沪科版高一化学下学期知识点总结.docx
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沪科版高一化学下学期知识点总结
沪科版-高一化学下学期知识点总结
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高一下学期化学期末复习要点
一、硫、氮单质及化合物
(一)硫单质S:
黑火药的使用:
S+2KNO3+3C
K2S+3CO2↑+N2↑
1、硫的物理性质:
硫是淡黄色晶体,脆,不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2。
2、硫的化学性质:
(1)氧化性(
):
①加热硫粉和铁粉的混合物,燃烧生成黑色难溶固体:
Fe+S
FeS
②将铜丝伸入硫蒸气中,燃烧生成黑色固体:
2Cu+S
Cu2S。
由上可得:
硫和变价金属反应时,一般会生成低价金属硫化物。
特例:
硫与汞反应:
Hg+S
HgS(黑色)(该反应可除地上散落的汞)。
由Fe、Cu与Cl2的反应,可得出氧化性的强弱顺序:
Cl2>S,所以硫是一种较不活泼的非金属元素。
③硫和炭在高温时、硫蒸气和氢气在加热时也可发生反应:
(2)还原性(
):
硫在空气中燃烧发出淡蓝色的火焰;在纯氧中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰。
反应方程式都是:
S+O2
SO2
(二)硫化氢H2S:
1、物理性质:
无色、臭鸡蛋气味的气体,剧毒,密度比空气略大,能1∶2.6溶于水,得弱酸性的氢硫酸。
2、化学性质:
H2S中S显-2价,是硫元素的最低价,因此发生氧化还原反应时,只表现还原性。
(1)H2S的燃烧:
在空气中点燃H2S气,并在火焰上方罩一干燥的洁净小烧杯,可观察到燃烧发出淡蓝色火焰,小烧杯内壁有水珠,且出现黄色固体,这是因为O2不充足;H2S若在充足的O2中燃烧,会发出淡蓝色火焰,并产生有刺激性气味的气体。
化学方程式:
2H2S+O2(不足)
2S+2H2O 2H2S+3O2(充足)
2SO2+2H2O
(2)可被卤素单质氧化:
H2S+X2→S↓+2HX (X2—指Cl2、Br2、I2)如:
H2S+I2→2HI+S↓
(3)将分别盛有H2S和SO2气体的两集气瓶口对口并抽去玻璃片使之混合,可观察到瓶壁上有淡黄色固体生成。
此反应电子转移的方向和数目表示为:
,其中氧化剂是SO2,还原剂是H2S,氧化产物、还原产物都是S,氧化产物、还原产物物质的量之比为2:
1。
(4)不稳定性:
受热易分解H2S
H2+S
3、氢硫酸及盐:
(1)氢硫酸是一种易挥发的二元弱酸,其酸性比碳酸还弱,具有酸的通性。
可用NaOH溶液吸收多余H2S,以防污染环境。
(2)CuS、PbS、Ag2S都是既难溶于水,又难溶于稀的强酸(如稀HNO3)的黑色物质,所以可用CuSO4溶液除H2S,用湿润的Pb(NO3)2试纸验证H2S的存在(观察试纸是否变黑)。
H2S+CuSO4→CuS↓+H2SO4 H2S+Pb(NO3)2→PbS↓+2HNO3
4、实验室常用FeS与稀H2SO4或稀HCl反应制取H2S气体,装置与实验室制H2或CO2的制法相同。
FeS +2HCl →FeCl2+2H2S↑
(三)二氧化硫SO2:
1、SO2的物理性质:
无色、有剌激性气味的气体,有毒,密度比空气大,易液化(沸点较高)。
易溶于水(1:
40),溶于水形成亚硫酸,显中等(弱)酸性。
2、SO2的化学性质:
(1) 与水反应:
SO2 +H2O
H2SO3,生成的亚硫酸是一种不稳定的弱酸。
(2) 弱氧化性:
2H2S+SO2→3S↓+2H2O
(3)较强还原性:
①被氧气氧化:
2SO2+O2
2SO3;②被卤素单质X2(Cl2、Br2、I2)氧化:
使溴水褪色Br2+SO2+2H2O→H2SO4+2HBr;③被KMnO4氧化:
使KMnO4溶液紫色褪去。
(4) 漂白性:
二氧化硫能使红色品红溶液褪色,但当加热时,溶液又重新变成红色。
3、亚硫酸及其盐的主要化学性质:
比SO2更强的还原性,易被氧化。
4、酸雨:
(1) 判断标准:
PH<5.6的雨水
(2)酸雨的成因:
主要是由煤、石油产品燃烧生成的SO2造成的,SO2+H2O→H2SO3,2H2SO3+O2→H2SO4或2SO2+O2
2SO3,SO3+H2O→H2SO4
(3)酸雨的危害及防护(了解)。
(四)硫酸H2SO4:
1、稀硫酸的化学性质:
酸的通性(强酸)H+的弱氧化性(如与金属置换氢气)。
2、浓硫酸的特性:
(1)难挥发性:
是一种高沸点、难挥发性酸,利用此性质可制取HF、HCl、HNO3。
(2)吸水性:
浓硫酸能吸收空气中的水分,在实验室中常用浓硫酸来干燥不与它起反应的气体。
(3)脱水性(炭化):
在200mL烧杯中放入20g蔗糖,加入几滴水,搅拌均匀。
然后再加入15mL98%的浓硫酸,迅速搅拌。
现象:
蔗糖逐渐变黑,体积膨胀,形成疏松多孔的海绵状的炭。
(4) 强氧化性:
浓硫酸与铜反应:
Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O,浓硫酸也与木炭反应:
C+2H2SO4
CO2+2SO2↑+2H2O。
注意:
Al和Fe在冷的浓硫酸中会发生钝化,所以可以用铁或铝的容器盛装浓硫酸。
3、硫酸根离子的检验:
先用盐酸把溶液酸化,以排除CO32-、SO32-、Ag+等可能造成的干扰,再加入BaCl2溶液,根据是否有白色沉淀出现来判断原溶液中是否有SO42-存在。
4、几种重要的硫酸盐:
硫酸盐
结晶水合物
俗称
色态
主要用途
硫酸钙
CaSO4·2H2O
生石膏、石膏
白色固体
制粉笔、模型、雕像、石膏绷带、调节水泥凝固时间
2CaSO4·H2O
熟石膏
白色固体
硫酸钡
——
重晶石
白色固体
白色颜料、医用“钡餐”
硫酸铜
CuSO4·5H2O
胆矾
蓝色晶体
制农药(玻尔多液) 、电解精炼铜
硫酸铝钾
KAl(SO4)2·12H2O
明矾
无色晶体
净水剂
(五)氮气:
1、氮气化学性质:
很强的稳定性,可从结构上(电子式:
、结构式:
)去分析。
(1) 与氧气的反应:
N2+O2
2NO2NO+O2→2NO2 3NO2+H2O→2HNO3+NO(可解释“雷雨发庄稼”)。
NO为无色无味难溶于水的气体,NO2是红棕色有刺激性气味的气体,二者都有毒,是大气污染物。
(2)与氢气的反应(工业制氨):
N2+3H2
2NH3(注意反应条件、可逆反应)。
(3)与活泼金属的反应:
N2+3Mg
Mg3N2
2、氮的固定:
把游离态的氮转变为化合态氮的方法,叫氮的固定,又分为天然固氮和人工固氮。
(六)氨:
1、氨的分子结构:
三角锥形,电子式:
。
2、氨的物理性质:
无色有刺激性气味的气体,易液化,极易溶于水(1:
700)(可用喷泉实验验证)
3、氨的化学性质:
(1)氨与水反应:
NH3+H2O
NH3·H2O
NH4++OH-(在喷泉实验中,烧瓶内溶液变红,说明氨溶于水后呈碱性。
)
(2)与酸反应:
NH3+HCl→NH4Cl(分别蘸有浓氨水与浓盐酸的玻璃棒靠近,会出现白烟。
)
氨同样能跟其它酸化合生成铵盐。
如:
NH3+HNO3→NH3NO3
(3)与氧气反应:
4NH3+5O2
4NO+6H2O此反应可如右图装置进行实验:
现象:
插入时红热铂丝保持红热,瓶内或瓶口出现红棕色气体,液面可能有白雾。
4、氨的实验室制法:
2NH4Cl(s)+Ca(OH) 2(s)
CaCl2+2NH3↑+2H2O
(1)若无固体NH4Cl、Ca(OH)2,能否用溶液代替?
