高一化学知识手册（下）

®目录：

第一章物质结构元素周期表

原子结构............................................................6

元素周期表..........................................................9

元素周期律.........................................................14

化键与分子间作用力.................................................16

第二章化反应与能量

化反应与热能.......................................................22

化反应的速率和限度.................................................24

化反应与电能.......................................................26

第三章有机化合物

有机物概述.........................................................33

甲烷和烷煌.........................................................34

乙烯和烯煌.........................................................39

苯.................................................................42

乙醇和乙酸.........................................................44

基本营养物质.......................................................48

第四章化与自然资的开发利用

金属开发利用.......................................................55

海水的资利用.......................................................57

煤、石油和天然气的综合利用.........................................59

绿色化.............................................................62

第一章物质结构元素周期表

☆知识体系:

原子的构成

原子核外电子徘布

原子结构-------------------

----------元素、核素、同位素

相对原子质量

元素周期表

元素周期表

碱金属和卤素

化合价规律

物质结构元素周期表

元素周期律半径规律

元素周期律金属性与非金属性规律

周期表和周期律的应用

离子键和共他

化学键与分子间作用力

分子间作用力和氢键

。章节概述：

本章包括四节内容，第一节“原子结构”讲述了原子的构成，核外电子排布以

及元素、核素、同位素、同素异形体四素的相关概念。

第二节“元素周期表”揭示了化元素之间的内在联系，使其构成了一个完整的

体系，成为化发展史上的重要里程碑之一。主要讲述周期表中元素的排列规

律；周期和族的概念和规律；碱金属、卤素的原子结构与性质。

第三节“元素周期律”则是将元素的性质随着原子序数的递增而呈现周期性的

变化进行总结。探索元素周期律的应用，既考察了对于元素周期表的熟悉程

度，又考察了对于元素周期律的应用。根据元素在周期表中的位置，了解它的

结构，从而探究它的性质。

第四节“化键”通过思考元素的原子通过什么作用形成丰富多彩的物质开始探

索。习到了离子间通过离子键相结合，原子间通过共价键相结合，从而形成离

子化合物或共价化合物，对于物质的结构和性质有了进一步的探究，并了解分

子间作用力和氢键的概念。

这一章节内容贯穿整个高中化体系，对于元素性质的探究起着重要的指导作

用。

国知识清单:

原子结构

一、原子的构成：

与质子数共同

正肛决定一种类,同位素

1—►（质量数）一近似相对原子质量

—►（核电核数）-决定元素种类

原子《

最外层电子数一决定主族元素的化生性质

各层电子数

1.构成原子的三种微粒的比较

质子中子电子

1个质子带1个单位1个电子带1个单位

电性不显电性

的正电荷的负电荷

质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）=原子的近似相对原子质量

相互原子：原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数

关系阳离子：质子数=核外电子数+电荷数

阴离子：质子数=核外电子数-电荷数

2.化符号中各数字的含义

X元素的化合价为+c

X原子的质量数-A。d+一一个X离子带d个单位正电荷

X原子的质子数fZAe—一个分子/离子中含X原子的个数为e

二、原子核外电子排布:

1.电子层

电子层数（n）1234567

符号KLMN0PQ

最多能容纳的电子数28818183232

电子层能量的关系低一高

电子层离核远近的关系近.远

2.核外电子排布规律(每层最多能容纳2n2个电子)

(1)最外层48(K为最外层时42)

(2)次外层418

⑶倒数第三层432

三、元素、核素、同位素：

1.元素：具有相同质子数的同一类原子的总称。

2.核素：具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。

3.同位素：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子。

同种元素原子的原子核中，中子数不一定相同。

例如氢元素的原子核中，中子数不相同，如下表。

氢元素的原子核

原子名称原子符号位X)

质子数(Z)中子数(N)

10%担

11笊汨或D

12氤汨或T

(1)H、D、T各为一种核素。

(2)H、D、T三种核素都是氢的同位素。

(3)常见元素的同位素：

①氧元素：1*0、¥0、用0

②碳元素：1公1公空C

③铀元素：2翔、2第U、2第U

(4)同位素形成各物质的物理性质不同、化性质相同。

4.同素异形体：同种元素形成的不同单质。

例：。2和。3；白磷和红磷；金刚石、石墨和C60。

注：H20,D20,为同种物质，出、D2,T2也为同种物质。

5.几种重要核素的用途

(1)空C在考古工作中用于鉴定文物的年代；

(2)汨、汨用于制造氢弹；

(3)放射性同位素释放的射线用于育种、给金属探伤、诊断和治疗疾病等。

四、相对原子质量：

1.原子的相对原子质量等于一个原子的实际质量除以12C的实际质量的1/12

2.原子的近似相对原子质量=质量数

3.元素的相对原子质量=各种核素的相对原子质量X百分比

4.元素的近似相对原子质量=各种核素的质量数X百分比

注：百分比为物质的量百分比(n%)或原子个数百分比(N%)

