目 录
模块一 基本概念和基础理论
专题一 物质组成、性质和分类 化学用语 …………………………………………(1)
专题二 氧化还原反应 ………………………………………………………………(10)
专题三 离子反应和离子方程式 ……………………………………………………(15)
专题四 热化学反应和热化学方程式 ………………………………………………(22)
专题五 元素周期律和元素周期表 …………………………………………………(27)
专题六 化学平衡 ……………………………………………………………………(37)
专题七 电离平衡 ……………………………………………………………………(44)
专题八 电化学基础知识 ……………………………………………………………(48)
模块二 元素及其化合物
专题九 非金属元素及其化合物 ……………………………………………………(55)
专题十 金属元素及其化合物 ………………………………………………………(65)
专题十一 无机框图推断 ………………………………………………………………(72)
模块三 有机化学
专题十二 有机物的组成、结构和性质 ………………………………………………(82)
专题十三 有机推断与合成 ……………………………………………………………(91)
模块四 化学实验
专题十四 实验仪器和实验操作………………………………………………………(101)
专题十五 物质的检验、分离和提纯…………………………………………………(110)
模块五 化学计算
专题十六 以物质的量为中心的计算…………………………………………………(117)
专题十七 化学综合计算………………………………………………………………(121)
专题十八 化学计算常用解题方法和技巧……………………………………………(127)
必须掌握的化学思想与学习方法
1、守恒意识——三大守恒:①质量守恒;②电荷守恒;③得失电子守恒。
2、平衡意识——勒夏特列原理适用于一切平衡体系(化学平衡、电离平衡、水解平衡、溶解平衡等)。
3、整体性原则——学会从整体出发,全方位、多角度综合考虑问题。
4、合理性原则——要学会运用常识、常理解题,要学会识别社会常理。杜绝不合逻辑的常识性错误。
5、组成分析——学会组合与拆分;掌握反应物、生成物的分子组成和变化。
6、特征反应——关注典型反应,注重解决问题的突破口、题眼、关键字。
7、具体化方法——将抽象的问题具体化可以使问题意外地变得简单。
8、绿色化学思想——①原子经济性;②杜绝污染源。 高三化学备课组
模块一 基本概念和基础理论
专题一 物质的组成、性质和分类 化学用语
【命题趋向】
1.高考试题中常用选择题来考查考生对同素异形体、同分异构体、同位素和核素、无机反应和有机反应的分类、化合价、原子结构等基本概念的理解程度。高考中常会以化学学科中的重要概念来考测考生对化学基础概念的理解和辩折能力。
2.无论是基础型试题还是能力型试题,问题的答案大多会要求考生用化学方程式、离子方程式、热化学方程式、化学式、结构简式等基本化学用语来表述答案,每年的高考化学试题的答案中化学用语占有很大的比例。可以说,熟练掌握化学用语、理解这类化学用语的含义非常重要。
3.相对原子质量、相对分子质量、物质的量,气体摩尔体积等重要基本概念,无论是化学概念辩折题还是化学计算题中必须要用到这些重要概念。
【主干知识整合】
一、物质的组成
1.物质的组成关系
原子、分子、离子都是保持化学性质的一种微粒
2.分子、原子、离子的比较
微粒
概念
构成物质的类别及部分代表物
原子
化学变化中最小的微粒
1.少数非金属单质:金刚石、晶体硅
2.某些非金属化合物:二氧化硅等
分子
保持物质化学性质的一种微粒
1.非金属单质:氧气、氢气、稀有气体等
2.非金属氢化物、酸酣、含氧酸、有机物等
离子
原子失去或得到电子得到的带电的微粒
金属氧化物、强碱、大多数盐
3.阴阳离子与自由基团
离子
基团
定义
带电的原子或原子团
化学中对原子团和基的总称
区别
带有正电荷或负电荷
不带电,为缺电子物质,呈电中性
联系
两者通过得失电子可以互相转化
实例
OH- NO2- Cl- CH3+
-OH -NO2 -Cl -CH3
4.同素异形体与同位素、同系物、同分异构体的区别
内涵
比较的
对象
分子式
结构
性质
同位素
质子数相同、中子数不同的核素(原子)互称为同位素
核素
(原子)
符号表示不同,如H、D、T
电子排布相同,原子核结构不同
物理性质不同、化学性质相同
同素异形体
同一元素组成的不同单质,称这种元素的同素异形体
单质
元素符号表示相同,分子式可不同,如石墨与金刚石、O2与O3
单质的组成或结构不同
物理性质不同,化学性质相似
同系物
结构相似,分子组成相差一个或若干个CH2原子团的有机物,互称为同系物
有机
化合物
不同
结构相似,官能团类型与数目相同
物理性质不同,化学性质相似
同分异构体
分子式相同、结构不同的化合物互称为同分异构体
有机
化合物
相同
不同
物理性质不同,化学性质不一定相同
二、物质的分类
无机化合物的分类
1.按组成性质分类:
2.按微粒间成键种类分类
化合物分为共价化合物如CO2,SiO2和离子化合物如NaCl、NH4Cl
3.按能否电离来分类
将化合物分为电解质和非电解质,电解质又分为强电解质和弱电解质。
4.胶体的分类:
分散剂是液体——液溶胶。如Al(OH)3胶体,蛋白质胶体
(1)按分散剂的状态分 分散剂是气体——气溶胶。如雾、云、烟
分散剂是固体——固溶胶。如烟水晶、有色玻璃。
粒子胶体——胶粒是许多“分子”的集合体。如Fe(OH)3胶体。
(2)按分散质的粒子分
分子胶体——胶粒是高分子。如淀粉溶胶,蛋白质胶体等。
5.从不同角度对化学反应进行分类及相对应的表示方式
分类角度
反应类型
表示方法
基本反应类型
分解反应、化合反应、置换反应、复分解反应
化学方程式
有无电子转移
氧化还原反应、非氧化还原反应
氧化还原反应方程式(单线桥法、双线桥法)
半反应(原电池反应和电解反应中的电极反应)
是否有离子参加
离子反应、分子反应
离子方程式
反应程度大小
可逆反应、不可逆反应
可逆符号
按热效应分
吸热反应、放热反应
热化学方程式
三、化学用语
1.四种符号
(1)元素符号:
①表示一种元素(宏观上)。②表示一种元素的一个原子(微观上)。③表示该元素的相对原子质量。
(2)离子符号:在元素符号右上角标明电荷数及电性符号(正负号),“l”省略,如:Ca2+、SO42ˉ、C1ˉ、Na+ …
(3)价标符号:在元素符号正上方标化合价、正负写在价数前。“l”不能省。如:、、、…
(4)核素符号:如27 13Al、32 16S、16 8O左上角为质量数,左下角为质子数。
2.物质中元素化合价的确定
(1)分子中各元素化合价代数和为零,
(2)离子中各元素化合价代数和等于离子所带的电荷数。
3.化学式
用元素符号表示物质组成的式子称成为化学式。根据物质的组成以及结构特点,化学式可以是分子式、实验式、结构简式等。不同的化学式所表示的意义有区别。
离子化合物的化学式表示离子化合物及其元素组成,还表示离子化合物中阴、阳离子最简单的整数比,同时也表示离子化合物的化学式量。例如,氢氧化钡这种物质及其组成元素是钡、氢、氧3种元素,化学式还表示了Ba2+与OH?的个数比是1:2,它的化学式量为171。
过氧化钠的化学式是Na2O2,但不能写成NaO,在过氧化钠中实际存在的离子是O22?离子,且Na+:O22?为2:1,所以,过氧化钠的化学式只能用Na2O2表示。
某些固体非金属单质及所有的金属单质因组成、结构比较复杂,它们的化学式只用元素符号表示。
4.分子式
用元素符号表示物质分子组成的式子。
一般分子式是最简式的整数倍,多数无机物二者是一致的。但也有例外,如最简式为NO2的分子可能是NO2,也可能是N2O4。
有些单质、原子晶体和离子晶体通常情况下不存在简单分子,它的化学式则表示这种晶体中各元素的原子或离子数目的最简整数比,不是分子式。如C、SiO2、CsCl、Na2CO3、2CaSO4·H2O等。
分子式的意义
例如:硫酸的分子式是H2SO4,它表示硫酸这种物质,也表示了硫酸的一个分子及分子是由2个氢原子、1个硫原子、4个氧原子组成。H2SO4同时也表示它的相对分子质量为98
5.实验式
实验式也称最简式。仅表示化合物中各元素原子个数比的式子。
有机物往往出现不同的化合物具有相同的实验式。如乙炔和苯的实验式是CH,甲醛、乙酸、乳酸和葡萄糖等的实验式是CH2O。已知化合物的最简式和相对分子质量,则可确定它的分子式;如乙酸最简式CH2O,式量为60,所以乙酸分子式为C2H4O2。
6.电子式
在元素符号周围用“ · ”或“ × ”表示其最外层电子数的式子。原子的最外层电子应尽可能分写在元素符号的“上、下、左、右”四个方位,每个方位不超过2个电子。
(1)用电子式表示阴离子时要用[ ]括起,电荷数标写在括号外面的右上角。注意NH4+、H3O+等复杂阳离子电子式的书写。
(2)书写简单离子构成的离子化合物的电子式时可以遵循下面几点:
①简单阳离子的电子式即是离子符号。
②简单阴离子的电子式即是元素符号周围有8个小圆点外加[ ]及电荷数。
③阴、阳离子交替排列。如:
(3)注意各原子的空间排序及孤对电子、单电子的存在。如:
(4)用电子式表示某物质形成过程,要注意“左分右合箭头连”的原则。如:
(5)基的电子式不带电荷;如:
(6)另外,各电子式的书写还应注意力求均匀、对称、易识别。
[练习] 写出下列常见物质的电子式:Na2O、NaOH、Na2O2、H2O2 、HCl、、N2、NH3、
O2、H2O、CO2、CH4、CCl4、MgCl2、O2、OH-、-OH、-CH3
7.结构式
用一根短线代替一对共用电子对所得的式子(没有成键的电子不画出)。
氢气(H2) H—H 氮气(N2) N≡N
氨(NH3) 次氯酸(HClO) H—O—Cl
用结构式表示有机物的分子结构更具有实用性,并能明确表达同分异构体,例如:
乙酸(C2H4O2) 甲酸甲酯(C2H4O2)
8.结构简式
它是结构式的简写,一般用于有机物,书写时应将分子中的官能团表示出来,它可以把连接在相同原子的相同结构累加书写,也不需把所有的化学键都表示出来。要注意原子的连接顺序及不饱和键,
如:硝基 或 ;碳碳不饱和键不能省略;如C2H4应写成: 而不能写成: 。
9、原子、离子结构示意图
用以表示原子核电荷数及核外电子排布的简图,如氯原子结构简图为:
原子的核电荷数等于核外电子数;离子的核电荷数不等于核外电子数;
阳离子核电荷数大于核外电子数;阴离子核电荷数小于核外电子7数;
二者差值等于离子所带电荷数。
[练习] ①、画出10-20号元素的原子结构示意图;
②、画出下列离子结构示意图:Li+、O2-、F-、Na+、Mg2+、Al3+、S2-、Cl- 。
10.方程式的书写
⑴ 方程式书写注意点:
①符合实验事实并配平; ②必须注明反应条件,尤其是有机化学方程式;
③“”、“ ↑”、“↓”等符合的应用要正确。
⑵ 电离方程式
①强电解质的电离写“==”号。酸式盐阴离子(除HSO4-)均不能拆写出H+。
②弱电解质的电离写“ ”号,注意弱酸的一个电离方程式只能电离出一个H+,分步书写;弱碱一般一个电离方程式即写出所有OH-;如:H2CO3 2H++CO32-(×);应分步写;
