cl、O的电子式我们可分别表示为:[板书] 1.表示原子Na× ×Mg× Cl O [练习] Al Si P S H[说明]习惯上,写的时候要求对称。[教师]电子式同样可以用来表示阴阳离子,例如[板书]2.表示简单离子:阳离子:Na+ Mg2+ Al3+阴离子: [∶S∶]2- [∶Cl∶]- [∶O∶]2-[练习]:Ca2+ Br- K+ F –[注意点]①.电子式最外层电子数用 (或×)表示;②.阴离子的电子式不但要画出最外层电子数,还应用[ ]括起来,并在右上角标出“n-”电荷字样;③.阳离子不要画出最外层电子数,只需标出化合价。[板书]3.表示离子化合物NaF MgO KClNa+[∶F∶]- Mg2+[∶O∶]2- K+[∶Cl∶]-[练习] KBr NaCl[提问]对于象MgCl2、K2O之类的化合物应该如何用电子式来表示呢?[学生自己动手写,教教师在此基础上小结,说出其中的注意点][教师]对于以上我们所学习的电子式的表示是为了表示离子化合物的形成过程。[板书]4.表示离子化合物的形成过程[判断]1. ∶Cl + ×Mg× + Cl∶ Mg2+[∶Cl∶]-22 . ∶Cl + ×Mg× + Cl∶====== [∶Cl∶]-Mg2+[∶Cl∶]-3. ∶Cl + ×Mg× + Cl∶ [∶Cl∶]-Mg2+[∶Cl∶]-[学生回答,1,2错误,3正确][注意点]①反应物要用原子的电子式表示,而不是用分子式或分子的电子式表示;学生成物中“同类项”,只能分写,不能合并。②箭头表示电子转移情况,可不采用③离子化合物形成符合质量守恒定律,连接反应物和学生成物一般用“→”不用“====”。[小结]本节课我们主要学习了化学键中的离子键及电子式的有关知识。知道离子键是阴、阳离子之间的静电作用,电子式不仅可以用来表示原子、离子,还可以用来表示物质分子及化合物的形成过程。补充习题1.下列电子式有误的是 ( )A.氯原子 Cl∶ B.硫离子∶S∶C.溴离子 [∶Br∶] D.钙离子Ca2+2.下列化合物电子式书写正确的是( )A. Ca2+[∶Cl∶]-2 B.Na+[∶S∶]-2Na+C. [Mg2+][∶O∶]2- D. Na+[∶F∶]-3.下列不是离子化合物的是( )A.H2O B.CaI2 C.KOH D.NaNO34.写出下列化合物的形成过程CaI2 Na2S KCl NaCl5、下列各离子化合物中,阳离子与阴离子的半径之比最小的是…………………………………( )A.KCl B.NaBrC.LiI D.KF参考答案:1、BC 2、AC 3、A 4、略5、C第2课时教学目标1、知道共价键的概念2、了解极性键和非极性键的概念3、能用电子式表示共价化合物的形成过程。重点难点共价键、极性键和非极性键的概念教学过程[复习]复习离子键,原子、离子、分子的电子式以及离子化合物的形成过程的书写。(Mg3N2、Ca3P、K2O)[引言]我们知道钠在氯气中燃烧学生成氯化钠分子,它是由钠离子和氯离子间的静电作用形成的。那我们在初中学习过的共价化合物HCl的形成和NaCl一样吗?H2和Cl2在点燃或光照的情况下,H2和Cl2分子被破坏成原子,当氢原子和氯原子相遇时是通过什么样的方式结合在一起的呢,是通过阴阳离子间静电作用结合在一起呢?[教师]氢原子最外层有一个电子要达到稳定结构就需要得到一个电子,氯原子最外有7个电子要达到8电子稳定结构需要得到一个电子,两原子各提供一个电子形成共用电子对,两原子都可以达到稳定结构。H× + Cl∶ H Cl∶在化学上常用一根短线“—”表示一对共用电子对,所以氯化氢分子也可以表示为H—Cl。象氯化氢分子这样,原子间通过共用电子对所形成的相互作用就叫做共价键。[板书]三.共价键1. 定义:原子间通过共用电子对所形成的相互作用。[提问]那么什么样的元素原子之间能够形成共用电子对呢?(对照离子键形成的条件)[教师]得失电子能力较强的形成离子键,得失电子能力较差的一般形成共用电子对,这也就说明了形成共价键的条件。[板书]2.形成条件:(1) 同种或不同种非金属元素原子结合;(2) 部分金属元素元素原子与非金属元素原子,如AlCl3 ,FeCl3;[教师]象HCl这样以共用电子对形成分子的化合物叫做共价化合物。[提问]还有哪些是共价化合物呢?举例说明。[教师]刚才我们所举例的化合物都符合我们所说的共价化合物的形成条件,那是不是所有的由非金属元素原子组成的化合物都是共价化合物呢?[学生思考,教教师再说明]象NH4Cl,(NH4)2SO4由非金属组成,但是是离子化合物。NH4+我们把它当作金属离子。[提问]那么共价间存在在哪里呢?[板书]3.共价键的存在:1 共价化合物中 ②非金属单质 ③离子化合物中的原子团[教师]那我们应该如何来用电子式来表示共价化合物、共价单质及其形成过程呢?[板书]4.用电子式表示:1 分子:Cl2:∶Cl∶Cl∶ Cl—ClO 2 :O∶∶O O=ON2:∶N∶∶N∶ N≡NH2O:H∶O∶H H-O-H2 共价化合物的形成过程:Br2:∶Br + Br∶ → ∶Br∶Br∶HF:H + F∶ → H∶F∶[练习]CO2、CH4、NH3[教师]在HF分子中,F原子吸引电子的能力强于H原子,电子对偏向于F原子方向,即F原子带部分负电荷,H原子带部分正电荷,整个分子显中性,在HF的形成过程中并没有电子的得失,也未形成阴阳离子,所以书写共价化合物的电子式不能标电荷。[注意点]1.电子对共用不归属于成键其中任何一个原子,不能像离子化合物一样用[ ]2.不能用“→”表示电子的转移。[提问]根据H2、 Cl2 、 O2 的电子式思考为什么H2 、Cl2 、O2 是双原子分子,而稀有气体为单原子分子?(从电子式的角度考虑)[教师]以上共价键由共用电子对都是由成键双方提供的,那么共用电子对能不能由成键原子单方面提供呢?下面我们通过NH4+ 的形成及结构进行说明。我们知道氨分子和氢离子可结合成铵离子,那么它们是通过什么方式结合的呢?[副板书]H∶N∶H + H+ → H∶N∶H[教师]从氨分子的电子式可看出氨分子在氮原子周围有一对未共用电子(又称孤对电子)而氢离子的周围是空的,当氨分子和氢离子相遇时,氢离子共用了NH3 分子中未共用的电子对,从而是两者都达到稳定结构,这时氮原子和氢原子之间又多了一种化学键,氨分子也因氢离子的介入而带了正电荷,变成NH4+。像这样共用电子对由成键单方面提供的共价键叫做配位键,配位键属于共价键的一种。[板书]5.共价键的种类:1 配位键:共用电子对由成键单方面提供的共价键。[教师]在我们以上所接触的分子中,有些共用电子对处在中间位置,也有些偏向成键原子的其中一方。因此,我们又可以把共价键分为:电子对处在中间的称为非极性键(也就是两者吸引电子的能力一样,指相同元素原子),电子对偏向于成键原子其中一方的称为极性键(两者吸引电子的能力不同,就是不同非金属元素原子)。[板书]② 非极性键:电子对处在成键原子中间;3 极性键:电子对偏向于成键原子其中一方。[提问]判断Cl2 、N2 、HCl、NH3 、NaOH、H2O2分子中共价键的极性。[小结]这节课我们主要介绍了共价键饿相关知识,共价化合物的电子式、形成过程,共价键的分类,我们要能够判断出极性键、非极性键。[作业]完成习题3,4。补充习题1.下列含有共价键的化合物是( )A.HI B.NaOH C.Br2 D.NaCl2.下列电子式书写正确的是( )A.∶N∶∶∶N∶ B.H∶N∶HC.H+[∶O∶]2-H+ C.Na+[∶Cl∶]-3.下列叙述正确的是( )A.O2分子间存在着非极性共价键B.CO2分子内存在着极性共价键C.SO2与H2O反应的产物是离子化合物D.盐酸中含有H+和Cl-,故HCl为离子化合物4.含有下列键型的物质,可能为单质的是( )A.只有离子键的物质 B.既有离子键,又有非极性键的物质C.既有极性键,又有离子键的物质 D.只有非极性键的物质5.下列性质中,可以证明某化合物内一定存在离子键的是( )A.可溶与水 B.具有较高的熔点C.水溶液能导电 D.熔融状态能导电5. 膦(PH3)又称为磷化氢,在常温下是一种无色有大蒜臭味的有毒气体,电石气的杂质中常含之。它的分子是三角锥形。以下关于PH3的叙述正确的是…………………( )A.PH3是非极性分子B.PH3分子中有未成键的电子对C.PH3是一个强氧化剂D.PH3分子中的P-H键是非极性键6. 有人建议将氢元素排在元素周期表的VIIA族。下列事实能支持这一观点的是……………( )①H原子得到一个电子实现最外电子层稳定结构;②氢分子的结构式为H-H;③与碱金属元素形成离子化合物M+[:H]-;④分子中原子间的化学键都属于非极性键A.只有①②③ B.只有①③④C.只有②③④ D.有①②③④参考答案1、B 2、BC 3、BD 4、D 5、B 6、A第3课时教学目标1、了解化学键的概念和化学反应的本质。2、通过离子键和共价键的教学,培养学生对微观粒子运动的想象力重点难点化学键的概念和化学反应的本质教学过程[引言]前面两节课我们介绍了离子键、共价键,请大家回忆一下相关内容,然后回答它们之间有什么区别。[板书]四.离子键、共价键的比较离子键 共价键概念 阴阳离子间的静电作用 原子间的通过共用电子对所形成的相互作用成键粒子 离子 原子相互作用的实质 阴阳离子间的电性作用 共用电子对两原子核产学生的电性作用形成条件 活泼金属、活泼非金属 非金属[教师]通过学习有关离子键和共价键的认识,我们知道,离子键使离子结合形成离子化合物;共价键是原子结合形成共价化合物分子,那么离子化合物和共价化合物有什么区别呢?人们通常称离子相结合或原子间相结合的作用力为化学键。[板书]五.化学键1.定义:离子相结合或原子间相结合的作用力※ 分子间的作用力不为化学键例:水的蒸发破坏的是分子间的作用,所需能量不高。[教师]一般的化学物质则主要由离子键或共价键结合而成,除此以外还有金属键。化学键的形成与原子结构有关,离子键通过原子价电子间的转移,共价键是原子价电子的共用。由此说明化学键可分为以下几类:[板书]2.分类:离子键极性共价键共价键 非极性共价键配位键金属键(复习极性共价键、非极性共价键、配位键的知识)[教师]以上我们学习了化学键,那么化学键存在于哪些分子中呢?[板书]3.化学键的存在:1 稀有气体单质中不存在;2 多原子单质分子中存在共价键;3 非金属化合物分子中存在共价键(包括酸);4 离子化合物中一定存在离子键,可能有共价键的存在(Na2O2、NaOH、NH4Cl),共价化合物中不存在离子键;5 离子化合物可由非金属构成,如:NH4NO3、NH4Cl 。[教师]在初中我们学过化学反应的实质是学生成新的物质,从化学键的角度应该如何解释呢?其实在化学反应的过程中,包含着反应物分子内化学键的断裂和产物分子中新的化学键的形成。以Cl2和H2 反应为例,Cl—Cl和H—H 键断裂成H原子、Cl原子(旧键的断裂)后H原子Cl原子组合学生成HCl分子,也就形成了H—Cl键(新键的形成)。[板书]4.化学反应的实质:旧化学键的断裂和新化学键的形成。[注意点]若只有键的断裂没有键的形成这不能称为化学反应。例:(1)HCl溶于水,电离成H+、Cl-破坏了两者间的共价键,但没有形成新的化学键所以不为化学反应。(2)NaCl固体受热变为熔融状态,破坏了Na+、Cl-之间的作用力,但未结合成新的化学键,也不为化学反应。