1、第三章水的组成 氢气的性质和制法 核外电子排布知识 化合价复习 人教版【同步教育信息】一. 本周教学内容：第三章复习1. 水的组成 2. 氢气的性质和制法 3. 核外电子排布知识 4. 化合价二. 重点和难点1. 氢气的性质和用途 2. 化合价的应用三. 教学过程第一节 水是人类宝贵的自然资源（一）在自然界的分布1. 江河湖海中、地层中、大气中、动植物体中。（人体中含水约占人体质量的 2/3），人体中含量最多的 物质是水；人体中含量最多的元素是氧元素。2. 水与工业、农业工业： 工业原料，洗涤、溶解、冷却、加热物质，发电， 航运。农业：灌溉农田。生活：饮用， 洗涤， 活动。3. 保护水资源没有
2、水就没有生机勃勃的地球，地面淡水量还不到总水量的 1 。水源污染的原因： 工业生产中的废渣、废水、废气； 生活污水的任意排放； 农 业生产中施用的 农药 、化肥 随雨水流入河中。保护水资源的措施：加强对水质的监测；工业“三废”要经过处理后再排放；农业上要合理使用农药和化肥等。第 二 节 水 的 组 成（一）水的物理性质1. 没有颜色、没有气味、 没有味道的液体。2. 在 101 千帕时，水的凝固点为 0，沸点为 100 。3. 水在 4时密度最大，为 1 克/ 厘 米 3 。（二）水的组成1. 电解水的反应现象： 正负极所得气体的体积比为 1：2 ； 正极的气体能使带火星的木条复燃； 负极的气
3、体能燃烧，火焰为淡蓝色。2. 电解水的表达式： 分解反应水 氢 气 氧 气通 电 通 电 HO223. 电解水的结论：（水的化学式为 H2O ，化学名称为氧化氢 ) 水是由氢元素和氧元素组成 一个水分子是由 2 个氢原子和 1 个氧原子构成电解水的实验验证了在化学反应中分子可分成原子，而原子却不能再分。水是纯净 物、化合物、氧化物。第 三 节 氢 气 的 实 验 室 制 法 （一）氢气的实验室制法1. 原料：（即药品、反应物、试剂 ） 锌（银白色固体）， 稀硫酸（无色液体）2. 反应原理：锌和稀硫酸在常温下反应，生成了硫酸锌和氢气锌 硫酸 硫酸锌 氢气Zn + H2SO4 ZnSO 4 H2
4、反应现象：有气泡放出3. 实验装置：简易装置：见图 36 和 图 37 反应不能控制。4. 收集方法： 向下排空气法 排水法5. 放置方法：倒放在桌子上6. 注意事项： 长颈漏斗的下端应插到液面以下， 往试管中装药品时，要先装固体后装液体， 导管不能伸入过长， 应刚刚露出塞子即可， 制取氢气时酸液应用稀硫酸 或稀盐酸，不能用浓酸。（二）置换反应（镁反应速度快，铁反应速度慢。 ）实验室制取氢气也可用稀盐酸代替稀硫酸，用镁、铁、铝代替锌，其表达式如下：铁和稀硫酸反应：铁硫酸硫酸亚铁氢气 镁和稀硫酸反应：镁硫酸硫酸镁氢气 铝和稀硫酸反应：铝硫酸硫酸铝氢气 锌和稀盐酸反应：锌盐酸氯化锌氢气 铁和稀盐酸
5、反应：铁盐酸氯化铁氢气 镁和稀盐酸反应：镁盐酸氯化镁氢气 铝和稀盐酸反应：铝盐酸氯化铝氢气 1. 置换反应：由一种单质和一种化合物起反应生成另一种单质和另一种化合物的反应叫 做置换反应。2. 判断方法：反应物和生成物都是两种，且一种是单质，另一种是化合物。3. 表示式：A + BC AC + B（三）原子团1. 定义：在许多化学反应里作为一个整体参加反应，好像一个原子一样。这样的原子集团叫原子团。2. 种类： ZnSO 4 （硫酸根） CaCO 3（碳酸根） KNO 3 （硝酸根）NH 4Cl （铵根） KClO3 （氯酸根） NaOH （氢氧根） K 3PO4 （磷酸根） KMnO 4 （高
6、锰酸根） K 2MnO4（ 锰酸根）注意： 原子团不能单独存在，它存在于化合物中。 原子团至少含两种 原子。 原子团在少数反应中也能分离 。第 四 节 氢 气 的 实 验 室 制 法（一）氢气的物理性质1. 无色无味的气体 2. 比空气轻（氢气的密度为 0.089 克/ 升）3. 难溶于水 4. 氢气 无色液体（液氢） 雪状固体（ 固 氢 ）。（二）化学性质氢气在常温下性质稳定，但在点燃或加热等条件下，能跟许多物质起反应。1. 氢气的可燃性：氢气与氧气反应 纯净的氢气点燃 平静燃烧表达式：氢气氧气 水 化合反应点 燃 反应现象：火焰为淡蓝色，放热，烧杯内壁有水珠或水滴生成。 不纯的氢气点燃 爆
