高一化学上学期期末复习提纲
专题一 化学家眼中的物质世界
第一单元 丰富多彩的化学世界
一、物质的分类及转化
1.物质的分类(可按组成、状态、性能等来分类)请阅读课本P3
2.物质的转化(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
3.氧化还原反应:有电子转移的反应(有化合价变化的反应)
实质:电子发生转移
判断依据(特征):元素化合价发生变化
4.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)
还原剂 氧化剂
5.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 = 化合价降低总数
元素失电子总数 = 元素得电子总数
6.离子反应(有离子参加的化学反应,一般在溶液中进行)
7.离子方程式的书写:
(1)写:根据反应事实正确书写化学方程式,注意质量守恒)
(2)拆:(可简单认为 强酸、强碱、可溶性盐 拆;
单质、氧化物、气体、弱电解质、难溶物保留化学式 )
(3)删:
(4)查 ( 遵循: 电荷守恒、质量守恒 )
二、物质的量(要非常注意掌握几个基本量的计算)
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 kg 12C中所含的碳原子数目,约为6.02×1023个。
3、1 mol粒子的数目又叫阿伏加德罗常数,符号为NA,单位mol-1。
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。
5、N = n NA(NA表示阿伏加德罗常数)
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g·mol-1
2、数学表达式:
四、物质的聚集状态
1、物质的聚集状态:气态、液态和固态
决定物质体积大小的因素:粒子数目、粒子大小和粒子间的距离
2、气体摩尔体积
单位物质的量的气体所占的体积。符号:Vm表达式:Vm=V/n ;单位:L·mol-1
在标准状况下,1 mol任何气体(包括混合气体)的体积都约是22.4 L。
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):(10-9m=1nm)
溶液(小于10-9m 〉、胶体(10-9~10-7m)浊液(大于10-7m)
2.胶体:(1)概念:分散质微粒直径大小在10-9~10-7m之间的分散系。
(2)性质:①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。)
②凝聚作用(吸附水中的悬浮颗粒,如明矾净水)
3.溶液:电解质溶液、非电解质溶液
4.化合物
电解质:在水溶液中或熔融的状态下能导电的化合物
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
5.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
NaCl == Na+ + Cl- H2SO4 == 2H+ + SO42- NaOH == Na+ + OH-
H2SO3HSO3-+H+ HSO3-SO32-+H+
第二单元 研究物质的实验方法
一.物质的分离与提纯
二.常见物质的检验
1.常见物质的颜色:
(1)白色固体:MgO、P2O5、CaO、NaOH、Ca(OH)2、KClO3、KCl、Na2CO3、NaCl、无水CuSO4;铁、镁为银白色(汞为银白色液态)
(2)黑色固体:石墨、炭粉、铁粉、CuO、MnO2、Fe3O4
(3)红色固体:Cu、Fe2O3 、红磷 硫为淡黄色 KMnO4为紫黑色
(4)溶液的颜色:凡含Cu2+的溶液呈蓝色;凡含Fe2+的溶液呈浅绿色;凡含Fe3+的溶液呈棕黄色,其余溶液一般不无色。(高锰酸钾溶液为紫红色)
(5)沉淀(即不溶于水的盐和碱):
①盐:白色沉淀:CaCO3、BaCO3(溶于酸) AgCl、BaSO4(也不溶于稀HNO3)
②碱:蓝色沉淀:Cu(OH)2 红褐色沉淀:Fe(OH)3
2、常见气体和离子的鉴别:
3.溶液的配制及分析
(1).物质的量的浓度 C(B)= n(B)/V(溶液)
(2).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:
(1)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):固体用天平,液体用量筒;
(3) 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;
(4) 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:有蒸馏水洗涤烧杯内壁2~3次,并将每次洗涤的溶液都注入到容量瓶;
