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文檔簡介

1、氧化劑的氧化能力(還原劑的還原能力)強弱的判定依據(jù)1、根據(jù)反應條件來判斷:是否加熱,溫度高低,有無催化劑 不同的氧化劑與同種還原劑(或不同的還原劑與同種氧化劑)的反應可依據(jù)以上條件來判斷。例如,由 2H2SO3O22H2SO4 (快) 2Na2SO3O22Na2SO4(慢)2SO2O2 2SO3 可知還原性:H2SO3Na2SO3SO22、根據(jù)反應的劇烈程度來判定: 如 Cu4HNO3(濃)Cu(NO3)22NO22H2O (較劇烈)3Cu8HNO3(?。?Cu(NO3)22NO4H2O (較微弱)可知氧化性:濃HNO3稀HNO33、根據(jù)氧化還原反應的傳遞關系來判斷:氧化劑氧化能力大于氧化產(chǎn)物

2、的氧化能力;還原劑的還原能力大于還原產(chǎn)物的還原能力。一般來說,判斷氧化劑的氧化能力時不能簡單地看氧化劑被還原成的價態(tài)高低,應看氧化劑氧化其它物質(zhì)的能力。比如 硝酸越稀,其氧化性越弱,跟同一還原劑反應時,化合價降得越多。KMnO4溶液酸性越強,氧化性越強,跟同一還原劑反應時,化合價降得越多 Na2SO3KMnO4(H+)無色的Mn2+Na2SO3KMnO4(H2O)褐色的MnO2Na2SO3KMnO4(OH)綠色的MnO 氧化性:F2Cl2Br2I2SO2S還原性:SSO IFe2+BrClF基本的定律、原理1、質(zhì)量守恒定律 參加化學反應的各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和。又名“

3、物質(zhì)不滅定律”2、阿佛加德羅定律 在相同的溫度和壓強下,相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子每有“三同”,必有第四同,此定律又叫“四同定律”阿佛加德羅定律的推論同溫同壓同體積的不同氣體,質(zhì)量比等于分子量之比,等于密度之比,等于相對密度同溫同壓不同體積的氣體,體積之比等于物質(zhì)的量之比同溫同壓同質(zhì)量的氣體,體積之比等于相對分子質(zhì)量比的反比3、勒沙特列原理 如果改變影響平衡的一個條件(如濃度、溫度或壓強等),平衡就向著能夠減弱這種改變的方向移動。外界條件改變對反應速度和化學平衡的影響所改變的條件反應速度化學平衡增大反應物濃度加快向生成方向移動升高溫度加快向吸熱方向移動增大壓強加快向氣體分子數(shù)目減少

4、的方向移動加催化劑加快不移動4、原子核外電子排布的規(guī)律泡利不相容原理在同一個原子里,沒有運動狀態(tài)四個方面完全相同的電子存在 電子層(層) 電子亞層(形) 電子云的空間伸展方向(伸) 電子的自旋(旋)能量最低原理在核外電子的排布中,通常狀況下電子總是盡先占有能量最低的軌道,只有當這些軌道占滿后,電子才依次進入能量較高的軌道洪特規(guī)則在同一電子層的某個電子亞層中的各個軌道上,電子的排布盡可能分占不同的軌道,而且自旋方向相同,這樣排布整個原子的能量最低。四種晶體比較表離子晶體原子晶體分子晶體金屬晶體構成晶體的微粒陰、陽離子原子分子金屬陽離子和自由電子微粒間相互作用離子鍵共價鍵范德華力金屬鍵典型實例Na

5、Cl、CsCl金剛石、Si、SiO2、SiC干冰、氫氣、有機物、惰氣鈉、鎂、鋁、鐵物理性質(zhì)熔沸點熔點較高、沸點高熔沸點高熔沸點低一般較高、部分低導電性固態(tài)不導電,熔化或溶于水導電差差良好導熱性不良不良不良良好機械加工性同上同上同上同上硬度較硬而脆高硬度較小一般較高部分低注:離子晶體熔化時需克服離子鍵,原子晶體熔化時破壞了共價鍵,分子晶體熔化時只消弱分子間作用力,而不破壞化學鍵。物質(zhì)熔沸點規(guī)律1、不同晶體:原子晶體離子晶體分子晶體(金屬晶體較復雜)原子晶體:原子半徑越小,鍵能越大,熔沸點越高。如金剛石單晶硅離子晶體:組成相似的離子晶體,離子鍵越強,熔沸點越高如:NaClKCl金屬晶體:金屬鍵越強

6、(半徑小、價電子多),熔沸點越高如:NaMgAl分子晶體:組成和結構相似的分子晶體,分子量越大,熔沸點越高如:F2Cl2Br2I23、在比較不同晶體的熔沸點時,有時需借助常識或記憶有關數(shù)據(jù)例:熔點 NaCH3COOHH2O比較金屬性強弱的依據(jù)金屬性金屬氣態(tài)原子失去電子能力的性質(zhì)金屬活動性水溶液中,金屬原子失去電子能力的性質(zhì)1、同周期中,從左向右,隨著核電荷數(shù)的增加,金屬性減弱 同主族中,由上到下,隨著核電荷數(shù)的增加,金屬性增強2、依據(jù)最高價氧化物的水化物堿性的強弱 堿性愈強,其元素的金屬性也愈強依據(jù)金屬活動順序表(極少數(shù)例外)常溫下與酸反應的劇烈程度常溫下與水反應的劇烈程度與鹽溶液之間的置換反

