人教版化学必修2

人教版化学必修一

第一节　化学实验基本方法

1．化学实验室安全歌

水火无情，人命关天，安全第一，牢记心田。

一防水患，二防火险，三防爆炸，四防触电。

实验之前，准备在先，防护用品，一应俱全。

实验之中，不得擅离，及时观察，预防突变。

短暂离开，同伴照看，尤应注意，停水停电。

加热过夜，最是危险，确需如此，要五保险:

调压变压; 使用继电; 硅油热包，用作热源;

不准回流，不开水冷; 温度恒定，方可安眠。

用水注意，水管紧连，水量勿猛，下班拔管。

使用电器，先查电线，防止短路，防止漏电。

慎用煤气，小心引燃，远离溶剂，远离实验。

明火加热，通风在先。高压气瓶，放稳放远，

氢气钢瓶，操作要严。家用冰箱，不适实验。

箱内容器，一定盖严，要放平稳，务贴标签。

剧毒试剂，专人领取，金属钾钠，存放专点。

各种溶剂，勿贮太多，存于阴处，入夏尤然。

残渣废液，不可入池，分门别类，各归其所。

实验室内，保持整洁，不能用膳，不准抽烟。

最后离室，是个关键，水电气窗，闸销复原。

灭火用具，经常检查，急救药品，常备手边。

遇有险情，先断电源，报警号码，随处可见。

此歌唱完，认真实践，胆大心细，永保安全。

2．意外事故的处理方法

● 创伤急救

　　用药棉或纱布把伤口清理干净，若有碎玻璃片要小心除去，用双氧水擦洗或涂红汞水，也可涂碘酒（红汞与碘酒不可同时使用），再用创可贴外敷。

● 烫伤和烧伤的急救

　　可用药棉浸75%～95%的酒精轻涂伤处，也可用3%～5%的KMnO4溶液轻擦伤处到皮肤变棕色，再涂烫伤药膏。

● 眼睛的化学灼伤

　　应立即用大量流水冲洗，边洗边眨眼睛。如为碱灼伤，再用20%的硼酸溶液淋洗；若为酸灼伤，则用3%的NaHCO3溶液淋洗。

● 浓酸和浓碱等强腐蚀性药品

　　使用时应特别小心，防止皮肤或衣物被腐蚀。如果酸（或碱）流在实验桌上，立即用NaHCO3溶液（或稀醋酸）中和，然后用水冲洗，再用抹布擦干。如果只有少量酸或碱液滴到实验桌上，立即用湿抹布擦净，再用水冲洗抹布。

　　如果不慎将酸沾到皮肤或衣物上，先用抹布擦试，后用水冲洗，再用3%～5%的NaHCO3溶液冲洗。如果是碱溶液沾到皮肤上，要用较多的水冲洗，再涂上硼酸溶液。

● 其他化学灼伤的急救

　　溴：用1体积氨水+1体积松节油+10体积乙醇混合处理。

　　磷：先用5%的CuSO4溶液洗，再用1 g/L的KMnO4溶液湿敷。

　　苯酚：先用大量水洗，再用乙醇擦洗，最后用肥皂水、清水洗涤。

化学计量在实验中的应用

一、阿伏加德罗定律及其推论

1．阿伏加德罗定律

　　在相同温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。

2．推论（仅适用于气体）

　　可由阿伏加德罗定律推出，也可由理想气体状态方程导出： PV＝nRT。

　　[其中：P—压强V—气体体积　 n—气体的物质的量　 R—常数　　T—热力学温度，T＝273＋t（t为摄氏温度）]

　　（1）同温、同压下，气体的体积与其物质的量成正比

　　　　即 T、P相同时，

　　（2）同温、同压下，气体的密度与其摩尔质量成正比

　　　　即 T、P相同时，

　　　　推断过程：由 PV＝nRT，可得：

　　　　T、P相同时，为定值，故。

　　（3）同温、同体积下，气体的压强与其物质的量成正比

　　　　即 T、V相同时，。

　　（4）同温、同压下，体积相同的气体，质量与其摩尔质量成正比

　　　　即 T、P、V相同时，。

　　（5）同温、同压下，质量相等的气体，体积与其摩尔质量成反比

　　　　即 T、P、m相同时，

　　（6）同温、同体积下，等质量的气体，压强与其摩尔质量成反比

　　　　即 T、V、m相同时，

二、平均摩尔质量（）及平均相对分子质量（）

　　对于某种纯净物，有摩尔质量和相对分子质量的说法，而对于某种混合物，无论是气体，还是固体、液体，有平均摩尔质量和平均相对分子质量的说法。

1．平均摩尔质量（）的求法

　　（1）已知混合物的总质量[m(混)]和总物质的量[n(混)]，则：

　　（2）已知标准状况下混合气体的密度[ρ(混)]，则：

　　　　(混)＝22.4L/mol·ρ(混)

　　（3）已知同温、同压下混合气体的密度[ρ(混)]是一种简单气体A的密度的倍数D（即混合气体对气体A的相对密度为D），则：

　　　　(混)＝D×M(A)

