化学必修2整理复习.docx
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化学必修2整理复习
高中化学必修2知识点归纳总结
第一章物质结构元素周期律
一、原子结构
质子(Z个)
原子核注意:
中子(N个)质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)
Z
1.原子(AX)原子序数=核电荷数=质子数=原子的核外电子数
核外电子(Z个)
★熟背前20号元素,熟悉1~20号元素原子核外电子的排布:
HHeLiBeBCNOFNeNaMgAlSiPSClArKCa
2.原子核外电子的排布规律:
①电子总是尽先排布在能量最低的电子层里;②各电子层最多容纳的电子数是2n2;③最外层电子数不超过8个(K层为最外层不超过2个),次外层不超过18个,倒数第三层电子数不超过32个。
电子层:
一(能量最低)二三四五六七
对应表示符号:
KLMNOPQ
3.元素、核素、同位素
元素:
具有相同核电荷数的同一类原子的总称。
核素:
具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子。
同位素:
质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素。
(对于原子来说)
二、元素周期表
1.编排原则:
①按原子序数递增的顺序从左到右排列
②将电子层数相同的各元素从左到右排成一横行。
(周期序数=原子的电子层数)
③把最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序从上到下排成一纵行。
主族序数=原子最外层电子数
2.结构特点:
核外电子层数元素种类
第一周期12种元素
短周期第二周期28种元素
周期第三周期38种元素
元(7个横行)第四周期418种元素
素(7个周期)第五周期518种元素
周长周期第六周期632种元素
期第七周期7未填满(已有26种元素)
表主族:
ⅠA~ⅦA共7个主族
族副族:
ⅢB~ⅦB、ⅠB~ⅡB,共7个副族
(18个纵行)第Ⅷ族:
三个纵行,位于ⅦB和ⅠB之间
(16个族)零族:
稀有气体
三、元素周期律
1.元素周期律:
元素的性质(核外电子排布、原子半径、主要化合价、金属性、非金属性)随着核电荷数的递增而呈周期性变化的规律。
元素性质的周期性变化实质是元素原子核外电子排布的周期性变化的必然结果。
2.同周期元素性质递变规律
第三周期元素
11Na
12Mg
13Al
14Si
15P
16S
17Cl
18Ar
(1)电子排布
电子层数相同,最外层电子数依次增多
(2)原子半径
原子半径依次减小
—
(3)主要化合价
+1
+2
+3
+4
-4
+5
-3
+6
-2
+7
-1
—
(4)金属性、非金属性
金属性减弱,非金属性增强
—
(5)单质与水或酸置换难易
冷水
剧烈
热水与
酸快
与酸反
应慢
——
—
(6)氢化物的化学式
——
SiH4
PH3
H2S
HCl
—
(7)与H2化合的难易
——
由难到易
—
(8)氢化物的稳定性
——
稳定性增强
—
(9)最高价氧化物的化学式
Na2O
MgO
Al2O3
SiO2
P2O5
SO3
Cl2O7
—
最高价氧化物对应水化物
(10)化学式
NaOH
Mg(OH)2
Al(OH)3
H2SiO3
H3PO4
H2SO4
HClO4
—
(11)酸碱性
强碱
中强碱
两性氢
氧化物
弱酸
中强
酸
强酸
很强
的酸
—
(12)变化规律
碱性减弱,酸性增强
—
第ⅠA族碱金属元素:
LiNaKRbCsFr(Fr是金属性最强的元素,位于周期表左下方)
第ⅦA族卤族元素:
FClBrIAt(F是非金属性最强的元素,位于周期表右上方)
★判断元素金属性和非金属性强弱的方法:
(1)金属性强(弱)----①单质与水或酸反应生成氢气容易(难);②氢氧化物碱性强(弱);
③相互置换反应(强制弱)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。
(2)非金属性强(弱)----①单质与氢气易(难)反应;②生成的氢化物稳定(不稳定);
③最高价氧化物的水化物(含氧酸)酸性强(弱);
