高中化学第2章化学键化学反应与能量章末重难点专题突破学案鲁科版必修2.docx

高中化学第2章化学键化学反应与能量章末重难点专题突破学案鲁科版必修2.docx

《高中化学第2章化学键化学反应与能量章末重难点专题突破学案鲁科版必修2.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学第2章化学键化学反应与能量章末重难点专题突破学案鲁科版必修2.docx（22页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高中化学第2章化学键化学反应与能量章末重难点专题突破学案鲁科版必修2

第2章化学键化学反应与能量

章末重难点专题突破

一、物质电子式的书写方法

微粒的种类

电子式的表示方法

注意事项

举例

原子

元素符号周围标明最外层电子，每个方向不能超过2个电子

最外层电子少于4时以单电子分布，多于4时多出部分以电子对分布

阳离子

单原子

离子符号

右上角标明正电荷数

Na＋、Mg2＋

多原子

元素符号紧邻铺开，周围标清电子分布

用“[]”，右上角标明正电荷数

阴离子

单原子

元素符号周围合理分布最外层电子及所获电子

用“[]”，右上角标明负电荷数

多原子

元素符号紧邻铺开，合理分布最外层电子及所获电子

相同原子不能合并，用“[]”，右上角标明负电荷数

离子化合物

由阳离子电子式和阴离子电子式组成

同性不相邻，离子合理分布，相同离子不能合并

共价化合物

由原子电子式组成

不用标“[]”和正、负电荷数

【例1】　下列化学用语书写正确的是（　　）

A．氯原子的结构示意图：

B．氨分子的电子式

C．氯化镁的电子式：

D．用电子式表示氯化氢分子的形成过程：

【例2】　已知五种元素的原子序数大小顺序为C＞A＞B＞D＞E，A、C同周期，B、C同主族。

A与B形成的离子化合物A2B中所有离子的电子数相等，其电子总数为30；D和E可形成4核10个电子的分子。

试回答下列问题：

（1）写出五种元素的名称：

A_____________，B_____________，C_____________，D_____________，E_______________。

（2）用电子式表示离子化合物A2B的形成过程：

________________________________

________________________________________________________________________。

（3）写出下列物质的电子式：

①D元素形成的单质________；

②E与B形成的化合物______________________；

③A、B、E形成的化合物______________；

④D与E形成的常见共价化合物__________________。

二、放热反应和吸热反应考查的两大要点

1．放热或吸热与物质稳定性的关系

物质具有的总能量越低，其分子越稳定，化学键断裂时吸收的能量越多，化学键形成时放出的能量越多；物质具有的总能量越高，其分子越不稳定，化学键断裂时吸收的能量越少，化学键形成时放出的能量越少。

