考点45石油  煤

1．复习重点

1．石油的分馏、裂化和裂解；

2．煤的干馏、气化和液化。

2．难点聚焦

一 石油的成分：

1、石油组成：碳、氢、硫、氧、氮等。

2、石油成分：各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混和物，一般石油不含烯烃。

二 石油的炼制：

开采出来的石油叫做原油。要经过一系列的加工处理后才能得到适合不同需要的各种成品，如汽油、柴油等。

原油含水盐类、含水多，在炼制时要浪费燃料，含水量盐多会腐蚀设备。所以，原油必须先经脱水、脱盐等处理过程才能进行炼制。

石油的炼制分为：石油的分馏、裂化、裂解三种方法。

石油的分馏与石油的蒸馏原理相同，实验5－23中：

①蒸馏烧瓶、冷凝管

②温度计水银球的位置：蒸馏烧瓶支管口齐平

③冷凝管的进、出口方向能否倒置？

1、石油的分馏

先复习随着烃分子里碳原子数增加，烃的沸点也相应升高的知识，然后启发学生如何能把石油组成里的低沸点烃和高沸点烃分离开。（答：给石油加热时，低沸点的烃先气化，经过冷却先分离出来。随着温度升高，较高沸点的烃再气化，经过冷凝也分离出来。）

向学生说明原油开始沸腾后温度仍逐渐升高。同时问学生为什么？这说明原油是混合物。

工业上如何实现分馏过程呢？主要设备是加热炉和分馏塔。

按P137图5-24前半部分介绍，要突出介绍分馏塔的作用。最后总结石油常压分馏产物：液化石油气、汽油、煤油、柴油、重油。

接着，提出重油所含的成分如何分离？升温？在高温下，高沸点的烃受热会分解，更严重的是还会出现炭化结焦、损坏设备，从而引出减压分馏的方法。

按课本P137图5-24的后半部分介绍减压分馏过程和产物：重柴油、润滑油、凡士林、石蜡、沥青。

2、石油的裂化：

（1）提出石油分馏只能得到25%左右的汽油、煤油和柴油等轻质液体燃料，产量不高。如何提高轻质燃料的产量，特别是提高汽油的产量？引出石油的裂化。什么叫裂化？

裂化――就是在一定条件下，把分子量大、沸点高的烃断裂为分子量小、沸点低的烃的过程。

裂化过程举例：

3、石油的裂解

裂解是深度裂化，裂解的目的是产乙烯。

三：煤的综合利用：

1、煤的分类和组成

煤是工业上获得芳香烃的一种重要来源。分类：

        煤

另外，煤中含少量的硫、磷、氢、氧、氮等元素以及无机矿物质（主要含Si、Al、Ca、Fe）。因此，煤是由有机物和无机物所组成的复杂的混和物。（煤不是炭）

2、煤的干馏

定义：把煤隔绝空气加强热使它分解的过程，叫做煤的干馏。（与石油的分馏比较）

煤高温干馏后的产物：

3.煤的气化和液化

（1）煤的气化

煤的气化原理是什么？其主要反应是什么？

［答］煤的气化是把煤中的有机物转化为可燃性气体的过程。

煤气化的主要反应是碳和水蒸气的反应：C(s)+H₂O(g) = CO(g)+H2(g)

3．例题精讲

【例1】丁烷裂解时可有两种方式断裂，生成两种烷烃和两种烯烃。如果丁烷裂解率为90%，又知裂解生成的两种烯烃的质量相等，那么裂解后所得到的混合气体中，分子量最小的气体占有的体积为分数为（ ）

A、19%　　　　 B、25%　　　　 C、36%　　　　　 D、40%

分析：丁烷的两种断裂方式为：C₄H₁₀CH₄+C₃H₆（丙烯）；C₄H₁₀C₂H₆+C₂H₄（乙烯）

设丁烷为1mol，则裂解的物质的量为0.9mol，反应后混合气体的总物质的量为0.9×2+0.1=1.9mol。其中分子量最小的烃为CH₄，求其物质的量是其关键。答案A

