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氧化还原反应专题学案 [高中化学]
发表于:2013-08-12 阅读:15次
氧化还原反应专题学案 考点一 氧化还原反应及其相关概念 一、氧化还原反应基本概念 1、氧化剂化合价_______,_______电子,被_________, 发生________反应,得到______产物。 还原剂化合价_______,_______电子,被_________, 发生________反应,得到______产物。 2.氧化还原反应的特征_______________,氧化还原反应的本质_________________。 请用图示的办法表示出氧化还原反应与四种基本类型反应之间的联系。 练习1、已知反应:Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+2H2O+NO↑,其中:氧化剂_______,还原剂______,氧化产物________,还原产物________,被氧化的元素_______,被还原的元素_______。 每生成1mol NO转移的电子数为_____________ 2、下列叙述中,正确的是 ( ) A.化合反应一定是氧化还原反应,一定有元素被氧化,同时有元素被还原 B.有单质参加或生成的反应一定属于氧化还原反应 C.难失电子的原子,获得电子的能力一定强 D.元素由化合态变成游离态时,它可能被氧化,也可能被还原 二、氧化性、还原性强弱的判断规律 1、氧化性: 氧化剂 氧化产物 还原性: 还原剂 还原产物(填“>”“<”) 2、金属越活泼单质还原性越 ,对应最高价阳离子的氧化性越 (填“强”“弱”)。 非金属越活泼单质氧化性越 ,对应最低价阴离子的还原性越 (填“强”“弱”)。 例如:还原性Na>Mg>Al 氧化性Al3+> Mg2+>Na+ 氧化性Cl2>Br2>I2 还原性I->Br->Cl- 3、一般地,元素处在最高价态时只有 性,元素处在最低价态时只有 性,处于中间价态既有氧化性又有还原性,同种元素价态越高氧化性越 ,同种元素价态越低还原性越 。 例如:+6价S只有氧化性,-2价S只有还原性, 氧化性:浓H2SO4>SO2>S KMnO4>MnO2 还原性:H2S>SO2 练习3、已知如下反应:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-; HClO+HCl=Cl2↑+H2O 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+; Fe+Cu2+=Cu+Fe2+, 则HClO、Cl2、Fe3+、Fe2+、Cu2+的氧化性由强到弱的顺序______________________________。 三、特殊反应 1、部分氧化还原 在反应MnO2+4HCl(浓) MnCl2+2H2O+Cl2↑ 中若转移0.2mol电子,则被氧化的HCl的物质的量为 mol,参加反应的HCl的物质的量为 mol。 2、 同种元素既被氧化又被还原 在反应2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2中每有1molO2生成,转移的电子数为 【合作探究、讨论展示】 1、某一反应体系有反应物和生成物共五种物质:O2、H2CrO4、Cr(OH)3、H2O、H2O2。已知该反应中H2O2只发生如下过程H2O2→O2[来源:金太阳新课标资源网] (1)该反应中的还原剂是_________________ (2)该反应中发生还原反应的过程是_________________→_________________ (3)写出该反应的化学方程式(不必配平)____________________________________ (4)若产生的气体在标准状况下体积为3.36L,则反应中转移电子总数为____________ 2、下列说法中正确的是( ) A. 氯离子的还原性比硫离子的还原性强 B.同种元素价态越高氧化性不一定越强 C.物质失去电子数越多,其还原性越强 D.实验室可用Zn与稀硝酸反应制取氢气 3、在反应KClO3+6HCl(浓)=KCl+3H2O+3Cl2↑中每生成1molCl2转移的电子的物质的量为 _____ ,被氧化的HCl的物质的量为 mol。 四、氧化还原反应的配平 1、 配平原则 (1)得失电子守恒原则 (2)质量守恒原则 (3)电荷守恒原则 2、配平步骤 例: Fe+ HNO3(稀)----- Fe(NO3)3+ H2O+ NO↑ 小结:(1)标变价 (2)列变化 (3)求总数 (4)配系数 (5)细检查 题组一 正向配平类 1. (1)____HCl(浓)+____MnO2____Cl2↑+____MnCl2+____H2O (2)____Cu+____HNO3(稀)===____Cu(NO3)2+____NO↑+____H2O (3)____KI+____KIO3+____H2SO4===____I2+____K2SO4+____H2O (4)____MnO+____H++____Cl-===____Mn2++____Cl2↑+____H2O 答案 (1)4 1 1 1 2 (2)3 8 3 2 4 (3)5 1 3 3 3 3 (4)2 16 10 2 5 8 题组二 逆向配平类 2. (1)____S+____KOH===____K2S+____K2SO3+____H2O (2)____P4+____KOH+____H2O===____K3PO4+____PH3 答案 (1)3 6 2 1 3 (2)2 9 3 3 5 题组三 缺项配平类 3. (1)____ClO-+____Fe(OH)3+____===____Cl-+____FeO+____H2O (2)____MnO+____H2O2+____===____Mn2++____O2↑+____H2O 答案 (1)3 2 4OH- 3 2 5 (2)2 5 6H+ 2 5 8 练习4、配平下列方程式 (1)C+ HNO3(浓)---- H2O+ NO2↑+ CO2 (2)NO2+ H2O---- HNO3+ NO (3)H2S+ SO2---- H2O+ S (4)HNO3(浓)—— NO2+ H2O+ O2 (5)MnO4-+ Fe2++ H+--- Mn2++ H2O + Fe3+ 五、氧化还原反应的简单计算 1、 利用关系式计算 练习5、足量铜于一定量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体,这些气体与1.68LO2(标准状况)混和通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加 入5moL/LNaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是( ) A、60mL B、45 mL C、30 mL D、15 mL 2、根据电子得失守恒法计算 练习6、在一定条件下,PbO2与Cr3+反应,产物是Cr2O72- 和Pb2+,则与1mol Cr3+反应所需PbO2的物质的量为 ( ) A.3.0 mol B.1.5 mol C. 1.0 mol D.0.75 mol 【合作探究、讨论展示】 1、一定体积的KMnO4溶液恰好能氧化一定质量KHC2O4· H2C2O4·2H2O。若用0.1000 mol/L的NaOH溶液中和相同质量的KHC2O4·H2C2O4·2H2O,所需NaOH溶液的体积恰好为KMnO4溶液的3倍,则KMnO4溶液的浓度(mol/L)为 ( ) 提示:①H2C2O4是二元弱酸 ②10[KHC2O4·H2C2O4]+8 KMnO4+17H2SO4=8MnSO4+9K2SO4+40CO2↑+32H2O A.0.008889 B.0.08000 C.0.1200 D.0.2400 2、足量铜于一定量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体,这些气体与1.68LO2(标准状况)混和通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加 入5moL/LNaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是( ) A、60mL B、45 mL C、30 mL D、15 mL 六、氧化还原反应电子转移的表示方法 1.双线桥法 用箭头表示氧化还原反应中同一元素的原子或离子得到或失去电子的情况。在线上标出“________”或“____________”电子的数目,一条箭头线由________指向________,另一条由________指向________。如: 氧化剂 还原剂 还原产物 氧化产物 2.单线桥法 用箭头表示反应物中不同(或相同)原子或离子间的电子转移。在线上标出_______,箭头指出电子转移的方向,即箭头由________指向__________。如: 还原剂 氧化剂 题组训练 题组一 依据方程式判断氧化性、还原性强弱 1. 已知常温下在溶液中可发生如下两个离子反应: Ce4++Fe2+===Fe3++Ce3+ Sn2++2Fe3+===2Fe2++Sn4+ 由此可以确定Fe2+、Ce3+、Sn2+三种离子的还原性由强到弱的顺序是 ( ) A.Sn2+、Fe2+、Ce3+ B.Sn2+、Ce3+、Fe2+ C.Ce3+、Fe2+、Sn2+ D.Fe2+、Sn2+、Ce3+ 2. 铊(Tl)盐与氰化钾(KCN)被列为A级危险品。已知下列反应在一定条件下能够发生: (1)Tl3++2Ag===Tl++2Ag+,(2)Ag++Fe2+===Ag+Fe3+,(3)Fe+2Fe3+===3Fe2+,下列离子氧化性比较顺序正确的是 ( ) A.Tl3+>Fe3+>Ag+ B.Fe3+>Ag+>Tl3+ C.Tl+>Ag+>Fe2+ D.Tl3+>Ag+>Fe2+ 题组二 依据氧化性、还原性强弱判断氧化还原反应能否发生 3. 已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2+,Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是 ( ) A.3Cl2+6FeI2===2FeCl3+4FeI3 B.Cl2+FeI2===FeCl2+I2 C.Co2O3+6HCl===2CoCl2+Cl2↑+3H2O D.2Fe3++2I-===2Fe2++I2 4. 硫氰[(SCN)2]的化学性质和卤素(X2)类似,称为拟卤素,如(SCN)2+H2O===HSCN+HSCNO,它们的阴离子的还原性强弱为Cl-<Br-<SCN-<I-。下列说法不正确的是( ) A.Cl2可以与KSCN溶液反应 B.(SCN)2可以与KI溶液反应 C.KSCN溶液可以与FeCl3溶液反应 D.(SCN)2可以与KBr溶液反应 题组三 先后规律的应用 5. 现有下列三个氧化还原反应: 2FeCl3+2KI===2FeCl2+2KCl+I2 2FeCl2+Cl2===2FeCl3 2KMnO4+16HCl===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O 若某溶液中含有Fe2+、Cl-和I-,要除去I-而不氧化Fe2+和Cl-,可以加入的试剂是( ) A.Cl2 B.KMnO4 C.FeCl3 D.HCl 6. 含有a mol FeBr2的溶液中,通入x mol Cl2。下列各项为通Cl2过程中,溶液内发生反应的离子方程式,其中不正确的是 ( ) A.x=0.4a,2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- B.x=0.6a,2Br-+Cl2===Br2+2Cl- C.x=a,2Fe2++2Br-+2Cl2===Br2+2Fe3++4Cl- D.x=1.5a,2Fe2++4Br-+3Cl2===2Br2+2Fe3++6Cl- 题组四 价态归中规律、歧化反应规律的应用 7. 已知G、Q、X、Y、Z均为含氯元素的化合物,在一定条件下有下列转化关系(未配平): ①G―→Q+NaCl ②Q+H2OX+H2 ③Y+NaOH―→G+Q+H2O④Z+NaOH―→Q+X+H2O 这五种化合物中Cl元素化合价由低到高的顺序是 ( ) A.G、Y、Q、Z、X B.X、Z、Q、G、Y C.X、Z、Q、Y、G D.G、Q、Y、Z、X
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化学反应速率图像问题 [高中化学]
发表于:2013-08-12 阅读:26次
化学反应速率图像问题 考点四 数形结合思想——用化学反应速率图像突破化学平衡概念 速率—时间图像定性揭示了v正、v逆随时间(含条件改变对速率的影响)而变化的规律,体现了外界条件改变对可逆反应速率的影响,以及由此引发的平衡移动。 平衡体系 条件变化 速率变化 平衡变化 速率变化曲线 任一平衡体系 增大反应物的浓度 v正、v逆__,且v正′__v逆′
减小反应物的浓度 v正、v逆___,且v逆′_v正′
任一平衡体系 增大生成物的浓度 v正、v逆__,且v逆′__v正′
减小生成物的浓度 v正、v逆__,且v逆′__v正′
正反应方向为气体体积增大的放热反应 增大压强或升高温度 v正、v逆__,且v逆′__v正′
减小压强或降低温度 v正、v逆__,且v逆′__v正′
任意平衡或反应前后气体化学计量数和相等的平衡 正催化剂或增大压强 v正、v逆____
负催化剂或减小压强 v正、v逆_____
学一技 1. 浓度—时间图像 此类图像能说明平衡体系中各组分或某一组分在反应过程中的变化情况,可判断出 反应物和生成物,从而判断出可逆反应的化学方程式。如图Ⅰ所示,则该反应的化 学方程式为:A(g)+B(g)3C(g)。此类图像要注意各物质浓度变化曲线 的折点所处时刻相同,各物质的浓度变化量之比等于化学方程式中各物质的系数比。 2.全程速率—时间图像 这类图像,解题时抓住各阶段的主要矛盾,认真分析。如Zn与足量盐酸反应,反应速率随 时间变化情况如图Ⅲ。在AB段(v渐增),因为反应是放热反应,随着反应的进行,温度增高, 导致反应速率渐增;BC段(v渐小),则主要是因为随着反应的进行,溶液中c(H+)渐小, 导致反应速率的渐小。 3.恒温(压)线 已知不同温度下的转化率—压强图像或不同压强下的转化率—温度图像,推断反应的热效应或反应的气体物质间化学计量数的关系。 例1. 2.2X(g)+Y(g) 2Z(g) ΔH<0,在不同温度(T1和T2)及压强(p1和p2)下, 产物Z的物质的量n(Z)与反应时间(t)的关系如图所示。下列判断正确的是( ) A.T1<T2,p1<p2 B.T1<T2,p1>p2 C.T1>T2,p1>p2 D.T1>T2,p1<p2 例2.已知反应mA(g)+nB(g) xC(g)+yD(g),A的转化率α(A)与p、T的关系如图, 根据图示可以得出的正确结论是( ) A.正反应吸热,m+n>x+y B.正反应吸热,m+n<x+y C.正反应放热,m+n>x+y D.正反应放热,m+n<x+y 例3在容积相同的不同密闭容器内,分别充入等量的N2和H2,在不同温度,任其发生反应N2+3H2 2NH3,在第7秒时分别测定其中NH3的体积分数 φ(NH3),并绘成如图所示曲线。 (1)A、B、C、D、E中,尚未达到化学平衡状态的点是_______。 (2)此反应的正反应是________热反应。 (3)T1到T2变化时,v(正)______v(逆);T3时,v(正)_____v(逆);T3到T4变化时,v(正)_____v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
