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高一化学 必修二
第二章 化学键 化学反应与能量知识回顾 王珊娜2014-6-2

一、 化学键与化学反应
1.化学键
1）定义：相邻的两个或多个原子(或离子)之间强烈的相互作用叫做化学键。
2）类型：
Ⅰ 离子键：由阴、阳离子之间通过静电作用所形成的化学键。
Ⅱ 共价键：原子之间通过共用电子对所形成的化学键。
Ⅲ 金属键：化学键的一种，主要在金属中存在。
3）化学反应本质就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。

2．离子化合物和共价化合物
1）离子化合物：由阳离子和阴离子构成的化合物。
　包含：大部分盐（包括所有铵盐），强碱，大部分金属氧化物，金属氢化物。
活泼的金属元素与活泼非金属元素形成的化合物中不一定都是以离子键结合的，如3不是通过离子键结合的。非金属元素之间也可形成离子化合物，如铵盐都是离子化合物。
2）共价化合物：全部以共价键结合形成的化合物，叫做共价化合物。
　包含：非金属氧化物，酸，弱碱，少部分盐，非金属氢化物。
3）在离子化合物中一定含有离子键，可能含有共价键。在共价化合物中一定不存在离子键。

3.几组概念的对比
1）离子键与共价键的比较

键型
离子键
共价键
概念
带相反电荷离子之间的相互作用
原子之间通过共用电子对所形成的相互作用
成键方式
通过得失电子达到稳定结构
通过形成共用电子对达到稳定结构
成键粒子
阴、阳离子
原子
成键性质
静电作用
静电作用
形成条件
大多数活泼金属与活泼非金属化合时形成离子键
同种或不同种非金属元素化合时形成共价键(稀有气体元素除外)
表示方法
①电子式如＋[]－
②离子键的形成过程：
①电子式，如
②结构式，如H—
③共价键的形成过程：
存在
离子化合物
绝大多数非金属单质、共价化合物、某些离子化合物

2）离子化合物与共价化合物的比较

离子化合物
共价化合物
概念
以离子键形成的化合物
以共用电子对形成的化合物
粒子间的作用
阴离子与阳离子间存在离子键
原子之间存在共价键
导电性
熔融态或水溶液导电
熔融态不导电，溶于水有的导电(如硫酸)，有的不导电(如蔗糖)
熔化时破坏的作用力
一定破坏离子键，可能破坏共价键(如3)
一般不破坏共价键
实例
强碱、大多数盐、活泼金属的氧化物中
酸、非金属的氢化物、非金属的氧化物中

4．物质中化学键的存在规律
(1)离子化合物中一定有离子键，可能还有共价键，简单离子组成的离子化合物中只有离子键，如：、2O等。复杂离子(原子团)组成的离子化合物中既有离子键又有共价键，如4、、 2O2等。
(2) 稀有气体由单原子组成，无化学键，因此不是所有物质中都存在化学键。
(3)共价化合物中只有共价键，一定没有离子键，如、2、C2H2等。
(4)同种非金属元素构成的单质中一般只含有非极性共价键，如I2、N2、P4等。
(5)由不同种非金属元素构成的化合物中含有共价键(如H2S、3)，或也可能既有离子键又有共价键(如铵盐)。

5．化学键的破坏
(1)化学反应过程中，反应物中的化学键被破坏。
(2)对于离子化合物，溶于水后电离成自由移动的阴、阳离子，离子键被破坏。其熔化后也成为自由移动的阴、阳离子，熔化过程中离子键被破坏。
(3)对于共价化合物，有些共价化合物溶于水后，在水分子的作用下电离，共价键被破坏，如、3等。有些共价化合物溶于水后，与水发生化学反应，共价键被破坏，如3、2等。
(4)对于某些很活泼的非金属单质，溶于水后，能与水作用，其分子内化学键被破坏，如：F2、2、2等。
特别提醒　根据化合物在熔融状态是否导电，可判断它是离子化合物还是共价化合物。若导电，则是离子化合物；若不导电，则是共价化合物。