[小结]这节课重点学习了化学键、化学键的分类、及离子键共价键的区别,化学反应的实质。补充习题1、下列指定微粒的个数比为2:1的是…………………( )A.Be2+离子中的质子和电子B.2H原子中的中子和质子C.NaHCO3 晶体的阳离子和阴离子D.BaO2(过氧化钡)固体中的阴离子和阳离子 2、下列电子式中错误的是………………………………( )A. Na+ B.C. D.3、下列各分子中,所有原子都满足最外层为8电子结构的是………………………………( )A. H2O B. BF3C.CCl4 D. PCl54、在下列有关晶体的叙述中错误的是……………………( )A.离子晶体中,一定存在离子键B.原子晶体中,只存在共价键C.金属晶体的熔沸点均很高D.稀有气体的原子能形成分子晶体5、自然界中的铀和钴都有同位素。(1)铀主要以三种同位素的形式存在,三种同位素的原子百分含量分别为:U 0.005%、U 0.72%、U 99.275%。请列出计算U元素近似原子量的计算式(不必算出具体数值) 。(2)放射性同位素40Co能够产生γ射线。高速运动的γ射线作用于DNA,能够产生氢键断裂、碱基替换等效应,从而有可能诱发生物产生 ,使生物体出现可遗传的变异,从而选择和培育出优良品种。此外用γ射线照射过的食品有利于贮藏,这是因为γ射线能 。在进行照射生物或食品的操作时,需要注意人体防护。操作完毕后,人体 (可以、不可以)直接触摸射线处理过的材料。参考答案1、A 2、C 3、C 4、C5、(1)(234×0.005+235×0.72+238×99.275)×l0-2(2)基因突变杀菌可以‥‥‥‥H‥‥HHH‥‥‥‥+H‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ ×‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥∶‥‥+me-吸引、排斥达到平衡-ne-Cl-Na+828+1728+11e-728+17182+11原子核中子光500℃2H2O======2H2↑+O2↑2H2+O2======2H2O通电点燃2SO2+O2=========2SO32SO3=========2SO2+O2高温、高压催化剂高温、高压催化剂Mg2+常温△△NNPAGE2 盐城市伍佑中学高一化学教学案 执笔人:潘小军第二章 化学反应与能量 (必修2)教材分析:本章共三节,可分为两个部分——化学反应和能量、化学反应速率和限度,它们都属于化学反应原理范畴,是化学学科最重要的原理性知识之一,也是深入认识和理解化学反应特点和进程的入门性知识。同时,它们又是在社会生产、生活和科学研究中有广泛应用的知识,是对人类文明进步和现代化发展有重大价值的知识,与我们每个人息息相关。因此,化学能对人类的重要性和化学反应速率、限度及条件控制对化学反应的重要性,决定了本章学习的重要性。初中化学从燃料的角度初步学习了“化学与能源”的一些知识,而在选修模块“化学反应原理”中,将从科学概念的层面和定量的角度比较系统深入地学习化学反应和能量、化学反应速率和化学平衡的原理。因此,本章内容既是对初中化学相关内容的提升与拓展,又是为选修“化学反应原理”奠定必要的基础。通过化学能与热能、电能的相互转化及其应用的学习,学生将对化学在提高能源的利用率和开发新能源中的作用与贡献有初步认识;通过对新型化学电源开发利用的介绍,学生将对化学的实用性和创造性有更多的体会;通过对化学反应速率和限度的讨论,学生将从原理上加深对化学反应条件的认识。这些都会增进学生对化学的兴趣和情感,体会化学学习的价值。由于本章内容在初中化学、高中必修模块和选修模块中均有安排,体现了学习的阶段性和层次性,在具体内容上前后还有交叉和重叠,因此,教师在教学时要充分注意到这一点。既要加强教学内容与实际的联系,体现化学的实用性和重要性,又要注意知识的前后联系和阶段性、渐进性,把握教材内容的深度、广度,防止任意拓宽加深,增加学生负担。第一节 化学能与热能第1课时教学目标:1、 通过实验知道化学反应中能量变化的主要表现形式,能根据事实判断吸热反应、放热反应,能说出中和热的涵义。2、 通过实验探究体验科学研究的一般过程,了解科学研究的基本方法。3、 通过实验发展学习化学的兴趣,进一步形成交流、合作、反思、评价的学习习惯。重点难点:吸热反应、放热反应、中和热等基本概念。教学过程:[创设问题情景]在一支试管中放入一小块生石灰,加入少量水,让学生观察实验现象,再让学生用手触摸试管外壁,然后要求学生回答观察到了什么现象?触摸试管外壁时有何感觉?说明什么问题?并要求学生写出反应方程式。[结论]生石灰与水反应生成糊状的氢氧化钙,试管发烫,说明反应放出了热能。[设问]热能是能量的一种表现形式。那么,除刚才的这个反应,其它的化学反应过程中是不是也会有能量变化呢?其表现形式又是怎样的?根据你已有的知识经验举例说明。[学生举例、说明][归纳小结]物质在发生化学反应的同时还伴随着能量的变化,这些能量变化通常又表现为热量的变化。[设疑]那么,化学变化中热量变化的具体形式又有哪些呢?这将是我们本节课研究的主要内容。下面我们通过实验来进行研究、探讨,从中我们还可以了解到科学研究的一般过程和方法。[学生分组实验]见教材实验2-1。[思考与讨论]用眼睛不能直接观察到反应中的热量变化,那么,你将采取哪些简单易行的办法来了解反应中的热量变化?各有什么优缺点?[反思、交流与评价]1、实验过程中,你自己最满意的做法是什么?最不满意的做法是什么?2、在思考、讨论的过程中,其他同学给了你哪些启示?你又给了他们哪些启示?[演示实验]见教材实验2-2[思考与讨论]1、通过观察实验现象,你得出了哪些结论?写出反应方程式。2、你觉得做这个实验时需要注意哪些问题?还可以做哪些改进?实验中对你最有启发的是什么?[小结]化学反应中的能量变化经常表现为热量的变化,有的放热,有的吸热。[设疑]通过前面的学习,我们知道燃烧反应、金属与酸的反应是放热的,而氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应是吸热的,那么,作为一类重要而常见的反应,酸与碱的中和反应是放热的还是吸热的呢?下面,请同学们自己通过实验来揭开这个秘密。[学生分组实验]建议按教参P22页的三组对比实验进行。[讨论与交流]1、通过实验,你得出什么结论?如何解释?2、通过这个实验,你学到了哪些知识?学会了哪些研究方法?3、要明显的感知或测量反应中的热量变化,实验中应注意哪些问题?如何减小你与同组同学的实验结果的差异?4、听完其他小组的汇报,发现他们的哪些做法比你们好?哪些不如你们的好?你现在是否又有了新的想法?假如要让你设计一个能较准确地测量反应中热量变化的装置,它的大体构造是怎样的,你可以和同学交流探讨共同确定。[教师讲解]1、中和反应都是放热反应。2、三个反应的化学方程式虽然不同,反应物也不同,但本质是相同的,都是氢离子与氢氧根离子反应生成水的反应,属于中和反应。由于三个反应中氢离子与氢氧根离子的量都相等,生成水的量也相等,所以放出的热量也相等。3、中和热:酸与碱发生中和反应生成1mol水所释放的热量称为中和热。4、要精确地测定反应中的能量变化,一是要注重“量的问题”,二是要最大限度地减小实验误差。[总结]本节课我们结合已有的知识经验,以实验为主要的研究手段,初步探讨了化学反应中的能量变化及其主要形式。相信通过学习,同学们会有许多收获。但是,随着学习的深入,也必然会有更深层次的问题涌现出来,比如:化学反应中为什么伴随有能量的变化?为什么有的反应放热,有的反应吸热?如何来合理地表达反应中的能量变化?等等。这些问题我们将在下一节课上进一步探讨。补充练习1、下列反应中属吸热反应的是 ( )A 镁与盐酸反应放出氢气 B 氢氧化钠与盐酸的反应C 硫在空气或氧气中燃烧 D Ba(OH)2 8H2O与NH4Cl反应2、下列说法不正确的是 ( )A 化学反应除了生成新物质外,还伴随着能量的变化B 放热反应不需要加热即可发生C 需要加热条件的化学反应都是吸热反应D 1mol硫酸与足量氢氧化钠发生中和反应生成水所释放的热量称为中和热。3、 城市使用的燃料,现大多为煤气、液化石油气。煤气的主要成分是CO、H2的混合气体,它由煤炭与水蒸气在高温下反应制得,故又称水煤气。试回答:(1) 写出制取水煤气的主要化学方程式————————————,该反应是——————反应(填吸热、放热)。(2) 设液化石油气的主要成分为丙烷(C3H8 ),其充分燃烧后产物为CO2和 H2O,试比较完全燃烧等质量的C3H8及CO所需氧气的质量比。4、 比较完全燃烧同体积下列气体需要的空气体积的大小:天然气(以甲烷计)、石油液化气(以丁烷C4H10计)、水煤气(以CO、H2体积比1:1计)5、 两位同学讨论放热和吸热反应。甲说加热后才能发生的化学反应是吸热反应,乙说反应中要持续加热才能进行的反应是吸热反应。你认为他们的说法正确吗?为什么?(江苏省海门中学 施红专)答案:1.D2.BC3.(1)C+H2OCO+H2 吸热 (2) 70:11 4.石油液化气>天然气>水煤气5.略第一节 化学能与热能第2课时教学目标:1、能从化学键的角度理解化学反应中能量变化的主要原因,初步学会热化学方程式的书写。2、能从微观的角度来解释宏观化学现象,进一步发展想象能力。2、 通过化学能与热能的相互转变,理解“能量守恒定律”,初步建立起科学的能量观,加深对化学在解决能源问题中重要作用的认识。重点难点:1.化学能与热能的内在联系及相互转变。2.从本质上理解化学反应中能量的变化,从而建立起科学的能量变化观。教学过程:[导入]通过上节课的学习,我们对化学反应中的能量变化有了初步的认识,知道了反应中的能量变化通常表现为热量的变化——放热或者吸热,也了解了中和热的概念。那么,很多同学也许会有这样一些疑问:化学反应中为什么会有能量变化?为什么不同反应的热效应不同?本节课,我们将围绕这些问题,先从微观和宏观的角度来揭示这些秘密,然后介绍反应中热效应的表示方法,最后再谈谈化学在能源开发、利用中的作用和地位。[创设问题情景]氢气和氯气的混合气体遇到强光会发生什么现象?为什么?[学生思考、讨论]氢气和氯气的混合气体遇到强光会发生爆炸。这是因为反应在有限的空间里进行,放出大量的热,使周围气体急剧膨胀。[进一步思考]反应中的热量由何而来? 氢气和氯气反应的本质是什么?[学生思考、讨论]从化学键角度分析氢气和氯气反应的本质。[教师补充讲解]化学反应的本质是反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成。化学键是物质内部微粒之间强烈的相互作用,断开反应物中的化学键需要吸收能量,形成生成物中的化学键要放出能量。氢气和氯气反应的本质是在一定的条件下,氢气分子和氯气分子中的H-H键和Cl-Cl键断开,氢原子和氯原子通过形成H-Cl键而结合成HCl分子。1molH2中含有1molH-H键,1mol Cl2中含有1mol Cl-Cl键,在25℃和101kPa的条件下,断开1molH-H键要吸收436kJ的能量,断开1mol Cl-Cl键要吸收242 kJ的能量,而形成1molHCl分子中的H-Cl键会放出431 kJ的能量。