A. 人教版高一化學必修2知識點總結
1 原子半徑 (1)除第1周期外,其他周期元素(惰性氣體元素除外)的原子半徑隨原子序數的遞增而減小; (2)同一族的元素從上到下,隨電子層數增多,原子半徑增大。 2 元素化合價 (1)除第1周期外,同周期從左到右,元素最高正價由鹼金屬+1遞增到+7,非金屬元素負價由碳族-4遞增到-1(氟無正價,氧無+6價,除外); (2)同一主族的元素的最高正價、負價均相同 (3) 所有單質都顯零價 3元素的金屬性與非金屬性 (1)同一周期的元素電子層數相同。因此隨著核電荷數的增加,原子越容易得電子,從左到右金屬性遞減,非金屬性遞增; (2)同一主族元素最外層電子數相同,因此隨著電子層數的增加,原子越容易失電子,從上到下金屬性遞增,非金屬性遞減。4最高價氧化物和水化物的酸鹼性 元素的金屬性越強,其最高價氧化物的水化物的鹼性越強;元素的非金屬性越強,最高價氧化物的水化物的酸性越強。 這些有的是第一節有的是本章後面幾節的不管怎麼說記下來有好處,以後都用的上
有機化合物主要由氧元素、氫元素、碳元素組成。有機物是生命產生的物質基礎。 其特點主要有:
多數有機化合物主要含有碳、氫兩種元素,此外也常含有氧、氮、硫、鹵素、磷等。部分有機物來自植物界,但絕大多數是以石油、天然氣、煤等作為原料,通過人工合成的方法製得。 和無機物相比,有機物數目眾多,可達幾百萬種。有機化合物的碳原子的結合能力非常強,互相可以結合成碳鏈或碳環。碳原子數量可以是1、2個,也可以是幾千、幾萬個,許多有機高分子化合物甚至可以有幾十萬個碳原子。此外,有機化合物中同分異構現象非常普遍,這也是造成有機化合物眾多的原因之一。 有機化合物除少數以外,一般都能燃燒。和無機物相比,它們的熱穩定性比較差,電解質受熱容易分解。有機物的熔點較低,一般不超過400℃。有機物的極性很弱,因此大多不溶於水。有機物之間的反應,大多是分子間反應,往往需要一定的活化能,因此反應緩慢,往往需要催化劑等手段。而且有機物的反應比較復雜,在同樣條件下,一個化合物往往可以同時進行幾個不同的反應,生成不同的產物。
食品中的有機化合物:
1.人體所需的營養物質:水、糖類(澱粉)、脂肪、蛋白質、維生素、礦物質
其中,澱粉、脂肪、蛋白質、維生素為有機物。
2.澱粉(糖類)主要存在於大米、麵粉等麵食中;
油脂主要存在於食用油、冰激凌、牛奶等;
維生素主要存在於蔬菜、水果等;
蛋白質主要存在於魚、肉、牛奶、蛋等;
纖維素主要存在於青菜中,有利於胃的蠕動,防止便秘。
其中澱粉、脂肪、蛋白質、纖維素是有機高分子有機化合物。
分類:
一.根據碳原子結合而成的基本骨架不同,有機化合物被分為三大類:1.鏈狀化合物 這類化合物分子中的碳原子相互連接成鏈狀,因其最初是在脂肪中發現的,所以又叫脂肪族化合物。2.碳環化合物 這類化合物分子中含有由碳原子組成的環狀結構[2],故稱碳環化合物。它又可分為兩類:脂環族化合物:是一類性質和脂肪族化合物相似的碳環化合物。芳香族化合物:是分子中含有苯環或稠苯體系的化合物。3.雜環化合物:組成這類化合物的環除碳原子以外,還含有其它元素的原子,叫做雜環化合物。
二、按官能團分類
決定某一類化合物一般性質的主要原子或原子團稱為官能團或功能基。含有相同官能團的化合物,其化學性質基本上是相同的。
[編輯本段]命名:
1.俗名及縮寫
有些化合物常根據它的來源而用俗名,要掌握一些常用俗名所代表的化合物的結構式,如:木醇是甲醇的俗稱,酒精(乙醇)、甘醇(乙二醇)、甘油(丙三醇)、石炭酸(苯酚)、蟻酸(甲酸)、水楊醛(鄰羥基苯甲醛)、肉桂醛(β-苯基丙烯醛)、巴豆醛(2-丁烯醛)、水楊酸(鄰羥基苯甲酸)、氯仿(三氯甲烷)、草酸(乙二酸)、苦味酸(2,4,6-三硝基苯酚)、甘氨酸(α-氨基乙酸)、丙氨酸(α-氨基丙酸)、谷氨酸(α-氨基戊二酸)、D-葡萄糖、D-果糖(用費歇爾投影式表示糖的開鏈結構)等。還有一些化合物常用它的縮寫及商品名稱,如:RNA(核糖核酸)、DNA(脫氧核糖核酸)、阿司匹林(乙醯水楊酸)、煤酚皂或來蘇兒(47%-53%的三種甲酚的肥皂水溶液)、福爾馬林(40%的甲醛水溶液)、撲熱息痛(對羥基乙醯苯胺)、尼古丁(煙鹼)等。
2.普通命名(習慣命名)法
要求掌握「正、異、新」、「伯、仲、叔、季」等字頭的含義及用法。
正:代表直鏈烷烴;
異:指碳鏈一端具有結構的烷烴;
新:一般指碳鏈一端具有結構的烷烴。
3.系統命名法
系統命名法是有機化合物命名的重點,必須熟練掌握各類化合物的命名原則。其中烴類的命名是基礎,幾何異構體、光學異構體和多官能團化合物的命名是難點,應引起重視。要牢記命名中所遵循的「次序規則」。
1.烷烴的命名:
烷烴的命名是所有開鏈烴及其衍生物命名的基礎。
命名的步驟及原則:
(1)選主鏈 選擇最長的碳鏈為主鏈,有幾條相同的碳鏈時,應選擇含取代基多的碳鏈為主鏈。
(2)編號 給主鏈編號時,從離取代基最近的一端開始。若有幾種可能的情況,應使各取代基都有盡可能小的編號或取代基位次數之和最小。
(3)書寫名稱 用阿拉伯數字表示取代基的位次,先寫出取代基的位次及名稱,再寫烷烴的名稱;有多個取代基時,簡單的在前,復雜的在後,相同的取代基合並寫出,用漢字數字表示相同取代基的個數;阿拉伯數字與漢字之間用半字線隔開。
一.各類化合物的鑒別方法
1.烯烴、二烯、炔烴:
(1)溴的四氯化碳溶液,紅色腿去
(2)高錳酸鉀溶液,紫色腿去。
4.鹵代烴:硝酸銀的醇溶液,生成鹵化銀沉澱;不同結構的鹵代烴生成沉澱的速度不同,叔鹵代烴和烯丙式鹵代烴最快,仲鹵代烴次之,伯鹵代烴需加熱才出現沉澱。
5.醇:
(1)與金屬鈉反應放出氫氣(鑒別6個碳原子以下的醇);
(2)用盧卡斯試劑鑒別伯、仲、叔醇,叔醇立刻變渾濁,仲醇放置後變渾濁,伯醇放置後也無變化。
6.酚或烯醇類化合物:
(1)用三氯化鐵溶液產生顏色(苯酚產生蘭紫色)。
(2)苯酚與溴水生成三溴苯酚白色沉澱。
10.糖:
(1)單糖都能與托倫試劑和斐林試劑作用,產生銀鏡或磚紅色沉澱;
(2)葡萄糖與果糖:用溴水可區別葡萄糖與果糖,葡萄糖能使溴水褪色,而果糖不能。
(3)麥芽糖與蔗糖:用托倫試劑或斐林試劑,麥芽糖可生成銀鏡或磚紅色沉澱,而蔗糖不能。
1、甲烷(天然氣) 分子式為:CH4 特點:最簡單的有機物
2、乙烯 分子式為:C2H4 特點:最簡單的烯烴(有碳碳雙鍵)
3、乙醇(酒精) 分子式為:CH3CH2OH 特點:最常見的有機物之一
4、乙酸(醋酸) 分子式為:CH3COOH 特點:同上
5、苯 分子式為:C6H6 特點:環狀結構
2. 質上的特點
物理性質方面特點
1) 揮發性大,熔點、沸點低
2) 水溶性差 (大多不容或難溶於水,易溶於有機溶劑)
化學性質方面的特性
1) 可燃性
2) 熔點低(一般不超過400℃)
3) 溶解性(易溶於有機溶劑,如:酒精、汽油、四氯化碳、乙醚、苯)
4) 穩定性差(有機化合物常會因為溫度、細菌、空氣或光照的影響分解變質)
5)反應速率比較慢
6)反應產物復雜
【回歸課本】
1.常見有機物之間的轉化關系
2.與同分異構體有關的綜合脈絡
3.有機反應主要類型歸納
下屬反應物 涉及官能團或有機物類型 其它注意問題
取代反應 酯水解、鹵代、硝化、磺 化、醇成醚、氨基酸成肽、皂化、多糖水解、肽和蛋白質水解等等 烷、苯、醇、羧酸、酯和油脂、鹵代烴、氨基酸、糖類、蛋白質等等 鹵代反應中鹵素單質的消耗量;酯皂化時消耗NaOH的量(酚跟酸形成的酯水解時要特別注意)。
加成反應 氫化、油脂硬化 C=C、C≡C、C=O、苯環 酸和酯中的碳氧雙鍵一般不加成;C=C和C≡C能跟水、鹵化氫、氫氣、鹵素單質等多種試劑反應,但C=O一般只跟氫氣、氰化氫等反應。
消去反應 醇分子內脫水鹵代烴脫鹵化氫 醇、鹵代烴等 、 等不能發生消去反應。
氧化反應 有機物燃燒、烯和炔催化氧化、醛的銀鏡反應、醛氧化成酸等 絕大多數有機物都可發生氧化反應 醇氧化規律;醇和烯都能被氧化成醛;銀鏡反應、新制氫氧化銅反應中消耗試劑的量;苯的同系物被KMnO4氧化規律。
還原反應 加氫反應、硝基化合物被還原成胺類 烯、炔、芳香烴、醛、酮、硝基化合物等 復雜有機物加氫反應中消耗H2的量。
加聚反應 乙烯型加聚、丁二烯型加聚、不同單烯烴間共聚、單烯烴跟二烯烴共聚 烯烴、二烯烴(有些試題中也會涉及到炔烴等) 由單體判斷加聚反應產物;由加聚反應產物判斷單體結構。
