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文档简介
选考模块(化学与技术、物质结构与性质、有机化学基础)
【考情分析】
新课标高考化学选考内容涵盖选修模块”化学与技术”、“物质结构与性质”、“有机化学
基础''的内容,考生从中任选一个模块考试。
一、考试大纲对本专题内容的基本要求
化学与技术
(-)化学与资源开发利用
1.了解煤、石油和自然气等综合利用的意义。
2.了解我国无机化工的生产资源和产品的主要种类。
3.了解海水的综合利用。了解化学科学发展对自然资源利用的作用。
4.了解化学对废旧物资再生与综合利用的作用。
(二)化学与材料的制造、应用
1.了解社会发展和科技进步对材料的要求。了解化学对材料科学发展的促进作用。
2.了解金属材料、无机非金属材料、高分了•合成材料、复合材料和其他新材料的特点,
了解有关的生产原理。
3.了解用化学方法进行金属材料表而处理的原理。
4.了解我国现代材料探讨和材料工业的发展状况。了解新材料的发展方向。
(三)化学与工农业生产
1.了解化学在水处理中的应用。
2.了解合成氨的主要原理、原料、重要设备、流程和意义,相识催化剂的研制对促进
化学工业发展的重大意义。
3.了解精细化工产品的生产特点、精细化工在社会发展中的作用。
4.了解化学肥料、农药等在农业生产中的作用。
物质结构与性质
(-)原子结构与元素的性质
1.了解原子核外电子的能级分布,能用电子排布式表示常见元素(1~36号)原子核外
电子的排布。了解原子核外电子的运动状态。
2.了解元素电离能的含义,并能用以说明元素的某些性质。
3.了解原子核外电子在确定条件下会发生跃迁,了解其简洁应用。
4.了解电负性的概念,知道元素的性质与电负性的关系。
(二)化学键与物质的性质
1.理解离子键的形成,铃依据离子化合物的结构特征说明其物理性质。
2.了解共价键的主要类型。键和乃键,能用键能、键长、键角等说明简洁分子的某些
性质。
3.了解简洁协作物的成键状况。
4.了解原子晶体的特征,能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。
5.理解金属键的含义,能用金属键理论说明金属的一些物理性质。
6.了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp,sp2,sp3),能用价层电子对互斥理论
或者杂化轨道理论推想常见的简洁分子或者离子的空间结构。
(三)分子间作用力与物质的性质
1.了解化学键和分子间作用力的区分。
2.了解氢键的存在对物质性质的影响,能列举含有氢键的物质。
3.了解分了•晶体与原子晶体、离了•晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区分。
有机化学基础
(-)有机化合物的组成与结构
1.能依据有机化合物的元素含量、相对分子质量确定有机化合物的分子式。
2.了解常见有机化合物的结构。了解有机物分子中的官能团,能正确地表示它们的结
构。
3.了解确定有机化合物结构的化学方法和某些物理方法。
4.了解有机化合物存在异构现象,能推断简洁有机化合物的同分异构体(不包括手性
异构体)。
5.能依据有机化合物命名规则命名简洁的有机化合物。
6.能列举事实说明有机分子中基团之间存在相互影响。
(-)煌及其衍生物的性质与应用
1.以烷、烯、快和芳香炫的代表物为例,比较它们在组成、结构、性质上的差异。
2.了解自然气、石油液化气和汽油的主要成分及其应用。
3.举例说明煌类物质在有机合成和有机化工中的重要作用。
4.了解卤代烧、醇、酚、醛、竣酸、酯的典型代表物的组成和结构特点以及它们的相
互联系。
5.了解加成反应、取代反应和消去反应。
6.结合实际了解某些有机化合物对环境和健康可能产生影响,关注有机化合物的平安
运用问题。
(三)糖类、氨基酸和蛋白质
1.了解糖类的组成和性质特点,能举例说明糖类在食品加工和生物质能源开发上的应
用。
2.了解氨基酸的组成、结构特点和主要化学性质,氨基酸与人体健康的关系。
3.了解蛋白质的组成、结构和性质。
4.了解化学科学在生命科学发展中所起的重要作用。
(四)合成高分子化合物
1.了解合成高分子的组成与结构特点,能依据简洁合成高分子的结构分析其链节和单
体。
2.了解加聚反应和缩聚反应的特点。
3.了解新型高分子材料的性能及其在高新技术领域中的应用。
4.了解合成高分子化合物在发展经济、提高生活质量方面的贡献。
二、命题趋向