(6)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1~2 cm处,改用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:将容量瓶盖好,反复上下颠倒,摇匀;
(8)装瓶,贴好标签。
第三单元人类对原子结构的认识
一.原子结构模型的演变(近代原子结构模型的演变)
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电子层
(2) 原子核外各电子层最多容纳2n2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。
注意:请写出Cl、Na、Br、Mg、Al、Fe、S、N、C、O、H、Si等原子的结构示意图。
二、原子的构成
表示质量数为A、质子数为Z的具体的X原子。
1.几个重要的关系式
质量数(A)=质子数(Z)+中子数(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)<核外电子数,
2.两个重要的概念
核素:具有一定质子数和一定中子数的一种原子。
同位素:质子数相同、质量数(中子数)不同的原子(核素)互为同位素
3.原子的最外层电子数决定该元素的化学性质。
专题二 从海水中获得的化学物质
第一单元 氯、溴、碘及其化合物
一、氯气的生产原理2NaCl + 2H2O ==== 2NaOH + H2↑ + Cl2↑
注意:食盐水的精制包括了多个离子反应,如何除去
二、氯气的性质
1.物理性质:黄绿色刺激性气味气体,有毒性,密度比空气大,溶于水(1 : 2)
2.化学性质
(1)Cl2与金属反应(一般将金属氧化成高价态)
(2)Cl2与非金属反应
(3)Cl2与碱的反应:氯气 + 碱 → 次氯酸盐 + 金属氯化物 + 水
(4)氯水
成分 分子:H2O、Cl2、HClO 离子:H+、Cl-(还有ClO-、OH-)
氯水的性质
A. 酸性:pH试纸或紫色石蕊试液。
B. 氧化性:HClO或氯气分子,如氯水氧化氯化亚铁溶液生成氯化铁。
C. 漂白性:HClO的强氧化性,氯水具有漂白性(永久性,区别于二氧化硫)。
D. 不稳定性:HClO分解,应保存在棕色试剂瓶。
E.Cl-检验:AgNO3溶液和稀硝酸 现象:产生白色沉淀(不溶于稀硝酸)
F.氯气的用途:来水的消毒、农药的生产、药物的合成等。
三.溴、碘的提取
1.溴和碘的化学性质:元素非金属性(氧化性)强弱顺序:Cl > Br > I
2.单质的物理性质
状态:气态(Cl2)→液态(Br2)→ 固态(I2)
颜色:黄绿色(Cl2)→深红棕色(Br2)→紫黑色(I2),颜色由浅到深
熔、沸点:液态溴易挥发,碘受热易升华
溶解性:Cl2溶于水,Br2和I2难溶于水;
Br2和I2易溶于汽油、酒精、苯、CCl4等有机溶剂。
3.检验
I2的检验:试剂:淀粉溶液 现象:溶液变蓝色
Br- 、I- 的检验:试剂:AgNO3溶液和稀硝酸
现象:产生浅黄色沉淀(含Br-);黄色沉淀(含I-)
例:NaBr + AgNO3 = AgBr↓ + NaNO3 NaI + AgNO3 = AgI↓+ NaNO3
第二单元钠、镁及其化合物
一.金属钠的性质与应用
1.钠的物理性质:银白色固体、有金属光泽、密度比煤油大比水小
质软、熔点低、能导电导热。钠钾合金作为原子反应堆的导热剂。
2.化学性质
(1)、与O 2、Cl 2、S等非金属的反应 4Na + O 2 === 2Na 2O (白色) 2Na + O 2 === Na 2O 2 (淡黄色固体)2Na + Cl2 === 2NaCl (产生白烟) 2Na + S === Na2S (火星四射,甚至发生爆炸)
(2)、与水的反应
2Na + 2H2O === 2NaOH + H2↑ ( 浮、溶、游、红 ) 2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑
3.碳酸钠的性质与应用
Na2CO3的性质(水溶液呈碱性)
(1)与碱反应 Na2CO3 + Ca(OH)2 === CaCO3↓ + 2NaOH
(2)与盐反应 Na2CO3 + BaCl2 === BaCO3↓ + 2NaCl
(3)与CO2反应: Na2CO3 + CO2 + H2O ===2NaHCO3
4.Na2CO3与NaHCO3的性质比较
二.镁的提取及应用
1.镁的提取
海水 母液 MgCl 2 a 溶液 贝壳 石灰乳CaCO3 === CaO + CO2↑ CaO + H2O ===Ca(OH)2(石灰乳)
Ca(OH) 2 + MgCl 2 ===Mg (OH) 2↓+ CaCl 2 Mg(OH) 2 + 2HCl === MgCl 2 + 2H 2OMgCl2 === Mg + Cl2↑
2.物理性质:镁是银白色金属,有金属光泽,密度较小,硬度较大,质地柔软,熔点较低,是热和电的良导体。
