1、第一章:化学反应及能量变化第一讲氧化还原反应1、氧化还原反应的重要概念氧化反应:还原反应:氧化还原反应:氧化剂:还原剂:氧化产物:还原产物:2、物质氧化性和还原性相对强弱的判断方法(1)根据金属活动顺序进行判断K,C a,Na g,AI,Zn,Sn,F e,Pb,(H),H g,Pt,A uMT O 活 动 性 遂砺或就诙原 性 逐 渐)“+-2+A J+A 4 2+.J 3+2+G 2+厂 2+n 7/+、T T 2+A+K,Ca,Na,Mg,Al,Zn,Sn,Fe,Pb,(H),Hg,Ag就化性逐渐增强(2)根据非金属活动顺序进行判断F,O,C I,B r,I,S万一,ci 一,/一,s
2、本原十生逐渐土曾演(3)根据氧化还原反应的发生规律判断氧化还原反应发生规律可用如下式子表示:化合价升高、失电子、变成氧化剂+还原剂还+氧化产物化合价降低、得电子、变成氧化性:反应物中的强氧化剂,生成物中的弱氧化剂还原性:反应物中的强还原剂,生成物中的弱述原剂(4)根据氧化还原反应发生反应条件的不同进行判断如:MnOz 十 4HC1(浓)Mn Cl2+Cl2 t+2H202KMn 0i+16HC1(浓)=2Mn C12+5Cl t+8H2O后者比前者容易(不需要加热),可判断氧化性KMn O!Mn O2(5)根据被氧化或被还原的程度的不同进行判断Cu 十 CL Cu Cl22Cu+S Cu 2s
3、C12可把Cu氧化到Cu(+2价),而S只能把Cu氧化到Cu(+1价),这说明氧化性C12S(6)根据元素周期表判断对同一周期金属而言,从左到右其金属活泼性依次减弱。如Na、Mg、Al金属性依次 减弱,其还原性也依次减弱。对同主族的金属和非金属可按上述方法分析。3、氧化还原反应的基本规律(1)表现性质规律当元素具有可变化合价时,一般处于最高价态时只具有氧化性,处于最低价态时只具有原 性,处于中间价态时既具有氧化性又具有还原姓。如:浓RS。的S只具有氧化性,压S中的 S只具有还原性,单质S既具有氧化性又具有还原性。(2)性质强弱规律在氧化还原反应中,强氧化剂+强还原剂=弱氧化剂(氧化产物)+弱还
4、原剂(还原产物),即氧化剂的氧化性比氧化产物强,还原剂的还原性比还原产物强。如由反应 2FeC13+2KI=2FeC3+2KCl+L可知,FeCh的氧化性比匕强,KI的还原性比FeCb强。一般来说,含有同种元素不同价态的物质,价态越高氧化性越强(氯的含氧酸除外),价 态越低还原性越强。如氧化性:浓H2s。4 S02(H2s03)S;还原性:H2S S SO20在金属活动性顺序表中,从左到右单质的还原性逐渐减弱,阳离子(铁指Fe)的氧化性 逐渐增强。(3)反应先后规律同一氧化剂与含多种还原剂(物质的量浓度相同)的溶液反应时,首先被氧化的是还原性较 强的物质;同一还原剂与含多种氧化剂(物质的量浓度
5、相同)的溶液反应时一,首先被还原的是 氧化性较强的物质。如:将CL通人物质的量浓度相同的Na Br和Na i的混合液中,C1首先 与Na i反应;将过量铁粉加入到物质的量浓度相同的Fe,和O?的混合溶液中,Fe首先与 Fe反应。FeBr2中通入C,HBr和H2sO3中通入CI2(4)价态归中规律含不同价态同种元素的物质问发生氧化还原反应时,该元素价态的变化一定遵循“高价+低价一中间价”,而不会出现交错现象。-5e-6eI I KCIO3+6HCI=KC1+3c l2+3山0 而不是 KC10j+2HC1=KC1+3c l2+3上0J+5e-I J+6e-歧化反应规律发生在同一物质分子内、同一价
6、态的同一元素之间的氧化还原反应,叫做歧化反应。其 反应规律是:所得产物中,该元素一部分价态升高,一部分价态降低,即“中间价一高价+低价工具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可发生歧化反应,如:Cl2 十 2Na OH=Na Cl 十 Na Cl O 十 出05、有关计算在氧化还原反应中,氧化剂与还原剂得失电子数相等。(得失电子守衡)这是进行氧化还原 反应计算的基本依据。第二讲离子反应和离子方程式基本概念:1、离子反应、电解质、非电解质、离子方程式(1)离子反应定义:有离子参加的反应。类型:离子互换的非氧化还原反应:当有难溶物(如Ca CCh难电离物(如七0、弱酸、弱碱)以及挥发性物质
