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1、1061060106 凱風(fēng)教育咨詢(上海)有限公司South wind education technologyCo.Ltd高中化學(xué)知識(shí)點(diǎn)規(guī)律大全化學(xué)反應(yīng)及其能量變化1氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng) 有電子轉(zhuǎn)移(包括電子的得失和共用電子對(duì)的偏移)或有元素化合價(jià)升降的反應(yīng)如2Na+ C122NaCl(有電子得失)、H2+ C122HCl(有電子對(duì)偏移)等反應(yīng)均屬氧化還原反應(yīng)。氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子轉(zhuǎn)移(電子得失或電子對(duì)偏移)。氧化還原反應(yīng)的特征 在反應(yīng)前后有元素的化合價(jià)發(fā)生變化根據(jù)氧化還原反應(yīng)的反應(yīng)特征可判斷一個(gè)反應(yīng)是否為氧化還原反應(yīng)某一化學(xué)反應(yīng)中有元素的化合價(jià)發(fā)生變化,則該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng),否則
2、為非氧化還原反應(yīng)。氧化劑與還原劑概 念含 義概 念含 義氧化劑反應(yīng)后所含元素化合價(jià)降低的反應(yīng)物還原劑反應(yīng)后所含元素化合價(jià)升高的反應(yīng)物被氧化還原劑在反應(yīng)時(shí)化合價(jià)升高的過(guò)程被還原氧化劑在反應(yīng)時(shí)化合價(jià)降低的過(guò)程氧化性氧化劑具有的奪電子的能力還原性還原劑具有的失電子的能力氧化反應(yīng)元素在反應(yīng)過(guò)程中化合價(jià)升高的反應(yīng)還原反應(yīng)元素在反應(yīng)過(guò)程中化合價(jià)降低的反應(yīng)氧化產(chǎn)物還原劑在反應(yīng)時(shí)化合價(jià)升高后得到的產(chǎn)物還原產(chǎn)物氧化劑在反應(yīng)時(shí)化合價(jià)降低后得到的產(chǎn)物氧化劑與還原劑的相互關(guān)系重要的氧化劑和還原劑:(1)所含元素的化合價(jià)處在最高價(jià)的物質(zhì)只能得到電子,只具有氧化性,只能作氧化劑(注:不一定是強(qiáng)氧化劑)。重要的氧化劑有:活
3、潑非金屬單質(zhì),如X2(鹵素單質(zhì))、O2、O3等。所含元素處于高價(jià)或較高價(jià)時(shí)的氧化物,如MnO2、NO2、PbO2等。所含元素處于高價(jià)時(shí)的含氧酸,如濃H2SO4、HNO3等所含元素處于高價(jià)時(shí)的鹽,如KMnO4、KClO3、K2Cr2O7等金屬陽(yáng)離子等,如Fe3、Cu2、Ag、H等過(guò)氧化物,如Na2O2、H2O2等特殊物質(zhì),如HClO也具有強(qiáng)氧化性(2)所含元素的化合價(jià)處在最低價(jià)的物質(zhì)只能失去電子,只具有還原性,只能作還原劑(注:不一定是強(qiáng)還原劑)重要的還原劑有:活潑金屬單質(zhì),如Na、K、Ca、Mg、Al、Fe等某些非金屬單質(zhì),如C、H2、Si等所含元素處于低價(jià)或較低價(jià)時(shí)的氧化物,如CO、SO2等
4、所含元素處于低價(jià)或較低價(jià)時(shí)的化合物,如含有、的化合物H2S、Na2S、H2SO3、Na2SO3、HI、HBr、FeSO4、NH3等(3)當(dāng)所含元素處于中間價(jià)態(tài)時(shí)的物質(zhì),既有氧化性又有還原性,如H2O2、SO2、Fe2等(4)當(dāng)一種物質(zhì)中既含有高價(jià)態(tài)元素又含有低價(jià)態(tài)元素時(shí),該物質(zhì)既有氧化性又有還原性例如,鹽酸(HCl)與Zn反應(yīng)時(shí)作氧化劑,而濃鹽酸與MnO2共熱反應(yīng)時(shí),則作還原劑氧化還原反應(yīng)的分類(1)不同反應(yīng)物間的氧化還原反應(yīng)不同元素間的氧化還原反應(yīng)例如:MnO2+ 4HCl(濃) MnCl2+ C12+ 2H2O 絕大多數(shù)氧化還原反應(yīng)屬于這一類同種元素間的氧化還原反應(yīng)例如:2H2S+ SO2
5、3S+ 2H2O KClO3+ 6HCl(濃)KCl+ 3C12+ 3H2O在這類反應(yīng)中,所得氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物是同一物質(zhì),這類氧化還原反應(yīng)又叫歸中反應(yīng)(2)同一反應(yīng)物的氧化還原反應(yīng)同一反應(yīng)物中,不同元素間的氧化還原反應(yīng)例如:2KClO32KCl+ 3O2同一反應(yīng)物中,同種元素不同價(jià)態(tài)間的氧化還原反應(yīng)例如:NH4NO3N2O+ 2H2O同一反應(yīng)物中,同種元素同一價(jià)態(tài)間的氧化還原反應(yīng)例如:C12+ 2NaOHNaCl+ NaClO+ H2O 3NO2+ H2O2HNO3+ NO在這類反應(yīng)中,某一元素的化合價(jià)有一部分升高了,另一部分則降低了這類氧化還原反應(yīng)又叫歧化反應(yīng)氧化還原反應(yīng)與四種基本反應(yīng)類型
6、的關(guān)系 如右圖所示由圖可知:置換反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng);復(fù)分解反應(yīng)都不是氧化還原反應(yīng),化合反應(yīng)、分解反應(yīng)不一定是氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方向、數(shù)目的表示方法(1)單線橋法表示在反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)物里元素原子間電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目和方向用帶箭頭的連線從化合價(jià)升高的元素開(kāi)始,指向化合價(jià)降低的元素,再在連線上方標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目 在單線橋法中,箭頭的指向已經(jīng)表明了電子轉(zhuǎn)移的方向,因此不能再在線橋上寫“得”、“失”字樣(2)雙線橋法表示在反應(yīng)物與生成物里,同一元素原子在反應(yīng)前后電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目和方向在氧化劑與還原產(chǎn)物、還原劑與氧化產(chǎn)物之間分別用帶箭頭的連線從反應(yīng)前的有關(guān)元素指向反應(yīng)后的該種元素,并在兩條
