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高中化学竞赛经典资料高中化学竞赛经典资料 第四章第四章 三维化学三维化学 第一节第一节 必备原理知识必备原理知识 一 原子核外电子一 原子核外电子 的排布的排布 现代原子结构现代原子结构 理论认为 电子在原子理论认为 电子在原子 核外高速运动 而且没核外高速运动 而且没 有一定的轨道 所以 有一定的轨道 所以 电子在核外运动时就像电子在核外运动时就像 一团带负电荷的云雾笼一团带负电荷的云雾笼 罩着带正电荷的原子核 罩着带正电荷的原子核 因此 通常把核外电子因此 通常把核外电子 的运动比喻为电子云 的运动比喻为电子云 原子结构理论进一步指原子结构理论进一步指 出 核外电子是在不同出 核外电子是在不同 层上运动 这些层叫做层上运动 这些层叫做 电子层 电子层又分为电子层 电子层又分为 若干亚层 亚层还有不若干亚层 亚层还有不 同的轨道 而在每个轨同的轨道 而在每个轨 道中运动的电子还有两道中运动的电子还有两 种不同的自旋 电子层 种不同的自旋 电子层 亚层 轨道 自旋四个亚层 轨道 自旋四个 方面决定了一个核外电方面决定了一个核外电 子的运动状态 子的运动状态 不同元素的原不同元素的原 子核外有不同数目的电子核外有不同数目的电 子 这些电子是怎样在子 这些电子是怎样在 原子核外不同的电子层 原子核外不同的电子层 亚层和轨道中排布的 亚层和轨道中排布的 原子结构理论指出 电原子结构理论指出 电 子在原子核外的排布遵子在原子核外的排布遵 循三条规律 即泡利不循三条规律 即泡利不 相容原理 能量最低原相容原理 能量最低原 理和洪特规则三条规律理和洪特规则三条规律 可以写出不同元素的电可以写出不同元素的电 子排布式 子排布式 以上是对核外以上是对核外 电子运动和排布的概括电子运动和排布的概括 叙述 这一部分内容还叙述 这一部分内容还 应着重了解以下几点 应着重了解以下几点 1 1 关于电子云 关于电子云 的含义的含义 电子云是一个电子云是一个 形象的比喻 是用宏观形象的比喻 是用宏观 的现象去想象微观世界的现象去想象微观世界 的情景 电扇通常只有的情景 电扇通常只有 三个叶片 但高速转起三个叶片 但高速转起 来 看到的却是一团云来 看到的却是一团云 雾 像是叶片化成了云雾 像是叶片化成了云 雾 电子在核外运动速雾 电子在核外运动速 度极高 而且没有一定度极高 而且没有一定 的轨迹 因而可以在想的轨迹 因而可以在想 象中象中 看看 到电子的运到电子的运 动动 化化 成了云雾 一成了云雾 一 团带负电荷的云雾 因团带负电荷的云雾 因 此电子云不是实质性的此电子云不是实质性的 云雾 不能理解为由无云雾 不能理解为由无 数电子组成的云雾 应数电子组成的云雾 应 该指出 氢原子核外只该指出 氢原子核外只 有一个电子 也仍可以有一个电子 也仍可以 用电子云来描述 用电子云来描述 电子云常用由电子云常用由 许多小黑点组成的图形许多小黑点组成的图形 表示 小黑点密集的地表示 小黑点密集的地 方表示在该处的单位体方表示在该处的单位体 积内 电子出现机会较积内 电子出现机会较 多 或称为几率密度较多 或称为几率密度较 大 大 电子云图中单独一 电子云图中单独一 个小黑点没有任何意义 个小黑点没有任何意义 2 2 关于电子层 关于电子层 亚层 轨道的意义亚层 轨道的意义 电子层电子层 表示两方面意义 一方表示两方面意义 一方 面表示电子到原子核的面表示电子到原子核的 平均距离不同 另一方平均距离不同 另一方 面表示电子能量不同 面表示电子能量不同 K K L L M M N N O O P P 电子到原子核的平均距电子到原子核的平均距 离依次增大 电子的能离依次增大 电子的能 量依次增高 量依次增高 亚层亚层 也也 表示两方面意义 一方表示两方面意义 一方 面表示电子云形状不同 面表示电子云形状不同 s s 电子云是以原子核为电子云是以原子核为 中心的球形 中心的球形 p p 电子云电子云 是以原子核为中心的无是以原子核为中心的无 柄哑铃形 柄哑铃形 d d 和和 f f 电子电子 云形状更复杂一些 另云形状更复杂一些 另 一方面 表示能量不同 一方面 表示能量不同 s s p p d d f f 电子能量依电子能量依 次增高 次增高 轨道轨道 在一定在一定 的电子层上 具有一定的电子层上 具有一定 的形状和伸展方向的电的形状和伸展方向的电 子云所占据的空间 称子云所占据的空间 称 为一个轨道 关于轨道为一个轨道 关于轨道 的含义可以这样理解 的含义可以这样理解 轨道是指一个立体的空轨道是指一个立体的空 间 是原子核外电子云间 是原子核外电子云 所占据的特定的空间 所占据的特定的空间 这个空间的大小 形状这个空间的大小 形状 分别由电子层 亚层决分别由电子层 亚层决 定 除了定 除了 s s 电子云是球电子云是球 形外 其余亚层的电子形外 其余亚层的电子 云都有方向 有几个方云都有方向 有几个方 向就有几个特定空间 向就有几个特定空间 即有几个轨道 所以 即有几个轨道 所以 轨道可以说是原子核外轨道可以说是原子核外 每个每个 s s 亚层和其余亚层亚层和其余亚层 的每个方向上的电子云的每个方向上的电子云 所占据的特定的空间 所占据的特定的空间 