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裂化--在一定条件下,分子量大、沸点高的烃断裂为分子量小、沸点低的烃的过程。
酯化--醇与酸反应,生成酯和水的过程。
硝化(磺化)--苯环上的H被-NO2或-SO3H取代的过程。
3.化学变化的分类
根据不同标准可以将化学变化进行分类:
①根据反应前后物质种类的多少以及反应物和生成物的类别可以将化学反应分为:
化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应。
②根据反应中是否有离子参加将化学反应分为离子反应和非离子反应。
③根据反应中是否有电子转移将化学反应分为氧化还原反应和非氧化还原反应。
二、典型例题
例1:
(2008·
广东中山)古诗词是古人为我们留下的宝贵精神财富。
下列诗句中只涉及物理变化的是()
A.野火烧不尽,春风吹又生B.千锤万出凿深山,烈火焚烧若等闲
C.只要工夫深,铁杵磨成针D.春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干
[解析]“野火烧不尽,春风吹又生”“春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干”涉及到物质的燃烧,属于化学变化;
“千锤万出凿深山,烈火焚烧若等闲”是指石灰石(CaCO3)受热分解,属于化学变化。
[答案]C
例2:
(2007·
广东)许多国家十分重视海水资源的综合利用。
不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是()
A.氯、溴、碘B.钠、镁、铝C.烧碱、氢气D.食盐、淡水
[思路分析]海水中存在着多种化合态的金属、非金属元素,要使海水中的元素由化合态转化为游离态,则必须通过化学变化才能实现。
[解析]A、B、C中的单质和化合物都必须经过化学变化才能够得到,而D中的食盐和淡水则只需要通过蒸发海水就可以得到。
[答案]D
例3:
广东)海水是一个巨大的化学资源宝库,下列关于海水综合利用的说法正确的是()
A.海水中含有钾元素,只需经过物理变化就可以得到钾单质
B.海水蒸发制海盐的过程只发生了化学变化
C.从海水中可以得到NaCl,电解熔融NaCl可制备Cl2
D.利用潮汐发电是将化学能转化为电能
[思路分析]海水是一个巨大的化学资源宝库,海水的开发和利用是当今社会的热门话题。
海水中的元素大多是以化合态的形式存在,如想得到游离态的单质,则必须要通过化学变化才能实现。
[解析]要把海水中含有的钾元素转化为钾的单质,必须要通过化学变化才能够实现,故A不正确;
由海水蒸发制海盐的过程发生的是物理变化,所以B也不正确;
D中的潮汐是自然现象,与化学变化无关,利用潮汐发电是将生物能转化为电能;
故D也不正确。
[答案]C
广东·
理基)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
[解析]变化后有没有新的物质生成是区别物理变化和化学变化的根本。
荔枝本身无酒,是变化后才生成了酒;
酸雨呈酸性,能与建筑物中的大理石、金属等发生化学反应;
生石灰与水反应转化为熟石灰(CaO+H2O=Ca(OH)2);
故A、B、D均发生了化学变化。
例4:
济南一模)下列各组物质中不易用物理性质区别的是()
A.苯和四氯化碳B.酒精和汽油
C.氯化铵和硝酸铵晶体D.碘和高锰酸钾固体
[解析]苯的密度小于水(1g/cm3),四氯化碳的密度大于水,且都不溶于水,利用这一点可用水来区别苯和四氯化碳。
酒精能以任意比溶于水,而汽油不溶;
碘微溶于水,溶液为黄褐色,高锰酸钾的水溶液为紫红色,故也可用水来进行区别。
氯化铵和硝酸铵晶体的色、态、溶解性都很相近,不容易用物理性质来区分。
[答案]C
例5:
下列化学反应不属于置换反应,但属于氧化还原反应的是( )
A.CO2+2NaOH====Na2CO3+H2O
B.3CO+Fe2O3
2Fe+3CO2
C.CuO+H2
Cu+H2O
D.2Al+Fe2O3
2Fe+Al2O3
思路点拨:
根据氧化还原反应和置换反应的概念进行判断。
解析:
氧化还原反应的特征是反应中某些元素的化合价发生变化,根据这一点,可以排除A。
置换反应是由一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物,置换反应全部是氧化还原反应,C、D就是置换反应,根据本题题意可以排除。
答案:
B
例6:
下列叙述中正确的是 ( )
A.含金属元素的离子不一定是阳离子
B.在氧化还原反应中,非金属单质一定是氧化剂
C.某元素从化合态变为游离态时,该元素一定被还原
D.金属阳离子被还原不一定得到金属单质
对于包含有“一定”、“都”等字眼的说法,只要能够举出一个反例,即可判断该说法是错的。
MnO
、Cr2O
等都是含金属元素的阴离子,A是正确的;
在氢气还原氧化铜这个氧化还原反应中,氢元素的化合价升高,氢气是还原剂,B错;
KClO3分解制氧气的反应中,氧元素由化合态变为游离态,化合价升高,被氧化,C错;
金属阳离子如果是具有可变化合价的元素离子,则被还原时就不一定得到单质,例如,Fe3+可还原成Fe2+,D正确。
AD
总结:
进行概念辨析时,利用反例指出错误的说法,是解答这类选择题的常用方法。
归纳小结:
1.判断某一变化或某一过程是否为化学变化,关键是要抓住该变化、该过程的本质,看其变化过程中有没有化学键的断裂和形成,有没有新物质生成。
2.把化学变化进行分类时,要抓住各种化学变化的基本特征进行判断。
第2节氧化还原反应的概念
1.了解氧化还原反应的概念及概念间的相互关系。
2.了解氧化还原反应的本质是电子的转移,了解常见的氧化还原反应。
能用单、双线桥正确表示氧化还原反应中电子转移的方向和数目;
能正确判断氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
能正确比较氧化剂的氧化性、还原剂的还原性强弱;
掌握氧化还原反应方程式的配平方法;
灵活运用电子转移守恒法进行氧化还原反应的相关计算。
一、知识梳理
1.氧化还原反应、氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物
概念
定义
注意点
氧化反应
物质失去电子的反应
物质失去电子的外部表现为化合价的升高
还原反应
物质得到电子的反应
物质得到电子的外部表现为化合价的降低
被氧化
元素失去电子的过程
元素失去电子的外部表现为化合价的升高
被还原
元素得到电子的过程
元素得到电子的外部表现为化合价的降低
氧化产物
通过发生氧化反应所得的生成物
氧化还原反应中,氧化产物、还原产物可以是同一种产物,也可以是不同产物,还可以是两种或两种以上的产物。
如反应4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2中,Fe2O3和SO2均既为氧化产物,又为还原产物。
还原产物
通过发生还原反应所得的生成物
氧化剂
得到电子的反应物
常见氧化剂:
(1)活泼的非金属单质;
如卤素单质(X2)、O2、S等
(2)高价金属阳离子;
如Fe3+、Cu2+等(3)高价或较高价含氧化合物;
如MnO2、浓H2SO4、HNO3、KMnO4等(4)过氧化物;
如Na2O2、H2O2等
还原剂
失去电子的反应物
常见还原剂:
①活泼或较活泼的金属;
如K、Na、Zn、Fe等②一些非金属单质;
如H2、C、Si等③较低态的化合物;
CO、SO2、H2S、Na2SO3、FeSO4
氧化性
得到电子的能力
物质的氧化性、还原性的强弱与其得失电子能力有关,与得失电子的数目无关。
还原性
失去电子的能力
[知识规律]
还原性化合价升高弱氧化性
变化
↑
↑
→产物
反应物→
还原剂氧化反应氧化产物
氧化剂还原反应还原产物
↓
↓
氧化性化合价降低弱还原性
2.物质的氧化性强弱、还原性强弱的比较。
氧化性→得电子性,得到电子越容易→氧化性越强
还原性→失电子性,失去电子越容易→还原性越强
由此,金属原子因其最外层电子数较少,通常都容易失去电子,表现出还原性,所以,一般来说,金属性也就是还原性;
非金属原子因其最外层电子数较多,通常都容易得到电子,表现出氧化性,所以,一般来说,非金属性也就是氧化性。
