1、 第3周期元素原子得失电子能力的比较
第三节元素周期表的应用(一) 【学习目标】
1、以第三周期元素为例,掌握同周期元素性质的递变规律,并能运用原子结构的理论解释这些递变规律。 2、了解元素原子得失电子能力强弱的判据,并能应用这些判据判断元素原子得失电子能力强弱。 3、培养观察、分析、推理、归纳能力和设计实验、完成实验的探究性学习方法。 【重点难点】同周期元素性质的递变规律 【复习回顾】
1、元素周期律的内容和实质是什么?
2、回忆元素周期表的结构,画出元素周期表的表头。
【知识储备】
【猜想预测】第三周期金属元素原子失电子能力(金属性) 强弱顺序是: 【方法导引】
元素原子失电子能力的强弱可以采用下列方法间接地判断:
1. 比较元素的单质与水(或酸)反应置换出氢的难易程度。置换反应越容易发生,元素原子的失电子能力越强。 2. 比较元素最高价氧化物对应水化物的碱性强弱。一般说来,碱性越强,元素原子失电子的能力越强。 【实验探究】根据P21实验探究给定的仪器和药品,设计合理的实验方案,来验证你的预测。 实验方案设计:(每种方案限50字以内)
方案一: 方案二: 其他方案: 选取其中至少两种方案进行实验,并做好实验记录: 方案
方案
【结论】第三周期金属元素原子失电子能力(金属性) 强弱顺序是: 。 【猜想预测】第三周期非金属元素原子得电子能力(非金属性) 强弱顺序是: 【方法导引】
元素原子得电子能力的强弱可以采用下列方法间接的判断:
1. 比较元素的单质与氢气化合的难易程度以及气态氢化物的稳定性。一般说来,反应越容易进行,生成的气态氢化物越稳定,元素原子的得电子能力越强。
2. 比较元素最高价氧化物对应水化物的酸性。一般说来,酸性越强,元素原子得电子的能力越强。
【自主学习】P21-22, 从中获取证据,验证你的预测。 【交流研讨】
【结论】第三周期非金属元素原子得电子能力(非金属性) 强弱顺序是:
① 镁. 铝与水的反应 甲:一块绿豆大小的钠放入烧杯中 乙. 将用砂纸擦过的镁带分别放入冷水中. 然后加热至沸腾
丙. 用氢氧化钠溶液处理过的铝片加入冷水中. 观察. 然后加热
② 表面积相同的铝. 镁与同浓度盐酸反应
③ 最高价氧化物对应水化物的碱性比较: 甲:氯化镁溶液加入氢氧化钠溶液. 然后分为两份一份加入盐酸. 另一份
加入氢氧化钠溶液 乙:氯化铝溶液加入氢氧化钠溶液. 然后分为两份一份加入盐酸. 另一份加入氢氧化钠溶液 结论:从钠到铝 .
(2)硅. 磷. 硫. 氯原子得失电子能力相对强弱的阅读探究 性质 Si P S Cl 非金属单质与氢气反应的条件 最高价氧化物对应水化物的酸性强弱 气态氢化物的稳定性 结论:从硅到氯 . 综合探究可得出:从钠到氯. 元素原子失电子能力 . 得电子能力 .
2、 预测同主族元素的性质(预测金属钾的性质)
第一章第3节 元素周期表的应用
第二课时 预测同主族元素的性质 课内探究导学案
[学习目标]:
1、以第ⅦA 、ⅠA 族元素为例,使学生掌握同主族元素性质递变规律,并能用原子结构理论初步加以解释。
2、了解元素“位、构、性”三者间的关系,初步学会运用元素周期表。 [学习重点]:同主族元素性质递变规律 【自主学习】
(1) 在元素周期表中,同主族元素原子的核外电子排布有什么特点?请你推测同主族元素的性质
(2) 根据F 2、Cl 2、Br 2、I 2分别与H 2反应条件、程度以及生成的气态氢化物的稳定性等方面分析同主
族元素性质的递变规律。
【归纳小结】
【合作探究】
(1)请你根据钾在周期表中的位置,预测金属钾的性质。课本P23
(2)根据钾和钠的性质,预测ⅠA 族其它金属的性质。
【实验步骤】分别向两只培养皿中加水至其体积的1/2,然后分别加入绿豆大小的一块金属钾和金属钠,用表面皿盖在培养皿口上,注意观察反应的剧烈程度,记录所发生的现象。待冷却后,分别向两只培养皿中加入2~3滴酚酞,观察实验现象。
【归纳小结】
(1)钾元素位于元素周期表中第四周期,ⅠA 族,与钠元素处于同一主族,并且,它应该比金属钠更容易失去电子,如果与水反应,应该更剧烈。
(2)
元素周期表中每一周期、每一主族的元素,其性质总是呈现规律性的变化,所以元素周期表是我们学习化学的重要工具
(三)元素周期表的应用,阅读课本P24 1、在周期表中一定的区域内寻找特定性质的物质 2、根据元素周期表预言新元素的存在 3、元素“位、构、性”之间的关系
预测金属钾的性质
观察钾元素在元素周期表中的位置,预测金属钾的性质,并与钠的性质进行比较。
钾元素位于元素周期表中第四周期,ⅠA 族,与钠元素处于同一主族,并且,它应该比金属钠更容易失去电子,如果与水反应,应该更剧烈。
实验步骤
分别向两只培养皿中加水至其体积的1/2,然后分别加入绿豆大小的一块金属钾和金属钠,用表面皿盖在培养皿口上,注意观察反应的剧烈程度,记录所发生的现象。待冷却后,分别向两只培养皿中加入2~3滴酚酞,观察实验现象。
实验现象
• 钠跟水剧烈反应,钠浮在水的表面,并迅速的熔成一个闪亮的小球,在水面四处游动,发出“嘶嘶”声,但未见爆炸现象,加入酚酞后,溶液显红色。
• 钾跟水反应更剧烈,钾浮在水的表面, 在水面四处游动,熔成一个闪亮的火球,发出紫色的火焰,并伴有轻微的爆炸现象,加入酚酞后,溶液显红色。
• 2 Na+2H2O=2NaOH+H2↑ • 2K+2H2O=2KOH+H2↑
碱金属元素
性质预测:①易失去最外层的1个电子,达稳定结构。最高正价是+1,对应的碱是ROH ,碱性强。
②随原子序数的递增,失电子的能力逐渐增强。ROH 的碱性逐渐增强。
总结
• 在同一主族内,元素原子最外层电子数相同,而原子核外最外层电子数又是决定元素性质的主要因素,所以同主族元素的性质相似。
• 又因为同主族元素原子的电子层数随着原子序数的增加而增加,原子半径逐渐增大,原子核对最外层电子的吸引力逐渐减小,所以同主族元素原子得电子的能力随着原子序数的增加而减小,失电子能力随着原子序数的增加而增加。
浮,钠的密度比水小;熔,钠的熔点低,反应为放热反应;游响,剧烈反应,有气体生成;若水中滴有无色酚酞则溶液变红,有碱生成。不同之处:一个比一个剧烈 !