7、(如HC1)生成时离子反应可以发生。离子间的氧化还原反应:取决于氧化剂和还原剂的相对强弱,氧化剂和还原剂越强,离子反应越完全 注意点:离子反应不一定都能用离子方程式表示。如实验室制氨气(NHt)2SO4+Ca(OH)2 Ca SO4+2NH3 t+2H2OH2s气体的检验Pb(Ac)2+H2S=PbS I+2HAc(注:Pb(Ac)2可溶于水的盐的弱电解质)(2)电解质、非电解质、强、弱电解质 电解质:在水溶液里或熔化状态下能够导电的化合物。非电解质:在水溶液和熔化状态都不导电的化合物。强电解质:在水溶液里全部电离成离子的电解质。弱电解质:在水溶液里只有一部分分子电离成离子的电解质 强电解质与
8、弱电解质的注意点电解质的强弱与其在水溶液中的电离程度有关,与其溶解度的大小无关。例如:难溶 的Ba SO、Ca SO3等和微溶的Ca(OH”等在水中溶解的部分是完全电离的,故是强电解质。而 易溶于水的CFLCOOH、H3Po i等在水中只有部分电离,故归为弱电解质。电解质溶液的导电能力的强弱只与自由移动的离子浓度及离子所带的电荷数有关,而 与电解质的强弱没有必然的联系。例如:一定浓度的弱酸溶液的导电能力也可能比较稀的强 酸溶液强。强电解质包括:强酸(如HC1、HN03、H2so4)、强碱(如Na OH、KOH、Ba(OH”)和大多数 盐(如Na Cl、Mg Ck、心0八NH)及所有的离子化合物
9、;弱电解质包括:弱酸(如OLCOOH)、弱碱(如NIL 压0)、中强酸(如H3P,注意:水也是弱电解质。共价化合物在水中才能电离,熔融状态下不电离举例:KHSO在水中的电离式和熔融状态下电离式是不同的。(3)离子方程式:定义:用实际参加反应的离子符号表示离子反应的式子使用环境:离子程式在水溶液或熔融状态下才可用离子方程式表示2、离子方程式的书写离子反应是在溶液中或熔融状态时进行时反应,凡非溶液中进行的反应一般不能写离子 方程式,即没有自由移动离子参加的反应,不能写离子方程式。如NH1固体和Ca(OH):固体混合加热,虽然也有离子和离子反应,但不能写成离子方程式,只能写化学方程式。即:2NH.C
10、l(|W|)+Ca(0H)2(g)Ca CL+ZFLO+2NH3 t(2)单质、氧化物在离子方程式中一律写化学式;弱酸(HF、/S、HC10、H2s03等)、弱碱(如 NH3山0)等难电离的物质必须写化学式;难溶于水的物质(如Ca C03、Ba SOs FeS、PbS、Ba S04,Fe(OH)3等)必须写化学式。如:C02+20H=C032-+H20 Ca C0;!+2H+=C02 t+H20+Ca2+(3)多元弱酸的酸式盐的酸根离子在离子方程式中不能拆开写。如Na HSCh溶液和稀硫酸反 应:HS03+H=SO2 t+H-0(4)对于微溶物的处理有三种情况;在生成物中有微溶物析出时,微溶物
11、用化学式表示。如Na 2so i溶液中加入Ag NQs,溶液:2A/+S0/=AS0 I当反应物里有微溶物处于溶液状态(稀溶液),应写成离子的形式。如C02气体通人澄 清石灰水中:C02+Ca2t+20H-=Ca Ca I+也0当反应物里有微溶物处于悬浊液或固态时,应写成化学式。如在石灰乳中加入Na 2c03 溶液:Ca(OH)2+C032-=Ca C0,5 I+H20。(5)操作顺序或反应物相对量不同时离子方程式不同,例如少量烧碱滴人Ca(HC(h)2溶液 此时Ca(HC03)2过量,有 Ca2+HCO3+0H=Ca C03 I+H20少量Ca(HCO3)2溶液滴人烧碱溶液(此时Na OH过
12、量),有Ca2+2OH+2HCO3=Ca C03 I+C(V-+2&01.离子共存问题(1)“不共存”情况归纳离子之间相互结合呈沉淀析出时不能大量共存。如形成Ba SO,Ca S0 H2SiO:i Ca(OH)2 Mg S03 Mg C03 PbCLs H2s04、Ag 2s0”等。离子之间相互结合呈气体逸出时不能大量共存,如:H,与S2 HC(V、S032 HSO3-和 0H与NH:等,由于逸出回、CO2、SO2、NR等气体或S?-变成HS,CO(变成HC03而不能大量 共存。离子之间相互结合成弱电解质时不能大量共存。如:4与CKCOO、OH、P0等离子,由于生成CH3COOH上0、HP。/
13、、H2POJ、H3PO而不能大量共存。离子之间发生双水解析出沉淀或逸出气体时不能大量共存,如Ar与AIO2、Fe”与 HCOJ、A1与 HS、S、HC03 CO广等离子。离子之间发生氧化还原反应时不能大量共存,如:Fe与S Fe与丁等。离子之间相互结合成络离子时不能大量共存。如Fe与SCN.生成Fe(SCN)。Ag NH,0H 生成Ag(NH3)2;Fe与 C6KOH 也络合等(2)离子在酸性或城性溶液中存在情况的归纳。某些弱碱金屑阳离子,如:Zn2 Fe、Fe2 Cu2 Ar、NH;、Pb2 Ag,等。在水溶 液中发生水解,有0H.则促进水解生成弱碱或难溶的氢氧化物。故上述离子可和H*(在酸
