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第2章化学反应与能量第一节化学键与化学反应一．本节教材分析（一）教材特点在前边原子结构和元素周期律知识的基础上，引导学生进一步探索原子是如何结合成为分子的。
通过对化学键概念的建立，使学生在原子、分子的水平来认识物质的构成和化学反应。
老教材把“物质的构成”和“化学反应中的能量变化”两个知识点，分开来讲，两者知识跨度较大，前后联系不太紧密。
实际上人们研究化学反应，有两个主要的目的：一个是研究物质的组成（或得到新的物质），二是研究物质变化时伴随的能量改变。
两者是紧密联系的。
新教材就突出了这一点，把化学变化和能量变化放到一起来讲，使学生懂得在物质发生化学变化的同时也伴随有能量的变化，从两个视角来关注化学反应，从而为认识化学反应和应用化学反应奠定基础。
（二）知识框架知识点一：化学键与物质的形成知识点二：化学反应中的能量变化二．教学目标（一）知识与技能目标1、 了解化学键的含义以及离子键、共价键的形成，奠定学生对物质形成的理论基础。
2、了解化学反应中伴随有能量的变化的实质和化学能与其他能量形式之间的转化。
（二）过程与方法目标1、讲清化学键存在于分子内相邻的两个或多个原子间，“强烈的相互作用”而不能说成是“结合力”。
2、 通过电解水和氯化氢的形成过程的介绍，搞清共价键的形成原因和存在情况。
3、 关于离子键的形成，通过对NaCl 形成过程的分析，引导学生注意离子键的形成特点：（1）成键的主要原因——得失电子（2）成键的微——阴、阳离子 （3）成键的性质：静电作用。
当静电吸引与静电排斥达到平衡时形成离子键4、 通过生产或生活中的实例，了解化学能与热能间的相互转变，认识提高燃料的燃烧效率、开发新型清洁能源的重要性，引导学生关注能源、关注环保能等社会热点。
（三）情感态度与价值观目的在学生已有知识的基础上，通过重新认识已知的化学反应，引导学生从宏观现象入手，思考化学反应的实质，通过对化学键、共价键、离子键的教学，培养学生的想象力和分析推理能力。
第3节 化学反应的利用 第1课时 利用化学反应制备物质[目标导航] 1.掌握实验室制备氯气的原理和尾气处理方法。
2.了解常见气体的制备装置及收集方法。
3.了解一些常见物质的制备原理。
一、利用化学反应制备氯气 1．氯气的实验室制法 (1)试剂：浓盐酸和二氧化锰。
(2)反应原理化学反应方程式：MnO 2＋4HCl(浓)=====△MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O 。
离子反应方程式：MnO 2＋4H ＋＋2Cl －=====△Mn 2＋＋Cl 2↑＋2H 2O 。
MnO 2，还原剂是HCl ，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2。
②在MnO 2与浓盐酸反应制取氯气的反应中体现了浓盐酸还原性、酸性。
③若2 mol HCl 参加反应，被氧化的HCl 为1 mol 。
(3)反应特点固体＋液体――→△气体。
(4)实验装置仪器名称：①分液漏斗，②圆底烧瓶。
(5)实验步骤(6)尾气处理为防止多余的Cl 2污染空气，图示药品③应选用NaOH 溶液吸收，反应的离子方程式为2OH－＋Cl 2===Cl －＋ClO －＋H 2O 。
2．氯气的工业制法——电解饱和食盐水(1)化学方程式：2NaCl ＋2H 2O=====通电2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑。
氧化剂是H 2O ，还原剂是NaCl 。
(2)离子方程式：2Cl －＋2H 2O=====通电2OH －＋H 2↑＋Cl 2↑。
【议一议】1．实验室用下列两种方法制Cl 2：①用0.15 mol 的MnO 2与过量的12 mol·L －1的浓盐酸反应，②50 mL 12 mol·L －1的浓盐酸和足量的MnO 2反应，所制得Cl 2②比①________(填“多”或“少”)。
答案 少2．在实验室制备的Cl 2中含有哪些杂质？应怎样除去？为防止环境污染，多余的Cl 2一般用什么试剂吸收？答案 HCl 和水蒸气。
分别通入装有饱和食盐水和浓硫酸的洗气瓶。
