利用化学反应制备物质学案（鲁科版必修2）。

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第1课时　利用化学反应制备物质
一、氯气的实验室制法
1．工业制法
化学方程式：2NaCl＋2H2O=====通电2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
离子方程式：2Cl－＋2H2O=====通电2OH－＋H2↑＋Cl2↑。
反应中氧化剂是H2O，还原剂是Cl－。
2．实验室制法
(1)反应原理
化学方程式：MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。
离子方程式：MnO2＋2Cl－＋4H＋=====△Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。
反应中氧化剂是MnO2，还原剂是Cl－。
(2)实验装置
①制气装置类型：固体＋液体――→△气体。
仪器名称：a分液漏斗。
②气体净化：装置B的作用是吸收HCl气体，装置C中的试剂是浓硫酸，其作用是干燥氯气。
③尾气吸收：
装置E中盛放的试剂是NaOH溶液，其作用是吸收多余的氯气，防止污染空气，反应的化学方程式是2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O。
(3)实验步骤
1.实验室制备氯气反应原理(强氧化剂＋浓盐酸)
(1)实验室是利用氧化还原反应制备Cl2。MnO2为氧化剂，HCl部分表现酸性，部分表现还原性，为还原剂。
①随着反应的进行，盐酸浓度逐渐变小，当变为稀盐酸时，反应停止。
②反应中有大量HCl挥发也是造成HCl不能完全参与反应的重要原因。
(2)实验室制备Cl2的其他方法
若实验室无MnO2，可以用强氧化剂KMnO4、KClO3、K2Cr2O7代替MnO2制Cl2。
16HCl(浓)＋2KMnO4===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
6HCl(浓)＋KClO3===KCl＋3Cl2↑＋3H2O
2．氯气净化(先除HCl，后除水蒸气)
3．实验室制取氯气注意事项
①必须用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应。
②为了减少制得的Cl2中HCl的含量，加热温度不宜过高，减少HCl的挥发。
③实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2，再拆卸装置，避免污染空气。
④尾气吸收时，不能用澄清石灰水吸收Cl2，因为溶液中Ca(OH)2浓度小，吸收不完全。

例1　(2017南宁高一检测)关于实验室用MnO2和浓盐酸反应制取Cl2的反应，下列说法中错误的是()
A．还原剂是HCl，氧化剂是MnO2
B．每生成1molCl2，转移电子的物质的量为2mol
C．每消耗1molMnO2，起还原剂作用的HCl消耗2mol
D．足量MnO2与含0.4molHCl的浓盐酸共热可得到0.1molCl2
考点　氯气的实验室制法
题点　实验室制取氯气的反应原理
答案　D
解析　实验室用MnO2和浓盐酸反应制取Cl2：MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，MnO2为氧化剂、HCl为还原剂，Cl由－1价→0价，故每生成1molCl2转移2mol电子。每消耗1molMnO2，参加反应的HCl为4mol，其中起还原作用的HCl为2mol。由于随着反应的进行，盐酸浓度变小，变为稀盐酸时，反应停止，故0.4molHCl不能完全反应，放出Cl2小于0.1mol。
思维启迪——浓盐酸和MnO2制取氯气反应原理的理解
(1)必须加热，常温下MnO2与浓盐酸不反应；
(2)必须用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应；
(3)随着反应的进行，盐酸浓度变小，当变为稀盐酸时，反应就会停止；
(4)浓盐酸在此反应中表现出酸性和还原性，表现还原性和表现酸性的HCl的物质的量之比为1∶1；
(5)此反应中氧化剂MnO2和还原剂HCl的物质的量之比为1∶2，而不是1∶4。
例2　(2017蚌埠高一检测)实验室制取氯气时有如下操作，其中正确的顺序是()
①连接装置并检查气密性　②缓缓加热　③在圆底烧瓶中加入MnO2粉末　④从装有浓盐酸的分液漏斗中加入浓盐酸　⑤将多余氯气用NaOH溶液吸收　⑥用向上排空气法收集氯气
A．①②③④⑤⑥B．③④②①⑥⑤
C．①④③②⑥⑤D．①③④②⑥⑤
答案　D
解析　实验室制取氯气进行实验操作时，先连接装置并检查装置的气密性，再加药品，且先加固体再加液体，为减少HCl的挥发要缓慢加热，利用氯气的密度比空气密度大的性质用向上排空气法收集氯气，氯气有毒，最后用碱液吸收多余氯气以防止污染空气。
规律方法——实验室制取Cl2的实验操作
(1)先连接装置，后检查气密性；
(2)先检查气密性，后加药品；
(3)先加固体，后加液体；
(4)先排出空气，后收集氯气；
(5)实验结束后，先停止反应并排出残留的Cl2，再拆卸装置，避免污染空气。
例3　实验室用下列仪器和药品制取干燥纯净的氯气。
(1)按气流从左到右，装置正确的连接为a→______，_______→______，_______→_______，______→_______(填各接口字母)。
(2)装置E的作用是________________，装置D的作用是________________。
(3)装置A和D中反应的化学方程式：
A________________________________________________________________________；
D________________________________________________________________________。
(4)某校化学兴趣小组称取8.7g二氧化锰与足量10molL－1的浓盐酸反应，理论上可制得氯气的体积(标准状况)V1＝________L。若该小组量取了10molL－1的浓盐酸40mL，与足量的二氧化锰反应，理论上产生氯气的体积为V2(标准状况)，则V1________(填“”“”或“＝”)V2，原因是______________________________________________________________。
答案　(1)f　h　b　c　e　d　g
(2)除掉氯气中混有的HCl　吸收多余的氯气
(3)MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
Cl2＋2NaOH===NaClO＋NaCl＋H2O
(4)2.24随着反应的进行，盐酸浓度减小，稀盐酸不与MnO2反应，反应不再进行
解析　(1)仪器的连接应按照制备、净化、收集、尾气吸收的顺序。(2)E的作用是除氯化氢杂质，装置D只有一段导气管，是尾气吸收装置，内装氢氧化钠溶液。(4)8.7g二氧化锰物质的量为0.1mol，MnO2与盐酸完全反应可产生0.1mol氯气，体积为2.24L；10molL－1的浓盐酸40mL，其中氯化氢的物质的量为0.4mol，若0.4mol氯化氢与足量MnO2完全反应也可产生0.1mol氯气，但浓盐酸在反应过程中会逐渐变稀，其中的0.4mol氯化氢不能完全反应，产生的氯气少于0.1mol，所以V1V2。
思维启迪
实验室制取气体的一套完整的装置应当由四部分组成：
气体发生装置―→气体净化装置―→气体收集装置―→尾气吸收装置
二、常见气体的实验室制法
实验室制取O2、H2、CO2、NH3、Cl2、SO2六种气体，从图Ⅰ中选取它们的发生装置，从图Ⅱ中选取它们的收集装置。
实验室制备气体药品制气装置收集装置
O2KMnO4或KClO3、MnO2a①④⑤
H2O2、MnO2c
H2Zn粒、稀硫酸bc①②
CO2CaCO3、稀盐酸bc④⑤
Cl2MnO2、浓盐酸d①④⑤
NH3Ca(OH)2、NH4Cla③
浓氨水、氢氧化钠(氧化钙、碱石灰)c
SO2Na2SO3、浓H2SO4c④⑤

(1)气体的发生装置选择：根据反应物状态(固体或液体)及反应条件(是否加热)。常见气体发生装置有固—固加热、固—液加热、固—液不加热三种。
(2)收集气体装置选择：根据气体的性质(溶解性及与空气的相对密度和化学性质)。
(3)净化装置选择：所选除杂试剂能与杂质反应，但不与主要成分气体反应。
(4)尾气处理装置选择：
①点燃法：如CO、H2、CH4等易燃性气体可用此法。
②吸收法：如Cl2、HCl、SO2、NO、H2S等可用氢氧化钠溶液吸收；NH3可用水或稀硫酸吸收。
③转化法：采用一定的方法，使有毒气体转化成无毒气体即可排放。如CO能转化为CO2排放。
例4　(1)如图所示是气体制取装置，下列能用此装置制取气体并能“随开随用、随关随停”的是________(填字母，下同)。
A．大理石和稀硫酸制取二氧化碳
B．锌粒和稀硫酸制氢气
C．浓盐酸和二氧化锰制取氯气
D．二氧化锰和双氧水制氧气
(2)为了净化和收集由盐酸和大理石制得的CO2气体，从下图中选择合适的装置并连接。合理的是________。
A．a—a′→d—d′→eB．b—b′→d—d′→g
C．c—c′→d—d′→gD．d—d′→c—c′→f
答案　(1)B　(2)C
解析　(1)该装置适用于块状固体与液体不加热反应制取气体。大理石和稀硫酸反应生成硫酸钙微溶物，附着在大理石的表面阻止反应的继续进行，A项错误；浓盐酸与二氧化锰反应需要加热，且MnO2为粉末状固体，C项错误；二氧化锰为粉末状固体，不易与H2O2分离，D项错误；只有B中锌粒与稀硫酸的反应符合。
(2)由盐酸和大理石制得的CO2气体中会含有杂质H2O(g)和HCl，分别用浓硫酸和饱和碳酸氢钠溶液除去，应先让气体通过饱和NaHCO3溶液除去HCl，再通过浓硫酸干燥。CO2的相对分子质量为44，比空气的大，收集CO2时应用向上排空气法。C项正确。
例5　实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如下图所示(省略夹持和净化装置)。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验，最合理的选项是()
选项a中的物质b中的物质c中收集的气体d中的物质
A浓氨水CaONH3H2O
B浓硫酸Na2SO3SO2NaOH溶液
C稀硝酸CuNO2H2O
D浓盐酸MnO2Cl2NaOH溶液

答案　B
解析　该装置为固液反应不加热制取气体，用向上排空气法收集气体，采用防倒吸的方法进行尾气处理。A项，氨气不能使用向上排空气法，错误；B项，正确；C项，铜与稀硝酸反应生成NO，在c中无法收集到纯净的NO2且不能用水吸收尾气，错误；D项，制取氯气需要加热，错误。
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→尾气吸收装置。
(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。
1．下列关于实验室制取Cl2的说法正确的是()
A．实验室中可用MnO2与1molL－1盐酸反应制Cl2
B．每生成1molCl2，转移2mol电子
C．每消耗1molMnO2，起还原作用的HCl消耗4mol
D．用烧瓶、铁架台、分液漏斗、导管可用于MnO2和浓盐酸反应制备Cl2
答案　B
解析　A项，实验室用MnO2和浓盐酸反应制取Cl2，1molL－1盐酸为稀盐酸，错误；B项，反应前后氯由－1价变为0价，每生成1molCl2，转移电子2mol，正确；C项，反应MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，每消耗1molMnO2，参加反应的HCl为4mol，其中起还原作用的HCl为2mol，错误；D项，缺少酒精灯，错误。
2．下列物质可用来干燥Cl2的是()
①碱石灰　②浓硫酸　③无水CaCl2　④P2O5
A．①②B．①③④
C．②③④D．①②③④
答案　C
解析　碱石灰主要成分是氧化钙和氢氧化钠，属于碱性干燥剂，不能用碱石灰干燥氯气等与碱反应的气体，可以干燥中性气体和氨气；浓H2SO4不能用于干燥氨气及H2S、HBr、HI等还原性气体，可用于干燥氯气等酸性气体和中性气体；P2O5不能干燥氨气，可以用来干燥酸性气体和中性气体；无水CaCl2可以用来干燥除氨气之外的常见气体。
3．下列关于实验室制取气体所用试剂的组合不合理的是()
A．制Cl2：MnO2、浓盐酸
B．制H2：稀硫酸、Zn
C．制O2：MnO2、H2O2
D．制CO2：稀硫酸、CaCO3
答案　D
解析　碳酸钙与稀硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水，覆盖在碳酸钙的表面使反应难以继续进行，因此，实验室应该选用稀盐酸与碳酸钙反应制取二氧化碳。
4．在氯气的制备实验中，有位同学设计了如图所示的制备装置，其中分液漏斗与烧瓶瓶塞之间连接一段橡胶管和玻璃管。下列对其作用的叙述中正确的是()
A．防止氯气造成大气污染
B．使反应的氯气循环使用
C．使烧瓶内的压强与大气压保持一致
D．使分液漏斗中的液体更容易流入烧瓶
答案　D
5．下列制备和收集气体的实验装置合理的是()
答案　D
解析　A项，用氯化铵和氢氧化钙制NH3，盛放固体反应物的大试管的管口应该略向下倾斜，防止试管炸裂；B项，用MnO2和浓盐酸制Cl2需要加热且集气瓶中导管应长进短出；C项，应该用向下排空气法或排水法收集H2。
6．在实验室中用MnO2和浓盐酸反应制备纯净干燥的氯气。
(1)写出反应的化学方程式：_____________________________________________。
(2)下图所示是一个学生设计的实验装置图。这个装置图有哪些错误？请分别指出：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________；
④________________________________________________________________________；
⑤________________________________________________________________________。
(有几处填几处)
(3)在改正的装置中，①洗气瓶中的饱和食盐水的作用：
________________________________________________________________________；
②洗气瓶中浓H2SO4的作用：__________________________________________________；
③烧杯中的NaOH溶液的作用：_________________________________________________。
答案　(1)MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
(2)①烧瓶下面缺石棉网　②铁圈下面缺酒精灯　③盛浓硫酸的洗气瓶和盛饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒了　④两个洗气瓶中的气体流向应该是长导管进，短导管出
(3)①吸收挥发出的氯化氢气体　②吸收水蒸气　③吸收多余的氯气
解析　此类题解应从以下角度分析：反应制气、除杂、干燥、收集、尾气吸收等基本过程；各过程所需试剂、反应条件、装置连接去判断。该反应需要加热，缺少酒精灯和石棉网，用MnO2和浓盐酸共热制得的氯气中，有挥发出来的HCl气体和水蒸气，应先用饱和食盐水除去HCl气体，再用浓硫酸除水蒸气，图中除杂顺序颠倒，两个洗气瓶的进、出气导管出错。
7．已知：2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，所以在实验室可用高锰酸钾固体和浓盐酸制氯气，实验装置如下图所示。
(1)请为该实验选择合适的发生装置______(填“A”或“B”)。
(2)要得到纯净、干燥的氯气，在发生装置和集气瓶之间还需要放置如下图中的________(填字母)。
(3)烧杯中所盛液体为________________，其作用是________________________________。
答案　(1)B　(2)D　(3)NaOH溶液　吸收多余的氯气
解析　(1)由题知，该反应制取气体的类型为固体＋液体→气体；反应不需加热，故应选择B装置。
(2)氯气中可能混有HCl、H2O(g)，HCl用饱和NaCl溶液除去，H2O(g)用浓硫酸除去，要得到纯净、干燥的氯气，应先除去HCl，再除去H2O(g)。
(3)烧杯中所盛液体为NaOH溶液，其作用是吸收多余的氯气。
[对点训练]
题组一　氯气的实验室制法
1．二氧化锰与浓盐酸作用制氯气的反应中，作为还原剂的HCl和参加反应的HCl物质的量之比是()
A．1∶1B．2∶1
C．1∶2D．任意比
答案　C
解析　反应：MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O中，4molHCl参加反应，只有2mol做还原剂被氧化为氯气。
2．某化学小组用如图所示装置制取氯气。下列说法中错误的是()
A．该装置图中至少存在三处明显错误
B．该实验中收集氯气的方法错误
C．为了防止氯气污染空气，必须进行尾气处理
D．在集气瓶的导管口处放一片湿润的淀粉KI试纸可以证明是否有氯气逸出
答案　B
解析　该反应应该用酒精灯加热，应该用分液漏斗而不是长颈漏斗，氯气有毒，应该进行尾气处理，故A项正确；由于氯气的密度比空气的密度大，所以用向上排空气法收集，故B项错误；湿润的淀粉KI试纸可以证明是否有氯气逸出，若有则变蓝，反之不变色，故D项正确。
3．下列说法正确的是()
A．MnO2与浓盐酸反应制Cl2的离子方程式：MnO2＋4HCl=====△Mn2＋＋2Cl－＋Cl2↑＋2H2O
B．工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气
C．生石灰能与水反应，可用来干燥氯气
D．实验室制备Cl2可用排饱和食盐水集气法收集
答案　D
4．化学实验有助于理解化学知识，形成化学观念，提高探究与创新能力，提升科学素养。在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。下列收集Cl2的正确装置是()
答案　C
解析　Cl2是有刺激性气味、密度比空气大、有毒的黄绿色气体，在制备和收集Cl2时必须有尾气吸收装置。A没有排气管不能用于收集气体；B用于收集密度比空气小的气体；C用于收集密度比空气大的气体，且有尾气吸收装置；D吸收氯气不能收集。
题组二　常见气体的实验室制取
5．按下述实验方法制备气体，合理又实用的是()
A．锌粒与稀硝酸反应制备H2
B．加热分解NH4Cl固体制NH3
C．亚硫酸钠与浓硫酸反应制备SO2
D．大理石与稀硫酸反应制备CO2
答案　C
解析　锌与稀硝酸反应产生NO，不产生H2；NH4Cl分解产生NH3和HCl的混合气体，很快又化合为NH4Cl，不易分离；Na2SO3与浓硫酸反应生成Na2SO4、H2O和SO2；大理石与稀硫酸反应生成微溶的CaSO4，会覆盖在大理石表面，使反应难以继续进行。
6．下列装置或操作能达到实验目的的是()
答案　C
解析　A项，由于氨气的密度小于空气的密度，用向下排空气法收集是正确的，但集气瓶瓶口不能密封(塞橡皮塞)，可塞一团疏松的棉花，目的是防止气体对流，以收集到较纯的氨气；B项，洗气时气体应长进短出；C项，通过观察长颈漏斗中液面是否下降，可以检查装置的气密性；D项，收集密度比空气重的二氧化碳气体用向上排空气法，应该为长管进气，短管排出空气。
7．下列制备气体的实验设计中错误的是()
选项ABCD
药品NH4Cl与Ca(OH)2石灰石和稀盐酸稀硝酸和铜片KMnO4与浓盐酸
装置

