2019-2020学年高一下学期期末备考系列【化学知识点复习总结】_第1页
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文档简介

1、知识像烛光,能照亮一个人,也能照亮无数的人。-培根2019-2020学年高一下学期期末备考系列【化学知识点复习总结】目 录知识点1:二氧化硫的性质1知识点2:硫酸和硫酸根离子的检验2知识点3:不同价态含硫物质的转化3知识点4:氮气及氮的氧化物4知识点5:氨和铵盐的性质5知识点6:硝酸8知识点7:元素金属性、非金属性强弱的判断8知识点8:“位、构、性”之间的关系9知识点9:化学键10知识点11:化学能与热能13知识点12:化学能与电能14知识点13:化学电源 燃料电池16知识点14:化学反应速率和化学反应限度17知识点15:甲烷和烷烃的结构及其性质19知识点16:乙烯的结构及其性质22知识点17

2、:苯的结构及其性质23知识点18:乙醇的结构及其性质25知识点19:乙酸的结构及其性质26知识点20:基本营养物质27知识点21:有机反应类型28知识点22:重要有机实验29知识点23:金属的冶炼32知识点24:海水资源的综合利用34知识点25:煤和石油的综合利用3648 / 51知识点1:二氧化硫的性质1 物理性质:无色、刺激性气味气体,密度比空气大,易溶于水(约为1:40),易液化。2化学性质:酸性氧化物角度来看,与二氧化碳有很多相似性。3SO2的实验室制法(1)固体Na2SO3与较浓H2SO4反应:Na2SO3H2SO4=Na2SO4SO2H2O;(2)固体Cu与浓H2SO4混合加热:C

3、u2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O。4SO2和CO2混合气体的检验方法流程设计检验SO2除去SO2检验SO2是否除尽检验CO2实验装置所选试剂品红溶液酸性KMnO4溶液品红溶液澄清石灰水预期现象褪色褪色不褪色变浑浊5SO2对大气的污染与防治(1)形成酸雨的反应过程(2)SO2对大气的污染与防治来源化石燃料的燃烧及含硫矿石的冶炼等危害危害人体健康,形成酸雨(pH小于5.6)治理燃煤脱硫、改进燃烧技术、开发新能源知识点2:硫酸和硫酸根离子的检验1硫酸(1)物理性质浓硫酸为无色、黏稠的油状液体,难挥发。能以任意比与水互溶,稀释浓硫酸的方法是:将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓倒入水中,并用玻璃棒不断搅

4、拌。(2)化学性质稀硫酸具有酸的通性:硫酸是一种二元强酸,在水溶液中的电离方程式为H2SO4=2HSO42-,能与酸碱指示剂、金属、碱性氧化物、碱、盐等物质发生反应。浓硫酸的特性C12H22O1112C11H2O(3)浓硫酸与金属的反应规律钝化:常温下浓硫酸使Fe、Al钝化,若加热或将浓硫酸稀释,则可以继续反应。与活泼金属(如Zn)反应:开始产生SO2,硫酸浓度变小后,产生H2。与某些不活泼金属(如Cu)反应:开始产生SO2(加热),浓度变小后,稀硫酸不再与Cu反应。如1 mol Cu与含2 mol H2SO4的浓硫酸充分反应,生成SO2的物质的量小于1 mol。浓硫酸在与金属的反应中既表现强

5、氧化性(生成SO2)又表现酸性(生成硫酸盐)。浓硫酸在与非金属的反应中只表现氧化性。2硫酸的工业生产工业上制硫酸的原料:接触法制H2SO4可以用硫黄、黄铁矿、石膏以及有色金属冶炼厂的烟气(含一定量的SO2)等。用硫黄作原料成本低、对环境污染少,而我国由于硫黄资源较少,主要用黄铁矿(主要成分FeS2)作原料制取硫酸。3SO的检验检验SO的正确操作方法:被检液先加足量盐酸酸化,取清液然后再加BaCl2溶液,有白色沉淀,说明有SO。先加稀盐酸的目的:防止CO、SO、Ag干扰。可能发生反应的离子方程式:CO2H=CO2H2O、SO2H=SO2H2O、AgCl=AgCl、Ba2SO=BaSO4。知识点3

6、:不同价态含硫物质的转化1化合价角度建构硫及其化合物之间的转化关系2化合价角度掌握硫及其化合物间的转化规律(1)相同价态的不同含硫化合物间的转化通过酸碱反应实现 二氧化硫 亚硫酸 酸式盐 正盐(2)不同价态的含硫化合物间通过氧化还原反应实现硫及其硫单质发生氧化还原反应时,其化合价一般升高或降低到其相邻的价态,即台阶式升降,可用下图表示Fe3+、NO3-(H+)、MnO4-、H2O2、O2X2(氯、溴、碘单质)等氧化剂如:SO2 SO42-/SO3 例:X2+SO2+2H2O=H2SO42HX当硫元素的高价态物质与低价态物质间反应时,一般生成中间价态物质,即发生归中反应,化合价只靠近不交叉。如:

7、2H2SSO2=3S2H2O,2Na2SNa2SO33H2SO4=3Na2SO43S3H2O。H2SH2SO4(浓)=S升高2价(硫单质)S降低2价O2(二氧化硫)2H2O中间价态含硫物质发生氧化还原反应时化合价有升又有降,即发生歧化反应。如:36NaOH(浓)2Na2Na2O33H2O(3)相邻价态的含硫物质间不发生氧化还原反应如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。(4)含硫物质的连续氧化少量O2S硫元素知识点4:氮气及氮的氧化物1氮气的结构与性质(1)氮元素的存在与氮的固定(2)氮气的性质2氮的氧化物的性质(1)NO与NO2性质的比较NONO2氮的价态2价4价物理

8、性质无色、不溶于水的气体红棕色、有刺激性气味的气体,易液化,易溶于水毒性有毒(与血红蛋白结合)有毒化学性质与O2反应2NOO2=2NO2不反应与H2O反应不反应3NO2H2O=2HNO3NO与H2O、O2反应4NO2H2O3O2=4HNO34NO22H2OO2=4HNO3对环境的影响有毒,大气污染物实验室制取原理及收集方法3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O(排水法收集)Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O(向上排空气法收集)(2)氮氧化物对环境的污染光化学烟雾:NOx在紫外线作用下,与碳氢化合物发生一系列光化学反应,产生了一种有毒的烟雾。酸雨:NOx排入

9、大气中,与水反应生成HNO3和HNO2,随雨雪降到地面。破坏臭氧层:NO2可使平流层中的臭氧减少,导致地面紫外线辐射量增加。NO与血红蛋白结合使人中毒。(3)常见的NOx尾气处理方法碱液吸收法2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O; NO2NO2NaOH=2NaNO2H2ONO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)n(NO)。一般适合工业尾气中NOx处理。催化转化法在催化剂、加热条件下,氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。知识点5:氨和铵盐的性质1氨的物理性质(1)物理性质无

10、色有刺激性气味的气体,密度比空气小,易液化。极易溶于水(1700),可由喷泉实验证明。(2)喷泉实验喷泉实验的原理和装置因为烧瓶内气体易溶于水或易与水反应,使瓶内压强减小,形成压强差,大气压将烧杯中的水压入烧瓶而形成喷泉。常见的能形成喷泉实验的气体和吸收剂组合气体HClNH3CO2、SO2、Cl2、H2SNO2O2吸收剂水或NaOH溶液水或盐酸浓NaOH溶液水2氨的化学性质(1)与水反应反应原理为NH3H2O NH3·H2O NHOH。氨气溶于水得氨水,氨水中含有的粒子有:NH3·H2O、H2O、NH3、NH、OH、H。NH3·H2O为可溶性一元弱碱,不稳定,易分

11、解,化学方程式为NH3·H2ONH3H2O。【注意】NH3是中学化学中唯一的碱性气体,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,在推断题中作为解题突破口。氨水呈碱性,NH3·H2O属于一元弱碱,计算氨水的浓度时,溶质按NH3进行计算。(2)氨气与酸的反应蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近,其现象为有白烟生成,将浓盐酸改为浓硝酸,也会出现相同的现象。化学方程式为HClNH3=NH4Cl、NH3HNO3=NH4NO3。(3)与盐溶液的反应过量氨水与AlCl3溶液反应的离子方程式:Al33NH3·H2O=Al(OH)33NH。(4)氨气的还原性催化氧化:4NH35O24NO6

12、H2O。被CuO氧化:2NH33CuO3CuN23H2O。被氯气氧化:2NH33Cl2=N26HCl或8NH33Cl2=N26NH4Cl。(5)氨的用途液氨汽化时吸收大量的热,故用作制冷剂。化工原料:制氮肥、硝酸、铵盐、纯碱等。3氨气的实验室制法【拓展】实验室制取NH3方法的多维探究方法化学方程式(或原理)发生装置加热浓氨水NH3·H2ONH3H2O浓氨水固体NaOHNaOH溶于水放热,促使NH3·H2O分解,且OH浓度的增大有利于NH3的生成浓氨水固体CaOCaO与水反应放热,促使NH3·H2O分解,使水减少,NH3·H2O浓度增大且OH浓度的增大有利

13、于生成NH3;反应化学方程式:NH3·H2OCaO=NH3Ca(OH)24铵盐及NH的检验(1)铵盐的物理性质铵盐都是白色固体,均易溶于水。(2)铵盐的化学性质(3) NH的检验未知液加入强碱并加热,产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体,则证明含NH。5氨、液氨、氨水和铵盐的区别与联系氨液氨氨水铵盐(以NH4Cl为例)通常状态气态液态液态固体物质分类纯净物纯净物混合物纯净物化学式NH3NH3溶质:NH3NH4Cl相互转化知识点6:硝酸1硝酸的物理性质无色,易挥发,有刺激性气味,和水以任意比互溶。2硝酸的化学性质(1)酸的通性,但与活泼金属反应时不生成H2。(2)不稳定性化学方程式为4