7、炸（了解爆炸的原因 ）表达式：氢气 氧气 水 化合反应点 燃 氢气的爆炸极限：4 74.2实际上，任何可燃气体或可燃的粉尘如跟空气充分混合，遇火时都有可能发生爆炸。因此我们在使用氢气时，要特别注意安全。点燃氢气前，一定要检验氢气的纯度。氢气纯度的检验方法：收集一试管氢气，用拇指堵住试管口，移近火焰，移开拇指点 火，若听到尖锐的爆鸣声，表明氢气不纯，若听到的声音很小，表明氢气已纯净。（若听不到任何声音，表明试管内为空气）2. 氢气的还原性：氢气与氧化铜反应操作步骤： 检验氢气的纯度， 把氧化铜平铺或斜铺在试管底部，并将试管固定在铁架台上， 把导管插入试管底部上方，先通一会氢气，然后再加热， 当黑
8、色固体全部变为红色时，先熄灭酒精灯，然后继续通入氢气至到试管冷却。还原反应：含氧化合物里的氧被夺取的反应叫做还原反应 。例如在上面反应中氧化铜发生了还原反应。氧化还原反应：一种物质被氧化，同时另一种物质被还原的反应。例如：氢气 氧化铜 铜 水 加 热 氢气 得氧 发生氧化反应 被氧化 是还原剂 具有还原性氧化铜失氧 发生还原反应被还原是氧化剂 具有氧化性（三）用途 ：1. 密度小：制氢气球 。2. 可燃性：作高能燃料、氢氧焰、制盐酸 。3. 还原性：制金属材料、制高纯度硅 。第 五 节 核 外 电 子 排 布 的 初 步 知 识（一）核外电子的运动状况： 高速运动 分层排布电 子 层 数 ：
9、一 二 三 四 五 六 七 电子能量：逐渐升高 离核距离：逐渐增大（二）原子结构示意图1. 画法：画圆圈，标核电，弧线呈扇面，数字一条线 。2. 表示意义：以氧原子结构示意图为例 弧线表示电子层 “2”表示第一层上排有两个电子。“6”表示第二层上排有 6 个电子。3. 核外电子的排布规律： 先排内层，后排外层。第一层上最多排 2 个电子。 第二层上最多排 8 个电子。 最外层上最多排 8 个电子。（三）各元素原子最外层电子数目的特点：元 素 最外层电子数原子结构 变 化 趋 势化学性质稀有气体元素8（He 为 2 个） 稳定结构 稳 定 稳 定金属元素一 般4 个 不稳定结构易获得电子，使最外
10、层达到 8 个电子的稳定结构。最外层电子数越多，越易获得电子，越活泼。所以，最外层电子数决定了元素的化学性质 。 （三）离子化合物 1. 离子：带电的原子或原子团叫做离子。例如镁离子（Mg 2+）铵根离子（NH 4+）2. 离子的分类： 阳离子：带正电的离子叫阳离子。例如钠离子（Na +） 阴离子：带负电的离子叫阴离子。例如氧离子（O 2-）3. 离子的表示方法： 阳离子：是在元素符号右上方标“”， 然后在正号前面标出元素的一个原子失电子的数目，电子数为 1 时，“1” 必须省略。如铝离子（Al 3+）、Na + 、 Mg2+ 、Cu 2+ 、 、 Fe2+ 、Fe 3+ 、NH 4+ 、Zn
11、 2+ 、Ag + 、H + 等。 阴离子：是在元素符号右上方标“”，然后在负号的前面标出元素的一个原子得电子的数目，电子数为“1” 时，必须省略。如硫离子（S 2-）、氯离子（Cl -）、Cl - 、O 2- 、S 2- 、F - 、 OH- 、NO 3- 、SO 42- 、CO 32- 等。4. 离子化合物：由阴阳离子相互作用而构成的化合物。例如氯化钾、氯化钠等。离子化合物一般是由金属元素和非金属元素组成。5. 离子化合物的构成粒子 离子。如氯化钠是由大量氯离子和钠离子构成。（四）共价化合物1. 定义：以共用电子对形成分子的化合物。如氯化氢、水、二氧化碳等。2. 共价化合物的构成粒子 分子