縮聚反應 酚醛縮合、二元酸跟二元醇的縮聚、氨基酸成肽等 酚、醛、多元酸和多元醇、氨基酸等 加聚反應跟縮聚反應的比較;化學方程式的書寫。
4.醇、醛、酸、酯轉化關系的延伸
一 有機化合物
(一)烴 碳氫化合物
烷烴:CnH(2n+2) 如甲烷 CH4
夾角:109°28′
是烷烴中含氫量最高的物質。
烷烴有對稱結構,結構式參看書上。
甲烷為無色無味氣體,密度小於空氣
CH4+2O2→CO2+2H2O 注意條件
取代反應:CH4+Cl2→CH3Cl+HCl 條件:光照 注意四個取代反映
同系物:結構相似,相互之間相差一個或多個碳氫二基團
同分異構體:分子式相同,結構不同
甲烷不與強酸、強鹼,強氧化劑反應(有機中,強氧化劑=酸性高錳酸鉀溶液)
甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸烷。
C-C:飽和烴 C=C:不飽和烴
與氧氣反應,明亮火焰大量黑煙。
含C=C的烴叫做烯烴,不飽和,碳碳雙鍵鍵能不一樣,因此一個容易斷裂,發生加成反應成為穩定的單鍵。
可以與強氧化劑和溴單質發生反應。CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2Br注意條件。具體結構見課本
夾角:120°
與溴單質、水、氫氣、氯化氫氣體發生加成反應,生成對應物質。注意條件。
(二)烴的衍生物
乙醇:CH3CH2OH
乙醇和二甲醚都是C2H6O,但是結構不同。所以2mol乙醇與鈉反應生成1mol氫氣,斷的是O-H
-OH羥基,是乙醇的基團。基團決定了有機物的性質,且發生反應大多是在基團附近。
可以看做是羥基取代了乙烷中一個氫。
乙醇要求的反應:
1.氧化反應:CH3CH2OH+3O2→2CO2+3H2O條件點燃
2.催化氧化,生成甲醛。具體見筆記
3.使酸性重鉻酸鉀aq變綠,反應不作要求
B. 高一化學必修二知識點總結
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 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。
C. 高一化學必修二總結
必修2復習 知識點歸納
一、元素周期表
★熟記等式:原子序數=核電荷數=質子數=核外電子數
1、元素周期表的編排原則:
①按照原子序數遞增的順序從左到右排列;
②將電子層數相同的元素排成一個橫行——周期;
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縱行——族
2、如何精確表示元素在周期表中的位置:
周期序數=電子層數;主族序數=最外層電子數
口訣:三短三長一不全;七主七副零八族
熟記:三個短周期,第一和第七主族和零族的元素符號和名稱
3、元素金屬性和非金屬性判斷依據:
①元素金屬性強弱的判斷依據:
單質跟水或酸起反應置換出氫的難易;
元素最高價氧化物的水化物——氫氧化物的鹼性強弱; 置換反應。
②元素非金屬性強弱的判斷依據:
單質與氫氣生成氣態氫化物的難易及氣態氫化物的穩定性;
最高價氧化物對應的水化物的酸性強弱; 置換反應。
4、核素:具有一定數目的質子和一定數目的中子的一種原子。
①質量數==質子數+中子數:A == Z + N
②同位素:質子數相同而中子數不同的同一元素的不同原子,互稱同位素。(同一元素的各種同位素物理性質不同,化學性質相同)
二、 元素周期律
1、影響原子半徑大小的因素:①電子層數:電子層數越多,原子半徑越大(最主要因素)
②核電荷數:核電荷數增多,吸引力增大,使原子半徑有減小的趨向(次要因素)
③核外電子數:電子數增多,增加了相互排斥,使原子半徑有增大的傾向
2、元素的化合價與最外層電子數的關系:最高正價等於最外層電子數(氟氧元素無正價)
負化合價數 = 8—最外層電子數(金屬元素無負化合價)
3、同主族、同周期元素的結構、性質遞變規律:
同主族:從上到下,隨電子層數的遞增,原子半徑增大,核對外層電子吸引能力減弱,失電子能力增強,還原性(金屬性)逐漸增強,其離子的氧化性減弱。
同周期:左→右,核電荷數——→逐漸增多,最外層電子數——→逐漸增多
原子半徑——→逐漸減小,得電子能力——→逐漸增強,失電子能力——→逐漸減弱
氧化性——→逐漸增強,還原性——→逐漸減弱,氣態氫化物穩定性——→逐漸增強
最高價氧化物對應水化物酸性——→逐漸增強,鹼性 ——→ 逐漸減弱
三、 化學鍵
含有離子鍵的化合物就是離子化合物;只含有共價鍵的化合物才是共價化合物。
用電子式表示出下列物質:
CO2、N2、H2S、CH4、Ca(OH)2、Na2O2 、H2O2等 如: NaOH中含極性共價鍵與離子鍵,NH4Cl中含極性共價鍵與離子鍵,Na2O2中含非極性共價鍵與離子鍵,H2O2中含極性和非極性共價鍵
一、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、水反應制氫氣。
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。
[練習]1、下列反應中,即屬於氧化還原反應同時又是吸熱反應的是( B )
A.Ba(OH)2.8H2O與NH4Cl反應 B.灼熱的炭與CO2反應
C.鋁與稀鹽酸 D.H2與O2的燃燒反應
2、已知反應X+Y=M+N為放熱反應,對該反應的下列說法中正確的是( C )
A. X的能量一定高於M B. Y的能量一定高於N
C. X和Y的總能量一定高於M和N的總能量
D. 因該反應為放熱反應,故不必加熱就可發生
二、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)有活潑性不同的兩個電極;(2)電解質溶液(3)閉合迴路(4)自發的氧化還原反應
(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金屬的防腐。
三、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重要規律:速率比=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)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 )
[練習]1、用鐵片與稀硫酸反應製取氫氣時,下列措施不能使反應速率加快的是( A )
A.不用稀硫酸,改用98%濃硫酸 B.加熱
C.滴加少量CuSO4溶液 D.不用鐵片,改用鐵粉
2、下列四種X溶液,均能跟鹽酸反應,其中反應最快的是( C )
A.10℃ 20 mL 3mol/L的X溶液 B.20℃ 30 mL 2molL的X溶液
C.20℃ 10 mL 4mol/L的X溶液 D.10℃ 10 mL 2mol/L的X溶液
3、對於可逆反應2SO2+O2 2SO3,在混合氣體中充入一定量的18O2,足夠長的時間後,18O原子( D )
A.只存在於O2中 B.只存在於O2和SO3中
C. 只存在於O2和SO2中 D. 存在於O2、SO2和SO3中
4、對化學反應限度的敘述,錯誤的是( D )
A.任何可逆反應都有一定的限度 B.化學反應達到限度時,正逆反應速率相等
C.化學反應的限度與時間的長短無關 D.化學反應的限度是不可改變的
5、在一定溫度下,可逆反應A(氣)+3B(氣) 2C(氣)達到平衡的標志是( A )
A.C生成的速率與C分解的速率相等 B. A、B、C的濃度相等
C. A、B、C的分子數比為1:3:2 D.單位時間生成n mol A,同時生成3n mol B
一、有機物的概念
1、定義:含有碳元素的化合物為有機物(碳的氧化物、碳酸、碳酸鹽、碳的金屬化合物等除外)
2、特性:①種類多②大多難溶於水,易溶於有機溶劑③易分解,易燃燒④熔點低,難導電、大多是非電解質⑤反應慢,有副反應(故反應方程式中用「→」代替「=」)
二、甲烷
烴—碳氫化合物:僅有碳和氫兩種元素組成(甲烷是分子組成最簡單的烴)
1、物理性質:無色、無味的氣體,極難溶於水,密度小於空氣,俗名:沼氣、坑氣
2、分子結構:CH4:以碳原子為中心, 四個氫原子為頂點的正四面體(鍵角:109度28分)
3、化學性質:①氧化反應: (產物氣體如何檢驗?)
