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文档简介
1、高一化学(必修1)各章知识要点归纳二混合物的分离和提纯过滤和蒸发实验11 粗盐的提纯仪器 : 天平,烧杯,玻璃棒,漏斗,铁架台,铁圈步骤 : 步骤 现象1溶解:称取4克粗盐加到盛有12mL水的小烧杯中,用玻璃棒搅拌使氯化钠充分溶解粗盐逐渐溶解,溶液浑浊。2过滤:组装好仪器,将1中所得到的混合物进行过滤。若滤液浑浊,要再次过滤,直到滤液澄清为止。滤纸上有不溶物残留,溶液澄清。3蒸发:将过滤后的澄清溶液转入蒸发皿,加热,并用玻璃棒搅拌,防止液滴飞溅。当出现较多固体时停止加热,余热蒸干。蒸发皿中产生了白色固体。注意事项:(1)一贴,二低,三靠。(2)蒸馏过程中用玻璃棒搅拌,防止液滴飞溅。蒸馏和萃取(
2、1)蒸馏 原理:利用沸点的不同,处去难挥发或不挥发的杂质。实验1-3 从自来水制取蒸馏水 仪器:温度计,蒸馏烧瓶,石棉网,铁架台,酒精灯,冷凝管,牛角管,锥形瓶。 操作:连接好装置,通入冷凝水,开始加热。弃去开始蒸馏出的部分液体,用锥形瓶收集约10mL液体,停止加热。 现象: 随着加热,烧瓶中水温升高至100度后沸腾,锥形瓶中收集到蒸馏水。 注意事项: = 1 * GB3 温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口处。 = 2 * GB3 蒸馏烧瓶中放少量碎瓷片-防液体暴沸。 = 3 * GB3 冷凝管中冷却水从下口进,上口出。 = 4 * GB3 先打开冷凝水,再加热。 = 5 * GB3 溶液不可蒸
3、干。(2)萃取原理: 用一种溶把溶质从它与另一溶剂所组成的溶液里提取出来。仪器: 分液漏斗, 烧杯步骤: = 1 * GB3 检验分液漏斗是否漏水。 = 2 * GB3 量取10mL碘的饱和溶液倒入分液漏斗, 注入4mLCCl4,盖好瓶塞。 = 3 * GB3 用右手压住分液漏斗口部, 左手握住活塞部分, 把分液漏斗倒转过来用力振荡。 = 4 * GB3 将分液漏斗放在铁架台上,静置。 = 5 * GB3 待液体分层后, 将分液漏斗上的玻璃塞打开,从下端口放出下层溶液,从上端口倒出上层溶液.注意事项: A检验分液漏斗是否漏水。 B萃取剂: 互不相溶,不能反应。 C上层溶液从上口倒出,下层溶液从
4、下口放出。三离子检验离子所加试剂现象离子方程式ClAgNO3,稀HNO3产生白色沉淀ClAg+AgClSO42-Ba(NO3)2稀HNO3白色沉淀SO42-+Ba2+=BaSO4 四除杂 1原则:杂转纯、杂变沉、化为气、溶剂分。2注意:为了使杂质除尽,加入的试剂不能是“适量”,而应是“过量”;但过量的试剂必须在后续操作中便于除去。第二节 化学计量在实验中的应用一物质的量的单位摩尔 1物质的量(n)是表示含有一定数目粒子的集体的物理量。 2摩尔(mol):把含有6.02 1023个粒子的任何粒子集体计量为1摩尔。 3阿伏加德罗常数 把6.02 X1023mol-1叫作阿伏加德罗常数。 4物质的量
5、 物质所含微粒数目/阿伏加德罗常数 n =N/NA 5摩尔质量(M) (1) 定义:单位物质的量的物质所具有的质量叫摩尔质量。(2)单位:g/mol 或 g.mol-1 (3) 数值:等于该粒子的相对原子质量或相对分子质量。6物质的量=物质的质量/摩尔质量 ( n = m/M )二气体摩尔体积 1气体摩尔体积(Vm) (1)定义:单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积。 (2)单位:L/mol 或 m3/mol 2物质的量=气体的体积/气体摩尔体积n=V/Vm 3(1)0 101KPa , Vm = 22.4 L/mol (2)25 101KPa , Vm = 24.8 L/mol三物质
6、的量在化学实验中的应用 1物质的量浓度 (1)定义:以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量,叫做溶质B的物质的浓度。(2)单位:mol/L , mol/m3 (3)物质的量浓度 溶质的物质的量/溶液的体积 CB = nB/V 2一定物质的量浓度的配制 (1)基本原理:根据欲配制溶液的体积和溶质的物质的量浓度,用物质的量浓度计算的方法,求出所需溶质的质量或体积,在烧杯中溶解并在容器内用溶剂稀释为规定的体积,就得欲配制的溶液。 (2)主要操作A检验是否漏水;B配制溶液 eq oac(,1)计算; eq oac(,2)称量; eq oac(,3)溶解; eq oac(,4)转移;
7、 eq oac(,5)洗涤; eq oac(,6)定容; eq oac(,7)摇匀; eq oac(,8)贮存溶液。 注意事项:A 选用与欲配制溶液体积相同的容量瓶。 B使用前必须检查是否漏水。C不能在容量瓶内直接溶解。 D溶解完的溶液等冷却至室温时再转移。 E定容时,当液面离刻度线12cm时改用滴管,以平视法观察加水至液面最低处与刻度相切为止。3溶液稀释 C(浓溶液)V(浓溶液) =C(稀溶液)V(稀溶液)第二章 化学物质及其变化一物质的分类 1分类是学习和研究化学物质及其变化的一种常用的基本方法,它不仅可以使有关化学物质及其变化的知识系统化,还可以通过分门别类的研究,了解物质及其变化的规律
