人教版高中化学选修二课件
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【高中化学】原子结构(泡利原理、洪特规则、能量最低原理)课件 高二化学人教版(2019)选择性必修2
选修二
第一章 原子结构与性质 第一节 原子结构
第4课时 泡利原理、洪特规则、 能量最低原理
原子结构
核外电子的运动状态
能层
能级
原子轨道 1.原子轨道内的电子运动 状态是怎样的呢？
微观辨析
核外电子的排布规律 2n2，
2.原子轨道内的电子排布 规律是怎样的呢？
模型建构
核外电子排布表示方法 原子结构示意图 电子排布式
一、泡利原理
电子自旋 电子除空间运动状态外，还有一种状态叫自旋。电子自旋 在空间有顺时针和逆时针两种取向，简称自旋相反。
核外电子在原子轨道中的排布规律I——泡利原理 在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，它们自旋相反。
补充说明
➢ 电子的运动状态由能层、能级、原子轨道和自旋状态四个 方面共同决定；电子能量与能层、能级有关，电子运动的 空间范围与原子轨道有关，电子自身的运动状态就是自旋
相对稳定的状态 全空：p0、d0、f0
半充满：p3、d5、f7
三. 能量最低原理
核外电子在原子轨道中的排布规律Ⅲ——能量最低原理 在构建基态原子时，电子将尽可能地占据能量最低的原子轨道，使原子的整体 能量最低。
补①充说相明邻能级能量相差很大时，电子填入能量较低的能级可使原子
能量最低。如所有主族元素的基态原子。
3.原子轨道内的电子排布 如何表征？
宏观表征
资料卡片-电子自旋
钠原子光谱实验
斯特恩-盖拉赫实验
只有1个最外层电子的碱金属原子光谱会在光谱里呈 现双线
只有1个最外层电子的银原子在外加电 场里加速飞行通过一个不对称磁场时会
分成两束
提出猜想 ：轨道中的单电子可能存在两种不同的运动状态
1925年：“电子自旋”概念的提出
第一章 原子结构与性质 第一节 原子结构
第4课时 泡利原理、洪特规则、 能量最低原理
原子结构
核外电子的运动状态
能层
能级
原子轨道 1.原子轨道内的电子运动 状态是怎样的呢？
微观辨析
核外电子的排布规律 2n2，
2.原子轨道内的电子排布 规律是怎样的呢？
模型建构
核外电子排布表示方法 原子结构示意图 电子排布式
一、泡利原理
电子自旋 电子除空间运动状态外，还有一种状态叫自旋。电子自旋 在空间有顺时针和逆时针两种取向，简称自旋相反。
核外电子在原子轨道中的排布规律I——泡利原理 在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，它们自旋相反。
补充说明
➢ 电子的运动状态由能层、能级、原子轨道和自旋状态四个 方面共同决定；电子能量与能层、能级有关，电子运动的 空间范围与原子轨道有关，电子自身的运动状态就是自旋
相对稳定的状态 全空：p0、d0、f0
半充满：p3、d5、f7
三. 能量最低原理
核外电子在原子轨道中的排布规律Ⅲ——能量最低原理 在构建基态原子时，电子将尽可能地占据能量最低的原子轨道，使原子的整体 能量最低。
补①充说相明邻能级能量相差很大时，电子填入能量较低的能级可使原子
能量最低。如所有主族元素的基态原子。
3.原子轨道内的电子排布 如何表征？
宏观表征
资料卡片-电子自旋
钠原子光谱实验
斯特恩-盖拉赫实验
只有1个最外层电子的碱金属原子光谱会在光谱里呈 现双线
只有1个最外层电子的银原子在外加电 场里加速飞行通过一个不对称磁场时会
分成两束
提出猜想 ：轨道中的单电子可能存在两种不同的运动状态
1925年：“电子自旋”概念的提出
《化学平衡常数及计算》人教版高二化学选修PPT精品课件
确的是( D)
A．K＝n2（NH3）·n（CO2）(n（H2O）)
B．K＝n（H2O）(n2（NH3）·n（CO2）)
C．K＝c2（NH3）·c（CO2）(c[CO（NH2）2]·c（H2O）)
D．K＝c2（NH3）·c（CO2）(c（H2O）)
课堂练习
3.高温下，某反应达平衡，平衡常数 K＝[c(CO)·c(H2O)]/[c(CO2)·c(H2)]。恒容时，温度升高，H2浓度减小。下列说
加快 反应速率 有利于平衡向 正反应方向 移动
采用较高温
加快反应速率 同时提高催化剂的活性
将氨液化并及时分离
有利于平衡向 正反应方向 移动
化学平衡常数——化学平衡的特征
I2(g) + H2(g)
