第章 物质结构 元素周期律
原子结构
质子(Z)
原子核 注意:
中子(N) 质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)
Z
1原子( A X ) 原子序数核电荷数质子数原子核外电子数
核外电子(Z)
★熟背前20号元素熟悉1~20号元素原子核外电子排布:
H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca
2原子核外电子排布规律:①电子总先排布量低电子层里②电子层容纳电子数2n2③外层电子数超8(K层外层超2)次外层超18倒数第三层电子数超32
电子层: (量低) 二 三 四 五 六 七
应表示符号: K L M N O P Q
3元素核素位素
元素:具相核电荷数类原子总称
核素:具定数目质子定数目中子种原子
位素:质子数相中子数元素原子互称位素(原子说)
二元素周期表
1编排原:
①原子序数递增序左右排列
②电子层数相元素左右排成横行(周期序数=原子电子层数)
③外层电子数相元素电子层数递增序排成行
族序数=原子外层电子数
2结构特点:
核外电子层数 元素种类
第周期 1 2种元素
短周期 第二周期 2 8种元素
周期 第三周期 3 8种元素
元 (7横行) 第四周期 4 18种元素
素 (7周期) 第五周期 5 18种元素
周 长周期 第六周期 6 32种元素
期 第七周期 7 未填满(已26种元素)
表 族:ⅠA~ⅦA7族
族 副族:ⅢB~ⅦBⅠB~ⅡB7副族
(18行) 第Ⅷ族:三行位ⅦBⅠB间
(16族) 零族:稀气体
三元素周期律
1元素周期律:元素性质(核外电子排布原子半径化合价金属性非金属性)着核电荷数递增呈周期性变化规律元素性质周期性变化实质元素原子核外电子排布周期性变化必然结果
2周期元素性质递变规律
第三周期元素
11Na
12Mg
13Al
14Si
15P
16S
17Cl
18Ar
(1)电子排布
电子层数相外层电子数次增加
(2)原子半径
原子半径次减
—
(3)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)单质水酸置换难易
冷水
剧烈
热水
酸快
酸反
应慢
——
—
(6)氢化物化学式
——
SiH4
PH3
H2S
HCl
—
(7)H2化合难易
——
难易
—
(8)氢化物稳定性
——
稳定性增强
—
(9)高价氧化物化学式
Na2O
MgO
Al2O3
SiO2
P2O5
SO3
Cl2O7
—
高价氧化物应水化物
(10)化学式
NaOH
Mg(OH)2
Al(OH)3
H2SiO3
H3PO4
H2SO4
HClO4
—
(11)酸碱性
强碱
中强碱
两性氢
氧化物
弱酸
中强
酸
强酸
强
酸
—
(12)变化规律
碱性减弱酸性增强
—
第ⅠA族碱金属元素:Li Na K Rb Cs Fr (Fr金属性强元素位周期表左方)
第ⅦA族卤族元素:F Cl Br I At (F非金属性强元素位周期表右方)
★判断元素金属性非金属性强弱方法:
(1)金属性强(弱)——①单质水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单质氢气易(难)反应②生成氢化物稳定(稳定)③高价氧化物水化物(含氧酸)酸性强(弱)④相互置换反应(强制弱)2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2
(Ⅰ)周期较:
金属性:Na>Mg>Al
酸水反应:易→难
碱性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
非金属性:Si<P<S<Cl
单质氢气反应:难→易
氢化物稳定性:SiH4<PH3<H2S<HCl
酸性(含氧酸):H2SiO3<H3PO4<H2SO4<HClO4
(Ⅱ)族较:
金属性:Li<Na<K<Rb<Cs(碱金属元素)
酸水反应:难→易
碱性:LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH
非金属性:F>Cl>Br>I(卤族元素)
单质氢气反应:易→难
氢化物稳定:HF>HCl>HBr>HI
(Ⅲ)
金属性:Li<Na<K<Rb<Cs
原性(失电子力):Li<Na<K<Rb<Cs
氧化性(电子力):Li+>Na+>K+>Rb+>Cs+
非金属性:F>Cl>Br>I
氧化性:F2>Cl2>Br2>I2
原性:F-<Cl-<Br-<I-
