1、1 反 应电 子 , 该 反 应 是, 在 反 应 中还 原 剂 : 化 合 价 反 应电 子 , 该 反 应 是, 在 反 应 中氧 化 剂 : 化 合 价 _专题一 化学家眼中的物质世界第一单元 丰富多彩的化学世界一、物质的分类及转化物质的分类(可按组成、状态、性能等来分类)物质的转化(反应)类型四种基本反应类型:化合反应,分解反应,置换反应,复分解反应化学反应 本质 氧化还原反应 化学反应 离子反应非氧化还原反应 非离子反应氧化还原反应1.氧化还原反应:有电子转移的反应2. 氧化还原反应 实质:电子发生转移判断依据:元素化合价发生变化3. 氧化还原反应中电子转移的表示方法1.双线桥法表示
2、电子转移的方向和数目注意:a.“e -”表示电子。b.双线桥法表示时箭头从反应物指向生成物,箭头起止为同一种元素,应标出“得”与“失”及得失电子的总数。c失去电子的反应物是还原剂,得到电子的反应物是氧化剂d被氧化得到的产物是氧化产物,被还原得到的产物是还原产物2-102KBr +Cl -1r +KCle2.单线桥法(从失得)还原剂 氧化剂氧化还原反应和四种基本反应类型的关系氧化还原反应中:化合价升高总数 = 化合价降低总数元素失电子总数 = 元素得电子总数离子反应(有离子参加的化学反应)离子方程式的书写:1.写2.拆:(可简单认为 强酸、强碱、可溶性盐 拆 )3.删4.查 ( 遵循: 电荷守恒
3、、质量守恒 )二、物质的量1、 物质的量是一个物理量,符号为 n,单位为摩尔(mol)2、 1 mol 粒子的数目是 0.012 kg 12C 中所含的碳原子数目,约为 6.021023 个。3、 1 mol 粒子的数目又叫阿伏加德罗常数,符号为 NA,单位 mol1 。4、 使用摩尔时,必须指明粒子的种类,可以是分子、原子、离子、电子等。5.、 nNA三、摩尔质量1、定义:1mol 任何物质的质量,称为该物质的摩尔质量。用符号: M 表示,常用单位为 gmol12、数学表达式:四、物质的聚集状态1、物质的聚集状态:气态、液态和固态2、气体摩尔体积单位物质的量的气体所占的体积。符号:V m 表
4、达式:V m= ;单位:L mol-1n3在标准状况下,1 mol 任何气体的体积都约是 22.4 L。MnmMnmM, 或, 或五、物质的分散系1分散系:一种(或几种)物质的微粒分散到另一种物质里形成的混合物。分类(根据分散质粒子直径大小):溶液(小于 10-9m 、胶体(10 -910-7m)浊液(大于 10-7m)2胶体:(1)概念:分散质微粒直径大小在 10-910-7m 之间的分散系。(2)性质:丁达尔现象(用聚光手电筒照射胶体时,可以看到在胶体中出现一条光亮的“通路” ,这是胶体的丁达尔现象。 )凝聚作用(吸附水中的悬浮颗粒)3溶液:电解质溶液、非电解质溶液4化合物电解质:在水溶液
5、中或熔融的状态下能导电的化合物非电解质:在水溶液中或熔融的状态下都不能导电的化合物5电离(电解质在水溶液中或熔融状态下产生自由移动的离子的过程)方程式NaCl = Na+ + Cl- H2SO4 = 2H+ + SO42- NaOH = Na+ + OH-第二单元 研究物质的实验方法一、 物质的分离与提纯分 离 和提 纯 的方 法分 离 的 物 质 应 注 意 的 事 项 应 用 举 例过 滤 用 于 固 液 混 合 的 分 离 一 贴 、 二 低 、 三 靠 如 粗 盐 的 提 纯蒸 馏提 纯 或 分 离 沸 点 不 同 的 液 体混 合 物防 止 液 体 暴 沸 , 温 度 计 水银 球