8、。分类要有一定的标准,根据不同的标准可以对化学物质及其变化进行不同的分类。交叉分类和树状分类是常用的分类方法。 2分散系及其分类 把一种(或多种)物质分散在另一种(或多种)物质中所得到的体系,叫分散系。被分散的物质称作分散质(可以是气体、液体、固体),起容纳分散质作用的物质称作分散剂(可以是气体、液体、固体)。溶液、胶体、浊液三种分散系的比较分散质粒子大小/nm外观特征能否通过滤纸有否丁达尔效应实例溶液小于1均匀、透明、稳定能没有NaCl、蔗糖溶液胶体在1100之间均匀、有的透明、较稳定能有Fe(OH)3胶体浊液大于100不均匀、不透明、不稳定不能没有泥水二物质的化学变化1物质之间可以发生各种
9、各样的化学变化,依据一定的标准可以对化学变化进行分类。根据反应物和生成物的类别以及反应前后物质种类的多少可以分为:A化合反应(A + B = AB)B分解反应(AB = A + B)C置换反应(A + BC = AC + B)D复分解反应(AB + CD = AD + CB)。根据反应中是否有离子参加可将反应分为:A离子反应:有离子参加的一类反应。主要包括复分解反应和有离子参加的氧化还原反应。B分子反应(非离子反应)。根据反应中是否有电子转移可将反应分为:A氧化还原反应:反应中有电子转移(得失或偏移)的反应。实质:有电子转移(得失或偏移)特征:反应前后元素的化合价有变化B非氧化还原反应2离子反
10、应电解质:在水溶液中或熔化状态下能导电的化合物,叫电解质。酸、碱、盐都是电解质。酸:电离时生成的阳离子全部是氢离子的化合物碱:电离时生成的阴离子全部是氢氧根离子的化合物。盐:电离时生成金属离子(或铵根离子)和酸根离子的化合物。在水溶液中或熔化状态下都不能导电的化合物,叫非电解质。注意:电解质、非电解质都是化合物,不同之处是在水溶液中或融化状态下能否导电。电解质的导电是有条件的:电解质必须在水溶液中或熔化状态下才能导电。能导电的物质并不全部是电解质:如铜、铝、石墨等。非金属氧化物(SO2、SO3、CO2)、大部分的有机物为非电解质。离子方程式:用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子。它不仅表示
11、一个具体的化学反应,而且表示同一类型的离子反应。复分解反应这类离子反应发生的条件是:生成沉淀、气体或水。书写方法:写拆删查离子共存问题所谓离子在同一溶液中能大量共存,就是指离子之间不发生任何反应;若离子之间能发生反应,则不能大量共存。A结合生成难溶物质的离子不能大量共存:如Ba2+和SO42-、Ag+和Cl-、Ca2+和CO32-、Mg2+和OH-等。B结合生成气体或易挥发性物质的离子不能大量共存:如H+和C32-O,HCO3-,SO32-,OH-和NH4+等。C结合生成难电离物质(水)的离子不能大量共存:如H+和OH-、CH3COO-,OH-和HCO3-等。D发生氧化还原反应、水解反应的离子
12、不能大量共存(待学)。注意:题干中的条件:如无色溶液应排除有色离子:Fe2+、Fe3+、Cu2+、MnO4-等离子,酸性(或碱性)则应考虑所给离子组外,还有大量的H+(或OH-)。离子方程式正误判断(六看)一看反应是否符合事实:主要看反应能否进行或反应产物是否正确。二看能否写出离子方程式:纯固体之间的反应不能写离子方程式。三看化学用语是否正确:化学式、离子符号、沉淀、气体符号、等号等的书写是否符合事实。四看离子配比是否正确。五看原子个数、电荷数是否守恒。(先看)六看与量有关的反应表达式是否正确(过量、适量)。3氧化还原反应氧化还原反应概念的发展比较得氧失氧的观点(狭义)化合价升降观点(广义)电
13、子转移观点(本质)氧化反应得氧的反应化合价升高的反应失去(或偏离)电子的反应还原反应失氧的反应化合价降低的反应得到(或偏向)电子的反应氧化还原反应有氧得失的反应有化合价升降的反应有电子转移(得失或偏移)的反应氧化还原反应中概念及其相互关系如下:化合价升高失去电子被氧化(发生氧化反应)是还原剂(有还原性)。降得氧化合价降低得到电子被还原(发生还原反应)是氧化剂(有氧化性)。升失还第四章 非金属及其化合物一硅元素:无机非金属材料中的主角,在地壳中含量26.3,次于氧。是一种亲氧元素,以熔点很高的氧化物及硅酸盐形式存在于岩石、沙子和土壤中,占地壳质量90以上。位于第3周期,第A族碳的下方。+1428
14、4+624Si 对比 C 最外层有4个电子,主要形成四价的化合物。二二氧化硅(SiO2)天然存在的二氧化硅称为硅石,包括结晶形和无定形。石英是常见的结晶形二氧化硅,其中无色透明的就是水晶,具有彩色环带状或层状的是玛瑙。二氧化硅晶体为立体网状结构,基本单元是SiO4,因此有良好的物理和化学性质被广泛应用。(玛瑙饰物,石英坩埚,光导纤维)物理:熔点高、硬度大、不溶于水、洁净的SiO2无色透光性好。化学:化学稳定性好、除HF外一般不与其他酸反应,可以与强碱(NaOH)反应,酸性氧化物,在一定的条件下能与碱性氧化物反应。SiO24HF = SiF4 2H2O SiO2CaO CaSiO3 SiO22N
15、aOH = Na2SiO3H2O不能用玻璃瓶装HF装碱性溶液的试剂瓶应用木塞或胶塞。三硅酸(H2SiO3)酸性很弱(弱于碳酸)溶解度很小,由于SiO2不溶于水,硅酸应用可溶性硅酸盐和其他酸性比硅酸强的酸反应制得。Na2SiO32HCl = H2SiO32NaCl硅胶多孔疏松,可作干燥剂,催化剂的载体。四硅酸盐硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称,分布广,结构复杂化学性质稳定。一般不溶于水。(Na2SiO3 、K2SiO3除外)最典型的代表是硅酸钠Na2SiO3 :可溶,其水溶液称作水玻璃和泡花碱,可作肥皂填料、木材防火剂和黏胶剂。 常用硅酸盐产品:玻璃、陶瓷、水泥。四硅单质与碳相似,有