14、HNO34NO2O22H2O。久置的浓硝酸呈黄色,原因是硝酸分解生成的NO2溶于浓HNO3,实验室保存浓HNO3时,应注意放在低温阴凉处。(3)强氧化性能与Pt、Au以外的所有金属反应,如Cu与浓、稀HNO3均可反应,化学方程式分别为Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O,3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O。有些金属(如Fe、Al等)在冷的浓HNO3中发生钝化。与不活泼的木炭反应的化学方程式为C4HNO3(浓)CO24NO22H2O。与某些还原性化合物(如FeO等)反应的化学方程式为3FeO10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3NO5H2O。浓硝酸与浓盐酸

15、按13混合配制成王水,它的氧化性比硝酸更强,能溶解金、铂等金属。知识点7:元素金属性、非金属性强弱的判断1元素金属性强弱的判断方法(1)从元素原子结构判断:当最外层电子数相同时,电子层数越多,原子半径越大,越易失电子,金属性越强;当电子层数相同时,核电荷数越多,越难失电子,金属性越弱。(2)根据金属活动性顺序表判断:一般来说,排在前面的金属元素其金属性比排在后面的强。(3)从元素单质及其化合物的相关性质判断:金属单质与水或酸反应越剧烈,元素金属性越强;最高价氧化物对应水化物的碱性越强,元素金属性越强。(4)根据离子的氧化性强弱判断:离子的氧化性越强,则对应金属元素的金属性越弱。2非金属性强弱的

16、判断方法(1)从元素原子的结构判断:当电子层数相同时,核电荷数越多,非金属性越强;当最外层电子数相同时,核电荷数越多,非金属性越弱。(2)从元素单质及其化合物的相关性质判断:单质越易跟H2化合,生成的氢化物也就越稳定,氢化物的还原性也就越弱,其非金属性也就越强;最高价氧化物对应水化物的酸性越强,其非金属性越强。如H2SO4的酸性强于H3PO4,说明S的非金属性比P强;非金属单质间的置换反应,如:Cl22KI=2KClI2,说明氯的非金属性比碘强;元素的原子对应阴离子的还原性越强,元素的非金属性就越弱。如S2的还原性比Cl强,说明Cl的非金属性比S强。3微粒半径大小的比较(1)同种元素核外电子数

17、越多,半径越大:原子半径大于相应的阳离子半径;原子半径小于相应的阴离子半径;当元素原子可形成多种价态的离子时,价态高的,半径小。(2)原子半径:同周期元素随原子序数的递增,原子半径逐渐减小(稀有气体除外);同主族元素随电子层数的递增,原子半径逐渐增大。(3)离子半径:电子层结构相同的离子,核电荷数越大,半径越小;同主族带相同电荷的离子,电子层数越多,半径越大;所带电荷、电子层数均不同的离子可选一种离子参照比较,例如:比较r(K)与r(Mg2)可选r(Na)为参照,可知:r(K)r(Na)r(Mg2)。知识点8:“位、构、性”之间的关系1位置与结构、性质间的关系(1)核外电子层数周期数。(2)主

18、族元素的最外层电子数价电子数主族序数最高正价数(O、F元素除外)。(3)质子数原子序数原子核外电子数核电荷数。(4)最低负价的绝对值8主族序数(仅限第A第A)。(5)原子半径越大,失电子越容易,还原性越强,其离子的氧化性越弱。(6)原子半径越小,得电子越容易,氧化性越强,非金属性越强,形成的气态氢化物越稳定,形成的最高价氧化物对应的水化物的酸性越强。2周期表中的特殊规律(1)各周期元素种数(第一到第六周期分别为2、8、8、18、18、32)。(2)稀有气体元素原子序数(分别为2、10、18、36、54、86)和所在周期(分别在一到六周期)。(3)同族上下相邻元素原子序数的关系(相差2、8、18

19、、32等各种情况)。(4)同周期A族与A族元素原子序数差值(有1、11、25等情况)。3120号元素原子结构特点(1)原子核中无中子的原子:H。(2)最外层有1个电子的元素:H、Li、Na、K。(3)最外层有2个电子的元素:He、Be、Mg、Ca。(4)最外层电子数等于次外层电子数的元素:Be、Ar。(5)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素:C;是次外层3倍的元素:O;是次外层4倍的元素:Ne。(6)电子层数与最外层电子数相等的元素:H、Be、Al。(7)电子总数为最外层电子数2倍的元素:Be。(8)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素:Li、Si。(9)内层电子总数是最外层电子数2倍的元素

