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文檔簡(jiǎn)介
1、魯科版化學(xué)必修2知識(shí)點(diǎn)歸納與總結(jié)第一章 原子結(jié)構(gòu)與元素周期律一、原子結(jié)構(gòu)質(zhì)子(Z個(gè))原子核 注意:中子(N個(gè)) 質(zhì)量數(shù)(A)質(zhì)子數(shù)(Z)中子數(shù)(N)Z1.原子( A X ) 核外電子(Z個(gè))熟背前20號(hào)元素,熟悉120號(hào)元素原子核外電子的排布:H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca電子層: 一 二 三 四 五 六 七對(duì)應(yīng)表示符號(hào): K L M N O P Q2.元素、核素、同位素元素:具有相同核電荷數(shù)的同一類原子的總稱。3.同位素:質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的不同原子互稱為同位素。(對(duì)于原子來(lái)說(shuō))質(zhì)量數(shù):質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和,為
2、整數(shù),不同于相對(duì)原子質(zhì)量。4相對(duì)原子質(zhì)量 同位素原子的相對(duì)原子質(zhì)量:以一個(gè)12C原子質(zhì)量的1/12作為標(biāo)準(zhǔn),其它原子的質(zhì)量跟它相比較所得的數(shù)值。它是相對(duì)質(zhì)量,單位為1,可忽略不寫。同位素原子的近似相對(duì)原子質(zhì)量:就是質(zhì)量數(shù)如:D2O的摩爾質(zhì)量:20g/mol 元素的相對(duì)原子質(zhì)量:是按該元素的各種同位素的原子百分比與其相對(duì)原子質(zhì)量的乘積所得的平均值。元素周期表中的相對(duì)原子質(zhì)量就是指元素的相對(duì)原子質(zhì)量。5. 電子數(shù)相同的微粒組核外有10個(gè)電子的微粒組:原子:Ne;分子:Ne 、CH4、NH3、H2O、HF;陽(yáng)離子:Na+、Mg2+、Al3+、NH4+、H3O+;陰離子:N3、O2、F、OH、NH2。
3、核外有18個(gè)電子的微粒:原子:Ar;分子:SiH4、PH3、H2S、HCl、F2、H2O2、N2H4、C2H6;陽(yáng)離子:K+、Ca2+;陰離子:P3、S2、HS、Cl、O22二、核外電子排布核外電子排布規(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:KLMNOPQ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。最外層電子數(shù)不超過(guò)8個(gè),次外層不超過(guò)18個(gè),倒數(shù)第三層不超過(guò)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
4、最外層時(shí),其中的電子數(shù)最多為8個(gè)。118號(hào)元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖 三、元素周期表1.編排原則:按原子序數(shù)遞增的順序從左到右排列將電子層數(shù)相同的各元素從左到右排成一橫行。(周期序數(shù)原子的電子層數(shù))把最外層電子數(shù)相同的元素按電子層數(shù)遞增的順序從上到下排成一縱行。主族序數(shù)原子最外層電子數(shù)2.結(jié)構(gòu)特點(diǎn):核外電子層數(shù) 元素種類第一周期 1 2種元素短周期 第二周期 2 8種元素周期 第三周期 3 8種元素元 (7個(gè)橫行) 第四周期 4 18種元素素 (7個(gè)周期) 第五周期 5 18種元素周 長(zhǎng)周期 第六周期 6 32種元素期 第七周期 7 未填滿(已有26種元素)表 主族:AA共7個(gè)主族族 副族:BB、B
5、B,共7個(gè)副族(18個(gè)縱行) 第族:三個(gè)縱行,位于B和B之間(16個(gè)族) 零族:稀有氣體【注意】表中各族的順序:A、A、B、B、B、B、B、VIII、B、B、A、A、A、A、A、03.原子結(jié)構(gòu)、元素性質(zhì)與元素周期表關(guān)系的規(guī)律:原子序數(shù)=核內(nèi)質(zhì)子數(shù)電子層數(shù)=周期數(shù)(電子層數(shù)決定周期數(shù))主族元素最外層電子數(shù)=主族序數(shù)=最高正價(jià)數(shù)負(fù)價(jià)絕對(duì)值=8主族序數(shù)(限AA)同一周期,從左到右:原子半徑逐漸減小,元素的失電子能力逐漸減弱,得電子能力逐漸增強(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),其陽(yáng)離子的氧化性逐漸增強(qiáng)、陰離子還原性減弱。同一主族,從上到下,
