3.反應條件和反應試劑對有機反應的影響
(1)反應條件
(催化劑時苯環(huán)上取代)
(光照或加熱時飽和碳上取代)
CH2=CH-CH3+Cl2CH2=CH-CH2-Cl+HCl
CH2=CH-CH3+HBr (氫加在含氫較多碳原子上,符合馬氏規(guī)則)
CH2=CH-CH3+HBrCH3-CH2-CH2-Br(反馬氏加成)
(2)溫度不同
2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+H2O
(2)溶劑影響
CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH CH3CH2Br+NaOHCH2=CH2↑+NaBr+H2O
(3)試劑濃度影響
CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O
CH3COOCH2CH3+H2OCH3COOH+CH3CH2OH
(3)溶液酸堿性影響
R-OH+HXR-X+H2O R-X+H2OR-OH+HX
CH3COOCH2CH3+H2OCH3COOH+CH3CH2OH
CH3COOCH2CH3+NaOHCH3COONa+CH3CH2OH
2.常見試劑的常見反應
(1)溴單質(zhì)
① 只能是液溴: 與飽和碳原子上氫的取代反應(光照或加熱)
與苯環(huán)上氫的取代反應(催化劑)
② 可以是溴水(或溴的四氯化碳溶液): 不飽和烴(烯烴或炔烴)的加成反應
酚類物質(zhì)中苯環(huán)上的取代反應
含醛基物質(zhì)的氧化反應
(2)NaOH
① NaOH水溶液: 鹵代烴的取代反應(1 mol與苯環(huán)直接相連的鹵原子水解需2 mol NaOH)
酯的水解反應(1 mol 酚酯消耗2 mol NaOH)
與羧酸或酚羥基的中和反應
蛋白質(zhì)或多肽的水解
② NaOH醇溶液:鹵代烴的消去反應
(3)新制Cu(OH)2懸濁液: 與羧酸的反應
含醛基物質(zhì)的氧化反應
(4)銀氨溶液:含醛基物質(zhì)的氧化反應
(5)H2SO4: 作催化劑:苯的硝化或醇的消去反應;酯或蛋白質(zhì)的水解反應
反應物:苯的磺化反應;與醇的酯化反應
強酸性:與CH3COONa加熱蒸餾制CH3COOH
(6)酸性高錳酸鉀: 烯烴、炔烴等不飽和烴的氧化反應
苯環(huán)側(cè)鏈(與苯環(huán)相連的第一個碳上有氫)的氧化反應
醇的氧化反應
含醛基物質(zhì)的氧化反應
(7)FeCl3:含酚羥基物質(zhì)的顯色反應
(8)HNO3: 苯的硝化反應(苯與濃硫酸、濃硝酸的混酸反應)
遇蛋白質(zhì)顯黃色(蛋白質(zhì)分子中含苯環(huán)
與甘油、纖維素等的酯化反應
1.三類物質(zhì)中氫的活潑性比較
|
Na(置換) |
NaOH(中和) |
Na2CO3 |
NaHCO3 |
C2H5-OH |
H2↑ |
-- |
-- |
-- |
C6H5-OH |
H2↑ |
C6H5ONa |
NaHCO3
|
-- |
CH3COOH |
H2↑ |
CH3COONa |
CO2↑ |
CO2↑ |
4.一些特殊類型的反應
(1)化合物+單質(zhì)化合物+化合物
Cl2+H2OHCl+HClO 2H2S+3O22SO2+2H2O
4NH3+5O24NO+6H2O CH4+2O2CO2+2H2O
(2)化合物+化合物化合物+單質(zhì)
4NH3+6NO5N2+6H2O 2H2S+SO23S+2H2O
2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑ NaH+H2ONaOH+H2↑
2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2 CO+H2OCO2+H2
(3)一些特殊化合物與水的反應
① 金屬過氧化物:2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑
② 金屬氮化物:Mg3N2+3H2O3Mg(OH)2+2NH3↑
③ 金屬硫化物:Al2S3+6H2O2Al(OH)3+3H2S↑
CaS+2H2OCa(OH)2+H2S↑
④ 金屬碳化物:CaC2+2H2OCa(OH)2+C2H2↑
Al4C3+12H2O4Al(OH)3+3CH4↑
⑤ 金屬氫化物:NaH+H2ONaOH+H2↑
⑥ 金屬磷化物:Ca3P2+6H2O3Ca(OH)2+2PH3↑
⑦ 非金屬的鹵化物:NCl3+3H2ONH3+3HClO PCl3+3H2OH3PO3+3HCl