7、應高溫下與金屬氧化物間的置換反應;用電化學的方法比較非金屬性強弱的依據(jù)1、同周期中,由左到右,隨核電荷數(shù)的增加,非金屬性增強 同主族中,由上到下,隨核電荷數(shù)的增加,非金屬性減弱2、依據(jù)最高價氧化物的水化物酸性的強弱 酸性愈強,其元素的非金屬性也愈強3、依據(jù)其氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性 穩(wěn)定性愈強,非金屬性愈強4、與H2化合的條件5、與鹽溶液之間的置換反應6、其它 例:2CuS Cu2S CuCl2CuCl2所以,Cl的非金屬性強于關于NO2和N2O4平衡移動的討論一、結論:將NO2裝入注射器內(nèi),進行下列操作,現(xiàn)象如下:緩慢壓縮,氣體顏色逐漸加深緩慢擴大體積,氣體顏色逐漸變淺突然壓縮,氣體顏色先變深,但

8、最終比起如深突然擴大體積,氣體顏色選變淺,后變深,但最終比起始淺。二、證明:以為例推論如下:設原平衡混和氣中NO2、N2O4濃度分別為 a 摩/升、b摩/升。壓縮至某體積時,NO2、N2O4在新平衡下濃度分別為 c摩/升和d摩/升慢慢壓縮,可以認為氣體溫度不變,此溫度下 常數(shù),則當體積縮小時,平衡2NO2 N2O4右移,N2O4增大,即db,則得c2a2,所以ca,氣體顏色加深。何時考慮鹽的水解1、判斷鹽溶液酸堿性及能否使指示劑變色時,要考慮到鹽的水解。如CH3COONa溶液呈堿性,因為CH3COOH2O CH3COOHOH2、配制某些鹽的溶液時,為了防止溶液變渾濁(水解),需加入酸抑制其水解

9、,此時考慮鹽的水解。例:配制CuSO4溶液時需加少量H2SO4,配制FeCl3溶液時需加入少量鹽酸(加相應的酸)3、比較鹽溶液中離子濃度大小時,要考慮到水解。如Na3PO4溶液中Na+3PO 4、說明鹽溶液中離子種類及多少時要考慮到水解。例 Na2S溶液中含有Na+、H+、S2-、HS-、OH-,其濃度關系是Na+H+2S2-HS-OH-5、某些活潑金屬與強酸弱堿鹽溶液反應時,需考慮水解。如 鎂插入CuSO4溶液中有H2放出。因為Cu2+2H2O Cu(OH)22H Mg2HMg2H26、強酸弱堿鹽與強堿弱酸鹽溶液相混合,其現(xiàn)象不能復分解反應規(guī)律來解釋時,要考慮到雙水解。例:泡沫滅火器的原理是

10、:3HCO Al3+3CO2Al(OH)3;7、判斷溶液中有關離子能否大量共存時要考慮鹽的水解(主要是雙水解問題),如Fe3+和HCO 不能大量共存;8、施用化肥時需考慮到水解。如:草木灰(K2CO3)不能與銨態(tài)氮肥相混用。因為CO H2O HCO OH NH OHNH3H2O,隨NH3的揮發(fā),氮肥失效。9、分析某些化學現(xiàn)象時要考慮鹽的水解。如:制備Fe(OH)3膠體、明礬凈水及丁達爾現(xiàn)象、FeCl3等溶液長期存放變渾濁,等。10、判斷中和滴定終點時溶液酸堿性,選用酸堿滴定時的指示劑以及當pH7時酸(堿)過量情況的判斷等問題,要考慮到鹽的水解。 如:CH3COOH 與NaOH 剛好反應時 pH

11、7,若二者反應后溶液 pH7,則CH3COOH過量,因為CH3COOH2O CH3COOHOH,為此CH3COOH與NaOH互相滴定時,選用酚酞作指示劑。11、試劑的貯存要考慮到鹽的水解。如貯存Na2CO3溶液不能玻璃塞,因為Na2CO3水解后溶液堿性較強,這樣 SiO2 2OHSiO H2O,Na2SiO3具有粘性,使瓶頸與瓶塞粘結在一起;NH4F溶液不能用玻璃瓶盛裝,因為水解時產(chǎn)生的氫氟酸腐蝕玻璃,F(xiàn)H2O HFOH4HFSiO2SiF42H2O;12、制取無水鹽晶體時要考慮到鹽的水解。例:不能利用蒸干溶液的辦法制FeCl3和AlCl3,也不能在空氣中加熱 FeCl36H2O和AlCl36

12、H2O制無水FeCl3和AlCl3,就是因為水解的緣故。13、解釋某些生活現(xiàn)象應考慮到鹽的水解。例:炸油條時利用了Fe3+與HCO (CO )雙水解的道理;ZnCl2和NH4Cl可作焊藥是利用了它們在水溶液中水解顯弱酸性的道理;家庭中可用熱的Na2CO3溶液洗滌餐具或涮便池,利用的是加熱可促進CO 的水解使堿性增強,去污能力加大的道理。原電池七種1、普通鋅錳電池(“干電池”)“干電池”是用鋅制圓筒形外殼作負極,位于中央的頂蓋有銅帽的石墨作正極,在石墨周圍填充ZnCl2、NH4Cl和淀粉糊作電解質(zhì),還填有MnO2作去極劑(吸收正極放出的H2,防止產(chǎn)生極化現(xiàn)象)。電極反應為:負極Zn2eZn2+

13、正極2NH 2e2NH3H2 H2MnO2 Mn2O3H2O正極產(chǎn)生的NH3又和ZnCl2作用:Zn2+4 NH3Zn(NH3)42+ 淀粉糊的作用是提高陰、陽離子在兩個電極的遷移速度。電池總反應式:2Zn4NH4Cl2MnO2Zn(NH3)4Cl2ZnCl2Mn2O3H2O“干電池”的電壓通常約為1.5伏,不能充電再生。2、鉛蓄電池 鉛蓄電池可放電亦可充電,具雙重功能。它是用硬橡膠或透明塑料制成的長方形外殼,在正極板上有一層棕褐色PbO2,負極板是海綿狀金屬鉛,兩極均浸在一定濃度的硫酸溶液中,且兩極間用微孔膠或微孔塑料隔開。 蓄電池放電時的電極反應為:負極PbSO 2ePbSO4 正極PbO