6、原子半徑逐漸增大,元素失電子能力的逐漸增強(qiáng),得電子能力逐漸減弱。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。三、元素周期律1.元素周期律:元素的性質(zhì)(核外電子排布、原子半徑、主要化合價(jià)、金屬性、非金屬性)隨著核電荷數(shù)的遞增而呈周期性變化的規(guī)律。元素性質(zhì)的周期性變化實(shí)質(zhì)是元素原子核外電子排布的周期性變化的必然結(jié)果。A. 元素的金屬性和非金屬性強(qiáng)弱的比較(難點(diǎn)) a. 單質(zhì)與水或酸反應(yīng)置換氫的難易或與氫化合的難易及氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性 b. 最高價(jià)氧化物的水化物的堿性或酸性強(qiáng)弱 c. 單質(zhì)的還原性或氧化性的強(qiáng)弱 (注意:?jiǎn)钨|(zhì)與相應(yīng)離子的性質(zhì)的變化規(guī)律相反
7、)B. 元素性質(zhì)隨周期和族的變化規(guī)律 a. 同一周期,從左到右,元素的元素失電子能力逐漸變?nèi)?b. 同一周期,從左到右,元素的得電子能力逐漸增強(qiáng) c. 同一主族,從上到下,元素的失電子能力逐漸增強(qiáng) d. 同一主族,從上到下,元素的得電子能力逐漸減弱2.同周期元素性質(zhì)遞變規(guī)律第三周期元素11Na12Mg13Al14Si15P16S17Cl18Ar(1)電子排布電子層數(shù)相同,最外層電子數(shù)依次增加(2)原子半徑原子半徑依次減小(3)主要化合價(jià)12344536271(4)金屬性、非金屬性金屬性減弱,非金屬性增加(5)單質(zhì)與水或酸置換難易冷水劇烈熱水與酸快與酸反應(yīng)慢(6)氫化物的化學(xué)式SiH4PH3H2
8、SHCl(7)與H2化合的難易由難到易(8)氫化物的穩(wěn)定性穩(wěn)定性增強(qiáng)(9)最高價(jià)氧化物的化學(xué)式Na2OMgOAl2O3SiO2P2O5SO3Cl2O7最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物(10)化學(xué)式NaOHMg(OH)2Al(OH)3H2SiO3H3PO4H2SO4HClO4(11)酸堿性強(qiáng)堿中強(qiáng)堿兩性氫氧化物弱酸中強(qiáng)酸強(qiáng)酸很強(qiáng)的酸(12)變化規(guī)律堿性減弱,酸性增強(qiáng)第A族堿金屬元素:Li Na K Rb Cs Fr (Fr是金屬性最強(qiáng)的元素,位于周期表左下方)第A族鹵族元素:F Cl Br I At (F是非金屬性最強(qiáng)的元素,位于周期表右上方)判斷元素失電子能力和得電子能力強(qiáng)弱的方法:(1)失電子能力強(qiáng)(
9、弱)單質(zhì)與水或酸反應(yīng)生成氫氣容易(難);氫氧化物堿性強(qiáng)(弱);相互置換反應(yīng)(強(qiáng)制弱)FeCuSO4FeSO4Cu。(2)得電子能力強(qiáng)(弱)單質(zhì)與氫氣易(難)反應(yīng);生成的氫化物穩(wěn)定(不穩(wěn)定);最高價(jià)氧化物的水化物(含氧酸)酸性強(qiáng)(弱);相互置換反應(yīng)(強(qiáng)制弱)2NaBrCl22NaClBr2。()同周期比較:失電子能力:NaMgAl與酸或水反應(yīng):從易難堿性:NaOHMg(OH)2Al(OH)3 得電子能力:SiPSCl單質(zhì)與氫氣反應(yīng):從難易氫化物穩(wěn)定性:SiH4PH3H2SHCl酸性(含氧酸):H2SiO3H3PO4H2SO4HClO4 ()同主族比較:失電子能力:LiNaKRbCs(堿金屬元素)
10、與酸或水反應(yīng):從難易堿性:LiOHNaOHKOHRbOHCsOH得電子能力:FClBrI(鹵族元素)單質(zhì)與氫氣反應(yīng):從易難氫化物穩(wěn)定:HFHClHBrHI()金屬性:LiNaKRbCs還原性(失電子能力):LiNaKRbCs氧化性(得電子能力):LiNaKRbCs非金屬性:FClBrI氧化性:F2Cl2Br2I2還原性:FClBrI酸性(無(wú)氧酸):HFHClHBrHI 微粒半徑的大小與比較:1)一看“電子層數(shù)”:當(dāng)電子層數(shù)不同時(shí),電子層數(shù)越多,半徑越大。如同一主族元素,電子層數(shù)越多,半徑越大如:r(Cl)r(F)、r(O2)r(S2)、r(Na)r(Na+)。2)二看“核電荷數(shù)”:當(dāng)電子層數(shù)相
11、同時(shí),核電荷數(shù)越大,半徑越小。如同一周期元素,電子層數(shù)相同時(shí)核電荷數(shù)越大,半徑越小。如r(Na)r(Cl)、r(O2)r(F)r(Na+)。3)三看“核外電子數(shù)”:當(dāng)電子層數(shù)和核電荷數(shù)均相同時(shí),核外電子數(shù)越多,半徑越大。如:r(Cl)r(Cl) 、r(Fe2+)r(Fe3+)。注意:在周期表中金屬與非金屬的分界處可以找到半導(dǎo)體材料通常制造的農(nóng)藥,所含有的氟、氯、硫、磷等在周期表中的位置靠近,在一定的區(qū)域內(nèi)。人們還在過(guò)渡元素中尋找催化劑和耐高溫、耐腐蝕的合金材料。元素周期律的應(yīng)用(重難點(diǎn))A. “位,構(gòu),性”三者之間的關(guān)系 a. 原子結(jié)構(gòu)決定元素在元素周期表中的位置 b. 原子結(jié)構(gòu)決定元素的化學(xué)
