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学大教育 高一化学必修(二)知识点总结第一章元素周期表和元素周期律1.组成原子的粒子间的关系 核电荷数(Z)=核内质子数=核外电子数 质量数(A)=质子数(Z)中子数(N) 2.元素周期律与周期表 学大教育 元素的性质元素的金属(非金属)性强弱的证明个位数相同氢化物有界线阴、阳有定位对角可论性知价可定族族、序、价奇偶性一致知序可速算族元素总数等于稀有气体的原子序数族、期数决定元素的数目和性质序差等于一定的元素数目知三角序和可算元素元素周期律 编排原则结构递变规律 “位、构、性”的关系微粒半径的大小比较等电子微粒等质子微粒 最外层8电子稳定结构有关元素周期表的几个规律元素周期表的应用特殊位置的元素及元素的特殊性 元素周期表三键的比较微粒的电子式以及用电子式表示物质的形成过程物质与键型分子的极性分子间作用力物质的变化与微粒间作用的破坏分子结构化学键四晶体的比较晶体化学式的确定氢键判断晶体类型的方法物质熔沸点高低的比较化学键对物质性质的影响晶体结构3.原子的组成及其所决定的因素 三种关系 位置与大小关系:原子核居于原子的中央,电子在核外高速运转。若原子是足球场,则原子核是足球场中的一只蚂蚁。 电性关系:质子带正电,核外电子带负电,中子不带电。 数量关系:阳离子核外电子数核内质子数离子电荷数(所失电子数) 阴离子核外电子数核内质子数离子电荷数(所得电子数)同位素 概念:具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子叫核素,同一元素的不同核素之间互称同位素。 注意:同种元素,可以有若干种不同的核素。同位素是同一元素的不同核素之间的互相称谓,不指具体的原子。 三种重要的同位素:氕(H)氘(D)氚(T):关于D2、D2O等小计算, 氘(D)和氚(T)制氢弹材料。126C相对原子质量标准;23592U原子弹材料。 同位素的性质:同一种元素的不同同位素其原子、单质及其构成的化合物化学性质几乎完全相同,只是某些物理性质略有差异。天然同位素在地壳中的分布,不论单质、化合物等几乎完全一致,即元素各同位素的原子个数比为定值(丰度一定)。“五”同辨析 1.同位素 具有相同质子数和不同中子数的同一元素的不同原子.如氢有3种同位素: H、D、T。 2.同素异形体(又称同素异性体) 由同种元素组成性质不同的单质,互称同素异形体.如金刚石与石墨、C60 ,白磷与红磷,O2与O3 ,正交硫与单斜硫。 3.同分异构体 具有相同的分子组成而结构不同的一系列化合物互称同分异构体.同分异构体的种类通常有碳链异构、位置异构、跨类异构(又称官能团异构)、几何异构(又称顺反异构)。 你能说出中学阶段的几种跨类异构吗? 4.同系物 结构相似分子组成上相差一个或若干个CH2 原子团的一系列化合物互称同系物。 请总结出两种化合物互称同系物应具备的最基本条件。 5.同量物 通常是指分子量相同的不同物质。 如CO2 与HCHO H2SO4与H3PO4 ,NO与C2H6。十八.化学史知识 1、燃烧规律:凡是除了F,Cl,Br,I,O,N这六种活泼非金属元素的单质及其负价元素的化合物(NH3除外)不能燃烧外,其他非惰性的非金属元素的单质及其化合物都能燃烧,且燃烧的火焰颜色与对应单质燃烧的火焰颜色相同或者相似。 2、气味规律:a、凡是可溶于水或者可跟水反应的气体都具有刺激性难闻气味;如卤化氢 b、凡是有很强的还原性而又溶于水或者能跟水起反应的气体都具有特别难闻的刺激性气味。如H2S 3、等效平衡的两个推论: a、定温和定容时,在容积不同的容器进行的同一个可逆反应,若满足初始时两容器加入的物质的数量之比等于容器的体积比,则建立的平衡等效。 b、在定温、定容且容积相同的两个容器内进行的同一个可逆的反应,若满足初始时两容器加入的物质的数量成一定的倍数,则数量多的容器内的平衡状态相当于对数量少的容器加压! 4、离子化合物在常态下都呈固态。 5、一般正5价以上的共价化合物(非水化物)在常态下是固态!