⑴ 高中化學書人教版必修二重要的是哪幾課
必修二的第二章,講了化學能與熱能、化學能與電能、化學反應的速率與限度,分別與選修四中的第一章、第四章、第二章對應。(其實必修二就是目錄,第一章對應選三,第二章對應選五。必修三對應選五)
⑵ 人教版高中化學必修一和必修二目錄
第一章 從實驗學化學
第1節 化學實驗基碰缺本方法
第2節 化學計量在試驗中的運用
第二章 化學物質及其變化
第1節 物質的分類
第2節 離子反應
第3節 氧化還原反應
第三章 金屬及其化合大吵仿物
第滾纖1節 金屬的化學性質
第2節 幾種重要的金屬化合物
第3節 用途廣泛的金屬材料
第四章 非金屬及其化合物
第1節 無機非金屬材料的主角——硅
第2節 富集在海水中的元素——氯
第3節 硫和氮的氧化物
第4節 硫酸、硝酸和氨
第一章 物質結構 元素周期律
第1節 元素周期表
第2節 元素周期律
第3節 化學鍵
第二章 化學反應與能量
第1節 化學能與熱能
第2節 化學能與電能
第3節 化學反應的速度和限度
第三章 有機化合物
第1節 最簡單的有機化合物——甲烷
第2節 來自石油和煤的兩種基本化工原料
第3節 生活中兩種常見的有機物
第4節 基本營養物質
第四章 化學與自然資源的開發利用
第1節 開發利用金屬礦物和海水資源
第2節 資源綜合利用 環境保護
⑶ 化學必修二有什麼知識點
高中化學必修二知識點大全
第一章 物質結構 元素周期律
1. 原子結構:如: 的質子數與質量數,中子數,電子數之間的關系
2. 元素周期表和周期律
(1)元素周期表的結構
A. 周期序數=電子層數
B. 原子序數=質子數
C. 主族序數=最外層電子數=元素的最高正價數
D. 主族非金屬元素的負化合價數=8-主族序數
E. 周期表結構
(2)元素周期律(重點)
A. 元素的金屬性和非金屬性強弱的比較(難點)
a. 單質與水或酸反應置換氫的難易或與氫化合的難易及氣態氫化物的穩定性
b. 最高價氧化物的水化物的鹼性或酸性強弱
c. 單質的還原性或氧化性的強弱
(注意:單質與相應離子的性質的變化規律相反)
B. 元素性質隨周期和族的變化規律
a. 同一周期,從左到右,元素的金屬性逐漸變弱
b. 同一周期,從左到右,元素的非金屬性逐漸增強
c. 同一主族,從上到下,元素的金屬性逐漸增強
d. 同一主族,從上到下,元素的非金屬性逐漸減弱
C. 第三周期元素的變化規律和鹼金屬族和鹵族元素的變化規律(包括物理、化學性質)
D. 微粒半徑大小的比較規律:
a. 原子與原子 b. 原子與其離子 c. 電子層結構相同的離子
(3)元素周期律的應用(重難點)
A. 「位,構,性」三者之間的關系
a. 原子結構決定元素在元素周期表中的位置
b. 原子結構決定元素的化學性質
c. 以位置推測原子結構和元素性質
B. 預測新元素及其性質
3. 化學鍵(重點)
(1)離子鍵:
A. 相關概念:
B. 離子化合物:大多數鹽、強鹼、典型金屬氧化物
C. 離子化合物形成過程的電子式的表示(難點)
(AB, A2B,AB2, NaOH,Na2O2,NH4Cl,O22-,NH4+)
(2)共價鍵:
A. 相關概念:
B. 共價化合物:只有非金屬的化合物(除了銨鹽)
C. 共價化合物形成過程的電子式的表示(難點)
(NH3,CH4,CO2,HClO,H2O2)
D 極性鍵與非極性鍵
(3)化學鍵的概念和化學反應的本質:
第二章 化學反應與能量
1. 化學能與熱能
(1)化學反應中能量變化的主要原因:化學鍵的斷裂和形成
(2)化學反應吸收能量或放出能量的決定因素:反應物和生成物的總能量的相對大小
a. 吸熱反應: 反應物的總能量小於生成物的總能量
b. 放熱反應: 反應物的總能量大於生成物的總能量
(3)化學反應的一大特徵:化學反應的過程中總是伴隨著能量變化,通常表現為熱量變化
(4)常見的放熱反應:
A. 所有燃燒反應; B. 中和反應; C. 大多數化合反應; D. 活潑金屬跟水或酸反應;
E. 物質的緩慢氧化
(5)常見的吸熱反應:
A. 大多數分解反應;
氯化銨與八水合氫氧化鋇的反應。
(6)中和熱:(重點)
A. 概念:稀的強酸與強鹼發生中和反應生成1mol H2O(液態)時所釋放的熱量。
2. 化學能與電能
(1)原電池(重點)
A. 概念:
B. 工作原理:
a. 負極:失電子(化合價升高),發生氧化反應
b. 正極:得電子(化合價降低),發生還原反應
C. 原電池的構成條件 :
關鍵是能自發進行的氧化還原反應能形成原電池
a. 有兩種活潑性不同的金屬或金屬與非金屬導體作電極
b. 電極均插入同一電解質溶液
c. 兩電極相連(直接或間接)形成閉合迴路
D. 原電池正、負極的判斷:
a. 負極:電子流出的電極(較活潑的金屬),金屬化合價升高
b. 正極:電子流入的電極(較不活潑的金屬、石墨等):元素化合價降低
E. 金屬活潑性的判斷:
a. 金屬活動性順序表
b. 原電池的負極(電子流出的電極,質量減少的電極)的金屬更活潑;
c. 原電池的正極(電子流入的電極,質量不變或增加的電極,冒氣泡的電極)為較不活潑金屬
F. 原電池的電極反應:(難點)
