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1、高中化学必修2人教版教案第一节 元素周期表(一) - 原子构造1、原子是化学变更中的最小粒子;2、分子是保持物质的化学性质中的最小粒子3、元素是具有一样核电荷数即核内质子数的一类原子的总称一、原子构造1、 原子核的构成原子是由原子中心的原子核和核外电子组成,而核外电子是由质子和中子组成。1个电子带一个单位负电荷;中子不带电;1个质子带一个单位正电荷核电荷数(Z) = 核内质子数 = 核外电子数 = 原子序数2、质量数将原子核内全部的质子和中子的相对质量取近似整数值加起来,所得的数值,叫质量数。质量数(A)= 质子数(Z)+ 中子数(N)=近似原子量【讲解】在化学上,我们用符号AZX来表示一个质
2、量数为A、质子数为Z的详细的X原子,如126C表示质量数为12,原子核内有6个质子的碳原子质子 Z个原子核中子 (A-Z)个Z个核外电子 原子X当质子数(核电荷数)核外电子数,该离子是阳离子,带正电荷。当质子数(核电荷数)核外电子数,核外电子数am阴离子 bYn-:核电荷数质子数Cl2Br2I2 、生成氢化物的稳定性:渐渐减弱.即氢化物稳定性次序为: HFHClHBrHI、反响通式:X2 + H2 = 2HX【结论】卤素及H2、H2O、碱的反响,从氟到碘越来越不猛烈,条件越来越苛刻,再次证明了从构造上的递变有构造确定性质。(2) 卤素单质间的置换反响:NaBr溶液滴加氯水上层:无色下层:橙红色
3、滴加CCl4【试验步骤】 溶液由无色变成橙黄色 【结论】:氯可以把溴从其化合物中置换出来2NaBr+ Cl2 = 2NaCl + Br2 KI溶液滴加CCl4上层:无色下层:紫红色滴加氯水【试验步骤】 溶液由无色变成棕黄色【结论】:氯可以把碘从其化合物中置换出来 2kI + Cl2 = 2kCl + I2 KI溶液滴加CCl4上层:无色下层:紫红色滴加溴水【试验步骤】 溶液由无色变成棕黄色【结论】溴可以把碘从其化合物中置换出来 2kI + Br2 = 2kBr + I2 (3)随核电荷数的增加,卤素单质氧化性强弱依次:F2 Cl2 Br2 I2氧化性渐渐减弱非金属性渐渐减弱(4) 非金属性强弱
4、推断根据:1、非金属元素单质及H2 化合的难易程度,化合越简洁,非金属性也越强。2、形成气态氢化物的稳定性,气态氢化物越稳定,元素的非金属性也越强。3、最高氧化物对应水化物的酸性强弱,酸性越强,对于非金属元素性也越强。第二节 元素周期律(一)一、原子核外电子的排布通常,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。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 离核间隔 近 远 能量凹凸 低 高核电荷数元素名称元素符号各层电子数KLM1氢H12氦
5、He23锂Li214铍Be225硼B236碳C247氮N258氧O269氟F2710氖Ne2811钠Na28112镁Mg28213铝Al28314硅Si28415磷P28516硫S28617氯Cl28718氩Ar2882、核外电子的排布规律(1)各电子层最多包容的电子数是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)。原子构造示意图。如钠原子的构造示意图可表示为 【
6、练习】1、推断下列示意图是否正确?为什么?【答案】(A、B、C、D均错)A、B违背了最外层电子数为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。课题:第二节 元素周期律(二)第二节 元素周期律(二) 随着原子序数的递增,原子核外电子层排布变更的规律性原子序数电子层数最外层电子数1211231021811183181、随着原子序数的递增,元素原子的最外层电子排布呈现周期性变更。原子序数原子半径的变更3-9大小11-17大小2、随着原子序数的递增,元素原子半径呈现周期性变更【提问】怎样根据粒子构造示意图来推断原子半径和简洁离子半径的大小呢?【答复】原子半径
