高中化学必修一各专题知识点.pdf

.专题一专题一化学家眼中的物质世界化学家眼中的物质世界第一单元第一单元丰富多彩的化学世界丰富多彩的化学世界一、物质的分类及转化一、物质的分类及转化物质的分类（可按组成、状态、性能等来分类）物质的分类（可按组成、状态、性能等来分类）物质的转化（反应）类型物质的转化（反应）类型四种基本反应类型四种基本反应类型：化合反应，分解反应，置换反应，复分解反应化学反应化学反应本质本质氧化还原反应氧化还原反应化学反应化学反应离子反应离子反应非氧化还原反应非氧化还原反应非离子反应非离子反应氧化还原反应氧化还原反应1.氧化还原反应：有电子转移的反应2.氧化还原反应实质：电子发生转移判断依据：元素化合价发生变化氧化剂：化合价_，在反应中_电子，该反应是_反应3.还原剂：化合价_，在反应中_电子，该反应是_反应氧化还原反应中电子转移的表示方法氧化还原反应中电子转移的表示方法1.双线桥法表示电子转移的方向和数目注意：a.“e”表示电子。b.双线桥法表示时箭头从反应物指向生成物，箭头起止为同一种元素，应标出“得”与“失”及得失电子的总数。c失去电子的反应物是还原剂，得到电子的反应物是氧化剂d被氧化得到的产物是氧化产物，被还原得到的产物是还原产物;.-.2.单线桥法（从失得）2 e-1-00-1还原剂氧化剂2KBr+Cl2Br2+2KCl氧化还原反应和四种基本反应类型的关系氧化还原反应中：化合价升高总数化合价升高总数=化合价降低总数化合价降低总数元素失电子总数元素失电子总数=元素得电子总数元素得电子总数离子反应离子反应（有离子参加的化学反应）（有离子参加的化学反应）离子方程式的书写：离子方程式的书写：1.1.写写2.2.拆：拆：（可简单认为（可简单认为 强酸、强碱、可溶性盐强酸、强碱、可溶性盐 拆拆）3.3.删删4.4.查查（遵循：遵循：电荷守恒、质量守恒电荷守恒、质量守恒）二、物质的量二、物质的量1、物质的量是一个物理量，符号为 n，单位为摩尔(mol)2、1 mol 粒子的数目是 0.012 kg12C 中所含的碳原子数目，约为6.021023个。3、1 mol 粒子的数目又叫阿伏加德罗常数，符号为NA，单位 mol1。4、使用摩尔时，必须指明粒子的种类，可以是分子、原子、离子、电子等。N5.、nNA三、摩尔质量三、摩尔质量1、定义：1mol 任何物质的质量，称为该物质的摩尔质量。用符号：M 表示，常用单位为 gmol12、数学表达式：四、物质的聚集状态四、物质的聚集状态1、物质的聚集状态：气态、液态和固态2、气体摩尔体积气体摩尔体积V单位物质的量的气体所占的体积。符号：Vm表达式：Vm=；单位：Lmol-1n;.在 标标 准准 状状 况况 下，1 1molmol任任 何何 气气 体体 的 体 积 都 约 是22.422.4L L。Mmm，或n，或m n MnM五、物质的分散系五、物质的分散系1分散系：一种（或几种）物质的微粒分散到另一种物质里形成的混合物。分类（根据分散质粒子直径大小）：溶液（小于 10-9m 、胶体（10-910-7m）浊液（大于 10-7m）2胶体胶体：（1）概念：分散质微粒直径大小在10-910-7m 之间的分散系。（2）性质：丁达尔现象（用聚光手电筒照射胶体时，可以看到在胶体中出现一条光亮的“通路”，这是胶体的丁达尔现象。）凝聚作用（吸附水中的悬浮颗粒）3溶液：电解质溶液、非电解质溶液4化合物化合物电解质电解质：在水溶液中或熔融的状态下能导电的化合物化合物非电解质非电解质：在水溶液中或熔融的状态下都不能导电的化合物化合物5电离电离（电解质在水溶液中或熔融状态下产生自由移动的离子的过程）方程式方程式NaCl=Na+Cl-H2SO4=2H+SO42-NaOH=Na+OH-第二单元第二单元研究物质的实验方法研究物质的实验方法一、一、物质的分离与提纯物质的分离与提纯分离和提纯的方法过滤用于固液混合的分离提纯或分离沸点不同的液蒸馏体混合物冷凝管中水的流向球的位置，如石油的蒸馏中如石油的蒸馏一贴、二低、三靠防止液体暴沸，温度计水银如粗盐的提纯分离的物质应注意的事项应用举例;.