7、線的上、下方分別寫出“得”、“失”電子及數(shù)目例如:氧化還原反應(yīng)的有關(guān)規(guī)律(1)氧化性、還原性強(qiáng)弱判斷的一般規(guī)律氧化性、還原性的強(qiáng)弱取決于得失電子的難易;而與得失電子數(shù)的多少無(wú)關(guān)金屬活動(dòng)性順序表金屬的活動(dòng)性越強(qiáng),金屬單質(zhì)(原子)的還原性也越強(qiáng),而其離子的氧化性越弱如還原性:Mg>Fe>Cu>Ag;氧化性:Ag>Cu2>Fe2>Mg2同種元素的不同價(jià)態(tài)特殊情況;氯的含氧酸的氧化性順序?yàn)椋篐ClO>HClO3>HClO4氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的方向一般而言,氧化還原反應(yīng)總是朝著強(qiáng)氧化性物質(zhì)與強(qiáng)還原性物質(zhì)反應(yīng)生成弱氧化性物質(zhì)與弱還原性物質(zhì)的方向進(jìn)行在一個(gè)給出的
8、氧化還原反應(yīng)方程式中,氧化劑和氧化產(chǎn)物都有氧化性,還原劑和還原產(chǎn)物都有還原性,其氧化性、還原性的強(qiáng)弱關(guān)系為:氧化性:氧化劑氧化產(chǎn)物; 還原性:還原劑還原產(chǎn)物反之,根據(jù)給出的物質(zhì)的氧化性、還原性的強(qiáng)弱,可以判斷某氧化還原反應(yīng)能否自動(dòng)進(jìn)行反應(yīng)條件的難易不同的氧化劑(還原劑)與同一還原劑(氧化劑)反應(yīng)時(shí),反應(yīng)越易進(jìn)行,則對(duì)應(yīng)的氧化劑(還原劑)的氧化性(還原性)越強(qiáng),反之越弱濃度同一種氧化劑(或還原劑),其濃度越大,氧化性(或還原性)就越強(qiáng)H濃度對(duì)于在溶液中進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),若氧化劑為含氧酸或含氧酸鹽,則溶液中H濃度越大,其氧化性就越強(qiáng)(2)氧化還原反應(yīng)中元素化合價(jià)的規(guī)律一種元素具有多種價(jià)態(tài)時(shí),處于
9、最高價(jià)態(tài)時(shí)只具有氧化性,處于最低價(jià)態(tài)時(shí)只具有還原性,而處于中間價(jià)態(tài)時(shí)則既有氧化性又具有還原性但須注意,若一種化合物中同時(shí)含最高價(jià)態(tài)元素和最低價(jià)態(tài)元素時(shí),則該化合物兼有氧化性和還原性,如HCl價(jià)態(tài)不相交規(guī)律同種元素不同價(jià)態(tài)間相互反應(yīng)生成兩種價(jià)態(tài)不同的產(chǎn)物時(shí),化合價(jià)升高與化合價(jià)降低的值不相交,即高價(jià)態(tài)降低后的值一定不低于低價(jià)態(tài)升高后的值,也可歸納為“價(jià)態(tài)變化只靠攏、不相交”所以,同種元素的相鄰價(jià)態(tài)間不能發(fā)生氧化還原反應(yīng);同種元素間隔中間價(jià)態(tài),發(fā)生歸中反應(yīng)(3)氧化還原反應(yīng)中的優(yōu)先規(guī)律:當(dāng)一種氧化劑(還原劑)同時(shí)與多種還原劑(氧化劑)相遇時(shí),該氧化劑(還原劑)首先與還原性(氧化性)最強(qiáng)的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)
10、,而只有當(dāng)還原性(氧化性)最強(qiáng)的物質(zhì)反應(yīng)完后,才依次是還原性(氧化性)較弱的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)(4)電子守恒規(guī)律在任何氧化還原反應(yīng)中,氧化劑得到的電子總數(shù)等于還原劑失去的電子總數(shù)(即氧化劑化合價(jià)升高的總數(shù)等于還原劑化合價(jià)降低的總數(shù))這一點(diǎn)也是氧化還原反應(yīng)配平的基礎(chǔ)。2離子反應(yīng)離子反應(yīng)有離子參加或有離子生成的反應(yīng),都稱為離子反應(yīng)離子反應(yīng)的本質(zhì)、類型和發(fā)生的條件:(1)離子反應(yīng)的本質(zhì):反應(yīng)物中某種離子的濃度減小(2)離子反應(yīng)的主要類型及其發(fā)生的條件:離子互換(復(fù)分解)反應(yīng)具備下列條件之一就可以使反應(yīng)朝著離子濃度減小的方向進(jìn)行,即離子反應(yīng)就會(huì)發(fā)生a生成難溶于水的物質(zhì)如:Cu2+ 2OHCu(OH)2注意:
11、當(dāng)有關(guān)離子濃度足夠大時(shí),生成微溶物的離子反應(yīng)也能發(fā)生如:2Ag+ SO42Ag2SO4 Ca2+ 2OHCa(OH)2或者由微溶物生成難溶物的反應(yīng)也能生成如當(dāng)石灰乳與Na2CO3溶液混合時(shí),發(fā)生反應(yīng):Ca(OH)2 + CO32CaCO3+ 2OHb生成難電離的物質(zhì)(即弱電解質(zhì))如:H+ OHH2O H+ CH3COOCH3COOHc生成揮發(fā)性物質(zhì)(即氣體)如:CO32+ 2HCO2+ H2O NH4+ OHNH3+ H2Ol 離子間的氧化還原反應(yīng)由強(qiáng)氧化劑與強(qiáng)還原劑反應(yīng),生成弱氧化劑和弱還原劑,即反應(yīng)朝著氧化性、還原性減弱的方向進(jìn)行例如: Fe + Cu2Fe2+ Cu Cl2 + 2Br2
12、C1+ Br22MnO4+ 16H+ 10C12Mn2+ 5C12+ 8H2O書寫離子方程式時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題:(1)電解質(zhì)在非電離條件下(不是在水溶液中或熔融狀態(tài)),雖然也有離子參加反應(yīng),但不能寫成離子方程式,因?yàn)榇藭r(shí)這些離子并沒(méi)有發(fā)生電離如NH4Cl固體與Ca(OH)2固體混合加熱制取氨氣的反應(yīng)、濃H2SO4與固體(如NaCl、Cu等)的反應(yīng)等,都不能寫成離子方程式相反,在某些化學(xué)方程式中,雖然其反應(yīng)物不是電解質(zhì)或強(qiáng)電解質(zhì),沒(méi)有大量離子參加反應(yīng),但反應(yīng)后產(chǎn)生了大量離子,因此,仍可寫成離子方程式如Na、Na2O、Na2O2、SO3、Cl2等與H2O的反應(yīng)(2)多元弱酸的酸式鹽,若易溶于水,則成鹽