钾:水中 f 漂浮在水边,四处游动,融成小球,反应产生的热量使其起火燃烧,燃烧时呈紫色焰,并且有大 钠:水中 f 漂浮在水边,四处游动,融成小球,有时反应产生的热量使其起火燃烧,燃烧时呈黄色焰,若果过于剧烈还会爆炸
Na 和K 在氧气中都会生成Na2O 和K2O 但是如果加热的话只有Na 能看出现象,因为Na2O2是淡黄色的,而K2O2和KO2都呈现白色(无明显现象)
钠在氧气中燃烧, 剧烈燃烧生成淡黄色物质(过氧化钠Na2O2), 发出黄光 钾在氧气中燃烧, 剧烈燃烧生成橙黄色物质(超氧化钾KO2), 发出紫色光芒
3、 感受化学反应中的能量变化
化学键与化学反应中能量的关系
化学反应中能量变化的实质:旧化学键的断裂(吸收能量),新化学键的生成(释放能量)
[活动探究]
必修二实验观察探究
感受化学反应中的能量变化
[结论]
常见的放热反应 所有的燃烧反应 酸碱中和反应
金属与水或酸发生的置换反应
大多数化合反应(C 与CO2 反应等除外)
铝热反应 常见的吸热反应 铵盐与碱的反应 大多数分解反应
以C 、H 2、CO 为还原剂的氧化还原反应
E1 > E2 吸热反应 E1 < E2 放热反应
4、 认识化学反应的快慢 5、温度对化学平衡的影响
一、化学反应的快慢
1、 化学反应速率
化学反应速率指的是单位时间里反应物浓度或生成物浓度的变化。具体是用反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。 化学反应速率用v 表示,单位为mol·L -1·min -1或mol·L -1·s -1
计算公式为:
(1)化学反应速率是一个平均值,是某时间段中反应物或生成物浓度的平均变化率,不是某时刻的瞬时速率。 (2)反应速率既可以用反应物也可以用生成物表示。不同物质表示同一反应的反应速率的数值可能不同。但表示的含义相同,都能表示该反应进行的快慢,故各物质表示的速率之间有一定关系。 对于反应 aA(g)+bB(g)
cC(g)+dD(g),存在如下关系:
v A ∶v B ∶v C ∶v D =a ∶b ∶c ∶d ,即反应速率之比等于方程式中各物质化学计量数之比。 2、影响化学反应速率的因素
【实验探究】利用下列试剂和仪器,设计合理的实验方案验证影响化学反应速率的因素。
试剂:表面积大致相同的镁条、铁片、过氧化氢溶液(3%)、盐酸(0.5mol/L,3mol/L)、块状碳酸钙、碳酸钙粉末、二氧化锰粉末。
仪器:试管、药匙、镊子、胶头滴管、酒精灯、试管夹
【思考】影响化学反应速率的因素 (1)内因(主要因素):物质本身的性质 (2)外因(次要因素):
①温度:反应的温度升高,化学反应速率增大;反之则减小 ②浓度:反应物的浓度增大,化学反应速率增大;反之则减小 ③触面积:反应物间的接触面积增大,化学反应速率增大;反之则减小 ④催化剂:加入催化剂可以加快化学反应速率
二、化学反应的限度
若反应能进行完全,这是最理想的。实际上,工业生产中的许多反应往往能向正、反两个方面进行,这就是可逆反应。
1、可逆反应:
相同条件下同时向正、反两个反应方向进行的反应称为可逆反应。如工业制硫酸时,SO 2与O 2的反应是可逆反应,
用“
”表示:2SO 2+O 22SO 3
正因为反应为可逆,SO 2不可能完全转化为SO 3,为达到工业生产的最佳效益,在反应速率较快的同时,也应使反应向生成SO 3的方向进行较大的限度,实际上,反应进行的限度问题和可逆反应建立的化学平衡有关。
2、化学平衡
(1)概念:在一定条件下可逆反应进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率相等,反应物和生成物浓度不再发生变化,这种状态称为化学平衡状态。
(2)特点:
①逆:化学平衡适用的是可逆反应。
②等:化学平衡引起的原因是正、逆反应速率相等,即同一时间内对某一物质来说,生成的量和消耗的量相等。 ③定:正反应速率和逆反应速率相等,引起的结果是各物质的浓度都不再发生变化。这种相对稳定的状态为化学平衡状态。
④动:平衡后,正、逆反应仍在进行,即正、逆反应速率相等但不为零,平衡为动态平衡。
⑤变:由于速率受条件的影响,当改变外界条件时,速率发生变化,正、逆反应速率可能不再相等,平衡就会发生变化,这就是平衡移动。
纵上所述,可知平衡建立的实质是速率相等,可用图象表示为:
(3)化学平衡的移动
实验1、将装有NO 2(红棕色) 和N 2O 4(无色) 混合气体(红棕色) 的两个烧瓶分别浸入冷水和热水中。
现象:浸入热水的烧瓶内气体颜色加深,浸入冷水中烧瓶内气体颜色变浅。 分析:由于混合气体中存在可逆反应:2NO 2(g)
N 2O 4(g),浸入热水使气体颜色加深,说明升高温度使平衡向生
成NO 2的方向即逆向移动,浸入冷水使气体颜色变浅,说明降低温度使平衡向生成N 2O 4的方向即正向移动。 结论:改变温度能使平衡移动。具体规律是:温度升高,平衡向吸热方向移动,温度降低,平衡向放热方向移动。
实验2、在一密闭容器中充入NO 2、N 2O 4的混合气体,然后把容器压缩一半,观察现象。
现象:压缩的一瞬间气体的颜色变深,后又逐渐变浅。
分析:压缩一半后,NO 2、N 2O 4的浓度变为原来的2倍,所以,压缩的一瞬间气体的颜色变深。颜色变深后又逐渐变浅,说明平衡向生成N 2O 4的方向移动。
结论:对于有气体参加的反应,压强的改变能引起平衡移动。具体规律是:压强增大,平衡向气体体积减小的方向移动;压强减小,平衡向气体体积增大的方向移动。但需要注意的是,对于反应前后气体总体积不变的可逆反应,压强的改变不会引起平衡移动。
除温度、压强能引起平衡移动外,浓度也能影响平衡的移动,具体规律是:增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡正向移动;减小反应物浓度或增大生成物浓度,平衡逆向移动。
把温度、压强、浓度对化学平衡移动的影响进行概括,可总结出共性规律,就是勒夏特列原理:改变某一条件,能使化学平衡向减弱这种改变的方向移动。
研究化学平衡移动的方向,有助于指导人们在化工生产中追求最大的经济效益。
5、 氯气的制取
[回顾]H2 O 2 CO 2等气体的实验室制法
氯气的实验室制法
一)原理 MnO 2+4HCl(浓)=MnCl 2+Cl2↑+2H2O [思考]
1、标出电子转移情况,注明氧化剂和和还原剂 计算被氧化的HCl 与未被氧化的HCl 的物质的量之比为:1:1 2、改写为离子方程式
MnO 2+4H++ 2Cl-=Mn 2++Cl2↑+2H2O
3、HCl 在反应中表现为什么性? 酸性和还原性
[思考1]针对化学反应原理: MnO 2+4HCl(浓)=MnCl 2+Cl2↑+2H2O, 请设计一套气体发生装置 [思考2]在制得的Cl 2中可能有哪些杂质? 你如何除去?
杂质有HCl 、H 2O (提示:除去HCl 不能影响Cl 2)。除去HCl:通入饱和食盐水,干燥 水:通入浓硫酸
[思考3]如何收集Cl 2? 向上排空气法 排饱和食盐水法 [思考4]如何除去反应后多余的Cl 2?
一套完整制氯气的装置(组装原则:由下至上, 由左至右)
实验操作步骤及注意事项: 1、检查装置气密性;
2、从分液漏斗中慢慢向烧瓶中注入浓盐酸,缓缓加热。 3、多余的氯气要用NaOH 溶液吸收。 4、通过观察颜色变化停止加热。 5、实验结束应先撤导管后撤酒精灯 问题讨论
1、为什么用分液漏斗装盐酸?又让盐酸缓慢地注 入,而不是一次将浓盐酸注入烧瓶里? 答: 用分液漏斗可以控制液体的用量,避免生成的氯气过多。 2、能否用其它试剂代替二氧化锰或浓盐酸来制取氯气?
答: 可以用KMnO 4、KClO 3等氧化剂代替MnO 2, 与浓盐酸反应(不需加热) 2KMnO 4+16HCl(浓) ===2KCl+2MnCl 2+5Cl 2 ↑+8H 2O KClO 3+6HCl(浓)===KCl+3Cl 2 ↑+3H 2O
也可用固体NaCl 和浓H 2SO 4代替浓盐酸与MnO 2反应 2NaCl+2 H2SO 4+ MnO2==== Na 2SO 4+MnSO4+Cl2↑+2H2O
3 、为什么用浓盐酸和二氧化锰制取氯气时,要缓缓加热,不能强热 ?
答:浓盐酸有很强的挥发性,强热时能挥发出大量的 氯化氢气体和水蒸气,而使制得的氯气中含有大量的杂质;另一方面,又降低了HCl 的利用率。
4、如何检验氯气的生成?
答: 1. 黄绿色、有刺激性气味的气体 (色、态、味) 2. 湿润的淀粉KI 试纸(变蓝); 3. 湿润的品红试纸(褪色); 4. 浓氨水(白烟)。
5、工业上用什么方法来生产氯气?