6.用电子式表示离子化合物和共价分子
　电子式是表示物质结构的一种式子。其写法是在元素符号的周围用“·”或“×”等表示原子或离子的最外层电子，并用n＋或n－(n为正整数)表示离子所带电荷。
1)原子的电子式
在元素符号的周围用“·”或“×”等表示原子的最外层电子。
2)离子的电子式
①主族元素形成的简单离子中，阳离子的电子式就是离子符号。如2＋既是镁离子符号，也是镁离子的电子式;
②复杂阳离子：铵根离子
③阴离子的最外层大多为8电子结构，在表示离子的符号外加方括号，方括号的右上角标明所带电荷数及符号。如－的电子式：。
3)离子化合物的电子式
离子化合物的电子式由构成离子化合物的阴、阳离子的电子式构成。如的电子式：。离子化合物中阴、阳离子个数比不是1∶1时，要注意同性离子不直接相邻的事实。如2的电子式：。
4)用电子式表示共价分子(共价型单质和化合物)
表示出原子之间形成共用电子对的情况，没有形成共用电子对的最外层电子也要标出。如：2　
3 。
5)用电子式表示含有共价键的原子团离子
要表示出离子内的原子之间的共用电子对，因是离子，所以还要括上方括号[　]，标上电荷。如下表所示：
原子团

离子
－

电子式

6)用电子式表示物质的形成过程
离子化合物：
共价分子：。
◆小结：判断物质中化学键时应该注意的问题
（1），存在离子键的化合物一定是离子化合物，离子化合物中一定存在离子键
（2），离子化合物可以只含非金属元素，也可以存在共价键，如4
（3），共价化合物中只含有共价键，不含离子键
（4），非金属单质（稀有气体除外）中只含有共价键
（5），稀有气体由单原子组成，无化学键
（6），只含有共价键的化合物一定是共价化合物，只含有共价键的物质不一定是共价化合物，可能是单质；含有共价键的化合物不一定是共价化合物，可能是离子化合物，例如，()2，3

7、 化学键与化学反应中的能量变化
反应物
（E1）
旧键断裂（吸吸能量E3）
新键形成（释放能量E4）
生成物
（E2）

1、反应物的能量（E1）＞生成物的能量（E2） 反应释放能量，为放热的反应
2、反应物的能量（E1）＜生成物的能量（E2） 反应吸收能量 为吸热的反应
3、旧键断裂吸收的能量（E3）＞ 新键形成释放的能量E4 反应吸收能量 为吸热反应
4、旧键断裂吸收的能量（E3）＜ 新键形成释放的能量E4 反应释放能量 为放量反应

二、化学反应的快慢和限度

第二节 化学反应的快慢和限度
§1 化学反应的快慢

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。
表达式： 单位： ·1·1 ·1·1
注：（1）化学反应速率是指某段时间内的平均反应速率，而不是某时刻的瞬时速率。
（2）在反应中固体或纯液体浓度不变，因而不用固体或液体来表示化学反应速率。
（3）同一反应，用不同物质浓度变化来表示化学反应速率时，其数值大小可能不一样，但意义相同，故在应用时应指明是哪种物质表示的化学反应速率。
（4）在同一反应中，各物质所表示的反应速率之比等于各物质的转化浓度之比，等于各物质的物质的量变化之比，等于方程式中化学计量数之比。
+ +
V(A)︰V(B) ︰V(C) ︰V(D) = △n(A) ︰△n(B) ︰△n(C) ︰△n(D) = m︰n︰p︰q

