化学2.1

Posted 2020-11-26 darkring

杂

(1) 金属活动性K Ca Na Mg Al Zn Fe SnPb H Cu Hg Ag Pt Cu

(2) 静电作用形成化合物。

(3) 元素的化学性质主要决定于原子的最外层电子数。

(4) 有机物：含C，有活性。

(5)

同种物质在氧气中燃烧程度比在空气中剧烈。

说明：物质在空气中燃烧，实际上是与其中的氧气发生反应，氧气浓度越高，反应越剧烈

碳，硫在空气中的燃烧程度比铁剧烈。

说明：碳，硫比铁的化学性质活泼

 

1关于微粒半径比较

(1) 电子层数越多，半径越大。如：K>Na

(2) 电子层数相同时，再比较核电荷数，核电荷数越多，半径越小。如：S^2->Cl^->K⁺>Ca²⁺

(3) 核电荷数相同时，比较电子数，电子越多半径越大。如：Cl^->Cl

 

2氧气在空气中含量的测定

α:拉瓦锡实验

(1) 银色液态汞连续加热12天，发现部分汞变成红色粉末（氧化汞）。汞槽中水银上升钟罩剩余空间的1/5。拉瓦锡得出空气是由氧气和氮气组成，其中氧气占总体积的1/5的结论。

(2) 现代氧气在空气中含量测定方法：红磷与空气中的氧气反应生成固体五氧化二磷，消耗氧气。发出黄光，冒出大量白烟，生成白色固体。打开弹簧夹后，水顺着导管流入集气瓶，

进入集气瓶中水的体积约瓶内空间的1/5。

 

3部分气体性质和用途

(1)氮气

物理性质：无色、无味的气体。难溶于水，熔沸点低。密度：1.251g/L

化学性质：不能燃烧、不能支持燃烧

用途：冷冻剂 制氮肥 化工原料 食品充气包装 保护气

 

(2)稀有气体

性质：稀有气体无色、无味，化学性质很不活泼。

用途：保护气、电光源激光技术、低温麻醉

 

(3)氧气

1、色、味、态：在通常情况下是无色、无味的气体

2、密度：密度比空气略大（标准状况下）

3、水溶性：不易溶于水

4、三态变化：无色气体，蓝色液体，淡蓝色雪花状固体

5、氧化燃烧：

(1) 木炭燃烧：

2C+O₂=2CO(反应条件：点燃。O₂不足量时)

2CO+O₂=2CO₂(反应条件：点燃。O₂足量时)

C+O₂=CO2(反应条件：点燃。O₂足量时)

在空气中：发出红光，放出热量，燃烧后生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。

在氧气中：发出白光，放出热量，燃烧后生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。

(2) 镁燃烧：

2Mg+O₂=2MgO(反应条件：点燃)

在空气里：发出耀眼的白光，放出热量，生成白色固体

在氧气里：剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出热量，生成白色固体

(3) 硫燃烧：

S+O₂=SO₂(反应条件：点燃)

在空气里：发出微弱的淡蓝色火焰，放出热量，生成有刺激性气味的气体。

在氧气里：发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成有刺激性气味的气体。

硫在氧气里燃烧，为什么集气瓶底要留少量水？

——溶解吸收生成的二氧化硫，防止二氧化硫逸出污染环境。

(4) 铁燃烧：

3Fe+2O₂=Fe₃O₄(反应条件：点燃)

在空气里：铁丝不能燃烧，发生红热现象。

在氧气里： 铁丝剧烈燃烧，火星四射， 放出热量，生成黑色固体。

操作注意事项：

①火柴的作用：引燃铁丝

②将铁丝绕成螺旋状：增大铁丝的受热面积

③待火柴即将燃尽时再将铁丝伸入氧气瓶中：防止火柴燃烧消耗过多氧气而使铁丝不能顺利燃烧

④预先在集气瓶中装少量水或在瓶底铺一薄层细沙：防止生成物溅落炸裂集气瓶底

氧气的用途：供给呼吸、支持燃烧（气焊，炼钢，气割等）

 