16、晶体和无定形两种。晶体硅结构类似于金刚石,有金属光泽的灰黑色固体,熔点高(1410),硬度大,较脆,常温下化学性质不活泼。是良好的半导体,应用:半导体晶体管及芯片、光电池。+17287五氯元素:位于第三周期第A族,原子结构: 容易得到一个电子形成氯离子Cl,为典型的非金属元素,在自然界中以化合态存在。 六氯气物理性质:黄绿色气体,有刺激性气味、可溶于水、加压和降温条件下可变为液态(液氯)和固态。制法:MnO24HCl (浓) MnCl22H2OCl2 闻法用手在瓶口轻轻扇动,使少量氯气进入鼻孔化学性质:很活泼,有毒,有氧化性, 能与大多数金属化合生成金属氯化物(盐)。也能与非金属反应:2NaC
17、l2 2NaCl 现象:大量白烟2Fe3Cl2 2FeCl3 现象:棕黄色的烟CuCl2 CuCl2 现象:棕黄色的烟Cl2H2 2HCl 现象:发出苍白色火焰,生成大量白雾。燃烧:燃烧不一定有氧气参加,物质并不是只有在氧气中才可以燃烧。燃烧的本质是剧烈的氧化还原反应,所有发光放热的剧烈化学反应都称为燃烧。Cl2的用途:自来水杀菌消毒Cl2H2O = HClHClO 2HClO 2HClO2 1体积的水溶解2体积的氯气形成的溶液为氯水,为浅黄绿色。其中次氯酸HClO有强氧化性和漂泊性,起主要的消毒漂白作用。次氯酸有弱酸性,不稳定,光照或加热分解,因此久置氯水会失效。制漂白液、漂白粉和漂粉精制漂
18、白液 Cl22NaOH=NaClNaClOH2O ,其有效成分NaClO比HClO稳定多,可长期存放制漂白粉(有效氯35)和漂粉精(充分反应有效氯70) 2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O。与有机物反应,是重要的化学工业物质。用于提纯Si、Ge、Ti等半导体和钛。有机化工:合成塑料、橡胶、人造纤维、农药、染料和药品。七氯离子的检验使用硝酸银溶液,并用稀硝酸排除干扰离子(CO32、SO32)。HClAgNO3 = AgCl HNO3NaClAgNO3 = AgCl NaNO3Na2CO32AgNO3 =Ag2CO3 2NaNO3 Ag2CO32HNO3 = 2AgNO3
19、CO2 H2OClAg = AgCl第一章物质结构元素周期律第一节 元素周期表一元素周期表的结构周期序数核外电子层数 主族序数最外层电子数原子序数核电荷数质子数核外电子数 短周期(第1、2、3周期)周期:7个(共七个横行)三长三短一不全周期表 长周期(第4、5、6、7周期)主族7个:A-A七主七副08族族:16个(共18个纵行)副族7个:IB-B第族1个(3个纵行)零族(1个)稀有气体元素二元素的性质和原子结构(一)碱金属元素:原子结构相似性:最外层电子数相同,都为_个递变性:从上到下,随着核电核数的增大,电子层数增多点燃点燃碱金属化学性质的相似性:4Li + O2 Li2O 2Na + O2
20、 Na2O2 2 Na + 2H2O 2NaOH + H2 2K + 2H2O 2KOH + H22R + 2 H2O 2 ROH + H2 产物中,碱金属元素的化合价都为价。结论:碱金属元素原子的最外层上都只有_个电子,因此,它们的化学性质相似。碱金属化学性质的递变性:递变性:从上到下(从Li到Cs),随着核电核数的增加,碱金属原子的电子层数逐渐增多,原子核对最外层电子的引力逐渐减弱,原子失去电子的能力增强,即金属性逐渐增强。所以从Li到Cs的金属性逐渐增强。结论:)原子结构的递变性导致化学性质的递变性。)金属性强弱的判断依据:与水或酸反应越容易,金属性越强;最高价氧化物对应的水化物(氢氧化
21、物)碱性越强,金属性越强。碱金属物理性质的相似性和递变性:1)相似性:银白色固体、硬度小、密度小(轻金属)、熔点低、易导热、导电、有展性。2)递变性(从锂到铯):密度逐渐增大(K反常) 熔点、沸点逐渐降低3)碱金属原子结构的相似性和递变性,导致物理性质同样存在相似性和递变性。小结:碱金属原子结构的相似性和递变性,导致了碱金属化学性质、物理性质的相似性和递变性。递变性:同主族从上到下,随着核电核数的增加,电子层数逐渐_,原子核对最外层电子的引力逐渐_,原子失去电子的能力_,即金属性逐渐_。(二)卤族元素:原子结构相似性:最外层电子数相同,都为_个递变性:从上到下,随着核电核数的增大,电子层数增多
22、卤素单质物理性质的递变性:(从2到2)()卤素单质的颜色逐渐加深;()密度逐渐增大;()单质的熔、沸点升高3卤素单质与氢气的反应:2 H2 2 HX 卤素单质与H2 的剧烈程度:依次减弱 ; 生成的氢化物的稳定性:依次减弱 4卤素单质间的置换2NaBr +Cl2 2NaCl + Br2 氧化性:Cl2_Br2 ; 还原性:Cl_Br 2NaI +Cl2 2NaCl + I2 氧化性:Cl2_I2 ; 还原性:Cl_I2NaI +Br2 2NaBr + I2 氧化性:Br2_I2 ; 还原性:Br_I结论: 单质的氧化性:依次减弱,对于阴离子的还原性:依次增强5. 非金属性的强弱的判断依据:1.