14、性溶 液中)大量共存,不能与0H(在碱性溶液中)共存。但有N03存在时的酸性溶液,Fe?+等还原 性离子不与之共存。某些弱酸的酸式酸根离子,如HCO3、m一等可和酸发生反应,由于本身是酸式酸根,故又可与碱反应,故此类离子与叶和OH-都不能共存。某些弱酸的阴离子,如:ch3c o(X、S2 CO32 PO43 A1O2 SO32 CIO、SiO32-一等离子在水溶液中发生水解,有H则促进其水解,生成难电离的弱酸或弱酸的酸式酸 根离子。所以这些离子可和OH(在碱性溶液中)大量共存,不能与H+(在酸性溶液中)大量 共存。强酸的酸根离子和强碱的金属阳离子,如:C、Br、I SQf、NO3、K Na*等
15、离 子,因为在水溶液中不发生水解,所以不论在酸性或碱性溶液中都可以大量共存。但SO.2-与Ba?一不共存。某些络离子,如Ag(NH3)2;它们的配位体能与结合成NH3 Ag(NH3)2+2H=Ag+2NHJ所以,它们只能存在于碱性溶液中,即可与OFT共存,而不能与4共存。分析:“共存”问题,还应考虑到题目附加条件的影响,如溶液的酸碱性、PH值、溶液 颜色、水的电离情况等。第三讲、化学反应中的能量变化1、化学反应的能量能量变化遵循能量 守恒原理化学能转化为热能放热反应 类型吸热反应能量利用新能源的开发反应物的总能量大于生成物的总能量反应物的总能量小于生成物的总能量燃料充分燃烧减少污染2、反应热的
16、知识结构,含义与键能的关系反应热 表示方法单位:kJ/mol符号:化学反应中的能量的变化燃烧热 中和热L种类意义I热化学方程式Y书写方法L有关计算1.化学反应及其能量变化任何一个化学反应中,反应物所具有的总能量与生成物所具有的总能量总不会相等的。在新物质产生的同时总是伴随着能量的变化。2.放热反应和吸热反应(1)放热反应:即有热量放出的化学反应,其反应物的总能量大于生成物的总能量.(2)吸热反应:即吸收热量的化学反应,其反应物的总能量小于生成物的总能量。3.化学反应中的能量变化示意图对于该“示意图”可理解为下列形式:反应过程反应过程由能量守恒可得:反应物的总能量:生成物的总能量+热量(放热反应
17、)反应物的总能量:生成物的总能量-热量(吸热反应)4.燃料充分燃烧的两个条件(1)要有足够的空气(2)燃料与空气要有足够大的接触面。5.热化学方程式与普通化学方程式的区别有三点不同(1).热化学方程式必须标有热量变化。(2).热化学方程式中必须标明反应物和生成物的状态,因为反应热除跟物质的量有关 外,还与反应物和生成物的聚集状态有关。(3).热化学方程式中各物质的系数只表示各物质对应的物质的量,因此,有时可用分 数表示,但要注意反应热也发生相应变化。书写热化学方程式时明确以下问题:(1)反应放出或吸收的热量的多少与外界的温度和压强有关,需要注明,不注明的指 l Ol kPa和25时的数据。(2
18、)物质的聚集状态不同,反应吸收和放出的热量不同,因此要注明反应物和生成物的 聚集状态。(3)热化学方程式中的热量数据,是与各化学计量数为物质的量时相对应的,不是几个 分子反应的热效应。因此式中化学计量数可以是整数,也可以是分数。一般出现分数时是以 某一反应物或生成物为“Imo l”时其它物质才出现的。(4)无论热化学方程式中化学计量数为多少,AH的单位总是KJ/mo l,但AH的数值与 反应式中的系数有关。6.燃烧热(1)概念:在l Ol kPa时-,Imo l物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫做 该物质的燃烧热。燃烧热的单位一般用kJ/mo l表示。注意:完全燃烧,是指物质中下列
19、元素完全转变成对应的物质:C-CO2,H-HzO,S-SO2 等。(2)表示的意义:例如C的燃烧热为393.5kJ/mo l,表示在l Ol kPa时,Imo l C完全燃烧 放出393.5kJ的热量。7.中和热(1)概念:在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应而生成Imo HLO,这时的反应热叫中和热。(2)中和热的表示:H+(a q)+OH(a q)=H20(1);AH=-57.3kJ/mo lo8.使用化石燃料的利弊及新能源的开发(1)重要的化石燃料:煤、石油、天然气(2)煤作燃料的利弊问题煤是重要的化工原料,把煤作燃料简单烧掉太可惜,应该综合利用。煤直接燃烧时产生S02等有毒气体和烟尘,对环境