　　（4）已知混合物中各组分的摩尔质量和其物质的量分数（n1%、n2%、…）或体积分数（V1%、V2%、…），则：

　　推断过程：若混合气体有i种组分，其摩尔质量分别为M1、M2、…、Mi，其物质的量分别为n1、n2、…、ni，其体积分别为V1、V2、…、Vi，则：

　　由阿伏加德罗定律推论可知： ni%＝Vi%，故：

2．平均相对分子质量（）的求法

　　由g/mol，可求得。

物质的分类和离子反应

电解质导电的内因和外因及其判断

　　电解质是化合物。这是因为化合物含有离子或溶于水能生成离子，这就是电解质导电的内因。溶于水或融化是导电的外因。通电后离子定向移动，在电极上发生氧化还原反应是导电的过程和实质，即电解质的导电是离子在外加电场作用下作定向移动的结果。

　　化合物在融化或溶解于水时能否导电，是判断其是否是电解质的依据，只要具备其中一个条件即可。对于一些难溶的物质（如BaSO4固体），由于溶解度太小，很难测出溶液的导电性，但BaSO4在熔融状态时，能电离出自由移动的离子（Ba2+、），因此某些难溶物是强电解质。

　　相反，有些物质其水溶液虽能导电，但它们并非电解质。如氨气、二氧化硫溶于水均能导电，但并非它们本身能电离出自由移动的离子，而是它们与水反应的生成物NH3·H2O、H2SO3能电离出离子而导电，所以氨气、二氧化硫都不是电解质。蔗糖、酒精、二氧化碳等是常见的非电解质。

氧化还原反应

氧化还原反应中电子转移的表示方法

●双线桥法

1、双箭号从反应物指向生成物，箭号起止所指的均为同一种元素。

2、线上标出得失电子的情况及价的升降、被氧化或被还原等内容。

　　氧化剂为Fe2O3，还原剂为CO，氧化产物为CO2，还原产物为Fe。

　　氧化剂为HCl，还原剂为Zn，氧化产物为ZnCl2，还原产物为H2。

●单桥线法

1、箭号由还原剂中失电子的元素指向氧化剂中得电子的元素；

2、线上只标出转移电子的总数。

金属的化学性质

铝的多种用途

　　铝作为一种活泼的金属，可以和许多物质发生反应。但是在常温下，浓硝酸却又对它无可奈何。因为，浓硝酸使铝表面发生钝化、生成致密的氧化膜，能阻止反应继续进行，因此，可以用铝制的容器来储运浓硝酸。

　　除此之外，化学家们还发现了一个关于铝的机密，那就是它居然能和强碱溶液发生反应，生成偏铝酸盐和氢气：2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑

　　因此，严格来讲，铝单质是一种两性单质。

　　铝凭借自己多方面的才能，还在材料界和宇航事业中发挥着巨大作用。人类可以用铝来制造“人造小月亮”，因为其反射能力比银还强，只要制作一个面积达几十平方千米的巨大反射镜，并在镜面上镀一层铝，把它发射到太空，人造月亮就做成了。通过它把太阳光反射给地球，可以使夜晚的亮度为满月时的10～100倍。那时，人们夜晚就可以不用照明灯，直接在室外读书、写字、娱乐和工作了。

　　铝制品的成功研制，使保温和制冷材料如虎添翼。用它制成的外衣、帐篷等用品备受人们的喜爱。它们在冬天特别保暖，而夏季又特别防热，这是由于织物上的铝膜在夏天可以把外界的热反射出去，在冬天又可以把散出的辐射热反射回来。捷克曾制造出一种毯子，是一种非常理想的“恒温室”，而且非常轻，只有55g重，可折叠起来，装进一个香烟盒里。

对航空航天工业有重大意义的铝，在其中加入少量的镁、铜、锰等，便形成坚硬的铝合金，称为硬铝。硬铝具有坚硬耐用、轻巧美观、长久不锈的优点，是制造航空用品的理想材料。我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”的外壳就是用铝合金制成的。导弹的用铝量占总质量的10％～50％。美国的阿波罗Ⅱ号宇宙飞船使用的金属材料中，铝和铝合金占75％。航天飞机的骨架和舱壁绝大部分都是用铝合金制造的。

几种重要的金属化合物和用途广泛的金属材料

红宝石与蓝宝石

红宝石的英文名称为Ruby，源于拉丁文 Ruber，意思是红色。红宝石的矿物名称为刚玉。红宝石的化学成分为三氧化二铝（Al2O3），因含微量元素铬（Cr3+）而成红至粉红色。属三方晶系。晶体形态常呈桶状、短柱状、板状等。集合体多为粒状或致密块状。透明至半透明，玻璃光泽。折光率1.76-1.77，双折射率0.008-0.010。二色性明显，非均质体。有时具有特殊的光学效应-星光效应，在光线的照射下会反射出迷人的六射星光，俗称“六道线”。硬度为9，密度3.95-4.10克/立方厘米。无解理，裂理发育。红宝石在长、短波紫外线照射下发红色及暗红色荧光。

