【培优限时练】小题突破大题攻略2023新教材高考化学

【培优限时练】小题突破大题攻略2023新教材高考化学化学基本概念物质的组成、性质和分类1.物质的组成原子是化学变化中的最小微粒。原子由原子核（包含质子和中子）和核外电子构成。例如氢原子（\(H\)），原子核内只有一个质子，核外有一个电子；碳12原子（\(^{12}C\)），原子核内有6个质子和6个中子，核外有6个电子。分子是保持物质化学性质的一种微粒。对于由分子构成的物质，如氧气（\(O_{2}\)），氧气分子能保持氧气的化学性质，如助燃性等。离子是带电荷的原子或原子团。阳离子如钠离子（\(Na^{+}\)），是钠原子失去一个电子形成的；阴离子如氯离子（\(Cl^{}\)），是氯原子得到一个电子形成的。离子化合物由阴阳离子通过离子键结合而成，如氯化钠（\(NaCl\)）。2.物质的性质和变化物理性质是物质不需要发生化学变化就表现出来的性质，如颜色、状态、气味、熔点、沸点、密度等。例如水在常温常压下是无色无味的液体，熔点是\(0^{\circ}C\)，沸点是\(100^{\circ}C\)。化学性质是物质在化学变化中表现出来的性质，如氧化性、还原性、酸性、碱性等。例如铁具有还原性，能与硫酸铜溶液发生置换反应：\(Fe+CuSO_{4}=FeSO_{4}+Cu\)。物理变化是没有新物质生成的变化，如冰融化成水，只是物质的状态发生了改变。化学变化是有新物质生成的变化，如铁生锈，铁与空气中的氧气、水等反应生成了铁锈（主要成分是氧化铁\(Fe_{2}O_{3}\)）。3.物质的分类纯净物是由一种物质组成的。纯净物又可分为单质和化合物。单质是由同种元素组成的纯净物，如金属单质铁（\(Fe\)）、非金属单质氧气（\(O_{2}\)）等。化合物是由不同种元素组成的纯净物，如酸（\(HCl\)）、碱（\(NaOH\)）、盐（\(NaCl\)）、氧化物（\(CO_{2}\)）等。混合物是由两种或多种物质混合而成的。例如空气是由氮气、氧气、二氧化碳等多种气体组成的混合物；溶液是溶质和溶剂组成的混合物，如氯化钠溶液是氯化钠和水组成的。化学用语1.元素符号元素符号表示一种元素，还表示这种元素的一个原子。例如\(H\)既表示氢元素，又表示一个氢原子。元素符号周围数字的含义：如\(2H\)表示2个氢原子；\(H_{2}\)中数字2表示一个氢分子中含有2个氢原子；\(Mg^{2+}\)中数字2表示一个镁离子带2个单位正电荷；\(\stackrel{+2}{Mg}O\)中数字2表示氧化镁中镁元素的化合价为\(+2\)价。2.化学式化学式是用元素符号表示物质组成的式子。例如水的化学式\(H_{2}O\)，表示水由氢元素和氧元素组成，一个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成。化学式的书写要遵循化合价规则，在化合物中，各元素正负化合价的代数和为零。例如书写氧化铝的化学式，铝元素化合价为\(+3\)价，氧元素化合价为\(2\)价，根据交叉法可得氧化铝的化学式为\(Al_{2}O_{3}\)。3.化学方程式化学方程式是用化学式来表示化学反应的式子。它不仅表明了反应物、生成物和反应条件，还遵循质量守恒定律。例如氢气在氧气中燃烧的化学方程式：\(2H_{2}+O_{2}\stackrel{点燃}{=\!=\!=}2H_{2}O\)，该反应中氢气和氧气在点燃条件下反应生成水，且反应前后原子的种类和数目不变。书写化学方程式的步骤：写（写出反应物和生成物的化学式）、配（配平化学方程式，使反应前后原子种类和数目相等）、注（注明反应条件和生成物的状态）。例如实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式：\(2KMnO_{4}\stackrel{\triangle}{=\!=\!=}K_{2}MnO_{4}+MnO_{2}+O_{2}\uparrow\)。氧化还原反应1.氧化还原反应的本质和特征氧化还原反应的本质是电子的转移（包括电子的得失和共用电子对的偏移）。特征是反应前后元素的化合价发生变化。例如在反应\(Zn+CuSO_{4}=ZnSO_{4}+Cu\)中，锌元素的化合价从\(0\)价升高到\(+2\)价，失去电子，被氧化；铜元素的化合价从\(+2\)价降低到\(0\)价，得到电子，被还原。2.氧化剂和还原剂氧化剂是在反应中得到电子（或电子对偏向）的物质，具有氧化性，反应后元素化合价降低，发生还原反应。