高三化学每日必读十分钟(第1讲)
1.化学研究的对象:物质,包括大到宇宙世界,小到分子、原子等微观粒子的一切物质。
化学研究的内容:物质的组成、结构、性质、用途和合成等。
2.物质的微观构成要注意层次性。从化学反应的角度看,构成物质的基础都是原子,但从物质结构角度看,不能说物质都由原子构成。有的物质直接由原子构成,如SiO2、稀有气体;有的物质则是每一组若干原子以强作用力结合成分子,分子之间再以弱作用力结合成宏观物质;还有的物质则由原子得、失电子变成离子,离子再结合而成物质。所以说,有的物质由原子构成,有的物质由分子构成,有的物质由离子构成。
3.纯净物由一种物质组成,混合物由两种或两种以上的物质组成。如果物质是由分子构成的则纯净物只含有一种分子,而混合物含不止一种分子。纯净物有固定的元素组成,即各元素的质量比是一定的,而混合物的组成可能随混合比不同而不同。纯净物一般有固定的熔沸点,而混合物,特别是复杂的混合物,往往没有固定的熔沸点。
(一)纯净物与混合物比较
纯净物 混合物
组成 有固定组成,组成这种物质的各元素有一定的比例关系 没有固定组成,混合物中每种物质的含量可以任意调配
性质 有固定的物理性质和化学性质 没有固定的性质,混合物中每种物质仍然保持着原有的性质
分离 不能用物理方法将组成纯净物的各元素分开,只能通过化学方法才能达到分离各元素的目的 可用物理方法将混合物中各物质分离开来
(二)常见的混合物包括:
⑴高分子化合物(如蛋白质、淀粉、纤维素、聚合物等);
⑵分散系(包括溶液、胶体、浊液)
⑶同分异构间的混合体(如二甲苯总是混合物,含邻、间、对三种)
⑷同素异形体间的混合体
⑸其他:如①氨水、氯水、王水、天然水、硬水、软水、水玻璃、福尔马林、盐酸、浓硫酸;
②爆鸣气、水煤气、天然气、焦炉气、高炉煤气、石油气、裂解气、空气;
③钢、生铁、普钙、漂白粉、碱石灰、黑火药、铝热剂、水泥、铁触媒、玻璃、煤;
④煤焦油、石油及其各种馏分、植物油和动物油。
4.氧化物物两种分类及相互关系。
5.酸和酸酐的对应关系。无机含氧酸有对应的酸酐,酸酐一般是酸性氧化物(羧酸也有酸酐,但通常不是氧化物如乙酸的酸酐为CH3-eq \o(\s\up 19(O),\s\do0())-O-eq \o(\s\up 19(O),\s\do0())-CH3),酸与酸酐对应关系的判断依据是中心原子的化合价相等。如在NO、NO2、N2O3、N2O5中,属于HNO3的酸酐的是N2O5,因为两者氮元素的化合价相等。再如高锰酸对应的酸酐为Mn2O7,其是金属氧化物却又属酸性氧化物。又如硅酸的酸酐为 SiO2,但SiO2却不能与水直接起反应生成相应的酸。
高三化学每日必读十分钟(第2讲)
物理变化和化学变化的根本区别或判断依据在于有没有产生新物质。变化中的一些现象如发光、发热、溶液变浑浊、冒气泡等,只能起帮助判断的作用,不能作为判据。在物理变化和化学变化中,物质的总质量都保持不变。化学变化遵循质量守恒定律的原因是,反应是原子的重新组合,反应前后元素的种类和原子的数目都没有改变。
(1) 化学之“化”知多少
中学化学中提及的“化”名目繁多。如果要判别它分属何种变化,必须了解其变化过程。
(1)氧化——化学反应中元素化合价升高(或失去电子)的反应。
(2)风化——结晶水合物在室温和干燥的空气中失去部分或全部结晶水的过程。结晶水合物属于纯净物(不含其它杂质时)。结晶水合物在一定条件下会失去结晶水,如CuSO4·5H2O在加热时失去结晶水,Na2CO3 ·10H2O能风化。风化是指结晶水合物在干燥的空气中,常温下自动失去结晶水的现象。失去结晶水的过程属于化学变化。注意:风化为自然条件。硫酸铜加热失水不属于风化。