酸性(氧酸):HF<HCl<HBr<HI
较粒子(包括原子离子)半径方法:(1)先较电子层数电子层数半径
(2)电子层数相时较核电荷数核电荷数半径反
四化学键
化学键相邻两原子间强烈相互作
1离子键价键较
键型
离子键
价键
概念
阴阳离子结合成化合物静电作离子键
原子间通电子形成相互作做价键
成键方式
通失电子达稳定结构
通形成电子达稳定结构
成键粒子
阴阳离子
原子
成键元素
活泼金属活泼非金属元素间(特殊:NH4ClNH4NO3等铵盐非金属元素组成含离子键)
非金属元素间
离子化合物:离子键构成化合物做离子化合物(定离子键价键)
价化合物:原子间通电子形成分子化合物做价化合物(价键)
极性价键(简称极性键):种原子形成A-B型H-Cl
价键
非极性价键(简称非极性键):种原子形成A-A型Cl-Cl
2电子式:
电子式表示离子键形成物质结构表示价键形成物质结构点:(1)电荷:电子式表示离子键形成物质结构需标出阳离子阴离子电荷表示价键形成物质结构标电荷(2)[ ](方括号):离子键形成物质中阴离子需方括号括起价键形成物质中方括号
第二章 化学反应量
第节 化学热
1化学反应中总伴量变化
原:物质发生化学反应时断开反应物中化学键吸收量形成生成物中化学键放出量化学键断裂形成化学反应中量变化原确定化学反应发生程中吸收量放出量决定反应物总量生成物总量相E反应物总量>E生成物总量放热反应E反应物总量<E生成物总量吸热反应
2常见放热反应吸热反应
常见放热反应:①燃烧缓慢氧化②酸碱中反应③金属酸反应制取氢气
④数化合反应(特殊:C+CO22CO吸热反应)
常见吸热反应:①CH2CO原剂氧化原反应:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)
②铵盐碱反应Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O
③数分解反应KClO3KMnO4CaCO3分解等
3源分类:
形成条件
利历史
性质
次源
常规源
生资源
水风生物质
生资源
煤石油天然气等化石源
新源
生资源
太阳风热潮汐氢沼气
生资源
核
二次源
(次源加工转化源称二次源)
电(水电火电核电)蒸汽工业余热酒精汽油焦炭等
[思考]般说数化合反应放热反应数分解反应吸热反应放热反应需加热吸热反应需加热种说法?试举例说明
点拔:种说法C+O2=CO2反应放热反应需加热反应开始需加热反应放出热量反应继续Ba(OH)2·8H2ONH4Cl反应吸热反应反应需加热
第二节 化学电
1化学转化电方式:
电
(电力)
火电(火力发电)
化学→热→机械→电
缺点:环境污染低效
原电池
化学直接转化电
优点:清洁高效
2原电池原理
(1)概念:化学直接转化电装置做原电池
(2)原电池工作原理:通氧化原反应(电子转移)化学转变电
(3)构成原电池条件:(1)电极导体活泼性(2)两电极接触(导线连接直接接触)(3)两相互连接电极插入电解质溶液构成闭合回路
(4)电极名称发生反应:
负极:较活泼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:较活泼金属石墨作正极正极发生原反应
电极反应式:溶液中阳离子+ne-=单质
正极现象:般气体放出正极质量增加
(5)原电池正负极判断方法:
①原电池两极材料:
较活泼金属作负极(KCaNa太活泼作电极)
较活泼金属导电非金属(石墨)氧化物(MnO2)等作正极
②根电流方电子流:(外电路)电流正极流负极电子负极外电路流原电池正极
③根电路离子迁移方:阳离子流原电池正极阴离子流原电池负极
④根原电池中反应类型:
负极:失电子发生氧化反应现象通常电极身消耗质量减
正极:电子发生原反应现象常伴金属析出H2放出
(6)原电池电极反应书写方法:
(i)原电池反应托化学反应原理氧化原反应负极反应氧化反应正极反应原反应书写电极反应方法纳:
①写出总反应方程式 ②总反应根电子失情况分成氧化反应原反应
③氧化反应负极发生原反应正极发生反应物生成物号入座注意酸碱介质水等参反应
(ii)原电池总反应式般正极负极反应式相加
(7)原电池应:①加快化学反应速率粗锌制氢气速率纯锌制氢气快②较金属活动性强弱③设计原电池④金属腐蚀
2化学电源基类型:
①干电池:活泼金属作负极腐蚀消耗:Cu-Zn原电池锌锰电池
②充电电池:两极参加反应原电池充电循环铅蓄电池锂电池银锌电池等
③燃料电池:两电极材料均惰性电极电极身发生反应引入两极物质发生反应H2CH4燃料电池电解质溶液常碱性试剂(KOH等)
第三节 化学反应速率限度
