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1、第第2章章 化学键化学键 化学反应与能量化学反应与能量第一节第一节 化学键与化学反应化学键与化学反应2021/8/9 星期一1第第1节化学键与化学反应节化学键与化学反应【本节知识框架】【本节知识框架】物质变化物质变化的实质的实质化学键化学键化学键化学键的含义的含义化学键化学键的类型的类型认识物质认识物质的构成的构成认识化认识化学反应学反应化学键与化学键与物质构成物质构成能量变化能量变化的实质的实质化学键化学键化学键化学键的含义的含义化学键化学键的类型的类型认识物质认识物质的构成的构成认识化认识化学反应学反应化学键与化学键与物质构成物质构成能量变化能量变化的实质的实质2021/8/9 星期一2化
2、学反应的应用化学反应的应用制备新物质制备新物质利用利用物质物质变化变化提供能源提供能源利用利用能量能量 变化变化2021/8/9 星期一32021/8/9 星期一41.化学键与物质变化化学键与物质变化化学反应的实质是：化学反应的实质是：原子的重新组合。原子的重新组合。想一想？想一想？1.化学反应中为什么会发生物质变化？化学反应中的最小微粒化学反应中为什么会发生物质变化？化学反应中的最小微粒是什么？是什么？2.以电解水为例，说说水电解时为什么要消耗能量？水分子是以电解水为例，说说水电解时为什么要消耗能量？水分子是如何分解如何分解生成氢气与氧气的？生成氢气与氧气的？3.为什么碳与氧气反应需要先加热
3、？为什么碳与氧气反应需要先加热？4.初中化学中曾经讨论过的化学反应的实质是什么？初中化学中曾经讨论过的化学反应的实质是什么？2H2O=2H2 +O2通电通电2021/8/9 星期一5H2OH2OH2H2O2H2OH2OH2O2通通 电电相邻相邻原子间的原子间的强烈强烈的相互作用称为的相互作用称为化学键化学键2021/8/9 星期一6氢氢键、氧氧键氢氢键、氧氧键氢氧键氢氧键氢氢键、氯氯键氢氢键、氯氯键氢氯键氢氯键氮氮键、氢氢键氮氮键、氢氢键氮氢键氮氢键从化学健的角度看，化学反应是旧化学键的从化学健的角度看，化学反应是旧化学键的断裂和新化学键的形成。断裂和新化学键的形成。2021/8/9 星期一7
4、分析氯化氢的形成过程分析氯化氢的形成过程 原子之间通过原子之间通过共用电子对共用电子对所形成的化学键，叫做所形成的化学键，叫做共价键共价键。通过共用电子对通过共用电子对H2+Cl2=2HCl点燃点燃222共价键形成条件：共价键形成条件：一般是非金属元素原子间的相互作用。一般是非金属元素原子间的相互作用。非金属元素可以是同种，也可以是不同种；如：非金属元素可以是同种，也可以是不同种；如：H2、Cl2、HCl、CO2 等分子中均含有共价键。等分子中均含有共价键。2.化学键的类型化学键的类型2021/8/9 星期一8键的极性特点非极性键非极性键:电子对不偏向任何原子，成键两原子不出电子对不偏向任何原
5、子，成键两原子不出现正负两极。现正负两极。电子对电子对不不不不偏移偏移极性键极性键:电子对偏向得电子能力强的原子，使成键的电子对偏向得电子能力强的原子，使成键的两原子电荷分布不均匀，一个带两原子电荷分布不均匀，一个带部分部分正电荷，为正极，正电荷，为正极，另一个带另一个带部分部分负电荷，为负极负电荷，为负极电子对电子对偏向偏向Cl Cl H H H 知识拓展2021/8/9 星期一9氯化钠的形成过程氯化钠的形成过程Na+118 12Cl+178 72+1182+178 82NaNa+ClCl-失失 e-得得 e-静电作用静电作用Na+Cl-阴、阳离子通过阴、阳离子通过静电作用静电作用而形成的化
