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- 2021-05-13 发布
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无机化学反应方程式
一、钠及其化合物
与氧气:4Na + O2 = 2Na2O(白色)
2Na + O2 点燃 Na2O2(淡黄色)
Na
Na2O
Na2O2
Na2CO3
NaHCO3
NaCl
NaOH
还原性
与氯气:2Na + Cl2 = 2NaCl
与硫: 2Na + S = Na2S
与水: 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑(浮 熔 游 响 红)
Na2O2
的氧化性、
还原性
与水: Na2O+H2O=2NaOH
2Na2O2 + 2H2O = 2NaOH + O2↑
与CO2:Na2O+CO 2=Na2CO3
2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2
强碱性
与盐酸: NaOH + HCl =NaCl + H2O
与醋酸: CH3COOH + NaOH = CH3COONa+H2O
与CO2: 2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O
弱碱性
*工业纯碱制烧碱: Na2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3↓+ 2NaOH
与盐酸: Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2↑+ H2O
与碳酸: Na2CO3 + CO2 + H2O = 2NaHCO3
弱酸性:NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O
弱碱性:NaHCO3 + HCl = NaCl + CO2↑+ H2O
不稳定性:2NaHCO3 △ Na2CO3 + CO2↑+ H2O
工业制钠:2NaCl 熔融,电解 2Na + Cl2↑
侯氏制碱法:NaCl + NH3•H2O + CO2 = NaHCO3↓ + NH4Cl
2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O
2NaOH+2Al+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ 2NaOH+Al2O3=2NaAlO2+H2O
NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3 (CO2过量)
2NaAlO2+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+Na2CO3 (CO2少量)
2NaHCO3+Ca(OH)2(少量)=CaCO3↓+Na2CO3+2H2O
NaHCO3+Ca(OH)2(足量)=CaCO3↓+NaOH+H2O
Na2CO3溶液显碱性(较强) CO32- + H2O HCO3-+ OH- HCO3-+ H2O H2CO3 + OH-
NaHCO3溶液显碱性(较弱) HCO3-+ H2O H2CO3 + OH-
2K+2H2O=2KOH+H2 Na2O+2HCl=2NaCl+H2O
二、镁及其化合物
与氧气:2Mg + O2 点燃 2MgO (照明弹的原理)
工业制镁:MgCl2 熔融,电解 Mg + Cl2↑
Mg
MgO
Mg(OH)2
MgCl2
还原性
与氮气:3Mg + N2 点燃 Mg3N2
与CO2:2Mg + CO2 点燃 2MgO + C
与水: Mg + 2H2O △ 2Mg(OH)2 + H2↑(微弱反应)
弱碱性
与水: MgO + H2O = Mg(OH)2 (微弱反应)
与盐酸:MgO + 2HCl = MgCl2 + H2O
弱碱性: Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 + 2H2O
不稳定性:Mg(OH)2 △ MgO + H2O
与盐酸: Mg + 2HCl = MgCl2 + H2↑
实验室制氢氧化镁:MgCl2 +2NaOH = Mg(OH)2↓+ 2NaCl
Al
Al2O3
Al(OH)3
NaAlO2
KAl(SO4)2
AlCl3
还原性
与氧气:4Al + 3O2 △ 2Al2O3
与盐酸:2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑
与碱液:2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑
铝热反应:2Al+Fe2O3 高温 Al2O3+2Fe(用于焊接钢轨)
弱碱性
与盐酸: NaAlO2 + 4HCl = NaCl +AlCl3+ 2H2O
与碳酸: NaAlO2+CO2 +2H2O =Al(OH)3↓ +NaHCO3
弱酸性:Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O
弱碱性:Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O
不稳定性:2Al(OH)3 △ Al2O3 + 3H2O
工业制铝:2Al2O3 熔融,电解 4Al + 3O2↑
弱酸性:AlCl3+ 3H2O Al(OH)3 + 3HCl
实验室制取氢氧化铝:AlCl3 + 3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4Cl
2Al+WO3 高温 Al2O3+W (用于金属冶炼)
弱酸性:Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O
弱碱性:Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O
与Al3+: Al3+ + 3AlO2- + 6H2O = 4Al(OH)3↓
复盐的电离:KAl(SO4)2 = K+ + Al3+ + 2SO42-
净水原理:Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+
三、铝及其化合物
AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl
NaAlO2+HCl+H2O=Al(OH)3↓+NaCl
NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3(CO2过量)
2NaAlO2+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+Na2CO3(CO2少量)
Al3++4OH-=AlO2-+2H2O
制Al(OH)3 : Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
Fe
FeO
Fe2O3
Fe3O4
还原性
与氧气:3Fe + 2O2 点燃 Fe3O4