题组训练 外界条件对反应速率影响的图像分析 1.向某密闭容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如甲图所示[t0~t1阶段c(B)未画出]。图乙为t2时刻后改变条件平衡体系中反应速率随时间变化的情况,且四个阶段都各改变一种不同的条件并且改变的条件均不同。已知,t3~t4阶段为使用催化剂。下列说法正确的是 ( ) A.若t1=15 s,生成物C在t0~t1时间段的反应速率为0.004 mol·L-1·s-1 B.t4~t5阶段改变的条件为降低反应温度 C.B的起始物质的量为0.02 mol D.t5~t6阶段可能是增大压强 2.某 温度时,在一个容积为2 L的密闭容器中,X、Y、Z 三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据 图中数据,试填写下列空白: (1)该反应的化学方程式为 ____________________________________________。 (2)反应开始至2 min,气体Z的反应速率为________________________________。 (3)若X、Y、Z均为气体,反应达到平衡时: ①压强是开始时的________倍; ②若此时将容器的体积缩小为原来的倍,达到平衡时,容器内温度将升高(容器不与外界进行热交换),则该反应的正反应为________反应(填“放热”或“吸热”)。 (4)若上述反应在2 min后的t1~t6内反应速率与反应时间图像如下,在每一时刻均改变一个影响反应速率的因素,则 ( ) A.在t1时增大了压强 B.在t3时加入了催化剂 C.在t4时降低了温度 D.t2~t3时A的转化率最高 巩固提高 1.已知图一表示的是可逆反应CO(g)+H2(g)
C(s)+H2O(g) ΔH>0的化学反应速率(v)与时间(t)的关系,图二表示的是可逆反应2NO2(g)
N2O4(g) ΔH<0的浓度(c)随时间t的变化情况。下列说法中正确的是( ) A.图一t2时改变的条件可能是升高了温度或增大了压强 B.若图一t2时改变的条件是增大压强,则反应的ΔH增大 C.图二t1时改变的条件可能是升高了温度或增大了压强 D.若图二t1时改变的条件是增大压强,则混合气体的平均相对分子质量将减小 2.根据下列有关图象,说法正确的是( ) ①由图Ⅰ知,反应在T1、T3处达到平衡,且该反应的ΔH<0 ②由图Ⅱ知,反应在t6时刻,NH3体积分数最大 ③由图Ⅱ知,t3时采取减小反应体系压强的措施 ④图Ⅲ表示在10 L容器、850 ℃时的反应,由图知,到4 min 时,反应放出51.6 kJ的热量 A.①③ B.②④ C.③④ D.②③ 3.下图表示反应X(g)
4Y(g)+Z(g) ΔH<0,在某温度时X的浓度随时间变化的曲线: 下列有关该反应的描述正确的是( ) A.第6 min后,反应就终止了 B.X的平衡转化率为85% C.若升高温度,X的平衡转化率将大于85% D.若降低温度,v正和v逆将以同样倍数减小 4.向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2,一定条件下使反应SO2(g)+NO2(g)
SO3(g)+NO(g)达到平衡,正反应速率随时间变化的示意图如右图所示。由图可得出的正确结论是( ) A.反应在c点达到平衡状态 B.反应物浓度:a点小于b点 C.反应物的总能量低于生成物的总能量 D.Δt1=Δt2时,SO2的转化率:a~b段小于b~c段
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基础排查 化学反应速率、化学平衡 [高中化学]
发表于:2013-08-10 阅读:562次
基础排查 化学反应速率、化学平衡 一、正误判断 (一)化学反应速率部分 1.活化分子的碰撞都是有效碰撞 2.温度越高,活化分子百分数越高,浓度越大 3.压强越大,活化分子浓度越大 4.压强越大,活化分子百分数越大 5.决定化学反应速率的内在因素是反应物本身的性质 6.固体和纯液体的浓度是固定的,增加固体或纯液体的用量,反应速率保持不变 7.可逆反应达到平衡,反应就不再进行 8.增大反应物浓度,化学反应速率一定加快 9.在定温条件下,增大压强,化学反应速率一定加快 10.在一定条件下,增加反应物的量,化学反应速率一定加快 11.其他条件不变,温度越高,反应速率越快 12.正反应为吸热反应的可逆反应达到平衡时,升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡向正反应方向移动 13.加入催化剂加快了反应速率,改变了反应吸收或放出的热量 14.一定条件下,对某一反应活化分子在反应物分子中所占百分数是一定的 15.同一反应,在相同时间间隔内,用不同物质表示的反应速率,其数值和意义都不一定相同 16.5 mol·L-1·s-1的反应速率一定比1 mol·L-1·s-1的反应速率大 17.一个放热反应,放出热量的多少与反应速率成正比 18.正反应速率越大,反应物的转化率越大 19.对于某可逆反应,反应进行的净速率是正、逆反应速率之差 (二)化学平衡部分 1.正反应速率增大,平衡向正反应方向移动 2.在恒容条件下,有两个平衡体系:A(g)2B(g);2A(g)B(g),都增加A的量,A、B转化率都变小 3.在一定条件下,平衡向正反应方向移动,正反应速率变大 4.在FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl平衡体系中,加入KCl固体,颜色变浅 5.由温度或压强改变引起的平衡正向移动,反应物的转化率一定增大 6.平衡向正反应方向移动,反应物的转化率都增大 7.对于N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,平衡后,改变条件,判断下列说法是否正确。 (1)保持体积不变,充入N2,平衡向正反应方向移动,其转化率增大 (2)保持体积不变,充入NH3,则NH3的体积分数减小 (3)保持温度不变,压缩体积,平衡向正反应方向移动,N2、H2的转化率均增大,其体积分数均减小,NH3的体积分数增大,N2、H2的浓度增大,NH3的浓度减小 8.对于C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)反应,在一定条件下达到平衡,增加或减少C(s)的量平衡不移动 9.对于2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应,当密度保持不变,在恒温恒容或恒温恒压条件下,均不能作为达到化学平衡状态的标志 10.对于C(s)+CO2(g)2CO(g)反应,当密度保持不变,在恒温恒容或恒温恒压条件下,均能作为达到化学平衡状态的标志 11.对于2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)和I2(g)+H2(g)===2HI(g)反应,在恒温恒容条件下,当压强保持不变时,均能说明上述反应达到化学平衡状态 12.对于I2(g)+H2(g)2HI(g)反应,加入催化剂或增大压强均能缩短达到平衡所用时间,但HI的百分含量保持不变 13.对于C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)反应,其平衡常数K= 14.H2(g)+I2(g)2HI(g)平衡常数为K1,HI(g)H2(g)+I2(g)平衡常数为K2,则K1·K2=1 15.化学平衡常数越大,说明正反应进行的程度越大,即该反应进行的越完全,反应物的转化率越大;化学平衡常数越小,说明正反应进行程度越小,即该反应进行的就越不完全,转化率就越小 16.化学平衡常数只受温度影响,与反应物或生成物的浓度变化无关;温度越高,化学平衡常数越大 17.K=,温度升高,K增大,则CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH>0 二、简答题 1.反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响? 2.压强改变,反应速率是否一定改变? 3.固体或纯液体的浓度是一个常数,因此在任何情况下都不会影响化学反应速率。这种说法是否正确?为什么? 4.对已达平衡的可逆反应,当减小生成物浓度时,平衡向正反应方向移动,正反应速率加快。这种说法是否正 确?为什么? 5.把除去氧化膜的镁条投入到盛有少量稀盐酸的试管中,发现氢气 产生的速率随时间变化情况如图所示。其中t1~t2阶段速率变化 的主要原因是 6.已知H2O2随着温度的升高分解速率加快,将铜粉末用10% H2O2和3.0 mol·L-1 H2SO4混合溶液处理,测得不同温度下铜的平均溶解速率如下表: 温度/℃ 20 30 40 50 60 70 80 铜的平均溶解速率(×10-3mol·L-1·min-1) 7.34 8.01 9.25 7.98 7.24 6.73 5.76 由表中数据可知,当温度高于40 ℃时,铜的平均溶解速率随着温度的升高而下降,其主要原因是 7.在用Zn和稀H2SO4反应制取H2的实验中,当加入少量CuSO4溶液时,生成H2的速率会大大提高,但当加入CuSO4溶液超过一定量时,生成H2的速率反而会下降,请分析H2生成速率下降的原因 8.对于反应FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl,在一定条件下达到平衡,当加入KCl固体时,平衡是否发生移动?为什么? 9.25 ℃时,合成氨反应的热化学方程式为N2+3H22NH3 ΔH=-92.4 kJ·mol-1,在该温度下,取1 mol N2和3 mol H2放在密闭容器中,在催化剂存在下进行反应,测得反应放出的热量总是小于92.4 kJ,为什么? 10.对于反应A(g)2B(g)+C(g),当减小压强时,平衡向正反应方向移动,因此物质B的浓度增大,这种说法是否正确?为什么? 11.在一密闭容器中,aA(g)bB(g)达到平衡后,保持温度不变,将容器体积增加一倍,当达到新平衡时,B的浓度是原来的60%,则物质A的转化率减小。这种说法是否正确?为什么? 12.DME(二甲醚、CH3OCH3)是一种重要的清洁能源,工业上一步法制二甲醚是在一定的温度(230 ℃~280 ℃)、压强(2~10MPa)和催化剂作用下,以CO和H2为原料制备。总反应式可表示为3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g) ΔH=-246.1 kJ·mol-1,在生产过程中,反应器必须要进行换热,以保证反应器的温度控制在230 ℃~280 ℃,其原因是 考点训练 题组一 化学反应速率的大小比较 1、对于可逆反应A(g)+3B(s)2C(g)+2D(g),在不同条件下的化学反应速率如下,其中表示的反应速率最快的是 ( ) A.v(A)=0.5 mol·L-1·min-1 B.v(B)=1.2 mol·L-1·s-1 C.v(D)=0.4 mol·L-1·min-1 D.v(C)=0.1 mol·L-1·s-1 题组二 “三段式”模板突破化学反应速率的计算 2、NH3和纯净的O2在一定条件下发生反应:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) 现向一容积不变的2 L密闭容器中充入4 mol NH3和3 mol O2,4 min后,测得生成的H2O占混合气体体积的40%,则下列表示此段时间内该反应的平均速率不正确的是( ) A.v(N2)=0.125 mol·L-1·min-1 B.v(H2O)=0.375 mol·L-1·min-1 C.v(O2)=0.225 mol·L-1·min-1 D.v(NH3)=0.250 mol·L-1·min-1 题组三 浓度与压强对化学反应速率的影响 3、对反应A+BAB来说,常温下按以下情况进行反应: ①20 mL溶液中含A、B各0.01 mol ②50 mL溶液中含A、B各0.05 mol ③0.1 mol·L-1的A、B溶液各10 mL ④0.5 mol·L-1的A、B溶液各50 mL四者反应速率的大小关系是 ( ) A.②>①>④>③ B.④>③>②>① C.①>②>④>③ D.①>②>③>④ 题组四 外界条件对反应速率的综合影响 4、硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,下列各组实验中最先出现浑浊的是 ( ) 实验 反应温度/℃ Na2S2O3溶液 稀H2SO4 H2O V/mL c/mol·L-1 V/mL c/mol·L-1 V/mL A 25 5 0.1 10 0.1 5 B 25 5 0.2 5 0.2 10 C 35 5 0.1 10 0.1 5 D 35 5 0.2 5 0.2 10 5、等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应,测得在不同时间(t)内产生气体体积(V)的数据如图所示,根据图示分析实验条件,下列说法中一定不正确的是 ( ) 组别 对应曲线 c(HCl)/mol·L-1 反应温度/℃ 铁的状态 1 a
30 粉末状 2 b
30 粉末状 3 c 2.5
