第一部分 化學(xué)基本概念和基本理論
一.物質(zhì)的組成、性質(zhì)和分類:
1.分子
分子是能夠獨(dú)立存在并保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的一種微粒。
(1)分子同原子、離子一樣是構(gòu)成物質(zhì)的基本微粒.
(2)按組成分子的原子個(gè)數(shù)可分為:
單原子分子如:He、Ne、Ar、Kr…
雙原子分子如:O2、H2、HCl、NO…
多原子分子如:H2O、P4、C6H12O6…
2.原子
原子是化學(xué)變化中的最小微粒。確切地說,在化學(xué)反應(yīng)中原子核不變,只有核外電子發(fā)生變化。
(1)原子是組成某些物質(zhì)(如金剛石、晶體硅、二氧化硅等原子晶體)和分子的基本微粒。
(2)原子是由原子核(中子、質(zhì)子)和核外電子構(gòu)成的。
3.離子
離子是指帶電荷的原子或原子團(tuán)。
(1)離子可分為:
陽離子:Li+、Na+、H+、NH4+…
陰離子:Cl?、O2?、OH?、SO42?…
(2)存在離子的物質(zhì):
①離子化合物中:NaCl、CaCl2、Na2SO4…
②電解質(zhì)溶液中:鹽酸、NaOH溶液…
③金屬晶體中:鈉、鐵、鉀、銅…
4.元素
元素是具有相同核電荷數(shù)(即質(zhì)子數(shù))的同―類原子的總稱。
(1)元素與物質(zhì)、分子、原子的區(qū)別與聯(lián)系:物質(zhì)是由元素組成的(宏觀看);物質(zhì)是由分子、原子或離子構(gòu)成的(微觀看)。
(2)某些元素可以形成不同的單質(zhì)(性質(zhì)、結(jié)構(gòu)不同)―同素異形體。
(3)各種元素在地殼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)各不相同,占前五位的依次是:O、Si、Al、Fe、Ca。
5.同位素
是指同一元素不同核素之間互稱同位素,即具有相同質(zhì)子數(shù),不同中子數(shù)的同一類原子互稱同位素。如H有三種同位素:11H、21H、31H(氕、氘、氚)。
6.核素
核素是具有特定質(zhì)量數(shù)、原子序數(shù)和核能態(tài),而且其壽命足以被觀察的一類原子。
(1)同種元素、可以有若干種不同的核素―同位素。
(2)同一種元素的各種核素盡管中子數(shù)不同,但它們的質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)相同。核外電子排布相同,因而它們的化學(xué)性質(zhì)幾乎是相同的。
7.原子團(tuán)
原子團(tuán)是指多個(gè)原子結(jié)合成的集體,在許多反應(yīng)中,原子團(tuán)作為一個(gè)集體參加反應(yīng)。原子團(tuán)有幾下幾種類型:根(如SO42-、OHˉ、CH3COOˉ等)、官能團(tuán)(有機(jī)物分子中能反映物質(zhì)特殊性質(zhì)的原子團(tuán),如―OH、―NO2、―COOH等)、游離基(又稱自由基、具有不成價(jià)電子的原子團(tuán),如甲基游離基 ? CH3)。
8.基
化合物中具有特殊性質(zhì)的一部分原子或原子團(tuán),或化合物分子中去掉某些原子或原子團(tuán)后剩下的原子團(tuán)。
(1)有機(jī)物的官能團(tuán)是決定物質(zhì)主要性質(zhì)的基,如醇的羥基(―OH)和羧酸的羧基(―COOH)。
(2)甲烷(CH4)分子去掉一個(gè)氫原子后剩余部分(? CH3)含有未成對(duì)的價(jià)電子,稱甲基或甲基游離基,也包括單原子的游離基(? Cl)。
基(羥基)
根(氫氧根)
電子式
電性
電中性
帶負(fù)電
存在于
不能獨(dú)立存在,必須和其他“基”或原子團(tuán)相結(jié)合
能獨(dú)立存在于溶液或離子化合物中
9.物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)
物理性質(zhì)
化學(xué)性質(zhì)
概念
(宏觀)
物質(zhì)不需要發(fā)生化學(xué)變化就能表現(xiàn)出來的性質(zhì)
物質(zhì)在發(fā)生化學(xué)變化時(shí)表現(xiàn)出來的性質(zhì)
實(shí)質(zhì)
(微觀)
物質(zhì)的分子組成和結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生改變時(shí)呈現(xiàn)的性質(zhì)
物質(zhì)的分子組成和結(jié)構(gòu)發(fā)生改變時(shí)呈現(xiàn)的性質(zhì)
性質(zhì)包
括內(nèi)容
顏色、狀態(tài)、氣味、味道、密度、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性等
一般指跟氫氣、氧氣、金屬、非金屬、氧化物、酸、堿、鹽能否發(fā)生反應(yīng)及熱穩(wěn)定性等
9.物理變化和化學(xué)變化
物理變化:沒有生成其他物質(zhì)的變化,僅是物質(zhì)形態(tài)的變化。
化學(xué)變化:變化時(shí)有其他物質(zhì)生成,又叫化學(xué)反應(yīng)。
化學(xué)變化的特征:有新物質(zhì)生成伴有放熱、發(fā)光、變色等現(xiàn)象
化學(xué)變化本質(zhì):舊鍵斷裂、新鍵生成或轉(zhuǎn)移電子等。二者的區(qū)別是:前者無新物質(zhì)生成,僅是物質(zhì)形態(tài)、狀態(tài)的變化。
10.溶解性w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
指物質(zhì)在某種溶劑中溶解的能力。例如氯化鈉易溶于水,卻難溶于無水乙醇、苯等有機(jī)溶劑。單質(zhì)碘在水中溶解性較差,卻易溶于乙醇、苯等有機(jī)溶劑。苯酚在室溫時(shí)僅微溶于水,當(dāng)溫度大于70℃時(shí),卻能以任意比與水互溶(苯酚熔點(diǎn)為43℃,70℃時(shí)苯酚為液態(tài))。利用物質(zhì)在不同溫度或不同溶劑中溶解性的差異,可以分離混合物或進(jìn)行物質(zhì)的提純。
在上述物質(zhì)溶解過程中,溶質(zhì)與溶劑的化學(xué)組成沒有發(fā)生變化,利用簡單的物理方法可以把溶質(zhì)與溶劑分離開。還有一種完全不同意義的溶解。例如,石灰石溶于鹽酸,鐵溶于稀硫酸,氫氧化銀溶于氨水等。這樣的溶解中,物質(zhì)的化學(xué)組成發(fā)生了變化,用簡單的物理方法不能把溶解的物質(zhì)提純出來。
11.液化
指氣態(tài)物質(zhì)在降低溫度或加大壓強(qiáng)的條件下轉(zhuǎn)變成液體的現(xiàn)象。在化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過程中,為了便于貯存、運(yùn)輸某些氣體物質(zhì),常將氣體物質(zhì)液化。液化操作是在降溫的同時(shí)加壓,液化使用的設(shè)備及容器必須能耐高壓,以確保安全。常用的幾種氣體液化后用途見下表。
氣體名稱
液化后名稱
主要用途
空氣
液體空氣
分離空氣制取氧氣、氮?dú)、稀有氣體
氮?dú)?/p>
液氮
冷凍劑
氯氣
液氯
自來水消毒劑,制氯化鐵、氯化烷等
氨氣
液氨
制冷劑,用于氨制冷機(jī)中
二氧化硫
液體二氧化硫
漂白劑
石油氣
液化石油氣
燃料
12.金屬性
元素的金屬性通常指元素的原子失去價(jià)電子的能力。元素的原子越易失去電子,該元素的金屬性越強(qiáng),它的單質(zhì)越容易置換出水或酸中的氫成為氫氣,它的最高價(jià)氧化物的水化物的堿性亦越強(qiáng)。元素的原子半徑越大,價(jià)電子越少,越容易失去電子。在各種穩(wěn)定的同位素中,銫元素的金屬性最強(qiáng),氫氧化銫的堿性也最強(qiáng)。除了金屬元素表現(xiàn)出不同強(qiáng)弱的金屬性,某些非金屬元素也表現(xiàn)出一定的金屬性,如硼、硅、砷、碲等。
13.非金屬性
是指元素的原子在反應(yīng)中得到(吸收)電子的能力。元素的原子在反應(yīng)中越容易得到電子。元素的非金屬性越強(qiáng),該元素的單質(zhì)越容易與H2化合,生成的氫化物越穩(wěn)定,它的最高價(jià)氧化物的水化物(含氧酸)的酸性越強(qiáng)(氧元素、氟元素除外)。
已知氟元素是最活潑的非金屬元素。它與氫氣在黑暗中就能發(fā)生劇烈的爆炸反應(yīng),氟化氫是最穩(wěn)定的氫化物。氧元素的非金屬性僅次于氟元素,除氟、氧元素外,氯元素的非金屬性也很強(qiáng),它的最高價(jià)氧化物(Cl2O7)的水化物―高氯酸(HClO4)是已知含氧酸中最強(qiáng)的一種酸。
金屬性強(qiáng)弱
非金屬性強(qiáng)弱
最高價(jià)氧化物水化物堿性強(qiáng)弱
最高價(jià)氧化物水化物酸性強(qiáng)弱
與水或酸反應(yīng),置換出H2的易難
與H2化合的易難及生成氫化物穩(wěn)定性
活潑金屬能從鹽溶液中置換出不活潑金屬
活潑非金屬單質(zhì)能置換出較不活潑非金屬單質(zhì)
陽離子氧化性強(qiáng)的為不活潑金屬,氧化性弱的為活潑金屬
陰離子還原性強(qiáng)的為非金屬性弱,還原性弱的為非金屬性強(qiáng)
原電池中負(fù)極為活潑金屬,正極為不活潑金屬
將金屬氧化成高價(jià)的為非金屬性強(qiáng)的單質(zhì),氧化成低價(jià)的為非金屬性弱的單質(zhì)
電解時(shí),在陰極先析出的為不活潑金屬
電解時(shí),在陽極先產(chǎn)生的為非金屬性弱的單質(zhì)
14.氧化性
物質(zhì)(單質(zhì)或化合物)在化學(xué)反應(yīng)中得到(吸引)電子的能力稱為物質(zhì)的氧化性。非金屬單質(zhì)、金屬元素高價(jià)態(tài)的化合物、某些含氧酸及其鹽一般有較強(qiáng)的氧化性。
非金屬單質(zhì)的氧化性強(qiáng)弱與元素的非金屬性十分相似,元素的非金屬性越強(qiáng),單質(zhì)的氧化性也越強(qiáng)。氟是氧化性最強(qiáng)的非金屬單質(zhì)。氧化性規(guī)律有:①活潑金屬陽離子的氧化性弱于不活潑金屬陽離子的氧化性,如Na+<Ag+;②變價(jià)金屬中,高價(jià)態(tài)的氧化性強(qiáng)于低價(jià)態(tài)的氧化性,如Fe3+>Fe2+,MnO4−>MnO42−>MnO2;③同種元素含氧酸的氧化性往往是價(jià)態(tài)越高,氧化性越強(qiáng),如HNO3>HNO2,濃度越大,氧化性也越強(qiáng),如濃HNO3>稀HNO3,濃H2SO4>稀H2SO4。然而,也有例外,如氯元素的含氧酸,它們的氧化性強(qiáng)弱順序是HClO>HClO2>HClO3>HClO4。
15.還原性
物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中失去電子的能力稱為該物質(zhì)的還原性。金屬單質(zhì)、大多數(shù)非金屬單質(zhì)和含有元素低價(jià)態(tài)的化合物都有較強(qiáng)的還原性。物質(zhì)還原性的強(qiáng)弱取決于該物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中失去電子能力的大小。
元素的金屬性越強(qiáng),金屬單質(zhì)的還原性也越強(qiáng),金屬單質(zhì)還原性順序和金屬活動(dòng)性順序基本一致。元素的非金屬性越弱,非金屬單質(zhì)的還原性越強(qiáng)。元素若有多種價(jià)態(tài)的物質(zhì),一般說來,價(jià)態(tài)降低,還原性越強(qiáng)。如含硫元素不同價(jià)態(tài)的物質(zhì)的還原性:H2S>S>SO2;含磷元素物質(zhì)的還原性PH3>P4>PO33−;鐵及其鹽的還原性:Fe>Fe2+等。
16.揮發(fā)性
液態(tài)物質(zhì)在低于沸點(diǎn)的溫度條件下轉(zhuǎn)變成氣態(tài)的能力,以及一些氣體溶質(zhì)從溶液中逸出的能力。具有較強(qiáng)揮發(fā)性的物質(zhì)大多是一些低沸點(diǎn)的液體物質(zhì),如乙醇、乙醚、丙酮、氯仿、二硫化碳等。另外氨水、濃鹽酸、濃硝酸等都具有很強(qiáng)的揮發(fā)性。這些物質(zhì)貯存時(shí),應(yīng)密閉保存并遠(yuǎn)離熱源,防止受熱加快揮發(fā)。
17.升華
在加熱的條件下,固態(tài)物質(zhì)不經(jīng)過液態(tài)直接變?yōu)闅鈶B(tài)的變化。常見能升華的物質(zhì)有I2、干冰(固態(tài)CO2)、升華硫、紅磷、灰砷等。
18.穩(wěn)定性
是物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)的一種。它反映出物質(zhì)在一定條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的難易程度。穩(wěn)定性可分為熱穩(wěn)定性、光化學(xué)穩(wěn)定性和氧化還原穩(wěn)定性。
越不活潑的物質(zhì),其化學(xué)穩(wěn)定性越好。例如:苯在一般情況下,化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定,所以,常用苯作萃取劑和有機(jī)反應(yīng)的介質(zhì)。很多反應(yīng)在水溶液中進(jìn)行和水作溶劑,都是利用了水的化學(xué)穩(wěn)定性。
19.混合物
由兩種或多種物質(zhì)混合而成的物質(zhì)叫混合物;
(1)混合物沒有固定的組成,一般沒有固定的熔沸點(diǎn);
(2)常見特殊名稱的混合物:氨水、氯水、王水、天然水、硬水、軟水、鹽酸、濃硫酸、福爾馬林、水玻璃;爆鳴氣、水煤氣、天然氣、焦?fàn)t氣、高爐煤氣、石油氣、裂解氣、空氣;合金;過磷酸鈣、漂白粉、黑火藥、鋁熱劑、水泥、鐵觸媒、玻璃;煤、石油;石油、石油的各種餾分。
【注意】由同素異形體組成的物質(zhì)為混合物如紅磷和白磷。由同位素原子組成的物質(zhì)是純凈物如H2O與D2O混合為純凈物。
20.單質(zhì)
由同種元素組成的純凈物叫單質(zhì)。如O2、Cl2、N2、Ar、金剛石、鐵(Fe)等。HD、16O、18O也屬于單質(zhì),單質(zhì)分為金屬單質(zhì)與非金屬單質(zhì)兩種。
21.化合物
由不同種元素組成的純凈物叫化合物。
從不同的分類角度化合物可分為多種類型,如離子化合物和共價(jià)化合物;電解質(zhì)和非電解質(zhì);無機(jī)化合物和有機(jī)化合物;酸、堿、鹽和氧化物等。
22.酸
電離理論認(rèn)為:電解電離出的陽離子全部是H+的化合物叫做酸。
常見強(qiáng)酸:HCIO4、H2SO4、HCl、HNO3…
常見弱酸:H2SO3、H3PO4、HF、HClO、H2CO3、H2SO3、CH3COOH…
23.堿
電離理論認(rèn)為,電解質(zhì)電離時(shí)產(chǎn)生的陰離子全部是OHˉ的化合物叫堿。
常見強(qiáng)堿:NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2…
常見弱堿:NH3?H2O、Al(OH)3、Fe(OH)3…
24.鹽
電離時(shí)生成金屬陽離子(或NH4+)和酸根離子的化合物叫做鹽。
鹽的分類:①正鹽:如:(NH4)2SO4、Na2SO4… ②酸式鹽:如NaHCO3、NaH2PO4、Na2HPO4…③堿式鹽:Cu2(OH)2CO3… ④復(fù)鹽:KAl(SO4)2?12H2O…
25.氧化物
由兩種元素組成,其中一種是氧的化合物叫氧化物。
(1)氧化物的分類方法按組成分:
金屬氧化物:Na2O、Al2O3、Fe3O4…
非金屬氧化物:NO2、CO、SO2、CO2…
(2)按性質(zhì)分:
不成鹽氧化物:CO、NO
成鹽氧化物:酸性氧化物:CO2、SO2…
堿性氧化物:Na2O2、CuO…
兩性氧化物:Al2O3、ZnO
過氧化物:Na2O2
超氧化物:KO2
26.同素異形體
由同種元素所形成的不同的單質(zhì)為同素異形體。
(1)常見同素異形體:紅磷與白磷;O2與O3;金剛石與石墨。
(2)同素異形體之間可以相互轉(zhuǎn)化,屬于化學(xué)變化但不屬于氧化還原反應(yīng)。
(二)正確使用化學(xué)用語
1.四種符號(hào)
(1)元素符號(hào):①表示一種元素(宏觀上)。②表示一種元素的一個(gè)原子(微觀上)。③表示該元素的相對(duì)原子質(zhì)量。
(2)離子符號(hào):在元素符號(hào)右上角標(biāo)電荷數(shù)及電性符號(hào)(正負(fù)號(hào)),“l(fā)”省略不寫如:Ca2+、SO42ˉ、C1ˉ、Na+ …
(3)價(jià)標(biāo)符號(hào):是在元素正上方標(biāo)正負(fù)化合價(jià)、正負(fù)寫在價(jià)數(shù)前。“l(fā)”不能省略。如:、、、、…w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
(4)核素符號(hào):如2713Al、3216S、168O左上角為質(zhì)量數(shù),左下角為質(zhì)子數(shù)。
2.化合價(jià)
化合價(jià)是指一種元素一定數(shù)目的原子跟其他元素一定數(shù)目的原子化合的性質(zhì)。
①在離子化合物中,失去電子的為正價(jià),失去n個(gè)電子即為正n價(jià);得到電子為負(fù)價(jià),得到n個(gè)電子為負(fù)n價(jià)。
②在共價(jià)化合物中,元素化合價(jià)的數(shù)值就是這種元素的一個(gè)原子跟其他元素的原子形成的共用電子對(duì)的數(shù)目、正負(fù)則由共用電子對(duì)的偏移來決定,電子對(duì)偏向哪種原子,哪種原子就顯負(fù)價(jià);偏離哪種原子、哪種原子就顯正價(jià)。
③單質(zhì)分子中元素的化合價(jià)為零。
3.化學(xué)式
用元素符號(hào)表示單質(zhì)或化合物的組成的式子成為化學(xué)式。根據(jù)物質(zhì)的組成以及結(jié)構(gòu)特點(diǎn),化學(xué)式可以是分子式、實(shí)驗(yàn)式、結(jié)構(gòu)簡式等。不同的化學(xué)式所表示的意義有區(qū)別。
離子化合物的化學(xué)式表示離子化合物及其元素組成,還表示離子化合物中陰、陽離子最簡單的整數(shù)比,同時(shí)也表示離子化合物的化學(xué)式量。例如,氫氧化鋇這種物質(zhì)及其組成元素是鋇、氫、氧3種元素,化學(xué)式還表示了Ba2+與OH−的個(gè)數(shù)比是1:2,它的化學(xué)式量為171。
過氧化鈉的化學(xué)式是Na2O2,但不能寫成NaO,在過氧化鈉中實(shí)際存在的離子是O22−離子,且Na+:O22−為2:1,所以,過氧化鈉的化學(xué)式只能用Na2O2表示。
某些固體非金屬單質(zhì)及所有的金屬單質(zhì)因組成、結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,它們的化學(xué)式只用元素符號(hào)表示。比如紅磷的化學(xué)式是P。
4.分子式
用元素符號(hào)表示物質(zhì)的分子組成的式子。
一般分子式是最簡式的整數(shù)倍,多數(shù)無機(jī)物二者是一致的。但也有例外,如最簡式為NO2的分子可能是NO2,也可能是N2O4。
有些單質(zhì)、原子晶體和離子晶體通常情況下不存在簡單分子,它的化學(xué)式則表示這種晶體中各元素的原子或離子數(shù)目的最簡整數(shù)比,如C、SiO2、CsCl、Na2CO3、2CaSO4?H2O等。
分子式的意義:
(1)表示物質(zhì)的元素組成;
(2)表示該物質(zhì)的一個(gè)分子;
(3)表示分子中各元素的原子個(gè)數(shù);
(4)表示該物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量。
例如,硫酸的分子式是H2SO4,它表示硫酸這種物質(zhì),也表示了硫酸的一個(gè)分子及分子是由2個(gè)氫原子、1個(gè)硫原子、4個(gè)氧原子組成。H2SO4同時(shí)也表示它的相對(duì)分子質(zhì)量為
1.008×2+32.07+16.00×4=98.086≈98
5.實(shí)驗(yàn)式
也稱最簡式。僅表示化合物中各元素原子個(gè)數(shù)比的式子。
有機(jī)物往往出現(xiàn)不同的化合物具有相同的實(shí)驗(yàn)式。如乙炔和苯的實(shí)驗(yàn)式是CH,甲醛、乙酸、乳酸和葡萄糖等的實(shí)驗(yàn)式是CH2O。已知化合物的最簡式和相對(duì)分子質(zhì)量,就可求出它的分子式,如乙酸最簡式CH2O,式量為60,(CH2O)n=60,n=2,所以乙酸分子式為C2H4O2。
6.電子式
在元素符號(hào)周圍用“ ? ”或“ × ”表示其最外層電子數(shù)的式子。
(1)用電子式表示陰離子時(shí)要用[ ]括起,電荷數(shù)寫在括號(hào)外面的右上角。NH4+、H3O+等復(fù)雜陽離子也應(yīng)如此寫。
(2)書寫簡單離子構(gòu)成的離子化合物的電子式時(shí)可以遵循下面幾點(diǎn):
①簡單陽離子的電子式即是離子符號(hào)。
②簡單陰離子的電子式即是元素符號(hào)周圍有8個(gè)小圓點(diǎn)外加[ ]及電荷數(shù)。
③陰、陽離子交替排列。如:
(3)注意各原子的空間排序及孤對(duì)電子、單電子的存在。如:
(4)用電子式表示某物質(zhì)形成過程,要注意“左分右合箭頭連”的原則。如:
(5)另外,各電子式的書寫還應(yīng)注意力求均勻、對(duì)稱、易識(shí)別。
7.結(jié)構(gòu)式
用短線將分子中各原子按排列數(shù)序和結(jié)合方式相互連接起來的式子。書寫規(guī)律:一共用電子對(duì)畫一短線,沒有成鍵的電子不畫出。
氫氣(H2) H―H
氮?dú)猓∟2) N≡N
次氯酸(HClO) H―O―Cl
用結(jié)構(gòu)式表示有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)更具有實(shí)用性,并能明確表達(dá)同分異構(gòu)體,例如:
乙酸(C2H4O2)
甲酸甲酯(C2H4O2)
8.結(jié)構(gòu)簡式
它是結(jié)構(gòu)式的簡寫,一般用于有機(jī)物,書寫時(shí)應(yīng)將分子中的官能團(tuán)表示出來,它可以把連接在相同原子的相同結(jié)構(gòu)累加書寫,也不需把所有的化學(xué)鍵都表示出來。例如:
乙烷(C2H4O2) CH3CH3
新戊烷(C5H12) C(CH3)4
苯(C6H6) 或
乙酸(C2H4O2) CH3COOH
9.原子結(jié)構(gòu)示意圖
用以表示原子核電荷數(shù)和核外電子在各層上排布的簡圖,如鈉原子結(jié)構(gòu)簡圖為:
表示鈉原子核內(nèi)有11個(gè)質(zhì)子,弧線表示電子層(3個(gè)電子層),弧線上數(shù)字表示該層電子數(shù)(K層2個(gè)電子,M層1個(gè)電子)。
原子結(jié)構(gòu)示意圖也叫原子結(jié)構(gòu)簡圖,它比較直觀,易被初學(xué)者接受,但不能把弧線看作核外電子運(yùn)行的固定軌道。
10.電離方程式
表示電解質(zhì)溶于水或受熱熔化時(shí)離解成自由移動(dòng)離子過程的式子。
①強(qiáng)電解質(zhì)的電離方程式用“=”。弱電解質(zhì)的電離方程式用“”鏈接。
②弱酸的酸式酸根的電離用“”。
HCO3-CO3- + H+
③強(qiáng)酸的酸式酸根的電離用“=”。
HSO4-= SO42- + H+
④多元弱酸的電離分步進(jìn)行。
H3PO4 H2PO4-+ H+
H2PO4- HPO42-+ H+
HPO42- PO43-+ H+
⑤多元弱堿的電離認(rèn)為一步完成。
Fe(OH)3Fe3+ + 3OH-
11.離子反應(yīng)方程式的書寫規(guī)則
用實(shí)際參加反應(yīng)的離子的符號(hào)表示離子反應(yīng)的式子叫做離子方程式。
離子方程式書寫原則如下:
①只能將易溶、易電離的物質(zhì)寫成離子式;如NaCI、Na2SO4、NaNO3、CuSO4…