6、的 位 置 , 如 石 油 的 蒸馏 中 冷 凝 管 中 水 的 流 向如 石 油 的 蒸 馏4萃 取利 用 溶 质 在 互 不 相 溶 的 溶 剂里 的 溶 解 度 不 同 , 用 一 种 溶剂 把 溶 质 从 它 与 另 一 种 溶 剂所 组 成 的 溶 液 中 提 取 出 来 的方 法选 择 的 萃 取 剂 应 符 合 下 列要 求 : 和 原 溶 液 中 的 溶 剂互 不 相 溶 ; 对 溶 质 的 溶 解度 要 远 大 于 原 溶 剂用四氯化碳萃取溴水里的溴、碘分 液 分 离 互 不 相 溶 的 液 体打 开 上 端 活 塞 或 使 活 塞 上的 凹 槽 与 漏 斗 上 的 水 孔
7、,使 漏 斗 内 外 空 气 相 通 。 打开 活 塞 , 使 下 层 液 体 慢 慢流 出 , 及 时 关 闭 活 塞 , 上层 液 体 由 上 端 倒 出如 用 四 氯 化 碳 萃 取溴 水 里 的 溴 、 碘 后再 分 液蒸 发 和结 晶用 来 分 离 和 提 纯 几 种 可 溶 性固 体 的 混 合 物加 热 蒸 发 皿 使 溶 液 蒸 发 时 ,要 用 玻 璃 棒 不 断 搅 动 溶 液 ;当 蒸 发 皿 中 出 现 较 多 的 固体 时 , 即 停 止 加 热分 离 NaCl 和 KNO3混 合 物二、 常见物质的检验三、 溶液的配制及分析1物质的量的浓度 C (B) = n(B)
8、/V(溶液)2物质的量的浓度的配制:计算、称量(或量取) 、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶贴签具体步骤:(1)计算:固体物质计算所需质量,液体物质计算所需体积;(2)称量(量取):固体用天平,液体用量筒;(3) 溶解(稀释):将固体(溶液)转移至烧杯中,用适量的蒸馏水溶解(稀释),冷却到室温;(4) 转移:将烧杯中的溶液有玻璃棒小心地引流到(适当规格的)容量瓶中:(5) 洗涤:有蒸馏水洗涤烧杯内壁 23 次,并将每次洗涤的溶液都注入到容量瓶;(6)定容:缓缓地将蒸馏水注入到容量瓶中,直到容量瓶中的液面接近容量瓶5的刻度线 12 cm 处,改用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液的凹液面正好与刻度线相切
9、;(7)摇匀:将容量瓶盖好,反复上下颠倒,摇匀;(8)装瓶。第三单元 人类对原子结构的认识一、 原子结构模型的演变近代原子结构模型的演变模型 道尔顿 汤姆生 卢瑟福 玻尔 量子力学年代 1803 1904 1911 1913 1926依据 元素化合时的质 量比例关系 发现电子 粒子散射 氢原子光谱 近代科学实 验主要内容原子是不可再分的实心小球葡萄干面包式 含核模型行星轨道式原子模型 量子力学1. 核外电子排布规律:(1) 核外电子总是尽先排布在能量较低的电子层,然后由里向外,排布在能量较高的电子层(2) 原子核外各电子层最多容纳 2n2个电子(表示电子层数) 。 (3) 原子最外野电子数目不
10、能超过 8 个(第一层不能超过 2 个) (4) 次外层电子数目不能超过 18 个(第一层为次外层时不能超过 2 个),倒数第三层电子数目不能超过 32 个。二、原子的构成表示质量数为 A、质子数为 Z 的具体的 X 原子。abdX eca代表质量数; b代表核电荷数;c代表离子的价态;d代表化合价e 代表原子个数ZX A6质量数(A)=质子数(Z)+ 中子数(N)(1) 原子:核电荷数(质子数)=核外电子数, (2) 阳离子:核电荷数(质子数)核外电子数, (3) 阴离子:核电荷数(质子数)Br3Fe+2O 2 = Fe3O4(2 价 Fe 占 ,2 价 Fe 占 23)1Cu +O2 =