(不可,因NH3极易溶于水)
(2)固体和固体混合加热制气需选用什么仪器?
(硬质试管,口略向下倾斜固定在铁架台上)
(3)我们已学过哪些气体的制备与NH3相同?
(实验室制O2)
(4)如何收集氨气?
为什么?
为什么收集NH3的试管要十分干燥?
(口向下排空气,密度比空气小。
氨气极易溶于水)
(5)根据NH3的性质,可用什么方法检验NH3是否收集满?
(湿润的红色石蕊试纸)
(6) 多余的氨气是否需处理?
如何处理?
(需处理,可用水或酸吸收)
(7)干燥NH3可选择什么干燥剂?
(碱石灰)
(七) 铵盐:
1、物理性质:
均为白色晶体、均易溶于水。
2、化学性质:
(1)铵盐受热易分解:
NH4Cl
NH3↑+HCl↑、NH4HCO3
NH3↑+CO2↑+H2O↑ 所以在保存和施用氨态氮肥时,应注意低温,施后覆盖。
(2) 铵盐与碱共热:
反应的离子方程式 NH4++OH–
NH3↑+ H2O
3、铵盐的检验:
与碱共热,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体NH3。
(八) 自然界中氮的循环及硫的循环(了解):
人是自然的一部分,是自然长期演化的结果,人类文明的发展与生态环境的变化密切相关。
在意识到生态环境危机是人类生存和发展最大威胁之一的今天,人类必须探索新的发展思路:
只有既保持发展又维护生态平衡,既考虑当前的发展又要考虑后代的需要、考虑整个人类的存在和发展,只有所有的生命同时生存、和谐与共、互相信赖、友好相处,自然才能繁荣、美丽,人类才能幸福、快乐。
人类是人与自然平衡的维护者。
二、化学反应速率和化学平衡
(一)化学反应速率:
1、通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示,可表示为:
。
2、物质浓度是物质的量浓度以mol/L为单位,时间单位通常可用s、min、h表示,因此反应速率的单位一般为mol/(L·s)、mol/(L·mon)或mol/(L·h)。
3、用不同的物质表示同一时间的反应速率时,其数值比等于化学方程式中的各化学计量数的比,如反应
则有:
v(A):
v(B):
v(C):
v(D) = m:
n :
p :
q。
4、影响化学反应速率的因素:
(1) 内因:
反应物本身的性质。
(2)外因:
①浓度:
反应物的浓度越大,化学反应速率就越快。
②温度:
温度升高,反应速率加快。
③压强:
对于有气体参与的化学反应,通过改变容器体积可使压强变化,增大压强,反应加快。
④催化剂:
一般可加快化学反应速率。
⑤反应物颗粒大小、溶剂、光、超声波、放射线等也会影响化学反应速率,如反应物颗粒越小,反应速率越快。
(二)化学平衡:
1、化学平衡状态的本质特征是υ正和υ逆相等,这是判断达到平衡状态的根本标志。
由于υ正=υ逆,可使平衡体系中各组分的百分含量保持不变,所以一般情况下平衡体系的压强、气体密度、浓度等多种宏观性质也保持不变,这些宏观的特征有时也可作为判断化学平衡状态的标志。
2、影响化学平衡的条件:
(1)、浓度对化学平衡的影响:
在其它条件不变的情况下,增大反应物的浓度,或减少生成物的浓度,都可使平衡向正反应方向移动;反之,则可使平衡向逆反应方向移动。
但固体和纯液体(无浓度)量的增多或减少一般不影响平衡。
(2)、压强对化学平衡的影响:
在其它条件不变的情况下,增大压强,会使化学平衡向气体体积缩小的方向移动;减小压强,会使化学平衡向气体体积增大的方向移动。
应注意,有些可逆反应,如H2(气)+I2(气)
2HI(气),反应前后气态物质的总体积没有变化,则增大或减小压强都不能使化学平衡移动。
另外,平衡混合物都是固体或液体时,改变压强化学平衡不移动。
(3)、温度对于化学平衡的影响:
在其它条件不变的情况下,温度升高,会使平衡向吸热反应的方向移动;温度降低,会使平衡向放热反应的方向移动。
(温度改变会无条件影响化学平衡)
(4)、催化剂:
由于使用催化剂对正反应速率与逆反应速率影响的幅度是等同的,所以平衡不移动。
但使用催化剂可影响(一般加快)可逆反应达平衡的时间。
