第四章化学与可持续发展
一、金属矿物的开发利用
1、金属活动顺序与金属冶炼的关系:
金属活动性序表中,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,最活泼金属只能用最强的还原手段(电解法)来还原。(单质越活泼,其对应的简单离子越不活泼;单质越不活泼,其对应的简单离子越活泼。)
2、常见金属的冶炼:
金属的活动性顺序 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag
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
①加热分解法:2HgO2Hg+O2↑ ; 2Ag2O4Ag+O2↑
②加热还原法:Fe2O3+3CO 2Fe+CO2↑
Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3(铝热反应)
③电解法:2NaCl(熔融) 2Na+Cl2↑
2Al2O3(熔融) 4Al + 3O2↑
二、海水资源的开发利用
(1)海水淡化: ①蒸馏法;②电渗析法;③离子交换法; ④反渗透法等。
(2)海水制盐:利用浓缩、沉淀、过滤、结晶、重结晶等分离方法制备得到各种盐。
三、煤、石油和天然气的综合利用
1.煤
(1)煤综合利用的方法:干馏、液化、气化(三种均属化学方法)
(2)①煤的干馏(工业上也称煤的焦化)的主要产品:焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气等(焦炉气中含有甲烷、乙烯、一氧化碳等气体燃料)。
②煤的汽化:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)
③
2. 石油的炼制: 分馏、裂化、裂解(其中分馏属物理方法,裂化、裂解属化学方法)
常把乙烯的产量作为衡量一个国家石油化学工业发展水平的标志。
塑料、合成橡胶和合成纤维是三大合成材料。
聚乙烯的反应方程式:
四、环境保护与绿色化学
3.绿色化学理念(预防优于治理)
核心:利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境造成的污染。又称为“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”。
从环境观点看:强调从源头上消除污染。(从一开始就避免污染物的产生)
从经济观点看:提倡合理利用资源和能源,降低生产成本。(尽可能提高原子利用率)
热点:原子经济性——反应物原子全部转化为最终的期望产物,原子利用率为100%
[练习]
1. 关于金属元素在自然界存在的情况的叙述中,正确的是( )
A、金属元素仅存在于矿物中。
B、金属元素存在于矿物和动物体內,但植物体內不含。
C、少数金属元素以游离态存在,大多数金属元素以化合态存在。
D、金属元素不仅存在矿物中,动物和植物体內也存在少量金属元素。
2.下列说法正确的是( )
A.煤、石油、天然气是当今世界上最重要的三大矿物燃料,是取之不尽的
B.煤是由无机物和有机物所组成的复杂的混合物,主要含有碳和氢两种元素
C.石油主要含有碳和氢两种元素,同时还含有少量的硫、氧、氮等元素
D.煤和石油都是由古代植物遗体埋在地层下或在地壳中经过一系列非常复杂的变化而形成的。
3.下列变化是化学变化的是( )
A.石油蒸馏 B.煤干馏 C.干冰升华 D.煤燃烧
4.冶炼不同的金属,其冶炼方法也可能不同,主要原因是( )
A 金属在自然界的分布不同 B 金属在自然界中的含量不同
C 金属在自然界中存在形式不同 D 金属的活动性不同
5.以下说法中不正确的是( )
A 金属冶炼是由人类生活的需要发展起来的。
B 可用电解氯化钠溶液的方法冶炼金属钠。
C 金属的冶炼过程主要有矿石的富集、冶炼还原、精炼三个步骤。
D 废旧金属的回收利用是一种保护环境和资源的有效措施。
6.海水是一个巨大的化学资源宝库,下列有关海水综合利用的说法正确的是( )
A 海水中含有钾元素,只需经过物理变化就可以得到钾单质。
B 海水蒸发制盐的过程中只发生了化学变化。
C 从海水中可以得到NaCl,电解熔融NaCl可以制备Cl2
D 利用潮汐发电是将化学能转变为电能。
7.我国古代炼丹家魏伯阳所著的《周易参同契》是世界上现存最早的一部炼丹专著。书中描写到“金入于猛火,色不夺精光。”这句话是指黄金的性质是在强热条件下( )。
A、很稳定 B、很活泼 C、易氧化 D、易还原
8.医生建议因缺少某种元素而患甲状腺肿大的病人多食海带,是由于海带中含有较丰富的( )。
A、碘元素 B、铁元素 C、钾元素 D、锌元素
9.热还原法冶炼金属的反应一定是( )。
A、置换反应 B、氧化还原反应 C、分解反应 D、复分解反应
10.把海水转化为可饮用的淡水,采用的操作方法是( )。
A、蒸馏 B、过滤 C、分液 D、萃取
11.金属矿物资源是不可再生的资源,节约金属矿物资源的下列途径中不可行的是( )
A、控制金属矿产的乱开滥采 B、全面停止使用金属
C、使用其他材料代替金属 D、循环使用金属
12.下列叙述错误的是( )。
A.炼铁时,还原剂CO将铁从铁矿中还原出来 B.活泼金属Na只能用电解法冶炼制出
C.汞的冶炼只能用还原法 D.铜的冶炼用还原法
13.下列各组内的混合物可用萃取、分液分离提纯的是( )。
A、溴水 B、碘和沙子 C、食盐和苏打 D、氯化钾和二氧化锰
14.已知某温度时发生如下三个反应:①C + CO2 === 2CO;②C + H2O === CO + H2;③CO + H2O === CO2 + H2。由此判断,在该温度下,C、CO、H2还原性的强弱顺序是( )。
A、CO>C>H2 B、C>CO>H2 C、C>H2>CO D、CO>H2>C
15.通常用来衡量一个国家石油化学工业发展水平的标志是( )。
A、石油的产量 B、乙烯的产量 C、合成纤维的产量 D、硫酸的产量
16.下列过程都是石油炼制或煤的综合利用中所涉及的重要生产过程,其中属于物理变化的是( )。
A、石油分馏 B、煤的干馏 C、煤的气化 D、煤的液化
17.为了减少大气污染,许多城市推广汽车使用清洁燃料。目前使用的清洁燃料主要有两类,一类是压缩天然气(CNG),另一类是液化石油气(LPG)。这两类燃料的主要成分都是( )。
A、碳水化合物 B、碳氢化合物 C、氢气 D、醇类
18.“可燃冰”又称“天然气水合物”,它是在海底的高压、低温条件下形成的,外观像冰。1体积“可燃冰”可贮藏100~200体积的天然气。下列关于“可燃冰”的叙述不正确的是( )。
A.“可燃冰”有可能成为人类未来的重要能源 B.“可燃冰”是一种比较洁净的能源
C.“可燃冰”提供了水可变成油的例证 D.“可燃冰”的主要可燃成分是甲烷
19.“酸雨”形成的最主要原因是( )。
A、森林遭到了乱砍滥伐,破坏了生态平衡; B、工业上燃烧大量含硫的燃料;
C、大气中二氧化碳的含量增多; D、汽车排出的大量尾气。
20.“绿色化学”作为未来化学工业发展的方向和基础,越来越受到各国政府、企业和学术界的关注。下列现象符合“绿色化学”基本原则的是( )。
A、对化工厂的废气、废水、废渣进行处理;
B、尽可能地节约不可再生资源,最大限度地减少废弃物;
C、在化工厂周围种草、种花、种树,使化工厂成为花园式工厂;
D、以绿色植物为原料,以生物催化剂实现化工生产过程的化学。
21.20世纪90年代初,国际上提出了“预防污染”这一新概念,它指的是对污染的产生进行预防。下列各项中属于“预防污染”的是( )。
A、填埋废弃物 B、治理污染点 C、对产生的有毒物进行处理 D、杜绝污染源
22.“垃圾是放错了位置的资源”,应该分类回收。生活中废弃的铁锅、铝质易拉罐、铜导线等可以归为一类加以回收,它们属于( )。
A、有机物 B、金属或合金 C、氧化物 D、盐
23..下列产品的的不会对环境造成污染的是( )。
A、含磷洗衣粉 B、酒精 C、氟利昂 D、含汞电池
24.环境污染对人类已构成重大威胁。下列名词中与环境污染无关的是( )。
①温室效应 ②赤潮 ③酸雨 ④光化学烟雾 ⑤臭氧层空洞 ⑥煤矿瓦斯爆炸 ⑦潮汐 ⑧大脖子病
A、② ⑥ B、⑤ ⑦ ⑧ C、⑥ ⑦ ⑧ D、② ⑤ ⑦
25.“绿色化学”是当今社会提出的一个新概念.在“绿色化学”工艺中,理想状态是反应中原子全部转化为欲制的产物,即原子利用率为100%。以下反应最符合绿色化学,原子经济性要求的是( )。
