高考化学二轮专题复习选考模块化学与技术物质结构与性质有机化学基础精品教考案 2.docx

1、高考化学二轮专题复习选考模块化学与技术物质结构与性质有机化学基础精品教考案 2分馏：利用各组分沸点的不同将复杂混合物分离的过程。分为常压分馏（得到汽油、煤油、柴油、重油等产品）和减压分馏（得到润滑油、凡士林沥青等）石油的加工裂化：一定条件下，使长链烃断裂成短链烃的过程。目的是提高汽油的产量和质量。裂解：深度的裂化。目的是获得短链的不饱和气态烃。2煤(1)煤的组成：主要含C元素。由有机物和无机物组成复杂的混合物。(2)煤的综合利用煤的干馏：把煤隔绝空气加强热使其分解的过程。得到焦炭、粗氨水、煤焦油、焦炉煤气等煤的气化：把煤中的有机物转化成可燃性气体(CO、H2)的过程煤的液化：把煤中的有机物转化

2、成可燃性液体(如CH3OH)的过程3天然气的综合利用天然气既是一种清洁的能源，也是一种重要的化工原料。4海水的综合利用(1)海水水资源的利用海水的淡化。常用方法：蒸馏法、电渗析法、反渗透法、冷冻法。直接利用海水进行循环冷却。(2)海水化学资源的利用：海盐的生产；Cl、Br、I的提取。5环境保护和绿色化学(1)环境污染：包括大气污染，水污染，土壤污染和食品污染。(2)绿色化学：核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的影响。原子利用率为期望产物的总质量与生成物的总质量之比。对于具体的化学反应，原子利用率等于期望生成物的摩尔质量与生成物的总摩尔质量之比。（二）化学与材料的制造、应用1金属

3、的冶炼（1）原理：化合物中金属元素得电子被还原成单质。（2）方法：根据金属活动性强弱，通常采用电解法（锌以前的金属的制取）、热还原法（锌至铜之间的金属）和热分解法（铜以后的金属的制取）。2硅酸盐工业（1）水泥：普通水泥的主要成分是硅酸三钙(3CaOSiO2)、硅酸二钙(2CaOSiO2)和铝酸三钙(3CaOA12O3)等。（2）玻璃：玻璃有普通玻璃、石英玻璃、光学玻璃等等。玻璃没有固定的熔、沸点。（3）比较水泥和玻璃的生产方法(见下表)硅酸盐产品水泥玻璃（普通）原料石灰石、粘土纯碱、石灰石、石英设备水泥回转窑玻璃熔炉反应复杂的物理化学变化Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2CaCO3

4、+SiO2 CaSiO3+CO2主要成分3CaOSiO2 、2CaO SiO2 、3CaOAl2O3Na2OCaO 6SiO2特性水硬性（加石膏调节硬化速度）玻璃态物质（在一定温度范围内软化）非晶体（4）陶瓷 制造陶瓷的主要原料：粘土。制造陶瓷的一般过程：制泥、成型、干燥、烧成。陶瓷的种类(根据原料、烧制温度划分)：土器、陶器、瓷器、炻器等。硅酸盐的组成可以用氧化物形式来表示例高岭石A12(Si2O5)(OH)4可表示为A12O32SiO22H2O。（三）化学与工农业生产1合成氨 （1）合成氨的条件的选择：温度(500)、压强2050MPa)、催化剂（铁触媒）。 （2）合成氨生产工艺：生产流程

5、 。原料气的制备 。其中生产的氨气液化分离，原料气循环利用。2氯碱工业离子交换膜电解槽主要由阳极（用金属钛网制成，涂有钛、钌等氧化物涂氯碱工业电解饱和食盐水制取氯气和烧碱。（1）原理：阳极（用石墨）：2Cl-2e=Cl2 阴极（用Fe）：2H+2e-=H2总反应：2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2（2）饱和食盐水的精制：电解前应除去食盐溶液中的Ca2、Mg2、SO42等杂质离子，加入试剂依次为NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、稀盐酸（或将BaCl2溶液和NaOH溶液的顺序互换）。（3）离子交换膜法制烧碱离子交换膜的特性：只允许阳离子通过，而阻止阴极离子和气体通过。3硫酸

6、工业接触法三阶段：SO2制取和净化、SO2转化为SO3、SO3吸收和H2SO4的生成三方程：4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2 2SO2+O2=2SO3 SO3+H2O=H2SO4三设备：沸腾炉、接触室、吸收塔4化学肥料施用酸性的化学肥料不能和碱性肥料混用，如硝酸铵和草木灰(主要有效成分为K2CO3)不能混合施用，因NH4NO3水解是酸性，K2CO3水解是碱性，混合促进水解，降低肥效。二、物质结构与性质（一）原子结构与原子核外电子能级分布1电子云和原子轨道(1)电子运动的特点：质量极小 运动空间极小 极高速运动。电子云：电子在原子核外空间一定范围内出现，可以想象为一团带负电荷的云雾笼