每一个原子核外都有许每一个原子核外都有许 多电子层 亚层 因此 多电子层 亚层 因此 每个原子核外都有许多每个原子核外都有许多 轨道 轨道 p p d d f f 亚层亚层 的电子云分别有的电子云分别有 3 3 个 个 5 5 个和个和 7 7 个伸展方向 个伸展方向 因而分别有因而分别有 3 3 5 5 7 7 个个 轨道 轨道 3 3 个个 p p 轨道轨道 5 5 个个 d d 轨道和轨道和 7 7 个个 f f 轨道 轨道 它们的能量完全相同 它们的能量完全相同 电子云形状也基本相同 电子云形状也基本相同 3 3 能级的概念 能级的概念 在电子层 亚在电子层 亚 层 轨道和自旋这四个层 轨道和自旋这四个 方面中 与电子能量有方面中 与电子能量有 关的是电子层和亚层 关的是电子层和亚层 因此 将电子层和亚层因此 将电子层和亚层 结合起来 就可以表示结合起来 就可以表示 核外电子的能量 核外核外电子的能量 核外 电子的能量是不连续的 电子的能量是不连续的 而是由低到高象阶梯一而是由低到高象阶梯一 样 每一个能量台阶称样 每一个能量台阶称 为一个能级 因此 为一个能级 因此 1s1s 2s2s 2p 2p 分别表分别表 示一个能级 示一个能级 4 4 氢原子和多 氢原子和多 电子原子核外的能级电子原子核外的能级 有同学认为 有同学认为 氢原子只有一个电子 氢原子只有一个电子 因而只能有一个电子层 因而只能有一个电子层 其实 正确的说法是 其实 正确的说法是 氢原子像其它所有原子氢原子像其它所有原子 一样 可以有许多电子一样 可以有许多电子 层 电子层又分为若干层 电子层又分为若干 亚层和轨道 只是在通亚层和轨道 只是在通 常条件下 氢原子的这常条件下 氢原子的这 一个电子处于能量是低一个电子处于能量是低 的的 1s1s 轨道 这种状态叫轨道 这种状态叫 基态 当电子从外界吸基态 当电子从外界吸 收能量以后 氢原子的收能量以后 氢原子的 这一个电子可以跃迁到这一个电子可以跃迁到 能量较高的能级 氢原能量较高的能级 氢原 子核外能级由低到高的子核外能级由低到高的 顺序是 顺序是 1s 2s 2p 3s 3p 3d1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 4s 4p 4d 4f 5s 但是 对核外但是 对核外 有多个电子的原子来说 有多个电子的原子来说 核外能级的顺序就与氢核外能级的顺序就与氢 原子不同了 一般来说 原子不同了 一般来说 多电子原子核外能级由多电子原子核外能级由 低到高的顺序是 低到高的顺序是 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 4p 5s 4d 5p 这种现这种现 象叫做能级交错现象 象叫做能级交错现象 5 5 电子排布式 电子排布式 和轨道表示式和轨道表示式 根据原子核外根据原子核外 排布电子的三条规律 排布电子的三条规律 可以写出各种元素核外可以写出各种元素核外 电子的排布情况 核外电子的排布情况 核外 电子排布情况有两种表电子排布情况有两种表 示方法 电子排布式和示方法 电子排布式和 轨道表示式 轨道表示式 写电子排布写电子排布 式时 先按由低到高的式时 先按由低到高的 顺序排列出核外电子的顺序排列出核外电子的 能级 然后根据泡利不能级 然后根据泡利不 相容原理和能量最低原相容原理和能量最低原 理向各个能级填充电子 理向各个能级填充电子 错误的电子排布式不是错误的电子排布式不是 违背了泡利不相容原理 违背了泡利不相容原理 就是违背了能量还低原就是违背了能量还低原 理 例如将某元素原子理 例如将某元素原子 的电子排布式写为的电子排布式写为 1s1s2 22s2s2 22p2p3 33s3s1 1就是违背了就是违背了 能量最低原理 写成能量最低原理 写成 1s1s2 22s2s3 32p2p3 3就是违背了泡就是违背了泡 利不相容原理 利不相容原理 电子排布式中电子排布式中 最有意义的是外层电子最有意义的是外层电子 的排布 内层可以用所的排布 内层可以用所 谓谓 原子实原子实 代替 原代替 原 子实是该元素电子排布子实是该元素电子排布 式中相当于上周期惰性式中相当于上周期惰性 气体原子的部分 例如 气体原子的部分 例如 ClCl 元素的电子排布式的元素的电子排布式的 略写式为略写式为 Ne 3s Ne 3s2 23p3p5 5 连原子实也不写的电子连原子实也不写的电子 排布式叫做原子的特征排布式叫做原子的特征 电子排布或价电子排布 电子排布或价电子排布 对个副族元素来说 特对个副族元素来说 特 征电子排布就是最外层征电子排布就是最外层 电子排布加上外层电子排布加上外层 d d 电电 子 或子 或 f f 电子 排布 电子 排布 中学课本上称为外围电中学课本上称为外围电 子排布 子排布 轨道表示式轨道表示式 是用方框或圆圈表示轨是用方框或圆圈表示轨 道 在每个轨道内用向道 在每个轨道内用向 上 向下的箭头表示自上 向下的箭头表示自 旋不同的电子 写轨道旋不同的电子 写轨道 表示式要特别注意不要表示式要特别注意不要 违背洪待规则 违背洪待规则 6 6 关于洪特规 关于洪特规 则的特例则的特例 洪待规则是电洪待规则是电 子在等能量轨道上排布子在等能量轨道上排布 时遵循的规律 它指出时遵循的规律 它指出 