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1、物质结构与性质学问点总结一.原子结构与性质.一.相识原子核外电子运动状态，了解电子云, 电子层（能层）, 原子轨道（能级）的含义.1.电子云：用小黑点的疏密来描述电子在原子核外空间出现的机会大小所得的图形叫电子云图.离核越近，电子出现的机会大，电子云密度越大；离核越远，电子出现的机会小，电子云密度越小.电子层（能层）：依据电子的能量差异与主要运动区域的不同，核外电子分别处于不同的电子层.原子由里向外对应的电子层符号分别为K, L, M, N, O, P, Q.原子轨道（能级即亚层）：处于同一电子层的原子核外电子，也可以在不同类型的原子轨道上运动，分别用s, p, d, f表示不同形态的轨道，s
2、轨道呈球形, p轨道呈纺锤形，d轨道与f轨道较困难.各轨道的伸展方向个数依次为1, 3, 5, 7.2.(构造原理）了解多电子原子中核外电子分层排布遵循的原理，能用电子排布式表示136号元素原子核外电子的排布.(1).原子核外电子的运动特征可以用电子层, 原子轨道(亚层)与自旋方一直进行描述.在含有多个核外电子的原子中，不存在运动状态完全相同的两个电子.(2).原子核外电子排布原理.能量最低原理:电子先占据能量低的轨道，再依次进入能量高的轨道.泡利不相容原理:每个轨道最多容纳两个自旋状态不同的电子.洪特规则:在能量相同的轨道上排布时，电子尽可能分占不同的轨道，且自旋状态相同.洪特规则的特例:在
3、等价轨道的全充溢（p6, d10, f14）, 半充溢（p3, d5, f7）, 全空时(p0, d0, f0)的状态，具有较低的能量与较大的稳定性.如24Cr Ar3d54s1, 29Cu Ar3d104s1.(3).驾驭能级交织图与1-36号元素的核外电子排布式.依据构造原理，基态原子核外电子的排布遵循图箭头所示的依次。依据构造原理，可以将各能级按能量的差异分成能级组如图所示，由下而上表示七个能级组，其能量依次上升；在同一能级组内，从左到右能量依次上升。基态原子核外电子的排布按能量由低到高的依次依次排布。3.元素电离能与元素电负性第一电离能：气态电中性基态原子失去1个电子，转化为气态基态正
4、离子所须要的能量叫做第一电离能。常用符号I1表示，单位为kJ/mol。 (1).原子核外电子排布的周期性.随着原子序数的增加,元素原子的外围电子排布呈现周期性的变更:每隔肯定数目的元素，元素原子的外围电子排布重复出现从ns1到ns2np6的周期性变更.(2).元素第一电离能的周期性变更.随着原子序数的递增，元素的第一电离能呈周期性变更:同周期从左到右，第一电离能有渐渐增大的趋势，稀有气体的第一电离能最大，碱金属的第一电离能最小；同主族从上到下，第一电离能有渐渐减小的趋势.说明：同周期元素，从左往右第一电离能呈增大趋势。电子亚层结构为全满, 半满时较相邻元素要大即第 A 族, 第 A 族元素的第
5、一电离能分别大于同周期相邻元素。Be, N, Mg, P.元素第一电离能的运用：a.电离能是原子核外电子分层排布的试验验证. b.用来比较元素的金属性的强弱. I1越小，金属性越强，表征原子失电子实力强弱.(3).元素电负性的周期性变更. 元素的电负性：元素的原子在分子中吸引电子对的实力叫做该元素的电负性。随着原子序数的递增，元素的电负性呈周期性变更：同周期从左到右，主族元素电负性渐渐增大；同一主族从上到下，元素电负性呈现减小的趋势.电负性的运用:a.确定元素类型(一般1.8，非金属元素；1.7，离子键；碳化硅晶体硅.7.了解简洁协作物的成键状况（协作物的空间构型与中心原子的杂化类型不作要求）
6、.概念表示条件共用电子对由一个原子单方向供应应另一原子共用所形成的共价键。 A B电子对赐予体 电子对接受体 其中一个原子必需供应孤对电子，另一原子必需能接受孤对电子的轨道。 (1).配位键：一个原子供应一对电子与另一个接受电子的原子形成的共价键.即成键的两个原子一方供应孤对电子，一方供应空轨道而形成的共价键.(2).协作物：由供应孤电子对的配位体与接受孤电子对的中心原子(或离子)以配位键形成的化合物称协作物,又称络合物.形成条件：a.中心原子(或离子)必需存在空轨道. b.配位体具有供应孤电子对的原子.协作物的组成.协作物的性质：协作物具有肯定的稳定性.协作物中配位键越强，协作物越稳定.当作