多余的Cl 2一般用NaOH 溶液吸收，以防污染环境。
3．从氧化还原反应知识的角度分析，工业上和实验室制备Cl 2的反应原理有何异同？ 答案 两个反应原理的共同点是把－1价的Cl 氧化成0价的Cl ，不同点是原料、条件不同。
二、利用化学反应制备其他物质 1．几种气体物质的制备N 2＋3H 2高温、高压催化剂2NH 34NH 3＋5O 2催化剂△4NO ＋6H 2O ，2NO ＋O 2===2NO 2，3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NOS ＋O 2=====点燃SO 2，2SO 2＋O 2催化剂△2SO 3，SO 3＋H 2O===H 2SO 41．下列反应是否适宜于实验室制备气体？ (1)2Na ＋2H 2O===2NaOH ＋H 2↑(2)Na 2CO 3＋2HCl===2NaCl ＋H 2O ＋CO 2↑ (3)2NaCl ＋2H 2O=====通电2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑ (4)2H 2O 2=====MnO 22H 2O ＋O 2↑ (5)2H 2O=====通电2H 2↑＋O 2↑(6)CaCO 3＋H 2SO 4===CaSO 4＋H 2O ＋CO 2↑ (7)NH 4Cl=====△NH 3↑＋ HCl ↑答案 (1)(2)(3)(5)(6)(7)不适宜于实验室制备气体。
实验室制取气体要求原理正确，反应速率适宜，反应条件较容易实现，操作简单、安全等。
(1)和(2)反应过快，(3)和(5)反应条件不易操作，(6)和(7)原理不正确，CaSO 4微溶于水，阻止进一步反应；NH 3和HCl 遇冷生成NH 4Cl 。
2．实验室用贝壳与稀盐酸反应制备并收集CO 2气体，下列装置中合理的是________(填字母)。
答案 bd一、氯气的实验室制法 1．反应原理用MnO 2作氧化剂与浓盐酸反应：(1)MnO 2只能氧化浓盐酸，不能氧化稀盐酸，因为盐酸的还原性与浓度有关，盐酸越浓还原性越强，一旦浓盐酸变成稀盐酸，反应将不再进行。
(2)必须加热，常温下浓盐酸与MnO 2不反应。
(3)为减少制得的Cl 2中HCl 含量，加热温度不宜过高。
(4)浓盐酸在此反应中既表现还原性又表现酸性。
表现还原性的HCl 与表现酸性的HCl 物质的量相等。
MnO 2还可以用其他氧化剂(KMnO 4、KClO 3、K 2Cr 2O 7等)代替。
如： 2KMnO 4＋16HCl(浓)===2MnCl 2＋2KCl ＋5Cl 2↑＋8H 2O KClO 3＋6HCl(浓)===KCl ＋3Cl 2↑＋3H 2O 2．实验装置(1)发生装置：固体＋液体――→△气体①使用分液漏斗便于控制向烧瓶内加入盐酸的量；②用图Ⅱ装置中在烧瓶与分液漏斗之间增加了一个连通管代替发生装置，其作用是调节烧瓶与分液漏斗之间的压强平衡，保证盐酸能顺利流入圆底烧瓶内。
(2)净化装置用排饱和食盐水法除HCl气体，以减少Cl2的溶解；除去Cl2中的水蒸气应选用酸性或中性干燥剂，它们可以是浓硫酸、P2O5、无水CaCl2等；除杂时，导管应“长进短出”，长导管要浸入液体中。
①先除HCl，后除H2O；②除去HCl可用图a或b装置，除H2O可用图c或d装置。
(3)收集装置向上排空气法如图e；排饱和食盐水法如图f。
气密性检验顺序：装置形成封闭体系→操作(微热、手捂、热毛巾捂、加水等)→描述现象→得出结论。
(4)尾气吸收装置①接口连接顺序：净化时，应长进短出；干燥管应大口进小口出；②尾气吸收不能用Ca(OH)2溶液，因为其浓度小，吸收不完全。
(5)装置安装顺序①由下到上：放铁架台→摆酒精灯→固定铁圈→放置石棉网→固定圆底烧瓶；②从左到右：发生装置→除杂装置→干燥装置→收集装置→尾气处理装置。
3．实验操作顺序先接(连接装置)后检(检查装置气密性)；先固(放入固体)后液(滴加液体)；先除(除HCl)后干(干燥，除H2O)；先排(排出空气)后收(收集氯气)。
【例1】实验室欲制备纯净干燥的Cl2。
(1)下图是一个学生设计的实验装置图。
请分别指出这个装置中有哪些错误(全部填上)。