1.根据金属活动性顺序来判断:
一般来说,越活泼的金属,失电子氧化成金属阳离子越容易,其阳离子得电子还原成金属单质越难,氧化性越弱;
反之,越不活泼的金属,失电子氧化成金属阳离子越难,其阳离子得电子还原成金属单质越容易,氧化性越强。
2.根据非金属活动性顺序来判断:
一般来说,越活泼的非金属,得到电子还原成非金属阴离子越容易,其阴离子失电子氧化成单质越难,还原性越弱。
3.根据氧化还原反应发生的规律来判断:
氧化还原反应可用如下式子表示:
规律:
反应物中氧化剂的氧化性强于生成物中氧化产物的氧化性,反应物中还原剂的还原性强于生成物中还原产物的还原性。
4.根据氧化还原反应发生的条件来判断:
如:
Mn02+4HCl(浓) MnCl2+C12↑+2H20
2KMn04+16HCl(浓)=2MnCl2+5C12↑+8H2O
后者比前者容易(不需要加热),可判断氧化性KMn04>
Mn02
5.根据反应速率的大小来判断:
如:
2Na2SO3+O2=2Na2SO4(快),2H2SO3+O2=2H2SO4(慢),
,
其还原性:
Na2SO4>
H2SO3>
SO2
6.根据被氧化或被还原的程度来判断:
如:
,即氧化性:
。
又如:
即有还原性:
7.根据原电池的正负极来判断:
在原电池中,作负极的金属的还原性一般比作正极金属的还原性强。
8.根据电解池中溶液里阴、阳离子在两极放电顺序来判断。
Cl-失去电子的能力强于OH-,还原性:
9.根据元素在周期表中位置判断:
(1)对同一周期金属而言,从左到右其金属活泼性依次减弱。
如Na、Mg、A1金属性依次减弱,其还原性也依次减弱。
(2)对同主族的金属而言,从上到下其金属活泼性依次增强。
如Li、Na、K、Rb、Cs金属活泼性依次增强,其还原性也依次增强。
(3)对同主族的非金属而言,从上到下其非金属活泼性依次减弱。
如F、Cl、Br、I非金属活泼性依次减弱,其氧化性也依次减弱。
10.根据(氧化剂、还原剂)元素的价态进行判断:
元素处于最高价只有氧化性,最低价只有还原性,处于中间价态既有氧化又有还原性。
一般来说,同种元素价越高,氧化性越强;
价越低还原性越强。
如氧化性:
Fe3+>
Fe2+>
Fe,
S(+6价)>
S(+4价)等,还原性:
H2S>
S>
SO2,但是,氧化性:
HClO4<
HClO34<
HClO24<
HClO。
注意:
①物质的氧化性、还原性不是一成不变的。
同一物质在不同的条件下,其氧化能力或还原能力会有所不同。
氧化性:
HNO3(浓)>HNO3(稀);
Cu与浓H2SO4常温下不反应,加热条件下反应;
KMnO4在酸性条件下的氧化性比在中性、碱性条件下强。
②原子的氧化性一般都强于分子的氧化性。
等。
3.氧化还原反应方程式的配平方法
1.配平原则:
电子守恒、原子守恒、电荷守恒
2.配平步骤(以高锰酸钾和浓盐酸反应制氯气为例):
①标出化合价变化了的元素的化合价。
+7-1+40
KMnO4+HCl==KCl+MnCl2+Cl2↑+H2O
②根据元素存在的实际形式调整发生了氧化还原反应的物质的系数,使之成1:
1的关系。
KMnO4+2HCl==KCl+MnCl2+Cl2↑+H2O
③调整系数,使化合价升降总数相等。
化合价↓5×
②
化合价↑2×
⑤
④根据化合价升降总数相等确定发生氧化还原反应的物质的化学计量数。
2KMnO4+10HCl==KCl+2MnCl2+5Cl2↑+H2O
⑤利用元素守恒,用观察方法配平没有参加氧化还原反应的其他物质的系数。
2KMnO4+16HCl==2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
⑥检查方程式两边各原子的个数是否相等,离子方程式还要检查方程式两边的离子所带的电荷数是否相等。
4.电子转移守恒应用
电子转移守恒法是依据氧化剂与还原剂得失电子数目相等这一原则进行计算的。
电子转移守恒法是氧化还原反应计算的最基本的方法。
例1:
茂名一模)金属钛(Ti)性能优越,被称为继铁、铝制后的“第三金属”。
工业上以金红石为原料制取Ti的反应为:
aTiO2
+
bCl2
cC