②將難溶的(如BaSO4、BaCO3、AgCl…),難電離的(如HClO、HF、CH3COOH、NH3?H2O、H2O),易揮發(fā)的氣體(如SO2、CO2、H2S…)用化學(xué)式表示。
③微溶物:若處于混濁態(tài)要寫成分子式,澄清態(tài)改寫成離子式。
④弱酸的酸式鹽酸根不可拆開。如HCO3ˉ、HSO3ˉ、HSˉ。
⑤堿性氧化物亦要保留分子式。
⑥離子方程式除了應(yīng)遵守質(zhì)量守恒定律外,離子方程式兩邊的離子電荷總數(shù)一定相等(離子電荷守恒)。
12.熱化學(xué)方程式
表明反應(yīng)所放出或吸收的熱量的方程式,叫做熱化學(xué)分方程
(1)要注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng),若反應(yīng)是在298 K和1.013×105 Pa條件下進(jìn)行,可不予注明。
(2)要注明反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)或晶型。常用s、l、g、aq分別表示固體、液體、氣體、溶液。
(3)ΔH與方程式計(jì)量系數(shù)有關(guān),注意方程式與對(duì)應(yīng)ΔH不要弄錯(cuò),計(jì)量系數(shù)以“mol”為單位,可以是小數(shù)或分?jǐn)?shù)。
(4)在所寫化學(xué)反應(yīng)計(jì)量方程式后寫下ΔH的數(shù)值和單位,方程式與ΔH應(yīng)用分號(hào)隔開。
(5)當(dāng)ΔH為“-”或ΔH<0時(shí),為放熱反應(yīng),當(dāng)ΔH為“+”或ΔH>0時(shí),為吸熱反應(yīng)。例如:
C(石墨)+O2(g) = CO2(g);ΔH=-393.6 kJ?mol-1
表示體系在298 K、1.013×105 Pa下,反應(yīng)發(fā)生了1 mol的變化(即1 mol的C與1 mol的O2生成1 mol的CO2)時(shí),相應(yīng)的熱效應(yīng)為-393.6 kJ?mol-1,即放出393.6 kJ的熱。
2C(石墨)+2O2(g) = 2CO2(g);ΔH=-787.2 kJ?mol-1
表示體系中各物質(zhì)在298 K,1.013×105 Pa下,反應(yīng)發(fā)生了1 mol的變化(即1mol的2C與1mol的2O2完全反應(yīng)生成1mol的2CO2)時(shí)的熱效應(yīng)為-787.2 kJ?mol-1,即放出787.2 kJ的熱。
(一)掌握化學(xué)反應(yīng)的四種基本類型
二.化學(xué)反應(yīng)與能量
1.化合反應(yīng)
兩種或兩種以上的物質(zhì)相互作用,生成一種物質(zhì)的反應(yīng)。即
A + B + C…=E
如:CaO + H2O= Ca(OH)2 4NO2+ O2 + 2H2O =4HNO3
2.分解反應(yīng)
一種物質(zhì)經(jīng)過反應(yīng)后生成兩種或兩種以上物質(zhì)的反應(yīng)。即
AB = C + D …
如:CaCO3= CaO + CO2↑ 2KMnO4= K2MnO4+ MnO2 + O2↑
3.置換反應(yīng)
一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng),生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)。
如:2Mg + CO2= 2MgO + C
4.復(fù)分解反應(yīng)
兩種化合物相互交換成分,生成另外兩種化合物的反應(yīng)。
如:AgNO3 + HCI=AgCl ↓+ HNO3
(二)氧化還原反應(yīng):氧化劑、還原劑
1.基本概念
①氧化反應(yīng):物質(zhì)失去電子(化合價(jià)升高)的反應(yīng)。
還原反應(yīng):物質(zhì)得到電子(化合價(jià)降低)的反應(yīng)。
②被氧化:物質(zhì)失去電子被氧化。(所含元素化合價(jià)升高)。
被還原:物質(zhì)得到電子被還原。(所含元素化合價(jià)降低)。
③氧化劑:得到電子的物質(zhì)。
還原劑:失去電子的物質(zhì)。
④氧化性:物質(zhì)得電子的能力。
還原性:物質(zhì)失電子的能力。
⑤氧化產(chǎn)物:氧化反應(yīng)得到的產(chǎn)物。
還原產(chǎn)物:還原反應(yīng)得到的產(chǎn)物。
⑥氧化還原反應(yīng):有電子轉(zhuǎn)移(電子得失或共用電子對(duì)偏移)的反應(yīng),實(shí)質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移,特征是化合價(jià)的升降。
2.概念間的關(guān)系
3.氧化還原反應(yīng)的一般規(guī)律
①表現(xiàn)性質(zhì)規(guī)律
同種元素具有多種價(jià)態(tài)時(shí),一般處于最高價(jià)態(tài)時(shí)只具有氧化性、處于最低價(jià)態(tài)時(shí)只具有還原性、處于中間可變價(jià)時(shí)既具有氧化性又具有還原性。
②性質(zhì)強(qiáng)弱規(guī)律
氧化劑 + 還原劑 = 還原產(chǎn)物 + 氧化產(chǎn)物
氧化劑得電子 → 還原產(chǎn)物
還原劑失電子 → 氧化產(chǎn)物
氧化性:氧化劑>氧化產(chǎn)物;還原性:還原劑>還原產(chǎn)物
③反應(yīng)先后規(guī)律
在濃度相差不大的溶液中,同時(shí)含有幾種還原劑時(shí),若加入氧化劑,則它首先與溶液中最強(qiáng)的還原劑作用;同理,在濃度相差不大的溶液中,同時(shí)含有幾種氧化劑時(shí),若加入還原劑,則它首先與溶液中最強(qiáng)的氧化劑作用。例如,向含有FeBr2溶液中通入Cl2,首先被氧化的是Fe2+
④價(jià)態(tài)歸中規(guī)律
含不同價(jià)態(tài)同種元素的物質(zhì)間發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí),該元素價(jià)態(tài)的變化一定遵循“高價(jià)+低價(jià)→中間價(jià)”的規(guī)律。
⑤電子守恒規(guī)律
在任何氧化―還原反應(yīng)中,氧化劑得電子(或共用電子對(duì)偏向)總數(shù)與還原劑失電子(或共用電子對(duì)偏離)總數(shù)一定相等。w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
4.氧化性、還原性大小的比較
(1)由元素的金屬性或非金屬性比較
a、金屬陽離子的氧化性隨其單質(zhì)還原性的增強(qiáng)而減弱
b、非金屬陰離子的還原性隨其單質(zhì)的氧化性增強(qiáng)而減弱
(2)由反應(yīng)條件的難易比較
不同的氧化劑與同一還原劑反應(yīng)時(shí),反應(yīng)條件越易,其氧化劑的氧化性越強(qiáng)。如:
2KMnO4+ 16HCl = 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2↑ + 8H2O(常溫)
MnO2 + 4HCl(濃)= MnCl2 + Cl2↑ +2H2O (加熱)
前者比后者容易發(fā)生反應(yīng),可判斷氧化性:KMnO4>MnO2。同理,不同的還原劑與同一氧化劑反應(yīng)時(shí),反應(yīng)條件越易,其還原劑的還原性越強(qiáng)。
(3)根據(jù)被氧化或被還原的程度不同進(jìn)行比較
當(dāng)不同的氧化劑與同一還原劑反應(yīng)時(shí),還原劑被氧化的程度越大,氧化劑的氧化性就越強(qiáng)。如:
2Fe + 3Cl22FeCl3,S + Fe FeS ,
根據(jù)鐵被氧化程度的不同(Fe3+、Fe2+),可判斷氧化性:Cl2>S。同理,當(dāng)不同的還原劑與同一氧化劑反應(yīng)時(shí),氧化劑被還原的程度越大,還原劑的還原性就越強(qiáng)。
(4)根據(jù)反應(yīng)方程式進(jìn)行比較
氧化劑+還原劑=還原產(chǎn)物+氧化產(chǎn)物
氧化性:氧化劑>氧化產(chǎn)物;還原性:還原劑>還原產(chǎn)物
簡記:左>右
(5)根據(jù)元素周期律進(jìn)行比較
一般地,氧化性:上>下,右>左;還原性:下>上,左>右。
(6)某些氧化劑的氧化性或還原劑的還原性與下列因素有關(guān):
溫度:如熱的濃硫酸的氧化性比冷的濃硫酸的氧化性強(qiáng)。
濃度:如濃硝酸的氧化性比稀硝酸的強(qiáng)。
酸堿性:如中性環(huán)境中NO3-不顯氧化性,酸性環(huán)境中NO3-顯氧化性;又如KMnO4溶液的氧化性隨溶液的酸性增強(qiáng)而增強(qiáng)。
注意:物質(zhì)的氧化性或還原性的強(qiáng)弱只決定于得到或失去電子的難易,與得失電子的多少無關(guān)。
【注意】:中學(xué)化學(xué)中提及的“化”名目繁多.要判別它們分屬何種變化,必須了解其過程.請你根據(jù)下列知識(shí)來指出每一種“化”發(fā)生的是物理變化還是化學(xué)變化。
1.風(fēng)化
結(jié)晶水合物在室溫和干燥的空氣里失去部分或全部結(jié)晶水的過程。
2.催化
能改變反應(yīng)速度,本身一般參與反應(yīng)但質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變。應(yīng)了解中學(xué)里哪些反應(yīng)需用催化劑。
3.岐化
同一種物質(zhì)中同一元素且為同一價(jià)態(tài)原子間發(fā)生的氧化還原反應(yīng)。如:2Cl2 + 2Ca(OH)2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 + H2Ow.w.w.k.s.5.u.c.o.m
4.酸化
向某物質(zhì)中加入稀酸使之呈酸性的過程。比如KMnO4溶液用H2SO4酸化,AgNO3溶液用HNO3酸化。
5.鈍化
塊狀的鋁、鐵單質(zhì)表面在冷的濃硫酸或濃硝酸中被氧化成一層致密的氧化物保護(hù)膜,阻止內(nèi)層金屬與酸繼續(xù)反應(yīng)。
6.硬水軟化
通過物理、化學(xué)方法除去硬水中較多的Ca2+、Mg2+的過程。
7.水化
烯、炔與水發(fā)生加成反應(yīng)生成新的有機(jī)物。
如:乙烯水化法:CH2=CH2 + H2O CH3CH2OH
乙炔水化法:CH≡CH + H2OCH3CHO
8.氫化(硬化)
液態(tài)油在一定條件下與H2發(fā)生加成反應(yīng)生成固態(tài)脂肪的過程。
植物油轉(zhuǎn)變成硬化油后,性質(zhì)穩(wěn)定,不易變質(zhì),便于運(yùn)輸?shù)取?/p>
9.皂化
油脂在堿性條件下發(fā)生水解反應(yīng)的過程。
產(chǎn)物:高級(jí)脂肪酸鈉 + 甘油
10.老化
橡膠、塑料等制品露置于空氣中,因受空氣氧化、日光照射而使之變硬發(fā)脆的過程。
11.硫化
向橡膠中加硫,以改變其結(jié)構(gòu)(雙鍵變單鍵)來改善橡膠的性能,減緩其老化速度的過程。
12.裂化
在一定條件下,分子量大、沸點(diǎn)高的烴斷裂為分子量小、沸點(diǎn)低的烴的過程。目的:提高汽油的質(zhì)量和產(chǎn)量。比如石油裂化。
13.酯化
醇與酸生成酯和水的過程。
14.硝化(磺化)
苯環(huán)上的H被―NO2或―SO3H取代的過程。
(三)化學(xué)反應(yīng)中的能量變化
1.化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,通常表現(xiàn)為熱量的變化:
(1)吸熱反應(yīng):化學(xué)上把吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)稱為吸熱反應(yīng)。如C+CO22CO為吸熱反應(yīng)。
(2)放熱反應(yīng):化學(xué)上把放出熱量的化學(xué)反應(yīng)稱為放熱反應(yīng)。如2H2+O22H2O為放熱反應(yīng)。
2.化學(xué)反應(yīng)中能量變化的本質(zhì)原因
化學(xué)反應(yīng)中的能量變化與反應(yīng)物和生成物所具有的總能量有關(guān)。如果反應(yīng)物所具有的總能量高于生成物所具有的總能量,在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)放出熱量;如果反應(yīng)物所具有的總能量低于生成物所具有的總能量,在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)吸收熱量。
3.反應(yīng)熱、燃燒熱、中和熱、熱化學(xué)方程式
(1)反應(yīng)熟:在化學(xué)反應(yīng)中放出或吸收的熱量,通常叫反應(yīng)熱用△H表示。單位:kJ?mol?1
(2)燃燒熱:在101kPa時(shí)1mol H2物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的能量,叫該物質(zhì)的燃燒熱。如:101kPa時(shí)lmol H2完全燃燒生成液態(tài)水,放出285.5 kJ?mol?1的熱量,這就是H2的燃燒熱。
H2(g)+12 O2 (g) =H2O(l);△H=?285.5kJ?mol?1
(3)中和熱:在稀溶液中,酸和堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成1mol H2O,這時(shí)的反應(yīng)熱叫做中和熱。
H+(aq)+OH?(aq)=H2O(1);△H=?57.3kJ?mol?1
【注意】:化學(xué)反應(yīng)的幾種分類方法:
1.根據(jù)反應(yīng)物和生成物的類別及反應(yīng)前后物質(zhì)種類的多少分為:化合反應(yīng)、分解反應(yīng)、置換反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)。
2.根據(jù)反應(yīng)中物質(zhì)是否有電子轉(zhuǎn)移分為:氧化還原反應(yīng)、非氧化還原反應(yīng)。
3.根據(jù)反應(yīng)是否有離子參加或生成分為:離子反應(yīng)、非離子反應(yīng)。
4.根據(jù)反應(yīng)的熱效應(yīng)分為:放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)。
5.根據(jù)反應(yīng)進(jìn)行的程度分為:可逆反應(yīng)、不可逆反應(yīng)。
三.化學(xué)中常用計(jì)量
1.同位素相對(duì)原子質(zhì)量
以12C的一個(gè)原子質(zhì)量的1/12作為標(biāo)準(zhǔn),其他元素的一種同位素原子的質(zhì)量和它相比較所得的數(shù)值為該同位素相對(duì)原子質(zhì)量,單位是“一”,一般不寫。
2.元素相對(duì)原子質(zhì)量(即平均相對(duì)原子質(zhì)量)
由于同位素的存在,同一種元素有若干種原子,所以元素的相對(duì)原子質(zhì)量是按各種天然同位素原子所占的一定百分比計(jì)算出來的平均值,即按各同位素的相對(duì)原子質(zhì)量與各天然同位素原子百分比乘積和計(jì)算平均相對(duì)原子質(zhì)量。
3.相對(duì)分子質(zhì)量
一個(gè)分子中各原子的相對(duì)原子質(zhì)量×原子個(gè)數(shù)的總和稱為相對(duì)分子質(zhì)量。
4.物質(zhì)的量的單位――摩爾
物質(zhì)的量是國際單位制(SI)的7個(gè)基本單位之一,符號(hào)是n。用來計(jì)量原子、分子或離子等微觀粒子的多少。
摩爾是物質(zhì)的量的單位。簡稱摩,用mol表示
①使用摩爾時(shí),必須指明粒子的種類:原子、分子、離子、電子或其他微觀粒子。
②1mol任何粒子的粒子數(shù)叫做阿伏加德羅常數(shù)。阿伏加德羅常數(shù)符號(hào)N A,通常用6.02 ×1023 molˉ1這個(gè)近似值。
③物質(zhì)的量,阿伏加德羅常數(shù),粒子數(shù)(N)有如下關(guān)系:n=N?NA
5.摩爾質(zhì)量:單位物質(zhì)的量的物質(zhì)所具有的質(zhì)量叫做摩爾質(zhì)量。用M表示,單位:g?molˉ1或kg?molˉ1。
①任何物質(zhì)的摩爾質(zhì)量以g?molˉ1為單位時(shí),其數(shù)值上與該物質(zhì)的式量相等。
②物質(zhì)的量(n)、物質(zhì)的質(zhì)量(m)、摩爾質(zhì)量(M)之間的關(guān)系如下:M=m ? n
6.氣體摩爾體積:單位物質(zhì)的量氣體所占的體積叫做氣體摩爾體積。
用Vm表示,Vm=V÷n。常用單位L?molˉ1
①標(biāo)準(zhǔn)狀況下,氣體摩爾體積約為
阿伏加德羅定律及推論:
定律:同溫同壓下,相同體積的任何氣體都會(huì)有相同數(shù)目的分子。
理想氣體狀態(tài)方程為: PV=nRT(R為常數(shù))
由理想氣體狀態(tài)方程可得下列結(jié)論:
①同溫同壓下,V1:V2=n1:n2
②同溫同壓下,P1:P2=Ml:M2
③同溫同體積時(shí),nl:n2=Pl:P2
… … …
7.物質(zhì)的量濃度
以單位體積里所含溶質(zhì)B的物質(zhì)的量來表示溶液組成的物理量,叫做溶質(zhì)B的物質(zhì)的量濃度。符號(hào)CB。
CB=nB(mol)/V(L) (nB是溶質(zhì)B的物質(zhì)的量,V是溶液體積),單位是mol?Lˉ1。
物質(zhì)的量濃度與質(zhì)量分?jǐn)?shù)的換算公式:
(一)原子結(jié)構(gòu)
四.物質(zhì)結(jié)構(gòu)、元素周期律
1.原子(AZX)中有質(zhì)子(帶正電):Z個(gè),中子(不顯電性):(A―Z)個(gè),電子(帶負(fù)電):Z個(gè)。
2.原子中各微粒間的關(guān)系:
①A=N+Z(A:質(zhì)量數(shù),N:中子數(shù),Z:質(zhì)量數(shù))
②Z=核電荷數(shù)=核外電子數(shù)=原子序數(shù)
③MZ ≈ MN≈1836 Meˉ(質(zhì)量關(guān)系)
3.原子中各微粒的作用w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
(1)原子核
幾乎集中源自的全部質(zhì)量,但其體積卻占整個(gè)體積的千億分之一。其中質(zhì)子、中子通過強(qiáng)烈的相互作用集合在一起,使原子核十分“堅(jiān)固”,在化學(xué)反應(yīng)時(shí)不會(huì)發(fā)生變化。另外原子核中蘊(yùn)含著巨大的能量――原子能(即核能)。
(2)質(zhì)子
帶一個(gè)單位正電荷。質(zhì)量為1.6726×10-27kg,相對(duì)質(zhì)量1.007。質(zhì)子數(shù)決定元素的種類。
(3)中子
不帶電荷。質(zhì)量為1.6748×10-27kg,相對(duì)質(zhì)量1.008。中子數(shù)決定同位素的種類。
(4)電子
帶1個(gè)單位負(fù)電荷。質(zhì)量很小,約為11836×1.6726×10-27kg。與原子的化學(xué)性質(zhì)密切相關(guān),特別是最外層電數(shù)數(shù)及排布決定了原子的化學(xué)性質(zhì)。
4.原子核外電子排布規(guī)律
(1)能量最低原理:核外電子總是盡先排布在能量最低的電子層里,然后再由里往外排布在能量逐步升高的電子層里,即依次:
K→L→M→N→O→P→Q順序排列。
(2)各電子層最多容納電子數(shù)為2n2個(gè),即K層2個(gè),L層8個(gè),M層18個(gè),N層32個(gè)等。
(3)最外層電子數(shù)不超過8個(gè),次外層不超過18個(gè),倒數(shù)第三層不超過32個(gè)
【注意】以上三條規(guī)律是相互聯(lián)系的,不能孤立理解其中某條。如M層不是最外層時(shí),其電子數(shù)最多為18個(gè),當(dāng)其是最外層時(shí),其中的電子數(shù)最多為8個(gè)。
(二)元素周期律、元素周期表
1.原子序數(shù):人們按電荷數(shù)由小到大給元素編號(hào),這種編號(hào)叫原子序數(shù)。(原子序數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核電荷數(shù))
2.元素周期律:元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)的遞增而呈周期性變化,這一規(guī)律叫做元素周期律。
具體內(nèi)容如下:
隨著原子序數(shù)的遞增,
①原子核外電子層排布的周期性變化:最外層電子數(shù)從1→8個(gè)的周期性變化。
②原子半徑的周期性變化:同周期元素、隨著原子序數(shù)遞增原子半徑逐漸減小的周期性變化。
③元素主要化合價(jià)的周期性變化:正價(jià)+1→+7,負(fù)價(jià)-4→-1的周期性變化。
④元素的金屬性、非金屬性的周期性變化:金屬性逐漸減弱,非金屬性逐漸增強(qiáng)的周期性變化。
【注意】元素性質(zhì)隨原子序數(shù)遞增呈周期性變化的本質(zhì)原因是元素的原子核外電子排布周期性變化的必然結(jié)果。
3.元素周期表
(1)元素周期表的結(jié)構(gòu):橫七豎十八
第一周期 2種元素
短周期 第二周期 8種元素
第三周期 8種元素
周期 第四周期 18種元素
(橫向) 長周期 第五周期 18種元素
第六周期 32種元素
不完全周期:第七周期 26種元素
主族(A):ⅠA、ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA
族 副族(B):ⅠB、ⅡB、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB
(縱向) 第VIII 族:三個(gè)縱行,位于ⅦB族與ⅠB族中間
零族:稀有氣體元素
【注意】表中各族的順序:ⅠA、ⅡA、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、VIII、ⅠB、ⅡB、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA、0
(2)原子結(jié)構(gòu)、元素性質(zhì)與元素周期表關(guān)系的規(guī)律:
①原子序數(shù)=核內(nèi)質(zhì)子數(shù)
②電子層數(shù)=周期數(shù)(電子層數(shù)決定周期數(shù))
③主族元素最外層電子數(shù)=主族序數(shù)=最高正價(jià)數(shù)
④負(fù)價(jià)絕對(duì)值=8-主族序數(shù)(限ⅣA~ⅦA)
⑤同一周期,從左到右:原子半徑逐漸減小,元素的金屬性逐漸減弱,非金屬逐漸增強(qiáng),則非金屬元素單質(zhì)的氧化性增強(qiáng),形成的氣態(tài)氧化物越穩(wěn)定,形成的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性增強(qiáng),其離子還原性減弱。
⑥同一主族,從上到下,原子半徑逐漸增大,元素的金屬性逐漸增強(qiáng),非金屬性逐漸減弱。則金屬元素單質(zhì)的還原性增強(qiáng),形成的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的堿性增強(qiáng),其離子的氧化性減弱。
(3)元素周期表中“位、構(gòu)、性”的三角關(guān)系
(4)判斷微粒大小的方法
①同周期元素的原子或最高價(jià)離子半徑從左到右逐漸減。ㄏ∮袣怏w元素除外),如:Na>Mg>Al;Na+>Mg2+>Al3+。
②同主族元素的原子半徑或離子半徑從上到下逐漸增大,如:O<S<Se,F(xiàn)-<Cl-<Br-。
③電子層數(shù)相同,核電荷數(shù)越大半徑越小,如:K+>Ca 2+。
④核電荷數(shù)相同,電子數(shù)越多半徑越大,如:Fe2+>Fe3+。
⑤電子數(shù)和核電荷數(shù)都不同的,一般通過一種參照物進(jìn)行比較,如:比較Al3+與S2-的半徑大小,可找出與Al3+電子數(shù)相同,與S2-同一主族元素的O2-比較,Al3+<O2-、O2-<S2-、故Al3+<S2-。
