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1、第2章 第1節(jié) 化學鍵與化學反應(yīng)
1、化學鍵:(1)相鄰原子間的強相互作用稱為化學鍵。
化學鍵 共價鍵 原子之間通過共用電子形成的化學鍵。
離子鍵 陰陽離子間通過靜電作用形成的化學鍵。
(2)共價鍵的判斷:一般由非金屬元素的原子間形成共價鍵(有NH4+的除外),H2、CO2、H2O、NH3。
(3)離子鍵的判斷:一般由活潑的金屬(ⅠA、ⅡA)與活潑的非金屬元素(ⅥA、ⅦA)的原子間形成離子鍵,如:NaCl,MgO,KOH,Na2O2,NaNO3中存在離子鍵。(注意:有NH4+ 的一定是形成了離子鍵如NH4Cl、NH4NO3;Al
2、Cl3中是典型的共價鍵)
2、 共價化合物:只含有共價鍵的化合物,如:HCl,H2SO4,CO2,H2O等
離子化合物:含有離子鍵的化合物,如:NaCl,Mg(NO3)2,KBr,NaOH,NH4Cl
☆注意:NaOH,NH4Cl,Na2O2中既含有離子鍵又含有共價鍵,屬于離子化合物
3、化學反應(yīng)與能量:(1)化學反應(yīng)的過程中總是伴隨著能量變化,通常表現(xiàn)為熱量變化。化學能與熱能、光能等能量之間能相互轉(zhuǎn)化。
(2)化學反應(yīng)中物質(zhì)變化的實質(zhì):舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成.
(3)化學鍵與化學反應(yīng)中的能量變化關(guān)系:
舊化學鍵斷裂需要吸收能量E1;新化學鍵形成需要釋放能量E2
3、
如果E1 >E2→反應(yīng)吸收能量;如果E1 生成物總能量→反應(yīng)釋放能量;
反應(yīng)物總能量<生成物總能量→反應(yīng)吸收能量
4、常見的放熱反應(yīng):
A. 所有燃燒、爆炸反應(yīng);B. 中和反應(yīng);C. 大多數(shù)化合反應(yīng);D. 活潑金屬跟水或酸反應(yīng)
5、常見的吸熱反應(yīng): A. 大多數(shù)分解反應(yīng);
C.氯化銨與氫氧化鋇晶體(或者消石灰):Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O D.弱電解質(zhì)的電離、鹽類的水解
[思考]一般說來,大多數(shù)
4、化合反應(yīng)是放熱反應(yīng),大多數(shù)分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。放熱反應(yīng)都不需要加熱,吸熱反應(yīng)都需要加熱,這種說法對嗎?試舉例說明。
點拔:這種說法不對。如C+O2=CO2的反應(yīng)是放熱反應(yīng),但需要加熱,只是反應(yīng)開始后不再需要加熱,反應(yīng)放出的熱量可以使反應(yīng)繼續(xù)下去。Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng)是吸熱反應(yīng),但反應(yīng)并不需要加熱。
6、能源的分類:
形成條件
利用歷史
性質(zhì)
一次能源
常規(guī)能源
可再生資源
水能、風能、生物質(zhì)能
不可再生資源
煤、石油、天然氣等化石能源
新能源
可再生資源
太陽能、風能、地熱能、潮汐能、氫能、沼氣
不可再生資源
核能
二次能源
5、
(一次能源經(jīng)過加工、轉(zhuǎn)化得到的能源稱為二次能源)
電能(水電、火電、核電)、蒸汽、工業(yè)余熱、酒精、汽油、焦炭等
第2節(jié) 化學反應(yīng)的快慢和限度
1、(1)通常用化學反應(yīng)速率來描述化學反應(yīng)的快慢。反應(yīng)速率通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物或生成物濃度的變化量(均取正值)來表示。
表達式: 單位為:mol·L-1·S-1或mol·L-1·min-1
(2)規(guī)律:反應(yīng)速率之比等于方程式的系數(shù)比
(3)固體或純液體不計算速率。
2、影響化學反應(yīng)速率的因素:(1)內(nèi)因:由反應(yīng)物本身的性質(zhì)決定。
(2)外因: :①溫度:升高溫度,增大速率
②催化劑:一般加快反應(yīng)速率(正催化
6、劑)
③濃度:增大濃度,增大速率(溶液或氣體才有濃度可言)
④壓強:增大壓強,增大速率(適用于有氣體參加的反應(yīng))
⑤其它因素:如光(射線)、固體的表面積(顆粒大?。⒎磻?yīng)物的狀態(tài)(溶劑)、原電池等也會改變化學反應(yīng)速率。
