必须掌握的化学思想与化学方法.pdf

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1、必 须 掌 握 的 化 学 思 想 与 化 学 方 法 1、整 体 性 原 则:守 恒 意 识:质 量 守 恒;电 荷 守 恒;得 失 电 子 守 恒 3平 衡 意 识:r化 学 平 衡、电 禽 平 衡、水 斛 平 衡、溶 解 平 衡 等)4、合 理 性 原 则 5、绿 色 化 学 思 想 原 子 经 济 性;杜 绝 污 染 源 6、组 成 分 析 组 合 与 拆 分;反 应 物,生 成 物 的 分 子 组 成 变 化 7、特 征 反 应(关 注 典 型 反 应)斛 决 问 题 的 突 破。;题 眼、关 键 字 8、具 体 化化 学 知 识 体 系 网 络 第 一 部 分 基 本 概 念 与

2、基 本 理 论(一)物 质 的 组 成 1、分 子 和 由 分 子 构 成 的 物 质 分 子 是 构 成 物 质 的 一 种 能 独 立 存 在 的 微 粒,它 保 持 着 这 种 物 质 的 化 学 性 质 分 子 有 一 定 的 大 小 和 质 量;分 子 间 有 一 定 距 离;分 子 在 不 停 地 运 动 着(物 理 变 化 是 分 子 运 动 状 态 改 变 的 结 果);分 子 间 有 分 子 间 作 用(范 德 华 力).由 分 子 构 成 的 物 质(在 固 态 时 为 分 子 晶 体)。一 些 非 金 属 单 质(如 H2、。2、。2、S、惰 性 气 体 等);气 态 氢

3、 化 物;酸 酊(SiC2除 外;酸 类 和 大 多 数 有 机 物 等。2、原 子 和 由 原 子 构 成 的 物 质 原 子 是 参 加 化 学 变 化 的 最 小 微 粒。化 学 反 应 的 实 质 是 原 子 的 拆 分 和 化 合,是 原 子 运 动 形 态 的 变 化 原 子 有 一 定 的 种 类、大 小 和 质 量;由 原 子 构 成 的 物 质 中 原 子 间 也 有 一 定 间 隔;原 子 不 停 地 运 动 着;原 子 间 有 一 定 的 作 用 力。由 原 子 构 成 的 物 质(固 态 时 为 原 子 晶 体)。金 刚 石、晶 体 硅、二 氧 化 硅、碳 化 硅(Si

4、C)等。3、离 子 和 由 离 子 构 成 的 物 质 离 子 是 带 有 电 荷 的 原 子 或 原 子 团。带 正 电 荷 的 阳 离 子 如 Na+、Fe3 H3O N H/、Ag(NH3)2 等;带 负 电 荷 的 阴 离 子 如 C、S2-.OH,SO42-.Fe(CN)6广 等。由 离 子 构 成 的 物 质(固 态 时 为 离 子 晶 体)。绝 大 多 数 盐 类(A lC b等 除 外);强 碱 类 和 低 价 金 属 氧 化 物 等 是 由 阳 离 子 和 阴 离 子 构 成 的 化 合 物。(二)物 质 的 分 类 1、元 素 元 素 是 具 有 相 同 核 电 荷 数(即

5、 质 子 数)的 同 一 类 原 子 的 总 称(元 素 的 种 类 是 由 核 电 荷 数 或 质 子 数 决 定 的)。人 们 把 具 有 一 定 数 目 的 质 子 和 一 定 数 目 的 中 子 的 一 种 原 子 叫 做 核 素,同 一 元 素 的 不 同 核 素 之 间 互 称 为 同 位 素。元 素 存 在 状 态 游 离 态 在 单 质 中 的 元 素 由 同 种 元 素 形 成 的 不 同 单 质 同 素 异 形 体,常 有 下 列 三 种 形 成 方 式:组 成 分 子 的 原 子 个 数 不 同:如。2、。3;白 磷(P4)和 红 磷 等”晶 体 晶 格 的 原 子 排

6、列 方 式 不 同:如 金 刚 石 和 石 墨 晶 体 晶 格 的 分 子 排 列 方 式 不 同:如 正 交 硫 和 单 斜 硫 化 合 态 的 元 素 在 化 合 物 中 的 元 素(三)物 质 的 性 质 和 变 化 物 理 变 化 和 化 学 变 化 的 比 较 比 较 物 理 变 化 化 学 变 化 概 念 没 有 生 成 其 他 物 质 的 变 化 生 成 了 其 他 物 质 的 变 化 实 质 只 是 分 子(原 子 或 离 子)间 距 离 变 化(聚 集 状 态),分 子 组 成、性 质 不 变 分 子 种 类 不 变 分 子 种 类 变 化,原 子 重 新 组 合,但 原 子