　　红宝石的红色之中，最具价值的是颜色最浓，被称为‘鸽血’的宝石，非常贵重。这种几乎可称为深红色的鲜艳强烈色彩，更把红宝石的真面目表露的一览无遗。遗憾的是大部分红宝石颜色都呈淡色，并且带有粉的感觉，因此带有鸽血色调的红宝石，更有价值。另外由于红宝石弥漫一着股强烈的生气和浓艳的色彩，以前的人们认为它是死鸟的化身，对其产生热切的幻想。天然红宝石的产地非产稀少，优质的红宝石只有缅甸一处出产，并且产量也逐渐在减少之中，现在可以说几乎衰退殆尽，大的石便不再出现。

　　红宝石的评价与选购。红宝石的首要评价与选购因素是颜色，其次是重量、透明度和净度。一般来说，颜色纯正，颗粒大，透明，无或极少包裹体与瑕疵，加工精细，各部分比例匀称的刻面红宝石为上等品。缅甸红宝石，多呈鸽血红，色匀，透明度大，粒大，极少瑕疵与裂纹。斯里兰卡红宝石，色浅，主要品种是星光红宝石。泰国尖竹纹红宝石，深红色，颜色不太鲜艳，比较洁净。红宝石具有脆性，怕敲击、摔打，佩带时应该注意。

　蓝宝石的英文名称为Sapphire，源于拉丁文Spphins，意思是蓝色。蓝宝石的矿物名称为刚玉，属刚玉族矿物。目前宝石界将红宝石之外，其余各色宝石级刚玉统称为蓝宝石。

　　蓝宝石的化学成分为三氧化二铝（Al2O3），因含微量元素钛（Ti4+）或铁（Fe2+）而呈蓝色。属三方晶系。晶体形态常呈筒状、短柱状、板状等，几何体多为粒状或致密块状。透明至半透明，玻璃光泽。折光率1.76-1.77，双折射率0.008，二色性强。非均质体。有时具有特殊的光学效应-星光效应。硬度为9，密度3.95-4.1克/立方厘米。无解理，裂理发育。在一定的条件下，可以产生美丽的六射星光，被称为“星光蓝宝石”。

　　蓝宝石可以分为蓝色蓝宝石和艳色（非蓝色）蓝宝石。颜色以印度产“矢车菊蓝”为最佳。据说蓝宝石能保护国王和君主免受伤害，有“帝王石”之称。国际宝石界把蓝宝石定为“九月诞生石”，象征慈爱、忠诚和坚贞。蓝宝石是世界五大珍贵高档宝石之一。

蓝宝石的评价与选购因素是颜色、重量、透明度和净度。蓝宝石的最大特点是颜色不均匀，聚片双晶不发育，二色性强。缅甸地区产的蓝宝石，呈鲜艳的蓝色（含钛致色），因含包裹体，可产生六射或十二射星光。印度克什米尔蓝宝石，呈矢车菊蓝色，是微带紫的靛蓝色，颜色鲜艳，属优质蓝宝石。斯里兰卡、泰国、中国、澳大利亚产的蓝宝石也各具特色。蓝宝石具有脆性，佩带时应避免摔打、磕碰。

无机非金属材料的主角---硅

硅在高新技术中的应用

　　单晶硅作为半导体器件的核心材料，大大地促进了信息技术的革命。自20世纪中叶以来，单晶硅随着半导体工业的需要而迅速了展。到1996年全球半导体产业销售额达到1410亿美元，而其中单晶硅材料的销售达到74亿美元。中国消耗的大部分集成电路及其硅片主要依赖进口。但我国科技人员正迎头赶上，于1998年成功地制造出了12英寸单晶硅，标志着我国单晶硅生产进入了新的发展时期。

　　信息材料技术是新材料技术的重要组成部分，也是信息技术尤其是电子信息技术发展的基础。从目前情况来看，硅半导体仍然是集成电路的主要材料。据估计在21世纪内，硅仍然会占半导体材料的95%以上。

　　微电子与生物技术紧密结合的以DNA芯片等为代表的生物工程是21世纪微电子领域的另一个热点和新的经济增长点。采用微电子加工技术，可以在指甲盖大小的硅片上制作出含有多达10～20万种DNA基因片段的芯片.利用这种芯片可以在短时间内检测或发现遗传基因的变化等情况。这无疑对遗传学研究、疾病诊断与治疗、转基因工程等具有极其重要的作用。

光导纤维

　　从高纯度的二氧化硅或称为石英玻璃熔融体中，拉出直径约为100μm的细丝，称为石英玻璃纤维。玻璃可以透光，但在传输过程中光损耗很大，用石英玻璃纤维光损耗大为降低，故这种纤维称为光导纤维，是精细陶瓷的一种。

