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文档简介
2026年高考化学常考必背知识点考点提纲汇编目录TOC\o"1-1"\h\u大单元一化学基础知识 ⑧15g乙烷中含有共价键的数目为3NA×(3)判断混合物中指定微粒数目的常用技巧——求同存异举例判断正误注意事项①28g乙烯和环丁烷(C4H8)的混合气体中含有的碳原子数为2NA√a.注意整体和部分的关系b.不同物质找相同如:①、②、③的相同部分分别是“CH2”“NO2”“O”;④中二者相对分子质量相同,且都含3个离子;⑤每摩物质中都含两摩尔“O”;⑥虽然都是水,但二者的相对分子质量不同,每个分子中所含中子数也不相同②常温常压下,92gNO2和N2O4的混合气体中含有的原子数为6NA√③16gO2和O3的混合气体中含有的O原子数为NA√④78gNa2O2和Na2S的混合物中含有的离子总数为3NA(二者不反应)√⑤lmolCO2和SO2的混合气体中含有的氧原子数为2NA√⑥18gH2O、D2O组成的物质中含有的质子数为10NA×(4)常考电子转移数目的判断总结举例判断正误注意事项①过氧化钠与水反应时,生成0.1mol氧气转移的电子数为0.4NA×要注意特殊物质,如由过氧化钠、过氧化氢制取1mol氧气转移2mol电子;铁与硫、碘、非氧化性酸反应,1mol铁转移2mol电子;1mol铁与足量的氯气、稀硝酸反应,转移3mol电子②铁与硫的反应中,1mol铁失去的电子数为3NA×③1mol氯气与足量的水反应,转移的电子数为NA×④标准状况下,6.72LNO2溶于足量的水中,转移的电子数为0.3NA×⑤3mol铁在足量的氧气中燃烧,转移电子数为9NA×⑥1mol铁在1mol氯气中燃烧,转移的电子数为3NA×⑦KIO3+6HI=KI+3H2O+3I2中,生成1molI2转移电子的总数为2NA×(5)规避阿伏加德罗常数判断的陷阱常考陷阱举例判断正误注意事项①溶液体积未知①在pH=13的NaOH溶液中OH-的数目为0.1×6.02×1023×溶液的体积未知,溶质的物质的量无法计算,所含微粒数也无法计算②0.1mol·L-1NaF溶液中所含F-的数目小于0.1NA×③0.1mol·L-1CH3COOH溶液中所含H+的数目为0.1NA×④0.1mol·L-1FeCl3溶液中所含Fe3+的数目小于0.1NA×②标准状况下与非标准状况下的陷阱①常温常压下,22.4L氯气与足量的镁粉充分反应,转移的电子数为2NA×气体若在非标准状况下,气体摩尔体积不能用22.4L·mol-1计算;标准状况下为非气体的物质:水、甲醇、甲醛、乙醇、一氯甲烷、硫酸、三氧化硫、HF、NO2、己烷、四氯化碳、苯等②锌与足量的稀硫酸反应生成22.4LH2,转移电子数为2NA×③标准状况下,2.24LSO3中含有0.3NA个氧原子×④标准状况下,22.4LCCl4中含有NA个分子×③不能完全反应的陷阱①2molNO2置于密闭容器中,最终生成的N2O4分子数为NA×可逆反应进行不到底;一定量的浓盐酸(浓硫酸)与足量的二氧化锰(金属铜)不能反应完全;可逆反应还有氯气与水反应,二氧化硫与氧气生成三氧化硫;乙酸和乙醇反应生成乙酸乙酯;②密闭容器中1molN2与3molH2充分反应,生成2molNH3×③50mL12mol·L-1盐酸与足量MnO2共热,转移的电子数为0.3NA×④含2mol硫酸的浓硫酸与足量铜共热,转移的电子数为2NA×⑤密闭容器中2molNO与1molO2充分反应,产物的分子数为2NA×④盐类水解、弱电解质的电离①1L0.1mol·L-1CH3COOH溶液中所含H+的数目为0.1NA×弱电解质仅部分电离;注意盐类水解进行不彻底②1L0.1mol·L-1NH3·H2O溶液中所含OH-的数目为0.1NA×③2L1mol·L-1FeCl3溶液中所含Fe3+的数目为2NA×四、化学用语的表示方法(一)表示原子结构的“两种方式”(1)eq\o\al(A,Z)X着重描述原子核的结构。例:(2)原子结构示意图着重描述核外电子排布情况。例:(二)电子式(1)分清化合物的类型:如H2O2的电子式为,而不是。(2)确认原子周围的电子数:如CO2的电子式为,而不是。(3)理清原子间的连接顺序:如HClO的电子式为,而不是。(4)不能因同种微粒而合并:如Na2S的电子式为,而不是。(5)不能漏掉未成键电子对:如NH3的电子式为,而不是。(6)区别对待阴离子及复杂阳离子:如NH4Cl的电子式为,而不是或。(7)①离子化合物。②非金属单质及共价化合物。③羟基:甲基:(8)用电子式表示化合物的形成过程。如HCl:MgCl2:。(三)核外电子排布的五种表示方法表示方法含义举例原子或离子结构示意图表示核外电子分层排布和核内质子数Na:Na+:电子式表示原子最外层电子数目核外电子排布式表示每个能级上排布的电子数S:1s22s22p63s23p4或[Ne]3s23p4S2-:1s22s22p63s23p6电子排布图(轨道表示式)表示每个原子轨道中电子的运动状态价电子排布式或排布图表示价电子的排布简化电子排布式简化电子排布式[Ne]3s23p4键的极性、分子空间构型与分子极性的关系1、键的极性(1)根据成键原子轨道重叠方式可分为σ键和π键。