7、为中心原子的金属离子相同时，协作物的稳定性与配体的性质有关.三.分子间作用力与物质的性质.1.知道分子间作用力的含义，了解化学键与分子间作用力的区分.分子间作用力：把分子聚集在一起的作用力.分子间作用力是一种静电作用，比化学键弱得多，包括范德华力与氢键.范德华力一般没有饱与性与方向性，而氢键则有饱与性与方向性.2.知道分子晶体的含义，了解分子间作用力的大小对物质某些物理性质的影响.(1).分子晶体:分子间以分子间作用力（范德华力, 氢键）相结合的晶体.典型的有冰, 干冰.(2).分子间作用力强弱与分子晶体熔沸点大小的推断：组成与结构相像的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，克服分子间引力
8、使物质熔化与气化就须要更多的能量，熔, 沸点越高.但存在氢键时分子晶体的熔沸点往往反常地高.例33.在常温常压下呈气态的化合物, 降温使其固化得到的晶体属于A.分子晶体 B.原子晶体 C.离子晶体D.何种晶体无法推断3.了解氢键的存在对物质性质的影响（对氢键相对强弱的比较不作要求）.NH3, H2O, HF中由于存在氢键，使得它们的沸点比同族其它元素氢化物的沸点反常地高.影响物质的性质方面：增大溶沸点，增大溶解性 表示方法：XHY(N O F) 一般都是氢化物中存在4.了解分子晶体与原子晶体, 离子晶体, 金属晶体的结构微粒, 微粒间作用力的区分.晶体类型原子晶体分子晶体金属晶体离子晶体粒子原
9、子分子金属阳离子, 自由电子阴, 阳离子粒子间作用（力）共价键分子间作用力困难的静电作用离子键熔沸点很高很低一般较高，少部分低较高硬度很硬一般较软一般较硬，少部分软较硬溶解性难溶解相像相溶难溶（Na等与水反应）易溶于极性溶剂导电状况不导电（除硅）一般不导电良导体固体不导电，熔化或溶于水后导电实例金刚石, 水晶, 碳化硅等干冰, 冰, 纯硫酸, H2(S)Na, Mg, Al等NaCl, CaCO3NaOH等四, 几种比较1, 离子键, 共价键与金属键的比较化学键类型离子键共价键金属键概念阴, 阳离子间通过静电作用所形成的化学键原子间通过共用电子对所形成的化学键金属阳离子与自由电子通过相互作用而
10、形成的化学键成键微粒阴阳离子原子金属阳离子与自由电子成键性质静电作用共用电子对电性作用形成条件活泼金属与活泼的非金属元素非金属与非金属元素金属内部实例NaCl, MgOHCl, H2SO4Fe, Mg2, 非极性键与极性键的比较非极性键极性键概念同种元素原子形成的共价键不同种元素原子形成的共价键，共用电子对发生偏移原子吸引电子实力相同不同共用电子对不偏向任何一方偏向吸引电子实力强的原子成键原子电性电中性显电性形成条件由同种非金属元素组成由不同种非金属元素组成3物质溶沸点的比较（重点）（1）不同类晶体：一般状况下，原子晶体离子晶体分子晶体（2）同种类型晶体：构成晶体质点间的作用大，则熔沸点高，反
11、之则小。离子晶体：离子所带的电荷数越高，离子半径越小，则其熔沸点就越高。分子晶体：对于同类分子晶体，式量越大，则熔沸点越高。原子晶体：键长越小, 键能越大，则熔沸点越高。（3）常温常压下状态熔点：固态物质液态物质沸点：液态物质气态物质离子共存问题离子在溶液中能否大量共存，涉与到离子的性质与溶液酸碱性等综合学问。凡能使溶液中因反应发生使有关离子浓度显著变更的均不能大量共存。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+, Al3+, Zn2+, Cu2+, NH4+, Ag+ 等均与OH-不
12、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-)生成正盐与水. 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-，C2O42- 等5.若阴, 阳离子发生
13、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;
14、 H2PO4-与PO43-会生成HPO42-，故两者不共存常见气体的制取与检验 氧气 制取原理含氧化合物自身分解 制取方程式2KClO3 2KCl+3O2 装置略微向下倾斜的大试管,加热 检验带火星木条,复燃 收集排水法或向上排气法 氢气 制取原理活泼金属与弱氧化性酸的置换 制取方程式Zn+H2SO4 = H2SO4+H2 装置启普发生器 检验点燃,淡蓝色火焰,在容器壁上有水珠 收集排水法或向下排气法 氯气 制取原理强氧化剂氧化含氧化合物 制取方程式MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O 装置分液漏斗,圆底烧瓶,加热 检验能使潮湿的蓝色石蕊试纸先变红后褪色; 除杂质先通入饱与食盐
