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第一部分 基础知识
一、物质的量
1.物质的量
(1)物质的量的单位是摩尔()。
(2)1 任何微粒所含的微粒数=0.012 一种碳原子(12C)所含的碳原子数=6.02×1023
(3)阿伏加德罗常数:6.02×1023 -1称为阿伏加德罗常数()。
(4)物质的量(n)、阿伏加德罗常数()与微粒数(N)之间的关系:n = 。
2.摩尔质量
(1)定义:单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量(M),单位为g•-1。
(2)物质的摩尔质量数值上等于该物质的相对分子/原子质量。
(3)物质的量(n)、物质的质量(m)和物质的摩尔质量之间的关系:n = 。
3.气体摩尔体积
(1)定义:一定的温度和压强下,单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积(),单位为L•-1。
(2)标准状况下,≈22.4 L•-1。
(3)物质的量(n)、气体的体积(V)和气体摩尔体积()之间的关系:n = 。
4.物质的量浓度
(1)定义:以单位体积的溶液中所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量,叫做溶质B的物质的量浓度(),单位为•L-1 。
(2)在一定物质的量浓度的溶液中,溶质B的物质的量(n)、溶液的体积(V)和溶质的物质的量浓度()之间的关系:n = •V 。
(3)容量瓶:常用于配制一定体积、浓度准确的溶液。
二、胶体
1.定义:分散质的微粒直径介于1-100 之间的分散系称为胶体。
2.溶液、浊液、胶体的本质区别:分散质粒子的大小不同。
3.丁达尔现象:当可见光束通过胶体时,在入射光侧面可观察到光亮的通路,这种现象称为丁达尔现象。
4.丁达尔现象可用于检验溶液和胶体。
5.聚沉:胶体形成沉淀析出的现象称为聚沉。
6.引起胶体聚沉的条件:加入可溶性盐、加热、搅拌等。
三、离子反应
1.电解质:在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物称为电解质。
2.酸、碱、盐是电解质;其它化合物为非电解质。
3.离子反应:有离子参与的反应称为离子反应。
4.将化学方程式改写为离子方程式时,可溶性的酸碱盐要改写成离子形式,其它物质不改写。
四、氧化还原反应
1.定义:在反应过程中有元素化合价变化的化学反应叫做氧化还原反应。
2.氧化还原反应的本质:电子转移。
3.化合价升高——失去电子——被氧化/发生氧化反应/生成氧化产物——本身作还原剂/具有还原性;
化合价降低——得到电子——被还原/发生还原反应/生成还原产物——本身作氧化剂/具有氧化性。
五、原子结构
1.对一个原子来说:核电荷数=质子数=核外电子数
2.质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)
3.一般用符号A 表示一个质量数为A、质子数为Z的原子。
4.具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子称为核素。
六、元素周期律
1.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,这个规律叫做元素周期律。
2.元素周期律是由门捷列夫发现的。
3.原子、离子等粒子的半径大小比较:电子层数越多,半径越大;若电子层数相等,核电荷数越大,半径越小。
4.最高化合价=元素原子的最外层电子数;最高化合价+∣最低化合价∣=8 。
元素
C
N
P
S
最高价
最低价
+1
+2
+4
-4
+5
-3
+4
-4
+5
-3
+6
-2
+7
-1
最高价氧化物
及其水化物
2O
()2
2
H23
N2O5
3
2
H44
P2O5
H34
3
H24
2O7
4
气态氢化物
4
3
4
3
H2S
5.在元素周期表中,行称为周期,列称为族。
6.最外层电子数=周期序数;电子层数=主族序数。
7.同周期从左向右,元素原子的失电子能力逐渐减弱、得电子能力逐渐增强;
同主族从上到下,元素原子的失电子能力逐渐增强、得电子能力逐渐减弱。
8.元素原子的失电子能力越强,最高价氧化物的水化物碱性越强;
元素原子的得电子能力越强,最高价氧化物的水化物酸性越强,气态氢化物的稳定性越强。
七、化学键
1.定义:相邻原子间的强相互作用称为化学键。
2.共价键:原子间通过共用电子形成的化学键,叫做共价键。
3.离子键:阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键,叫做离子键。
