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必修二
第一章物质结构元素周期律
一、原子结构
1、原子AZX中,质子有个,中子有个,核外电子有个。
2、质量数(A)=(Z)+(N)(质量数在数值上等于其相对原子质量)
原子中:
原子序数===
阳离子中:
质子数=核电荷数=离子核外电子数离子电荷数
阴离子中:
质子数=核电荷数=离子核外电子数离子电荷数
3、电子层划分
电子层数
1
2
3
4
5
6
7
符号
离核距离
能量高低
4、核外电子排布规律(一低四不超)
(1)核外电子总是尽先排布在能量的电子层,然后由向从能量低的电子层逐步向能量高的电子层摆布(即排满K层再排L层,排满L层再排M层)。
(2)各电子层再多容纳的电子数是个(n表示电子层)
(3)最外层电子数不超过个(K层是最外层时,最多不超过个);次外层电子数不超过个;倒数第三层不超过个。
5、概念
元素:
具有相同的同一类原子的总称核电荷数决定元素种类
核素:
具有一定数目和一定数目的一种原子。
同位素:
质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子之间的互称。
例:
(11H)、(21D)、(31T)
同素异形体:
同种元素原子组成结构不同的不同单质之间的互称。
例:
O2与O3,白磷与红磷,石墨与金刚石等
6、粒子半径大小的比较
(1)同周期元素的原子或最高价阳离子的半径随着核电荷数的增大而逐渐(除稀有气体外)。
例:
Na>Mg>Al>Si,Na+>Mg2+>Al3+
(2)同主族元素的原子或离子随核电荷数增大而逐渐。
例:
Li (3)电子层结构相同(核外电子排布相同)的离子半径(包括阴阳离子)随核电荷数的增加而。 例: O2->F->Na+>Mg2+>Al3+(上一周期元素形成的阴离子与下一周期元素形成的阳离子有此规律) (4)同种元素原子形成的粒子半径大小为: 阳离子中性原子阴离子;价态越高的粒子半径越小。 例: Fe3+ (5)电子数和核电荷数都不同的,一般可通过一种参照物进行比较。 例: 比较Al3+与S2-的半径大小,可找出与Al3+电子数相同,与S2-同主族元素O2比较,因Al3+ 二、元素周期表和元素周期律 1、元素周期表的结构 周期名称 周期别名 元素总数 规律 具有相同的电子层数而又按原子序数递增的顺序排列的一个横行叫。 个横行 个周期 第1周期 第2周期 第3周期 第4周期 第5周期 第6周期 第7周期 族名 类名 核外最外层电子数 规律 周期表中有个纵行,第8、9、10三个纵行为第Ⅷ族外,其余15个纵行,每个纵行标为一族 个主族 个副族 族 族 主 族 第ⅠA族 第ⅡA族 第ⅢA族 第ⅣA族 第ⅤA族 第ⅥA族 第ⅦA族 0族 副族 第ⅠB族、第ⅡB族、第ⅢB族、第ⅣB族、 第ⅤB族、第ⅥB族、第ⅦB族、第Ⅷ族 2、元素周期表中元素性质递变规律 同周期(从左到右) 同主族(从上到下) 原子半径 电子层结构 失电子能力 得电子能力 金属性 非金属性 主要化合价 最高价氧化物对应 的水化物的酸碱性 非金属元素气态氢 化物及稳定性 3、碱金属元素 (1)碱金属的原子结构示意图: (2)碱金属元素最外层电子都是1,这些元素的化合价都是+1价,从锂到铯,核电荷数依次增大,电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大,原子核对外层电子的引力逐渐减弱。 (3)碱金属单质除铯略带金属光泽外其余均呈银白色,密度小,熔点低,硬度较小,导电性和导热性良好。 (4)从锂到铯: 原子半径Li (5)书写以下方程式 锂与氧气: 钠与氧气: 钠与水: 钾与水: 3、卤族元素 (1)卤素原子结构示意图: (2)卤族元素最外层电子数都是7,这些元素的最低化合价均为-1价,从F到Cl,核电荷依次增大,电子层数依次增多,原子半径逐渐增大。 (3)从F到I,随着原子序数的递增,单质的颜色逐渐变深,状态由气态到液态到固态,熔沸点逐渐升高,密度逐渐增大。 (4)书写以下方程式 F2+H2 2HF,Cl2+H2 2HCl Br2+H2 2HBrI2+H2 2HI (5)填颜色 H2O CCl4 Br2 I2 (6)从F到I,原子半径F 三、化学键 离子键 共价键 概念 带相反电荷之间的相互作用 原子间通过公用电子对形成的相互作用 成键微粒 阴、阳离子 原子 成键条件 得失电子 电子对共用 成键本质 阴、阳离子的静电作用 原子间通过共用电子对 键强弱判断 成键离子半径越小,离子所带电荷越高,离子键越强 原子半径越小,公用电子对数越多,共价键越强 化学反应的本质: 旧化学键的断裂,新化学键的生成。 