Al(OH)3 Al3++3OH-(√) NaHSO4(水溶液)= NaHSO4(熔融)=
⑶ 水解方程式
①一般写“”号,无“ ↑”和“↓”;但100%(完全)水解写“==”号,产物出现“ ↑”和“↓”;如:Al3++3HCO3-==Al(OH)3↓+3CO2↑
②强碱弱酸盐水解一般一个水解方程式只结合一个H+或产生一个OH-,即分步书写;
③强酸弱碱盐水解一般只用一个水解方程式表示。
④实验室制Fe(OH)3胶体的水解方程式必须写“===”号,产物注明“胶体”,无“ ↑”和“↓”。如:Fe3++3H2O===Fe(OH)3(胶体)+3H+
⑷ 电极反应式
写“===”号,出现“ ↑”,但无“↓”;注明电极名称,要写得(+ne-)或失(-ne-)电子数,若电极附近某离子能和电极产物反应,则一般合并写在电极反应式中
【典例精析】
1. 下列说法都正确的是. ( )
① 江河入海口三角洲的形成通常与胶体的性质有关
② 四川灾区重建使用了大量钢材,钢材是合金
③ “钡餐”中使用的硫酸钡是弱电解质
④ 太阳能电池板中的硅在元素周期表中处于金属与非金属的交界位置
⑤ 常用的自来水消毒剂有氯气和二氧化氮,两者都含有极性键
⑥ 水陆两用公共汽车中,用于密封的橡胶材料是高分子化合物
A. ①②③④ B. ①②④⑥ C. ①②⑤⑥ D. ③④⑤⑥【答案】B
【解析】根据胶体的性质①正确;钢材是铁和碳的合金,②正确;“钡餐”是硫酸钡,但硫酸钡是强电解质,因为尽管硫酸钡是难溶物但溶于水的部分确实完全电离的 ③错;硅元素位于周期表第三周期第ⅣA主族,是处于金属与非金属的交界处,④正确;氯气是由非极性键组成的单质,⑤错;橡胶是高分子化合物,⑥正确
2.下列叙述中正确的是 ( )
A.酸酐一定是酸性氧化物 B.碱性氧化物一定是金属氧化物
C.金属氧化物一定是碱性氧化物 D.非金属氧化物一定是酸性氧化物
【解析】酸酐是含氧酸失水后的产物。如:乙酸的酸酐为(CH3CO)2O,可见酸酐不一是氧化物;碱性氧化物和金属氧化物,非金属氧化物和酸性氧化物是不同分类原则指导下的不同分类,它们可能相容、相交、相对。如:在金属氧化物中,Al2O3是两性氧化物,Mn2O7(HMnO4的酸酐) 为酸性氧化物,可见金属氧化物不一定是碱性氧化物,非金属氧化物中,CO、NO等属不成盐氧化物【答案】B
3.某合作学习小组讨论辨析以下说法:①粗盐和酸雨都是混合物;②沼气和水蒸气都是可再生能源;③冰和干冰既是纯净物又是化合物;④不锈钢和目前流通的硬币都是合金;⑤盐酸和食醋既是化合物又是酸;⑥纯碱和熟石灰都是碱;⑦豆浆和雾都是胶体。上述说法正确的是 ( )
A.①②③④ B.①②⑤⑥ C.③⑤⑥⑦ D.①③④⑦
【解析】1.显然正确;2.沼气属于可再生资源。水煤气由炽热的煤同水蒸气反应制得,而煤为不再生资源,所以水煤气为不可再生资源,故错误; 3.冰为固态水,干冰为固态CO2,均为纯净物和化合物,正确; 4.显然正确。 5.盐酸和食醋为混合物,不是化合物,错误; 6.纯碱为Na2CO3不是碱,错误; 7.豆浆和雾都能发生丁达尔现象,均属于胶体,正确。综上所述,选D【答案】D
4.下列变化或过程属于物理变化的是( )
A.激光法蒸发石墨得C60 B.渗析法净化氢氧化铁胶体
C.鸡蛋白遇浓硝酸显黄色 D.用铂丝蘸取NaCl固体进行焰色反应
【解析】本题考查了物理变化和化学变化的概念辨析。化学变化所能实现的仅是原子与分子(或离子)的相互转化,在整个过程中,原子不会发生改变。物理变化指没有生成其它物质的变化高【答案】BD
5.物质分类的依据通常有组成和性质,下列物质分类中,只考虑组成的是 ( )
A.Na2SO4是钠盐、硫酸盐、正盐
B.HNO3是一元酸、强酸、挥发性酸
C.Mg(OH)2是二元碱、难溶性碱、中强碱
D.Al2O3是两性氧化物、金属氧化物、最高价氧化物
【解析】A项都是根据其组成而划分的,;B项根据组成分为一元酸,而依据不同性质可
分为强酸和挥发性酸;C中的难溶性碱、中强碱是根据其不同性质划分的;D Al2O3依据
不同性质可分别属于两性氧化物、最高价氧化物【答案】A
【专题训练】
1.日常生活中常用下列方法处理相关问题,其中不涉及化学变化的是( )
A.用明矾净化河水
B. 蜂蚁螫咬处涂抹稀氨水以消除疼痛
C.用食醋蒸熏对房间消毒杀菌
D. 硫酸钡作X光透视肠胃的药剂
2.C60与现代足球有很相似的结构,它与石墨互为( )
A. 同位素 B. 同素异形体 C. 同分异构体 D. 同系物
3.化学科学需要借助化学专用语言来描述,下列有关化学用语正确的是( )
4.下列说法正确的是( )
A.硫酸、纯碱、醋酸钠和生石灰分别属于酸、碱、盐和氧化物
B.洒精、硫酸钡和水分别属于电解质、强电解质和弱电解质
C.Mg、Al、Cu可以分别用置换法、直接加热法和电解法冶炼得到
D.天然气、沼气和水煤气分别属于化石能源、可再生能源和二次能源
5.下列各项中表达正确的是( )
A.F原子结构示意图: B.CO2的分子模型:
C.HCl电子式为: D.NH3的结构式:
6.氢元素与其他元素形成的二元化合物称为氢化物,下面关于氢化物的叙述正确的是( )
A.一个D2O分子所含的中子数为8 B.NH3的结构式为H——H
C.HCl的电子式为H+[]- D.HClO的电子式为
7. 下列叙述正确的是 ( )
A.金属与盐溶液反应都是置换反应
B.阴离子都只有还原性
C.与强酸、强碱都反应的物质只有两性氧化物或两性氢氧化物
D.分子晶体中都存在范德华力,可能不存在共价键
8.关于物质分类的正确组合 ( )
分类
组合
碱
酸
盐
碱性氧化物
酸性氧化物
A
Na2CO3
H2SO4
NaHCO3
SiO2
CO2
B
NaOH
HCl
NaCl
Na2O
CO
C
NaOH
CH3COOH
MgCl2
Na2O2
SO2
D
KOH
HNO3
CaCO3
CaO
SO3
9. 下列有关说法中正确的是( )
A.16O、17O、18O属于同位素 B.N60和N2互为同系物
C.O2和O3、H2和D2、HO和HO都互为同素异形体
D.CH2O2、C2H4O2、C3H6O2、C4H8O2互为同系物,乙二醇、丙三醇、苯甲醇也互为同系物
10. 分类方法在化学学科的发展中起到了非常重要的作用。下列分类标准合理的是( )
①根据酸分子中含有的氢原子个数将酸分为一元酸、二元酸等
②根据反应中是否有电子的转移将化学反应分为氧化还原反应和非氧化还原反应
③根据分散系是否具有丁达尔现象将分散系分为溶液、胶体和浊液
④根据反应中的热效应将化学化学反应分为放热反应和吸热反应
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
11.下列有关物质分类的说法正确的是( )
A.构成H2O、CCl4、PCl5、N2分子的原子都满足最外层8电子结构
B.纯碱、烧碱、碱式碳酸铜都属于碱类物质
C.煤、石油和天然气都属于化石能源
D.CH2Cl2、CH4O、C3H6O2一定是纯净物
12.用适当的化学用语填空:
⑴①一个铜原子 ②3个铝离子__________ ③4个质子
④铵根离子中氮元素的化合价 ⑤氧化铁
⑥硝酸银 ⑦CO32-中数字“2”的含义_________________________
⑧写出一种质子数为9且电子数为10的微粒符号 。
⑵某粒子M2+核外有10个电子,其核内中子数为12,则M元素的相对原子质量为 。
⑶一个A原子的质量为a克,一个氧原子的质量为b克,现以氧原子质量的为标准,则AO2的相对分子质量为 。
13.元素周期律是学习和研究化学的重要工具。下表是元素周期表的部分信息:
1H
氢
2He
氦
3Li
锂
4Be
铍
……
5B
硼
6C
碳
7N
氮
8O
氧
9F
氟
10Ne
氖
llNa
钠
12Mg
镁
……
13A1
铝
14Si
硅
15P
磷
XS
硫
17C1
氯
18Ar
氩
19K
钾
20Ca
钙
……
认真分析信息,回答:
(1)地壳中含量最多的金属元素的原子序数是 ;
(2)分析上表规律,可推知,表中X= ;
(3)表示的是(写粒子符号)
(4)写出一个由1、7、17号三种元素组成的化合物的化学式 。
14.找出物质之间的相互联系和区别,从中发现规律,这是我们学好化学的一种基本方法。下面是五种含氮元素物质的化学式:
a.N2 b.NH3 c.N2O4 d.N2O e.HNO3
请你回答:
(1)五种物质中氮元素的化合价由低到高的顺序是__ __(用序号表示)。
(2)仔细观察,在这五种物质中,你还可以发现其它几个规律,请你写出其中一个,并排列成序(排列顺序用序号表示):
规律:______________________________________;排序:_______________________。
15.物质的分离是化学研究中常用的方法,填写下列物质分离时需使用的方法(不必叙述操作细节)高考资
(1)两种互不相溶的液体的分离 。
(2)固体和液体的分离 。
(3)含固体溶质的溶液中除去部分溶剂 。
(4)胶体中分离出可溶电解质 。
(5)几种沸点相差较大的互溶液体的分离 。
专题二 氧化还原反应
【主干知识整合】
一.了解基本概念
二.氧化还原反应的一般规律
1、表现性质规律
同种元素具有多种价态时,一般处于最高价态时只具有氧化性、处于最低价态时只具有还原性、处于中间可变价时既具有氧化性又具有还原性。
2、性质强弱规律
氧化剂 + 还原剂 = 还原产物 + 氧化产物
氧化剂得电子 → 还原产物 还原剂失电子 → 氧化产物
氧化性:氧化剂>氧化产物; 还原性:还原剂>还原产物
3、反应先后规律
在浓度相差不大的溶液中,同时含有几种还原剂时,若加入氧化剂,则它首先与溶液中最强的还原剂作用;同理,在浓度相差不大的溶液中,同时含有几种氧化剂时,若加入还原剂,则它首先与溶液中最强的氧化剂作用。例如,向含有FeBr2溶液中通入Cl2,首先被氧化的是Fe2+
4、价态归中规律
含不同价态同种元素的物质间发生氧化还原反应时,该元素价态的变化一定遵循“高价+低价→中间价”的规律。
5、电子守恒规律
在任何氧化—还原反应中,氧化剂得电子(或共用电子对偏向)总数与还原剂失电子(或共用电子对偏离)总数一定相等。
三.氧化性、还原性大小的比较
1、由元素的金属性或非金属性比较
a、金属阳离子的氧化性随其单质还原性的增强而减弱
b、非金属阴离子的还原性随其单质的氧化性增强而减弱
2、由反应条件的难易比较 不同的氧化剂与同一还原剂反应时,反应条件越易,其氧化剂的氧化性越强。
如:2KMnO4+ 16HCl = 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2↑ + 8H2O(常温)
MnO2 + 4HCl(浓)= MnCl2 + Cl2↑ +2H2O (加热)
前者比后者容易发生反应,可判断氧化性:KMnO4>MnO2。同理,不同的还原剂与同一氧化剂反应时,反应条件越易,其还原剂的还原性越强。
3、根据被氧化或被还原的程度不同进行比较
当不同的氧化剂与同一还原剂反应时,还原剂被氧化的程度越大,氧化剂的氧化性就越强。如:
2Fe + 3Cl22FeCl3,S + Fe FeS ,
