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第一部分 基本概念与基本理论

(一) 物质的组成

1、分子和由分子构成的物质

⑴分子是构成物质的一种能独立存在的微粒,它保持着这种物质的化学性质

分子有一定的大小和质量;分子间有一定距离;分子在不停地运动着(物理变化是分子运动状态改变的结果);分子间有分子间作用(范德华力)。

⑵由分子构成的物质(在固态时为分子晶体)。

一些非金属单质(如H2、O2、Cl2、S、惰性气体等);气态氢化物;酸酐(SiO2除外);酸类和大多数有机物等。

2、原子和由原子构成的物质

⑴原子是参加化学变化的最小微粒。化学反应的实质是原子的拆分和化合,是原子运动形态的变化

原子有一定的种类、大小和质量;由原子构成的物质中原子间也有一定间隔;原子不停地运动着;原子间有一定的作用力。

⑵由原子构成的物质(固态时为原子晶体)。

金刚石、晶体硅、二氧化硅、碳化硅(SiC)等。

3、离子和由离子构成的物质

⑴离子是带有电荷的原子或原子团。带正电荷的阳离子如Na+、Fe3+、H3O+、NH4+、[Ag(NH3)2]+等;带负电荷的阴离子如Cl-、S2—、OH—、SO42—、[Fe(CN)6]3—等。

⑵由离子构成的物质(固态时为离子晶体)。

绝大多数盐类(AlCl3等除外);强碱类和低价金属氧化物等是由阳离子和阴离子构成的化合物。

【注意】离子和原子的区别和联系:离子和原子在结构(电子排布、电性、半径)和性质(颜色,对某物质的不同反应情况,氧化性或还原性等)上均不相同。

阳离子图片原子图片阴离子(简单阳、阴离子)

(二) 物质的分类

1、 元素

⑴元素是具有相同核电荷数(即质子数)的同一类原子的总称(元素的种类是由核电荷数或质子数决定的)。

人们把具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子叫做核素,同一元素的不同核素之间互称为同位素。

⑵元素存在状态

① 游离态——在单质中的元素

由同种元素形成的不同单质——同素异形体,常有下列三种形成方式:

图片组成分子的原子个数不同:如O2、O3;白磷(P4)和红磷等

晶体晶格的原子排列方式不同:如金刚石和石墨

晶体晶格的分子排列方式不同:如正交硫和单斜硫

② 化合态的元素——在化合物中的元素

【注意】元素和原子的区别,可从概念、含义、应用范围等方面加以区别。

(三) 物质的性质和变化

物理变化和化学变化的比较

比较

物理变化

化学变化

概念

没有生成其他物质的变化

生成了其他物质的变化

实质

只是分子(原子或离子)间距离变化(聚集状态),分子组成、性质不变——分子种类不变

分子种类变化,原子重新组合,但原子种类、数目不变

伴随现象

物质形状、状态改变

放热、发光、变色、放出气体、生成沉淀等

范围

蒸发、冷凝、熔化、液化、汽化、升华、变形等

分解、化合、置换、复分解、燃烧、风化、脱水、氧化、还原等

区别

无新物质生成

有新物质生成

相互关系

化学变化中同时发生物理变化、物理变化中不一定有化学变化

与性质的关系

物质的性质决定物质的变化,物质的变化反映物质的性质

(四) 氧化还原反应

1、氧化还原反应的特征:元素化合价有无升降,这是判断是否是氧化还原反应的依据。

2、氧化还原反应各概念间的关系

可用以下两条线掌握概念

图片

3、物质有无氧化性或还原性及其强弱的判断

⑴物质有无氧化性或还原性的判断

元素为最高价态时,只具有氧化性,如Fe3+、H2SO4分子中+6价硫元素;元素为最低价态只具有还原性,如Fe、S2—等;元素处于中间价态既有氧化性又具有还原性,如Fe2+、SO2、S等。

⑵物质氧化性或还原性相对强弱的判断

① 由元素的金属性或非金属性比较

金属阳离子的氧化性随单质还原性的增强而减弱,如下列四种阳离子的氧化性由强到弱的顺序是:Ag+>Cu2+>Al3+>K+。

非金属阴离子的还原性随单质氧化性的增强而减弱,如下列四种卤素离子还原性由强到弱的顺序是:I->Br->Cl->F-。

② 由反应条件的难易比较

不同氧化剂与同一还原剂反应,反应条件越易,氧化性越强。如F2和H2混合在暗处就能剧烈化合而爆炸,而I2与H2需在不断加热的情况下才能缓慢化合,因而F2的氧化性比I2强。