2HI(g)起始时浓度mol/L来自序 号698.6K
c0 (H2)
c0(I2)
c0 (HI)
1 0.01067 0.01196
2SO2(g)+O2
2SO3(g)
298K时K很大，但由于速度太慢，常温时，几乎不发生反应。
②平衡常数数值极小的反应，说明正反应在该条件下不可能进行，如:
N2+O2
2NO
K=10-30(298K)所以常温下用此反应固定氮气是不可能的。因此没有必要在该条件
下进行实验，以免浪费人力物力。或者改变条件使反应在新的条件下进行比较好一些。
QC > kc， 正 逆 未达平衡，逆向进行。
QC = kc, 正 逆 达平衡，平衡不移动。
QC < kc, 正 逆 未达平衡，正向进行。
一、化学平衡常数
（5）另外还有两点必须指出：
①平衡常数数值的大小，只能大致告诉我们一个可逆反应的正向反应所进行的最大
《热化学方程式》人教版高二化学选修PPT精品课件
一、热化学方程式：
【思考与交流】与化学方程式相：与化学方程式相比，热化学方程 式有哪些不同？正确书写热化学方程式应注意哪几点？
书写热化学方程式的注意事项：
1、需注明反应的温度和压强，如不注明条件，即指: 25℃ 1.01×105Pa；
2、化学方程的右边必须写上△H，并用“ ; ”隔开,△H：吸热用“+”，放热用“－”，单位是 kJ/mol或J/mol; 3、物质后需标聚集状态（s、l、g、aq）; 4、热化学方程式中化学计量数表示参加反应的各物质的物质的量，可为整数或分数; (普通化学方程式中化学计量数宏观上表示各物质的物质的量，微观上表示原子分子数目，只能
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)，△H1=-Q1kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)，△H2=-Q2kJ/mol
Q1﹥Q2
△H1 ＜△H2
比较Q1和Q2的大小、 △H1Fra bibliotek△H2的大小练：比较Q1、Q2的大小、△H1 、△H2的大小
S(g)+O2(g)==SO2(g) △H1=- Q1 kJ/mol S(s)+O2(g)==SO2(g) △H2=- Q2 kJ/mol
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人教版高中化学选修4（高二）
第一章 化学反应与能量
感谢各位的仔细聆听
MENTAL HEALTH COUNSELING PPT
第二课时 热化学方程式
下列关系中正确的是（ C ）
A.a＜c＜0
B.b＞d＞0
C.2a=b＜0
(新编)高中化学人教版选修2课件2.1.1天然水的净化
知识点1 知识点2
答案:(1)HCO3- + OH − CO32- + H2O
[或 Ca2++HCO3- + OH − 或 Ca2++2HCO3- + 2OH −
CaCO3↓+H2O CaCO3↓+CO32- + 2H2O 或 Mg2 +
+2OH − Mg(OH)2↓]
(2)③ Fe(OH)3
(3)除去钙离子 调节溶液 pH
知识点1 知识点2
答案:(1)O2 CO2(或N2) (2)明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁(填其中任何两种) 铝盐或铁盐在水中发生水解生成相应的氢氧化物胶体,它可吸附 水中悬浮物并破坏天然水中的其他带异电的胶体,使其聚沉,达到 净化水的目的 (3)水的净化是通过混凝剂(如明矾等)将水中的胶体及悬浮物除 去,而水的软化是使水中的Ca2+、Mg2+浓度减小 (4)10度 (5)740 1 484
答案:A
12345
2FeSO4·7H2O用作天然水净化混凝剂,要调到pH为9左右的主要原 因是( ) A.在碱性条件下促进Fe2+水解使其氧化成Fe3+ B.FeSO4·7H2O溶于水后显酸性 C.FeSO4·7H2O溶于水后显碱性 D.以上都不对 解析:pH为9左右,Fe2+水解成Fe(OH)2,Fe(OH)2易被氧化为Fe(OH)3。 答案:A
(4)杀菌消毒
(5)①
知识点1 知识点2
知识点 2
水的硬度的计算
【例题2】 水是一种重要的自然资源,是人类赖以生存不可缺少
的物质。水质优劣直接影响人体健康。请回答下列问题:
(1)天然水中溶解的气体主要有
人教版高中化学选修2习题课件：1.2 人工固氮技术——合成氨
-15-
课题2 人工固氮技术—— 目标导航 合成氨