7、 种 类、数 目 不 变 伴 随 现 象 物 质 形 状、状 态 改 变 放 热、发 光、变 色、放 出 气 体、生 成 沉 淀 等 范 围 蒸 发、冷 凝、熔 化、液 化、汽 化、升 华、变 形 等 分 解、化 合、置 换、复 分 解、燃 烧、风 化、脱 水、氧 化、还 原 等 区 别 无 新 物 质 生 成 有 新 物 质 生 成 相 互 关 系 化 学 变 化 中 同 时 发 生 物 理 变 化、物 理 变 化 中 不 一 定 有 化 学 变 化 与 性 质 的 关 系 物 质 的 性 质 决 定 物 质 的 变 化,物 质 的 变 化 反 映 物 质 的 性 质(四)氧 化 还 原 反

8、 应 1、氧 化 还 原 反 应 的 特 征:元 素 化 合 价 有 无 升 降,这 是 判 断 是 否 是 氧 化 还 原 反 应 的 依 据。2、氧 化 还 原 反 应 各 概 念 间 的 关 系 3、物 质 有 无 氧 化 性 或 还 原 性 及 其 强 弱 的 判 断 物 质 有 无 氧 化 性 或 还 原 性 的 判 断 元 素 为 最 高 价 态 时,只 具 有 氧 化 性,如 Fe3:H2sO4分 子 中+6 价 硫 元 素;元 素 为 最 低 价 态 只 具 有 还 原 性,如 Fe、S2等;元 素 处 于 中 间 价 态 既 有 氧 化 性 又 具 有 还 原 性,如 Fe2

9、SO2、S 等。物 质 氧 化 性 或 还 原 性 相 对 强 弱 的 判 断 由 元 素 的 金 属 性 或 非 金 属 性 比 较 金 属 阳 离 子 的 氧 化 性 随 单 质 还 原 性 的 增 强 而 减 弱,如 下 列 四 种 阳 离 子 的 氧 化 性 由 强 到 弱 的 顺 序 是:AgCu2+A l3+K 非 金 属 阴 离 子 的 还 原 性 随 单 质 氧 化 性 的 增 强 而 减 弱,如 下 列 四 种 卤 素 离 子 还 原 性 由 强 到 弱 的 顺 序 是:由 反 应 条 件 的 难 易 比 较 不 同 氧 化 剂 与 同 一 还 原 剂 反 应,反 应 条 件

10、 越 易,氧 化 性 越 强。如 F2和 H2混 合 在 暗 处 就 能 剧 烈 化 合 而 爆 炸,而 L 与 H2需 在 不 断 加 热 的 情 况 下 才 能 缓 慢 化 合,因 而 F2的 氧 化 性 比 k 强。不 同 还 原 剂 与 同 一 氧 化 剂 反 应,反 应 条 件 越 易,还 原 性 越 强,如 有 两 种 金 属 M 和 N 均 能 与 水 反 应,M 在 常 温 下 能 与 水 反 应 产 生 氢 气,而 N 需 在 高 温 下 才 能 与 水 蒸 气 反 应,由 此 判 断 M 的 还 原 性 比 N 强。由 氧 化 还 原 反 应 方 向 比 较还 原 剂 A+

11、氧 化 剂 B-氧 化 产 物 a+还 原 产 物 b,贝 lj:氧 化 性:B a 还 原 性:A b如:由 2 F e?+B r2=2Fe3+2B r-可 知 氧 化 性:Br2 F e3+;还 原 性:Fe2+B r 当 不 同 的 还 原 剂 与 同 一 氧 化 剂 反 应 时,可 根 据 氧 化 剂 被 还 原 的 程 度 不 同 来 判 断 还 原 剂 还 原 性 的 强 弱。般 规 律 是 氧 化 剂 被 还 原 的 程 度 越 大,还 原 剂 的 还 原 性 越 强。同 理 当 不 同 氧 化 剂 与 同 一 还 原 剂 反 应 时,还 原 剂 被 氧 化 的 程 度 越 大,

12、氧 化 剂 的 氧 化 性 就 越 强。如 氯 气、硫 两 种 氧 化 剂 分 别 与 同 一 还 原 剂 铁 起 反 应,氯 气 可 把 铁 氧 化 为 FeCh,而 硫 只 能 把 铁 氧 化 为 F e S,由 此 说 明 氯 气 的 氧 化 性 比 硫 强。【注 意】还 原 性 的 强 弱 是 指 物 质 失 电 子 能 力 的 强 弱,与 失 电 子 数 目 无 关。4、氧 化 还 原 方 程 式 配 平 原 理:氧 化 剂 所 含 元 素 的 化 合 价 降 低(或 得 电 子)的 数 值 与 还 原 剂 所 含 元 素 的 化 合 价 升 高(或 失 电 子)的 数 值 相 等。

