高中化学选择性必修二 第2章第2节 分子的空间结构 第一课时

第2课时 烷 烃

[学习目标定位] 1.了解烷烃的组成、结构、通式及烷烃的主要性质(物理性质和化学性质)。2.知道同系物、同分异构体的概念，能根据结构式或结构简式判断它们是否为同分异构体或同系物。

一 烷烃

1．下面是乙烷、丙烷、丁烷的结构式。

回答下列问题：

(1)每个碳原子形成4个共价键，且原子之间只以单键相连成链状，碳原子的剩余价键均与氢原子结合。

(2)烃分子中碳原子之间都以碳碳单键结合成链状，剩余价键均与氢原子结合，使每个碳原子的化合价都达到“饱和”，这样的烃叫做饱和链烃，也称烷烃。其分子通式为CnH2n＋2(n≥1且n为整数)。烷烃的空间结构中，碳原子(大于等于3时)不在一条直线上，直链烷烃空间构型是折线形或锯齿状。

2．教材表3­1列举了部分烷烃的物理性质。

阅读分析表3­1可知：烷烃的物理性质随着分子中碳原子数的增多，呈规律性的变化。如

(1)常温下其状态由气态变到液态又变到固态，熔、沸点逐渐升高，相对密度逐渐增大。

(2)常温下，碳原子数小于或等于4时，均为气态(新戊烷常温下也为气态)。

3．物质的组成、结构决定物质的性质，这个规律在有机物中体现得尤其明显。烷烃的化学性质与甲烷相似，请写出下列反应的化学方程式(有机物写结构简式)：

(1)丙烷的燃烧：CH3CH2CH3＋5O2――→点燃3CO2＋4H2O。

(2)光照条件下，乙烷与氯气发生取代反应(只要求写一氯取代)：CH3CH3＋Cl2――→光CH3CH2Cl＋HCl。 (3)用通式表示烷烃的完全燃烧及卤代反应(用X2表示)：

①CnH2n＋2＋3n＋12O2――→点燃nCO2＋(n＋1)H2O；

②CnH2n＋2＋X2――→光CnH2n＋1X＋HX，CnH2n＋1X可与X2继续发生取代反应。

[归纳总结]

[活学活用]

1．下列有关烷烃的叙述中，正确的是( )

①在烷烃分子中，所有的化学键都是单键 ②烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去 ③分子通式为CnH2n＋2的不一定是烷烃 ④所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应 ⑤光照条件下，乙烷通入溴水中，可使溴水褪色

- 1 - 第二节 元素周期律

第1课时 原子核外电子的排布 元素周期律

学习目标 核心素养建构

1.了解原子的核外电子能量高低与分层排布的关系。

2．了解核外电子分层排布的规律。

3．理解元素周期律的内容和实质。

[知 识 梳 理]

一、原子核外电子的排布

1．核外电子的分层排布

在多电子的原子里，电子的能量并不相同。能量低的，通常在离核近的区域运动；能量高的，通常在离核远的区域运动。核外电子的分层运动，又叫核外电子的分层排布。其关系如下：

电子层(n)符号 1K 2L 3M 4N 5O 6P 7Q

离核远近

能量高低 近远

低高

2．原子核外电子的排布规律

【自主思考】

1．思考并讨论在前20号元素中有哪些离子的核外电子排布分别与稀有气体He、Ne、Ar的核外电子排布相同？

提示 (1)与He原子电子层结构相同的离子有：Li＋、Be2＋、H－。

(2)与Ne原子电子层结构相同的离子有：F－、O2－、N3－、Na＋、Mg2＋、Al3＋。

(3)与Ar原子电子层结构相同的离子有：Cl－、S2－、P3－、K＋、Ca2＋。

二、元素周期律

1．原子结构的周期性变化

(1)元素原子核外电子排布的周期性变化

- 2 -

规律：随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子排布呈现由1到8的周期性变化(第一周期除外)。

(2)元素原子半径的周期性变化

规律：随着原子序数的递增，元素的原子半径呈现由大到小的周期性变化。

2．元素性质的周期性变化

(1)元素主要化合价的周期性变化

规律：随着原子序数的递增，元素的最高正化合价呈现＋1→＋7，最低负化合价呈现－4→－1的周期性变化。

(2)元素金属性与非金属性的周期性变化

①Na、Mg、Al金属性强弱比较

②Si、P、S、Cl非金属性强弱的比较

- 3 -

(3)同周期元素性质的递变规律(自左至右)