如:P2O5,SO3 四种相对质量原子的相对原子质量:以1个碳12原子的质量的1/12为标准,其它原子的质量与它比较所得的数值即是该原子的相对原子质量。该值为“某原子的相对原子质量”,即“核素的相对原子质量”。原子的近似相对原子质量:即该原子的质量数。元素的相对原子质量:是按元素各种天然同位素原子的相对原子质量以及所占的原子个数百分比算出来的平均值。Ar(x)=Ar(x1)a%+Ar(x2)b%+元素的近似相对原子质量:是按元素各种天然同位素原子的近似相对原子质量以及所占的原子个数百分比算出来的平均值。原子结构示意图会用结构示意图表示原子或离子结构(1)原子中:核电荷数=核外电子数(2)阳离子:核电荷数核外电子数(3)阴离子:核电荷数核外电子数特殊原子结构归纳(1)原子核中无中子的原子11H (2)最外层有1个电子的元素:A(3)最外层有2个电子的元素:A、He(4)最外层电子数等于次外层电子数的元素:Be(5)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素是C;是次外层电子数3倍的元素是O;是次外层电子数4倍的元素是Ne。(6)电子层数与最外层电子数相等的元素:H、Be、A1。(7)电子总数为最外层电子数2倍的元素:Be。(8)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素:Li、Si (9)内层电子数是最外层电子数2倍的元素:Li、P元素周期律元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性的变化,这个规律叫做元素周期律。说明:元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布的周期性变化的必然结果。周期性变化不是机械重复,而是在不同层次上的重复。稀有气体原子半径突然变大是因为稀有气体原子半径测量方法与其它原子半径的测量方法不同。元素的性质指原子半径、主要化合价、金属性、非金属性、还原性、氧化性、氢化物稳定性、最高价氧化物的水化物酸碱性等。元素的金属性与非金属性强弱的证明1、元素金属性强弱的证明a.单质跟水或酸反应置换氢的难易,易则强 b.最高价氧化物的水化物的碱性强弱,碱性强则强c.金属阳离子的氧化性强弱 d.置换反应,强换弱 e.原电池的负极及电解时后还原的金属的金属性强 f.不同金属单质还原同一种氧化剂的程度2、元素非金属性强弱的证明 a.跟氢气形成气态氢化物的难易,易则强 b.氢化物的稳定性,稳则强 c.最高价氧化物的水化物的酸性强弱,酸性强则强 d.置换反应,强换弱 e.非金属阴离子还原性强弱 f.电解时后氧化的非金属的非金属性强 g.不同非金属单质氧化同一种还原剂的程度5.元素周期表的编排原则1.按原子序数递增的顺序从左到右排列2.将电子层数相同元素排成一个横行 3.把最外电子数相同的元素排成一个纵行 微粒半径的大小比较 (1)同周期无论原子或阴阳离子半径均为“序大径小” (稀有气体元素除外)。如第三周期中:NaMgAlSiPSCl;Na+Mg2+Al3+;P3S2Cl。(2)同主族无论原子或阴阳离子半径均为“序大径大”.如第A族中:LiNaKRbCs;Na+K+RbCs+;第A族中:FClBrI。 (3)电子层结构相同的离子半径“序大径小”。如:S2ClK+Ca2+;Al3+Mg2+Na+F。 (4)同一元素不同价态的粒子,价态越高(核外电子越少)半径越小。如:FeFe2+Fe3+;HHH+。 (5)电子数和核电荷数都不同的,一般可通过一种参照物进行比较。如:比较Al3+与S2-的半径大小,可找出与Al3+电子数相同,与S2-同一族元素的O2-比较,Al3+02-,且O2-S2-故A13+BC B.离子半径A2-C-B2+ C.原子半径CBA D.原子最外层电子数CAB对角可论性 主族元素中,左下右上对角的两元素,左下(右上)角元素的金属性(非金属性)较强;左上右下对角的两元素的性质相似。 练习:已知锂和镁在周期表中处于对角位置,二者及其化合物的许多性质相似。下面有关锂及其化合物性质的叙述不正确的是( BC ) A.锂在过量氧气中燃烧主要产物是氧化锂,而不是过氧化锂 B.