[理化生]高中化学知识规律总结_曲一线.doc
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1、高中化学知识规律总结高中化学知识规律总结 一、中学化学中提及的一、中学化学中提及的“化化”名目繁多要判别它们分属何种变化,必须了解其过程名目繁多要判别它们分属何种变化,必须了解其过程. .请你请你 根据下列知识来指出每一种根据下列知识来指出每一种“化化”发生的是物理变化还是化学变化发生的是物理变化还是化学变化 1.风化结晶水合物在室温和干燥的空气里失去部分或全部结晶水的过程 注意:自 然条件 2.催化能改变反应速度,本身一般参与反应但质量和化学性质不变应了解中学里哪 些反应需用催化剂如 8.氢化(硬化)液态油在一定条件下与H2发生加成反应生成固态脂肪的过程 作用:植物油转变成硬化油后,性质稳定
2、,不易变质,便于运输等 9.皂化油脂在碱性条件下发生水解反应的过程产物高级脂肪酸钠甘油 10.老化橡胶、塑料等制品露置于空气中,因受空气氧化、日光照射而使之变硬发脆的 过程 11.硫化向橡胶中加硫,以改变其结构(双键变单键)来改善橡胶的性能,减缓其老化速 度的过程 12.裂化在一定条件下,分子量大、沸点高的烃断裂为分子量小、沸点低的烃的过程 目的-提高汽油的质量和产量. 13.酯化醇与酸生成酯和水的过程 14.硝化(磺化)苯环上的H被NO2或SO3取代的过程 二、基本反应中,有一些特别值得注意的反应或规律二、基本反应中,有一些特别值得注意的反应或规律现分述如下: 1.化合反应:思考:化合反应是
3、指单质间生成化合物的反应吗? 结论:不一定!化合反应即“多合一”的反应,根据反应物和生成物的种类,化合反应 又可分为三种 (1)单质单质化合物 (2)单质 化合物1 化合物2 2FeCl2Cl2 2FeCl3 4Fe(OH) 2 O2 2H2O Fe(OH)3 2Na2SO3 O2 2Na2SO4 (3)化合物1 化合物2 化合物3 酸性氧化物 水 可溶性酸 碱性氧化物 水 可溶性碱 稳定性:碳酸正盐碳酸酸式盐碳 酸 分解条件:(高温) (加热) (常温) 3.置换反应 判断:有单质参与或生成的反应一定是置换反应吗? 结论:反应物或生成物各两种且其中一种必定是单质的反应才称作置换反应 分类:可
4、有多种分类方法,如根据两种单质是金属或非金属来分;也可根据反应物 状态来分;还可以根据两单质的组成元素在周期表中的位置来分 注意:下列置换反应特别值得重视 2Na 2H2O 2NaOH H2 3Fe 4H2O Fe3O4 4H2 F2 2H2O 4HF O2 Cl2 H2S S 2HCl 2H2S O2 2S 2H2O 2C SiO2 Si 2CO 2Mg CO2 2MgO C 2Al Fe2O3 2Fe Al2O3 C H2O CO H2 3Cl2 2NH3 N2 6HCl Si 4HFSiF4 2H2 4.复分解反应 (1)本质:通过两种化合物相互接触,交换成份,使溶液中离子浓度降低 (3
5、)基本类型: 酸 碱 盐 水(中和反应) 酸 盐 新酸 新盐 碱 盐 新碱 新盐 盐 盐 两种新盐 碱性氧化物酸 盐水 思考题: (1)酸与碱一定能发生反应吗?若能,一定是发生中和反应吗? (2)复分解反应中的每一类反应物必须具备什么条件? (3)盐与盐一定发生复分解反应吗? (4)有盐和水生成的反应一定是中和反应吗? 提示: (1)酸与碱不一定能发生中和反应联系中和反应的逆反应是盐的水解知 识如: 酸与碱发生的反应也不一定是中和反应如: 2Fe(OH) 3 6HI 2FeI2 I2 6H2O 2Fe(OH)2 10HNO3(稀) 3Fe(NO3)3 NO 8H2O 故特别要注意氧化性酸(碱)