20、:Li、P。(10)电子层数是最外层电子数2倍的元素:Li、Ca。(11)最外层电子数是电子层数2倍的元素:He、C、S。(12)最外层电子数是电子层数3倍的元素:O。知识点9:化学键1离子键与共价键离子键共价键概念带相反电荷的离子之间的相互作用原子之间通过共用电子对所形成的相互作用成键方式通过得失电子达到稳定结构通过形成共用电子对达到稳定结构成键粒子阴、阳离子原子形成条件活泼金属元素与活泼非金属元素化合同种或不同种非金属元素化合存在离子化合物中绝大多数非金属单质、共价化合物、某些离子化合物中2离子化合物与共价化合物离子化合物共价化合物化学键离子键或离子键与共价键共价键概念由离子键构成的化合物

21、叫离子化合物以共用电子对形成分子的化合物叫共价化合物构成微粒阴、阳离子原子构成元素一般为活泼金属元素与活泼非金属元素一般为不同种非金属元素实例大部分盐(包括所有铵盐)、强碱、大部分金属氧化物、金属氢化物非金属氧化物、酸、弱碱、少部分盐、非金属氢化物等特例金属元素与活泼的非金属元素形成的化合物不一定都是以离子键结合的,如AlCl3则是通过共价键结合的;非金属元素之间也可形成离子化合物,如铵盐(NH4Cl、NH4NO3等)都是离子化合物;构成稀有气体的单质分子,由于原子已达到稳定结构,在这些单原子分子中不存在化学键3化学键与物质类别的关系(1)“三个一定”离子化合物中一定含离子键;含离子键的一定是

22、离子化合物;共价化合物中一定不含离子键。(2)“三个可能”离子化合物中可能含有共价键,如NaOH;金属与非金属形成的化合物可能是共价化合物,如AlCl3;完全由非金属形成的化合物可能是离子化合物,如NH4Cl。4离子化合物和共价化合物的判断(1)根据构成化合物的微粒间是以离子键还是以共价键结合判断。一般说来,活泼的金属原子和活泼的非金属原子间形成的是离子键,同种或不同种非金属原子间形成的大多是共价键。(2)根据化合物的类型来判断。大多数碱性氧化物、强碱和盐等都属于离子化合物;非金属氢化物、非金属氧化物、含氧酸等都属于共价化合物。(3)根据化合物的性质来判断。熔点、沸点较低的化合物大多是共价化合

23、物。熔化后不能发生电离的化合物是共价化合物,熔融状态下能导电的化合物是离子化合物。5化学键、分子间作用力和氢键相互作用化学键分子间作用力氢键存在范围相邻原子(离子)之间分子之间某些含强极性键氢化物分子之间(如HF、H2O、NH3等)作用力比较强很弱比化学键弱,比分子间作用力强影响范围物质的物理性质及化学性质物质的物理性质物质的物理性质(1)化学反应过程中反应物中的化学键将被破坏,如H2Cl22HCl,HH、ClCl键均被破坏。(2)离子化合物溶解于水时,在水分子的作用下电离成为自由移动的阴、阳离子,离子键被破坏;离子化合物在加热熔化时会发生电离,生成自由移动的阴、阳离子,离子键被破坏。(3)有

24、些共价化合物溶于水后,能与水发生反应,其分子内的共价键被破坏,如CO2、SO2、SO3等。(4)有些共价化合物属于电解质,溶于水后在水分子的作用下发生电离,形成阴、阳离子,其分子内的共价键被破坏,如HCl、H2SO4、CH3COOH等。(5)对于某些很活泼的非金属单质,溶于水后,能与水发生反应,其分子内共价键被破坏,如Cl2、F2等。知识点10:电子式微粒的种类电子式的表示方法注意事项举例原子元素符号周围标明价电子价电子少于4时以单电子分布,多于4时多出部分以电子对分布阳离子单核离子符号右上方标明正电荷数Mg2多核元素符号紧邻铺开,周围标清电子分布用“”,右上方标明正电荷数阴离子单核元素符号周

25、围合理分布价电子及所获电子,用“”用“”,右上方标明负电荷数多核元素符号紧邻铺开,合理分布价电子及所获电子,用“”相同原子不能合并,用“”,右上方标明负电荷数离子化合物由阳离子电子式和阴离子电子式组成同性不相邻,离子合理分布,相同离子不能合并单质分子或共价化合物原子之间共用电子对不能漏写未参与成键的电子对;形成2或8电子稳定结构HH离子化合物的形成电子转移方向及位置用弧形箭头,变化过程用“”同性不相邻,合理分布共价化合物的形成左端是原子的电子式,右端是共价化合物分子的电子式,中间用“”连接同性一般不相邻, 连接用“”H·H 知识点11:化学能与热能1化学反应吸收或放出能量的判断(1)

26、化学反应放出能量还是吸收能量取决于反应物中化学键断裂时所吸收的能量和生成物中化学键形成时所放出的能量的相对大小。若用E总吸表示反应物化学键断开时所吸收的能量,E总放表示生成物化学键形成时所放出的能量,化学反应能量变化EE总吸E总放。若E为正值则吸收能量,为负值则放出能量。(2)各种物质都储存有化学能,不同的物质所储存的化学能不同。化学反应中,物质发生了变化,化学能也随之而改变,化学反应过程中吸收或放出能量可用下图形象地表示:2放热反应和吸热反应化学反应中的能量变化有多种形式,但通常主要表现为热量的变化,化学反应分为放热反应和吸热反应。类型比较放热反应吸热反应定义放出热量的化学反应吸收热量的化学