这样,由于破坏旧键吸收的能量少于形成新键放出的能量,根据“能量守恒定律”,多余的能量就会以热量的形式释放出来。[归纳小结]1、 化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。2、 能量是守恒的。[练习反馈]已知拆开1molH2中的化学键要吸收436kJ的能量,拆开1molO2中的化学键要吸收496 kJ的能量,形成水分子中的1mol H-O键要放出463 kJ的能量,试说明2H2+O2=2H2O中的能量变化。[讲解]刚才我们从微观的角度分析了化学反应中能量变化的主要原因,那么,又怎样从宏观的角度来判断一个反应到底是放热还是吸热的呢?各种物质中都含有化学键,因而我们可以理解为各种物质中都储存有化学能。化学能是能量的一种形式,它可以转化为其他形式的能量。不同物质由于组成、结构不同,因而所包含的化学能也不同。在化学反应中,随着物质的变化,化学能也随之改变,如H2 与Cl2、O2的反应。那么,一个化学反应吸收能量还是放出能量是由什么决定的呢?[学生讨论、交流]1、 一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量取决于反应物的总能量和生成物的总能量的相对大小。2、 画出反应物、生成物总能量的大小与反应中能量变化的关系示意图。[思考与分析]甲烷燃烧要放出热量,水电解产生氢气和氧气,试从化学键和物质所含能量的角度分析气原因,并说明反应过程中能量的转变形式。[提出问题]前面我们通过对具体反应的分析,从微观和宏观两个角度探讨了化学反应中能量变化的主要原因,知道了化学能和其它能量是可以相互转变的,还知道化学反应中能量变化通常表现为热量的变化。那么,怎样把物质变化和热量变化统一地表达出来呢?你可以在和同学讨论的基础上提出自己的想法,并对其他同学提出的表达方式作出评价。[教师讲解]热化学方程式的含义及朗读和书写的注意点[练习反馈]乙炔( C2H2)气体在氧气中完全燃烧会放出大量的热,形成高温火焰,可以用于焊接或切割金属。已知0。5 mol乙炔完全燃烧生成液态水会放出649 kJ的热量,试写出反应的热化学方程式,并计算1Kg乙炔完全燃烧放出的热量。[教师讲解]乙炔是一种重要的烃类,煤、石油、天然气的主要成分也是各种烃类,它们在燃烧时都会放出大量的热,所以煤、石油、天然气在能源中扮演了极为重要的角色,对促进人类社会的发展具有重要的作用。[阅读相关图片、资料或播放录像][思考、交流]根据你的经验体会,谈谈你对当前能源利用、开发及能源危机的看法。[总结]化学反应伴随能量变化是化学反应的一大特征。我们可以利用化学能与热能及其它能量的相互转变为人类的生产、生活及科学研究服务。化学在能源的开发、利用及解决日益严重的全球能源危机中必将起带越来越重要的作用,同学们平时可以通过各种渠道来关心、了解这方面的进展,从而深切体会化学的实用性和创造性。补充练习:1、下列说法不正确的是 ( )A 化学反应除了生成新物质外,还伴随着能量的变化B 物质燃烧和中和反应均放出热量C 分解反应肯定是吸热反应D 化学反应是吸热还是放热决定于生成物具有的总能量和反应物具有的总能量2、已知金刚石在一定条件下转化为石墨是放热的。据此,以下判断或说法正确的是( )A 需要加热方能发生的反应一定是吸热反应 B 放热反应在常温下一定很容易发生C 反应是放热还是吸热,必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小D吸热反应在一定条件下也能发生3、有专家指出,如果将燃烧产物如CO2、H2O、N2等利用太阳能使它们重新组合变成CH4、CH3OH、NH3等的构想能够成为现实,则下列说法中,错误的是 ( )A 可消除对大气的污染 B可节约燃料C 可缓解能源危机 D此题中的CH4、CH3OH、NH3等为一级能源4、已知破坏1mol N≡N键、H-H键和N-H键分别需要吸收的能量为946kJ、436kJ、391kJ。试计算1molN2(g)和3 molH2(g)完全转化为 NH3(g)的反应热的理论值,并写出反应的热化学方程式。5、“用天然气、煤气代替煤炭作为民用燃料”这一改变民用燃料结构的重大举措,具有十分重大的意义。请分析其优点,并将你的观点和同学讨论交流。(江苏省海门中学 施红专)答案:1.C 2.CD 3.B 4. 92KJ N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H=-92KJ/mol第2节 化学能与电能第1课时教学目标:1、通过实验探究原电池中发生的反应,认识化学能转化为电能的基本原理。2、学会分析、推理、归纳和总结的逻辑思维方法,提高发现问题、分析问题和解决问题的能力。3、通过实验和小组合作学习,体验科学探究过程。4、了解各类电池在生产、生活实际中的应用,认识化学的价值。增强环保意识。重点难点:初步了解原电池的概念、原理、组成及应用。通过实验探究从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质及原电池的构成条件。教学过程[创设问题情景]电能是现代社会最清洁、也是最重要的二次能源,人类生产、生活的各个方面都离不开它。而火力发电又在电能生产中占有相当大的比重,是电能最主要的来源。[播放录像或展示图片][提问]燃烧的本质是什么?火力发电中能量的转化方式是怎样的?火力发电又有哪些优点和缺点呢?[学生讨论、分析][激疑]针对火力发电的缺点,能否通过某些方式将化学能直接转化为电能呢?[分组实验探究]锌铜原电池原理实验1:把一块锌片和铜片同时插入盛有稀硫酸的烧杯里。实验2:用导线将锌片和铜片连起来。实验3:在导线中接入一个灵敏电流计。将实验中观察到的现象和自己的结论记录下来。[学生交流、讨论]1、实验1和实验2中的现象有何不同?是什么原因造成的?2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中,铜片表面有气泡产生,你认为这种气体可能是什么?锌片和铜片上可能分别发生什么反应?如何证明?3、 灵敏电流计的指针发生偏转,说明有电流通过,你如何解释这一现象?该装置的正负极分别是什么?请你再设计一个实验证明之。[教师补充讲解]原电池的定义;锌铜原电池的工作原理;电极反应式及电池总反应式的书写。[设疑]通过刚才的实验我们可以体会到,化学能在原电池装置中可以直接转化为电能,那么,符合什么条件的装置才能构成原电池呢?[分组实验探究]原电池的构成条件。见教师用书P29页。[交流讨论、归纳总结]原电池的构成条件:1、两种活泼性不同的金属(或一种金属和另一种非金属导体)构成电极。2、电解质溶液。3、构成闭合回路。4、能发生自发的氧化还原反应。[反思与评价]在刚才的分组实验中,同伴或其他组的同学的哪些做法对你有启发?你又提出了哪些好的思路?根据提供的仪器、药品,你现在还能设计出其它的原电池装置吗?[实践活动]制作水果电池[小结]通过前面的两组分组实验,我们了解了原电池的工作原理和构成条件,同学们对于通过实验来进行化学研究的思路、方法也一定有了更深的体会。为了满足生产、生活、科学研究等各方面的需要,科学家尤其是化学家根据原电池原理设计出了许许多多形状各异、用途不同的实用电池,极大地方便了我们的生活,也有力地促进了科学的发展。那么,你所知道的电池有哪些呢?[学生举例][教师引导学生分析]常见电池的组成和工作原理。[巩固练习]相同条件下,纯锌粒和粗锌粒与同浓度的稀硫酸反应的速率一样吗?为什么?假如要求你设计实验来证明你的观点,你的实验方案是怎样的?证据和结论又是什么?补充练习1、根据Zn+Cu2+=Zn2++Cu的反应原理设计一个原电池,当Zn为负极时,正极可以选用的金属材料是:A 镁 B 石墨 C 铝 D 铅2、X、Y、Z都是金属,把X投入Z的硝酸盐溶液中,X的表面有Z析出, X 与Y组成原电池时,Y为电池的负极,X、Y、Z三种金属的活泼性顺序为: ( )A X>Y>Z B X>Z>Y C Y>X>Z D Y>Z>X3、电工操作规程中规定不能把铜导线与铝导线连接在一起,其中的化学原理是────────────。4、市场上出售的“热敷袋”中含有铁屑、炭粉、木屑和少量氯化钠、水等,热敷袋启用前,用塑料袋和空气隔绝,启用时打开塑料袋,轻轻揉搓就会放出热量。试回答下列问题:(1) 热敷袋产生热量的来源是(2) 炭粉的主要作用是(3) 加入NaCl的作用是5、生活中,有些金属制品在使用一段时间后会失去表面的光泽,严重的会变得锈迹斑斑影响使用,尤其是钢铁制品在潮湿的空气里很容易生锈,你知道这是什么原因吗?试结合生活实际讨论防止钢铁生锈的方法。(江苏省海门中学 姜明 施红专)答案:1.BD 2.C 余略第2节 化学能与电能第2课时教学目标:1、 通过实验探究认识电解和电镀的基本原理,进一步学习电极反应式的书写。2、 能从能量转化、装置、电极反应等方面区别电解反应和原电池反应,进一步体验科学探究的过程,掌握基本的研究方法,提高分析问题、解决问题的能力。3、 初步了解电解在生产和生活中的应用,感受化学在促进社会发展、提高人们生活质量中的重要作用。重点难点:电解和电镀的原理。电解的电极反应式及总反应式。教学过程:[创设问题情景]在初中里我们就学过水的电解,知道把电流通过水就能制得氢气和氧气。事实上,电流也能使其他很多物质发生反应,比如,工业上利用电解饱和食盐水的方法来生产烧碱、氢气和氯气,利用电解熔融的氧化铝来生产金属铝。那么,电流是怎样使各种物质发生反应而获得我们所需要的物质的呢?这节课我们就将通过实验探究来了解电解的原理。[实验探究]在教师指导下,让学生用下面介绍的简易装置进行电解实验,并交流讨论实验结果。1、 取一段约2厘米长的棉线,置于大片玻璃片上,用3滴食盐水将整根棉线润湿。然后在其左右两边各加数滴食盐水溶液,再在两端各滴加1滴酚酞试液。2、 将两只鳄鱼夹分别夹住棉线两端,用导线把鳄鱼夹分别与直流电源相连,约15—20s后,观察发生的现象。3、 在没有显示红色的一端滴加一滴碘化钾淀粉溶液。[交流讨论]将记录下来的实验结果进行讨论。实验1—食盐水滴加酚酞试液没有颜色变化。实验2—通电后,跟电源负极相连的一端溶液呈红色,并有细小的气泡产生,说明氢氧根浓度增大。实验3—与电源正极相连的一端滴加碘化钾淀粉溶液后溶液呈蓝色,证明有氯气产生。[教师补充讲解]1、 电解反应中的能量转化方式及电解池的构成条件。2、 阴阳极发生的反应(电解原理)及电极反应式、总反应式。[观看录像或展示图片]氯碱工业[设问]假如用石墨作电极,用氯化铜溶液代替氯化钠溶液,进行电解,在阴阳极上各发生什么反应?如何证明你的结论?[交流讨论][归纳小结]电解反应的本质是电解质溶液在电流的作用下,在两极发生氧化还原反应。[提问]假如把刚才的实验装置改动一下,用粗铜作阳极,用精铜作阴极,用氯化铜溶液作电解质溶液进行电解,两极反应又是怎样的?[交流讨论][教师说明]铜的电解精炼及其价值。[交流讨论]某同学根据他所学的知识设计了一个实验,他用铜作阳极材料,铁作阴极材料,电解硫酸铜溶液,请你帮他分析两极及溶液中发生的变化,说明理由及该实验可能的实用价值。[教师补充说明]电镀的原理及其应用。[实物展示]各种电镀产品。[比较总结]原电池与电解池的区别与联系(从装置构成、能量转化方式、两极反应等几个角度)。