7、罩在原子核的周围，人们形象地把它叫做“电子云”称作电子云。电子云轮廓图称原子轨道。S的原子轨道是球的，能层序数越大，原子轨道的半径越大。 s电子的原子轨道呈球形对称，ns能级各有1个原子轨道；p电子的原子轨道呈纺锤形，np能级各有3个原子轨道，相互垂直（用px、py、pz表示）；nd能级各有5个原子轨道；nf能级各有7个原子轨道。 2泡利原理和洪特规则量子力学告诉我们：ns能级各有1个轨道，np能级各有3个个轨道，nd能级各有5个轨道，nf能级各有7个个轨道。而每个轨道里最多能容纳2个电子，通常称为电子对，用方向相反的箭头“”来表示。一个原子轨道里最多只能容纳2个电子，而且自旋方向相反，这个原

8、理成为泡利原理。当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道而且自旋方向相反，这个规则是洪特规则。洪特规则的特例：对于同一个能级，当电子排布为全充满、半充满或全空时，是比较稳定的。3能层与能级对多电子原子的核外电子，按能量的差异将其分成不同的能层(n)；各能层最多容纳的电子数为2n2。对于同一能层里能量不同的电子，将其分成不同的能级(l)；能级类型的种类数与能层数相对应；同一能层里，能级的能量按s、p、d、f的顺序升高，即E(s)E(p)E(d)E(f)。各能层所包含的能级类型及各能层、能级最多容纳的电子数见下表：能 层(n)一二三四五六七符 号KLMNOPQ能 级(l)1s2s

9、2p3s3p3d4s4p4d4f5s最 多 电 子 数226261026101422818322n24核外电子排布（1）构造原理：绝大多数基态原子核外电子的排布都遵循下列顺序：1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f构造原理揭示了原子核外电子的能级分布。从中可以看出，不同能层的能级有交错现象，如E(3d)E(4s)、E(4d)E(5s)、E(5d)E(6s)、E(6d)E(7s)、E(4f)E(5p)、E(4f)E(6s)等。构造原理是书写基态原子电子排布式的依据，也是绘制基态原子电子排布图（即轨道表示式）的主要依据之一。（2）能量最低原理：原子核外电子遵循

10、构造原理排布时，原子的能量处于最低状态。即在基态原子里，电子优先排布在能量最低的能级里，然后排布在能量逐渐升高的能级里。（3）表示方法：电子排布式和轨道表示式。5基态、激发态、光谱原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，处于最低能量的原子叫做基态原子。当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将释放能量。光（辐射）是电子释放能量的重要形式之一。不同元素的原子发生跃迁时会吸收（基态激发态）和放出（基态激发态）能量，产生不同的光谱原子光谱（吸收光谱和发射光谱）。利用光谱分析可以发现新元素或利用特征谱线

11、鉴定元素。（二）元素周期律1元素周期律元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化，这一规律叫做元素律。元素性质的周期性变化的本质原因是核外电子排布呈周期性变化。2元素性质周期性变化的具体表现随着核电荷数的递增，每隔一定数目的元素原子半径由大到小；主要化合价：正价由+1+7，负价由-4-1；元素性质：同一周期由前往后金属性减弱，非金属性增强，同一主族，由上往下金属性增强，非金属性减弱；电离能：气态电中性基态原子失去一个电子，转化为气态基态正离子所需要的能量叫做第一电离能。电离能的大小决定了该元素的原子失电子能力大小，第一电离能越大，越难失电子，金属活动性越弱。同一主族，由上往下第一电离能减小，同

12、一周期由前往后电离能增大，但二、三周期中的Be、N、Mg和P四种元素的原子第一电离能大于相邻的前后元素的原子（为什么？）电负性：电负性是原子在化学键中对键合电子吸引能力的标度。电负性越大，吸引电子的能力越强。电负性的大小也可作为衡量金属性、非金属性强弱的尺度，在元素周期表中，电负性最大的是F，金属的电负性一般1.8；同一周期由前往后电负性增大，同一主族，由上往下电负性减小。（三）共价键理论1共价键价键理论（1）共价键定义：原子之间通过共用电子对所形成的化学键实质：形成共用电子对或电子云重叠类型：键和键a键：沿健轴(两原子核的连线)方向以“头碰头”的方式发生原子轨道(电子云)的重叠所形成的共价键