7、和离子半径的大小主要是由核电荷数、电子层数和核外电子数确定的。粒子半径大小比拟规律:(1)电子层数:一般而言,电子层数越多,半径越大(2)核电荷数:电子层数一样的不同粒子,核电荷数越大,半径越小。(3)核外电子数:电子数增多,增加了互相排挤,使原子半径有增大的趋势。视察电子数,电子数多的,半径较大。如氯离子大于氯原子。其他都一样的状况下,就像坐座位,多一个电子就像多一个人,只能往外挤了,半径就变大了。原子序数345678910元素符号LiBeBCNOFNe元素主要化合价+1+2+3+4,-4=5,-3-2+7,-10原子序数1112131415161718元素符号NaMgAlSiPSCLAr元
8、素主要化合价+1+2+3+4,-4+5,-3+6,-2+7,-10【结论】随着原子序数的递增,元素化合价也呈现周期性变更。(1) 最高正价及最外层电子数相等(2) 最外层电子数4时出现负价(3) 最高正化合价及负化合价肯定值和为8(4) 金属元素无负价(5) 氟无正价对于稀有气体元素,由于他们的化学性质不活泼,在通常状况下难及其他物质发生化学反响。因此,把它们的化合价看作是0。元素主要化合价变更规律性原子序数主要化合价的变更 1-2+103-10+1+5 -4-1011-18+1+7-4-103、随着原子序数的递增,元素化合价呈现周期性变更3-9、11-17号元素随原子序数的递增,原子半径渐渐
9、变小,得电子实力渐渐增加,失电子实力渐渐减弱,4、随着原子序数的递增,元素金属性及非金属性呈现周期性变更5、元素的性质随元素原子序数的递增呈现周期性变更,这个规律叫元素周期律。元素周期律的本质: 元素性质的周期性变更是元素原子的核外电子排布的周期性变更的必定结果。1、下列元素的原子半径依次减小的是( AB )A. Na、Mg、Al B. N、O、FC. P、Si、Al D. C、Si、P课题:第二节 元素周期律(三)同周期元素从左到右电子层数一样、核电荷数增加原子半径减小原子核的吸引实力增加原子失电子实力渐渐减弱,得电子实力渐渐增加填写下列各元素的气态氢化物、最高价氧化物及最高价氧化物对应的水
10、化物的化学式:原子序数1112131415161718元素符号 NaMgAlSiPSClAr气态氢化物-SiH4PH3H2SHCl-最高价氧化物Na2OMgOAl2O3SiO2P2O5SO3Cl2O7-对应的水化物NaOHMg(OH)2Al(OH)3H4SiO4H3PO4H2SO4HClO4-一、第三周期元素性质变更规律试验一 钠、镁、铝及水反响的试验【试验一】Mg、Al和水的反响:分别取一小段镁带、铝条,用砂纸去掉外表的氧化膜,放入两支小试中,参加23 ml水,并滴入两滴酚酞溶液。视察现象。过一会儿,分别用酒精灯给两试管加热至沸腾,并移开酒精灯,再视察现象。NaMgAl及冷水反响现象化学方程
11、式2Na+2H2O=2NaOH+H2及沸水反响现象Mg带外表有气泡;Mg带外表变红化学方程式Mg + 2H2O=Mg(OH)2 + H2结论Na及冷水猛烈反响,Mg只能及沸水反响,Al及水不反响最高价氧化物对应的水化物碱性强弱NaOH强碱Mg(OH)2中强碱Al(OH)3两性 (1) Na及水反响的现象:常温下,及H2O猛烈反响,浮于水面并四处游动,同时产生大量无色气体,溶液变红。【方程式】2Na+2H2O=2NaOH+H2 (2) 放少许镁带于试管中,加2mL水,滴入2滴酚酞试液,视察现象;过一会加热至沸,再视察现象。【现象】镁及冷水反响缓慢,产生少量气泡,滴入酚酞试液后不变色。加热后镁及沸
12、水反响较猛烈,产生较多气泡,溶液变为红色。【方程式】Mg+2H2O Mg(OH)2+H2【结论】镁元素的金属性比钠弱(3) 铝及水反响现象:在常温下或加热条件下,遇水无明显现象,很难及水发生反响。Na、Mg、Al的氧化物及其最高价氧化物的水化物的性质。1、 碱性氧化物均为金属氧化物,但金属氧化物不肯定是碱性氧化物。2、 推断碱性氧化物的标准是看该氧化物能否和酸反响生成盐和水。3、 推断酸性氧化物的标准是看该氧化物能否和碱反响生成盐和水。4、 若某氧化物既能和酸反响生成盐和水,又能和碱反响生成盐和水,称其为两性氧化物。Na2O、MgO只及酸反响生成盐和水,属碱性氧化物。Al2O3既能及酸反响生成
13、盐和水,又能及碱反响生成盐和水,属两性氧化物。Na、Mg、Al对应的最高价氧化物的水化物是NaOH、Mg(OH)2、Al(OH)3。其中NaOH是强碱,Mg(OH)2是难溶于H2O的中强碱,Al(OH)3是两性氢氧化物。碱性强弱:NaOHMg(OH)2Al(OH)3 金属性:NaMgAl试验二、取铝片和镁带,擦去氧化膜,分别和2mL 1mol/L盐酸反响。【试验二】Mg、Al及稀盐酸反响比拟MgAl现象反响快速,放出大量的H2反响方程式结论Mg、Al都很简洁及稀盐酸反响,放出H2,但Mg比Al更猛烈Mg+2HCl=MgCl2+H2 2Al+6HCl=2 AlCl3+3H2 Mg+2H=Mg2+