13、的陽(yáng)離子和酸根離子可拆開(kāi)寫成離子的形式,而酸根中的H與正鹽陰離子不能拆開(kāi)寫例如NaHS、Ca(HCO3)2等,只能分別寫成Na、HS和Ca2、HCO3等酸式酸根的形式(3)對(duì)于微溶于水的物質(zhì),要分為兩種情況來(lái)處理:當(dāng)作反應(yīng)物時(shí)?,微溶物要保留化學(xué)式的形式,不能拆開(kāi)當(dāng)作反應(yīng)物時(shí),若為澄清的稀溶液,應(yīng)改寫為離子形式,如澄清石灰水等;若為濁液或固體,要保留化學(xué)式的形式而不能拆開(kāi),如石灰乳、熟石灰等(4)若反應(yīng)物之間由于物質(zhì)的量之比不同而發(fā)生不同的反應(yīng),即反應(yīng)物之間可發(fā)生不止一個(gè)反應(yīng)時(shí),要考慮反應(yīng)物之間物質(zhì)的量之比不同,相應(yīng)的離子方程式也不同例如,向NaOH溶液中不斷通入CO2氣體至過(guò)量,有關(guān)反應(yīng)的離
14、子方程式依次為: CO2+ 2OHCO32+ H2O(CO2適量) CO2+ OHHCO3(CO2足量)在溶液中離子能否大量共存的判斷方法:幾種離子在溶液中能否大量共存,實(shí)質(zhì)上就是看它們之間是否發(fā)生反應(yīng)若離子間不發(fā)生反應(yīng),就能大量共存;否則就不能大量共存離子間若發(fā)生下列反應(yīng)之一,就不能大量共存(1)生成難溶物或微溶物如Ca2與CO32、SO42、OH;Ag與C1、Br、I、SO32,等等(2)生成氣體如NH4與OH;H與HCO3、CO32、S2、HS、SO32、HSO3等(3)生成難電離物質(zhì)(弱酸、弱堿、水)如H與C1O、F、CH3COO生成弱酸;OH與NH4、A13、Fe3、Fe2、Cu2等
15、生成弱堿;H與OH生成H2O(4)發(fā)生氧化還原反應(yīng)具有氧化性的離子(如MnO4、ClO、Fe3等)與具有還原性的離子( 如S2、I、SO32、Fe2等)不能共存應(yīng)注意的是,有些離子在堿性或中性溶液中可大量共存,但在酸性條件下則不能大量共存,如SO32與S2,NO3與I、S2、SO32、Fe2等*(5)形成配合物如Fe3與SCN因反應(yīng)生成Fe(SCN)3而不能大量共存*(6)弱酸根陰離子與弱堿陽(yáng)離子因易發(fā)生雙水解反應(yīng)而不能大量共存,例如Al3與HCO3、CO32、A1O2等說(shuō)明: 在涉及判斷離子在溶液中能否大量共存的問(wèn)題時(shí),要注意題目中附加的限定性條件:無(wú)色透明的溶液中,不能存在有色離子,如Cu
16、2(藍(lán)色)、Fe3(黃色)、Fe2(淺綠色)、MnO4(紫色)在強(qiáng)酸性溶液中,與H起反應(yīng)的離子不能大量共存在強(qiáng)堿性溶液中,與OH起反應(yīng)的離子不能大量共存電解質(zhì)與非電解質(zhì)(1)電解質(zhì):在水溶液里或者熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ姷幕衔锝须娊赓|(zhì)電解質(zhì)不一定能導(dǎo)電,而只有在溶于水或熔融狀態(tài)時(shí)電離出自由移動(dòng)的離子后才能導(dǎo)電(因此,電解質(zhì)導(dǎo)電的原因是存在自由移動(dòng)的離子)能導(dǎo)電的不一定是電解質(zhì),如金屬、石墨等單質(zhì)(2)非電解質(zhì):在水溶液里和熔融狀態(tài)下都不能導(dǎo)電的化合物因?yàn)榉请娊赓|(zhì)歸屬于化合物,故如C12等不導(dǎo)電的單質(zhì)不屬于非電解質(zhì)(3)電解質(zhì)與非電解質(zhì)的比較電解質(zhì)非電解質(zhì)區(qū)別能否導(dǎo)電溶于水后或熔融狀態(tài)時(shí)能導(dǎo)電不能導(dǎo)
17、電能否電離溶于水或受熱熔化時(shí)能電離產(chǎn)生自由移動(dòng)的離子不能電離,因此沒(méi)有自由移動(dòng)的離子存在所屬物質(zhì)酸、堿、鹽等蔗糖、酒精等大部分有機(jī)物,氣體化合物如NH3、SO2等聯(lián)系都屬于化合物說(shuō)明 某些氣體化合物的水溶液雖然能導(dǎo)電,但其原因并非該物質(zhì)本身電離生成了自由移動(dòng)的離子,因此這些氣體化合物屬于非電解質(zhì)例如;氨氣能溶于水,但NH3是非電解質(zhì)氨水能導(dǎo)電是因?yàn)镹H3與H2O反應(yīng)生成了能電離出NH4和OH的NH3·H2O的緣故,所以NH3·H2O才是電解質(zhì)強(qiáng)電解質(zhì)與弱電解質(zhì)(1)強(qiáng)電解質(zhì):溶于水后全部電離成離子的電解質(zhì)(2)弱電解質(zhì):溶于水后只有一部分分子能電離成離子的電解質(zhì)(3)強(qiáng)電解
18、質(zhì)與弱電解質(zhì)的比較強(qiáng)電解質(zhì)弱電解質(zhì)代表物質(zhì)強(qiáng)酸:如H2SO4、HNO3、HCl等強(qiáng)堿:如KOH、NaOH、Ba(OH)2等鹽:絕大多數(shù)可溶、難溶性鹽,如NaCl、CaCO3等H2O弱酸:如CH3COOH、HF、HClO、H2CO3等弱堿:NH3·H2O、A1(OH)3、Fe(OH)3等電離情況完全電離,不存在電離平衡(電離不可逆)電離方程式用“”表示如:HNO3H+ NO3不完全電離(部分電離),存在電離平衡電離方程式用“”表示如:CH3COOHCH3COO+ H十水溶液中存在的微粒水合離子(離子)和H2O分子大部分以電解質(zhì)分子的形式存在,只有少量電離出來(lái)的離子離子方程式的書寫情況拆
19、開(kāi)為離子(特殊:難溶性鹽仍以化學(xué)式表示)全部用化學(xué)式表示注意: (1)在含有陰、陽(yáng)離子的固態(tài)強(qiáng)電解質(zhì)中,雖然有陰、陽(yáng)離子存在,但這些離子不能自由移動(dòng),因此不導(dǎo)電如氯化鈉固體不導(dǎo)電(2)電解質(zhì)溶液導(dǎo)電能力的強(qiáng)弱取決于溶液中自由移動(dòng)離子濃度的大小(注意:不是取決于自由移動(dòng)離子數(shù)目的多少)溶液中離子濃度大,溶液的導(dǎo)電性就強(qiáng);反之,溶液的導(dǎo)電性就弱因此,強(qiáng)電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力不一定比弱電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力強(qiáng)但在相同條件(相同濃度、相同溫度)下,強(qiáng)電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力比弱電解質(zhì)的導(dǎo)電能力強(qiáng)離子方程式 用實(shí)際參加反應(yīng)的離子符號(hào)來(lái)表示離子反應(yīng)的式子所謂實(shí)際參加反應(yīng)的離子,即是在反應(yīng)前后數(shù)目發(fā)生變化的離子離子