σ键H2的σ键的形成:HCl的σ键的形成:Cl2的σ键的形成:π键大π键苯分子中的6个碳原子都以σ键与氢原子结合,每个碳原子再以2个σ键与其他碳原子结合,形成了一个以6个碳原子为中心的大π键,这种结构使任意两个相邻碳原子间共价键的键能和核间距离完全相同(2)σ键与π键的比较。键型σ键π键成键方向沿轴方向“头碰头”平行或“肩并肩”电子云形状轴对称镜面对称牢固程度键强度大,不易断裂键强度较小,容易断裂旋转可以旋转不可以旋转成键判断规律共价单键全是σ键;共价双键中一个是σ键,另一个是π键;共价三键中一个是σ键,另两个是π键(3)根据共价键的极性与否可分为极性共价键(简称极性键)和非极性共价键(简称非极性键)。极性键产生的原因是成键的两个原子电负性不同,共用电子对向电负性大的元素的原子偏移,造成共价键正、负电中心不重合。非极性键成键的元素相同。(4)根据成键原子形成共用电子对的数目可分为共价单键、共价双键和共价三键。(5)键的极性对化学性质的影响。酸性强弱理论解释三氟乙酸>三氯乙酸电负性F>Cl,极性F—C>Cl—C,使极性F3C—>Cl3C—,导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大,更易电离出氢离子三氯乙酸>二氯乙酸>氯乙酸极性Cl3C—>Cl2HC—>ClH2C—,极性越大,羧基中的羟基极性就越大,就越易电离出氢离子甲酸>乙酸>丙酸烃基是推电子基团,烃基越长推电子效应越大,使羧基中的羟基的极性越小,羧酸的酸性越弱2、分子空间构型与分子极性的关系(1)非极性分子与极性分子的判断。类型非极性分子极性分子形成原因正电中心和负电中心重合正电中心和负电中心不重合存在的共价键极性键或非极性键极性键或非极性键分子内原子排列对称不对称(2)分子的溶解性“相似相溶”的规律:非极性溶质一般能溶于非极性溶剂,极性溶质一般能溶于极性溶剂。若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键,则溶质的溶解度增大。(3)分子的手性(4)分子空间构型与分子极性的关系类型实例键的极性空间构型分子极性X2H2、N2非极性键直线形非极性分子XYHCl、NO极性键直线形极性分子XY2(X2Y)CO2、CS2极性键直线形非极性分子SO2极性键V形极性分子H2O、H2S极性键V形极性分子XY3BF3极性键平面正三角形非极性分子NH3极性键三角锥形极性分子XY4CH4、CCl4极性键正四面体形非极性分子(五)有机物结构的表示方法表示方法实例最简式(实验式)CH2电子式结构式结构简式CH2=CH2键线式球棍模型空间填充模型NH3VSEPR模型NH3空间结构(六)、元素周期表的分区(1)按元素的种类分区。(2)按价层电子排布分区。(3)元素周期表的应用(1)科学预测:为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供线索。(2)寻找新材料。五、电离能(I)、电负性、粒子半径、配合物等(一)(二)电负性(三)快速判断原子(或离子)半径大小的方法:①同一主族原子,从上至下,半径依次增大;同一周期原子,从左到右,半径依次减小。如:r(K)>r(Na)>r(Li);r(Na)>r(Mg)>r(Al);②核外电子层结构相同的离子,核电荷数越多,半径越小。如:r(Cl—)>r(O2—)>r(F—)>r(Na+)③同一元素的不同粒子,核外电子数越多,半径越大。如:r(Fe)>r(Fe2+)>r(Fe3+)(四)配位化合物。①概念:金属离子或原子(称为中心离子或原子)与某些分子或离子(称为配体或配位体)以配位键结合形成的化合物。②形成条件。a.中心离子或原子:有空轨道,一般是带正电的金属离子,特别是过渡金属离子,如Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+等,但也有电中性的原子等。b.配位体:其中的配位原子(配位体中直接同中心离子或原子配位的原子)有孤电子对。配位体可以是分子,如CO、NH3、H2O等,也可以是离子,如F—、Cl—、Br—、I—、CN—、SCN—、OH—等。③组成:如[Cu(NH3)4]SO4。六、价层对子对数互斥理论。(一)价层电子对数=σ键电子对数+中心原子的孤电子对数。说明:①σ键电子对数=中心原子结合的原子数。②中心原子的孤电子对数=12(a—xb),其中a表示中心原子的价电子数[对于主族元素,a=原子的最外层电子数;对于阳离子,a=中心原子的价电子数—离子的电荷数对于阴离子,a=中心原子的价电子数+离子的电荷数(绝对值)];x表示与中心原子结合的原子数;b表示与中心原子结合的原子最多能接受的电子数(氢为1;其他原子=8—该原子的价电子数,如氧和氧族元素中的S、Se等均为2,卤族元素均为1)。VSEPR模型与分子或离子空间结构的关系。