[巩固练习]分析用惰性电极电解硝酸银溶液、硫酸铜溶液、氢氧化钠溶液时两极发生的反应,写出电极反应式和电解总反应式。补充练习1、在原电池和电解池的电极上所发生的反应,同属氧化反应或同属还原反应的是( )A 原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应B 原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应C 原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应D 原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应2、用电解水的方法分析水的组成时,需加入一些物质以增强水的导电性,一般不宜加入的物质是 ( )A Na2SO4 B NaCl C CuSO4 D KOH3 、已知金属M中混有金属P,电解精炼M,P以单质形式沉积于阳极下面的泥中,M、N组成原电池,M为正极,则M 、N、P三中金属活动性顺序为: ( )A P>M>N B N>P>M C P>M>N D N>M>P4、下列关于铜电极的叙述中错误的是: ( )A 铜锌原电池中铜是正极。 B 用电解法精炼铜时,粗铜做正极。C 在镀件上镀铜时,可用金属铜作阳极D 电解稀硫酸制氢气、氧气时,铜作阳极。5、如图所示,A为一张浸透淀粉碘化钾溶液并滴有酚酞试剂的滤纸,a、b 为两张紧贴滤纸上的Pt片,并用导线与直流电源 M、N相连,通电后,在a周围观察无色溶液变为蓝色。(1) 电源哪一极是正极?(2) b周围可观察到什么现象?为什么?(江苏省海门中学 姜明 施红专)答案:1.BC 2.BC 3.D 4.D 5.(1)M (2)溶液变成红色,因为b极周围H+减少,导致pH增大。第3节 化学反应的速率和限度第1课时教学目标:1、 通过实验探究认识不同的化学反应其速率不同,了解化学反应速率的概念及其表达方式,知道反应的快慢受浓度、温度、压强、催化剂等条件的影响。2、认识控制化学反应速率对人类生产、生活的意义。3、学习实验探究的基本方法,提高观察和动手实验的能力,逐步学会比较、归纳等学习方法。重点难点:化学反应的概念和影响因素影响化学反应速率的因素教学过程:[创设情境]展示图片资料,使学生了解自然界或生产、生活中的化学反应进行有快、慢之分。例如,爆炸、铁桥生锈、奶的变质、溶洞的形成。结合这些例子说明人类需要控制反应进行的快慢[提出问题]怎样比较和判断反应的快慢?请提出你认为可行的方法,并进行实验。[学生分组实验]取两只小烧杯,各加入25ml蒸馏水、无水酒精。取两小块绿豆般大小的金属钠,用滤纸吸干表面的煤油,分别投入盛有蒸馏水、酒精的两只小烧杯中,观察、比较和记录发生的现象。通过观察可得,蒸馏水与金属钠的反应比无水酒精剧烈,钠较快消失,产生的气泡十分剧烈,使钠在水面迅速游动,而金属钠在无水酒精中只是缓缓放出气体。[教师补充讲解]同学们通过肉眼观察来比较两种化学反应速率的大小,实验还说明反应主要决定于反应物的性质。但是,如果只是研究一个化学反应的快慢,例如只判断金属钠与无水酒精反应的快慢,该怎么办?[交流讨论][归纳小结]比较的方法可以帮助我们判断两种或几种化学反应速率的相对大小,但是要判断一个化学反应速率的大小,应当看该反应反应物单位时间里减少的量或生成物单位时间增加的量。由于反应都在一定的容器或一定体积的溶液中进行,反应物或生成物量的变化可以通过容器或溶液中物质浓度的变化来表示。因此,我们可以得到如下结论:1、 化学反应速率1、 化学反应速率是用来衡量化学反应进行的快慢程度的物理量。2、 化学反应速率可用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。其常用单位是mol/(L.min)或mol/(L.s)[交流讨论]我们已经知道,决定化学反应速率的主要因素是反应物的性质,而外界条件也是反应速率的影响因素。请大家依据自己的经验和学过的知识来讨论哪些外界条件能影响反应速率,又是怎样影响的?[实验探究]演示实验P42 2-5, 2-6探究温度,催化剂对反应速率的影响[归纳小结]二、影响化学反应速率的因素内因:化学反应速率的大小主要决定于反应物的性质。外因:温度,温度越高反应速率越快;催化剂,能大大改变化学反应速率;反应气体的压强、固体反应物的颗粒度等因素对反应速率都有影响。[思考与交流]1、 人们为什么使用电冰箱储存食物?2、 实验室通常要将两种块状或颗粒状的固体药品研细,并混匀后再进行反应。原因是什么?补充练习1、 下列过程中,需要增大化学反应速率的是( )A、钢铁的腐蚀 B、食物腐败 C、塑料老化 D、工业合成氨2、 在m A + n B p C的反应中,m、n、p为各物质的计量数。现测得C每分钟增加a mol/L,B每分钟减少1.5a mol/L,A每分钟减少0.5a mol/L,则m:n:p为A、2:3:2 B、2:3:3 C、1:3:2 D、3:1:23、 在铝与稀硫酸的反应中,已知10s末硫酸的浓度减少了0.6 mol/L,若不考虑反应过程中溶液体积的变化,则10s内生成硫酸铝的平均反应速率是( )A、0.02 mol/(L min) B、1.8mol/(L min) C、1.2 mol/(L min) D、0.18 mol/(L min)4.在10℃时某化学反应速率为0.1 mol/(L s),若温度每升高10℃反应速率增加到原来的2倍。为了把该反应速率提高到1.6 mol/(L s),该反应需在什么温度下进行?( )A、30℃ B、40℃ C、50℃ D、60℃5、NO和CO都是汽车尾气中的有害物质,它们能缓慢地反应生成氮气和二氧化碳,对此反应,下列叙述正确的是( )A 使用适当的催化剂不改变反应速率B 降低压强能提高反应速率C 升高温度能提高反应速率D 改变压强对反应速率无影响6、 生产面粉的工厂都要挂上“严禁烟火”的牌子,请分析其原因是什么?并尝试设计一个面粉爆炸的实验(注意安全)。(江苏省海门中学 刘立志 施红专)答案:1.D 2.C 3.A 4.C 5.C第3节 化学反应的速率和限度第2课时教学目标:1、 认识可逆反应、化学反应限度的涵义,初步学会根据反应速率判断化学反应所能达到的限度,初步了解影响化学反应限度的因素。2、通过对“提高煤的燃烧效率”的讨论,认识控制外界反应条件对化学反应的重要作用。重点难点:化学反应限度的涵义和影响因素。反应条件对化学反应限度的影响。教学过程:[创设问题情境]通过前面的学习,我们知道化学反应中,反应物之间是按照方程式中的系数比进行反应的,那么,在实际反应中,反应物能否按相应的计量关系完全转化为生成物呢?在化学的发展史上,有一件与之有关的事曾经引起了化学家极大的兴趣。(炼铁高炉尾气之谜)。除此以外,还有许多反应也有类似的情况出现,下面我们通过实验来说明。[学生分组实验]设计实验见书p44 实验2-7提出假设→设计实验→ 观察现象→得出结论,验证假设→分析原因[交流讨论][教师小结]上述实验说明反应并不完全。科学研究表明在一定条件下,许多反应都是可逆的,如氯气与水的反应,二氧化硫与氧气的反应,氮气与氢气的反应等。[教师提问]可逆反应在一定条件下反应物不能完全消耗,存在着一个反应程度的问题,请分析当反应达到最大限度时,化学反应所表现出来的特征?(从速率、物质的浓度两方面来分析)[交流讨论]小组代表发言[教师归纳]可逆反应有两个方向,当正反应速率与逆反应的速率相等时,反应物和生成物的浓度将保持不变,反应达到最大的限度。[教师讲解]当反应的条件改变后,若正、逆反应速率不能保持相等,反应原有的限度改变,浓度、温度、压强等外界条件的改变都可能改变反应原有的化学限度。在工业生产中我们可以充分利用这一规律,选择和控制反应的条件,使化学反应能更好地符合人们的预期效果。[问题解决Ⅰ]利用p45 科学史话内容,让学生分析分析讨论(1) 为什么增加高炉的高度不能减少CO的浓度?(2) 你认为可以从哪些方面考虑减少CO的浓度?[问题解决Ⅱ]因为改变条件要改变反应进行的快慢,改变浓度、温度、压强等条件还可能改变反应进行的程度,试分析采取哪些措施可以提高煤的燃烧效率?[总结]化学反应限度的涵义、影响因素及研究化学反应限度的实际意义。补充练习1 . 在28℃时,鲜牛奶约4h后变酸,但在5℃的冰箱内,鲜牛奶48h后才变酸。试分析其原因。2分析下列实例,根据已有的知识和经验,填写下表。实例 影响速率的因素 如何影响夏天食物易变质硫在氧气中比在空气中燃烧快粉状的碳酸钙与盐酸反应经块状的碳酸钙反应快氯酸钾与二氧化锰混合共热可快速产生氧气工业合成氨通常要在高压下进行3.已知氯水中有如下平衡:Cl2 + H2O =HCl +HclO常温下,在一个体积为50mL的针筒里吸入学40mL氯气后,再吸进出口10mL水,写出针筒中可能观察到的现象:————————————————————若将此针筒长时间入置,又能看到何种变化?为什么?———————————————————————————————————————————————————————————4. 在高温、高压和催化剂存在的条件下,把3mol氢气和1mol氮气置于密闭容器中反应能够得到2mol氨气吗?把2mol氢气和1mol氧气的混合气体引燃可以得到2mol水吗?说明理由。(江苏省海门中学 刘立志 施红专)AM NbaPAGE1 盐城市伍佑中学高一化学教学案 执笔人:潘小军第三章 有机化合物教材分析:1、地位和功能必修模块的有机化学内空是以典型有机物的学习为切入点,让学生在初中有机物常识的基础上,能进一步从结构的角度,加深对有机物和有机化学的整体认识。选取的代表物有甲烷、乙烯(制品)、乙醇(酒)、乙酸(醋)、糖、油脂、蛋白质等,这些物质都与生活联系密切,是学生每天都能看到、听到的,使学生感到熟悉、亲切,可以增加学生的兴趣和热情。必修模块的有机化学具有双重功能,即一方面为满足公民基本科学素养的要求,提供有机化学中最基本的核心知识,使学生从熟悉的有机化合物入手,了解有机化学研究的对象、目的、内容和方法,认识到有机化学已渗透到生活的各个方面,能用所学的知识,解释和说明一些常见的生活现象和物质用途;另一方面为进一步学习有机化学的学生,打好最基本的知识基础、帮助他们了解有机化学的概况和主要研究方法,激发他深入学习的欲望。2、内容的选择与呈现根据课程标准和学时要求,本章没有完全考虑有机化学本身的内在逻辑体系,主要是选取典型代表物,介绍其基本的结构、主要性质以及在生产、生活中的应用,较少涉及到有机物类概念和它们的性质(烯烃、芳香烃、醇类、羧酸等)。为了学习同系物和同分异构体的概念,只简单介绍了烷烃的结构特点和主要性质,没有涉及烷烃的系统命名等。教材特别强调从学生生活实际和已有知识出发,从实验开始,组织教学内容,尽力渗透结构分析的观点,使 学生在初中知识的基础上有所提高。教学中要特别注意不盲目扩充代表物的性质和内容,尽量不涉及类物质的性质,注意从结构角度适当深化学生对甲烷、乙醇、乙酸的认识,建立有机物“组成结构——性质——用途”的认识关系,使学生了解学习和研究有机物的一般方法,形成一定的分析和解决问题能力为了帮助学生理解内容,教材增加了章图、结构模型、实验实录图、实物图片等,丰富了教材内容,提高了教材的可读性和趣味性。