化学高考第一轮复习学案 215页

2010高三化学新课标第一轮复习全套教案，学案大全 考点 1 物质的组成和分类 考点聚焦 1．掌握分子、原子、离子、原子团、元素等概念。 2．掌握混合物、纯净物、单质、化合物、金属、非金属的概念 3．掌握氧化物、酸、碱、盐概念及相互关系。 4．了解同位素和同素异形体。 知识梳理 一、原子、分子、离子、元素、同位素、同素异形体的概念 1．原子是 。 思考：为什么说原子是化学变化中的最小微粒？能否理解为原子是构成物质的最小微粒？ 2．分子是 。 思考：是否可理解为分子是保持物质性质的微粒？ 3．离子是 。 4．元素是 。 元素存在形式 。 思考：质子数相同的微粒一定是同一种元素吗？ 5．比较元素和原子的区别 6．同位素是 。 7．同素异形体是 。 8．比较同位素、同素异形体的区别 二、物质的分类 1．将物质分为纯净物与混合物，是依据所含物质种类是不是一种来区分的。 纯净物 混合物 概念 由________组成 由_______物质组成 物质种类 只有一种 至少有两种 组成特点 固定 不固定，各成分保持其原有性质 区 别 表达式 能用一个化学式表示 不能用一个化学式完整表示 联系 纯净物 混合物 简单混合 分离、提纯 2．将纯净物分为单质和化合物，是依据组成纯净物的元素是不是一种来区分的。要重点理解 单质和化合物两个概念。 单质 化合物 概念 由_________组成的纯净物 由_______组成的纯净物 区别 ①只由一种元素组成；②不 能发生分解反应 ①至少由两种元素组成；②在一定 条件下可能发生分解反应 相同处 都是纯净物 判断依据 ①前提是纯净物；②只含有 一种元素 ①前提是纯净物；②含两种或两种 以上元素 3．将化合物分为有机物与无机物，是依据组成元素中是否含碳元素来区分的。一般把含碳元 素的化合物称为有机物（CO、CO2、H2CO3及碳酸盐除外），将不含碳元素的化合物叫做无机物。 4．将无机物分为氧化物、酸、碱和盐四类，其依据是物质组成和性质上的不同。 氧化物是指由___________种元素组成，且其中一种为__________元素的化合物（注意氧 化物与含氧化合物的区别和联系）。 将氧化物分为酸性氧化物、碱性氧化物、两性氧化物、 不成盐氧化物，是依据氧化物跟酸或碱反应的情况来区分的。 酸性氧化物 碱性氧化物 两性氧化物 概念 性质 思考：酸性氧化物与非金属氧化物的关系，碱性氧化物与金属氧化物的关系。 酸可以从两个不同的角度进行分类：一是依据酸分子电离生成的 H+个数分为一元酸、二 元酸、三元酸等；二是依据酸的组成元素中是否含氧元素分为含氧酸和无氧酸。 碱一般根据溶解性可分为可溶性碱和难溶性碱。盐可分为正盐、酸式盐、碱式盐，有关 酸、碱、盐的组成及判断见下表： 酸 碱 盐 概念 电离时生成的阳离子全 部是________的化合物 电离时生成的阴离子全 部是_____的化合物 电离时生成_______和 ______的化合物 组成 一定含氢元素，不一定 含氧元素 一定含氢、氧两种元素 不一定含金属元素 判断依据 电离时生成的阳离子必 须全部是氢离子 电离时生成的阴离子必 须全部是氢氧根离子 电离时有金属离子（或 NH4 +）和酸根离子生成 另外，盐按形成特点可分为四类： 强酸强碱盐：如 特点是 。 强酸弱碱盐：如 特点是 。 弱酸强碱盐：如 特点是 。 弱酸弱碱盐：如 特点是 。 思考：酸、碱、盐、氧化物之间的关系。 试题枚举 【例 1】下列叙述正确的是 A．非金属氧化物都是酸性氧化物 B．碱性氧化物都是金属氧化物 C．酸酐都是酸性氧化物 D．酸性氧化物都不能跟酸反应 解析 非金属氧化物不都是酸性氧化物，如水、一氧化碳、一氧化氮等氧化物就属于不成 盐氧化物，所以 A 不正确。酸性氧化物也称为酸酐，但多数有机酸的酸酐却不是酸性氧化物， 如乙酸酐的结构简式为： ，是两分子乙酸脱一分子水的产物，它不属 于酸性氧化物。所以 C 不正确。 酸性氧化物一般不能和酸反应，但二氧化硅能与氢氟酸反应，生成四氟化硅气体和水： SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O D 选项也不正确。只有碱性氧化物都是金属氧化物的说法是正确的。 答案 B 【例 2】1995 年诺贝尔化学奖授予致力于研究臭氧层破坏问题的三位环境化学家。大气中的 臭氧层可滤除大量的紫外光，保护地球上的生物。氟利昂（如 CC2F2）可在光的作用下分解， 产生 Cl 原子，Cl 原子会对臭氧层产生长久的破坏作用（臭氧的分子式为 O3），有关化学反应 为： Cl+O3→ClO+O2 ClO+O→Cl+O2 总反应：2O3→3O2 ①在上述反应中臭氧变成氧气的反应过程中，Cl 是 ( ) A．反应物 B．生成物 C．中间产物 D．催化剂 ②在叙述中 O3 和 O2 是 ( ) A．同分异构体 B．氧的同位素 C．同系物 D．氧的同素异形体 解析 由题中所给的有关的化学反应可知，在上述反应中，氯原子所起的作用是促进臭氧 分子转化成氧气分子，而它本身在反应前后并未发生变化。根据催化剂的概念：能改变其他 物质的反应速率而本身的质量和化学性质在反应前后没有改变的物质为催化剂。由此可知 Cl 的作用是起催化作用，所以 Cl 为催化剂，在第一问中，D 选项为正确答案。O3和 O2是由同 种元素形成的不同种单质，故 D 选项为正确答案。 答案 D 考点 2 物质的性质、变化与无机反应基本类型 考点聚焦 1．理解物理变化与化学变化的区别与联系。 2．理解物质物理性质、化学性质与应用。 3．理解化合、分解、置换、复分解四种基本反应类型。 知识梳理 一、物质的变化 1．物理变化： 2．化学变化： 思考：物理变化与化学变化的区别与联系 二、物质的性质 1．物理性质： 2．化学性质： 注意：区分物理性质和化学性质时一定要抓住“是否需要发生化学变化才能表现出来”这个特 点。 三、物质的性质和变化的区别 物质的性质和变化是两组不同的概念，二者之间既有区别又有联系。性质是物质固有的属性， 是物质的基本特征，是变化的内因（即变化的依据），而变化只是一个过程或现象，是性质 的具体体现，即性质决定变化、变化体现性质。物质的变化和性质在描述上是不同的，物质 性质的描述在物质变化的基础上增加了“可以或不可以”、“能或不能”、“容易或不易（难）”等 说法。 四、化学变化的基本特征 从宏观上看，生成新物质的变化是化学变化；从微观上看化学变化的实质是原子的重新组合。 与化学变化的基本特征对比，物理变化没有新物质生成，从微粒上看，构成原物质的粒子本 身并没有发生变化。 五、化学反应的分类 1．按物种的变化分为： 2．从有无电子转移分为： 3．从热效应分为： 4．根据反应程度分为 5．从有无离子参加分为： 六、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 定义 形式 举例 思考：画出反映四种基本反应类型与氧化还原反应的关系图。 试题枚举 【例 1】古诗词是古人为我们留下的宝贵的精神财富。下列诗句只涉及物理变化的是（）。 A.野火烧不尽，春风吹又生 B.春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干 C.只要功夫深，铁杵磨成针 D.爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏 解析：选项 A、B、D 均涉及有关燃烧的知识，属于化学变化；“铁杵磨成针”只是发生了形 变，属于物理变化。 答案：C 【例 2】关于化学反应 A＋B＝C＋D 下列说法中正确的是（ ）。 A．若生成物 C 和 D 分别是盐和水，则反应物一定是酸和碱 B．若 A 和 C 是单质，B 和 D 是化合物，则该反应一定是置换反应 C．若 A 是可溶性碱，B 是可溶性盐，则 C 和 D可能是两种沉淀 D．若 A、B 各取 10g 混合，使其充分反应，则 C、D质量的总和一定等于 20g 解析：对一个概念作出判断应弄清它的含义，把握它的实质。B、C 符合概念和反应规律， 正确。A 中由于生成盐和水的反应可以在多种物质类别间发生，如：碱和酸性氧化物，酸和碱 性氧化物之间也都能生成盐和水。D 中 A、B 各 10g 物质可能恰好反应完，也可能其中一种没 有反应完，则生成物的总和应≤20g。 答案：B、C。 【例 3】下列过程不涉及化学变化的是( ) A．甘油加水作护肤剂 B．用明矾净化水 C．烹鱼时加入少量的料酒和食醋可减少腥味，增加香味 D．烧菜用过的铁锅，经放置常出现红棕色斑迹 解析：化学变化与物理变化的本质区别是：是否有新物质生成。甘油稀释后仍具有吸湿性， 可做护肤品，该过程不涉及化学变化。 明矾溶于水后，发生反应：Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+ 产生氢氧化铝胶体，从而可 净化水。 烹鱼时加入少量的料酒和食醋可减少腥味，增加香味的原因是过程中发生了 CH3COOH + C2H5OH →CH3COOC2H5+ H2O ,产生了具有香味的乙酸乙酯的缘故。 烧菜用过的铁锅，由于在潮湿的环境中发生了电化腐蚀，Fe 最终被氧化成 Fe2O3•nH2O 而 出现红棕色斑迹，后三者都是化学变化过程。 答案：A 考点 3 离子反应、离子方程式 考点聚焦 1．理解离子反应的本质。 2．能进行离子方程式的书写及正误判断。 3．能应用离子反应判断离子在溶液中以能否大量共存。 知识梳理 一、电解质的有关概念 1.电解质导电的原因及影响因素 根据 ，可以判断是否为电解质。 （1）离子化合物在熔化状态时都能导电，因此都是电解质。有些离子化合物因难溶于水而 使其水溶液难导电，如 BaSO4、AgCl 等。 （2）共价化合物在水溶液中可电离的为电解质，相反为非电解质。如 HCl、H2SO4、HNO3 等，在液态时虽不导电，但水溶液能导电，是电解质。 （3）有些化合物如 SO2、SO3、NH3、PCl3等，其水溶液也可导电，但它们却是非电解质， 原因是它们在水溶液中并不能电离出离子，只是与水发生反应产生电解质而引起导电。 （4）氯水、铁、石墨等尽管能导电，但既不是电解质，又不非电解质。 ２．强电解质和弱电解质 强电解质是指 。 弱电解质是指 。 强酸：HCl、H2SO4、HNO3、HBr、HI、HClO4 …………… 强电解质 强碱：NaOH、KOH、Ba(OH)2 ……………… 大多数盐（含难溶盐）：NaCl、CaSO4、KNO3、BaSO4、AgCl ………… 弱酸：HF、HClO、H2SO3、H2CO3、H3PO4、CH3COOH、 …… 弱电解质 弱碱：NH3·H2O、Cu(OH)2、Fe(OH)3、……………… 少数盐：Pb(CH3COO)2………… 水是一种极弱的电解质。 二、离子反应 离子反应是指 。 1.离子反应的类型及其发生的条件 （1）复分解反应：这类离子反应又叫离子互换反应，其反应条件是：产生深沉、产生气体 或产生难电离的物质如： BaSO4＋H2SO4═BaSO4↓＋2H2O Na2CO3＋2HCl═2NaCl＋CO2↑＋2H2O NH4Cl＋NaOH═NH3·H2O＋NaCl 这些反应的共同特点是：反应后溶液中自由移动的离子数目减少，因此离子互换反应一般 是朝着溶液离子浓度减少的方向进行。但有少数例外，如： CaCO3＋CO2＋H2O═Ca(HCO3)2 此反应能够进行的原因，是因为生成了难电离的H2CO3与CaCO3反应可生成更难电离的HCO3 - 化合物。 （2）氧化还原反应：这类离子反应发生的条件是： 。 2.书写离子方程式时应注意的问题 （1）离子反应是在溶液或熔融状态时进行反应的，凡非溶液中进行的反应一般不能写离子 反应方程式，亦即没有自由移动离子参加的反应，不能写出离子反应方程式。如 NH4Cl 固体和 Ca(OH)2固体混合加热，虽然也有离子和离子反应，但不能写出离子反应方程式，只能写化学 方程式。 （2）单质、氧化物、气体在溶液中的反应一律写化学式；弱电解质如弱酸（HF、H2S、HClO、 H2CO3等）、弱碱（如 NH3·H2O）和中强酸（如 H2SO3、H3PO4）等难电离的物质必须写化学式； 难溶于水的物质〔如 CaCO3、BaSO3、FeS、PbS、BaSO4、Fe(OH)3等〕必须写化学式。 （3）多元弱酸的酸式盐的酸根离子在离子方程式中不能拆写。如 NaHCO3溶液和稀硫酸反 应：HCO3 -＋H+═CO2↑＋H2O (4)对于微溶物的处理有三种情况： ①在生成物里有微溶物析出时，微溶物用化学式表示。如 Na2SO4溶液中加入 AgNO3溶液： 2Ag+ ＋ SO4 2- ═ Ag2SO4↓ ②当反应物里有微溶物处于溶液状态（稀溶液）时，应写成离子的形式。如 CO2气体通入 澄清石灰水中： CO2＋Ca2+＋2OH-═CaCO3↓＋H2O ③当反应物里有微溶物处于浊液或固态时，应写化学式。如在石灰乳中加入 Na2CO3溶液： Ca(OH)2＋CO3 2-═CaCO3↓＋2OH- (5)操作顺序或反应物相对量不同时离子方程式不同。如： ①少量烧碱滴入 Ca(HCO3)2溶液〔此时碳酸氢钙过量〕中，有： Ca2+＋HCO3 － ＋OH-═CaCO3↓＋H2O ②少量 Ca(HCO3)2溶液滴入烧碱溶液〔此时氢氧化钠过量〕中，有： Ca2+＋HCO3 － ＋2OH-═CaCO3↓＋CO3 2-＋2H2O 3.检查离子方程式书写是否正确的几个原则 ⑴必须满足三个守恒原则 ①元素守恒：反应前后各元素的原子个数相等。 ②电荷守恒：方程式左右两边离子的电荷总数相等。 ③电子守恒（价守恒）：对于氧化还原反应，反应过程中元素化合价升高总数与降低总数 相等。 （2）正确把握与“量”有关的反应原则 ①某物质若其阴、阳离子都参加了反应，且都反应完全，则方程式中，该物质阴、阳离子 个数比应与化学式中组成一致，如 Ba(OH)2与 H2SO4溶液反应，离子方程式为： Ba2+＋2OH-＋2H+＋SO4 2-═BaSO4↓＋2H2O 注意：在 H+、OH-、H2O 之前的化学计量数 2 是不可能省去。 ②若反应物之间由于量比不同可发生反应时，必须结合量比书写。如 Ca(OH)2与 NaHCO3 反应，有两种情况： 若 Ca(OH)2过量：Ca2+＋OH-＋HCO3 -═CaCO3↓＋H2O 若 NaHCO3过量：Ca2+＋2OH-＋2HCO3 -═CaCO3↓＋2H2O＋CO3 2- (3)注意反应条件的原则 ①溶液酸碱性条件：有些物质在不同条件下存在形态不同，如反应产物有碳酸盐时，则 CO3 2-与 HCO3 -取决于溶液碱性强弱，强碱溶液中写 CO3 2-，弱碱溶液中（如 CO2过量时）写 HCO3 -。 ②温度条件：NH4Cl 与 NaOH 溶液反应时，只有在浓溶液且加热条件下，才可写成 NH3↑, 否则写成 NH3·H2O。 ③浓度条件：如 BaCl2溶液与稀的 NaHCO3溶液不发生反应，而 BaCl2溶液与浓的 NaHCO3 反应，生成 BaCO3↓,其离子方程式为： Ba2+＋2HCO3 -═BaCO3↓＋H2O＋CO2↑ ④注意实验操作条件：如 Na2CO3溶液与稀盐酸之间的反应，若将少量的 HCl 往多量 Na2CO3 溶液中滴加时：先发生：CO3 2-＋H+═HCO3 -;后发生：H+＋HCO3 -═CO2↑＋H2O;若将少量 Na2CO3 往多量 HCl 中滴加时：CO3 2-＋2H+═CO2↑＋H2O。 （4）必须遵循依据客观实验事实的原则 只有电解质参加的且具备电离条件的反应，才可写出离子方程式。 三、判断溶液中离子共存的规律 1.同一溶液中若离子间符合下列任意一个条件就会发生离子反应，离子便不能在同一溶液 中大量共存. (1) 生成难溶物或微溶物：如 Ba2+与 CO3 2-、Ag+与 Br-、Ca2+与 SO4 2-等不能大量共存。 （2）生成气体或挥发性物质：如 NH4 +与 OH-、H+与 CO3 2-、HCO3 -、S2-、HS-、HSO3 -、SO3 2-等 不能大量共存。 (3) 生成难电离的物质：如 H+与 CH3COO-、CO3 2-、S2-、SO3 2-等生成弱酸；OH-与 NH4 +、Cu2+、 Fe3+等生成弱碱或沉淀；H+与 OH-生成水，这些离子不能大量共存。 (4) 发生氧化还原反应：氧化性离子（如 Fe3+、NO3 -、ClO-、MnO4 -等）与还原性离子（如 S2-、I-、Fe2+、SO3 2-等）因在溶液中（特别是在酸性溶液中）发生氧化还原反应而不能大量共 存。 （5）形成配合物：如 Fe3+与 SCN-反应生成配合物而不能大量共存。 2.附加隐含条件的应用规律 ⑴溶液无色透明时，则溶液肯定无有色离子。如 Cu2+（蓝色）、Fe3+（棕黄色）、Fe2+（浅绿 色）、MnO4 -（紫红色）等都有颜色，若无色溶液则说明这些离子不存在。 ⑵强碱性溶液中肯定不存在与 OH-起反应的离子。 ⑶强酸性溶液中肯定不存在与 H+起反应的离子 ⑷与水反应的离子，如 O2-、N3-、P3-等在水溶液中不存在。 试题枚举 【例 1】下列离子方程式正确的是 A．NaHSO3 溶液与 NaOH 溶液反应：HSO  3 ＋OH－ ＝SO 2 3 ＋H2O B．少量二氧化碳通入足量的 NaOH 溶液：CO2＋OH－ ＝HCO  3 C．Fe 与盐酸反应产生 H2：2Fe＋6H＋ ＝2Fe3＋＋3H2↑ D．氨水和醋酸溶液混合 NH3·H2O＋CH3COOH＝NH  4 ＋CH3COO－ ＋H2O 解析: 判断离子方程式的正误应注意①是否符合客观实际；②应该用化学式表示的(气体、 沉淀、水、弱酸、弱碱、氧化物、单质等)是否写对，应该删掉的离子是否删去；③是否配平， 电子转移是否合理． 据此检查各选项，A、D 正确．B 错，因少量的 CO2 通入足量的 NaOH 溶液中，应生成 CO 2 3 ． 正确的写法为：CO2＋2OH－ ＝CO 2 3 ＋H2O C 错．因不符合客观实际，应生成 Fe2＋． 正确的写法为：Fe＋2H＋ ＝Fe2＋＋H2↑ 答案: AD 【例 2.】下列各组离子中，能在强酸溶液里大量共存，并且溶液呈无色透明的是 A．MnO  4 ，K＋ ，Na＋ ，SO 2 4 B．Na＋ ，K＋ ，HCO  3 ，Cl－ C．Mg2＋，NH  4 ，Cl－，NO  3 D．Ba2＋，K＋ ，S2－，SO 2 4 解析：对于离子能否共存问题：必须考虑两个问题，一看同组离子是否发生反应(复分解 或氧化还原)，二看是否满足题干要求． 有颜色离子：Fe3＋，Fe2＋，Cu2＋，MnO  4 …… 强酸性(或强碱性)，说明溶液中除离子组内各离子外，还应有 H＋ 或(OH－)，典型的氧化性 离子(如 Fe3＋,MnO  4 ,Cr2O 2 7 等)和典型的还原性离子(如 Fe2＋，S2－，I－，SO 2 3 等)在溶液中会发 生氧化还原反应．据以上分析得此题正确选项为 C． 答案：C 【例 3】(1)向 NaHSO4 溶液中，逐滴加入 Ba(OH)2 溶液中至中性，请写出发生反应的离子方程 式： 。 (2) 在 以 上 中 性 溶 液 中 ， 继 续 滴 加 Ba(OH)2 溶 液 ， 请 写 出 此 步 反 应 的 离 子 方 程 式 。 解析：题目要求 NaHSO4溶液与 Ba(OH)2 溶液反应呈中性，也即要求写出的离子方程式属 于下列反应 2NaHSO4 + Ba(OH)2 = 2H2O + Na2SO4 + BaSO4↓。则离子方程式为：2H+ + SO42- + Ba2+ + 2OH- = BaSO4 ↓ + 2H2O 。若向上述溶液中继续滴加 B(OH)2，则有 Ba2+ + SO42- = BaSO4 ↓ 答案：2H+ + SO42- + Ba2+ + 2OH- = BaSO4 ↓ + 2H2O Ba2+ + SO42- = BaSO4 ↓ 考点 4 热化学反应的反应热与能量变化 考点聚焦 1．理解化学反应中的能量变化与化学键变化的关系； 2．理解吸热反应、放热反应与反应物及生成物能量的关系； 知识梳理 、 、 一起被称为现代社会发展的三大支柱。 一、化学键与化学反应中能量变化的关系 [讨论]从化学键的断裂与形成的角度出发，解释为什么化学反应中有能量的变化？ 化学键的 和 是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因。断开化学 键要 能量，而形成化学键则要 能量，一个化学反应是吸收能量还是释放能量 则取决于 。当反应物的总 能量 （填高或低）于生成物的总能量时，反应的最后结果就为吸收能量；反之，当反应 物的总能量 （填高或低）于生成物的总能量时，反应的最后结果就为放出能量。 二、常见的吸热反应和放热反应 化学反应中的能量变化，通常主要表现为 的变化—— 或 。在 放热反应中，反应物的总能量 生成物质总能量。在吸热反应中，反应物的总能量 生成物质总能量。 [讨论] 1.有的反应吸热、有的放热，是不是客观世界的总能量也发生相应的增减？ 2.举例说明常见的吸热反应和放热反应各有哪些？ 3.化学反应中物质的化学能除了转变为热能，还可以转变为电能，那么请问：什么样的化学反 应中的化学能才能转变为电能呢？又是如何转化的？ 4、 叫做中和 热。 试题枚举 【例1】已知反应A＋B＝C＋D为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是（ ） A. A的能量一定高于C B. B的能量一定高于D C. A和B的总能量一定高于C和D的总能量 D. 该反应为放热反应，故不必加热就一定能发生 解析:化学反应中的能量变化，通常主要表现为热量的变化——吸热或放热，当反应物 的总能量高于生成物质总能量时为放热反应中，当反应物的总能量低于生成物的总能量时为 吸热反应。值得注意的是：总能量是指所有反应物或所有生成物，而不是其中某些反应物或 某些生成物,所以 A、B 是不正确的；而有的放热反应在开始时也是需要加热的，例如炭的燃烧。 答案:C 【例 2】关于吸热反应的说法正确的是( )。 A．凡需加热的反应一定是吸热反应 B．只有分解反应才是吸热反应 C．使用催化剂的反应是吸热反应 D．CO2与 CaO 化合是放热反应，则 CaCO3分解是吸热反应 解析：A 组见上一题目分析，有些化合反应也是吸热反应，例如炭和二氧化碳化合生成一 氧化碳的反应就是吸热反应，故 B 不正确，催化剂是用来改变化学反应速率的，它不能改变 反应物和生成自身的能量，故不影响反应热，像合成氨、二氧化硫的催化氧化都是放热反应， 故 C 也是不对的。CO2和 CaO 的化合反应与 CaCO3的分解反应是相反过程，故 D 正确。 答案 D 【例3】下列反应属于吸热反应的是（ ） A．Ba(OH)2•8H2O晶体和NH4Cl混合搅拌 B．盐酸和氢氧化钠混合 C．锌放入稀硫酸中 D．焦炭和水蒸气高温下反应 解析： 酸与碱的中和反应、金属与酸的反应都是放热反应。 答案：AC 【变式】下列说法正确的是（ ） A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 B.任何放热反应在常温条件下一定能发生反应 C.反应物和生成物所具有的总能量决定了反应结果是放热还是吸热 D.吸热反应在一定条件下也能发生反应 答案：C 【例 4】在氢气与氯气反应生成氯化氢气体的反应中，若断裂 1mol H - H 键要吸收 436KJ 的能 量，断裂 1mol Cl- Cl 键要吸收 243KJ 的能量，断裂 1molH—Cl 键要吸收 432KJ 的能量，则在氯 气中充分燃烧 1mol H2 的能量变化是 。 解析： 在氯气中充分燃烧 1mol H2 时，要先破坏 1mol 的 H—H 键和 1mol 的 Cl—Cl 键， 此过程是需要吸收 679kJ 的能量；在氯气中充分燃烧 1mol H2 时会形成 2molH—Cl，放出 864KJ 的能量，吸收和放出能量相抵，仍会放出 185KJ 的能量。 答案：185kJ 【变式】把煤作为燃料可通过下列两种途径： 途径Ⅰ：C(s)+O2(g) 点燃  CO2(g) ( 放热 Q1 kJ ) 途径Ⅱ：先制水煤气 C(s)+H2O(g) == CO(g)+H2(g) (吸热 Q2 kJ) 再燃烧水煤气 2CO(g)+O2(g) 点燃  2CO2(g) 2H2(g)+O2(g) 点燃  2H2O(g) 试回答下列问题： （1）判断两种途径放热：途径Ⅰ放出的热量_________(填“大于”、“等于”或“小于”)途径 Ⅱ放出的热量。 （2）Q1、Q2、Q3的数学关系式是__________________。 （3）由于制取水煤气反应里，反应物所具有的总能量________生成物所具有的总能量， 那么在化学反应时，反应物就需要_______能量才能转化为生成物，因此其反应条件为 ______ 。 （4）简述煤通过途径Ⅱ作为燃料的意义： (共放热 Q3 kJ) [答案]（1）等于 （2）Q1 = Q3 － Q2 （3）低于 吸收 高温 （4） 固体煤经处理变为气体燃料后，不仅在燃烧时可以大大减少 SO2和烟尘对大气造成的污 染，而且燃烧效率高，也便于输送 。 考点 5 氧化还原化学反应 考点聚焦 1．理解氧化还原反应的本质和特征 2．从多个角度理解氧化剂和还原剂等概念 3．会比较与判断氧化性或还原性强弱 4．知道常见的氧化剂和还原剂 5．能判断氧化还原反应中的电子转移方向和数目 6．能配平化学方程式 7．能运用氧化还原反应的规律进行有关计算 知识梳理 一、 理解氧化还原反应的本质和特征 氧化还原反应的实质是电子的 （包括电子的得失或电子对的偏移），特征是反应 前 后 ；判断某反应是否属于氧化还原反应可根据反应前后 是否发生了变化这一特征。 二、 从多个角度理解氧化剂和还原剂等基本概念 概 念 得失氧的角度 化合价变化的角度 电子转移的角度 氧 化 剂 在反应中失去氧的物质 所含元素化合价降低的 物质 在反应过程中得到电子 的物质 还 原 剂 氧化反应 物质得到氧的反应 物质所含元素化合价升 高的反应 物质失去电子的反应 还原反应 氧化产物 ———— 还原剂中所含元素化合 价升高以后的对应产物 还原剂中失去电子以后 的对应产物 还原产物 ———— 氧 化 性 ———— ———— 氧化剂所具有的得到电 子的能力 还 原 性 ———— ———— 还原剂所具有的失去电 子的能力 判断氧化反应、还原反应及氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物时可抓住下表中的关 系： 反应物 变化特点 生成物 还原剂 失、高、氧---氧化反应 氧化产物 氧化剂 得、低、还---还原反应 还原产物 三、氧化性或还原性强弱比较与判断 （1）根据元素的化合价 [练 习]下列微粒：H+、Cu2+、Ag+、Fe2+、Fe3+、Cl-、S2-、I-、MnO4 -、ClO3 -、NO3 -、SO3 2-、S、 Cl2、Na、H2；其中只有氧化性的是 ；只有还原性的 是 ，既有氧化性又有还原性的是 ； [思考]如果物质中某元素具有最高价，该元素只有 性；物质中元素具有最低价，该元素 只有 性；物质中元素具有中间价态，该元素既有 又有 性。对于同一 种元素，价态越高，则 性越强，价态越低，则 性越强。 （2）根据氧化还原反应方程式 强还原剂（A）＋强氧化剂（B）＝弱氧化产物（a）＋弱还原产物（b） 则氧化性：B＞a，还原性：A＞b 氧化剂的氧化性越强，则其对应的 产物的还原性则越 ；还原剂的还原性越 强，则其对应的 产物的氧化性则越 。 （3）根据金属活动性顺序表 在金属活动性顺序表中，位置越靠前，其还原性就越 ，其阳离子的氧化性就 越 。 （4）根据元素周期表 同周期元素，随着核电荷数的递增，氧化性逐渐 ，还原性逐渐 ；同主 族元素，随着核电荷数的递增，氧化性逐渐 ，还原性逐渐 。 （5）根据反应的难易程度 氧化还原反应越容易进行（表现为反应所需条件越低），则氧化剂的氧化性和还原剂的还 原性就越 。 不同的还原剂（或氧化剂）与同一氧化剂（或还原剂）反应时，条件越易或者氧化剂（或 还原剂）被还原（或被氧化）的程度越大，则还原剂（或氧化剂）的还原性（或氧化性）就 越 ； （6）其它条件 一般溶液的酸性越强或温度越高，则氧化剂的氧化性和还原剂的还原性就越 ，反 之则越弱。 注意： ○1物质的氧化性或还原性的强弱只决定于得到或失去电子的 ，与得失电子的 无 关。如：Na、Mg、Al 的还原性强弱依次为 Na＞Mg＞Al；浓 HNO3、稀 HNO3的氧化性强弱依次 为：浓 HNO3 ＞稀 HNO3； ○2同一元素相邻价态间不发生氧化还原反应。 四、知道常见的氧化剂和还原剂 在中学化学中，常用作氧化剂的物质有： 、 、 、 、 、 等；常用作还原剂的物质有活泼的金属单质如 、 、 ，以及 、 、 等。（见人教版必修 1 第 36 页） 五、 能判断氧化还原反应中的电子转移方向和数目 1、双线桥分析法 要点：①双线桥从左指向右连接不同价态的同种元素； ②线上标明电子得失、化合价升降、被氧化、被还原等内容(注意得失电子守恒)。 2、单线桥分析法 要点：①单线桥是从还原剂中失去电子的元素指向氧化剂中得到电子的元素； ②线上标明只标明电子的数目，不必写其它内容。 六、化学方程式的配平 1、依据原则：在氧化还原反应中，元素得电子的总数=元素失去电子的总数 或化合价升高的总数=化合价降低的总数 2、配平方法：一标二列三求四配五观六查 具体地说，就是标出反应前后元素的化合价、列出化合价的升降情况、求化合价升降的 最小公倍数、根据所求的最小公倍数配出化合价发生变化的物质的系数、用观察法配出所含 元素化合价未发生变化的物质的系数、用质量守恒和电荷守恒检查所配结果是否正确。 例： KMnO4+ HCl= KCl+ MnCl2+ Cl2↑+ H2O 系数为：2、16、2、2、、5、8 七、能运用氧化还原反应的规律进行有关计算 氧化还原反应比较典型的计算有：求氧化剂与还原剂的垢量之比或质量比，计算参加反 应的氧化剂或还原剂的量，确定反应前后某一元素的价态变化等。计算的关键是依据氧化剂 得电子总数等于还原剂失电子总数，列出守恒关系式求解。从试题的变化趋势来看，有一类 题目已知参加反应的氧化剂与还原剂的质量比，计算并确定产物。题目解答的方法思路是： 首先根据氧化剂与还原剂的质量比求出物质的量之比，分析判断可能的情况，然后再由得失 电子数守恒列式求出化合价的变化，即可写出产物的分子式。 试题枚举 【例 1】下列反应中，属于非．氧化还原反应的是 ( ) A.3CuS＋8HNO3 ＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋3S↓＋4H2O B.3Cl2＋6KOH ＝5KCl＋KClO3＋3H2O C.3H2O2＋2KCrO2＋2KOH ＝2K2CrO4＋4H2O D.3CCl4＋K2Cr2O7 ＝2CrO2Cl2＋3COCl2＋2KCl 解析：解答此类题的关键是正确判别元素的化合价。 答案：D 【例 2】对于反应 IBr+H2O＝HBr＋HIO 的说法正确的是（ ） A.IBr 只作氧化剂 B.IBr 只作还原剂 C.IBr 既是氧化剂又是还原剂 D.IBr 既不是氧化剂又不是还原剂 解析：解答这一题的关键是正确判别共价化合物 IBr、HIO 中 I、Br 元素的化合价。 答案：D 【变式】分析下列变化过程是氧化还是还原，再填空： ①Fe FeCl2 需加____________剂，如____________ ②CuO Cu 需加____________剂，如____________ ③HCl Cl2 是____________反应，HCl 是____________剂 ④HCl H2 是____________反应，HCl 是____________剂 ⑤Fe3＋ Fe 需加____________剂，Fe3＋具有____________性 解析：解答这一题的关键是分析出同一种元素的化合价变化情况，判断出需要加氧化剂还 是还原剂或发生了什么样的反应。 答案：①需加氧化剂，如 CuCl2；②需加还原剂，如 H2；③氧化反应，HCl 是还原剂； ④是还原反应，HCl 是氧化剂；⑤需加还原剂，Fe3＋具有氧化性 【例 3】常温下，在下列溶液中发生如下反应 ①16H＋ ＋10Z－ ＋2XO4 － ＝2X2＋＋5Z2＋8H2O ②2A2＋＋B2＝2A3＋＋2B－ ③2B－ ＋Z2＝B2＋2Z－ ，则下列反应中能进行的是（ ） A.Z2＋ A2＋—— A3＋＋ Z－ B.A3++ Z——— A2+ + Z2 C.XO4 －+ A2++ H+—— X2++ A3＋ + H2O D.B2+X2++OH———B－+XO4 —+H2O 解析：解这一题时先根据氧化还原反应的规律：强还原剂（A）＋强氧化剂（B）＝弱氧 化产物（a）＋弱还原产物（b），正确判断出有关微粒氧化性或还原性的强弱顺序，再将选项 项中提供的反应用同样的方法判断后，观察与题给条件得出的结论是否一致，如果说是一致 的，则可以发生，否则不能。 答案：A、C 【变式】根据反应（1）~（4），可以判断下列 4 个物质的氧化性由强到弱的正确顺序是（B ） ⑴ Cl2+2KI=2KCl+I2 ⑵ 2FeCl2+Cl2=2FeCl3 ⑶ 2FeCl3+2HI=2FeCl2+2HCl+I2 ⑷ H2S+I2=S+2HI A. H2S>I2>Fe3+>Cl2 B.Cl2> Fe3+ > I2 >H2S C. Fe3+ > Cl2 > H2S > I2 D. Cl2>I2>Fe3+> H2S 【例 4】用双线桥法分析氧化还原反应：CuO+H2======Cu+H2O OCu 2 + 0 2H ===== 0 Cu + OH 1 2  【例 5】Ｇ、Ｑ、Ｘ、Ｙ、Ｚ均为氯的含氧化合物，我们不了解它们的分子式（或化学式）， 但知道它们在一定条件下具有以下的转换关系（未配平） 1 G Q＋NaCl 2 Q＋H2O 电解 X＋H2 3 Y＋NaOH G＋Q＋H2O 4 Z＋NaOH Q＋X＋H2O 这五种化合物中氯的化合价由低到高的顺序为   Ａ. QGZYX Ｂ. GYQZX Ｃ. GYZQX Ｄ. ZXGYQ 解析：1为歧化反应（同一反应中同种元素的化合价既有升高又有降低），Q 中氯元素的 化合价大于 G；2中 H 元素的化合价降低，则氯元素的化合价升高，故 X 中氯元素的化合价 大于 Q；3也是歧化反应，Y 中氯元素的化合价大于 G 而小于 Q；故 Z 中氯元素的化合价大于 Q，而小于 X 中氯元素的化合价。 答案：B。 【例 6】某一反应体系中共有 As2S3、HNO3、H2SO4、NO、H3AsO4、H2O 六种物质，已知 As2S3 是反应物之一。(1)写出并配平反应方程式 (2)氧化剂是 、还原产物 ，电子转移数目是 。 解析：由题给 As2S3是反应物之一，结合其中 As、S 元素的化合价分别由+3→+5 和-2→+6， 化合价都是升高的，可确定 As2S3是作为还原剂参与反应且 H2SO4、H3AsO4一定是（氧化）产 物，那么另外就要找出氧化剂（HNO3）和还原产物（NO），H2O 是反应物还是产物，放到最后 失 2e– ,化合价升高，被氧化 得 2e– ,化合价降低，被还原 △ 根据原子数目守恒来确定。 答案：（1）3As2S3+28HNO3 +4H2O =9H2SO4+28NO+6H3AsO4 （2）HNO3、NO；88 【例 7】现有 Fe、Cu 组成的合金，其中 Cu、Fe 的总物质的量为 amol，Cu 的物质的量分数 为 x 。研磨成粉末后，全部投入含 bmol 硝酸的稀溶液中，微热使其充分反应，还原产物只得 到 NO。试回答下列问题： （1）用微粒符号填写下列空白（列举出全部可能的情况）。 （2）当溶液中金属离子只有 Fe2+、Cu2+时，则 b 的取值范围是（用 a、x 表示）________。 解析：按硝酸的量从少到多的顺序，依次发生的总反应为： ①3Fe+8HNO3 =3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O②Cu+8HNO3 =3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O ③3Fe(NO3)2 +4HNO3 =3Fe(NO3)3 +NO↑+2H2O 答案⑴ ① ② ③ ④ -⑤ ⑥ 残留固体成份 Fe、Cu Cu Cu — — — 溶液中的金属离 子 Fe2+ Fe2+ Fe2+、Cu2+ Fe2+、Cu2+ Fe2+、Fe3+、Cu2+ Cu2+、Fe3+ (2) 3 8 3 )1(8 abxa   ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 残留固体成分 溶液中的金属离子 考点 6 物质的量与阿伏加德罗常数 考点聚焦 1．掌握物质的量、摩尔质量、物质的量浓度、气体摩尔体积的涵义。 2．理解阿佛加德罗常数的涵义。 3．掌握物质的量与微粒(原子、分子、离子等)数目，气体体积(标准状况)之间的相互关系。 4．掌握有关物质的量、气体摩尔体积、溶液的物质的量浓度的计算。 知识梳理 一、掌握物质的量、阿佛加德罗常数、摩尔质量、物质的量浓度、气体摩尔体积的涵义。 1．1971 年，在第十四届国际计量大会上决定用 作为计量原子、分子或离子等微 观粒子的“物质的量”的单位。“物质的量”的符号为 ，实际上表示含有一定数目 的 集合体。 2．1mol 任何粒子集体所含的粒子数与 0.012kg 中所含的原子数相等,约 为 ,把 叫做 常数，并作为一 个 ,符号为 。物质的量只适用于微观粒子，使用摩尔作单位时，必须指明粒子的 种类并且要用化学式来表示。 [讨论]下列说明是否正确？为什么？ （1）0．5mol 氧气 ；（2）0．2mol 氢分子 ； （3）0．3mol 钠离子 ；（4）10mol 氮 ； （5）4 mol 苹果 。 3．1mol 任何粒子集合体都含有 个粒子；而任何粒子或物质的质量在 以 为单位时，其数值都与该粒子的 或 相等。 将 叫做摩尔质量。摩尔质量的符号 为 ，单位常用 或 。 物质的量（n）、物质的质量（m）、摩尔质量（M）三者之间的关系式是： n= 4．物质体积的大小取决于构成这种物质的 、 和 这三个因素。 叫气体摩尔体积，用符号 表示， 常用的单位有 （或）和 。通常将 ℃、 Pa 时的状况称为 标准状况。标准状况下的气体摩尔体积为 。 中所含的碳原子总数为01. N A 5．在相同的 和 下，相同体积的任何 都含有 的粒子。 [讨论]下列有关气体的叙述中，错误的是（ ） A. 不同的气体，若体积不同，则它们所含的分子数肯定不同 B.当分子数目相同时，气体体积的大小主要决定于气体分子之间的距离 C. 一定温度和压强下，气体分子的物质的量决定了它们的体积 D. 在标准状况下，CO CO和 2 的混合物2 24. L [课堂练习]（1）标准状况下：22g CO2的体积是 ，其中所含分子数与 gO2相同。 （2）0．01 mol 某气体的质量是 0．28g，该气体的摩尔质量是 ；在标准状况下， 该气体的密度是 。 （3）相同条件下，CH4与 O2的质量比是 1：8 时二者的体积比是 。 6．以单位 溶液里所含 B 的 来表示溶液组成的物理量，叫 B 的 物质的量浓度。符号为 ，常用的单位是 （或 ）。 [课堂练习] （1）2gNaOH 溶于水配制成 mL溶液时其物质的量浓度为 2mol/L。 (2）现欲配制 200mL0．2mol/L Na2SO4溶液，则需要用 mL 1mol/L 的 Na2SO4溶液加水 稀释而成。从稀释而成的溶液中取出 10 mL则其中含有的钠离子是 个。 （ 3）把 2.24LHCl 气体溶于水，配制成 250mL 溶液，则该溶液的物质的量浓度 为 ，若其密度为 1．1g/mL，则其溶质的质量分数是 ％。 二、掌握物质的量与微粒(原子、分子、离子等)数目，气体体积(标准状况下)之间的相互 关系，并能根据上述关系图进行有关物质的量、气体摩尔体积、溶液的物质的量浓度的计算。 V 气体（标准状态）（L） 粒子数（N） 物质的量（n） 物质的质量（g） V 溶液（L） 请你将上述关系图的转化方法标出来。 试题枚举 【例 1】如果我们规定 12C 的相对原子质量为 24，且 0.024kg12C 中所含的原子个数为阿伏 加德罗常数(NA)，那么下列几种物理量会有变化吗？若有，请说明变化结果。 （1）一个 12C 原子的质量 （2）阿伏加德罗常数(NA) （3）摩尔质量 （4）O2的相对分子质量 （5）气体摩尔体积 （6） a g C2H5OH 的物质的量 （7）98%( 84.1 )硫酸的物质的量浓度 （8）44gCO2所含的分子个数 解析：(1)在规定 12C 的相对原子质量为 24 时,实际上是把作为相对原子质量的标准从原来 用 12C 质量的 1/12，改为 1/24，但是单个碳原子的质量并没有因此而发生改变； (2)原来是以 0.012kg12C 所含有的碳原子数作为阿伏加德罗常数(即 6.02×1023)，现在用 0.024kg12C 中所含的原子个数为阿伏加德罗常数(NA)，很明显 0.024kg12C 中所含的原子个数是 0.012kg12C 中所含的原子个数的 2 倍；故阿伏加德罗常数(NA)变为原来阿伏加德罗常数的 2 倍 （即 2×6.02×1023）； (3)原来所称摩尔质量,实质上是指 1 摩尔物质的质量即 6.02×1023个微粒集体的质量,当作 出了上述规定后,1 摩尔所含的粒子数已经变成了原来的 2 倍,故其质量也就为原来的 2 倍; (4) 原来氧分子的相对分子质量=氧分子的质量/12C 质量的 1/12,现在氧分子的相对分子质 量=氧分子的质量/12C 质量的 1/24,即作为相对原子质量的标准变为了原来的一半,而氧分子的 质量是固定的,故氧分子的相对分子质量变为原来的 2 倍; (5)气体摩尔体积是指在一定的温度和压强下, 阿伏加德罗常数个气体分子所占有的体积, 由于阿伏加德罗常数已经变成了原来的 2 倍,气体摩尔体积当然也就是原来的 2 倍了; (6)根据公式:物质的量(n)=物质的质量(m)/物质的摩尔质量(M),在新的条件下由于摩尔质 量变成了原来摩尔质量的 2 倍,等质量的物质的“物质的量”则等于原来的一半； (7) 溶质的物质的量浓度（CB）=溶质的物质的量（n）/溶液的体积（V），在单位体积的 98%( 84.1 )硫酸中所含溶质——硫酸的质量是不变的，但由（6）中所述可知，其物质的量 （n）变成了原来的一半，故物质的量浓度变为原来的 0.5 倍； (8) 不论作为相对原子质量的标准如何变化，单个 CO2分子的质量并未变化，故一定质 量的 CO2所含的分子个数是不会发生变化的。 答案：(1）不变（2）变为原来的 2 倍（3）变为原来的 2 倍（4）变为原来的 2 倍（5） 变为原来的 2 倍（6）变为原来的 0.5 倍（7）变为原来的 0.5 倍（8）不变 【例 2】下列说法中，正确的是（ ） A．KOH 的摩尔质量是 56g B．一个碳原子的质量就是其相对原子质量 C．硫原子的质量就是硫的相对原子质量 D．氦气的摩尔质量在数值上等于它的相对原子质量 解析：摩尔质量的单位应当是 g/mol，而不是 g，故 A 不对；碳原子的相对原子质量是指 拿一个碳原子质量除以一个 12C 原子质量的 1/12 所得的比值；硫原子的质量除以一个 12C 原子 质量的 1/12 所得的比值才是硫的相对原子质量，所以 B、C 均不对； 答案 D 【变式】在一定条件下，16g A 和 20g B 恰好反应生成 4.5g D 和 C。在相同条件下，8g A 与 15g B 反应可生成 0.125mol C 和 D。从上述事实中可推知 C 的分子量为 。 解析： 根据质量守恒定律可知，16g A 和 20g B 恰好反应时生成 4.5g D 和 31.5gC;在相同 条件下，8g A 与 15g B 反应(根据上述反应中 A 和 B 的比例关系可知 B 是过量的)时则应当生成 15.75gC,题目给出的是生成 0.125mol C,根据摩尔质量(M)=物质的质量(g)/物质的“物质的量（n）”， 可以计算出 M=126g/mol，所以 C 的相对分子质量为 126。 【例 3】用 NA表示阿佛加德罗常数，下列说法中正确的是（ ） A．1mol 甲烷的质量与 NA个甲烷分子的质量之和相等 B．28g 氮气与 40g 氩气所含的原子数目相等，都是 NA个 C．2.3g 钠由原子变成离子，失去的电子数为 0.1NA D．18g 重水（D2O）所含的电子数为 10NA 解析：]根据摩尔的定义，每摩尔物质含有阿伏加德罗常数（NA）个微粒，所以 A 组答案是 正确的，氮气是双原子分子，而氩气是单原子分子，28g 氮气所含有的原子数为 2NA个，40g 氩气所含的原子数目是 NA个；一个钠由原子变成离子时，将会失去 1 个电子，2.3g 钠为 0.1mol， 由原子变成离子时失去的电子数为 0.1NA；18g 重水（D2O）所含的分子为 0.9mol，而每个分子 所含的电子数为 10 个，所以 18g 重水（D2O）所含的电子数为 9NA；故答案为 AC 【变式】（1）（NH4）2SO4的摩尔质量为 。现有 26．4g（NH4）2SO4，则其中 含有 molH， 个氧原子、 mol 质子；它溶于水时能电离产生 mol 铵根离 子，这么多铵根离子的质量是 。 （2）计算 10 克下列物质的“物质的量”（保留小数点后两位） NaHCO3 SO3 （3）计算出下列物质的质量 0.2mol Na2CO3 ；0.3mol NH4HCO3 （4）26．4g（NH4）2SO4中硫元素的质量与 g NaHCO3中所含氧元素的质量相等； 与 g NaHCO3中所含的氢原子个数相等。 【例 4】有一真空储气瓶，净重 500 克。在相同条件下，装满氧气后重 508 克，装满另一 种气体 X 时重 511 克，则 X 的相对分子质量为（ ） A. 44 B. 48 C. 64 D. 71 解析：本题题给条件应当说是“同温、同压、同体积（同一个真空瓶）”，所以不论装什 么气体，里面所含气体的物质的量是相同的，根据物质的量(n)=物质的质量(m)/物质的摩尔质 量(M)可以得到计算式：（508—500）/32=（511—500）/ M，所以M=44。 答案：A 【变式】标准状况下，mg 气体 A 与 ng 气体 B 所含分子数相同，下列说法不正确的是 A. A 与 B 相对分子质量之比为 nm : B. 