以往高考试题中的STSE内容中事实上已经包含了化学与技术的考查,新课程高考大纲
把二者作划为选考内容,供考生选择。化学与技术课程内容定位于化学生产技术,所以,考
试的重点当然就放在"了解化学在资源利用、材料制造、工农业生产中的详细应用上,用所
学学问对与化学有关的•系列技术问题做出合理的分析,屈化应用意识和实践实力的考查"
上。如:分析化学反应速率和化学平衡原理在硫酸制造、合成氨工业等化工生产工艺(生产
条件的选择与限制)中的应用:电化学反应在氯碱工业生产、电镀、化学蚀刻等材料加工技
术中的运用:探讨氧化还原反应、离子反应、基本的有机反应在金属、非金属材料、有机高
分子材料、洗涤剂的制备与加工技术中运用;联系化学反应特点与条件,综合分析相关化工
生产的产、供、销与环境问题,考虑厂址选择、配套设施的配置等技术问题。联系酸碱盐及
电解质溶液的有关学问,分析土壤酸碱性的测定与改良、无土我培养分液的配制、化肥、农
药的合理运用等技术问题等。复习这部分内容时,应留意把握学问内容的深广度,关注教材
中的三条内容线索:生产和技术问题线索:技术学问线索;化学学问线索。同时关注与其他
模块的区分与联系。
物质结构与性质部分除了关于电子排布、分子间作用力和四种晶体类型等学问点外,都
是新课标中所增加的学问内容。关于用电了•排布式表示常见的元素,由过去的前三周期(1
—18号)扩展到前四周期(1〜36号);对分子间的作用力,要求了解其与化学键的区分;对四
种晶体类型学问点的要求中明确提出要了解“结构微粒、微粒间作用力的区分”。物质结构
的这部分学问可以促进对物质性质本质的理解,但是学问内容比较抽象,理解起来有确定困
难。
有机化学基础部分不但涵盖旧大纲中有机化学的学问点,而且还增加了部分学问点。增
加的学问点可分成两大类,•类是学问点的延长,如增加了"知道确定有机化合物结构的常
用方法"、”命名简洁的有机化合物〃等;另一类是与社会生活的联系,如“知道自然气、液化
石油气和汽油的主要成分及其应用试题通常以框图题的形式出现,在高科技新信息的框
架中考查有机化学的基础学问,在某些省市的试卷中还特殊留意对设计合成线路的考查。所
以必需娴熟驾驭碳碳双键、碳碳叁键、卤代燃中的卤原子、N学羟基、酚羟基、醛基、翔基及
酯基的结构及性质,延长的还有苯环结构的特殊性、醛、酮等。住驾驭了上述结构的特点后,
就可以综合运用于多官能团化合物上,如课本上介绍的糖类、油脂、蛋白质等。另外,对于
生产、生活中的较困难的化合物,也可依据其结构中所含的特殊官能团,推断其主要性质。
这三模块学问在《考试大纲》中作为选考内容,从题型上,三个模块主要以非选择题的
方式进行设计。在狂习中可以依据自己的特长,在二模块之间确定任习的着力点。
【学问归纳】
一、化学与技术
(一)化学与资源开发利用
1.石油
(1)石油的组成:主要含C、H两种元素。由烷烧、环烷烧和芳香烧所组成的混合物。
(2)石油的炼制
①分银:利用各组分沸点的不同将困难混合物分别的过程。分为常压分帽(得到汽油、
煤油、柴油、重油等产品)和减压分谣(得到润滑油、凡士林沥青等)
②石油的加工
裂化:确定条件下,使长链烧断裂成短链燃的过程。目的是提高汽油的产量和质量。
裂解:深度的裂化。目的是获得短链的不饱和气态燃。
2.煤
(1)煤的组成:主要含C元素。由有机物和无机物组成困难的混合物。
(2)煤的综合利用
「煤的干缁:把煤隔绝空气加强热使其分解的过程。得到焦炭、粗氨水、煤焦油、焦炉
I煤气等
I煤的气化:把煤中的有机物转化成可燃性气体(CO、Hz)的过程
煤的液化:把.煤中的有机物转化成可燃性液体(如CHaOH)的过程
3.自然气的综合利用
自然气既是•种清洁的能源,也是•种重要的化工原料。
4.海水的综合利用
(1)海水水资源的利用
①海水的淡化。常用方法:蒸储法、电渗析法、反渗透法、冷冻法。
②干脆利用海水进行循环冷却。
(2)海水化学资源的利用:①海盐的生产:②Cl、Br、I的提取。
5.环境爱护和绿色化学
(1)环境污染:包括大气污染,水污染,土壤污染和食品污染。
(2)绿色化学:核心是利用化学原理从源头上削减和消退工业生产对环境的影响。
原子利用率为期望产物的总质量与生成物的总质量之比。对于详细的化学反应,原子利
用率等于期望生成物的摩尔质量与生成物的总摩尔质量之比。
(-)化学与材料的制造、应用
1.金属的冶炼
(1)原理:化合物中金属元素得电子被还原成单质。
(2)方法:依据金属活动性强弱,通常采纳电解法(锌以前的金属的制取)、热还原法
(锌至铜之间的金属)和热分解法(铜以后的金属的制取)。
2.硅酸盐工业