甲烷與KMnO4不發生反應,所以不能使紫色KMnO4溶液褪色
②取代反應: (三氯甲烷又叫氯仿,四氯甲烷又叫四氯化碳,二氯甲烷只有一種結構,說明甲烷是正四面體結構)
4、同系物: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(所有的烷烴都是同系物)
5、同分異構體:化合物具有相同的分子式,但具有不同結構式(結構不同導致性質不同)
烷烴的溶沸點比較:碳原子數不同時,碳原子數越多,溶沸點越高;碳原子數相同時,支鏈數越多熔沸點越低
同分異構體書寫:會寫丁烷和戊烷的同分異構體
三、乙烯
1、乙烯的製法:
工業製法:石油的裂解氣(乙烯的產量是一個國家石油化工發展水平的標志之一)
2、物理性質:無色、稍有氣味的氣體,比空氣略輕,難溶於水
3、結構:不飽和烴,分子中含碳碳雙鍵,6個原子共平面,鍵角為120°
4、化學性質:
(1)氧化反應:C2H4+3O2 2CO2+2H2O(火焰明亮並伴有黑煙)
可以使酸性KMnO4溶液褪色,說明乙烯能被KMnO4氧化,化學性質比烷烴活潑。
(2)加成反應:乙烯可以使溴水褪色,利用此反應除乙烯
乙烯還可以和氫氣、氯化氫、水等發生加成反應。
CH2=CH2 + H2→CH3CH3 CH2=CH2+HCl→CH3CH2Cl(一氯乙烷)
CH2=CH2+H2O→CH3CH2OH(乙醇)
(3)聚合反應:
四、苯
1、物理性質:無色有特殊氣味的液體,密度比水小,有毒,不溶於水,易溶於有機
溶劑,本身也是良好的有機溶劑。
2、苯的結構:C6H6(正六邊形平面結構)苯分子里6個C原子之間的鍵完全相同,碳碳鍵鍵能大於碳碳單鍵鍵能小於碳碳單鍵鍵能的2倍,鍵長介於碳碳單鍵鍵長和雙鍵鍵長之間
鍵角120°。
3、化學性質
(1)氧化反應 2C6H6+15O2 12CO2+6H2O (火焰明亮,冒濃煙)
不能使酸性高錳酸鉀褪色
(2)取代反應
① + Br2 + HBr
鐵粉的作用:與溴反應生成溴化鐵做催化劑;溴苯無色密度比水大
② 苯與硝酸(用HONO2表示)發生取代反應,生成無色、不溶於水、密度大於水、有毒的油狀液體——硝基苯。
+ HONO2 + H2O
反應用水浴加熱,控制溫度在50—60℃,濃硫酸做催化劑和脫水劑。
(3)加成反應
用鎳做催化劑,苯與氫發生加成反應,生成環己烷。
+ 3H2 (也可以和氯氣加成生成六六六,一種農葯)
五、乙醇
1、物理性質:無色有特殊香味的液體,密度比水小,與水以任意比互溶
如何檢驗乙醇中是否含有水:加無水硫酸銅;如何得到無水乙醇:加生石灰,蒸餾
2、結構: CH3CH2OH(含有官能團:羥基)
3、化學性質
(1) 乙醇與金屬鈉的反應:2CH3CH2OH+2Na 2CH3CH2ONa+H2↑(取代反應)
(2) 乙醇的氧化反應★
①乙醇的燃燒:CH3CH2OH+3O2 2CO2+3H2O
②乙醇的催化氧化反應2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O
③乙醇被強氧化劑氧化反應
CH3CH2OH CH3COOH
六、乙酸(俗名:醋酸)
1、物理性質:常溫下為無色有強烈刺激性氣味的液體,易結成冰一樣的晶體,所以純凈的乙酸又叫冰醋酸,與水、酒精以任意比互溶
2、結構:CH3COOH(含羧基,可以看作由羰基和羥基組成)
3、乙酸的重要化學性質
(1) 乙酸的酸性:弱酸性,但酸性比碳酸強,具有酸的通性
①乙酸能使紫色石蕊試液變紅
②乙酸能與碳酸鹽反應,生成二氧化碳氣體
利用乙酸的酸性,可以用乙酸來除去水垢(主要成分是CaCO3):
2CH3COOH+CaCO3 (CH3COO)2Ca+H2O+CO2↑
乙酸還可以與碳酸鈉反應,也能生成二氧化碳氣體:
2CH3COOH+Na2CO3 2CH3COONa+H2O+CO2↑
上述兩個反應都可以證明乙酸的酸性比碳酸的酸性強。
(2) 乙酸的酯化反應
(酸脫羥基,醇脫氫,酯化反應屬於取代反應)
乙酸與乙醇反應的主要產物乙酸乙酯是一種無色、有香味、密度比水的小、不溶於水的油狀液體。在實驗時用飽和碳酸鈉吸收,目的是為了吸收揮發出的乙醇和乙酸,降低乙酸乙酯的溶解度;反應時要用冰醋酸和無水乙醇,濃硫酸做催化劑和吸水劑
化學與可持續發展
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:鋁熱反應 ③電解法:電解氧化鋁
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
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
綠色化學理念 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」。
從環境觀點看:強調從源頭上消除污染。(從一開始就避免污染物的產生)
從經濟觀點看:它提倡合理利用資源和能源,降低生產成本。(盡可能提高原子利用率)
熱點:原子經濟性——反應物原子全部轉化為最終的期望產物,原子利用率為100%
D. 高一化學必修二前兩章的知識點總結
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。
(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
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。
1、有一個糖尿病患者去醫院檢驗病情,如果你是一名醫生,你將用什麼化學原理去確定其病情的輕重?
2、已知方誌敏同志在監獄中寫給魯迅的信是用米湯寫的,魯迅的是如何看到信的內容的?
3、如是否有過這樣的經歷,在使用濃硝酸時不慎濺到皮膚上,皮膚會有什麼變化?為什麼?