20、造成严重污染。煤作为固体燃料,燃烧反应速率小,热利用效率低,且运输不方便。可以通过清洁煤技术,如煤的液化和气化,以及实行烟气净化脱硫等,大大减少燃煤 对环境造成的污染,提高煤燃烧的热利用率。(3)新能源的开发调整和优化能源结构,降低燃煤在能源结构中的比率,节约油气资源,加强科技投入,加快开发水电、核电和新能源等就显得尤为重要和迫切。最有希望的新能源是太阳能、燃料电池、风能和氢能等。这些新能源的特点是资源丰 富,且有些可以再生,为再生性能源,对环境没有污染或污染少。理解中和热时注意:稀溶液是指溶于大量水的离子。中和热不包括离子在水溶液中的生成热、电解质电离的吸热所伴随的热效应。中和反应的实质是r
21、 t和oh化合生成h2o,若反应过程中有其他物质生成,这部 分反应热也不在中和热内。第二章:碱金属第一讲钠及其化合物,-N a2O 2I N a.N aO H,a N a2c O 3;N a H C O 3Na2O、钠1.钠的结构与性质的关系(1)原子结构:/,钠有三个电子层,原子半径较大,最外层只有一个电子,故钠很容易失去最外层一个电 子,化学性质很活泼,表现出强还原性。(2)化合价:钠元素的化合价只有。价和+1价。单质失电子,只具有还原性,并且反 应后只能生成+1价的化合物。(3)晶体结构:钠的晶体中存在金属键,属金属晶体。但由于钠只有一个价电子,且 半径较大,因此钠的金属键较弱,故钠的熔
22、沸点较低,硬度较小。2.物理性质金属钠很软,用刀切开可以看到它具有银白色的金属光泽,是热和电的良导体;它的密度 为0.97g/c m,比水的密度还小;而且熔点(97.8)、沸点(882.9)都较低。3.化学性质跟氧气反应:与空气接触缓慢氧化:4Na+02=2Na20在空气(或氧气)中燃烧:2Na+02=Na z()2(黄色火焰)以上反应说明电()2比Na20稳定。与非金属反应在氯气中燃烧:2Na+CL=Na Cl(白烟)钠与硫混合研磨即生成Na 2s 2Na+S=Na 2s钠与水反应,可见到下列现象:钠投入水中并浮在水面上一密度小于水。钠立即跟水反应,并放出热量,发出嘶嘶响 声,产生气体。同时
23、钠熔成一个闪亮的小球并在水面上向各方向迅速游动最后消失一熔 点低。反应后的水溶液使酚醐变红与水反应生成Na OH。钠与酸反应:钠与酸的反应比水反应更激烈,极易爆炸,要特别小心。2Na+2H2。=2Na OH+H2 t(5)钠与盐溶液的反应(实质上是先与水反应生成Na OH,Na OH再与盐反应):与Cu SOi溶液反应2Na+2H20=Na 0H+H2 t(1)Cu S0i+2Na 0H=Na2S0i+Cu(0H)2(2)合并得2Na+2H20+Cu S0.尸Na 2so l+Cu(OH)2;+H2 t与FeCL溶液反应6Na+6H20+2FeCL=6Na Cl+2Fe(OH)3 I+3H2
24、t注意:钠和盐溶液反应,不能置换出盐中的金属,这是因为金属阳离子在水中一般是以 水合离子形式存在,即金属离子周围有一定数目的水分子包围着,不能和钠直接接触。4.钠的存放和取用少量金属钠可保存在煤油里,大量的金属钠则存人在铁筒中用石蜡密封。取用时一般先 用镜子把钠从煤油中夹出来,并用滤纸把表面的煤油吸干,然后用小刀切下绿豆大小的一块 再做有关实验。5.钠的存在与用途自然界中钠只能以化合态的形态存在,主要以氯化钠的形式存在。钠是一种强还原剂,工 业上用它还原金属钛、错、锯等;另外钠和钾的合金在常温下呈液态,是原子反应堆的导热 剂;钠也可用于制高压钠灯。二、钠的化合物1.氧化钠和过氧化钠在组成上两者
25、都属于钠的氧化物,但因含氧量不同,在结构、性质上存在差异,现将两者 比较见下表。2.钠的重要化合物(1)硫酸钠Na,SO.Na 2so i10山0,俗名:芒硝。在玻璃、造纸、纺织、染色、制水玻璃等工业上广泛应用,氧化钠过氧化钠色、态白色固体淡黄色固体化学式Na zON a2(L电子式Na+:电2-/心醉桥a+氧元素的 化合价-2-1稳定性不稳定,在空气中继续被氧化稳定,加热至熔化时也不分解与h2o反应 的方程式Na20+H20=2Na 0H2Na202+2H20=4Na 0H+02 与C02反应 的方程式Na zO+CCh=Na 2c O32 N a2()2+2 cozrZN azC C h+