12、性質(zhì) c. 以位置推測(cè)原子結(jié)構(gòu)和元素性質(zhì)B. 預(yù)測(cè)新元素及其性質(zhì)第二章 化學(xué)鍵 化學(xué)反應(yīng)與能量一、化學(xué)鍵1 概念:化學(xué)鍵:相鄰的原子之間強(qiáng)的相互作用注:非相鄰原子或分子之間不存在化學(xué)鍵,如稀有氣體中不存在化學(xué)鍵 ;原子:中性原子(形成共價(jià)鍵)、陰陽(yáng)離子(形成離子鍵)、相互作用:相互吸引和相互排斥; 離子鍵:只存在于離子化合物中2分類: 共價(jià)鍵:存在于共價(jià)化合物中,也可能存在離子化合物中 1.離子鍵與共價(jià)鍵的比較鍵型離子鍵共價(jià)鍵概念陰陽(yáng)離子結(jié)合成化合物的靜電作用叫離子鍵原子之間通過(guò)共用電子對(duì)所形成的相互作用叫做共價(jià)鍵成鍵方式通過(guò)得失電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)通過(guò)形成共用電子對(duì)達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)成鍵粒子陰、陽(yáng)離子
13、原子成鍵元素活潑金屬與活潑非金屬元素之間(特殊:NH4Cl、NH4NO3等銨鹽只由非金屬元素組成,但含有離子鍵)非金屬元素之間離子化合物:由離子鍵構(gòu)成的化合物叫做離子化合物。(一定有離子鍵,可能有共價(jià)鍵)共價(jià)化合物:原子間通過(guò)共用電子對(duì)形成分子的化合物叫做共價(jià)化合物。(只有共價(jià)鍵)極性共價(jià)鍵(簡(jiǎn)稱極性鍵):由不同種原子形成,AB型,如,HCl。共價(jià)鍵 非極性共價(jià)鍵(簡(jiǎn)稱非極性鍵):由同種原子形成,AA型,如,ClCl。2.電子式:在元素符號(hào)周圍用“·”和“×”來(lái)表示原子的最外層電子(價(jià)電子),這種式子叫做電子式。1)原子的電子式: 由于中性原子既沒(méi)有得電子,也沒(méi)有失電子,所
14、以書寫電子式時(shí)應(yīng)把原子的最外層電子全部排列在元素符號(hào)周圍。排列方式為在元素符號(hào)上、下、左、右四個(gè)方向,每個(gè)方向不能超過(guò)2個(gè)電子。例如,、。2)金屬陽(yáng)離子的電子式:金屬原子在形成陽(yáng)離子時(shí),最外層電子已經(jīng)失去,但電子式僅畫出最外層電子,所以在畫陽(yáng)離子的電子式時(shí),就不再畫出原最外層電子,但離子所帶的電荷數(shù)應(yīng)在元素符號(hào)右上標(biāo)出。所以屬陽(yáng)離子的電子式即為離子符號(hào)。如鈉離子的電子式為;鎂離子的電子式為,氫離子也與它們類似,表示為。3)非金屬陰離子的電子式:一般非金屬原子在形成陰離子時(shí),得到電子,使最外層達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu),這些電子都應(yīng)畫出,并將符號(hào)用“”括上,右上角標(biāo)出所帶的電荷數(shù),電荷的表示方法同于離子符號(hào)。
15、例如,、。二化學(xué)反應(yīng)中的能量變化1、在任何的化學(xué)反應(yīng)中總伴有能量的變化。原因:當(dāng)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí),斷開反應(yīng)物中的化學(xué)鍵要吸收能量,而形成生成物中的化學(xué)鍵要放出能量?;瘜W(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。一個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)在發(fā)生過(guò)程中是吸收能量還是放出能量,決定于反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的相對(duì)大小。E反應(yīng)物總能量E生成物總能量,為放熱反應(yīng)。E反應(yīng)物總能量E生成物總能量,為吸熱反應(yīng)。2、常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)常見的放熱反應(yīng):所有的燃燒與緩慢氧化。酸堿中和反應(yīng)。金屬與酸反應(yīng)制取氫氣。大多數(shù)化合反應(yīng)(特殊:CCO22CO是吸熱反應(yīng))。常見的吸熱反應(yīng):以C、H2、CO為還原劑的氧化
16、還原反應(yīng)如:C(s)H2O(g) CO(g)H2(g)。銨鹽和堿的反應(yīng)如Ba(OH)2·8H2ONH4ClBaCl22NH310H2O大多數(shù)分解反應(yīng)如KClO3、KMnO4、CaCO3的分解等。3、能源的分類:思考一般說(shuō)來(lái),大多數(shù)化合反應(yīng)是放熱反應(yīng),大多數(shù)分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng),放熱反應(yīng)都不需要加熱,吸熱反應(yīng)都需要加熱,這種說(shuō)法對(duì)嗎?試舉例說(shuō)明。點(diǎn)拔:這種說(shuō)法不對(duì)。如CO2CO2的反應(yīng)是放熱反應(yīng),但需要加熱,只是反應(yīng)開始后不再需要加熱,反應(yīng)放出的熱量可以使反應(yīng)繼續(xù)下去。Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng)是吸熱反應(yīng),但反應(yīng)并不需要加熱。三.化學(xué)反應(yīng)快慢與限度1、化學(xué)反應(yīng)的