利用溶质在互不相溶的溶选择的萃取剂应符合下列剂里的溶解度不同，用一种要求：和原溶液中的溶剂互萃取溶剂把溶质从它与另一种不相溶；对溶质的溶解度要溶剂所组成的溶液中提取远大于原溶剂出来的方法打开上端活塞或使活塞上的凹槽与漏斗上的水孔，使如用四氯化碳萃取漏斗内外空气相通。打开活分液分离互不相溶的液体塞，使下层液体慢慢流出，分液及时关闭活塞，上层液体由上端倒出加热蒸发皿使溶液蒸发时，蒸发和结晶用来分离和提纯几种可溶性固体的混合物要用玻璃棒不断搅动溶液；分离 NaCl 和 KNO3混当蒸发皿中出现较多的固体时，即停止加热合物溴水里的溴、碘后再取溴水里的溴、碘用四氯化碳萃二、二、常见物质的检验常见物质的检验三、三、溶液的配制及分析溶液的配制及分析1 1物质的量的浓度物质的量的浓度 C C（B B）=n=n(B)(B)/V(/V(溶液溶液)2物质的量的浓度的配制物质的量的浓度的配制：计算、称量（或量取）、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶贴签具体步骤：具体步骤：（1）计算计算：固体物质计算所需质量，液体物质计算所需体积；（2）称量（量取）称量（量取）：固体用天平，液体用量筒;(3)溶解（稀释）溶解（稀释）：将固体（溶液）转移至烧杯中，用适量的蒸馏水溶解（稀释），冷却到室温冷却到室温；(4)转移转移：将烧杯中的溶液有玻璃棒小心地引流到（适当规格的）容量瓶中：(5)洗涤洗涤：有蒸馏水洗涤烧杯内壁23 次，并将每次洗涤的溶液都注入到容量瓶；（6）定容定容：缓缓地将蒸馏水注入到容量瓶中，直到容量瓶中的液面接近容量瓶的刻度线 12 cm12 cm 处，改用胶头滴管胶头滴管滴加蒸馏水至溶液的凹液面正好与刻度线相切；;.（7）摇匀摇匀：将容量瓶盖好，反复上下颠倒，摇匀；（8）装瓶。第三单元第三单元 人类对原子结构的认识人类对原子结构的认识一、一、原子结构模型的演变原子结构模型的演变近代原子结构模型的演变模型年代依据道尔顿1803元素化合时的质量比例关系汤姆生1904发现电子葡萄干面包式卢瑟福1911粒子散射含核模型玻尔1913氢原子光谱行星轨道式原子模型量子力学1926近代科学实验量子力学主要原子是不可再分内容的实心小球1.核外电子排布规律：(1)核外电子总是尽先排布在能量较低的电子层，然后由里向外，排布在能量较高的电子层2(2)原子核外各电子层最多容纳2n 个电子（表示电子层数）。(3)原子最外野电子数目不能超过8 个（第一层不能超过 2 个）(4)次外层电子数目不能超过 18 个(第一层为次外层时不能超过 2 个)，倒数第三层电子数目不能超过 32 个。二、原子的构成二、原子的构成A AZ ZX X表示质量数为表示质量数为A A、质子数为、质子数为Z Z的具体的的具体的 X X 原子。原子。Xeb ba a;.d dc ca a代表质量数；代表质量数；b b代表核电荷数；代表核电荷数；c c代表离子的价态；代表离子的价态；d d代表化合价代表化合价e e 代表原子个数代表原子个数质量数（质量数（A A）=质子数（质子数（Z Z）+中子数（中子数（N N）(1)原子：核电荷数（质子数）=核外电子数，.(2)阳离子：核电荷数（质子数）核外电子数，(3)阴离子：核电荷数（质子数）Br铜Cu+O2=2CuO点燃Cu+Cl2=CuCl22Cu+S=Cu2S3Fe+2O2=Fe3O4(2 价 Fe 占+点燃1，2 价 Fe 占 23)32+非强氧性的酸：Fe+2H =Fe +H2强氧性的酸（浓 H2SO4、HNO3）:非强氧性的酸:不反应强氧性的酸（浓 H2SO4、HNO3）：在一定;.（2）与酸反应a.常温下钝化(浓 H2SO4、浓 HNO3用铁制容器盛装)条件下生成 Cu()b.