A.乙烯聚合为聚乙烯高分子材料 B.甲烷与氯气制备一氯甲烷
C.以铜和浓硝酸为原料生产硝酸铜 D.用二氧化硅制备高纯硅
26.2008年5·12汶川特大地震期间,在灾区为了保证饮水质量,医务人员在做好防病减灾的同时,还向灾民发放了饮水清洁剂。下列物质中适宜作饮水清洁剂的是( )。
A、NaOH B、KAl(SO4)2 · 12H2O C、NaCl D、NaHCO3
27.近年来,我国许多城市禁止汽车使用含用铅汽油,其主要原因是( )。
A、提高汽车燃烧效率 B、降低汽油成本 C、避免铅污染大气 D、铅资源短缺
28.现代以石油化工为基础的三大合成材料是( )。
①合成氨 ②塑料 ③合成盐酸 ④合成橡胶 ⑤合成尿素 ⑥合成纤维 ⑦合成洗涤剂
A、② ④ ⑥ B、② ④ ⑦ C、① ③ ⑤ D、④ ⑤ ⑥
29.下列有关污染的叙述,正确的是( )
A.酸雨主要是空气中的NO,经氧化与水反应生成HNO3所形成
B.破坏臭氧层的主要物质是氟氯烃等物质
C.温室效应主要是因空气中CO浓度增高造成的
D.发电厂排放大量的废热入河、海中,会使流径的水域溶氧量减少。
30.工、农业及城市生活污水中含磷。家用洗涤剂是污水中磷的一个重要来源(洗涤剂中含有磷酸钠)。关于处理污水时要不要除去磷的说法正确的是( )
A.磷是生物所需的营养元素,不必除去
B.含磷的污水是很好的肥料,不必除去
C.含磷污水排到自然水中引起藻类增殖,使水变质,必须除去
D.磷对人无毒,除去与否都无关紧要
31.自然界“酸雨”形成原因主要是( )
A.未经处理的工业废水的任意排放
B.大气中二氧化碳含量增多
C.工业上大量燃烧含硫的燃料和金属矿石的冶炼
D.汽车排放的尾气和燃料不完全燃烧产生的气体
电解
冰晶石第一节 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)
周期表 长周期(第4、5、6、7周期)
主族7个:ⅠA-ⅦA
族:16个(共18个纵行)副族7个:IB-ⅦB
第Ⅷ族1个(3个纵行)
零族(1个)稀有气体元素
【练习】
1.主族元素的次外层电子数(除氢)
A.一定是8个 B.一定是2个
C.一定是18个 D.是2个、8个或18个
2.若某ⅡB族元素原子序数为x,那么原子序数为x+1的元素位于
A.ⅢB族 B.ⅢA族 C.ⅠB族 D.ⅠA族
3.已知A元素原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍,B元素原子的次外层电子数是最外层电子数的2倍,则A、B元素
A.一定是第二周期元素 B.一定是同一主族元素
C.可能是二、三周期元素 D.可以相互化合形成化合物
二.元素的性质和原子结构
(一)碱金属元素:
1.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
2.碱金属化学性质的相似性:
4Li + O2 Li2O 2Na + O2 Na2O2
2 Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑ 2K + 2H2O = 2KOH + H2↑
2R + 2 H2O = 2 ROH + H2 ↑
产物中,碱金属元素的化合价都为+1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。
3.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:1)原子结构的递变性导致化学性质的递变性。
2)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(氢氧化物)碱性越强,金属性越强。
4.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):
①密度逐渐增大(K反常) ②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_______。
【练习】
4.关于碱金属元素的下列叙述中,错误的是( )
A.碱金属元素原子最外层都只有1个电子
B.依Li、Na、K、Rb、Cs,单质熔沸点升高,密度增大
C.随核电荷数递增,氢氧化物碱性增强
D.随电子层数增加,原子半径增大,金属还原性增强
5.关于钠和钾元素的比较中,不正确的是( )
A.钾原子失电子比钠原子容易 B.钾离子氧化性比钠离子强
C.钾与水反应比钠剧烈 D.KOH碱性比NaOH强
6.下列关于碱金属的叙述中正确的是( )
A.碱金属单质与水反应都能生成碱和H2
B.碱金属单质都是质软、熔点低、密度均小于1的轻金属
C.碱金属元素随原子半径增大,原子核吸引最外层电子的能力增强
D.碱金属单质在空气中燃烧都生成过氧化物
(二)卤族元素:
1.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
2.卤素单质物理性质的递变性:(从F2到I2)
(1)卤素单质的颜色逐渐加深;(2)密度逐渐增大;(3)单质的熔、沸点升高
3.卤素单质与氢气的反应: X2 + 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-_____I-
2NaI +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. 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。
【练习】
7.a、b、c、d四个集气瓶中装有Cl2、H2、HCl、HBr中的任一种气体,若a、d两瓶气体混合后强光照射下发生爆炸,a、b两瓶气体相混,瓶壁上出现红棕色液滴,则a、b、c、d四瓶中气体应是( )
A.Cl2、HBr、HCl、H2 B.Cl2、HCl、HBr、H2
C.H2、HBr、HCl、Cl2 D.H2、HCl、HBr、Cl2
8.某溶液中Cl-、Br-、I-三种离子物质的量之比是1︰2︰3,通入一定量Cl2充分反应后,该比值为3︰2︰1,则通入Cl2和原溶液中I-离子物质的量之比是( )
A.1︰1 B.1︰2 C.1︰3 D.1︰4
9.砹(At)原子序数85,与F、Cl、Br、I同族,推测砹或砹的化合物不可能具有的性质是( )
A.砹是有色固体 B.非金属性:At>I
C.HAt非常稳定 D.I2 可以At从At的可溶性的盐溶液置换出来。
三.核素
(一)原子的构成:
(1)原子的质量主要集中在原子核上。
(2)质子和中子的相对质量都近似为1,电子的质量可忽略。
(3)原子序数 = 核电核数 = 质子数 = 核外电子数
(4)质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)
(5)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。
【练习】
10.下列叙述中正确的是( )
A.氢有三种同位素,即有三种氢原子 B.所有元素的原子核均由质子和中子构成
C.具有相同的核外电子数的粒子,总称为元素 D.H是一种同位素
11.在Li、N、Na、Mg、Li、C中:
(1) 和 互为同位素。
(2) 和 质量数相等,但不能互称同位素。
(3) 和 的中子数相等,但质子数不相等,所以不是同一种元素。
(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。
(1)两 同:质子数相同、同一元素
(2)两不同:中子数不同、质量数不同
(3)属于同一种元素的不同种原子
【练习】
12.在过氧化钠中含有,各数字所表示的意义是:16 、8 、2- 、2 、-1 。
13.元素X的一种同位素X,元素Y的一种同位素Y,已知a>c,b>d,则元素X和Y的相对原子质量的大小关系为( )
A.X>Y B.X=Y
C.X<Y D.不能确定
第二节 元素周期律
一.原子核外电子的排布
1.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。
2.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:
15.判断下列示意图是否正确?为什么?