6、与还原性碱(酸)很可能发生的是氧化还原反应 (2)复分解反应中反应物的条件: 盐 盐、盐 碱的反应物一般要可溶且在溶液中进行或加热时进行如 盐1 酸1 盐2 酸2 一般只需满足以下两条中的各一条:i)强酸制弱酸即酸性:酸1酸2 ii)难挥发酸制易挥发酸,即挥发性:酸1酸2 原因:上述三种金属硫化物溶解度特小,满足离子反应朝离子浓度降得更低的方向进 行 (3)盐与盐可能发生的反应有: 复分解 双水解 氧化还原 络合反应 现列表比较如下: (4)生成盐和水的反应有: 三、常见的重要氧化剂、还原剂三、常见的重要氧化剂、还原剂 氧化剂还原剂 活泼非金属单质:X2、O2、S 活泼金属单质:Na、Mg、A
7、l、Zn、Fe 某些非金属单质: C、H2、S 高价金属离子:Fe3+、Sn4+ 不活泼金属离子:Cu2+、Ag+其它: Ag(NH3)2+、新制 Cu(OH)2 低价金属离子:Fe2+、Sn2+ 非金属的阴离子及其化合物: S2-、H2S、I -、HI、NH3、Cl-、HCl、Br- 、HBr 含氧化合物: NO2、N2O5、MnO2、Na2O2、H2O2、HClO、 HNO3、浓 H2SO4、NaClO、Ca(ClO)2、KClO3、 KMnO4、王水 低价含氧化合物: CO、SO2、H2SO3、Na2SO3、Na2S2O3、NaNO2、 H2C2O4、含-CHO 的有机物: 醛、甲酸、甲
8、 酸盐、甲酸某酯、葡萄糖、麦芽糖等 既可作氧化剂又可作还原剂的有: S、SO32-、HSO3-、H2SO3、SO2、NO2-、Fe2+等,及含-CHO 的有机物 四、总结四、总结 在酸性介质中的反应,生成物中可以有 H+、H2O,但不能有 OH -; 在碱性介质中的反应,生成物中无 H+; 在近中性条件,反应物中只能出现 H2O,而不能有 H+或 OH -,生成物方面可以 有 H+或 OH 现把 H+、OH -、H2O 在不同条件下的相互关系列于下表: 条 件反应物中余 O反应物中缺 O 酸性溶液O + 2H+ H2OH2O O + 2H+ 近中性溶液O + H2O 2OH -H2O O +
9、2H+ 碱性溶液O + H2O 2OH -2OH - O + H2O 五、物质内发生的氧化还原反应五、物质内发生的氧化还原反应 反应类型实 例 同一物质不同 元素的原子间 光 222 或 热 光 ll 加 热 n2nn gg ll 同一物质同一元素 不同价态原子间 a2a22 同一物质同一元素 同一价态原子间 (歧化反应) l2aNaClal a2a aa a(电炉) Ca i i 浓硫酸 六、反应条件对氧化还原反应的影响六、反应条件对氧化还原反应的影响 . 浓度:可能导致反应能否进行或 产物不同 3.溶液酸碱性. 2S2- SO32-6H+3S3H2O 5Cl-ClO3-6H+3Cl23H2
10、O S2-、SO32-,Cl-、ClO3-在酸性条件下均反应而在碱性条件下共存. Fe2+与 NO3-共存,但当酸化后即可反应.3Fe2+NO3- 4H+3Fe3+NO2H2O 一般含氧酸盐作氧化剂时,在酸性条件下,氧化性比在中性及碱性环境中强.故酸性 KMnO4溶液氧化性较强. 七、离子共存问题七、离子共存问题 离子在溶液中能否大量共存,涉及到离子的性质及溶液酸碱性等综合知识。凡能 使溶液中因反应发生使有关离子浓度显著改变的均不能大量共存。如生成难溶、难电 离、气体物质或能转变成其它种类的离子(包括氧化一还原反应). 一般可从以下几方面考虑 1弱碱阳离子只存在于酸性较强的溶液中.如Fe3+、
11、Al3+、Zn2+、Cu2+、NH4+、Ag+ 等均与OH- 不能大量共存. 2弱酸阴离子只存在于碱性溶液中。如CH3COO-、F-、CO32-、SO32-、S2-、PO43-、 AlO2-均与 H+不能大量共存. 3弱酸的酸式阴离子在酸性较强或碱性较强的溶液中均不能大量共存.它们遇强酸(H+) 会生成弱酸分子;遇强碱(OH-)生成正盐和水. 如:HSO3-、HCO3-、HS-、H2PO4- 、HPO42-等 4若阴、阳离子能相互结合生成难溶或微溶性的盐,则不能大量共存. 如:Ba2+、Ca2+与CO32-、SO32-、PO43-、SO42-等;Ag+与Cl-、Br-、I- 等;Ca2+与F-