3、勒夏特列原理:
如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强和温度等),平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。
说明:
①必须有平衡体系存在;②一般认为影响平衡的因素只有浓度、压强、温度三种外界条件;③平衡移动的结果只能减弱(不可能完全抵消)外界条件的变化。
4、对于化学反应速率及化学平衡有关的图像问题:
(1) 认清坐标系,清楚纵、横坐标所代表的意义;
(2)分析清楚起点、终点,中间转折点(拐点)的含义;
(3)看清曲线的变化趋势,分清不变、渐变和突变,分析其变化原因。
(4)若图像中有三个变量时,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的变化对应关系。
三、电解质溶液
(一) 电解质的电离:
1、电解质、非电解质及强、弱电解质比较:
概念
电解质:
在水溶液中或熔化状态下能导电的(能电离的)化合物
非电解质:
在水溶液中或熔化状态下不能导电的化合物
强电解质:
在水溶液中全部电离成离子的化合物
弱电解质:
在水溶液中部分发生电离的化合物
常见
代表物
强酸:
HClO4、HNO3、H2SO4、HCl、HBr、HI等
强碱:
NaOH、KOH、Ba(OH)2绝大部分盐(包括难溶盐)
弱酸:
H2S、H2SO3、H3PO4 、HClO、HF、羧酸等
弱碱:
氨水、Fe(OH)3等
水
酸类和水以外的多数共价化合物,包括大多数有机物
电离方程式的书写特点
①用“
”ﻫ②一步完成
如:
H2SO4
2H++SO42–
①用可逆号 “
”
②多元酸分步写,如:
H2CO3
H++HCO3–
(HCO3–
H++CO32–)
不电离
在离子方程式中的表示符号
离子符号
分子式(化学式)
分子式(化学式)
2、理解电解质、非电解质概念:
(1)电解质、非电解质应是化合物,不包括单质,也不指溶液。
(2)电解质的导电条件:
水溶液中或熔化(熔融)状态下。
(3)电解质导电必须是化合物本身能电离出自由移动的离子而导电。
如:
CO2、SO2溶于水能导电,是由于它们与水反应生成的H2CO3、H2SO3电离后导电,所以CO2、SO2不是电解质。
(4)某些难溶于水的化合物。
如:
BaSO4、AgCl等,由于它们溶解度太小,测不出其水溶液的导电性,但它们溶解的部分是完全电离的,所以是强电解质。
(5)一般常见物质中酸、碱、盐、水都是电解质,蔗糖、酒精等是非电解质。
(二)离子反应、离子方程式:
3.离子共存问题
不能大量共存的原因
常见实例
(1)结合成难溶物
SO42―不能与Ba2+共存;
OH-、CO32–不能与Mg2+、Fe2+、Fe3+、Al3+、Zn2+、Cu2+等共存;
Ag+不能与Cl–、Br–、I–共存 ;
(2)生成挥发性物质
CO32–、SO32–、S2– 、HCO3–、HSO3–、HS–等与H+不能共存
(3)结合成难电离的物质(水、弱酸和弱碱)
H+与OH-结合成水
H+与PO43–、CH3COO_、F–、ClO–、AlO2–、C6H5O―结合成弱酸
OH-与酸式酸根如HCO3―、HSO3–、H2PO4―生成水
OH-与NH4+结合成NH3·H2O
(4)发生氧化还原反应
MnO4–、ClO–、NO3–(有H+时)与S2–、I–、Fe2+、SO32–等不能共存。
(5)能结合成络合物
Fe3+与SCN–不能共存
(6)发生双水解反应
Fe3+、Al3+与AlO2–、S2–、CO32–不能共存
(三)几个要记住的小规律:
(1)HNO3、H2SO4、HCl、HBr、HI、HClO4为强酸,其他未指明则为弱酸;
(2)NaOH、KOH、Ba(OH)2及活泼性强于镁的金属氢氧化物为强碱,其他未指明则为弱碱;
(3) 盐的水中溶解性:
①钾、钠、铵盐及硝酸盐、酸式盐(如碳酸氢盐)一般易溶②硫酸盐除BaSO4、PbSO4外,易溶③盐酸盐除AgCl外,易溶(溴化物、碘化物类同)④其它酸的盐(如碳酸盐、亚硫酸盐、硫化物等),除钠、钾、铵盐外,一般难溶。