16.填空
(1)当质子数(核电荷数)=核外电子数时,该粒子是 , 电性。
(2)当质子数(核电荷数)>核外电子数时,该粒子是 离子,带 电荷。
(3)当质子数(核电荷数)<核外电子数时,该粒子是 离子,带 电荷。
二.元素周期律:
1.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1-2)而达到结构的变化规律。
2.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
+1 +7,中部出现负价,由-4 -1 的变化规律。
(1)O、F无正价,金属无负价
(2)最高正化合价:+1→+7 最低负化合价:-4→-1→0
(3)最高正化合价=最外层电子数=主族序数
(4)最高正化合价+∣最低负化合价∣=________
(5)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
【练习】
17.在下列元素中,最高正化合价数值最大的是( )
A.Na B.P C.Cl D.Ar
18.元素X原子的最外层有3个电子,元素Y原子的最外层有6个电子,这两种元素形成的化合物的化学式可能是( )
A.XY2 B.X2Y3 C.X3Y2 D.X2Y
19.下列各组指定原子序数的元素,不能形成AB2型化合物的是( )
A.6和8 B.16和8 C.12和9 D.11和6
三.元素金属性和非金属性的递变:
1.2Na + 2H2O =2NaOH + H2 ↑ (容易) Mg + 2 H2O 2Mg(OH)2 + H2 ↑(较难)
金属性:Na > Mg
2.Mg + 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
3.碱性 NaOH > Mg(OH)2> Al(OH)3 金属性:金属性 Na > Mg > Al
Na Mg Al
金属性逐渐减弱
4.结论: Si P S Cl
单质与H2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 Al Si 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
5.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。
【练习】
20.用元素符号回答原子序数11~18号的元素的有关问题。
(1)最高价氧化物的水化物碱性最强的是____ 。
(2)最高价氧化物的水化物酸性最强的是 。
(3)最容易生成氢化物且最稳定的是 。
21.从原子序数11依次增加到17,下列所叙递变关系错误的是( )
A.电子层数逐渐增多 B.原子核吸引电子的能力逐渐增强
C.最高正价数值逐渐增大 D.从硅到氯负价从-4-1
22.已知X、Y、Z为三种原子序数相连的元素,最高价氧化物对应水化物的酸性相对强弱是:HXO4>H2YO4>H3ZO4。则下列说法不正确的是( )
A.气态氢化物的稳定性:HX>H2Y>ZH3 B.非金属活泼性:Y<X<Z
C.单质的氧化性:X2>Y2>Z2 D.原子最外电子层上电子数相等
23.稳定性强弱:HF HCl HBr HI NH3 HF NH3 PH3
24.碱性强弱:KOH NaOH Mg(OH)2
25.酸性强弱:HClO4 HBrO4 HNO3 H3PO4
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F。
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
①在周期表中寻找新的农药。②在周期表中寻找半导体材料。③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
1.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。(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。
2.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)。
【练习】
27.下列说法正确的是( )
A.含有金属元素的化合物一定是离子化合物
B.ⅠA族和ⅦA族原子化合时,一定生成离子键
C.由非金属元素形成的化合物一定不是离子化合物
D.活泼金属与活泼非金属化合时,能形成离子键
28.XY2是离子化合物,X和Y离子的电子层结构都与氖原子相同,则X、Y为( )
A.Ca和Cl B.K和S C.Ca和F D.Mg和F
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
用电子式表示HCl的形成过程:
2.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
3.共价键的存在:
非金属单质:H2、X2 、N2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
4.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。
【练习】
29.下列说法中正确的是( )
A.含有离子键的化合物必是离子化合物 B.具有共价键的化合物就是共价化合物
C.共价化合物可能含离子键 D.离子化合物中可能含有共价键
30.下列物质中含有共价键的离子化合物是( )
A.Ba(OH)2 B.CaCl2 C.H2O D.H2
31.下列物质的电子式书写正确的是( )
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。
1.原子的电子式:
2.阴阳离子的电子式:
(1)阳离子 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:_______________
(2)阴离子 简单阴离子:、
复杂阴离子:
3.物质的电子式:
(1)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 :_________________
(2)某些非金属单质:如:Cl2______ O2_________等
(3)共价化合物:如HCl_________、CO2_____________、NH3__________、CH4_________
4.用电子式表示形成过程:
【练习】
32.下列微粒电子式错误的是( )
33.下列化合物电子式书写正确的是( )
34. 具有下列价电子数的原子,最难形成离子的是
A.L层6个 B.L层4个 C.M层2个 D.M层7个
35. XY2是离子化合物,X和Y离子的电子层结构都与氖原子相同,则X、Y为
A.Ca和Cl B.K和S C.Ca和F D.Mg和F
36. 下列离子化合物中,离子组成与Ne和Ar的电子层结构分别相同的是
A.NaCl B.LiI C.NaF D.CsI
37. 下列关于离子化合物的叙述正确的是
A.离子化合物中都含有离子键 B.离子化合物中的阳离子只能是金属离子
C.离子化合物如能溶于水,其水溶液一定可以导电
D.溶于水可以导电的化合物一定是离子化合物
38. 某化合物XY2中,各离子的电子层结构相同,且电子总数为54,则XY2的化学式为________________,电子式为________________。
39. X元素位于ⅡA族,原子核内有12个中子,它在最高价氧化物中的质量分数是60%,Y元素原子的原子核外有9个电子,X与Y能形成稳定化合物,该化合物的化学式是________,它是通过________键结合的,它形成过程的电子式为_____________。
40. A元素原子的L层比B元素原子的L层少3个电子,B元素原子核外电子数比A元素总电子数多5个,则A、B可形成
A.共价化合物B2A3 B.离子化合物B2A3 C.共价化合物B3A2 D.离子化合物B3A2
41. 下列4组原子序数的元素,彼此间能形成共价键的是
A.6和16 B.8和13 C.15和17 D.12和35
42. 下列化合物全部以共用电子对成键的是
A.NH3 B.Ba(OH)2 C.MgCl2 D.NH4Cl
43. 下列每组中各物质内既有离子键又有共价键的一组是
A.NaOH、H2SO4、(NH4)2SO4 B.MgO、Na2SO4、NH4HCO3
C.Na2O2、KOH、Na2SO4 D.HCl、Al2O3、MgCl2
44. 下列叙述中,不正确的是
A.共价化合物中不可能含有离子键
B.硫酸分子中有H+和SO两种离子
C.某元素原子的最外层只有一个电子,它跟卤素可能形成离子键,也可能形成共价键
D.离子键和共价键的实质都是电性的相互作用
45. 在CaCl2、KOH、CO2、H2SO4、Na2O2、Na2S中,只含有离子键的是_________,只含有共价键的是_________,既含有离子键又含有共价键的是________。 。
46. 按要求写出:
(1)一核10电子的原子的电子式_____________________________;
(2)一核10电子的阳离子的符号_____________________________;
(3)一核10电子的阴离子的电子式___________________________;
(4)两核10电子的共价化合物的化学式_______________________;
(5)三核10电子的共价化合物的电子式_______________________;
(6)四核10电子的阳离子的电子式___________________________;
(7)四核10电子的共价化合物的结构式_______________________;
(8)五核10电子的阳离子的电子式___________________________;
(9)五核10电子的共价化合物的结构式_______________________。
第一章 物质结构 元素周期律
1. 原子结构:如:的质子数与质量数,中子数,电子数之间的关系
一、原子结构:如:的质子数与质量数,中子数,电子数之间的关系:
1、数量关系:核内质子数=核外电子数
2、电性关系:
原子 核电荷数=核内质子数=核外电子数
阳离子 核外电子数=核内质子数-电荷数
阴离子 核外电子数=核内质子数+电荷数
3、质量关系:质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)
2. 元素周期表和周期律
(1)元素周期表的结构
周期序数=电子层数
七个周期(1、2、3短周期;4、5、6长周期;7不完全周期)
主族元素的族序数=元素原子的最外层电子数
18个纵行(7个主族;7个副族;一个零族;一个Ⅷ族(8、9、10三个纵行))
A. 周期序数=电子层数
B. 原子序数=质子数
C. 主族序数=最外层电子数=元素的最高正价数