14、24H+SO2ePbSO42H2O當放電進行到硫酸濃度降低,溶液密度達1.18時即停止放電,而需將蓄電池進行充電;陽極PbSO4 2H2O2ePbO24H+SO 陰極 PbSO4 2e Pb SO 當溶液密度增加至1.28時,應停止充電蓄電池充電和放電的總反應式為:PbO2Pb2H2SO4 PbSO42H2O目前,有一種形似于“干電池”的充電電池,它實際是一種銀鋅蓄電池(電解液為KOH)。電池反應為ZnAg2OH2O Zn(OH)22Ag3、紐扣式電池 常見的鈕扣式電池為銀鋅電池,它用不銹鋼制成一個正極殼和負極蓋組成的小圓盒,盒內(nèi)靠正極殼一端填充由Ag2O和少量石墨組成的正極活性材料,負極蓋一

15、端填充鋅汞合金作負極活性材料,電解質(zhì)溶液為濃KOH,溶液兩邊用羧甲基纖維素作隔膜,將電極與電解質(zhì)溶液隔開。電極反應為:負極Zn2OH2eZnOH2O 正極Ag2OH2O2e2Ag2OH電池總反應式為:Ag2OZn2AgZnO一粒鈕扣電池的電壓達1.59伏,安裝在電子表里可使用兩年之久。4、氫氧燃料電池 氫氧燃料電池是一種高效低污染的新型電池,主要用于航天領域。它的電極材料一般為活化電極,具有很強的催化活性,如鉑電極、活性炭電極等。電解質(zhì)溶液一般為40%的KOH溶液。電極反應式為:負極:2H2 4H 4H 4OH4e2H2O正極:O22H2O4e4OH 電池總反應式為:2H2O22H2O5、微型

16、電池 常用于心臟起博器和火箭的一種微型電池叫鋰電池,它是用金屬鋰作負極、石墨作正極,電解質(zhì)溶液由四氯化鋁鋰(LiAlCl4)溶解在亞硫酰氯(SOCl2)中組成 電池總反應式為:8Li3SOCl26LiClLi2SO42S這種電池容量大,電壓很穩(wěn),能在56.771.1溫度范圍內(nèi)工作。6、海水電池 1991年,我國首創(chuàng)以鋁空氣海水為能源的新型電池,用作水標志燈已研制成功。該電池以取之不盡的海水為電解液,靠空氣中的氧使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流。 電極反應式為:負極:4Al12e4Al3+ 正極:3O26H2O12 e12OH電池總反應式為:4Al3O26H2O4Al(OH)3這種電池的能量比“干電池”高

17、2050倍7、燃料電池 該電池用金屬鉑片插入KOH溶液中作電極,又在兩極上分別通甲烷和氧氣電極反應式為:負極:CH410 OH8 eCO 7H2O 正極:2O24H2O8 e8OH 電池總反應式為:CH4O22KOHK2CO33H2O酸、堿、鹽的電解規(guī)律表首先應熟記“陰、陽離子的放電順序”陰離子的放電順序:S2IBrOHNO3SO42F陽離子的放電順序: 金屬單質(zhì)AgHg2Cu2HPb2Sn2Ni2Fe2Zn2Mn2AlMg2NaCa2K鹽(酸、堿)電解方程式pH值相當于電解何物活潑金屬的含氧酸鹽Na2CO3、NaH2PO4Na2CO3變小NaH2PO4變大電解水不活潑金屬含氧酸鹽CuSO4、

18、AgNO3pH值變小水和電解質(zhì)活潑金屬的無氧酸鹽 NaCl、KIpH值變大水和電解質(zhì)不活潑金屬的無氧酸鹽 CuCl2、CuBr2CuCl2:pH值變大CuBr2:pH值變小電解質(zhì)本身含氧酸H2SO4、HNO3pH值變小電解水無氧酸HCl、HIpH值變大電解質(zhì)本身強堿 NaOH、KOHpH值變大電解水熔融態(tài)物質(zhì)NaClNaOHAl2O3電解質(zhì)本身元素化合物知識生成氧氣的方程式小結2KClO3 2KCl3O22KMnO4 K2MnO4MnO2O22H2O 2H2O22HgO 2HgO24HNO34NO2O22H2O2KNO3 2KNO2O22Cu(NO3)2 CuO4NO2O22AgNO3 2Ag

19、2NO2O22HClO 2HClO22Al2O3(熔融) 4Al3O22F2 2H2O4HFO22Na2O22H2O4NaOHO22H2O2 2 H2OO22Na2O22CO22Na2CO3O24NaOH(熔融) 4NaO22H2O氮的氧化物小結氮元素化合價俗稱主要性質(zhì)N2O1笑氣無色氣體,易溶于水,中性,具有氧化性,也具有還原性NO2無色氣體,難溶于水,易被空氣O2氧化成NO2,具有氧化性,也具有還原性N2O33亞硝酐暗藍色氣體,極不穩(wěn)定,易分解為NO和NO2,酸性,具有氧化性,也具有還原性NO24紅棕色氣體,與水反應生HNO3和NO,但它不是酸酐,具有強氧化性N2O4無色氣體(低于21成液

20、體)N2O55硝酐白色固體,具有強氧化性具有漂白作用的物質(zhì)氧化作用化合作用吸附作用Cl2、O2、Na2O2、濃HNO3SO2活性炭化學變化物理變化不可逆可逆能被活性炭吸附的物質(zhì)有毒氣體(NO2、Cl2、NO等)有毒色素漂白水中有臭味的物質(zhì)凈化生成氫氣的方程式小結Fe(活潑金屬)2HClFeCl2H22Al2NaOH2H2O2NaAlO23H2Si2NaOHH2ONa2SiO32H23Fe4H2O(氣) Fe3O44H2C+ H2O(氣) COH2CO+ H2O(氣) CO2H22Na2H2O2NaOHH2Mg2H2O Mg(OH)2H22NaCl2H2O 2NaOHCl2H2H2S H2S2H