a. 負極反應:X-ne=Xn-
b. 正極反應:溶液中的陽離子得電子的還原反應
(2)原電池的設計:(難點)
根據電池反應設計原電池:(三部分+導線)
A. 負極為失電子的金屬(即化合價升高的物質)
B. 正極為比負極不活潑的金屬或石墨
C. 電解質溶液含有反應中得電子的陽離子(即化合價降低的物質)
(3)金屬的電化學腐蝕
A. 不純的金屬(或合金)在電解質溶液中的腐蝕,關鍵形成了原電池,加速了金屬腐蝕
B. 金屬腐蝕的防護:
a. 改變金屬內部組成結構,可以增強金屬耐腐蝕的能力。如:不銹鋼。
b. 在金屬表面覆蓋一層保護層,以斷絕金屬與外界物質接觸,達到耐腐蝕的效果。(油脂、油漆、搪瓷、塑料、電鍍金屬、氧化成緻密的氧化膜)
c. 電化學保護法:
犧牲活潑金屬保護法,外加電流保護法
(4)發展中的化學電源
A. 干電池(鋅錳電池)
a. 負極:Zn -2e - = Zn 2+
b. 參與正極反應的是MnO2和NH4+
B. 充電電池
a. 鉛蓄電池:
鉛蓄電池充電和放電的總化學方程式
放電時電極反應:
負極:Pb + SO42--2e-=PbSO4
正極:PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e-= PbSO4 + 2H2O
b. 氫氧燃料電池:它是一種高效、不污染環境的發電裝置。它的電極材料一般為活性電極,具有很強的催化活性,如鉑電極,活性炭電極等。
總反應:2H2 + O2=2H2O
電極反應為(電解質溶液為KOH溶液)
負極:2H2 + 4OH- - 4e- → 4H2O
正極:O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-
3. 化學反應速率與限度
(1)化學反應速率
A. 化學反應速率的概念:
B. 計算(重點)
a. 簡單計算
b. 已知物質的量n的變化或者質量m的變化,轉化成物質的量濃度c的變化後再求反應速率v
c. 化學反應速率之比 =化學計量數之比,據此計算:
已知反應方程和某物質表示的反應速率,求另一物質表示的反應速率;
已知反應中各物質表示的反應速率之比或△C之比,求反應方程。
d. 比較不同條件下同一反應的反應速率
關鍵:找同一參照物,比較同一物質表示的速率(即把其他的物質表示的反應速率轉化成同一物質表示的反應速率)
(2)影響化學反應速率的因素(重點)
A. 決定化學反應速率的主要因素:反應物自身的性質(內因)
B. 外因:
a. 濃度越大,反應速率越快
b. 升高溫度(任何反應,無論吸熱還是放熱),加快反應速率
c. 催化劑一般加快反應速率
d. 有氣體參加的反應,增大壓強,反應速率加快
e. 固體表面積越大,反應速率越快
f. 光、反應物的狀態、溶劑等
(3)化學反應的限度
A. 可逆反應的概念和特點
B. 絕大多數化學反應都有可逆性,只是不同的化學反應的限度不同;相同的化學反應,不同的條件下其限度也可能不同
a. 化學反應限度的概念:
一定條件下, 當一個可逆反應進行到正反應和逆反應的速率相等,反應物和生成物的濃度不再改變,達到表面上靜止的一種「平衡狀態」,這種狀態稱為化學平衡狀態,簡稱化學平衡,這就是可逆反應所能達到的限度。
b. 化學平衡的曲線:
c. 可逆反應達到平衡狀態的標志:
反應混合物中各組分濃度保持不變
↓
正反應速率=逆反應速率
↓
消耗A的速率=生成A的速率
d. 怎樣判斷一個反應是否達到平衡:
(1)正反應速率與逆反應速率相等; (2)反應物與生成物濃度不再改變;
(3)混合體系中各組分的質量分數 不再發生變化;
(4)條件變,反應所能達到的限度發生變化。
化學平衡的特點:逆、等、動、定、變、同。
化學平衡移動原因:v正≠ v逆
v正> v逆 正向 v正.< v逆 逆向
濃度: 其他條件不變, 增大反應物濃度或減小生成物濃度, 正向移動 反之
壓強: 其他條件不變,對於反應前後氣體,總體積發生變化的反應,增大壓強,平衡向氣體體積縮小的方向移動, 反之…
溫度: 其他條件不變,溫度升高,平衡向吸熱方向移動 反之…
催化劑: 縮短到達平衡的時間,但平衡的移動無影響
勒沙特列原理:如果改變影響化學平衡的一個條件,平衡將向著減弱這種改變的方向發生移動。
第三章復習綱要(要求自己填寫空白處)
(一)甲烷
一、甲烷的元素組成與分子結構
CH4 正四面體
二、甲烷的物理性質
三、甲烷的化學性質
1、甲烷的氧化反應
實驗現象:
反應的化學方程式:
2、甲烷的取代反應
甲烷與氯氣在光照下發生取代反應,甲烷分子里的四個氫原子逐步被氯原子取代反應能生成一系列甲烷的氯取代物和氯化氫。
有機化合物分子中的某些原子(或原子團)被另一種原子(或原子團)所替代的反應,叫做取代反應。
3、甲烷受熱分解:
(二)烷烴
烷烴的概念: 叫做飽和鏈烴,或稱烷烴。
1、 烷烴的通式:____________________
2、 烷烴物理性質:
(1) 狀態:一般情況下,1—4個碳原子烷烴為___________,
5—16個碳原子為__________,16個碳原子以上為_____________。