3、内容结构本章的内容结构可以看成是基础有机化学的缩影或概貌,可表示如下为了帮助学生认识典型物质的有关反应、结构、性质与用途等知识,教材采用了从科学探究或生活实际经验入手,充分利用实验研究物质的性质与反应,再从结构角度深化认识。如甲烷、乙烯的研究,乙醇结构的研究,糖和蛋白质的鉴定等,都采用了较为灵活的引入方式。同时注意动手做模型,写结构式、电子式、化学方程式;不分学生实验和演示实验,促使学生积极地参与到教学过程中来。总之要把握以下三点:1、教材的起点低,强调知识与应用的融合,以具体典型物质的主要性质为主。2、注意不要随意扩充内容和难度,人为增加学生的学习障碍3、尽量从实验或学生已有的生活背景知识出发组织或设计教学,激发学习兴趣,使学生感到有机化学就在他们的实际生活之中第一节 最简单的有机化合物——甲烷第1课时教学目标:1、了解自然界中甲烷的存在及储量情况2、通过实践活动掌握甲烷的结构式和甲烷的正四面体结构3、通过实验探究理解并掌握甲烷的取代反应原理4、了解甲烷及其取代反应产物的主要用途5、培养学生实事求是、严肃认真的科学态度,培养学生的实验操作能力重点、难点:甲烷的结构和甲烷的取代反应教学过程:通过简单计算确定甲烷的分子式画出碳原子的原子结构示意图,推测甲烷分子的结构。一、甲烷的分子结构化学式:CH4 电子式:结构式:二:甲烷的性质1:物理性质:无色、无味的气体,不溶于水,比空气轻,是天然气、沼气(坑气)和石油气的主要成分(天然气中按体积计,CH4占80%~97%)。2:化学性质:甲烷性质稳定,不与强酸强碱反应,在一定条件下能发生以下反应:(1)可燃性(甲烷的氧化反应)学生实验:①CH4通入酸性KMnO4溶液中观察实验现象:不褪色 证明甲烷不能使酸性高锰酸溶液褪色。结论: 一般情况下,性质稳定,与强酸、强碱及强氧化剂等不起反应(2)取代反应:② 取代反应实验观察现象:色变浅、出油滴、水上升、有白雾、石蕊变红。在室温下,甲烷和氯气的混合物可以在黑暗中长期保存而不起任何反应。但把混合气体放在光亮的地方就会发生反应,黄绿色的氯气就会逐渐变淡,有水上升、有白雾、石蕊试液变红,证明有HCl气体生成,出油滴,证明有不溶于水的有机物生成。定义——有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应叫取代反应。CH4 CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 均不溶于水化学式 CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4名称(俗名)溶解性常温状态用途取代反应与置换反应的比较:取代反应 置换反应可与化合物发生取代,生成物中不一定有单质 反应物生成物中一定有单质反应能否进行受催化剂、温度、光照等外界条件的影响较大 在水溶液中进行的置换反应遵循金属或非金属活动顺序。分步取代,很多反应是可逆的 反应一般单向进行3、用途:甲烷是一种很好的气体燃料,可用于生产种类繁多的化工产品。4.补充练习1.下列有关甲烷的说法中错误的是 ( )A.采煤矿井中的甲烷气体是植物残体经微生物发酵而来的B.天然气的主要成分是甲烷C.甲烷是没有颜色、没有气味的气体,极易溶于水D.甲烷与氯气发生取代反应所生成的产物四氯甲烷是一种效率较高的灭火剂2.下列关于甲烷性质的说法中,错误的是 ( )A.甲烷是一种非极性分子 B.甲烷分子具有正四面体结构C.甲烷分子具有极性键 D.甲烷分子中H-C—H的键角为90℃3.下列物质在一定条件下可与CH4发生化学反应的是 ( )A.氯气 B.溴水 C.氧气 D.酸性KMnO4溶液4.将等物质的量的甲烷和氯气混合后,在漫射光的照射下充分反应,所得产物中物质的量最大的是 ( )A.CH3Cl B.CH2Cl2 C.CCl4 D.HCl5.下列气体在氧气中充分燃烧后 ,其产物既可使无水硫酸铜变蓝,又可使澄清石灰水变浑浊的是 ( )A.H2S B.CH4 C.H2 D.CO6.甲烷的电子式为________,结构式为________。1 g甲烷含_______个甲烷分子,4 g 甲烷与____________ g水分子数相等,与___________g一氧化碳原子数相等。7.甲烷和氯气发生的一系列反应都是________反应,生成的有机物中常用作溶剂的____________,可用作灭火剂的是_____________,氯仿的化学式是___________。参照此类反应,试写出三溴甲烷在光照条件下与溴蒸气反应的化学方程式____________________________________________________________。8.在标准状况下,1.12 L某气态烃(密度为0.717g/L)充分燃烧后,将生成的气体先通过无水氯化钙,再通过氢氧化钠溶液,经测定前者增重1.8 g,后者增重2.2 g,求该烃的分子式。[第2课时]教学目标:1、掌握烷烃、同系物、同分异构体、同分异构现象等概念2、了解常温下常见烷烃的状态3、通过探究了解烷烃与甲烷结构上的相似性和差异性4、培养学生的探究精神及探究能力重点、难点:同分异构体的写法教学过程:一:烷烃:结构特点和通式:烃的分子里碳原子间都以单键互相连接成链状,碳原子的其余的价键全部跟氢原子结合,达到饱和状态。所以这类型的烃又叫饱和烃。由于C-C连成链状,所以又叫饱和链烃,或叫烷烃。(若C-C连成环状,称为环烷烃。)分别书写甲烷、乙烷、丙烷等烷烃的结构式。同系物:结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互相称为同系物。甲烷、乙烷、丙烷等都是烷烃的同系物。关于烷烃的知识,可以概括如下:1 烷烃的分子中原子全部以单键相结合,它们的组成可以用通式CnH2n+2表示。2 这一类物质成为一个系统,同系物之间彼此相差一个或若干个CH2原子团。3 同系物之间具有相似的分子结构,因此化学性质相似,物理性质则随分子量的增大而逐渐变化。(烃基:烃分子失去一个或几个氢原子所剩余的部分叫烃基,用“R-”表示;烷烃失去氢原子后的原子团叫烷基,如-CH3叫甲基、-CH2CH3叫乙基;一价烷基通式为 CnH2n+1- )二:同分异构现象和同分异构体定义:化合物具有相同的化学式,但具有不同结构的现象,叫做同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互称同分异构体。如正丁烷与异丁烷就是丁烷的两种同分异构体,属于两种化合物。正丁烷 异丁烷熔点(℃) -138.4 -159.6沸点(℃) -0.5 -11.7我们以戊烷(C5H12)为例,看看烷烃的同分异构体的写法:先写出最长的碳链:C-C-C-C-C 正戊烷 (氢原子及其个数省略了)然后写少一个碳原子的直链:()然后再写少两个碳原子的直链:把剩下的两个碳原子当作一个支链加在主链上:(即)探究C6H14的同分异构体有几种?补充练习1.下列有机物常温下呈液态的是 ( )A.CH3(CH2)2CH3 B.CH3(CH2)15CH3C.CHCl3 D.CH3Cl2.正己烷的碳链是 ( )A.直线形 B.正四面体形 C.锯齿形 D.有支链的直线形3.下列数据是有机物的式量,其中可能互为同系物的一组是 ( )A.16、30、58、72 B.16、28、40、52C.16、32、48、54 D.16、30、42、564.在同系物中所有同系物都是 ( )A.有相同的分子量 B.有相同的通式C.有相同的物理性质 D.有相似的化学性质5.在常温常压下,取下列4种气态烃各1mol,分别在足量的氧气中燃烧,其中消耗氧气最多的是 ( )A.CH4 B.C2H6 C.C3H8 D.C4H106.请用系统命名法命名以下烷烃⑴ C2H5-CH-CH-(CH2)3-CH3 ⑵CH3-CH-CH-C-H⑶ ⑷CH3-CH-C-CH3 CH3-C-CH2-C-CH37.根据有机化学命名原则,判断下列命名是否有错误,若有错误请根据所要反映的化合物的结构给予重新命名。(1)2-乙基丙烷:(2)2,4-二乙基戊烷(3)3,3-二甲基-4-乙基己烷(4)2,4-二甲基-6,8-二乙基壬烷8.室温时20 mL某气态烃与过量的氧气混合,完全燃烧后的产物通过浓硫酸,再恢复至室温,气体体积减少了50 mL ,剩余气体再通过氢氧化钠溶液,体积又减少了40 mL 。求气态烃的分子式参考答案:6.(1)4-甲基-3-乙基辛烷 (2)2,3,4-三甲基己烷(3)3,4-二甲基-4-乙基庚烷 (4) 2,2,4,4-四甲基己烷7.(1)错 2-甲基丁烷 (2)错 3,5-二甲基庚烷(3)对 (4)错 2,4,6-三甲基-6-乙基癸烷8.C2H6第二节 来自石油和煤的两种基本化工原料教学目标1、了解乙烯是石油裂化产物,苯是从煤中提练出来的产品。2、掌握乙烯、乙炔和苯的化学性质。掌握烷烃与烯、炔烃;芳香烃与烯、炔烃的鉴别方法3、利用模型了解乙烯和苯的结构,知道物质的结构决定了物质的性质这一基本原理。从乙烯的性质学会推导乙炔的化学性质。分析苯和烯的结构,认识到苯的性质与烯烃的在性质上有哪些异同点4、认识乙烯对国家经济发展的作用以及我国乙烯工业近几年的发展势态。通过结构决定性质认识到本质决定表象,表象是本质的体现这一辨证关系。从凯库勒对苯分子结构的认识,体验科学家的探究精神。重点难点 1、从乙烯的结构认识烯烃的化学性质以及烯、炔、苯的主要化学性质2、苯分子中的不饱和键与烯烃的不饱链和异同点3、烷、烯、炔、苯的鉴别第一课时教学过程〖课前活动〗查阅有关乙烯和苯的资料,1、工业上的乙烯和苯是如何得到的。2、我们家用的日用品中有哪些是利用乙烯和苯为原料制得的。3、全国大型石化企业主要有哪些,这样的企业江苏有几家。〖课堂汇报〗〖实验探究〗:石蜡高温裂化提问:烷烃如甲烷遇溴水或高锰酸钾溶液时,溶液会褪色吗?利用课本P59装置图进行实验时,石蜡油受热分解产生的气体通入试管中,溶液不褪色,能说明生成的气体一定是甲烷吗?如褪色,说明生成的气体一定不是甲烷吗?是否含有甲烷等烷烃呢?点燃可燃性气体之前是否需要检验气体的纯度?石蜡油分解的气体燃烧时现象与甲烷等烷烃燃烧的现象是否相同。一、乙烯的结构〖学 与 问〗:参照课本P59乙烯的球棍模型和比例模型,写出乙烯分子的电子式和结构式和结构简式。分子结构:二个碳原子和四个氢原子在同一个平面上,键角为1200,结构简式为CH2=CH2。并与烷烃进行比较,双键比单键稳定,但双键中有一根键比较“脆弱”易断裂。乙烯的性质与甲烷性质比较,烯烃比烷烃更加活泼。——结构决定性质〖引导阅读〗:乙烯的化学性质P60二、乙烯的化学性质〖共同讨论〗:师生共同进行1、氧化反应——燃烧现象——燃烧反应方程式酸性高锰酸钾氧化现象:说明产物为二氧化碳2、加成反应——使溴水褪色现象及原因——体验打开“C=C”双键〖试一试〗:你能写出乙烯与氢气、氯化氢、水、氯气发生加成反应的方程式吗?3、加聚反应——从打开双键看乙烯的自身加成——高分子材料〖实践活动〗:乙烯的催熟作用〖拓展延伸〗:三、烯烃的通式及化学性质以丙烯为例,写出丙烯的化学性质。四、烯烃的同分异构(简单的)以C4H8为例,写出烯烃的同分异构体的结构简式五、炔烃简介——围绕叁键的不稳定性,进一步理解加成反应【典型例题】例1:下列各反应中属于加成反应的是( )例2.