根据铁被氧化程度的不同(Fe3+、Fe2+),可判断氧化性:Cl2>S。同理,当不同的还原剂与同一氧化剂反应时,氧化剂被还原的程度越大,还原剂的还原性就越强。
4、根据反应方程式进行比较
氧化剂+还原剂=还原产物+氧化产物
氧化性:氧化剂>氧化产物; 还原性:还原剂>还原产物
5、根据元素周期律进行比较
一般地,氧化性:上>下,右>左; 还原性:下>上,左>右。
6、某些氧化剂的氧化性或还原剂的还原性与下列因素有关:
温度:如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。
浓度:如浓硝酸的氧化性比稀硝酸的强。
酸碱性:如中性环境中NO3-不显氧化性,酸性环境中NO3-显氧化性;又如KMnO4溶液的氧化性随溶液的酸性增强而增强。
温馨强调:物质的氧化性或还原性的强弱只决定于得到或失去电子的难易,与得失电子的多少无关。
四.氧化还原反应的相关计算
基本方法——得失电子守恒法:
对于氧化还原反应的计算,关键是氧化还原反应的实质——得失电子守恒,列出守恒关系求解,即n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值=n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值。
【典例精析】
1.常温下,往H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液,可发生如下两个反应:
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,2Fe3++H2O2=2Fe2++O2↑+H+,下列说法正确的是( )
A.H2O2的氧化氢比Fe3+强,其还原性比Fe2+弱
B.在H2O2分解过程中,溶液的pH逐渐下降
C.在H2O2分解过程中, Fe2+和Fe3+的总量保持不变
D.H2O2生产过程要严格避免混入Fe2+
【解析】由氧化还原反应的强弱律可知,氧化性是氧化剂大于氧化产物,还原性是还原剂大于还原产物,由方程一可知,氧化剂H2O2氧化性比氧化产物Fe3+强,由方程二可知,还原剂H2O2还原性比,原产物为Fe2+强,所以A错误;方程一和方程二相加,即H2O2分解生成H2O和O2,H2O2呈弱酸性,所以随着反应进行,pH升高,B错误;H2O2分解Fe3+或Fe2+作催化剂,所以总量不变,C正确;因为Fe2+可导致H2O2分解,所以H2O2生产过程要避免混入Fe2+,D正确。
2.锌与很稀的硝酸反应生成硝酸锌、硝酸铵和水。当生成1 mol硝酸锌时,被还原的硝酸的物质的量为 ( )
A.2 mol B.1 mol C.0.5 mol D.0.25 mol
【解析】:此题主要考查氧化还原反应的配平:Zn+HNO3(稀)Zn(NO3)2+NH4NO3+H2O,Zn:0→+2,化合价改变值为:(2-0)×1=2,N:+5→-3,化合价的改变值为:(5+3)×1=8,根据化合价升降总值相等得:在Zn(NO3)2前配4,NH4NO3前配1,然后根据反应前后各元素的原子个数相等,找出其他物质的系数。配平后的化学方程式为:4Zn+10HNO3(稀)===4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O,当生成1mol的Zn(NO3)2时,被还原的HNO3为0.25mol 【答案】D
3.钢铁生锈过程发生如下反应:
①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2;
②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;
③2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O。
下列说法正确的是( )
A.反应①、②中电子转移数目相等
B.反应①中氧化剂是氧气和水
C.与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀
D.钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀
【解析】反应①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2中的氧化剂是O2,1molO2在反应中得到4mol电子,同样在反应②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3中氧化剂也是O2,而且两个反应中氧气的系数都是1,因此得到的电子均是4mol,故A选项正确B选项错误。钢质水管与铜质水龙头连接后形成原电池,其中钢质水管做负极被腐蚀,故C选项错误。钢铁在潮湿的空气中容易发生电化学腐蚀,而且主要是发生吸氧腐蚀,因此D选项错误。【答案】A
4. 一个完整的氧化还原反应方程式可以拆开,写成两个“半反应式”,一个是“氧化反应式”,一个是“还原反应式”。如2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,可拆写为氧化反应式:Cu-2e-===Cu2+,还原反应式:2Fe3++2e-=== 2Fe2+。据此,回答下列问题:
⑴将反应Zn+2H+ === Zn2++H2↑拆写为两个“半反应式”:
氧化反应式: ,还原反应式: 。
⑵将反应3NO2+H2O == 2H++2NO3—+NO拆写为两个“半反应式”:
氧化反应式: ,还原反应式: 。
⑶已知某反应的两个“半反应式”为:
CH4+10 OH--8e-===CO32-+7H2O, O2+2H2O+4e-=== 4OH—,
则氧化还原反应方程式为 。
【解析】⑵注意电子得失守恒、粒子数目守恒以及物质的选择与系数调整。在反应3NO2+H2O ===2 H++2 NO3—+NO中,只有1个NO2分子作氧化剂,有2个NO2分子作还原剂。2个NO2分子变为2个NO3-离子时,需2个H2O分子提供2个O原子,2个 H2O分子中的4个H原子则变为4个 H+离子。1个NO2分子变成1个NO分子时,另1个O原子需要与2个 H+离子结合成水。所以,有以上“半反应”。⑶前式 + 后式×2即得。
【答案】⑴Zn-2e-=== Zn2+,2 H++2e-=== H2 。
⑵2NO2+2H2O-2e-=== 4H++2 NO3-;NO2+2 H++2e-=== NO+H2O
⑶CH4+2O2+2OH—=== CO32-+3H2O
【专题训练】
1.下列反应属于氧化还原反应,但水既不作氧化剂也不作还原剂的是 ( )
A.CO2+H2OH2CO3 B.2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
C.3Fe+4H2O(g) Fe2O4+4H2 D.2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
2.已知A2O可将B2-氧化为B单质,A2O则被还原为A3+,又知100mL的0.3mol/L的A2O与150mL的0.6mol/L B2-恰好完全反应,则A2O中的n值为 ( )
A.4 B.5 C.6 D.7
3.吸进人体内的氧有2%转化为氧化性极强的活性氧,这些活性氧能加速人体衰老,被称为“生命杀手”。中国科学家尝试用Na2SeO3清除人体内活性氧,Na2SeO3的作用是( )
A.还原剂 B.氧化剂
C.既是氧化剂又是还原剂 D.既不是氧化剂又不是还原剂
4.Cl2在70℃的NaOH水溶液中,能同时发生两个自身氧化还原反应,反应完全后测得溶液中NaClO和NaClO3的物质的量比为4∶1,则溶液中NaCl和NaClO的物质的量之比为:( )
A.9∶4 B.5∶1 C.11∶2 D.1∶1
5.被称为万能还原剂的NaBH4溶于水并和水发生反应:NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2↑,下列说法中正确的是(NaBH4中H为-1价) ( )
A.被氧化的元素与被还原的元素质量比为1︰1 B.NaBH4是氧化剂,H2O是还原
C.硼元素被氧化,氢元素被还原 D. NaBH4既是氧化剂又是还原剂
6. 在浓盐酸中H3AsO3与SnCl2反应的离子方程式为:
3SnCl2+12Cl-+2H3AsO3+6H+=2As+3SnCl62-+6M
关于该反应的说法中正确的组合是( )
① 氧化剂是H3AsO3;② 还原性:Cl->As;③ 每生成7.5gAs,还原剂失去的电子为0.3?mol;④ M为OH-;⑤ SnCl62-是氧化产物。
A.①③⑤ B.①②④⑤ C.①②③④ D.只有①③
7.有Fe2+、NO3-、Fe3+、NH4+、H+和H2O六种粒子,分别属于同一氧化还原反应中的反应物和生成物,下列叙述不正确的是 ( )
A.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1︰8
B.该过程说明Fe( NO3)2溶液不宜加酸酸化
C.若有l mol NO3-发生氧化反应,则转移8mol e-
D.若把该反应设计为原电池,则负极反应为Fe2+-e-=Fe3+
8.已知硫酸亚铁溶液中加入过氧化钠时发生反应:
4Fe2++4Na2O2+6H2O = 4Fe(OH)3↓+O2↑+8Na+ 则下列说法正确的是 ( )
A.该反应中Fe2+是还原剂,O2是还原产物
B.4molNa2O2在反应中共得到8NA的电子
C.Fe(OH)3是氧化产物,每生成4mol Fe(OH)3反应过程中共转移电子6mol
D.反应过程中可以看到白色沉淀转化为灰绿色再转化为红褐色沉淀
9.CuCl2溶液中含有少量杂质FeCl2,为制备纯净的CuCl2·2H2O晶体,拟定实验步骤如下图所示:
请回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中,将Fe2+转化为Fe3+最好选用下列氧化剂中的 (填字母)。
A.K2Cr2O7 B.NaClO C.H2O2
该反应的离子方程式为 。
(2)在步骤Ⅱ中,①加入Y的目的是为了调节溶液的酸度以促使Fe3+沉淀完全,Y可以是下列物质中的 (填字母);
A.NaOH B.Cu C.Cu2(OH)2CO3
②江河入海口处易形成沙洲的原因是江水中的胶粒遇海水中的电解质发生凝聚。将步骤Ⅱ中沉淀制成胶体后,再逐滴加入稀硫酸可能看到的现象是 。
(3)步骤Ⅲ应控制的实验条件是 。
10.(1)配平氧化还原反应方程式:
__ C2O42—+__MnO4—+__H+= __CO2+__Mn2++__H2O
(2)称取6.0 g含H2C2O4·2H2O、KHC2O4和K2SO4的试样,加水溶解,配成250mL溶液。量取两份此溶液各25mL,分别置于两个锥形瓶中。
①第一份溶液中加入酚酞试液,滴加0.25mol/LNaOH溶液至20mL时,溶液由无色变为浅红色。该溶液被中和的H+的物质的量为 mol;
②第二份溶液中滴加0.10mol/L的酸性高锰酸钾溶液至16mL时反应完全,此时溶液颜色由 变为 。该溶液中还原剂的物质的量为 mol;
③原试样中H2C2O4·2H2O和KHC2O4的质量分数分别是多少?
