高中化学要比初中阶段学习的内容更加深入,平时同学们要多温习知识,才能掌握更加牢固。
1、需水浴加热的反应有:
(1)、银镜反应
(2)、乙酸乙酯的水解
(3)苯的硝化
(4)糖的水解
(5)、酚醛树脂的制取
(6)固体溶解度的测定
凡是在不高于100℃的'条件下反应,均可用水浴加热,其优点:温度变化平稳,不会大起大落,有利于反应的进行。
2、需用温度计的实验有:
(1)、实验室制乙烯(170℃)(2)、蒸馏(3)、固体溶解度的测定
(4)、乙酸乙酯的水解(70-80℃)(5)、中和热的测定
(6)制硝基苯(50-60℃)
〔说明〕:(1)凡需要准确控制温度者均需用温度计。(2)注意温度计水银球的位置。
3、能与Na反应的有机物有:
醇、酚、羧酸等——凡含羟基的化合物。
4、能发生银镜反应的物质有:
醛、甲酸、甲酸盐、甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖——凡含醛基的物质。
5、能使高锰酸钾酸性溶液褪色的物质有:
(1)含有碳碳双键、碳碳叁键的烃和烃的衍生物、苯的同系物
(2)含有羟基的化合物如醇和酚类物质
(3)含有醛基的化合物
(4)具有还原性的无机物(如SO2、FeSO4、KI、HCl、H2O2等)
6、能使溴水褪色的物质有:
(1)含有碳碳双键和碳碳叁键的烃和烃的衍生物(加成)
(2)苯酚等酚类物质(取代)
(3)含醛基物质(氧化)
(4)碱性物质(如NaOH、Na2CO3)(氧化还原――歧化反应)
(5)较强的无机还原剂(如SO2、KI、FeSO4等)(氧化)
(6)有机溶剂(如苯和苯的同系物、四氯甲烷、汽油、已烷等,属于萃取,使水层褪色而有机层呈橙红色。)
7、密度比水大的液体有机物有:
溴乙烷、溴苯、硝基苯、四氯化碳等。
8、密度比水小的液体有机物有:
烃、大多数酯、一氯烷烃。
9、能发生水解反应的物质有
卤代烃、酯(油脂)、二糖、多糖、蛋白质(肽)、盐。
10、不溶于水的有机物有:
烃、卤代烃、酯、淀粉、纤维素
11、常温下为气体的有机物有:
分子中含有碳原子数小于或等于4的烃(新戊烷例外)、一氯甲烷、甲醛。
12、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
13、能被氧化的物质有:
含有碳碳双键或碳碳叁键的不饱和化合物(KMnO4)、苯的同系物、醇、醛、酚。大多数有机物都可以燃烧,燃烧都是被氧气氧化。
14、显酸性的有机物有:
含有酚羟基和羧基的化合物。
15、能使蛋白质变性的物质有:
强酸、强碱、重金属盐、甲醛、苯酚、强氧化剂、浓的酒精、双氧水、碘酒、三***等。
16、既能与酸又能与碱反应的有机物:
具有酸、碱双官能团的有机物(氨基酸、蛋白质等)
17、能与NaOH溶液发生反应的有机物:
(1)酚:
(2)羧酸:
(3)卤代烃(水溶液:水解;醇溶液:消去)
(4)酯:(水解,不加热反应慢,加热反应快)
(5)蛋白质(水解)
溶解性
①常见气体溶解性由大到小:NH3、HCl、SO2、H2S、Cl2、CO2。极易溶于水在空气中易形成白雾的气体,能做喷泉实验的气体:NH3、HF、HCl、HBr、HI;能溶于水的气体:CO2、SO2、Cl2、Br2(g)、H2S、NO2。极易溶于水的气体尾气吸收时要用防倒吸装置。
②溶于水的有机物:低级醇、醛、酸、葡萄糖、果糖、蔗糖、淀粉、氨基酸。苯酚微溶。
③卤素单质在有机溶剂中比水中溶解度大。
④硫与白磷皆易溶于二硫化碳。
⑤苯酚微溶于水(大于65℃易溶),易溶于酒精等有机溶剂。
⑥硫酸盐三种不溶(钙银钡),氯化物一种不溶(银),碳酸盐只溶钾钠铵。