21、I H2I22H2O 2H2O22C2H5OH2Na(K、Mg、Al) 2C2H5ONaH2CH4 C(炭黑)2H2原電池的析氫腐蝕水參與的反應小結1、水的電離:H2O H+OH 或 2H2O H3O+OH2、水與氧化還原的關系 2Na2H2O2NaOHH2 水作氧化劑 3Fe4H2O(氣) Fe3O44H2C+ H2O(氣) COH2 水作還原劑 2F22H2O4HFO2水既作氧化劑,又作還原劑 2H2O 2H2O2 Cl2H2OHClHclO水既不作氧化劑,又不作還原劑2Na2O22H2O4NaOHO23NO2H2O2HNO3NO3、水化:CH2CH22H2OCH3CH2OH CO(NH2

22、)22H2O (NH4)2CO34、水合:NH3H2O NH3H2O CuSO45H2OCuSO45 H2O5、水解鹽類的水解 AlO22 H2O Al(OH)3OH氮化鎂的水解 Mg3N26H2O3Mg(OH)22NH3醇鈉的水解 C2H5ONaH2OC2H5OHNaOH酚鈉的水解 C6H5ONaH2OC6H5OHNaOH鹵化烴的水解 C2H5ClH2O C2H5OHHCl酯的水解:CH3COOC2H5H2O C2H5OHCH3COOH油脂的水解:糖的水解 (C6H10O5)nnH2O nC6H12O6 淀粉 葡萄糖(C6H10O5)nnH2O nC6H12O6 纖維素 葡萄糖2(C6H10

23、O5)nnH2O nC12H22O11 淀粉 麥芽糖 C12H22O11nH2O C6H12O6C6H12O6 蔗糖 葡萄糖 果糖 C12H22O11nH2O 2C6H12O6 麥芽糖 葡萄糖蛋白質(zhì)的水解:蛋白質(zhì) 各種氨基酸6、雙水解: 此類反應發(fā)生的條件:a、必有一鹽水解呈堿性,另一鹽水解顯酸性;b、水解生成的酸、堿相互之間不反應(或按復分解模式發(fā)生,有一鹽不存在)。AlO 跟幾乎所有水解顯酸性的陽離子(Fe3+、Fe2+、Al3+、Cu2+、NH4+ 等)均可發(fā)生雙水解反應關于氣體的全面總結1、常見氣體的制取和檢驗氧氣制取原理含氧化合物自身分解制取方程式2KClO3 2KCl3O2裝置略微

24、向下傾斜的大試管、加熱檢驗帶火星木條,復燃收集排水法或向上排氣法氫氣制取原理活潑金屬與弱氧化性酸的置換制取方程式ZnH2SO4 H2SO4H2裝置啟普發(fā)生器檢驗點燃,淡藍色火焰,在容器壁上有水珠收集排水法或向下排氣法氯氣制取原理強氧化劑氧化含氧化合物制取方程式MnO24HCl(濃)MnCl2Cl22H2O裝置分液漏斗、圓底燒瓶、加熱檢驗能使?jié)駶櫟乃{色石蕊試紙先變紅后褪色;除雜質(zhì)先通入飽和食鹽水(除HCl),再通入濃H2SO4(除水蒸氣)收集排飽和食鹽水法或向上排氣法尾氣回收Cl22NaOH NaClNaClOH2O硫化氫制取原理強酸與強堿的復分解反應制取方程式FeS2HCl FeCl2H2S裝

25、置啟普發(fā)生器檢驗能使?jié)駶櫟拇姿徙U試紙變黑除雜質(zhì)先通入飽和NaHS溶液(除HCl),再通入固體CaCl2(或P2O5)(除水蒸氣)收集向上排氣法尾氣回收H2S2NaOH Na2SH2O或H2SNaOH NaHSH2O二氧化硫制取原理穩(wěn)定性強酸與不穩(wěn)定性弱酸鹽的復分解制取方程式Na2SO3H2SO4 Na2SO4SO2H2O裝置分液漏斗、圓底燒瓶檢驗先通入品紅試液,褪色,后加熱又恢復原紅色;除雜質(zhì)通入濃H2SO4(除水蒸氣)收集向上排氣法尾氣回收SO22NaOH Na2SO3H2O二氧化碳制取原理穩(wěn)定性強酸與不穩(wěn)定性弱酸鹽的復分解制取方程式CaCO32HClCaCl2CO2H2O裝置啟普發(fā)生器檢驗

26、通入澄清石灰水,變渾濁除雜質(zhì)通入飽和NaHCO3溶液(除HCl),再通入濃H2SO4(除水蒸氣)收集排水法或向上排氣法氨氣制取原理固體銨鹽與固體強堿的復分解制取方程式Ca(OH)22NH4ClCaCl2NH32H2O裝置略微向下傾斜的大試管、加熱檢驗濕潤的紅色石蕊試紙,變藍除雜質(zhì)通入堿石灰(除水蒸氣)收集向下排氣法氯化氫制取原理高沸點酸與金屬氯化物的復分解制取方程式NaClH2SO4Na2SO42HCl裝置分液漏斗、圓底燒瓶、加熱檢驗通入AgNO3溶液,產(chǎn)生白色沉淀,再加稀HNO3沉淀不溶除雜質(zhì)通入濃硫酸(除水蒸氣)收集向上排氣法二氧化氮制取原理不活潑金屬與濃硝酸的氧化還原;制取方程式Cu4H