【例2】．C₈H₁₈经多步裂化，最后完全转化为C₄H₈、C₃H₆、C₂H₄、C₂H₆、CH₄五种气体的混合物。该混合物的平均相对分子质量可能是（    ）

（A）28     （B）30     （C）38      （D）40

【提示】

极端1：C₈H₁₈→C₄H₈+C₄H₁₀，C₄H₁₀→C₃H₆+ CH₄或C₄H₁₀→C₂H₄+C₂H₆时1mol C₈H₁₈生成3mol气体，则；

极端2：当生成C₄H₈极少（几乎为0）时，生成C₃H₆、C₂H₄、C₂H₆、CH₄接近4mol，则答案BC 

【例3】已知煤的近代结构模型如图所示：

（1）从煤的结构模型来看，煤是工业上获得___________烃的重要来源．

（2）我国大约70%的煤是直接用于燃烧的，从煤的结构模型来看，在提供热量的同时产生大量的___________等气体物质，造成严重的大气污染．

（3）“型煤”技术不仅可以减少87%的废气排放量，烟尘排放量也可减少80%，致癌物苯并［α］芘的排放量也减少，同时节煤20%～30%．“型煤”技术的原理是利用固硫剂在燃烧过程中生成稳定的硫酸盐．下列物质中适宜于做固硫剂的是___________．

A．氯化钙                   B．氧化钙                   C．硫酸钙                   D．氢氧化钙

（4）某“型煤”生产厂利用石灰石作固硫剂，试用化学方程式表示其“固硫”过程．

（5）除上述的“型煤”技术外，为了解决煤燃烧所造成的污染问题和提高煤的利用价值，煤资源的综合利用方法还有___________，___________，___________等．