D. 主族非金属元素的负化合价数=8-主族序数
E. 周期表结构
(2)元素周期律(重点)
A. 元素的金属性和非金属性强弱的比较(难点)
a. 单质与水或酸反应置换氢的难易或与氢化合的难易及气态氢化物的稳定性
b. 最高价氧化物的水化物的碱性或酸性强弱
c. 单质的还原性或氧化性的强弱
(注意:单质与相应离子的性质的变化规律相反)
B. 元素性质随周期和族的变化规律
a. 同一周期,从左到右,元素的金属性逐渐变弱
b. 同一周期,从左到右,元素的非金属性逐渐增强
c. 同一主族,从上到下,元素的金属性逐渐增强
d. 同一主族,从上到下,元素的非金属性逐渐减弱
C. 第三周期元素的变化规律和碱金属族和卤族元素的变化规律(包括物理、化学性质)
D. 微粒半径大小的比较规律: a. 原子与原子 b. 原子与其离子
c. 电子层结构相同的离
(3)元素周期律的应用(重难点)
A. “位,构,性”三者之间的关系
a. 原子结构决定元素在元素周期表中的位置
b. 原子结构决定元素的化学性质
c. 以位置推测原子结构和元素性质
B. 预测新元素及其性质
3. 化学键(重点)
(1)离子键: A. 相关概念:
B. 离子化合物:大多数盐、强碱、典型金属氧化物
C. 离子化合物形成过程的电子式的表示(难点)
(AB, A2B,AB2, NaOH,Na2O2,NH4Cl,O22-,NH4+)
(2)共价键: A. 相关概念:
B. 共价化合物:只有非金属的化合物(除了铵盐)
C. 共价化合物形成过程的电子式的表示(难点)
(NH3,CH4,CO2,HClO,H2O2)
D 极性键与非极性键
(3)化学键的概念和化学反应的本质:
2、元素周期律
(1)元素的金属性和非金属性强弱的比较
a. 单质与水或酸反应置换氢的难易或与氢化合的难易及气态氢化物的稳定性
b. 最高价氧化物的水化物的碱性或酸性强弱
c. 单质的还原性或氧化性的强弱(注意:单质与相应离子的性质的变化规律相反)
(2)元素性质随周期和族的变化规律
a. 同一周期,从左到右,元素的金属性逐渐变弱
b. 同一周期,从左到右,元素的非金属性逐渐增强
c. 同一主族,从上到下,元素的金属性逐渐增强
d. 同一主族,从上到下,元素的非金属性逐渐减弱
(3)第三周期元素的变化规律和碱金属族和卤族元素的变化规律(包括物理、化学性质)
(4)微粒半径大小的比较规律:
a. 原子与原子 b. 原子与其离子 c. 电子层结构相同的离子。
3、元素周期律的应用(重难点)
(1)“位,构,性”三者之间的关系
a. 原子结构决定元素在元素周期表中的位置;b. 原子结构决定元素的化学性质; c. 以位置推测原子结构和元素性质
(2)预测新元素及其性质
三、化学键
1、离子键:A.相关概念 B.离子化合物:大多数盐、强碱、典型金属氧化物 C.离子化合物形成过程的电子式的表示(AB,A2B,AB2,NaOH,Na2O2,NH4Cl,O22-,NH4+)
2、共价键:A.相关概念 B.共价化合物:只有非金属的化合物(除了铵盐) C.共价化合物形成过程的电子式的表示(NH3,CH4,CO2,HClO,H2O2) D.极性键与非极性键
3、化学键的概念和化学反应的本质
点燃
点燃
质子 Z个
原子X
原子核
中子 N个=(A-Z)个
核外电子 Z个
△第三章 有机化合物复习
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,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C=C或C=O双键,就少2H;在结构中若出现一个C≡C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C=C双键和一个环状结构,氢原子个数应在烷烃的基础上减去4×2=8个,故苯和苯的同系物的分子组成通式为:CnH(2n+2-4×2)即CnH2n-6 (n≥6)。
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。
[练习1]下列各组物质中一定属于同系物的是:
A.CH4和C2H4 B.烷烃和环烷烃 C.C2H4和C4H8 D.C5H12 和C2H6
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)
[练习2]下列各组物质中,两者互为同分异构体的是 ( )
①CuSO4·3H2O和CuSO4·5H2O ②NH4CNO和CO(NH2)2
③C2H5NO2和NH2CH2COOH ④[Pu(H2O)4]Cl3和[Pu(H2O)2Cl2]·2H2O·Cl
A.①②③ B.②③④ C.②③ D.③④
二、几种重要的有机反应
1.取代反应:有机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:
[练习3]1mol某烷烃可与8molCl2完全取代,求此烷烃的分子式。
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C≡C键,或是苯环结构,以及它们具有的个数。
[练习4]1mol有机物能与1molH2发生加成反应,其加成后的产物是2,2,3-三甲基戊烷,则此有机物可能的结构简式有_______________、__________________、____________.
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:
①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”(可用同位素原子示踪法证明。)。
②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。
③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。
④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。
[练习5]怎样以H2O、H218O、空气、乙烯为原料制取?写出有关反应的化学方程式。
[练习]
6.下列化合物的分子式可能代表一种以上物质的是: ( )
A.C3H8 B.C4H10 C.CH3Cl D.CH2Br2
7.等物质的量的下列烃,分别完全燃烧时,消耗O2最少的是: ( )
A.C6H6 B.CH4 C.C2H4 D.C7H8
8.等质量的下列烃,分别完全燃烧时,消耗O2质量最少的是: ( )
A.C6H6 B.CH4 C.C2H4 D.C7H8
9.下列化合物中沸点最低的是 ( )
A.己烷 B.戊烷 C.异戊烷 D.新戊烷
10.2-甲基丁烷与Cl2发生取代反应可得到一氯取代物有 ( )
A.1种 B.2种 C.3种 D.4种
11.把氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液加入到某病人的尿液微热,如果观察到红色沉淀说明尿液
中含有: ( )
A.食醋 B.白酒 C.食盐 D.葡萄糖
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
[练习12]能证明淀粉已部分水解的试剂是下列的 ( )
A.淀粉碘化钾溶液 B.银氨溶液 C.碘水 D.碘化钾溶液
[练习13]下列叙述中不正确的是 ( )
A.天然蛋白质水解的最终产物是多种α-氨基酸
B.所有蛋白质遇到硝酸后加热都会变黄
C.蛋白质盐析是可逆的物理过程,利用该性质可提纯和分离蛋白质
D.肥皂液、淀粉液、蛋白质溶液都可以产生丁达尔现象
[练习]
一、选择题
1、碳原子之间以单键结合的饱和链烃的通式为 ( )
A.CnH2n+2 B.CnH2n C.CnH2n-2 D.CnHn
2、苯与乙烯、乙炔相比较,下列叙述中正确的是 ( )
A.都易发生取代反应
B.都易发生加成反应
C.乙烯和乙炔易发生加成反应,苯只有在特殊条件下才发生加成反应
D.乙烯和乙炔易被氧化剂氧化,苯不易被氧化
3、32g某一元醇跟足量的金属钠完全反应,可以得到11.2L(标准状况)氢气,该醇是( )
A.CH3OH B.C2H5OH C.C3H7OH D.C4H9OH
4、下列叙述错误的是 ( )
A.油脂是混合物 B.油脂水解制得甘油
C.油脂兼有酯类和烯烃的某些性质 D.油和脂互为同系物
5、下列说法中,正确的是 ( )
A.油脂氢化的目的是提高油脂的熔点和稳定性
B.油脂是高级脂肪酸和甘油所生成的酯
C.油脂在酸性条件下的水解反应也叫皂化反应
D.“脂”一定是脂肪
6、下列关于乙烯和乙烷相比较的各说法中,不正确的是 ( )
A.乙烯是不饱和烃,乙烷是饱和烃
B.乙烯能使高锰酸钾溶液和溴水褪色,乙烷则不能
C.乙烯分子中碳碳双键的键能是乙烷分子中碳碳单键的键能的两倍,因此乙烯比乙烷稳定
D.乙烯分子为“平面形”结构,乙烷分子为立体结构
7、既可以用来鉴别乙烯和甲烷,又可以用来除去甲烷中混有的乙烯的方法是 ( )
A.通入足量溴水中 B.与足量的溴反应
C.点燃 D.在催化剂存在的条件下与H2反应
8、在相同状况下,质量相同的乙烯和一氧化碳具有相同的 ( )
A.物质的量 B.原子个数 C.体积和密度 D.燃烧产物
9、异戊烷和新戊烷互为同分异构体的依据是 ( )
A.具有相似的化学性质 B.具有相同的物理性质
C.分子具有相同的空间结构 D.分子式相同,碳原子的空间结构不同
10、下列烷烃分子中的一个氢原子被氯原子取代后,不能产生同分异构体的是 ( )
A.丙烷 B.2,2—二甲基丙烷
C.丁烷 D.异戊烷
11、从油脂皂化后的液态混合物中把肥皂分离出来,应采用的方法是 ( )
A.蒸馏 B.过滤 C.萃取 D.盐析
二、填空题
12、(1)乙烯的分子式为________,电子式为________,结构式为_________。(2)乙烯分子中的__________键的键能并不是碳碳单键键能的两倍。(3)乙烯与高锰酸钾溶液的反应是__________反应,与溴水的反应是___________反应。
13、(1)写出下列微粒的电子式:羟基_________,氢氧根__________。
(2)将一螺旋状的铜丝放在酒精灯上灼烧,铜丝表面的颜色____________,立即将热的铜丝插入盛有乙醇的试管中,铜丝的表面颜色变为_________________色,试管内有__________气味产生。反应的化学方程式为____________________________。
14、写出乙酸跟下列物质起反应的化学方程式:
(1)金属镁,(2)生石灰,(3)苛性钠溶液,(4)纯碱溶液,(5)甲醇。
三、实验题
15、实验室用下图制取少量溴苯,试填写下列空白。
(1)在烧瓶a中装的试剂是____________、____________、____________。
(2)导管b的作用有两个:一是____________,二是____________的作用。
(3)导管c的下口可否浸没于液面中?为什么?