27、反应成因反应物具有的总能量生成物具有的总能量反应物具有的总能量生成物具有的总能量图示与化学键强弱的关系生成物分子成键时释放的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量常见反应可燃物的燃烧;酸碱中和反应;金属与酸的置换反应;物质的缓慢氧化;铝热反应;大多数化合反应弱电解质的电离;盐类的水解反应;Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应;C和H2O(g)、C和CO2的反应;大多数的分解反应【注意】反应是吸热还是放热取决于反应物的总能量和生成物总能量的相对大小,而与反应条件无关知识点12:化学能与电能1原电池(1)概念:原电池是把化

28、学能转化为电能的装置。(2)构成条件能自发进行的氧化还原反应发生。 活动性不同的两电极(金属或石墨)。形成闭合回路。 电解质溶液(或熔融电解质)2原电池的工作原理(1)两种装置图甲和图乙是铜锌原电池装置示意图。【注意】图乙盐桥中通常装有含琼脂的KCl饱和溶液。盐桥的作用:使整个装置构成闭合回路,代替两溶液直接接触;平衡电荷;提高电池效率。(2)反应原理电极名称负极正极电极材料Zn片Cu片电极反应Zn2e=Zn2Cu22e=Cu反应类型氧化反应还原反应电子流向由Zn片沿导线流向Cu片3原电池工作时导电粒子流向电子流向(外电路):负极导线正极(电流方向与电子流向相反)。离子流向(内电路):阴离子向

29、负极移动,阳离子向正极移动。4 原电池正、负极的判断5原电池工作原理的应用(1)比较金属活动性:作负极的金属活动性强,作正极的金属活动性弱;(2)改变化学反应速率:如在Zn和稀硫酸反应时,滴加少量CuSO4溶液,则Zn置换出的铜和锌能构成原电池的正负极,从而加快Zn与稀硫酸反应的速率;(3)设计原电池:如把Fe2Fe3=3Fe2设计成原电池,可用Fe作负极,铜(或石墨)作正极,FeCl3溶液作电解质溶液;(4)保护金属设备:如船体是钢铁材料,在海水中易被腐蚀,在船体外壳焊接上比铁活泼的金属(如Zn),则构成以Zn、Fe为电极的原电池,Zn被消耗掉而Fe得到保护。6原电池电极反应式的书写(1)一

30、般电极反应式的书写,以离子方程式形式表示。书写步骤A列物质,标得失:按照负极氧化反应,正极还原反应,判断电极反应物、生成物,标出电子得失。B看环境,配守恒:电极产物在电解质溶液的环境中应能稳定存在,如酸性介质中,OH不能存在,应生成水;碱性介质中,H不能存在,应生成水;电极反应式同样要遵循电荷守恒、原子守恒、得失电子守恒。C两式加,验总式:正负极反应式相加,与总反应离子方程式验证。常见介质常见介质注意事项中性溶液反应物若是H得电子或OH失电子,则H或OH均来自于水的电离酸性溶液反应物或生成物中均没有OH碱性溶液反应物或生成物中均没有H水溶液不能出现O2(2)利用总反应式书写电极反应式根据总反应

31、式,找出氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物。确定介质的酸碱性或者其它特性。按照负极反应:还原剂-ne-=氧化产物正极反应:氧化剂+ne-=还原产物,书写电极反应式。书写技巧:若某电极反应式较难写出时,可先写出较易写的电极反应式,然后根据得失电子守恒,用总反应式减去较易写的电极反应式,即可得出较难写的电极反应式。知识点13:化学电源 燃料电池化学电源及燃料电池的分析,一定是建立在原电池工作原理之上的。1一次电池(1)碱性锌锰干电池正极反应:2MnO22H2O2e=2MnOOH2OH;负极反应:Zn2OH2e=Zn(OH)2;总反应:Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2。(2)锌银电

32、池负极反应:Zn2OH2e=Zn(OH)2;正极反应:Ag2OH2O2e=2Ag2OH;总反应:ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag。2燃料电池燃料电池与一般的电池不同的是,反应物不是储存在电池内部,而是由外部提供,电池装置起着类似于试管、烧杯等反应容器的作用。氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池,通常分成酸性和碱性两种。酸性碱性负极反应式2H24e=4H2H24OH4e=4H2O正极反应式O24H4e=2H2OO22H2O4e=4OH电池总反应式2H2O2=2H2O【注意】燃料电池不是燃烧反应。燃料电池是化学能直接转化为电能,具有清洁、安全、高效的优点。燃料电池能量利用率可高达80% 以上