SiCl4+3H2OH2SiO3+4HCl SOCl2+H2O2HCl+SO2↑
(4)雙水解反應
① Al3+(或Fe3+)與HCO3–、CO32–:Al3++3HCO3–Al(OH)3↓+3CO2↑
2Al3++3CO32–+3H2O2Al(OH)3↓+3CO2↑
② Al3+與HS–、S2–:Al3++3HS–+3H2OAl(OH)3↓+3H2S↑
2Al3++3S2–+6H2O2Al(OH)3↓+3H2S↑
③ Al3+與AlO2–:Al3++3AlO2–+6H2O4Al(OH)3↓
(5)一些高溫下的反應
3Fe+4H2OFe3O4+4H2↑ 2Al+Fe2O32Fe+Al2O3
C+H2OCO+H2 CaCO3CaO+CO2↑
CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑ Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑
(6)能連續(xù)被氧化的物質(zhì)
① 單質(zhì):NaNa2ONa2O2 CCOCO2
N2NONO2 PP2O3P2O5 SSO2SO3
② 化合物:CH4COCO2 NH3NONO2
H2SS(或SO2)SO2SO3 CH3CH2OCH3CHOCH3COOH
CH3OHHCHOHCOOHCO2
3.有一些特別值得注意的反應
(1)單質(zhì)+化合物1化合物2
2FeCl2+Cl22FeCl3 4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
2Na2SO3+O22Na2SO4 2FeCl3+Fe3FeCl2
(2)難溶性酸、堿的分解
H2SiO3SiO2+H2O Mg(OH)2MgO+H2O
2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O 2Al(OH)3Al2O3+3H2O
(3)不穩(wěn)定性酸、堿的分解
2HClO2HCl+O2↑ 4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O
NH3·H2ONH3↑+H2O H2SO3SO2↑+H2O
(4)不穩(wěn)定性鹽的分解
NH4ClNH3↑+HCl↑ 2AgBr2Ag+Br2
CaCO3CaO+CO2↑ 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O;
(5)金屬置換金屬:Fe+Cu2+Cu+Fe2+、2Al+Fe2O32Fe+Al2O3
(6)金屬置換非金屬:2Na+2H2O2NaOH+H2↑ Zn+2H+Zn2++H2↑
2Mg+CO22MgO+C 3Fe+4H2OFe3O4+4H2↑
(7)非金屬置換非金屬:2F2+2H2O4HF+O2 Cl2+H2S(HBr、HI)2HCl+S(Br2、I2)
2C+SiO2Si+2CO↑ C+H2OCO+H2
3Cl2+2NH3N2+6HCl Si+4HFSiF4+2H2
(8)非金屬置換金屬:H2+CuOCu+H2O C+2CuO2Cu+CO2↑
2.中學化學中的氣體
(1)常見氣體單質(zhì):H2、N2、O2、Cl2
(2)有顏色的氣體:Cl2(黃綠色)、溴蒸氣(紅棕色)、NO2(紅棕色)。
(3)易液化的氣體:NH3、Cl2、SO2。
(4)有毒的氣體:F2、O3、HF、Cl2、H2S、SO2、CO、NO(NO、CO均能與血紅蛋白失去攜氧能力)、NO2(制備時需在通風櫥內(nèi)進行)。
(5)極易溶于水的氣體:NH3、HCl、HBr;易溶于水的氣體:NO2、SO2;能溶于水的氣體:CO2、Cl2。
(6)具有漂白性的氣體:Cl2(潮濕)、O3、SO2。
注意:Cl2(潮濕)、O3因強氧化性而漂白(潮濕Cl2中存在HClO);SO2因與有色物質(zhì)化合生成不穩(wěn)定無色物質(zhì)而漂白;焦碳因多孔結(jié)構(gòu),吸附有色物質(zhì)而漂白。
(7)能使石蕊試液先變紅后褪色的氣體為:Cl2(SO2使石蕊試液顯紅色)。
(8)能使品紅溶液褪色的氣體:SO2(加熱時又恢復紅色)、Cl2(加入AgNO3溶液出現(xiàn)白色沉淀)。
(9)能使無水硫酸銅變藍的氣體:水蒸氣。
(10)能使?jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚰堊兯{的氣體:Cl2、Br2、NO2、O3。
(11)不能用濃硫酸干燥的氣體:NH3、H2S、HBr、HI。
(12)不能用無水CaCl2干燥的氣體:NH3(原因:生成:CaCl2·8NH3)。