⑦固体溶解度大多数随温度升高而增大,少数受温度影响不大(如NaCl),极少数随温度升高而变小[如Ca(OH)2]。气体溶解度随温度升高而变小,随压强增大而变大。
甲烷
烃—碳氢化合物:仅有碳和氢两种元素组成(甲烷是分子组成最简单的烃)
1、物理性质:无色、无味的气体,极难溶于水,密度小于空气,俗名:沼气、坑气
2、分子结构:CH4:以碳原子为中心,四个氢原子为顶点的正四面体(键角:109度28分)
3、化学性质:
①氧化反应:
CH4+2O2→(点燃)CO2+2H2O
(产物气体如何检验?)甲烷与KMnO4不发生反应,所以不能使紫色KMnO4溶液褪色②取代反应:
CH4+Cl2→(光照)→CH3Cl(g)+HCl
CH3Cl+Cl2→(光照)→CH2Cl2(l)+HCl
CH2Cl+Cl2→(光照)→CHCl3(l)+HCl
CHCl3+Cl2→(光照)→CCl4(l)+HCl
(***又叫氯仿,四氯甲烷又叫四氯化碳,二氯甲烷只有一种结构,说明甲烷是正四面体结构)
4、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(所有的烷烃都是同系物)
5、同分异构体:化合物具有相同的分子式,但具有不同结构式(结构不同导致性质不同)烷烃的溶沸点比较:碳原子数不同时,碳原子数越多,溶沸点越高;碳原子数相同时,支链数越多熔沸点越低同分异构体书写:会写丁烷和戊烷的同分异构体
一。化学实验基本方法
1、易燃易爆试剂应单独保存,防置在远离电源和火源的地方。
2、酒精小面积着火,应迅速用湿抹布扑盖;烫伤用药棉浸75%—95%的酒精轻涂伤处;眼睛的化学灼伤应立即用大量水清洗,边洗边眨眼睛。浓硫酸沾在皮肤上,立即用大量水清洗,最后涂上3%—5%的NaHCO3溶液。碱沾皮肤,用大量水清洗,涂上5%的硼酸溶液。
3、产生有毒气体的实验应在通风橱中进行。
4、防暴沸的方法是在液体中加入碎瓷片或沸石。
5、过滤是把难溶固体和水分离的方法;蒸发是把易挥发液体分离出来,一般都是为了浓缩结晶溶质。
6、粗盐含杂质主要有泥沙,CaCl2、MgCl2、Na2SO4等,需用的分离提纯方法是“钡碳先,碱随便,接过滤,后盐酸”的方法。
7、溶液中SO42—检验法是先加盐酸酸化,后加BaCl2溶液,如有白色沉淀产生,证明含有SO42—。
8、Cl—检验法是用AgNO3溶液和稀HNO3溶液,如有白色沉淀生成,则证明含Cl—;酸化的目的是防止碳酸银等沉淀的生成。
9、蒸馏是分离液液互溶物的方法,常见主要仪器是蒸馏烧瓶和冷凝器。温度计的水银球应放在蒸馏烧瓶支管口附近,冷凝水流方向要注意逆流。
10、萃取是用某种物质在互不相溶的溶剂中溶解度的不同,从溶解度小的溶剂中转移到溶解度大的溶剂中的过程。一般萃取后都要分液,需用在分液漏斗中进行,后者操作时下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出。
11、常见的有机萃取剂是CCl4和苯,和水混合后分层,分别在下层和上层。
二、化学计量在实验中的应用
1、注意“同种微粒公式算”的途径
2、微粒互变按摩换(个数之比等于物质的量之比)
3、CB误差分析法
①俯、仰视必会画图才行(量筒、容量瓶画法不一样)
②偏大偏小看公式:CB=mB/V
4、稀释或浓缩定律
C浓BV浓体=C稀BV稀体
5、CB、ω、S之间换算式:
CB=(1000ρω)/M;ω=S/(100+S)
6、CB配制一般操作
计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀
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。
一、电解质和非电解质
电解质:在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物。
1、化合物
非电解质:在水溶液中和熔融状态下都不能导电的化合物。(如:酒精[乙醇]、蔗糖、so2、so3、nh3、co2等是非电解质。)
(1)电解质和非电解质都是化合物,单质和混合物既不是电解质也不是非电解质。
(2)酸、碱、盐和水都是电解质(特殊:盐酸(混合物)电解质溶液)。
(3)能导电的物质不一定是电解质。能导电的物质:电解质溶液、熔融的碱和盐、金属单质和石墨。
电解质需在水溶液里或熔融状态下才能导电。固态电解质(如:nacl晶体)不导电,液态酸(如:液态hcl)不导电。
2、溶液能够导电的原因:有能够自由移动的离子。
3、电离方程式:要注意配平,原子个数守恒,电荷数守恒。如:al2(so4)3=2al3++3so42—
二、离子反应:
1、离子反应发生的条件:生成沉淀、生成气体、水。
2、离子方程式的书写:(写、拆、删、查)
①写:写出正确的化学方程式。(要注意配平。)
②拆:把易溶的强电解质(易容的盐、强酸、强碱)写成离子形式。
常见易溶的强电解质有:
三大强酸(h2so4、hcl、hno3),四大强碱[naoh、koh、ba(oh)2、ca(oh)2(澄清石灰水拆,石灰乳不拆)],可溶性盐,这些物质拆成离子形式,其他物质一律保留化学式。
③删:删除不参加反应的离子(价态不变和存在形式不变的离子)。
④查:检查书写离子方程式等式两边是否原子个数守恒、电荷数守恒。
3、离子方程式正误判断:(看几看)
①看是否符合反应事实(能不能发生反应,反应物、生成物对不对)。
②看是否可拆。
③看是否配平(原子个数守恒,电荷数守恒)。
④看“=”“”“↑”“↓”是否应用恰当。
4、离子共存问题
(1)由于发生复分解反应(生成沉淀或气体或水)的离子不能大量共存。
生成沉淀:agcl、baso4、baso3、baco3、caco3、mg(oh)2、cu(oh)2等。
生成气体:co32—、hco3—等易挥发的弱酸的酸根与h+不能大量共存。
生成h2o:①h+和oh—生成h2o。②酸式酸根离子如:hco3—既不能和h+共存,也不能和oh—共存。如:hco3—+h+=h2o+co2↑,hco3—+oh—=h2o+co32—
(2)审题时应注意题中给出的附加条件。
①无色溶液中不存在有色离子:cu2+、fe3+、fe2+、mno4—(常见这四种有色离子)。
②注意挖掘某些隐含离子:酸性溶液(或ph<7)中隐含有h+,碱性溶液(或ph>7)中隐含有oh—。
③注意题目要求“大量共存”还是“不能大量共存”。
化学是自然科学的一种,主要在分子、原子层面,研究物质的组成、性质、结构与变化规律,创造新物质(实质是自然界中原来不存在的分子)。
世界由物质组成,主要存在着化学变化和物理变化两种变化形式(还有核反应)。不同于研究尺度更小的粒子物理学与核物理学,化学研究的原子~分子~离子(团)的物质结构和化学键、分子间作用力等相互作用,其所在的尺度是微观世界中最接近宏观的。。
因而它们的自然规律也与人类生存的宏观世界中物质和材料的物理、化学性质最为息息相关。作为沟通微观与宏观物质世界的重要桥梁,化学则是人类认识和改造物质世界的主要方法和手段之一。
①具有氦结构的粒子(2):h—、he、li+、be2+;
②具有氖结构的粒子(2、8):n3—、o2—、f—、ne、na+、mg2+、al3+;
③具有氩结构的粒子(2、8、8):s2—、cl—、ar、k+、ca2+;