答案　C
解析　A装置适合固体和固体混合加热制取气体，可制取NH3，用碱石灰干燥，正确；B装置适合块状固体和液体反应不加热制取气体，可用于制取CO2，正确；C装置适合固体和液体加热制取气体，可用于制取NO，但NO极易被空气中的氧气氧化为NO2，只能用排水法收集，错误；D装置适合固体和液体不加热制取气体，KMnO4氧化性很强，与浓盐酸反应不需要加热，正确。
8．拟用下图所示装置制取下表中的四种气体(图中夹持仪器均已略去，a、b、c表示相应仪器中加入的试剂)，不能达到实验目的的是()
选项气体abc
AO2H2O2MnO2浓硫酸
BCO2稀盐酸碳酸钙饱和NaHCO3溶液
CNO稀HNO3铜屑H2O
DSO2浓硫酸Na2SO3浓硫酸

答案　C
解析　过氧化氢在二氧化锰的催化下生成氧气，经浓硫酸干燥后收集，A项正确；稀盐酸和碳酸钙反应生成二氧化碳，后用饱和碳酸氢钠溶液除杂，B项正确；铜和稀硝酸反应生成NO，应该用排水法收集，导管应该短进长出，C项错误；浓硫酸和亚硫酸钠反应制备二氧化硫，再用浓硫酸干燥可得纯净的二氧化硫，D项正确。
9．如图是用于干燥、收集并吸收多余气体的装置，下列方案正确的是()
选项X收集气体Y
A碱石灰氯化氢水
B碱石灰氨气水
C氯化钙二氧化硫氢氧化钠
D氯化钙一氧化氮氢氧化钠

答案　C
解析　A项，氯化氢是酸性气体，不能用碱石灰干燥，不正确；B项，氨气密度小于空气，应该是短导管进，长导管出，不正确；C项，二氧化硫是酸性气体，能用氯化钙干燥，且二氧化硫的密度大于空气，用向上排空气法收集，正确；D项，一氧化氮极易被空气中的氧气氧化生成二氧化氮，不能用排空气法收集，不正确。
10．用下列试剂与装置制备气体，能随用随制、随关随停的是()
选项试剂与制备的气体反应装置
A碳酸钠固体与稀硫酸制CO2
B二氧化锰与过氧化氢溶液制O2
C浓硝酸与铜片反应制NO2
D锌粒与稀硫酸制H2

答案　D
解析　碳酸钠固体与稀硫酸反应制CO2时，碳酸钠溶于水使反应无法随时停止，A项不符合题意；二氧化锰是粉末，无法被阻隔在有孔塑料隔板上，反应不能随时停止，B选项不符合题意；浓硝酸具有挥发性，不能使用长颈漏斗，应该用分液漏斗盛放与滴加，C选项不符合题意；锌粒与稀硫酸用该装置制备H2时，若关闭导管活塞，试管内压强增大，可把稀硫酸压回长颈漏斗，稀硫酸与锌粒脱离使反应停止，D项符合题意。
题组三　氯气制备综合
11．已知KMnO4与浓盐酸在常温下反应能产生Cl2。若用如图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气，并试验它与金属的反应。每个虚线框表示一个单元装置，其中有错误的是(不考虑①单元的夹持装置)()
A．只有①和②处B．只有②处
C．只有②和③处D．②③④处
答案　D
解析　本题考查氯气的制备、净化、干燥、尾气吸收及金属氯化物的制备的综合实验。由图示可知，①是Cl2发生装置，②③是除杂、干燥装置，④是氯化物制备装置。在②中，NaOH不仅能与HCl反应，也可与Cl2反应，应将NaOH溶液换成饱和食盐水；③中导气管应长进短出；④不能是密闭的，应有一个允许气体逸出的导管，并且加装尾气处理装置。
12．下列装置应用于实验室制氯气并回收氯化锰的实验，能达到实验目的的是()
A．用装置甲制取氯气
B．用装置乙除去氯气中的少量氯化氢
C．用装置丙分离二氧化锰和氯化锰溶液
D．制得的氯气可用碱石灰干燥
答案　C
解析　MnO2与浓盐酸反应生成Cl2，需加热，A项错误；除去Cl2中的HCl应通过饱和食盐水，且气体从长导管进入，B项错误；MnO2不溶于水，MnCl2可溶于水，两者用过滤的方法分离，C项正确；碱石灰属于碱性干燥剂，能与氯气反应，应用浓硫酸干燥Cl2，D项错误。
[综合强化]
13．利用如图所示的装置收集以下7种气体：①H2　②Cl2③O2　④HCl　⑤NH3　⑥NO　⑦NO2
(1)若烧瓶是干燥的，由B口进气，可收集的气体有__________(填序号，下同)，若由A口进气，可收集的气体有________。
(2)若在烧瓶内充满水，可收集的气体有________，气体应由________(填“A”或“B”)口进入。
(3)若烧瓶中装入适量浓硫酸，可以用它来干燥的气体有________(填序号)，气体应由________(填“A”或“B”)口进入。
答案　(1)②③④⑦　①⑤
(2)①③⑥　A
(3)①②③④⑥⑦　B
解析　(1)从B口进气是收集密度比空气大的气体，从A口进气则是收集密度比空气小的气体。排气法收集的气体必须与空气中的成分不反应，且密度与空气密度相差较大。(2)若用排水法收集，则气体必须不溶于水，且应从A口进。(3)用浓H2SO4干燥气体，应从B口进气。
14．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12molL－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______________________________________。
答案　(1)分液漏斗　圆底烧瓶　(2)饱和食盐水　除去氯气中的水蒸气　(3)F　(4)蓝色　2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2　(5)Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
(6)MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O　随着反应的进行，消耗氯化氢，同时生成水，且氯化氢易挥发，使盐酸的浓度逐渐减小，稀盐酸与二氧化锰不反应
解析　(1)由装置图可知：A是分液漏斗，B是圆底烧瓶。(2)用浓HCl与MnO2在加热条件下发生反应MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O制取氯气。由于浓盐酸有挥发性，所以在氯气中含有杂质HCl。由于氯气在饱和食盐水中的溶解度小，所以为了除去Cl2中的HCl气体，应放入的试剂是饱和食盐水。此时产生的氯气中含有水蒸气，用浓硫酸来干燥，因此D中浓H2SO4的作用是除去氯气中的水蒸气。(3)氯气没有漂白性，当氯气遇水时二者发生反应产生HClO，有漂白性。因此E中红色干布条不退色，F中红色湿布条退色。(4)G是浸有淀粉KI溶液的棉花球，氯气与KI发生反应：2I－＋Cl2===2Cl－＋I2，I2遇淀粉变为蓝色。因此G处现象是棉花球表面变成蓝色。H是浸有NaBr溶液的棉花球，由于活动性：Cl2Br2，所以H处反应的离子方程式是2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2。(5)氯气是大气污染物，所以在排放前应该进行尾气处理。由于氯气能与碱发生反应，所以若P处为尾气吸收装置，实验室利用烧碱溶液吸取Cl2的离子方程式：Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。(6)在B中发生的实验室制取氯气的反应的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。若实验中使用12molL－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，是因为随着反应的进行，消耗氯化氢，同时生成水，且氯化氢易挥发，使盐酸的浓度逐渐减小，稀盐酸与二氧化锰不反应。
15．(2017榆林高一检测)某学生利用以下装置探究氯气与氨气之间的反应。其中A、F分别为氨气和氯气的发生装置，C为纯净干燥的氯气与氨气反应的装置。
请回答下列问题：
(1)装置A中的烧瓶内固体不可以选用________(填字母)。
A．生石灰B．碱石灰
C．五氧化二磷D．烧碱
(2)B装置的作用是______________________________________________________________；
E装置的作用是________________________________________________________________。
(3)通入C装置的左右两根导管左边较长、右边较短，目的是
________________________________________________________________________。
(4)装置F中发生反应的化学方程式是
________________________________________________________________________。
(5)装置C内出现浓的白烟并在容器内壁凝结，另一生成物是空气的主要成分之一。请写出反应的化学方程式：___________________________________________________。
(6)从装置C的G处逸出的尾气中可能含有黄绿色的有毒气体，如何处理？
________________________________________________________________________。
答案　(1)C　(2)干燥氨气　除去氯气中的氯化氢
(3)使密度较大的Cl2和密度较小的NH3较快地混合均匀
(4)MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
(5)3Cl2＋8NH3===N2＋6NH4Cl
(6)在G处连接导管，直接把尾气通入盛有烧碱溶液的烧杯中(答案合理即可)
解析　(1)装置A制取氨气，可用浓氨水与碱石灰(或烧碱或生石灰等)，但不能用五氧化二磷，因其与水反应后生成磷酸，能与氨水反应。(2)B装置中盛放的碱石灰用来干燥氨气；E装置中盛放的饱和食盐水用来除去氯气中混有的氯化氢气体。(3)由于氨气的密度小，氯气的密度大，密度小的氨气从长管进入向上扩散，密度大的氯气从短管进入向下扩散，这样能较快地充分混合。(6)黄绿色的气体是氯气，依据氯气的性质，可用烧碱溶液吸收。

扩展阅读

化学反应的快慢学案（鲁科版必修2）

第1课时　化学反应的快慢
一、化学反应速率
1．化学反应速率及其表示方法
(1)概念：化学反应速率是用来衡量化学反应过程进行快慢程度的物理量。
(2)表示方法：通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量(均取正值)来表示。
(3)表达式：v＝ΔcΔt或v＝ΔnVΔt。
式中：Δc为浓度的变化量，一般以molL－1为单位；
Δt为时间，一般以s或min为单位。
(4)常用单位molL－1s－1或molL－1min－1。
2．化学反应速率之比与化学计量数的关系
在一个体积为2L的密闭容器中发生反应2SO2(g)＋O2(g)????催化剂△2SO3(g)，经过5s后，测得SO3的物质的量为0.8mol。填写下表：
有关反应物质SO2(g)O2(g)SO3(g)
物质的量浓度变化0.4molL－10.2molL－10.4molL－1
化学反应速率0.08molL－1s－10.04molL－1s－10.08molL－1s－1
化学反应速率之比2∶1∶2