aTiCl4
cCO……反应①
TiCl4
+2Mg
Ti
2MgCl2……反应②
关于反应①、②的分析不正确的是()
①TiCl4在反应①中是还原产物,在反应②中是氧化剂;
②C、Mg在反应中均为还原剂,被还原;
③在反应①、②中Mg的还原性大于C,C的还原性大于TiCl4;
④a=1,b=c=2;
⑤每生成19.2
g
Ti,反应①、②中共转移4.8
mol
e-。
A.①②④B.②③④C.③④D.②⑤
[解析]②中C、Mg在反应中均为还原剂,被氧化;
经计算知⑤中每生成19.2
Ti,反应①、②中共转移3.2
e-
例2:
聊城二模)常温下,在下列溶液中发生如下反应
①16H++10Z-+2XO4-=2x2++5Z2+8H2O②2A2++B2=2A3++2B-③2B-+Z2=B2+2Z-由此判断下列说法错误的是()
A.反应Z2+2A2+=2A3++2Z-可以进行。
B.Z元素在①③反应中均被还原
C.氧化性由强到弱的顺序是XO4-、Z2、B2、A3+
D.还原性由强到弱的顺序是A2+、B-、Z-、X2+
[解析]根据上述规律4可得:
氧化性顺序:
XO4->
Z2>
B2>
A3+,还原性顺序:
A2+>
B->
Z->
X2+。
[答案]B
例3:
江西信丰中学)对于反应KMnO4+HCl→KCl+MnCl2+Cl2+H2O(未配平),若有0.1molKMnO4参加反应,下列说法正确的是()
A.其转移电子0.5mol
B.生成Cl20.5mol
C.参加反应HCl为16mol
D.Cl2是还原产物
[解析]配平该方程式为:
2KMnO4+16HCl==2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O,Mn由+7→+2,得到5电子,则0.1molKMnO4参加反应消耗HCl为1.6mol,转移的电子为0.5mol,生成的Cl2为0.25mol,故A正确,B、C不正确;
Cl2是氧化产物,故D不正确。
[答案]A
例4:
广州·
学业水平测试)在一定条件下,分别以高锰酸钾、氯酸钾、过氧化氢为原料制取氧气,当制得同温、同压下相同体积的氧气时,三个反应中转移的电子数之比为()
A.l∶1∶1B.2∶2∶1C.2∶3∶1D.4∶3∶2
[解析]用高锰酸钾、氯酸钾制氧气,反应过程中O由-2价转化为0价,而用过氧化氢制氧气,O则由-1价转化为0价。
现要制得相同的O2,所以用过氧化氢制氧气的反应中转移的电子数只有用高锰酸钾、氯酸钾制取的反应中转移的电子数的一半。
第3节电子守恒原理的应用
1.电子守恒原理的应用。
2.根据化合价升降总数守恒配平化学反应方程式。
根据化合价升降总数守恒配平化学反应方程式。
运用电子守恒原理解题,形成解题意识。
在氧化还原反应中,氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。
Cu、Cu2O和CuO组成的混合物,加入100mL0.6mol/LHNO3溶液恰好使混合物完全溶解,同时收集到224mLNO气体(标准状况)。
回答下列问题:
⑴写出Cu2O跟硝酸反应的化学方程式_________________________________。
⑵产物中硝酸铜的物质的量为___________________。
⑶如原混合物中有0.01molCu,则其中Cu2O的物质的量_______________;
CuO的物质的量________________。
⑷如原混合物中Cu的物质的量为x,求其中Cu2O、CuO的物质的量及x的取值范围。
(写出计算过程)
[方法规律]中学化学三大守恒:
电子恒等、电荷守恒、物料守恒是常规计算的主要法宝,而电子恒等是氧化还原计算不可或缺的原理。
本题第2问据氮守恒即可解决:
NO
HNO3
Cu(NO3)2
第3问据电子恒等、物料守恒,设nCu2O=y,则
2*0.01+2y==0.224*3/22.4nCuO==0.025-0.01-2y
第4问求解受到2个因素的限制:
nCu(NO3)2和ne-,再设nCuO==z
2x+2y===0.03x+2y+z==0.025
变式为x-z==0.005