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:
�6�1 按環境要素:分大氣污染、水體污染、土壤污染
�6�1 按人類活動分:工業環境污染、城市環境污染、農業環境污染
�6�1 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」。
從學科觀點看:是化學基礎內容的更新。(改變反應歷程)
從環境觀點看:強調從源頭上消除污染。(從一開始就避免污染物的產生)
從經濟觀點看:它提倡合理利用資源和能源,降低生產成本。(盡可能提高原子利用率)
熱點:原子經濟性——反應物原子全部轉化為最終的期望產物,原子利用率為100%
E. 高一 化學 必修二一二單元 知識點總結
專題一 : 1——原子半徑 (1)除第1周期外,其他周期元素(惰性氣體元素除外)的原子半徑隨原子序數的遞增而減小; (2)同一族的元素從上到下,隨電子層數增多,原子半徑增大。 2——元素化合價 (1)除第1周期外,同周期從左到右,元素最高正價由鹼金屬+1遞增到+7,非金屬元素負價由碳族-4遞增到-1(氟無正價,氧無+6價,除外); (2)同一主族的元素的最高正價、負價均相同 (3) 所有單質都顯零價 3——單質的熔點 (1)同一周期元素隨原子序數的遞增,元素組成的金屬單質的熔點遞增,非金屬單質的熔點遞減; (2)同一族元素從上到下,元素組成的金屬單質的熔點遞減,非金屬單質的熔點遞增 4——元素的金屬性與非金屬性 (及其判斷) (1)同一周期的元素電子層數相同。因此隨著核電荷數的增加,原子越容易得電子,從左到右金屬性遞減,非金屬性遞增; (2)同一主族元素最外層電子數相同,因此隨著電子層數的增加,原子越容易失電子,從上到下金屬性遞增,非金屬性遞減。 判斷金屬性強弱 金屬性(還原性) 1,單質從水或酸中置換出氫氣越容易越強 2,最高價氧化物的水化物的鹼性越強(1—20號,K最強;總體Cs最強 最 非金屬性(氧化性)1,單質越容易與氫氣反應形成氣態氫化物 2,氫化物越穩定 3,最高價氧化物的水化物的酸性越強(1—20號,F最強;最體一樣) 5——單質的氧化性、還原性 一般元素的金屬性越強,其單質的還原性越強,其氧化物的陽離子氧化性越弱; 元素的非金屬性越強,其單質的氧化性越強,其簡單陰離子的還原性越弱。 推斷元素位置的規律 判斷元素在周期表中位置應牢記的規律: (1)元素周期數等於核外電子層數; (2)主族元素的序數等於最外層電子數。 陰陽離子的半徑大小辨別規律 由於陰離子是電子最外層得到了電子 而陽離子是失去了電子 6——周期與主族 周期:短周期(1—3);長周期(4—6,6周期中存在鑭系);不完全周期(7)。 主族:ⅠA—ⅦA為主族元素;ⅠB—ⅦB為副族元素(中間包括Ⅷ);0族(即惰性氣體) 所以, 總的說來 (1) 陽離子半徑<原子半徑 (2) 陰離子半徑>原子半徑 (3) 陰離子半徑>陽離子半徑 (4 對於具有相同核外電子排布的離子,原子序數越大,其離子半徑越小。 以上不適合用於稀有氣體! 專題二 : 一、化學鍵: 1,含義:分子或晶體內相鄰原子(或離子)間強烈的相互作用。 2,類型 ,即離子鍵、共價鍵和金屬鍵。 離子鍵是由異性電荷產生的吸引作用,例如氯和鈉以離子鍵結合成NaCl。 1,使陰、陽離子結合的靜電作用 2,成鍵微粒:陰、陽離子 3,形成離子鍵:a活潑金屬和活潑非金屬 b部分鹽(Nacl、NH4cl、BaCo3等) c強鹼(NaOH、KOH) d活潑金屬氧化物、過氧化物 4,證明離子化合物:熔融狀態下能導電 共價鍵是兩個或幾個原子通過共用電子(1,共用電子對對數=元素化合價的絕對值 2,有共價鍵的化合物不一定是共價化合物) 對產生的吸引作用,典型的共價鍵是兩個原子借吸引一對成鍵電子而形成的。例如,兩個氫核同時吸引一對電子,形成穩定的氫分子。 1,共價分子電子式的表示,P13 2,共價分子結構式的表示 3,共價分子球棍模型(H2O—折現型、NH3—三角錐形、CH4—正四面體) 4,共價分子比例模型 補充:碳原子通常與其他原子以共價鍵結合 乙烷(C—C單鍵) 乙烯(C—C雙鍵) 乙炔(C—C三鍵) 金屬鍵則是使金屬原子結合在一起的相互作用,可以看成是高度離域的共價鍵。 二、分子間作用力(即范德華力) 1,特點:a存在於共價化合物中 b化學鍵弱的多 c影響熔沸點和溶解性——對於組成和結構相似的分子,其范德華力一般隨著相對分子質量的增大而增大。即熔沸點也增大(特例:HF、NH3、H2O) 三、氫鍵 1,存在元素:O(H2O)、N(NH3)、F(HF) 2,特點:比范德華力強,比化學鍵弱 補充:水無論什麼狀態氫鍵都存在 專題三 : 一,同素異形(一定為單質) 1,碳元素(金剛石、石墨) 氧元素(O2、O3) 磷元素(白磷、紅磷) 2,同素異形體之間的轉換——為化學變化 二,同分異構(一定為化合物或有機物) 分子式相同,分子結構不同,性質也不同 1,C4H10(正丁烷、異丁烷) 2,C2H6(乙醇、二甲醚) 三,晶體分類 離子晶體:陰、陽離子有規律排列 1,離子化合物(KNO3、NaOH) 2,NaCl分子 3,作用力為離子間作用力 分子晶體:由分子構成的物質所形成的晶體 1,共價化合物(CO2、H2O) 2,共價單質(H2、O2、S、I2、P4) 3,稀有氣體(He、Ne) 原子晶體:不存在單個分子 1,石英(SiO2)、金剛石、晶體硅(Si) 金屬晶體:一切金屬 總結:熔點、硬度——原子晶體>離子晶體>分子晶體 專題四 : 一、反應速率 1,影響因素:反應物性質(內因)、濃度(正比)、溫度(正比)、壓強(正比)、反應面積、固體反應物顆粒大小 二、反應限度(可逆反應) 化學平衡:正反應速率和逆反應速率相等,反應物和生成物的濃度不再變化,到達平衡。 專題二 :第二單元 一、熱量變化 常見放熱反應:1,酸鹼中和 2,所有燃燒反應 3,金屬和酸反應 4,大多數的化合反應 5,濃硫酸等溶解 常見吸熱反應:1,CO2+C====2CO 2,H2O+C====CO+H2(水煤氣) 3,Ba(OH)2晶體與NH4Cl反應 4,大多數分解反應 5,硝酸銨的溶解 熱化學方程式;注意事項5 二、燃料燃燒釋放熱量 專題五 : 一、化學能→電能(原電池、燃料電池) 1,判斷正負極:較活潑的為負極,失去電子,化合價升高,為氧化反應,陰離子在負極 2,正極:電解質中的陽離子向正極移動,得到電子,生成新物質 3,正負極相加=總反應方程式 4,吸氧腐蝕 A中性溶液(水) B有氧氣 Fe和C→正極:2H2O+O2+4e—====4OH— 補充:形成原電池條件 1,有自發的 氧化反應 2,兩個活潑性不同的電極 3,同時與電解質接觸 4,形成閉合迴路 二、化學電源 1,氫氧燃料電池 陰極:2H++2e—===H2 陽極:4OH——4e—===O2+2H2O 2,常見化學電源 銀鋅紐扣電池 負極: 正極: 鉛蓄電池 負極: 正極: 三、電能→化學能 1,判斷陰陽極:先判斷正負極,正極對陽極(發生氧化反應),負極對陰極 2,陽離子向陰極,陰離子向陽極(異性相吸) 補充:電解池形成條件 1,兩個電極 2,電解質溶液 3,直流電源 4,構成閉合電路
F. 高一化學知識點總結
第一章 從實驗學化學-1- 化學實驗基本方法
過濾 一帖、二低、三靠 分離固體和液體的混合體時,除去液體中不溶性固體。(漏斗、濾紙、玻璃棒、燒杯)
蒸發 不斷攪拌,有大量晶體時就應熄燈,余熱蒸發至干,可防過熱而迸濺 把稀溶液濃縮或把含固態溶質的溶液干,在蒸發皿進行蒸發
蒸餾 ①液體體積②加熱方式③溫度計水銀球位置④冷卻的水流方向⑤防液體暴沸 利用沸點不同除去液體混合物中難揮發或不揮發的雜質(蒸餾燒瓶、酒精燈、溫度計、冷凝管、接液管、錐形瓶)
萃取 萃取劑:原溶液中的溶劑互不相溶;② 對溶質的溶解度要遠大於原溶劑;③ 要易於揮發。 利用溶質在互不相溶的溶劑里溶解度的不同,用一種溶劑把溶質從它與另一溶劑所組成的溶液里提取出來的操作,主要儀器:分液漏斗
分液 下層的液體從下端放出,上層從上口倒出 把互不相溶的兩種液體分開的操作,與萃取配合使用的
過濾器上洗滌沉澱的操作 向漏斗里注入蒸餾水,使水面沒過沉澱物,等水流完後,重復操作數次