(2) 溶解性:烷烴________溶於水,_________溶(填「易」、「難」)於有機溶劑。
(3) 熔沸點:隨著碳原子數的遞增,熔沸點逐漸_____________。
(4) 密度:隨著碳原子數的遞增,密度逐漸___________。
3、 烷烴的化學性質
(1)一般比較穩定,在通常情況下跟酸、鹼和高錳酸鉀等都______反應。
(2)取代反應:在光照條件下能跟鹵素發生取代反應。__________________________
(3)氧化反應:在點燃條件下,烷烴能燃燒______________________________
(三)同系物
同系物的概念:_______________________________________________
掌握概念的三個關鍵:(1)通式相同;(2)結構相似;(3)組成上相差n個(n≥1)
CH2原子團。
例1、 下列化合物互為同系物的是:D
A 、 和 B、C2H6和C4H10
H Br CH3
C、Br—C—Br和Br—C—H D、CH3CH2CH3和CH3—CH—CH3
H H
(四)同分異構現象和同分異構物體
1、 同分異構現象:化合物具有相同的________,但具有不同_________的現象。
2、 同分異構體:化合物具有相同的_________,不同________的物質互稱為同分異構體。
3、 同分異構體的特點:________相同,________不同,性質也不相同。
〔知識拓展〕
烷烴的系統命名法:
選主鏈——碳原子最多的碳鏈為主鏈;
編號位——定支鏈,要求取代基所在的碳原子的編號代數和為最小;
寫名稱——支鏈名稱在前,母體名稱在後;先寫簡單取代基,後寫復雜取代基;相
同的取代基合並起來,用二、三等數字表示。
(五)烯烴
一、乙烯的組成和分子結構
1、組成: 分子式: 含碳量比甲烷高。
2、分子結構:含有碳碳雙鍵。雙鍵的鍵長比單鍵的鍵長要短些。
二、乙烯的氧化反應
1、燃燒反應(請書寫燃燒的化學方程式)
化學方程式
2、與酸性高錳酸鉀溶液的作用——被氧化,高錳酸鉀被還原而退色,這是由於乙烯分子中含有碳碳雙鍵的緣故。(乙烯被氧化生成二氧化碳)
三、乙烯的加成反應
1、與溴的加成反應(乙烯氣體可使溴的四氯化碳溶液退色)
CH2═CH2+Br-Br→CH2Br-CH2Br 1,2-二溴乙烷(無色)
2、與水的加成反應
CH2═CH2+H-OH→CH3—CH2OH 乙醇(酒精)
書寫乙烯與氫氣、氯氣、溴化氫的加成反應。
乙烯與氫氣反應
乙烯與氯氣反應
乙烯與溴化氫反應
[知識拓展]
四、乙烯的加聚反應: nCH2═CH2 → [CH2-CH2] n
(六)苯、芳香烴
一、苯的組成與結構
1、分子式 C6H6
2、結構特點
二、苯的物理性質:
三、苯的主要化學性質
1、苯的氧化反應
點燃
苯的可燃性,苯完全燃燒生成二氧化碳和水,在空氣中燃燒冒濃煙。
2C6H6+15O2 12CO2+6H2O
[思考]你能解釋苯在空氣中燃燒冒黑煙的原因嗎?
注意:苯不能被酸性高錳酸鉀溶液氧化。
2、苯的取代反應
在一定條件下苯能夠發生取代反應
書寫苯與液溴、硝酸發生取代反應的化學方程式。
苯 與液溴反應 與硝酸反應
反應條件
化學反應方程式
注意事項
[知識拓展] 苯的磺化反應
化學方程式:
3、在特殊條件下,苯能與氫氣、氯氣發生加成反應
反應的化學方程式: 、
(七)烴的衍生物
一、乙醇的物理性質:
二、乙醇的分子結構
結構式:
結構簡式:
三、乙醇的化學性質
1、乙醇能與金屬鈉(活潑的金屬)反應:
2、乙醇的氧化反應
(1) 乙醇燃燒
化學反應方程式:
(2) 乙醇的催化氧化
化學反應方程式:
(3)乙醇還可以與酸性高錳酸鉀溶液或酸性重鉻酸鉀溶液反應,被直接氧化成乙酸。
〔知識拓展〕
1、乙醇的脫水反應
(1)分子內脫水,生成乙烯
化學反應方程式:
(2)分子間脫水,生成乙醚
化學反應方程式:
四、乙酸
乙酸的物理性質:
寫出乙酸的結構式、結構簡式。
酯化反應:酸跟醇作用而生成酯和水的反應,叫做酯化反應。
反應現象:
反應化學方程式:
1、在酯化反應中,乙酸最終變成乙酸乙酯。這時乙酸的分子結構發生什麼變化?
2、酯化反應在常溫下反應極慢,一般15年才能達到平衡。怎樣能使反應加快呢?
3、酯化反應的實驗時加熱、加入濃硫酸。濃硫酸在這里起什麼作用?
4為什麼用來吸收反應生成物的試管里要裝飽和碳酸鈉溶液?不用飽和碳酸鈉溶液而改用水來吸收酯化反應的生成物,會有什麼不同的結果?
5為什麼出氣導管口不能插入碳酸鈉液面下?
五、基本營養物質
1、糖類、油脂、蛋白質主要含有 元素,分子的組成比較復雜。
2、葡萄糖和果糖,蔗糖和麥芽糖分別互稱為 ,由於結構決定性質,因此它們具有 性質。
第四章化學與可持續發展
化學研究和應用的目標:用已有的化學知識開發利用自然界的物質資源和能量資源,同時創造新物質(主要是高分子)使人類的生活更方便、舒適。在開發利用資源的同時要注意保護環境、維護生態平衡,走可持續發展的道路;建立「綠色化學」理念:創建源頭治理環境污染的生產工藝。(又稱「環境無害化學」)
目的:滿足當代人的需要又不損害後代發展的需求!