一般来说分子的总能量越高，分子中的键能越低。

2．放热反应和吸热反应的判断方法

（1）化学反应中，反应物化学键断裂时吸收的总能量为E1，生成物化学键形成时放出的总能量为E2。

若E1>E2，化学反应为吸热反应；若E1

（2）常见的放热反应和放热过程

①放热反应：

燃烧反应、中和反应、物质的缓慢氧化、原电池反应、活泼金属与水或酸的反应、部分化合反应等。

②放热过程：

浓H2SO4溶于水、固体NaOH溶于水、新化学键的形成等。

（3）常见的吸热反应和吸热过程

①吸热反应：

Ba（OH）2·8H2O与NH4Cl晶体的反应、弱电解质的电离、大多数盐的分解反应、大多数氧化物的分解反应等。

②吸热过程：

化学键的断裂、多数铵盐溶于水等。

【例3】　反应C（石墨）C（金刚石）的正向反应是吸收能量的反应，由此可知下列说法正确的是（　　）

①石墨比金刚石更稳定　②金刚石比石墨稳定　③金刚石和石墨可以相互转化　④金刚石和石墨不能相互转化

A．①③B．②④

C．①④D．②③

【例4】　下列反应一定属于放热反应的是（　　）

①H2SO4与Ba（OH）2溶液的反应　②Mg与CH3COOH溶液的反应　③燃烧反应　④中和反应　⑤复分解反应

A．仅①②③B．仅①②④

C．仅①②③④D．仅③④⑤

【例5】　化学反应A2＋B2===2AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是（　　）

A．该反应是吸热反应

B．断裂1molA—A键和1molB—B键能放出xkJ能量

C．断裂2molA—B键需要吸收ykJ的能量

D．2molAB的总能量高于1molA2和1molB2的总能量

【例6】　化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。

共价键的键能是两种原子间形成1mol共价键（或其可逆过程）时释放（或吸收）的能量。

已知H—H键的键能为436kJ·mol－1、Cl—Cl键的键能为243kJ·mol－1、H—Cl键的键能为x，若1molH2（g）与1molCl2（g）反应生成2molHCl（g）放出183kJ的热量，则x为（　　）

A．496kJ·mol－1B．431kJ·mol－1

C．862kJ·mol－1D．248kJ·mol－1

三、化学平衡状态的特征及其判断方法

德国化学家哈伯从1902年开始研究由氮气和氢气直接合成氨，氨的含量仅占混合气体的6%。

也就是说在合成氨工业中，除了需要考虑如何使N2和H2尽快地转变成NH3外，还需要考虑怎样才能使更多的N2和H2转变为NH3，前者所说的是化学反应速率的问题，而后者所说的就是可逆反应进行的限度问题——化学平衡。

1．化学平衡状态

以可逆反应mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g）为例，若开始时只有反应物没有生成物，此时反应物浓度最大，因而v正最大而v逆为零，随着反应的进行，反应物逐渐减少而生成物逐渐增多，则v正逐渐减小而v逆逐渐增大，当反应进行到某一时刻：

v′正＝v′逆时，就达到了化学平衡状态。

2．化学平衡状态的特征

化学平衡状态是一个动态平衡，化学反应并没有停止，但反应物、生成物浓度不再改变，即是一个反应混合物的百分组成不变的状态。

其特征是

（1）动：

动态平衡，正、逆反应仍在进行，v正＝v逆≠0。

（2）定：

反应混合物中各组分的浓度保持一定，各组分的含量保持不变。

（3）变：

条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。

3．判断化学反应达到平衡的标志

（1）根本性标志：

v正＝v逆≠0。

①正、逆反应的描述：

同一物质的消耗和生成速率相等，或反应物和生成物的消耗或生成按化学计量数成比例，即必须体现出双方向的变化；

②速率相等：

同一物质速率的数值相等，不同物质速率比等于化学方程式中的化学计量数之比。

（2）等价性标志：

在其他条件一定的情况下，下列物理量不变可以说明反应达平衡。

①混合气体中各组分的体积百分含量不变（或体积比不变）；

②某物质的转化率不变或某物质的质量或物质的量不变；

③体系中含有色物质时，颜色不随时间的变化而变化；

④同种物质化学键的断裂与化学键的形成的物质的量相等，若以化学键或浓度表示，则必须对应反应物和生成物且要按化学方程式计量数关系成比例。

（3）特殊标志：

①若反应前后气体的总分子数不相等，总压强不变或总物质的量不变或平均相对分子质量不变，可以说明反应达到了平衡状态；

②若反应前后气体的总分子数相等，反应物或生成物中有一个是非气体，平均相对分子质量不变，可以说明反应达到了平衡状态；

③当给定的是密度不变时，要考虑容器体积和气体总质量变化，若二者都不变，则不能说明反应达到了平衡状态。

【例7】　一定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X（g）Y（g）＋Z（s），以下不能说明该反应达到化学平衡状态的是（　　）

A．混合气体的密度不再变化

B．反应容器中Y的质量分数不变

C．X的分解速率与Y的消耗速率相等

D．单位时间内生成1molY的同时生成2molX

【例8】　用氮化硅（Si3N4）陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件，能大幅度提高发动机的热效率。