(1)水泥:一般水泥的主要成分是硅酸三钙(3CaOSiO2)、硅酸二钙QCaOSiCh)和铝酸三
钙(3CaOA12O3)等。
(2)玻璃:玻璃有一般玻璃、石英玻璃、光学玻璃等等。玻璃没有固定的熔、沸点。
(3)比较水泥和玻璃的生产方法(见下表)硅酸盐产品
水泥玻璃(一般)
原料石灰石、粘土纯碱、石灰石、石英
设备水泥回转窑玻璃熔炉
/
Na2CO3+SiC2直温Na2SiO3+CO2r
反应困难的物理化学改变
CaCO3+SiC2敬CaSiCh+CCh个
3CaOSiO2、2CaO-SiO2、
主要成分Na2O-CaO-6SiO2
3CaOAI2O3
水硬性玻璃态物质(生确定温度范围内软化)
特性
(加石膏调整硬化速度)非晶体
(4)陶瓷
①制造陶瓷的主要原料:粘土。
②制造陶瓷的一般过程:制泥、成型、干燥、烧成。
③陶瓷的种类(依据原料、烧制温度划分):上器、陶器、瓷器、拓器等。硅酸盐的组成
可以用氧化物形式来表示例高岭石A12(Si2。娟。用4可表示为AlQ3,2SiO2・2H2O。
(三)化学与工农业生产
1.合成氨
(1)合成氨的条件的选择:温度(500℃)、压强20~50MPa)、催化剂(铁触媒)。
(2)合成氨生产工艺:生产流程,
原料气的制备。其中生产的氨气液化分别,原料
气循环利用。
2.氯碱工业
恩子交换膜电解槽上要由阳极(用金属钛网制成,涂有钛、行等氧化物涂氯碱工业
电解饱和食盐水制取氯气和烧碱。
+/
(1)原理:阳极(用石墨):2。-25=。2个阴极(用Fe):2H+2e=H2r
总反应:2NaCI+2H2。-电解-2NaOH+H2个+5个
(2)饱和食盐水的精制:电解前应除去食盐溶液中的Ca?+、Mg2\SO/一等杂质离子,
加入试剂依次为NaOH溶液、BaCIz溶液、Na2c。3溶液、稀盐酸(或将BaCh溶液和NaOH
溶液的依次互换)。
(3)离子交换膜法制烧碱
离子交换膜的特性:只允许阳离子通过,而阻挡阴极离子和气体通过。
3.硫酸工业一一接触法
三阶段:S02制取和净化'S02转化为S03、S03汲取和H2s。4的生成
三方程:4FeS2+llO2=2Fe;O3+8SO22SO2+O2=2SO3SO3+H;O=H2SO4
三设备:沸腾炉、接触室、汲取塔
4.化学肥料施用
酸性的化学肥料不能和碱性肥料混用,如硝酸铉和草木灰I主要有效成分为K2c03)不能
混合施用,因NH4NO3水解是酸性,K2c。3水解是碱性,混合促进水解,降低肥效。
二、物质结构与性质
(-)原子结构与原子核外电子能级分布
I.电子云和原子轨道
(1)电子运动的特点:①质量微小②运动空间微小③极高速运动。
电子云:电子在原子核外空间确定范围内出现,可以想象为一团带负电荷的云雾覆盖在
原子核的四周,人们形象地把它叫做“电子云”称作电子云,电子云轮廓图称原子轨道。
S的原子轨道是球的,能层序数越大,原子轨道的半径越大。
s电子的原子轨道呈球形对称,ns能级各有1个原子轨道:p电子的原子轨道呈纺锤形,
叩能级各有3个原子轨道,相互垂直(用防、py、Pz表示):nd能级各有5个原子轨道:nf
能级各有7个原子轨道。
2.泡利原理和洪特规则
量子力学告知我们:ns能级各有1个轨道,即能级各有3个个轨道,cd能级各有5
个轨道,"能级各有7个个轨道。而每个轨道里最多能容纳2个电子,通常称为电子对,
用方向相反的箭头"个来表示。
一个原子轨道里最多只能容纳2个电子,而且自旋方向相反,这个原理成为泡利原理。
当电子排布在同一能级的不同轨道时,总是优先单独占据一个轨道而且自旋方向相
反,这个规则是洪特规则。
洪特规则的特例:对于同一个能级,当电子排布为全充溢、半充溢或全空时,是比较
稳定的。
3.能层与能级
对多电子原子的核外电子,按能量的差异将其分成不同的能层(川:各能层最多容纳的
电子数为2标。对于同一能层里能量不同的电子,将其分成不同的能级(/);能级类型的种类
数与能层数相对应;同一能层里,能级的能量按s、p、d、f的依次上升,即£(s)VE(p)<E(d)
询)。
各能层所包含的能级类型及各能层、能级最多容纳的电子数见下表:
能层⑼―-二三四五六七
符号KLMN0pQ
能级(/)1S2s2P3s3p3d4s4P4d4f5s.........
最多22626102610142・・・.....
电子数281832.....2n2
4.核外电子排布
(1)构造原理:绝大多数基态原子核外电子的排布都遵循下列依次:
Is、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f......