不同还原剂与同一氧化剂反应,反应条件越易,还原性越强,如有两种金属M和N均能与水反应,M在常温下能与水反应产生氢气,而N需在高温下才能与水蒸气反应,由此判断M的还原性比N强。

③由氧化还原反应方向比较

还原剂A+氧化剂B图片氧化产物a+还原产物b,

则:

氧化性:B>a    还原性:A>b

如:由2Fe2++Br2=== 2Fe3++2Br- 

可知氧化性:Br2>Fe3+;还原性:Fe2+>Br-

④当不同的还原剂与同一氧化剂反应时,可根据氧化剂被还原的程度不同来判断还原剂还原性的强弱。一般规律是氧化剂被还原的程度越大,还原剂的还原性越强。同理当不同氧化剂与同一还原剂反应时,还原剂被氧化的程度越大,氧化剂的氧化性就越强。如氯气、硫两种氧化剂分别与同一还原剂铁起反应,氯气可把铁氧化为FeCl3,而硫只能把铁氧化为FeS,由此说明氯气的氧化性比硫强。

【注意】还原性的强弱是指物质失电子能力的强弱,与失电子数目无关。如Na的还原性强于Al,而Na图片Na+,Al图片Al3+,Al失电子数比Na多。

同理,氧化性的强弱是指物质得电子能力的强弱,与得电子数目无关。如氧化性F2>O2,则F2图片2F-,O2图片2O2—,O2得电子数比F2多。

4、氧化还原方程式配平

原理:氧化剂所含元素的化合价降低(或得电子)的数值与还原剂所含元素的化合价升高(或失电子)的数值相等。

步骤Ⅰ:写出反应物和生成物的分子式,并列出发生氧化还原反应元素的化合价(简称标价态)

步骤Ⅱ:分别列出元素化合价升高数值(或失电子数)与元素化合价降低数值(或得电子数)。(简称定得失)

步骤Ⅲ:求化合价升降值(或得失电子数目)的最小公倍数。配平氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的系数。

一、化学史

(1)分析空气成分的第一位科学家——拉瓦锡;

(2)近代原子学说的创立者——道尔顿(英国);

(3)提出分子概念——何伏加德罗(意大利);

(4)候氏制碱法——候德榜(1926年所制的“红三角”牌纯碱获美国费城万国博览会金奖);

(5)金属钾的发现者——戴维(英国);

(6)Cl2的发现者——舍勒(瑞典);

(7)在元素相对原子量的测定上作出了卓越贡献的我国化学家——张青莲;

(8)元素周期律的发现,

(9)元素周期表的创立者——门捷列夫(俄国);

(10)1828年首次用无机物氰酸铵合成了有机物尿素的化学家——维勒(德国);

(11)苯是在1825年由英国科学家——法拉第首先发现;

(12)德国化学家——凯库勒定为单双健相间的六边形结构;

(13)镭的发现人——居里夫人。

(14)人类使用和制造第一种材料是——陶

二、俗名(无机部分)

纯碱、苏打、天然碱、口碱:Na2CO3

小苏打:NaHCO3

大苏打:Na2S2O3

石膏(生石膏):CaSO4·2H2O

熟石膏:2CaSO4·H2O

莹石:CaF2

重晶石:BaSO4(无毒)

碳铵:NH4HCO3

石灰石、大理石:CaCO3

生石灰:CaO

食盐:NaCl

熟石灰、消石灰:Ca(OH)2

芒硝:Na2SO4·7H2O(缓泻剂)

烧碱、火碱、苛性钠:NaOH

绿矾:FaSO4·7H2O

干冰:CO2

明矾:KAl(SO4)2·12H2O

漂白粉:Ca(ClO)2、CaCl2(混和物)

