必修1全册基本内容梳理

必修 1 全册基本内容梳理 从实验学化学 一 化学实验安全 1 1 做有毒气体的实验时 应在通风厨中进行 并注意对尾气 进行适当处理 吸收或点燃等 进行易燃易爆气体的实验时应注意验 纯 尾气应燃烧掉或作适当处理 2 烫伤宜找医生处理 3 浓酸撒在实验台上 先用 Na2CO3 或 NaHCO3 中和 后用水 冲擦干净 浓酸沾在皮肤上 宜先用干抹布拭去 再用水冲净 浓酸溅 在眼中应先用稀 NaHCO3 溶液淋洗 然后请医生处理 4 浓碱撒在实验台上 先用稀醋酸中和 然后用水冲擦干净 浓 碱沾在皮肤上 宜先用大量水冲洗 再涂上硼酸溶液 浓碱溅在眼中 用水洗净后再用硼酸溶液淋洗 5 钠 磷等失火宜用沙土扑盖 6 酒精及其他易燃有机物小面积失火 应迅速用湿抹布扑盖 二 混合物的分离和提纯 分离和提纯的方法 分离的物质 应注意的事项 应用举例 过滤 用于固液混合的分离 一贴 二低 三靠 如粗盐的提纯 蒸馏 提纯或分离沸点不同的液体混合物 防止液体暴沸 温度计水 银球的位置 如石油的蒸馏中冷凝管中水的流向 如石油的蒸馏 萃取 利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同 用一种溶剂把溶 质从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出来的方法 选择的萃取剂应符 合下列要求 和原溶液中的溶剂互不相溶 对溶质的溶解度要远大于原 溶剂 用四氯化碳萃取溴水里的溴 碘 分液 分离互不相溶的液体 打开上端活塞或使活塞上的凹槽与漏斗 上的水孔 使漏斗内外空气相通 打开活塞 使下层液体慢慢流出 及 时关闭活塞 上层液体由上端倒出 如用四氯化碳萃取溴水里的溴 碘后 再分液 蒸发和结晶 用来分离和提纯几种可溶性固体的混合物 加热蒸发皿 使溶液蒸发时 要用玻璃棒不断搅动溶液 当蒸发皿中出现较多的固体 时 即停止加热 分离 NaCl 和 KNO3 混合物 三 离子检验 离子 所加试剂 现象 离子方程式 Cl AgNO3 稀 HNO3 产生白色沉淀 Cl Ag AgCl SO42 稀 HCl BaCl2 白色沉淀 SO42 Ba2 BaSO4 四 除杂 注意事项 为了使杂质除尽 加入的试剂不能是 适量 而应是 过量 但过量的试剂必须在后续操作中便于除去 五 物质的量的单位 摩尔 1 物质的量 n 是表示含有一定数目粒子的集体的物理量 2 摩尔 mol 把含有 6 02 10 的 23 次方个粒子的任何粒子集 体计量为 1 摩尔 3 阿伏加德罗常数 把 6 02 X10 的 23 次方 mol 1 叫作阿伏加德罗 常数 4 物质的量 物质所含微粒数目 阿伏加德罗常数 n N NA 5 摩尔质量 M 1 定义 单位物质的量的物质所具有的质量叫摩 尔质量 2 单位 g mol 或 g mol 1 3 数值 等于该粒子的相对原 子质量或相对分子质量 6 物质的量 物质的质量 摩尔质量 n m M 六 气体摩尔体积 1 气体摩尔体积 Vm 1 定义 单位物质的量的气体所占的体积 叫做气体摩尔体积 2 单位 L mol 2 物质的量 气体的体积 气体摩尔体积 n V Vm 3 标准状况下 Vm 22 4 L mol 七 物质的量在化学实验中的应用 1 物质的量浓度 1 定义 以单位体积溶液里所含溶质 B 的物质的量来表示溶液组 成的物理量 叫做溶质 B 的物质的浓度 2 单位 mol L 3 物质的 量浓度 溶质的物质的量 溶液的体积 CB nB V 2 一定物质的量浓度的配制 1 基本原理 根据欲配制溶液的体积和溶质的物质的量浓度 用 有关物质的量浓度计算的方法 求出所需溶质的质量或体积 在容器内 将溶质用溶剂稀释为规定的体积 就得欲配制得溶液 2 主要操作 a 检验是否漏水 b 配制溶液 1 计算 2 称量 3 溶解 4 转移 5 洗涤 6 定容 7 摇匀 8 贮存溶液 注意事项 A 选用与欲配制溶液体积相同的容量瓶 B 使用前必须 检查是否漏水 C 不能在容量瓶内直接溶解 D 溶解完的溶液等冷却至 室温时再转移 E 定容时 当液面离刻度线 1 2cm 时改用滴管 以平视 法观察加水至液面最低处与刻度相切为止 3 溶液稀释 C 浓溶液 V 浓溶液 C 稀溶液 V 稀溶液 化学物质及其变化 一 物质的分类 把一种 或多种 物质分散在另一种 或多种 物质中所得到的体 系 叫分散系 被分散的物质称作分散质 