2019-2020年高中化學總復習 知識歸納 新人教版必修2.doc
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2019-2020年高中化學總復習 知識歸納 新人教版必修2知識體系 1原子結構和元素周期律知識的綜合網絡1. 原子結構(C) 原子的組成原 子核外電子 e = Z原子核質子 Z中子 N(AZ) 核電荷數(Z) = 核內質子數(Z) = 核外電子數 = 原子序數質量數(A)= 質子數(Z) 中子數(N)陰離子的核外電子數 = 質子數 電荷數()陽離子的核外電子數 = 質子數 電荷數() 區(qū)別概念:元素、核素、同位素元素:具有相同核電荷數(即質子數)的同一類原子的總稱核素:具有一定數目的質子和一定數目的中子的一種原子同位素:質子數相同而中子數不同的同一元素的不同原子的互稱;也就是說同一元素的不同核素之間互稱為同位素。 元素的相對原子質量 同位素的相對原子質量:該同位素質量與12C質量的1/12的比值。 元素的相對原子質量等于各種同位素相對原子質量與它們在元素中原子所占百分數(豐度)乘積之和。即:元素的相對原子質量Ar = Ar1a% Ar2b% 核外電子的電子排布(了解) 核外電子運動狀態(tài)的描述電子云(運動特征):電子在原子核外空間的一定范圍內高速、無規(guī)則的運動,不能測定或計算出它在任何一個時刻所處的位置和速度,但是電子在核外空間一定范圍內出現(xiàn)的幾率(機會)有一定的規(guī)律,可以形象地看成帶負電荷的云霧籠罩在原子核周圍,我們把它稱為電子云。電子層:在多個電子的原子里,根據電子能量的差異和通常運動的區(qū)域離核遠近不同,把電子分成不同的能級,稱之為電子層。電子能量越高,離核越遠,電子層數也越大。電子層符號KLMNOPQ電子層序數n1234567離核遠近近 遠能量高低低 高 原子核外電子排布規(guī)律 每一層電子數最多不超過2n2 ;最外層電子數最多不超過8個,次外層電子數最多不超過18個,倒數第三層不超過32個;核外電子總是先占有能量最低的電子層,當能量最低的電子層排滿后,電子才依次進入能量較高的電子層。 原子結構示意圖的書寫2. 元素周期表(B) 元素周期表H1.008元素周期表He4.003Li6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01O16.00F19.00Ne20.18Na22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.07Cl35.45Ar39.95K39.10Ca40.08Sc44.96Ti47.88V50.94Cr52.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni58.69Cu63.55Zn63.39Ga69.72Ge72.61As74.92Se78.96Br79.90Kr83.80Rb85.47Sr87.62Y88.91Zr91.22Nb92.91Mo95.94Tc98Ru101.1Rh102.9Pd106.4Ag107.9Cd112.4In114.8Sn118.7Sb121.8Te127.6I126.9Xe131.3Cs132.9Ba137.3La-LuHf178.5Ta180.9W183.8Re186.2Os190.2Ir192.2Pt195.1Au197.0Hg200.6Tl204.4Pb207.2Bi209.0Po210At210Rn222Fr223Ra226Ac-La 元素周期表的結構分解周期名稱周期別名元素總數規(guī)律具有相同的電子層數而又按原子序數遞增的順序排列的一個橫行叫周期。7個橫行7個周期第1周期短周期2電子層數 = 周期數 (第7周期排滿是第118號元素)第2周期8第3周期8第4周期長周期18第5周期18第6周期32第7周期不完全周期26(目前)族名類名核外最外層電子數規(guī)律周期表中有18個縱行,第8、9、10三個縱行為第族外,其余15個縱行,每個縱行標為一族。