第1章 认识化学科学【考点梳理+核心提要】高一化学 期末高效备考突破（鲁科版2019必修第一册）

第一章认识和化学科学知识清单考点1走进化学科学1．化学科学的形成和发展（1）化学科学在不同阶段的发展情况（2）1965年，我国科学家合成了牛胰岛素，是世界上第一个人工合成的蛋白质。（3）获得国家最高科学奖的化学家①2007年：闵恩泽，石油化工催化剂专家②2008年：徐光宪，量子化学、配位化学、萃取化学、稀土化学及化学教育专家③2010年：师昌绪，我国高温合金研究的奠基人，材料腐蚀领域的开拓者④2013年：张存浩，我国高能化学激光研究的奠基人，分子反应动力学的奠基人⑤2016年：屠呦呦，首先从中药青蒿中发现抗疟有效成分并成功提取的药学家。2．化学科学的主要特征（1）研究对象：在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、转化及其应用（2）主要特征：从微观层面上认识物质，以符号形式表征物质，在不同层面上创造物质。（3）现代化学的发展：实验与理论并重的学科3．化学科学的探索空间（1）微观层面上：操纵分子和原子，组装分子材料、分子器件和分子机器等。（2）资源和能源方面：化学科学将在资源和能源的开发、利用方面大显身手，使人们更加科学、合理地开发与利用资源和能源。（3）材料科学方面：使各种新型材料的制造成为可能，进一步丰富人类的物质世界。考点2研究物质性质的基本方法1．研究物质性质的基本方法（1）常用方法：观察法、实验法、分类法、比较法等（2）观察法：有计划、有目的地运用感官或借助仪器考察研究对象的方法。2．钠的物理性质（1）颜色状态：银白色固体（2）硬度：很小，可以用小刀切，剩余的钠要放回原瓶（3）密度：比水的小，而比煤油的大（4）熔点：比较低3．化学性质（1）钠和氧气反应：条件不同，产物不同，现象不同①常温：4Na+O22Na2O（表面变暗）②加热或点燃：2Na+O2Na2O2（产生黄色火焰；生成淡黄色固体）（2）钠和水反应①现象及原因②反应：2Na+2H2O2NaOH+H2↑（3）钠与盐溶液反应（以CuSO4为例）①现象：有气泡产生，产生蓝色沉淀②反应：2Na+CuSO4+2H2OCu（OH）2↓+Na2SO4+H2↑【特别提醒】（1）钠与熔融的盐直接发生置换反应。（2）钠与酸溶液反应，直接与酸反应，剩余的钠再和水反应。4．钠的自然存在和保存（1）存在：钠在自然界中全部以化合态形式存在（2）保存：实验室中，少量的钠保存在煤油中，大量的钠保存在液态石蜡中。5．钠的用途（3）钠、钾合金可用作原子反应堆的导热剂（4）高压钠灯常用作路灯（5）金属钠还可用于钛、锆、铌、钽等金属的冶炼。6．钠的氧化物（1）氧化钠和过氧化钠的比较物质氧化钠过氧化钠氧的价态－2价－1价化学式Na2ONa2O2所含离子2个Na+和1个O2－2个Na+和1个O22－颜色状态白色固体淡黄色固体氧化物类别碱性氧化物过氧化物（不属碱性氧化物）与氧气反应2Na2O+O22Na2O2不反应，稳定性强与水反应Na2O+H2O＝2NaOH2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑与CO2反应Na2O+CO2＝Na2CO32Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2与HCl反应Na2O+2HCl＝2NaCl+H2O2Na2O2+4HCl＝4NaCl+O2↑+2H2O漂白性无漂白性强氧化性漂白用途制NaOH漂白剂、消毒剂、供氧剂保存都容易吸收空气中的CO2和水蒸气而变质，所以都应密封保存；对于Na2O2还要远离易燃物。（2）钠的氧化物和盐溶液反应①反应原理：钠的氧化物先和水反应，生成的NaOH再和盐发生复分解反应②Na2O2与CuCl2溶液反应：2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑，2NaOH+CuCl2Cu（OH）2↓+2NaCl（3）过氧化钠和指示剂溶液反应①向石蕊试液中加入过氧化钠，溶液先变蓝后褪色，并有气泡产生②向酚酞试液中加入过氧化钠，溶液先变红后褪色，并有气泡产生（4）过氧化钠自身的氧化还原反应①转移电子的关系：2Na2O2~O2~2e－②氧化剂是Na2O2，还原剂是Na2O2【特别提醒】金属钠着火时，不能用常见的灭火器扑灭，而应用沙土盖灭。