工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，其反应如下：

3SiCl4（g）＋2N2（g）＋6H2（g）

Si3N4（s）＋12HCl（g）（放热反应）

一定条件下，在密闭恒容的容器中，能表示上述反应达到化学平衡状态的是（　　）

①3v逆（N2）＝v正（H2）　②v正（HCl）＝4v正（SiCl4）　③混合气体密度保持不变　④c（N2）∶c（H2）∶c（HCl）＝1∶3∶6

A．①②B．①③C．②③D．①④

【例9】　对于以下反应：

A（s）＋3B（g）2C（g）＋D（g），在一定温度、压强下，在一体积可变的容器中，当下列物理量不再发生变化时就可确定反应一定达到平衡状态的是（　　）

A．容器的体积不再发生变化

B．B的生成速率和D的反应速率之比为3∶1

C．混合气体的密度不随时间变化

D．B、C、D的分子个数之比为3∶2∶1

【例10】　在恒定温度下使NH2COONH4（s）2NH3（g）＋CO2（g）达到平衡，不能判断该反应达到化学平衡的是（　　）

A．v正（NH3）＝2v逆（CO2）

B．密闭容器中总压强不变

C．密闭容器中混合气体的密度不变

D．密闭容器中氨气的体积分数不变

四、化学反应速率与化学平衡图像问题的分析方法

化学反应速率及化学平衡的图像，能直观描述反应进行的快慢、反应进行的程度等问题。

图像题是化学中常见的一种题目，做这类题既要读文字内容，又要读图。

解答化学反应速率图像题三部曲：

“一看”、“二想”、“三判断”；

“一看”——看图像

①看坐标轴：

弄清纵、横坐标表示的含义；②看线：

弄清线的走向、趋势；③看点：

弄清曲线上点的含义，特别是一些特殊点，如曲线的折点、交点、最高点与最低点等；④看量的变化：

弄清是物质的量的变化、浓度的变化还是转化率的变化。

“二想”——想规律

如各物质的转化量之比与化学计量数之比的关系、各物质的速率之比与化学计量数之比的关系等。

“三判断”——通过对比分析，作出正确判断。

【例11】　在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，下列表述正确的是（　　）

A．反应的化学方程式为2MN

B．t2时，正、逆反应速率相等，达到平衡

C．t3时，正反应速率大于逆反应速率

D．t1时，N的浓度是M浓度的2倍

五、“三段式”在化学反应速率及平衡计算中的应用

解答有关化学反应速率和化学平衡的计算题时，一般需要写出化学方程式，列出起始量、转化量及平衡量，再根据题设其他条件和有关概念、定律求解。

如：

　　　mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g）

起始量　a　　　　b　　0　　　0

转化量mxnxpxqx

平衡量a－mxb－nxpxqx

注意　

（1）转化量与方程式中各物质的化学计量数成比例。

（2）这里a、b可指物质的量、浓度、体积等。

（3）对反应物：

平衡时的量＝起始的量－转化的量；对生成物：

平衡时的量＝起始的量＋转化的量。

同时要注意差量法、守恒法等简单计算方法在化学平衡计算中的应用。

【例12】　X、Y、Z三种气体，取X和Y按1∶1的物质的量之比混合，放入密闭容器中发生如下反应：

X＋2Y2Z，达到平衡后，测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3∶2，则Y的转化率最接近于（　　）