(3)催化——能改变化学反应速率,催化剂本身一般参与反应而其质量和化学性质在反应前后不变,通常作为条件写在方程式中。
(4)歧化——同一种物质中,同一种元素且为同一价态原子间发生的氧化还原反应。
(5)酸化——向某物质中加入稀酸使之呈酸性的过程。注意:酸化时加入的酸不能与原物质发生化学反应。
(6)钝化——常温下,铝、铁等金属与强酸(如浓H2SO4、浓HNO3)接触,金属表面生成一薄层致密氧化物保护膜的过程。
(7)硬水软化——通过物理、化学方法除去硬水中较多的Ca2+、Mg2+的过程。
(8)水化——烯、炔与水发生加成反应,生成新的有机物。
(9)氢化(硬化)——液态油脂在一定条件下与氢气发生加成反应生成固态油脂的过程。作用:植物油变成硬化油后,稳定而不易变质,便于运输等。
(10)皂化——油脂在碱性条件下,发生水解反应的过程。产物为高级脂肪酸和甘油。
(11)老化——橡胶、塑料等制品露置在空气中,因受空气氧化,目光照射而使之变硬发脆的过程。
(12)硫化——向橡胶中加硫,以改变其结构(双键变单键,形成交联)来改善橡胶的性能,减缓其老化速度的过程。
(13)裂化——在一定条件下,分子量大、沸点高的烃断裂为分子量小、沸点低的烃的过程。如石油通过热裂化或催化裂化,用来提高汽油的质量和产量。
(14)酯化——醇与酸生成酯和水的过程。
(15)硝化(磺化)——苯环上的H被一NO2(或-SO3H)取代的过程。
(16)卤化——烃与卤素在光照或催化条件下生成卤代烃的过程。
(17)异构化——从一个异构体转变成另一个异构体的反应,通常指正链和支链少的烷烃在适当的条件下,可异构化为支链多的烷烃。
(18)烷基化和酰基化——芳烃在催化剂作用下,与卤烷和酰卤(R-CO-X)等作用,环上的氢原子被烷基和酰基(-CO—R)取代的反应。
(19)焦化——将煤隔绝空气加强热使其分解的过程,叫做煤的干馏,也叫煤的焦化。
(20)煤的气化和液化——煤的气化是把煤中的有机物转化为可燃性气体的过程。煤气化的主要化学反应是碳和水蒸气的反应。煤的液化是把煤转化成液体燃料的过程,把煤与适当的溶剂混合后,在高温、高压下(有时需使用催化剂)把煤与氢气作用生成液体燃料。或先把煤气化成一氧化碳和氢气,然后再经过催化合成,得到液体燃料。
(2) 化学之“解”知多少
(1)潮解是固体吸收空气中的水蒸气而在固体表面形成饱和溶液的现象。一般把潮解归为物理变化。
(2)溶解是指把溶质分散到溶剂中形成均一、稳定、透明的溶液的过程;其包括扩散过程(吸热)——物理过程,水合过程(放热)——化学过程。
(3)水解主要包括盐的水解(弱酸盐或弱碱盐等)、酯的水解、卤代烃的水解、蛋白质的水解、糖类的水解。
(4)裂解又叫深度裂化,是把长链烃变为短链不饱和烃的过程。属化学变化。
(5)分解指由一种物质反应生成多种物质的过程,是四种基本反应类型的一种。
(6)电解指当电流通过电解质溶液时,在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。属化学变化。
化学用语
高三化学每日必读十分钟(第3讲)
以物质的量为中心进行换算时注意的问题