块状 4 d 2.5 30 块状 A.第4组实验的反应速率最慢 B.第1组实验中盐酸的浓度大于2.5 mol·L-1 C.第2组实验中盐酸的浓度等于2.5 mol·L-1 D.第3组实验的反应温度低于30 ℃ 题组五 控制变量法探究影响化学反应速率的因素 6、在学习了化学反应速率知识后,某研究性学习小组进行了科学探究活动。 [探究活动一] 探究金属与不同酸反应的反应速率:常温下,从经过砂纸打磨的铝片中取两片质量相等、表面积相同的铝片,分别加入到盛有体积相同、c(H+)相同的足量的稀硫酸和稀盐酸溶液的两支试管中,发现铝片在稀盐酸中消失的时间比在稀硫酸中短。 [探究活动二] 探究影响稀硫酸与某金属反应速率的因素。下表是某研究性学习小 组探究稀硫酸与某金属反应的实验数据: 实验序号 金属质量/g 金属状态 c(H2SO4)/ mol·L-1 V(H2SO4)/ mL 溶液温度/℃ 金属消失的时间/s 反应前 反应后 1 0.10 丝 0.5 50 20 34 500 2 0.10 粉末 0.5 50 20 35 50 3 0.10 丝 0.7 50 20 46 250 4 0.10 丝 0.8 50 20 35 200 5 0.10 粉末 0.8 50 20 36 25 6 0.10 丝 1.0 50 20 35 125 7 0.10 丝 1.0 50 35 50 50 8 0.10 丝 1.1 50 20 34 100 9 0.10 丝 1.1 50 35 51 40 请回答: (1)对[探究活动一]实验现象发生的原因,请你帮该研究性学习小组提出两个假设: 假设Ⅰ_____________________________________________________。 假设Ⅱ_____________________________________________________。 并请你设计实验对以上假设进行验证: 验证假设Ⅰ___________________________________________________________ 验证假设Ⅱ___________________________________________________________ (2)分析[探究活动二]的实验数据可发现有一个数据明显有错误,该数据是实验________(填实验序号)的________,理由是__________________________________ (3)分析[探究活动二]的实验数据可得出的结论是_____________________________ 7、某实验小组以H2O2分解为例,研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。 实验编号 反应物 催化剂 ① 10 mL 2% H2O2溶液 无 ② 10 mL 5% H2O2溶液 无 ③ 10 mL 5% H2O2溶液 1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液 ④ 10 mL 5% H2O2溶液+少量HCl溶液 1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液 ⑤ 10 mL 5% H2O2溶液+少量NaOH溶液 1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液 (1)催化剂能加快化学反应速率的原因是__________________________________。 (2)常温下5% H2O2溶液的pH约为6,H2O2的电离方程式为____________________。 (3)实验①和②的目的是_________________________________________________。 实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示,通常条件下H2O2稳定,不易分解。为了达到实验目的,你对原实验方案的改进是_______________________。 (4)实验③、④、⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如下图。 分析上图能够得出的实验结论是______________________________________。 8、某探究小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法,研究影响反应速率的因素。所用HNO3浓度为1.00 mol·L-1、2.00 mol·L-1,大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格,实验温度为298 K、308 K,每次实验HNO3的用量为25.0 mL,大理石用量为10.00 g。 (1)请完成以下实验设计表,并在实验目的一栏中填出对应的实验编号: 实验编号 T/K 大理石规格 HNO3浓度/mol·L-1 实验目的 ① 298 粗颗粒 2.00 (Ⅰ)实验①和②探究HNO3的浓度对该反应速率的影响; (Ⅱ)实验①和________探究温度对该反应速率的影响; (Ⅲ)实验①和________探究大理石规格 (粗、细)对该反应速率的影响。 ②
③
④
(2)实验①中CO2质量随时间变化的关系见下图: 依据反应方程式CaCO3+HNO3===Ca(NO3)2+CO2↑+H2O,计算实验①在70~90 s范围内HNO3的反应速率(忽略溶液体积变化,写出计算过程)。 题组六 外界条件对反应速率影响的图像分析 9、向某密闭容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如甲图所示[t0~t1阶段c(B)未画出]。图乙为t2时刻后改变条件平衡体系中反应速率随时间变化的情况,且四个阶段都各改变一种不同的条件并且改变的条件均不同。已知,t3~t4阶段为使用催化剂。下列说法正确的是 ( ) A.若t1=15 s,生成物C在t0~t1时间段的反应速率为0.004 mol·L-1·s-1 B.t4~t5阶段改变的条件为降低反应温度 C.B的起始物质的量为0.02 mol D.t5~t6阶段可能是增大压强 10、某温度时,在一个容积为2 L的密闭容器中,X、Y、Z 三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据 图中数据,试填写下列空白: (1)该反应的化学方程式为_____________________________________。 (2)反应开始至2 min,气体Z的反应速率为_______________________。 (3)若X、Y、Z均为气体,反应达到平衡时:①压强是开始时的________倍; ②若此时将容器的体积缩小为原来的倍,达到平衡时,容器内温度将升高(容器不与外界进行热交换),则该反应的正反应为________反应(填“放热”或“吸热”)。 (4)若上述反应在2 min后的t1~t6内反应速率与反应时间图像如下,在每一时刻均改变一个影响反应速率的因素,则 ( ) A.在t1时增大了压强 B.在t3时加入了催化剂 C.在t4时降低了温度 D.t2~t3时A的转化率最高 效果检测 1、在2 L的密闭容器中,放入0.4 mol A和0.6 mol B,在一定温度下,压强为p,放入催化剂(体积忽略),发生反应2A(g)+3B(g)xC(g)+2D(g),在a min后,容器中c(A)=0.1 mol·L-1,则v(B)=__________;若温度不变,压强变为0.9p,则v(C)=_________,x=___________。 2、加入0.1 mol的MnO2粉末于50 mL过氧化氢的溶液中(密度为1.1 g·mL-1),在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如右图所示,回答下列问题: (1)A、B、C、D四点化学反应速率快慢的顺序为________。 (2)解释反应速率变化的原因_________________________________。 (3)计算过氧化氢的初始物质的量浓度_______________________。 (4)求反应进行到2分钟时过氧化氢的质量分数。 3、在一密闭容器中发生反应N2+3H22NH3,达到平衡后,只改变某一个条件时,反应速率与反应时间的关系如图所示:回答下列问题: (1)处于平衡状态的时间段是________(填选项)。 A.t0~t1 B.t1~t2 C.t2~t3 D.t3~t4 E.t4~t5 F.t5~t6 (2)t1、t3、t4时刻分别改变的一个条件是(填选项)。 A.增大压强 B.减小压强 C.升高温度 D.降低温度 E.加催化剂 F.充入氮气 t1时刻________;t3时刻________;t4时刻________。 (3)依据(2)中的结论,下列时间段中,氨的百分含量最高的是_________(填选项)。 A.t0~t1 B.t2~t3 C.t3~t4 D.t5~t6 (4)如果在t6时刻,从反应体系中分离出部分氨,t7时刻反应达到平衡状态,请在图中画出反应速率的变化曲线。 (5)一定条件下,合成氨反应达到平衡时,测得混合气体中氨气的体积分数为20%,则反应后与反应前的混合气体体积之比为________。 4、某实验小组为确定过氧化氢分解的最佳催化条件,用如图实验装置进行实验,反应物用量和反应停止的时间数据如下表: MnO2时间H2O2 0.1 g 0.3 g 0.8 g 10 mL 1.5% 223 s 67 s 56 s 10 mL 3.0% 308 s 109 s 98 s 10 mL 4.5% 395 s 149 s 116 s 分析表中数据回答下列问题: (1)相同浓度的过氧化氢的分解速率随着二氧化锰用量的增加而________。 (2)从实验效果和“绿色化学”的角度考虑,双氧水的浓度相同时,加入________g的二氧化锰为较佳选择。 (3)该小组的某同学分析上述数据后认为:“当用相同质量的二氧化锰时,双氧水的浓度越小,所需要的时间就越少,亦即其反应速率越快”的结论,你认为是否正确________,理由是________________________________________________________。 (提示:H2O2的密度可认为近似相等)。 5、利用催化剂可使NO和CO发生反应:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH<0。已知增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。 实验编号 T(℃) NO初始浓度(mol·L-1) CO初始浓度(mol·L-1) 催化剂的比表面积(m2·g-1) Ⅰ 280 1.2×10-3 5.8×10-3 82 Ⅱ
1.2×10-3
124 Ⅲ 350
82 (1)请填全表中的各空格。 (2)实验Ⅰ中,NO的物质的量浓度(c)随时间(t)的变化如图所示。请在给出的坐标图中画出实验Ⅱ、Ⅲ中NO的物质的量浓度(c)随时间(t)变化的曲线,并标明各曲线的实验编号。 6、在密闭容器中进行反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH>0,测得c(CH4)随反应时间(t)的变化如 图所示。下列判断不正确的是 ( ) A.10 min时,改变的外界条件可能是升高温度 B.0~10 min内,v(H2)=0.15 mol·L-1·min-1 C.恒温下,缩小容器体积,一段时间内v逆>v正 D.12 min时,反应达平衡的本质原因是气体总质量不再变化
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化学平衡常见问题分类解析 [高中化学]
发表于:2013-08-10 阅读:1047次
化学平衡常见问题分类解析 题组一 极端假设法解化学平衡状态题的应用 1.一定条件下,对于可逆反应X(g)+3Y(g) 2Z(g),若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零),达到平衡时,X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.08 mol·L-1,则下列判断正确的是(双选) A.c1∶c2=1∶3 B.平衡时,Y和Z的生成速率之比为2∶3 C.X、Y的转化率不相等 D.c1的取值范围为0 mol·L-1<c1<0.14 mol·L-1 题组二 化学平衡状态标志的判断 2、可逆反应:2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)在体积固定的密闭容器中进行,达到平衡状态的标志的是 ①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2 ②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO ③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态 ④混合气体的颜色不再改变的状态 ⑤混合气体的密度不再改变的状态 ⑥混合气体的压强不再改变的状态 ⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 A.①④⑥⑦ B.②③⑤⑦ C.①③④⑤ D.全部 3、下列说法可以证明H2(g)+I2(g) 2HI(g)已达平衡状态的是____________(填序号)。 ①单位时间内生成n mol H2的同时,生成n mol HI ②一个H—H 键断裂的同时有两个H—I键断裂 ③百分含量w(HI)=w(I2) ④反应速率v(H2)=v(I2)=v(HI) ⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)=2∶1∶1 ⑥温度和体积一定时,某一生成物浓度不再变化 ⑦温度和体积一定时,容器内压强不再变化 ⑧条件一定,混合气体的平均相对分子质量不再变化 ⑨温度和体积一定时,混合气体颜色不再变化 ⑩温度和压强一定时,混合气体的密度不再变化 4、已知N2O4(g) 2NO2(g) ΔH>0,现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是________。
题组三 化学平衡的移动 5、某温度下,在密闭容器中SO2、O2、SO3三种气态物质建立化学平衡后,改变条件对反应[2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),ΔH<0]的正、逆反应速率的影响如图所示:
(1)加催化剂对反应速率影响的图像是________(填序号,下同),平衡________移动。 (2)升高温度对反应速率影响的图像是________,平衡向________方向移动。 (3)增大反应容器体积对反应速率影响的图像是________,平衡向________方向移动。 (4)增大O2的浓度对反应速率影响的图像是__________,平衡向________方向移动。 6、对已建立化学平衡的某可逆反应,当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时,下列有关叙述正确的是 ( ) ①生成物的百分含量一定增加 ②生成物的产量一定增加 ③反应物的转化率一定增大 ④反应物的浓度一定降低 ⑤正反应速率一定大于逆反应速率 ⑥使用了适宜的催化剂 A.②⑤ B.①② C.③⑤ D.④⑥ 题组四 等效平衡 7、在等温等容条件下,可逆反应:2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g) ΔH=-Q1 kJ·mol-1(Q1>0),起始物质的量如下表所示: 序号 A B C D ① 2 mol 1 mol 0 0 ② 4 mol 2 mol 0 0 ③ 1 mol 0.5 mol 1.5 mol 0.5 mol ④ 0 1 mol 3 mol 1mol ⑤ 0 0 3 mol 1 mol (1)上述反应达到平衡时,互为等效平衡的是哪几组?达到平衡后,哪些量相同? (2)达到平衡后,①放出的热量为Q2 kJ,⑤吸收的热量为Q3 kJ,则Q1、Q2、Q3的定量关系为______________(3)若在等温等压条件下, 上述反应达到平衡时,互为等效平衡的是哪几组?达到平衡后,哪些量相同? 8、在恒温恒容的密闭容器中,发生反应:3A(g)+B(g) xC(g)。Ⅰ.将3 mol A和2 mol B在一定条件下反应,达平衡时C的体积分数为a;Ⅱ.若起始时A、B、C投入的物质的量分别为n(A)、n(B)、n(C),平衡时C的体积分数也为a。下列说法正确的是 ( ) A.若Ⅰ达平衡时,A、B、C各增加1 mol,则B的转化率将一定增大 B.若向Ⅰ平衡体系中再加入3 mol A和2 mol B,C的体积分数若大于a,可断定x>4 C.