(4)反应过程中在导管c的下口附近可以观察到的现象是有__________出现,这是由于反应生成的_____________遇水蒸气而形成的。
(5)反应完毕后,向锥形瓶d中滴加AgNO3溶液有____________生成,反应的离子方程式:________________________。
(6)烧瓶a中发生反应的化学方程式是_________________________。
四、计算题
16、乙烯跟氯化氢加成可以生成氯乙烷(C2H5Cl),写出反应的化学方程式。按理论计算每吨乙烯能生产多少吨氯乙烷。
17、已知某种烃含碳的质量分数为85.7%,含氢的质量分数为14.3%,在标准状况下它的密度是 1.25g/L。试求这种烃的分子量和分子式。
第三章复习纲要(要求自己填写空白处)
(一)甲烷
一、甲烷的元素组成与分子结构
CH4 正四面体
二、甲烷的物理性质
三、甲烷的化学性质
1、甲烷的氧化反应
实验现象:
反应的化学方程式:
2、甲烷的取代反应
甲烷与氯气在光照下发生取代反应,甲烷分子里的四个氢原子逐步被氯原子取代反应能生成一系列甲烷的氯取代物和氯化氢。
有机化合物分子中的某些原子(或原子团)被另一种原子(或原子团)所替代的反应,叫做取代反应。
3、甲烷受热分解:
(二)烷烃
烷烃的概念: 叫做饱和链烃,或称烷烃。
烷烃的通式:____________________
烷烃物理性质:
状态:一般情况下,1—4个碳原子烷烃为___________,
5—16个碳原子为__________,16个碳原子以上为_____________。
溶解性:烷烃________溶于水,_________溶(填“易”、“难”)于有机溶剂。
熔沸点:随着碳原子数的递增,熔沸点逐渐_____________。
密度:随着碳原子数的递增,密度逐渐___________。
烷烃的化学性质
(1)一般比较稳定,在通常情况下跟酸、碱和高锰酸钾等都______反应。
(2)取代反应:在光照条件下能跟卤素发生取代反应。__________________________
(3)氧化反应:在点燃条件下,烷烃能燃烧______________________________
(三)同系物
同系物的概念:_______________________________________________
掌握概念的三个关键:(1)通式相同;(2)结构相似;(3)组成上相差n个(n≥1)CH2原子团。
下列化合物互为同系物的是:
A 、 和 B、C2H6和C4H10
H Br CH3
C、Br—C—Br和Br—C—H D、CH3CH2CH3和CH3—CH—CH3
H H
(四)同分异构现象和同分异构物体
同分异构现象:化合物具有相同的________,但具有不同_________的现象。
同分异构体:化合物具有相同的_________,不同________的物质互称为同分异构体。
同分异构体的特点:________相同,________不同,性质也不相同。
[知识拓展]
烷烃的系统命名法:
选主链——碳原子最多的碳链为主链;
编号位——定支链,要求取代基所在的碳原子的编号代数和为最小;
写名称——支链名称在前,母体名称在后;先写简单取代基,后写复杂取代基;相同的取代基合并起来,用二、三等数字表示。
(五)烯烃
一、乙烯的组成和分子结构
1、组成: 分子式: 含碳量比甲烷高。
2、分子结构:含有碳碳双键。双键的键长比单键的键长要短些。
二、乙烯的氧化反应
1、燃烧反应(请书写燃烧的化学方程式)
化学方程式
2、与酸性高锰酸钾溶液的作用——被氧化,高锰酸钾被还原而退色,这是由于乙烯分子中含有碳碳双键的缘故。(乙烯被氧化生成二氧化碳)
三、乙烯的加成反应
1、与溴的加成反应(乙烯气体可使溴的四氯化碳溶液退色)
CH2═CH2+Br-Br→CH2Br-CH2Br 1,2-二溴乙烷(无色)
2、与水的加成反应
CH2═CH2+H-OH→CH3—CH2OH 乙醇(酒精)
书写乙烯与氢气、氯气、溴化氢的加成反应。
乙烯与氢气反应
乙烯与氯气反应
乙烯与溴化氢反应
[知识拓展]
四、乙烯的加聚反应: nCH2═CH2 → [CH2-CH2] n
(六)苯、芳香烃
一、苯的组成与结构
1、分子式 C6H6
2、结构特点
二、苯的物理性质:
三、苯的主要化学性质
1、苯的氧化反应
苯的可燃性,苯完全燃烧生成二氧化碳和水,在空气中燃烧冒浓烟。
2C6H6+15O2 12CO2+6H2O
[思考]你能解释苯在空气中燃烧冒黑烟的原因吗?
注意:苯不能被酸性高锰酸钾溶液氧化。
2、苯的取代反应
在一定条件下苯能够发生取代反应
书写苯与液溴、硝酸发生取代反应的化学方程式。
苯 与液溴反应 与硝酸反应
反应条件
化学反应方程式
注意事项
[知识拓展] 苯的磺化反应
化学方程式:
3、在特殊条件下,苯能与氢气、氯气发生加成反应
反应的化学方程式: 、
(七)烃的衍生物
一、乙醇的物理性质:
[练习]某有机物中只含C、H、O三种元素,其蒸气的是同温同压下氢气的23倍,2.3g该物质完全燃烧后生成0.1mol二氧化碳和27g水,求该化合物的分子式。
二、乙醇的分子结构
结构式:
结构简式:
三、乙醇的化学性质
1、乙醇能与金属钠(活泼的金属)反应:
2、乙醇的氧化反应
乙醇燃烧
化学反应方程式:
乙醇的催化氧化
化学反应方程式:
(3)乙醇还可以与酸性高锰酸钾溶液或酸性重铬酸钾溶液反应,被直接氧化成乙酸。
[知识拓展]
乙醇的脱水反应
(1)分子内脱水,生成乙烯
化学反应方程式:
(2)分子间脱水,生成乙醚
化学反应方程式:
四、乙酸
乙酸的物理性质:
写出乙酸的结构式、结构简式。
酯化反应:酸跟醇作用而生成酯和水的反应,叫做酯化反应。
反应现象:
反应化学方程式:
1、在酯化反应中,乙酸最终变成乙酸乙酯。这时乙酸的分子结构发生什么变化?
2、酯化反应在常温下反应极慢,一般15年才能达到平衡。怎样能使反应加快呢?
3、酯化反应的实验时加热、加入浓硫酸。浓硫酸在这里起什么作用?
4为什么用来吸收反应生成物的试管里要装饱和碳酸钠溶液?不用饱和碳酸钠溶液而改用水来吸收酯化反应的生成物,会有什么不同的结果?
5为什么出气导管口不能插入碳酸钠液面下?
五、基本营养物质
1、糖类、油脂、蛋白质主要含有 元素,分子的组成比较复杂。
2、葡萄糖和果糖,蔗糖和麦芽糖分别互称为 ,由于结构决定性质,因此它们具有 性质。
1、有一个糖尿病患者去医院检验病情,如果你是一名医生,你将用什么化学原理去确定其病情的轻重?
2、已知方志敏同志在监狱中写给鲁迅
的信是用米汤写的,鲁迅
的是如何看到信的内容的?
3、如是否有过这样的经历,在使用浓硝酸时不慎溅到皮肤上,皮肤会有什么变化?为什么?