同质量的 A 与 B 所含分子数之比为 mn : C. 相同状况下，同体积的 A 与 B 的质量之比为 nm : D. 标准状况下，A 与 B 的密度之比为 mn : 答案：D 【例5】配制250 mL 1.6mol/L NaCl溶液。具体步骤如下： （1）计算：需 gNaCl。（2）称量：使用的主要仪器是 。 （3）溶解：将称好的 NaCl 放在 中加适量蒸馏水溶解，并用 加以搅拌。 （4）转移：待溶液冷却到室温后，将其沿玻璃棒注入 中，其中玻璃棒 的作用是 。 （5）洗涤：将烧杯和玻璃棒用蒸馏水洗涤 次，并将每次洗涤后的溶液都注入中； 其主要目的是 。 （6）定容：将蒸馏水注入 中，直到其中液面接近其刻度 处时，改用 滴加蒸馏水至溶液的 液面正好与刻度线相切。将瓶塞子盖好，反复上下颠倒、摇匀。 【变式 1】在配制物质的量浓度溶液时，下列操作出现的后果是(填：“溶液浓度不准确”、 “偏低”、“偏高”、“无影响”)： (1)配制氢氧化钠溶液时，称取已吸潮的氢氧化钠固体。_____________。 (2)配制氢氧化钠溶液时，溶液不能澄清，溶质少量不溶解。____________。 (3)配制氯化钠溶液时，容量瓶中有少量水。______________。 (4)定容时，液面上方与刻度相齐时，停止加水。__________。 (5)配制好溶液后，容量瓶未塞好，洒出一些溶液。_____________。 (6)发现溶液液面超过刻度线，用吸管吸出少量水，使液面降至刻度线____________。 答案：（1）偏低 （2）偏低 （3）无影响 （4）偏高 （5）无影响 （6）偏低 【变式 2】实验中需 2mol/L 的 Na2CO3溶液 950mL，配制时应选用的容量瓶的规格和称取 的 Na2CO3质量分别为（ ） A． 1000mL , 212g B. 950mL , 201.4g C. 500mL , 286g D. 1000mL, 201.4g 解析：由于容量瓶的规格中不可能有 950mL，只能选择略大于所需溶液体积的规格(即 1000mL)，计算溶质的质量时也就按 1000mL 溶液中所含的溶质。 答案：A 考点 7 分散系 考点聚焦 1.知道根据分散质粒子的大小，把分散系分为溶液 、胶体和浊液 2.了解溶液、悬浊液、乳浊液的涵义。 3.了解溶液的组成，溶液形成过程，溶质溶解时的吸热和放热现象；理解溶液中溶质的质量分 数的概念。 4.了解饱和溶液、不饱和溶液的概念，知道温度对溶解度的影响及溶解度曲线。 5. 了解胶体的概念及其重要性质和应用。 6. 知道用丁达尔效应区分溶液和胶体。 知识梳理 一、溶液的有关概念 1.溶液：一种或几种物质 到另一种物质里，形成 、 的混合物。 溶液由 、 组成。 2.饱和溶液：一定 下，一定量溶剂中不能 的溶液。溶液 是否饱和是相对的，改变 、 、 等因素，不饱和溶液与饱和溶液可以相互转 变。 3.溶质的质量分数：用 溶液中所含溶质的 表示的浓度。 溶质的质量分数通常用ω表示，其数学表达式为 ： 。 配制一定溶质的质量分数的溶液的操作步骤为① ② ③ 。现欲配 制 100g 质量分数为 10％的的 NaOH 溶液,需用到的实验仪器有 、 、 、 （必要时需注明仪器规格）。 4.固体溶解度：一定温度下，某物质在 100g 里形成 时所溶解溶质的 。 溶解度通常用 S 表示，单位为 。其数学表达式： 。 一般用固体物质在 25℃时的溶解度大小来衡量其溶解性： 易溶 ，可溶 ，微溶 ，不溶 。 5.溶解度曲线： 。 （1）溶解度曲线上的点表示物质 ，溶液所处的状态 。 (2）溶解度曲线下面的的点，表示溶液所处的状态是 状态。 （3）溶解度曲线上面的点，依其数据配制的溶液为对应温度时的 溶液，且该溶 质有剩余。 （4）两条溶解度曲线的交点，表示在该点所示的温度下，两种物质的 相等。 如：右图为硝酸钾和氯化钠的溶解度曲线。由图可知： ①当温度______时，硝酸钾与氯化钠的溶解度相等。 ②当温度______时，氯化钠的溶解度大于硝酸钾的溶解度。 ③图中 P 点表示 KNO3 对应的溶液是______ ④当温度为 10℃时，硝酸钾的溶解度是______ 。 6.结晶： 。结 晶水合物： 。结晶水合物容易失去结晶水，常见的结晶水合物 有： 如胆矾（ ）、绿矾（ ）、明矾（ ）、石膏（ ）、 芒硝（ ）等。 7.风化与潮解 （1）风化： 。 ①本质：结晶水合物分解。 Na2CO3·10H2O＝Na2CO3十 10H2O (无色晶体) (白色粉末) ②现象： 。 （2）潮解： 。 易潮解的 物质有：CaCl2，MgCl2，NaOH 等。 ①粗盐易潮解，而精盐不易潮解。这是因为 。 ②一小块 NaOH固体露置在空气中，会逐渐地 → → 。 这是因为 。 ③因为 NaOH 易潮解，所以用它作干燥剂时常与 CaO 混合制成碱石灰，以防其潮解。 思考：下列说法是否正确？若不正确，请说明理由。 （1）溶解是一个物理变化过程，溶解过程中没有明显的能量变化。 （2）饱和溶液不一定是浓溶液，但不饱和溶液一定是稀溶液，所以饱和溶液的质量分数一定 大于不饱和溶液。 （3）气体的溶解度随温度升高而减小，固体溶解度随温度升高而增大。 （4）某温度下，将一块氯化铵晶体投入饱和的氯化铵溶液中，氯化铵晶体不会发生任何变化。 （5）一定温度时，有晶体析出的溶液一定是饱和溶液。 二、溶液的有关计算 有关溶液的计算，除了必需掌握溶解度 S、溶质的质量分数ω的计算公式外，还必需掌握 饱和溶液中，溶解度 S、溶质的质量分数ω、物质的量浓度 c 之间的换算关系： 三、胶体 1.胶体的概念：分散质直径在 之间的分散系。胶体粒子不能通过 ， 但能通过 。所以分离胶体与溶液的方法是 。 2.胶体的性质：胶体的性质主要为 运动、 现象和 。 3.胶体的制备：将少量饱和的氯化铁溶液加入沸水中，可制备氢氧化铁胶体。反应方程式 如下： 。 思考：各举一例说明胶体特性的应用： （1）丁达尔效应 （2）电泳现象 （3）不能透过半透膜 （4）吸咐性 四、分散系 1．概念：一种或几种物质分散到另一种物质中形成的混合物叫做分散系。被分散的物 质叫做 ，物质分散于其中的物质叫做 。 2．分散系的比较 分散系 种类 溶液 胶体 浊液 水溶液 非水溶液 粒子胶体 分子胶体 悬浊液 乳浊液 分散质粒子 离子或 分子 分子 分子或离子 的集合体 大分子 巨量分子集 合的颗粒 巨量分子集 合的液滴 举例 食盐水 碘酒 Fe(OH)3胶体 淀粉溶液 石灰乳 牛奶 分散质粒子直径⑴ 1n m 1nm～100n m 100n m 均一性⑵ 稳定性⑶ 久置沉降 久置分层 能否通过滤纸⑷ 能否通过半透膜⑸ 有无丁达尔效应⑹ — 试题枚举 【例 1】右图是 M、N 两种不含结晶水的固体物质的溶解度曲线。下列说法中正确的是 A.t1℃时，N 比 M 的溶解度大 B.温度从 t1℃升高到 t3℃时，N 的饱和溶液中溶质的质量分数将增大 C.M 比 N 的溶解度大 D.N 中含有少量 M 时，可用降温结晶法提纯 N 解析：由图可看出，t1℃时 N 比 M 的溶解度大， A 正确。因 N 的溶 解度随温度的升高而降低，故从 t1℃升高到 t3℃时 N 的饱和溶液中溶质的质量分数将减小， B 错。温度高于 t2℃时 M 的溶解度大于 N，温度低于 t2℃时，M 的溶解度小于 N， C 错。N 中 含有少量 M 时，可用升温结晶法提纯 N，D 错。 答案： A 【例 2】摩尔质量为 M g/mol 的某物质的溶解度曲线如图所示，现有 t2℃ 300g 该物质的溶液， 在温度不变时蒸发掉 50 g 水后，溶液恰好达到饱和，此饱和溶液的密度为ρ g/mL，则饱和溶 液的物质的量浓度为____mol/L，若将此饱和溶液降温至 t1℃时，析出无水物晶体的质量为 ______g。 解析：由溶解度曲线可知，在 t2 时，该物质的溶解度为 a2g， 饱和溶液的溶质质量关分数可用下式计算： %100 100   S S 再根据物质的量浓度和溶质质量分数的换算公式，求出溶液 的物质的量浓度。 由 t2℃的溶解度数据可求出溶液的溶质质量分数 = %100 100 2 2   a a 。 溶液的物质的量浓度= Lmol aM a / )100( 1000 2 2   设降温至 t1时，析出的晶体的质量为χ 根据公式：100+S（高温）∶S（高温）-S（低温）=高温下饱和溶液质量∶析出晶体质量 （100 +a2）∶（a2-a1）=（300-50）∶χ χ=250（a2-a1）/（100+a2）g 【例 3】A、B 两种化合物的溶解度曲线如右图。现要用结晶法从 A、 B 混和物中提取 A。(不考虑 A、B 共存时，对各自溶解度的影响。) (1)取 50 克混和物，将它溶于 100 克热水，然后冷却至 20℃。若 要使 A 析出而 B 不析出，则混和物中 B 的质量百分比(B%)最高不能 超过多少？(写出推理及计算过程。) (2)取 W 克混和物，将它溶于 100 克热水，然后冷却至 10℃。若 仍要使 A 析出而 B 不析出，请写出在下列两种情况下,混和物中 A 的 质量百分比(A％)应满足什么关系式。(以 W、a、b 表示。只需将答案填写在下列横线的空白 处.) 当 W＜a+b 时，A％ 当 W＞a+b 时，A％ 。 解析：（1）因为在 20℃时，A 的溶解度为 10g，B 的溶解度为 20g，所以 50gA 和 B 的 混合物溶于 100g 热水中，降温至 20℃时，要使 B 不析出，A 能析出，则在 50g 混合物中，B 的质量应≤20g，A 的质量应≥30g，即在 50g 混合物中 B 的质量分数应≤40％。 （2）要使 B 不析出，B 的质量≤b，而 A 要析出，A 的质量应＞a。当 W＜a+b 时，只要 A＞a，即可满足条件，所以 A％＞ %100 W a 。当 W＞a+b 时，B≤b 即可满足条件，所以 A％ ≥ %)(100 W bW  【例 4】氯化铁溶液和氢氧化铁胶体具有的共同性质是（ ） A.分散系颗粒直径都在 1~100nm 之间 B.能透过半透膜 C.加热蒸干、灼烧后都有氧化铁生成 D.呈红褐色 解析：溶液中溶质颗粒直径都小于 1nm，胶体中胶粒直径都在 1~100 nm 之间，前者能透 过半透膜，后者不能透过半透膜。加热蒸干时，氯化铁水解为氢氧化铁，灼烧后，氢氧化铁 分解为氧化铁，氧化铁溶液呈棕黄色，氢氧化铁胶体呈红褐色。 答案：C 考点 8 元素、核素和同位素 考点聚焦 1．掌握原子的组成和结构。 2．掌握原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及质量数与质子数和中子 数之间的关系 3．理解元素、核素、同位素的概念及其相互关系 4．了解同位素的性质及其应用，掌握核素的表示方法 知识梳理 一、原子结构 1.原子组成 原子可分为 和 两部分，其中原子核又是由 和 构 成的 2.构成原子的粒子之间的关系 ①核电荷数 = = = 元素的原子序数 思考：哪些微粒的质子总数才等于核外电子总数？ ②质量数 = + 数学表达式：A = + 二、元素、核素、同位素 1.元素、核素、同位素的区别与联系 元素是具有 的同一类原子的总称 核素是具有 和 的一种原子 同一元素的不同 之间互称为同位素 元素、核素、同位素间的关系可用右图表示： 2.原子中各粒子的作用 ① 数决定元素种类，同种元素的不同 ，其 数相同 数不同， ② 数和 数共同决定了原子(核素)的种类 ③元素的化学性质决定于 和 ，其中 是决定元素化 学性质的主要因素 3.同位素的性质及表示方法 同位素的 性质几乎完全相同而 性质不同，若某元素的原子核内有 6 个质子和 6 个中子，其核素组成符号为 ，说出核素的一个用途 。 思考：为什么同位素的化学性质几乎完全相同而物理性质不同？ 4.同位素、同素异形体、同分异构体、同系物的研究对象 同位素 同素异形体 同分异构体 同系物 研究对象 试题枚举 【例 1】下列说法正确的是 A．原子核都是由质子和中子构成的 B．质子数相同的粒子其化学性质不一定相同 C．质子数不同的原子其质量数也一定不同 元素 同位素 核素 核素 D．质子数相同的微粒，核外电子数一定相同，但化学性质不一定相同 解析：H 中只有质子，没有中子，A 错；Na、 Na+、 NH4 +质子数相同，化学性质不同， B 正确 D错；质子数不同，但质子数与中子数之和可能相同，C 不对；。 答案：B。 【例2】简单原子的原 子结构可用下图表示方法形象表示： ① ② ③ 。其中 表示质子 或电 子， 表示中子，则下列有 关①②③的说法正确的是 ( ) A．①②③互为同位素 B．①②③互为同素异形体 C．①②③是三种化学性质不同的粒子 D．①②③具有相同的质量数 解析：图示可知，①②③是具有相同质子数不同中子数原子 答案： A 【例 3】从下列序号中选择填空： 互为同位素的是 ；互为同分异构体的是 ；互为同系物的是 ； 互为同素异形体的是 ；同一物质的是 。 ①H2 16O 和 H2 18O ②C60 和金刚石 ③C4H10 和 C12H26 ④ ⑤HCOOCH3和 CH3COOH ⑥235U 和 238U 解析：同位素是指质子数相同中子数不同的同一种元素的不同原子．．．．，选⑥；同分异构体 是指分子式相同结构不同分子．．，选⑤；同系物是指结构相似，组成上相差若干个 CH2的有机 分子．．，选③；同素异形体是指由同种组成的不同单质．．，选②；④分子式相同，结构也相同， 是同一物质。 答案：⑥；⑤；③；②；④。 1 1 考点 9 原子结构与原子核外电子能级分布 考点聚焦 1．了解原子核外电子的分层排布，掌握能层、能级及其表示。 2．掌握构造原理及核外电子排布规律，掌握 1-36 号元素的核外电子排布式 3．了解电子云与原子轨道概念，掌握原子轨道数目的判断方法 4．了解能量最低原子、基态、激发态、光谱 知识梳理 一、能层与能级 对多电子原子的核外电子，按 将其分成不同的能层(n)；对于同一能层里能量 不同的电子，将其分成不同的 ；能级类型的种类数与能层数相对应；同一能层里，能级 的能量按 的顺序升高，即 E(s)＜E(p)＜E(d)＜E(f)。 完成下表：各能层所包含的能级类型及各能层、能级最多容纳的电子数 能 层(n) 一 二 三 四 五 六 七 符 号 K L N O P Q 能 级(l) 1s 2s 2p 3s 3p 3d 5s … …… 最 多 电 子 数 2 2 6 2 … …… 2 18 32 …… 2n2 由表中可知：①各能层最多容纳的电子数为 。 ②能级类型的种类数与 数相对应 ③s p d f 能级所含轨道数分别为 ，与能级所在能层无关。 二、电子云与原子轨道 1．电子云：电子在原子核外出现的概率密度分布。电子云是核外电子运动状态的形象化 描述，小黑点的疏密表示 。 2．原子轨道：不同能级上的电子出现概率约为 %的电子云空间轮廓图。s电子的原 子轨道呈 对称， ns 能级各有 个原子轨道；p电子的原子轨道呈 ，np 能级各有 个原子轨道，相互垂直（用 px、py、pz表示）；nd 能级各有 个原子轨道； nf 能级各有 个原子轨道。各轨道的的形状与所处的能层无关。 三、核外电子排布规律 1．构造原理：绝大多数基态原子核外电子的排布都遵循下列顺序： 1s、2s、2p、3s、3p、 、 、4p、5s、4d、5p、6s、4f…… 构造原理揭示了原子核外电子的能级分布。从中可以看出，不同能层的能级有交错现象， 如 E(3d)＞E(4s)、E(4d)＞E(5s)、E(5d)＞E(6s)、E(6d)＞E(7s)、E(4f)＞E(5p)、E(4f)＞E(6s)等。 构造原理是书写基态原子电子排布式的依据，也是绘制基态原子电子排布图（即轨道表 示式）的主要依据之一。 思考：如何快速判断不同能级的能量高低？ 2．能量最低原理：能量最低原理：原子核外电子遵循构造原理排布时，原子的能量处于 最低状态。即在基态原子里，电子优先排布在 的能级里，然后排布在能量逐渐升 高的能级里。当某能级中的原子轨道处于全充满或半充满状态时能量较低。 3．泡利原理：每个原子轨道里最多只能容纳 个自旋方向 的电子。 4．洪特规则：电子排布在同一能级的各个轨道时，优先占据 轨道，且自旋方向 。 思考：为什么在同一原子中不可能出现运动状态完全相同的两个电子？ 四、基态、激发态、光谱 1．基态：最低能量状态。如处于最低能量状态的原子称为基态原子。 2．激发态：较高能量状态（相对基态而言）。如基态原子的电子吸收能量后，电子跃迁 至较高能级成为激发态原子。 3．光谱：不同元素的原子发生跃迁时会吸收（基态→激发态）和放出（基态→激发态） 能量，产生不同的光谱——原子光谱（吸收光谱和发射光谱）。利用光谱分析可以发现新元素 或利用特征谱线鉴定元素。 试题枚举 【例 1】下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是（ ） A．原子核外的电子象云雾一样笼罩在原子核周围，故称电子云 B．s 能级的原子轨道呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动 C．p 能级的原子轨道呈纺锤形，随着能层的增加，p 能级原子轨道也在增多 D．与 s 电子原子轨道相同，p 电子原子轨道的平均半径随能层的增大而增大 解析： 电子云是对电子运动的形象化描述，它仅表示电子在某一区域内出现的概率，并 非原子核真被电子云雾所包裹，故选项 A 错误。原子轨道是电子出现的概率约为 90%的空间 轮廓，它表明电子在这一区域内出现的机会大，在此区域外出现的机会少，故选项 B 错误。 无论能层序数 n 怎样变化，每个 p 能级都是 3 个原子轨道且相互垂直，故选项 C 错误。由于 按 1p、2p、3p……的顺序，电子的能量依次增高，电子在离核更远的区域出现的概率逐渐增大， 电子云越来越向更大的空间扩展，原子轨道的平均半径逐渐增大。 答案： D 【例 2】下列有关认识正确的是（ ） A．各能级的原子轨道数按 s、p、d、f的顺序分别为 1、3、5、7 B．各能层的能级都是从 s 能级开始至 f 能级结束 C．各能层含有的能级数为 n—1 D．各能层含有的电子数为 2n2 解析：各能层的能级都是从 s 能级开始，但不是至 f 能级结束，如 L 能层只有 2s、2p 两个 能级，B 错误；各能层含有的能级数与能层一致，以 C 不对；各能层最多容纳电子数为 2n2， 而不是必须含有的电子数 2n2 答案：A 【例 3】以下电子排布式表示基态原子电子排布的是（ ） A．1s22s22p63s13p3 B．1s22s22p63s23p63d104s14p1 C．1s22s22p63s23p63d24s1 D．1s22s22p63s23p63d104s24p1 解析：A B C 均不符合能量最低原理，选 D 答案：D 【例 4】人们常将在同一原子轨道上运动的，自旋方向相反的 2 个电子，称为“电子对”；将在 同一原子轨道上运动的单个电子，称为“未成对电子”。以下有关主族元素原子的“未成对电 子”的说法，错误的是（ ） A．核外电子数为奇数的基态原子，其原子轨道中一定含有“未成对电子” B．核外电子数为偶数的基态原子，其原子轨道中一定不含“未成对电子” C．核外电子数为偶数的基态原子，其原子轨道中可能含有“未成对电子” D．核外电子数为奇数的基态原子，其原子轨道中可能不含“未成对电子” 解析：s p d f 能级所含轨道数分别为 1、3、5、7，均为奇数，而电子电子排布在同一能 级的各个轨道时，优先占据不同的轨道，如两电子占据 2p 轨道分别占据两个轨道，形成两个 未成对电子 答案： B D 【例 5】以下是表示铁原子和铁离子的 3 种不同化学用语。 结构示意图 电子排布式 电子排布图（轨道表示式） 铁原子 1s22s22p63s23p63d64s2 铁离子 1s22s22p63s23p63d5 ⑴铁原子最外层电子数为 ，铁在发生化学反应时，参加反应的电子可能 是 。 ⑵请你通过比较、归纳，分别说出 3 种不同化学用语所能反映的粒子结构信息。 答案：⑴2 4s 上的 2 个电子或 4s 上的 2 个电子和 3d 上的 1 个电子 ⑵结构示意图：能直观地反映核内的质子数和核外的电子层数及各能层上的电子数。 电子排布式：能直观地反映核外电子的能层、能级和各能级上的电子数。 轨道表示式：能反映各轨道的能量的高低及各轨道上的电子分布情况，自旋方向。 【例 6】下图是锂、氦、汞的吸收光谱和发射光谱。其中图_____________是原子由基态转化 为激发态时的光谱，图____________是原子由激发态转化为基态时的光谱。不同元素的原 子光谱上的特征谱线不同，请在下图中用线段将同种元素的吸收光谱和发射光谱连接。 答案： ①③⑤ ②④⑥ 考点 10 元素周期表 考点聚焦 1．掌握元素周期表的结构。 2．掌握周期表中原子结构和位置、价态、元素数目等之间的关系 3．了解周期表中各区、周期、族元素的原子核外电子排布的规律 知识梳理 一、元素周期表的结构 长式元素周期表在编排时将 排在一行，将 排在一列；元素周期表共 个周期，分为 个短周期， 个长周期，第七周期未 排满，称为不完全周期；元素周期表共 纵行，分为 个族，其中主族、副族各 个， 另有 和 。元素周期表中元素的“外围电子排布”又 称 ，按其 差异可将周期表分为 、 、 、 、 五个区， 、 区的元素 统称为过渡元素。 思考：1。一、二、三、四周期各包含几种元素？ 2．一、二、三、四周期上下相邻的元素核电荷数之差可能是多少？找出其中的规 律。 二、元素周期表与原子结构的关系 主族元素的周期序数= ；主族序数= = ； │主族元素的负化合价│=8-主族序数 三、元素周期表的应用 1．推测某些元素的性质：常见的题型是给出一种不常见的主族元素或尚未发现的主族元 素，要我们根据该元素所在族的熟悉元素的性质，根据相似性与递变规律，加以推测。 2．判断单核微粒的半径大小： 思考：单核微粒的半径大小取决于两个因素：① 越多，微粒的半径越大(主要)② 相同时， 越大，微粒的半径越小。 3．判断生成气态氢化物的难易及气态氢化物的稳定性、还原能力；判断非单质的氧化性 强弱及单质间的置换；判断金属与水或酸反应的剧烈程度；判断金属单质的还原性强弱及单 质间的置换；判断金属阳离子的氧化能力；判断高价氧化物对应水化物的酸碱性强弱；判断 电极反应。 4．指导人们在一定区域内寻找制备新物质。 试题枚举 【例 1】下列关于稀有气体的叙述不正确的是 A．原子的最外层电子数都是 8 个电子 B．其原子与同周期 IA、IIB 族阳离子具有相同的核外电子排布 C．化学性质非常不活泼 D．原子半径比同周期 VIIA 族元素原子的大 解析：稀有气体是零族元素，解题时首先归纳它们的结构及其有关性质的特点。它们原 子的特征是最外层电子都达到稳定结构(除 He 外最外层 2 个电子外，其余都是 8 个电子的稳定 结构)，故 A 错误。其其原子与下一周期 IA、IIB 族阳离子具有相同的核外电子排布，故 B 错误。 由于最外层电子达到稳定结构，因此化学性质非常不活泼，C 正确。它们的原子半径比同周期 VIIA 族元素原子的大，在 D 正确。 答案： AB 【例 2】已知短周期元素的离子 aA2+, bB+, cC3-, dD-都具有相同的电子层结构，下列叙述正确的是 A．原子半径 A>B>D>C B．原子序数 d>c>b>a C．离子半径 C>D>B>A D．单质的还原性 A>B>D>C 解析：短周期元素原子形成的离子都具有稀有气体原子的结构，其中阳离子与上一周期 稀有气体原子的结构相同，阴离子与同一周期稀有气体原子的结构相同，再根据离子所带电 荷数，可确定原子序数为 a > b >d>c，B 项错误；根据原子半径的递变规律知它们的原子半径 为 B > A > C > D，A 项错误；电子层结构相同的离子半径随核电荷数的增加而减小，C 正确；A、 B 是金属，A 排在 B 的后面，B 的还原性强，D 错误。 答案：C 【例 3】已知铍(Be)的原子序数为 4。下列对铍及其化合物的叙述中正确的是 A．铍的原子半径大于硼的原子半径 B．氯化铍分子中铍的最外层电子数是 8 C．氢氧化铍碱性比氢氧化钙的弱 D．单质铍跟冷水反应产生氢气 解析：铍和硼在同一周期，铍排在硼前面，半径大，A 正确；氯化铍分子中铍的最外层电 子数应为 2，B 错；铍和钙在同一族，铍在上面，金属性弱，对应氢氢化物碱性弱，C 正确； 铍和镁在同一族，铍在上面，金属性弱，与冷水更难反应。 解答：A C 【例 4】A、B、C 三种元素具有相同的电子层数，它们相同物质的量的原子获得相同物质的量 的电子时释放出的能量是 A>C>B，则它们的原子序数大小顺序是 A．B>C>A B．B>A>C C．A>B>C D．A>C>B 解析：某元素的原子非金属性越强，越易得到电子，得到电子后释放的能量也多，由题中 所给信息知，A、B、C 是同周期元素，且非金属性 A>C>B， 答案 D 【例 5】A、B、C 是周期表中相邻的三种元素，其中 A、B 同周期，B、C 同主族，此三种元素 原子最外层电子数之和为 17，质子数之和为 31，则 A、B、C 分别为 、 、 。 解析：A、B、C 在周期表中的位置可能有以下 4 种排列方式： C C A B B A A B B A C C ① ② ③ ④ 质子数之和为 31，由 4 种排列方式可知，A、B、C 只能分布在 2、3 周期，B、C 原子序数之 差为 8，设 B 质子数为 x 讨论即可。 答案：N O S 考点 11 元素周期律 考点聚焦 1．原子核外电子排布、原子半径、元素主要化合价、元素金属性和非金属性的周期性变 化 2．电离能、电负性及其周期性变化 3．元素周期律在周期表中的具体体现 知识梳理 元素周期律 元素的性质随着 的递增而呈周期性变化，这一规律叫做元素律，元素 性质的周期性变化的本质原因是 。 二、元素性质周期性变化的具体表现：随着核电荷数的递增，每隔一定数目的元素 ①原子半径由大到小； ②主要化合价：正价由+1→+7，负价由-4→-1； ③元素性质：同一周期由前往后金属性 ，非金属性 ，同一主族，由上往下 金属性 ，非金属性 ； ④电离能： 态电 性基态原子失去 个电子，转化为气态基态正离子所需 要的 叫做第一电离能。第一电离能越大，金属活动性越 。同一元 素的第二电离能 第一电离能；同一主族，由上往下第一电离能 ，同一周期由前 往后电离有 的趋势，但二、三周期中 、 、 和 四种元素的原子第一电 离能大于相邻的前后元素的原子，这是因为 ⑤电负性：电负性用来描述 ，电负性 的大小也可作为 的尺度，在元素周期表中，电负性最 大的是 ，金属的电负性一般 1.8；同一周期由前往后电负性 ，同一主族， 由上往下电负性 。 试题枚举 【例 1】x 、 y 为两种元素的原子，x 的阴离子与 y 的阳离子具有相同的电子层结构，由此可 知 A. x的原子半径大于 y 的原子半径。 B. x 的电负性大于 y 的电负性。 C. x 的氧化性大于 y 的氧化性。 D. x的第一电离能大于 y 的第一电离能。 解析：x 的阴离子与 y 的阳离子具有相同的电子层结构，则 y 原子比 x 原子多一个电子层， y 原子半径大，A 项错误；x 是非金属，y 是金属，非金属的电负性大于金属，B 项正确；y 单 质无氧化性，C 错误；x是非金属，y 是金属，非金属的第一电离能大于金属，D 错误。 答案：B。 【例 2】1、某元素的电离能(电子伏特)如下： I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 14.5 29.6 47.4 77.5 97.9 551.9 666.8 此元素位于元素周期表的族数是 A. IA B.ⅡA C.ⅢA D、ⅣA E、ⅥA F、ⅤA G、 ⅦA 解析：由 I5→I6电离能发生突跃，可知该元素的原子外层有 5 个电子。 答案：E。 【例 3】应用元素周期律的有关知识，可以预测我们不知道的一些元素及其化合物的性质。下 列预测中不正确的是 ①Be 的氧化物的水化物可能具有两性，②Tl 能与盐酸和 NaOH 溶液作用均产生氢气， ③At 单质为有色固体，AgAt 不溶于水也不溶于稀硝酸，④Li 在氧气中剧烈燃烧，产物是 Li2O2，其溶液是一种强碱，⑤SrSO4是难溶于水的白色固体，⑥H2Se 是无色，有毒，比 H2S 稳定的气体 A．①②③④ B．②④⑥ C．①③⑤ D．②④⑤ 解析：由对角线规律可知Be的化合物性质与Al的化合物性质相似，①对；Tl与Al同一族， 金属性比铝强很多，能与盐酸产生氢气，但不能和NaOH溶液作用，②错；卤化银颜色由上往 下加深，溶解度减小，③对；Li在氧气中燃烧，产物是Li2O，④错；筛选可知 答案：C 【例 4】气态中性基态原子的原子核外电子排布发生如下变化，吸收能量最多的是 A. 1s22s22p63s23p2→1s22s22p63s23p1 B. 1s22s22p63s23p3→1s22s22p63s23p2 C. 1s22s22p63s23p4→1s22s22p63s23p3 D. 1s22s22p63s23p64s24p2→1s22s22p63s23p64s24p1 解析：题中A、B、C、D依次为Si、P、S、Ge ；Si和Ge同一族，Si在Ge上方，第一电离能 大；Si、P、S为同一周期相邻元素，P的3p轨道半充满，电子能量较低，第一电离能大。 答案：B 【例 5】 12．下列是几种原子的基态电子排布，电负性最大的原子是 A.1s22s22p4 B.1s22s22p63s23p3 C.1s22s22p63s23p2 D.1s22s22p63s23p64s2 解析：题中 A、B、C、D 依次为 O、P、Si、Ga ；O的非金属性最强，电负性最大 答案：A 【例 6】根据下列五种元素的电离能数据（单位：kJ/mol），回答下面各题。 元素代号 I1 I2 I3 I4 Q 208 0 4000 6100 9400 R 500 4600 6900 9500 S 740 1500 7700 10500 T 580 1800 2700 11600 U 420 3100 4400 5900 1．在周期表中，最可能处于同一族的是 A Q 和 R B S 和 T C T 和 U D R 和 T E R 和 U 2．下列元素中，化学性质和物理性质最像 Q元素的是 A 硼（1s22s22p1） B 铍（1s22s2） C 锂（1s22s1） D 氢（1s1） E 氦（1s2） 解析：R、U 的最外层电子数均为 1，R 和 U 最可能处于同一族；Q 第一电离能很大，可 能为 0 族元素 答案：E E 考点 12 化学键 考点聚焦 1．掌握化学键的类型，理解离子键与共价键的概念 2．掌握极性键和非极性键判断方法 3．了解键参数，共价键的主要类型δ键和π键 4．掌握原子、离子、分子、离子化合物的电子式，用电子式表示物质的形成过程 5．等电子原理 知识梳理 一、化学键的概念及类型 1、概念： ，叫做化学键， 根据成键原子间的电负性差值可将化学键分为 和 。旧的化学键的断裂和 新的化学键的生成是化学反应的本质，也是化学反应中能量变化的根本。 2、离子键与共价键比较 键型 离子键 共价键 (1)概念 (2)成键微粒 (3)形成条件 (4)用电子式表示形成过程 思考：1.离子键、共价键分别存在于哪些种类的物质中？ 2.写出下列微粒的电子式：Al Mg2+ O2- OH- NH4 + CaCl2 CO2 二、共价键的类型 非极性共价键： 元素的原子间形成的共价键，共用电子对 偏向 任何一个原子，各原子都 ，简称 极性共价键： 元素的原子间形成的共价键，共用电子对偏向电负性 较 的一方，简称 δ键：δ键的特征：以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共价键电 子云的图形不变，这种特征称为 。常见的δ键有“s-sδ 键”、 、 。 π键：π键呈 对称，常见的有“ π键” 思考：如何判断δ键和π键？δ键和π键的稳定性如何？ 三、键参数 键参数包括 、 、 ；其中 、 是衡量共价稳定性的参数， 通常键长越 ，键能越大，表明共价键越稳定；共价键具有 性， 是描述分子 立体结构的重要参数，分子的立体结构还与 有一定的关系。 四、等电子原理 共 价 键 共 价 键 、 相同的分子具有相似的化学键特征，它们的许多性 质是相近的，这叫做等电子原理。 试题枚举 【例1】关于化学键的下列叙述中，正确的是 A．离子化合物中可能含有共价键 B．共价化合物中可能含有离子键 C．离子化合物中只含离子键 D．共价键只能存在于化合物中 解析：离子键只存在于离子化合物中，共价键可存在于离子化合物、共价化合物以及某 些单质中 答案： A 【例 2】下列化合物中既存在离子键，又存在极性键的是 A．H2O B．NH4Cl C．NaOH D．Na2O2 解析：水分子中只有 H-O 键，是极性键，无离子键，排除 A 项；NH4Cl 中 NH4 +和 Cl-间是 离子键，NH4 +内 N 和 H 原子以极性键结合，B 项正确；NaOH 中 Na+和 OH-以离子键 结合，OH-内 H 和 O 之间以极性键结合，C 项正确；Na2O2中 Na+和 O2 2-以离子键结合， O2 2-内有非极性键，排除 D项。 答案：B C。 【例 3】下列分子中所有原子都满足最外层 8 电子结构的是 A．光气(COCl2) B．六氟化硫 C．二氟化氙 D．三氟化硼 解析：分子中的原子是否满足 8 电子结构，决定于中心原子的最外层电子数和形成共价 键的数目 答案：A 【例 4】对δ键的认识不正确的是（ ） A．δ键不属于共价键，是另一种化学键 B．S-Sδ键与 S-Pδ键的对称性相同 C．分子中含有共价键，则至少含有一个δ键 D．含有π键的化合物与只含δ键的化合物的化学性质不同 解析：共价键包括δ键和π键，δ键不管是 S-Sδ键、S-Pδ键还是 P-Pδ键都是轴对称的，π键 不够稳定，必须与δ键共存 答案：A 【例5】下列分子中，键能最小的是 Ａ．F2 Ｂ．Ｂr2 Ｃ．Ｃl2 Ｄ．N2 解析：N2中含有一个三键，键能较大；F2、Ｂr2、Ｃl2中只有一个单键，键能小，F2分子 中电子“密度”大，F原子间斥力大，键能最小 答案：A 【例6】能够用键能解释的是（ ） Ａ．氮气的化学性质比氧气稳定 Ｂ．常温常压下，溴呈液体，碘为固体 Ｃ．稀有气体一般很难发生化学反应 Ｄ．硝酸易挥发，硫酸难挥发 解析：键能的大小影响键的稳定性，影响的是物质的化学性质(稳定性) 【例7】与NO3 -互为等电子体的是（ ） Ａ．SO3 Ｂ．BF3 Ｃ．CH4 Ｄ．NO2 解析：等电子体要求原子总数相同、价原子总数相同，C、D原子总数不同，A价原子 总数不同，选B 答案：B 考点 13 分子间作用力与氢键 考点聚焦 1．掌握分子间作用力的本质及分子间作用力与化学键的区别 2．掌握影响分子间作用力的因素，了解分子间作用力对物质性质的影响 3．了解氢键及氢键对物质性质的影响 知识梳理 一、分子间作用力 1．概念：分子间作用力又称 ，是广泛存在于分子与分子之间的较弱的电 性引力，只有分子间充分接近时才有分子间的相互作用存在。 2．影响分子间作用力大小的因素： (1)组成与结构相似的物质，相对分子质量 ，分子间作用力越大 (2)分子的极性越大，分子间作用力 (3)分子的空间构型：一般来说，分子的空间型越对称，分子间作用力越小 3．分子间作用力对物质性质的影响 分子间作用力主要影响物质的物理性质，如 、 等 二、氢键 氢键是除范德华力外的另一种 ，它是由已经与电负性很强的原子形成共价 键的氢原子与 中电负性很强的原子之间的作用力；氢键不仅存在于分子与分子之 间，也可存在于分子内。与化学键相比，氢键是一种较弱的作用力，但比范德华力大。 试题枚举 【例1】下列变化中，不存在化学键断裂的是 A．氯化氢气体溶于水 B．干冰气化 C．氯化钠固体溶于水 D．氢气在氯气中燃烧 解析：氯化氢气体溶于水，电离出H+和Cl-，原有的共价键被破坏；氯化钠固体溶于水，氯 化钠固体中不能自由移动的Na+和Cl-变成能够自由移动，原有的离子键被破坏；干冰是由分子 构成的，气化时只要克服分子间作用力，不要破坏分子内的化学键；氢气在氯气中燃烧是化 学变化，必然有化学键的断裂。 答案： B 【例 2】下列实验事实不能用氢键来解释的是 A．冰的密度比水小，能浮在水面上 B．接近沸点的水蒸气的相对分子质量测量值大于 18 C．邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛 D．H2O 比 H2S 稳定 解析：氢键使冰晶体中的水分子呈一定规则排列，空间利用率低，密度小；氢键使接近 沸点的水蒸气中含有少量(H2O)2；邻羟基苯甲醛存在分子内氢键，而对羟基苯甲醛存 在分子间氢键，增大了分子间作用力，沸点较高。H2O 比 H2S 稳定是因为 H-O 比 H-S 稳定 答案：D。 【例 3】下列物质中分子间能形成氢键的是 A．N2 B．HBr C．NH3 D．H2S 解析：A-H……B，A、B 为 N、O、F 答案：C 【例 4】试从不同角度解释：乙醇（C2H5OH）和二甲醚（CH3OCH3）的化学组成均为 C2H6O， 但乙醇的沸点为 78.5℃，而二甲醚的沸点为－23℃？ 解析：乙醇（C2H5OH）和二甲醚（CH3OCH3）的化学组成相同，两者的相对分子质量也 相同，不同的是二者的极性、对称性不同，且乙醇能满足氢键的形成条件，从不同点加以解 释。 答案：①乙醇的极性强，分子间作用力大，沸腾时需要提供更多的能量去破坏分子间作 用力②乙醇分子之间能形成氢键，使分子间产生了较强的结合力，沸腾时需要提供更多的能 量去破坏分子间氢键，而二甲醚分子间没有氢键，上述两点使乙醇的沸点比二甲醚的高。 考点 14 分子结构与性质 考点聚焦 1．了解常见分子的结构、空间构型 2．了解价层电子对互斥模型、杂化轨道理论，能够运用 VSEPR 模型、杂化轨道理论分 析简单分子立体结构 3．了解配合物理论，知道常见配合物 4．极性分子和非极性分子，相似相溶原理 5．手性、无机含氧酸的酸性 知识梳理 一、价层电子对互斥模型 价层电子对互斥模型把分子分成两大类：一类是 ，如 CO2、 CH4等，其立体结构可用 周围的原子数 n 灰预测，如 ABn，n=2， 形，n=3， 形，n=4， 形；另一类是 的分子。 二、杂化轨道理论 杂化轨道理论要点： ①只有 原子轨道才能杂化 ②原子轨道杂化时，轨道 不变，轨道的形状发生变化 ③原子轨道杂化后总能量比原有轨道能量之和降低 ④杂化轨道只于形成δ键 ⑤sp 杂化轨道夹角 ，sp2 杂化轨道夹角 ， sp3 杂化轨道夹 角 。 思考：怎样判断有几个轨道参与了杂化？ 三、配合物 某一分子离子提供孤对电子， 提供空轨道形成的特殊一种的 叫配位 键， 通常把 的化合物称为配位化合物，简 称配合物，过渡金属易形成配物。 四、极性分子和非极性分子，相似相溶 正电中心和负电中心不重合的分子叫 分子，分子的极性来自化学键的极性，只含 非极性键的分子一定是非极性分子；含有极性键的分子是否具有极性可根据极性键的极性 的 是否等于零来判断。 思考：为什么 BF3是非极性分子而 NH3是极性分子？ 非极性溶质一般易溶于 ，极性溶质一般易溶于 ，这一经 验 规律叫做“相似相溶”，若溶质与溶剂分子能形成氢键，则溶解性好。 五、手性、无机含氧酸的酸性 具有完全相同的组成的原子排列，但互为镜像，在三维空间不能重叠的分子，互称为 CH2OH 。有手性异体的分子叫手性分子。 思考：形成手性异构的条件？ 无机含氧酸的酸性： 通常在无机含氧酸中非羟氧的数目 ，酸性越强；对于同一种元素的含氧酸， 该元素的 越高，含氧酸酸性越强。 试题枚举 【例 1】下列分子的立体结构，其中属于直线型分子的是 （ ） A．H2O B.CO2 C.C2H2 D. P4 解析：多原子分子若要属于直线型分子，中心原子应采用 sp 杂化，且无孤对电子 答案：B C。 【例 2】ClO-、ClO2 -、ClO3 -、ClO 4 -中 Cl 都是以 sp3杂化轨道与 O 原子成键的，试推测下列微 粒的立体结构 微粒 ClO- ClO2 - ClO3 - ClO4 - 立体结构 解析：杂化轨道数相同，但孤对电子数同 答案：直线；V 型；三角锥形；正四面体 【例 3】下列物质的分子中，键角最小的是 A.H2O B.BF3 C.NH3 D.CH4 解析：BF3中的硼为 sp2杂化，无孤对电子，键角 120°；H2O、NH3、CH4中中心原子均为 sp3杂化，H2O 中有两对孤对电子，对共用电子对“压迫”较大，键角最小 答案：A 【例 4】铵根离子中存在的化学键类型按离子键、共价键和配位键分类，应含有 A.离子键和共价键 B.离子键和配位键 C.配位键和共价键 D.离子键 解析：铵根离子中 N 原子最外层 5 个电子，采用 sp3杂化形成 4 个杂化轨道，其中一个杂 化轨道被孤对电子占据，与 H+的空轨道形成配位键；另三个轨道与 H 形成共价键 答案：C 【例 5】根据“相似相溶”规律，你认为下列物质在水中溶解度较大的是（ ） A .乙烯 B .二氧化碳 C.二氧化硫 D.氢气 解析：A B D 非极性分子 答案：C 【例 6】下列氯元素含氧酸酸性最强的是 （ ） Ａ.HClO Ｂ.HClO2 Ｃ.HClO3 Ｄ.HClO4 解析： D分子中非羟基氧数目大 答案：D 【例 7】在有机物分子中，若某个碳原子连接着四个不同的原子或原子团，这种碳原子称 为“手性碳原子”。凡有一个手性碳原子的物质一定具有光学活性，物质 CH3COOCH2—CH—CHO 有光学活性，发生下列反应后生成的有机物无光学活性的是 A.与甲酸发生酯化反应 B.与 NaOH 水溶液共热 C.与银氨溶液作用 D.在催化剂存在下与 H2作用 解析： 手性碳原子应连接着四个不同的原子或原子团 答案：B D 考点 15 晶体结构与性质 考点聚焦 1．了解晶体与非晶体的区别 2．了解常见晶体类型及不同类型晶体的主要性质 3．掌握关于晶胞的简单计算 知识梳理 一、晶体特征及分类： (1)晶体是内部微粒(原子、离子、分子)在空间按一定规则做 构成的 物 质，晶体区别于非晶体的三个特征是：具有 的几何外形，各向 和具有固 定的 。 (2)根据晶体内部微粒的 的微粒间 的不同可以将晶体分为通过离子 键形成的 晶体，以金属键基本作用形成的 晶体，通过价键形成的 晶体 和通过分子间相互作用形成的 晶体。 (3)常见晶体类型比较： 二、晶体的堆积模型 分子晶体中分子间尽可能采用紧密排列方式，分子的排列方式与其形状的关；离子 晶体可视为不等径圆球的密堆积，离子晶体中正负离子的配位数主要由正负电荷的 (几何因素)、正负电荷的 (电荷因素)以及离子键的纯粹程度(键性因素)决定；金属 晶体的结构可以归结为等径圆球的堆积，可分为 Po 的简单立方堆积、 型、 型和 型。 三、晶胞 1.概念：描述 叫做晶胞；整块晶 体由晶胞“无隙并置”而成；晶胞①中 Ti、O、Ca 原子数分别为 、 、 ；晶胞②中 A、B、C、D 原子数分别为 、 、 、 。 晶体类型 类型 比较 分子晶体 原子晶体 离子晶体 金属晶体 构成晶体 微粒 形成晶体微 粒间作用力 作用力大小 决定因素 物 理 性 质 熔沸点 硬度 导电性 传热性 延展性 溶解性 典型实例 P4、干冰、硫 金刚石、SiO2 NaCl、KOH、NH4Cl 金属单质 2.常见晶体的结构 在金刚石的晶体结构中每个碳原子与周围的 4 个碳原子形成四个碳碳单键，这 5 个碳原 子形成的是 结构，两个碳碳单键的键角为 ，其中的碳原子采取 杂化， 金刚石晶体中 C 原子数与 C-C 键数之比为 ，晶体中最小的环上上的碳原子数为 ；石 墨晶体中 C 原子数与 C-C 键数之比为 ；NaCl 晶体中 Na+的配位数为 ，Cl-的配位数 为 ，每个 Na+的周围距离最近且相等的 Na+的个数为 ，CsCl 晶体中 Cs+的配位数为 ， Cl-的配位数为 ，每个 Cs+的周围距离最近且相等的 Cs+的个数为 ；二氧化硅晶体中每个 硅原子与 个氧原子相连，在二氧化硅晶体中最小的环中有 个原 子，1mol 二氧化硅晶体中，Si-O 的数目为 。 思考：右图是二氧化硅晶体的一部分，立方体体心的黑点表示一个硅原子， 在图中画出与硅原子相连的氧原子所在的位置。 三、晶体熔、沸点高低比较 (1)不同类型的晶体：一般而言，熔、沸点高低顺序为原子晶体>离子晶体和金属晶体>分 子晶体 (2)同类晶体： ①原子晶体的熔、沸点取决于共价键的键长和键能，键长越短、键越大，熔、沸点越高， 如金刚石>金刚砂>晶体硅 ②离子晶体的熔、沸点取决于离子键的强弱，通常离子半径越小、离子所带电荷数大， 离子键越强，熔、沸点高，如 KF>KCl>KBr、NaCl>KCl； 晶格能是指 形成 1 摩离子晶体释放的能量，通常取正值，晶格能越大，形成 的离子晶体越 ，且熔沸点 ③分子晶体的熔、沸点取决于分子间作用力的大小，通常分子极性越强、相对分子质量 越大，分子间作用力越强，熔、沸越高，有氢键的分子晶体，还要考虑氢键的强弱 ④同类金属晶体中，金属离子半径越小，阳离子带电荷数越高，金属键越强，熔、沸点 越高，如 Li>Na>K， NaCaO C.熔点：NaI>NaBr D.熔沸点：CO2>NaCl 解析：离子半径 Cl-NaBr，晶格能 NaCl>NaBr，A 项错误；MgO、CaO 均为离子晶体，离子半径 Mg2+v 逆 向正反应方向移 动 减小生成物的 浓度 v 正、v 逆均减小，且 v 正>v 逆 减小反应物的 浓度 v 正、v 逆均减小，且 v 正v(放)，在 速率-时间图上，要注意看清曲线是连续的还是跳跃的，分清渐变和突变，大变和小变。例如， 升高温度，v(吸)大增，v(放)小增，增大反应物浓度，v(正)突变，v(逆)渐变。 （4）注意终点。例如在浓度-时间图上，一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增 加量，并结合有关原理进行推理判断。 3．对于化学平衡的有关图象问题，可按以下的方法进行分析： （1）认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与勒沙特列原理挂钩。 （2）紧扣可逆反应的特征，搞清正反应方向是吸热还是放热，体积增大还是减小、不变， 有无固体、纯液体物质参加或生成等。 （3）看清速率的变化及变化量的大小，在条件与变化之间搭桥。 （4）看清起点、拐点、终点，看清曲线的变化趋势。 （5）先拐先平。