高中化学必备知识

高中化学必备知识 1 目录目录 第一部分 基础理论 1 1 物质分类 2 1 2 氧化还原反应 6 1 3 离子反应 9 1 4 物质的量 10 第二部分 元素化合物 2 1 钠及钠的化合物 14 2 2 氯及氯的化合物 17 2 3 碳族元素 22 2 4 氮族元素 27 2 5 氧族元素 33 2 6 金属 Mg Al Fe 39 第三部分 物质结构 3 1 原子结构 45 3 2 元素周期律 47 3 3 元素周期表 49 3 4 化学键 51 3 5 非极性分子和极性分子 53 3 6 晶体结构 54 第四部分 有机化学 4 1 甲烷及烷烃 56 4 2 乙烯和烯烃 59 4 3 乙炔和炔烃 60 4 4 石油和煤 苯及同系物 61 4 5 烃类性质总结 63 4 6 卤代烃 乙醇 乙醛 乙酸和酯 苯酚 69 4 7 糖类 油脂 蛋白质 74 4 8 合成材料 80 4 9 烃的衍生物性质总结 82 第五部分 化学反应原理 5 1 热化学 84 5 2 电化学 85 5 3 化学反应速率 化学平衡 91 5 4 电解质溶液 102 高中化学必备知识 2 第一部分第一部分 基础理论基础理论 1 1 物质分类物质分类 1 物质的分类 物质的分类 一一 溶液 分散质微粒直径100 nm 物质 金属单质 Na Fe Cu 等 单质 非金属单质 Cl2 H2 O2 O3 C60等 纯净物 酸 HCl H2SO4 HNO3等 无机化合物 碱 NaOH Ba OH 2 NH3 H2O 等 盐 Na2CO3 NaHSO4 NaHCO3 化合物 酸性氧化物 CO2 SO2 氧化物 碱性氧化物 CuO Fe2O3 不成盐氧化物 CO NO 有机化合物 CH4 CH3COOH 分散系 分散质和分散剂分散系 分散质和分散剂 一种 或几种 物质的微粒分散到另一种物质里形成的混合物 叫做分散系分散系 如 NaCl 溶解在水中形 成的 NaCl 溶液就是一种分散系 在分散系中 分散成微粒的物质 叫做分散质分散质 如 NaCl 溶液中的 NaCl 为分散质 分散质分散在其中的物质 叫做分散剂分散剂 如 NaCl 溶液中的水为分散剂 溶液 胶体 浊液 悬浊液 都属于分散系 溶液溶液 一种或一种以上的物质以分子或离子形式分散于另一种物质中形成的均一 稳定的混合物 浊液浊液 分散质的微粒直径 100 nm 的分散系叫浊液 浊液中的分散质是分子的集合体或离子的集合体 具有浑浊 不稳定等宏观特征 浊液是不溶性 固体颗粒或不溶性小液滴分散到液体中形成的混合物 可分为悬浊液和乳浊液 浊液不均匀 不稳定 1 悬浊液 悬浊液 大于 100 纳米不溶的固体小颗粒悬浮于液体里形成的混合物叫悬浊液 悬浊液有非常广泛的用途 例如 在医疗方面 常把一些不溶于水的药物配制成悬浊液来使用 治疗扁桃体炎等用的青霉素钾 钠 等 在使用前要加适量注射用水 摇匀后成为悬浊液 供肌肉注射 用 X 射线检查肠胃病时 让病人服用硫酸钡的悬浊液 俗称钡餐 等等 又如 粉刷墙壁时 常把熟石 灰粉 或墙体涂料 配制成悬浊液 内含少量胶质 均匀地喷涂在墙壁上 2 乳浊液 乳浊液 由两种不相溶的液体所组成的分散系 即一种液体以小液滴的形式分散在另外一种液体之 中形成的混合物 乳浊液有很广泛的用途 在农业生产中 为了合理使用农药 常把不溶于水的固体或液体农药 配制成悬浊液或乳浊液 用来喷洒受病虫害的农作物 这样农药药液散失得少 附着在叶面上的多 药液喷洒均匀 不仅使用方便 而且节省农药 提高药效 如油水混合物 石油原油 橡胶的乳胶 油漆等就是乳浊液 但豆浆不是乳浊液 而是胶体 胶体胶体 分散质微粒的直径大小在 1 nm 100 nm 之间的分散系 叫做胶体 高中化学必备知识 3 根据分散剂所处状态的不同 胶体可分为三种 a 液溶胶 溶胶 分散剂是液体 如 Fe OH 3胶体 AgI 胶体 淀粉胶体和蛋清胶体等 b 气溶胶 分散剂是气体 如雾 云 烟等 c 固溶胶 如烟水晶 有色玻璃等 胶体的性质及其应用胶体的性质及其应用 解 释说 明应 用 丁丁达达尔尔现现象象 强光束通过胶体时 从侧面可看到一条 光亮的 通路 的 现象 胶体的丁达尔现象是由于胶体微 粒使光线散射而产生的 溶液中 的溶质微粒太小 没有这种现象 用于鉴别胶体和 溶液 布布朗朗运运动动 在胶体中 胶体微 粒 简称胶粒 不停 地作无规则的运动 胶体作布朗运动的原因是因为水 分散剂 分子从各方面撞击胶粒 而每一瞬间胶粒在不同方向受到 的力是不同的 所以胶粒运动方 向随时都在改变 因而形成布朗 运动 证明物质是不断 运动的 布朗运 动是使胶体保持 稳定的原因之一 电电 泳泳 在外加电场的作用 下 胶粒在分散剂 里向电性相反的电 极 阴极或阳极 作 定向移动的现象 胶粒带电的原因 胶粒直径小 表面积大 吸附能力强 胶粒表面吸附溶液中的阴离子或 阳离子 同种胶粒在同一溶液中 只吸附同一种离子而带相同电荷 一般来说 金属氢氧化物 金属 氧化物的胶粒吸附阳离子 带正 电荷 在外加电场的作用下 向 阴极移动 非金属氧化物 金属 硫化物的胶粒吸附阴离子 在外 加电场的作用下 向阳极移动 电泳实验证明胶 体微粒带有电荷 及所带电荷的种 类 例如 用 Fe OH 3胶体做 电泳实验时 发 现阴极附近颜色 变深 而阳极附 近颜色变浅 说 明 Fe OH 3胶体 