A. 人教版高一化学必修2知识点总结
1 原子半径 (1)除第1周期外,其他周期元素(惰性气体元素除外)的原子半径随原子序数的递增而减小; (2)同一族的元素从上到下,随电子层数增多,原子半径增大。 2 元素化合价 (1)除第1周期外,同周期从左到右,元素最高正价由碱金属+1递增到+7,非金属元素负价由碳族-4递增到-1(氟无正价,氧无+6价,除外); (2)同一主族的元素的最高正价、负价均相同 (3) 所有单质都显零价 3元素的金属性与非金属性 (1)同一周期的元素电子层数相同。因此随着核电荷数的增加,原子越容易得电子,从左到右金属性递减,非金属性递增; (2)同一主族元素最外层电子数相同,因此随着电子层数的增加,原子越容易失电子,从上到下金属性递增,非金属性递减。4最高价氧化物和水化物的酸碱性 元素的金属性越强,其最高价氧化物的水化物的碱性越强;元素的非金属性越强,最高价氧化物的水化物的酸性越强。 这些有的是第一节有的是本章后面几节的不管怎么说记下来有好处,以后都用的上
有机化合物主要由氧元素、氢元素、碳元素组成。有机物是生命产生的物质基础。 其特点主要有:
多数有机化合物主要含有碳、氢两种元素,此外也常含有氧、氮、硫、卤素、磷等。部分有机物来自植物界,但绝大多数是以石油、天然气、煤等作为原料,通过人工合成的方法制得。 和无机物相比,有机物数目众多,可达几百万种。有机化合物的碳原子的结合能力非常强,互相可以结合成碳链或碳环。碳原子数量可以是1、2个,也可以是几千、几万个,许多有机高分子化合物甚至可以有几十万个碳原子。此外,有机化合物中同分异构现象非常普遍,这也是造成有机化合物众多的原因之一。 有机化合物除少数以外,一般都能燃烧。和无机物相比,它们的热稳定性比较差,电解质受热容易分解。有机物的熔点较低,一般不超过400℃。有机物的极性很弱,因此大多不溶于水。有机物之间的反应,大多是分子间反应,往往需要一定的活化能,因此反应缓慢,往往需要催化剂等手段。而且有机物的反应比较复杂,在同样条件下,一个化合物往往可以同时进行几个不同的反应,生成不同的产物。
食品中的有机化合物:
1.人体所需的营养物质:水、糖类(淀粉)、脂肪、蛋白质、维生素、矿物质
其中,淀粉、脂肪、蛋白质、维生素为有机物。
2.淀粉(糖类)主要存在于大米、面粉等面食中;
油脂主要存在于食用油、冰激凌、牛奶等;
维生素主要存在于蔬菜、水果等;
蛋白质主要存在于鱼、肉、牛奶、蛋等;
纤维素主要存在于青菜中,有利于胃的蠕动,防止便秘。
其中淀粉、脂肪、蛋白质、纤维素是有机高分子有机化合物。
分类:
一.根据碳原子结合而成的基本骨架不同,有机化合物被分为三大类: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。2.碳环化合物 这类化合物分子中含有由碳原子组成的环状结构[2],故称碳环化合物。它又可分为两类:脂环族化合物:是一类性质和脂肪族化合物相似的碳环化合物。芳香族化合物:是分子中含有苯环或稠苯体系的化合物。3.杂环化合物:组成这类化合物的环除碳原子以外,还含有其它元素的原子,叫做杂环化合物。
二、按官能团分类
决定某一类化合物一般性质的主要原子或原子团称为官能团或功能基。含有相同官能团的化合物,其化学性质基本上是相同的。
[编辑本段]命名:
1.俗名及缩写
有些化合物常根据它的来源而用俗名,要掌握一些常用俗名所代表的化合物的结构式,如:木醇是甲醇的俗称,酒精(乙醇)、甘醇(乙二醇)、甘油(丙三醇)、石炭酸(苯酚)、蚁酸(甲酸)、水杨醛(邻羟基苯甲醛)、肉桂醛(β-苯基丙烯醛)、巴豆醛(2-丁烯醛)、水杨酸(邻羟基苯甲酸)、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(用费歇尔投影式表示糖的开链结构)等。还有一些化合物常用它的缩写及商品名称,如:RNA(核糖核酸)、DNA(脱氧核糖核酸)、阿司匹林(乙酰水杨酸)、煤酚皂或来苏儿(47%-53%的三种甲酚的肥皂水溶液)、福尔马林(40%的甲醛水溶液)、扑热息痛(对羟基乙酰苯胺)、尼古丁(烟碱)等。
2.普通命名(习惯命名)法
要求掌握“正、异、新”、“伯、仲、叔、季”等字头的含义及用法。
正:代表直链烷烃;
异:指碳链一端具有结构的烷烃;
新:一般指碳链一端具有结构的烷烃。
3.系统命名法
系统命名法是有机化合物命名的重点,必须熟练掌握各类化合物的命名原则。其中烃类的命名是基础,几何异构体、光学异构体和多官能团化合物的命名是难点,应引起重视。要牢记命名中所遵循的“次序规则”。
1.烷烃的命名:
烷烃的命名是所有开链烃及其衍生物命名的基础。
命名的步骤及原则:
(1)选主链 选择最长的碳链为主链,有几条相同的碳链时,应选择含取代基多的碳链为主链。
(2)编号 给主链编号时,从离取代基最近的一端开始。若有几种可能的情况,应使各取代基都有尽可能小的编号或取代基位次数之和最小。
(3)书写名称 用阿拉伯数字表示取代基的位次,先写出取代基的位次及名称,再写烷烃的名称;有多个取代基时,简单的在前,复杂的在后,相同的取代基合并写出,用汉字数字表示相同取代基的个数;阿拉伯数字与汉字之间用半字线隔开。
一.各类化合物的鉴别方法
1.烯烃、二烯、炔烃:
(1)溴的四氯化碳溶液,红色腿去
(2)高锰酸钾溶液,紫色腿去。
4.卤代烃:硝酸银的醇溶液,生成卤化银沉淀;不同结构的卤代烃生成沉淀的速度不同,叔卤代烃和烯丙式卤代烃最快,仲卤代烃次之,伯卤代烃需加热才出现沉淀。
5.醇:
(1)与金属钠反应放出氢气(鉴别6个碳原子以下的醇);
(2)用卢卡斯试剂鉴别伯、仲、叔醇,叔醇立刻变浑浊,仲醇放置后变浑浊,伯醇放置后也无变化。
6.酚或烯醇类化合物:
(1)用三氯化铁溶液产生颜色(苯酚产生兰紫色)。
(2)苯酚与溴水生成三溴苯酚白色沉淀。
10.糖:
(1)单糖都能与托伦试剂和斐林试剂作用,产生银镜或砖红色沉淀;
(2)葡萄糖与果糖:用溴水可区别葡萄糖与果糖,葡萄糖能使溴水褪色,而果糖不能。
(3)麦芽糖与蔗糖:用托伦试剂或斐林试剂,麦芽糖可生成银镜或砖红色沉淀,而蔗糖不能。
1、甲烷(天然气) 分子式为:CH4 特点:最简单的有机物
2、乙烯 分子式为:C2H4 特点:最简单的烯烃(有碳碳双键)
3、乙醇(酒精) 分子式为:CH3CH2OH 特点:最常见的有机物之一
4、乙酸(醋酸) 分子式为:CH3COOH 特点:同上
5、苯 分子式为:C6H6 特点:环状结构
2. 质上的特点
物理性质方面特点
1) 挥发性大,熔点、沸点低
2) 水溶性差 (大多不容或难溶于水,易溶于有机溶剂)
化学性质方面的特性
1) 可燃性
2) 熔点低(一般不超过400℃)
3) 溶解性(易溶于有机溶剂,如:酒精、汽油、四氯化碳、乙醚、苯)
4) 稳定性差(有机化合物常会因为温度、细菌、空气或光照的影响分解变质)
5)反应速率比较慢
6)反应产物复杂
【回归课本】
1.常见有机物之间的转化关系
2.与同分异构体有关的综合脉络
3.有机反应主要类型归纳
下属反应物 涉及官能团或有机物类型 其它注意问题
取代反应 酯水解、卤代、硝化、磺 化、醇成醚、氨基酸成肽、皂化、多糖水解、肽和蛋白质水解等等 烷、苯、醇、羧酸、酯和油脂、卤代烃、氨基酸、糖类、蛋白质等等 卤代反应中卤素单质的消耗量;酯皂化时消耗NaOH的量(酚跟酸形成的酯水解时要特别注意)。
加成反应 氢化、油脂硬化 C=C、C≡C、C=O、苯环 酸和酯中的碳氧双键一般不加成;C=C和C≡C能跟水、卤化氢、氢气、卤素单质等多种试剂反应,但C=O一般只跟氢气、氰化氢等反应。
消去反应 醇分子内脱水卤代烃脱卤化氢 醇、卤代烃等 、 等不能发生消去反应。
氧化反应 有机物燃烧、烯和炔催化氧化、醛的银镜反应、醛氧化成酸等 绝大多数有机物都可发生氧化反应 醇氧化规律;醇和烯都能被氧化成醛;银镜反应、新制氢氧化铜反应中消耗试剂的量;苯的同系物被KMnO4氧化规律。
还原反应 加氢反应、硝基化合物被还原成胺类 烯、炔、芳香烃、醛、酮、硝基化合物等 复杂有机物加氢反应中消耗H2的量。
加聚反应 乙烯型加聚、丁二烯型加聚、不同单烯烃间共聚、单烯烃跟二烯烃共聚 烯烃、二烯烃(有些试题中也会涉及到炔烃等) 由单体判断加聚反应产物;由加聚反应产物判断单体结构。
缩聚反应 酚醛缩合、二元酸跟二元醇的缩聚、氨基酸成肽等 酚、醛、多元酸和多元醇、氨基酸等 加聚反应跟缩聚反应的比较;化学方程式的书写。
4.醇、醛、酸、酯转化关系的延伸
一 有机化合物
(一)烃 碳氢化合物
烷烃:CnH(2n+2) 如甲烷 CH4
夹角:109°28′
是烷烃中含氢量最高的物质。
烷烃有对称结构,结构式参看书上。
甲烷为无色无味气体,密度小于空气
CH4+2O2→CO2+2H2O 注意条件
取代反应:CH4+Cl2→CH3Cl+HCl 条件:光照 注意四个取代反映
同系物:结构相似,相互之间相差一个或多个碳氢二基团
同分异构体:分子式相同,结构不同
甲烷不与强酸、强碱,强氧化剂反应(有机中,强氧化剂=酸性高锰酸钾溶液)
甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸烷。
C-C:饱和烃 C=C:不饱和烃
与氧气反应,明亮火焰大量黑烟。
含C=C的烃叫做烯烃,不饱和,碳碳双键键能不一样,因此一个容易断裂,发生加成反应成为稳定的单键。
可以与强氧化剂和溴单质发生反应。CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2Br注意条件。具体结构见课本
夹角:120°
与溴单质、水、氢气、氯化氢气体发生加成反应,生成对应物质。注意条件。
(二)烃的衍生物
乙醇:CH3CH2OH
乙醇和二甲醚都是C2H6O,但是结构不同。所以2mol乙醇与钠反应生成1mol氢气,断的是O-H
-OH羟基,是乙醇的基团。基团决定了有机物的性质,且发生反应大多是在基团附近。
可以看做是羟基取代了乙烷中一个氢。
乙醇要求的反应:
1.氧化反应:CH3CH2OH+3O2→2CO2+3H2O条件点燃
2.催化氧化,生成甲醛。具体见笔记
3.使酸性重铬酸钾aq变绿,反应不作要求
B. 高一化学必修二知识点总结
高中化学必修2知识点归纳总结
第一章 物质结构 元素周期律
一、原子结构
质子(Z个)
原子核 注意:
中子(N个) 质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)
1.原子( A X ) 原子序数=核电荷数=质子数=原子的核外电子数
核外电子(Z个)
★熟背前20号元素,熟悉1~20号元素原子核外电子的排布:
H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca
2.原子核外电子的排布规律:①电子总是尽先排布在能量最低的电子层里;②各电子层最多容纳的电子数是2n2;③最外层电子数不超过8个(K层为最外层不超过2个),次外层不超过18个,倒数第三层电子数不超过32个。
电子层: 一(能量最低) 二 三 四 五 六 七
对应表示符号: K L M N O P Q
3.元素、核素、同位素
元素:具有相同核电荷数的同一类原子的总称。
核素:具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子。
同位素:质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素。(对于原子来说)
二、元素周期表
1.编排原则:
①按原子序数递增的顺序从左到右排列
②将电子层数相同的各元素从左到右排成一横行。(周期序数=原子的电子层数)
③把最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序从上到下排成一纵行。
主族序数=原子最外层电子数
2.结构特点:
核外电子层数 元素种类
第一周期 1 2种元素
短周期 第二周期 2 8种元素
周期 第三周期 3 8种元素
元 (7个横行) 第四周期 4 18种元素
素 (7个周期) 第五周期 5 18种元素
周 长周期 第六周期 6 32种元素
期 第七周期 7 未填满(已有26种元素)
表 主族:ⅠA~ⅦA共7个主族
族 副族:ⅢB~ⅦB、ⅠB~ⅡB,共7个副族
(18个纵行) 第Ⅷ族:三个纵行,位于ⅦB和ⅠB之间
(16个族) 零族:稀有气体
三、元素周期律
1.元素周期律:元素的性质(核外电子排布、原子半径、主要化合价、金属性、非金属性)随着核电荷数的递增而呈周期性变化的规律。元素性质的周期性变化实质是元素原子核外电子排布的周期性变化的必然结果。
2.同周期元素性质递变规律
第三周期元素 11Na 12Mg 13Al 14Si 15P 16S 17Cl 18Ar
(1)电子排布 电子层数相同,最外层电子数依次增加
(2)原子半径 原子半径依次减小
—
(3)主要化合价 +1 +2 +3 +4
-4 +5
-3 +6
-2 +7
-1 —
(4)金属性、非金属性 金属性减弱,非金属性增加
—
(5)单质与水或酸置换难易 冷水
剧烈 热水与
酸快 与酸反
应慢 —— —
(6)氢化物的化学式 —— SiH4 PH3 H2S HCl —
(7)与H2化合的难易 —— 由难到易
—
(8)氢化物的稳定性 —— 稳定性增强
—
(9)最高价氧化物的化学式 Na2O MgO Al2O3 SiO2 P2O5 SO3 Cl2O7 —
最高价氧化物对应水化物 (10)化学式 NaOH Mg(OH)2 Al(OH)3 H2SiO3 H3PO4 H2SO4 HClO4 —
(11)酸碱性 强碱 中强碱 两性氢
氧化物 弱酸 中强
酸 强酸 很强
的酸 —
(12)变化规律 碱性减弱,酸性增强
—
第ⅠA族碱金属元素:Li Na K Rb Cs Fr (Fr是金属性最强的元素,位于周期表左下方)
第ⅦA族卤族元素:F Cl Br I At (F是非金属性最强的元素,位于周期表右上方)
★判断元素金属性和非金属性强弱的方法:
(1)金属性强(弱)——①单质与水或酸反应生成氢气容易(难);②氢氧化物碱性强(弱);③相互置换反应(强制弱)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。