11.(1)某一反应体系中有反应物和生成物共5种物质:S、H2S、HNO3、NO、H2O。 该反
应中还原产物是______;若反应过程中转移了0.3电子,则氧化产物的质量 。
(2)将a mol Cl2 通入含b mol FeBr2的溶液中,当0< a / b≤1/2 时,反应的离子方程式为:2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl- ,写出另2个可能发生的离子方程式
①当 a / b =1时____________________________________________;
②当a / b≥3/2时____________________________________________。
(3)观察如下反应,总结规律,然后完成下列问题:
①Al(OH)3 +H2O Al(OH)4- + H+ ②NH3+H2ONH4+ + OH-
(A)已知B(OH)3是一元弱酸,试写出其电离方程式____ ;
(B)N2H4是二元弱碱,试写出其第二步电离方程式____________ 。
专题三 离子反应、离子方程式
【主干知识整合】
离子方程式正误判断主要抓住二个原则,一是符号书写是否正确,包括:
①原理是否正确②化学式与离子形式拆合是否正确,二是是否守恒,包括原子守恒、电荷守恒,氧化还原反应还要转移电子守恒。
离子方程式的判断正误类型的题目,可总结为“八查”:
⑴一查反应是否符合客观事实
如钠投入CuSO4溶液中:
2Na+Cu2+=2Na++Cu (×) 2Na+Cu2++2H2O= 2Na++Cu(OH)2↓+H2↑(√)
⑵二查质量是否守恒、电荷是否守恒、得失电子是否守恒
如Fe2++Cl2=Fe3++2Cl- (×) 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-(√)
⑶三查化学符号(↑、↓、=、 、化学式、离子形式)使用是否正确
如碳酸氢钙溶液与盐酸反应:Ca(HCO3)2+2H+=Ca2++2H2O+2CO2↑(×) HCO3-+H+=H2O+CO2↑(√)
⑷四查是否忽略隐含的离子反应
如CuSO4溶液和Ba(OH)2溶液反应:Ba2++SO42-=BaSO4↓(×)
Cu2++ SO42- +Ba2++2OH-=Cu(OH)2↓+BaSO4↓(√)
(5)五查阴、阳离子配比是否正确
如稀H2SO4和Ba(OH)2溶液反应:H++SO42-+OH-+Ba2+=BaSO4↓+H2O(×)
2H++ SO42- +2OH-+Ba2+=BaSO4↓+2H2O(√) (6)六查反应物用量与其反应是否一致。
如碳酸氢钙溶液中加入少量氢氧化钠:
Ca2++2 HCO3-+2 OH- =CaCO3↓+ CO32+2H2O(×) Ca2++ HCO3-+ OH- =CaCO3↓+H2O (√) (7)七查加入试剂顺序与其反应是否一致。
如往Na2CO3溶液中滴入少量稀盐酸:
2H++ CO32=H2O+CO2↑(×) H++ CO32= HCO3- (√) (8)八查反应条件与其反应是否一致。如往氯化铵溶液中滴入烧碱溶液:
NH4+ + OH- =NH3↑+H2O (×) NH4+ + OH- NH3·H2O (√)2.离子方程式正误判断型试题,所给离子方程式常见的错误有:
①不能正确使用化学式与离子符号;②反应前后电荷不守恒;③反应原理不正确或反应不符合实际;④忽略反应物相对量的影响。
要注意几个特殊问题:
离子反应不但可以发生在离子与离子间,也可以发生在离子与原子、离子与分子之间。如:Fe+2H+===Fe2++H2↑,C12+2I-===2Cl-+I2。
有些反应从离子方程式看,好像没有离子参加,但实际上却是离子反应。如
2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑,实质是钠与水电离出的H+反应,只不过因为水是难电离的,要保留化学式
相同物质之间的化学反应,在一种条件下是离子反应,在另一种条件下就不一定是离子反应,如: HCl(aq)+NH3(aq)===NH4C1(aq) 是离子反应
HCl(g)+NH3(g)===NH4Cl(s) 是分子反应
④复分解型离子反应因生成难溶物质、难电离的物质或挥发性物质,均使溶液中自由移动的离子数目减少,但这仅是一般规律,并不是绝对的。如以下反应中:
CH3COOH+NH3·H2O===NH++H2O,自由移动的离子数目反而增加。
3.解答离子共存的选择题,首先要看清题干要求:一是判断离子共存,还是判断不共存;二要看题目中的隐含条件:碱性、酸性、无色透明、pH为多大;三看离子间是否发生氧化还原反应、复分解反应等。总之,要注意审清题意,充分挖掘出题设的隐含条件;要把离子自身的特点同题干中给定的限制条件结合起来分析。
4.判断离子共存的规律:离子在溶液中能大量共存的条件是离子之间不能发生离子反应,各离子浓度不会降低。离子反应发生的条件就是离子不能大量共存的原因:即离子之间若能发生反应则不能共存,若离子之间不发生反应则能大量共存。
①离子结合生成难溶物或微溶物不能大量共存:
如 Fe2+与S2- ,Ca2+ 与PO43- 、CO32- ,Ag+与、 、I- ;Ba2+与SO42-、CO32-、SO32- ;Fe3+与OH-, Ca2+与SO42-等。
②离子结合生成气体物质不能大量共存:
如 H+与CO32-、SO32-、S2- 等; NH4+与OH-(加热)。
③结合生成难电离物质的离子不能大量共存:
如H+与OH-,H+与、S2-,NH4+与OH--(常温)等。
④发生氧化还原反应的离子不能大量共存:
如Fe3+与S2-、I- S2-,MnO4-与I-,NO3-(H+)与Fe2+
⑤弱酸的酸式酸根离子不能与H+ 、OH- 大量共存:
如HCO3- 、与H+、OH-不共存。
⑥一组特殊离子:Fe3+ 与不共存。
这类问题往往有一定的附加条件限制:
(1)注意溶液隐含的酸碱性,如酸性溶液(H+ )、碱性溶液(OH-)、使酚酞试液变红的溶液、使紫色石蕊试液变红的溶液、c(H+)=10-12 mol·L-1的溶液、由水电离出c(H+)=10-12 mol·L-1溶液、投入铝产生氢气的溶液、在pH=13的无色溶液中等。
(2)注意无色溶液和有色离子不匹配,常见的有色离子有:Fe3+(黄色) 、Cu2+ (蓝色)、Fe2+(浅绿色)、MnO4-(紫色)。
(3)注意溶液中隐含的氧化性离子与还原性离子不能共存。如Fe3+与S2--、I-,MnO4-与I-,NO3- (H+)与Fe2+等。?
【典例精析】
1. 下列各组物质的无色溶液,不用其它试剂即可鉴别的是 ( )
①KOH Na2SO4 AlCl3 ②NaHCO3 Ba(OH)2 H2SO4
③HCl NaAlO2 NaHSO4 ④Ca(OH)2 Na2CO3 BaCl2
A.①② B.②③ C.①③④ D.①②④
【解析】①中KOH和AlCl3互滴现象不同,另一种是Na2SO4,可以鉴别;②中H2SO4和NaHCO3生成气体,和Ba(OH)2生成白色沉淀,可以鉴别;③中HCl和NaHSO4与NaAlO2反应的现象不同,不能鉴别;④中Ca(OH)2和BaCl2与Na2CO3反应现象相同,不能鉴别。【答案】A
2.某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3+、Cu2+、Au3+等离子。有人设计了图中的工艺
流程,利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑,从废水中回收金,并生产一定量的
铁红和氧化铜。
填写下面空白:
(1)图中标号处需加入的相应物质分别是① 、② 、③ 、④ 、⑤ ;
(2)写出①处发生反应的离子方程式 ;
写出③处发生反应的化学方程式 ;
(3)铁红的化学式为 ;分别写出铁红和氧化铜在工业上的一种主要用途:铁红 ;氧化铜 。
【解析】首先用过量铁屑将H+、Fe3+、Cu2+、Au3+等离子还原成H2、Fe2+、Cu、Au,发生4个反应,E中应为Fe2+,因为后面生成铁红,故⑤为碱液氢氧化钠,试剂②是将过量铁屑溶解,试剂③是将Cu、Au分离应为稀硝酸,从C中的Cu2+到氧化铜,也应为碱液氢氧化钠。
【答案】(1)①铁屑 ②稀硫酸 ③稀硝酸 ④氢氧化钠 ⑤氢氧化钠
(2)Fe+2H+=Fe2++H2↑ 2Fe3++Fe=3Fe2+
Cu2++Fe=Cu+Fe2+ 2Au +3Fe=2Au+3Fe2+
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(3)Fe2O3 用作红色涂料 用作制造铜盐的原料
3.在1 L含0.1 mol NaAlO2和0.1 mol Ba(OH)2的混合溶液中,逐滴加入浓度为0.1 mol/L的H2SO4溶液,下列图象中能表示反应产生沉淀的物质的量与加入硫酸溶液体积之间关系的是 ( )
A B
C D
【答案】A
4.(09全国卷Ⅱ29)
现有A、B、C、D、E、F六种化合物,已知它们的阳离子有K+,Ag+,Ca2+,Ba2+,Fe2+,Al3+阴离子有Cl-,OH-,CH3COO-,NO3-,SO42-,CO32-,现将它们分别配成的溶液,进行如下实验:
①测得溶液A、C、E呈碱性,且碱性为A>E>C;
②向B溶液中滴加稀氨水,先出现沉淀,继续滴加氨水,沉淀消失;
③向D溶液中滴加溶液,无明显现象;
④向F溶液中滴加氨水,生成白色絮状沉淀,沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。
根据上述实验现象,回答下列问题:
(1)实验②中反应的化学方程式是 ;
(2)E溶液是 ,判断依据是 ;
(3)写出下列四种化合物的化学式:A 、C 、
D 、F .
