高中化学 4.3 复合材料的制造学案2 苏教版选修2

复合材料的制造

“神舟6号”载人飞船穿过大气层时，外壳和大气层摩擦产生几千摄氏度的高温，是什么材料经受了这种考验而安然无恙呢？运动员在登山时用的保险绳、滑雪时用的滑雪板及钓鱼竿上的渔线等这些小巧、灵活而强度高的东西是用什么材料构成的呢？

研习教材重难点

研习点1 认识复合材料

1、材料科学的发展过程

材料科学的发展经历了天然材料、无机非金属材料、金属材料、有机合成材料、复合材料这五个过程。

其中，无机非金属材料主要包括陶瓷材料、玻璃材料、无机非金属涂层材料等。此类材料一般耐高温、抗腐蚀，有些材料还有独特的光电特性。硅酸盐材料主要指水泥、玻璃、陶瓷等，是传统的无机非金属材料。而半导体材料、超硬耐高温材料、发光材料等是新型无机非金属材料。

【交流·研讨】

单一材料的优缺点：

2、复合材料的定义及组成

在撑杆跳项目中，运动员使用的撑杆的材料，既不是金属材料、无机非金属材料，也不是有机合成材料。这种材料是将两种或两种以上性质不同的材料经特殊加工而成的，像这样的材料称为复合材料。

复合材料由两部分组成，一部分称为基体，在复合材料中起黏结作用；另一部分称为增强体，在复合材料中起骨架作用。

3、复合材料的分类

按基体分类，可分为树脂基复合材料、金属基复合材料和陶瓷基复合材料。

按增强体分，可分为颗粒增强复合材料、夹层增强复合材料和纤维增强复合材料。

【领悟·整合】

现在，金属材料、无机非金属材料和有机合成材料都在蓬勃的发展，虽然它们都具有各自的特点，但随着社会需求的发展，材料也走上了无机材料和有机材料综合发展的复合材料之路。材料复合后，既保持了原有材料的特点，又使各组分之间协同作用，形成了优于原材料的特性。又可以充分利用能源、节约能源，因此世界各国都在大力开展复合材料的研究。

典例1：下列关于复合材料的是说法不正确的是

A．复合材料一定是由两种或两种以上材料制成

B．复合材料保持了原材料的优点，又有优于原材料的特点

C．在复合材料中，基体起骨架作用

D．在复合材料中，增强体起骨架作用

研析：复合材料是指两种或两种以上性质不同的材料经特殊加工而成的新材料。复合材料由两部分组成，一部分称为基体，在复合材料中起黏结作用；另一部分称为增强体，在复合材料中起骨架作用。因此，复合材料保持了原材料的优点，克服了原材料的某些缺陷，也

会产生优于原材料的特点。例如：玻璃钢克服了玻璃易碎的不足，保持了玻璃的硬度和强度以及合成纤维的弹性和韧性等。

答案：D。

研习点2 形形色色的复合材料

1、生产、生活中的复合材料

（1）玻璃钢

玻璃钢是一种以玻璃纤维做增强体、合成树脂做基体的复合材料。

在制造玻璃钢时，可以将玻璃纤维制成纱或织物加到合成树脂中，也可以把玻璃纤维切成短纤维加到合成树脂中。除了普通玻璃纤维外，还可以根据需要选用耐化学腐蚀、耐高温或强度高的特种玻璃纤维做玻璃钢的增强体。

玻璃钢的强度可以达到甚至超过合金钢的强度，而密度只有钢铁的1/5左右，同时，这种材料保持着较好的耐化学腐蚀、电绝缘性和机械加工性能，而且又不像普通玻璃那样硬、脆。玻璃钢目前以大量用于游乐车、水上滑梯、运输罐、电话亭、餐桌椅等产品的生产。这些产品充分发挥了玻璃钢重量轻、强度高、耐水、耐磨、耐撞、产品美观及制造方便等特点。此外，玻璃钢在排水管道工程中也得到了广泛的应用。

玻璃钢虽有很多优点，但其刚性不如钢铁，即受力后形变较大，其次是耐高温性能较差，当温度超过400℃时，强度不易保持。为了改善这些性能，出现了强度和刚性均高的碳纤维、硼纤维等增强材料。

（2）碳纤维增强复合材料

在合成树脂中加入碳纤维做增强体的复合材料叫做碳纤维增强复合材料。其特点是韧性好，强度高，质轻。碳纤维增强复合材料被广泛用于制造高尔夫球杆、网球拍、钓鱼竿、赛车、赛艇、滑雪板和冲浪板等体育用品，也广泛用在纺织机械和化工机械的制造，以及医学上人体组织中韧带的制作等。

2、航空、航天领域中的复合材料

飞机、火箭的机翼和机身以及导弹的壳体、尾翼中的复合材料大多以纤维为增强体、金属为基体的复合材料作为增强体的纤维是碳纤维、硼纤维、碳化硅纤维和氧化铝纤维等耐热性好的纤维，作为基体的金属用得较多的是铝、镁、钛等密度小的轻金属。这类材料的特点是耐高温、强度高、导电性和导热性好，不吸湿，不易老化。

航天飞机机身上使用的隔热陶瓷瓦是由纤维和陶瓷复合而成的材料制成，其增强体多为碳纤维、碳化硅纤维和氧化硅纤维；基体的主要成分是各种陶瓷。这种纤维增强陶瓷保持了陶瓷耐高温的特性，又增强了陶瓷的韧性，使航天飞机能安全地穿越大气层返回地球。

【领悟·整合】

现在，材料的复合正向着精细化方向发展，出现了诸如仿生复合、纳米复合、分子复合、智能复合等新方法。随着科技的进步，复合材料有着不可估量的应用前景。可以说，当前人类已经从合成材料时代进入复合材料时代。

典例2：下列材料属于复合材料的是

A．合金 B．玻璃钢 C．隔热陶瓷瓦 D．耐高温结构陶瓷

研析：合金是由两种或两种以上的金属或非金属融合而成的具有金属特性的物质，不属于复合材料。耐高温结构陶瓷多是单一材料，如氮化硅结构陶瓷等。玻璃钢是玻璃纤维和合成树脂形成的复合材料。隔热陶瓷瓦是由纤维（如碳纤维）和陶瓷形成的复合材料。

答案：B、C。

▲基础思维探究

题型一、复合材料的组成及特点

典例1：下列关于复合材料的说法正确的是

A．将不同性质的材料经简单混合便成复合材料

B．合金就是复合材料

C．复合材料中的各部分作用相同

D．复合材料两种或两种以上不同性质的材料经特殊加工而制成的

研析：本题考查复合材料的概念，它不同于混合物、不同于合金。复合材料两种或两种以上不同性质的材料经特殊加工而制成的，并不是简单的混合。复合材料的两部分作用是不同的，基体起连接作用，增强体起骨架作用。

答案：D

启发引申：“基础性”是必修教材的重要特征之一，体现在本节教材中即要求同学们了解复合材料的形成和组成部分，能列举几种常见的复合材料及其在生产生活中的重要应用。

拓展?变式

1．复合材料的优点是：①强度高②质量轻③耐高温④耐腐蚀

A．仅①②B．仅②③C．仅③④D．全部

1．研析：复合材料继承了原来天然材料、无机非金属材料、金属材料、有机合成

材料等优点，极大改善了材料各种性能。具有强度高，质量轻，耐高温，耐腐蚀等特性。

答案：D

题型二、重要的复合材料

典例2：下列对玻璃钢的叙述正确的是

A．玻璃钢是由普通玻璃加强热然后骤冷而得到的，所以其成分与普通玻璃相同

B．玻璃钢是以玻璃为基体，钢纤维做增强体的复合材料

C．玻璃钢的基体是合成树脂，增强体是玻璃纤维

D．玻璃的强度和机械加工性能比合金钢稍差，但耐腐蚀性和绝缘性比合金钢好

研析：玻璃钢是人们熟悉的一种多用途的复合材料，它的学名叫玻璃纤维增强塑料，诞生于30年代。以玻璃纤维为骨料，以合成树脂作基本和粘结剂，加热压制成型就得到玻璃钢，其成品强度可与钢材媲美，比重仅为钢的1/5～1/4，耐高温、抗腐蚀、电绝缘、抗震抗裂、隔音隔热、加工方便。在航空、机械、汽车、舰船、建筑、化工等部门得到广泛的应用。

答案：C。

友情提醒：该题主要考查玻璃钢这种复合材料的基体组成结构和性能特征，应对复合材料的基体和增强体的功能有清楚的认识，需通过分析各组与复合材料在性能上的关系，进行比较判断，方能得出结论。如A选项实际指的是钢化玻璃而不是玻璃钢。

拓展?变式

2．美国的哥伦比亚号航天飞机在制造过程中应用了大量的先进复合材料，其中被

覆在整个机身上的防热瓦片，使航天飞机能安全穿越大气层，是耐高温的A．陶瓷基复合材料 B．合成树脂基复合材料

C．玻璃钢 D．金属基复合材料

2．研析：航天飞机机身上使用的隔热陶瓷瓦是由纤维和陶瓷复合而成的材料制成，其增强体多为碳纤维、碳化硅纤维和氧化硅纤维；基体的主要成分是各种陶瓷。这种纤

维增强陶瓷保持了陶瓷耐高温的特性，又增强了陶瓷的韧性，使航天飞机能安全地穿越

大气层返回地球。

答案：A

▲综合思维探究

题型一、学科内综合题

典例3：普通玻璃、钢铁和玻璃钢是三种不同的材料，它们在性能方面差别很大。请根据学过的知识，回答下面问题。

（1）普通玻璃的成分是；

（2）铁在人类的生产和生活中有着十分重要的应用。铁的应用，经历了到到的演变过程。

（3）某种复合材料具有耐高温，强度高，导电性好，导热性好的特点，估计该复合材料的基体和增强体材料可能分别是

A．金属；C B．陶瓷；SiO2

C．合成树脂；SiO2、Al2O3、MgO D．合成树脂；C

研析：（1）玻璃是常见的硅酸盐材料。制普通玻璃的主要原料是纯碱、石灰石和石英。生产玻璃时，把原料粉碎后按一定比例混合后，放入玻璃熔炉中加强热，石灰石与石英反应生成硅酸钙和二氧化碳，纯碱与石英反应生成硅酸钠和二氧化碳，但原料中石英是过量的，所以普通玻璃的成分为硅酸钙、硅酸钠、二氧化硅。（2）由铁矿石炼得的生铁虽然硬度很大，但较脆且不易加工，人们就想办法降低生铁中的碳元素，调节其中的硅、锰等元素，将铁转化为钢，大大改善了其性能。但是，钢铁很容易锈蚀，于是不锈钢应运而生。因此，铁的应用经历了“铁——普通钢——不锈钢等特种钢”的演变过程。（3）复合材料兼具有基体和增强体的优点，据此可判断，应该为金属和C的复合材料。

答案：（1）硅酸钙、硅酸钠、二氧化硅。（2）铁、普通钢、不锈钢。（3）A

总结提升：科学技术是人类文明进步的基本推动力。人类正面临着新科技革命的挑战。而新材料技术是技术的基础，它是文明大厦的基石。普通玻璃是一种传统的无机非金属材料，而钢铁至今仍然是应用最广泛的无机金属材料。而随着科学技术的进步，材料必然要走向复合之路。同学们对这些材料的成分、性质、用途等都要把握清楚。

拓展 变式

3．对下列材料的特征及用途的说法不正确的是

A．玻璃纤维柔软如丝，可像棉纱一样纺织，但拉伸强度低

B．光导纤维传导光的能力很强，是非常好的通讯材料

C．氮化硅陶瓷耐高温且不易传热，可用于制造柴油机

D．玻璃钢强度高，密度小，耐腐蚀，可用于废水处理系统的管道

3．研析：玻璃纤维不同于植物纤维，是一种高强度的新型材料。玻璃纤维虽然极

细如丝，但其拉伸强度大，其拉伸强度接近于钢。显然A项错误。

答案： A

题型二、实际应用题

典例4：某复合材料是由碳纤维为增强体、金属钛为基体复合而成的。估计这种材料

①耐高温②不耐热③导电、导热④不导电、不导热⑤可用于飞机机翼⑥可用于导弹的壳体

A．①③⑤⑥ B．②③⑤⑥ C．②④⑤ D．③④⑥

研析：复合材料应该兼具有增强体和基体的优点。碳纤维熔点高、强度大，金属钛熔点高、导电、导热，二者的密度都较小。因此，该碳纤维增强金属基复合材料具有以下特点及功能：a耐高温 b导电、导热 c可用于飞机机翼 d可用于导弹的壳体。

答案：A。

课标点击：课标要求同学们正确认识科学、技术与社会的相互关系，能运用所学知识解决与化学有关的一些实际问题，这也是本节的能力点所在。具体来说，就是要求同学们体会物质的元素组成与材料性能的关系，推测某种复合材料可能的应用。