电子在等能量轨道 如电子在等能量轨道 如 三个三个 p p 轨道 上排布时 轨道 上排布时 将尽可能占满所有轨道 将尽可能占满所有轨道 并且自旋方向相同 这并且自旋方向相同 这 样排布的原因是这种排样排布的原因是这种排 布使整个原子的能量最布使整个原子的能量最 低 将洪特规则推广开低 将洪特规则推广开 来 人们总结出 当等来 人们总结出 当等 能量轨道半满能量轨道半满 p p3 3 d d5 5 f f7 7 全满 全满 p p6 6 d d10 10 f f14 14 以及全 以及全 空 空 p p0 0 d d0 0 f f0 0 时 都 时 都 可使原子整体能量处于可使原子整体能量处于 相对较低的状态 这是相对较低的状态 这是 洪特规则的特例 正因洪特规则的特例 正因 为如此 铬的特征电子为如此 铬的特征电子 排布变为排布变为 3d3d5 54s4s1 1 而不 而不 是是 3d3d4 44s4s2 2 二 周期表中元素二 周期表中元素 性质的递变规律性质的递变规律 中学化学课本中对中学化学课本中对 元素的金属性和非金属元素的金属性和非金属 性 元素的化合价 原性 元素的化合价 原 子半径等的递变规律作子半径等的递变规律作 了较为详细的说明 这了较为详细的说明 这 里再补充几个元素的性里再补充几个元素的性 质 质 1 1 电离势 电离势 对于多电子原子 对于多电子原子 使处于基态的气态原子使处于基态的气态原子 变成 变成 1 1 价气态阳离子价气态阳离子 所需要的能量 称为第所需要的能量 称为第 一电离势 常用符号一电离势 常用符号 I I1 1 表示 以 表示 以 1 1 价的气态价的气态 阳离子再失去一个电子阳离子再失去一个电子 变成 变成 2 2 价的气态阳离价的气态阳离 子所需要的能量称为第子所需要的能量称为第 电离势 用电离势 用 I I2 2表示 表示 依次类推 有第依次类推 有第 电离电离 势势 I I3 3等等 等等 电离势特别是第一电离势特别是第一 电离势反映了单个原子电离势反映了单个原子 失去电子能力的大小 失去电子能力的大小 元素的原子电离势越小 元素的原子电离势越小 说明它越容易失去电子 说明它越容易失去电子 其金属性越强 其金属性越强 对于多电子原子来对于多电子原子来 说 各级电离势的大小说 各级电离势的大小 顺序是顺序是 I I1 1 I I2 2 I 孤对 成键的斥力孤对 成键的斥力 成成 键电对键电对 成键电对的斥力 成键电对的斥力 孤对孤对 孤对的斥力最孤对的斥力最 大 因为负电集中 孤大 因为负电集中 孤 对 成键斥力次之 而对 成键斥力次之 而 成键电对 成键电对之成键电对 成键电对之 间斥力最小 因有配体间斥力最小 因有配体 原子核可以去分散电对原子核可以去分散电对 的负电性 于是 要避的负电性 于是 要避 免的是斥力大的情况在免的是斥力大的情况在 90 90 的方向上 的方向上 叁键 叁键 叁键 叁键 叁键 双键叁键 双键 双键 双键双键 双键 双键 单键双键 单键 单键 单键单键 单键 w w w w w w s s s s s s w w 为电负为电负 性弱的配位原子 性弱的配位原子 s s 为电负性强的配位原子为电负性强的配位原子 如 如 处于中心原 处于中心原 子的全充满价层里的键子的全充满价层里的键 合电子之间的斥力大于合电子之间的斥力大于 处于在中心处于在中心 原子的未充满价层原子的未充满价层 里键合电子之间的斥力 里键合电子之间的斥力 如如 NHNH3 3 106 7106 7 和和 PHPH3 3 93 93 5 5 键角的差别 键角的差别 3d3d 电子的扩展作怪 电子的扩展作怪 六 六 键 键 键和键和 大大 键键 从电子云重叠的方从电子云重叠的方 式来看 共价键可分为式来看 共价键可分为 键和键和 键 键 当原子之间只有一当原子之间只有一 对电子时 这对电子形对电子时 这对电子形 成的化学键为单键 单成的化学键为单键 单 键是键是 键 键 键是成键是成 键的两个键的两个 原子的轨原子的轨 道沿着两核连线方向道沿着两核连线方向 头碰头头碰头 进行重叠而进行重叠而 形成的共价键 形成的共价键 s s 与与 s s 轨道 轨道 s s 与与 p p 轨道 轨道 p p 与与 p p 轨道以及轨道以及 s s p p 与杂与杂 化轨道 杂化轨道和杂化轨道 杂化轨道和杂 化轨道之间都可以形成化轨道之间都可以形成 键 键 键的特点是重键的特点是重 叠的电子一在两核连线叠的电子一在两核连线 上 受原子核束缚力较上 受原子核束缚力较 大 重叠程度也大 比大 重叠程度也大 比 较牢固 较牢固 键绕轴旋转键绕轴旋转 时 电子云重叠程度不时 电子云重叠程度不 受影响 电子云对两个受影响 电子云对两个 原子核的连线原子核的连线 键轴键轴 呈圆柱形对称 呈圆柱形对称 当原子之间有一对当原子之间有一对 以上电子时 所对应的以上电子时 所对应的 化学键称为重键 最常化学键称为重键 最常 见的重键是由一个见的重键是由一个 键键 和一个或数个和一个或数个 p p p p 键键 或或 p p p p 大大 键组成的 键组成的 键是成健原子的键是成健原子的 p p 轨轨 道电子云道电子云 肩并肩肩并肩 进进 行重叠而形成的共价键 行重叠而形成的共价键 一般来说 一般来说 健不能独健不能独 立存在 总是和立存在 