④相互置换反应(强制弱)2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2。
(Ⅰ)同周期比较:
从左往右金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强
金属性:
Na>Mg>Al
与酸或水反应:
从易→难
碱性:
NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
非金属性:
Si<P<S<Cl
单质与氢气反应:
从难→易
氢化物稳定性:
SiH4<PH3<H2S<HCl
酸性(含氧酸):
H2SiO3<H3PO4<H2SO4<HClO4
(Ⅱ)同主族比较:
从上往下金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱
金属性:
Li<Na<K<Rb<Cs(碱金属元素)
与酸或水反应:
从难→易
碱性:
LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH
非金属性:
F>Cl>Br>I(卤族元素)
单质与氢气反应:
从易→难
氢化物稳定:
HF>HCl>HBr>HI
(Ⅲ)元素金属性越强,单质还原性越强,对应阳离子氧化性越弱。
元素非金属性越强,单质氧化性越强,对应阴离子还原性越弱。
金属性:
Li<Na<K<Rb<Cs
还原性(失电子能力):
Li<Na<K<Rb<Cs
氧化性(得电子能力):
Li+>Na+>K+>Rb+>Cs+
非金属性:
F>Cl>Br>I
氧化性:
F2>Cl2>Br2>I2
还原性:
F-<Cl-<Br-<I-
★比较粒子(包括原子、离子)半径的方法:
(1)先比较电子层数,“层多径大”;
(2)电子层数相同时,再比较核电荷数(即原子序数),“序大径小”。
四、化学键化学键是相邻两个或多个原子间强烈的相互作用。
1.离子键与共价键的比较
键型
离子键
共价键
概念
阴阳离子结合成化合物的静电作用
叫离子键
原子之间通过共用电子对所形成的相互作用
叫做共价键
成键方式
通过得失电子达到稳定结构
通过形成共用电子对达到稳定结构
成键粒子
阴、阳离子
原子
成键元素
活泼金属与活泼非金属元素之间
(特殊:
NH4Cl、NH4NO3等铵盐只由非金属
元素组成,但含有离子键)
非金属元素之间
离子化合物:
由离子键构成的化合物叫做离子化合物。
(一定有离子键,可能有共价键)
共价化合物:
原子间通过共用电子对形成分子的化合物叫做共价化合物。
(只有共价键)
极性共价键(简称极性键):
由不同种原子形成(A-B型)如:
H-Cl
共价键
非极性共价键(简称非极性键):
由同种原子形成(A-A型)如:
Cl-Cl
2.电子式:
用电子式表示离子键形成的物质的结构与表示共价键形成的物质的结构的不同点:
(1)电荷:
用电子式表示离子键形成的物质的结构需标出阳离子和阴离子的电荷;
而表示共价键形成的物质的结构不能标电荷。
(2)[](方括号):
离子键形成的物质中的阴离子需用方括号括起来,而共价键形成的物质中不能用方括号。
第二章化学反应与能量
第一节化学能与热能
1、在任何的化学反应中总伴有能量的变化。
当物质发生化学反应时,断开反应物中的化学键要吸收能量,而形成生成物中的化学键要放出能量。
化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。
一个确定的化学反应在发生过程中吸收还是放出能量,决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。
(反应物总能量>E生成物总能量,为放热反应;反应物总能量<生成物总能量,为吸热反应)
★常见的放热反应和吸热反应
常见的放热反应:
①所有的燃烧与缓慢氧化。
②酸碱中和反应。
③金属与酸反应制取氢气。
④大多数化合反应
常见的吸热反应:
①C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g)C+CO2
2CO
②氢氧化钡晶体和氯化铵固体的反应:
Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O