20、方程式不僅表示一定物質(zhì)間的某個(gè)反應(yīng),而且可以表示所有同一類型的離子反應(yīng)如:H+ OHH2O可以表示強(qiáng)酸與強(qiáng)堿反應(yīng)生成可溶性鹽的中和反應(yīng)離子方程式的書寫步驟(1)“寫”:寫出完整的化學(xué)方程式(2)“拆”:將化學(xué)方程式中易溶于水、易電離的物質(zhì)(強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、可溶性鹽)拆開(kāi)改寫為離子形式;而難溶于水的物質(zhì)(難溶性鹽、難溶性堿)、難電離的物質(zhì)(水、弱酸、弱堿)、氧化物、氣體等仍用化學(xué)式表示(3)“刪”:將方程式兩邊相同的離子(包括個(gè)數(shù))刪去,并使各微粒符號(hào)前保持最簡(jiǎn)單的整數(shù)比(4)“查”:檢查方程式中各元素的原子個(gè)數(shù)和電荷總數(shù)是否左右相等復(fù)分解反應(yīng)類型離子反應(yīng)發(fā)生的條件復(fù)分解反應(yīng)總是朝著溶液中自由移動(dòng)的
21、離子數(shù)目減少的方向進(jìn)行具體表現(xiàn)為:(1)生成難溶于水的物質(zhì)如:Ba2+ SO42BaSO4(2)生成難電離的物質(zhì)(水、弱酸、弱堿)如H+ OHH2O(3)生成氣體如:CO32+ 2HCO2+ H2O3化學(xué)反應(yīng)中的能量變化放熱反應(yīng) 放出熱量的化學(xué)反應(yīng)在放熱反應(yīng)中,反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量:反應(yīng)物的總能量生成物的總能量 + 熱量 + 其他形式的能量放熱反應(yīng)可以看成是“貯存”在反應(yīng)物內(nèi)部的能量轉(zhuǎn)化并釋放為熱能及其他形式的能量的反應(yīng)過(guò)程吸熱反應(yīng) 吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)在吸熱反應(yīng)中,反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量:生成物的總能量反應(yīng)物的總能量 + 熱量 + 其他形式的能量吸熱反應(yīng)也可以看成是熱能及
22、其他形式的能量轉(zhuǎn)化并“貯存”為生成物內(nèi)部能量的反應(yīng)過(guò)程*反應(yīng)熱(1)反應(yīng)熱的概念:在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中,放出或吸收的熱量,統(tǒng)稱為反應(yīng)熱反應(yīng)熱用符號(hào)H表示,單位一般采用kJ·mol1(2)反應(yīng)熱與反應(yīng)物、生成物的鍵能關(guān)系:H生成物鍵能的總和 反應(yīng)物鍵能的總和(3)放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)的比較反應(yīng)熱放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)含義反應(yīng)物所具有的總能量大于生成物所具有的總能量,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物時(shí)放出熱量反應(yīng)物所具有的總能量小于生成物所具有的總能量,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物時(shí)吸收熱量反應(yīng)本身的能量變化反應(yīng)放出熱量后使反應(yīng)本身的能量降低反應(yīng)吸收熱量后使反應(yīng)本身的能量升高表示符號(hào)或H值“” H0“+” H0說(shuō)明:放熱反
23、應(yīng)和吸熱反應(yīng)過(guò)程中的能量變化示意圖如圖312所示熱化學(xué)方程式(1)熱化學(xué)方程式的概念:表明反應(yīng)所放出或吸收熱量的化學(xué)方程式,叫做熱化學(xué)方程式(2)書寫熱化學(xué)方程式時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題:需注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)因?yàn)榉磻?yīng)的溫度和壓強(qiáng)不同時(shí),其H也不同若不注明時(shí),則是指在101kPa和25時(shí)的數(shù)據(jù)反應(yīng)物、生成物的聚集狀態(tài)要注明同一化學(xué)反應(yīng),若物質(zhì)的聚集狀態(tài)不同,則反應(yīng)熱就不同例如:H2(g) + 1/2O2(g)H2O(g) H241.8kJ·mol1H2(g) + 1/2O2(g)H2O(l) H285.8kJ·mol1比較上述兩個(gè)反應(yīng)可知,由H2與O2反應(yīng)生成1 mol H2O(l)
24、比生成1 mol H2O(g)多放出44 kJ·mol1的熱量反應(yīng)熱寫在化學(xué)方程式的右邊放熱時(shí)H用“”,吸熱時(shí)H用“”例如: H2(g) + 1/2O2(g)H2O(g) 241.8kJ·mol1熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)前的化學(xué)計(jì)量數(shù)不表示分子個(gè)數(shù),而只表示物質(zhì)的量(mol),因此,它可用分?jǐn)?shù)表示對(duì)于相同物質(zhì)的反應(yīng),當(dāng)化學(xué)計(jì)量數(shù)不同時(shí),其H也不同例如:2H2(g) + O2(g)2H2O(g) Hl483.6 kJ·mol1H2(g) + 1/2O2(g)H2O(g) H2241.8kJ·mol1顯然,Hl2H2*蓋斯定律 對(duì)于任何一個(gè)化學(xué)反應(yīng),不管是一步完