12、。如水是由大量的水分子构成。共价化合物一般是由几种非金属元素组成。如 CO2 、 H2SO4 等。第 六 节 化 合 价（一） 化合价1. 定义：一种元素一定数目的原子跟其它元素一定数目的原子化合的性质。2. 表示：符号数字 例如：铝的化合价为3 ，氧的化合价为2。3. 化合价的实质 ： 4. 化合价的一般规律： 在化合物里氧显2 价， 氢显1 价； 金属元素常显正价，非金属元素常显负价； 在化合物里正负化合价的代数和为零； 一种元素在不同条件下能显不同的化合价； 在单质分子里，元素的化合价为零。（二）化合价与化学式的关系 1. 根据化学式可求出化合物中元素的化合价理论根据：化合物中各元素化合
13、价的代数和为零 2. 据化合价可写出化合物的化学式根据化合价写化学式的方法： 最小公倍法（见书 ） 交叉法：A. 写出组成物质的两种元素的元素符号（正左负右）。 B. 求出两种元素化合价绝对值的最简比。C . 把最简比交叉写在元素符号的右下角。D . 检查化学式是否正确。（三）化合物化学式的读法：（从右往左读）1. 化合物中元素没有变价时，读作“某化某”。H2O（氧化氢）、Na 2O（氧化钠）、KCl（氯化钾）等2. 化合物中元素有变价时，读作“几某化几某”。CO2 、CO 、SO 2 、SO 3 、Fe 3O4、 MnO2 、P 2O5 等3. 化合物中有氢氧根时，读作“氢氧化某”。NaOH
14、（氢氧化钠）、Ca(OH) 2（氢氧化钙）、Mg(OH) 2（氢氧化镁）4. 化合物中有酸根时，读作“某酸某”。K2SO4（硫酸钾）、CaCO 3（碳酸钙）、MgSO 4（硫酸镁）5. 当铁元素显2 价 时，在“ 铁”的前面加“亚”字。FeCl2（氯化亚铁）、FeSO 4（硫酸亚铁）、 FeO(氧化亚铁)例 1. 实验测得电解水生成的氢气和氧气的体积比为 2：1，又知氢气和氧气在标准状况下密度分别为 0.0899gL-1 和 1.429gL-1。求水中氢元素和氧元素的质量比。又知水的相对分子质量为18，求水的化学式。分析：已知水的相对分子质量为 18，又要知道水分子中氢原子和氧原子的个数比，就
15、可求出水的化学式解：生成氢气和氧气的质量比为（20.0899）： (11.429)=1：8即水中氢和氧两元素质量比为 1：8，其原子的个数比为 2：1设水的化学式为 H2XOX，则有 X=1，水的化学式为 H2O。例 2. 在 Fe、Fe 2+、Fe 3+和三种微粒中，一定相同的是（ ）A. 电子层数 B. 核外电子数C. 所带电荷数 D. 核电荷数分析：三种微粒是铁原子、亚铁离子和铁离子，它们的核外电子数不同，核内的质子数相同，电子层数不同，所带电荷数不同。答案为 D。例 3. 某元素在其氯化物和硫化物中均显+4 价，已知该元素的氯化物与硫化物的相对分子质量比为 77：38，该元素原子核内质
16、子数和中子数相等。试求：该元素的相对原子质量；该元素的名称和元素符号。分析：某元素为 R，化合价为+4 价，其氯化物为 RCl4 ，硫化物为 RS2。设其相对原子质量为 r，(r +35.54)：(r +322)=77：38，r=12 ，该元素为碳 C。例 4. 已知用碳还原烘干的铬酸钠可制得氧化铬：4Na2CrO4 + 4C+O2=4Na2CO3 + 2Cr2O3。在这反应前后的两种含铬的化合物中，铬的化合价依次是A. 7、3 B. 6、 3 C . 6、 5 D . 5、 6分析：铬的化合物分别是 Na2CrO4 、2Cr 2O3，根据化合物中化合价的代数和为零，求出化合价分别为+6，+3
17、 。答案为 B。【模拟试题】一、选择题：（每小题只有一个选项符合题意）1. 氢气不同于其它气体的最显著特征是A. 无色、无味 B. 难溶于水 C . 可以燃烧 D . 密度最小2. 下列说法不正确的是A. 用氢气流吹肥皂泡的实验可以证明氢气的密度比空气小B. 氢气和氧化铜反应的实验可以证明氢气具有还原性C . 氢气在常温下是稳定的D . 空气里如果混入氢气的体积达到总体积的 4%74.2%这个范围，点燃时很安全3. 下列说法正确的是A. 锌粒可以置换出稀硫酸中的氢气B. 燃烧不一定要有氧气参加C . 点燃氢气前不一定要先检验纯度D . 纯净的氢气是一种无色有刺激性气味的气体4. 下列物质燃烧时