③大多数分解反应(如:
KClO3、KMnO4、CaCO3的分解等)
3、能源的分类:
一次能源
煤、石油、天然气(不可再生资源)
水能、风能、太阳能、地热能、潮汐能、氢能等
二次能源
电能、蒸汽等
第二节化学能与电能
1、原电池原理
(1)概念:
把化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。
(2)原电池的工作原理:
通过氧化还原反应(有电子的转移)把化学能转变为电能。
(3)构成原电池的条件:
(1)电极为导体且活泼性不同;
(2)两个电极接触(导线连接或直接接触);
(3)两个相互连接的电极插入电解质溶液构成闭合回路。
★电极名称及发生的反应:
负极:
较活泼的金属作负极,负极发生氧化反应,
电极反应式:
较活泼金属-ne-=金属阳离子
负极现象:
负极溶解,负极质量减少。
正极:
较不活泼的金属或石墨作正极,正极发生还原反应,
电极反应式:
溶液中阳离子+ne-=单质
正极的现象:
一般有气体放出或正极质量增加。
★原电池正负极的判断方法:
①依据原电池两极的材料:
较活泼的金属作负极(K、Ca、Na太活泼,不能作电极);
较不活泼金属或可导电非金属(石墨)、氧化物(MnO2)等作正极。
②根据电流方向或电子流向:
(外电路)的电流由正极流向负极;电子则由负极经外电路流向原电池的正极。
③根据内电路离子的迁移方向:
阳离子流向原电池正极,阴离子流向原电池负极。
④根据原电池中的反应类型:
负极:
失电子,发生氧化反应,现象通常是电极本身消耗,质量减小。
正极:
得电子,发生还原反应,现象是常伴随金属的析出或H2的放出。
★原电池电极反应的书写方法:
(
)原电池反应所依托的化学反应原理是氧化还原反应,负极反应是氧化反应,正极反应是还原反应。
因此书写电极反应的方法归纳如下:
①写出总反应方程式。
②把总反应根据电子得失情况,分成氧化反应、还原反应。
③氧化反应在负极发生,还原反应在正极发生,反应物和生成物对号入座)注意酸碱介质和水等参与反应)
(
)原电池的总反应式一般把正极和负极反应式相加而得。
2、化学电源基本类型:
①干电池:
活泼金属作负极,被腐蚀或消耗。
如:
Cu-Zn原电池、锌锰电池。
②充电电池:
两极都参加反应的原电池,可充电循环使用。
如铅蓄电池、锂电池和银锌电池等。
③燃料电池:
两电极材料均为惰性电极,电极本身不发生反应,而是由引入到两极上的物质发生反应,
如:
氢氧燃料电池,负极通入H2,正极通入O2,其电解质溶液常为酸或碱。
第三节化学反应的速率和限度
1、化学反应的速率:
通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量(均取正值)来表示。
计算公式:
v(B)=
=
(单位:
mol/(L·s)或mol/(L·min)
★注意:
①不用固体或纯液体来计算反应速率。
②化学反应速率是平均速率,而不是瞬时速率。
③重要规律:
(
)各物质速率之比=方程式系数之比
(
)各物质变化量之比=方程式系数之比(应用“三段式”求反应速率时要注意)
★影响化学反应速率的因素:
内因:
由参加反应的物质的结构和性质决定的(主要因素)。
外因:
①温度:
升高温度,增大速率
②催化剂:
一般加快反应速率(正催化剂)
③浓度:
增加反应物的浓度,增大速率(溶液或气体才有浓度可言。
增加固体的量,速率不变)
④压强:
增大压强,增大速率(适用于有气体参加的反应)
⑤其它因素:
如光(射线)、固体的表面积(颗粒大小)、反应物的状态(溶剂)、原电池等
也会改变化学反应速率。
2、化学平衡-----可逆反应的限度
在可逆反应中,正逆反应同时在进行。
可逆反应不能进行到底,即是说可逆反应无论进行到何种程度,
任何物质(反应物和生成物)的量都不可能为0。
(1)在一定条件下,当一个可逆反应进行到正向反应速率与逆向反应速率相等时,反应物和生成物的浓度
不再改变,达到表面上静止的一种“平衡状态”,这就是这个反应所能达到的限度,即化学平衡状态。
(2)化学平衡状态的特征:
逆、动、等、定、变。
①逆:
化学平衡研究的对象是可逆反应。
②动:
动态平衡,达到平衡状态时,正逆反应仍在不断进行。
③等:
达到平衡状态时,正方应速率和逆反应速率相等,但不等于0。
即v正=v逆≠0。
④定:
达到平衡状态时,各组分的浓度保持不变,各组成成分的含量保持一定。
⑤变:
当条件变化时(如温度、压强等),原平衡被破坏,在新的条件下会重新建立新的平衡。
注意:
催化剂只改变化学反应速率,对化学平衡无影响。
使用催化剂可以缩短到达平衡的时间。
★判断化学平衡状态的标志:
“变”→“不变”
①V(正)=V(逆)(要体现出正、逆两个反向速率,不同物质表示的速率要符合系数之比)
②各组分浓度保持不变或百分含量不变
③颜色不变(有一种物质是有颜色的)
④总物质的量、总体积、总压强、平均相对分子质量不变(适用:
反应前后气体的总物质的量不相等的反应)
第三章有机化合物
绝大多数含碳的化合物称为有机化合物,简称有机物。
(除了CO、CO2、碳酸、碳酸盐等少数化合物)
一、烃:
仅含碳和氢两种元素的有机物。
1、甲烷、乙烯和苯的性质比较:
烃分类
烷烃
烯烃
芳香烃
通式
CnH2n+2
CnH2n
-
代表物
甲烷(CH4)
乙烯(C2H4)
苯(C6H6)
结构简式
CH4
CH2=CH2
或
(官能团)
结构特点
C-C单键,
链状,饱和烃
C=C双键,
链状,不饱和烃
一种介于单键和双键之间的独特的键,环状
空间结构
正四面体
六原子共平面
平面正六边形
物理性质
无色无味的气体,
比空气轻,难溶于水
无色稍有气味的气体,
比空气略轻,难溶于水
无色有特殊气味的液体,
比水轻,难溶于水
用途
燃料,
化工原料
石化工业原料,
植物生长调节剂,催熟剂
有机溶剂,
化工原料
有机物
★主要化学性质
甲烷
烷烃
①氧化反应(燃烧)
CH4+2O2→CO2+2H2O(淡蓝色火焰)
注意:
甲烷不能使酸性KMnO4溶液、溴水或溴的四氯化碳溶液褪色。
②取代反应(注意标明反应条件:
光照)
CH4+Cl2→CH3Cl+HClCH3Cl+Cl2→CH2Cl2+HCl
CH2Cl2+Cl2→CHCl3+HClCHCl3+Cl2→CCl4+HCl
在光照条件下甲烷还可以跟溴蒸气发生取代反应,
乙烯
烯烃
①氧化反应(ⅰ)燃烧C2H4+3O2→2CO2+2H2O(火焰明亮,有黑烟)
(ⅱ)被酸性KMnO4溶液氧化,能使酸性KMnO4溶液褪色。
②加成反应:
CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2Br(使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色)
注:
乙烯还可以与H2、Cl2、HCl、H2O等发生加成反应
CH2=CH2+H2→CH3CH3
CH2=CH2+HCl→CH3CH2Cl(氯乙烷)
CH2=CH2+H2O→CH3CH2OH(制乙醇)
③加聚反应:
nCH2=CH2→CH2-CH2n(聚乙烯)
应用:
常利用酸性KMnO4溶液、溴水或溴的四氯化碳溶液鉴别烷烃和烯烃。
苯
①氧化反应(燃烧):
2C6H6+15O2―→12CO2+6H2O(火焰明亮,有浓烟)
注意:
苯不能使酸性KMnO4溶液、溴水或溴的四氯化碳溶液褪色。
②取代反应:
苯环上的氢原子被溴原子、硝基取代。
+Br2→+HBr
+HNO3→+H2O
③加成反应
+3H2→
2、
概念
同系物
同分异构体
同素异形体
同位素
定义
结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质
分子式相同而结构式不同的化合物的互称
由同种元素组成的不同单质的互称
质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子的互称
分子式
不同
相同
元素符号表示相同,分子式可不同
——
结构
相似
不同
不同
——
研究对象
化合物
化合物
单质
原子
3、烷烃的命名:
(1)习惯命名法:
C数为1-10,用甲,乙,丙,丁,戊,已,庚,辛,壬,癸称之“某烷”。
11起用中文数字表示。
同C数存在同分异构体,某烷前用“正”,“异”,“新”区别。
(2)系统命名法:
①命名步骤:
(1)找主链-----最长的碳链(称某烷);
(2)C编号-----靠近支链的一端开始;
(3)写名称-----取代基先简后繁,相同取代基合并.