【空间构型总结】:AB类型:直线形直线形(中心原子没有孤电子对)AB2V形(中心原子有1对或2对孤电子对)平面三角形(中心原子没有孤电子对)AB3三角锥形(中心原子1对有孤电子对)AB4:(正)四面体分子或离子中心原子上的价层电子对数中心原子上的σ键电子对数中心原子上的孤电子对数中心原子杂化轨道类型VSEPR模型分子或离子的空间结构BeCl2、CS2220sp直线形直线形BF3、SO3、CO330sp2平面三角形平面三角形O3、SO221sp2V形SnCl4、PO43−440sp3四面体形正四面体形PH3、SO31sp3三角锥形H2S、I22sp3V形【注意】某粒子的电子运动状态=该粒子核外电子数电子空间运动状态=核外电子占据的轨道数电子能量状态=核外电子占据的能级数如:硫原子:1s22s22p63s23p4答:有16种电子运动状态,电子9种空间运动状态,5种电子不同能量状态。(三)键角大小比较的三种方法(1)杂化类型不同→键角sp>sp2>sp3。(2)(3)在同一分子中,π键电子斥力大,键角大。七、四大晶体(一)同类型晶体熔、沸点比较、晶胞密度①原子晶体要比较原子半径,原子半径越小,熔沸点越高。如熔点:金刚石(C)>水晶(SiO2)>SiC>晶体硅(Si)。②离子晶体与比较阴、阳离子所带电荷及离子半径大小。一般来说,阴、阳离子所带电荷多,离子半径越小,离子键越牢固,熔沸点越高。如熔点:MgO>MgCl2>NaCl>CsCl③分子晶体要比较相对分子质量大小。一般来说,对于组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,分子间力越大,熔沸越高。如沸点:I2>Br2>Cl2>F2;但有些分子能形成分子间氢键,则有反常,如沸点:H2O>H2S。④金属晶体:熔点的高低取决于金属键的强弱。金属的离子半径越小,离子所带的电荷越多,金属键越强,熔沸点越高。例如,熔点顺序为:Li>Na>K>Rb>Cs,Al>Mg>Na。(二)四大晶体类型判断方法1.离子晶体核心判断:构成微粒是阴、阳离子,作用力是离子键(含活泼金属/铵根+非金属/酸根)。物理特征:熔点较高(数百~1000℃+)、硬而脆,熔融/水溶液导电,多数易溶于极性溶剂(如水)。典型实例:NaCl、NaOH、NH₄Cl、CaO(活泼金属氧化物、盐、强碱)。2.分子晶体核心判断:构成微粒是分子(或原子,如稀有气体),作用力是分子间作用力(范德华力/氢键)。物理特征:熔点低(多数低于400℃,常呈气态/液态)、硬度小,熔融不导电,溶于水多不导电(除HCl等电解质)。典型实例:CO₂、H₂O、I₂、干冰、蔗糖、稀有气体(非金属单质/共价化合物,不含离子键)。3.共价晶体(新教材名称,原“原子晶体”)核心判断:构成微粒是原子,作用力是共价键(三维网状结构)。物理特征:熔点极高(1000℃+,如金刚石3550℃)、硬度极大、多数不导电(晶体硅/锗为半导体),难溶于一般溶剂。典型实例:金刚石、晶体硅、SiO₂、SiC、BN(氮化硼)(仅少数几种,记“金石硅碳氮化物”)。4.金属晶体核心判断:构成微粒是金属阳离子+自由电子,作用力是金属键。物理特征:熔点差异大(Hg常温液态,W达3410℃)、有金属光泽、导电导热性好、有延展性。典型实例:所有金属单质(Fe、Cu、Al)、合金(钢、黄铜)。快速判断口诀:见金属(单质/合金)→金属晶体;见“离子键”(活泼金属/铵根+酸根)→离子晶体;熔点极高+硬度极大→共价晶体(先排除前两者);剩下全是分子晶体(熔低、软、不导电)。(三)晶胞密度计算:单位换算:1nm=10—7cm1pm=10—10cmnM:完全属于晶胞中所有原子的相对原子质量之和。NA:阿伏伽德罗常数p:密度V:晶胞体积如:Cu和S两种元素形成某种晶体的晶胞结构如图所示,假设该晶体的晶胞边长为apm。①Cu和S之间的最近距离为pm。(Cu和S之间最近的距离是体对角线的,即距离为pm)②设为阿伏加德罗常数的值,该晶胞的密度为(用含和a的代数式表示)。(晶胞的质量为,晶胞的体积为a3×10-30cm3,根据密度的定义,该晶胞的密度为=g/cm3;故答案为)大单元四化学反应与能量变化一、基元反应与过渡态理论(一)基元反应大多数化学反应都是分几步完成的,其中的每一步反应都称为基元反应。1.对于基元反应aA+bB=gG+hH,其速率方程可写为v=k·ca(A)·cb(B)(其中k称为速率常数,恒温下,k不因反应物浓度的改变而变化),这种关系可以表述为基元反应的化学反应速率与反应物浓度以其化学计量数为指数的幂的乘积成正比。有时称其为质量作用定律。2.许多化学反应,尽管其反应方程式很简单,却不是基元反应,而是经由两个或多个步骤完成的复杂反应。例如H2(g)+I2(g)=2HI(g),它的反应历程有如下两步基元反应:①I2I+I(快)②H2+2I=2HI(慢)其中慢反应为整个反应的决速步骤。(二).过渡态理论如图所示是两步完成的化学反应,分析并回答下列问题。(1)该反应的反应物为A、B,中间体为C,生成物为D。(2)由A、B生成C的反应为吸热反应,由C生成D的反应为放热反应,总反应为放热反应。(3)第一步为慢反应,第二步为快反应,决定总反应快慢的是第一步反应。二、经典图示解析方法(一)回归教材中的经典图示反应历程与活化能催化剂对反应历程与活化能影响(二)常见反应历程(或机理)图像分析图像解读催化剂与化学反应(1)在无催化剂的情况下:E1为正反应的活化能;E2为逆反应的活化能;E1-E2为此反应的焓变(ΔH)。(2)有催化剂时,总反应分成了两个反应步骤(也可能为多个,如模拟演练题1中图像所表示的),反应①为吸热反应,产物为总反应的中间产物,反应②为放热反应,总反应为放热反应。