(2)非金属性强(弱)——①单质与氢气易(难)反应;②生成的氢化物稳定(不稳定);③最高价氧化物的水化物(含氧酸)酸性强(弱);④相互置换反应(强制弱)2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2。
(Ⅰ)同周期比较:
金属性:Na>Mg>Al
与酸或水反应:从易→难
碱性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
非金属性:Si<P<S<Cl
单质与氢气反应:从难→易
氢化物稳定性:SiH4<PH3<H2S<HCl
酸性(含氧酸):H2SiO3<H3PO4<H2SO4<HClO4
(Ⅱ)同主族比较:
金属性:Li<Na<K<Rb<Cs(碱金属元素)
与酸或水反应:从难→易
碱性:LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH 非金属性:F>Cl>Br>I(卤族元素)
单质与氢气反应:从易→难
氢化物稳定:HF>HCl>HBr>HI
(Ⅲ)
金属性:Li<Na<K<Rb<Cs
还原性(失电子能力):Li<Na<K<Rb<Cs
氧化性(得电子能力):Li+>Na+>K+>Rb+>Cs+ 非金属性:F>Cl>Br>I
氧化性:F2>Cl2>Br2>I2
还原性:F-<Cl-<Br-<I-
酸性(无氧酸):HF<HCl<HBr<HI
比较粒子(包括原子、离子)半径的方法:(1)先比较电子层数,电子层数多的半径大。
(2)电子层数相同时,再比较核电荷数,核电荷数多的半径反而小。
四、化学键
化学键是相邻两个或多个原子间强烈的相互作用。
1.离子键与共价键的比较
键型 离子键 共价键
概念 阴阳离子结合成化合物的静电作用叫离子键 原子之间通过共用电子对所形成的相互作用叫做共价键
成键方式 通过得失电子达到稳定结构 通过形成共用电子对达到稳定结构
成键粒子 阴、阳离子 原子
成键元素 活泼金属与活泼非金属元素之间(特殊:NH4Cl、NH4NO3等铵盐只由非金属元素组成,但含有离子键) 非金属元素之间
离子化合物:由离子键构成的化合物叫做离子化合物。(一定有离子键,可能有共价键)
共价化合物:原子间通过共用电子对形成分子的化合物叫做共价化合物。(只有共价键)
极性共价键(简称极性键):由不同种原子形成,A-B型,如,H-Cl。
共价键
非极性共价键(简称非极性键):由同种原子形成,A-A型,如,Cl-Cl。
2.电子式:
用电子式表示离子键形成的物质的结构与表示共价键形成的物质的结构的不同点:(1)电荷:用电子式表示离子键形成的物质的结构需标出阳离子和阴离子的电荷;而表示共价键形成的物质的结构不能标电荷。(2)[ ](方括号):离子键形成的物质中的阴离子需用方括号括起来,而共价键形成的物质中不能用方括号。
第二章 化学反应与能量
第一节 化学能与热能
1、在任何的化学反应中总伴有能量的变化。
原因:当物质发生化学反应时,断开反应物中的化学键要吸收能量,而形成生成物中的化学键要放出能量。化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量,决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。E反应物总能量>E生成物总能量,为放热反应。E反应物总能量<E生成物总能量,为吸热反应。
2、常见的放热反应和吸热反应
常见的放热反应:①所有的燃烧与缓慢氧化。②酸碱中和反应。③金属与酸反应制取氢气。
④大多数化合反应(特殊:C+CO2 2CO是吸热反应)。
常见的吸热反应:①以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应如:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)。
②铵盐和碱的反应如Ba(OH)2•8H2O+NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O
③大多数分解反应如KClO3、KMnO4、CaCO3的分解等。
3、能源的分类:
形成条件 利用历史 性质
一次能源
常规能源 可再生资源 水能、风能、生物质能
不可再生资源 煤、石油、天然气等化石能源
新能源 可再生资源 太阳能、风能、地热能、潮汐能、氢能、沼气
不可再生资源 核能
二次能源 (一次能源经过加工、转化得到的能源称为二次能源)
电能(水电、火电、核电)、蒸汽、工业余热、酒精、汽油、焦炭等
[思考]一般说来,大多数化合反应是放热反应,大多数分解反应是吸热反应,放热反应都不需要加热,吸热反应都需要加热,这种说法对吗?试举例说明。
点拔:这种说法不对。如C+O2=CO2的反应是放热反应,但需要加热,只是反应开始后不再需要加热,反应放出的热量可以使反应继续下去。Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应,但反应并不需要加热。
第二节 化学能与电能
1、化学能转化为电能的方式:
电能
(电力) 火电(火力发电) 化学能→热能→机械能→电能 缺点:环境污染、低效
原电池 将化学能直接转化为电能 优点:清洁、高效
2、原电池原理
(1)概念:把化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。
(2)原电池的工作原理:通过氧化还原反应(有电子的转移)把化学能转变为电能。
(3)构成原电池的条件:(1)电极为导体且活泼性不同;(2)两个电极接触(导线连接或直接接触);(3)两个相互连接的电极插入电解质溶液构成闭合回路。
(4)电极名称及发生的反应:
负极:较活泼的金属作负极,负极发生氧化反应,
电极反应式:较活泼金属-ne-=金属阳离子
负极现象:负极溶解,负极质量减少。
正极:较不活泼的金属或石墨作正极,正极发生还原反应,
电极反应式:溶液中阳离子+ne-=单质
正极的现象:一般有气体放出或正极质量增加。
(5)原电池正负极的判断方法:
①依据原电池两极的材料:
较活泼的金属作负极(K、Ca、Na太活泼,不能作电极);
较不活泼金属或可导电非金属(石墨)、氧化物(MnO2)等作正极。
②根据电流方向或电子流向:(外电路)的电流由正极流向负极;电子则由负极经外电路流向原电池的正极。
③根据内电路离子的迁移方向:阳离子流向原电池正极,阴离子流向原电池负极。
④根据原电池中的反应类型:
负极:失电子,发生氧化反应,现象通常是电极本身消耗,质量减小。
正极:得电子,发生还原反应,现象是常伴随金属的析出或H2的放出。
(6)原电池电极反应的书写方法:
(i)原电池反应所依托的化学反应原理是氧化还原反应,负极反应是氧化反应,正极反应是还原反应。因此书写电极反应的方法归纳如下:
①写出总反应方程式。 ②把总反应根据电子得失情况,分成氧化反应、还原反应。
③氧化反应在负极发生,还原反应在正极发生,反应物和生成物对号入座,注意酸碱介质和水等参与反应。
(ii)原电池的总反应式一般把正极和负极反应式相加而得。
(7)原电池的应用:①加快化学反应速率,如粗锌制氢气速率比纯锌制氢气快。②比较金属活动性强弱。③设计原电池。④金属的腐蚀。
2、化学电源基本类型:
①干电池:活泼金属作负极,被腐蚀或消耗。如:Cu-Zn原电池、锌锰电池。
②充电电池:两极都参加反应的原电池,可充电循环使用。如铅蓄电池、锂电池和银锌电池等。
③燃料电池:两电极材料均为惰性电极,电极本身不发生反应,而是由引入到两极上的物质发生反应,如H2、CH4燃料电池,其电解质溶液常为碱性试剂(KOH等)。
第三节 化学反应的速率和限度
1、化学反应的速率
(1)概念:化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量(均取正值)来表示。 计算公式:v(B)= =
①单位:mol/(L•s)或mol/(L•min)
②B为溶液或气体,若B为固体或纯液体不计算速率。
③以上所表示的是平均速率,而不是瞬时速率。
④重要规律:(i)速率比=方程式系数比 (ii)变化量比=方程式系数比
(2)影响化学反应速率的因素:
内因:由参加反应的物质的结构和性质决定的(主要因素)。
外因:①温度:升高温度,增大速率
②催化剂:一般加快反应速率(正催化剂)
③浓度:增加C反应物的浓度,增大速率(溶液或气体才有浓度可言)
④压强:增大压强,增大速率(适用于有气体参加的反应)
⑤其它因素:如光(射线)、固体的表面积(颗粒大小)、反应物的状态(溶剂)、原电池等也会改变化学反应速率。
2、化学反应的限度——化学平衡
(1)在一定条件下,当一个可逆反应进行到正向反应速率与逆向反应速率相等时,反应物和生成物的浓度不再改变,达到表面上静止的一种“平衡状态”,这就是这个反应所能达到的限度,即化学平衡状态。
化学平衡的移动受到温度、反应物浓度、压强等因素的影响。催化剂只改变化学反应速率,对化学平衡无影响。
在相同的条件下同时向正、逆两个反应方向进行的反应叫做可逆反应。通常把由反应物向生成物进行的反应叫做正反应。而由生成物向反应物进行的反应叫做逆反应。
在任何可逆反应中,正方应进行的同时,逆反应也在进行。可逆反应不能进行到底,即是说可逆反应无论进行到何种程度,任何物质(反应物和生成物)的物质的量都不可能为0。
(2)化学平衡状态的特征:逆、动、等、定、变。
①逆:化学平衡研究的对象是可逆反应。
②动:动态平衡,达到平衡状态时,正逆反应仍在不断进行。
③等:达到平衡状态时,正方应速率和逆反应速率相等,但不等于0。即v正=v逆≠0。
④定:达到平衡状态时,各组分的浓度保持不变,各组成成分的含量保持一定。
⑤变:当条件变化时,原平衡被破坏,在新的条件下会重新建立新的平衡。
(3)判断化学平衡状态的标志:
① VA(正方向)=VA(逆方向)或nA(消耗)=nA(生成)(不同方向同一物质比较)
②各组分浓度保持不变或百分含量不变
③借助颜色不变判断(有一种物质是有颜色的)
④总物质的量或总体积或总压强或平均相对分子质量不变(前提:反应前后气体的总物质的量不相等的反应适用,即如对于反应xA+yB zC,x+y≠z )
第三章 有机化合物
绝大多数含碳的化合物称为有机化合物,简称有机物。像CO、CO2、碳酸、碳酸盐等少数化合物,由于它们的组成和性质跟无机化合物相似,因而一向把它们作为无机化合物。
一、烃
1、烃的定义:仅含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物,也称为烃。
2、烃的分类:
饱和烃→烷烃(如:甲烷)
脂肪烃(链状)
烃 不饱和烃→烯烃(如:乙烯)
芳香烃(含有苯环)(如:苯)
3、甲烷、乙烯和苯的性质比较:
有机物 烷烃 烯烃 苯及其同系物
通式 CnH2n+2 CnH2n ——
代表物 甲烷(CH4) 乙烯(C2H4) 苯(C6H6)
结构简式 CH4 CH2=CH2 或
(官能团)
结构特点 C-C单键,
链状,饱和烃 C=C双键,
链状,不饱和烃 一种介于单键和双键之间的独特的键,环状
空间结构 正四面体 六原子共平面 平面正六边形
物理性质 无色无味的气体,比空气轻,难溶于水 无色稍有气味的气体,比空气略轻,难溶于水 无色有特殊气味的液体,比水轻,难溶于水
用途 优良燃料,化工原料 石化工业原料,植物生长调节剂,催熟剂 溶剂,化工原料
有机物 主 要 化 学 性 质
烷烃:
甲烷 ①氧化反应(燃烧)
CH4+2O2――→CO2+2H2O(淡蓝色火焰,无黑烟)
②取代反应 (注意光是反应发生的主要原因,产物有5种)
CH4+Cl2―→CH3Cl+HCl CH3Cl +Cl2―→CH2Cl2+HCl
CH2Cl2+Cl2―→CHCl3+HCl CHCl3+Cl2―→CCl4+HCl
在光照条件下甲烷还可以跟溴蒸气发生取代反应,
甲烷不能使酸性KMnO4溶液、溴水或溴的四氯化碳溶液褪色。
烯烃:
乙烯 ①氧化反应 (ⅰ)燃烧
C2H4+3O2――→2CO2+2H2O(火焰明亮,有黑烟)
(ⅱ)被酸性KMnO4溶液氧化,能使酸性KMnO4溶液褪色。
②加成反应
CH2=CH2+Br2-→CH2Br-CH2Br(能使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色)
在一定条件下,乙烯还可以与H2、Cl2、HCl、H2O等发生加成反应
CH2=CH2+H2――→CH3CH3
CH2=CH2+HCl-→CH3CH2Cl(氯乙烷)
CH2=CH2+H2O――→CH3CH2OH(制乙醇)
③加聚反应 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。常利用该反应鉴别烷烃和烯烃,如鉴别甲烷和乙烯。
苯 ①氧化反应(燃烧)
2C6H6+15O2―→12CO2+6H2O(火焰明亮,有浓烟)
②取代反应
苯环上的氢原子被溴原子、硝基取代。
+Br2――→ +HBr
+HNO3――→ +H2O
③加成反应
+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、同分异构体、同素异形体、同位素比较。
概念 同系物 同分异构体 同素异形体 同位素
定义 结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质 分子式相同而结构式不同的化合物的互称 由同种元素组成的不同单质的互称 质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子的互称
分子式 不同 相同 元素符号表示相同,分子式可不同 ——
结构 相似 不同 不同 ——
研究对象 化合物 化合物 单质 原子
6、烷烃的命名:
(1)普通命名法:把烷烃泛称为“某烷”,某是指烷烃中碳原子的数目。1-10用甲,乙,丙,丁,戊,已,庚,辛,壬,癸;11起汉文数字表示。区别同分异构体,用“正”,“异”,“新”。
正丁烷,异丁烷;正戊烷,异戊烷,新戊烷。
(2)系统命名法:
①命名步骤:(1)找主链-最长的碳链(确定母体名称);(2)编号-靠近支链(小、多)的一端;
(3)写名称-先简后繁,相同基请合并.