答:电解饱和食盐水。
电解
2NaCl + 2H2O 2↑ + H2↑ 2NaCl (熔融) =========== Cl 2↑ + 2Na 几种常见气体的实验室制法 1、固+固加热
注意事项:
(
1
)试管口应略向下倾斜(2
)试管夹夹在试管的中上部
(
3
)药品应平铺于试管底部(4)导管不宜伸入试管过长 (5)实验开始时先检验装置 的气密性 (6)加热时,先预热且应用 外焰加热
2、固+液不加热 注意事项:
(1)启普发生器只适用于块状固体与液体在不加热条件下制取难溶于水的气体如CO 2、H 2S 、H 2(不可用于制C 2H 2)
(2)简易装置则适用于固体与液体在不加热下制取气的反应 (3)操作时应注意:
a. 检验装置的气密性 b. 长颈漏斗插入液面以下 c. 制H 2S 时应在通风橱中, H2S 剧毒
3、固(液)液反应物(加热) 注意事项:
(1)检验装置的气密性 (2)加热时要预热,受热均匀
(3)加热易暴沸的混合物时要 加碎石,防暴沸
(4)制乙烯时浓硫酸与乙醇可先混合,故不必用分液漏斗,换成温度计控制反应温度
尾气处理:吸收、燃烧、收集 气体极易溶,防倒吸
6、 化学反应为人类提供能量——原电池的工作原理 7、 甲烷的化学性质(认识有机化合物)
最简单的有机化合物-甲烷
甲烷的分子构成和空间结构 分子式CH 4 电子式结构式:用短线来表示一对共用电子的图式
结构式
仅含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物,也称为烃。甲烷是最简单的烃。
问题:从甲烷的电子式是否可以推断甲烷分子中 碳原子和四个氢原子都在同一个平面上?
经过大量的科学实验证明,甲烷分子里的一个碳原子和四个氢原子并不在同一个平面上,而是形成了一个正四面体的立体结构,碳原子位于正四面体的中心,而四个氢原子分别位于正四面体的四个顶点上。
空间构型:正四面体 4个C-H 键的键长和强度相等,夹角相等。 甲烷在自然界的存在
甲烷是池沼底部产生的沼气和煤矿的坑道所产生的气体的主要成分。这些甲烷都是在隔绝空气的情况下,由植物残体经过微生物发酵的作用而生成的。
甲烷的物理性质
在通常状况下,甲烷是一种无色、无气味的气体。密度比空气小,在标准状况下,是0.717g/L。3、极难溶解于水。
根据上述甲烷的物理性质, 你知道如何收集甲烷吗?
1、由于甲烷密度比空气小,所以能用瓶口向下排空气法收集。 2、由于甲烷难溶于水,所以能用排水法收集。 甲烷的化学性质——稳定性、可燃性、取代反应
在通常情况下,甲烷性质比较稳定,与强酸、强碱、强氧化物一般不发生化学反应。 ① 甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 ②甲烷的氧化反应
实验:把甲烷经导管通出点燃, 观察火焰颜色, 然后用一个冷而干燥的烧取下烧杯正放, 向烧杯内滴入澄清的石灰水 。
杯罩在火焰上方,
现象与结论
安静燃烧,火焰明亮呈淡蓝色 → 甲烷易燃 烧杯内壁有水珠 → 甲烷中含氢元素 澄清石灰水变浑浊 → 甲烷中含碳元素
④ 甲烷的取代反应
取一支大试管,用排饱和食盐水的方法收集体积比为1:4的甲烷和氯气,用橡皮塞塞好 管口,放在光亮的地方(注意:不要放在日光直射的地方,以免引起爆炸)。一定时间后,将试管倒立于水槽中并取下试管口的橡皮塞,观察实验现象。
现象与结论
绿色变浅,试管内壁有少量油状物生成
试管中液面不断上升 反应使气体量减少或者有溶于水的气体生成导致试管中压强减小 取试管中的水少许,滴入蓝色石蕊试液,石蕊试液变红HCl 生成 光照下甲烷与氯气发生取代反应
有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应, 叫取代反应.
8、重要的烃-乙烯的性质
物理性质:无色、稍有气味、难溶于水、密度比 空气略小(d=1.25g/L)的气体。
H H
乙烯的结构:分子式 C 2H 4 结构式 结构简式CH 2=CH2
结构特点:1、碳碳双键 2、六原子共平面 乙烯和乙烷的比较
乙烯的化学性质 (1)乙烯的氧化反应 a .乙烯的燃烧
乙烯在空气中燃烧,火焰明亮且伴有黑烟,生成二氧化碳和水,同时放出大量热。(产生黑烟是因为含碳量高,燃烧不充分;火焰明亮是碳微粒受灼热而发光)如何鉴别乙烯、甲烷?甲烷:淡蓝色火焰无黑烟
b .乙烯与强氧化剂的反应
乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明乙烯能被氧化剂氧化。乙烯本身被氧化为二氧化碳 CH 4不能被KMnO 4氧化
(2)乙烯的加成反应
乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色,说明乙烯与溴发生了化学反应
加成反应: 有机化合物分子中双键上的碳原子与其它原子(或原子团) 直接结合生成新的化合物分子的反应。 特点:1、只有一种产物 2、断“一”加“二”
①与卤素单质加成:CH 2=CH2+Br2 CH 2BrCH 2Br
(1,2 – 二溴乙烷)
②与氯化氢加成:CH 2=CH2+HCl CH 3CH 2Cl (一定条件) ③与氢气加成:
⑤ 与H 2O 加成:
可以用来鉴别甲烷和乙烯,又可以用来除去甲烷中混有的少量乙烯的操作方法 混合气体通过盛溴水的洗气瓶
9、煤的干馏——苯
煤的干馏和蒸馏有什么区别
苯的物理性质
无色、有特殊气味的有毒液体 密度比水小 难溶于水,易溶于有机溶剂 熔沸点较低,易挥发 苯的结构是怎样呢?
经测定,苯的分子式为C 6H 6 ,请根据以下问题,探究苯的结构
1、碳原子数为6的烷烃分子式为C 6H 14,按照烷烃的结构特点,6个碳原子结合14个氢原子才能饱和。 2、 C 6H 6属于不饱和烃, 分子内可能含有碳碳双键结构 德国化学家凯库勒提出了两个假说。
1. 苯的6个碳原子形成环状闭链,即平面六边形闭链。 2. 各碳原子之间存在单双键交替形式。 思考交流:根据苯的凯库勒式,比较苯与烷烃、烯烃的结构式, 分析苯分子中碳原子的成键特点,预测苯可能有哪些化学性质?如何通过实验来验证这些预测是否合理?
设计实验
1. 向2mL 酸性KMnO 4溶液中滴加 2mL 苯,振荡 2. 向2mL 溴的四氯化碳溶液中滴加 2mL
苯,振荡。 3. 向2ml 溴水中滴加 2mL 苯,振荡。
(1)6个C6个H共平面,苯环呈平面正六边形
(2)6个碳碳键完全相同, 是一种介于单键和双键之间的独特的化学键 (3)苯分子中六个碳原子相同,六个氢原子相同。
将下列液体分别与溴水混合并振荡,静置后分为两层,溴水层几乎呈无色的是 ( BC ) A 酒精 B 四氯化碳 C 苯 D 碘化钾溶液
化学性质
(1)比较稳定,不能被酸性高锰酸钾氧化,不与溴发生加成反应。
(2)取代反应:苯和硝酸的反应(硝化反应)
(3)氧化反应: 苯的燃烧
明亮的火焰, 并伴有浓烈的黑烟 2C 6H 6+15O2=点燃=12CO2+6H2O
10、饮食中的有机化合物——乙醇 乙酸 葡萄糖 蛋白质
乙醇
一、乙醇的物理性质
俗名:酒精。无色透明、具有特殊香味的液体;20℃时的密度为0.789g ·cm -3;熔点为-117.3℃,沸点为78.5℃,易挥发;能与水任意比互溶,能溶解多种无机化合物和有机化合物,是优良的有机溶剂。
二、乙醇的分子结构
分子式(化学式):C 2H 6O 结构式: 结构简式:CH 3CH 2OH 或C 2H 5OH -OH ,乙醇的官能团——羟基。 思考 —OH 与OH 有何不同?