例如，在转化率-时间图上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时逆向推 理可得该变化的温度高、浓度大、压强高。 （6）定一议二。当图象中有三个量时，先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。 试题枚举 【例 1】某温度下，在体积为 5Ｌ的容器中，Ａ、Ｂ、Ｃ三种物质 物质的量随着时间变化的关系如图 1 所示，则该反应的化学方程 式为_________，2ｓ内用Ａ的浓度变化和用Ｂ的浓度变化表示的 平均反应速率分别为_________、_________。 解析： 这类题目是讨论同一时间段内各物质的变化量的比 例关系，且要注意物质的量减少的为反应物，物质的量增多的为 生成物。又因物质的量都不变时，反应物、生成物共存，故方程 式要用“ ”表示。 答案： 2Ａ 3Ｂ＋Ｃ；0．08ｍｏｌ／（Ｌ·s）；0．12ｍｏｌ／（Ｌ·s）。 【例 2】 对达到平衡状态的可逆反应 X+Y Z+W，在其他条件不变的情况下，增大压强， 反应速率变化图象如图 1 所示，则图象中关于 X、Y、Z、W 四种物质的聚集状态为 A．Z、W 均为气体，X、Y 中有一种是气体 B．Z、W 中有一种是气体，X、Y 皆非气体 C．X、Y、Z、W 皆非气体 D．X、Y 均为气体，Z、W 中有一种为气体 解析： 经常有一些同学错选 B，认为增大压强，平衡向 气体体积缩小的方向移动．其实，图象告诉我们的是：增大压 强，加快了正、逆反应，但逆反应速率增大的幅度大于正反应 速率增大的幅度，由此而导致平衡向左移动．而压强的改变， 只影响气体反应的速率，选项 B 所言的 X、Y 皆非气体即其正 反应速率不受影响，故正确答案为 A． 答案：A 【例 3】下列各图是温度（或压强）对应 ； 的 正、逆反应速率的影响，曲线交点表示建立平衡时的温度或压强，其中正确的是 解析：曲线交点表示建立平衡时的温度或压强，升高温度，增加压强， 、 均增大， B中 ，D中 、 走向均减小，则 B、D均错；可逆反应 ； 的正反应是一个气体体积增大的吸热反应，则升高温度，向正反应方向移动，故 ；增加压强，向逆反应方向移动，故 。 答案：A、C 【例 4】 现有可逆反应 A（g）＋2B（g） nC（g）＋Q，在相同温度、不同压强时，A 的 转化率跟反应时间（t）的关系如图 4，其中结论正确的是 [ ]． A．p1＞p2，n＞3 B．p1＜p2，n＞3 C．p1＜p2，n＜3 D．p1＞p2，n=3 解析： 当其他条件不变时，对于有气体参加的可逆反应，压强 越大，到达平衡的时间越短．图象中曲线和横轴平行，表明反应已达 平衡．由图象知道，当压强为 p2时，该反应到达平衡的时间较短， 故 p1＜p2．在其他条件不变的情况下，增大压强会使化学平衡向着气 体体积缩小的方向移动．因 p1＜p2，且当压强为 p1时，A 的转化率较 大，所以正反应为气体体积增加的反应，即 1+2＜n，故正确答案选 B。 答案：B 考点 19 弱电解质的电离平衡 考点聚焦 1．了解强电解质、弱电解质在水溶液中电离程度的差异，能判断常见的强电解质和弱电解质。 2．了解电离平衡概念，能描述弱电解质在水溶液中的电离平衡。 3．会书写常见弱电解质的电离方程式。 4．了解酸碱电离理论。 知识梳理 【讨论与思考】请指出下列物质中哪些是电解质，哪些是非电解质，哪些既不是电解质也不 是非电解质，哪些是强电解质，哪些是弱电解质（填序号），并说出你的判断依据。 ⑴H2SO4 ⑵液氨 ⑶Ca(OH)2 ⑷石墨 ⑸NH3·H2O ⑹H2O ⑺CH3COONH4 ⑻C2H5OH ⑼CaCO3 ⑽氨水 ⑾H3PO4 ⑿Na2O 电解质： 判断依据： 非电解质： 判断依据： 既不是电解质也不是非电解质： 判断依据： 强电解质： 判断依据： 弱电解质： 判断依据： 1．电解质和非电解质 ⑴电解质的概念： 常见物质类别： 。 ⑵非电解质的概念: 常见物质类别： 。 2．强电解质和弱电解质 ⑴强电解质的概念： 常见物质类别： 。 ⑵弱电解质的概念： 常见物质类别： 。 3．强、弱电解质比较 比较的项目 强电解质 弱电解质 定义 化合物类型 物质类别 离子浓度 导电能力 电离程度 电离平衡 溶液中溶质微粒 电离方程式 4．弱电解质的电离平衡 ⑴ 概念：在一定条件下（如温度，浓度）下，当电解质分子电离成离子的速率和离子重新结 合成分子的速率 时，电离过程就达到了 状态，这叫做电离平衡。 ⑵ 弱电解质电离平衡的特点： ①“动”： 。②“等”： 。 ③“定”： 。④“变”： 。 ⑶弱电解质电离平衡的影响因素： 内因（主要因素）： 外因（次要因素）： ①浓度： 。②温度： 。 ③酸碱性： 。④其它条件： 。 ⑷电离平衡常数： 一元弱酸：CH3COOH CH3COO-+H+ ①电离平衡常数化是 函数， 不变 K 不变。 ②K 值越 ，该弱电解质较易电离，其对应的弱酸弱碱较强；K 值越 ，该弱电解质 越难电离，其对应的弱酸弱碱越弱；即 K 值大小可判断弱电解质相对强弱。 5.弱电解质的电离平衡 (1)特征： ①动：υ(电离)＝υ(结合)≠０的动态平衡②定：条件一定，分子和离子浓度一定 ③ 变：条件改变，平衡破坏，发生移动 (2)影响因素（以 CH3COOH CH3COO－+ H+为例） ①浓度：加水稀释促进电离，溶液中ｎ(H+)增大，c(H+)减小②温度：升温促进电离（因 为电离过程是吸热的）③相关离子：例如加入无水 CH3COONa 能抑制电离，加入盐酸也抑制 电离，加入碱能促进电离，仍然符合勒夏特列原理 6.弱电解质的电离平衡 (1)特征： ①动：υ(电离)＝υ(结合)≠０的动态平衡②定：条件一定，分子和离子浓度一定 ③ 变：条件改变，平衡破坏，发生移动 (2)影响因素（以 CH3COOH CH3COO－+ H+为例） ①浓度：加水稀释促进电离，溶液中ｎ(H+)增大，c(H+)减小②温度：升温促进电离（因 为电离过程是吸热的）③相关离子：例如加入无水 CH3COONa 能抑制电离，加入盐酸也抑制 电离，加入碱能促进电离，仍然符合勒夏特列原理 7.电离方程式的书写及弱电解质溶液中粒子浓度关系 1．电离方程式的书写： ⑴强电解质用“＝”，弱电解质用“ ” ⑵多元弱酸分步电离，以第一步为主： 例如：NaCl=Na++Cl－ NH3·H2O NH4 ++OH— H3PO4 H++H2PO4 —(为主) (3)酸式盐：强酸的酸式盐完全电离，一步写出，如 NaHSO4＝Na++H++SO4 2 一。弱酸的酸式盐 强中有弱 分步写出：如 NaHCO3＝Na++ HCO3 一；HCO3 一＝CO3 2 一+ H+ 2．弱电解质溶液中粒子浓度关系： 如在 0.1mol/L 的氢硫酸溶液中，根据 H2S 的分步电离，得各离子浓度大小关系： c(H+)＞c(HS－)＞c(S2－)＞c(OH－)，根据阴阳离子的电荷守恒关系： c(H+)=2 c(S2－)+ c(HS－)+ c(OH－)。 根据物料守恒关系，得 0.1mol/L=c(H2S)+ c(S2－)+ c(HS－) 试题枚举 【例 1】 (2006 高考全国Ⅰ，11）11.在 0.1mol·L－ 1CH3COOH 溶液中存在如下电离平衡： CH3COOH CH3COO－ ＋H+对于该平衡，下列叙述正确的是 A．加入水时，平衡向逆反应方向移动 B．加入少量 NaOH 固体，平衡向正反应方向移动 C．加入少量 0.1mol·L－1HCl 溶液，溶液中 c(H+)减小 D．加入少量 CH3COONa 固体，平衡向正反应方向移动 解析：弱电解质的电离平衡 (1）在一定条件（如温度、浓度）下，当电解质分子电离成 离子的速率和离子重新结合成分子的速率相等时，电离过程就达到了平衡状态，这叫做电离 平衡。（2）影响电离平衡的条件：①温度：升高温度，电离平衡向电离方向移动（因为弱电 解质的电离过程是吸热的）。②浓度：当弱电解质溶液被稀释时平衡向电离的方向移动。A、 加水，有利于弱电解质的电离，虽离子浓度减小，但离子数目增加 B、加碱于弱酸电离的 H+ 反应使电离正向移动，但 H+浓度减小。C、加强酸提供 H+，抑制弱酸电离，但 H+浓度增大， 溶液酸性增强.D、加同阴离子的强电解质，同离子抑制弱酸电离，平衡逆向移动。 答案：B 【例 2】下列物质的水溶液能导电，但属于非电解质的是 A． CH3COOH B． Cl2 C． NH4NO3 D． SO2 解析：本题考查电解质和非电解质基本概念，因此要正确理解概念的含义并能够加以区 别切记不能混淆这些概念。Cl2及溶液既不是电解质，又不是非电解质，因为 Cl2不是化合物其 水溶液又是混合物。SO2水溶液能导电但不是自身电离出自由移动的离子导电，所以也不是电 解质因此是非电解质。 答案：B 【例 3】（2004 年高考全国卷Ⅱ）将 0.5mol/LCH3OOH 溶液加水稀释，下列说法正确的是（ ） A．溶液中 c(H+)和 c(OH－)都减少 B．溶液中 c(H+)增大 C．醋酸电离平衡向左移动 D．溶液的 pH 增大 解析：常温下，c(H+)·c(OH－)＝KW，加水稀释，c(H+)减少，c(OH－) 增大，据电离平衡移动 原理，醋酸的电离平衡向右移动。 答案：D 【例 4】一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时，为了减缓反应速率，且不影响生成氢气的总量， 可向盐酸中加入适量的（ ）①NaOH 固体 ②KNO3 溶液 ③水 ④CH3COONa 固体 A．①③ B．②④ C．②③ D．③④ 解析：此题主要考离子浓度大小变化以及量的变化之间的判断判断。此类题目要抓住反 应后变化和速率影响的因素结合考虑，对基础知识要求能熟练应用。盐酸一定，铁粉过量产 生 H2的总量取决于盐酸的多少，为减缓反应且不影响 H2的产量，应从降低 c(H+)入手。 答案：D 【例 5】下列电离方程式正确的是（ ） A．NaHSO4 Na++H++SO4 2 一 B．NaHCO3 Na++ HCO3 一 C．H3PO4 3H++PO4 3－ D．HF+H2O F－+H3O+ 解析：本题考查强弱电解质电离方程式的书写形式及强弱电解质的识别。此题一般单独 出现在高考题中可能性不大，但是作为训练题值得大家去思考，特别第四个答案中的水合氢 离子容易被同学忽略。 答案：D 【点评】 【例 6】（2004 年广东高考）甲酸和乙酸都是弱酸，当它们的浓度均为 0.10 mol/L 时，甲酸中 的 c(H+)约为乙酸中的 c(H+)的 3倍。现有两种浓度不等的甲酸溶液 a和 b，以及 0.10mol/L 的乙酸，经测定它们的 pH 从大到小依次为 a、乙酸、b。由此可知 ( ） A．a 的浓度必小于乙酸的浓度 B．a 的浓度必大于乙酸的浓度 C．b 的浓度必小于乙酸的浓度 D．b的浓度必大于乙酸的浓度 解析：由同浓度的甲、乙两酸，甲酸中的 c(H+)大于乙酸中的 c(H+)，说明甲酸的酸性强于 乙酸，由 pH：a＞乙酸＞b 知 c(H+)：a＜乙酸＜b，a 的浓度一定小于乙酸的浓度，b 的浓度与 乙酸的浓度关系不能确定，可能大于也可能小于，也可以等于。 答案：A 考点 20 水的电离与溶液的 pH 考点聚焦 1．初步掌握测定溶液 pH 的方法。 2．学会使用滴定管，能进行酸碱滴定，并能绘制滴定过程中的 pH 变化曲线，了解酸碱中和 过程中溶液 pH 的变化规律。 3．知道溶液 pH 的调控在工农业生产和科学研究中的重要应用。 知识梳理 1．水的电离和水的离子积 ⑴水的电离和电离平衡：水是一种 电解质，它能微弱地电离，生成 和 离 子，电离方程式为 ，简写为： ；ΔH<0。在一 定温度下，纯水电离生成的 c（H+）=c（OH-），实验测得在 25°C 时，c（H+）=c（OH-）= 。 此时水的电离度为 。 ⑵影响水的电离平衡的因素： ①温度：当温度升高时，水的电离平衡向 方向移动，这时水中的 c（H+）、c（OH-）如 何变化？ ②浓度：往水中加入酸或碱，水的电离平衡的移动方向是 ，若往水中加入强碱 弱酸盐或强酸弱碱盐，水的电离平衡的移动方向是 ， ⑶水的离子积：在一定温度下，水中或 中 c（H+）与 c（OH-）的乘积是一个常数， 用 Kw表示，称为水的离子积常数，温度不同，Kw不同，在 25°C 时，Kw= = ； 当温度升高时，Kw 将 ，比如在 100°C 时，Kw= ，此时水的电离度 为 。在常温下，c（H+）=0.01mol/L 的强酸溶液与 c（OH-）=0.01mol/L 的强 碱溶液中,Kw= ，水的电离度= 。 2．溶液的酸碱性和 pH 值 ⑴溶液的酸碱性：25°C 时：中性溶液 c（H+）=c（OH-）= pH= ；酸性 溶 液 ； 碱 性 溶 液 ；溶液的酸碱性与溶液 PH 值是否等于 7 (填有关或无关），与溶液中 c（H+）和 c（OH-）的 有关。 ⑵溶液的 pH 值： ①概念： 。 ②表达式： ，pH 值适合于表示 溶液的 酸碱性。 3．酸、碱批示剂及溶液 pH 值的实验测定方法 ⑴常用指示剂及变色范围 指示剂 变色范围 甲基橙 酚酞 石蕊 ⑵测定溶液 pH 值方法： 精确方法：pH 计法 常用方法：pH 试纸法 。不能先用水湿润 pH 试纸的原因是 。 1．水的电离和影响因素 ⑴水是一个极弱的电解质，存在电离平衡： H2O H++OH- （2）影响水电离平衡的因素 ①酸、碱 在纯水中加入酸或碱，均使水的电离平衡左移，此时若温度不变，ＫW不变，c（Ｈ ＋ ）发 生改变，pＨ也随之改变；若向水中加入酸，则 c（H+）增大，c（OH－ ）变小，pH 变小。 ②温度 若升温，由于水电离吸热，升温将促进水的电离，故平衡右移，c（H+）、c（OH－ ）同时 增大，pH 变小，但由于 c（H+）与 c（OH－ ）始终保持相等，故仍显中性。 ③易水解的盐 在纯水中加入能水解的盐，不管水解后溶液显什么性，均促进水的电离，使水的电离程 度增大，但只要温度不变，ＫW不变。 ④其他因素 如向水中加入活泼金属，由于与水电离出的 H+直接作用，因而促进了水的电离平衡向电 离的方向移动。 2．溶液酸碱性的基本规律 （1）溶液酸碱性判定规律 ①pH 相同的酸，酸越弱，酸物质的量浓度越大；pH 相同的碱，碱越弱，碱物质的量浓度 越大。 ②酸与碱的 pH 之和为 14，且等体积混合时，强酸与强碱混合，pH=7；强酸与弱碱混合， pH＞7;强碱与弱酸混合，pH＜7。 （2）稀释后溶液 pH 的变化规律 ①对于强酸溶液，每稀释 10n倍，pH 增大 n个单位（增大后不超过 7）。 ②对于强碱溶液，每稀释 10n倍，pH 减小 n个单位（减小后不小于 7）。 ③对于 pH 相同的强酸与弱酸（或强碱与弱碱）稀释相同倍数时，pH 变化不同，其结果 是强酸或强碱的变化的程度大。 ④对于物质的量浓度相同的强酸和弱酸，稀释相同倍数，pH 变化不同，其结果是强酸稀 释后 pH 增大得比弱酸快（强碱、弱碱类似）。 3．溶液 pH 的计算 （1）单一溶液的 pH 计算 ①强酸溶液，如 HnA，设浓度为 c mol·L－1， c（H+）＝nc mol·L－1，pH＝－lgc（H+）＝－lgnc。 ②强碱溶液，如 B（OH）n，设浓度为 c mol·L－1， c（H+）＝ nc 1410 mol·L－1，pH＝－lgc（H+）＝14＋lgnc。 （2）酸、碱混合 pH 计算 ①两强酸混合 c 混（H+）＝ 21 2211 )H()H( VV VcVc    ②两强碱混合 c 混（OH－）＝ 21 2211 )OH()OH( VV VcVc    ③强酸与强碱混合 碱酸 碱碱酸酸 混 混 VV VcVc c c           |)OH()H(| )H( )OH( （3）混合溶液 pH 的计算 ①两种 pH 不同的强酸溶液混合时，要先求出混合后溶液中 c（H+），再求其 pH，当等体 积混合时，可用速算法，即 ΔpH=1 时，pH 合=pH 小+0.26 ΔpH≥2 时，pH 合=pH 小+0.3 ②两种强碱的稀溶液混合时，必须先求出混合后溶液中 c（OH－ ），再利用 KW 换算成 c（H+）求其 pH。 当等体积混合时也可用速算法： ΔpH=1 时，pH 合=pH 大－0.26 ΔpH≥2 时，pH 合=pH 大－0.3 (4）稀强酸与稀强碱溶液混合后 pH 的计算，要先根据 H++OH－==== H2O 计算出哪种物质 过量，然后计算出过量的 c（H+）或 c（OH－ ），再求其 pH。 (5）pH 之和等于 14 的两种溶液以等体积相混合时，其混合溶液的 pH 的判断： ①若两者都是强电解质，则混合后 pH=7。 ②若酸为强酸，碱为弱碱，则混合后 pH>7。 ③若酸为弱酸，碱为强碱，则混合后 pH<7。 (6）等物质的量浓度的一元酸、碱等体积混合后溶液的 pH 的判断： ①强酸和强碱混合，pH=7；②强酸和弱碱混合，pH<7；③弱酸和强碱混合，pH>7；④弱 酸和弱碱混合，pH 由强者决定；⑤未注明酸、碱强弱时，pH 无法判断。 (7）等体积强酸（pH1）和强碱（pH2）混合： ①若溶液呈中性，二者 pH 之和为 14。 ②若溶液呈碱性，二者 pH 之和大于 14。 ③若溶液呈酸性，二者 pH 之和小于 14。 试题枚举 【例 1】体积 pH=2.5 的盐酸与 10 体积某一元强碱溶液恰好完全反应，则该碱溶液的 pH 等于 A．9.0 B．9.5 C．10.5 D．11.0 解析： 方法一：盐酸与某一元强碱恰好完全反应时：n（OH－ ）=n（H+）。所以有 c （OH－ ）×10V=c（H+）·V，c（OH－ ）= 10 )H( c ，c（OH－ ）= 10 Lmol10 15.2   =10－3.5mol·L－1 pH=－lgc（H+）=－lg )(OH W c K =－lg 5.3 14 10 10   =－lg10－10.5=10.5。所以选择 C 选项。 方法二：若 1 体积 pH＝2.5 的盐酸和 1 体积某浓度的该一元强碱恰好完全反应，则酸中 H+浓度等于碱中 OH 上标－浓度，两者的 pH 之和等于 14，也就是碱的 pH＝11.5。将该溶液 稀释 10 倍，就得到题中所用的强碱溶液，其 pH 减小 1，等于 10.5。 答案: C。 【例 2】 25 ℃时，若体积为 Va、pH=a的某一元强酸与体积为 Vb、pH=b的某一元强碱混合， 恰好中和，且已知 Va7,a> 2 7 ，所以 2 7 1，不符合题意，故 a≠5 (3） 2 7 c(H2PO4 -)>c(HPO4 2-)>c(PO4 3-) ②多元弱酸的正盐溶液根据弱酸根的分步水解分析，如 Na2CO3 的溶液中， c (Na+)>c(CO3 2-)>c(OH-)>c(HCO3 -) ③不同溶液中同一离子浓度的比较，要看溶液中其他离子对其影响的因素。如在相同的 物质的量浓度的下列各溶液中 a、NH4Cl b、CH3COONH4 c、NH4HSO4。c(NH4 +)由大 到小的顺序是 c>a>b。 ④ 混合溶液中各离子浓度的比较，要进行综合分析，如电解因素、水解因素等。 分别以 H2S、NaHS、Na2S 为例： ①离子浓度的大小比较： H2S 、 NaHS 、Na2S 。 五、电解质溶液中的守恒规律 ⑴电荷守恒：电解质溶液中阴、阳离子所带的正、负电荷数相等，即溶液不显电性。如 磷酸溶液中，c (H+)= c (OH-)+ c(H2PO4 -)+2 c(HPO4 2-)+3 c(PO4 3-) ⑵物料守恒：就是电解质溶液中某一组分的原始浓度（起始浓度）应该等于它在溶液中 各种存在形式的浓度之和。如 0.1mol/L 的 NaHS 溶液，0.1= c (HS-)+ c (S2-)+ c (H2S)或 c (Na+)= c (HS-)+ c (S2-)+ c (H2S) ⑶原理守恒：水电离的特征是 c (H+)= c (OH-)，据此可以得出下列关系如在 K2CO3溶液中： c (OH-)= c (H+)+ c (HCO3-)+2(H2CO3)（也称质子守恒） 例题：分别以①H2S②NaHS③Na2S 为例离子浓度的守恒关系: ⑴物料守恒① 、 ② ③ ⑵电荷守恒：① ② ③ ； ⑶质子守恒：① ② ③ 。 六、盐类水解的应用 Ⅰ.判断溶液的酸碱性： ； Ⅱ.判断不同弱电解质的相对强弱： ； Ⅲ.比较溶液中离子浓度： ①同一溶液中不同离子浓度： 、 ②不同溶液中相同离子浓度： 。 Ⅳ.解释某些化学现象及在生产生活中的应用： 。 。 七、离子共存问题的分析 ①不能与 H+共存的离子有 、 ②不能与 OH-共存的离子有 、 ③不能与 HCO3 -共存的离子有 、 ④不能与 Al3+共存的离子有 、 ⑤不能与 AlO2 -共存的离子有 、 ⑥不能与 Fe3+共存的离子有 、 ⑦不能与 Fe2+共存的离子有 、 ⑧不能与 ClO-共存的离子有 、 试题枚举 [例 1] （2006 江苏，13）下列叙述正确的是 A．0.1mol·L－1氨水中，c(OH-)==c(NH4 +) B．10 mL 0.02mol·L－1HCl 溶液与 10 mL 0.02mol·L－1Ba(OH)2溶液充分混合,若混合后溶液的 体积为 20 mL，则溶液的 pH=12 C．在 0.1mol·L－1CH3COONa 溶液中，c(OH-)==c(CH3COOH)＋c(H+) D．0.1mol·L－1某二元弱酸强碱盐 NaHA 溶液中，c(Na+)==2c(A2-)＋c(HA-)＋c(H2A) 解析：NH3·H2O 是弱电解质，它本身电离所产生的两种离子浓度相等，得氨水中的部分 OH-来自于 H2O 的电离，所以 c(OH-)>c(NH4 +)，A 错；B 项中酸碱中和反应后， 12 11 101 02.0 02.001.002.001.02)(       Lmol L LmolLLmolLOHC pH=-lgC(H+)=-lg（10-14/10-12）=12，B 正确；根据盐的消解规律，可以判断 C 正确；D 项中因钠 元素的离子与 A 原子的物质的量之比为 1∶1，对应关系应该为 c(Na+)=c(A2-)＋c(HA-)＋c(H2A)， D错。 答案：BC [例 2] （2006 四川，12）25℃时，将稀氨水逐滴加入到稀硫酸中，当溶液的 PH＝7 时，下列 关系正确的是 A．c(NH4 +)==c(SO4 2－) B．c(NH4 +)>c(SO4 2－) C．c(NH4 +)4H+ 2×64g 4mol 0.064g x x=0.002mol [H+]= =4×10-3mol/L 答案：A 【例 2】某碱性蓄电池在充电和放电时发生的反应为: Fe+NiO2+2H2O Fe(OH)2+Ni(OH)2,下列说法中正确的是: A、放电时，负极上发生反应的物质是 Fe. B、放电时，正极反应是：NiO2+2e-+2H+=Ni(OH)2 C、充电时，阴极反应是：Ni(OH)2-2e-+2OH-=NiO2+2H2O D、充电时，阳极附近 pH 值减小. 解析：根据原电池在放电时,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,再根据元素化合价变化, 可判断该电池负极发生反应的物质为 Fe,正极为 NiO2,此电池为碱性电池,在书写电极反应和总 电池反应方程式时不能出现 H+,故放电时的电极反应是:负极:Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2，正极： NiO2+2e-+2H2O=Ni(OH)2+2OH-。原电池充电时,发生电解反应,此时阴极反应为原电池负极反应的 逆反应,阳极反应为原电池正极反应的逆反应,由此可判断正确选项应为 A、D。 答案：AD 【例 3】甲、乙两个容器中，分别加入 0.1mol/LNaCl 溶液与 0.1mol/LAgNO3溶液后，以 Pt 为电 极进行电解时，在 A、B、C、D各电极上生成物的物质的量之比为:_____________ 解析：此装置相当于两个电解槽串联到一起,在整个电路中电子转移总数相等.首先判断各 极是阳极还是阴极，即电极名称，再分析各极发生的反应.A 极(阴极)反应:2H++2e-=H2↑，B 极(阳 极)反应:2Cl--2e-=Cl2↑；C 极(阴极)反应：Ag++ e- =Ag；D极(阳极)反应:4OH--4e-=2H2O+O2↑，根 据电子守恒法可知,若整个电路中有 4mol 电子转移,生成 H2、Cl2、Ag、O2的物质的量分别为： 2mol、2mol、4mol、1mol 因此各电极上生成物的物质的量之比为：2:2:4:1。 答案：2:2:4:1 【例 4】有三个烧杯，分别盛有氯化铜，氯化钾和硝酸银三种溶液；均以 Pt 作电极，将它们 串联在一起电解一定时间，测得电极增重总和 2.8 克，这时产生的有色气体与无色气体的物质 的量之比为 A、4：1 B、1：1 C、4：3 D、3：4 解析：串联电路中，相同时间内各电极得或失的电子的物质的量相同，各电极上放出气 体的物质的量之比为定值。不必注意电极增重是多少。只要判断出生成何种气体及生成该气 体一定物质的量所得失电子的物质的量，就可以通过电子守恒，判断气体体积之比，第一个 烧杯中放出 Cl2 ，第二烧杯中放出 Cl2和 H2，第三烧杯中放出 O2。在有 1mol 电子转移下，分 别是 0.5 mol，0.5 mol，0.5 mol 和 0.25mol。所以共放出有色气体 0.5+0.5=1(mol)(Cl2)，无色气 体 0.5+0.25=0.75(mol)(O2和 H2) 答案：C 考点 26 钠及其化合物 考点聚焦 1．了解金属钠及其重要化合物的物理性质，。 2．了解钠的化学性质 3．了解钠的氧化物和过氧化物的重要性质 4．知道碳酸钠和碳酸氢钠的区别，掌握其鉴别方法 5．了解钠和钾的焰色反应 6. 了解碱金属的物理性质和化学性质，运用原子结构的知识分析碱金属在性质上的差异 及递变规律。 知识梳理 一、 钠元素的原子结构与在自然界的存在 钠元素位于周期表＿＿周期＿＿族，自然界中钠只能以 的形态存在，主要以 的形式存在。 二、 钠 1．钠的物理性质 钠是 色有 的 体，硬度较 ， 低，密度比水 。 2．钠的化学性质 Na － e- → Na+ 化学反应中表现为 性 （1）与非金属单质的反应(写出下列方程式) a.与氯气反应： b.与硫反应 ： c.与氧气反应①常温下，现象： 化学方程式： ②加热时，现象： 化学方程式： （2）与水的反应、与醇、酚、羧酸等含－OH 的有机物反应。 a.与水反应现象： 化学方程式： 思考：钠与水反应的现象说明钠具有哪些性质？ b.与乙醇反应 现象： 化学方程式： 。 c.与乙酸反应 ： 。 （3）与稀酸溶液的反应 与盐酸反应 。 （4）与某些盐的反应 a.与熔融盐 Na＋TiCl4 。 b.与盐溶液 （CuSO4 溶液） 。 思考：钠在空气中放置一段时间，将发生哪些变化？最终产物是什么？如何保存？ 三、钠的化合物 1．氧化钠和过氧化钠的比较 氧化钠 过氧化钠 化学式 氧元素的化 合价 电子式 阴阳离子个 数比 化合物类型 颜色状态 与 H2O反应 的方程式 与CO2反应的 方程式 用途 2．氢氧化钠（俗称： 、 、 ） （1）电子式： ,所含化学键为 、 （2）物理性质：有很强的 性，易 （用作 剂），溶于水时 会 。 （3）化学性质：具有 碱性。 （4）制法（工业制法）： (5）保存：溶液 ； 固体 。 3．Na2CO3 与 NaHCO3 比较与鉴别 （1）Na2CO3 与 NaHCO3 比较 名 称 碳酸钠 碳酸氢钠 俗 名 主 要 性 质 色态 水溶性 稳定性 与 H+反应 与碱 NaOH 和 Ca(OH)2 反应 主要用途 相互转化 思考：Na2CO3 溶液与盐酸作用时，滴加顺序不同，现象一样吗？ （2）根据上叙性质用多种方法区别 Na2CO3 与 NaHCO3 四、碱金属元素 （一）碱金属元素的原子结构 共同点：原子的最外层均为 个电子，都易 1个电子而表现 性； 不同点：核电荷数逐渐 ；电子层数逐渐 ；原子半径依次 ，得电子 能力逐渐 ；单质还原性逐渐 。 （二）单质的物理性质 随碱金属元素核电荷数增加，原子结构的递变而使碱金属单质的物理性质呈规律性变化. 归纳：从 Li →Cs 1．除 外，颜色都是 且都较 ，密度都比较 ，且呈 趋 势， 熔趋势沸点逐渐（原因是 。） 2．焰色反应 钠的焰色是 ，钾的焰色是 （三）卤素单质的化学性质（相似性及递变性） 由于最外层均为 个电子，极易 电子，因此碱金属都是 剂，但随着 电子层数递增，原子半径渐 ，核对最外外层电子的引力渐 ，失电子能力 渐 ，其还原性逐渐 。 试题枚举 【例 1】：把小块金属钠分别投入饱和 NaCl 溶液、NH4Cl 溶液、FeCl3 的烧杯里的现象和反应？ 现象 化学方程式 饱和 NaCl 饱和 NH4Cl FeCl3溶液 答案： 现象 化学方程式 饱和 NaCl 钠消失，放出无色无味气体、 析出晶体 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ 饱和 NH4Cl 钠消失，有刺激性气味气体放 出 2Na+2 NH4Cl =2NaCl+H2↑+2NH3 ↑ FeCl3溶液 钠消失，放出无色无味气体， 有红褐色沉淀 6Na+6H2O+6 FeCl3= 6NaCl+3H2↑+2Fe(OH)3↓ 【例 2】在烧杯中加水和苯(密度：0.88 g·cm-3)各 50 mL。将一小粒金属钠 (密度：0．97g·cm-3)投入烧杯中。观察到的现象可能是 ( ) A. 钠在水层中反应并四处游动 B. 钠停留在苯层中不发生反应 C. 钠在苯的液面上反应并四处游动 D. 钠在苯与水的界面处反应并可能作上下跳动 解析：钠决将落在苯和蒸馏水的界面上,有气泡产生，附着在钠块表面，浮力增大，使钠 块上浮，当附着在钠块表面的氢气逸出后，钠块又下沉到水和苯的界面上，又发生反应，重 复发生上述现象直至钠块反应耗尽逐渐消失。 答案： D 【变式】在烧杯中加入水和 CCl4各 50 mL．将一小粒金属钠(密度 0.97 g／cm3)投入试管中．观 察到的现象可能是（ ） A．钠在水层内反应并四处游动 B．钠停留在 CCl4层中不发生反应 C．钠在水面上反应并四处游动 D．钠在 CCl4与水的界面处上、下跳动 【例 3】 4.6g 钠在干燥的空气中被氧化后，得到 7.8g 固体，由此可判断其氧化产物为 ( ) A．只有 Na2O2 B．只有 Na2O C．Na2O 和 Na2O2 D．无法确定 解析：用极端假设法，当钠全部转化为 Na2O 时，质量为 6.2g，当钠全部转化为 Na2O2 时，质量为 7.8g，产物质量在 6.2g 和 7.8g 之间时，两种产物都有，实际产物质量是 7.8 个，所以是 Na2O2。 答案： A 【变式】钠在干燥的空气中形成氧化产物 0.7 g，溶于水后，可被 0.25 mol／L的盐酸 80 mL恰 好中和，则钠的氧化产物成分是 ( ) A．Na2O B．Na2O 与 Na2O2 C．Na2O2 D．无法确定 【例 4】取 a g 某物质在氧气中完全燃烧，将其产物跟足量的过氧化钠固体完全反应，反应后 固体的质量恰好也增加了 ag，下列物质中不能满足上述结果的是 A．H2 B．CO C．C6H12O6 D．C12H22O11 解析：从反应前后的质量变化可知，该物质燃烧消耗的氧气的量和燃烧产物与过氧化钠 反应生成的氧气的量相等；所以总的结果来看是该物质被完全吸收，该物质的组成必须 满足组成关系：（CO）m（H2）n。 答案： D 【变式 1】两种有机物以一定比例混合，一定条件下在 aLO2(足量)中充分燃烧恢复到原状态， 再通过足量的过氧化钠，得到气体仍是 aL，下列组合中符合此条件的是： A．CH4 C2 H4 B．CH3CH2OH CH3COOH C．C2H6 HCHO D．HCOOH CH3COOCH3 【变式 2】200℃时，11.6 g CO2和水蒸气的混合气体与足量的 Na2O2充分反应后固体质量增加 了 3.6g，则原混合气体的平均相对分子质量为 ( ) A．11.6 B．21.6 C．23.2 D．36.6 【例 5】 将 2mol NaHCO3和一定量的 Na2O2固体混合，在加热条件下让其充分反应后得到的 固体，则最后得到固体中 Na2CO3的物质的量为 （ ） A．1～2mol 之间 B．1～4mol 之间 C．2～4mol 之间 D．大于 4mol 解析：根据“C”元素守恒，最多生成 Na2CO3的物质的量为 2mol，所以只有 A 选项正确。 答案：A 【变式】将 3.7gNa2O2 和 Na2O 、Na2CO3 的混合物与 10g 质量分数为 36.5％的盐酸恰好完全 反应，蒸干溶液，所得固体质量为 g 【例 6】现有 K 和另一种碱金属形成的合金 6g，当它与足量水反应时，放出标准状况下的氢气 2.24L，这种碱金属可能是 ( ) A．Li B．Na C．Rb D．Cs 解析：生成 H2的物质的量为 0.1mol，由 2R+2H2O = 2ROH+H2↑可知：6g 合金金属总的物 质的量为 0.2mol。所以合金的平均相对分子质量为 30，K 的相对分子质量为 39，所以另 一种金属相对分子质量应小于 30。 答案：AB 考点 27 铁及其化合物 考点聚焦 1．知道铁及其化合物的物理性质。 2．了解铁及其化合物的化学性质 3．了解 Fe3+的氧化性，认识 Fe3+ +和 Fe2+之间的相互转化 4．学会 Fe3+ -的检验方法 5．了解 Fe(OH)3的制备方法及其受热分解。 知识梳理 一、 铁元素的原子结构与自然界的存在 铁元素位于周期表＿＿周期＿＿族，其电子排布式为 ，原子结构示意图 为 ：在自然界中主要以 形式存在，如磁铁矿（主要成分 为 ）、赤铁矿（主要成分为 ）。 二、 铁的性质 1、物理性质： 银白色光泽、密度大，熔沸点高，延展性、导电、导热性较好、能被磁铁吸引。 思考：纯铁抗蚀能力特别强，而我们常见的铁并非如此，为什么？ 2、化学性质 铁是 的金属，通常显+2、+3 价 思考：比较 Fe3+与 Fe2+的电子排布式，谁稳定？ （1）与非金属单质反应 ①与 O2反应： ②与 Cl2反应： ③与 S 反应： （2）与水反应 ①与水蒸汽反应 ②常温下，铁与水不起反应，但潮湿的空气里，铁易被腐蚀，形成铁锈。 反应方程式为： 、 （3）与酸反应 ①非氧化性酸（如稀硫酸、盐酸） 现象： 反应离子方程式： ②氧化性酸： 常温下，铁遇浓硫酸、浓硝酸会 。 （a） 与过量稀 HNO3反应 （b） 过量的 Fe 与稀 HNO3反应 （c） 与浓 HNO3共热 （4）与盐溶液反应 ①与 CuSO4反应： ②与 FeCl3反应： 思考：铁与其他物质反应时，何时生成+2 价铁的化合物？何时生成+3 价铁的化合物？ 三、 铁的化合物 1、铁的氧化物 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 名称(俗名) 色、态 溶解性 都难溶于水 金属价态 与 HCl 反应 与 HNO3反应 与 HI 反应 与 还 原 剂 (高温) H2 CO Al 稳定性 用途 2、铁的氢氧化物 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 名称 物理 性质 色、态 水溶性 酸碱性 与酸 反应 盐酸 硝酸 稳定性 实验室制备 思考： ①如何避免制取 Fe(OH)2时 Fe2+被氧化变质？ ②如何制备氢氧化铁胶体？ 3、Fe2+、Fe3+的性质及检验 （1）Fe2+ 的性质 ①水溶液是 色 ②与 KSCN 溶液 ，再滴 则变红 ③与 OH－ 反应 现象： —→ —→ 反应方程式： 、 ④既有 又有 ，但主要体现 。 Fe2+ 可被强氧化剂（如 ）可将 Fe2+氧化成 Fe3+。 （2）Fe3 +的性质 ①水溶液是 色 ②与 KSCN 溶液 ，反应方程式 ③与 OH－ 反应 现象： 反应方程式： ④只有 性，Fe3+可被还原剂（如 ） 可将 Fe3+还原成 Fe2+。 ⑤Fe3+有较强水解能力。 水解方程式为： 思考：①能用加热蒸发 FeCl3溶液得获得 FeCl3固体吗？Fe2(SO4)3呢？ ②Fe3+与 CO3 2－ 、 S2－能共存吗？ （3）Fe2+、Fe3+的检验 ①检验 Fe2+的方法： （a）KSCN 法：先滴加 KSCN 溶液，若溶液不显血红色，再滴加氯水，若溶液显血红色。说 明原溶液中有 Fe2+。 （b）碱液法：现象 ②检验 Fe3+的方法 （a）KSCN 法： 现象 （b）碱液法： 现象 （c）苯酚法： 现象 试题枚举 【例 1】在铁和铜的混合物中，加入不足量的稀硝酸，反应后剩余金属m1g；再向其中加入一 定量的稀硫酸，充分振荡后 ，剩余金属m2g，则m1和 m2之间的关系是（ ） A．m1一定大于m2 B.m1 可能等于 m2 C.m1一定等于m2 C.m1 可能大于 m2 解析： m1g 金属中的金属有两种情况（1）只有铜（2）铜、铁都有，加入稀硫酸后，若 认为稀硫酸只和铁反应，则会选择 B、C。其实加入稀硫酸后，原溶液中的 NO3 -和稀硫酸中的 H+共存，相当于有稀硝酸，则铜、铁都可继续反应。 答案：A 【变式】将铁屑溶于过量盐酸后，再加入下列物质，会有三价铁生成的是 A．硫酸 B．氯水 C．硝酸锌 D．氯化铜 答案：C 【例 2】 一定量的 Fe 和 Fe2O3的混合物投入 250 ml 2 mol/L硝酸溶液中，反应完全后，生成 1.12 L NO（标况），再向反应后的溶液中加入 1mol/LNaOH 溶液，要使铁元素完全沉淀 下来，所加入的 NaOH 溶液体积最少是（ ） A、450 ml B、500 ml C、400 ml D、不能确定 解析： 本题涉及到的反应较多，况且铁最终是以 Fe (OH)3还是 Fe (OH)2形式沉淀，难以 确定；硝酸是否过量也不能确定，看来计算很困难。但若从 NaOH 考虑，加入的 NaOH 恰好使 铁元素沉淀，溶液为硝酸钠溶液。不难得出： n(NaoH)=n(NO3 -)=n(HNO3)-n(NO)= 0.25LΧ2 mol/L—0.5 mol=0.45mol V(NaoH)=0.45L=450 ml 答案： A 【变式】 在由 Fe、FeO、和 Fe2O3组成的混合物中加入 100mL2mol/L 的盐酸，恰好使混合物 完全溶解，并放出 448mL 气体（标准状况），此时溶液中无 Fe3+离子，则下列判断正确的 是（ ） A．混合物里 3 种物质反应时消耗盐酸的物质的量浓度之比为 1:1:3 B．反应后所得溶液中的 Fe2+离子与 Cl-离子的物质的量浓度之比为 1:2 C．混合物里，FeO 的物质的量无法确定，但 Fe 比 Fe2O3的物质的量多 D．混合物里，Fe2O3的物质的量无法确定，但Fe比FeO的物质的量多 【例 3】下列离子方程式书写正确的是（ ） A．向溴化亚铁溶液中通入过量氯气：Fe2++2Br-+2Cl2==Fe3++ Br2+ 4Cl－ B．三氯化铁溶液跟过量氨水反应 Fe3++3NH3•H2O == Fe(OH)3↓+3NH4 + C．硫化亚铁与盐酸反应 S2－+2H+==H2S↑ D．过量铁粉与稀 HNO3反应：Fe+4H＋+NO3 －= Fe3＋+NO↑+2H2O 解析： Cl2与 FeBr2溶液反应，由于还原性 Fe2＋>Br－，Cl2应先氧化 Fe2＋，待 Fe2＋被氧化 完全后再氧化 Br－。当 Cl2少量时，离子方程式为：Cl2 +2Fe2＋ ==2Fe3＋ +2 Cl－，当过量时： 离子方程式为：3 Cl2 +2Fe2＋+4Br－== 2Fe3＋ +6Cl－+2Br2， 所以 A 错。铁与稀 HNO3反应，当 Fe 少量时，离子方程式为： Fe+4H＋+NO3 －== Fe3＋+NO↑+2H2O；当 Fe 过量时，离子方程式 为： 3Fe+8H＋+2NO3 －== 3Fe2＋+2NO↑+4H2O，所以 D 错。C 项 FeS 为难溶物，不能拆开写成 离子形式。。 答案： B 【变式】下列各组离子一定能大量共存的是 A．在含大量 Fe3+的溶液中 NH4 +、Na+、Cl－、SCN－ B．在强碱性溶液中 Na+、K+、AlO2 － 、CO3 2－ C．在 c(H+)=10－13mol·L－1的溶液中 NH4 +、Al3+、SO4 2－ 、NO3 － D．在 pH=1 的溶液中 K+、Fe2+、Cl－、NO3 － 答案：B 【例 4】在铁和氧化铁的混合物 15g 中加入 150mL 稀 H2SO4 放出氢气 1.68L(标准状况)。当反 应停止后，铁和氧化铁均无剩余，且溶液中无 Fe3+存在。为了中和过量 H2SO4，并 使 Fe2+完全转化为 Fe(OH)2沉淀，共耗用 3 mol/L NaOH，溶液 200mL。求： ①混合物中铁和氧化铁各多少克? ②稀 H2SO4 的物质的量浓度为多少? 解析：(1)解：设铁和氧化铁的物质的量分别为 x 和 y，则 x×56g/mol+y×160 g/mol＝15g……………① 由得失电子守恒得，x×2＝y×2+1.68L/22.4L/mol×2……………② 解得： x＝ 0.25mol, y＝ 0.05mol.即 m(Fe)＝ 0.25mol×56g/mol＝ 7g, m(Fe2O3)＝ 0.05mo l×160g/mol＝8g (2)在铁和氧化铁的混合物中加入稀 H2SO4 反应停止后，溶液中的溶质主要是 H2SO4 和 FeSO4。 由电荷守恒知：硫酸中的硫酸根离子最后完全和钠离子结合在一起。 n(H2SO4)＝1/2×3 mol/L×0.2L＝0.3mol c(H2SO4)＝0.3 mol/0.15L＝2 mol/L 考点 28 铝及其化合物 考点聚焦 1．了解铝及其重要化合物的主要物理性质 2．了解 Al 的化学性质 3．了解 Al2O3、Al(OH)3的两性 4．了解 Al(OH)3的制备方法及其受热分解 知识梳理 一、铝的制取 1.铝元素位于周期表 、 族，是较活泼的金属元素，在自然界中以 态 存在，在地壳中的含量占金属中的第 位，铝元素在地壳中主要存在的物质 是 。 2.从铝土矿中提取铝的工艺流程为： 写出反应的化学方程式: ① ② ③ ④ 二、铝的性质 1.物理性质： 铝是 色、带有金属光泽的固体，硬度 、较 ，具有良好的导电性、导热性和 延展性。 2.化学性质： ① 与氧气发生反应： 常温下，铝在空气中发生 现象，因此常温下铝制品具有抗腐蚀的性能，但 若遇到含有 的溶液，会受到破坏，不宜长期放置。 点燃 Al 在纯氧中剧烈燃烧： ② 在常温下，铝遇到 、 发生钝化。 ③ 与非金属发生反应： 与 Cl2 反应： 与 S 反应： ④ 与非氧化性酸发生反应： 与稀硫酸反应，离子方程式为 ⑤ 铝是一种典型的两性金属，不仅能与酸反应，还能与强碱溶液反应，如与氢氧化钠溶液反 应的离子方程式为 。 ④ ② ① ③ 铝土矿 溶解 NaOH 溶液 过滤 残渣 酸化 二氧化碳 过滤 滤液 灼烧 H2O 电解 铝 ⑥ 与盐溶液发生反应 与不活泼金属的盐溶液（如硝酸汞）： 与强氧化性盐溶液（如氯化铁）： ⑦与金属氧化物反应（又叫 ） 与氧化铁： 三、铝的化合物 1.氧化铝 ①)物理性质 Al2O3是 固体，其天然晶体叫 ，硬度大，熔点高(为 2072℃)，是很好的耐火 材料 ②化学性质（典型的 氧化物） 与强酸反应，其离子方程式为 与强碱溶液反应，其离子方程式为 思考：铝与强碱溶液反应的实质是什么？标出其电子转移方向和数目。 ③用途 作 材料，如制 、 等；作冶炼铝的原料；红、蓝宝石。 2.氢氧化铝 ①)物理性质 Al(OH)3是 固体， 溶于水，若溶液中生成，Al(OH)3为 物，且有吸附水中悬 浮物和色素的能力 ②化学性质（典型的 氢氧化物） H++AlO2 -+H2O Al(OH)3 Al3++3OH- 与强酸反应，其离子方程式为 与强碱溶液反应，其离子方程式为 热不稳定性： ③制备方法： 实验室中制取少量的氢氧化铝常用可溶性的铝盐与 反应，反应的 离子方程 式为 。 思考：能否用可溶性的铝盐与强碱反应制取？ 3.铝盐和偏铝酸盐 (1) 铝盐性质： ①铝盐溶液发生水解反应，使溶液呈酸性。 思考：明矾的化学式为 ，在日常生活中明矾用于 。 ②铝盐与碱溶液反应 与强碱溶液发生反应：适量强碱： 过量强碱： 与弱碱（氨水）发生反应： 思考：写出 Al2(SO4)3溶液与 Na2S、NaHCO3、Na2CO3溶液反应的离子方程式。 (2) 偏铝酸盐性质： ①偏铝酸盐溶液发生水解反应，溶液呈碱性。 ②偏铝酸盐与酸反应 与强酸发生反应：适量强酸： 过量强酸： 与弱酸（H2CO3）发生反应：即通入 CO2气 适量 CO2： 过量 CO2： ③铝盐与偏铝酸盐溶液反应： 思考：分析以下几种情况中 Al3+与强碱反应， 与强酸反应的现象及图像 ①把强碱溶液逐滴加入到铝盐(Al3+)中至过量： ②把 铝盐(Al3+)逐滴加入到强碱中至过量： ③在 溶液中逐滴加入强酸至过量： ④在强酸溶液中逐滴加入 至过量： 试题枚举 【例 1】1989 年世界卫生组织把铝确定为食品污染源之一，加以控制使用，铝在下列应用时 应加以控制的是 ( ) ①制铝合金 ②制电线 ③制炊具 ④明矾净水 ⑤明矾和苏打制食品膨松剂 ⑥ 用氢氧化铝凝胶制胃舒平药品 ⑦银色漆颜料 ⑧制易拉罐 ⑨包装糖果和小食品 A．全部 B．③⑤⑧⑨ C．⑥⑧⑨ D．③④⑤⑥⑧⑨ 解析： “D”中所涉及的铝与进入食品、饭、水等中，并被人体吸收，所以要加以控制。 答案： D 【例 2】在下列各物质中，加入过量盐酸后，最终不产生沉淀或浑浊的是 A.偏铝酸钠溶液 B.苯酚钠溶液 C.硅酸钠溶液 D.硫代硫酸钠溶液 解析：各选项中产物依次为 Al(OH)3、C6H5OH、H2SiO3、S。但 Al(OH)3是两性氢氧化物，能 溶于过量的盐酸中。 答案：A 【变式】将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是 A．稀硝酸 B．稀盐酸 C．硝酸铜 D．氢氧化钠 【例3】将等物质的量的镁和铝相混合,取等质量该混合物四份,分别加到足量的下列溶液中, 充分反应后,放出氢气最多的是 A.3mol/LHCl B.4mol/LHNO3 C.8mol/LNaOH D.18mol/LH2SO4 解析：在镁、铝混合物中加入 HNO3 和浓 H2SO4（两物质均具有强氧化性）都不能产生 H2，加入 NaOH 溶液只有 Al 与 NaOH 溶液反应生成 H2 而与 Mg 不反应。而加入 HCl，Mg 和 Al 都与盐酸反应生成 H2，所以 H2量最多。 