考点3研究物质性质的基本程序1．科学探究的主要环节2．氯气的物理性质（1）色味态：黄绿色有刺激性气味的有毒气体（2）溶解性①能溶于水，常温下1体积水约溶解2体积氯气，得到氯水②不溶于饱和NaCl溶液（3）密度：比空气的大（4）熔沸点：熔点－101℃，沸点－34.6℃，沸点相对较高（5）物理特性：易液化，加压条件下变成液氯2．氯气的化学性质（1）与金属单质反应：表现强氧化性，将变价金属氧化成高价金属氯化物①Na：2Na+Cl22NaCl，产生黄色火焰，冒白烟②Fe：2Fe+3Cl22FeCl3，产生棕红色烟③Cu；Cu+Cl2CuCl2，产生棕黄色烟（2）与氢气反应，条件不同，产物相同，现象不同①点燃：H2+Cl22HCl，安静燃烧，产生苍白色火焰，瓶口有白雾②光照：H2+Cl22HCl，发生爆炸（3）与某些还原性化合物反应①亚铁盐：2Fe2++Cl22Fe3++2Cl－②溴化物：Cl2+2Br－2Cl－+Br2③碘化物：Cl2+2I－2Cl－+I23．次氯酸的性质（1）漂白性：能使染料等有机色素褪色①原理：氧化性漂白，永久性漂白②局限：不能漂白墨汁等无机色素（2）不稳定性：在光照或加热条件下易分解①反应：Cl2+H2OHCl+HClO②现象：氯水黄绿色逐渐消失，有气泡产生③保存：盛放在棕色瓶中放在阴暗处密封保存（3）弱酸性：酸性比碳酸的弱4．次氯酸盐的性质（1）漂白液、84消毒液①制备反应：Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O②主要成分：NaCl和NaClO，有效成分为NaClO。（2）漂白粉①制备反应：2Ca（OH）2+2Cl2＝CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O②主要成分：Ca（ClO）2和CaCl2，有效成分为Ca（ClO）2③漂白原理：Ca（ClO）2+CO2+H2O＝CaCO3↓+2HClO④失效原因：Ca（ClO）2+CO2+H2O＝CaCO3↓+2HClO、2HClO2HCl+O2↑（3）强氧化性①－1价的氯：2H++Cl－+ClO－H2O+Cl2↑②－2价的硫：ClO－+S2－+2H+S↓+H2O+Cl－③＋4价的硫：SO32－+ClO－SO42－+Cl－④＋2价的铁：2Fe2++2H++ClO－2Fe3++H2O+Cl－⑤－1价的碘：ClO－+2I－+2H+I2+H2O+Cl－⑥－1价的溴：ClO－+2Br－+2H+Br2+H2O+Cl－5．氯水的成分和多重性质（1）三平衡①氯气的化学平衡：Cl2+H2OH++Cl－+HClO②次氯酸电离平衡：HClOH++ClO－③溶质水电离平衡：H2OH++OH－（2）三分子、四离子（3）新制氯水的多重性质（4）液氯、新制氯水、久置氯水的比较液氯新制氯水久置氯水分类纯净物混合物混合物颜色黄绿色浅黄绿色无色性质氧化性酸性、氧化性、漂白性酸性粒子种类Cl2Cl2、HClO、H2O、H+、Cl－、ClO－、OH－H2O、H+、Cl－、OH－6．实验室制氯气（1）反应原理：MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2↑+2H2O①装置类型：固体+液体气体②主要仪器：圆底烧瓶、分液漏斗、酒精灯、集气瓶、铁架台、石棉网、烧杯（2）净化装置①试剂：先用饱和食盐水除去HCl，再用浓硫酸除去水蒸气。②装置：洗气瓶，导气管口长进短出（3）收集装置①排空气法：向上排空气法，导气管口长进短出②排液体法：排饱和食盐水法，导气管口短进长出（4）尾气吸收①目的：吸收多余的氯气，防止污染空气②药品：一般用饱和氢氧化钠溶液吸收③原理：Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O（5）检验方法①最佳方法：用湿润的淀粉碘化钾试纸，现象是变蓝②可用方法：用湿润的蓝色石蕊试纸，现象是先变红后褪色考点4化学中常用的物理量——物质的量1．