带正电荷 移向 阴极 性 质 聚聚 沉沉 胶体的微粒在一定 条件下 聚集成较 大的颗粒而形成沉 淀 从分散剂中析 出 要使胶体聚沉 则必须减弱或中 和胶粒所带的同种电荷 以减弱 或消除胶粒之间的相互排斥力 从而使胶粒聚集成较大颗粒 直径 100 nm 而形成沉淀 胶体聚沉 的方法有 加入电解质 加 热 加入带相反电荷的胶体 溶液 胶体和浊液溶液 胶体和浊液 悬浊液或乳浊液悬浊液或乳浊液 的区别与联系的区别与联系 分散系溶 液胶 体悬 乳 浊液 高中化学必备知识 4 分散系的微粒组成单个分子或离子 若干分子 或离子 的集 合体或单个的大分子 大量分子集合而成的固体 小颗粒 或小液滴 分散系的微粒直径 1 nm1 nm 100 nm 100 nm 外 观均一 透明 稳定均一 透明 稳定 不均一 浑浊 不稳定 静置后易沉淀 悬 或分层 乳 能否透过半透膜能不能不能 能否透过滤纸能能 悬浊液 不能 是否有丁达尔效应没有有 颗粒直径接近 100nm 的浊 液也有丁达尔效应 实 例食盐水 碘酒 Fe OH 3胶体 AgI 胶体 淀粉溶胶 泥浆水 油水 联 系都是分散质分散到分散剂中形成的混合体系 渗析渗析 把混有离子或分子杂质的胶体装入半透膜半透膜袋 并浸入溶剂 一般是水 中 从而使离子或分子从胶体中分离出去的操作 叫做渗析 渗析可用于分离胶 体与溶液或净化 精制胶体 半透膜 指一类可以让小分子物质透过而大分子 物质不能通过的薄膜的总称 纯净物纯净物 由一种物质组成的物质 单质 化合物都是纯净物 单质单质 由同一种元素组成的纯净物是单质 单质又分为金属单质和非金属单质 单质化学式的写法 大多数单质直接写元素符号 少数单质是双原子分子 如 O2 N2 H2 F2 Cl2 Br2 I2等 还有如 O3 臭氧 P4 白磷 C60 足球烯 等 化合物化合物 化合物是由两种或两种以上的元素组成的纯净物 按组成特点和性质常分为酸 碱 盐 氧化物 有机物等 酸酸 指在溶液中电离产生的阳离子完全是氢离子的化合物 像 HCl H2S HF 这样不含氧原子的酸 也称无氧酸 如 H2SO4 HNO3 H2CO3就叫含氧酸 如果酸分子只能电离出一个 H 这样的酸叫一 元酸 如 HCl HClO 而 H2SO4 H2CO3 H2S 就是二元酸 那么 H3PO4是三元酸 碱碱 指在溶液中电离产生的阴离子完全是氢氧根离子的化合物 按电离时分子产生 OH 的数目 可分为一元碱 NaOH 二元碱 Ca OH 2 等 只有少数碱如 KOH NaOH Ca OH 2 Ba OH 2 NH3 H2O 等溶于水 多数碱不溶于水 盐盐 电离时 能产生金属阳离子 或铵离子 NH4 和酸根阴离子的化合物 只含金属离子和酸根离 子的盐如 NaCl CuSO4叫正盐 而 NaHCO3叫酸式盐 Cu2 OH 2CO3叫碱式盐 氧化物氧化物 两种元素组成 其中一种元素是氧元素的化合物叫做氧化物 氧化物又可分为酸性氧化物 碱性氧化物 两性氧化物和不成盐氧化物 酸性氧化物酸性氧化物 能与碱反应生成盐和水的氧化物 大多数非金属氧化物是酸性氧化物 如 CO2 SO2 碱性氧化物碱性氧化物 能与酸反应生成盐和水的氧化物 大多数金属氧化物是碱性氧化物 如 Na2O CuO 等 两性氧化物两性氧化物 既能与酸又能与碱反应的氧化物 如 Al2O3等 不成盐氧化物不成盐氧化物 不能与酸或碱反应生成相应价态的盐和水的氧化物叫做不成盐氧化物 例如 高中化学必备知识 5 H2O NO CO ClO2等 有机物有机物 含碳的化合物 但不包括 CO CO2和碳酸盐及碳酸氢盐 NaHCO3 等物质 详见有机化学 2 物质的分类 物质的分类 二二 电解质电解质 在水溶液或熔融状态下能够导电的化合物化合物叫做电解质 酸 碱 盐都是电解质 电解质不一定能导电 只有在溶于水或熔融状态时电离出自由移动的离子的特定条件下才能导电 电解质若导电前提是必须存在自由移动的离子 能导电的不一定是电解质 如金属 石墨属于单质 非电解质非电解质 在水溶液和熔融状态下均不能导电的化合物化合物叫做非电解质 如蔗糖 酒精 酸性氧化物 CO2 SO2 SO3 NH3等 因为非电解质归属于化合物 故如 Cl2等单质也不属于非电解质 强电解质强电解质 在水溶液中能够完全电离的电解质称为强电解质 包含强酸 强碱 大多数盐 如 HCl H2SO4 HNO3 KOH NaOH Ca OH 2 Ba OH 2 NaCl 和和 BaSO4这样难溶 沉淀 的盐 弱电解质弱电解质 在水溶液中部分电离的电解质称为弱电解质 如弱酸 CH3COOH 弱碱 NH3 H2O 水 注意 注意 单质 混合物 既不是电解质 也不是非电解质 能导电的物质不一定是电解质 如金属 电解质溶液 属于混合物 电解质不电离 酸不溶于水 碱 盐不溶于水或受热熔化 不能导电 电离电离 电解质溶于水或受热熔化时 离解成能够自由移动的离子的过程称为电离 电离的过程可以 用电离方程式表示 强电解质的电离方程式用 号 弱电解质的电离方程式用 号 1 强电解质电离方程式示例 H2SO4 2H SO42 HNO3 H NO3 NaOH Na OH Ba OH 2 Ba2 2OH Na2CO3 2Na CO32 NaHCO3 Na HCO3 Al2 SO4 3 2Al3 3SO42 NH4Cl NH4 Cl 2 弱电解质电离方程式示例 