1化学反应速率
(1)概念:化学反应速率通常单位时间反应物浓度减少量生成物浓度增加量(均取正值)表示 计算公式:v(B)==
①单位:mol(L·s)mol(L·min)
②B溶液气体B固体纯液体计算速率
③表示均速率瞬时速率
④重规律:(i)速率=方程式系数 (ii)变化量=方程式系数
(2)影响化学反应速率素:
:参加反应物质结构性质决定(素)
外:①温度:升高温度增速率
②催化剂:般加快反应速率(正催化剂)
③浓度:增加C反应物浓度增速率(溶液气体浓度言)
④压强:增压强增速率(适气体参加反应)
⑤素:光(射线)固体表面积(颗粒)反应物状态(溶剂)原电池等会改变化学反应速率
2化学反应限度——化学衡
(1)定条件逆反应进行正反应速率逆反应速率相等时反应物生成物浓度
改变达表面静止种衡状态反应达限度化学衡状态
化学衡移动受温度反应物浓度压强等素影响催化剂改变化学反应速率化学衡影响
相条件时正逆两反应方进行反应做逆反应通常反应物生成物进行反应做正反应生成物反应物进行反应做逆反应
逆反应中正方应进行时逆反应进行逆反应进行底说逆反应进行种程度物质(反应物生成物)物质量0
(2)化学衡状态特征:逆动等定变
①逆:化学衡研究象逆反应
②动:动态衡达衡状态时正逆反应断进行
③等:达衡状态时正方应速率逆反应速率相等等0v正=v逆≠0
④定:达衡状态时组分浓度保持变组成成分含量保持定
⑤变:条件变化时原衡破坏新条件会重新建立新衡
(3)判断化学衡状态标志:
① VA(正方)=VA(逆方)nA(消耗)=nA(生成)(方物质较)
②组分浓度保持变百分含量变
③助颜色变判断(种物质颜色)
④总物质量总体积总压强均相分子质量变(前提:反应前气体总物质量相等反应适反应xA+yBzCx+y≠z )
第三章 机化合物
绝数含碳化合物称机化合物简称机物COCO2碳酸碳酸盐等少数化合物组成性质机化合物相似作机化合物
烃
1烃定义:仅含碳氢两种元素机物称碳氢化合物称烃
2烃分类:
饱烃→烷烃(:甲烷)
脂肪烃(链状)
烃 饱烃→烯烃(:乙烯)
芳香烃(含苯环)(:苯)
3甲烷乙烯苯性质较:
机物
烷烃
烯烃
苯系物
通式
CnH2n+2
CnH2n
——
代表物
甲烷(CH4)
乙烯(C2H4)
苯(C6H6)
结构简式
CH4
CH2=CH2
(官团)
结构特点
C-C单键
链状饱烃
C=C双键
链状饱烃
种介单键双键间独特键环状
空间结构
正四面体
六原子面
面正六边形
物理性质
色味气体空气轻难溶水
色稍气味气体空气略轻难溶水
色特殊气味液体水轻难溶水
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
机物
化 学 性 质
烷烃:
甲烷
①氧化反应(燃烧)
CH4+2O2――→CO2+2H2O(淡蓝色火焰黑烟)
②取代反应 (注意光反应发生原产物5种)
CH4+Cl2―→CH3Cl+HCl CH3Cl +Cl2―→CH2Cl2+HCl
CH2Cl2+Cl2―→CHCl3+HCl CHCl3+Cl2―→CCl4+HCl
光条件甲烷溴蒸气发生取代反应
甲烷酸性KMnO4溶液溴水溴四氯化碳溶液褪色
烯烃:
乙烯
①氧化反应 (ⅰ)燃烧
C2H4+3O2――→2CO2+2H2O(火焰明亮黑烟)
(ⅱ)酸性KMnO4溶液氧化酸性KMnO4溶液褪色
②加成反应
CH2=CH2+Br2-→CH2Br-CH2Br(溴水溴四氯化碳溶液褪色)
定条件乙烯H2Cl2HClH2O等发生加成反应
CH2=CH2+H2――→CH3CH3
CH2=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)
乙烯酸性KMnO4溶液溴水溴四氯化碳溶液褪色常利该反应鉴烷烃烯烃鉴甲烷乙烯
苯
①氧化反应(燃烧)
2C6H6+15O2―→12CO2+6H2O(火焰明亮浓烟)
②取代反应
苯环氢原子溴原子硝基取代
+Br2――→ +HBr
+HNO3――→ +H2O
③加成反应
+3H2――→
苯酸性KMnO4溶液溴水溴四氯化碳溶液褪色
4系物分异构体素异形体位素较
概念
系物
分异构体
素异形体
位素
定义
结构相似分子组成相差干CH2原子团物质
分子式相结构式化合物互称
种元素组成单质互称
质子数相中子数元素原子互称
分子式
相
元素符号表示相分子式
——
结构
相似
——
研究象
化合物
化合物
单质
原子
6烷烃命名:
(1)普通命名法:烷烃泛称某烷某指烷烃中碳原子数目1-10甲乙丙丁戊已庚辛壬癸11起汉文数字表示区分异构体正异新