【答案】(1)
(2)碳酸钾 由①中碱性减弱的顺序可知,E是碳酸盐。六种阳离子中可以与碳酸根形成可溶性盐的只有钾离子,所以E是碳酸钾
(3)Ba(OH)2 Ca(CH3COO-) AlCl3 FeSO4
【解析】根据溶液的性质,确定CO32—只能与K+形成显碱性的溶液,另外可能形成的碱性溶液为碱Ba(OH)2 。由于醋酸的酸性大于碳酸,所以醋酸盐水解的碱性小于碳酸盐,因此A为Ba(OH)2,E为K2CO3,C为醋酸盐,由②可得B中阳离子为Ag+,则肯定为AgNO3,由③可得D中无SO42-,则F中的阴离子为SO42-,D中的阴离子为Cl- ,由④可得F中的阳离子为Fe2+,即F为FeSO4,而CH3COO-若与Al3+形成溶液时,Al3+也发生水解,所以C为醋酸钙,而D为AlCl3
【专题训练】
1.下列离子方程式书写正确的是( )
A.用铂电极电解氯化镁溶液:Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-
B.NaHSO4溶液中滴入Ba(OH)2溶液至中性:H++ SO42+Ba2+十OH-===BaSO4↓+H2O
C.在H2O2中加入酸性KMnO4溶液:2 MnO4- +5H2O2+6H+====2Mn2+ +5O2↑+8H2O
D.溴乙烷与6mol/L氢氧化钠水溶液共热:C2H5Br +OH-CH2=CH2↑+Br-+H2O
2.能正确表示下列反应的离子方程式是 ( )
A.醋酸钠的水解反应: CH3COO-+H3O+=CH3COOH+ H2O
B.碳酸氢钙与过量的NaOH溶液反应: Ca2++2 HCO3- +2 OH-=CaCO3↓+ 2H2O+ CO32-
C.苯酚钠溶液与二氧化碳反应: C6H5O—+ CO2+ H2O=C6H5OH+ CO32-
D.稀硝酸与过量的铁屑反应: 3Fe+8H++2 NO3-=3Fe3++2NO↑+4 H2O
3.下列离子方程式错误的是 ( )
A.硫化钠溶液中加入足量盐酸:S2—+2H+→H2S↑
B.向碳酸氢钙溶液中逐滴滴入氢氧化钠溶液:
Ca2++2 HCO3- +2 OH-→CaCO3↓+2H2O+ CO32-
C.用硫酸铜溶液吸收硫化氢气体:Cu2++H2S→CuS↓+2H+
D.向浓氨水中逐滴滴入硫酸铝溶液:A13++3NH3+H2O→A1(OH)3↓+3 NH4+
4.下列反应的离子方程式正确的是 ( )
A.铜片插入氯化铁溶液中 Cu+Fe3+=Cu2++Fe2+
B.电解饱和食盐水 2+2H+H2↑+C12↑
C.向溴化亚铁溶液中通入过量的氯气 2Fe2++Cl2=2Fe3++2 Cl-
D.向硫酸铝铵[NH4Al(SO4)2]溶液中滴加足量Ba(OH)2溶液
NH4++Al3++2 SO+2Ba2++5 OH-=AlO2-+2BaSO4↓+NH3·H2O+2H2O
5.在pH=13的无色溶液中,可以大量共存的一组离子是( )
A.NH4+、NO3— 、K+、SO42— B.CO32_、NO3—、HCO3—、Na+
C.Na+、ClO—、AlO2—、NO3— D.MnO4—、K+、Na+、SO42—
6.在溶液中加入中量Na2O2后仍能大量共存的离子组是( )
A.NH4+、Ba2+、Cl-、NO3- B.K+、AlO2-、Cl-、SO42-
C.Ca2+、Mg2+、NO3-、HCO3- D.Na+、Cl-、CO32-、SO32-
7.在下列溶液中,各组离子一定能够大量共存的是( )
A.使酚酞试液变红的溶液: Na+、Cl-、SO42-、Fe3+
B.使紫色石蕊试液变红的溶液:Fe2+、Mg2+、NO3-、Cl-
C. c(H+)=10-12 mol·L-1的溶液:K+、Ba2+、Cl-、Br-
D.碳酸氢钠溶液:K+、SO42-、Cl-、H+
8.下列各组离子在给定条件下能大量共存的是( )
A.在pH=1的溶液中: NH4+、K+、ClO-、Cl-
B.有SO2-4存在的溶液中: Na+、Mg2+、Ca2+、I-
C.有NO-3存在的强酸性溶液中: NH+4、Ba2+、Fe2+、Br-
D.在c(H+)=1.0×10-13mol·L-1的溶液中:Na+、S2-、AlO2-、SO32-
9.下列各组离子一定能大量共存的是( )
A.在含有大量[Al(OH)4]-的溶液中: NH4+、Na+、Cl-、H+
B.在强碱溶液中: Na+、K+、CO32-、NO3-
C.在pH=12的溶液中: NH4+、Na+、SO42-、Cl-
D.在c(H+)=0.1mol·L-1的溶液中: K+、I-、Cl-、NO3-
10.下列各组物质的无色溶液,不用其它试剂即可鉴别的是( )
①KOH Na2SO4 AlCl3 ②NaHCO3 Ba(OH)2 H2SO4
③HCl NaAlO2 NaHSO4 ④Ca(OH)2 Na2CO3 BaCl2
A.①② B.②③ C.①③④ D.①②④
11. 向存在大量Na+、Cl-的溶液中通入足量的NH3后,该溶液中还可能大量存在的离于组是( )
A K+、Br-、CO32 - B Al3+、H+、MnO4-
C NH4+、Fe3+、SO42 - D Ag+、Cu2+、NO3-
12.在pH = 1时,可大量共存且形成无色溶液的一组离子或分子是( )
A、Ca2+、CH3COOH、Br-、Na+ B、NO3- 、Fe3+、Mg2+、SO42 -
C、HClO、Ba2+、Na+ 、Cl-? D、K+、Cl-、Al3+、SO32 -
13.在由水电离产生的H+浓度为1×10-13 mol/L的溶液中,一定能大量共存的离子组是( )
①K+、Cl-、NO3- 、S2-; ②K+、Fe2+、I-、SO42 -; ③Na+、Cl-、NO3- 、SO42 -
④Na+、Ca2+、Cl-、HCO3 3- ⑤K+、Ba2+、Cl-、NO3-
A、 ①③ B、③⑤ C、③④ D、 ②⑤
14.室温下,在强酸性和强碱性溶液中都不能大量共存的离子组是( )
A.NH4+、Cu2+、Cl-、NO3- B.K+、Na+、SO32-、S2-
C.K+、Na+、AlO2-、SO42- D.Ba2+、Fe2+、NO3-、Br-
15.有一无色透明溶液,已知其中可能含有Fe3+、Mg2+、Cu2+、Al3+、NH4+,加入一种淡黄色粉末并加热,产生沉淀或气体的物质的量与淡黄色粉末的物质的量关系如图所示。请回答:
(1)溶液中肯定没有_____________离子。
(2)溶液中离子的物质的量之比为___________ 。
(3)①淡黄色粉末与水反应的化学方程式为__________________________ 。
②沉淀部分减少时的离子方程式为______________________________ 。
(4)根据上述实验判断原溶液中肯定存在的离子是______________________,
肯定不存在的离子是______________________。
(5)写出与②③两个实验有关的离子方程式:
②_____________________________________________________________;
③_____________________________________________________________。
16.有一无色透明溶液,欲确定是否含有下列离子:Na+、Mg2+、Al3+、Fe2+、Ba2+、NO、SO、Cl-、I-、HCO,取该溶液实验如下:
实验步骤
实验现象
①取少量该溶液,加几滴甲基橙
溶液变红色
②取少量该溶液,浓缩,加Cu片和浓H2SO4,加热
有无色气体产生,后在空气中又变成红棕色
③取少量该溶液,加BaCl2溶液
有白色沉淀生成
④取③中上层清液,加AgNO3溶液
有白色沉淀生成,且不溶于HNO3
⑤取少量该溶液,加NaOH溶液
有白色沉淀生成,当NaOH过量时沉淀部分溶解
(1)溶液中肯定存在的离子是________________________。
(2)溶液中肯定不存在的离子是________________________。
(3)为进一步确定其他离子,应该补充的实验是________ _ ________
。
17.⑴某一反应体系中有反应物和生成物共5种物质:S、H2S、HNO3、NO、H2O。
该反应中还原产物是______;若反应过程中转移了0.3电子,则氧化产物的质量是______。
⑵将a mol Cl2 通入含b mol FeBr2的溶液中,当0< a / b≤1/2 时,反应的离子方程式为:
2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl- ,写出另2个可能发生的离子方程式。
①当 a / b =1时____________________________________________;
②当a / b≥3/2时____________________________________________。
(3)观察如下反应,总结规律,然后完成下列问题:
①Al(OH)3 +H2O Al(OH)4- + H+ ②NH3+H2ONH4+ + OH_
(A)已知B(OH)3是一元弱酸,试写出其电离方程式__________________________
(B)N2H4是二元弱碱,试写出其第二步电离方程式____________ ________
18.写出下列反应过程的离子方程式:
①在NaOH和NaAlO2溶液中滴加盐酸至过量
_______________________________________________________________________
②在NaOH和Na2CO3的混合溶液中滴加盐酸至过量
________________________________________________________________________
③在Ba(OH)2溶液中通入过量SO2_________________________________________
④在NH4HCO3溶液中加入足量Ba(OH)2溶液________________________________
19.某固体混合物可能含有MgCO3、Al2(SO4)3、Na2SO4Ba(NO3)2、AgNO3和CuSO4,将该混合物进行如下实验,根据所给实验现象完成表格(对于可能确定的物质在相应位置写化学式,暂不能确定的物质在相应位置填“无”)。
(1)将少许固体放入水中得到无色溶液和白色沉淀。
肯定存在的物质
肯定不存在的物质
理由
(2)取溶液进行焰色反应,火焰呈黄色。
肯定存在的物质
肯定不存在的物质
理由
(3)取白色沉淀加入稀盐酸,沉淀完全溶解并放出气体。
肯定存在的物质
肯定不存在的物质
理由
(4)通过上述实验仍无法确定的物质是__________________。
专题四 热化学反应和热化学方程式
【主干知识整合】
一.化学反应中的能量变化
1、化学反应中的能量变化,通常表现为热量的变化:
①吸热反应:
化学上把吸收热量的化学反应称为吸热反应。如C+CO22CO为吸热反应。
②放热反应:
化学上把放出热量的化学反应称为放热反应。如2H2+O22H2O为放热反应。
2、化学反应中能量变化的本质原因
化学反应中的能量变化与反应物和生成物所具有的总能量有关。如果反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量,在发生化学反应时放出热量;如果反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量,在发生化学反应时吸收热量。
3、反应热、燃烧热、中和热