构造原理揭示了原子核外电子的能级分布。从中可以看出,不同能层的能级有交织现
象,如£(3d)>£(4s)、£(4d)如E(5s)、£(5d)A£(6s)、f(6d)>f(7s)>£(4f)>f(5p)>£(4f)>£(6s)
等。
构造原理是书写基态原子电子排布式的依据,也是绘制基态原子电子排布图(即轨道
表示式)的主要依据之一。
(2)能量最低原理:原子核外电子遵循构造原理排布时,原子的能量处于最低状态。
即在基态原子里,电子优先排布在能量最低的能级里,然后排布在能量渐渐上升的能级里。
(3)表示方法:电子排布式和轨道表示式。
5.基态、激发态、光谱
原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态,处于最低能量的原
子叫做基态原子。
当基态原子的电子汲取能量后,电子会跃迁到较高能级,变成激发态原子。电子从较
高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时,将释放能量。光(辐射)是电子释
放能量的重要形式之一。
不同元素的原子发生跃迁时会汲取(基态与激发态〉和放出(基态与激发态)能量,
产生不同的光谱一一原子光谱(汲取光谱和放射光谱)。利用光谱分析可以发觉新元素或利
用特征谱线鉴定元素。
(二)元素周期律
1.元素周期律
元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性改变,这一-规律叫做元素律。元素性质的周
期性改变的本质缘由是核外电子排布呈周期性改变。
2.元素性质周期性改变的详细表现
随着核电荷数的递增,每隔确定数目的元素
①原子半径由大到小:
②主要化合价:正价由+1f+7,负价由-41-1:
③元素性质:同一周期由前往后金属性减弱,非金属性增加,同一主族,由上往下金属
性增加,非金属性减弱:
④电离能:气态电中性基态原子失去一个电子,转化为气态基态正离子所须要的能量叫
做第一电离能。电离能的大小确定了该元素的原子失电子实力大小,第一电离能越大,越难
失电子,金属活动性越弱。
同主族,由上往下笫电离能减小,同周期由前往后曰离能增大,但二、三周期中
的Be、N、Mg和P四种元素的原子第一电离能大于相邻的前后元素的原子(为什么?)
⑤电负性:电负性是原子在化学键中对键合电子吸引实力的标度。电负性越大,吸引电
子的实力越强。电负性的大小也可作为衡量金属性、非金属性强弱的尺度,在元素周期表中,
电负性最大的是F,金属的电负性一般VL8:同一周期由前往后电负性增大,同一主族,由
上往下电负性减小。
(三)共价键理论
1.共价键价健理论
(1)共价键
①定义:原子之间通过共用电子对所形成的化学键
②实质:形成共用电子对或电子云重叠
③类型:。键和n键
a.6键:沿健轴(两原子核的连线)方向以“头碰头”的方式发生原子轨道(电子云)的重
置所形成的共价键称为。键一一单键。
种类:S-S重叠,S-P重叠,P-P重叠
特点:轴对称(即以成键的两原子核为连线为轴作旋转操作,共价键电子云的图形不变)
b.兀键:两个原子沿键轴平行以“肩碰肩”方式发生原子轨道(电子云)重将所形成的
共价键称为n键。(只有在生成。键后,余下的p轨道才能生成n犍)
特点:镜像对称(重叠形成的电子云由两块形成,分别位于两原子核构成的平面的两侧,
互为镜像)
c.6犍和7X键比较
重登方式:6键---头碰头:TI键-----肩并肩。
键的强度:b键>71键
成键电子:6键(S-S;S-P;P-P);■犍(P-P)o
成键类型:6键成单键:二键成双键、叁键。
(2)由原子轨道相互重叠形成的。键和爪键总称价键轨道。
(3)推断共价键类型规律:共价单键是。键;而共价双键中有一个。健,另一个是IT
键:共价三键由一个。键和两个n键组成。
2.价层电子对互斥模型
(1)中心原子上的价电子都用于形成共价键:分子中的价电子对相互排斥的结果。如:
ABn立体结构范例
直线型
n=2co2
平面三角形
n=3CH2O
n=4正四面体型
CH4
(2)中心原子上有孤对也子:孤对电子也要占据中心原子四周的空间,并参与相互排
斥。如d0和NH3中心原子上的孤对电子也要占据中心原子四周的空间,并参与相互排斥。
因而H20分子呈V型,NH3分子呈三角锥型。如:
化学式中心原子含有孤对电子对数中心原子结合的原子数空间构型
H2s22V形
+22V形
NH2
正三角形
BF303
04四面体
CHCI3
正四面体
SiF404
3.杂化制L道理论
(1)杂化的概念:在形成多原子分子的过程中,中心原子的若干能量相近的原子轨道
重新组合,形成•组新的轨道,这个过程叫做轨道的杂化,产生的新轨道叫杂化轨道。
(2)杂化轨道类型:
①sp3杂化:1个s轨道和3个p轨道会发生混杂,得到4个相同的轨道,夹角109°28',
称为sp3杂化轨道。
②sp杂化:夹角为180。的直线形杂化轨道,sp2杂化:三个夹角为120。的平面三角形杂
化轨道。
4.配位键
(1)“电子对赐予一接受健”被称为配位键。一方供应孤对电子;一方有空轨道,接受
孤对电子。如:[CU(H2O)2+]、NHJ中存在配位键。表示:A-B(前者是电子对赐予体后者
是电子对接受体)。