23、 从最高价氧化物的水化物的酸性强弱,或与H2反应的难易程度以及氢化物的稳定性来判断。2. 同主族从上到下,金属性和非金属性的递变:同主族从上到下,随着核电核数的增加,电子层数逐渐增多,原子核对最外层电子的引力逐渐_,原子得电子的能力_,失电子的能力_,即非金属性逐渐_,金属性逐渐_。3. 原子结构和元素性质的关系:原子结构决定元素性质,元素性质反应原子结构。同主族原子结构的相似性和递变性决定了同主族元素性质的相似性和递变性。三核素(一)原子的构成:()原子的质量主要集中在原子核上。()质子和中子的相对质量都近似为1,电子的质量可忽略。()原子序数核电核数质子数核外电子数()质量数(A)=质子数
24、(Z)+中子数(N)质子 Z个()在化学上,我们用符号X来表示一个质量数为A,质子数为Z的具体的X原子。原子X原子核中子 N个=(AZ)个核外电子 Z个(二)核素核素:把具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子称为核素。一种原子即为一种核素。同位素:质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素。或:同一种元素的不同核素间互称为同位素。()两 同:质子数相同、同一元素()两不同:中子数不同、质量数不同()属于同一种元素的不同种原子第二节元素周期律一.原子核外电子的排布 在多个电子的原子里,核外电子是分层运动的,又叫电子分层排布。电子总是尽先排布在能量最低的电子层里。3.核外电子的排
25、布规律(1)各电子层最多容纳的电子数是2n2(n表示电子层)(2)最外层电子数不超过8个(K层是最外层时,最多不超过2个);次外层电子数目不超过18个;倒数第三层不超过32个。(3)核外电子总是尽先排布在能量最低的电子层,然后由里向外从能量低的电子层逐步向能量高的电子层排布。【练习】14.填写下表:二元素周期律:核外电子层排布:随着原子序数的递增,每隔一定数目的元素,会重复出现原子“最外层电子从_个递增到_个的情况(K层由12)而达到结构的变化规律。最高正化合价和最低负化合价:随着原子序数的递增,每隔一定数目的元素,会重复出现原子最高价由,中部出现负价,由的变化规律。()O、F无正价,金属无负
26、价()最高正化合价: 最低负化合价:0()最高正化合价最外层电子数主族序数()最高正化合价最低负化合价_()最高正化合价最低负化合价0 、2、 4、 6最外层电子数 4 5 6 7三元素金属性和非金属性的递变:Na + 2H2O 2NaOH + H2 (容易) Mg + 2 H2O 2Mg(OH)2 + H2 (较难) 金属性:Na MgMg + 2HCl MgCl2 + H2 (容易) 2Al + 6 HCl 2AlCl3 +3H2 (较难) 金属性:Mg Al 根据1、2得出:金属性Na Mg Al碱性 NaOH Mg(OH)2 Al(OH)3 金属性:金属性Na Mg AlNa Mg A
27、l金属性逐渐减弱结论:Si P S Cl 单质与2的反应越来越容易 生成的氢化物越来越稳定最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强故:非金属性逐渐增强。Na Mg AlSi P S Cl 金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强同周期从左到右,金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强随着原子序数的递增,元素的核外电子排布、主要化合价、金属性和非金属性都呈现周期性的变化规律,这一规律叫做元素周期律。四、同周期、同主族金属性、非金属性的变化规律是:1. 周期表中金属性、非金属性之间没有严格的界线。在分界线附近的元素具有金属性又具有非金属性。2. 金属性最强的在周期表的左下角是,Cs;非金属性最强的在周期表的右上角,是
28、。3.元素化合价与元素在周期表中位置的关系。 4元素周期表和元素周期律对我们的指导作用在周期表中寻找新的农药。在周期表中寻找半导体材料。在周期表中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料。第三节 化学键一离子键离子键:阴阳离子之间强烈的相互作用叫做离子键。相互作用:静电作用(包含吸引和排斥)离子化合物:像NaCl这种由离子构成的化合物叫做离子化合物。(1)活泼金属与活泼非金属形成的化合物。如NaCl、Na2O、K2S等 (2)强碱:如NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2等 (3)大多数盐:如Na2CO3、BaSO4 (4)铵盐:如NH4Cl 小结:一般含金属元素的物质(化合物)铵盐。(