13、(五)离 子 反 应 1、离 子 反 应 发 生 条 件 离 子 反 应 发 生 条 件(即 为 离 子 在 溶 液 中 不 能 大 量 共 存 的 原 因):离 子 间 发 生 复 分 解 反 应 有 沉 淀 生 成。不 溶 于 水 的 化 合 物 可 依 据 书 后 物 质 的 溶 解 性 表 判 断,还 有 以 下 物 质 不 溶 于 水:CaF2,CaC2O4(草 酸 钙)等。有 气 体 生 成。如 CO32-+2H+C 02 t+H20 有 弱 电 解 质 生 成。如 弱 碱 NH3-H2O;弱 酸 HF、HC10、H2S,H3P0&等;还 有 水、(CH3COO)2Pb Ag(NH

14、3)2 Fe(SCN)产 等 难 电 离 的 物 质 生 成。离 子 间 发 生 氧 化 还 原 反 应:如:Fe3+与 I.在 溶 液 中 不 能 共 存,2Fe3+2I 2Fe2+I2S2-.SO32-H+三 种 离 子 在 溶 液 中 不 能 共 存,2 S2-+S O32-+6 H+=3 s l+3丛 0 等 2、书 写 离 子 方 程 式 应 注 意 的 问 题 没 有 自 由 移 动 离 子 参 加 的 反 应,不 能 写 离 子 方 程 式。如:C u+H 2so式 浓);NH4cl(固)+C a(OH)2;C+H 2 so 4(浓)反 应;NaCl(固)+H 2 so式 浓),

15、均 因 无 自 由 移 动 离 子 参 加 反 应,故 不 可 写 离 子 方 程 式。有 离 子 生 成 的 反 应 可 以 写 离 子 方 程 式,如 钠 和 水、铜 和 浓 硫 酸、SO?通 入 滨 水 里、碳 酸 钙 溶 于 乙 酸 等。单 质、氧 化 物 在 离 子 方 程 式 中 一 律 写 成 化 学 式。如:SO?和 NaOH 溶 液 反 应:S 02+20PT=S C V+H2。或 SO2+O H-=HSO3-酸 式 盐 的 酸 根 离 子 在 离 子 方 程 式 中 不 能 拆 开 写。如 NaHCCh溶 液 和 稀 盐 酸 反 应:HCO3+H=H2O+CO2 f 操 作

16、 顺 序 或 反 应 物 相 对 量 不 同 时 离 子 方 程 式 不 同。例 如 Ca(0H)2中 通 入 少 量 C O 2,离 子 方 程 式 为:Ca2+2OH+C 02=CaCO3 I+H20;Ca(0H)2中 通 入 过 量 CO2,离 子 方 程 式 为:OH+C O 2=H C C)3,对 于 生 成 物 是 易 溶 于 水 的 气 体,要 特 别 注 意 反 应 条 件。如 NaOH溶 液 和 NHtCl溶 液 的 反 应,当 浓 度 不 大,又 不 加 热 时,离 子 方 程 式 为:NH4+OH=NH3 H2O;当 为 浓 溶 液,又 加 热 时 离 子 方 程 式 为

17、:NH4+OH=NH3 t+H2O 对 微 溶 物(通 常 指 CaSCU、Ca(OH)2、Ag2so4、MgCO?等)要 根 据 实 际 情 况 来 判 断。当 反 应 里 有 微 溶 物 处 于 溶 液 状 态 时,应 写 成 离 子,如 盐 酸 加 入 澄 清 石 灰 水:H+OH=H20;当 反 应 里 有 微 溶 物 处 于 浊 液 或 固 态 时,应 写 化 学 式,如 在 石 灰 乳 中 加 入 Na2c溶 液:Ca(OH)2+CO32-CaCO3+2OH;在 生 成 物 中 有 微 溶 物 析 出 时,微 溶 物 用 化 学 式 表 示,如 Na2so4溶 液 中 加 入 Ag

18、NCh溶 液:2Ag+SO42-=Ag2so4 I。对 于 中 强 酸(H3P0八 H2so3等)在 离 子 方 程 式 中 写 化 学 式。具 有 强 氧 化 性 的 微 粒 与 强 还 原 性 微 粒 相 遇 时,首 先 要 考 虑 氧 化 还 原 反 应,不 能 只 简 单 地 考 虑 复 分 解 反 应。3、离 子 在 溶 液 中 不 能 大 量 共 存 儿 种 情 况 JT与 所 有 弱 酸 阴 离 子 和 0H一 不 能 大 量 共 存,因 生 成 弱 电 解 质(弱 酸)和 水。0H一 与 所 有 弱 碱 阳 离 子、H 弱 酸 的 酸 式 酸 根 离 子 不 能 大 量 共 存

19、,因 生 成 弱 碱、弱 酸 盐 和 水。能 发 生 复 分 解 反 应 生 成 弱 电 解 质、沉 淀 和 气 体 者 不 能 大 量 共 存。能 发 生 氧 化 还 原 反 应 的 离 子 不 能 大 量 共 存,如 Fe3+,与 S2 Fe?+与 NO3-(H+),S?-与 SO32-(H+)等。某 些 弱 酸 根 与 弱 碱 根 不 能 大 量 共 存,如 S2,HCO3 AIO2,CO32一 与 Fe3 AP+等 不 共 存。发 生 络 合 反 应 的 离 子 不 能 大 量 共 存,如 Fe3+与 S C N、Ag+与 H2Oo A+与 AIO2,NH+与 AlCh,NH4+与 S