26、Oz医药上用作缓泻剂,其在自然界中主要分布在盐湖及海水中。(2)氢氧化钠氢氧化钠俗称烧碱、火碱、苛性钠。强碱,具有碱的通性。工业制法:电解 2Na Cl+2H20 Na OH+CL t+&tNa 2c O3 十 Ca(0H)2=Ga C03 I+2Na OH(3)碳酸钠与碳酸氢钠碳酸钠碳酸氢钠俗名苏打,纯碱小苏打色、态白色粉末白色细小晶体水溶性易溶可溶热稳定性稳定,受热不易分解不稳定,易受热分解与酸反应C 032+H20 i HC O3+0HHC OJ+山0=?H2 co3+OHHC Os-H2 C O3+OH H有一步水解与碱反应(Ca(0H)2)N a2 cO3 十 C a(OH)2=C
27、aC 03 I+2 N aOH与其他碱不反应2 N aHC 03 十 C a(OH)2=C aC 031+N a2 co3+2 H2 O与Ca CL溶液反应N a2 c。3 十 C aC l2=C aC 03 I+2NaCl无沉淀生成,反应不能发生相互转化N a2 cOs 32+hzu、N aHC 0:3加热或N aOH主要用途广泛用于玻璃、制皂、造纸、纺织等工业,生活中的洗涤 剂发酵粉、医疗上中和胃酸过 多难点点拨1.过氧化钠与水、酸反应都是过氧化钠和反应生成过氧化氢52。2)和钠离子,压。2分 解成H,0和02得2er z i 42 H2O2-2 H2O+O2*I_J失2e2.碳酸氢钠和碳
28、酸钠的制法制取Na HCOs的方法减压低温蒸干Na HCOs溶液。Na HCS遇热易分解,其水溶液加热更易分解,所以不可能 采用常压下蒸发溶剂的方法制得Na HC03晶体。往饱和Na 2c溶液中通入(XL,过滤得到晶体。Na2C03+C02+H20=2Na HC03制取Na 2c O3的方法往饱和食盐水中依次通人足量的N&、C02(氨碱法),利用Na HCCh的溶解性小于NHHG03的 溶解性原理,使Na HC(L从溶液中析出(依次通人CM NM至饱和行吗?):NH:i+H20+C02=NH1HCQ!NH4HCO3+Na Cl=Na HC03 I+NH4c l(制纯碱的2Na HC03=Na2
29、C03+CO2 t+H0(工业方法)第二讲碱金属元素一、碱金属单质的物理性质1、相似性:软可切,银白色(铜略带金色光泽)丽光泽、密度小、熔沸点较低,良好 的导电导热性。2、递变规律:熔点、沸点逐渐降低,密度呈增大趋势(P k Rb、Cs与氧气反应,都生成比过氧化物更复杂的氧化物)。氢气:Na、K、Rb、Cs与氢气反应,都生成 RH。与硫等大多多数的非金属起反应。2、跟水的反应碱金属都能跟水反应生成氢氧化物和氢气。2R+2H2。=2R0H+H2 t随着原子的电子层数增多、原子半径的增大,碱金属的活动性增强,与水反应越剧烈。四、焰色反应定义:某些金属或它们的化合物在灼烧时使火焰呈特殊的颜色。这在化
30、学上叫做焰色 反应。焰色反应鉴别盐类的步骤:伯丝在火焰上灼烧至原火焰色蘸取溶液(沾取固体)放在火焰上灼烧,观察火焰 颜色,观察钾火焰颜色要透过蓝色的钻玻璃去观察。盐酸洗柏丝钳丝在火焰上灼烧至原 火焰色(如不能灼烧至原火焰色,则需再酸洗,再灼烧)。再蘸取(沾取)另外化学药品 进行实验。钾、钠焰色反应颜色:钾紫色(透过蓝色钻玻璃)钠-黄色五、钾肥通常使用的钾肥:氯化钾、硫酸钾、碳酸钾,由于均易溶于水,在施用时要防止雨水 淋失。草木灰中含碳酸钾。六、常见钠的化合物的化学式和俗称:名称氢氧化钠氯化钠硫酸钠晶体钠晶体化学式Na OHNa ClNa2S04 IOH2ONa2C03 IOH2O俗称苛性钠、火
31、碱、烧碱食盐芒硝苏打、纯碱名称碳酸氢钠硫代硫酸钠硅酸钠硝酸钠化学式Na HCO:,Na 2s,5H2。Na zSiO?Na NCh俗称小苏打大苏打、海波泡花碱、水溶液 叫水玻璃智利硝石重点、难点点拨1.钠氧化物制取当钠在氧气中燃烧时,生成的产物是过氧化钠。这是因为氧化钠不稳定,会跟氧气继续 起反应,生成过氧化钠。所以工业常用钠在氧气中燃烧制过氧化钠:2Na+02=Na 202 氧化钠一般用间接方法来制取,如:2Na N02+6Na=4Na20+N2 t2.碱金属中的一般和特殊之处(l)Na、K需保存于煤油中,但Li的密度比煤油小,所以Li必须保存在密度更小的石蜡 油中或密封于石蜡。(2)碱金属
