




版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
高中化学必修二知识框架讲解学习第一章物质结构元素周期律一、原子结构
注意:质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)原子序数=核电荷数=质子数=原子的核外电子数熟背前20号元素,熟悉1~20号元素原子核外电子的排布:H
He
Li
Be
B
C
N
O
F
Ne
Na
Mg
Al
Si
P
SCl
Ar
K
Ca2.原子核外电子的排布规律:①电子总是尽先排布在能量最低的电子层里;②各电子层最多容纳的电子数是2n2;③最外层电子数不超过8个(K层为最外层不超过2个),次外层不超过18个,倒数第三层电子数不超过32个。3.元素、核素、同位素元素:具有相同核电荷数的同一类原子的总称。核素:具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子。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。(对于原子来说)二、元素周期表1.编排原则:①按原子序数递增的顺序从左到右排列②将电子层数相同的各元素从左到右排成一横行。(周期序数=原子的电子层数)③把最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序从上到下排成一纵行。主族序数=原子最外层电子数2.结构特点:三、元素周期律1.元素周期律:元素的性质(核外电子排布、原子半径、主要化合价、金属性、非金属性)随着核电荷数的递增而呈周期性变化的规律。元素性质的周期性变化实质是元素原子核外电子排布的周期性变化的必然结果。2.同周期元素性质递变规律
第三周期元素11Na12Mg13Al14Si15P16S17Cl18Ar(1)电子排布电子层数相同,最外层电子数依次增加(2)原子半径原子半径依次减小—(3)主要化合价+1+2+3+4-4+5-3+6-2+7-1—(4)金属性、非金属性金属性减弱,非金属性增加—(5)单质与水或酸置换难易冷水剧烈热水与酸快与酸反应慢———(6)氢化物的化学式——SiH4PH3H2SHCl—(7)与H2化合的难易——由难到易—(8)氢化物的稳定性——稳定性增强—(9)最高价氧化物的化学式Na2OMgOAl2O3SiO2P2O5SO3Cl2O7—最高价氧化物对应水化物(10)化学式NaOHMg(OH)2Al(OH)3H2SiO3H3PO4H2SO4HClO4—(11)酸碱性强碱中强碱两性氢氧化物弱酸中强酸强酸很强的酸—(12)变化规律碱性减弱,酸性增强—第ⅠA族碱金属元素:LiNaKRbCsFr(Fr是金属性最强的元素,位于周期表左下方)第ⅦA族卤族元素:FClBrIAt(F是非金属性最强的元素,位于周期表右上方)判断元素金属性和非金属性强弱的方法:(1)金属性强(弱)——①单质与水或酸反应生成氢气容易(难);②氢氧化物碱性强(弱);③相互置换反应(强制弱)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。(2)非金属性强(弱)——①单质与氢气易(难)反应;②生成的氢化物稳定(不稳定);③最高价氧化物的水化物(含氧酸)酸性强(弱);④相互置换反应(强制弱)2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2。同周期比较:金属性:Na>Mg>Al与酸或水反应:从易→难碱性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
非金属性:Si<P<S<Cl单质与氢气反应:从难→易氢化物稳定性:SiH4<PH3<H2S<HCl酸性(含氧酸):H2SiO3<H3PO4<H2SO4<HClO4同主族比较:金属性:Li<Na<K<Rb<Cs(碱金属元素)与酸或水反应:从难→易碱性:LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH非金属性:F>Cl>Br>I(卤族元素)单质与氢气反应:从易→难氢化物稳定:HF>HCl>HBr>HI金属性:Li<Na<K<Rb<Cs还原性(失电子能力):Li<Na<K<Rb<Cs氧化性(得电子能力):Li+>Na+>K+>Rb+>Cs+非金属性:F>Cl>Br>I氧化性:F2>Cl2>Br2>I2还原性:F-<Cl-<Br-<I-酸性(无氧酸):HF<HCl<HBr<HI比较粒子(包括原子、离子)半径的方法:(1)先比较电子层数,电子层数多的半径大。(2)电子层数相同时,再比较核电荷数,核电荷数多的半径反而小。四、化学键化学键是相邻两个或多个原子间强烈的相互作用。1.离子键与共价键的比较键型离子键共价键概念阴阳离子结合成化合物的静电作用叫离子键原子之间通过共用电子对所形成的相互作用叫做共价键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、阳离子原子成键元素活泼金属与活泼非金属元素之间(特殊:NH4Cl、NH4NO3等铵盐只由非金属元素组成,但含有离子键)非金属元素之间离子化合物:由离子键构成的化合物叫做离子化合物。(一定有离子键,可能有共价键)共价化合物:原子间通过共用电子对形成分子的化合物叫做共价化合物。(只有共价键)2.电子式:用电子式表示离子键形成的物质的结构与表示共价键形成的物质的结构的不同点:(1)电荷:用电子式表示离子键形成的物质的结构需标出阳离子和阴离子的电荷;而表示共价键形成的物质的结构不能标电荷。(2)[
](方括号):离子键形成的物质中的阴离子需用方括号括起来,而共价键形成的物质中不能用方括号。第二章化学反应与能量第一节化学能与热能1、在任何的化学反应中总伴有能量的变化。原因:当物质发生化学反应时,断开反应物中的化学键要吸收能量,而形成生成物中的化学键要放出能量。化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量,取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。E反应物总能量>E生成物总能量,为放热反应。E反应物总能量<E生成物总能量,为吸热反应。2、常见的放热反应和吸热反应常见的放热反应:①所有的燃烧与缓慢氧化。②酸碱中和反应。③金属与酸反应制取氢气。④大多数化合反应(特殊:是吸热反应)。常见的吸热反应:①以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应如:②铵盐和碱的反应如Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O③大多数分解反应如KClO3、KMnO4、CaCO3的分解等。3、能源的分类:形成条件利用历史性质一次能源