解析：

（1）煤结构中含有较多的苯环，隔绝空气给煤加强热可以使它分解，从而获得芳香烃．

（2）煤结构中含有S和N，所以直接燃煤能产生SO₂和氮氧化物，污染环境．

（3）煤燃烧产生SO₂，固硫过程是使其生成稳定的硫酸盐，所以固硫剂可选用氧化钙或氢氧化钙．固硫反应为：SO₂+CaOCaSO₃  2CaSO₃+O₂2CaSO₄   

Ca(OH)₂+SO₂=CaSO₃+H₂O   2CaSO₃+O₂2CaSO₄

（4）若利用石灰石作固硫剂，则发生的反应可表示为：CaCO₃CaO+CO₂↑

       2CaO+2SO₂+O₂2CaSO₄

（5）此问正是本节选学主要内容之一：煤的干馏、气化和液化．

答案：（1）芳香（2）二氧化硫、氮氧化物　（3）BD

（4）CaCO₃CaO+CO₂↑    2CaO+2SO₂+O₂2CaSO₄

（5）煤的干馏　气化　液化

【例4】将图5－32所列仪器组装为一套实验室蒸馏石油的装置，并进行蒸馏，得到汽油和煤油．

图5－32

（1）图中A、B、C三种仪器的名称是___________．

（2）将以上仪器按（一）（六）顺序，用字母a，b，c…表示连接顺序：

e接（　　）（　　）接（　　）（　　）（　　）接（　　）（　　）接（　　）．

（3）A仪器中c口是___________，d口是___________（填“进水口”或“出水口”）

（4）蒸馏时，温度计水银球应在___________位置．

（5）在B中注入原油后，加几片碎瓷片的目的是____________________________．

（6）给B加热，收集到沸点60℃～150℃间的馏分是___________，收集到150℃～300℃间的馏分是___________．

解析：石油的分馏装置为：

答案：（1）A是冷凝管；B是蒸馏烧瓶；C是锥形瓶

（2）i　h　a　k　b　f　g　w

（3）进水口　出水口

（4）蒸馏烧瓶支管口

（5）防止暴沸

（6）汽油　煤油

4．实战演练

试题详情

考点43乙炔  炔烃

1．复习重点

1．乙炔的分子结构、化学性质、实验室制法；

2．炔烃的组成、结构、通式、通性。

2．难点聚焦

试题详情

考点42乙烯  烯烃（下）

试题详情

考点42乙烯  烯烃（上）

1．复习重点

1．乙烯的分子结构、化学性质、实验室制法及用途；

2．烯烃的组成、通式、通性。

2．难点聚焦

一、乙烯的结构和组成

根据乙烯分子的球棍模型写出乙烷分子的分子式，结构式和结构简式。

四个氢原子和两个碳原子的位置关系有何特点六个原子处于同一个平面上。

试题详情

考点41甲烷  烷烃

1．复习重点

1．甲烷的结构、化学性质；

2．烷烃的定义、命名、同系物、同分异构体及典型的取代反应。

2．难点聚焦

1.有机物：含碳化合物叫做有机化合物，简称有机物。

(除CO、CO₂、碳酸盐、碳化物、硫氰化物、氰化物等外)

它们虽然含碳，但性质和组成与无机物很相近，所以把它们看作为无机物。也就是说，有机物一定含碳元素，但含碳元素的物质不一定是有机物。而且有机物都是化合物，没有单质。

那么究竟哪些物质是有机物，哪些物质是无机物，有什么判断依据呢？我们可以通过有机物与无机物的主要区别加以判断。

2．有机物与无机物的主要区别

性质和反应

有机物

无机物

溶解性

多数不溶于水，易溶于有机溶剂，如油脂溶于汽油，煤油溶于苯。

多数溶于水，而不溶于有机溶剂，如食盐、明矾溶于水。

耐热性

多数不耐热；熔点较低，（400°C以下）。如淀粉、蔗糖、蛋白质、脂肪受热分解；C₂₀H₄₂熔点36.4°C,尿素132°C。

多数耐热难熔化；熔点一般很高。如食盐、明矾、氧化铜加热难熔，NaCl熔点801°C。

可燃性

多数可以燃烧，如棉花、汽油、天然气都可以燃烧。

多数不可以燃烧，如CaCO₃、MnCl₂不可以燃烧。

电离性

多数是非电解质，如酒精、乙醚、苯都是非电解质、溶液不电离、不导电。

多数是电解质，如盐酸、氢氧化钠、氯化镁的水溶液是强电解质。

化学反应

一般复杂，副反应多，较慢，如生成乙酸乙酯的酯化反应在常温下要16年才达到平衡。石油的形成更久

一般简单，副反应少，反应快，如氯化钠和硝酸银反应瞬间完成。

3.有机物的组成

C、H、O、N、S、P、卤素等元素。

构成有机物的元素只有少数几种，但有机物的种类确达三千多种？

几种元素能构几千万种有机物质？(学生自学后概括)

有机物种类之所以繁多主要有以下几个原因：

①碳原子最外电子层上有4个电子，可形成4个共价键；

②有机化合物中，碳原子不仅可以与其他原子成键，而且碳碳原子之间也可以成键；

③碳与碳原子之间结合方式多种多样，可形成单键、双键或叁键，可以形成链状化合物，也可形成环状化合物；(结构图5―1)

④相同组成的分子，结构可能多种多样。(举几个同分异构体)

在有机物中，有一类只含C、H两种元素的有机物。

4.烃：仅含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物，又叫烃

在烃中最简单的是甲烷，所以我们就先从甲烷开始学起。

  甲烷

试题详情

考点40电解原理及应用

1．复习重点

1．电解原理及其应用，放电顺序，电极反应式的书写及有关计算；

2．氯碱工业。

2．难点聚焦

试题详情

考点39原电池原理及应用

1．复习重点

1．原电池的电极名称及电极反应式，

2．对几种化学电源的电极反应式的认识和书写，

3．原电池原理的应用。

4．其中原电池原理及有关计算是高考的命题热点。

2．难点聚焦

[复习提问]氧化还原反应的特征是什么？

氧化还原反应的本质是什么？

（答）元素化合价发生升降

（答）电子的转移

复习旧知识，引入新知识。温故而知新

[多媒体展示]原电池在当今生产、生活和科技发展中广泛的用途

观看屏幕

从教材中吸取信息，重视教材、阅读教材，培养学生紧扣教材的思想

[讲述]尽管这些电池大小、用途、功效各有不同，但设计原理是相同的

提出课题

第四节  原电池原理及其应用

一、原电池原理

[设问]Mg条在空气中燃烧现象如何？过程中发生的能量变化有哪些？

（答）发出耀眼的强光，同时放出大量的热

（答）化学能转变为光能、化学能转变为热能

帮助学生树立能量转化观点

[讲述]这是一个氧化还原反应，Mg直接失电子给氧，设想如果把Mg失去的电子通过导线递给氧，在导线中不就有电流产生吗？该过程就是化学能转变成电能了。那么到底通过何种途径、何种装置来实现这种转变呢？

