元素周期表、元素周期律

　　一、元素周期表

　　★熟記等式：原子序數(shù)=核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)

　　1、元素周期表的編排原則：

　　①按照原子序數(shù)遞增的順序從左到右排列;

　　②將電子層數(shù)相同的元素排成一個橫行——周期;

　　③把最外層電子數(shù)相同的元素按電子層數(shù)遞增的順序從上到下排成縱行——族

　　2、如何精確表示元素在周期表中的位置：

　　周期序數(shù)=電子層數(shù);主族序數(shù)=最外層電子數(shù)

　　口訣：三短三長一不全;七主七副零八族

　　熟記：三個短周期，第一和第七主族和零族的元素符號和名稱

　　3、元素金屬性和非金屬性判斷依據(jù)：

　　①元素金屬性強弱的判斷依據(jù)：

　　單質(zhì)跟水或酸起反應(yīng)置換出氫的難易;

　　元素最高價氧化物的水化物——氫氧化物的堿性強弱; 置換反應(yīng)。

　　②元素非金屬性強弱的判斷依據(jù)：

　　單質(zhì)與氫氣生成氣態(tài)氫化物的難易及氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性;

　　最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性強弱; 置換反應(yīng)。

　　4、核素：具有一定數(shù)目的質(zhì)子和一定數(shù)目的中子的一種原子。

　　①質(zhì)量數(shù)==質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)：A == Z + N

　　②同位素：質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的不同原子，互稱同位素。(同一元素的各種同位素物理性質(zhì)不同，化學(xué)性質(zhì)相同)

　　二、 元素周期律

　　1、影響原子半徑大小的因素：①電子層數(shù)：電子層數(shù)越多，原子半徑越大(最主要因素)

　　②核電荷數(shù)：核電荷數(shù)增多，吸引力增大，使原子半徑有減小的趨向(次要因素)

　　③核外電子數(shù)：電子數(shù)增多，增加了相互排斥，使原子半徑有增大的傾向

　　2、元素的化合價與最外層電子數(shù)的關(guān)系：最高正價等于最外層電子數(shù)(氟氧元素?zé)o正價)

　　負(fù)化合價數(shù) = 8—最外層電子數(shù)(金屬元素?zé)o負(fù)化合價)

　　3、同主族、同周期元素的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)遞變規(guī)律：

　　同主族：從上到下，隨電子層數(shù)的遞增，原子半徑增大，核對外層電子吸引能力減弱，失電子能力增強，還原性(金屬性)逐漸增強，其離子的氧化性減弱。

　　同周期：左→右，核電荷數(shù)——→逐漸增多，最外層電子數(shù)——→逐漸增多

　　原子半徑——→逐漸減小，得電子能力——→逐漸增強，失電子能力——→逐漸減弱

　　氧化性——→逐漸增強，還原性——→逐漸減弱，氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性——→逐漸增強

　　最高價氧化物對應(yīng)水化物酸性——→逐漸增強，堿性 ——→ 逐漸減弱

　　化學(xué)鍵

　　含有離子鍵的化合物就是離子化合物;只含有共價鍵的化合物才是共價化合物。

　　NaOH中含極性共價鍵與離子鍵，NH4Cl中含極性共價鍵與離子鍵，Na2O2中含非極性共價鍵與離子鍵，H2O2中含極性和非極性共價鍵

　　化學(xué)能與熱能

　　一、化學(xué)能與熱能

　　1、在任何的化學(xué)反應(yīng)中總伴有能量的變化。

　　原因：當(dāng)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時，斷開反應(yīng)物中的化學(xué)鍵要吸收能量，而形成生成物中的化學(xué)鍵要放出能量。化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。一個確定的化學(xué)反應(yīng)在發(fā)生過程中是吸收能量還是放出能量，決定于反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的相對大小。E反應(yīng)物總能量>E生成物總能量，為放熱反應(yīng)。E反應(yīng)物總能量

　　2、常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)

　　常見的放熱反應(yīng)：①所有的燃燒與緩慢氧化。②酸堿中和反應(yīng)。③金屬與酸、水反應(yīng)制氫氣。

　　④大多數(shù)化合反應(yīng)(特殊：C+CO2= 2CO是吸熱反應(yīng))。

　　常見的吸熱反應(yīng)：①以C、H2、CO為還原劑的氧化還原反應(yīng)如：C(s)+H2O(g) = CO(g)+H2(g)。

　　②銨鹽和堿的反應(yīng)如Ba(OH)2•8H2O+NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O