(1)表示化学反应速率时，必须指明具体的物质，因为同一化学反应，用不同的物质表示的反应速率，其数值可能不同。
(2)化学反应速率的计算方法
①定义式法：利用公式v＝ΔcΔt计算化学反应速率，也可以利用该公式计算浓度变化量或反应时间。
②关系式法：化学反应速率之比＝物质的量浓度的变化量之比＝物质的量的变化量之比＝化学计量数之比。
例1　在1L的密闭容器中，发生反应4A(s)＋3B(g)??2C(g)＋D(g)，经2min后B的浓度减少0.6molL－1。对此反应速率的正确表示是()
A．用A表示的反应速率是0.4molL－1min－1
B．用B、C、D分别表示反应的速率，其比值是3∶2∶1
C．在第2min末的反应速率用B表示是0.3molL－1min－1
D．在这2min内用B表示的速率的值逐渐减小，用C表示的速率的值逐渐增大
考点　化学反应速率及应用
题点　化学反应速率的计算
答案　B
解析　A为固体，一般不用固体表示反应速率，A项错误；同一反应中，用不同物质表示的速率与方程式中各物质的化学计量数成正比，B项正确；反应速率为平均值，并非2min末的速率，C项错误；同一时间段内，用反应物、生成物表示的速率的意义是相同的，变化趋势也是一样的，D项错误。
思维启迪
(1)固体或纯液体的浓度视为常数，Δc＝0，因此不用固体或纯液体表示化学反应速率。
(2)化学反应速率是一段时间内的平均反应速率，而不是某一时刻的瞬时速率。
(3)同一时间内的同一个化学反应，虽然用不同物质表示的化学反应速率不一定相同，但它们表示的意义相同，一种物质的化学反应速率可代表整个化学反应的反应速率。
例2　反应：3A(g)＋B(g)===2C(g)＋2D(g)，在不同条件下，用不同物质表示其反应速率，分别为
①v(A)＝0.6molL－1min－1
②v(B)＝0.45molL－1min－1
③v(C)＝0.015molL－1min－1
④v(D)＝0.45molL－1min－1，则此反应在不同条件下进行最快的是()
A．②③B．①③C．②④D．②
考点　化学反应速率及应用
题点　化学反应速率的大小比较
答案　D
解析　化学反应速率之比等于化学反应方程式中的化学计量数之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝3∶1∶2∶2，则用A表示的化学反应速率分别为①中v(A)＝0.6molL－1min－1；②中v(A)＝3v(B)＝0.45molL－1min－1×3＝1.35molL－1min－1；③中v(A)＝32v(C)＝32×0.015molL－1min－1＝0.0225molL－1min－1；④中v(A)＝32v(D)＝32×0.45molL－1min－1＝0.675molL－1min－1；所以在不同条件下，进行最快的是②，D项正确。
方法规律——化学反应速率大小的比较方法
(1)归一法：若单位不统一，则要换算成相同的单位；若为不同物质表示的反应速率，则要换算成同一物质来表示反应速率；再比较数值的大小。
(2)比值法：比较化学反应速率与化学计量数的比值，如aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，比较vAa与vBb，若vAa＞vBb，则说明用A表示的化学反应速率大于用B表示的化学反应速率。
二、影响化学反应速率的因素
1．探究反应物本身的性质与化学反应速率的关系
实验操作
实验现象铁片上产生气泡但较慢，镁条上产生气泡且较快
实验结论①物质之间能否发生化学反应以及可能发生的化学反应的快慢是由物质本身的性质决定的。
②其他条件相同时，金属越活泼，与酸反应的速率越大

2.探究反应物浓度对化学反应速率的影响
实验操作
实验现象加0.5molL－1盐酸的试管中产生气泡较慢，加3molL－1盐酸的试管中产生气泡较快
实验结论其他条件相同时，反应物浓度越大，反应速率越大

3.探究温度对化学反应速率的影响
实验操作
实验现象加热的试管中产生气泡较快，不加热的试管中产生气泡较慢
实验结论其他条件相同时，体系温度越高，反应速率越大

4.探究催化剂对化学反应速率的影响
实验操作
实验现象①有少量气泡出现②能产生大量气泡③能产生大量气泡
实验结论MnO2、FeCl3可以使H2O2分解的速率加快

5.探究固体反应物表面积对化学反应速率的影响
实验操作
实验现象加碳酸钙粉末的试管内产生气泡较快，加块状碳酸钙的试管内产生气泡较慢
实验结论其他条件相同时，固体反应物表面积越大，反应速率越大

影响化学反应速率的因素除浓度、温度、催化剂和固体表面积外，还有反应物的状态、压强、溶剂、光波等许多因素。人们可以通过这些因素来调控化学反应速率。
影响因素规律
内因反应物本身的性质反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快；反之化学反应速率越慢
外因浓度增大反应物的浓度，化学反应速率增大；减小反应物的浓度，化学反应速率减小
温度升高温度，化学反应速率增大；
降低温度，化学反应速率减小
催化剂一般地，使用催化剂能极大地加快反应速率
固体的表面积增大固体反应物的表面积，化学反应速率加快
其他光照、溶剂、形成原电池等，也能影响化学反应速率

例3　一定条件下，分别对反应C(s)＋CO2(g)??2CO(g)进行如下操作(只改变该条件)：①升高反应体系的温度；②增加反应物C的用量；③缩小反应体系的体积；④减少体系中CO的量。上述措施中一定能使反应速率显著变大的是()
A．①②③④B．①③④
C．①②D．①③
考点　化学反应速率的影响因素
题点　化学反应速率影响因素的综合
答案　D
解析　①升高反应体系的温度，反应速率显著增大，正确；②C为固体，增加反应物C的用量，反应速率不变，错误；③缩小反应体系的体积，CO2、CO的浓度增大，反应速率增大，正确；④减少体系中生成物CO的量，反应速率不可能增大，错误，选D。
思维启迪——压强对反应速率的影响
有气体参加的反应，改变压强对反应速率的影响实质是改变体积，使反应物的浓度改变。
(1)压缩体积或充入反应物，使压强增大，都能加快化学反应速率。
(2)体积不变，充入不参与反应的气体。虽然总的压强增大，但反应物浓度不发生变化，故化学反应速率不变。
例4　CaCO3与稀盐酸反应(放热反应)生成CO2的量与反应时间的关系如右图所示。下列结论不正确的是()
A．反应开始4min内温度对反应速率的影响比浓度大
B．一段时间后，反应速率减小的原因是c(H＋)减小
C．反应在2～4min内平均反应速率最大
D．反应在2～4min内生成CO2的平均反应速率为v(CO2)＝0.06molL－1s－1
考点　化学反应速率的影响因素
题点　化学反应速率图像分析
答案　D
解析　随着反应的进行c(H＋)减小，而前4min内反应速率变大，根据反应是放热反应，可推出前4min内温度对反应速率的影响比浓度大，A、B项正确；在2～4min内n(CO2)的变化量最大(或曲线的斜率最大)，可判断出平均反应速率最大，C项正确；由题意及图可知，该题不知道容器体积，故不能计算出反应速率。
思维启迪——化学反应速率大小的分析判断
(1)在内因不相同的情况下(即反应物不相同)，只能根据反应事实及实验现象定性分析反应的快慢。
(2)在内因相同的情况下(即反应物相同)，可根据外界条件对反应速率的影响来定量判断反应速率的大小。
例5　已知FeCl3和MnO2都可做H2O2分解制O2的催化剂，为了探究温度对化学反应速率的影响，下列实验方案可行的是()
答案　D
解析　当探究温度对化学反应速率的影响时，必须保证其他条件相同的情况下，再改变温度观察反应速率的变化。
方法规律
研究某种因素对同一化学反应的反应速率的影响时，应固定其他条件不变，只改变一种条件研究该条件对化学反应速率的影响。
1．下列关于化学反应速率的说法，不正确的是()
A．化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量
B．化学反应速率的大小主要取决于反应物的性质
C．化学反应速率可以用单位时间内生成某物质的质量的多少来表示
D．化学反应速率常用单位有molL－1s－1和molL－1min－1
考点　化学反应速率及应用
题点　化学反应速率的概念
答案　C
解析　化学反应速率用单位时间内反应物或生成物的浓度变化量来表示，而不采用物质的质量或物质的量。
2．已知合成氨反应的浓度数据如下：
N2(g)＋3H2(g)????高温、高压催化剂2NH3(g)

N2H2NH3
起始浓度/molL－11.03.00
2s末浓度/molL－10.61.80.8

当用氨气浓度的增加来表示该化学反应的速率时，其速率为()
A．0.2molL－1s－1B．0.4molL－1s－1
C．0.6molL－1s－1D．0.8molL－1s－1
考点　化学反应速率及应用
题点　化学反应速率的计算
答案　B
解析　v(NH3)＝0.8molL－12s＝0.4molL－1s－1，B项正确。
3．把下列四种X溶液分别加入四个盛有10mL2molL－1盐酸的烧杯中，均加水稀释到50mL，此时，X和盐酸缓慢地进行反应，其中反应最快的是()
A．10℃20mL3molL－1的X溶液
B．20℃30mL2molL－1的X溶液
C．20℃10mL4molL－1的X溶液
D．10℃10mL2molL－1的X溶液
考点　影响化学反应速率的因素
题点　外界因素对反应速率的影响
答案　B
解析　在化学反应中，当其他条件不变时，浓度越大，反应速率越快；温度越高，反应速率越快。本题中要综合考虑浓度和温度的影响。先比较浓度的大小，这里的浓度应该是混合以后的浓度，由于混合后各烧杯中盐酸的浓度相等，因此只要比较X的浓度即可，X浓度越大，反应速率越快。因为反应后溶液的体积均为50mL，所以X的物质的量越大，浓度就越大。通过观察可知，混合后A、B选项中X的浓度相等，且比C、D两项的大，但B中温度更高，因此B的反应速率最大。
4．实验室用锌粒与2molL－1硫酸溶液制取氢气，下列措施不能增大化学反应速率的是()
A．用锌粉代替锌粒
B．改用3molL－1硫酸溶液
C．改用热的2molL－1硫酸溶液
D．向该硫酸溶液中加入等体积的水
考点　影响化学反应速率的因素
题点　化学反应速率定向变化措施的确定
答案　D
解析　A项，用锌粉代替锌粒，增大表面积，速率加快；B项，改用3molL－1硫酸溶液，浓度增大，速率加快；C项，改用热的2molL－1硫酸溶液，温度升高，速率加快；D项，向该硫酸溶液中加入等体积的水，浓度减小，速率减慢。
5．(2017枣庄高一检测)在恒容密闭容器中发生反应：3CO(g)＋Fe2O3(s)=====高温3CO2(g)＋2Fe(s)。下列说法正确的是()
A．增加Fe2O3的量反应速率加快
B．升高温度反应速率不一定变化
C．再充入CO反应速率加快
D．充入N2使压强增大反应速率加快
答案　C
解析　Fe2O3为固体，增加固体的量，浓度未变，反应速率不变，A项错误；温度对任何反应的速率都有影响，B项错误；充入CO后，c(CO)增大，反应速率加快，C项正确；恒容充入N2，虽然压强增大，但并未引起c(CO)的变化，反应速率不变，D项错误。
6．把在空气中久置的铝片5.0g投入盛有500mL0.5molL－1硫酸溶液的烧杯中，该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间的关系可用如图所示的坐标曲线来表示，请回答下列问题：
(1)反应时间由O→a不产生氢气的原因是
，
有关的化学方程式为
。
(2)反应时间由a→c产生氢气的速率逐渐增大的主要原因是
。
(3)反应时间从c以后，产生氢气的速率逐渐减小的主要原因是
。
答案　(1)硫酸首先与铝片表面的氧化铝反应，不产生氢气　Al2O3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O
(2)反应放热使溶液温度升高，反应速率增大
(3)硫酸的浓度减小使反应速率减小
解析　(1)在空气中久置的铝片表面有氧化铝薄膜，因此，硫酸首先和氧化铝反应，不产生氢气。
(2)a→c段，虽然硫酸的浓度逐渐减小，但是该反应是放出热量的反应，反应进行中溶液温度逐渐升高，温度升高，化学反应速率增大。
(3)反应时间从c以后，硫酸的浓度逐渐减小，成为影响化学反应速率的主要因素，因此化学反应速率逐渐减小。
[对点训练]
题组一　化学反应速率及计算
1．下列关于化学反应速率的说法正确的是()
A．对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显
B．化学反应速率通常表示一定时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加
C．化学反应速率为0.8molL－1s－1是指1s时某物质的浓度为0.8molL－1
D．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢
考点　化学反应速率及其应用
题点　化学反应速率的概念
答案　D
解析　A项，化学反应速率越大，反应现象不一定越明显，如盐酸与氢氧化钠溶液的反应；B项，固体或纯液体的浓度可视为常数，一般不用固体或纯液体表示化学反应速率；C项，0.8molL－1s－1表示1s的时间内，某物质的浓度变化了0.8molL－1；D项，化学反应速率就是表示化学反应进行快慢的物理量。
2．将5.6g铁粉投入足量的100mL2molL－1稀硫酸中，2min时铁粉刚好完全溶解。下列有关这个反应的反应速率表示正确的是()
A．铁的反应速率＝0.5molL－1min－1
B．硫酸的反应速率＝0.25molL－1min－1
C．硫酸亚铁的生成速率＝0.5molL－1min－1
D．氢气的反应速率＝0.5molL－1min－1
考点　化学反应速率及其应用
题点　化学反应速率的计算
答案　C
解析　根据反应速率计算公式，需要计算2min时间内各物质浓度的变化量。在反应Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑中，溶液中溶质浓度发生变化的只有反应物硫酸和生成物硫酸亚铁。5.6gFe的物质的量＝5.6g56gmol－1＝0.1mol。参加反应的H2SO4的物质的量＝生成FeSO4的物质的量＝0.1mol。H2SO4的消耗速率＝FeSO4的生成速率＝0.1mol0.1L×2min＝0.5molL－1min－1。
3．已知4NH3(g)＋5O2(g)=====催化剂△4NO(g)＋6H2O(g)，若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，则正确的关系式为()
A．4v(NH3)＝5v(O2)
B．5v(O2)＝6v(H2O)
C．2v(NH3)＝3v(H2O)
D．4v(O2)＝5v(NO)
考点　化学反应速率及其应用
题点　化学反应速率与化学计量数的关系
答案　D
解析　在同一化学反应里，各物质的反应速率之比等于各物质的化学计量数之比。A选项应为5v(NH3)＝4v(O2)；B选项应为6v(O2)＝5v(H2O)；C选项应为3v(NH3)＝2v(H2O)。
4．在2A(g)＋B(g)??3C(g)＋4D(g)反应中，表示该反应速率最快的是()
A．v(A)＝0.5molL－1s－1
B．v(B)＝0.3molL－1s－1
C．v(C)＝0.8molL－1s－1
D．v(D)＝1molL－1s－1
考点　化学反应速率及应用
题点　化学反应速率的大小比较
答案　B
解析　用反应速率判断反应快慢时，首先把各物质的反应速率除以其化学方程式中的化学计量数：A选项vA2＝0.25molL－1s－1，B选项vB1＝0.3molL－1s－1，C选项vC3＝0.83molL－1s－1，D选项vD4＝0.25molL－1s－1；然后比较大小，B选项最大。
5．某温度下，浓度都是1molL－1的两种气体X2和Y2，在密闭容器中反应生成气体Z。反应2min后，测得参加反应的X2为0.6molL－1，用Y2表示的反应速率v(Y2)＝0.1molL－1min－1，生成的c(Z)为0.4molL－1，则该反应的化学方程式是()
A．X2＋2Y2===2XY2
B．2X2＋Y2===2X2Y
C．3X2＋Y2===2X3Y
D．X2＋3Y2===2XY3
考点　化学反应速率及其应用
题点　确定化学方程式或化学计量数
答案　C
解析　用X2表示的反应速率为v(X2)＝0.6molL－12min＝0.3molL－1min－1。用Z表示的反应速率为v(Z)＝0.4molL－12min＝0.2molL－1min－1。根据X2、Y2和Z反应速率之比即化学方程式中相应物质的化学计量数之比，则v(X2)∶v(Y2)∶v(Z)＝0.3molL－1min－1∶0.1molL－1min－1∶0.2molL－1min－1＝3∶1∶2。根据原子守恒，可确定Z的化学式为X3Y。故可得出反应的化学方程式为3X2＋Y2===2X3Y。
6．(2017陕西咸阳校级期末考试)在2L密闭容器中，发生以下反应：2A(g)＋B(g)??2C(g)＋D(g)。若最初加入的A和B都是4mol，在前10sA的平均反应速率为0.12molL－1s－1，则10s时，容器中B的物质的量是()
A．1.6molB．2.8mol
C．2.4molD．1.2mol
考点　化学反应速率及其应用
题点　化学反应速率的计算
答案　B
解析　根据化学反应速率之比等于对应物质的化学计量数之比，可得v(B)＝0.5v(A)＝0.5×0.12molL－1s－1＝0.06molL－1s－1，则Δc(B)＝0.06molL－1s－1×10s＝0.6molL－1，Δn(B)＝0.6molL－1×2L＝1.2mol，故10s时容器中B的物质的量为4mol－1.2mol＝2.8mol。
题组二　影响化学反应速率的因素
7．(2017平顶山高一检测)相同温度下，有关反应速率的下列说法中正确的是()
A．0.1molL－1盐酸和0.1molL－1硫酸与2molL－1NaOH溶液反应的速率相同
B．大理石块和大理石粉与0.1molL－1盐酸反应的速率相同
C．等量的镁粉、铝粉和0.1molL－1盐酸反应的速率相同
D．0.1molL－1盐酸和0.1molL－1硝酸与相同形状和大小的大理石反应的速率相同
考点　影响化学反应速率的因素
题点　外界条件对反应速率的影响
答案　D
解析　A选项是酸碱中和，硫酸的H＋浓度是盐酸的2倍，所以速率不同；B选项中大理石块与盐酸接触面积小，反应慢；C选项中Mg比Al活泼，反应速率快。
8．在反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)中，可使反应速率增大的措施是()
①增大压强　②升高温度　③通入CO2　④增加碳的量⑤用等量炭粉代替焦炭
A．①②③B．②③④⑤
C．①②③⑤D．②③④
考点　影响化学反应速率的因素
题点　化学反应速率定向变化措施的确定
答案　C
解析　因为碳是固体，只增加它的量，不能加快反应速率，但是若用炭粉代替焦炭，能增大与CO2的接触面积，所以反应速率加快。
9．下列各组反应(表中物质均为反应物)，反应刚开始时，放出H2的速率最大的是()
选项金属(粉末状)酸的浓度体积反应温度
A0.1molMg6molL－1硝酸10mL60℃
B0.1molMg3molL－1盐酸10mL60℃
C0.1molFe3molL－1盐酸10mL60℃
D0.1molMg3molL－1硫酸10mL60℃