27、NO3Cu(NO3)22NO22H2O裝置分液漏斗、圓底燒瓶(或用大試管、錐形瓶)檢驗紅棕色氣體,通入AgNO3溶液顏色變淺,但無沉淀生成收集向上排氣法尾氣處理3NO2H2O2HNO3NO NONO22NaOH2NaNO2H2O一氧化氮制取原理不活潑金屬與稀硝酸的氧化還原;制取方程式Cu8HNO3(稀)3Cu(NO3)22NO4H2O裝置分液漏斗、圓底燒瓶(或用大試管、錐形瓶)檢驗無色氣體,暴露于空氣中立即變紅棕色收集排水法一氧化碳制取原理濃硫酸對有機物的脫水作用制取方程式HCOOHCOH2O裝置分液漏斗、圓底燒瓶檢驗燃燒,藍色火焰,無水珠,產(chǎn)生氣體能使澄清石灰水變渾濁除雜質(zhì)通入濃硫酸(除水蒸

28、氣)收集排水法甲烷制取方程式CH3COONaNaOH CH4Na2CO3裝置略微向下傾斜的大試管、加熱收集排水法或向下排空氣法乙烯制取原理濃硫酸對有機物的脫水作用制取方程式CH3CH2OH CH2CH2H2O裝置分液漏斗、圓底燒瓶、加熱除雜質(zhì)通入NaOH溶液(除SO2、CO2)、通入濃硫酸(除水蒸氣)收集排水法乙炔制取原理電石強烈吸水作用制取方程式CaC22H2OCa(OH)2CH CH裝置分液漏斗、圓底燒瓶(或用大試管、錐形瓶)檢驗無色氣體、能燃燒,產(chǎn)生明亮的火焰,并冒出濃的黑煙除雜質(zhì)通入硫酸銅溶液(除H2S、PH3),通入濃硫酸(除水蒸氣)收集排水法或向下排氣法2、常見氣體的溶解性極易溶N

29、H3(1:700)易 溶HX、HCHO、SO2(1:40)能溶或可溶CO2(1:1)、Cl2(1:2)、H2S(1:2.6)微溶C2H2難溶或不溶O2、H2、CO、NO、CH4、CH3Cl、C2H4、C2H6與水反應的F2、NO2常見氣體的制取裝置 固液不加熱型 固液(液液)加熱型 固固(固)加熱型能用啟普發(fā)生器制取的CO2、H2、H2S能用加略向下傾斜的大試管裝置制取的O2、NH3、CH4能用分液漏斗、圓底燒瓶的裝置制取的Cl2、HCl、SO2、CO、NO、NO2、C2H4有顏色的F2(淡黃綠色)、Cl2(黃綠色)、NO2(紅棕色)、Br2(紅棕色)具有刺激性氣味的F2、Cl2、Br2(氣)

30、、HX、SO2、NO2、NH3、HCHO臭雞蛋氣味的H2S稍有甜味的C2H4能用排水法收集的H2、O2、CO、NO、CH4、CH3Cl、C2H6、C2H4、C2H2不能用排氣法收集的CO、N2、C2H4、NO、C2H6易液化的氣體Cl2、SO2、NH310、有毒的氣體Cl2、F2、H2S、SO2、NO2、CO、NO10、能在空氣中燃燒的H2、CO、H2S、CH4、C2H6、C2H4、C2H211、只能在純氧中燃燒的NH312、制備過程中發(fā)生氧化還原反應的Cl2、H2、O2、NO、NO213、能用濃H2SO4制取的HF、HCl、CO、C2H414、制備時不需加熱的 H2S、CO2、H2、SO2、

31、NO、C2H215、能使品紅試液褪色的Cl2、SO2、NO216、能使?jié)駶櫟乃{色石蕊試紙變紅的是HX、SO2、H2S、CO217、能使酸性KMnO4溶液褪色的是H2S、SO2、HBr、HI、C2H4、C2H218、能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的NH319、能使?jié)駶櫟拇姿徙U試紙變黑的H2S20、不能用濃H2SO4干燥的H2S、HBr、HI、NH321、不能用堿石灰干燥的Cl2、HX、SO2、H2S、CO2、NO222、不能用CaCl2干燥的NH3有機代表物質(zhì)的物理性質(zhì)1、狀態(tài)固態(tài)飽和高級脂肪酸、脂肪、TNT、萘、蒽、葡萄糖、果糖、麥芽糖、淀粉、纖維素、醋酸(16.6以下)、針狀的TNT;氣態(tài)C4以

32、下烷、烯、炔、甲醛、一氯甲烷液態(tài) 油狀硝基苯、溴乙烷、乙酸乙酯、油酸 粘稠狀石油、乙二醇、丙三醇2、氣味無味甲烷、乙炔(常因混有PH3、H2S和AsH3而帶有臭味);稍有氣味乙烯特殊氣味苯及同系物、萘、石油、苯酚刺激性甲醛、甲酸、乙酸、乙醛甜味乙二醇、丙三醇、蔗糖、葡萄糖、麥芽糖香味乙醇、低級酯苦杏仁味硝基苯3、顏色 白色葡萄糖、多糖 淡黃色TNT、不純的硝基苯 黑色或深棕色石油4、密度 比水輕的苯及其同系物、一氯代烴、乙醇、乙醛、低級酯、汽油比水重的硝基苯、溴苯、乙二醇、丙三醇、CCl4、氯仿、溴代烴、碘代烴、二硫化碳5、揮發(fā)性 乙醇、乙酸、乙醛6、升華性 萘、蒽7、水溶性 不溶:高級脂肪酸