4 酸

(1)盐酸

气体HCl溶于水形成的溶液。

物理性质：

1、无色液体。

2、有刺激性气味，易挥发。

敞口有白雾：浓盐酸挥发性强，瓶口挥发出来的HCl气体与空气中的水蒸气结合形成盐酸酸雾。

浓盐酸敞口放置：PH值逐渐变大，浓度逐渐变小。

化学性质：

1、与指示剂发生反应。石蕊：变红。酚酞：不变色。

2、与活泼金属反应生成H2和盐。

Mg：Mg+2HCl= H₂↑+MgCl₂

Al：2Al+6HCl =3H₂↑+2AlCl₃

Zn：Zn+2HCl=H₂↑+ZnCl₂（粉末逐渐溶解，溶液中有大量气泡产生）

Fe：Fe+2HCl=H₂↑+FeCl₂（铁钉表面有气泡产生，溶液由无色逐渐变成浅绿色）

一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和化合物的反应就叫做置换反应。

置换反应表达式：A+BC=B+AC

3、与金属氧化物反应生成H₂O和盐。

Fe₂O₃^:：Fe₂O₃+6HCl=3H₂O+2FeCl₃（红棕色粉末逐渐消失，溶液由无色变成黄色）

MgO：MgO+2HCl=H₂O+MgCl₂

CuO：CuO+2HCl=H₂O+CuCl₂（黑色固体逐渐溶解，溶液由无色变成蓝色）

Al₂O₃：Al₂O₃+6HCl=3H₂O+2AlCl₃

一种化合物和另一种化合物反应，相互交换成分，生成难电离的物质。如H₂O、气体、沉淀。使溶液中离子浓度降低。复分解反应表达式： AB+CD=AC+BD

 

4、与碱反应生成H₂O和盐

NaOH：NaOH+HCl=H₂O+NaCl

Ca(OH)₂（白色）：Ca(OH)₂+2HCl=2H₂O+CaCl₂（蓝色沉淀逐渐溶解，溶液由无色变成蓝色。改良酸性土壤）

Mg(OH)₂（白色）：Mg(OH)₂+2HCl=2H₂O+MgCl₂

Al(OH)₃（白色）：Al(OH)₃+3HCl=3H₂O+AlCl₃（治疗胃酸过多症）

Cu(OH)₂（蓝色）：Cu(OH)₂+2HCl=2H₂O+CuCl₂

Fe(OH)₃（红褐色）：Fe(OH)₃+3HCl=3H₂O+FeCl₃（红褐色沉淀逐渐溶解，溶液由无色变成黄色）

 

5、与某些盐反应生成新酸和新盐

① 与含有CO₃^2-的盐发生反应

CaCO3：CaCO₃+2HCl=H₂O+CaCl₂+CO₂↑

Na2CO3： Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl（盐酸不足）

Na₂CO₃ +2HCl=H₂O+2NaCl+CO₂↑（盐酸过量）

CO₃^2-的检验：取少量待测液于试管中，滴加过量盐酸，如有气泡产生，说明含有CO₃^2-。

② 与含有Ag⁺的盐发生反应

AgNO₃：AgNO₃+HCl=AgCl↓+HNO₃

盐酸和可溶性氯化物（Cl^-）的检验方法：取少量待测液于试管中，滴加AgNO₃溶液，如有白色沉淀产生，继续滴加稀硝酸，沉淀不溶解，说明含有Cl^-。

 