考点　影响化学反应速率的因素
题点　利用图表探究化学反应速率的变化
答案　D
解析　金属与硝酸反应不产生H2，排除A项；Fe不如Mg活泼，排除C项；其他两项中只比较c(H＋)即可，显然3molL－1盐酸中c(H＋)小于3molL－1硫酸中c(H＋)，因此D项放出H2的速率最大。
10．某实验探究小组研究320K时N2O5的分解反应：2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)。如图是该小组根据所给表格中的实验数据绘制的。下列有关说法正确的是()
t/min01234
c(N2O5)/molL－10.1600.1140.0800.0560.040
c(O2)/molL－100.0230.0400.0520.060

A.曲线Ⅰ是N2O5的浓度变化曲线
B．曲线Ⅱ是O2的浓度变化曲线
C．N2O5的浓度越大，反应速率越快
D．O2的浓度越大，反应速率越快
考点　影响化学反应速率的因素
题点　化学反应速率图像分析
答案　C
解析　结合表格中N2O5和O2的初始浓度可知曲线Ⅰ、Ⅱ分别是O2、N2O5的浓度变化曲线，A、B项错误；利用表格中数据进行计算，无论是用N2O5的浓度变化，还是用O2的浓度变化得出的反应速率都随着反应的进行而减小，而随着反应的进行，N2O5的浓度减小，O2的浓度增大，故C项正确，D项错误。
11．一定温度下，反应N2(g)＋O2(g)??2NO(g)在密闭容器中进行，下列措施能增大反应速率的是()
①缩小体积使压强增大　②恒容充入N2　③恒容充入氦气　④恒压充入氦气
A．①②B．②③C．③④D．①④
答案　A
解析　①②都能增大物质的浓度，所以能使反应速率增大，③无影响，④使容器体积增大，反应物浓度减小，反应速率减小。
12．(2017淮北高一检测)为了说明影响化学反应快慢的因素，甲、乙、丙、丁四位学生分别设计了如下A～D四个实验，你认为结论不正确的是()
A．相同温度下，将大小、形状相同的镁条和铝条与相同浓度的稀盐酸反应时，两者速率一样大
B．在相同条件下，等质量的大理石块和大理石粉与相同浓度的盐酸反应，大理石粉反应快
C．将浓硝酸分别放在冷暗处和强光照射下，会发现光照可以加快浓硝酸的分解
D．两支试管中分别加入相同质量的氯酸钾，其中一支试管中再加入少量二氧化锰，同时加热，产生氧气的快慢不同
考点　化学反应速率的影响因素
题点　化学反应速率影响因素的实验探究
答案　A
解析　影响化学反应速率的因素很多，外界条件除浓度、压强、温度、催化剂等主要因素外，还有光照、固体颗粒大小、超声波等。镁和铝由于活泼性不同，决定了镁和盐酸反应比铝和盐酸反应要快得多，反应物的性质是影响反应速率大小的决定因素，A项错误；等质量的固体，表面积越大，反应速率越大，B项正确；光照可以加快反应速率，C项正确；催化剂可以加快反应速率，D项正确。

[综合强化]
13．在密闭容器中发生下列反应：I2(g)＋H2(g)??2HI(g)(正反应为放热反应)。起始时，n(H2)＝amol，n(I2)＝bmol。只改变表中列出的条件，其他条件不变，试将化学反应速率的改变填入相关的表格中(填“增大”“减小”或“不变”)。
编号改变的条件反应速率
(1)升高温度
(2)加入正催化剂
(3)再充入amolH2
(4)将容器的容积扩大到原来的2倍
(5)保持容积不变，通入bmolNe

考点　影响化学反应速率的因素
题点　化学反应速率影响因素的综合
答案　(1)增大　(2)增大　(3)增大　(4)减小　(5)不变
解析　(1)不论正反应是吸热还是放热，升高温度都会使化学反应速率增大。
(2)若无特别说明，通常所说的催化剂即为“正催化剂”，加入催化剂，可加快化学反应速率。
(3)再充入amolH2，c(H2)增大，化学反应速率增大。
(4)扩大容器的容积，容器内各物质的浓度减小，化学反应速率减小。
(5)在密闭容器中通入Ne(g)，保持容积不变，并未改变反应物浓度，化学反应速率不变。
14．(1)在反应A(g)＋3B(g)===2C(g)中，若以物质A表示该反应的化学反应速率为0.2molL－1min－1，则以物质B表示此反应的化学反应速率为molL－1min－1。
(2)在2L的密闭容器中，充入2molN2和3molH2，在一定条件下发生反应，3s后测得N2的物质的量为1.9mol，则以H2的浓度变化表示的反应速率为。
(3)将10molA和5molB放入容积为10L的密闭容器中，某温度下发生反应：3A(g)＋B(g)??2C(g)，在最初2s内，消耗A的平均速率为0.06molL－1s－1，则在2s时，容器中有molA，此时C的物质的量浓度为。
考点　化学反应速率及应用
题点　化学反应速率的计算
答案　(1)0.6　(2)0.05molL－1s－1
(3)8.8　0.08molL－1
解析　(1)根据化学方程式中的计量数关系：vBvA＝31，v(B)＝3v(A)＝3×0.2molL－1min－1＝0.6molL－1min－1。
(2)解法一：3s内消耗的N2的物质的量为2mol－1.9mol＝0.1mol，根据化学方程式N2＋3H2??????高温、高压催化剂2NH3，可以计算出3s内消耗的H2的物质的量为0.3mol，根据化学反应速率的计算公式，v(H2)＝0.3mol2L×3s＝0.05molL－1s－1。
解法二：先计算出用N2表示的化学反应速率：v(N2)＝2mol－1.9mol2L×3s＝160molL－1s－1，再根据化学方程式的计量数关系，计算出用H2表示的化学反应速率：v(H2)＝3v(N2)＝0.05molL－1s－1。
(3)　3A(g)　＋　B(g)　??　2C(g)
起始浓度/molL－11.00.50
转化浓度/molL－10.06×2＝0.120.040.08
2s时浓度/molL－11.0－0.12＝0.880.5－0.04＝0.460.08
则2s时，n(A)＝0.88molL－1×10L＝8.8mol，
c(C)＝0.08molL－1。
15．某探究性学习小组用相同质量的锌和相同浓度的足量的稀盐酸反应得到实验数据如表所示：
实验编号锌的形态反应温度/℃收集100mL氢气所需时间/s
Ⅰ薄片15200
Ⅱ薄片2590
Ⅲ粉末2510

(1)该实验的目的是探究、对锌和稀盐酸反应速率的影响。
(2)实验Ⅰ和Ⅱ表明，化学反应速率越大。
(3)能表明固体的表面积对反应速率有影响的实验编号是和。
(4)请设计一个实验方案证明盐酸的浓度对该反应的速率的影响：
。
考点　影响化学反应速率的因素
题点　化学反应速率影响因素的实验探究
答案　(1)固体表面积　温度　(2)温度越高　(3)Ⅱ　Ⅲ　(4)在相同的温度下，采用相同形态的质量相同的锌片与两种体积相同但浓度不同的盐酸反应
解析　(1)影响化学反应速率的因素有固体表面积、温度、催化剂、浓度，对气体来说还有压强等。根据表格提供的信息，锌有薄片和粉末两种状态，反应温度有15℃和25℃，可知该实验的目的是探究固体表面积和温度对反应速率的影响。(2)根据表格提供的信息，实验Ⅰ和实验Ⅱ中锌片的形态相同，温度不同，温度高的收集相同体积的氢气所需时间短，说明化学反应速率大。(3)探究固体表面积对反应速率的影响，需要温度相同。(4)探究浓度对化学反应速率的影响，必须其他条件相同，故设计的实验方案为在相同的温度下，采用相同形态的质量相同的锌片与两种体积相同但浓度不同的盐酸反应。
16．某温度时，在2L容器中的X、Y、Z物质的量随时间的变化关系曲线如下图所示。
(1)由图中的数据分析，该反应的化学方程式为
。
(2)反应开始至2min、5min时Z的平均反应速率为、。
(3)5min后Z的生成速率与6min末Z的生成速率相比较(填“大”“小”或“相等”)。
答案　(1)3X＋Y??2Z　(2)0.05molL－1min－1
0．04molL－1min－1　(3)相等
解析　(1)由图可知，X、Y的物质的量随时间的增加而减小、Z的物质的量随时间的增加而增大，所以X、Y为反应物，Z为生成物。反应进行到2min时，Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)＝(1.0mol－0.7mol)∶(1.0mol－0.9mol)∶(0.3mol－0.1mol)＝3∶1∶2，X、Y、Z的化学计量数之比为3∶1∶2。又因为5min后各物质的物质的量不随时间改变，反应物与生成物同时存在，反应为可逆反应，该反应的化学方程式为3X＋Y??2Z。
(2)2min内v(Z)＝0.3mol－0.1mol2L×2min＝0.05molL－1min－1；5min内v(Z)＝0.5mol－0.1mol2L×5min＝0.04molL－1min－1。
(3)5min时，反应达到了平衡，各物质的反应速率不再改变，故5min后Z的生成速率与6min末Z的生成速率相等。

化学反应为人类提供能量学案（鲁科版必修2）

一名优秀的教师在每次教学前有自己的事先计划，作为教师准备好教案是必不可少的一步。教案可以让学生能够在教学期间跟着互动起来，帮助教师更好的完成实现教学目标。那么怎么才能写出优秀的教案呢？以下是小编为大家收集的“化学反应为人类提供能量学案（鲁科版必修2）”欢迎您参考，希望对您有所助益！

第2课时　化学反应为人类提供能量
一、化学反应为人类提供能量
1．物质发生化学反应的实质与能量变化的原因
2．化学反应中能量转化的主要形式
(1)即热饭盒、铝热反应：化学能主要转化为热能；
(2)电解饱和食盐水制备烧碱、氢气和氯气：电能主要转化为化学能。
(3)绿色植物进行光合作用时，光能转化为化学能。
(4)煤燃烧时，化学能主要转化为热能和光能。
例1　下列说法中正确的是()
A．化学反应中的能量变化，其表现形式除热能外还可能是光能和电能等
B．化学反应中的能量变化不一定遵循能量守恒定律
C．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量与生成物的总能量可能相同
D．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量总是高于生成物的总能量
考点　化学能与热能的相互转化
题点　化学反应中能量变化的相关综合
答案　A
解析　化学反应中的能量变化一定遵循能量守恒定律；物质发生化学反应都伴随着能量的变化，所以反应物的总能量与生成物的总能量一定不同；在一个确定的化学反应中，反应物的总能量(E1)与生成物的总能量(E2)之间的关系：E1＞E2，化学反应为放热反应，E1＜E2，化学反应为吸热反应。
思维启迪　
任何化学反应除遵循质量守恒定律外，同样也遵循能量守恒定律，不同形式的能量之间可以转化，但总能量保持不变。反应物与生成物的能量差若以热能形式表现出来，即为放热反应或吸热反应。
二、化学能转化为电能
1．实验探究
实验步骤现象结论
锌片逐渐溶解，表面有气泡；铜片表面无气泡锌与稀硫酸发生置换反应产生H2，而铜则不能
锌片逐渐溶解，铜片表面有气泡，检流计指针发生偏转导线中有电流，化学反应中化学能转化为电能
两锌片逐渐溶解且表面都有气泡，检流计指针不偏转锌与稀硫酸反应，导线中无电流
无现象乙醇是非电解质，导线中无电流