⑥具有相同電子層結(jié)構(gòu)的離子,一般是原子序數(shù)越大,離子半徑越小,如:rS2->rCl->rK+>rCa2+
(5)電子數(shù)相同的微粒組
①核外有10個(gè)電子的微粒組:
原子:Ne;
分子:CH4、NH3、H2O、HF;
陽離子:Na+、Mg2+、Al3+、NH4+、H3O+;
陰離子:N3-、O2-、F-、OH-、NH2-。
②核外有18個(gè)電子的微粒:
原子:Ar;
分子:SiH4、PH3、H2S、HCl、F2、H2O2;
陽離子:K+、Ca2+;
陰離子:P3-、S2-、HS-、Cl-、O22-。
(三)化學(xué)鍵和晶體結(jié)構(gòu)
1.化學(xué)鍵:相鄰原子間強(qiáng)烈的相互作用叫作化學(xué)鍵。包括離子鍵和共價(jià)鍵(金屬鍵)。
2.離子建
(1)定義:使陰陽離子結(jié)合成化合物的靜電作用叫離子鍵。
(2)成鍵元素:活潑金屬(或NH4+)與活潑的非金屬(或酸根,OH-)
(3)靜電作用:指靜電吸引和靜電排斥的平衡。
3.共價(jià)鍵
(1)定義:原子間通過共用電子對(duì)所形成的相互作用叫作共價(jià)鍵。
(2)成鍵元素:一般來說同種非金屬元素的原子或不同種非金屬元素的原子間形成共用電子對(duì)達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
(3)共價(jià)鍵分類:
①非極性鍵:由同種元素的原子間的原子間形成的共價(jià)鍵(共用電子對(duì)不偏移)。如在某些非金屬單質(zhì)(H2、Cl2、O2、P4…)共價(jià)化合物(H2O2、多碳化合物)、離子化合物(Na2O2、CaC2)中存在。
②極性鍵:由不同元素的原子間形成的共價(jià)鍵(共用電子對(duì)偏向吸引電子能力強(qiáng)的一方)。如在共價(jià)化合物(HCl、H2O、CO2、NH3、H2SO4、SiO2)某些離子化合物(NaOH、Na2SO4、NH4Cl)中存在。
4.非極性分子和極性分子
(1)非極性分子中整個(gè)分子電荷分布是均勻的、對(duì)稱的。極性分子中整個(gè)分子的電荷分布不均勻,不對(duì)稱。
(2)判斷依據(jù):鍵的極性和分子的空間構(gòu)型兩方面因素決定。雙原子分子極性鍵→極性分子,如:HCl、NO、CO。
非極性鍵→非極性分子,如:H2、Cl2、N2、O2。
多原子分子,都是非極性鍵→非極性分子,如P4、S8 。
有極性鍵幾何結(jié)構(gòu)對(duì)稱→非極性分子,如:CO2、CS2、CH4、Cl4。
幾何結(jié)構(gòu)不對(duì)稱→極性分子,如H2O2、NH3、H2O。
5.分之間作用力和氫鍵
(1)分子間作用力
把分子聚集在一起的作用力叫作分子間作用力。又稱范德華力。
①分子間作用力比化學(xué)鍵弱得多,它對(duì)物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等有影響。
②一般的對(duì)于組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),相對(duì)分子質(zhì)量越大,分子間作用力越大,物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)也越高。
(2)氫鍵
某些物質(zhì)的分子間H核與非金屬強(qiáng)的原子的靜電吸引作用。氫鍵不是化學(xué)鍵,它比化學(xué)鍵弱得多,但比范德華力稍強(qiáng)。
氫鍵主要存在于HF、H2O、NH3、CH3CH2OH分子間。如HF分子間氫鍵如下:
故HF、H2O、NH3的沸點(diǎn)分別與同族氫化物沸點(diǎn)相比反常的高。
6.晶體w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
①分子晶體
分子間的分子間作用力相結(jié)合的晶體叫作分子晶體。
②原子晶體
相鄰原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合而形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體叫原子晶體。
③離子晶體
離子間通過離子鍵結(jié)合而成的晶體叫作離子晶體。
④金屬晶體
通過金屬離子與自由電子間的較強(qiáng)作用(金屬鍵)形成的單質(zhì)晶體叫作金屬晶體。
7.四種晶體類型與性質(zhì)比較
晶體類型
離子晶體
原子晶體
分子晶體
金屬晶體
組成晶體的粒子
陽離子和陰離子
原子
分子
金屬陽離子和自由電子
組成晶體粒子間的相互作用
離子鍵
共價(jià)鍵
范德華力(有的還有氫鍵)
金屬鍵
典型實(shí)例
NaCl
金剛石、
晶體硅、SiO2、SiC
冰、干冰
金屬單質(zhì)
晶體的物理特性
熔點(diǎn)沸點(diǎn)
熔點(diǎn)較高、沸點(diǎn)高
熔、沸點(diǎn)高
熔、沸點(diǎn)低
熔沸點(diǎn)高
導(dǎo)熱性
不良
不良
不良
良
導(dǎo)電性
固態(tài)不導(dǎo)電,熔化或溶于水能導(dǎo)電
差
差
導(dǎo)電
延展性
不良
不良
不良
良
硬度
略硬而脆
高硬度
較小
較大
8.物質(zhì)熔點(diǎn)、沸點(diǎn)高低的比較
(1)不同晶體類型的物質(zhì):原子晶體>離子晶體>分子晶體
(2)同種晶體類型的物質(zhì):晶體內(nèi)微粒間的作用力越大,溶、沸點(diǎn)越高。
①原子晶體要比較共價(jià)鍵的強(qiáng)弱(比較鍵能和嬪長),一般地說原子半徑越小,鍵能越大,嬪長越短,共價(jià)鍵越牢固,晶體的溶沸點(diǎn)越高。如:
熔點(diǎn):金剛石>水晶>金剛砂>晶體硅
②離子晶體要比較離子鍵的強(qiáng)弱,一般地說陰陽離子電荷數(shù)越多,離子半徑越小,則離子間作用力越大,離子鍵越強(qiáng),溶沸點(diǎn)越高。如:
熔點(diǎn):MgO>MgCl2>NaCl>CsCl
③分子晶體:
a.組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),相對(duì)分子質(zhì)量越大,熔沸點(diǎn)越高。
b.組成和結(jié)構(gòu)不相似的物質(zhì),極性大則熔沸點(diǎn)高(如CO>N2)。
c.有些還與分子的形狀有關(guān)。如有機(jī)同分異構(gòu)體中,一般線性分子的熔沸點(diǎn)比帶支鏈的高,如正戊烷>異戊烷>新戊烷。
d.有些與分子中含有的碳碳雙鍵的多少有關(guān)。組成結(jié)構(gòu)相似的有機(jī)物,一般含碳碳雙鍵多的熔沸點(diǎn)低,如油酸甘油酯(油)的熔點(diǎn)比硬脂酸甘油酯(脂肪)的低。
五.溶液
(一)分散系w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
1.分散系
化學(xué)上把一種或幾種物質(zhì)分散成很小的微粒分布在另一種物質(zhì)中所組成的體系。分散成粒子的物質(zhì)叫分散質(zhì),另一種物質(zhì)叫分散劑。分散質(zhì)、分散劑均可以是氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)。
2.四種分散系比較
溶液
膠體
濁液
微粒直徑
<10-9 m
10-9~10-7 m
>10-7 m
微粒組成
分子或離子
分子的集合體或高分子
小液滴或固體小顆粒
特點(diǎn)
均一、穩(wěn)定、透明
均一、穩(wěn)定、透明
不均一、不穩(wěn)定、不透明
能否通過濾紙
能
能
不能
能否通過半透膜
能
不能
不能
是否具有丁達(dá)爾現(xiàn)象
無
有
無
實(shí)例
蔗糖水
食鹽水
蛋白溶液
淀粉溶液
石灰乳、油水
(二)溶液
1.溶液:一種或幾種物質(zhì)分散到另一種物質(zhì)里所形成的均一穩(wěn)定的混合物叫作溶液。特征是均一、穩(wěn)定、透明。
2.飽和溶液、溶解度
(1)飽和溶液和不飽和溶液:在一定溫度下,在一定量的溶劑里,不能再溶解某種溶質(zhì)的溶液,叫作這種溶質(zhì)的飽和溶液;還能繼續(xù)溶解某種溶質(zhì)的溶液,叫作不飽和溶液。
(2)溶解度:在一定溫度下,某固體物質(zhì)在100克溶劑里達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)所溶解的質(zhì)量,叫作這種物質(zhì)在這種物質(zhì)在這種溶劑里的溶解度。常用s表示。質(zhì)量分?jǐn)?shù)ω=S(100+s)×100%
(3)溫度對(duì)溶解度的影響
固體物質(zhì)的溶解度,一般隨溫度升高而增大(食鹽溶解度變化不大;Ca(OH)2溶解度隨溫度升高而減。怏w物質(zhì)溶解度,隨溫度升高而減小,隨壓強(qiáng)增大而增大。
(4)溶解度曲線:用縱坐標(biāo)表示溶解度。橫坐標(biāo)表示溫度。根據(jù)某溶質(zhì)在不同溫度時(shí)溶解度,可以畫出該物質(zhì)溶解度隨溫度變化曲線,稱之為溶解度曲線。
3.了解幾個(gè)概念:結(jié)晶、結(jié)晶水、結(jié)晶水合物、風(fēng)化、潮解
(1)結(jié)晶:從溶液中析出晶體的過程。
(2)結(jié)晶水:以分子形式結(jié)合在晶體中的水,叫結(jié)晶水,它較容易分解出來,如:Na2CO3?10H2O=Na2CO3+10H2O,
CuSO4?5H2O=CuSO4+5H2O
(3)結(jié)晶水合物:含有結(jié)晶水的化合物叫結(jié)晶水合物。結(jié)晶水合物容易失去結(jié)晶水。常見的結(jié)晶水合物有:Na2CO3?10H2O(純堿),CuSO4?5H2O(膽礬、藍(lán)礬),F(xiàn)eSO4?7H2O(綠礬),ZnSO4?7H2O(皓礬),MgCl2?KCl?6H2O(光鹵石),KAl(SO4)2?12H2O或K2SO4?Al2(SO4)3?24H2O(明礬),CaSO4?2H2O(石灰膏),H2C2O4?H2O(草酸)。
(4)風(fēng)化:結(jié)晶水在常溫和較干燥的空氣里失去部分或全部結(jié)晶水的現(xiàn)象叫風(fēng)干。
(5)風(fēng)化本質(zhì):結(jié)晶水合物分解Na2CO3?10H2O(無色晶體)=Na2CO3?H2O(白色粉末)+9H2O
(6)風(fēng)化現(xiàn)象:由晶體狀逐漸變成粉末。因此凡具有此現(xiàn)象的自然過程過程都可稱為風(fēng)化,如巖石的風(fēng)化,它顯然不屬于結(jié)晶水合物失去結(jié)晶水的過程。
(7)潮解:某些易溶于水的物質(zhì)吸收空氣中的水蒸汽,在晶體表面逐漸形成溶液或全部溶解的現(xiàn)象叫潮解。
(8)易潮解的物質(zhì)有:CaCl2、MgCl2、NaOH等。
(9)粗鹽易潮解,而精鹽不易潮解。這是因?yàn)榇蛀}中含有少量MgCl2雜質(zhì)的緣故。
4.膠體
(1)定義:分散質(zhì)的微粒在1nm~100nm之間分散系,叫作膠體。
(2)分類:按分散劑的狀態(tài)分為液溶膠:Fe(OH)3膠體、淀粉溶液、固溶膠、有色玻璃、氣溶膠:煙、云、霧。
(3)性質(zhì):①丁達(dá)爾現(xiàn)象(可用來鑒別膠體和溶液) ②布朗運(yùn)動(dòng) ③電泳現(xiàn)象 ④膠體聚沉(加入電解質(zhì)、加入帶異種電荷的膠體、加熱,均可使膠體聚沉)。
5.膠體的應(yīng)用(解釋問題)
①沙洲的形成
②鹵水點(diǎn)豆腐
③明礬(或FeCl3) 凈水
④工業(yè)制皂的鹽析
⑤冶金工業(yè)電泳除塵
六.化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡
(一)化學(xué)反應(yīng)速率
1.定義:化學(xué)反應(yīng)速率是用來衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢程度的,通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。單位:mol/(L?min)或mol/(L?s) v=△c?△t
2.規(guī)律:同一反應(yīng)里用不同物質(zhì)來表示的反應(yīng)速率數(shù)值可以是不同的,但這些數(shù)值,都表示同一反應(yīng)速率。且不同物質(zhì)的速率比值等于其化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。如反應(yīng)mA+nB=pC+qD 的v(A):v(B):v(C):v(D)=m:n:p:q
3.影響反應(yīng)速率的因素
內(nèi)因:參加反應(yīng)的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)是影響化學(xué)反應(yīng)速率的決定性因素。例如H2、F2混合后,黑暗處都發(fā)生爆炸反應(yīng),化學(xué)反應(yīng)速率極快,是不可逆反應(yīng)。而H2、N2在高溫、高壓和催化劑存在下才能發(fā)生反應(yīng),化學(xué)反應(yīng)速率較慢,由于是可逆反應(yīng),反應(yīng)不能進(jìn)行到底。
外因:
①濃度:當(dāng)其他條件不變時(shí),增大反應(yīng)物的濃度,單位體積發(fā)生反應(yīng)的分子數(shù)增加,反應(yīng)速率加快。
②壓強(qiáng):對(duì)于有氣體參加的反應(yīng),當(dāng)其他條件不變時(shí),增加壓強(qiáng),氣體體積縮小,濃度增大,反應(yīng)速率加快。
③溫度:升高溫度時(shí),分子運(yùn)動(dòng)速率加快,有效碰撞次數(shù)增加,反應(yīng)速率加快,一般來說,溫度每升高10℃反應(yīng)速率增大到原來的2~4倍。
④催化劑:可以同等程度增大逆反應(yīng)速率。
⑤其他因素:增大固體表面積(粉碎),光照也可增大某些反應(yīng)的速率,此外,超聲波、電磁波、溶劑也對(duì)反應(yīng)速率有影響。
【注意】:①改變外界條件時(shí),若正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率也一定增大,增大的倍數(shù)可能不同,但不可能正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率減小。
②固體、純液體濃度視為常數(shù),不能用其表示反應(yīng)速率,它們的量的變化不會(huì)引起反應(yīng)速率的變化,但其顆粒的大小可影響反應(yīng)速率。
③增大壓強(qiáng)或濃度,是增大了分子之間的碰撞幾率,因此增大了化學(xué)反應(yīng)速率;升高溫度或使用催化劑,提高了活化分子百分?jǐn)?shù),增大了有效碰撞次數(shù),使反應(yīng)速率增大。
(二)化學(xué)平衡
1.化學(xué)平衡狀態(tài):指在一定條件下的可逆反應(yīng)里,正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等,反應(yīng)混合物中各組分的濃度不變的狀態(tài)。w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
2.化學(xué)平衡狀態(tài)的特征
(1)“等”即 V正=V逆>0。
(2)“動(dòng)”即是動(dòng)態(tài)平衡,平衡時(shí)反應(yīng)仍在進(jìn)行。
(3)“定”即反應(yīng)混合物中各組分百分含量不變。
(4)“變”即條件改變,平衡被打破,并在新的條件下建立新的化學(xué)平衡。
(5)與途徑無關(guān),外界條件不變,可逆反應(yīng)無論是從正反應(yīng)開始,還是從逆反應(yīng)開始,都可建立同一平衡狀態(tài)(等效)。
3.化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志
化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷(以mA+nBxC+yD為例),可從以下幾方面分析:
①v(B耗)=v(B生)
②v(C耗):v(D生)=x : y
③c(C)、C%、n(C)%等不變
④若A、B、C、D為氣體,且m+n≠x+y,壓強(qiáng)恒定
⑤體系顏色不變
⑥單位時(shí)間內(nèi)某物質(zhì)內(nèi)化學(xué)鍵的斷裂量等于形成量
⑦體系平均式量恒定(m+n ≠ x+y)等
4.影響化學(xué)平衡的條件
(1)可逆反應(yīng)中舊化學(xué)鍵的破壞,新化學(xué)鍵的建立過程叫作化學(xué)平衡移動(dòng)。
(2)化學(xué)平衡移動(dòng)規(guī)律――勒沙特列原理
如果改變影響平衡的一個(gè)條件(如濃度、壓強(qiáng)或溫度),平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。
①濃度:增大反應(yīng)物(或減小生成物)濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。
②壓強(qiáng):增大壓強(qiáng)平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)。減小壓強(qiáng)平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng)。
③溫度:升高溫度,平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)。降低溫度,平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)。
④催化劑:不能影響平衡移動(dòng)。
5.等效平衡
在條件不變時(shí),可逆反應(yīng)不論采取何種途徑,即由正反應(yīng)開始或由逆反應(yīng)開始,最后所處的平衡狀態(tài)是相同;一次投料或分步投料,最后所處平衡狀態(tài)是相同的。某一可逆反應(yīng)的平衡狀態(tài)只與反應(yīng)條件(物質(zhì)的量濃度、溫度、壓強(qiáng)或體積)有關(guān),而與反應(yīng)途徑(正向或逆向)無關(guān)。
(1)等溫等容條件下等效平衡。對(duì)于某一可逆反應(yīng),在一定T、V條件下,只要反應(yīng)物和生成物的量相當(dāng)(即根據(jù)系數(shù)比換算成生成物或換算成反應(yīng)物時(shí)與原起始量相同),則無論從反應(yīng)物開始,還是從生成物開始,二者平衡等效。
(2)等溫、等壓條件下的等效平衡。反應(yīng)前后分子數(shù)不變或有改變同一可逆反應(yīng),由極端假設(shè)法確定出兩初始狀態(tài)的物質(zhì)的量比相同,則達(dá)到平衡后兩平衡等效。
(3)在定溫、定容情況下,對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應(yīng),只要反應(yīng)物(或生成物)的物質(zhì)的量的比值與原平衡相同,兩平衡等效。
6.化學(xué)平衡計(jì)算時(shí)常用的2個(gè)率
(1)反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率=轉(zhuǎn)化濃度÷起始濃度×100%=轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量÷起始物質(zhì)的量×100%。
(2)產(chǎn)品的產(chǎn)率=實(shí)際生成產(chǎn)物的物質(zhì)的量÷理論上可得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量×100%。
7.催化劑
能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率,本身在反應(yīng)前后質(zhì)量和性質(zhì)都不變的物質(zhì)。通常說的催化劑是指能加快化學(xué)反應(yīng)速率的正催化劑,也有減慢化學(xué)反應(yīng)速率的負(fù)催化劑或阻催化劑。在反應(yīng)中加負(fù)催化劑能大大延緩反應(yīng)速率,使人們不需要的化學(xué)反應(yīng)如金屬的銹蝕,食物的腐爛,塑料的老化盡可能慢地發(fā)生。
催化劑的催化作用具有很強(qiáng)的選擇性,某種催化劑往往只能催化某一種反應(yīng)或某一類反應(yīng)。使用生物酶制劑時(shí)的選擇性更為突出。w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
常用的催化劑及催化反應(yīng)
二氧化錳 氯酸鉀分解制氧氣;過氧化氫分解成水和氧氣。
五氧化二釩 二氧化硫催化氧化成三氧化硫。
鐵觸媒 合成氨。
鉑或鉑銠合金 氨的催化氧化。
硫酸汞 乙炔水化制乙醛。
醋酸錳 乙醛氧化制乙酸。
鎳 不飽和烴及其他不飽和有機(jī)物與氫氣的加成反應(yīng)。
三溴化鐵 笨的溴化制溴苯。
… …
使用催化劑進(jìn)行催化反應(yīng)時(shí),要注意對(duì)反應(yīng)物的凈化,避免帶入的某些雜質(zhì)使催化劑喪失催化功能,這種作用稱作催化劑中毒。
七.電解質(zhì)溶液
(一)電解質(zhì)和非電解質(zhì)、強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)
1.電解質(zhì)
凡是水溶液里或熔融狀態(tài)時(shí)能電離進(jìn)而能導(dǎo)電的化合物叫做電解質(zhì)。電解質(zhì)溶于水或熔融時(shí)能電離出自由移動(dòng)的陰、陽離子,在外電場作用下,自由移動(dòng)的陰、陽離子分別向兩極運(yùn)動(dòng),并在兩極發(fā)生氧化還原反應(yīng)。所以說,電解質(zhì)溶液或熔融狀態(tài)時(shí)導(dǎo)電是化學(xué)變化。
2.分類
(1)強(qiáng)電解質(zhì):是指在水溶液里幾乎能完全電離的電解質(zhì)。
(2)弱電解質(zhì):是指在水溶液中只能部分電離的電解質(zhì)。
3.強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)的比較
強(qiáng)電解質(zhì)
弱電解質(zhì)
定義
水溶液里完全電離的電解質(zhì)
水溶液里部分電離的電解質(zhì)
化學(xué)鍵種類
離子鍵、強(qiáng)極性鍵
極性鍵
電離過程
完全電離
部分電離
表示方法
用等號(hào)“=”
用可逆號(hào)“”
代表物
強(qiáng)酸:HCl、H2SO4、HNO3、HI
強(qiáng)堿:NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2
絕大多數(shù)鹽:NaCl、BaSO4
弱酸:H2S、H2CO3、H3PO4、HF、CH3COOH
弱堿:NH3?H2O
個(gè)別鹽:HgCl2、
Pb(CH3COO)2
4.非電解質(zhì)
凡是在水溶液里或熔融狀態(tài)都不能電離也不能導(dǎo)電的化合物。
常見的非電解質(zhì)
非金屬氧化物:CO2、SO2、SO3、NO2、P2O5
某些非金屬氫化物:CH4、NH3
大多數(shù)有機(jī)物:苯、甘油、葡萄糖
(二)弱電解質(zhì)的電離平衡
1.弱電解質(zhì)的電離特點(diǎn)
(1)微弱:弱電解質(zhì)在水溶液中的電離是部分電離、電離程度都比較小,分子、離子共同存在。
(2)可逆:弱電解質(zhì)在水分子作用下電離出離子、離子又可重新結(jié)合成分子。因此,弱電解質(zhì)的電離是可逆的。
(3)能量變化:弱電解質(zhì)的電離過程是吸熱的。
(4)平衡:在一定條件下最終達(dá)到電離平衡。
2.電離平衡:當(dāng)弱電解質(zhì)分子離解成離子的速率等于結(jié)合成分子的速率時(shí),弱電解質(zhì)的電離就處于電離平衡狀態(tài)。電離平衡是化學(xué)平衡的一種,同樣具有化學(xué)平衡的特征。條件改變時(shí)平衡移動(dòng)的規(guī)律符合勒沙特列原理。
(三)水的電離和溶液的pH值
1.水的電離和水的離子積常數(shù)
H2O是一種極弱電解質(zhì),能夠發(fā)生微弱電離H2OH+ + OH?