学生思考

提出设想，激发学生学习的兴趣和求知欲

原电池装置是将化学能转变为电能的装置

原电池装置就是帮助我们来实现这种转变的装置

[分组实验]

[1]锌粒放入稀硫酸中

[2]铜片放入稀硫酸中

[3]锌粒放在铜片上一起浸入稀硫酸中

[4]锌粒、铜片用导线连在灵敏电流计上

[5]用干电池证明[4]的正负极

动手实验

描述现象

分析讨论

现象解释

培养学生的动手能力、敏锐的观察力，提高学生分析、解决问题的能力，严密的逻辑推理能力

[多媒体动画模拟] 锌、铜原电池原理

学生观察、分析、填表

变微观现象为直观生动，便于学生掌握

[多媒体动画模拟]原电池组成实验装置的改变：

a、  溶液相同，电极变化：

b、  电极相同，溶液变化：

c、  断路：

思考：原电池装置构成必须具备哪些条件？

培养学生类比，归纳、总结的自主学习的能力

[板书]原电池组成条件：

（-）较活泼的金属

（a）电极

（+）较不活泼的金属或非金属

（b）电解质溶液

（c）闭合回路 

培养学生分析问题的能力

从以上讨论的原电池装置中我们来总结一下：原电池原理

 原电池原理：

电子

负极               正极

（导线）

流出电子           流入电子

发生氧化反应        发生还原反应

培养学生分析、归纳能力

[设问]那么电极上的反应如何写？书写时要注意什么？

[讲述]以Zn-Cu原电池为例

练电极反应式和电池总反应

强调注意点，作业规范化。

电极反应：（-）Zn-2e=Zn²⁺

（+）2H⁺+2e=H₂↑

电池总反应：Zn+2H⁺=H₂↑+Zn²⁺

练：Zn-Ag-CuSO₄

训练基本功，培养学生良好的学习习惯。

宏观上我们看到了两极上的变化，从微观上我们再来探讨一下

学生分析

透过现象看本质

[多媒体动画模拟]原电池中的微粒运动

 微粒流向：

外电路：

电子：负极  导线  正极

内电路：

离子：阳离子向正极移动

[小结] 原电池是一种负极流出电子，发生氧化反应，正极流入电子，发生还原反应，从而实现化学能转换为电能的装置。

总结本节课内容，起到突出重点，首尾呼应作用。

[投影练习]结合原电池条件，将Fe+Cu²⁺=C+Fe²⁺设计成一个原电池

学生分析、练习

巩固和应用，培养学生的知识迁移能力和发散能力

[作业] 1、课本P108（一）（1）（3）（三）1   2、练习册P113  18题

[家庭实验] 1、制作一水果电池

                2、拆开一节废旧干电池，观察其构造

培养学生动手能力和解决生活中实际问题的能力

[研究性学习课题]调查常用电池的种类，使用范围及电池中氧化剂和还原剂，了解回收废电池的意义和价值。

培养学生综合问题能力，使学生了解社会、关心生活，关注环境，增强主人翁意识。

板书设计

一、原电池原理

1、  定义：原电池装置是将化学能转变为电能的装置

2、  构成要素

       （-）较活泼的金属

（a）电极

（+）较不活泼的金属或非金属

（b）电解质溶液

（c）闭合回路        

3、原电池原理：             电子

负极                   正极

活泼的一极 （导线）     不活泼的一极

流出电子               流入电子

发生氧化反应          发生还原反应

（1）电极反应Zn-2e=Zn²⁺   2H⁺+2e=H₂↑

（2）电池总反应Zn+2H⁺=H₂↑+ Zn²⁺

（3）、微粒流向：外电路：电子：负极      导线      正极

内电路：离子：阳离子向正极移动

小结：原电池是一种负极流出电子，发生氧化反应，正极流入电子，发生还原反应，从而实现化学能转换为电能的装置。

3．例题精讲

1．确定金属活动性顺序

例1．（1993年上海高考化学题）有A、B、C、D四种金属，将A与B用导线联结起来，浸入电解质溶液中，B不易被腐蚀；将A、D分别投入到等浓度的盐酸中，D比A反应剧烈；将铜浸入B的盐溶液中无明显变化；将铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出。据此可推知它们的金属活动性由强到弱的顺序为 （  ）