17、速率(1)概念:化學(xué)反應(yīng)速率通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少量或生成物濃度的增加量(均取正值)來(lái)表示。 計(jì)算公式:v(B)單位:mol/(L·s)或mol/(L·min)B為溶液或氣體,若B為固體或純液體一般不計(jì)算速率。以上所表示的是平均速率,而不是瞬時(shí)速率。重要規(guī)律:(i)速率比方程式系數(shù)比 (ii)變化量比方程式系數(shù)比(2)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素:內(nèi)因:由參加反應(yīng)的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)決定的(主要因素)。外因:溫度:升高溫度,增大速率,降低溫度,減小速率。一般每升高10°C,速率提高2到4倍。 催化劑:一般加快反應(yīng)速率(正催化劑),減慢反應(yīng)速率(負(fù)催化劑)濃度:增
18、加C反應(yīng)物的濃度,增大速率(溶液或氣體才有濃度可言)壓強(qiáng):增大壓強(qiáng),增大速率(適用于有氣體參加的反應(yīng))其它因素:如光(射線)、固體的表面積(顆粒大?。?、反應(yīng)物的狀態(tài)(溶劑)、等也會(huì)改變化學(xué)反應(yīng)速率。2、化學(xué)反應(yīng)的限度化學(xué)平衡(1)在一定條件下,當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)進(jìn)行到正向反應(yīng)速率與逆向反應(yīng)速率相等時(shí),反應(yīng)物和生成物的濃度不再改變,達(dá)到表面上靜止的一種“動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)”,這就是這個(gè)反應(yīng)所能達(dá)到的限度,即化學(xué)平衡狀態(tài)。化學(xué)平衡的移動(dòng)受到溫度、反應(yīng)物濃度、壓強(qiáng)等因素的影響。催化劑只改變化學(xué)反應(yīng)速率,對(duì)化學(xué)平衡無(wú)影響。在相同的條件下同時(shí)向正、逆兩個(gè)反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)叫做可逆反應(yīng)。通常把由反應(yīng)物向生成物進(jìn)行的
19、反應(yīng)叫做正反應(yīng)。而由生成物向反應(yīng)物進(jìn)行的反應(yīng)叫做逆反應(yīng)。在任何可逆反應(yīng)中,正方應(yīng)進(jìn)行的同時(shí),逆反應(yīng)也在進(jìn)行??赡娣磻?yīng)不能進(jìn)行到底,即是說(shuō)可逆反應(yīng)無(wú)論進(jìn)行到何種程度,任何物質(zhì)(反應(yīng)物和生成物)的物質(zhì)的量都不可能為0。(2)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征:逆、動(dòng)、等、定、變。逆:化學(xué)平衡研究的對(duì)象是可逆反應(yīng)。動(dòng):動(dòng)態(tài)平衡,達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),正逆反應(yīng)仍在不斷進(jìn)行。等:達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),正方應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等,但不等于0。即v正v逆0。定:達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),各組分的濃度保持不變,各組成成分的含量保持一定。變:當(dāng)條件變化時(shí),原平衡被破壞,在新的條件下會(huì)重新建立新的平衡,既反生化學(xué)平衡的移動(dòng)。(3)判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)
20、志: VA(正方向)VA(逆方向)或nA(消耗)nA(生成)(不同方向同一物質(zhì)比較)各組分濃度保持不變或百分含量不變借助顏色不變判斷(有一種物質(zhì)是有顏色的)總物質(zhì)的量或總體積或總壓強(qiáng)或平均相對(duì)分子質(zhì)量不變(前提:反應(yīng)前后氣體的總物質(zhì)的量不相等的反應(yīng)適用,即如對(duì)于反應(yīng)xAyBzC,xyz )3. 化學(xué)反應(yīng)的利用1. 利用化學(xué)反應(yīng)制備新物質(zhì)的意義:利用化學(xué)反應(yīng)不僅能制備 自然界中存在的物質(zhì) ,而且還能制備 自然界中不存在的物質(zhì)。 利用化學(xué)反應(yīng)制備所需要的物質(zhì),例如消毒劑 ClO2 的制備。通過(guò)改變材料的結(jié)構(gòu),提高其性能 ,擴(kuò)大適用范圍。 利用化學(xué)反應(yīng)制備物質(zhì)已成為保障人們物質(zhì)需求的重要手段。人類利