11、2CuO Cu + Cl2= CuCl2 2Cu + S = Cu2S(2)与酸反应非强氧性的酸:Fe + 2H + = Fe2+ + H2强氧性的酸(浓 H2SO4、HNO 3):a.常温下钝化(浓 H2SO4、浓 HNO3用铁制容器盛装)b.一定条件下反应生成 Fe()非强氧性的酸: 不反应强氧性的酸(浓 H2SO4、HNO 3):在一定条件下生成 Cu()(3)与盐溶液反应(1) Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu(2) Fe + 2Fe3+ = 3Fe2+Cu + 2Ag+=2Ag + Cu2+Cu + 2Fe3+=2Fe2+ + Cu2+(实验现象:铜粉溶解,溶液颜色发生变化
12、。 )Fe2+与 Fe3+的相互转化:Fe3+的检验:(黄棕色)实验:向 FeCl3 溶液中加入几滴 KSCN 溶液,溶液显血红色,Fe3 3SCN Fe(SCN)3实验:向 FeCl3溶液加入 NaOH 溶液,有红褐色沉淀。Fe3 2OH Fe(OH)3Fe2+的检验:(浅绿色)实验:向 FeCl2溶液加入 NaOH 溶液。Fe2 2OH Fe(OH)2(白色/浅绿色)4Fe(OH) 2O 22H 2O 4Fe(OH)3(红褐色)点燃点燃点燃点燃12三、 钢铁的腐蚀第三单元 含硅矿物与信息材料一、硅酸盐矿物、硅酸盐产品(传统材料)和信息材料的介绍1硅在自然界的存在:地壳中含量仅次于氧,居第二
13、位。 (约占地壳质量的四分之一) ;无游离态,化合态主要存在形式是硅酸盐和二氧化硅,2硅酸盐的结构:(1)硅酸盐的结构复杂,常用氧化物的形式表示比较方便。硅酸盐结构稳定,在自然界中稳定存在。(2)氧化物形式书写的规律:各元素写成相应的氧化物,元素的价态保持不变。顺序按先金属后非金属,金属元素中按金属活动顺序表依次排列,中间用“”间隔。注意改写后应与原来化学式中的原子个数比不变。3Na 2SiO3的性质:Na 2SiO3易溶于水,水溶液俗称“水玻璃” ,是建筑行业的黏合剂,也用于木材的防腐和防火。化学性质主要表现如下:(1)水溶液呈碱性(用 PH 试纸测) ,通 CO2有白色沉淀:Na 2SiO
14、3 + CO2 + H2O = Na2CO3 + H2SiO3(白色胶状沉淀) ,离子方程式:SiO 32 CO 2 + H2O CO 32 H2SiO3。硅酸受热分解:H 2SiO3 H2O + SiO2 ,原硅酸和硅酸都是难溶于水的弱酸,酸性:H 2CO3强于 H4SiO4或 H2SiO3。(2)硅酸钠溶液中滴加稀盐酸有白色沉淀:Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3,离子方程式:SiO 32 2H + = H2SiO3.(3)硅酸和氢氧化钠反应:H 2SiO3 + 2NaOH = Na2SiO3 + 2H2O.离子方程式:H 2SiO3 2OH SiO 32 2H
15、 2O 。4硅酸盐产品(传统材料)主要原料 产品主要成分134e-普通玻璃 石英、纯碱、石灰石 Na2SiO3、CaSiO 3、SiO 2(物质的量比为1:1:4)普通水泥 黏土、石灰石、少量石膏 2CaOSiO2、3CaOSiO 2、3CaOAl 2O3陶瓷 黏土、石英沙 成分复杂主要是硅酸盐制玻璃的主要反应:SiO 2 + Na2CO3 高 温 Na2SiO3 + CO2,SiO 2 + CaCO3 高 温 CaSiO3 + CO2.二、硅单质1性质:(1)物理性质:晶体硅是灰黑色有金属光泽,硬而脆的固体;导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料,熔沸点高,硬度大,难溶于溶剂。(2)
16、化学性质:常温只与单质氟、氢氟酸和强碱溶液反应。性质稳定。Si +2F2 = SiF4(气态), Si + 4HF = SiF4 +2 H2,Si +2NaOH + H2O = Na2SiO3 +2H2,(Si +2NaOH + 4H 2O = Na2SiO3 +2H2+ 3H2O.)3.硅的用途:(1)用于制造硅芯片、集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件;(2)制造太阳能;(3)制造合金,如含硅 4(质量分数)的钢导磁性好制造变压器的铁芯;含硅 15%(质量分数)的钢有良好的耐酸性等。4工业生产硅:制粗硅:SiO 2 + 2C 高 温 Si + 2CO制纯硅:Si + 2Cl 2 高 温