泻盐:MgSO4·7H2O

胆矾、蓝矾:CuSO4·5H2O双氧水:H2O2

皓矾:ZnSO4·7H2O

硅石、石英:SiO2

刚玉:Al2O3

水玻璃、泡花碱、矿物胶:Na2SiO3

铁红、铁矿:Fe2O3

磁铁矿:Fe3O4

黄铁矿、硫铁矿:FeS2

铜绿、孔雀石:Cu2(OH)2CO3

菱铁矿:FeCO3赤铜矿:Cu2O

波尔多液:Ca(OH)2和CuSO4

石硫合剂:Ca(OH)2和S

玻璃的主要成分:Na2SiO3、CaSiO3、SiO2

过磷酸钙(主要成分):Ca(H2PO4)2和CaSO4

重过磷酸钙(主要成分):Ca(H2PO4)2

天然气、沼气、坑气(主要成分):CH4水煤气:CO和H2

硫酸亚铁铵(淡蓝绿色):Fe(NH4)2(SO4)2溶于水后呈淡绿色

光化学烟雾:NO2在光照下产生的一种有毒气体

王水:浓HNO3:浓HCl按体积比1:3混合而成。

铝热剂:Al+Fe2O3或其它氧化物。尿素:CO(NH2)2

三、俗名(有机部分)

氯仿:CHCl3

电石:CaC2

电石气:C2H4(乙炔)

TNT:三硝基甲苯

氟氯烃:是良好的制冷剂,有毒,但破坏O3层。

酒精、乙醇:C2H5OH

裂解气成分(石油裂化):烯烃、烷烃、炔烃、H2S、CO2、CO等。

焦炉气成分(煤干馏):H2、CH4、乙烯、CO等。

醋酸:CH3COOH

甘油、三醇:C3H8O3

石炭酸:苯酚

蚁醛:甲醛CH2O

福尔马林:35%—40%的甲醛水溶液

蚁酸:甲酸CH2O2

葡萄糖:C6H12O6果糖:C6H12O6

蔗糖:C12H22O11麦芽糖:C12H22O11

淀粉:(C6H10O5)n

硬脂酸:C17H35COOH

油酸:C17H33COOH

软脂酸:C15H31COOH

草酸:乙二酸HOOC—COOH(能使蓝墨水褪色,呈强酸性,受热分解成CO2和水,能使KMnO4酸性溶液褪色)。

颜色

铁:铁粉是黑色的;一整块的固体铁是银白色的。

Fe2+——浅绿色Fe3O4——黑色晶体Fe(OH)2——白色沉淀

Fe3+——黄色Fe(OH)3——红褐色沉淀Fe(SCN)3——血红色溶液

FeO——黑色的粉末Fe(NH4)2(SO4)2——淡蓝绿色

Fe2O3——红棕色粉末

铜:单质是紫红色

Cu2+——蓝色CuO——黑色Cu2O——红色CuSO4(无水)—白色CuSO4·5H2O——蓝色Cu2(OH)2CO3—绿色

Cu(OH)2——蓝色[Cu(NH3)4]SO4——深蓝色溶液

FeS——黑色固体

BaSO4、BaCO3、Ag2CO3、CaCO3、AgCl、Mg(OH)2、三溴苯酚均是白色沉淀

Al(OH)3白色絮状沉淀H4SiO4(原硅酸)白色胶状沉淀

Cl2、氯水——黄绿色F2——淡黄绿色气体Br2——深红棕色液体

I2——紫黑色固体HF、HCl、HBr、HI均为无色气体,在空气中均形成白雾

CCl4——无色的液体,密度大于水,与水不互溶

Na2O2—淡黄色固体Ag3PO4—黄色沉淀S—黄色固体AgBr—浅黄色沉淀

AgI—黄色沉淀O3—淡蓝色气体SO2—无色,有剌激性气味、有毒的气体

SO3—无色固体(沸点44.8度)品红溶液——红色氢氟酸:HF——腐蚀玻璃

N2O4、NO——无色气体NO2——红棕色气体

NH3——无色、有剌激性气味气体

四、现象

1、铝片与盐酸反应是放热的,Ba(OH)2与NH4Cl反应是吸热的;

2、Na与H2O(放有酚酞)反应,熔化、浮于水面、转动、有气体放出;

3、焰色反应:Na黄色、K紫色(透过蓝色的钴玻璃)、Cu绿色、Ca砖红;

4、Cu丝在Cl2中燃烧产生棕色的烟;

5、H2在Cl2中燃烧是苍白色的火焰;

6、Na在Cl2中燃烧产生大量的白烟;7、P在Cl2中燃烧产生大量的白色烟雾;

8、SO2通入品红溶液先褪色,加热后恢复原色;

9、NH3与HCl相遇产生大量的白烟;

10、铝箔在氧气中激烈燃烧产生刺眼的白光;

11、镁条在空气中燃烧产生刺眼白光,在CO2中燃烧生成白色粉末(MgO),产生黑烟;