OH 是能独立存在于溶液或离子化合物中的阴离子,而—OH 则不能独立存在,必须和其他“基”相结合,是显电中性的原子团。
三、乙醇的化学性质
实验一:点燃乙醇,观察乙醇的燃烧的现象 现象:产生淡蓝色火焰,同时放出大量热。
实验二:向一干燥的试管中加入 约3mL 无水乙醇,取一小块(绿豆般大小)金属钠,用滤纸吸干表面的煤油后投入乙醇中,观察并记录实验现象。
现象:装有无水乙醇的试管内钠粒沉于底部,有无色气泡在钠粒表面生成后逸出液面,最终钠粒消失,液体仍为无色透明。 2CH 3CH 2OH+2Na→2CH3CH 2ONa+H2↑
(乙醇钠)
其它活泼金属如钾、钙、镁等也可与乙醇反应
思考:钠分别与乙醇和水反应时,哪个反应更剧烈?为什么? 水与钠反应更剧烈,因为H 2O 中的H 比CH 3CH 2OH 中的H 更活泼。
比较乙醇和水分别与钠反应强弱?
-
-
实验三、乙醇的催化氧化
用小试管取3~4mL 无水乙醇。加热一端绕成螺旋状的铜丝至红热将铜丝趁热插到盛有乙醇的试管底部反复操作几次,观察铜丝颜色和液体气味的变化。
现象:a 、铜丝红色→黑色→红色反复变化。b 、在试管口可以闻到刺激性气味c 、酒精沸腾
2
2H + 2H 2O
H
思考:1. 铜在整个过程中起什么作用? 催化剂
乙醛,无色,有刺激性气味的液体
2. 乙醇分子中有哪些化学键断裂?又生成了哪些化学键?
断裂乙醇中的C-H 、O-H 形成乙醛中的C-O 、水中的H-O
取一根光洁的铜丝绕成螺旋状,放在酒精灯外焰上加热,然后慢慢移向内焰,迅速取出。可能观察到什么现象?如何解释?写出相关方程式。这对你了解如何使用酒精灯有什么启示?
乙醇的用途
乙醇可用作燃料和造酒原料,在工业生产和科学研究中作重要溶剂、试剂和化工原料,医院里用75%乙醇溶液杀菌、消毒
乙醇燃烧产物清洁,无污染,所以乙醇除了用于食品加工业以外另一重要用途就是作燃料使用。 ,甲醇有毒,摄入少量会导致人失明,多量使人死亡。
工业酒精中往往含有另一种醇——甲醇(CH 3OH )
乙酸的物理性质
食醋中含3%-5%(质量分数) 的乙酸,俗称醋酸。
乙酸是一种有强烈刺激性气味的无色液体,沸点117.9℃ , 熔点16.6℃ ;当温度低于16.6℃ 时,乙酸就凝结成像冰一样的晶体,故无水乙酸又称冰醋酸。
乙酸的分子结构
分子式:C 2H 4O 2 结构式 结构简式CH 3COOH
乙酸的化学性质
1、乙酸的酸性(活动探究)
羟基氢电离显酸性 CH 3COOH
如何探究乙酸的酸性?利用酸的通性
CH 3COO -+H+
反应的方程式为:
2CH 3COOH+Zn → (CH3COO) 2 Zn +H2↑ 2CH 3COOH+CuO→ (CH3COO) 2Cu +H2O 2CH 3COOH+Cu(OH)2→(CH3COO) 2Cu+2H2O 2CH 3COOH+Na2CO 3 → 2CH3COONa +CO2 ↑ +H2O 判断酸性强弱顺序:
CH 3COOH ,H 2SO 3, H 2SO 4,H 2CO 3,HClO 酸性:H2SO 4>H 2SO 3
>CH 3COOH >H 2CO 3 >HClO
生活中常用白醋来除水垢(主要成分是CaCO 3和Mg(OH)2) 请你用化学反应方程式表示其中的原理。 2CH 3COOH+CaCO3→ (CH3COO) 2 Ca +CO2 ↑ +H2O 2CH 3COOH+Mg(OH)2→(CH3COO) 2Mg+2H2O
乙酸与乙醇的反应(观察\思考)
实验:在试管里先加入3 mL乙醇和2 mL乙酸的混合物,然后一边摇动试管一边慢慢加入2 mL浓硫酸,加入2~3块碎瓷片。连接好装置后,用酒精灯小心加热试管3~5 min。将产生的气体通到饱和 Na 2CO 3 溶液液面上。观察现象,闻生成物气味。
酯化反应:酸跟醇作用,生成酯和水的反应。
现象:
饱和 Na 2CO 3 溶液液面上有透明的不溶于水的油状液体,分层,有香味。
酯化反应的过程是怎样的?
酯化反应实质:酸脱羟基,醇脱羟基上的氢原子。 思考
1、为什么要加热?
主要目的提高反应速率,其次使生成的乙酸乙酯挥发而收集,提高乙醇、乙酸的转化率。 2、反应中浓硫酸的作用是什么? 催化剂和吸水剂
3、如何促使酯化反应向正向移动? 浓硫酸吸水 加热使乙酸乙酯挥发
4、乙醇的沸点是78.5℃,乙酸的沸点为117.9℃,乙酸乙酯的沸点为77℃;则蒸汽中含有那些成分? 乙酸乙酯和乙酸、乙醇
5、饱和的Na 2CO 3溶液的作用是什么?
A 降低乙酸乙酯在水中的溶解度, 提高乙酸乙酯的收集率. B 除去混在乙酸乙酯中的乙酸 C 除去混在乙酸乙酯中的乙醇
6、为什么导气管不能伸入饱和的Na 2CO 3溶液? 防止倒吸
酸和醇的酯化反应
浓硫酸
C 2H 5OH + HO—NO 2
C 2H 5O —NO 2 + H 2O 硝酸乙酯
酯和油脂
物理性质:一般密度比水小,难溶于水,易溶于有机溶剂。 酯的化学性质——酯的水解反应(活动探究) 实验探究:乙酸乙酯的水解 酸性水解(可逆反应) CH 3COOC 2H 5+H2O
CH 3COOH+C2
H 5
OH
乙酸乙酯在酸性或碱性条件下发生水解生成乙酸和乙醇——酯化反应的可逆反应 碱性水解(反应进行得较彻底) CH 3COOC 2H 5+NaOH→CH3COONa+C2H 5OH
乙酸乙酯水解和乙酸和乙醇酯化反应对比
四、糖类
糖的分类、代表物、特征:
(一) 葡萄糖 1、结构 分子式:C 6H 12O 6 结构简式: 或 CH 2OH(CHOH)4CHO
2、物理性质
白色晶体、有甜味、能溶于水 3、化学性质:
(1)羟基 的性质:
和金属钠反应、和酸发生酯化反应 (2)醛基
的性质
与新制Cu(OH)2悬浊液混合反应,加热,有砖红色沉淀(Cu 2O )生成。 用于检测糖尿病糖尿病
⑶人体内氧化反应-人体能量主要来源: C 6H 12O 6(s)+6O2(g) 6CO 2(g)+6H2O(l) 4、用途
制药、制镜、制糖果 五、蛋白质
蛋白质的组成:蛋白质是一种非常复杂的化合物。由C 、 H 、O 、N 、S 等元素组成。很大,从几万到几千万,故溶于水具有胶体的性质。蛋白质属于天然有机高分子化合物。 蛋白质的性质
(1)水解: 天然蛋白质水解生成多种α-氨基酸。 (2)蛋白质具有两性:与酸碱都能反应
蛋白质的相对分子质量
实验1(盐析):
(3)盐析 :加入轻金属盐的浓溶液而使蛋白质的溶解度减小而析出的过程。该过程是个可逆过程,属于物理变化。利用这一性质可以采用多次盐析的方法来分离提纯蛋白质。
实验2(变性
(4)变性:
紫外线、加热或加入某些有机化合物、酸、碱、重金属盐的情况下,蛋白质会发生性质上的改变而聚沉。该过程是不可逆的,属于化学变化。用于杀菌消毒
实验3:
(5)显色反应
有些蛋白质与浓硝酸呈黄色。该反应常用来检验蛋白质的存在 实验4:灼烧鸡蛋清 →有一股烧焦羽毛的气味。 (6)灼烧有烧焦羽毛的气味 如何鉴别毛织物和棉织物?