[甲烷]
一、甲烷的元素组成与分子结构:CH4 正四面体
二、甲烷的物理性质
三、甲烷的化学性质
1、甲烷的氧化反应(燃烧)
实验现象:
反应的化学方程式:
2、甲烷的取代反应
甲烷与氯气在光照下发生取代反应,甲烷分子里的四个氢原子逐步被氯原子取代反应能生成一系列甲烷的氯取代物和氯化氢。
有机化合物分子中的某些原子(或原子团)被另一种原子(或原子团)所替代的反应,叫做取代反应。
3、甲烷受热分解,生成C和H2
[烷烃]
烷烃的概念: 叫做饱和链烃,或称烷烃。
1、烷烃的通式:CnH2n+2
2、烷烃物理性质:(1)状态:一般情况下,1—4个碳原子烷烃为___________,5—16
个碳原子为__________,16个碳原子以上为_____________。
(2)溶解性:烷烃________溶于水,_________溶(填“易”、“难”)于有机溶剂。
(3)熔沸点:随着碳原子数的递增,熔沸点逐渐_____________。
(4)密度:随着碳原子数的递增,密度逐渐___________。
3、烷烃的化学性质
(1)一般比较稳定,在通常情况下跟酸、碱和高锰酸钾等都______反应。
(2)取代反应:在光照条件下能跟卤素发生取代反应。__________________________
(3)氧化反应:在点燃条件下,烷烃能燃烧______________________________
[同系物]
同系物的概念:_______________________________________________
掌握概念的三个关键:(1)通式相同;(2)结构相似;(3)组成上相差n个(n≥1)
CH2原子团。
[同分异构现象和同分异构物体]
分异构现象:化合物具有相同的________,但具有不同_________的现象。
分异构体:化合物具有相同的_________,不同________的物质互称为同分异构体。
3、同分异构体的特点:________相同,________不同,性质也不相同。
[烯烃]
一、乙烯的组成和分子结构
1、组成: 分子式: 含碳量比甲烷高。
2、分子结构:含有碳碳双键。双键的键长比单键的键长要短些。
二、乙烯的氧化反应
1、燃烧反应(请书写燃烧的化学方程式)
化学方程式
2、与酸性高锰酸钾溶液的作用——被氧化,高锰酸钾被还原而退色,这是由于乙烯分子中含有碳碳双键的缘故。(乙烯被氧化生成二氧化碳)
三、乙烯的加成反应
1、与溴的加成反应(乙烯气体可使溴的四氯化碳溶液退色)
CH2=CH2 + Br-Br→ CH2Br-CH2Br 1,2-二溴乙烷(无色)
2、与水的加成反应
CH2=CH2 + H-OH→ CH3—CH2OH 乙醇(酒精)
书写乙烯与氢气、氯气、溴化氢的加成反应。
乙烯与氢气反应
乙烯与氯气反应
乙烯与溴化氢反应
乙烯的加聚反应: nCH2=CH2 →
[苯、芳香烃]
一、苯的组成与结构
1、分子式 C6H6
2、结构特点
二、苯的物理性质:
三、苯的主要化学性质
1、苯的氧化反应
苯的可燃性,苯完全燃烧生成二氧化碳和水,在空气中燃烧冒浓烟。
2C6H6+15O2 → 12CO2+6H2O
[思考]你能解释苯在空气中燃烧冒黑烟的原因吗?
注意:苯不能被酸性高锰酸钾溶液氧化。
2、苯的取代反应
书写苯与液溴、硝酸发生取代反应的化学方程式。
苯 与液溴反应 与硝酸反应
反应条件
化学反应方程式
注意事项
3、苯的磺化反应化学方程式:
4、在特殊条件下,苯能与氢气、氯气发生加成反应
反应的化学方程式: 、
[烃的衍生物]
一、乙醇的物理性质:
二、乙醇的分子结构结构式: 结构简式:
三、乙醇的化学性质
1、乙醇能与金属钠(活泼的金属)反应:
2、乙醇的氧化反应
(1)乙醇燃烧化学反应方程式:
(2)乙醇的催化氧化化学反应方程式:
(3)乙醇还可以与酸性高锰酸钾溶液或酸性重铬酸钾溶液反应,被直接氧化成乙酸。
3、醇的脱水反应
(1)分子内脱水,生成乙烯(消去反应)
化学反应方程式:
(2)分子间脱水,生成乙醚
化学反应方程式:
四、乙酸
乙酸的物理性质:
写出乙酸的结构式、结构简式。
酯化反应:酸跟醇作用而生成酯和水的反应,叫做酯化反应。
反应现象: 反应化学方程式:
1、在酯化反应中,乙酸最终变成乙酸乙酯。这时乙酸的分子结构发生什么变化?
2、酯化反应在常温下反应极慢,一般15年才能达到平衡。怎样能使反应加快呢?
3、酯化反应的实验时加热、加入浓硫酸。浓硫酸在这里起什么作用?
4为什么用来吸收反应生成物的试管里要装饱和碳酸钠溶液?不用饱和碳酸钠溶液而改用水来吸收酯化反应的生成物,会有什么不同的结果?
5为什么出气导管口不能插入碳酸钠液面下?
五、基本营养物质
1、糖类、油脂、蛋白质主要含有 元素,分子的组成比较复杂。
2、葡萄糖和果糖,蔗糖和麦芽糖分别互称为 ,由于结构决定性质,因此它们具有 性质。
点燃
点燃第二章 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
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,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。
[练习]
1. 1mol H-H键的键能是436KJ, 1mol I – I 键的键能是151KJ, 1molH-I 键的健能是299KJ。则H2(g)+I2(g)=2HI(g)的反应是( )
A. 吸热反应 B. 放热反应 C. 分解反应 D.可逆反应
2.指出下列说法的正误
A.生物体内进行的缓慢氧化反应是放热反应。 B.化学键断裂吸收的能量越多,化学键越牢固。
C.植物光合作用吸收太阳能,与化学能无关。D.柴草的燃烧与化学能无关。
3.下列反应中属吸热反应的是 ( )
A.镁与盐酸反应放出氢气 B.氢氧化钠与盐酸的反应
C.硫在空气或氧气中燃烧 D.Ba(OH)2 8H2O与NH4Cl反应
4. 下列说法不正确的是 ( )
A. 化学反应除了生成新物质外,还伴随着能量的变化 B. 放热反应不需要加热即可发生
C. 需要加热条件的化学反应都是吸热反应
D. 1mol硫酸与足量氢氧化钠发生中和反应生成水所释放的热量称为中和热。
5. 化石燃料主要包括 等,属非再生能源。
6.下列说法正确的是( )
A.需加热才能发生的反应一定是吸热反应
B.放热的反应在常温下一定易进行
C.反应是放热还是吸热是由反应物和生成物所具有的能量的相对大小决定的
D.吸热反应在一定条件下也进行
7.下列反应既是氧化还原反应,又是放热反应的是( )
A.铝与稀盐酸的反应 B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
C.灼热的碳与二氧化碳的反应 D.甲烷在氧气中的燃烧反应
8.已知反应:X+Y==M+N为放热反应,对该反应的下列说法中正确的是( )
A.X的能量一定高于M B. Y的能量一定高于N
C. X和Y的总能量一定高于M和N的总能量
D. 因为该反应为放热反应,故不必加热反应就可发生
9. 能源可化分为一级能源和二级能源。自然界以现成方式提供的能源称为一级能源;需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。氢气是一种高效而没有污染的二级能源,它可以由自然界中大量存在的水来制取:
2H2O(l)===2H2(g)+O2(g)该反应要吸收大量的热
根据上述内容回答下列问题
(1)下列叙述正确的是( )
A. 电能是二级能源 B. 水能是二级能源 C. 天然气是一级能源 D. 水煤气是一级能源
(2)关于用水制取二级能源氢气,以下研究方向下正确的是( )
A.构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质,因此可研究水不分解的情况下,使氢气成为二级能源。
B. 设法将太阳光聚集,产生高温,使水分解产生氢气。
C. 寻找高效催化剂,使水分解产生氢气,同时释放能量。
D. 寻找特殊催化剂,用于开发廉价能量,以分解水制取氢气。
10.煤中含有少量硫,如果煤中混合适量的氧化钙,则在煤的燃烧过程中,可以减少二氧化硫的排放,用化学元素方程式表示其原因。
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:
①干电池
电极反应:
负极(锌筒):Zn — 2e— = Zn2+; 正极(石墨):
总反应:Zn + + Zn2+;
②.铅蓄电池
电极反应:
负极: 正极:
③.锂电池
总反应:8Li + 3SOCl2 = 6LiCl + Li2SO4 + 2S
④.燃料电池
电极反应:
负极:2H2 + 4OH— —2e— = 4H2O 正极:O2 + 2H2O + 2e— = 4OH—
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
①、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↑
②、电解熔融氯化钠
(1)电极反应
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↑
③、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↑
④、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↑
[练习]
14. 下列说法正确的是( )
A.原电池是把电能转化为化学能的装置
B.原电池中电子流出的一极是正极发生氧化反应
C.原电池的两极发生的反应均为氧化还原反应
D.形成原电池后,原电池中的阳离子向正极移动
15. 往盛有纯Zn和稀H2SO4的容器中,滴入少量的CuSO4溶液,反应的速率大大加快。
这是因为滴入CuSO4溶液后,Zn将Cu2+置换成Cu,Cu附在Zn的表面。此时Zn、Cu和稀H2SO4形成了无数个微小的原电池。(H+在Cu表面得电子比在Zn表面更易得到电子。因为Zn周围有Zn2+,H+受Zn2+的排斥。)从而使反应速率大大加快。