拓展?变式

4．碳纤维增强复合材料是在合成树脂的基体中加入了碳纤维做增强体，具有韧性好，强度高而质轻的特点，下列物质中可用其制造的是

A．游乐车，游乐船 B．电话亭，餐桌椅

C．网球拍，钓鱼竿 D．航天飞机用隔热瓦

4．研析：游乐车，游乐船及电话亭，餐桌椅通常可用玻璃钢制得；航天飞机用隔

热瓦通常用陶瓷基复合材料；碳纤维增强复合材料可用于网球拍，钓鱼竿的制作。

答案：C。

▲创新思维探究

题型一、开放探究题

典例5：复合材料在航空、航天领域中有重要的应用，请举例说明。

研析：复合材料以其典型的轻量特性、卓越的比强度等许多优点在日常生活和航空、航天等诸多领域中得到了广泛的应用，这样的事实非常多，以下答案仅供参考。

答案：自从先进复合材料投入应用以来，有三件值得一提的成果。第一件是美国全部用碳纤维复合材料制成一架八座商用飞机——里尔芳2100号，并试飞成功，这架飞机仅重567kg，它以结构小巧重量轻而称奇于世。第二件是采用大量先进复合材料制成的哥伦比亚号航天飞机，这架航天飞机用碳纤维/环氧树脂制作长18.2m、宽4.6m的主货舱门，用凯芙拉纤维/环氧树脂制造各种压力容器，用硼/铝复合材料制造主机身隔框和翼梁，用碳/碳复合材料制造发动机的喷管和喉衬，发动机组的传力架全用硼纤维增强钛合金复合材料制成，被覆在整个机身上的防热瓦片是耐高温的陶瓷基复合材料。第三件是在波音-767大型客机上使用了先进复合材料作为主承力结构，这架可载80人的客运飞机使用碳纤维、有机纤维、玻璃纤维增强树脂以及各种混杂纤维的复合材料制造了机翼前缘、压力容器、引擎罩等构件，不仅使飞机结构重量减轻，还提高了飞机的各种飞行性能。

课标点击：开放性试题倡导学生从多角度、多层次、多视点、多侧面、多途径和多方法地创造性解决问题，是一种符合新课标理念的题型。具体到本节不外乎复合材料在日常生活中或航空、航天领域中的重要应用，及其美好的发展前景等。解决这类问题，除了充分利用所学知识、发挥自己的想象力以外，一般还要借助互联网等工具，无形之中也锻炼了同学们的自学能力。

拓展?变式

5．复合材料不仅应用在航空、航天领域中，在日常生活中也有重要的应用，请举

例说明。

5．答案：①木材可认为是一种木质素做基体，木质纤维做增强体的复合材料，可

做建筑材料；②泥砖可以认为是泥土与禾秸复合而成的材料；③钢筋混凝土可用于建筑

业；④玻璃钢可用于游乐车、水上滑梯、运输罐、电话亭、餐桌椅等产品的生产；⑤碳

纤维增强复合材料可用于球拍、钓鱼竿、滑雪板等的生产。

▲高考思维探究

[考题1]（2005春季上海综合-44）根据某种分类标准，材料大体可以分为天然材料、

研析：根据不同的分类标准，可以有不同的分类方法。如可以将它们分为其他分类只要合理既给分无机材料材料和有机材料。当然，无机材料还可以进一步分为非金属材料和金属材料。

启发引申：材料标志着生产力的发展，构建着物质文明的大厦，关系着国家的兴衰，推动着历史的进程。当前材料的种类繁多，合理的对其进行分类有利于我们对这些材料的了解和利用。另外，须说明的是，分类法是我们学习过程中经常用到的一种简单、有效的方法，我们应该好好把握。

[考题2]（2005春季上海综合-47、48）下图标出了各种材料强度与密度的比值以及广泛使用的年代。

（1）从图中可以看出的信息有

A．科学技术的发展越来越快，新材料频频出现 B．新材料发展的总体趋势是强度越来越大

C．1800年以前出现的材料强度都比铝小 D．铝的密度比钢的密度大

（2）有甲、乙两种材料，它们的强度相同，甲的密度是乙的2倍。且甲材料在图中的b点对应，则乙材料在图的位置是

A．a点 B．a、b之间 C．c点 D．b、c之间

研析：（1）从上图中可以非常清楚看出：随着科学技术的发展越来越快，新材料频频出

现，A是正确的。新材料发展的总体趋势并不是简单的强度越来越大，如铝的强度就不比铁的高，B、C都是错误的。根据常识可知，铝的密度应该比钢的密度小（铝属于轻金属，而钢属于重金属），D错误。（2）经过简单运算，因为甲的密度是乙的2倍，其强度与密度的比值是乙的1/2，即乙对应的纵坐标应该是8。

答案：（1）A （2）D

友情提醒：材料科学的发展经历了天然材料、无机非金属材料、金属材料、有机合成材料、复合材料这五个过程。从上图可以看出，材料的综合性能越来越高，以适应高速发展的社会需要。也正因为材料特别是复合材料的重要性，本教材将其单列一节。鉴于材料的多样性以及材料的发展性，同学们除了掌握好课本内容外，可以借助互联网等工具了解复合材料的最新发展情况。

拓展?变式

6．（2005春季上海综合-50）假如要用新材料制造航天飞机，这类新材料应具备的

性质有。

6．答案：密度小、强度大、耐高温、抗辐射、热传导系数小、有记忆功能等。

?开拓学习新视野

▲课标知识拓展

【思想方法】

（1）充分利用“联想?质疑”栏目，导入新内容的学习。结合自己的经验引导学生从材料的应用入手，分析材料具备的性能。

（2）“复合”引起材料性能的巨大改变可能是同学们始料不及的，应重点对材料复合引起的性能变化进行讨论。通过讨论建立从化学的角度认识材料，从材料和应用的角度学习元素化合物的观点和方法。

（3）学习过程中，应充分利用本节对材料进行分类，进一步体会元素与物质世界、元素与材料世界的关系。实际上，也是对本册教材中元素化合物知识的整合。

▲多彩化学漫步

载人飞船用复合材料填补了国内多项空白

“神六”飞上太空，哈尔滨玻璃钢研究院的员工都很激动，因为“神六”用了该院的碳纤维复合材料后，飞船的重量减轻了30%以上，进一步确保了飞船推进系统精度和仪器设备的稳定性。

哈尔滨玻璃钢研究院是去年6月承接神舟系列飞船配套项目研制工作的，据该项目主要负责人玻璃钢研究院副总工程师林再文介绍，该院一直在为神舟系列飞船提供大型先进复合材料结构件，仅上天的产品就已经提供了6套。其中为“神六”提供的推进舱承力截锥、推进舱气瓶安装支架、轨道舱安装支板等三种大型碳纤维复合材料承力结构飞船部件，具有高承载、高刚度、质量轻的特点。特别是推进舱承力截锥组件属于大尺寸、薄壁、大开口复合材料结构，是目前国内航天器上使用的尺寸最大、开口最大的碳纤维复合材料主承力结构件，是国内外首次在载人飞船上使用的大开孔碳纤维复合材料结构，也是技术难度最大、尺寸精度最难保证的一种复合材料薄壁壳体结构。

据悉，该院科技人员攻克了一个又一个技术难关，有效地解决了神舟6号载人飞船用复合材料结构件和专用材料的瓶颈技术，使飞船结构质量减轻30%以上，填补了国内多项空白。

问题：碳纤维复合材料的基体和增强体分别是什么？碳纤维复合材料有什么优点？将其合理的应用于汽车、航空、航天等事业中的应用有什么重要意义？

多彩化学漫步

答案：碳纤维复合材料，用碳纤维代替玻璃纤维作增强剂的树脂基复合材料被认为是第二代的纤维增强复合材料。它具有比玻璃纤维更轻的比重和更高的模量，是一种性能更为优良的增强剂，用它和树脂形成的复合材料，其比重只有钢的1/4～1/3，而强度则比钢要高出3～4倍，较玻璃钢则高出6倍，它为汽车、航空以及宇航等事业的发展开辟了良好前景。当今碳纤维树脂复合材料是汽车工业中寻找质量轻而强度高的材料，来替代钢材的一个方面，在保持汽车强度要求下，大幅度减轻汽车重量，可以大量节约汽油的消耗，如美国已在一部分汽车制造中改用纤维复合材料，其年节约汽油达10亿加仑以上。碳纤维树脂合成材料在航空工业中已从不承力部位的应用进入承力部位的应用，如飞机尾翼、主翼、及其他承力部位的结构均可使用这类材料，当今的波音757和300、301、A310等大型客机，均大量使用此种材料。大型民用航机的运输成本中有 60％为燃料费用，因此减轻飞机重量以降低成本是飞机工业的一项重要任务。据计算，如果将飞机主体结构材料的 40％改用此类材料，则相应可减少燃料的消耗费用达30％。比起航空工业来说，宇航工业在材料方面使用质轻、高强的纤维树脂复合材料更具有特殊的意义。目前碳纤维树脂复合材料已在人造卫星和航天飞机中加以应用，并将进一步发挥作用。

优化考题新演练

1．随着社会的发展，复合材料是一种新型的有前途的发展材料。目前复合材料最主要的应用领域是

A．高分子分离膜 B．人类的人工器官

C．宇宙航空工业 D．新型药物

1．研析：复合材料的特点之一就是以航空航天为主的学科带动其它学科发展，因为目前复合材料最主要的应用领域还是宇宙航空工业。

答案：C。

2．下列复合材料的类别中，有一种与其他三种不同，这一种是

A．金属基复合材料 B．树脂基复合材料

C．颗粒增强复合材料 D．绝缘基复合材料

2．研析：按基体分类，可分为树脂基复合材料、金属基复合材料和陶瓷基复合材料等。按增强体分，可分为颗粒增强复合材料、夹层增强复合材料和纤维增强复合材料。只有C 选项是按增强体分类的。

答案：C。

3．航天飞机机身上使用的隔热陶瓷瓦是

A．仿生复合材料 B．陶瓷和纤维复合而成的材料

C．纳米复合材料 D．分子复合材料

3．研析：陶瓷和纤维复合而成的材料具有耐高温、韧性好的特点，可用于航天飞机机身上使用的隔热陶瓷瓦。其它三种均属于具有特殊功能的复合材料。

答案：B。

4．纤维复合材料中的增强体为纤维状，其中应用比较广泛的有碳纤维，玻璃纤维等。对纤维的说法中，不正确的是

A．玻璃在一定条件下拉成极细的丝，可用于纺织宇航服等，但其拉伸强度却接近同强度的钢

B．玻璃纤维易断，不能用于纺织

C．碳纤维化学性能好，耐酸碱腐蚀，有良好的耐低温性能

D．氧化铝、氧化硅、碳化硼等也可拉成纤维，做复合材料的增强体

4．研析：玻璃本身是易碎的脆性材料，由它制成的玻璃纤维却异常柔软，具有很高的强度。

答案：B。

5．据报道，目前射程最远的导弹是俄罗斯的“白杨一号”，正是复合材料的使用使导弹的射程更远。复合材料使导弹射程有了更大提高的原因是

A．复合材料的使用可以使导弹的动力更强劲

B．复合材料的使用可以使导弹能质量变轻

C．复合材料的使用可以使导弹能承受超高强度的改变

D．复合材料的使用可以使导弹能承受温度的剧烈变化

答案：B、C。

5．研析：对于导弹、火箭、飞船、卫星来说，最须解决的问题有两个，一是本身的重量要降下来，二是本身的强度问题。很难有一种单独的天然材料或合成材料兼有以上两条优点，使用合适的复合材料才能很好的满足上述要求。

6．复合材料制成的防弹头盔能抵御多种手枪子弹的射击，最大限度的保护使用人员的安全，这利用了复合材料的

A．高强质轻 B．耐热抗高温 C．耐腐蚀稳定性好 D．导电导热性好6．研析：复合材料应该有与其应用场合相适应的特点。由于是戴在头上，“质轻”是非常关键的，由于是防弹头盔，“高强”是更关键的。

答案：A。

7．人们常用比喻的手法来描述材料的属性，比如，“薄如纸，润如玉，声如馨，明如镜”是形容中国发明的；也可借用材料的属性来丰富比喻，比如借用铜、铁的坚硬，就有了“铜墙铁壁”这类词语。下列词语中，同样借用材料硬度来构词的是A．金碧辉煌 B．火树银花 C．铜壶滴漏 D．铁石心肠

7．研析：本题是2005年春季高考上海综合考试中的一个题目。中国瓷器闻名世界，具有“薄如纸，润如玉，声如馨，明如镜”的特点。铁石心肠是用来形容这个人的心肠跟铁或石一样硬。