20、iC一 不 能 大 量 共 存。注 意 有 色 离 子(有 时 作 为 试 题 附 加 条 件):(蓝 色)、Fe3+(棕 黄 色)、MnOJ(紫 色)、Fe(SCN)2+(红 色)等。(六)化 学 反 应 中 的 能 量 变 化 1、热 化 学 方 程 式 概 念:表 明 反 应 所 放 出 或 吸 收 热 量 的 化 学 方 程 式,叫 做 热 化 学 方 程 式。书 写 热 化 学 方 程 式 时 注 意 事 项。A H 写 在 方 程 式 右 边 或 下 边,两 者 之 间 用“;”隔 开,放 出 热 量 4 H 为“一”,吸 收 热 量 H 为“+”。要 注 明 反 应 物 和 生

21、成 物 的 状 态。固 体 用 符 号 符 号“s”表 示、液 体 用 符 号“1”表 示,气 体 用 符 号“g”表 示。热 化 学 方 程 各 物 质 前 的 化 学 计 量 数 表 示 物 质 的 量 的 多 少,因 此,它 可 以 是 整 数,也 可 以 是 分 数。对 于 相 同 物 质 的 反 应,当 化 学 计 量 数 不 同 时,也 不 同。2、反 应 热 的 有 关 计 算 反 应 热=物 质 的 量 X Imol物 质 反 应 吸 收 或 放 出 的 热 反 应 热=反 应 物 的 总 键 能 一 生 成 物 的 总 键 能 根 据 盖 斯 定 律:如 果 一 个 反 应

22、可 以 分 几 步 进 行,各 分 步 反 应 的 反 应 热 之 和 与 该 反 应 一 步完 成 时 的 反 应 热 相 同。某 种 物 质 的 状 态 或 晶 型 不 同 会 引 起 反 应 热 的 差 异,根 据 盖 斯 定 律,可 将 热 化 学 方 程 式 进 行“加 减”后,根 据 反 应 过 程 的 反 应 热 比 较 其 大 小。物 质 的 量 不 同 引 起 的 反 应 热 差 异,可 根 据 反 应 热 的 物 质 的 量 之 间 的 正 比 例 关 系 比 较。(七)物 质 的 量 1、物 质 的 量 及 其 单 位 一 一 摩 尔(mol)物 理 意 义 是 含 一

23、定 数 目 粒 子 的 集 体,符 号 为 人 单 位 为 摩 尔,简 称 摩,符 号 为 mol。使 用 物 质 的 量 及 其 单 位 时 的 注 意 事 项“物 质 的 量”四 个 字 是 一 个 整 体。摩 尔 是 用 来 表 示 微 观 粒 子(原 子、分 子、离 子、质 子、中 子、电 子 等)或 它 们 特 定 组 合 的 物 质 的 量 的 单 位,它 不 能 用 来 表 示 宏 观 物 体,如 不 能 说 Im o l苹 果 等。使 用 摩 尔 时,应 注 明 粒 子 的 化 学 式,而 不 能 用 该 粒 子 的 中 文 名 称。目 的 是 避 免 指 代 不 清 引 起

24、混 淆。例 如:使 用 Im o l氧 就 会 含 义 不 清,究 竟 是 指 Imol O还 是 Im o l。2呢?2、阿 伏 加 德 罗 定 律 及 其 重 要 推 论 决 定 物 质 体 枳 大 小 的 因 素(Im ol)1 摩 固 体、液 体 体 积 不 同,因 为 固 体、液 体 里 分 子、原 子、离 子 间 距 离 小,其 体 积 主 要 决 定 于 构 成 物 质 的 这 些 微 粒 的 直 径 大 小,而 不 同 的 分 子、原 子、离 子 的 直 径 大 小 不 同,因 而 所 占 体 积 不 同。气 体 分 子 间 距 离 较 大,气 体 体 积 主 要 取 决 于

25、分 子 间 的 平 均 距 离,而 这 平 均 距 离 又 主 要 取 决 于 气 体 的 压 强 与 温 度,因 此 当 温 度、压 强 相 同 时,气 体 分 子 间 平 均 距 离 大 致 相 同,其 所 占 体 积 相 同。阿 伏 加 德 罗 定 律:在 相 同 温 度、压 强 下,同 体 积 的 气 体 中 含 有 相 同 分 子 数 定 义 中 的“四 个 同”,如 有“三 个 同”成 立,第 四 个“同”才 能 成 立。3、阿 伏 加 德 罗 定 律 推 论:同 温、同 压:卷=合=微 同 温、同 体 积:善=M=普 r 2 02/V2同 温、同 压、等 质 量:匕=眩=生 吟