概念对比
显色反应: 一般指有明显颜色变化的化学反应。如:碘与淀粉呈蓝色;某些蛋白质遇浓硝酸呈黄色。 焰色反应: 是指某些金属及其化合物在灼烧时能使火焰体现出一定的颜色。
11、有机高分子化合物的基本性质
1、 第3周期元素原子得失电子能力的比较
第三节元素周期表的应用(一) 【学习目标】
1、以第三周期元素为例,掌握同周期元素性质的递变规律,并能运用原子结构的理论解释这些递变规律。 2、了解元素原子得失电子能力强弱的判据,并能应用这些判据判断元素原子得失电子能力强弱。 3、培养观察、分析、推理、归纳能力和设计实验、完成实验的探究性学习方法。 【重点难点】同周期元素性质的递变规律 【复习回顾】
1、元素周期律的内容和实质是什么?
2、回忆元素周期表的结构,画出元素周期表的表头。
【知识储备】
【猜想预测】第三周期金属元素原子失电子能力(金属性) 强弱顺序是: 【方法导引】
元素原子失电子能力的强弱可以采用下列方法间接地判断:
1. 比较元素的单质与水(或酸)反应置换出氢的难易程度。置换反应越容易发生,元素原子的失电子能力越强。 2. 比较元素最高价氧化物对应水化物的碱性强弱。一般说来,碱性越强,元素原子失电子的能力越强。 【实验探究】根据P21实验探究给定的仪器和药品,设计合理的实验方案,来验证你的预测。 实验方案设计:(每种方案限50字以内)
方案一: 方案二: 其他方案: 选取其中至少两种方案进行实验,并做好实验记录: 方案
方案
【结论】第三周期金属元素原子失电子能力(金属性) 强弱顺序是: 。 【猜想预测】第三周期非金属元素原子得电子能力(非金属性) 强弱顺序是: 【方法导引】
元素原子得电子能力的强弱可以采用下列方法间接的判断:
1. 比较元素的单质与氢气化合的难易程度以及气态氢化物的稳定性。一般说来,反应越容易进行,生成的气态氢化物越稳定,元素原子的得电子能力越强。
2. 比较元素最高价氧化物对应水化物的酸性。一般说来,酸性越强,元素原子得电子的能力越强。
【自主学习】P21-22, 从中获取证据,验证你的预测。 【交流研讨】
【结论】第三周期非金属元素原子得电子能力(非金属性) 强弱顺序是:
① 镁. 铝与水的反应 甲:一块绿豆大小的钠放入烧杯中 乙. 将用砂纸擦过的镁带分别放入冷水中. 然后加热至沸腾
丙. 用氢氧化钠溶液处理过的铝片加入冷水中. 观察. 然后加热
② 表面积相同的铝. 镁与同浓度盐酸反应
③ 最高价氧化物对应水化物的碱性比较: 甲:氯化镁溶液加入氢氧化钠溶液. 然后分为两份一份加入盐酸. 另一份
加入氢氧化钠溶液 乙:氯化铝溶液加入氢氧化钠溶液. 然后分为两份一份加入盐酸. 另一份加入氢氧化钠溶液 结论:从钠到铝 .
(2)硅. 磷. 硫. 氯原子得失电子能力相对强弱的阅读探究 性质 Si P S Cl 非金属单质与氢气反应的条件 最高价氧化物对应水化物的酸性强弱 气态氢化物的稳定性 结论:从硅到氯 . 综合探究可得出:从钠到氯. 元素原子失电子能力 . 得电子能力 .
2、 预测同主族元素的性质(预测金属钾的性质)
第一章第3节 元素周期表的应用
第二课时 预测同主族元素的性质 课内探究导学案
[学习目标]:
1、以第ⅦA 、ⅠA 族元素为例,使学生掌握同主族元素性质递变规律,并能用原子结构理论初步加以解释。
2、了解元素“位、构、性”三者间的关系,初步学会运用元素周期表。 [学习重点]:同主族元素性质递变规律 【自主学习】
(1) 在元素周期表中,同主族元素原子的核外电子排布有什么特点?请你推测同主族元素的性质
(2) 根据F 2、Cl 2、Br 2、I 2分别与H 2反应条件、程度以及生成的气态氢化物的稳定性等方面分析同主
族元素性质的递变规律。
【归纳小结】
【合作探究】
(1)请你根据钾在周期表中的位置,预测金属钾的性质。课本P23
(2)根据钾和钠的性质,预测ⅠA 族其它金属的性质。
【实验步骤】分别向两只培养皿中加水至其体积的1/2,然后分别加入绿豆大小的一块金属钾和金属钠,用表面皿盖在培养皿口上,注意观察反应的剧烈程度,记录所发生的现象。待冷却后,分别向两只培养皿中加入2~3滴酚酞,观察实验现象。
【归纳小结】
(1)钾元素位于元素周期表中第四周期,ⅠA 族,与钠元素处于同一主族,并且,它应该比金属钠更容易失去电子,如果与水反应,应该更剧烈。
(2)
元素周期表中每一周期、每一主族的元素,其性质总是呈现规律性的变化,所以元素周期表是我们学习化学的重要工具
(三)元素周期表的应用,阅读课本P24 1、在周期表中一定的区域内寻找特定性质的物质 2、根据元素周期表预言新元素的存在 3、元素“位、构、性”之间的关系
预测金属钾的性质
观察钾元素在元素周期表中的位置,预测金属钾的性质,并与钠的性质进行比较。
钾元素位于元素周期表中第四周期,ⅠA 族,与钠元素处于同一主族,并且,它应该比金属钠更容易失去电子,如果与水反应,应该更剧烈。
实验步骤
分别向两只培养皿中加水至其体积的1/2,然后分别加入绿豆大小的一块金属钾和金属钠,用表面皿盖在培养皿口上,注意观察反应的剧烈程度,记录所发生的现象。待冷却后,分别向两只培养皿中加入2~3滴酚酞,观察实验现象。
实验现象
• 钠跟水剧烈反应,钠浮在水的表面,并迅速的熔成一个闪亮的小球,在水面四处游动,发出“嘶嘶”声,但未见爆炸现象,加入酚酞后,溶液显红色。
• 钾跟水反应更剧烈,钾浮在水的表面, 在水面四处游动,熔成一个闪亮的火球,发出紫色的火焰,并伴有轻微的爆炸现象,加入酚酞后,溶液显红色。
• 2 Na+2H2O=2NaOH+H2↑ • 2K+2H2O=2KOH+H2↑
碱金属元素
性质预测:①易失去最外层的1个电子,达稳定结构。最高正价是+1,对应的碱是ROH ,碱性强。
②随原子序数的递增,失电子的能力逐渐增强。ROH 的碱性逐渐增强。
总结
• 在同一主族内,元素原子最外层电子数相同,而原子核外最外层电子数又是决定元素性质的主要因素,所以同主族元素的性质相似。
• 又因为同主族元素原子的电子层数随着原子序数的增加而增加,原子半径逐渐增大,原子核对最外层电子的吸引力逐渐减小,所以同主族元素原子得电子的能力随着原子序数的增加而减小,失电子能力随着原子序数的增加而增加。
浮,钠的密度比水小;熔,钠的熔点低,反应为放热反应;游响,剧烈反应,有气体生成;若水中滴有无色酚酞则溶液变红,有碱生成。不同之处:一个比一个剧烈 !
