高一化学必修二 第二单元知识点及练习概要.docx
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高一化学必修二第二单元知识点及练习概要
第五讲化学键
益思互动
一、化学键
1.定义:
使离子相结合或原子相结合的相互作用力叫做化学键。
2.分类:
化学键
3.离子键:
阴、阳离子通过静电作用形成的化学键,一般活泼金属和活泼非金属之间形成离子键。
4.共价键:
原子间通过共用电子对形成的化学键,同种元素形成非极性共价键,不同元素形成的是极性共价键。
一般非金属元素之间形成共价键
5.离子化合物:
含有离子键的化合物,可以含有共价键。
6.共价化合物:
只含有共价键的化合物,不能含有离子键。
7.化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成。
注意:
有化学键的破坏不一定是化学变化。
如电解质的电离,有旧化学键的破坏,但是没有新化学键的形成,属于物理变化。
二、电子式
1.定义:
在元素符号周围用“·”或“×”表示最外层电子的式子。
2.电子式的书写
(1)原子
在元素符号的四周标出价电子数目,每个方向一般不超过2个。
举例:
Cl:
,Mg:
,C,S,Br。
(2)简单阳离子:
电子式就是其离子符号
(3)阴离子
在元素符号的四周画出8个电子(H-只有2个电子),用中括号把元素符号和画出的电子括起来,在中括号的右上角写出离子所带的电荷。
举例:
举例:
O2-:
;Cl-:
;S2-;F-。
(4)原子团
元素符号紧邻铺开,原子之间共用电子对,用中括号把所有的元素符号和画出的电子括起来,在中括号的右上角写出离子所带的电荷。
举例:
NH
:
,OH-;O
(过氧根离子)。
(5)离子化合物
由阳离子的电子式和阴离子的电子式组成,同种离子不能合并,也不能相邻,合理分布。
举例:
氟化钾:
;氯化镁:
;氯化钠;
硫化钾;氢氧化钠;氢氧化钙。
(6)非金属气体单质及共价化合物
各原子之间以共用电子对的形式结合,原子缺多少个电子达到稳定结构就共用多少对电子,每个原子周围要满足8个电子(氢原子只需要2个)
举例:
Cl2:
;N2:
;CO2:
;CH4:
;
CCl4:
;O2;HCl;H2O;NH3。
3.用电子式表示物质的形成过程
(1)离子化合物的形成过程
①方法:
左边写各个原子的电子式,右边写离子化合物的电子式,中间用“→”连接,原子在形成离子过程中电子转移的方向用弯箭头表示。
注意:
前面相同的原子可以合并写,后面离子化合物中相同的离子不能合并写。
②举例:
硫化钾:
;氯化钠;
氯化镁。
(2)共价化合物的形成过程
①方法:
左边写各个原子的电子式,右边写共价化合物的电子式,中间用“→”连接。
②举例:
硫化氢:
;氯气;
氯化氢;水。
三、分子间作用力和氢键
1.分子间作用力
(1)定义:
把分子聚集在一起的作用力,又称范德华力。
(2)特点
①分子间作用力比化学键弱得多;
②影响物质的物理性质,如熔点、沸点、溶解度,而化学键影响物质的化学性质和物理性质。
(3)规律
一般来说,对于组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,分子间
作用力越大,物质的熔、沸点越高。
例如:
熔、沸点:
HCl>HBr>HI。
2.氢键
(1)定义:
分子之间存在着一种比分子间作用力稍强的相互作用。
(2)特点
①作用力的大小:
化学键>氢键>分子间作用力。
②影响物质的物理性质,使物质的熔、沸点升高等(如右图所示)。
(3)形成条件:
分子中含有得电子能力较强的元素,如N、O、F。
益思精析
【例题1】下列物质中,属于含有共价键的离子化合物的有()
①MgF2②Na2O2③NH4Cl④NaOH⑤CO2⑥N2
A.②③④B.①⑤⑥C.①②③D.④⑤⑥
【例题2】下列物质的电子式书写正确的是()
A.①②③④B.⑤⑥⑦⑧C.②③⑤⑥⑦D.①④⑧
【例题3】下列说法中,正确的是()
A.离子化合物中一定不含共价键
B.共价化合物中一定不含离子键
C.完全由非金属元素形成的化合物中不含离子键
D.当水变成水蒸气时共价键断裂
【例题4】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.BeCl2B.HClOC.PCl5D.N2
【例题5】氮化钠(Na3N)是科学家制备的一种重要的化合物,它与水作用可产生NH3。
请回答
下列问题:
(1)Na3N的电子式是______________,该化合物是由____________键形成的。
(2)Na3N与水的反应属于______(填基本反应类型)反应。