33、、酯、硝基苯、溴苯、甲烷、乙烯、苯及同系物、萘、蒽、石油、鹵代烴、TNT 微溶:苯酚、乙炔、苯甲酸 易溶:甲醛、乙酸、乙二醇、苯磺酸 與水混溶:乙醇、苯酚(70第四部分 化學實驗(一)化學實驗常用儀器1、可加熱的儀器可直接加熱的儀器。試管、坩堝、蒸發(fā)皿、石棉網(wǎng)、燃燒匙、玻璃棒、鉑絲。可間接加熱(加墊石棉網(wǎng)加熱、水浴加熱等),但不能直接的儀器。燒杯、圓底燒瓶、平底燒瓶、蒸餾燒瓶、錐形瓶。2、用于計量的儀器測量物質(zhì)質(zhì)量的儀器A、粗測 托盤天平(有砝碼、鑷子與之配套)。B、精測 分析天平、電子天平(中學化學實驗不作要求)。測量液體體積的儀器A、粗測 量筒、量杯B、精測 滴定管(分酸式和堿式)、容量瓶

34、(限用于配制一定體積濃度準確的溶液中)、移液管。用于物質(zhì)分離的主要玻璃儀器分液 分液漏斗、燒杯過濾 過濾漏斗、濾紙、玻璃棒、燒杯液體蒸發(fā) 蒸發(fā)皿(有玻璃質(zhì)的,也有瓷質(zhì)的)、玻璃棒、蒸餾燒瓶(必要時要配備溫度計、冷凝管、牛角管)、酒精燈4、物質(zhì)儲存儀器儲存氣體 集氣瓶、儲氣瓶儲存固體 廣口試劑瓶,它又分為:無色玻璃瓶和棕色玻璃瓶;磨砂玻璃塞瓶和絲扣塑料塞瓶;塑料瓶;水槽。(二)儀器的裝配和拆卸裝配儀器時,首先要根據(jù)儀器裝置圖,選擇合適的儀器和附件,然后進行儀器和附件的連接和全套儀器的總裝配。操作規(guī)律為:1、“先后”規(guī)律“先下后上”:如制Cl2的發(fā)生裝置組裝順序是:放鐵架臺擺酒精燈固定鐵圈放石棉網(wǎng)

35、固定圓底燒瓶?!跋茸蠛笊稀保喝缰艭l2:發(fā)生裝置洗氣裝置干燥裝置收集裝置尾氣處理裝置?!跋热蠖ā保寒敱还潭▋x器上連有塞子時,應先塞好塞子,再行固定?!跋裙毯笠骸保寒敺磻锛扔泄腆w又有液體時,應向反應器中先加入固體,后加入液體?!跋炔楹笱b”:先檢查氣密性,后裝入藥品和固定裝置。“先吸后干”:先將氣體通過溶液吸收非水雜質(zhì),再行干燥?!跋冉M后燃”:先組裝好整套裝置并加入試劑,再點燃酒精燈?!跋瘸泛鬁纭保簩嶒炌戤吅螅瑧葟乃谐烦鰧Ч?,后熄滅酒精燈?!跋热己鬁纭保河卸鄠€酒精燈的實驗,開始應先點燃制氣裝置中的酒精燈,后點燃其他裝置中的酒精燈,如用CO還原Fe2O3,應先點燃制CO的酒精燈,后點燃燃燒C

36、O的酒精燈,再點燃熱還原裝置中的酒精燈,實驗完畢后,應相反?!跋韧洹⒑簏c燈、先滅燈、后停氫”:即用H2還原CuO的操作順序。2、“進出”規(guī)律“長進短出”:洗氣瓶的安裝。(或“深入淺出”)“短進長出”:量氣瓶的安裝“粗進細出”:球形干燥管干燥氣體時的安裝。“低進高出”:冷凝管中水流方向3、性質(zhì)實驗和制備實驗中操作順序做Fe絲(在O2中)、Cu絲(在Cl2中)、Mg(在CO2中)等燃燒實驗時,應先在集氣瓶中鋪一層薄細沙或加入少量水,以防熔物炸裂瓶底。制備膠體:如Fe(OH)3溶膠(沸水)加熱至沸;制硅酸溶膠應向過量鹽酸中加入水玻璃。苯的硝化,先加入濃硝酸,再加濃硫酸,冷卻,滴入苯。配銀氨溶液:向

37、AgNO3溶液中滴入稀氨水,產(chǎn)生白色沉淀后繼續(xù)加氨水到沉淀剛好消失。(三)物質(zhì)的分離與提純1、物質(zhì)的分離與提純的含義物質(zhì)的分離是指將混合物中的物質(zhì)一一分開;物質(zhì)的提純是指將物質(zhì)中的其他物質(zhì)(也叫雜質(zhì))除去,得到較為純凈的物質(zhì)。物質(zhì)的提純和分離應遵循以下幾點:被提純或分離物物質(zhì),最終不能再引入新的雜質(zhì)(即除雜不加雜);盡量不減少被提純和分離的物質(zhì);采用的方法應盡量使被提純和分離的物質(zhì)跟其他物質(zhì)易分離開;如果在分離操作中,被分離的物質(zhì)轉變?yōu)槠渌镔|(zhì),應采用適當方法將其恢復為原物質(zhì),可記作:不增;不減;易分;復原。2、物質(zhì)的分離與提純的常用方法。過濾法 液體中混有不溶性固體物質(zhì)時使用,要點:一角、二

38、低、三接觸。蒸發(fā)法 將溶液中的溶劑蒸發(fā)掉,得到溶質(zhì)的分離方法結晶法 根據(jù)兩種可溶性固體物質(zhì)在同一溶劑中,其溶解度受溫度影響大小的不同,將溶液蒸發(fā)溶劑或使高溫飽和溶液降溫得到一種晶體的方法,例如,分離NaCl和KNO3的混合物,結晶之后還要過濾。萃取和分液法分液是把兩種不相混溶的液體分開的操作,使用的主要儀器是分液漏斗萃取是利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里溶解度的不同,用一種溶劑把溶質(zhì)從它與另一溶劑組成的溶液里提取出來的方法,應注意,萃取劑跟另一種溶劑的密度應相差較大且互不相溶,以利于靜置時分層。蒸餾法把沸點不同的幾種液體物質(zhì)的混合物,通過控制溫度加熱再冷凝,先后得到一種或幾種較純凈的物質(zhì)的方法叫蒸餾