一、金屬礦物的開發利用
1、常見金屬的冶煉:
①加熱分解法:
②加熱還原法:
③電解法:
2、金屬活動順序與金屬冶煉的關系:
金屬活動性序表中,位置越靠後,越容易被還原,用一般的還原方法就能使金屬還原;金屬的位置越靠前,越難被還原,最活潑金屬只能用最強的還原手段來還原。(離子)
二、海水資源的開發利用
1、海水的組成:含八十多種元素。
其中,H、O、Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等總量佔99%以上,其餘為微量元素;特點是總儲量大而濃度小,以無機物或有機物的形式溶解或懸浮在海水中。
總礦物儲量約5億億噸,有「液體礦山」之稱。堆積在陸地上可使地面平均上升153米。
如:金元素的總儲量約為5×107噸,而濃度僅為4×10-6g/噸。
另有金屬結核約3萬億噸,海底石油1350億噸,天然氣140萬億米3。
2、海水資源的利用:
(1)海水淡化: ①蒸餾法;②電滲析法; ③離子交換法; ④反滲透法等。
(2)海水制鹽:利用濃縮、沉澱、過濾、結晶、重結晶等分離方法制備得到各種鹽。
三、環境保護與綠色化學
1.環境:
2.環境污染:
環境污染的分類:
• 按環境要素:分大氣污染、水體污染、土壤污染
• 按人類活動分:工業環境污染、城市環境污染、農業環境污染
• 按造成污染的性質、來源分:化學污染、生物污染、物理污染(雜訊、放射性、熱、電磁波等)、固體廢物污染、能源污染
3.綠色化學理念(預防優於治理)
核心:利用化學原理從源頭上減少和消除工業生產對環境造成的污染。又稱為「環境無害化學」、「環境友好化學」、「清潔化學」。
希望對你有用!!!!!!!!!!!!!!
⑷ 高一化學必修二都有哪些章
第一章 物質結構 元素周期律
第二章 化學反應與能量
第三章 有機化合物
第四章 化學與自然資源的開發利用
⑸ 高中化學必修2知識點歸納
高中化學必修2知識點歸納總結
第一章 物質結構 元素周期律
一、原子結構
質子(Z個)
原子核 注意:
中子(N個) 質量數(A)=質子數(Z)+中子數(N)
1.原子( A X ) 原子序數=核電荷數=質子數=原子的核外電子數
核外電子(Z個)
★熟背前20號元素,熟悉1~20號元素原子核外電子的排布:
H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca
2.原子核外電子的排布規律:①電子總是盡先排布在能量最低的電子層里;②各電子層最多容納的電子數是2n2;③最外層電子數不超過8個(K層為最外層不超過2個),次外層不超過18個,倒數第三層電子數不超過32個。
電子層: 一(能量最低) 二 三 四 五 六 七
對應表示符號: K L M N O P Q
3.元素、核素、同位素
元素:具有相同核電荷數的同一類原子的總稱。
核素:具有一定數目的質子和一定數目的中子的一種原子。
同位素:質子數相同而中子數不同的同一元素的不同原子互稱為同位素。(對於原子來說)
二、元素周期表
1.編排原則:
①按原子序數遞增的順序從左到右排列
②將電子層數相同的各元素從左到右排成一橫行。(周期序數=原子的電子層數)
③把最外層電子數相同的元素按電子層數遞增的順序從上到下排成一縱行。
主族序數=原子最外層電子數
2.結構特點:
核外電子層數 元素種類
第一周期 1 2種元素
短周期 第二周期 2 8種元素
周期 第三周期 3 8種元素
元 (7個橫行) 第四周期 4 18種元素
素 (7個周期) 第五周期 5 18種元素
周 長周期 第六周期 6 32種元素
期 第七周期 7 未填滿(已有26種元素)
表 主族:ⅠA~ⅦA共7個主族
族 副族:ⅢB~ⅦB、ⅠB~ⅡB,共7個副族
(18個縱行) 第Ⅷ族:三個縱行,位於ⅦB和ⅠB之間
(16個族) 零族:稀有氣體
三、元素周期律
1.元素周期律:元素的性質(核外電子排布、原子半徑、主要化合價、金屬性、非金屬性)隨著核電荷數的遞增而呈周期性變化的規律。元素性質的周期性變化實質是元素原子核外電子排布的周期性變化的必然結果。
2.同周期元素性質遞變規律
第三周期元素 11Na 12Mg 13Al 14Si 15P 16S 17Cl 18Ar
(1)電子排布 電子層數相同,最外層電子數依次增加
(2)原子半徑 原子半徑依次減小
—
(3)主要化合價 +1 +2 +3 +4
-4 +5
-3 +6
-2 +7
-1 —
(4)金屬性、非金屬性 金屬性減弱,非金屬性增加
—
(5)單質與水或酸置換難易 冷水
劇烈 熱水與
酸快 與酸反
應慢 —— —
(6)氫化物的化學式 —— SiH4 PH3 H2S HCl —
(7)與H2化合的難易 —— 由難到易
—
(8)氫化物的穩定性 —— 穩定性增強
—
(9)最高價氧化物的化學式 Na2O MgO Al2O3 SiO2 P2O5 SO3 Cl2O7 —
最高價氧化物對應水化物 (10)化學式 NaOH Mg(OH)2 Al(OH)3 H2SiO3 H3PO4 H2SO4 HClO4 —
(11)酸鹼性 強鹼 中強鹼 兩性氫
氧化物 弱酸 中強
酸 強酸 很強
的酸 —
(12)變化規律 鹼性減弱,酸性增強
—
第ⅠA族鹼金屬元素:Li Na K Rb Cs Fr (Fr是金屬性最強的元素,位於周期表左下方)
第ⅦA族鹵族元素:F Cl Br I At (F是非金屬性最強的元素,位於周期表右上方)
★判斷元素金屬性和非金屬性強弱的方法:
(1)金屬性強(弱)——①單質與水或酸反應生成氫氣容易(難);②氫氧化物鹼性強(弱);③相互置換反應(強制弱)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。