影响化学反应速率的因素：

内 因
参加反应的物质的性质。如铁、镁与同种盐酸反应的速率的不同
外

因
浓度
其他条件不变，增大反应物浓度，化学反应速率加快，降低则减慢。（注意：纯固体、纯液体的浓度看作常数）
温度
其他条件不变时，温度升高，反应速率加快，温度降低反应速减慢。
催化剂
使用催化剂，能够改变化学反应速率；正催化剂加快反应，逆催化剂减慢速率。
压强
对于有气体参加的化学反应，其他条件不变时，增大压强，速率加快。反之减慢。
表面积
固体物质的颗粒越小，表面积越大，在化学反应中反应速率越大。
思考：1、S在纯O2和空气中燃烧时有什么现象？为什么？
2、带火星的木条在空气中熄灭，而在O2中能复燃，为什么？
（解答：1、硫在空气中燃烧，火焰呈淡蓝色，在纯氧中燃烧更剧烈，火焰呈蓝紫色。因为空气中氧气的浓度小，反应较慢。2、纯氧中O2 浓度大。）

化学反应的限度
可逆反应：在相同条件下同时向正、反两个方向进行的反应称为可逆反应。故用 表示。
特点：（1）同时向正反应和逆反应两个方向进行；（2）可逆反应不能进行到底。
§2 化学平衡
在一定条件下的可逆反应里，正反应速率等于逆反应速率，反应物和生成物浓度不再变化的状态，称为化学平衡。

平衡的特征
动：化学反应达到平衡状态时，反应并没停止，而是始终在进行，是一个动态平衡。
等：化学平衡时，正反应速率等于逆反应速率。
定：一定条件下，可逆反应一旦达到平衡状态，平衡体系中各组分的含量保持一定且不变。
注意：是条件一定，如果条件改变，平衡改变
变：化学平衡状态是有条件的、是暂时的、相对的，改变影响平衡的条件，原来的平衡即被破坏，平衡会发生移动，开始建立新的平衡。
标志
正反应速率等于逆反应速率
各组分的浓度保持不变
当反应物中的气体体积与生成物的气体体积不相等时，可以利用体积、压强不变来判断是否平衡。但是如果反应物中气体体积与生成物中的气体体积相等时，则不可以判断。

注：对于利用标志3来判断可逆反应的平衡可以理解为：可变值不变时，就是化学平衡的时候。如：
A(g) + 2B(g) 3C(g) + 2D(g) 反应前后总物质的量不相等：n前=3 n后=5，所以总物质的量是个可变值，但当总物质的量不变时，就是化学平衡时。与之相对应的还有体积，压强等。

影响化学平衡的因素：
因素
温度
化学平衡后，温度升高，平衡向吸热方向移动，温度降低，平衡放热方向移动。
浓度
化学平衡后，增加某物质浓度，平衡向减少这种物质浓度的方向移动。减少反之。
压强
有气体参加的反应达到平衡后，加大压强，平衡向体积减少的方向移动。减小反之。

注：催化剂只能改变达到平衡的时间，不能使平衡发生移动。

三、 化学反应的利用
§1 利用化学反应制备新物质
实验室制备氯气
试剂
△
浓盐酸、二氧化锰（或高锰酸钾、浓盐酸）
装置
实验室液体与固体反应制备气体的实验装置（需加热）（液 + 固 气）
实验现象
△
圆底烧瓶和集气瓶内有黄绿色气体生成
结论
2 + 4(浓) 2 + 2↑+ 2H2O
24 + 16(浓) 22 + 2 + 52↑+ 8H2O
注：反应必须用浓盐酸，因为稀盐酸还原性不如浓盐酸。一旦盐酸变稀，反应停止。
除杂：可能存在的杂质有氯化氢气体和水。用饱和食盐水吸收氯化氢气体，用浓硫酸吸收水。
收集方法：因为氯气溶于水，且密度比空气大，故应用向上排空气法收集氯气，不能用排水法。氯气不溶于饱和食盐水，也可用排饱和食盐水的方法心集氯气。