7個主族7個副族0族第族主族第A族H和堿金屬1主族數 = 最外層電子數第A族堿土金屬2第A族3第A族碳族元素4第A族氮族元素5第A族氧族元素6第A族鹵族元素70族稀有氣體2或8副族第B族、第B族、第B族、第B族、第B族、第B族、第B族、第族教學目的2:鞏固學習元素周期律的相關知識教學課時:2.5課時知識體系 23. 元素周期律(C) 定義:元素的性質隨著元素原子序數遞增而呈現(xiàn)周期性變化的規(guī)律叫元素周期律。 實質:元素性質的周期性變化是元素原子核外電子數排布的周期性變化的必然結果。這就是元素周期律的實質。 內容隨著原子序數遞增,元素原子核外電子層排布呈現(xiàn)周期性變化; 元素原子半徑呈現(xiàn)周期性變化; 元素化合價呈現(xiàn)周期性變化; 元素原子得失電子能力呈現(xiàn)周期性變化;即元素的金屬性和非金屬性呈現(xiàn)周期性變化。 元素周期表中元素性質的遞變規(guī)律同 周 期(從左到右)同 主 族(從上到下)原子半徑逐漸減小逐漸增大電子層排布電子層數相同最外層電子數遞增電子層數遞增最外層電子數相同失電子能力逐漸減弱逐漸增強得電子能力逐漸增強逐漸減弱金屬性逐漸減弱逐漸增強非金屬性逐漸增強逐漸減弱主要化合價最高正價(1 7)非金屬負價 = (8族序數)最高正價 = 族序數非金屬負價 = (8族序數)最高氧化物的酸性酸性逐漸增強酸性逐漸減弱對應水化物的堿性堿性逐漸減弱堿性逐漸增強非金屬氣態(tài)氫化物的形成難易、穩(wěn)定性形成由難 易穩(wěn)定性逐漸增強形成由易 難穩(wěn)定性逐漸減弱堿金屬、鹵素的性質遞變 幾個規(guī)律金屬性強弱: 單質與水或非氧化性酸反應難易;單質的還原性(或離子的氧化性);M(OH)n的堿性;金屬單質間的置換反應;原電池中正負極判斷,金屬腐蝕難易;非金屬性強弱: 與氫氣反應生成氣態(tài)氫化物難易;單質的氧化性(或離子的還原性);最高價氧化物的水化物(HnROm)的酸性強弱;非金屬單質間的置換反應。 半徑比較三規(guī)律:陰離子與同周期稀有氣體電子層結構相同;陽離子與上周期稀有氣體電子層結構相同。 非金屬元素的原子半徑 其相應的陰離子半徑;金屬元素的原子半徑 其相應的陽離子半徑;具有相同電子層結構的陰陽離子,隨著元素原子序數的遞增,離子半徑逐漸減 元素化合價規(guī)律最高正價 = 最外層電子數,非金屬的負化合價 = 最外層電子數8,最高正價數和負化合價絕對值之和為8;其代數和分別為:0、2、4、6。化合物氟元素、氧元素只有負價(-1、-2),但HFO中F為0價;金屬元素只有正價;化合價與最外層電子數的奇、偶關系:最外層電子數為奇數的元素,其化合價通常為奇數,如Cl的化合價有+1、+3、+5、+7和-1價。最外層電子數為偶數的元素,其化合價通常為偶數,如S的化合價有-2、+4、+6價。 周期表中特殊位置的元素族序數等于周期數的元素:H、Be、Al;族序數等于周期數2倍的元素:C、S;族序數等于周期數3倍的元素:O;周期數是族序數2倍的元素:Li;周期數是族序數3倍的元素是:Na;最高正價不等于族序數的元素是:O、F。 元素性質、存在、用途的特殊性形成化合物種類最多的元素,或氣態(tài)氫化物中氫的質量分數最大的元素:C;空氣中含量最多的元素,或氣態(tài)氫化物的水溶液呈堿性的元素:N;常溫下呈液態(tài)的非金屬單質元素是:Br;最高價氧化物及其水化物既能與強酸反應,又能與強堿反應的元素是:Be、Al;元素的氣態(tài)氫化物和它的最高價氧化物的水化物起化合反應的元素是:N;,元素的氣態(tài)氫化物和它的最高價氧化物的水化物起氧化還原反應的元素是:S;元素的氣態(tài)氫化物能和它的氧化物在常溫下反應生成該元素單質的元素是:S。教學目的3:復習鞏固化學鍵的相關知識并了解晶體的知識。教學課時:2.5課時知識體系 34. 化學鍵 定義:在原子結合成分子時,相鄰的原子之間強烈的相互作用,叫化學鍵。 