21、用化學(xué)反應(yīng),不但要利用化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的新物質(zhì),還要充分利用化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的能量。在化學(xué)反應(yīng)中,能量以不同的形式表現(xiàn)出來(lái),通常有熱能、電能等。 2. 氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法 (1)反應(yīng)原理: (2)實(shí)驗(yàn)裝置如圖 裝置中所盛試劑及其作用:C飽和食鹽水,除去氯氣中的氯化氫氣體;D濃硫酸,除去氯氣中的水蒸氣(或干燥氯氣);F氫氧化鈉溶液,吸收尾氣中的氯氣。(3)驗(yàn)滿方法如果采用排空氣
22、法收集氯氣,可在瓶口用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙(變藍(lán))來(lái)檢驗(yàn),也可以用濕潤(rùn)的有色布條(褪色)來(lái)檢驗(yàn)。 2. 工業(yè)制氯氣的反應(yīng)原理 3. 工業(yè)合成鹽酸的反應(yīng)原理 4. 工業(yè)上合成消毒劑二氧化氯()(二)常見氣體的制備 1. 一套完整的制取氣體的裝置,應(yīng)當(dāng)由四部分組成: 2. 發(fā)生裝置基本類型裝置類型固體反應(yīng)物(加熱)固液反應(yīng)物(不加熱)固液反應(yīng)物(加熱)裝置示意圖主要儀器酒精燈、大試管分液漏斗、大試管圓底燒瓶、分液漏斗、酒精燈、石棉網(wǎng)3.化學(xué)反應(yīng)為人類提供能量:原電池原理(1)原電池的工作原理:通過(guò)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)(有電子的轉(zhuǎn)移)把化學(xué)能
23、轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。?)構(gòu)成原電池的條件:(1)電極為導(dǎo)體且活潑性不同;(2)兩個(gè)電極接觸(導(dǎo)線連接或直接接觸);(3)兩個(gè)相互連接的電極插入電解質(zhì)溶液構(gòu)成閉合回路。(3)電極名稱及發(fā)生的反應(yīng):負(fù)極:較活潑的金屬作負(fù)極,負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式:較活潑金屬ne金屬陽(yáng)離子負(fù)極現(xiàn)象:負(fù)極溶解,負(fù)極質(zhì)量減少。正極:較不活潑的金屬或石墨作正極,正極發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式:溶液中陽(yáng)離子ne單質(zhì)正極的現(xiàn)象:一般有氣體放出或正極質(zhì)量增加。(4)原電池正負(fù)極的判斷方法:依據(jù)原電池兩極的材料:較活潑的金屬作負(fù)極(K、Ca、Na太活潑,不能作電極);較不活潑金屬或可導(dǎo)電非金屬(石墨)、氧化物(MnO2)等作正極。
24、根據(jù)電流方向或電子流向:(外電路)的電流由正極流向負(fù)極;電子則由負(fù)極經(jīng)外電路流向原電池的正極。根據(jù)內(nèi)電路離子的遷移方向:陽(yáng)離子流向原電池正極,陰離子流向原電池負(fù)極。根據(jù)原電池中的反應(yīng)類型:負(fù)極:失電子,發(fā)生氧化反應(yīng),現(xiàn)象通常是電極本身消耗,質(zhì)量減小。正極:得電子,發(fā)生還原反應(yīng),現(xiàn)象是常伴隨金屬的析出或H2的放出。(6)原電池電極反應(yīng)的書寫方法:(i)原電池反應(yīng)所依托的化學(xué)反應(yīng)原理是氧化還原反應(yīng),負(fù)極反應(yīng)是氧化反應(yīng),正極反應(yīng)是還原反應(yīng)。因此書寫電極反應(yīng)的方法歸納如下:寫出總反應(yīng)方程式。 把總反應(yīng)根據(jù)電子得失情況,分成氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)。氧化反應(yīng)在負(fù)極發(fā)生,還原反應(yīng)在正極發(fā)生,反應(yīng)物和生成物對(duì)號(hào)入