钾:水中 f 漂浮在水边,四处游动,融成小球,反应产生的热量使其起火燃烧,燃烧时呈紫色焰,并且有大 钠:水中 f 漂浮在水边,四处游动,融成小球,有时反应产生的热量使其起火燃烧,燃烧时呈黄色焰,若果过于剧烈还会爆炸
Na 和K 在氧气中都会生成Na2O 和K2O 但是如果加热的话只有Na 能看出现象,因为Na2O2是淡黄色的,而K2O2和KO2都呈现白色(无明显现象)
钠在氧气中燃烧, 剧烈燃烧生成淡黄色物质(过氧化钠Na2O2), 发出黄光 钾在氧气中燃烧, 剧烈燃烧生成橙黄色物质(超氧化钾KO2), 发出紫色光芒
3、 感受化学反应中的能量变化
化学键与化学反应中能量的关系
化学反应中能量变化的实质:旧化学键的断裂(吸收能量),新化学键的生成(释放能量)
[活动探究]
必修二实验观察探究
感受化学反应中的能量变化
[结论]
常见的放热反应 所有的燃烧反应 酸碱中和反应
金属与水或酸发生的置换反应
大多数化合反应(C 与CO2 反应等除外)
铝热反应 常见的吸热反应 铵盐与碱的反应 大多数分解反应
以C 、H 2、CO 为还原剂的氧化还原反应
E1 > E2 吸热反应 E1 < E2 放热反应
4、 认识化学反应的快慢 5、温度对化学平衡的影响
一、化学反应的快慢
1、 化学反应速率
化学反应速率指的是单位时间里反应物浓度或生成物浓度的变化。具体是用反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。 化学反应速率用v 表示,单位为mol·L -1·min -1或mol·L -1·s -1
计算公式为:
(1)化学反应速率是一个平均值,是某时间段中反应物或生成物浓度的平均变化率,不是某时刻的瞬时速率。 (2)反应速率既可以用反应物也可以用生成物表示。不同物质表示同一反应的反应速率的数值可能不同。但表示的含义相同,都能表示该反应进行的快慢,故各物质表示的速率之间有一定关系。 对于反应 aA(g)+bB(g)
cC(g)+dD(g),存在如下关系:
v A ∶v B ∶v C ∶v D =a ∶b ∶c ∶d ,即反应速率之比等于方程式中各物质化学计量数之比。 2、影响化学反应速率的因素
【实验探究】利用下列试剂和仪器,设计合理的实验方案验证影响化学反应速率的因素。
试剂:表面积大致相同的镁条、铁片、过氧化氢溶液(3%)、盐酸(0.5mol/L,3mol/L)、块状碳酸钙、碳酸钙粉末、二氧化锰粉末。
仪器:试管、药匙、镊子、胶头滴管、酒精灯、试管夹
【思考】影响化学反应速率的因素 (1)内因(主要因素):物质本身的性质 (2)外因(次要因素):
①温度:反应的温度升高,化学反应速率增大;反之则减小 ②浓度:反应物的浓度增大,化学反应速率增大;反之则减小 ③触面积:反应物间的接触面积增大,化学反应速率增大;反之则减小 ④催化剂:加入催化剂可以加快化学反应速率
二、化学反应的限度
若反应能进行完全,这是最理想的。实际上,工业生产中的许多反应往往能向正、反两个方面进行,这就是可逆反应。
1、可逆反应:
相同条件下同时向正、反两个反应方向进行的反应称为可逆反应。如工业制硫酸时,SO 2与O 2的反应是可逆反应,
用“
”表示:2SO 2+O 22SO 3
正因为反应为可逆,SO 2不可能完全转化为SO 3,为达到工业生产的最佳效益,在反应速率较快的同时,也应使反应向生成SO 3的方向进行较大的限度,实际上,反应进行的限度问题和可逆反应建立的化学平衡有关。
2、化学平衡
(1)概念:在一定条件下可逆反应进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率相等,反应物和生成物浓度不再发生变化,这种状态称为化学平衡状态。
(2)特点:
①逆:化学平衡适用的是可逆反应。
②等:化学平衡引起的原因是正、逆反应速率相等,即同一时间内对某一物质来说,生成的量和消耗的量相等。 ③定:正反应速率和逆反应速率相等,引起的结果是各物质的浓度都不再发生变化。这种相对稳定的状态为化学平衡状态。
④动:平衡后,正、逆反应仍在进行,即正、逆反应速率相等但不为零,平衡为动态平衡。
⑤变:由于速率受条件的影响,当改变外界条件时,速率发生变化,正、逆反应速率可能不再相等,平衡就会发生变化,这就是平衡移动。
纵上所述,可知平衡建立的实质是速率相等,可用图象表示为:
(3)化学平衡的移动
实验1、将装有NO 2(红棕色) 和N 2O 4(无色) 混合气体(红棕色) 的两个烧瓶分别浸入冷水和热水中。
现象:浸入热水的烧瓶内气体颜色加深,浸入冷水中烧瓶内气体颜色变浅。 分析:由于混合气体中存在可逆反应:2NO 2(g)
N 2O 4(g),浸入热水使气体颜色加深,说明升高温度使平衡向生
成NO 2的方向即逆向移动,浸入冷水使气体颜色变浅,说明降低温度使平衡向生成N 2O 4的方向即正向移动。 结论:改变温度能使平衡移动。具体规律是:温度升高,平衡向吸热方向移动,温度降低,平衡向放热方向移动。
实验2、在一密闭容器中充入NO 2、N 2O 4的混合气体,然后把容器压缩一半,观察现象。
现象:压缩的一瞬间气体的颜色变深,后又逐渐变浅。
分析:压缩一半后,NO 2、N 2O 4的浓度变为原来的2倍,所以,压缩的一瞬间气体的颜色变深。颜色变深后又逐渐变浅,说明平衡向生成N 2O 4的方向移动。
结论:对于有气体参加的反应,压强的改变能引起平衡移动。具体规律是:压强增大,平衡向气体体积减小的方向移动;压强减小,平衡向气体体积增大的方向移动。但需要注意的是,对于反应前后气体总体积不变的可逆反应,压强的改变不会引起平衡移动。
除温度、压强能引起平衡移动外,浓度也能影响平衡的移动,具体规律是:增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡正向移动;减小反应物浓度或增大生成物浓度,平衡逆向移动。
把温度、压强、浓度对化学平衡移动的影响进行概括,可总结出共性规律,就是勒夏特列原理:改变某一条件,能使化学平衡向减弱这种改变的方向移动。
研究化学平衡移动的方向,有助于指导人们在化工生产中追求最大的经济效益。
5、 氯气的制取
[回顾]H2 O 2 CO 2等气体的实验室制法
氯气的实验室制法
一)原理 MnO 2+4HCl(浓)=MnCl 2+Cl2↑+2H2O [思考]
1、标出电子转移情况,注明氧化剂和和还原剂 计算被氧化的HCl 与未被氧化的HCl 的物质的量之比为:1:1 2、改写为离子方程式
MnO 2+4H++ 2Cl-=Mn 2++Cl2↑+2H2O
3、HCl 在反应中表现为什么性? 酸性和还原性
[思考1]针对化学反应原理: MnO 2+4HCl(浓)=MnCl 2+Cl2↑+2H2O, 请设计一套气体发生装置 [思考2]在制得的Cl 2中可能有哪些杂质? 你如何除去?
杂质有HCl 、H 2O (提示:除去HCl 不能影响Cl 2)。除去HCl:通入饱和食盐水,干燥 水:通入浓硫酸
[思考3]如何收集Cl 2? 向上排空气法 排饱和食盐水法 [思考4]如何除去反应后多余的Cl 2?
一套完整制氯气的装置(组装原则:由下至上, 由左至右)
实验操作步骤及注意事项: 1、检查装置气密性;
2、从分液漏斗中慢慢向烧瓶中注入浓盐酸,缓缓加热。 3、多余的氯气要用NaOH 溶液吸收。 4、通过观察颜色变化停止加热。 5、实验结束应先撤导管后撤酒精灯 问题讨论
1、为什么用分液漏斗装盐酸?又让盐酸缓慢地注 入,而不是一次将浓盐酸注入烧瓶里? 答: 用分液漏斗可以控制液体的用量,避免生成的氯气过多。 2、能否用其它试剂代替二氧化锰或浓盐酸来制取氯气?
答: 可以用KMnO 4、KClO 3等氧化剂代替MnO 2, 与浓盐酸反应(不需加热) 2KMnO 4+16HCl(浓) ===2KCl+2MnCl 2+5Cl 2 ↑+8H 2O KClO 3+6HCl(浓)===KCl+3Cl 2 ↑+3H 2O
也可用固体NaCl 和浓H 2SO 4代替浓盐酸与MnO 2反应 2NaCl+2 H2SO 4+ MnO2==== Na 2SO 4+MnSO4+Cl2↑+2H2O
3 、为什么用浓盐酸和二氧化锰制取氯气时,要缓缓加热,不能强热 ?
答:浓盐酸有很强的挥发性,强热时能挥发出大量的 氯化氢气体和水蒸气,而使制得的氯气中含有大量的杂质;另一方面,又降低了HCl 的利用率。
4、如何检验氯气的生成?
答: 1. 黄绿色、有刺激性气味的气体 (色、态、味) 2. 湿润的淀粉KI 试纸(变蓝); 3. 湿润的品红试纸(褪色); 4. 浓氨水(白烟)。
5、工业上用什么方法来生产氯气?