分類 離子鍵與共價鍵的比較離子鍵共價鍵概念陰、陽離子間通過靜電作用所形成的化學鍵原子間通過共用電子對(電子云重疊)所形成的化學鍵成鍵微粒離子(存在陰陽離子間和離子晶體內)原子(存在分子內、原子間、原子晶體內)作用本質陰、陽離子間的靜性作用共用電子對(電子云重疊)對兩原子核產生的電性作用形成條件活潑金屬和活潑非金屬化合時形成離子鍵非金屬元素形成的單質或化合物形成共價鍵決定鍵能大小因素離子電荷數越大,鍵能越大;離子半徑越小,鍵能越大原子半徑越小,鍵能越大;鍵長越短,鍵能越大影響性質離子化合物的熔沸點、硬度等分子的穩(wěn)定性,原子晶體的熔沸點、硬度等實例 極性共價鍵與非極性共價鍵的比較共價鍵極性共價鍵非極性共價鍵定義不同元素的原子形成的共價鍵,共用電子對(電子云重疊)發(fā)生偏移的共價鍵同種元素的原子形成共價鍵,共用電子對(電子云重疊)不發(fā)生偏移原子吸引電子能力不相同相同成鍵原子電性顯電性電中性影響性質極性分子或非極性分子非極性分子實例HClHH 、ClCl 電子式的書寫電子式是用來表示原子或離子最外層電子結構的式子。原子的電子式是在元素符號的周圍畫小黑點(或)表示原子的最外層電子。離子的電子式:陽離子的電子式一般用它的離子符號表示;在陰離子或原子團外加方括弧,并在方括弧的右上角標出離子所帶電荷的電性和電量。 分子或共價化合物電子式,正確標出共用電子對數目。離子化合價電子式,陽離子的外層電子不再標出,只在元素符號右上角標出正電荷,而陰離子則要標出外層電子,并加上方括號,在右上角標出負電荷。陰離子電荷總數與陽離子電荷總數相等,因為化合物本身是電中性的。 用電子式表示單質分子或共價化合物的形成過程用電子式表示離子化合物的形成過程 結構式:用一根短線來表示一對共用電子(應用于共價鍵)。金屬鍵與范德華力、氫鍵存在范圍作用本質作用強弱決定鍵能大小因素影響性質金屬鍵金屬陽離子和自由電子之間及金屬晶體內靜電作用強離子電荷數越大,鍵能越大;離子半徑越小,鍵能越大金屬晶體的熔沸點、硬度等范德華力分子間和分子晶體內電性引力弱結構相似的分子,其式量越大,分子間作用力越大。分子晶體的熔沸點、硬度等氫鍵分子間和分子晶體內電性引力弱(稍強)分子晶體的熔沸點 化學反應的實質:一個化學反應的過程,本質上就是舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成過程。2. 離子鍵、共價鍵與離子化合物、共價化合物的關系化學鍵的種類實例非金屬單質無化學鍵稀有氣體分子(單原子分子)He、Ne非極性共價鍵O=O、ClCl、HH(均為非極性分子)共價化合物只有共價鍵()特例:AlCl3極性分子:非極性分子:離子化合物只有離子鍵 、離子鍵、極性共價鍵離子鍵、非極性共價鍵離子鍵、極性共價鍵、配位鍵3. 晶體分類注:在離子晶體、原子晶體和金屬晶體中均不存在分子,因此NaCl、SiO2等均為化學式。只有分子晶體中才存在分子。 類型比較離子晶體原子晶體分子晶體金屬晶體構成晶體微粒陰、陽離子原子分子金屬陽離子、自由電子形成晶體作用力離子鍵共價鍵范德華力微粒間的靜電作用物理性質熔沸點較高很高低有高、有低硬度硬而脆大小有高、有低導電性不良(熔融或水溶液中導電)絕緣半導體不良良導體傳熱性不良不良不良良延展性不良不良不良良溶解性易溶于極性溶劑,難溶于有機溶劑不溶于任何溶劑極性分子易溶于極性溶劑;非極性分子易溶于非極性溶劑中一般不溶于溶劑,鈉等可與水、醇類、酸類反應典型實例NaOH、NaCl金剛石P4、干冰、硫鈉、鋁、鐵第六章 化學反應與能量知識體系 11. 化學鍵與化學反應中能量變化的關系 化學反應過程中伴隨著能量的變化任何化學反應除遵循質量守恒外,同樣也遵循能量守恒。反應物與生成物的能量差若以熱量形式表現(xiàn)即為放熱反應或吸熱反應(E反:反應物具有的能量;E生:生成物具有的能量): 化學變化中能量變化的本質原因化學反應吸收能量或放出能量的決定因素:實質:一個化學反應是吸收能量還是放出能量,決定于反應物的總能量與生成物的總能量的相對大小。 放熱反應和吸熱反應放熱反應吸熱反應表現(xiàn)形式H0或H為“”H0或H為“+”能量變化生成物釋放的總能量大于反應物吸收的總能量生成物釋放的總能量小于反應物吸收的總能量鍵能變化生成物總鍵能大于反應物總鍵能生成物總鍵能小于反應物總鍵能聯(lián)系鍵能越大,物質能量越低,越穩(wěn)定;反之鍵能越小,物質能量越高,越不穩(wěn)定,圖 示 常見的放熱反應: 所有的燃燒反應 酸堿中和反應 大多數的化合反應 金屬與酸的反應 生石灰和水反應 濃硫酸稀釋、氫氧化鈉固體溶解等 常見的吸熱反應: 晶體Ba(OH)28H2O與NH4Cl 大多數的分解反應 以H2、CO、C為還原劑的氧化還原反應 銨鹽溶解等 燃料的燃燒 燃燒的條件:達到著火點;與O2接觸。 