(3)催化剂的作用:降低E1、E2,但不影响ΔH,反应是放热反应还是吸热反应取决于起点(反应物)能量和终点(生成物)能量的相对大小“环式”反应对于“环式”反应过程图像,位于“环上”的物质一般是催化剂或中间体,如⑤、⑥、⑦和⑧,“入环”的物质为反应物,如①和④,“出环”的物质为生成物,如②和③1,2—丙二醇脱氧脱水反应的催化循环机理催化剂与中间产物催化剂:在连续反应中从一开始就参与了反应,在最后又再次生成,所以仅从结果上来看似乎并没有发生变化,实则是消耗多少后续又生成了多少。中间产物:在连续反应中为第一步的产物,在后续反应中又作为反应物被消耗,所以仅从结果上来看似乎并没有生成,实则是生成多少后续有消耗多少。例1:在含少量I—的溶液中,H2O2分解的机理为:H2O2+I—→H2O+IO—慢H2O2+IO—→O2+I—+H2O快在该反应中I—为催化剂,IO—为中间产物。例2:而在机理图中,先找到确定的反应物,反应物一般是通过一个箭头进入整个历程的物质,(产物一般多是通过一个箭头最终脱离这个历程的物质)与之同时反应的就是催化剂,并且经过一个完整循环之后又会生成;中间产物则是这个循环中的任何一个环节。如下图中,MoO3则是该反应的催化剂,图中剩余的三个物质均为中间产物。能垒与决速步骤能垒:简单可以理解为从左往右进行中,向上爬坡最高的为能垒,而包含此能垒的反应我们称之为决速步骤,也成为慢反应。例如图中,从第一个中间态到过渡态2的能量就是能垒,而HCOO*+H*=CO2+2H*是在Rh做催化剂时该历程的决速步骤。注意:①能垒越大,反应速率越小,即多步反应中能垒最大的反应为决速反应。②用不同催化剂催化化学反应,催化剂使能垒降低幅度越大,说明催化效果越好。③相同反应物同时发生多个竞争反应,其中能垒越小的反应,反应速率越大,产物占比越高。(三)、催化反应机理题的解题思路1、通览全图,找准一“剂”三“物”一“剂”指催化剂催化剂在机理图中多数是以完整的循环出现的,以催化剂粒子为主题的多个物种一定在机理图中的主线上三“物”指反应物、生成物、中间物种(或中间体)反应物通过一个箭头进入整个历程的物质一般是反应物生成物通过一个箭头最终脱离整个历程的物质多是产物中间体通过一个箭头脱离整个历程,但又生成的是中间体,通过两个箭头进入整个历程的中间物质也是中间体,中间体有时在反应历程中用“[]”标出2、逐项分析得答案根据第一步由题给情境信息,找出催化剂、反应物、生成物、中间体,再结合每一选项设计的问题逐项分析判断,选出正确答案。3、重新认识催化剂①催化剂具有的三大特征催化剂是通过降低反应活化能,从而改变了反应的途径,此即催化剂加速化学反应的主要原因所在。总结起来,催化剂的特征主要表现在这样几个方面:第一,催化剂可以改变反应速率,但其自身在反应前后的组成、质量和化学性质不变。第二,催化剂不改变化学平衡。即催化剂既能加快正向反应的速率,也能加快逆向反应的速率,从而缩短化学反应达到平衡的时间。第三,催化剂具有特殊的选择性,不同类型的反应,需要选择不同的催化剂。同一种反应物,使用不同的催化剂,可以得到不同的产物。②常见催化剂的四大误区误区1催化剂不参加化学反应实际上,催化剂不是不参加化学反应,而是在化学反应前后,催化剂的化学性质基本不变。例如在铜催化乙醇生成乙醛的反应中,铜参与反应的原理如下:第一步为2Cu+O2=2CuO,第二步为CuO+CH3CH2OH→Cu+CH3CHO+H2O,这两步反应方程式的加和为O2+2CH3CH2OH→CH3CHO+2H2O。显然催化剂参与了化学反应。误区2一种反应只有一种催化剂实际上一个反应可以有多种催化剂,只是我们常选用催化效率高的,对环境污染小,成本低的催化剂,如双氧水分解的催化剂可以是二氧化锰,也可以是氯化铁,当然还可以硫酸铜等。误区3催化剂都是加快化学反应速率实际上,催化剂有正催化剂与负催化剂,正催化剂加快化学反应速率,负催化剂是减慢化学反应速率的。误区4催化剂的效率与催化剂的量无关实际上,催化剂参与了化学反应,是第一反应物。既然是反应物,催化剂的表面积,催化剂的浓度大小必然影响化学反应速率。比如用酵母催化剂做食品,酵母量大自然面就膨大快。催化剂的用量是会改变催化效率的。三、电化学(一)原电池的工作原理(以锌铜原电池为例)。装置图电极反应负极:Zn—2e—Zn2+(失去电子,发生氧化反应);正极:Cu2++2e—Cu(得到电子,发生还原反应)离子移向阴离子向负极迁移,阳离子向正极迁移盐桥的作用(一般含KCl溶液)①形成闭合回路;②平衡电荷(二)常见化学电源【1】一次电池放电后不可再充电的电池。如碱性锌锰电池:总反应:Zn+2MnO2+2H2O==2MnO(OH)+Zn(OH)2。负极反应:Zn—2e—+2OH—==Zn(OH)2;正极反应:MnO2+H2O+e—==MnO(OH)+OH—。【2】二次电池又称可充电电池或蓄电池,是一类放电后可以再充电而反复使用的电池。如铅酸蓄电池的总反应:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。(1)放电时——原电池。①负极反应:Pb+SO42−—2e—==PbSO②正极反应:PbO2+4H++SO42−+2e—==PbSO4+2H(2)充电时——电解池。