26、M n同 温、同 压、同 体 积:=空=史 m 2 M 2 p 2(八)溶 液 和 胶 体 胶 体 定 义:分 散 质 微 粒 的 直 径 大 小 在 10一 9 i()-7 m之 间 的 分 散 系 叫 胶 体。胶 体 的 类 型 气 溶 胶:烟、云、雾。液 溶 胶:A g l水 溶 胶、Fe(OH)3等。固 溶 胶:烟 水 晶、有 色 玻 璃 等。渗 析 因 胶 体 粒 子 不 能 透 过 半 透 膜,所 以 把 混 有 离 子 或 分 子 杂 质 的 胶 体 装 入 半 透 膜 的 袋 里,并 把 此 袋 放 在 溶 剂 中,从 而 使 离 子 或 分 子 从 胶 体 溶 液 里 分 离

27、 的 操 作 叫 做 渗 析,常 用 于 精 制 某 些 胶 体。胶 体 的 制 备 方 法 FeC l 3+3 H 2 O=Fe(0H)3(胶 体)+3HCl 等 等 胶 体 的 性 质 丁 达 尔 效 应:让 光 线 透 过 胶 体 时 由 于 胶 体 微 粒 对 光 线 有 散 射 作 用,所 以 从 入 射 光 的 垂 直 方 向(或 从 侧 面)可 以 看 到 一 道 光 的“通 路”,此 现 象 叫 丁 达 尔 现 象。溶 液 无 此 现 象,用 此 法 可 鉴 别 胶 体 和 溶 液。布 朗 运 动:在 胶 体 里 由 于 分 散 剂 分 子 从 各 个 方 向 撞 击 胶 体

28、微 粒 而 形 成 的 不 停 的、无 秩 序 的 运 动 叫 布 朗 运 动。电 泳:在 外 加 电 场 的 作 用 下 胶 体 里 的 微 粒 在 分 散 剂 里 向 阴 极 或 阳 极 做 定 向 移 动 的 现 象 叫 做 电 泳。电 泳 证 明 了 胶 粒 带 电 荷,常 用 于 分 离 胶 粒 或 提 纯 胶 体。聚 沉:在 一 定 条 件 下,使 胶 粒 聚 集 成 较 大 的 颗 粒 形 成 沉 淀,从 分 散 剂 里 析 出 的 过 程 叫 胶 体 聚 沉,其 方 法 有:a、加 热;b、加 入 强 电 解 质 溶 液;c、加 入 带 相 反 电 荷 的 另 一 种 胶 体。

29、胶 体 微 粒 所 带 的 电 荷 胶 体 表 面 积 大,具 有 很 强 的 吸 附 作 用,可 吸 附 胶 体 中 的 阴 离 子 或 阳 离 子 而 带 电。一 般 来 说,金 属 氢 氧 化 物、金 属 氧 化 物 的 胶 粒 吸 附 阳 离 子,胶 体 微 粒 带 正 电 荷;非 金 属 氧 化 物、金 属 硫 化 物 的 胶 体 微 粒 吸 附 阴 离 子,胶 体 微 粒 带 负 电 荷。同 一 溶 胶 微 粒 带 有 同 种 电 荷 具 有 静 电 斥 力,这 是 胶 体 稳 定 的 主 要 原 因,布 朗 运 动 是 胶 体 较 稳 定 的 次 要 原 因。几 点 说 明 胶

30、体 的 电 荷 是 指 胶 体 中 胶 体 微 粒 带 有 的 电 荷,而 不 是 胶 体 带 电 荷,整 个 胶 体 是 电 中 性 的。分 子 胶 体 微 粒 大 都 不 带 电,如 淀 粉 溶 液。书 写 胶 体 制 备 的 反 应 方 程 式 时 生 成 的 不 溶 物 质 不 写“|”符 号,这 是 因 为 胶 粒 带 同 种 电 荷 相 互 排 斥,没 有 凝 集 成 大 颗 粒 而 沉 淀 下 来。制 备 Fe(0H)3胶 体 溶 液 是 向 沸 水 中 滴 加 FeCb饱 和 溶 液。其 离 子 方 程 式 为:Fe3+3H2O=Fe(OH)3(胶 体)+3H*制 备 Agl胶

31、 体 是 将 8 1 0滴 O.Olmol/L的 AgNCh溶 液 滴 入 10mL 0.0lmol/L的 KI溶 液 中(浓 度 不 能 大,否 则 要 产 生 Agl沉 淀)电 解 质 溶 液 聚 沉 作 用 大 小 除 和 电 解 质 溶 液 及 电 解 质 离 子 本 性 有 关 外,一 般 是:离 子 的 电 荷 数 越 多,离 子 半 径 越 小,聚 沉 能 力 越 大。如 使 带 负 电 荷 胶 粒 聚 沉 的 阳 离 子 Al3+Fe3使 带 正 电 荷 胶 粒 聚 沉 的 阴 离 子 能 力 Fe(CN)64.Fe(CN)6f-,但 淀 粉 胶 体 微 粒 因 不 吸 附 离