配製一定物質的量濃度的溶液 需用的儀器 托盤天平(或量筒)、燒杯、玻璃棒、容量瓶、膠頭滴管
主要步驟:⑴ 計算 ⑵ 稱量(如是液體就用滴定管量取)⑶ 溶解(少量水,攪拌,注意冷卻)⑷ 轉液(容量瓶要先檢漏,玻璃棒引流)⑸ 洗滌(洗滌液一並轉移到容量瓶中)⑹ 振搖⑺ 定容⑻ 搖勻
容量瓶 ①容量瓶上註明溫度和量程。②容量瓶上只有刻線而無刻度。 ①只能配製容量瓶中規定容積的溶液;②不能用容量瓶溶解、稀釋或久貯溶液;③容量瓶不能加熱,轉入瓶中的溶液溫度20℃左右
第一章 從實驗學化學-2- 化學計量在實驗中的應用
1 物質的量 物質的量實際上表示含有一定數目粒子的集體
2 摩爾 物質的量的單位
3 標准狀況 STP 0℃和1標准大氣壓下
4 阿伏加德羅常數NA 1mol任何物質含的微粒數目都是6.02×1023個
5 摩爾質量 M 1mol任何物質質量是在數值上相對質量相等
6 氣體摩爾體積 Vm 1mol任何氣體的標准狀況下的體積都約為22.4l
7 阿伏加德羅定律 (由PV=nRT推導出) 同溫同壓下同體積的任何氣體有同分子數
n1 N1 V1
n2 N2 V2
8 物質的量濃度CB 1L溶液中所含溶質B的物質的量所表示的濃度
CB=nB/V nB=CB×V V=nB/CB
9 物質的質量 m m=M×n n=m/M M=m/n
10 標准狀況氣體體積 V V=n×Vm n=V/Vm Vm=V/n
11 物質的粒子數 N N=NA×n n =N/NA NA=N/n
12 物質的量濃度CB與溶質的質量分數ω 1000×ρ×ω
M
13 溶液稀釋規律 C(濃)×V(濃)=C(稀)×V(稀)
以物質的量為中心
第二章 化學物質及變化-1-物質的分類
1 元素分類: 金屬和非金屬元素
2 化合物分類: 有機物(含C)和無機物
氧化物 酸性氧化物(與鹼反應生成鹽和水) SiO2、SO2、CO2、SO3、N2O5、(多數為非金屬氧化物)
鹼性氧化物(與酸反應生成鹽和水) Fe2O3、CuO 、 MgO (多數為金屬氧化物)、
兩性氧化物(與酸、鹼反應生成鹽和水) Al2O3、ZnO
不成鹽氧化物 NO2、NO、CO、 (鹽中的N的化合價無+2、+3、C無+2)
分散系 溶液(很穩定) 分散質粒子小於1nm,透明、穩定、均一
膠體(介穩定狀態) 分散質粒子1nm-100nm,較透明、穩定、均一
濁液(分懸、乳濁液) 分散質粒子大於100nm,不透明、不穩定、不均一
化學反應的分類 四大基本反應類型 化合:2SO2+ O2 2SO3
分解:2NaHCO3 Na2CO3 +CO2↑+ H2O
置換:Cl2 +2KI ===2KCl+I2
復分解:2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O
是否有離子參加反應(電解質在水溶液中) 離子反應:Cl2+H2O = HCl+HClO
非離子反應:2Fe+3Cl2 2FeCl3
是否有元素電子得失或偏移(有升降價) 氧化還原反應:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
非氧化還原反應:Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O
熱量的放出或吸收 放熱反應:3Fe+2O2 Fe3O4
吸熱反應:C+CO2 2CO
第二章 化學物質及變化-2-離子反應
電解質(酸、鹼、鹽、水) 在水溶液里或熔融狀態下本身能夠導電的化合物
非電解質(包括CO2、SO2) 在水溶液里或熔融狀態下不能夠導電的化合物
碳酸的電離方程式 H2CO3 H++HCO3- (弱電解質用「 」
NaHCO3的電離方程式 NaHCO3=Na++HCO3- (強電解質用「 = 」
離子反應式 用實際參加反應的離子所表示的式子
離子反應式寫法 一寫、二改、三刪、四查
單質、氧化物、氣體、難溶、難電離的物質要保留分子式
離子共存 有顏色的離子 MnO4-紫紅、Fe3+棕黃、Fe2+淺綠、Cu2+藍色
與H+不共存(弱酸根) OH-、CO32-、SO32-、SiO32-、AlO2-、S2-、F- 等
與OH-不共存(弱鹼金屬陽離子) H+、Fe3+、Fe2+、Fe3+、Cu2+、Al3+、Mg2+、NH4+ 等
與H+和OH-都不共存 HCO3-、HSO3-、HS-、 等
常見生成沉澱 Ba2+、Ca2+與SO42-、CO32- Ag+與Cl-
膠體 膠體的性質(介穩定) 丁達爾現象、布朗運動、電泳、聚沉
判斷膠體最簡單的方法 丁達爾現象
膠體提純 滲析(膠體微粒不能透過半透膜)
Fe(OH)3膠體制備的方法 取燒杯盛20mL蒸餾水,加熱至沸騰,然後逐滴加入飽和FeCl3溶液1mL~2mL。繼續煮沸至溶液呈紅褐色。觀察所得紅褐色液體Fe(OH)3膠體。
Fe(OH)3膠體制備方程式 FeCl3+3H2O Fe(OH)3(膠體) +3HCl
膠體凝聚的條件 加熱、加電解質、加相反電性的膠體
第二章 化學物質及變化-3-氧化還原反應
氧化還原反應的本質 有電子轉移(得失或偏移)
氧化還原反應的特徵 元素化合價的升降(不一定有氧的得失)
升失氧 還原劑、還原性、失電子、(升價)、 被氧化、發生氧化反應成氧化產物
降得還 氧化劑、氧化性、得電子、 (降價)、 被還原、發生還原反應成還原產物
化合反應 不一定是氧化還原反應,一般有單質參加的化合反應或有單質生成的分解反應才屬氧化還原反應
分解反應
置換反應 一定是氧化還原反應
復分解反應 一定不是氧化還原反應
氣體的檢驗 NH3的檢驗 用濕潤的紅色石蕊試紙變藍
SO2的檢驗 用品紅溶液褪色
SO2的吸收 用KMnO4溶液 (強氧化性)
CO2的檢驗 用澄清石灰水變濁
Cl2的檢驗 用濕潤的KI 澱粉試紙變藍
NO的檢驗 打開瓶蓋後遇空氣變紅棕色
離子的檢驗 NH4+的檢驗 加NaOH溶液加熱後放出氣體用濕潤的紅色石蕊試紙變藍
Fe3+的檢驗 ①加NaOH溶液有紅褐色沉澱②加KSCN溶液出現血紅色
Fe2+的檢驗 ①加NaOH溶液有白色沉澱馬上變灰綠色,最終變紅褐色②加KSCN溶液無現象,再加氯水後出現血紅色
SO42-的檢驗 先加HCl無現象後加BaCl2溶液有不溶於酸的白色沉澱
Cl-、(Br-、I -)的檢驗 先加AgNO3後加HNO3溶液有不溶於酸的白色沉澱AgCl (淡黃色沉澱AgBr、黃色沉澱AgI)
NO3 - 的檢驗 加濃縮後加入少量濃硫酸和幾塊銅片加熱有紅棕色的氣體放出(NO2)
物質的保存 K、Na 保存在煤油中(防水、防O2)
見光易分解的物質 用棕色瓶(HNO3、AgNO3、氯水、HClO 等)
鹼性物質 用橡膠塞不能用玻璃塞(Na2SiO3、NaOH、Na2CO3)
酸性、強氧化性物質 用玻璃塞不能用橡膠塞(HSO4、HNO3、KMnO4)
物質的保存 F2、HF(氫氟酸) 用塑料瓶不能用玻璃瓶(與SiO2反應腐蝕玻璃)
保存在水中 白磷(防在空氣中自燃)、Br2(防止揮發)
地殼中含量最多的元素 氧O、硅Si、鋁Al、鐵Fe
地殼有游離態存在的元素 金、鐵(隕石)、硫(火山口附近)
金屬共同的物理性質 有金屬光澤、不透明、易導電、導熱、延展性
能與HCl和NaOH都能反應的物質 兩性:Al、Al2O3、Al(OH)3
弱酸的酸式鹽:NaHCO3、NaHSO3、NaHS
弱酸的銨鹽:(NH4)2CO3、(NH4)2S
兩性金屬 鋅Zn、鋁Al(與酸和鹼都放H2)
鈍化金屬 鐵Fe、鋁Al(被冷的濃H2SO4、濃HNO3)
酸化學性質 稀、濃硫酸的通性 1強酸性----反應生成鹽
2高沸點酸,難揮發性——制備易揮發性酸
濃硫酸的特性 1、吸水性—做乾燥,不能乾燥NH3、H2S
2、脫水性—使有機物脫水炭化
3、強氧化性——與不活潑金屬、非金屬、還原性物質反應
硝酸 HNO3 1、強酸性 2、強氧化性 3、不穩定性 (見光、受熱)
次氯酸 HClO 1、弱酸性 2、強氧化性 3、不穩定性 (見光、受熱)
硅酸 H2SiO3 1、弱酸性 2、難溶性 3、不穩定性 (熱)
漂白 氧化型(永久) 強氧化性:HClO、Na2O2、O3、濃H2SO4、濃 HNO3
加合型(暫時) SO2 (使品紅褪色,不能使石蕊變紅後褪色)
吸附型(物理) 活性碳 明礬溶液生成的Al(OH)3膠體