14、H2 2 Al+6H=2 Al3+3H2 【现象】镁及铝均能及盐酸反响产生气泡。但镁反响更猛烈第三周期的非金属Si、P、S、Cl的非金属性的强弱。 非金属性:SiPSClSiPSCl单质及氢气反响的条件高温磷蒸气及氢气能反响加热光照或点燃时发生爆炸而化合最高价氧化物对应的水化物(含氧酸)酸性强弱H2SiO3弱酸H3PO4中强酸H2SO4强酸HClO4强酸(比H2SO4酸性强)结论第三周期的非金属Si、P、S、Cl的非金属性渐渐增加氢化物的稳定性:SiH4PH3H2SHCl 酸性强弱:H4SiO4 H3PO4H2SO4 HClO4 同周期元素性质递变规律:从左到右,金属性渐渐减弱,非金属性渐渐增
15、加1、元素周期律(1)定义:元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性的变更,这条规律叫做元素周期律。(2)本质:原子核外电子排布的规律性变更。元素金属性和非金属性的递变根据同周期、同主族元素性质的递变规律可推知:金属性最强的元素是铯(Cs),位于第6周期第A族(左下角),非金属性最强的元素是氟(F),位于第2周期第A族(右上角)。位于分界限旁边的元素既有肯定的金属性,又有肯定的非金属性,如Al、Si、Ge等课题:第三节 化学键(一) 离子键第三节 化学键 一、离子键方程式: 2Na+Cl2 2NaCl 现象:钠燃烧、集气瓶内大量白色烟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
16、。从定义上分析离子键形成的条件和构成粒子(1)、成键粒子:阴阳离子(2)、成键性质:静电作用(静电引力和斥力)2、形成条件: 活泼金属 M Mn+ 化合 离子键+me- 活泼非金属 X Xm-3.离子键的本质:阴阳离子间的静电吸引和静电排挤。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。不是只有活泼的金属元素和活泼的非金属元素之间的化合才能形成离子键,如铵离子及氯离子也能形成离子键、钠离子及硫酸根离子也能形成离子键。含有离子键的化合物就是我们初中所学过的离子化合物。大多数的盐、碱、低价金属氧化物都属于离子化合物,所以它们都含有离子键。【提问】(1)全部金属和非金属化合物都能形
17、成离子键吗?举例说明。【答复】AlCl3 、AlBr3、AlI3化合物中,铝及氯之间所形成的并非离子键,均不是离子化合物【提问】(2)全部非金属化合物都不能形成离子键吗?举例说明。【答复】NH4Cl 、NH4Br 等化合物。NH4、CO32、SO42、OH等原子团也能及活泼的非金属或金属元素形成离子键。强碱及大多数盐都存在离子键。二、电子式在元素符号的四周用小黑点(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:1、表示原子 Na Mg Cl O 习惯上,写的时候要求对称。【讲解】电子式同样可以用来表示阴阳离子,例如2、表示简洁离子: 阳离子:Na+ M
18、g2+ Al3+ 阴离子: S2- Cl- O2-【讲解】.电子式最外层电子数用(或)表示;.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;.阳离子不要画出最外层电子数,只需标出所带的电荷数。3、表示离子化合物 NaF MgO KClNa+F- Mg2+O2- K+Cl-【提问对于象MgCl2、Na2O之类的化合物应当如何用电子式来表示呢? 书写离子化合物的电子式时,一样离子不能合并,且一般对称排列.4、.表示离子化合物的形成过程反响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;课题:第三节 化学键(二) 共价键1、定义:原子间通过共用电子对
19、所形成的互相作用。2、成键粒子:原子3、成键作用:共用电子对间的互相作用得失电子实力较强的形成离子键,得失电子实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。4、成键条件:同种或不同种非金属元素原子结合;以及部分金属元素元素原子及非金属元素原子,如AlCl3 、FeCl3;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。【讲解】刚刚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,那是不是全部的由非金属元素原子组成的化合物都是共价化合物呢?【讲解】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。5、共价键存在:(1)非金属