答案：瓷（瓷器）、D。

8．查阅资料，简述复合材料发展的趋势。

8．答案：（1）发展方向：廉价，适用，耐久，投资小，材料本身兼容性好、工艺性好、成型方便、对环境污染小。（2）以航空航天为主的学科带动其它学科发展。（3）应用重点：飞机、航空、汽车、船、摩托车；化工、建筑、电气、机械；城市基础建设；日用品和消耗品；信息产业等。

9．将你所知道的材料进行合理的分类。

9．答案：（1）传统材料：玻璃、钢铁、铝、铜、水泥等。

（2）新材料：①金属材料：金属结构材料、金属功能材料（如超导材料、贮氢材料、形状记忆合金等）。②非金属材料：人工单晶材料、集成电路材料、磁记录材料、新陶瓷材料（如敏感元件陶瓷、超硬陶瓷、电气陶瓷等）、特种玻璃（如光学性能玻璃、导电性能玻璃、优异机械性能玻璃等）。③高分子材料。④复合材料：陶瓷基复合材料、金属基复合材料、树脂基复合材料。⑤生物医学材料。

本节答案解析与研读

本节教材课后习题（P127）

1．研析：复合材料是将两种或两种以上性质不同的材料经特殊加工而成的，兼有两种材料的优点的材料。如玻璃钢是玻璃纤维和合成树脂复合而成的，碳纤维增强复合材料多是

合成树脂和碳纤维复合而成的，可以用于船体、汽车车身、排水管道、纺织、机械、化工机械、宇宙工业等。合金是两种或两种以上的金属或非金属融合而成的具有金属特性的材料。如铝中加入适量的其它元素如Cu、Mg、Si、Zn、Li等可以制成铝合金，可用于建筑业、容器和包装业、交通运输、以及电子行业、飞机构件等。

的碳纤维骨架组成。在极高的温度下，仍旧可以抵抗腐蚀性介质的作用，保持很高的强度。它的耐热、耐腐蚀性也十分优异，因而是一种高温结构和热防护的理想材料。

（2）纤维增强金属基复合材料。纤维增强金属基复合材料其所用纤维增强剂主要有硼纤维、碳纤维、氧化铝纤维及金属丝等。其基本材料有铝、钢、钛、镍等及其合金。与非金属基复合材料相比，其具有更好的性能，如高的机械性能、高耐磨性、高耐腐蚀性、高导热等性能，如氧化铝和碳纤维为增强剂的铝基复合材料其比强度为一般铝合金的2～3倍，是用于汽车、航空、航天工业的理想材料。又如巴氏合金经纤维增强后，所形成的复合材料具耐热性能大大提高，熔点由原来228℃提高到1000℃，耐磨性要比一般金属高出近百倍之多。

（3）颗粒增强金属基复合材料。以金属微粒子或非金属粒子为增强剂的金属基复合材料，同样可以制取得新的一代具有高性能的金属基复合材料。如由陶瓷粉末颗粒与金属基粉末烧结而成的金属陶瓷复合材料，兼有金属与陶瓷各自的优异性能，是一种既耐高温又韧而不脆的材料，如切削加工中已应用的硬质合金刀

（4）在陶瓷基体材料中加入各种增强剂如碳纤维、氮化硅、玻璃纤维、石墨纤维等，可以使陶瓷的脆性降低；韧性、抗疲劳和耐磨性等大大提高，这是既发挥陶瓷的优异性能又消除其固有缺点的一项重要措施。其主要用于耐高温、超硬性、耐腐蚀等场合，如以氮化硅、碳化物纤维增强的高温陶瓷复合材料可代替耐热合金用于制作燃气轮机，其耐高温达1400℃；用作耐热柴油机可节能30％；用作切削加工刀具，其耐用度比硬质合金要高出30倍之多。故它是当前具有发展意义的一种新型材料。

（5）功能复合材料是一种利用两种或多种具有不同功能的材料，使之复合成一体，其所形成的新的功能具有原功能的相乘效应。如某种具有A→B转换功能的材料，与另一种具有B→C转换功能的材料相复合，其最终所得的复合材料，其功能是二者功能相乘的结果，即成为具有A→C转换功能的材料。如将一种具有压电转换功能的材料与另一种具有电光转换功能的材料相复合，而得到所需要的压光功能的材料。

3．略。

章末小结

▲章末知识回顾

结构图表

知识归纳

一、无机非金属材料

1、硅

（1）存在、物理性质、用途

硅在自然界只以化合态存在。晶体硅呈灰黑色，有金属光泽，硬而脆，熔点很高（1410℃），是良好的半导体材料。硅可用来制造集成电路，太阳能电池，硅整流器等。硅合金可用来制造变压器铁芯，耐酸设备等。

（2）化学性质

①相对稳定性：在常温下，硅的化学性质不活泼，不与O 2、Cl 2、H 2SO 4、HNO 3等发生反应。

②弱还原性：在常温下，能与F 2、HF 和强碱反应。例如：Si + 2NaOH + H 2O ＝Na 2SiO 3 + 2H 2↑；Si + 2F 2 ＝SiF 4；Si + 4HF ＝ SiF 4↑+ 2H 2↑。在加热时纯硅与某些非金属单质发生反应。如研细的硅能在氧气中燃烧：Si + O 2△ SiO 2

（3）硅的制备

在工业上，用碳在高温下还原二氧化硅的方法可制得含少量杂质的粗硅：SiO 2＋2C 高温Si ＋2CO ↑，将粗硅提纯后，可以得到半导体材料的高纯硅。

2、二氧化硅

（1）物理性质：纯净的二氧化硅晶体呈无色，熔点高，硬度大，不溶于水，也不溶于其他一般的溶剂。

（2）化学性质：

①酸性氧化物的通性：在常温时可以与碱溶液缓慢反应生成盐和水：SiO 2＋2NaOH ＝Na 2SiO 3＋H 2 O ；②在高温下可与碱性氧化物反应：SiO 2＋CaO 高温CaSiO 3

②二氧化硅在常温下与氢氟酸反应： Si O 2＋4HF ＝ SiF 4↑＋2H 2O

③弱氧化性：如在高温时，二氧化硅中的硅可以被碳置换出来。

元素

与材

料世

界

（3）用途：二氧化硅可用于石英表、石英玻璃、建筑材料、电子部件、光学仪器、工艺品和眼镜片、精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品、光导纤维等。

3、光导纤维：光导纤维，简称“光纤”，就是一种能利用光的全反射作用来传导光线的透明度极高的玻璃细丝。光导纤维是用石英玻璃制造的，具有信息容量大，抗干扰性能好，通信损耗低等优点。

4、玻璃

原料：生产普通玻璃的主要原料是纯碱（Na2CO3），石灰石（CaCO3）和石英（SiO2）。

反应原理：将粉碎混匀的原料加强热使之熔化，发生复杂的物理化学变化，冷却即成玻璃。其中主要化学反应是：

CaCO3 + SiO2高温CaSiO3 + CO2↑； Na2CO3 + SiO2高温Na2SiO3 + CO2↑

5、水泥

（1）普通水泥的主要成分为硅酸三钙（3CaO·SiO2），硅酸二钙（2CaO·SiO2）和铝酸三钙（3CaO·Al2O3）等。

（2）水泥的特点是水泥具有水硬性，与水搀和搅拌并静置后，很容易凝固变硬。

（3）混凝土是指水泥、沙子和碎石的混合物，混凝土常用钢筋作结构，这就是通常所说的钢筋混凝土。

6、新型无机非金属材料：如高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷等。

二、无机金属材料

1、铝

（1）物理性质：硬度较小，银白色、质轻，有很好的延展性和导电性。

（2）化学性质

①与氧气反应：常温下，铝被空气中的氧气氧化，表面生成一层致密的氧化物薄膜，失

去金属光泽。点燃时，金属铝可以在氧气中燃烧：4Al＋ 3O2点燃 2Al2O3

②与氯气、硫等非金属反应： 2Al＋3Cl2点燃 2AlCl3；4Al＋3S 点燃 2Al2S3

③与非氧化酸反应，有氢气生成：2Al＋6H＋＝2Al3＋＋3H2↑。

④与氧化酸反应，无氢气生成： Al＋4HNO3(稀)＝A l(N O3)3＋NO↑＋2H2O（注意：Al 遇冷的浓硫酸、浓硝酸会钝化，但加热可反应。）

⑤与碱反应： 2Al＋2NaOH＋6H2O＝2Na[Al(OH)4]＋3H2↑

⑥与金属氧化物的反应（铝热反应）： 2Al＋Fe2O3高温2Fe＋Al2O3

2、金、银、铜

（1）物理性质：它们都具有金属的通性，但颜色不同。

（2）化学性质：金、银、铜都属于不活泼金属，相对而言，其活泼程度依次增强。

金是最稳定的金属之一，在高温下也不能与氧气反应，不能被硝酸等强氧化性酸氧化。但金能溶解在王水中。银虽然不能与盐酸、稀硫酸反应，但却能溶解在硝酸等强氧化性酸中。相对而言，铜最活泼，如：

①在加热或点燃条件下可与氧气、氯气、硫等非金属反应；

②可与浓硫酸、硝酸等强氧化性酸反应；

③可与盐溶液反应：Cu＋2FeCl3＝CuCl2＋2FeCl2

④在空气中可锈蚀：2Cu＋O2＋H2O＋CO2＝C u2(O H)2C O3

（3）用途：它们广泛的应用于首饰、电子工业、有机合成、能源开发、材料制造、建

筑用水管等。

3、其它金属材料：如钛、铀、镅等。

4、合金

（1）合金：合金是指两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。

一般来说，合金的性能优于纯金属，合金的熔点比它的各成分金属熔点都低，硬度比它的各成分金属大。但合金的性质并不是各成分金属性质的总和。

（2）常见的合金

①金属铝中加入其他元素如铜、镁、硅、锌、锂等，即形成各种性能优良的铝合金。铝合金具有密度小、强度高、塑性好、易于成形、制造工艺简单、成本低廉等特点，并且表面易形成致密的氧化物保护膜而具有一定的抗腐蚀能力。铝合金主要用于建筑业、容器和包装业、交通运输及电子行业。

②钢铁

a生铁：含碳量2％－4.3%，硬度大，但较脆且不易机械加工。

b普通钢：含碳量0.03%－2%，增加了铁锰等元素，改善了铁的性能，但易锈蚀。

c不锈钢：在普通钢基础上，加入铬镍等元素，含铬在一般在12％以上，在空气中能保持金属光泽，且有不生锈的特性。

5、几种重要的化合物

（1）氧化铝

①物理性质：白色固体，不溶于水，熔点高。

②化学性质：氧化铝具有不同于一般氧化物的性质，既与强酸反应也与强碱反应，属于两性氧化物。

Al2O3＋6HCl＝ 2AlCl3＋3H2O；Al2O3＋2NaOH＋3H2O＝2Na[Al(OH)4]

（2）氢氧化铝

①物理性质和用途：A l(O H)3是几乎不溶于水的白色胶状固体，具有吸附性。可作净水剂和色素吸附剂。

②化学性质：与Al2O3一样，既与酸反应又与碱反应，具有两性，属于两性氢氧化物。

①与酸反应：Al(OH)3 ＋3HCl＝AlCl3＋3H2O（Al(OH)3 ＋3H+＝Al3+＋3H2O）

②与碱反应：Al(OH)3＋NaOH＝Na[Al(OH)4]（Al(OH)3＋OH－＝[Al(OH)4]－）

另外，Al(OH)3还具有难溶性氢氧化物的通性，即受热易分解：2Al(OH)3△ Al2O3＋3H2O

③Al(OH)3的制取：即可用铝盐与可溶性弱碱氨水反应，又可用向四羟基合铝酸盐溶液中通入CO2的方法制取Al(OH)3：Al3+＋3NH3·H2O＝Al(OH)3↓＋3NH4+； 2[Al(OH)4]－＋CO2＝2Al(OH)3↓＋CO32－＋H2O。

说明：一般不用强酸，因为强酸的量控制不当会使制得的Al(OH)3溶解： [Al(OH)4]－＋H+＝Al(OH)3↓＋H2O；Al(OH)3＋3H+＝Al3+＋3H2O