CH3COOHCH3COO H NH3 H2O NH4 OH H2OH OH 电解质与非电解质的比较电解质与非电解质的比较 电解质非电解质 联系都属于化合物 能否导电溶于水后或熔融状态时能导电溶于水后或熔融状态时都不能导电 能否电离 溶于水或受热熔化时能电离产生自 由移动的离子 不能电离 因此没有可自由移动的离子 存在 区 别 所属物质 酸 碱 盐等蔗糖 酒精等大部分有机物 气体化合 物如 NH3 SO2等 说明 某些气体化合物的水溶液虽然能导电 但其原因并非该物质本身电离生成了自由移动的离 子 因此这些气体化合物属于非电解质 例如 氨气能溶于水 氨水导电是因为 NH3与 H2O 反应生成 了 NH3 H2O 并电离出 NH4 和 OH 的的缘故 所以 NH3 H2O 才是电解质 而 NH3是非电解质 强电解质与弱电解质的比较强电解质与弱电解质的比较 强电解质弱电解质 代表物质 强酸 如 H2SO4 HNO3 HCl 等 强碱 如 KOH NaOH Ca OH 2 Ba OH 2等 盐 绝大多数可溶 难溶盐 如 NaCl CaCO3等 H2O 弱酸 如 CH3COOH HF HClO H2CO3等 弱碱 NH3 H2O 高中化学必备知识 6 电离情况 完全电离 不存在电离平衡 电离不可逆 电 离方程式用 表示 如 HNO3 H NO3 不能完全电离 部分电离 存在电 离平衡 电离方程式用 表 示 如 CH3COOHCH3COO H 十 微粒在水溶 液中存在 电解质电离产生的离子 水合离子 和 H2O 分 子 及水电离产生的 H OH 大部分以电解质分子的形式存在 只有少量电离出来的离子 注意注意 1 在含有阴 阳离子的固态强电解质中 虽然有阴 阳离子存在 但这些离子不能自由移动 因此不导电 如氯化钠固体不导电 2 电解质溶液导电能力的强弱取决于溶液中自由移动离子浓度的大小 溶液中离子浓度大 溶液的导 电性就强 反之 溶液的导电性就弱 因此 稀的强电解质溶液的导电能力不一定比浓的弱电解质溶 液的导电能力强 但在相同条件 相同浓度 相同温度 下 同类型强电解质溶液的导电能力比弱电解质 的导电能力强 如同浓度盐酸和醋酸比较 1 2 氧化还原反应氧化还原反应 氧化还原反应氧化还原反应 在反应过程中有元素化合价变化的化学反应叫做氧化还原反应 反之 称为非氧 化还原反应 特征 特征 反应反应前后元素化合价发生变化 实质 实质 反应过程中元素原子有电子的得失或偏移 氧化剂氧化剂 所含的某种元素的化合价降低的反应物 称为氧化剂 氧化剂具有氧化性氧化性 还原剂还原剂 所含的某种元素的化合价升高的反应物 称为还原剂 还原剂具有还原性还原性 氧化反应氧化反应 反应物所含某种或某些元素化合价升高的反应称为氧化反应 物质发生氧化反应也叫 做被氧化被氧化 还原剂发生氧化反应 物质发生氧化反应得到的生成物称为氧化产物氧化产物 还原反应还原反应 反应物所含某种或某些元素化合价降低的反应称为还原反应 物质发生还原反应也叫 做被还原被还原 氧化剂发生还原反应 物质发生还原反应得到的生成物称为还原产物还原产物 规律记忆规律记忆 升 失 氧化 还原剂 降 得 还原 氧化剂 强弱比较强弱比较 物质的氧化性或还原性的强弱取决于元素得失电子的难易程度 与得失电子数目的多少 无关 1 强弱规律 1 金属活动性顺序表 金属的活动性越强 金属单质 原子 的还原性也越强 而其离子的氧化 性越弱 如还原性 Mg Fe Cu Ag 氧化性 Ag Cu2 Fe2 Mg2 金属活动性顺序 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au 2 同一反应中 氧化性 氧化剂 氧化产物 还原性 还原剂 还原产物 即左 右 还原剂 氧化剂 氧化反应氧化产物 还原反应还原产物 化合价升高 失去电子 被氧化 化合价降低 得到电子 被还原 反应物生成物 还原性 氧化性 高中化学必备知识 7 MnO2 4HCl 浓 MnCl2 Cl2 2H2O 氧化性 MnO2 Cl2 还原性 HCl MnCl2 3 根据与同一种物质反应的条件与产物判断 2Fe 3Cl2 2FeCl3 Fe S FeS 点燃 Cl2能将 Fe 氧化到 3 价 Fe 失去 3e 而 S 只能将 Fe 氧化到 2 价 Fe 失去 2e 氧化性 氧化能力 Cl2 S 2 相等规律 在同一氧化还原反应中 a 氧化剂化合价降低总数 还原剂化合价升高总数 b 氧化剂得电子总数 还原剂失电子总数 应用 利用该规律 可以配平复杂的氧化还原反应方程式 3 先后规律 溶液中同时含有几种还原剂 或氧化剂 时 加入的氧化剂 还原剂 优先与还原性 氧化 性 最强的微粒反应 例 氯气通入含有 Br I 的溶液 Cl2先与 I 反应 再与 Br 反应 还原性 I Br 4 化合价变化规律 同种元素不同价态的氧化还原反应中 a 中间变两头 歧化反应 Cl2 2NaOH NaCl NaClO H2O 氯的价态从 0 升到 1 降到 1 两头变中间 归中反应 2H2S SO2 3S 2H2O 硫价态从反应前 2 升到 0 及从 4 降到 0 b 只靠拢 不相交 相邻不反应 H2S H2SO4 浓 S SO2 2H2O 反应中 S 是氧化产物 SO2是还原产物 SO2是 S 元素的中间价态 既能被氧化 又能被还原 但 SO2与浓 