25、座,注意酸堿介質(zhì)和水等參與反應(yīng)。(ii)原電池的總反應(yīng)式一般把正極和負(fù)極反應(yīng)式相加而得。(7)原電池的應(yīng)用:加快化學(xué)反應(yīng)速率,如粗鋅制氫氣速率比純鋅制氫氣快。比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱。設(shè)計(jì)原電池。金屬的腐蝕。 第三章 重要的有機(jī)化合物一認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物絕大多數(shù)含碳的化合物稱為有機(jī)化合物,簡(jiǎn)稱有機(jī)物。像CO、CO2、碳酸、碳酸鹽等少數(shù)化合物,由于它們的組成和性質(zhì)跟無(wú)機(jī)化合物相似,因而一向把它們作為無(wú)機(jī)化合物。甲烷的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)1 .甲烷的物理化學(xué)性質(zhì)物理性質(zhì)在通常狀況下,甲烷是無(wú)色、無(wú)味的氣體,密度比空氣小,極難溶于水。化學(xué)性質(zhì)通常狀況下,甲烷的性質(zhì)比較穩(wěn)定,與酸性KMnO4溶液等強(qiáng)氧化劑不發(fā)生反應(yīng),與強(qiáng)
26、酸、強(qiáng)堿等也不發(fā)生反應(yīng)??臻g結(jié)構(gòu):正四面體,4個(gè)C-H鍵的長(zhǎng)度和強(qiáng)度相同,夾角相同。來(lái)源: 天然氣、沼氣 、油田氣 、煤礦坑道氣的主要成分都是甲烷物性: 無(wú)色、無(wú)味的氣體,密度0.717g/cm3(標(biāo)準(zhǔn)狀況),比空氣的密度小,可用向下排空氣法收集;極難溶于水-可用排水法收集。穩(wěn)定性:通常情況,甲烷比較穩(wěn)定, 不能 被H+/KMnO4、Br2等氧化劑氧化,與強(qiáng)酸和強(qiáng)堿也不反應(yīng)點(diǎn)燃甲烷的可燃性:氧化反應(yīng) CH4 + 2O2 CO2+2H2O 注意:點(diǎn)燃甲烷時(shí)要驗(yàn)純,條件不同,水的狀態(tài)不同。該反應(yīng)為放熱反應(yīng),伴有淡藍(lán)色火焰。光光甲烷的取代反應(yīng)方程式:光光CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl C
27、H3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl CH2Cl2 + Cl2 CHCl3+ HCl CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl取代反應(yīng):有機(jī)物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其它原子或原子團(tuán)所代替的反應(yīng)逐步取代:1molCl2只能取代1molH原子取代反應(yīng)的產(chǎn)物是混合物,5種產(chǎn)物都有(HCl,還有各種取代產(chǎn)物)。:產(chǎn)物的狀態(tài):HCl、CH3Cl為 氣體,CH2Cl2、CHCl3和CCl4為 液 體,甲烷的四種氯代產(chǎn)物都不溶于水。不論CH4 和 Cl2的比例是多少,幾種產(chǎn)物都有,n(HCl)最大,且 n(HCl)= n(參加反應(yīng)Cl2)2. 烴1、烴的定義:僅含碳和氫兩種元素的有機(jī)物稱為
28、碳?xì)浠衔铮Q為烴。(1)除甲烷外,還有一系列性質(zhì)跟它很相似的烴,如乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)等,這類烴稱為烷烴。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:碳原子之間都以碳碳單鍵結(jié)合成鏈狀,碳原子剩余的價(jià)鍵全部跟氫原子結(jié)合而達(dá)到飽和。 簡(jiǎn)言之,烷烴具有 單 鏈 飽 的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。通式為:CnH2n+2(n1) 分子式(碳原子數(shù))不同的烷烴一定互為同系物,分子式相同(結(jié)構(gòu)不同)的烷烴一定互為同分異構(gòu)體。(2) 烷烴的物理性質(zhì)a)隨著分子里含碳原子數(shù)的增加,熔點(diǎn)、沸點(diǎn)逐漸升高,相對(duì)密度逐漸增大;b)分子里碳原子數(shù)等于或小于4的烷烴。在常溫常壓下都是氣體,其他烷烴在常溫常壓下都是液體或固體;c)烷烴的
29、相對(duì)密度小于水的密度。d)一般不溶于水,而易溶于有機(jī)溶劑,液態(tài)烷烴本身就是良好的有機(jī)溶劑。(3)烷烴的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,跟酸、堿及氧化物都不發(fā)生反應(yīng),也難與其他物質(zhì)化合;但在特定的條件下能發(fā)生下列反應(yīng): 能燃燒:CnH2n+2+O2nCO2+(n+1)H2O 易與X2取代(生成一鹵代物)CnH2n+2+Cl2CnH2n+1Cl+HCl4、同系物、同分異構(gòu)體、同素異形體、同位素比較。概念同系物同分異構(gòu)體同素異形體同位素定義結(jié)構(gòu)相似,在分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)的物質(zhì)分子式相同而結(jié)構(gòu)式不同的化合物的互稱由同種元素組成的不同單質(zhì)的互稱質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的不同原子的互稱分子式不同