条件:其中一个原子必需供应孤对电子。另一原子必需能接受孤对电子轨道。
(2)通常把金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物
称为配位化合物。如铜氨协作物[CU(NH3)4产(深蓝色)的形成:
CIJ2-+2NH3H2O=Cu(OH)2J+2NH4
2+
CU(OH)2+4NH3-H2O=[CU(NH3)4]+2OH+4H2O
5.键的极性和分子的极性
(1)极性键:由不同原子形成的共价键。吸电子实力较强一方呈正电性(b+),另一
个呈负电性(6-)。
(2)极性分子和非极性分子:极性分子中,正电荷中心和负电中心不重合;非极性分
子的正电中心和负电中心重合。
(3)推断极性分子或非极性分子阅历规律:若分子结构殳几何空间对称,为正某某图
形,则为非极性分子。
6.氢键及范德华力及其对物质的影响
(1)范德华力:分子之间存在着相互作用力。范德华力很弱,约比化学键能小1~2数
量级。相对分子质量越大,范谯华力越大;分子的极性越大,范德华力也越大。
(2)氢键:是由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(如水分子中的氢)与另
一个分子中电负性很强的原子(如水分子中的氧)之间的作用力。氢键普遍存在于已经与N、
0、F等电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另外的N、0、F等电负性很大的原子之间。
例如,不仅氟化氢分子之间以及氨分子之间存在氢键,而且它们跟水分子之间也存在氢健。
氢键表示方法:X-H-Yo
分子间氢键:使物质的熔、沸点上升。
分子间内氢键:使物质的熔、沸点降低氢键属于一种较弱的作用力,其大小介于范德
华力和化学键之间,约为化学键的特别之几,不属于化学键。
7.溶解性
(1)“相像相溶"规律:非极性溶质易溶于非极性溶剂,极性溶质易溶于极性溶剂。
极性溶质比非极性溶质在水中的溶解度大。假如存在氢键,则溶剂和溶质之间的氢键作
用力越大,溶解性越好。相反,无氢键相互作用的溶质在有氢键的水中的溶解度就比较小。
(2)溶解度影响因素:溶剂的极性、溶剂和溶质之间的气键作用。
8.手性
具有完全相同的组成和原子排列的•对分子,犹如左手与石手•样互为镜像,却在三维
空间里不能重叠,互称手性异构体。有手性异构体的分子叫做手性分子。
(四)晶体结构
1.晶体类型与结构、性质关系
晶体的类型干脆确定着晶体的物理性质,如熔、沸点、硬度、导电性、延展性、水溶性
等。而晶体的类型本质上又是由构成晶体的微粒及微粒间作用力确定,通常可以由晶体的特
征性质来判定晶体所属类型。驾驭下表内容是重点之一。对一些常见物质,要会推断其晶体
类型。
比较四种晶体类型
2.如何比较物质熔、沸点凹凸
(1)由晶体结构来确定。首先分析物质所属的晶体类型,其次抓住确定同一类晶体熔、
沸点凹凸的确定因素。
①一般规律:原子晶体,离了晶体〉分子晶体
如:SiO2>NaCI>CO2(干冰),但也有特殊,如熔点:MgO>SiO2
②同属原子晶体,一般键长越短,键能越大,共价键越坚固,晶体的熔、沸点越高。
如:金属石>金刚砂〉晶体硅缘由rc.c<rc.si<r$i-si
③同类型的离子晶体,离子电荷数越大,阴、阳离子核间距越小,则离子键越坚固,品
体的熔、沸点一般越高。如:MgO>NaCI
④分子晶体,分子间范德华力越强,熔、沸点越高。
分子组成和结构相像的分子晶体,一般分子量越大,分子间作用力越强,晶体熔、沸点
越高。如:F<Cl2<Br<l2
22沸点(K)
若分子量相同,如互为同分异构体,则支链
数越多,沸点越高,分子越对称,则熔点越高。373
如:C5H12的各同分异构体间,
沸点:正戊烷>异戊烷〉新戊烷
熔点:新戊烷>异戊烷,正戊烷
因而应留意,并非外界条件对物质熔、沸点
的影响总是一样的,熔点常与晶体中微粒排布对
称性有关。
若分子间有氢键,则分子间作用力比结构相
像的同类晶体强,故熔、沸点特殊高.
如:氢化物的沸点如右图所示:
从上图中看出,dTe、H2Se,H2s的沸点都依次降低。按此改变趋势,出0的沸点应为
193K左右,但事实上为373K、此种“反常”的上升,就是因为时0分子间存在氢键。对比同
主族氢化物的沸点,从中可清晰看到NH3、HF的沸点高得"反常",也是因为分子间存在氢键。
HF分子间氢键:
H20分子间氢键:
氢键的生成对化合物性质有显著影响,一般分子间形成氢键时,可使化合物的熔、沸点
显著上升,在极性溶剂中,若溶质分子和溶剂分子间形成氢键,则可使熔解度增大。如N&
极易溶于水就与此有关.除上述几种物质外,在醇、粉酸、无机酸、水合物、氨合物等中均
有氢键。
⑤金属晶体:金属原子的价电子数越多,原子半径越小、金属键越强,熔、沸点越高。
如:Na<Mg<AI
(2)依据物质在同条件下的状态不同推断
一般熔、沸点:固>液>气。
假如常温下即为气态或液态的物质,其晶体应属分子晶体(Hg除外)。如惰性气体,虽然
构成物质的微粒为原子,但应看作为单原子分子.因为相互间的作用力范德华力,而并非共
价键。
3.金属键理论化和晶体的紧密积累结构说明。简要说明几下图:
留意:温度上升对金属、电解压溶液导电性影响是不同的.