6、学键叫做而形成的化学键叫做离子键。离子键。成键原因：成键原因：微粒由不稳定结构通过得失电子后变成稳定结构。微粒由不稳定结构通过得失电子后变成稳定结构。2021/8/9 星期一104.哪些元素的原子之间可能形成离子键（成键条件）哪些元素的原子之间可能形成离子键（成键条件）？1.离子键的形成原因是什么？离子键的形成原因是什么？3.离子键的成键本质是什么离子键的成键本质是什么?2.形成离子键的微粒是什么？形成离子键的微粒是什么？答：答：是因为参与化学反应的成键原子的结构不稳定是因为参与化学反应的成键原子的结构不稳定,易得、失电子形成阴、阳离子。易得、失电子形成阴、阳离子。答：是答：是阴、阳离子。阴、
7、阳离子。答：阴、阳离子的答：阴、阳离子的静电作用（静电引力和斥力）。静电作用（静电引力和斥力）。答：答：活泼金属元素与活泼非金属元素之间容易形成。活泼金属元素与活泼非金属元素之间容易形成。第第A族、族、第第A族的金族的金属属卤素卤素（VA）及及O、S等等交流研讨如如Na2 S、MgCl2、KI、CaO等等2021/8/9 星期一11用电子式表示物质的形成过程H+Cl：H Cl：Na+Cl：Na+Cl：-2021/8/9 星期一12共共 价价 键键离离 子子 键键 成键成键微粒微粒原原 子子阴、阳离子阴、阳离子微微 粒粒间的间的作用作用成键成键元素元素范围范围成键成键原因原因原子间通过共用电原子
8、间通过共用电子对相互作用子对相互作用阴、阳离子间阴、阳离子间静电作用静电作用同种或不同种的非同种或不同种的非金属元素金属元素活泼金属（活泼金属（A、A）元素）元素与与 活泼非金属活泼非金属(A、A)元素元素微粒由不稳定结构通过得失微粒由不稳定结构通过得失电子后变成稳定结构。电子后变成稳定结构。微粒由不稳定结构通过微粒由不稳定结构通过共用电子对相互作用共用电子对相互作用后后变成稳定结构。变成稳定结构。2021/8/9 星期一13 练习 物质物质形成化学键的微粒形成化学键的微粒 化学键的类型化学键的类型 水水 甲烷甲烷 氨气氨气 氯化钠氯化钠 氯化镁氯化镁 氧化钙氧化钙 二氧化碳二氧化碳 共价键共
9、价键共价键共价键共价键共价键离子键离子键离子键离子键共价键共价键离子键离子键 H、OC、H N、H Ca2+、O2-Na+、Cl-C、O Mg2+、Cl-2021/8/9 星期一14判断下列物质中含有的化学键类型H H2 2 O O2 2 Cl Cl2 2COCO2 2 HCl NH HCl NH3 3 H H2 2SOSO4 4 C C2 2H H5 5OHOHNaCl MgBrNaCl MgBr2 2 K K2 2S CaOS CaONaOH NaNaOH Na2 2SOSO4 4 NH NH4 4ClCl单质单质化化合合物物共价键共价键离子键离子键离子键、共价键离子键、共价键离子化合物共
10、价化合物2021/8/9 星期一15含有含有离子键离子键的化合物叫做的化合物叫做离子化合物。离子化合物。如如Na Cl、CaO、Na2 SO4、KOH、NH4Cl 等等离子化合物【注意】【注意】1.离子化合物含有离子键，也可能同时含共价键离子化合物含有离子键，也可能同时含共价键 2.大多数盐类物质属于离子化合物（但大多数盐类物质属于离子化合物（但AlCl3、FeCl3等例外，它们属于共价化合物），金属氧化等例外，它们属于共价化合物），金属氧化物、强碱均属于离子化合物。物、强碱均属于离子化合物。2021/8/9 星期一16共价化合物注意：注意：1.1.共价化合物共价化合物只含有只含有共价键；含有
11、共价键的化合物共价键；含有共价键的化合物不一定是共价化合物，如不一定是共价化合物，如NaOHNaOH、NaNa2 2SO4 SO4、NHNH4 4ClCl等。等。2.2.酸类物质，非金属氧化物、绝大多数的有机化合酸类物质，非金属氧化物、绝大多数的有机化合物均属于共价化合物。物均属于共价化合物。只只含有含有共价键共价键的化合物叫做的化合物叫做共价化合物。共价化合物。如如HCl、H2 SO4、CO2、CH4等等2021/8/9 星期一17小小 结结化学键化学键 离子键离子键阴阳离子通过静电作用阴阳离子通过静电作用共价键共价键原子通过共用电子对原子通过共用电子对化学变化的实质化学变化的实质旧键断裂，