①阴极反应:PbSO4+2e—==Pb+SO4②阳极反应:PbSO4+2H2O—2e—==PbO2+4H++SO4【3】燃料电池连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的装置。(1)氢氧燃料电池。总反应:2H2+O2==2H2O。在不同介质中的电极反应:①酸性介质。负极反应:H2—2e—==2H+;正极反应:O2+4e—+4H+==2H2O。②碱性介质。负极反应:H2—2e—+2OH—==2H2O;正极反应:O2+4e—+2H2O==4OH—。③熔融金属氧化物介质(其中O2—可以在该介质中自由移动)。负极反应:H2—2e—+O2—==H2O;正极反应:O2+4e—==2O2—。④熔融碳酸盐介质。负极反应:H2—2e—+CO32−==H2O+CO正极反应:O2+4e—+2CO2==2CO32−(正极要通入CO(2)甲烷—氧气燃料电池。该电池正极反应与氢氧燃料电池正极反应相同,不同介质中的负极反应:①CH4—8e—+10OH—==CO32−+7H2O②CH4—8e—+2H2OCO2+8H+(酸性介质);③CH4—8e—+4CO32−5CO2+2H2O(熔融碳酸盐介质)④CH4—8e—+4O2—CO2+2H2O(熔融金属氧化物介质)。(三)电解装置实验探究——电解CuCl2溶液。阴极:与电源的负极相连。阳极:与电源的正极相连。(1)电解池阴、阳极判断的“五种方法”。(四)电解规律。1、阳极放电规律。a.活性电极(除Au、Pt以外的金属材料作电极),电极材料失电子,生成金属阳离子。如Cu—2e—Cu2+,Fe—2e—Fe2+。b.惰性电极(Pt、Au、石墨),要依据阴离子的放电顺序加以判断。阴离子的放电顺序:S2—>I—>Br—>Cl—>OH—>含氧酸根离子。S2—、I—、Br—、Cl—放电,产物分别是S、I2、Br2、Cl2;若OH—放电,则得到H2O和O2。2、阴极产物的判断。直接根据阳离子放电顺序进行判断。阳离子放电顺序:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+。注意:电解水溶液时,Al3+、Mg2+、Na+、K+不可能在阴极放电。3、电解饱和食盐水的原理(1)电解饱和食盐水时,产生氢气的电极反应是2H2O+2e—H2↑+2OH—(或2H++2e—H2↑)。(2)电极a接电源的正极。(3)离子交换膜主要允许Na+通过。(若电路中转移amol电子,就有amolNa+通过离子交换膜)4、电镀(1)构成。①电极材料:待镀的金属制品作阴极,镀层金属作阳极。②电镀液:含镀层金属离子的溶液。(2)电极反应。阳极:Y—me—Ym+。阴极:Ym++me—Y。5、电解精炼铜(1)阳极反应。金属铜和比铜活泼的锌、铁等金属转化为阳离子进入溶液中,不如铜活泼的银、金等在阳极沉积下来,形成阳极泥。(2)阴极反应。溶液中的Cu2+比Zn2+、Fe2+等优先得到电子,成为金属铜析出。(3)电解过程中,Cu2+的浓度有所下降。6、电解熔融氯化钠制备钠(1)通电前,熔融NaCl中存在可以自由移动的Na+、Cl—。(2)通电后,阴、阳离子发生定向迁移,其中,Na+向阴极移动,发生还原反应;Cl—向阳极移动,发生氧化反应。(3)电极反应和电解总反应。阴极:Na++e—Na。阳极:2Cl——2e—Cl2↑。电解总反应:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。注意:金属冶炼的一般方法是:如:制单质铝,电解熔融的氧化铝;制取镁单质,电解熔融氯化镁。7、钢铁的电化学腐蚀钢铁的电化学腐蚀如图所示:8、金属的防护:保护钢闸门的两种方法。大单元五化学反应速率化学平衡一、化学反应速率影响化学反应速率的因素二、化学平衡(一)判断化学平衡状态的依据——“正逆相等,变量不变”判断化学平衡状态的标志以反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)为例:可能的情况举例反应是否平衡混合物体系中各成分的含量①各物质的物质的量或物质的量分数一定平衡②各物质的质量或质量分数一定平衡③各气体的体积或体积分数一定平衡④总体积、总压强、总物质的量一定不一定平衡正、逆反应速率之间的关系①单位时间内消耗了mmolA,同时也生成了mmolA平衡②单位时间内消耗了nmolB,同时也消耗了pmolC平衡③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q不一定平衡④单位时间内生成了nmolB,同时也消耗了qmolD不一定平衡压强①其他条件一定、总压强一定,且m+n≠p+q平衡②其他条件一定、总压强一定,且m+n=p+q不一定平衡混合气体的平均相对分子质量①平均相对分子质量一定,且m+n≠p+q平衡②平均相对分子质量一定,且m+n=p+q不一定平衡温度绝热容器中,温度一定时平衡气体密度(ρ)①密度保持不变(恒容密闭容器中)不一定平衡②m+n≠p+q时,密度保持不变(恒压容器中)平衡③m+n=p+q时,密度保持不变(恒压容器中)不一定平衡颜色反应体系内有色物质的颜色稳定不变(其他条件不变)平衡(二)化学平衡常数的认识(三)【掌握一种模式——“三段式”】反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),若A、B起始物质的量浓度分别为amol·L—1、bmol·L—1,达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mxmol·L—1,则有mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)起始浓度/