②名称组成:
取代基位置-取代基名称母体名称(如:
2,3-二甲基丁烷)
③阿拉伯数字表示取代基位置,汉字数字表示相同取代基的个数
★比较同类烃的沸点:
C数多,沸点高。
C数相同,支链多沸点低。
常温下,碳原子数1-4的烃都为气体。
二、烃的衍生物
1、乙醇和乙酸的性质比较
代表物
乙醇
乙醛
乙酸
结构简式
CH3CH2OH
或C2H5OH
CH3CHO
CH3COOH
官能团
羟基:
-OH
醛基:
-CHO
羧基:
-COOH
物理性质
无色、有特殊香味的液体,
俗名酒精,与水互溶,易挥发
(非电解质)
刺激性气味的无色液体
有强烈,俗称醋酸,
易溶于水和乙醇,
无水醋酸又称冰醋酸。
用途
作燃料、饮料、化工原料;
消毒剂中乙醇含量为75%
——
有机化工原料,可制得醋酸纤维、合成纤维、香料等,
是食醋的主要成分
有机物
主要化学性质
★乙醇
①与Na的反应:
2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑(现象:
钠块“沉、不熔”)
注:
与水比较反应平缓,说明乙醇分子羟基中的氢原子没有水分子中的氢原子活泼。
②氧化反应:
(ⅰ)燃烧CH3CH2OH+3O2→2CO2+3H2O
(ⅱ)在铜或银催化下加热可被催化氧化:
2CH3CH2OH+O2→2CH3CHO+2H2O
③消去反应:
浓硫酸催化下,CH3CH2OH→CH2=CH2↑+H2O
乙醛
氧化反应:
醛基(-CHO)的性质-------与银氨溶液,新制Cu(OH)2反应
醛基的检验:
方法1:
加银氨溶液水浴加热有银镜生成。
方法2:
加新制的Cu(OH)2加热有砖红色沉淀
★乙酸
①具有酸的通性:
CH3COOH≒CH3COO-+H+
使紫色石蕊试液变红;与活泼金属,碱,弱酸盐(如CaCO3、Na2CO3)等反应,
酸性比较:
CH3COOH>H2CO3
2CH3COOH+CaCO3=2(CH3COO)2Ca+CO2↑+H2O(强制弱)
②酯化反应:
浓硫酸催化下加热,与醇酯化生成酯和水。
(规律:
酸脱羟基醇脱氢)
CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O
三、基本营养物质
种类
元
代表物
代表物分子
糖类
单糖
CHO
葡萄糖
C6H12O6
葡萄糖和果糖互为同分异构体
单糖不能发生水解反应
果糖
双糖
CHO
蔗糖
C12H22O11
蔗糖和麦芽糖互为同分异构体
能发生水解反应
麦芽糖
多糖
CHO
淀粉
(C6H10O5)n
淀粉、纤维素由于n值不同,所以分子式不同,不能互称同分异构体
能发生水解反应
纤维素
油脂
油
CHO
植物油
不饱和高级脂肪酸甘油酯
含有C=C键,能发生加成反应,
能发生水解反应
脂
CHO
动物脂肪
饱和高级脂肪酸甘油酯
C-C键,
能发生水解反应
蛋白质
CHO
NSP等
酶、肌肉、
毛发等
氨基酸连接成的高分子
能发生水解反应
主要化学性质
★
葡萄糖
结构:
含有羟基和醛基
醛基:
①使新制的Cu(OH)2产生砖红色沉淀-------测定糖尿病患者病情
②与银氨溶液反应产生银镜--------工业制镜和玻璃瓶瓶胆
羟基:
与羧酸发生酯化反应生成酯(1mol葡萄糖和5molCH3COOH进行酯化)
蔗糖
水解反应:
生成葡萄糖和果糖
淀粉
纤维素
淀粉、纤维素水解反应:
生成葡萄糖
淀粉特性:
淀粉遇碘单质变蓝