(四) 原电池:
定义:
将化学能转化为电能的装置,如铜-锌原电池。
在锌上发生的是:
Zn -2e-=Zn2+ 失电子,发生氧化反应的一极是负极;
在铜上发生的是:
2H++2e- =H2 得电子,发生还原反应的一极是正极
总反应:
Zn+2H+(离子)=Zn2+ (离子)+H2(氢气)
原电池形成条件:
1)、有活动性差异的电极
2)、电解质溶液
3)、闭合回路
(五)电解池
定义:
将电能转化为化学能的装置。
如电解饱和食盐水。
ﻩ
阳极反应:
2Cl--2e-=Cl2↑(氧化反应)ﻩ阴极反应:
2H++2e-=H2↑(还原反应)
总反应:
注意:
①电流必须是直流而不是交流 ②熔融态的电解质也能被电解
③阴极上放电的先后顺序是:
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>(H+)>Fe2+>Zn2+;
阳极上放电的先后顺序是:
活泼金属电极›S2->I->Br->Cl->OH ->(F-、NO3-、SO42-等)(惰性电极)
④用石墨、金、铂等还原性很弱的材料制做的电极叫做惰性电极,理由是它们在一般的通电条件下不发生化学反应。
用铁、锌、铜、银等还原性较强的材料制做的电极又叫做活性电极,它们做电解池的阳极时,先于其他物质发生氧化反应。
(六)析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以Fe为例)
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条件
水膜酸性较强pH<4.3
水膜酸性很弱或中性
电极反应
负极
Fe-2e—→Fe2+
正极
2H++2e—→H2↑
O2+2H2O+4e—→4OH—
总反应式
Fe+2H+→Fe2++H2↑
2Fe+O2+2H2O→2Fe(OH)2
4Fe(OH)2+2H2O + O2=4Fe(OH)3Fe2O3.xH2O
次要
主要
(七).电解原理在工业生产中的应用
1、电解精炼反应原理(电解精炼铜)
阳极(粗铜):
Cu-2e—→Cu2+,阴极(纯铜):
Cu2++2e—→Cu
阳极上铜溶解的速率与阴极上铜沉积的速率相等,所以溶液中CuSO4的浓度基本保持不变。
2、镀铜反应原理
阳极(纯铜):
Cu-2e—→Cu2+,阴极(镀件):
Cu2++2e—→Cu 溶液中的Cu2+浓度保持不变。
3、氯碱工业反应原理
阳极:
2Cl—-2e—→Cl2↑,阴极:
2H++2e—→H2↑
2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑
(八)、原电池、电解池、电镀池的比较
原电池
电解池
电镀池
定义
将化学能转变成电能的装置
将电能转变成化学能的装置
应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属的装置。
一种特殊的电解池
装
置
举
例
形
成
条
件
①活动性不同的两电极(连接)
②电解质溶液(电极插入其中并与电极自发反应)
③形成闭合回路
①两电极接直流电源
②两电极插人电解质溶液
③形成闭合回路
①镀层金属接电源正极,待镀金属接电源负极
②电镀液必须含有镀层金属的离子
电
极
名
称
负极:
较活泼金属;
正极:
较不活泼金属(或能导电的非金属等)
阳极:
电源正极相连的电极
阴极:
电源负极相连的电极
阳极:
镀层金属;
阴极:
镀件
电
极
反
应
负极(氧化反应):
金属原子失电子;
正极(还原反应):
溶液中的阳离子得电子
阳极(氧化反应):
溶液中的阴离子失电子,或金属电极本身失电子;
阴极(还原反应):
溶液中的阳离子得电子
阳极(氧化反应):
金属电极失电子;
阴极(还原反应):
电镀液中阳离子得电子
电
子
流
向
负极
正极
电源负极
阴极
电源正极
阳极
电源负极
阴极
电源正极
阳极
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