①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________；③________________________________________________________________________；④________________________________________________________________________；⑤________________________________________________________________________；⑥________________________________________________________________________；⑦________________________________________________________________________。
(2)在改正的装置中，请写出下列各试剂的作用：①饱和食盐水__________________________________________________________；②浓硫酸______________________________________________________________；③NaOH溶液___________________________________________________________。
(3)除浓硫酸外，还可选用下列________(填序号)物质干燥Cl2。
①碱石灰②无水CaCl2③P2O5(4)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的方法装置正确的是________(填字母)。
解析(1)、(2)，首先应根据题目要求制得纯净、干燥的Cl2。
稀盐酸与MnO2不反应，应选用浓盐酸，并且应在加热条件下与MnO2反应，为防止圆底烧瓶破裂，应隔石棉网加热。
反应生成的Cl2中含有挥发出来的HCl和水蒸气，用饱和食盐水是为了除去HCl气体，用浓硫酸是为了除去水蒸气。
应先除去HCl，再除水蒸气，图中两个洗气瓶的进出导管长短装反了。
图中用向上排空气法收集Cl2时进出气导管的长短出错，最后多余的Cl2用NaOH溶液吸收，防止污染空气，但集气瓶没有出气导管，易产生危险。
(3)因为Cl2能与碱反应，不能用碱石灰干燥。
可用酸性干燥剂(浓硫酸和P2O5)或中性干燥剂(无水CaCl2)干燥，不能用碱性干燥剂(碱石灰)干燥。
(4)Cl2密度比空气大，收集Cl2用向上排空气法。
Cl2是有毒气体，在制备和收集Cl2时必须有尾气吸收装置。
A没有出气导管，A不可以；B用于收集密度比空气小的气体，B不可以；C 用以收集密度比空气大的气体，且有尾气吸收装置，C可以；D装置由于Cl2能被NaOH溶液吸收，不能收集Cl2且出气导管不能插入液面中，D不可以。
答案(1)①应选用浓盐酸(或没用浓盐酸或用了稀盐酸)②铁圈下缺少酒精灯③铁圈上方缺少石棉网④装有浓硫酸和装有饱和食盐水的洗气瓶颠倒了⑤两洗气瓶中的进气管应插入液面下，而出气管口应靠近瓶塞⑥收集Cl2的集气瓶进气管应插入到靠近集气瓶的底部，出气管口应靠近瓶塞⑦最后装有NaOH溶液的集气瓶缺少出气导管(2)①吸收挥发出来的HCl气体②吸收水蒸气③吸收多余的Cl2(3)②③(4)C【解题感悟】分析制备装置时需注意的几个问题(1)明确实验目的；(2)依据反应物的状态及反应条件确定制备装置；(3)所制备物质是否具有特殊性质(即是否需要特殊保护)；(4)制备过程中是否产生有毒气体。
变式训练1已知无水AlCl3(183 ℃升华)遇潮湿空气即产生大量白雾(AlCl3与水蒸气反应)，实验室可设计如下两种装置制备AlCl3。
(1)装置一：回答以下问题：①实验室常用MnO2与浓盐酸反应制备Cl2，制备实验开始时，先检查装置气密性，接下来的操作依次是________(填字母)。
A．往烧瓶中加入MnO2粉末B．加热C．往烧瓶中加入浓盐酸②装置B 中盛放饱和NaCl 溶液，该装置的主要作用是________________________，F 中试剂的作用是______________________________________________________________。
