高中化学必修一笔记整理精华版.docx

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第1章认识化学学科

第1节认识化学科学

一、化学的含义和特征

1、化学的含义：

在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、变化、制备和应用的自然科学。

2、特征：

认识分子和制造分子。

3、物质的变化分为两种：

物理变化和化学变化。

二、化学的形成和发展

1661年,英国,波义耳提出化学元素的概念,标志着近代化学诞生。

1771年,法国,拉瓦锡建立燃烧现象的氧化学说。

1803年,英国,道尔顿提出了原子学说。

1869年,俄国,门捷列夫发现元素周期表。

三、元素与物质的关系

1、元素的存在状态：

物质都是有元素组成的,元素在物质中以游离态和化合态两种形式存在,在这两种状态下,分别形成单质和化合物。

2、研究物质的顺序：

金属非金属→氢化物

↓↓

金属氧化物非金属氧化物

↓↓

碱含氧酸

↓↓

盐盐

3、氧化物的酸碱性：

第1章认识化学学科

第2节研究物质性质的方法和程序

一、研究物质的基本方法：

观察、实验、分类、比较等方法。

〔一〕Na的性质

1、物理性质：

钠是一种银白色金属,熔点为97.8℃,沸点为882.9℃,密度为0.97g/cm3。

2、化学性质：

容易失去一个电子,形成Na+〔稳定结构〕,还原性极强。

〔1〕与非金属反应：

①4Na+O2====2Na2O②2Na+O2====Na2O2③2Na+Cl2====2NaCl

④2Na+S====Na2S

〔2〕与水反应：

2Na+2H2O====2NaOH+H2↑现象：

浮：

Na浮在水面上；熔：

融化成一个小球；游：

四处游动；响：

发出咝咝响声；红：

试液变红。

〔3〕与酸反应：

2Na+2HCl====2NaCl+H2↑

〔4〕与盐反应：

①2Na+2H2O+CuSO4====Cu2↓+Na2SO4+H2↑

②6Na+6H2O+2FeCl3====2Fe3↓+6NaCl+3H2↑

③4Na+TiCl4<熔融状>

Ti+4NaCl

<5>Na在空气中的一系列变化：

Na

Na2O

NaOH

Na2CO3·10H2O

Na2CO3

4Na+O2====2Na2O→Na2O+H2O====2NaOH→

2NaOH+9H2O+CO2====Na2CO3·10H2O→Na2CO3·10H2O

Na2CO3+10H2O↑

3、Na的保存：

钠通常保存在煤油或石蜡油中。

4、Na的用途：

钠和钾的合金可用作原子反应堆的导热剂；高压钠灯；金属冶炼。

〔二〕Na2O的性质

1、物理性质：

白色固体,不可燃。

2、化学性质：

〔1〕与水反应：

Na2O+H2O====2NaOH

〔2〕与酸反应：

Na2O+2HCl====2NaCl+H2O

〔3〕与非金属反应：

Na2O+CO2====Na2CO3

3、Na2O的用途：

制NaOH,Na2CO3

<三>Na2O2的性质

1、物理性质：

淡黄色固体。

2、化学性质：

〔1〕与水反应：

2Na2O2+2H2O====4NaOH+O2↑〔放出大量的热〕

〔2〕与非金属反应：

2Na2O2+2CO2====2Na2CO3+O2↑〔放出大量的热〕

〔3〕与酸反应：

2Na2O2+4HCl====4NaCl+2H2O+O2↑

3、Na2O2的用途：

作供氧剂、漂白剂、强氧化剂

[向NaOH溶液中通入CO2气体至过量]：

无明显现象,加热溶液后生成气体。

2NaOH+CO2====Na2CO3+H2O+O2↑→2NaHCO3

Na2CO3+H2O+CO2↑

[向Ca2溶液中通入CO2气体至过量]：

先生成沉淀,后沉淀消失,加热溶液后生成沉淀和气体。

Ca2+CO2====CaCO3↓+H2O→CaCO3+H2O+CO2===Ca2→Ca2

CaCO3↓+H2O+CO2↑