答案：A 【例 4】甲、乙两烧杯中各盛有 100mL3mol/L 的盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入 等质量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为甲:乙=1:2，则加入铝粉的质量为 A.5.4g B.3.6g C.2.7g D.1.6g 解析：根据铝与盐酸和氢氧化钠溶液反应的方程式判断，若在含等物质的量的 HCl 和 NaOH 溶液中分别加入足量的铝粉，产生的 H2 之比为 1:3。而题中为 1:2，说明铝粉的量相对盐酸是 过量的，而对 NaOH 是不足的。与前者反应的铝粉是 2.7g，则与后者反应的铝粉应为 5.4g。 答案：A 【变式】氢化钠是一种离子晶体，它与水反应时生成氢氧化钠和氢气，现有氢化钠和铝粉m g， 与足量的水反应后铝无剩余，若收集到氢气n g，则混合物中铝粉的质量为：（ ） A.36n－3m B.m－24n/5 C.12n－m D.24m－5n 【例 5】若在加入铝粉能放出氢气的溶液中，分别加入下列各组离子，可能共存的是 A.NH4 + NO3 - CO3 2- Na+ B.Na+ Ba2+ Mg2+ HCO3 - C.NO3 - Ca2+ K+ Cl- D.NO3 - K+ AlO2 - OH- 解析：铝粉加入酸溶液或强碱溶液中均可放出 H2，A 中 NH4 +与 OH-不能大量共存，CO3 2- 不能与 H+大量共存；B 中 HCO3 -既能与 H+反应又能与 OH-反应；C、D 在强碱条件下可以共存。 答案：C、D 【例 6】已知 Ba(AlO2)2可溶于水。右图表示的是向 A12(SO4)3溶液中逐滴加入 Ba(OH)2溶液时， 生成沉淀的物质的量 y 与加人 Ba(OH)2的物质的量 x 的关系。下列有关叙述正确的是 A．a—b 时沉淀的物质的量:A1(OH)3比 BaSO4多 B．c—d时溶液中离子的物质的量：AlO2 － 比 Ba2+多 C．a—d 时沉淀的物质的量： BaSO4可能小于 A1(OH)3 D．d—e 时溶液中离子的物质的量：Ba2+可能等于 OH－ 解析：设 A12(SO4)3溶液中含 1mol A12(SO4)3，既含 2molAl3+和 3molSO4 2-。 [o-a-b] 离子反应：2molAl3+ + 3molSO4 2- + 3Ba2+ + 6OH- = 3BaSO4↓+2Al(OH)3↓ 沉淀为 BaSO4 和 Al(OH)3 其物质的量之比为 3:2 。b 点达最大值,为 5mol,此时加入的 Ba(OH)2 为 3mol (b-c-d )加入的 Ba(OH)2，仅 OH- 参与离子反应: 2Al(OH)3 + 2OH- = 2AlO2 - + 4H2O 每消 耗 2mol OH—则生成 2AlO2 -，是留在溶液中 Ba2+的两倍。沉淀混合物中 Al(OH)3随加入的 Ba(OH)2 不断溶解.当加入的 Ba(OH)2为 4mol 时, Al(OH)3沉淀恰好溶解完。d 点沉淀达最小值组成全为 BaSO4, 既 y=3mol ,x=4mol. 此时,若不考虑 AlO2 -的水解,反应后溶液中溶质仅为 1mol Ba(AlO2)2, 既 1mol Ba2+ 和 2molAlO2 - [d-e---] 再加入的 Ba(OH)2 不发生离子反应,沉淀量不变，只是增加了溶液中的 Ba2+和 OH- 离子 .显然，当再加入 1mol Ba(OH)2 ,既 x=5mol ,此时溶液中的 n(Ba2+)=1mol+1mol=2mol, n(OH-)=2mol , 两种离子的物质的量相等. 答案：B D. 【例 7】将溶液（或气体）X，逐渐加入（或通入）到一定量的 Y 溶液中，产生沉淀的量与加 入 X 物质的量的关系如图，符合图中情况的一组物质是 A B C D X H2S HCl NH3 NH3.H2O Y Na2SO 3 NaAlO 2 AlCl3 AgNO3 解析：由图可知，B 中加入试剂 1 份，沉淀完全，再加入 3 份， 沉淀全溶解。 NaAlO2+HCl+H2O=Al(OH)3↓+NaCl Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O A 中二者反应生成 S，继续通入不溶解；C 中通入 NH3生成沉淀，继续通入也不溶；而 D 中 AgNO3   OHNH 23 . AgOH↓   OHNH 23 .2 [Ag(NH3)2]++OH-。 答案：B X 物质的量 沉 淀 量 考点 29 铜及其化合物 考点聚焦 1．知道铜及其化合物的物理性质。 2．了解铜及其化合物的化学性质 知识梳理 一、 铜元素的原子结构与自然界的存在 铜元素位于周期表＿＿周期＿＿族，其电子排布式为 ，原子结构示意图 为 ：在自然界中主要以 形式存在，如黄铜矿（主要成分 为 ）、辉铜矿（主要成分为 ），也可以以单质形式存在。 二、 铜的性质 1.物理性质： 铜具有 色金属光泽，延展性、导电、导热性较好，且导电性在金属中仅次 于 ，其晶体堆积方式属于 ，不能被磁铁吸引。 铜合金种类繁多，主要有青铜（含 ）、黄铜（含 ）、白铜（含 ）。 2.化学性质 铜是 的金属，通常显+2、+3 价 （1）与非金属单质反应 ①与 O2反应： ②与 Cl2反应： ③与 S 反应： 常温下，铜与在干燥的空气中不发生反应，但潮湿的空气里，表面易形成铜绿。 反应方程式为： 思考：CuCl2无水固体、浓溶液、稀溶液分别呈什么颜色? 写出有关反应式 （2）与酸反应 ①一般不与非氧化性酸（如稀硫酸、盐酸）反应产生氢气 ②氧化性酸： （a） 与稀 HNO3反应 现象： 反应方程式： （b） 与浓 HNO3反应 现象： 反应方程式： （c） 与浓硫酸共热现象： 反应方程式： （3）与盐溶液反应 ①与 Hg(NO3) 2反应： ②与 FeCl3反应： 三、 铜的重要化合物 1.氧化铜 ⑴ 氧化铜是 色粉末状固体（区别于氧化亚铜 色），难溶于水 ⑵ 与还原剂（H2 、CO、C）反应 与 H2反应 与 C 反应 ⑶ 与酸反应（如 HNO3、HCl、H2SO4等） 离子方程式 2.铜的氢氧化物 ⑴ 氢氧化铜是 色固体，难溶于水，但可溶于氨水 思考：为什么氢氧化铜能溶于氨水？ ⑵ 不稳定性（受热易分解） ⑶ 与酸反应（如 HNO3、HCl、H2SO4等） 离子方程式 ⑷ 弱氧化性（如与葡萄糖反应） 思考：真正与葡萄糖反应的微粒是什么？ 3.硫酸铜 ⑴ 无水硫酸铜是 色固体，能溶于水，水溶液呈 色，因此，无水硫酸铜可 用于 ⑵ 硫酸铜晶体是 色，俗称 、 ，化学式为 CuSO4·5H2O，实际为 硫酸铜晶体受热易分解 ⑶ CuSO4 是制铜盐的重要原料，如波尔多液（原料 、 ） 思考：为什么硫酸铜可用于游泳池消毒？ 4.铜的配合物 Cu(Ⅱ)一般易形成配位数为 4 的正方形构型的络离子如[Cu(H2O)4] 2+ （ 色）、 [CuCl4] 2- （ 色）、[Cu(NH3)4] 2+ （ 色）等 三、 铜的炼制 1.粗炼 ① 火法炼铜（以 Cu2S 为例） ： ② 湿法炼铜 2.电解精炼 电解时，以 作电解液， 作阴极， 作阳极 试题枚举 【例 1】在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶，再加入下列固体粉末：①FeCl2；②Fe2O3；③Na； ④Ca(NO3)2。铜粉可溶解的是（ ） A．①② B．②④ C．②③ D．①④ 解析： 加入 Fe2O3反应生成 Fe3+能氧化铜，加入 Ca(NO3)2 后等于铜和硝酸反应而消耗。 答案：B 【变式】 现有下列试剂：①食盐水 ②稀 H2SO4 ③氯化铁 ④盐酸 ⑤NaOH 溶液 ⑥硝酸 银 ⑦硝酸钾，如将 Cu 转化为 CuCl2，可采用的一组试剂是（ ） A．④⑤⑥ B．③④⑤ C．①②③ D．④⑤⑦ 【例 2】 在 FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液中，Fe3+、Cu2+、Fe2+的物质的量浓度之比为：4:2:1， 现加入适量的铁粉，使溶液中的三种离子的物质的量浓度之比为：1:3:9，则投入的铁粉与 原溶液中 Cu2+的物质的量之比为（ ） A．5:4 B．4:5 C．3:5 D．5:6 解析： 溶液中还存在 Fe3+，说明溶液中 Cu2+没有反应，加入的铁全部反应，将粒子比 例调整为：12:6:3 和 2:6:18，若溶液中由 6molCu2+，就有 10molFe3+发生反应，消耗 5mol 铁。 答案： D 【变式】将 Cu 片放入 0.l mol / L FeCl3溶液中，反应一定时间后取出 Cu 片，溶液中 c（Fe3+）∶c （Fe2+）＝2∶3，则 Cu2+与 Fe3+的物质的量之比为 A．3∶2 B．3∶5 C．4∶3 D．3∶4 【例 3】 如图，盛有足量水的水槽里放两个烧杯，小烧杯里放有少量铜片和过量浓硝酸，小 烧杯外面倒扣一个大烧杯，请回答： （1）铜与浓硝酸反应的化学方程式：_______________________； （2）实验中观察到的主要现象是： ①_______________________________ ； ②_______________________________ ； ③_______________________________ ； ④_______________________________ 。 （3）用该装置做铜与浓硝酸反应实验的优点：______________ ； （4）大烧杯内最终所得气体产物的化学式： ；若要验证此气体产物，最简便的方 法：_________________________________________ 。 解析：分析实验现象要从导致产生实验现象的物质开始分析，如从小烧杯发生的反应到 产生气体颜色的变化，再到烧杯内液面高度的改变，逐一分析，才能做到全面分析。 答案：（1）Cu+4HNO3==Cu（NO3 ）2 +2NO↑+2H2O （2）①铜片表面产生气泡； ②小烧杯中溶液逐渐变成蓝色；③大烧杯中有红棕 色气体生成，气体颜色又逐渐褪去；④大烧杯内液面上升，水槽中液面下降。 （3）体系封闭，无氮氧化合物逸出，不污染环境。 （4）NO；轻轻掀起倒扣的大烧杯，放入适量空气，若有红棕色气体生成，最终气体 为 NO。 【例 4】 Cu+在酸性溶液中不稳定,可发生自身氧化还原反应生成 Cu2+和 Cu。现有浓硫酸、浓 硝酸、稀硫酸、稀硝酸、FeCl3稀溶液及 pH 试纸，简述如何用简便的实验方法来检验 CuO 经氢气还原所得红色产物中是否含有碱性氧化物 Cu2O。 解析：由题给信息可知，Cu2O 是碱性氧化物，可溶于酸溶液：Cu2O+2H+=2Cu++H2O； 而 Cu+在酸溶液中不稳定，自身歧化成 Cu2+和 Cu。2Cu+=Cu2++Cu。题给试剂中，浓硫酸、浓 硝酸、稀硝酸、FeCl3 稀溶液均显酸性，且都能与 Cu 反应生成 Cu2+，如果选用这些试剂，它 们和样品反应后的溶液都呈蓝色（Cu2+），但分不清是与 Cu 还是与 Cu2O 反应产生的 Cu2+，故 无法确证样品中是否含有 Cu2O。根据以上分析，选用的试剂必须符合两个条件，一是呈酸性， 二是不能与 Cu 反应。在题给试剂中只有稀硫酸符合。 答案：取少量待检样品放入稀硫酸 ，振荡，若溶液变为蓝色，说明样品中有 Cu2O，若溶 液不变色，说明产物中无 Cu2O。 【例 5】孔雀石和石青是自然界存在的两种碳酸盐类铜矿，它们的化学组成可表示为： xCuCO3·yCu(OH)2（x、y 为正整数且 x≤2，y≤2） （1）孔雀石和石青分别与过量盐酸反应时，孔雀石消耗的盐酸的物质的量与生成的 CO2的物 质的量之比为 4:1；石青则为 3:1，请推算它们的化学组成。 孔雀石__________________________；石青__________________________； （2）现有孔雀石和石青混合样品，取两份等质量的样品，在一份中加入过量盐酸，生成 CO2 3.36 L（标准状况下）；加热另一份样品使其完全分解，得到 CuO 20 g，试通过计算确定该混 合物中孔雀石和石青的物质的量之比 。 解析： （1）设孔雀石的化学式为 xCuCO3•yCu(OH)2 则依题意 x (2x + 2y) ＝ 1 4 x y ＝ 1 1 孔雀石的化学式为 CuCO3•Cu(OH)2 又设石青的化学式为 xCuCO3•yCu(OH)2 则依题意 x (2x + 2y) ＝ 1 3 x y ＝ 2 1 石青的化学式为 CuCO3•Cu(OH)2 （2）设该样品中孔雀石物质的量分数为 x，则石青为 1- x x + (1 - x)2 2x + (1 - x)3 ＝ 8020 4.2236.3   ＝ 3 5 孔雀石与石青物质的量之比为 1:1。 答案：（1）CuCO3•Cu(OH)2；CuCO3•Cu(OH)2 （2） 1:1 考点 30 硫及其化合物 考点聚焦 1．硫的物理性质及硫的可燃性。 2．了解二氧化硫与氧气、与水的反应及二氧化硫的实验室制法，认识亚硫酸的不稳定性，认 识二氧化硫的漂白作用与次氯酸的漂白作用的区别。 3．知道浓硫酸的强氧化性。 4．学会 SO4 2-的检验方法硫的几种常见价态之间的相互转化硫。 知识梳理 一、硫的原子结构和物理性质 硫位于周期表 周期 族。淡黄色晶体，难溶于水，微溶于酒精，能溶 于 。 二、硫的化学性质- 1．硫的可燃性：硫在纯净的氧气中燃烧现象 ，硫的化合价- （填 “升高或降低”） 2．汞与硫磺生成硫化汞，因此，实验室常将硫磺撒在汞的表面，以除去不慎洒落的汞。化学 方程式为 ，硫的的化合价 （填“升高或降低”） 3．硫与氢气化合生成 ，生成的氢化物比水 （“稳定”还是“不稳定”） 三、SO2 1．SO2的物理性质： 色有 气味 体， 毒 溶于水。 2．SO2的化学性质：（1）具有酸性氧化物的通性： （2）具有还原性： （3）具有氧化性 其氧化性比氧气，氯气都弱。 （4）具有漂白性：漂白原理是 和 HClO 的漂白性的区 别 。 ★几种物质漂白原理的比较 SO2 氯水、H2O2、Na2O2、O3 活性炭 漂白原理 与有色物质结合生 成无色物质 将有色物质氧化为无色 物质 吸附有色物质 变化类型 化学变化 化学变化 物理变化 是否可逆 可逆，加热或日久后 恢复原来颜色 不可逆，加热或日久后 不恢复原来颜色 3. SO2的实验室制法： 反应原理 Na2SO3+ H2SO4== Na2SO4+ SO2↑+H2O（可加热提高反应速率） Cu+ 2H2SO4 (浓) CuSO4+ SO2↑+2H2O 发生装置 固体与液体反应制取气体，发生装置与制 Cl2相似 收集方法 向上排空气法 干燥 用浓 H2SO4或 P2O5酸性干燥剂（不可用碱石灰） 尾气处理 用 NaOH 等碱溶液吸收多余的二氧化硫气体 4．SO2的危害和治理 SO2是大气主要污染物，直接危害人类身体健康，酸雨为 SO2产生的二次污染物。SO2的 主要来源为燃烧含硫的燃料（如煤），消除 SO2污染的最有效的途径是减少 SO2的排放。 SO3是硫的最高价氧化物，为白色易挥发晶体，是典型的酸性氧化物 四、硫酸 浓硫酸除了具有酸的通性外，还具有吸水性、脱水性和强氧化性这三大特性。 (1) 吸水性：吸收游离的水。可作实验室的干燥剂（但不能干燥碱性气体和还原性气体）。 (2) 脱水性：把有机物中的氢、氧两种元素按水的比例脱去。如蔗糖中加入浓硫酸（注 意吸水和脱水的区别）。 (3) 强氧化性：浓硫酸的强氧化性还可以与多种物质反应体现。 2H2SO4(浓)+Cu CuSO4+2H2O+SO2↑ 2H2SO4(浓)+C CO2↑+2H2O+2SO2↑ 在常温下，浓硫酸跟铁、铝接触时，能在金属表面生成一薄层致密的氧化物，从而阻止 内部的金属继续反应，这种现象叫钝化。因此可以用铁或铝贮存浓硫酸(硝酸也具有这一性质)。 但是加热条件下可以反应。注意：常温下铁、铝使浓硫酸、浓硝酸钝化(钝化过程是复杂的化 学变化)，不能理解成“常温下铁、铝使浓硫酸、浓硝酸不发生化学反应”。 五、SO4 2－检验 被检液中滴入少量 酸化，再加入 ，若产生 ，不可用硝酸 酸化，原因是 。 试题枚举 【例 1】高温下硫酸亚铁发生如下反应：2FeSO4 Fe2O3+SO2↑+SO3↑若将生成的气体通入氯 化钡溶液中，得到的沉淀是 ( ) A．BaSO3和 BaSO4 B．BaS C．BaSO3 D．BaSO4 解析:SO2和 SO3通入氯化钡溶液，只有硫酸钡沉淀，因为亚硫酸钡溶于稀硫酸 答案:D 【例 2】白色的亚铜化合的 Cu（NH4）SO3难溶于水，若与足量的 10mol·L-1的硫酸溶 液混合并微热，生成铜和 SO2气体及溶液。 （1） 完成并配平化学方程式：Cu（NH4）SO3+H2SO4-Cu+SO2+CuSO4+_________ （2） 按上述操作，铜的最高转化率是多少_______________ （3） 有人设计让上述实验在密闭容器中进行，结果铜的转化率大大提高，问在密闭 容器中进行反应，铜的最高转化率是多少？请说明理由。 解析:（1）上述反应打用逆向配平（歧化反应，铜元素化合价既升高又降低）缺项显然为 (NH4)2SO4 ，各计量系数依次为 2，2，1，2，1，2，1。 （2）2molCu (NH4)SO3中的铜 1mol 转化为单质铜，1mol 转化为 CuSO4，因此，转化率为 50%。 （3）若在密闭容器中进行，为何铜的转化率会提高？显然 Cu（I）自身岐化转化率只能 为 50%，必有其它还原剂才能提高其转化率。由于产物中含 SO2，SO2具有强还原性，能将 Cu （II）还原为零价。其最高转化率可达 100%，原因是：每生成 1molCuSO4可生成 2molSO2，它 可提供 4mol 电子，完全可将 CuSO4还原且 SO2仍过量。 答案：(1) 2，2，1，2，1，2，1 (2) 50% (3)略 【例 3】硫与热强碱溶液可生成 S2-和 SO3 2-；生成物继续与硫作用得 Sz2-和 S2O3 2-。过滤后除去 过量硫，向滤液中加入一定量的强碱后，再适入足量的 SO2，SO2与 Sz2-也完全转化为 S2O3 2-。 问： （1） S+SO2+OH-完全转化为 S2O3 2-的离子方程式____________________ （2） amolS 最终转化为 Na2S2O3，需 SO2、NaOH 的物质的量分别为________ （3） 若 amolS 最终转化为 Na2Sz耗原热碱溶液 6molNaOH，则 Na2Sx中 x 值为 _________。 解析：3S+6OH- △ 2S2-+SO3 2-+3H2O …………① S2-+（x+1）S Sx2- ………………② SO3 2-+S △ S2O3 2- ……………………③ 由①②③迭加得：（2x+2）S+6OH- = 2Sx2-+S2O3 2-+3H2O …………④ SO2+Sx2-+OH-——S2O3 2-+H2O ………………⑤ 由④⑤迭加得：S+SO2+2OH-=S2O3 2-+H2O …………………………⑥ 答第（1）问时，实质不必要这么繁的过程，因 Sx2-、SO3 2-均为中间产物，只要抓住反应物 为 S 和 SO2及 OH-，生成物为 S2O3 2-和水即可得反应⑥。 由⑥式可知每有 1mol 硫需 1molSO2和 2molOH-，则 SO2和 OH-分别为 a、2amol。 （3）由④式可知 6 622   a x x= 1 2  a 答案：(1) S+SO2+2OH-=S2O3 2-+H2O (2) a、2amol (3) 1 2  a 考点 31 氯及其化合物 考点聚焦 1．知道氯气的物理性质。 2．了解氯气及其化合物的性质 3．知道氯水的消毒和漂白原理 4．学会 Cl-的检验方法 5．理解卤族元素原子结构及其单质性质的递变性 知识梳理 一、 氯元素的原子结构与自然界的存在 氯元素位于周期表＿＿周期＿＿族，在自然界中的主要存在形态： 。全球海洋 中含盐 左右，主要为 、 。 二、 活泼的氯气 1、氯气的物理性质： 色有 气味的 体， 毒， 溶于水。实验室中应怎 样闻气体： 。 2、氯气的化学性质 由氯的原子结构示意图可知氯元素的性质如何？进而能否预测氯气的化学性质又怎样？ 为什么？ 。 ① 与金属单质的反应：与钠反应方程式 。现象是 。与 铁 反 应 方 程 式 。 现 象 是 。 与 铜 反 应 方 程 式 。现象是 。 ② 与氢气的反应：化学方程式： ，反应现象：氢气在氯气中燃 烧 ；氯气与氢气的爆炸实验 。 ③Cl2 和红磷反应：化学方程式： ，反应现象 。 结论：分析以上反应中氯元素价态的变化也可得知：氯气是一种强氧化性物质，常氧化 剂。 思考：在初中我们是如何定义燃烧的？现在通过氢气与氯气的燃烧实验，你有什么新的 认识？ ④与水的反应： 与水反应的离子方程式： ，说明:氯气与水反应很微弱， 且未可逆反应。 思考：1、氯水的成分 ？（氯水参加反应时，能表现多种性质）2、氯水的保存方法？ ⑤次氯酸的性质： a、一元弱酸（比 弱） b、强氧化性（ 、 、 ） c、不稳定（见光或受热分解）：化学方程式： 。 ⑥与碱的反应 Cl2 + ＿NaOH -- 。（常用于除去多余氯气） 离子方程式： 。漂白液主要成分是 。 漂白粉的制法： 。其主要成分： ，有效成 分： 。漂粉精的有效成分： 。 漂白原理：ClO－+ H＋ = HClO（实际漂白者），Ca(ClO)2 +＿HCl（稀）= 。 Ca(ClO)2 +CO2 +H2O = 。 思考：抗洪救灾中防疫部门，向灾民发放的漂白粉片或漂粉精用于饮用水消毒。漂粉精 为何要密封保存在阴暗处？ 三、 氯离子的检验 1、填写下列表格： 2、原理：被检液中滴入少量 酸化，再滴入 溶液，若产生 ，则可断定溶液 中含有氯离子。不可用盐酸酸化，酸化目的是防止（ 、 、 、 ）影响。 + AgNO3(aq) → + 稀硝酸 →白色↓ 解释：Ag＋ + Cl— = AgCl↓ 2Ag＋ + CO32— = Ag2CO3↓ Ag2CO3 + 2H＋ = 2Ag＋ + H2O + CO2↑ 四、卤族元素 （一）卤素的原子结构 共同点：原子的最外层均为 个电子，都易 1个电子而表现 性； 不同点：核电荷数逐渐 ；电子层数逐渐 ；原子半径依次 ，得电子 能力逐渐 ；单质氧化性逐渐 。 （二）单质的物理性质 随卤素核电荷数增加，其原子结构的递变而使卤素单质的物理性质呈规律性变化. 归纳：从 F2 →I2 1、颜色逐渐 ，状态从 → → ，密度从 → ，熔沸点由 → （原因是 。 2、单质的溶解性——除氟外（与水剧烈反应）在水中溶解度都较 ，且由 → ， 都易溶于有机溶剂，下表列出 Cl2、Br2、I2在不同溶剂中的颜色. 水 CCl4 Cl2 Br2 I2 （三）卤素单质的化学性质（相似性及递变性） 由于最外层均为 个电子，极易 电子，因此卤素都是 剂，在自然界 均只以 态存在.但随着电子层数递增，原子半径渐 ，核对外层电子的引力 渐 ，得电子能力渐 ，其氧化性逐渐 ，主要表现： 。 试题枚举 【例 1】下列有关氯的叙述中正确的是 A．液氯和氯水是同一物质 B．红磷在氯气中燃烧产生白色烟雾 C．氯气与水的反应中氯是氧化剂，水是还原剂 D．用氯制漂白粉是为了得到易贮存的漂白剂 解析：液氯、氯水都是液体，但前者是纯氯，后者是氯与水的混合物，时间延长氯水中 还逐渐生成盐酸和次氯酸，氯分子渐少，氯离子渐多。如果再有光照， 因分解也在渐少，出 现氧气和更多盐酸。氯与水的反应是氯分子中氯原子间发生的自身氧化还原，即歧化反应, 水 虽然是反应物，却未参加氧化还原。A、C 不正确。 烟是分散在气体中的固体小颗粒，雾是分散在气体里的液体小珠滴。磷在氯气里燃烧的 产物三氯化磷是无色液体，可发雾；五氯化磷是浅黄色固体，能形成烟。漂白粉和氯都可以 作为漂白剂、消毒剂，且氯更有效。但氯气难贮存，又有剧毒，一般医用、家用的漂白剂和 消毒剂使氯气是不合宜的，所以制成漂白粉便于贮存和使用。漂白粉保存得当，如密闭，以 防止吸水和 而变质，可以存放较长时间。B、D 正确。 答案：B、D。 【例2】 潮湿的氯气、新制的氯水、次氯酸钠及漂白粉的水溶液均能使有色布条褪色，原 因是它们均含有 ( ) A. 氯气 B. 次氯酸 C. 次氯酸根 D. 氯化氢 解析 NaClO及Ca(ClO)2的水溶液中，ClO— 水解产生HClO无HCl；有色布条的褪色是因HClO的 氧化所致。 答案： B 【变式】 用滴管将新制的氯水慢慢滴入盛酚酞的氢氧化钠稀溶液中，当滴到最后一滴时 红色突然褪去，发生这一现象的原因可能有两个： ①是由于 (用简要文字说明) ②是由于 (用简要文字说明) 简述用实验方法证明褪色的原因是①还是② 。 【例 3】如何鉴别 NaCl、NaBr、KI 三种白色固体？ 解答： 方法一：可用氯水鉴别。 把这三种物质各取少量制成溶液，加入新制的氯水和汽油（或四氯化碳），振荡，分层， 使汽油层呈无色的是 NaCl；使汽油层呈橙色的是 NaBr；呈紫色的是 KI。 方法二：可先用焰色反应将 KI 区分出来。然后再将另外两种物质各取少量制成溶液，加 入 AgNO3溶液，有白色沉淀生成的是 NaCl，有浅黄色沉淀生成的是 NaBr。 方法三：直接加入 AgNO3溶液。 分别取少量固体制成溶液，分别加入 AgNO3溶液，有白色沉淀生成的是 NaCl，有浅黄色 沉淀生成的是 NaBr，有黄色沉淀生成的是 KI。 【例 4】 多原子分子氰（CN）2、硫氰（SCN）2和（OCN）2 的性质与卤素单质相似，故 称它们为拟卤素。它们可以生成酸和盐（见下表，表中 X 代表 F、Cl、Br 或 I）。 卤素 氰 硫氰 ① “单质” X2 （CN）2 （SCN）2 （OCN）2 酸 HX HCN ② HOCN 盐 KX KCN KSCN ③ （1）在表中①②③空格处应分别填写_______、_______、_______。 （2）完成下列反应的化学方程式或离子方程式。 ①（CN）2 和 KOH 溶液反应的化学方程式为：______________。 ②已知阴离子的还原性强弱为：Cl－＜Br－＜CN－ ＜SCN－ ＜I－。试写出在 NaBr 和 KSCN 的 混合溶液中加入（CN）2 反应的离子方程式：____________________________________。 解析：此题主要考查“运用已学知识进行类推思维的能力”。解题时可用熟知的 Cl2、HCl、 KCl等物质作参照物。由还原性 Br—（CN）2>（SCN）2，因而 可判断（CN）2只能与 KSCN 反应，不能与 NaBr 反应，亦即由物质的氧化性和还原性的强弱， 可以判断氧化还原反应能否发生。 答案：（1）氧氰 HSCN KOCN （2）①（CN）2+2KOH====KCN+KOCN+H2O ②（CN）2+2SCN－====2CN－+（SCN）2 该题为信息给予题，给予的信息是：拟卤素〔如（CN）2〕的性质与卤素单质相似，由此 而可依据卤素单质的性质来进行类比、模拟来解答习题。这是解答信息给予题的一种方法。 【变式】 溴化碘（IBr）的化学性质与卤素单质相似，能与大多数金属反应生成金属卤化 物，和某些非金属单质反应生成相应的卤化物，跟水反应的方程式IBr+H2O=HBr+HIO，下列有 关IBr的叙述中，不正确的是 ( ) A. IBr 是双原子分子 B.在很多反应中 IBr 是强氧化剂 C.和 NaOH 溶液反应生成 NaBr 和 NaIO D.和水反应时，既是氧化剂又是还原剂 【例5】在右图的四条直线分别表示钠、镁、铝、铁与足量 Cl2反应时，消耗金属的质量(纵轴)与反应掉的氯气质量(横轴)的 关系，其中代表铁与Cl2反应的直线是 ( ) A. a B. b C. c D. d 解析 Cl2与四种金属反应的均为氧化还原反应，在横坐标 上取一点作一条垂直于横坐标的直线，分别与a、b、c、d四条 直线的交点即为四种金属与等质量Cl2反应时所需的质量。假设 这一点的质量为35.5g，此时金属均转移1mol电子，则消耗四种 金属的质量分别为：WNa=23g、WMg=12g、WAl=9g、WFe=18.7g， 即等质量氯气消耗四种金属的质量是WNa>WFe>WMg>WAl，故a、b、c、d分别代表Al、Mg、Fe、 Na与氯气的反应。 答案：C 考点 32 氮及其化合物 考点聚焦 1．知道氮气的物理性质及存在。 2．能从氮气的结构理解其化学性质。 3．掌握氮氧化物的重要性质，知道氨的物理性质和用途，掌握氨与水、HCl、O2等的反应。 了解氨水的成分及不稳定性。 4．了解铵盐易溶于水、受热易分解、与碱反应。知道 NH4 +的检验方法。 5．掌握氨气的实验室制法。 6．了解硝酸的化学性质。 知识梳理 一、氮气 1.氮气的结构和物理性质：氮气在空气中约占总体积的 。氮气是无色无 味的气体，难溶于水。氮气的电子式 ，结构式为 。氮 气的化学性质不活泼，其原因是 。所以氮气可做保护气。但在一定条件下，可 与氢气、氧气反应，方程式 。 2．自然界的固氮是把 态的氮转化为 态的氮，如把 转化为一 氧化氮。方程式 。 二、氮的氧化物 三、氨气 1．氨气是 色 气味的气体， 液化， 溶于水。电子式 是 ，它的空间构型是 ，是 性分子。 2．氨气是 色有 气味的气体，密度比空气小，易液化，所以常用作制 冷剂。极易溶于水。常温常压下，1 体积的水能溶解 700 体积的氨气。（用喷泉实验证明，喷 泉实验成功的关键，想一想还有哪些气体能做喷泉实验？） 3．氨气的化学性质： （1）与水的反应： 思考：氨水和液氨在微粒的组成、性质上有何区别。 （2）与酸的反应：离子方程式为 。 气体 性质 NO NO2 状 态 气体 气体 颜 色 无色 红棕色 气 味 无味 刺激性气味 水溶性 不溶 与水反应 实验室 制法与 收 集 Cu + HNO3(稀) 因会与 O2反应，只能排水法收集 Cu+HNO3(浓) 因会与水反应，只能排气法收集 关 系 都是有毒气体，会造成环境污染；会与碳氢化合物作用形成光化 学烟雾，也会形成酸雨 氨水易挥发，不易运输，因此常将其转化为各种固态铵盐加以使用。 4．氨气的实验室制法： （1）原理： （2）收集方法： （3）干燥方法： （4）验满方法 （5）尾气处理： 思考：哪些气体最后要进行尾气处理。 四、铵盐 1.结构： （电子式） 1．物理性质：都是离子晶体，都易溶于水。 2．化学性质：（1）受热分解：NH4Cl NH4HCO3 铵盐的受热分解比较复杂，并非都生成对应的酸和氨气。 （2）与碱的反应： 思考：NH4 +的检验：操作为 离子方程式为 五、硝酸 浓、稀硝酸均为强氧化性酸，与金属反应均不产生氢气，但浓硝酸的氧化性更强，浓硝酸 一般被还原成 NO2，稀硝酸一般被还原成 NO；浓硝酸具有挥发性、不稳定性，遇金属铁、铝 产生钝化现象；因此保存时要把它盛放在棕色瓶里，储存在阴暗而且温度低的地方。 练习：写出下列化学方程式： 1．硝酸的不稳定性： 2．铜与浓硝酸的反应： 3． C 与浓硝酸的反应： 4．与苯的反应： ☆三大强酸的对比 硝酸 硫酸 盐酸 重要物理性质 纯净硝酸为无色液体，常见 浓硝酸因溶有分解产生的 NO2 而呈黄色，易挥发。能 以任意比与水混溶 无色油状液体，难挥发。 能以任意比与水混溶 纯净盐酸为无色 液体，常见盐酸含 有工业杂质（Fe3+） 而呈黄色 重要化学性质 强酸性；不稳定性，受热见 光易分解；浓稀硝酸均有强 氧化性 强酸性；稀硫酸只表现酸 性，浓硫酸既表现酸性又 表现吸水性、脱水性、强 氧化性 强酸性；还原性 （浓度越大还原 性越强） 实验室制法 硝酸钠与浓硫酸微热 氯化钠与浓硫酸 强热 工业制法 NH3 ~NO~NO2 ~HNO3 注：NO 循环氧化吸收 FeS2~2SO2 ~2SO3 ~2H2SO4 注：SO2 循环氧化吸收 H2 在 Cl2 中燃烧 生成的 HCl 用水 吸收 ☆关于浓酸变稀的问题 从上表中可看出三大强酸有一个共同的特点——浓度不同时所表现的性质有所不同，记住此 点会给我们解题带来重要突破。记住下列反应： 4HNO3（浓） + Cu = Cu (NO 3 ) 2 + 2NO2 ↑+ 2H2O 8HNO3（稀） + 3Cu = 3Cu (NO 3 ) 2 + 2NO↑+ 4H2O 2H2SO4（浓）+ Zn = ZnSO4 + SO2 ↑+2H2O H2SO4（稀） + Zn = ZnSO4 + H2 ↑ 4HCl （浓 + MnO2 MnCl2 +Cl2 ↑+2H2O 试题枚举 【例 1】Murad 等三位教授提出 NO 在人体内有独特的功能，关于 NO 的叙述正确的是 ①NO 可以是某些含低价氮物质氧化的产物 ②NO 不是亚硝酸酐 ③NO 可以是某些含高价氮物质还原的产物 ④NO 是无色气体 A．全部 B．①③④ C．②③④ D．①④ 解析：NO 中氮的化合价处于中间价态，它可以是还原产物，如 HNO3→NO，也可以是氧化 产物，如 NH3→NO；HNO2的酸酐是 N2O3；NO 是无色气体。所以，所给的几种说法都正确。 答案： A 【例 2】“摇摇冰”是一种即用冷的饮料，吸食时将饮料罐隔离层中的化学物质和水混合后摇动 即会致冷。该化学物质是 A NaCl B NH4NO3(s) C NaOH(s) D CaO(s) 解析:溶解过程中伴随着能量的变化，固体硝酸铵溶于水吸热，使温度降低，固体氢氧化 钠溶于水放热，使溶液温度升高，生石灰与水的反应也放出大量的热，氯化钠溶解过程中能 量的变化很小。 答案:B 【例 3】同温同压下，在３支相同体积的试管中分别充有等体积的２种气体，它们是（１）NO 和 NO2（２）NO2和 O2（３）NH3和 N2。现将３支试管均倒置于水槽中，充分反应后剩余气体 的体积分别是 V1、V2、V３，则下列关系正确的是 A. V1>V2>V3 B. V1>V3>V2 C. V2>V3>V1 D. V3>V1>V2 解析：设每种气体的体积为 1 体积，则：（1）中剩余 1+（1/3）=4/3 体积气体；（2）中剩 余 3/4 体积的氧气；（3）中剩余 1 体积的 N2. 答案：B 在进行氮氧化物计算时，要注意有关循环氧化、由多步反应合并所得总反应的应用。记注 下列反应： 4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3 4NO +3O2 + 2H2O = 4HNO3 NO2 + NO + 2NaOH = 2NaNO2 + H2O 2NO2 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2 + H2O 【变式】在一定温度和压强下，将装有 N2和 NO2混合气体的试管倒立于水中，足够时间后， 试管内气体体积缩小为原来体积的 3/5，则远混合气体中 N2和 NO2的体积比 A．2：3 B．3：2 C．3：5 D．5：3 答案:A △ 考点 33 碳、硅及其化合物 考点聚焦 1．掌握 C、CO、CO2的重要性质以及实验室制取、检验 CO2方法。 2．知道 硅在自然界中的存在形态，主要用途。 3．能利用晶体结构理论来解释硅和二氧化硅的物理性质，了解它们的化学性质。 4．了解陶瓷、玻璃、水泥等硅酸盐产品的用途。 知识梳理 一、硅(Si) 1．硅的存在：在自然界只有化合态，是一种亲氧元素（这与同主族的碳不同），一般以 SiO2 或 的形式存在，在地壳中的含量仅次于氧。 2．结构：与金刚石的晶体结构类似，是正四面体型空间网状结构的原子晶体。 3．物理性质：灰黑色，硬度大，熔沸点高，具有金属光泽。 4．化学性质：常温下与 F2、HF、NaOH 反应： 加热时能与 H2 化合生成不稳定的氢化物。 5．用途：（1）良好的半导体材料（为什么？） （2）太阳能电池 （3）计算机芯片 二、二氧化硅(SiO2) 1．存在：天然 SiO2也叫硅石，自然界中的石英玛瑙（含杂质的石英）的主要成分都是 SiO2。 2．结构：一个硅原子与 4 个氧原子形成 4 个共价键，即每个硅原子周围有 4 个氧原子， 每个氧原子周围有 2 个硅原子；晶体中硅原子和氧原子以 1：2 组成空间立体网状结构，是原 子晶体。 3．化学性质：（1）酸性氧化物：与强碱反应： 离子方程式： （保存碱性溶液不能用橡胶塞）。与 碱性氧化物反应： 。 （2）与 HF 反应： （唯一与其反应的酸）。 4，用途：（1）制造光导纤维 （2）石英坩埚 （3）光学仪器和工艺品 三、硅胶 1．制法： 。 2．性质： 。 试题枚举 【例 1】右图为一定量饱和 Ca (OH ) 2 溶液中通入 CO2气体后， 产生 CaCO3白色沉淀的质量与 CO2体积的关系曲线，试回答： （1）OA 段曲线与 AB 段曲线所表示的反应方程式为 OA： __________，AB_____________。 （2）A 点已参加反应的 CO2 和 Ca（OH）2的物质的量之比为 ______________。 （3）B 处溶液中存在的浓度较大的两种离子是_______和________（填离子符号），将 B 处生成的溶液煮沸可见到的现象是_______________ 解析：CO2与 Ca (OH ) 2 反应，CO2的量直接影响产物的生成，图形较清楚地反映了这一关 系，依据有关反应原理： CO2（少）+Ca (OH ) 2==CaCO3↓+H2O ， AB 段：CO2+CaCO3+H2O==Ca(HCO3)2 便可判断图形中各段所发生的反应，OA 段随着 CO2继续通入 CaCO3的量逐渐增大，A 点达到 沉淀最大值，AB 段随 CO2的继续通入，生成的 CaCO3不断溶解转化为 Ca(HCO3)2，B 点 CaCO3 全溶解，溶液又变得澄清。 答案：（1）OA段：CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H AB 段：CO2+CaCO3+H2O==Ca(HCO3)2 （2）A 点：n(CO2)∶n[Ca (OH ) 2 ]=1∶1 （3）Ca2+ HCO3 － 因 Ca(HCO3)2受热分解，溶液变浑浊，有气泡逸出。 【例 2】下列关于硅的说法不正确的是 ( ) A.硅是非金属元素，但它的单质是灰黑色有金属光泽的固体 D.硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料 C 硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质起反应 D.当加热到一定温度时，硅能与氧气、氢气等非金属反应 解析: 常温下，硅可与氟气、氢氟酸、强碱溶液反应，加热和高温条件下，硅能与氧气、 氢气起反应。选 C。 答案: C 【例 3】石墨炸弹爆炸时能在方圆几百米范围内撒下大量石墨纤维，造成输电线、电厂设备破 坏。这是由于石墨（ ） A . 有放射性 B. 易燃、易爆 C. 能导电 D. 有剧毒 解析:利用了石墨的导电性能，石墨纤维落在输电线上，造成线路短路，发电机和其他设 施损坏。石墨性质稳定，无毒也不易燃、易爆。 答案: C 考点 34 非金属元素知识的综合应用 考点聚焦 1．理解非金属的概念。 2．了解元素原子核外电子排布的周期性与元素性质递变关系。重点掌握典型非金属（ 卤 族元素）在周期表中的位置及与其性质的关系。了解其他常见非金属元素（如：H、O、S 、 N、P、C、Si）的单质及其化合物。 知识梳理 一、非金属元素在周期表中的位置和原子结构特点： 1．位置：在已知的元素中，非金属共 22 种（包括 6 种稀有气体元素），除氢元素位于周 期表的ⅠA 族外，其余都集中在元素周期表阶梯线（硼、硅、砷、碲、砹斜线）的右上方。 2。原子结构特点及化合价： Ⅰ.最外层电子均大于、等于 3（除 H 以外），与其主族序数相同。 Ⅱ.最高正价分别为：+4 +5 +6 +7（与族序数相等） 对应最低负价：-4 -3 -2 -1（等于族序数减 8） Ⅲ.非金属元素一般都有变价：除呈现上述最高价及最低价以外，有的非金属还呈现其它 价态。如： S：+4 价；N：+1 +2 +3 +4 价； Cl：+1 +3 +5 价。 3.非金属单质的聚集状态和同素异形体： ①典型的非金属单质在固态时为分子晶体，如：F2、Cl2、Br2、I2、O2、S、N2、P4、H2， 这些晶体表现为硬度不大，熔点不高，易挥发、不导电，它们在常温下聚集态为气态（“气” 字头）液态（“氵”旁）或固态（“石”字旁） ②碳（金刚石）、硅、硼为原子晶体，硬度很大，熔沸点很高。由于原子晶体中没有离子 和自由电子，所以固态和熔融态都不导电。但某些原子晶体，如单晶硅可以作为半导体材料。 ③非金属元素常出现同素异形现象。如：金刚石与石墨；白磷与红磷；O2与 O3；S2、S4、 S8等互为同分异构体。 二、元素非金属性的强弱规律 1．常见非金属元素的非金属性由强到弱的顺序： F、O、Cl、N、Br、I、S、P、C、Si 、 H 2．元素的非金属性与非金属单质活泼性是并不完全一致的：如元素的非金属性 O＞Cl， N＞Br；而单质的活泼性：O2 ＜Cl2，N2＜Br2。但由于某些非金属单质是双原子分子，原 子间以强烈的共价键相结合（如 N N 等）， 当参加化学反应时，必须消耗很大的能量才能形成原子，表现出了单质的稳定性。这种现象 不一定说明这种元素的非金属性弱。强的分子内共价键恰是非金属性强的一种表现。 3．比较非金属性强弱的八条依据 （1）元素在周期表中的相对位置 ①同周期元素，自左向右，元素的非金属性依次增强，如 F＞O＞N＞C＞B；Cl＞S＞P＞ S i 等。 ②同主族元素自上而下，非金属性依次减弱，如 F＞Cl＞Br＞I；O＞S＞Se；N＞P＞As 等 。 （2）非金属单质与氢气化合的越容易，非金属性越强。如 F2、Cl2、Br2、I2 与 H2化合由 易到难，所以，非金属性 F＞Cl＞Br＞I。 （3）气态氢化物的越稳定，非金属性越强，如稳定性 HF＞H2O＞HCl＞NH3＞HBr＞HI ＞H2S＞PH3，所以非金属性 F＞O＞Cl＞N＞Br＞I＞S＞P。 （4）最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，非金属性越强，如酸性 HClO4＞H2SO4＞ H3PO4＞H2CO3＞H4SiO4，则非金属性 Cl＞S＞P＞C＞Si。 （5）非金属性强的元素的单质能置换出非金属性弱的元素的单质。如 2F2＋2H2O＝4HF ＋O2↑；O2＋4HCl＝2H2O＋2Cl2（地康法制 Cl2）；Cl2+2NaBr＝2NaCl+Br2 ；3Cl2＋2NH3＝N2 ＋6HCl；Cl2+H2S＝S＋2HCl。 （6）非金属单质对应阴离子的还原性越强，该非金属元素的非金属性越弱。常见阴离子 的还原性由强到弱的顺序是 S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞F-，则非金属性 S＜I＜Br＜Cl＜F。 （7）与变价金属反应时，金属所呈价态越高，非金属性越强，如 Cu+Cl2  CuCl2； 2Cu+S  Cu2S，说明非金属性 Cl＞S。 （8）几种非金属同处于一种物质中，可用其化合价判断非金属性的强弱，如 HClO、HClO3 中，氯元素显正价、氧元素显负价，说明氧的非金属性强于氯。 三、非金属元素的化学性质（注意反应条件、现象、生成物的聚集状态） 四、常见非全属单质的制取方法 1．电解法 ①电解水溶液：如 2NaCl＋2H2O 电解 2NaOH＋Cl2↑＋H2↑ ②电解熔融物：如 2KHF2 电解 F2↑＋H2↑＋2KF 2．分解法：如 2KClO3  MnO 2 2KCl＋3O2↑ CH4 高温 C＋2H2 2H2O2 MnO 2 2H2O ＋O2↑ 3．置换法：如 Cl2＋2NaBr＝2NaCl＋Br2 2H2S＋O2（不足） 点燃 2H2O＋2S 4．氧化法：如 MnO2＋4HCl(浓)  MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 4NaBr＋3H2SO4＋MnO2＝2Na2SO4＋MnSO4＋2Br2+3H2O 2H2S＋SO2＝3S＋2H2O 5．还原法：C＋H2O 高温 CO＋H2，Zn＋2HCl＝ZnCl2＋H2↑ 2C＋ SiO2 高温 Si＋2CO↑ 试题枚举 【例 1】 （1）氰化钾、氰化氢的制备反应式为：K2CO3＋C＋2NH3 2KCN＋3H2O； △H＝+276kJ／mol ① CO＋NH3 HCN＋H2O；△H＝＋46kJ／mol ② 氰离子为负一价（CN-），其中碳氮元素的化合价分别为________。 以上两个反应是否均 为氧化还原反应？（2）制备纯净无水 HCN（沸点 299K）的另一种方法是 ：混合磨细的 KCN 和 KHS 粉末适度加热①试写出这个反应式。②为什么要磨细和用粉末？③为什么要强调适度 加热？ 解析：据共价键理论，一般当碳同非金属性比它强的元素结合时，碳显正价，氮为负价， 为-3 价，所以（CN-）中碳为+2 价，氮为-3 价。故①为氧化还原反应，②为非氧化 还原反应。 第二种方法制备 HCN 是固体与固体之间的反应，故磨细和用粉末的目的是增大表面积，加快 反应速率，据题意知，第二种方法制备 HCN 如温度太低，反应速率较小，温度太高，则酸式 盐易分解发生副反应： 2KHS  K2S＋H2S↑。该反应的化学方程式为 KCN＋ KHS  HCN↑＋K2S。 【例 2】 金属 M 可以在不同条件下发生下列五个反应：M＋A→I M＋B→H M＋C→H ＋F M＋D→H＋A M＋E→I＋G 其中（1）A、B、C、D、E 在通常情况下都是气体，并 且 C 是 CO 2。（2）上述反应的产物，在不同条件下，还可和有关反应物发生下列反应：F＋ B→C A ＋G→E，（3）I 是一种离子化合物，它可以水解产生一种白色沉淀和 E。该白色沉 淀加热可 分解为 H 和 H2O。而 E 则是分子晶体，其分子中共有 10 个电子，根据以上条件， 判断并写出 有关物质的化学式：A________，B________，C________，D________，E________， F________，G________，H________，I________，M________。 解析： 本题的突破口是 M＋C→H＋F，而 C 为 CO2。一般同 CO2能发生反应的金属就 现有知识来讲，只能是 Mg。F、H 中有一为碳，根据 F＋B→C，则 C 为 CO2，B 为气体，F 肯定为碳，H 为 MgO。扫描全题，得知 E 是分子晶体，且其分子中共有 10 个电子。分子中有 10 个电子的有：HF、H2O、NH3、CH4等。