18、看不到火焰的是A. 氢气在空气中燃烧 B. 硫在氧气中燃烧 C . 铁丝在氧气中燃烧 D . 一氧化碳在氧气中燃烧5. 下列物质中不含水的是A. 昆虫 B. 液氧 C . 蔬菜 D . 人体6. 气球充入下列气体不可能升空的是A. H2 B. He C . NH3 D . CO27. 电解水时常在水中加入少量硫酸以增强水的导电性，若用 8%的稀硫酸 25 克，通直流电进行电解，过段时间后稀硫酸浓度为 10%，则发生电解的水的质量为A. 2 克 B. 4 克 C . 5 克 D . 2.5 克8. 核电荷数是以下数据的元素，能形成 XY2 型的化合物的一组是A. 1 和 17 B. 16 和 1
19、3 C . 1 和 8 D . 6 和 169. 元素 X 的核电荷数为 a ，它的阳离子 Xm+ 与元素 Y 的阴离子 Yn-电子层结构相同，则元素Y 的核电荷数为A. a+m+n B. a-m-n C . m+n-a D . m-n+a10. 与钠离子核外电子数相同的一组微粒是A. NA. Ne B. OH- 、H 2O C . Mg2+ 、O D . H+ 、Al 3+11. 如果一个碳-12 原子的相对原子质量为 24，下列各项中氧原子的相对原子质量；一个碳-12 原子的质量；水的相对分子质量10 克氧气所含有的分子数，不会 改变的是A. B. C . D . 12. 实验室制取氢气的
20、操作中，采用排空气法收集氢气时导管口应插到集气瓶的部位是A. 接近底部 B. 中部 C . 上部 D . 任意部位二、填空题：1. 某元素 R9.3 克与氧化合，生成 21.3 克氧化物 R2O5，R 元素的 1 个原子中含有 16 个中子，则 R 原子核内含有_个质子。2. 核电荷数都小于 18 的 A. B. C 三种元素，核电荷数按 A. B. C 依次增大，C +离子与 A. B 原子的电子层数都相同，它们之间可以形成 C2B 型和 AB2 型化合物，（其中 C 和 A 都呈最高价），则：A 元素的名称是_，B 元素的符号是_ 。三种元素两两结合，形成的离子化合物的化学式是_，形成的共
21、价化合物的化学式是_。三种元素相互形成的化合物的化学式为_。3. 按下列要求，写出质子数相同的两种不同微粒的化学符号同种元素的原子和离子_两种不同的分子_一种原子和一种分子_两种不同的离子_4. 写出下列反应的文字表达式，并在各物质下方写出相应的化学式： 有水生成的化合反应有水参加的分解反应有水生成的置换反应实验室用硫酸和金属制氢气的反应5. 实验室为了得到较纯净的氢气和氧气，在制取这两种气体的过程中，有两项主要的操作是完全相同的即_，_。三、计算题：1. 元素有多种氧化物，在氧化物 RO 中氧元素的质量分数为 53.33，求氧元素的质量分数为 63.15的氧化物的化学式四、简答题稀盐酸可以使
22、紫色石蕊试液变红。我们已经知道，在稀盐酸中存在水分子、Cl -离子和 H+离子。请你设计一个简单实验研究下面的问题：可能是稀盐酸中哪一种微粒使紫色石蕊试液变红？【试题答案】一、1. D 2. D 3. B 4. C 5. B 6. D 7. C 8. D 9. B 10. B 11. D 12. A二、1. 152. C 、 ONa 2O、CO 2 Na 2CO3 3. 钠原子和钠离子H 2O 和 NH3 Ne 和 H2O钠离子和镁离子 4. 略 5. 检查装置的气密性排水取气法。三、解：设 的原子量为 x。依题意得：在 RO 中，ORx%.10610%534查原子量表知 R 为氮元素设另一种氧化物的化学式为 NmOn，则在 中 ，NOnmnn01064106315%23.该 氧 化 物 的 化 学 式 为 NO23答：略四、分别在纯水和食盐水中滴加石蕊试剂，不变色，说明 H+使石蕊变色。