总是和 键一键一 起形成双键或叁键 起形成双键或叁键 键的特点是重叠的电子键的特点是重叠的电子 云分布在两核连线的两云分布在两核连线的两 方 受原子核束缚力小 方 受原子核束缚力小 电子云重叠程度要比电子云重叠程度要比 键小得多 所以键小得多 所以 键不键不 如如 键牢固 但是键牢固 但是 键电子云受原子束缚力键电子云受原子束缚力 小 电子的能量较高 小 电子的能量较高 易活动 其化学性质较易活动 其化学性质较 键活泼 键活泼 键绕键轴键绕键轴 两轴连线 旋转后会 两轴连线 旋转后会 发生破裂 发生破裂 形成形成 p p p p 键和键和 p p p p 大大 键的条件是键的条件是 分子或离子里有平行的分子或离子里有平行的 p p 道可以容纳分子中的道可以容纳分子中的 电子 一般在电子占据电子 一般在电子占据 能量较低的能量较低的 和孤对电和孤对电 子对的轨道后 子对的轨道后 p p p p 大大 键是存在于两个以键是存在于两个以 上原子核之间的化学键 上原子核之间的化学键 常称为常称为 离域大离域大 键键 大大 键的符号 其中的键的符号 其中的 a a 是平行是平行 p p 轨道数 轨道数 b b 是是 这些轨道里的电子数 这些轨道里的电子数 当当 a b 2a b 2 时 就是一般时 就是一般 的的 p p p p 键 应当注意 键 应当注意 b 2ab4 4 4 4 黄色黄色 酚酞酚酞 8 08 0 无色无色 8 08 0 10 010 0 浅红色浅红色 10 0 10 0 红色红色 石蕊石蕊 5 15 1 红色红色 5 15 1 8 08 0 紫色紫色 8 0 8 0 蓝色蓝色 3 3 在惰性电极上 各种离子的放电顺序 在惰性电极上 各种离子的放电顺序 阴极 夺电子的能力 阴极 夺电子的能力 Au3 Au3 Ag Hg2 Ag Hg2 Cu2 Cu2 Pb2 Pb2 Fa2 Fa2 Zn2 Zn2 H H Al3 Mg2 Al3 Mg2 Na Na Ca2 Ca2 K K 阳极 失电子的能力 阳极 失电子的能力 S2 S2 I I Br Br Cl Cl OH OH 含氧酸根含氧酸根 注意 若用金属作阳极 电解时阳极本身发生氧化还原注意 若用金属作阳极 电解时阳极本身发生氧化还原 反应 反应 PtPt AuAu 除外 除外 4 4 双水解离子方程式的书写 双水解离子方程式的书写 1 1 左边写出水解的离 左边写出水解的离 子 右边写出水解产物 子 右边写出水解产物 2 2 配平 在左边先配平电荷 再在右边配平其它原 配平 在左边先配平电荷 再在右边配平其它原 子 子 3 3 H H O O 不平则在那边加水 不平则在那边加水 例 当例 当 Na2CO3Na2CO3 与与 AlCl3AlCl3 溶液混和时 溶液混和时 3 3 CO32 CO32 2Al3 2Al3 3H2O3H2O 2Al OH 3 2Al OH 3 3CO2 3CO2 5 5 写电解总反应方程式的方法 写电解总反应方程式的方法 1 1 分析 反应物 分析 反应物 生成物是什么 生成物是什么 2 2 配平 配平 例 电解例 电解 KClKCl 溶液 溶液 2KCl2KCl 2H2O2H2O H2 H2 Cl2 Cl2 2KOH2KOH 配平 配平 2KCl2KCl 2H2O2H2O H2 H2 Cl2 Cl2 2KOH2KOH 6 6 将一个化学反应方程式分写成二个电极反应的方法 将一个化学反应方程式分写成二个电极反应的方法 1 1 按电子得失写出二个半反应式 按电子得失写出二个半反应式 2 2 再考虑反应时的 再考虑反应时的 环境 酸性或碱性 环境 酸性或碱性 3 3 使二边的原子数 电荷数相等 使二边的原子数 电荷数相等 例 蓄电池内的反应为 例 蓄电池内的反应为 PbPb PbO2PbO2 2H2SO42H2SO4 2PbSO42PbSO4 2H2O2H2O 试写出作为原电池试写出作为原电池 放电放电 时的电极反应 时的电极反应 写出二个半反应 写出二个半反应 PbPb 2e 2e PbSO4PbSO4 PbO2PbO2 2e 2e PbSO4PbSO4 分析 在酸性环境中 补满其它原子 分析 在酸性环境中 补满其它原子 应为 应为 负极 负极 PbPb SO42 SO42 2e 2e PbSO4PbSO4 正极 正极 PbO2PbO2 4H 4H SO42 SO42 2e 2e PbSO4PbSO4 2H2O2H2O 注意 当是充电时则是电解 电极反应则为以上电极反注意 当是充电时则是电解 电极反应则为以上电极反 应的倒转 应的倒转 为 为 阴极 阴极 PbSO4PbSO4 2e 2e PbPb SO42 SO42 阳极 阳极 PbSO4PbSO4 2H2O2H2O 2e 2e PbO2PbO2 4H 4H SO42 SO42 7 7 在解计算题中常用到的恒等 原子恒等 离子恒等 在解计算题中常用到的恒等 原子恒等 离子恒等 电子恒等 电荷恒等 电量恒等 用到的方法有 质量守恒 电子恒等 电荷恒等 电量恒等 用到的方法有 质量守恒 差量法 归一法 极限法 关系法 十字交法差量法 归一法 极限法 关系法 十字交法 和估算法 和估算法 非氧化还原反应 原子守恒 电荷 非氧化还原反应 原子守恒 电荷 平衡 物料平衡用得平衡 物料平衡用得 多 氧化还原反应 