可以是气体 液体 固体 起容纳分散质作用的物质称作分散剂 可以是气体 液体 固体 溶 液 胶体 浊液三种分散系的比较 分散质粒子大小 nm 外观特征 能否通过滤纸 有否丁达尔效应 实例 溶液 小于 1 均匀 透明 稳定 能 没有 NaCl 蔗糖溶液 胶体 在 1 100 之间 均匀 有的透明 较稳定 能 有 Fe OH 3 胶 体 浊液 大于 100 不均匀 不透明 不稳定 不能 没有 泥水 二 物质的化学变化 1 物质之间可以发生各种各样的化学变化 依据一定的标准可以对 化学变化进行分类 1 根据反应物和生成物的类别以及反应前后物质种类的多少可以 分为 A 化合反应 A B AB B 分解反应 AB A B C 置换反应 A BC AC B D 复分解反应 AB CD AD CB 2 根据反应中是否有离子参加可将反应分为 A 离子反应 有离子参加的一类反应 主要包括复分解反应和有离 子参加的氧化还原反应 B 分子反应 非离子反应 3 根据反应中是否有电子转移可将反应分为 A 氧化还原反应 反应中有电子转移 得失或偏移 的反应 实质 有电子转移 得失或偏移 特征 反应前后元素的化合价有变化 B 非氧化还原反应 2 离子反应 1 电解质 在水溶液中或熔化状态下能导电的化合物 叫电解 质 酸 碱 盐都是电解质 在水溶液中或熔化状态下都不能导电的化 合物 叫非电解质 注意 电解质 非电解质都是化合物 不同之处是在水溶液中或 融化状态下能否导电 电解质的导电是有条件的 电解质必须在水溶 液中或熔化状态下才能导电 能导电的物质并不全部是电解质 如铜 铝 石墨等 非金属氧化物 SO2 SO3 CO2 大部分的有机物为非 电解质 2 离子方程式 用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子 它不仅表示一个具体的化学反应 而且表示同一类型的离子反应 复分解反应这类离子反应发生的条件是 生成沉淀 气体或水 书 写方法 写 写出反应的化学方程式 拆 把易溶于水 易电离的物质拆写成离子形式 删 将不参加反应的离子从方程式两端删去 查 查方程式两端原子个数和电荷数是否相等 3 离子共存问题 所谓离子在同一溶液中能大量共存 就是指离子之间不发生任何反 应 若离子之间能发生反应 则不能大量共存 A 结合生成难溶物质的离子不能大量共存 如 Ba2 和 SO42 Ag 和 Cl Ca2 和 CO32 Mg2 和 OH 等 B 结合生成气体或易挥发性物质的离子不能大量共存 如 H 和 C O 32 HCO3 SO32 OH 和 NH4 等 C 结合生成难电离物质 水 的离子不能大量共存 如 H 和 OH CH3COO OH 和 HCO3 等 D 发生氧化还原反应 水解反应的离子不能大量共存 待学 注意 题干中的条件 如无色溶液应排除有色离子 Fe2 Fe3 Cu2 MnO4 等离子 酸性 或碱性 则应考虑所给离 子组外 还有大量的 H 或 OH 4 离子方程式正误判断 六看 一 看反应是否符合事实 主要看反应能否进行或反应产物是否正 确 二 看能否写出离子方程式 纯固体之间的反应不能写离子方程式 三 看化学用语是否正确 化学式 离子符号 沉淀 气体符号 等号等的书写是否符合事实 四 看离子配比是否正确 五 看原子个数 电荷数是否守恒 六 看与量有关的反应表达式是否正确 过量 适量 3 氧化还原反应中概念及其相互关系如下 失去电子 化合价升高 被氧化 发生氧化反应 是还原 剂 有还原性 得到电子 化合价降低 被还原 发生还原反应 是氧化 剂 有氧化性 金属及其化合物 一 金属活动性 Na Mg Al Fe 二 金属一般比较活泼 容易与 O2 反应而生成氧化物 可以与酸溶 液反应而生成 H2 特别活泼的如 Na 等可以与 H2O 发生反应置换出 H2 特殊金属如 Al 可以与碱溶液反应而得到 H2 三 A12O3 为两性氧化物 Al OH 3 为两性氢氧化物 都既可以与强酸 反应生成盐和水 也可以与强碱反应生成盐和水 四 五 Na2CO3 和 NaHCO3 比较 碳酸钠 碳酸氢钠 俗名 纯碱或苏打 小苏打 色态 白色晶体 细小白色晶体 水溶性 易溶于水 溶液呈碱性使酚酞变红 易溶于水 但比 Na2CO3 溶解度小 溶液呈碱性 酚酞变浅红 热稳定性 较稳定 受热难分解 受热易分解 2NaHCO3 Na2CO3 CO2 H2O 与酸反应 CO32 H H CO3 H CO3 H CO2 