②名称组成:取代基位置-取代基名称母体名称
③阿拉伯数字表示取代基位置,汉字数字表示相同取代基的个数
CH3-CH-CH2-CH3 CH3-CH-CH-CH3
2-甲基丁烷 2,3-二甲基丁烷
7、比较同类烃的沸点:
①一看:碳原子数多沸点高。
②碳原子数相同,二看:支链多沸点低。
常温下,碳原子数1-4的烃都为气体。
二、烃的衍生物
1、乙醇和乙酸的性质比较
有机物 饱和一元醇 饱和一元醛 饱和一元羧酸
通式 CnH2n+1OH —— CnH2n+1COOH
代表物 乙醇 乙醛 乙酸
结构简式 CH3CH2OH
或 C2H5OH CH3CHO CH3COOH
官能团 羟基:-OH
醛基:-CHO
羧基:-COOH
物理性质 无色、有特殊香味的液体,俗名酒精,与水互溶,易挥发
(非电解质) —— 有强烈刺激性气味的无色液体,俗称醋酸,易溶于水和乙醇,无水醋酸又称冰醋酸。
用途 作燃料、饮料、化工原料;用于医疗消毒,乙醇溶液的质量分数为75% —— 有机化工原料,可制得醋酸纤维、合成纤维、香料、燃料等,是食醋的主要成分
有机物 主 要 化 学 性 质
乙醇 ①与Na的反应
2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑
乙醇与Na的反应(与水比较):①相同点:都生成氢气,反应都放热
②不同点:比钠与水的反应要缓慢
结论:乙醇分子羟基中的氢原子比烷烃分子中的氢原子活泼,但没有水分子中的氢原子活泼。
②氧化反应 (ⅰ)燃烧
CH3CH2OH+3O2―→2CO2+3H2O
(ⅱ)在铜或银催化条件下:可以被O2氧化成乙醛(CH3CHO)
2CH3CH2OH+O2――→2CH3CHO+2H2O
③消去反应
CH3CH2OH――→CH2=CH2↑+H2O
乙醛 氧化反应:醛基(-CHO)的性质-与银氨溶液,新制Cu(OH)2反应
CH3CHO+2Ag(NH3)2OH――→CH3COONH4+H2O +2Ag↓+3NH3↑
(银氨溶液)
CH3CHO + 2Cu(OH)2――→CH3COOH+Cu2O↓+2H2O
(砖红色)
醛基的检验:方法1:加银氨溶液水浴加热有银镜生成。
方法2:加新制的Cu(OH)2碱性悬浊液加热至沸有砖红色沉淀
乙酸 ①具有酸的通性:CH3COOH≒CH3COO-+H+
使紫色石蕊试液变红;
与活泼金属,碱,弱酸盐反应,如CaCO3、Na2CO3
酸性比较:CH3COOH > H2CO3
2CH3COOH+CaCO3=2(CH3COO)2Ca+CO2↑+H2O(强制弱)
②酯化反应
CH3COOH+C2H5OH CH3COOC2H5+H2O
酸脱羟基醇脱氢
三、基本营养物质
食物中的营养物质包括:糖类、油脂、蛋白质、维生素、无机盐和水。人们习惯称糖类、油脂、蛋白质为动物性和植物性食物中的基本营养物质。
种类 元 代表物 代表物分子
糖类 单糖 C H O 葡萄糖 C6H12O6 葡萄糖和果糖互为同分异构体
单糖不能发生水解反应
果糖
双糖 C H O 蔗糖 C12H22O11 蔗糖和麦芽糖互为同分异构体
能发生水解反应
麦芽糖
多糖 C H O 淀粉 (C6H10O5)n 淀粉、纤维素由于n值不同,所以分子式不同,不能互称同分异构体
能发生水解反应
纤维素
油脂 油 C H O 植物油 不饱和高级脂肪酸甘油酯 含有C=C键,能发生加成反应,
能发生水解反应
脂 C H O 动物脂肪 饱和高级脂肪酸甘油酯 C-C键,
能发生水解反应
蛋白质 C H O
N S P等 酶、肌肉、
毛发等 氨基酸连接成的高分子 能发生水解反应
主 要 化 学 性 质
葡萄糖
结构简式:CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO
或CH2OH(CHOH)4CHO (含有羟基和醛基)
醛基:①使新制的Cu(OH)2¬产生砖红色沉淀-测定糖尿病患者病情
②与银氨溶液反应产生银镜-工业制镜和玻璃瓶瓶胆
羟基:与羧酸发生酯化反应生成酯
蔗糖 水解反应:生成葡萄糖和果糖
淀粉
纤维素 淀粉、纤维素水解反应:生成葡萄糖
淀粉特性:淀粉遇碘单质变蓝
油脂 水解反应:生成高级脂肪酸(或高级脂肪酸盐)和甘油
蛋白质 水解反应:最终产物为氨基酸
颜色反应:蛋白质遇浓HNO3变黄(鉴别部分蛋白质)
灼烧蛋白质有烧焦羽毛的味道(鉴别蛋白质)
第四章 化学与可持续发展
第一节 开发利用金属矿物和海水资源
一、金属矿物的开发利用
1、金属的存在:除了金、铂等少数金属外,绝大多数金属以化合态的形式存在于自然界。
2、金属冶炼的涵义:简单地说,金属的冶炼就是把金属从矿石中提炼出来。金属冶炼的实质是把金属元素从化合态还原为游离态,即M(+n)(化合态) M(0)(游离态)。
3、金属冶炼的一般步骤: (1)矿石的富集:除去杂质,提高矿石中有用成分的含量。(2)冶炼:利用氧化还原反应原理,在一定条件下,用还原剂把金属从其矿石中还原出来,得到金属单质(粗)。(3)精炼:采用一定的方法,提炼纯金属。
4、金属冶炼的方法
(1)电解法:适用于一些非常活泼的金属。
2NaCl(熔融) 2Na+Cl2↑ MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑ 2Al2O3(熔融) 4Al+3O2↑
(2)热还原法:适用于较活泼金属。
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2↑ WO3+3H2 W+3H2O ZnO+C Zn+CO↑
常用的还原剂:焦炭、CO、H2等。一些活泼的金属也可作还原剂,如Al,
Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3(铝热反应) Cr2O3+2Al 2Cr+Al2O3(铝热反应)
(3)热分解法:适用于一些不活泼的金属。
2HgO 2Hg+O2↑ 2Ag2O 4Ag+O2↑
5、 (1)回收金属的意义:节约矿物资源,节约能源,减少环境污染。(2)废旧金属的最好处理方法是回收利用。(3)回收金属的实例:废旧钢铁用于炼钢;废铁屑用于制铁盐;从电影业、照相业、科研单位和医院X光室回收的定影液中,可以提取金属银。
金属的活动性顺序 K、Ca、Na、
Mg、Al Zn、Fe、Sn、
Pb、(H)、Cu Hg、Ag Pt、Au
金属原子失电子能力 强 弱
金属离子得电子能力 弱 强
主要冶炼方法 电解法 热还原法 热分解法 富集法
还原剂或
特殊措施 强大电流
提供电子 H2、CO、C、
Al等加热 加热 物理方法或
化学方法
二、海水资源的开发利用
1、海水是一个远未开发的巨大化学资源宝库 海水中含有80多种元素,其中Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr 11种元素的含量较高,其余为微量元素。常从海水中提取食盐,并在传统海水制盐工业基础上制取镁、钾、溴及其化合物。
2、海水淡化的方法:蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。其中蒸馏法的历史最久,蒸馏法的原理是把水加热到水的沸点,液态水变为水蒸气与海水中的盐分离,水蒸气冷凝得淡水。
3、海水提溴
浓缩海水 溴单质 氢溴酸 溴单质
有关反应方程式:①2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl ②Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4
③2HBr+Cl2=2HCl+Br2
4、海带提碘
海带中的碘元素主要以I-的形式存在,提取时用适当的氧化剂将其氧化成I2,再萃取出来。证明海带中含有碘,实验方法:(1)用剪刀剪碎海带,用酒精湿润,放入坩锅中。(2)灼烧海带至完全生成灰,停止加热,冷却。(3)将海带灰移到小烧杯中,加蒸馏水,搅拌、煮沸、过滤。(4)在滤液中滴加稀H2SO4及H2O2然后加入几滴淀粉溶液。
证明含碘的现象:滴入淀粉溶液,溶液变蓝色。2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O
第二节 化学与资源综合利用、环境保护
一、煤和石油
1、煤的组成:煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物,主要含碳元素,还含有少量的氢、氧、氮、硫等元素。
2、煤的综合利用:煤的干馏、煤的气化、煤的液化。
煤的干馏是指将煤在隔绝空气的条件下加强使其分解的过程,也叫煤的焦化。煤干馏得到焦炭、煤焦油、焦炉气等。
煤的气化是将其中的有机物转化为可燃性气体的过程。
煤的液化是将煤转化成液体燃料的过程。
3、石油的组成:石油主要是多种烷烃、环烷烃和芳香烃多种碳氢化合物的混合物,没有固定的沸点。
4、石油的加工:石油的分馏、催化裂化、裂解。
C. 高一化学必修二总结
必修2复习 知识点归纳
一、元素周期表
★熟记等式:原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数
1、元素周期表的编排原则:
①按照原子序数递增的顺序从左到右排列;
②将电子层数相同的元素排成一个横行——周期;
③把最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序从上到下排成纵行——族
2、如何精确表示元素在周期表中的位置:
周期序数=电子层数;主族序数=最外层电子数
口诀:三短三长一不全;七主七副零八族
熟记:三个短周期,第一和第七主族和零族的元素符号和名称
3、元素金属性和非金属性判断依据:
①元素金属性强弱的判断依据:
单质跟水或酸起反应置换出氢的难易;