　　利用光导纤维可进行光纤通信。激光的方向性强、频率高，是进行光纤通信的理想光源。光纤通信与电波通信比较，光纤通信能提供更多的通信通路，可满足大容量通信系统的需要。

　　光导纤维一般由两层组成，里面一层称为内芯，直径几十微米，但折射率较高；外面一层称包层，折射率较低。从光导纤维一端入射的光线，经内芯反复折射而传到末端，由于两层折射率的差别，使进入内芯的光始终保持在内芯中传输着。光的传输距离与光导纤维的光损耗大小有关，光损耗小，传输距离就长，否则就需要用中继器把衰减的信号放大。用最新的氟玻璃制成的光导纤维，可以把光信号传输到太平洋彼岸而不需要中继站。

　　在实际使用时，常把千百根光导纤维组合在一起并加以增强处理，制成像电缆一样的光缆，这样既提高了光导纤维的强度，又大大增加了通信容量。

　　用光缆代替通信电缆，可以节省大量有色金属，每公里可节省铜1.1吨、铅2～3吨。光缆有质量轻、体积小、结构紧凑、绝缘性好、寿命长、输送距离远、保密性好、成本低等优点。光纤通信与数字技术及计算机结合起来，可以用于传送电话、图像、数据、控制电子设备和智能终端等，起到部分取代通信卫星的作用。

　　光损耗大的光导纤维可在短距离使用，特别适合制作各种人体内窥镜，如胃镜、膀胱镜、直肠镜、子宫镜等，对诊断、医治各种疾病极为有利。

富集在海水中的元素---氯

以海洋为家乡的元素——氯

　　海洋是一个重要的资源宝库，大约有80多种元素蕴藏在湛蓝的海水里。在地壳中氯的含量为0.031%，大部分氯以氯化物的形式存在于表面积为36100万平方公里的海洋里，其总量约为30000万亿吨位。可以看出，在那波涛起伏、天水一色的茫茫大海里，每一滴海水都含有相当多的氯化物。大家知道，陆地实际上是由于地壳变迁、海水枯竭而形成的，可见岩石中的氯元素也来源于海洋。因此，我们说海洋是氯元素的故乡。海水中有大量的氯化钠、氯化钾、氯化镁等金属氯化物，人们可以从海水中得到它们。工业上需要的大量氯气，就是用电解食盐的方法来制到取的。

　　氯是人体所必须的宏量元素之一。人体中氯的含量一般为0.12%，这它主要存在于细胞外液中。缺少了它，人体机能就会失调。我们每天都需要食用食盐（主要成分为氯化钠），原因之一就是要满足人体对氯元素的需要。人的血液有像氯化钠那样的咸味，而且人的血液的咸度和人类“祖先生物”登陆时的海水的咸度大致相当，这足以说明氯元素对生命现象具有十分重要的作用。

　　氯还是人类健康的重要卫士。清晨，我们打开自来水管洗脸、濑口时，常常会闻到一股刺鼻的气味，这是氯气的气味。溶在水里的氯气，能杀死伤寒菌、痢疾菌、布士杆菌等细菌，保持自来水的清洁。人的胃里含有浓度为0.2~0.4%盐酸，它一方面能帮助消化，另一方面能杀死随食物混入的细菌，维护着人体的健康。有些人，因胃液中缺少盐酸，引起的消化不良，患有胃病，医生还常给他们喝些稀盐酸呢！

　　氯气是用途十分广泛的化工原料，尤其是许多有机氯化物在工农业生产和日常生活中发挥着巨大的作用。塑料中用途广泛、历史悠久的要数聚氯乙烯塑料。现在广泛应用于船舶、油田、炼油厂、酒精厂等部门的新型、高效灭火剂——“1211”，化学成分为二氟一氯一溴甲烷，也是一种含氯化合物，它能在短时间内扑灭大面积的火灾。氯硅烷在半导体材料的制造中享有很高的声誉，它在把便宜的粗硅变成比黄金还贵重的精制过程中，起着举足轻重的作用。在五彩缤纷的染料世界里，氯也扮演着十分重要的角色。

　　氯气的化学性质十分活泼，它几乎能跟一切普通金属及大多数非金属直接化合。但在常温下，在几乎没有水蒸气存在时，却不能与铁反应。因此，工厂里常用涂有绿色的钢筒盛装液氯，这给氯气的运送提供了极大的方便。

　　应当注意的是，氯气是一种有毒的气体，在空气中如果含有0.01%的氯气，人的健康就会受到威胁。在制氯工厂里，空气中游离氯的含量最多不得超过1mg/m3。低浓度的氯气可使人的眼睛粘膜、呼吸器官发生病变，大量地吸入氯气可使人窒息致死。第一次大战中，氯气就曾被用作化学毒气。另外，许多氯化物也具有毒性。第二次世界大战中，光气（一种含氯化合物）代替了氯气成为主要的化学毒气。含氯化合物污染事件也层出不穷，特别是有机氯农药的使用，它虽然较有效地防治了农作物的病虫害，提高了农作物产量，但长期使用也带来了严重的后果。这些农药不易分解，其残体潜入清洁的水体，飘入苍茫的云海，从人迹罕至的珠穆朗玛峰到常年冰封的南北极，到处都有微量的有机氯农药。