常规能源可再生资源水能、风能、生物质能不可再生资源煤、石油、天然气等化石能源新能源可再生资源太阳能、风能、地热能、潮汐能、氢能、沼气不可再生资源核能二次能源(一次能源经过加工、转化得到的能源称为二次能源)电能(水电、火电、核电)、蒸汽、工业余热、酒精、汽油、焦炭等【思考】一般说来,大多数化合反应是放热反应,大多数分解反应是吸热反应,放热反应都不需要加热,吸热反应都需要加热,这种说法对吗?试举例说明。点拔:这种说法不对。如C+O2=CO2的反应是放热反应,但需要加热,只是反应开始后不再需要加热,反应放出的热量可以使反应继续下去。Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应,但反应并不需要加热。第二节化学能与电能1、化学能转化为电能的方式:电能(电力)火电(火力发电)化学能→热能→机械能→电能缺点:环境污染、低效原电池将化学能直接转化为电能优点:清洁、高效2、原电池原理(1)概念:把化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。(2)原电池的工作原理:通过氧化还原反应(有电子的转移)把化学能转变为电能。(3)构成原电池的条件:①电极为导体且活泼性不同;②两个电极接触(导线连接或直接接触);③两个相互连接的电极插入电解质溶液构成闭合回路。(4)电极名称及发生的反应:负极:较活泼的金属作负极,负极发生氧化反应电极反应式:较活泼金属-ne-=金属阳离子负极现象:负极溶解,负极质量减少正极:较不活泼的金属或石墨作正极,正极发生还原反应电极反应式:溶液中阳离子+ne-=单质正极的现象:一般有气体放出或正极质量增加(5)原电池正负极的判断方法:①依据原电池两极的材料:较活泼的金属作负极(K、Ca、Na太活泼,不能作电极);较不活泼金属或可导电非金属(石墨)、氧化物(MnO2)等作正极。②根据电流方向或电子流向:(外电路)的电流由正极流向负极;电子则由负极经外电路流向原电池的正极。③根据内电路离子的迁移方向:阳离子流向原电池正极,阴离子流向原电池负极。④根据原电池中的反应类型:负极:失电子,发生氧化反应,现象通常是电极本身消耗,质量减小。正极:得电子,发生还原反应,现象是常伴随金属的析出或H2的放出。(6)原电池电极反应的书写方法:①原电池反应所依托的化学反应原理是氧化还原反应,负极反应是氧化反应,正极反应是还原反应。因此书写电极反应的方法归纳如下:写出总反应方程式;把总反应根据电子得失情况,分成氧化反应、还原反应;氧化反应在负极发生,还原反应在正极发生,反应物和生成物对号入座,注意酸碱介质和水等参与反应。②原电池的总反应式一般把正极和负极反应式相加而得。(7)原电池的应用:①加快化学反应速率,如粗锌制氢气速率比纯锌制氢气快。②比较金属活动性强弱。③设计原电池。④金属的腐蚀。3、化学电源基本类型:①干电池:活泼金属作负极,被腐蚀或消耗。如:Cu-Zn原电池、锌锰电池。②充电电池:两极都参加反应的原电池,可充电循环使用。如铅蓄电池、锂电池和银锌电池等。③燃料电池:两电极材料均为惰性电极,电极本身不发生反应,而是由引入到两极上的物质发生反应,如H2、CH4燃料电池,其电解质溶液常为碱性试剂(KOH等)。第三节化学反应的速率和限度1、化学反应的速率(1)概念:化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量(均取正值)来表示。
计算公式:①单位:mol/(L·s)或mol/(L·min)②B为溶液或气体,若B为固体或纯液体不计算速率。③以上所表示的是平均速率,而不是瞬时速率。④重要规律:速率比=方程式系数比
变化量比=方程式系数比(2)影响化学反应速率的因素:内因:由参加反应的物质的结构和性质决定的(主要因素)。外因:①温度:升高温度,增大速率②催化剂:一般加快反应速率(正催化剂)③浓度:增加C反应物的浓度,增大速率(溶液或气体才有浓度可言)④压强:增大压强,增大速率(适用于有气体参加的反应)⑤其它因素:如光(射线)、固体的表面积(颗粒大小)、反应物的状态(溶剂)、原电池等也会改变化学反应速率。2、化学反应的限度——化学平衡(1)在一定条件下,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不再改变,达到表面上静止的一种“平衡状态”,这就是这个反应所能达到的限度,即化学平衡状态。化学平衡的移动受到温度、反应物浓度、压强等因素的影响。催化剂只改变化学反应速率,对化学平衡无影响。在相同的条件下同时向正、逆两个反应方向进行的反应叫做可逆反应。通常把由反应物向生成物进行的反应叫做正反应。而由生成物向反应物进行的反应叫做逆反应。在任何可逆反应中,正方应进行的同时,逆反应也在进行。可逆反应不能进行到底,即是说可逆反应无论进行到何种程度,任何物质(反应物和生成物)的物质的量都不可能为0。(2)化学平衡状态的特征:逆、动、等、定、变。①逆:化学平衡研究的对象是可逆反应。②动:动态平衡,达到平衡状态时,正逆反应仍在不断进行。③等:达到平衡状态时,正方应速率和逆反应速率相等,但不等于0。即v正=v逆≠0。④定:达到平衡状态时,各组分的浓度保持不变,各组成成分的含量保持一定。⑤变:当条件变化时,原平衡被破坏,在新的条件下会重新建立新的平衡。(3)判断化学平衡状态的标志:①VA(正方向)=VA(逆方向)或nA(消耗)=nA(生成)(不同方向同一物质比较)②各组分浓度保持不变或百分含量不变③借助颜色不变判断(有一种物质是有颜色的)④总物质的量或总体积或总压强或平均相对分子质量不变(前提:反应前后气体的总物质的量不相等的反应适用,即如对于反应)第三章有机化合物绝大多数含碳的化合物称为有机化合物,简称有机物。像CO、CO2、碳酸、碳酸盐等少数化合物,由于它们的组成和性质跟无机化合物相似,因而一向把它们作为无机化合物。一、烃1、烃的定义:仅含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物,也称为烃。2、烃的分类:3、甲烷、乙烯和苯的性质比较:有机物烷烃烯烃苯及其同系物通式CnH2n+2CnH2n——代表物甲烷(CH4)乙烯(C2H4)苯(C6H6)结构简式CH4CH2=CH2或