答:电解饱和食盐水。
电解
2NaCl + 2H2O 2↑ + H2↑ 2NaCl (熔融) =========== Cl 2↑ + 2Na 几种常见气体的实验室制法 1、固+固加热
注意事项:
(
1
)试管口应略向下倾斜(2
)试管夹夹在试管的中上部
(
3
)药品应平铺于试管底部(4)导管不宜伸入试管过长 (5)实验开始时先检验装置 的气密性 (6)加热时,先预热且应用 外焰加热
2、固+液不加热 注意事项:
(1)启普发生器只适用于块状固体与液体在不加热条件下制取难溶于水的气体如CO 2、H 2S 、H 2(不可用于制C 2H 2)
(2)简易装置则适用于固体与液体在不加热下制取气的反应 (3)操作时应注意:
a. 检验装置的气密性 b. 长颈漏斗插入液面以下 c. 制H 2S 时应在通风橱中, H2S 剧毒
3、固(液)液反应物(加热) 注意事项:
(1)检验装置的气密性 (2)加热时要预热,受热均匀
(3)加热易暴沸的混合物时要 加碎石,防暴沸
(4)制乙烯时浓硫酸与乙醇可先混合,故不必用分液漏斗,换成温度计控制反应温度
尾气处理:吸收、燃烧、收集 气体极易溶,防倒吸
6、 化学反应为人类提供能量——原电池的工作原理 7、 甲烷的化学性质(认识有机化合物)
最简单的有机化合物-甲烷
甲烷的分子构成和空间结构 分子式CH 4 电子式结构式:用短线来表示一对共用电子的图式
结构式
仅含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物,也称为烃。甲烷是最简单的烃。
问题:从甲烷的电子式是否可以推断甲烷分子中 碳原子和四个氢原子都在同一个平面上?
经过大量的科学实验证明,甲烷分子里的一个碳原子和四个氢原子并不在同一个平面上,而是形成了一个正四面体的立体结构,碳原子位于正四面体的中心,而四个氢原子分别位于正四面体的四个顶点上。
空间构型:正四面体 4个C-H 键的键长和强度相等,夹角相等。 甲烷在自然界的存在
甲烷是池沼底部产生的沼气和煤矿的坑道所产生的气体的主要成分。这些甲烷都是在隔绝空气的情况下,由植物残体经过微生物发酵的作用而生成的。
甲烷的物理性质
在通常状况下,甲烷是一种无色、无气味的气体。密度比空气小,在标准状况下,是0.717g/L。3、极难溶解于水。
根据上述甲烷的物理性质, 你知道如何收集甲烷吗?
1、由于甲烷密度比空气小,所以能用瓶口向下排空气法收集。 2、由于甲烷难溶于水,所以能用排水法收集。 甲烷的化学性质——稳定性、可燃性、取代反应
在通常情况下,甲烷性质比较稳定,与强酸、强碱、强氧化物一般不发生化学反应。 ① 甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 ②甲烷的氧化反应
实验:把甲烷经导管通出点燃, 观察火焰颜色, 然后用一个冷而干燥的烧取下烧杯正放, 向烧杯内滴入澄清的石灰水 。
杯罩在火焰上方,
现象与结论
安静燃烧,火焰明亮呈淡蓝色 → 甲烷易燃 烧杯内壁有水珠 → 甲烷中含氢元素 澄清石灰水变浑浊 → 甲烷中含碳元素
④ 甲烷的取代反应
取一支大试管,用排饱和食盐水的方法收集体积比为1:4的甲烷和氯气,用橡皮塞塞好 管口,放在光亮的地方(注意:不要放在日光直射的地方,以免引起爆炸)。一定时间后,将试管倒立于水槽中并取下试管口的橡皮塞,观察实验现象。
现象与结论
绿色变浅,试管内壁有少量油状物生成
试管中液面不断上升 反应使气体量减少或者有溶于水的气体生成导致试管中压强减小 取试管中的水少许,滴入蓝色石蕊试液,石蕊试液变红HCl 生成 光照下甲烷与氯气发生取代反应
有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应, 叫取代反应.
8、重要的烃-乙烯的性质
物理性质:无色、稍有气味、难溶于水、密度比 空气略小(d=1.25g/L)的气体。
H H
乙烯的结构:分子式 C 2H 4 结构式 结构简式CH 2=CH2
结构特点:1、碳碳双键 2、六原子共平面 乙烯和乙烷的比较
乙烯的化学性质 (1)乙烯的氧化反应 a .乙烯的燃烧
乙烯在空气中燃烧,火焰明亮且伴有黑烟,生成二氧化碳和水,同时放出大量热。(产生黑烟是因为含碳量高,燃烧不充分;火焰明亮是碳微粒受灼热而发光)如何鉴别乙烯、甲烷?甲烷:淡蓝色火焰无黑烟
b .乙烯与强氧化剂的反应
乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明乙烯能被氧化剂氧化。乙烯本身被氧化为二氧化碳 CH 4不能被KMnO 4氧化
(2)乙烯的加成反应
乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色,说明乙烯与溴发生了化学反应
加成反应: 有机化合物分子中双键上的碳原子与其它原子(或原子团) 直接结合生成新的化合物分子的反应。 特点:1、只有一种产物 2、断“一”加“二”
①与卤素单质加成:CH 2=CH2+Br2 CH 2BrCH 2Br
(1,2 – 二溴乙烷)
②与氯化氢加成:CH 2=CH2+HCl CH 3CH 2Cl (一定条件) ③与氢气加成:
⑤ 与H 2O 加成:
可以用来鉴别甲烷和乙烯,又可以用来除去甲烷中混有的少量乙烯的操作方法 混合气体通过盛溴水的洗气瓶
9、煤的干馏——苯
煤的干馏和蒸馏有什么区别
苯的物理性质
无色、有特殊气味的有毒液体 密度比水小 难溶于水,易溶于有机溶剂 熔沸点较低,易挥发 苯的结构是怎样呢?
经测定,苯的分子式为C 6H 6 ,请根据以下问题,探究苯的结构
1、碳原子数为6的烷烃分子式为C 6H 14,按照烷烃的结构特点,6个碳原子结合14个氢原子才能饱和。 2、 C 6H 6属于不饱和烃, 分子内可能含有碳碳双键结构 德国化学家凯库勒提出了两个假说。
1. 苯的6个碳原子形成环状闭链,即平面六边形闭链。 2. 各碳原子之间存在单双键交替形式。 思考交流:根据苯的凯库勒式,比较苯与烷烃、烯烃的结构式, 分析苯分子中碳原子的成键特点,预测苯可能有哪些化学性质?如何通过实验来验证这些预测是否合理?
设计实验
1. 向2mL 酸性KMnO 4溶液中滴加 2mL 苯,振荡 2. 向2mL 溴的四氯化碳溶液中滴加 2mL
苯,振荡。 3. 向2ml 溴水中滴加 2mL 苯,振荡。
(1)6个C6个H共平面,苯环呈平面正六边形
(2)6个碳碳键完全相同, 是一种介于单键和双键之间的独特的化学键 (3)苯分子中六个碳原子相同,六个氢原子相同。
将下列液体分别与溴水混合并振荡,静置后分为两层,溴水层几乎呈无色的是 ( BC ) A 酒精 B 四氯化碳 C 苯 D 碘化钾溶液
化学性质
(1)比较稳定,不能被酸性高锰酸钾氧化,不与溴发生加成反应。
(2)取代反应:苯和硝酸的反应(硝化反应)
(3)氧化反应: 苯的燃烧
明亮的火焰, 并伴有浓烈的黑烟 2C 6H 6+15O2=点燃=12CO2+6H2O
10、饮食中的有机化合物——乙醇 乙酸 葡萄糖 蛋白质
乙醇
一、乙醇的物理性质
俗名:酒精。无色透明、具有特殊香味的液体;20℃时的密度为0.789g ·cm -3;熔点为-117.3℃,沸点为78.5℃,易挥发;能与水任意比互溶,能溶解多种无机化合物和有机化合物,是优良的有机溶剂。
二、乙醇的分子结构
分子式(化学式):C 2H 6O 结构式: 结构简式:CH 3CH 2OH 或C 2H 5OH -OH ,乙醇的官能团——羟基。 思考 —OH 与OH 有何不同?