而 E 又通过一种离子化合物水解而得到，E 可能为 HF 或 NH3。如 E 为 HF，根据 M＋E→I＋G，HF 同 Mg 作用，但事实 HF 同 Mg 不反应。如 为 NH3同样根据 A＋G→E，A 为 N2 或 H2。因为 Mg 可跟 A 作用，显然 A 为 N2，I 为 Mg3N2。 再根据 M＋D→H＋A，M 为 Mg，H 为 MgO，A 为 N2，则 D 只能为 NO2。 答案：A：N2，B：O2，C：CO2，D：NO2，E：NH3，F：C，G：H2，H：MgO，I：Mg 3N2， M：Mg。 考点 35 化学与资源开发利用 考点聚焦 1．了解石油综合利用的目的、方法（常压分馏、减压分馏、催化裂化和裂解）、原理与产品。 2．了解煤综合利用的目的、方法（干馏、气化和液化）、原理与产品。 3．了解海水综合利用的常见项目的基本原理和流程。 4．了解废旧塑料再生利用的几种途径、方法和意义。 知识梳理 一、石油 1.石油的组成：主要含 C、H 两种元素。由烷烃、环烷烃和芳香烃所组成的混合物， 2.石油的炼制 (1) 分馏： 原理：利用各组分沸点的不同将复杂混合物分离的过程。 方法：常压分馏得到汽油、煤油、柴油、重油等产品。 减压分馏 （2）石油的加工 裂化：一定条件下，使长链烃断裂成短链烃的过程。目的是提高汽油的产量和质量 裂解：深度的裂化。目的是获得短链的不饱和气态烃。 二、煤 1．煤的组成：主要含 C 元素。由有机物和无机物组成复杂的混合物。 2．煤的综合利用： 煤的干馏：把煤隔绝空气加强热使其分解的过程。得到焦炭、粗氨水、煤焦油、焦炉煤 气等 煤的气化：把煤中的有机物转化成可燃性气体(CO、H2)的过程 煤的液化：把煤中的有机物转化成可燃性液体(如 CH3OH)的过程 三、天然气的综合利用 天然气既是一种清洁的能源，也是一种重要的化工原料，作为化工原料，它主要用于合 成 和生产 。 四、海水的综合利用 1.海水水资源的利用：（1）海水的淡化：海水淡化的方法主要有 ， 。（2）直接利用海水进行循环冷却。 2.海水化学资源的利用：（1）海盐的生产：海水制盐具有悠久的历史，从海水中制 取 ， ，是在传统海水制盐工业上的发展。(2)Cl、Br、I 的提取 五、环境保护和绿色化学 1．环境污染：包括 ， ， 和食品污染。 2．绿色化学：核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的影响。 原子利用率为期望产物的总质量与生成物的总质量之比。对于具体的化学反应，原子利 用率等于期望生成物的摩尔质量与生成物的总摩尔质量之比。 原子利用率= 。 试题枚举 例 1 石油炼制过程中，既能提高汽油产量又能提高汽油质量的方法 是（ ） A 常压分馏 B 减压分馏 C 裂解 D 催化裂化 [解析]选项中的四种方法都是石油炼制加工的方法，其目的不一样，A 项只能对石油进行初步 加工，各类烃的质量仅占石油总量的 25%左右。B 项操作不会得到汽油，C 项中所得产物主要 是乙烯、丙烯等小分子短链化合物。只有 D 项能得到质量更高、产量更多的汽油。 答案： D 例 2“绿色化学“要求从技术、经济上设计出可行的化学反应，尽可能减少对环境的副作用。下 列化学反应中，你认为最不符合绿色化学概念的是（ ） A．除硫酸厂尾气：SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO4 B．消除硝酸工业尾气氮氧化物的污染：NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O C．制硫酸铜：Cu+2H2SO4(浓)  CuSO4+SO2↑+2H2O D．制硫酸铜：2Cu+O2  2CuO; CuO+H2SO4(稀)=CuSO4+H2O 解析：A 、B 的化学反应是对有害气体的吸收，符合“绿色化学“的要求，C、D 的目的是制硫 酸铜，C 中产生有毒的气体 SO2 ，会造成大气污染，对比分析会发现 D 比 C 要节约原料，又 不会产生有害气体。 答案： C 例 3 工业上从海水中提取单质溴，其中有一种工艺采用如下方法： （1） 向海水中通入氯气将海水中的溴化物氧化，其离子方程式为： （2） 向上述混合液中吹入热空气，将生成的溴吹出，用纯碱溶液吸收，这时，溴就转化成 溴离子和溴酸根离子，其化学方程式为： 。 （3） 将（2）所得溶液用 H2SO4酸化，又可得到单质溴，再用有机溶液萃取溴后，还可以得 到副产品 Na2SO4 。这一过程可用化学方程式表示为： 。 （4） 这样得到的溴中还混有少量 Cl2，这样除去 Cl2 ？写出反应的离子方程式： 。 解析：Cl2能将 Br2从海水中置换出来，由于有：Br2+H2O=HBr+HBrO,大家往往会推测出 Br2与纯 碱反应生成的盐是 NaBr 和 NaBrO。这样推测是没有注意审题，题中说 Br2“转化成溴离子和溴 酸根离子”，所以生成的盐是 NaBr 和 NaBrO3。NaBr 和 NaBrO3的混合溶液用硫酸酸化，又可得 到单质溴，显然是发生了价态归中的氧化还原反应。 答案：（1）Cl2+2Br-=Br2+2Cl- (2)3Na2CO3+3Br2=5NaBr+NaBrO3+3CO2↑ (3)5NaBr+NaBrO3+3H2SO4=3Br2+3Na2SO4+3H2O (4) Cl2+2Br-=Br2+2Cl- 例４ 根据以下叙述，回答 1～2 小题。1995 年诺贝尔化学奖授予致力于研究臭氧层被破坏问 题的三位环境化学家。大气中的臭氧层可滤除大量的紫外光，保护地球上的生物。氟利昂（如 CCl2F2）可在光的作用下分解，产生 Cl 原子，Cl 原子会对臭氧层产生长久的破坏作用（臭氧 的分子式为 O3）。 有关反应为： O3 光 O2＋O Cl＋O3→ClO＋O2 CIO＋O→CI＋O2 总反应：2O3→3O2 1．在上述臭氧变成氧气的反应过程中，Cl 是（ ） A．反应物 B．生成物 C．中间产物 D．催化剂 2．O3和 OZ是（ ） A．同分异构体 B．同系物 C．氧的同素异形体 D．氧的同位素 【解析】 本题以环保问题为题材。信息内容起点较高，但落点却很低，只考查了中学 化学中的几个基本概念：催化剂和同素异形体等。因而只要把这些概念搞清楚，便很快选出 正确答案。 本题正确选项为 1．D、2．C *【例 5】 1956 年李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇宙不守恒，并由吴健雄用 60 27 Co 放 射源进行了实验验证，次年，李、杨二人为此获得诺贝尔物理奖， 60 27 Co 衰变过程是： 60 27 Co→ A Z Ni+ 0 1- e+ V c 其中V c 是反中微子，它的电荷为零，静止质量可认为是零。 （1）Co 与 Fe 同周期，它应在周期表的第____________周期， 60 27 Co 的核外电子数为 ____________，在上述衰变方程中，衰变产物 A Z Ni 的质量数 A 是____________，核电荷数 Z 是____________。 （2）在衰变前， 60 27 Co 核静止，根据云室照片可以看出，衰变产物 A Z Ni 和 0 1- e 的运动轨迹 不在一条直线上，如果认为衰变产物只有 Ni 和 0 1- e，那么衰变过程将违背____________守恒定 律。 （3）无水 CoCl2为深蓝色，吸水后变为粉红色的水合物，水合物受热后又变成无水 CoCl2， 故常在实验中用作吸湿剂和空气湿度指示剂。 现有无水 CoCl265g，吸水后变为 CoCl2·xH2O119g，水合物中的 x 的值是____________。 （4） 60 27 Co 放出的γ射线，可用于作物诱变育种，我国应用该方法培育出了许多农作物新 品种，如棉花高产品种“鲁棉 1 号”，年种植面积达到 3000 多万亩，在我国自己培育的棉花品 种中栽培面积最大，γ射线处理作物后主要引起____________，从而产生可遗传的变异，除γ 射线外，用于人工诱变的其它理化因素还有____________、____________、____________和 ____________。 【解析】 本题以华裔科学家所获诺贝尔奖成果为背景命题，试题介绍了 60 27 Co 衰变方程， 围绕 60 27 Co 进行了多角度、多层次的设问，涉及到化学上的元素周期律、水合物，物理上的原 子核结构、动量守恒定律，生物学上的人工诱变、基因变化等知识，考查学生运用理化生知 识综合分析事物的能力。第（1）问需要综合物理、化学知识来解决，第（2）、（3）、（4）问 分别用理化生知识解决， 【答案】 （1）4，27，28 （2）动量 （3）6 （4）基因突变，X 射线、硫酸二乙酯、 亚硝酸、紫外线、激光。 考点 36 化学与工农业生产 考点聚焦 1．知道水的净化和污水处理的方法、过程与原理。 2．知道硬水软化的方法和原理。知道海水淡化的方法（蒸馏法、电渗析法）与原理。 3．了解合成氨的主要原理、原料、重要设备、流程和意义。 4．氯碱工业 5．硫酸工业 6．化学肥料施用 知识梳理 一、水的净化和污水处理 1．生活用水的净化：（1）净化的含义： 。 天然水中所含的杂质有 。（2）混凝剂： ， 常见种类 。净水原理 。 （3）常用作水消毒杀菌的药剂： 。 自来水生产流程 ： 。 2．污水处理：（1）污水中的主要污染物： 。 （2）污水处理的主要方法： 。 水的“DO”指 “BOD”指 “中水”指 二、硬水及其软化 1．硬水是 水的硬度通常用 表示。水的硬度有暂时硬度和永久硬度两 种。暂时硬度的水指 ，对其常采用 的方法软化，反应的方程式为 。永久硬度的水常含有 等离子。 2．硬水软化的方法有药剂软化法和离子交换法。离子交换法的原理是 特点是 。离子交换树 剂的组成 ，类型 。 石灰——纯碱法 磺化煤对硬水的软化及自身的再生过程： 软化：2NaR+Mg2+ MgR2+2Na+ 2NaR+Ca2+ CaR2+2Na+ 再生：将已用过的磺化煤浸泡在 8%～10%的食盐水中。 3．海水的淡化的概念 。淡化的方法有蒸馏法、 (暂时硬度) （永久硬度） Ca(HCO3)2+Ca(OH)2 2CaCO3 +2H2O Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2 Mg(OH)2+2CaCO3 +2H2O Mg2++2OH- Mg(OH)2 CO2-3+Ca 2+ CaCO3 电渗析法、反渗透法、冷冻法。蒸馏法的主要特点 ，原理 。电渗析法的基本原理 ， 特点 。 三、合成氨 1. 合成氨的条件的选择：温度 压强 催化剂 2．合成氨生产工艺：生产流程 。 原料气的制备 。其中生产的氨气液化分离，原料气 循环利用。 四、氯碱工业 离子交换膜电解槽主要由阳极（用金属钛网制成，涂有钛、钌等氧化物涂氯碱工业——电 解饱和食盐水制取氯气和烧碱。 1.原理：阳极（用石墨）：2Cl― －2e－=Cl2 ↑ 阴极（用 Fe）：2 H＋ + 2e－= H2 ↑ 总反应：2NaCl + 2 H2O 2NaOH +H2↑+Cl2↑ 2．饱和食盐水的精制：电解前应除去食盐溶液中的 Ca2＋、Mg2＋、SO4 2―等杂质离子，加 入试剂依次为 NaOH 溶液、BaC l 2 溶液、Na2CO3溶液、稀盐酸（或将 BaCl2溶液和 NaOH 溶液 的顺序互换）。 3．离子交换膜法制烧碱 离子交换膜的特性：只允许阳离子通过，而阻止阴极离子和气体通过。 五、硫酸工业——接触法 三阶段 SO2制取和净化 SO2转化为 SO3 SO3吸收和 H2SO4的生成 三方程 三设备 有 关 原 理 矿石粉碎,以增大__ ____________________ ______________ 逆流原理(热交换器中：管 ___ ___气体__,管_____气 体 __)目的 :冷气预热至 _____℃以上,热气冷却至 ____℃以下. 逆流原理(浓硫酸____,气体 ____)增大接触面积(吸收塔 内入填料)以充分吸收。 设备中排 出 的 气 体 炉气 :SO2.N2.O2.矿尘 (除 尘 ).砷硒化合物 (洗涤 ). H2O 气(干燥)…… 净化气:SO2.N2.O2 尾气： 不能直接排入大气中 说 明 矿尘 .杂质 :易使催化剂 “中毒” H2O 气:腐蚀设备、影响 生产 接触室内压强为____压。 为什么？__________ 实际用___________吸 收 SO3,以免形成___ 六、化学肥料施用 酸性的化学肥料不能和碱性肥料混用，如硝酸铵和草木灰(主要有效成分为 K2CO3)不能混 合施用，因 NH4NO3水解是酸性，K2CO3水解是碱性，混合促进水解，降低肥效。 试题枚举 【例 1】2000 年诺贝尔物理学奖授予为现代信息技术作出贡献的三位科学家，表彰他们为信 息技术所作的基础性研究，特别是他们发明的快速晶体管、激光二极管和集成电路芯片。与 该项奖相关的基础知识，下列说法错误的是： A 晶体管由半导体材料制成 B 二极管具有电流放大作用 C 集成电路使电子设备小型化，功能多样化 D 现代信息技术的发展与物理学新发现密切相关 解析:本题结合 2000 年物理学奖的奖项内容，设置了与中学知识相关的四个选项，考查考 生对半导体。激光二极管、集成电路和信息技术等知识的理解能力和判断能力。由于二极管 具有单向导电性，不具备电流放大作用，故选项 B 错误。 答案：B 【例 2】录像用的高性能磁带的磁粉，主要材料之一是由三种元素组成的化学式 COxFe3-xO3+x 的化合物。已知氧为-2 价，钴（Co）和铁可能呈现+2 价或+3 价，且上述化合物每种元素都只 有一种化合价，则 x 值为____________，铁的化合价为____________，钻的化合价为 ____________。 解析：本题有三个未知量，只能根据化合价规则建立一个方程，但一个方程中有三个未 知数，要解这个方程必然要联系化学含义。设化合物中钴的化合价为 a 价，铁的化合价为 b 价，根据化合物中各元素的化合价代数和为零的原则，可建立如下方程：ax＋b（3－x）－2 （3＋x）＝0，整理得 x＝（3b－6）／（b+2－a）。依题意，b 只能取 2 或 3，当 b＝2 时，无 意义，故 b 只能取 3，此时 x＝3／（5－a），仅当 a＝2 时，x＝1（整数）有意义。 答案：X 为 2，铁的化合价为 3，钴的化合价为 2。 【例 3】某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯 化钠溶液，通电时，为使 Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计 了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是 A a 为正极，b 为负极；NaClO 和 NaCl B a 为负极，b 为正极；NaClO 和 NaCl C a 为阳极，b 为阴极；HClO 和 NaCl D a 为阴极，b 为阳极；HClO 和 NaCl 解析:本题从电极名称和电解后溶液的主要成分两方面进行设问。首先，a、b 电极为电源 上的电极，原电池的电极名称与电解池的电极名称不同，应为正极或负极，排除选项 C 和 D。 其次，如图所示的电解池中，要使 Cl2能被溶液“完全吸收”，是让上边一个电极产生 Cl2 ，还 是让下边一个电极产生 Cl2 ？让阳极产生的 Cl2通过阴极附近的碱溶液，Cl2 才能被完全吸收。 第三，电解池中产生 Cl2的阳极对应的电源电极名称是正极。 答案:B 【例 4】某工厂用氨氧化法可制得质量分数为 50%的硝酸，脱水后可进一步得到 90%的硝酸， 若以 17t 液氨为原料生产硝酸（假设反应及脱水过程中各反应物及生成物均无损耗）。试填写 下列空白。 （1）若该厂只生产 50%的硝酸，计算得到的理论上需水的质量为 t。 （2）若该工厂只生产 90%的硝酸，计算理论上需水质量 t。 （3）若该厂同时生产 50%和 90%两种硝酸，它们的质量比为 x=m1/m2(m1、m2分别表示 50%，90%硝酸的质量) ①写出理论所需水量 y 与质量比 x 的函数关系式 y= 。 ②当进出水量平衡时 x= ，此时，两种产品的总质量为 。 解答： （1）NH3+2O2 HNO3+H2O 17g 63g 18g 17t x′t y′t 得 m=63t n=18t 则补加水 at： 50%·（a+18+63）=63 得 a=45t （2）设补加水 bt： 则 90%·（b+18+63）=63 得 b=-11t（即脱水 11t） （3）①          63%90%50 )1863( 21 2 1 21 mm x m m ymm 得 95 99225    x xy ②当进出水平衡时，即不需补加水，即 y=0 代入上式得 x=11∶25 将 y=0 代入上述①式 m1+m2=81 得：两种产品总质量为 81t ……① ……② ……③ 考点 37 有机物的组成、分类和命名 考点聚焦 1．了解有机物的组成和分类 2．了解各类有机物的主要官能团及其作用 3．掌握按官能团的不同对有机物进行分类，并能指出有机物的类别。 4．掌握有机物命名法规则 知识梳理 一、认识有机化合物 ⒈有机化合物：通常称含 C 元素的化合物为有机化合物，简称有机物，但 等除外。 ⒉有机化学：研究有机物的组成、结构、性质、制备方法与应用的科学 二、有机化合物基本概念 1.烃： 称为碳氢化合物 。 烃的衍生物：烃分子里的氢原子被其他原子或原子团取代而衍变成的有机物。 注意：⑴烃完全燃烧的产物为二氧化碳和水，但完全燃烧的产物为二氧化碳和水的有机物 不都是烃。⑵烃的衍生物不一定都是由烃取代或加成得到的。 2.基： 。 注意：⑴基不带电荷。⑵基中必有未成对电子存在。⑶基不稳定，不能单独存在。 比较：⑴Cl，—Cl，Cl2，Cl— ⑵—OH，OH— ⑶—NO2，NO2，NO2 — 必须掌握的烃基包括：甲基(—CH3)、亚甲基(—CH2—)、次甲基、乙基(—C2H5)、正丙基 (—CH2CH2CH3)、异丙基(—CH（CH3）2)、乙烯基(—CH=CH2)、苯基(— )等 3.官能团： 原子或原子团。 注意：官能团决定有机物的性质，要掌握有机物的性质，必须先弄清有机物分子中有哪 几种官能团，各种官能团有哪些化学性质。反之，有机物性质可以反映其可能存在的官 能团。 必须掌握的官能团包括：碳碳双键(>C=C<)、碳碳叁键(—C≡C—)、卤基(—X)、羟基(— OH)、醛基(—CHO)、羧基(—COOH)、酯键 (—COO—)、氨基(—NH2)、酰氨基(—CO—NH2)、 肽键(—CO—NH—)、硝基(—NO2)、磺酸基(—SO3H)等。 三、有机化合物的分类 1.烃 分 类 分子组成通式 饱和链烃 （烷烃） 链烃 烯烃 不饱和链烃 二烯烃 脂肪烃 炔烃 烃 环烃 环烷烃 芳香烃 苯和苯的同系物 其它芳烃 2. 烃的衍生物 分类 饱和一元衍生物通式 卤代烃 CnH2n+1X（n≥1） 烃 醇 CnH2n+2O（n≥1） 的 酚 CnH2n-6O（n≥6） 衍 醛 CnH2nO （n≥1） 生 羧酸 CnH2nO2（n≥1） 物 酯 CnH2nO2（n≥2） 3.营养物质 单糖 葡萄糖（C6H12O6） 糖类 二糖 蔗糖、麦芽糖（C12H22O11） 多糖 淀粉、纤维素（C6H10O5）n 油脂 氨基酸、肽、蛋白质 4.有机高分子化合物 塑料 有机高分子化合物 合成纤维 合成橡胶等 四、有机物的命名 1.系统命名法 无官能团 有官能团 类 别 烷烃 烯、炔、卤代烃、烃的含氧衍生物 主链条件 碳链最长 同碳数支链最多 含官能团的最长碳链 编号原则 (小)取代基最近 官能团最近、兼顾取代基尽量近 名称写法 支位一支名母名；支名同，要 合并；支名异，简在前 支位―支名―官位―母名 符号使用 数字与数字间用“，” 数字与中文间用“一”，文字间不用任何符号 2.正、异、新命名法 3.间、对、均命名法 4.β、γ命名法 试题枚举 【例 1】 下列有机物实际存在且命名正确的是（ ） Ａ.2，2－二甲基丁烷 Ｂ.2－甲基－5－乙基－1－已烷 Ｃ.3－甲基－2－丁烯 Ｄ.3，3－二甲基－2－戊烯 解析： Ａ正确． C－C－C－C Ｂ错误．①己烷属于烷烃，无官能团，不需标“1” ②己烷主链上有 6 个 C，5 位 C 上不可能出现乙基，若有，则主链应有 7个 C． Ｃ错误．主链正确的编号应是 C－C＝C－C．应命名为 2－甲基－2－丁烯 Ｄ错误． C－C＝C－C－C 3 号 C 已超过个四个价键． 小结 1.处理该类问题的一般方法是先按照所给名称写出对应结构简式或碳架，然后根据系统 命名法的原则加以判别． 2.常见的错误有：①主链选择不当 ②编号顺序不对 ③C 价键数不符 ④名称书写有误 3.烷烃中，作为支链－CH3不能出现有首位和末位 C上． 作为支链－C2H5不能出现在正数或倒数第 2 位 C 上． 作为支链－C3H7不能出现在正数 3 位 C 上或以前． 如： C－C－C－C－C C－C－C－C－C 异丙基也未能作支链 正丙基未作支链 名称：2－甲基－3－乙基戊烷 名称：3－乙基己烷 由此可推得出： ①分子中含有甲基作支链的最小烷烃是 CH3CHCH3 ②分子中含有乙基作支链的最小烷烃是 CH3CH2CHCH2CH3 思考：烯烃的 2 号 C 上能否出现－C2H5？若能最小的烯烃具有什么特征？ | C | C | C 4 3 2 1 | C | C 1 2 3 4 5 | C | C | C | C | C －C4 5 6 3 2 1 3 4 5 2 1 | CH3 | C2H5 ３ ２ １１ ２ ３ ４ 提示： C＝C－C－C C－C＝C－C 含有支链乙基 乙基未作支链 | C | C | C | C ４ ５ 考点 38 有机化合物的结构和同分异构体的判断 考点聚焦 1．了解碳原子的成键特点和成键方式的多样性，能以此认识有机物种类繁多的现象； 2．认识同系物、同分异构体，掌握同分异构体的书写； 3．了解有机物结构的不同表达方式，学会有机物结构简式的书写。 知识梳理 一、有机化合物中 C 原子的成键特点： ⒈有机物中 C 原子的成键特点： ⑴每个 C 不但可与其它原子形成 个共价键，而且 C 与 C 间也可成共价键； ⑵C 原子间不仅可以形成 C－C，还可以形成 与 ； ⑶多个 C 原子间可以形成长短不一的 C 链，C 链中带有支链；还可以结合成 C 环， 且 C 链与 C 环也可结合； ⑷原子种类、数目相同的分子，原子间有多种结合方式，可出现不同结构的分子，即存在 同分异构体。 有机物种类繁多主要是由 和 决定的。 2．有机物的组成与结构的表示方法： ⑴表示有机物组成的化学式：分子式、最简式（实验式） ⑵表示有机物结构的化学式： 电子式、结构式、结构简式（示性式）、键线式（骨架式） 结构简式：结构式的简写形式，省略部分或全部 C－C、C－H 后的式子，双、三键不省。 键线式：省略 CH 元素符号，用“—”表示碳碳键，每个拐点或终点均表示一个 C 原子， 其它元素符合和化学键不省的式子。 ⑶表示有机物结构的模型：球棍模型、比例模型 3．常见有机物的组成、结构、杂化形式、空间构型： 分子式 结构简式 空间构形 杂化形式 化学键 ⑴甲烷 ⑵乙烯 ⑶乙炔 ⑷苯 二、有机物的同分异构现象： ⒈同分异构现象与同分异构体 ⑴定义： ⑵存在：①无机物与无机物 ②无机物与有机物 ③有机物与有机物 ⑶判断：分子式相同，结构不同 ⒉“五同”的比较： 同位素 同素异形体 同系物 同分异构体 同一物质（CH2Cl2、H4SiO4） ⒊同分异构体的类别： ⑴C 链异构： 同种物质间由于主链碳原子数不同引起的异构现象。如正戊烷、异戊烷、新戊烷。 ⑵官能团位置异构: 由于官能团在分子中的位置不同引起的异构现象。如是 1-丙醇和 2-丙醇，邻二甲苯、间二 甲苯和对二甲苯等。 ⑶官能团种类异构： 常见的官能团异构有： ①烯烃和环烷烃：通式为 ②二烯烃和炔烃：通式为 ③饱和一元醇和醚：通式为 ④饱和一元醛、酮和烯醇：通式为 ⑤饱和一元羧酸、酯和羟基醛：通式为 ⑥芳香醇、芳香醚和酚：通式为 ⑦硝基化合物和氨基酸：通式为 ⑧葡萄糖和果糖：分子式为 ⑨蔗糖和麦芽糖：分子式为 。 ⒋同分异构体的书写： 顺序：先写 C 链异构，再写官能团位置异构，最后考虑其它官能团种类异构。 ⑴烷烃：n＜7 的烷烃 ⑵烯烃：C4H8 ⑶烃的含氧衍生物：C5H12O ⒌其它异构：烯烃的顺反异构、烷烃的手性异构 试题枚举 【例 1】 ⑴由 2 个 C 原子、1 个 O 原子、1 个 N 原子和若干个 H 原子组成的共价化合物， H 的原子数目最多为 个，试写出其中一例的结构简式 。 ⑵若某共价化合物分子只含有 C、N、H 三种元素，且以 n(C)和 n(N)分别表示 C 和 N 的原 子数目，则 H 原子数目最多等于 。 ⑶若某共价化合物分子中只含有 C、N、O、H 四种元素，且以 n(C)，n(N)和 n(O)分别 表示 C、N 和 O的原子数目，则 H 原子数目最多．．等于 。 答案：⑴7，HO—CH2—CH2—NH2 ⑵2n(C)＋n(N)＋2 ⑶2n(C)＋n(N)＋2 【例 2】下列物质中，一定是同系物的是（ ） Ａ.C2H4和 C4H8 Ｂ.CH3Cl 和 CH2Cl2 Ｃ.C4H10和 C7H16 Ｄ.硬脂酸和油酸 解析：Ａ.两种物质虽然符合通式 CnH2n，但 C4H8可能单烯烃也可能为环烷烃，环烷烃和 C2H4不可能为同系物．Ｂ.虽然均为 CH4的氯代物，但卤素原子不同，且 C 数相同， 故不是同系物 Ｃ .均属烷烃，应为同系物 Ｄ .硬脂酸 (C17H35COOH)、油酸 (C17H33COOH)均含有－COOH,但油酸还含 C＝C 。官能团种类不同，不为同系物。 答案：Ｃ． 【例 3】羟酸 A（分子式为 C5H10O2）可由醇 B 氧化而得，A 与 B 可生成酯，符合此条件的酯可 能有几种？ O 解析：C5H10O2的羧酸组成 C4H9C－OH，其中 C4H9－的同分异构体有 4 种： C－C－C－C－， C－C－C－ ， C－C－C－， C－C－， 醇 B 必须具有 A 的烃基结构，且－CH2OH 在链端，故与 A 形成的酯也只有 4 种。 答案：4 【例 4】为金刚烷的空间结构（碳架） 它的一氯代物、二氯代物各有几种？ 解析： 为说明清楚，先对碳编号． 从图中可看出，分子内由 C 原子构成的 最小的环为 6 元环，这样的环共有 4 个，且 4 个环完全等同，整个分子结构中，1，3，5， 8 号位碳等同，每个 C 上有 1 个 H，2，6，7， 4，10，9 号位 C 等同，每个 C 上有 2 个 H． 由于只存在两种不同位置的 H，故一氯代物只有 2 种． 如何寻找二氯代物有几种？ 对两种不同位置的 H 分类为 a、b a-a 1 种 a-b 2 种 6 种 b-b 3 种 （注意：b 位上有 2 个 H） 答案：2 、6 | C | C | C 1 2 3 4 5 9 8 7 6 10 a a a a b b b bb b 考点 39 脂肪烃 考点聚焦 1.了解乙炔的实验室制法、性质和主要用途 2.了解烷烃、烯烃和炔烃的组成（通式）、结构特征以及性质的递变规律； 3.掌握烷烃取代，烯烃、炔烃加成及加聚等重要的有机反应类型，并能灵活地加以运用； 4.能书写简单烯烃的顺、反异构体，了解烯烃的顺、反异构体在物理性质上的差异性。 5.了解脂肪烃的来源及其应用。 知识梳理 一 、甲烷 1.甲烷的结构 ⑴几种化学式：分子式、电子式、结构简式、最简式 ⑵分子构型 2.物理性质: 色有 气味的 体， 溶于水 3.化学性质: a.氧化反应(燃烧氧化) b.取代反应 二、乙烯 1.物理性质: 色有 气味的 体， 溶于水 ⒉乙烯的结构： ⑴几种化学式：分子式、电子式、结构简式、最简式 ⑵分子构型: ⑶化学性质: 3.乙烯的制备: 三、乙炔 ⒈乙炔的制法：电石法（实验室与工业制法相同） ⑴原理： [思考：Al4C3 、Mg2C3、Al（CH3）3 与水反应的产物 ] ⑵装置：固 +液 → 气 仪器：圆底烧瓶、分液漏斗、导气管 注意：①不用启普发生器：反应剧烈，气流难以控制、放热 产物微溶于水。 ②为控制反应速度，得到平稳的乙炔气流，用饱和食盐水代替 H2O并用分液漏斗 ⑶收集： ⒉乙炔的结构： ⑴几种化学式：分子式、电子式、结构简式、最简式 （C≡C） ⑵分子构型：直线形结构 ⒊乙炔的物理性质：无色无味的气体，微溶于水。 ⒋乙炔的化学性质： ⑴氧化反应： ①燃烧氧化： 火焰明亮，带有浓烟（原因） ②酸性 KMnO4氧化：紫红色褪去 ⑵加成反应：与 H2、X2、HX、H2O 均能加成， 分步加成（1:1、1:2）， 四、烷烃、烯烃、炔烃的比较及递变规律 ⒈结构特点： 烷烃：碳原子之间以单键结合成链状分子，碳原子剩余的价键全部跟氢原子结合，又叫饱 和链烃。键角：109º28＇，锯齿形空间结构。通式：CnH2n＋2，CH4含 H 量最高。 烯烃：单烯烃：含一个 C＝C 的链烃，通常说的烯烃即单烯烃，C＝C 中的 C 是 sp2杂化 通式：CnH2n，烯烃的最简式相同。 二烯烃：含 2 个 C＝C 的链烃，2 个 C＝C 连在一起的叫共轭二烯烃。 炔烃：含一个 C≡C 的链烃，C≡C 中的 C 是 sp 杂化，通式：CnH2n－2 ⒉物理性质： ⑴状态：n（C）≤4 的烃均为 态，n（C）＞4 的烃为 态。 ⑵熔沸点：随 n（C）增多而升高。 ⑶密度（相对密度）： n（C）↑，ρ↑，但ρ均小于水。 ⑷溶解性：不溶于水，易溶于有机溶剂。（液态烃均可作为有机溶剂） ⒊化学性质： ⑴烷烃： ①燃烧氧化：CnH2n＋2＋O2 ②取代反应： ⑵烯烃： ①发生氧化（燃烧、KMnO4）：CnH2n＋O2 ②加成（H2、X2、HX、H2O）： ③加聚反应：单体与聚合产物的推导 ⑶炔烃： ①发生氧化（燃烧、KMnO4）：CnH2n－2＋O2 ②加成（H2、X2、HX、H2O） 五、烯烃的顺反异构： ⒈定义： 称为顺反异构。 顺式结构：两个相同的原子或原子团排列在双键的同一侧，如：顺－2－丁烯 反式结构：两个相同的原子或原子团分别排在双键的两侧，如：反－2－丁烯 六、脂肪烃的来源及其应用： ⒈脂肪烃的来源： ⒉石油通过分馏、催化裂化、裂解、催化重整可获得各种脂肪烃、芳香烃。 催化裂化得到轻质油（裂化汽油）、裂解得到石油液化气和气态烯烃。 ⒊天然气的主要成分：甲烷。天然气是高效清洁燃料，也是重要的化工原料。 ⒋煤也是获得有机化合物的源泉。 煤的干馏、煤焦油的分馏、煤的气化、液化。 试题枚举 【例 1】甲烷中混有乙烯，欲除乙烯得到纯净的甲烷，最好依次通过盛有哪些试剂的洗气瓶？ （ ） A.澄清石灰水、浓 H2SO4 B. 酸性 KMnO4溶液、浓 H2SO4 C.溴水、浓 H2SO4 D. 浓 H2SO4、酸性 KMnO4溶液 解析：乙烯可以被酸性 KMnO4溶液氧化，而甲烷不能。若选择酸性 KMnO4溶液，忽略了一 点，就是酸性 KMnO4可以将乙烯氧化为 CO2，除去了旧的杂质，又引入了新的杂质。 答案：C 【例 2】2006 年 1 月，欧洲航天局的惠更斯号探测器首次成功登陆土星的最大卫星——土卫 六。科学家对探测器发回的数据进行分析，发现大气层中含有 95％的氮气，剩余的气 体为甲烷和其他碳氢化合物。下列关于碳氢化合物的说法正确的是：（ ） A.碳氢化合物的通式为 CnH2n-2 B.石油的主要成分为碳氢化合物 C.乙炔是含碳量最高的碳氢化合物 D.碳氢化合物的化学键都是极性键 解析：碳氢化合物包括所有烃类，如烷烃、烯烃、芳香烃等，它们的通式各不相同，A 错； 乙炔的含碳量比丙炔还低，C 错；碳氢化合物中 C—H 键是极性键，但碳碳键是非极 性键，D 错。 答案：B. 【例 3】有两种气态烃的混合物，已知它们都能使溴水褪色，且分子中碳原子数均小于 5，1 体积该混合气体完全燃烧后，可得到 3.6 体积二氧化碳和 3 体积水蒸气（气体体积均 是在同温同压下测定） ⑴ 分析判断两种烃各是哪一类。 ⑵通过计算和推理，确定这两种烃的分子式以及它们在混合物中的体积比。 解析：⑴ 两种烃均能使溴水褪色，应为不饱和烃。若都是烯烃，则燃烧后生成等体积的 CO 和水蒸气，不合题意；若同为炔烃（或二烯烃或环烯烃），则燃烧后 V(CO2) = V(H20) + V(混合烃), 也不符合题意。故混合气体应由一种烯烃和一种炔烃（或二烯烃或环 烯烃组成）。 ⑵ 易求出混合烃的平均分子式为 C3.6H6，则烯烃为 C3H6，而炔烃为 C4H6。由十字交 叉法求出二者的体积比。 答案： ⑴ 混合气体由一种烯烃与一种炔烃组成。 ⑵ 混合烃由 C3H6与 C4H6组成，体积比为 2：3 考点 40芳香烃 考点聚焦 1．苯的组成和结构特征,掌握苯的主要性质。 2．了解芳香烃的概念 3．苯的同系物的某些化学性质 4．芳香烃的来源及其应用 知识梳理 ⒈结构知识 苯的分子式 结构简式 或 苯的空间结构 苯 使高锰酸钾酸性溶液褪色， 使使溴的四氯化碳溶液褪色（填“能” 或“不能”） 苯分子中碳碳键长完全相等，而且介于碳碳单键和碳碳双键之间，是一种特殊的化学键。 思考：可以从哪些几个方面来证实？ ⑴苯分子是一个平面正六边形的结构，既然是正六边形，所以所有的碳碳键的键长都是 相等的； ⑵将苯加入到溴水中不会因反应而褪色； ⑶将苯加入到高锰酸钾酸性溶液中时溶液不褪色 ⑷如果苯分子为单双键交替排列的结构，邻二氯取代物应有 2种。而事实上苯的邻二氯 取代物只有 1 种，说明苯分子中的碳碳键是完全相同的。 ⒉苯的物理性质：无色、有 气味的 ；密度比水 ；不溶于水，易溶于有机 溶剂，有毒，易挥发。 ⒊苯的化学性质：（易取代，难加成） 苯的取代反应——卤代反应、硝化反应（各写出反应方程式并注明反应条件） 卤代反应： 硝化反应： 苯的加成反应 （各写出反应方程式并注明反应条件） 加成反应： 苯的氧化反应（燃烧） 现象： 解释： ⒋苯的同系物：定义 通式 化学性质：苯环对侧链取代基的影响——能使酸性高锰酸钾溶液褪色，侧链基被氧化 侧链取代基对苯环的影响——使得取代基的邻位和对位的 C—H易断裂 例如 甲苯和浓硫酸、浓硝酸的混合酸的反应 （写出化学方程式） ⒌芳香烃从前通过提炼煤炭获得，现在通过石油的催化重整。 试题枚举 【例 1】苯环结构中，不存在单双键交替结构，可以作为证据的事实是①苯不能使酸性 KMnO4 溶液褪色；②苯中碳碳键的键长均相等；③苯能在一定条件下跟 H2加成生成环己烷； ④经实验测得邻二甲苯仅一种结构；⑤苯在 FeBr3存在的条件下同液溴可发生取代 反应，但不因化学变化而使溴水褪色 A、②③④⑤ B、①③④⑤ C、①②④⑤ D、①②③④ 解析：在苯分子中没有单、双键交替的结构，而是一种介于单键和双键之间的一种特殊 的价键，如果有单、双键交替结构苯应该能使酸性 KMnO4 溶液褪色；碳碳键的键 长应不相等（单键和双键键能不同，键长也不同）；邻二甲苯应有两种结构；遇溴、 溴水因加成反应而使其褪色。 答案：C 【变式】 X 是一种烃,它不能使 KMnO4溶液褪色.0.5 摩的 X 完全燃烧时,得到 27 克水和 67.2 升 CO2(标准状况).X 是（ B ） A．环己烷 B．苯 C．1,3 一己二炔 D．甲 【例 2】(2000 年春，13)萘环上的碳原子的编号如(Ⅰ)式，根据系统命名法，(Ⅱ)式可称为 2—硝基萘，则化合物(Ⅲ)的名称应是 A.2，6—二甲基萘 B.1，4—二甲基萘 C.4，7—二甲基萘 D.1，6—二甲基萘 解析： (Ⅰ)中 1、4、5、8 四个碳原子的位置是等同的，其中任何一个位置都 可定为 1，则另三个分别为 4、5、8。再由命名时，支链位置之和最小的原则，(Ⅲ) 的名称为 1，6—二甲基萘。 答案：D 【例 3】(1999 年全国，17)下列有机分子中，所有的原子不可能处于同一平面的是 解析：乙烯和苯都是平面型分子，所有原子都在同一平面内，A、B、C 三种物质中分别 可 以 看 作 乙 烯 分 子 中 的 一 个 氢 原 子 分 别 被 —CN 、 —CH==CH2 、 取代，所以所有原子仍有可能在同一平面内。而 D 中物质可以认为是 CH4分子中 的一个氢原子被 取代，故所有原子不可能处于同一平面内。 答案：D 【变式】下列关于 HC≡C CH2－CH＝CHCH3的说法正确的是 ( A ) A.所有 C 原子可能共平面 B.除苯环外的 C原子共直线 C.最多只有 4 个 C 共平面 D.最多只有 3 个 C 共直线 【例 4】烷基取代苯 R 可以被 KMnO4 的酸性溶液氧化生成 COOH，但若烷基 R 中直接与苯环连接的碳原子上没有 C 一 H 键，则不容易被氧化得到 COOH。现有分 子式是 C11H16 的一烷基取代苯，已知它可以被氧化成为 COOH 的异构体共有 7 种，其 中的 3 种是 CH2CH2CH2CH2CH3， 请写 出其他 4 种的结构简式： _________________________________________________________________________________ ____________________________。 解析：该题给出了解题的相关信息，除苯环外还有五个碳，可以从戊基的同分异构体中找满 足条件的，然后加到苯环上。 答案： Cl Cl Cl CH2－CH 2 BrBr CH3－CH－CH2－CH3 浓NaOH 乙醇溶液，△ 稀NaOH 水溶液 Br 考点 41 卤代烃 考点聚焦 1．溴乙烷的主要化学性质,理解取代反应和消去反应,并通过对二者的比较认识反应条件 对化学反应的影响； 2．卤代烃的结构特点,一般通性和用途； 3．了解卤代烃对环境的不良作用,增强环境保护意识。 知识梳理 1．分类 ⑴按分子中卤原子个数分： 。 ⑵按所含卤原子种类分： 。 ⑶按烃基种类分： 。 练习：下列卤代烃中：①CH3CH2Br、②CH3Cl、③CH2=CHCl、④CCl4、⑤ ⑥ ⑦ 其中属于卤代芳香烃的有 (填序号，下同)；属于卤代脂肪烃的有 ； 属于多卤代烃的有 ；属于溴代烃的有 。 2．物理性质 常温下,卤代烃中除少数为 外,大多为 或 .卤代烃 溶于水,大多数有机溶剂,某些卤代烃本身就是很好的有机溶剂. 纯净的溴乙烷是 （状态），沸点 38.4℃，密度比水 ， 溶于水， 易溶于乙醇等多种有机溶剂. 写出溴乙烷的结构式、电子式、结构简式 结构式: 电子式: 结构简式: 3．化学性质 取代反应：由于 C-Br 键极性较强，易断裂，溴原子易被其他原子或原子团取代。溴乙 烷与 溶液发生取代反应. 写出该化学方程式： 消去反应：定义： 溴乙烷与 溶液共热. 写出化学方程式： 练习：写出 2-溴丁烷分别发生下列反应后生成物的结构简式。 C C X C C XX C C C XX C C C XXX 思考：C(CH3)3－CH2Br 能否发生消去反应？ 讨论：卤代烃发生水解反应和消去反应的条件。 4．制法 ⑴烷烃卤代 ⑵不饱和烃加成 思考：①制取CH3CH2Br可用什么方法？其中哪种方法较好？为什么？ ②实验室制取溴乙烷的化学方程式如下： CH3CH2OH+NaBr+H2SO4—→CH3CH2Br+NaHSO4+H2O，为什么这里的硫酸不能使用 98%的浓硫酸，而必须使用80%的硫酸？ ③在制得的CH3CH2Br中常混有Br2，如何除去？ 5．卤代烃同分异构体的判断 判断依据——分析不等效氢的个数。具体有以下依据：①同一碳原子上的氢原子是等效 的。②同一碳原子上所连甲基的氢原子是等效的。③处于镜面对称位置上的氢原子是等 效的。 思考：以下系列的烷其一氯代烷有几种？请写出第 n 种物质的通式。 ①“球”系列：CH4、C(CH3)4、C[C(CH3)3]4、…… ②“椭球”系列：CH3－CH3、C(CH3)3－C(CH3)3、C[C(CH3)3]3－C[C(CH3)3]3、…… 6．以卤代烃为中间体的有机合成 由于卤代烃可以发生取代反应和消去反应，因而可作为引入其它官能团的中间体。 思考：如何由烃制备以下结构的物质？(X 表示 Cl 和 Br) 试题枚举 【例 1】检验溴乙烷中含有溴元素存在的实验步骤、操作和顺序正确的是（ ） ①加入 AgNO3溶液 ②加入 NaOH 溶液 ③加入适量 HNO3 ④加热煮沸一段时间 ⑤冷却 A、②④⑤③① B、①②④ C、②④① D、②④⑤① 解析：在溴乙烷分子中存在的是溴原子，直接加 AgNO3无法鉴别，而卤代 烃的取代反应产物中有卤素离子，取代反应的条件是强碱的水溶液、加热。反应之后 检验溴离子时首先要加入 HNO3作用有二：中和反应中可能过剩的碱，排除其它离子 的干扰 答案 A. 【变式】要检验某溴乙烷中的溴元素，正确的实验方法是（ ） A．加入氯水振荡，观察水层是否有棕红色出现； B．滴入AgNO3溶液，再加入稀HNO3，观察有无浅黄色沉淀生成； C．加入NaOH溶液共热，然后加入稀HNO3使溶液呈酸性，再滴入AgNO3溶液，观察 有无浅黄色沉淀生成； D．加入NaOH溶液共热，冷却后加入AgNO3溶液，观察有无浅黄色沉淀生成。 【例 2】分子式为 C4H9Cl 的同分异构体有 （ ） A.1 种 B.2 种 C.3 种 D.4 种 解析：首先写出碳链的异构，在每一种碳链的基础下再把氯原子取代上去看共有几种同 分异构体。 答案：D 【例3】 下列分子式只表示一种物质的是（ ） A、C3H6 B、C3H8 C、CF2Cl2 D、C2F2Cl2 解析：只表示同一种物质，说明这一分子式没有同分异构体，A 选项可表示丙烯或 环丙烷，B 选项表示的丙烷只有一种，C 选项是多卤代烃，由甲烷的结构考虑可知 也只有一种结构；D选项可看作乙烯分子中的四个氢被两个氯两个氟取代，两个氯 （或氟）可以取代同侧碳上的氢也可以取代不同的碳上的氢，另外还可有顺反异 构。 答案：BC 【变式】3，3，5，5-四乙基庚烷发生取代反应时，可得到一氯代物的种数是（ C ） A.1 B. 2 C. 3 D. 【例 4】从丙烯合成"硝化甘油"(三硝酸甘油酯)可采用下列四步反应, ⑴写出①、②、③、④各步反应的化学方程式,并分别注明其反应类型: ⑵请写出用丙醇作原料,制丙烯的反应的化学方程式并注明反应类型 解析： 水解(或取代)反应 酯化反应 考点 42 醇、酚 考点聚焦 1.掌握乙醇的主要化学性质； 2.了解醇类的结构特点、一般通性和几种典型醇的用途； 3.掌握苯酚的主要化学性质； 4.了解酚类的结构特点和苯酚的物理性质及用途； 5.认识有机物中原子与原子团之间的相互影响。 知识梳理 烃的衍生物：烃分子中的 H 被其它原子或原子团代替所得物质。 根据官能团的种类可分为： 一、醇、酚的定义：（注意它们的区别） 醇： 酚： 二、醇类 1、醇的分类 一元醇： 按羟基数目分 二元醇： 多元醇： 醇 饱和脂肪醇： 脂肪醇 按烃基的类别分 不饱和脂肪醇： 芳香醇： 2、醇的命名 CH2OH CH3CH2CHCH3 OH CH3CHCH2OH OH 1，2，3—丙三醇（甘油） 3、醇的同分异构体 醇类的同分异构体可有碳链异构、羟基的位置异构，相同碳原子数的饱和一元醇和醚是 类别异构。 思考：写出 C4H10O 的同分异构体。 4、醇的物理通性： ⑴熔沸点：a 比相应的烃高（分子间形成氢键）；b 随 n（C）的增大熔沸点升高； c 同 n（C）时，－OH 数目越多熔沸点越高。 ⑵溶解性：低级醇与水互溶（与水分子能形成氢键），随 n（C）的增大溶解性减小。 5、乙醇的化学性质（醇类的重要代表物） ⑴乙醇分子结构与化学性质的关系 在乙醇分子中，氧原子吸引电子的能力比氢原子和碳原子强，O—H 键和 C—O键的电子对 都向氧原子偏移。因而醇在起反应时，O—H 键容易断裂，同样 C—O 键也容易断裂。 置换、酯化———断裂 取代（HX）——断裂 催化氧化——断裂 分子内脱水（消去）——断裂 分子间脱水（取代）——断裂 ⑵化学性质 ①置换反应： （乙醇与金属钠的反应） ②消去反应： 说明： a．浓 H2SO4的作用： 、 b．混合液的配制：乙醇与浓硫酸体积比 1:3（如何混和？） c．温度控制：迅速将温度升到 170℃，不能过高或过低（原因） 温度计的水银球在 d．加热前加几粒碎瓷片，防止暴沸。 ③取代反应： （酸与醇的反应不都是酯化反应） ④氧化反应： a．燃烧氧化： b．催化氧化： c．强氧化剂氧化：酸性 KMnO4、K2Cr2O7（橙色→绿色） 小结：有机氧化还原反应：氧化反应：加氧或去氢，还原反应：加氢或去氧， ⑤酯化反应： 三、酚类 1、酚类知识： ⑴代表物：苯酚 ⑵苯酚的同系物：CnH2n—6O，如：CH3—C6H4—OH ①酚中烃基异构 ⑷酚的同分异构体 ②与芳香醇异构 ③与芳香醚 练习：写出 C8H10O，分子中含有苯环的有机物的同分异构体 2、物性： ⑴色、态、味： ⑵熔沸点：43℃（保存，使用） ⑶溶解性： ⑷毒性：有毒，对皮肤有腐蚀性（不慎沾到皮肤上应立即用 洗涤） 说明：在溶液中生成的苯酚一般以水合物的形式存在，呈液态，不溶于水，ρ＞1g·cm －3 3、结构特点： ⑴苯环与—OH 互相影响 苯环对—OH 的影响：C—O 极性减弱，O—H极性增强——酸性，显色 —OH 对苯环的影响：邻、对位 H活泼性增强——取代 ⑵苯酚—OH 中的 H原子与苯环不在同一平面内。 4、化学性质 ⑴弱酸性： 俗名石炭酸，加入石蕊不变色 1 酸性的验证：浊液中加入 NaOH 变澄清 ②酸性强弱及验证： a. 酸性 ： b. 弱酸性： 思考： —OH＋Na2CO3 → －ONa＋NaHCO3 ？ —OH＋NaHCO3 → －ONa＋CO2＋H2O ？ ⑵取代反应：（易与 Br2、HNO3发生苯环 H取代，不能发生－OH 取代） ①卤代（反应方程式）： 注意：a常温下浓溴水即能与苯酚反应，说明苯酚的取代比苯及同系物容易， b此反应常用于苯酚的定性检验、与定量测定， c （ －OH）的除杂与分离： ②硝化： 2，4，6－三硝基苯酚，俗名：苦味酸，烈性炸药 ⑶显色反应：苯酚＋Fe 3+ →溶液呈紫色（用于 Fe 3+ 和 －OH 的相互鉴别（方程式） ⑷其它反应：氧化反应、缩聚反应、酯化反应 5、苯酚的用途：重要化工原料，制酚醛树脂、染料、药品，稀溶液可用于防腐剂和消毒剂。 试题枚举 【例 1】乙醇能发生下列所示变化： CH3CH2OH A C2H4Br2 B C 试写出 A、B、C 的结构简式。 