①反应热:在化学反应中放出或吸收的热量,通常叫反应热用△H表示。单位:kJ·mol–1
②燃烧热:在101kPa时1mol 物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的能量,叫该物质的燃烧热。如:101kPa时lmol H2完全燃烧生成液态水,放出285.5 kJ·mol–1的热量,这就是H2的燃烧热。
H2(g)+12 O2 (g) =H2O(l);△H=–285.5kJ·mol–1
③中和热:在稀溶液中,酸和碱发生中和反应而生成1mol H2O,这时的反应热叫做中和热。
H+(aq)+OH–(aq)=H2O(1);△H=–57.3kJ·mol–1(强酸和强碱的中和热)
二、热化学方程式
1、定义:表明反应所放出或吸收的热量的方程式,叫做热化学方程式。
2、热化学方程式书写注意事项:
(1).△H只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边,并用“;”隔开。若
为放热反应,△H为“-”;若为吸热反应,△H为“+”。△H的单位一般为kJ/mol。
(2).注意反应热△H与测定条件(温度.压强等)有关。因此书写热化学方程式时应注
明△H的测定条件绝大多数△H是在25℃.101325Pa下测定的,可不注明温度和压强。
(3).注意热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量,
并不表示物质的分子 或原子数。因此化学计量数可以是整数.也可以是分数。
(4).注意反应物和产物的聚集状态不同,反应热△H不同。因此,必须注明物质的聚
集状态才能完整地体现出热化学方程式的意义。气体用“g”,液体用“l”,固体用“s”,溶液用“aq”。热化学方程式中不用↑和↓
(5).注意热化学方程式是表示反应已完成的数量。由于△H与反应完成物质的量有关,所以方程式中化学式前面的化学计量数必须与△H相对应,如果化学计量数加倍,则△H也要加倍。
(6)当反应逆向进行时,反应热数值相等,符号相反;两个热化学方程式相加或相减,可得到新的热化学方程式。
【典例精析】
1.(08海南卷)白磷与氧可发生如下反应:P4+5O2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为:P—P akJ·mol—1、P—O bkJ·mol—1、P=O ckJ·mol—1、O=O dkJ·mol—1。
根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的△H,其中正确的是 ( )
A.(6a+5d-4c-12b)kJ·mol—1 B(4c+12b-6a-5d)kJ·mol—1
C.(4c+12b-4a-5d)kJ·mol—1 D.(4a+5d-4c-12b)kJ·mol—1
【解析】由图可以看出:P4中有6mol的P-P,5mol的O2中含有5molO=O,1mol的P4O10中含有4mol的P=O,12mol的P-O,所以△H=(6a+5d-4c-12b)kJ·mol-1。
2.将V1mL1.0mol·L-1 HCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如右图所示(实验中始终保持V1+V2=50mL)。下列叙述正确的是
A.做该实验时环境温度为22℃ B.该实验表明化学能可能转化为热能
C.NaOH溶液的浓度约为1.0mol/L·L-1 D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应
【解析】中和反应为放热反应,B对,中和反应有水生成,但有水生成的不一定是放热反应,如
H2+CuO H2O+Cu是吸热反应,D错,从表中分析当加入HCl溶液5mL、NaOH溶液45mL反应后温度为22℃,故实验时环境温度小于22℃,A错,加入HCl溶液30mL反应放热最多,应是酸碱正好中和,故C(NaOH)=1.0mol/L·30mL /20mL=1.5 mol/L,C错。【答案】B
3. 短周期元素Q、R、T、W在元素周期表中的位置如右图所示,期中T所处的周期序数与主族序数相等,请回答下列问题:
(1)T的原子结构示意图为 。
(2)元素的非金属性为(原子的得电子能力):Q W(填“强于”或“弱于”)。
(3)W的单质与其最高价氧化物的水化物浓溶液共热能发生反应,生成两种物质,其中一种是气体,反应的化学方程式为 。
(4)原子序数比R多1的元素是一种氢化物能分解为它的另一种氢化物,此分解反应的化学方程式是 。
(5)R有多种氧化物,其中甲的相对分子质量最小。在一定条件下,2L的甲气体与0.5L的氯气相混合,若该混合气体被足量的NaOH溶液完全吸收后没有气体残留,所生成的R的含氧酸盐的化学式是 。
(6)在298K下,Q、T的单质各1mol完全燃烧,分别放出热量akJ和bkJ。又知一定条件下,T的单质能将Q从它的最高价氧化物中置换出来,若此置换反应生成3molQ的单质,则该反应在298K下的= (注:题中所设单质均为最稳定单质)。
【解析】从给出的表,结合T在周期表的位置与族数相等这一条件 ,不难得出T为Al,Q为C,R为N,W为S。(1)T为Al,13号元素。(2)S、C最高价氧化物对应的酸为硫酸强于碳酸,则可得非金属性S强于C。(3)S与H2SO4发生归中反应,从元素守恒看,肯定有水生成,另外为一气体,从化合价看,只能是SO2。(4)比R质子数多1的元素为O,存在H2O2转化为H2O的反应。(5)N中相对分子质量最小的氧化物为NO,2NO+O2=2NO2,显然NO过量1L,同时生成1L的NO2,再用NaOH吸收,从氧化还原角度看,+2价N的NO与+4价N的NO2,应归中生成+3N的化合物NaNO2。(6)C +O2CO2?△H=-a kJ/mol①,4Al+3O2=2Al2O3?△H= -4bkJ/mol②。Al与CO2的置换反应,写出反应方程式为:4Al+3CO23C+2Al2O3,此反应的△H为可由②-①×3得,△H=-4b-(-3a)=(3a-4b)kJ/mol 。
【答案】(1) (2)弱于 (3)S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O
(4)2H2O22H2O+O2↑(或其他合理答案:) (5)NaNO2 (6)(3a – 4b)kJ/mol
【专题训练】
1.推动上千吨的火箭和进行长距离的太空飞行的巨大能量是从哪里来的?化学反应立下神功。火箭使用的燃料是偏二甲肼[(CH3)2NNH2],火箭升空时发生的化学反应为:
C2H8N2+2N2O4=2CO2↑+3N2↑+4H2O↑。下列有关该反应的说法正确的是( )
A.偏二甲肼既是氧化剂又是还原剂 ?
B.该反应进行时只有放热过程没有吸热过程
C.该反应中氮元素的化合价升高 ? ??
D.该反应中每生成1mol?CO2转移8mol电子
2.已知:CH3 (CH2 )2CH3 ( g )+O2 ( g ) =4CO2 ( g ) + 5 H2O ( l );△H=-2878kJ·mol一1
(CH3)2CHCH3 ( g ) +O2 ( g ) =4CO2 ( g ) + 5 H2O ( l );△H = -2869 kJ·mol一1
下列说法正确的是( )
A.正丁烷的燃烧热为一2878kJ·mol一1
B.正丁烷分子所具有的能量大于异丁烷分子
C.等量的异丁烷分子中碳氢键比正丁烷的多
D.异丁烷转化为正丁烷的过程是一个放热过程
3.下列说法正确的是 ( )
①用25 mL酸式滴定管可以准确放出8.00 mL的稀盐酸;
②可用干燥的pH试纸测定氯水的pH;
③使用容量瓶配制溶液,定容时俯视,所得溶液的浓度偏大;
④加入盐酸有能使澄清石灰水变浑浊的无色气体生成,则原溶液中—定有大量CO32-存在;
⑤在某温度下,一定量的醋酸与氢氧化钠溶液充分混合,若溶液呈碱性时,溶液中离子浓度大小的关系一定为: c(Na+)﹥ c(CH3COO—)﹥ c(OH—)﹥ c(H+);
⑥右图是反应物和生成物的能量变化示意图,其可能发生反
应的热化学方程式可表示为:2 A(g)+ B(g) = 2 C(g);
△H=Q kJ·mol-1(Q<0 )。 ( )
A.①③⑥ B.②④⑤ C.①③④ D.③⑤⑥
4.下列化学用语和叙述正确的是 ( )
A.Na2O2的电子式:
B.M与N是同素异形体,由M=N;△H=+119KJ/mol可知,N比M稳定
C.表示乙炔“燃烧热”对应的热化学方程式:
C2H2 (g)+O2 (g) 2CO2 (g)+H2O(g);△H=-1 256KJ/mol
D.葡萄糖的实验式:CH2O
5.下列关于热化学反应的描述中正确的是:
A.HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3kJ/mol,则H2SO4和Ba(OH)2反应的中和热ΔH=2×(-57.3)kJ/mol
B.CO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol,则2CO2(g) =2CO(g)+O2(g)反应的
ΔH=2×283.0kJ/mol
C.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
D.1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
6.已知常温常压下,N2(气)和H2(气)反应生成2molNH3(气)放出92.4kJ热量。在同温同压下向密闭容器中通入1molN2和3molH2,达到平衡时放出热量为Q1kJ;向另一体积相同的密闭容器中通人0.5molN2、1.5molH2和1molNH3,相同条件下达到平衡时放出热量为Q2kI。则下列关系式正确的是 ( )
A.2Q2=Q1=92.4 B.Q27.用CH4催化还原 NOx可以消除氮氧化物的污染。例如:
① CH4 ( g ) + 4NO2 ( g ) = 4NO ( g ) + CO2 ( g ) + 2H2O ( g ) ;△H=一574kJ·mol-1
② CH4 ( g ) + 4NO ( g ) = 2N2 ( g ) + CO2 ( g ) + 2H2O ( g ) ;△H=一1160kJ·mol一1
下列说法不正确的是( )
A.由反应 ① 可推知:CH4 ( g ) + 4NO2 ( g ) = 4NO ( g ) + CO2 ( g ) + 2H2O ( l) ;
△H >一574 kJ·mol-1
B.反应 ①② 转移的电子数相同
C.若用标准状况下 4.48LCH4 还原 NO2至 N2,放出的热量为 173.4kJ。
D.若用标准状况下 4.48LCH4 还原 NO2至 N2,整个过程中转移电子总数为1.60 mol
8.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是 ( )
A.已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);△H=-483.6 kJ· mol—1
则氢气的燃烧热为241.8 kJ· mol—1
B.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s);△H>0 则金刚石比石墨的键能大
C.已知NaOH(ag)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l);△H=-57.4 kJ· mol—1