硫和氮的氧化物

硫化氢

1、物理性质

　　常温下为无色有臭鸡蛋气体的气体，有剧毒，密度比空气大，能溶于水（1：2.6），其水溶液叫氢硫酸。

2、化学性质

（1）强还原性

　　①可燃性：

　　②能被Fe3＋、O2、X2、浓H2SO4、SO2等氧化剂氧化

　　　H2S＋X2＝2HX＋S（X＝Cl、Br、I）

　　　H2S＋H2SO4（浓）＝S↓＋SO2↑＋2H2O

　　　H2S＋2FeCl3＝2FeCl2＋S↓＋2HCl

　　　2H2S＋SO2＝3S＋2H2O

（2）热不稳定性

（3）水溶液（氢硫酸）的弱酸性

　　　注：氢硫酸露置在空气中容易变质

　　　2H2S＋O2＝2H2O＋2S

（4）与许多盐溶液发生沉淀反应

　　　CuSO4＋H2S＝CuS↓＋H2SO4

　　　H2S＋Pb(Ac)2＝PbS↓＋2HAc

　　　2AgNO3＋H2S＝Ag2S↓＋2HNO3

3、实验室制法

　　反应原理：FeS＋2HCl＝FeCl2＋H2S↑

　　反应装置：固＋液气（可用启普发生器）

　　收集方法：向上排空气法

　　验满：湿润的醋酸铅（Pb(CH3COO)2）试纸变黑，即可证明收集满了H2S

　　尾气吸收：CuSO4溶液

硫酸　硝酸

一、硫酸盐及矾

1、硫酸钙(CaSO4)

　　石膏(或生石膏)　　　　　熟石膏

　　用途：（1）作石膏模型、石膏绷带。

　　　　　（2）在水泥工业中加入石膏调节水泥的凝结时间。

2、硫酸钡(BaSO4)

　　天燃产BaSO4称重晶石。BaSO4具备不溶于水，也不溶于酸，无毒，不易被X射线透过的性质，医疗上常用BaSO4作X射线透视肠胃的内服药剂，欲称“钡餐”。

3、ZnSO4

　　ZnSO4·7H2O是无色晶体，欲称皓矾。医疗上可作收敛剂，还可作材料的防腐剂（浸枕木）、印染工业上的媒染剂（使染料附着于纤维上）。

4、硫代硫酸纳（Na2S2O3）

　　Na2S2O3俗称大苏打。有关的反应有：

5、矾

　　矾指的是一些含结晶水的硫酸盐。常见的矾有：

　　CuSO4·5H2O——胆矾、蓝矾

　　FeSO4·7H2O——绿矾

　　ZnSO4·7H2O——皓矾

　　KAl(SO4)2·12H2O——明矾（又称钾铝矾）

氨

氮的固定

　　将游离态氮转变为化合态氮的方法，叫氮的固定，它包括人工固氮和自然固氮。人工固氮如合成氨，；自然固氮如豆科植物固氮2N2＋3C＋6H2O4NH3＋3CO2，雷雨天产生NO气体。