甲烷是最简单的烷烃,乙烯是最简单的烯烃,下列物质中,不能用来鉴别二者的是( )A.水 B.溴水 C.溴的四氯化碳溶液 D.酸性高锰酸钾溶液答案解析:乙烯能使溴水、溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色而甲烷不能使这些物质褪色,所以水不能用来鉴别二者。答案:A例3.工业上生产乙烯最主要的途径是 ( )A.乙炔加氢 B.乙醇脱水 C.石油裂解 D.煤炭干馏答案解析:目前工业上生产乙烯最主要的途径是石油裂解。答案:C〖综合提高〗:某烯烃与H2加成后的产物是, 则该烯烃的结构式可能有A.1种 B.2种 C.3种 D.4种解析:某烯烃与H2加成后的产物是,从结构上看,可以有三种物质和氢气反应得到,也就是说可以从产物可以出双键的位置有三种而得出。答案:C补充习题1、下列物质中,不能和乙烯发生加成反应的是---------------------------------------------- ( )A H2 B H2O C KMnO4 D Br22、除去乙烷中混有的少量乙烯,应采用的简便方法是-------------------------------------- ( )A 将混合气体通过氢氧化钠溶液B 将混合气体通过溴水C 将混合气体在催化剂条件下跟氢气反应D 使混合气体中的乙烯气体发生加聚反应3、有关乙烯有下列叙述:①乙烯溶于水后可得乙醇 ②乙烯能发生加聚反应 ③乙烯能与溴水发生加成反应 ④乙烯是无色无味难溶于水的气体 其中正确的是:------- ( )A、只有② B、①和③ C、②和③ D、②③④4、将29.5g乙烯和乙烷的混合气体通入足量的溴水后,溴水增重7g,则混合气体中乙烯的体积分数是------------------------------------------------------------------------------------( )A 75% B 50% C 30% D 25%5、能证明乙烯分子里含有一个碳碳双键的事实是--------------------------------------- ( )A 乙烯分子里碳氢原子个数比为1:2B 乙烯完全燃烧生成的CO2和H2O的物质的量相等C 乙烯容易与溴水发生加成反应,且1mol乙烯完全加成消耗1mol溴单质D 乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色6、下列各组物质在一定条件下反应,可以制得较纯净的1,2—二氯乙烷的是--------- ( )A 乙烷与氯气光照反应 B 乙烯与氯化氢气体混合C 乙烯与氯气混合 D 乙烯通入浓盐酸7、对比甲烷和乙烯的燃烧反应,下列叙述中正确的是------------------------------------- ( )A 二者燃烧时现象完全相同B 点燃前都应验纯C 甲烷燃烧的火焰呈淡蓝色,乙烯燃烧的火焰较明亮,并有大量黑烟生成D 二者燃烧时都有黑烟生成8、实验测得乙烯和氧气混合气体的密度是氢气的14.5倍,可知其中乙烯的质量分数为( )A 25% B 27.5% C 72.4% D 75.0%9、相同质量的下列烃,完全燃烧时,需要氧气最多的是--------------------------------- ( )A CH4 B C2H4 C C3H6 D C2H210、某气态烃在密闭容器内与氧气混合完全燃烧,如果燃烧前后容器内(温度高于1000C)压强保持不变,该烃可能是---------------------------------------------------------------------( )A C2 H6 B C2H4 C C3H8 D C3H6-※11、与乙烯所含碳、氢元素的百分含量相同,但与乙烯既不是同系物又不是同分异构体的是-----------------------------------------------------------------------------------------------------( )A 环丙烷 B 乙烷 C 甲烷 D CH3CH=CH2※12、分子式为C5H12的各种同分异构体,分别跟氯气发生取代反应,若都生成一氯代物,可能的结构共有-------------------------------------------------------------------------------( )A 5种 B 4种 C 7种 D 8种※13、将0.1mol两种气态烃组成的混合气完全燃烧后得3.36L(标准状况)CO2和3.6gH2O。下列说法正确的是 --------------------------------------------------------------------- ( )A 一定有乙烯 B 一定有甲烷 C 一定没有甲烷 D 一定没有乙烷※14、下列4种化合物分别经催化加氢后,不能得到2—甲基戊烷的是----------------- ( )①CH3CH=C(CH3)CH2CH3 ②CH3CH2CH=CHCH2CH3 ③CH2=C(CH3)CH2CH2CH3④CH3CH=CHCH(CH3)CH3A、①② B、③④ C、①③ D、②④※15、乙烯和丙烯按1∶1(物质的量)聚合时,生成聚合乙丙树脂,该聚合物的结构是----( )A、① B、② C、①④ D、①②※16、在标准状况下,某烃的密度是1.25g/L,一定体积的该烃完全燃烧生成4.48LCO2和3.6g水,求该烃的分子式。第二课时 苯教学过程〖引导阅读〗:课本P61一、苯的分子式、结构式、结构简式、碳元素含量与乙烯和烷烃比较〖学 与 问〗:1、按照苯的结构式,你们认为苯可能有哪些成键特点?2、如何设计实验证明你的猜想是成立的?〖实验探究〗:1、苯与溴水 2、苯与酸性高锰酸钾〖讨论提升〗:苯的结构简式用哪种形式表示更为合理〖科学史话〗:阅读课本P63 对学生进行科学探究精神教育二、苯的物理性质三、苯的化学性质1、可燃性——燃烧现象与乙烯、甲烷比较2、取代反应——与液溴、浓硫酸、浓硝酸的反应3、加成反应——难发生——与氢气、氯气的加成反应〖思维拓展〗:甲苯与液溴的取代反应【典型例题】例1.下列说法中能说明苯不是单双键交替结构的是A. 苯的一溴代物无同分异构体B. 苯的邻二溴代物无同分异构体C. 苯的对二溴代物无同分异构体D. 苯不能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色解析:如果苯分子中是单双键交替的话,它能与溴水发生取代反应,使酸性高锰酸钾褪色,且其一溴代物、对位二溴代物、邻二溴代物无同分异构体都无同分异构体,所以选:D例2、苯的结构式可用来表示,下列关于苯的叙述中正确的是 ( )A.苯主要是以石油为原料而获得的一种重要化工原料B.苯中含有碳碳双键,所以苯属于烯烃C.苯分子中6个碳碳化学键完全相同D.苯可以与溴水、高锰酸钾溶液反应而使它们褪色解析:苯分子中6个碳碳化学键完全相同,苯分子中不含有简单的碳碳双键,苯不属于烯烃也不可以与溴水、高锰酸钾溶液反应而使它们褪色,苯主要是以煤为原料而获得的一种重要化工原料。答案:C例3、甲烷、乙烯、苯、甲苯四种有机物中具有下列性质的是(1)不能与溴水反应,能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是 ;(2)在催化剂作用下能与纯溴反应,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是 ;(3)见光能跟氯气反应,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是 ;(4)在催化剂作用下加氢生成乙烷,加水生成酒精的是 。解析:不能与溴水反应,能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是甲苯;在催化剂作用下能与纯溴反应、不能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是苯;见光能跟氯气反应,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是甲烷;在催化剂作用下加氢生成乙烷、和水在一定条件下生成酒精的是乙烯。答案:(1)甲苯; (2)苯; (3)甲烷; (4)乙烯。〖拓展提升〗:例4 已知(R为烃基)被酸性高锰酸钾溶液氧化的产物是。某芳香烃C10H14有5种可能的一溴代物C10H13Br,该芳香烃经酸性高锰酸钾溶液氧化生成羧酸类物质C8H6O4,后者再经硝化,只能有一种硝基产物C8H5O4NO2。该芳香烃的结构简式为_________________________。错解分析:本题为一道信息给予题,利用苯的同系物被高锰酸钾氧化后,苯环上的烃基被氧化成羧基的信息,而烃C10H14被氧化后生成 C8H6O4,说明本环上有两个烃基,烃C10H14有5种可能的一溴代物C10H13Br说明苯环上有一个甲基和一个异丙基,C8H6O4,后者再经硝化,只能有一种硝基产物C8H5O4NO2说明被氧化生成的两个羧基在苯环上的位置为对位。正解思路:C10H14与饱和链烃C10H22相比,少8个H原子 → 说明该分子中除一个苯环外,分子的侧链是饱和的;C8H6O4与饱和链烃C8H18相比,少12个H原子 → 说明该分子中除一个苯环外,侧链上有两个C=O双键,C8H6O4是苯二甲酸,又由于其苯环上的一硝基取代物只有一种 → 说明C8H6O4是对苯二甲酸,所以C10H14有两个对位烃基。又由于对二乙苯的一溴代物至多是3种而不是5种,因此侧链上的4个C原子不可能分成两个乙基。答案补习题充1、工业上获得苯的主要途径是 ( )A.煤的干馏 B. 石油的常压分馏C.石油的催化裂化 D. 以环己烷为原料脱氢2、将下列液体分别与溴水混合并振荡,静置后分为两层,溴水层几乎呈无色的是 -( )A 氯水 B 己烯 C 苯 D 碘化钾溶液3、下列说法错误的是 -----------------------------------------------------------------------------( )A 苯环的碳碳键键长都相等 B 苯分子中各个键角都是1200C 苯分子中C=C比C—C键长短,键能大D 常温下苯是一种不溶于水且密度小于水的液体4、等质量的下列有机物完全燃烧时,耗氧量最大的是 ------------------------------------( )A 甲烷 B 乙烯 C 乙炔 D 苯5、下列各有机物完全燃烧时,生成二氧化碳与水的质量之比44:9的是------------------- ( )A 乙烷 B 乙烯 C 丙炔 D 苯6、下列各组物质,只需用溴水即可鉴别出来的是--------------------------------------------- -( )A 乙烯、乙炔 B 乙烯、甲苯 C 苯、二甲苯 D 苯、己烷7、下列物质由于发生化学变化,既能使酸性KMnO4溶液褪色,又能使溴水褪色的是 ( )A、苯 B、甲苯 C、己烯 D、苯乙烯 E、环己烷8、鉴别苯、甲苯、己烯应选用的一组试剂是------------------------------------------------( )①溴水 ②酸性KMnO4 ③发烟硫酸 ④液溴A、①② B、②③ C、③④ D、①③〖综合提高〗※9、下列化合物分别跟溴(铁作催化剂)反应,苯环上的氢原子被取代,所得一溴代物有三种同分异构体的是 ------( )※10、已知二氯苯的同分异构体有三种,从而可以推知四氯苯的同分异构体数目是-----( )A 1 B 2 C 3 D 4※11、有六种烃:A 甲烷 B 乙炔 C 苯 D 环己烷 E 甲苯 F 乙烯。