一定条件下反应生成 Fe（）Cu+2Ag=2Ag+CuCu+2Fe=2Fe +Cu（实验现象：铜粉溶解，溶液颜色发生变化。）3+2+2+2+（3）与盐溶液反应(1)Fe+Cu =Fe +Cu(2)Fe+2Fe3+=3Fe2+2+2+FeFe2+2+与与 FeFe3+3+的相互转化：的相互转化：FeFe3+3+的检验：的检验：(黄棕色黄棕色)实验：向 FeCl3溶液中加入几滴 KSCN 溶液，溶液显血红色，Fe33SCNFe(SCN)3实验：向 FeCl3溶液加入 NaOH 溶液，有红褐色沉淀。Fe 2OH2+2+3Fe(OH)3FeFe 的检验：的检验：(浅绿色浅绿色)实验：向 FeCl2溶液加入 NaOH 溶液。Fe 2OH2Fe(OH)2（白色/浅绿色）4Fe(OH)2O22H2O4Fe(OH)3（红褐色）三、三、钢铁的腐蚀钢铁的腐蚀第三单元第三单元 含硅矿物与信息材料含硅矿物与信息材料一、硅酸盐矿物、硅酸盐产品（传统材料）和信息材料的介绍一、硅酸盐矿物、硅酸盐产品（传统材料）和信息材料的介绍1硅在自然界的存在：地壳中含量仅次于氧，居第二位。（约占地壳质量的四分之一）；无游离态，化合态主要存在形式是硅酸盐和二氧化硅，2硅酸盐的结构：;.（1）硅酸盐的结构复杂，常用氧化物的形式表示比较方便。硅酸盐结构稳定，在自然界中稳定存在。（2）氧化物形式书写的规律：各元素写成相应的氧化物，元素的价态保持不变。顺序按先金属后非金属,金属元素中按金属活动顺序表依次排列，中间用“”间隔。注意改写后应与原来化学式中的原子个数比不变。3NaNa2 2SiOSiO3 3的性质的性质：Na2SiO3易溶于水，水溶液俗称“水玻璃”，是建筑行业的黏合剂，也用于木材的防腐和防火。化学性质主要表现如下：（1）水溶液呈碱性（用PH 试纸测），通 CO2有白色沉淀：Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3（白色胶状沉淀），离子方程式：SiO3 CO2+H2O CO3 H2SiO3。硅酸受热分解：H2SiO322 H2O+SiO2，原硅酸和硅酸都是难溶于水的弱酸，酸性：H2CO3强于 H4SiO4或 H2SiO3。(2)硅酸钠溶液中滴加稀盐酸有白色沉淀：Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3，离子方程式：SiO3 2H =H2SiO3.(3)硅酸和氢氧化钠反应：H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2H2O.离子方程式：H2SiO3 2OHSiO32H2O。4硅酸盐产品（传统材料）普通玻璃主要原料石英、纯碱、石灰石产品主要成分Na2SiO3、CaSiO3、SiO2(物质的量比为1:1:4)普通水泥陶瓷黏土、石灰石、少量石膏黏土、石英沙高温22+2CaOSiO2、3CaOSiO2、3CaOAl2O3成分复杂主要是硅酸盐制玻璃的主要反应：SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2,SiO2+CaCO3高温 CaSiO3+CO2.二、硅单质二、硅单质1性质：（1）物理性质：晶体硅是灰黑色有金属光泽，硬而脆的固体；导电性介于导;.体和绝缘体之间，是良好的半导体材料，熔沸点高，硬度大，难溶于溶剂。（2）化学性质：常温只与单质氟、氢氟酸和强碱溶液反应。性质稳定。Si+2F2=SiF4（气态）,Si+4HF=SiF4+2 H2,Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2,（Si+2NaOH+4H2O=Na2SiO3+2H2+3H2O.）4e-3.