元素最高价氧化物的水化物——氢氧化物的碱性强弱; 置换反应。
②元素非金属性强弱的判断依据:
单质与氢气生成气态氢化物的难易及气态氢化物的稳定性;
最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱; 置换反应。
4、核素:具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子。
①质量数==质子数+中子数:A == Z + N
②同位素:质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子,互称同位素。(同一元素的各种同位素物理性质不同,化学性质相同)
二、 元素周期律
1、影响原子半径大小的因素:①电子层数:电子层数越多,原子半径越大(最主要因素)
②核电荷数:核电荷数增多,吸引力增大,使原子半径有减小的趋向(次要因素)
③核外电子数:电子数增多,增加了相互排斥,使原子半径有增大的倾向
2、元素的化合价与最外层电子数的关系:最高正价等于最外层电子数(氟氧元素无正价)
负化合价数 = 8—最外层电子数(金属元素无负化合价)
3、同主族、同周期元素的结构、性质递变规律:
同主族:从上到下,随电子层数的递增,原子半径增大,核对外层电子吸引能力减弱,失电子能力增强,还原性(金属性)逐渐增强,其离子的氧化性减弱。
同周期:左→右,核电荷数——→逐渐增多,最外层电子数——→逐渐增多
原子半径——→逐渐减小,得电子能力——→逐渐增强,失电子能力——→逐渐减弱
氧化性——→逐渐增强,还原性——→逐渐减弱,气态氢化物稳定性——→逐渐增强
最高价氧化物对应水化物酸性——→逐渐增强,碱性 ——→ 逐渐减弱
三、 化学键
含有离子键的化合物就是离子化合物;只含有共价键的化合物才是共价化合物。
用电子式表示出下列物质:
CO2、N2、H2S、CH4、Ca(OH)2、Na2O2 、H2O2等 如: NaOH中含极性共价键与离子键,NH4Cl中含极性共价键与离子键,Na2O2中含非极性共价键与离子键,H2O2中含极性和非极性共价键
一、化学能与热能
1、在任何的化学反应中总伴有能量的变化。
原因:当物质发生化学反应时,断开反应物中的化学键要吸收能量,而形成生成物中的化学键要放出能量。化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量,决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。E反应物总能量>E生成物总能量,为放热反应。E反应物总能量<E生成物总能量,为吸热反应。
2、常见的放热反应和吸热反应
常见的放热反应:①所有的燃烧与缓慢氧化。②酸碱中和反应。③金属与酸、水反应制氢气。
④大多数化合反应(特殊:C+CO2 2CO是吸热反应)。
常见的吸热反应:①以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应如:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)。
②铵盐和碱的反应如Ba(OH)2•8H2O+NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O
③大多数分解反应如KClO3、KMnO4、CaCO3的分解等。
[练习]1、下列反应中,即属于氧化还原反应同时又是吸热反应的是( B )
A.Ba(OH)2.8H2O与NH4Cl反应 B.灼热的炭与CO2反应
C.铝与稀盐酸 D.H2与O2的燃烧反应
2、已知反应X+Y=M+N为放热反应,对该反应的下列说法中正确的是( C )
A. X的能量一定高于M B. Y的能量一定高于N
C. X和Y的总能量一定高于M和N的总能量
D. 因该反应为放热反应,故不必加热就可发生
二、化学能与电能
1、化学能转化为电能的方式:
电能
(电力) 火电(火力发电) 化学能→热能→机械能→电能 缺点:环境污染、低效
原电池 将化学能直接转化为电能 优点:清洁、高效
2、原电池原理(1)概念:把化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。
(2)原电池的工作原理:通过氧化还原反应(有电子的转移)把化学能转变为电能。
(3)构成原电池的条件:(1)有活泼性不同的两个电极;(2)电解质溶液(3)闭合回路(4)自发的氧化还原反应
(4)电极名称及发生的反应:
负极:较活泼的金属作负极,负极发生氧化反应,
电极反应式:较活泼金属-ne-=金属阳离子
负极现象:负极溶解,负极质量减少。
正极:较不活泼的金属或石墨作正极,正极发生还原反应,
电极反应式:溶液中阳离子+ne-=单质
正极的现象:一般有气体放出或正极质量增加。
(5)原电池正负极的判断方法:
①依据原电池两极的材料:
较活泼的金属作负极(K、Ca、Na太活泼,不能作电极);
较不活泼金属或可导电非金属(石墨)、氧化物(MnO2)等作正极。
②根据电流方向或电子流向:(外电路)的电流由正极流向负极;电子则由负极经外电路流向原电池的正极。
③根据内电路离子的迁移方向:阳离子流向原电池正极,阴离子流向原电池负极。
④根据原电池中的反应类型:
负极:失电子,发生氧化反应,现象通常是电极本身消耗,质量减小。
正极:得电子,发生还原反应,现象是常伴随金属的析出或H2的放出。
(6)原电池电极反应的书写方法:
(i)原电池反应所依托的化学反应原理是氧化还原反应,负极反应是氧化反应,正极反应是还原反应。因此书写电极反应的方法归纳如下:
①写出总反应方程式。 ②把总反应根据电子得失情况,分成氧化反应、还原反应。
③氧化反应在负极发生,还原反应在正极发生,反应物和生成物对号入座,注意酸碱介质和水等参与反应。
(ii)原电池的总反应式一般把正极和负极反应式相加而得。
(7)原电池的应用:①加快化学反应速率,如粗锌制氢气速率比纯锌制氢气快。②比较金属活动性强弱。③设计原电池。④金属的防腐。
三、化学反应的速率和限度
1、化学反应的速率
(1)概念:化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量(均取正值)来表示。
计算公式:v(B)= =
①单位:mol/(L•s)或mol/(L•min)
②B为溶液或气体,若B为固体或纯液体不计算速率。
③重要规律:速率比=方程式系数比
(2)影响化学反应速率的因素:
内因:由参加反应的物质的结构和性质决定的(主要因素)。
外因:①温度:升高温度,增大速率
②催化剂:一般加快反应速率(正催化剂)
③浓度:增加C反应物的浓度,增大速率(溶液或气体才有浓度可言)
④压强:增大压强,增大速率(适用于有气体参加的反应)
⑤其它因素:如光(射线)、固体的表面积(颗粒大小)、反应物的状态(溶剂)、原电池等也会改变化学反应速率。
2、化学反应的限度——化学平衡
(1)化学平衡状态的特征:逆、动、等、定、变。
①逆:化学平衡研究的对象是可逆反应。
②动:动态平衡,达到平衡状态时,正逆反应仍在不断进行。
③等:达到平衡状态时,正方应速率和逆反应速率相等,但不等于0。即v正=v逆≠0。
④定:达到平衡状态时,各组分的浓度保持不变,各组成成分的含量保持一定。
⑤变:当条件变化时,原平衡被破坏,在新的条件下会重新建立新的平衡。
(3)判断化学平衡状态的标志:
① VA(正方向)=VA(逆方向)或nA(消耗)=nA(生成)(不同方向同一物质比较)
②各组分浓度保持不变或百分含量不变
③借助颜色不变判断(有一种物质是有颜色的)
④总物质的量或总体积或总压强或平均相对分子质量不变(前提:反应前后气体的总物质的量不相等的反应适用,即如对于反应xA+yB zC,x+y≠z )
[练习]1、用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,下列措施不能使反应速率加快的是( A )
A.不用稀硫酸,改用98%浓硫酸 B.加热
C.滴加少量CuSO4溶液 D.不用铁片,改用铁粉
2、下列四种X溶液,均能跟盐酸反应,其中反应最快的是( 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、对于可逆反应2SO2+O2 2SO3,在混合气体中充入一定量的18O2,足够长的时间后,18O原子( D )
A.只存在于O2中 B.只存在于O2和SO3中
C. 只存在于O2和SO2中 D. 存在于O2、SO2和SO3中
4、对化学反应限度的叙述,错误的是( D )
A.任何可逆反应都有一定的限度 B.化学反应达到限度时,正逆反应速率相等
C.化学反应的限度与时间的长短无关 D.化学反应的限度是不可改变的
5、在一定温度下,可逆反应A(气)+3B(气) 2C(气)达到平衡的标志是( A )
A.C生成的速率与C分解的速率相等 B. A、B、C的浓度相等
C. A、B、C的分子数比为1:3:2 D.单位时间生成n mol A,同时生成3n mol B
一、有机物的概念
1、定义:含有碳元素的化合物为有机物(碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、碳的金属化合物等除外)
2、特性:①种类多②大多难溶于水,易溶于有机溶剂③易分解,易燃烧④熔点低,难导电、大多是非电解质⑤反应慢,有副反应(故反应方程式中用“→”代替“=”)
二、甲烷
烃—碳氢化合物:仅有碳和氢两种元素组成(甲烷是分子组成最简单的烃)
1、物理性质:无色、无味的气体,极难溶于水,密度小于空气,俗名:沼气、坑气
2、分子结构:CH4:以碳原子为中心, 四个氢原子为顶点的正四面体(键角:109度28分)
3、化学性质:①氧化反应: (产物气体如何检验?)