元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。

3．元素周期律

第2课时 化学电源

[核心素养发展目标] 1.证据推理与模型认知：通过对常见化学电源的分析,建立对原电池过程系统认识的思维模型,提高对原电池本质的认识。2.科学态度与社会责任：增强科技意识,不断研发新型电池,满足人类社会发展的需求。积极回收利用废旧电池,减少其对环境的污染。

一、化学电源概述 一次电池

1.化学电源概述

(1) 化学电源的分类

原电池是化学电源的雏形,常分为如下三类：

①一次电池：也叫做干电池,放电后不可再充电。

②二次电池：又称可充电电池或蓄电池,放电后可以再充电使活性物质获得再生。

③燃料电池：连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电源。

(2)判断电池优劣的主要标准

①比能量：单位质量或单位体积所能输出电能的多少,单位是(W·h)·kg－1或(W·h)·L－1。

②比功率：单位质量或单位体积所能输出功率的大小,单位是W·kg－1或W·L－1。

③电池可储存时间的长短。

(3)化学电池的回收利用

使用后的废弃电池中含有大量的重金属、酸和碱等有害物质,随处丢弃会给土壤、水源等造成严重的污染。废弃电池要进行回收利用。

(4)化学电源的发展方向

小型化、供电方便、工作寿命长、不需要维护的电池受到人们的青睐。如镍氢电池、锂离子电池等。

2.一次电池：锌锰干电池

普通锌锰干电池 碱性锌锰干电池

示意图

构造 负极：锌

正极：石墨棒 负极反应物：锌粉

正极反应物：二氧化锰 电解质溶液：氯化铵和氯化锌

电解质溶液：氢氧化钾

工作

原理 负极：Zn－2e－＋2NH＋4＝Zn(NH3)2＋2＋2H＋

正极：2MnO2＋2H＋＋2e－＝2MnO(OH)

总反应：Zn＋2NH4Cl＋2MnO2＝Zn(NH3)2Cl2＋2MnO(OH) 负极：Zn＋2OH－－2e－＝Zn(OH)2

正极：2MnO2＋2H2O＋2e－＝2MnO(OH)＋2OH－

总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O＝2MnO(OH)＋Zn(OH)2

第一节 化学能与热能

第1课时 化学键与化学反应中能量变化的关系

[学习目标定位] 1.运用微观的思想，从反应物分子和生成物分子中化学键变化的角度，在本质上认识物质变化与能量变化的关系。2.知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因，知道化学反应中的能量变化和物质具有的能量之间的关系。

一 断开或形成1 mol某化学键的能量变化

1．化学反应的本质是原子(或原子团)的重新组合，即反应物中旧化学键的断裂和生成物中新化学键的形成。

2．物质中的原子之间是通过化学键结合的。断开反应物中的化学键要吸收能量，形成生成物中的化学键要放出能量。

3．断开或形成1 mol H2中化学键的能量变化

(1)在1 mol氢分子中，含有2 mol氢原子，含有1 mol H—H键。

(2)已知在25 ℃和101 kPa条件下，由2 mol H原子形成1 mol H—H键时，放出436 kJ的能量。若要使1 mol氢分子变为2 mol氢原子时，需要断开1 mol H—H键，其能量变化是吸收436_kJ的能量。

4．断开或形成1 mol CH4中化学键的能量变化

(1)CH4的电子式是，结构式是，1 mol CH4分子中含有4 mol C—H键。 (2)在CH4中，断开1 mol C—H键要吸收415 kJ的能量。若要形成1 mol CH4中的C—H键其能量变化是放出4_mol×415_kJ·mol－1＝1_660_kJ的能量。

[归纳总结]

在25 ℃和101 kPa的条件下，由原子形成1 mol化学键时所放出的能量，与断开1 mol相同化学键所吸收的能量是相等的。

[活学活用]

1．已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量121 kJ，且氧气中1 mol O===O键完全断裂时需要吸收能量496 kJ，水蒸气中1 mol H—O键形成时放出能量463 kJ，则氢气中1 mol

H—H键断裂时吸收能量为( )