硅的用途：（1）用于制造硅芯片、集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件；（2）制造太阳能；（3）制造合金，如含硅4（质量分数）的钢导磁性好制造变压器的铁芯；含硅 15%(质量分数)的钢有良好的耐酸性等。4工业生产硅：制粗硅：SiO2+2C制纯硅：Si+2Cl2SiCl4+2H2高温 Si+2CO SiCl4(液态)Si+4HCl高温高温三、二氧化硅的结构和性质：三、二氧化硅的结构和性质：1SiO2在自然界中有较纯的水晶、含有少量杂质的石英和普遍存在的沙。自然界的二氧化硅又称硅石。2SiO2物理性质：硬度大，熔点高，难溶于溶剂(水水)的固体。3SiO2化学性质：常温下，性质稳定，只与单质氟、氢氟酸和强碱溶液反应。SiO2+2F2=SiF4+O2,SiO SiO2 2+4HF=SiF+4HF=SiF4 4+2H+2H2 2O O（雕刻玻璃的反应（雕刻玻璃的反应),SiOSiO2 2+2NaOH=Na+2NaOH=Na2 2SiOSiO3 3+H+H2 2O O（实验室装碱试剂瓶不能用玻璃塞的原因）（实验室装碱试剂瓶不能用玻璃塞的原因）.加热高温：SiO2+2CSiO2+CaCO3高温高温 Si+2 CO,SiO2+Na2CO3高温高温 Na2SiO3+CO2 CaSiO3+CO2，SiO2+CaO CaSiO3.4SiO2的用途：制石英玻璃，是光导纤维光导纤维的主要原料；制钟表部件；可制耐磨材料；用于玻璃的生产；在光学仪器、电子工业等方面广泛应用。专题四专题四硫、氮和可持续发展硫、氮和可持续发展第一单元第一单元含硫化合物的性质和应用含硫化合物的性质和应用一、硫酸型酸雨的成因和防治一、硫酸型酸雨的成因和防治：1含硫燃料（化石燃料）的大量燃烧;.涉及到的反应有：2SO2+O22SO3SO3+H2O=H2SO4SO2+H2O2防治措施：从根本上防治酸雨开发、使用能代替化石燃料的绿色能源（氢能、核能、太阳能）对含硫燃料进行脱硫处理（如煤的液化和煤的气化）提高环保意识，加强国际合作H2SO32H2SO3+O2=2H2SO4二、二、SOSO2 2的性质及其应用的性质及其应用1物理性质：无色、有刺激性气味、有毒的气体，易溶于水无色、有刺激性气味、有毒的气体，易溶于水*大气污染物通常包括：大气污染物通常包括：SOSO2 2、COCO、氮的氧化物、烃、固体颗粒物（飘尘）等、氮的氧化物、烃、固体颗粒物（飘尘）等2SO2的化学性质及其应用SO2是酸性氧化物SO2+H2OH2SO3SO2+Ca(OH)2 CaSO3+H2O；CaSO3+SO2+H2O Ca(HSO3)2SO2+2NaOH Na2SO3+H2O（实验室用 NaOH 溶液来吸收 SO2尾气）*减少燃煤过程中 SO2的排放（钙基固硫法）CaCO3CaO+CO2；CaO+SO2 CaSO3SO2+Ca(OH)2 CaSO3+H2O2CaSO3+O2 2CaSO4SO2具有漂白性：常用于实验室对SO2气体的检验漂白原理类型漂白原理类型吸附型：活性炭漂白活性炭吸附色素（包括胶体）强氧化型：HClO、O3、H2、Na2O2等强氧化剂漂白将有色物质氧化，不可逆化合型：SO2漂白与有色物质化合，可逆SO2具有还原性2SO2+O22SO3SO2+X2+2H2O 2HX+H2SO4三、接触法制硫酸三、接触法制硫酸;.流程设备反应生成二氧化硫沸腾炉S+O2SO2或 4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2.SO2接触氧化SO3的吸收接触室2SO2+O22SO3吸收塔SO3+H2O H2SO4*为了防止形成酸雾，提高 SO3的吸收率，常用浓硫酸来吸收SO3得到发烟硫酸四、硫酸的性质及其应用四、硫酸的性质及其应用1硫酸的酸性：硫酸是二元强酸H2SO4 2H+SO42（具有酸的具有酸的 5 5 点通性点通性）如：Fe2O3+3H2SO4 Fe2(SO4)3+3H2O硫酸用于酸洗除锈2浓硫酸的吸水性：浓硫酸具有吸水性，通常可用作干燥剂3浓硫酸的脱水性：浓硫酸将H、O 按照 21 的比例从物质中夺取出来，浓硫酸用作许多有机反应的脱水剂和催化剂。