(3)Na3N与盐酸反应生成________种盐,其电子式分别是_______________,_______________。
反应的化学方程式为______________________________________________________。
(4)比较Na3N中两种微粒的半径:
r(Na+)______r(N3-)(填“>”、“=”或“<”)。
益思互动
A.夯实基础
1.有甲、乙、丙、丁四种元素,它们的原子序数依次是6、10、11、17,下列判断错误的是()
A.丙和丁能生成含离子键的化合物 B.乙和丁不易化合
C.甲和丙很易生成气态氢化物 D.甲和丁能形成共价键
2.下列电子式书写正确的是()
3.下列关于氢键的说法不正确的是()
A.HF的沸点比HCl的沸点高是由于HF分子间存在氢键
B.水在结冰时体积膨胀,是由于水分子之间存在氢键
C.NH3的稳定性很强,是由于其分子间能形成氢键
D.在氨水中水分子和氨分子之间也存在着氢键
4.在NaCl、NaOH、Na2O2、N2、H2S、H2O2中,只含有离子键的是,只含有极性键的是,只含有非极性键的是,既含有离子键又含有极性键的是,既含有离子键又含有非极性键的是。
5.原子序数由小到大排列的四种短周期元素X、Y、Z、W,四种元素的原子序数之和为32,在周期表中X是原子半径最小的元素,Y、Z左右相邻,Z、W位于同主族。
(1)X元素是。
(2)X与W组成的化合物中存在键(填“离子”“共价”)。
(3)由X、Y、Z、W四种元素中的三种组成的一种强酸,该强酸的稀溶液能与铜反应,离子方程式为
。
(4)由X、Y、Z、W四种元素组成的一种离子化合物A
①已知1molA能与足量NaOH浓溶液反应生成标准状况下44.8L气体。
写出加热条件下A与NaOH溶液反应的离子方程式。
②又知A既能与盐酸反应,又能与氯水反应,写出A与氯水反应的离子方程式
。
B.能力拓展
1.下列每组中各物质内既有离子键又有共价键的一组()
A.NaOH、H2SO4、(NH4)2SO4B.MgO、Na2SO4、NH4H
CO3
C.Na2O2、KOH、Na2SO4D.HCl、Al2O3、MgCl2
2.下列有关表述错误的是()
A.IBr的电子式
B.HClO的结构式为H—O—Cl
C.HIO各原子都满足8电子结构
D.MgO的形成过程可以表示为:
3.X、Y均为短周期元素,且X为第ⅠA族元素,Y为第ⅥA族元素,下列说法正确的是()
A.X的原子半径一定大于Y的原子半径
B.由X、Y形成的共价化合物中所有原子都满足最外层为8电子结构
C.X2Y既可能是离子化合物
,也可能是共价化合物
D.由X、Y组成的化合物中,X、Y的原子个数比不可能是1∶1
4.右图中每条折线表示周期表ⅣA~ⅦA族中的某一族元素氢化物的沸点变化,
每个小黑点代表一种氢化物,其中a点代表的是()
A.H2S B.HCl
C.PH3 D.SiH4
5.已知X、Y、Z、W四种元素分别是元素周期表中连续三个短周期的元素,且原子序数依次增大。
X、W同主族,Y、Z为同周期的相邻元素。
W原子的质子数等于Y、Z原子最外层电子数之和。
Y的氢化物分子中有3个共价键,试推断:
(1)X、Z两种元素的元素符号:
X_______、Z________。
(2)由以上元素中两两形成的化合物中:
溶于水显碱性的气态氢化物的电子式为_________________,它的共价键属于________(填“极性”或“非极性”)键;含有离子键和非极性共价键的化合物的电子式为________________。
(3)由X、Y、Z所形成的常见离子化合物是______________(写化学式),由X、Z、W三元素形成的离子化合物的电子式为_____________,两种化合物的浓溶液混合共热的离子反应方程式为
_________________________________________________。
(4)X与W形成的化合物的电子式为___________,将该化合物溶于水,发生反应的化学方程式为
________________________________________,其中水做________剂(填“氧化”或“还原”)。
第六讲化学能和热能
益思互动
一、化学反应中的能量变化
1.化学键断裂与形成角度(如右图所示)
①若E1>E2,化学反应表现为吸热反应。
②若E1<E2,化学反应表现为放热反应。
2.物质本身能量角度(如右图所示)
①若E'>E〃,化学反应表现为放热反应。
②若E'<E〃,化学反应表现为吸热反应。
注意:
一个化学反应是放热还是吸热,与需不需要加热没有任何关系
3.物质具有的能量与其稳定性之间的关系:
(1)物质的能量越低越稳定。
(2)物质的键能越大越稳定。