25℃時(shí) c(H+)=c(OH?)=10?7 mol?L?1
水的離子積Kw=c(H+)?c(OH?)=10?14(25℃)
①Kw只與溫度有關(guān),溫度升高,Kw增大。如:100℃ Kw=10?12
②Kw適用于純水或稀酸、稀堿、稀鹽水溶液中。
2.溶液的pH
(1)pH:pH=?lg[c(H+)]。在溶液的c(H+)很小時(shí),用pH來表示溶液的酸堿度。
(2)含義:pH越大,c(H+)越小,c(OH?)越大,酸性越弱,堿性越強(qiáng)。pH越小c(H+)。c(OH?)越小,酸性越強(qiáng),堿性越弱。
(3)范圍:0~14
(四)鹽類水解
1.鹽類水解定義:在溶液中鹽電離出來的離子跟水所電離出來的H+或OH?結(jié)合生成弱電解質(zhì)的反應(yīng)叫作鹽類的水解。
2.鹽類水解規(guī)律
(1)誰弱誰水解,誰強(qiáng)顯誰性,越弱越水解,都弱都水解,兩強(qiáng)不水解。
(2)多元弱酸根、正酸根離子比酸式酸根離子水解程度大得多,故可只考慮第一步水解。
(3)水解是吸熱反應(yīng),升溫水解程度增大。
(4)單離子水解程度都很小,故書寫水解離子方程式時(shí)要用“”,不能用“↑”或“↓”符號(hào)。
3.鹽類水解的類型
(1)單向水解:強(qiáng)酸和弱堿生成的鹽,溶液呈酸性;強(qiáng)堿和弱酸生成的鹽,溶液顯堿性。如NH4Cl溶于水:
NH4+ + H2O NH3?H2O + H+
CH3COONa溶于水:CH3COO- + H2O CH3COOH + OH-
(2)互相促進(jìn)水解:弱酸和弱堿生成的鹽溶于水,電離產(chǎn)生弱酸的陰離子和弱堿的陽離子,二者分別結(jié)合水電離產(chǎn)生的H+和OH-發(fā)生水解,而水溶液的離子積不變,因此促進(jìn)水的電離使反應(yīng)進(jìn)行的程度較大。溶液的酸堿性取決于生成的弱電解質(zhì)的相對(duì)強(qiáng)弱。如CH3COONH4溶于水:
CH3COO- + NH4+ CH3COOH + NH3?H2O
(3)互相抑制水解:能電離產(chǎn)生兩種以上的弱酸陰離子或弱堿陽離子的鹽溶于水,弱酸的陰離子或弱堿的陽離子均發(fā)生水解,但是互相抑制,所以這一類的水解程度較小。如(NH4)2Fe(SO4)2溶于水:
NH4+ + H2O NH3?H2O + H+
Fe2+ + 2H2O Fe(OH)2 + H+
NH4+水解產(chǎn)生的H+對(duì)Fe2+的水解起到抑制作用,反之也成立。
(五)電化學(xué)
1.原電池
(1)概念:將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。
(2)實(shí)質(zhì):化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。
(3)構(gòu)成前提:能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)。
(4)構(gòu)成條件:①兩個(gè)電極 ②電解質(zhì)溶液 ③“兩極“一液”聯(lián)成回路 ④能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)。
(5)電極構(gòu)成:
負(fù)極:還原性相對(duì)較強(qiáng)的材料。
正極:還原性相對(duì)較弱的材料。
(6)電極反應(yīng):
負(fù)極:失去電子,氧化反應(yīng)。
正極:得到電子,還原反應(yīng)。
2.化學(xué)電源
電池名稱
負(fù)極
正極
電解質(zhì)溶液
電極反應(yīng)
干電池
Zn
C(NH4+)
NH4Cl和淀粉糊
負(fù)極:Zn-2e-= Zn2+
正極:2NH4++2e-=2NH3+H2↑
銀鋅電池
Zn
Ag2O
KOH
負(fù)極:Zn-2OH--2e-= ZnO+H2O
正極:Ag2O+H2O+2e-=2Ag+OH-
鉛蓄電池(放電)
Pb
PbO2
H2SO4
負(fù)極:Pb +SO42--2e-= PbSO4
正極:PbO2+4H++SO42-
+2e-= PbO4+2H2O
氫氧燃料電池
Pt
(H2)
Pt(O2)
KOH
負(fù)極:2H2+4OH--4e-=4H2O
正極:O2+ 2H2O+4e- =4OH-
3.金屬的腐蝕與防護(hù)
(1)定義:金屬單質(zhì)被空氣中的成分或其他氧化劑氧化而變質(zhì)的現(xiàn)象叫做金屬腐蝕。
(2)金屬腐蝕的種類分為化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕兩種。
(3)金屬防護(hù)
①涂保護(hù)層。如涂油、電鍍、表面處理等。
②保持干燥。
③改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu),使其穩(wěn)定,如不銹鋼。
④犧牲陽極的陰極保護(hù)法即用一種更為活潑的金屬與要保護(hù)的金屬構(gòu)成原電池。
⑤外加電源法。將被保護(hù)的金屬與電源負(fù)極相連,電源向該金屬提供電子,該金屬就不失電子而得以保護(hù)。
4.電解原理及其應(yīng)用
(1)電解定義:使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽兩極引起氧化還原反應(yīng)過程明電解。
(2)裝置:電解池(或電解槽)
特點(diǎn):把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。形成條件①與電源相連的兩個(gè)電極②電解質(zhì)溶液或熔化電解質(zhì)⑨形成閉合回路。
(3)電解原理:
與電源正極相連
↓
陰離子移向→陽極←發(fā)生氧化反應(yīng)
陽離子移向→陰極←發(fā)生還原反應(yīng)
↑
與電源負(fù)極相連
(4)電解時(shí)電極產(chǎn)物的判斷
①陽極產(chǎn)物的判斷
首先看電極,如果是活性電極(金屬活動(dòng)順序表Ag以前),則電極材料失電子,電極溶解。如果是惰性電極(Pt、Au、石墨),則要再看溶液中的離子的失電子能力。陰離子放電順序如下:
S2->I->Br->Cl->OH->SO42->NO3->F-
②陰極產(chǎn)物的判斷
直接根據(jù)陽離子放電順序進(jìn)行判斷,陽離子放電順序:
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(H+)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca+>K+
(5)電解應(yīng)用:w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
①銅的粗煉
陽極(粗銅):Cu?2e?=Cu2+
陰極(純銅):Cu2++2e?=Cu
電解質(zhì)溶液:CuSO4(含H2SO4)
②氯堿工業(yè)
陽極(鈦網(wǎng)):2Cl??2e?=Cl2↑
陰極(碳鋼網(wǎng)):2H++2e?=H2↑
電解質(zhì)溶液:飽和食鹽水
總反應(yīng):2NaCl+H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑
③鍍銅
陽極(銅):Cu?2e?=Cu2+
陰極(鐵或其他鍍件):Cu2++2e?=Cu
電鍍液:CuSO4溶液
第二部分 常見元素的單質(zhì)
及其重要化合物
(一)非金屬元素概論
一.非金屬元素及其化合物
1.非金屬元素在周期表中的位置
在目前已知的112種元素中,非金屬元素有22種,除H外非金屬元素都位于周期表的右上方(H在左上方)。F是非金屬性最強(qiáng)的元素。
2.非金屬元素的原子結(jié)構(gòu)特征及化合價(jià)
(1)與同周期的金屬原子相比,最外層電子數(shù)較多,次外層都是飽和結(jié)構(gòu)(2、8或18電子結(jié)構(gòu))。
(2)與同周期的金屬原子相比較,非金屬元素原子核電荷數(shù)多,原子半徑小,化學(xué)反應(yīng)中易得到電子,表現(xiàn)氧化性。
(3)最高正價(jià)等于主族序數(shù)(O、F無+6、+7價(jià))‘對(duì)應(yīng)負(fù)價(jià)以絕對(duì)值等于8?主族序數(shù)。如S、N、C1等還呈現(xiàn)變價(jià)。
3.非金屬單質(zhì)
(1)組成與同素異形體
非金屬單質(zhì)中,有單原子分子的He、Ne、Ar等稀有氣體;雙原子分子的H2、O2、Cl2、H2、Br2等,多原子分子的P4、S8、C60、O3等原子晶體的金剛石,晶體硅等。同一元素形成的不同單質(zhì)常見的有O2、O3;紅磷、白磷;金剛石、石墨等。
(2)聚集狀態(tài)及晶體類型
常溫下有氣態(tài)(H2、O2、Cl2、N2…),液態(tài)(Br2)、固態(tài)(I2、磷、碳、硅…)。常溫下是氣缽,液態(tài)的非金屬單質(zhì)及部分固體單質(zhì),固態(tài)時(shí)是分子晶體,少量的像硅、金剛石為原子晶體,石墨“混合型”晶體。
4.非金屬的氫化物
(1)非金屬氫化物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
①IVA―RH4正四面體結(jié)構(gòu),非極性分子;VA―RH3三角錐形,極性分子;VIA―H2R為“V”型,極性分子;VIIA―HR直線型,極性分子。
②固態(tài)時(shí)均為分子晶體,熔沸點(diǎn)較低,常溫下H2O是液體,其余都是氣體。
(2)非金屬氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性
一般的,非金屬元素的非金屬性越強(qiáng),生成的氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定。因此,氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性是非金屬性強(qiáng)弱的重要標(biāo)志之一。
(3)非金屬氫化物具有一定的還原性
如:NH3:H2S可被O2氧化HBr、HI可被Cl2、濃H2 SO4氧化等等。
5.最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物(含氧酸)的組成和酸性。
元素的非金屬性越強(qiáng),其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng),故非金屬元素的最高價(jià)含氧酸的酸性也是非金屬性強(qiáng)弱的重要標(biāo)志之一。
(二)鹵族元素
1.氯氣
(1)分子式Cl2電子式結(jié)構(gòu)式Cl―Cl
(2)物理性質(zhì):黃綠色有刺激性氣味、有毒、易液化能溶于水(1:2)。
(3)化學(xué)性質(zhì):
①與金屬反應(yīng)將金屬氧化成高價(jià)態(tài)Cu+Cl2=CuCl2(棕黃色煙)
②與非金屬反應(yīng)
H2+Cl2=2HCl(蒼白色火焰,工業(yè)上制HCl),
H2+Cl2=2HCl(爆炸)
③與水反應(yīng)
Cl2+H2O=HCl+HClO,HCIO是一種弱酸(HClO=H++ClO?),具有強(qiáng)氧化性,可進(jìn)行漂白、消毒殺菌等,在光照下易分解:2HClO=2HCl+O2↑
④與堿反應(yīng)
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O(用于吸收多余Cl2)
2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2漂白粉(混合物)+2H2O
漂白粉的有效成分為Ca(ClO)2在空氣中易失效變質(zhì):
Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO
⑤與還原性物質(zhì)反應(yīng)
Cl2+2Br ?=2Cl?+Br2Cl2+H2S=2HCl+S↓
(4)制法:
①實(shí)驗(yàn)室制法
MnO2+4HCl(濃)=MnCl2+Cl2↑+2H2O
②業(yè)制法
2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑
2NaCl(熔融)=2Na+Cl2↑
2.鹵族元素
(1)鹵族元素性質(zhì)的通性及遞變性
①元素周期表中的位置:第ⅦA族
②原子結(jié)構(gòu)相同點(diǎn):最外層電子數(shù)均為7個(gè)同點(diǎn):電子層數(shù)不同
③主要性質(zhì)的相似性:單質(zhì)均為雙原子非極性分子;主要化合價(jià)為−l價(jià),最高正價(jià)為+7價(jià)(F除外);單質(zhì)具有強(qiáng)氧化性。
④主要性質(zhì)的遞變性。(從F到I)原子半徑和離子半徑逐漸增大;非金屬性及單質(zhì)氧化性逐漸減弱,即氧化性F2>Cl2>Br2>I2;與H2化合生成HX的反應(yīng)由易至難,且氫化物的穩(wěn)定性由強(qiáng)到弱,即穩(wěn)定性HF>HCl>HBr>HI;最高價(jià)氧化物的承化物的酸性逐漸減弱;鹵離的還原性增強(qiáng),前面元素的單質(zhì)能把后面的元素置換出來。單質(zhì)的顏色變深,熔沸點(diǎn)升高。
(2)鹵素及其化合物特性歸納
①Cl2、Br2、I2與水反應(yīng)類型相同,可用通式X2+H2O=HX+HXO,而F2特殊F2+2H2O=4HF+O2,由此得出它們與堿反應(yīng)Cl2、Br2、I2相同,F(xiàn)2不同。
②F2、Cl2、Br2與Fe作用得+3價(jià)鐵,而I2+Fe=FeI2。
③Cl?、Br ?、I?跟AgNO3分別產(chǎn)生白色沉淀、淺黃色沉淀、黃色沉淀;而AgF可溶于水,無色溶液。
④氯水具有漂白性,但溴水、碘水中HBrO和HIO很少,漂白性很差。
⑤碘與淀粉變藍(lán),但淀粉碘化鉀試紙投入氯水中不變藍(lán),因?yàn)槁人^量,發(fā)生下列反應(yīng)I2+5Cl2+6H2O=2HIO3+10HCl。
⑥氫氛酸為弱酸,余者為強(qiáng)酸,旦酸性逐漸增強(qiáng);氫氟酸腐蝕玻璃,其他氫鹵酸沒有此性質(zhì)。
(3)鹵離子(X?)的檢驗(yàn)(X=Cl、Br、I)
在含有鹵離子(X?)的溶滾中,加入:HNO3酸化的AgNO3溶液。Cl?+Ag+=AgCl↓(白),Br ?+Ag+=AgI↓(黃色),
Br−+Ag+=AgBr↓(淡黃色),I?+Ag+=AgI↓(黃色)
3.鹵素單質(zhì)及化合物的特殊性
①F只顯-1價(jià),一般無含氧酸,氟氣能跟稀有氣體反應(yīng),氫氟酸是弱酸,但能腐蝕玻璃,CaF2難溶于水。而AgF易溶于水
②溴是常溫下惟一呈液態(tài)的非金屬,易揮發(fā)。
③碘易升華,碘遇淀粉反應(yīng)生成藍(lán)色物質(zhì)。
④Cl2、Br2、I2溶解性
Cl2
Br2
I2
水中
黃(溶)
橙(溶)
黃褐(微溶)
CCl4
黃(易溶)
橙紅(易溶)
紫紅(易溶)
4.知識(shí)框架
1.氧族元素概述
(1)包括:氧(8O)、硫(16 S)、硒(34 Se)、碲(52 Te)、釙(84 Po)等幾種元素。
(2)周期表中位置:VIA族;2―6周期。
(3)最外層電子數(shù):6e。
(4)化合價(jià):?2,0,+4,+6(O一般無正價(jià))。
(5)原子半徑:隨核電荷數(shù)增大而增大,即rO<r S<r Se<r Te。
(6)元素非金屬性:從O→Te由強(qiáng)→弱。
2.氧族元素性質(zhì)的相似性及遞變性
(1)相似性
①最外層電子都有6個(gè)電子,均能獲得2個(gè)電子,而達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
②在氣態(tài)氫化物中均顯2價(jià),分子式為H2R。
③在最高價(jià)氧化物中均+6價(jià),分子式為RO3。
④最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的分子式為H2 RO4。
(2)遞變性(O 、S、 Se、 Te)
①單質(zhì)的溶沸點(diǎn)升高,氧化性減弱。
②氣態(tài)氫化物熱穩(wěn)定性減小,還原性增強(qiáng)。
③最高價(jià)氧化物的水化物酸性減弱。
3.二氧化硫
(1)二氧化硫的物理性質(zhì):無色有刺激性氣味,有毒,密度比空氣大,易液化、易溶于水(與H2O化合生成H2 SO3,SO2+H2O =H2SO3)
(2)二氧化硫的化學(xué)性質(zhì):
①具有酸性氧化物通性
②還原性:SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl 2SO2+O2=2SO3
③弱氧化性:SO2+2H2S=3S+2H2O
④漂白性:SO3可使品紅褪色(可逆,加熱又恢復(fù)紅色)
(3)二氧化硫的污染
①SO2是污染大氣的主要有害物質(zhì)之一,直接危害是引起呼吸道疾病。
②形成酸雨pH<5、6,破壞農(nóng)作物、森林、草原、使土壤酸性增強(qiáng)等等。
③含SO2的工業(yè)廢氣必須經(jīng)過凈化處理才能排放到空氣中。
4.硫酸工業(yè)和硫酸
(1)接觸法制硫酸
反應(yīng)原理:①造氣:4FeS2+11O2(g)=2Fe2O3+8SO2
②氧化:2SO2+O2=2SO3
③吸收:SO3+H2O=H2SO4
分別對(duì)應(yīng)的設(shè)備:①沸騰爐 ②接觸室 ③吸收塔
具體措施:粉碎礦石、過量空氣、熱交換、催化氧化、逆流、循環(huán)、濃H2 SO4吸收SO3(防止形成酸霧)、尾氣處理(用氨水吸收SO2,生成(NH4)2SO3,再用H2SO4處理,便又可生成SO2)。
(2)濃硫酸(98.3%)的特性
①吸水性:H2SO4易與H2O結(jié)合,并放出大量熱,所以濃硫酸常做酸性氣體的干燥劑(不可干燥H2S)。
②脫水性:濃H2SO4遇見某些有機(jī)化合物,可將其中氫、氧原子個(gè)數(shù)按2:1比例脫去,即為脫水性,C12H22O1112C+11H2O(濃H2SO4脫水性)
③強(qiáng)氧化性:濃H2SO4與金屬、與非金屬、與具有還原性物質(zhì)發(fā)生氧化-還原反應(yīng),如:
Cu+2H2SO4(濃)=CuSO4+SO2↑+2H2O
C+2H2SO4(濃)=CO2↑+2SO2↑+2H2O
H2S+H2SO4(濃)=S+SO2↑+2H2O
2NaI+2H2SO4(濃)= Na2SO4+SO2↑+I2+2H2O
與還原劑反應(yīng)濃H2SO4的還原產(chǎn)物都為SO2。
常溫下,濃H2SO4使Fe、Al表面發(fā)生鈍化(生成致密氧化膜),而不發(fā)生產(chǎn)生氣體的反應(yīng)。
(四)碳族元素
1.碳及其重要化合物
(1)一氧化碳和二氧化碳
(2)活性炭的吸附作用及其應(yīng)用 木材干餾所得的固態(tài)產(chǎn)物是木炭,木炭由于它的孔隙被干餾時(shí)產(chǎn)生的油脂等物質(zhì)所覆蓋,吸附能力較弱,經(jīng)活化處理增加表面積后就有高的吸附能方。這種具有高吸收能力的碳,稱為活性炭;钚蕴康目紫抖,內(nèi)表面積大,一般為500rn2/g~l000m2/g。活性炭屬于非極性吸附劑,因此易吸附非極性或弱極性物質(zhì)。常見的易被活性炭吸附的物質(zhì)及應(yīng)用如下:
①有毒的氣體(或蒸汽):NO、NO2、Cl2、Br2、C6H6(苯);钚蕴坑糜谌ザ、防毒。
②色素;钚蕴坑糜谌芤好撋ㄆ祝,如制造白糖工業(yè)中可用活性炭做脫色劑。
③水中有臭味的物質(zhì)。活性炭用于水的除臭凈化。
(3)碳及其重要化合物
2.硅及其重要化合物
(1)硅的存在:自然界中以化合態(tài)存在,含量僅次于氧,排第二位,是構(gòu)成礦物和巖石的主要成分。
(2)硅島單質(zhì):有晶體硅和無定形硅兩種同素異形體,晶體硅是原子晶體,類似于金剛石,熔沸點(diǎn)高、硬度大,是良好的半導(dǎo)體。
(3)硅的性質(zhì):性質(zhì)穩(wěn)定不易與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)
①Si+O2=SiO2
②Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑
(4)硅的制備及提純:SiO2+2C=Si+CO↑ , Si+2Cl2=SiCl4 SiCl4+2H2=Si+4HCl
(5)硅的氧化物SiO2:
①原子晶體,熔點(diǎn)高、硬度大
②酸性氧化物:但不溶于水,也不與水反應(yīng)
SiO2+CaOCaSiO3 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
③與氫氟酸反應(yīng):SiO2+4HF=SiF4 ↑+2H2O
④光導(dǎo)纖維的主要原抖,制造石英玻璃等。
(6)硅及其重要化合物
1.氦族元素概述
(1)周期表中的位置:第VA族(N、P、As、Sb、Bi)2―6周期
(2)原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)相同點(diǎn):最外層電子數(shù)均為5個(gè)不同點(diǎn):電子層數(shù)不同
(3)主要性質(zhì):
①相似性:a.最高正價(jià)均為+5,負(fù)價(jià)為?3;(Sb、Bi無負(fù)價(jià))b.最高價(jià)氧化物的水化物(HRO3或H3RO 4)呈酸性
②逆變性(按N→Bi)原子半徑由小到大;氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性減弱;最高價(jià)含氧酸的酸性減弱(HNO3>H3PO4);與同周期鹵素、氧族比非金屬性要弱。
2.氮及其重要化合物
(1)氮的化學(xué)性質(zhì):常溫時(shí),N2不活潑,可代替稀有氣體作保護(hù)氣,但在點(diǎn)燃、放電、高溫等條件下能與H2、O2、Mg等發(fā)生反應(yīng):
①N2+3H2=2NH3
②N2+O2=2NO
③N2+3MgMg3N2 (Mg3N2+6H2O=Mg(OH)2 ↓+2NH3 ↑)(2)氮的氧化物:
N元素有+l、+2、+3、+4、+5五種價(jià)態(tài),分別對(duì)應(yīng)的氧的物為N2O、NO、N2O3、NO2(N2O4)、N2O5 其中N2O3、N2O5。分別是HNO2、HNO3的酸酐,NO是無色還原性較強(qiáng)的有毒氣體,易被O2氧化。NO2是紅棕色易溶于水的刺激性的有毒氣體,氧化性較強(qiáng),能氧化SO2使?jié)駶櫟腒I一淀粉試紙變藍(lán)。重要反應(yīng):2NO+O2=2NO2;3NO2+H2 O=2HNO3+NO
(3)氨氣的性質(zhì)及用途
①物理性質(zhì):無色有刺激性氣味的氣體,極易溶于水(1:700)易液化。
②化學(xué)性質(zhì):與水反應(yīng):NH3+H2O=NH3?H2O=NH4++OH?