分别取一定量的这些烃完全燃烧后,生成m摩CO2和n摩水,依下述条件,填入相应烃的序号:(1)当m=n时,烃是________;(2)当m=2n时,烃是________;(3)当2m=n时,烃是_________。※12、某一定量的苯的同系物完全燃烧,生成的气体依次通过浓硫酸和氢氧化钠溶液,经测定,前者增重10.8g,后者增重39.6g(假定全部吸收)。又知经氯化处理后,该苯的同系物苯环上的一氯代物、二氯代物、三氯代物分别都只有一种。根据上述条件:(1)推断该苯的同系物的分子式。(2)写出其结构简式。第三节 生活中两种常见的有机物教学目标:1.了解认识乙醇和乙酸在日常生活、工农业生产、科学研究等方面的重要作用;2.通过对乙醇和乙酸性质和用途的学习,激发学习化学的兴趣,提高学习化学的积极性;3.实验探究:乙醇、乙酸的主要化学性质;4.讨论乙烯制备乙酸的合成路线。重点、难点教学重点:(1)官能团的概念(2)乙醇的组成、乙醇的取代反应与氧化反应(3)乙酸的组成、乙酸的酸性和酯化反应。教学难点:(1)建立乙醇和乙酸分子的立体结构模型(2)乙醇的氧化反应、取代反应、酯化反应的实质(3)乙酸酯化反应的实质。教学过程:1.回忆初中所学内容,回答下列问题:(1)怎样证明乙醇中含有C元素和H元素?答案:在酒精火焰上方罩一干冷的烧杯,烧杯内壁有水珠,证明酒精中含有H元素;然后迅速将烧杯倒转,加入少量澄清石灰水,石灰水变浑浊,证明酒精中含有C元素。(2)醋酸是强酸还是弱酸?醋酸是否具有酸的通性?醋酸对皮肤有没有腐蚀作用?答案:醋酸是弱酸,醋酸具有酸的通性,醋酸或其浓溶液对皮肤有腐蚀作用。2.询问爱喝酒的人,或咨询酒厂的调酒师,回答下列问题:(1)粮食酒是新的好,还是陈的好?答案:粮食酒越陈越好。(2)夏天用食用酒精勾兑的白酒,冬天易浑浊,是何原因?答案:冬天寒冷,加入的乙醇不能完全溶解,故出现浑浊现象。2.乙醇的物理性质乙醇是一种无色、有醇香味的液体,密度比水的小,具有挥发性,能溶解多种有机物和无机物,能与水以任意比混溶。乙醇俗称酒精,在酒类饮品中都含有一定量的乙醇。某白酒标签上注有“38°”字样,试说明其涵义。近年来,假酒中毒事件时有发生,你知道假酒中有毒的物质是什么吗?3.乙醇的分子结构乙醇的分子式为C2H6O,结构简式为CH3CH2OH。—OH是乙醇的官能团。从乙醇的结构入手进行分析推导乙醇的化学性质。要抓住官能团羟基(—OH)的特性,同时注意乙基对羟基的影响,如受乙基对羟基的影响,使得乙醇与金属钠的反应不如水与金属钠的反应剧烈;乙醇能被催化氧化,是因为羟基上的氢原子与所在碳原子上的氢原子一同脱去,结合作氧化剂的氧生成水,同时碳原子与氧原子再形成一个共价键,形成羰基()。在乙醇的分子中共存在哪几种共价键?在乙醇的化学反应中,共价键的断裂情况如何?根据乙醇在空气中燃烧的化学方程式思考,为什么在实验室中通常用酒精灯作热源?酒精在生活中还有什么应用?4.乙酸的分子结构和性质乙酸的分子式为C2H4O2,结构简式为CH3COOH,官能团叫羧基。是一个整体,具备特有的性质:(1)具有酸性①哪些事实可证明乙酸是弱酸?②比较下列酸的酸性强弱:CH3COOH、HCl、H2CO3(2)酯化反应在乙酸乙酯的制备实验中:①向反应器中加入药品的顺序如何?应如何操作?②浓硫酸的作用是什么?③制取装置中玻璃长导管的作用是什么?导管末端不能伸入到饱和Na2CO3溶液下面的原因是什么?④饱和碳酸钠溶液的作用是什么?⑤在酯化反应中乙酸和乙醇有几种可能的断键方式?如何确定实际发生的是哪种断键方式?(3)酯化反应中生成的乙酸乙酯具有什么性质?由此你能否联想到酯的其他性质?5.规律总结(1).醇的氧化反应规律醇在有催化剂(铜或银)存在的条件下,可以发生催化氧化(又称去氢氧化)反应生成醛,但并不是所有的醇都能被氧化生成醛。①凡是含有R—CH2OH(R代表烃基)结构的醇,在一定条件下都能发生“去氢氧化”生成醛:2R-CH2OH+O22R—CHO+2H2O②凡是含有结构的醇,在一定条件下也能发生“去氢氧化”,但生成物不是醛,而是酮()。③凡是含有结构的醇通常情况下很难被氧化。(2).碳酸、水、乙醇、乙酸中羟基氢的活动性比较(酸性强弱顺序)碳酸、水、乙醇、乙酸的分子组成中,均含有羟基氢,它们有相似的性质,如:易溶于水、能与活泼金属反应产生氢气等。但由于与羟基相连的原子或原子团的不同,它们也呈现不同的性质,它们的酸性强弱不同。其酸性强弱顺序为:乙酸>碳酸>水>乙醇。(3).实验室制取乙酸乙酯的反应原理及实验注意事项实验室将乙酸和乙醇混合,加入少量浓硫酸作催化剂,在加热条件下起酯化反应制取乙酸乙酯:CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O反应是可逆的,生成的乙酸乙酯如果留在反应液里将抑制反应向正方向进行。加热的目的不只是为了加快反应速率,同时使反应生成的乙酸乙酯(沸点77.1℃)变成蒸气与反应物及时分离。可是乙醇的沸点(78.5℃)和乙酸的沸点(117.8℃)都较低,当乙酸乙酯形成蒸气被导出时,其中会混有少量乙醇和乙酸蒸气。冷却后的乙酸乙酯和乙醇、乙酸都互溶而难于分离。实验室里用饱和碳酸钠溶液冷却乙酸乙酯的原因:一是利用碳酸钠溶液中的水溶解乙醇(乙醇在水里的溶解度大于乙酸乙酯),二是碳酸钠能跟乙酸反应吸收乙酸,便于闻到乙酸乙酯的香味,而乙酸乙酯难溶于饱和碳酸钠溶液,这样就可以获得较为纯净的乙酸乙酯液体。导管口在饱和碳酸钠溶液液面上,而不是插入液面下是为了防止倒吸。6.习题评讲【例1】 将等质量的铜片在酒精灯上加热后,分别插入下列溶液中,放置片刻,铜片质量增加的是A.硝酸 B.无水乙醇C.石灰水 D.盐酸思路:铜片灼热后生成氧化铜,硝酸、盐酸能使氧化铜溶解,铜片的质量减少;乙醇可实现氧化铜到铜的转变:C2H5OH+CuOCH3CHO+Cu+H2O,铜片的质量不变;石灰水不与氧化铜反应,铜片质量增加。答案:C【例2】 某有机物分子式是C3H4O2,它的水溶液显酸性,既能跟碳酸钠溶液反应,能使溴水褪色。写出这种有机物的结构简式。思路:分子中含有两个氧原子,水溶液呈酸性,能跟碳酸钠溶液反应,应属于羧酸。从分子中氢原子数看,烃基不饱和,使溴水褪色发生的是加成反应。可判断分子中含有不饱和碳碳键和羧基。答案:CH2==CHCOOH补充习题:1.用于制造隐形飞机的某种物质具有吸收微波的功能,其主要成分的结构简式为:,它属于 ( )A.烃类 B.无机物 C.有机物 D.烷烃答案:C2.对于 (商品名称为氟利昂—12)的叙述正确的是 ( )A.有两种同分异构体 B.是平面型分子C.只有一种结构 D.有四种同分异构体答案:C3.碳氢化合物是大气污染物之一,下列现象的产生与碳氢化合物有关的是 ( )A.臭氧空洞 B.光化学烟雾C.酸雨 D.火山爆发答案:B4.科学家正在研究开发新的能源。“绿色能源”目前是研究的新能源之一,高粱、玉米等绿色植物的种子经发酵、蒸馏就可以得到一种“绿色能源”。这种物质是 ( )A.氢气 B.甲烷 C.酒精 D.木炭答案:C5.下列反应属于取代反应的是 ( )A.CH4+2O2CO2+2H2OB.CH2== CH2+Br2BrCH2CH2BrC.CH3CH2CH2Cl+NaOHCH3CH== CH2+NaCl+H2OD.+H2O+HCl答案:D6.司机是否酒后驾车,可通过对其呼出的气体进行检验而查出,所利用的化学反应如下:2CrO3(红色)+3C2H5OH+3H2SO4===Cr2(SO4)3(绿色)+3CH3CHO+6H2O被检测的气体的成分是________,上述反应中的氧化剂是__________,还原剂是__________。答案:C2H5OH CrO3 C2H5OH7.有效地利用现有能源和开发新能源已受到各国的普遍重视。(1)可用改进汽油组成的办法来改善汽油的燃烧性能,例如,加入CH3OC(CH3)3来生产“无铅汽油”。CH3OC(CH3)3分子中必存在的原子间连接形式有________(填写编号)。①C==O ② ③ ④(2)天然气的燃烧产物无污染、热值高、管道输送方便,将成为我国西部开发的重点之一。天然气常和石油伴生,其主要成分是__________。能说明它是正四面体而非正方形平面结构的理由是__________(填写编号)。①其一氯代物不存在同分异构体 ②其二氯代物不存在同分异构体③碳原子与氢原子之间以共价键结合 ④四个碳氢键是完全等价的(3)1980年我国首次制成一辆燃氢汽车,乘员12人,以50 km·h-1行驶了40 km。为了有效发展民用氢能源,首先必须制得廉价的氢气。下面可供开发又较经济的制氢方法是__________(填写编号)。①电解水 ②锌和稀硫酸反应 ③光解海水其次,制得氢气后还需要解决的问题是________(写出其中一个)。答案:(1)③(2)甲烷 ②(3)③ 氢气的运输和贮存8.2001年6月21日,河南的郑州、洛阳及南阳市率先使部分汽车采用封闭运行方式,试用新的汽车燃料——车用乙醇汽油。乙醇,俗名酒精,它是以玉米、小麦、薯类等为原料经发酵、蒸馏而制成的。乙醇进一步脱水,再加上适量汽油后形成变性燃料乙醇。而车用乙醇汽油就是把变性燃料乙醇和汽油按一定比例混配形成的车用燃料。结合有关知识,回答以下问题:(1)乙醇的结构简式为__________。汽油是由石油分馏所得的低沸点烷烃,其分子中的碳原子数一般在C5~C11范围内,如戊烷,其分子式为_______________,结构简式及其同分异构体分别为__________、__________、__________。(2)乙醇可由含淀粉〔(C6H10O5)n〕的农产品如玉米、小麦、薯类等经发酵、蒸馏而得。请写出由淀粉制乙醇的化学方程式:①淀粉+水葡萄糖(C6H12O6)②葡萄糖乙醇(3)淀粉可由绿色植物经光合作用等一系列生物化学反应得到,即水和二氧化碳经光合作用生成葡萄糖,由葡萄糖再生成淀粉。进行光合作用的场所是___________,发生光合作用生成葡萄糖的化学方程式是________________________。(4)乙醇充分燃烧的产物为________和________。(5)车用乙醇汽油称为环保燃料,其原因是_________________________。答案:(1)C2H5OH C5H12 CH3—CH2—CH2—CH2—CH3(2)①(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6(3)叶绿体 6CO2+6H2OC6H12O6+6O2(4)CO2 H2O(5)能有效降低汽车尾气带来的严重大 气污染,改善环境质量第四节 基本营养物质教学目标:1.掌握糖类和蛋白质的特征反应、糖类和蛋白质的检验方法;2.掌握糖类、油脂和蛋白质的水解反应、反应条件对水解反应的影响;3.