(2)非金屬性強(弱)——①單質與氫氣易(難)反應;②生成的氫化物穩定(不穩定);③最高價氧化物的水化物(含氧酸)酸性強(弱);④相互置換反應(強制弱)2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2。
(Ⅰ)同周期比較:
金屬性:Na>Mg>Al
與酸或水反應:從易→難
鹼性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
非金屬性:Si<P<S<Cl
單質與氫氣反應:從難→易
氫化物穩定性:SiH4<PH3<H2S<HCl
酸性(含氧酸):H2SiO3<H3PO4<H2SO4<HClO4
(Ⅱ)同主族比較:
金屬性:Li<Na<K<Rb<Cs(鹼金屬元素)
與酸或水反應:從難→易
鹼性:LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH 非金屬性:F>Cl>Br>I(鹵族元素)
單質與氫氣反應:從易→難
氫化物穩定:HF>HCl>HBr>HI
(Ⅲ)
金屬性:Li<Na<K<Rb<Cs
還原性(失電子能力):Li<Na<K<Rb<Cs
氧化性(得電子能力):Li+>Na+>K+>Rb+>Cs+ 非金屬性:F>Cl>Br>I
氧化性:F2>Cl2>Br2>I2
還原性:F-<Cl-<Br-<I-
酸性(無氧酸):HF<HCl<HBr<HI
比較粒子(包括原子、離子)半徑的方法:(1)先比較電子層數,電子層數多的半徑大。
(2)電子層數相同時,再比較核電荷數,核電荷數多的半徑反而小。
四、化學鍵
化學鍵是相鄰兩個或多個原子間強烈的相互作用。
1.離子鍵與共價鍵的比較
鍵型 離子鍵 共價鍵
概念 陰陽離子結合成化合物的靜電作用叫離子鍵 原子之間通過共用電子對所形成的相互作用叫做共價鍵
成鍵方式 通過得失電子達到穩定結構 通過形成共用電子對達到穩定結構
成鍵粒子 陰、陽離子 原子
成鍵元素 活潑金屬與活潑非金屬元素之間(特殊:NH4Cl、NH4NO3等銨鹽只由非金屬元素組成,但含有離子鍵) 非金屬元素之間
離子化合物:由離子鍵構成的化合物叫做離子化合物。(一定有離子鍵,可能有共價鍵)
共價化合物:原子間通過共用電子對形成分子的化合物叫做共價化合物。(只有共價鍵)
極性共價鍵(簡稱極性鍵):由不同種原子形成,A-B型,如,H-Cl。
共價鍵
非極性共價鍵(簡稱非極性鍵):由同種原子形成,A-A型,如,Cl-Cl。
2.電子式:
用電子式表示離子鍵形成的物質的結構與表示共價鍵形成的物質的結構的不同點:(1)電荷:用電子式表示離子鍵形成的物質的結構需標出陽離子和陰離子的電荷;而表示共價鍵形成的物質的結構不能標電荷。(2)[ ](方括弧):離子鍵形成的物質中的陰離子需用方括弧括起來,而共價鍵形成的物質中不能用方括弧。
第二章 化學反應與能量
第一節 化學能與熱能
1、在任何的化學反應中總伴有能量的變化。
原因:當物質發生化學反應時,斷開反應物中的化學鍵要吸收能量,而形成生成物中的化學鍵要放出能量。化學鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化的主要原因。一個確定的化學反應在發生過程中是吸收能量還是放出能量,決定於反應物的總能量與生成物的總能量的相對大小。E反應物總能量>E生成物總能量,為放熱反應。E反應物總能量<E生成物總能量,為吸熱反應。
2、常見的放熱反應和吸熱反應
常見的放熱反應:①所有的燃燒與緩慢氧化。②酸鹼中和反應。③金屬與酸反應製取氫氣。
④大多數化合反應(特殊:C+CO2 2CO是吸熱反應)。
常見的吸熱反應:①以C、H2、CO為還原劑的氧化還原反應如:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)。
②銨鹽和鹼的反應如Ba(OH)2•8H2O+NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O
③大多數分解反應如KClO3、KMnO4、CaCO3的分解等。
3、能源的分類:
形成條件 利用歷史 性質
一次能源
常規能源 可再生資源 水能、風能、生物質能
不可再生資源 煤、石油、天然氣等化石能源
新能源 可再生資源 太陽能、風能、地熱能、潮汐能、氫能、沼氣
不可再生資源 核能
二次能源 (一次能源經過加工、轉化得到的能源稱為二次能源)
電能(水電、火電、核電)、蒸汽、工業余熱、酒精、汽油、焦炭等
[思考]一般說來,大多數化合反應是放熱反應,大多數分解反應是吸熱反應,放熱反應都不需要加熱,吸熱反應都需要加熱,這種說法對嗎?試舉例說明。
點拔:這種說法不對。如C+O2=CO2的反應是放熱反應,但需要加熱,只是反應開始後不再需要加熱,反應放出的熱量可以使反應繼續下去。Ba(OH)2•8H2O與NH4Cl的反應是吸熱反應,但反應並不需要加熱。
第二節 化學能與電能
1、化學能轉化為電能的方式:
電能
(電力) 火電(火力發電) 化學能→熱能→機械能→電能 缺點:環境污染、低效
原電池 將化學能直接轉化為電能 優點:清潔、高效
2、原電池原理
(1)概念:把化學能直接轉化為電能的裝置叫做原電池。
(2)原電池的工作原理:通過氧化還原反應(有電子的轉移)把化學能轉變為電能。
(3)構成原電池的條件:(1)電極為導體且活潑性不同;(2)兩個電極接觸(導線連接或直接接觸);(3)兩個相互連接的電極插入電解質溶液構成閉合迴路。
(4)電極名稱及發生的反應:
負極:較活潑的金屬作負極,負極發生氧化反應,
電極反應式:較活潑金屬-ne-=金屬陽離子
負極現象:負極溶解,負極質量減少。
正極:較不活潑的金屬或石墨作正極,正極發生還原反應,