二、研究物质的基本程序：

观察物质外观→预测物质性质实验和观察→解释和结论

↓↑

发现特殊现象,提出新问题

〔一〕氯气的性质

1、物理性质：

黄绿色气体,有刺激性气味,有毒,能溶于水,易液化,密度大与空气。

2、化学性质：

〔1〕与金属反应：

①与钠反应：

2Na+Cl2

2NaCl剧烈燃烧,黄色火焰、生成白烟。

②与铁反应：

2Fe+3Cl2

2FeCl3剧烈燃烧,生成棕褐色/红褐色烟。

③与铜反应：

Cu+Cl2

CuCl2剧烈燃烧,生成棕黄色烟。

规律：

变价金属与Cl2反应一般生成高价金属的氧化物。

〔2〕与非金属反应：

①氢气在氯气中燃烧：

H2+Cl2

2HCl苍白色火焰,瓶口内壁出现白雾。

②氢气与氯气混合光照：

H2+Cl2

2HCl发生爆炸。

〔3〕与水反应：

Cl2+H2O===HCl+HClO

新制氯水中的微粒

〔4〕与碱反应：

①2Cl2+2Ca2====CaCl2+Ca2+2H2O

2Cl2+2H2O====2HCL+2HClO

2HCl+Ca2====CaCl2+2H2O

2HClO+Ca2====Ca2+2H2O

②Cl2+2NaOH====NaCl+NaClO+H2O

Cl2+H2O====HCl+HClO

HCl+NaOH====NaCl+H2O

HClO+NaOH====NaClO+H2O

〔5〕与盐反应：

Cl2+2KI====2KCl+I2

Cl2+2NaBr====NaCl+Br2

3、氯气的用途：

用来制造盐酸、有机溶解剂和杀菌消毒剂。

〔二〕HClO的性质

1、不稳定性：

2HClO

2HCl+O2↑

2、强氧化性：

漂白粉和消毒剂的主要成分：

Ca2+H2O+CO2====CaCO3↓+2HClO

Ca2+2HCl====CaCl2+2HClO

2NaClO+H2O+CO2====Na2CO3+2HClO

[制漂白剂：

2Cl2+2Ca2====CaCl2+Ca2+2H2O]

3、弱酸性：

HClO的酸性比H2CO3还弱。

[工业上电解NaCl溶液制取Cl2、NaOH、H2：

2NaCl+2H2O

2NaOH+H2↑+Cl2↑]

[实验室制氯气：

MnO2+4HCl<浓>

MnCl2+Cl2↑+2H2O]

第1章认识化学学科

第3节化学中常用的物理量——物质的量

一、物质的量〔n〕

1、定义：

它是一个描述宏观物质中所含有的微粒数目的多少的一个物理量。

2、单位：

摩尔,简称摩,符号是mol。

3、阿伏伽德罗常数〔NA〕：

0.012kg12C所含的碳原子数目叫做阿伏伽德罗常数。

1mol任何微粒所含的微粒数均为NA个。

NA=6.02×1023mol-1

4、公式：

n=

N:

微粒数。

二、摩尔质量〔M〕

1、定义：

单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量。

1mol的任何物质的质量,以g为单位时,它在数值上等于该物质的相对原子/分子质量。

2、单位：

g·mol-1或kg·mol-1。

3、公式：

n=

三、摩尔体积〔Vm〕

1、定义：

一定温度和压强下,单位物质的量的气体所占的体积叫做气体的摩尔体积。

2、单位：

L·mol-1或m3·mol-1

3、标准状况下,气体摩尔体积约为22.4L·mol-1。

〔标准状况：

指温度为0℃、压强为101kPa的状况,简称STP。

〕

4、公式：

n=

5、书写规律：

①在相同条件下,1mol气体所占的体积比1mol固体或液体所占的体积大得多。

②在相同条件下,1mol固体或液体的体积不同,而1mol气体的体积却几乎完全相同。

③在相同条件下,决定物质的体积的微观因素：

气体体积大小1、粒子数目固、液体体积大小

的主要因素2、粒子<半径>大小的主要因素

3、粒子间的平均距离

[阿伏伽德罗定律：

在同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。

]