13、称为键单键。 种类：S-S重叠，S-P重叠，P-P重叠特点：轴对称(即以成键的两原子核为连线为轴作旋转操作，共价键电子云的图形不变)b键：两个原子沿键轴平行以“肩碰肩”方式发生原子轨道(电子云)重叠所形成的共价键称为键。(只有在生成键后，余下的p轨道才能生成键)特点：镜像对称(重叠形成的电子云由两块形成，分别位于两原子核构成的平面的两侧，互为镜像)c键和键比较重叠方式：键头碰头；键肩并肩。键的强度：键键成键电子：键（S-S；S-P；P-P）；键（P-P）。成键类型：键成单键；键成双键、叁键。（2）由原子轨道相互重叠形成的键和键总称价键轨道。（3）判断共价键类型规律：共价单键是键；而共价双键中有

14、一个键，另一个是键；共价三键由一个键和两个键组成。2价层电子对互斥模型（1）中心原子上的价电子都用于形成共价键：分子中的价电子对相互排斥的结果。如：ABn立体结构范例n=2直线型CO2n=3平面三角形CH2On=4正四面体型CH4（2）中心原子上有孤对电子：孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥。如H2O和NH3中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥。因而H2O分子呈V型，NH3分子呈三角锥型。如：化学式中心原子含有孤对电子对数中心原子结合的原子数空间构型H2S22V形NH222V形BF303正三角形CHCl304四面体SiF404正四面体3杂化轨道理论（1

15、）杂化的概念：在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干能量相近的原子轨道重新组合，形成一组新的轨道，这个过程叫做轨道的杂化，产生的新轨道叫杂化轨道。（2）杂化轨道类型：sp3杂化：1个s轨道和3个p轨道会发生混杂，得到4个相同的轨道，夹角10928，称为sp3杂化轨道。sp杂化：夹角为180的直线形杂化轨道，sp2杂化：三个夹角为120的平面三角形杂化轨道。4配位键（1）“电子对给予接受键”被称为配位键。一方提供孤对电子；一方有空轨道，接受孤对电子。如：Cu(H2O)2、NH4中存在配位键。表示：AB（ 前者是电子对给予体后者是电子对接受体）。条件：其中一个原子必须提供孤对电子。另一原子必须能

16、接受孤对电子轨道。（2）通常把金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物。如铜氨配合物Cu(NH3)42(深蓝色)的形成：Cu2+2NH3H2O=Cu(OH)2+2NH4Cu(OH)2+4NH3H2O=Cu(NH3)42+2OH+4H2O5键的极性和分子的极性（1）极性键：由不同原子形成的共价键。吸电子能力较强一方呈正电性（+），另一个呈负电性(-)。（2）极性分子和非极性分子：极性分子中，正电荷中心和负电中心不重合；非极性分子的正电中心和负电中心重合。（3）判断极性分子或非极性分子经验规律：若分子结构呈几何空间对称，为正某某图形，则为非极性分子。6氢

17、键及范德华力及其对物质的影响（1）范德华力：分子之间存在着相互作用力。范德华力很弱，约比化学键能小l2数量级。相对分子质量越大，范德华力越大；分子的极性越大，范德华力也越大。（2）氢键：是由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(如水分子中的氢)与另一个分子中电负性很强的原子(如水分子中的氧)之间的作用力。氢键普遍存在于已经与N、O、F等电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另外的N、O、F等电负性很大的原子之间。例如，不仅氟化氢分子之间以及氨分子之间存在氢键，而且它们跟水分子之间也存在氢键。氢键表示方法：XHY。分子间氢键：使物质的熔、沸点升高。分子间内氢键：使物质的熔、沸点降低。氢键属于一

18、种较弱的作用力，其大小介于范德华力和化学键之间，约为化学键的十分之几，不属于化学键。7溶解性（1）“相似相溶”规律：非极性溶质易溶于非极性溶剂，极性溶质易溶于极性溶剂。极性溶质比非极性溶质在水中的溶解度大。如果存在氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好。相反，无氢键相互作用的溶质在有氢键的水中的溶解度就比较小。（2）溶解度影响因素：溶剂的极性、溶剂和溶质之间的氢键作用。8手性具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里不能重叠，互称手性异构体。有手性异构体的分子叫做手性分子。（四）晶体结构1晶体类型与结构、性质关系晶体的类型直接决定着晶体的物理