燃料充分燃燒的條件:足夠多的空氣;燃料與空氣又足夠大的接觸面積。 提高煤炭燃燒效率的方法:煤的干餾、氣化和液化。(目的:減少污染物的排放;提高煤炭的利用率)2. 原電池原 電 池能量轉換(實質)化學能電能(兩極分別發(fā)生氧化還原反應,產生電流)電極正極負極較活潑金屬較不活潑金屬Pt/CPt/C金屬金屬氧化物電極材料不一定都是金屬材料,也可以是碳棒、金屬氧化物、惰性電極。電解液和負極反應(也可不反應)構成條件兩極、一液、一反應(自發(fā)) 兩個活潑性不同的電極 電解質溶液 電極用導線相連并插入電解液構成閉合回路 一個自發(fā)的氧化還原反應負極(Zn):Zn - 2e- = Zn2+(氧化反應)離子遷移內電路陽離子正極 陰離子負陽離子向正極作定向移動,陰離子向負極作定向移動。正極(Cu):2H+ + 2e- = H2(還原反應)電子流向外電路負極(-)正極(+)負極極板因此而帶正電荷,正極極板由于得到了帶負電的電子顯負電性??偡磻篫n+2H+=Zn2+H2重要應用制作電池、防止金屬被腐蝕、提高化學反應速率干電池、鉛蓄電池、新型高能電池、 幾種常見新型原電池化 學 反 應特 點鋅錳電池負極:(鋅筒):Zn-2e-=Zn2+(氧化反應)正極:(碳棒):2MnO2+2NH4+2e-=Mn2O3+2NH3+H2O總反應:Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2+Mn2O3+2NH3+H2鉛蓄電池負極: Pb-2e-+SO42-=PbSO4正極: PbO2+4H+2e-+SO42-=PbSO4+2H2O總反應: Pb + PbO2 + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O鋅銀電池 Zn|KOH|Ag2O負極: Zn + 2OH- - 2e-= ZnO + H2O正極: Ag2O + H2O+2e- = 2Ag + 2OH-總反應:Zn + Ag2O + H2O = 2Ag + Zn(OH)2能量大,體積小,但有優(yōu)越的大電池放電性能,放電電壓平穩(wěn),廣泛用于電子表、石英鐘、計算機CMOS電池等鋰電池新型電池負極: Li e-=Li+正極: MnO2+2e-=MnO2-總反應: Li+ MnO2=LiMnO2溫度使用范圍廣,放電電壓平坦,體積小,無電解液滲漏,并且電壓隨放電時間緩慢下降,可預示電池使用壽命。適做心臟起搏器電源、高性能的手機和筆記本電腦電池等。氫氧燃料電 池電解質溶液為30%的氫氧化鉀溶液:負極: 2H2 4e- + 4OH-= 4H2O正極: O2+ 4e- + 2H2O = 4OH-電解質溶液為酸性溶液:負極: 2H2 4e-= 4H+正極: O2+ 4e- + 4H+ = 2H2O甲烷燃料電 池電解質溶液為氫氧化鉀溶液:負極: CH4 + 10OH- -8e- = CO32- + 7H2O正極:2O2 + 8e- + 4H2O = 8OH-總反應:CH4 + 2O2 + 2OH- = CO32- + 3H2O知識體系 23. 化學反應速率() 定義:用來衡量化學反應的快慢,單位時間內反應物或生成物的物質的量的變化 表示方法:單位時間內反應濃度的減少或生成物濃度的增加來表示 計算公式:=c/t(:平均速率,c:濃度變化,t:時間)單位:mol/(Ls) 影響因素: 決定因素(內因):反應物的性質(決定因素) 條件因素(外因):反應所處的條件濃度:其他條件不變時,增大反應物的濃度,可以增大活化分子總數,從而加快化學反應速率。(注:固態(tài)物質和純液態(tài)物質的濃度可視為常數。)壓強:對于氣體而言,壓縮氣體體積,可以增大濃度,從而加快化學反應速率。(注:如果增大氣體的壓強時,不能改變反應氣體的濃度,則不影響化學反應速率。)溫度:其他條件不變時,升高溫度,能提高反應分子的能量,增加活化分子百分數,從而加快化學反應速率。催化劑:使用催化劑能等同的改變可逆反應的正逆化學反應速率。其他條件:如固體反應物的表面積(顆粒大小)、光照、不同溶劑、超聲波。4. 