H2SO4因化合价相邻不反 应 重要的氧化剂重要的氧化剂 1 活泼非金属单质 如 Cl2 Br2 O2 O3等 2 元素处于高化合价时的氧化物 如 MnO2 PbO2等 3 元素处于高化合价时的含氧酸 如浓 H2SO4 HNO3等 4 元素处于高化合价时的含氧酸盐 如 KMnO4 高锰酸钾 KClO3 氯酸钾 等 5 过氧化物 如 Na2O2 H2O2等 重要的还原剂重要的还原剂 1 活泼金属单质 如 Na K Ca Mg Al Fe 等 2 某些非金属单质 如 C H2 3 元素处于低化合价时的氧化物 如 CO SO2等 4 元素处于低化合价时的酸 如 HCl H2S 等 5 元素处于低化合价时的盐 如 Na2SO3 FeCl2等 价态与性质价态与性质 1 元素的化合价处在最高价时 只能降低价态 得到电子 只具有氧化性 只能作氧化剂 2 元素的化合价处在最低价时 只能升高价态 失去电子 只具有还原性 只能作还原剂 3 当元素处于中间价态时 既有氧化性又有还原性 如 H2O2 SO2 Fe2 等 氧化性逐渐减弱 还原性逐渐增强 高价态中间价态低价态 高中化学必备知识 8 特殊情况 氯的含氧酸的氧化性顺序为 HClO HClO3 HClO4 氧化还原反应与四种基本反应类型的关系氧化还原反应与四种基本反应类型的关系 如右图所 示 由图可知 置换反应都是氧化还原反应 复分解反应都不是氧化还原反应 化合反应 分解反应 不一定是氧化还原反应 四种基本反应类型四种基本反应类型 1 化合反应 几种物质生成一种物质的反应 2Na Cl2 2NaCl 点燃 2 分解反应 一种物质生成几种物质的反应 CaCO3CaO CO2 高温 3 置换反应 单质和化合物反应生成新的单质和新的化合物的反应 Cl2 2NaBr Br2 2NaCl 4 复分解反应 两种化合物交换成分生成两种新化合物的反应 复分解反应一般要满足产生沉淀 气 体或水这样的条件 例如 酸碱中和生成盐和水 酸和盐生成新酸和新盐 一般强酸制得弱酸 碱和盐生成新碱和新盐 得沉淀或弱碱 盐和盐生成两种新盐 其中有沉淀 酸和碱性氧化物生成 盐和水 碱和酸性氧化物生成盐和水 氧化还原反应中电子转移的方向 数目的表示方法氧化还原反应中电子转移的方向 数目的表示方法 1 单线桥法 表示在反应过程中反应物里元素原子间电子转移的数目和方向 用带箭头的连线从化合 价升高的元素开始 指向化合价降低的元素 再在连线上方标出电子转移的数目 2KClO3 2KCl 3O2 12e MnO2 CuO H2 Cu H2O 2e 在单线桥法中 箭头的指向已经表明了电子转移的方向 因此不能再在线桥上写 得 失 字样 2 双线桥法 表示在反应物与生成物里 同一元素原子在反应前后电子转移的数目和方向 在氧化剂 与还原产物 还原剂与氧化产物之间分别用带箭头的连线从反应前的有关元素指向反应后的该种元素 并在两条线的上 下方分别写出 得 失 电子及数目 例如 失 6 2e 被氧化 2KClO3 2KCl 3O2 MnO2 得 2 6e 被还原 得 e 被还原 失 e 被氧化 Cl2 H2O HCl HClO 写配凑完成指定反应写配凑完成指定反应 1 元素的还原态和氧化态 还原态Zn Fe H2 Cu S2 SO32 SO2 I Fe2 Br Cl NO NO2 Mn2 向左 还原性逐渐增强强弱 趋势 从左到右 氧化性逐渐增强 氧化态Zn2 Fe2 H Cu2 S SO42 I2 Fe3 Br2 Cl2 NO3 MnO4 还原态 还原态 元素处于低价态 化合价可以升高 可做还原剂 被氧化剂氧化 例如 Zn 处还原态 被氧化 置换反应 化合反应 分解反应 复分解 反应 氧化还原反应 高中化学必备知识 9 成为 Zn2 氧化态 氧化态 元素处于高价态 化合价可以降低 可做氧化剂 被还原剂还原 例如 Cl2可被还原为 Cl 上表中 列出了 12 组关系 每组列明了还原态和氧化态对应关系 如还原态 Cu 被氧化后生成 Cu2 而氧化态 Cu2 被还原后生成 Cu 根据表中氧化性 还原性顺序 可以判断某氧化剂可以氧化哪些物质并把他们变为什么产物 本 身又转化为什么产物 例如 Fe3 可以将左边的所有还原态 除 H2 氧化为对应的氧化态 如 I I2 而自 身还原为 Fe2 2 利用上述知识 我们可以来完成一些不告知产物的反应 该过程可称之为 写 配 凑 例如 写出 Fe2 和酸性 KMnO4的反应的离子方程式 写 根据上表 Fe2 和 MnO4 反应产物为 Fe3 和 Mn2 Fe2 MnO4 Fe3 Mn2 配 氧化还原反应 化合价升高总数 化合价降低总数 据此配平变价元素原子个数 5Fe2 MnO4 5Fe3 Mn2 1 5 5 1 Fe2 Fe3 变化中升高 1 价 5 MnO4 Mn2 变化中 Mn 降低 5 价 1 凑 判断并 凑出 其他参与反应及生成的物质 中的表达式中 Fe Mn 个数已平 O 不平 根 据题中酸性条件 反应物中再添加 H 与 MnO4 中的 O 凑成产物水 然后将所有原子个数 及左右电 荷 配平 5Fe2 MnO4 8H 5Fe3 Mn2 4H2O 1 3 离子反应离子反应 离子反应离子反应 有离子参加或有离子生成的反应 都称为离子反应 离子反应的实质离子反应的实质 在水溶液里 某种离子的浓度变化 离子反应发生的条件离子反应发生的条件 