32、 子 而 不 带 电 荷,所 以 加 入 少 量 电 解 质 不 凝 聚,也 无 电 泳 现 象。(九)原 子 组 成 与 结 构 1、常 见 等 电 子 体 核 外 电 子 总 数 为 2 个 的 粒 子:He、H.Li Be2+2、元 素、核 素、同 位 素 的 比 较 核 外 电 子 总 数 为 1 0个 的 粒 子:N e、H F、此 0、NH3、CH4(分 子 类);N a、Mg2+.A?+、N H J、H3O+(阳 离 子 类);、O2 F,OH,NH2_(阴 离 子 类)。核 外 电 子 总 数 为 1 8个 电 子 的 粒 子:A r、HC1、H2S PH3 F2、此。2、C2

33、H6、CH3OH、N2H4、CH3NH2、NH2OH、CH3F(分 子 类),K Ca2+,(阳 离 子 类);P3,S2,Cl(阴 离 子 类)。元 素 核 素 同 位 素 概 念 具 有 一 定 核 电 荷 数(质 子 数)的 同 类 原 子 的 总 称 具 有 相 同 数 目 的 质 子 和 一 定 数 目 的 中 子 的 一 种 原 子 质 子 数 相 同 而 中 子 数 不 同 的 同 一 元 素 的 原 子 或 同 一 元 素 的 不 同 核 素 范 围 宏 观 概 念,对 同 类 原 子 而 言,既 有 游 离 态 又 有 化 合 态 微 观 概 念,对 某 种 元 素 的 一

34、种 原 子 而 微 观 概 念,对 某 种 元 素 的 原 子 而 言。因 同 位 素 的 存 在 而 使 原 子 种 类 多 于 元 素 种 类 特 性 主 要 通 过 形 成 的 单 质 或 化 合 的 来 体 现 不 同 的 核 素 可 能 质 子 数 相 同 或 中 子 数 相 同,或 质 量 数 相 同,或 各 类 数 均 不 相 同 同 位 素 质 量 数 不 同,化 学 性 质 相 同;天 然 同 位 素 所 占 原 子 百 分 含 量 般 不 变;同 位 素 构 成 的 化 合 物 如 比 0、D2O,T2O物 理 性 质 不 同,但 化 学 性 质 相 同 实 例 H、OH、

35、D、T;丝 设 M g不 同 核 素 H、T、D 为 H 的 三 种 同 位 素(十)元 素 周 期 表 中 的 主 要 变 化 规 律 项 目 同 周 期(左 f 右)同 主 族(上 一 下)原 核 外 荷 数 逐 渐 增 加 增 加 子 电 子 层 数 相 同 增 多 结 原 子 半 径 逐 渐 增 小 逐 渐 增 大 构 最 外 层 电 子 数 逐 渐 增 多 相 等 化 合 价 最 高 正 价 由+1-+7;负 价 数=族 序 数 一 8最 高 正 价、负 价 数 相 同,最 高 正 价=族 序 数 兀 素 的 金 属 性 和 非 金 属 金 属 性 逐 渐 减 弱、非 金 属 性 金

36、 属 性 逐 渐 增 强、非 金 属 性 性 性 逐 渐 增 强 逐 渐 减 弱 质 单 质 的 氧 化 性、还 原 性 还 原 性 减 弱、氧 化 性 增 强 氧 化 性 减 弱、还 原 性 增 强 最 高 价 氧 化 物 对 应 的 水 化 物 的 酸 碱 性 碱 性 减 弱、酸 性 增 强 酸 性 减 弱、碱 性 增 强 气 态 氢 化 物 稳 定 性 渐 增 渐 减(十 一)化 学 键 与 分 子 结 构 1、非 极 性 分 子 和 极 性 分 子 非 极 性 分 子:分 子 中 正 负 电 荷 中 心 重 合,从 整 体 来 看 电 荷 分 布 是 均 匀 的,对 称 的。这 样 的

37、 分 子 为 非 极 性 分 子。当 分 子 中 各 键 均 为 非 极 性 键 时,分 子 是 非 极 性 分 子。当 一 个 分 子 中 各 个 键 都 相 同,均 为 极 性 键,但 该 分 子 的 构 型 是 对 称 的,则 分 子 内 正 负 电 荷 中 心 可 以 重 合。这 样 的 分 子 是 非 极 性 分 子,如 CH4 CO2。总 之,非 极 性 分 子 中 不 一 定 只 含 非 极 性 键。极 性 分 子:分 子 中 正 负 电 荷 中 心 不 能 重 合,从 整 个 分 子 来 看,电 荷 的 分 布 是 不 均 匀 的、不 对 称 的。这 样 的 分 子 为 极 性