電極反應式:溶液中陽離子+ne-=單質
正極的現象:一般有氣體放出或正極質量增加。
(5)原電池正負極的判斷方法:
①依據原電池兩極的材料:
較活潑的金屬作負極(K、Ca、Na太活潑,不能作電極);
較不活潑金屬或可導電非金屬(石墨)、氧化物(MnO2)等作正極。
②根據電流方向或電子流向:(外電路)的電流由正極流向負極;電子則由負極經外電路流向原電池的正極。
③根據內電路離子的遷移方向:陽離子流向原電池正極,陰離子流向原電池負極。
④根據原電池中的反應類型:
負極:失電子,發生氧化反應,現象通常是電極本身消耗,質量減小。
正極:得電子,發生還原反應,現象是常伴隨金屬的析出或H2的放出。
(6)原電池電極反應的書寫方法:
(i)原電池反應所依託的化學反應原理是氧化還原反應,負極反應是氧化反應,正極反應是還原反應。因此書寫電極反應的方法歸納如下:
①寫出總反應方程式。 ②把總反應根據電子得失情況,分成氧化反應、還原反應。
③氧化反應在負極發生,還原反應在正極發生,反應物和生成物對號入座,注意酸鹼介質和水等參與反應。
(ii)原電池的總反應式一般把正極和負極反應式相加而得。
(7)原電池的應用:①加快化學反應速率,如粗鋅制氫氣速率比純鋅制氫氣快。②比較金屬活動性強弱。③設計原電池。④金屬的腐蝕。
2、化學電源基本類型:
①干電池:活潑金屬作負極,被腐蝕或消耗。如:Cu-Zn原電池、鋅錳電池。
②充電電池:兩極都參加反應的原電池,可充電循環使用。如鉛蓄電池、鋰電池和銀鋅電池等。
③燃料電池:兩電極材料均為惰性電極,電極本身不發生反應,而是由引入到兩極上的物質發生反應,如H2、CH4燃料電池,其電解質溶液常為鹼性試劑(KOH等)。
第三節 化學反應的速率和限度
1、化學反應的速率
(1)概念:化學反應速率通常用單位時間內反應物濃度的減少量或生成物濃度的增加量(均取正值)來表示。 計算公式:v(B)= =
①單位:mol/(L•s)或mol/(L•min)
②B為溶液或氣體,若B為固體或純液體不計算速率。
③以上所表示的是平均速率,而不是瞬時速率。
④重要規律:(i)速率比=方程式系數比 (ii)變化量比=方程式系數比
(2)影響化學反應速率的因素:
內因:由參加反應的物質的結構和性質決定的(主要因素)。
外因:①溫度:升高溫度,增大速率
②催化劑:一般加快反應速率(正催化劑)
③濃度:增加C反應物的濃度,增大速率(溶液或氣體才有濃度可言)
④壓強:增大壓強,增大速率(適用於有氣體參加的反應)
⑤其它因素:如光(射線)、固體的表面積(顆粒大小)、反應物的狀態(溶劑)、原電池等也會改變化學反應速率。
2、化學反應的限度——化學平衡
(1)在一定條件下,當一個可逆反應進行到正向反應速率與逆向反應速率相等時,反應物和生成物的濃度不再改變,達到表面上靜止的一種「平衡狀態」,這就是這個反應所能達到的限度,即化學平衡狀態。
化學平衡的移動受到溫度、反應物濃度、壓強等因素的影響。催化劑只改變化學反應速率,對化學平衡無影響。
在相同的條件下同時向正、逆兩個反應方向進行的反應叫做可逆反應。通常把由反應物向生成物進行的反應叫做正反應。而由生成物向反應物進行的反應叫做逆反應。
在任何可逆反應中,正方應進行的同時,逆反應也在進行。可逆反應不能進行到底,即是說可逆反應無論進行到何種程度,任何物質(反應物和生成物)的物質的量都不可能為0。
(2)化學平衡狀態的特徵:逆、動、等、定、變。
①逆:化學平衡研究的對象是可逆反應。
②動:動態平衡,達到平衡狀態時,正逆反應仍在不斷進行。
③等:達到平衡狀態時,正方應速率和逆反應速率相等,但不等於0。即v正=v逆≠0。
④定:達到平衡狀態時,各組分的濃度保持不變,各組成成分的含量保持一定。
⑤變:當條件變化時,原平衡被破壞,在新的條件下會重新建立新的平衡。
(3)判斷化學平衡狀態的標志:
① VA(正方向)=VA(逆方向)或nA(消耗)=nA(生成)(不同方向同一物質比較)
②各組分濃度保持不變或百分含量不變
③藉助顏色不變判斷(有一種物質是有顏色的)
④總物質的量或總體積或總壓強或平均相對分子質量不變(前提:反應前後氣體的總物質的量不相等的反應適用,即如對於反應xA+yB zC,x+y≠z )
第三章 有機化合物
絕大多數含碳的化合物稱為有機化合物,簡稱有機物。像CO、CO2、碳酸、碳酸鹽等少數化合物,由於它們的組成和性質跟無機化合物相似,因而一向把它們作為無機化合物。
一、烴
1、烴的定義:僅含碳和氫兩種元素的有機物稱為碳氫化合物,也稱為烴。
2、烴的分類:
飽和烴→烷烴(如:甲烷)
脂肪烴(鏈狀)
烴 不飽和烴→烯烴(如:乙烯)
芳香烴(含有苯環)(如:苯)
3、甲烷、乙烯和苯的性質比較:
有機物 烷烴 烯烴 苯及其同系物
通式 CnH2n+2 CnH2n ——
代表物 甲烷(CH4) 乙烯(C2H4) 苯(C6H6)
結構簡式 CH4 CH2=CH2 或
(官能團)
結構特點 C-C單鍵,
鏈狀,飽和烴 C=C雙鍵,
鏈狀,不飽和烴 一種介於單鍵和雙鍵之間的獨特的鍵,環狀
空間結構 正四面體 六原子共平面 平面正六邊形
物理性質 無色無味的氣體,比空氣輕,難溶於水 無色稍有氣味的氣體,比空氣略輕,難溶於水 無色有特殊氣味的液體,比水輕,難溶於水
用途 優良燃料,化工原料 石化工業原料,植物生長調節劑,催熟劑 溶劑,化工原料
有機物 主 要 化 學 性 質
烷烴:
甲烷 ①氧化反應(燃燒)
CH4+2O2――→CO2+2H2O(淡藍色火焰,無黑煙)
②取代反應 (注意光是反應發生的主要原因,產物有5種)
CH4+Cl2―→CH3Cl+HCl CH3Cl +Cl2―→CH2Cl2+HCl
CH2Cl2+Cl2―→CHCl3+HCl CHCl3+Cl2―→CCl4+HCl