（3）氧化铜

①氧化铜有金属氧化物的性质： CuO＋2HCl＝CuCl2＋H2O

②氧化铜具有弱氧化性，可与某些还原剂反应。

③氧化铜在高温下可发生分解反应： 4CuO高温 2Cu2O＋O2↑

三、复合材料

1、定义：将两种或两种以上性质不同的材料经特殊加工而成的材料称为复合材料。

2、组成：复合材料由两部分组成，一部分称为基体，在复合材料中起黏结作用；另一部分称为增强体，在复合材料中起骨架作用。

3、分类：按基体分类，可分为树脂基复合材料、金属基复合材料和陶瓷基复合材料。按增强体分，可分为颗粒增强复合材料、夹层增强复合材料和纤维增强复合材料。

4、优点：材料复合后，既保持了原有材料的特点，又使各组分之间协同作用，形成了优于原材料的特性。又可以充分利用能源、节约能源。

5、常见的复合材料：如玻璃钢、碳纤维增强复合材料、航空、航天领域中的复合材料等。

▲ 本章专题探究

两步反应

到现在为止，必修1的内容已经结束，从整个高中化学来看，无机元素化合物的知识已经基本完成。在这期间，我们学习了大量的化学反应。其中，有部分反应与“量”有关，即加入少量的试剂与加入过量的试剂时得到的产物不同。如在四羟基合铝酸钠溶液中加入少量

的盐酸，可生成氢氧化铝沉淀，但如果加入过量的盐酸，则生成铝离子：[Al(OH)4]－＋H +＝

Al(OH)3↓＋H 2O ；Al(OH)3＋3H +＝Al 3+＋3H 2O 。由于反应分两步进行，因此，该类反应被称为

“两步反应”。由于这类反应特别能体现同学们对知识的理解情况，以及对考试大纲的“分类讨论”的思想。所以，以这类化学反应为基础的多种题型，如无试剂鉴别问题、离子方程式判断正误问题、离子共存问题、讨论型计算题等。

［例题］在50 mL b mol·L －1 AlCl 3溶液中加入50 mL a mol·L －1的NaOH 溶液。试问：

（1）当a ≤3b 时生成Al(OH)3沉淀的物质的量是_______________．

（2）当a 、b 满足什么条件时，无沉淀生成？

（3）当a 、b 满足什么条件时，先有沉淀生成后沉淀部分溶解？

研析：AlCl 3与NaOH 间存在下列两种反应：

①AlCl 3＋3NaOH ＝Al(OH)3↓＋3NaCl

②AlCl 3＋4NaOH ＝Na[Al(OH)4]＋3NaCl

（1）a ≤3b 时，只发生反应①，NaOH 不足或恰好完全反应。

n ［Al(OH)3］＝1/3n (NaOH)＝1/3×0.050 L×a mol·L －1＝3050.0a mol

（2）当只有②反应发生时，无沉淀生成，此时AlCl 3不足或恰好完全反应。

n (NaOH)≥4n (AlCl 3)

50 mL×a mol·L －1≥4×50 mL×b mol·L －1

a ≥4b

（3）当①②两反应都发生时，先有沉淀生成，后沉淀部分溶解。此时，a 、b 关系介于以上两种情况之间。即：3b

答案：（1） 3050.0a mol （2）a ≥4b （3）3b

现在，我们已经学过的常见的两步反应有：

① SO 2＋NaOH ＝NaHSO 3；SO 2＋2NaOH ＝Na 2SO 3＋H 2O

② CO 2＋NaOH ＝NaHCO 3；CO 2＋2NaOH ＝Na 2CO 3＋H 2O

③ H 2S ＋NaOH ＝NaHS ；H 2S ＋2NaOH ＝Na 2S ＋H 2O

④ 2H 2S ＋O 2 点燃 2S ＋2H 2O ；2H 2S ＋3O 2 点燃 2SO 2＋2H 2O

⑤ C＋O2点燃CO2；2C＋O2点燃2CO

⑥ FeO＋C△Fe＋CO↑；2FeO＋C△2Fe＋CO2↑

⑦ CuO＋C△Cu＋CO↑；2CuO＋C△2Cu＋CO2↑

⑧ 2[Al(OH)4]－＋CO2＝2Al(OH)3↓＋CO32－＋H2O；[Al(OH)4]－＋CO2＝Al(OH)3↓＋HCO3－

⑨ AlCl3＋3NaOH＝Al(OH)3↓＋3NaCl；AlCl3＋4NaOH＝NaAlO2＋3NaCl＋2H2O

⑩ [Al(OH)4]－＋H+＝Al(OH)3↓＋H2O；[Al(OH)4]－＋4 H+＝Al3+＋4H2O

综合能力探究演练

（时间60分钟，满分100分）

一、选择题（45分）

1．金属中导电性能最强的是

A．铜 B．银 C．铝 D．铁

1．研析：金属的导电性由强到弱依次为银、铜、铝、铁。

答案：B。

2．铝热剂中铝的作用是

A．催化剂 B．氧化剂 C．还原剂 D．填充剂2．研析：铝是一种金属，在反应中化合价升高，作为还原剂来参加反应，铝是常见的还原剂。

答案：C。

3．下列物质中，不属于合金的是

A．黄铜 B．水银 C．钢铁 D．硬铝

3．研析：水银就是汞单质，而合金中含有几种元素，如钢铁是铁的碳合金。

答案：B。

4．下列物质中，属于新型无机非金属材料的是

A．钢化玻璃 B．碳化硼玻璃

C．光导纤维 D．硼酸盐玻璃

4．研析：新型无机高分子材料的品种较多：如高温结构陶瓷和光导纤维等，其中如氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硼陶瓷等属于高温结构陶瓷。

答案：B、C。

5．过量的泥沙、纯碱、生石灰熔化后生成：①水泥②玻璃③瓷器④混凝土⑤一种硅酸盐产品

A．①和④ B．②和⑤

C．③ D．②

5．研析：水泥的主要成分是2CaO·SiO2、3CaO·SiO2和3CaO·Al2O3，其生产原料为粘土、石灰石。陶瓷属于硅酸盐产品，其主要原料是粘土。混凝土是水泥、碎石和砂子的混合物。

泥沙的主要成分是SiO2，与纯碱（Na2CO3）、生石灰（CaO）熔化后发生如下反应：

SiO2＋Na2CO3高温 Na2SiO3＋CO2↑；SiO2＋CaO高温CaSiO3

而Na2SiO3、CaSiO3与SiO2的熔合物即玻璃，且玻璃是一种硅酸盐产品。

答案：B。

6．镁、铝、铜三种金属粉末混合物，加入过量盐酸充分反应，过滤后向滤液中加入过量烧碱溶液，再过滤，滤液中存在的离子有

A．[Al (OH)4]－ B．Cu2+ C．Al3+ D．Mg2+ 6．研析：审题是关键, 此题问的经过一系列反应后，滤液中存在的离子，对本题反应过程应有清楚的分析：混合物中加入过量盐酸充分反应后，滤液中含有Mg2+、Al3+、H+；铜不溶解。在滤液中加入过量烧碱溶液后，滤液中含[Al (OH)4]－，沉淀为氢氧化镁。

答案：A。

7．某溶液中有Cu2+、NH4+、Fe2+和Al3+四种离子，若向其中加入过量的氢氧化钠溶液，微热并搅拌，再加入过量盐酸，溶液中大量减少的阳离子是

A．Cu2+ B．NH4+ C．Fe2+ D．Al3+

7．研析：溶液中加入过量的氢氧化钠溶液后，四种离子分别转化为氢氧化铜沉淀、一水合氨、氢氧化亚铁沉淀、四羟基合铝酸钠。微热并搅拌后，氢氧化铜沉淀、四羟基合铝酸钠无变化，而一水合氨部分分解并挥发出氨气，氢氧化亚铁沉淀转化为氢氧化铁沉淀。再加入过量盐酸后，NH4+、Fe2+大量减少。

答案：B、C。

8．下列反应的离子方程式正确的是

A．石英与烧碱溶液共热：SiO2＋2OH－△SiO32－＋H2O

B．在氯化铝溶液中滴加过量的氨水：Al3＋＋4 OH－＝[Al (OH)4]－

C．在氢氧化钠溶液中通入过量的CO2：2OH－＋CO2＝CO32－＋H2O

D．在稀盐酸中滴加过量的硅酸钠溶液：SiO32－＋2H＋＋H2O＝H4SiO4↓

8．研析：A体现出SiO2酸性氧化物的性质，D为强酸制弱酸，二者都是正确的。B项有两个错误：氨水是弱碱，不能拆开写；因为氢氧化铝不溶于氨水，因此，无论氨水过量与否，都生成氢氧化铝，不能生成[Al (OH)4]－。C项应该生成碳酸氢根离子，而不是CO32－。

答案：A、D。

9．常温下，下列不发生反应的一组物质是

①硅与NaOH溶液②硅与盐酸③硅与氢氟酸④二氧化硅与碳酸钠⑤二氧化硅NaOH溶液⑥二氧化硅与浓硝酸

A．①②④ B．③④⑥ C．②⑤⑥ D．②④⑥

9．研析：硅的化学性质稳定，常温下除了与氟气、氢氟酸、和强碱外，它不易与其他物质如氢气、氧气、氯气等反应。

答案：D。

10．有一根粗铝条含铁和硅两种杂质。取等质量的样品分别投入足量的稀盐酸和足量的稀氢氧化钠溶液中，放出等量的H2，则该粗铝中铁和硅的关系正确的是

①物质的量之比为2∶1 ②物质的量之比为3∶1 ③质量之比为2∶1 ④质量之比为4∶1

A．②④ B．②③ C．①④ D．只有④

10．研析：铝与稀盐酸和稀氢氧化钠溶液都反应并放出等量的氢气，由此不难推出，硅与稀氢氧化钠溶液反应放出的氢气与铁与稀盐酸反应放出的氢气相等。根据关系式Si——2H2；Fe——H2得：铁和硅的物质的量之比为2∶1，质量之比为4∶1。

答案：C。

11．高岭土的组成可表示为Al2Si2O x(OH)y，其中x、y的数值分别是

A．7，2 B．5，4 C．6，3 D．3，6

11．研析：根据总的化合价为零，有：2×（＋3）＋2×（＋4）＋x×（－2）＋y×（－1）＝0，化简得：2x＋y＝14，将选项代入求解，只有B选项适合。

答案：B。

12．飞机，火箭的机翼和机身以及导弹的壳体，尾翼中的复合材料是

A．金属基复合材料 B．树脂基复合材料

C．绝缘基复合材料 D．智能复合材料

12．研析：飞机、火箭的机翼和机身以及导弹的壳体、尾翼中的复合材料大多以纤维为增强体、金属为基体的复合材料。作为增强体的纤维是碳纤维、硼纤维、碳化硅纤维和氧化铝纤维等耐热性好的纤维，作为基体的金属用得较多的是铝、镁、钛等密度小的轻金属。这类材料的特点是耐高温、强度高、导电性和导热性好，不吸湿，不易老化。

答案：A。

13．研析：金属与C的复合材料具有耐高温，强度高，导电性好，导热性好的特点；陶瓷与SiO2的复合材料具有耐1600℃以上高温，强度高，密度小的特点；合成树脂与SiO2、Al2O3、MgO的复合材料具有强度高，抗冲击，绝缘性好，耐热温度低于300℃的特点；合成树脂与C的复合材料具有耐酸碱，化学稳定性好，强度高，密度小，韧性好的特点。

答案：B。

14．工业上，常用Mg还原法制取金属Ti，反应原理如下：2Mg＋TiCl4高温2MgCl2＋Ti。下列说法正确的是：①该反应属于置换反应；②该反应属于氧化还原反应；③该反应表明Mg比Ti活泼；④Ti被誉为“21世纪的金属”，在航天工业上有广泛用途。

A．只有①② B．只有③④ C．只有①②③ D．全部

14．研析：在置换反应中通常为活泼的金属在一定条件下能将不活泼的金属置换出来，在氧化还原反应中的规律为还原剂的还原性强于还原产物，因此，①②③都是正确的。至于④则属于常识性问题：金属Ti的机械强度高、密度小、抗蚀力强，被誉为“21世纪的金属”，④也是正确的。

答案：D。

15．将物质X逐渐加入Y溶液中，生成沉淀的物质的量n2与所加X的物质的量n1的关系如图4—1所示．符合图所示情况的是

3

淀物质的量由0增至最大值)；Al(OH)3＋OH－＝[Al (OH)4]－（沉淀物质的量由最大值降为0）。两个反应中消耗的NaOH物质的量之比为3∶1，与题图不符。

B随着AlCl3溶液的加入先后发生以下两个反应：Al3＋＋4OH－＝[Al (OH)4]－（不产生沉淀）；Al3＋＋3[Al (OH)4]－＝4Al(OH)3↓（沉淀物质的量由0增至最大值）。两个反应中消耗AlCl3物质的量之比为3∶1，与题图也不符。

C随着盐酸的加入先后发生以下两个反应：H＋＋[Al (OH)4]－＝Al(OH)3↓＋H2O （沉淀物质的量由0增至最大值）；3H＋＋Al(OH)3＝Al3＋＋3H2O(沉淀物质的量由最大值降为0)．两个反应中消耗盐酸物质的量之比为1∶3，符合题图。