39、,能先后得到幾種分離產(chǎn)物的蒸餾又叫分餾,例如,石油的分餾。滲析法把混有離子或小分子雜質(zhì)的膠體溶液裝入半透膜的袋里,并把這個袋放在溶劑中,從而使離子或小分子從膠體溶液里分離出來的操作叫滲析。升華法固體混合物中有某種物質(zhì)具有升華特性時,可用加熱升華再凝華的方法加以分離,如NaCl中混有I2,就可用升華法分離。洗氣瓶內(nèi)除雜法 此方法適應于氣體的除雜,如將不干燥的H2通過洗氣瓶中的濃H2SO4可除去H2O蒸氣,將SO2、CO2的混合氣體通過洗氣瓶中的NaHCO3溶液可除去SO2等等,常用的洗氣瓶為自制簡易洗氣瓶。干燥管內(nèi)的除雜法此方法適用于氣體的除雜,如將不干燥的CH4通過干燥管中的堿石灰可使CH4干

40、燥,將CO2、O2的混合氣體通過干燥管中的Na2O2可除去CO2等等。直接加熱法混合物中混有熱穩(wěn)定性差的物質(zhì)時,可直接加熱,使熱穩(wěn)定性差的物質(zhì)分解而分離出去,有時受熱后轉變?yōu)楸惶峒兾镔|(zhì)。例:食鹽中混有氯化銨,氯化鉀中混有氯酸鉀,純堿中混有小蘇打等。高溫管內(nèi)轉化法 該方法適合于氣體的除雜,如將N2、O2的混和氣體通過高溫管中的Cu網(wǎng)時,可除去O2。酸化法 即使雜質(zhì)與酸反應而轉化為非雜質(zhì)成分或轉化為易揮發(fā)的氣體而除雜的方法。如向Na2CO3與NaHCO3的混合溶液中通入過量的CO2氣體,可使Na2CO3轉化為NaHCO3。(四)化學實驗設計與評價1、化學實驗方案設計的基本要求科學性:所謂科學性是指

41、實驗原理、實驗操作程序和方法必須正確。例如,鑒別Na2SO4和NaI,在試劑的選擇上就不宜選用HNO3等具有氧化性的酸。在操作程序的設計上,應取少量固體先溶解,然后再取少量配成的溶液并再加入試劑,而不能將樣品全部溶解或在溶解后的全部溶液中加入試劑。安全性:實驗設計應盡量避免使用有毒藥品和進行具有一定危險性的實驗操作。可行性:實驗設計應切實可行,所選用的化學藥品、儀器、設備和方法等在中學現(xiàn)有的實驗條件下能夠得到滿足。簡約性:實驗設計應盡可能簡單易行,應采用簡單的實驗裝置,用較少的實驗步驟和實驗藥品,并能在較短的時間內(nèi)完成實驗。2、化學實驗設計的基本思路明確目的的原理:首先必須認真審題,明確實驗的

42、目的要求,弄清題目有哪些新的信息,綜合已學過的知識,通過類比、遷移、分析,從而明確實驗原理。選擇儀器藥品:根據(jù)實驗的目的和原理以及反應物和生成物的性質(zhì)、反應條件,如反應和生成物的狀態(tài)、能否腐蝕儀器和橡皮、反應是否加熱 及溫度是否控制在一定范圍等,從而選擇合理的化學儀器和藥品。設計裝置步驟:根據(jù)上述實驗目的和原理,以及所選用的實驗儀器和藥品,設計出合理的實驗裝置和實驗操作步驟,學生應具備識別和繪制典型的實驗儀器裝置圖的能力,實驗步驟應完整而又簡明。記錄現(xiàn)象數(shù)據(jù):根據(jù)觀察,全面準確地記錄實驗過程中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。分析得出結論:根據(jù)實驗觀察的現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù),通過分析、計算、圖表、推理等處理,得出正確

43、的結論。3、評價確定最佳實驗方案優(yōu)化思路 實驗設計就是要求學生利用化學知識,設計實驗完成預期目的。設計時一定要有目的性,設計周密、可行、優(yōu)化的方案。例如:如何以還原性鐵粉為原料制備 Fe(OH)2,并觀察它在空氣中的氧化過程。應分為三步:在中,用比好,因過量鐵防止 Fe2被氧化;因中,應減少O2存在對Fe(OH)2生成的影響,最佳方案用剛好生成的FeSO4與NaOH反應,NaOH溶液應煮沸,且用長滴管伸入FeSO4溶液中。在中應把試管傾斜使之與O2接觸。反應環(huán)境的選擇對設計也有影響。優(yōu)化藥品 在均能達到實驗目的的前提下,考慮用價格便宜的原料,提高經(jīng)濟效益。如MgCl2中含有FeCl2,如何除去

44、?現(xiàn)提供信息如下:試劑漂液(含NaClO)25.2%雙氧水(30%)NaOHNa2CO3鹵塊(MgCl230%)價格(元/噸)45024002100600310前兩者可除去Fe2,考慮價格應選用漂液。其次要考慮所加藥品不能引進新的雜質(zhì),否則也不能達到實驗目的要求。優(yōu)化裝置 在設計裝置中,要求儀器簡單、操作方便、安全合理,突破思維定勢,開發(fā)儀器功能。如洗氣瓶的多種用途,組裝一套簡單的啟普發(fā)生器等,需要學生在不違背儀器使用方法的前提下,大膽動腦,合理拓展思維,使實驗設計方案在現(xiàn)有儀器前提下能得以實現(xiàn)。優(yōu)化實驗順序儀器的安裝順序:先豎向:從下至上;后橫向:從左至右裝置圖的連接:整套裝置大體的連接順序