在光照條件下甲烷還可以跟溴蒸氣發生取代反應,
甲烷不能使酸性KMnO4溶液、溴水或溴的四氯化碳溶液褪色。
烯烴:
乙烯
①氧化反應 (ⅰ)燃燒
C2H4+3O2――→2CO2+2H2O(火焰明亮,有黑煙)
(ⅱ)被酸性KMnO4溶液氧化,能使酸性KMnO4溶液褪色。
②加成反應
CH2=CH2+Br2-→CH2Br-CH2Br(能使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色)
在一定條件下,乙烯還可以與H2、Cl2、HCl、H2O等發生加成反應
CH2=CH2+H2――→CH3CH3
CH2=CH2+HCl-→CH3CH2Cl(氯乙烷)
CH2=CH2+H2O――→CH3CH2OH(制乙醇)
③加聚反應 nCH2=CH2――→-CH2-CH2-n(聚乙烯)
乙烯能使酸性KMnO4溶液、溴水或溴的四氯化碳溶液褪色。常利用該反應鑒別烷烴和烯烴,如鑒別甲烷和乙烯。
苯
①氧化反應(燃燒)
2C6H6+15O2―→12CO2+6H2O(火焰明亮,有濃煙)
②取代反應
苯環上的氫原子被溴原子、硝基取代。
+Br2――→ +HBr
+HNO3――→ +H2O
③加成反應
+3H2――→
苯不能使酸性KMnO4溶液、溴水或溴的四氯化碳溶液褪色。
4、同系物、同分異構體、同素異形體、同位素比較。
概念 同系物 同分異構體 同素異形體 同位素
定義 結構相似,在分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的物質 分子式相同而結構式不同的化合物的互稱 由同種元素組成的不同單質的互稱 質子數相同而中子數不同的同一元素的不同原子的互稱
分子式 不同 相同 元素符號表示相同,分子式可不同 ——
結構 相似 不同 不同 ——
研究對象 化合物 化合物 單質 原子
6、烷烴的命名:
(1)普通命名法:把烷烴泛稱為「某烷」,某是指烷烴中碳原子的數目。1-10用甲,乙,丙,丁,戊,已,庚,辛,壬,癸;11起漢文數字表示。區別同分異構體,用「正」,「異」,「新」。
正丁烷,異丁烷;正戊烷,異戊烷,新戊烷。
(2)系統命名法:
①命名步驟:(1)找主鏈-最長的碳鏈(確定母體名稱);(2)編號-靠近支鏈(小、多)的一端;
(3)寫名稱-先簡後繁,相同基請合並.
②名稱組成:取代基位置-取代基名稱母體名稱
③阿拉伯數字表示取代基位置,漢字數字表示相同取代基的個數
CH3-CH-CH2-CH3 CH3-CH-CH-CH3
2-甲基丁烷 2,3-二甲基丁烷
7、比較同類烴的沸點:
①一看:碳原子數多沸點高。
②碳原子數相同,二看:支鏈多沸點低。
常溫下,碳原子數1-4的烴都為氣體。
二、烴的衍生物
1、乙醇和乙酸的性質比較
有機物 飽和一元醇 飽和一元醛 飽和一元羧酸
通式 CnH2n+1OH —— CnH2n+1COOH
代表物 乙醇 乙醛 乙酸
結構簡式 CH3CH2OH
或 C2H5OH CH3CHO CH3COOH
官能團 羥基:-OH
醛基:-CHO
羧基:-COOH
物理性質 無色、有特殊香味的液體,俗名酒精,與水互溶,易揮發
(非電解質) —— 有強烈刺激性氣味的無色液體,俗稱醋酸,易溶於水和乙醇,無水醋酸又稱冰醋酸。
用途 作燃料、飲料、化工原料;用於醫療消毒,乙醇溶液的質量分數為75% —— 有機化工原料,可製得醋酸纖維、合成纖維、香料、燃料等,是食醋的主要成分
有機物 主 要 化 學 性 質
乙醇 ①與Na的反應
2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑
乙醇與Na的反應(與水比較):①相同點:都生成氫氣,反應都放熱
②不同點:比鈉與水的反應要緩慢
結論:乙醇分子羥基中的氫原子比烷烴分子中的氫原子活潑,但沒有水分子中的氫原子活潑。
②氧化反應 (ⅰ)燃燒
CH3CH2OH+3O2―→2CO2+3H2O
(ⅱ)在銅或銀催化條件下:可以被O2氧化成乙醛(CH3CHO)
2CH3CH2OH+O2――→2CH3CHO+2H2O
③消去反應
CH3CH2OH――→CH2=CH2↑+H2O
乙醛 氧化反應:醛基(-CHO)的性質-與銀氨溶液,新制Cu(OH)2反應
CH3CHO+2Ag(NH3)2OH――→CH3COONH4+H2O +2Ag↓+3NH3↑
(銀氨溶液)
CH3CHO + 2Cu(OH)2――→CH3COOH+Cu2O↓+2H2O
(磚紅色)
醛基的檢驗:方法1:加銀氨溶液水浴加熱有銀鏡生成。
方法2:加新制的Cu(OH)2鹼性懸濁液加熱至沸有磚紅色沉澱
乙酸 ①具有酸的通性:CH3COOH≒CH3COO-+H+
使紫色石蕊試液變紅;
與活潑金屬,鹼,弱酸鹽反應,如CaCO3、Na2CO3
酸性比較:CH3COOH > H2CO3
2CH3COOH+CaCO3=2(CH3COO)2Ca+CO2↑+H2O(強制弱)
②酯化反應
CH3COOH+C2H5OH CH3COOC2H5+H2O
酸脫羥基醇脫氫
三、基本營養物質
食物中的營養物質包括:糖類、油脂、蛋白質、維生素、無機鹽和水。人們習慣稱糖類、油脂、蛋白質為動物性和植物性食物中的基本營養物質。
種類 元素組成 代表物 代表物分子
糖類 單糖 C H O 葡萄糖 C6H12O6 葡萄糖和果糖互為同分異構體
單糖不能發生水解反應
果糖
雙糖 C H O 蔗糖 C12H22O11 蔗糖和麥芽糖互為同分異構體
能發生水解反應
麥芽糖
多糖 C H O 澱粉 (C6H10O5)n 澱粉、纖維素由於n值不同,所以分子式不同,不能互稱同分異構體
能發生水解反應
纖維素
油脂 油 C H O 植物油 不飽和高級脂肪酸甘油酯 含有C=C鍵,能發生加成反應,