电子守恒用得多 多 氧化还原反应 电子守恒用得多 8 8 电子层结构相同的离子 核电荷数越多 离子半径 电子层结构相同的离子 核电荷数越多 离子半径 越小 越小 9 9 晶体的熔点 原子晶体 晶体的熔点 原子晶体 离子晶体离子晶体 分子晶体分子晶体 中学中学 学到的原子晶体有 学到的原子晶体有 SiSi SiCSiC SiO2 SiO2 和金刚石 和金刚石 原子晶原子晶 体的熔点的比较是以原子半径为依据的 体的熔点的比较是以原子半径为依据的 金刚石金刚石 SiCSiC SiSi 因为原子半径 因为原子半径 Si Si C C O O 1010 分子晶体的熔 沸点 组成和结构相似的物质 分 分子晶体的熔 沸点 组成和结构相似的物质 分 子量越大熔 沸点越高 子量越大熔 沸点越高 1111 胶体的带电 一般说来 金属氢氧化物 金属氧化 胶体的带电 一般说来 金属氢氧化物 金属氧化 物的胶体粒子带正电 非金属氧化物 金属硫化物物的胶体粒子带正电 非金属氧化物 金属硫化物 的胶体的胶体 粒子带负电 粒子带负电 1212 氧化性 氧化性 MnO4 MnO4 Cl2 Cl2 Br2 Br2 Fe3 Fe3 I2 I2 S 4 4 S 4 4 价价 的的 S S 例 例 I2I2 SO2 SO2 H2OH2O H2SO4H2SO4 2HI2HI 1313 含有 含有 Fe3 Fe3 的溶液一般呈酸性 的溶液一般呈酸性 1414 能 能 形成氢键的物质 形成氢键的物质 H2OH2O NH3NH3 HFHF CH3CH2OHCH3CH2OH 1515 氨水 乙醇溶液一样 的密度小于 氨水 乙醇溶液一样 的密度小于 1 1 浓度越大 浓度越大 密度越小 硫酸的密度大于密度越小 硫酸的密度大于 1 1 浓度越大 密度越大 浓度越大 密度越大 98 98 的浓硫酸的密度为 的浓硫酸的密度为 1 84g cm31 84g cm3 1616 离子是否共存 离子是否共存 1 1 是否有沉淀生成 气体放出 是否有沉淀生成 气体放出 2 2 是否有弱电解质生成 是否有弱电解质生成 3 3 是否发生氧化还原反应 是否发生氧化还原反应 4 4 是否生成络离子 是否生成络离子 Fe SCN 2 Fe SCN 2 Fe SCN 3Fe SCN 3 Ag NH3 Ag NH3 Cu NH3 4 2 Cu NH3 4 2 等等 5 5 是否发生双水解 是否发生双水解 1717 地壳中 含量最多的金属元素是 地壳中 含量最多的金属元素是 AlAl 含量最多含量最多 的非金属元素是的非金属元素是 O O HClO4 HClO4 高氯酸高氯酸 是最强的酸是最强的酸 1818 熔点最低的金属是 熔点最低的金属是 HgHg 38 9C 38 9C 熔点最高的 熔点最高的 是是 W W 钨 钨 3410c3410c 密度最小 常见 的是 密度最小 常见 的是 K K 密度最大 常 密度最大 常 见 是见 是 PtPt 1919 雨水的 雨水的 PHPH 值小于值小于 5 65 6 时就成为了酸雨 时就成为了酸雨 2020 有机酸酸性的强弱 乙二酸 有机酸酸性的强弱 乙二酸 甲酸甲酸 苯甲酸苯甲酸 乙酸乙酸 碳碳 酸酸 苯酚苯酚 HCO3 HCO3 2121 有机鉴别时 注意用到水和溴水这二种物质 有机鉴别时 注意用到水和溴水这二种物质 例 鉴别 乙酸乙酯 不溶于水 浮 例 鉴别 乙酸乙酯 不溶于水 浮 溴苯 不溶于 溴苯 不溶于 水 沉 水 沉 乙醛 与水互溶 乙醛 与水互溶 则可用水 则可用水 2222 取代反应包括 卤代 硝化 磺化 卤代烃水解 取代反应包括 卤代 硝化 磺化 卤代烃水解 酯的水解 酯化反应等 酯的水解 酯化反应等 2323 最简式相同的有机物 不论以何种比例混合 只要 最简式相同的有机物 不论以何种比例混合 只要 混和物总质量一定 完全燃烧生成的混和物总质量一定 完全燃烧生成的 CO2CO2 H2OH2O 及耗及耗 O2O2 的量的量 是不变的 恒等于单一成分该质量时产生的是不变的 恒等于单一成分该质量时产生的 CO2CO2 H2OH2O 和耗和耗 O2O2 量 量 2424 可使溴水褪色的物质如下 但褪色的原因各自不同 可使溴水褪色的物质如下 但褪色的原因各自不同 烯 炔等不饱和烃 加成褪色 烯 炔等不饱和烃 加成褪色 苯酚 取代褪色 苯酚 取代褪色 乙醇 乙醇 醛 甲酸 草酸 葡萄糖等 发生氧化褪色 醛 甲酸 草酸 葡萄糖等 发生氧化褪色 有机溶剂 有机溶剂 CCl4 CCl4 氯仿 溴苯 氯仿 溴苯 CS2CS2 密度大于水 密度大于水 烃 苯 苯的同 烃 苯 苯的同 系物 酯 密度小于水 系物 酯 密度小于水 发生了萃取而褪色 发生了萃取而褪色 2525 能发生银镜反应的有 醛 甲酸 甲酸盐 甲酰铵 能发生银镜反应的有 醛 甲酸 甲酸盐 甲酰铵 HCNH2OHCNH2O 葡萄溏 果糖 麦芽糖 均可发生银镜反应 葡萄溏 果糖 麦芽糖 均可发生银镜反应 也可同 也可同 Cu OH 2Cu OH 2 反应 反应 计算时的关系式一般为 计算时的关系式一般为 CHOCHO 2Ag2Ag 注意 当银氨溶液足量时 甲醛的氧化特殊 注意 当银氨溶液足量时 甲醛的氧化特殊 HCHOHCHO 4Ag4Ag H2CO3H2CO3 反应式为 反应式为 HCHOHCHO 4 Ag NH3 