12、,C2O42- 等 5若阴、阳离子发生双水解反应,则不能大量共存. 如:Al3+与HCO3-、CO32-、HS-、S2-、AlO2-、ClO-、SiO32-等 Fe3+与HCO3-、CO32-、AlO2-、ClO-、SiO32-、C6H5O-等;NH4+与AlO2-、SiO32-、ClO-、CO32- 等 6若阴、阳离子能发生氧化一还原反应则不能大量共存. 如:Fe3+与I-、S2-;MnO4-(H+)与I-、Br-、Cl-、S2-、SO32-、Fe2+等;NO3-(H+)与上述 阴离子; S2-、SO32-、H+ 7因络合反应或其它反应而不能大量共存 如:Fe3+与F-、CN-、SCN-等;
13、 H2PO4-与PO43-会生成HPO42-,故两者不共存. 八、离子方程式判断常见错误及原因分析八、离子方程式判断常见错误及原因分析 (1)违背反应客观事实 如:Fe2O3与氢碘酸:Fe2O36H+2 Fe3+3H2O错因:忽视了Fe3+与I-发生氧化一还原反 应 (2)违反质量守恒或电荷守恒定律及电子得失平衡 如:FeCl2溶液中通Cl2 :Fe2+Cl2Fe3+2Cl- 错因:电子得失不相等,离子电荷不守 恒 (3)混淆化学式(分子式)和离子书写形式 如:NaOH溶液中通入HI:OH-HIH2OI-错因:HI误认为弱酸. (4)反应条件或环境不分: 如:次氯酸钠中加浓HCl:ClO-H+
14、Cl-OH-Cl2错因:强酸制得强碱 (5)忽视一种物质中阴、阳离子配比. 如:H2SO4 溶液加入Ba(OH)2溶液:Ba2+OH-H+SO42-BaSO4H2O 正确:Ba2+2OH-2H+SO42-BaSO42H2O (6)“”“ ”“”“”符号运用不当 如:Al3+3H2OAl(OH)33H+注意:盐的水解一般是可逆的,Al(OH)3量少,故不能 打“” 九、判断金属性或非金属性的强弱九、判断金属性或非金属性的强弱 金属性强弱非金属性强弱 最高价氧化物水化物碱性强弱 最高价氧化物水化物酸性强弱 与水或酸反应,置换出H2的易难 与H2化合的易难及生成氢化物稳定性 活泼金属能从盐溶液中置换
15、出不活泼金属 活泼非金属单质能置换出较不活泼非金属单 质 阳离子氧化性强的为不活泼金属,氧化性弱 的为活泼金属 阴离子还原性强的为非金属性弱,还原性弱 的为非金属性强 原电池中负极为活泼金属,正极为不活泼金 属 将金属氧化成高价的为非金属性强的单质, 氧化成低价的为非金属性弱的单质 电解时,在阴极先析出的为不活泼金属电解时,在阳极先产生的为非金属性弱的单 质 十、十、比较微粒半径的大小比较微粒半径的大小 无论是原子还是离子(简单)半径,一般由原子核对核外电子的吸引力及电子间的排 斥力的相对大小来决定.故比较微粒半径大小时只需考虑核电荷数、核外电子排斥情况.具 体规律小结如下: 1. 核电荷数相
16、同的微粒,电子数越多,则半径越大.即同种元素: 阳离子半径原子半径阴离子半径 如:H+HH-; FeFe2+ Fe3+ ;Na+Na;ClCl- 2. 电子数相同的微粒,核电荷数越多则半径越小即具有相同电子层结构的微粒, 核电荷数越大,则半径越小如: (1)与He电子层结构相同的微粒: H-Li+Be2+ (2)与Ne电子层结构相同的微粒: O2-F-Na+Mg2+Al3+ (3)与Ar电子层结构相同的微粒: S2-Cl-K+Ca2+ 3. 电子数和核电荷数都不同的微粒: (1)同主族的元素,无论是金属还是非金属,无论是原子半径还是离子半径从上到下递 增. (2)同周期:原子半径从左到右递减.