A．33%B．40%C．50%D．65%

六、实验室制备常见气体的装置设计

气体的制取一般包括气体的发生装置、净化装置、收集装置和尾气处理装置四部分。

1．发生装置

（1）设计原则：

根据反应原理、反应物状态和反应所需条件等因素来选择反应装置。

（2）装置基本类型：

装置

类型

固—固反应物

（加热）

固—液反应物

（不加热）

固—液反应物

（加热）

装置

示意图

主要仪器

酒精灯、大试管

分液漏斗、大试管

分液漏斗、圆底烧瓶、酒精灯、石棉网

典型气体

O2、NH3等

H2、CO2等

Cl2等

操作

要点

①试管口应稍向下倾斜，以防止产生的水蒸气在管口冷凝后倒流引起试管炸裂；

②铁夹应夹在距试管口1/3处；

③胶塞上的导管伸入试管里面不能太长，否则会妨碍气体的导出

①在用简易装置时，如用长颈漏斗，漏斗颈的下口应伸入液面以下，否则起不到液封的作用；

②加入的液体反应物（如酸）要适当；

③块状固体与液体的混合物在常温下反应制备气体也可用启普发生器

①先把固体药品加入烧瓶，然后加入液体药品；

②要正确使用分液漏斗

2.收集装置

（1）设计原理：

根据气体的溶解性或密度。

（2）装置基本类型：

装置类型

排水（液）法

向上排空气法

向下排空气法

装置示意图

适用范围

不溶于水（某种溶液）

的气体

密度大于空气的气体

密度小于空气的气体

典型气体

H2、O2、NO、CO

Cl2、HCl、CO2、SO2

H2、NH3

（3）注意事项：

保证与大气相通，否则无法收集气体。

3．净化与干燥装置

（1）设计原则：

根据气体中混有杂质的性质，选择试剂能与杂质反应，而不与被净化的气体反应；再根据净化药品的状态及条件选装置。

（2）净化试剂选择：

易溶于水的气体

用水吸收，如HCl、NH3

除去酸性气体

选NaOH溶液、碱石灰（NaOH、CaO）、生石灰等，如Cl2、SO2、H2S、NO2

除去碱性气体

选浓硫酸、P2O5、稀硫酸等，如NH3

除去水分（NH3除外）

选浓硫酸、P2O5、无水氯化钙、碱石灰等

（3）装置基本类型：

装置类型

液体除杂剂

（不加热）

固体除杂剂

（不加热）

固体除杂剂

（加热）

适用范围

不溶于水（某液体）的气体

常温下不与除杂剂反应

加热条件下，不与除杂剂反应

装置示意图

（4）气体的干燥：

选用干燥剂应根据气体和干燥剂的性质而定，其原则是干燥剂只能吸收气体中的水分，而不能与气体发生化学反应。

几种常见的干燥剂及其应用如下表。

干燥剂

可干燥的气体

不能干燥的气体

浓硫酸

H2、O2、CO、HCl等

碱性气体，如NH3；强还原性气体，如H2S

氯化钙

H2、O2、CO、CO2、HCl等

NH3

碱石灰或生石灰

H2、O2、NH3等

酸性气体，如CO2、SO2、HCl等

（5）注意事项：

①若采用溶液做除杂试剂，则是先除杂后干燥；若采用加热除杂质，则是先干燥后加热。

②气体的流动方向。

洗气瓶必须长导管进气，短管出气；干燥管是大口进，小口出。

4．尾气处理装置

（1）设计原理：

根据尾气的性质，特别是有害、有毒及可燃性尾气，来选择不同的方法及装置。

（2）常用装置：

装置示意图

气体性质

难溶于电解质溶液的易燃气体且燃烧后不产生有毒气体，如H2、CO

易与电解质溶液反应的气体，如用烧碱溶液吸收Cl2、SO2、NO2、H2S等

是防倒吸装置，极易溶于水（或液体），如用水吸收NH3、HCl

有污染或有危险的少量气体

（3）选用气体吸收剂时的一般原则：

①易溶于水的气体杂质可用水来吸收；

②酸性杂质可用碱性物质吸收；

③碱性杂质可用酸性物质吸收；

④能与杂质反应生成沉淀（或可溶物）的物质也可作为吸收剂；

⑤水可用干燥剂来吸收。

5．气体实验装置的设计

（1）装置顺序：

制气装置→净化装置→反应或收集装置→尾气处理装置。

（2）安装顺序：

由下向上，由左向右。

（3）操作顺序：

装配仪器→检验气密性→加入药品。

【例13】　某化学兴趣小组利用以下各装置连接成一整套装置，探究氯气与氨气之间的反应，其中D为纯净干燥的氯气与纯净干燥氨气反应的装置。

请回答下列问题：

（1）连接好装置后，必需进行的一步实验操作是_______________________________

______________________。

（2）装置E的作用是_______________，橡胶管k的作用是_____________________________。

（3）从装置D的G处逸出的尾气中可能含有黄绿色的有毒气体，处理方法是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（4）装置F中试管内发生反应的化学方程式：

_________________________________________

________________________________________________________________________。

（5）接入D装置的两根导管左边较长、右边较短，目的是

________________________________________________________________________。

（6）整套装置从左向右的连接顺序是（j）接（　　），（　　）接（f），（g）接（　　），（　　）接（　　），（　　）接（a）。

【例14】　下图Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是常见的气体发生装置；Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ是气体收集装置，根据要求回答下列问题：