33、,但是说达到100%是错误的。3二次电池(可充电电池)电池内部储存的化学能转化为电能释放出来,也可以外界提供电能转化为化学能储存在电池内部。放电是原电池原理,充电是电解池原理。铅蓄电池是最常见的二次电池,负极材料是,正极材料是PbO2。(1)放电时的反应负极:Pb(s)SO(aq)2e=PbSO4(s)(氧化反应)。正极:PbO2(s)4H(aq)SO(aq)2e=PbSO4(s)2H2O(l)(还原反应)。总反应:Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)2H2O(l)。(2)充电时的反应阴极:PbSO4(s)2e=Pb(s)SO(aq)(还原反应)。阳极:PbSO4(

34、s)2H2O(l)2e=PbO2(s)4H(aq)SO(aq)(氧化反应)。放电充电总反应:2PbSO4(s)2H2O(l)Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)。Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)2H2O(l)充电电池并不能无限次的使用。知识点14:化学反应速率和化学反应限度1化学反应速率v反应速率;c某一时间段浓度的变化量,单位:mol/L;t反应时间,单位:s、min、h。2化学反应速率与化学计量数的关系对于已知反应mA(g)nB(g)=pC(g)qD(g),其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示,当单位相同时,化学反应速率的数值之比等于化学方程

35、式中相应物质的化学计量数之比,即v(A)v(B)v(C)v(D)mnpq,或v(A)v(B)v(C)v(D)。3 应用化学反应速率需注意的问题(1)化学反应速率是标量,只有数值而没有方向; (2)不能用固体或纯液体物质(不是溶液)表示化学反应速率,因为固体和纯液体物质的浓度视为常数。(3)由公式v计算得到的反应速率是某一时间段内的平均反应速率而不是某一时刻的瞬时反应速率。(4)同一化学反应在相同条件下用不同物质表示的化学反应速率,其数值可能不同,但表示的意义相同。4影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素规律内因反应物的性质在其他条件相同时,反应物的性质越活泼,化学反应速率越快外因反应物的

36、浓度在其他条件相同时,增加反应物的浓度,可使反应速率加快反应温度在其他条件相同时,升高温度,可加快化学反应速率反应时的压强对有气体参加的反应,在其他条件相同时,增大压强,可加快化学反应速率催化剂在其他条件相同时,使用正催化剂,可极大的加快化学反应速率固体反应物的表面积在其他条件相同时,增大固体反应物的表面积,即固体反应物的颗粒越小,化学反应速率越快其他光波、超声波、磁场、溶剂等也能改变某些反应的速率5“控制变量法”探究影响化学反应速率的因素常见变量外界因素主要有:浓度、压强、温度、催化剂、固体表面积等确定变量根据实验目的,研究某个变量对反应速率的影响,需要控制其它外界因素不变,再进行实验定多变

37、一探究时,先确定一种变量,保证其它外界因素不变,看这个变量与探究的问题之间存在什么关系,这样依次进行,从而得出每种因素改变的影响结论数据统一要注意控制数据,使变量统一,才能得出正确结论6化学平衡状态的判断方法“两看”“两标志”(1)“两看”一看题干条件恒温恒容或恒温恒压或绝热容器二看化学反应特点(物质状态、气体计量系数)全部是气体参与,是等体积反应还是非等体积反应有固体或液体参与,是等体积反应还是非等体积反应(2)“两标志”正、逆反应速率相等同一物质表示的正、逆反应速率相等v正v逆,或者不同物质表示的正、逆速率(或变化的物质的量、浓度)之比等于化学计量数之比变量不变题目中的变量,指的是随着反应

38、的进行而改变的量,(如某物质的质量、浓度、百分含量,n总(气体)、压强、气体密度、气体平均分子质量、颜色等),当“变量”不再变化(保持恒定)时,证明可逆反应达到平衡,但“定量”无法证明。知识点15:甲烷和烷烃的结构及其性质1常见有机物结构的表示方法(以甲烷为例)表示方法含义分子式:CH4用元素符号表示物质分子组成的式子,可反映一个分子中原子的种类和数目最简式(实验式):CH4表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子电子式:用小黑点等符号代替电子,表示原子最外层电子成键情况的式子结构式:具有化学式所能表示的意义,能反映物质的结构;表示分子中原子的结合或排列顺序的式子,但不表示空间构型球棍模型:小

39、球表示原子,短棍表示价键(单键、双键或三键)比例模型:用不同体积的小球表示不同大小的原子2甲烷的性质(1)物理性质甲烷是一种无色、无味的气体 ,密度比空气小 ,极难溶于水。在自然界中,甲烷存在于天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气中。“西气东输”工程中的气体主要是甲烷,发生瓦斯爆炸的主要气体是甲烷。(2)化学性质氧化反应(燃烧)CH4+2O2CO2+2H2O(淡蓝色火焰,无黑烟)取代反应 (注意光是反应发生的主要原因)CH4+Cl2CH3Cl+HCl CH3Cl +Cl2CH2Cl2+HClCH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl CHCl3+Cl2CCl4+HCl生成产物有5种,其中4种氯代物,常