NH3是惟一能使?jié)櫇竦募t色石蕊試紙交藍(lán)的氣體,常用此性質(zhì)檢驗(yàn)NH3。
與酸反應(yīng):NH3+HCl=NH4Cl(生成白煙)
與O2反應(yīng):4NH3+5O2=4NO+6H2O+Q
與CO2反應(yīng)(制取尿素):2NH3+CO2=CO(NH2)2+H2O
③氨的制法
安驗(yàn)室制法:用銨鹽與堿共熱。
2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3↑+2H2O
工業(yè)制法:原料為水、煤和空氣N2+3H2=2NH3
(4)硝酸(HNO3)
硝酸的化學(xué)性質(zhì):HNO3為強(qiáng)酸,除具有酸的通性外還具有以下特性:不穩(wěn)定性:(見光受熱易分解),4HNO 3=4NO2↑+O2 ↑+2H2O
強(qiáng)氧化性:無論稀濃HNO3均具有強(qiáng)氧化性,與金屬反應(yīng)時(shí),即使是比氫活潑的金屬也不放出氫氣。
a.與金屬反應(yīng)
Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO↑+2H2 O(利用此反應(yīng)可以洗滌附在器皿內(nèi)壁上的銀)
冷濃HNO3可使Al、Fe等金屬表面生成一層致密氧化膜而發(fā)生鈍化,故可用Al、Fe等材料制成的密閉容器盛裝濃HNO3。
b.與非金屬反應(yīng)
C+4HNO3(濃)=CO2↑+4NO2↑+2H2 O
S+6HNO3(濃)=H2SO4+6NO2↑+2H2O
c.與其他還原劑反應(yīng)
3H2S+2HNO3(稀)=3S↓+2NO↑+4H2O
3SO32?+2NO3?+2H+=3SO42?+2NO↑+H2O
d.與有機(jī)物反應(yīng)
硝化反應(yīng)(如與苯反應(yīng));酯化反應(yīng)(如與纖維素反應(yīng));顏色反應(yīng)(如與蛋白質(zhì)反應(yīng))。
②硝酸的制法:
實(shí)驗(yàn)室制法:硝酸鹽與濃H2SO4微熱w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
NaNO3(固)+H2SO4(濃)=NaHSO4+HNO3↑
工業(yè)制法:氨的催化氧化法
a.原理:4NH3+5O2=4NO+6H2O
2NO+O2=2NO2
3NO2+H2O=2HNO3+NO
b.尾氣處理:用堿液吸收
NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O
③硝酸的保存方法:硝酸不穩(wěn)定,易分解,受熱、光照或濃度越大,硝酸越易分解,由于分解生成的NO2溶于硝酸中而使硝酸里黃色,實(shí)驗(yàn)室為防止硝酸分解,常將硝酸放在棕色瓶內(nèi),貯放在黑暗且溫度低的地方。
3.磷及其重要化合物
(1)紅磷與白磷
名稱
白磷
紅磷
分子結(jié)構(gòu)
分子式P4、正四面體型、鍵角60°
分子晶體、結(jié)構(gòu)復(fù)雜
顏色狀態(tài)
白色或黃色固體
暗紅色粉末或固體
溶解性
不溶于水,易溶于CS2
不溶于水,不溶于CS2
毒性
劇毒
無毒
著火點(diǎn)
保存方法
保存在水中
密封
相互轉(zhuǎn)化
(2)磷的化合物的性質(zhì)
①P2O5磷酸(H3PO4)偏磷酸(HPO3)的酸酐
P2O5+H2O(冷)=2HPO3(有毒溶于水)
P2O5+3H2O(熱)=2H3PO4(無毒、晶體、易溶于水)P2O5吸浸性強(qiáng)可作干燥劑。
②磷酸的性質(zhì)
純凈的磷酸是無色晶體,有吸濕性,藏躲畏水以任意比例混溶。濃H3PO4為無色黏稠液體,較穩(wěn)定,不揮發(fā).具有酸的通性。磷酸為三元酸,與堿反應(yīng)時(shí),當(dāng)堿的用量不同時(shí)可生成不同的鹽。磷酸和NaOH反應(yīng),1:1生成NaH2PO4;1:2生成Na2HPO4;l:3生成Na3PO4。介于l:1和1:2之間生成NaH2PO4和Na2HPO4的混合物。介于l:2和1:3之間生成Na2HPO4幫Na3PO4的混合物。
二.金屬元素及其化合物
(一)金屬元素概述
1.金屬元素在周期表中的位置及原予結(jié)構(gòu)特征
(1)金屬元素分布在周期表的左下方,目前已知的112種元素共有90種金屬元素。
(2)金屬元素最外層電子數(shù)一般小于4個(gè)。(Ge、Sn、Pb 4個(gè)Sb、Bi 5個(gè),Po 6個(gè))原子半徑較同周期非金屬原子半徑大。
(3)金屬元素形成的金屬單質(zhì)固態(tài)時(shí)全是金屬晶體。
2.金屬的分類
(1)冶金工業(yè)上黑色金屬:Fe、Cr、Mn(其主要氧化物呈黑色)。有色金屬:除Fe、Cr、Mn以外的所有金屬。
(2)按密度分
輕金屬:ρ<4.5g?cm?3(如Na、Mg、A1)
重金屬:ρ>4.5g?cm?3(如Fe、Cu、W)
(3)按存在豐度分常見金屬:如Fe(4.75%)、Al(7.73%)、Ca(3.45%)等稀有金屬:如鋯、鉿、鈮等。
3.金屬的物理性質(zhì)
(1)狀態(tài):通常情況下,除汞外其他金屬都是固態(tài)。
(2)金屬光澤:多數(shù)金屬具有金屬光澤。
(3)易導(dǎo)電一導(dǎo)熱:由于金屬晶體中自由電子的運(yùn)動(dòng),使金屬易導(dǎo)電、導(dǎo)熱。
(4)延展性:可壓成薄片,也可抽成細(xì)絲。
(5)熔點(diǎn)及硬度:由金屬晶體中金屬離子和自由電子的作用強(qiáng)弱決定。最高的是鎢(3413℃),最低的是汞(?39℃)。
4.金屬的化學(xué)性質(zhì)
(1)與非金屬單質(zhì)作用
(2)與H2O作用
(3)與酸作用
(4)與堿作用(僅Al、Zn可以)
(5)與鹽的作用
(6)與某些氧化物作用
5.金屬的冶煉
(1)熱分解法(適用于不活潑金屬)
2HgO=2Hg+O2↑ 2Ag2O=4Ag+O2↑
(2)熱還原法(常用還原劑CO、H2、C活潑金屬等)
Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 Cr2O3+2Al=2Cr+A12O3
(3)電解法(適用于非常活潑的金屬)
2A12O3=4Al+3O2↑ 2NaCl=2Na+Cl2 ↑
(二)堿金屬元素
1.鈉及其化合物
(1)鈉的物理性質(zhì)
鈉是一種柔軟、銀白色,有金屬光澤的金屬,具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性,密度比水小,比煤油大,熔點(diǎn)較低。
(2)鈉的化學(xué)性質(zhì)
①與非金屬反應(yīng)
2Na + Cl22NaCl
2Na + O2Na2O2(黃色火焰)
4Na+O2=2Na2O(空氣中,鈉的切面變暗)
②與水反應(yīng)
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
現(xiàn)象及解釋:浮在水面上――密度比水;熔化成小球――鈉的熔點(diǎn)低,反應(yīng)放熱;四處游動(dòng)――生成氣體;酚酞變紅――生成堿。
③與酸反應(yīng)
2Na+2H+=2Na++H2↑ 鈉不足,直接與酸反應(yīng);鈉過量,先與酸反應(yīng)再與水反應(yīng)。
④與鹽溶液反應(yīng)
鈉與鹽溶液反應(yīng),先考慮Na與水反應(yīng)生成NaOH,再考慮NaOH是否與鹽反應(yīng)。
a.投入NaCl溶液中,只有H2放出。2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
b.投入飽和NaCl溶液中,有H2放出,還有NaCl晶體析出(溫度不變))。
c.投入NH4Cl溶液中,有H2和NH3逸出。
2Na+2NHCl=2NaCl+2NH3↑+H2↑
d.投入CuSO4溶液中,有氣體放出和藍(lán)色沉淀生成。
2Na+H2O+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑
(3)鈉的保存及用途:
①保存:鈉的化學(xué)性質(zhì)非;顫姡着c空氣中的O2、H2O等反應(yīng),保存在煤油中。
②用途:
a.工業(yè)上用于冶煉金屬:4Na+TiCl4=Ti+4NaCl
b.Na―K合金(液態(tài))用作原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑
c.制造高壓鈉燈,作為電光源。
2.堿金屬元素
(1)周期表中的位置:第IA族(Li、Na、K、Rb、Cs)
(2)原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn):最外層電子數(shù)均為1。
(3)主要性質(zhì):
①原子半徑為同周期最大,易失電子。強(qiáng)還原劑且從Li→Cs金屬性增強(qiáng)。
②取高價(jià)氧化物的水化物呈強(qiáng)堿性,從Li→Cs堿性增強(qiáng)。
(三)鎂、鋁、鐵及其化合物
1.鎂、鋁在元素周期表中位置及原子結(jié)構(gòu)鎂(Mg):位于周期表第3周期第IIA原子結(jié)構(gòu)鋁(Al):位于周期表第3周期第IIIA,原子結(jié)構(gòu)Mg、Al均為活潑金屬,在化學(xué)反應(yīng)中都易失電子,其性質(zhì)有相似之處,但由于原子結(jié)構(gòu)不同性質(zhì)上也有差異。
2.鎂、鋁的物理性質(zhì)
①相同點(diǎn):密度較小,熔點(diǎn)較低、硬度較小、均為銀白色。
②不同點(diǎn):鉛的硬度比鎂稍大,熔沸點(diǎn)比鎂高,這是由于鎂、鉛的金屬鍵的強(qiáng)弱不同。
3.鎂、鋁的化學(xué)性質(zhì)比較:
Mg
Al
暴露在空氣中(與O2反應(yīng))
常溫下被O2氧化,形成致密氧化膜、因而具有一定抗腐蝕性
很快與O2反應(yīng),形成致密氧化膜,抗腐蝕性比鎂強(qiáng)
燃燒
空氣中點(diǎn)燃,發(fā)出耀眼的白光
2Mg + O2 2MgO
在純氧中或高溫下可燃燒
4Al + 3O2 2Al2O3
與某些氧化物反應(yīng)
2Mg +CO2 2MgO + C
4Al+3MnO22Al2O3+3Mn
2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe
與H2O反應(yīng)
Mg+2H2OMg(OH)2 ↓+H2↑
與沸水只有微弱反應(yīng)
與非金屬反應(yīng)
3Mg + N2 Mg3N2
2Al+ 3Cl22AlCl3
與非氧化性酸反應(yīng)
Mg + 2HCl = MgCl2 + H2↑
2Al + 6HCl = 2AlCl3+ 3H2↑
與氧化性酸反應(yīng)
能反應(yīng),無 H2生成
4.氧化鋁和氫氧化鋁
A12O3和Al(OH)3是典型的兩性化合物,既能與強(qiáng)酸反應(yīng)。也能與強(qiáng)堿反應(yīng)生成鹽和H2O。
Al 2O3+6H+=2A13++3H2O A12O3+2OH?=2A1O2?+H2O
Al(OH)3+3H+=A13++3H2O Al(OH)3+OH?=A1O2?+2H2O
5.生成Al(OH)3沉淀量的圖像分析
(1)向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液直至過量。圖1所示。
(2)向AlCl3溶液中滴加氨水至過量。圖2所示。
(3)向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液直至過量。圖3所示。
(4)向NaAlO2溶液中滴加鹽酸直至過量。圖4所示。
(5)向鹽酸中滴入NaAlO2溶液直至過量。圖5所示。
(6)向NaAlO2溶液中通人CO2直至過量。圖6所示。
6.鐵及其化合物
(1)鐵在周期表中的位置及原子結(jié)構(gòu)
鐵位于第四周期第Ⅷ族,是過渡金屬元素的代表,其原子結(jié)構(gòu)示意圖:鐵元素是一種變價(jià)元素,通常顯示+2價(jià)、+3價(jià),其化合物及其水溶液往往帶有顏色。
(2)鐵的性質(zhì)
①與非金屬反應(yīng)
2Fe+3Cl2=2FeCl3(棕黃色的煙)
3Fe+2O2=Fe3O4
Fe+S=FeS
Fe+I2=FeI2
注:鐵與弱氧化性物質(zhì)反應(yīng)生成低價(jià)鐵的化合物
②與酸反應(yīng)
a.非氧化性酸.Fe+2H+=Fe2++H2↑
b.氧化性酸:常溫下遇濃H2SO4、濃HNO3會(huì)發(fā)生鈍化,而加熱時(shí)會(huì)劇烈反應(yīng)。
③與水反應(yīng):3Fe+4H2O(氣)=Fe3O4+4H2
④與某些鹽熔液反應(yīng):Fe+Cu2+=Fe2++Cu,F(xiàn)e+2Fe3+=3Fe2+
(3)鐵的存在鐵在自然界中分布較廣。在地殼中含量約占5%,僅次于鋁。分布在地殼中的鐵均以化合態(tài)存在,游離態(tài)的鐵只能在隕石中得到。鐵礦石的種類較多,重要有:赤鐵礦(Fe2O3)、磁鐵礦(Fe3O4),褐鐵礦(2Fe2O3?3H2O)和菱鐵礦(FeCO3)。
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
(4)鐵的氧化物和氫氧化物
①鐵的氧化物
FeO
Fe2O3
Fe3O4
俗稱
――
鐵紅
磁性氧化鐵
色、態(tài)
黑色粉末
紅棕色粉末
黑色晶體
化合價(jià)
+2
+3
+2、+3
水溶性
均難溶于水
穩(wěn)定性
不穩(wěn)定
6FeO+O2=2Fe3O4
穩(wěn)定
穩(wěn)定
與酸反應(yīng)
FeO+2H+=Fe2++H2O
Fe2O3+6H+=
2Fe3++3H2O
Fe3O4+8H+=
Fe2++2Fe3++ 4H2O
與CO的反應(yīng)
FexOy+yCO=xFe+yCO2
制取
高溫熔融,過量的鐵與氧氣反應(yīng)
2Fe+O22FeO
Fe(OH)3的分解
2Fe(OH)3
Fe2O3+3H2O
鐵在氧氣中燃燒
3Fe+2O2Fe3O4
②鐵的氫氧化物
Fe(OH)2
Fe(OH)3
物性
白色,難溶于水的固體
紅褐色,難溶于水的固體
化性
(1)與非氧化性強(qiáng)酸反應(yīng)
Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O
(2)與氧化性酸反應(yīng)
3Fe(OH)2+10HNO3=3Fe(NO3)3
+NO↑+8H2O
(3)空氣中放置被氧化
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
(1)與酸反應(yīng)
Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
(2)受熱分解
2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O
制備
①煮沸蒸餾水,趕走溶解的氧氣②煮沸NaOH溶液,趕走溶解的氧氣③配制FeSO4溶液,加少量的還原鐵粉④用長滴管將NaOH溶液送入FeSO4溶液液面以下
Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓
將NaOH溶液滴入Fe2(SO4)3
溶液中
Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
(5)Fe2+和Fe3+的性質(zhì)
①Fe2+具有氧化性,主要表現(xiàn)還原性
4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O(Fe2+被氧化)
②Fe3+具有較強(qiáng)的氧化性,與S2?、I?、SO32? 等能發(fā)生氧化還原反應(yīng)2Fe3++S2?=2Fe2++S↓ 2Fe3++2I?=2Fe2++I2
③Fe3+是典型的弱堿陽離子,與HCO3?、AlO2?。等在溶液中發(fā)生雙水解反應(yīng)2Fe+3CO32?+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑
④Fe3+遇苯酚溶液呈紫色;可用于檢驗(yàn)Fe3+
⑤亞鐵鹽、鐵鹽的存放方法:亞鐵鹽溶液――加入少量鐵屑以防止Fe2+被氧化,滴入少量相應(yīng)的酸溶液以防止Fe2+水解。鐵鹽溶液――加入少量相應(yīng)的酸溶液以防止Fe3+水解。
第三部分 有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)
一.有機(jī)化學(xué)中的基本概念
1.有機(jī)化合物
(1)定義:簡稱有機(jī)物,是指含碳元素的化合物(但CO2、CO、碳酸鹽仍為無機(jī)物)。
(2)與無機(jī)物相比有如下特點(diǎn):
①元素組成的特點(diǎn):除碳元素外,還含有H、O、N、P、S及鹵素等非金屬元素。
②結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
a.碳碳間以共價(jià)鍵形成碳鍵,這是有機(jī)物結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)
b.有機(jī)物分子多為非極性分子或弱極性分子
c.有機(jī)物分子間通過范德華力結(jié)合成分子晶體
③數(shù)量特點(diǎn)有機(jī)物的種類繁多,達(dá)數(shù)百萬種,其原因是:
a.碳原子有4個(gè)價(jià)電子,能與其他原子形成4個(gè)共價(jià)鍵。
b.碳鏈的長度可以不同;碳原子之間的結(jié)合方式可有單鍵、雙鍵、叁鍵,也可以有長鏈或環(huán)狀等。
c.普遍存在同分異構(gòu)現(xiàn)象。
④性質(zhì)特點(diǎn)(對(duì)大多數(shù)有機(jī)物)
a.難溶于水,易溶于汽油、酒精、苯等有機(jī)溶劑
b.多為非電解質(zhì),不易導(dǎo)電
c.多數(shù)熔沸點(diǎn)較低
d.多數(shù)易燃燒,易分解
⑤有機(jī)物反應(yīng)特點(diǎn)
有機(jī)反應(yīng)復(fù)雜,速度慢,多需要催化劑,而且副反應(yīng)多,所以,有機(jī)反應(yīng)常用!啊贝妗=”。
2.同系物
(1)定義:結(jié)構(gòu)相似,在分子組成上,彼此相差若干個(gè)CH2原子團(tuán)的一系列化合物互稱為同系物。
(2)同系物判斷:
①通式相同
②結(jié)構(gòu)相似
③同一類物質(zhì)
④組成上相差若干個(gè)CH2原子團(tuán)
(3)同系物的性質(zhì)
①物理性質(zhì)上存在遞變性:隨碳數(shù)增加,狀態(tài)由氣→液→固,熔沸點(diǎn)逐漸升高,密度逐漸增大。
②化學(xué)性質(zhì)以相似性為主,也存在差異性。
3.同分異構(gòu)體
(1)化合物具有相同的分子式,但具有不同結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象叫同分異構(gòu)現(xiàn)象,具有同分異構(gòu)現(xiàn)象的化合物稱為同分異構(gòu)體。(主要是指有機(jī)物)
(2)中學(xué)常見同分異構(gòu)種類碳鏈異構(gòu):如正丁烷與異丁烷。官能團(tuán)位置異構(gòu):如1-丁烯與2-丁烯不同類異構(gòu)烯烴和環(huán)烷烴二烯烴和炔烴醇和醚酚、芳香醇、芳香醚醛和酮羧酸和酯。
4.烴
(1)僅含C、H兩種元素的有機(jī)物稱為碳、氫化合物,又稱烴。
(2)碳原子之間都是以碳碳單鍵結(jié)合成鏈狀,碳剩余的價(jià)鍵全部跟氫原子相結(jié)合,這樣的烴叫做飽和鏈烴,又稱烷烴,通式為CnH2n+2(n≥1)。
(3)分子中含有碳碳雙鍵的一類鏈烴叫做烯烴,單烯烴通式為CnH2n(n≥2)
(4)分子中含有碳碳叁鍵的一類鏈烴叫做炔烴,炔烴通式為CnH2n+2(n≥2)(只含一個(gè)叁鍵)
(5)分子里含有一個(gè)或多個(gè)苯環(huán)的碳?xì)浠衔,稱為芳香烴,其中由一個(gè)苯環(huán)和飽和烴基組成的芳香烴叫苯的同系物,其通式為CnH2n?6(n≥6)
5.“根”與“基”的比較
基(羥基)
根(氫氧根)
電子式
電性
電中性
帶負(fù)電
存在于
不能獨(dú)立存在,必須和其他“基”或原子團(tuán)相結(jié)合
能獨(dú)立存在于溶液或離子化合物中
6.烴的衍生物
(1)從結(jié)構(gòu)上說,可以看成是烴分子里的氫原子被其他原子或原子團(tuán)取代而衍變成的,因此叫烴的衍生物。
(2)鹵代烴:烴分子中的氫原子被鹵原子取代后的產(chǎn)物。
(3)醇:醇是分子中含有跟鏈烴基或苯環(huán)側(cè)鏈上的碳結(jié)合的羥基的化合物。R―OH。
(4)酚:羥基與苯環(huán)上的碳原子直接相連的化合物叫做酚。
(5)醛:烴基與醛基結(jié)合著的化臺(tái)物叫做醛:R―CHO
(6)羧酸:分子由烴基與羧基相連構(gòu)成的有機(jī)化合物:R―COOH
(7)酯:羧與醇結(jié)合生成的有機(jī)物叫做酯:R―COOR′
7.蒸餾、分餾和干餾
蒸餾是將液態(tài)物質(zhì)加熱到沸騰變?yōu)檎魵,又將蒸氣冷卻為液體這兩個(gè)過程聯(lián)合操作。用這一操作可分離、除雜、提純物質(zhì);分餾和蒸餾一樣,也是利用混合物中各物質(zhì)的沸點(diǎn)不同,嚴(yán)格控制溫度,進(jìn)行分離或提純物質(zhì)的操作。是多次的蒸餾;干餾,是把固態(tài)有機(jī)物(或煤炭)放入密閉的容器,隔絕空氣加強(qiáng)熱使它分解的過程。工業(yè)上煉焦就屬于干餾。干餾屬化學(xué)變化,蒸餾與分餾同屬物理變化。