分子 电子式 分子 电子式 结构式 KCl N2 MgCl2 H2O Na2O2 CO2 NH3 Na2O CH4 离子键 化学键非极性键 共价键 极性键 习题 1.下列元素中,最高正化合价数值最大的是()。 A.CB.FC.SD.Ne 2.已知某粒子 ,则元素R的原子序数是()。 A.ZB.A-ZC.Z-nD.Z+n 3.元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性变化的原因是()。 A.元素原子的核外电子排布呈周期性变化B.元素的原子半径呈周期性变化 C.元素的化合价呈周期性变化D.元素的金属性、非金属性呈周期性变化 4.下列粒子半径之比小于1的是()。 A.r(Na+)/r(Na)B.r(Cl-)/r(Cl)C.r(Na)/r(Mg)D.r(Ca)/r(Mg) 5.有A、B、C、D四种金属,投入水中只有D反应放出氢气,将A投入C的盐溶液中可置换出金属C,B的最高价氧化物的水化物碱性比A的最高价氧化物的水化物碱性强,则四种金属的金属性强弱顺序正确的是()。 A.A>B>C>DB.D>B>A>CC.B>A>C>DD.C>A>B>D 6.下列事实不能说明非金属性Cl>I的是()。 A.Cl2+2I-==2Cl-+I2B.稳定性: HCl>HIC.酸性: HClO4>HIO4D.酸性: HClO3>HIO3 7.下列说法错误的是()。 A.原子半径: F<Mg<KB.稳定性: PH3>H2S>NH3 C.酸性: H3PO4<H2SO4<HClO4D.碱性: Al(OH)3<Mg(OH)2<KOH 8.运用元素周期律分析下面的推断,其中不正确的是()。 A.锂(Li)与水反应比钠与水反应剧烈B.砹(At)为有色固体,AgAt难溶于水也不溶于稀硝酸 C.在氧气中,铷(Rb)的燃烧产物比钠的燃烧产物更复杂D.HBrO4的酸性比HIO4的酸性强 9.X元素的阳离子和Y元素的阴离子都具有与Ar原子相同的电子层结构,下列叙述正确的是()。 A.X的原子序数比Y小B.X原子的最外层电子数比Y大C.X的原子半径比Y大D.X元素的最高正价比Y大 10.已知下列反应: Cu+X2CuX2、2Cu+YCu2Y、2X-+Z22Z-+X2,X2、Y、Z2为三种元素的单质,在Cu2Y中,Y为-2价。 下列关于X、Y、Z三种元素的最高价氧化物的水化物酸性由强到弱顺序正确的是()。 A.HXO4>H2YO4>HZO4B.HZO4>HXO4>H2YO4C.HZO4>H2YO4>HXO4D.H2YO4>HZO4>HXO4 11.A、B、C三种元素的核电荷数都小于18,A元素的原子最外层电子数是1,B元素原子的最外层得到1个电子就达到稳定结构,C元素原子最外层电子数是次外层电子数的3倍,则这三种元素组成的化合物不可能的是()。 A.A2BC3B.ABC3C.ABC4D.ABC 12.X、Y代表两种非金属元素,下列不能说明非金属性X比Y强的是()。 A.Y的阴离子Y2-的还原性强于X的阴离子X-B.X的含氧酸的酸性比Y的含氧酸的酸性强C.X的单质X2能将Y的阴离子Y2-氧化,并发生置换反应D.X、Y的单质分别与Fe化合,产物中前者Fe为+3价,后者Fe为+2价 12.某元素R的最高价氧化物的水化物分子式是HnRO2n-2,则在气态氢化物中R元素的化合价是()。 A.3n-10B.12-3nC.3n-4D.3n-12 13.R、W、X、Y、Z为原子序数依次递增的11~18号元素中的五种元素,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)m也为强碱B.若HnXOm为强酸,则Y是活泼的非金属元素 C.若Y的最低化合价是-2,则Z的最高正化合价为+6D.若X的最高正化合价为+5,则五种元素都是非金属元素 14.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>bB.离子的还原性: Y2->Z-C.氢化物的稳定性: H2Y>HZD.原子半径: X<W 15.已知某元素的原子序数,则不能推出该元素原子的()。 A.质子数B.中子数C.电子数D.核电荷数 16. 和 的原子半径,前者和后者的关系是()。 A.前者大B.后者大C.两者相等D.不能确定 17.下列物质中,碱性最强的是()。 A.NaOHB.Mg(OH)2C.Al(OH)3D.KOH 18.