衡量化學反應的程度化學平衡 前提密閉容器中的可逆反應 條件一定條件的T、P、c 影響化學平衡的因素 本質V正=V逆0 特征表現(xiàn)各組分的質量分數不變 達化學平衡標志 達到化學平衡的標志 從反應速率判斷:V正=V逆正逆反應的描述速率相等同一物質消耗和生成同一物質 速率的數值相等反應物和生成物 消耗或生成不同物質速率的比值與化學計量數相等 從混合氣體中氣體的體積分數或物質的量濃度不變判斷 從容器內壓強、混合氣體平均相對分子質量、混合氣體的密度不變等判斷,需與可逆反應中m+n和p+q是否相等,容器的體積是否可變,物質的狀態(tài)等因素有關,應具體情況具體分析途徑 可先加入反應物,從正向開始可先加入生成物,從逆向開始也可同時加入反應物和生成物,從正、逆向同時開始影響因素濃度:增加反應物濃度,平衡右移壓強:加壓,平衡向氣體體積減小方向移動溫度:升溫,平衡向吸熱方向移動催化劑:(加快反應速率,但對平衡無影響)判斷可逆反應達到平衡狀態(tài)的方法和依據例舉反應mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)混合物體系中各成分的含量各物質的物質的量或各物質的物質的量的分數一定平衡各物質的質量或各物質質量分數一定平衡各氣體的體積或體積分數一定平衡總體積、總壓力、總物質的量一定不一定平衡正、逆反應速率的關系在單位時間內消耗了m molA同時生成m molA,即V(正)=V(逆)平衡在單位時間內消耗了n molB同時消耗了p molC,則V(正)=V(逆)平衡V(A):V(B):V(C):V(D)=m:n:p:q,V(正)不一定等于V(逆)不一定平衡在單位時間內生成n molB,同時消耗了q molD,因均指V(逆)不一定平衡壓強m+np+q時,總壓力一定(其他條件一定)平衡m+n=p+q時,總壓力一定(其他條件一定)不一定平衡混合氣體平均相對分子質量MrMr一定時,只有當m+np+q時平衡Mr一定時,但m+n=p+q時不一定平衡溫度任何反應都伴隨著能量變化,當體系溫度一定時(其他不變)平衡體系的密度密度一定不一定平衡其他如體系顏色不再變化等平衡第七章 有機化合物知識體系 11. 甲烷(飽和烴) 分子結構特點分子式:CH4 電子式: 結構式: 空間正四面體結構 C與H 都是單鍵連接 非極性分子 俗名:沼氣(存在于池沼中)坑氣(瓦斯,煤礦的坑道中)天然氣(地殼中) 物理性質:無色無味的氣體,密度小于空氣,極難溶于水,但溶于CCl4 化學性質:易取代、易分解、難氧化,與強酸、強堿或強氧化劑一般不反應 與氧氣反應 氧化反應 注意點:1、點燃前要驗純(瓦斯爆炸)2、寫反應連接號時用“”3、 大多數的有機物燃燒后都生成CO2和H2O 與氯氣反應 取代反應取代反應:有機物分子里的某些原子或原子團被其他原子或原子團所代替的反應叫取代反應。 受熱分解 作用:工業(yè)上用這個反應來制炭黑,炭黑可以用來做橡膠填充劑,黑色顏料 實驗室制法: CH3COONa + NaOH = Na2CO3 + CH4 用途:清潔能源(新能源 - 可燃冰)、化工原料2. 烷烴 烴: 定義:烴分子中的碳原子之間只以單鍵結合成鏈狀,碳原子剩余的價鍵全部跟氫原子相結合,使每個碳原子的化合價都已充分利用,都達到“飽和”。這樣的烴叫做飽和烴,又叫烷烴。通式:CnH2n+2 特點: 碳碳單鍵(CC) 鏈狀 “飽和” 每個碳原子都形成四個單鍵 物理性質遞增:隨著C原子增加,結構相似,相對分子質量逐漸增大,分子間作用力逐漸增大;熔沸點逐漸升高;密度逐漸增大;且均不溶于水。名稱結構簡式常溫時的狀態(tài)熔點/C沸點/C相對密度甲烷CH4氣182.6161.7乙烷CH3CH3氣172.088.6丙烷CH3CH2CH3氣187.142.20.5005丁烷CH3(CH2)2CH3氣135.00.50.5788戊烷CH3(CH2)3CH3液129.736.10.5572癸烷CH3(CH2)8CH3液29.7174.10.7298十七烷CH3(CH2)15CH3固22.03030.7767甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和異丁烷的球棍模型甲烷乙烷丙烷丁烷異丁烷CH4C2H6C3H8C4H10C4H10 命名 碳原子數在10個以內,依次用“天干”(甲、乙、丙、丁、戊、已、庚、辛、壬、癸)代表碳原子數,其后加上“烷”字;碳原子數在10個以上,用漢字數字表示(如十二烷)。