二.有機(jī)化學(xué)反應(yīng)類型歸納
1.取代反應(yīng)
(1)定義:有機(jī)物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所代替的反應(yīng)。
(2)能發(fā)生取代反應(yīng)的物質(zhì):烷烴、芳香烴、醇、酚、酯、羧酸、鹵代烴。
(3)典型反應(yīng):CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl
2.加成反應(yīng)
(1)定義:有機(jī)物分子里不飽和碳原子跟其他原子或原子團(tuán)直接結(jié)合生成別的物質(zhì)的反應(yīng)。
(2)能發(fā)生加成反應(yīng)的物質(zhì):烯烴、炔烴、苯及其同系物。醛、酮、單糖等等。
(3)典型反應(yīng):CH2=CH2 + Br2 → CH2Br-CH2Br
3.加聚反應(yīng)
(1)定義:通過加成聚合反應(yīng)形成高分子化合物。
(2)特征:生成物只有高分子化合物,其組成與單體相同。
(3)典型反應(yīng):
4.縮聚反應(yīng)
(1)定義:通過縮合反應(yīng)生成高分子化合物,同時(shí)還生成小分子。(如H2O、NH3等)的反應(yīng)。
(2)特征:除生成高分子化合物還有小分子生成。
(3)典型反應(yīng):
5.消去反應(yīng):
(1)定義:從一個(gè)有機(jī)物分子中脫去小分子(如H2O、HX等)而生成不飽和化合物(含雙鍵或叁鍵)的反應(yīng)。
(2)能發(fā)生消去反應(yīng)的物質(zhì):醇、鹵代烴。
(3)典型反應(yīng):
6.氧化反應(yīng)
(1)定義:有機(jī)物加O或去H的反應(yīng)。
(2)類型:
①在空氣中或氧氣中燃燒
②催化氧化如:
2C2H5OH + O2 2 CH3CHO + 2H2O
③某些有機(jī)物被非O2氧化劑氧化
如:烯、炔、苯的同系物被酸性,KMnO4氧化;醛類,甲酸及甲酸酯葡萄糖被銀氫溶液,新制Cu(OH)2氧化:
CH3CHO+2Cu(OH)2 → CH3COOH+Cu2O↓+2H2O
7.還原反應(yīng)
(1)定義:有機(jī)物加H或去O的反應(yīng)
(2)典型反應(yīng):CH3CHO+H2→ CH3CH2OH(也是加成反應(yīng))
8.酯化反應(yīng):(也屬于取代反應(yīng))
(1)定義:酸與醇起作用、生成酯和水的反應(yīng)
(2)典型反應(yīng):
C2H5OH + CH3COOH CH3COOC2H5 + H2O
9.水解反應(yīng)(屬于取代反應(yīng))
(1)反應(yīng)特征:有水參加,有機(jī)物分解成較小分子。
(2)能水解的物質(zhì):鹵代烴、酯、二糖、多糖、蛋白質(zhì)
(3)典型反應(yīng):
C2H5-Br + H-OH C2H5-OH + HBr
(一)烴
三.典型有機(jī)物性質(zhì)
1.甲烷CH4
(1)物理性質(zhì):通常情況下,是無色無味比空氣輕的氣體,難溶于水。
(2)化學(xué)性質(zhì)
取代反應(yīng):光照可生成:CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4
氧化反應(yīng):CH4+O2→CO2+2H2O
隔絕空氣、高溫可分解CH4 C + H2
2.乙烯C2H4
(1)物理性質(zhì):通常情況下,乙烯是無色,稍有氣味,比空氣略輕,難溶于水氣體。
(2)化學(xué)性質(zhì)
乙烯加成反應(yīng)H2、溴水
聚合反應(yīng):
氧化反應(yīng):酸性KMnO4褪色
(3)實(shí)驗(yàn)室制備:
3.乙炔H―C≡C―H CH≡CH
(1)物性:乙炔俗名電石氣、純乙炔沒有顏色、沒有臭味的氣味、由電石生成的乙炔因混有硫化氫磷化氫等雜質(zhì)而有特殊難聞的氣味,微溶于水。
(2)化學(xué)性質(zhì)
乙炔 加成反應(yīng)
氧化反應(yīng)(酸性KMnO4褪色)
(3)實(shí)驗(yàn)室制備:CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑
4.乙烷、乙烯、乙炔的比較
5.苯
(1)物理性質(zhì):苯是沒有顏色帶有特殊氣味的液體、有毒,不溶于水,密度比水小,熔點(diǎn)5.5℃,沸點(diǎn)80.1℃。
(2)化學(xué)性質(zhì):
取代反應(yīng)
加成反應(yīng)
氧化反應(yīng)
6.甲苯
化學(xué)性質(zhì):
取代反應(yīng)
加成反應(yīng)
氧化反應(yīng)(酸性KMnO4褪色)
(二)烴的衍生物
1.溴乙烷:CH3CH2Br
(1)物理性質(zhì):無色液體,沸點(diǎn)38.4℃比水重,不溶于水。
(2)化學(xué)性質(zhì):
2.乙醇
物理性質(zhì):無色有特殊性香味的液體,比水輕,與水有機(jī)物溶劑互溶,能使蛋白質(zhì)變性,消毒殺菌。
中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)
調(diào)整的內(nèi)容
調(diào)整前
調(diào)整后
性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)際
B
C
物質(zhì)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)
B
C
學(xué)生實(shí)驗(yàn)
金屬的化學(xué)腐蝕(選做)
金屬的電化學(xué)腐蝕(必做)
某些藥品中氫氧化鋁成分的檢驗(yàn)
刪掉
有機(jī)物熔點(diǎn)、沸點(diǎn)的測定
刪掉
乙烯的制取和性質(zhì)
溴乙烷的性質(zhì)(必做)
溴乙烷的制取(選做)
二、學(xué)好考試說明,弄清考試要求
(一)儀器的排列組合
(二)接口的鏈接
(三)氣密性檢查
(四)防倒吸
(五)事故處理
(六)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)
(七)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
(八)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析、數(shù)據(jù)采取和處理
(一)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)中的由點(diǎn)連線
(二)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)中的線擴(kuò)面
針對(duì)近幾年高考實(shí)驗(yàn)題,將實(shí)驗(yàn)整理成若干小專題,具體如下
四、化學(xué)實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)方法
1.常用化學(xué)儀器及其使用方法
9.藥品的保存、實(shí)驗(yàn)安全
2.化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本要求
10.化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置的選擇和評(píng)價(jià)
3.常見氣體的制備和凈化
11.物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
4.物質(zhì)的分離和提純
12.物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)
5.物質(zhì)的鑒別
13.物質(zhì)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)
6.物質(zhì)的制備
14.定量實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)習(xí)題
7.重要定量實(shí)驗(yàn)
15.綜合實(shí)驗(yàn)
8.實(shí)驗(yàn)誤差
(三)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)中的由面到體
1.抓課本演示實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)深化、培養(yǎng)創(chuàng)新能力
2.抓定掛實(shí)驗(yàn)到定量實(shí)驗(yàn)的擴(kuò)展延伸
[例]基礎(chǔ)定量分析實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)教學(xué)設(shè)計(jì)
(1)布置作業(yè):現(xiàn)有一個(gè)0.53g的工業(yè)純堿樣品(含少量NaCl等不與酸反應(yīng)、不與CaCl2生成沉淀的雜質(zhì)),需測定樣品中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù),設(shè)計(jì)初步方案。
(2)課堂分小組討論,小組代表發(fā)言、評(píng)價(jià)補(bǔ)充、完善確定以下幾種實(shí)驗(yàn)方案:
方案一:反應(yīng)原理
2H++CO32?=H2O+CO2↑
基本方法:①配制標(biāo)準(zhǔn)濃度的酸溶液;②將樣品溶于水中,用標(biāo)準(zhǔn)酸溶液進(jìn)行滴定;③測量消耗酸溶液的體積,計(jì)算Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
方案二:反應(yīng)原理
2H++CO32?=CaCO3↓
基本方法:①在樣品中加入足量的強(qiáng)酸溶液,使CO2氣體全部逸出;②用吸收劑吸收逸 出的CO2氣體;③根據(jù)吸收劑質(zhì)量的增加,計(jì)算Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
方案三:反應(yīng)原理
Ca2++CO32?=H2CO3
基本方法:①在樣品溶液中加足量的氯化鈣溶液,使其沉淀完全;②過濾后,將沉淀進(jìn)行洗滌、烘干;③稱量純凈、干燥的沉淀質(zhì)量,計(jì)算Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
(3)對(duì)每一方案引導(dǎo)質(zhì)疑,形成詳案。如方案二,該方案的核心是測量反應(yīng)中逸出的二氧化碳的質(zhì)量,請選擇主要儀器,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置。討論后得出,A―主要反應(yīng)發(fā)生裝置:燒瓶和分液漏斗;試劑:樣品
和硫酸。B―干燥裝置:大試管;試劑:濃H2SO4。C―吸收裝置:干燥管、U形管;試劑:堿石灰。質(zhì)疑:①為什么選用硫酸與樣品反應(yīng)逸出二氧化碳?能否改用鹽酸?
②二氧化碳?xì)怏w密度較大,怎樣保證硫酸與碳酸鈉應(yīng)完全反應(yīng)后,二氧化碳?xì)怏w能夠從發(fā)生裝置中全部逸出。
③從經(jīng)濟(jì)和取氣簡便的角度考慮,能否鼓入空氣?若鼓入空氣,裝置是否需要改進(jìn)?引導(dǎo)學(xué)生作答后,用幻燈片映出整套裝置圖,如右圖。④用以上裝置進(jìn)行測量,應(yīng)如何操作?正確的操作順序是什么?討論后,用幻燈片映出正確的操作順序是:A.檢查裝置的氣密性;B.取刀ng樣品裝入燒瓶中;C.在干燥管和U型管內(nèi)填滿堿石灰;D.稱量U型管質(zhì)量(m1g);E.緩緩加入稀硫酸至不再產(chǎn)生氣體為止;F.打開止水夾a:G.緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘;H.關(guān)閉止水夾a;L.稱量U型管質(zhì)量(m2g)。⑤加入硫酸前,發(fā)生裝置中存有空氣,是否會(huì)影響測量的準(zhǔn)確
度?如何處理?(在加入硫酸前,先鼓入一定量已除去CO2的空氣,使其充滿燒瓶)。⑥修改原方案。⑦列出W(Na2CO3)的表達(dá)式:×100%。
(4)填寫每一實(shí)驗(yàn)方案的詳案,包括實(shí)驗(yàn)原理、用品、步驟、裝疊圖、數(shù)據(jù)處理、誤差分析、問題討論、變式訓(xùn)練等。
(5)定量實(shí)驗(yàn)總結(jié),突出數(shù)據(jù)處理(取平均值問題)和誤差分析。(注;有條件的學(xué)校最好將方案一、二、三改成學(xué)生實(shí)驗(yàn),效果更佳)
3.抓學(xué)科學(xué)知識(shí)交匯點(diǎn)的聯(lián)系研究
[例]現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)藥品:一定質(zhì)量的鋅(分片狀和粒狀兩種)、濃H2SO4(密度1.84g?cm-1)、水以及右圖裝置,圖中量氣管B是由甲、乙兩根玻璃管組成,它們用橡皮管連通,并裝適量水,甲管有刻度(0mL~l00mL),甲、乙管可固定在鐵架上,供量氣用,乙管可上下移動(dòng),以調(diào)節(jié)液面高低,利用此裝置可測定鋅的相對(duì)原子質(zhì)量。(設(shè)鋅全部反應(yīng),產(chǎn)生的氣體不超過50mL);卮鹣铝袉栴}:
①―③略。
④為了準(zhǔn)確地測量H2的體積,在讀取反應(yīng)后甲管中液面的讀數(shù)時(shí),應(yīng)注意_________。(答:A,C)
A.視線與凹液面最低處相平
B.等待片刻,待乙管液面不再上升時(shí)讀數(shù)
C.讀數(shù)時(shí)應(yīng)上、下移動(dòng)乙管,使甲、乙兩管液面相平
D.讀數(shù)時(shí)不一定使甲、乙兩管液面相平
啟發(fā)學(xué)生思考:①能否直接用VmL計(jì)算鋅的相對(duì)原子質(zhì)量?②如何將VmL換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況卞體積V0mL?(聯(lián)系物理課學(xué)的理想氣體狀態(tài)方程)③要達(dá)到此實(shí)驗(yàn)?zāi)康,?yīng)記錄哪些數(shù)據(jù)?(室溫t℃,大氣壓:1.01×105Pa,鋅片質(zhì)量m g,收集到H2體積VmL);④數(shù)據(jù)如何處理?列出計(jì)算鋅相對(duì)原子質(zhì)量的表達(dá)式_________________(22.4×(273+t) m/273V×10-3)
實(shí)驗(yàn)知識(shí)歸納
掌握下列七個(gè)有關(guān)操作順序的原則,就可以正確解答“實(shí)驗(yàn)程序判斷題。”
一、中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作中的七原則
1.“從下往上”原則。以Cl2實(shí)驗(yàn)室制法為例,裝配發(fā)生裝置順序是:放好鐵架臺(tái)→擺好酒精燈→根據(jù)酒精燈位置固定好鐵圈→石棉網(wǎng)→固定好圓底燒瓶。
2.“從左到右”原則。裝配復(fù)雜裝置應(yīng)遵循從左到右順序。如上裝置裝配順序?yàn)椋喊l(fā)生裝置→集氣瓶→燒杯。
3.先“塞”后“定”原則。帶導(dǎo)管的塞子在燒瓶固定前塞好,以免燒瓶固定后因不宜用力而塞不緊,由于用力過猛損壞儀器。
4.“固體先放”原則。上例中,燒瓶內(nèi)實(shí)際MnO2應(yīng)在燒瓶固定前裝入,以免固體放入時(shí)損壞燒瓶。總之固體試劑應(yīng)在固定前加入相應(yīng)的容器中。
5.“液體后加”原則。液體藥品在燒瓶固定后加入。如上例中濃鹽酸應(yīng)在燒杯固定后在分液漏斗中緩慢加入。
6.先驗(yàn)氣密性(裝入藥品前進(jìn)行)原則。
7.后點(diǎn)酒精燈(所有裝置完畢后再點(diǎn)酒精燈)原則。
二、中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中溫度計(jì)的使用分哪三種情況以及哪些實(shí)驗(yàn)需要溫度計(jì)
1.測反應(yīng)混合物的溫度
這種類型的實(shí)驗(yàn)需要測出反應(yīng)混合物的準(zhǔn)確度,因此,應(yīng)將溫度計(jì)插入混合物中間。
①測物質(zhì)溶解度。 ②實(shí)驗(yàn)室制乙烯。
2.測蒸汽的溫度
這種類型的實(shí)驗(yàn),多用于測量物質(zhì)的沸點(diǎn),由于液體在沸騰時(shí),液體和蒸汽的溫度相同,所以只要蒸汽的溫度。
①實(shí)驗(yàn)室蒸餾石油。 ②測定乙醇的沸點(diǎn)。
3.測水浴溫度
這種類型的實(shí)驗(yàn),往往只要使反應(yīng)物的溫度保持相對(duì)穩(wěn)定,所以利用水浴加熱,溫度計(jì)則插入水中。
①溫度對(duì)反應(yīng)速率影響的反應(yīng)。 ②苯的硝化反應(yīng)。
三、常見的需要塞入棉花的實(shí)驗(yàn)有那些
需要塞入少量棉花的實(shí)驗(yàn),他們是加熱KMnO4制氧氣,制乙炔和收集NH3。其作用分別是:防止KMnO4粉末進(jìn)入導(dǎo)管;防止實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的泡沫涌入導(dǎo)管;防止氨氣與空氣對(duì)流以縮短收集NH3的時(shí)間。
四、常見物質(zhì)分離提純的10種方法
1.結(jié)晶和重結(jié)晶
利用物質(zhì)在溶液中溶解度隨溫度變化較大,如NaCl,KNO3。
2.蒸餾冷卻法
在沸點(diǎn)上差值大。乙醇中(水):加入新制的CaO吸收大部分水再蒸餾。
3.過濾法:溶與不溶
4.升華法:SiO2(I2)。
5.萃取w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
如用CCl4來萃取I2水中的I2。
6.溶解法
Fe粉(Al粉):溶解在過量的NaOH溶液里過濾分離。
7.增加法:把雜質(zhì)轉(zhuǎn)化成所需要的物質(zhì):CO2(CO):通過熱的CuO;CO2(SO2):通過NaHCO3溶液。
8.吸收法
用做出去混合氣體中的雜質(zhì),氣體雜質(zhì)必須被藥品吸收:N2(O2):將混合氣體通過銅網(wǎng)吸收O2。
9.轉(zhuǎn)化法
兩種物質(zhì)難以直接分離,加藥品變得容易分離,然后再還原回去:Al(OH)3,F(xiàn)e(OH)3:先加NaOH溶液把Al(OH)3溶解,過濾,出去Fe(OH)3,再加酸讓NaAlO2轉(zhuǎn)化成Al(OH)3。
10.紙上層析
五、常用的取除雜質(zhì)的10種方法
1.欲除去苯中苯酚,可加入氫氧化鈉,使苯酚轉(zhuǎn)化為苯酚鈉,利用苯酚鈉易溶于水,使之與苯分開。
欲除去Na2CO3中的NaHCO3可用加熱的方法。
2.吸收洗滌法
欲出去二氧化碳中混有的少量氯化氫和水,可使混合氣體通過飽和碳酸氫鈉溶液后,再通過濃硫酸。
3.沉淀過濾法
欲出去硫酸亞鐵溶液中混有的少量硫酸銅,加入過量鐵粉,待充分反應(yīng)后,過濾除去不溶物,達(dá)到目的。
4.加熱升華法
欲出去碘中的沙子,可采用此法。
5.溶劑萃取法
欲除去水中含有的少量溴,可采用此法。
6.溶液結(jié)晶法(結(jié)晶和重結(jié)晶)
欲除去硝酸鈉溶液中少量的氯化鈉,可利用二者的溶解度不同,降低溶液溫度,使硝酸鈉結(jié)晶析出,得到硝酸鈉晶體。
7.分蒸餾法
欲除去乙醚中少量的酒精,可采用多次蒸餾的方法。
8.分液法
欲將密度不同且又互不相溶的液體混合物分離,可采用此法,如將苯和水分離。
9.滲析法
欲除去膠體中的離子,可采用此法,如除去氫氧化鐵膠體中的氯離子。
10.綜合法
欲除去某物質(zhì)中的雜質(zhì),可采用以上各種發(fā)放或多種方法綜合運(yùn)用。
六、化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作中的“不”15例
1.實(shí)驗(yàn)室里的藥品,不能用手接觸;不要用鼻子湊到容器口去聞氣體的氣味,更不能嘗藥品的味道。
2.做完實(shí)驗(yàn),用剩的藥品不得拋棄,也不要放回原瓶。
3.取用液體藥品時(shí),把瓶塞打開不要正放在桌面上;瓶上的標(biāo)簽應(yīng)向著手心,不應(yīng)向下;放回原處時(shí)標(biāo)簽不應(yīng)向里。
4.如果皮膚上不慎灑上濃H2SO4,不得先用水洗,應(yīng)根據(jù)情況迅速用布擦去,再用水沖洗;若萬一眼睛里濺進(jìn)了酸或堿,切不可用手揉眼,應(yīng)及時(shí)想辦法處理。
5.稱量藥品時(shí),不能把稱量物放在左盤上,也不能把稱量物直接放在右盤上;加砝碼時(shí)不要用手去拿。
6.用滴管添加液體時(shí),不要把滴管伸入量筒(試管)或接觸筒壁(試管壁)。
7.向酒精燈里添加酒精燈時(shí),不得超過酒精燈容積的2/3,也不得少于容積的1/3.