H2O H CO3 H CO2 H2O 相同条件下放出 CO2 的速度 NaHCO3 比 Na2CO3 快 与碱反应 Na2CO3 Ca OH 2 CaCO3 2NaOH 反应实质 CO32 与金属阳离子的复分解反应 NaHCO3 NaOH Na2CO3 H2O 反应实质 H CO3 OH H2O CO32 与 H2O 和 CO2 的反应 Na2CO3 CO2 H2O 2NaHCO3 CO32 H2O CO2 H CO3 不反应 与盐反应 CaCl2 Na2CO3 CaCO3 2NaCl Ca2 CO32 CaCO3 不反应 主要用途 玻璃 造纸 制皂 洗涤 发酵 医药 灭火器 转化关系 六 合金 两种或两种以上的金属 或金属与非金属 熔合在一 起而形成的具有金属特性的物质 合金的特点 硬度一般比成分金属大而熔点比成分金属低 用途比 纯金属要广泛 非金属及其化合物 一 硅元素 无机非金属材料中的主角 在地壳中含量 26 3 次 于氧 是一种亲氧元 素 以熔点很高的氧化物及硅酸盐形式存在于岩石 沙子和土壤中 占地壳质量 90 以上 位于第 3 周期 第 A 族碳的下方 Si 对比 C 最外层有 4 个电子 主要形成四价的化合物 二 二氧化硅 SiO2 天然存在的二氧化硅称为硅石 包括结晶形和无定形 石英是常见 的结晶形二氧化硅 其中无色透明的就是水晶 具有彩色环带状或层状 的是玛瑙 二氧化硅晶体为立体网状结构 基本单元是 SiO4 因此有 良好的物理和化学性质被广泛应用 玛瑙饰物 石英坩埚 光导纤维 物理 熔点高 硬度大 不溶于水 洁净的 SiO2 无色透光性好 化学 化学稳定性好 除 HF 外一般不与其他酸反应 可以与强碱 NaOH 反应 是酸性氧化物 在一定的条件下能与碱性氧化物反应 SiO2 4HF SiF4 2H2O SiO2 CaO 高温 CaSiO3 SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O 不能用玻璃瓶装 HF 装碱性溶液的试剂瓶应用木塞或胶塞 三 硅酸 H2SiO3 酸性很弱 弱于碳酸 溶解度很小 由于 SiO2 不溶于水 硅酸应用 可溶性硅酸盐和其他酸性比硅酸强的酸反应制得 Na2SiO3 2HCl H2SiO3 2NaCl 硅胶多孔疏松 可作干燥剂 催化剂的载体 四 硅酸盐 硅酸盐是由硅 氧 金属元素组成的化合物的总称 分布广 结构 复杂化学性质稳定 一般不溶于水 Na2SiO3 K2SiO3 除外 最典型 的代表是硅酸钠 Na2SiO3 可溶 其水溶液称作水玻璃和泡花碱 可作 肥皂填料 木材防火剂和黏胶剂 常用硅酸盐产品 玻璃 陶瓷 水泥 四 硅单质 与碳相似 有晶体和无定形两种 晶体硅结构类似于金刚石 有金 属光泽的灰黑色固体 熔点高 1410 硬度大 较脆 常温下化学 性质不活泼 是良好的半导体 应用 半导体晶体管及芯片 光电池 五 氯元素 位于第三周期第 A 族 原子结构 容易得到一个电 子形成 氯离子 Cl 为典型的非金属元素 在自然界中以化合态存在 六 氯气 物理性质 黄绿色气体 有刺激性气味 可溶于水 加压和降温条 件下可变为液态 液氯 和固态 制法 MnO2 4HCl 浓 MnCl2 2H2O Cl2 闻法 用手在瓶口轻轻扇动 使少量氯气进入鼻孔 化学性质 很活泼 有毒 有氧化性 能与大多数金属化合生成金 属氯化物 盐 也能与非金属反应 2Na Cl2 点燃 2NaCl 2Fe 3Cl2 点燃 2FeCl3 Cu Cl2 点燃 CuCl2 Cl2 H2 点燃 2HCl 现象 发出苍白色火焰 生成大量白雾 燃烧不一定有氧气参加 物质并不是只有在氧气中才可以燃烧 燃 烧的本质是剧烈的氧化还原反应 所有发光放热的剧烈化学反应都称为 燃烧 Cl2 的用途 自来水杀菌消毒 Cl2 H2O HCl HClO 2HClO 光照 2HCl O2 1 体积的水溶解 2 体积的氯气形成的溶液为氯水 为浅黄绿色 其 中次氯酸 HClO 有强氧化性和漂泊性 起主要的消毒漂白作用 次氯酸有 弱酸性 不稳定 光照或加热分解 因此久置氯水会失效 制漂白液 漂白粉和漂粉精 制漂白液 Cl2 2NaOH NaCl NaClO H2O 其有效成分 NaClO 比 HClO 稳定多 可长期存放制漂白粉 有效氯 35 和漂粉精 充分反应有效 氯 70 2Cl2 2Ca OH 2 CaCl2 Ca ClO 2 2H2O 与有机物反应 是重要的化学工业物质 