碳酸锂受热很难分解 C.碳酸锂的溶解度比碳酸氢锂的大 D.锂可以与氮气化合生成氮化锂知价可算族 若已知非金属(除H外)元素的最高正化合价和最低负化合价的代数和(或绝对值之差)为a,则主族序数=(a+8)/2 练习:已知元素X的最高正价与最低负价的绝对值之差为4,在其最高价氧化物中的质量分数为40%,则X的元素符号为 S 。族、序、价奇偶性一致 原子序数为奇(偶)数的元素所处的主族序数及其主要化合价亦为奇(偶)数(N元素例外)。 练习:短周期的金属元素A与非金属元素B能形成化合物A2B3,若A的原子序数为m,则B的原子序数不可能是( B ) A.m+3 B.m+4 C.m+11 D.m-5知序可速算族 (1)29号:族序数=原子序数-2 (2)1056号(20号、49号除外):个位数+十位数+1=同族中较小的原子序数。若仍为两位数,可继续按此式计算,直至为一位数时按(1)式计算。 (3)8188号:分别与3138号元素同主族。即先减去50后再按(2)式计算。 练习:原子序数为52的元素位于周期表的 VIA 族元素总数等于稀有气体的原子序数 前n周期元素总数等于第n周期最后稀有气体元素的原子序数 练习:已知氙为第五周期最后一种元素,它的原子核内有 54 个质子。族、期数决定元素的数目和性质 除氢元素外,第m主族含有(m-2)种非金属;第n周期含有n种主族金属和(7-n)种非金属,含有(n+1)2/2(n为奇数时)或(n+2)2/2 (n为偶数时)种元素,含有“元素总数-8”种过渡元素。m/n1者为非金属,且比值越大非金属性越强,m/n=1者为金属,且一般具有两性,m/nSiCSi;NaFNaClNaBrNaI;LiNaKRb。 影响物质的活泼性。化学键越牢固越不活泼。如N2P;C2H6C2H4C2H2;NaMgAl。 影响物质的稳定性。化学键越牢固物质越稳定。 影响酸性的强弱。无氧酸中,共价键越弱,水溶液的酸性的越强。如HFHClHBrH2SO4H2CO3。物质的变化与微粒间作用的破坏 (1)只有分子晶体由低能态向高能态转化(熔化或汽化)时不破坏化学键,而破坏分子间作用力。(2)只有不与水反应的非电解质溶于水时不破坏化学键。(3)稀有气体无论发生什么变化均不破坏化学键。7反应热 焓变 1定义:化学反应过程中所释放或吸收的能量都属于反应热,又称为焓变(H),单位kJ/mol。化学反应中为什么会伴随能量变化?(微观解释)旧键的断裂:吸收能量 新键的形成:放出能量总能量的变化取决于上述两个过程能量变化的相对大小。吸热:前者后者放热:前者吸热)H放热) H08化学能与电能一、原电池的构成条件1、活泼性不同的两电极2、电解质溶液3、形成闭合回路(导线连接或直接接触且电极插入电解质溶液4、自发的氧化还原反应(本质条件)思考:锌铜原电池的正负极可换成哪些物质?保证锌铜原电池原理不变,正负极可换成哪些物质?( C、Fe、 Sn、 Pb、 Ag、 Pt、 Au等)问:锌铜原电池中硫酸能换成硫酸钠吗?判断是否构成原电池,是的写出原电池原理。(1)镁铝/硫酸;铝碳/氢氧化钠;锌碳/硝酸银 ;铁铜在硫酸中短路;锌铜/水;锌铁/乙醇;硅碳/氢氧化钠(2)锌铜/硫酸(无导线);碳碳/氢氧化钠 若一个碳棒产生气体11.2升,另一个产生气体5.6升,判断原电池正负极并求锌片溶解了多少克?设原硫酸的浓度是1mol/L,体积为3L,求此时氢离子浓度。(3)银圈和铁圈用细线连在一起悬在水中,滴入硫酸铜,问是否平衡?(银圈下沉) (4)Zn/ZnSO4/Cu/CuSO4盐桥(充满用饱和氯化钠浸泡的琼脂) (5)铁和铜一起用导线相连插入浓硝酸中 镁和铝一起用导线相连插入氢氧化钠中思考:如何根据氧化还原反应原理来设计原电池呢?请将氧化还原反应 Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+设计成电池:硫酸铜硫酸铜硫s酸铜硫酸铜此电池的优点:能产生持续、稳定的电流。其中,用到了盐桥什么是盐桥?盐桥中装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的胶冻,胶冻的作用是防止管中溶液流出。 