8.不得用燃著的酒精燈去對(duì)另一支酒精燈。熄滅時(shí)不得用嘴去吹。
9.給物質(zhì)加熱時(shí)不得用酒精燈的內(nèi)焰和焰心。
10.給試管加熱時(shí),不要把拇指按在短柄上;切不可使試管口對(duì)著自己或旁人;液體的體積一般不超過試管容積的1/3。
11.給燒瓶加熱時(shí)不要忘了墊上石棉網(wǎng)。
12.用坩堝或蒸發(fā)皿加熱完后,不要直接用手去拿,應(yīng)用坩堝鉗夾取。
13.使用玻璃容器加熱時(shí),不要使玻璃容器的底部跟燈芯接觸,以免容器破裂。燒得很熱的玻璃容器,不要用冷水沖洗或放在桌面上,以免破裂。
14.過濾液體時(shí),漏斗里的液體的液面不要高于濾紙的邊緣,以免雜質(zhì)進(jìn)入濾液。
15.在燒瓶口塞橡皮塞時(shí),切不可把燒瓶放在桌子上再使勁塞進(jìn)塞子,以免壓破燒瓶。
七、化學(xué)實(shí)驗(yàn)中先后22例
1.加熱試管時(shí),應(yīng)先均勻加熱后局部加熱。
2.用排水法收集氣體時(shí),先拿出導(dǎo)管后撤酒精燈。
3.制取氣體時(shí),先檢驗(yàn)氣密性后裝藥品。
4.收集氣體時(shí),先排凈裝置中的空氣后再收集。
5.稀釋濃硫酸時(shí),燒杯中先裝一定量蒸餾水后再沿壁緩慢注入濃硫酸。
6.點(diǎn)燃H2、CH4、C2H4、C2H2等可燃?xì)怏w時(shí),先檢驗(yàn)純度再點(diǎn)燃。
7.檢驗(yàn)鹵化烴分子的鹵元素時(shí),在水解后的溶液中先加稀HNO3再加AgNO3溶液。
8.檢驗(yàn)NH3(用紅色石蕊試紙)、Cl2(用淀粉KI試紙)、H2S(用Pb(Ac)2等試紙)等氣體時(shí),先用蒸餾水潤濕試紙后再與氣體接觸。
9.做固體藥品之間的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí),先單獨(dú)研碎后再混合。
10.配置FeCl3,SnCl2等易水解的鹽溶液時(shí),先溶于少量濃鹽酸中,再稀釋。
11.中和滴定實(shí)驗(yàn)時(shí),用蒸餾水洗過的滴定管先用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗后再裝標(biāo)準(zhǔn)液;先用待測液潤洗后在移取液體;滴定管讀數(shù)時(shí)先等一二分鐘后再讀數(shù);觀察錐形瓶中溶液顏色的改變時(shí),先等半分鐘顏色不變后即為滴定終點(diǎn)。
12.焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí),每做一次,鉑絲先沾上稀酸放在火焰上灼燒到無色時(shí),再做下一次實(shí)驗(yàn)。
13.用H2還原CuO時(shí),先通氫氣流,后加熱CuO,反應(yīng)完畢后先撤酒精燈,冷卻后再停止通H2。
14.配制物質(zhì)的量濃度溶液時(shí),先用燒杯加蒸餾水至容量瓶刻度線1cm~2cm后,再改用交投滴管加水至刻度線。
15.安裝發(fā)生裝置時(shí),遵循的原則是:自下而上,先左后右或先下后上,先左后右。
16.濃H2SO4不慎灑到皮膚上,先迅速用布擦干,再用水沖洗,最后再涂上3%~5%的NaHCO3溶液。沾上其他酸時(shí),先水洗,后涂NaHCO3溶液。
17.堿液沾到皮膚上,先水洗后涂硼酸溶液。
18.酸(或堿)流到桌子上,先加NaHCO3溶液(或醋酸)中和,再水洗,最后用布擦。
19.檢驗(yàn)蔗糖、淀粉、纖維素是否水解時(shí),先在水解后的溶液中加NaOH溶液中和H2SO4,再加銀氨溶液或Cu(OH)2懸濁液。
20.用pH試紙時(shí),先用玻璃棒沾取待測溶液涂到試紙上,在把試紙顯示的顏色跟標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)比,定出pH。
21.配制和保存Fe2+,Sn2+等易水解、易被空氣氧化的鹽溶液時(shí),先把蒸餾水煮沸(趕走O2,再溶解,并加入少量的相應(yīng)金屬粉末和相應(yīng)酸)。
22.稱量藥品時(shí),先在盤上各放二張大小、質(zhì)量相等的紙(腐蝕藥品放在燒杯等玻璃器皿中),再放藥品。加熱后的藥品,先冷卻,后稱量。
八、實(shí)驗(yàn)導(dǎo)管和漏斗的位置的放置方法
在許多化學(xué)實(shí)驗(yàn)中都要用到導(dǎo)管和漏斗,因此,它們在實(shí)驗(yàn)裝置中的位置正確與否均直接影響到實(shí)驗(yàn)的效果,而且在不同的實(shí)驗(yàn)中具體要求也不盡相同。下面結(jié)合實(shí)驗(yàn)和化學(xué)課本中的實(shí)驗(yàn)圖,做一簡要的分析和歸納。
1.氣體發(fā)生裝置中的導(dǎo)管;在容器內(nèi)的部分都只能露出橡皮塞少許或與其平行,不然將不利于排氣。
2.用排空氣法(包括向上和向下)收集氣體時(shí),導(dǎo)管都必須伸到集氣瓶或試管的底部附近。這樣利用排盡集氣瓶或試管的空氣,而收集到較純凈的氣體。
3.用排水法收集氣體時(shí),導(dǎo)管只需伸到集氣瓶或試管的口部。原因是:導(dǎo)管伸入集氣瓶和試管的多少都不影響氣體的收集,但兩者比較,前者操作方便。
4.進(jìn)行氣體與溶液反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí),導(dǎo)管應(yīng)伸到所盛溶液容器中下部。這樣利于兩者接觸,充分發(fā)生反應(yīng)。
5.點(diǎn)燃H2、CH4等并證明有水生成時(shí),不僅要用大而冷的燒杯,而且導(dǎo)管以伸入燒杯的1 /3為宜。若導(dǎo)管伸入燒杯過多,產(chǎn)生的霧滴則會(huì)很快氣化,結(jié)果觀察不到水滴。
6.進(jìn)行一種氣體在另一種氣體中燃燒的實(shí)驗(yàn)時(shí),被點(diǎn)燃的氣體的導(dǎo)管應(yīng)放在盛有另一種氣體的集氣瓶的中央。不然,若與瓶壁相碰距離得太近,燃燒產(chǎn)生的高溫會(huì)使集氣瓶炸裂。
7.用加熱法制得的物質(zhì)蒸氣,在試管中冷凝并收集時(shí),導(dǎo)管口都必須與試管中液體的液面始終保持一定的距離,以防止液體經(jīng)導(dǎo)管倒吸都反應(yīng)器中。
8.若需將HCl、NH3等易溶于水的氣體直接通入水中溶解,都必須在導(dǎo)管上倒接一漏斗,并使漏斗邊沿稍許浸入水面,以避免水被吸入反應(yīng)器而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。
9.洗氣瓶中供進(jìn)氣的導(dǎo)管務(wù)必插到所盛溶液的中下部,以利雜質(zhì)氣體與溶液充分反應(yīng)而除盡。供出氣的導(dǎo)管務(wù)必與塞子齊平或稍長一點(diǎn),以利排氣。
10.制H2、CO2、H2S和C2H2等氣體時(shí),為方便添加酸液或水,可在容器的塞子上裝一長頸漏斗,且務(wù)必使漏斗頸插到液面下,以免漏氣。
11.制Cl2、HCl、C2H4氣體時(shí),為方便添加酸液,也可以在反應(yīng)器的塞子上裝一漏斗。但由于這些反應(yīng)都需要加熱,所以漏斗頸必須置于反應(yīng)液之上,因而都選用分液漏斗。
九、特殊試劑的存放和取用10例
1.Na、K:隔絕空氣;防氧化,保存在煤油中(或液態(tài)烷烴中),(Li用石蠟密封保存)。用鑷子取,玻片上切,濾紙吸煤油,剩余部分隨即放入煤油中。
2.白P:保存在水中,防氧化,放冷暗處。鑷子取,立即放入水中用長柄小刀切取,濾紙吸干水分。
3.液Br2:有毒易揮發(fā),盛于磨口的細(xì)口瓶中,并用水封。瓶蓋嚴(yán)密。
4.I2:易升華,且具有強(qiáng)烈刺激性氣味,應(yīng)保存在棕色瓶中,放在低溫處。
6.固體燒堿:易潮解,應(yīng)用于密封的干燥大口瓶保存。瓶口用橡膠塞塞嚴(yán)或用塑料蓋蓋緊。
7.NH3?AgNO3:易揮發(fā),應(yīng)密封放在低溫處。
8.C6H6、C6H5―CH3、CH3CH2OH、CH3CH2OCH2CH3:易揮發(fā)、易燃,應(yīng)密封存放低溫處,并遠(yuǎn)離火源。
9.Fe2+鹽溶液、H2SO3及其鹽溶液、氫硫酸及其鹽溶液:因易被空氣氧化,不宜長期放置,應(yīng)現(xiàn)用現(xiàn)配。
10.鹵水、石灰水、銀氨溶液、Cu(OH)2懸濁液等,都要隨配隨用,不能長時(shí)間放置。
十、中學(xué)化學(xué)中與“0”有關(guān)的實(shí)驗(yàn)問題4例w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
1.滴定管最上面的刻度是0。
2.量筒最下面的刻度是0。
3.溫度計(jì)中間刻度是0。
4.托盤天平的標(biāo)尺中央數(shù)值是0。
NH3、HCl、HBr、HI等極易溶于水的氣體均可做噴泉實(shí)驗(yàn)。
十二、主要實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的具體實(shí)驗(yàn)80例
1.鎂條在空氣中燃燒:發(fā)出耀眼的強(qiáng)光,放出大量熱,生成白煙同時(shí)生成一種白色物質(zhì)。
2.木炭在氧氣中燃燒:發(fā)出白光,放出熱量。
3.硫在氧氣中燃燒:發(fā)出明亮的藍(lán)紫色火焰,放出熱量,生成一種有刺激性氣味的氣體。
4.鐵絲在氧氣中燃燒:劇烈燃燒,火星四射,放出熱量,生成黑色固體物質(zhì)。
5.加熱試管中碳酸氫銨:有刺激性氣味氣體生成,試管上有液滴生成。
6.氫氣在空氣中燃燒:火焰呈現(xiàn)淡藍(lán)色。
7.氫氣在氯氣中燃燒:發(fā)出蒼白色火焰,產(chǎn)生大量的熱。
8.在試管中用氫氣還原氧化銅:黑色氧化銅變?yōu)榧t色物質(zhì),試管口有液滴生成。
9.用木炭粉還原氧化銅粉末,使生成氣體通入澄清石灰水,黑色氧化銅變?yōu)橛泄鉂傻慕饘兕w粒,石灰水變混濁。
10.一氧化碳在空氣中燃燒:發(fā)出藍(lán)色的火焰,放出熱量。
11.向盛有少量碳酸鉀固體的試管中滴加鹽酸:有氣體生成。
12.加熱試管中的硫酸銅晶體:藍(lán)色晶體逐漸變?yōu)榘咨勰以嚬芸谟幸旱紊伞?/p>
13.鈉在氯氣中燃燒:劇烈燃燒,生成白色固體。
14.點(diǎn)燃純凈的氯氣,用干冷燒杯罩在火焰上:發(fā)出淡藍(lán)色火焰,燒杯內(nèi)壁有液滴生成。
15.向有Cl-的溶液中滴加用硝酸酸化的硝酸銀溶液,有白色沉淀生成。
16.向含有SO42-的溶液中滴加用硝酸酸化的氯化鋇溶液,有白色沉淀生成。
17.一帶銹鐵釘投入盛稀硫酸的試管中并加熱:鐵銹逐漸溶解,溶液呈淺黃色,并有氣體生成。
18.在硫酸銅溶液中滴加氫氧化鈉溶液:有藍(lán)色絮狀沉淀生成。
19.將Cl2通入無色KI溶液中,溶液中有褐色的物質(zhì)產(chǎn)生。
20.在三氯化鐵溶液中滴加氫氧化鈉溶液:有紅褐色沉淀生成。
21.盛有生石灰的試管里加少量水:反應(yīng)劇烈,發(fā)出大量熱。
22.將一潔凈鐵釘浸入硫酸銅溶液中:鐵釘表面有紅色物質(zhì)附著,溶液顏色逐漸變淺。
23.將銅片插入硝酸汞溶液中:銅片表面有銀白色物質(zhì)附著。
24.向盛有石灰水的試管里,注入濃的硫酸鈉溶液:有白色沉淀生成。
25.細(xì)銅絲在氯氣中燃燒后加入水:有棕色的煙生成,加水后生成綠色的溶液。
26.強(qiáng)光照射氫氣、氯氣的混合氣體:迅速反應(yīng)發(fā)生爆炸。
27.紅磷在氯氣中燃燒:有白色煙霧生成。
28.氯氣遇到濕的有色布條:有色布條的顏色褪去。
29.加熱濃鹽酸與二氧化錳的混合物:有黃綠色刺激性氣味氣體生成。
30.給氯化鈉(固)與硫酸(濃)的混合物加熱:有霧生成且有刺激性的氣味生成。
31.在溴化鈉溶液中滴加硝酸銀溶液后再加稀硝酸:有淺黃色沉淀生成。
32.在碘化鉀溶液中滴加硝酸銀溶液后再加稀硝酸:有黃色沉淀生成。
33.I2遇淀粉,生成藍(lán)色溶液。
34.細(xì)銅絲在硫蒸汽中燃燒:細(xì)銅絲發(fā)紅后生成黑色物質(zhì)。
35.鐵粉與硫粉混合后加熱到紅熱:反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行,放出大量熱,生成黑色物質(zhì)。
36.硫化氫氣體不完全燃燒(在火焰上罩上蒸發(fā)皿):火焰呈淡藍(lán)色(蒸發(fā)皿底部有黃色的粉末)。
37.硫化氫氣體完全燃燒(在火焰上罩上干冷燒杯):火焰呈淡藍(lán)色,生成有刺激性氣味的氣體(燒杯內(nèi)壁有液滴生成)。
38.在集氣瓶中混合硫化氫和二氧化硫:瓶內(nèi)壁有黃色粉末生成。
39.二氧化硫氣體通入品紅溶液后再加熱:紅色褪去,加熱后又恢復(fù)原來顏色。
40.過量的銅投入盛有濃硫酸的試管,并加熱,反應(yīng)畢,待溶液冷卻后加水:有刺激性氣味的氣體生成,加水后溶液呈天藍(lán)色。
41.加熱盛有濃硫酸和木炭的試管:有氣體生成,且氣體有刺激性的氣味。
42.鈉在空氣中燃燒:火焰呈黃色,生成淡黃色物質(zhì)。
43.鈉投入水中:反應(yīng)激烈,鈉浮在水面,放出大量的熱使鈉溶成小球在水面上游動(dòng),有“嗤嗤”的響聲。
44.把水滴入盛有過氧化鈉固體的試管里,將帶火星的木條伸入試管口:木條復(fù)燃。
45.加熱碳酸氫鈉固體,使生成氣體通入澄清石灰水:澄清石灰水變渾濁。
46.氨氣與氯化氫相遇,有大量的白煙生成。
47.加熱氯化銨與氫氧化鈉的混合物:有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生。
48.加熱盛有固體氯化銨的試管:在試管口有白色晶體產(chǎn)生。
49.無色試劑瓶內(nèi)的濃硝酸受到陽光照射:瓶中空間部分顯棕色,硝酸呈黃色。
50.銅片與濃硝酸反應(yīng):反應(yīng)激烈,有紅棕色氣體產(chǎn)生。
51.銅片與稀硝酸反應(yīng):試管下端產(chǎn)生無色氣體,氣體上升逐漸變成紅棕色。
52.在硅酸鈉溶液中加入稀鹽酸,有白色膠狀沉淀生成。
53.在氫氧化鐵膠體中加硫酸鎂溶液:膠體變混濁。
54.加熱氫氧化鐵膠體:膠體變混濁。
55.將點(diǎn)燃的鎂條伸入盛有二氧化碳的集氣瓶中:劇烈燃燒,有黑色物質(zhì)附著于集氣瓶內(nèi)壁。
56.向硫酸鋁溶液中滴加氨水:生成蓬松的白色絮狀物質(zhì)。
57.向硫酸亞鐵溶液中滴加氫氧化鈉溶液:有白色絮狀沉淀生成,立即轉(zhuǎn)變?yōu)榛揖G色,一會(huì)兒又轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色沉淀。
58.向含F(xiàn)e3+的溶液中滴加KSCN溶液:溶液呈血紅色。
59.向硫化鈉水溶液中滴加氨水:溶液變混濁。S2-+Cl2=2Cl2-+S↓
60.向天然氣中加入少量肥皂液:泡沫逐漸減少,且有沉淀生成。
61.在空氣中點(diǎn)燃甲烷,并在火焰上放干冷燒杯:火焰呈淡藍(lán)色,燒杯內(nèi)壁有液滴生成。
62.光照甲烷與氯氣的混合氣體:黃綠色逐漸變淺,(時(shí)間較長容器壁有液滴生成)。
63.加熱(170℃)乙醇與濃鹽酸的混合物,并使產(chǎn)生的氣體通入溴水,通入酸性高錳酸鉀溶液:有氣體產(chǎn)生,溴水褪色,紫色逐漸變淺。
64.在空氣中點(diǎn)燃乙烯:火焰明亮,有黑煙產(chǎn)生,放出熱量。
65.在空氣中點(diǎn)燃乙炔:火焰明亮,有濃煙產(chǎn)生,放出熱量。
66.苯在空氣中燃燒:火焰明亮,并帶有黑煙。
67.乙醇在空氣中燃燒:火焰呈淡藍(lán)色。
68.將乙炔通入溴水:溴水褪去顏色。
69.將乙炔通入酸性高錳酸鉀溶液中,振蕩:紫色逐漸變淺,直至褪去。
70.苯與溴在有鐵粉做催化劑的條件下反應(yīng):有白霧產(chǎn)生,生成物油狀且?guī)в泻稚?/p>
71.將少量甲苯倒入適量的高錳酸鉀溶液中,振蕩:溶液紫色褪去。
72.將金屬鈉投入到盛有乙醇的試管中:有氣體放出。
73.在盛有少量苯酚的試管中滴加過量的濃溴水:有白色沉淀生成。
74.在盛有苯酚的試管中滴入幾滴三氯化鐵溶液,振蕩:溶液顯紫色。
75.乙醛與銀氨溶液在試管中反應(yīng):潔凈的試管壁附著一層光亮如鏡的物質(zhì)。
76.在加熱沸騰的情況下乙醛與新制的氫氧化銅反應(yīng):有紅色沉淀生成。
77.在適宜條件下乙醇和乙酸反應(yīng):有透明的帶香味的油狀液體生成。
78.蛋白質(zhì)遇到濃HNO3溶液:變成黃色。
79.紫色的石蕊試液遇堿:變成藍(lán)色。
80.無色酚酞試液遇堿:變成紅色。
十三、中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)廢氣廢液處理十五法
1.溶解法
在水或其它溶劑中溶解度特別大或比較大的氣體,只要找到合適的溶劑,就可以把它們完全或大部分溶解掉。
2.燃燒法
部分有害的可燃性氣體,只需在排放口點(diǎn)火燃燒即可消除污染。。對(duì)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)中廢棄的有機(jī)溶劑,大部分可加以回收利用,少部分可以燃燒處理掉,某些在燃燒時(shí)可能產(chǎn)生有害氣體的廢物,必須用配有洗滌有害廢氣的裝置燃燒。
3.中和法:
對(duì)于那些酸性或堿性較強(qiáng)的氣體,可選用適當(dāng)?shù)膲A或酸進(jìn)行中和吸收。對(duì)于含酸或堿類物質(zhì)的廢液,如濃度較大時(shí),可利用廢堿或廢酸相互中和,再用pH試紙檢驗(yàn),若廢液的pH在5.8~8.6之間,如此廢液中不含其它有害物質(zhì),則可加水稀釋至含鹽濃度在5%以下排出。
4.吸附法
一般說來,選用適當(dāng)?shù)奈絼,便可消除一些有害氣體的外逸和釋放。對(duì)于那些毒害不大的氣體或劑量小的氣體,僅用木炭粉或脫脂棉即可。對(duì)于難以燃燒的或可燃性的低濃度有機(jī)廢液,可選用具有良好吸附性的物質(zhì),使廢液被充分吸收后,與吸附劑一起焚燒。
5.氧化法
一些具有還原性或還原性較強(qiáng)的氣體物質(zhì),可選用適當(dāng)?shù)难趸瘎┻M(jìn)行處理。
6.配合法
有些氣體分子中有與一些金屬離子有較強(qiáng)配合能力的配位基,可用適當(dāng)?shù)慕饘冫}類進(jìn)行配合性吸收。
7.稀釋法
對(duì)于中學(xué)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的大量廢液,其中大部分是無毒無害的,可采用稀釋的方法理。
8.密封法
對(duì)于某些僅有少量有害氣體逸出的實(shí)驗(yàn),只須把體系密封即可,勿需進(jìn)行專門的吸收處理。
9.沉淀法
這種方法一般用于處理含有害金屬離子的無機(jī)類廢液。處理方法是:在廢液中加入合適的試劑,使金屬離子轉(zhuǎn)化為難溶性的沉淀物,然后進(jìn)行過濾,將濾出的沉淀物妥善保存,檢查濾液,確證其中不含有毒物質(zhì)后,才可排放。
10.蒸餾法
對(duì)于有機(jī)溶劑摩液應(yīng)盡可能采用蒸餾方法加以回收利用。若無法回收,可分批少量加以焚燒處理。切忌直接倒入實(shí)驗(yàn)室的水槽中。
11.分解法
對(duì)于含氰化物廢液,可采用此法處理。將廢液調(diào)至成堿性(pH>10)后,通入氯氣和加入次氯酸鈉(漂白粉),使氰化物分解成氮?dú)夂投趸肌?/p>
12.萃取法
對(duì)于含水的低濃度有機(jī)廢液,用與水不相混的正己烷之類揮發(fā)性溶劑進(jìn)行萃取,分離出溶劑后,把它進(jìn)行焚燒。再用吹入空氣的方法將水層中的溶劑吹出。
13.水解法
對(duì)于有機(jī)酸或無機(jī)酸的酯類,以及部分有機(jī)磷化物等容易發(fā)生水解的物質(zhì),可加入氫氧化鈉或氫氧化鈣,在室溫或加熱條件下進(jìn)行水解。水解后,若廢液無毒時(shí),把它中和,稀釋后即可排放。如果含有害物質(zhì)時(shí),用吸附方法加以處理。
14.離子交換法
對(duì)于某些無機(jī)類廢液,可采用離子交換法處理。例如,含Pb2+的廢液,使用強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂,幾乎能把它們完全除去。若要處理鐵的含氰配合物廢液,也可采用離子交換法。
15.生化法
對(duì)于含有乙醇、乙酸、動(dòng)植物性油脂、蛋白質(zhì)及淀粉等稀溶液,可用活性污泥之類東西并吹入空氣進(jìn)行處理。因?yàn)樯鲜鑫镔|(zhì)易被微生物分解,其稀溶液經(jīng)用水稀釋后即可排放。
化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。由于平時(shí)學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作和基本技能的訓(xùn)練不夠,有些學(xué)生動(dòng)手之前也沒有好好想一想,因而做化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí),就容易犯這樣那樣的錯(cuò)誤。這些錯(cuò)誤雖然簡單,但易被人忽視,又對(duì)實(shí)驗(yàn)有相當(dāng)大的影響。本人做過一段時(shí)化學(xué)間的實(shí)驗(yàn)員,現(xiàn)羅列一些學(xué)生常見的錯(cuò)誤,以資參考。
十四、中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中學(xué)生常見的錯(cuò)誤
1.加熱固體物質(zhì)用排水法收集氣體時(shí),實(shí)驗(yàn)完畢,先移酒精燈,后把導(dǎo)管從水中取出,使水倒流,試管破裂。
2.把試管里的物質(zhì)加熱,沒有將試管夾夾在離管口1/3的位置,而是夾在試管的中部。
3.傾倒液體時(shí),掌心沒有對(duì)著瓶上標(biāo)簽,試劑瓶蓋沒有倒放在桌子上。.
4.用量具(量筒和滴定管等)量取液體時(shí),視線往往在上方,量出液體的體積比實(shí)際體積大。沒有掌握“量具上的刻線和液體凹面的最低點(diǎn)應(yīng)在同一水平線上”的讀法。
5.檢查裝置氣密性時(shí),沒有將導(dǎo)管先插入水里,或插入水中太深,氣體無法逸出。
6.使用滴管時(shí),將滴管口伸入試管并觸及試管內(nèi)壁。
7.在做實(shí)驗(yàn)時(shí),試劑瓶塞張冠李戴,如將盛氯化鋇溶液的滴瓶管放到盛稀硫酸的滴瓶上,或者相反,造成試劑污染。 .