2 OH 4 Ag NH3 2 OH NH4 2CO3 NH4 2CO3 4Ag 4Ag 6NH36NH3 2H2O2H2O 2626 胶体的聚沉方法 胶体的聚沉方法 1 1 加入电解质 加入电解质 2 2 加入电 加入电 性相反的胶体 性相反的胶体 3 3 加热 加热 常见的胶体 液溶胶 常见的胶体 液溶胶 Fe OH 3Fe OH 3 AgIAgI 牛奶 豆浆 粥 牛奶 豆浆 粥 等 气溶胶 雾 云 烟等 固溶胶 有色玻璃 烟水晶等 等 气溶胶 雾 云 烟等 固溶胶 有色玻璃 烟水晶等 2727 污染大气气体 污染大气气体 SO2SO2 COCO NO2NO2 NONO 其中 其中 SO2SO2 NO2NO2 形成酸雨 形成酸雨 2828 环境污染 大气污染 水污染 土壤污染 食品污 环境污染 大气污染 水污染 土壤污染 食品污 染 固体废弃物污染 噪声污染 工业三废 废渣 废水 染 固体废弃物污染 噪声污染 工业三废 废渣 废水 废气 废气 2929 在室温 在室温 20C20C 时溶解度在 时溶解度在 1010 克以上克以上 易溶 易溶 大于大于 1 1 克的克的 可溶 小于可溶 小于 1 1 克的克的 微溶 小于微溶 小于 0 010 01 克克 的的 难溶 难溶 3030 人体含水约占人体质量的 人体含水约占人体质量的 2 32 3 地面淡水总量不到 地面淡水总量不到 总水量的总水量的 1 1 当今世界三大矿物燃料是 煤 石油 天然 当今世界三大矿物燃料是 煤 石油 天然 气 石油主要含气 石油主要含 C C H H 地元素 地元素 3131 生铁的含 生铁的含 C C 量在 量在 2 2 4 3 4 3 钢的含钢的含 C C 量在 量在 0 03 0 03 2 2 粗盐 是 粗盐 是 NaClNaCl 中含有中含有 MgCl2MgCl2 和和 CaCl2CaCl2 因 因 为为 MgCl2MgCl2 吸水 所以粗盐易潮解 浓吸水 所以粗盐易潮解 浓 HNO3HNO3 在空气中形成白在空气中形成白 雾 固体雾 固体 NaOHNaOH 在空气中易吸水形成溶液 在空气中易吸水形成溶液 3232 气体溶解度 在一定的压强和温度下 气体溶解度 在一定的压强和温度下 1 1 体积水里体积水里 达到饱和状态时气体的体积 达到饱和状态时气体的体积 五 无机反应中的特征反应五 无机反应中的特征反应 1 1 与碱反应产生气体 与碱反应产生气体 1 1 2 2 铵盐 铵盐 2 2 与酸反应产生气体 与酸反应产生气体 1 1 2 2 3 3 Na2S2O3Na2S2O3 与酸反应既产生沉淀又产生气体 与酸反应既产生沉淀又产生气体 S2O32 2H S SO2 H2OS2O32 2H S SO2 H2O 4 4 与水反应产生气体 与水反应产生气体 1 1 单质 单质 2 2 化合物 化合物 5 5 强烈双水解 强烈双水解 6 6 既能酸反应 又能与碱反应 既能酸反应 又能与碱反应 1 1 单质 单质 AlAl 2 2 化合物 化合物 Al2O3Al2O3 Al OH Al OH 3 3 弱酸弱碱盐 弱酸的酸式盐 氨基酸 弱酸弱碱盐 弱酸的酸式盐 氨基酸 7 7 与 与 Na2O2Na2O2 反应反应 8 8 2FeCl3 H2S 2FeCl2 S 2HCl2FeCl3 H2S 2FeCl2 S 2HCl 9 9 电解 电解 1010 铝热反应 铝热反应 Al Al 金属氧化物金属金属氧化物金属 Al2O3 Al2O3 1111 Al3 Al3 Al OH 3Al OH 3 AlO2 AlO2 1212 归中反应 归中反应 2H2S SO2 3S 2H2O2H2S SO2 3S 2H2O 4NH3 6NO4N2 6H2O4NH3 6NO4N2 6H2O 1313 置换反应 置换反应 1 1 金属 金属 金属金属 2 2 金属 金属 非金属非金属 3 3 非金属 非金属 非金属非金属 4 4 非金属 非金属 金属金属 1414 一些特殊的反应类型 一些特殊的反应类型 化合物化合物 单质单质 化合物化合物 化合物化合物 如 如 Cl2 H2OCl2 H2O H2S O2H2S O2 NH3 O2NH3 O2 CH4 O2CH4 O2 Cl2 FeBr2Cl2 FeBr2 化合物化合物 化合物化合物 化合物化合物 单质单质 NH3 NONH3 NO H2S SO2H2S SO2 Na2O2 H2ONa2O2 H2O NaH H2ONaH H2O Na2O2 CO2Na2O2 CO2 CO H2OCO H2O 化合物化合物 单质单质 化合物化合物 PCl3 Cl2PCl3 Cl2 Na2SO3 O2Na2SO3 O2 FeCl3 FeFeCl3 Fe FeCl2 Cl2FeCl2 Cl2 CO O2CO O2 Na2O O2Na2O O2 1414 三角转化 三角转化 1515 受热分解产生 受热分解产生 2 2 种或种或 3 3 种气体的反应 种气体的反应 1 1 铵盐 铵盐 2 2 硝酸盐 硝酸盐 1616 特征网络 特征网络 1 1 2 2 A A A A 为弱酸的铵盐 为弱酸的铵盐 NH4 2CO3 NH4 2CO3 或或 NH4HCO3NH4HCO3 NH4 NH4 2S2S 或或 NH4HSNH4HS NH4 2SO3 NH4 2SO3 或或 