盐桥的作用是什么?可使由它连接的两溶液保持电中性,否则锌盐溶液会由于锌溶解成为Zn2+而带上正电,铜盐溶液会由于铜的析出减少了Cu2+而带上了负电。盐桥保障了电子通过外电路从锌到铜的不断转移,使锌的溶解和铜的析出过程得以继续进行。 导线的作用是传递电子,沟通外电路。而盐桥的作用则是沟通内电路。 二、原电池的工作原理:正极反应:得到电子 (还原反应)负极反应:失去电子 (氧化反应)总反应:正极反应+负极反应想一想:如何书写复杂反应的电极反应式? 较繁电极反应式=总反应式-简单电极反应式例:熔融盐燃料电池具有高的放电效率,因而受到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为负极燃气,空气与CO2的混合气为正极助燃气,已制得在6500C下工作的燃料电池,试完成有关的电极反应式: 负极反应式为:2CO+2CO32-4e-=4CO2正极反应式为:2CO2+O2+4e-=2CO32-电池总反应式:2CO+O2=2CO2三、原电池中的几个判断1.正极负极的判断:正极:活泼的一极 负极:不活泼的一极思考:这方法一定正确吗? 2.电流方向与电子流向的判断电流方向:正负 电子流向:负正电解质溶液中离子运动方向的判断阳离子:向正极区移动 阴离子:向负极区移动练习:下列哪些装置能构成原电池?9化学反应的速率和限度10.有机化合物一、甲烷的分子结构化学式:CH4 电子式: 结构式:二:甲烷的性质1:物理性质:无色、无味的气体,不溶于水,比空气轻,是天然气、沼气(坑气)和石油气的主要成分(天然气中按体积计,CH4占80%97%)。2:化学性质:甲烷性质稳定,不与强酸强碱反应,在一定条件下能发生以下反应:(1)可燃性(甲烷的氧化反应)(2)取代反应: 取代反应实验观察现象:色变浅、出油滴、水上升、有白雾、石蕊变红。在室温下,甲烷和氯气的混合物可以在黑暗中长期保存而不起任何反应。但把混合气体放在光亮的地方就会发生反应,黄绿色的氯气就会逐渐变淡,有水上升、有白雾、石蕊试液变红,证明有HCl气体生成,出油滴,证明有不溶于水的有机物生成。定义有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应叫取代反应。 CH4 CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 均不溶于水取代反应与置换反应的比较:取代反应置换反应可与化合物发生取代,生成物中不一定有单质反应物生成物中一定有单质反应能否进行受催化剂、温度、光照等外界条件的影响较大在水溶液中进行的置换反应遵循金属或非金属活动顺序。分步取代,很多反应是可逆的反应一般单向进行3、用途:甲烷是一种很好的气体燃料,可用于生产种类繁多的化工产品。乙烯的结构和性质1乙烯的分子结构分子式:C2H4,电子式:,结构式:,结构简式:CH2 =CH22乙烯的物理性质无色、稍有气味的气体,难溶于水,密度比空气小。3乙烯的化学性质氧化反应燃烧:(火焰明亮,有黑烟)使酸性KMnO4溶液褪色(可用此鉴别烯烃和烷烃)。加成反应 有机化合物分子中双键上的碳原子与其他原子(或原子团)直接结合生成新的化合物分子的反应,叫加成反应。(可用此鉴别烯烃和烷烃)(工业制造酒精)4乙烯的用途:化工原料,植物生长调节剂。苯的有关知识1分子组成和结构分子式C6H6,最简式:CH,结构简式:分子的空间构型:平面正六边形。2物理性质 无色液体,有特殊的气味,熔点5.5,沸点80.1,易挥发,不溶于水,密度比水小,易溶于酒精等有机溶剂,有毒。3化学性质 常温下不能与溴水、酸性高锰酸钾溶液反应而褪色。 一定条件下可以和液溴、硝酸等发生取代反应:加成反应: +3H2燃烧(明亮火焰,有浓烟)4苯的用途 重要的有机化工原料,用于合成纤维、合成橡胶、塑料、农药、医药、染料、香料,是一种常用的有机溶剂。三、乙烷、乙烯和苯的比较分子式C2H6C2H4C6H6结构简式CH3CH3CH2=CH2结构特点CC可以旋转C=C不能旋转双键中一个键易断裂苯环很稳定介于单、双键之间的独特的键主要化学性质取代、氧化(燃烧)加成、氧化取代、加成、氧化(燃烧)乙醇的物理性质乙醇是一种无色、有醇香味的液体,密度比水的小,具有挥发性,能溶解多种有机物和无机物,能与水以任意比混溶。