(mol·L—1) ab 00转化浓度/
(mol·L—1) mx nxpx qx平衡浓度/
(mol·L—1)a—mx b—nxpx qx故化学平衡常数为K=(px)p·(qx)q(四)、判断反应是否达到平衡或进行的方向对于化学反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)的任意状态,浓度商Q=cc(C)·Q<K,反应向正反应方向进行;Q=K,反应处于平衡状态;Q>K,反应向逆反应方向进行。【判断可逆反应的热效应】(五)改变下列条件,对化学平衡的影响如下表:1、若其他条件不变,改变下列一个条件,对化学平衡的影响如下:平衡体系条件变化速率变化平衡变化速率变化曲线任意平衡体系增大反应物的浓度v正、v逆均增大,且v正'>v逆'正向移动减小反应物的浓度v正、v逆均减小,且v逆'>v正'逆向移动增大生成物的浓度v正、v逆均增大,且v逆'>v正'
逆向移动减小生成物的浓度v正、v逆均减小,且v正'>v逆'
正向移动正反应方向为气体体积增大的放热反应增大压强或升高温度v正、v逆均增大,且v逆'>v正'逆向移动减小压强或降低温度v正、v逆均减小,且v正'>v逆'正向移动反应前后气体化学计量数之和相等的反应增大压强v正、v逆同等倍数增大不移动减小压强v正、v逆同等倍数减小2.温度不变时浓度因素的“决定性作用”——分析“惰性气体(不参加反应的气体)”对化学平衡的影响。【归纳总结】(1)速率—时间图像(vt图像)。Ⅰ.正反应速率突变,逆反应速率渐变,v′正>v′逆,说明是增大了反应物的浓度,使正反应速率突变,且平衡正向移动。Ⅱ.v正、v逆都是突然减小的,v′正>v′逆,平衡正向移动,说明该反应的正反应可能是放热反应或气体总体积增大的反应,改变的条件是降低温度或减小压强。Ⅲ.v正、v逆都是突然增大的,并且v正、v逆增大程度相同,说明该化学平衡没有发生移动,可能是使用了催化剂,也可能是对反应前后气体总体积不发生变化的反应增大压强(压缩体积)所致。(2)百分含量(或转化率)—时间—温度(或压强)图像。识图原则:“先拐先平数值大”。先出现拐点的反应即先达到平衡,速率大,温度较高、压强较大(如图Ⅰ、Ⅱ)或使用了催化剂(如图Ⅲ)。再看平台高度,纵坐标大小与平衡状态相对应,将温度高低、压强大小与平衡状态相联系,即可得到反应热或气体分子数信息。(3)百分含量(或转化率)—压强—温度图像。识图原则:“定一议二”。讨论三个量之间的关系,先确定其中一个量(看曲线趋势或作辅助线),再讨论另两个量的关系,从而得到反应热或气体分子数信息。(4)几种特殊图像。①对于化学反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),M点前,表示从反应物开始,v正>v逆;M点为刚达到平衡点(如图);M点后为平衡受温度的影响情况,即升温,A的百分含量增加或C的百分含量减少,平衡左移,故正反应ΔH<0。②对于化学反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),L线上所有的点都是平衡点(如图)。L线的左上方(E点),A的百分含量大于此压强时平衡体系的A的百分含量,所以,E点v正>v逆,则L线的右下方(F点),v正<v逆。三、化学反应的方向(1)熵、熵变的概念。(2)熵值大小。①体系的熵值:体系的混乱程度越大,体系的熵值就越大。②同一物质的熵值:S(g)>S(l)>S(s),同一条件下,不同物质的熵值不同。(3)自由能(G)与化学反应的方向。①自由能变化与焓变和熵变的关系:ΔG=ΔH—TΔS。ΔG不仅与焓变和熵变有关,还与温度有关。T=t+273.15℃T永远大于0②反应方向与自由能的关系。化学反应总是向着自由能减小的方向进行,直到体系达到平衡。当ΔG<0时,反应能自发进行;当ΔG=0时,反应处于平衡状态;当ΔG>0时,反应不能自发进行。大单元六有机化学有机化合物的分类和命名(一)简单有机物命名1、基本格式:(自左向右)支链位置(阿拉伯数字)—支链数目(中文数字)及名称,后接主链(母体)名称。每个支链都有自己的数字定位,逐一对应;书写格式中仅阿拉伯数字或希腊字母α、β等的前、后需用“—”连接,其它位置不用2、主链的界定:选包含官能团在内的最长碳链作为主链,若有机物含多个官能团,则其主链(母体)需包含最高级别的基团或官能团。不同基团或官能团的级别顺序为:卤原子X<硝基<烷基<苯基<C=C<C≡C<氨基<醇(或酚)<醛(或酮)<(苯)磺酸<酯基<羧酸。如1,2—二溴丙烷;氯乙烯;邻二甲(基)苯;苯(基)乙烯等。3、主链C的编号:①从最靠近主官能团的那一端开始编号;官能团的位置也需数字定位。