(2)硫酸

H₂SO₄液体溶于水形成的溶液。

物理性质：

1、无色、粘稠、油状液体

2、无挥发性

3、与水任意比混合，密度比水大。

如何稀释浓硫酸？

将浓硫酸沿杯壁缓慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌，使产生的热量迅速扩散。

玻璃棒的作用：搅拌、散热。

如果将水注入浓硫酸中，会出现什么情况？

如果将水注入到浓硫酸，由于水的密度较小，浮在硫酸上面，溶解时放出的热会使水立即沸腾，使硫酸液滴飞溅伤人！

特性：

1、具有吸水性

用途：干燥气体 如：H₂、O₂、CO₂（NH3不行）

2、具有脱水性（腐蚀性）

实验	放置一会儿的现象
用玻璃棒蘸浓硫酸在纸上写字	纸上的字变黑炭化
用小木棍蘸少量的浓硫酸	小木棍变黑炭化
将浓硫酸滴到一块小布上	布块出现黑洞

3、具有强的氧化性

浓硫酸既可以使铝铁钝化，也可以将不活泼的铜氧化反应掉。

浓硫酸有很强的腐蚀性，万一不慎将浓硫酸沾到皮肤或衣服上，应如何处理？

应立即用布擦掉，再用大量的水冲洗（稀释并带走大量的热），然后涂上3%-5%的碳酸氢钠溶液（与剩余硫酸反应而将其除去）！

稀硫酸物理性质：

1、无色透明状液体。

2、无味，不挥发。

特性：无吸水性，无脱水性，具有一定的腐蚀性。

稀硫酸化学性质：

1、与指示剂发生反应。石蕊：变红。酚酞：不变色。

2、与活泼金属反应生成H₂和盐

Mg：Mg+H₂SO₄=H₂↑+MgSO₄

Al：2Al+3H₂SO₄=3H₂↑+Al₂(SO₄)₃

Zn：Zn+H₂SO₄=H₂↑+ZnSO₄

Fe：Fe+H2SO₄=H₂↑+FeSO₄

置换反应表达式：A+BC=B+AC

金属在硫酸中反应的剧烈程度与现象与金属在盐酸中的反应相似。

3、与金属氧化物反应生成H₂O和盐

MgO：MgO+H₂SO4=H₂O+MgSO₄

CuO：CuO+H₂SO₄=H₂O+CuSO₄

Fe₂O₃：Fe₂O₃+3H₂SO4=H₂O+2Fe₂(SO₄)₃

Al₂O₃：Al₂O₃+3H₂SO₄=H₂O+Al₂(SO₄)₃

复分解反应表达式：AB+CD=AC+BD

4、与碱反应生成H₂O和盐

NaOH：2NaOH+H₂SO₄=2H₂O+Na₂SO₄

Ca(OH)₂（白色）：Ca(OH)₂+H₂SO₄=2H₂O+CaSO₄

Mg(OH)₂（白色）：Mg(OH)₂+H₂SO₄=2H₂O+MgSO₄

2Al(OH)₃（白色）：2Al(OH)₃+3H₂SO₄=6H₂O+Al₂(SO₄)₃

Cu(OH)₂（蓝色）：Cu(OH)₂+H₂SO₄=2H₂O+CuSO₄

2Fe(OH)₃（红褐色）：2Fe(OH)₃+3H₂SO₄=6H₂O+Fe₂(SO₄)₃

5、与某些盐反应

① 与含有CO₃^2-的盐发生反应

CaCO₃：CaCO₃+H₂SO₄=CaSO₄+H₂O+CO₂↑

Na₂CO₃：Na₂CO₃+H2SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑

CO₃^2-的检验：取少量待测液于试管中，滴加过量稀硫酸，如有气泡产生，说明含有CO₃^2-。

② 与含有可溶性Ba²⁺的盐发生反应

BaCl₂：BaCl₂+H₂SO₄=BaSO₄↓+2HCl

Ba(NO₃)₂：Ba(NO₃)₂+H₂SO₄=BaSO₄↓+2HNO₃

硫酸和可溶性硫酸盐的检验方法：取少量待测液于试管中，滴加盐酸酸化的BaCl₂（硝酸酸化的Ba(NO₃)₂），若有白色沉淀产生，则说明溶液中含有SO₄^2-。

 

(3)酸的通性与个性

酸的通性其实就是H⁺的性质。

电离时生成的阳离子全部是氢离子的化合物叫做酸。

1、酸的通性

（1）酸的水溶液能使指示剂变色，紫色石蕊试液变红色，无色酚酞试液不变色

（2）酸+金属→盐+H₂（置换反应）

（3）酸+金属氧化物→盐+水（复分解反应）

（4）酸+碱→盐+水（复分解反应）

（5）酸+盐→另一种酸+另一种盐（复分解反应）

复分解反应条件：是否有水、沉淀或气体生成！

2、酸的个性

酸= H⁺+酸根离子

酸的个性其实就是酸根离子的性质。

盐酸：与含有Ag⁺的可溶性的盐发生反应。

硫酸：与含有Ba²⁺的可溶性盐发生反应。

3、酸（H⁺）的检验

（1）与活泼金属反应（Fe），看是否有气体产生。

（2）与含有CO32-的盐反应，看是否有气体产生。

（3）PH试纸。

（4）紫色石蕊溶液。

 

5碱

(1)NaOH

物理性质：

 

6盐

7原子轨道排布

(1) S能级的有一条原子轨道(球形对称)。

(2) P能级的原子轨道是纺锤形的,每个P能级有3个原子轨道,它们相互垂直,分别以P_x，P_y，P_Z表示。

(3) d能级的原子轨道有5个。 (一条轨道2个电子)

(4)电子排布式：如Ca。K层最多排2个电子，表示为1S²；L层最多排8个电子，表示为2S²2P⁶；M层最多排8个电子，表示为3S²3P⁶。故电子排布式为1S²2S²2P⁶3S²3P⁶。

(5) 原子轨道是指一定能级上的电子,在核外空间运动的一个空间区域.