油脂
水解反应:
生成高级脂肪酸(或高级脂肪酸盐)和甘油
蛋白质
水解反应:
最终产物为氨基酸
颜色反应:
蛋白质遇浓HNO3变黄(鉴别部分蛋白质)
灼烧蛋白质有烧焦羽毛的味道(鉴别蛋白质)
第四章化学与可持续发展
第一节开发利用金属矿物和海水资源
一、金属矿物的开发利用
除了金、铂等少数金属外,绝大多数金属以化合态的形式存在于自然界。
1、金属冶炼:
实质是把金属元素从化合态还原为游离态,即
(化合态)
(游离态)。
★金属冶炼的方法
(1)电解法:
适用于一些非常活泼的金属。
2NaCl(熔融)
2Na+Cl2↑MgCl2(熔融)
Mg+Cl2↑2Al2O3(熔融)
4Al+3O2↑
(2)热还原法:
适用于较活泼金属。
(常用的还原剂:
焦炭、CO、H2等)
Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2↑WO3+3H2
W+3H2OZnO+C
Zn+CO↑
(3)铝热反应:
适用于高熔点的金属。
(还原剂:
Al)
Fe2O3+2Al
2Fe+Al2O3Cr2O3+2Al
2Cr+Al2O3
(4)热分解法:
适用于一些不活泼的金属。
2HgO
2Hg+O2↑2Ag2O
4Ag+O2↑
金属的活动性顺序
K、Ca、Na、
Mg、Al
Zn、Fe、Sn、
Pb、(H)、Cu
Hg、Ag
Pt、Au
金属原子失电子能力
强弱
金属离子得电子能力
弱强
主要冶炼方法
电解法
热还原法
热分解法
富集法
还原剂或
特殊措施
强大电流
提供电子
H2、CO、C、
Al等加热
加热
物理方法或
化学方法
2、
(1)回收金属的意义:
节约矿物资源,节约能源,减少环境污染。
(2)废旧金属的最好处理方法是回收利用。
(废旧钢铁用于炼钢;废铁屑用于制铁盐)
二、海水资源的开发利用
1、海水中含有80多种元素,其中Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr11种元素的含量较高,其余为微量元素。
常从海水中提取食盐,并在传统海水制盐工业基础上制取镁、钾、溴及其化合物。
2、海水淡化的方法:
蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。
其中蒸馏法的历史最久,蒸馏法的原理是把水加热到水的沸点,液态水变为水蒸气与海水中的盐分离,水蒸气冷凝得淡水。
★海水提溴:
浓缩海水→溴单质→氢溴酸→溴单质
①2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl
②Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4
③2HBr+Cl2=2HCl+Br2
★海带提碘:
海带中的碘元素主要以I-的形式存在,提取时用适当的氧化剂将其氧化成I2,再萃取出来。
证明海带中含有碘,实验方法:
(1)用剪刀剪碎海带,用酒精湿润,放入坩锅中。
(2)灼烧海带至完全生成灰,停止加热,冷却。
(3)将海带灰移到小烧杯中,加蒸馏水,搅拌、煮沸、过滤。
(4)在滤液中滴加稀H2SO4及H2O2然后加入几滴淀粉溶液。
证明含碘的现象:
滴入淀粉溶液,溶液变蓝色。
(有关反应方程式:
2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O)
第二节