水溶液 氯水主要成分 分子: Cl2、 H2O、 HClO
離子: H+、Cl-、ClO-
氨水主要成分
分子:NH3 H2O NH3·H2O
離子:NH4+ OHˉ
氯水與液氯、氨水與液氨的區別 氯水、氨水屬混合物、液氯與液氨屬純凈物
氯原子Cl與氯離子Cl-的區別 最外層電子數不同,化學性質不同,氯離子Cl-達穩定結構
氣體 極易溶於水(噴泉) NH3(1:700) HCl (1:500)
只能用排氣法收集 NO2 NH3 HCl
只能用排氣法收集 NO N2 CO
鈉與水的反應 現象: ①浮、②熔、③游、④噝、⑤紅 ①鈉浮在水面上——密度小於水;②水蒸氣——放熱;③熔化成一個小球——溶點低;④在水面上游動——生成氣體;噝噝發出響聲——反應劇烈;⑤變色——生成鹼
俗名 蘇打Na2CO3、小蘇打NaHCO3 水玻璃:Na2SiO3的水溶液 漂白粉主要成分:Ca(ClO)2、CaCl2,有效成分Ca(ClO)2
用途 Na2O2(淡黃色)用作呼吸面具, Al(OH)3和NaHCO3 (小蘇打)可中和胃酸
明礬用作凈水劑,次氯酸HClO殺菌、消毒、永久性漂白、SO2暫時性漂白
自來水常用Cl2來消毒、殺菌但產生致癌的有機氯,改用廣譜高效消毒劑二氧化氯(ClO2)
Fe2O3—紅色油漆和塗料;Al2O3—耐火材料,NH3可用於氮肥、製冷劑。
晶體硅Si作半導體、太陽能電池; SiO2可作光導纖維;硅膠是常用的乾燥劑及催化劑的載體。水玻璃可做肥皂填料、木材防腐防火劑及黏膠
G. 高一化學必修一知識點總結
高中化學必修一
第一章 從實驗學化學
第一節 化學實驗基本方法
一、熟悉化學實驗基本操作
危險化學品標志,如酒精、汽油——易燃液體;
濃H2SO4、NaOH(酸鹼)——腐蝕品
二、混合物的分離和提純:
1、分離的方法:
①過濾:固體(不溶)和液體的分離。
②蒸發:固體(可溶)和液體分離。
③蒸餾:沸點不同的液體混合物的分離。
④分液:互不相溶的液體混合物。
⑤萃取:利用混合物中一種溶質在互不相溶的溶劑里溶解性的不同,用一種溶劑把溶質從它與另一種溶劑所組成的溶液中提取出來。
2、粗鹽的提純:
(1)粗鹽的成分:主要是NaCl,還含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4、泥沙等雜質
(2)步驟:
①將粗鹽溶解後過濾;
②在過濾後得到粗鹽溶液中加過量試劑BaCl2(除SO42-)、Na2CO3(除Ca2+、過量的Ba2+)、NaOH(除Mg2+)溶液後過濾;
③得到濾液加鹽酸(除過量的CO32-、OH-)調pH=7得到NaCl溶液;
④蒸發、結晶得到精鹽。
加試劑順序關鍵:
(1)Na2CO3在BaCl2之後;
(2)鹽酸放最後。
3、蒸餾裝置注意事項:
①加熱燒瓶要墊上石棉網;
②溫度計的水銀球應位於蒸餾燒瓶的支管口處;
③加碎瓷片的目的是防止暴沸;
④冷凝水由下口進,上口出。
4、從碘水中提取碘的實驗時,選用萃取劑應符合原則:
①被萃取的物質在萃取劑溶解度比在原溶劑中的大得多;
②萃取劑與原溶液溶劑互不相溶;
③萃取劑不能與被萃取的物質反應。
三、離子的檢驗:
①SO42-:先加稀鹽酸,再加BaCl2溶液有白色沉澱,原溶液中一定含有SO42-。Ba2++SO42-=BaSO4↓
②Cl-(用AgNO3溶液、稀硝酸檢驗)加AgNO3溶液有白色沉澱生成,再加稀硝酸沉澱不溶解,原溶液中一定含有Cl-;或先加稀硝酸酸化,再加AgNO3溶液,如有白色沉澱生成,則原溶液中一定含有Cl-。Ag++Cl-=AgCl↓。
③CO32-:(用BaCl2溶液、稀鹽酸檢驗)先加BaCl2溶液生成白色沉澱,再加稀鹽酸,沉澱溶解,並生成無色無味、能使澄清石灰水變渾濁的氣體,則原溶液中一定含有CO32-。
第二節 化學計量在實驗中的應用
1、物質的量(n)是國際單位制中7個基本物理量之一。
2、五個新的化學符號:
3、各個量之間的關系:
4、溶液稀釋公式:(根據溶液稀釋前後,溶液中溶質的物質的量不變)
C濃溶液V濃溶液=C稀溶液V稀溶液 (注意單位統一性,一定要將mL化為L來計算)。
5、溶液中溶質濃度可以用兩種方法表示:
①質量分數W
②物質的量濃度C
質量分數W與物質的量濃度C的關系:C=1000ρW/M(其中ρ單位為g/cm3)
已知某溶液溶質質量分數為W,溶液密度為ρ(g/cm3),溶液體積為V,溶質摩爾質量為M,求溶質的物質的量濃度C。
【 推斷:根據C=n(溶質)/V(溶液) ,而n(溶質)=m(溶質)/M(溶質)= ρ V(溶液) W/M,考慮密度ρ的單位g/cm3化為g/L,所以有C=1000ρW/M 】。(公式記不清,可設體積1L計算)。
6、一定物質的量濃度溶液的配製
(1)配製使用的儀器:托盤天平(固體溶質)、量筒(液體溶質)、容量瓶(強調:在具體實驗時,應寫規格,否則錯!)、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管。
(2)配製的步驟:
①計算溶質的量(若為固體溶質計算所需質量,若為溶液計算所需溶液的體積)
②稱取(或量取)
③溶解(靜置冷卻)
④轉移
⑤洗滌
⑥定容
⑦搖勻。
(如果儀器中有試劑瓶,就要加一個步驟:裝瓶)。
例如:配製400mL0.1mol/L的Na2CO3溶液:
(1)計算:需無水Na2CO3 5.3 g。
(2)稱量:用托盤天平稱量無水Na2CO3 5.3 g。
(3)溶解:所需儀器燒杯、玻璃棒。
(4)轉移:將燒杯中的溶液沿玻璃棒小心地引流到500mL容量瓶中。
(5)定容:當往容量瓶里加蒸餾水時,距刻度線1-2cm處停止,為避免加水的體積過多,改用膠頭滴管加蒸餾水到溶液的凹液面正好與刻度線相切,這個操作叫做定容。
注意事項:
①不能配製任意體積的一定物質的量濃度的溶液,這是因為容量瓶的容積是固定的,沒有任意體積規格的容量瓶。
②溶液注入容量瓶前需恢復到室溫,這是因為容量瓶受熱易炸裂,同時溶液溫度過高會使容量瓶膨脹影響溶液配製的精確度。
③用膠頭滴管定容後再振盪,出現液面低於刻度線時不要再加水,這是因為振盪時有少量溶液粘在瓶頸上還沒完全迴流,故液面暫時低於刻度線,若此時又加水會使所配製溶液的濃度偏低。
④如果加水定容時超出了刻度線,不能將超出部分再吸走,須應重新配製。
⑤如果搖勻時不小心灑出幾滴,不能再加水至刻度,必須重新配製,這是因為所灑出的幾滴溶液中含有溶質,會使所配製溶液的濃度偏低。
⑥溶質溶解後轉移至容量瓶時,必須用少量蒸餾水將燒杯及玻璃棒洗滌2—3次,並將洗滌液一並倒入容量瓶,這是因為燒杯及玻璃棒會粘有少量溶質,只有這樣才能盡可能地把溶質全部轉移到容量瓶中。
第二章 化學物質及其變化
第一節 物質的分類
1、掌握兩種常見的分類方法:交叉分類法和樹狀分類法。
2、分散系及其分類:
(1)分散系組成:分散劑和分散質,按照分散質和分散劑所處的狀態,分散系可以有9種組合方式。
(2)當分散劑為液體時,根據分散質粒子大小可以將分散系分為溶液、膠體、濁液。
3、膠體:
(1)常見膠體:Fe(OH)3膠體、Al(OH)3膠體、血液、豆漿、澱粉溶液、蛋白質溶液、有色玻璃、墨水等。
(2)膠體的特性:能產生丁達爾效應。區別膠體與其他分散系常用方法丁達爾效應。
膠體與其他分散系的本質區別是分散質粒子大小。
(3)Fe(OH)3膠體的制備方法:將飽和FeCl3溶液滴入沸水中,繼續加熱至體系呈紅褐色,停止加熱,得Fe(OH)3膠體。
第二節 離子反應
一、電解質和非電解質
電解質:在水溶液里或熔融狀態下能導電的化合物。
1、化合物
非電解質:在水溶液中和熔融狀態下都不能導電的化合物。(如:酒精[乙醇]、蔗糖、SO2、SO3、NH3、CO2等是非電解質。)
(1)電解質和非電解質都是化合物,單質和混合物既不是電解質也不是非電解質。
(2)酸、鹼、鹽和水都是電解質(特殊:鹽酸(混合物)電解質溶液)。
(3)能導電的物質不一定是電解質。能導電的物質:電解質溶液、熔融的鹼和鹽、金屬單質和石墨。
電解質需在水溶液里或熔融狀態下才能導電。固態電解質(如:NaCl晶體)不導電,液態酸(如:液態HCl)不導電。
2、溶液能夠導電的原因:有能夠自由移動的離子。