下列各组指定原子序数的元素,能形成A2B3型化合物的是()。 A.6和8B.11和9C.12和17D.13和8 19.已知核电荷数均小于18的X、Y、Z、W四种元素原子的电子层数相同,而原子半径依次增大,则下列物质中酸性最强的是()。 A.HXO4B.H2YO4C.H3ZO4D.H4WO4 20.A元素原子的最外层上有3个电子,它能与元素B形成A2B3型化合物,则B元素最高价氧化物对应的水化物的化学式是()。 A.B(OH)3B.H2BO3C.H2BO4D.H3BO4 21.下列含有共价键的化合物是()A.HIB.NaOHC.Br2D.NaCl 22.下列电子式书写正确的是() 23.下列叙述正确的是()A.O2分子间存在着非极性共价键B.CO2分子内存在着极性共价键 C.SO2与H2O反应的产物是离子化合物D.盐酸中含有H+和Cl-,故HCl为离子化合物 24.含有下列键型的物质,可能为单质的是()A.只有离子键的物质B.既有离子键,又有非极性键的物质 C.既有极性键,又有离子键的物质D.只有非极性键的物质 25.下列不是离子化合物的是()A.H2OB.CaI2C.KOHD.NaNO3 第二章化学反应与能量 一、化学反应及能量变化 1、化学反应的实质、特征和规律 实质: 反应物化学键的断裂和生成物化学键的形成 特征: 既有新物质生成又有能量的变化 遵循的规律: 质量守恒和能量守恒 2、化学反应过程中的能量形式: 常以热能、电能、光能等形式表现出来 二、反应热与焓变 1、反应热定义: 在化学反应过程中,当反应物和生成物具有相同温度时,所吸收或放出的热量成为化学反应的反应热。 2、焓变定义: 在恒温、恒压条件下的反应热叫反应的焓变,符号是△H,单位常用KJ/mol。 3、产生原因: 化学键断裂—吸热 化学键形成—放热 4、计算方法: △H=生成物的总能量-反应物的总能量 =反应物的键能总和-生成物的键能总和 5、放热反应和吸热反应 化学反应都伴随着能量的变化,通常表现为热量变化。 据此,可将化学反应分为放热反应和吸热反应。 放热反应 吸热反应 定义 放出热量的化学反应 吸收热量的化学反应 形成原因 反应物具有的总能量大于生成物的总能量 反应物具有的总能量小于生成物的总能量 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裂时吸收的总能量 生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断裂时吸收的总能量 表示方法 △H<0 △H>0 常见反应类型 可燃物的燃烧;酸碱中和反应;大多数化合反应;金属跟酸的置换反应;物质的缓慢氧化 大多数分解反应;盐的水解; Ba(OH)2与NH4Cl的反应; 碳和水蒸气、C和CO2的反应 【注意】 (1)反应放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小 (2)反应是否需要加热,只是引发反应的条件,与反应是放热还是吸热并无直接关系。 许多放热反应也需要加热引发反应,也有部分吸热反应不需加热,在常温时就可以进行。 【例1】下列说法正确的是() A.物质发生化学变化都伴随着能量变化B.任何反应中的能量变化都表现为热量变化 C.伴有能量变化的物质变化都是化学变化D.没有物质的变化,也就没有能量的变化 【例2】下列说法不正确的是() A.化学反应除了生成新物质外,还伴随着能量的变化 B.放热反应都不需要加热就能发生 C.焓变就是反应热,二者没有区别 D.化学反应是放热还是吸热,取决于生成物具有的总能量和反应物具有的总能量 【例3】1、下列变化属于吸热反应的是 ①液态水汽化②将胆矾加热变为白色粉末③浓硫酸稀释④氯酸钾分解制氧气⑤生石灰跟水反应生成熟石灰 A、①④⑤B、①②④C、②③D、②④ 三、热化学方程式 (1)定义: 表明反应放出或吸收的热量的化学方程式叫做热化学方程式。 (2)意义: 热化学方程式不仅表示了化学反应中的物质变化,也表明了化学反应中的能量变化。 (3)热化学方程式的书写 ①要注明温度、压强,但中学化学中所用的△H数据一般都是25℃、101Kpa下的数据,因此可不特别注明。 ②必须注明△H的“+”与“-”。 “+”表示吸收热量,“-”表示放出热量。 ③要注明反应物和生成物的聚集状态。 g表示气体,l表示液体,s表示固体,热化学方程式中不用气体符号或沉淀符号。 ④热化学方程式各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量,并不表示物质的分子或原子数。 