NH4HSO3NH4HSO3 3 3 无机框图中常用到催化剂的反应 无机框图中常用到催化剂的反应 17 17 关于反应形式的联想 关于反应形式的联想 1 1 热分解反应 典型的特征是一种物质加热 热分解反应 典型的特征是一种物质加热 1 1 变变 2 2 或或 1 1 变变 3 3 含有电解熔融的含有电解熔融的 Al2O3Al2O3 来制备金属铝 电解熔融的来制备金属铝 电解熔融的 NaClNaCl 来制备金属钠 来制备金属钠 2 2 两种物质的加热反应 两种物质的加热反应 六 常见的重要氧化剂 还原剂六 常见的重要氧化剂 还原剂 氧化剂氧化剂 还原剂还原剂 活泼非金属单质 活泼非金属单质 X2X2 O2O2 S S 活泼金属单质 活泼金属单质 NaNa MgMg AlAl ZnZn Fe Fe 某些非金属单质 某些非金属单质 C C H2H2 S S 高价金属离子 高价金属离子 Fe3 Fe3 Sn4 Sn4 不活泼金属离子 不活泼金属离子 Cu2 Cu2 Ag Ag 其它 其它 Ag NH3 2Ag NH3 2 新制新制 Cu OH 2 Cu OH 2 低价金属离子 低价金属离子 Fe2 Fe2 Sn2 Sn2 非金属的阴离子及其化合物 非金属的阴离子及其化合物 S2 S2 H2SH2S I I HIHI NH3NH3 Cl Cl HClHCl Br Br HBrHBr 含氧化合物 含氧化合物 NO2NO2 N2O5N2O5 MnO2MnO2 Na2O2Na2O2 H2O2 H2O2 HClOHClO HNO3HNO3 浓 浓 H2SO4H2SO4 NaClONaClO Ca ClO 2Ca ClO 2 KClO3KClO3 KMnO4KMnO4 王水 王水 低价含氧化合物 低价含氧化合物 COCO SO2SO2 H2SO3H2SO3 Na2SO3Na2SO3 Na2S2O3Na2S2O3 NaNO2NaNO2 H2C2O4H2C2O4 含 含 CHO CHO 的有机物 醛 甲酸 甲酸盐 甲酸的有机物 醛 甲酸 甲酸盐 甲酸 某酯 葡萄糖 麦芽糖等某酯 葡萄糖 麦芽糖等 既作氧化剂又作还原剂的有 既作氧化剂又作还原剂的有 S S SO32 SO32 HSO3 HSO3 H2SO3H2SO3 SO2SO2 NO2 NO2 Fe2 Fe2 及含及含 CHO CHO 的有机物的有机物 七 反应条件对氧化 还原反应的影响 七 反应条件对氧化 还原反应的影响 1 1 浓度 可能导致反应能否进行或产物不同 浓度 可能导致反应能否进行或产物不同 8HNO3 8HNO3 稀稀 3Cu 2NO 3Cu 2NO 2Cu NO3 22Cu NO3 2 4H2O4H2O S 6HNO3 S 6HNO3 浓浓 H2SO4 6NO2 2H2O H2SO4 6NO2 2H2O 4HNO3 4HNO3 浓浓 Cu 2NO2 Cu 2NO2 Cu NO3 2Cu NO3 2 2H2O2H2O 3S 43S 4 HNO3 HNO3 稀稀 3SO2 4NO 2H2O 3SO2 4NO 2H2O 2 2 温度 可能导致反应能否进行或产物不同 温度 可能导致反应能否进行或产物不同 Cl2 2NaOH NaCl NaClO H2OCl2 2NaOH NaCl NaClO H2O 3Cl2 6NaOH 5NaCl NaClO3 3H2O3Cl2 6NaOH 5NaCl NaClO3 3H2O 3 3 溶液酸碱性 溶液酸碱性 2S2 2S2 SO32 SO32 6H 6H 3S 3S 3H2O3H2O 5Cl 5Cl ClO3 ClO3 6H 6H 3Cl2 3Cl2 3H2O3H2O S2 S2 SO32 SO32 Cl Cl ClO3 ClO3 在酸性条件下均反应而在碱性在酸性条件下均反应而在碱性 条件下共存条件下共存 Fe2 Fe2 与与 NO3 NO3 共存共存 但当酸化后即可反应但当酸化后即可反应 3Fe2 3Fe2 NO3 NO3 4H 4H 3Fe3 3Fe3 NO NO 2H2O2H2O 一般含氧酸盐作氧化剂一般含氧酸盐作氧化剂 在酸性条件下在酸性条件下 氧化性比在氧化性比在 中性及碱性环境中强中性及碱性环境中强 故酸性故酸性 KMnO4KMnO4 溶液氧化性较强溶液氧化性较强 4 4 条件不同 生成物则不同 条件不同 生成物则不同 1 1 2P2P 3Cl2 3Cl2 点燃点燃 2PCl3 Cl2 2PCl3 Cl2 不足不足 2P2P 5Cl2 5Cl2 点燃点燃 2 2 PCl5 Cl2PCl5 Cl2 充足充足 2 2 2H2S2H2S 3O2 3O2 点燃点燃 2H2O 2H2O 2SO2 O22SO2 O2 充足充足 2H2S2H2S O2 O2 点燃点燃 2H2O 2H2O 2S O22S O2 不充足不充足 3 3 4Na4Na O2 O2 缓慢氧化缓慢氧化 2Na2O 2Na2O 2Na2Na O2 O2 点燃点燃 Na2O2 Na2O2 4 4 Ca OH 2Ca OH 2 CO2 CO2CO2 CO2 适量适量 CaCO3 CaCO3 H2OH2O Ca OH 2Ca OH 2 2CO2 2CO2 过量过量 Ca HCO3 2 Ca HCO3 2 5 5 C C O2 O2 点燃点燃 CO2 O2 CO2 O2 充足充足 2 2 C C O2 