若x=2,则Ⅱ体系起始物质的量应满足3n(B)>n(A)+3 D.若Ⅱ体系起始物质的量满足3n(C)+8n(A)=12n(B),则可判断x=4 9、已知:t ℃时,2H(g)+Y(g) 2I(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1,t ℃时,在一压强恒定的密闭容器中,加入4 mol H和2 mol Y反应,达到平衡后,Y剩余0.2 mol。若在上面的平衡体系中,再加入1 mol气态的I物质,t ℃时达到新的平衡,此时H物质的物质的量n(H)为 ( ) A.0.8 mol B.0.6 mol C.0.5 mol D.0.2 mol 10、有甲、乙两容器,甲容器容积固定,乙容器容积可变。一定温度下,在甲中加入2 mol N2、3 mol H2,反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)达到平衡时生成NH3的物质的量为m mol。 (1)相同温度下,在乙中加入4 mol N2、6 mol H2,若乙的压强始终与甲的压强相等,乙中反应达到平衡时,生成NH3的物质的量为________mol(从下列各项中选择,只填序号,下同);若乙的容积与甲的容积始终相等,乙中反应达到平衡时,生成NH3的物质的量为________mol。 A.小于m B.等于m C.在m~2m之间 D.等于2m E.大于2m (2)相同温度下,保持乙的容积为甲的一半,并加入1 mol NH3,要使乙中反应达到平衡时,各物质的体积分数与上述甲容器中达到平衡时相同,则起始时应加入______mol N2和________mol H2。 题组五 化学平衡图像问题 浓度—时间图像 11、已知NO2和N2O4可以相互转化:2NO2(g) N2O4(g)(正反应为放热反应)。现将一定量NO2和N2O4的混合气体通入一体积为1 L的恒温密闭容器中,反应物浓度随时间变化关系如图所示,回答下列问题: (1)图中共有两条曲线X和Y,其中曲线______表示NO2浓度随时间的变化; a、b、c、d四个点中,表示化学反应处于平衡状态的点是________。 (2)前10 min内用NO2表示的化学反应速率v(NO2)=__________mol·L-1·min-1;反应进行至25 min时,曲线发生变化的原因是____________________。 (3)若要达到与最后相同的化学平衡状态,在25 min时还可以采取的措施是_______。 A.加入催化剂 B.缩小容器体积 C.升高温度 D.加入一定量的N2O4 含量(转化率)—时间—温度(压强)图像 12.密闭容器中进行的可逆反应:aA(g)+bB(g) cC(g)在不同温度(T1和T2)及压强(p1和p2)下,混合气体中B的质量分数w(B)与反应时间(t)的关系如图所示。下列判断正确的是 ( ) A.T1<T2,p1<p2,a+b>c,正反应为吸热反应 B.T1>T2,p1<p2,a+b<c,正反应为吸热反应 C.T1<T2,p1>p2,a+b<c,正反应为吸热反应 D.T1>T2,p1>p2,a+b>c,正反应为放热反应 恒温线(或恒压线)图像 13.有一化学平衡mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),如图表示的是A的转化率与压强、温度的关系。下列叙述正确的是 ( ) A.正反应是放热反应;m+n>p+q B.正反应是吸热反应;m+n<p+q C.正反应是放热反应;m+n<p+q D.正反应是吸热反应;m+n>p+q 速率、平衡综合图像 14.下面是某化学研究小组探究外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的图像,其中图像和实验结论表达均正确的是 ( ) A.①是其他条件一定时,反应速率随温度变化的图像,正反应ΔH<0 B.②是在平衡体系的溶液中溶入少量KCl晶体后化学反应速率随时间变化的图像 C.③是在有无催化剂存在下建立的平衡过程图像,a是使用催化剂时的曲线 D.④是一定条件下,向含有一定量A的容器中逐渐加入B时的图像,压强p1>p2 15、某密闭容器中充入等物质的量的A和B,一定温度下发生反应A(g)+xB(g) 2C(g),达到平衡后,在不同的时间段,分别改变影响反应的一个条件,测得容器中物质的物质的量浓度、反应速率分别随时间的变化如下图所示: 下列说法中正确的是 ( ) A.30~40 min间该反应使用了催化剂 B.反应方程式中的x=1,正反应为吸热反应 C.30 min时降低温度,40 min时升高温度 D.8 min前A的反应速率为0.08 mol·L-1·min-1 其他类图像 16.将I2溶于KI溶液中,能配制成浓度较大的碘水,主要是发生了反应:I2(aq)+I-(aq) I(aq)。该平衡体系中,I的物质的量浓度与温度(T)的关系如图所示(曲线上的任何一点都代表平衡状态)。下列说法正确的是 ( ) A.反应速率:vM>vP B.平衡常数:KN<KP C.M、N两点相比,M点的c(I-)大 D.Q点时,v正>v逆 17.在容积相同的密闭容器内,分别充入同量的N2和H2,在不同温度下,任其发生反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),并分别在t秒时测定其中NH3的体积分数,绘图如右: (1)A、B、C、D、E五点中,尚未达到化学平衡状态的点是________。 (2)此可逆反应的正反应是________反应。(填“放热”或“吸热”)。 (3)AC段的曲线是增函数,CE段曲线是减函数,试从反应速率和平衡角度说明理由。________________。 效果检测 1一定条件下,体积为1 L的密闭容器中发生如下反应: SiF4(g)+2H2O(g) SiO2(s)+4HF(g) ΔH=+148.9 kJ·mol-1。 (1)下列各项中能说明该反应已达化学平衡状态的是__________(填字母序号)。 a.v消耗(SiF4)=4v生成(HF) b.容器内气体压强不再变化 c.容器内气体的总质量不再变化 d.HF的体积分数不再变化 (2)反应过程中测定的部分数据如下表(表中t2>t1)所示。 反应时间/min n(SiF4)/mol n(H2O)/mol 0 1.20 2.40 t1 0.80 a t2 b 1.60 通过a或b的值及化学平衡原理说明t1时反应是否达到化学平衡状态:__________。 (3)若只改变一个条件使上述反应的化学平衡常数变大,该反应________(填序号)。 a.一定向正反应方向移动 b.一定向逆反应方向移动 c.一定是减小压强造成的 d.一定是升高温度造成的 e.SiF4的平衡转化率一定增大 2、在一个体积为2 L的密闭容器中,高温下发生反应:Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)。其中CO2、CO的物质的量(mol)随时间(min)的变化关系如图所示。 (1)反应在1 min时第一次达到平衡状态,固体的质量增加了3.2 g。 用CO2的浓度变化表示的反应速率v(CO2)=__________。 (2)反应进行至2 min时,若只改变温度,曲线发生的变化如图所示, 3 min时再次达到平衡,则ΔH______0(填“>”、“<”或“=”)。 (3)5 min时再充入一定量的CO(g),平衡发生移动。 下列说法正确的是________(填写编号)。 a.v正先增大后减小 b.v正先减小后增大 c.v逆先增大后减小 d.v逆先减小后增大 表示n(CO2)变化的曲线是__________(填写图中曲线的字母编号)。 (4)请用固态物质的有关物理量来说明该反应已经达到化学平衡状态: ________________。 合成氨反应是“将空气变成面包”的反应,如果没有合成氨反应,地球将无法养活现在这么多的人。 已知合成氨的反应为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)ΔH=-92.4 kJ·mol-1。 3、Ⅰ.在体积为5 L的恒温、恒容密闭容器甲中,起始时投入2 mol N2、3 mol H2,经过10 s达到平衡,测得平衡时NH3的物质的量为0.8 mol。 Ⅱ.在容器乙中,起始时投入3 mol N2、b mol H2,维持恒温、恒压达到平衡,测得平衡时NH3的物质的量为1.2 mol。此时与容器甲中平衡状态温度相同,相同组分的体积分数都相同。 (1)容器甲10 s内用H2表示的平均反应速率v(H2)=__________,达平衡时N2的转化率=__________。 (2)甲容器中反应的逆反应速率随时间变化的关系如图。t2时改变了某一种条件,改变的条件可能是__、__(填写两项)。 (3)下列哪些情况表明容器乙已达平衡状态__________(填字母)。 A.容器乙中的气体密度不再变化 B.反应的平衡常数不再变化 C.氨气的生成速率等于氮气的消耗速率的2倍 D.断裂1 mol N≡N键同时断裂6 mol N—H键 E.容器乙中气体的平均相对分子质量不随时间而变化 (4)b=__________。 4、在容积为2 L的密闭容器中,保持体系内温度800 ℃不变,将一定量的NO和O2混合发生反应: 2NO+O2 2NO2,其中NO的物质的量(n)随时间(t)的变化关系如图所示。 请回答下列问题。 (1)30 s时反应达到平衡,用O2表示达到平衡过程的平均反应速率为________, 图像中曲线________(选填“Ⅰ”或“Ⅱ”)表示NO2的变化。由图像中曲线 和数据变化,能否计算该温度下的平衡常数:____________(填“能”或“不能”)。 (2)若升高反应体系的温度,使反应重新达到平衡,此时体系中n(NO)=n(NO2),则该反应是________热反应(选填“吸”或“放”)。 (3)在800 ℃时,若缩小容器的体积,达新平衡时n(NO)________(选填“>”、“=”或“<”)0.07 mol,NO的转化率________(选填“增大”、“不变”或“减小”)。 (4)上述800 ℃时的反应达到平衡时测得放出热量a kJ。试写出在此条件下NO与氧气反应的______。 5、在恒温时,向某密闭容器中通入2 mol X和1 mol Y气体,发生如下反应:2X(g)+Y(g)2Z(g),压强一定时,测得在平衡时Z的体积分数为0.4。 (1)与上述平衡保持同温、同压,若向密闭容器中通入4 mol X(g)和2 mol Y(g),达到平衡,则Z的体积分数为__________;平衡时,气体的总物质的量是__________。 (2)与上述平衡保持同温、同压,若向密闭容器中通入X(g)和Y(g)的物质的量分别记为n(X)、n(Y),并满足平衡时Z的体积分数为0.4,则的取值范围为__________。 6、如图,甲、乙、丙分别表示在不同条件下可逆反应A(g)+B(g)
xC(g)的生成物C在反应混合物中的百分含量w(C)和反应时间(t)的关系。 (1)若甲图中两条曲线分别表示有催化剂和无催化剂的情况,则________曲线表示无催化剂时的情况,原因是______; (2)若乙图表示反应达到平衡后分别在恒温恒压条件下和恒温恒容条件下充入氦气后的情况,则________曲线表示恒温恒容的情况,原因是_____________________________________________; (3)根据丙图可以判断该可逆反应的正反应是_____(填“吸”或“放”)热反应,化学计量数x的值_____。
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第一章 物质结构 元素周期律 [高中化学]
发表于:2013-08-08 阅读:26次
第一章 物质结构 元素周期律 复习重点:原子核外电子层排布和元素金属性、非金属性变化的规律。 复习难点:元素金属性、非金属性变化的规律。 知识梳理 一、原子核外电子的排步 1.核外电子运动特征:(1)核外电子的特征:⑴电子的质量极___(____kg); ⑵电子绕核运动是在_______的空间(原子的直径约___m)中进行;⑶电子绕核作__速运动(运动的速度接近__,约为__)。 (3)核外电子运动特征:电子绕核运动__确定的轨道,__精确测定或计算电子在任一时刻所在的位置,____描绘出其运动轨迹。我们只能指出___________。 (3)电子层与离核远近及能量高低关系: 层序数 1 2 3 4 5 6 7 电子层符号 K L M N O P Q 离核远近
能量
2.核外电子排布规律 电子由内向外按能量由低到高分层排布,第n层最多容纳的电子数为__,最外层电子数≤_。(K层为最外层不超过_个)。次外层电子数≤__,倒数第三层电子数≤__。 3.元素性质原子核外电子排布的关系 (1)稀有气体元素的原子最外层有8个电子(He为2)处于稳定结构,化学性质稳定,一般不跟其它物质发生化学反应。 (2)非金属性与金属性(一般规律):
电外层电子数 得失电子趋势 元素性质 金属元素 <4 __ ___ 非金属元素 >4 __ ___ 二.元素周期律 金属性的判断:①单质与水反应置换出氢的难易程度;②单质与酸反应置换出氢的难易程度③最高价氧化物对应的水化物(氢氧化物)的碱性强弱。 非金属性的判断:①与氢气反应生成氢化物的难易程度;②氢化物的稳定性;③最高价氧化物对的水化物的酸性强弱。 1、探究第三周期元素性质递变规律: (1)钠镁铝金属性的递变规律 ①与水反应:Mg常温下与水无明显现象;加热镁带表面有大量气泡出现,滴入酚酞溶液变红。Al在常温或加热下,遇水无明显现象。 ②与酸反应:Mg与盐酸反应要比Al剧烈。与Mg反应的试管壁温度_,与Al反应的试管壁温度_。 ③Na2O、MgO为碱性氧化物,Al2O3为两性氧化物。Al(OH)3为两性两性氢氧化物。 _Al2O3+_HCl = __+__ ; _Al2O3+_NaOH = ___+___。 _Al(OH)3+_H2SO4 == __+__;_Al(OH)3+_NaOH =__+___。 2、硅、磷、硫、氯的非金属性的递变规律
Si P S Cl 最高正价
最低负价
单质与氢气反应的条件及氢化物稳定性
最高价氧化物
离高价氧化物的水化物 H4SiO4 弱酸 H3PO4 中强酸 H2SO4 强酸 HClO4 最强无机酸 酸性逐渐增强 结论