17、SiCl4(液态)SiCl4 + 2H2 高 温 Si + 4HCl 三、二氧化硅的结构和性质:1SiO 2在自然界中有较纯的水晶、含有少量杂质的石英和普遍存在的沙。自然界的二氧化硅又称硅石。2SiO 2物理性质:硬度大,熔点高,难溶于溶剂(水)的固体。3SiO 2化学性质:常温下,性质稳定,只与单质氟、氢氟酸和强碱溶液反应。SiO2 + 2F2 = SiF4 + O2 , SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O (雕刻玻璃的反应), 14SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O (实验室装碱试剂瓶不能用玻璃塞的原因).加热高温:SiO 2 + 2C 高 温 Si +
18、2 CO, SiO2 + Na2CO3 高 温 Na2SiO3 + CO2SiO2 + CaCO3 高 温 CaSiO3 + CO2,SiO 2 + CaO 高 温 CaSiO3 .4SiO 2的用途:制石英玻璃,是光导纤维的主要原料;制钟表部件;可制耐磨材料;用于玻璃的生产;在光学仪器、电子工业等方面广泛应用。专题四 硫、氮和可持续发展第一单元 含硫化合物的性质和应用一、硫酸型酸雨的成因和防治 :1含硫燃料(化石燃料)的大量燃烧涉及到的反应有:2SO2 + O2 2SO3 SO3 + H2O = H2SO4SO2 + H2O H2SO3 2H2SO3 + O2 = 2H2SO4 2防治措施:
19、从根本上防治酸雨开发、使用能代替化石燃料的绿色能源(氢能、核能、太阳能)对含硫燃料进行脱硫处理(如煤的液化和煤的气化)提高环保意识,加强国际合作二、SO 2 的性质及其应用1物理性质:无色、有刺激性气味、有毒的气体,易溶于水* 大气污染物通常包括:SO 2、CO、氮的氧化物、烃、固体颗粒物(飘尘)等2SO 2 的化学性质及其应用SO 2 是酸性氧化物SO2 + H2O H2SO3SO2 + Ca(OH)2 CaSO3+ H2O;CaSO 3 + SO2 + H2O Ca(HSO3)2 SO2 + 2NaOH Na2SO3 + H2O(实验室用 NaOH 溶液来吸收 SO2 尾气)* 减少燃煤过
20、程中 SO2 的排放(钙基固硫法)CaCO3 CaO + CO2;CaO + SO 2 CaSO3 SO2 + Ca(OH)2 CaSO3 + H2O2CaSO3 + O2 2CaSO4 15SO 2 具有漂白性:常用于实验室对 SO2 气体的检验漂白原理类型吸附型:活性炭漂白活性炭吸附色素(包括胶体)强氧化型:HClO、O 3、H 2、Na 2O2 等强氧化剂漂白将有色物质氧化,不可逆化合型:SO 2 漂白与有色物质化合,可逆SO 2 具有还原性2SO2 + O2 2SO3SO2 + X2 + 2H2O 2HX + H2SO4三、接触法制硫酸流程 设备 反应生成二氧化硫 沸腾炉 S + O2
21、 SO2 或 4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2 SO2 接触氧化 接触室 2SO2 + O2 2SO3SO3 的吸收 吸收塔 SO3 + H2O H2SO4 * 为了防止形成酸雾,提高 SO3 的吸收率,常用浓硫酸来吸收 SO3 得到发烟硫酸四、硫酸的性质及其应用1硫酸的酸性:硫酸是二元强酸 H2SO4 2H+ + SO42 (具有酸的 5 点通性)如:Fe 2O3 + 3H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3H2O 硫酸用于酸洗除锈2浓硫酸的吸水性:浓硫酸具有吸水性,通常可用作干燥剂3浓硫酸的脱水性:浓硫酸将 H、O 按照 21 的比例从物质中夺取出来,浓硫酸用作许多有机