29、一般规律)注意:酸不是离子化合物。离子键只存在离子化合物中,离子化合物中一定含有离子键。.电子式 电子式:在元素符号周围用小黑点(或)来表示原子的最外层电子(价电子)的式子叫电子式。 用电子式表示离子化合物形成过程:(1)离子须标明电荷数; (2)相同的原子可以合并写,相同的离子要单个写; (3)阴离子要用方括号括起; (4)不能把“”写成“”; (5)用箭头标明电子转移方向(也可不标)。二共价键1共价键:原子间通过共用电子对所形成的相互作用叫做共价键。键项 型目离子键共价键形成过程得失电子形成共用电子对成键粒子阴、阳离子原 子实质阴、阳离子间的静电作用原子间通过共用电子对所形成的相互作用用电
30、子式表示HCl的形成过程:共价化合物:以共用电子对形成分子的化合物叫做共价化合物。化合物离子化合物共价化合物 化合物中不是离子化合物就是共价化合物共价键的存在:非金属单质:H2、X2 、2等(稀有气体除外)共价化合物:H2O、 CO2 、SiO2、 H2S等复杂离子化合物:强碱、铵盐、含氧酸盐共价键的分类:非极性键:在同种元素的原子间形成的共价键为非极性键。共用电子对不发生偏移。极性键:在不同种元素的原子间形成的共价键为极性键。共用电子对偏向吸引能力强的一方。三电子式:定义:在元素符号周围用小黑点(或)来表示原子的最外层电子(价电子)的式子叫电子式。 原子的电子式:阴阳离子的电子式:()阳离子
31、简单阳离子:离子符号即为电子式,如Na+、Mg2等复杂阳离子:如NH4+ 电子式:_()阴离子简单阴离子:、 复杂阴离子:物质的电子式:()离子化合物:阴、阳离子的电子式结合即为离子化合物的电子式。AB型:NaCl_,MgO_。A2B型:如Na2O _AB2型:如MgCl2 :_()某些非金属单质:如:Cl2_ O2_等()共价化合物:如HCl_、CO2_、NH3_、CH4_用电子式表示形成过程:第二章 化学反应与能量第一节 化学能与热能一、化学键与化学反应中能量的变化关系1.任何化学反应都伴随有能量的变化2.分子或化合物里的原子之间是通过_结合的。 3.化学反应的本质是:旧化学键的断裂与新化
32、学键的形成旧化学键的断裂与新化学键形成是与能量联系在一起的,断开旧的化学键要_能量,而形成新的化学键要_能量,因此,化学反应都伴随有能量的变化。各种物质都储存有化学能,不同物质组成不同,结构不同,所包含的化学能也不同。二、化学能与热能的相互转化 能量变化 化学能转化为热能放热反应吸热反应 类型 反应物的总能量大于生成物的总能量 反应物的总能量小于生成物的总能量遵循能量守恒原理能量利用 燃料充分燃烧 减少污染 新能源的开发1.有的化学反应的发生,要从环境中吸收能量,以化学能的形式储存在物质内部;有的化学反应的发生,要向环境中释放能量,使自身体系能量降低。即一种能量可以转化为另一种能量,但总量不变
33、,这就是能量守恒定律。2. 化学反应中的能量变化,通常主要表现为热量的变化-吸热或放热,也有其它的表现形式,如电能,光能等。3. 反应物的总能量=生成物的总能量 + 热能 即为放热反应 反应物的总能量=生成物的总能量 - 热能 即为吸热反应4. 中和热:酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时所释放的热量。中和反应为放热反应;强酸与强碱反应的中和热为一固定数值。第二节 化学能与电能一、一次能源和二次能源_从自然界取得的能源称为一次能源,如流水、风力、原煤、石油、天然气等,一次能源经过加工,转换得到的能源为二次能源,如电力、蒸汽、氢能等。二、化学电源1、原电池:将_能转化为_能的装置。2、形成
34、条件:能发生氧化还原反应,活性不同的两个电极,闭合的回路,电解质溶液。3、电极名称:负极:一般为活泼金属,失电子,化合价升高,发生氧化反应。正极:一般为较不活泼金属(或非金属),电极周围的阳离子得电子,化合价降低,发生还原反应。简略为:负氧正还4、示例电池和电极反应:干电池 电极反应:负极(锌筒):Zn 2e = Zn2+; 正极(石墨): 总反应:Zn + + Zn2+; 铅蓄电池电极反应:负极: 正极: 锂电池总反应:8Li + 3SOCl2 = 6LiCl + Li2SO4 + 2S燃料电池电极反应:负极:2H2 + 4OH 2e = 4H2O 正极:O2 + 2H2O + 2e = 4
35、OH电池的总反应为:2H2 + O2 = 2H2O四、电解原理1、电解池:将电能转化为化学能的装置叫电解池。2、电解原理:使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解。3、电极名称:阴极:与电源负极相连的电极称为阴极,发生还原反应。阳极:与电源正极相连的电极称为阳极,发生氧化反应。4、电解应用举例、电解食盐水氯碱工业(1)电极反应 阴极:2H+2e- = H2 阳极:2Cl-+2e- = Cl2 (2)电解总的化学方程式和离子方程式化学方程式:2H2O+2NaCl2NaOH+ H2+ Cl2离子方程式:2H2O+2Cl-2OH-+ H2+ Cl2、电解熔融氯化钠(1)电极反