国知识清单：

元素周期表

一、元素周期表：

1.俄国化家门捷列夫,制作出第一张元素周期表。

元素周期表中元素的排列依据是原子的核电荷数,如下图所示。

元素周期表

I足率I[I

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2.元素周期表有7个横行,叫做周期。每一周期中元素的电子层数相同。

类别周期序数包括元素种数起、止元素

12H、He

短周期28Li、Ne

38Na、Ar

418K、Kr

518Rb、Xe

长周期

632Cs、Rn

732Fr、Og

七个横行七周期，一二三短后四长。

3.元素周期表有18个纵行,共16个族。每一族中元素的最外层电子数相同。

(1)周期表中，共7个主族(族序数后标A)、7个副族(族序数后标B)、一

个第VHI族、一个0族，族序数用罗马数字I、II、III、IV、V、VI、VD表示。

⑵除第8、9、10三个纵行叫做第Wl族外，其余每个纵行各为一族。

(3)He及最外层电子数为8的元素叫做0族。

七主七副八和零，1-7两个循环，逢3转化主副族。

(4)周期表中有些族有特别的名称。例如：

①第IA族(除氢)：碱金属元素

②第VHA族：卤族元素

③。族：稀有气体元素

4.元素位置确定

用每个周期最多能容纳的元素种数进行加法。

例：20号元素：20=2+8+8+2为第四周期第IIA族

37号元素：37=2+8+8+18+1为第五周期第IA族

50号元素：50=2+8+8+18+14为第五周期第IVA族

58号元素：58=2+8+8+18+18+4为第六周期第IIIB族

【注】第六、七周期的第三格会出现锢系和舸系，每一格有15种元素。

5.元素周期表中的特殊位置

(1)元素种类最多的周期：第六、七周期(镯系、舸系)；

元素种类最多的族：第IIIB族(锢系、轲系)。

(2)组成化合物种类最多的族：IVA族(最外层电子数为4,既可以得电子又可

以失电子，且含C的有机物较多)。

(3)分界线：沿着元素周期表中铝、错、睇、钵与硼、硅、珅、硫、碳的交界处

画一条虚线，即为金属与非金属交界线，该处元素适合作为半导体材料。

(4)抗高温、抗腐蚀航空材料：过渡元素。

(5)新型催化剂：过渡元素。

(6)农药：元素周期表右上角非金属元素。

二、碱金属和卤素：

1.碱金属元素（第IA族）

元素元素核电最外层电子原子半径

原子结构示意图

名称符号荷数电子数层数/nm

锂Li3©))120.152

钠Na110))y130.186

碱

金钾K19140.227

属

元

素锄Rb37150.248

c、'N

艳Cs55。切160.265

（1）物理性质

①相似性：除艳外，其余的都呈银白色；它们都比较柔软，有延展性。碱金属

的密度都比较小，熔点也都比较低，导热性和导电性也都很好，如液态钠可用

作核反应堆的传热介质。

②递变性：从Li到Cs,密度逐渐升高（钠钾反常，钠的密度大于钾），熔沸

点逐渐降低。

③Na、K储存在煤油或石蜡油中，Li保存在石蜡中（Li的密度小于煤油）。

（2）化性质

碱金属元素原子最外层都有1个电子，它们的化性质相似，都能与氧气等非金

属单质以及水反应。例如：

4Li+O2=2Li2O2Li+2H2O=2LiOH+H2T

4Na+O2=2Na2O2Na+2H2（D=2NaOH+H2T

2Na+O2=Na2O22K+2H2O=2KOH+H2T

2K+022K2O2

K+O2=KO2

①上述反应的产物中，碱金属元素的化合价都是+1。

②随着核电荷数的增加，碱金属元素原子的电子层逐渐增多，原子半径逐渐增

大，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，从锂到匏金属性逐渐增强,它们与

氧气或水反应时，钾比钠的反应剧烈，枷、艳反应更剧烈，产物碱性更强。

③碱金属元素从上到下：

a.金属单质还原性逐渐增强，对应金属离子氧化性逐渐减弱;

b.与水或酸置换H2的难易程度：难f易；

c.最高价氧化物对应水化物碱性逐渐增强。

2.卤族元素(第VDA族)