12、新键生成旧键断裂，新键生成共价化合物共价化合物只含有共价键只含有共价键离子化合物离子化合物含有离子键含有离子键2021/8/9 星期一18课堂练习活动1.下列物质中含有离子键的是下列物质中含有离子键的是A.H2O B CaCl2 C.HCl D.Cl22、下列各组化合物中化学键类型不同的是、下列各组化合物中化学键类型不同的是A.NaCl和KF B.H2O和NH3 C.CaF2和CsCl D.CCl4和Na2O（B）（D）2021/8/9 星期一193.下列叙述正确的是下列叙述正确的是A非金属原子间不可能形成离子键非金属原子间不可能形成离子键B非金属原子间不可能形成离子化合物非金属原子间不可能形
13、成离子化合物C离子化合物中可能有共价键离子化合物中可能有共价键D共价化合物中可能有离子键共价化合物中可能有离子键（C）4.下列说法正确的是下列说法正确的是A.含有共价键的化合物一定是共价化合物含有共价键的化合物一定是共价化合物B.分子中只有共价键的化合物一定是共价化合物分子中只有共价键的化合物一定是共价化合物C.由共价键形成的物质一定是共价化合物由共价键形成的物质一定是共价化合物D.只有非金属原子间才能形成共价键只有非金属原子间才能形成共价键（B）2021/8/9 星期一20 5.判断下列化合物是离子化合物判断下列化合物是离子化合物还是共价化合物还是共价化合物离子化合物离子化合物共价化合物共价
14、化合物CaCl2 SO2H2O FeO NaOH NH3 CuSO4HCl2021/8/9 星期一21化学键与化学反应中的能量变化化学键与化学反应中的能量变化化学反应化学反应物质变化物质变化能量变化能量变化实质实质(旧化学键断裂，旧化学键断裂，新化学键形成新化学键形成)实质实质？破坏破坏化学键需要化学键需要吸收吸收能量，能量，形成形成化学键需要化学键需要释放释放能量能量而且，而且，吸收吸收和和释放释放的能量的能量不相等不相等。化学键是相邻原子或离子间强烈的相互作用；化学键是相邻原子或离子间强烈的相互作用；2021/8/9 星期一22 断裂断裂1molH2共价键共价键 H2 2H 吸收吸收436
15、kJ能量能量 形成形成1molH2O的共价键的共价键 H20 断裂断裂0.5molO2共价键共价键 释放释放930KJ能量能量 0.5O2 O 吸收吸收249KJ能量能量 交流研讨思考：思考：根据上述信息判断根据上述信息判断H2燃烧生成水蒸气时，燃烧生成水蒸气时，是释放能量还是吸收能量？是释放能量还是吸收能量？2021/8/9 星期一23【分析】【分析】由上面信息可知，由上面信息可知，1molH2的共价键断裂吸收能量的共价键断裂吸收能量436KJ，0.5molO2的共价键断裂吸收能量的共价键断裂吸收能量249KJ，两，两项共吸收能量项共吸收能量685KJ。2molH与与1molO形成形成1mo
16、lH2O的共价键释放能量的共价键释放能量930KJ。v在在1molH2与与0.5molO2生生1molH2O的过程中，放出的过程中，放出的能量比吸收的能量的能量比吸收的能量多多245KJ。v即即H2燃烧生成水蒸气时是燃烧生成水蒸气时是释放能量释放能量。2021/8/9 星期一24实验一、实验一、NaOH与盐酸反应与盐酸反应 量取量取NaOH溶液与盐酸各溶液与盐酸各5ml，分别盛在，分别盛在2支试管里，用温度计测量支试管里，用温度计测量NaOH溶液与盐酸溶液与盐酸的温度，并做记录。将盐酸倒入的温度，并做记录。将盐酸倒入NaOH溶液溶液中，振荡试管，立即用温度计测量溶液的温中，振荡试管，立即用温度
17、计测量溶液的温度，并与原来度，并与原来NaOH溶液、盐酸的温度对比。溶液、盐酸的温度对比。v利用下列实验来感受化学反应中的利用下列实验来感受化学反应中的 能量变化能量变化2021/8/9 星期一25实验二、锌粉与盐酸反应实验二、锌粉与盐酸反应取一小勺锌粉放入试管中，将温度取一小勺锌粉放入试管中，将温度计插入试管，再量取计插入试管，再量取5ml盐酸倒入盐酸倒入试管，观察温度计液柱的变化。试管，观察温度计液柱的变化。2021/8/9 星期一26实验三、实验三、Ba(OH)2 8H2O晶体与晶体与NH4Cl晶晶体的反应体的反应在玻璃片上加少量的水，将一个小烧杯放在在玻璃片上加少量的水，将一个小烧杯放