　　③大多數(shù)分解反應(yīng)如KClO3、KMnO4、CaCO3的分解等。

　　[練習(xí)]1、下列反應(yīng)中，即屬于氧化還原反應(yīng)同時又是吸熱反應(yīng)的是( B )

　　A. Ba(OH)2•8H2O與NH4Cl反應(yīng) B.灼熱的炭與CO2反應(yīng)

　　C.鋁與稀鹽酸 D.H2與O2的燃燒反應(yīng)

　　2、已知反應(yīng)X+Y=M+N為放熱反應(yīng)，對該反應(yīng)的下列說法中正確的是( C )

　　A. X的能量一定高于M B. Y的能量一定高于N

　　C. X和Y的總能量一定高于M和N的總能量

　　D. 因該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故不必加熱就可發(fā)生

　　化學(xué)能與電能

　　二、化學(xué)能與電能

　　1、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的方式：

　　電能

　　(電力) 火電(火力發(fā)電) 化學(xué)能→熱能→機(jī)械能→電能 缺點：環(huán)境污染、低效

　　原電池 將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能 優(yōu)點：清潔、高效

　　2、原電池原理

　　(1)概念：把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池。

　　(2)原電池的工作原理：通過氧化還原反應(yīng)(有電子的轉(zhuǎn)移)把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?/p>

　　(3)構(gòu)成原電池的條件：(1)有活潑性不同的兩個電極;(2)電解質(zhì)溶液(3)閉合回路(4)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)

　　(4)電極名稱及發(fā)生的反應(yīng)：

　　負(fù)極：較活潑的金屬作負(fù)極，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，

　　電極反應(yīng)式：較活潑金屬-ne-=金屬陽離子

　　負(fù)極現(xiàn)象：負(fù)極溶解，負(fù)極質(zhì)量減少。

　　正極：較不活潑的金屬或石墨作正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，

　　電極反應(yīng)式：溶液中陽離子+ne-=單質(zhì)

　　正極的現(xiàn)象：一般有氣體放出或正極質(zhì)量增加。

　　(5)原電池正負(fù)極的判斷方法：

　　①依據(jù)原電池兩極的材料：

　　較活潑的金屬作負(fù)極(K、Ca、Na太活潑，不能作電極);

　　較不活潑金屬或可導(dǎo)電非金屬(石墨)、氧化物(MnO2)等作正極。

　　②根據(jù)電流方向或電子流向：(外電路)的電流由正極流向負(fù)極;電子則由負(fù)極經(jīng)外電路流向原電池的正極。

　　③根據(jù)內(nèi)電路離子的遷移方向：陽離子流向原電池正極，陰離子流向原電池負(fù)極。

　　④根據(jù)原電池中的反應(yīng)類型：

　　負(fù)極：失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，現(xiàn)象通常是電極本身消耗，質(zhì)量減小。

　　正極：得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，現(xiàn)象是常伴隨金屬的析出或H2的放出。

　　(6)原電池電極反應(yīng)的書寫方法：

　　(i)原電池反應(yīng)所依托的化學(xué)反應(yīng)原理是氧化還原反應(yīng)，負(fù)極反應(yīng)是氧化反應(yīng)，正極反應(yīng)是還原反應(yīng)。因此書寫電極反應(yīng)的方法歸納如下：

　　①寫出總反應(yīng)方程式。 ②把總反應(yīng)根據(jù)電子得失情況，分成氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)。

　　③氧化反應(yīng)在負(fù)極發(fā)生，還原反應(yīng)在正極發(fā)生，反應(yīng)物和生成物對號入座，注意酸堿介質(zhì)和水等參與反應(yīng)。

　　(ii)原電池的總反應(yīng)式一般把正極和負(fù)極反應(yīng)式相加而得。

　　(7)原電池的應(yīng)用：①加快化學(xué)反應(yīng)速率，如粗鋅制氫氣速率比純鋅制氫氣快。②比較金屬活動性強弱。③設(shè)計原電池。④金屬的防腐。

　　化學(xué)反應(yīng)的速率和限度

　　三、化學(xué)反應(yīng)的速率和限度

　　1、化學(xué)反應(yīng)的速率

　　(1)概念：化學(xué)反應(yīng)速率通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少量或生成物濃度的增加量(均取正值)來表示。

　　計算公式：v(B)= =

　　①單位：mol/(L•s)或mol/(L•min)

　　②B為溶液或氣體，若B為固體或純液體不計算速率。

　　③重要規(guī)律：速率比=方程式系數(shù)比

　　(2)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素：

　　內(nèi)因：由參加反應(yīng)的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)決定的(主要因素)。