40、温下CH3Cl为气态,其他3种为液态在光照条件下甲烷还可以跟溴蒸气发生取代反应甲烷不能使酸性KMnO4溶液、溴水或溴的四氯化碳溶液褪色。3烷烃的结构特点(1)单键:碳原子之间以碳碳单键相结合。(2)饱和:碳原子剩余价键全部跟氢原子结合,烷烃是饱和烃,相同碳原子数的有机物分子里,烷烃的含氢量最大。(3)链状:碳原子结合成的链是“直链”,也可以含有支链。4烷烃的性质(1)在光照条件下与氯气发生取代反应CnH2n2Cl2CnH2n1ClHCl(n1)。(2)燃烧反应CnH2n2O2nCO2(n1)H2O。(3)随着碳原子个数的增多,烷烃的熔沸点逐渐升高,分子中大于4个碳原子的烷烃为非气态烷烃。同分异

41、构体的烷烃,支链越多,熔沸点越低。5烷烃同分异构体的书写方法(1)书写规律可概括为主链由长到短,支链由整到散,位置由心到边,排布由对到邻到间。先写出碳原子数最多的主链。后写出少一个碳原子的主链,另一个碳原子作为甲基连在主链某碳原子上。再写出少两个碳原子的主链,另两个碳原子作为乙基或两个甲基连在主链碳原子上,依次类推。(2)以C6H14为例说明(为了简便,只写碳链骨架):将分子中全部碳原子连成一条直链。即:CCCCCC。从主链的一端取下一个碳原子,依次连在主链上,得到多个带有甲基的同分异构体碳骨架。即:注意:不能连接在端部,同时要考虑到对称,避免重复。从主链上取下两个碳原子,看成一个整体或分开,

42、依次连接到剩余的含4个碳原子的主链上,由于两个碳原子作为一个整体的连接方式会改变主链碳原子数,如主链实际为5个碳原子,与上面的书写重复,故这种形式不存在,其余两种为 (支链对位), (支链邻位)。若再从主链取下更多碳原子,其连接方式均与上面的连接重复。因此,C6H14有5种同分异构体。6同分异构体“等效氢”判断方法烃分子中等效氢原子的种类有多少,其一氯代物种类就有多少,判断等效氢原子的方法有:(1)同一碳原子上所连的氢原子是等效的;(2)同一碳原子所连甲基上的氢原子是等效的;(3)处于镜面对称位置上的氢原子是等效。7记住常见同分异构体的数目(1)只含有一个碳原子的分子无同分异构体。(2)甲烷、

43、乙烷、新戊烷、苯的一卤代物只有一种。(3)丁烷、丙基(C3H7)有2种,如丙烷的一氯代物有2种。(4)戊烷有3种,己烷有5种。(5)丁基(C4H9)有4种,如丁烷的一氯代物有4种。(6)戊基(C5H11)有8种,如戊烷的一氯代物有8种。8同系物、同分异构体、同素异形体、同位素比较概念同系物同分异构体同素异形体同位素定义结构相似,分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质分子式相同而结构式不同的化合物的互称由同种元素组成的不同单质的互称质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子的互称分子式不同相同元素符号表示相同,分子式可不同,如O2和O3元素符号表示不同,如H和H结构相似不同不同电子层结构相

44、同,原子核结构不同对象化合物化合物单质原子性质物理性质不同,化学性质相似物理性质不同,化学性质不一定相同物理性质不同,化学性质不一定相同物理性质不同,化学性质相同知识点16:乙烯的结构及其性质1乙烯的组成和结构2乙烯的性质及用途(1)物理性质颜色状态气味水溶性密度无色气态稍有气味难溶比空气的小(2)化学性质氧化反应加成反应a 乙烯通入溴的CCl4或溴水中,现象是溶液褪色,其化学方程式为CH2=CH2Br2CH2BrCH2Br,产物名称为1,2­二溴乙烷,是难溶于水的无色透明的油状液体。利用反应时溶液褪色的现象,既可以鉴别甲烷和乙烯,也可以除去甲烷中的乙烯。b CH2=CH2与H2、H

45、Cl、H2O反应的化学方程式:CH2=CH2H2CH3CH3,CH2=CH2HClCH3CH2Cl(可利用该反应制取纯净的氯乙烷),CH2=CH2H2OCH3CH2OH。c 乙烯发生加成聚合反应生成聚乙烯,其反应方程式为nCH2=CH2。注意:不对称烯烃(如CH3CH=CH2)发生加成反应时,与对称分子(如Br2)加成只生成一种产物,与不对称分子(如H2O)加成可能生成两种产物。(3)用途重要的化工原料,用来制聚乙烯塑料、聚乙烯纤维、乙醇等。在农业生产中用作植物生长调节剂。乙烯的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平。知识点17:苯的结构及其性质1苯的组成与结构2苯的化学性质(1)氧化反应