如(CH3)2C=CH-CH=CH24—甲基—1,3—戊二烯②苯环上碳原子的编号:连接最高级别基团或官能团的C原子定为1号,然后向第2个支链方向编号,须遵循命名数值最小化原则.4、分子中含多个相同官能团时,习惯命名遵循“碳原子数目(天干)+官能团数目(中文)+所属有机物类别”的格式,如乙二酸、戊二酸、丙三醇等5.苯环上有两个取代基时,其相互位置关系常用“邻、间、对”来区分,如邻硝基甲苯,间苯二甲醇、对苯二甲酸。【练一练】2—丙醇邻苯三酚间苯二酚间二氯苯3,4—二甲基—2—乙基戊醛邻羟基苯甲醛3—甲基苯酚邻氟甲苯三氟甲苯环戊烯3—氯丙烯苯甲醇2—丙醇邻苯三酚间苯二酚间二氯苯3,4—二甲基—2—乙基戊醛邻羟基苯甲醛3—甲基苯酚邻氟甲苯三氟甲苯环戊烯3—氯丙烯苯甲醇(二)有机分子中原子共线、共面判断类型结构式结构特点甲烷正四面体形结构,5个原子最多有3个原子共平面;中不可能所有原子共平面乙烯6个原子共平面,与碳碳双键直接相连的4个原子与2个碳原子共平面乙炔4个原子都在同一条直线上苯12个原子共平面,位于对角线位置的4个原子共直线(三)限定条件下同分异构体的书写。常见限制性条件有机物分子中的官能团或结构特征与足量碳酸氢钠溶液反应生成CO2含—COOH能发生银镜反应或能与新制Cu(OH)2反应含—CHO,可以是醛类或甲酸或甲酸盐或甲酸酯能发生水解反应是酯或卤代烃水解后的产物与FeCl3溶液发生显色反应含酚酯结构能与NaOH溶液反应含—OH(酚)、—COOH、—COO—、—X等具有两性说明有羧基和氨基水解产物能氧化为酸—CH2OH生成的酯【有机物分离方法选择的思维流程】(四)有机物分子式和结构的确定(1)元素分析。(2)相对分子质量的测定。①相对分子质量的测定——质谱法。质荷比(分子离子、碎片离子等的相对质量与其电荷数的比值)最大值即为该有机物的相对分子质量。如图:相对分子质量为:74(3)分子结构的鉴定。①红外光谱。原理不同的化学键或官能团的吸收频率不同,在红外光谱图上将处于不同的位置作用获得分子中所含有的化学键或官能团的信息,如、、—OH等②核磁共振氢谱。原理处于不同化学环境中的氢原子因产生共振时吸收电磁波的频率不同,相应的信号在谱图中出现的位置也不同,具有不同的化学位移,而且吸收峰的面积与氢原子数成正比作用获得该有机化合物分子中有几种处于不同化学环境的氢原子及它们的相对数目等,吸收峰数目=氢原子种类,吸收峰面积比=各类氢原子数目比③X射线衍射。原理X射线和晶体中的原子相互作用可以产生衍射图作用获得分子结构的有关数据,包括键长、键角等分子结构信息二、综合性归纳总结(一)官能团的识别1.烃基官能团名称碳碳双键碳碳三键甲基苯基符号-C≡C--CH3说明官能团非官能团2.含氧官能团名称羟基醛基酮羰基羧基酯基醚键磺酸基符号-OH-CHO---COOH--OR-SO3H3.含氮官能团名称氨基硝基氰基酰胺基(肽键)符号-NH2-NO2-CN4.含卤官能团名称碳氟键碳氯键碳溴键碳碘键酰氯基符号-COCl(二)有机物性质的共性1、能使溴水反应褪色的有机物有:烯烃、炔烃、苯酚、含不饱和碳碳键(碳碳双键、碳碳三键)的有机物。能使溴水萃取褪色(物理变化)的有:苯、苯的同系物(甲苯)、CCl4、氯仿(CHCl₃)、液态烷烃等。2、属于取代反应范畴的有:卤代反应、酯化反应、水解反应、硝化、磺化、分子间脱水(如:乙醇分子间脱水)等。3、能发生消去反应的是:醇类(如乙醇在浓硫酸,170℃);卤代烃(如CH3CH2Br)4、能发生水解反应的物质有:卤代烃、酯、酰胺、(油脂)、二糖、多糖、蛋白质(肽)、盐。5、能与氢气(H2)发生加成反应的物质:烯烃(碳碳双键)、炔烃(碳碳三键)、苯及其同系物、醛(—CHO)、酮羰基()等。【但酯基、羧基、酰胺基均不能与氢气加成】6、能发生银镜反应的物质或与新制的Cu(OH)2共热产生红色沉淀的(注意:必须在碱性条件下才可以反应):醛类(RCHO)、葡萄糖、麦芽糖、甲酸(HCOOH)、甲酸盐(HCOONa)、甲酸酯(HCOOCH3)等。7、常温常压下为气态的有机物:1~4个碳原子的烃,一氯甲烷、新戊烷(标况下是液态)、甲醛。所有烃、酯、一氯烷烃的密度都小于水;一溴烷烃、多卤代烃、硝基化合物的密度都大于水。不溶于水的有机物有:烃、卤代烃、酯、淀粉、纤维素。8、检验酒精中是否含水:用无水CuSO4——变蓝(CuSO4·5H2O)9、显酸性的有机物有:含有酚羟基(—OH)和羧基(—COOH)的化合物。10、浓硫酸、加热条件下发生的反应有:苯及苯的同系物的硝化、磺化、醇的脱水反应、酯化反应、纤维素的水解11、加入浓溴水产生白色沉淀或加入FeCl3溶液显紫色的:苯酚12、通入过量的CO2溶液变浑浊的是:C6H5ONa溶液(苯酚钠溶液)13、能被氧化的物质有:含有碳碳双键或碳碳三键的不饱和化合物(KMnO4\H+)、苯的同系物、醇、醛、酚。能发生燃烧反应,也是氧化反应。