Z Z 知识梳理 HISHISHULI
重难聚焦
HONGNANJUJIAO
D S 典例透析 IANLITOUXI
随堂演练
UITANGYANLIAN
知识点1 知识点2
合成氨适宜条件的分析 【例题1】 下列有关合成氨工业的叙述,可用勒夏特列原理来解 释的是( ) A.使用铁触媒,有利于合成氨 B.高压比常压条件更有利于合成氨的反应 C.500 ℃左右比室温更有利于合成氨的反应 D.合成氨时采用循环操作,可提高原料的利用率 解析：选项A中催化剂不能使平衡移动;选项B中加压可使合成 氨反应正向移动;选项C中高温不利于合成氨,只能加快反应速率, 另外,500 ℃左右铁触媒活性较高;选项D中,循环操作,不涉及平衡 移动问题。 答案：B
-17-
课题2 人工固氮技术—— 目标导航 合成氨
知识点1 知识点2
Z Z 知识梳理 HISHISHULI
重难聚焦
HONGNANJUJIAO
D S 典例透析 IANLITOUXI
随堂演练
UITANGYANLIAN
合成氨的基本生产过程 【例题2】 工业合成氨是在一定条件下进行的可逆反应:
N2(g)+3H2(g)
已知: 298 K时, Δ������ = −46.1 kJ·mol-1,ΔS=-99.5 J·K-1·mol-1。
ΔH-TΔS=-46.1 kJ·mol-1-298 K× (-99.5×10-3 kJ·K-1·mol-1)=-16.45 kJ·mol-1<0
常温下,合成氨反应能自发进行,所以合成氨的反应特点:①所有 的反应物和生成物都是气态,且该反应为可逆反应;②气体物质的 量减少的熵减反应;③该反应的正反应是放热反应。
高中化学2.1.2污水处理海水淡化课件新人教版选修2
学 法
沉淀法
对于含有重金属离子(Hg2+、Cu2+、Pb2+)的工业废 水,可以利用某些化学物质作为沉淀剂,与金属离子 反应生成沉淀而析出,从废水中分离。例如,对于含 有 Hg2+的废水,可以向其中加入 Na2S,使 Hg2+转化 为 HgS 沉淀而除去:Hg2++S2- HgS↓
第七页，共22页。
入
g FeSO4·7HC2rO2O。72-
第十页，共22页。
一二
知识(zhī shi思)精考要(sīkǎo)探典究题例解 迁移(qiānyí)应用
解析：(1)Cr2O72-有较强氧化性,FeSO4·7H2O 中 Fe2+有一定的还原 性,在酸性介质中发生氧化还原反应,Cr2O72-转化为 Cr3+,Fe2+转化为 Fe3+:
解析：由于海水中的盐类沸点都很高,电渗析时离子的移动是有自由 性的,所以蒸馏法比电渗析法获得的淡水纯度高。电渗析法所形成的 浓水又叫卤水,可从其中提取多种化工原料。
答案：B
第二十页，共22页。
一二
知识(zhī shi思)精考要(sīkǎo)典探题究例解 迁移(qiānyí)应用
磺化煤(代表式NaR)是一种钠型离子交换剂,它能使硬水中的Ca2+、
一二
知识(zhī shi)思精考要(sīkǎo)探典究题例解 迁移(qiānyí)应用
1.为什么用Na2S除去Hg2+的同时,也能将水中所含的Pb2+、Cu2+等重金 属离子除去?请写出有关的离子方程式。
答案：因为Pb2+、Cu2+也能与S2-反应生成难溶物质PbS、CuS,相关离
子方程式为:
人教版-高中化学选修物质的获取课题二物质的制备实验硫酸亚铁铵的制备 PPT演示PPT演示
(M=278)
(M=132) ·FeSO46H2O(M=392)
20 26.5
75.4
21.6
30 32.9
78.0
24.5
40 110.3
81
27.9
FeSO4 ·7H2O =8.0g
(NH4)2SO4 =3.8g
20mL的水 1mL3mol/L硫酸
人 教 版 - 高中 化学选 修物质 的获取 课题二 物质的 制备实 验硫酸 亚铁铵 的制备 P PT演 示PPT 演示（ 优秀课 件）
玻璃
人 教 版 - 高中 化学选 修物质 的获取 课题二 物质的 制备实 验硫酸 亚铁铵 的制备 P PT演 示PPT 演示（ 优秀课 件）
西北大学基础化学实验
人 教 版 - 高中 化学选 修物质 的获取 课题二 物质的 制备实 验硫酸 亚铁铵 的制备 P PT演 示PPT 演示（ 优秀课 件） 人 教 版 - 高中 化学选 修物质 的获取 课题二 物质的 制备实 验硫酸 亚铁铵 的制备 P PT演 示PPT 演示（ 优秀课 件）
西北大学基础化学实验
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试剂与器材