pV=nRT

四、物质的量浓度〔cB〕

1、定义：

单位体积溶液中所含溶质的物质的量。

2、单位：

mol·L-1或mol·m-3。

3、公式：

nB=cB×V

4、一定物质的量浓度溶液的配置：

〔1〕主要仪器：

容量瓶、烧杯、胶头滴管、玻璃棒、托盘天平<砝码>、药匙、量筒。

容量瓶：

①常用于配置一定体积的、浓度准确的溶液。

②规格：

100mL、250mL、500mL、1000mL

瓶上通常标注有温度、容量、刻度线。

〔2〕配置步骤：

①计算②称量<量取>

③溶解<冷却至室温20℃〕④转移

⑤洗涤：

2-3次。

⑥摇匀

⑦定容：

加水至刻度线下1-2cm处,在用胶头滴管加水至刻度线。

⑧摇匀⑨装瓶贴标签

五、化学中的一些定量关系

1、化学方程式中的定量关系

H2+Cl2====2HCl

1:

1:

2<分子数之比>

2g:

71g:

73g<质量之比>

1mol:

1mol:

2mol<物质的量之比>

1:

1:

2<体积之比>

1mol:

22.4L:

44.8L<标况下,物质的量与气体体积关系>

22.4L:

71g:

2mol<标况下,物质的量与气体体积、质量的关系>

2、物质的量与各种物理量之间的关系

第2章元素与物质世界

第1节元素与物质的分类

一、元素在自然界中的存在状态

1、游离态：

元素以单质形式存在的状态。

2、化合态：

元素以化合物形式存在的状态。

二、研究物质的顺序

金属→金属氧化物→碱→盐

非金属→非金属氧化物→含氧酸→盐

氢化物

三、物质的分类

四、物质的分散体系

1、定义：

一种或几种物质〔称为分散质〕分散到另一种物质〔成为分散剂〕中形成分散系。

2、分类：

3、胶体的性质

〔1〕丁达尔效应〔现象〕：

可见光束通过胶体时,在入射光侧面可观察到明亮的光区。

此性质可用于胶体与溶液的区别。

〔2〕聚沉：

胶体形成沉淀析出的现象。

加盐、加热和搅拌均能引起胶体的聚沉。

〔3〕电泳：

在通电情况下,胶体微粒向直流电源的某一极移动,这种现象称为电泳。

〔4〕渗析：

利用半透膜分离胶体中的杂质分子或离子,提纯、精制胶体的操作称为渗析。

4、胶体的制备：

FeCl3+3H2O

Fe3+3H2O

将饱和的FeCl3溶液滴加到沸水中,加热至呈红褐色。

5、胶体的应用：

〔1〕农业生产：

土壤的保肥作用

〔2〕医疗卫生：

血液透析、血清纸上电泳、利用电泳分离蛋白质

〔3〕日常生活：

制豆腐原理〔胶体的聚沉〕和豆浆、牛奶、明矾净水,都跟胶体有关。

第2章元素与物质世界

第2节电解质

一、电解质及其电离

1、电解质：

在溶液中或熔融状态下能够导电的化合物。

非电解质：

在溶液中或熔融状态下不能够导电的化合物。

2、电解质的电离：

电解质溶于水或受热熔化时,离解成能够自由移动的离子的过程称为电离。

3、强电解质与弱电解质：

4、电离方程式：

HCl====H++Cl+NaOH====Na++OH-

NaCl====Na++Cl-NaHSO4====Na++H++SO42-

H2CO3H++HCO3-HCO3-H++CO32-

CH3COOHCH3COO-+H+NH3·H2ONH4++OH-

H2OH++OH-

二、电解质在水溶液中的反映

1、离子反应：

溶液中有离子参加的反应称为离子反应。

2、离子方程式：

〔1〕离子方程式：

用实际参加反应的离子来表示反应的式子。

〔2〕离子反应发生的条件：

复分解式的离子反应只要满足下列3个条件之一则发生反应：

①生成了难溶物

②生成了难电离物质

③生成了气体

〔3〕书写时的注意事项：

①两守恒：

a、电荷守恒b、质量守恒

②书写时用分子式表示：

a、难溶物质

b、难电离物质〔包括弱酸、弱碱、水,如CH3COOH,NH3·H2O〕