综上所述,我们可以从11~18号元素性质的变化中得出如下结论: Na Mg Al Si P S Cl Ar 金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强 稀有气体元素 三.元素周期表和元素周期律的应用 1.元素的金属性和非金属性与元素在周期表中的递变关系 (1)同周期元素:同周期,电子层数相同,即原子序数越大,原子半径越 ,核对电子的引力越 ,原子失电子能力越 ,得电子能力越 ,金属性越 、非金属性越 。 (2)同主族元素:同主族,电子层数越多原子半径越 核对电子引力越 原子失电子能力越强得电子能力越弱金属性越 、非金属性越 。 2、元素化合价与元素在周期表中位置的关系: 对于主族元素:最高正价= 族序数;最高正化合价 +∣最低负价∣= 8。 3.元素周期表及元素周期律应用 ◎农药多数是含__元素的化合物,在周期表的____。 ◎半导体材料都是____的元素,如硅、锗等。 ◎催化剂的选择:人们在长期的生产实践中发现___元素对许多化学反应有良好的催化性能。这些元素的催化性能跟它们的原子的次外层电子层电子排布的特点有密切关系。 疑难点拨 一、微粒半径大小的比较规律 1. 层数相同,核大半径小。即电子层数相同时,结构相似的微粒中核电荷数大的微粒半径小。例如: 。 2. 层异,层大半径大。即当微粒的电子层数不同时,结构相似的微粒中,电子层数大的微粒半径大。如: 。。 3. 核同,价高半径小。即对同一种元素形成的不同的简单微粒中,化合价高的微粒的半径小。如 。 4. 电子层结构相同,核电荷数大,则半径小。如 。 二、1~20号元素中的某些元素的特性 1、与水反应最激烈的金属是K,非金属是F。 2、原子半径最大的是K,最小的是H。 3、单质硬度最大的,熔、沸点最高的,形成化合物品种最多的,正负化合价代数和为零且气态氢化物中含氢百分率最高的元素是C。 4、气体密度最小的,原子核中只有质子没有中子的,原子序数、电子层数、最外层电子数三者均相等的是H。 5、气态氢化物最稳定的,只有负价而没有正价的,无含氧酸的非金属元素是F。 6、最高氧化物对应的水化物酸性最强的是CI,碱性最强的是K。 7、空气中含量最多的,气态氢化物在水中的溶解度最大,其水溶液呈现碱性的是N。 8、单质和最高价氧化物都是原子晶体的是Si。 9、具有两性的元素是AI(Be)。 10、最轻的金属是Li。 11、地壳中含量最多的元素是O。 12、单质能自燃的元素是P。 13、族序数等于周期数的元素是H、Be、AI。 14、族序数等于周期数2倍的元素是C、S。 15、族序数等于周期数3倍的元素是O。 16、周期数是族序数2倍的元素是Li。 17、周期数是族序数3倍的元素是Na。 18、最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素是C、Si。 19、最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素或短周期中离子半径最大的元素是S。 20、除H外,原子半径最小的元素是F。 21、最高正化合价不等于族序数的元素是O、Fe。 三、中学中几种重要的两性化合物 既能跟强酸(H+)反应,又能跟强碱(OH-)反应的化合物可称为两性化合物。包括两性氧化物、两性氢氧化物、弱酸的酸式盐以及氨基酸等。 1.铝、氢氧化铝、氧化铝的两性 (1)2Al+6 H+==2 Al3++3H2↑ 2Al+2OH-+2H2O==2AlO2-+3H2↑ (2)Al2O3+6H+==2Al3++3H2O Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O (3)Al(OH)3既能与强酸反应又能与强碱反应: Al(OH)3既能与强酸反应又能与强碱反应,说明Al(OH)3必须同时能电离出H+和OH-,即能发生“两性电离”: 根据平衡移动原理,:当向上述平衡体系中加强酸,[H+]增大,同时又中和OH-使[OH-]下降,平衡向右移动,结果Al(OH)3逐渐溶解成Al3+;当向上述平衡中加强碱,[OH-]增大,同时又中和H+使[H+]下降,平衡向左移动,结果Al(OH)3固体逐渐溶解成为AlO2-。相关方程式: Al(OH)3+3H+==Al3++3H2O(不能与H2CO3等弱酸反应) Al(OH)3+OH-==AlO2-+2H2O(不能与氨水等弱碱反应) 2.Be(OH)2或H2BeO2(铍酸)的两性 与Al(OH)3相同Be(OH)2存在如下两性电离: 2H++BeO22- Be(OH)2 Be2++2OH- Be(OH)2+2H+==Be2++2H2O Be(OH)2+2OH-==BeO22-+2H2O 3、Zn(OH)2或H2ZnO2(锌酸)的两性: Zn(OH)2+2H+==Zn2++2H2O Zn(OH)2+2OH-==ZnO22-+2H2O 注意:Zn(OH)2可溶于氨水生成[Zn(NH3)4]2+。 4、弱酸的酸式盐的两性 (1)实例:NaHCO3、NaHS、NaH2PO4、Na2HPO4等。 (2)本质:酸式盐的阴离子在水中亦存在两个平衡: 所以它们均既能与强酸反应又能与强碱反应,如: NaHS+HCl==NaCl+H2S↑ NaHS+NaOH==Na2S+H2O 5、氨基酸的两性 氨基酸分子既有酸性的羧基,又有碱性的氨基,因此和酸碱均能反应生成盐,是一种两性化合物。而且氨基酸分子中的氨基与羧基还可形成内盐。氨基酸的水溶液中,存在如下平衡: 在强酸性溶液中,氨基酸以阳离子形式存在;在强碱性溶液中,则主要以阴离子形式存在;氨基酸在一般情况下不是以游离的羧基或氨基存在的,而是两性电离,在固态或水溶液中形成内盐: 典例剖析 【例1】X和Y两元素的阳离子具有相同的电子层结构,X元素的阳离子半径大于Y元素的阳离子半径;Z和Y两元素的原子核外电子层次相同,Z元素的原子半径小于Y元素的原子半径。X、Y、Z三种元素原子序数的关系是 A、X>Y>Z B、Y>X>Z C、Z>X>Y D、Z>Y>X 解析:根据原子序数和元素周期律推测原子和离子半径大小,这是正向思维。而本题是已知原子和离子半径的大小,要判断原子序数大小的关系,这是逆向思维。已知电子层结构相同的阳离子,核电荷数大的则半径小,具有相同的电子层数的原子,随着原子序数增大,原子半径递减。根据题意,X元素的阳离子半径大于Y元素的阳离子半径,则X的原子序数小于Y的原子序数;Z和Y元素的原子核外电子层数相同,且Z元素的原子半径小于Y元素的原子半径,则Z元素的原子序数大于Y元素。由此得出三种元素原子序数的关系为Z>Y>X,答案:D。 【例2】已知铍(Be)的原子序数为4。下列对铍及其化合物的叙述中,正确的是 A、铍的原子半径大于硼的原子半径 B、氯化铍分子中铍原子的最外层电子数是8 C、氢氧化铍的碱性比氢氧化钙的弱 D、单质铍跟冷水反应产生氢气 解析:因为同周期元素原子半径从左到右递减,所以A正确;BeCl2中Be的最外层电子数为2,B错误;同主族元素从上到下金属性增强,最高价氧化物对应水化物碱性增强,C正确;Mg不与冷水反应,而Be的金属性比镁弱,与冷水反应更难,D错误。答案:A、C 【例3】下表是元素周期表的一部分,表中所列的字母分别表示一种化学元素 ⑴下列 (填写编号)组元素可能都是电的良导体。 ①a、c、h ②b、g、k ③c、h、l ④d、e、f ⑵如果给核外电子足够的能量,这些电子便会摆脱原子核的束缚而离去。核外电子离开该原子或离子所需要的能量主要受两大因素的影响: A、原子核对核外电子的吸引力;B、形成稳定结构的倾向 (2)下表是一些气态原子失去核外不同电子所需的能量(KJ/mol): ①通过上述信息和表中的数据分析为什么锂原子失去核外第二个电子时所需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量。_____________________。 ②表中X可能为以上13种元素中的_______(填写字母)元素。用元素符号表示X和j形成化合物的化学式__________;Y是周期表中______族元素。 ③以上13种元素中,__(填写字母)元素原子失去核外第一个电子需要的能量最多。 答案:(1)①④ (2)①Li原子失去一个电子后,Li+已经形成稳定结构,此时再失去一个电子很困难 ②aNa2O和Na2O2 ③IIIA或第三主族 ④m 【例4】制冷剂是一种易被压缩、液化的气体,液化后在管内循环,蒸发时吸收热量,使环境温度降低,达到制冷目的。人们曾经采用过乙醚、NH3、CH3Cl等作制冷剂,但它们不是有毒,就是易燃。于是科学家根据元素性质的递变规律来开发新的制冷剂。 据现有知识,某些元素化合物的易燃性、毒性变化趋势如下: (1)氢化物的易燃性: 第二周期: > >H2O>HF 第三周期:SiH4>PH3> > (2)化合物的毒性:PH3>NH3;H2S>H2O;CS2 CO2;CCl4>CF4,于是科学家们开始把注意力集中在含F、Cl的化合物上。 (3)已知CCl4的沸点为76.80C,CF4的沸点为—1280C,新制冷剂的沸点范围应介于其间。 经过较长时间的反复试验,一种新的制冷剂氟里昂CF2Cl2终于诞生了,其他类似的还可以是 。 (4)然而,这种制冷剂造成了当今的某一个环境问题是 。但求助于周期表中元素及其化合物 变化趋势来开发制冷剂的科学思维方法是值得借鉴的。(填写字母,多选扣分) ①毒性;②沸点;③易燃性;④水溶性;⑤颜色 A、①②③ B、②④⑤ C、②③④ 解析:(1)根据元素周期律,非金属性越强,氢化物的稳定性越大.从题中的信息,知道第三周期的氢化物易燃性顺序为SiH4>PH3>H2S>HCl,因此很容易推出第二周期的氢化物的易燃性顺序为CH4>NH3>H2O、HF.(2)根据已知化合物的毒性:PH3>NH3,CCl4>CF4,自己创 造规律,得出“相同类型的化合物,相对分子质量越大,其化合物的毒性也越大”的结论,然后应用此规律,得出H2S>H2O;CS2>O2.答案:(1)CH4 NH3 (2)> > (3)CFCl3(或CF3Cl)(4)使大气臭氧层出现空洞 A。 知能训练 一、选择题 1.元素性质呈周期性变化的原因是 A.相对原子质量逐渐增大 B.核电荷数逐渐增大 C.核外电子排布呈周期性变化 D.元素的化合价呈周期性变化 2.已知1~18号元素的离子aW3+、bX+、cY2-、dZ-都具有相同的电子层结构,下列关系正确的是 A. 质子数c>b B. 离子的还原性Y2->Z- C. 氢化物的稳定性H2Y>HZ D. 原子半径X<W 3.下列各组元素中,按最高正价递增顺序排列的是 A.F、Cl、Br、I B.K、Mg、C、S C.C、N、O、F D.Li、Na、K、Rb 4.按Be、Mg、Ca、Sr、Ba的顺序而递增的性质是 A.氧化性 B.还原性 C.熔点 D.化合价 5.1~18号元素的离子中,原子核电荷数和离子最外层电子数相同的是 A.Cl— B.Na+ C.O2— D.S2— 6.1~18号元素中,原子的核外电子数与电子层数相同的是 A.氢 B.铍 C.铝 D.氯 7.下列各组微粒半径之比大于1的是 A. B. C. D. 8.元素X的原子核外M电子层上有3个电子,元素 的离子核外有18个电子,则这两种元素可形成的化合物为 A.XY2 B.X2Y3 C.X3Y2 D.X2Y 9.A、B均为原子序数1~20的元素,已知A的原子序数为n, 离子比 离子少8个电子,则B的原子序数为 A.n+4 B.n+6 C.n+8 D.n+10 10.X、Y、Z是3种短周期元素,其中X、Y位于同一族,Y、Z处于同一周期。X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍。Z原子的核外电子数比Y原子少1。下列说法正确的是 A.元素非金属性由弱到强的顺序为Z<Y<X B.Y元素最高价氧化物对应水化物的化学式可表示为H3YO4 C.3种元素的气态氢化物中Z的气态氢化物最稳定 D.原子半径由大到小的顺序为Z>Y>X 11.右图中每条折线表示周期表ⅣA~ⅦA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 12.R、W、X、Y、Z为原子序数依次递增的同一短周期元素,下列说法一定正确的是(m、n均为正整数) A.若R(OH)n为强碱,则W(OH)n+1也为强碱 B.若HnXOm为强酸,则Y是活泼非金属元素 C.若Y的最低化合价为-2,则Z的最高正化合价为+6 D.若X的最高正化合价为+5,则五种元素都是非金属元素 二、填空题 13.金属元素A1mol单质跟足量盐酸反应能生成3gH2,这时A转化为与氖原子电子层结构相同的离子,故A的元素符号为 ,与左、右相邻元素比较,其原子半径比 大,金属性比 弱;A的氧化物化学式为 ,它是 性氧化物,在原子核外电子层数与A原子相同的元素中,原子半径最大的元素是 ,该元素最高价氧化物的水化物与A的氧化物反应的化学方程式为 。 14.非金属元素R,其单质4.8g在氧气中充分燃烧生成RO29.6g,在R原子中,核内质子数等于中子数,则R的元素名称为 ,其最高价为 ,与左右相邻元 素比较,R的氢化物比 稳定,R的最高价氧化物的水化物酸性比 弱。 15.A、B两元素形成的简单离子具有相同的电子层结构,A、B两元素的单质都能与水剧烈反应,在反应中,A单质为氧化剂,B单质为还原剂,则: (1)A单质的化学式为 ,A的原子结构示意图为 ,B单质的化学式为 ,B的离子结构示意图为 。 (2)A单质与水反应的化学方程式为 ,B单质与水反应的化学方 程式为 。 三、推断题 16.已知A、B、C三种元素的原子中,质子数为A<B<C,且都小于18,A元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍;B元素的原子核外M层电子数是L层电子数的一半;C元素的原子次外层电子数比最外层电子数多1个。试推断: (1)三种元素的名称和符号:A________,B________,C________。 (2)画出三种元素的原子结构示意图:A________,B________,C________。 17.某元素R的原子最外层有5个电子,6.2g R的单质完全氧化后生成14.2g氧化物,R原子核内质子数比中子数少1个。试推断R元素的名称________;元素符号________;原子结构示意图________。 18.设想你去外星球做了一次科学考察,采集了该星球上十种元素单质的样品,为了确 定这些元素的相对位置以便系统地进行研究,你设计了一些实验并得到了下列结果: 单质 A B C D E F G H I J 熔点/℃ -150 550 160 210 -50 370 450 300 260 250 与水反应
√
√ √ √
与酸反应
√
√
√ √ √
√ 与氧气反应
√ √ √
√ √ √ √ √ 不发生化学反应 √
√
对于A元素 的原子质量 1.0 8.0 15.6 17.1 23.8 31.8 20.0 29.6 3.9 18.0 按照元素性质的周期性递变规律,试确定以上十种元素的相对位置,并填入下表:
A
B
H
四、计算题 19.已知有两种气体单质 和 。2.4g 和2.1g 所含原子数目相等;在相同状况下,它们的体积比为2∶3。A和B的原子核内质子数等于中子数,且A原子的L层所含电子数是K电子层上电子数的3倍。试通过计算推断: (1)A、B两元素的名称。 (2)m和n的值。 (3)自然界中还存在一种由A元素形成的单质,试写出其化学式。
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第二节 元素周期律 (第二课时) [高中化学]
发表于:2013-08-08 阅读:20次
第二节 元素周期律 (第二课时)
【学习目标】 1、结合有关数据和实验事实认识元素周期律,了解原子结构与元素性质的关系 2、能够以第3周期元素为例,说明同周期元素性质的递变情况 3、认识事物变化由量变引起质变的规律 【重点难点】 元素金属性、非金属性的周期性变化;元素周期律的意义 【课前预习】 1、随着原子序数的递增,原子的核外电子排布呈现 的变化;随着原子序数的递增,元素的主要化合价呈现 的变化;随着原子序数的递增,元素的金属性和非金属性呈现 的变化。 2、金属单质与水或酸反应(非氧化性酸)置换出氢气越容易(反应的程度越剧烈),表明元素的金属性 ,金属最高价氧化物对应水化物的碱性越强,表明元素金属性 。。 3、非金属单质与氢气化合越容易,形成气态氢化物越稳定,表明元素非金属性 ,非金属元素的最高价氧化物对应水化物的酸性越强,表明元素非金属性 。 【学习探究】 探究1、Na、Mg、Al的金属性强弱 【思考】我们可采用怎样的方法来验证Na、Mg、Al的金属性强弱?