38、 分 子,以 极 性 犍 结 合 的 双 原 子 分 子,必 为 极 性 分 子,以 极 性 键 结 合 的 多 原 子 分 子,若 分 子 的 构 型 不 完 全 对 称,则 分 子 内 正 负 电 荷 必 然 不 重 合,则 为 极 性 分 子。总 之,极 性 分 子 中 必 定 会 有 极 性 键。但 含 有 极 性 键 的 分 子 不 一 定 是 极 性 分 子。常 见 分 子 的 构 型 及 分 子 极 性 判 断 AB“型 分 子 极 性 的 经 验 规 律 若 中 心 原 子 A 的 化 合 价 的 绝 对 值 等 于 该 元 素 所 在 的 主 族 序 数 则 为 非 极 性

39、分 子,若 不 等 则 为 极 性 分 子。如 BH3、BF3、CH4、CCI4、C 02,CS2 PCI5、SO3等 均 为 非 极 性 分 子,N%、PH3、P C I 3,氏 0、H2S、SO2等 均 为 极 性 分 子。AB”分 子 内 中 心 原 子 A 若 有 孤 对 电 子(未 参 与 成 键 的 电 子 对)则 分 子 为 极 性 分 子,若 无 孤 对 电 子 则 为 非 极 性 分 子。2、化 学 键 与 物 质 类 别 关 系 规 律 只 含 非 极 性 共 价 键 的 物 质:同 种 非 金 属 元 素 构 成 的 单 质,如 12、H?、Pa、金 刚 石、晶 体 硅

40、等。只 含 有 极 性 共 价 键 的 物 质:一 般 是 不 同 非 金 属 元 素 构 成 的 共 价 化 合 物。如 CC14、NH3、SiO2、CS2 等。既 有 极 性 键 又 有 非 极 性 键 的 物 质:如 H2O2、c2H2、CH3cH3、C6H6(苯)等 只 含 有 离 子 键 的 物 质:活 泼 非 金 属 元 素 与 活 泼 金 属 元 素 形 成 的 化 合 物,如 Na2S、CsCl、2 0、N a H等 既 有 离 子 键 又 有 非 极 性 键 的 物 质,如 NazCh、Na2Sx.CaC?等 由 离 子 键、共 价 键、配 位 键 构 成 的 物 质,如 N

41、 H 4cl等 无 化 学 键 的 物 质:稀 有 气 体(单 原 子 分 子)。(十 二)化 学 平 衡 1、影 响 化 学 反 应 速 率 的 因 素 内 因(决 定 因 素)由 参 加 反 应 的 物 质 的 性 质 决 定。外 因(影 响 因 素)浓 度:当 其 他 条 件 不 变 时,增 大 反 应 物 的 浓 度,反 应 速 率 加 快。注 意:增 加 固 体 物 质 或 纯 液 体 的 量,因 其 浓 度 是 个 定 值,故 不 影 响 反 应 速 率(不 考 虑 表 面 积 的 影 响)。压 强:对 于 有 气 体 参 加 的 反 应,当 其 他 条 件 不 变 时,增 大 压

42、 强,气 体 的 体 积 减 小,浓 度 增 大,反 应 速 率 加 快。注 意:由 于 压 强 对 固 体、液 体 的 体 积 几 乎 无 影 响,因 此,对 无 气 体 参 加 的 反 应,压 强 对 反应 速 率 的 影 响 可 忽 略 不 计。温 度:当 其 他 条 件 不 变 时,升 高 温 度,反 应 速 率 加 快。一 般 来 说,温 度 每 升 高 1 0,反 应 速 率 增 大 到 原 来 的 2 4 倍。催 化 剂:催 化 剂 有 正 负 之 分。使 用 正 催 化 剂,反 应 速 率 显 著 增 大;使 用 负 催 化 剂,反 应 速 率 显 著 减 慢。不 特 别 指

43、明 时,指 的 是 正 催 化 剂。2、外 界 条 件 同 时 对 厂 正、忆 逆 的 影 响 增 大 反 应 物 浓 度,/正 急 剧 增 大,卜 逆 逐 渐 增 大;减 小 反 应 物 的 浓 度,/正 急 剧 减 小,P 逆 逐 渐 减 小 加 压 对 有 气 体 参 加 或 生 成 的 可 逆 反 应,P 正、/逆 均 增 大,气 体 分 子 数 大 的 一 侧 增 大 的 倍 数 大 于 气 体 分 子 数 小 的 一 侧 增 大 的 倍 数;降 压 M正、V逆 均 减 小,气 体 分 子 数 大 的 一 侧 减 小 的 倍 数 大 于 气 体 分 子 数 小 的 一 侧 减 小 的

44、 倍 数。升 温,0 正、P逆 一 般 均 加 快,吸 热 反 应 增 大 的 倍 数 大 于 放 热 反 应 增 加 的 倍 数;降 温,K正、卜 逆 一 般 均 减 小,吸 热 反 应 减 小 的 倍 数 大 于 放 热 反 应 减 小 的 倍 数。加 催 化 剂 可 同 倍 地 改 变-不/逆 3、可 逆 反 应 达 到 平 衡 状 态 的 标 志(1)/正=P逆,如 对 反 应 mA(g)+nB(g)xpC(g)生 成 A 的 速 率 与 消 耗 A 的 速 率 相 等。生 成 A 的 速 率 与 消 耗 B 的 速 率 之 比 为 m:n。生 成 B 的 速 率 与 生 成 C 的