物质的量（1）概念：表示含有一定数目粒子的集合体的物理量。（2）意义：联系物质的宏观量（如质量、体积）和微观量（如原子、分子、离子）的中间量（3）单位：摩尔，简称：摩，符号mol。①计量标准：1mol微粒集体所含的粒子数与0.012kg12C中所含的碳原子数相同，约为6.02×1023。②计量对象：分子、原子、离子、原子团、电子、质子、中子等所有微观粒子。（4）符号：n。2．阿伏伽德罗常数（1）概念：1mol任何微粒所含有的粒子数叫做阿伏加德罗常数。（2）规定：0.012kg12C中所含的碳原子数为阿伏加德罗常数的数值。①符号：NA。②数值及单位：6.02×1023mol－1。（3）物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数（N）的关系：n＝。3．摩尔质量（1）概念：单位物质的量的物质所具有的质量（2）符号：M，单位：g/mol（3）物质的量、质量和摩尔质量之间的关系：n＝（4）摩尔质量——“三性”①等值性：摩尔质量只有以g·mol－1作单位时，在数值上与其相对分子质量或相对原子质量相等。②近似性：由于电子的质量非常微小，所以离子的摩尔质量以g·mol－1为单位时，其数值近似等于相对分子质量或相对原子质量，如Na和Na+的摩尔质量都为23g·mol－1。③确定性：对于指定的物质来说，其摩尔质量的值是一个定值，不随物质的物质的量多少而改变。（5）混合物的平均摩尔质量：＝4．气体摩尔体积（1）概念：一定温度和压强下，单位物质的量的气体所占的体积（2）符号及单位：符号Vm，单位L/mol（3）计算公式：Vm＝（4）影响因素：温度和压强①升高温度：气体摩尔体积增大②增大压强：气体摩尔体积减小（5）特例：标准状况下，1mol任何气体的体积都约为22.4L①标准状况：温度0℃，压强为101kPa②标准状况下Vm＝22.4L·mol－15．阿伏加德罗定律（1）定律：同温同压下，相同体积的任何气体具有相同的分子数（2）推论①同温、同压：气体的体积与物质的量成正比；②同温、同压：气体的密度与摩尔质量成正比；③同温、同体积：气体的压强之比与其物质的量成正比；④同温、同压、同体积：气体的质量与摩尔质量成正比。（3）适用范围：任何气体，包括单一气体（如N2）及混合气体（如N2和O2的混合气体）。6．物质的量浓度（1）概念：以单位体积溶液中所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量（2）符号及单位：符号为cB，单位为mol·L－1或mmol·L－1或mol·m－3。（3）表达式：cB＝。（4）两个重要的关系①离子浓度＝分子浓度×化学式中离子个数②溶液具有均一性，同一溶液中各组分的浓度与溶液体积无关考点5物质的量的浓度的有关计算1．物质的量的浓度的简单计算（1）基本公式：cB＝（2）辅助公式：n＝＝＝＝（STP）2．溶液稀释或浓缩的有关计算（1）依据：稀释或浓缩前后溶质的质量或物质的量不变（2）公式：m1ω1＝m2ω2或c1V1＝c2V2①m表示溶液质量，ω表示溶质质量分数②V1、V2的体积单位一致即可3．溶液混合的计算（1）依据：混合前后溶质的总质量或总物质的量不变（2）公式：m1ω1+m2ω2＝m混ω混或c1V1+c2V2＝c混V混4．物质的量浓度和溶质的质量分数之间的关系（1）基本公式：c＝（2）辅助公式①溶质质量分数：ω＝×100%＝×100%②溶质质量分数和饱和溶液溶解度间的关系：ω＝×100%③溶液的密度：＝考点6配制一定物质的量浓度的溶液1．主要仪器（1）容量瓶①结构与用途②使用注意事项a．使用前要检查瓶塞是否漏水。b．定容时要使液体的凹液面的最低点与刻度线相平。c．