中学化学知识规律总结Word下载.docx
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5、AlO-2与HCO3—不能大量共存:
AlO-2+HCO3—+H2O=Al(OH)3↓+CO2
6、“NO-3+H+”组合具有强氧化性能与S2-、Fe2+、I-、SO2-3等发生氧化还原反应而不能大量共存。
7、NH4+、与CH3COO—、CO32-,Mg2+与HCO3—等组合中,虽然两种离子都能水解且水解相互促进,但总的水解程度仍很小,它们在溶液中能大量共存(加热就不同了)。
8、因发生复分解反应生成难溶物(如H+与SiO2-3、,Ca2+与CO32-、,Ag+与Cl—等),微溶物(如CaSO4,Ag2SO4,MgCO3,Ca(OH)2等),弱酸(如HF、H2CO3、CH2COOH、H2SO3、HClO苯酚等),弱碱(如NH3·
H2O,)水,而不能大量共存。
9、因发生氧化还原反应而不能大量共存。
例如,MnO-4与Fe2+,S2—、I—、SO2-3;
ClO—与Fe2+,S2—、I—、SO2-3;
NO-3(H+)与Fe2+,S2—、I—;
Fe3+与SO2-3、S2—、I—等。
10、因发生“双水解”而不能大量共存。
例如:
Fe3+与CO32-、HCO3—、ClO—;
Al3+与AlO-2、CO32-、HCO3—、S2—、HS—、ClO—;
AlO-2与Fe3+、Fe2+、Ag+、NH4+等。
11、因发生络合反应不能大量共存。
例如,Fe3+与SCN—
三、常见元素或离子的结构特点
1、短周期元素原子结构的规律性
(1)稀有气体原子的电子层结构与同周期的非金属元素形成的阴离子,下一周期的金属元素形成的阴离子的电子层结构相同,如F—、Ne、Na+的电子层结构相同。
(2)最外层电子数为1的原子有H、Li、Na。
(3)最外层电子数为2的原子有He、Be、Mg。
(4)最外层电子数是次外层电子数2倍的是C。
(5)最外层电子数是次外层电子数3倍的是O。
(6)次外层电子数是最外层电子数2倍的有Li、Si。
(7)内层电子总数是最外层电子数2倍的原子有Li、P。
(8)电子层数跟最外层电子数相等的原子有H、Be、Al。
(9)最外层电子数是电子层数2倍的有He、C、S。
(10)最外层电子数是电子层数3倍的是O。
2、核外电子数相同的微粒归纳
(1)10电子微粒
a.一核10电子微粒:
Ne、N3—、O2—、F—、Na+、Mg2+、Al3+;
b.二核10电子微粒:
HF、OH—。
c.三核10电子微粒:
H2O、NH
。
d.四核10电子微粒:
NH3、H3O+。
e.五核10电子微粒:
CH4、NH
(2)18电子微粒
a.一核18电子微粒:
Ar、K+、Ca2+、Cl—、S2—
b.二核18电子微粒:
F2、HCl、O
、HS—
c.三核18电子微粒:
H2S
d.四核18电子微粒:
PH3、H2O2
e.五核18电子微粒:
CH3F、SiH4
f.六核18电子微粒:
CH3OH、N2H4
g.七核18电子微粒:
CH3NH2
h.八核18电子微粒:
C2H6
四、粒子半径大小的比较
1、原子半径大小比较
(1)电子层数相同(即同周期时)原子序数越大,原子半径越小(“序大径大”)。
例如,Na>
Al>
Si>
Cl
(2)最外层电子数相同(即同主族)时,原子序数越大,原子半径越大(“序大径大”)。
例如,Li<
Na<
K
2、离子半径大小比较
(1)同种元素的离子半径:
阴离子>
原子>
阳离子,低价态阳离子>
高价态阴离子。
Cl—>
Cl,Na+<
Na,Fe2+>
Fe3+
(2)电子层结构相同的离子,原子序数越大,半径越小(“序大径小”)
O2—>
F—>
Na+>
Al3+
(3)同主族带相同电荷的离子,电子层数越多,半径越大。
例如,Li+<
Na+<
K+
(4)所带电荷,电子层数不同的离子,可选一种离子参照比较。
例如,比较K+、Mg2+半径时,可选Na+半径为参照,可知K+>
Mg2+
特别提醒:
“三看”法快速判断简单粒子半径大小的规律;
(1)“一看”电子层数:
最外层电子数相同时,电子层数越多,半径越大。
(2)“二看”核电荷数:
当电了层结构相同时,核电荷数越大,半径越小。
(3)“三看”核外电子数:
当电子层数和核电核数均相同时,核外电子数越多,半径越大。
五、化学键的存在规律及分子极性判断
1、物质中化学键的存在规律
(1)只含非极性共价键的物质:
非金属单质,如I2、N2、P4、金刚石,晶体硅等。
(2)既有极性键有非极性键的物质:
如H2O2、C2H2、CH3
CH3等。
(3)只有离子键的性质:
活泼金属与活泼非金属元素形成的化合物。
如Na2S、CSCl、K2O、NaH等。
(4)既有离子键又有非极性共价键的物质:
如Na2O2、CaC2等。
(5)既有离子键,又有极性键的物质如:
NH4Cl、NaOH等。
(6)只含共价键而无分子间力的物质如:
,金刚石、硅、二氧化硅等。
(7)无化学键的物质如:
稀有气体。
2、键的极性与分子极性
(1)A型:
为非极性分子。
如He、Ne、Ar等,无化学键。
(2)A2型:
如N2、O2、Cl2等,以非极性键形成。
(3)AB型:
一定为极性分子。
如HX、CO等,以极性键形成。
(4)AB2型:
CO2、CS2为直线型分子,属于以极性键形成的非极性分子;
H2O、SO2、H2S等属于以极性键形成的极性分子,其结构不对称。
(5)AB3型:
BF3、SO3等是正三角形,属于以极性键形成的非极性分子;
NH3、PCl3等,属于以极性键形成的极性分子,其结构不对称。
(6)AB4型:
CH4、CCl4等正四面体结构的分子为以极性键形成的非极性分子。
六、晶体类型与熔沸点高低的判断
1、晶体类型的判断
(1)根据晶体内粒子和粒子间的作用力类别来判断。
如:
由阴阳离子通过离子键形成的晶体属于离子晶体;
由原子通过共价键结合的晶体属于原子晶体;
由分子通过分子间力结合而形成的晶体属于分子晶体;
由金属阳离子与自由电子通过金属键结合的晶体属于金属晶体。
(2)根据物质的分类来判断
①金属氧化物(如K2O、Na2O2等),强碱(如NaOH、KOH等)和绝大多数盐是离子晶体。
②大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外),气态氢化物、非金属氧化物(SiO2除外),酸,绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。
③依据晶体的性质来判断
熔沸点低的晶体为分子晶体;
熔沸点较高,且熔融状态下能导电,固体时不导电的晶体是离子晶体;
熔沸点很高,硬度很大,不导电,不溶于一般溶剂的晶体是原子晶体;
具有延展性、导电性、导热性的晶体是金属晶体。
(3)常见的原子晶体有:
金刚石、晶体硅、晶体硼、碳化硅、二氧化硅、氮化硼、氮化铝等,金属单质与合金均为金属晶体。
2、物质熔沸点高低规律
(1)不同类别晶体:
原子晶体>
离子晶体>
金属晶体(除少数外)>
分子晶体。
(钨、铂熔沸点很高,汞、镓等很低)
(2)同种晶体
①原子晶体要比较原子半径,原子半径越小,熔沸点越高。
如熔点,金刚石(c)>
水晶(SiO2)>
SiC>
晶体硅(Si)。
②离子晶体与比较阴阳离子所带电荷及离子半径大小。
一般来说,阴阳离子所带电荷越多,离子半径越小,金属键越牢固,熔沸点越高。
如熔点:
MgO>
MgCl2;
NaCl>
CSCl
③分子晶体要比较分子量大小。
一般来说,对于组成和结构相似的物质,分子量越大,分子间越大,熔沸点越高。
如沸点:
I2>
F2;
但有些受氢键的影响而有反常,如沸点H2O>
对电子式的书写,要掌握常原子、离子、简单阴、阳离子以及OH—、O
、C
、NH
等,单质(如H2、N2等),化合物(常见共价化合物如CH4、NH3、H2O、HF、HCl、H2S、H2O2、CO2、PCl3、HClO、CCl4等);
常见离子化合物如NaCl、K2S、MgCl2、CaF2、MgO、NaOH、Na2S、Ca(OH)2、CaC2、NaH、CaH2等),基,如—OH、—CH3、—NH2、—X等)等的电子式的书写。