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:(1)找链-长碳链(确定母体名称)(2)编号-支链()端
(3)写名称-先简繁相基请合
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取代基数
CH3-CH-CH2-CH3 CH3-CH-CH-CH3
2-甲基丁烷 23-二甲基丁烷
7较类烃沸点
①:碳原子数沸点高
②碳原子数相二:支链沸点低
常温碳原子数1-4烃气体
二烃衍生物
1乙醇乙酸性质较
机物
饱元醇
饱元醛
饱元羧酸
通式
CnH2n+1OH
——
CnH2n+1COOH
代表物
乙醇
乙醛
乙酸
结构简式
CH3CH2OH
C2H5OH
CH3CHO
CH3COOH
官团
羟基:-OH
醛基:-CHO
羧基:-COOH
物理性质
色特殊香味液体俗名酒精水互溶易挥发
(非电解质)
——
强烈刺激性气味色液体俗称醋酸易溶水乙醇水醋酸称冰醋酸
途
作燃料饮料化工原料医疗消毒乙醇溶液质量分数75%
——
机化工原料制醋酸纤维合成纤维香料燃料等食醋成分
机物
化 学 性 质
乙醇
①Na反应
2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑
乙醇Na反应(水较):①相点:生成氢气反应放热
②点:钠水反应缓慢
结:乙醇分子羟基中氢原子烷烃分子中氢原子活泼没水分子中氢原子活泼
②氧化反应 (ⅰ)燃烧
CH3CH2OH+3O2―→2CO2+3H2O
(ⅱ)铜银催化条件:O2氧化成乙醛(CH3CHO)
2CH3CH2OH+O2――→2CH3CHO+2H2O
③消反应
CH3CH2OH――→CH2=CH2↑+H2O
乙醛
氧化反应:醛基(-CHO)性质-银氨溶液新制Cu(OH)2反应
CH3CHO+2Ag(NH3)2OH――→CH3COONH4+H2O +2Ag↓+3NH3↑
(银氨溶液)
CH3CHO + 2Cu(OH)2――→CH3COOH+Cu2O↓+2H2O
(砖红色)
醛基检验:方法1:加银氨溶液水浴加热银镜生成
方法2:加新制Cu(OH)2碱性悬浊液加热沸砖红色沉淀
乙酸
①具酸通性:CH3COOH≒CH3COO-+H+
紫色石蕊试液变红
活泼金属碱弱酸盐反应CaCO3Na2CO3
酸性较:CH3COOH > H2CO3
2CH3COOH+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
三基营养物质
食物中营养物质包括:糖类油脂蛋白质维生素机盐水惯称糖类油脂蛋白质动物性植物性食物中基营养物质
种类
元
代表物
代表物分子
糖类
单糖
C H O
葡萄糖
C6H12O6
葡萄糖果糖互分异构体
单糖发生水解反应
果糖
双糖
C H O
蔗糖
C12H22O11
蔗糖麦芽糖互分异构体
发生水解反应
麦芽糖
糖
C H O
淀粉
(C6H10O5)n
淀粉纤维素n值分子式互称分异构体
发生水解反应
纤维素
油脂
油
C H O
植物油
饱高级脂肪酸甘油酯
含C=C键发生加成反应
发生水解反应
脂
C H O
动物脂肪
饱高级脂肪酸甘油酯
C-C键
发生水解反应
蛋白质
C H O
N S P等
酶肌肉
毛发等
氨基酸连接成高分子
发生水解反应
化 学 性 质
葡萄糖
结构简式:CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO
CH2OH(CHOH)4CHO (含羟基醛基)
醛基:①新制Cu(OH)2产生砖红色沉淀-测定糖尿病患者病情
②银氨溶液反应产生银镜-工业制镜玻璃瓶瓶胆
羟基:羧酸发生酯化反应生成酯
蔗糖
水解反应:生成葡萄糖果糖
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(高级脂肪酸盐)甘油
蛋白质
水解反应:终产物氨基酸
颜色反应:蛋白质遇浓HNO3变黄(鉴部分蛋白质)
灼烧蛋白质烧焦羽毛味道(鉴蛋白质)
第四章 化学持续发展
第节 开发利金属矿物海水资源
金属矿物开发利
1金属存:金铂等少数金属外绝数金属化合态形式存然界
电子原
2金属冶炼涵义:简单说金属冶炼金属矿石中提炼出金属冶炼实质金属元素化合态原游离态
M(+n)(化合态) M(0)(游离态)
3金属冶炼般步骤: (1)矿石富集:杂质提高矿石中成分含量(2)冶炼:利氧化原反应原理定条件原剂金属矿石中原出金属单质(粗)(3)精炼:采定方法提炼纯金属
4金属冶炼方法
(1)电解法:适非常活泼金属