2.原电池的概念
原电池是将化学能转化为电能的装置；
原电池的反应本质是氧化还原反应。
3．原电池的构成条件
理论上，自发的氧化还原反应均可构成原电池。
具体条件是：(1)具有活动性不同的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属)。
(2)溶液：两电极均插入电解质溶液中。
(3)导线：两电极用导线相连，形成闭合回路。
4．原电池的工作原理
(1)分析下图并填空
原电池总反应式：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑；
(2)能量转化：化学能转变为电能。
5．原电池工作原理的应用
(1)比较金属活动性
原电池中，做负极的金属活动性一般比做正极的金属活动性强。
(2)改变化学反应速率
如：在Zn和稀硫酸反应时，滴加少量CuSO4溶液，则Zn置换出的铜和锌能构成原电池的正负极，从而加快Zn与稀硫酸反应的速率。
(3)设计原电池
如：把Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋设计成原电池，可用Fe做负极，铜(或石墨)做正极，FeCl3溶液做电解质溶液。
(4)制造多种化学电源
①干电池(又称一次电池)：如锌锰电池；
②蓄电池(又称二次电池)：如铅蓄电池、镍氢电池、锂电池(手机用)；
③燃料电池：如氢氧燃料电池，其能量转化率高，对环境无污染。
(1)电子只能在导体中定向移动，不能通过溶液。
(2)电解质溶液中离子移动方向：阳离子移向正极、阴离子移向负极。
例2　如图所示装置能够组成原电池的是_________________________________________。
其他不能构成原电池的说明理由：__________________________________________________。
考点　能源与构成原电池的条件
题点　原电池的形成条件与判断方法
答案　EFG
A装置的两个电极的活泼性相同，电子不会流动形成电流；B装置为非电解质溶液，不能发生氧化还原反应；C装置电解质溶液在两个分开的装置中，不成形成闭合回路；D装置无导线连接电极，不能形成闭合回路。它们均不能构成原电池
思维启迪——原电池的判断方法
一看反应原理(能否自发地进行氧化还原反应)；二看构成条件(两极一液成回路：两个活泼性不同的电极，插入电解质溶液中，装置形成闭合回路)。
例3　如图所示检流计的指针发生偏转，同时A极的质量减小，B极上有气泡产生，C为电解质溶液，下列说法错误的是()
A．B极为原电池的正极
B．A、B、C分别可以为Zn、Cu和稀盐酸
C．C中阳离子向A极移动
D．A极发生氧化反应
考点　原电池工作原理及正负极的判断
题点　原电池工作原理
答案　C
解析　原电池中，负极金属失去电子，发生氧化反应溶解，质量减小，故A极为负极，B极为正极，A、D项正确；A、B、C分别为Zn、Cu和稀盐酸时，可以构成原电池，且现象符合题意，B项正确；电解质溶液中阳离子移向正极，C项错误。
思维启迪——多个角度判断原电池的正极和负极
例4　①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。①②相连时，外电路电流从②流向①；①③相连时，③为正极；②④相连时，②上有气泡逸出；③④相连时，③的质量减少。据此判断这四种金属活泼性由大到小的顺序是()
A．①③②④B．①③④②
C．③④②①D．③①②④
答案　B
解析　①②相连时，外电路电流从②流向①，则金属活泼性①大于②；①③相连时，③为正极，则金属活泼性①大于③；②④相连时，②上有气泡逸出，则金属活泼性④大于②；③④相连时，③的质量减少，则金属活泼性③大于④，故金属活泼性由大到小的顺序为①③④②。
思维启迪——形成原电池、比较金属活动性
根据原电池原理比较金属活动性，做负极的金属活动性较强，做正极的金属活动性较弱。
例5　某原电池的离子方程式是Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，该原电池正确的组成是()
选项正极负极电解质溶液
ACuZnHCl
BZnCuCuSO4
CCuZnCuSO4
DCuZnZnCl2

考点　原电池原理的应用
题点　设计原电池
答案　C
解析　将Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu拆成两个半反应：
氧化反应(负极反应)：Zn－2e－===Zn2＋。
还原反应(正极反应)：Cu2＋＋2e－===Cu。
则电池的负极是Zn，正极是比锌不活泼的金属或导电的非金属，电解质溶液中含Cu2＋。
方法技巧——设计原电池的方法
(1)依据：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。
(2)选择合适的材料
①电极材料：电极材料必须导电。负极材料一般选择较活泼的金属材料，或者在该氧化还原反应中，本身失去电子的材料。
②电解质溶液：电解质溶液一般能与负极反应。
原电池是把化学能转化为电能的装置。其工作原理是
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)用导线连接铜片和锌片插入到稀H2SO4中，锌片上有大量气泡()
(2)原电池中电子流出的一极是正极，发生氧化反应()
(3)NaOH＋HCl===NaCl＋H2O是放热反应，可以设计成原电池()
(4)原电池中的阳离子由负极区向正极区移动()
(5)在Zn|稀硫酸|Cu原电池中，电子由锌通过导线流向铜，再由铜通过电解质溶液到达锌()
(6)把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴CuCl2溶液，气泡放出速率加快()
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)√
2．(2017北京101中学期中)下列设备工作时，将化学能转化为电能的是()
ABCD
锂离子电池太阳能集热器燃气灶硅太阳能电池

考点　能源与构成原电池的条件
题点　能量的转化方式
答案　A
解析　A项，锂离子电池是把化学能转化为电能，故正确；B项，太阳能集热器是把太阳能转化为热能，故错误；C项，燃烧是放热反应，是把化学能转化为热能，故错误；D项，硅太阳能电池是把太阳能转化为电能，故错误。
3．(2017合肥高一检测)某学生将检流计用导线与两个电极连接在一起，再将两个电极同时插入某种电解质溶液中，能观察到有电流产生的是()
A．用铜片、铅笔芯做电极插入稀硫酸中
B．用两个铜片做电极插入硝酸银溶液中
C．用锌片、铜片做电极插入番茄中
D．用铜片、铁片做电极插入酒精中
答案　C
解析　要构成原电池，除要形成闭合回路外，还需要有两个活动性不同的电极材料，一般其中一个电极要能与电解质溶液发生自发的氧化还原反应。A项，铜和石墨与稀硫酸均不反应；B项，电极材料相同；D项，酒精是非电解质；C项，一些水果中含有有机酸，可做电解质溶液。
4．(2017湖南郴州适应性测试)如图为某兴趣小组制作的番茄电池，下列说法正确的是()
A．电子由铜通过导线流向锌
B．该装置是将电能转化为化学能的装置
C．锌电极发生氧化反应
D．电流由锌通过导线流向铜
考点　原电池工原理和正负极的判断
题点　原电池工作原理
答案　C
解析　A项，铜做正极，锌做负极，因此电子由锌流向铜，故错误；B项，该装置将化学能转化为电能，故错误；C项，锌做负极失去电子，发生氧化反应，故正确；D项，电子与电流的方向相反，因此电流由铜极流向锌极，故错误。
5．如图所示装置，检流计指针发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的()
A．A是Zn，B是Cu，C为稀硫酸
B．A是Cu，B是Zn，C为稀硫酸
C．A是Fe，B是Ag，C为稀AgNO3溶液
D．A是Ag，B是Fe，C为稀AgNO3溶液
答案　D
解析　A极逐渐变粗，说明A极为原电池的正极，溶液中的金属阳离子得到电子后在A极上析出；B极逐渐变细，说明B极为原电池的负极，失去电子后变成离子进入溶液中。A和B两项中的反应为Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，则在A选项中A极变细，B选项中A极不变。C和D两项中的反应为Fe＋2AgNO3===2Ag＋Fe(NO3)2，其中C选项中A极变细，D选项中A极变粗。
6．在铜锌原电池中(如下图)，以硫酸铜为电解质溶液，锌为________极，电极上发生的是________(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为_______________________________。
锌片上观察到的现象为__________________________________________________________；
铜为________极，电极上发生的是________(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式________________________________________________________________________；铜片上观察到的现象为______________________________________________________________，原电池总反应的离子方程式为_______________________________________________________。
考点　原电池工作原理和正负极的判断
题点　常考多变的锌铜原电池
答案　负　氧化　Zn－2e－===Zn2＋　锌片溶解　正　还原　Cu2＋＋2e－===Cu　铜极变粗　Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
解析　CuSO4溶液为电解质溶液时，铜锌原电池的负极为锌，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，所以锌片不断溶解，正极为铜，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，所以铜极不断变粗，原电池总反应式为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu。
[对点训练]
题组一　原电池的构成条件
1．下列各组的电极材料和电解液，不能组成原电池的是()
A．铜片、石墨棒，乙醇
B．铜片、石墨棒，硝酸银溶液
C．锌片、铜片，稀盐酸
D．铜片、铂片，FeCl3溶液
答案　A
2．如图所示各装置中，不能构成原电池的是(烧杯中所盛液体都是稀硫酸)()
考点　能源与构成原电池的条件
题点　原电池的形成条件与判断
答案　D
解析　原电池的形成条件包括活动性不同的电极、电解质溶液、形成闭合回路、自发进行氧化还原反应。对图示各个装置进行观察，发现只有D不能形成闭合回路，因此不能形成原电池。
题组二　原电池工作原理
3．下列关于原电池的叙述，正确的是()
A．构成原电池的正极和负极材料必须是两种活泼性不同的金属
B．原电池是将化学能转变为电能的装置
C．在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原
D．原电池放电时，电流的方向是从负极到正极
考点　原电池工作原理和正负极的判断
题点　原电池构成和原理的理解
答案　B
解析　构成原电池的正极和负极可以是两种活泼性不同的金属，也可以是导电的非金属(如石墨棒)和金属，A错误；原电池是将化学能转变为电能的装置，B正确；在原电池中，负极上发生失去电子的氧化反应，正极上发生得到电子的还原反应，所以电子从负极沿导线流向正极，C错误；原电池放电时，电子从负极沿导线流向正极，则电流的方向是从正极到负极，D错误。
4．如图所示，两电极一为碳棒，一为铁片，若检流计的指针发生偏转，且a极上有大量气泡生成，则以下叙述正确的是()
A．a为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸
B．b为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液
C．a为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸
D．b为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液
答案　C
解析　Fe、C形成的原电池中，负极铁失去电子，变成＋2价的亚铁离子，由于a极上有大量气泡产生，所以为正极(C)：2H＋＋2e－===H2↑，a为正极，是碳棒；b为负极，是铁片；电解质溶液为硫酸溶液。
5．某实验兴趣小组按如图装置实验后，所记录内容合理的是()
实验记录①Zn片为负极，质量减少，Cu为正极，质量不变；
②外电路电流方向是：由Cu→Zn；
③SO2－4向Zn极移动，Cu2＋向Cu极移动；
④Zn电极发生氧化反应；
⑤正极反应式：Cu2＋＋2e－═Cu；
⑥电子流动方向：锌极→导线→铜极→电解质溶液→锌极