4浓硫酸的强氧化性：Cu+2H2SO4(浓)CuS O4+SO2+2H2O浓硫酸可以将许多金属氧化：金属+浓硫酸 硫酸盐+SO2+H2O浓硫酸的氧化性比稀硫酸强：浓硫酸的强氧化性由+6 价的 S 引起，而稀硫酸的氧化性由H+引起（只能氧化金属活动顺序表中H 前面的金属）。C+2H2SO4(浓)CO2+2SO2+2H2O二、硫及其化合物的相互转化二、硫及其化合物的相互转化1.不同价态的硫的化合物-2 价：H2S、Na2S、FeS；+4 价：SO2、H2SO3、Na2SO3+6 价：SO3、H2SO4、Na2SO4、BaSO4、CaSO4、FeSO42通过氧化还原反应实现含不同价态硫元素的物质之间的转化20+4SS+6SSSOSO4 42 2离子的检验离子的检验：SO42+Ba2+BaSO4取少量待测液无明显现象产生白色沉淀第二单元，生产生活中的含氮化合物第二单元，生产生活中的含氮化合物一、氮氧化物的产生及转化一、氮氧化物的产生及转化途径一：雷雨发庄稼放电N2+O2=2NO2NO+O2=2NO2;.3NO2+H2O=2HNO3+NO途径二：生物固氮高温高压途径三：合成氨 N2+3H2=2NH3催化剂（1）、环境问题是如何出现的？（1）、人类不当使用科学技术的结果（2）、产生环境问题的根源是什么？（2）、极力追求商业利润（3）、克服环境问题有哪些途径？（3）、治理，使用新技术，改变生活方式，环境意识教育二、氮肥的生产和使用二、氮肥的生产和使用 1.1.工业上合成氨工业上合成氨高温高压N2+3H2=2NH3催化剂2.2.实验室制取氨气实验室制取氨气2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3+2H2O3.3.氨气的性质氨气的性质NH3：氨气易溶于水，溶于水显碱性，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。氨水易挥发，不易运输，但成本低。氨水应在阴凉处保存。雨天、烈日下不宜施用氨态氮肥。与酸的反应与酸的反应NH3+HCl=NH4Cl（产生白烟）2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4NH4盐盐：固态，易分解，易溶于水，与碱反应，产生NH3而挥发。比NH3易于保存和运输，但成本更高。ClSO42不被植物吸收，在土壤中积累，影响植物生长。不能在碱性土壤中使用，不能雨天使用。NH4Cl=NH3+HCl（加热分解 NH4Cl 晶体）-喷泉实验喷泉实验：(1).实验装置的工作原理？(2).溶液变红色的原因？(3).喷泉的发生应具备什么条件？三、硝酸的性质三、硝酸的性质1.1.物理性质：无色，具有挥发性的液体物理性质：无色，具有挥发性的液体2.2.化学性质：化学性质：（1 1）不稳定性）不稳定性HNO3见光或加热会分解释放出NO2气体4HNO3=4NO2+O2+2H2O（2 2）强氧化性）强氧化性HNO3是一种强氧化性的酸，绝大多数金属及许多非金属单质能与硝酸反应.。;.（浓）Cu（NO3）浓浓HNO3：Cu 4HNO32 2NO2 2H2O C+4HNO3=CO2+4NO2+2H2O一般生成NO2气体。（NO3）稀稀HNO3：3Cu 8HNO3(稀)3Cu2 2NO 4H2O一般生成NO气体。另外，（1）3Cu 8HNO3(稀)3Cu(NO3)2 2NO 4H2OCu 4HNO3(浓)Cu(NO3)2 2NO2 2H2O适用：固液气体。方法最为简便。后者反应更剧烈，应对浓硝酸的滴加予以控制。（2）C+4HNO3=CO2+4NO2+2H2O 4HNO3=4NO2+O2+2H2O适用：固液气体。方法较为繁锁，且产物中有杂质气体。;.