(官能团)结构特点C-C单键,链状,饱和烃C=C双键,链状,不饱和烃一种介于单键和双键之间的独特的键,环状空间结构正四面体六原子共平面平面正六边形物理性质无色无味的气体,比空气轻,难溶于水无色稍有气味的气体,比空气略轻,难溶于水无色有特殊气味的液体,比水轻,难溶于水用途优良燃料,化工原料石化工业原料,植物生长调节剂,催熟剂溶剂,化工原料有机物主要化学性质烷烃:甲烷①氧化反应(燃烧)CH4+2O2――→CO2+2H2O(淡蓝色火焰,无黑烟)②取代反应
(注意光是反应发生的主要原因,产物有5种)CH4+Cl2―→CH3Cl+HCl
CH3Cl+Cl2―→CH2Cl2+HClCH2Cl2+Cl2―→CHCl3+HCl
CHCl3+Cl2―→CCl4+HCl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。烯烃:乙烯①氧化反应(ⅰ)燃烧C2H4+3O2――→2CO2+2H2O(火焰明亮,有黑烟)(ⅱ)被酸性KMnO4溶液氧化,能使酸性KMnO4溶液褪色。②加成反应CH2=CH2+Br2-→CH2Br-CH2Br(能使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色)在一定条件下,乙烯还可以与H2、Cl2、HCl、H2O等发生加成反应CH2=CH2+H2――→CH3CH3CH2=CH2+HCl-→CH3CH2Cl(氯乙烷)CH2=CH2+H2O――→CH3CH2OH(制乙醇)③加聚反应
nCH2=CH2――→-CH2-CH2-n(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。常利用该反应鉴别烷烃和烯烃,如鉴别甲烷和乙烯。苯①氧化反应(燃烧)2C6H6+15O2―→12CO2+6H2O(火焰明亮,有浓烟)②取代反应苯环上的氢原子被溴原子、硝基取代。③加成反应
苯不能使酸性KMnO4溶液、溴水或溴的四氯化碳溶液褪色。4、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,在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——结构相似不同不同——研究对象化合物化合物单质原子5、烷烃的命名:(1)普通命名法:把烷烃泛称为“某烷”,某是指烷烃中碳原子的数目。1-10用甲,乙,丙,丁,戊,已,庚,辛,壬,癸;11起汉文数字表示。区别同分异构体,用“正”,“异”,“新”:正丁烷,异丁烷;正戊烷,异戊烷,新戊烷。(2)系统命名法:①命名步骤:找主链-最长的碳链(确定母体名称);编号-靠近支链(小、多)的一端;(3)写名称-先简后繁,相同基请合并②名称组成:取代基位置-取代基名称母体名称③阿拉伯数字表示取代基位置,汉字数字表示相同取代基的个数6、比较同类烃的沸点:(1)一看:碳原子数多沸点高。(2)碳原子数相同,二看:支链多沸点低。常温下,碳原子数1-4的烃都为气体。二、烃的衍生物1、乙醇和乙酸的性质比较有机物饱和一元醇饱和一元醛饱和一元羧酸通式CnH2n+1OH——CnH2n+1COOH代表物乙醇乙醛乙酸结构简式CH3CH2OH或
C2H5OHCH3CHOCH3COOH官能团羟基:-OH
醛基:-CHO
羧基:-COOH
物理性质无色、有特殊香味的液体,俗名酒精,与水互溶,易挥发(非电解质)——有强烈刺激性气味的无色液体,俗称醋酸,易溶于水和乙醇,无水醋酸又称冰醋酸。用途作燃料、饮料、化工原料;用于医疗消毒,乙醇溶液的质量分数为75%——有机化工原料,可制得醋酸纤维、合成纤维、香料、燃料等,是食醋的主要成分有机物主要化学性质乙醇①与Na的反应2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑乙醇与Na的反应(与水比较):①相同点:都生成氢气,反应都放热②不同点:比钠与水的反应要缓慢结论:乙醇分子羟基中的氢原子比烷烃分子中的氢原子活泼,但没有水分子中的氢原子活泼。②氧化反应(ⅰ)燃烧CH3CH2OH+3O2―→2CO2+3H2O(ⅱ)在铜或银催化条件下:可以被O2氧化成乙醛(CH3CHO)2CH3CH2OH+O2――→2CH3CHO+2H2O③消去反应CH3CH2OH――→CH2=CH2↑+H2O乙醛氧化反应:醛基(-CHO)的性质-与银氨溶液,新制Cu(OH)2反应
醛基的检验:方法1:加银氨溶液水浴加热有银镜生成。方法2:加新制的Cu(OH)2碱性悬浊液加热至沸有砖红色沉淀乙酸①具有酸的通性:CH3COOH≒CH3COO-+H+使紫色石蕊试液变红;与活泼金属,碱,弱酸盐反应,如CaCO3、Na2CO3酸性比较:CH3COOH>H2CO32CH3COOH+CaCO3=2(CH3COO)2Ca+CO2↑+H2O(强制弱)②酯化反应CH3COOH+C2H5OH
CH3COOC2H5+H2O酸脱羟基醇脱氢三、基本营养物质种类元素代表物代表物分子糖类单糖CHO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CHO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CHO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CHO植物油不饱和高级脂肪酸甘油酯含有C=C键,能发生加成反应,能发生水解反应脂CHO动物脂肪饱和高级脂肪酸甘油酯C-C键,能发生水解反应蛋白质CHONSP等酶、肌肉、毛发等氨基酸连接成的高分子能发生水解反应主要化学性质葡萄糖
结构简式:CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO或CH2OH(CHOH)4CHO(含有羟基和醛基)醛基:①使新制的Cu(OH)2产生砖红色沉淀-测定糖尿病患者病情②与银氨溶液反应产生银镜-工业制镜和玻璃瓶瓶胆羟基: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)食物中的营养物质包括:糖类、油脂、蛋白质、维生素、无机盐和水。人们习惯称糖类、油脂、蛋白质为动物性和植物性食物中的基本营养物质。
第四章化学与自然资源的开发利用第一节开发利用金属矿物和海水资源一、金属矿物的开发利用1、金属的存在:除了金、铂等少数金属外,绝大多数金属以化合态的形式存在于自然界。2、金属冶炼的涵义:简单地说,金属的冶炼就是把金属从矿石中提炼出来。金属冶炼的实质是把金属元素从化合态还原为游离态,即3、金属冶炼的一般步骤:
(1)矿石的富集:除去杂质,提高矿石中有用成分的含量。(2)冶炼:利用氧化还原反应原理,在一定条件下,用还原剂把金属从其矿石中还原出来,得到金属单质(粗)。(3)精炼:采用一定的方法,提炼纯金属。4、金属冶炼的方法(1)电解法:适用于一些非常活泼的金属。(2)热还原法:适用于较活泼金属。常用的还原剂:焦炭、CO、H2等。一些活泼的金属也可作还原剂,如Al,(3)热分解法:适用于一些不活泼的金属。5、(1)回收金属的意义:节约矿物资源,节约能源,减少环境污染。(2)废旧金属的最好处理方法是回收利用。(3)回收金属的实例:废旧钢铁用于炼钢;废铁屑用于制铁盐;从电影业、照相业、科研单位和医院X光室回收的定影液中,可以提取金属银。金属的活动性顺序K、Ca、Na、Mg、AlZn、Fe、Sn、Pb、(H)、CuHg、AgPt、Au金属原子失电子能力强弱金属离子得电子能力弱强主要冶炼方法电解法热还原法热分解法富集法还原剂或特殊措施强大电流提供电子H2、CO、C、Al等加热加热物理方法或化学方法二、海水资源的开发利用1、海水是一个远未开发的巨大化学资源宝库。海水中含有80多种元素,其中Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr11种元素的含量较高,其余为微量元素。常从海水中提取食盐,并在传统海水制盐工业基础上制取镁、钾、溴及其化合物。2、海水淡化的方法:蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。其中蒸馏法的历史最久,蒸馏法的原理是把水加热到水的沸点,液态水变为水蒸气与海水中的盐分离,水蒸气冷凝得淡水。3、海水提溴有关反应方程式:①2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl
②Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4
③2HBr+Cl2=2HCl+Br24、海带提碘海带中的碘元素主要以I-的形式存在,提取时用适当的氧化剂将其氧化成I2,再萃取出来。证明海带中含有碘,实验方法:(1)用剪刀剪碎海带,用酒精湿润,放入坩锅中。(2)灼烧海带至完全生成灰,停止加热,冷却。(3)将海带灰移到小烧杯中,加蒸馏水,搅拌、煮沸、过滤。(4)在滤液中滴加稀H2SO4及H2O2然后加入几滴淀粉溶液。证明含碘的现象:滴入淀粉溶液,溶液变蓝色。2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O第二节资源综合利用、环境保护一、煤和石油1、煤的组成:煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物,主要含碳元素,还含有少量的氢、氧、氮、硫等元素。2、煤的综合利用:煤的干馏、煤的气化、煤的液化。煤的干馏是指将煤在隔绝空气的条件下加强使其分解的过程,也叫煤的焦化。煤干馏得到焦炭、煤焦油、焦炉气等。煤的气化是将其中的有机物转化为可燃性气体的过程。煤的液化是将煤转化成液体燃料的过程。3、石油的组成:石油主要是多种烷烃、环烷烃和芳香烃多种碳氢化合物的混合物,没有固定的沸点。4、石油的加工:石油的分馏、催化裂化、裂解。二、环境保护和绿色化学环境问题主要是指由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的生态环境破坏,以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。1、环境污染(1)大气污染大气污染物:颗粒物(粉尘)、硫的氧化物(SO2和SO3)、氮的氧化物(NO和NO2)、CO、碳氢化合物,以及氟氯代烷等。
大气污染的防治:合理规划工业发展和城市建设布局;调整能源结构;运用各种防治污染的技术;加强大气质量监测;充分利用环境自净能力等。(2)水污染水污染物:重金属(Ba2+、Pb2+等)、酸、碱、盐等无机物,耗氧物质,石油和难降解的有机物,洗涤剂等。
水污染的防治方法:控制、减少污水的任意排放。(3)土壤污染土壤污染物:城市污水、工业废水、生活垃圾、工矿企业固体废弃物、化肥、农药、大气沉降物、牲畜排泄物、生物残体。
土壤污染的防治措施:控制、减少污染源的排放。2、绿色化学绿色化学的核心就是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。按照绿色化学的原则,最理想的“原子经济”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物(即没有副反应,不生成副产物,更不能产生废弃物),这时原子利用率为100%。3、环境污染的热点问题:(1)形成酸雨的主要气体为SO2和NOx。(2)破坏臭氧层的主要物质是氟利昂(CCl2F2)和NOx。(3)导致全球变暖、产生“温室效应”的气体是CO2。(4)光化学烟雾的主要原因是汽车排出的尾气中氮氧化物、一氧化氮、碳氢化合物。(5)“白色污染”是指聚乙烯等塑料垃圾。(6)引起赤潮的原因:工农业及城市生活污水含大量的氮、磷等营养元素。(含磷洗衣粉的使用和不合理使用磷肥是造成水体富营养化的重要原因之一。)必修二知识规律集粹超全整理一、元素周期表中的重点规律1、最外层电子数规律:
(1)最外层电子数为1的元素:方族(IA族)、副族(IB、VIII族部分等)。(2)最外层电子数为2的元素:主族(IIA族)、副族(IIB、IIIB、IVB、VIIB族)、0族(He)、VIII族(26Fe、27Co等)。
(3)最外层电子数在3~7之间的元素一定是主族元素。(4)最外层电子数为8的元素:0族(He除外)。
2、数目规律:
(1)元素种类最多的是第IIIB族(32种)。
(2)同周期第IIA族与第IIIA族元素的原子序数之差有以下三种情况:第2、3周期(短周期)相差1;第4、5周期相差11;第6、7周期相差25。(3)设n为周期序数,每一周期排布元素的数目为:奇数周期为(n+1)2/2;偶数周期为(n+2)2/2。如第3周期为种,第4周期为种。(4)同主族相邻元素的原子序数:第IA、IIA族,下一周期元素的原子序数=上一周期元素的原子序数+上一周期元素的数目;第IIIA~VIIA族,下一周期元素的原子序数=上一周期元素的原子序数+下一周期元素的数目。
3、化合价规律:
(1)同周期元素主要化合价:最高正价由+1→+7(稀有气体为0价)递变、最低负价由-4→-1递变。
(2)关系式:最高正化合价+|最低负化合价|=8;
最高正化合价=主族族序数=最外层电子数=主族价电子数。(3)除第VIII族元素外,原子序数为奇(偶)数的元素,元素所在族的序数及主要化合价也为奇(偶)数。
4、对角线规律:
金属与非金属分界线对角(左上角与右下角)的两主族元素性质相似,主要表现在第2、3周期(如Li和Mg、Be和Al、B和Si)。
5、分界线规律:
位于金属与非金属之间的分界线,右上方的元素为非金属(周期表中的颜色为深绿色),在此可以找到制造农药的元素(如Cl、P等),左下角为金属元素(H除外),分界线两边的元素一般既有金属性,又有非金属性;能与酸和碱反应(如Be、Al等),还可找到制造半导体材料的元素(如Si、Ge等)。
6、金属性、非金属性变化规律:
(1)同一周期,从左到右(0族除外)金属性减弱,非金属性增强;同一主族,从上到下金属性增强,非金属性减弱。金属性最强的位于左下角的铯,非金属性最强的是位于右上角的氟。
(2)金属性越强,单质越容易跟水或酸反应置换出氢,对应的最高价氧化物水化物碱性越强;非金属性越强,跟氢气反应越容易,生成的气态氢化物越稳定,对应的最高价氧化物水化物酸性越强。
7、半径大小规律:
(1)原子半径:同主族——从上到下逐渐增大;同周期——从左到右逐渐减小(0族除外)。
(2)离子半径:同主族——同价离子从上到下逐渐增大;同周期——阴离子半径大于阳离子半径;具有相同的电子层结构的离子——核电荷数越大,离子半径越小。
(3)同种元素的各种微粒,核外电子数越多,半径越大;反之,核外电子数越少,半径越小(如阳离子半径小于其原子的半径;阴离子的半径大于其原子的半径)。
(4)层数相同,核大半径小。即电子层数相同时,结构相似的微粒中核电荷数大的微粒半径小。例如:。
(5)层异,层大半径大。即当微粒的电子层数不同时,结构相似的微粒中,电子层数大的微粒半径大。如:r(Cl)>r(F),r(S2-)>r(O2-)。
(6)核同,价高半径小。即对同一种元素形成的不同的简单微粒中,化合价高的微粒的半径小。如。
(7)电子层结构相同,核电荷数大,则半径小。如。
8、主族族序数与周期序数的规律:
(1)关系式:主族族序数=最外层电子数;周期序数=电子层数。
(2)设主族族序数为a,周期数为b,则:当a:b<1时,为金属元素,且比值越小,元素的金属性越强;当a:b=1时,为两性元素(H除外),其最高价氧化物为两性氧化物,最高价氧化物的水化物为两性氢氧化物。当a:b>1时,为非金属元素,且比值越大,元素的非金属性越强。
9、电子层与电子数的倍比关系(短周期元素):
(1)若原子的最外层电子数与最内层电子数的比值为a,则有:
(1)a=1/2为第IA族元素;
(2)a=1为第IIA族元素或H、He;
(3)a=2为第IVA族元素;
(4)a=3为第VIA族元素;
(5)a=4为0族元素。
(2)若原子的最外层电子数与次外层电子数的比值为b,则有:①b=1/8为Na;②b=1/4
为Mg;③b=1/2为Li、Si;④b=1为Be、Ar;⑤b=2为C;⑥b=3为O;⑦b=4为Ne。
(3)若原子的最外层电子数与电子总数的比值为c,则有:①c=1/6为Mg;②c=1/3为Li、P;③c=1/2为Be;④c=1为H、He。
(4)原子的最外层电子数与核外电子层数相等为H、Be、Al。
10、元素周期表中元素性质的递变规律:
11、元素周期表的应用
(1)元素的原子结构决定了元素在周期表中的位置,元素在周期表中的位置反映了元素的原子结构和元素的性质特点。我们可以根据元素在元素周期表中的位置,推测元素的原子结构,预测其主要性质。
(2)元素周期表中位置相近的元素性质相似,我们可以借助元素周期表研究合成有特定性质的新物质。例如,在金属和非金属的分界线附近寻找半导体材料(如Si、Ge、Se等),在过渡元素(副族和第VIII族元素)中寻找优良的催化剂(如广泛应用于石油化工生产中的催化剂铂、镍等)和耐高温、耐腐蚀的合金材料(如用于制造火箭和飞机的钛、钼等元素)。
二、短周期元素推断题的常见题眼元素推断题是物质结构部分的重要题型,遇到元素推断题同学们往往会感觉到束手无策,其实,对这种类型的题只要能抓住“题眼”是很容易得出正确的结果的。现将短周期元素推断题的常见“题眼”按以下几个方面进行归纳和总结:
(一)常见短周期元素的单质及其化合物的特性
1.同位素之一没有中子;构成最轻的气体;其单质在氯气中燃烧产生苍白色火焰。(H)
2.其单质在空气中含量最多;其气态氢化物的水溶液呈碱性。(N)
3.与H形成两种液态化合物的元素。(O)
4.其单质是最轻的金属;单质保存在石蜡中;没有过氧化物的碱金属。(Li)
5.焰色反应为黄色。(Na)
6.其单质具有与强酸、强碱反应的性质。(Al)
7.唯一能够形成原子晶体的氧化物的元素。(Si)
8.水中的富营养元素。(P)
9.其单质为淡黄色的粉末,易溶于二硫化碳,用于除去洒落的汞。(S)
10.其最高价氧化物的固体,可用于人工降雨。(C)
(二)常见短周期元素在元素周期表中的位置和结构
1.周期序数等于族序数二倍的元素。(Li)
2.最高正价数等于最低负价绝对值三倍的元素。(S)
3.最外层电子数等于内层电子数的一半的元素。(Li、P)
4.次外层电子数等于最外层电子数二倍的元素。(Li、Si)
5.次外层电子数等于最外层电子数四倍的元素。(Mg)
6.次外层电子数等于最外层电子数八倍的元素。(Na)
7.只有电子和质子构成原子的元素。(H)
8.主族序数与周期序数相同的元素。(H、Be、Al)
9.主族序数是周期序数二倍的元素。(C、S)
10.主族序数是周期序数三倍的元素。(O)
(三)常见短周期元素构成的单质和化合物的物理性质和含量
1.地壳中质量分数最大的元素,(O)其次是(Si)。
2.地壳中质量分数最大的金属元素。(Al)
3.其单质是人工制得的纯度最高的元素。(Si)
4.其单质是天然物质中硬度最大的元素。(C)
5.其气态氢化物最易溶于水的元素。(N)
6.其氢化物沸点最高的非金属元素。(O)
7.常温下,其单质是有色气体的元素。(F、Cl)
8.所形成化合物种类最多的元素。(C)
9.在空气中,其最高价氧化物的含量增加会导致“温室效应”的元素。(C)
10.其单质是最易液化气体的元素。(Cl)
(四)常见短周期元素构成的单质和化合物的化学性质和用途
1.其最高价氧化物对应的水化物酸性最强的元素。(Cl)
2.其单质与水反应最剧烈的非金属元素。(F)
3.其气态氢化物与其最高价氧化物对应的水化物能反应的元素。(N)
4.其气态氢化物与其低价态氧化物能反应生成该元素单质的元素。(S、N)
5.在空气中,其一种同素异形体易自然的元素。(P)
6.其气态氢化物的水溶液能雕刻玻璃的元素。(F)
7.其两种同素异形体对人类生存最为重要的元素。(O)
8.其单质能导电的非金属元素。(C、Si)
9.其单质能与强碱溶液作用的元素。(Al、Si、S、P、Cl)