容量瓶的使用“六忌”：一忌用容量瓶溶解固体；二忌用容量瓶稀释浓溶液；三忌把容量瓶加热；四忌把容量瓶当作反应容器；五忌用容量瓶长期存放溶液；六忌瓶塞互换。（2）其他仪器：量筒、托盘天平、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等。2．配制过程：以配制1000mL0.5mol·L－1NaCl溶液为例。3．实验图示4．配制溶液时的注意事项（1）溶解或稀释时，必须待溶液温度恢复到室温后才能转移到容量瓶中。（2）转移溶液时必须用玻璃棒引流。 （3）溶解用的烧杯和玻璃棒一定要洗涤2～3次，洗涤液也要转移到容量瓶中。（4）移液后要先振荡均匀再定容。（5）定容时一定要用胶头滴管小心操作，万一加水过多，则必须重新配制。（6）定容时观察刻度要平视，液体的凹液面与刻度线相切。5．溶液配制时的误差分析可能引起误差的一些操作因变量cnV称量称量前小烧杯内有水不变——无影响称量前天平指针偏右，称量后天平平衡偏大——偏高称量时砝码和药品位置颠倒，而且使用了游码偏小——偏低称量时砝码不干净，有铁锈或污迹偏大——偏高称量NaOH固体时间过长偏小——偏低用滤纸称量NaOH固体偏小——偏低洗涤未洗涤烧杯和玻璃棒或洗涤不干净偏小——偏低用量筒量取液体溶质后，用蒸馏水洗涤量筒，将洗涤液体全部转移到容量瓶中偏大——偏高配制溶液前，容量瓶中有少量蒸馏水————无影响配制溶液前，容量瓶用待配制液洗涤偏大——偏高移液移液时有少量溶液溅出偏小——偏低定容定容时加水超过刻度线——偏大偏低定容后倒转容量瓶几次，发现液面低于刻度线，又补充了几滴水至刻度线——偏大偏低定容时加水超过刻度线，又用胶头滴管吸出一部分液体达到刻度线偏小——偏低溶液未冷却到室温就移入容量瓶定容——偏小偏高定容时一直用手握住容量瓶的粗大部分——偏小偏高容量瓶塞上瓶塞后，立即倒转，发现有液体漏出——偏小偏高定容后经振荡、摇匀、静置，液面下降————无影响读数定容时俯视刻度线——偏小偏高定容时仰视刻度线——偏大偏低用量筒取用一定体积液体溶质时俯视刻度偏小——偏低用量筒取用一定体积液体溶质时仰视刻度偏大——偏高6．容量瓶仰视或俯视刻度线的图解（1）仰视刻度线（图1）。由于操作时是以刻度线为基准加水，从下向上看，最先看见的是刻度线，刻度线低于液面的实际刻度，故加水量偏多，导致溶液体积偏大，结果偏低。（2）俯视刻度线（图2）。恰好相反，刻度线高于液面的实际读数，使得加水量偏少，结果偏高。考点7探秘膨松剂1．碳酸氢钠和碳酸氢铵的不稳定性（1）2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑（2）NH4HCO3NH3↑+H2O↑+CO2↑2．复合膨松剂的组成组成成分及通常用量作用碳酸盐类如碳酸氢钠，30%~50%反应产生二氧化碳酸性物质如柠檬酸，30%~40%与碳酸盐反应，提高膨松剂的作用效果，调节产品的酸碱度助剂如淀粉、脂肪酸等，10%~30%防止膨松剂吸潮结块而失效，调节气体产生速率或使气体均匀产生3．碳酸钠和碳酸氢钠性质的比较名称碳酸钠碳酸氢钠化学式Na2CO3NaHCO3俗名纯碱或苏打小苏打水溶液酸碱性碱性碱性，比相同浓度的Na2CO3的弱颜色、状态白色粉末状固体白色细小的晶体水溶性易溶于水可溶于水，溶解度比Na2CO3的小与盐酸反应及反应速率Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑相同条件下反应速率：NaHCO3比Na2CO3快与NaOH反应不反应NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O与足量Ca（OH）2反应Na2CO3+Ca（OH）2CaCO3↓+2NaOHNaHCO3+Ca（OH）2CaCO3↓+NaOH+H2O与CaCl2反应Na2CO3+CaCl2CaCO3↓+2NaCl不反应热稳定性受热难分解2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑用途化工原料、洗涤剂食品发酵、治疗胃酸过多、灭火