(6) 泡利原理（能量最低原理）：S、p、d、f能级分别有1、3、5、7个轨道，每个轨道最多能容纳的电子数为2个，且自旋方向相反。

(7) 举例说明洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是首先单独占一个轨道（即分占不同的轨道），而且自旋方向相同。洪特规则的第二条：当一个能级上的电子填充达到全充满，半充满或全空时是一种稳定状态，使得体系的能量较低。

(8) 钠的电子排布式可写成[Ne]3S¹。因为前两层1S²2S²2P⁶电子数相加正好为Ne的原子序数。

 

8关于第一电离能

(1) 定义:气态(基态)原子失去(第)一个电子形成+1价气态阴离子所需的最低能量叫做元素的第一电离能，符号为I₁，单位是KJ·mol^-1。(1mol=6.02*10²³个电子)

(2) 第一电离能越小，原子越容易失去电子；第一电离能越大，原子越不容易失去电子，金属性越弱；第一电离能反映了原子失去一个电子的难易程度；原子越稳定，电离能越大。

(3) 类似的，还有第二电离能(从+1价气态阳离子再失一个电子所需要的能量，符号I₂)，I₃，I₄等。

(4) 第一电离能的周期性逆变规律是原子半径、核外电子排布周期性变化的结果。

(5) 规律一：同主族元素第一电离能从上到下逐渐减小。原因：同主族元素从上到下，随核电荷数增大，原子半径逐渐增大，原子核对核外电子的吸引力逐渐减小，原子失电子能力逐渐增大，第一电离能逐渐减小。

(6) 规律二：同周期元素第一电离能从左到右有增大的趋势。原因：同周期元素从左到右，原子半径逐渐减小，原子核对核外电子的吸引力逐渐增大，原子失电子能力逐渐减小，第一电离能有逐渐增大的趋势。

(7) 铍的第一电离能比硼大，氮的第一电离能比氧大。

特殊：   I₁（Be）>I₁（B），I₁（N）>I₁（O）

         I₁（Mg）>I₁（Al），I₁（P）>I₁（S）

Be 的外围电子排布为2s²，是全充满结构，比较稳定，而B的价电子排布为2s²2p¹。

N的价电子排布2s²2p³为半充满状态，比O的2s²2p⁴ 稳定，所以第一电离能比较大。

ⅡA > ⅢA   ⅤA   >   ⅥA

ns²  ns²np¹  ns²np³     ns²np⁴

(8) 规律三：同一周期第一电离能最小的是碱金属元素，最大的是稀有气体元素。原因：碱金属元素核外电子排布为ns¹，同周期中（除稀有气体）原子半径最大，易失去一个电子，形成稳定结构，因此第一电离能在同周期中最小。稀有气体最外层电子排布为ns²np⁶，已达稳定结构，难以失电子，因此第一电离能在同周期中最大。

(9) 影响电离能大小的因素：

1、原子核对核外电子的引力。原子核吸引电子能力越强，I₁越大。反之越小。

2、原子达到稳定结构的趋势原子外围电子排布达到半满、全满或全空能量较低较稳定。I₁反常， I₁数值较大。

(10) 电离能的应用：

1、判断金属性强弱。

2、判断元素的主要化合价。

3、证明原子核外电子是分层排布的。

 

9化学键

(1) 通常把分子或晶体中，相邻原子（或离子）间强烈的相互作用称为化学键。

(2) 化学键分类：按原子之间相互作用的方式和强度不同，将化学键又分为离子键、共价键和金属键。

(3) 离子键：

1、定义：像氯化钠这样阴、阳离子间通过静电作用所形成的化学键叫离子键；

2、成键粒子：阴、阳离子；

3、成键性质：静电作用。含有离子键的化合物就是离子化合物。

(4) 形成离子键的条件：

1、活泼的金属元素（IA，IIA）和活泼的非金属元素（VIA，VIIA）之间的化合物；

2、活泼的金属元素和酸根离子形成的盐酸根离子：SO₄^2-、NO₃^-、Cl^-等；

3、铵根离子和酸根离子（或活泼非金属元素）形成的盐。把NH₄⁺看作是活泼的金属阳离子。

(5) 共价键定义：原子间通过共用电子对形成的相互作用。含有共价键的化合物就是共价化合物。

(6) 共价键表示式：

1、电子式

i) HCl的电子式

  . .

H:Cl:

  . .

ii) Cl₂的电子式

 .. . .

:Cl:Cl:

 .. . .

2、 结构式：用一根短线表示一对共用电子，其他电子一律省去。

如:H-Cl Cl-Cl.

(7) 共价键分为：

1、非极性共价键：相同元素原子之间形成的共价键。如H₂、O₂分子中的共价键就是非极性键。

2、极性共价键：不同元素原子之间形成的共价键，成键原子的电负性不相等，共用电子对会偏向，这种叫做极性共价键，简称极性键。如HCl、H₂O。