试剂：FeSO4·7H2O、(NH4)2SO4(s) 、
3mol·L-1 H2SO4、蒸馏水、无水乙醇
器材 ： 小烧杯、蒸发皿（10mL），天平、 棒、滤纸、酒精灯、铁架台（铁圈）
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小结
作业：完成学案
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分子结构与物质的性质高中化学人教版2019选修第二册公开课
分子间的作用力 氢键
2.观察下图，分析NH3、H2O、HF的沸点反常的原因。
NH3、H2O、HF的沸点反常的原因： 由于它们各自的分子间形成了氢键。
分子间的作用力 氢键
解释冰的密度比液态水的密度小的原因。
常温下液态水中除了含有简单H2O外，还含有通 过氢键联系在一起的缔合分子(H2O)2、 (H2O)3……(H2O)n等。一个水分子的氧原子与另一 个水分子的氢原子沿该氧原子的一个sp3杂化轨道 的方向形成氢键，因此当所有H2O全部缔合—— 结冰后，所有的H2O按一定的方向全部形成了氢 键，成为晶体，因此在冰的结构中形成许多空隙， 体积膨胀，密度减小。故冰的体积大于等质量的 水的体积，冰的密度小于水的密度。
分子间的作用力 氢键
解释接近水的沸点的水蒸气的相对分子质量测定值比按化学式H2O计算出来的 相对分子质量大一些的原因。
接近水的沸点的水蒸气中存在相当量的水分子因氢键而相互缔合形成所谓的 缔合分子。
分子间的作用力 氢键
解释氨气分子为什么极易溶于水原因。 NH3与H2O间能形成氢键，且都是极性分子，所以NH3极易溶于水。氨气，低级 醇、醛、酮等分子都与水分子形成氢键，均可溶于水。
物质结构决定性质。互为手性分子的物质组成、结 构几乎完全相同，所以其化学性质几乎完全相同。
分子间的作用力 分子手性
➢ 手性同分异构体(又称对映异构体、光学异构体)的两个分子互为镜像关系， 即分子形式的“左撇子和右撇子”。
➢ 构成生命体的有机物绝大多数为手性分子。两个手性分子的性质不同，且手 性有机物中必定含手性碳原子。
➢
分子间的作用力 范德华力
夏天经常见到许多壁虎在墙壁或天花板上爬却掉不下来，为什么？
分子间的作用力 范德华力
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吸水 强氧化
脱水
(一)硫酸工业生产的原理
思考:
1. 自然界中存在的含硫的物质有哪些?
2. 这些物质要经过哪些中间产物才能变成硫酸?
(一)硫酸工业生产的原理
以硫磺为原料: 第一步： S (s)+ O2 (g)
(造气)
高温
SO2(g)
催化剂
加热
第二步：2SO2 (g) + O2 (g) (催化氧化) 第三步： SO3(g)+ H2O(l)
2SO3(g)
H2SO4(l)
(吸收) 工业中通常用98%的硫酸溶液代替水来吸收SO3
98.3%H2SO4
SO2 O2 SO2 O2
SO2 O2
沸 腾 炉图片
接 触 室图片
生产中反应条件的控制 硫酸工业生产的三个适宜条件:
阅读P6表1-2,思考压强的增大,SO2的转化率_____
越高
思考:是否压强越高越好 ?
应选择压强:(2)常压
注意:工业生产中压强的选择 往往还要考虑成本和能量消耗等问题
生产中反应条件的控制
2SO2 (g) + O2 (g)
(1)低温(400~5000C) (2)常压 (3)适当过量的空气
2SO3 (g)
硫酸工业生产的三个适宜条件:
阅读P6表1-1,思考温度较____时,越有利于SO2转 低 化为SO3?
放电或高温
2NO
2NO + O2 = 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
雷雨发庄稼
氮的固定
将游离态氮转化为化合态氮的方法叫氮的固定．
人工固氮技术—合成氨
(一)工业合成氨的反应原理 N2(g) + 3H2(g)
思考:
加温高压
催化剂
2NH3 (g)(放热)
根据勒夏特列原理分析讨论合成氨 工业适宜的反应条件?
2SO3(g)
H2SO4(l)
(吸收) 工业中通常用98%的硫酸溶液代替水来吸收SO3
因此:工业上制硫酸主要分 _________个生产过程.
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
思考: 为什么不主张用黄铁矿(主要成分FeS2)作为原料生产硫酸?