例如在\(2H_{2}+O_{2}\stackrel{点燃}{=\!=\!=}2H_{2}O\)中，氧气是氧化剂，氧元素化合价从\(0\)价降低到\(2\)价。还原剂是在反应中失去电子（或电子对偏离）的物质，具有还原性，反应后元素化合价升高，发生氧化反应。例如在上述反应中，氢气是还原剂，氢元素化合价从\(0\)价升高到\(+1\)价。3.氧化还原反应的配平配平原则：得失电子守恒（化合价升降总数相等）、原子守恒、电荷守恒（对于离子反应）。配平步骤：标变价（找出反应前后元素化合价发生变化的物质）、列变化（计算化合价升高和降低的数值）、求总数（使化合价升高和降低的总数相等）、配系数（根据得失电子总数配平其他物质的系数）。例如配平\(Cu+HNO_{3}\)（稀）\(=\!=\!=Cu(NO_{3})_{2}+NO\uparrow+H_{2}O\)，铜元素化合价从\(0\)价升高到\(+2\)价，氮元素化合价从\(+5\)价降低到\(+2\)价，根据得失电子守恒，\(Cu\)和\(NO\)的化学计量数之比为\(3:2\)，再根据原子守恒配平其他物质的系数，得到\(3Cu+8HNO_{3}\)（稀）\(=\!=\!=3Cu(NO_{3})_{2}+2NO\uparrow+4H_{2}O\)。离子反应1.电解质和非电解质电解质是在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物。酸、碱、盐等都是电解质，如\(HCl\)在水溶液中能电离出\(H^{+}\)和\(Cl^{}\)，能导电；\(NaOH\)在水溶液中或熔融状态下能电离出\(Na^{+}\)和\(OH^{}\)，能导电。非电解质是在水溶液中和熔融状态下都不能导电的化合物。例如蔗糖、酒精等，它们在水溶液和熔融状态下都以分子形式存在，不能电离出离子，不导电。2.离子反应的本质和发生条件离子反应的本质是溶液中某些离子的浓度发生改变。离子反应发生的条件：生成沉淀（如\(Ag^{+}+Cl^{}=\!=\!=AgCl\downarrow\)）、生成气体（如\(CO_{3}^{2}+2H^{+}=\!=\!=CO_{2}\uparrow+H_{2}O\)）、生成难电离的物质（如\(H^{+}+OH^{}=\!=\!=H_{2}O\)）。3.离子方程式的书写书写步骤：写（写出化学方程式）、拆（把易溶于水、易电离的物质写成离子形式，难溶物、难电离的物质、气体、单质、氧化物等仍用化学式表示）、删（删去方程式两边不参加反应的离子）、查（检查方程式两边原子个数和电荷数是否相等）。例如书写碳酸钠与盐酸反应的离子方程式，化学方程式为\(Na_{2}CO_{3}+2HCl=\!=\!=2NaCl+CO_{2}\uparrow+H_{2}O\)，拆写成离子形式为\(2Na^{+}+CO_{3}^{2}+2H^{+}+2Cl^{}=\!=\!=2Na^{+}+2Cl^{}+CO_{2}\uparrow+H_{2}O\)，删去不参加反应的\(Na^{+}\)和\(Cl^{}\)，得到离子方程式\(CO_{3}^{2}+2H^{+}=\!=\!=CO_{2}\uparrow+H_{2}O\)。化学基本理论物质结构与元素周期律1.原子结构原子核外电子的排布规律：电子总是尽先排布在能量最低的电子层里，各电子层最多容纳的电子数为\(2n^{2}\)（\(n\)为电子层数），最外层电子数不超过8个（\(K\)层为最外层时不超过2个），次外层电子数不超过18个等。例如钠原子（\(Na\)）的核外电子排布为\(2\)、\(8\)、\(1\)。原子结构示意图：用小圆圈表示原子核，圈内数字表示质子数，弧线表示电子层，弧线上的数字表示该层的电子数。例如氯原子的原子结构示意图为。2.元素周期表元素周期表的结构：周期表有7个周期（3个短周期、3个长周期、1个不完全周期），18个纵行（7个主族、7个副族、1个第Ⅷ族、1个零族）。元素在周期表中的位置与原子结构的关系：周期数等于电子层数，主族序数等于最外层电子数。例如钠元素位于第三周期第ⅠA族，钠原子有3个电子层，最外层有1个电子。3.元素周期律元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化，这就是元素周期律。主要包括原子半径的周期性变化、元素金属性和非金属性的周期性变化等。同周期元素（从左到右）：原子半径逐渐减小，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。