乙醇俗称酒精,在酒类饮品中都含有一定量的乙醇。某白酒标签上注有“38”字样,试说明其涵义。近年来,假酒中毒事件时有发生,你知道假酒中有毒的物质是什么吗?3.乙醇的分子结构乙醇的分子式为C2H6O,结构简式为CH3CH2OH。OH是乙醇的官能团。从乙醇的结构入手进行分析推导乙醇的化学性质。要抓住官能团羟基(OH)的特性,同时注意乙基对羟基的影响,如受乙基对羟基的影响,使得乙醇与金属钠的反应不如水与金属钠的反应剧烈;乙醇能被催化氧化,是因为羟基上的氢原子与所在碳原子上的氢原子一同脱去,结合作氧化剂的氧生成水,同时碳原子与氧原子再形成一个共价键,形成羰基()。在乙醇的分子中共存在哪几种共价键?在乙醇的化学反应中,共价键的断裂情况如何?根据乙醇在空气中燃烧的化学方程式思考,为什么在实验室中通常用酒精灯作热源?酒精在生活中还有什么应用?4.乙酸的分子结构和性质乙酸的分子式为C2H4O2,结构简式为CH3COOH,官能团叫羧基。是一个整体,具备特有的性质:(1)具有酸性哪些事实可证明乙酸是弱酸?比较下列酸的酸性强弱:CH3COOH、HCl、H2CO3(2)酯化反应在乙酸乙酯的制备实验中:向反应器中加入药品的顺序如何?应如何操作?浓硫酸的作用是什么?制取装置中玻璃长导管的作用是什么?导管末端不能伸入到饱和Na2CO3溶液下面的原因是什么?饱和碳酸钠溶液的作用是什么?在酯化反应中乙酸和乙醇有几种可能的断键方式?如何确定实际发生的是哪种断键方式?(3)酯化反应中生成的乙酸乙酯具有什么性质?由此你能否联想到酯的其他性质?5规律总结(1).醇的氧化反应规律醇在有催化剂(铜或银)存在的条件下,可以发生催化氧化(又称去氢氧化)反应生成醛,但并不是所有的醇都能被氧化生成醛。凡是含有RCH2OH(R代表烃基)结构的醇,在一定条件下都能发生“去氢氧化”生成醛:2RCH2OH+O22RCHO+2H2O凡是含有结构的醇,在一定条件下也能发生“去氢氧化”,但生成物不是醛,而是酮()。凡是含有结构的醇通常情况下很难被氧化。(2).碳酸、水、乙醇、乙酸中羟基氢的活动性比较(酸性强弱顺序)碳酸、水、乙醇、乙酸的分子组成中,均含有羟基氢,它们有相似的性质,如:易溶于水、能与活泼金属反应产生氢气等。但由于与羟基相连的原子或原子团的不同,它们也呈现不同的性质,它们的酸性强弱不同。其酸性强弱顺序为:乙酸碳酸水乙醇。(3).实验室制取乙酸乙酯的反应原理及实验注意事项实验室将乙酸和乙醇混合,加入少量浓硫酸作催化剂,在加热条件下起酯化反应制取乙酸乙酯:CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O反应是可逆的,生成的乙酸乙酯如果留在反应液里将抑制反应向正方向进行。加热的目的不只是为了加快反应速率,同时使反应生成的乙酸乙酯(沸点77.1)变成蒸气与反应物及时分离。可是乙醇的沸点(78.5)和乙酸的沸点(117.8)都较低,当乙酸乙酯形成蒸气被导出时,其中会混有少量乙醇和乙酸蒸气。冷却后的乙酸乙酯和乙醇、乙酸都互溶而难于分离。实验室里用饱和碳酸钠溶液冷却乙酸乙酯的原因:一是利用碳酸钠溶液中的水溶解乙醇(乙醇在水里的溶解度大于乙酸乙酯),二是碳酸钠能跟乙酸反应吸收乙酸,便于闻到乙酸乙酯的香味,而乙酸乙酯难溶于饱和碳酸钠溶液,这样就可以获得较为纯净的乙酸乙酯液体。导管口在饱和碳酸钠溶液液面上,而不是插入液面下是为了防止倒吸。.糖类和蛋白质的特征反应1实验35葡萄糖、淀粉和蛋白质的特性实验实验内容实验现象葡萄糖+新制Cu(OH)2共热,生成砖红色沉淀淀粉+碘酒变蓝色蛋白质+浓HNO3共热,变黄色2葡萄糖的特征反应(1)葡萄糖砖红色沉淀(2)葡萄糖光亮的银镜新制Cu(OH)2和银氨溶液都是碱性的。上列两反应,常用于鉴别葡萄糖。3淀粉的特征反应:在常温下,淀粉遇碘变蓝色。严格地说,淀粉遇到I2

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