A.①②④B．②③④
C．②③④⑤D．③⑤⑥
答案　C
解析　该装置为原电池，锌片为负极，发生氧化反应，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，铜片为正极，铜片上发生还原反应，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，电子由锌片经导线流向铜片，电解质溶液中没有电子通过，SO2－4向负极Zn极移动，Cu2＋向正极Cu极移动，电流由铜片经导线流向锌片。
6．人造地球卫星用到的一种高能电池——银锌蓄电池，其电池的电极反应式：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－。据此判断氧化银是()
A．负极，被氧化B．正极，被还原
C．负极，被还原D．正极，被氧化
考点　原电池工作原理和正负极的判断
题点　正、负极的判断
答案　B
解析　电池的电极反应式：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，从中可以看出锌的化合价升高，所以锌为负极，被氧化，而氧化银中的银化合价降低，被还原，故氧化银为正极，被还原，故B符合题意。
7．(2017武汉高一检测)如图将锌片和铜片用导线连接后放入稀硫酸中，发生原电池反应，下列叙述错误的是()
A．溶液的pH增大
B．溶液中的Zn2＋浓度增大
C．溶液中的SO2－4浓度增大
D．溶液的密度增大
考点　原电池的工作原理和正负极的判断
题点　常考多变的锌铜原电池
答案　C
解析　A项，氢离子浓度降低，溶液的pH增大，正确；B项，锌不断溶解，溶液中的Zn2＋浓度增大，正确；C项，由于在反应过程中溶液中的SO2－4没有参加反应，所以溶液中c(SO2－4)不变，错误；D项，原电池放电时，溶液由硫酸溶液逐渐变成硫酸锌溶液，所以溶液的密度增大，正确。
8．(2018哈六中期中)有关电化学知识的描述正确的是()
A．CaO＋H2O===Ca(OH)2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能
B．某原电池反应为Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag，装置中一定是银作正极
C．因为铁的活泼性强于铜，所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中，若能组成原电池，必是铁作负极、铜作正极
D．理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池
答案　D
解析　所给反应不是氧化还原反应，没有电子转移，虽然为放热反应，但不能将该反应设计成原电池，A项错误；根据所给反应，负极材料应该是Cu，但正极材料可以用Ag，也可以用碳棒等惰性电极，B项错误；当铁和铜作为电极放入浓硝酸中时，铁因钝化瞬间停止反应，而铜可持续被浓硝酸溶解，所以铜是负极，C项错误。
题组三　原电池工作原理的应用
9．X、Y、Z、W四种金属片浸在稀盐酸中，用导线连接，可以组成原电池，实验结果如图所示：
则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为()
A．Z＞Y＞X＞WB．Z＞X＞Y＞W
C．Z＞Y＞W＞XD．Y＞Z＞X＞W
考点　原电池工作原理的应用
题点　比较金属活泼性的强弱
答案　A
10．(2018南宁六中5月考试)下面是四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的化学反应是()
A．2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
B．2H2＋O2=====点燃2H2O
C．Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2＋2NH3↑
D．CH4＋2O2=====点燃CO2＋2H2O
考点　原电池原理的应用
题点　能否设计原电池的化学反应分析
答案　C
解析　只有属于氧化还原反应，才能用于设计原电池；A、B、D属于氧化还原反应，均可以设计为原电池。C不属于氧化还原反应，不能设计成原电池，C正确。
11．(2018北京四中4月月考)为将反应2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑的化学能转化为电能，下列装置能达到目的的是(铝条均已除去氧化膜)()
考点　原电池原理的应用
题点　原电池的设计
答案　B
解析　A项为原电池，铝为负极，但总反应为2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑，不符合；C项为原电池，但硝酸是氧化性酸，则总反应为Al＋4H＋＋NO－3===Al3＋＋NO↑＋2H2O，不符合；D项装置中有外接电源，不属于原电池，不符合。
12．小颖同学用如图所示装置研究原电池原理，下列说法错误的是()
A．若将图1装置的Zn、Cu直接接触，Cu片上能看到气泡产生
B．图2装置中SO2－4向Cu片移动
C．若将图2中的Zn片改为Mg片，Cu片上产生气泡的速率加快
D．图2与图3中正极生成物的质量比为1∶32时，Zn片减轻的质量相等
考点　原电池原理的应用
题点　原电池工作原理的探究
答案　B
解析　Zn、Cu直接接触就能构成闭合回路而形成原电池，Cu片上可看到有气泡产生，A项正确；SO2－4带负电荷，应该向负极Zn片移动，B项错误；由于Mg的失电子能力强于Zn，所以将Zn片改为Mg片后，电子转移速率加快，生成H2的速率也加快，C项正确；假设图2中正极产生2gH2，则转移2mol电子，消耗负极65gZn，而图3中正极析出64gCu，也转移2mol电子，消耗负极65gZn，故Zn片减轻的质量相等，D项正确。
[综合强化]
13．(2017南宁高一检测)某同学为了探究原电池产生电流的过程，设计了如图实验。
(1)打开K，观察到的现象为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)关闭K，观察到的现象是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
此电池的负极的电极反应式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)关闭K，溶液中阳离子向________(填“Zn”或“C”)极移动，外电路中，电子流动方向是________________________________________________________________________。
考点　原电池原理的应用
题点　原电池的综合探究实验
答案　(1)锌棒上附着有红色固体
(2)碳棒上附着有红色固体　Zn－2e－===Zn2＋
(3)C　Zn→C(或负极→正极)
解析　(1)打开K，锌与硫酸铜接触，置换出铜，所以可以看到锌棒上附着有红色固体。(2)关闭K，形成原电池，锌做负极，碳做正极，溶液中的铜离子在碳棒上得到电子生成铜，看到碳棒上附着有红色固体；负极反应为Zn－2e－===Zn2＋。(3)关闭K，溶液中的阳离子向正极移动，即向碳棒移动，电子从锌出来经过导线流向碳。
14．(2017咸宁高一检测)理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。请利用反应“Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋”设计一个化学电池(正极材料用碳棒)，回答下列问题：
(1)该电池的负极材料是________，发生________(填“氧化”或“还原”)反应，电解质溶液是____________。
(2)正极上出现的现象是________________________________________________________。
(3)若导线上转移电子1mol，则生成银______g。
考点　原电池原理的应用
题点　原电池的设计
答案　(1)Cu　氧化　AgNO3溶液
(2)碳棒上出现银白色物质
(3)108
解析　(1)根据电池的总反应，可知负极一般是失电子的物质，所以负极材料应该是铜，发生氧化反应，电解质溶液是一种可溶性的银盐溶液，所以是AgNO3溶液。(2)正极上是溶液中的银离子得到电子变成银单质，所以正极上的现象是碳棒上出现银白色物质。(3)当导线上转移1mol电子的时候，正极上会析出1mol银单质，所以正极上生成的银的质量是108g。
15．某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用，在常温下，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
1Al、Mg稀盐酸偏向Al
2Al、Cu稀盐酸偏向Cu
3Al、C(石墨)稀盐酸偏向石墨
4Al、Mg氢氧化钠溶液偏向Mg
5Al、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所做的电极(正极或负极)是否相同？____________(填“是”或“否”)。
(2)由实验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电池总反应式：
________________________________________________________________________。
(3)实验4中铝做负极还是正极？________，理由是______________________________。
写出铝电极的电极反应式：________________________________________________。
(4)解释实验5中检流计指针偏向铝的原因：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)根据实验结果总结出影响铝在原电池中做正极或负极的因素：
________________________________________________________________________。
考点　原电池工作原理和正负极的判断
题点　多角度判断正、负极
答案　(1)否　(2)①负　2Al－6e－===2Al3＋　②正
6H＋＋6e－===3H2↑　③2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
(3)负极　在NaOH溶液中，活动性：Al＞Mg　Al＋4OH－－3e－===[Al(OH)4]－
(4)Al在浓硝酸中发生钝化，Zn在浓硝酸中发生反应，被氧化，即在浓硝酸中，活动性：Zn＞Al，Al是原电池的正极
(5)①另一个电极材料的活动性；②电解质溶液
解析　在稀盐酸中的活动性：Mg＞Al＞Cu。由实验1和2可知，原电池中检流计指针是偏向正极。在实验3中检流计指针偏向石墨，由上述规律可知，Al是负极，石墨是正极，化学反应是Al失去电子被氧化为Al3＋，盐酸中的H＋得到电子被还原为H2。在NaOH溶液中活动性：Al＞Mg，则Al是负极，Mg是正极。Al在浓硝酸中发生钝化，Zn在浓硝酸中被氧化，即在浓硝酸中活动性：Zn＞Al，Zn是负极，Al是正极，所以在实验5中检流计指针偏向铝。

化学键与化学反应中的能量变化学案（鲁科版必修2）

俗话说，居安思危，思则有备，有备无患。作为教师就要好好准备好一份教案课件。教案可以让学生们有一个良好的课堂环境，帮助教师有计划有步骤有质量的完成教学任务。优秀有创意的教案要怎样写呢？下面的内容是小编为大家整理的化学键与化学反应中的能量变化学案（鲁科版必修2），欢迎大家与身边的朋友分享吧！

第3课时　化学键与化学反应中的能量变化
一、化学能与热能的相互转化
1．实验探究
实验操作实验现象结论
①看到有气泡产生
②用手触摸反应后的试管，手感到热
③用温度计测得反应后温度升高该反应放出热量
闻到刺激性气味，烧杯壁发凉，玻璃片和烧杯黏在一起，混合物呈糊状该反应吸收热量
混合后溶液温度比原来的两种溶液的温度高该反应放出热量

2.实验结论
每一个化学反应都伴随着能量变化，有的释放能量，有的吸收能量。
(1)放热反应和吸热反应的概念
①放出热量的化学反应为放热反应。
②吸收热量的化学反应为吸热反应。
(2)常见的吸热反应和放热反应
①常见的放热反应有：燃烧反应、中和反应、金属与水或酸的反应、大多数化合反应。
②常见的吸热反应有：大多数分解反应、氢氧化钡晶体与氯化铵的反应、C＋CO2=====高温2CO、C＋H2O(g)=====高温CO＋H2等。
例1　下列说法正确的是()
①需要加热才能发生的反应一定是吸热反应　②放热反应在常温下一定很容易发生　③反应是放出能量还是吸收能量必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小　④有的放热反应加热到一定温度引发后，停止加热反应也能继续进行
A．只有③④B．只有①②
C．①②③④D．②③④
考点　化学能与热能的相互转化
题点　多角度认识吸热反应与放热反应
答案　A
解析　加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如铜在氯气中燃烧；放热反应在常温下不一定容易发生，如N2与H2合成NH3；反应是放热还是吸热取决于反应物、生成物所具有的总能量的相对大小；需要加热才能发生的放热反应，如果反应放出的热量达到反应所需要的热量，停止加热反应也能继续进行，如Fe＋S=====△FeS。
易错警示
(1)“三个不一定”
①需加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如碳和氧气的反应；
②放热反应常温下不一定容易发生，如铝热反应；
③吸热反应也不一定需要加热，如Ba(OH)28H2O晶体和NH4Cl晶体的反应。
(2)化学反应必然有能量变化，但有能量变化的过程不一定发生化学反应。
例2　下列反应过程中的能量变化与如图一致的是()
A．2Al＋Fe2O3=====高温2Fe＋Al2O3
B．C＋CO2=====高温2CO
C．CaCO3=====高温CaO＋CO2↑
D．C＋H2O(g)=====高温CO＋H2
答案　A
解析　A项，铝热反应属于放热反应，反应物具有的总能量高于生成物具有的总能量，正确；B、C、D三项均为吸热反应，反应物具有的总能量低于生成物具有的总能量，错误。
规律总结
判断反应放热或吸热的依据是根据反应物和生成物总能量的相对大小。①放热反应：反应物总能量生成物总能量；②吸热反应：反应物总能量生成物总能量。
二、化学反应中能量变化的原因分析
1．化学反应中能量变化与化学键的关系——微观角度
(1)化学反应过程
(2)化学反应中能量变化的原因
(3)根据下列信息分析氢气燃烧生成水蒸气时能量的变化情况
①断裂1molH2和12molO2中的化学键吸收的总能量：436kJ＋249kJ＝685kJ。
②形成1molH2O时释放的总能量：930kJ。
③燃烧1molH2生成水蒸气时放出能量245kJ。
2．化学反应的能量变化与物质内部能量的关系——宏观角度
图示
能量相对大小反应物的总能量大于生成物的总能量反应物的总能量小于生成物的总能量

3.化学反应中能量的转化形式
主要是化学能与热能之间的相互转化，也有其他形式的能量转化，如化学能可以转化成光能、电能等。

放热反应与吸热反应比较
类型
比较放热反应吸热反应
定义放出热量的反应吸收热量的反应
形成原因反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量
与化学键的关系生成物分子成键时释放的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量
图示