15、水(除HCl),再通入浓H2SO4(除水蒸气) 收集排饱与食盐水法或向上排气法 尾气回收Cl2+2NaOH= NaCl+NaClO+H2O 硫化氢 制取原理强酸与强碱的复分解反应 制取方程式FeS+2HCl= FeCl2+H2S 装置启普发生器 检验能使潮湿的醋酸铅试纸变黑 除杂质先通入饱与NaHS溶液(除HCl),再通入固体CaCl2(或P2O5)(除水蒸气) 收集向上排气法 尾气回收H2S+2NaOH= Na2S+H2O或H2S+NaOH= NaHS+H2O 二氧化硫 制取原理稳定性强酸与不稳定性弱酸盐的复分解 制取方程式Na2SO3+H2SO4= Na2SO4+SO2+H2O 装置分液漏
16、斗,圆底烧瓶 检验先通入品红试液,褪色,后加热又复原原红色; 除杂质通入浓H2SO4(除水蒸气) 收集向上排气法 尾气回收SO2+2NaOH= Na2SO3+H2O 二氧化碳 制取原理稳定性强酸与不稳定性弱酸盐的复分解 制取方程式CaCO3+2HClCaCl2+CO2+H2O 装置启普发生器 检验通入澄清石灰水,变浑浊 除杂质通入饱与NaHCO3溶液(除HCl),再通入浓H2SO4(除水蒸气) 收集排水法或向上排气法 氨气 制取原理固体铵盐与固体强碱的复分解 制取方程式Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+NH3+2H2O 装置略微向下倾斜的大试管,加热 检验潮湿的红色石蕊试纸,变蓝 除杂质
17、通入碱石灰(除水蒸气) 收集向下排气法 氯化氢 制取原理高沸点酸与金属氯化物的复分解 制取方程式NaCl+H2SO4Na2SO4+2HCl 装置分液漏斗,圆底烧瓶,加热 检验通入AgNO3溶液,产生白色沉淀,再加稀HNO3沉淀不溶 除杂质通入浓硫酸(除水蒸气) 收集向上排气法 二氧化氮 制取原理不活泼金属与浓硝酸的氧化还原; 制取方程式Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O 装置分液漏斗,圆底烧瓶(或用大试管,锥形瓶) 检验红棕色气体,通入AgNO3溶液颜色变浅,但无沉淀生成 收集向上排气法 尾气处理3NO2+H2O=2HNO3+NO NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H
18、2O 一氧化氮 制取原理不活泼金属与稀硝酸的氧化还原; 制取方程式Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O 装置分液漏斗,圆底烧瓶(或用大试管,锥形瓶) 检验无色气体,暴露于空气中马上变红棕色 收集排水法 一氧化碳 制取原理浓硫酸对有机物的脱水作用 制取方程式HCOOHCO+H2O 装置分液漏斗,圆底烧瓶 检验燃烧,蓝色火焰,无水珠,产生气体能使澄清石灰水变浑浊 除杂质通入浓硫酸(除水蒸气) 收集排水法 甲烷 制取方程式CH3COONa+NaOH CH4+Na2CO3 装置略微向下倾斜的大试管,加热 收集排水法或向下排空气法 乙烯 制取原理浓硫酸对有机物的脱水作用 制取方程
19、式CH3CH2OH CH2=CH2+H2O 装置分液漏斗,圆底烧瓶,加热 除杂质通入NaOH溶液(除SO2,CO2),通入浓硫酸(除水蒸气) 收集排水法 乙炔 制取原理电石剧烈吸水作用 制取方程式CaC2+2H2OCa(OH)2+CH CH 装置分液漏斗,圆底烧瓶(或用大试管,锥形瓶) 检验无色气体,能燃烧,产生光明的火焰,并冒出浓的黑烟 除杂质通入硫酸铜溶液(除H2S,PH3),通入浓硫酸(除水蒸气) 收集排水法或向下排气法2.一些快速制法(即无需加热)(手打版)1.O2 2H2O2=催化剂MnO2=2H2O+O2 2Na2O2 + 2H2O = 4Na+ + 4OH- +O22.Cl2 K
20、MnO4与浓盐酸 16HCl+2KMnO4=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl23.HCl 将浓硫酸逐滴加入浓HCl中4.NH3 将CaO或者Ca(OH)2或者NaOH（皆为固体）加入浓氨水 加氧化钙是利用其与水反应消耗水且放热 加Ca(OH)2或者NaOH利用其与水反应放热5.H2 NaH+H20NaOH+H21, 燃料电池：（1）氢氧燃料电池 负极：2H2 + 4OH-4e- = 4H2O 正极：O2 + 2H2O +4e- = 4OH- 总反应式为：2H2 + O2 = 2H2O（2） 甲烷燃料电池 负极：CH4 + 10 OH- -8e-=CO3 2- +7H2O 正极：2O2