3.化学性质 (1)、与空气的反应 2Mg + O 2 === 2MgO3Mg + N2 ===2Mg2N3 2Mg + CO2 === 2MgO + C
(2)、与水的反应 Mg+2H2O === Mg(OH)2+H2↑
(3)、与酸的反应 Mg + H2SO4 === MgSO4 + H2↑
4.用途
(1)镁合金的密度较小,但硬度和强度都较大,因此被用于制造火箭.导弹和飞机的部件
(2)镁燃烧发出耀眼的白光,因此常用来制造通信导弹和焰火;
(3)氧化镁的熔点很高,是优质的耐高温材料
专题3 从矿物到基础材料
第一单元从铝土矿到铝合金
一、从铝土矿中提取铝
①溶解:Al2O3+2NaOH === 2NaAlO2+H2O
②过滤:除去杂质
③酸化:NaAlO2+CO2+2H2O === Al(OH)3↓+NaHCO3
④过滤:保留氢氧化铝⑤灼烧:2Al(OH)3 ======= 4Al+3O2↑
二.铝合金特点:密度小;强度高;塑性好;制造工艺简单;成本低;抗腐蚀力强
三.铝的化学性质
与酸的反应:2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑
与碱的反应:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
第一步:2Al+6H2O= 2Al(OH)3+3H2↑
第二步:Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O
总方程式: 2Al+2NaOH+6H2O=2NaAlO2+ 4H2O +3H2↑
钝化:在常温下,铝与浓硝酸、浓硫酸时会在表面生成致密的氧化膜而发生钝化,
不与浓硝酸、浓硫酸进一步发生反应。
铝热反应:2Al + Fe2O3 === 2Fe + Al2O3
铝热剂:铝粉和某些金属氧化物(Fe2O3、FeO、Fe3O4、MnO2)组成的混合物。
四.铝的氢氧化物(两性)
与酸的反应:Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O
与碱的反应:Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O
Al(OH)3的制备:
往AlCl3溶液中滴入NaOH溶液:先有白色沉淀产生,后消失;
往NaOH溶液中滴入AlCl3溶液:先无明显现象,后有沉淀产生。
第二单元 铁、铜及其化合物的应用
一.从自然界中获取铁和铜
1.高炉炼铁 (1)制取CO:C+O 2 === CO 2,CO 2+C ===CO (2)还原(炼铁原理):Fe 2O 3 + 3CO === 2Fe + 3CO2(3)除SiO2:CaCO3===CaO+CO2↑,CaO+SiO2===CaSiO3
2.炼铜:
(1)高温冶炼黄铜矿→电解精制(2)湿法炼铜:Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu(3)生物炼铜
二.铁、铜及其化合物的应用
铁的化学性质:铁是较活泼的金属(或中等活泼金属)表现为还原性。
三.Fe2+与Fe3+的相互转化:(见高一化学方程式汇总)
四.Fe3+的检验:(黄棕色)
实验①:向FeCl3 溶液中加入几滴KSCN溶液,溶液显血红色,
Fe3++3SCN-Fe(SCN)3
实验②:向FeCl3溶液加入NaOH溶液,有红褐色沉淀。
Fe3++2OH-Fe(OH)3↓
五.Fe2+的检验:(浅绿色)
实验:向FeCl2溶液加入NaOH溶液。
Fe2++2OH-Fe(OH)2↓(白色/浅绿色)
4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3(红褐色)
六.钢铁的腐蚀
第三单元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
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:
①各元素写成相应的氧化物,元素的价态保持不变。
②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。
③注意改写后应与原来化学式中的原子个数比不变。
3.Na2SiO3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。
二.化学性质
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:SiO32- + CO2 + H2O == CO32- + H2SiO3↓。
硅酸受热分解:H2SiO3 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:SiO32- + 2H+ == H2SiO3↓.