3、(1)在相同的條件下同時向正、逆兩個反應(yīng)方向進行的反應(yīng)叫做可逆反應(yīng)。通常把由反應(yīng)物向生成物進行的反應(yīng)叫做正反應(yīng)。而由生成物向反應(yīng)物進行的反應(yīng)叫做逆反應(yīng)。例如:
N2+3H22NH3 2SO2+O2 催化劑
△
2SO3 Cl2+H2O HCl+HClO
注意:在任何可逆反應(yīng)中,無論進行到何種程度,任何物質(zhì)(反應(yīng)物和生成物)的物質(zhì)的
7、量都不可能為0。
(2) 化學平衡的定義:一定條件下的可逆反應(yīng)進行到一定程度時,反應(yīng)物與生成物的濃度隨時間的延長不再變化,正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等,我們就說這一反應(yīng)達到了“限度”。這種狀態(tài)被稱為化學平衡狀態(tài),簡稱“化學平衡”。
(3)判斷化學平衡狀態(tài)的標志:
① VA(正方向)=VA(逆方向)或nA(消耗)=nA(生成)(不同方向同一物質(zhì)比較)
②各組分濃度保持不變或百分含量不變
③借助顏色不變判斷(有一種物質(zhì)是有顏色的)
④總物質(zhì)的量或總體積或總壓強或平均相對分子質(zhì)量不變(前提:反應(yīng)前后氣體的總物質(zhì)的量不相等的反應(yīng)適用,即如對于反應(yīng)xA+yBzC,x+y≠z )
4、外界條
8、件對化學平衡的影響:對于 2NO2 N2O4 (NO2紅棕色)
A:溫度升高,混和氣體顏色變深,說明① NO2濃度增大; ②平衡向逆反應(yīng)方向移動。
B:溫度降低,混和氣體顏色變淺,說明① NO2濃度減小 ; ② 平衡向正反應(yīng)方向移動。
第3節(jié) 化學反應(yīng)的利用
1、氯氣的實驗室制法:
(1)反應(yīng)原理:化學方程式 4 HCl (濃)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O
離子方程式:MnO2+4H++2Cl—Mn2++Cl2↑+2H2O
該反應(yīng)的氧化劑是MnO2 ,還原劑是 HCl 。HCl顯示酸性和還原性
(2)發(fā)生裝置:
9、儀器 —— 酒精燈、鐵架臺、石棉網(wǎng)、圓底燒瓶、分液漏斗
(3)凈化裝置:用_飽和食鹽水_除去_ HCl _,再用 濃硫酸 除去水蒸氣。
(4)收集方法:_向上排空氣法_或_排飽和食鹽水法
(5)驗滿:將貼在玻璃棒一端的濕潤的藍色石蕊試紙靠近集氣瓶口,現(xiàn)象 先變紅后退色說明氣體已經(jīng)集滿。
或者將貼在玻璃棒一端的濕潤的淀粉碘化鉀試紙靠近集氣瓶口,現(xiàn)象變藍色,說明氣體已經(jīng)集滿。發(fā)生的反應(yīng):Cl2+2KI=I2+2KCl
(6)尾氣處理裝置:用_ NaOH溶液 _吸收多余的Cl2,防止污染空氣。
2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O 離子方程式
10、:2 OH—+Cl2= Cl—+ClO—+H2O
(7)工業(yè)上用電解飽和食鹽水的方法制取氯氣 2NaCl+2H2O 2 NaOH + Cl2↑+ H2↑
2、原電池:
(1)概念:原電池是利用氧化還原反應(yīng)把化學能轉(zhuǎn)變成電能的裝置。
(2)原電池的工作原理
負極: 相對活潑的金屬做負極,負極電極本身失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng)。負極是電子流出的一極,負極是質(zhì)量減小的一極。
正極: 相對不活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘偃缡稣龢O,溶液中的陽離子在正極得到電子,發(fā)生還原反應(yīng)。正極是電子流入的一極,正極是生成氣體或者質(zhì)量增加的一極。
電子從負極通過外電路的導線流向正極。內(nèi)電路,陰離子移向負極,陽
11、離子移向正極,離子定向移動。注意:電流方向與電子流向相反。
(3)典型的原電池(Cu—Zn—稀硫酸原電池)
負極(鋅):Zn-2e-=Zn2+ (氧化反應(yīng))
正極(銅):2H++2e-=H2↑ (還原反應(yīng))
電子流動方向:由鋅經(jīng)過外電路的導線流向銅。
(4)原電池的形成條件:
①電極:兩種活潑性不同的金屬或一種是導電的非金屬如石墨做電極