20、单质 (2)原子团(3)气态氢化物,酸分子,非金属氧化物,大多数有机物6、共价键的表示方法:在HCl分子中,共用电子对仅发生偏移,没有发生电子转移,并未形成阴阳离子。因此,书写共价化合物的电子式时不能标电荷,在用电子式表示共价化合物时,首先须要分析所涉及的原子最外层有几个电子,需共用几对电子,才能形成稳定的构造,再根据分析结果进展书写。在书写电子式时要留意: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。【思索及沟通】根据H2、 Cl2 、 O2 的电子式思索为什么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
21、虑)【答复】因为H、Cl、O、N两两结合才能形成稳定构造,而构成稀有气体的原子本身就具有稳定构造在化学上,我们常用一根短线来表示一对共用电子,氯分子可表示为CI一CI,这样得到的式子又叫构造式。7、共价键的种类:(1) 非极性键:电子对处在成键原子中间;(2)极性键:电子对偏向于成键原子其中一方。课题:第二章 化学反响及能量 第一节 化学能及热能(一) 反问一、常见的吸热反响和放热反响1、放热反响:(1)、燃料的燃烧C + O2 CO2 (2)、中和反响HCl + NaOH = NaCl + H2O (3)、活泼金属及水或酸的反响(4)、大部分化合反响(5)、食物的缓慢氧化2、吸热反响(1)、
22、大多数分解反响:CaCO3 = CaO + CO2 (2)、Ba(OH)28H2O晶体及NH4Cl晶体的反响:Ba(OH)28H2O+2NH4ClBaCl2+2NH3+10H2O (3)、碳及CO2气体的反响: C + CO2 2CO (4)、碳及水蒸气的反响:C + H2OCO + H2 (5)、氢气复原氧化铜:H2+CuO = H2O+Cu 课题:第一节 化学能及热能(二)一、宏观上化学反响能量变更的缘由1、在化学反响中,反响物的总能量及生成物的总能量间的能量差1、E(反响物)E(生成物)放出能量2、 E(反响物)E(生成物) 汲取能量 放热反响:放出热的化学反响 化学反响 吸热反响:汲取
23、热的化学反响吸放热及能量关系1、键能:拆开1 mol某键所需的能量叫键能。单位:kJ/mol。 破坏化学键时要汲取能量,形成化学键时放出能量 2、物质的化学反响及体系的能量变更是同时发生的,只要有化学反响就肯定有能量变更。【提问】氢气和氯气的混合气体遇到强光会发生爆炸,放出大量的热。反响中的热量由何而来?氢气和氯气反响的本质是什么?从微观上(从化学键角度)加以分析。【讲解】化学反响的本质是反响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猛烈的互相作用,断开反响物中的化学键须要汲取能量,形成生成物中的化学键要放出能量。氢气和氯气反响的本质是在肯定的条件下,氢气分子和氯气分子中
24、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键要汲取436kJ的能量,断开1mol Cl-Cl键要汲取242 kJ的能量,而形成1molHCl分子中的H-Cl键会放出431 kJ的能量。在25和101kPa的条件下,1mol H2及1mol Cl2反响:H2 2H 消耗能量约436 kJCl2 2Cl 消耗能量约242 kJ+) 2H + 2Cl 2HCl 释放能量约862 kJH2 + Cl2 2HCl 共放热约184 kJ3
25、、引起化学反响中的能量变更: 微观:化学键的断裂是化学反响中能量变更的主要缘由。课题:第二章 第二节 化学能及电能(一)一、原电池的定义:将化学能转化为电能的装置.1、原电池的工作原理正极:铜片上: 2H+2e- =H2 (复原反响) 负极:锌片上: Zn-2e-=Zn2+ (氧化反响) 氧化复原反响:Zn+2H+=Zn2+H2 该电极反响就是Zn + 2H+= Zn2+ + H2 课题:第二章 第二节 化学能及电能(二)一、原电池的定义 :将化学能转化为电能的装置二、原电池的形成条件:一极、一液、一回路“形成闭合回路的方式有多种,可以是导线连接两个电极,也可以是两电极接触。三、原电池电子的流