能發生水解反應
脂 C H O 動物脂肪 飽和高級脂肪酸甘油酯 C-C鍵,
能發生水解反應
蛋白質 C H O
N S P等 酶、肌肉、
毛發等 氨基酸連接成的高分子 能發生水解反應
主 要 化 學 性 質
葡萄糖
結構簡式:CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO
或CH2OH(CHOH)4CHO (含有羥基和醛基)
醛基:①使新制的Cu(OH)2¬產生磚紅色沉澱-測定糖尿病患者病情
②與銀氨溶液反應產生銀鏡-工業制鏡和玻璃瓶瓶膽
羥基:與羧酸發生酯化反應生成酯
蔗糖 水解反應:生成葡萄糖和果糖
澱粉
纖維素 澱粉、纖維素水解反應:生成葡萄糖
澱粉特性:澱粉遇碘單質變藍
油脂 水解反應:生成高級脂肪酸(或高級脂肪酸鹽)和甘油
蛋白質 水解反應:最終產物為氨基酸
顏色反應:蛋白質遇濃HNO3變黃(鑒別部分蛋白質)
灼燒蛋白質有燒焦羽毛的味道(鑒別蛋白質)
第四章 化學與可持續發展
第一節 開發利用金屬礦物和海水資源
一、金屬礦物的開發利用
1、金屬的存在:除了金、鉑等少數金屬外,絕大多數金屬以化合態的形式存在於自然界。
2、金屬冶煉的涵義:簡單地說,金屬的冶煉就是把金屬從礦石中提煉出來。金屬冶煉的實質是把金屬元素從化合態還原為游離態,即M(+n)(化合態) M(0)(游離態)。
3、金屬冶煉的一般步驟: (1)礦石的富集:除去雜質,提高礦石中有用成分的含量。(2)冶煉:利用氧化還原反應原理,在一定條件下,用還原劑把金屬從其礦石中還原出來,得到金屬單質(粗)。(3)精煉:採用一定的方法,提煉純金屬。
4、金屬冶煉的方法
(1)電解法:適用於一些非常活潑的金屬。
2NaCl(熔融) 2Na+Cl2↑ MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑ 2Al2O3(熔融) 4Al+3O2↑
(2)熱還原法:適用於較活潑金屬。
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2↑ WO3+3H2 W+3H2O ZnO+C Zn+CO↑
常用的還原劑:焦炭、CO、H2等。一些活潑的金屬也可作還原劑,如Al,
Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3(鋁熱反應) Cr2O3+2Al 2Cr+Al2O3(鋁熱反應)
(3)熱分解法:適用於一些不活潑的金屬。
2HgO 2Hg+O2↑ 2Ag2O 4Ag+O2↑
5、 (1)回收金屬的意義:節約礦物資源,節約能源,減少環境污染。(2)廢舊金屬的最好處理方法是回收利用。(3)回收金屬的實例:廢舊鋼鐵用於煉鋼;廢鐵屑用於制鐵鹽;從電影業、照相業、科研單位和醫院X光室回收的定影液中,可以提取金屬銀。
金屬的活動性順序 K、Ca、Na、
Mg、Al Zn、Fe、Sn、
Pb、(H)、Cu Hg、Ag Pt、Au
金屬原子失電子能力 強 弱
金屬離子得電子能力 弱 強
主要冶煉方法 電解法 熱還原法 熱分解法 富集法
還原劑或
特殊措施 強大電流
提供電子 H2、CO、C、
Al等加熱 加熱 物理方法或
化學方法
二、海水資源的開發利用
1、海水是一個遠未開發的巨大化學資源寶庫 海水中含有80多種元素,其中Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr 11種元素的含量較高,其餘為微量元素。常從海水中提取食鹽,並在傳統海水制鹽工業基礎上製取鎂、鉀、溴及其化合物。
2、海水淡化的方法:蒸餾法、電滲析法、離子交換法等。其中蒸餾法的歷史最久,蒸餾法的原理是把水加熱到水的沸點,液態水變為水蒸氣與海水中的鹽分離,水蒸氣冷凝得淡水。
3、海水提溴
濃縮海水 溴單質 氫溴酸 溴單質
有關反應方程式:①2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl ②Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4
③2HBr+Cl2=2HCl+Br2
4、海帶提碘
海帶中的碘元素主要以I-的形式存在,提取時用適當的氧化劑將其氧化成I2,再萃取出來。證明海帶中含有碘,實驗方法:(1)用剪刀剪碎海帶,用酒精濕潤,放入坩鍋中。(2)灼燒海帶至完全生成灰,停止加熱,冷卻。(3)將海帶灰移到小燒杯中,加蒸餾水,攪拌、煮沸、過濾。(4)在濾液中滴加稀H2SO4及H2O2然後加入幾滴澱粉溶液。
證明含碘的現象:滴入澱粉溶液,溶液變藍色。2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O
第二節 化學與資源綜合利用、環境保護
一、煤和石油
1、煤的組成:煤是由有機物和少量無機物組成的復雜混合物,主要含碳元素,還含有少量的氫、氧、氮、硫等元素。
2、煤的綜合利用:煤的干餾、煤的氣化、煤的液化。
煤的干餾是指將煤在隔絕空氣的條件下加強使其分解的過程,也叫煤的焦化。煤干餾得到焦炭、煤焦油、焦爐氣等。
煤的氣化是將其中的有機物轉化為可燃性氣體的過程。
煤的液化是將煤轉化成液體燃料的過程。
3、石油的組成:石油主要是多種烷烴、環烷烴和芳香烴多種碳氫化合物的混合物,沒有固定的沸點。
4、石油的加工:石油的分餾、催化裂化、裂解。
二、環境保護和綠色化學
環境問題主要是指由於人類不合理地開發和利用自然資源而造成的生態環境破壞,以及工農業生產和人類生活所造成的環境污染。
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