19、性质，如熔、沸点、硬度、导电性、延展性、水溶性等。而晶体的类型本质上又是由构成晶体的微粒及微粒间作用力决定，通常可以由晶体的特征性质来判定晶体所属类型。掌握下表内容是重点之一。对一些常见物质，要会判断其晶体类型。比较四种晶体类型 2如何比较物质熔、沸点高低（1）由晶体结构来确定。首先分析物质所属的晶体类型，其次抓住决定同一类晶体熔、沸点高低的决定因素。一般规律：原子晶体离子晶体分子晶体如：SiO2NaClCO2(干冰)，但也有特殊，如熔点：MgOSiO2同属原子晶体，一般键长越短，键能越大，共价键越牢固，晶体的熔、沸点越高。如：金属石金刚砂晶体硅 原因 rC-CrC-Si rSi-si同类型的

20、离子晶体，离子电荷数越大，阴、阳离子核间距越小，则离子键越牢固，晶体的熔、沸点一般越高。如：MgONaCl分子晶体，分子间范德华力越强，熔、沸点越高。分子组成和结构相似的分子晶体，一般分子量越大，分子间作用力越强，晶体熔、沸点越高。如：F2Cl2Br2I2若分子量相同，如互为同分异构体，则支链数越多，沸点越高，分子越对称，则熔点越高。如：C5H12的各同分异构体间，沸点：正戊烷异戊烷新戊烷熔点：新戊烷异戊烷正戊烷因而应注意，并非外界条件对物质熔、沸点的影响总是一致的，熔点常与晶体中微粒排布对称性有关。若分子间有氢键，则分子间作用力比结构相似的同类晶体强，故熔、沸点特别高。如：氢化物的沸点如右图

21、所示：从上图中看出，H2Te、H2Se、H2S的沸点都依次降低。按此变化趋势，H2O的沸点应为193K左右，但实际上为373K、此种“反常”的升高，就是因为H2O分子间存在氢键。对比同主族氢化物的沸点，从中可清楚看到NH3、HF的沸点高得“反常”，也是因为分子间存在氢键。HF分子间氢键：H2O分子间氢键：氢键的生成对化合物性质有显著影响，一般分子间形成氢键时，可使化合物的熔、沸点显著升高，在极性溶剂中，若溶质分子和溶剂分子间形成氢键，则可使熔解度增大。如NH3极易溶于水就与此有关除上述几种物质外，在醇、羧酸、无机酸、水合物、氨合物等中均有氢键。金属晶体：金属原子的价电子数越多，原子半径越小、金

22、属键越强，熔、沸点越高。如：NaMgAl（2）根据物质在同条件下的状态不同判断一般熔、沸点：固液气。如果常温下即为气态或液态的物质，其晶体应属分子晶体(Hg除外)。如惰性气体，虽然构成物质的微粒为原子，但应看作为单原子分子因为相互间的作用力范德华力，而并非共价键。3金属键理论化和晶体的紧密堆积结构解释。简要说明见下图：注意：温度升高对金属、电解压溶液导电性影响是不同的。在金属晶体中原子或离子不是静止不动，而在晶格结点上作较小幅度振动，这种振动对电子流动起着阻碍作用，加上阳离子对电子的吸引，电子运动便受到更多阻力，因而升温，金属电阻加大，导电能力下降。在电解压溶液中，导电微粒是自由移动离子，升温

23、有利于加快运动，导电性增强。4典型晶体的结构特征（1）离子晶体 CsCl NaCl离子配位数 8:8 6:6一个晶胞中含 阳离子和阴离子数 1，1 4，4晶胞构型 立方体 立方体重点掌握NaCl晶体结构，它还具有的特征：一个Na+周围等距且最近的Cl有6个，此6个Cl连线形成的空间几何体为正八而体，Na+位于其中心。一个Na+周围等距且最近的Na+有12个。如何计算离子晶体中不同部位的离子对晶胞的贡献？体心（内） 面心 棱上 角顶 系统数 1 计算NaCl晶体微粒数：Na+：体心(1个) 棱(各1个) 1+12=4 Cl：面心(各1个) 角顶(各1个) 6 + 8=4（2）晶胞中微粒个数的计算

24、构成晶体的结构粒子是按着一定的排列方式所形成的固态群体。在晶体结构中具有代表性的最小重复单位叫晶胞。位于晶胞顶点的微粒，实际提供给晶胞的只有1/8；位于晶胞棱边的微粒，实际提供给晶胞的只有1/4；位于晶胞面心的微粒，实际提供给晶胞的只有1/2；位于晶胞中心的微粒，实际提供给晶胞的只有1。（3）金刚石和石墨的比较注意：石墨有导电性，是因为层内有自由电子。碳还有多种同素异形体。如C60等。想一想：C60、N60等属于什么晶体？可能是原子晶体吗？（3）二氧化硅和二氧化碳晶体三、有机化学基础（一）碳原子的成键原则1饱和碳原子与手性碳原子；2不饱和碳原子；3苯环上的碳原子。应用利用“氢1，氧2，氮3，碳