25、成還是分幾步完成,其反應(yīng)熱是相同的也就是說(shuō),化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)(各反應(yīng)物)和終態(tài)(各生成物)有關(guān),而與具體反應(yīng)進(jìn)行的途徑無(wú)關(guān)如果一個(gè)反應(yīng)可以分幾步進(jìn)行,則各步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和與該反應(yīng)一步完成時(shí)的反應(yīng)熱是相同的*4燃燒熱和中和熱燃燒熱中和熱定義在101 kPa時(shí),1 mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物所放出熱量在稀溶液中,酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成1 mol H2O時(shí)所放出的熱量熱化學(xué)方程式中的表示形式以燃燒1mol物質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)配平其余物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)平其余物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)注意點(diǎn)“完全燃燒”包含兩個(gè)方面的意思:燃燒的物質(zhì)全部燃燒完;生成穩(wěn)定氧化物,如C完全燃燒生成CO2
26、,S完全燃燒生成SO2;等等當(dāng)強(qiáng)酸與強(qiáng)堿在稀溶液中發(fā)生中和反應(yīng)時(shí),1 molH與1 molOH發(fā)生反應(yīng)生成1 molH2O,都放出573kJ的熱量即:H(aq) + OH(aq)H2O(1) H57.3 kJ·mol1說(shuō)明利用燃燒熱可以計(jì)算物質(zhì)在燃燒過(guò)程中所放出的熱量當(dāng)強(qiáng)酸與弱堿或弱酸與強(qiáng)堿或弱酸與弱堿發(fā)生中和反應(yīng)時(shí),因生成的鹽會(huì)發(fā)生水解而吸熱,故此時(shí)中和熱要小于57.3 kJ·mol1高中化學(xué)知識(shí)點(diǎn)規(guī)律大全堿金屬1鈉鈉的物理性質(zhì)很軟,可用小刀切割;具有銀白色金屬光澤(但常見(jiàn)的鈉的表面為淡黃色);密度比水小而比煤油大(故浮在水面上而沉于煤油中);熔點(diǎn)、沸點(diǎn)低;是熱和電的良導(dǎo)
27、體鈉的化學(xué)性質(zhì)(1) Na與O2反應(yīng):常溫下: 4Na + O22Na2O,2Na2O + O22Na2O2 (所以鈉表面的氧化層既有Na2O也有Na2O2,且Na2O2比Na2O穩(wěn)定)加熱時(shí): 2Na + O2Na2O2(鈉在空氣中燃燒,發(fā)出黃色火焰,生成淡黃色固體)(2)Na與非金屬反應(yīng):鈉可與大多數(shù)的非金屬反應(yīng),生成+1價(jià)的鈉的化合物例如:2Na + C122NaCl 2Na + SNa2S(3)Na與H2O反應(yīng)化學(xué)方程式及氧化還原分析: 離子方程式: 2Na + 2H2O2Na + 2OH + H2Na與H2O反應(yīng)的現(xiàn)象: 浮 熔 游 鳴 紅(4)Na與酸溶液反應(yīng)例如: 2Na + 2
28、HCl2NaCl + H2 2Na + H2SO4Na2SO4 + H2由于酸中H濃度比水中H濃度大得多,因此Na與酸的反應(yīng)要比水劇烈得多鈉與酸的反應(yīng)有兩種情況:酸足量(過(guò)量)時(shí):只有溶質(zhì)酸與鈉反應(yīng)酸不足量時(shí):鈉首先與酸反應(yīng),當(dāng)溶質(zhì)酸反應(yīng)完后,剩余的鈉再與水應(yīng)因此,在涉及有關(guān)生成的NaOH或H2的量的計(jì)算時(shí)應(yīng)特別注意這一點(diǎn)(5)Na與鹽溶液的反應(yīng)在以鹽為溶質(zhì)的水溶液中,應(yīng)首先考慮鈉與水反應(yīng)生成NaOH和H2,再分析NaOH可能發(fā)生的反應(yīng)例如,把鈉投入CuSO4溶液中:2Na + 2H2O2NaOH + H2 2NaOH + CuSO4Cu(OH)2 + Na2SO4注意:鈉與熔融的鹽反應(yīng)時(shí),可
29、置換出鹽中較不活潑的金屬例如:4Na + TiCl4(熔融) 4NaCl + Ti實(shí)驗(yàn)室中鈉的保存方法 由于鈉的密度比煤油大且不與煤油反應(yīng),所以在實(shí)驗(yàn)室中通常將鈉保存在煤油里,以隔絕與空氣中的氣體和水接觸鈉在自然界里的存在:由于鈉的化學(xué)性質(zhì)很活潑,故鈉在自然界中只能以化合態(tài)的形式(主要為NaCl,此外還有Na2SO4、Na2CO3、NaNO3等)存在鈉的主要用途(1)制備過(guò)氧化鈉(原理:2Na + O2Na2O2)(2)NaK合金(常溫下為液態(tài))作原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑(原因:NaK合金熔點(diǎn)低、導(dǎo)熱性好)(3)冶煉如鈦、鋯、鈮、鉭等稀有金屬(原理: 金屬鈉為強(qiáng)還原劑)(4)制高壓鈉燈(原因: 發(fā)出
30、的黃色光射程遠(yuǎn),透霧能力強(qiáng))2鈉的化合物過(guò)氧化鈉物理性質(zhì)淡黃色固體粉末化學(xué)性質(zhì)與H2O反應(yīng)2Na2O2 + 2H2O 4NaOH + O2現(xiàn)象:反應(yīng)產(chǎn)生的氣體能使余燼的木條復(fù)燃;反應(yīng)放出的熱能使棉花燃燒起來(lái)與CO2反應(yīng)2Na2O2 + 2CO2 2Na2CO3 + O2 說(shuō)明:該反應(yīng)為放熱反應(yīng)強(qiáng)氧化劑能使織物、麥稈、羽毛等有色物質(zhì)褪色用 途呼吸面具和潛水艇里氧氣的來(lái)源;作漂白劑說(shuō)明 (1)Na2O2與H2O、CO2發(fā)生反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移情況如下: 由此可見(jiàn),在這兩個(gè)反應(yīng)中,Na2O2既是氧化劑又是還原劑,H2O或CO2只作反應(yīng)物,不參與氧化還原反應(yīng)(2)能夠與Na2O2反應(yīng)產(chǎn)生O2的,可能是CO2
31、、水蒸氣或CO2和水蒸氣的混合氣體(3)過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)的原理是實(shí)驗(yàn)室制氧氣方法之一,其發(fā)生裝置為“固 + 液 氣體”型裝置碳酸鈉與碳酸氫鈉Na2CO3NaHCO3俗名純堿、蘇打小蘇打顏色、狀態(tài)白色粉末碳酸鈉結(jié)晶水合物的化學(xué)式為Na2CO3·10H2O白色晶體無(wú)結(jié)晶水合物水溶性易溶于水溶于水,但溶解度比Na2CO3小熱穩(wěn)定性加熱不分解加熱易分解化學(xué)方程式為:2NaHCO3 Na2CO3 + CO2+ H2O與酸反應(yīng)較緩慢反應(yīng)分兩步進(jìn)行:CO32+ H= HCO3HCO3+ H= CO2+ H2O較劇烈,放出CO2的速度快HCO3+ H= CO2+H2O與NaOH反應(yīng)不反應(yīng)NaHCO3