12、铁丝在Cl2中燃烧,产生棕色的烟;

13、HF腐蚀玻璃;

14、Fe(OH)2在空气中被氧化:由白色变为灰绿最后变为红褐色;

15、在常温下:Fe、Al在浓H2SO4和浓HNO3中钝化;

16、向盛有苯酚溶液的试管中滴入FeCl3溶液,溶液呈紫色;苯酚遇空气呈粉红色。

17、蛋白质遇浓HNO3变黄,被灼烧时有烧焦羽毛气味;

18、在空气中燃烧:S——微弱的淡蓝色火焰H2——淡蓝色火焰CO——蓝色火焰CH4————明亮并呈蓝色的火焰S在O2中燃烧——明亮的蓝紫色火焰。

五、考试中经常用到的规律

1、溶解性规律——见溶解性表;

2、常用酸、碱指示剂的变色范围:

指示剂PH的变色范围

甲基橙<3.1红色3.1——4.4橙色>4.4黄色

酚酞<8.0无色8.0——10.0浅红色>10.0红色

石蕊<5.1红色5.1——8.0紫色>8.0蓝色

3、在惰性电极上,各种离子的放电顺序:

阴极(夺电子的能力):

Au3+>Ag+>Hg2+>Cu2+>Pb2+>Fa2+>Zn2+>H+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+

阳极(失电子的能力):

S2->I->Br–>Cl->OH->含氧酸根

注意:若用金属作阳极,电解时阳极本身发生氧化还原反应(Pt、Au除外)

4、电荷平衡:溶液中阴阳离子所带的正负电荷总数应相等。

例:Cmol/L的NaHCO3溶液中:

C(Na+)+C(H+)=C(HCO3-)+2C(CO32-)+C(OH-)

5、物料平衡:某组分的原始浓度C应等于它在溶液中各种存在形式的浓度之和。

例:Cmol/LNaHCO3溶液中:C=C(Na+)=C(HCO3-)+C(CO32-)+C(H2CO3)

Cmol/LNa2S溶液中:C(Na+)=2C=2[C(S2-)+C(HS-)+C(H2S)

注意:此二平衡经常相互代换,衍变出不同的变式。

6、双水解离子方程式的书写:(1)左边写出水解的离子,右边写出水解产物;(2)配平:在左边先配平电荷,再在右边配平其它原子;(3)H、O不平则在那边加水。

例:当NaCO3与AlCl3溶液混和时:

3CO32-+2Al3++3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑

7、写电解总反应方程式的方法:(1)分析:反应物、生成物是什么;(2)配平。

例:电解KCl溶液:KCl+H2O→H2+Cl2+KOH配平:2KCl+2H2O=H2↑+Cl2↑+2KOH

8、将一个化学反应方程式分写成二个电极反应的方法:(1)按电子得失写出二个半反应式;(2)再考虑反应时的环境(酸性或碱性);(3)使二边的原子数、电荷数相等。

例:蓄电池内的反应为:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O试写出作为原电池(放电)时的电极反应。

写出二个半反应:Pb–2e-→PbSO4PbO2+2e-→PbSO4

分析:在酸性环境中,补满其它原子:

应为:负极:Pb+SO42--2e-=PbSO4

正极:PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O

注意:当是充电时则是电解,电极反应则为以上电极反应的倒转:为:阴极:PbSO4+2e-=Pb+SO42-阳极:PbSO4+2H2-2e-=PbO2+4H++SO42-

9、在解计算题中常用到的恒等:原子恒等、离子恒等、电子恒等、电荷恒等、电量恒等,用到的方法有:质量守恒、差量法、归一法、极限法、关系法、十字交叉法和估算法。(非氧化还原反应:原子守恒、电荷平衡、物料平衡用得多,氧化还原反应:电子守恒用得多)

10、电子层结构相同的离子,核电荷数越多,离子半径越小;

11、晶体的熔点:原子晶体>离子晶体>分子晶体中学学到的原子晶体有:Si、SiC、SiO2和金刚石。原子晶体的熔点的比较是以原子半径为依据的:

金刚石>SiC>Si(因为原子半径:Si>C>O)。

12、分子晶体的熔、沸点:组成和结构相似的物质,分子量越大熔、沸点越高。

13、胶体的带电:一般说来,金属氢氧化物、金属氧化物的胶体粒子带正电,非金属氧化物、金属硫化物的胶体粒子带负电。

14、氧化性:MnO4->Cl2>Br2>Fe3+>I2>S=4(+4价的S)