10.其单质能够在空气、二氧化碳、氮气、氯气等气体中燃烧的元素。(Mg)
三、1~20号元素中的某些元素的特性1、与水反应最激烈的金属是K,非金属是F。
2、原子半径最大的是K,最小的是H。
3、单质硬度最大的,熔、沸点最高的,形成化合物品种最多的,正负化合价代数和为零且气态氢化物中含氢百分率最高的元素是C。
4、气体密度最小的,原子核中只有质子没有中子的,原子序数、电子层数、最外层电子数三者均相等的是H。
5、气态氢化物最稳定的,只有负价而没有正价的,无含氧酸的非金属元素是F。
6、最高氧化物对应的水化物酸性最强的是CI,碱性最强的是K。
7、空气中含量最多的,气态氢化物在水中的溶解度最大,其水溶液呈现碱性的是N。
8、单质和最高价氧化物都是原子晶体的是Si。
9、具有两性的元素是Al(Be)。
10、最轻的金属是Li。
11、地壳中含量最多的元素是O。
12、单质能自燃的元素是P。
13、族序数等于周期数的元素是H、Be、AI。
14、族序数等于周期数2倍的元素是C、S。
15、族序数等于周期数3倍的元素是O。
16、周期数是族序数2倍的元素是Li。
17、周期数是族序数3倍的元素是Na。
18、最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素是C、Si。
9、最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素或短周期中离子半径最大的元素是S。
20、除H外,原子半径最小的元素是F。
21、最高正化合价不等于族序数的元素是O、Fe。
四、化学键与能量1、化学键——物质中直接相邻的原子或离子之间存在的强烈的相互作用。常见的化学键有离子键和共价键。
【离子键】
(1)定义:使阴、阳离子结合成离子化合物的静电作用,称为离子键。
(2)特点:形成离子键的微粒发生了电子得失,使双方带有电荷,即得电子的微粒带负电荷称为阴离子;失电子的微粒带正电荷称为阳离子。
(3)形成过程:当阴,阳离子相互靠近到一定距离时,正负电荷的静电吸引力与原子核及核外电子之间的排斥力达到平衡,形成稳定的离子键。
(4)形成条件:易失去电子的活泼金属元素(如IA族、IIA族元素)原子与易得电子的活泼非金属元素(如ⅥA族、VIIA族元素)原子之间,容易形成离子键,如NaCl、K2O、MgCl2、CaS等都是靠离子键结合的。
(5)常见的离子化合物;①活泼的金属元素与活泼的非金属元素形成的化合物,如NaF、CaCl2等;②活泼的金属元素与酸根形成的盐类化合物,如Na2CO3、MgSO4等;③活泼的金属元素与氢氧根形成的碱性化合物,如NaOH、Ba(OH)2等;④铵根与酸根形成的盐类化合物(铵盐),如NH4HCO3、NH4NO3等。
(6)离子键与离子化合物的关系:含有离子键的化合物一定是离子化合物,而离子化合物中却不一定只含有离子键.如NH4NO3、Na2O2是离子化合物,但在NH4NO3、Na2O2中除了含有离子键外,还含有共价键。
【共价键】
(1)定义:原子间通过共用电子对所形成的强烈的相互作用称为共价键。
(2)特点:形成共价键的原子没有发生电子得失,而是双方提供的电子在两原子之间形成共用电子对,共用电子对围绕双方原子运动,属双方原子共有。
(3)分类:根据共用电子对的数目,共价键可以分为单键、双键、三键等,共用电子对的数目依次为一对、二对,三对。
(4)表示方式:
①电子式:在形成共价键的两个原子之间,用共用电子对表示;②结构式:用“-”“=”“”,如H-Cl、O=C=O、NN。
(5)形成过程,当都有得电子倾向的原子相互靠近到一定距离时,双方都不能从对方夺得电子,当共用电子对在两原子之间某一距离达到吸引力与排斥力平衡时,就形成稳定的共价键。
(6)形成条件:非金属原子之间,容易形成共价键。如ⅣA族、VA族、ⅥA族、VIIA族的非金属元素原子之间易于形成共价键,CO、SO2、NO、HCl等都是靠共价键形成的化合物。
(7)常见的共价化合物:①非金属元素之间容易形成共价化合物。如CO、SO2、NO等;②酸类化合物,如HNO3、H2SO4、HCl、H2S等。
(8)共价键与共价化合物:共价化合物中一定含有共价键,但不一定有共价键的化合物就是共价化合物,即共价键既可以存在于共价化合物中,又可以存在于离子化合物中,如NH4NO3、Na2O2、NaOH是离子化合物,但含有离子键的同时还含有共价键。
【拓展】共价键是由两个直接相邻的原子通过共用电子对的方式形成的。根据形成共价键的原子是否相同,对共用电子对作用是否相同,把共价键分为极性共价键和非极性共价键.由于不同的原子对电子的吸引能力不同,在两个原子之间的共用电子对并不都在两个原子中间,而是偏向于得电子能力强的一方,于是使形成的共价键具有一定的极性,称为极性共价键,如HCl中的H—Cl键,甲烷中的C—H键等。相同原子形成的共价键由于双方原子对共用电子对的作用相同,共用电子对处于两个原子的中间,使形成的共价键不显极性,称为非极性共价键,如H2中的H—H键,O2中的O=O键,Na2O2中的O—O键等。
2、化学反应的热效应和键能的关系
在化学反应中,从反应物分子改变为生成物分子,各原子内部并没有多少变化,但原子间的结合方式发生了改变.在这个过程中,反应物分子中的化学键部分或全部遭到破坏,生成物分子中的新化学键形成了,在破坏旧化学键时,需要能量来克服原子间的相互作用,在形成新化学键时,由于原子间的相互作用而放出能量、化学反应的热效应来源于反应过程中断裂旧化学键并形成新化学键时的能量变化。化学键键能的大小可粗略计算化学反应的热效应。化学反应的热效应ΔH=生成物的键能总和-反应物的键能总和。
3、化学反应中能量变化与反应的放热、吸热
反应物的总能量>生成物的总能量,化学反应放出能量反应物的总能量<生成物的总能量,化学反应吸收能量
化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。
化学变化的过程伴随着化学能与其他能量的相互转化,这种变化,通常表现为热量的变化——吸热或放热。
例如:中和反应是放热反应,H2与Cl2的反应也是放热反应。常见的吸热反应:大多数分解反应;氯化铵与八水合氢氧化钡的反应;
五、原电池1、原电池的正、负极的判断方法:
(1)由组成原电池的两极的电极材料判断。一般是活泼的金属是负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属是正极。
注意:如Mg、Al与NaOH溶液形成原电池;Fe、Cu与浓硝酸形成原电池。都是相对不活泼金属作负极。
(2)根据电流方向或电子流动方向判断。电流是由正极流向负极,电子流动方向是由负极流向正极。