元素元素核电最外层电子卤素颜色状

原子结构示意图

名称符号荷数电子数层数单质态

淡黄绿

氟F972F2

©))色气体

黄绿色

氯C11773C12

气体

卤

族C'7

深红棕

元澳35[+35]2818774

色液体

素

、紫黑色

碘I532281818775h

固体

(1)原子结构：最外层电子数均为7；随着核电荷数的增加，电子层数增加，原

子半径增大。

(2)物理性质：从F到I,单质颜色逐渐加深，密度逐渐增大，熔沸点逐渐升

高，溶解度逐渐降低。

(3)化性质：最外层电子数均为7,易得到一个电子，达到8电子稳定结构，因

此卤素单质具有很强的氧化性。

①卤素单质与氢气反应

氢化物氢化物

方程式反应条件

稳定性酸性

H2+F2=2HF暗处能剧烈化合并发生爆炸

光照或点燃易弱

H2+CI2=2HC1光照或点燃发生反应强

加热至一定温度才能反应

H2+Br2=2HBr难弱强

△

不断加热才能缓慢反应

H2+l2#2HI

随着核电荷数的增多，卤素单质与氢气的反应呈下述规律性变化：

a.剧烈程度逐渐减弱；

b.生成的氢化物稳定性逐渐减弱；

c.生成的氢化物酸性逐渐增强。

②卤素单质间的置换反应

2NaBr+C12=2NaCl+Br2

2KI+Ch=2KCl+l2

2KI+Br2=2KBr+I2

卤素从上到下：

a.随着核电荷数的增加，非金属单质氧化性减弱，对应非金属离子的还原性增

强；

b.与H2化合由易到难，氢化物稳定性逐渐减弱，氢化物酸性逐渐增强；

c.最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱。

3.在元素周期表中，同主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多，原子半

径逐渐增大，失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱。所以金属性逐渐增

强，非金属性逐渐减弱。

国知识清单:

元素周期律

一、元素周期律:

1.化合价规律

第一周期H

最高化合价+1

最低化合价-1

第二周期LiBeBcN0F

最高化合价+1+2+3+4+5+20

最低化合价00-4-3-2-1

第三周期NaMgAlSiPSCl

最高化合价+1+2+3+4+5+6+7

最低化合价000-4-3-2-1

结论：

(1)最高正价=主族序数=最外层电子数

(2)最低负价=主族序数-8

(3)最高正价+|最低负价|=8

(4)同周期，从左至右，最高正价从+1f+7,最低负价从-4->-1(非金属)

(5)金属无负价，0、F无最高正价

2.半径规律goo。。。

⑴原子半径比较

①同一周期主族元素，从左到右，原子半径依次减小；

②同一主族元素，从上到下，原子半径依次增大；：a

③不同周期、不同主族元素的原子半径可以根据同主族992???

与同周期原子半径的变化规律解决。Q99222

(2)离子半径比较po

①同主族元素的离子，电子层数越多，半径越大；

②电子层排布相同的离子，核电荷数越大，半径越小；

③同种元素的粒子，电子数越多，半径越大；

④所带电荷、电子层数都不相同的离子，可选一种离子参照比较。

3.金属性与非金属性规律

(1)金属性：同周期从左到右，逐渐减弱；同主族从上到下，逐渐增强。

判断依据如下：

①单质与水反应的难易程度：反应越容易，金属性越强；

②单质与酸反应的剧烈程度：反应越剧烈，金属性越强；

③最高价氧化物对应水化物碱性强弱：碱性越强，金属性越强；

④金属间置换反应：金属性强的金属可以置换出金属性弱的金属；

⑤金属活动性顺序：按K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、

Cu、Hg、Ag、Pt,Au顺序，金属性逐渐减弱。

(2)非金属性：同周期从左到右，逐渐增强；同主族从上到下，逐渐减弱。

判断依据如下：

①单质与氢气反应的难易程度：反应越容易，非金属性越强；

②气态氢化物的稳定性：稳定性越强，非金属性越强；

③最高价氧化物对应水化物酸性强弱：酸性越强，非金属性越强；

④与盐溶液之间的置换反应：非金属性强的元素单质可以置换出非金属性弱的

元素单质；

⑤相互化合后的价态：化合后显负价的元素的非金属性强于化合后显正价的元

素的非金属性。

二、周期表和周期律的应用：

1.预测元素的性质：根据元素在周期表中的位置，结合该元素所在族的其他元

素的性质及相关递变规律，加以推测判断。

(1)同一主族元素，最外层电子数相同，化性质相似；

(2)在元素周期表中处于对角线位置的元素，性质相似。

2.启发人们在一定区域里寻找新物质，如催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料

等。

(1)分界线附近元素寻找半导体材料；

(2)过渡元素寻找优良催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料；

(3)周期表右上角氟、氯、磷、硫元素探索新品种的农药。

国知识清单:

化键与分子间作用力

一、离子键和共价键：

共价键

离子键

极性共价键非极性共价键

定义朝阳离子间强烈静电作M'共用电子对之间的强烈作用

成键微粒阴阳离子原子之间

成键性质静电作用共用电子对之间相互作用

不同种非金属同种非金属元素

成键条件活泼金属与非金属元素

元素之间之间

化合物形式离子化合物共价化合物

+

电子式实例Na［：CI：］'H：6：O：H：C・・I：C••P

1.结论

(1)含有金属元素的一般为离子键，除AlCb其为共价化合物；

(2)非金属元素的两个原子之间一般形成共价键，但多个原子间也可能形成离子

键,如NH4cl等；

(3)极性共价键一般由不同非金属元素的原子组成，非极性共价键一般由同种非

金属元素的原子组成；

(4)只含有共价键的化合物称为共价化合物，只含有离子键或既含有离子键又含

有共价键的化合物称为离子化合物。

2.化键与物质类别

(1)化键的存在

同种原子间」非金属单质

(2)化键与物质类别的关系

①只含有共价键的物质

a.同种非金属元素构成的单质，如12、N2、P4、金刚石、晶体硅等；

b.不同非金属元素构成的共价化合物，如HC1、NH3、SiCh、CS2等。

②只含有离子键的物质

活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如NazS、CsCl、K2O、NaH

等。

③既含有离子键又含有共价键的物质

如Na2O2、NH4CI、NaOH、Na2so4等。

④无化键的物质

稀有气体（单原子分子），如氨气、氨气等。

二、电子式：

1.概念：在元素符号周围用“•”或“义”代表原子的最外层电子（价电子）

的式子。

2.书写

原子把原子的最外层电子全部排列在元素符号周围

金属阳离子的电子式就是其离子符号

金属阳离子|­皿，HMM小工以加广“一*田口田田“

A电--------1将得到的电子也都标在兀素符号周围,并

子将符号用“[]”括上，右上角标出所带

式的电荷数

的非金属阴离子」

书书写时将共用电子对画在两原子之

间，每个原子的未成键电子也应画出

共价化合物（或单质开

加N八人”分别画出阴、阳离子的瓶子式，同种离子不相邻

离子化合物|-----------------------------------------

写出下列物质的电子式:

+2-+

Na2O2Na[；0；0；]NaNaOH,Na+[：0：H]-

[：cij-M2+[：a：]-

MgChgCO2：0：：c：：0

H

NH4CI[H：NCI2;ci;ci;

H

N2：N；；N；H2OH；0；H

3.用电子式表示物质的形成过程

2

Na2S：Na?S?、Na--Nai?S?]-Na*

2.C.+2.0.-►'0''C'0•

CO2:•…..............................