D随着Na[Al (OH)4]溶液的加入先发生以下反应：[Al (OH)4]－＋4H＋＝Al3＋＋4H2O（不产生沉淀）；待盐酸耗尽发生Al3＋＋3[Al (OH)4]－＝4Al(OH)3↓的反应（沉淀物质的量由0增至最大值）。两个反应消耗Na[Al (OH)4]物质的量之比为1∶3，与题图也不符。

答案：C。

二、非选择题（55分）

16．（10分）（1）有下列A～F六种试剂，它们的性质不同，选用的试剂瓶也不相同，请指出它们分别选用什么样的试剂瓶。

A．二氧化硅 B．硝酸银晶体 C．氯水 D．氢氟酸 E．浓H2SO4 F．NaOH溶液

（2）下列反应中，SiO2表现什么化学性质？

①SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O；②SiO2＋Na2CO3高温Na2SiO3＋CO2↑

③SiO2＋2C高温Si(粗)＋2CO↑；④SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O

16．研析：（1）一般，选择试剂瓶的原则为：固体放在广口瓶中，液体放在细口瓶中，见光易分解或变质的放在棕色瓶中，碱性溶液放在橡皮塞试剂瓶中，强氧化性物质放在玻璃塞试剂瓶中，氢氟酸由于与玻璃中的SiO2反应而不能放在玻璃瓶中。（2）SiO2是一种高熔点、沸点的酸性氧化物、除具有酸性氧化物的通性、弱氧化性外，还具有一些特性。

答案：（1）A．广口瓶 B．棕色广口瓶 C．棕色磨砂玻璃塞细口瓶 D．细口塑料瓶 E．磨砂玻璃塞细口瓶 F．橡皮塞细口瓶（2）①酸性氧化物的通性；②将挥发性酸酐从其盐酸中代换出来；③弱氧化性；④作为玻璃的成分被分解而使玻璃能雕刻。

17．（8分）某无色透明溶液跟金属铝反应放出H2。试判断下列离子：Mg2＋、Cu2＋、Ba2＋、H＋、Ag＋、SO42－、SO32－、HCO3－、OH－、NO3－，在下列两种情况下何者能存在于溶液中。

（1）当生成Al3＋时，可能大量存在。

（2）当生成[Al (OH)4]－时，可能存在。

17．研析：因溶液无色首先排除Cu2＋的存在。与Al反应放出H2的溶液，可能是强酸性溶液，也可能是强碱性溶液。Al与强酸或碱溶液反应的化学方程式为：

2Al＋6H＋＝2Al3＋＋3H2↑； 2Al＋2OH－＋6H2O＝[Al (OH)4]－＋3H2↑

（1）生成Al3＋时，溶液为强酸性溶液，溶液中存在大量H＋，则弱酸根(SO32－、HCO3－)和OH－不能共存，NO3－也不存在，否则Al与稀HNO3反应不产生H2；这样，阴离子只剩SO42－，SO42－一定存在；溶液中有SO42－，则Ba2＋和Ag＋不能大量存在；Mg2＋可能大量存在．

（2）当生成[Al (OH)4]－时，溶液为强碱溶液，一定存在大量OH－，有OH－则无Mg2＋、H

＋、Ag＋和HCO

3－；这样，阳离子只剩Ba2＋，有Ba2＋则无SO

3

2－、SO

4

2－,NO

3

－可能存在。

答案：（1）H＋、Mg2＋、SO42－（2）OH－、Ba2＋、NO3－

18．（8分）某科研小组，用含有少量的CaO和Fe2O3的高岭土（主要成分：Al2O3·2SiO2·2H2O）来研制新型净水剂，其实验方案如下：将土样和纯碱混合均匀，加热熔融，冷却后用水浸取熔块，过滤弃去残渣，滤液用盐酸酸化，经过滤，分别得到沉淀和溶液，溶液即是净水剂。

（1）土样和纯碱混合均匀，加热熔融时，土样中的主要成分与纯碱反应的化学方程式为：

①；②Al2O3＋Na2CO3高温2NaAlO2＋CO2↑。

（提示：NaAlO2易溶于水并转化为Na[Al (OH)4]）

（2）最后得到的沉淀物是，生成沉淀的离子方程式为。

（3）实验室中常备的坩埚有瓷坩埚，氧化铝坩埚和铁坩埚，本实验熔融土样时应选用坩埚。

18．研析：这是一道信息给予题，根据题示情境分析：（1）高岭土熔化时，其成分中的SiO2和Al2O3与Na2CO3反应生成Na2SiO3和NaAlO2。（2）熔块加水使Na2SiO3和NaAlO2溶解与其他杂质分离，在过滤后的滤液中加入盐酸则使Na2SiO3、Na[Al (OH)4]分别与过量的盐酸反应，生成H4SiO4沉淀和AlCl3溶液，过滤得滤液即为净水剂。（3）因为瓷坩埚中含有SiO2，氧化铝坩埚主要成分是Al2O3，它们都能与Na2CO3在高温下发生反应，故熔融样品时只能用铁坩埚。

答案：（1）SiO2＋Na2CO3高温Na2SiO3＋CO2↑（2）H4SiO4；2H＋＋SiO32－＋H2O＝H4SiO4↓（3）铁

19．（12分）在半导体工业中，有一道工序叫烧氢。烧氢的工艺流程如下图所示。工作时，是将石英管D出口处氢气点燃。半导体硅片、焊片和金属零件从石英管口送入加热区，在氢气还原气氛中加热使焊片熔化，将单晶硅与金属零件焊接在一起。焊接后再将零件拉至冷却区，冷却后取出。烧氢工艺中的氢气纯度要求极高，工业氢气虽含量达99.9%，但仍含有极微量的水蒸气和氧气，所以点燃氢气前应检验氢气的纯度。试回答下列问题：

（1）装置B的作用是；B中发生反应的化学方程式是。

（2）装置C中的物质是；C的作用是。

（3）点燃氢气前将E(带导管胶塞)接在D出口处，目的是。

（4）装置A是安全瓶，可以防止氢气燃烧回火，引起爆炸，其中填充大量纯铜屑的作用是。

19．答案：（1）除去氧气；2Cu+O 2△ 2CuO ；CuO+H 2 △Cu+H 2O 。（2）无水CaCl 2（或碱石灰）；吸收水蒸气。（3）检验氢气纯度。（4）大量的铜屑可以吸收热量，降低温度。

20．（8分）某混合物A 含有KAl (SO 4)2、Al 2O 3和Fe 2O 3，在一定条件下可实现下列物质之间的变化：

据此判断：

（1）固体E 所含物质的化学式为 。

（2）反应③的化学方程式为 。

（3）反应①的离子方程式为 。

（4）反应②的离子方程式为 。

20．答案：（1）K 2SO 4、(NH 4)2SO 4 （2）2Al ＋Fe 2O 3

高温2Fe ＋Al 2O 3 （3）Al 2O 3＋2OH －＋3H 2O ＝2[Al(OH)4]－ （4）Al 3+＋3NH 3·H 2O ＝Al(OH)3↓＋3NH 4+

21．（9分）有一铝粉和Fe 3O 4粉末组成的铝热剂，在隔绝空气的条件下加热使之充分反应。将反应后所得混合物研细，并分成均匀的两等份，在一份中加足量的氢氧化钠溶液，另一份中加入足量的盐酸，反应后，前者消耗m mol NaOH ，放出气体0.336 L ；后者消耗n mol HCl ，放出气体V L ，若将等质量的铝热剂直接与足量稀硫酸作用，可得3.36 L 气体（上述气体体积均已换算成标准状况）。试求铝热剂中Al 的质量分数。

21．研析：（1）铝热剂直接与H 2SO 4作用时产生气体的反应如下：

2Al ＋ 3 H 2SO 4 ＝ Al 2(SO 4)3 ＋ 3 H 2↑

54.0 g 67.2 L

m(Al) 3.36 L

列式可解得：m (Al)＝2.70 g

铝热反应后的混合物遇NaOH 能放出H 2，表明铝热反应Al 剩余，则：

2Al ＋ 2NaOH ＋ 6H 2O ＝ 2Na [Al(HO)4] ＋ 3 H 2↑

54.0 g 67.2 L

m(Al) 0.336 L

列式可求得：m 余(Al)＝0.540 g

铝热剂中Fe 3O 4的质量可求：

3 Fe 3O

4 ＋ 8 Al 高温 4 Al 2O 3 ＋ 9 Fe

696 g 216 g

m (Fe 3O 4) 2.70g －0.540g

列式可求得：m (Fe 3O 4)＝6.96 g

则：w (Al)＝g 70.2g 96.6g

70.2 ×100%＝28.0%

化学选修2《化学与技术》全册精编教案

化学选修2《化学与技术》全册精编教案 专题一多样化的水处理技术 〔课程标准要求〕 １、知道化学在水处理中的应用 ２、了解海水的综合利用，认识化学科学发展对自然资源利用的作用 〔教学内容增减建议〕增加污水处理中电化学处理、从海水中提取镁，掌握明矾净水的原理、水的消毒原理，富营养化的化学原理，大量内容阅读了解 [课时安排] 第一单元２课时，第二单元３课时,复习１课时，习题１课时，共７课时 第一单元水的净化与污水处理（第一课时） 〔知识回顾〕 2.写出FeCl3 AlCl3的水解方程式，思考如何得到氢氧化铝和氢氧化铁胶体。 3.写出制备漂白粉的化学方程式，思考漂白粉消毒的原理是什么？ 知识学习： 2.阅读表１－１找出你认为有毒、应当除去的微粒。你能利用所学的知识对这些有害物 质进行处理吗？ 3.明矾净水主要处理的水中哪些微粒？原理是什么？ 4.澄清的水是干净的水吗？九寨沟的水折射出漂亮的蓝色？是良好的饮用水吗？ 你认为需要怎样的处理？氯水的消毒原理是什么？ 5.结合图1-3完成课后P8的习题3，体会自来水厂净化天然水的设计意图，写出相关的方 程式。 6.自来水能直接饮用吗？理由是什么？ 习题巩固： 2.在净水过程中用到混凝剂，其中可以作为混凝剂使用的是 A、偏铝酸钠 B、氧化铝 C、氯化铝 D、明矾 3.下列广告用语在科学上没有错误的是 A.这种饮料中不含任何化学物质 B.这种蒸馏水绝对纯净，其中不含任 何离子 C.这种口服液含丰富的氮、磷、锌等微量元素 D.没有水就没有生命 4.下列过程中，不涉及化学变化的是 A.甘油加水作护肤剂 B.用明矾净水 C.烹鱼时加入少量的料酒和食醋可减少腥味，增加香味 D.烧菜用过的铁锅，经放置常出现红棕色斑迹 5.长时间烧沸的天然水不宜喝的主要原因是

高中化学选修4全册教案

新人教版选修（4）全册教案 绪言 一学习目标：1学习化学原理的目的 2：化学反应原理所研究的范围 3：有效碰撞、活化分子、活化能、催化剂二学习过程 1：学习化学反应原理的目的 1）化学研究的核心问题是：化学反应2）化学中最具有创造性的工作是：设计和创造新的分子3）如何实现这个过程？ 通常是利用已发现的原理来进行设计并实现这个过程，所以我们必须对什么要清楚才能做到，对化学反应的原理的理解要清楚，我们才能知道化学反应是怎样发生的，为什么 有的反应快、有的反应慢，它遵循怎样的规律，如何控制化学反应才能为人所用！这就是 学习化学反应原理的目的。 2：化学反应原理所研究的范围是1）化学反应与能量的问题2）化学反应的速率、方向及限度的问题3）水溶液中的离子反应的问题4）电化学的基础知识3：基本概念 1）什么是有效碰撞？引起分子间的化学反应的碰撞是有效碰撞，分子间的碰撞是发生化学反应的必要条件，有效碰撞是发生化学反应的充分条件，某一化学反应的速率大小与，单位时间内有效碰撞的次数有关2）什么是活化分子？具有较高能量，能 够发生有效碰撞的分子是活化分子，发生有效碰撞的分子一定是活化分子，但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞。有效碰撞次数的多少与单位体积内反应物中活化分子的多少有关。3）什么是活化能？活化分子高出反应物分子平均能量的部分是活化能，如图 活化分子的多少与该反应的活化能的大小有关，活化能的大小是由反应物分子的性质决定，（内因）活化能越小则一般分子成为活化分子越容易，则活化分子越多，则单位时间内有效碰撞越多，