1.中學化學中的顏色
(1)焰色反應:Na+(黃色)、K+(紫色,透過藍色鈷玻璃)
(2)有色溶液:Fe2+(淺綠色)、Fe3+(黃色)、Cu2+(藍色)、MnO4–(紫紅色)、Fe(SCN)3(血紅色)
(3)有色固體:紅色:Cu、Cu2O、Fe2O3;紅褐色固體:Fe(OH)3;藍色固體:Cu(OH)2;黑色固體:CuO、FeO、FeS、CuS、Cu2S、Ag2S、PbS;淺黃色固體:S、Na2O2、AgBr;黃色固體:AgI、Ag3PO4(可溶于稀硝酸);白色固體:Fe(OH)2、CaCO3、BaSO4、AgCl、BaSO3等。
(4)反應中的顏色變化
① Fe2+與OH–反應:產(chǎn)生白色絮狀沉淀,迅速轉(zhuǎn)變成灰綠色,最后變成紅褐色。
② I2遇淀粉溶液:溶液呈藍色。
③ 苯酚中加過量濃溴水:產(chǎn)生白色沉淀(三溴苯酚能溶于苯酚、苯等有機物)。
④ 苯酚中加FeCl3溶液:溶液呈紫色。
⑤ Fe3+與SCN–:溶液呈血紅色。
⑥ 蛋白質(zhì)溶液與濃硝酸:出現(xiàn)黃色渾濁(蛋白質(zhì)的變性)。
6.電解質(zhì)溶液
(1)溶液的導電性:溶液的導電性取決于溶液中自由移動的離子的濃度及離子所帶的電荷數(shù)。強電解質(zhì)溶液的導電性不一定強,相反,弱電解質(zhì)溶液的導電性不一定弱。
(2)弱電解質(zhì)的電離程度、能水解鹽的水解程度與電解質(zhì)濃度間的關系:弱酸或弱堿的濃度越大,則其酸性或堿性越強,但其電離程度越。粡娝崛鯄A鹽或弱酸強堿鹽的濃度越大,則其酸性或堿性越強,但其水解程度越小。
(3)溶液中微粒濃度的比較
① 微粒濃度的大小比較
首先判斷溶液中的溶質(zhì);然后根據(jù)溶質(zhì)組成初步確定溶液中微粒濃度間的關系;接著判斷溶液的酸、堿性(或題中給出);最后根據(jù)溶質(zhì)是否因電離或水解而造成微粒濃度的變化,根據(jù)溶液的酸堿性確定其電離和水解程度的大小,寫出微粒濃度間最終的大小關系。
② 微粒濃度間的守恒關系:
電荷守恒:借助于離子濃度(或物質(zhì)的量)表達溶液呈電中性的式子。
物料守恒:溶液中溶質(zhì)微粒符合溶質(zhì)組成的式子。
(4)電極反應式、總化學方程式的書寫
① 原電池的負極和電解池的陽極發(fā)生氧化反應,還原劑參與,還原劑的還原性越強,
② 當電極產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液中微粒發(fā)生反應時,該反應應體現(xiàn)在電極反應式中;當兩電極產(chǎn)物會發(fā)生反應時,應體現(xiàn)在總反應式中(此時兩電極反應式之和并不等于總反應式)。
(5)對可充、放電化學電源的認識
① 放電的方向為原電池方向,是氧化還原反應自發(fā)的方向;充電的方向為電解池方向,是氧化還原反應非自發(fā)的方向。
② 充電時,原電池的負極(發(fā)生氧化反應)接外接電源的負極(作電解池的陰極,發(fā)生還原反應);原電池的正極(發(fā)生還原反應)接外接電源的正極(作電解池的陽極,發(fā)生氧化反應)。
(6)對電解精煉的認識
① 電極材料:陰極為精品,陽極為粗品,電解質(zhì)溶液為含精煉金屬離子的可溶性鹽溶液。
② 電極反應式:陽極為精煉金屬及活動性位于精煉金屬之前的金屬失電子而溶解,陰極為精煉金屬離子得電子而析出,活動性位于精煉金屬之后的金屬則掉落而成為陽極泥。
5.化學平衡
(1)化學反應速率:aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)
反應任一時刻:v(A)正∶v(B)正∶v(C)正∶v(D)正=a∶b∶c∶d
v(A)逆∶v(B)逆∶v(C)逆∶v(D)逆=a∶b∶c∶d
平衡時:v(A)正=v(A)逆,v(B)正=v(B)逆,v(C)正=v(C)逆,v(D)正=v(D)逆
(2)外界條件對化學反應速率的影響
① 固體物質(zhì)的濃度可以視作常數(shù),故其反應速率與固體的用量無關。
② 一般溫度每升高10℃,反應速率增大2-4倍。
③ 壓強只影響氣體反應的速率。
④ 充入“惰性氣體”:恒溫、恒容:不影響反應速率;
恒溫、恒壓:反應速率減小。
⑤ 催化劑可同等程度的改變正、逆反應速率,影響反應到達平衡的時間,而不能改變反應物的平衡轉(zhuǎn)化率。
(2)平衡常數(shù)(K):只與溫度有關,溫度一定,K為定值。常用于判斷平衡移動的方向和平衡時組分濃度、反應物平衡轉(zhuǎn)化率等的計算(計算時特別注意平衡常數(shù)表達式中使用的是組分的平衡濃度)。