甲烷与KMnO4不发生反应,所以不能使紫色KMnO4溶液褪色
②取代反应: (三氯甲烷又叫氯仿,四氯甲烷又叫四氯化碳,二氯甲烷只有一种结构,说明甲烷是正四面体结构)
4、同系物:结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质(所有的烷烃都是同系物)
5、同分异构体:化合物具有相同的分子式,但具有不同结构式(结构不同导致性质不同)
烷烃的溶沸点比较:碳原子数不同时,碳原子数越多,溶沸点越高;碳原子数相同时,支链数越多熔沸点越低
同分异构体书写:会写丁烷和戊烷的同分异构体
三、乙烯
1、乙烯的制法:
工业制法:石油的裂解气(乙烯的产量是一个国家石油化工发展水平的标志之一)
2、物理性质:无色、稍有气味的气体,比空气略轻,难溶于水
3、结构:不饱和烃,分子中含碳碳双键,6个原子共平面,键角为120°
4、化学性质:
(1)氧化反应:C2H4+3O2 2CO2+2H2O(火焰明亮并伴有黑烟)
可以使酸性KMnO4溶液褪色,说明乙烯能被KMnO4氧化,化学性质比烷烃活泼。
(2)加成反应:乙烯可以使溴水褪色,利用此反应除乙烯
乙烯还可以和氢气、氯化氢、水等发生加成反应。
CH2=CH2 + H2→CH3CH3 CH2=CH2+HCl→CH3CH2Cl(一氯乙烷)
CH2=CH2+H2O→CH3CH2OH(乙醇)
(3)聚合反应:
四、苯
1、物理性质:无色有特殊气味的液体,密度比水小,有毒,不溶于水,易溶于有机
溶剂,本身也是良好的有机溶剂。
2、苯的结构:C6H6(正六边形平面结构)苯分子里6个C原子之间的键完全相同,碳碳键键能大于碳碳单键键能小于碳碳单键键能的2倍,键长介于碳碳单键键长和双键键长之间
键角120°。
3、化学性质
(1)氧化反应 2C6H6+15O2 12CO2+6H2O (火焰明亮,冒浓烟)
不能使酸性高锰酸钾褪色
(2)取代反应
① + Br2 + HBr
铁粉的作用:与溴反应生成溴化铁做催化剂;溴苯无色密度比水大
② 苯与硝酸(用HONO2表示)发生取代反应,生成无色、不溶于水、密度大于水、有毒的油状液体——硝基苯。
+ HONO2 + H2O
反应用水浴加热,控制温度在50—60℃,浓硫酸做催化剂和脱水剂。
(3)加成反应
用镍做催化剂,苯与氢发生加成反应,生成环己烷。
+ 3H2 (也可以和氯气加成生成六六六,一种农药)
五、乙醇
1、物理性质:无色有特殊香味的液体,密度比水小,与水以任意比互溶
如何检验乙醇中是否含有水:加无水硫酸铜;如何得到无水乙醇:加生石灰,蒸馏
2、结构: CH3CH2OH(含有官能团:羟基)
3、化学性质
(1) 乙醇与金属钠的反应:2CH3CH2OH+2Na 2CH3CH2ONa+H2↑(取代反应)
(2) 乙醇的氧化反应★
①乙醇的燃烧:CH3CH2OH+3O2 2CO2+3H2O
②乙醇的催化氧化反应2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O
③乙醇被强氧化剂氧化反应
CH3CH2OH CH3COOH
六、乙酸(俗名:醋酸)
1、物理性质:常温下为无色有强烈刺激性气味的液体,易结成冰一样的晶体,所以纯净的乙酸又叫冰醋酸,与水、酒精以任意比互溶
2、结构:CH3COOH(含羧基,可以看作由羰基和羟基组成)
3、乙酸的重要化学性质
(1) 乙酸的酸性:弱酸性,但酸性比碳酸强,具有酸的通性
①乙酸能使紫色石蕊试液变红
②乙酸能与碳酸盐反应,生成二氧化碳气体
利用乙酸的酸性,可以用乙酸来除去水垢(主要成分是CaCO3):
2CH3COOH+CaCO3 (CH3COO)2Ca+H2O+CO2↑
乙酸还可以与碳酸钠反应,也能生成二氧化碳气体:
2CH3COOH+Na2CO3 2CH3COONa+H2O+CO2↑
上述两个反应都可以证明乙酸的酸性比碳酸的酸性强。
(2) 乙酸的酯化反应
(酸脱羟基,醇脱氢,酯化反应属于取代反应)
乙酸与乙醇反应的主要产物乙酸乙酯是一种无色、有香味、密度比水的小、不溶于水的油状液体。在实验时用饱和碳酸钠吸收,目的是为了吸收挥发出的乙醇和乙酸,降低乙酸乙酯的溶解度;反应时要用冰醋酸和无水乙醇,浓硫酸做催化剂和吸水剂
化学与可持续发展
一、金属矿物的开发利用
1、常见金属的冶炼:①加热分解法:②加热还原法:铝热反应 ③电解法:电解氧化铝
2、金属活动顺序与金属冶炼的关系:
金属活动性序表中,位置越靠后,越容易被还原,用一般的还原方法就能使金属还原;金属的位置越靠前,越难被还原,最活泼金属只能用最强的还原手段来还原。(离子)
二、海水资源的开发利用
1、海水的组成:含八十多种元素。
其中,H、O、Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等总量占99%以上,其余为微量元素;特点是总储量大而浓度小
2、海水资源的利用:
(1)海水淡化: ①蒸馏法;②电渗析法; ③离子交换法; ④反渗透法等。
(2)海水制盐:利用浓缩、沉淀、过滤、结晶、重结晶等分离方法制备得到各种盐。
三、环境保护与绿色化学
绿色化学理念 核心:利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境造成的污染。又称为“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”。
从环境观点看:强调从源头上消除污染。(从一开始就避免污染物的产生)
从经济观点看:它提倡合理利用资源和能源,降低生产成本。(尽可能提高原子利用率)
热点:原子经济性——反应物原子全部转化为最终的期望产物,原子利用率为100%
D. 高一化学必修二前两章的知识点总结
一)甲烷
一、甲烷的元素组成与分子结构
CH4 正四面体
二、甲烷的物理性质
三、甲烷的化学性质
1、甲烷的氧化反应
实验现象:
反应的化学方程式:
2、甲烷的取代反应
甲烷与氯气在光照下发生取代反应,甲烷分子里的四个氢原子逐步被氯原子取代反应能生成一系列甲烷的氯取代物和氯化氢。
有机化合物分子中的某些原子(或原子团)被另一种原子(或原子团)所替代的反应,叫做取代反应。
3、甲烷受热分解:
(二)烷烃
烷烃的概念: 叫做饱和链烃,或称烷烃。
1、 烷烃的通式:____________________
2、 烷烃物理性质:
(1) 状态:一般情况下,1—4个碳原子烷烃为___________,
5—16个碳原子为__________,16个碳原子以上为_____________。
(2) 溶解性:烷烃________溶于水,_________溶(填“易”、“难”)于有机溶剂。
(3) 熔沸点:随着碳原子数的递增,熔沸点逐渐_____________。
(4) 密度:随着碳原子数的递增,密度逐渐___________。
3、 烷烃的化学性质
(1)一般比较稳定,在通常情况下跟酸、碱和高锰酸钾等都______反应。
(2)取代反应:在光照条件下能跟卤素发生取代反应。__________________________
(3)氧化反应:在点燃条件下,烷烃能燃烧______________________________
(三)同系物
同系物的概念:_______________________________________________
掌握概念的三个关键:(1)通式相同;(2)结构相似;(3)组成上相差n个(n≥1)
CH2原子团。
(四)同分异构现象和同分异构物体
1、 同分异构现象:化合物具有相同的________,但具有不同_________的现象。
2、 同分异构体:化合物具有相同的_________,不同________的物质互称为同分异构体。
3、 同分异构体的特点:________相同,________不同,性质也不相同。
〔知识拓展〕
烷烃的系统命名法:
选主链——碳原子最多的碳链为主链;
编号位——定支链,要求取代基所在的碳原子的编号代数和为最小;
写名称——支链名称在前,母体名称在后;先写简单取代基,后写复杂取代基;相
同的取代基合并起来,用二、三等数字表示。
(五)烯烃
一、乙烯的组成和分子结构
1、组成: 分子式: 含碳量比甲烷高。
2、分子结构:含有碳碳双键。双键的键长比单键的键长要短些。
二、乙烯的氧化反应
1、燃烧反应(请书写燃烧的化学方程式)
化学方程式
2、与酸性高锰酸钾溶液的作用——被氧化,高锰酸钾被还原而退色,这是由于乙烯分子中含有碳碳双键的缘故。(乙烯被氧化生成二氧化碳)
三、乙烯的加成反应
1、与溴的加成反应(乙烯气体可使溴的四氯化碳溶液退色)
CH2═CH2+Br-Br→CH2Br-CH2Br 1,2-二溴乙烷(无色)
2、与水的加成反应
CH2═CH2+H-OH→CH3—CH2OH 乙醇(酒精)
书写乙烯与氢气、氯气、溴化氢的加成反应。
乙烯与氢气反应
乙烯与氯气反应
乙烯与溴化氢反应
[知识拓展]
四、乙烯的加聚反应: nCH2═CH2 → [CH2-CH2] n
(六)苯、芳香烃
一、苯的组成与结构
1、分子式 C6H6
2、结构特点
二、苯的物理性质:
三、苯的主要化学性质
1、苯的氧化反应
苯的可燃性,苯完全燃烧生成二氧化碳和水,在空气中燃烧冒浓烟。
2C6H6+15O2 12CO2+6H2O
[思考]你能解释苯在空气中燃烧冒黑烟的原因吗?
注意:苯不能被酸性高锰酸钾溶液氧化。
2、苯的取代反应
在一定条件下苯能够发生取代反应
书写苯与液溴、硝酸发生取代反应的化学方程式。
苯 与液溴反应 与硝酸反应
反应条件
化学反应方程式
注意事项
[知识拓展] 苯的磺化反应
化学方程式:
3、在特殊条件下,苯能与氢气、氯气发生加成反应
反应的化学方程式: 、
(七)烃的衍生物
一、乙醇的物理性质:
二、乙醇的分子结构
结构式:
结构简式:
三、乙醇的化学性质
1、乙醇能与金属钠(活泼的金属)反应:
2、乙醇的氧化反应
(1) 乙醇燃烧
化学反应方程式:
(2) 乙醇的催化氧化
化学反应方程式:
(3)乙醇还可以与酸性高锰酸钾溶液或酸性重铬酸钾溶液反应,被直接氧化成乙酸。
〔知识拓展〕
1、 乙醇的脱水反应
(1)分子内脱水,生成乙烯
化学反应方程式:
(2)分子间脱水,生成乙醚
化学反应方程式:
四、乙酸
乙酸的物理性质:
写出乙酸的结构式、结构简式。
酯化反应:酸跟醇作用而生成酯和水的反应,叫做酯化反应。
反应现象:
反应化学方程式:
1、在酯化反应中,乙酸最终变成乙酸乙酯。这时乙酸的分子结构发生什么变化?
2、酯化反应在常温下反应极慢,一般15年才能达到平衡。怎样能使反应加快呢?
3、酯化反应的实验时加热、加入浓硫酸。浓硫酸在这里起什么作用?
4为什么用来吸收反应生成物的试管里要装饱和碳酸钠溶液?不用饱和碳酸钠溶液而改用水来吸收酯化反应的生成物,会有什么不同的结果?
5为什么出气导管口不能插入碳酸钠液面下?
五、基本营养物质
1、糖类、油脂、蛋白质主要含有 元素,分子的组成比较复杂。
2、葡萄糖和果糖,蔗糖和麦芽糖分别互称为 ,由于结构决定性质,因此它们具有 性质。
1、有一个糖尿病患者去医院检验病情,如果你是一名医生,你将用什么化学原理去确定其病情的轻重?
2、已知方志敏同志在监狱中写给鲁迅的信是用米汤写的,鲁迅的是如何看到信的内容的?
3、如是否有过这样的经历,在使用浓硝酸时不慎溅到皮肤上,皮肤会有什么变化?为什么?
第四章化学与可持续发展
化学研究和应用的目标:用已有的化学知识开发利用自然界的物质资源和能量资源,同时创造新物质(主要是高分子)使人类的生活更方便、舒适。在开发利用资源的同时要注意保护环境、维护生态平衡,走可持续发展的道路;建立“绿色化学”理念:创建源头治理环境污染的生产工艺。(又称“环境无害化学”)
目的:满足当代人的需要又不损害后代发展的需求!