3、電離方程式:要注意配平,原子個數守恆,電荷數守恆。如:Al2(SO4)3=2Al3++3SO42-
二、離子反應:
1、離子反應發生的條件:生成沉澱、生成氣體、水。
2、離子方程式的書寫:(寫、拆、刪、查)
①寫:寫出正確的化學方程式。(要注意配平。)
②拆:把易溶的強電解質(易容的鹽、強酸、強鹼)寫成離子形式。
常見易溶的強電解質有:
三大強酸(H2SO4、HCl、HNO3),四大強鹼[NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2 (澄清石灰水拆,石灰乳不拆)],可溶性鹽,這些物質拆成離子形式,其他物質一律保留化學式。
③刪:刪除不參加反應的離子(價態不變和存在形式不變的離子)。
④查:檢查書寫離子方程式等式兩邊是否原子個數守恆、電荷數守恆。
3、離子方程式正誤判斷:(看幾看)
①看是否符合反應事實(能不能發生反應,反應物、生成物對不對)。
②看是否可拆。
③看是否配平(原子個數守恆,電荷數守恆)。
④看「=」「 」「↑」「↓」是否應用恰當。
4、離子共存問題
(1)由於發生復分解反應(生成沉澱或氣體或水)的離子不能大量共存。
生成沉澱:AgCl、BaSO4、BaSO3、BaCO3、CaCO3、Mg(OH)2、Cu(OH)2等。
生成氣體:CO32-、HCO3-等易揮發的弱酸的酸根與H+不能大量共存。
生成H2O:①H+和OH-生成H2O。②酸式酸根離子如:HCO3-既不能和H+共存,也不能和OH-共存。如:HCO3-+H+=H2O+CO2↑, HCO3-+OH-=H2O+CO32-
(2)審題時應注意題中給出的附加條件。
①無色溶液中不存在有色離子:Cu2+、Fe3+、Fe2+、MnO4-(常見這四種有色離子)。
②注意挖掘某些隱含離子:酸性溶液(或pH<7)中隱含有H+,鹼性溶液(或pH>7)中隱含有OH-。
③注意題目要求「大量共存」還是「不能大量共存」。
第三節 氧化還原反應
一、氧化還原反應
1、氧化還原反應的本質:有電子轉移(包括電子的得失或偏移)。
2、氧化還原反應的特徵:有元素化合價升降。
3、判斷氧化還原反應的依據:凡是有元素化合價升降或有電子的轉移的化學反應都屬於氧化還原反應。
4、氧化還原反應相關概念:
還原劑(具有還原性):失(失電子)→升(化合價升高)→氧(被氧化或發生氧化反應)→生成氧化產物。
氧化劑(具有氧化性):得(得電子)→降(化合價降低)→還(被還原或發生還原反應)→生成還原產物。
【注】一定要熟記以上內容,以便能正確判斷出一個氧化還原反應中的氧化劑、還原劑、氧化產物和還原產物;氧化劑、還原劑在反應物中找;氧化產物和還原產物在生成物中找。
二、氧化性、還原性強弱的判斷
(1)根據氧化還原反應方程式在同一氧化還原反應中,
氧化性:氧化劑>氧化產物
還原性:還原劑>還原產物
三、如果使元素化合價升高,即要使它被氧化,要加入氧化劑才能實現;如果使元素化合價降低,即要使它被還原,要加入還原劑才能實現;
第三章 金屬及其化合物
第一節 金屬的化學性質
一、鈉 Na
1、單質鈉的物理性質:鈉質軟、銀白色、熔點低、密度比水的小但比煤油的大。
2、單質鈉的化學性質:
①鈉與O2反應
常溫下:4Na + O2=2Na2O (新切開的鈉放在空氣中容易變暗)
加熱時:2Na + O2==Na2O2 (鈉先熔化後燃燒,發出黃色火焰,生成淡黃色固體Na2O2。)
Na2O2中氧元素為-1價,Na2O2既有氧化性又有還原性。
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
Na2O2是呼吸面具、潛水艇的供氧劑,Na2O2具有強氧化性能漂白。
②鈉與H2O反應
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
離子方程式:2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑(注意配平)
實驗現象:「浮——鈉密度比水小;游——生成氫氣;響——反應劇烈;
熔——鈉熔點低;紅——生成的NaOH遇酚酞變紅」。
③鈉與鹽溶液反應
如鈉與CuSO4溶液反應,應該先是鈉與H2O反應生成NaOH與H2,再和CuSO4溶液反應,有關化學方程式:
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4
總的方程式:2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑
實驗現象:有藍色沉澱生成,有氣泡放出
K、Ca、Na三種單質與鹽溶液反應時,先與水反應生成相應的鹼,鹼再和鹽溶液反應
④鈉與酸反應:
2Na+2HCl=2NaCl+H2↑(反應劇烈)
離子方程式:2Na+2H+=2Na++H2↑
3、鈉的存在:以化合態存在。
4、鈉的保存:保存在煤油或石蠟中。
5、鈉在空氣中的變化過程:Na→Na2O→NaOH→Na2CO3→Na2CO3·10H2O(結晶)→Na2CO3(風化),最終得到是一種白色粉末。
一小塊鈉置露在空氣中的現象:銀白色的鈉很快變暗(生成Na2O),跟著變成白色固體(NaOH),然後在固體表面出現小液滴(NaOH易潮解),最終變成白色粉未(最終產物是Na2CO3)。
二、鋁 Al
1、單質鋁的物理性質:銀白色金屬、密度小(屬輕金屬)、硬度小、熔沸點低。
2、單質鋁的化學性質
①鋁與O2反應:常溫下鋁能與O2反應生成緻密氧化膜,保護內層金屬。加熱條件下鋁能與O2反應生成氧化鋁:4Al+3O2==2Al2O3
②常溫下Al既能與強酸反應,又能與強鹼溶液反應,均有H2生成,也能與不活潑的金屬鹽溶液反應:
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
( 2Al+6H+=2Al3++3H2↑ )
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
( 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ )
2Al+3Cu(NO3)2=2Al(NO3) 3+3Cu
( 2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu)
注意:鋁制餐具不能用來長時間存放酸性、鹼性和鹹的食品。
③鋁與某些金屬氧化物的反應(如V、Cr、Mn、Fe的氧化物)叫做鋁熱反應
Fe2O3+2Al == 2Fe+Al2O3,Al 和 Fe2O3的混合物叫做鋁熱劑。利用鋁熱反應焊接鋼軌。
三、鐵
1、單質鐵的物理性質:鐵片是銀白色的,鐵粉呈黑色,純鐵不易生銹,但生鐵(含碳雜質的鐵)在潮濕的空氣中易生銹。(原因:形成了鐵碳原電池。鐵銹的主要成分是Fe2O3)。
2、單質鐵的化學性質:
①鐵與氧氣反應:3Fe+2O2===Fe3O4(現象:劇烈燃燒,火星四射,生成黑色的固體)
②與非氧化性酸反應:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ (Fe+2H+=Fe2++H2↑)
常溫下鋁、鐵遇濃硫酸或濃硝酸鈍化。加熱能反應但無氫氣放出。
③與鹽溶液反應: Fe+CuSO4=FeSO4+Cu(Fe+Cu2+=Fe2++Cu)
④與水蒸氣反應:3Fe+4H2O(g)==Fe3O4+4H2
第二節 幾種重要的金屬化合物
一、氧化物
1、Al2O3的性質:氧化鋁是一種白色難溶物,其熔點很高,可用來製造耐火材料如坩鍋、耐火管、耐高溫的實驗儀器等。
Al2O3是兩性氧化物:既能與強酸反應,又能與強鹼反應:
Al2O3+ 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O (Al2O3+6H+=2Al3++3H2O)
Al2O3+ 2NaOH == 2NaAlO2 +H2O(Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O)
2、鐵的氧化物的性質:FeO、Fe2O3都為鹼性氧化物,能與強酸反應生成鹽和水。
FeO+2HCl =FeCl2 +H2O
Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
二、氫氧化物
1、氫氧化鋁 Al(OH)3
①Al(OH)3是兩性氫氧化物,在常溫下它既能與強酸,又能與強鹼反應:
Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O(Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O)
Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O(Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O)
②Al(OH)3受熱易分解成Al2O3:2Al(OH)3==Al2O3+3H2O(規律:不溶性鹼受熱均會分解)
③Al(OH)3的制備:實驗室用可溶性鋁鹽和氨水反應來制備Al(OH)3
Al2(SO4)3+6NH3·H2O=2 Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4
(Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+)
因為強鹼(如NaOH)易與Al(OH)3反應,所以實驗室不用強鹼制備Al(OH)3,而用氨水。
2、鐵的氫氧化物:氫氧化亞鐵Fe(OH)2(白色)和氫氧化鐵Fe(OH)3(紅褐色)
①都能與酸反應生成鹽和水:
Fe(OH)2+2HCl=FeCl2+2H2O(Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O)
Fe(OH)3+3HCl=FeCl3+3H2O(Fe(OH)3 + 3H+= Fe3++ 3H2O)
②Fe(OH)2可以被空氣中的氧氣氧化成Fe(OH)3
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(現象:白色沉澱→灰綠色→紅褐色)
③Fe(OH)3受熱易分解生成Fe2O3:2Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O
3、氫氧化鈉NaOH:俗稱燒鹼、火鹼、苛性鈉,易潮解,有強腐蝕性,具有鹼的通性。
三、鹽
1、鐵鹽(鐵為+3價)、亞鐵鹽(鐵為+2價)的性質:
①鐵鹽(鐵為+3價)具有氧化性,可以被還原劑(如鐵、銅等)還原成亞鐵鹽:
2FeCl3+Fe=3FeCl2( 2Fe3++Fe=3Fe2+)(價態歸中規律)
2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2( 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+)(制印刷電路板的反應原理)
亞鐵鹽(鐵為+2價)具有還原性,能被氧化劑(如氯氣、氧氣、硝酸等)氧化成鐵鹽:
2FeCl2+Cl2=2FeCl3 ( 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-)
②Fe3+離子的檢驗:
a.溶液呈黃色;
b.加入KSCN(硫氰化鉀)溶液變紅色;
c.加入NaOH溶液反應生成紅褐色沉澱[Fe(OH)3]。
Fe2+離子的檢驗:
a.溶液呈淺綠色;
b.先在溶液中加入KSCN溶液,不變色,再加入氯水,溶液變紅色;
c.加入NaOH溶液反應先生成白色沉澱,迅速變成灰綠色沉澱,最後變成紅褐色沉澱。
2、鈉鹽:Na2CO3與NaHCO3的性質比較
四、焰色反應
1、定義:金屬或它們的化合物在灼燒時使火焰呈現特殊顏色的性質。
2、操作步驟:鉑絲(或鐵絲)用鹽酸浸洗後灼燒至無色,沾取試樣(單質、化合物、氣、液、固均可)在火焰上灼燒,觀察顏色。
3、 重要元素的焰色:鈉元素黃色、 鉀元素紫色(透過藍色的鈷玻璃觀察,以排除鈉的焰色的干擾)
焰色反應屬物理變化。與元素存在狀態(單質、化合物)、物質的聚集狀態(氣、液、固)等無關,只有少數金屬元素有焰色反應。
第三節 用途廣泛的金屬材料
1、合金的概念:由兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質。
2、合金的特性:合金與各成分金屬相比,具有許多優良的物理、化學或機械的性能。
①合金的硬度一般比它的各成分金屬的大
②合金的熔點一般比它的各成分金屬的低
第四章 非金屬及其化合物
一、硅及其化合物 Si
硅元素在地殼中的含量排第二,在自然界中沒有游離態的硅,只有以化合態存在的硅,常見的是二氧化硅、硅酸鹽等。
1、單質硅(Si):
(1)物理性質:有金屬光澤的灰黑色固體,熔點高,硬度大。
(2)化學性質:
①常溫下化學性質不活潑,只能跟F2、HF和NaOH溶液反應。
Si+2F2=SiF4
Si+4HF=SiF4↑+2H2↑
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑
②在高溫條件下,單質硅能與O2和Cl2等非金屬單質反應。
(3)用途:太陽能電池、計算機晶元以及半導體材料等。
(4)硅的制備:工業上,用C在高溫下還原SiO2可製得粗硅。
SiO2+2C=Si(粗)+2CO↑
Si(粗)+2Cl2=SiCl4
SiCl4+2H2=Si(純)+4HCl
2、二氧化硅(SiO2):
(1)SiO2的空間結構:立體網狀結構,SiO2直接由原子構成,不存在單個SiO2分子。
(2)物理性質:熔點高,硬度大,不溶於水。
(3)化學性質:SiO2常溫下化學性質很不活潑,不與水、酸反應(氫氟酸除外),能與強鹼溶液、氫氟酸反應,高溫條件下可以與鹼性氧化物反應:
①與強鹼反應:SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O(生成的硅酸鈉具有粘性,所以不能用帶磨口玻璃塞試劑瓶存放NaOH溶液和Na2SiO3溶液,避免Na2SiO3將瓶塞和試劑瓶粘住,打不開,應用橡皮塞)。
②與氫氟酸反應[SiO2的特性]:SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O(利用此反應,氫氟酸能雕刻玻璃;氫氟酸不能用玻璃試劑瓶存放,應用塑料瓶)。
③高溫下與鹼性氧化物反應:SiO2+CaOCaSiO3
(4)用途:光導纖維、瑪瑙飾物、石英坩堝、水晶鏡片、石英鍾、儀器軸承、玻璃和建築材料等。
3、硅酸(H2SiO3):
(1)物理性質:不溶於水的白色膠狀物,能形成硅膠,吸附水分能力強。
(2)化學性質:H2SiO3是一種弱酸,酸性比碳酸還要弱,其酸酐為SiO2,但SiO2不溶於水,故不能直接由SiO2溶於水製得,而用可溶性硅酸鹽與酸反應製取:(強酸制弱酸原理)
Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓
Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3(此方程式證明酸性:H2SiO3<H2CO3)
(3)用途:硅膠作乾燥劑、催化劑的載體。
4、硅酸鹽
硅酸鹽:硅酸鹽是由硅、氧、金屬元素組成的化合物的總稱。硅酸鹽種類很多,大多數難溶於水,最常見的可溶性硅酸鹽是Na2SiO3,Na2SiO3的水溶液俗稱水玻璃,又稱泡花鹼,是一種無色粘稠的液體,可以作黏膠劑和木材防火劑。硅酸鈉水溶液久置在空氣中容易變質:
Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓(有白色沉澱生成)
傳統硅酸鹽工業三大產品有:玻璃、陶瓷、水泥。
硅酸鹽由於組成比較復雜,常用氧化物的形式表示:活潑金屬氧化物→較活潑金屬氧化物→二氧化硅→水。氧化物前系數配置原則:除氧元素外,其他元素按配置前後原子個數守恆原則配置系數。
硅酸鈉:Na2SiO3 Na2O·SiO2
硅酸鈣:CaSiO3 CaO·SiO2
高嶺石:Al2(Si2O5)(OH)4 Al2O3·2SiO2·2H2O
正長石:KAlSiO3不能寫成 K2O· Al2O3·3SiO2,應寫成K2O·Al2O3·6SiO2
二、氯及其化合物