系統(tǒng)命名法的命名步驟: 選主鏈,稱某烷選擇分子中最長的碳鏈作為主鏈,若有幾條等長碳鏈時,選擇支鏈較多的一條為主鏈。根據主鏈所含碳原子的數目定為某烷,再將支鏈作為取代基。此處的取代基都是烷基。 寫編號、定支鏈從距支鏈較近的一端開始,給主鏈上的碳原子編號。若主鏈上有2個或者個以上的取代基時,則主鏈的編號順序應使支鏈位次盡可能低。 書寫規(guī)則:支鏈的編號 逗號 支鏈的名稱 主鏈名稱將支鏈的位次及名稱加在主鏈名稱之前。若主鏈上連有多個相同的支鏈時,用小寫中文數字表示支鏈的個數,再在前面用阿拉伯數字表示各個支鏈的位次,每個位次之間用逗號隔開,最后一個阿拉伯數字與漢字之間用半字線隔開。若主鏈上連有不同的幾個支鏈時,則按由小到大的順序將每個支鏈的位次和名稱加在主鏈名稱之前。3. 比較同位素、同素異形體、同系物、同分異構體 比較 概念定義化學式或分子式結構特點性質同位素質子數相同中子數不同的原子用原子符號表示不同的原子1H、2H電子排布相同,原子核結構不同物理性質不同,化學性質相同同素異形體同一種元素組成的不同單質同種元素符號,表示不同的分子組成O2和O3單質的組成或結構不同物理性質不同,化學性質相似同系物結構相似分子組成相差一個或若干個CH2原子團的有機物。不同。如結構相似。物理性質不同,有一定的遞變規(guī)律;化學性質相似同分異構體分子式相同,結構不同的化合物。相同。不同或相似物理性質不同,化學性質也不一定相同。可以屬于同一類物質,也可以屬于不同類物質;可以是有機物,也可以是無機物。 同系物的特點: 同系物必須結構相似,即組成元素相同,官能團種類、個數與連接方式相同,分子組成通式相同。 同系物相對分子質量相差14或14的整數倍。 同系物有相似的化學性質,物理性質有一定的遞變規(guī)律。 中學階段涉及的同分異構體常見的有三類: 碳鏈異構 位置(官能團位置)異構 異類異構(又稱官能團異構) 思維有序性:書寫同分異構體時要思維有序:先寫碳鏈異構的各種情況,然后書寫官能團的位置異構,最后書寫類別異構,這樣可避免漏寫。通常情況下,寫出異構體結構簡式時應: 根據分子式先確定可能的官能團異構有幾類; 在每一類異構中先確定不同的碳鏈異構;再在每一條碳鏈上考慮位置異構有幾種,這樣考慮思路清晰,思維有序,不會混亂。寫出時還要注意避免出現(xiàn)重復或遺漏現(xiàn)象,還應注意遵循碳原子價數為4,氧原子價數為2,氫原子價數為1的原則。知識體系 23. 乙烯(不飽和烴) 分子結構特點分子式:C2H4 結構簡式:CH2CH2 結構式: 物理性質:無色、稍有氣味的氣體,標準狀況下密度為1.25gL-1,比空氣略輕,難溶于水。 化學性質:易氧化、易加成(加聚)、易分解 氧化反應與酸性高錳酸鉀反應(特征反應)現(xiàn)象:酸性高錳酸鉀溶液褪色。(乙烯被酸性高錳酸鉀氧化成CO2) 可燃性:現(xiàn)象:火焰明亮,伴有黑煙。 加成反應:CH2=CH2+Br2CH2BrCH2Br(1,2二溴乙烷)加成反應:有機物分子中雙鍵(或三鍵)兩端的碳原子與其他原子或原子團直接結合生成新的化合物的反應叫做加成反應。被加成的試劑如:H2、X2(X為Cl、Br或I)、H2O、HX、HCN等能離解成一價原子或原子團的物質。通過有機物發(fā)生加成反應時反應物之間的量關系,還可定量判斷該有機物分子結構中不飽和鍵的情況:是CC鍵,還是CC鍵,或是苯環(huán)結構,以及它們的個數。能與Cl2、H2 、HX 、H2O的加成:CH2=CH2+Cl2CH2ClCH2Cl 加聚反應 CH2=CH2+CH2=CH2+CH2=CH2+CH2CH2+CH2CH2+CH2CH2+CH2CH2CH2CH2CH2CH2 加聚反應:在聚合反應中,由不飽和(即含碳碳雙鍵或三鍵)的相對分子質量小的化合物分子通過加成聚合的形式結合成相對分子質量很大的高分子化合物的反應。 聚合反應:相對分子質量小的化合物分子互相結合成相對分子質量很大的高分子化合物的反應。 高分子化合物:相對分子質量很大(1萬以上)的物質,簡稱高分子或高聚物。聚乙烯,塑料,分子量達幾萬到幾十萬,性質堅韌,化學性質穩(wěn)定,難降解。 