17、如NaCl (3)同周期元素的离子半径比较时要把阴阳离子分开.同周期非金属元素形成的阴离子 半径大于金属元素形成的阳离子半径.如Na+Cl- 如:第三周期,原子半径最小的是Cl, 离 子半径最小的是Al3+ (4)如既不是同周期,又不是同主族,比较原子半径时,要寻找到合适的中间者. 如Ge、P、O的半径大小比较, 可找出它们在周期表中的位置, ( )中元素为中间者. (N) O 十一、物质结构:十一、物质结构: (Si) P 因为GeSiPNO,故GePO Ge 分子的空间构型与键的极性和分子的极性 4、价电子对、键角与分子的构型: (二)如何比较物质的熔、沸点 1.由晶体结构来确定.首先分析
18、物质所属的晶体类型,其次抓住决定同一类晶体熔、沸点高 低的决定因素. 一般规律:原子晶体离子晶体分子晶体 如:SiO2NaClCO2(干冰) 同属原子晶体,一般键长越短,键能越大,共价键越牢固,晶体的熔、沸点越高. 如:金刚石金刚砂晶体硅 同类型的离子晶体,离子电荷数越大,阴、阳离子核间距越小,则离子键越牢固,晶体的 熔、沸点一般越高. 如:MgONaCl 分子组成和结构相似的分子晶体,一般分子量越大,分子间作用力越强,晶体熔、沸点越 高. 如:F2Cl2Br2I2 金属晶体:金属原子的价电子数越多,原子半径越小,金属键越强,熔、沸点越高. 如:NaMgAl 2.根据物质在同条件下的状态不同.
19、 一般熔、沸点:固液气. 如果常温下即为气态或液态的物质,其晶体应属分子晶体(Hg除外).如惰性气体,虽然构 成物质的微粒为原子,但应看作为单原子分子.因为相互间的作用为范德华力,而并非共 价键. 十二、化学平衡的概念十二、化学平衡的概念 一定条件下的可逆反应里,正反应速率和逆反应速率相等,反应混合物中各组成成分 的百分含量保持不变,这一状态称作化学平衡状态. 若有1mol NN键断裂,则有6mol N-H键断裂(其它与上述相似) 注意 对象 词性 同种(侧)物质 相反 异侧物质 相同 2百分含量不变标志 正因为v正v逆0,所以同一瞬间同一物质的生成量等于消耗量.总的结果是混合体系 中各组成成
20、分的物质的量、质量、物质的量浓度、各成分的百分含量、转化率等不随时间 变化而改变. 3对于有气体参与的可逆反应 十三、无机反应中的特征反应十三、无机反应中的特征反应 1与碱反应产生气体 (1) (2)铵盐:OHNHNH 234 碱 2与酸反应产生气体 (1) 2322 222 2 22 32222 HSiONaOHNaOHSi HNaAlOOHNaOHAl HSiAl OH 、 单质 22 2 22 22 2 2 2 3 42 3 42 3 42 NOSO SO S CONO COSO C NONO SO H HNO SOH HNO SOH HNO SOH HCl 、 、 、 非金属 、 金属
21、 单质 浓 浓 浓 浓 浓 (2) 23 2 3 2 2 23 2 3 SOHSOSO SHHSS COHCOCO H H H 化合物 3Na2S2O3与酸反应既产生沉淀又产生气体: S2O32-+2H+=S+SO2+H2O 4与水反应产生气体 (1)单质 (2)化合物 5强烈双水解 6既能酸反应,又能与碱反应 (1)单质:Al (2)化合物:Al2O3、Al(OH)3、弱酸弱碱盐、弱酸的酸式盐、氨基酸。 7与Na2O2反应 82FeCl3+H2S=2FeCl2+S+2HCl 9电解 10铝热反应:Al+金属氧化物金属+Al2O3高温 11 Al3+ Al(OH)3 AlO2- 12归中反应:
22、2H2S+SO2=3S+2H2O 4NH3+6NO4N2+6H2O 催化剂 13置换反应:(1)金属金属 (2)金属非金属 (3)非金属非金属 222 22 422 222 OHFOHF HNaOHOHNa 22222 23232 32223 2222 2 326 233 422 HCOHCaOHCaC SHOHAlOHSAl NHOHMgOHNMg ONaOHOHONa 32 32 2 323 2 3 3 2 2 2 OHAlAlO OHAlSHHSS OHAlCOHCOCO Al OH OH OH 与 NaOHO CONaO OH CO 2 322 2 2 22 232 222 HClNa
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