(3)平衡標志
① 宏觀:各組分的濃度相等。
③ 微觀:用同一種物質(zhì)表示的正、逆反應速率相等。
③ 其他:如氣體顏色、反應物轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)物產(chǎn)率、組分百分含量、氣體密度、氣體相對分子質(zhì)量等,若平衡移動時該量改變,則不再改變時即達平衡狀態(tài)。
(4)平衡移動方向
v正>v逆,平衡正向移動
① 改變條件的瞬間: v正=v逆,平衡不移動
v正<v逆,平衡逆向移動
因此,化學平衡的移動與反應的過程有關,是過程函數(shù),化學平衡移動的方向取決于改變條件瞬間的v正、v逆之間的關系。
② 濃度熵(Q)法:按平衡常數(shù)計算式算出改變條件的瞬間值,然后與平衡常數(shù)進行比較。
Q<K,平衡正向移動
改變條件的瞬間: Q=K,平衡不移動
Q>K,平衡逆向移動
(5)等效平衡
① 恒溫恒容條件下,當把反應物和生成物換算成一邊物質(zhì)后,若物質(zhì)的量相等,達平衡時的狀態(tài)與原平衡等效,此時各組分濃度和百分含量均相等;若反應前后氣體體積不變,當把反應物和生成物換算成一邊物質(zhì)后,物質(zhì)的量與原平衡等比例,達平衡時狀態(tài)與原平衡等效,此時各組分濃度不等,百分含量相等。
② 恒溫恒壓條件下,當把反應物和生成物換算成一邊物質(zhì)后,物質(zhì)的量與原平衡等比例,達平衡時狀態(tài)與原平衡等效,此時各組分濃度和百分含量均相等。
③ 等效平衡的構(gòu)建:當增加恒容容器中氣體組分的物質(zhì)的量時,該組分的物質(zhì)的量濃度瞬間增大,同時由于容器中氣體物質(zhì)的量的增加,使容器內(nèi)壓強增大,兩個因素同時影響化學平衡,需構(gòu)建等效平衡來比較轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率、氣體相對分子質(zhì)量等狀態(tài)量。
一般思路為:先構(gòu)建恒溫恒壓下等效平衡(即反應容器與氣體物質(zhì)的量作同等程度的改變),然后改變?nèi)萜鲀?nèi)壓強使容器體積與原平衡時相同,通過壓強改變時平衡的移動情況對轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率、氣體相對分子質(zhì)量等狀態(tài)量的影響作出判斷。
注意:構(gòu)建的等效平衡只能判斷氣體轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率、相對分子質(zhì)量等狀態(tài)量,而不能判斷平衡移動的方向。平衡移動是過程函數(shù),應通過改變條件瞬間正、逆反應速率間關系或濃度熵與平衡常數(shù)間關系來判斷平衡移動的方向。
4.元素周期率與元素周期表
(1)判斷金屬性或非金屬性的強弱
金屬性強弱 |
非金屬性強弱 |
①最高價氧化物水化物堿性強弱 |
①最高價氧化物水化物酸性強弱 |
②與水或酸反應,置換出H2的易難 |
②與H2化合的易難或生成氫化物穩(wěn)定性 |
③活潑金屬能從鹽溶液中置換出不活潑金屬 |
③活潑非金屬單質(zhì)能置換出較不活潑非金屬單質(zhì) |
(2)比較微粒半徑的大小
①核電荷數(shù)相同的微粒,電子數(shù)越多,則半徑越大:陽離子半徑<原子半徑<陰離子半徑
如:H+<H<H–;Fe>Fe2+>Fe3+;Na+<Na;Cl<Cl–
②電子數(shù)相同的微粒,核電荷數(shù)越多則半徑越小.即具有相同電子層結(jié)構(gòu)的微粒,核電荷數(shù)越大,則半徑越小。
如:① 與He電子層結(jié)構(gòu)相同的微粒:H–>Li+>Be2+
② 與Ne電子層結(jié)構(gòu)相同的微粒:O2–>F–>Na+>Mg2+>Al3+
③ 與Ar電子層結(jié)構(gòu)相同的微粒: S2–>Cl–>K+>Ca2+
③電子數(shù)和核電荷數(shù)都不同的微粒
同主族:無論是金屬還是非金屬,無論是原子半徑還是離子半徑從上到下遞增。
同周期:原子半徑從左到右遞減。
同周期元素的離子半徑比較時要把陰陽離子分開。同周期非金屬元素形成的陰離子半徑大于金屬元素形成的陽離子半徑。
例如:Na+<Cl–;第三周期,原子半徑最小的是Cl,離子半徑最小的是Al3+
(3)元素周期結(jié)構(gòu)
(4)位、構(gòu)、性間關系
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