铵盐受热分解

1、不挥发性酸对应的铵盐分解时，酸或酸式盐残留在容器中

　　(NH4)2SO4NH3↑＋NH4HSO4↑

　　(NH4)3PO43NH3↑＋H3PO4

2、氧化性酸对应的铵盐分解时，往往发生氧化还原反应

　　4NH4HSO42NH3↑＋3SO2↑＋SO3↑＋7H2O↑＋N2↑

　　NH4NO3N2O↑＋2H2O↑

　　2NH4NO32N2↑＋O2↑＋4H2O↑

　　5NH4NO32HNO3↑＋9H2O↑＋4N2↑

　　故NH4NO3在可燃物存在或受热撞击的条件下，会发生爆炸。

3、挥发酸对应的铵盐分解时，生成NH3、挥发性酸或其分解产物

　　NH4ClNH3↑＋HCl↑

　　NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O↑

必修二

元素周期表

（一）周期表中特殊位置的元素

1、族序数等于周期数的元素：H、Be、Al

2、族序数等于周期数2倍的元素：C、S

3、族序数等于周期数3倍的元素：O

4、周期数是族序数2倍的元素：Li

5、周期数是族序数3倍的元素：Na

6、最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素：C、Si

7、最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素：S

8、除H、He外，原子半径最小的元素：F

9、短周期中其离子半径最大的元素：S

10、最高正化合价不等于族序数：O、F

（二）原子结构与元素在周期表中的位置关系规律：

1、核外电子层数＝周期数

2、主族元素的最外层电子数＝族序数

3、质子数＝原子序数＝原子核外电子数

4、主族元素的最高正价＝族序数；负价的绝对值＝8－族序数

元素周期律

（一）稀有气体元素原子的电子层结构与同周期的非金属元素形成的阴离子的结构相同，与下一周期的金属元素形成阳离子的电子层结构相同。

　　（1）与He原子电子层结构相同的离子有：H－、Li＋、Be2＋

　　（2）与Ne原子电子层结构相同的离子有：F－、O2－、N3－、Na＋、Mg2＋、Al3＋

　　（3）与Ar原子电子层结构相同的离子有：Cl－、S2－、P3－、K＋、Ca2＋

（二） 10个电子的粒子

　　（1）分子：Ne、HF、H2O、NH3、CH4

　　（2）阳离子：Mg2＋、Na＋、Al3＋、NH4＋、H3O＋

　　（3）阴离子：N3－、O2－、F－、OH－、NH2－

（三）前 18号元素中原子结构的特殊性

　　（1）原子半径最小的原子（无中子的原子）：H

　　（2）最外层只有一个电子：H、Li、Na

　　（3）最外层只有二个电子：He、Be、Mg

　　（4）最外层电子数等于次外层电子数：Be、Ar

　　（5）最外层电子数等于次外层电子数2倍：C

　　（6）最外层电子数等于次外层电子数3倍：O

　　（7）最外层电子数等于次外层电子数4倍：Ne

　　（8）电子层等于最外层电子数：H、Be、Al

　　（9）电子总数等于最外层电子数2倍：Be

　　（10）次外层电子数等于最外层电子数2倍：Li、Si

　　（11）内层电子数等于最外层的2倍：Li、P

化学键

1、分子间作用力

2、氢键

（1）氢键是极性很强的元素与H形成的氢化物之间的一种分子间作用力。氢键不是化学键，比范德华力强一些，比化学键弱很多。

（2）氢键的表示方法：

　　氢键不是化学键，为了与化学键相区别，氢键通常用X—H…Y表示，X代表与氢原子成键（构成分子）的非金属原子，Y为与氢原子形成氢键的另一分子中或本分子中的非金属原子，X与Y可以相同，也可以不同。在下图中用“…”来表示氢键。

（3）氢键对物质物理性质的影响

　　当分子间存在氢键时，若要使相应的物质熔化或气化，由于破坏分子间的氢键需要消耗较多的能量，所以这些物质有“反常的”较高的熔点和沸点。如下图：

　　此外，氢键还会影响物质的溶解性等性质，如乙醇能和水以任意比例互溶。

化学能与热能、化学能与电能

原电池的设计

　　设计原电池，首先要确认化学反应是能自发进行的氧化还原反应；其次是将氧化还原反应拆分为氧化反应和还原反应两个半反应（电极反应式）；第三是根据原电池构成的条件确定原电池的正、负极和电解质溶质；第四是设计出原电池示意图。

例1、请利用氧化还原反应 Cu＋2FeCl3＝2FeCl2＋CuCl2 设计一个原电池。

解析：

　　化学反应符合设计要求。该氧化还原反应可拆分为如下两个半反应：

　　氧化半反应（负极反应）：Cu－2e－＝Cu2＋

　　还原半反应（正极反应）：2Fe3＋＋2e－＝2Fe2＋

　　结合原电池构成的条件而定，负极材料为铜，正极材料可用石墨，电解质溶液为 FeCl3 溶液。

　　该原电池可设计为（如图）

化学反应速率与反应限度

1、化学反应的活化能

　　不同温度下分子能量分布是不同的。下图所示是不同温度下分子的能量分布示意图。当温度升高时，气体分子的运动速率增大，不仅使气体分子在单位时间内碰撞的次数增加，更重要的是由于气体分子能量增加，使活化分子百分数增大。图中曲线t1表示在t1温度下的分子能量分布，曲线t2表示在t2温度下的分子能量分布（t2＞t1）。温度为t1时活化分子的多少可由面积A1反映出来；温度为t2时，活化分子的多少可由面积A1＋A2反映出来。从图中可以看出，升高温度，可以使活化分子百分数增大，从而使反应速率增大。

2、为什么催化剂能加快化学反应速率

　　催化剂能够增大反应速率的原因，是它能够降低反应的活化能，从而使更多的反应物分子成为活化分子，大大增加单位体积内反应物分子中活化分子的百分数，成千成万倍地增大化学反应的速率。从如图所示中可以清楚地看出催化剂与反应速率的关系。

　　图中实线曲线表示不用催化剂时，反应物变成生成物的过程，E1是不用催化剂时的反应活化能；虚线曲线表示用催化剂时，反应物变成生成物的过程，E2是有催化剂存在时该反应的活化能。显然，使用催化剂能使反应的活化能降低，因而能大大增大反应的速率。这好像人们要翻越一座陡峭的高山，很费劲、很慢，能翻越的人就少些；如果在山下开凿一条隧道，穿过隧道就容易、就快，能穿过的人就多一样。