当z==0,x==0.005,当y===0,x==0.015。
∴0.005mol<x<0.015mol
答案:
⑴3Cu2O+14HNO3=6Cu(NO3)2+2NO↑+7H2O⑵0.025mol
⑶n(Cu2O)=0.005moln(CuO)=0.005mol⑷0.005mol<x<0.015mol
9.8gFe、Mg混合粉末溶解在一定量的某浓度的稀硝酸中,当金属粉末完全溶解后,收集到0.2mol的NO气体(设稀硝酸的还原产物只有NO),反应后的溶液中加入足量的KOH溶液,可生成氢氧化物沉淀质量(不考虑氢氧化亚铁和氧气反应)()
A.18gB.20gC.22gD.24g
[方法规律]本题应用电子恒等、电荷守恒原理即可解决。
电子转移量与氢氧根离子的物质的量之间的关系、金属与氢氧根离子的质量之和即是结果。
(2004上海23)某化学反应的反应物和产物如下:
KMnO4+KI+H2SO4→MnSO4+I2+KIO3+K2SO4+H2O
(1)该反应的氧化剂是_____________________
(2)如果该反应方程式中I2和KIO3的系数都是5
①KMnO4的系数是________②在下面的化学式上标出电子转移的方向和数目
KMnO4+KI+H2SO4→
(3)如果没有对该方程式中的某些系数作限定,可能的配平系数有许多组。
原因是_____________________。
40e-
(1)KMnO4
(2)①8②KMnO4KI(3)该反应式含两种氧化产物。
二者的比例和氧化剂的用量都可发生变化。
在热的稀硫酸溶液中溶解了11.4gFeSO4。
当加入50ml0.5mol/LKNO3溶液后,使其中的Fe2+全部转化成Fe3+,KNO3也反应完全,并有NxOy氮氧化物气体逸出。
FeSO4+KNO3+H2SO4→K2SO4+Fe2(SO4)3+NxOy+H2O
(1)推算出x=y=。
(2)配平该化学方程式(系数填写在上式方框内)。
(3)反应中氧化剂为。
(4)用短线和箭头标出电子转移的方向和总数。
(1)x=1y=1。
(2)6FeSO4+2KNO3+4H2SO4→K2SO4+3Fe2(SO4)3+2NO+4H2O
(3)KNO3(4)电子转移总数6
[规律总结]配平氧化还原反应方程式,判断氧化还原反应电子转移的方向和数目。
依据原则:
氧化剂化合价降低总数=还原剂化合价升高总数
方法步骤:
划好价、列变化、求总数、配系数。
例5:
实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气,已知铅蓄电池放电时发生如下反应:
负极:
Pb+
=PbSO4+2e
正极:
PbO2+4H++
+2e=PbSO4+2H2O
今若制得Cl20.050mol,这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是()
A.0.025molB.0.050molC.0.10molD.0.20mol
解析:
在电解池中,阳极上的电极反应:
2Cl-2e=Cl2,要制0.050molCl2,在电解池中得失电子为010mol。
抓住铅蓄电池内H2SO4的消耗实质是H+的消耗这一特点,用正极反应得到关系式:
2e~4H+~2H2SO4,故转移010mol电子,要消耗010molH2SO4,应选C。
C
第4节离子反应与离子方程式
1.了解电解质概念,了解强电解质和弱电解质的概念;
了解电解质在水溶液中的电离,以及电解质溶液的导电性。
2.了解离子反应及其发生的条件,正确书写离子方程式。
能正确判断电解质、非电解质、强电解质、弱电解质;
能正确书写电离方程式;
正确判断电解质溶液的导电能力强弱。
理解离子反应的本质;
能正确书写离子方程式,分析离子共存的先决条件,正确判断溶液中的离子共存。
1.电解质、非电解质、强电解质、弱电解质
1.电解质、非电解质
电解质
非电解质
在水溶液中或熔融状态下
能导电的化合物
在水溶液中和熔融状态下
均不能导电的化合物
本质
能够电离的化合物
均不能发生电离的化合物
导电
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