用于提纯 Si Ge Ti 等半导体和钛 有机化工 合成塑料 橡胶 人造纤维 农药 染料和药品 七 氯离子的检验 使用硝酸银溶液 并用稀硝酸排除干扰离子 CO32 SO32 HCl AgNO3 AgCl HNO3 NaCl AgNO3 AgCl NaNO3 Na2CO3 2AgNO3 Ag2CO3 2NaNO3 Ag2CO3 2HNO3 2AgNO3 CO2 H2O Cl Ag AgCl 八 二氧化硫 制法 形成 硫黄或含硫的燃料燃烧得到 硫俗称硫磺 是黄色 粉末 S O2 点燃 SO2 物理性质 无色 刺激性气味 容易液化 易溶于水 1 40 体积 比 化学性质 有毒 溶于水与水反应生成亚硫酸 H2SO3 形成的溶液 酸性 有漂白作用 遇热会变回原来颜色 这是因为 H2SO3 不稳定 会 分解回水和 SO2 SO2 H2O H2SO3 因此这个化合和分解的过程可以同时进行 为可逆 反应 可逆反应 在同一条件下 既可以往正反应方向发生 又可以向 逆反应方向发生的化学反应称作可逆反应 用可逆箭头符号 连接 九 一氧化氮和二氧化氮 一氧化氮在自然界形成条件为高温或放电 N2 O2 高温 或放电 2NO 生成的一氧化氮很不稳定 在常温下遇氧气即化合生成二 氧化氮 2NO O2 2NO2 一氧化氮的介绍 无色气体 是空气中的污染物 少量 NO 可以治疗 心血管疾病 二氧化氮的介绍 红棕色气体 刺激性气味 有毒 易液化 易溶 于水 并与水反应 3 NO2 H2O 2HNO3 NO 这是工业制硝酸的方法 十 大气污染 SO2 NO2 溶于雨水形成酸雨 防治措施 从燃料燃烧入手 从立法管理入手 从能源利用和开发入手 从废气回收利用 化害为利入手 2SO2 O2 2SO3 SO3 H2O H2SO4 十一 硫酸 物理性质 无色粘稠油状液体 不挥发 沸点高 密度比水大 化学性质 具有酸的通性 浓 硫酸具有脱水性 吸水性和强氧化性 是强氧化剂 C12H22O11 浓 H2SO4 12C 11H2O 放热 2 H2SO4 浓 C CO2 2H2O SO2 还能氧化排在氢后面的金属 但不放出氢气 2 H2SO4 浓 Cu CuSO4 2H2O SO2 稀硫酸 与活泼金属反应放出 H2 使酸碱指示剂紫色石蕊变红 与某些盐反应 与碱性氧化物反应 与碱中和 十二 硝酸 物理性质 无色液体 易挥发 沸点较低 密度比水大 化学性质 具有一般酸的通性 浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂 还 能氧化排在氢后面的金属 但不放出氢气 4HNO3 浓 Cu Cu NO3 2 2NO2 4H2O 8HNO3 稀 3Cu 3Cu NO3 2 2NO 4H2O 反应条件不同 硝酸被还原得到的产物不同 可以有以下产物 N 4 O2 HN 3 O2 N 2 O N 1 2O N 0 2 N 3 H3 硫酸和硝酸 浓 硫酸 和浓硝酸都能钝化某些金属 如铁和铝 使表面生成一层致密的氧化保 护膜 隔绝内层金属与酸 阻止反应进一步发生 因此 铁铝容器可以 盛装冷的浓 硫酸和浓硝酸 硝酸和硫酸都是重要的化工原料和实验室必 备的重要试剂 可用于制化肥 农药 炸药 染料 盐类等 硫酸还用 于精炼石油 金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸 十三 氨气及铵盐 氨气的性质 无色气体 刺激性气味 密度小于空气 极易溶于水 且快 1 700 体积比 溶于水发生以下反应使水溶液呈碱性 NH3 H2O NH3 H2O NH4 OH 可作红色喷泉实验 生成的一水合氨 NH3 H2O 是一种弱碱 很不稳定 会分解 受热更不稳定 NH3 H2O NH3 H2O 浓氨水易挥发除氨气 有刺激难闻的气味 氨气能跟酸反应生成铵盐 NH3 HCl NH4Cl 晶体 氨是重要的化工产品 氮肥工业 有机合成工业及制造硝酸 铵盐 和纯碱都离不开它 氨气容易液化为液氨 液氨气化时吸收大量的热 因此还可以用作制冷剂 铵盐的性质 易溶于水 很多化肥都是铵盐 受热易分解 放出 氨气 NH4Cl NH3 HCl NH4HCO3 NH3 H2O CO2 可以用于实验室制取氨气 干燥铵盐与和碱固体混合加热 NH4NO3 NaOH Na NO3 H2O NH3 2NH4Cl Ca OH 2 CaCl2 2H2O 2NH3 用向下排空气法收集 红色石蕊试纸检验是否收集满 