例:I2+SO2+H2O=H2SO4+2HI

15、含有Fe3+的溶液一般呈酸性。

16、能形成氢键的物质:H2O、NH3、HF、CH3CH2OH。

17、含有10个电子的物质:

CH4、NH3、NH4+、H2O、O2-、H3O+、OH-、HF、F-、Ne、Na+、Mg2+、Al3+。

18、离子是否共存:(1)是否有沉淀生成、气体放出;(2)是否有弱电解质生成;(3)是否发生氧化还原反应;(4)是否生成络离子[Fe(SCN)2、Fe(SCN)3、Ag(NH3)+[Cu(NH3)4]2+等];(5)是否发生双水解。

19、地壳中:含量最多的元素是——O;含量第二的元素是——Si含量最多的金属元素是——AlHClO4(高氯酸)——是最强的酸

20、熔点最低的金属是Hg(-38.9c),;熔点最高的是W(钨3410c);密度最小(常见)的是K;密度最大(常见)是Pt。

21、雨水的PH值小于5.6时就成为了酸雨。

22、有机酸酸性的强弱:乙二酸>甲酸>苯甲酸>乙酸>碳酸>苯酚>HCO3-

23、有机鉴别时,注意用到水和溴水这二种物质。

例:鉴别:乙酸乙酯(不溶于水,浮)、溴苯(不溶于水,沉)、乙醛(与水互溶),则可用水。

24、取代反应包括:卤代、硝化、磺化、卤代烃水解、酯的水解、酯化反应等;

25、最简式相同的有机物,不论以何种比例混合,只要混和物总质量一定,完全燃烧生成的CO2、H2O及耗O2的量是不变的。恒等于单一成分该质量时产生的CO2、H2O和耗O2量。

26、可使溴水褪色的物质如下,但褪色的原因各自不同:

烯、炔等不饱和烃(加成褪色)、苯酚(取代褪色)、乙醇、醛、甲酸、草酸、葡萄糖等(发生氧化褪色)、有机溶剂[CCl4、氯仿、溴苯、CS2(密度大于水),烃、苯、苯的同系物、酯(密度小于水)]发生了萃取而褪色。

27、能发生银镜反应的有:醛、甲酸、甲酸盐、甲酰铵(HCNH2O)、葡萄溏、果糖、麦芽糖,均可发生银镜反应。(也可同Cu(OH)2反应)

计算时的关系式一般为:—CHO——2Ag

注意:当银氨溶液足量时,甲醛的氧化特殊:CH2O——4Ag↓+H2CO3

反应式为:HCHO+4[Ag(NH3)2]OH=(NH4)2CO3+4Ag↓+6NH3↑+2H2O

28、胶体的聚沉方法:(1)加入电解质;(2)加入电性相反的胶体;(3)加热。

常见的胶体:液溶胶:Fe(OH)3、AgI、牛奶、豆浆、粥等;气溶胶:雾、云、烟等;固溶胶:有色玻璃、烟水晶等。

29、聚合反应种种:(1)烯烃、二烯烃的加聚;(2)酚醛聚合;(3)羧酸与醇的聚;(4)成肽的聚合等。

30、大气成分:N2:78%、O221%、稀有气体0.94%、CO20.03%。

31、污染大气气体:SO2、CO、NO2,其中SO2、NO2形成酸雨。

32、环境污染:大气污染、水污染、土壤污染、食品污染、固体废弃物污染、噪声污染。工业三废:废渣、废水、废气。

33、在室温(20C)时溶解度在10克以上——易溶;大于1克的——可溶;小于1克的——微溶;小于0.01克的——难溶。

34、人体含水约占人体质量的2/3。地面淡水总量不到总水量的1%。当今世界三大矿物燃料是:煤、石油、天然气。石油主要含C、H地元素。

35、生铁的含C量在:2%——4.3%钢的含C量在:0.03%——2%。粗盐:是NaCl中含有MgCl2和CaCl2,因为MgCl2吸水,所以粗盐易潮解。浓HNO3在空气中也形成白雾。固体NaOH在空气中易吸水形成溶液。

36、气体溶解度:在一定的压强和温度下,1体积水里达到饱和状态时气体的体积。

37、氨水的密度小于1,硫酸的密度大于1,98%的浓硫酸的密度为:1.84g/cm3。

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