18、在玻璃片上。称取玻璃片上。称取Ba（OH）2.8H2O晶体晶体18g、NH4Cl晶体晶体6g都倒入烧杯中。用玻璃棒将都倒入烧杯中。用玻璃棒将Ba（OH）2.8H2O晶体与晶体与NH4Cl晶体搅拌使之晶体搅拌使之混合均匀。约混合均匀。约3min5min后，用手小心地提后，用手小心地提起烧杯，看烧杯与玻璃片是否黏在一起。起烧杯，看烧杯与玻璃片是否黏在一起。2021/8/9 星期一27 实验总结实验总结实验内容实验内容实验现象实验现象 实验结论实验结论NaOH与盐酸与盐酸反应反应锌与锌与HCl反应反应 Ba（OH）2晶体晶体与与NH4Cl固体反固体反应应 混合液的混合液的温度升高温度升高中和反应是放
19、热的中和反应是放热的混合液的温混合液的温度升高度升高该反应是放热的该反应是放热的烧杯温度降烧杯温度降低使烧杯和低使烧杯和玻璃片冻结玻璃片冻结该反应是吸热的该反应是吸热的2021/8/9 星期一28【实验结论】【实验结论】每一个化学反应都伴随有能量的改变，有的每一个化学反应都伴随有能量的改变，有的对外释放能量，有的从外界吸收能量。对外释放能量，有的从外界吸收能量。v如果形成新的化学键所释放的能量大于破坏旧如果形成新的化学键所释放的能量大于破坏旧化学键所吸收的能量，该反应是化学键所吸收的能量，该反应是放热放热的；的；v如果形成新化学键所释放的能量小于破坏如果形成新化学键所释放的能量小于破坏旧化学键
20、所吸收的能量，该反应是旧化学键所吸收的能量，该反应是吸热吸热的。的。2021/8/9 星期一29 吸收能量吸收能量E1 旧化学键断裂旧化学键断裂 反应物反应物 生成物生成物 新化学键形成新化学键形成 释放能量释放能量E2 E1 E2 反应反应吸收吸收能量能量E1 E2 反应反应释放释放能量能量2021/8/9 星期一30化学反应的过程中伴随着化学反应的过程中伴随着能量变化能量变化,通常表现为通常表现为热量热量的变化的变化概括概括整合整合常见放热反应：常见放热反应：酸碱中和反应；燃烧反应；酸碱中和反应；燃烧反应；活泼金属跟水或酸的反应；活泼金属跟水或酸的反应；一般的化合反应一般的化合反应 (C与
21、与CO2 反反 应等除外应等除外)。常见吸热反应：常见吸热反应：铵盐与碱铵盐与碱 的反应；的反应；一般的分解反应。一般的分解反应。2021/8/9 星期一31课堂延伸化学能与其他形式能的转化化学能与其他形式能的转化化学能化学能机械能机械能热能热能电能电能光能光能(电化学电化学)2021/8/9 星期一32、下列反应中，属于吸热反应的是（、下列反应中，属于吸热反应的是（）A实验室制实验室制H2的反应的反应 B实验室制实验室制CO2的反应的反应C水的分解反应水的分解反应 D石灰石分解的反应石灰石分解的反应2、下列说法不正确的是（、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
22、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有的总能量 3金刚石和石墨都是碳的单质，石墨在一定条件下可以转化为金刚石。金刚石和石墨都是碳的单质，石墨在一定条件下可以转化为金刚石。已知已知12g石墨完全转化为金刚石时，要吸收石墨完全转化为金刚石时，要吸收E kJ的能量，下列说法正确的能量，下列说法正确的是（的是（）A.金刚石与石墨互为同位素金刚石与石墨互为同位素B.石墨不如金刚石稳定石墨不如金刚石稳定C.金刚石不如石墨稳定金刚石不如石墨稳定D.等质量的石墨与金刚石完全燃烧，石墨放出的能量多等质量的石墨与金刚石完全燃烧，石墨放出的能量多练一练练一练C、D CC2021/8/9 星期一33