c、气体

d、单质

e、氧化物

f、Ca2：

在反应中写离子式；在生成物中写化学式；

澄清石灰水时写离子式；石灰乳或消石灰石写化学式。

g、浓硫酸、浓磷酸、硝酸铅2Pb

第2章元素与物质世界

第3节氧化剂和还原剂

一、氧化还原反应

1、定义：

在化学反应过程中有电子转移的化学反应叫做氧化还原反应；

在化学反应过程中没有电子转移的化学反应叫做非氧化还原反应。

2、氧化还原反应的实质：

有电子转移〔得失或偏移〕。

3、特征〔标志〕：

反应前后元素的化合价有升降。

4、氧化反应及还原反应：

氧化剂〔氧化性〕——得电子——化合价降低——发生还原反应——还原产物

反↓↓↓↓↓生

应同时存在数目相等数目相等同时存在同时产生成

物↑↑↑↑↑物

还原剂〔还原性〕——失电子——化合价升高——发生氧化反应——氧化产物

5、氧化还原反应表示方法：

①双线桥法：

得e-,还原反应

氧化剂+还原剂氧化产物+还原产物

失e-,氧化反应

失2e-,氧化反应失12e-,氧化反应

2Na+Cl2====2NaCl2KClO3======2KCl+3O2↑

得e-,还原反应得12e-,还原反应

②单线桥法：

e-

氧化剂+还原剂氧化产物+还原产物

6、氧化还原反应与化合、分解、置换、复分解反应的关系：

二、氧化剂和还原剂

1、定义：

氧化剂：

在氧化还原反应中,所含的某种元素的化合价降低的反应物,称为氧化剂；

还原剂：

在氧化还原反应中,所含的某种元素的化合价升高的反应物,称为还原剂。

2、氧化性、还原性与化合价的关系：

元素处于高价态时,应具有氧化性；

元素处于最高价态时,只具有氧化性；

元素处于低价态时,应具有还原性；

元素处于最低价态时,只具有还原性。

常见的氧化剂：

O2,O3,Cl2,Br2,HNO3,浓H2SO4,HClO,H2O2,KMnO4,Fe3+

常见的还原剂：

金属单质,C,CO,H2,KI,H2S,Fe2+,S2-,I-

3、氧化性与还原性的比较

①方程式法得e-

强氧化剂+强还原剂====还原产物〔弱还原性〕+氧化产物〔弱氧化性〕

失e-

氧化性：

氧化剂＞氧化产物；还原性：

还原剂＞还原产物

[特例：

CuSO4+H2S====CuS↓+H2SO4]

②反应条件：

是否加热

③活动性顺序：

氧化性减弱单质的还原性减弱

F,O,Cl,Br,I,SK,Ca,Na,Mg,Al,Zn,Fe,Sn,Pd,,Cu,Hg,Ag,Pt,Ag

对应阴离子的还原性减弱对应阳离子的氧化性减弱

失去nH+

[得H+能力：

弱酸盐＞强酸盐]

[拓展：

强酸+弱酸盐====强酸盐+弱酸]

[失H+能力：

强酸＞弱酸]

得到nH+

3、反应的先后顺序：

一种氧化剂与多种还原剂反应,还原性强的先反应；

一种还原剂与多种氧化剂反应,氧化性强的先反应。

三、铁及其化合物的氧化性或还原性

常见价态

0价

+2价

+3价

元素

Fe

Fe

Fe

相关

物质

Fe

FeCl2浅绿色

Fe2白色

FeO黑色

FeCl3红棕色

Fe3红褐色

Fe2O3红棕色

〔一〕Fe的性质

1、物理性质：

固体,纯铁具有银白色金属光泽,密度为7.8g/cm3,延展性良好。

2、化学性质：

〔1〕与弱氧化剂反应：

Fe+2H+====Fe2++H2↑

Fe+S

FeS

Fe+2FeCl3====3FeCl2

Fe+Cu2+====Fe2++Cu

〔2〕与强氧化剂反应：

Fe<少量>+4HNO3====Fe3+NO↑+2H2O

3Fe<过量>+8HNO3====3Fe2+2NO↑+4H2O

2Fe+6H2SO4<浓>

Fe23+3SO2↑+6H2O

2Fe+3Cl2

2FeCl3

[Fe遇冷的浓硝酸、浓硫酸钝化,生成致密的氧化膜]