了解糖类、油脂和蛋白质的简单分类、主要性质和用途;4.培养观察实验能力、归纳思维能力及分析思维能力;5.通过糖类和蛋白质的特征反应、糖类和蛋白质的检验方法及糖类、油脂和蛋白质的水解反应的教学,培养学生勇于探索、勇于创新的科学精神。重点、难点教学重点:(1)糖类和蛋白质的特征反应、糖类和蛋白质的检验方法;(2)糖类、油脂和蛋白质的水解反应。教学难点:(1)糖类和蛋白质的特征反应及糖类和蛋白质的检验方法;(2)糖类、油脂和蛋白质的水解反应。教学过程:一、合作讨论1.我们已经知道蔗糖、冰糖、葡萄糖、果糖也是糖,但你知道淀粉、纤维素也是糖吗?糖类物质都有甜味吗?有甜味的物质都是糖吗?我的思路:要明确糖类的概念及分类,注意区分生活中的“糖”和化学中的“糖”。2.淀粉没有甜味,但为什么在吃米饭或馒头时多加咀嚼就能觉得有甜味呢?淀粉在人体内发生了哪些化学变化?我的思路:淀粉属于多糖,其重要性质之一就是在一定条件下发生水解反应,最终生成葡萄糖。注意这里“一定条件”的涵义。3.酯和脂是一回事吗?甘油是油吗?油都是油脂吗?我的思路:注意准确把握概念的内涵和外延,不能望文生义,要结合生活中具体实例进行记忆和理解。4.为什么说氨基酸是蛋白质的基础?我们从食物中摄取的蛋白质在人体内发生了哪些变化,最终排出体外?我的思路:蛋白质是一类有机高分子化合物,种类繁多,结构复杂,但其最终的水解产物都是氨基酸,而自然界中的氨基酸的种类是有限的。这一方面说明了氨基酸是蛋白质的基础物质.二、.糖类和蛋白质的特征反应1.[实验3—5]——葡萄糖、淀粉和蛋白质的特性实验实验内容 实验现象葡萄糖+新制Cu(OH)2 共热,生成砖红色沉淀淀粉+碘酒 变蓝色蛋白质+浓HNO3 共热,变黄色2.葡萄糖的特征反应(1)葡萄糖砖红色沉淀(2)葡萄糖光亮的银镜新制Cu(OH)2和银氨溶液都是碱性的。上列两反应,常用于鉴别葡萄糖。3淀粉的特征反应:在常温下,淀粉遇碘变蓝色。严格地说,淀粉遇到I2单质才变蓝色,而遇到化合态的碘如I-、IO等不变色。可用碘检验淀粉的存在,也可用淀粉检验碘的存在。4蛋白质的特征反应(1)颜色反应:蛋白质变黄色(2)灼烧反应:灼烧蛋白质,产生烧焦羽毛的气味严格地说,浓HNO3只能使含有苯环的蛋白质变黄色。以上两条,常用于鉴别蛋白质三、糖类、油脂、蛋白质的水解反应1.[实验3—6]蔗糖的水解反应现象:有砖红色沉淀生成。解释:蔗糖水解产生了葡萄糖。2.糖类的水解反应C12H22O11+H2OC6H12O6+C6H12O6蔗糖 葡萄糖 果糖(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6淀粉(或纤维素) 葡萄糖单糖是糖类水解的最终产物,单糖不发生水解反应。糖类在实验室中水解常用H2SO4作催化剂,在动物体内水解则是用酶作催化剂。淀粉和纤维素的最终水解产物相同,都是葡萄糖。3.油脂的水解反应(1)油脂+水高级脂肪酸+甘油(2)油脂+氢氧化钠高级脂肪酸钠+甘油油脂在碱性条件下的水解反应,叫做皂化反应。工业上常用此反应制取肥皂。甘油与水以任意比混溶,吸湿性强,常用作护肤剂。油脂在动物体内的水解,是在酶催化下完成的。4.蛋白质的水解:蛋白质的水解产物是氨基酸。甘氨酸 丙氨酸苯丙氨酸谷氨酸氨基酸分子中含有碱性基氨基(—NH2)和酸性基羧基(—COOH),氨基酸呈两性。天然蛋白质水解的最终产物都是α—氨基酸(1)葡萄糖和果糖的存在和用途葡萄糖和果糖(2)蔗糖的存在和主要用途蔗糖(3)淀粉和纤维素的存在和主要用途淀粉纤维素2.油脂的主要应用(1)油脂的存在:油脂存在于植物的种子、动物的组织和器官中油脂中的碳链含 碳碳双键时,主要是低沸点的植物油;油脂的碳链为碳碳单键时,主要是高沸点的动物脂肪。油脂肪(2)油脂的主要用途——食用油脂+水高级脂肪酸+甘油;放出热量油脂是热值最高的食物。油脂有保持体温和保护内脏器官的功能。油脂能增强食物的滋味,增进食欲,保证机体的正常生理功能。油脂增强人体对脂溶性维生素的吸收。过量地摄入脂肪,可能引发多种疾病。3.蛋白质的主要应用(1)氨基酸的种类氨基酸(2)蛋白质的存在(3)蛋白质的主要用途(4)酶酶是一类特殊的蛋白质。酶是生物体内的重要催化剂。作为催化剂,酶已被应用于工业生产4.科学视野——生命的化学起源导致生命起源的化学过程是在有水和无机物存在的条件下发生的:①简单的无机物和有机物转化为生物聚合物;②以第一阶段产生的单体合成有序的生物聚合物;③对第二阶段形成的生物聚合物进行自我复制。五、例题讲评【例1】下列说法正确的是 ( )A.糖类、油脂、蛋白质都能发生水解反应B.糖类、油脂、蛋白质都是由C、H、O三种元素组成的C.糖类、油脂、蛋白质都是高分子化合物D.油脂有油和脂肪之分,但都属于酯解析:糖类包括单糖、二糖和多糖,二糖和多糖能水解,单糖不水解。A错误。糖类、油脂都是由C、H、O三种元素组成的。蛋白质的水解产物中含有氨基酸,氨基酸中含有—NH2,则推知蛋白质中除含C、H、O三元素外,还含有N元素等。B不正确。糖类中的单糖和二糖及油脂都不是高分子,多糖及蛋白质都是高分子。C不正确。D选项正确。答案:D【例2】某物质在酸性条件下可以发生水解反应生成两种物质A、B,且A和B的相对分子质量相等,该物质可能是 ( )A.甲酸乙酯(HCOOC2H5)B.硬脂酸甘油酯C.葡萄糖(C6H12O6)D.淀粉〔(C6H10O5)n〕解析:逐项分析。A可选:HCOOC2H5+H2OHCOOH+C2H5OH46 46B不可选: 3×284 92C不可选,因为葡萄糖不水解。D不可选,因为淀粉水解只生成一种物质。答案:A【例3】新制Cu(OH)2和银氨溶液都是弱氧化剂,但却能将葡萄糖氧化成葡萄糖酸:(1)判断葡萄糖溶液能否使KMnO4(H+,aq)褪色。答 。(2)判断葡萄糖溶液能否使溴水褪色。若能,写出反应方程式;若不能,请说明理由。解析:弱氧化剂都能将葡萄糖氧化,溴水和KMnO4(H+aq)都是强氧化剂,自然也能将葡萄糖氧化,而本身被还原为无色离子(MnOMn2+,Br2Br-)。溴水将—CHO氧化为—COOH,多出1个O原子,这个O原子应该是由1个H2O分子提供的,1个H2O分子提供一个O原子必游离出2个H+,所以H2O是一种反应物,HBr是一种生成物。答案:(1)能 (2)能补充习题:1.下列食用物质中,热值最高的是 ( )A.酒精 B.葡萄糖C.油脂 D.蛋白质解析:油脂是摄食物质中热值最高的物质。“喝酒暖身”是由于酒精能加快血液循环的缘故,与其热值关系不大。答案:C2.下列关于蛋白质的叙述正确的是 ( )A.鸡蛋黄的主要成分是蛋白质B.鸡蛋生食营养价值更高C.鸡蛋白遇碘变蓝色D.蛋白质水解最终产物是氨基酸解析:鸡蛋白的主要成分是蛋白质,A错;鸡蛋生食,难以消化,营养损失严重,且生鸡蛋中含有多种细菌、病毒等,B错;遇碘变蓝色是淀粉的特性,不是蛋白质的性质,C错。答案:D3.尿素() 是第一种人工合成的有机化合物。下列关于尿素的叙述不正确的是 ( )A.尿素是一种氮肥B.尿素是人体新陈代谢的一种产物C.长期使用尿素不会引起土壤板结、肥力下降D.尿素的含氮量为23.3%解析:尿素施入土壤,在微生物的作用下,最终转化为(NH4)2CO3,(NH4)2CO3对土壤无破坏作用。A、B、C都正确。CO(NH2)2的含N量为:w(N)=×100%=×100%=46.7%。D错误。答案:D4.下列关于某病人尿糖检验的做法正确的是 ( )A.取尿样,加入新制Cu(OH)2,观察发生的现象B.取尿样,加H2SO4中和碱性,再加入新制Cu(OH)2,观察发生的现象C.取尿样,加入新制Cu(OH)2,煮沸,观察发生的现象D.取尿样,加入Cu(OH)2,煮沸,观察发生的现象解析:葡萄糖的检验可在碱性条件下与新制Cu(OH)2共热,或与银氨溶液共热而完成。答案:C5.饱和高级脂肪酸的分子通式可以用CnH2n+1COOH表示。营养学研究发现,大脑的生长发育与不饱和高级脂肪酸密切相关。深海鱼油中提取的DHA就是一种不饱和程度很高的高级脂肪酸。它的分子中含有六个碳碳双键,学名为二十六碳六烯酸,则其分子式应是( )A.C26H41COOH B.C25H39COOHC.C26H47COOH D.C25H45COOH解析:由“学名为二十六碳六烯酸”中的“二十六碳”可推其分子中应含有26个C原子,排除A、C——它们的分子中都有27个C原子。C25H39COOH的烃基(-C25H39)的不饱和度为:Ω==6C25H45COOH的烃基(-C25H45)的不饱和度为:Ω==3C25H39COOH分子中有6个烯键,即6个碳碳双键,B对,D错。答案:B6.某课外活动小组设计了如下3个实验方案,用以检验淀粉的水解程度:(1)甲方案:淀粉液水解液中和液溶液变蓝结论:淀粉尚未水解。答案:甲方案操作正确,但结论错误。这是因为当用稀碱中和水解液中的H2SO4后,加碘水溶液变蓝色有两种情况:①淀粉完全没有水解;②淀粉部分水解。故不能得出淀粉尚未水解之结论。(2)乙方案:淀粉液水解液无银镜现象结论:淀粉尚未水解。答案:乙方案操作错误,结论亦错误。淀粉水解后应用稀碱中和淀粉溶液中的H2SO4,然后再做银镜反应实验。本方案中无银镜现象出现是因为溶液pH<7,故该溶液中淀粉可能尚未水解,也可能水解完全或部分水解。(3)丙方案:淀粉液水解液中和液结论:淀粉水解完全。答案:丙方案操作正确,结论正确。上述3个方案操作是否正确?说明理由。上述3个方案结论是否正确?说明理由。7.20世纪80年代,我国改革开放初期,从日本进口了数亿吨大豆,用传统的压榨法怎么也提取不出油来。后来发现大豆上都留有一个小孔。请走访1家现代化的植物油厂或上网查询有关资料,然后解释其原因,并用概括性语言回答工厂里现代化的提油技术是用什么方法。答案:20世纪80年代,我国提取植物油采用的还是传统的榨油方法——压榨法。当时,国际上先进的方法是萃取法:在大豆上打1个小孔,将大豆放入CCl4中萃取。我国从日本进口的数亿吨大豆,就是被萃取了豆油的大豆,所以压榨是不会出油的。现在,我国大型企业提取植物油采用的先进技术也是萃取法。8.血红蛋白是一种含铁元素的蛋白质,经测定其含铁的质量分数为0.34%。若其分子中至少有1个铁原子,则血红蛋白分子的最低相对分子质量是多少?解析:由于Ar(Fe)/Mr(血红蛋白)=0.34%所以;Mr(血红蛋白)===16471。答案:16471︱C2H5︱CH3CH3︱C2H5︱︱CH3︱CH3C2H5︱︱CH2-CH2-CH3︱CH2︱CH3A、CH2== CH2 + H—OH CH3—CH2—OH催化剂加压、加热D、CH3—CH 3+ 2Cl2 CH2Cl—CH2Cl+2HCl催化剂OC、CH3—C—H + H2 CH3—CH2—OH催化剂B、H2 + Cl2 2HCl光照O—C—O—C—OCH3—C—H答案解析:本题的难点是对C项的判断, 分子里有一个不饱和碳原子,而另一个不饱和原子是氧原子,这些不饱和原子组成的原子团为 。反应是H—H分子里的氢原子跟随 里的不饱和原子直接结合的反应。由此可知,反应符合加成反应的概念,是加成反应。因此,答案选A、C。 展开更多...... 收起↑ 资源列表 必修2第1章物质结构.doc 必修2第2章化学反应与能量.doc 必修2第3章有机化学.doc 必修2第4章化学反应与能量.doc