1 复分解型离子反应 发生反应的条件就是复分解反应发生的条件 即有难溶物质 挥发性的的物质 或难电离物质生成 即 H2O 等生成 2 离子间的氧化还原反应 应遵循氧化还原反应规律 溶液中离子能否大量共存的规律溶液中离子能否大量共存的规律 不共存指离子间因反应而导致浓度减少 离子不能共存的条件举例及离子方程式 1 生成难溶物或微溶物CuSO4溶液中加入 BaCl2溶液Ba2 SO42 BaSO4 2 生成气体或挥发性物质Na2CO3溶液中加入盐酸CO32 2H CO2 H2O 3 生成难电离的物质 如弱酸 弱碱 水等 CH3COONa 溶液中加入盐酸 酸碱反应生成水 H CH3COO CH3COOH H OH H2O 4 发生氧化还原反应锌与稀硫酸Zn 2H Zn2 H2 5 生成某些复杂离子或化合物FeCl3溶液中加入 KSCN 溶液Fe3 3SCN Fe SCN 3 6 发生强烈双水解反应的离子AlCl3溶液中加 NaHCO3溶液Al3 3HCO3 Al OH 3 3CO2 7 附加条件溶液无色透明不含如 Cu2 蓝色 Fe3 黄色 Fe2 浅绿色 MnO4 紫色 高中化学必备知识 10 酸性溶液中 与 H 反应不共不共 存存的阴离子 弱酸酸根离子 CO32 HCO3 SO32 HSO3 S2 HS ClO 等 碱性溶液中与 OH 反应不共不共 存存的阳离子以及多元弱酸的 酸式酸根 弱碱的阳离子 Fe2 NH4 Cu2 多元弱酸酸根 离子 HCO3 HSO3 HS 等 离子方程式离子方程式 用实际参加反应的离子符号来表示离子反应的式子 所谓实际参加反应的离子 即 是在反应前后数目发生变化的离子 离子方程式不仅表示一定物质间的某个反应 而且可以表示所有 同一类型的离子反应 如 H OH H2O 可以表示强酸与强碱反应生成可溶性盐的中和反应 离子方程式的书写步骤离子方程式的书写步骤 1 写 写出完整的化学方程式 2 拆 将化学方程式中易溶于水 易电离的物质 强酸 强碱 可溶性盐 拆开改写为离子形式 而难溶于水的物质 难溶性盐 难溶性碱 难电离的物质 即弱电解质如水 弱酸 弱碱 气体 氧化 物 单质和非电解质仍用化学式表示 3 删 将方程式两边相同的离子 包括个数 删去 并使各微粒符号前保持最简单的整数比 4 查 检查方程式中各元素的原子个数和电荷总数是否左右相等 示例示例 硫酸溶液和氢氧化钠溶液反应的离子方程式 1 写 H2SO4 2NaOH Na2SO4 2H2O 2 拆 2H SO42 2Na 2OH 2Na SO42 2H2O 3 删 把上式反应前后都有的 Na SO42 等量删去 留下的微粒约分到最简比 得 H OH H2O 即所要求反应的离子方程式 4 查 查原子 H O 个数左右相等 查电荷 左边 H OH 电荷代数和为 0 右边 H2O 为分 子 电荷为 0 即左右两边电荷相等 附录附录 1 多元弱酸的酸式盐 例如 NaHS Ca HCO3 2等 只能分别拆写成 Na HS 和 Ca2 HCO3 即金 属离子和酸式酸根的形式 强酸的酸式盐如 NaHSO4则拆成 Na H SO42 2 发生氧化还原反应 具有氧化性的离子 如 MnO4 ClO Fe3 等 与具有还原性的离子 如 S2 I SO32 等 不能共存 应注意的是 有些离子在碱性或中性溶液中可大量共存 但在酸性条 件下则不能大量共存 如 SO32 与 S2 NO3 与下列如 I S2 SO32 Fe2 不能共存等 3 拆 在书写离子方程式时 可 拆 物质是三酸四碱可溶盐 即除 HCl H2SO4 HNO3 KOH NaOH Ca OH 2 Ba OH 2其他酸碱必须写化学式不能拆写成离子 硫 酸盐除 BaSO4外可拆 氯化物除 AgCl 外可拆 碳酸盐则只能拆 K2CO3 Na2CO3 NH4 2CO3 逢含 K Na NH4 NO3 离子的物质都可拆 其他气体 水 氧化物都只写化学式 1 4 物质的量物质的量 物质的量物质的量 是表示物质组成微粒大量粒子集体的一个基本物理量 符号为 n 单位为摩尔 注意 注意 物质的量 是一个物理量 是一个专用名词 四个字是一个整体 不能拆开 也不能 用其他字眼来代替 如 氧气的物质的量 不能说成 氧气的量 物质的量仅适用于微观粒子 由于组成物质的微粒种类很多 用物质的量来表示物质时 必须用 高中化学必备知识 11 化学式表示粒子的名称 如 1mol H 1mol H2 1mol H 摩尔摩尔 简称摩 符号为 mo1 摩尔是 物质的量 的单位 1 摩指定物质含有阿伏加德罗常数个 该物质的粒子 分子 原子 离子 电子或中子等 阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数 科学上规定 阿伏加德罗常数为 0 012 kg 12C 中所含的碳原子数 即 0 012 kg 12C 中所含的碳原子数为 1 mol 阿伏加德罗常数的符号为 NA 近似值为 6 02 1023 mol 1 物质的量 阿伏加德罗常数 微粒数之间的关系物质的量 阿伏加德罗常数 微粒数之间的关系 变换变换 或 N为微粒数 A N N n A NnN n N NA 摩尔质量摩尔质量 单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量 符号为 M 常用单位为 