(二)硫酸工业原料的选择
以FeS2为原料 高温 2Fe2O3 (s)+ 8SO2(g) 第一步： 4FeS2(S) +11 O2 (g) 第二步： 2SO2(g) + O2 (g) 第三步： SO3 (g) + H2O(l)
在沸腾炉旁设置“废热”锅炉，产 生蒸汽来发电；在接触室中设热交 换装置。据测算，生产1t硫酸约需消 耗100kW· h的电能，而相应量反应物 在生产过程中放出的反应热相当于 200kW· h的电能。
(1)确定化学反应原理 (2)选择原料 (3)选择设备和工艺流程 (4)三废处理(环境保护) (5)能源的利用(综合经济利益) (6)其它问题(如厂址，成本，反应条件等问题）
2SO2 (g) + O2 (g)
催化剂
2SO3 (g)
放热
思考:是否温度越低越有利于SO2 转化为SO3 ?
应选择温度:(1)低温(400~5000C)
注意:工业生产中反应温度的选择 往往还要考虑该温度下催化剂的活性.
生产中的三废处理
1. 如何处理尾气中的SO2?
工业：ＳＯ２
Ｃa（ＯＨ）２
ＣaＳＯ３
1. 工业上接触法制硫酸概括为“五个三” : 三种原料: 硫磺(或黄铁矿),空气,和水 三个反应: 三个生产过程: 造气,催化氧化,吸收 三个主要设备: 沸 腾 炉,接 触 室,吸收塔 硫酸工业生产的三个适宜条件:
(1)低温(400~5000C) (2)常压 (3)适当过量的空气
N2主要来源于空气 ____ (从空气中分离出N2有哪些方法?) 氢气主要来源于水和碳氢化合物 ____ C+H2O===CO+H2
CH4+H2O===3H2+CO
催化剂
CH4+2H2O===4H2+CO2
催化剂
(四)工业合成氨的四个生产过程:
想一想:制取原料气的过程中常混有 CO,CO 2 和 H 2S 的气体杂质有 __________
2. 硫酸生产中的废气及废液的处理方法.
实践活动
通过查阅资料、上网、参观访问等方 式进行调查，了解一些化工厂是如何 利用废热的。 研究课题：利津石油化工厂的废气可 否应用于利津凤凰热电厂的发电燃料？
1.在新疆与青海交界处有一山谷，人称魔鬼谷。每当 人畜进入后，经常电闪雷鸣，狂风暴雨，把人畜击毙。 然而谷内却是牧草茂盛，四季常青。请解释原因。 N2 + O2 ====
(二)工业合成氨的反应条件
1）浓度：使用过量的氮气。 2）温度：400～500℃； 3）高压:10MPa~30MPa； 4）催化剂(加快反应速率)：铁
N2(g) + 3H2(g)
高温高压
催化剂
2NH3 (g)(放热)
(三)工业合成氨的原料选择
思考: 工业合成氨时N2取自于什么物质?H2又来 源于哪里?
催化剂
加热
2SO3(g) H2SO4(l)
因此:硫酸生产中的三种原料:硫磺(或黄铁矿), 空气,和水
想一想:从生产硫酸的原理看,硫酸厂中的生 产设备最少应分几部分?
以硫磺为原料: 第一步： S (s)+ O2 (g)
(造气)
高温
SO2(g)
催化剂 加热
第二步：2SO2 (g) + O2 (g) (催化氧化) 第三步： SO3(g)+ H2O(l)
Ｈ２ＳＯ４
ＳＯ２（重新利用）
实验室： ＳＯ２＋２ＮaＯＨ＝Ｎa２ＳＯ３＋Ｈ２Ｏ
2. 如何处理废水中的酸性物质?
用石灰浆(Ca(OH)2或石灰石粉中和.
3. 如何利用废渣和生产过程中的产生的 大量热能?
废渣:分离后循环利用,剩下的作铺路用的 沥青或用于制砖
能量的充分利用
硫酸生产过程中的三个化学反应都是 放热反应，可以充分利用这些反应放 出的热能(工厂里把它们叫做“废热”) 以降低生产成本。
四个生产过程:
造气, 净化，合成，分离
(五)工业合成氨的工业流程:
(五)工业合成氨的工业流程:
1、用图式表示合成氨的流程：
第一单元
课题一
(2)
工业上如何制取硫酸?
(1)物理性质:硫酸是一种无色,难挥发,易溶于水的油状液体。 浓硫酸溶于水时会放出大量的热。因此,稀释硫酸时应该把 ______倒到______中,并_____. (2)化学性质: 水 ______性. 不断搅拌 浓硫酸具有酸性浓硫酸 ,______性,______性和