4.化学反应能量变化的计算
化学反应中的能量变化,等于断开反应物的化学键吸收的能量(即反应物的键能)与形成生成物的化学键吸收的能量(生成物的键能)之间的差值。
二、常见的吸热反应和放热反应
1.吸热反应
①大多数的分解反应、分子分解成原子,如:
CaCO3
CaO+CO2↑,NH4Cl
HCl↑+NH3↑;
②一些晶体的反应,如Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl===BaCl2+2NH3·H2O+8H2O;
③C+CO2
2CO;
④以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应,如C+2CuO
2Cu+CO2↑,C+H2O
CO+H2。
2.放热反应
①一切燃烧反应;②活泼金属与酸或水的反应;③酸碱中和反应;④大多数化合反应;⑤物质的缓慢氧化。
益思精析
【例题1】下列说法正确的是()
A.物质发生化学反应都伴随着能量变化
B.伴有能量变化的物质变化都是化学变化
C.在一个化学反应中,反应物的总能量与生成物的总能量一定相同
D.在一个化学反应中,反应物的总能量一定高于生成物的总能量
【例题2】氢气在氯气中燃烧产生苍白色火焰。
反应时,破坏1mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1kJ,破坏1mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2KJ,形成1mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3kJ。
下列关系式中正确的是()
A.Q1+Q2>Q3B.Q1+Q2<2Q3C.Q1+Q2<Q3D.Q1+Q2>2Q3
【例题3】等质量的氢气在足量的氧气中燃烧,生成水蒸气时放出热量Q1,生成液态水时放出热量Q2,则Q1与Q2的关系是()
A.Q1>Q2B.Q1<Q2C.Q1=Q2D.无法确定
【例题4】把下列物质分别加入装有水的锥形瓶里立即塞紧U形管的塞子,已知U形管内预先装有少量水(为使水容易观察,预先染成红色)。
如图所示,结果U型管右边液面升高,则加入的物质可能是()
①NaOH固体 ②浓H2SO4 ③NH4NO3晶体 ④Na2O2 ⑤生石灰
A.①②④⑤B
.①②③C.②③⑤D.③④⑤
【例题5】下表的数据是破坏1mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ):
物质
H2
Cl2
Br2
I2
HCl
HBr
HI
能量(kJ)
436
243
193
151
432
366
298
根据上述数据回答下列问题:
(1)下列物质最稳定的是()
A.H2B.Cl2C.Br2D.I2
(2)下列氢化物最稳定的是()
A.HClB.HBrC.HI
(3)X2+H2===2HX(X代表Cl、Br、I)的反应是(填“吸热”或“放热”)反应。
(4)相同条件下,X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应,当消耗等物质的量的氢气时,放出或吸收的热量最多的是。
益思拓展
A.夯实基础
1.下列说法正确的是()
A.由H原子形成1molH—H键要吸收能量
B.所有的燃烧反应都是放热反应
C.在稀溶液中,酸与碱发生中和反应生成1mol水时所释放的热量称为中和热
D.凡经加热而发生的化学反应都是吸热反应
2.下列变化中属于吸热反应的是()
①液态水汽化;②将胆矾加热变为白色粉末;③浓硫酸稀释;④氯酸钾分解制氧气;
⑤生石灰跟水反应生成熟石灰
A.①②④B.②③C.①④⑤D.②④
3.化学反应中的能力变化通常表现为热量的变化,下列图示能表示Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应过程中能量变化的是()
4.金刚石和石墨是碳元素的两种结构不同的单质(同素异形体)。
在100kPa时,1mol石墨转化为金刚石,要吸收1.895kJ的热量。
据此,试判断在100kPa压强下,下列结论正确的是()
A.石墨比金刚石稳定B.金刚石比石墨稳定
C.1mol石墨比1mol金刚石的总能量高D.1mol石墨比1mol金刚石的总能量低
5.下列关于能量转化的认识中不正确的是()
A、电解水生成氢气和氧气时,电能转化为化学能
B、绿色植物进行光合作用时,太阳能转化为化学能
C、煤燃烧时,化学能主要转化为热能
D、电灯工作时,电能全部转化为光能
6.如图所示,把试管放入盛有25℃的饱和澄清石灰水的烧杯中,试管开始放入
几小块镁片,再用滴管滴入5mL盐酸于试管中,试回答下列问题:
(1)实验中观察到的现象是___________________________________________。
(2)产生上述现象的原因是___________________________________________。
(3)写出有关反应的离子方程式_______________________________________。
(4)由实验推知,MgCl2溶液和H2的总能量_________(填“大于”、“小于”
或“等于”)镁片和盐酸的总能量。
B.能力拓展
1.已知1g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121kJ,且氧气中1molO=O键完全断裂时吸收热量
496kJ,水蒸气中1molH—O键形成时放出热量463kJ,则氢气中1molH—H键断裂时吸收热量
为()
A.920kJB.557kJC.436kJD.188kJ
2.将V1mL1.0mol·L-1HCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀
后测量并记录溶液温度,实验结果如下图所示(实验中始终保持V1+V2=
50mL)。
下列叙述正确的是()
A.做该实验时环境温度为22℃
B.该实验表明化学能可以转化为热能
C.NaOH溶液的浓度约是1.00mol·L-1
D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应
3.当压力达到220atm、温度达到374℃时,水成为“超临界状态”,此时水可将CO2等含碳
化合物转化为有机物,这就是“水热反应”。
生物质在地下高温高压条件下通过水热反应可生成石油、煤等矿物能源。
下列说法不正确的是()
A.“水热反应”是一种复杂的物理化学变化
B.火力发电厂可以利用废热,将二氧化碳转变为能源物质
C.随着科技的进步,“水热反应”制取能源有望实现地球上碳资源的和谐循环
D.二氧化碳与超临界水作用生成汽油的反应,属于放热反应
4.氢气是21世纪极具开发前景的新能源之一,它既是绿色能源,又可循环利用,下图所示为理想的氢能源循环体系图。
(1)在上图的空框中填上一种物质的化学式(该物质在自然界中广泛存在)。
(2)在上图的燃料电池中,能量转化形式为能转化为能。
(3)写出过程①发生反应的化学方程式。
5.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和H2的混合气体,它有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所需的氧气的质量比为。
第七讲原电池
益思互动
一、原电池
1.原电池原理
把化学能直接转化为电能的装置,基本原理是发生了自发的氧化还原反应。
2.电荷移动的方向和电极反应式的书写
(1)电荷移动方向(以右图为例)
①电极上:
失去电子,电子经外电路沿导线流入。
②烧杯中:
失去电子形成;得到电子形成。
因此溶液中硫酸根离子向极移动,氢离子向极移动。
(2)电极反应式的书写(以右图为例)
负极,电极反应式。
正极,电极反应式。
电池反应。
3.组成原电池的条件
(1)有两种活泼性不同的物质作电极;
(2)电极材料均插入电解质溶液中;
(3)两极相连形成闭合回路;(4)能自发的发生氧化还原反应。
二、原电池正、负极的判断方法
1.根据组成原电池的两极材料判断
一般是活动性较强的金属为负极,活动性较弱的金属或能导电的非金属为正极。
2.根据电流方向或电子流动方向判断
电流是由正极流向负极;电子流动方向是由负极流向正极。
3.根据原电池中电解质溶液内离子的定向移动方向判断
在原电池的电解质溶液内,阳离子移向正极,阴离子移向负极。
4.根据原电池两极发生的变化来判断
原电池的负极总是失电子发生氧化反应,正极总是得电子发生还原反应。
5.根据现象判断
溶解的一极为负极,增重或有气泡放出的一极为正极,并且增重说明电解质是盐溶液,产生气泡说明电解质是酸溶液。
二、原电池原理的应用
1.比较金属的活动性强弱
原电池中,一般活动性强的金属为负极,活动性弱的金属为正极。
例如有两种金属A和B,用导线连接后插入到稀硫酸中,观察到A极溶解,B极上有气泡产生,由原电池原理可知,金属活动性A>B。
2.设计原电池
已知一个氧化还原反应,首先分析找出氧化剂、还原剂,一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化),氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。
例如,利用Cu+2AgNO3===Cu(NO3)2+2Ag的氧化还原反应可设计成如图所示的原电池,该原电池的电极反应式为:
负极(Cu):
Cu-2e-===Cu2+(氧化反应)
正极(C):
2Ag++2e-===2Ag(还原反应)
三、化学电源
1.碱性锌锰电池(一次电池)
负极:
Zn正极:
石墨棒电解质:
KOH
电极反应式
负极反应:
;
正极反应:
2MnO2+2H2O+2e-===2MnO(OH)+2OH-;
总反应:
。
2.锌银电池(一次电池)
负极:
Zn正极:
Ag2O电解质:
KOH
电极反应式
负极反应:
;
正极反应:
Ag2O+H2O+2e-===2Ag+2OH-
总反应:
。
3.铅蓄电池(二次电池)
负极:
Pb正极:
PbO2电解质:
硫酸
电极反应式
负极反应:
Pb-2e-+SO42-===PbSO4;
正极反应:
PbO2+4H++SO42-+2e-===PbSO4+2H2O
总反应:
Pb+PbO2+2H2SO4
2PbSO4+2H2O。
4.氢氧燃料电池
负极通入;正极通入;电解质为酸性溶液或碱性溶液
电极反应式
①酸性电解质时
负极反应:
;
正极反应:
;
总反应:
。
②碱性电解质时
负极反应:
;
正极反应:
;
总反应:
。
5.甲烷燃料电池(碱性电解质)
负极:
通入;正极:
通入;
(2)电极反应式
负极反应:
;正极反应:
;
总反应:
。
益思精析
【例题1】在下图中的8个装置中,属于原电池的是()
A.①④⑤B.③⑥⑧C.④⑥⑦D.⑥⑦⑧
【例题2】下图所示的装置中,电流表G发生偏转,同时A极质量增加,B极质量减少,C为电解质溶液,则A、B、C分别为()
A.A是锌,B是铜,C是稀硫酸
B.A是铜,B是锌,C是稀硫酸
C.A是铁,B是石墨,C是硝酸银溶液
D.A是石墨,B是铜,C是硝酸银溶液
【例题3】固体氧化物燃料电池(SOFC)以固体氧化物作为电解质。
其工作原理如下图所示:
下列关于固体燃料电池的有关说法正确的是()
A.电极b为电池负极,电极反应式为2O2+4e-===4O2-
B.固体氧化物的作用是让电子在电池内通过
C.若H2作为燃料气,则接触面上发生的反应为H2+2OH--4e-===2H++H2O
D.若C2H4作为燃料气,则接触面上发生的反应为C2H4+6O2--12e-===2CO2+2H2O
【例题4】由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。
装置
现象
二价金属A不断溶解
C的质量增加
A上有气体产生
根据实验现象回答下列问题:
(1)装置甲中负极的电极反应式是_____________________________________________。
(2)装置乙中正极的电极反应式是_____________________________________________。
(3)装置丙中溶液的pH___________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)四种金属活泼性由强到弱的顺序是_________________________________________。
【例题5】如图所示装置,在盛有水的烧杯中,铁圈和银圈的相接处吊着
一根绝缘的细丝,使之平衡。
小心地向烧杯中央滴入CuSO4
溶液。
(1)片刻后可观察到的现象是(指悬吊的金属圈)__________。
A.铁圈和银圈左右摇摆不定B.保持平衡状态不变
C.铁圈向下倾斜D.银圈向下倾斜
(2)产生上述现象的原因是___________________________________________________________。
(3)写出反应的化学方程式____________________________________________________。
益思拓展
A.夯实基础
1.下列有关电池的说法不正确的是()
A.手机上用的锂离子电池属于二次电池
B.铜锌原电池工作时,电子沿外电路从铜电极流向锌电极
C.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能
D.锌锰干电池中,锌电极是负极
2.如图,在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y,外电路中电子流向如图所示,关于该装置的下列说法正确的是()
A.外电路的电流方向为:
X→外电路→Y
B.若两电极分别为Fe和碳棒,则X为碳棒,Y为Fe
C.X极上发生的是还原反应,Y极上发生的是氧化反应
D.若两电极都是金属,则它们的活动
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