因此热化学方程式中化学计量数可以是整数也可以是分数。 ⑤注意热化学方程式表示反应已完成的数量,由于△H与反应完成的物质的量有关,所以化学方程式中化学式前面的化学计量数必须与△H相对应。 即对于相同的物质反应,当化学计量数不同,其△H也不同。 当化学计量数加倍时,△H也加倍。 当反应逆向进行时,其反应热与正反应的反应热数值相等,符号相反。 ⑥对于化学式形式相同的同素异形体,还必须在化学是后面标明其名称。 如C(s,石墨) 【例4】25℃、101kPa下,2g氢气燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,表示该反应的热化学方程式正确的是() A.2H2(g)+O2(g)==2H2O (1)△H=―285.8kJ/mol B.2H2(g)+O2(g)==2H2O (1)△H=+571.6kJ/mol C.2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)△H=―571.6kJ/mol D.H2(g)+1/2O2(g)==H2O (1)△H=―285.8kJ/mol 【例5】已知反应X+Y==M+N为放热反应,对该反应的下列说法中正确的( ) A.X的能量一定高于M B.Y的能量一定高于N C.X和Y的总能量一定高于M和N的总能量 D因该反应为放热反应,故不必加热就可发生 【例6】根据以下3个热化学方程式: () 2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l)△H=―Q1kJ/mol 2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l)△H=―Q2kJ/mol 2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(g)△H=―Q3kJ/mol 判断Q1、Q2、Q3三者关系正确的是 A.Q1>Q2>Q3B.Q1>Q3>Q2C.Q3>Q2>Q1D.Q2>Q1>Q3 四、燃烧热 (1)概念: 25℃、101Kpa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热,单位为KJ/mo。 【注意】①对物质的量限制: 必须是1mol: ②1mol纯物质是指1mol纯净物(单质或化合物); ③完全燃烧生成稳定的氧化物。 如C→CO2(g);H→H2O(l);N→N2(g);P→P2O5(s); S→SO2(g)等; ④物质的燃烧热都是放热反应,所以表示物质燃烧热的△H均为负值, 即△H<0 (2)表示燃烧热热化学方程式的写法 以燃烧1mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数,所以热化学方程式中常出现分数。 (3)有关燃烧热计算: Q(放)=n(可燃物)×△Hc。 Q(放)为可燃物燃烧放出的热量,n(可燃物)为可燃物的物质的量,△Hc为可燃物的燃烧热。 【例7】下列热化学方程式中的反应热下划线处表示燃烧热的是() A.NH3(g)+ O2(g) NO(g)+ H2O(g);ΔH=-akJ·mol-1 B.C6H12O6(s)+6O2(g) 6CO2(g)+6H2O(l);ΔH=-bkJ·mol-1 C.2CO(g)+O2(g) 2CO2(g); ΔH=-ckJ·mol-1 D.CH3CH2OH(l)+ O2(g) CH3CHO(l)+H2O(l);ΔH=-dkJ·mol-1 【例8】已知充分燃烧ag乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量bkJ,则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是() A.2C2H2(g)+5O2(g) 4CO2(g)+2H2O(l);ΔH=-4bkJ·mol-1 B.C2H2(g)+ O2(g) 2CO2(g)+H2O(l); ΔH=2bkJ·mol-1 C.2C2H2(g)+5O2(g) 4CO2(g)+2H2O(l);ΔH=-2bkJ·mol-1 D.2C2H2(g)+5O2(g) 4CO2(g)+2H2O(l); ΔH=bkJ·mol-1 【例9】已知下列热化学方程式: CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-889.5kJ/mol 2C2H6(g)+7O2(g)→4CO2(g)+6H2O(l)ΔH=-3116.7kJ/mol