36、应 阴极:2Na+2e- =2Na 阳极:2Cl-2e- = Cl2(2)电解总的化学方程式 2NaCl(熔融)2Na+ Cl2、电解熔融氯化镁(1)电极反应 阴极:Mg2+2e- = Mg 阳极:2Cl-2e- = Cl2 (2)电解总的化学方程式 MgCl2(熔融)Mg+ Cl2、电解熔融氧化铝(1)电极反应 阴极:4Al3+12e- =4Al 阳极:6O2-+12e- =3O2(2)电解总的化学方程式 2Al2O3(熔融)4Al+3O2第三节 化学反应的速率和限度1、化学反应速率用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示。计算公式为C / t 时间:(如每秒、每分、每小时)反应
37、速率的单位:mol/(Ls ) mol/(Lmin) mol/(Lh)(1) 现表示的化学反应速率是平均速率,同一反应用不同物质表示的化学反应速率数值可能不同,必须注明物质。(2)起始浓度不一定按比例,但是转化浓度一定按比例。(3) 同一反应各物质的反应速率之比等于化学计量数之比。例:2A(g)+3B (g)C(g)+4D(g) (A):(B):(C):(D) = 2 :3 :1 :42.影响化学反应速率的因素有浓度、温度、催化剂,还有压强(对有气体物质的反应)、光波、电磁波、超声波、溶剂、固体的表面积等。通常浓度越大(气体或溶液),反应速率越快;温度越高,反应速率越快;压强越大,反应速率越快
38、(对有气体物质的反应,为什么?);催化剂能改变化学反应速率。二、化学反应的限度1. 当一个可逆反应进行到正向反应速率与逆向反应速率相等时,反应物和生成物的浓度_,达到表面上静止的一种“_”,这就是这个反应所能达到的限度。2. 对于可逆反应,在一定条件下进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率相等,反应物和生成物的浓度不再发生变化,反应达到化学平衡状态。 反应开始: (正)(逆) 反应过程中:(正)逐渐减小,(逆)逐渐增大; 反应物浓度减小,生成物浓度增大平衡时: (正)=(逆);各组分的浓度不再发生变化3.化学反应的特征:动:动态平衡 等:(正)=(逆)定:各组分的浓度不再发生变化 变:如果外
39、界条件的改变,原有的化学平衡状态将被破坏。4. 化学平衡必须是可逆反应在一定条件下建立的,不同的条件将建立不同的化学平衡状态;通过反应条件的控制,可以改变或稳定反应速率,可以使可逆反应朝着有利于人们需要的方向进行,这对于化学反应的利用和控制具有重要意义。 同时,在具体工业生产中,既要考虑反应的速率也要考虑反应所能达到的限度。如工业合成氨时,就要通过控制反应器的温度和压强,使反应既快又能达到较大的限度。第三章 有机化合物一、有机物的结构特点1、成键特点:在有机物分子中碳呈四价。碳原子既可与其他原子形成共价键,碳原子之间也可相互成键;既可以形成单键,也可以形成双键或三键;碳碳之间可以形成长的碳链,
40、也可以形成碳环。拓展我们知道,当烃分子中的碳原子个数为n时,其中氢原子个数的最大数值为2n+2,这是氢原子个数的上限值。以链状烷烃分子结构和分子组成通式CnH2n+2为基础进行分析和比较:在结构中,若增加一个CC或CO双键,就少2H;在结构中若出现一个CC就少4H;在结构中若出现一个环状结构也少2H;所以,烯烃和环烷烃的分子组成通式都为CnH2n;炔烃和二烯烃的分子组成通式都为CnH2n-2;苯和苯的同系物,结构中有苯环结构,苯环可以看成是具有3个CC双键和一个环状结构,氢原子个数应在烷烃的基础上减去428个,故苯和苯的同系物的分子组成通式为:CnH(2n+242)即CnH2n-6 (n6)。
41、2、同系物:结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物。(1)同系物必须结构相似,即组成元素相同,官能团种类、个数与连接方式相同,分子组成通式相同。(2)同系物相对分子质量相差14或14的整数倍。(3)同系物有相似的化学性质,物理性质有一定的递变规律。 3、同分异构体:分子式相同,但分子结构不同,因而性质也不同的化合物互称同分异构体。同分异构体可以属于同一类物质,也可以属于不同类物质。可以是有机物,也可以是无机物。中学阶段涉及的同分异构体常见的有三类:(1)碳链异构 (2)位置(官能团位置)异构 (3)异类异构(又称官能团异构) 二、几种重要的有机反应1取代反应:有机
42、物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应叫做取代,取代反应与置换反应区别: 2加成反应:有机物分子里不饱和的碳原子跟其它原子或原子团直接结合生成新物质的反应称为加成反应。被加成的试剂如:H2、X2(X为Cl、Br或I)、H2O、HX、HCN、等能离解成一价原子或原子团的物质。通过有机物发生加成反应时反应物之间的量关系,还可定量判断该有机物分子结构中不饱和键的情况:是C=C键,还是CC键,或是苯环结构,以及它们具有的个数。3酯化反应:羧酸和醇作用生成酯和水的反应叫酯化反应。 注意: 酯化反应的脱水方式是:羧基脱羧羟基(无机含氧酸脱羟基氢)而醇脱羟基氢,即“酸脱羟基醇脱氢”(可用同