三、化键与物质类别、物质变化的关系：

1.物质的溶解或熔化与化键变化的关系

（1）离子化合物的溶解或熔化过程

离子化合物溶于水或熔化后均电离成自由移动的阴、阳离子，离子键被破坏。

(2)共价化合物的溶解过程

①有些共价化合物溶于水后，能与水反应，产物发生电离，共价化合物分子内

共价键被破坏，如C02和S02等。

②有些共价化合物溶于水后，发生电离，其分子内的共价键被破坏，如HC1、

H2s04等。

③某些共价化合物溶于水后，其分子内的化键不被破坏，如蔗糖

(C12H22O11)、酒精(C2H50H)等

(3)单质的溶解过程

某些活泼的非金属单质溶于水后，能与水反应，其分子内的共价键被破坏，如

C12、F2等。

2.化键与化反应

旧化键的吸裂和新化键的逊受化反应的本质，是反应中能量变化的根本。

黑能一旧化学键断裂新化学佃形成一懿能

［~~~、1原子［离子］

原子或离子重新组合

3.化键对物质性质的影响

(1)对物理性质的影响

金刚石、晶体硅、石英、金刚砂等物质硬度大、熔点高，就是因为其中的共价

键很强，破坏时需消耗很多的能量。NaCl等部分离子化合物，也有很强的离子

键，故熔点也较高。

(2)对化性质的影响

N2分子中有很强的共价键，故在通常状况下，N2很稳定；H2S、HI等分子中的

共价键较弱，故它们受热时易分解。

四、分子间作用力和氢键：

1.分子间作用力又称范德华力

⑴特点

①它比化键弱得多，主要影响物质的熔点、沸点等物理性质，而化键主要影响

物质的化性质；

②它存在于由共价键形成的多数共价化合物和绝大多数气态、液态、固态非金

属单质分子之间。

(2)变化规律：一般说，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子

间作用力越大，物质的熔沸点也越高。

2.氢键

(1)氢键是分子间存在的一种比分子间作用力稍强的相互作用。

⑵形成条件：除H外，形成氢键的原子通常是0、F、No

(3)氢键存在广泛，会使物质的熔点和沸点升高，如醇、Eh。、NH3、HF等分子

间。

©专属练习:

1.青蒿素是从复合花序植物黄花蒿茎叶中提取的有过氧基团的倍半芾内酯的一

种无色针状晶体，中国药家屠呦呦在年发现，其分子式为Cl5H2205。其中

的氧元素在周期表中的位置（）

A.二周期IVA族B.二周期VA族

C.二周期VIA族D.二周期VDA族

2.下列有关碱金属元素的叙述正确的是（）

A.碱金属单质均为银白色，密度均小于水

B.碱金属单质从Li到Cs,熔点依次升高

C.氢氧化钝碱性强于氢氧化钠

D.碱金属元素形成的阳离子，从Li+到Cs+氧化性依次增强

3.卤族元素随着原子序数的增大，下列递变规律正确的是（）

A.原子半径逐渐增大B.单质的氧化性逐渐增强

C.单质熔、沸点逐渐降低D.气态氧化物稳定性逐渐增强

4.下列各元素中，原子半径依次增大的是（）

A.Na、Mg、AlB.N、0、F

C.P、Si、AlD.C、Si、P

5.Q、W、丫和Z为短周期元素，它们在周期表中的位置如图所示，这4种元

素的原子最外层电子数之和为22。下列说法正确的是（）

Qz

A.丫的原子半径比X的大

B.Q的最高价氧化物的水化物的酸性比Z的强

C.X、丫和氢3种元素形成的化合物中都只有共价键

D.Q的单质具有半导体的性质，Q与Z可形成化合物QZ4

6.已知X+、丫2+、Z-、W?-四种离子均具有相同的电子层结构。下列关于X、

Y、Z、W四种元素的描述，不正确的是（）

A.离子半径：W2>Z>X+>Y2+

B.原子序数：丫>X>Z>W

C.原子最外层电子数：Y>X>Z>W

D.还原性：W2>Z

7.W、X、Y、Z、N、M六种主族元素，它们在周期表中位置如图所示，下列

说法不正确的是（）

A.原子半径：Y>Z〉W

B.单质的还原性：X>Y

C.澳与元素M同主族，最高价氧化物的水化物的酸性比M的强

D.元素N位于金属与非金属的分界线附近，可以推断N元素的单质可作

半导体材料

8.下列物质中，含有非极性共价键的共价化合物为（）

A.Na2O2B.ChC.NH3D.H2O2

9.下列各组物质中化键的类型相同的是（）

A.HCLMgCb、NH4CIB.H2O、NazO、CO2

C.CaCb、NaOH、H2OD.NH3、H2O、CO2

第二章化反应与能量

☆知识体系:

反应热与培变

化学铀与热能吸热和放热反应

常见的吸热和放热反应

化学反应速率

化学反应的速率和限M影响化学反应速率的因素

化学反应与能量-f-

原电池

化学反应与电能原电池原理的应用

化学电源

Q章节概述：

本章包括三节内容，第一节“化反应与热能”讲述了反应热的概念与常见的吸

放热反应。了解到如何通过反应物和生成物的键能或所具有的能量判断化反应

是吸热反应还是放热反应。

第二节“化反应的速率和限度”讲述了化反应速率的概念，影响化反应速率的

因素以及化反应限度的相关内容。对于可逆反应和平衡状态有了初步的认识和

理解，有助于后续《化反应原理》这本书的习和理解。

第三节”化反应与电能”则是将生活中常见的电池以化的方式进行习，我们一

共了解到原电池的形成条件、组成、电极方程式与电池的工作原理。将化与生

活紧密结合，增强生对于知识的理解和应用能力。

这一章节内容共习了热化、电化、化平衡三大方面的知识，为高二《化反应原

理》的习打下坚实的基础。

国知识清单:

化反应与热能

一、焰变与反应热:

1.反应热：化反应中放出或吸收的热量。

2.焰变：在恒压条件下的反应热，其符号为AH,单位为kJ/mol。

二、吸热和放热反应：

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