则反应速率越快。4）什么是催化剂？催化剂是能改变化学反应的速率，但反应前后本身性质和质量都不改变的物质，催化剂作用:可以降低化学反应所需的活化能,也就等于提高了活化分子的百分数,从而提高了有效碰撞的频率.反应速率大幅提高. 5）归纳总结：一个反应要发生一般要经历哪些过程？ 1、为什么可燃物有 氧气参与，还必须达到着 火点才能燃烧？2、催化剂在我们技术改造和生产中，起关键作用，它主要作用是提高化学反应速率，试想一下为什么催化剂能提高反应速率？ 第一节化学反应与能量的变化（第一课时） 一学习目标:反应热,焓变 二学习过程 1:引言:我们知道：一个化学反应过程中，除了生成了新物质外，还有 思考 1、你所知道的化学反应中有哪些是放热反应？能作一个简单的总结吗？ 活泼金属与水或酸的反应、酸碱中和反应、燃烧反应、多数化合反应 反应物具有的总能量> 生成物具有的总能量 2、你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应？能作一个简单的总结吗？

人教版高中化学选修三《创新设计》电子教案学案3-1

第三章晶体结构与性质 第一节晶体的常识 (时间：30分钟) 考查点一晶体与非晶体 1.下列叙述中正确的是()。 A.具有规则几何外形的固体一定是晶体 B.晶体与非晶体的根本区别在于是否具有规则的几何外形 C.具有各向异性的固体一定是晶体 D.晶体、非晶体均具有固定的熔点 解析晶体与非晶体的根本区别在于其内部微粒在空间是否按一定规律做周期性重复排列,B项错误；晶体所具有的规则几何外形、各向异性是其内 微粒规律性排列的外部反映。有些人工加工而成的固体也具有规则的几何外形,但具有各向异性的固体一定是晶体,A项错误,C项正确；晶体具有固 定的熔点而非晶体不具有固定的熔点,D项错误。 答案 C 2.下列说法正确的是()。 A.玻璃是由Na2SiO3、CaSiO3和SiO2熔合成的晶体

B.水玻璃在空气中不可能变浑浊 C.水泥在空气和水中硬化 D.制光导纤维的重要原料是玻璃 解析玻璃是由Na2SiO3、CaSiO3和SiO2熔合成的混合物,是玻璃体不是晶体,故A项错；水玻璃是Na2SiO3的水溶液,在空气中发生反应：Na2SiO3 ＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓,故B项错；水泥的硬化是水泥的重要性质,是复杂的物理变化和化学变化过程,故C项正确；制光导纤维的重要原料是石英而不是玻璃,故D项错。 答案 C 3.关于晶体的自范性,下列叙述正确的是()。 A.破损的晶体能够在固态时自动变成规则的多面体 B.缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体块 C.圆形容器中结出的冰是圆形的体现了晶体的自范性 D.由玻璃制成规则的玻璃球体现了晶体的自范性 解析晶体的自范性指的是在适宜条件下,晶体能够自发地呈现封闭的规则的多面体外形的性质,这一适宜条件一般指的是自动结晶析出的条件,A 项所述过程不可能实现；C选项中的圆形并不是晶体冰本身自发形成的,而是受容器的限制形成的；D项中玻璃是非晶体。 答案 B 4.如图是a、b两种不同物质的熔化曲线,下列说法中正确的是()。 ①a是晶体②a是非晶体③b是晶体④b是非晶体 A.①④ B.②④ C.①③ D.②③ 解析晶体有固定的熔点,由图a来分析,中间有一段温度不变但一直在吸

高中化学选修三知识点总结

高中化学选修三知识点总结 第一章原子结构与性质 1、电子云：用小黑点的疏密来描述电子在原子核外空间出现的机会大小所得的图形叫电子云图。离核越近，电子出现的机会大，电子云密度越大；离核越远，电子出现的机会小，电子云密度越小。 2、电子层（能层）：根据电子的能量差异和主要运动区域的不同，核外电子分别处于不同的电子层.原子由里向外对应的电子层符号分别为K、L、M、N、O、P、Q. 3、原子轨道（能级即亚层）：处于同一电子层的原子核外电子，也可以在不同类型的原子轨道上运动，分别用s、p、d、f表示不同形状的轨道，s轨道呈球形、p轨道呈纺锤形，d轨道和f轨道较复杂.各轨道的伸展方向个数依次为1、3、5、7。 4、原子核外电子的运动特征可以用电子层、原子轨道(亚层)和自旋方向来进行描述.在含有多个核外电子的原子中，不存在运动状态完全相同的两个电子。 5、原子核外电子排布原理： （1）能量最低原理:电子先占据能量低的轨道，再依次进入能量高的轨道；

（2）泡利不相容原理:每个轨道最多容纳两个自旋状态不同的电子；（3）洪特规则:在能量相同的轨道上排布时，电子尽可能分占不同的轨道，且自旋状态相同。 洪特规则的特例:在等价轨道的全充满（p6、d10、f14）、半充满（p3、d5、f7）、全空时(p0、d0、f0)的状态，具有较低的能量和较大的稳定性.如24Cr [Ar]3d54s1、29Cu [Ar]3d104s1 6、根据构造原理，基态原子核外电子的排布遵循图⑴箭头所示的顺序。 根据构造原理，可以将各能级按能量的差异分成能级组如图⑵所示，由下而上表示七个能级组，其能量依次升高；在同一能级组内，从左到右能量依次升高。基态原子核外电子的排布按能量由低到高的顺序依次排布。 7、第一电离能：气态电中性基态原子失去1个电子，转化为气态基态正离子所需要的能量叫做第一电离能。常用符号I1表示，单位为kJ/mol。 (1)原子核外电子排布的周期性 随着原子序数的增加,元素原子的外围电子排布呈现周期性的变化: 每隔一定数目的元素，元素原子的外围电子排布重复出现从ns1到 ns2np6的周期性变化.

(完整版)化学选修3《物质结构与性质》全国卷高考真题2011-2017

化学高考真题 选修3 2011-2017 全国卷1．[化学—选修3：物质结构与性质]（15分） 硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础。 请回答下列问题： （1）基态Si原子中，电子占据的最高能层符号 为，该能层具有的原子轨道数为、 电子数为。 （2）硅主要以硅酸盐、等化合物的形式 存在于地壳中。 （3）单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子 与原子之间以相结合，其晶胞中共有8个 原子，其中在面心位置贡献个原子。 （4）单质硅可通过甲硅烷（SiH4）分解反应来制备。工 业上采用Mg2Si和NH4Cl在液氨介质中反应制得SiH4， 该反应的化学方程式 为。 （5）碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和 化学键C— C C— H C— O Si—S i Si— H Si— O 键能 /(kJ?mol- 1 356 413 336 226 318 452 ①硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是。 ②SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是。 （6）在硅酸盐中，SiO4- 4 四面体（如下图（a））通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图（b）为一种无限长单链结构的多硅酸根，其中Si原子的杂化形式为，Si与O的原子数之比为，化学式为。 2．[化学—选修3：物质结构与性质]（15分） 前四周期原子序数依次增大的元素A，B，C，D中，A和B的价电子层中未成对电子均只有1个，平且A-和B+的电子相差为8；与B位于同一周期的C和D，它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差为2。 回答下列问题： （1）D2+的价层电子排布图为_______。 （2）四种元素中第一电离最小的是________，电负性最大的是________。（填元素符号） （3）A、B和D三种元素责成的一个化合物的晶胞如图所示。 ①该化合物的化学式为_________________；D的配位数为___________； ②列式计算该晶体的密度_______g·cm-3。 （4）A-、B+和C3+三种离子组成的化合物B3CA6，其中化学键的类型有_____________；该化合物中存在一个复杂离子，该离子的化学式为_______________，配位体是____________。 3．〔化学—选修3：物质结构与性质〕(15分) 早期发现的一种天然准晶颗粒由三种Al、Cu、Fe元素组成。回答下列问题： （1）准晶是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过方法区分晶体、准晶体和非晶体。 （2）基态铁原子有个未成对电子，三价铁离子的电子排布式为：可用硫氰化钾奉验三价铁离子，形成配合物的颜色为 （3）新制备的氢氧化铜可将乙醛氧化为乙酸，而自身还原成氧化亚铜，乙醛中碳原子的杂化轨道类型为；一摩尔乙醛分子中含有的σ键的数目 为：。乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是：。氧化亚铜为半导体材料，在其立方晶胞内部有四个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有个铜原子。 （4）铝单质为面心立方晶体，其晶胞参数a＝0．405nm，晶胞中铝原子的配位数为。列式表示铝单质的密度g·cm－3(不必计算出结果) 4．[化学—选修3：物质结构与性质]（15分）A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元索，A2-和B+具有相同的电子构型；C、D为同周期元索，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子。

人教版高中化学选修5教案(绝对经典版)

课题：第一章认识有机化合物 第一节有机化合物的分类 教学目的 知识 技能 1、了解有机化合物常见的分类方法 2、了解有机物的主要类别及官能团 过程 方法 根据生活中常见的分类方法，认识有机化合物分类的必要性。利用投影、动画、多媒体等教学手段，演示有机化合物的结构简式和分子模型，掌握有机化合物结构的相似性。价值观体会物质之间的普遍联系与特殊性，体会分类思想在科学研究中的重要意义 重点了解有机物常见的分类方法；难点了解有机物的主要类别及官能团 板书设计第一章认识有机化合物 第一节有机化合物的分类 一、按碳的骨架分类 二、按官能团分类 教学过程 ［引入］我们知道有机物就是有机化合物的简称，最初有机物是指有生机的物质，如油脂、糖类和蛋白质等，它们是从动、植物体中得到的，直到1828年，德国科学家维勒发现由无机化合物通过加热可以变为尿素的实验事实。我们先来了解有机物的分类。 ［板书］第一章认识有机化合物 第一节有机化合物的分类 ［讲］高一时我们学习过两种基本的分类方法—交叉分类法和树状分类法，那么今天我们利用树状分类法对有机物进行分类。今天我们利用有机物结构上的差异做分类标准对有机物进行分类，从结构上有两种分类方法：一是按照构成有机物分子的碳的骨架来分类；二是按反映有机物特性的特定原子团来分类。［板书］一、按碳的骨架分类 链状化合物（如CH 3－CH 2 －CH 2 －CH 2 －CH 3 ） (碳原子相互连接成链) 有机化合物 脂环化合物（如）不含苯环 环状化合物 芳香化合物（如）含苯环 ［讲］在这里我们需要注意的是，链状化合物和脂环化合物统称为脂肪族化合物。而芳香族化合物是指包含苯环的化合物，其又可根据所含元素种类分为芳香烃和芳香烃的衍生物。而芳香烃指的是含有苯环的烃，其中的一个特例是苯及苯的同系物，苯的同系物是指有一个苯环，环上侧链全为烷烃基的芳香烃。除此之外，我们常见的芳香烃还有一类是通过两个或多个苯环的合并而形成的芳香烃叫做稠环芳香烃。 ［过］烃分子里的氢原子可以被其他原子或原子团所取代生成新的化合物，这种决定化合物特殊性质的原子或原子团叫官能团，下面让我们先来认识一下主要的官能团。

有机化合物的分类学-人教版高中化学选修5学案设计

第一节有机化合物的分类 [核心素养发展目标] 1.宏观辨识与微观探析：通过认识官能团的结构，微观分析有机物的类别，体会与宏观分类的差异，多角度认识有机物。2.证据推理与模型认知：了解碳原子之间的连接方式，能根据碳原子的骨架对有机物进行分类。 一、按碳的骨架分类 1．按碳的骨架分类 2．相关概念辨析 (1)不含苯环的碳环化合物，都是脂环化合物。 (2)含一个或多个苯环的化合物，都是芳香化合物。 (3)环状化合物还包括杂环化合物，即构成环的原子除碳原子外，还有其他原子，如氧原子(如

呋喃)、氮原子、硫原子等。 (4)链状烃通常又称脂肪烃。

例 1有下列7种有机物，请根据元素组成和碳的骨架对下列有机物进行分类：

⑥ (1)属于链状化合物的是________(填序号，下同)。 (2)属于环状化合物的是________。 (3)属于脂环化合物的是________。 (4)属于芳香化合物的是________。 答案(1)④⑤(2)①②③⑥⑦(3)①③⑥(4)②⑦ 【考点】按碳的骨架分类 【题点】环状化合物 二、按官能团分类 1．烃的衍生物及官能团的概念 (1)烃的衍生物：从结构上看，烃分子中的氢原子被其他原子或原子团所取代而衍生出一系列新的化合物。 (2)官能团：决定化合物特殊性质的原子或原子团。 2．有机物的主要类别、官能团和典型代表物 (1)烃类物质 有机物官能团结构官能团名称有机物类别 CH4烷烃 CH2===CH2碳碳双键烯烃 CH≡CH—C≡C—碳碳三键炔烃 芳香烃 (2)烃的衍生物

有机物官能团结构官能团名称有机物类别 CH3CH2Br —Br 溴原子卤代烃 CH3CH2OH —OH 羟基醇 —OH 羟基酚 CH3—O—CH3醚键醚CH3CHO —CHO 醛基醛 羰基酮 CH3COOH —COOH 羧基羧酸 酯基酯 —NH2氨基 氨基酸 —COOH 羧基 酰胺基酰胺 例