在金属晶体中原子或离子不是静止不动,而在晶格结点上作较小幅度振动,这种振动对
电了•流淌起着阻碍作用,加上阳离子对电子的吸引,电子运动便受到更多阻力,因而升温,
金属电阻加大,导电实力下降。
在电解压溶液中,导电微粒是自由移动离子,升温有利于却快运动,导电性增加。
4.典型晶体的结构特征
(1)离子晶体CsCINaCI
离子配位数8:36:6
一个晶胞中含
阳离子和阴离子数1.14,4
晶胞构型立方体立方体
重点驾驭NaCI晶体结构,它还具有的特征:
①一个Na+四周等距且最近的C「有6个,此6个C「连线形成的空间几何体为正八而体,
Na♦位于其中心。
②一个Na+四周等距且最近的Na*有12个。
如何计算离子晶体中不同部位的离子对晶胞的贡献?
体心(内)面心楼上角顶
1]_]_
系统数1
248
1
计凫NaCI晶体微粒数:Nc+:体心(1个)棱(各1个)l+12x-=4
4
11
CI-:面心(各1个)角顶(各1个)—x6+—x8=4
28
(2)晶胞中微粒个数的计算
构成晶体的结构粒子是按着确定的排列方式所形成的固态群体。在晶体结构中具有代表
性的最小重复单位叫晶胞。
位于晶胞顶点的微粒,实际供应应晶胞的只有1/8;
位于晶胞棱边的微粒,实际供应应晶胞的只有1/4:
位于晶胞面心的微粒,实际供应应晶胞的只有1/2;
位于晶胞中心的微粒,实际供应应晶胞的只有1。
(3)金刚石和石墨的比较
金刚石石墨
晶
体正四面侬空间平面层状正六边形结构
结
构
网状晶体层间以范德华力结合
晶体层内一原子晶体1.入刑甩他
原子晶体
类型层间一分子晶体j遍。型。解
晶体外形正八而体鳏片状
碳碳腿长<
熔点<
沸点
硬度很高质软有滑原感
导电性无良
主要用途钻具、装饰品润滑石限电极、耐火材料等
相互关系司素异形体
留意:①石墨有导电性,是因为层内有自由电子。②碳还有多种同素异形体。如C60等。
想-一想:C60、N60等属于什么晶体?可能是原子晶体吗?
(3)二氧化硅和二氧化碳晶体
二氧化硅二氧化碳
晶体结构型正四面体立方体
构成微粒Si、0原子co:分子
结构特征一个Si与4个成健一
一个CO:与最近且距离木弹的有12个CQ分子
一个0与2个锡成键一
晶体翘原子的体分子晶体
熔点高f队易升华
溶解性难溶于一般溶剂肓色容于水
三、有机化学基础
(一)碳原子的成键原则
1.饱和碳原子与手性碳原子:
2.不饱和碳原子;
3.苯环上的碳原子。
[应用]①利用"氢1,氧2,氮3,碳4”原则分析有机物的键线式或球棍模型;
②利用“手性碳原子”的特点分析有机物结构中的手性碳原子或书写含手性碳原子的有
机物结构。
(二)系统命名法
无官能团有官能团
类别烷烧烯、块、卤代烧、烂的含氧衍生物
碳链最长
主链条件含官能团的最长碳链
同碳数支链最多
编号原则(小)取代基最近官能团最近、兼顾取代基尽量近
支位一支名母名:支名同,要
名称写法支位一支名一官位一母名
合并;支名异,简在前
符号运用数字与数字间用“,”数字与中文间用''一",文字间不用任何符号
(三)同分异构体
1.概念辨别(五“同”:同位素、同素异形体、同分异构为、同系物、等同结构):
2.同分异构体的类别:
⑴C链异构:
同种物质间由于主链碳原子数不同引起的异构现象。如正戊烷、异戊烷、新戊烷。
(2)官能团位置异构:
由于官能团在分子中的位置不同引起的异构现象。如是1-内醇和2-内醇,邻二甲苯、
间二甲茶和对二甲苯等。
(3)官能团种类异构:
常见的官能团异构有:①烯姓和环烷燃②二烯烧和块烧③饱和一元醇和酸④饱和一元
醛、酮和烯醇⑤饱和一元按酸、酯和羟基醛⑥芳香醇、芳香酸和酚⑦硝基化合物和氨基酸⑧
葡萄糖和果糖⑨蔗糖和麦芽糖。
3.同分异构体的书写:
依次:先写C链异构,再写官能团位置异构,最终考虑其它官能团种类异构。
4.其它异构:烯炫的顺反异构、烷煌的手性异构
(四)官能团的重要性质
1.C=C:①加成(出、X2或HX、H20);②加聚(单聚、混聚):③氧化
2.C=C:①加成:②氧化
3.◎:①取代(卤代,硝化,磺化);②加成(出)
[延生]①引入氨基:先引入-NO?
②引入羟基:先引入-X©->QNa俄化>-0H
③引入煌基:+RC"6>R
④引入瘦基:先引入短基-R里迪幽,COOH
4.R-X:R-X+NaOH乌色疝-OH+NaX
,,
R-CH2-CH2X+NaOH-^^->R-CH=CH2+NaX+H2O
5.醇羟基:
2R-OH+2Na——>2R-ONa+H2
R-OH+HX-^-*R-X+H2O
R-CH-OH%俺化例>R-CH。今福化刑>R-COOH
修黑人.d.?