32、中,从LifCs,密度呈增大的趋势,但p(K)=0.862g/c mp(Na)=O.971e/c m%(3)酸式盐的溶解度一般大于正盐,但溶解度Na HCQKNa 2c(4)氧在化合物中一般显-2价,氢显+1价,但瞌02、H2O2中的氧显T价,Na H、Ca Fk中 的氢显T价。(5)试剂瓶中的药品取出后,一般不能放回原瓶,但碱金属Na、K等除外。(6)一般活泼金属能从盐中置换出不活泼金属,但对于非常活泼的金属Na、K等除外。如:2Na+Cu S0.1+2H20=Cu(0H)2 I=H2 t+Na2s0。第三章:物质的量第一讲物质的量与气体摩尔体积一、物质的量1.物质的量是国际单位制中七个基本
33、物理量之一用物质的量可以衡量组成该物质的基本单元(即微观粒子群)的数目的多少,符 号n,单位摩尔(mo l),即一个微观粒子群为l mo l。2.摩尔是物质的量的单位摩尔是国际单位制中七个基本单位之一,它的符号是mo l。“物质的量”是以摩尔 为单位来计量物质所含结构微粒数的物理量。使用摩尔这个单位要注意:.量度对象是构成物质的基本微粒(如分子、原子、离子、质子、中子、电子等)或它们的特定组合。如Imo l Ca CL可以说含Imo l Ca。2mo ic1或3mo l阴阳离子,或含 54mo i质子,54mo l电子。摩尔不能量度宏观物质,如“中国有多少摩人”的说法是错 误的。.使用摩尔时应
34、该用化学式或微粒的符号指明物质微粒的种类。如“Imo l氢”的 说法就不对,因氢是元素名称,而氢元素可以是氢原子(H)也可以是氢离子(H+)或 氢分子(山),不知所指。如Imo l H表示Imo l氢原子,Imo l l L表示Imo l氢分子(或 氢气),Imo l H.表示Imo l氢离子。因此在使用mo l时一定要确切地指明微粒的种类。.多少摩尔物质指的是多少摩尔组成该物质的基本微粒。如Imo l H3Po i表示Imo l 磷酸分子,而不是Imo l磷原子或Imo l氢原子。3.阿伏加德罗常数是建立在物质的量与微粒个数之间的计数标准,作为物质的量(即组成物质的基本单元或微粒群)的标准,
35、阿伏加德罗常数自身是以0.012kg(即 12克)碳T2原子的数目为标准的,即1摩任何物质的指定微粒所含的指定微粒数目 都是阿伏加德罗常数个,也就是12克碳72原子的数目。经过科学测定,阿伏加德罗 常数的近似值一般取6.02X10*单位是mo Fl用符号N.表示。微粒个数(N)与物质 的量(n)换算关系为:ii=N/Na4.摩尔质量(M):摩尔质量是一个由质量和物质的量导出的物理量,将质量和物质的量联系起来,不同于单一的质量和物质的量。摩尔质量指的是单位物质的量的物质所具有的质量,因此可得出如下计算公式:n=m/M由此式可知摩尔质量单位为克/摩(g/mo l)。根据公式,知道任两个量,就可求
36、出第三个量。当然对这个公式的记忆,应记清每一个概念或物理量的单位,再由单位 理解记忆它们之间的换算关系,而不应死记硬背。.摩尔质量指Imo l微粒的质量(g),所以某物质的摩尔质量在数值上等于该物 质的相对原子质量、相对分子质量或化学式式量。如Imo l COz的质量等于44g,C02的摩 尔质量为44g/mo l;Imo l Cl的质量等于35.5g,Cl的摩尔质量为35.5g/mo l;Imo l Ca2-的质量等于40g,Ca?一的摩尔质量为40g/mo l;Imo l Cu SOi-5H20的质量等于250克,Cu S04540的摩尔质量为250g/mo l。注意,摩尔质量有单位,是g
37、/mo l,而相对原子 质量、相对分子质量或化学式的式量无单位。.Imo l物质的质量以克为单位时在数值上等于该物质的原子量、分子量或化学式 式量。5.物质的计量数和物质的量之间的关系化学方程式中,各反应物和生成物的微粒个数之比等于微粒的物质的量之比。二、气体摩尔体积理解当粒子数相同的条件下,固、液态体积由粒子大小决定,气体体积主要由分子间距 离决定。主要知识点1.在理解标况下气体摩尔体积这一特例时,应强调以下4点:标准状况物质的量为 Imo l任何气体物质约为22.4L只有符合这些条件,22.4L才是Imo l任何气体在标准 状况下的体积。因此,非标准状况下或固、液态物质,不能使用22.4L
38、/mo l.2.阿伏加德罗定律同温同压下体积相同的任何气体都含有相同的分子数即阿伏加德罗定 律。由此可见气体的体积比在同温同压下必等于分子数比。由此可以导出同温同压下不同气 体间的关系:(1)同温同压下,气体的体积比等于物质的量比:/=/冲(2)同温同容下,气体的压强比等于物质的量比:与/弓=/勺(3)同温同压下,气体的摩尔质量比等于密度比:圾/必辿。(4)同温同压下,同体积的气体质量比等于摩尔质量比:册,小广乂人叫(5)同温同压下,同质量气体的体积比等于摩尔质量的反比:/匕=%陷 此外还在运用时要结合物理中的同物质的量的气体在同温时,其体积与压强成反比;气体体积与热力学温度在同压条件下成正比