45、是:制取除雜干燥主體實驗尾氣處理。而就單個裝置的連接要注意:“五進五出”:氣體的流向通常是左進右出;洗氣瓶作洗氣用時長(管)進短(管)出;洗氣瓶作量氣(制出的氣體從洗氣瓶中把壓到量筒中)用時短(管)進長(管)出;干燥管干燥氣體粗(端)進細(端)出;冷凝管用的水下進上出(逆流原理)。氣體的干燥順序:需收集的氣體,經(jīng)過系列洗氣除雜后再干燥、收集,不能干燥后又洗氣。需要某氣體進行加熱反應(如CO、H2與CuO、Fe2O3的反應)時,先干燥再反應。加熱的先后順序:同一實驗中有幾處需要加熱時,通常先加熱制氣裝置,待產(chǎn)生的氣體把系統(tǒng)內(nèi)的空氣排凈后再加熱反應的部分。停止加熱時,先停反應的部分再停制氣的部分,

46、使產(chǎn)生的氣體繼續(xù)通一會兒使生成物冷卻,防止又被氧化(如CO還原Fe2O3的實驗)操作的一般順序:程序設計連接儀器檢查氣密性裝入藥品實驗及現(xiàn)象觀察裝置拆除儀器清洗。優(yōu)化實驗安全措施為使實驗安全可靠,要注意以下幾個問題。有毒氣體的尾氣必須處理。通常將H2S、SO2、Cl2、HCl、NO2等用水或NaOH溶液吸改,將CO點燃燒掉。易燃氣體如H2、CO、CH4、C2H4、C2H2等點燃這前必須要驗純。用H2、CO還原CuO、Fe2O3等實驗,應先通氣,等體系內(nèi)的空氣排凈后再加熱,若先加熱后通氣可能會發(fā)生爆炸事故。加熱制取的氣體用排氣法收集完畢,應先將導氣管移出水面,再熄滅酒精燈,防止水倒吸入熱試管而使

47、試管破裂。第三部分 有機化學基礎(一)同系物和同分異構體1、同位素、同素異形體、同系物、同分異構和同一種物質(zhì)的比較內(nèi)涵比較的對象分子式結構性質(zhì)同位素質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同的核素(原子)互稱為同位素核素(原子)符號表示不同,如H、D、T電子排布相同,原子核結構不同物理性質(zhì)不同、化學性質(zhì)相同同素異形體同一元素組成的不同單質(zhì),稱這種元素的同素異形體單質(zhì)元素符號表示相同,分子式可不同,如石墨與金剛石、O2與O3單質(zhì)的組成或結構不同物理性質(zhì)不同,化學性質(zhì)相似同系物結構相似,分子組成相差一個或若干個CH2原子團的有機物,互稱為同系物有機化合物不同結構相似,官能團類型與數(shù)目相同物理性質(zhì)不同,化學性質(zhì)相似同分

48、異構體分子式相同、結構不同的化合物互稱為同分異構體有機化合物相同不同物理性質(zhì)不同,化學性質(zhì)不一定相同同一種物質(zhì)分子式和結構式都相同的物質(zhì)相同相同相同(二)同分異構體的類型及其判定類型:碳鏈異構是指分子中碳原子之間的連接次序不同而產(chǎn)生的異構現(xiàn)象。位置異構是指官能團或取代基在碳鏈或碳環(huán)上位置不同而產(chǎn)生的異構現(xiàn)象。官能團異構是指具有相同的化學式,但所含官能團不同的異構現(xiàn)象。包括以下幾種:環(huán)烷烴和烯烴;二烯烴和炔烴;醇和醚;醛和酮;羧酸和酯;氨基酸與硝基化合物等。判定:分子式相同;主碳鏈結構或官能團位置不同;可以同類,也可以不同類;聯(lián)想空間結構(三)有機物的化學性質(zhì)及推斷1、有機反應的重要條件有機反應

49、的條件往往是有機推斷的突破口。能與NaOH反應的有:鹵代烴水解;酯水解;鹵代烴醇溶液消去;酸;酚;乙酸鈉與NaOH制甲烷濃H2SO4條件:醇消去;醇成醚;苯硝化;酯化反應稀H2SO4條件:酯水解;糖類水解;蛋白質(zhì)水解Ni,加熱:適用于所有加氫的加成反應Fe:苯環(huán)的鹵代光照:烷烴光鹵代醇、鹵代烴消去的結構條件:C上有氫醇氧化的結構條件:C上有氫2、醇、酚、羧酸中羥基的活性比較羥基種類重要代表物與Na反應與NaOH反應與Na2CO3反應醇羥基CH3CH2OH酚羥基但不放出氣體羧酸羥基放出CO23、有機物結構的推斷 有機物結構的推斷主要依賴于:實驗現(xiàn)象;有機物的性質(zhì);計算等事實,更多的是由性質(zhì)去推斷?,F(xiàn)列出一些性質(zhì)與有機物結構的關系如下表:有機物性質(zhì)有機物可能有的結構1、使溴水褪色CC、 、CHO、酚2、使酸性KMnO4溶液褪色CC、 、CHO、苯的同系物、某些醇3、與Na反應放出H2OH、醇、酚、COOH4、與Na2CO3 反應放出CO2COOH5、與新制Cu(OH)2 反應COOH、CHO6、與Ag(NH3)2反應CHO(包括葡萄糖、果糖)7、與H2加成CC、 、CHO、RCOR、苯環(huán)8、遇FeCl3顯紫色酚類9、消去反應醇或鹵代烴(

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