R-OH+R'-COORR-CO-OR+H2O
,
R-OH+H-ONCh修四虢A»R~QNO2+H2O
箧技酬
R-CH2-CH20H,A.R-CH=CH2+H20
6.酚羟基:
⑴与Na,NaOH,Na2cO3反应
2<^^—0H+2Na-2^3—ONa+Hzt
<^2Z/~QH+NaOHfQNa+H20
<CZy-OH+Na2co3f£2A0Na+NaHCO3
[留意]酚与NaHCCh不反应。
<^2Zy-0Na《8强邓)£Z^OH+NaHCCh(NaHSO3,Na*)
(2)苯酚在紫环.上发生取代反应(卤代,硝化,磺化)的位置:邻位或对位。
⑶酚与醛发生缩聚反应的位置:邻位或对位。
[检验]遇浓滨水产生白色浑浊或遇FeCb溶液显紫色;
7.醛基:
氧化与还原R-CH2-OH^-R-CH0-3J->R-C00H
[检验](1)银镜反应;(2)与新制的Cu(0H)2悬浊液共热。
8.较基:
⑴与Na,NaOH,Na2cO3,NaHCCh溶液反应
R-COOH皿加目,啊能岫呼1>R-COONa-^->R-COOH
⑵酯化反应:
⑶酰胺化反应R-COOH+卜2N-R'-R-CO-NH-R'+H2。
9.酯基:
水解R-C0-0RZ+H20-^->R-C00H+R,-0H
R-CO-OR'+NaOH^->R-CCONa+^-OH
R—CO—0—^2/+2NcOH-*RCOONa+<(^^ONa
[延生巾学解R-CO-OR,+R”-OH——>R-C0-0R〃+R?-OH
10.肽键:
水解R-CO-NH-R'+HzO一定条件>R-C00H+R'-NH2
[应用](1)定性分析:官能团■,性质
常见的试验现象与相应的结构:
①遇浪水或浪的CCU溶液褪色:C=C或C=C;
②遇FeCh溶液显紫色:酚:
③遇石蕊试液显红色:按酸:
④与Na反应产生Hz:含羟基化合物(醇、酚或段酸);
⑤与Na2c。3或NaHCCh溶液反应产生C02:殷酸:
⑥与Na2c。3溶液反应但无CO2气体放出:酚:
⑦与NaOH溶液反应:酚、瘦酸、酯或卤代燃;
⑧发生银镜反应或与新制的Cu(OH)z悬浊液共热产生红色沉淀:醛:
⑨常温下能溶解CU(0H)2:残酸:
⑩能氧化成粉酸的醇:含“一CHzOH”的结构(能氧化的醉,羟基相“连”的碳原子上
含有氢原子;能发生消去反应的醇,羟基相“邻”的碳原子上含有氢原子):
⑪能水解:酯、卤代足、二糖和多糖、酰胺和蛋白质;
砂既能氧化成残酸又能还原成醉:醛;
(2)定量分析:由反应中量的关系确定官能团的个数:
常见反应的定量关系:
①与X?、HX、出的反应:取代(H~Xz);加成(C—C~X2或HX或Hz:C^C~2X2或2Hx
或2H2;O~3H2)
②银镜反应:-CH0~2Ag:(留意:HCH0-4Ag)
③与新制的Cu(0H)2反应:-CHO~2CU(OH)2:-COOH--CU(OH)2
2
④与钠反应:-0H~'H2
2
⑤与NaOH反应:•个酚羟基-NaOH;一个竣基~202一个醇酯~NaOH:
一个酚S^~2NaOH;R—X~NaOH:~X~2NaOH
(五)单体的聚合与高分子的解聚
1.单体的聚合:
(1)加聚:①乙烯类或1,3一丁二烯类的(单聚与混聚):②开环聚合:
(2)缩聚:①酚与醛缩聚一酚醛树脂;②二元峻酸与二元醉或羟基酸酯化缩聚一聚酯;
③二元较酸与二元胺或氨基酸酰胺化缩聚一聚酰胺或蛋白质:
2.高分子的解聚:
(1)加聚产物一“翻转法”⑵缩聚产物一“水解法”
(六)有机合成
1.定义:有机合成指利用简洁、易得的原料,通过有机反应,生成具有特定结构和功
能的有机化合物。
3.表达方式:合成路途图
A反应彳力,反应为
ADD
厂启幺在UC5名任
4.合成方法:
⑴识别有机物的类别,含何官能团,它与何学问信息有关
(2)据现有原料,信息及反应规律,尽可能合理把目标分子分成若干片断,或寻求官能团
的引入、转换,爱护方法或设法将各片断拼接衍变
(3)正逆推,综合比较选择最佳方案
5.合成原则:
(1)原料价廉,原理正确
(2)路途简捷,便于操作,条件相宜
(3)易于分别,产率高
6.解题思路:
⑴剖析要合成的物质(目标分子),选择原料,路途(正向、逆向思维,结合题给信息)
(2)合理的合成路途由什么基本反应完全,目标分子骨架
(3)目标分子中官能团引入
7.官能团引入:
-OHR-X+H2O:R-CHO+H2:R2c=。+出;-C=C-+HOH:R-COOR'+HOH
官-X烷+X2:烯+X2/HX:R-OH+HX
能C=CR-OH和R-X的消去,烘燃加氢
团
-CHO某些醇氧化:烯氧化:快水化:糖类水解;R-CH=CH2+O2=:快+HOH:
的
R-CH2CH+O2
引-COOHR-CHO-O2;苯的同系物被强氧化剂氧,化,粉酸盐酸化:
入,
R-COOR+H2O
-COO-曲化反应
(七)有机反应基mK类型
1、取代;2、加成:3、消去:4、氧化或还原;5、加聚或缩聚。
(八)燃烧规律
(1)气态烽在温度高于100℃时完全燃烧,若燃烧前后气体的体积不变,则该烽的氢原子
数为4:
若为混合燃,则氢原子的平均数为4,可分两种状况:①按确定比例,则一种烧的氢原
子数小于4,另一种烽的氢原子数大于4;②随意比例,则两种烽的氢原子数都等于4。
(2)烧或燃的含氧衍生物
J%或CxHvOz耗氧量相等生成C5量相等生成H2O量相等
等质量最简式相同含碳量相同含氢量相同
等物质的量等效分子式碳原子数相同氢原子数相同
注释:”等效分子式”是指等物质的量的两种有机物耗氧量相同,如:
CxHy与CxHy(CO2)m(H2O)nSCCxHv(CO2)a(H2O)b
推论:①最简式相同的两种有机物,总质量确定,完全燃烧,耗氧量确定,生成的CO?