4.金属元素原子与非金属元素原子间形成离子键,非金属元素原子间形成共价键。
旧化学键断裂(吸收能量E1)
旧化学键断裂(释放能量E2)
5.含有离子键的化合物称为离子化合物;只含有共价键的化合物称为共价化合物。
6.反应物 生成物 E1>E2 反应吸收能量;E1<E2 反应释放能量。
7.常见的放热反应有燃烧反应、中和反应、金属和酸的反应;
吸热反应有氢氧化钡晶体与氯化铵固体反应。
八、化学反应速率
1.定义:化学反应速率指的是单位时间里反应物浓度或生成物浓度的变化:v = 。
2.决定化学反应速率大小的因素:物质本身的性质。
3.提高化学反应速率的条件:增加反应物浓度、升高温度、增大反应物间的接触面积、使用催化剂等。
九、化学平衡
1.定义:在一定条件下可逆反应进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率相等,反应物和生成物的浓度不再发生变化,这种状态称为化学平衡状态。
2.化学平衡是一种动态平衡。
3.化学平衡的移动:当条件改变时,原来的化学平衡将被破坏,并在新的条件下建立起新的化学平衡。
十、原电池
1.定义:原电池是利用氧化还原反应将化学能转化成电能的装置。
2.形成原电池的条件:活动性不同的电极;电解质溶液;氧化还原反应;闭合回路。
3.负极——较活泼金属——失去电子(被氧化);
正极——较不活泼导体——得到电子(被还原)。
4.铜、锌、稀硫酸组成的原电池反应方程式:
负极: – 2 = 2+;正极:2 + 2 = H2↑;总反应: + 2 = 2+ + H2↑ 。
十一、无机物
1.无机物
钠
银白色金属,硬度小,熔点低,密度小
过氧化钠 2O2
淡黄色固体
氯气 2
黄绿色气体,有刺激性气味,有毒
氢氧化亚铁 ()2
白色
氢氧化铁 ()3
红褐色
亚铁离子溶液 2+
浅绿色
铁离子溶液 3+
黄色
一氧化氮
无色气体
二氧化氮 2
红棕色、有刺激性的有毒气体,易溶于水;形成光化学烟雾的原因
氨气 3
无色气体,有刺激性气味,极易溶于水
硝酸 3
无色、易挥发、有刺激性气味的液体
硫 S
黄色固体,不溶于水,易溶于二硫化碳(2)
二氧化硫 2
无色、有刺激性气味的有毒气体,易溶于水,有漂白性,能使品红退色,是形成酸雨的主要物质
溴、碘 2、I2
可以用四氯化碳将溴或碘单质从它们的水溶液中提取出来,这种操作属于萃取。
溴化银
常被用作感光材料
晶体硅
灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体,常用作半导体
二氧化硅 2
沙子、石英的主要成分,熔点高,硬度大;常被用来制造光导纤维
氧化亚铜 2O
红色
硫酸铜晶体 4•5H2O
蓝色
硫酸铜固体 4
白色
2.化学反应
2 + 2H2O = 2 + H2↑
钠投入水中现象:钠浮在水面上,熔成小球,四处游动,发出“嘶嘶”的响声,加入酚酞后溶液变红
4 + O2 = 22O
钠放置在空气中表面变暗
2 + O2 2O2
钠燃烧,产生黄色火焰,生成淡黄色固体
22O2 + 2H2O = 4 + O2↑
22O2 + 22 = 223 + O2
过氧化钠可作为呼吸面具和潜水艇里氧气的来源
2 + 3223
产生棕色的烟
+ 2 2
产生棕黄色的烟
H2 + 2 2
产生苍白色火焰
2 + H2O = +
有漂白作用,2可用作漂白剂(2不能使干燥的红纸条退色)
2 + 2 = + + H2O
4()2 + O2 + 2H2O = 4()3
白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色
3+ + 3- → 显红色
可用溶液检验3+
+ 2 = 2+ + H2↑
具有还原性
23+ + = 32+
3+具有氧化性
2+ + = + 2+
22+ + 2 = 23+ + 2-
2+既有氧化性又有还原性
23 + 2 = 2 + H2O + 2↑ 3 + = + H2O + 2↑
3 + = 23 + H2O 2323 + H2O + 2↑
23
使空气中游离态的氮转化为含氮化合物叫做氮的固定(固氮)
2 + O2 = 22
32 + H2O = 23 +
3 2O = 3·H2O N2 + O2放电
22 + 3H2
3·H2O 4+ + -
3·H2O呈弱碱性,氨水能使酚酞溶液变红
3 + = 4
产生白烟
43 + 5O24 + 6H2O
43 3↑ + H2O + 2↑
4 3↑ + ↑
4+ + - 3↑+ H2O
24()22 +23↑+ 2H2O
实验室制氨气,用湿润的红色石蕊试纸检验氨气是否收集满
43受热或见光