1 化学元素周期表 元素周期律 化学键 元素周期表是元素周期律用表格表达的具体形式 它反映元素原子的内 部结构和它们之间相互联系的规律 元素周期表简称周期表 元素周期 表有很多种表达形式 目前最常用的是维尔纳长式周期表 元素周期表 有 7 个周期 有 16 个族和 4 个区 元素在周期表中的位置能反映该元素 的原子结构 周期表中同一横列元素构成一个周期 同周期元素原子的 电子层数等于该周期的序数 同一纵行 第 族包括 3 个纵行 的元素 称 族 族是原子内部外电子层构型的反映 例如外电子构型 IA 族 是 ns1 IIIA 族是 ns2 np1 O 族是 ns2 np4 IIIB 族是 n 1 d1 ns2 等 元素周期表能形象地体现元素周期律 根据元素周期表可 以推测各种元素的原子结构以及元素及其化合物性质的递变规律 当年 门捷列夫根据元素周期表中未知元素的周围元素和化合物的性质 经过 综合推测 成功地预言未知元素及其化合物的性质 现在科学家利用元 素周期表 指导寻找制取半导体 催化剂 化学农药 新型材料的元素 及化合物 现代化学的元素周期律是 1869 年俄国科学家德米特里 伊万诺维 奇 门捷列夫 Dmitri Ivanovich Mendeleev 首先整理 他将当时已 知的 63 种元素依原子量大小并以表的形式排列 把有相似化学性质的元 素放在同一行 就是元素周期表的雏形 利用周期表 门捷列夫成功的 预测当时尚未发现的元素的特性 镓 钪 锗 1913 年英国科学家莫色 勒利用阴极射线撞击金属产生 X 射线 发现原子序越大 X 射线的频率 就越高 因此他认为核的正电荷决定了元素的化学性质 并把元素依照 核内正电荷 即质子数或原子序 排列 经过多年修订后才成为当代的周 期表 当然还有未知元素等待我们探索 这张表揭示了物质世界的秘密 把一些看来似乎互不相关的元素统一 起来 组成了一个完整的自然体系 编辑本段 元素周期表的记忆 先背熟元素周期表 然后就会慢慢找出各族元素的规律 以后见到没 有学过的元素 只要是同一族的都会知道有什么特点 有什么化学性质 那就不是可以举一反三了 元素周期表中元素及其化合物的递变性规律 1 原子半径 1 除第 1 周期外 其他周期元素 惰性气体元素除外 的原子半径 随原子序数的递增而减小 2 同一族的元素从上到下 随电子层数增多 原子半径增大 2 元素化合价 1 除第 1 周期外 同周期从左到右 元素最高正价由碱金属 1 递 增到 7 非金属元素负价由碳族 4 递增到 1 氟无正价 氧无 6 价 除 外 2 同一主族的元素的最高正价 负价均相同 3 所有单质都显零价 3 单质的熔点 1 同一周期元素随原子序数的递增 元素组成的金属单质的熔点递 增 非金属单质的熔点递减 2 同一族元素从上到下 元素组成的金属单质的熔点递减 非金属 单质的熔点递增 4 元素的金属性与非金属性 1 同一周期的元素电子层数相同 因此随着核电荷数的增加 原子 越容易得电子 从左到右金属性递减 非金属性递增 2 同一主族元素最外层电子数相同 因此随着电子层数的增加 原 子越容易失电子 从上到下金属性递增 非金属性递减 5 最高价氧化物和水化物的酸碱性 元素的金属性越强 其最高价氧化物的水化物的碱性越强 元素的非 金属性越强 最高价氧化物的水化物的酸性越强 6 非金属气态氢化物 元素非金属性越强 气态氢化物越稳定 同周期非金属元素的非金属 性越强 其气态氢化物水溶液一般酸性越强 同主族非金属元素的非金 属性越强 其气态氢化物水溶液的酸性越弱 7 单质的氧化性 还原性 一般元素的金属性越强 其单质的还原性越强 其氧化物的阳离子氧 化性越弱 元素的非金属性越强 其单质的氧化性越强 其简单阴离子 的还原性越弱 编辑本段 推断元素位置的规律 判断元素在周期表中位置应牢记的规律 1 元素周期数等于核外电子层数 2 主族元素的序数等于最外层电子数 阴阳离子的半径大小辨别规律 由于阴离子是电子最外层得到了电子 而阳离子是失去了电子 所以 总的说来 1 阳离子半径原子半径 3 阴离子半径 阳离子半径 4 或者一句话总结 对于具有相同核外电子排布的离子 原子序数越 大 其离子半径越小 以上不适合用于稀有气体 化学键 chemical bond 是指分子或晶体内相邻原子 或离子 间强烈 的相互作用 例如 在水分子 H2O 中 2 个氢原子和 1 个氧原子通过化学键结合成水 分子 化学键有 3 种极限类型 即离子键 共价键和金属键 