七、常见的能用于漂白的物质
(1)利用强氧化性的物质,其漂白为不可逆的。
氯水、次氯酸、次氯酸盐、过氧化钠、双氧水(H2O2)。
(2)利用与有色物质生成无色物质,其漂白往往是可逆的。
如SO2。
(3)利用物质的吸附性将有色物质吸附掉,其漂白是不可逆的。
如活性炭。
八、H2SO4的作用
1、制取物质
(1)制氢气:
Zn+H2SO4
(稀)=ZnSO4+H2↑
(2)制氯化氢:
NaCl(固)+H2SO4
(浓)
NaHSO4+HCl↑
(3)制二氧化硫:
Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O
(4)制硫化氢:
FeS+H2SO4
(稀)=FeSO4+H2S↑
(5)制乙烯:
C2H5OH
CH2=CH2↑+H2O(催化剂、脱水剂)
(6)制乙醚:
2CH3CN2OH
CH3CH2OCH2CH3(催化剂、脱水剂)
(7)硝基苯:
+HNO3
+H2O
(
催化剂、吸水剂)
O2N
(8)制TNT:
+3HNO3
+3H2O(催化剂、吸水剂)
(9)制乙酸乙酯:
CaH5OH+CH3COOH
CH3COOH+C2H5OH(催化剂、吸水剂)
(10)酯的水解:
CH3COOC2H5+H2O
CH3COOH+C2H5OH(催化剂)
(11)淀粉的水解:
(C6H10O5)n+nH2O
nC6H12O6
淀粉
葡萄糖
(12)纤维素的水解:
纤维素
(13)制化肥:
2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4
Ca3(PO4)2+2H2SO4=2CaSO4+Ca(H2PO4)2
(14)制硫酸亚铁:
Fe(过量)+H2SO4(稀)=FeSO4+H2↑
2、作干燥剂:
浓H2SO4为酸性干燥剂,可干燥中性和酸性气体,如H2、O2、CH4、C2H4、C2H2、CO、Cl2、SO2、HCl等,但不能干燥碱性气体(如NH3)和还原性气体(如H2S、HI、HBr等)
3、除铁锈:
Fe2O3+H2SO4(稀)=Fe2(SO4)3+H2O
九、常见的干燥剂
1、酸性干燥剂
(1)浓H2SO4(见上)
(2)P2O5:
可干燥酸性气体(如Cl2、HCl、SO2、H2S等)。
2、中性干燥剂
常见的是无水氯化钙,可干燥酸性气体。
中性气体(如H2、O2、CH4、C2H4、C2H2等)、酸性气体(如Cl2、HCl、SO2、H2S等),但不能用来干燥HN3,因为NH3可与CaCl2反应。
3、碱性干燥剂
常见的有CaO和碱石灰,可用于干燥NH3。
十、外界条件影响平衡移动的特殊情况
1、其他条件不变时,若改变固体或纯液体反应物的用量,由于其浓度可视为定值,所以反应前后速率不变,平衡不移动。
2、其他条件不变时,改变压强,对于反应前后气体体积不变的可逆反应,平衡不移动;
对于无气体参加的可逆反应,改变压强,平衡不移动。
3、恒容时,通入稀有气体,压强增大,但平衡不移动;
恒压时,通入稀有气体,相当于减压,平衡向总体积增大的方向移动。
4、同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时,应视为压强的影响。
5、恒容的容器中,当改变其中一种物质的浓度时,必然引起压强的改变,但判断平衡移动的方向时,应仍以浓度的影响去考虑。
十一、弱电解质的判断方法
1、电离方面:
不能全部电离,存在电离平衡。
(1)0.1mol·
L—1
CH3COOH溶液的pH约为3;
(2)0.1mol·
L—1的CH3COOH溶液的导电能力比相同条件下盐酸的弱;
(3)相同条件下,把锌粒投入等浓度的盐酸和醋酸中,前者的反应速率比后者的快;
(4)pH=1的CH3COOH溶液与pH=13的NaOH溶液等体积混合,混合溶液呈酸性;
(5)分别取等体积,等pH的CH3COOH溶液和盐酸进行中和滴定,达到终点时,CH3COOH溶液消耗的同浓度的NaOH溶液体积大。
2、水解方面:
电解质越弱,对应离子水解能力越强。
(1)CH3COONa水溶液的pH>
7;
L—1的CH3COONa溶液的pH比0.1mol·
L—1NaCl溶液的大。
3、稀释方面
(1)对于强酸,每稀释10n倍,pH增大n个单位;
对于弱酸,每稀释10n倍,pH增大不足n个单位。
(2)对于强碱,每稀释10n倍,pH减小几个单位;
对于弱碱,每稀释10n倍,pH减小不足n个单位。
十二、水的电离及水的离子积常数
1、任何物质的水溶液中,H+与OH—是同时存在的(不是大量共存),由水电离出的C(H+)与C(OH—)始终是相等的。
2、在25℃时,在稀的酸、碱或盐溶液中,始终存在kw(常数)=c(H+)·
c(OH—)=1×
10-14
3、酸溶液中由水电离出的c(H+)等于溶液中的c(OH—);
碱溶液中由水电离出的c(H+),等于溶液中的c(H+);
盐溶液(或纯水)中H+、OH—都是由水电离产生的。
但强酸碱碱盐中,c(H+)代表水的电离程度,强碱弱酸盐中,c(OH—)代表水的电离程度。
4、某盐溶液中由水电离出的c(OH—)水=1.0×
10-13mol·
L—1,对该溶液的pH为1或13。
5、某盐溶液中,c(H+)水=1.0×
10-5mol·
L—1,则该溶液的PH=5。
6、某盐溶液中,c(OH—)水=1.0×
L—1,则该溶液的pH=9。
十三、盐类水解的规律
1、谁弱谁水解,都弱都水解,无弱不水解,谁强显谁性,都强显中性。
2、越弱越水解
(1)弱碱越弱,其阴离子水解程度越大,相应的盐溶液的酸性越强。
(2)弱酸越弱,其阴离子的水解程度越大,相应的盐溶液的碱性越强。
3、多元弱酸根离子分步水解,以第一步为主;
相同条件下,正盐的水解程度大于酸式盐的水解程度。
十四、电解质溶液中微粒浓度大小的比较
1、比较依据
(1)电离粒子的浓度大于电离生成离子的浓度。
例如,H2CO3溶液中:
c(H2CO3)>
c(HCO
>
c(CO
(2)水解离子的浓度大于水解生成粒子的浓度。
例如,Na2CO3溶液中:
c(CO
c(H2CO3)
(3)电荷守恒:
溶液中所有阳离子的电荷总浓度等于所有阴离子的电荷总浓度。
c(Na+)+c(H+)=2c(CO
c(H2CO3)
(4)物料守恒:
变化前后某种元素的原子个数守恒。
例如,0.1mol·
NaHCO3溶液中:
c(Na+)=c(HCO
+c(CO
+c(H2CO3)=0.1mol·
L—1
(5)质子守恒:
由水电离出的c(H+)等于由水电离出的c(OH—),在碱性盐溶液中OH—守恒,在酸性盐溶液中H+守恒。
例如,纯碱溶液中:
c(OH—)=c(H+)+c(HCO
+2c(H2CO3)
2、五种题型
(1)多元弱酸溶液
根据多步电离分析。
例如,在H3PO4溶液中,c(H+)>
c(H2PO
c(HPO
c(PO
(2)多元弱酸的正盐溶液
根据弱酸根的分步水解分析。
例如,在Na2CO3溶液中,c(Na+)>
c(OH—)>
c(HCO
(3)不同溶液中同一离子浓度的比较
要根据溶液中其他离子产生的影响来分析。
例如,在相同物质的量浓度的NH4NO3溶液、CH3COONH4溶液、NH4HSO4溶液中,由于CH3COO—促进NH4+的水解,H+抑制NH4+的水解,所以c(NH4+)由大到小的顺序是NH4HSO4>
NH4NO3>
CH3COONH4。
(4)混合溶液中各离子浓度的比较
要进行综合分析,
如电离因素、水解因素等。
在0.1mol·
的NH4Cl溶液
和
0.1mol·
L—1的氨水混合液中,NH3·
H2O的电离与NH4+的水解相互抑制,但NH3·
H2O的电离程度大于NH4+的水解程度,溶液呈碱性。
所以,c(OH—)>
c(H+),同时c(NH4+)>
c(Cl—)。
各离子浓度大小顺序为c(NH4+)>
c(Cl—)>
c(OH—)>
c(H+)。
(5)弱酸(或弱碱)与强碱(或强酸)的反应与离子浓度的比较
要考虑pH大小及酸碱的量,可运用电荷守恒分析。
例如,0.1mol·
的NH3·
H2O与0.1mol·
的HCl溶液反应:
a.