例如第三周期元素\(Na\)、\(Mg\)、\(Al\)金属性逐渐减弱，\(Si\)、\(P\)、\(S\)、\(Cl\)非金属性逐渐增强。同主族元素（从上到下）：原子半径逐渐增大，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。例如第ⅠA族元素\(Li\)、\(Na\)、\(K\)金属性逐渐增强；第ⅦA族元素\(F\)、\(Cl\)、\(Br\)、\(I\)非金属性逐渐减弱。化学反应与能量1.化学反应中的能量变化化学反应中能量变化的本质原因是反应物和生成物的总能量不同。当反应物的总能量大于生成物的总能量时，反应放出热量，为放热反应；当反应物的总能量小于生成物的总能量时，反应吸收热量，为吸热反应。常见的放热反应有燃烧反应、中和反应、金属与酸的反应等；常见的吸热反应有氢氧化钡晶体与氯化铵的反应、大多数分解反应等。2.热化学方程式热化学方程式是表示化学反应中放出或吸收热量的化学方程式。它不仅表明了化学反应中的物质变化，还表明了化学反应中的能量变化。例如\(H_{2}(g)+\frac{1}{2}O_{2}(g)=\!=\!=H_{2}O(l)\)\(\DeltaH=285.8kJ/mol\)，表示1mol氢气和\(\frac{1}{2}mol\)氧气反应生成1mol液态水时放出285.8kJ的热量。书写热化学方程式要注意标明物质的状态、反应热的数值和单位、反应条件等。3.原电池原电池是将化学能转化为电能的装置。其工作原理是通过氧化还原反应，使电子定向移动形成电流。例如铜锌原电池，锌作负极，发生氧化反应\(Zn2e^{}=\!=\!=Zn^{2+}\)；铜作正极，溶液中的氢离子在正极得到电子发生还原反应\(2H^{+}+2e^{}=\!=\!=H_{2}\uparrow\)，电子从锌极经外电路流向铜极。构成原电池的条件：有两种活泼性不同的电极、电解质溶液、形成闭合回路、能自发进行的氧化还原反应。化学反应速率和化学平衡1.化学反应速率化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的物理量，通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。其表达式为\(v=\frac{\Deltac}{\Deltat}\)，单位为\(mol/(L\cdots)\)或\(mol/(L\cdotmin)\)等。例如在某反应中，反应物\(A\)的浓度在\(2min\)内从\(2mol/L\)减少到\(1mol/L\)，则\(A\)的反应速率\(v(A)=\frac{2mol/L1mol/L}{2min}=0.5mol/(L\cdotmin)\)。影响化学反应速率的因素：内因是反应物的性质，外因有浓度、温度、压强、催化剂等。增大反应物浓度、升高温度、增大压强（对于有气体参加的反应）、使用催化剂等都能加快反应速率。2.化学平衡化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。例如在一定条件下，\(N_{2}+3H_{2}\rightleftharpoons2NH_{3}\)达到平衡时，\(v_{正}(N_{2})=v_{逆}(N_{2})\)，各物质的浓度不再改变。化学平衡的移动：当外界条件（浓度、温度、压强等）改变时，化学平衡会发生移动。勒夏特列原理指出，如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强或温度等），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。例如增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动；升高温度，平衡向吸热反应方向移动；增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动（对于有气体参加的反应）。电解质溶液1.弱电解质的电离平衡弱电解质在水溶液中部分电离，存在电离平衡。例如醋酸（\(CH_{3}COOH\)）的电离方程式为\(CH_{3}COOH\rightleftharpoonsCH_{3}COO^{}+H^{+}\)。影响电离平衡的因素：温度升高，电离平衡向电离方向移动；加水稀释，电离平衡向电离方向移动；加入与弱电解质电离出的离子相同的离子，电离平衡逆向移动。例如在醋酸溶液中加入醋酸钠固体，\