②兩電極插入電解質(zhì)溶液 ③構(gòu)成閉合回路 ④氧化還原反應(yīng)能自發(fā)進行
第3章 第1節(jié) 認識有機化合物
1、烴:僅由碳和氫兩種元素組成的有機物總稱為烴。例如甲烷(CH4)
2、化石燃料:煤、石油、天然氣。甲烷存在:沼氣、坑道氣、天然氣、
12、石油氣、瓦斯
3、甲烷:無色無味氣體、密度比空氣小、難溶于水
(1)、分子式:CH4 結(jié)構(gòu)簡式:CH4 結(jié)構(gòu)式:
空間結(jié)構(gòu):是正四面體,碳原子位于正四面體的中心,4個氫原子分別位于正四面體的4個頂點
(2)、化學性質(zhì):一般情況下,性質(zhì)穩(wěn)定,跟強酸、強堿或強氧化劑不反應(yīng)
a、點燃:CH4+2O2CO2+2H2O (淡藍色火
13、焰,無黑煙,放出大量的熱)
CH4不能使酸性高錳酸鉀溶液、溴水、溴的四氯化碳溶液退色
b、取代反應(yīng):有機化合物分子的某種原子(或原子團)被另一種原子(原子團)所取代的反應(yīng)
CH4+Cl2CH3Cl+HCl CH3Cl+Cl2 CH2Cl2+ HCl
CH2Cl2+Cl2 CHCl3+ HCl CHCl3+Cl2 CCl4+ HCl
現(xiàn)象:甲烷和氯氣按1:4的體積比充入試管,倒立在水槽中,置于光亮處,一段時間后發(fā)現(xiàn):氣體顏色變淺,試管中液面上升,試管壁上有油狀液滴出現(xiàn)。將試管從水槽中取出,向其中滴入幾
14、滴石蕊溶液,溶液變紅色。
CH3Cl 、CH2Cl2 、CHCl3 、CCl4稱為氯代物,CH3Cl 為氣體,CH2Cl2 、CHCl3 、CCl4均為油狀液體。CHCl3 曾用做麻醉劑,CHCl3與CCl4都是重要的溶劑。
4、同分異構(gòu)體:具有相同的分子式但具有不同結(jié)構(gòu)的有機物互為同分異構(gòu)體。
第2節(jié) 石油和煤 重要的烴
1、石油(1)石油的組成:由各種烴組成的復雜混合物。
(2)石油的煉制:
①石油的分餾:通過加熱和冷凝,就可以把石油分成不同沸點范圍的蒸餾產(chǎn)物,這種方法叫做石油的分餾。 石油的分餾是物理變化,餾分是混合物。
石油分餾的設(shè)備:
15、分餾塔
石油分餾產(chǎn)品:石油氣、溶劑油、汽油、煤油、柴油、潤滑油、重油(瀝青等)
②石油的裂化 目的:為了提高輕質(zhì)液體燃料的產(chǎn)量和質(zhì)量
原理:裂化就是在一定條件下,把分子量大、沸點高的烴斷裂為分子量小、沸點低的烴的過程。 如十六烷在有催化劑的條件下加熱,生成辛烷和辛烯。
③石油裂解 目的:提供有機化工原料乙烯、丙烯
原理:常用石油分餾產(chǎn)品包括石油氣為原料,采用比裂化更高的溫度,使相對分子質(zhì)量較大的烴斷裂成乙烯、丙烯等小分子烴的加工方法。石油的裂解又稱深度裂化。 石油的裂化和裂解是化學變化。石油的裂解氣里乙烯的含量比較高。
2、乙烯的物理性質(zhì):無色、稍有氣味的氣體
16、、密度比空氣略小、難溶于水
(1)、乙烯 分子式:C2H4 結(jié)構(gòu)式:H —C = C — H 結(jié)構(gòu)簡式:CH2 = CH2
空間結(jié)構(gòu):平面結(jié)構(gòu),兩個碳原子和四個氫原子位于同一平面
(2)、乙烯的化學性質(zhì):
a、氧化反應(yīng) ①燃燒 C2H4+3O2 2CO2+2H2O 現(xiàn)象:火焰明亮并伴有黑煙。
②乙烯能使酸性高錳酸鉀溶液退色,乙烯被酸性高錳酸鉀溶液氧化了
b、加成反應(yīng):有機化合物分子中雙鍵上的碳原子與其他原子或原子團直接結(jié)合生成新的化合物分子的反應(yīng)屬于加成反應(yīng)。
CH2=CH2+Br2 → CH2BrCH2Br
1,2—二溴乙烷
乙烯通入溴的四氯
17、化碳溶液,現(xiàn)象:退色。發(fā)生了乙烯和溴的加成反應(yīng)。
乙烯能使酸性KMnO4溶液、溴水或溴的四氯化碳溶液褪色。常利用該反應(yīng)鑒別甲烷和乙烯。
CH2=CH2+HCl CH3CH2Cl 一氯乙烷
CH2=CH2+H2O CH3CH2OH 乙醇
C、加聚反應(yīng):由相對分子量小的化合物互相結(jié)合成相對分子量很大的化合物。這種由加成發(fā)生的聚合反應(yīng)叫加聚反應(yīng)
乙烯 聚乙烯
4、用途:(1)石油化工基礎(chǔ)原料:評價一個國家乙烯工業(yè)的發(fā)展水平已經(jīng)成為衡量這個國家石油化學工業(yè)的重要標志之一(2)、植物生長調(diào)節(jié)劑、催熟劑
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