OH 是能独立存在于溶液或离子化合物中的阴离子,而—OH 则不能独立存在,必须和其他“基”相结合,是显电中性的原子团。
三、乙醇的化学性质
实验一:点燃乙醇,观察乙醇的燃烧的现象 现象:产生淡蓝色火焰,同时放出大量热。
实验二:向一干燥的试管中加入 约3mL 无水乙醇,取一小块(绿豆般大小)金属钠,用滤纸吸干表面的煤油后投入乙醇中,观察并记录实验现象。
现象:装有无水乙醇的试管内钠粒沉于底部,有无色气泡在钠粒表面生成后逸出液面,最终钠粒消失,液体仍为无色透明。 2CH 3CH 2OH+2Na→2CH3CH 2ONa+H2↑
(乙醇钠)
其它活泼金属如钾、钙、镁等也可与乙醇反应
思考:钠分别与乙醇和水反应时,哪个反应更剧烈?为什么? 水与钠反应更剧烈,因为H 2O 中的H 比CH 3CH 2OH 中的H 更活泼。
比较乙醇和水分别与钠反应强弱?
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实验三、乙醇的催化氧化
用小试管取3~4mL 无水乙醇。加热一端绕成螺旋状的铜丝至红热将铜丝趁热插到盛有乙醇的试管底部反复操作几次,观察铜丝颜色和液体气味的变化。
现象:a 、铜丝红色→黑色→红色反复变化。b 、在试管口可以闻到刺激性气味c 、酒精沸腾
2
2H + 2H 2O
H
思考:1. 铜在整个过程中起什么作用? 催化剂
乙醛,无色,有刺激性气味的液体
2. 乙醇分子中有哪些化学键断裂?又生成了哪些化学键?
断裂乙醇中的C-H 、O-H 形成乙醛中的C-O 、水中的H-O
取一根光洁的铜丝绕成螺旋状,放在酒精灯外焰上加热,然后慢慢移向内焰,迅速取出。可能观察到什么现象?如何解释?写出相关方程式。这对你了解如何使用酒精灯有什么启示?
乙醇的用途
乙醇可用作燃料和造酒原料,在工业生产和科学研究中作重要溶剂、试剂和化工原料,医院里用75%乙醇溶液杀菌、消毒
乙醇燃烧产物清洁,无污染,所以乙醇除了用于食品加工业以外另一重要用途就是作燃料使用。 ,甲醇有毒,摄入少量会导致人失明,多量使人死亡。
工业酒精中往往含有另一种醇——甲醇(CH 3OH )
乙酸的物理性质
食醋中含3%-5%(质量分数) 的乙酸,俗称醋酸。
乙酸是一种有强烈刺激性气味的无色液体,沸点117.9℃ , 熔点16.6℃ ;当温度低于16.6℃ 时,乙酸就凝结成像冰一样的晶体,故无水乙酸又称冰醋酸。
乙酸的分子结构
分子式:C 2H 4O 2 结构式 结构简式CH 3COOH
乙酸的化学性质
1、乙酸的酸性(活动探究)
羟基氢电离显酸性 CH 3COOH
如何探究乙酸的酸性?利用酸的通性
CH 3COO -+H+
反应的方程式为:
2CH 3COOH+Zn → (CH3COO) 2 Zn +H2↑ 2CH 3COOH+CuO→ (CH3COO) 2Cu +H2O 2CH 3COOH+Cu(OH)2→(CH3COO) 2Cu+2H2O 2CH 3COOH+Na2CO 3 → 2CH3COONa +CO2 ↑ +H2O 判断酸性强弱顺序:
CH 3COOH ,H 2SO 3, H 2SO 4,H 2CO 3,HClO 酸性:H2SO 4>H 2SO 3
>CH 3COOH >H 2CO 3 >HClO
生活中常用白醋来除水垢(主要成分是CaCO 3和Mg(OH)2) 请你用化学反应方程式表示其中的原理。 2CH 3COOH+CaCO3→ (CH3COO) 2 Ca +CO2 ↑ +H2O 2CH 3COOH+Mg(OH)2→(CH3COO) 2Mg+2H2O
乙酸与乙醇的反应(观察\思考)
实验:在试管里先加入3 mL乙醇和2 mL乙酸的混合物,然后一边摇动试管一边慢慢加入2 mL浓硫酸,加入2~3块碎瓷片。连接好装置后,用酒精灯小心加热试管3~5 min。将产生的气体通到饱和 Na 2CO 3 溶液液面上。观察现象,闻生成物气味。
酯化反应:酸跟醇作用,生成酯和水的反应。
现象:
饱和 Na 2CO 3 溶液液面上有透明的不溶于水的油状液体,分层,有香味。
酯化反应的过程是怎样的?
酯化反应实质:酸脱羟基,醇脱羟基上的氢原子。 思考
1、为什么要加热?
主要目的提高反应速率,其次使生成的乙酸乙酯挥发而收集,提高乙醇、乙酸的转化率。 2、反应中浓硫酸的作用是什么? 催化剂和吸水剂
3、如何促使酯化反应向正向移动? 浓硫酸吸水 加热使乙酸乙酯挥发
4、乙醇的沸点是78.5℃,乙酸的沸点为117.9℃,乙酸乙酯的沸点为77℃;则蒸汽中含有那些成分? 乙酸乙酯和乙酸、乙醇
5、饱和的Na 2CO 3溶液的作用是什么?
A 降低乙酸乙酯在水中的溶解度, 提高乙酸乙酯的收集率. B 除去混在乙酸乙酯中的乙酸 C 除去混在乙酸乙酯中的乙醇
6、为什么导气管不能伸入饱和的Na 2CO 3溶液? 防止倒吸
酸和醇的酯化反应
浓硫酸
C 2H 5OH + HO—NO 2
C 2H 5O —NO 2 + H 2O 硝酸乙酯
酯和油脂
物理性质:一般密度比水小,难溶于水,易溶于有机溶剂。 酯的化学性质——酯的水解反应(活动探究) 实验探究:乙酸乙酯的水解 酸性水解(可逆反应) CH 3COOC 2H 5+H2O
CH 3COOH+C2
H 5
OH
乙酸乙酯在酸性或碱性条件下发生水解生成乙酸和乙醇——酯化反应的可逆反应 碱性水解(反应进行得较彻底) CH 3COOC 2H 5+NaOH→CH3COONa+C2H 5OH
乙酸乙酯水解和乙酸和乙醇酯化反应对比
四、糖类
糖的分类、代表物、特征:
(一) 葡萄糖 1、结构 分子式:C 6H 12O 6 结构简式: 或 CH 2OH(CHOH)4CHO
2、物理性质
白色晶体、有甜味、能溶于水 3、化学性质:
(1)羟基 的性质:
和金属钠反应、和酸发生酯化反应 (2)醛基
的性质
与新制Cu(OH)2悬浊液混合反应,加热,有砖红色沉淀(Cu 2O )生成。 用于检测糖尿病糖尿病
⑶人体内氧化反应-人体能量主要来源: C 6H 12O 6(s)+6O2(g) 6CO 2(g)+6H2O(l) 4、用途
制药、制镜、制糖果 五、蛋白质
蛋白质的组成:蛋白质是一种非常复杂的化合物。由C 、 H 、O 、N 、S 等元素组成。很大,从几万到几千万,故溶于水具有胶体的性质。蛋白质属于天然有机高分子化合物。 蛋白质的性质
(1)水解: 天然蛋白质水解生成多种α-氨基酸。 (2)蛋白质具有两性:与酸碱都能反应
蛋白质的相对分子质量
实验1(盐析):
(3)盐析 :加入轻金属盐的浓溶液而使蛋白质的溶解度减小而析出的过程。该过程是个可逆过程,属于物理变化。利用这一性质可以采用多次盐析的方法来分离提纯蛋白质。
实验2(变性
(4)变性:
紫外线、加热或加入某些有机化合物、酸、碱、重金属盐的情况下,蛋白质会发生性质上的改变而聚沉。该过程是不可逆的,属于化学变化。用于杀菌消毒
实验3:
(5)显色反应
有些蛋白质与浓硝酸呈黄色。该反应常用来检验蛋白质的存在 实验4:灼烧鸡蛋清 →有一股烧焦羽毛的气味。 (6)灼烧有烧焦羽毛的气味 如何鉴别毛织物和棉织物?
概念对比
显色反应: 一般指有明显颜色变化的化学反应。如:碘与淀粉呈蓝色;某些蛋白质遇浓硝酸呈黄色。 焰色反应: 是指某些金属及其化合物在灼烧时能使火焰体现出一定的颜色。
11、有机高分子化合物的基本性质