14、能与Na2CO3和NaHCO3溶液都反应的有机物是:含有—COOH:如乙酸15、能与Na2CO3反应而不能与NaHCO3反应的有机物是:苯酚16、能与Na反应产生H2的是:含羟基(—OH)的物质(如乙醇、苯酚)、与含羧基(—COOH)的物质(如乙酸)17、能与NaOH溶液发生反应的有机物:(1)酯:(水解,不加热反应慢,加热反应快)(2)羧酸:(3)卤代烃(NaOH水溶液:水解;NaOH醇溶液:消去)(4)酚:(5)蛋白质(水解)(6)酰胺18、能使酸性KMnO4溶液褪色的物质(1):烯、植物油、裂化汽油、天然橡胶、聚某炔和焦炉气(含乙烯)(2)含碳碳三键的物质:如乙炔、丁炔等(3)含羟基物质:醇(与羟基直接相连的碳原子上要有氢原子)、酚(4)含醛基物质①醛类物质:乙醛、苯甲醛②甲酸系列:甲酸、甲酸盐、甲酸酯③还原性糖:葡萄糖和麦芽糖(5)苯的同系物:与苯环相连的碳原子上必须有氢原子(6)苯和聚乙烯均不能使酸性KMnO4溶液褪色19、有明显颜色变化的有机反应:(1)苯酚与三氯化铁(FeCl3)溶液反应呈紫色;(2)KMnO4酸性溶液被具有还原性物质还原而褪色(紫红色褪去);(3)溴水的褪色;(4)淀粉遇碘单质变蓝色。(5)蛋白质遇浓硝酸呈黄色(颜色反应)三、课本有机反应方程式总结1.烷烃的性质(以甲烷为例)(1)氧化反应。燃烧:CnH2n+2+3n+12O2nCO2+(n+1)H(2)取代反应。CH4+Cl2CH3Cl+HCl;CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl;CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl;CHCl3+Cl2CCl4+HCl。2.烯烃、炔烃的性质(1)单烯烃。①氧化反应。烃类燃烧是氧化反应。②加成反应。③加聚反应(生成高分子)。a.nCH2=CH2CH2—CH2b.nH2C=CH—CH3c.nH2C=CH—Cl(2)二烯烃。①1,2—加成。CH2=CH—CH=CH2+Br2②1,4—加成。③加聚反应。CH2—CH=CH—CH2(3)炔烃。①氧化反应。烃类燃烧是氧化反应。②加成反应。a.CH≡CH+Br2(不足)CHBr=CHBr(1,2—二溴乙烯)b.CH≡CH+2Br2(过量)CHBr2CHBr2(1,1,2,2—四溴乙烷)c.CH≡CH+HClCH2=CHCl(氯乙烯)d.CH≡CH+H2OCH3CHO③加聚反应。nCH≡CHCH=CH(聚乙炔中含有碳碳双键)(4)烯烃、炔烃的氧化反应。烯烃、炔烃均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,氧化产物依据结构而定。3、(Ⅰ)苯化学性质(1)氧化反应:①+O26CO2+3H2O②(与苯环直接相连的碳原子上含有氢原子时能被KMnO4(H+)氧化(即含有α—H,如)(1)加成反应+3H2、+3H2(1)苯的卤代(取代反应):+Br2+HBr↑;(2)苯的硝化(取代反应):+HO—NO2+H2O;(3)苯的磺化(取代反应):+HO—SO3H+H2O(Ⅱ)甲苯的化学性质(1)甲苯的硝化(取代反应):+3HNO3+3H2O;(2)甲苯的卤代(取代反应):+Cl2(或)+HCl+Cl2+HCl4.卤代烃的化学性质①水解反应(或取代反应):反应条件:NaOH水溶液、加热RCH2X+NaOHRCH2OH+NaX②消去反应,反应条件:NaOH醇溶液、加热RCH2CH2X+NaOHRCH=CH2+NaX+H2O5、醇的化学性质(以乙醇为例)①取代反应(与活泼金属Na反应)2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2↑②氧化反应(催化氧化反应)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O③与氢卤酸反应(取代反应):CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O④取代反应(分子间脱水)2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+H2O⑤消去反应(分子内脱水)CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O⑥酯化反应(与乙酸反应,也是取代反应)CH3COOH+HOCH2CH3CH3COOCH2CH3+H2O6、酚的化学性质(1)与钠反应:2+2Na2+H2↑;与NaOH反应:+NaOH+H2O;与Na2CO3反应:+Na2CO3+NaHCO3;向苯酚钠溶液中通入少量(或过量)的CO2:+CO2+H2O+NaHCO3(4)与溴水反应(取代反应)+3Br2↓+3HBr(2,4,6—三溴苯酚)缩聚反应:苯酚与甲醛在催化剂作用下,可发生缩聚反应生成酚醛树脂n+nHCHO+(n—1)H2O7、(Ⅰ)醛的化学性质(1)氧化反应。①银镜反应:CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O②与新制Cu(OH)2反应:CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O(2)还原反应(催化加氢)。CH3CHO+H2CH3CH2OH(3)加成反应。(4)羟醛缩合。(Ⅱ)酮的化学性质(1)还原反应(催化加氢,是加成反应)。+H2(2)加成反应。
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