【实验】Na、Mg、Al与滴有酚酞的水反应(其中Mg、Al还要与沸水反应),观察现象。 现象: 1.Na在常温下,与水剧烈反应,浮于水面在水面四处游动,同时产学生大量无色气体,溶液变红。 2.Mg在常温下,与水的反应无明显现象;加热时,镁带表面有大量气泡出现,溶液变红。 3.Al在常温或加热下,遇水无明显现象。 写出有关的方程式: 、 。 【思考】请大家预测一下,Mg、Al分别与稀盐酸反应时,现象是否会相同?应该有什么区别?
【实验】取一小段镁带和一小片铝,用砂纸磨去它们表面的氧化膜,分别放入两只试管,再各加入2mL1mol/L的盐酸。观察反应的现象,填写下表:
Mg Al 现象
化学方程式
【思考】Na、Mg、Al的最高价氧化物的水化物的性质怎样呢?
结论:通过上述实验和讨论,可知Na、Mg、Al的金属性: 。 探究2、Si、P、S、Cl的非金属性强弱 【思考】我们可采用怎样的方法来验证Si、P、S、Cl的非金属性强弱?
【投影展示】 硅、磷、硫、氯的性质比较 性质 Si P S Cl 非金属单质与氢气反应的条件 高温 磷蒸气与氢气能反应 须加热 光照或点燃时发学生爆炸而化合 最高价氧化物对应水化物的酸性强弱 H4SiO4 弱酸 H3PO4 中强酸 H2SO4 强酸 HClO4 比H2SO4更强的酸
由上述资料可知Si、P、S、Cl的非金属性强弱关系为: 。 通过对Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl性质的比较,我们可以得出:
【结论】对其他周期元素性质进行研究,也可以得到类似的结论,即:同一周期从左往右,金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强。 探究3、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变化,这一规律叫做元素周期律。 2、元素周期律的具体内容:元素周期律是指:① ;② ;③ ; ④ 的周期性变化。 3、元素周期律的实质: 。 【课堂总结】 【当堂达标】 1、下列说法正确的是 ( ) A.Na、Mg、Al还原性依次减弱 B.HCl、PH3、H2S稳定性依次减弱 C.NaOH、KOH、CsOH碱性依次减弱 D.O2-、Cl-、Ca2+半径依次减小 2、甲、乙两种非金属比较,能说明甲比乙的非金属性强的是 ( ) ①甲比乙容易与H2化合 ②甲单质能与乙阴离子发生氧化还原反应 ③甲的最高价氧化物对应水化物的酸性比乙的酸性强 ④与某金属反应时甲原子得电子数比乙得的多 ⑤甲单质的熔沸点比乙的低 A.只有④ B.只有⑤ C.①②③ D.①②③④ 3、元素周期律的实质是( ) A.相对原子质量逐渐增大 B.核电荷数逐渐增大 C.核外电子排布呈现周期性变化 D.元素的化合价呈现周期性变化 4、已知X、Y、Z为三种原子序数相连的元素,最高价氧化物对应水化物的酸性相对强弱是:HXO4>H2YO4>H3ZO4。则下列说法正确的是( ) A.气态氢化物的稳定性:HX>H2Y>ZH3 B.非金属活泼性:Y<X<Z C.原子半径:X>Y>Z D.原子最外电子层上电子数的关系:Y= (X+Z) 5、制冷剂是一种易被压缩、液化的气体,液化后在管内循环,蒸发时吸收热量,使环境温度降低,达到制冷目的。人们曾采用过乙醚(CH3-O-CH3)、CH3Cl等作制冷剂,但它们不是有毒,就是易燃。于是科学家根据元素性质的递变规律来开发新的制冷剂。据现有知识,某些元素化合物的易燃性、毒性变化趋势如下: (1)氢化物的易燃性:第二周期 ____________>____________>H2O>HF; 第三周期SiH4>PH3>____________>____________。 (2)化合物的毒性:PH3>NH3;H2S______H2O;CS2____CO2;CCl4>CF4。(选填“>”或“<”) 于是科学家们开始把注意力集中在含F、Cl的化合物上。 (3)已知CCl4的沸点为76.8℃,CF4的沸点-128℃。新制冷剂的沸点范围介于其间。经过较长时间的反复试验,一种新的制冷剂氟利昂(CF2Cl2)终于诞生了。然而,这种制冷剂造成了当今的某一环境问题是____ ___。但这求助于周期表中元素及其化合物的_______(填序号)变化趋势来开发制冷剂的科学思维方法是值得借鉴的。 ①毒性 ②沸点 ③易燃性 ④水溶性 ⑤颜色 A.①②③ B.②④⑤ C.②③④ 6、某化学兴趣学习小组在做同周期元素性质递变规律实验时,自己设计了一套实验方案,并记录了有关实验现象如下表。
实验方案 实验现象 ① 用砂纸擦后的镁带与沸水反应,再向反应后溶液中滴加酚酞 (A)浮于水面,熔成一个小球,在水面上无定向移动,随之消失,溶液变红色 ② 向新制的H2S饱和溶液中滴加新制的氯水 (B)产生气体,可在空气中燃烧,溶液变成浅红色 ③ 钠与滴有酚酞试液的冷水反应 (C)反应不十分强烈,产生的气体可以在空气中燃烧 ④ 镁带与2mol·L-1的盐酸反应 (D)剧烈反应,产生可燃性气体 ⑤ 铝条与2mol·L-1的盐酸反应 (E)生成白色胶状沉淀,继而沉淀消失 ⑥ 向AlCl3溶液滴加NaOH溶液至过量 (F)生成淡黄色沉淀
请你帮助该小组同学整理并完成实验报告: (1) 实验目的:探究同周期元素的金属性和非金属性的递变规律。 (2) 实验用品:仪器:① ② ③ ④ 试管夹 ⑤ 镊子 ⑥ 小刀 ⑦ 玻璃片⑧ 砂纸⑨ 烧杯等; 药品:钠、镁带、铝条、2mol·L-1的盐酸、新制的氯水、饱和的H2S溶液、AlCl3溶液、NaOH溶液等。 (3) 实验内容:(填写与实验方案相对应的实验现象) ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ (用A-F表示) 写出③的离子方程式 。 (4) 实验结论: 。 【反思总结】
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元素周期律学案 [高中化学]
发表于:2013-08-08 阅读:70次
元素周期律学案 【我思我学】 查一查:元素的原子半径与原子序数的关系? 想一想:元素原子核外电子排布与原子序数的关系? 议一议:如何比较元素的金属性、非金属性? 议一议:元素的性质与元素原子结构的关系? 【同步导学】 一、 评 价 要 点 了解:原子结构与元素性质的关系。 理解:元素的金属性、非金属性。 学会:比较元素金属性、非金属性的强弱。 理解:元素周期律的含义。 二、 方 法 指 引 1.如何比较元素的金属性、非金属性? 通常情况下,元素的金属性越强,它的单质就越容易从水或酸中置换出氢,该元素最高价氧化物对应的水化物的碱性就越强;元素的非金属性越强,它的单质就越容易与氢气化合形成气态氢化物,气态氢化物就越稳定,该元素最高价氧化物对应的水化物的酸性就越强。 (1)比较元素金属性强弱的依据 ①单质与水或酸反应置换出氢的难易程度(或反应的剧烈程度)。越易者,元素的金属性越强。 ②最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱。碱性越强者,其金属性越强。 ③金属间的置换反应。一般活泼金属可从不活泼金属的盐溶液中将不活泼金属置换出来。 ④金属阳离子氧化性强弱。一般阳离子的氧化性越强,对应金属的金属性越弱。 (2)比较元素非金属性强弱的依据 ①单质与氢气化合的难易程度及生成气态氢化物的稳定性。一般与氢气化合越易,生成的氢化物越稳定,说明非金属性就越强。 ②最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱。酸性越强,说明其非金属性越强。 ③非金属单质的置换反应。一般活泼非金属可以置换出不活泼的非金属。 ④元素的原子对应阴离子的还原性强弱。阴离子的还原性越强,对应非金属的非金属性就越弱。 2.微粒半径大小的比较规律 (1)同种元素的微粒半径比较 ①原子半径大于阳离子半径 ②原子半径小于阴离子半径 ③同种元素不同价态的离子,价态越高,离子半径越小 (2)不同种元素的微粒半径比较 ①具有相同电子层数的原子,原子序数越大,原子半径越小(希有气体除外)。 ②最外层电子数相同的原子,原子序数越大,原子半径越大,其对应的相同价态的离子半径也越大。 ③对于电子层结构相同的离子,原子序数越大,离子半径越小。 三、 典 型 例 题 例1 下列各组元素性质的递变情况错误的是 ( ) A.Li、Be、B原子最外层电子数依次增多 B.P、S、Cl元素最高正价依次升高 C.N、O、F原子半径依次增大 D.Na、K、Rb的电子层数依次增多 [分析] 此题考查元素性质的递变规律,解答此类题应严格遵循元素周期律的递变关系,把握好核外电子排布与原子半径、元素化合价、元素金属性、元素非金属性的关系。根据元素周期律可知,随着原子序数的递增,原子结构、原子半径、元素的金属性和非金属性呈周期性的变化,A、B、D选项均正确,C选项中原子半径应是依次减小。 [答案] C 例2 下列叙述中能肯定说明金属A比金属B的活泼性强的是 ( ) A.A原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少 B.A原子电子层数比B原子电子层数多 C.1mol A从酸中置换出的H2比1molB从酸中置换的H2多 D.常温时,A能从酸中置换出氢,而B不能 [分析] 能说明金属A比金属B活泼性强弱的依据应该是金属从水或酸中置换出氢的难易程度,而非失去电子的多少。D项中A能从酸中置换出H2,说明A易失去电子,而B不能从酸中置换出H2,说明B比A难失去电子,进而说明A的金属性强。 [答案] D 【随堂检学】 1.元素的性质呈周期性变化的根本原因是 ( ) A.元素原子量的递增,量变引起质变 B.元素的原子半径呈周期性变化 C.元素原子的核外电子排布呈周期性变化 D.元素的金属性和非金属性呈周期性变化 2.下列元素中,原子半径最大的是( ) A.锂 B.钠 C.氟 D.氯 3.下列叙述中, 错误的是 ( )【A】 A.原子半径:Cl>S>O B.还原性:Na>Mg>Al C.稳定性:HF>HCl>HBr D.酸性:HClO4>H2SO4>H3PO4 4.下列各组元素中,按原子半径依次增大顺序排列的是 ( )【B、D】 A.Na、 Mg、 Al B.Cl、 S、 P C. Be、 N 、 F D.Cl、 Br、 I 5.对Na、Mg、Al的有关性质的叙述正确的是 ( ) A.碱性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3 B.原子半径:Na<Mg<Al C.离子半径:Na+<Mg2+<Al3+ D.单质的还原性:Al>Mg>Na 6.某元素的气态氢化物化学式为H2R,此元素最高价氧化物对应水化物的化学式可能为( )【B】 A.H2RO3 B.H2RO4 C.HRO3 D.H3RO4 7.元素周期律是指 。 8.元素周期律的实质: 。 9.元素性质呈周期性变化:元素性质随 的递增,呈周期性变化,如: (1)原子最外层上的电子数 ; (2)元素的原子半径 (希有气体除外); (3)元素的主要化合价:正价由 ,负价由 ; (4)元素的金属性 、非金属性 ; 10.下列可作为元素金属性强弱判断依据的是2、3、5、6、8、10 ,可作为元素非金属性判断依据的是1、4、7、9、10 ①单质与氢化合的难易及氢化物的热稳定性 ②单质与水(或酸)反应置换出氢的难易 ③最高价氧化物对应水化物的碱性强弱 ④一般情况下,非金属的相互置换 ⑤依据金属活动顺序表 ⑥一般情况下,金属阳离子的氧化性强弱 ⑦最高价氧化物对应水化物的酸性强弱 ⑧金属的相互置换 【活用所学】 11.下列各组微粒,按半径由大到小的顺序排列的是 ( ) A.Mg、Ca、K、Na B.S2-、Cl-、K+、Na+ C.Br-、Br、Cl、S D.Na+、Al3+、Cl-、F- 12.某元素X的最高价含氧酸的化学式为HnXO2n-2,则在某气态氢化物中,X元素的化合价为 ( )A.-(12-5n) B.-(12-3n) C. -(6-3n) D. -(10-n) 13.X元素的阳离子和Y元素的阴离子具有与氩原子相同的电子层结构,下列叙述中,正确的是 ( ) A.X的质子数比Y的小 B.X原子的最外层电子数比Y的大 C.X元素的最高正价比Y的小 D.X是金属元素,而Y是非金属元素 14.aXn-和bYm+两种单原子离子,它们的电子层结构相同,下列关系式或化学式正确的是 ( ) A. a-n=b+m B. 氢化物HnX(或XHn) C. a+n=b-m D. 氧化物YOm 15.下列各组元素性质递变情况错误的是 ( )【AC】 A.Li、B、Be原子最外层电子数依次增多 B.P、S、Cl元素最高正化合价依次升高 C.B、C、N、O、F原子半径依次增大 D.Li、Na、K、Rb的金属性依次增强 16.半径由小到大、氧化性由强到弱的一组微粒是 ( ) A.H+、Al3+、Mg2+、K+ B.O、P、S、Cl C.S2-、Cl-、K+、Ca2+ D.Na、Mg、Al、K 17.有A、B、C、D四种元素,最高正价依次为1、4、5、7,其核电荷数按B、C、D、A顺序增大。已知B的次外层电子数为2,C、D、A原子次外层电子数均为8,C、D原子的电子层数相同,A原子的核外电子数不超过20,则A为 ,B为 ,C为 ,D为 . 18.元素R的气态氢化物化学式为HxR。在标准状况下,8.5gHxR气体的体积是5.6L。将5.1gHxR气体通入200mL 0.75mol·L-1的CuCl2溶液中正好完全反应,并生成黑色沉淀。 (1)求HxR的式量; (2)推断x值,并确定R元素的名称。