32、 + NaOH = Na2CO3 + H2O酸式鹽與堿反應(yīng)可生成鹽和水與CaCl2溶液反應(yīng)CO32+ Ca2= CaCO3不反應(yīng)。Ca(HCO3)2溶于水鑒別方法固態(tài)時(shí): 分別加熱,能產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁氣體的是NaHCO3溶液中: 分別加入CaCl2或BaCl2溶液,有白色沉淀產(chǎn)生的是Na2CO3主要用途用于玻璃、制皂、造紙等制燒堿用作制糕點(diǎn)的發(fā)酵粉用于泡沫滅火器治療胃酸過(guò)多相互關(guān)系說(shuō)明 (1)由于NaHCO3在水中的溶解度小于Na2CO3,因此,向飽和的Na2CO3溶液中通入CO2氣體,能析出NaHCO3晶體(2)利用Na2CO3溶液與鹽酸反應(yīng)時(shí)相互滴加順序不同而實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不同的原理,可在
33、不加任何外加試劑的情況下,鑒別Na2CO3溶液與鹽酸*侯氏制堿法制NaHCO3和Na2CO3的原理 在飽和NaCl溶液中依次通入足量的NH3、CO2氣體,有NaHCO3從溶液中析出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為:NH3 + H2O + CO2 NH4HCO3 NH4HCO3 + NaCl NaHCO3+ NH4Cl2NaHCO3 Na2CO3 + H2O + CO2 3堿金屬元素堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)特征堿金屬元素包括鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)、銣(Rb)、銫(Cs)和放射性元素鈁(Fr)(1)相似性:原子的最外層電子數(shù)均為1個(gè),次外層為8個(gè)(Li原子次外層電子數(shù)為2個(gè))因此,在化學(xué)反應(yīng)中易失去1
34、個(gè)電子而顯+1價(jià)(2)遞變規(guī)律:隨著堿金屬元素核電荷數(shù)增多,電子層數(shù)增多,原子半徑增大,失電子能力增強(qiáng),金屬活動(dòng)性增強(qiáng)堿金屬的物理性質(zhì)(1)相似性:都具有銀白色金屬光澤(其中銫略帶金黃色);柔軟;熔點(diǎn)低;密度小,其中Li、Na、K的密度小于水的密度;導(dǎo)電、導(dǎo)熱性好(2)遞變規(guī)律:從Li Cs,隨著核電荷數(shù)的遞增,密度逐漸增大(特殊:K的密度小于Na的密度),但熔點(diǎn)、沸點(diǎn)逐漸降低堿金屬的化學(xué)性質(zhì)堿金屬的化學(xué)性質(zhì)與鈉相似由于堿金屬元素原子的最外層電子數(shù)均為1個(gè),因此在化學(xué)反應(yīng)中易失去1個(gè)電子,具有強(qiáng)還原性,是強(qiáng)還原劑;又由于從Li Cs,隨著核電荷數(shù)的遞增,電子層數(shù)增多,原子半徑增大,原子核對(duì)最外
35、層電子吸引力減弱,故還原性增強(qiáng)(1)與O2等非金屬反應(yīng)從Li Cs,與O2反應(yīng)的劇烈程度逐漸增加Li與O2反應(yīng)只生成Li2O: 4Li + O22Li2O在室溫下,Rb、Cs遇到空氣立即燃燒;K、Rb、Cs與O2反應(yīng)生成相應(yīng)的超氧化物KO2、RbO2、CsO2(2)與H2O反應(yīng)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式可表示為:2R + 2H2O = 2ROH + H2 (R代表Li、Na、K、Rb、Cs)從LiNa,與H2O反應(yīng)的劇烈程度逐漸增加K與H2O反應(yīng)時(shí)能夠燃燒并發(fā)生輕微爆炸;Rb、Cs遇H2O立即燃燒并爆炸生成的氫氧化物的堿性逐漸增強(qiáng)(其中LiOH難溶于水)焰色反應(yīng) 是指某些金屬或金屬化合物在火焰中灼燒
36、時(shí),火焰呈現(xiàn)出的特殊的顏色(1) 一些金屬元素的焰色反應(yīng)的顏色:鈉黃色;鉀紫色;鋰紫紅色;銣紫色;鈣一磚紅色;鍶洋紅色;鋇黃綠色;銅綠色(2)焰色反應(yīng)的應(yīng)用:檢驗(yàn)鈉、鉀等元素的存在高中化學(xué)知識(shí)點(diǎn)規(guī)律大全鹵素1.氯氣氯氣的物理性質(zhì)(1)常溫下,氯氣為黃綠色氣體加壓或降溫后液化為液氯,進(jìn)一步加壓或降溫則變成固態(tài)氯(2)常溫下,氯氣可溶于水(1體積水溶解2體積氯氣)(3)氯氣有毒并具有強(qiáng)烈的刺激性,吸入少量會(huì)引起胸部疼痛和咳嗽,吸入大量則會(huì)中毒死亡因此,實(shí)驗(yàn)室聞氯氣氣味的正確方法為:用手在瓶口輕輕扇動(dòng),僅使少量的氯氣飄進(jìn)鼻孔氯氣的化學(xué)性質(zhì)畫出氯元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖: 氯原子在化學(xué)反應(yīng)中很容易獲得1個(gè)
37、電子所以,氯氣的化學(xué)性質(zhì)非?;顫?,是一種強(qiáng)氧化劑(1)與金屬反應(yīng):Cu + C12CuCl2l 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:銅在氯氣中劇烈燃燒,集氣瓶中充滿了棕黃色的煙一段時(shí)間后,集氣瓶?jī)?nèi)壁附著有棕黃色的固體粉末向集氣瓶?jī)?nèi)加入少量蒸餾水,棕黃色固體粉末溶解并形成綠色溶液,繼續(xù)加水,溶液變成藍(lán)色2Na + Cl22NaCl 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:有白煙產(chǎn)生說(shuō)明 在點(diǎn)燃或灼熱的條件下,金屬都能與氯氣反應(yīng)生成相應(yīng)的金屬氯化物其中,變價(jià)金屬如(Cu、Fe)與氯氣反應(yīng)時(shí)呈現(xiàn)高價(jià)態(tài)(分別生成CuCl2、FeCl3)在常溫、常壓下,干燥的氯氣不能與鐵發(fā)生反應(yīng),故可用鋼瓶?jī)?chǔ)存、運(yùn)輸液氯“煙”是固體小顆粒分散到空氣中形成的物質(zhì)如銅在氯氣中燃