30、相同元素符號(hào)表示相同,分子式可不同結(jié)構(gòu)相似不同不同研究對(duì)象化合物化合物單質(zhì)原子 烷烴的命名(了解)選主鏈,稱某烷;編號(hào)位,定支鏈;取代基,寫在前,注位置,短線連;不同基,簡(jiǎn)到繁,相同基,合并算。2 石油和煤 重要的烴1、 煤 :由有機(jī)物和無(wú)機(jī)物所組成的復(fù)雜的混合物。煤除了主要含碳元素外,還含有少量的H、N、S、O等元素。 (1)煤的干餾:把煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使它分解的過(guò)程,收做煤的干餾。在這個(gè)過(guò)程中,煤發(fā)生了復(fù)雜的化學(xué)變化。煤經(jīng)過(guò)干餾能得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦?fàn)t氣等物質(zhì)。煤干餾的主要產(chǎn)物和用途干餾產(chǎn)物主要成分主要用途爐煤氣焦?fàn)t氣氫氣、甲烷、乙烯、一氧化碳?xì)怏w燃料,化工原料粗氨水氨氣、銨鹽氮肥
31、粗苯苯、甲苯、二甲苯炸藥、染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、合成材料煤焦油苯、甲苯、二甲苯酚類、萘炸藥、染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、合成材料瀝青電極、筑路材料焦炭碳冶金、燃料、合成氯煤在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量污染性氣體,因此要對(duì)其產(chǎn)生的廢氣進(jìn)行脫硫處理,有關(guān)內(nèi)容在硫及其化合物章節(jié)中有相關(guān)介紹。2、 石油:主要是由各種烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴組成的混合物。石油的大部分是液態(tài)烴,同時(shí)在液態(tài)烴里溶有氣態(tài)和固態(tài)烴。從油田里開采出來(lái)的原油要經(jīng)過(guò)脫水、脫鹽等處理過(guò)程,才能進(jìn)行煉制。石油煉制的主要方法有分餾和裂化。分餾:利用混合物中各組成的沸點(diǎn)的不同用蒸發(fā)和冷凝的方法把混合物分成不同沸點(diǎn)范圍的蒸餾產(chǎn)物的方法叫分餾。(是一種物理分離方法)為了提
32、高輕質(zhì)液體燃料的產(chǎn)量,特別是提高汽油的質(zhì)量,工業(yè)上在一定條件下(加熱或使用催化劑并加熱),把相對(duì)分子質(zhì)量大、沸點(diǎn)高的烴斷裂為相對(duì)分子質(zhì)量較小,沸點(diǎn)較低的烴,這中方法稱為石油的裂化。(裂化為了提高輕質(zhì)液體燃料的產(chǎn)量)采用比裂化更高的溫度,使其中的長(zhǎng)鏈烴斷裂成乙烯、丙烯等小分子烴,用為有機(jī)化工原料。工業(yè)上把這種加工方法叫做石油的裂解。(裂解是深度裂化為了分子量更小的乙烯、丙烯等氣態(tài)烴)3、乙烯的性質(zhì)1)物理性質(zhì)無(wú)色、稍有氣味、難溶于水、1.25g/L乙烯與溴反應(yīng)時(shí),乙烯分子的雙鍵中有一個(gè)鍵被打開,兩個(gè)溴原子分別加在兩個(gè)價(jià)鍵不飽和的碳原子上,生成了無(wú)色的物質(zhì):1,2二溴乙烷。2)乙烯的重要用途:作植
33、物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑可以催熟果實(shí);乙烯是石油化學(xué)工業(yè)最重要的基礎(chǔ)原料,所以一個(gè)國(guó)家乙烯工業(yè)的發(fā)展水平即乙烯的產(chǎn)量,已成為衡量這個(gè)國(guó)家石油化學(xué)工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。乙烯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是分子中含有一個(gè)碳碳雙鍵,那么我們就把分子里含有碳碳雙鍵的一類鏈烴叫做烯烴,乙烯是烯烴的典型,也是最簡(jiǎn)單的烯烴。4、苯的結(jié)構(gòu)和性質(zhì):苯分子中碳碳鍵是介于單鍵和雙鍵之間的獨(dú)特的鍵,使苯在一定條件下既能發(fā)生取代反應(yīng),又能發(fā)生加成反應(yīng)。物理性質(zhì):無(wú)色、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。芳香烴:是指分子里含一個(gè)或多個(gè)苯環(huán)的烴,苯是最簡(jiǎn)單,最基本的芳香烴。芳香烴只是沿用名,大多數(shù)芳香類的化合物并沒(méi)有
34、芳香味,因此該名稱沒(méi)有實(shí)際意義。甲烷、乙烯和苯的性質(zhì)比較:有機(jī)物烷烴烯烴苯及其同系物通式CnH2n+2CnH2n代表物甲烷(CH4)乙烯(C2H4)苯(C6H6)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式CH4CH2CH2或(官能團(tuán))結(jié)構(gòu)特點(diǎn)CC單鍵,鏈狀,飽和烴CC雙鍵,鏈狀,不飽和烴一種介于單鍵和雙鍵之間的獨(dú)特的鍵,環(huán)狀空間結(jié)構(gòu)正四面體六原子共平面平面正六邊形物理性質(zhì)無(wú)色無(wú)味的氣體,比空氣輕,難溶于水無(wú)色稍有氣味的氣體,比空氣略輕,難溶于水無(wú)色有特殊氣味的液體,比水輕,難溶于水用途優(yōu)良燃料,化工原料石化工業(yè)原料,植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑,催熟劑溶劑,化工原料有機(jī)物主 要 化 學(xué) 性 質(zhì)烷烴:甲烷氧化反應(yīng)(燃燒)CH4+2O2CO2+