39、。3.(1)由标准状况下气体密度求相对分子质量:Mr=22Ad(2)由相对密度求气体的相对分子质量:若为对氢气的相对密度则为:My=d处,(3)求混合气体的平均相对分子质量(/?):即混合气体Imo l时的质量数值。在已知 各组成气体的体积分数时见,若为质量分数见:M,=a%x此+%+.沅=1他+%+她+%+)(4)由同温同压下气体反应时的体积比求分子数比,进而推分子式。(5)直接将气体摩尔体积代入有关化学方程式进行计算。(6)气体反应物的体积比即分子数比可便于找出过量气体。第二讲物质的量浓度和溶解度一、溶质的溶解过程;1、溶质溶溶质分子或离子扩散过程一物理过程吸热“溶质分子或离子水合过程一化
40、学过程一一放热溶质溶解于水温度升高、降低还是基本不变取决于扩散过程吸收的热量与水合过程放出 的热量大小.浓H2so 4、Na OH固体溶于水放出大量的热,NH4NO3溶于水吸收大量的热,Na Cl 等溶于水温度基本不变.2、溶解平衡:一定温度、一定量的溶剂,溶质溶解的速率等于结晶速率,溶解达到平衡状 态,溶液浓度不再变化.Ag 2so心);一,2Ag+SO42-平衡移动诵1勒夏特列原理判断移动方向.思考:Ag 2s04溶于水达到溶解平衡改变下列条件中的一个,平衡向哪个方向移动?升温 再加Ag 2s04 加入Ag N3 Ag NO3 加入Ba Cl2 加压(答:向右不移动向左向右不变)正因为溶解
41、平衡的存在,任何溶质都不能无限制地溶解到水里,一旦达到溶解平衡形成 的溶液称为饱和溶液.升温、加溶剂饱和溶液、不饱和溶液韦温、加溶质注意:饱和与不饱和溶液是相对的,一定要注意前提条件:“一定温度、一定量溶剂”,否 则没有任何意义;升高温度是否所有饱和溶液均能转化为不饱和溶液?(不对一,如 Ca(OH)2);饱和溶液与浓溶液、不饱和溶液与稀溶液之间没有明确关系,只有在同温度,相同溶质、饱和溶液比不饱和溶液浓一些.3、固体溶解度(S)影响因素J溶质溶剂本性内因,温度-外因意义:已知溶解度n J 100g水最多能溶解溶质质量1饱和溶液的质量分数溶解度与溶解性关系S0.01g难溶0.01g Sl g
42、微溶 l g S10g易溶4、溶解度曲线会绘制曲线(用光滑的曲线)意义/线表示溶解度随温度变化情况温度升高有些S增大温度升高有些S基本不变 温度升高个别s降低|线上的任一点表示溶质在某温度下的溶解度川线上方的点表示饱和溶液加晶体线下方的点表示不饱和溶液交点一一不同溶质在某温度下溶解度相同.5、气体溶解度:指标准状况1体积水所能溶解气体的体积.常见气体溶解度:CO2:1 CL:2 H2S:2.6 SO2:40 HC1:5OO NH3:700影响因素:温度一T升高,溶解度减小 压强-P增大,溶解度增大二、溶液浓度1、溶质的质量分数(1)定义:溶液中溶质的质量分数是溶质质量与溶液质量之比(2)表达式
43、押的质量分数=鬻瞌皿(3)特点:质量相同、溶质的质量分数也相同的任何溶液里,含有溶质的质量相等,但是溶质 的物质的量不同。2、物质的量浓度(1)定义:以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示的溶液组成的物理量,叫做溶质B 的物质的量浓度。用符号cb表示,单位mo l/L或mo l/m(2)表达式:注意:溶液体积的单位是L。(3)特点:体积相同,物质的量浓度也相同的任何溶液里,含有溶质的物质的量都相同,但是 溶质的质量不同。(4)物质的量浓度溶液中溶质的微粒数目计算:对于非电解质,同体积同浓度的任何溶液所含 溶质的分子数目相同;对于强电解质,同体积同浓度的任何溶液所含溶质离子的数目不一定相同。
44、3、物质的量浓度溶液的配制(1)仪器:托盘天平、量筒、烧杯、容量瓶、玻璃棒、胶头滴管(2)步骤:计算称量溶解转移洗涤定容摇匀装瓶贴签 4、物质的量浓度的有关计算(1)计算依据:以物质的量为核心的换算关系微粒个数(N)(标况)气体体积(L/tn o l)V(L)X Vm(L/mo l)n(mo l)4-M(g mo l)质量 m(澳出物质的量2.计算类型(1)有关概念的计算XV(溶液体积)物质的量浓度 c(r n o l/L)cb=ynB=m/M(2)溶液中溶质的质量分数、溶解度与溶质的物质的量浓度的换算f c/3)义 iooo.l x 9 mol)iZ(DL)xlLxM(gfmol)x 1QQ