(3)根据原电池里电解质溶液内离子的定向流动方向判断。在原电池的电解质溶液内,阳离子移向的极是正极,阴离子流向的极为负极。
(4)根据原电池两极发生的变化来判断。原电池的负极总是失电子发生氧化反应,正极总是得电子发生还原反应。
2、原电池电极反应的书写方法
原电池反应所依托的化学反应原理是氧化还原反应,书写电极反应的方法归纳如下:
(1)写出总化学反应方程式(即氧化还原反应方程式);
(2)根据总反应方程式从电子得失(或元素化合价升降)的角度,将总反应分成氧化反应和还原反应;
(3)氧化反应在负极发生,还原反应在正极发生,注意介质可能参与反应;
(4)验证;两电极反应式相加所得式子和原化学方程式相同,则书写正确。
六、化学反应速率和化学平衡(一)影响化学反应速率的因素
1、内因:反应物的本性(如:反应物的化学性质越活泼化学反应速率越快,反应物的化学性质越不活泼,化学反应速率越慢。)
2、外因
(1)催化剂——回忆催化剂定义改变化学反应速率,大部分加快反应速率
(2)温度升高温度化学反应速率加快(一般每升高10℃,化学反应速率就提高原来的2—4倍),降低温度化学反应速率降低。
(3)压强(有气体的反应)增大气体反应物的压强,化学反应速率加快减小气体反应物的压强,化学反应速率降低
(4)浓度在其它条件相同时,增大反应物的浓度,化学反应速率加快;减少反应物的浓度,化学反应速率降低(注意:纯固体、纯液体的浓度看作常数)
(5)其他:固体反应物的表面积,光波、电磁波、超声波等
3、调控化学反应速率的意义
调控化学反应速率在实践中具有十分重要的意义,人们可以根据需要采取适当的措施加快或减慢反应,以满足人们的需要。
(二)化学平衡
1、可逆反应的概念:在相同条件下,同时向正、反两个方向进行的反应称为可逆反应。
2、可逆反应的特点:①反应物和生成物共存;②正反应和逆反应共存;③反应不能进行到底。
3、化学反应限度的意义:在化工生产中,化学反应的限度是决定原料利用率和产品产率的重要因素。
4、化学平衡的概念:
在一定条件下可逆反应进行到一定程度时,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。这种状态称为化学平衡状态。
5、化学平衡的理解
①在化学反应中,只有可逆反应才有可能形成化学平衡,非可逆反应不可能形成化学平衡。
②可逆反应还需要在有关条件(如温度等)确定的前提下才能够形成化学平衡,即化学平衡是有条件的。
③化学平衡是可逆反应进行最大限度。
④化学平衡是动态平衡,在化学平衡状态下,可逆反应的正反应和逆反应都还在不断地进行着,而不是停止了化学反应。
⑤在化学平衡状态时,正反应速率和逆反应速率相等且大于0,即v正=v逆>0。
⑥在化学平衡状态时,任何一种反应物,生成物,其在各物质的总量中所占的百分比是一定而不变的。
6、化学平衡的特征(标志)
(1)动:动态平衡
(2)等:正逆反应速率相等
(3)定:各组分的含量一定
7、影响化学平衡移动的因素和规律
问题探知:一个化学反应能否进行得完全,是由反应物的性质决定的,无法人为改变。那么,对于可逆反应来说,能否通过改变条件来控制反应进行的程度呢?
8、化学平衡的移动
可逆反应中旧化学平衡的破坏,新化学平衡的建立过程称之为化学平衡的移动。
化学平衡移动的原因:条件改变,引起v正≠v逆,速率发生相对改变,平衡才能移动。可归纳如下:
(1)温度对化学平衡的影响
在其他条件不变的情况下,温度升高会使化学平衡向着吸热反应的方向移动;温度降低会使化学平衡向着放热反应的方向移动。
(2)压强对化学平衡的影响
对于反应前后气体总体积发生变化的可逆反应,在其他条件不变时,增大压强,化学平衡向气体体积缩小的方向移动;反之,化学平衡向气体体积增大的方向移动。而对于反应前后气体体积不发生改变的可逆反应,其他条件不变时,增大或减少压强平衡不会发生移动。
(3)浓度对化学平衡的影响
在其他条件不变时,增大反应物浓度或减小生成物浓度都可使化学平衡向正反应方向移动;反之,化学平衡向逆反应方向移动。
(4)使用催化剂能同时同等程度地改变正、逆反应速率,即正、逆反应速率相对不变,所以催化剂对化学平衡无影响,但可缩短达到平衡的时间。
(三)探究影响反应速率的另类因素
1、增大表面积可提高反应速率
一定量的固体,其颗粒越小,表面积越大,反应中碰撞的机会越多,反应越快。如燃煤时将大块的煤粉碎后再燃烧可以使煤燃烧得更快、更充分;将硫铁矿粉末高温燃烧;铜丝与硫粉加热反应;与盐酸反应时,大理石粉比大理石块的反应更剧烈;面粉厂车间遇火种易发生爆炸等。
2、加大光照强度提高反应速率
氯水、AgBr、HClO、浓HNO3等见光分解加快,强光照射H2与Cl2混合气体、甲烷与Cl2混合气体易发生爆炸等。光照还是光化学烟雾形成的主要原因,光化学烟雾是氮氧化物和碳氢化合物(CXHY)在大气环境中受强烈的太阳紫外线照射后产生一种新的二次污染物。
3、电化学原理增大反应速率
在相同条件下,电化学反应比化学反应的反应速率快得多。如粗锌跟盐酸反应速率比纯锌快,这是由于粗锌中杂质与Zn构成原电池加快反应速率,不纯金属易被腐蚀原因也由于杂质(C)与金属(Fe)构成原电池。利用电化学原理也可使几乎不发生反应能进行反应,如铜与盐酸反应,可设计成原电池,也可设计成电解池。另如在水中加入强酸或强碱都可使电解水的速率加快。人们可利用电化学原理增大有利的化学反应速率,也可利用电化学原理减弱有害的化学反应速率,如牺牲阳极保护金属法。
4、采用不同的溶剂可改变反应速率
研究溶液中反应要考虑溶剂分子所起的物理的或化学的影响。溶剂的极性对反应速率存在影响。如果生成物的极性比反应物大,则在极性溶剂中反应速率比较大;反之,如反应物的极性比生成物大,则在极性溶剂中的反应速率必变小。如甲醇羰基化反应,在非极性溶剂中、介电常数较小的溶剂能增加反应速率;另如CH3COCl与苯酚反应当以硝基苯为溶剂时主要产品为对位,当以CS2为溶剂时主要产品为邻位。CH3CH2Cl在NaOH水溶液中发生水解反应,在NaOH醇溶液中发生消去反应。
5、超声波射线、激光、电磁波等对反应速率均有影响。
超声波作为一种高频机械波,具有波长较短,能量集中
的特点.可利用超声波增大物质分子运动频率和速度。超声波具有强烈的乳化作用,并能起到均匀搅拌、研磨粉碎和加速化学反应的作用。
激光具有单色性、高强度和短脉宽等优越性能,是诱发光化学反应最理想的光源。例如,激光光解可以产生自由基或原子,所产生的自由基又可以诱发链锁反应。
七、同素异形现象、同素异形体1、概念:一种元素形成几种单质的现象,叫同素异形现象。
2、表现:同素异形现象表现为一种元素具有几种单质,这几种单质都是这种元素的同素异形体.