则含20.0g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7kJ的热量
D.已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g);△H1
2C(s)+O2(g)=2CO(g);△H2,则△H1>△H2
9.右图是198K时N2与H2反应过程中能量变化的曲线图。下列叙述正确的是( )
A.该反应的热化学方程式为:
N2+3H22NH3 ;△H=-92kJ·mol-1
B.a曲线是加入催化剂时的能量变化曲线
C.加入催化剂,该化学反应的反应热改变
D.在温度体积一定的条件下,通入1mol N2和3 mol H2
反应后放出的热 量为Q1kJ,若通入 2 mol N2和6mol H2
反应后放出的热量为Q2kJ则184>Q2>2Q1
10.在火箭推进器中装有还原剂肼(N2H4)和强氧化剂H2O2,当它们混合时,即产生大量的氮气和水蒸气,并放出大量的热。已知0.4mol液态肼和足量H2O2反应生成氮气和水蒸气时放出256.64kJ的热量,在结构上N2H4和NH3的关系有如H2O2和H2O的关系。N2H4能发生下列反应:
N2H4+H3O+=N2H5++H2O N2H4+H2O N2H5++
N2H5++H2O N2H62++ N2H5++H2O N2H4+H3O+
(1)据此可得出的结论是 。
A.肼水解显酸性 B.肼在水中可电离出H+离子
C.肼是二元弱碱 D.肼是二元弱酸
⑵写出肼和H2O2反应的热化学方程式 。
⑶已知H2O(1)=H2O(g) △H=+44kJ/mol,则16g液态肼与足量双氧水反应生成氮气和液态水时,放出的热量是 。
⑷上述反应应用于火箭推进器,除释放出大量热量和快速产生大量气体外,还有一个很突出的优点是 。
⑸用氨和次氯酸钠按一定的物质的量之比混合可生成肼,写出反应的化学方程式
,该反应的还原产物是 。
专题五 元素周期律 元素周期表
【命题趋向】
1.《考试大纲》对物质结构、元素周期律方面的要求为:以第3周期为例,掌握同一周期内元素性质(如:原子半径、化合价、单质及化合物性质)的递变规律与原子结构的关系;以ⅠA和ⅦA族为例,掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。这部分内容每年都会有试题,可以是选择题,也可以有关结合物质结构的元素化合物推断题。
2.《考试大纲》中有关物质结构部分的内容还有:
(1)理解离子键、共价键的涵义。理解极性键和非极性键。了解极性分子和非极性分子。了解分子间作用力,初步了解氢键。能用有关原理解释一些实际问题。
(2)了解几种晶体类型(离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体)及其性质,了解各类晶体内部微粒间的相互作用。能够根据晶体的性质判断晶体类型等。
(3)能对原子、分子、化学键等微观结构进行三维空间想像,重视理论联系实际、用物质结构理论解释一些具体问题。
高考试题中常常是结合元素化合物内容进行综合考查。题型上看可以是选的择题、简答题、填空题等。
3.要注意,这部分内容也属于最重要基础知识之一,可以联系到各部分内容中,编制成多种不同的题型进行考查。
【主干知识整合】
一、原子结构和元素周期律知识的综合网络
二、元素周期律基础知识
1.元素符号周围各数值的含义
左下角a表示原子核内的质子数;左上角b表示原子的质量数;正上方c表示元素的化合价;右上角d表示粒子所带的电荷数;右下角e表示原子的个数;正前方f表示粒子的个数。
2.核外电子排布的三条规律
①能量最低原理;②各层最多排电子2n2;③最外层电子数不超过8个,次外层电子数不超过18个,倒数第三层电子数不超过32个。
3.元素周期律和元素周期律表
随着原子序数(核电荷数)的递增:元素的性质呈现周期性变化:
①、原子最外层电子数呈周期性变化
元素周期律 ②、原子半径呈周期性变化
③、元素主要化合价呈周期性变化
④、元素的金属性与非金属性呈周期性变化
①、按原子序数递增的顺序从左到右排列;
元素周期律和 排列原则 ②、将电子层数相同的元素排成一个横行;
元素周期表 ③、把最外层电子数相同的元素(个别除外)排成一个纵行。
①、短周期(一、二、三周期)
周期(7个横行) ②、长周期(四、五、六周期)
周期表结构 ③、不完全周期(第七周期)
①、主族(ⅠA~ⅦA共7个)
元素周期表 族(18个纵行) ②、副族(ⅠB~ⅦB共7个)
③、Ⅷ族(8、9、10纵行)
④、零族(稀有气体)
同周期同主族元素性质的递变规律
①、核电荷数,电子层结构,最外层电子数
②、原子半径
性质递变 ③、主要化合价
④、金属性与非金属性
⑤、气态氢化物的稳定性
⑥、最高价氧化物的水化物酸碱性
4.等电子数的微粒汇总
(1)“10电子”微粒
微粒
分子
离子
一核10电子
Ne
N3-、O2-、F—、Na+、Mg2+、Al3+
二核10电子
HF
OH—
三核10电子
H2O
NH2—
四核10电子
NH3
H3O+
五核10电子
CH4
NH4+
(2)“18电子”微粒
微粒
分子
离子
一核18电子
Ar
K+、Ca2+、Cl—、S2—
二核18电子
F2、HCl
HS—、O22—
三核18电子
H2S
四核18电子
PH3、H2O2、(NH2F)
五核18电子
SiH4、CH3F、NH2OH
六核18电子
CH3OH、N2H4
其他微粒
C2H6、(CH3NH2)
(N2H5+、N2H62+)
(3)其他等电子数的微粒(了解)
“2电子”微粒:He、H—、Li+、Be2+
“9电子”微粒:—F、—OH、—NH2、—CH3
“14电子”微粒:Si、N2、CO、C2H2
(4)质子数和核外电子总数均相等的粒子
①Na+、NH4+、H3O+ ②Cl—、HS— ③F—、OH—、NH2— ④N2、CO、C2H2
三、元素周期表与原子结构的关系
主族元素的周期序数=电子层数 主族序数=最外层电子数=元素的最高化合价
主族元素的最低负化合价=-(8-主族序数) 质子数=原子序数=核电荷数
电子层数: 相同条件下,电子层越多,半径越大。
判断的依据 核电荷数: 相同条件下,核电荷数越多,半径越小。
最外层电子数:相同条件下,最外层电子数越多,半径越大。
微粒半径的比较 1、同周期元素的原子半径随核电荷数的增大而减小(稀有气体除外)如:Na>Mg>Al>Si>P>S>Cl.
2、同主族元素的原子半径随核电荷数的增大而增大。如:Li具体规律: 3、同主族元素的离子半径随核电荷数的增大而增大。如:F--4、电子层结构相同的离子半径随核电荷数的增大而减小。如:F-> Na+>Mg2+>Al3+
5、同一元素不同价态的微粒半径,价态越高离子半径越小。如Fe>Fe2+>Fe3+
1、定义:相邻的两个或多个原子之间强烈的相互作用。
①、定义:阴阳离子间通过静电作用所形成的化学键
②、存在:离子化合物(NaCl、NaOH、Na2O2等);离子晶体。
①、定义:原子间通过共用电子对所形成的化学键。
②、存在:共价化合物,非金属单质、离子化合物中(如:NaOH、Na2O2);
化学键 共价键 分子、原子、离子晶体中。
2、分类 ③、分类: 极性键 共价化合物
非极性键 非金属单质
金属键:金属阳离子与自由电子之间的相互作用。存在于金属单质、金属晶体中。
3、表示方式:电子式、结构式、结构简式(后两者适用于共价键)
定义:把分子聚集在一起的作用力
分子间作用力(范德瓦尔斯力):影响因素:大小与相对分子质量有关。
作用:对物质的熔点、沸点等有影响。
①、定义:分子之间的一种比较强的相互作用。
分子间相互作用 ②、形成条件:第二周期的吸引电子能力强的N、O、F与H之间(NH3、H2O)
③、对物质性质的影响:使物质熔沸点升高。
④、氢键的形成及表示方式:F-—H···F-—H···F-—H···←代表氢键。
氢键 O O
H H H H
O
H H
⑤、说明:氢键是一种分子间静电作用;它比化学键弱得多,但比分子间作用力稍强;是一种较强的分子间作用力。
定义:从整个分子看,分子里电荷分布是对称的(正负电荷中心能重合)的分子。
非极性分子 双原子分子:只含非极性键的双原子分子如:O2、H2、Cl2等。
举例: 只含非极性键的多原子分子如:O3、P4等
分子极性 多原子分子: 含极性键的多原子分子若几何结构对称则为非极性分子
如:CO2、CS2(直线型)、CH4、CCl4(正四面体型)
极性分子: 定义:从整个分子看,分子里电荷分布是不对称的(正负电荷中心不能重合)的。
举例 双原子分子:含极性键的双原子分子如:HCl、NO、CO等
多原子分子: 含极性键的多原子分子若几何结构不对称则为极性分子
如:NH3(三角锥型)、H2O(折线型或V型)、H2O2
四、化学键与物质类别关系的规律
(1)只含非极性共价键的物质:同种非金属元素构成的单质,如N2、I2、P4、金刚石、晶体硅
(2)只含有极性共价键的物质:一般是不同非金属元素构成的化合物,如HCl、NH3、CS2等。
(3)既有非极性键又有极性键的物质:如H2O2、C2H2、CH3CH3、C6H6等
(4)只含有离子键的物质:活泼金属元素和活泼非金属元素形成的化合物,如Na2S、NaH等。
(5)既有离子键又有非极性键的物质,如Na2O2、CaC2等。
(6)由强极性键构成但又不是强电解质的物质是:HF。
(7)只含有共价键而无范德瓦耳斯力的化合物,如:原子晶体SiO2、SiC等。
(8)无化学键的物质:稀有气体,如氩等。
五、四大晶体
非晶体 离子晶体
固体物质 分子晶体
晶体: 原子晶体
金属晶体
①构成微粒:离子
②微粒之间的相互作用:离子键
③举例:CaF2、KNO3、CsCl、NaCl、Na2O等
NaCl型晶体:每个Na+同时吸引6个Cl-离子,每个Cl-同
结构特点 时吸引6个Na+;Na+与Cl-以离子键结合,个数比为1:1。
④微粒空间排列特点:
CsCl型晶体:每个Cs+同时吸引8个Cl-离子,每个Cl-同时吸引8个Cs+;Cs+与Cl-以离子键结合,个数比为1:1。
离子晶体: ⑤说明:离子晶体中不存在单个分子,化学式表示离子个数比的式子。
①、硬度大,难于压缩,具有较高熔点和沸点;
性质特点 ②、离子晶体固态时一般不导电,但在受热熔化或溶于水时可以导电;
③、溶解性:(参见溶解性表)
晶体晶胞中微粒个数的计算:顶点,占1/8;棱上,占1/4;面心,占1/2;体心,占1
①、构成微粒:分子
结构特点 ②、微粒之间的相互作用:分子间作用力
③、空间排列:(CO2如右图)
分子晶体: ④、举例:SO2、S、CO2、Cl2等
①、硬度小,熔点和沸点低,分子间作用力越大,熔沸点越高;
性质特点 ②、固态及熔化状态时均不导电;
③、溶解性:遵守“相似相溶原理”:即非极性物质一般易溶于非极性分子溶剂,极性分子易溶于极性分子溶剂。
①构成微粒:原子
②微粒之间的相互作用:共价键
③举例:SiC、Si、SiO2、C(金刚石)等
Ⅰ、金刚石:(最小的环为非平面6元环)
结构特点 每个C被相邻4个碳包围,处于4个C原子的中心
④微粒空间排列特点:
原子晶体: Ⅱ、SiO2相当于金刚石晶体中C换成Si,Si与Si间间插O
⑤说明:原子晶体中不存在单个分子,化学式表示原子个数比的式子。
①、硬度大,难于压缩,具有较高熔点和沸点;
性质特点 ②、一般不导电;
③、溶解性:难溶于一般的溶剂。
①、构成微粒:金属阳离子,自由电子;
结构特点 ②、微粒之间的相互作用:金属键
③、空间排列:
金属晶体: ④、举例:Cu、Au、Na等
①、良好的导电性;
性质特点 ②、良好的导热性;
③、良好的延展性和具有金属光泽。
①、层状结构
结构: ②、层内C——C之间为共价键;层与层之间为分子间作用力;