解析：根据所学知识得：CH3CH2OH 在浓 H2SO4作用下加热到 170℃，发生消去反应生成 CH2=CH2，CH2=CH2与溴水发生加成反应得到 CH2BrCH2Br，CH2BrCH2Br 与 NaOH 水溶液反应，两个 溴原子被两个—OH 取代，结构简式应为 CH2—CH2，由 B 到 C 的反应条件可知发生的是分子间 脱水反应，又因为 C 物质是环状结构，可推知 C 是由两分子 B 脱去两分子水形成的化合物， 浓 H2SO4 140℃ 浓 H2SO4 170℃ Br2水 C2H6O2 六元环 NaOH 水溶液 △ OH OH 结构简式为 CH2 O CH2 O H2C H2C 答案：A：CH2=CH2 B：CH2—CH2 C： CH2 O CH2 O H2C H2C 【例 2】实验室常用溴化钠，浓硫酸与乙醇共热来制取溴乙烷，其反应的化学方程式如下： NaBr＋H2SO4 NaHSO4＋HBr C2H5OH＋HBr  C2H5Br＋H2O 试回答下列各问： (1)第二步反应实际上是一个可逆反应，在实验中可采取______和______的措施，以提高 溴乙烷的产率． (2)浓 H2SO4在实验中的作用是________________，其用量(物质的量)应________于 NaBr 的用量(填大于、等于或小于)． (3)实验中可能发生的有机副反应(用化学方程式表示)是________和________． 解析：(1)乙醇与氢溴酸的反应是一个可逆反应： C2H5OH＋HBr C2H5Br＋H2O 在一定条件下会达到平衡状态．要提高溴乙烷的产率，就应设法使平衡正向移动． (2)浓硫酸在第一个反应中是反应物，用难挥发的硫酸与 NaBr 反应制取氢溴酸．在第二个 反应中浓 H2SO4作为吸水剂，以减少反应体系中的水，使平衡正向移动，故投料时浓 H2SO4 物质的量应大于 NaBr 物质的量． (3)浓 H2SO4 还具有脱水性，乙醇在浓 H2SO4 的作用下可发生分子内脱水生成乙烯，也可 能发生分子间脱水生成乙醚． 答案：(1)增大某种反应物的量，如加过量 NaBr 以增加 HBr 的量 减小某种生成物的量， 以使平衡正向移动，如加过量浓 H2SO4吸水 (2)在第一个反应中是反应物，在第二个反应中是吸水剂 大于 【例 3】乙醇的分子组成为 C2H6O，现采用实验方法确定一个乙醇分子里有几个氢原子能 被钠置换．测试装置如下图所示． OH OH 实验操作要点是：全部实验装置必须保证气密性良好；装置 A 要干燥，酸式滴定管中加 入无水乙醇；过量金属钠先在二甲苯(二甲苯不跟金属钠反应)中分散成米粒大小的颗粒；连接 B 和 C 的玻璃导管内先要充满水而又不能发生虹吸；从滴定管中缓缓滴入无水乙醇 VmL，同时 松开弹簧夹，氢气将水由 B 压入 C；待烧瓶恢复到常温后，测出 C 中所增加水的体积为 V1 mL．(气体体积已折算成标准状况) 回答下列问题： (1)如果实验开始前连接 B 和 C 的玻璃管内未充满水，则实验结果将__________． (2)如果用普通酒精代替无水乙醇做实验，则所得实验结果将____________． (3)连接 A 和 B 的导管的左段垂直部分要相当长，其作用是________________． (4)把金属钠粉末分散成小颗粒的目的是__________________ (5)若无水乙醇的密度为 g/mL，则乙醇分子中被钠置换的氢原子个数为______． 解析：这是一道定量实验题，题目从误差分析，装置的作用、药品的处理和化学计算等多 个角度提出问题，着重考查学生应用原有知识解决比较陌生的实际问题的能力，同时也能考 查学生的思维严密程度． 要能正确回答题中各问，首先必须弄清实验目的和原理．实验的目的即是测定出一个乙 醇分子里有几个氢原子能被钠置换．而实验原理是通过测定一定量的乙醇完全反应所产生氢 气的体积来推算出一个乙醇分子里究竟有几个氢原子能被钠置换． 不难知道，产生 H2 的体积：V(H2)＝(V1-V) mL 乙醇的物质的量：n(C2H6O)＝Vρ/46 mol 所以每个乙醇分子中可被置换的氢原子数 N(H)＝ mol 46/ L/mol 4.22 L/mL 10mL )(2 -3 1 V VV   ， 即 N(H)＝ V VV 5600 )(23 1  所以为使实验结果能精确，就必须精确测定 V和 V1，而不当操作则会引起误差．为使讨 论方便，我们将上式等效转化成下式： N(H)＝ )1( 5600 23 1  V V  其中 5600 23 为常数，且不论操作正确与否，数据处理时乙醇的体积数 V仍取测定值，故 V 也为一常数，因此误差分析时可以将不当操作都归结到对 V1 的影响，如果 V1 偏大，则结果偏 高，反之亦然． 如果实验开始前连接 B 和 C 的玻璃管内未充满水，则会使 V1 减小，故实验结果偏小；如 果用普通酒精代替无水乙醇，则会引起 V1 增大，故实验结果偏大． 从以上的误差分析可以总结出一条规律，即进行误差分析前首先必须建立一个数学模型 (即测量对象与所求对象的数学关系式)，然后在此基础上进行误差判断． 至于连接 A 和 B 的导管的左段垂直部分要相当长，原因是可以依靠外界冷空气使其冷凝 回流，防止其逸散，有利于乙醇完全反应．而把金属钠粉散成小颗粒，也是鉴于此目的． 答案：(1)偏小 (2)偏大 (3)使乙醇蒸气冷凝回流 (4)使之反应完全 (5) V VV 5600 )(23 1  考点 43 醛 考点聚焦 1.了解乙醛的物理性质和用途； 2.掌握乙醛与氢气的加成反应，乙醛的氧化反应； 3.了解醛类的一般通性，常识性的了解甲醛的性质和用途。 知识梳理 一、乙醛的物理性质 乙醛是一种 、 的 体，密度比水小，沸点 （20.8℃）易挥发，易燃烧， 能跟 、 等互溶。 二、乙醛的化学性质 乙醛的结构简式为 CH3—CHO，官能团为醛基（—CHO），由于醛基比较活泼，故乙醛可以 发生 反应和 反应。 ⑴加成反应（也可称为 反应）方程式： ⑵氧化反应 ①燃烧氧化： ②弱氧化剂氧化：银氨溶液，新制 Cu（OH）2 A．银镜反应 a、银氨溶液的制取： 加试剂的顺序 、加氨水的程度（直至最初产生的…） 方程式： b、银镜反应成功的关键：试管洁净（NaOH 洗涤）、配制准确、不能振动 c、银氨溶液应现配现用，反应后的溶液及时倒去 d、银镜的洗涤： e、用途：检验—CHO，工业制镜、保温瓶胆 B．与新制的 Cu（OH）2碱性悬浊液反应： 反应式： 用途：检验—CHO ③强氧化剂氧化：滴入酸性 KMnO4、溴水的现象？ ④催化氧化：2CH3CHO＋O2 → 2CH3COOH（工业制乙酸） 三、甲醛：CH2O，HCHO ，重要化工原料 ⒈物性：⑴俗名蚁醛，无色、强烈刺激性气味的 ，通常使用 HCHO（aq） ⑵35%~40%的甲醛水溶液——福尔马林 ⒉化性：⑴氧化反应 HCHO＋4Ag（NH3）2OH → HCHO＋4Cu（OH）2 → ⑵还原反应：HCHO＋H2→CH3OH 试题枚举 【例 1】某有机物的化学式为 C5H10O，它能发生银镜反应和加成反应。若将其跟 H2加成，所得 产物的结构简式可能是（ ） A．(CH3CH2)2 CHOH B.(CH3)3CCH2OH C.CH3CH2C(CH3)2OH D.CH3(CH2)3CH2OH 解析：根据题中所示的有机物化学式和性质，可知此有机物为饱和一元醛，其可能的同分 异构体有： CH3CH2CH2CH2CHO CH3CHCH2CHO CH3CH2CHCHO CH3 —C—CHO 醛跟 H2的加成反应是发生在 C H 上，使之转化为—C—OH，得到的醇羟基必定在碳链 的端点碳上。所以 A、C 选项均不可能。应是 B、D选项。 答案：B、D。 【例 2】使 30g 甲醛完全燃烧后的产物通过足量的 Na2O2，Na2O2增重的质量为（ ） A、10g B、15g C、20g D、30g 解析：把甲醛的分子式 CH2O 巧妙等效分解，重组变式为 CO·H2。它在燃烧过程中化合的 氧气又在通过 Na2O2时放出。其过程如下： CO2 Na2CO3 CH2O(或 CO·H2) H2O 2NaOH 生成物再等效分解、重组变式分别为：Na2O2·CO、Na2O2·H2，固体增加的质量等于原来 CH2O 的质量，故增重 30g。 答案：D 【例 3】以乙烯为初始反应物，可制得正丁醇（CH3CH2 CH2 CH2OH）。已知两个醛分子在一定条 件下可以自身加成。下列反应中的中间产物（Ⅲ）可看成是由（Ⅰ）中的碳氧双键打 开，分别跟（Ⅱ）中的 2-位碳原子和 2-位氢原子相连而得，（Ⅲ）是一种 3-羟基醛，此 醛不稳定，受热即脱水而生成不饱和醛（烯醛）： CH3 CH3CH3 H H CH3 O O2 Na2O2 Na2O2 △ H OHH R-CH2-CH=O+R-CH-CHO→R-CH2-CH-C-CHO RCH2CH=C-CHO （Ⅰ） （Ⅱ） （Ⅲ） 请运用已学过的知识和上述给出的信息，写出由乙烯制正丁醇各步反应的化学方程式（不 必写出反应条件）。 解析：题目要求由乙烯制正丁醇，显然一步反应是不行的，本题可采用逆推法。 正丁醇分子有 4 个碳原子，如何从 2 个碳原子的原料制得 4 个碳原子的产物？题目给 了新信息，能不能利用它作为桥梁？制正丁醇的前一步反应物又是什么？这样思考， 就容易得出如下思路： CH3CH2CH2CH2OH→CH3CH=CH-CHO→CH3-CH-CH2-CHO→CH3CHO→CH2=CH2 则以乙烯为起始反应物，其制法顺序则与上述相反。 答案：①CH2=CH2+H2O→CH3CH2OH ②2CH3CH2OH+O2→2CH3CHO+2H2O ③2CH3CHO→CH3CHCH2CHO ④CH3CHCH2CHO→CH3CH=CHCHO+H2O ⑤CH3CH=CHCHO+2H2→CH3CH2CH2CH2OH OH OH -H2O R R 考点 44 羧酸 酯 考点聚焦 1.认识羧酸和酯的组成和结构特点； 2.了解羧酸的简单分类和酯的物理性质及酯的存在； 3.掌握乙酸的酸性和酯化反应等化学性质，理解酯化反应的概念； 4.掌握酯水解反应的机理，并了解酯化反应和酯的水解是一对可逆反应。 知识梳理 一、乙酸 1.结构：分子式 最简式 结构简式： 2.物理性质： 乙酸俗称 ，它是一种无色 气味的 体，易挥发，熔、沸点较 ，其熔点 为 16.6℃时，因此当温度低于 16.6℃时，乙酸就凝成像冰一样的晶体，故无水乙酸又 称 。它易溶于水和乙醚等溶剂。 ⒊化学性质： ⑴酸性：CH3COOH＞H2CO3＞C6H5OH 设计一个简单的一次性完成的实验装置，验证乙酸、碳酸和苯酚溶液的酸性强弱。 ⑵酯化反应：CH3COOH＋C2H5OH CH3COO C2H5＋H2O 思考：你能设计实验方案证明酯化反应的脱水方式吗？ ①试剂加入顺序： ②加热目的： ③饱和 Na2CO3的作用： ④现象： 二、羧酸的基础知识 ⑴定义：由烃基或 H 与羧基相连的一类化合物，官能团为 —COOH ⑵分类： C 原子数目：低级，高级脂肪酸 脂肪酸 烃基种类 烃基的饱和情况：饱和，不饱和 芳香酸 一元羧酸 羧基数目 多元羧酸 ⑶饱和一元羧酸：CnH2nO2 ①酸 CnH2nO2的同分异构体的数目：看 R－COOH 中－R 的异构体数目 ②与 C 数相同的饱和一元酯异构 羧酸 ⑷物性：①熔沸点：随 n↑而升高 ②溶解性：随 n↑而减小（低级脂肪酸易溶，高级脂肪酸不溶） 二、酯 ⒈定义：酸（ 、 ）与醇发生酯化反应生成的一类有机化合物。 举例：CH3COOC2H5、C2H5ONO2、硝化甘油、油脂（脂肪、油）、涤纶树脂、有机玻璃 苹果、菠萝、香蕉中的香味物质 ⒉组成、结构、通式 有机酸酯的结构通式： 官能团： 饱和一元酯：CnH2nO2 ⒊分类： 有机酸酯 无机酸酯 普通酯 高级脂肪酸甘油酯——油脂 ⒋命名：某酸某酯 写出下列物质的结构简式： 乙二酸二乙酯、乙二酸乙二酯、二乙酸乙二酯、乙二酸乙二酯 ⒌物性：⑴低级酯具有芳香气味，可作香料； ⑵一般是比水 ， 溶于水的中性油状液体，可作有机溶剂。 ⒍化性： ⑴酯的重要性质：水解反应 1 水解条件： 2 水解方程式： ③与酯化反应的关系：互为可逆反应 RCOOH＋HO—R’ RCOOR’＋ H2O 思考：分析酯化反应正向和逆向进行的措施。 ⑵特殊的酯——甲酸酯：HCOOR ①水解；②氧化反应：能被银氨溶液、新制 Cu（OH）2碱性浊液氧化成 HOCOOR（碳酸 酯）（酯中只有甲酸酯才能发生银镜反应） 试题枚举 【例 1】下列说法正确的是（ ） A. 酯化反应的实质是酸与醇反应生成水，与中和反应相似 B. 醇与所有酸的反应都是酯化反应 C. 有水生成的醇与酸的反应并非都是酯化反应 D. 两个羟基去掉一分子水的反应就是酯化反应 解析：酯化反应是指酸与醇作用生成酯和水的反应，该反应是分子之间的反应，与中和 反应（离子间的反应）有明显的差异性，选项 A 不正确。无机含氧酸与醇也能发生酯化反应， 酸的种类 酸中 C 数目 酯 但无氧酸与醇作用的产物是卤代烃和水，并非酯和水，所以选项 B 错，C 正确。乙醇分子间脱 水生成乙醚，也非酯化反应，可见 D 也错误。 答案：C 【例 2】有机物 A 的分子结构为， 写出 A 实现下列转变所需的药品 （1）A 转变为 ， （2）A 转变为 ， （3）A 转变为 ， 解析：A 中所含羟基有三类① 酚羟基 ② 醇羟基 ③ 羧基中羟基。三者的酸碱性是不同 的，羧基酸性比碳酸强，比无机强酸的酸性弱，酚羟基酸性比碳酸弱，但比碳酸氢根离子酸 性强，醇羟基不电离，呈中性。三者与 Na、NaOH、Na2CO3、NaHCO3反应情况如下表： Na NaHCO3 Na2CO3 NaOH 醇羟基 反应 不反应 不反应 不反应 酚羟基 反应 不反应 反应 反应 羧基 反应 反应 反应 反应 据此可分析实现不同转化时所需的药品。 答案：（1）NaHCO3 （2）NaOH 或 Na2CO3 （3）Na 【例 3】某中性有机物 2168 OHC 在稀硫酸作用下加热得到 M和 N两种物质，N 经氧化最终可得 M，则该中性有机物的结构可能有（ ） A. 1 种 B. 2 种 C. 3 种 D. 4 种 解析：中性有机物 2168 OHC 在稀酸作用下可生成两种物质，可见该中性有机物为酯类。 由“N 经氧化最终可得 M”，说明 N 与 M 中碳原子数相等，碳架结构相同，且 N 应为羟基在碳 链端位的醇，M则为羧酸，从而推知中性有机物的结构只有 和 两种。 答案：见解析 【例 4】有一种广泛应用于汽车、家电产品上的高分子涂料，是按下列流程生产的，图中的 M （C3H4O）和 A都可以发生银镜反应，N 和 M 的分子中碳原子数相等，A 的烃基上一氯取代位置 有三种。 试写出： （1）物质的结构简式：A ，M ；物质 A 的同类别的同分异构体为 。 （2）N+B D 的化学方程式 。 （3）反应类型：x ，y： 。 解析：解本题的关键是 M 的结构简式的确定。题给条件中 M的信息较为丰富：M 能发生银 镜反应，表明其分子中含有—CHO；又 M 的化学式为 C3H4O，除去—CHO 外，其烃基为 C2H3—， 只可能为 CH2=CH—；再加上 M 是丙烯催化氧化的产物，且还可以继续氧化为 N。因此 M 一定是 CH2=CH—CHO，它氧化后的产物 N 为 CH2=CHCOOH。根据 D的化学式及生成它的反应条件，B 与 N 生成 D 的反应只能属于酯化反应；即 ，由质量守恒 定律可推得 B 的分子式应为：C4H10O，即 B为丁醇，故 A为丁醛。根据 A 的烃基上一氯取代物 有三种，则 A 的结构简式为 CH3CH2CH2CHO，它的同类物质的同分异构体为： 。D 的 结构简式为：CH2= 3222 )( CHCHCHCOOCH 。 答案：（1）CH3CH2CH2CHO，CH2=CHCHO， （2） （3）加成反应，加聚反应。 考点 45 油 脂 考点聚焦： ⒈了解油脂的组成和性质 ⒉掌握油脂的重要性质并了解其用途。 知识梳理： 一、油脂 ⒈油脂的定义： 。 常见的高级脂肪酸有： 、 、 、 。 ⒉油脂的结构通式： 。在结构式中，R1，R2，R3相同的称为 ， 不相同的称为 。天然油脂通常为 。 [思考]油脂是不是高分子化合物？混甘油酯是混合物吗？ ⒊油脂是 和 的合称。 在常温下呈液态，如：植物油。 在常温下呈 固态，如：动物油。 ⒋油脂的物理性质： 密度比水 ；不溶于 ，易溶于 ；粘度 ；油腻感；好溶剂；熔点 。 ⒌油脂的化学性质 油脂是重要的供能物质。油"所含"烃基"的饱和度低，则其熔点低，常温下呈液态。"脂肪"所 含"烃基"的饱和度高，则其熔点高，常温下呈固态。所以，可以采用"加氢"的方法，把饱和度 低的烃其变成饱和度高的烃基，从而将"油"变"脂肪"。 ⑴氢化反应（硬化反应） 写出油酸甘油酯加氢的化学方程式： 应用： 。 ⑵水解反应： ①酸性水解： 写出硬脂酸甘油酯酸性水解的方程式： 应用： 。 ②碱性水解（皂化反应）： 写出硬脂酸甘油酯碱性水解的方程式： 应用： 。 二、肥皂和洗涤剂 ⑴制皂过程： 将油脂与 混合煮沸，得到皂化混合液，再向混合液中加入 ，再过 滤即可得到高级脂肪酸盐。 [思考] ①所加入的物质的作用是什么？ ②由高级脂肪酸钠盐制成的肥皂，称为钠肥皂，又称 ；由高级脂肪酸钾 盐制成的肥皂，称为钾肥皂，又称 。 ③硬脂酸钠溶液能与 、 反应，生成难溶物，降低肥皂的洗涤效果。 ⑵"肥皂"的去污原理 ⑶"肥皂"与"合成洗涤剂"的比较 ⑷"合成洗涤剂"的优点、缺点及发展方向 试题枚举： 【例 1】下列各组中，所含物质不是同系物的是 （ ） A.硬脂酸甘油酯与三乙酸甘油酯 B.油酸与丙烯酸` C.甘油与软脂酸 D.丙烯酸与软脂酸 解析：硬脂酸与乙酸同为饱和一元酸，故 A 组为同系物；油酸与丙烯酸同为含一个 C=C 的一 元酸，故 B 组为同系物；C 组中甘油为醇，D 组中软脂酸为饱和一元酸 答案：CD 【例 2】下列关于油脂的叙述不正确的是 （ ） A.天然油脂没有固定的熔点和沸点 B.油脂是高级脂肪酸和甘油所生成的酯 C.油脂一般易溶于乙醇、苯、氯仿 D.油脂都不能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色 解析：天然油脂是混合物，所以 A 正确；B 叙述表达了油脂定义的内涵，B 正确；油脂易溶于 有机溶剂，C 正确；油是不饱和脂肪酸的甘油酯，含有不饱和烃基，D 错误。 答案：BC 【例 3】某天然油脂 1g，需 0.24gNaOH 才能完全皂化，又知该油脂 100g 完全催化加氢，需 H21.2g，则 1mol 油脂分子中平均含的双键个数为（ ） A.6mol B.3mol C.4mol D.5mol 解析：油脂中含有 3 个酯基，故 1mol 的油脂皂化时需 3mol 的 NaOH，所以根据题给条件可算 出油脂的相对分子质量为 500；100克油脂即 0.2mol油脂能与 0.6mol的 H2加成，故 1mol 油脂分子中含有的双键个数为 3mol。 答案：B 【例 4】可以判断油脂皂化反应基本完成的现象是（ ） A.反应液使红色石蕊试纸变蓝色 B.反应液使蓝色石蕊试纸变红色 C.反应后静置，反应液分为两层 D.反应后静置，反应液不分层 解析：油脂与 NaOH 溶液未反应前分层，发生完全皂化反应后，生成高级脂肪酸钠盐，甘油和 水的混合物，不会出现分层现象，故 C 错。高级脂肪酸钠为强碱弱酸盐，水解呈碱性， 即皂化反应前后反应液均呈碱性，不能依据石蕊试纸变蓝判断反应是否完成，故 A、B 错。 答案：D 【例 5】如果 11.5t 硬脂酸甘油酯在 NaOH 溶液中皂化时，仅有 85%的硬脂酸甘油酯反应，得 到的硬脂酸钠可制成含硬脂酸钠 60%的肥皂多少吨？ 解析：油脂都是三元酯，所以皂化反应时，1mol 硬脂酸甘油酯在 NaOH 溶液中生成 3mol 硬脂 酸钠。所以，11.5t×85%×3×306÷890÷60%=16.80t 答案：16.80t 考点 46 糖 类 考点聚焦： ⒈握单糖的代表物——葡萄糖；二糖的代表物——蔗糖；多糖的代表物——淀粉和纤维素的 组成和重要的化学性质以及相互转化关系； ⒉了解果糖、麦芽糖的组成和化学性质； ⒊通过单糖、多糖等探究试验，进一步体验对化学物质的探究过程。 知识梳理： 糖类 ⒈定义：糖类一般为 和 以及能水解生成它们的化合物。 ⒉分类：糖类可分为 、 和 。 ⒊单糖： 葡萄糖 果糖 分子式 分子结构 物理性质 化 学 性 质 加成反应 银镜反应 与新制Cu(OH)2的反应 供能反应 制乙醇 存在 用途 ⒋二糖 蔗糖 麦芽糖 分子式 分子中是否含有醛基 物理性质 化 学 性 质 水解反应 存在 ⒌多糖 多糖的代表物为淀粉和纤维素，淀粉和纤维素都可用 表示，为天然高分子化合物（思 考：它们能否称为同分异构体？），其分子中含有的官能团为 ，所以又可以 用 表示。 淀粉 纤维素 物理性质 化学性质 水解反应 酯化反应 [思考]设计一个实验证明淀粉的水解产物中含有葡萄糖，以及检验淀粉是否已经完全水解。 试题枚举： 【例 1】分别取 1mol 葡萄糖进行下列实验： ⑴银镜反应时，需银氨络离子 mol，反应后葡萄糖变为 （名称），其结构 简式为 。 ⑵与乙酸反应生成酯，从理论上讲完全酯化需要 g 乙酸。 ⑶若使之完全转化为 CO2和 H2O，所需氧气的体积在标准状况下为 L，反应的化学 方程式为 。 解析：根据葡萄糖的组成、结构和性质进行推断，即：银镜反应时，每摩尔醛基被 2mol 银氨 络离子氧化，反应后葡萄糖转化为葡萄糖酸铵。葡萄糖分子中含有 5 个羟基，完全酯 化时，从理论上讲，每摩尔葡萄糖需 5mol 乙酸。若使每摩尔葡萄糖完全转化为 CO2和 H2O 需 6mol 氧气。 答案：⑴2 葡萄糖酸铵 CH2OH(CHOH)4COONH4 ⑵300 ⑶134.4 CH2OH(CHOH)4CHO+6O2→6CO2+6H2O 【例 2】对于淀粉和纤维素两种物质，下列说法正确的是（ ） A.二者都能水解，且水解的最终产物相同 B.二者含有 C、H、O 三种元素的质量分数相同，因此互为同分异构体 C.它们均属于糖类，且都是高分子化合物 D.都可以用(C6H10O5)n 表示，但淀粉能发生银镜反应而纤维素不能 解析：淀粉和纤维素水解后都生成葡萄糖，A 正确；虽然两者的结构简式相同，但两者的聚合 度 n 的值不同，所以 B 错误；它们都属于多糖，且都是高分子化合物，C 正确；淀粉和纤 维素分子中都不含有醛基，所以都不能发生银镜反应。 答案：AC 【例 3】某学生进行蔗糖的水解实验，并检验水解产物中是否含有葡萄糖。他的操作如下：取 少量蔗糖加适量水配成溶液；在蔗糖溶液中加入 3-5 滴稀硫酸；将混合液煮沸几分钟， 冷却；在冷却后的溶液中加入银氨溶液，水浴加热。实验结果没有银镜产生。 ⑴其原因是（ ） A.蔗糖尚未水解 B.煮沸后的溶液中没有加碱中和作为催化剂的酸 C.加热时间不够 D.蔗糖水解后的产物中无葡萄糖 ⑵正确的操作是 。 解析：蔗糖在稀硫酸中加热发生水解反应生成葡萄糖和果糖。葡萄糖中含有醛基可发生银镜 反应，但反应必须在碱性条件下进行，本题没能出现银镜的原因是未加中和催化剂的 碱。 答案：⑴B ⑵待煮沸后的溶液冷却后加入适量的 NaOH 溶液至溶液呈弱碱性，再加入到新制的银氨 溶液中进行实验 【例 4】有三瓶失去标签的无色透明液体，分别为葡萄糖溶液、蔗糖溶液和淀粉溶液，怎样用 实验的方法将它们鉴别出来。 解析：碘水是检验淀粉的常用试剂。葡萄糖含有醛基，能与新制的 Cu(OH)2悬浊液在加热时产 生红色沉淀，蔗糖不含醛基，所以不能发生类似的反应 答案：分别取三种溶液少量，分别加入碘水，溶液变蓝的是淀粉溶液。另取另外两种无色溶 液少许，分别加入新制的 Cu(OH)2悬浊液，加热至沸腾，生成红色沉淀的为葡萄糖，无 明显现象的为蔗糖溶液。 考点 47 蛋 白 质 考点聚焦： ⒈能说出氨基酸组成、结构特点和主要的化学性质，了解蛋白质的组成、结构和性质。 ⒉常识性了解酶、核酸。 知识梳理： 一、蛋白质 ⒈蛋白质的组成元素有： ，它的相对分子质量从 到 ， 为天然高分子化合物，水解最终产物为氨基酸，故氨基酸为蛋白质的基石。 [思考]蛋白质分子中的四级结构的排布方式？ ⒉氨基酸的组成：氨基酸为羧酸分子中烃基上的 被 取代后的产物，即分子中 同时含有 和 。 常见的几种氨基酸的结构简式： 甘氨酸： ； 丙氨酸： ； 苯丙氨酸： ； 谷氨酸： 。 ⒊氨基酸的性质 ⑴物理性质 天然的氨基酸均为 晶体，熔点 200-300℃，可溶于水，不溶于乙醚。 ⑵化学性质：-NH2 碱性 -COOH 酸性 ①两性： 写出甘氨酸与 NaOH 和 HCl 反应的化学方程式： ②酯化反应 写出甘氨酸与乙醇酯化的化学方程式： ③缩合反应： 一分子氨基酸中的氨基与另一分子氨基酸中的羧基，消去一个水分子，经缩合反应 而生成的产物叫肽。如两分子氨基酸可缩合成二肽： 写出丙氨酸缩合成肽的化学方程式： ⒋蛋白质的性质 ⑴两性 蛋白质是有多个氨基酸脱水形成的多肽，多肽链两端存在着氨基与羧基，侧链中也有 氨基和羧基，故有两性，能与酸、碱反应生成盐。 ⑵水解反应 在酸、碱或酶的作用下，蛋白质能发生水解反应，最终生成氨基酸。 [友情提示]天然蛋白质水解的最终产物都是α-氨基酸。 ⑶盐析 ①概念：少量的盐（如 、 、 等）能促进蛋白质的溶解。当向蛋白 质溶液中加入的盐达到一定浓度时，反而使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出，这种作 用称为盐析。 ②盐析可用来分离、提纯蛋白质。 ⑷变性 ①概念：在某些物理因素或化学因素的影响下，蛋白质的理化性质和生理功能发生改 变的现象，称为蛋白质的变性。 ②使蛋白质变性的因素： 物理因素： ； 化学因素： 。 ③蛋白质盐析与变性的比较 盐析 变性 变化条件 变化实质 用途 ⑸颜色反应 向鸡蛋白质溶液中加入浓 HNO3时，会产生 现象。 ⑹灼烧时有烧焦的羽毛气味 ⒌蛋白质的用途 ⑴ ； ⑵ ； ⑶ ； ⑷ 。 二、酶 ⑴酶的含义 酶是一类由细胞产生的、对生物体内的化学反应具有催化作用的蛋白质。 ⑵酶的催化作用具有以下特点： ⒈条件 ，不需 。 ⒉具有高度的 。 ⒊具有 的催化作用。 酶作催化剂的优点： ⑴脱离生物体不会失去催化能力； ⑵条件温和、不需要加热； ⑶反应速度快、效率高； ⑷具有专一性、无副反应。 三、核酸 ⑴概念：核酸是一类含磷的生物高分子化合物，一般由几千到几十万个原子组成，相对分 子质量达十几万至几百万。 ⑵分类： 脱氧核糖核酸（DNA） 核酸 核糖核酸（RNA） 试题枚举： 【例 1】蛋白质在 条件下发生水解，水解的最终产物是 ，产物中官能团 名称为 和 。最简单的氨基酸称为 ，结构简式 为 。使蛋白质发生可逆的凝聚现象，叫 ；发生不可逆的凝聚 现象，叫 ，如加入 。 答案：酸碱或蛋白酶 α—氨基酸 氨基 羧基 α—氨基乙酸 HN2—CH2—COOH 盐析 变性 重金属盐 【例 2】约翰·芬恩等 3 位科学家因在蛋白质等大分子研究领域的杰出贡献获得了 2002 年的 诺贝尔化学奖。下列有关说法正确的是（ ） A.蚕丝、羊毛、棉花的主要成分都是蛋白质 B.蛋白质溶液不能产生丁达尔效应 C.蛋白质溶液中加入 CuSO4溶液产生盐析现象 D.蛋白质在紫外线的照射下会失去生理活性 解析：A 中的棉花的主要成分不是蛋白质而是纤维素；B 中蛋白质溶液是胶体；重金属盐和紫 外线都能使蛋白质发生变性 答案：D 【例 3】下列关于酶的说法中，不正确的是（ ） A.酶是一种氨基酸 B.酶是一种蛋白质 C.酶是生物体产生的催化剂 D.酶受到高温或重金属盐等作用会变性 解析：酶是一种特殊的蛋白质，是生物体产生的具有一定催化作用的物质，因此它具有蛋白 质的性质，同时还具有一般蛋白质不具有的性质 答案：A 【例 4】下列作用中，不属于水解反应的是（ ） A.吃馒头，多咀嚼后有甜味 B.淀粉溶液和稀硫酸共热一段时间后，滴加碘水不显蓝色 C.不慎将浓硝酸沾到皮肤上会出现黄色斑 D.油脂与 NaOH 溶液共煮后可制得肥皂 解析：A 中在唾液中的淀粉酶的催化下，使淀粉水解变为麦芽糖；B 中淀粉溶液和稀硫酸共热 时，淀粉水解为葡萄糖，因而滴加碘水不显蓝色；C 中浓硝酸与蛋白质发生颜色反应， 不属于水解反应；D 中油脂水解为甘油和高级脂肪酸的钠盐 答案：C 【例 5】天然蛋白质遇浓硝酸显黄色，水解产物中含有 A；A 由 C、H、O、N 四种元素组成， A 能与烧碱溶液反应。一定条件下，两分子 A 发生缩合反应生成 B 和一分子水，B 的相对 分子质量为 312。据此推断 A 和 B 的结构简式。 解析：（1）由水解产物逆推 A 的相对分子质量。2A→B+H2O，根据质量守恒，A 的相对分子质 量=1/2(312+18)=165。（2）从蛋白质遇硝酸变黄，推断出该蛋白质分子中含有苯环，因 而 A 分子中应含有苯环、羧基、氨基。（3）天然蛋白质水解成α-氨基酸。 答案： A 为 B 为 —CH2CHCOOH NH2 NH2 COOH O —CH2CH—C—NH—CH—CH2— == 考点 48 高分子化合物 考点聚焦 1．合成有机高分子化合物的基本方法； 2．理解加聚反应和缩聚反应的特点，能够进行单体与聚合物结构简式的互相推断； 3．了解有机高分子化合物的结构特点和基本性质； 4．了解常见合成高分子材料的品种、性能和用途； 5．常识性了解新型高分子材料。 知识梳理 一、有机高分子化合物基础知识： ⒈定义：由 组成，M ＞ 的有机物，又叫 或 。 ⒉有关概念 ⑴结构表示形式 ⑵链节、聚合度、单体 ⒊合成有机高分子化合物的反应类型：聚合反应 二、合成高分子材料 塑料：如聚乙烯、聚丙烯、聚氯工烯等。 三 塑料 大 塑料：酚醛塑料 来源 天然有机高分子： 合成有机高分子： 单聚：一种单体加聚，烯烃、二烯烃、醛（酮） 共聚：2 种或 2 种以上单体加聚，烯烃＋烯烃、烯烃＋二烯烃…… 加聚反应 ⑷聚醚： ⑴酚醛缩聚： 缩聚反应 ＋nHCHO OH n 催化剂 Δ 二元醇、酸缩聚： 羟基酸缩聚： ⑵聚酯 氨基酸缩聚： 二元酸、胺缩聚： ⑶聚酰胺 合 “六大纶”：氯、涤、锦、维、丙、腈 成 合成纤维 材 特种纤维：芳纶纤维、碳纤维、耐辐射纤维、光导纤维 料 通用橡胶：丁苯橡胶，顺丁橡胶，氯丁橡胶 合成橡胶 特种橡胶：硅橡胶、聚硫橡胶 三、功能高分子材料： ⒈功能高分子材料 ⒉复合材料 试题枚举 【例 1】橡胶属于重要的工业原料。它是一种有机高分子化合物，具有良好的弹性，但强度 较差。为了增加某些橡胶制品的强度，加工时往往需进行硫化处理。即将橡胶原 料与硫磺在一定条件下反应；橡胶制品硫化程度越高，强度越大，弹性越差。下 列橡胶制品中，加工时硫化程度较高的是（ ） A.橡皮筋 B.汽车外胎 C.普通气球 D.医用乳胶手套 解析：橡皮筋和普通气球的弹性好，所以硫化程度小，汽车外胎与医用乳胶手套相比，前 者要承受更大的压力，所以制汽车外胎的橡胶硫化程度最高。 答案：B 【例 2】下列物质中，属于高分子化合物的是（ ） A.淀粉 B.油脂 C.棉花 D.蔗糖 解析：油脂是油和脂肪的总称，它是高级脂肪酸甘油酯，蔗糖是二糖，分子式为 C12H22O11， 油脂和蔗糖的相对分子质量均较小，两者均不属于高分子化合物；棉花的主要成分 是纤维素，淀粉和纤维素都是天然高分子化合物。 答案：A、C 方法要领：高分子化合物的相对分子质量应大于 10000，已学的高聚物有：聚乙烯、聚氯 乙烯、酚醛树酯、蛋白质、聚异戊二烯等。且所有高分子化合物均是混合物（n 为一定范围值） 【例 3】合成结构简式为[CH2-CH=CH-CH2-CH-CH2]n的高聚物，其单体是（ ） C6H5 ①苯乙烯 ②丁烯 ③丁二烯 ④丙炔 ⑤苯丙烯 A.①② B.④⑤ C.③⑤ D.①③ 解析：本题考查学生是否能运用弯箭头法求有机高聚物的单体。从链节的一端开始，把键 收回，-CH2-CH-CH2-CH=CH-CH2-，得 CH=CH2和 CH2=CH-CH=CH2。把单键变双 C6H5 C6H5 键，双键变单键，遇到碳超过五价，则令其断键即可。 答案：D 方法要领：根据高聚物结构简式推断其单体，可用弯箭头法。 【例 4】Nomex 纤维是一种新型阻燃性纤维，它是由间苯二甲酸和间二苯胺在一定条件下 以等物质的量缩聚合成，请把 Nomex 纤维结构简式写在下面的方框中。 NH2 NH2 (缩聚物) COOH COOH (间苯二甲酸) (间苯二胺) 解析：将形成肽键的知识迁移应用于形成 Nomex纤维即可。可按以下思路进行： ⑴－COOH 与-NH2以 1:1 缩合形成什么结构？（肽键：－CO－NH－） ⑵Nomex纤维是高分子化合物，还是低分子化合物？ ⑶Nomex纤维的结构简式能否写成二分子缩合结构？ ⑷间苯二甲酸两个-COOH 和间苯二胺上的两个-NH2在缩聚相互结合的可能性是否 均等？ ⑸将两个单体结构简式分别沿纸平面旋转 600，其结构简式怎样写？ [ ] ⑹Nomex 纤维的结构简式怎样写？ 答案： 方法要领：这是由-COOH 与-NH2通过脱水后形成的高聚物。由氨基酸缩聚为蛋白质的原理： 氨基（-NH2）与羧基（-COOH）缩去-H 和-OH（生 成 H2O），余下部分相连为缩聚物。把此原理迁移到 本 题 得解。 注意：（1）官能团在苯环中处于间位上；（2）由于没有弄清题意而写成二分子缩合物。 【例 5】某种 ABS 工程树脂，由丙烯腈（CH2=CHCN，符号 A）、1，3-丁二烯（CH2=CH-CH=CH2， 符号 B）和苯乙烯（C6H5-CH=CH2，符号 S）按一定配比共聚而得。 （1）A、B 和 S 三种单体中，碳氢比（C:H）值最小的单体是 。 （2）经元素分析可知该 ABS 样品的组成为 CaHbNc(a、b、c 为正整数)，则原料中 A 和 B 的物质的量之比是 （用 a、b、c 表示）。 解析：三种单体分子式分别为 A：C3H3N、B：C4H6、S：C8H8，只有丁二烯 C4H6的碳氢 比小于 1。设 A、B、C 物质的量分别为 x、y、z，则： a=3x+4y+8z b=3x+6y+8z 解得：x=c、y=(b-a)/2. c=x 【一题多解】只有丙烯腈含 N，且其为 c；A 和 S 中 C、H原子数比相等，B中 H比 C多 2个， 即 ABS 中 H 比 C 每多 2 个，含 1 个丁二烯分子。故丁二烯为(b-a)/2。 答案：（1）1，3-丁二烯（写 B 或写结构简式也可） （2）c:(b-a)/2[或 2c:(b-a)] 方法要领：善于把结构简式化为分子式，即可快速求出原子个数比。抓住原子守恒列式 求丁二烯数目。 HOOC COOH H2N NH2 H H HOOC COOH HN NH 考点 49 研究有机化合物的一般步骤和方法 考点聚焦 1．了解研究有机化合物的一般步骤； 2．掌握有机物的分离与提纯方法（蒸馏法、重结晶法、萃取法等）； 3．了解测定有机化合物元素含量、相对分子质量的一般方法； 4．掌握确定有机化合物的分子式； 5．理解理解鉴定有机化合物结构的一般过程和方法。 知识梳理 练习：请在研究有机化合物的一般步骤下面的括号内填写相应的研究方法： ↓ ↓ ↓ ↓ （ 、 、 ）（ ） （ ） （ 、 ） 一、分离、提纯的方法 思考：⑴分离与提纯的区别；⑵除杂三原则： 、 、 。 ⒈蒸馏 ⑴蒸馏法适用于 的有机混合物的分 离。 ⑵必须的玻璃仪器和用品 温度计水银球位于 ；加热前加素烧瓷片，目的是 。 ⒉重结晶： 重结晶适用于 的有机混合物的分离与提纯。 对溶解度的要求：杂质 ，被提纯的有机物 。 操作步骤： → → 所需玻璃仪器有 。 ⒊萃取： 萃取适用于 ； 萃取剂的要求 ； 仪器： ； 操作：振荡，静置分层，打开 口活塞，下层液体从 口放出，上层液体从 口倒出。 其它分离、提纯的方法还有（至少写 3 种） 。 二、元素分析与相对分子质量的测定 ⒈元素分析的目的是 ， 常用分析方法是 思考：如何进行元素 C、H、O、N、X 的测定？ ⒉相对分子质量的测定 测定方法 ，该法是现代最快速、微量、精确测定相对分子质量的方法，该法测 出的 的数值即为未知物的相对分子质量 简介：其它测定 M 的方法：标态密度法、相对密度法、设 n 法 三、有机物分子式的确定： ⒈最简式法：先由各元素的质量分数求出最简式 ，再由 Mr 求出分子式。（元素种类较少） n(C)∶n(H)∶n(O)＝ω(C)/12∶ω(H)/1∶ω(O)/16 ⒉设 n 法：由元素 X 的ω（X）＝n(X)·Ar(X)/Mr，得出分子中 X 的原子个数为： n(X)＝ω(X)·Mr/Ar(X) ⒊商余法：Mr÷12＝x……y ，分子式为 CxH y，然后用替换法写出可能的分子式 C～12H、O～CH4 如：Mr＝58，58÷12＝4…10，C4H 10，C3H6O，C2H2O2 ⒋比例法：已知燃烧、反应前后的质量、物质的量、体积的定量关系 ⒌通式法：根据题意先设有机物的分子式，再由题中条件立方程式（组）解答 ⒍平均分子式法：C2.5H4 ⒎其它方法：根据分子结构图、球棍模型或比例模型确定 四、分子结构的鉴定 ⒈分子结构鉴定的常用方法： ⑴化学方法：设计实验，利用特征反应鉴定出官能团，再制备它的衍生物进一步确认。 ⑵物理方法：质谱、 、紫外光谱、 等。 ⒉红外光谱： 原理： 在红外光谱图上的位置不同→含有 。 ⒊核磁共振氢谱： 原理：不同化学环境中的 原子的核磁共振氢谱图上的位置不同，且吸收峰的面积（高 度）与 原子数成正比→有机物中有几种不同类型的 原子及 原子数目。 试题枚举 【例 1】某气态烃 1L（标态）跟适量 O2用电火花点燃，二者确好完全反应，生成物在 1atm、 273℃时体积为 xL ，冷却到标态时体积为 yL，则该烃的分子式为 。 解析：本题用比例法求解。根据阿伏加德罗定律可知：同温、同压时气体的体积之比等于 物质的量之比，气态烃 1L（标态）与 CO2 yL（标态）的条件相同，具有可比性得出 该烃中含有 y 个 C 原子；而 xL 为 H2O、CO2在 1atm、273℃时体积，与烃的体积 1L 条件不同，要将体积转化为同一条件才可比较，可统一转化为 1atm、273℃，此时气 态烃的体积为 2L，水的体积为 x－2y，由此推出烃分子中 H 个数为 x－2y。 答案：CyHx－2y 【例 2】 下列是烃的衍生物中四个常见分子（溴乙烷、乙醇、乙醛、乙酸）的比例模型， 其中表示乙醛分子的是（ ） 解析：根据题给条件， 4 种分子中均只有 2 个 C 原子，且均含有有－CH3，从图中可看出左 边为－CH3，与－CH3相连的黑色原子为 C 原子，与该 C 原子相连的白色原子为 H， 黑色原子为 O 或 Br，根据各原子的成键数目及特点，可推出四种物质： A 为乙酸，B 为乙醇，C 为溴乙烷，D为乙醛。 答案：D 【例 3】烃 A 的蒸汽对 N2 的相对密度为 5.07，若 A 为链烃，其分子式为 其同分异 构体中支链最多的一种异构体的名称是 若 A 为环烃，其分子式为 。 解析：商余法解题的步骤是：Mr÷12＝x……y ，分子式为 CxH y，在此基础上，可用 C~12H、CH4 ~O、2CH4 ~2O 的式量相等进行替代，可得到多个符合题意的分子式。 但替代后所得分子式中 H 原子数不得超过 C 原子数的 2n＋2 个。 本题中 Mr(A)＝5.07×28＝142 , 142÷12＝10……22 C10H22 ，用 1 个 C 替换 12 个 H 可得另一符合题意的分子式：C11H10 答案：C10H22 2,2,3,3,4—三甲基戊烷或 2,2,3,4,4—三甲基戊烷 ，C11H10 。 【例 4】两种气态烃以任意比例混合，在 105 ℃时 1 L 该混合烃与 9 L 氧气混合，充分燃烧 后恢复到原状态，所得气体体积仍是 10 L。下列各组混合烃中不符合．．．条件的是 A.CH4、C2H4 B.CH4、C3H6 C.C2H4、C3H4 D.C2H2、C3H6 解析：由题意 T＞100 ℃(水为气体)。而此状况下燃烧前后体积不变，则烃分子含氢原子数 等于 4。所以选 B 项；又两烃是以任意比例混合，则 D 项也应选。故此题选 B、D。 答案：BD 【例 5】质子核磁共振谱(PMR)是研究有机物结构的有力手段之一，在所研究的化合物分子 中，每一结构中的等性氢原子在 PMR 谱中都给出了相应的峰(信号)。峰的强度与结 构中的 H 原子数成正比，例如乙酸分子的 PMR 谱中有两个信号峰，其强度比为 3:1。 现有某化学式为 C3H6O2的有机物的 PMR 谱有三个峰，其强度比为 3:2:1，则该有机 物的结构简式不可能是（ ） A．CH3CH2COOH B．CH3COOCH3 C．HCOOCH2CH3 D．CH3COCH2OH 简析：在 PMR 谱中，等性氢原子都给出了相应的峰(信号)，峰的强度与结构中的 H 原 子数成正比。因此 PMR 谱有三个峰说明有三种化学环境不同的氢原子，而且其个数 比为 3:2:1。 答案：B 【例 6】在一定条件下，萘可以被硝酸和硫酸的混合酸硝化生成二硝基物，它是 1，5—二 硝基萘 、1，8－二硝基萘 的混合物，后者可溶于质量分数大于 98%的硫酸，而前者不能。利用这一性质可将这两种异构体分离。将上述硝化产物加 入适量 98%的硫酸，充分搅拌，用耐酸漏斗过滤，欲从滤液中得到固体 1，8－二硝 基萘，应采用的方法是（ ） A．蒸发浓缩结晶 B．向滤液中加水过滤 C．用碳酸钠溶液处理滤液 D．将滤液缓缓加入水中 简析：本题的关键是读懂题意，加入 98%的硫酸后，1，5—二硝基萘不溶解，而 1，8－二 硝基萘溶于硫酸，这样得到了固体与液体的混合物，要用过滤的方法分离；分离后 再将硫酸稀释，1，8－二硝基萘也析出，但只能将滤液缓缓加入水中，否则导致事 故的发生。另外，不能将滤液用碳酸钠溶液处理，因该操作危险又浪费试剂。 答案：D 考点 50 有机反应类型与有机合成 考点聚焦 1．掌握常见的有机反应类型，能进行判断； 2．掌握常见官能团的引入、消除和衍变及碳骨架增减的方法； 3．掌握有机合成路线的选择和有机合成的常规方法； 4．能根据有机物的化学反应及衍变关系，合成具有指定结构简式的产物。 知识梳理 一．重要反应类型： 1.取代反应 ⑴定义： ； ⑵反应特点 ； ⑶举例： 。 2.加成反应 ⑴定义：有机分子中含有 ，当打开其中一个键或两个键后， 与其他原子或原子团直接加合生成一种新分子的反应。 ⑵举例： 。 3.消去反应 ⑴定义： ； ⑵举例： 。 ⑶能够发生消去反应的物质有 ； 思考：这些物质都能发生该反应吗？ 4.氧化反应 ⑴定义： ； ⑵类型： ①燃烧氧化②弱氧化剂氧化③强氧化剂氧化④催化氧化： 练习：写出乙醛发生银镜反应的反应式 5.聚合反应 ⑴加聚反应: 单体的结构特点：含有不饱和键，如：C＝C、C≡C、C＝O ⑵缩聚反应 单聚：一种单体加聚，烯烃、二烯烃、醛（酮） 共聚：2 种或 2 种以上单体加聚，烯烃＋烯烃、烯烃＋二烯烃…… 加聚反应 ⑷聚醚： ⑴酚醛缩聚： 缩聚反应 ＋nHCHO OH n 催化剂 Δ 二元醇、酸缩聚： 羟基酸缩聚： ⑵聚酯 氨基酸缩聚： 二元酸、胺缩聚： ⑶聚酰胺 三、有机合成 ⒈定义：有机合成指利用简单、易得的原料，通过有机反应，生成具有特定结构和功能的 有机化合物。 ⒉过程： ⒊表达方式：合成路线图 ⒋合成方法： ①识别有机物的类别，含何官能团，它与何知识信息有关 ②据现有原料，信息及反应规律，尽可能合理把目标分子分成若干片断,或寻求官能团的 引入、转换，保护方法或设法将各片断拼接衍变 ③正逆推，综合比较选择最佳方案 ⒌合成原则: ①原料价廉，原理正确 ②路线简捷，便于操作，条件适宜 ③易于分离，产率高 ⒍解题思路: ①剖析要合成的物质(目标分子)，选择原料，路线(正向、逆向思维，结合题给信息) ②合理的合成路线由什么基本反应完全，目标分子骨架 ③目标分子中官能团引入 ⒎官能团引入: 官 能 团 的 引 入 -OH R-X+H2O；R-CHO+H2；R2C=O+H2；-C=C-+HOH；R-COOR’+HOH -X 烷+X2；烯+X2/HX；R-OH+HX C=C R-OH 和 R-X 的消去,炔烃加氢 -CHO 某些醇氧化；烯氧化；炔水化；糖类水解；R-CH=CH2+O2； 炔+HOH； R-CH2OH+O2 -COOH R-CHO+O2；苯的同系物被强氧化剂氧化，羧酸盐酸化；R-COOR’+H2O -COO- 酯化反应 试题枚举 【例 1】 有机化学中取代反应范畴很广。下列 6 个反应中属于取代反应范畴的是(填写相应 的字母)（1997 年全国高考题） A. 50 ℃ 浓+HNO3 +H2O NO2 A B C 反应物 反应条件 反应物 反应条件 …… D 基础原料 辅助原料 1 ……中间体 1 辅助原料 2 辅助原料 3 副产物 1 中间体 2 副产物 2 目标产物 Δ 浓 H2SO4 B.CH3CH2CH2CH(OH)CH3 CH3CH2CH=CHCH3 + H2O C.2CH3CH2OH CH3CH2OCH2CH3 + H2O D.(CH3)2CHCH=CH2+HI (CH3)2CHCH(I)CH3 + (CH3)2CHCH2CH2I (多) (少) E.CH3COOH+CH3OH CH3COOCH3+H2O F.(RCOO)3C3H5+3H2O 3RCOOH+C3H5(OH)3 (式中 R 是正十七烷基) 解析:取代反应是指有机物分子中的原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应。从 形式上看有机物分子中断下一个原子或原子团，同时连上一个原子或原子团的反应均是取代 反应。硝化、酯化、水解、缩合等反应，并不是与取代反应并列的反应类型，而是取代反应 的亚类型。根据取代反应的定义可以看到，萘的硝化、由乙醇生成乙醚、乙酸与甲醇的酯化 以及酯的水解都是前者的 H 原子或原子团被其它基团所代替。故这四个有机反应都属于取代 反应的范围。 本题常见的错解是：选 A、B；或只选 A，少选 C、E、F。主要错误的原因是对取代反应的 定义理解过于狭隘，并不能按试题所给信息和取代反应的定义做出正确判断（如把熟悉的醇 的分子内脱水、酯的水解漏选）。此外，自学能力存在缺陷，不会挖掘相关化学知识的内在联 系并进行归纳。在中学范围内，取代反应包括烷烃与卤素单质的反应，苯及其同系物与卤素 单质在苯环上或侧链上取代反应，苯的硝化、磺化反应，醇的分子间脱水、醇与氢卤酸反应， 酯化反应、卤代烃及酯的水解反应，苯酚与浓溴水反应等。 答案:A、C、E、F 【例 2】以 为主要原料合成 解析： 表面变化－CH3 －COOH(无法一步实现),充分利用原有活性官能团：C＝C 由此可知:－COOH中 C 并非来自－CH3,原有双键打开后又重新形成 本题知识要点:① 什么样结构的醇能氧化? ② 醇发生消去形成 C＝C . 【例 3】 已知 3HC≡CH 由乙醇为主要原料合成有机产物 解析：用切割法和倒推法 C CH 3 CH 2 Br2 Br CH Br 3 C CH 2 CH C 2CH 3 OH OH O2 Cu.