④核外电子总数为10的粒子:
阳离子:na+、mg2+、al3+、nh4+、h3o+;
阴离子:n3—、o2—、f—、oh—、nh2—;
分子:ne、hf、h2o、nh3、ch4
⑤核外电子总数为18的粒子:
阳离子:k+、ca2+;
阴离子:p3—、s2—、hs—、cl—;
分子:ar、hcl、h2s、ph3、sih4、f2、h2o2、c2h6、ch3oh、n2h4。
1、在任何的化学反应中总伴有能量的变化。
原因:当物质发生化学反应时,断开反应物中的化学键要吸收能量,而形成生成物中的化学键要放出能量。化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量,决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。E反应物总能量>E生成物总能量,为放热反应。E反应物总能量<e生成物总能量,为吸热反应。< p="">
2、常见的放热反应和吸热反应
常见的放热反应:所有的燃烧与缓慢氧化酸碱中和反应
大多数的化合反应金属与酸的反应
生石灰和水反应(特殊:C+CO22CO是吸热反应)浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解等
常见的吸热反应:
铵盐和碱的反应如Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O
大多数分解反应如KClO3、KMnO4、CaCO3的分解等
以H2、CO、C为还原剂的氧化还原反应如:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)。
铵盐溶解等
3、产生原因:化学键断裂——吸热化学键形成——放热
4、放热反应、吸热反应与键能、能量的关系
一、金属的化学性质
1、5000年前使用的青铜器,3000年前进入铁器时代,20世纪进入铝合金时代。
2、金属的物理通性是:不透明,有金属光泽,导电,导热,延展性好。
3、钠在空气中加热,可观察如下现象:熔成小球,剧烈燃烧,黄色火焰生成淡黄色固体。
4、铝箔加热,发现熔化的铝并不滴落,好像有一层膜兜着。这层不易熔化的薄膜是高熔点的Al2O3。
5、固体钠怎么保存?浸在煤油中。
怎么取用金属钠?镊子夹出后用滤纸吸干煤油,然后放在玻璃片上用小刀切,剩下的钠再放入煤油中。
6、小块钠丢入水中的现象是浮在水面,熔成小球,四处游动,溶液变红(加入酚酞)。分别反映了钠密度小于水,反应放热且钠熔点低,产生气体迅速,生成NaOH的性质。
7、银白色的钠放入空气中,会逐渐变为Na2O、NaOH、Na2CO310H2O、Na2CO3白色粉末。
二、几种重要的金属化合物
1、Na2O2是淡黄色固体,与水反应放出使带火星的木条复燃的气体,离子方程式是2Na2O2+2H2O=4Na++4OH—+2H2↑。反应后溶液中滴入酚酞的现象是先变红后褪色。
2、Na2CO3、NaHCO3的鉴别除了观察是否细小,加水是否结块的物理方法外,还可以
①加热固体质量减轻或放出气体能使澄清的石灰水变浑浊的是NaHCO3。
②在其溶液中滴入CaCl2或BaCl2溶液由白色沉淀的是Na2CO3。
③加等浓度的HCl放出气体快的是NaHCO3。
3、焰色反应是物理性质,钠元素为黄色,钾元素为紫色(透过蓝色的钴玻璃观察的原因是滤去黄色焰色);钠单质或其化合物焰色均为黄色。
4、焰色反应的操作为,先用盐酸洗净铂丝或无锈的铁丝,然后在火焰外焰上灼烧至与原来的火焰焰色相同为止,再蘸取溶液灼烧并观察焰色。