　　了解了上述概念后，我们才能正确认识外界条件的改变对化学反应速率的影响。

最简单的有机化合物——甲烷

1、药品：无水CH3COONa 和碱石灰。

2、发生装置：固一固反应要加热。

3、化学反应方程式：

　　若温度过高加热时间过长有如下副反应发生：

本实验只能用无水乙酸钠与碱石灰共热，而不能用 CH3COONa·3H2O的原因是：在反应中若有水存在时，CH3COONa和NaOH会电离，使分子间反应不能发生，因而不能制得CH4。生石灰在本实验中的主要作用是：稀释NaOH，减弱高温下对玻璃的腐蚀，吸收反应物药品中的湿存水。

来自石油和煤的两种基本化工原料

乙烯的实验室制备

1、工业上可以从石油产品中得到大量的乙烯

2、实验室制备

（1）反应原理

（2）实验装置

　　发生装置：蒸馏烧瓶、温度计、（液＋液气），注意温度计水银球部分插入反应液中。

　　收集装置：排水法

（3）药品：无水乙醇、浓H2SO4

　　无水乙醇与浓 H2SO4的体积比约为1：3，按浓硫酸溶于水的操作方法混合酒精和浓硫酸，即将浓硫酸沿容器内壁慢慢倒入已盛在容器内的无水酒精中，并用玻璃棒不断搅拌无水酒精和浓硫酸的混合物。

（4）碎瓷片作用

　　因反应物都是液体而无固体，所以要向烧瓶内加入碎瓷片，以防液体受热时剧烈跳动，防暴沸。

（5）副反应

（6）其它反应

　　浓硫酸有多种特性，在加热条件下，无水酒精和浓硫酸的混合物的反应除可生成乙烯等物质以外，浓硫酸还能将无水酒精氧化成碳的单质等多种物质，碳的单质使烧瓶内的液体带上了黑色，浓硫酸将无水酒精氧化的化学反应比较复杂：

　　制得的乙烯往往混有 CO、CO2、SO2等气体。若要制纯净乙烯，需除杂质气体。

生活中两种常见的有机物

一、乙醇的工业制法

　　乙醇的工业制法，主要有乙烯直接水化法和发酵法两种。

　　（1）乙烯直接水化法

　　乙烯直接水化法，就是在加热、加压和有催化剂存在的条件下，使乙烯直接与水反应，生成乙醇：

　　此法中的原料——乙烯可大量取自石油裂解气，成本低，产量大，这样能节约大量粮食，因此发展很快。

（2）发酵法

　　发酵法制乙醇是在酿酒的基础上发展起来的，在相当长的历史时期内，曾是生产乙醇的惟一工业方法。发酵法的原料可以是含淀粉的农产品，如谷类、薯类或野生植物果实等；也可用制糖厂的废糖蜜；或者用含纤维素的木屑、植物茎杆等。这些物质经一定的预处理后，经水解（用废糖蜜作原料不经这一步）、发酵，即可制得乙醇。

　　发酵液中乙醇的质量分数约为6%～10%，并含有其他一些有机杂质，经精馏可得95%的工业乙醇。

二、检查“酒后驾车”的反应原理

2CrO3（红色）＋3C2H5OH＋3H2SO4→Cr2(SO4)3（绿色）＋3CH3CHO＋6H2O，观察颜色变化即可作出判断，快速便捷。

基本营养物质

合成洗涤剂

　　人们认识了肥皂分子的结构与去污原理后，合成了一系列与肥皂分子相类似结构的所谓合成洗涤剂。在这此洗涤剂的分子中同时具有亲水基团和憎水基团。因此，它们具有很好的洗涤性能。

　　合成洗涤剂的种类很多，按分子结构的特点，分为阴离子型、阳离子型和非离子型三类。现简单介绍如下：

　　1、阴离子型洗涤剂是目前用得最多的一类合成洗涤剂，共代表品种有烷基硫酸盐、烷基苯基磺酸盐等。它们溶于水时，能象肥皂分子一样形成具有表面活性作用的阴离子，其中一端是憎水的烃基，另一端是亲水基。

　　烃基一般在C12左右为好，过大使油溶性太强，水溶性相应减弱了，太小又使油溶性减弱，水溶性增强，都直接影响洗涤剂的去污效果。

　　我们目前大量生产的阴离子型合成洗涤剂是烷基芳基磺酸盐。下面介绍它的制法。

　　十二烷基苯磺酸钠（）一般是以煤油（180—280℃的馏分）或丙烯的四聚体（丙烯聚合时的副产物）为原料，经过氯化、烷基化、磺化、中和等工序而制得。整个过程可简单地用以下反应方程式来表示：