△ OH C CH 3 CHO O2 Cu.△ OH COOH C C H HH 浓 H2SO4 △ COOH 2H C C C CH 3 CH 2 COOH C 2CH 一定条件 2NO Fe、HCl 2NH 3NHCOCH Br N C CH3 H O 2NH 2NO C2H2 H2C－CH2 Br CH2＝CH2 O 浓 H2SO4 140℃ 浓 Δ 62%H2SO4 95℃ CH3C－OH CH3CHO C2H5OH 原料 将上述逆向思路进行顺展整理,注明条件即可.具体过程不作详解. 【例 4】 化合物 C 和 E 都是医用功能高分子材料，且有相同的元素百分组成，均可由化合 物 A（C4H8O3）制得，如下图所示，B 和 D 互为同分异构体。（1998 年上海高考题） 试写出： （1）化学方程式 A→D ，B→C （2）反应类型 A→B ，B→C ，A→E （3）E 的结构简式 （4）A 的结构简式的同分异构体（同类别且有支链）的结构简式： 及 . 解析：由于A→B时分子式由C4H8O3变为C4H6O2，失去一分子水且B为不饱和化合物， 说明A分子中存在-OH，A→B发生的是分子内消去反应。又由于在浓硫酸存在下A→D时分子 式由C4H8O3变为C4H6O2，也失去一分子水，但由于D为五原子环化合物，而D分子中仅有4个 碳原子，说明D分子中不仅无支链，而且环上除碳原子外，还应有一个氧原子才能形成五元 环化合物，由此可知A→D的反应为-OH与-COOH反应的酯化反应。 OH O O 答案：⑴A→D：CH2-CH2-CH2-C-OH   加热浓 42SOH CH2-CH2-CH2-C=O + H2O CH2COOH B→C：nCH2=CH-CH2-COOH→[CH2-CH]n； ⑵A→B：消去反应；B→C：加聚反应；A→E：缩聚反应； ⑶E的结构简式：[O(CH2)3CO]n ；（4） A的同分异构： CH3 O CH3O CH2-CH-C-OH HO-C--C-OH OH CH3 方法要领：本题考查考生对醇、羧酸、酯的性质和结构以及多官能团化合物知识的掌 握情况，重在培养学生分解、转换、重组已学知识以解决问题的能力和逆向思维能力。由A 具有酸性和A在浓硫酸存在下生成的产物，推出A的结构，余下的问题迎刃而解。 浓 H2SO4 一定条件下 浓 H2SO4 一定条件下 D(C4H6O2) 五原子环化合物 B(C4H6O2) 可使溴水褪色 E(C4H6O2)n C (C4H6O2)n A(C4H8O3) 具有酸性 考点 51实验室常用仪器及其使用 考点聚焦 1. 能区分和识别常用的仪器，了解化学实验常用仪器的主要用途 2. 掌握常见反应器、加热仪器、计量仪器、分离仪器、干燥仪器的使用方法 3. 能懂得选择合适的实验仪器进行实验，会绘制简单的仪器装置图 4. 知道质谱仪、核磁共振仪、红外光谱仪等现代仪器在测定物质结构中的作用。 知识梳理 知识点 1 反应器的使用方法 仪器图形与名称 主要用途 使用方法及注意事项 1.试管 用作少量试剂的溶解或 反应的仪器，也可收集 少量气体、装配型气体 发生器小 2.烧杯 配制、浓缩、稀释溶液， 也可作反应器、水浴加 热器 3.烧瓶 用作加热或不加热条件 下较多液体参加的反应 容器 4.蒸馏烧瓶 同圆底烧瓶 5.锥形瓶 同圆底烧瓶 6.集气瓶 收集气体，装配洗气瓶， 气体反应器、固体在气 体中燃烧的容器 7.坩埚 可直火加热至高温，放在泥三角上，用 坩埚钳夹取，不可骤冷 知识点 2 计量仪器的使用方法 仪器图形与名称 主要用途 使用方法及注意事项 1.酸式滴定管 碱式滴定 管 中和滴定（也可用于其它 滴定）的反应，可准确量 取液体体积,酸式滴定管 盛酸性、氧化性溶液，碱 式滴定管盛碱性、非氧化 性溶液 2.量筒 无 0 刻度线，选合适规格减小误差， 读数同滴定管 3.容量瓶 用于准确配置一定物质 的量浓度的溶液 4.托盘天平 称量药品质量 知识点 3 加热、蒸发、蒸馏、结晶的仪器 仪器图形与名称 主要用途 使用方法及注意事项 1.酒精灯 作热源 2.表面皿、蒸发皿 蒸发皿用于蒸 发溶剂，浓缩溶 液 3.蒸馏装置 对互溶的液体 混合物进行分 离 知识点 4 过滤、分离、注入液体的仪器 仪器图形与名称 主要用途 使用方法及注意事项 1.漏斗 漏斗下端紧靠烧杯内壁 2.长颈漏斗 装配反应器 3.分液漏斗 用于分离密度不同且互不相 溶的液体，也可组装反应器， 以随时加液体。 使用前先检查是否漏液，放液 时打开上盖或将塞上的凹槽 对准上口小孔，上层液体从上 口倒出 知识点 5 干燥仪器 知识点 6 夹持仪器 干燥管 干燥器 铁架台、 铁夹 试管夹 坩埚钳 二、质谱仪、核磁共振仪、红外光谱仪等现代仪器在测定物质结构中的作用 1.质谱仪 用途 。 2．核磁共振仪 用途 。 3．红外光谱仪 用途 。 试题枚举 【例 1】 下列实验中所选用的仪器合理的是（ ） A. 用 200mL 量筒量取 5.2mL 稀硫酸 B. 用 250mL 容量瓶配制 250mL0.2mol/L 的氢氧化钠溶液 C. 用托盘天平称量 11.7 克氯化钠晶体 D. 用碱式滴定管量取 25.1mL 溴水 解析：这是一道考查称量仪器使用的题目。选用量筒时应注意选合适规格，量取 5.2mL 稀硫酸要用 10mL 量筒，所以 A 不正确；滴定管量取液体时应精确到 0.01mL，所以 D 不正确。 托盘天平可称量精确到 0.1 克，一般配制多大体积的溶液就选用多大体积的容量瓶。 答案： BC 【变式】准确量取 25.00 mL 高锰酸钾溶液，可选用的仪器是 （ C ） A . 50 mL 量筒 B. 10 mL量筒 C. 50 mL酸式滴定管 D. 50mL 碱式滴定管 【例 2】 一支 40mL 碱式滴定管注入苛性钠溶液后，液面正好在 10mL 刻度处，则苛性钠溶液 体积为 （ ） A . 10mL B. 大于 10mL C. 30 mL D. 大于 30 mL 解析：滴定管的 0 刻度线在上方，40mL 刻度线下至尖嘴处仍有溶液，所以大于 30 mL 答案：D 【变式】下列量器和温度计的刻度表示正确的是（CD） A.量筒的刻度值是由下向上增大，“0”刻度在下 B.250 毫升容量瓶上一般刻有 30℃250 毫升的标记 C.滴定管的刻度值由上而下增大，“0”刻度在上 D.温度计的刻度是由下而上增大，“0”在有刻度标记区域 【例 3】 现有下列仪器或用品：①铁架台（含铁圈，各种铁夹）；②锥形瓶；③酸式滴定管与 碱式滴定管；④烧杯（若干）；⑤玻璃棒；⑥胶头滴管；⑦天平（含砝码）；⑧滤纸；⑨量筒； ⑩过滤漏斗。 （1）过滤时，应选用的上述仪器是 （填编号）。 （2）配制一定物质的量浓度的溶液时，还缺少的仪器是 。 （3）在中和滴定使用滴定管前，首先应 。 解析 这类试题的解题方法是首先看题目选项的具体操作。联想该操作的仪器、方法、 注意事项等，对比题目中所给的仪器进行组合，看仪器是否完全具备进行某一项实验，这样 才能得出正确结论，有时试题是给出一些仪器来完成某些实验操作，而所给的仪器不全，其 解题方法与之类似，即通过联想完成。 答案 （1）过滤所用的仪器有：铁架台、烧杯、玻璃棒、滤纸、过滤漏斗。 （2）配制一定物质的量浓度的仪器有：天平（含砝码）、容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶 头滴管。 （3）检查活塞是否漏水，在确保不漏水后方可使用。 考点 52 试剂的保存、选择及化学品的安全 考点聚焦 1.常见试剂的保存方法及注意事项 2.实验中在有药品或仪器、装置限制的情况下试剂的选用 3.培养初步处理实验过程中的有关化学品使用安全问题的能力。 知识梳理 一、常用化学药品的存放 化学试剂的保存一般要根据物质本身的性质和可能变质的原因，选用不同的保存方法， 以保证药品完好无损，同时不影响周围环境。 1.需密封保存的试剂 ⑴由于试剂与空气中的某种成分作用而要密封保存 ①能与CO2作用的：碱类如_______________________等，含比碳酸更弱的酸的盐如 ______________________等，另外还有碱石灰、过氧化钠等等。 ②能与水作用的：与水反应的单质有____________________等，与水反应的氧化物有 ____________________________等，与水反应的盐有________________________等；易潮解的 物质有______________________________________________等；易吸水的液态物质有 _______________________。 ③能与O2反应的：还原性较强的物质常温下一般都易与O2反应，如______________等单 质，____________等盐， 等有机物。 ⑵由于试剂易挥发应密封保存，如______________等无机试剂以及____________等有机 溶剂，这些物质除了密封外，还要注意置于阴凉处。 2. 特殊保存的几种试剂 3.对试剂瓶的一般要求 固体药品保存在________中，以便用___________取用，液体药品保存在____________ 中；_________________等见光易分解的试剂要保存在________中。 4.对瓶塞的要求 _____________________由于能和玻璃中的SiO2 反应而使瓶口和瓶塞粘在一起不易打 开，所以盛放___________的试剂瓶常用________________________。_____________。 __________________等能腐蚀橡皮，__________能对橡皮产生溶胀作用，因此，盛放这些试剂 的试剂瓶都要用_____________。 类别 常见药品 有关特性 保存方法 见光 易 变质 氯水、硝酸、AgNO3、 双氧水 见光易分解、有强氧 化性 棕色瓶中，冷暗处，不用橡皮塞 易燃 ⑴ 红磷、硫、镁 遇火易燃 远离火种，单独存放 ⑵ 汽油、苯、乙醇、 低级酯 易燃有机溶剂 远离火种，不用橡皮塞 易爆 ⑴ KMnO4 、 KClO3 、 NH4NO3、KNO3 受热易分解，强氧化 性 远离易燃物，防受热撞击 ⑵ 硝酸纤维、银氨溶 液 不稳定、易引起爆炸 随用随制 强 腐 蚀 性 ⑴ 液溴 易挥发的强氧化剂 棕色瓶中，玻璃塞，水封 ⑵ 氢氟酸 腐蚀玻璃 塑料瓶中 剧毒 P4、Hg、HgCl2、可溶钡 盐、KCN 对人和生物有剧毒 单独存放、专人管理 二、试剂的选用 1.根据实验中所给仪器选用试剂 若选用U形干燥管或球形干燥管，则要选用_____ _（填物质的状态）干燥剂；若 选用洗气瓶，则要选用____ ___干燥剂；若选用启普发生器或其简易装置制取气体，则选 用固体必须________________，而不能选用___ __________。 2.根据实验的不同要求选用试剂 例如：若 CO2气体中含有杂质SO2气体，通常用___________除去；若需要在除去 SO2 后 检验原混合气体中 CO2 的存在时，则要选用_________________；否则不能确定检验出的 CO2 是原来混合气体中含有的，还是除去 SO2 时产生的。 3.溶液酸化时酸的选用 某些溶液的配制或某些反应的发生需要酸性环境，即需要酸化，酸化时要根据不同的要 求选择适当的酸。当被酸化的试剂具有强氧化性（或强还原性）时，要选用 进 行酸化，如高锰酸钾溶液酸化时常用___ _____；当配制某些盐溶液时，要选用该盐 进行酸化，如氯化铁溶液时酸化要选用_________，硫酸铝溶液的酸化要选用____________。 三、几种意外事故的处理 意外事故 处理方法 酸（或碱）洒在桌上 先加 Na2CO3溶液（或稀醋酸），后用水冲、布擦 酸（或碱）沾到皮肤上 先水冲，后涂小苏打溶液（或硼酸） 酸（或碱）溅进眼睛里 立即用水冲洗（切不可用手揉眼睛），边洗边眨眼睛 酒精洒在桌上燃烧 立即用湿抹布盖灭 液溴、苯酚沾在皮肤上 立即用酒精洗涤 误食重金属盐 服用大量牛奶、蛋清或豆浆 金属 Na、K 等着火 不能用泡沫灭火器和干粉灭火器扑灭，要用砂土盖灭 水银温度计打破了 立即用硫磺粉覆盖汞珠 试题枚举 【例1】(2005江苏)下列有关试剂的保存方法，错误的是 A．浓硝酸保存在无色玻璃试剂瓶中 B．少量的钠保存在煤油 C．氢氧化钠溶液保存在有橡皮塞的玻璃试剂瓶中 D．新制的氯水通常保存在棕色玻璃试剂瓶中 解析 浓硝酸、新制氯水见光易分解，故应保存在棕色瓶中，并存放于冷暗处。钠性质活 泼，易与空气中氧气和水反应，故保存于煤油中以隔绝空气和水。保存NaOH溶液不应用磨口 玻璃塞，故通常保存在有橡皮塞的玻璃试剂瓶中。 答案 A 【变式】下列化学药品的贮存和使用正确的是( ) A．少量白磷贮存于水中，切割时要在水下进行 B．液溴常加少量水形成水封后保存于磨口玻璃塞的细口瓶中 C．KOH溶液存放在磨口玻璃塞的广口瓶中 D．少量的金属钠存放在无水乙醇中 答案 A B 【例2】在进行化学实验时必须注意安全，下列说法不正确．．．的是（ ） A.如果苯酚浓溶液沾在皮肤上应立即用酒精清洗 B.不慎将酸液溅到眼中，应立即用水冲洗，边洗边眨眼睛 C.不慎将浓碱液沾到皮肤上，应立即用大量水冲洗，然后涂上硼酸溶液 D.如果酸流到实验台上，立即用适量的氢氧化钠溶液中和，然后用水冲洗，再用抹布擦 干 解析 实验中常有一些偶发事故发生，处理这些事故时要注意选择合适的试剂和方法，如 酒精灯倒在实验台上引起大火可用湿抹布或黄砂盖灭，较多的碱液流到实验台上先用稀醋酸 溶液中和，再用水冲洗后抹干，上述A、B、C三选项中的处理方法也是正确的，D选项中用氢 氧化钠溶液中和不妥，应使用弱碱性的碳酸氢钠溶液中和。 答案 D 【例3】 实验员在课前临时给化学老师准备了一套乙醛性质实验的药品：NaOH、氨水、CuSO4、 AgNO3、乙醛等五种规定物质的量浓度溶液，由于时间仓促，试剂瓶上均未贴标签，但老师在 演示实验时，根据药品的外观和保存方法，每次都能准确地取用所需的药品。请问这位老师 辨认药品的方法是 。 解析 根据试剂的颜色、试剂瓶的颜色、试剂瓶的瓶塞、试剂的取用方法等进行判断，溶 液呈蓝色的是CuSO4溶液，棕色试剂瓶中盛放的是AgNO3溶液，橡皮塞的试剂瓶中盛放的是 NaOH溶液，装在滴瓶中的是氨水，剩下的是乙醛溶液，这样就很容易地将上述五种试剂区分 开来了。 答案 溶液呈蓝色的是CuSO4溶液，棕色瓶中装的是AgNO3溶液，装在滴瓶中的是氨水， 用橡皮塞的是NaOH溶液，用磨口玻璃塞的为乙醛溶液。 考点 53 化学实验基本操作 考点聚焦 1.药品的取用、加热、 2.仪器装配、仪器洗涤 3.固体、气体物质的溶解和液体物质的稀释。 4.过滤、蒸发、结晶和重结晶、萃取和分液等基本操作 5.各种试纸的用途和使用方法。 知识梳理 知识点 1 药剂取用 （1）使用仪器： 取用方法：固体 液体倾倒 滴加 （2）定量取用用 天平量筒 仪器取用，不定量用最少量为 液 1-2mL 固铺满试管底 （3）取完后 盖上盖子，放回原处， 用剩药品 不可放回原处。 （4）特殊试剂取用 白磷 小刀，镊子，水下切割 金属钠、钾 黄豆或绿豆大小，滤纸吸油，小刀切割 取用试剂不能 用手接触药品 不能 直闻气味 不能 尝味道 知识点 2 仪器洗涤 基本方法：先注入少量水，振荡倒掉，几次，冲洗外壁，若仍有污迹，刷洗 洗净的标准：内壁均匀附着一层水膜，不聚成水滴，不凝成股 特殊污迹的洗涤： （1）内有油脂的试管 （2）附有银镜的试管 （3）还原新制 Cu(OH)2后的试管 （4）做过酚醛树脂制取的试管 （5）久置 KMnO4溶液的试剂瓶 （6）熔化硫的试管 （7）久置石灰水的试剂瓶 （8）熔化苯酚的试管 （9）盛放乙酸乙酯的试管 （10）做过 Cl—，Br—检验的试管 知识点 3 加热 加热方法有哪些？适用范围？注意点？ 直接加热（不需严格控制温度，仪器可直接加热） 垫石棉网（仪器不可直接加热） 水浴加热（需严格控制温度 100℃以下，加热缓和均匀） 中学使用水浴加热的化学实验： 1 溶解度测定 2 硝基苯制取 3 苯磺酸制取 4 银镜反应 5 酯、蔗糖水解 知识点 4 一般仪器连接和安装 仪器连接顺序 铁夹位置决定于仪器的方向和高低，复杂装置先分别组装后连接检查平稳和气密性。 连接：橡皮塞---烧瓶、大试管，导管---橡皮管 橡皮管或导管先用水湿润，再一边用力一边 旋转将橡皮管或导管压入 橡胶成分：聚异戊二烯 报废的原因： 溶胀（有机溶剂）、 老化（空气）、 氧化（氧化剂） 知识点 5、装置气密性检查和可燃性气体验纯 气密性检查的方法有：加水 加热 如何操作：带长颈漏斗的制气装置，关闭止水夹，往长颈 漏斗中加水到满过长颈漏斗末端，继续加水，长颈漏斗中形成一段水柱，证明气密性良好。 其他装置将导管一端放入水中，在烧瓶底下加热，导管口有气泡冒出，停止加热，导管口有 一段水柱 可燃性气体验纯的操作方法：用排水法收集一试管气体，用大拇指堵住试管口，移近酒精灯， 大拇指放开，若听到轻的爆鸣声说明气体较纯净，反之不纯，用大拇指堵住试管一会儿，再 重新收集，重新检验。 知识点 6 溶解与稀释 一般方法：烧杯加药品，加水，搅拌 仪器： 烧杯 玻棒 固体加速溶解的方法有： 加热 搅拌 振荡 研碎 特殊试剂的溶解与稀释：浓 H2SO4稀释 。 气体溶解（吸收）方法: 思考：NH4NO3、NH4HCO3、NaOH 结块能否研磨？不能易分解或变质 FeCl3、AlCl3、CuSO4、AgNO3、NH4Cl 溶解能否加热？不能 易水解 知识点 7 过滤 （1）仪器： 。 画出装置图 （2）注意事项：一贴二低三靠 滤纸紧贴漏斗内壁 滤纸低于漏斗边缘 液面低于滤纸边缘 上 烧杯口紧靠玻棒 玻棒末端紧靠三层滤纸处 漏斗末端紧靠下烧杯内壁 知识点 8 蒸发结晶 （1）仪器 。 （2）操作：倾倒液体，不得超过 2/3。加热过程不断搅拌以免局部过热，当多量晶体析出时 停止加热，利用余热把剩余水蒸干。 知识点 9 萃取与分液 （1）仪器: 。 （2）萃取操作: 。 萃取剂选择：1 与原溶剂互不相溶、互不反应 2 溶质在其中溶解度比原溶剂大得多 （3）分液操作:让分液漏斗下端紧靠烧杯内壁，打开分液漏斗上口玻璃塞，打开活塞，让下层 液体从下面流出到分界面，再关闭活塞，上层液体由上口倒入另一烧杯 知识点 10 试纸使用 常用试纸及用途：红色石蕊试纸 测试碱性试剂或气体 蓝色石蕊试纸 测试酸性试剂或气体 KI 淀粉试纸 测试氧化性气体 PH 试纸 测试溶液酸碱性 使用方法：检验溶液 取试纸放在表面皿上，玻棒蘸取液体，沾在试纸中心 检验气体 用镊子夹取，先用水湿润，再放在气体中 试题枚举 【例 1】下列实验操作中错误的是 （ ） A 分液时，分液漏斗下层液体从下口放出，上层液体从上层倒出 B 蒸馏时，应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶支管口 C 滴定时，左手控制滴定管活塞，右手握锥形瓶，边滴边振荡，眼睛注视滴定管中的 液面 D 称量时，药品放在纸上，置于托盘天平的左盘，砝码放在右盘 解析 滴定时，左手控制滴定管活塞，右手握锥形瓶，边滴边振荡，眼睛注视锥形瓶内 溶液的颜色变化情况。 答案 C 【变式】下列实验操作中正确的是（ ） A 从试剂瓶中取出的任何药品，若有剩余不能放回原瓶 B 可燃性气体点燃之前必须验纯 C 用胶头滴管向试管中加液体，一定要将滴管伸入试管中 D 在中和滴定过程中，眼睛应注视滴定管中的液面 答案 B 【例 2】 用已知浓度的 NaOH 溶液测定某 H2SO4溶液的浓度，参考右图，从下表 中选出正确选项 （ ） 锥形瓶中的溶液 滴定管中的溶液 选用指示剂 选用滴定管 A 碱 酸 石蕊 （乙） B 酸 碱 酚酞 （甲） C 碱 酸 甲基橙 （甲） D 酸 碱 酚酞 （乙） 解析 酸式滴定管（甲）盛放酸液，碱式滴定管（乙）盛放碱液，为便于观 察，所选指示剂在滴定过程中的颜色一般由浅色向深色过渡，且半分钟不褪。若将已知浓度 的 NaOH 溶液放在碱式滴定管里，则未知的 H2SO4溶液放在锥形瓶中，选用酚酞为指示剂，滴 定到终点时颜色由无色变红色；若将已知浓度的 NaOH 溶液放在锥形瓶中，则未知的 H2SO4溶 液放在酸式滴定管中，选用甲基橙为指示剂，滴定到终点时颜色由黄色变橙色。 答案：C D 【变式】现有下列药品：标准 NaOH 溶液、NaOH 固体、 未知浓度盐酸、 蒸馏水、碳酸钠 溶液 ，做酸碱中和滴定时，还缺少的试剂是 答案 指示剂 考点 54 物质的制备 考点聚焦 1．能结合物质的性质，选择物质制备的反应原理。 2．根据反应物的状态及反应条件等，灵活选用气体的发生装置。 3．能对所制得的气体进行净化、干燥，对有毒气体进行尾气处理。 知识梳理 制备一种物质，应根据目标产品的组成来确定来确定原料及反应原理，设计反应路径， 选择合适的仪器和装置，最后，根据生成物的性质 将产品分离提纯出来。整个过程如下图 所示 ： 在设计物质制备的实验方案时，要优化上述流程中的每一个具体环节。遵循的优化原 则是：原料廉价，原理绿色，条件优化，仪器简单，分离方便。 一．气体发生原理 实验室制备各种气体应以实验室常用药品为原料，以安全、方便、经济为原则。同时 在选择气体制备原理时，还应考虑使用该原理制取气体的装置要简单，所制得的气体要纯 净。请你写出中学化学实验室制取下列 9 种气体的化学反应方程式： 序号 气体 反应原理 序号 气体 反应原理 1 O2 6 NO 2 H2 7 NO2 3 CO2 8 C2H4 4 Cl2 9 C2H2 5 NH3 二、气体发生装置 实验室典型的气体发生装置有三大类： 1．气体发生装置的选择要根据反应物的状态和反应条件来决定。 （1）选择 A 装置时，反应物应是 ，反应条件是 。 （2）选择 B 中的 ① 装置时，反应物应是 ，反应条件是 ；选择 B 中 的 ② 装置时，反应物应是 ，反应条件是 。 （3）选择 C 中的 ① 装置时，反应物应是 ，反应条件 是 ；选择 C 中的 ② 装置时，反应物应 目标产品 选择原料 设计反应装置设计反应路径 控制反应条件 分离提纯产品 是 ，反应条件是 。 2．实验室制取气体的典型装置有时候还要根据具体情况加以选择或改进。 （1）制取乙炔气体时，由于反应剧烈，且产生大量泡沫，故应在选择 B 中的 ② 装置时， 应在试管内的导管口 ，也可将试管换成 。 （2）加热液体混合物制取气体时，应在圆底烧瓶中加入少量 ，目的是 ；若 制取少量气体时，则应 。 （3）右图①是目前市售的小型简易气体发生装置，该装置的功能与上图中 相同； 若制取少量这类气体（无须加热）时，还可用右②这种最简易的装置，该装置的缺点 是 。 三．气体的收集方法 气体的收集装置通常分为排水集气法、向上排空气法和向下排空气法三种： 1．凡是 的气体都可以用排水法收集。用排水法集气时，盛满水的集 气瓶应 在水槽里，收集满气体后，应在水下用 盖严，用此法收集得到 的气体纯度 。 2．排空气法收集气体适用收集气体的密度与空气相差 ，且常温下不与空气反应的气 体。收集有毒气体时，应增加 装置，如收集氯气时，应用 吸收。 3．已经集满比空气轻的气体的集气瓶，放置时瓶口向 ；反之，已经集满比空气重的 气体的集气瓶，放置时瓶口向 。 四．气体的净化与干燥 要根据反应物的性质及实验条件来分析可能含有的杂质，再根据主要成分与杂质性质上的 差异选择除杂方案。 一般净化气体时,除去水蒸气的干燥装置放在最后。用作干燥剂的物质须具备两个条件：一 是本身要具有很强的吸水性，二是不能与被干燥的气体发生反应。实验室常用的干燥剂可划为 三类： 浓硫酸 禁用于碱性和还原性物质如 NH3 HI HBr H2S 酸性干燥剂 五氧化二磷 禁用于碱性物质,如 NH3 中性干燥剂 无水氯化钙 禁用于 NH3和酒精 固体 CaO 碱性干燥剂 禁用于酸性物质如 HCl、Cl2、CO2 碱石灰(NaOH+CaO) 常见气体的干燥装置有两种： 洗气瓶：可装液体干燥剂，如浓硫酸；干燥管：可装固体干燥剂 气 液体洗涤剂 固体洗涤剂 体 洗 涤 装 置 五、尾气吸收处理装置 有三种：①用倒扣漏斗------极易溶于水的气体；②玻璃管----能溶于水或溶于溶液的气体 的吸收(如用 NaOH 溶液吸收 Cl2)；③点燃法----处理 CO。 六、典型物质的实验室制备 （1）选择最佳反应途径： 如用铜制硝酸铜： 。 用铝制氢氧化铝： 。 （2） 选择最佳原料： 如用氯化铝溶液制氢氧化铝： 。 用可溶性铜盐制氢氧化铜： 。 （3）选择适宜操作方法： 如制氢氧化亚铁： 。 （4） 选择适宜收集分离方法： 如制乙酸乙酯： 。 制溴苯： 。 试题枚举 【例 1】（05 年江苏 20）硫酸亚铁（FeSO4•7H2O）是一种重要的食品和饲料添加剂。实验室通 过如下实验由废铁屑制备 FeSO4•7H2O 晶体： 1 将 5%Na2CO3 溶液加入到盛有一定量废铁屑的烧杯中，加热数分钟，用倾析法除去 Na2CO3溶液，然后将废铁屑用水洗 2—3 遍； 2 向洗涤过的废铁屑中加入过量的稀硫酸，控制温度在 50—80℃之间至铁屑耗尽； 3 趁热过滤，将滤液转入到密闭容器中，静置、冷却结晶； 4 待结晶完毕后，滤出晶体，用少量冰水洗涤 2—3 次，再用滤纸吸干晶体； 5 将制得的 FeSO4•7H2O 晶体放在一个小广口瓶中，密闭保存。回答下列问题： （1）实验步骤①的目的是 ，加热的作用是 。 （2）实验步骤②明显不合理，理由是 。 （3）实验步骤④中用少量冰水洗涤晶体，其目的是 。 解析 本题是以高三教材实验制取硫酸亚铁为载体变形与创新设设的实验综合题。涉及到盐类 的水解，物质的溶解、结晶等知识，该题涉及知识面广，能力要求较高，属较难题。 答案(1)除去油污;升高温度，溶液碱性增强，去油污能力增强。 (2)应该铁屑过量（或反应后溶液中必须有铁剩余），否则溶液中可能有 Fe3+存在， (3)洗涤除去晶体表面附着的硫酸等杂质，用冰水洗涤,可降低洗涤过程中 FeSO4·7H2O 的损 耗 【例 2】右图装置可用于（ ） A．加热无水醋酸钠和碱石灰混合物，制取甲烷 B．加热硝酸铅制取二氧化氮 C．加热氯酸钾和少量二氧化锰，制取氧气 D．加热氯化铵和消石灰混合物，制取氨气 解析 该装置用于加热固体反应物制取难溶于水的气体，A～D各选项中，反应物均为固 体，但氨气易溶于水，二氧化氮与水反应。只有甲烷和氧气可以用排水集气法收集。 答案 AC 【例3】实验室制取氯气时涉及到以下几个实验步骤： a.把烧瓶固定在铁架台上，在烧瓶上装好分液漏斗并连接好导气管； b.用药匙把少量MnO2粉末放入烧瓶中，再向分液漏斗中加入浓盐酸，并把导气管插入集 气瓶中，同时连接好吸收多余氯气的尾气吸收装置； c.把酒精灯放在铁架台上，根据酒精灯高度固定好铁圈，放好石棉网； d.用分液漏斗向烧瓶内注入浓盐酸，再点燃酒精灯，缓缓加热； e.检查装置气密性。 以上步骤先后排列的正确顺序是 ，实验室制得的 Cl2 中常混有 HCl气 体和水蒸气，应将该 Cl2 依次通过盛有 、 的洗气瓶。 解析 一般地，实验室制取气体的正确的操作顺序是：首先按“由下往上，从左到右”的原则 搭建气体发生装置，然后检查装置的气密性，最后加药品、制取气体。HCl 气体极易溶于水， 故可用水将它除去；为降低 Cl2 在水中的溶解度，常用饱和食盐水代替水。能干燥 HCl 气体 的干燥剂很多，如浓硫酸、无水氯化钙、五氧化二磷等，但盛放在洗气瓶中的只有浓硫酸。 答案 c a e b d 水（或饱和食盐水） 浓硫酸。 考点 55 物质的分离与提纯 考点聚焦 1. 知道物质分离和提纯的常用方法 2. 能根据常见物质的性质设计分离和提纯的方案，并初步掌握其操作技能。 知识梳理 混合物的分离，就是将混合物中的各组分各自独立开来。分离时要做到操作正确，操作 简便，少用试剂，量不减少，纯度合格。 混合物的提纯，即将混合物中的杂质除去而使主成 分（非杂质）达到一定的纯度保留下来，混合物的提纯又叫做物质的净化或除杂。对混合物 的提纯要做到：原理正确，操作简便，少用试剂（主要成分）量不减少（或减少很少）， 保 护环境。 选择混合物分离、提纯的方法首先要掌握混合物中各物质的性质，包括物理性质和化学 性质。不同物质在某些性质上的差异是分离和提纯的基础。 一、固体与液体的混合物 ⑴难溶固体与液体混合物常用过滤的方法分离。 思考：1.若难溶固体通过沉淀法得到，如何判断沉淀是否完全？ 2.过滤需要哪些仪器、如何操作？ 3.如何洗涤沉淀以及判断沉淀已经洗涤干净？ ⑵固体溶解于液体中如何分离？ 蒸发结晶和降温结晶有何区别？ 二、固体与固体的混合物 思考：溶解过滤、结晶或重结晶、加热升华这三种办法适用的对象分别是什么？ 操作时有哪些注意事项？ 三、 胶体与溶液混合物 胶体中常混有溶液，一般用_________或__________的方法进行分离和提纯。 四、 气体与气体的混合物 除去气体中的水蒸气通常叫干燥，除去气体中的其它杂质通常叫洗气。除去气体中杂质 通常有以下装置： 五、液体与液体混合物 ⑴互不相溶的液体混合物的分离(如分离CCl4和水等)。 方法： ，主要仪器或用品 ， 适用条件： 。 ⑵两种或两种以上互溶液体的分离 方法1： ，适用条件： 。 如分离菠菜中的色素。 方法2： ，适用条件： 。 如分离酒精和水。 ⑶若两种物质互溶但沸点相差较小，一般不可用蒸馏的方法进行分离，而是通过化学反 应使其中一种物质发生转化，转化为两种互不相溶或沸点相差较大的物质。 五、 常见物质除杂方法 序号 原物 所含杂质 除杂质试剂 主要操作方法 1 N2 O2 灼热的铜丝网 用固体转化气体 2 CO2 H2S CuSO4溶液 洗气 3 CO CO2 NaOH 溶液 洗气 4 CO2 CO 灼热 CuO 用固体转化气体 5 CO2 HCl 饱和的 NaHCO3 洗气 6 H2S HCl 饱和的 NaHS 洗气 7 SO2 HCl 饱和的 NaHSO3 洗气 8 Cl2 HCl 饱和的食盐水 洗气 9 CO2 SO2 饱和的 NaHCO3 洗气 10 炭粉 MnO2 浓盐酸（需加热） 过滤 11 炭粉 CuO 稀酸（如稀盐酸） 过滤 12 Al2O3 Fe2O3 NaOH(过量)，CO2 过滤 13 Fe2O3 Al2O3 NaOH 溶液 过滤 14 Al2O3 SiO2 盐酸`氨水 过滤 15 SiO2 ZnO HCl 溶液 过滤， 16 BaSO4 BaCO3 HCl 或稀 H2SO4 过滤 17 NaHCO3溶液 Na2CO3 CO2 加酸转化法 18 NaCl 溶液 NaHCO3 HCl 加酸转化法 19 FeCl3溶液 FeCl2 Cl2 加氧化剂转化法 20 FeCl3溶液 CuCl2 Fe 、Cl2 过滤 21 FeCl2溶液 FeCl3 Fe 加还原剂转化法 22 CuO Fe (磁铁) 吸附 23 Fe(OH)3胶体 FeCl3 蒸馏水 渗析 24 CuS FeS 稀盐酸 过滤 25 I2晶体 NaCl -------- 加热升华 26 NaCl 晶体 NH4Cl -------- 加热分解 27 KNO3晶体 NaCl 蒸馏水 重结晶. 28 乙烯 SO2、H2O 碱石灰 加固体转化法 29 乙烷 C2H4 溴的四氯化碳溶液 洗气 30 溴苯 Br2 NaOH 稀溶液 分液 31 甲苯 苯酚 NaOH 溶液 分液 32 己醛 乙酸 饱和 Na2CO3 蒸馏 33 乙醇 水（少量） 新制 CaO 蒸馏 34 苯酚 苯 NaOH 溶液、CO2 分液 试题枚举 【例 1】提纯含有少量硝酸钡杂质的硝酸钾溶液，可以使用的方法为 A .加入过量碳酸钠溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量的硝酸 B.加入过量硫酸钾溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量的硝酸 C.加入过量硫酸钠溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量的硝酸 D.加入过量碳酸钾溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量的硝酸 解析 A 步骤中加入过量碳酸钠，钠离子是新杂质，此法不可用；B 步骤中加入过量硫酸钾， 过量的硫酸钾是新杂质，此法不可用；C 步骤加入过量硫酸钠，钠离子和过量的硫酸根离子， 都是新杂质，此法不可用.。只有 D 碳酸钾可使碳酸钡生成碳酸钡沉淀，过滤出去后，过量碳 酸钾跟适量硝酸生成硝酸钾和 CO2气体，硝酸钾是待提纯的物质而 CO2将逸出。所以此法可用， 应选 D 项。 答案 D 【例 2】(06 四川高考 26) 海带含有丰富的碘，为了从海带中提取碘，某研究性学习小组设计 并进行了以下实验： 请填写下列空白： （1）步骤①灼烧海带时，除需要三角架外，还需要用到的仪器是 （从下列仪 器中选择所需的仪器，用标号字母填写在空白处） A、烧杯 B、坩埚 C、表面皿 D、泥三角 E、酒精灯 F、干燥器 （2）步骤③的实验操作名称是 ；步骤⑥的目的是从含碘苯溶液中分离出碘和回 收苯，该步骤的实验操作名称是 。 （3）步骤④反应的离子方程式是 。 （4）步骤⑤中，某学生选择用苯来提取碘的理由是 。 （5）请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘的简单方法 。 解析 本题是以从海带中提取碘为背景，综合考查了物质的分离、检验等基本实验知识。 灼烧海带时，除需要三脚架外，还需要有坩埚、泥三角和酒精灯。步骤③是由海带灰悬 浊液得到含碘离子的溶液，因此需要进行过滤。步骤⑥是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回 收苯，只能采用蒸馏的方法。步骤④反应的离子方程式利用实验室制取 Cl2的知识；选择用苯 来提取碘的理由是因为苯与水互不相溶且碘在苯中的溶解度比在水中大；根据碘单质遇淀粉 变蓝这一实验现象可以通过取少量提取碘后的溶液，加入淀粉看是否变蓝来检验。 答案（1）灼烧海带需要坩埚（盛放海带）、搁放坩埚的泥三角、火源酒精灯。注意不要 干燥器。BDE （2）分离悬浊液和溶液应用过滤、分离出碘和苯用蒸馏。 （3）2I-+MnO4 -+4H+==Mn2++I2+2H2O（4）苯与水互不相溶，碘在苯中的溶解度比在水中大。 （5）检验单质碘方法：取少量提取碘后的水溶液于试管中，加入几滴淀粉试液；观察 是否出现蓝色（如果变蓝，说明还有单质碘）。 【例 3】（2002·广东）已知化合物甲和乙都不溶于水，甲可溶于质量分数大于或等于 98%的 硫酸，而乙不溶。现有一份甲和乙的混合物样品，通过实验进行分离，可得到固体甲。（实验 中使用的过滤器是用于过滤强酸性液体的耐酸过滤器。） 请填写表中空格，完成由上述混合物得到固体甲的实验设计。 序号 实验步骤 简述实验操作（不必叙述如何组装实验装置） ① 溶解 将混合物放入烧杯中，加入 98% H2SO4 ，充分搅拌直到固体 不再溶解。 ② ③ ④ ⑤ 洗涤沉淀 ⑥ 检验沉淀 是否洗净 解析 本题通过对混合物的分离考查实验设计和化学实验基本操作。 题中给出了信息“化合物甲和乙都不溶于水，甲可溶于质量分数大于或等于 98%的硫酸， 而乙不溶”，又给出了第一步实验操作“将混合物放入烧杯中，加入 98% H2SO4 ，充分搅拌直 到固体不再溶解”。综合分析两个信息，应该知道实验设计的大体思路：用浓硫酸将甲溶解， 过滤出乙后，滤液加入水中稀释同时析出甲，再过滤。 知道了实验设计的大体思路之后，就需要考虑操作的细节问题了：含浓硫酸的滤液与水 混合时应怎样操作？过滤得到的沉淀物需要洗涤，怎样洗？怎样才算洗干净了？等等。 答案②过滤 将烧杯中物质倒入耐酸过滤器中过滤，得滤液。 ③析出沉淀 将滤液沿烧杯壁慢慢倒入足量水中，并不段搅拌，直至析出全部固体。 ④过滤 将此烧杯中的物质倒入过滤器中过滤，得固体。 ⑤用蒸馏水冲洗滤纸上的固体若干次，直至洗净。 ⑥取新得到的洗出液少许，滴入用盐酸酸化的 BaCl2 溶液 ，若没有白色浑浊出现，则说 明沉淀已洗净，若有白色浑浊出现，则说明沉淀没有洗净。 考点 56物质的检验 考点聚焦 1、掌握常见离子和官能团的检验方法 2、掌握离子检验的一般程序和基本操作，初步掌握有机物官能团检验的一般思路和程序 3、能够设计离子检验和官能团检验的实验方案并能对实验过程进行评价。 知识梳理 知识点 1 常见阳离子的检验方法 知识点 2 常见阴离子的检验方法： 离子 检验试剂 实验现象 OH- Cl- Br- I- SO4 2- SO3 2- CO3 2- 知识点 3 常见气体的检验： ⑴H2，无色、无味有还原性。可点燃。火焰呈浅蓝色。（不纯氢气点燃有爆鸣声） ⑵O2，无色、无味，用带火星的木条检验，使木条复燃。 ⑶CO, 无色、无味有还原性。可点燃，火焰呈浅蓝色，产物可使石灰水变浑浊。 ⑷CO2，无色，①燃着的木条放入集气瓶，木条熄灭。②气体通入石灰水，石灰水变浑浊。 ⑸Cl2，黄绿色、有刺激性气味，溶于水，有漂白性、氧化性，可使湿润的淀粉 KI 试纸变蓝。 ⑹HCl，无色、有刺激性气味的气体。①可使沾有浓氨水的玻璃棒产生白烟。②可使湿润的蓝 色石蕊试纸变红。③将少量硝酸银和稀硝酸加入集气瓶，产生白色沉淀。 ⑺SO2，无色有刺激性气味，通入品红溶液红色退去，再加热。又出现红色。 ⑻NH3，无色有刺激性气味，①可使沾有浓盐酸的玻璃棒产生白烟。②可使湿润的红色石蕊试 纸变蓝。 离子 检验试剂 实验现象 离子方程式 H+ Na+ Ba2+ Mg2+ Al3+ Fe2+ Fe3+ Cu2+ Ag+ NH4+ ⑼ NO，无色气体，打开瓶口与空气接触，立即变为红棕色气体。 ⑽ NO2，红棕色、刺激性气味，易溶于水并反应。①溶于水，溶液无色但能使紫色石蕊试液 变红。②可使湿润的淀粉 KI 试纸变蓝。 ⑾CH4，无色无味，①点燃，为淡蓝色的火焰，产物为 H2O和 CO2. ⑿C2H4, 无色，①点燃，火焰明亮，略有黑烟。②可使溴水或酸性 KMnO4溶液退色。 ⒀C2H2，无色无味，①点燃，火焰明亮，有大量黑烟。②可使溴水或酸性 KMnO4溶液退色。 知识点 4 重要有机物的检验 物质 使用的试剂 操作方法和现象 化学反应方程式 甲苯 卤代烃 R-X 乙醇 C2H5OH 苯酚 蛋白质 淀粉 葡萄糖 （醛） 知识点 5 物质检验的一般程序及答题要领 ⑴实验操作： 通常分两步进行，第一部取少量试样（如试样是固体的要先配制成溶液）放入容器（通 常用试管）。第二步各取少许溶液，根据要求在试样中加入已知成分和性质的试剂，并根据所 发生的现象，进行分析、判断，作出结论。 ⑵答题要领： ①不许用原瓶操作：鉴别的目的是为了以后的使用，若用原瓶操作，污染了原瓶中的试剂。 要有“各取少许”字样。 ②不许“指名道姓”：结论的得出，来自实验现象，在加入试剂之前，该物质是未知的， 应该叙述为“若……（现象），则证明有……”，叙述时不可出现“取某某物质加入某某试剂……” 的字样，一般间答顺序为：各取少许→溶解→加入试剂→描述现象→得出结论。 知识点 6 气体检验方法和思路： ⑴检验气体的思路一般从以下几个方面考虑：①气体的颜色和气味；②水溶液的酸碱性； ③助燃、可燃及燃烧现象和产物；④遇空气的变化；⑤其它特性。 ⑵方法： ①观察法:对于有特殊颜色的气体如 Cl2(黄绿色)、NO2(红棕色)、I2蒸汽（紫色）科举颜色 辨别。 ②溶解法：根据溶于水现象不同区分。如 NO2和 Br2蒸汽均为红棕色，但溶于水后 NO2形 成无色溶液，Br2形成橙色溶液。 ③退色法：如 SO2和 CO2克用品红溶液区分。 ④氧化法：被空气氧化看变化，如 NO 的检验。 ⑤试纸法：利用各种试纸来检验。 ⑥星火法：适用于由助燃性或可燃性的气体的检验。如 O2使带火星的木条复燃； 知识点 7 有机物官能团的检验 结构决定性质，官能团体现结构，选取典型试剂检验对应的官能团是有机物检验的关键， 常用试剂如下： ①KMnO4酸性溶液：烯烃、炔烃、苯的同系物、醇、酚、醛、甲酸、等均可使酸性高锰 酸钾溶液退色。 ②溴水：烯烃、炔烃等一切不饱和有机物、酚、醛、甲酸、等均可使溴水退色（加成或 氧化反应）。 ③银氨溶液：凡含有-CHO 的有机物如醛、甲酸、甲酸盐、甲酸酯、葡萄糖均可发生银镜 反应。 ④新制的 Cu(OH)2碱性悬浊液：含 -CHO 的物质与新制的 Cu(OH)2碱性悬浊液加热煮沸有 砖红色的 Cu2O 沉淀生成。 ⑤FeCl3溶液：与苯酚反应生成紫色溶液。 试题枚举 【例 1】现有一瓶由 NH4 +、Cl-、NO3 -、CO3 2-、SO4 2-、SO3 2-、OH-等离子中的某几种组成的混合 物。用 A、B、C 三支试管，各取少量该混合液，分别进行如下实验： （1）向试管 A 中滴加 Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀析出。 （2）向试管 B 中加入稀 HNO3至溶液呈酸性，有无色气体冒出。继续加入 AgNO3溶液 或 Ba(NO3)2溶液，均无沉淀生成。 （3）取试管 C 滴加几滴酚酞试液，溶液呈红色，再加入 Cu 片和浓 H2SO4共热，一段 时间后，试管口冒红棕色的气体。 根据上述实验现象推断，原溶液中可能含有 离子，一定不可能含有 离子。 解析 这是一道考查离子鉴定知识的分析推断题。试题给出了一些离子和实验过程，要 求学生能从离子的特征反应和离子大量共存的条件入手，进行分析、推断。既考查了学生对 有关离子反应和现象特征的掌握，又考查了学生分析、推理、判断能力。首先应该分析题中 给出的离子是否能大量共存，其中 NH4 +和 OH-之间能发生反应：NH4 ++OH-=NH3·H2O，所以不 能大量共存。根据（3）酚酞红色，说明溶液呈碱性，即含有 OH-而不应含有 NH4 +。又据（3） 中加浓 H2SO4和 Cu 共热，生成红棕色 NO2气体，因此推知含有 NO3 -。根据（2）加 HNO3生成 气体，说明可能有 CO2和 SO2。当 HNO3过量时，加 AgNO3或 Ba(NO3)2溶液无沉淀，说明无 Cl- 和 SO4 2-，也可推知不含 SO3 2-（因 SO3 2-与 HNO3反应生成 SO4 2-）。最后由（1）推知原混合物中 还有 CO3 2-，因 Ba2+和 CO3 2-生成 BaCO3沉淀。 答案：OH-，CO3 2-，NO3 -；Cl-，NH4 +，SO4 2-，SO3 2-。 【变式】对某酸性溶液（可能含有 Br-、SO4 2-、H2SO3、NH4 +）分别进行如下实验： （1）加热时放出的气体可以使品红溶液褪色。 （2）加碱调至碱性后，加热时放出的气体可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝。 （3）加入氯水时，溶液略显黄色，再加入 BaCl2溶液，产生的白色沉淀不溶于稀 HNO3。 对于下列物质不能确认其在原溶液中是否存在的是（ ） A.Br- B.SO4 2- C.H2SO3 D.NH4 + 答案：B 【例 2】Cu+在酸性溶液性质不稳定，可发生自身氧化还原生成 Cu2 +和 Cu。现有浓硫酸、浓硝 酸、稀硫酸、稀硝酸、FeCl3溶液及 pH 试纸，而没有其它试剂，简述如何用最简便的方法来 检验 CuO 经 H2还原所得的红色产物是否含有碱性氧化物 Cu2O。 解析 该题是利用信息对还原产物组成的证明，关键是理解 Cu2O 发生自身氧化还原反应 而生成 Cu2+和 Cu，故不能选浓硫酸、硝酸、FeCl3溶液。应利用信息检验产物能否在酸性溶液 中产生 Cu2+，但不能是被氧化剂氧化而生成的 Cu2+。 答案：取少许红色产物，加入稀硫酸振荡，若溶液变为蓝色，说明产物中有 Cu2O; 若溶 液不变色，说明产物中无 Cu2O。 【例 3】消除碘缺乏病的有效措施之一，就是在食盐中加入一定量的 KIO3。已知在溶液中 IO3 - 可与 I-发生反应：IO3 -+ I-+6H+ ＝3I2+3H2O.根据此反应，可用试纸和一些生活中常见的物质进行 检验，证明食盐中存在 IO3 -。可供选用的物质有：①自来水，②蓝色石蕊试纸，③碘化钾淀粉 试纸，④淀粉，⑤食糖，⑥食醋，⑦白酒，⑧食用油。请写出证明食盐中存在 IO3 -的实验步骤 （仪器部分免述）。 解析：这是一道涉及日常生活的设计性实验题，根据题意及化学方程式可知，该实验除需 提供食盐样品外，还应供给水、淀粉、I-及 H+等。 能满足上述要求的玄宫物质有①自来水、③碘化钾淀粉试纸、④淀粉、⑥食醋。但自来 水中含有 Cl2、HClO 等氧化性杂质，易将 I-氧化为 I2，造成判断失误，故自来水不能使用。碘 化钾淀粉试纸能提供 I-及淀粉。食醋的主要成分是含 3％～5％醋酸的溶液，既含水，又含 H+， 一举两得。因此实验时，必须使用的物质是：碘化钾淀粉试纸、食醋、何食盐（样品）。 答案： ①将少量食盐溶解在食醋中，制成溶液；②用玻璃棒蘸取上述溶液，滴在碘化钾 淀粉试纸上，若试纸变蓝色，说明食盐中含有 IO3 -。 【例 4】有 7 瓶有机物 A、B、C、D、E、F、G，它们可能是苯、甲苯、己烯、苯酚、乙醇、乙 醛、乙酸，为确定每瓶成分，进行下列实验： ①取 7 种少量有机物，分别加水，振荡后与水分层的是 A、D、G； ②取少量 A、D、G 分别加入溴水，振荡后，只有 D 不仅能使溴水退色，而且油层也无色； ③取少量 A、G，分别加入酸性 KMnO4溶液，振荡后，G 能使酸性 KMnO4溶液退色； ④取 A 少量，加浓 H2SO4和浓 HNO3，加热后倒入水中，有苦杏仁味油状液体生成； ⑤取少量 B、C、E、F，分别加入银氨溶液，经水浴加热后，只有 B 出现银镜； ⑥取少量 C、E、F，若分别加入金属 Na，均有 H2放出；若分别加入 Na2CO3溶液；只有 F 有气体放出； ⑦取少量 C、E，滴入 FeCl3溶液，E 溶液呈紫色； ⑧取少量 C、F，混合后加浓 H2SO4，加热后有果香味的油状液体生成。 试推断 A、B、C、D、E、F、G 各是什么物质？ 解析：物质的实验推断，也属于物质的检验类试题。对于较大的实验推断题，不可能每 一步都能得出结论，因此需要将每一步的结论写出，最后组合各步结论，可以得出答案。 由①可知：A、D、G 可能是苯、甲苯和己烯，不可能为苯酚，因为所取有机物为少量。 由②可知：D应是己烯，因烯烃可与溴水发生加成反应。 由③④可知：G 为甲苯，而 A 则为苯。 由⑤可知：B 中含有-CHO，所以 B 是乙醛。 由⑥可知：F 是乙酸，因为只有乙酸可与 Na2CO3反应，而放出气体。 