g mol 1 摩尔质量计算摩尔质量计算 摩尔质量在数值上等于所计算物质的相对分子质量或相对原子质量 物质的摩尔质量与物质的相对分子物质的摩尔质量与物质的相对分子 原子原子 质量的区别与联系质量的区别与联系 概念摩尔质量 g mol 1相对分子质量 单位为 1 区别 单位物质的量的物质所具有的质量 即 NA个微粒的总质量 1 个分子的实际质量与 1 个 12C 原子质 量的 1 12 的比值 联系数 值 相 等 示例 如 H2O 18 g mol 1 18 物质的量 质量 摩尔质量和微粒数之间的换算关系物质的量 质量 摩尔质量和微粒数之间的换算关系 1 变换变换 或 M 为摩尔质量 2 n m M Mnm M m n AA N M m NnN 固 液 气体的体积大小的决定因素固 液 气体的体积大小的决定因素 1 决定物质体积大小的三个因素 所含的微粒数 微粒间的平均距离 微粒本身的大小 2 在物质所含的微粒数相同的情况下 固体 液体的体积主要决定于其所含微粒本身的大小 气体的体积主要决定于气体分子间的平均距离 标准状况标准状况 是指温度为 0 压强为 101 kPa 时的状况 气体摩尔体积气体摩尔体积 单位物质的量的气体所占体积 符号为 Vm 常用单位为 L mol 1 在标准状况下 任何气体的气体摩尔体积约为 22 4 L mol 1 即在标准状况下 l mol 任何气体 所占的体积都约是 22 4 L 说明 说明 1 使用 22 4 L mol 1计算时应注意 适用条件 标准状况 0 101 kPa 适用范围 标准状况 时处于气态的物质 包括混合气体 2 在标准状况下 NA个气体分子所占的总体积约为 22 4 L 3 1mol 气体标况下体积一定是 22 4L 但 1mol 体积为 22 4L 的气体对应的温度压强不一定是标况 4 在同温 同压下 相同体积的任何气体都含有相同的分子数 称为阿伏伽德罗定律阿伏伽德罗定律 三同定一同 推论推论 同温同压下 气体体积比等于物质的量之比 V1 V2 n1 n2 同温同压下 气体的密度比等于摩尔质量之比 1 2 M1 M2 据 m V n m M 同温同压下 同体积的气体质量比等于密度比 m1 m2 1 2 M1 M2 同温同压下 等质量的气体体积与摩尔质量成反比 V1 V2 M2 M1 高中化学必备知识 12 同温同压下 气体压强之比等于物质的量之比 P1 P2 n1 n2 附录附录 气态方程 联系压强 P 气体体积 V 温度 T 和气体物质的量 n 的公式 R 为常nRTPV 数 根据气态方程可以推导出上述推论 气体摩尔体积的计算气体摩尔体积的计算 1 在一定温度压强下 气体的物质的量 气体的体积与气体的摩尔体积的换算关系 变换变换 或 Vm V n VmnV n V Vm 2 在标准状况标准状况下 气体的物质的量 气体的体积与气体的摩尔体积的换算关系 或 4 22 V n 4 22 nV 3 标准状况下 气体的密度 g L 1 或 M 22 4 4 22 1 1 M molL molg 气体的摩尔体积 气体的摩尔质量 物质的量浓度物质的量浓度 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 的物质的量浓度 符号为 CB 常用单位为 mo1 L 1或 mol m 3 物质的量浓度的数学表达式物质的量浓度的数学表达式 CB 溶液体积 的物质的量溶质 LV molnB 注意注意 在该计算式中 分子上是溶质的物质的量 mol 而不是质量 g 若题中给出的是溶质的质量 则在计算时必须先换算成物质的量 mol 后 才能代入上式进行计算 分母是溶液的体积而不是溶剂的 体积 单位是 L 当题中给出的是 mL 时 须转化为 L 1 L 1000 mL 一定物质的量浓度溶液的配制一定物质的量浓度溶液的配制 1 所需仪器 容量瓶 胶头滴管 量筒 浓溶液稀释时 玻璃棒 烧杯 药匙 天平 溶质为固体时 滤纸 若由液体配溶液时 则不需要后三种仪器 2 配制步骤 1 算 计算 求配制一定浓度的溶液所需固体溶质 的质量或浓溶液的体积 2 取 称量或量取 用托盘天平称取所需固体溶质 或用量筒量取所需浓溶液的体积 3 溶 溶解稀释 在烧杯中用适量蒸馏水溶解或稀 释溶液 4 冷 静置冷却 溶液静置至室温 防止出现误差 5 转 转移 将溶液沿玻璃棒小心地转入一定体积 的容量瓶 6 洗 洗涤 用蒸馏水洗涤烧杯 2 3 次 洗涤液转入容量瓶中 7 振 振荡 轻轻摇动容量瓶 摇匀 8 定 定容 向容量瓶中加水至离刻度 1 2cm 处 改用胶头滴 管加水至刻度 9 摇 摇匀 盖好瓶塞 反复上下颠倒 摇匀 高中化学必备知识 13 10 装 装入试剂瓶 贴标签 3 误差分析 误差分析 根据公式 CB nB V 知 造成所配溶液产生误差的原因可能由 nB或 V 引起 其中 造 成 nB的误差一般由称量 转移 洗涤等错误操作引起 而造成 V 的误差往往由读数错误 未冷却溶液 等操作引起 例如 未洗涤溶解用的烧杯和玻璃棒 造成实际值比 nB值偏小 从而引起 CB偏小 4 配制一定物质的量浓度的溶液时应注意的问题 配制一定物质的量浓度溶液是将一定质量或体积的溶质按所配溶液的体积在选定的容量瓶中定容 因而不需要计算水的质量 不能配制任意体积的一定物质的量浓度的溶液 这是因为在配制的过程是用容量瓶来定容的 