42↑ + O2↑ + 2H2O
为了防止硝酸见光分解,一般将它保存在棕色试剂瓶里
+ 43(浓) = (3)2 + 22↑ + 2H2O
常温下,浓硝酸可使铁、铝钝化
3 + 83(稀)= 3(3)2 + 2↑+ 4H2O
C + 43(浓) 2↑+ 22↑+ 2H2O
浓、稀硝酸有强氧化性
+ S
S + O2 2
2 + O223
2H2S + 2 = 3S + 2H2O
+ 2H24(浓)4 + 2↑+ 2H2O
在常温下,浓硫酸使铁、铝钝化
C + 2H24(浓) 2↑+ 22↑+ 2H2O
浓硫酸表现强氧化性
C + 2H24(浓) 2↑+ 22↑+ 2H2O
浓硫酸表现强氧化性
2 + 2 2 + C
2 + 2 = 2 + 2
2 + 2 = 2 + I2
2 + 2 = 2 + I2
氧化性:2 > 2 > I2
+ O2 2
2 + 2 + 2↑
工业制硅
2 + 2 = 23 + H2O
2 + 3
2属于酸性氧化物
2 + 4 = 4↑ + 2H2O
此反应常被用来刻蚀玻璃
2 + 33 + 2↑
2 + 2323 + 2↑
生产玻璃发生的主要的化学反应
4 + 3O2 22O3
铝在氧气里燃烧,发出耀眼的白光
2O3 + 2 2O3 + 2
铝热热反应,常用于焊接钢轨
2 + 6 = 23 + 3H2↑
2 + 2 + 6H2O = 2[()4] + 3H2↑
3 + 33·H2O = ()3↓ + 34
()3 + 3 = 3+ + 3H2O
()3 + - = [()4]-
()3属于两性氢氧化物,既能与强酸反应,又能与强碱反应
2O3 + 6 = 23+ + 3H2O
2O3 + 2- + 3H2O = 2[()4]-
2O3属于两性氢氧化物,既能与强酸反应,又能与强碱反应
2 + O2 + H2O + 2 = 2()23
2 + O2 2 2 + S 2S
4 22O + O2↑
黑色固体变红
4•5H2O 4 + 5H2O↑
蓝色固体变白
十二、有机物
1.有机物
有机物
仅由碳和氢两种元素组成的有机化合物总称为烃。
化合物具有相同的分子式,但具有不同结构的现象,叫做同分异构现象;
具有相同分子式而结构不同的两种化合物互为同分异构体(如正丁烷和异丁烷)。
甲烷
分子式:4(正四面体型) 甲烷是天然气、沼气、瓦斯的主要成分
石油
石油主要是由含有不同数目碳原子的烃组成的复杂混合物
可以通过分馏、裂化、裂解来炼制石油
乙烯
分子式:C2H4 结构:2=2(平面型)
乙烯是无色、稍有气味的气体,难溶于水,可用来催熟果实
乙烯能使酸性4溶液退色(乙烯被氧化)
煤
煤是由有机化合物和无机化合物组成的复杂的混合物
将煤隔绝空气加强热使其分解的过程叫做煤的干馏
苯
分子式:C6H6 结构:或(平面型)
苯是无色、有特殊气味、有毒的液体,密度比水小,难溶于水
苯不能与酸性4溶液反应
苯不能与溴水反应,向溴水中加入苯,振荡,静置:上层橙色,下层无色(萃取)
乙醇
结构:32(—称为羟基) 乙醇俗称酒精,是优良的有机溶剂
乙酸
—C—
O
结构:3 (—称为羧基) 乙酸俗称醋酸,有酸性,能使紫色的石蕊溶液变红
油脂
油脂可用来制取高级脂肪酸和甘油
糖类
由C、H、O三种元素组成
糖类分为单糖(不水解,如葡萄糖、果糖)、二糖(如蔗糖、麦芽糖)、多糖(如淀粉、纤维素)
淀粉水解最终生成葡萄糖
蛋白质
属于有机高分子化合物,水解生成氨基酸
浓的盐溶液会使蛋白质从溶液中析出,不影响蛋白质的生理活性;紫外线照射、加热或加入有机化合物、酸、碱、重金属盐(如铜盐、铅盐、汞盐等)会使蛋白质聚沉,蛋白质失去生理活性。
高分子材料
蛋白质、橡胶、塑料、纤维等都属于高分子材料
2.化学反应
4 + 2O2 点燃
2 + 2H2O
火焰呈淡蓝色
4 + 2 光
3 +
3 + 2 光
22 +
22 + 2 光
3 +
3 + 2 光
4 +
属于取代反应
C2H4 + 3O2 点燃
22 + 2H2O
火焰明亮并伴有黑烟
2=2 + 2 2—2
属于加成反应
乙烯能使溴的四氯化碳溶液退色
2C6H6 + 15O2 点燃
122 + 6H2O
产生明亮而带有浓烟的火焰
—2
+ —2 + H2O
C2H5 + 3O2 点燃
22 + 3H2O
232 + 2 232 + H2↑
232 + O2
△
23 + 2H2O
3 + 32
△
浓硫酸
323 + H2O
属于酯化反应。
用饱和23溶液除去乙酸乙酯中的乙酸和乙醇
323 + H2
△
酸或碱
3 + 32
323+ 3 + 32
酯的水解
n 2=2 引发剂
2-2
n
属于加聚反应
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