离子键 是由异性电荷产生的吸引作用 例如氯和钠以离子键结合成 NaCl 共价 键是两个或几个原子通过共用电子对产生的吸引作用 典型的共价键是 两个原子借吸引一对成键电子而形成的 例如 两个氢核同时吸引一对 电子 形成稳定的氢分子 金属键则是使金属原子结合在一起的相互作 用 可以看成是高度离域的共价键 定位于两个原子之间的化学键称为 定域键 由多个原子共有电子形成的多中心键称为离域键 除此以外 还有过渡类型的化学键 由于粒子对电子吸引力大小的不同 使键电子 偏向一方的共价键称为极性键 由一方提供成键电子的化学键称为配位 键 极性键的两端极限是离子键和非极性键 离域键的两端极限是定域 键和金属键 1 离子键 1 是右正负离子之间通过静电引力吸引而形成的 正负离 子为球形或者近似球形 电荷球形对称分布 那么离子键就可以在各个 方向上发生静电作用 因此是没有方向性的 2 一个离子可以同时与多个带相反电荷的离子互相吸引成键 虽然在 离子晶体中 一个离子只能与几个带相反电荷的离子直接作用 如 NaCl 中 Na 可以与 6 个 Cl 直接作用 但是这是由于空间因素造成的 在距 离较远的地方 同样有比较弱的作用存在 因此是没有饱和性的 化学键的概念是在总结长期实践经验的基础上建立和发展起来的 用 来概括观察到的大量化学事实 特别是用来说明原子为何以一定的比例 结合成具有确定几何形状的 相对稳定和相对独立的 性质与其组成原 子完全不同的分子 开始时 人们在相互结合的两个原子之间画一根短 线作为化学键的符号 电子发现以后 1916 年 G N 路易斯提出通过填 满电子稳定壳层形成离子和离子键或者通过两个原子共有一对电子形成 共价键的概念 建立化学键的电子理论 量子理论建立以后 1927 年 W H 海特勒和 F W 伦敦通过氢分子的量 子力学处理 说明了氢分子稳定存在的原因 原则上阐明了化学键的本 质 通过以后许多人 物别是 L C 鲍林和 R S 马利肯的工作 化学键 的理论解释已日趋完善 1 共价键的形成是成键电子的原子轨道发生重叠 并且要使共价键稳 定 必须重叠部分最大 由于除了 s 轨道之外 其他轨道都有一定伸展 方向 因此成键时除了 s s 的 键 如 H2 在任何方向都能最大重叠 外 其他轨道所成的键都只有沿着一定方向才能达到最大重叠 2 旧理论 共价键形成的条件是原子中必须有成单电子 自旋方向必 须相反 由于一个原子的一个成单电子只能与另一个成单电子配对 因 此共价键有饱和性 如原子与 Cl 原子形成 HCl 分子后 不能再与另外一 个 Cl 形成 HCl2 了 3 新理论 共价键形成时 成键电子所在的原子轨道发生重叠并分裂 成键电子填入能量较低的轨道即成键轨道 如果还有其他的原子参与成 键的话 其所提供的电子将会填入能量较高的反键轨道 形成的分子也 将不稳定 像 HCL 这样的共用电子对形成分子的化合物叫做共价化合物 2 化学能与热能 化学能与电能 反应速率及限度 用眼睛不能直接观察到反应中的热量变化 那么 你将采取哪些简单易 行的办法 化学反应中的能量变化经常表现为热量的变化 有的放热 有的吸热 1 中和反应都是放热反应 2 三个反应的化学方程式虽然不同 反应物也不同 但本质是相同的 都是氢离 子与氢氧根离子反应生成水的反应 属于中和反应 由于三个反应中氢 离子与氢氧根离子的量都相等 生成水的量也相等 所以放出的热量也 相等 3 中和热 酸与碱发生中和反应生成 1mol 水所释放的热量称为中和热 4 要精确地测定反应中的能量变化 一是要注重 量的问题 二是要 最大限度地 减小实验误差 化学反应的本质是反应物中化学键的断裂和生成物中化 学键的形成 化学键是物质内部微粒之间强烈的相互作用 断开反应物 中的化学键需要吸收能量 形成生成物中的化学键要放出能量 氢气和 氯气反应的本质是在一定的条件下 氢气分子和氯气分子中的 H H 键和 Cl Cl 键断开 氢原子和氯原子通过形成 H Cl 键而结合成 HCl 分子 1molH2 中含有 1molH H 键 1mol Cl2 中含有 1mol Cl Cl 键 在 25 和 101kPa 的条件下 断开 1molH H 键要吸收 436kJ 的能量 断开 1mol Cl Cl 键要吸收 242 kJ 的能量 而形成 1molHCl 分子中的 H Cl 键会放出 431 kJ 的能量 这样 由于破坏旧键吸收的能量少于形成新键放出的能 量 根据 能量守恒定律 