而容 量瓶的规格又是有限的 常用的有 50mL 100 mL 250mL 500 mL 和 1000 mL 等 所以只能配制体 积与容量瓶容积相同的一定物质的量浓度的溶液 如果实验需用 200mL 溶液 那就必须配制 250mL 待用 将蒸馏水注入容量瓶中至液面接近容量瓶刻度线 1 2 cm 时 应改用胶头滴管滴加蒸馏水 以防液 面超过刻度线 造成所配溶液的浓度偏低 配制一定物质的量浓度的 NaOH 溶液时 应将氢氧化钠样品放在玻璃容器中称量 若配制一定物质 的量浓度的硫酸溶液 应预先在烧杯中加入适量的蒸馏水 再缓缓加入量筒中的浓硫酸 同时边加边 搅拌 物质的量浓度 溶液中溶质的质量分数和溶解度的计算物质的量浓度 溶液中溶质的质量分数和溶解度的计算 1 物质的量浓度 溶质的物质的量与溶液体积的换算关系 CB 变换变换 或 LV molnB VCn B 1 LmolC moln V B B 2 浓溶液稀释或稀溶液浓缩的有关计算 原理 原理 稀释或浓缩前后溶质的物质的量 或质量 不变 n1 n2 带入 VCn 稀稀浓浓 VCVC 3 溶液中溶质的质量分数 B 与物质的量浓度换算 CB M B 1000 4 溶解度 S 与饱和溶液的与物质的量浓度换算 100 1000 SM S C 5 气体溶质的体积 V 标准状况 与物质的量浓度 22400 1000 MV V C 气体溶质的物质的量 4 22 V n 1000 4 22 M V m溶液 1000 1000 4 22 溶液 M V V 气体溶解度 1 体积水溶解气体的体积数 22400 1000 MV V V n C 物质的量应用于化学方程式的计算物质的量应用于化学方程式的计算 1 原理 化学方程式中各物质的化学计量数之比 可以表示各物质的 微粒数之比 物质的量之比 同温 同压下气体的体积之比 并可计算质量之比 例如 2CO O2 2CO2 化学计量数比 2 1 2 物质的量比 2mol 1mol 2mol 高中化学必备知识 14 得到 2 e 失去 2 e 2Na 2H2O 2NaOH H2 同温 同压下气体气体体积比 2 体积 1 体积 2 体积 标准状况下的气体体积比 2 22 4L 1 22 4L 2 22 4L 质量比 2 28g 1 32g 2 44g 2 注意点 注意点 物质的量应用于化学方程式的计算时 同一物质的物理量的单位要保持一致 不同物质的 物理量的单位要相互对应 即单位的使用要 上下一致 左右相当 化学计算主要是比例计算化学计算主要是比例计算 1 1 mol 任何物质含有 6 02 1023个 NA 阿伏伽德罗常数 指定微粒 2 1 mol 物质所具有的质量数值上等于相对分子质量 3 在标准状况下 1mol 任何气体 既可以是单一气体也可以是混合气体 所占的体积约为 22 4L 4 物质的量浓度为 0 25 mol L 1 H2SO4其含义是在 1L 溶液中 含有溶质 H2SO4 0 25mol 如果意识到有关物质的的计算实际就是比例计算 理解好上述四条关系 就能便捷的进行各种计 算 此外不同物理量的换算如已知 22g CO2求其质量及标准状况下的体积 首先通过计算出 CO2的物 质的量 然后进一步换算到要求解的质量和体积 物质的量就是连接其他物理量的 桥梁 第二部分第二部分 元素化合物元素化合物 2 1 钠及钠的化合物钠及钠的化合物 Na 结构与性质的关系钠原子结构示 意图 钠原子具有三个电子层 最外层一个电子 在具有三个电子层的一系 列元素中 钠原子的半径最大 最外层电子数最少 是很强的还原剂 Na 的氧化性在同周期金属阳离子中最弱 钠的物理性质钠的物理性质 很软 可用小刀切割 具有银白色金属光泽 但常见的钠的表面为淡黄色 密度比水 小而比煤油大 故浮在水面上而沉于煤油中 熔点 沸点低 是热和电的良导体 钠的化学性质钠的化学性质 1 与非金属单质反应 Na 与 O2反应 常温下 常温下 4Na O2 2Na2O 因 Na2O2比 Na2O 稳定 在空气中加热 Na2O 能生成 Na2O2 2Na2O O2 2Na2O2 加热时 加热时 2Na O2 Na2O2 钠在空气中燃烧 发出黄色火焰 生成淡黄色固体淡黄色固体 点燃 Na 与 Cl2 S 反应 生成 1 价的钠的化合物 例如 2Na Cl2 2NaCl 2Na S Na2S 点燃研磨 2 Na 与 H2O 酸及盐溶液的反应 2Na 2H2O 2NaOH H2 高中化学必备知识 15 离子方程式 2Na 2H2O 2Na 2OH H2 Na 与 H2O 反应的现象现象 浮 熔 游 响 红 Na 与酸溶液反应 例如 2Na 2HCl 2NaCl H2 2Na H2SO4 Na2SO4 H2 Na 与盐溶液的反应 在以盐为溶质的水溶液中 应首先考虑钠与水反应生成 NaOH 和 H2 再分析 NaOH 可能发生的反应 例如 把钠投入 CuSO4溶液中 2Na 2H2O 2NaOH H2 2NaOH CuSO4 Cu OH 2 Na2SO4 注意 注意 钠与熔融的盐反应时 可置换出盐中较不活泼的金属 利用该类反应 可以冶炼难熔金属 例 如 4Na TiCl4 熔融 4NaCl Ti 实验室中钠的保存方法实验室中钠的保存方法 由于钠的密度比煤油大且不与煤油反应 所以在实验室中通常将钠保存 在煤油里 以隔绝与空气中的气体和水接触 