当恰好完全反应时,pH<
7,根据电荷守恒c(H+)+c(NH4+)=c(OH—)+c(Cl—),因为c(H+)>
c(OH—),所以c(NH4+)<
c(Cl—)离子浓度大小为c(Cl—)>
c(NH4+)>
c(H+)>
c(OH—);
b.当pH=7时,
c(H+)=c(OH—),推出c(Cl—)=c(NH4+);
c.当pH>
7时,c(OH—)c(H+),推出c(NH4+)>
c(Cl—)
十五、中学阶段无机推断常见的题眼
1.特征颜色:
淡黄色固体:
S、Na2O2、AgBr、AgI(黄)、FeS2;
白色沉淀BaSO4、BaCO3、CaCO3、AgCl、Mg(OH)2、Al(OH)3、H2SiO3,其中BaSO4、AgCl不溶于酸,Al(OH)3、H2SiO3为白色胶状,黑色粉末:
MnO2、C、CuO;
黑色固体:
Fe3O4、CuS;
红棕色粉末:
Fe2O3、红磷;
红褐色沉淀:
Fe(OH)3;
红棕色气体:
Br2、NO2;
紫红色溶液:
MnO4—;
血红色溶液:
Fe(SCN)3;
橙红色溶液:
溴水;
蓝色晶体:
CuSO4·
5H2O;
蓝色沉淀:
Cu(OH)2;
蓝色溶液:
Cu2+;
浅绿色溶液:
Fe2+;
棕黄色溶液:
Fe3+;
黄绿色气体:
Cl2。
2.特殊反应条件
(a)高温:
铝热反应、制玻璃煅烧石灰石、制粗硅、水蒸气与Fe的反应、煅烧黄铁矿、工业炼铁等。
(b)高温、高压、催化剂:
N2+3H2
2NH3;
(c)加热、催化剂:
2SO2+O2
2SO3
3.主要工业生产反应
(a)煅烧石灰石:
CaCO3
CaO+CO2↑
(b)氨的合成:
2NH3
(c)氨的催化氧化:
4NH3+5O2
4NO+6H2O
(d)电解饱和食盐水:
2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑
(e)工业制漂白粉:
2Ca(OH)2+Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
(f)工业制水煤气:
C+H2O
CO+H2
CO+H2O
CO2+H2
(g)制玻璃:
Na2CO3+SiO2
Na2SiO3+CO2↑
CaCO3+SiO2
CaSiO3+CO2↑
(h)工业炼铁:
Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2
(i)制粗硅:
SiO2+2C
Si+2CO↑
(j)制硫酸:
4FeS2+11O2
2Fe2O3+8SO2
SO3+H2O=H2SO4
(k)制硝酸(略)
(l)电解氧化铝制铝:
2AI2O3
4AI3+O2(用冰晶石降氧化铝熔点的)
(j)制尿素:
2NH3+CO2=CO(NH2)2+H2O
4.特征反应现象及对应物质
(a)焰色反应显黄色的元素是Na,显紫色(透过钴玻璃)的元素是K;
(b)有臭鸡蛋气味的是H2S;
(c)在空气中由无色迅速变成红棕色的是NO;
(d)能使品红溶液褪色的是SO2(Cl2也可以,但加热后不恢复红色);
(e)能使淀粉变蓝色的是I2;
(f)能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色的气体是Cl2、Br2、NO2等。
(g)与碱溶液反应生成白色沉淀且逐渐在空气中变灰绿色,最终变红褐色的离子是Fe2+;
(h)滴入SCN—溶液显血红色以及遇苯酚显紫色的离子是Fe3+;
(i)能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体是NH3;
(j)既能与酸反应,又能与碱反应的物质是:
Al、Al2O3、Al(OH)3、弱酸弱碱盐【如(NH4)2CO3、(NH4)2S、(NH4)2SO3】弱酸的酸式盐(如NaHCO3、NaHSO3、NaHS、NH4HCO3、NH4HS、NH4HSO3等)、氨基酸。
(k)既能跟酸反应又能跟碱反应,且生成气体的物质是:
Al、NH4HCO3、(NH4)2CO3、NH4HSO3、(NH4)2SO3、(NH4)2S、NH4HS;
(l)能与碱反应产生气体的物质:
Al、Si、铵盐,产生的气体是H2或NH3;
(m)与水反应产生气体的物质是Na、F2、Na2O2;
(n)反应时既产生沉淀又产生气体的物质一般是:
CaC2、Al2S3、Mg3N2与H2O;
CO
、HCO
、SO
、HSO
、S2—、HS—与Al3+;
与Fe3+;
(o)一种物质分解产生三种物质的物质有NH4HCO3、(NH4)2CO3、NH4HSO3、(NH4)2SO3、KMnO4、HNO3、NaHCO3、Ca(HCO3)2等。
(p)A气体在B气体中燃烧,发出苍白色火焰,A为H2,B为Cl2。
5.特征反应关系
符合A(单质)
B
C
D
关系的有:
(a)S
SO2
SO3
H2SO4
(b)Na
Na2O
Na2O2
NaOH
(c)N2
NO
NO2
HNO3
(d)
CO2
H2CO3
符合A(化合物)
(a)H2S
SO2