高中化学新教材必修二课件讲义 (136)
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氮气和氮氧化物1.了解氮的固定和自然界中氮的循环。
2.了解氮气的主要化学性质。
3.认识氮氧化物的性质与转化。
一、氮气与氮的固定 1.氮元素的原子结构和性质(1)氮元素的原子结构氮元素位于元素周期表的第二周期第ⅤA 族,氮原子最外层有5个电子,既不容易得到3个电子,也不容易失去5个电子。
氮原子一般通过共用电子对与其他原子相互结合构成物质。
(2)氮元素在自然界中的存在①游离态:主要以氮气分子的形式存在于空气中,约占78%(体积分数)。
②化合态:存在于动植物体内的蛋白质中,土壤、海洋的硝酸盐和铵盐中。
2.氮气的性质(1)物理性质通常情况下,氮气是无色、无味的气体,密度比空气的稍小,难溶于水。
(2)化学性质氮分子内两个氮原子间以共价三键(N ≡N)结合,断开该化学键需要较多的能量,所以氮气的化学性质很稳定,通常情况下很难与其他物质发生化学反应,但在高温、放电等条件下,氮气也可以与镁、氧气、氢气等物质发生化合反应。
写出氮气与下列物质反应的化学方程式。
①金属镁:N 2+3Mg=====点燃Mg 3N 2,氮气表现氧化性; ②氢气:N 2+3H 2高温、高压催化剂2NH 3,氮气表现氧化性;③氧气:N 2+O 2=======放电或高温2NO ,氮气表现还原性。
(3)用途①氮气常用作保护气,如焊接金属、填充灯泡、保存食品等。
②氮气是合成氨、制硝酸的重要原料。
③液氮可用作制冷剂,应用于医学、科技等领域。
3.氮的固定(1)含义:将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程。
(2)分类:①自然固氮:大自然通过闪电释放能量将氮气转化为含氮的化合物(高能固氮),或者通过豆科植物的根瘤菌将氮气转化为氨(生物固氮)。
②人工固氮:工业合成氨。
二、一氧化氮和二氧化氮1.一氧化氮、二氧化氮的物理性质氧化物颜色状态气味水溶性NO无色气态无味难溶NO2红棕色气态刺激性气味与水反应2.一氧化氮、二氧化氮的相互转化操作一:在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO,观察颜色,然后吸入5 mL水,用乳胶管和弹簧夹封住管口,振荡注射器。
化学必修二讲义普通高中课程标准实验教科书化学必修2第一章物质结构元素周期律第一节元素周期表第二节元素周期律第三节化学键归纳与整理第二章化学反应与能量第一节化学能与热能第二节化学能与电能第三节化学反应的速率和限度归纳与整理第三章有机化合物第一节最简单的有机化合物--------- 甲烷第二节来自石油和煤的两种基本化工原料第三节生活中两种常见的有机物归纳与整理第四章化学与可持续发展第一节开发利用金属矿物和海水资源第二节化学与资源综合利用、环境保护归纳与整理结束语附录I 相对原子质量表附录n 部分酸、碱和盐的溶解性表(20 C)附录川一些常见元素中英文名称对照表第一章物质结构元素周期律第一节元素周期表(一)核素1、原子结构:原子由原子核和核外电子构成,原子核在原子的中心,由带正电的质子与不带电的中子构成,带负电的电子绕核作高速运动。
也就是说,质子、中子和电子是构成原子的三种微粒。
在原子中,原子核带正电荷,其正电荷数由所含质子数决定。
•电予制个卑位负电荷(1) 原子的电性关系:核电荷数 =质子数=核外电子数(2) 质量数:将原子核内所有的质子和中子的相对质量取近似整数值加起来所得的数值,质量数(A )=质子数(Z ) +中子数(N )(3) 离子指的是带电的原子或原子团。
带正电荷的粒子叫阳离子,带负电荷的粒子叫阴离子。
当质子数(核电荷数)>核外电子数时,该粒子是阳离子,带正电荷;当质子数(核电核数v 核外电子数时,该粒子是阴离子,带负电荷。
(4) 原子组成的表示方法质量数元素符号核电荷数- (核内质子数)2、核素和同位素(1)核素:具有一定数目的质子和一定数目的中子的原子叫核素。
如如氢元素有不同核素。
(2)同位素:质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素。
① 同位素中“同位”的含义:指在元素周期表中占据同一个位置的意思。
如氕、氘、氚,即同一 元素的不同核素之间互称为同位素。