〔3〕与水反应：

3Fe+4H2O

Fe3O4+4H2↑

〔4〕与氧气反应：

3Fe+2O2

Fe3O4

〔二〕亚铁盐和铁盐的转化

1、Fe2+→Fe3+

①2Fe2++Cl2====2Fe3++2Cl-

②4Fe2++O2+4H+====4Fe3++2H2O

③4Fe3+O2+H2O====4Fe3白色→灰绿色→红褐色

2、Fe3+→Fe2+

①2Fe3++Fe====3Fe2+

②2Fe3++Cu====2Fe2++Cu2+

③2Fe3++2I-====2Fe2++I2

〔三〕Fe2+、Fe3+的检验

1、Fe2+的检验：

①加NaOH溶液：

Fe2++2OH-====Fe2↓

4Fe2+O2+H2O====4Fe3

先生成白色沉淀,迅速变成灰绿色,最终变为红褐色沉淀

②加KSCN<硫氰化钾>—Cl2<强氧化剂等>：

2Fe2++Cl2====2Fe3++2Cl-

Fe3++3SCN-====Fe3〔血红色〕

2、Fe3+的检验：

①加KSCN溶液：

Fe3++3SCN-====Fe3〔血红色〕

②加NaOH溶液：

Fe3++3OH-====Fe3↓

〔四〕铁和铁的化合物相互转化关系

第3章元素与物质世界

第1节碳的多样性

一、多种多样的碳单质

1、同素异形体：

有同一种元素组成的性质不同的单质。

2、碳单质的物理性质与用途：

碳的单质

物理性质

用途

金刚石

无色透明,不到点,硬度很大,是天然存在的最硬物质,

a、雕琢做装饰品；

b、玻璃刀；

c、钻头。

石墨

深灰色,有金属光泽,不透明,质软,有滑腻感,导电。

铅笔芯、电极、润滑剂等。

C60

形似足球,结构稳定,灰黑色固体。

用于材料科学、超导体等方面。

无定形碳

木炭

他们都是由石墨的微小晶体和少量杂质构成,成黑色或灰黑色；疏松多孔结构,吸附性强。

燃料

活性炭

吸附剂

二、广泛存在的含碳化合物

1、含碳的化合物：

2、碳酸钠与碳酸氢钠的性质：

化学名称

碳酸钠

碳酸氢钠

化学组成<化学式>

无水物

结晶水合物

NaHCO3

Na2CO3

Na2CO3·10H2O

俗称

纯碱、苏打

小苏打

晶体颜色

无水物

结晶水合物

白色晶体

白色粉末

无色晶体

溶解性<水中>

大

较大

与盐酸反应

Na2CO3+2HCl====2NaCl+CaCO3

NaHCO3+HCl====NaCl+CO2↑+H2O

与盐反应

Na2CO3+CaCls====2NaCl+CaCO3↓

不反应

与NaOH反应

不反应

NaHCO3+NaOH====Na2CO3+H2O

与Ca2完全反应

Na2CO3+Ca2====CaCO3↓+2NaOH

2NaHCO3+Ca2====CaCO3↓+Na2CO3+2H2O

热稳定性

受热不分解

2NaHCO3

Na2CO3+CO2↑+H2O

鉴别方法

①加热固体,产生能使澄清的石灰水变浑浊的无色气体的是碳酸氢钠。

②溶解,加入CaCl2溶液,产生白色沉淀的是碳酸钠。

相互转化

NaHCO3Na2CO3

2NaHCO3<固体>

Na2CO3+CO2↑+H2O

NaHCO3<溶液>+NaOH====Na2CO3+H2O

Na2CO3<溶液>+CO2+H2O====2NaHCO3

三、碳酸盐和碳酸氢盐的转化

一般来说,碳酸盐能与碳酸〔二氧化碳和水〕反应转化为碳酸氢盐,碳酸氢盐在受热分解时或与碱反应是能转化为碳酸盐。