用途產量作為石油化工水平的標志石油化學工業(yè)最重要的基礎原料植物生長調節(jié)劑4. 苯 分子結構特點:凱庫勒首先提出了苯的環(huán)狀結構 分子式:C6H6 物理性質:無色、具有特殊芳香氣味的液體,微溶于水,與有機溶劑互溶。易揮發(fā)、易燃的特點,其蒸氣有爆炸性。苯主要來自建筑裝飾中大量使用的化工原料,如涂料。在涂料的成膜和固化過程中,其中所含有的甲醛、苯類等可揮發(fā)成分會從涂料中釋放,造成污染。又稱“天那水”。苯,英文名稱為Benzene,分子式C6H6,分子量78.11,相對密度(0.8794(20))比水輕,且不溶于水,因此可以漂浮在水面上。 化學性質:易取代、難加成、難氧化 氧化反應可燃性在空氣中燃燒,發(fā)出明亮的光,產生大量的黑煙苯不能使高錳酸鉀(KMnO4)褪色 取代反應鹵代反應與液溴在鐵的催化作用下發(fā)生反應硝化反應 加成反應 用途:重要化工原料知識體系 36. 乙醇 分子結構化學式:C2H6O 結構式:略 結構簡式:CH3CH2OH或C2H5OH 化學性質 與Na反應(置換反應或取代反應)2CH3CH2OH +2Na 2CH3CH2ONa + H2 (乙醇鈉,具有強堿性)鈉分別與水、乙醇反應的比較鈉與水的反應實驗鈉與乙醇的反應實驗鈉的現(xiàn)象聲的現(xiàn)象有“嘖嘖”的聲音無任何聲音氣的現(xiàn)象觀察不到氣體的現(xiàn)象有無色、無味氣體生成,作爆鳴實驗時有爆鳴聲實驗結論鈉的密度小于水的密度,熔點低。鈉與水劇烈反應,單位時間內放出的熱量大,反應生成氫氣。2Na + 2H2O = 2NaOH +H2水分子中氫原子相對較活波鈉的密度大于乙醇的密度。鈉與乙醇緩慢反應生成氫氣。2Na + 2C2H5OH 2C2H5ONa + H2乙醇分子里羥基氫原子相對不活潑反應實質 氧化反應 燃燒 催化氧化 O2 + 2CH3CH2OH 2CH3CHO + 2H2O 乙醛Cu +1/2 O2 = CuO CuO + CH3CH2OH Cu+CH3CHO+H2O CHO 醛基 消去反應醇分子結構:與OH相連的碳必須有相鄰的碳原子,且此相鄰的碳原子上還必須連有氫原子時,才能發(fā)生消去反應。反應條件:濃H2SO4,加熱 。即:如: 都不能發(fā)生消去反應。 乙醇的分子結構與化學性質的關系 幾種常用酒精的乙醇含量:工業(yè)酒精:95% 無水酒精:99.5% 醫(yī)用酒精:75% 啤酒:3%4%白酒:高度:45%70% 低度:30%44% 紅酒(黃酒):10% 左右7. 乙酸 分子結構羥基與氫氧根的區(qū)別 名稱區(qū)別羥基氫氧根電子式 電性不顯電性顯負電性穩(wěn)定程度不穩(wěn)定較穩(wěn)定存在不能獨立存在,與其他基相結合在一起能獨立存在 物理性質無色液體,有刺激性氣味。乙酸在溫度低于它的熔點(16.6)時會變成冰狀晶體,所以無水乙酸又叫冰醋酸。乙酸的沸點是117.9。 化學性質 酸性(斷OH鍵)CH3COOHCH3COO H+(羧基在水溶液中有一部分電離產生H+,而具有一定的酸性)向紫色石蕊試液中滴入乙酸溶液 往鎂粉中加入乙酸溶液 向CuO中加入乙酸溶液 向Cu(OH)2懸濁液中加入乙酸溶液 向Na2CO3粉末中加入乙酸溶液酸性強弱比較:乙酸碳酸;用醋可除去水壺內壁上的水垢:2CH3COOH + CaCO3 = (CH3COO)2Ca + CO2+ H2O2CH3COOH + Mg(OH)2 = (CH3COO)2Mg + 2H2O 酯化反應:(斷COH鍵)酯化反應:酸和醇作用生成酯和水的反應叫做酯化反應 (屬于取代反應)。 脫水方式是:羧基脫羧羥基(無機含氧酸脫羥基氫),而醇脫羥基氫,即“酸脫羥基醇脫氫”(可用同位素原子示蹤法證明)。 酯化反應是可逆的:羧酸+醇 酯+水,反應中濃硫酸的作用是作催化劑和吸水劑,除去生成物中的水使可逆反應向生成物方向移動。8. 酯 結構式: (其中兩個烴基R和R,可不一樣,左邊的烴基還可以是H) 物理性質低級酯是具有芳香氣味的液體,密度比水小,難溶于水,易溶于有機溶劑 酯的水解 CH3COOCH2CH3 + NaOH CH3COONa + CH3CH2OH酯化反應與水解反應的比較:酯化水解反應關系酯化水解RCOOH+ROHRCOOR+H2O催化劑濃硫酸稀硫酸或NaOH溶液催化劑的其它作用吸水,提高CH3COOH和C2H5OH的轉化率NaOH中和酯水解生成的CH3COOH,提高酯的水解率加熱方式直接加熱熱水浴加熱反應類型酯化反應,取代反應水解反應,取代反應知識體系 49. 