1.“一个中心”: 必须以物质的量为中心。时刻牢记“物质的量(n)”为一固有名词,是国际单位制中七个基本物理量之一,其表示含有一定数目粒子的集体,用摩尔(mol)作单位,1mol的标准是0.012kg 12C所含的碳原子数;我们把1mol任何物质所含的粒子数叫阿伏加德罗常数,记为NA。而我们要理解“以物质的量为中心”这句话就必须记住这样一公式:n=m/M=n/NA=V(g)/Vm=Q/△H=CV(aq),同时我们也应该注意在在使用Vm时尤其是在应用Vm=22.4L·mol—1时,一定要有“标准状况”和“气体状态”为两个前提条件(混合气体也适用)。
2.“两个规律”:即灵活运用质量守恒定律与阿伏加德罗定律,尤其是对阿伏加德罗定律的内容及各种推论的使用条件要牢记:我们把同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子这一规律叫阿伏加德罗定律,又称之为“四同定律”;而对其推论应作如下理解:(1)同温同压下,气体的体积之比等于气体的物质的量之比,即V1:V2=n1:n2。(2)同温同压下,两种不同气体的密度之比等于气体的摩尔质量之比即ρ1:ρ2=M1:M2。(3)同温同压下,同体积的任何气体其质量之比等于气体的摩尔质量之比即m1:m2=M1:M2。(4)同温同压下,同质量任何气体的体积之比等于其摩尔质量倒数之比即V1:V2=M2:M1。(5)同温同体积下,气体的压强之比等于气体的物质的量之比即P1:P2=n1:n2。
3.“三个关系”:①直接构成物质的粒子与间接构成物质的粒子(原子、电子等)间的关系,如弱电解质溶液中弱电解质浓度与溶液中溶质粒子数的关系;②摩尔质量与相对分子质量间的关系,两者只有当摩尔质量以g/mol为单位时在数值上才相等;③阿伏加德罗常数与6.02×1023之间的关系,后者是前者在具体运算中应用时所取的一数值上的近似值。
4.“四个无关”:物质的量、质量、粒子数的多少均与温度及压强的高低无关;物质的量浓度的大小与所取该溶液的体积多少无关(但溶质粒子数的多少与溶液体积有关)。
解答阿伏加德罗常数试题注意的问题
1.状态问题:如水在标准状况时为液态或固态;SO3在标准状况下为固态,常温常压下为液态;戊烷及碳原子数大于4的烃,在标准状况下 不是气态。CS2、CC l4、苯常温下是液体
2.特别物质的摩尔质量,如D2O、T2O、18O2等。
3.某些物质分子中的原子个数,如Ne、O3、白磷等。
4.一些物质中的化学键数目,如SiO2、Si、CH4、P4、CO2、石墨等。
5.较复杂的化学反应中,转移电子数的求算,如Na2O2十H2O;Cl2十NaOH;电解AgNO3溶液等。
6.某些离子或原子团在水溶液中能发生水解反应,使其数目减少;如0.1mol/LCH3COOK溶液中CH3COO-小于0.1mol/L,再如0.1 mol氯化铁制成氢氧化铁胶体时,胶粒数目为0.1 NA。
如何解答物质的量与气体平均相对分子质量、物质的量浓度等计量之间的计算的问题
⒈(混合)气体平均相对分子质量的求解:(列出四种求算方法)
① M=m总/ n总 (m总为气体总质量,n总为气体总物质的量)
(此公式也适合非气态物质)②已知混合气体的体积分数或摩尔分数求平均相对分子质量。M=MA×a%+MB×b%+……其中MA、MB、……,为组分气体的相对分子质量;a%、b%、……,为组分气体对应的体积分数或摩尔分数。③M=ρ×22.4mol/L 其中为气体在标准状况下的密度。④
M=M已知.D相对(g.L-1)
其中D相对为混合气体对某已经气体的相对密度,M已知为已知气体的相对分子质量。
⒉物质的量浓度及有关计算原理
⑴关于物质的量浓度概念的计算:
①溶质的质量、溶液的体积和物质的量浓度之间的计算。可运用公式:n=m/M,c=n/V,所以 c=n/(MV)。②已知气体溶质的体积(标准状况下)、溶剂的体积和溶液的密度,计算溶液中溶质的物质的量浓度。应先运用n=V/22.4L·mol—1,求出溶质的物质的量;再运用V(溶液)=m/ρ求出溶液的体积,其中m为气体和水的质量和,即溶液的质量,ρ为溶液的密度,V(溶液)的单位为L;最后用物质的量浓度公式计算。③计算溶液中的离子浓度,还要根据溶质的电离方程式,算出离子的物质的量。
(2)溶液中溶质的质量分数与物质的量浓度之间的换算,溶液的密度是必不可少的条件。将c换算成ω时,可运用n=V·ρ·ω/M算出1000mL溶液中所含溶质的物质的量。
将ω换算成c时,可从1L(1000mL)溶液出发,
运用ω=1L· c·M/(1000mL·ρ)×100%直接计算。请时刻注意:此运算过程中ρ以g/mL为单位,c以mol/L为单位。
(3)溶液稀释或混合的计算:可根据稀释前后,溶液中溶质的物质的量不变的公式c1·V1=c2·V2或溶质的质量不变的公式;V1·ρ1·ω1=V2·ρ2·ω2
高三化学每日必读十分钟(第4讲)
对于高考化学中常考的化学反应类型之氧化还原反应、离子反应,我们应该这样加以理解记忆:
1.理清概念。氧化还原反应中涉及的概念有:还原剂(能失电子的物质)具有还原性(失去电子的能力)发生氧化反应(失去电子的反应,在电化学中就指在原电池的负极或电解池的阳极发生的反应)得到氧化产物,即所含元素的化合价升高;氧化剂(能得电子的物质)具有氧化性(得到电子的能力)发生还原反应(得到电子的反应,在电化学中就指在原电池的正极或电解池的阴极发生的反应)得到还原产物,即所含元素的化合价降低。以上理解用两句话概括就是还是升失氧,氧是降得还。另外,我们还应该时刻牢记以上两组概念是一对立统一体,同时存在。对于离子反应则要知道其指有离子参与的反应,以反映某一反应或某一类反应的实质为使命。而所有这些概念的理解要求我们对一些常见元素的化合价要会标定(一般是以化合价代数和为零作前提,先标一些简单离子再标氢和氧,最后标复杂元素化合价)和一些常见物的溶解性。
常见元素化合价顺口溜(一)
钾钠氢银正一价,钙镁锌钡正二价; 氟氯溴碘负一价,通常氧是负二价;
铜正一正二铝正三,铁有正二和正三;碳有正二和正四,硫有负二正四和正六。
常见元素化合价顺口溜(二)
一价氢锂钾钠银,二价氧镁钙钡锌,铜汞一二铁二三,碳锡铅在二四寻,
硫为负二正四六,负三到五氮和磷,卤素负一、一、三、五、七,
三价记住硼、铝、金。
常见酸碱盐的溶解性
钾 钠 铵 盐 硝 酸 盐,都 能 溶 于 水 中 间。
盐 酸 除 了 银 亚 汞,硫 酸 难 溶 是 钡 铅。
碳 酸 磷 酸 不 多 溶, 溶 者 只 有 钾 钠 铵。
碱 有 钾 钠 铵 和 钡,硫 化 物 中 加 镁 盐。
其 余 皆 是 难 溶 物,背 好 口 诀 记 心 间。
2.理解规律。氧化还原反应中涉及的基本规律:
(1)氧化还原规律:高价氧化低价还,中间价态两边管。
(2)电子守恒规律:同一氧化还原反应中氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。
(3)先强后弱规律:当一种氧化剂氧化几种还原剂时,首先氧化最强的还原剂,多余的氧化剂再依次氧化次强的还原剂。一种还原剂还原几种氧化剂时与上类似。
(4)氧化(还原)剂强弱的判断规律:
·易强难弱:氧化性还原性强弱与得失电子难易有关,而与电子得失多少无关。
例如:Cu与浓HNO3、稀HNO3的作用