四、C,CO和CO2之间的转化

CCaCO3NaHCO3

COCO2Na2CO3

五、炼铁中的主要化学反应

C+O2

CO2

CO2+C

2CO

CO+3Fe2O3

2Fe3O4+CO2

Fe3O4+CO

3FeO+CO2

FeO+CO

Fe+CO2

CaCO3

CaO+CO2↑

CaO+SiO2

CaSiO3

六、有机物和无机物之间的转化

1828年,德国化学家维勒用无机化合物氰酸铵合成出有机化合物——尿素[CO2],由此突破了无机化合物和有机化合物之间的界限。

第3章元素与物质世界

第2节氮的循环

一、自然界中氮的循环

1、氮的固定〔简称固氮〕：

将游离态的氮转化为含氮化合物叫做氮的固定。

氮的固定主要有自然固氮和人工固氮〔或工业固氮〕两种方式。

人工固氮

自然固氮

2、氮的存在形式：

〔1〕游离态：

氮气

〔2〕化合态：

二、氮循环中的重要物质

〔一〕氮气

1、N2的物理性质：

纯净的氮气是一种无色、无味、无毒的气体,密度比空气的稍小。

氮气在水中的溶解度很小,通常状况下,1体积水中只能溶解大约0.02体积的氮气。

在压强为101kPa时,氮气在-195.8℃时变成无色液体,在-209.9℃时变成雪花状固体。

2、N2的化学性质：

〔1〕氮气的氧化性：

氨气的工业制法

N2+3Mg

Mg3N2

[可逆反应：

在相同条件下能同时向正反两个方向进行的反应称为可逆反应。

]

〔2〕氮气的还原性：

N2+O2

2NO

3、N2的用途：

制冷剂,保护气,冷藏食品,制氨气、硝酸、化肥。

〔二〕一氧化氮和二氧化氮的性质：

名称

一氧化氮

二氧化氮

化学式

NO

NO2

物理性质

无色气体,难溶于水,有毒。

红棕色气体,难溶于水,有刺激性气味,有毒。

化学性质

与水反应

3NO2+H2O====2HNO3+NO〔工业制硝酸〕

与O2反应

2NO+O2====2NO2

综合以上两个方程式：

4NO+3O2+2H2O====4HNO3

〔三〕氨与氮肥

1、氨的物理性质：

氨是没有颜色、有刺激性气味的气体；在标准状况下,密度为0.771g/L,比空气轻；极易溶于水且能快速溶解,在常温常压下,1体积水能溶解700体积氨气。

2、氨的化学性质：

〔1〕与水反应：

NH3+H2ONH3·H2ONH4+OH-

〔2〕与酸反应：

NH3+HCl====NH4Cl〔生成白烟〕

NH3+H2SO4====2SO4

NH3+HNO3====NH4NO3

用途：

可以检验氨气的存在。

与其他酸反应：

NH3·H2O+CO2<少量>====NH4HCO3

〔3〕与氧化剂反应：

①与氧气反应〔NH3体现还原性〕：

4NH3+5O2======4NO+6H20〔工业制硝酸的基础〕

②与Cl2反应：

8NH3+3Cl2====N2+6NH4Cl〔用于检验Cl2是否泄漏〕

③与CuO反应：

2NH3+3CuO

N2+3Cu+3H2O

〔4〕与还原剂反应：

4NH3+6NO====5N2+6H2O

3、化学氮肥：

①铵态氮肥：

硫铵[2SO4]、碳铵、氯化铵、硝铵。

②硝态氮肥:

硝铵

③有机态氮肥：

尿素[CO2]

注意：

a、铵态氮肥不能与碱性物质如草木灰等混合使用。

b、碳铵储存时,应密封包装并放在阴凉通风处。

〔四〕铵盐

1、铵盐的物理性质