C2H4(g)+3O2(g)→2CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-1409.6kJ/mol 2C2H2(g)+5O2(g)→4CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-2596.7kJ/mol C3H8(g)+5O2(g)→3CO2(g)+4H2O(l)ΔH=-2217.8kJ/mol 现有由2mol上述五种烃中的两种组成的气体混合物,经充分燃烧后放出3037.6kJ热量,则下列哪些组合是不可能的( ) A.CH4和C2H2B.C2H4和C3H8C.C2H6和C3H8D.C2H6和CH4 四、中和热 (1)定义: 稀溶液中,酸和碱发生中和反应生成1mol水时的反应热 【注意】: 稀溶液是指物质溶于大量水,即大量水中物质的溶解热效应忽略不计;一般是指酸、碱的物质量浓度均小于或等于1mol·L-1; 中和热不包含离子在水中的生成热、物质的溶解热、电解质电离的吸热所伴随的热效应; 中和反应的实质是H+和OH-化合生成水;若反应过程中有其他物质生成(生成沉淀的反应一般为放热反应),这部分反应热也不包含在中和热内。 H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l);△H=-57.3KJ/mol表示强酸强碱稀溶液反应的中和热 弱酸弱碱因为电离时要吸热或电离出的H+和OH物质的量小于对应酸碱的物质的量,所以弱酸弱碱参加的中和反应,其中和热△H>-57.3KJ/mol,表示中和热偏小。 测定中和热实验关键因素: 酸与碱充分反应;防止热量散失,酸碱溶液浓度等。 如浓硫酸与碱反应测得中和热偏高。 (2)书写中和热的热化学方程式时,以生成1molH2O为标准来配平其余物质的化学计量数 【例10】下列热化学方程式正确的是(注: 的绝对值均正确)() A.C2H5OH(l)+3O2(g)==2CO2(g)+3H2O(g);△H=—1367.0kJ/mol(燃烧热) B.NaOH(aq)+HCl(aq)==NaCl(aq)+H2O(l);△H=—57.3kJ/mol(中和热) C.S(s)+O2(g)==SO2(g);△H=—269.8kJ/mol(反应热) D.2NO2==O2+2NO;△H=+116.2kJ/mol(反应热) 【例11】已知反应: ①2C(s)+O2(g)=2CO(g)ΔH=-221kJ/mol ②稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)ΔH=-57.3kJ/mol 下列结论正确的是() A.碳的燃烧热是110.5kJ/molB.①的反应热为221kJ/mol C.稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3kJ/mol D.稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水,放出57.3kJ热量 【例12】下列酸与碱中和反应热化学方程式可用: H+(aq)+OH-(aq) H2O(l);ΔH=-57.3kJ·mol-1来表示的是() A.CH3COOH(aq)+NaOH(aq) CH3COONa(aq)+H2O(l);ΔH=-Q1kJ·mol-1 B.1/2H2SO4(浓)+NaOH(aq) 1/2Na2SO4(aq)+H2O(l);ΔH=-Q2kJ·mol-1 C.HNO3(aq)+NaOH(aq) NaNO3(aq)+H2O(l);ΔH=-Q3kJ·mol-1 D.1/3H3PO4(aq)+1/2Ba(OH)2(aq) 1/6Ba3(PO4)2(s)+H2O(l);ΔH=-Q4kJ·mol-1 五、盖斯定律 (1)内容: 化学反应不管是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的; 即化学反应热只与其反应的始态和终态有关,而与具体反应进行的途径无关 (2)、应用: a、利用总反应和一个反应确定另一个反应的热效应 b、热化学方程式之间可以进行代数变换等数学处理 (3)反应热与键能关系 ①键能: 气态的基态原子形成1mol化学键释放的最低能量。 键能既是形成1mol化学键所释放的能量,也是断裂1mol化学键所需要吸收
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