O2 点燃点燃 2CO 2CO O2 O2 不充足不充足 6 6 8HNO3 8HNO3 稀稀 3Cu 2NO 3Cu 2NO 2Cu NO3 22Cu NO3 2 4H2O4H2O 4HNO3 4HNO3 浓浓 Cu 2NO2 Cu 2NO2 Cu NO3 2Cu NO3 2 2H2O2H2O 7 7 AlCl3AlCl3 3NaOH Al OH 3 3NaOH Al OH 3 3NaCl3NaCl AlCl3AlCl3 4NaOH 4NaOH 过量过量 NaAlO2 NaAlO2 2H2O2H2O 8 8 NaAlO2NaAlO2 4HCl 4HCl 过量过量 NaCl NaCl 2H2O2H2O AlCl3AlCl3 NaAlO2NaAlO2 HClHCl H2O NaClH2O NaCl Al OH 3 Al OH 3 9 9 FeFe 6HNO3 6HNO3 热 浓热 浓 Fe NO3 3 Fe NO3 3 3NO2 3NO2 3H2O3H2O FeFe HNO3 HNO3 冷 浓冷 浓 钝化钝化 1010 FeFe 6HNO3 6HNO3 热 浓热 浓 Fe Fe 不足不足 Fe NO3 Fe NO3 3 3 3NO2 3NO2 3H2O3H2O FeFe 4HNO3 4HNO3 热 浓热 浓 Fe Fe 过量过量 Fe NO3 Fe NO3 2 2 2NO2 2NO2 2H2O2H2O 1111 FeFe 4HNO3 4HNO3 稀稀 Fe Fe 不足不足 Fe NO3 Fe NO3 3 3 NO NO 2H2O2H2O 3Fe3Fe 8HNO3 8HNO3 稀稀 Fe Fe 过量过量 3Fe NO3 3Fe NO3 3 3 2NO 2NO 4H2O4H2O 1212 C2H5OHC2H5OH CH2 CH2 CH2 CH2 H2OH2O C2H5C2H5 OHOH HOHO C2H5C2H5 C2H5C2H5 O O C2H5C2H5 H2OH2O 1313 Cl2Cl2 Fe Fe HClHCl 3Cl2 3Cl2 光光 六氯环 六氯环 已烷 已烷 1414 C2H5ClC2H5Cl NaOH H2O NaOH H2O C2H5OHC2H5OH NaClNaCl C2H5ClC2H5Cl NaOH NaOH 醇醇 CH2 CH2 CH2 CH2 NaClNaCl H2OH2O 1515 6FeBr26FeBr2 3Cl23Cl2 不足 不足 4FeBr3 4FeBr3 2FeCl32FeCl3 2FeBr22FeBr2 3Cl23Cl2 过量 过量 2Br2 2Br2 2FeCl32FeCl3 八 离子共存问题八 离子共存问题 离子在溶液中能否大量共存 涉及到离子的性质及溶离子在溶液中能否大量共存 涉及到离子的性质及溶 液酸碱性等综合知识 凡能使溶液中因反应发生使有关离子液酸碱性等综合知识 凡能使溶液中因反应发生使有关离子 浓度显著改变的均不能大量共存 如生成难溶 难电离 气浓度显著改变的均不能大量共存 如生成难溶 难电离 气 体物质或能转变成其它种类的离子 包括氧化一还原反应 体物质或能转变成其它种类的离子 包括氧化一还原反应 一般可从以下几方面考虑一般可从以下几方面考虑 1 1 弱碱阳离子只存在于酸性较强的溶液中 弱碱阳离子只存在于酸性较强的溶液中 如如 Fe3 Fe3 Al3 Al3 Zn2 Zn2 Cu2 Cu2 NH4 NH4 Ag Ag 等均与等均与 OH OH 不能不能 大量共存大量共存 2 2 弱酸阴离子只存在于碱性溶液中 如 弱酸阴离子只存在于碱性溶液中 如 CH3COO CH3COO F F CO32 CO32 SO32 SO32 S2 S2 PO43 PO43 AlO2 AlO2 均与均与 H H 不能大量共存不能大量共存 3 3 弱酸的酸式阴离子在酸性较强或碱性较强的溶液中 弱酸的酸式阴离子在酸性较强或碱性较强的溶液中 均不能大量共存均不能大量共存 它们遇强酸 它们遇强酸 H H 会生成弱 会生成弱 酸分子 遇强碱 酸分子 遇强碱 OH OH 生成正盐和水 生成正盐和水 如 如 HSO3 HSO3 HCO3 HCO3 HS HS H2PO4 H2PO4 HPO42 HPO42 等等 4 4 若阴 阳离子能相互结合生成难溶或微溶性的盐 若阴 阳离子能相互结合生成难溶或微溶性的盐 则不能大量共存则不能大量共存 如 如 Ba2 Ba2 Ca2 Ca2 与与 CO32 CO32 SO32 SO32 PO43 PO43 SO42 SO42 等 等 Ag Ag 与与 Cl Cl Br Br I I 等 等 Ca2 Ca2 与与 F F C2O42 C2O42 等等 5 5 若阴 阳离子发生双水解反应 则不能大量共存 若阴 阳离子发生双水解反应 则不能大量共存 如 如 Al3 Al3 与与 HCO3 HCO3 CO32 CO32 HS HS S2 S2 AlO2 AlO2 ClO ClO SiO32 SiO32 等等 Fe3 Fe3 与与 HCO3 HCO3 CO32 CO32 AlO2 AlO2 ClO ClO SiO32 SiO32 C6H5O C6H5O 等 等 NH4 NH4 与与 AlO2 AlO2 SiO32 SiO32 ClO ClO CO32 CO32 等等 6 6 若阴 阳离子能发生氧化一