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第一节 元素周期表第三课时核素学案 [高中化学]
发表于:2013-08-08 阅读:143次
第一章 物质结构 元素周期律 第一节 元素周期表第三课时核素学案 班级___________姓名___________ 【学习目标】 1.了解原子结构与同位素、使学生懂得质量数和 X的含义; 2.初步学会元素周期表的位置与元素组成微粒的结构联系起来的运用能力。 【重点难点】 核素、同位素、质量数和 X的含义。 【教学过程设计】 【复习导入】看表分析: 构成原子的粒子及其性质 构成原子的粒子 电子 原子核 质子 中子 电性和电量 一个电子带一个单位负电荷 一个质子带一个单位正电荷 不显电性 质量/kg 9.109×10-31 1.673×10-27 1.675×10-27 相对质量 质子的1/1836 1.007 1.008 【思考】 1、原子是由什么粒子构成的? 2、质子带正电,电子带负电,而原子不显电性的原因? 3、原子的质量主要取决于哪种微粒? 一、原子的构成:
1.原子
原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数,因此,原子呈电_______性。 2.质量数 (1)定义:原子的质量主要集中在 上,质子和中子的相对质量都近似为1,如果忽略电子的质量,将核内所有 和 的相对质量取 相加,所得的数值叫做质量数。 (2)质量数与质子数和中子数间的关系: 质量数(A)= + 3.原子组成的表示方法: X [课堂练习] 1、若有某种新元素,它的原子核内有161个中子,质量数为272。该元素的原子序数与原子核内中子数的关系是( ) A.大于 B.小于 C.等于 D.不能肯定 2、填表: 粒子符号 质子数(Z) 中子数(N) 质量数(A) 用 X表示为 Cl 17
35
Al
14 27
Na+
12 23
S2—
S2— 3、硫的二价阴离子的核外电子数是18,中子数为17,那么它的质量数是多少?_________ 【复习】元素的定义: 元素是具有_________核电荷数(即 )的同一类原子的总称。元素的种类是由原子核内的 决定的。 【思考】同种元素的质子数相同,中子数是否相同呢? 【探究】完成下表:三种不同的氢原子 元素符号 原子符号 质子数 中子数 氢原子名称和简称
________ ① H
氕( H) ② H
氘(D) ③ H
氚(T) 二、核素和同位素 1、核素: (1)定义:把具有一定数目 和一定数目 的 原子叫做核素。 如 H、 H和 H就各为一种核素。 (2)要点: ①表示核素要用原子符号: X; ②核素的概念界定了一种原子,是微观概念; ③一种核素就是一种原子,不指离子。 【思考】 H、 H和 H三种核素间如何称呼? 2、同位素 (1)概念:___________相同而________不同的同一________的不同________互称为同位素。 (2)对同位素的理解: 两同(同质子数、同一元素)、两不同(中子数不同、原子不同) (3)同位素的特点: ①同位素在周期表里占据同一位置;②化学性质几乎完全相同,物理性质略有差异; ③天然存在的同位素,相互间保持一定比率。 3、元素、核素、同位素三者之间的关系:见课件 4、同位素举例及应用:见教材P10 【课堂练习】 4、在 Li、 Li、 Na、 Mg、 C、 N中: (1) 和 互为同位素。 (2) 和 质量数相等,但不能互称同位素。 (3) 和 的中子数相等,但质子数不等,所以不是同一种元素。 5、用放射性14C的羧酸衍生物在特定条件下可通过断裂DNA来杀死细胞,抑制艾滋病。 下面有关14C的叙述正确的是( ) A.14C与14N含有相同的中子数 B.14C与C60互为同位素 C.14C与C60中普通碳原子的化学性质不同 D.14C与12C互为同位素 6、 H、 H、 H、H+、H2是( ) A.氢的五种同位素 B.五种氢元素 C.氢的五种核素 D.氢元素的五种不同粒子 三、元素的相对原子质量的求法 1.核素的相对原子质量: 例1、已知一个 O的质量为2.657×10-26kg ,一个 C的质量为1.993×0-26 kg,求 O 的相对原子质量。 【解】 2、核素的近似相对原子质量:核素的近似相对原子质量=质量数 如: O的近似相对原子质量为_____________。 3、元素的相对原子质量: 是按该元素所含各种天然、稳定核素所占的一定百分比算出来的平均值。 R= R1×a1% +R2×a2% +……+Rn×an% ,其中R1、R2…Rn为各核素的相对原子质量a1%、a2%…an%为各核素的原子个数百分比或物质的量分数。 4、元素的近似相对原子质量: 如果用各核素的质量数A1、A2……An代替其相对原子质量,计算得到的是元素的近似相对原子质量。 例2、已知氯元素有两种天然同位素,并测得以下数据,请完成表中空格,其中①和②要有计算过程。
含量(丰度) 相对原子质量 近似相对原子质量 35Cl 75.77% 34.969
37Cl 24.23% 36.966
Cl
① ② 【解】①元素的相对原子质量: ②元素的近似相对原子质量:
【课堂练习】 1.某微粒用 表示,下列关于该微粒的叙述正确的是( ) A.所含质子数=A-n B.所含中子数=A-Z C.所含电子数=Z+n D.质量数=Z+A 2.某元素B的核电荷数为Z。已知Bn-和Am+的核外具有相同的电子层结构,则A元素的核电荷数用Z、n、m来表示,应为( ) A.Z+n-m B.Z-n+m C.Z-n-m D.Z+m+n 3.下列叙述中正确的是( ) A.氢有三种同位素,即有三种氢原子 B.所有元素的原子核均由质子和中子构成 C.具有相同的核电荷数的粒子总称为元素 D.3H是一种同位素 4.以下互为同位素的是( ) A.金刚石与石墨 B.D2与H2 C.CO与CO2 D.35Cl与37Cl 【课后作业】 1、元素的种类和原子的种类( ) A.前者大 B.后者大 C.相同 D.无法确定 2、1995年我国科研人员在兰州首次合成了镤元素的一种同位素镤-239,并测知其原子核内有148个中子。现有A元素的一种同位素,比镤-239的原子核内少54个质子和100个中子,则A元素在周期表中的位置是( ) A.第三周期第ⅠA族 B.第四周期第ⅠA族 C.第五周期第ⅠA族 D.第三周期第ⅡA族 3、aX和bY分别是元素X和元素Y的一种同位素,已知a>b,则元素X和Y相对原子质量之间的关系是( ) A.大于 B.小于 C.等于 D.无法确定 4、X元素原子的质量数为m,核内中子数为n,则WgX+含有电子的物质的量(mol)是( ) A.(m—n)×W/m B.(m—n-1)×W/m C.(m+n)×W/m D.(m—n+1)×W/m 5、用A.质子数 B.中子数 C.核外电子数 D.最外层电子数 E.电子层数,填写下列空格。(1)同位素种类由________决定; (2)元素种类由________决定; (3)元素有同位素由________决定; (4)元素的化学性质主要由________决定。 6、36 g H2O与80 g D2O的物质的量之比是________,分子中所含质子数之比是________,所含中子数之比是________,它们分别与Na反应时,所放出气体体积之比(同条件)是________,质量之比是________。 7、已知Cl元素有两种天然同位素 、 。在形成的Cl2分子中,会有 种不同的分子,它们的相对分子质量分别为 、 、 。 8、已知碳有两种常见的同位素12C、13C;氧也有常见的三种同位素16O、17O、18O。由这5种粒子构成的二氧化碳分子中,其相对分子质量最多可能有( ) A.6种 B.10种 C.11种 D.12种 9、 某元素的同位素 X,它的氯化物XCl2 1.11g溶于水制成溶液后, 加入1mol/L的AgNO3溶液20mL恰好完全反应.若这种同位素原子核内有20个中子,求: (1)Z值和A值; (2)X元素在周期表中的位置; (3)把X的单质放入水中,有何现象?写出反应的化学方程式。 |
第一节 元素周期表第二课时学案 [高中化学]
发表于:2013-08-08 阅读:73次
第一章 物质结构 元素周期律 第一节 元素周期表第二课时学案 班级___________姓名___________ 【学习目标】 1、知道金属和非金属的原子结构与元素性质的关系; 2、掌握碱金属和卤族元素性质的相似性和递变性; 3、能初步学会总结元素递变规律的能力。 【教学重点】掌握碱金属和卤族元素性质的相似性和递变性 【教学难点】能初步学会总结元素递变规律的能力 【教学过程】 【引入】周期表中为什么把锂、钠、钾等元素编在一个族?它们的原子结构和性质有什么联系? 二、元素的性质和原子结构 1.碱金属元素: 碱金属: _______、_______、_______、_______、_______。 (1)碱金属的原子结构:填写课本第5页表格,分析碱金属原子结构异同点: 同:最外层电子数均为_______个 异:核电荷数:______________ 电子层数:______________ 原子半径:______________ (2)化学性质: 根据课本P6实验,比较钠和钾化学性质的不同:
K Na 与O2反应
与H2O反应
[思考与交流] 1、钾和钠的化学性质有什么相似之处?有什么不同之处? 2、你认为元素的性质与它们的原子结构有关系吗? 结论1:碱金属元素原子最外层都有 个电子,它们的化学性质 ,碱金属元素的化合价都显 价,都能跟氧气及水发生反应,完成下列方程式: ① Li+O2 ________________ Na+O2________________ K、Rb等碱金属与O2反应,会生成超氧化物。 Rb、Cs在室温时,遇到空气会立即燃烧。 ② Na+H2O K+H2O 通式:2R + 2 H2O =2 ROH + H2 ↑ 结论2:随着核电荷数的增加,碱金属元素原子的电子层数逐渐 ,原子半径逐渐 ,原子核对最外层电子的引力逐渐 。所以,碱金属元素的性质也有差异,从锂到铯,元素的金属性逐渐 。如它们与氧气或水反应时,钾比钠的反应 ,铷、铯的反应 。 [想一想]元素金属性强弱的判断依据有哪些? 元素金属性强弱可以从其单质与水(或酸)反应置换出氢的___________,或它们的最高价氧化物的水化物——氢氧化物的____________来比较。 (3)碱金属的主要物理性质:阅读教材P7表1-1 总结:碱金属的主要物理性质: ①相似性:________色固体(Cs略带金色)、硬度_____、密度______(轻金属)、熔点_____、易导热、导电、有延展性。 ②递变性:从锂到铯,密度逐渐 (K反常),熔沸点逐渐 。 【练习】 1.下列叙述不正确的是( ) A.原子半径:Li > Na > K > Rb > Cs B.核电荷数:Li < Na < K C.电子层数:Li < Na <K D.最外层电子数都是1个,易失电子 2.关于碱金属元素的下列叙述中,错误的是( ) A.碱金属元素原子最外层都只有1个电子 B.依Li、Na、K、Rb、Cs,单质熔沸点升高,密度增大 C.随核电荷数递增,氢氧化物碱性增强 D.随电子层数增加,原子半径增大,金属还原性增强 2、卤族元素: _______、_______、_______、_______。 (1)原子结构: 根据课本P7原子结构示意图,分析卤族元素原子结构的异同点: 同:最外层电子数均为_______个 异:核电荷数:______________ 电子层数:______________ 原子半径:______________ [思考]根据原子结构,试着推测氟氯溴碘在化学性质上的相似性和递变性。 (2)卤素单质的物理性质变化规律: 颜色:逐渐_________ 状态: _______________ 密度:逐渐_____________ 熔沸点:逐渐_________ 溶解性:逐渐_________ (3)化学性质: 1)卤素单质与氢气反应 卤素和H2的反应可用通式H2+X2= 来表示 总结:从氟到碘,卤素单质与氢气反应,剧烈程度: 生成的氢化物稳定性: 2)卤素单质间的置换反应: 【实验1-1】完成下列实验,观察现象。写出有关反应的化学方程式。 ① NaBr+Cl2 = ____________________ Br—+Cl2 =_____________________ ② KI +Cl2 = _____________________________ I-+Cl2 = _____________________ ③ KI +Br2 = _____________________________ I-+Br2 = _____________________ 【资料】溴和碘在水和有机溶剂中的颜色比较(溶质由稀到浓)