A．D＞C＞A＞B   B．D＞A＞B＞C

C．D＞B＞A＞C   D．B＞A＞D＞C

    解析：根据原电池原理，较活泼金属作负极，较不活泼金属作正极，B不易被腐蚀，说明B为正极，金属活动性A＞B。另可比较出金属活动性D＞A，B＞C。故答案为B项。

2．比较反应速率

例2．（2000年北京春季高考化学题）100mL浓度为2 mol?L^-1的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是 （  ）

A．加入适量的6mol?L^-1的盐酸  

B．加入数滴氯化铜溶液

C．加入适量蒸馏水

D．加入适量的氯化钠溶液

解析：向溶液中再加入盐酸，H⁺的物质的量增加，生成H₂的总量也增加，A错。加入氯化铜后，锌置换出的少量铜附在锌片上，形成了原电池反应，反应速率加快，又锌是过量的，生成H₂的总量决定于盐酸的量，故B正确。向原溶液中加入水或氯化钠溶液都引起溶液中H⁺浓度的下降，反应速率变慢，故C、D都不正确。本题答案为B项。 

3．书写电极反应式、总反应式

例3．（2000年全国高考理综题）熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li₂CO₃和Na₂CO₃的熔融盐 混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO₂的混合气体为阴极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：

阳极反应式：2CO+2CO₃^2--4e^-== 4CO₂

阴极反应式：_________________，

电池总反应式：_______________。

解析：作为燃料电池，总的效果就是把燃料进行燃烧。本题中CO为还原剂，空气中O₂为氧化剂，电池总反应式为：2CO+O₂==2CO₂。用总反应式减去电池负极（即题目指的阳极）反应式，就可得到电池正极（即题目指的阴极）反应式：O₂+2CO₂+4e^-== 2CO₃^2- 。

4．分析电极反应

例4．（1999年全国高考化学题）氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生污染的铜镍电池。氢镍电池的总反应式是：

(1/2)H₂+NiO(OH)      Ni(OH)₂

根据此反应式判断下列叙述中正确的是（  ）

A．电池放电时，电池负极周围溶液的pH不断增大  　

B．电池放电时，镍元素被氧化

C．电池充电时，氢元素被还原　　　　　　　　　

D．电池放电时，H₂是负极

解析：电池的充、放电互为相反的过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。根据氢镍电池放电时的总反应式可知，电解质溶液只能是强碱性溶液，不能是强酸性溶液，因为在强酸性溶液中NiO(OH)和Ni(OH)₂都会溶解。这样可写出负极反应式：H₂+2OH^--2e^- == 2H₂O，H₂为负极，附近的pH应下降。放电时镍元素由+3价变为+2价，被还原，充电时氢元素由+1价变为0价，被还原。故答案为C、D项。

例5．（2000年全国高考理综题）钢铁

发生电化学腐蚀时,负极发生的反应（ ）

A．2H⁺+2e^-==H₂           B．2H₂O+O₂+4e^-== 4OH^-

C．Fe-2e^-==Fe²⁺          D．4OH^-+4e^-==2H₂O+O₂

解析：钢铁在潮湿的空气中发生电化学腐蚀时，负极为铁，正极为碳，电解质溶液为溶有O₂或CO₂等气体的水膜。当水膜呈弱酸性或中性时发生吸氧腐蚀，负极反应为：Fe-2e^-==Fe²⁺，正极反应为：2H₂O+O₂+4e^-== 4OH^-；当水膜呈酸性时发生析氢腐蚀，负极反应为：Fe-2e^-==Fe²⁺，正极反应为：2H⁺+2e^-==H₂。钢铁的电化学腐蚀以吸氧腐蚀为主。故答案为C项。