45、%Q(g/c“3)X1000掰A%=100S/(100+S)%。(3)一定物质的量浓度溶液的稀释c(浓)V(浓)=c(稀)V(稀)第四章:卤素第一讲氯气和卤素知识网络:(1)原子结构(2)卤素的性质相同点:原子最外层有7个电子 不同点:核电荷数逐渐增大 电子层数逐渐增多 原子半径逐渐增大相似性递变性卤素单质间的置换反应卤素单质的特性卤离子的检验知识要点:一、氯气的性质1.氯气的物理性质黄绿色有刺激性口味的有毒气体易液化(氯气一常压-34 C-液氯)密度比空气大能溶于水(1体积水溶解2体积氯气)2.氯气的化学性质(C1原子最外层有7个电子,氯气表现强氧化性.)与金属反应CL与绝大多数金属能反应(
46、除极少数不活泼金属),且变价金属(如 Fe)一般能氧化到最高价.2Na+CL=2Na Cl(白烟)2Fe+3c L=2Fe Ch(棕褐色)思考:常温Fe能否与干燥CL反应?你能举出实例吗?(不能,除非潮湿CL液氯用钢瓶盛装运输)CU+C12 Cu Cb(棕黄色的烟)注意:由Cu在C12中燃烧的现象说明无水Cu C12为棕黄色固体,只有溶于水其颜 色由于浓度不同显绿色或蓝色.与非金产的反应H2+Cb=3=2HCl(氢气在氯气中燃烧,发出苍白色火焰,瓶口有白雾生成。)H2+C12=2HC1(也与CL在光照时发生爆炸)2P+3C12 2PCh PC13+C12=PC15反应现象:有白色烟雾生成中学化
47、学中唯一的烟、雾同时生成的一个反应.Si+2c L SiCL工业制单晶硅(高纯硅)的重要反应.与水的反应Q2+H2O HC1+HC1O(歧化反应)氯气和水混合液称氯水新制氯水存在的微粒(3分子、4离子):Cb、HC1O、H2O.Cl OH.CIO-久置后变成稀盐酸。HC1O的性质不稳定性:2HC1O=学=2HC1+O2 t(保存在棕色的细口瓶)弱酸性:HC1O-IT+C1O-有强氧化性:可用来漂白、杀菌、消毒。与碱的反应Cl2+2Na OH=Na Cl+Na Cl O+H2O主要用来吸收多余Cl22C12+2Ca(OH)2=Ca Cl2+Ca(Cl O)2+2H2O工业用来制取漂白粉.漂白粉的
48、主要成分是Ca CL和Ca(Cl O)2o有效成分是Ca(Cl O)2o 其漂白原理是 Ca(Cl O)2+H2O+CO2=Ca CO3+2HC1O。与其它还原性化合物反应如:S2-H2S、B、Fe2+、SO32-SO2 I-与有机物的反应取代反应 CFU+Cl2 上*CH3c l+HC1力口成反应 CH2=CH2+C12 CH2 ClCH2 Cl二、实验室制氯气反应原理:Mn O2+4HCl(浓)3 Mn Ch+Cl2 t+2H2O盐酸起还原剂与酸的作用,盐酸必须是浓盐酸。除杂装置(洗气)除去Cb中少量HC1、水蒸气,可先通入饱和食盐水除去HC1,再通过浓H2s04(或P2O5或Ca Cb)
49、除去水.收集方法:用向上排空气法,或排饱和食盐水。验满方法:观察法(黄绿色)湿淀粉一一KI试纸(或品红试纸)湿石蕊试纸 浓NH3水,302+8NH3=6NUC1+N2尾气吸收装置烧杯中盛有Na OH溶液(不能用水代替)三、卤素1.卤族元素的原子结构元素名称赢、氯浸、碘元素符号FC1BrI核电荷数9173553最外层电子数最外层电子数都是7电子层数2345由少到多原子半径由小到大F a Br I2.卤族元素单质的物理性质化学式f2C12Bf2I2物理性质颜色由浅到深状态由气体到液体到固体密度由小到大熔沸点由低到高CL、Br2 I2在不同溶剂中的颜色.3.卤族元素单质的化学性质水CC14汽油(苯)
50、Cl2黄绿色黄绿色黄绿色Bn橙色橙红色橙红色I2棕黄色紫色紫红色4.X2及X-的检验:(DCL:湿润的淀粉-KI试纸:试纸变蓝色,后褪色化 学 性 质与H2反应反应条件由易到难 H2+x2=2HX(X=F、Cl、Br、I)生成物的稳定性由小到大与H2O反应剧烈程度由反应剧烈到反应困难方程式x2+H2o=HX+HXO(X2=C12、Bn、L)2F2+2H2O=4HF+O2与卤化物反应被置换的离子反 应条件c r Br,rBr、rr反应条件从熔融物 中水溶液或熔 融状态水溶液或 熔融状态或:通入硝酸银溶液中出现不溶于稀硝酸的白色沉淀。Br z(气):与Cb同(3)12:淀粉(4)X:方法一:加入硝