8.藥品用量太多,如硝酸與銅反應(yīng),銅量太多,生成大量的毒氣,既影響健康又浪費(fèi)藥品。
9.用玻璃棒蘸取一種溶液后,沒有用蒸餾水洗干凈就去蘸取另一種溶液;或用藥匙取粉末藥品時(shí),沒有用紙將藥匙擦干凈,就去取另一種藥品,造成嚴(yán)重污染。
1 0.試驗(yàn)氨的溶解性時(shí),用濕的試管收集;檢驗(yàn)試管或集氣瓶是否充滿氨氣時(shí),紅色石蕊試紙沒有用水潤濕。
11.做中和滴定實(shí)驗(yàn)時(shí),將錐形瓶用蒸餾水洗了后又用待測試液洗,使待測溶液的實(shí)際用量大于用移液管所取的量,使所消耗的標(biāo)準(zhǔn)溶液的量增多,造成誤差。
l 2.用高錳酸鉀制取氧氣時(shí),沒有用棉花堵住試管口,使高錳酸鉀進(jìn)入導(dǎo)管污染水槽。
l 3.用排水法收集氧氣時(shí),將集氣瓶倒置在水中,集氣瓶沒有灌滿水或者根本沒有灌水。
14.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),沒有將所用玻璃器皿洗干凈,桌面也沒有整理好,影響下一節(jié)課的實(shí)驗(yàn)。
1.排列順序時(shí),分清是“由大到小”還是“由小到大”,類似的,“由強(qiáng)到弱”,“由高到低”,等等。
2.書寫化學(xué)方程式時(shí),分清是“=”還是“”,如一種鹽水解方程式一定用“”不能用“=”,其產(chǎn)物也不能標(biāo)“↓”或“↑”,弱酸、弱堿的電離一定要用“”不能用“=”。
3.別忽視題干中“混合物”、“化合物”、“單質(zhì)”等限制條件。
4.有單位的要寫單位,沒有單位的就不要寫了。如“溶解度”單位是克,卻不寫出,“相對(duì)分子質(zhì)量”、“相對(duì)原子質(zhì)量”無單位,卻加上“g”或“g.mol”。摩爾質(zhì)量有單位(g.mo1-1)卻不寫單位,失分。
5.要求寫“名稱”卻寫分子式或其他化學(xué)式,要求寫分子式或結(jié)構(gòu)式卻寫名稱。電子式、原子或離子結(jié)構(gòu)示意圖、結(jié)構(gòu)筒式、結(jié)構(gòu)式不看清,張冠李戴。要求寫離子方程式而錯(cuò)寫成化學(xué)方程式。
6.所有的稀有氣體都是單原子分子而誤認(rèn)為雙原子分子。
7.273℃與273K(不注意區(qū)分,是“標(biāo)況”還是“非標(biāo)況”,是“氣態(tài)”還是“液態(tài)”“固態(tài)”不分清楚。22.4L?mol-1的適用條件。注意三氧化硫、乙烷、己烷、水等物質(zhì)的狀態(tài)。區(qū)分液態(tài)氯化氫和鹽酸,液氨和氨水,液氯和氯水。
8.計(jì)算題中往往出現(xiàn)“將樣品分為兩等份”(或“從1000mL溶液中取出50mL”),最后求的是“原樣品中的有關(guān)的量”,你卻只求了每份中的有關(guān)量。
9.請注意選擇題“正確的是”,“錯(cuò)誤的是”兩種不同要求。請注意,做的正確,填卡時(shí)卻完全填反了,要十分警惕這種情況發(fā)生。
10.求氣體的“體積分?jǐn)?shù)”與“質(zhì)量分?jǐn)?shù)”不看清楚,失分。
11.描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象要全面,陸?杖轿挥^察。
12.表示物質(zhì)的量濃度不寫C(HCl),失分。
13.氣體溶解度與圓體溶解度表示方法、計(jì)算方法混為一談。(標(biāo)況下,將20L,氨氣溶解在1L水中,……)
14.表示離子電荷與元素化合價(jià)混為一談。
15.原電池正負(fù)極不清,電解池、電鍍池陰陽極不清,電極反應(yīng)式寫反了。
16.求“轉(zhuǎn)化率”、“百分含量”混淆不清。
17.兩種不同體積不同濃度同種溶液混和,總體積是否可以加和,要看題目情景和要求。
18.化學(xué)計(jì)算常犯錯(cuò)誤如下:①分子式寫錯(cuò)②化學(xué)方程式寫錯(cuò)或不配平或配平有錯(cuò)③用關(guān)系式計(jì)算時(shí),物質(zhì)的量關(guān)系式不對(duì),以上情況發(fā)生,全扣分④分子量算錯(cuò)⑤討論題,缺討論過程,扣相當(dāng)多的分⑥給出兩種反應(yīng)的量,不考慮一反應(yīng)物過量(要有判斷過程)⑦要求寫出計(jì)算規(guī)范過程:解、設(shè)未知量、方程式或關(guān)系式,計(jì)算比例關(guān)系、比例式主要計(jì)算過程、答、單位、有的題目還要寫出推理過程,不要省略步驟,計(jì)算過程要帶單位。注意題中對(duì)有效數(shù)字的隱性要求。
19.推斷題。請注意根據(jù)題意,無機(jī)物、有機(jī)物均應(yīng)考慮(全面,綜合)。
20.要注意試題中小括號(hào)內(nèi)的話,專門看。
2l.回答簡答題,一定要避免“簡單化”,要涉及原理,應(yīng)該有因有果,答到“根本”。
22.看準(zhǔn)相對(duì)原子質(zhì)量,cu是63.5還是64,應(yīng)按卷首提供的用。
23.mA(s)+n B(g)pC(1)+qD(g)這種可逆反應(yīng),加壓或減壓,平衡移動(dòng)只考慮其中的氣態(tài)物質(zhì)(g)的化學(xué)計(jì)量數(shù)。
24.配平任何方程式,最后都要進(jìn)行“系數(shù)化簡”。書寫化學(xué)反應(yīng)方程式,反應(yīng)條件必須寫,而且寫正確。氧化―還原反應(yīng)配平后,得失電子要相等,離子反應(yīng)電荷要守恒,不搞假配平。有機(jī)化學(xué)方程式未用“→”熱化學(xué)反應(yīng)方程式不漏寫物質(zhì)的聚集狀態(tài),不漏寫反應(yīng)熱的“+”或“―”,反應(yīng)熱的單位是kJ?mol-1。
25.有機(jī)結(jié)構(gòu)簡式中原子間的連結(jié)方式表達(dá)正確,不要寫錯(cuò)位。結(jié)構(gòu)簡式有多種,但是碳碳鍵、官能團(tuán)不要簡化,酯基、羧基的各原子順序不要亂寫,硝基、氨基寫時(shí)注意碳要連接在N原子上。如,COOHCH2CH2OH(羧基連接錯(cuò)),CH2CHCOOH(少雙鍵)等(強(qiáng)調(diào):在復(fù)雜化合物中酯基、羧基最好不要簡化);瘜W(xué)用語中文名稱不能寫錯(cuò)別字。如,“酯化”不能寫成“脂化”,“羧基”不能寫成“酸基”。酯化反應(yīng)的生成物不漏寫“水”、縮聚反應(yīng)的生成物不漏寫“小分子”。
26.遇到做過的類似題,一定不要得意忘形,結(jié)果反而出錯(cuò),一樣要鎮(zhèn)靜、認(rèn)真解答,不要思維定勢;碰到難題決不能一下子“蒙”了,要知道,機(jī)會(huì)是均等的,要難大家都難。應(yīng)注意的是,難度大的試題中也有易得分的小題你應(yīng)該得到這分。
27.化學(xué)考題難易結(jié)合,波浪型發(fā)展。決不能認(rèn)為前面的難,后面的更難!有難有易,難題或較難題中一定有不少可以得分的地方,不可放棄。
28、解題時(shí),切莫在某一個(gè)“較難”或“難”的考題上花去大量的寶貴時(shí)間,一個(gè)10分左右的難題,用了30多分鐘甚至更多時(shí)間去考慮,非常不合算,不合理。如果你覺得考慮了幾分鐘后還是無多少頭緒,請不要緊張、心慌,暫把它放在一邊,控制好心態(tài),去解答其他能夠得分的考題,先把能解決的考題先解決。再回過頭來解決它,找到了感覺,思維活躍了,很可能一下子就想通了,解決了。
29.解推斷題,實(shí)驗(yàn)題。思維一定要開闊、活躍,聯(lián)想性強(qiáng)。切不可看了后面的文字,把前面的話給忘了,不能老是只從一個(gè)方面,一個(gè)角度去考慮,應(yīng)該是多方位、全方位進(jìn)行考慮。積極地從考題中字字、句句中尋找出“突破口”。
30.考試時(shí)切忌“反常”,仍然是先易后難,先做一卷,后做二卷。
化學(xué)考前秘籍錄一絕版珍藏
Na2O2:78 Na2CO3:106 NaHCO3:84 Na2SO4:142
BaSO4:233 Al(OH)3:78 C6H12O6:180
常用換算
一、常用分子量
5.6L――0.25 mol 2.8L――0.125 mol 15.68L――0.7 mol
20.16L――0.9 mol 16.8L――0.75mol
常用反應(yīng)
Al3++4OH+=AlO2?+2H2O
3AlO2?+Al3++6H2O=4Al(OH)3
2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2 △m=56g
2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2 △m=4g
AlO2?+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3?
2NaCl+MO2+3H2SO42NaHSO4+MnSO4+Cl2↑+2H2O
特殊反應(yīng)
2F2+2H2O=4HF+O2
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
常用俗名與分子式
綠礬――FeSO4?7H2O
常用“氣”
煤氣:CO 水煤氣:H2、CO 爐氣:SO2、O2、N2
焦?fàn)t氣:H2、CH4等 高爐煤氣:CO、CO2、N2
裂解氣:CH2=CH2、CH3CH=CH2、CH2=CH―CH=CH2等
常用電子式
二、(A:NaHCO3、(NH4)CO3、NH4HCO3、NaCl(aq))
A↓(白)+↑(無色)(A:CaC2、AlS3、Mg3N2)
ABC(A:S、H2S、N2、Na、醇)
A↑(A:銨鹽、Al、Si、CH3COONa)
A(A:氯化物)
CAB(A:Al、(NH4)2CO3、NH4HCO3、NaHCO3、NaHS、(NH4)2S、NH4HS、氨基酸)
中學(xué)化學(xué)常見氣體單質(zhì):H2、O2、N2、Cl2、(F2)
固體單質(zhì):S、Na、Mg、Al、Fe、Cu
液體單質(zhì):Br2
中學(xué)化學(xué)常見化合物:NaCl、NaOH、Na2CO3、NaHCO3、FeCl2、FeCl3、H2SO4、HCl、CaCO3、SO2、H2O、NO、NO2、HNO3
三、能使溴水褪色的:
能與氫氣加成的:
能與NaOH反應(yīng)的:
同分異構(gòu)體:醇―醚 CnH2n+2Ox
醛―酮―環(huán)氧烷(環(huán)醚) CnH2nO
羧酸―酯―羥基醛 CnH2nO2
氨基酸一硝基烷
四、基本操作
2007年高考化學(xué)必考知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
作為基礎(chǔ)學(xué)科知識(shí)內(nèi)容考查的依據(jù),心下所列的知識(shí)點(diǎn)在近10年內(nèi)的化學(xué)高考命題中呈現(xiàn)率達(dá)90%以上希望同學(xué)們在臨考的復(fù)習(xí)中能一一對(duì)照未鞏固相應(yīng)的基礎(chǔ),如果某些點(diǎn)的認(rèn)識(shí)不夠,建議重溫相應(yīng)的教材和教學(xué)資料,確保該內(nèi)容的高得分率。
1.氧化還原相關(guān)概念和應(yīng)用
(1)借用熟悉的H2還原CuO來認(rèn)識(shí)5對(duì)相應(yīng)概念
(2)氧化性、還原性的相互比較
(3)氧化還原方程式的書寫及配平
(4)同種元素變價(jià)的氧化還原反應(yīng)(歧化、歸中反應(yīng))
(5)一些特殊價(jià)態(tài)的微粒如H、Cu、Cl、Fe、S2O32?的氧化還原反應(yīng)
(6)電化學(xué)中的氧化還原反應(yīng)
2、物質(zhì)結(jié)構(gòu)、元素周期表的認(rèn)識(shí)
(1)主族元素的陰離子、陽離子、核外電子排布
(2)同周期、同主族原子的半徑大小比較
(3)電子式的正確書寫、化學(xué)鍵的形成過程、化學(xué)鍵、分子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)
(4)能畫出短周期元素周期表的草表,理解“位―構(gòu)―性”。
3.熟悉阿伏加德羅常數(shù)NA?疾榈奈⒘(shù)止中固體、得失電子、中子數(shù)等內(nèi)容。
4.熱化學(xué)方程式的正確表達(dá)(狀態(tài)、計(jì)量數(shù)、能量關(guān)系)
5.離子的鑒別、離子共存
(1)離子因結(jié)合生成沉淀、氣體、難電離的弱電解質(zhì)面不能大量共存
(2)因相互發(fā)生氧化還原而不能大量共存
(3)因雙水解、生成絡(luò)合物而不能大量共存
(4)弱酸的酸式酸根離子不能與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿大量共存
(5)題設(shè)中的其它條件:“酸堿性、顏色”等
6.溶液濃度、離子濃度的比較及計(jì)算
(1)善用微粒的守恒判斷(電荷守衡、物料守衡、質(zhì)子守衡)
(2)電荷守恒中的多價(jià)態(tài)離子處理
7.pH值的計(jì)算
(1)遵循定義(公式)規(guī)范自己的計(jì)算過程
(2)理清題設(shè)所問的是“離子”還是“溶液”的濃度
(3)酸過量或堿過量時(shí)pH的計(jì)算(酸時(shí)以H+濃度計(jì)算,堿時(shí)以O(shè)H?計(jì)算再換算)
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
8.化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡
(1)能計(jì)算反應(yīng)速率、理解各物質(zhì)計(jì)量數(shù)與反應(yīng)速率的關(guān)系
(2)理順“反應(yīng)速率”的“改變”與“平衡移動(dòng)”的“辯證關(guān)系”
(3)遵循反應(yīng)方程式規(guī)范自己的“化學(xué)平衡”相關(guān)計(jì)算過程
(4)利用等效平衡”觀點(diǎn)來解題
9.電化學(xué)
(1)能正確表明“原電池、電解池、電鍍池”及變形裝置的電極位置
(2)能寫出各電極的電極反應(yīng)方程式。
(3)了解常見離子的電化學(xué)放電順序。
(4)能準(zhǔn)確利用“得失電子守恒”原則計(jì)算電化學(xué)中的定量關(guān)系
10.鹽類的水解
(1)鹽類能發(fā)生水解的原因。
(2)不同類型之鹽類發(fā)生水解的后果(酸堿性、濃度大小等)。
(3)鹽類水解的應(yīng)用或防止(膠體、水凈化、溶液制備)。
(4)對(duì)能發(fā)生水解的鹽類溶液加熱蒸干、灼燒的后果。
(5)能發(fā)生完全雙水解的離子反應(yīng)方程式。
11.C、N、O、S、Cl、P、Na、Mg、A1、Fe等元素的單質(zhì)及化合物
(1)容易在無機(jī)推斷題中出現(xiàn),注意上述元素的特征反應(yīng)
(2)注意N中的硝酸與物質(zhì)的反應(yīng),其體現(xiàn)的酸性、氧化性“兩作為”是考查的的重點(diǎn)
(3)有關(guān)Al的化合物中則熟悉其兩性反應(yīng)(定性、定量關(guān)系)。
(4)有關(guān)Fe的化合物則理解Fe2+和Fe3+之間的轉(zhuǎn)化、Fe3+的強(qiáng)氧化性。
(5)物質(zhì)間三角轉(zhuǎn)化關(guān)系。
12.有機(jī)物的聚合及單體的推斷
(1)根據(jù)高分子的鏈節(jié)特點(diǎn)準(zhǔn)確判斷加聚反應(yīng)或縮聚反應(yīng)歸屬
(2)熟悉含C=C雙鍵物質(zhì)的加聚反應(yīng)或縮聚反應(yīng)歸屬
(3)熟悉含(―COOH、―OH)、(―COOH、―NH2)之間的縮聚反應(yīng)
13.同分異構(gòu)體的書寫
(1)請按官能團(tuán)的位置異構(gòu)、類別異構(gòu)和條件限制異構(gòu)順序一個(gè)不漏的找齊
(2)本內(nèi)容最應(yīng)該做的是作答后,能主動(dòng)進(jìn)行一定的檢驗(yàn)
14.有機(jī)物的燃燒
(1)能寫出有機(jī)物燃燒的通式
(2)燃燒最可能獲得的是C和H關(guān)系
15.完成有機(jī)反應(yīng)的化學(xué)方程式
(1)有機(jī)代表物的相互衍變,往往要求完成相互轉(zhuǎn)化的方程式
(2)注意方程式中要求表示物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式、表明反應(yīng)條件、配平方程式
16.有機(jī)物化學(xué)推斷的解答(“乙烯輻射一大片,醇醛酸酯一條線”)
(1)一般出現(xiàn)以醇為中心,酯為結(jié)尾的推斷關(guān)系,所以復(fù)習(xí)時(shí)就熟悉有關(guān)“醇”和“酯”的性質(zhì)反應(yīng)(包括一些含其他官能團(tuán)的醇類和酯)。
(2)反應(yīng)條件體現(xiàn)了有機(jī)化學(xué)的特點(diǎn),請同學(xué)們回顧有機(jī)化學(xué)的一般條件,從中歸納相應(yīng)信息,可作為一推斷有機(jī)反應(yīng)的有利證據(jù)。
(3)從物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)前后的官能團(tuán)差別,推導(dǎo)相關(guān)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。
17.化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置與基本操作
(1)常見物質(zhì)的分離、提純和鑒別。
(2)常見氣體的制備方法。
(3)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)。
18.化學(xué)計(jì)算
(1)近年來,混合物的計(jì)算所占的比例很大(90%),務(wù)必熟悉有關(guān)混合物計(jì)算的一般方式(含討論的切入點(diǎn)),注意單位與計(jì)算的規(guī)范。
(2)回顧近幾次的綜合考試,感受“守恒法“在計(jì)算題中的暗示和具體計(jì)算時(shí)的優(yōu)勢。
化學(xué)計(jì)算中的巧妙方法小結(jié):
得失電子守恒法、元素守恒法、電荷守恒法、最終溶質(zhì)法、極值法、假設(shè)驗(yàn)證法等。
中學(xué)化學(xué)常見化學(xué)反應(yīng)
化學(xué)反應(yīng)是化學(xué)科學(xué)的主要研究對(duì)象,同時(shí)又是是化學(xué)學(xué)科或理科綜合高考的一個(gè)重要考點(diǎn)。如何深入地理解和掌握這一知識(shí)點(diǎn)是本文所要解決的主要問題。以往對(duì)化學(xué)反應(yīng)的分類小結(jié)大多集中在對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的整理方面。對(duì)高考沒有太大的指導(dǎo)意義。要把化學(xué)反應(yīng)的研究上升到指導(dǎo)高考的層面上,除了做到對(duì)化學(xué)反應(yīng)縱向的擴(kuò)展之外,還必須深入研究化學(xué)反應(yīng)在橫向?qū)用嫔系囊恍┮?guī)律。
1.無機(jī)中的化合反應(yīng)
金屬+氧氣→金屬氧化物:2Mg+O22MgO
非金屬+氧氣→非金屬氧化物:4P+5O22P2O5
非金屬+氫氣→非金屬氫化物:
N2+3H22NH3
非金屬+其他非金屬:
2P+3Cl22PCl3;2P+5Cl22PCl5
氧化物+氧氣:2SO2+O22SO3
還原性酸或鹽+氧氣:2Na2SO3+O2=2Na2SO4
堿性氧化物+水→堿:CaO+H2O=Ca(OH)2
酸性氧化物+水→酸:P2O5+3H2O(熱)=2H3PO4
氨氣+水:NH3+H2O=NH3?H2O
鹽+水:CuSO4+5H2O=CuSO4?5H2O
酸性氧化物+堿性氧化物→含氧酸鹽:
CaO+SiO2=CaSiO3
氨+酸→銨鹽:NH3+HCl=NH4Cl
酸性氧化物+堿→酸式鹽:CO2+NaOH=NaHCO3
正鹽+相應(yīng)的酸→酸式鹽:
金屬+鹽:Fe+2FeCl3=3FeCl2
鹽或堿+氧化劑:2FeCl2+Cl2=2FeCl3;4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
其他化合反應(yīng):
2.有機(jī)中的化合反應(yīng)
本內(nèi)容在總結(jié)規(guī)律,以下各反應(yīng)的條件都已略去。
水化反應(yīng):CH2=CH2+H2O→CH3―CH2OH
加成反應(yīng):CH2=CH2+Br2→CH2Br―CH2Br
還原反應(yīng):R―CHO+H2→R―CH2OH
氧化反應(yīng):2CH2=CH2+O2→2CH3CHO;2CH3CHO+O2→2CH3COOH
油脂的硬化:(化學(xué)方程式略)
加聚反應(yīng):
3.中學(xué)化學(xué)中的分解反應(yīng)
不溶性堿受熱→金屬氧化物(或堿性氧化物)+水:
2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O
銨鹽、氨水分解→氨氣:
(NH4)2CO32NH3↑+H2O+CO2↑;NH4ClNH3↑+HCl;NH3?H2O2NH3↑+H2O
不穩(wěn)定性酸分解→酸性氧化物+水
H2SO3=H2O+SO2↑
硝酸、硝酸鹽分解→都有氧氣放出
4HNO34NO2↑+2H2O+O2↑
2KNO32KNO2+O2↑
碳酸鹽和碳酸氫鹽分解→都放出二氧化碳
CaCO3CaO+CO2↑;2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
不溶性鹵化銀分解→都生成銀和鹵素單質(zhì):
2AgX2Ag+X2 (X=Cl、Br、I)
4.其他分類方法
(1)酸分解:如H2SO4、H2CO3、HNO3的分解。
(2)堿分解:如Cu(OH)2、Al(OH)3、Fe(OH)3、NH3?H2O的分解。
(3)鹽分解
①酸式鹽分解:如NH4HCO3、NaHCO3的分解。
②堿式鹽分解:Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2↑
③正鹽分解:如(NH4)2CO3、NH4Cl、KNO3、Cu(NO3)2、AgNO3、CaCO3、不溶性AgX的分解。
④含水鹽分解:CuSO4?5H2OCuSO4+5H2O
藍(lán)色 白色
(4)氧化物分解:2HgO2Hg+O2↑
(5)其他
5.需要高溫才能發(fā)生的反應(yīng)
以下方程式中的溫度條件大多已略去。
2C+SiO2=Si+2CO↑
C(赤熱)+H2O(g)=H2+CO
CO+H2O=CO2+H2
3C+2Fe2O3=4Fe+3CO2↑
SiO2+2H2=Si+2H2O
SiO2+CaO=CaSiO3
SiO2+CaCO3=CaSiO2+CO2↑
SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2↑
Fe2O3+Al=Al2O3+2Fe
Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2
3Fe+4H2O=Fe3O4+4H2
4FeS+H2O=2Fe2O3+8SO2
CaCO3CaO+CO2
N2+3H22NH3
Al(OH)3Al3++3OH?:有時(shí)還可以為H2AlO3H++AlO2?+H2O
水的電離:H2O+H2OH3O++OH? 簡寫為H2OH++OH?
液氨的電離:
NH3+NH3NH4++NH2+(自偶電離)
鹽的水解:(酸根)多元水解一級(jí)為主:堿根水解一步寫。
如碳酸鈉的水解:CO32?+H2OHCO3?+OH?
明礬的水解:Al3++3H2OAl(OH)3+3H+
脂的水解:CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH
酸性氧化物―水:CO2+H2OH2CO3;SO2+H2OH2SO3
單質(zhì)―水:Cl2+H2OHCl+HClO
顏色反應(yīng):I2(紫色)+H22HI(無色)
2NO2(紅棕色)N2O4(無色)
4FeS+7O22Fe2O3+4SO2
回顧2006年全國統(tǒng)一高考《理科綜合測試卷》卷II的第28題我們會(huì)發(fā)現(xiàn),它所涉及的3個(gè)高溫下的反應(yīng)其實(shí)就是本小結(jié)的第2、第3、第10個(gè)反應(yīng)。難怪部分學(xué)生在高考結(jié)束后回學(xué)校填報(bào)志愿時(shí),興高采烈地對(duì)我說:“老師,簡直太爽了,你幾乎為我們猜到了1個(gè)原題。高考前三天我們都還在寫,那幾個(gè)方程式我們發(fā)揮得都相當(dāng)好!靶牢恐辔腋械,那并不是因?yàn)槲疑朴诓聣焊呖碱},而是由于我不輕易放過每一個(gè)規(guī)律。
6.中學(xué)化學(xué)中常見的可逆反應(yīng)
酸的電離,多元弱酸分步寫,例如:
H3PO4H++H2PO4?
H2PO4?H++HPO42?
HPO32?H++PO43?
堿的電離,多元弱堿一步寫,譬如:
Fe3++nSCN?[Fe(SCN)n]?7?n (n=1~6)
可逆電池,紐扣電池(向右代表放電,相當(dāng)于原電池:向左代表充電,相當(dāng)于電解池)
Zn+Ag2O+H2OZn(OH)2+2Ag
其他反應(yīng):
NH3?H2ONH4?+OH?
N2+3H22NH3
SO2+O22SO3
3Fe+4H2OFe3O4+4H2
從上述列舉不難看出,要想獲得對(duì)高考的指導(dǎo)性意義,必須對(duì)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行深入的研究。
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
wineducation.cn
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報(bào)平臺(tái) | 網(wǎng)上有害信息舉報(bào)專區(qū) | 電信詐騙舉報(bào)專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報(bào)專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報(bào)專區(qū)
違法和不良信息舉報(bào)電話:027-86699610 舉報(bào)郵箱:58377363@163.com