5．判断原电池的电极

例6．（2001年广东高考化学题）镍镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充放电反应按下式进行：

由此可知，该电池放电时的负极材料是（  ）

A．Cd(OH)₂    B．Ni(OH)₂  

C．Cd         D．NiO(OH)

解析：此电池放电时为原电池反应，所列反应由右向左进行，Cd元素由0价变为+2价，失去电子，被氧化，故Cd是电池的负极反应材料。本题答案为C项。

例7．（2001年上海高考化学题）铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中，锌片是（  ）

A．阴极  B．正极  C．阳极  D．负极

解析：铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中形成了原电池，由于金属活动性Zn＞Cu，故Zn为负极。答案为D项。

6．原电池原理的综合应用

例8．（2004年天津高考理综题）下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是 (  )

A．a电极是负极

B．b电极的电极反应为：4OH^--4e^-== 2H₂O+O₂↑

C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源

D．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置

解析：分析氢氧燃料电池原理示意图，可知a极为负极，其电极反应为：2H₂-4e^-==4H⁺，b极为正极，其电极反应为：O₂+2H₂O+4e^-==4OH^-，电池总反应式为：2H₂+O₂==2H₂O。H₂为还原剂，O₂为氧化剂，H₂、O₂不需全部储藏在电池内。故答案为B项。

例9．（2004年江苏高考化学题）碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌―锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：        

Zn(s)+2MnO₂(s)+H₂O(l) ==

    Zn(OH)₂(s)+Mn₂O₃(s)

下列说法错误的是（  ）

    A．电池工作时，锌失去电子

   B．电池正极的电极反应式为：2MnO₂(s)+H₂O(1)+2e^- == Mn₂O₃(s)+2OH^-(aq)

    C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极

    D．外电路中每通过O.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g

解析： 该电池的电解液为KOH溶液，结合总反应式可写出负极反应式：Zn(s)+2OH^-(aq)-2e^- == Zn(OH)₂(s)，用总反应式减去负极反应式，可得到正极反应式：2MnO₂(s)+H₂O(1)+2e^- == Mn₂O₃(s)+2OH^-(aq)。Zn为负极，失去电子，电子由负极通过外电路流向正极。1molZn失去2mol电子，外电路中每通过O.2mol电子，Zn的质量理论上减小6.5g。故答案为C项。