38、燒,產(chǎn)生的棕黃色的煙為CuCl2晶體小顆粒;鈉在氯氣中燃燒,產(chǎn)生的白煙為NaCl晶體小顆粒;等等(2)與氫氣反應(yīng) H2 + Cl2 2HCl注意 在不同的條件下,H2與C12均可發(fā)生反應(yīng),但反應(yīng)條件不同,反應(yīng)的現(xiàn)象也不同點(diǎn)燃時(shí),純凈的H2能在C12中安靜地燃燒,發(fā)出蒼白色的火焰,反應(yīng)產(chǎn)生的氣體在空氣中形成白霧并有小液滴出現(xiàn);在強(qiáng)光照射下,H2與C12的混合氣體發(fā)生爆炸物質(zhì)的燃燒不一定要有氧氣參加任何發(fā)光、發(fā)熱的劇烈的化學(xué)反應(yīng),都屬于燃燒如金屬銅、氫氣在氯氣中燃燒等“霧”是小液滴懸浮在空氣中形成的物質(zhì);“煙”是固體小顆粒分散到空氣中形成的物質(zhì)要注意“霧”與“煙”的區(qū)別 H2與Cl2反應(yīng)生成的HC
39、l氣體具有刺激性氣味,極易溶于水HCl的水溶液叫氫氯酸,俗稱鹽酸(3)與水反應(yīng) 化學(xué)方程式: C12 + H2O HCl + HClO 離子方程式: Cl2 + H2O H + Cl + HClO說(shuō)明 C12與H2O的反應(yīng)是一個(gè)C12的自身氧化還原反應(yīng)其中,Cl2既是氧化劑又是還原劑,H2O只作反應(yīng)物在常溫下,1體積水能溶解約2體積的氯氣,故新制氯水顯黃綠色同時(shí),溶解于水中的部分C12與H2O反應(yīng)生成HCl和HClO,因此,新制氯水是一種含有三種分子(C12、HClO、H2O)和四種離子(H、Cl、ClO和水電離產(chǎn)生的少量OH)的混合物所以,新制氯水具有下列性質(zhì):酸性(H),漂白作用(含HCl
40、O),Cl的性質(zhì),C12的性質(zhì)新制氯水中含有較多的C12、HClO,久置氯水由于C12不斷跟H2O反應(yīng)和HClO不斷分解,使溶液中的C12、HClO逐漸減少、HCl逐漸增多,溶液的pH逐漸減小,最后溶液變成了稀鹽酸,溶液的pH7C12本身沒(méi)有漂白作用,真正起漂白作用的是C12與H2O反應(yīng)生成的HClO所以干燥的C12不能使干燥的有色布條褪色,而混有水蒸氣的C12能使干燥布條褪色,或干燥的C12能使?jié)癫紬l褪色注意“氯水”與“液氯”的區(qū)別,氯水是混合物,液氯是純凈物(4)與堿反應(yīng)常溫下,氯氣與堿溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式的通式為:氯氣 + 可溶堿 金屬氯化物 + 次氯酸鹽 + 水重要的反應(yīng)有:C12 +
41、 2NaOHNaCl + NaClO + H2O或Cl2 + 2OHCl + ClO + H2O該反應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室制C12時(shí),多余Cl2的吸收(尾氣吸收)2Cl2 + 2Ca(OH)2 Ca(C1O)2 CaCl2 + 2H2O說(shuō)明 Cl2與石灰乳Ca(OH)2的懸濁液或消石灰的反應(yīng)是工業(yè)上生產(chǎn)漂粉精或漂白粉的原理漂粉精和漂白粉是混合物,其主要成分為Ca(ClO)2和CaCl2,有效成分是Ca(C1O)2次氯酸鹽比次氯酸穩(wěn)定漂粉精和漂白粉用于漂白時(shí),通常先跟其他酸反應(yīng),如:Ca(ClO)2+2HClCaCl2+2HClO漂粉精和漂白粉露置于潮濕的空氣中易變質(zhì),所以必須密封保存有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式
42、為:Ca(ClO)2 + CO2 + H2O CaCO3+ 2HClO 2HClO2HCl + O2由此可見(jiàn),漂粉精和漂白粉也具有漂白、消毒作用氯氣的用途殺菌消毒;制鹽酸;制漂粉精和漂白粉;制造氯仿等有機(jī)溶劑和各種農(nóng)藥次氯酸次氯酸(HClO)是一元弱酸(酸性比H2CO3還弱),屬于弱電解質(zhì),在新制氯水中主要以HClO分子的形式存在,因此在書寫離子方程式時(shí)應(yīng)保留化學(xué)式的形式HClO不穩(wěn)定,易分解,光照時(shí)分解速率加快有關(guān)的化學(xué)方程式為:2HClO 2H + 2Cl + O2,因此HClO是一種強(qiáng)氧化劑HClO能殺菌自來(lái)水常用氯氣殺菌消毒(目前已逐步用C1O2代替)HClO能使某些染料和有機(jī)色素褪色
43、因此,將Cl2通入石蕊試液中,試液先變紅后褪色氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法(1)反應(yīng)原理:實(shí)驗(yàn)室中,利用氧化性比C12強(qiáng)的氧化劑如MnO2、KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2等將濃鹽酸中的Cl氧化來(lái)制取C12。例如:MnO2 + 4HCl(濃) MnCl2 + C12+ 2H2O2KMnO4 + 16HCl(濃) = 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2+ 8H2O(2)裝置特點(diǎn):根據(jù)反應(yīng)物MnO2為固體、濃鹽酸為液體及反應(yīng)需要加熱的特點(diǎn),應(yīng)選用“固 + 液加熱型”的氣體發(fā)生裝置所需的儀器主要有圓底燒瓶(或蒸餾燒瓶)、分液漏斗、酒精燈、雙孔橡膠塞和鐵架臺(tái)(帶鐵夾、鐵圈)等(3)收集方法:氯氣溶于
44、水并跟水反應(yīng),且密度比空氣大,所以應(yīng)選用向上排氣法收集氯氣此外,氯氣在飽和NaCl溶液中的溶解度很小,故氯氣也常用排飽和食鹽水的方法收集,以除去混有的HCl氣體因此在實(shí)驗(yàn)室中,要制取干燥、純凈的Cl2,常將反應(yīng)生成的C12依次通過(guò)盛有飽和NaCl溶液和濃硫酸的洗氣瓶(4)多余氯氣的吸收方法:氯氣有毒,多余氯氣不能排放到空氣中,可使用NaOH溶液等強(qiáng)堿溶液吸收,但不能使用石灰水,因?yàn)镃a(OH)2的溶解度較小,不能將多余的氯氣完全吸收(5)應(yīng)注意的問(wèn)題:加熱時(shí),要小心地、不停地移動(dòng)火焰,以控制反應(yīng)溫度當(dāng)氯氣出來(lái)較快時(shí),可暫停加熱要防止加強(qiáng)熱,否則會(huì)使?jié)恹}酸里的氯化氫氣體大量揮發(fā),使制得的氯氣不純
45、而影響實(shí)驗(yàn)收集氯氣時(shí),導(dǎo)氣管應(yīng)插入集氣瓶底部附近,這樣收集到的氯氣中混有的空氣較少利用濃鹽酸與足量的MnO2共熱制取C12時(shí),實(shí)際產(chǎn)生的C12的體積總是比理論值低主要原因是:隨著反應(yīng)不斷進(jìn)行,濃鹽酸會(huì)漸漸變稀,而稀鹽酸即使是在加熱的條件下也不能與MnO2反應(yīng)Cl的檢驗(yàn)方法 向待檢溶液中加入AgNO3溶液,再加入稀HNO3,若產(chǎn)生白色沉淀,則原待檢液中含有C1注意 (1)不能加入鹽酸酸化,以防止引入C1(若酸化可用稀HNO3)(2)若待檢液中同時(shí)含有SO42或SO32時(shí),則不能用HNO3酸化的AgNO3溶液來(lái)檢驗(yàn)Cl,因?yàn)樯傻腁g2SO4也是不溶于稀HNO3的白色沉淀(SO32能被HNO3氧化