45、速 率 之 比 为 n:p。各 组 成 成 分 的 量 保 持 不 变 这 些 量 包 括:各 组 成 成 分 的 物 质 的 量、体 积、浓 度、体 积 分 数、物 质 的 量 分 数、反 应 的 转 化 率 等。混 合 体 系 的 某 些 总 量 保 持 不 变 对 于 反 应 前 后 气 体 体 积 发 生 变 化 的 可 逆 反 应,混 合 气 体 的 总 压 强、总 体 积、总 物 质 的 量 及 体 系 平 均 相 对 分 子 质 量、密 度 等 不 变。(十 三)电 离 平 衡 1、水 的 电 离 和 溶 液 的 p H计 算 水 的 电 离 水 是 极 弱 的 电 解 质,纯

46、水 中 存 在 着 电 离 平 衡,其 电 离 方 程 式 为:2H2()、沐 0+0 H,通 常 简 写 成 H 2 O、H+OH:25 时,c(H+)=c(O H)=l X 1 07mol-L 水 的 离 子 积 常 数 K*Kw=c(H+)c(OH),25 时,KW=1X 10-1 4 Kw的 意 义 Kw是 一 个 很 重 要 的 常 数,它 反 映 了 一 定 温 度 下 的 水 中 H 浓 度 和 0 H 一 浓 度 之 间 的 关 系。改 变 条 件 对 水 的 电 离 平 衡 的 影 响 平 衡 移 动 方 向 c(H+)的 变 化 c(OH)的 变 化 c(H+)与 c(OH

47、-)的 关 系 溶 液 的 性 质 升 高 温 度 向 右 增 大 增 大 c(H+)=c(O H)增 中 性大 加 入 少 量 H2s。4向 左 增 大 减 小 c(H+)c(OH-)不 变 酸 性 加 入 少 量 NaOH向 左 减 小 增 大 c(H+)n(OH),则 酸 过 量,先 求 反 应 后 溶 液 中 c(H*),再 计 算 p H,此 时 pH72、盐 类 水 解 方 程 式 的 书 写 方 法 由 于 盐 类 水 解 与 酸 碱 中 和 互 为 可 逆 过 程,所 以 盐 类 水 解 一 般 不 彻 底,书 写 离 子 反 应 方 程 式 时,只 能 用“一,而 不 能 用

48、“=”,生 成 的 不 溶 物 不 记“3”,生 成 的 气 态 产 物 也 不 记“t”符 号,如 A103水 解 的 离 子 方 程 式 为 A13+3H2O=A1(OH)3+3H 多 元 弱 酸 的 电 离 是 分 步 进 行 的,多 元 弱 酸 形 成 的 盐 水 解 时 也 是 分 步 进 行 的,如 H2CO3 H+HCO3,而 Na2c。3 的 水 解,首 先 C C+H z O n HCO3+O H,生 成的 HCC)3 再 水 解 HCO3+丛 0=CO32+O H。较 易 水 解 的 阳 离 子 如 Al、F,+等,较 易 水 解 的 阴 离 子 如 CO3(或 HC)3)

49、、A K V 等,在 溶 液 中 双 水 解 十 分 强 烈,可 完 全 水 解,此 时 应 用“=”并 标 明 t”及“I”符 号。Fe3+3HCO3=Fe(OH)3 I+3CO2 t,2A13+3S2+6H2O=2A1(OH)3 I+3H2s t3、守 恒 法 在 处 理 溶 液 问 题 的 应 用 在 解 答 电 解 质 溶 液 中 微 粒 浓 度 之 间 的 关 系 的 有 关 问 题,特 别 是 等 式 关 系 时,经 常 用 到 守 恒 原 理。电 荷 守 恒:溶 液 中 阳 离 子 所 带 的 总 正 电 荷 数 与 阴 离 子 所 带 的 总 负 电 荷 数 相 等,整 个 溶

50、 液 显 电 中 性。如 Na2s 溶 液 中:c(Na+)+c(H!)=2c(S2-)+c(HS)+c(OH)物 料 守 恒:在 电 解 质 溶 液 中,某 物 质(或 微 粒)的 总 浓 度 等 于 该 物 质 电 离 或 水 解 所 产 生 的 各 物 质 平 衡 浓 度 之 和。质 守 恒:溶 液 中 得 质 子 的 微 粒 得 质 子 的 总 数 与 失 质 子 的 微 粒 失 去 质 子 的 总 数 相 等。质 子 守 恒 式 一 般 可 由 上 述 电 荷 守 恒 式、物 料 守 恒 式 联 立 求 得。4、中 和 滴 定 误 差 分 析(以 标 准 盐 酸 滴 定 NaOH溶

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