② 同位素的性质:在天然存在的某种元素中,各种同位素原子个数百分含量一般是不变的;同一 种元素的各种不同的同位素化学性质几乎完全相同,因为各同位素原子结构几乎相同(除中子数)。
煤、石油和天然气的综合利用1.了解煤、石油、天然气的组成及综合利用的意义。
2.了解煤、石油、天然气综合利用的内容。
一、煤、石油的综合利用1.煤的组成煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物,主要含有碳元素,还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。
2.煤的综合利用(1)煤的干馏:将煤隔绝空气加强热使之分解的过程,工业上也叫煤的焦化。
主要产品:出炉煤气(包括焦炉气、粗氨水、粗苯)、煤焦油、焦炭(2)煤的气化:定义:将煤转化为可燃性气体的过程。
主要反应:C+H 2O=====高温CO+H 2(3)煤的液化:①直接液化:煤+H 2―→液体燃料;②间接液化:煤――→气化CO 和H 2――→催化剂甲醇等(4)煤的综合利用的意义①减少污染物的排放;减少煤燃烧产生的SO 2、NO x 、CO 和粉尘等污染物的排放。
②提高煤燃烧的效率;煤的气化、液化都是使煤变成清洁能源的有效途径,煤的燃烧效率也有很大的提高。
③获得重要的化工原料:通过煤的干馏,获得大量重要的化工原料。
3.天然气的成分及应用(1)天然气是一种清洁的化石燃料,主要成分是CH 4,常用作燃料,作为化工原料主要用于合成氨和生产甲醇等。
(2)天然气水合物是天然气与水在高压、低温条件下形成的类似冰状物质,主要成分是甲烷水合物,组成可表示为CH 4·n H 2O ,甲烷分子处于由多个水分子形成的笼中。
又称为“可燃冰”。
二、石油的综合利用1.石油的组成由多种碳氢化合物组成的混合物。
2.石油的综合利用(1)分馏概念:利用石油中各组分沸点的不同进行分离的过程。
目的:获得汽油、煤油、柴油等轻质油。
(2)裂化概念:将含碳原子较多、沸点较高的烃(重油)分裂为含碳原子较少、沸点较低的烃的过程。
目的:提高轻质液体燃料的产量,特别是汽油的产量。
原理:C 16H 34――――――→催化剂加热、加压C 8H 18+C 8H 16。
十六烷辛烷辛烯(3)裂解概念:裂解就是深度裂化。
目的:获得乙烯、丙烯、甲烷等重要的基本化工原料。
第2课时键参数——键能、键长与键角[核心素养发展目标] 1.了解共价键键参数的含义,能用键能、键长、键角说明简单分子的某些性质。
2.通过认识共价键的键参数对物质性质的影响,探析微观结构对宏观性质的影响。
一、键能1.概念气态分子中1_mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。
它通常是298.15 K、100 kPa条件下的标准值,单位是kJ·mol-1。
2.应用(1)判断共价键的稳定性原子间形成共价键时,原子轨道重叠程度越大,释放能量越多,所形成的共价键键能越大,共价键越稳定。
(2)判断分子的稳定性一般来说,结构相似的分子,共价键的键能越大,分子越稳定。
(3)利用键能计算反应热ΔH=反应物总键能-生成物总键能(1)共价键的键能越大,共价键越牢固,由该键形成的分子越稳定()(2)N—H键能是很多分子中的N—H键能的平均值()(3)O—H键能是指在298.15 K、100 kPa下,1 mol气态分子中1 mol O—H键解离成气态原子所吸收的能量()(4)C==C键能等于C—C键能的2倍()答案(1)√(2)√(3)√(4)×1.根据价键理论分析氮气分子中的成键情况,并解释N2通常很稳定的原因。
提示两个氮原子各自用三个p轨道分别形成一个σ键和两个π键。
N2分子中存在N≡N,键能大,破坏它需要消耗较高的能量,因而N2通常很稳定。
2.N2、O2、F2与H2的反应能力依次增强,从键能的角度如何理解这一化学事实。
(利用课本表2-1的相应数据分析)提示从表2-1的数据可知,N—H、O—H与H—F的键能依次增大,意味着形成这些键时放出的能量依次增大,化学键越来越稳定。
所以N2、O2、F2与H2的反应能力依次增强。
3.某些化学键的键能(kJ·mol-1)如下表所示。
(1)1 mol H2在2 mol Cl2中燃烧,放出热量________ kJ。
(2)在一定条件下,1 mol H2与足量的Cl2、Br2、I2分别反应,放出热量由多到少的顺序是________(填字母)。