（1）若用MnO2与浓盐酸反应制取氯气，应选用发生装置________，用方程式表示制取氯气的反应原理是________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）若用KMnO4与浓盐酸反应制取氯气，应选用发生装置________，试完成并配平下列离子方程式：

2MnO

＋____Cl－＋____H＋===____Mn2＋＋____Cl2↑＋____。

（3）若选用Ⅳ为氯气的收集装置，应该在试管口放置一团棉花，该棉花团应用______________溶液浸湿，其作用是

________________________________________________________________________。

（4）若选用Ⅴ为氯气收集装置，则氯气应从____口通入。

用化学方法检验氯气收集满了的方法是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

【例15】　实验室用下述装置制取氯气，并用氯气进行下列实验。

回答下列问题：

（1）A、B两仪器的名称：

A____________，B________________________________________。

（2）洗气装置C是为了除去Cl2中的HCl气体，应放入的试剂是____________，D中浓H2SO4的作用是________________________________。

（3）E中为红色干布条，F中为红色湿布条，可看到有色布条退色的是____（选填“E”或“F”）。

（4）G是浸有淀粉KI溶液的棉花球，G处现象是棉花球表面变成________；H是浸有NaBr溶液的棉花球，H处反应的离子方程式是__________________________________________。

（5）P处为尾气吸收装置，写出实验室利用烧碱溶液吸取Cl2的离子方程式：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（6）B中发生反应的化学方程式为__________________________________________

________________________________________________________________________，

若实验中使用12mol·L－1的浓盐酸10mL与足量的二氧化锰反应，实际生成的Cl2的物质的量总是小于0.03mol，试分析可能存在的原因是____________________________________

________________________________________________________________________。

七、原电池正极和负极的判断方法

1．根据电极材料判断

一般是活泼的金属为负极，活泼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

电流由正极流向负极；电子由负极流向正极。

3．根据原电池里电解质溶液中离子的移动方向

在原电池的电解质溶液中，阳离子移向的一极为正极，阴离子移向的一极为负极。

4．根据原电池两极发生的变化判断

原电池的负极发生失电子的氧化反应，正极发生得电子的还原反应。

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。

特别提示　在判断原电池正、负极时，不要只根据金属活动性的相对强弱，有时还与电解质溶液有关，如Mg－Al和NaOH溶液构成的原电池中，由于Mg不与NaOH溶液反应，虽金属性Mg>Al，但在该条件下是Al为负极。

因此要根据具体情况来判断正、负极。

【例16】　根据反应：

2Ag＋＋Cu===Cu2＋＋2Ag，设计如图所示原电池，下列说法错误的是（　　）

A．X可以是银或石墨

B．Y是硫酸铜溶液

C．电子从铜电极经外电路流向X电极

D．X极上的电极反应式为Ag＋＋e－===Ag

【例17】　已知空气－锌电池的电极反应为锌片：

Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O；碳棒：

O2＋H2O＋2e－===2OH－，据此判断，锌片是（　　）

A．正极并被还原

B．正极并被氧化

C．负极并被还原

D．负极并被氧化

【例18】　如图所示的装置中铁棒上析出铜，而铁的质量不变，符合要求的原电池是（　　）

A．铁棒做负极，铜棒做正极，电解质溶液是CuSO4溶液

B．镁棒做负极，铁棒做正极，电解质溶液是CuSO4溶液

C．镁棒做负极，铁棒做正极，电解质溶液是FeCl3溶液

D．铁棒做负极，铜棒做正极，电解质溶液是H2SO4溶液

【例19】　某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下。

编号

电极材料

电解质溶液

检流计指针偏转方向

1

Al、Mg

稀盐酸

偏向Al

2

Al、Cu

稀盐酸

偏向Cu

3

Al、C（石墨）

稀盐酸

偏向石墨

4

Al、Mg

氢氧化钠溶液

偏向Mg

5

Al、Zn

浓硝酸

偏向Al

试根据上表中的实验现象回答下列问题：

（1）实验1、2中Al所作的电极（正极或负极）是否相同？

________（填“是”或“否”）。

（2）对实验3完成下列填空：

①铝为________极，电极反应式：

___________________________________________。

②石墨为________极，电极反应式：

_______________________________________________。

③电池总反应