一、金属矿物的开发利用
1、常见金属的冶炼:
①加热分解法:
②加热还原法:
③电解法:
2、金属活动顺序与金属冶炼的关系:
金属活动性序表中,位置越靠后,越容易被还原,用一般的还原方法就能使金属还原;金属的位置越靠前,越难被还原,最活泼金属只能用最强的还原手段来还原。(离子)
二、海水资源的开发利用
1、海水的组成:含八十多种元素。
其中,H、O、Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等总量占99%以上,其余为微量元素;特点是总储量大而浓度小,以无机物或有机物的形式溶解或悬浮在海水中。
总矿物储量约5亿亿吨,有“液体矿山”之称。堆积在陆地上可使地面平均上升153米。
如:金元素的总储量约为5×107吨,而浓度仅为4×10-6g/吨。
另有金属结核约3万亿吨,海底石油1350亿吨,天然气140万亿米3。
2、海水资源的利用:
(1)海水淡化: ①蒸馏法;②电渗析法; ③离子交换法; ④反渗透法等。
(2)海水制盐:利用浓缩、沉淀、过滤、结晶、重结晶等分离方法制备得到各种盐。
三、环境保护与绿色化学
1.环境:
2.环境污染:
环境污染的分类:
�6�1 按环境要素:分大气污染、水体污染、土壤污染
�6�1 按人类活动分:工业环境污染、城市环境污染、农业环境污染
�6�1 按造成污染的性质、来源分:化学污染、生物污染、物理污染(噪声、放射性、热、电磁波等)、固体废物污染、能源污染
3.绿色化学理念(预防优于治理)
核心:利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境造成的污染。又称为“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”。
从学科观点看:是化学基础内容的更新。(改变反应历程)
从环境观点看:强调从源头上消除污染。(从一开始就避免污染物的产生)
从经济观点看:它提倡合理利用资源和能源,降低生产成本。(尽可能提高原子利用率)
热点:原子经济性——反应物原子全部转化为最终的期望产物,原子利用率为100%
E. 高一 化学 必修二一二单元 知识点总结
专题一 : 1——原子半径 (1)除第1周期外,其他周期元素(惰性气体元素除外)的原子半径随原子序数的递增而减小; (2)同一族的元素从上到下,随电子层数增多,原子半径增大。 2——元素化合价 (1)除第1周期外,同周期从左到右,元素最高正价由碱金属+1递增到+7,非金属元素负价由碳族-4递增到-1(氟无正价,氧无+6价,除外); (2)同一主族的元素的最高正价、负价均相同 (3) 所有单质都显零价 3——单质的熔点 (1)同一周期元素随原子序数的递增,元素组成的金属单质的熔点递增,非金属单质的熔点递减; (2)同一族元素从上到下,元素组成的金属单质的熔点递减,非金属单质的熔点递增 4——元素的金属性与非金属性 (及其判断) (1)同一周期的元素电子层数相同。因此随着核电荷数的增加,原子越容易得电子,从左到右金属性递减,非金属性递增; (2)同一主族元素最外层电子数相同,因此随着电子层数的增加,原子越容易失电子,从上到下金属性递增,非金属性递减。 判断金属性强弱 金属性(还原性) 1,单质从水或酸中置换出氢气越容易越强 2,最高价氧化物的水化物的碱性越强(1—20号,K最强;总体Cs最强 最 非金属性(氧化性)1,单质越容易与氢气反应形成气态氢化物 2,氢化物越稳定 3,最高价氧化物的水化物的酸性越强(1—20号,F最强;最体一样) 5——单质的氧化性、还原性 一般元素的金属性越强,其单质的还原性越强,其氧化物的阳离子氧化性越弱; 元素的非金属性越强,其单质的氧化性越强,其简单阴离子的还原性越弱。 推断元素位置的规律 判断元素在周期表中位置应牢记的规律: (1)元素周期数等于核外电子层数; (2)主族元素的序数等于最外层电子数。 阴阳离子的半径大小辨别规律 由于阴离子是电子最外层得到了电子 而阳离子是失去了电子 6——周期与主族 周期:短周期(1—3);长周期(4—6,6周期中存在镧系);不完全周期(7)。 主族:ⅠA—ⅦA为主族元素;ⅠB—ⅦB为副族元素(中间包括Ⅷ);0族(即惰性气体) 所以, 总的说来 (1) 阳离子半径<原子半径 (2) 阴离子半径>原子半径 (3) 阴离子半径>阳离子半径 (4 对于具有相同核外电子排布的离子,原子序数越大,其离子半径越小。 以上不适合用于稀有气体! 专题二 : 一、化学键: 1,含义:分子或晶体内相邻原子(或离子)间强烈的相互作用。 2,类型 ,即离子键、共价键和金属键。 离子键是由异性电荷产生的吸引作用,例如氯和钠以离子键结合成NaCl。 1,使阴、阳离子结合的静电作用 2,成键微粒:阴、阳离子 3,形成离子键:a活泼金属和活泼非金属 b部分盐(Nacl、NH4cl、BaCo3等) c强碱(NaOH、KOH) d活泼金属氧化物、过氧化物 4,证明离子化合物:熔融状态下能导电 共价键是两个或几个原子通过共用电子(1,共用电子对对数=元素化合价的绝对值 2,有共价键的化合物不一定是共价化合物) 对产生的吸引作用,典型的共价键是两个原子借吸引一对成键电子而形成的。例如,两个氢核同时吸引一对电子,形成稳定的氢分子。 1,共价分子电子式的表示,P13 2,共价分子结构式的表示 3,共价分子球棍模型(H2O—折现型、NH3—三角锥形、CH4—正四面体) 4,共价分子比例模型 补充:碳原子通常与其他原子以共价键结合 乙烷(C—C单键) 乙烯(C—C双键) 乙炔(C—C三键) 金属键则是使金属原子结合在一起的相互作用,可以看成是高度离域的共价键。 二、分子间作用力(即范德华力) 1,特点:a存在于共价化合物中 b化学键弱的多 c影响熔沸点和溶解性——对于组成和结构相似的分子,其范德华力一般随着相对分子质量的增大而增大。即熔沸点也增大(特例:HF、NH3、H2O) 三、氢键 1,存在元素:O(H2O)、N(NH3)、F(HF) 2,特点:比范德华力强,比化学键弱 补充:水无论什么状态氢键都存在 专题三 : 一,同素异形(一定为单质) 1,碳元素(金刚石、石墨) 氧元素(O2、O3) 磷元素(白磷、红磷) 2,同素异形体之间的转换——为化学变化 二,同分异构(一定为化合物或有机物) 分子式相同,分子结构不同,性质也不同 1,C4H10(正丁烷、异丁烷) 2,C2H6(乙醇、二甲醚) 三,晶体分类 离子晶体:阴、阳离子有规律排列 1,离子化合物(KNO3、NaOH) 2,NaCl分子 3,作用力为离子间作用力 分子晶体:由分子构成的物质所形成的晶体 1,共价化合物(CO2、H2O) 2,共价单质(H2、O2、S、I2、P4) 3,稀有气体(He、Ne) 原子晶体:不存在单个分子 1,石英(SiO2)、金刚石、晶体硅(Si) 金属晶体:一切金属 总结:熔点、硬度——原子晶体>离子晶体>分子晶体 专题四 : 一、反应速率 1,影响因素:反应物性质(内因)、浓度(正比)、温度(正比)、压强(正比)、反应面积、固体反应物颗粒大小 二、反应限度(可逆反应) 化学平衡:正反应速率和逆反应速率相等,反应物和生成物的浓度不再变化,到达平衡。 专题二 :第二单元 一、热量变化 常见放热反应:1,酸碱中和 2,所有燃烧反应 3,金属和酸反应 4,大多数的化合反应 5,浓硫酸等溶解 常见吸热反应:1,CO2+C====2CO 2,H2O+C====CO+H2(水煤气) 3,Ba(OH)2晶体与NH4Cl反应 4,大多数分解反应 5,硝酸铵的溶解 热化学方程式;注意事项5 二、燃料燃烧释放热量 专题五 : 一、化学能→电能(原电池、燃料电池) 1,判断正负极:较活泼的为负极,失去电子,化合价升高,为氧化反应,阴离子在负极 2,正极:电解质中的阳离子向正极移动,得到电子,生成新物质 3,正负极相加=总反应方程式 4,吸氧腐蚀 A中性溶液(水) B有氧气 Fe和C→正极:2H2O+O2+4e—====4OH— 补充:形成原电池条件 1,有自发的 氧化反应 2,两个活泼性不同的电极 3,同时与电解质接触 4,形成闭合回路 二、化学电源 1,氢氧燃料电池 阴极:2H++2e—===H2 阳极:4OH——4e—===O2+2H2O 2,常见化学电源 银锌纽扣电池 负极: 正极: 铅蓄电池 负极: 正极: 三、电能→化学能 1,判断阴阳极:先判断正负极,正极对阳极(发生氧化反应),负极对阴极 2,阳离子向阴极,阴离子向阳极(异性相吸) 补充:电解池形成条件 1,两个电极 2,电解质溶液 3,直流电源 4,构成闭合电路
F. 高一化学知识点总结
第一章 从实验学化学-1- 化学实验基本方法
过滤 一帖、二低、三靠 分离固体和液体的混合体时,除去液体中不溶性固体。(漏斗、滤纸、玻璃棒、烧杯)
蒸发 不断搅拌,有大量晶体时就应熄灯,余热蒸发至干,可防过热而迸溅 把稀溶液浓缩或把含固态溶质的溶液干,在蒸发皿进行蒸发
蒸馏 ①液体体积②加热方式③温度计水银球位置④冷却的水流方向⑤防液体暴沸 利用沸点不同除去液体混合物中难挥发或不挥发的杂质(蒸馏烧瓶、酒精灯、温度计、冷凝管、接液管、锥形瓶)
萃取 萃取剂:原溶液中的溶剂互不相溶;② 对溶质的溶解度要远大于原溶剂;③ 要易于挥发。 利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同,用一种溶剂把溶质从它与另一溶剂所组成的溶液里提取出来的操作,主要仪器:分液漏斗
分液 下层的液体从下端放出,上层从上口倒出 把互不相溶的两种液体分开的操作,与萃取配合使用的
过滤器上洗涤沉淀的操作 向漏斗里注入蒸馏水,使水面没过沉淀物,等水流完后,重复操作数次
配制一定物质的量浓度的溶液 需用的仪器 托盘天平(或量筒)、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管
主要步骤:⑴ 计算 ⑵ 称量(如是液体就用滴定管量取)⑶ 溶解(少量水,搅拌,注意冷却)⑷ 转液(容量瓶要先检漏,玻璃棒引流)⑸ 洗涤(洗涤液一并转移到容量瓶中)⑹ 振摇⑺ 定容⑻ 摇匀
容量瓶 ①容量瓶上注明温度和量程。②容量瓶上只有刻线而无刻度。 ①只能配制容量瓶中规定容积的溶液;②不能用容量瓶溶解、稀释或久贮溶液;③容量瓶不能加热,转入瓶中的溶液温度20℃左右
第一章 从实验学化学-2- 化学计量在实验中的应用
1 物质的量 物质的量实际上表示含有一定数目粒子的集体
2 摩尔 物质的量的单位
3 标准状况 STP 0℃和1标准大气压下
4 阿伏加德罗常数NA 1mol任何物质含的微粒数目都是6.02×1023个
5 摩尔质量 M 1mol任何物质质量是在数值上相对质量相等
6 气体摩尔体积 Vm 1mol任何气体的标准状况下的体积都约为22.4l
7 阿伏加德罗定律 (由PV=nRT推导出) 同温同压下同体积的任何气体有同分子数
n1 N1 V1
n2 N2 V2
8 物质的量浓度CB 1L溶液中所含溶质B的物质的量所表示的浓度
CB=nB/V nB=CB×V V=nB/CB
9 物质的质量 m m=M×n n=m/M M=m/n
10 标准状况气体体积 V V=n×Vm n=V/Vm Vm=V/n
11 物质的粒子数 N N=NA×n n =N/NA NA=N/n
12 物质的量浓度CB与溶质的质量分数ω 1000×ρ×ω
M
13 溶液稀释规律 C(浓)×V(浓)=C(稀)×V(稀)
以物质的量为中心
第二章 化学物质及变化-1-物质的分类
1 元素分类: 金属和非金属元素
2 化合物分类: 有机物(含C)和无机物
氧化物 酸性氧化物(与碱反应生成盐和水) SiO2、SO2、CO2、SO3、N2O5、(多数为非金属氧化物)
碱性氧化物(与酸反应生成盐和水) Fe2O3、CuO 、 MgO (多数为金属氧化物)、
两性氧化物(与酸、碱反应生成盐和水) Al2O3、ZnO
不成盐氧化物 NO2、NO、CO、 (盐中的N的化合价无+2、+3、C无+2)
分散系 溶液(很稳定) 分散质粒子小于1nm,透明、稳定、均一
胶体(介稳定状态) 分散质粒子1nm-100nm,较透明、稳定、均一
浊液(分悬、乳浊液) 分散质粒子大于100nm,不透明、不稳定、不均一
化学反应的分类 四大基本反应类型 化合:2SO2+ O2 2SO3
分解:2NaHCO3 Na2CO3 +CO2↑+ H2O
置换:Cl2 +2KI ===2KCl+I2
复分解:2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O
是否有离子参加反应(电解质在水溶液中) 离子反应:Cl2+H2O = HCl+HClO
非离子反应:2Fe+3Cl2 2FeCl3
是否有元素电子得失或偏移(有升降价) 氧化还原反应:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
非氧化还原反应:Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O
热量的放出或吸收 放热反应:3Fe+2O2 Fe3O4
吸热反应:C+CO2 2CO
第二章 化学物质及变化-2-离子反应
电解质(酸、碱、盐、水) 在水溶液里或熔融状态下本身能够导电的化合物
非电解质(包括CO2、SO2) 在水溶液里或熔融状态下不能够导电的化合物
碳酸的电离方程式 H2CO3 H++HCO3- (弱电解质用“ ”
NaHCO3的电离方程式 NaHCO3=Na++HCO3- (强电解质用“ = ”
离子反应式 用实际参加反应的离子所表示的式子
离子反应式写法 一写、二改、三删、四查
单质、氧化物、气体、难溶、难电离的物质要保留分子式
离子共存 有颜色的离子 MnO4-紫红、Fe3+棕黄、Fe2+浅绿、Cu2+蓝色
与H+不共存(弱酸根) OH-、CO32-、SO32-、SiO32-、AlO2-、S2-、F- 等