　　外因：①溫度：升高溫度，增大速率

　　②催化劑：一般加快反應(yīng)速率(正催化劑)

　　③濃度：增加C反應(yīng)物的濃度，增大速率(溶液或氣體才有濃度可言)

　　④壓強：增大壓強，增大速率(適用于有氣體參加的反應(yīng))

　　⑤其它因素：如光(射線)、固體的表面積(顆粒大小)、反應(yīng)物的狀態(tài)(溶劑)、原電池等也會改變化學(xué)反應(yīng)速率。

　　2、化學(xué)反應(yīng)的限度——化學(xué)平衡

　　(1)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征：逆、動、等、定、變。

　　①逆：化學(xué)平衡研究的對象是可逆反應(yīng)。

　　②動：動態(tài)平衡，達(dá)到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)仍在不斷進(jìn)行。

　　③等：達(dá)到平衡狀態(tài)時，正方應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，但不等于0。即v正=v逆≠0。

　　④定：達(dá)到平衡狀態(tài)時，各組分的濃度保持不變，各組成成分的含量保持一定。

　　⑤變：當(dāng)條件變化時，原平衡被破壞，在新的條件下會重新建立新的平衡。

　　(3)判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志：

　　① VA(正方向)=VA(逆方向)或nA(消耗)=nA(生成)(不同方向同一物質(zhì)比較)

　　②各組分濃度保持不變或百分含量不變

　　③借助顏色不變判斷(有一種物質(zhì)是有顏色的)

　　④總物質(zhì)的量或總體積或總壓強或平均相對分子質(zhì)量不變(前提：反應(yīng)前后氣體的總物質(zhì)的量不相等的反應(yīng)適用，即如對于反應(yīng)xA+yB zC，x+y≠z )

　　有機(jī)物

　　一、有機(jī)物的概念

　　1、定義：含有碳元素的化合物為有機(jī)物(碳的氧化物、碳酸、碳酸鹽、碳的金屬化合物等除外)

　　2、特性：①種類多②大多難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑③易分解，易燃燒④熔點低，難導(dǎo)電、大多是非電解質(zhì)⑤反應(yīng)慢，有副反應(yīng)(故反應(yīng)方程式中用“→”代替“=”)

　　二、甲烷CH4

　　烴—碳?xì)浠�合物：僅有碳和氫兩種元素組成(甲烷是分子組成最簡單的烴)

　　1、物理性質(zhì)：無色、無味的氣體，極難溶于水，密度小于空氣，俗名：沼氣、坑氣

　　2、分子結(jié)構(gòu)：CH4：以碳原子為中心， 四個氫原子為頂點的正四面體(鍵角：109度28分)

　　3、化學(xué)性質(zhì)：①氧化反應(yīng)：(產(chǎn)物氣體如何檢驗?)

　　甲烷與KMnO4不發(fā)生反應(yīng)，所以不能使紫色KMnO4溶液褪色

　　②取代反應(yīng)：(三氯甲烷又叫氯仿，四氯甲烷又叫四氯化碳，二氯甲烷只有一種結(jié)構(gòu)，說明甲烷是正四面體結(jié)構(gòu))

　　4、同系物：結(jié)構(gòu)相似，在分子組成上相差一個或若干個CH2原子團(tuán)的物質(zhì)(所有的烷烴都是同系物)

　　5、同分異構(gòu)體：化合物具有相同的分子式，但具有不同結(jié)構(gòu)式(結(jié)構(gòu)不同導(dǎo)致性質(zhì)不同)

　　烷烴的溶沸點比較：碳原子數(shù)不同時，碳原子數(shù)越多，溶沸點越高;碳原子數(shù)相同時，支鏈數(shù)越多熔沸點越低同分異構(gòu)體書寫：會寫丁烷和戊烷的同分異構(gòu)體

　　三、乙烯C2H4

　　1、乙烯的制法：

　　工業(yè)制法：石油的裂解氣(乙烯的產(chǎn)量是一個國家石油化工發(fā)展水平的標(biāo)志之一)

　　2、物理性質(zhì)：無色、稍有氣味的氣體，比空氣略輕，難溶于水

　　3、結(jié)構(gòu)：不飽和烴，分子中含碳碳雙鍵，6個原子共平面，鍵角為120°

　　4、化學(xué)性質(zhì)：

　　(1)氧化反應(yīng)：C2H4+3O2 = 2CO2+2H2O(火焰明亮并伴有黑煙)可以使酸性KMnO4溶液褪色，說明乙烯能被KMnO4氧化，化學(xué)性質(zhì)比烷烴活潑。