油脂:高級脂肪酸與甘油所生成的高級脂肪酸甘油酯稱為油脂。 生成: 水解 分類: 油(液態(tài)):植物油一般呈液態(tài),高級不飽和脂肪酸甘油酯脂肪(固態(tài)):動物油一般呈固態(tài),高級飽和脂肪酸甘油酯酯和油脂的比較酯油脂油脂組成有機酸或無機酸與醇類反應的生成物高級不飽和脂肪酸甘油酯高級飽和脂肪酸的甘油酯狀態(tài)常溫下呈液態(tài)或固態(tài)常溫下呈液態(tài)常溫下呈固態(tài)存在花草或動植物體內油料作物的籽粒中動物脂肪中實例CH3COOC2H5 (C17H33C00)2C3H5 (C17H35COO)3C3H5聯(lián)系油和脂統(tǒng)稱油脂,均屬于酯類,含相同的酯基 10. 糖類 葡萄糖(果糖) 分子結構分子式:C6H12O6 (180) 結構簡式:CH2OH(CHOH)4CHO 結構式:略從葡萄糖的結構式可以看出,其分子中除-OH外還含有一個特殊的原子團 ,這個原子團稱為醛基,醛基能被弱氧化劑氧化成羧基。 物理性質:白色晶體,有甜味,易溶于水 化學性質 還原性:與銀氨溶液反應:銀鏡反應CH2OH(CHOH)4CHO2Ag(NH3)2OHCH2OH(CHOH)4COONH42Ag3NH3H2O與新制氫氧化銅反應:磚紅色沉淀 CH2OH(CHOH)4CHO2Cu(OH)2CH2OH(CHOH)4COOHCu2O2H2O 具有與乙醇相似的性質 葡萄糖的制法:淀粉水解 用途:醫(yī)療,制糖,制鏡 蔗糖(麥芽糖)低聚糖: 糖類水解后生成幾個分子單糖的糖.雙糖、三糖等. 其中最重要的是雙糖(蔗糖和麥芽糖)。蔗糖與麥芽糖的比較:蔗糖麥芽糖分子式C12H22011結構差異 不含醛基 含醛基來源 在植物體內由葡萄糖、果糖縮合生成。 C6H1206+ C6H1206 酶 H20+ C12H22011 (果糖) (葡萄糖) 淀粉水解糖化而成。 2(C6H10O5)+nH20 酶 nC12H22011 淀粉 (麥芽糖)性質差異 不顯還原性,不發(fā)生銀鏡反應 有還原性能發(fā)生銀鏡反應 可水解,生成一分子果糖和一分子葡萄糖 可水解,生成二分子葡萄糖 有甜味 有甜味,但不如蔗糖甜 淀粉和纖維素:屬于天然高分子化合物定義:多糖是由很多個單糖分子按照一定方式,通過在分子間脫去水分子而成的多聚體。因此多糖也稱為多聚糖。一般不溶于水,沒有甜味,沒有還原性。淀粉與纖維素的比較: 淀粉纖維素分子組成 (C6H1005)(C6H1005)(與淀粉分子式中的n是不同的值)結構特點幾百個到幾千個葡萄糖單元構成的高分子化合物,有直鏈及支鏈結構幾千個葡萄糖單元構成的高分子化合物,與淀粉不是同分異構體。分子的一個結構單元含三個醇羥基物理性質白色粉末狀物質。不溶于冷水,在熱水里淀粉顆粒會膨脹破裂,有一部分淀粉會溶解在水里,另一部分懸浮在水里,形成膠狀淀粉糊白色、無臭、無昧的物質,不溶于水,也不溶于一般有機溶劑化學性質1不與銀氨溶液發(fā)生銀鏡反應。不顯還原性,是一種非還原性糖;2在稀酸作用下發(fā)生水解,最終產物是葡萄糖:在人體內也水解為葡萄糖:3淀粉遇碘后變藍色1不與銀氨溶液發(fā)生銀鏡反應,不顯還原性,是一種非還原性糖;2在酸作用下水解,最終產物是葡萄糖,但比淀粉水解困難(需水浴加熱,用70的H2S04催化): 3與硝酸發(fā)生酯化反應(纖維素三硝酸酯)12. 蛋白質 蛋白質的組成定義:蛋白質是由不同的氨基酸(天然蛋白質所含的都是一氨基酸)經縮聚后形成的高分子化合物。 含有C、H、O、N、S等元素,相對分子質量很大,從幾萬到幾千萬,屬于天然高分子化合物。 1965年我國科技工作者成功合成了具有生物活性的結晶牛胰島素。 性 質 水解反應: 鹽析 可逆過程 可分離提純蛋白質 銨鹽、鈉鹽等蛋白質溶液是膠體。 變性 不可逆過程紫外線照射、加熱或加入有機化合物、酸、堿、重金屬鹽(如銅鹽、鉛鹽、汞鹽等)- 配套講稿:
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