43、位素原子示踪法证明。)。 酯化反应是可逆的:羧酸+醇酯+水 反应中浓硫酸的作用是作催化剂和吸水剂,除去生成物中的水使可逆反应向生成物方向移动。 在酸化反应中使用饱和Na2CO3溶液的作用是吸收未反应的乙酸,溶解乙醇,降低酯的溶解度,增大水的密度,使酯浮于水面,容易分层析出,便于分离。 乙酸乙酯中除乙酸杂质,只能用饱和的Na2CO3浓液,不能用NaOH溶液中和乙酸的方法。因为NaOH溶液碱性强,会促使乙酸乙酯水解,重新变成乙酸和乙醇,所以不能用NaOH溶液代替Na2CO3饱和溶液。三、重要有机物结构、性质和用途:有机物分子结构特点主要化学性质主要用途甲烷乙烯苯乙醇乙酸糖类油脂蛋白质第四章 化学与
44、可持续发展综述:一、金属矿物的开发与利用金属冶炼的原理与过程:除少数金属外,大多数金属以化合态的形式存在于自然界。由金属矿物转变为金属,一般要经过探矿、开采、选矿、冶炼等阶段。金属冶炼主要是利用矿物中的金属离子获得电子变成金属单质发生的氧化还原反应。二、海水资源的开发与利用主要指海水资源和海水化学资源的利用。从海水中获得有用的物质和能量具有广阔的前景,但仍然是一个亟待研究的课题。三、化石燃料的综合利用煤石油天然气是重要的燃料,也是重要的化工原料。石油的炼制主要有分馏、裂化和裂解。煤的综合利用煤的干馏、汽化和液化。以石油煤天然气为原料通过聚合反应可以获得用途广泛的合成材料。第一节 开发利用金属矿
45、物和海水资源 一、金属矿物的开发利用 1、金属的存在: 态:如金、铂等不活泼金属; 态:绝大多数金属,如:Na、K、Ca、Mg等。 2、金属矿物的冶炼步骤: 3、金属冶炼原理:利用还原的方法,使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属原子。 Mn+ne- M 4、金属冶炼的一般方法: = 1 * GB3 热分解法: 不活泼金属离子的电子能力强 例如:HgO ;Ag2O: = 2 * GB3 热还原法:高温条件下,用适当的还原剂将金属从化合物中还原出来。 例如:CO还原Fe2O3: C还原氧化铜: H2还原WO3: 铝热反应: = 3 * GB3 电解法: 电解Al2O3制取金属铝: 熔融的NaC
46、l电解制取金属钠: 总结金属冶炼方法的一般规律: K、Ca、Na、Mg、Al Zn、Fe、Sn、Pb(H)、Cu Hg、Ag Pt、Au ( ) ( ) ( ) ( )在金属活泼性顺序表中,金属的位置越靠后,越容易被还原,用一般的还原方法就能使金属还原;金属的位置越靠前,越难被还原,最活泼的金属只能用最强的还原手段来还原。金属冶炼原理FeCuMgAlNa注意:冶炼金属时要考虑原料及反应条件的选择问题;对于某些不活泼的金属如:Cu、Ag等,也常用电解盐溶液的方法精炼,但此法要消耗大量电能,成本较高。5、金属的回收和资源保护 (1)有效地使用金属产品、材料; (2)提高矿物利用率; (3)用其他材
47、料代替金属材料; (4)加强金属资源的回收和再利用;二、海水资源的开发利用 1、水资源的利用 (1)海水淡化 方法:a、蒸馏法; b、电渗析法; c、离子交换法 蒸馏法: = 1 * GB3 蒸馏烧瓶要垫上石棉网; = 2 * GB3 蒸馏烧瓶内液体不超过容积的1/2; = 3 * GB3 加沸石或碎瓷片,防止 ; = 4 * GB3 冷凝管的水流方向: ; = 5 * GB3 温度计水银球的位置: ;(2)循环冷却:火力发电厂和核电站用于循环冷却的循环海水。 2、制备化工产品 (1)制溴 方法: = 1 * GB3 流程: = 2 * GB3 涉及的化学反应方程式: (2)实验验证海带中含I
48、2 实验: 课本85页,实验4-2 现象: 结论: (3)制取一些金属单质,例如:Na、Mg、K等; (4)制取NaCl 海水晒盐 三 化石燃料的综合利用、环境保护一、化石燃料:(一)煤 1、组成: 2、综合利用:(1)干馏: (2)气化: 化学方程式: (3)液化: 注意:上述三种过程是物理过程还是化学过程? (二)天然气 1、组成:气态烃,主要为CH4 2、 综合利用:a、清洁燃料; b、化工原料:合成氨,生产甲醇及合成分子内含两个或两个以上C的有机化合物。(三)石油 1、组成: 2、综合利用: = 1 * GB3 分馏 石油气 分馏 汽油(不含烯烃) 石油 煤油 柴油 柴油 减压分馏 燃
49、料油 重油 石蜡 沥青 润滑油 = 2 * GB3 裂化和裂解 = 1 * alphabetic a、裂化的目的: 方法:热裂化和催化裂化 例如:C16H34 化学方程式: = 2 * alphabetic b、裂解:石油的深度裂化 目的: 产物: 3、聚乙烯和高分子化合物聚合反应:由低分子化合物生成高分子化合物的反应。 例如:由乙烯制取聚乙烯: 高聚物的特征:性质稳定,无固定的熔沸点,是混合物。二、环境保护与绿色化学 1、环境保护的意义: 2、环境监测 3:绿色化学:不再使用有毒有害物质,不再产生废物。 4、环境污染: 水华、赤潮化学与生活知识点专题一 洁净安全的生存环境第一单元 空气质量的