·多强少弱:不同的氧化剂与同一还原剂作用时,还原剂化合价升得越高,氧化剂氧化性越强;不同的还原剂与同一氧化剂作用时,氧化剂化合价降的越低,还原剂还原性越强。例如:C12、02、S与Fe的作用;
·前强后弱:氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性大于还原产物的还原性。
·浓强稀弱:浓氧化剂的氧化性大于稀氧化剂的氧化性;浓还原剂的还原性大于稀还原剂的还原性。
在此条规律中要时刻记住:不同物质的本性不同,其表现的氧化性或还原性强弱不同;同一物质本性相同但在不同外界条件(如:温度、浓度、酸度)下所表现的氧化性或还原性强弱也不同(如S2-与SO32-在碱性条件下不发生氧化还原反应,但在酸性条件下能发生氧化还原反应;与此相类似还有I-与NO3-。而ClO-与I-、S2-之间则无论是在碱性条件下还是酸性条件下均可发生氧化还原反应。)
(5)归中规律:对于含不同价态的同—种元素的不同物质之间;若有中间价态存在,则有发生反应的可能,若在酸条件下,则几乎均可发生,且生成物的价态处于两反应物的价态的中间。
3.扫清障碍。此点总结主要针对离子方程式的书写而总结
在平日练习中,发现学生常犯各种各样的错误,归纳分析主要存在三大障碍:一是对常见物质的溶解性及电离程度不熟悉,该拆写为离子形式的不拆,而不该拆的又拆了;二是对不同类型的离子方程式书写要求、特点不了解,以致错误类推;三是对于涉及与量有关的,存在多个离子方程式的离子反应,不能正确做出判断,张冠李戴。下面就此三个问题分别做一阐述。
(1)熟悉拆写规律:中学化学中的离子方程式仅限于在水溶液中发生的离子反应,其它情况下的离子反应,如固态、熔融态和非水溶剂中的都不作要求。在离子反应中如其物质的主要形态为离子的则应拆写为离子,如主要形态为分子,则不能拆写。为帮助掌握笔者归纳出下列三条规律:①易溶、易电离物应拆写 只有既易溶于水,又易电离的电解质方可拆写为离子形式,其只有三类物质:1)强酸。需重点记忆的是HNO3、 H2SO4、HX(X=Cl、Br、I)等。2)强碱。需重点记忆的是NaOH、KOH、Ba(OH)2等。3)可溶性盐。只有极少数盐属可溶难电离物,如(CH3COO)2Pb、 HgCl2等,常见的盐均易电离,这样关键是记忆盐类物质的溶解性。记忆时为加强记忆可编为口诀:“若论盐类溶解性,钾钠硝酸铵盐溶,盐酸不溶银亚汞,硫酸不溶钡和铅,其它酸类的正盐,只有钾钠铵盐溶。”务求熟练掌握。除这三类物质以外的物质,均应直接以化学式表示,不能拆写。②酸式盐区别对待 常见酸式盐均为易电离物。教材后所附溶解性表中无酸式盐的溶解性情况,复习中应强调三点:1)钾钠铵类多元弱酸的酸式盐应拆写,但酸式酸根离子不能再拆。如NaH2PO4应拆为Na+和H2PO4-,H2PO4-不能再拆写为H+和HPO42-或2H+和PO43-。2)Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2和Ba(HCO3)2均属易溶易电离的盐,应拆写为对应金属离子和HCO3 。3)可溶性硫酸的酸式盐要视浓度情况而定。以NaHSO4为例,如浓度较大,酸根离子主要以HSO4-形式存在,拆写为Na+和HSO4-;如浓度较小,HSO4-进一步电离完全,应拆写为Na+、H+和SO42-。③微溶物具体分析 微溶物有CaSO4、Ag2SO4、MgCO3和Ca(OH)2等,常考的是Ca(OH)2,它们均易电离。微溶物是否拆写要视具体情况分析而定,以Ca(OH)2为例,如题述为“澄清石灰水”,则应拆写;如题述为“石灰乳”,则不能拆写。