例3　硅是太阳能电池的重要材料。工业冶炼纯硅的原理是：
粗硅冶炼：①SiO2＋2C=====高温Si＋2CO↑；
精炼硅：②Si＋3HCl=====高温SiHCl3＋H2；
③SiHCl3＋H2=====高温Si＋3HCl。
化学反应与能量变化如图所示，回答下列问题：
(1)①是反应，②是反应，③是反应(填“吸热”或“放热”)。
(2)反应②破坏反应物中的化学键所吸收的能量(填“大于”或“小于”)形成生成物中化学键所放出的能量。
考点　化学能与热能的相互转化
题点　常见的吸热反应与放热反应
答案　(1)吸热　放热　吸热　(2)小于
解析　(2)因为反应②是放热反应，所以破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量。
例4　已知1g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量121kJ，且氧气中1molO==O键完全断裂时需要吸收能量496kJ，水蒸气中1molH—O键形成时放出能量463kJ，则氢气中1molH—H键断裂时吸收的能量为()
A．920kJB．557kJ
C．436kJD．188kJ
考点　化学反应中能量变化与化学键的关系
题点　利用化学键求算化学反应中的能量变化
答案　C
解析　由1gH2完全燃烧生成水蒸气时放出能量121kJ可知：2gH2(即含1molH—H键)完全燃烧生成水蒸气时放出的能量为121kJ×2＝242kJ。由化学方程式：H2(g)＋12O2(g)点燃,H2O(g)可设1molH—H键断裂吸收的能量为Q，则：Q＋12×496kJ－2×463kJ＝－242kJ，Q＝436kJ。
规律总结
反应中放出、吸收能量的计算：
吸收能量值＝E吸－E放；放出能量值＝E放－E吸。
E吸表示反应物断裂化学键吸收能量，E放表示生成物形成化学键释放能量。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)化学反应过程中不一定都有能量变化()
(2)镁带燃烧时，化学能全部转化为热能()
(3)有能量放出的变化都是放热反应，吸收能量的变化都是吸热反应()
(4)对于放热反应2H2＋O2=====点燃2H2O来说，断裂1个H—H键和1个O==O键所吸收的能量小于形成1个H—O键所放出的能量()
(5)由O＋O―→O2(放出能量493kJ)和N＋N―→N2(放出能量946kJ)可得在常温下氮气比氧气稳定()
考点　化学能与热能的相互转化
题点　化学反应中能量变化的相关综合
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√
2．下列关于反应能量的说法中正确的是()
A．化学反应中的能量变化，都表现为热量的变化
B．化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因
C．已知反应：Zn(s)＋CuSO4(aq)===ZnSO4(aq)＋Cu(s)为放热反应，则反应物总能量生成物总能量
D．相同条件下，如果1mol氢原子所具有的能量为E1，1mol氢分子的能量为E2，则2E1＝E2
答案　B
解析　化学反应中的能量变化，不是都表现为热量的变化，还可能有其他能量的变化，如光能等，A项错误；放热反应中反应物的总能量大于生成物的总能量，C项错误；分子变成原子需要破坏化学键，吸收能量，2E1E2，D项错误。
3．将铁粉和硫粉混合后加热，待反应一发生即停止加热，反应仍可持续进行，直至反应完全生成新物质硫化亚铁。这现象说明了()
A．该反应是吸热反应
B．该反应是放热反应
C．铁粉和硫粉在常温下可以发生反应
D．硫化亚铁的总能量高于铁粉和硫粉的总能量
考点　化学能与热能的转化
题点　吸热或放热反应的实验或探究
答案　B
解析　反应发生后停止加热，反应仍可持续进行说明反应为放热反应，A错误，B正确；反应需要加热才能发生，常温下不能进行，C错误；反应是放热反应，所以反应物的总能量高于生成物的总能量，D错误。
4．下列说法正确的是()
A．任何化学反应都伴随着能量的变化
B．H2O(g)―→H2O(l)该过程放出大量的热，所以该过程是化学变化
C．化学反应中能量的变化都表现为热量的变化
D．对于如图所示的过程，是吸收能量的过程
答案　A
解析　任何化学反应都有能量的变化，但有能量变化的过程不一定是化学变化，如物质的三态变化，虽然存在能量变化，但不存在旧化学键的断裂与新化学键的形成，故不是化学变化，A项正确，B项错误；化学反应中能量变化的形式有多种，除热能外，还有光能、电能等，C项错误；由图像可知，该过程中反应物的总能量大于生成物的总能量，故该过程中放出了能量，D项错误。
5．根据下列信息判断氢气燃烧生成水时的热量变化，其中一定正确的是()
A．H2O分解为H2与O2时放出热量
B．生成1molH2O时吸收热量245kJ
C．甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系：乙甲丙
D．氢气和氧气的总能量小于水的能量
答案　C
解析　根据能量变化可知，1molH2与12molO2断键时吸收685kJ能量，而生成1molH2O放出930kJ能量，所以H2燃烧生成H2O的反应是放热反应，则H2O的分解是吸热反应。
6．已知断开1molH—H键、1molN—H键、1molN≡N键分别需要吸收的能量为436kJ、391kJ、946kJ。一定条件下由氢气和氮气反应生成1molNH3需要(填“放出”或“吸收”)kJ的热量。
答案　放出　46
解析　根据化学方程式N2＋3H2??????高温、高压催化剂2NH3，生成1molNH3时需要消耗0.5mol的N2和1.5mol的H2。因此在上述的反应过程中断裂0.5molN≡N键和1.5molH—H键，共吸收热量0.5×946kJ＋1.5×436kJ＝1127kJ；形成1molNH3中的3molN—H键，共放出热量3×391kJ＝1173kJ。因为1173kJ＞1127kJ，因此反应放热，共放出1173kJ－1127kJ＝46kJ的热量。
[对点训练]
题组一　化学能与热能的相互转化
1．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
答案　C
解析　金属与酸的置换反应、中和反应、所有燃烧反应都是放热反应；复分解反应则不一定是放热反应。
2．下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是()
A．锌粒与稀硫酸的反应
B．灼热的木炭与CO2反应
C．甲烷在氧气中的燃烧反应
D．Ba(OH)28H2O晶体与NH4Cl晶体的反应
答案　B
解析　锌粒与稀硫酸的反应、甲烷的燃烧反应均是放热反应；Ba(OH)28H2O晶体与NH4Cl晶体的反应是吸热反应，但元素的化合价无变化，是非氧化还原反应；灼热的木炭与CO2的反应既属于吸收能量的反应，又属于氧化还原反应。
3．下列说法中正确的是()
A．化合反应均是放热反应，分解反应均是吸热反应
B．燃料的燃烧反应均是放热反应
C．干冰的升华是吸热反应
D．需要点燃或加热的化学反应一定是吸热反应
答案　B
解析　A项，C＋CO2=====高温2CO是化合反应，但需要吸热，2H2O2===2H2O＋O2↑是分解反应，但放出热量，错误；B项，物质之所以被用做燃料，就是因为它易燃烧并放出热量，正确；C项，吸热反应属于化学反应，干冰升华不是化学反应，错误；D项，化学反应是吸热反应的决定因素是反应物的总能量低于生成物的总能量，而与化学反应发生的外部条件无关，错误。
题组二　化学反应中能量变化与物质内部能量的关系
4．下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是()
A．碳酸钙受热分解
B．乙醇燃烧
C．铝与氧化铁粉末反应
D．氧化钙溶于水
答案　A
解析　生成物总能量高于反应物总能量则说明反应过程需要吸收能量。
5．等质量的固态硫和硫蒸气分别在相同条件下完全燃烧，放出的热量()
A．前者多B．后者多
C．二者相等D．无法比较
答案　B
解析　等质量的硫蒸气本身具有的能量高于等质量的固态硫，B项正确。
6．已知反应A＋B===C＋D的能量变化如图所示，下列叙述正确的是()
A．该反应为放热反应
B．该反应为吸热反应
C．反应物的总能量高于生成物的总能量
D．该反应只有在加热条件下才能进行
考点　化学反应中能量变化与物质能量的关系
题点　由图像分析化学反应中的能量变化
答案　B
7．已知化学反应2C(s)＋O2(g)=====点燃2CO(g)、2CO(g)＋O2(g)=====点燃2CO2(g)都是放热反应。据此判断，下列说法不正确的是(其他条件相同)()
A．12gC所具有的能量一定高于28gCO所具有的能量
B．56gCO和32gO2所具有的总能量大于88gCO2所具有的总能量
C．12gC和32gO2所具有的总能量大于44gCO2所具有的总能量
D．将一定质量的C燃烧，生成CO2比生成CO时放出的热量多
考点　化学键与化学反应中的能量变化与物质能量的关系
题点　由物质的能量认识化学反应中的能量变化
答案　A
解析　放出热量的化学反应，反应物的总能量一定高于生成物的总能量。C和CO的燃烧反应都是放热反应，所以C＋O2=====点燃CO2必然是放热反应，B、C两项正确；12gC并不代表反应物的全部，O2也是反应物，A项不正确；由于C――→O2CO放热、CO――→O2CO2放热，所以C――→O2CO2比C――→O2CO放出的热量要多，D项正确。
8．(2017石家庄高一检测)金刚石与石墨是碳元素的两种结构不同的单质，彼此互称同素异形体。在100kPa时，1mol石墨转化为金刚石要吸收1.895kJ的热能。据此判断在100kPa压强下，下列说法正确的是()
A．金刚石比石墨更稳定
B．石墨比金刚石更稳定
C．1mol金刚石比1mol石墨的总能量低
D．1mol金刚石转变为石墨需要吸收1.895kJ能量
考点　化学键与化学反应中能量变化与物质能量的关系
题点　化学反应中能量变化与物质的稳定性
答案　B
解析　1mol石墨转化为金刚石吸收1.895kJ的热能，说明金刚石的能量高于石墨，石墨稳定，A项不正确，B项正确，C项不正确；1mol金刚石转变为石墨时要放出1.895kJ的能量，D项不正确。
题组三　化学反应中能量变化与化学键的关系
9．下列对化学反应的认识中错误的是()
A．会引起化学键的变化
B．会产生新的物质
C．必然引起物质状态的变化
D．必然伴随着能量的变化
答案　C
解析　化学反应不一定引起物质状态的变化，如氮气与氢气化合生成氨气无状态变化。
10．氢气在氯气中燃烧产生苍白色火焰。在反应过程中，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＋Q22Q3B．Q1＋Q2Q3
C．Q1＋Q2Q3D．Q1＋Q22Q3
答案　A
解析　由于Cl2和H2反应生成HCl要放出热量，所以Q1＋Q22Q3。
11．已知断开1molH—H键吸收的能量为436kJ，形成1molH—N键放出的能量为391kJ，根据化学方程式N2＋3H2??????高温、高压催化剂2NH3，反应完1molN2放出的能量为92.4kJ，则断开1molN≡N键需吸收的能量是()
A．431kJB．945.6kJC．649kJD．869kJ
考点　化学键与化学反应中能量变化的关系
题点　由化学键的变化计算反应中的能量变化
答案　B
解析　设断开1molN≡N键需吸收的能量为x，根据反应放出的能量＝形成新键放出的能量－断开旧键吸收的能量，代入数据：92.4kJ＝6×391kJ－3×436kJ－x，x＝945.6kJ。
12．(2017汕头高一检测)化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。如图表示N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化，下列说法中正确的是()
A．1molN2(g)和1molO2(g)反应放出的能量为180kJ
B．1molN2(g)和1molO2(g)具有的总能量小于2molNO(g)具有的总能量
C．通常情况下，N2(g)和O2(g)混合能直接生成NO(g)
D．NO是一种酸性氧化物，能与NaOH溶液反应生成盐和水
考点　化学变化中的能量变化与化学键的关系
题点　多角度认识化学变化中的能量变化
答案　B
解析　反应热就是断裂旧化学键吸收的能量和形成新化学键所放出的能量的差值，所以该反应的反应热是946kJmol－1＋498kJmol－1－2×632kJmol－1＝180kJmol－1，所以该反应是吸热反应，选项A不正确，选项B正确；氮气和氧气反应需要在高温或放电条件下进行，选项C不正确；NO不是酸性氧化物，和氢氧化钠溶液不反应，选项D不正确。
[综合强化]
13．某同学做如下实验，以检验反应中的能量变化。
(1)在实验中发现反应后①中温度升高，由此可以判断①中反应是热反应；②中温度降低，由此可以判断②中反应是热反应，反应过程(填“①”或“②”)的能量变化可用下图表示。
(2)写出铝与盐酸反应的离子方程式：。
(3)根据能量守恒定律，②中反应物的总能量应该(填“高于”或“低于”)其生成物的总能量。
答案　(1)放　吸　①　(2)2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
(3)低于
解析　(1)反应后①中温度升高，②中温度降低，说明①中反应为放热反应，②中反应为吸热反应。
(2)铝与盐酸反应的离子方程式为2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑。
(3)②中反应为吸热反应，根据能量守恒定律，②中反应物的总能量应该低于其生成物的总能量。
14．(2018周口高一检测)在25℃、101kPa的条件下，断裂1molH—H键吸收436kJ能量，断裂1molCl—Cl键吸收243kJ能量，形成1molH—Cl键放出431kJ能量。H2＋Cl2=====点燃2HCl的化学反应可用下图表示：
(1)化学键断裂需要(填“释放”或“吸收”)能量。
(2)图中生成物成键共释放能量kJmol－1。
(3)该反应的反应物的总能量(填“大于”“等于”或“小于”)生成物的总能量，所以该反应是反应。
答案　(1)吸收　(2)862　(3)大于　放热
解析　该反应中断裂的化学键为H—H键和Cl—Cl键，共吸收能量：436kJmol－1＋243kJmol－1＝679kJmol－1，形成的化学键为H—Cl键，共释放能量：431kJmol－1×2＝862kJmol－1，由于放出的能量大于吸收的能量，该反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量。
15．如图是某同学设计的放热反应的观察装置。其实验操作是①按图所示将实验装置连接好；②在U形管内加入少量红墨水，打开T形管螺旋夹，使U形管内两边的液面处于同一水平面，再夹紧螺旋夹；③在中间的试管里盛1g氧化钙，当滴入2mL左右的蒸馏水后，即可观察。
试回答：
(1)实验中能观察到的现象是
。
(2)该实验中①②操作之间必须进行的一步实验操作是
。
(3)实验中发生反应的化学方程式为
。
(4)说明CaO、H2O的能量与Ca(OH)2能量之间的关系：
。
答案　(1)U形管里的红墨水会沿开口端上升(其他答案合理均可)
(2)检查装置气密性
(3)CaO＋H2O===Ca(OH)2
(4)1molCaO和1molH2O的能量之和大于1molCa(OH)2的能量
解析　CaO和H2O的反应是放热反应，所以红墨水右高左低，且1molCaO和1molH2O的能量之和大于1molCa(OH)2的能量。
16．下表中的数据是破坏1mol物质中的化学键所消耗的能量：
物质Cl2Br2I2HClHBrHIH2
能量/kJ243193151432366298436

根据上述数据回答下列问题：
(1)下列物质本身具有的能量最低的是(填字母)。
A．H2B．Cl2C．Br2D．I2
(2)下列氢化物中最稳定的是(填字母)。
A．HClB．HBrC．HI
(3)反应X2＋H2===2HX(X代表Cl、Br、I)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，放出或吸收的能量最多的是。
(5)若无上表中的数据，你能正确回答出问题(4)吗？你的依据是。
答案　(1)A　(2)A　(3)放热　(4)Cl2
(5)能。元素的非金属性越强，则其生成的氢化物越稳定，且越容易生成，放出的热量越多
解析　(1)破坏1mol化学键所消耗的能量越大，其越稳定，本身的能量也越低。则H2、Cl2、Br2、I2中，H2的能量最低。(2)同(1)，消耗能量HClHBrHI，故HCl最稳定。(3)形成新键所放出的能量均大于X2、H2断键所消耗的能量，故均为放热反应。(4)以氯元素为例计算断开1molCl—Cl键和1molH—H键需要吸收的能量为243kJ＋436kJ＝679kJ，而形成2molH—Cl键放出的能量为2×432kJ＝864kJ，所以在Cl2＋H2===2HCl反应中放出864kJ－679kJ＝185kJ的热量，同理可以计算在Br2＋H2===2HBr、I2＋H2===2HI反应中分别放出的热量为103kJ、9kJ。(5)可以从非金属元素非金属性的强弱进行判断。

化学键与物质类别学案（鲁科版必修2）

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第2课时　化学键与物质类别
一、离子化合物与共价化合物
1．离子化合物
(1)概念：含有离子键的化合物称为离子化合物。
(2)常见类型
①强碱：如NaOH、KOH等。
②绝大多数盐：如NaCl、K2SO4等。
③活泼金属氧化物、氢化物和过氧化物：如K2O、Na2O、MgO、NaH、CaH2、Na2O2等。
(3)性质
①离子化合物中离子键一般比较牢固，破坏它需要很高的能量，所以离子化合物的熔点一般较高，常温下为固体。
②离子化合物在溶于水或受热熔化时，离子键被破坏，形成自由移动的阴、阳离子，能够导电。
2．共价化合物
(1)概念：只含有共价键的化合物称为共价化合物。
(2)四种常见的共价化合物
①非金属氢化物：如NH3、H2S、H2O等。
②非金属氧化物：如CO、CO2、SO2等。
③酸：如H2SO4、HNO3等。
④大多数有机化合物：如CH4、CH3CH2OH等。
化学键与物质类别的关系
(1)四个“一定”
①离子化合物中一定含有离子键，可能含有共价键，如NaOH、Na2O2、(NH4)2SO4等。
②含有离子键的物质一定是离子化合物。
③离子化合物中一定含有阴离子和阳离子。
④共价化合物中一定不含离子键，只含共价键。
(2)四个“不一定”
①离子化合物中不一定含有金属元素，如NH4Cl、NH4NO3等。
②含有金属元素的化合物不一定是离子化合物，如AlCl3。
③含有共价键的化合物不一定是共价化合物，如NaOH、Na2O2等。
④含有共价键的分子不一定是共价化合物，如H2、O2等单质。
例1　下列有关化合物的说法正确的是()
A．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物质一定是共价化合物
C．非金属元素不能形成离子化合物
D．含有离子键的化合物一定是离子化合物
答案　D
解析　含有共价键的化合物不一定是共价化合物，离子化合物中可能含有共价键，A项错误；分子中只含共价键的物质可能是非金属单质，也可能是共价化合物，B项错误；非金属元素也可能形成离子化合物，如铵盐，C项错误；D项正确。
规律总结
(1)只含非金属元素的化合物可以是共价化合物，也可以是离子化合物，如H、N、O可以形成离子化合物NH4NO3、NH4NO2和共价化合物HNO3、HNO2。
(2)含金属元素的化合物不一定是离子化合物，如AlCl3是共价化合物。
例2　(2017南阳月考)下表物质与其所含化学键类型、所属化合物类型完全正确的一组是()
选项ABCD
物质MgCl2CO2HClNaOH
所含化学键类型离子键、共价键共价键离子键离子键、共价键
所属化合物类型离子化合物共价化合物离子化合物共价化合物

答案　B
解析　A项，MgCl2仅含离子键；C项，HCl仅含共价键，是共价化合物；D项，NaOH含有离子键，是离子化合物。
方法总结——离子化合物和共价化合物的判断方法

二、物质的电子式及其应用
1．定义：在元素符号周围用“”(小黑点)或“×”(叉号)表示原子或离子的最外层电子的式子叫做电子式。
2．电子式的书写
(1)原子的电子式：
元素符号周围标明元素原子的最外层电子，每个方向不能超过2个电子。当最外层电子数小于或等于4时以单电子分布，多于4时多出部分以电子对分布。例如：
镁原子：Mg；碳原子：；
氧原子：；氖原子：。
(2)简单阳离子的电子式：
简单阳离子是由金属原子失去电子形成的，原子的最外层已无电子，故用阳离子的符号表示，如：Na＋、Li＋、Mg2＋、Al3＋等。
(3)简单阴离子的电子式：
不但要画出最外层电子数，而且还应用“[　]”括起来，并在右上角标出“n－”以表示其所带的电荷。例如：
氯离子：、硫离子：。
(4)复杂阴、阳离子的电子式：
复杂阴、阳离子要标明电子，用“[　]”括上，并在“[　]”右上角标明电性和电量，例如：
水合氢离子铵根离子

氢氧根离子过氧根离子
(5)离子化合物的电子式：
氧化钙：，氯化钙：，
硫化钾：。
(6)共价化合物的电子式：
水：，甲烷：，NH3：。
3．用电子式表示下列物质的形成过程
(1)NaCl：。
(2)MgBr2：。
(3)H2O：。
用电子式表示离子化合物或离子化合物的形成过程时，易出现的错误：
(1)漏标阴离子的括号，如将S2－的电子式错写为。
(2)给阳离子多标电子和括号，如将Al3＋的电子式错写为。
(3)漏标或错标离子的电荷，如将S2－的电子式错写为。
(4)将多个相同的离子归在一起，如将K2S的电子式错写为。