与OH-不共存(弱碱金属阳离子) H+、Fe3+、Fe2+、Fe3+、Cu2+、Al3+、Mg2+、NH4+ 等
与H+和OH-都不共存 HCO3-、HSO3-、HS-、 等
常见生成沉淀 Ba2+、Ca2+与SO42-、CO32- Ag+与Cl-
胶体 胶体的性质(介稳定) 丁达尔现象、布朗运动、电泳、聚沉
判断胶体最简单的方法 丁达尔现象
胶体提纯 渗析(胶体微粒不能透过半透膜)
Fe(OH)3胶体制备的方法 取烧杯盛20mL蒸馏水,加热至沸腾,然后逐滴加入饱和FeCl3溶液1mL~2mL。继续煮沸至溶液呈红褐色。观察所得红褐色液体Fe(OH)3胶体。
Fe(OH)3胶体制备方程式 FeCl3+3H2O Fe(OH)3(胶体) +3HCl
胶体凝聚的条件 加热、加电解质、加相反电性的胶体
第二章 化学物质及变化-3-氧化还原反应
氧化还原反应的本质 有电子转移(得失或偏移)
氧化还原反应的特征 元素化合价的升降(不一定有氧的得失)
升失氧 还原剂、还原性、失电子、(升价)、 被氧化、发生氧化反应成氧化产物
降得还 氧化剂、氧化性、得电子、 (降价)、 被还原、发生还原反应成还原产物
化合反应 不一定是氧化还原反应,一般有单质参加的化合反应或有单质生成的分解反应才属氧化还原反应
分解反应
置换反应 一定是氧化还原反应
复分解反应 一定不是氧化还原反应
气体的检验 NH3的检验 用湿润的红色石蕊试纸变蓝
SO2的检验 用品红溶液褪色
SO2的吸收 用KMnO4溶液 (强氧化性)
CO2的检验 用澄清石灰水变浊
Cl2的检验 用湿润的KI 淀粉试纸变蓝
NO的检验 打开瓶盖后遇空气变红棕色
离子的检验 NH4+的检验 加NaOH溶液加热后放出气体用湿润的红色石蕊试纸变蓝
Fe3+的检验 ①加NaOH溶液有红褐色沉淀②加KSCN溶液出现血红色
Fe2+的检验 ①加NaOH溶液有白色沉淀马上变灰绿色,最终变红褐色②加KSCN溶液无现象,再加氯水后出现血红色
SO42-的检验 先加HCl无现象后加BaCl2溶液有不溶于酸的白色沉淀
Cl-、(Br-、I -)的检验 先加AgNO3后加HNO3溶液有不溶于酸的白色沉淀AgCl (淡黄色沉淀AgBr、黄色沉淀AgI)
NO3 - 的检验 加浓缩后加入少量浓硫酸和几块铜片加热有红棕色的气体放出(NO2)
物质的保存 K、Na 保存在煤油中(防水、防O2)
见光易分解的物质 用棕色瓶(HNO3、AgNO3、氯水、HClO 等)
碱性物质 用橡胶塞不能用玻璃塞(Na2SiO3、NaOH、Na2CO3)
酸性、强氧化性物质 用玻璃塞不能用橡胶塞(HSO4、HNO3、KMnO4)
物质的保存 F2、HF(氢氟酸) 用塑料瓶不能用玻璃瓶(与SiO2反应腐蚀玻璃)
保存在水中 白磷(防在空气中自燃)、Br2(防止挥发)
地壳中含量最多的元素 氧O、硅Si、铝Al、铁Fe
地壳有游离态存在的元素 金、铁(陨石)、硫(火山口附近)
金属共同的物理性质 有金属光泽、不透明、易导电、导热、延展性
能与HCl和NaOH都能反应的物质 两性:Al、Al2O3、Al(OH)3
弱酸的酸式盐:NaHCO3、NaHSO3、NaHS
弱酸的铵盐:(NH4)2CO3、(NH4)2S
两性金属 锌Zn、铝Al(与酸和碱都放H2)
钝化金属 铁Fe、铝Al(被冷的浓H2SO4、浓HNO3)
酸化学性质 稀、浓硫酸的通性 1强酸性----反应生成盐
2高沸点酸,难挥发性——制备易挥发性酸
浓硫酸的特性 1、吸水性—做干燥,不能干燥NH3、H2S
2、脱水性—使有机物脱水炭化
3、强氧化性——与不活泼金属、非金属、还原性物质反应
硝酸 HNO3 1、强酸性 2、强氧化性 3、不稳定性 (见光、受热)
次氯酸 HClO 1、弱酸性 2、强氧化性 3、不稳定性 (见光、受热)
硅酸 H2SiO3 1、弱酸性 2、难溶性 3、不稳定性 (热)
漂白 氧化型(永久) 强氧化性:HClO、Na2O2、O3、浓H2SO4、浓 HNO3
加合型(暂时) SO2 (使品红褪色,不能使石蕊变红后褪色)
吸附型(物理) 活性碳 明矾溶液生成的Al(OH)3胶体
水溶液 氯水主要成分 分子: Cl2、 H2O、 HClO
离子: H+、Cl-、ClO-
氨水主要成分
分子:NH3 H2O NH3·H2O
离子:NH4+ OHˉ
氯水与液氯、氨水与液氨的区别 氯水、氨水属混合物、液氯与液氨属纯净物
氯原子Cl与氯离子Cl-的区别 最外层电子数不同,化学性质不同,氯离子Cl-达稳定结构
气体 极易溶于水(喷泉) NH3(1:700) HCl (1:500)
只能用排气法收集 NO2 NH3 HCl
只能用排气法收集 NO N2 CO
钠与水的反应 现象: ①浮、②熔、③游、④咝、⑤红 ①钠浮在水面上——密度小于水;②水蒸气——放热;③熔化成一个小球——溶点低;④在水面上游动——生成气体;咝咝发出响声——反应剧烈;⑤变色——生成碱
俗名 苏打Na2CO3、小苏打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(淡黄色)用作呼吸面具, Al(OH)3和NaHCO3 (小苏打)可中和胃酸
明矾用作净水剂,次氯酸HClO杀菌、消毒、永久性漂白、SO2暂时性漂白
自来水常用Cl2来消毒、杀菌但产生致癌的有机氯,改用广谱高效消毒剂二氧化氯(ClO2)
Fe2O3—红色油漆和涂料;Al2O3—耐火材料,NH3可用于氮肥、制冷剂。
晶体硅Si作半导体、太阳能电池; SiO2可作光导纤维;硅胶是常用的干燥剂及催化剂的载体。水玻璃可做肥皂填料、木材防腐防火剂及黏胶
G. 高一化学必修一知识点总结
高中化学必修一
第一章 从实验学化学
第一节 化学实验基本方法
一、熟悉化学实验基本操作
危险化学品标志,如酒精、汽油——易燃液体;
浓H2SO4、NaOH(酸碱)——腐蚀品
二、混合物的分离和提纯:
1、分离的方法:
①过滤:固体(不溶)和液体的分离。
②蒸发:固体(可溶)和液体分离。
③蒸馏:沸点不同的液体混合物的分离。
④分液:互不相溶的液体混合物。
⑤萃取:利用混合物中一种溶质在互不相溶的溶剂里溶解性的不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出来。
2、粗盐的提纯:
(1)粗盐的成分:主要是NaCl,还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4、泥沙等杂质
(2)步骤:
①将粗盐溶解后过滤;
②在过滤后得到粗盐溶液中加过量试剂BaCl2(除SO42-)、Na2CO3(除Ca2+、过量的Ba2+)、NaOH(除Mg2+)溶液后过滤;
③得到滤液加盐酸(除过量的CO32-、OH-)调pH=7得到NaCl溶液;
④蒸发、结晶得到精盐。
加试剂顺序关键:
(1)Na2CO3在BaCl2之后;
(2)盐酸放最后。
3、蒸馏装置注意事项:
①加热烧瓶要垫上石棉网;
②温度计的水银球应位于蒸馏烧瓶的支管口处;
③加碎瓷片的目的是防止暴沸;
④冷凝水由下口进,上口出。
4、从碘水中提取碘的实验时,选用萃取剂应符合原则:
①被萃取的物质在萃取剂溶解度比在原溶剂中的大得多;
②萃取剂与原溶液溶剂互不相溶;
③萃取剂不能与被萃取的物质反应。
三、离子的检验:
①SO42-:先加稀盐酸,再加BaCl2溶液有白色沉淀,原溶液中一定含有SO42-。Ba2++SO42-=BaSO4↓
②Cl-(用AgNO3溶液、稀硝酸检验)加AgNO3溶液有白色沉淀生成,再加稀硝酸沉淀不溶解,原溶液中一定含有Cl-;或先加稀硝酸酸化,再加AgNO3溶液,如有白色沉淀生成,则原溶液中一定含有Cl-。Ag++Cl-=AgCl↓。
③CO32-:(用BaCl2溶液、稀盐酸检验)先加BaCl2溶液生成白色沉淀,再加稀盐酸,沉淀溶解,并生成无色无味、能使澄清石灰水变浑浊的气体,则原溶液中一定含有CO32-。
第二节 化学计量在实验中的应用
1、物质的量(n)是国际单位制中7个基本物理量之一。
2、五个新的化学符号:
3、各个量之间的关系:
4、溶液稀释公式:(根据溶液稀释前后,溶液中溶质的物质的量不变)
C浓溶液V浓溶液=C稀溶液V稀溶液 (注意单位统一性,一定要将mL化为L来计算)。
5、溶液中溶质浓度可以用两种方法表示:
①质量分数W
②物质的量浓度C
质量分数W与物质的量浓度C的关系:C=1000ρW/M(其中ρ单位为g/cm3)
已知某溶液溶质质量分数为W,溶液密度为ρ(g/cm3),溶液体积为V,溶质摩尔质量为M,求溶质的物质的量浓度C。
【 推断:根据C=n(溶质)/V(溶液) ,而n(溶质)=m(溶质)/M(溶质)= ρ V(溶液) W/M,考虑密度ρ的单位g/cm3化为g/L,所以有C=1000ρW/M 】。(公式记不清,可设体积1L计算)。
6、一定物质的量浓度溶液的配制
(1)配制使用的仪器:托盘天平(固体溶质)、量筒(液体溶质)、容量瓶(强调:在具体实验时,应写规格,否则错!)、烧杯、玻璃棒、胶头滴管。
(2)配制的步骤:
①计算溶质的量(若为固体溶质计算所需质量,若为溶液计算所需溶液的体积)
②称取(或量取)
③溶解(静置冷却)
④转移
⑤洗涤
⑥定容
⑦摇匀。
(如果仪器中有试剂瓶,就要加一个步骤:装瓶)。
例如:配制400mL0.1mol/L的Na2CO3溶液:
(1)计算:需无水Na2CO3 5.3 g。
(2)称量:用托盘天平称量无水Na2CO3 5.3 g。
(3)溶解:所需仪器烧杯、玻璃棒。
(4)转移:将烧杯中的溶液沿玻璃棒小心地引流到500mL容量瓶中。
(5)定容:当往容量瓶里加蒸馏水时,距刻度线1-2cm处停止,为避免加水的体积过多,改用胶头滴管加蒸馏水到溶液的凹液面正好与刻度线相切,这个操作叫做定容。
注意事项:
①不能配制任意体积的一定物质的量浓度的溶液,这是因为容量瓶的容积是固定的,没有任意体积规格的容量瓶。
②溶液注入容量瓶前需恢复到室温,这是因为容量瓶受热易炸裂,同时溶液温度过高会使容量瓶膨胀影响溶液配制的精确度。
③用胶头滴管定容后再振荡,出现液面低于刻度线时不要再加水,这是因为振荡时有少量溶液粘在瓶颈上还没完全回流,故液面暂时低于刻度线,若此时又加水会使所配制溶液的浓度偏低。
④如果加水定容时超出了刻度线,不能将超出部分再吸走,须应重新配制。
⑤如果摇匀时不小心洒出几滴,不能再加水至刻度,必须重新配制,这是因为所洒出的几滴溶液中含有溶质,会使所配制溶液的浓度偏低。
⑥溶质溶解后转移至容量瓶时,必须用少量蒸馏水将烧杯及玻璃棒洗涤2—3次,并将洗涤液一并倒入容量瓶,这是因为烧杯及玻璃棒会粘有少量溶质,只有这样才能尽可能地把溶质全部转移到容量瓶中。
第二章 化学物质及其变化
第一节 物质的分类
1、掌握两种常见的分类方法:交叉分类法和树状分类法。
2、分散系及其分类:
(1)分散系组成:分散剂和分散质,按照分散质和分散剂所处的状态,分散系可以有9种组合方式。
(2)当分散剂为液体时,根据分散质粒子大小可以将分散系分为溶液、胶体、浊液。
3、胶体:
(1)常见胶体:Fe(OH)3胶体、Al(OH)3胶体、血液、豆浆、淀粉溶液、蛋白质溶液、有色玻璃、墨水等。
(2)胶体的特性:能产生丁达尔效应。区别胶体与其他分散系常用方法丁达尔效应。
胶体与其他分散系的本质区别是分散质粒子大小。
(3)Fe(OH)3胶体的制备方法:将饱和FeCl3溶液滴入沸水中,继续加热至体系呈红褐色,停止加热,得Fe(OH)3胶体。
第二节 离子反应
一、电解质和非电解质
电解质:在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物。
1、化合物
非电解质:在水溶液中和熔融状态下都不能导电的化合物。(如:酒精[乙醇]、蔗糖、SO2、SO3、NH3、CO2等是非电解质。)
(1)电解质和非电解质都是化合物,单质和混合物既不是电解质也不是非电解质。
(2)酸、碱、盐和水都是电解质(特殊:盐酸(混合物)电解质溶液)。
(3)能导电的物质不一定是电解质。能导电的物质:电解质溶液、熔融的碱和盐、金属单质和石墨。
电解质需在水溶液里或熔融状态下才能导电。固态电解质(如:NaCl晶体)不导电,液态酸(如:液态HCl)不导电。
2、溶液能够导电的原因:有能够自由移动的离子。
3、电离方程式:要注意配平,原子个数守恒,电荷数守恒。如:Al2(SO4)3=2Al3++3SO42-
二、离子反应:
1、离子反应发生的条件:生成沉淀、生成气体、水。
2、离子方程式的书写:(写、拆、删、查)
①写:写出正确的化学方程式。(要注意配平。)
②拆:把易溶的强电解质(易容的盐、强酸、强碱)写成离子形式。
常见易溶的强电解质有:
三大强酸(H2SO4、HCl、HNO3),四大强碱[NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2 (澄清石灰水拆,石灰乳不拆)],可溶性盐,这些物质拆成离子形式,其他物质一律保留化学式。
③删:删除不参加反应的离子(价态不变和存在形式不变的离子)。
④查:检查书写离子方程式等式两边是否原子个数守恒、电荷数守恒。
3、离子方程式正误判断:(看几看)
①看是否符合反应事实(能不能发生反应,反应物、生成物对不对)。
②看是否可拆。
③看是否配平(原子个数守恒,电荷数守恒)。
④看“=”“ ”“↑”“↓”是否应用恰当。
4、离子共存问题
(1)由于发生复分解反应(生成沉淀或气体或水)的离子不能大量共存。
生成沉淀:AgCl、BaSO4、BaSO3、BaCO3、CaCO3、Mg(OH)2、Cu(OH)2等。
生成气体:CO32-、HCO3-等易挥发的弱酸的酸根与H+不能大量共存。
生成H2O:①H+和OH-生成H2O。②酸式酸根离子如: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)审题时应注意题中给出的附加条件。
①无色溶液中不存在有色离子:Cu2+、Fe3+、Fe2+、MnO4-(常见这四种有色离子)。