22、反应的脱水剂和催化剂。4浓硫酸的强氧化性:Cu + 2H2SO4(浓) CuS O4 + SO2+ 2H2O浓硫酸可以将许多金属氧化:金属 + 浓硫酸 硫酸盐 + SO2+ H2O浓硫酸的氧化性比稀硫酸强:浓硫酸的强氧化性由+6 价的 S 引起,而稀硫酸的氧化性由 H+引起(只能氧化金属活动顺序表中 H 前面的金属) 。C + 2H2SO4(浓) CO2+ 2SO2+ 2H2O二、硫及其化合物的相互转化1.不同价态的硫的化合物-2 价:H 2S、Na 2S、FeS;+4 价:SO 2、H 2SO3、Na 2SO3 16+6 价:SO 3、H 2SO4、Na 2SO4、BaSO 4、CaSO 4
23、 、FeSO 42通过氧化还原反应实现含不同价态硫元素的物质之间的转化2 0 +4 +6S S S SSO42 离子的检验:SO 42 + Ba2+ BaSO4取少量待测液 无明显现象 产生白色沉淀第二单元,生产生活中的含氮化合物一、氮氧化物的产生及转化途径一:雷雨发庄稼N2+O2=2NO2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO途径二:生物固氮途径三:合成氨 N 2+3H2=2NH3(1) 、环境问题是如何出现的?(1) 、人类不当使用科学技术的结果(2) 、产生环境问题的根源是什么?(2) 、极力追求商业利润(3) 、克服环境问题有哪些途径?(3) 、治理,使用新技术,改变生
24、活方式,环境意识教育二、氮肥的生产和使用1.工业上合成氨N2+3H2=2NH32.实验室制取氨气2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3+2H 2O3.氨气的性质:氨气易溶于水,溶于水显碱性,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。氨水易挥发,3NH不易运输,但成本低。氨水应在阴凉处保存。雨天、烈日下不宜施用氨态氮肥。与酸的反应 NH 3 +HCl=NH4Cl(产生白烟) 2NH 3+H2SO4=(NH4)2SO4盐:固态,易分解,易溶于水,与碱反应,产生 而挥发。比 易于保存和4N NH3N放电高温高压催化剂催化剂高温高压17运输,但成本更高。Cl - 不被植物吸收,在土壤中积累,影响植物生长
25、。不能在碱性24SO土壤中使用,不能雨天使用。 NH 4Cl=NH3+HCl(加热分解 NH4Cl 晶体)喷泉实验:(1).实验装置的工作原理?(2).溶液变红色的原因?(3).喷泉的发生应具备什么条件?三、硝酸的性质1.物理性质:无色,具有挥发性的液体2.化学性质:(1)不稳定性 见光或加热会分解释放出 气体3HNO2NO4HNO3=4NO2+ O 2+2H 2O(2)强氧化性是一种强氧化性的酸,绝大多数金属及许多非金属单质能与硝酸反应.。3N浓 :HO332224CuCuNHO( 浓 ) ( )C+4HNO3=CO2+ 4NO 2+2H 2O 一般生成 气体。2NO稀 : 一般生成 气体。3N33228() 4uu稀 ( )另外,(1) 3322()()CHOCNOH稀4uNu浓适用:固液 气体。方法最为简便。后者反应更剧烈,应对浓硝酸的滴加予以控制。(2)C+4HNO 3=CO2+4NO 2+2H 2O 4HNO3=4NO2+ O 2+2H 2O适用:固液 气体。方法较为繁锁,且产物中有杂质气体。