　　2、阳离子洗涤剂它与阴离子洗涤剂相反，溶于水时其有效部分是阳离子。“新洁而灭”就是这类洗涤剂的典型代表，其结构式如下：

　　溴化十二烷基二甲基苄基铵

　　阳离子洗涤剂去污能力较差，但是它们都具有杀灭细菌和霉菌的能力。

　　3、非离子型洗涤剂这类洗涤剂在水溶液中不离解，是中性化合物。其中羟基和聚醚部分是亲水基团，它可由醇或酚与环氧乙烷反应而得。例如：

　　当n在10左右，是一种很好的乳化剂。

　　家用液态洗涤剂的主要成分也是非离子型洗涤剂。

　　非离子型洗涤剂在工业上用作乳化剂、润湿剂、洗涤剂，也可用作印染固色剂和矿石浮洗剂等。

开发利用金属矿物和海水资源

金属的有关知识归纳

（1）金属的几种分类方法

（2）金属元素在周期表中的位置及原子的结构特点

　　金属元素在周期表中位于左下方。从外层电子排布来看，大多数金属元素最外层只有3个以下的电子。某些金属（如Sn、Pb、Bi等）虽然有4～5个电子，但它们的电子层数较多，原子半径大，原子核对核对电子吸引力小，容易失去电子，这就从本质上解释了金属的物理通性和化学通性。

（3）金属晶体的构成及其物理性质

　　金属原子容易失去价电子而变成金属离子，释出的电子在整个晶体里可自由运动，故称自由电子。金属离子跟自由电子之间存在着较强的作用。许多金属离子相互结合形成离子。

　　①金属的导电性：在外加电场的条件下，自由电子作定向运动而形成电流，故金属容易导电。

　　②金属的导热性：自由电子在运动时与金属离子相碰撞，引起两者能量的交换，最终使整块金属达到同样的温度。这是金属易导热的原因。

　　③金属的延展性：金属受外力作用时，各层之间发生相对滑动，但微粒间较强的作用仍然存在，金属只发生形变而不致断裂，所以金属一般都有不同程度的延展性。

（4）过渡元素与主族元素的比较

　　①过渡元素原子次外层往往未达到饱和结构，如Fe的次外层有14个电子，而主族元素原子次外层均为8电子结构。

　　②过渡元素原子不但最外层电子可以成键，而且外次层甚至倒数第三层的电子也可以成键，故过渡元素往往具有变价，而主族元素原子的价电子全部在最外层。

　　③过渡元素的水合离子往往具有一定颜色，如水含Cu2＋离子呈蓝色，水合Fe2＋呈绿色，水合Fe3＋呈棕黄色等。

　　④过渡元素易形成铬合物，如Fe3＋能和SCN－形成[Fe(SCN)n]3－n络离子，Zn2＋与NH3、Ag＋与NH3等易形成络离子（由一种离子跟一种分子或由两种不同的离子所形成的复杂离子叫做络离子）

化学与资源综合利用、环境保护

1、碳/煤/炭

　　碳、煤和炭三者是既有联系又有区别的。碳是化学元素 C的名称。煤是古代的植物体在不透空气或空气不足的情况下，受到地下的高温和高压而变质形成的黑色固体矿物，煤也叫煤炭。从组成元素上看，煤中的主要元素是碳，还含有氢、氧、氨、硫等多种元素，从组成物质上看，煤是多种有机物和多种无机物组成的混合物。炭是碳元素单质中的无定形体——木炭、焦炭、活性炭和炭黑，方言也将煤叫做炭。用x射线研究发现，木炭主要是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的活性炭。焦炭和炭黑等也具有类似的构成。木材干馏所得的黑色固体就是木炭。在隔绝空气的情况下给木炭加强热，并且不断地通入水蒸气，除去沾附在木炭表面的油质，使管道畅通，来增加木炭的总表面积，经过这样加工的木炭叫做活性炭。煤干馏所得的黑色固体叫做焦炭。含碳元素的燃料不完全燃烧、甲烷高温分解等形成的黑色固体叫做炭黑。

2、蒸馏/分馏/干馏

　　蒸馏：把液体加热到沸腾变为蒸气，再使蒸气冷却凝结成液体的操作。蒸馏可使混合物中沸点较低的组分挥发而达到混合物分离或除杂质的目的。被蒸馏的混合物中至少要有一种组分为液体。各组分沸点差别越大，挥发出的物质（馏分）越纯。若不同组分之间沸点差小，或不同组分互溶形成恒沸液体，馏分则不纯。

　　分馏：对多组分混合物在控温下先后、连续进行的两次或多次蒸馏。分馏可使多组分混合物在一个完整的操作过程中分离为两种或多种馏分而达到混合物分离或除杂质的目的。

　　干馏：把固态混合物（如煤、木材）隔绝空气加强热使它分解的过程叫做干馏。

　　蒸馏与分馏同属物理变化，干馏过程往往发生复杂的物理、化学变化。

3、直馏汽油与裂化油的区别与鉴别

　　直馏汽油是石油通过分馏获得的汽油，主要成分是烷烃、环烷烃和芳香烃（苯、甲苯、二甲苯）；裂化汽油是由长链烷烃经裂化后得到的烷烃和不饱和烯烃的液态混合物，其差异在于后者含烯烃。因而在鉴别上不能用酸性 KMnO4溶液（因为甲苯、二甲苯能被酸性高锰酸钾溶液氧化），只能用溴水，前者仅发生萃取，后者因加成反应使之褪色。

4、工业生产上各种“气”有什么联系和区别？

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/b36d0a11a1116c175f0e7cd184254b35effd1a02.html