由⑦⑧可知：E 为苯酚，因苯酚遇 FeCl3溶液而呈紫色，C 则为乙醇。 答案：A、B、C、D、E、F、G 分别为苯、乙醛、乙醇、己烯、苯酚、乙酸、甲苯。 考点 57定量实验与数据处理 考点聚焦 1．物质的量浓度溶液的配制与溶液稀释的操作方法与简单计算 2．酸碱中和滴定的操作方法与滴定曲线的测绘 3．中和热的测定原理、方法 4．物质的质量、液体或气体体积、溶液pH 的测量方法，其他定量实验的数据处理 知识梳理 定量实验是指用实验的方法，测定物质的一些性质参数。当需要弄清某物质或组分的含 量时，这就需要运用定量的方法进行测量。定量分析中更多的测定方法需要利用化学反应中 的计量关系来求得待测物质的含量。 一、重要的定量实验 1．物质的量浓度溶液的配制与溶液的稀释 （1）配制 100mL 2.0mol·L—1 的NaCl溶液整个过程如下图： ①实验称取的 NaCl 固体的质量为 ；用玻璃棒搅拌的目的是 ；用蒸 馏水洗涤烧杯内壁的目的是 ；轻轻振荡容量瓶，使容量瓶中的溶 液充分混合的目的是 。 ②配好的溶液如何处理？ （2）用 2.0mol·L—1 的NaCl溶液配制 100mL 0.5mol·L—1 的NaCl溶液，需要 2.0mol·L—1 的 NaCl溶液的体积是 。 2. 酸碱中和滴定 （1）在定量分析中，用 测定 的叫做酸碱中和滴定。对 于一元强酸[c（酸）、V（酸）]和一元强碱[c（碱）、V（碱）]的中和反应，其定量关系 为 。 （2）中和滴定实验所需的仪器有 ，药品 是 。 （3）滴定前，应做的工作包括：检查滴定管是否漏水、用 洗涤、用 润 洗、调整液面至 、取一定体积的 于锥形瓶中；滴定时， 左手握 的玻璃旋塞或挤压 的玻璃球的稍上部位，右手摇 动 ，眼睛注视 ，当 时 即为滴定终点。 3．比色法测定自制硫酸亚铁铵的浓度 (1)在定量分析中，通过 来确定 的方法 叫比色法。其优点是 ，缺点是 。因此它适用 于 ，不适用于 。 (2)测定自制硫酸亚铁铵的浓度时，通常要先配制 ，然后 使 ，可测得该待测样品的 Fe3+浓度。 (3)实验中涉及到的原理可用离子方程式表示为 。 思考：实验中，标准溶液的配制对仪器的精确度要求较高，而待测溶液的配制对仪器精确 度要求较低，试解释其中原因。 4．中和热的测定 中和热是指酸碱中和反应生成 时，所 （选填“吸收”或“放出”）的热量。 测定中和热所需的玻璃仪器有 ；要想提高中和 热测定的准确性，实验时应注意 。 二．实验数据的处理 数据处理主要包括两方面的内容： 1．对 进行运算，从而得出测定结果。 2．将测定结果与 进行比较，分析产生的 及其原因。如物质的量浓度 配制实验，凡是 偏多或 偏小的操作，都会使最终结果 偏大。 试题枚举 【例1】 (03广东19)要配制浓度约2mol•L-1NaOH溶液100mL，下面操作正确的是 A.称取8g NaOH固体，放入250mL烧杯中，用100mL量筒量取100mL蒸馏水，加入烧杯中， 同时不断搅拌至固体溶解 B.称取8g NaOH固体，放入100mL量筒中，边搅拌，边慢慢加入蒸馏水，待固体完全溶解 后用蒸馏水稀释至100mL C.称取8g NaOH固体，放入100mL容量瓶中，加入适量蒸馏水，振荡容量瓶使固体溶解， 再加入水到刻度，盖好瓶塞，反复摇匀 D.用100mL量筒量取40mL 5mol•L-1NaOH溶液，倒入250mL烧杯中，再用同一量筒取60mL 蒸馏水，不断搅拌下，慢慢倒入烧杯中 解析 本题考查对“配制一定物质的量浓度”要求的理解 和量筒、容量瓶等计量仪器的使 用。根据题目的数据和“约为2 mol•L-1 ”的要求可知，配制的精确度要求较低，所以可用水的体 积代替溶液体积；溶液与水混合时，可忽略体积的变化。因为NaOH溶解时会放出大量的热， 在量筒中直接溶解可能会使量筒炸裂；在容量瓶中直接溶解不仅会容量瓶体积发生变化，也 可能使容量瓶破裂。 答案 AD 【例2】某学生进行中和实验的过程如下：a.取一支碱式滴定管 b.用蒸馏水洗净 c.即加入待测 的 NaOH 溶液 d.记录液面刻度读数 e.用酸式滴定管精确放出一定量标准酸液 f.置于未经标 准酸液润洗的锥形瓶中 g.加入适量蒸馏水 h.加入酚酞试液 2 滴 i.滴定时边滴边振荡 j.边注 视滴定管内液面的变化 k.当小心滴到溶液由无色变成粉红色时，即停止滴定 l.记录液面刻度 读数 m.根据滴定管的两次读数，得出 NaOH 溶液的体积为 22mL。指出上述实验过程中的错 误之处（用编号表示） 。 解析 定量实验的操作必须不产生误差或使实验误差尽可能地减小。c 应用待测 NaOH 溶 液润洗滴定管后，再装液体。j 滴定时应注视锥形瓶内液体颜色的变化及滴定的速度。k 滴定 终点应是溶液变粉红色且半分钟内不褪色。m 体积的读数应读到小数点后面两位，如22.00mL。 答案 c j k m 【例3】（06年上海化学26）某课外兴趣小组为了探究铁与硫在隔绝空气的条件下反应所得固 体M的成分，设计了如下图装置。倾斜A使稀硫酸（足量）与固体 M充分反应，待反应停 止后，B装置增重，C装置中溶液无变化，反应后进入量气管气体的体积为V mL（已折算 成标准状况）由上述实验事实可知： （1）①固体M中一定有的物质是_____（填化学式）理由是_____。 ②其中一种物质的质量可以确定为____g（用代数式表示）。 （2）B装置的名称是_____。写出B装置中反应的离子方程式_____。 （3）C装置的作用是_____，如果实验中没有B装置，则C装置中产生的现象是 __________ 。 （4）稀硫酸和固体M反应后溶液中还残留淡黄色固体，该固体是_____，要分离出该固体， 在实验操作中，除烧杯外还需要用到的玻璃仪器是_____ 。 （5）通过进一步实验，测得固体M中各种成分的质量之和小于反应前铁粉和硫粉的质量 之和，产生这种现象的原因可能是__________ a．M中有未反应的铁和硫 b．测定气体体积时水准管的水面高于量气管的水面 c．A中留有反应生成的气体 d．气体进入D装置前未用浓硫酸干燥 解析 本题是一道定性和定量相结合的综合实验考题，试题借助Fe和S反应的产物与硫酸 发生反应，根据实验现象进行问题设计，综合考查学生的实验探究能力。 因反应后的固体 与稀硫酸发生反应产生的气体能使B装置增重，由此推断产生了H2S气体，故M中含有FeS，又 因气体通过B和C后还收集到V mL气体，依据试题信息，该气体只能是H2，故M中还含有Fe。Fe 的质量为：V/22400×56＝V/400g；从整个装置的设计来分析，实验的流程是让混合气体先通 过B洗气瓶除去H2S，然后再通过CuSO4溶液检验H2S是否除净，故B装置的名称是洗气瓶，其中 反应的离子方程式为：2OH-+H2S→2H2O+S2-；C装置的作用是证明H2S 已被完全吸收，如果实验 中没有B装置，则C装置中将产生CuS黑色沉淀；稀硫酸和固体M反应后溶液中还残留淡黄色固 体，该固体是S，分离该固体，应采用过滤的操作，所需玻璃仪器为烧杯、漏斗和玻璃棒；测 得固体M中各种成分的质量之和小于反应前铁粉和硫粉的质量之和的原因为：若A中留有气体， 导致D中测量的气体减少，从而影响对剩余铁的计算，若测定气体的体积时水面高于量气管， 会导致量气管内气体压强增大，使测量的气体体积变小，导致Fe的计算量变小。 答案 (1)①FeS、Fe B装置增重、量气管有气体。② V/11200 (2)洗气瓶 2OH -+H 2S → 2H2O+S2-- (3)证明 H2S 已被完全吸收 黑色沉淀 (4)硫 漏斗、玻璃棒 （ 5） b、C。 考点 58 研究型实验设计与评价 考点聚焦 1.制备实验装置的选择与仪器连接、装置气密性的检验、实验现象描述、尾气处理。 2.给定实验情景或性质实验目的，要求选择实验仪器装置、药品、确定实验程序，评价实验方 案。 3.对教材演示实验进行重组、优化和创新。 知识梳理 综合实验设计和评价是综合应用实验基础知识、基本操作，结合化学基本理论，元素化 合物知识和化学计算等相关知识，进行整合，解决有关实验问题。 一、实验设计和评价的题型  利用给出的一些装好药品的单个实验装置，要求根据实验目的连接仪器，叙述现象 说明理由。  利用给出的实验的装置和反应条件，要求根据实验现象和物质的性质判断物质和化 学反应。  利用限定的仪器、药品、融气体制备、除杂、集气及设计操作程度、仪器连接、定 量计算于一体。考查学生设计实验、基本操作和数据处理的能力。  给出部分实验环节，根据实验要求设计完整的实验或补充部分实验步骤。  据实验目的，实验进行的条件，选取适当药品、仪器（或应用所指定的药品、仪器） 完全某次指定的实验操作。  对给出的实验方案，做出科学的评估，依据“仪器简单、操作方便、药品易得、节 省试剂、现象明显、安全防污”选择出最佳方案。  新情境实验题，运用已有知识解决新情境中的新问题，考查学生灵活运用知识的迁 移能力、自学能力、观察能力、实验能力和思维能力。 二、实验设计的一般规律 1、实验方案设计的一般原则。 一个相对完整的化学实验方案一般包括下述内容：（1）实验名称；（2）实验目的；（3） 实验原理；（4）实验用品（仪器、药品及规格）；（5）实验步骤（包括实验仪器的装配和操作）； （6）实验现象和记录及结果处理；（7）问题和讨论。 实验方案的设计原则是方法简便、现象明显、操作易行，对于定量实验还要考虑系统误 差要求。确定了实验所选用的方法和原理后，就要考虑选择用什么实验装置来完成此实验， 即进行实验装置的设计，一套完整的实验装置往往是由多个基本实验装置相互连接而成的， 如有关气体的制取和性质实验一般分为气体的发生装置（或气体反应装置）、气体的洗涤装置、 气体的收集装置、尾气的吸收装置等部分，要熟悉各基本装置的功能，并注意各基本装置连 接顺序的合理性。 2、设计方案时思考实验顺序的选择。 （1）思考问题的顺序： ①围绕主要问题思考，例如：选择适当的实验路线、方法；所用药品、仪器简单易得； 实验过程快速、安全；实验现象明显。 ②思考有关物质的制备、净化、吸收和存放等有关问题。例如：制取在空气中易水解的 物质（如 AL2S3、ALCl3、Mg3N2等）及易受潮的物质时，往往在装置末端再接一个干燥装置， 以防止空气中水蒸气进入。 ③思考实验的种类及如何合理地组装仪器，并将实验与课本实验比较、联系。例如涉及 到气体的制取和处理，对这类实验的操作程序及装置的连接顺序大体可概括为：发生→除杂 质→干燥→主体实验→尾气处理。 （2）仪器连接的顺序： 1 所用仪器是否恰当，所给仪器是全用还是选用。 2 仪器是否齐全。例如制有毒气体及涉及有毒气体的实验是否有尾气的吸收装置。 3 安装顺序是否合理。例如：是否遵循“自下而上，从左到右”的原则；气体净化装 置中不应先干燥，后又经过水溶液洗气。 4 仪器间连接顺序是否正确。例如：洗气时“进气管长，出所气管短“；干燥管除杂 质时”大进小出“等。 （3）实验操作的顺序： 1 连接仪器。按气体发生→除杂质→干燥→主体实验→尾气处理顺序连接好实验仪器。 2 检查气密性，在整套仪器连接完毕后，应先检查装置的气密性，然后装入药品。检 查气密性的方法要依装置而定。 3 装药品，进行实验操作。 3、设计方案时需注意的问题。 （1）检查气体的纯度，点燃或加热通有可燃性（H2、CO、CH4、C2H4、C2H2等）的装置前， 必须检查气体的纯度。例如用 H2、CO 等气体还原金属氧化物时，需要加热金属氧化物，在操 作中，不能先加热，后通气，应当先通入气体，将装置内的空气排净后，检查气体是否纯净 （验纯），待气体纯净后，再点燃酒精灯加热金属氧化物。 （2）加热操作先后顺序的选择。若气体发生需加热，应先用酒精灯加热发生气体的装置， 等产生气体后，再给实验需要加热的固体物质加热，目的是：一则防止爆炸（如氢气还原氧 化铜）；二则保证产品纯度，防止反应物或生成物与空气中其他物质反应。例如用浓硫酸和甲 酸共热产生 CO，再用 CO 还原 Fe2O3，实验时应首先点燃 CO 发生装置的酒精灯，生成的 CO 赶走空气后，再点加热 Fe2O3的酒精灯，而熄灭酒精灯的顺序则相反，原因是：在还原性气体 中冷却 Fe 可防止灼热的 Fe 再被空气中的 O2的氧化，并防止石灰水倒吸。 （3）冷凝回流的问题。有的易挥发的液体反应物，为了避免反应物质损耗和充分利用原 料，要在发生装置中设计冷凝回流装置。发在发生装置中安装长玻璃管等。 （4）冷却问题。有的实验为防止气体冷凝不充分而受损失，需要冷凝管可用冷水或冷水 冷凝气体（物质蒸气），使物质蒸气冷凝为液态便于收集。 （5）防止倒吸问题。实验过程用到加热操作的，要防倒吸；气体易溶于水的要防倒吸。 （6）具有特殊作用的实验改进装置。如为防止分液漏斗中的液体不能顺利流出，用橡皮 管连接成连通装置；为防止气体从长颈漏斗中逸出，可在发生装置中的漏斗末端套住一支小 试管等。 （7）拆卸时的安全性和科学性。实验仪器的拆卸要注意安全性和科学性，有些实验为防 止“爆炸”或“氧化”，应考虑停止加热或停止通气，如对有尾气吸收装置的实验，必须将尾 气导管提出液面后才能熄灭酒精灯，以免造成溶液倒吸；用氢气还原氧化铜的实验应先熄灭 加热氧化铜的酒精灯，同时继续通氢气，待加热区冷却后才停止通氢，这是为了避免空气倒 吸入加热区使铜氧化，或形成易爆气体；拆卸用排水法收集需要的加热制取气体的装置时， 需先把导管从水槽中取出，才能熄灭酒精灯，以防止水倒吸；拆下的仪器要清洗、干燥、归 位。 试题枚举 【例 1】实验室可用氯气与金属铁反应制备无水三氯化铁，该化合物是棕红色，易潮解，100℃ 左右时升华。下图是两个学生设计的实验装置，左边的反应装置相同，而右边的产品收集装 置则不同，分别如(Ⅰ)和(Ⅱ)所示。试回答： (1)B 中反应的化学方程式为：_________________________________________。 (2)D 中的反应开始前，需排除装置中的空气，应采取的方法是： __________。 (3)D 中反应化学方程式是： ________________________________ 。 (4)装置(Ⅰ)的主要缺点是： ________________________________________。 (5)装置(Ⅱ)的主要缺点是：____________________________________________。 如果选用此装置来完成实验，则必须采取的改进措施是：__________________。 解析 由题设“制备三氯化铁”可知 D 管中是铁丝或铁粉，并推知 A、B、C 应该是发生 氯气的装置，A 中加入浓盐酸，B 中应该让浓盐酸跟氧化剂作用(常用的是 MnO2或 KMnO4)。 要使 D 管中空气排出，最方便的方法就是首先让刚发生的氯气去驱除它，此时 D 管中不 要加热。等到空气驱净、氯气充满 D 管时才在 D 管下加热，以保证铁和纯氯气反应。由于氯 化铁易升华，因此 D 管中 FeCL3容易升华而出，却又特别容易重新冷凝，在装置Ⅰ中 D 管出口 可能被堵塞，多余的氯气并不能被浓 H2SO4吸收，排放尾气时将导致污染。而装置Ⅱ的 D 管出 口是广口瓶，可免受堵塞，尾气排放前有碱液吸收，这都是好的。但 FeCL3容易被潮解，碱液 不足以抵挡湿气，应在 E、F 之间加入干燥装置。 答案 (1)4HCl+MnO2=====MnCl2+2H2O+Cl2↑ 或 16HCl+2KMnO4======2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑ (2)B 中的反应进行一段时间后，看到黄绿色的气体充满装置，再开始加热 D； (3)2Fe+3Cl2======2FeCl3； (4)导管易被产品堵塞，尾气排入空气，易造成环境污染； (5) 产品易受潮解；在瓶 E 和 F 之间连接装有干燥剂的装置。 【例 2】航天飞行器座舱内空气更新过程如图所示： 空气、CO2、H2O CO2 C 空气 H2 H2O O2 H2O (1)Ⅱ是 CO2和 H2的反应装置，该反应的化学方程式_____________________。 (2)从装置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可看出，O2的来源是 CO2和 H2O，宇航中每天消耗 28molO2，呼出 23molCO2，则宇航员生天呼出的气体中含 H2O________mol。 座舱 Ⅰ Ⅱ Ⅲ （3）以下是另一种将 CO2转化为 O2的实验设想： 其中，由 MgCl2·6H2O制取无水 MgCL2的部分装置(铁架台、酒精灯已略)如下： 1 上图中，装置 a 由________、_________、双孔塞和导管组成。 2 循环物质的名称是______________ 3 制取无水氯化镁必须在氯化氢存在的条件下进行，原因是__________ 4 装置 b 是填充的物质可能是__________(填入编号) e 硅胶 f、碱石灰 g、无水氯化钙 h、浓硫酸 5 设计 d 中装置要注意防止倒吸，请在方框中画出 d 装置的简略图，并要求与装置 c 的 出口处相连(铁架台不必画出)。 解析 (1)Ⅱ中反应物是 CO2和 H2，生成物是 C 和 H2O，配平后得：2H2O+CO2 2H2O+C (2)消耗 28molO2呼出 23molCO2，依质量守恒定律，呼出的气体中含 H2O10mol 时， 氧原子守恒。 (3)由 MgCL2·6H2O 制取无水 MgCL2时需在酸性条件下进行，在 b 处干燥时用中性或 酸性固体干燥剂，硅胶或无水氯化钙，由于氯化氢极易溶于水，在 d 处为防止 倒吸，用一倒扣的漏斗。 答案 (1)2H2+CO2 2H2O+C (2)10 (3)防止水解 (4)e、g (5) 考点 59 化学中的常用计量 考点聚焦 1、掌握物质的量及其单位——摩尔、摩尔质量、气体摩尔体积的涵义。 2、掌握物质的量与微粒（原子、分子、离子等）数目、气体体积（标准状态下）之间的 相互关系。 3、通过基本计算问题的讨论，培养学生的计算思维能力。 知识梳理 1、 2、理解阿伏加德罗定律和以下的推论 ①同 T、P 时， 2 1 V V = 2 1 n n = 2 1 N N ；②同 T、P 时， = 2 1 M M ； ③同 T、V 时， 2 1 P P = 2 1 n n ； ④同 T、P、V 时， 2 1 m m = 2 1 M M ； ⑤同 T、P、m 时， 2 1 V V = 2 1 M M 。 试题枚举 【例 1】（2004 江苏）阿佛加德罗常数约为 6.02×1023mol—1，下列叙述正确的是 A．标准状况下，2.24L 苯中约含有 3.612×1023 碳原子 B．常温常压下，氧气和臭氧的混和物 16g 中约含有 6.02×1023 个原子 C． 25℃时，1LpH=13 的氢氧化钠溶液中约含 6.02×1023个氢氧根离子 D．0.5molCH4中约含有 3.01×1024 个电子 解析：由于苯为液体，无法知道 2.24L 苯物质的量，所以 A 不正确。25℃时 1LpH=13 的氢 氧化钠溶液中含氢气氧根的物质的量0.1mol即 6.02×1022 即C不正确。B中 16gO2与O3混和 物 即含 1mol 氧原子。D 中由于 1molCH4 含 10mol 电子，所以 0.5mol 中含电子数 0.5×6.02× 1023=3.01×1024个 答案：B、D n Vm c N ÷NA ×NA ÷M ÷Vm ×Vm ×M ×V(aq)÷V(aq) ρ1 ρ2 【例 2】下列说法正确的是（ ） A．1mol 任何物质在标准状况下的体积都约是 22.4L B．0.5 mol 氢气的体积为 11.2L C．在标准状况下，各为 1mol 的二氧化硫、三氧化硫的体积均约为 22.4L D．在 20L 恒容密闭容器中，充入 1mol 的氮气和 3mol 氢气，达平衡后有 0.5mol 的氮 气反应，平衡后混合气体的体积仍为 20L 解析：A．不正确，只有 1mol 气体在标准状况下的体积都约是 22.4L，不能说任何物质。 B．不正确，因为没有指明标准状况。 C．不正确，因为三氧化硫在标准状况下不是气体。 D．正确，因为不论在任何条件下，气体都将充满整个容器。 答案：D 【例 3】若以 w1和 w2分别表示浓度为 amol·L—1和 bmol·L—1氨水的质量分数，且知 2a=b， 则下列推断正确的是（氨水的密度比纯水的小） A．2w1= w2 B．2 w2= w1 C．w2>2 w1 D．w1>w2>2 w1 解析：对于氨水来讲，浓度越大，密度反而越小。然后利用质量分数和物质的量浓度的 转换关系，进行判断。 答案：C 【例 4】假设 12C 相对原子质量为 24，如果以 0.024kg12C 所含的原子数为阿伏加德罗常数， 下列数值肯定不变的是 A．气体摩尔体积常数(标准状况) B．标准状况下 16g O2所占体积 C．O2的相对分子量 D．一定条件下，跟 2gH2相化合的 O2的物质的量 解析：以 0.024kg12C 所含的原子数为阿伏加德罗常数，则阿伏加德罗常数变为原来的 2 倍，即 1mol 气体的含的分子数为原来的 2 倍，A 项变化了。B 项明确了气体的温度、压强和 质量，体积一定，不随原子量标准及阿伏加德罗常数的改变而改变。对于 C 项，由于 12C 相对 原子质量变为原来的 2 倍，则任何元素的相对原子质量均变为原来的 2 倍，各种分子相对分 子质量也将扩大为原来的 2 倍，即此时的 O2相对分子质量变为 64，对于 D 项，与 2gH2相化 合的 O2的质量是不变的，因为 O2的摩尔质量改变，故 O2的物质的量也发生改变。 答案：B 【例 5】设 N 表示阿伏加德罗常数，则下列说法正确的是： A．标准状况下，以任意比例混合的甲烷和丙烷混合气体 22.4L，所含的气体的分子数 约为 N 个 B．标准状况下，22.4LNO 和 11.2L 氧气混合，气体的分子总数约为 1.5N 个 C．常温下，2.3g 金属钠变成钠离子时，失去的电子数目为 0.1N 个 D．常温下，18g 重水所含中子数为 10N 个 解析：A．正确，任意比例混合的甲烷和丙烷混合气体 22.4L，气体的总物质的量为 1mol， 因此含有 N 个分子。 B．不正确，因为 NO 和氧气一接触就会立即反应生成二氧化氮。 C．正确，2.3g 钠是 0.1mol 钠原子，钠原子变成离子的反应为：Na-e=Na+ 0.1mol 钠原子就失去 0.1mol 电子，也就是 0.1NA 个电子。 D．不正确，重水分子（D2O）中含有 10 个中子，分子量为 20，18g 重水所含中子 数为：10×18g/20g· mol-1=9mol。 答案：AC 【例 6】在 25℃、100kPa条件下，将 15L O2通往 10LCO 和 H2的混合气中，使其完全燃烧， 干燥后，恢复至原来的温度和压强。 （1） 若剩余气体的体积是 15L，则原 CO和 H2的混合气中：V(CO)=______L,V(H2)____L. （2） 若剩余气体的体积为 aL，则原 CO 和 H2的混合气中 V(CO): V(H2)=_____________。 （3） 若剩余气体的体积为 aL，则 a 的取值范围是____________________. 解析：本题以 H2 、CO 燃烧反应为载体考查化学计算能力及由具体到一般的科研能力， 审题关键：①2CO+ O=2CO2，2 H2+ O2=2 H2 O，反应物之间化学计量数比相同，推知完全燃烧， 耗 O2体积是 H2 、CO 混气体积 1/2。②H2 、CO 之间比值与 O2剩余无关，一定剩余 10L。③ 剩余气体混合物经干燥，一定不含 H2 O，混合气成分为 CO2、O2。 （用守恒法和极限法求解）：由化学方程式 2CO+ O=2CO2，2 H2+ O2=2 H2 O（液）知，10LH2 、 CO混合气（无论其体积比如何）消耗的 O2体积恒为 5L。剩余的气体为 O2（10L）和 CO2的混 合气，且由碳原子数目守恒知 V（CO2）=V（CO） （1）剩余气体 15L，其中 O2为 10L，则 V（CO2）=5L，V（H2）=10L-V（CO2）=5L，V（CO2） =V（CO）=5L。 （2）剩余气体为 aL，则其中 CO2为 V（CO2）=aL—10L，V（CO）= V（CO2）=（a—10）L，V （H2）=10L—V（CO）=10L—（a—10）L=20L—Al，V（CO）/V（H2）= a a   20 10 （3）因剩余气体中一定有 10L O2，故 a>10。设 10L 原气体全是 CO，则最多有 10L CO2，故 a <20。 A 的取值范围是 100.005mol。所以 0.005mol < n（Cu）<0.015mol。 【例 8】向 300mL KOH 溶液中缓慢通入一定量的 CO2气体，充分反应后，在减压低温下蒸 发溶液，得到白色固体。请回答下列问题： （1）由于 CO2通入量不同，所得到的白色固体的组成也不同，试推断有几种可能的组成， 并分别列出。 （2）若通入 CO2气体为 2.24L（标准状况下），得到 11.9g 的白色团体。请通过计算确定 此白色固体是由哪些物质组成的，其质量各为多少？所用的 KOH 溶液的物质的量浓度为多少 解析：（1）由于 CO2和 KOH 反应时物质的量之比不同则产物不同，故可根据 CO2和 KOH 反应时物质的量之比对产物进行讨论。由：①CO2＋2KOH＝K2CO3＋H2O ②CO2＋KOH＝KHCO3 可知 n（CO2）/n（KOH）=1/2 时产物为 K2CO3，n（CO2）/n（KOH）=1 时产物为 KＨCO3，所以 n（CO2）/n（KOH）<1/2 时，KOH 过量则产物为 K2CO3＋KOH ； 1/2< n（CO2）/n（KOH）< １时，对于①反应来说二氧化碳过量而对于②反应来说二氧化碳量不足，所以产物为 K2CO3＋ KHCO3 ；n（CO2）/n（KOH）>１时，二氧化碳过量，则固体产物为 KHCO3。 答案为：①K2CO3 ＋KOH ②K2CO3 ③K2CO3＋KHCO3 ④KHCO3 （2）由：①CO2＋2KOH＝K2CO3＋H2O ②CO2＋KOH＝KHCO3 22.4L(标态) 138g 22.4L(标态) 100g 2.24L(标态) 13.8g 2.24L(标态) 10.0g ∵ 13.8g＞11.9g＞10.0g ∴ 得到的白色固体是 K2CO3和 KHCO3的混合物。 设白色固体中 K2CO3 x mol，KHCO3 y mol，即 ①CO2＋2KOH＝K2CO3＋H2O ②CO2＋KOH＝KHCO3 x mol 2x mol x mol y mol y mol y mol x mol＋y mol＝2.24L/22.4mol•L—1＝0.100 mol （CO2） 138g•mol—1 × x mol 100 g•mol—1 × y mol＝11.9g （白色固体） 解此方程组，得 x＝0.0500mol （K2CO3） y＝0.0500mol （KHCO3） ∴ 白色固体中 ，K2CO3 质量为 138g•mol—1 × 0.0500mol＝6.90g KHCO3质量为 100 g•mol—1 ×0.0500mol＝5.00g 消耗 KOH 物质的量为 2x mol＋y mol＝2×0.0500mol＋0.0500mol＝0.150mol ∴所用 KOH 溶液物质的量浓度为 0.150mol/0.300L ＝ 0.500 mol•L—1 考点 60 利用化学反应方程式的计算 考点聚焦 1、混合物反应的计算。 2、反应物中有一种过量的计算。 3、多步反应的计算。 4、无数据或数据缺省型计算。 5、范围讨论计算。 知识梳理 1、正确理解化学方程式的意义，准确书写化学方程式，求出相关物质的摩尔质量是化学 方程式计算的关键。要防止化学方程式不配平，列比例式时相关物质上下单位不统一而造成 错误。注意解题规范，合理使用单位和有效数字。 2、混合物反应的计算是化学计算中的一种最基本的类型。混合物可以是固体、气体或溶 液，解题过程中必须仔细审题，理清各物质之间量的关系，必要时可采用图示或简捷的化学 用语表示。二元混合物是混合物计算中最重要也是最基本的一种类型，其一般解题思路是： 设两个未知数，然后根据有关反应的化学方程式中物质的量关系，列出二元一次方程组求解。 3、判断反应物中有一种过量的化学计算题出现较多，其判断的方法因题型（即所给已知 条件）不同而不同。常见的方法有常规方法、极端假设法、产物逆推法等。因此判断的方法 灵活多变，具有一定的难度。 4、多步反应的计算应先写出有关反应的化学方程式，然后找出起始物质与最终物质之间 的关系，再用关系式进行计算。此类题目往往涉及物质纯度、转化率、利用率、产率等概念。 5、无数据计算题较特殊，字里行间无任何数据，却要进行计算。这类题型在一定程度上 增大了解题的难度和迷惑性，但只要掌握了它的解法，并不难。无数据型计算题的常用解法 有等量法、假设法和推理法等。 数据缺省型题目的特点是：构成计算要素的已知量缺省，要求学生根据计算要求补充这 一缺省量，然后进行有关计算。数据缺省型计算题是近几年国家命题组开发出来的成功计算 题型。此类试题对考查学生逻辑思维能力及学习潜能特别有效。 6、范围讨论计算是近几年高考题中出现的一种新题。此类题目融化学原理、元素化合物 知识、数据分析、逻辑推理于化学计算之中，技巧性强，方法灵活，因而是高考的热点和难 点。范围讨论计算所依据的化学原理是反应物之间相对含量不同而产物不同（如 H2S 与 O2反 应、Na2O2与 NaHCO3共热、Cl2与 NH3反应等），所以，此类题目实际上是过量计算的演化和 延伸。范围讨论计算的解题方法思路是： (1)写方程式、找完全点。即写出因反应物相对量不同而可以发生的化学反应方程式，并 分别计算找出二者恰好完全反应时的特殊点。 (2) 确定范围、计算判断。即以恰好完全反应的特殊点为基准，讨论大于、小于或等于的 情况，从而划出相应的区间，确定不同范围，然后分别讨论在不同范围内推测判断过量，从 而找出计算依据，确定计算关系，得出题目答案。 试题枚举 【例 1】两种气态烃以任意比例混合 ，在 105℃时 1L 该混合烃与 9L 氧气混 合，充分燃烧后恢复到原状态，所得气体体积仍为 10L。下列各组混合烃中不符合 此条件的是（ ） A. CH4 C2H4 B. CH4 C3H6 C. C2H4 C3H4 D. C2H2 C3H6 解析：由烃完全燃烧的方程式 CXHY+(X+ 4 y )O2 XCO2+ 2 y H2O(g)可知，当反 应为气体体积不变的反应时，要求 1+(X+ 4 y )=X+ 2 y ，即 y=4，根据平均值原理， B 选项中 H 的平均数大于 4，而 D选项只有在 C2H2 和 C3H6的体积比为 1∶1 时 H 平均数才等于 4，不符合两种气态烃以任意比例混合的要求。 答案：B、D。 【例 2】FeS2与硝酸反应产物有 Fe3+和 H2SO4，若反应中 FeS2和 HNO3物质的 量之比是 1∶8 时，则 HNO3的唯一还原产物是（ ） A．NO2 B．NO C．N2O D．N2O3 解析：此题可运用氧化还原关系式计算。若反应中 FeS2和 HNO3的物质的量之比是 1∶8， 则 FeS2和被还原的 HNO3的物质的量之比是 1∶5。 设 N 元素的变价为 x，可列以下氧化还原关系式并解析： 答案：B 【例 3】有某碱金属 M 及其相应氧化物的混合物共 10 g，跟足量水充分反应后，小心地 将溶液蒸干，得到 14 g 无水晶体。该碱金属 M 可能是（ ） A．锂 B．钠 C．钾 D．铷 解析：2M+2H2O=2MOH+H2↑ M2O+H2O=2MOH 解得 42.5＞x＞14.5 分析所给锂、钠、钾、铷的原子量，推断符合题意的正确答案是 B、C。 答案：B、C。 【例 4】在 2mol/L 的 NaOH 溶液 100ml 中，通入 CO2，生成了 0.05mol 的 Na2CO3,求在标 准状况下通入 CO2的体积是多少升？ 解析：CO2通入 NaOH 溶液发生反应，如果 NaOH 过量则生成 Na2CO3，若 NaOH 少则生成 NaHCO3。这要由 CO2与 NaOH 的物质的量之比来决定。此题中 CO2少，通入 NaOH 溶液仅生成 0.05mol Na2CO3。也可以 CO2量多，将 NaOH 全部转化为 Na2CO3,CO2还有剩余又继续跟 Na2CO3 反应转化为 NaHCO3后，余下 0.05mol Na2CO3,因此本题有 2 个解。 （1） 设生成 0.05mol Na2CO3，需 xmolCO2 2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O 1mol 1mol xmol 0.05mol 则 x=0.05mol ∴需 CO2的体积为 22.4×0.05=1.12 升。 （2）设 NaOH 全部转化为 Na2CO3时需 ymol CO2,生成 z mol Na2CO3 2NaOH + CO2 Na2CO3+H2O 2mol 1mol 1mol 2×0.1mol ymol zmol 得： mol1.0 mol1.0   z y 消耗的 Na2CO3为 0.1-0.05=0.05mol 设 0.05mol Na2CO3转化为 NaHCO3需 yˊ摩 CO2 Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3 1mol 1mol 0.05mol yˊ 则 yˊ=0.05mol。 ∴共需 CO2为 0.1+0.05=0.15mol，体积为 22.4×0.15=3.36（升） 答案：1.12 升或 3.66 升 【例 5】 某化肥厂用 NH3制备 NH4NO3，已知：由 NH3制 NO 的产率是 96%，NO 制 HNO3 的产率是 92%，HNO3与 NH3反应产生 NH4NO3，则制备 HNO3所用去的 NH3的质量占总消耗 NH3 的质量分数是多少？（不考虑其它损耗）。 解析： 本题涉及的内容是硝酸的工业制法，以及转化率、产率等知识，从反应方程式 看，NH3+HNO3 NH4NO3，当 NH3与 HNO3的物质的量之比为 1：1 时，两者进行得最充分。 而 NHO3的获得则有如下关系。NH3—NO—HNO3，又属于多步计算的问题。 设转化为HNO3的NH3为 xmol，则成生的HNO3为 x×0.96×0.92=0.8832xmol,化合成NH4NO3 又消耗 NH3为 0.8832x mol 所以 NH3（总）=x+0.8832x=1.8832x mol 故制备 HNO3用去的 NH3占消耗 NH3的质量分数为 %1.53%100 8832.1  x x 答案：53.1% 【例 6】 将盛有 10ml NO2和若干毫升 O2的混合气体的量筒倒扣在盛水的水槽内，充分 反应后在相同条件下剩余 1ml 无色气体。求原混合气体中氧气的体积是多少毫升？ 解析： NO2与 O2完全反应转化为 HNO3，的化学方程式为：4NO2+O2+2H2O 4HNO3， 反应后剩余 1ml 无色气体，说明 NO2与 O2反应后有一种剩余，可能是 O2，也可能剩余的 NO2 转化为 NO，因此要通过讨论法解此题。 ①剩余气体为 NO，设没有参加反应的 NO2为 xml ∵3NO2+H2O 2HNO3+NO 3ml 1ml xml 1ml 1 13  x x=3ml ∴没有参加与 O2反应的 NO2为 3ml（剩余 1mlNO 即剩余 3ml NO2） ∴参加反应的 NO2：10-3=7ml 设参加反应的 O2为 yml 4NO2+O2+2H2O=4HNO3 4ml 1ml 7ml yml y 1 7 4  y=1.75ml(O2) ②剩余气体为 O2，设反应消耗 z 毫升 O2 4NO2+O2+2H2O=4HNO3 4ml 1ml 10ml zml z 1 10 4  z=2.5ml ∴O2为 1+2.5=3.5ml 答案：1.75ml 或 3.5ml 【例 7】金属锡的纯度可以通过下述方法分析：将试样溶于盐酸，反应的化学方程式为： Sn＋2HCl=SnCl2＋H2再加入过量的 FeCl3溶液，发生如下反应：SnCl2＋2FeCl3=SnCl4＋2FeCl2 最 后 用 已 知 浓 度 的 K2Cr2O7 溶 液 滴 定 生 成 Fe2+ ， 反 应 的 化 学 方 程 式 为 ： 6FeCl K Cr O 14HCl 6FeCl 2KCl 2CrCl 7H O2 2 2 7 3 3 2      现有金属锡试样 0.613g，经上述反应后，共用去 0.100 mol/LK2Cr2O7溶液 16.0mL。求试样 中锡的百分含量（假定杂质不参加反应）。 解析：该题是应用关系式法解多步反应的综合计算。根据题目所给出的三个化学反应， 得出 Sn 与 K2Cr2O7 的物质量的关系。 3Sn 3SnCl 6FeCl K Cr O2 2 2 2 7—— —— —— 3Sn K Cr O 3 119 g 1mol x 0.1 0.016mol x 3 119 0.1 0.016 1 0.571 g Sn% 0.571 0.613 100% 93.1% 2 2 7—— （ ） （ ）            答案：93.1% 考点 61守恒法在化学计算中的应用 考点聚焦 能运用“守恒”技巧进行相关计算 知识梳理 1.所谓“守恒”就是以化学反应过程中存在的某些守恒关系如_________守恒、元素守恒、 得失__________守恒等作为依据，寻找化学式中__________总数绝对值相等；复分解反应中 阴 阳 离 子 ________________ 总 量 相 等 ； 氧 化 还 原 反 应 中 氧 化 剂 与 还 原 剂 _________________________相等。几个连续或平行反应前后某种微粒的_________________ 相等作为解题的基本思路。运用守恒法解题既可避免书写繁琐的化学方程式，提高解题的速 度，又可避免在纷纭复杂的解题背景中寻找关系式，提高解题的准确度。 2.守恒法的最基本原理为-----质量守恒定律，并由此衍生出来： 一切化学变化中都存在的-----微粒守恒 氧化还原反应中存在的-----得失电子守恒 化合物的化学式存在的-----正、负化合价总数相等 电解质溶液中存在的-----阴、阳离子电荷守恒 试题枚举 【例 1】例题 5 某烃 0.1mol，与在标准状况下为 20 L 的氧气（过量）充分反应后，迅速 将混合气体通入足量 Na2O2粉末中，在一定设备中使气体完全反应，此时粉末增重 15 g。经处 理后得到气体 14.4 L（标准状况）。该烃能使溴水褪色，试通过计算求出该烃的分子式，并写 出可能的结构简式。 解析：设该烃的分子量为 M 经分析可推断 14.4 L 气体均为氧气。根据质量守恒： 解得 M=70 由估算法 70/12=5 余 10 所以该烃化学式为 C5H10。因为该烃能使溴水褪色，故为烯烃。戊烯共有 5 种可能的结构简式： ①CH2=CH—CH2—CH2—CH3 ②CH3—CH=CH—CH2—CH3 【例 2】酸雨是因为过度燃烧煤和石油，生成的硫的氧化物与氮的氧化物溶于水生成硫酸 和硝酸的缘故。某次雨水的分析数据如下： c(NH4 +)=2.0×10-6mol/L c(Cl-)=6.0×10-6mol/L c(Na+)=3.0×10-6mol/L c(NO3 -)=2.3×10-5mol/L c(SO4 2-)=2.8×10-5mol/L 则此次雨水的 pH 大约为 ( ) A．3 B．4 C．5 D．6 解析：此题应根据雨水中阴、阳离子所带负、正电荷守恒（溶液呈电中性）解析，根据电荷 守恒： c(H+)+ c(NH4 +)+ c(Na+)= c(Cl-)+ c(NO3 -)+2 c(SO4 2-) 计算出 c(H+) 再代入 pH=-lg c(H+) =5-lg8≈4 答案：B。 【例 3】在 30mL 量筒中充满 NO2和 O2的混合气体，倒立于水中使气体充分反应，最后剩 余 5mL 气体，求原混合气中氧气的体积是多少毫升？ 解析：解法（一） 设原混合气中氧气的体积为 y（mL） （1）设 O2过量：根据 4NO2+O2+2H2O=4HNO3，则 O2得电子数等于 NO2失电子数。 （y-5）×4=（30-y）×1 解得 y=10（mL） （2）若 NO2过量： 4NO2+O2+2H2O=4HNO3 4y y 3NO2+H2O=2HNO3+NO 5 因为在全部（30-y）mLNO2中，有 5mLNO2得电子转变为 NO，其余（30-y-5）mLNO2都失 电子转变为 HNO3。 O2得电子数（NO2→NO）时得电子数等于（NO2→HNO3）时失电子数。 解法（二）根据得失电子守恒，利用阿伏加德罗定律转化信息，将体积数转化为物质的 量简化计算。凡氧化还原反应，一般均可利用电子得失守恒法进行计算。 4y+5×2=（30-y-5）×1 解得 y=3（mL） 答案：原氧气体积可能为 10mL 或 3mL 【例 4】将 Wg 铁、氧化铁和氧化铜组成的混合物粉未放入 100mL 4.4mol/L 盐酸中，反应 完全后得氢气 896mL（标况），生成的溶液中只有 FeCl2、HCl 和 1.28g 固体。把溶液稀释到 320mL 时，盐酸的物质的量浓度为 0.25mol/L，求混合物中各物质是多少 g？ 解析：解答此题的关键，是审清题意，找出等量关系，选准突破口。首先确定由生成溶 液中的盐酸可知反应后的 1.28g 固体沉淀物为铜，因此可首先确定 CuO 的质量。再根据各反应 化学方程式中诸物质的量的关系和耗用盐酸的物质的量列方程求解，或寻求题中“隐含”的 电子守恒和 Cl－守恒条件，求得 Fe 和 Fe2O3 的质量。 Cu 的物质的量  128 64 0 02. . mol CuO 的质量=0.02×80=1.6（g） 设混合物中 Fe2O3的物质的量为 x。 Fe 2HCl FeCl H 0.04mol 0.08mol 0.896 22.4 0.04mol Fe O 6HCl 2FeCl 3H O x 6x 2x CuO 2HCl CuCl H O 0.02mol 0.04mol 0.02mol 2 2 2 3 3 2 2 2            2FeCl Fe 3FeCl 2x x 3 2  CuCl2 + Fe = FeCl2 +Cu 0.02mol 0.02mol 根据反应耗用盐酸的量列方程求解 0.08 6x 0.04 0.1 4.4 0.320 0.25 6x 0.24 x 0.04 mol         （ ） Fe2O3的质量   160 0 04 6 4. . （g） Fe 的质量    ( . . . ) .0 04 0 02 0 04 56 5 6（g） 答案：Fe 的质量为 5.6g； CuO 的质量为 1.6g； Fe2O3的质量为 6.4g。 【例 5】已知 NO2与 NaOH 溶液反应： 3NO2＋2NaOH=2NaNO3＋NO＋H2O，NO 和 NO2可一起与 NaOH 溶液作用 NO2＋NO＋2NaOH= 2NaNO2+H2O现欲用 V L某烧碱溶液使由 nmol NO和mmol NO2组成的 混合气体中的氮全部进入溶液中，NaOH 溶液的物质的量浓度至少为多少？ 解析：NO 和 NO2的混合气体与 NaOH 溶液反应，产物为 NaNO2，产物中 Na+与 NO2 -的物 质的量比为 1∶1，根据反应中 Na+与 N 原子的物质的量守恒，可列出方程。 设 NaOH 溶液的物质的量浓度为 x。 n m V x x m n V mol / L     · （ ） 答案：（m+n）/v 【例 6】把 2.56g 纯铜放入盛有一定量浓 HNO3的大试管中，立即发生化学反应，当铜反 应完毕后，共生成气体 1.12L（标况），计算此反应中耗用 HNO3的物质的量是多少？ 解析：铜跟一定量浓 HNO3反应，开始生成的还原产物是 NO2，后期生成的还原产物是 NO， 把两个不同反应所生成的还原产物作为整体考虑，而不区分有多少 NO2和 NO，每生成 1mol NOx 都耗用 1mol HNO3，根据以应前后氮原子守恒，可列方程求解 Cu ~ Cu(NO ) ~ 2molHNO 1mol 2mol 2.56 64 mol xmol x 0.08 mol 3 2 3耗用 （ ） NO ~ HNO 1mol 1mol 1.12 22.4 mol ymol y 0.05 mol HNO 0.08 0.05 0.13 mol x 3 3      （ ） 总共耗用 量 （ ） 答案：0.13 moL 【例 7】将 7.28g Fe 溶于过量的稀 H2SO4中，在加热的条件下，用 2.02gKNO3去氧化溶液 中 Fe2+，待反应完全后，剩余 Fe2+还需 0.4mol/L KMnO4溶液 25mL 才能完全氧化，已知其反应 方程式为：5Fe2++MnO4 -+8H+=Mn2++5 Fe3++4H2O。通过计算、确定 KNO3的还原产物是什么？（还 原产物为氧化物）并写出其离子方程式。 解析：该题中 Fe 已全部被转化为 Fe2+，因此 Fe2+与 KNO3、KMnO4的氧化还原反应中，还 原剂为 Fe2+，氧化剂为 KNO3、KMnO4，根据电子得失守恒列方程。 Fe2+失去电子的物质的量= KMnO4得到电子的物质的量＋KNO3得到电子的物质的量            7.28 56 1 0.4 0.025 5 2.02 101 x x 4 N N N O 5 1 2 · 即 得 ，还原产物为 4e 离子方程式：2 NO3 -+8 Fe2++10H+=N2O+8 Fe3++5H2O 答案：KNO3的还原产物是 N2O 离子方程式：2 NO3 -+8 Fe2++10H+=N2O+8 Fe3++5H2O 【例 8】镁条在空气中燃烧生成氧化镁和氮化镁。将燃烧后的产物溶解在 60 毫升浓度为 2.0mol/升的盐酸中，再用 20 毫升 0.5mol/升 NaOH 溶液中和多余的盐酸，然后在此溶液中加 过量的碱，把氨全部蒸出来，用稀 HCl 吸收，稀 HCl 增重 0.17g，求镁带的质量。 解析：此题涉及反应较多，如按常规计算非常复杂，如巧用电荷守恒法可使计算大为简 化。 该题反应变化的图式： 在图（B）中，根据电荷守恒，有下列关系： 2n(Mg2+) + n(NH4 +) + n(Na+) = n(Cl-) 把数据代入 解得 n(Mg2+) =0.05moL 则镁带的质量=1.2g 答案：镁带的质量为 1.2g w.w.w.k.s.5.u.c.o.m