2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑ MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑ 2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑
(2)热原法:适较活泼金属
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2↑ WO3+3H2W+3H2O ZnO+CZn+CO↑
常原剂:焦炭COH2等活泼金属作原剂Al
Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3(铝热反应) Cr2O3+2Al2Cr+Al2O3(铝热反应)
(3)热分解法:适活泼金属
2HgO2Hg+O2↑ 2Ag2O4Ag+O2↑
5 (1)回收金属意义:节约矿物资源节约源减少环境污染(2)废旧金属处理方法回收利(3)回收金属实例:废旧钢铁炼钢废铁屑制铁盐电影业相业科研单位医院X光室回收定影液中提取金属银
金属活动性序
KCaNa
MgAl
ZnFeSn
Pb(H)Cu
HgAg
PtAu
金属原子失电子力
强 弱
金属离子电子力
弱 强
冶炼方法
电解法
热原法
热分解法
富集法
原剂
特殊措施
强电流
提供电子
H2COC
Al等加热
加热
物理方法
化学方法
二海水资源开发利
1海水远未开发巨化学资源宝库 海水中含80种元素中ClNaKMgCaSCFBBrSr 11种元素含量较高余微量元素常海水中提取食盐传统海水制盐工业基础制取镁钾溴化合物
2海水淡化方法:蒸馏法电渗析法离子交换法等中蒸馏法历史久蒸馏法原理水加热水沸点液态水变水蒸气海水中盐分离水蒸气冷凝淡水
3海水提溴
浓缩海水 溴单质 氢溴酸 溴单质
关反应方程式:①2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl ②Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4
③2HBr+Cl2=2HCl+Br2
4海带提碘
海带中碘元素I-形式存提取时适氧化剂氧化成I2萃取出证明海带中含碘实验方法:(1)剪刀剪碎海带酒精湿润放入坩锅中(2)灼烧海带完全生成灰停止加热冷(3)海带灰移烧杯中加蒸馏水搅拌煮沸滤(4)滤液中滴加稀H2SO4H2O2然加入滴淀粉溶液
证明含碘现象:滴入淀粉溶液溶液变蓝色2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O
第二节 化学资源综合利环境保护
煤石油
1煤组成:煤机物少量机物组成复杂混合物含碳元素含少量氢氧氮硫等元素
2煤综合利:煤干馏煤气化煤液化
煤干馏指煤隔绝空气条件加强分解程煤焦化煤干馏焦炭煤焦油焦炉气等
煤气化中机物转化燃性气体程
煤液化煤转化成液体燃料程
3石油组成:石油种烷烃环烷烃芳香烃种碳氢化合物混合物没固定沸点
4石油加工:石油分馏催化裂化裂解
二环境保护绿色化学
环境问题指类合理开发利然资源造成生态环境破坏工农业生产类生活造成环境污染
1环境污染
(1)气污染
气污染物:颗粒物(粉尘)硫氧化物(SO2SO3)氮氧化物(NONO2)CO碳氢化合物氟氯代烷等 气污染防治:合理规划工业发展城市建设布局调整源结构运种防治污染技术加强气质量监测充分利环境净力等
(2)水污染
水污染物:重金属(Ba2+Pb2+等)酸碱盐等机物耗氧物质石油难降解机物洗涤剂等 水污染防治方法:控制减少污水意排放
(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气沉降物牲畜排泄物生物残体 土壤污染防治措施:控制减少污染源排放
2绿色化学
绿色化学核心利化学原理源头减少消工业生产环境污染绿色化学原理想原子济反应物原子全部转化期终产物(没副反应生成副产物更产生废弃物)时原子利率100%
3环境污染热点问题:
(1)形成酸雨气体SO2NOx
(2)破坏臭氧层物质氟利昂(CCl2F2)NOx
(3)导致全球变暖产生温室效应气体CO2
(4)光化学烟雾原汽车排出尾气中氮氧化物氧化氮碳氢化合物
(5)白色污染指聚乙烯等塑料垃圾
(6)引起赤潮原:工农业城市生活污水含量氮磷等营养元素(含磷洗衣粉合理磷肥造成水体富营养化重原)
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