(2)辨清反应类型:中学化学中涉及的离子反应有4种类型:①离子互换型即离子交换后有沉淀或弱电解质(含H2O)生成的反应。如HCO3-+OH-=CO32- + H2O CH3COO-+H+=CH3COOH这类离子反应是最常见、考查最频繁的一类反应,应对其进行反复训练。②氧化还原反应型即有离子参加或生成的氧化还原反应。近年高考涉及的主要是卤素间、金属与水或与酸之间的氧化还原反应,比较简单。如:2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑ 氧化还原型的离子方程式不仅要遵守质量及电荷守恒,同时还要满足电子得失守恒。对于一个氧化还原型离子方程式而言,电荷不守恒一般电子得失也不守恒,反之亦然。③络合反应型整个中学化学教材中有两个此类反应:Fe3++SCN-=[Fe(SCN)]2+AgOH+ 2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++OH-+2H2O ④水解反应型中学涉及的是盐的水解反应,根据水解程度可分为两类:1)不完全水解。如:Na2S溶于水:S2-+H2OHS-+OH- FeCl3溶于水:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+ CH3COONH4溶于水:CH3COO-+NH4++H2OCH3COOH+NH3·H2O这类水解反应程度小,生成物不能出现“↑、↓”符号,多元弱酸的水解一般用第一步表示,且应用“”连接。2)完全水解。如:Na2S溶液与AlCl3溶液混合:2Al3++3S2-+6H2O= 2Al(OH)↓+3H2S↑
(3)重视量的影响 多元酸与碱、盐之间的反应,当反应中存在连续或并行离子反应时,往往会出现因两反应物相对量的变化而产物不同的现象,也即存在多个离子方程式。在判断与量有关的离子反应时,切忌草率从事,以偏概全,应仔细分析题中量的关系,依量写出或判断出相应的离子方程式。
4.掌握技巧。如氧化还原反应中电子得失守恒在一些元素化合价较复杂且不便写出具体的反应方程式中的应用,如在BrF3+H2O—Br2+HBrO3+O2↑+HF(未配平)化学反应中,若有10.8g水被氧化,则被水还原的BrF3的物质的量是0.4mol。再如在解决有关离子共存题时应注意掌握如下内容:
审题时应注意题中给出的附加条件
①酸性溶液(H+)、碱性溶液(OH-)、能在加入铝粉后放出可燃气体的溶液、由水电离出的H+或OH-=1×10-10mol/L的溶液等。
②有色离子MnO4-,Fe3+,Fe2+,Cu2+,Fe(SCN)2+。
③ MnO4-,NO3-等在酸性条件下具有强氧化性。
④S2O32-在酸性条件下发生氧化还原反应: S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O
⑤ 注意题目要求“大量共存”还是“不能大量共存”。“一定”还是“可能”。
审题时还应特别注意以下几点:
①注意溶液的酸性对离子间发生氧化还原反应的影响。如:Fe2+与NO3-能共存,但在强酸性条件下(即Fe2+、NO3-、H+相遇)不能共存;MnO4- 与Cl-在强酸性条件也不能共存;S2-与SO32-在碱性时可共存,但在酸性条件下则不能共存。
②酸式盐的含氢弱酸根离子不能与强碱(OH-)、强酸(H+)共存。
如 HCO3-+OH-=CO32-+H2O (HCO3-遇碱时进一步电离) ;
HCO3-+H+=CO2↑+H2O