某些物质的实验室和工业制法：

物质
化学方程式
氢气
△
实验室： + H24(稀) 4 + H2↑
催化剂
工业上(s) + H2O + H2 ↑
△
+ H2O 2 + H2
二氧化碳
△
实验室：3 + 2 2 + 2↑+ H2O
高温
工业上：3 + 2↑ 还有就是空气分离法。
生铁
催化剂
点燃
工业上：2O3 + 3 2 + 32
硫酸
高温
工业上：22 22 + O2 23
△
3 + H2O H24
氨
高温 高压
实验室：()2 + 242 + 23↑+ 2H2O
催化剂
工业上：N2 + 3H2 23
硝酸
实验室：3 + H24 4 + 3↑
工业上：43 + 5O2 4 + 6H2O
2 + O222
32 + H2O 22 +

§3 对化学反应制备物质的装置的选择
加热固体制气体
液体与固体或液体反应制备气体
多孔隔板
液体与固体或液体反应制备气体
液体与固体或液体反应加热制备气体
液体与固体或液体反应加热制备气体
部分发生装置的选择

气体收集装置的选择
净化装置的选择

尾气处理装置的选择

§2 化学反应为人类提拱能源
化学能转化为热能：
化学能转化为热能
即热饭盒
+ 2H2O ()2 + H2↑
都是放热反应
化学能转化为热能
铝热剂
2 + 2O3 2 + 2O3
A
化学能转化为电能：
锌铜原电池
装置（右图）
现象
原理
将铜片、锌片插入稀硫酸中，然后用导线将铜片、锌片连接起并接入电流计
锌片不断溶解，铜片上不断有气泡冒出，电流表有偏转
锌比铜活泼，锌原子容易失去电子被氧化成2+进入溶液，锌片上的电子通过导线流向铜，溶液中的从铜片获得电子而被还原成氢原子

原电池：有电子的定向移动，有电流产生。是化学能转化为电能。将化学能转化为电能的装置称为原电池。
原电池反应的相关链接：
正、负极比较
正极：得电子→化合价降低→发生还原反应；一般活泼性比负极差。

负极：失电子→化合价升高→发生氧化反应；一般活泼性比正极强。
发生原电池反应的一般条件：
原电池反应是氧化还原反应
具有适当的电极，可是活泼性不同的物质，也可以是活泼性一样的物质
需要电解质溶液
能够构成闭合回路

练习：常见的电池，写出下列电池的电极反应式和总反应式
（1）锌-铜-稀硫酸

（2）铁-碳棒-三氯化铁溶液

（3）锌-碳-硫酸铜

（4）锌-铁-硝酸银

原电池反应的应用：
1
利用其产生的电流制作电池
如干电池、钮扣电池、等
2
形成原电池，加快化学反应
如再制取氢气时，加入几滴硫酸铜溶液，使反应速率加大。
3
金属的腐蚀与保护
如船舶、阐门的保护等
＊ 金属的腐蚀与保护
1．金属的腐蚀与防护
（1）金属腐蚀的定义：金属或合金与接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程．
（2）金属腐蚀的实质：金属原子失去电子被氧化而消耗的过程．
（3）金属腐蚀的种类：化学腐蚀与电化学腐蚀．
2、研究金属腐蚀的过程主要目的是为了更好地防止金属被腐蚀．只要破坏形成原电池的一些条件就能防止金属发生电化学腐蚀．
①制成合金，改变金属内部组成结构而增强抗腐蚀能力．如：不锈钢
②在金属的表面覆盖保护层．如：涂上防锈漆、电镀等
③电化学保护法．如：防止轮船船体被海水腐蚀，常在船底贴一些锌板金属防护方法
：让被保护的金属作为正极，另找一种活动性较强的金属作为负极

3、一次能源和二次能源：化学能在其他能之间的转化，如：化学能转化为光能、动能、热能等。
直接从自然界取得的能源称为一次能源，如流水、风力、原煤、石油、天然气等，一次能源经过加工，转换得到的能源为二次能源，如电力、蒸汽、氢能等。