4．实战演练

试题详情

考点38金属的冶炼

1．复习重点

1．  金属冶炼的化学原理和金属冶炼的基本方法；

2．  金属回收及资源保护的重要作用，

3．  重点是考查金属冶炼的基本方法。

2．难点聚焦

试题详情

考点37铁和铁的化合物

1．复习重点

1．铁单质的化学性质

2．铁的重要化合物的氧化还原性；

3．Fe(Ⅱ）、Fe(Ⅲ)的相互转化是高考的热点。

2．难点聚焦

试题详情

考点36镁和铝

1．复习重点

1．镁和铝单质的化学性质；

2。镁和铝的重要化合物的化学性质。

3．重点是Al₂O₃、Al(OH)₃的两性。

2．难点聚焦                                                

    一、金属的通性

项目

内容

周期表中的分布

位于从硼到砹的左下方，在已知的109种元素中有87种是金属元素

原子结构的特征（最外层电子）

最外层电子数一般少于4个（ⅣA～ⅥA的某些金属元素有4～5个，但核外电子层数较多，原子半径较大）

组成微粒

及通常状态

金属离子和自由电子

通常情况下都是金属晶体，只有汞在常温下呈液态

分类

冶金工业

黑色金属：铁、铬、锰

有色金属：除铁、铬、锰以外的金属

密度

轻金属：密度小于4.5g/cm³

重金属：密度大于4.5g/cm³

从与人的接触分

常见金属：如铁、铜、铝等

稀有金属：如锆、铪、铌等

物理性质（通性）

有金属光泽、不透明，热和电的良导体，有良好的延性和展性

1．金属的晶体结构：

金属具有一些共同性质，是由它们的原子结构和晶体结构的相似性决定的。金属的价电子较少，容易失去价电子变成金属离子，这些释出的价电子，不在属于那个或那几个指定的金属离子，而是整体金属的“集体财富”。它们在整个晶体内自由移动，人称“自由电子”。有人描述金属晶体内的实际情况是“金属离子沉浸在自由电子的海洋中”。换言之，是金属离子和自由电子之间存在着较强的电性作用，使许多金属离子和自由电子相互结合在一起形成晶体。

但是金属晶体中的“金属离子和自由电子之间存在着较强的电性作用”有相对强弱之分。一般来说，价电子数越多，原子半径越小，“作用”愈强，其熔沸点相对较高，密度、硬度也相对较大。

例如：同一主族金属元素的原子，价电子数目相同，从上到下随原子序数的递增，电子层数增多，原子半径增大，金属晶体中金属阳离子与自由电子的作用逐渐减弱，因此，它们的熔点逐渐降低，硬度逐渐减小。如：碱金属熔点钠比钾高，硬度钠比钾大。

同一周期金属元素的原子的电子层数相同，从左到右随原子序数的递增，价电子数增多，原子半径减小，金属晶体中金属阳离子与自由电子的作用逐渐增强。因此它们的熔点逐渐升高，硬度逐渐增大。如：按钠、镁、铝的顺序熔点依次升高，硬度逐渐增大。

2.金属的物理特性及解释

（1）金属都是电的良导体，通常情况下，自由电子在金属晶体内部的自由电子在金属内部作无规则的热运动，当金属的两端存在电势差的时候，在电场力的作用下，这些自由电子便作定向的移动，酷似人的定向移动就形成“人流”一样，电子的定向移动也便成了电流。

（2）在金属晶体内，自由电子运动时与金属离子相碰撞，引起两者的能量交换，致使整块金属达到了同样的温度，这是金属导热的原因。

大多数金属有良好的导电性和导热性，是由于这两种性质都与自由电子有关，所以善于导电的金属也善于导热。常见的几种金属的导电、导热能力由大到小的顺序为：

Ag、Cu、Au、Al、Zn、Pt、Sn、Fe、Pb、Hg。

（3）金属受外力作用晶体中各层之间发生相对滑动，但金属离子与自由电子间的较强的相互作用仍然存在，也就金属虽发生变形而不致破碎。

金属的延性，是指金属可以抽成丝。例如：最细的白金丝直径不过1/5000mm；金属又有展性，指的是可以压成薄片，最薄的金箔，只有1/10000mm厚。延展性最好的金属是金。但也有少数金属，如锑、铋、锰等，性质较脆，没有延展性。

3.金属晶体与其它常见晶体的比较

晶体类型

离子晶体

原子晶体

分子晶体

金属晶体

实例

NaCl晶体

金刚石

干冰

镁

构成晶体的微粒

阴、阳离子

原子

分子

金属离子、自由电子

微粒间的相互作用

离子键

共价键

范得华力

金属键

物理性质

硬度

较大

很大

很小

较小

熔沸点

较高

很高

低、很低

多数较高

导电性

晶体不导电（熔化时或水溶液中导电）

一般为非导体

非导体（有的水溶液能导电）

良导体

4.为什么整块金属会具有金属光泽而金属粉末常呈暗灰色或黑色？

由于金属原子以最紧密状态堆积排列，内部存在自由电子，所以当光线投射到它的表面时，自由电子可以吸收所有频率的光，然后很快放出各种频率的光，这就使绝大多数金属呈现钢灰色以至银白色光泽。而金显黄色，铜显赤红色，铋为淡红色，铯为淡黄色，铅为灰蓝色，是由于它们较易吸收某些频率的光。

在粉末状态时，金属的晶面取向杂乱，晶格排列的不规则，吸收可见光后辐射不出去，所以为黑色。

试题详情