50、改善空气质量报告(一)、空气质量评价包括:二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、可吸入颗粒物空气污染指数:根据空气中二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、可吸入颗粒物等污染物的浓度计算出来的数值。首要污染指数即位该地区的空气污染指数(二)、大气主要污染物及其危害1、温室效应(1)原因:全球化石燃料用量猛增排放出大量的CO2;乱砍乱伐导致森林面积急剧减少,吸收CO2能力下降。2、主要危害:(1)冰川熔化,使海平面上升(2)地球上的病虫害增加(3)气候反常,海洋风暴增多(4)土地干旱,沙漠化面积增大。3、控制温室效应的措施(1)逐步调整能源结构,开发利用太阳能、风能、核能、地热能、潮汐能等,减
51、少化石燃料的燃烧;(2)进一步植树造林、护林、转化空气中的CO22、酸雨(1)原因:酸性氧化物(SO2、NO2)SO2+H2O H2SO3 2H2SO3+O2=2H2SO4(2)防止方法:开发新能源(太阳能、风能、核能等)减少化石燃料中S的含量钙基脱硫 CaCO3=CaO+CO2 CaO+SO2=CaSO3 2CaSO3+O2=2CaSO4吸收空气中的SO2 加强环保教育3、机动车尾气污染:尾气净化装置 2NO+2CO N2+2CO24、CO 能和人体的血红蛋白结合 使能中毒5、可吸入颗粒物:静电出尘6、居室空气污染物:甲醛、苯及其苯的同系物、氡等危害:甲醛对人体健康的影响(肝功能异常等)7、
52、白色污染的危害:破坏土壤结构降低土壤肥效污染地下水危及海洋生物的生存第二单元 水资源的合理利用一、自来水厂净化水的一般步骤混凝 沉降过滤 活性碳吸附池除味 杀菌消毒明矾-目的:净水 原理:Al3+3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+Al(OH)3(胶体)有吸附性吸附水中杂质 沉降活性碳目的:去除异味。原理:吸附性液氯目的:杀菌消毒Cl2+H2OHCl+HClO(强氧化性)污水处理中化学方法及其原理污水处理常见有物理方法、化学方法、生物方法化学方法 中和法 氧化还原 法沉淀法(1)中和法 适合于处理酸性污水(2)氧化还原法 适合处理油类、氰化物、硫化物等 (空气、臭氧、氯气)是常见氧化剂(3)
53、沉淀法 适合于处理含重金属离子污水(如加入适量的碱控制废水的PH值) 第三单元生活垃圾的分类处理 无害化处理:焚烧法、卫生填埋法、 回收作特殊处理 垃圾处理 资源化处理:垃圾产生沼气、废弃塑料回收、废玻璃的回收利用专题二 营养均衡与人体健康第一单元摄取人体必需的化学元素一、人体必须元素常见微量元素Ca :乳制品 Mg:蔬菜和动物内脏 P:鱼类 F:茶叶 Fe:紫菜 Cu:葡萄干 硒:肉类加碘盐与补碘碘在碘盐中以KIO3存在 缺碘症状:引起地方甲状腺肿大铁强化酱油与补铁功能:构成血红蛋白、肌红蛋白的必要成分,缺铁症状:贫血,儿童缺铁导致智力发育迟缓补治措施:多吃含铁丰富的食物,如动物内脏、动物全
54、血、肉类、鱼类、蛋类口服补铁剂 铁强化酱油3、龋齿与含氟牙膏缺氟:造成龋齿,引起老年性骨质疏松机理:Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-(aq)糖在酶的作用下生成酸性物质,导致上述溶解平衡向Ca5(PO4)3OH溶解方向移动,F能与Ca2+ 、PO43-更稳定的Ca5(PO4)3F。4、富含锌的食物与补锌缺锌:导致生长发育不良,智力低下,食欲不振,免疫功能退化,抵抗力差。补充:富含锌的食物有:瘦肉、猪肝、鸡蛋、牡蛎等,黄豆、玉米、小米、核桃、松子、含锌也较多。药补:严重缺锌病人可按医生要求服用一些补锌药物,如葡萄糖酸锌第二单元 提供能量与营养的食物一、
55、糖类(1)糖类:葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖、淀粉和纤维素,二糖以及多糖在稀硫酸或人体内酶的催化作用下,发生水解反应。(C6H10O5)n+ n H2O 催化剂 n C6H12O6 淀粉 葡萄糖C6H12O6(s)+6O2 (g) 酶 6CO2(g)+6H2O(l)H=-2803KJmol-1二、油脂 高级脂肪酸和甘油生成的酯为人类提供热量和必需的脂肪酸 在酶的作用下水解为高级脂肪酸和甘油 结构: 三、蛋白质 1、水解最终生成氨基酸 a氨基酸 通式2、蛋白质盐析:蛋白质+无机盐溶液(NH4)2SO4或Na2SO4、沉降 +水溶解(分离提纯蛋白质) 3、变性:强酸、强碱、重金属盐、甲醛、加热等,发生凝结失去活性。
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