26、向及正负极的推断【讲解】除此之外,还可根据原电池里电解质溶液内离子的定向流淌方一直推断:1、在原电池的电解质溶液内,阳离子的移向的极是正极,阴离子移向的极是负极。2、若原电池工作后,X极质量增加,说明溶液中的阳离子在X极(正极)放电,X级活动性较弱。3、若原电池工作后,X极上有气泡冒出,是因为发生了析出H2的电极反响,说明X极为正极,活动性弱。4、增重或产生气泡的为正极,溶解的为负极。5、在这里我们要留意的是,不能机械地以金属活动性依次表中表达的金属活泼性的强弱来推断原电池中的负极,“较活泼的金属”应理解为“在该原电池的特定条件下更简洁及电解质反响(易被氧化)的金属” 即在特殊状况要考虑电极及
27、电解质溶液的反响,例如,Mg、Al及NaOH溶液构成的原电池中Al作负极;Cu-Al-浓硝酸溶液构成的原电池中Al作正极【练习】【讲解】通过以上的探讨,我们也可以抽象出原电池化学反响的本质是较活泼的金属发生氧化反响,电子从较活泼的金属(负极)通过外电路流向较不活泼的金属(正极)【练习】题型1 原电池的推断二、开展中的化学电源1干电池干电池是用锌制圆筒型外壳作负极,位于中央的顶盖有铜的石墨作正极,在石墨四周填充NH4Cl和淀粉糊作电解质,还填有MnO2和炭黑(ZnMn电池)负极(锌筒):Zn 2e= Zn2+;正极(石墨):正极:2NH4+2e=2NH3+H2电池的总反响式为:Zn +2NH4+
28、= Zn2+ 2NH3+H2【讲解】淀粉糊的作用是进步阴、阳离子在两极的析出速率。ZnCl2的作用是汲取NH3。MnO2作用是汲取正极放出的H2生成MnO(OH) ,从而消退电极正极H2的集结现象,防止产生极化。干电池是一次性电池,放电后不能再运用,内部氧化复原反响不行逆。为进步运用寿命,用KOH代替NH4Cl来进步性能。干电池的主要用处是录音机、闪光灯、手电筒、电动玩具、袖珍电视机以及电极、空调摇控器等。2、充电电池(1) 铅蓄电池(storage battery)铅蓄电池可放电亦可充电,它是用硬橡胶和透亮塑料制成长方形外壳,在正极板上有一层棕褐色的PbO2,负极是海棉状的金属铅,两极均浸入
29、硫酸溶液中,且两极间用橡胶或微孔塑料隔开。负极:Pb-2e-+SO42-=PbSO4正极:PbO2+2e-+4H+SO42-=PbSO4+2H2O蓄电池充电和放电的总化学方程式为: Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O(2) 锂电池 负极:Li - e- = Li+正极:MnO2 + e- = MnO2-总反响式:Li + MnO2 = LiMnO2【讲解】优点:质量轻、容量大、放电时间长。锂电池是一种高能电池,锂作为负极,技术含量高,有质量轻、体积小、电压高、工作效率高和寿命长等优点。常用于电脑笔记本、手机、照相机、心脏起博器、火箭、导弹等的动力电源。 课题:第二章 第三节 化
30、学反响速率和限度(一)一、化学反响的速率 1、定义:单位时间内反响物的浓度削减或生成物浓度的增加来表示2、单位:mol/Ls mol/Lmin3、表达式:v(A)= +- c(A)表示物质A浓度的变更 ,t表示时间4、有关化学速率的留意事项:5、化学反响速率的计算例2、合成NH3的反响为N2+3H2 2NH3。如今某2L的容器中充入2 mol 的N2和5 mol 的H2。反响5 分钟后,容器中的N2的物质的量削减为1 mol 。试求:(1) 5分钟后,容器中H2和NH3的物质的量。(2) 5分钟内三者的反响速率各是多少? (3) 三者速率是否相等【讲解】有关化学反响速率的计算,有着其特有的运算形式,即三段法。在及化学反响方程式各对应物质下标明三个量:(1) 初始状态各物质的量(浓度) (2) 变更量 (3) 终止状态各物质的量(浓度) 其中变更量及化学计量数成正比来解决。(1) N2 + 3H2 2NH3 反响前 2 mol 5 mol 0 mol 变更 1 mol 3 mol 2 mol 反响后 1 mol 2 mol 2 mol (2) v(N2) = 0.1 mol/Lmin v(H2 ) = 0.3 mol/Lmin v(NH3 ) = 0.2 mol/Lmin v(N2) : v(H2 ):v(NH3 )= 1:3:2【讲解】由第3问我们可以得出结论(1) 同