高中化学选修3物质结构与性质步步高全套学案课件第一章 重难点专题突破 2

2 元素金属性、非金属性强弱的判断方法集锦 1.元素的金属性强弱判断方法 (1)单质跟水或酸置换出氢的反应越容易发生,说明其金属性越强。 (2)最高价氧化物对应水化物的碱性越强,说明其金属性越强。 (3)金属间的置换反应：依据氧化还原反应的规律,金属甲能从金属乙的盐溶液里置换出乙,说明甲的金属性比乙强。 (4)金属活动性顺序表 ――――――――――――――――――――→K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H )Cu Hg Ag Pt Au 金属性逐渐减弱 (5)金属阳离子氧化性的强弱：阳离子的氧化性越强,对应金属的金属性就越弱。 (6)原电池反应中的正负极：两金属同时作原电池的电极,负极的金属性较强。 (7)元素的第一电离能的大小：元素的第一电离能数值越小,元素的原子越易失去电子,元素的金属性越强。但元素的外围电子排布影响元素的第一电离能。如Mg(3s 2为全充满状态,稳定)的第一电离能大于Al 的第一电离能。 (8)元素电负性越小,元素失电子能力越强,元素金属性越强。 2.元素的非金属性强弱判断方法 (1)单质跟氢气化合的难易程度、条件及生成氢化物的稳定性：越容易跟H 2化合,生成的氢化物也就越稳定,氢化物的还原性也就越弱,说明其非金属性也就越强。 (2)最高价氧化物对应水化物的酸性越强,说明其非金属性越强。 (3)非金属单质间的置换反应。例如,Cl 2＋2KI===2KCl ＋I 2,说明Cl 的非金属性大于I 。 (4)元素的原子对应阴离子的还原性越强,元素的非金属性越弱。 (5)元素的第一电离能的数值越大,表明元素失电子的能力越弱,得电子的能力越强,元素的非金属性越强。但元素的外围电子排布影响元素的第一电离能。如I 1(P)>I 1(S),但非金属性：P

(完整版)高中化学选修3知识点总结

高中化学选修3知识点总结 二、复习要点 1、原子结构 2、元素周期表和元素周期律 3、共价键 4、分子的空间构型 5、分子的性质 6、晶体的结构和性质 （一）原子结构 1、能层和能级 （1）能层和能级的划分 ①在同一个原子中，离核越近能层能量越低。 ②同一个能层的电子，能量也可能不同，还可以把它们分成能级s、p、d、f，能量由低到高依次为s、p、d、f。 ③任一能层，能级数等于能层序数。 ④s、p、d、f……可容纳的电子数依次是1、3、5、7……的两倍。 ⑤能层不同能级相同，所容纳的最多电子数相同。 （2）能层、能级、原子轨道之间的关系 每能层所容纳的最多电子数是：2n2（n：能层的序数）。 2、构造原理 （1）构造原理是电子排入轨道的顺序，构造原理揭示了原子核外电子的能级分布。 （2）构造原理是书写基态原子电子排布式的依据，也是绘制基态原子轨道表示式的主要依据之一。

（3）不同能层的能级有交错现象，如E（3d）＞E（4s）、E（4d）＞E（5s）、E（5d）＞E（6s）、E（6d）＞E（7s）、E（4f）＞E（5p）、E（4f）＞E（6s）等。原子轨道的能量关系是：ns＜（n-2）f ＜（n-1）d ＜np （4）能级组序数对应着元素周期表的周期序数，能级组原子轨道所容纳电子数目对应着每个周期的元素数目。 根据构造原理，在多电子原子的电子排布中：各能层最多容纳的电子数为2n2 ；最外层不超过8个电子；次外层不超过18个电子；倒数第三层不超过32个电子。 （5）基态和激发态 ①基态：最低能量状态。处于最低能量状态的原子称为基态原子。 ②激发态：较高能量状态（相对基态而言）。基态原子的电子吸收能量后，电子跃迁至较高能级时的状态。处于激发态的原子称为激发态原子。 ③原子光谱：不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收（基态→激发态）和放出（激发态→较低激发态或基态）不同的能量（主要是光能），产生不同的光谱——原子光谱（吸收光谱和发射光谱）。利用光谱分析可以发现新元素或利用特征谱线鉴定元素。 3、电子云与原子轨道 （1）电子云：电子在核外空间做高速运动，没有确定的轨道。因此，人们用“电子云”模型来描述核外电子的运动。“电子云”描述了电子在原子核外出现的概率密度分布，是核外电子运动状态的形象化描述。 （2）原子轨道：不同能级上的电子出现概率约为90%的电子云空间轮廓图称为原子轨道。s电子的原子轨道呈球形对称，ns能级各有1个原子轨道；p电子的原子轨道呈纺锤形，n p能级各有3个原子轨道，相互垂直（用p x、p y、p z表示）；n d能级各有5个原子轨道；n f能级各有7个原子轨道。 4、核外电子排布规律 （1）能量最低原理：在基态原子里，电子优先排布在能量最低的能级里，然后排布在能量逐渐升高的能级里。 （2）泡利原理：1个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且自旋方向相反。 （3）洪特规则：电子排布在同一能级的各个轨道时，优先占据不同的轨道，且自旋方向相同。 （4）洪特规则的特例：电子排布在p、d、f等能级时，当其处于全空、半充满或全充满时，即p0、d0、f0、p3、d5、f7、p6、d10、f14，整个原子的能量最低，最稳定。 能量最低原理表述的是“整个原子处于能量最低状态”，而不是说电子填充到能量最低的轨道中去，泡利原理和洪特规则都使“整个原子处于能量最低状态”。 电子数 （5）（n-1）d能级上电子数等于10时，副族元素的族序数=n s能级电子数 （二）元素周期表和元素周期律 1、元素周期表的结构 元素在周期表中的位置由原子结构决定：原子核外的能层数决定元素所在的周期，原子的价电子总数决定元素所在的族。 （1）原子的电子层构型和周期的划分 周期是指能层（电子层）相同，按照最高能级组电子数依次增多的顺序排列的一行元素。即元素周期表中的一个横行为一个周期，周期表共有七个周期。同周期元素从左到右（除稀有气体外），元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。 （2）原子的电子构型和族的划分 族是指价电子数相同（外围电子排布相同），按照电子层数依次增加的顺序排列的一列元素。即元素周期表中的一个列为一个族（第Ⅷ族除外）。共有十八个列，十六个族。同主族周期元素从上到下，元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。 （3）原子的电子构型和元素的分区 按电子排布可把周期表里的元素划分成5个区，分别为s区、p区、d区、f区和ds区，除ds区外，区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级的符号。 2、元素周期律

高中化学选修3--高考全国卷

1．[2015全国卷1](15分) 碳及其化合物广泛存在于自然界中。回答下列问题： (1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用——形象化描述。在基态 14C原子中，核外存在______对自旋相反的电子； (2)碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是——。 (3)CS2分子中，共价键的类型有——、C原子的杂化轨道类型是——，写出两个与CS2具有相 同空间构型和键合形式的分子或离子——。 (4)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物的熔点为253 K，沸点为376 K，其固体属于—晶体。 (5)碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示： ①在石墨烯晶体中，每个C原子连接——个六元环，每个六元环占有——个C原子。 ②在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环也为六元环，每个C原子连接——个六元环，六 元环中最多有——个C原子在同一平面。 2．[2015全国卷Ⅱ](15分） A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元索，A2-和B+具有相同的电子构型；C、D为同周 期元索，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题： （1)四种元素中电负性最大的是(填元素符号），其中C原子的核外电子排布式为__________。 （2）单质A有两种同素异形体，其中沸点高的是(填分子式)，原因是；A和B的 氢化物所属的晶体类型分别为和。 （3）C和D反应可生成组成比为1：3的化合物E，E的立体构型为，中心原子的杂化轨 道类型为。 （4）化合物D2A的立体构型为，中心原子的价层电子对数为，单质D与湿润的Na2CO3 反应可制备D2A，其化学方程式为。 （5）A和B能够形成化合物F，其晶胞结构如图所示，晶胞参数，a＝0.566nm，F 的化学式为： 晶胞中A 原子的配位数为；列式计算晶体F的密度(g.cm-3) 。 3．【2014全国卷1】(15 分) 早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由Al、Cu、Fe 三种金属元素组成。回答下列问题： (1)准晶是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过方法区分 晶体、准晶体和非晶体。 (2)基态Fe 原子有个未成对电子，Fe3+的电子排布式为 。可用硫氰 化钾检验Fe3+，形成的配合物的颜色为 (3)新制备的Cu(OH)2 可将乙醛(CH3CHO)氧化为乙酸，而自身还原成Cu2O，乙醛中碳原子 的杂化轨道类型为，1mol 乙醛分子中含有的键的数目为。乙酸的沸点 明显高于乙醛，其主要原因是。 Cu2O 为半导体材料，在其立方晶胞内部有4 个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞 中有个铜原子。 (4)Al 单质为面心立方晶体，其晶胞参数a＝0.405nm，晶胞中铝原子的配位数为。 列式表示Al 单质的密度g·cm－3(不必计算出结果) 4、[2014全国卷Ⅱ]周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大。A的核外电子 总数与其周期数相同，b的价电子层中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的 3倍，d与c同族；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。回答下列问题： （1）b、c、d中第一电离能最大的是（填元素符号），e的价层电子轨道示意图 为。 （2）a和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子的中心原子的杂化方式 为；分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物是 （填化学式，写出两种）。 （3）这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是；酸根 呈三角锥结构的酸是。（填化学式） （4）e和c形成的一种离子化合物的晶体结构如图1，则e离子的电荷为。 （5）这5种元素形成的一种1:1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构；阳离子y轴向狭长的八 面体结构（如图2所示）。 图1 图2 该化合物中阴离子为，阳离子中存在的化学键类型有；该化合物加热时 首先失去的组分是，判断理由 是。

最新高中化学选修5全册教案

…………………………………………………………最新精品资料推荐…………………………………………………… 选修5《有机化学基础》教案 第一章认识有机化合物 【课时安排】共13课时 第一节：1课时 第二节：3课时 第三节：2课时 第四节：4课时 复习：1课时 测验：1课时 讲评：1课时 第一节有机化合物的分类 【教学重点】 了解有机化合物的分类方法，认识一些重要的官能团。 【教学难点】 分类思想在科学研究中的重要意义。 【教学过程设计】 【思考与交流】 1．什么叫有机化合物？ 2．怎样区分的机物和无机物？ 有机物的定义：含碳化合物。CO、CO2、H2CO3及其盐、氢氰酸（HCN）及其盐、硫氰酸（HSCN）、氰酸（HCNO）及其盐、金属碳化物等除外。 有机物的特性：容易燃烧；容易碳化；受热易分解；化学反应慢、复杂；一般难溶于水。 从化学的角度来看又怎样区分的机物和无机物呢？ 组成元素：C 、H、O N、P、S、卤素等 有机物种类繁多。（2000多万种） 一、按碳的骨架分类： 有机化合物链状化合物脂肪 环状化合物脂环化合物化合物 芳香化合物 1．链状化合物这类化合物分子中的碳原子相互连接成链状。（因其最初是在脂肪中发现的，所以又叫脂肪族化合物。）如： CH3CH2CH2CH3CH3CH2CH2CH2OH 正丁烷正丁醇 2．环状化合物这类化合物分子中含有由碳原子组成的环状结构。它又可分为两类： （1）脂环化合物：是一类性质和脂肪族化合物相似的碳环化合物。如： OH

环戊烷环己醇 （2）芳香化合物：是分子中含有苯环的化合物。如： 苯萘 二、按官能团分类： 什么叫官能团？什么叫烃的衍生物？ 官能团：是指决定化合物化学特性的原子或原子团． 常见的官能团有：P.5表1-1 烃的衍生物：是指烃分子里的氢原子被其他原子或原子团取代所生成的一系列新的有机化合物。 可以分为以下12种类型： 练习： 1．下列有机物中属于芳香化合物的是（） 2．〖归纳〗芳香族化合物、芳香烃、苯的同系物三者之间的关系： 〖变形练习〗下列有机物中（1）属于芳香化合物的是_______________，（2）属于芳香烃的是________， ?芳香化合物是分子中含有苯环的有机化合物，芳香烃是分子中含有苯环的烃，苯的同系物是分子中含有苯环并与苯相差若干个CH2的有机物。苯及苯的同系物属于芳香烃，芳香烃属于芳香族化合物。烃是化学家发明的字，就是用“碳”的声母加上“氢”的韵母合成一个字，用“碳”和“氢”两个字的内部结构组成字型，烃类是所有有机化合物的母体，可以说所有有机化合物都不过是用其他原子取代烃中某些原子的结果。 （3）属于苯的同系物的是______________。 NO2CH3CH 2 —CH3 OH CH = CH2 CH3 CH3 CH3