35、2H2O(淡藍(lán)色火焰,無(wú)黑煙)取代反應(yīng) (注意光是反應(yīng)發(fā)生的主要原因,產(chǎn)物有5種)CH4+Cl2CH3Cl+HCl CH3Cl +Cl2CH2Cl2+HClCH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl CHCl3+Cl2CCl4+HCl在光照條件下甲烷還可以跟溴蒸氣發(fā)生取代反應(yīng),甲烷不能使酸性KMnO4溶液、溴水或溴的四氯化碳溶液褪色。烯烴:乙烯氧化反應(yīng) ()燃燒C2H4+3O22CO2+2H2O(火焰明亮,有黑煙)()被酸性KMnO4溶液氧化,能使酸性KMnO4溶液褪色。加成反應(yīng) CH2CH2Br2CH2BrCH2Br(能使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色)在一定條件下,乙烯還可以與H2、Cl2、HCl
36、、H2O等發(fā)生加成反應(yīng)CH2CH2H2CH3CH3CH2CH2HClCH3CH2Cl(氯乙烷)CH2CH2H2OCH3CH2OH(制乙醇)加聚反應(yīng) nCH2CH2CH2CH2n(聚乙烯)乙烯能使酸性KMnO4溶液、溴水或溴的四氯化碳溶液褪色。常利用該反應(yīng)鑒別烷烴和烯烴,如鑒別甲烷和乙烯。苯氧化反應(yīng)(燃燒)2C6H615O212CO26H2O(火焰明亮,有濃煙)取代反應(yīng)苯環(huán)上的氫原子被溴原子、硝基取代。+HNO3+H2O 加成反應(yīng) 苯不能使酸性KMnO4溶液、溴水或溴的四氯化碳溶液褪色。3 飲食中的有機(jī)化合物有機(jī)物主 要 化 學(xué) 性 質(zhì)乙醇與Na的反應(yīng)2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ON
37、a+H2乙醇與Na的反應(yīng)(與水比較):相同點(diǎn):都生成氫氣,反應(yīng)都放熱不同點(diǎn):比鈉與水的反應(yīng)要緩慢結(jié)論:乙醇分子羥基中的氫原子比烷烴分子中的氫原子活潑,但沒(méi)有水分子中的氫原子活潑。氧化反應(yīng) ()燃燒CH3CH2OH+3O22CO2+3H2O()在銅或銀催化條件下:可以被O2氧化成乙醛(CH3CHO)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O消去反應(yīng)CH3CH2OHCH2CH2+H2O乙酸具有酸的通性:CH3COOHCH3COOH使紫色石蕊試液變紅;與活潑金屬,堿,弱酸鹽反應(yīng),如CaCO3、Na2CO3酸性比較:CH3COOH > H2CO32CH3COOHCaCO32(CH3COO)
38、2CaCO2H2O(強(qiáng)制弱)酯化反應(yīng)CH3COOHC2H5OH CH3COOC2H5H2O酸脫羥基醇脫氫乙醇和乙酸的性質(zhì)比較有機(jī)物飽和一元醇飽和一元醛飽和一元羧酸通式CnH2n+1OHCnH2n+1COOH代表物乙醇乙醛乙酸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式CH3CH2OH或 C2H5OHCH3CHOCH3COOH官能團(tuán)羥基:OH醛基:CHO羧基:COOH物理性質(zhì)無(wú)色、有特殊香味的液體,俗名酒精,與水互溶,易揮發(fā)(非電解質(zhì))有強(qiáng)烈刺激性氣味的無(wú)色液體,俗稱醋酸,易溶于水和乙醇,無(wú)水醋酸又稱冰醋酸。用途作燃料、飲料、化工原料;用于醫(yī)療消毒,乙醇溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75有機(jī)化工原料,可制得醋酸纖維、合成纖維、香料、燃料等,是食
39、醋的主要成分乙酸乙酯的制備實(shí)驗(yàn)原理:CH3COOH + HOCH2CH3 CH3COOCH2CH3 + H2O 用含氧的同位素18 8O的乙醇跟乙酸實(shí)驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn)乙酸乙酯分子里含有18 O原子,從而證明酯化反應(yīng)的過(guò)程是羧酸分子中羧基上的羥基跟醇分子的羥基中的氫原子結(jié)合生成水,其余部分相互結(jié)合生成酯。即:酯化反應(yīng)即屬于可逆反應(yīng),又屬于取代反應(yīng)。 二、實(shí)驗(yàn)裝置:如圖所示。 三、反應(yīng)特點(diǎn):1. 通常情況下,反應(yīng)速率較小。2.反應(yīng)是可逆的,乙酸乙酯的產(chǎn)率較低 反應(yīng)的條件及其意義:1.加熱。加
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