16. 把a、b、c、d四种金属片浸泡在稀H2SO4中,用导线两两相连可以组成各种原电池。若a、b相连时,a为负极;c、d相连时,c为负极;a、c相连时,c为正极;b、d相连时,b为正极,则这四种金属活动性顺序由大到小为( )
A.a > b > c > d B.a > c > d > b
C.c > a > b > d D.b > d > c > a
17. 等质量的两份锌粉a、b,分别加入过量的稀H2SO4,同时向a中加入少量的CuSO4溶液,下列图表示产生H2的体积(V)与时间(t)的关系,其中正确的是:( )
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)
反应速率的单位:mol/(L s ) mol/(L min) mol/(L h)
(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) ν(A):ν(B):ν(C):ν(D) = 2 :3 :1 :4
【练习】
18. 某一反应物的浓度是2摩尔/升,经过两分钟的反应,它的浓度变成了1.6摩尔/升,求该反应的反应速率。
19. 在一定条件下N2 + 3H2 2NH3 的反应中,起始C(N2) 为2mol/L,C(H2)为5mol/L, 反应到2分钟时,测得 C(NH3 )为0.4mol/L,(1)分别用N2 、 H2、 NH3 表示反应速率。
(2)反应到2分钟时C(N2) 为_________, C(H2)_________。
2.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(对有气体物质的反应,为什么?);催化剂能改变化学反应速率。
【练习】
20.下列措施肯定能使化学反应速率增大的是( )
A.增大反应物的量 B.增大压强 C.升高温度 D.使用催化剂
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: υ(正)>υ(逆)
反应过程中:υ(正)逐渐减小,υ(逆)逐渐增大;
反应物浓度减小,生成物浓度增大
平衡时: υ(正)=υ(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:υ(正)=υ(逆)
定:各组分的浓度不再发生变化 变:如果外界条件的改变,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。
[练习]
1、高温高压催化剂条件下,3mol氢气和1mol氨气置于密闭容器中反应能够得到2mol氨
气吗?把2mol氢气和1mol氧气的混合气引燃能得到2mol水吗?为什么?
2、根据化学平衡的原理解释:为什么人工呼吸能够抢救轻度CO中毒的患者?
3、平衡状态就是可逆反应在该条件下反应进行的最大程度,这句话正确吗?
第二章 化学反应与能量
1. 化学能与热能
(1)化学反应中能量变化的主要原因:化学键的断裂和形成
(2)化学反应吸收能量或放出能量的决定因素:反应物和生成物的总能量的相对大小
a. 吸热反应: 反应物的总能量小于生成物的总能量
b. 放热反应: 反应物的总能量大于生成物的总能量
(3)化学反应的一大特征:化学反应的过程中总是伴随着能量变化,通常表现为热量变化
练习:
氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰,在反应中,破坏1molH-H键消耗的能量为Q1kJ,破坏1molO = O键消耗的能量为Q2kJ,形成1molH-O键释放的能量为Q3kJ。下列关系式中正确的是( )
A.2Q1+Q2>4Q3 B.2Q1+Q2<4Q3
C.Q1+Q2(4)常见的放热反应:
A. 所有燃烧反应; B. 中和反应; C. 大多数化合反应; D. 活泼金属跟水或酸反应;
E. 物质的缓慢氧化
(5)常见的吸热反应: A. 大多数分解反应;
氯化铵与八水合氢氧化钡的反应。
(6)中和热:(重点) A. 概念:稀的强酸与强碱发生中和反应生成1mol H2O(液态)时所释放的热量。
2. 化学能与电能
(1)原电池(重点) A. 概念:
B. 工作原理:
a. 负极:失电子(化合价升高),发生氧化反应
b. 正极:得电子(化合价降低),发生还原反应
C. 原电池的构成条件 :关键是能自发进行的氧化还原反应能形成原电池
a. 有两种活泼性不同的金属或金属与非金属导体作电极
b. 电极均插入同一电解质溶液
c. 两电极相连(直接或间接)形成闭合回路
D. 原电池正、负极的判断:
a. 负极:电子流出的电极(较活泼的金属),金属化合价升高
b. 正极:电子流入的电极(较不活泼的金属、石墨等):元素化合价降低
E. 金属活泼性的判断:
a. 金属活动性顺序表
b. 原电池的负极(电子流出的电极,质量减少的电极)的金属更活泼 ;
c. 原电池的正极(电子流入的电极,质量不变或增加的电极,冒气泡的电极)为较不活泼金属
F. 原电池的电极反应:(难点)
a. 负极反应:X-ne=Xn-
b. 正极反应:溶液中的阳离子得电子的还原反应
(2)原电池的设计:(难点)
根据电池反应设计原电池:(三部分+导线)
A. 负极为失电子的金属(即化合价升高的物质)
B. 正极为比负极不活泼的金属或石墨
C. 电解质溶液含有反应中得电子的阳离子(即化合价降低的物质)
(3)金属的电化学腐蚀
A. 不纯的金属(或合金)在电解质溶液中的腐蚀,关键形成了原电池,加速了金属腐蚀
B. 金属腐蚀的防护:
a. 改变金属内部组成结构,可以增强金属耐腐蚀的能力。如:不锈钢。
b. 在金属表面覆盖一层保护层,以断绝金属与外界物质接触,达到耐腐蚀的效果。(油脂、油漆、搪瓷、塑料、电镀金属、氧化成致密的氧化膜)
c. 电化学保护法:牺牲活泼金属保护法,外加电流保护法
(4)发展中的化学电源
A. 干电池(锌锰电池)
a. 负极:Zn -2e - = Zn 2+ b. 参与正极反应的是MnO2和NH4+
B. 充电电池 a. 铅蓄电池:
铅蓄电池充电和放电的总化学方程式
放电时电极反应:
负极:Pb + SO42--2e-=PbSO4
正极:PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e-= PbSO4 + 2H2O
b. 氢氧燃料电池:它是一种高效、不污染环境的发电装置。它的电极材料一般为活性电极,具有很强的催化活性,如铂电极,活性炭电极等。
总反应:2H2 + O2=2H2O
电极反应为(电解质溶液为KOH溶液)
负极:2H2 + 4OH- - 4e- → 4H2O
正极:O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-
3. 化学反应速率与限度
(1)化学反应速率
A. 化学反应速率的概念:
B. 计算(重点)
a. 简单计算
b. 已知物质的量n的变化或者质量m的变化,转化成物质的量浓度c的变化后再求反应速率v
c. 化学反应速率之比 = 化学计量数之比,据此计算:
已知反应方程和某物质表示的反应速率,求另一物质表示的反应速率;
已知反应中各物质表示的反应速率之比或△C之比,求反应方程。
d. 比较不同条件下同一反应的反应速率
关键:找同一参照物,比较同一物质表示的速率(即把其他的物质表示的反应速率转化成同一物质表示的反应速率)
(2)影响化学反应速率的因素(重点)
A. 决定化学反应速率的主要因素:反应物自身的性质(内因)
B. 外因: a. 浓度越大,反应速率越快
b. 升高温度(任何反应,无论吸热还是放热),加快反应速率
c. 催化剂一般加快反应速率
d. 有气体参加的反应,增大压强,反应速率加快
e. 固体表面积越大,反应速率越快
f. 光、反应物的状态、溶剂等
(3)化学反应的限度
A. 可逆反应的概念和特点
B. 绝大多数化学反应都有可逆性,只是不同的化学反应的限度不同;相同的化学反应,不同的条件下其限度也可能不同
a. 化学反应限度的概念:
一定条件下, 当一个可逆反应进行到正反应和逆反应的速率相等,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”,这种状态称为化学平衡状态,简称化学平衡,这就是可逆反应所能达到的限度。
b. 化学平衡的曲线:
c. 可逆反应达到平衡状态的标志:
反应混合物中各组分浓度保持不变
↓
正反应速率=逆反应速率
↓
消耗A的速率=生成A的速率
d. 怎样判断一个反应是否达到平衡:
(1)正反应速率与逆反应速率相等; (2)反应物与生成物浓度不再改变;
(3)混合体系中各组分的质量分数 不再发生变化;
(4)条件变,反应所能达到的限度发生变化。
化学平衡的特点:逆、等、动、定、变、同。
【典型例题】 例1. 在密闭容器中充入SO2和18O2,在一定条件下开始反应,在达到平衡时,18O存在于( )
A. 只存在于氧气中
B. 只存在于O2和SO3中
C. 只存在于SO2和SO3中
D. SO2、SO3、O2中都有可能存在
例2. 下列各项中,可以说明2HIH2+I2(g)已经达到平衡状态的是( )
A. 单位时间内,生成n mol H2的同时生成n mol HI
B. 一个H—H键断裂的同时,有2个H—I键断裂
C. 温度和体积一定时,容器内压强不再变化
D. 温度和体积一定时,某一生成物浓度不再变化
E. 温度和体积一定时,混合气体的颜色不再变化
F. 条件一定,混合气体的平均相对分子质量不再变化
化学平衡移动原因:v正≠ v逆
v正> v逆 正向 v正.< v逆 逆向
浓度: 其他条件不变, 增大反应物浓度或减小生成物浓度, 正向移动 反之
压强: 其他条件不变,对于反应前后气体,总体积发生变化的反应,增大压强,平衡向气体体积缩小的方向移动, 反之…
温度: 其他条件不变,温度升高,平衡向吸热方向移动 反之…
催化剂: 缩短到达平衡的时间,但平衡的移动无影响
勒沙特列原理:如果改变影响化学平衡的一个条件,平衡将向着减弱这种改变的方向发生移动。
一、化学能与热能
1、化学反应中能量变化的主要原因:化学键的断裂和形成.