21、+ 4H2O +8e- = 8OH-总反应式为：CH4 + 2O2 +2KOH=K2CO3+ 3H2O（3） 甲醇燃料电池 负极：2CH4O + 16OH- -12e-=2CO3 2- +12H2O 正极：3O2 + 6H2O +12e- = 12OH-总反应式为：2CH4O + 3O2 +4OH-=2CO3 2- + 6H2O（4） 负极：2H2 + 2O2-4e- = 2H2O 正极：O2 +4e- = 2O 2-总反应式为：2H2 + O2 = 2H2O（5） 熔融盐燃料电池 该电池用Li2CO3与的Na2CO3熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气为阴极助燃气，制得
22、在6500C下工作的燃料电池。熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视。其电极反应式为：负极：2CO+2CO3 2- -4e-=4CO2 正极：O2 + 2CO2+4e- =2CO3 2-总反应式为：2CO +O2 =2CO 22. 蓄电池（1） 铅蓄电池 ：负极：Pb+SO4 2- -2e- = PbSO4 正极：PbO2 +4H+ SO4 2- +2e- = PbSO4+2H2O总反应式为：Pb+ PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O（2） 碱性镍镉电池 负极：Cd+2OH-2e- =Cd(OH)2 正极：2NiO(OH)+2H2O +2e-=2Ni(OH)2+2OH-总反应
23、式为：Cd+2NiO(OH)+2H2O= Cd(OH)2+2Ni(OH)2从上述两种蓄电池的总反应式可看出，铅蓄电池在放电时除消耗电极材料外，同时还消耗电解质硫酸，使溶液中的自由移动的离子浓度减小，内阻增大，导电实力降低。而镍镉电池在放电时只消耗水，电解质溶液中自由移动的离子浓度不会有明显变更，内阻几乎不变，导电实力几乎没有变更。（3） 氢镍可充电池 负极：H2+2OH-2e- =2H2O 正极：2NiO(OH)+2H2O +2e-=2Ni(OH)2+2OH-总反应式为：H2+2NiO(OH)= 2Ni(OH)23、 一次性电池：（1） 锌锰电池干电池 负极：Zn-2e- = Zn 2+ 正极
24、：2MnO2+2 NH4+ +2e-=Mn2O3+2NH3+H2O总反应式为：Zn+2MnO2+2 NH4+ = Zn 2+ + Mn2O3+2NH3+H2O电池中MnO2的作用是将正极上NH4+还原生成的H氧化成为水，以免产生H2附在石墨表面而增加电池内阻。由于反应中锌筒不断消耗变薄，且有液态水生成，故电池用久后会变软。（2） 银锌电池钮扣电池 负极：Zn+2OH-2e- = ZnO+H2O 正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-总反应式为：Zn+ Ag2O= ZnO+2Ag（3） 高能电池锂电池 负极：2Li-2e- =2Li+ 正极：I2+2e-=2I-总反应式为：2Li+I2
25、=2LiI（4） 海水铝电池 负极：4Al-12e- =4Al 3+ 正极：3O2+4H2O+8e-=8OH-总反应式为：4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3二, 电极反应式的书写书写电极反应式是学习电化学的基本功，也是高考与竞赛所必需驾驭的学问点。一般来讲，书写原电池的电极反应式应留意如下四点：1, 精确推断原电池的正负极假如电池的正负极推断失误，则电极反应式必定写错，这是正确书写电极反应式的前提。一般而言，较活泼的金属成为原电池的负极，但不是肯定的。如将铜片与铝片同时插入浓硝酸中组成原电池时，铜却是原电池的负极被氧化，因为铝在浓硝酸中表面产生了钝化。此时，其电极反应式为：负极：Cu-
26、2e- =Cu 2+ 正极：2NO3-+4H + +2e-=2NO2+2H2O又如将镁铝合金放入6mol/L的NaOH溶液中构成原电池时，尽管镁比铝活泼，但镁不与NaOH溶液反应，所以铝成为负极，其电极反应式为：负极：2Al+8OH6e-=2AlO2- +4H2O 正极：6H2O+6e-=3H2+6OH-2, 高度留意电解质的酸碱性在正, 负极上发生的电极反应不是孤立的，它往往与电解质溶液紧密联系。如氢氧燃料电池有酸式与碱式两种，在酸溶液中负极反应式为：2H2-4e-=4H+ 正极反应式为：O2+4H+ +4e-=2H2O;如是在碱溶液中，则不行能有H+出现，在酸溶液中，也不行能出现OH-。又于CH4, CH3OH等燃料电池，在碱溶液中C元素以CO32-离子形式存在，而不是放出CO2。第 20 页