水 四氯化碳CCl4(比水重) 溴 黄→橙色 橙→橙红 碘 黄→褐 紫→紫红 [结论]随着核电荷数的增加,卤素单质的氧化能力逐渐 ,非金属性逐渐 , 氧化性由强到弱的顺序为: 。 [想一想]元素非金属性强弱的判断依据有哪些? 元素的非金属性强弱可以从其最高价氧化物的水化物的_____性强弱,或与氢气生成气态氢化物的____________以及氢化物的_______性来推断。 【归纳整理】 通过比较碱金属单质与氧气、水的反应,以及卤素单质与氢气的反应、卤素单质间相互置换反应,我们可以看出,元素性质与原子结构有密切关系,主要与原子核外电子的排布,特别是_______________有关。原子结构相似的一族元素,它们在化学性质上表现出______性和_________性。 【结论】 在元素周期表中,同主族元素从上到下原子核外电子层数依次 ,原子半径逐渐______,失电子能力逐渐 ,得电子能力逐渐 ,所以金属性逐渐 ,非金属性逐渐________。 【达标练习】 1、砹(At)是卤族元素中位于碘后面的元素,试推测砹和砹的化合物最不可能具备性质( ) A.砹易溶于某些有机溶剂 B.砹化氢很稳定不易分解 C.砹是有色气体 D.砹化银不溶于水或稀HNO3 2、碱金属钫(Fr)具有放射性,它是碱金属元素中最重的元素,下列预言错误的是( ) A.在碱金属中它具有最大的原子半径 B.它的氢氧化物化学式为FrOH,是一种极强的碱 C.钫在空气中燃烧时,只生成化学式为Fr2O的氧化物 D.它能跟水反应生成相应的碱和氢气,由于反应剧烈而发生爆炸 3、甲、乙、丙三种溶液各含有一种X—(X—为Cl—、Br—、I—)离子。向甲中加淀粉溶液和氯水,则溶液变为橙色,再加丙溶液,颜色无明显变化。则甲、乙、丙依次含有( ) A.Br—、Cl—、I— B.I—、Br—、Cl— C.Br—、I—、Cl— D.Cl—、I—、Br— 4、下列关于卤素的叙述正确的是( ) A.卤素只以化合态存在于自然界中 B.随核电荷数增加,单质熔沸点升高 C.随核电荷数增加,单质氧化性增强 D.单质与水反应,均可用通式X2+H2O=HX+HXO表示 5、按锂、钠、钾、铷、铯的顺序,性质递变依次减小的是( ) A.电子层数 B.单质的还原性 C.金属性 D.熔点和沸点 6、钠和铯都是碱金属元素,下列关于铯及其化合物的叙述中不正确的是( ) A.硫酸铯的化学式为Cs2SO4 B.氢氧化铯是一种强碱 C.Cs的熔沸点比Na的低 D.碳酸铯受热易分解成氧化铯和二氧化铯 7、下列金属与水反应最剧烈的是( ) A.Li B.K C.R不 D.Cs
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第一节 元素周期表第一课时学案 [高中化学]
发表于:2013-08-08 阅读:77次
第一章 物质结构 元素周期律 第一节 元素周期表第一课时学案 班级___________姓名___________ 【学习目标】 1、了解元素周期表的结构以及周期、族等概念; 2、通过自学有关元素周期表的结构的知识,学会分析问题、解决问题的能力。 【教学重点】元素周期表的结构 【教学难点】原子结构与元素周期表的位置相互推断 【教学过程】 【阅读教材】了解元素周期表的发展史 【思考与交流】请同学们观察元素周期表,阅读4—5页,思考: 1、什么是原子序数?原子序数与原子结构有何关系? 2、现在的周期表以什么原则编排?有多少横行?多少周期?每周期有多少元素?有多少纵行?有多少族?如何分布? 【归纳与整理】 一、元素周期表 1、编排原则: 1)把 相同的元素按原子序数递增的顺序从左到右排列成一个横行; 2)把不同横行中 相同的元素按电子层数递增的顺序由上而下排列成纵行。 2、结构: 1)周期:元素周期表共有 个横行,每一横行称为一个 ,周期表共有 个周期。 ①周期序数与电子层数的关系: 。 ②周期的分类:元素周期表中,我们把1、2、3周期称为 ; 周期称为长周期;第 周期称为不完全周期。 2)族:元素周期表共有 个纵行,除了 三个纵行称为Ⅷ外,其余的每一个纵行称为一个 ,故元素周期表共有 个族。其中 个主族, 个副族,一个 族,一个 族。族的序号一般用罗马数字表示。 ①族的分类: a、主族:由 元素和 元素共同构成的族。表示方法:在族序数后面标“A”字如:_____________________________。 b、副族:完全由 元素构成的族。表示方法:在族序数后标“B”字。如________ __________________。 c、第Ⅷ族: 三个纵行 d、0族:第 纵行,即稀有气体元素 ②主族序数与最外层电子数的关系: ③族的别称: ⅠA(除氢外)称为 元素 ⅣA称为 元素 ⅤA称为 元素 ⅥA称为 元素 ⅦA称为 元素 0族称为 元素 【小结】 1.元素周期表的结构: 短周期:3个(一、二、三行)(元素有2、8、8种) 周期 长周期:3个(四、五、六行)(元素有18、18、32种) 不完全周期:1个(七行)(元素有26种) 元素周期表结构 主族:7个(1、2、13、14、15、16、17列) 副族:7个(3、4、5、6、7、11、12列)B族 族 第VIII族:1个(8、9、10列) 零族:1个(18列) 周期的结构:三短、三长、一不全;族的结构:七主、七副、零、八族。 2.记忆口诀: 横行叫周期,共有7周期;3、4分长短,第7不完全。 纵行称作族,总共十六族;一八依次现,一零再一遍; Ⅷ族最特殊,三行是一族:二三分主副,先主后副族; 镧锕各十五,均属ⅢB族;构位性一体,相互可推断。 3.强调: ①各族在元素周期表中的位置: 在元素周期表中,各族从左到右的依次是: IA IIA IIIB IVB VB VIB VIIB VIII IB IIB IIIA IVA VA VIA VIIA 0。 ②过渡元素: 从ⅢB族到ⅡB族10个纵行的元素。它包括了第Ⅷ族和全部副族元素,这些元素都是金属元素。 【反馈练习】 1、请描述出Na、C、Al、Cl在周期表中的位置。
2、某元素位于第二周期第ⅦA 族,它是________元素。 3、请大家根据元素周期表,完成下表内容。 类别 周期序数 起止原子序数 包括元素种数 核外电子层数 短周期 1 H—He
2 Li—Ne
3 Na—Ar
长周期 4 K—Kr
5 Rb—Xe
6 Cs—Rn
不完全周期 7 Fr—112号
3、元素在周期表中位置确定方法: (1)原子结构示意图法:本法常用于原子序数小于18号元素或已知某微粒的核外电子排布。 例1.某元素原子结构示意图为 它应该在第______周期第______族。
(2)以稀有气体为基准推导法: ①要求: 一要牢记各周期对应的零族元素的原子序数; 二要熟悉周期表中每个纵行对应的族的序数。 ②方法: a.比大小,定周期 b.求差值、定族数 例2.判断原子序数为41的元素在周期表中的位置。
【练习】推断质子数为35和88的元素在周期表中的位置分别是: _________________________________ ___________________________________。 例3.据国外有关资料报道,在独居石(一种共生矿,化学成分为Ce、La、Nb…的磷酸盐)中,查明有尚未命名的116、124、126号元素。试判断,共中116号元素的应位于周期表中的( ) A.第六周期ⅣA族 B.第七周期ⅥA族 C.第七周期Ⅷ族 D.第八周期ⅥA族 4、序差规律 【思考感悟】观察元素周期表,请同学思考: (1)同周期相邻主族元素的原子序数之差是多少? (2)同主族相邻元素原子序数之差是多少? 【规律】 1.同周期相邻元素:第ⅡA族、ⅢA族元素的原子序数相差1、11或25,其余原子序数相差均为1。 2.同主族相邻周期元素: a.ⅠA和ⅡA相邻元素,原子序数相差上一周期的元素种数。 b. ⅢA至ⅦA和O族的相邻元素,原子序数相差下一周期的元素种数。 【同步练习】 1.同周期相邻IIA和IIIA的原子序数相差不可能的数据有( ) A.1 B.10 C.11 D.25 2.若ⅡA族某元素原子序数为x,那么原子序数为x+1的元素可能位于( ) A.ⅢA族 B.ⅠB族 C. ⅡB族 D. ⅢB族 3. 甲、乙是周期表中同一主族的两种元素,若甲的原子序数为X,则乙的原子序数不可能是( ) A.x+2 B.x+14 C.x+8 D.x+18 A B C 4.A、B、C三种元素在周期表中的位置如图,已知三元素原子序数之和为29,则A、B、C元素为 、 、 。
【课堂练习】 1.主族元素在周期表中的位置取决于该元素的( ) A.相对原子质量和核外电子数 B.电子层数和最外层电子数 C.相对原子质量的最外层电子数 D.电子层数的次外层电子数 2.在短周期元素中,原子最外电子层只有1个或2个电子的元素是( ) A.金属元素 B.稀有气体元素 C.非金属元素 D.无法确定为哪一类元素 3.(2000年,广东)在周期表中,第三、四、五、六周期元素的数目分别是( ) A.8、18、32、32 B.8、18、18、32 C.8、18、18、18 D.8、8、18、18 4. 19世纪中叶,门捷列夫的突出贡献是( ) A.提出原子学说 B.提出分子学说 C.发现元素周期律 D.提出电离学说 5. 原子序数为83的元素位于:①第五周期 ②第六周期 ③ⅣA族 ④ⅤA族⑤ⅡB族, 其中正确的组合是( ) A.①④ B.②③ C.②④ D.①⑤ 6.国际上无机化学命名委员会于1989年规定,取消原长式周期表中主、副族族序号和“族”的概念,将元素周期表由左向右按顺序依次编为18列,如碱金属是第1列,稀有气体的列号为18,按照国际上这一新规定,下列说法中不正确的是( ) A.第3列中元素种类最多 B.第13列中都是金属元素 C.第17列中都是非金属元素 D.第18列元素通常很难与其他物质发生化学反应,把它们的化合价定为0 7.如果发现了原子序数为116的元素,下列对它的叙述中正确的是( ) ①位于第7周期 ②属于氧族元素 ③是非金属元素 ④属于锕系元素 A.①③ B.①④ C.②③ D.①② 【提高练习】 1.已知元素周期表中前七周期排满后的元素如下所示: 分析元素周期数和元素种数的关系,然后预测第八周期最多可能含有的元素种数为( ) A.18 B.32 C.50 D.64 2.下列各图为元素周期表的一部分,表中的数字为原子序数,其中正确的是( ) 2 3 4
11
19
2
10 11
18 19
A B
6
11 12 13
24
5 6 7
14
31 32
C D
3.下列各表为元素周期表中的一部分,表中数字为原子序数,其中M的原子序数为37的是 ( )
4.第三周期第IVA族的元素原子序数是: Na元素的原子序数为11,相邻的同族元素的原子序数是: 短周期元素中,族序数=周期序数的元素有: 族序数等于周期序数2倍的元素有: 周期序数=族序数2倍的有: 5.原子序数大于4的主族元素A和B的离子Am+和Bn—它们的核外电子排布相同,据此推 断: ①A和B所属周期数之差为_________________, ② A和B的核电荷数之差为______________(用含m、n的代数式表示) ③ B和A的族序数之差为________________(用含m、n的代数式表示) 6.A、B两元素,A的原子序数为x,A和B所在周期包含元素种类数目分别为m和n。 如果A和B同在ⅠA族,当B在A的上一周期时,B的原子序数为______________; 当B在A的下一周期时,B的原子序数为______________;如果A和B同在ⅦA族,当B在A的上一周期时,B的原子序数为______________;当B在A的下一周期时,B的原子序数为______________。 7.短周期元素X、Y、Z在周期表中的位置关系如右图所示,据此回答下列问题: (1)X元素形成单质的分子式是__________; (2)写出Y元素形成的单质跟水反应的化学方程式:______________________; (3)写出单质Z与钠反应的化学方程式:_____________________________。
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