化学选修3期末测试卷A(含答案)

绝密★启用前 化学选修3期末测试卷A（含答案） 题号一二三四五总分 得分 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 第I卷（选择题） 请修改第I卷的文字说明 评卷人得分 一、单项选择 1. 下列说法正确的是（） A．一个水分子与其他水分子间只能形成2个氢键 B．含氢键的分子熔、沸点一定升高 C．分子间作用力包括氢键和范德华力 D．当H2O由液体变为气体时只破坏了氢键 2. 下列各组物质中，按熔点由低到高的顺序排列正确的是（） ①O2、I2、Hg②CO、KCl、SiO2③Na、K、Rb④Na、Mg、Al A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 3. 下列有关石墨晶体的说法正确的是（） A．由于石墨晶体导电，所以它是金属晶体 B．由于石墨的熔点很高，所以它是原子晶体 C．由于石墨质软，所以它是分子晶体 D．石墨晶体是一种混合晶体 4. 已知某元素＋3价离子的电子排布为：1s22s22p63s23p63d5，该元素在周期表中的位置正确的是（）A．第三周期Ⅷ族，p区B．第三周期ⅤB族，ds区 C．第四周期Ⅷ族，d区D．第四周期ⅤB族，f区 5. NH3分子空间构型是三角锥形，而CH4是正四面体形，这是因为（） A．两种分子的中心原子杂化轨道类型不同，NH3为sp2杂化，而CH4是sp3杂化 B．NH3分子中N原子形成3个杂化轨道，CH4分子中C原子形成4个杂化轨道 C．NH3分子中有一对未成键的孤对电子，它对成键电子的排斥作用较强D．NH3分子中有3个σ键，而CH4分子中有4个σ键 6. 下列不属于影响离子晶体结构的因素的是（） A．晶体中阴、阳离子的半径比 B．离子晶体的晶格能 C．晶体中阴、阳离子的电荷比 D．离子键的纯粹程度 7. 下面关于SiO2晶体网状结构的叙述正确的是（） A．存在四面体结构单元，O处于中心，Si处于4个顶角 B．最小的环上，有3个Si原子和3个O原子 C．最小的环上，Si和O原子数之比为1∶2 D．最小的环上，有6个Si原子和6个O原子 8. 下列各组晶体中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是（） ①SiO2和SO3②晶体硼和HCl③CO2和SO2④晶体硅和金刚石⑤晶体氖和晶体氮⑥硫黄和碘A．①②③B．④⑤⑥ C．③④⑥D．①③⑤ 9. 下列分子中键角最大的是（） A．CH4 B．NH3 C．H2O D．CO2 10. 下列性质的递变中，不正确的是（） A.O、S、Na的原子半径依次增大 B.LiOH、KOH、CsOH的碱性依次增强 C. NH3、PH3、AsH3的熔点依次增强 D.HCl、HBr、HI的还原性依次增强 11. 下列说法正确的是（） A．用乙醇或CCl4可提取碘水中的碘单质 B．NaCl和SiC熔化时，克服粒子间作用力的类型相同 C．24Mg32S晶体中电子总数与中子总数之比为1∶1 D．H2S和SiF4分子中各原子最外层都满足8电子结构 12. 相邻两周期的两个同主族元素，其质子数相差的数目不可能为（） A. 2 B. 8 C. 18 D.16 13. 下列说法中，正确的是( ) A. 乙醇分子中含有6个极性键 B．乙烯分子中不含非极性键 C．电子云表示电子在核外单位体积的空间出现的机会多少 D．苯分子是单键和双键交替的结构 14. 已知X、Y、Z三种元素组成的化合物是离子晶体，其晶胞如图所示，则下面表示该化合物的化学式正确的是（）

高中化学选修三教案

高中化学选修三教案 【篇一：高中化学选修3全册学案】 高中化学选修3全册学案 第一章化学反应与能量 知识要点： 一、焓变（△h）反应热 在一定条件下，某一化学反应是吸热反应还是放热反应，由生成物与反应物的焓差值即焓变（△h）决定。在恒压条件下，反应的热效应等于焓变。 放热反应△0 吸热反应△h 0 焓变（△h）单位：kj/mol 二、热化学方程式 定义：能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。 书写时应注意： 1．指明反应时的温度和压强（对于25℃、101kpa时进行的反应，可以不注明）。 2．所有反应物和产物都用括号注明它们在反应时的状态。 3．各物质前的系数指实际参加反应的物质的量，可以是整数也可以是分数。 4．△h单位kj/mol中每摩尔指的是每摩尔反应体系，非每摩尔某物质，其大小与反应物的物质的量成正比。 5．对于可逆反应中的△h指的是正向完全进行时的焓变。 三、燃烧热 定义：25℃、101kpa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定化合物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。 单位：kj/mol 注意点：1．测定条件：25℃、101kpa，非标况。 2．量：纯物质1mol 3．最终生成稳定的化合物。如c→co2，h→h2o（l） 书写燃烧热化学方程式应以燃烧1mol纯物质为标准来配平其余物质的化学计量数。 四、中和热

定义：在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1mol h2o时所释放的热量称为中和热。 强酸与强碱反应生成可溶性盐的热化学方程式为： h+（aq）+ oh- (aq) == h2o(l) △h= -57.3kj/mol 实验：中和热的测定见课本第4～5页 思考：1.环形玻璃棒的作用 2.烧杯间填满碎泡沫塑料的作用 第1页 3.大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值“偏大”、“偏小”或“无影响”） 五、化学反应热的计算 盖斯定律：不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。即化 学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应途径无关。 假设反应体系的始态为s，终态为l，若s→l，△h﹤0；则l→s，△h﹥0。 练习题： 一、选择题 1．下列说法正确的是（） a．吸热反应不加热就不会发生 b．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 c．反应是放热还是吸热必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小 d．放热的反应在常温下一定很容易发生 2．下列说法错误的是（） a．热化学方程式各物质前的化学计量数不表示分子个数只代表物质的量 也不相同 d．化学反应过程所吸收或放出的热量与参加反应的物质的物质的量成正比 a．金刚石比石墨稳定 c．石墨比金刚石稳定 b．一样稳定 d．无法判断 4．下列变化属于吸热反应的是①液态水汽化②将胆矾加热变为白色粉末．．

人教版高中化学选修三《原子结构》教学案

原子结构 一、教学目标 1. 了解电子云和原子轨道的含义。 2. 知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理 二、教学重难点 1. 原子轨道的含义 2. 泡利原理和洪特规则 三、教学方法 以科学探究、思考与交流等方式，探究泡利原则、洪特规则以及原子结构之间的关系，充分认识结构决定性质的化学基础 四、教具准备 多媒体 【教学过程】 【导入】 复习构造原理

Cr 1s22s22p63s23p63d54s1 【引入】电子在核外空间运动，能否用宏观的牛顿运动定律来描述呢？ 五、电子云和原子轨道： 1. 电子云 宏观物体的运动特征： 可以准确地测出它们在某一时刻所处的位置及运行的速度；可以描画它们的运动轨迹。 微观物体的运动特征：核外电子质量小，运动空间小，运动速率大。无确定的轨道，无法描述其运动轨迹。无法计算电子在某一刻所在的位置，只能指出其在核外空间某处出现的机会多少。 【讲述】电子运动的特点： ①质量极小②运动空间极小③极高速运动。因此，电子运动来能用牛顿运动定律来描述，只能用统计的观点来描述。我们不可能像描述宏观运动物体那样，确定一定状态的核外电子在某个时刻处于原子核外空间如何，而只能确定它在原子核外各处出现的概率。

概率分布图看起来像一片云雾，因而被形象地称作电子云。常把电子出现的概率约为90%的空间圈出来，人们把这种电子云轮廓图成为原子轨道。 2. 原子轨道 【讲述】S的原子轨道是球形的，能层序数越大，原子轨道的半径越大。 P的原子轨道是纺锤形的，每个P能级有3个轨道，它们互相垂直，分别以P x、P y、P z为符号。P原子轨道的平均半径也随能层序数增大而增大。 【讲述】s电子的原子轨道都是球形的(原子核位于球心)，能层序数越大，原子轨道的半径越大。这是由于1s，2s，3s……电子的能量依次增高，电子在离核 更远的区域出现的概率逐渐增大，电子云越来越向更大的空间扩展。这是不难理解的，打个比喻，神州五号必须依靠推动(提供能量)才能克服地球引力上天，2s 电子比1s电子能量高，克服原子核的吸引在离核更远的空间出现的概率就比1s 大，因而2s电子云必然比1s电子云更扩散。 3.轨道表示式 （1）表示:用一个小方框表示一个原子轨道，在方框中用“↑”或“↓”表示该轨道上排入的电子的式子。

高中化学选修3：物质结构与性质-知识点总结

选修三物质结构与性质总结 一.原子结构与性质. 1、认识原子核外电子运动状态，了解电子云、电子层（能层）、原子轨道（能级）的含义. 电子云：用小黑点的疏密来描述电子在原子核外空间出现的机会大小所得的图形叫电子云图.离核越近，电子出现的机会大，电子云密度越大；离核越远，电子出现的机会小，电子云密度 越小. 电子层（能层）：根据电子的能量差异和主要运动区域的不同，核外电子分别处于不同的电子 层.原子由里向 外对应的电子层符号分别为K、L、M、N、O、P、Q. 原子轨道（能级即亚层）：处于同一电子层的原子核外电子，也可以在不同类型的原子轨道上运动，分别用 s、p、d、f表示不同形状的轨道，s轨道呈球形、p轨道呈纺锤形，d轨道和f 轨道较复杂.各轨道的伸展方向个数依次为1、3、5、7. 2.(构造原理） 了解多电子原子中核外电子分层排布遵循的原理，能用电子排布式表示1～36号元素原子核外电子的排布. (1).原子核外电子的运动特征可以用电子层、原子轨道(亚层)和自旋方向来进行描述 .在含有多个核外电子的原子中，不存在运动状态完全相同的两个电子. (2).原子核外电子排布原理. ①.能量最低原理:电子先占据能量低的轨道，再依次进入能量高的轨道. ②.泡利不相容原理:每个轨道最多容纳两个自旋状态不同的电子. ③.洪特规则:在能量相同的轨道上排布时，电子尽可能分占不同的轨道，且自旋状态相同. 洪特规则的特例:在等价轨道的全充满（p6、d10、f14）、半充满（p3、d5、f7）、全空时(p0、d0、f0)的状态，具 有较低的能量和较大的稳定性.如24Cr[Ar]3d54s1、29Cu[Ar]3d104s1. (3).掌握能级交错1-36号元素的核外电子排布式. ns<(n-2)f<(n-1)d

人教版高中化学选修4全册教案设计

新人教版化学选修（4）全册教案 绪言 一学习目标：1学习化学原理的目的 2：化学反应原理所研究的范围 3：有效碰撞、活化分子、活化能、催化剂二学习过程 1：学习化学反应原理的目的 1）化学研究的核心问题是：化学反应2）化学中最具有创造性的工作是：设计和创造新的分子3）如何实现这个过程？ 通常是利用已发现的原理来进行设计并实现这个过程，所以我们必须对什么要清楚才能做 到，对化学反应的原理的理解要清楚，我们才能知道化学反应是怎样发生的，为什么有的反应快、有的反应慢，它遵循怎样的规律，如何控制化学反应才能为人所用！这就是学习化学反应原理的目的。 2：化学反应原理所研究的范围是1）化学反应与能量的问题2）化学反应的速率、方向及限度的问题3）水溶液中的离子反应的问题4）电化学的基础知识3：基本概念 1）什么是有效碰撞？引起分子间的化学反应的碰撞是有效碰撞，分子间的碰撞是发生化学反应的必要条件，有效碰撞是发生化学反应的充分条件，某一化学反应的速率大小与，单位时间内有效碰撞的次数有关2）什么是活化分子？具有较高能量，能够发生有 效碰撞的分子是活化分子，发生有效碰撞的分子一定是活化分子，但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞。有效碰撞次数的多少与单位体积内反应物中活化分子的多少有关。3）什么是活化能？活化分子高出反应物分子平均能量的部分是活化能，如图 活化分子的多少与该反应的活化能的大小有关，活化能的大小是由反应物分子的性质决定，（内因）活化能越小则一般分子成为活化分子越容易，则活化分子越多，则单位时间内有效碰撞越多，则反应速率越快。4）什么是催化剂？催化剂是能改变化学反应的速率，但反应前后本身性质和质量都不改变的物质，催化剂作用:可以降低化学反应所需的活化能,也就等于提高了活化分子的百分数,从而提高了有效碰撞的频率.反应速率大幅提高. 5）归纳总结：一个反应要发生一般要经历哪些过程？