　　(2)加成反應(yīng)：乙烯可以使溴水褪色，利用此反應(yīng)除乙烯

　　乙烯還可以和氫氣、氯化氫、水等發(fā)生加成反應(yīng)。

　　CH2=CH2 + H2→CH3CH3

　　CH2=CH2+HCl→CH3CH2Cl(一氯乙烷)

　　CH2=CH2+H2O→CH3CH2OH(乙醇)

　　(3)聚合反應(yīng)：

　　四、苯C6H6

　　1、物理性質(zhì)：無色有特殊氣味的液體，密度比水小，有毒，不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，本身也是良好的有機(jī)溶劑。

　　2、苯的結(jié)構(gòu)：C6H6(正六邊形平面結(jié)構(gòu))苯分子里6個C原子之間的鍵完全相同，碳碳鍵鍵能大于碳碳單鍵鍵能小于碳碳單鍵鍵能的2倍，鍵長介于碳碳單鍵鍵長和雙鍵鍵長之間

　　鍵角120°。

　　3、化學(xué)性質(zhì)

　　(1)氧化反應(yīng) 2 C6H6+15O2 = 12CO2+6H2O (火焰明亮，冒濃煙)不能使酸性高錳酸鉀褪色。

　　(2)取代反應(yīng)

　　① 鐵粉的作用：與溴反應(yīng)生成溴化鐵做催化劑;溴苯無色密度比水大

　　② 苯與硝酸(用HONO2表示)發(fā)生取代反應(yīng)，生成無色、不溶于水、密度大于水、有毒的油狀液體——硝基苯。+HONO2 +H2O反應(yīng)用水浴加熱，控制溫度在50—60℃，濃硫酸做催化劑和脫水劑。

　　(3)加成反應(yīng)

　　用鎳做催化劑，苯與氫發(fā)生加成反應(yīng)，生成環(huán)己烷+3H2

　　五、乙醇CH3CH2OH

　　1、物理性質(zhì)：無色有特殊香味的液體，密度比水小，與水以任意比互溶如何檢驗乙醇中是否含有水：加無水硫酸銅;如何得到無水乙醇：加生石灰，蒸餾

　　2、結(jié)構(gòu): CH3CH2OH(含有官能團(tuán)：羥基)

　　3、化學(xué)性質(zhì)

　　(1) 乙醇與金屬鈉的反應(yīng)：2 CH3CH2OH +2Na= 2CH3CH2ONa+H2↑(取代反應(yīng))

　　(2) 乙醇的氧化反應(yīng)★

　　①乙醇的燃燒：CH3CH2OH +3O2= 2CO2+3H2O

　　②乙醇的催化氧化反應(yīng)2 CH3CH2OH +O2= 2CH3CHO+2H2O

　　③乙醇被強氧化劑氧化反應(yīng)

　　CH3CH2OH

　　六、乙酸(俗名：醋酸)CH3COOH

　　1、物理性質(zhì)：常溫下為無色有強烈刺激性氣味的液體，易結(jié)成冰一樣的晶體，所以純凈的乙酸又叫冰醋酸，與水、酒精以任意比互溶

　　2、結(jié)構(gòu)：CH3COOH(含羧基，可以看作由羰基和羥基組成)

　　3、乙酸的重要化學(xué)性質(zhì)

　　(1) 乙酸的酸性：

　　弱酸性，但酸性比碳酸強，具有酸的通性

　　①乙酸能使紫色石蕊試液變紅

　　②乙酸能與碳酸鹽反應(yīng)，生成二氧化碳?xì)怏w利用乙酸的酸性，可以用乙酸來除去水垢(主要成分是CaCO3)：2CH3COOH+CaCO3=(CH3COO)2Ca+H2O+CO2↑乙酸還可以與碳酸鈉反應(yīng)，也能生成二氧化碳?xì)怏w：2CH3COOH+Na2CO3= 2CH3COONa+H2O+CO2↑上述兩個反應(yīng)都可以證明乙酸的酸性比碳酸的酸性強。

　　(2) 乙酸的酯化反應(yīng)

　　(酸脫羥基，醇脫氫，酯化反應(yīng)屬于取代反應(yīng))

　　乙酸與乙醇反應(yīng)的主要產(chǎn)物乙酸乙酯是一種無色、有香味、密度比水的小、不溶于水的油狀液體。在實驗時用飽和碳酸鈉吸收，目的是為了吸收揮發(fā)出的乙醇和乙酸，降低乙酸乙酯的溶解度;反應(yīng)時要用冰醋酸和無水乙醇，濃硫酸做催化劑和吸水劑