5、由可溶性可溶性铝盐制Al(OH)3沉淀选用试剂是氨水,离子方程式为:Al3++3NH3H2O=Al(OH)3↓+3NH4+。
6、铝片放入NaOH溶液开始无现象是因为表面氧化铝先与氢氧化钠溶液反应、然后有气体逸出且逐渐加快是因为铝与碱溶液反应使溶液温度升高,加快了反应速度,最后生成气体的速度又慢下来(仍有铝片)原因是OH—浓度逐渐减小,速度变慢。
2mol Al完全反应放出标况下气体是67.2 L。
7、明矾和FeCl3都可净水,原理是:溶于水后生成的胶体微粒能吸附水中悬浮的杂质一起沉淀。
8、Al3+溶液中渐渐加入NaOH溶液或AlO2—溶液中渐渐加入HCl溶液的现象都是:白色沉淀渐多又渐少至澄清;NaOH溶液渐渐加入Al3+溶液或H+溶液渐渐加入NaAlO2溶液的现象都是:开始无沉淀,后来沉淀迅速增加至定值。
9、铁的三种氧化物化学式分别是FeO、Fe2O3、Fe3O4。其中磁性氧化铁和盐酸反应的离子方程式为Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O。
10、FeSO4加入NaOH溶液的现象是有白色沉淀生成,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。化学反应方程式为FeSO4+2NaOH=Na2SO4+Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3↓
第四章非金属及其化合物
一、无机非金属材料的主角——硅
1、构成有机物的最不可缺少的元素是碳,硅是构成岩石和矿物的基本元素。
2、SiO2是由Si和O按1:2的比例所组成的立体网状结构的晶体,是光纤的基本原料。
3、凡是立体网状结构的晶体(如金刚石、晶体硅、SiC、SiO2等)都具有熔点高、硬度大的物理性质,且一般溶剂中都不溶解。
4、SiO2和强碱、***都能反应。前者解释碱溶液不能盛在玻璃塞试剂瓶中;后者解释雕刻玻璃的原因。
5、硅酸是用水玻璃加盐酸得到的凝胶,离子方程式为SiO32—+2H+=H2SiO3。凝胶加热后的多孔状物质叫硅胶,能做干燥剂和催化剂载体。
6、正长石KAlSi3O8写成氧化物的形式为K2OAl2O36SiO2
7、晶体硅是良好的半导体材料,还可以制造光电池和芯片。
二、富集在海水中的元素——氯
1、***是黄绿色气体,实验室制取的离子方程式为MnO2+4H++2Cl—Mn2++Cl2↑+2H2O,这里MnO2是氧化剂,Cl2是氧化产物。
2、实验室制得的***一定含有HCl和水蒸气,必须先通过饱和食盐水溶液再通过浓硫酸,就可以得到干燥纯净的***。
3、铁和Cl2反应方程式为2Fe+3Cl2 2FeCl3,H2点燃后放入Cl2中,现象是:安静燃烧,苍白色火焰,瓶口有白雾,这是工业制盐酸的主反应。
4、Cl2溶于水发生反应为Cl2+H2O=HCl+HClO,氯水呈黄绿色是因为含Cl2,具有漂白杀菌作用是因为含有次氯酸,久置的氯水会变成稀盐酸。
5、氯水通入紫色石蕊试液现象是先变红后褪色,***通入NaOH溶液中可制漂白液,有效成分为NaClO,通入Ca(OH)2中可生成漂粉精。
6、检验溶液中的Cl—,需用到的试剂是,AgNO3溶液和稀HNO3。
三、硫和氮的氧化物
1.硫单质俗称硫黄,易溶于CS2,所以可用于洗去试管内壁上沾的单质硫。
2.SO2是无色有刺激性气味的气体,易溶于水生成亚硫酸,方程式为SO2+H2O H2SO3,该溶液能使紫色石蕊试液变红色,可使品红溶液褪色,所以亚硫酸溶液有酸性也有漂白性。
3.鉴定SO2气体主要用品红溶液,现象是品红褪色,加热后又恢复红色。