例3　下列电子式正确的是()
A．
B．
C．
D.
答案　C
解析　A项，应为；B项，应为；D项，应为。只有C项正确。
易错警示　
(1)写化合物电子式前需判断该化合物是离子化合物，还是共价化合物。
(2)离子化合物的每个离子的电子式都要单独写，不能合并，而且要符合相邻关系。
(3)离子的电子式要标离子所带的电荷数，阴离子和复杂阳离子的电子式要用[　]表示。
例4　(1)写出下列物质的电子式：
H2：____________，CO2：__________，Na2O：__________________，Na2O2：____________，KOH：____________。
(2)用电子式表示下列物质的形成过程：
①N2：________________________________________________________________________；
②HCl：________________________________________________________________________；
③CaBr2：_______________________________________________________________________；
④KF：________________________________________________________________________。
答案　(1)HH
　
(2)①
②
③
④
易错警示——用电子式表示物质形成过程时需要注意
(1)连接号必须使用“―→”，不能用等号。
(2)左边写出原子的电子式，右边写出共价分子或离子化合物的电子式。
(3)要和化学方程式区别开，形成过程只是表示由原子形成物质的过程，左侧不能写成物质的化学式。
离子化合物和共价化合物的比较
类型
项目　离子化合物共价化合物
定义含有离子键的化合物只含有共价键的化合物
构成微粒阴、阳离子原子
化学键一定含有阴、阳离子和离子键，如NaCl；可能含有共价键，如NH4Cl只含有共价键，一定不含阴、阳离子和离子键
常见物质①活泼金属氧化物
②强碱
③大部分盐①非金属氢化物
②非金属氧化物
③含氧酸
④大多数有机物

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)离子化合物不可能只含非金属元素()
(2)熔融状态下能导电的物质一定是离子化合物()
(3)金属原子在化学反应中只能失去电子，所以只能形成离子键()
(4)所有的金属与非金属化合都形成离子化合物()
(5)SO3和水反应形成的化合物是离子化合物()
(6)Na2O2的电子式为()
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×
2．下列各组物质中，都是共价化合物的是()
A．H2S和Na2O2
B．H2O2和CaF2
C．NH3和N2
D．HNO3和HClO
答案　D
解析　Na2O2、CaF2都是离子化合物，N2是单质，不是化合物，H2S、H2O2、NH3、HNO3和HClO均是共价化合物。
3．下列物质中属于含有共价键的离子化合物的是()
A．KOHB．Br2C．MgCl2D．H2S
答案　A
解析　A选项中OH－中存在共价键；C选项中只含有离子键；而B、D都不是离子化合物。
4．氯化钠是日常生活中人们常用的调味品。下列性质可以证明氯化钠一定是离子化合物的是()
A．具有较高的熔点B．熔融状态下能导电
C．水溶液能导电D．常温下能溶于水
答案　B
解析　只要化合物中存在离子键必为离子化合物，而离子化合物区别于共价化合物的突出特点是熔融状态下能导电，故B正确；A项，具有较高的熔点，也可能为共价化合物，如SiO2；C项，水溶液能导电，可以是共价化合物，如硫酸；D项，能溶于水的化合物可以是离子化合物也可以是共价化合物。
5．(2018赣州市十四县联考)下列化学用语中，正确的是()
A．次氯酸的结构式：H—O—Cl
B．氮气的电子式：NN
C．CO2分子的电子式：O==C==O
D．用电子式表示氯化氢分子的形成过程：
考点　共价键与共价化合物
题点　常见物质结构式与电子式
答案　A
解析　Cl只能形成一对共用电子对，次氯酸的结构式为H—O—Cl，故A正确；氮气中存在氮氮叁键，氮气的电子式为NN，故B错误；二氧化碳属于共价化合物，分子中存在两个碳氧双键，二氧化碳的电子式为，故C错误；氯化氢是共价化合物，不存在离子键，氢原子与氯原子之间形成1对共用电子，氯原子最外层有7个电子，氯化氢分子的形成过程：，故D错误。
6．C、H、O、Cl、Na五种元素相互结合，写出符合下列条件的化学式：
(1)由两种元素组成的离子化合物(写三种)：
________________________________________________________________________。
(2)由两种元素组成的共价化合物(写六种)：
________________________________________________________________________。
(3)由三种元素组成的离子化合物(写三种)：
________________________________________________________________________。
(4)由三种元素组成的共价化合物(写三种)：
________________________________________________________________________。
答案　(1)NaCl、Na2O、Na2O2
(2)CH4、H2O、H2O2、HCl、CCl4、CO2
(3)NaOH、Na2CO3、NaClO
(4)HClO、HClO4、H2CO3
(答案合理即可)
[对点训练]
题组一　离子化合物与共价化合物的判断
1．含有共价键的离子化合物是()
A．H2O2B．CaCl2
C．CCl4D．NaOH
答案　D
解析　A项，H2O2是只含共价键的共价化合物，错误；B项，CaCl2是只含离子键的离子化合物，错误；C项，CCl4是只含共价键的共价化合物，错误；D项，NaOH是含有离子键和共价键的离子化合物，正确。
2．已知下列各组元素中A、B两元素的原子序数，其中可形成AB2型离子化合物的是()
①6和8　②12和17　③20和9　④11和17
A．①③B．①②C．②③D．③④
答案　C
解析　在元素周期表中，ⅠA、ⅡA族的金属与ⅥA、ⅦA族非金属元素间可形成离子键，含离子键的化合物就是离子化合物。6和8形成的是CO2,12和17形成的是MgCl2,20和9形成的是CaF2,11和17形成的是NaCl。
3．根据物质的下列性质能肯定该物质为离子化合物的是()
A．水溶液能导电的化合物
B．由金属元素和非金属元素组成的化合物
C．在熔化状态下能导电的化合物
D．熔点高的物质
答案　C
解析　A项，共价化合物在水溶液中也可能导电，如HCl；B项，由活泼金属元素和活泼非金属元素组成的化合物为离子化合物，而某些金属性较弱的金属与非金属元素可能形成共价键，如AlCl3；C项，共价键在熔化状态下不断裂，在熔化状态下能导电的化合物一定是离子化合物；D项，熔点高的物质可能是共价化合物，如SiO2。
题组二　电子式的书写与正误判断
4．下列分子的电子式书写正确的是()
A．氨：B．四氯化碳：
C．氮气：NND．二氧化碳：
答案　C
解析　A项，应为；B项，应为；
D项，应为。
5．下列化合物电子式书写正确的是()
A．B．
C．D．
答案　D
解析　A项，应为；B项，应为；C项，应为。
6．下列用电子式表示物质的形成过程，正确的是()
A．
B．
C.
D．
考点　共价键与共价化合物
题点　用电子式表示典型物质的形成过程
答案　D
7．(2018河北香河县3月月考)下列表示物质结构的化学用语正确的是()
A．H、D、T表示同一种核素
B．MgCl2的形成过程
C．Cl－的结构示意图：
D．NH4Cl的电子式：
答案　B
解析　H、D、T是同一种元素的三种核素，故A错误；氯离子是由氯原子得一个电子形成，核电荷数仍为17，故氯离子的结构示意图为，故C错误；氯化铵为离子化合物，氯离子的最外层电子数必须标出，氯化铵正确的电子式为，故D错误。
题组三　离子化合物与离子化合物的综合
8．X元素的一个原子失去两个电子转移到Y元素的两个原子中去，形成Z，下列说法中不正确的是()
A．Z可以电离
B．Z可以表示为XY2
C．X形成＋2价阳离子
D．Z的电子式为
答案　D
解析　离子化合物均为电解质，故可以电离；离子化合物Z的电子式应由阴、阳离子组成，不是形成共用电子对，正确的电子式为。
9．(2018大同市一中3月月考)氢化钠(NaH)是一种白色的离子化合物，其中钠元素是＋1价；氢化钠与水反应生成H2和NaOH。下列叙述中不正确的是()
A．NaH的电子式为Na＋[H]－
B．NaH中氢元素的离子的电子层排布与氦原子的电子层排布相同
C．微粒半径：H－＜Li＋
D．NaH与H2O反应时，水作氧化剂
考点　离子键与离子化合物
题点　离子化合物的结构与性质
答案　C
解析　氢化钠(NaH)是一种白色的离子化合物，NaH的电子式为Na＋[H]－，A正确；NaH中氢元素的化合价为－1价，其离子的电子层排布与氦原子的电子层排布相同，B正确；锂离子和H－的电子层排布相同，但是锂离子的核电荷数比H－多，所以微粒半径：H－＞Li＋，C错误；NaH与H2O反应生成氢气和NaOH，在这个反应中只有氢元素的化合价发生了变化，NaH中H元素的化合价升高，被氧化做还原剂，水中H元素的化合价降低，被还原做氧化剂，D正确。
10．原子序数依次增大的元素a、b、c、d，它们的最外层电子数分别为1、6、7、1。a－的电子层结构与氦相同，b和c的次外层有8个电子，c－和d＋的电子层结构相同。下列叙述错误的是()
A．元素的非金属性次序为cba
B．a和其他3种元素均能形成共价化合物
C．d和其他3种元素均能形成离子化合物
D．元素a、b、c各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6
答案　B
解析　由a的最外层电子数为1，a－的电子层结构与氦相同可知，a为H。b和c的次外层有8个电子，则b、c处于第3周期，又知b、c的最外层电子数分别为6、7，推知b、c分别为S、Cl。由c－和d＋的电子层结构相同可知，d为K。A项，S、Cl处于第3周期，Cl的原子序数大于S，则Cl的非金属性强于S；由H2S中S元素显－2价、H元素显＋1价可知，S的非金属性强于H，因此三种元素的非金属性次序为Cl＞S＞H。B项，H和S、Cl可形成共价化合物H2S和HCl，而H与K则形成离子化合物KH。C项，K和H、S、Cl均可形成离子化合物，分别为KH、K2S和KCl。D项，H、S、Cl的最高化合价分别为＋1、＋6和＋7，最低化合价分别为－1、－2和－1，因此三种元素各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6。
11．同主族元素形成的同一类型化合物，往往其结构和性质相似。PH4I是一种白色晶体，下列对PH4I的叙述中，正确的是()
A．它是一种共价化合物
B．它只含共价键
C．它不可能与NaOH溶液反应
D．它受热时，可能会分解产生有色气体
答案　D
解析　P、H之间形成共价键，PH＋4、I－以离子键结合，则PH4I中含有离子键、共价键，为离子化合物，故A、B项错误；NH4Cl能与NaOH反应，则PH4I可能与NaOH溶液反应，故C项错误；PH4I受热时会分解产生PH3、HI，均为无色气体，HI分解生成的碘单质为紫色气体，D项正确。
[综合强化]
12．请用序号完成下列问题：
①O2　②NaHSO4　③NH4Cl　④H2SO4　⑤Na2CO3
⑥Na2S
(1)这些物质中，只含共价键的是________。
(2)只含离子键的是________。
(3)既含共价键又含离子键的是________。
(4)属于离子化合物的是________，属于共价化合物的是________。
答案　(1)①④　(2)⑥　(3)②③⑤　(4)②③⑤⑥　④
解析　共价化合物和非金属单质(稀有气体除外)中只存在共价键；离子化合物中一定含有离子键，可能含有共价键。故O2、H2SO4只存在共价键；NaHSO4、Na2CO3、NH4Cl中既存在离子键又存在共价键；Na2S中只存在离子键。
13．下表是元素周期表的一部分，针对表中的①～⑩种元素，填写下列空白：
主族
周期ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0族
2①②③
3④⑤⑥⑦⑧
4⑨⑩

(1)元素⑦的名称为________，在周期表中的位置________________。
(2)在最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的化合物的化学式是________，碱性最强的化合物的电子式是________。
(3)用电子式表示元素④和⑥的化合物的形成过程：______________________，该化合物属于________________________________________________________________________
(填“共价”或“离子”)化合物。
(4)写出一种由上述元素组成的既有离子键又有共价键的物质的化学式：________。
(5)⑥⑦⑨三种元素形成的离子，离子半径由大到小的顺序是____________(用离子符号表示)。
答案　(1)氯　第3周期ⅦA族
(2)HClO4　
(3)　离子
(4)Na2O2(答案合理即可)　(5)S2－＞Cl－＞K＋
解析　(1)根据元素周期表可知，⑦号元素位于周期表中的第3周期ⅦA族，故其为氯元素。
(2)元素非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强；金属性越强其最高价氧化物对应水化物的碱性越强。
(3)④和⑥分别为Na元素和S元素，形成的是离子化合物。
(4)由上述元素组成的既存在离子键，又存在共价键的化合物有许多，如Na2O2等。
(5)核外电子排布相同时，核电荷数越小，离子半径越大，故离子半径由大到小的顺序为S2－＞Cl－＞K＋。
14．随原子序数递增，八种短周期元素(用字母x等表示)原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如下图所示。
根据判断出的元素回答问题：
(1)f在周期表中的位置是____________。
(2)比较d、e常见离子的半径大小(用化学式表示，下同)：________________；比较g、h的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱：________________________。
(3)任选上述元素组成一种四原子共价化合物，写出其电子式：________________________。
(4)写出e的单质在空气中燃烧所得产物的电子式：______________________。
答案　(1)第3周期ⅢA族
(2)r(O2－)　r(Na＋)　HClO4　H2SO4
(3)、HCCH等其他合理答案均可)
(4)
解析　由题中图示及同周期、同主族元素的原子半径、主要化合价的变化规律可推出八种短周期元素如下：
xyzdefgh
HCNONaAlSCl
(1)f为铝元素，在周期表中的位置为第3周期ⅢA族。(2)d、e常见离子分别为O2－、Na＋，两种离子的电子层结构相同，核电荷数越大的离子半径越小，故r(O2－)＞r(Na＋)；由于非金属性：Cl＞S，所以g、h的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱是HClO4＞H2SO4。(3)可组成四原子的共价化合物，有NH3、H2O2、C2H2等，其电子式分别为、HCCH。
15．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：__________________。
答案　(1)钠　氧　硫　氮　氢
(2)
(3)①NN　②
③　④
解析　因为A、B离子的电子数相同，在电子总数为30的A2B型的离子化合物中，每个离子的电子数均为10，故可推知A为钠，B为氧。D和E可形成4核10电子的分子，且知原子序数为E＜D＜B＜A＜C，可得E为氢元素，D为氮元素；C与钠同周期，与氧同主族，故为硫元素。