25、4”原则分析有机物的键线式或球棍模型；利用“手性碳原子”的特点分析有机物结构中的手性碳原子或书写含手性碳原子的有机物结构。（二）系统命名法无官能团有官能团类 别烷烃烯、炔、卤代烃、烃的含氧衍生物主链条件碳链最长同碳数支链最多含官能团的最长碳链编号原则(小)取代基最近官能团最近、兼顾取代基尽量近名称写法支位一支名母名；支名同，要合并；支名异，简在前支位支名官位母名符号使用数字与数字间用“，” 数字与中文间用“一”，文字间不用任何符号（三）同分异构体1概念辨别（五“同”：同位素、同素异形体、同分异构体、同系物、等同结构）；2同分异构体的类别：(1)C链异构：同种物质间由于主链碳原子数不同引起的异构

26、现象。如正戊烷、异戊烷、新戊烷。(2)官能团位置异构：由于官能团在分子中的位置不同引起的异构现象。如是1-丙醇和 2-丙醇，邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯等。(3)官能团种类异构：常见的官能团异构有：烯烃和环烷烃二烯烃和炔烃饱和一元醇和醚饱和一元醛、酮和烯醇饱和一元羧酸、酯和羟基醛芳香醇、芳香醚和酚硝基化合物和氨基酸葡萄糖和果糖蔗糖和麦芽糖。3同分异构体的书写：顺序：先写C链异构，再写官能团位置异构，最后考虑其它官能团种类异构。4其它异构：烯烃的顺反异构、烷烃的手性异构（四）官能团的重要性质1C=C：加成（H2、X2或HX、H2O）；加聚（单聚、混聚）；氧化2CC：加成；氧化3：取代（卤代，硝化

27、，磺化）；加成（H2）延生引入氨基：先引入-NO2 -NH2 引入羟基：先引入-X-ONa-OH引入烃基：+RCl-R 引入羧基：先引入烃基-R-COOH4R-X：R-X+NaOHR-OH+NaXR-CH2-CH2X+NaOHR-CH=CH2+NaX+H2O5醇羟基：2R-OH+2Na2R-ONa +H2R-OH+HXR-X+H2OR-CH2-OHR-CHOR-COOHR-OH+ R-COOH R-CO-OR+ H2OR-OH+H-ONO2R-ONO2+ H2OR-CH2-CH2OHR-CH=CH2+ H2O6酚羟基： CH3(1)与Na，NaOH，Na2CO3反应2OH+2Na2ONa +H

28、2OH +NaOHONa +H2OOH +Na2CO3ONa +NaHCO3注意酚与NaHCO3不反应。ONa OH +NaHCO3（NaHSO3，Na+）(2)苯酚在苯环上发生取代反应（卤代，硝化，磺化）的位置：邻位或对位。(3)酚与醛发生缩聚反应的位置：邻位或对位。检验遇浓溴水产生白色浑浊或遇FeCl3溶液显紫色；7醛基：氧化与还原R-CH2-OHR-CHOR-COOH 检验(1)银镜反应；(2)与新制的Cu(OH)2悬浊液共热。8羧基：(1)与Na，NaOH，Na2CO3，NaHCO3溶液反应R-COOHR-COONaR-COOH (2)酯化反应：(3)酰胺化反应 R-COOH+H2N-

29、RR-CO-NH-R+H2O9酯基：水解 R-CO-OR+H2OR-COOH+R-OHR-CO-OR+NaOHR-COONa+R-OHRCOO + 2NaOHRCOONa+ONa延生醇解 R-CO-OR+R-OHR-CO-O R+ R-OH10肽键：水解 R-CO-NH-R+H2OR-COOH+R-NH2应用(1)定性分析：官能团性质常见的实验现象与相应的结构：遇溴水或溴的CCl4溶液褪色：CC或CC；遇FeCl3溶液显紫色：酚；遇石蕊试液显红色：羧酸；与Na反应产生H2：含羟基化合物（醇、酚或羧酸）；与Na2CO3或NaHCO3溶液反应产生CO2：羧酸；与Na2CO3溶液反应但无CO2气体放出：酚；与NaOH溶液反应：酚、羧酸、酯或卤代烃；发生银镜反应或与新制的Cu(