多余的能量就会以热量的形式释放出来 归纳小结 1 化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因 2 能量是守恒的 补充练习 1 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 2 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 3 城市使用的燃料 现大多为煤气 液化石油气 煤气的主要成分是 CO H2 的混合气体 它由煤炭与水蒸气在高温下反应制得 故又称水煤 气 试回答 1 写出制取水煤气的主要化学方程式 该反应是 反应 填吸热 放热 2 设液化石油气的主要成分为丙烷 C3H8 其充分燃烧后产物为 CO2 和 H2O 试比较完全燃烧等质量的 C3H8 及 CO 所需氧气的质量比 4 比较完全燃烧同体积下列气体需要的空气体积的大小 天然气 以甲烷计 石油液化气 以丁烷 C4H10 计 水煤气 以 CO H2 体积比 1 1 计 5 两位同学讨论放热和吸热反应 甲说加热后才能发生的化学反应是 吸热反应 乙说 反应中要持续加热才能进行的反应是吸热反应 你认为他们的说法正确 吗 为什么 答案 1 D2 BC3 1 C H2O CO H2 吸热 2 70 11 4 石油液化气 天然 气 水煤气 5 略 第一节 化学能与热能 第 2 课时 教学目标 1 能从化学键的角度理解化学反应中能量变化的主要原因 初步学会热 化学方程式的书写 2 能从微观的角度来解释宏观化学现象 进一步发展想象能力 2 通过化学能与热能的相互转变 理解 能量守恒定律 初步建立 起科学的能量观 加深对化学在解决能源问题中重要作用的认识 重点难点 1 化学能与热能的内在联系及相互转变 2 从本质上理解化学反应中能量的变化 从而建立起科学的能量变化观 总结 化学反应伴随能量变化是化学反应的一大特征 我们可以利用化学能与 热能及其它 能量的相互转变为人类的生产 生活及科学研究服务 化学在能源的开 发 利用及解决 日益严重的全球能源危机中必将起带越来越重要的作用 同学们平时可 以通过各种渠道来关心 了解这方面的进展 从而深切体会化学的实用 性和创造性 补充练习 1 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 物质燃烧和中和反应均放出热量 C 分解反应肯定是吸热反应 D 化学反应是吸热还是放热决定于生成物具有的总能量和反应物具有的 总能量 2 已知金刚石在一定条件下转化为石墨是放热的 据此 以下判断或说 法正确的是 A 需要加热方能发生的反应一定是吸热反应 B 放热反应在常温下一定很 容易发生 C 反应是放热还是吸热 必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对 大小 D 吸热反应在一定条件下也能发生 3 有专家指出 如果将燃烧产物如 CO2 H2O N2 等利用太阳能使它们 重新组合变成 CH4 CH3OH NH3 等的构想能够成为现实 则下列说法中 错误的是 A 可消除对大气的污染 B 可节约燃料 C 可缓解能源危机 D 此题中的 CH4 CH3OH NH3 等为一级能源 4 已知破坏 1mol N N 键 H H 键和 N H 键分别需要吸收的能量为 946kJ 436kJ 391kJ 试计算 1molN2 g 和 3 molH2 g 完全转化为 NH3 g 的反应热的理论值 并写出反应的热化学方程式 答案 1 C 2 CD 3 B 4 92KJ N2 g 3H2 g 2NH3 g H 92KJ mol 第二节 化学能与电能 负极 Zn 2e Zn2 氧化反应 Zn 2H Zn2 H2 正极 2H 2e H2 还原反应 电子流向 Zn Cu 电流流向 Cu Zn 组成原电池的条件 原电池 能把化学能转变成电能的装置 有两种活动性不同的金属 或一种是非金属导体 作电极 活泼的作 负极失电子 活泼的金属与电解质溶液发生氧化还原反应 两极相连形成闭合电路 二次电池 可充电的电池 二次能源 经过一次能源加工 转换得到的能 源 常见电池 干电池 铅蓄电池 银锌电池 镉镍电池 燃料电池 第三节 化学反应的速率和极限 化学反应速率的概念 用单位时间里反应物浓度的减少或生成物浓度的 增加来表示 单位 mol L s 或 mol L min 表达式 v B C t 同一反应中 