3.硅酸和氢氧化钠反应:H2SiO3 + 2NaOH == Na2SiO3 + 2H2O.
离子方程式:H2SiO3 + 2OH- ==SiO32- +2H2O 。
4.硅酸盐产品(传统材料)
制玻璃的主要反应:SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2↑
SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2↑.
三、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↑
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 Si + 2CO
制纯硅:Si + 2Cl2 SiCl4(液态) SiCl4 + 2H2 Si + 4HCl
三、二氧化硅的结构和性质
1.SiO2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。
2.SiO2物理性质:硬度大,熔点高,难溶于溶剂(水)的固体。
3.SiO2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 , SiO2 + 4HF == SiF4 + 2H2O (雕刻玻璃的反应),
SiO2 + 2NaOH == Na2SiO3 + H2O (实验室装碱试剂瓶不能用玻璃塞的原因).
加热高温:SiO2 + 2C Si +2 CO, SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2↑
SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2↑,SiO2 + CaO CaSiO3 .
4.SiO2的用途:制石英玻璃,是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 硫、氮和可持续发展
第一单元 含硫化合物的性质和应用
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 + O2 2SO3 SO3 + H2O = H2SO4
SO2 + H2O H2SO3 2H2SO3 + O2 = 2H2SO4
2.防治措施:①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)②对含硫燃料进行脱硫处理(如煤的液化和煤的气化)③提高环保意识
二、SO2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
大气污染物通常包括:SO2、CO、氮的氧化物、烃、固体颗粒物(飘尘)等
2.SO2的化学性质及其应用
⑴SO2是酸性氧化物SO2 + H2O H2SO3
SO2 + Ca(OH)2 = CaSO3↓+ H2O;CaSO3 + SO2 + H2O = Ca(HSO3)2
SO2 + 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)
CaCO3 CaO + CO2↑;CaO + SO2 = CaSO3
SO2 + Ca(OH)2 = CaSO3 + H2O 2CaSO3 + O2 = 2CaSO4
⑵SO2具有漂白性:常用于实验室对SO2气体的检验
漂白原理类型
①吸附型:活性炭漂白——活性炭吸附色素(包括胶体)
②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
③化合型:SO2漂白——与有色物质化合,可逆
⑶SO2具有还原性
2SO2 + O2 2SO3 SO2 + X2 + 2H2O = 2HX + H2SO4
三、接触法制硫酸
流程 设备 反应
生成二氧化硫 沸腾炉 S + O2 SO2 或4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2
SO2接触氧化 接触室 2SO2 + O2 2SO3
SO3的吸收 吸收塔 SO3 + H2O = H2SO4
为了防止形成酸雾,提高SO3的吸收率,常用98.3%浓硫酸来吸收SO3得到发烟硫酸
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5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2∶1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
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 、FeSO4
2.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
-2 0 +4 +6
S S S S
SO42-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
一、氮氧化物的产生及转化途径一:雷雨发庄稼:N2+O2===2NO 2NO+O2===2NO2 3NO2+H2O===2HNO3+NO
途径二:生物固氮 途径三:合成氨 N 2+3H 2=======2NH 3(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,环保教育
二、氮肥的生产和使用
1.工业上合成氨(如上)2.实验室制取氨气2NH4Cl+Ca(OH)2====CaCl2+2NH3↑+2H2O
3.氨气的性质: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 NH3 +HCl===NH4Cl(产生白烟) 2NH3+H2SO4===(NH4)2SO4
铵盐(NH4+):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。Cl-、SO42-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)
4.喷泉实验:实验装置的工作原理?溶液变红色的原因?喷泉的发生应具备什么条件?
三、硝酸的性质:无色,具有挥发性的液体
1.化学性质:
(1)不稳定性HNO3见光或加热会分解 4HNO3==4NO2↑+ O2↑+2H2O
(2)强氧化性HNO3是一种强氧化性的酸。
浓 HNO3: 一般生成NO2气体。 稀HNO3: 一般生成NO气体。
2.关于硝酸性质以及硝酸的工业制法(三步)的方程式见《高一化学方程式汇总》
3.氧化还原反应方程式的配平:最小公倍数法(得失电子守恒)。
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