4.SO2和CO2混合气必先通过品红溶液(褪色),再通过酸性KMnO4溶液(紫红色变浅),最后再通过澄清石灰水(变浑浊),可同时证明二者都存在。
5.SO2具有氧化性的方程为:2H2S+SO2=3S↓+2H2O,与Cl2、H2O反应失去漂白性的方程为Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4。
6.SO3标况下为无色晶体,遇水放出大量热,生成硫酸。
7、久置浓硝酸显黄色是因为含有分解生成的NO2;工业浓盐酸显黄色是因为含有Fe3+。保存浓硝酸方法是在棕色瓶中,放在冷暗处;紫色石蕊溶液滴入浓硝酸现象是先变红后褪色,滴入稀硝酸现象是溶液只变红。
原因:当物质发生化学反应时,断开反应物中的化学键要吸收能量,而形成生成物中的化学键要放出能量。化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量,决定于反应物的总能量与生成物的`总能量的相对大小。e反应物总能量>e生成物总能量,为放热反应。e反应物总能量<e生成物总能量,为吸热反应。
常见的放热反应:
①所有的燃烧与缓慢氧化。
②酸碱中和反应。
③金属与酸反应制取氢气。
④大多数化合反应(特殊:c+co22co是吸热反应)。
常见的吸热反应:
①以c、h2、co为还原剂的氧化还原反应如:c(s)+h2o(g)+h2(g)。co(g)
②铵盐和碱的反应如ba(oh)2·8h2o+nh4cl=bacl2+2nh3↑+10h2o
③大多数分解反应如kclo3、kmno4、caco3的分解等。
电能(电力)火电(火力发电)化学能→热能→机械能→电能
缺点:环境污染、低效
原电池将化学能直接转化为电能优点:清洁、高效
(1)概念:把化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。
(2)原电池的工作原理:通过氧化还原反应(有电子的转移)把化学能转变为电能。
(3)构成原电池的条件:
1)有活泼性不同的两个电极;
2)电解质溶液
3)闭合回路
4)自发的氧化还原反应
(4)电极名称及发生的反应:
负极:较活泼的金属作负极,负极发生氧化反应,
电极反应式:较活泼金属-ne-=金属阳离子
负极现象:负极溶解,负极质量减少。
正极:较不活泼的金属或石墨作正极,正极发生还原反应,
电极反应式:溶液中阳离子+ne-=单质
正极的现象:一般有气体放出或正极质量增加。
(5)原电池正负极的判断方法:
①依据原电池两极的材料:
较活泼的金属作负极(k、ca、na太活泼,不能作电极);
较不活泼金属或可导电非金属(石墨)、氧化物(mno2)等作正极。
②根据电流方向或电子流向:(外电路)的电流由正极流向负极;电子则由负极经外电路流向原电池的正极。
③根据内电路离子的迁移方向:阳离子流向原电池正极,阴离子流向原电池负极。
④根据原电池中的'反应类型:
负极:失电子,发生氧化反应,现象通常是电极本身消耗,质量减小。
正极:得电子,发生还原反应,现象是常伴随金属的析出或h2的放出。
(6)原电池电极反应的书写方法:
(i)原电池反应所依托的化学反应原理是氧化还原反应,负极反应是氧化反应,正极反应是还原反应。因此书写电极反应的方法归纳如下:
①写出总反应方程式。
②把总反应根据电子得失情况,分成氧化反应、还原反应。
③氧化反应在负极发生,还原反应在正极发生,反应物和生成物对号入座,注意酸碱介质和水等参与反应。
(ii)原电池的总反应式一般把正极和负极反应式相加而得。
(7)原电池的应用:
①加快化学反应速率,如粗锌制氢气速率比纯锌制氢气快。
②比较金属活动性强弱。
③设计原电池。
④金属的防腐。