用不同的物质所表示的表速率与反应方程式的系数成正比 影响化学反应速率的内因 主要因素 参加反应的物质的化学性质 外因 浓度 压强 温度 催化剂 颗粒大小 变化 大 高 高 加入 越小表面积越大 速率影响 快 快 快 快 快 化学反应的限度 研究可逆反应进行的程度 不能进行到底 反应所能达到的限度 当可逆反应进行到正反应速率与逆反应速率相等 时 反应物与生成物浓度不在改变 达到表面上静止的一种 平衡状态 影响化学平衡的条件 浓度 压强 温度 化学反应条件的控制 尽可能使燃料充分燃烧提高原料利用率 通常需要考虑两点 一是燃烧时要有足够的空气 二是燃料与空气要有足够大的接触面 主干知识整合 1 外界条件对可逆反应速率的影响规律 升温 v 正 v 逆 一般均加快 吸热反应增加的倍数大于放热反应增 加的倍数 降温 v 正 v 逆 一般均减小 吸热反应减小的倍数大于 放热反应减小的倍数 加压对有气体参加的反应 v 正 v 逆 均增大 气体体积之和大的一侧增加倍数大于气体体积之和小的一侧增加的倍数 降压 v 正 v 逆 均减小 气体体积之和大的一侧减小的倍数大于气 体体积之和小的一侧减小的倍数 增加反应物的浓度 v 正 急剧增大 v 逆 逐渐增大 加催化剂可同倍地改变 v 正 v 逆 思考讨论 对于合成氨反应 N2 H2 的消耗速率逐渐减慢而 NH3 的生成速率是否逐 渐加快 答 N2 H2 的消耗与 NH3 的生成是同一反应方向 只要 N2 H2 的消耗 速率逐渐减慢 NH3 的生成速率必然随之减慢 2 改变条件对化学平衡的影响规律 1 在相同温度下 对有气体参加的化学反应 压强越大 到达平衡所需 的时间 越短 在相同压强下 温度越高 到达平衡所需的时间越短 2 平衡向正反应方向移动 生成物的物质的量增加 而生成物的浓度 生成物的质量分数以及反应物的转化率都不一定增加或提高 3 加催化剂 只能同倍改变正 逆反应速率 改变到达平衡所需时间 不影响化学平衡 4 同一反应中 未达平衡以前 同一段时间间隔内 高温时生成物含量 总比低温时生成物含量大 其他条件相同 高压时生成物的含量总比低 压时生成物的含量大 其他条件相同 5 在其他条件不变时 如将已达平衡的反应容器体积缩小到原来的 压强将大于原来的压强 但小于或等于原来压强的 2 倍 3 反应物用量的改变对平衡转化率的影响规律 若反应物只有一种时 如 aA g b B g cC g 增加 A 的量 平衡向 正反应方向移动 但该反应物 A 的转化率的变化与气体物质的计量数有 关 1 若 a b c A 的转化率不变 2 若 a b c A 的转化率增大 3 若 a b c A 的转化率减小 若反应物不止一种时 如 aA g bB g cC g dD g 1 若只增加 A 的量 平衡向正反应方向移动 而 A 的转化率减小 B 的 转化率增大 2 若按原比例同倍数地增加反应物 A 和 B 的量 则平衡向正反应方向移 动 而反应物转化率与气体反应物计量数有关 如 a b c d A B 的 转化率都不变 如 a b c d A B 的转化率都减小 如 a b c d A B 的转化率都增大 第三章 有机化合物 第一节 最简单的有机化合物 甲烷 氧化反应 CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l 取代反应 CH4 Cl2 g CH3Cl HCl 烷烃的通式 CnH2n 2 n 4 为气体 所有 1 4 个碳内的烃为气体 都 难溶于水 比水轻 碳原子数在十以下的 依次用甲 乙 丙 丁 戊 己 庚 辛 壬 癸 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 同分异构体 具有同分异构现象的化合物互称为同分异构 同素异形体 同种元素形成不同的单质 同位素 相同的质子数不同的中子数的同一类元素的原子 乙烯 C2H4 含不饱和的 C C 双键 能使 KMnO4 溶液和溴的溶液褪色 氧化反应 2C2H4 3O2 2CO2 2H2O 加成反应 CH2 CH2 Br2 CH2Br CH2Br 先断后接 变内接为外接 加聚反应 nCH2 CH2 CH2 CH2 n 高分子化合物 难降解 白色 污染 石油化工最重要的基本原料 植物生长调节剂和果实的催熟剂 乙烯的产量是衡量国家石油化工发展水平的标志 苯是一种无色 有特殊气味的液体 有毒 不溶于水 良好的有机溶剂 苯的结构特点 苯分子中