过渡型晶体(石墨): ③、空间排列:(如图)
性质:熔沸点高;容易滑动;硬度小;能导电。
晶体分类与性质对比:
离子晶体
分子晶体
原子晶体
金属晶体
结构
组成
粒子
阴、阳离子
分子
原子
金属阳离子
和自由电子
粒子间作用
离子键
范德瓦耳斯力
共价键
金属键
物
理
性
质
熔沸点
较高
低
很高
有高有低
硬度
硬而脆
小
大
有大有小、有延展性
溶解性
一般易溶于极性溶剂,难溶于非极性溶剂
极性分子易溶于极性溶剂
不溶于任何溶剂
难溶(钠等与水反应)
导电性
晶体不导电;能溶于水的其水溶液导电;熔化导电
晶体不导电,溶于水能电离的,其水溶液可导电;熔化不导电
不良(半导体Si)
良导体(导电传热)
典型实例
NaCl、NaOH、Na2O、CaCO3
干冰、白磷、冰、硫磺
金刚石、SiO2、晶体硅、SiC
Na、Mg、Al、Fe、Cu、Zn
【典例精析】
[例1]根据表1信息,判断以下叙述正确的是( )
表1 部分短周期元素的原子半径及主要化合价
元素代号
L
M
Q
R
T
原子半径/nm
0.160
0.143
0.112
0.104
0.066
主要化合价
+2
+3
+2
+6、-2
-2
A.氢化物的沸点为H2T<H2R B.单质与稀盐酸反应的速率为L<Q
C.M与T形成的化合物具有两性 D.L2+与R2-的核外电子数相等
【解析】T只有-2价,且原子半径小,所以T为O元素;R的最高正价为+6价,最低价为-2价,所以R为S元素;L的原子半径最大,化合价为+2价,所以L为Mg;M的原子半径介于Mg和S之间且化合价为+3价,所以M为Al;而Q的原子半径在Mg和O之间且化合价为+2价,所以Q为Be。选项A中由于H2O中存在氢键,所以沸点:H2>H2R;选项B中由于Mg的金属性比Al强,所以与HCl反应的速率:L>Q;选项C中Al和Be的化合物具有两性;选项D中Mg2+只有两个电子层而S2-具有三个电子层。
【答案】C
[例2] 下列指定微粒的个数比为2:1的是( )
A.Be2+离子中的质子和电子 B.H原子中的中子和质子
C.NaHCO3晶体中的阳离子和阴离子 D.BaO2(过氧化钡)固体中的阴离子和阳离子
[解析] Be2+中含有4个质子、2个电子。H原子中含有1个中子和1个质子。NaHCO3晶体中的钠离子跟碳酸氢根离子的个数比为1:1。BaO2(过氧化钡)固体中含有Ba2+、O22-阴离子和阳离子的个数比为1:1。所以答案选A。
[例3]1999年美国《科学》杂志报道:在40GPa高压下,用激光器加热到1800K,人们成功制得了原子晶体干冰,下列推断中不正确的是( )。
(A)原子晶体干冰有很高的熔点、沸点,有很大的硬度
(B)原子晶体干冰易气化,可用作制冷材料
(C)原子晶体干冰的硬度大,可用作耐磨材料
(D)每摩尔原子晶体干冰中含4molC—O键
[解析]解答前,应先弄清命题者是要考查干冰的性质、还是要考查原子晶体的性质。有的同学没有分析清楚这一点,认为是考查干冰的性质,因而造成错解。通过“原子晶体干冰”来考测解题者对“原子晶体性质”的理解程度。原子晶体硬度大、熔点和沸点高,所以A和C两种说法正确。联想到二氧化硅晶体结构,可得出D说法也是正确的。答案应选B。
【专题训练】
1.短周期元素X、Y、Z在周期表中的位置如图所示,则下列说法正确的是( )
A. X是活泼的非金属
B. 三种元素中Y的非金属性最强,其氢化物的水溶液是强酸
C. Z的最高价氧化物的水化物是强酸
D. Y的最高价氧化物的水化物是一种强酸
2.下列叙述正确的是( )
A.原子晶体中只存在非极性共价键
B.干冰升华时,分子内共价键会发生断裂
C.由原子构成的晶体可以是原子晶体,也可以是分子晶体
D.只要含有金属阳离子的晶体就一定是离子晶体
3.A、B、C、D、E均为短周期元素。A、B、C位于同一周期相邻位置,它们分别与D形成的分子中都有10个电子,且A和C的原子序数之比为3︰4。E原子半径是短周期元素原子半径最大的。则下列叙述正确的是( )
A.A和C能形成共价化合物
B.由B、D原子构成的分子的结构是正四面体
C.E和C只能形成E2C 一种化合物
D.由A、B、C、D四种元素形成的化合物一定不属于无机盐
4.下列说法中正确的是( )
A.非金属原子组成的化合物不可能是离子化合物
B. ⅠA族元素的金属性一定比ⅡA族元素的金属性强
C. 同一主族元素组成的化合物一定是共价化合物
D. NH5中的所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子电子层结构,1molNH5中含有4NA个N—H键(NA表示阿伏加德罗常数的值)
5.X、Y为短周期元素,X位于IA族,X与Y可形成化合物X2Y,下列说法正确的是( )
A.X的原子半径一定大于Y的原子半径
B.X与Y的简单离子不可能具有相同的电子层结构
C.两元素形成的化合物中,原子个数比不可能为1︰1
D.X2Y可能是离子化合物,也可能是共价化合物
6.右图表示元素周期表前四周期的一部分,关于元素X、Y、Z、W的叙述正确的是( )
X
Y
Z
W
①X、Y的最高价氧化物的水化物酸性为Y②Y、Z的气态氢化物的稳定性Y③W的单质常温下呈液态,可与铁粉反应
④W的原子序数比Z大9
A.只有③ B.①② C.①②③ D.①②③④
7.元素A和B的原子序数都小于18。已知A元素原子的最外层电子数为a,次外层电子数为b;B元素原子的M电子层数为(a-b),L层电子数为(a+b),则A、B两元素所形成的化合物的性质可能有( )
A. 能与水反应 B. 能与氢氧化钠反应
C. 能与硫酸反应 D. 不能与碳酸钠反应
8.通常情况下,微粒A和B为分子,C和E为阳离子,D为阴离子,它们都含有10个电子;B溶于A后所得的物质可电离出C和D;A、B、E三种微粒反应后可得C和一种白色沉淀。请回答:
(1)用化学符号表示下列4种微粒:
A: ; B: ;C: ;D: 。
(2)写出A、B、E三种微粒反应的离子方程式: 。
9.A、B、C、D、E均为短周期元素,且原子序数依次递增。A、E同主族,B、D同周期,且B和D最外层电子数之和为10;A与D可形成,AD、AD共价化合物。请回答下列问题。
(1)D位于周期表第_______周期,_________族;
(2)E离子的结构示意图为_______ ________;与E同周期的元素中,金属性最弱的金属元素名称是______ __,最稳定的气态氢化物的化学式为_____ ____;
(3)C的电子式为___ __,B与D通常能形成__ ___晶体,在ED中含有的化学键有 ;
(4)由A、B、C、D四种元素组成的离子化合物的化学式为(写出一种即可)_______________,组成的共价化合物的结构简式为(写出一种即可)___________________;
10.A、B、C、D、E均为短周期元素,且原子序数依次增大。已知B元素在自然界中组成化合物的种类最多;D原子最外层电子数与核外电子数之比为3:4;A与D、E与D均可组成原子个数比为1:1和2:1的两种化合物。据此回答:
(1)由A、C、D三种元素可组成多种化合物,写出其中两种常见化合物的化学式
、 。
(2)在C和B组成化合物 (CB)2中,C、B原子均满足最外层8电子结构,,则(CB)2的电子式是 。
(3)化合物E3C与水反应的原理和碳化钙与水反应的原理相同,写出E3C与盐酸反应的化学方程式 。
(4)已知B与A可组成化合物甲,D与A可组成化合物乙,每个甲、乙分子中均含有18个电子
① 甲在过量的D单质中充分燃烧,燃烧热是1559 kJ / mol,写出该反应的热化学方程式 。
② 在酸性条件下,向FeI2的淀粉溶液中加入乙,溶液变蓝。当1mol Fe2+被氧化成Fe3+时,反应中电子转移为4 mol,写出该反应的离子方程式
。
11.已知aA、bB、cC、dD、eE均为短周期元素,且原子序数依次增大。已知A、D同主族,A与其他元素均不同周期,B、C、E三种元素在周期表中的位置如图所示,且BC对应的单质在常温下为无色气体。请回答下列问题:
⑴A、B形成的四原子核化合物属于__________(填“极性”或“非极性”)分子,其易液化,原因是___________________________。
⑵由A、C两元素组成的三种10电子微粒是___________、____________、_______________
⑶甲是由A、C两元素形成的常见四原子核化合物,乙是由A、C、E形成的六原子核化合物,乙的水溶液和甲的水溶液相互反应的化学方程式为
_____________ ________。
⑷从五种元素中任选三种元素,组成化合物X和Y,在下列表格中按要求填写相应的化学式(每空只写一种即可)。
X pH>7(25℃)
Y pH<7(25℃)
抑制水的电离__________________
抑制水的电离:____________________
促进水的电离:_________________
促进水的电离:____________________
12.短周期主族元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大,它们的原子核外电子层数之和为10;B的化合物种类繁多,数目庞大。C、D是空气中含量最多的两种元素;D、E两单质可以生成两种不同的离子化合物。
⑴写出E的单质与A、D两元素形成其常见化合物反应的离子方程式___________。
⑵由A、C、D三元素所形成的常见盐与氢氧化钠反应的方程式为_________________
⑶B的相对分子质量最小的氢化物,写出其化学式___________。
⑷X、Y是均由C、D两元素组成的化合物,且C、D在X、Y中的价态相同,某温度下相互转化时的量变关系如下图:
(I)X的化学式是___________
(II)图中a、b、c、d四点中,表示反应处于平衡状态的是___________
(III)反应进行到t2时刻,改变的条件可能是___________
13.U、V、W、X、Y为短周期元素,且原子半径依次增大,U、V同主族,V、W、X、Y处于同周期,U的最高价氧化物所对应的水化物与其气态氢化物反应生成盐A,U、W、Y的最高价氧化物对应的水化物能互相反应生成盐,Z为血红蛋白中所必需的金属元素,且U、W、Z分别能与氧元素形成U203、W2O3、Z2O3。
回答下列问题:
(1)U的气态氢化物分子的电子式为 。盐A中阳离子的检验方法是 。
(2)1molV的最高价氧化物对应的水化物与3 molKOH恰好完全反应,其产物的化学式为 。
(3)W的单质与Y的最高价氧化物对应的水化物的溶液反应,其离子方程式是:
。
(4)如下图所示的两个实验装置中,溶液的体积均为100mL,开始时硫酸溶液的浓度均为0.055mol/L,工作一段时间后。测得导线中均通过0.01mol电子(若不考虑盐的水解和溶液体积的变化)。①中溶液的pH为 :②中X电极质量改变量为
(5)z单质与水在一定条件下反应的化学方程式为 。
专题六 化学平衡
【命题趋向】
《考试大纲》对这部分内容的具体要求是:
(1)了解化学反应速率的概念,反应速率的表示方法,理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响。
(2)了解化学反应的可逆性。理解化学平衡的涵义及其与反应速率之间的内在联系。
(3)理解勒沙特列原理的涵义。掌握浓度、温度、压强等条件对平衡移动的影响。
高考试题经常会从以下几个角度进行考查:
第一,考查化学反应速率、化学平衡的概念,要求考生用这些基本概念对有关的叙述的正确与否作出判别。
第二,根据化学方程式计算化学反应速率。
第三,判断化学反应是否处于平衡状态。判断外界条件变?