46、燃烧:现象为火焰明亮,伴有浓烟,化学方程式为2C6H615O212CO26H2O。不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。(2)取代反应与液溴反应的方程式为 硝化反应的方程式为 (3)加成反应在镍作催化剂的条件下,苯与H2发生加成反应,化学方程式为。注意:含有苯环的有机物如甲苯、二甲苯也可以发生取代反应和加成反应。3苯分子中不存在单、双键交替结构的证据(1)苯分子是平面正六边形结构。(2)苯分子中所有碳碳键完全等同。(3)苯分子的邻位二元取代物只有一种。(4)苯不能使溴的四氯化碳溶液、溴水及酸性KMnO4溶液因发生化学反应而褪色。4典型空间结构(1)甲烷型:正四面体结构凡是碳原子与4个原子形成4个共价键时

47、,其空间结构都是四面体,5个原子中最多有3个原子共平面。(2)乙烯型:平面结构与碳碳双键直接相连的4个原子与2个碳原子共平面。(3)苯型:平面结构位于苯环上的12个原子共平面,位于对角线位置上的4个原子共直线。知识点18:乙醇的结构及其性质1乙醇的组成与结构乙醇的分子式:C2H6O,结构式:,结构简式:CH3CH2OH或C2H5OH。2乙醇的性质及用途(1)物理性质俗称酒精,无色、有特殊香味的液体,密度比水小,易挥发,与水以任意比互溶,是优良的有机溶剂。(2)化学性质与Na反应 化学方程式:2CH3CH2OH2Na2CH3CH2ONaH2。氧化反应a 燃烧:现象为产生淡蓝色火焰,放出大量的热,

48、化学方程式:CH3CH2OH3O22CO23H2O。b催化氧化化学方程式:2CH3CH2OHO2 2CH3CHO2H2O。c与强氧化剂反应反应原理:CH3CH2OH CH3COOH。(3)用途用作酒精灯、火锅、内燃机等的燃料。用作化工原料。医疗上常用体积分数为75%的乙醇溶液作消毒剂。知识点19:乙酸的结构及其性质1乙酸的组成及结构2乙酸的性质及用途(1)物理性质俗名颜色状态气味溶解性挥发性醋酸无色液体强烈刺激性易溶于水和乙醇易挥发(2)化学性质弱酸性乙酸是一元弱酸,在水中的电离方程式为CH3COOHCH3COOH,其酸性比H2CO3强,具有酸的通性。能使紫色石蕊溶液变红色;与活泼金属、一些金

49、属氧化物、碱、一些盐反应。a与Zn反应:2CH3COOHZn(CH3COO)2ZnH2。b与NaOH反应:CH3COOHNaOHCH3COONaH2O。c与CaCO3反应:CaCO32CH3COOH(CH3COO)2CaCO2H2Od与CuO反应:CuO2CH3COOH(CH3COO)2CuH2O。酯化反应乙酸与乙醇的酯化反应方程式为(3)用途有机化工原料,可制得醋酸纤维、合成纤维、香料、燃料等,是食醋的主要成分。3酯类(1)酯类的一般通式可写为,官能团为。(2)低级酯:乙酸乙酯,密度比水的小,难溶于水,易溶于有机溶剂。可用作香料和溶剂。知识点20:基本营养物质1 糖类、油脂、蛋白质的组成种类

50、元素代表物代表物分子备注糖类单糖C、H、O葡萄糖C6H12O6葡萄糖和果糖互为同分异构体,单糖不能发生水解反应果糖双糖C、H、O蔗糖C12H22O11蔗糖和麦芽糖互为同分异构体能发生水解反应麦芽糖多糖C、H、O淀粉(C6H10O5)n淀粉、纤维素由于n值不同,所以分子式不同,不能互称同分异构体能发生水解反应纤维素油脂油C、H、O植物油不饱和高级脂肪酸甘油酯含有CC键,能发生加成反应,能发生水解反应脂C、H、O动物脂肪饱和高级脂肪酸甘油酯CC键,能发生水解反应蛋白质C、H、O、N、S、P等酶、肌肉、毛发等氨基酸连接成的高分子能发生水解反应2 糖类、油脂、蛋白质的主要化学性质葡萄糖使新制的Cu(O

51、H)2产生砖红色沉淀测定糖尿病患者病情;与银氨溶液反应产生银镜工业制镜和玻璃瓶瓶胆;与羧酸发生酯化反应生成酯蔗糖水解反应:生成葡萄糖和果糖淀粉纤维素淀粉、纤维素水解反应:生成葡萄糖淀粉特性:淀粉遇碘单质变蓝油脂水解反应:生成高级脂肪酸(或高级脂肪酸盐)和甘油蛋白质水解反应:最终产物为氨基酸颜色反应:蛋白质遇浓HNO3变黄(鉴别部分蛋白质)灼烧蛋白质有烧焦羽毛的味道(鉴别蛋白质)3有机物的检验与鉴别(1)根据溶解性:通常是向有机物中加水,观察其是否溶于水。如鉴别乙酸与乙酸乙酯,甘油和油脂等。(2)根据与水的密度差异:观察不溶于水的有机物在水中的浮沉情况可知其密度比水的密度是小还是大。如鉴别硝基苯与苯等。(3)根据有机物的燃烧:

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