②注意挖掘某些隐含离子:酸性溶液(或pH<7)中隐含有H+,碱性溶液(或pH>7)中隐含有OH-。
③注意题目要求“大量共存”还是“不能大量共存”。
第三节 氧化还原反应
一、氧化还原反应
1、氧化还原反应的本质:有电子转移(包括电子的得失或偏移)。
2、氧化还原反应的特征:有元素化合价升降。
3、判断氧化还原反应的依据:凡是有元素化合价升降或有电子的转移的化学反应都属于氧化还原反应。
4、氧化还原反应相关概念:
还原剂(具有还原性):失(失电子)→升(化合价升高)→氧(被氧化或发生氧化反应)→生成氧化产物。
氧化剂(具有氧化性):得(得电子)→降(化合价降低)→还(被还原或发生还原反应)→生成还原产物。
【注】一定要熟记以上内容,以便能正确判断出一个氧化还原反应中的氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物;氧化剂、还原剂在反应物中找;氧化产物和还原产物在生成物中找。
二、氧化性、还原性强弱的判断
(1)根据氧化还原反应方程式在同一氧化还原反应中,
氧化性:氧化剂>氧化产物
还原性:还原剂>还原产物
三、如果使元素化合价升高,即要使它被氧化,要加入氧化剂才能实现;如果使元素化合价降低,即要使它被还原,要加入还原剂才能实现;
第三章 金属及其化合物
第一节 金属的化学性质
一、钠 Na
1、单质钠的物理性质:钠质软、银白色、熔点低、密度比水的小但比煤油的大。
2、单质钠的化学性质:
①钠与O2反应
常温下:4Na + O2=2Na2O (新切开的钠放在空气中容易变暗)
加热时:2Na + O2==Na2O2 (钠先熔化后燃烧,发出黄色火焰,生成淡黄色固体Na2O2。)
Na2O2中氧元素为-1价,Na2O2既有氧化性又有还原性。
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
Na2O2是呼吸面具、潜水艇的供氧剂,Na2O2具有强氧化性能漂白。
②钠与H2O反应
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
离子方程式:2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑(注意配平)
实验现象:“浮——钠密度比水小;游——生成氢气;响——反应剧烈;
熔——钠熔点低;红——生成的NaOH遇酚酞变红”。
③钠与盐溶液反应
如钠与CuSO4溶液反应,应该先是钠与H2O反应生成NaOH与H2,再和CuSO4溶液反应,有关化学方程式:
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4
总的方程式:2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑
实验现象:有蓝色沉淀生成,有气泡放出
K、Ca、Na三种单质与盐溶液反应时,先与水反应生成相应的碱,碱再和盐溶液反应
④钠与酸反应:
2Na+2HCl=2NaCl+H2↑(反应剧烈)
离子方程式:2Na+2H+=2Na++H2↑
3、钠的存在:以化合态存在。
4、钠的保存:保存在煤油或石蜡中。
5、钠在空气中的变化过程:Na→Na2O→NaOH→Na2CO3→Na2CO3·10H2O(结晶)→Na2CO3(风化),最终得到是一种白色粉末。
一小块钠置露在空气中的现象:银白色的钠很快变暗(生成Na2O),跟着变成白色固体(NaOH),然后在固体表面出现小液滴(NaOH易潮解),最终变成白色粉未(最终产物是Na2CO3)。
二、铝 Al
1、单质铝的物理性质:银白色金属、密度小(属轻金属)、硬度小、熔沸点低。
2、单质铝的化学性质
①铝与O2反应:常温下铝能与O2反应生成致密氧化膜,保护内层金属。加热条件下铝能与O2反应生成氧化铝:4Al+3O2==2Al2O3
②常温下Al既能与强酸反应,又能与强碱溶液反应,均有H2生成,也能与不活泼的金属盐溶液反应:
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:铝制餐具不能用来长时间存放酸性、碱性和咸的食品。
③铝与某些金属氧化物的反应(如V、Cr、Mn、Fe的氧化物)叫做铝热反应
Fe2O3+2Al == 2Fe+Al2O3,Al 和 Fe2O3的混合物叫做铝热剂。利用铝热反应焊接钢轨。
三、铁
1、单质铁的物理性质:铁片是银白色的,铁粉呈黑色,纯铁不易生锈,但生铁(含碳杂质的铁)在潮湿的空气中易生锈。(原因:形成了铁碳原电池。铁锈的主要成分是Fe2O3)。
2、单质铁的化学性质:
①铁与氧气反应:3Fe+2O2===Fe3O4(现象:剧烈燃烧,火星四射,生成黑色的固体)
②与非氧化性酸反应:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ (Fe+2H+=Fe2++H2↑)
常温下铝、铁遇浓硫酸或浓硝酸钝化。加热能反应但无氢气放出。
③与盐溶液反应: Fe+CuSO4=FeSO4+Cu(Fe+Cu2+=Fe2++Cu)
④与水蒸气反应:3Fe+4H2O(g)==Fe3O4+4H2
第二节 几种重要的金属化合物
一、氧化物
1、Al2O3的性质:氧化铝是一种白色难溶物,其熔点很高,可用来制造耐火材料如坩锅、耐火管、耐高温的实验仪器等。
Al2O3是两性氧化物:既能与强酸反应,又能与强碱反应:
Al2O3+ 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O (Al2O3+6H+=2Al3++3H2O)
Al2O3+ 2NaOH == 2NaAlO2 +H2O(Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O)
2、铁的氧化物的性质:FeO、Fe2O3都为碱性氧化物,能与强酸反应生成盐和水。
FeO+2HCl =FeCl2 +H2O
Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
二、氢氧化物
1、氢氧化铝 Al(OH)3
①Al(OH)3是两性氢氧化物,在常温下它既能与强酸,又能与强碱反应:
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受热易分解成Al2O3:2Al(OH)3==Al2O3+3H2O(规律:不溶性碱受热均会分解)
③Al(OH)3的制备:实验室用可溶性铝盐和氨水反应来制备Al(OH)3
Al2(SO4)3+6NH3·H2O=2 Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4
(Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+)
因为强碱(如NaOH)易与Al(OH)3反应,所以实验室不用强碱制备Al(OH)3,而用氨水。
2、铁的氢氧化物:氢氧化亚铁Fe(OH)2(白色)和氢氧化铁Fe(OH)3(红褐色)
①都能与酸反应生成盐和水:
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可以被空气中的氧气氧化成Fe(OH)3
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(现象:白色沉淀→灰绿色→红褐色)
③Fe(OH)3受热易分解生成Fe2O3:2Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O
3、氢氧化钠NaOH:俗称烧碱、火碱、苛性钠,易潮解,有强腐蚀性,具有碱的通性。
三、盐
1、铁盐(铁为+3价)、亚铁盐(铁为+2价)的性质:
①铁盐(铁为+3价)具有氧化性,可以被还原剂(如铁、铜等)还原成亚铁盐:
2FeCl3+Fe=3FeCl2( 2Fe3++Fe=3Fe2+)(价态归中规律)
2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2( 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+)(制印刷电路板的反应原理)
亚铁盐(铁为+2价)具有还原性,能被氧化剂(如氯气、氧气、硝酸等)氧化成铁盐:
2FeCl2+Cl2=2FeCl3 ( 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-)
②Fe3+离子的检验:
a.溶液呈黄色;
b.加入KSCN(硫氰化钾)溶液变红色;
c.加入NaOH溶液反应生成红褐色沉淀[Fe(OH)3]。
Fe2+离子的检验:
a.溶液呈浅绿色;
b.先在溶液中加入KSCN溶液,不变色,再加入氯水,溶液变红色;
c.加入NaOH溶液反应先生成白色沉淀,迅速变成灰绿色沉淀,最后变成红褐色沉淀。
2、钠盐:Na2CO3与NaHCO3的性质比较
四、焰色反应
1、定义:金属或它们的化合物在灼烧时使火焰呈现特殊颜色的性质。
2、操作步骤:铂丝(或铁丝)用盐酸浸洗后灼烧至无色,沾取试样(单质、化合物、气、液、固均可)在火焰上灼烧,观察颜色。
3、 重要元素的焰色:钠元素黄色、 钾元素紫色(透过蓝色的钴玻璃观察,以排除钠的焰色的干扰)
焰色反应属物理变化。与元素存在状态(单质、化合物)、物质的聚集状态(气、液、固)等无关,只有少数金属元素有焰色反应。
第三节 用途广泛的金属材料
1、合金的概念:由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。
2、合金的特性:合金与各成分金属相比,具有许多优良的物理、化学或机械的性能。
①合金的硬度一般比它的各成分金属的大
②合金的熔点一般比它的各成分金属的低
第四章 非金属及其化合物
一、硅及其化合物 Si
硅元素在地壳中的含量排第二,在自然界中没有游离态的硅,只有以化合态存在的硅,常见的是二氧化硅、硅酸盐等。
1、单质硅(Si):
(1)物理性质:有金属光泽的灰黑色固体,熔点高,硬度大。
(2)化学性质:
①常温下化学性质不活泼,只能跟F2、HF和NaOH溶液反应。
Si+2F2=SiF4
Si+4HF=SiF4↑+2H2↑
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑
②在高温条件下,单质硅能与O2和Cl2等非金属单质反应。
(3)用途:太阳能电池、计算机芯片以及半导体材料等。
(4)硅的制备:工业上,用C在高温下还原SiO2可制得粗硅。
SiO2+2C=Si(粗)+2CO↑
Si(粗)+2Cl2=SiCl4
SiCl4+2H2=Si(纯)+4HCl
2、二氧化硅(SiO2):
(1)SiO2的空间结构:立体网状结构,SiO2直接由原子构成,不存在单个SiO2分子。
(2)物理性质:熔点高,硬度大,不溶于水。
(3)化学性质:SiO2常温下化学性质很不活泼,不与水、酸反应(氢氟酸除外),能与强碱溶液、氢氟酸反应,高温条件下可以与碱性氧化物反应:
①与强碱反应:SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O(生成的硅酸钠具有粘性,所以不能用带磨口玻璃塞试剂瓶存放NaOH溶液和Na2SiO3溶液,避免Na2SiO3将瓶塞和试剂瓶粘住,打不开,应用橡皮塞)。
②与氢氟酸反应[SiO2的特性]:SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O(利用此反应,氢氟酸能雕刻玻璃;氢氟酸不能用玻璃试剂瓶存放,应用塑料瓶)。
③高温下与碱性氧化物反应:SiO2+CaOCaSiO3
(4)用途:光导纤维、玛瑙饰物、石英坩埚、水晶镜片、石英钟、仪器轴承、玻璃和建筑材料等。
3、硅酸(H2SiO3):
(1)物理性质:不溶于水的白色胶状物,能形成硅胶,吸附水分能力强。
(2)化学性质:H2SiO3是一种弱酸,酸性比碳酸还要弱,其酸酐为SiO2,但SiO2不溶于水,故不能直接由SiO2溶于水制得,而用可溶性硅酸盐与酸反应制取:(强酸制弱酸原理)
Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓
Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3(此方程式证明酸性:H2SiO3<H2CO3)
(3)用途:硅胶作干燥剂、催化剂的载体。
4、硅酸盐
硅酸盐:硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称。硅酸盐种类很多,大多数难溶于水,最常见的可溶性硅酸盐是Na2SiO3,Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃,又称泡花碱,是一种无色粘稠的液体,可以作黏胶剂和木材防火剂。硅酸钠水溶液久置在空气中容易变质:
Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓(有白色沉淀生成)
传统硅酸盐工业三大产品有:玻璃、陶瓷、水泥。
硅酸盐由于组成比较复杂,常用氧化物的形式表示:活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。氧化物前系数配置原则:除氧元素外,其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置系数。
硅酸钠:Na2SiO3 Na2O·SiO2
硅酸钙:CaSiO3 CaO·SiO2
高岭石:Al2(Si2O5)(OH)4 Al2O3·2SiO2·2H2O
正长石:KAlSiO3不能写成 K2O· Al2O3·3SiO2,应写成K2O·Al2O3·6SiO2
二、氯及其化合物