钠在自然界里的存在钠在自然界里的存在 由于钠的化学性质很活泼 故钠元素在自然界中只能以化合态的形式 主要 为 NaCl 此外还有 Na2SO4 Na2CO3 NaNO3等 存在 钠的主要用途钠的主要用途 1 制备过氧化钠 原理 2Na O2 Na2O2 点燃 2 Na K 合金 常温下为液态 作原子反应堆的导热剂 原因 Na K 合金熔点低 导热性好 3 冶炼如钛 锆 铌 钽等稀有金属 原理 金属钠为强还原剂 4 制高压钠灯 原因 发出的黄色光射程远 透雾能力强 2 钠的化合物 钠的化合物 过氧化钠过氧化钠 物理性质淡黄色固体粉末 与 H2O 反应 2Na2O2 2H2O 4NaOH O2 现象 反应产生的气体能使带火星木条复燃 反应放出的热能使棉花燃烧起 来 与 CO2反应2Na2O2 2CO2 2Na2CO3 O2 说明 该反应为放热反应 化 学 性 质 强氧化剂能使织物 麦秆 羽毛等有色物质褪色 用 途供氧剂 呼吸面具和潜水艇里氧气的来源 作漂白剂 说明说明 1 Na2O2与 H2O CO2发生反应的电子转移情况如下 失去 2 e 得到 2 e 2Na2O2 2H2O 4NaOH O2 失去 2 e 得到 2 e 2Na2O2 2CO2 2Na2CO3 O2 由此可见 在这两个反应中 Na2O2既是氧化剂又是还原剂 H2O 或 CO2只作反应物 不参与氧 化还原反应 2 能够与 Na2O2反应产生 O2的 可能是 CO2 水蒸气 3 过氧化钠与水的反应可作为实验室制氧气方法之一 其发生装置为 固 液 气体 型装置 高中化学必备知识 16 NaOH 俗名 火碱 烧碱 苛性钠 属于强碱 NaOH 物理性质物理性质 氢氧化钠为白色半透明 结晶状固体 其水溶液有涩味和滑腻感 溶解性 极易溶于水 溶解时 放出大量的热 为一种具有高腐蚀性的强碱 另有潮解性 易吸取空气中的水蒸气 NaOH 及碱的通性及碱的通性 具有碱性 1 当溶液中的 C OH C H 时 溶液呈碱性 在碱性溶液中 酸碱指示剂因反应而变色 碱使 无色酚酞试液变红 使紫色石蕊试液变蓝 2 与酸反应生成盐和水 H2SO4 2NaOH Na2SO4 2H2O 3 与酸性氧化物反应生成盐和水 2NaOH CO2 Na2CO3 H2O 4 与某些可溶盐反应生成新碱和新盐 CuSO4 2NaOH Na2SO4 Cu OH 2 氢氧化钠对玻璃制品有轻微的腐蚀性 两者会生成硅酸钠 使得玻璃仪器中的活塞黏着于仪器上 所以盛放碱液的试剂瓶不用玻璃塞而是用橡胶塞 3 碱金属元素 碱金属元素 碱金属元素的原子结构特征碱金属元素的原子结构特征 碱金属元素位于周期表 A 包括锂 Li 钠 Na 钾 K 铷 Rb 铯 Cs 和放射性元素钫 Fr 1 相似性 原子的最外层电子数均为 1 个 次外层为 8 个 Li 原子次外层电子数为 2 个 因此 在化 学反应中易失去 1 个电子而显 1 价 2 递变规律 随着碱金属元素核电荷数增多 电子层数增多 原子半径增大 失电子能力增强 金属 活动性增强 锂钠钾铷铯 元素符号 3Li11Na19K37Rb55Cs 原子结构 示意图 碱金属的物理性质碱金属的物理性质 1 相似性 都具有银白色金属光泽 其中铯略带金黄色 柔软 熔点低 密度小 其中 Li Na K 的密度小于水的密度 导电 导热性好 2 递变规律 从 Li Cs 随着核电荷数的递增 密度逐渐增大 特殊 K 的密度小于 Na 的密度 但 熔点 沸点逐渐降低 碱金属的化学性质碱金属的化学性质 碱金属的化学性质与钠相似 由于碱金属元素原子的最外层电子数均为 1 个 因此在化学反应中易失 去 1 个电子 具有强还原性 是强还原剂 又由于从 Li Cs 随着核电荷数的递增 电子层数增多 原子半径增大 原子核对最外层电子吸引力减弱 故还原性增强 1 与 O2等非金属反应 从 Li Cs 与 O2反应的剧烈程度逐渐增加 Li 与 O2反应只生成 Li2O 4Li O2 2Li2O 点燃 在室温下 Rb Cs 遇到空气立即燃烧 高中化学必备知识 17 K Rb Cs 与 O2反应可生成相应的超氧化物 KO2 RbO2 CsO2 2 与 H2O 反应 发生反应的化学方程式可表示为 2R 2H2O 2ROH H2 R 代表 Li Na K Rb Cs 从 Li Na 与 H2O 反应的剧烈程度逐渐增加 K 与 H2O 反应时能够燃烧并发生轻微爆炸 Rb Cs 遇 H2O 立即燃烧并爆炸 生成的氢氧化物的碱性逐渐增强 其中 LiOH 难溶于水 3 碱金属的氢氧化物 相似性 都是一元碱 可用通式 ROH 表示 递变性 碱性强弱 LiOH NaOH KOH RbOH CsOH 焰色反应焰色反应 是指某些金属或金属化合物在火焰中灼烧时 火焰呈现出的特殊的颜色 1 一些金属元素的焰色反应的颜色 钠钠 黄色 钾黄色 钾 紫色 铜紫色 铜 绿色绿色 其他 锂 紫红色 钙 一砖红色 锶 洋红色 钡 黄绿色 铷 紫色 2 焰色反应的应用 检验钠 钾等元素的存在 3 焰色反应的实验操作 洗 铂 或镍 铁 丝使用前用稀盐酸将其表面的金属氧化物洗净 烧 将清洗后的金属丝在酒精灯的火焰上灼烧至无色 除去金属丝表面的杂质 蘸 蘸取待测的溶液或晶体 烧 观察钠的焰色为黄色 钾的焰色 隔蓝色钴玻璃观察 为紫色 2 2 氯及氯的化合物氯及氯的化合物 1 氯气