3、同素异形体的性质:①构成同素异形体的原子数目和成键方式都不同,所以表现出的物理性质有很大的差别。如氧气和臭氧:氧气是无色、无味的气体,而臭氧是淡蓝色有鱼腥味的气体;②同素异形体在一定条件下能互相转化,这是化学变化,如氧气转化为臭氧,石墨转化为金刚石,红磷转化为白磷等等。
4、常见的同素异形体:①碳元素的同素异形体:金刚石、石墨和富勒烯(包括C60、C70和单层或多层的纳米碳管等)都是碳元素的重要单质;②氧元素的同素异形体:氧气和臭氧都是氧元素的单质;③磷元素的同素异形体:磷元素可以形成多种单质,白磷和红磷是磷元素常见的两种单质④硫元素的同素异形体:硫元素可以形成多种单质,S2、S4、S6、S8等,S6和S8是硫元素常见的同素异形体。
5、特别说明:同素异形体是一种元素形成的不同单质,既不是由相同元素组成的不同化合物,也不是同种元素形成的几种原子,更不是形态不同的同一物质。例如:①都由碳氧两种元素组成的CO和CO2;②都由SiO2组成的石英和水晶;③都由氢元素形成的三种原子氕、氘,氚等;④气态氢和液态氢,二氧化碳和干冰;⑤冰和水等都不是同素异形体。
八、同系物规律1、同系物:结构相似,组成上相差一个或若干个“CH2”原子团的物质。
注意事项:
(1)同系物必须是同类有机物
(2)结构相似指具有相似的原子连接方式,相同的官能团类别和官能团数目
(3)具有相同通式的有机物除烷烃外,不能以通式相同的作为确定是不是同系物的充分条件
(4)同分异构体之间不是同系物关系
(5)同系物的物理性质具有规律性的变化;同系物的化学性质相似。
2、同系物的判断规律:
(1)一差(分子组成至少相差一个CH2原子团)
(2)一同(具有相同的通式)
(3)二相似(结构相似,化学性质相似)
九、同分异构体面面观同分异构体面面观:具有相同分子式而分子结构不同的物质
1、同分异构体的种类
(1)碳架异构(指碳原子之间连接成不同的链状或环状结构而造成的异构);
(2)位置异构(指官能团或取代基在碳架上的位置不同而造成的异构);
(3)类别异构(指有机物分子中的官能团不同或有机物类别不同而造成的异构,也叫官能团异构)。
2、几类同分异构体
(1)CnH2n:(n≥3)烯烃和环烷烃;
(2)CnH2n-2:(n≥3)二烯烃和炔烃;
(3)CnH2n+2O:(n≥2)饱和一元醇和饱和一元醚;
(4)CnH2nO:(n≥2)饱和一元醛、烯醇和环氧烷;(n≥3)饱和一元酮;
(5)CnH2nO2:(n≥2)饱和一元羧酸、饱和一元羧酸饱一元醇酯;
(6)CnH2n+1O2N:(n≥2)氨基酸、硝基化合物和亚硝酸酯;
(7)CnH2n-6O:(n≥7)酚、芳香醇和芳香醚。
3、几种特殊的同分异构体
(1)C8H8:苯乙烯和立方烷;
(2)C8H10:乙苯和邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯;
(3)C6H12O6:葡萄糖和果糖;
(4)C11H22O11:蔗糖和麦芽糖;
(5)CH4ON2:尿素[CO(NH2)2]和氰酸铵[NH4CNO]
4、同分异构体书写规律
(1)烷烃(只可能存在碳链异构),书写时应注意全而不重。规则如下:成直链,一条线;摘一碳,挂中间;往边移,不到端;摘两碳,乙基安;二甲基,同、邻、间;不重复,要写全。
(2)具有官能团的化合物如烯烃、炔烃、卤代烃、醇、酮等,它们有官能团位置异构、类别异构、碳架异构,书写要按顺序考虑。一般情况是:位置异构→碳架异构→类别异构。
(3)芳香族化合物:取代基在苯环上的相对位置具有邻、间、对三种。
5、判断同分异构体数目的常见方法和思路:
(1)基团连接法:将有机物看作由基团连接而成,由基团的异构数目可推断有机物的异构体数目。如:丁基有四种,丁醇(看作丁基与羟基连接而成)也有四种:戊醛、戊酸(分别看作丁基跟醛基、羧基连接物)也分别有四种。再如:C9H12的芳香烃(可看作一价苯基跟丙基、二价苯基跟一个甲基和一个乙基、三价苯基跟三个甲基连接而得)共有8种。
(2)换位思考法:将有机物分子中的不同原子或基团换位进行思考。如:乙烷分子中共有6个H原子,若有一个氢原子被Cl原子取代所得一氯乙烷只有一种结构,那么五氯乙烷有多少种?假设把五氯乙烷分子中的Cl看作H原子,而H原子看成Cl原子,其情况跟一氯乙烷完全相同,故五氯乙烷也有一种结构
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 美容产品加盟合同协议书
- 解除经营合同协议书模板
- 钢材合伙公司协议书范本
- 车辆抵押合伙人合同范本
- 采购亚克力水缸合同范本
- 中小学生实践课件下载
- 2025年个体租房简约合同模板
- 2025合同项目启动令
- 2025标准合同文本范本模板
- 2025食品原料招标合同范本
- 实验室培育钻石行业技术发展趋势报告
- 2025年领英大制造行业人才全球化报告-马来西亚篇
- 专题:阅读理解 30篇 中考英语高分提升之新题速递第二辑【含答案+解析】
- 企业面试题目和答案大全
- 抖音房产直播课件
- 2025至2030中国近视眼治疗仪市场竞争力剖析及企业经营形势分析报告
- 2025年高考化学试卷(广东卷)(空白卷)
- 体育老师招聘试题及答案
- 自然生态探险之旅行业跨境出海项目商业计划书
- 2025年北京市高考英语试卷真题(含答案解析)
- 西藏自治区拉萨市达孜区孜县2025年七下英语期中质量检测模拟试题含答案
评论
0/150
提交评论