量确定,生成的水的量也确定:
②含碳量相同的两种有机物,总质量确定,则生成的co2的量也确定:
③含氢量相同的两种有机物,总质量确定,则生成的水的量也确定;
④两种分子式等效的有机物,总物质的量确定,完全燃烧,耗氧量确定;
⑤两种有机物碳原子数相同,则总物质的量确定,生成的co:的鱼也确定:
⑥两种有机物氢原子数相同,则总物质的量确定,生成的水的量也确定。
(九)有机物转化关系
1.有机物相互网络图:
2.醇、醛、酸、酯转化关系:
醇经氧化可转化醛、醛被氧化生成酸、毅酸跟醉反应产物是酯,这个转化关系的本质可
表示为(其中X、R代表某种基团):
X-CH2OH^^X-C-H>X-C-OH5=^XCOOCH2R
还原
这是有机化学中的主干学问,是高考有机框图推断题出现频度最大“题眼信息”之一。
【考点例析】
例1.(化学与技术)某化工厂为了综合利用生产过程中的副产品cascu,与相邻的合成
氨厂联合设计了以下制备(NH4)2SO4的工艺流程:
滤液副产品
[提取产品(NHJSOJ
请回答以卜问题:
(1)合成氨反应的化学方程式是,该反应在—
(填设备名)中发生。沉淀池中发生的主要反应方程式是,
该反应能够发生的缘由是.
(2)在上述流程的沉淀池中通入足量氨气的目的是,
可以循环运用的X是0
(3)该生产过程中的副产品是o从绿色化学和资源综合利用的角度说明上
述流程的主要优点是:从物质的
性质和工业生产实际的角度考虑该流程的主要缺陷是。
解析:(1)4+3印不萼罄±2NH3:合成塔;CaSO4+C02+2NH34-H20=CaCO3vH-
催化剂
(NH4)2SO4,生成的CaC03溶解变小于CaS04有利于反应向正向正行。(2)一方面供应反应物,
另一方面使溶液呈碱性有利于C02的汲取;C02(3)生石灰;该流程中,产生的C02循环
运用,得到的产品和副产品都是有用的物质,无废物产生;由于CaSO4的溶解度较小,此
反应的产率会比较低。
例2.(化学与技术)工业上生产硫酸时,利用催化氧化反应将S02转化为S03是一个关
键步骤。压强及温度对S02转化率的影响如下表(原料气各成分的体积分数为:S027%,02
11%,N282%):
传止卜^强/Mfq
0.10.5110
40099.299.699.799.9
50093.596.997.899.3
60073.785.889.596.4
(1)已知SO2的氧化是放热反应,如何利用表中数据推断此结论?:
(2)在400c〜500C时,S6的催化氧化采纳常压而不是高玉,主要缘由是一:
(3)选择相宜的催化剂,是否可以提高SO2的转化率?(填“是”或“否”),是否
可以增大该反应所放出的热量?(填“是”或“否”卜
(4)为提高S03汲取率,实际生产中用汲取S03:
(5)已知:2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g);△H=-196.6kJ/mol,计算每生产1万吨98%硫酸所须
要的S03的质量和由S02生产这些S03所放出的热量。
解析:此题考查了在硫酸工业中运用化学反应速率和化学平衡原理选择相宜生产条件、
依据图表信息说明和说明有关化学现象和问题以及反应热的计算。选择相宜的反应条件,要
从浓度、压强、温度、催化剂等条件中考虑该反应的速率、转化率,同时还要考虑工业生产
的实际状况。
答案:(1)压强确定时,温度上升,S02转化率下降,说明#温有利于逆反应进行,所以
正反应为放热反应;
(2)增大压强对提高SO2转化率无显著影响,反而会增加成本:(3)否:否。(4)浓硫酸。
(5)SO2--S03--H2s。4〜反应热
80g一98g_196.6kJ/2
46
M(S03
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