46、為SO42)2鹵族元素鹵族元素 簡(jiǎn)稱鹵素包括氟(F)、氯(C1)、溴(Br)、碘(I)和放射性元素砹(At)在自然界中鹵素?zé)o游離態(tài),都是以化合態(tài)的形式存在鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)顏色狀態(tài)(常態(tài))熔點(diǎn)、沸點(diǎn)溶解度(水中)密度F2淺黃綠色淺深氣體低高降低小大Cl2黃綠色氣體部分溶于水,并與水發(fā)生不同程度反應(yīng)Br2深紅棕色液體易揮發(fā)I2紫黑色固體升華說(shuō)明 (1)實(shí)驗(yàn)室里,通常在盛溴的試劑瓶中加水(即“水封”),以減少溴的揮發(fā)(2)固態(tài)物質(zhì)不經(jīng)液態(tài)而直接變成氣態(tài)的現(xiàn)象,叫做升華升華是一種物理變化利用碘易升華的性質(zhì),可用來(lái)分離、提純單質(zhì)碘(3)Br2、I2較難溶于水而易溶于如汽油、苯、四氯化碳、酒精等有機(jī)溶劑
47、中醫(yī)療上用的碘酒,就是碘(溶質(zhì))的酒精(溶劑)溶液利用與水互不相溶的有機(jī)溶劑可將Br2、I2從溴水、碘水中提取出來(lái)(這個(gè)過(guò)程叫做萃取)鹵素單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)(1)鹵素的原子結(jié)構(gòu)及元素性質(zhì)的相似性、遞變性氟F氯Cl溴Br碘I核電荷數(shù)9173553原子結(jié)構(gòu)的相似性最外層上的電子數(shù)都是7個(gè)鹵素化學(xué)性質(zhì)的相似性氟只有1價(jià),其余鹵素有l(wèi)、+1、+3、+5、+7價(jià)單質(zhì)都具有強(qiáng)氧化性,是強(qiáng)氧化劑單質(zhì)均能與H2化合生成鹵化氫氣體,與金屬單質(zhì)化合生成金屬鹵化物單質(zhì)都能與水、強(qiáng)堿反應(yīng),Br2、I2的反應(yīng)與C12類似原子結(jié)構(gòu)的遞變性核電荷數(shù)電子層數(shù)少 多原子半徑小 大化學(xué)性質(zhì)的遞變 性原子得電子能力強(qiáng) 弱單質(zhì)的氧化性單
48、質(zhì)與氫氣化合易 難單質(zhì)與水反應(yīng) 劇烈 緩慢(微弱)對(duì)應(yīng)陰離子的還原性弱 強(qiáng)(2)鹵素單質(zhì)與氫氣的反應(yīng)F2Cl2Br2I2與H2化合的條件冷、暗點(diǎn)燃或光照500持續(xù)加熱反應(yīng)情況爆炸強(qiáng)光照射時(shí)爆炸緩慢化合緩慢化合,生成的HI同時(shí)分解產(chǎn)生鹵化氫的穩(wěn)定性HFHClHBrHI(3)鹵素單質(zhì)與水的反應(yīng) 2F2 + 2H2O 4HF + O2(置換反應(yīng))注意:將F2通入某物質(zhì)的水溶液中,F(xiàn)2先跟H2O反應(yīng)如將F2通入NaCl的水溶液中,同樣發(fā)生上述反應(yīng),等等X2 + H2O = HX + HXO (XC1、Br、I)(4)鹵素單質(zhì)間的置換反應(yīng)2NaBr + C12(新制、飽和) = 2NaCl + Br2
49、2Br + C12 = 2C1 + Br2說(shuō)明 加入CCl4并振蕩后,液體分層上層為含有NaCl的水層,無(wú)色;下層為溶有Br2的CCl4層,顯橙色2NaI + C12(新制、飽和) 2NaCl + I2 2I + Cl2 2C1 + I2說(shuō)明 加入CCl4并振蕩后,液體分層上層為含有NaI的水層,無(wú)色;下層為溶有I2的CCl4層,顯紫紅色將反應(yīng)后的溶液加熱蒸干灼燒,生成的I2升華,故殘留的固體為NaCl(C12足量時(shí))或NaCl和NaI的混合物(C12不足量時(shí))2NaI + Br2 2NaBr + I2 2I + Br2 2Br + I2說(shuō)明 加入CCl4并振蕩后,液體分層上層為含有NaBr的
50、水層,無(wú)色,下層為溶有I2的CCl4層,顯紫紅色將反應(yīng)后的溶液加熱蒸干灼燒,生成的I2升華,故殘留的固體為NaBr(Br2足量時(shí))或NaBr和NaI(Br2不足量時(shí))F2 + NaX(熔融) 2NaF + X2 (XC1、Br、I)注意 將F2通入含Cl、Br或I的水溶液中,不是發(fā)生鹵素間的置換反應(yīng),而是F2與H2O反應(yīng)(5)碘單質(zhì)(I2)的化學(xué)特性I2 + 淀粉溶液 藍(lán)色溶液說(shuō)明 利用碘遇淀粉變藍(lán)的特性,可用來(lái)檢驗(yàn)I2的存在只有單質(zhì)碘(I2)遇淀粉才顯藍(lán)色,其他價(jià)態(tài)的碘無(wú)此性質(zhì)例如,向NaI溶液中滴加淀粉,溶液顏色無(wú)變化若再滴加新制氯水,因有I2被置換出來(lái),則此時(shí)溶液顯藍(lán)色可逆反應(yīng) 向生成物
51、方向進(jìn)行的反應(yīng)叫正反應(yīng);向反應(yīng)物方向進(jìn)行的反應(yīng)叫逆反應(yīng)在同一條件下,既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行,同時(shí)又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng),叫做可逆反應(yīng)說(shuō)明 (1)判斷一個(gè)反應(yīng)是否是可逆反應(yīng),必須滿足兩個(gè)條件:在同一條件下;正、逆反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行如H2 + I22HI,生成的HI在持續(xù)加熱的條件下同時(shí)分解,故該反應(yīng)為可逆反應(yīng)而如:2H2 + O2 2H2O 2H2O 2H2+ O2 這兩個(gè)反應(yīng)就不是可逆反應(yīng)(2)在化學(xué)方程式中,用可逆符號(hào)“”表示可逆反應(yīng)鹵化銀AgFAgClAgBrAgI顏 色白色白色淺黃色黃色逐 漸 加 深溶解性易溶于水難溶于水,也難溶于稀HNO3感光性見(jiàn)光分解:2AgX 2Ag + X2 (XCl、Br、I)用 途檢驗(yàn)X:Ag + XAgX(試劑為AgNO3溶液和稀HNO3)制作感光材料(常用AgBr) AgI用于人工降雨碘的化合物 碘的化合物有KIO3(碘酸鉀)、KI等人體中的碘主要存在于甲狀腺內(nèi),人體如果缺碘,就會(huì)患甲狀腺腫癥(大脖子病)為防止碘缺乏病,最
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