2、化学反应吸收能量或放出能量的决定因素:反应物和生成物的总能量的相对大小
a. 吸热反应:反应物的总能量小于生成物的总能量
b. 放热反应:反应物的总能量大于生成物的总能量
3、化学反应的一大特征:化学反应的过程中总是伴随着能量变化,通常表现为热量变化
4、常见的放热反应:
A.所有燃烧反应; B.中和反应; C.大多数化合反应; D.活泼金属跟水或酸反应; E.物质的缓慢氧化
5、常见的吸热反应:
A.大多数分解反应;
氯化铵与八水合氢氧化钡的反应。
6、中和热:酸与碱发生中和反应生成1mol H2O(液态)时所释放的热量。
二、化学能与电能
1、原电池:
(1)概念
(2)工作原理:
a. 负极:失电子(化合价升高),发生氧化反应
b. 正极:得电子(化合价降低),发生还原反应
(3)原电池的构成条件:关键是能自发进行的氧化还原反应能形成原电池。
a. 有两种活泼性不同的金属或金属与非金属导体作电极
b. 电极均插入同一电解质溶液
c. 两电极相连(直接或间接)形成闭合回路
(4)原电池正、负极的判断:
a. 负极:电子流出的电极(较活泼的金属),金属化合价升高
b. 正极:电子流入的电极(较不活泼的金属、石墨等),元素化合价降低
(5)金属活泼性的判断:
a. 金属活动性顺序表
b. 原电池的负极(电子流出的电极,质量减少的电极)的金属更活泼;
c. 原电池的正极(电子流入的电极,质量不变或增加的电极,冒气泡的电极)为较不活泼金属
(6)原电池的电极反应:a. 负极反应:X-ne=Xn-;b. 正极反应:溶液中的阳离子得电子的还原反应
2、原电池的设计:根据电池反应设计原电池:(三部分+导线)
A. 负极为失电子的金属(即化合价升高的物质)
B. 正极为比负极不活泼的金属或石墨
C. 电解质溶液含有反应中得电子的阳离子(即化合价降低的物质)
3、金属的电化学腐蚀
(1)不纯的金属(或合金)在电解质溶液中的腐蚀,关键形成了原电池,加速了金属腐蚀
(2)金属腐蚀的防护:
a. 改变金属内部组成结构,可以增强金属耐腐蚀的能力。如:不锈钢。
b. 在金属表面覆盖一层保护层,以断绝金属与外界物质接触,达到耐腐蚀的效果。(油脂、油漆、搪瓷、塑料、电镀金属、氧化成致密的氧化膜)
c. 电化学保护法:牺牲活泼金属保护法,外加电流保护法
4、发展中的化学电源
(1)干电池(锌锰电池)
a. 负极:Zn -2e - = Zn 2+
b. 参与正极反应的是MnO2和NH4+
(2)充电电池
a. 铅蓄电池:铅蓄电池充电和放电的总化学方程式
放电时电极反应:
负极:Pb + SO42--2e-=PbSO4
正极:PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e-= PbSO4 + 2H2O
b. 氢氧燃料电池:它是一种高效、不污染环境的发电装置。它的电极材料一般为活性电极,具有很强的催化活性,如铂电极,活性炭电极等。
总反应:2H2 + O2=2H2O
电极反应为(电解质溶液为KOH溶液)
负极:2H2 + 4OH- - 4e- → 4H2O
正极:O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-
化学反应速率与限度
一、化学反应速率
(1)化学反应速率的概念:
(2)计算
a. 简单计算
b. 已知物质的量n的变化或者质量m的变化,转化成物质的量浓度c的变化后再求反应速率v
c. 同一方程式,化学反应速率之比 = 化学计量数之比,据此计算
已知反应方程和某物质表示的反应速率,求另一物质表示的反应速率;
已知反应中各物质表示的反应速率之比或△C之比,求反应方程。
d. 比较不同条件下同一反应的反应速率
关键:找同一参照物,比较同一物质表示的速率(即把其他的物质表示的反应速率转化成同一物质表示的反应速率)
二、影响化学反应速率的因素
(1)决定化学反应速率的主要因素:反应物自身的性质(内因)
(2)外因:
a. 浓度越大,反应速率越快
b. 升高温度(任何反应,无论吸热还是放热),加快反应速率
c. 催化剂一般加快反应速率
d. 有气体参加的反应,增大压强,反应速率加快
e. 固体表面积越大,反应速率越快
f. 光、反应物的状态、溶剂等
三、化学反应的限度
1、可逆反应的概念和特点
2、绝大多数化学反应都有可逆性,只是不同的化学反应的限度不同;相同的化学反应,不同的条件下其限度也可能不同
a. 化学反应限度的概念:
一定条件下,当一个可逆反应进行到正反应和逆反应的速率相等,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”,这种状态称为化学平衡状态,简称化学平衡,这就是可逆反应所能达到的限度。
b. 化学平衡的曲线:
c. 可逆反应达到平衡状态的标志:
反应混合物中各组分浓度保持不变
↓
正反应速率=逆反应速率
↓
消耗A的速率=生成A的速率
d. 怎样判断一个反应是否达到平衡:
正反应速率与逆反应速率相等;反应物与生成物浓度不再改变;混合体系中各组分的质量分数不再发生变化;条件变,反应所能达到的限度发生变化。
化学平衡的特点:逆、等、动、定、变。
3、化学平衡移动原因:v正≠ v逆
v正 > v逆 正向 v正 < v逆 逆向
浓度:其他条件不变,增大反应物浓度或减小生成物浓度,正向移动;反之…
压强:其他条件不变,对于反应前后气体,总体积发生变化的反应,增大压强,平衡向气体体积缩小的方向移动;反之…
温度:其他条件不变,温度升高,平衡向吸热方向移动;反之…
催化剂:缩短到达平衡的时间,但平衡的移动无影响
勒沙特列原理:如果改变影响化学平衡的一个条件,平衡将向着减弱这种改变的方向发生移动。
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