与氯气:2Fe + 3Cl2 点燃 2FeCl3
与硫: Fe + S △ FeS
弱碱性:FeO + 2HCl = FeCl2 + H2O
Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O
Fe3O4 + 8HCl = FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O
还原性:2FeCl2+Cl2=2FeCl3
弱酸性:Fe2+ + 2OH-=Fe(OH)2↓(Fe2+鉴别)(白色)
Fe3+ +3OH-=Fe(OH)3↓(Fe3+鉴别)(红褐色)
弱碱性:Fe(OH)3 + 3H+ = Fe3+ + 3H2O
还原性:4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3
四、铁及其化合物
FeCl2
FeCl3
Fe(OH)2
Fe(OH)3
与水气:3Fe + 4H2O(g) △ Fe3O4 + 4H2
与盐酸:Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑
与铜盐:Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu
还原性:3FeO + 10HNO3 = 3Fe(NO3)3 + NO↑ + 5H2O
氧化性:Fe2O3 + 3CO 高温 2Fe + 3CO2 (工业炼铁)
3Fe3O4 + 8Al 高温 4Al2O3 + 9Fe (铝热反应)
氧化性:2 FeCl3 + Cu =2FeCl2+CuCl2 (工业制印刷电路)
特性: Fe3+ + 3SCN- =Fe(SCN)3 (检验Fe3+) (血红色)
不稳定性:2Fe(OH)3 △ Fe2O3 + 3H2O
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(颜色变化:白色→灰绿色→红褐色)
Fe3+的氧化性:2Fe3++S2-=2Fe2++S↓
2Fe3++SO32-+H2O=2Fe2++SO42-+2H+
2Fe3++2I-=2Fe2++I2
五、铜及其化合物
2Cu+O2 △ 2CuO 2Cu+S △ Cu2S
Cu+Cl2点燃CuCl2(棕黄色烟) CH4+4CuO=4Cu+CO2+2H2O
3CuO+2NH3 △ 3Cu+N2+3H2O CuO+2HCl=CuCl2+H2O
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O Cu(OH)2+2HCl=CuCl2+2H2O
Cu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2O Cu(OH)2 △ CuO+H2O
CuCl2+H2S=CuS↓+2HCl CuCl2+2NaOH=Cu(OH)2↓+2NaCl
CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4 CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4
CuSO4+Ba(OH)2=Cu(OH)2↓+BaSO4↓H2 + CuO △ Cu + H2O
六、氧气
2KMnO4 △ K2MnO4 + MnO2 + O2↑ 2H2O2 MnO2 2H2O + O2↑(实验室制氧气)
2Cu + O2 △ 2CuO 2Na2SO3 + O2 = 2Na2SO4
七、氢气
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑ (实验室制氢气) NaH + H2O = NaOH + H2↑
H2 + CuO △ Cu + H2
Cl2
HCl
与金属:2Na + Cl2 = 2NaCl (白烟)
2Fe + 3Cl2 点燃 2FeCl3(红棕色烟)
Cu + Cl2 点燃 CuCl2(棕黄色烟)
还原性:Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑ (实验室制氢气)
氧化性:MnO2 + 4HCl △ MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O (实验室制Cl2)
工业制钠:2NaCl 熔融,电解 2Na + Cl2↑
八、氯及其化合物
NaCl
与非金属:H2 + Cl2 点燃 2HCl (工业制盐酸)
(白雾,苍白色火焰)
2P + 3Cl2 点燃 2PCl3 PCl3 + Cl2 = PCl5
与水:Cl2 + H2O = HCl + HClO
强酸性:CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2↑+ H2O (实验室制CO2)
NH3 + HCl = NH4Cl (实验室检验NH3)
氯碱工业:2NaCl + 2H2O 电解 2NaOH + Cl2↑+ H2↑
与碱液:Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O (制消毒液)
Cl2 + 2Ca(OH)2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O (制漂粉精)
与盐液:Cl2 + 2NaBr = 2NaCl + Br2 (制溴)
Cl2 + 2KI = 2KCl + I2 (制碘)
Cl-检验:Cl- + Ag+ =AgCl↓
(新制氯水中含:Cl2 HClO H2O H+ Cl- ClO- OH-)
次氯酸见光分解(强氧化剂、杀菌消毒、漂白剂): 2HClO2HCl+O2↑
漂白粉的变质 Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO 2HClO2HCl+O2↑
Cl2+2HBr=Br2+2HCl 氧化性强弱:F2>Cl2>Br2>I2 (前置后)
2F2+2H2O=4HF+O2 Cl2+H2O=HCl+HClO Br2+H2O=HBr+HBrO
HX+AgNO3=AgX↓+HNO3 AgX:AgCl白色 AgBr淡黄色 AgI黄色
H2S
S
弱酸性:H2S + 2NaOH = Na2S + H2O
还原性:S + O2 点燃 SO2
弱酸性:SO2 + H2O H2SO3
漂白性:使品红溶液褪色,反应可逆
九、硫及其化合物
SO2
还原性:2H2S + O2 = 2S↓ + 2H2O
2H2S + 3O2 点燃 2SO2 + 2H2O
2H2S + SO2 = 3S + 2H2O
氧化性:Fe + S △ FeS
2Cu + S △ Cu2S
H2 + S △ H2S
氧化性:2H2S + SO2 = 3S↓ + 2H2O
SO2 + I2 + 2H2O = H2SO4 + 2HI
还原性:2SO2 + O2 2SO3
催化剂
△
SO3
H2SO4
酸性:SO3 + H2O = H2SO4
浓硫酸
强酸性:Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O (实验室制SO2)
强氧化性:Cu + 2H2SO4 △ CuSO4 + SO2↑ + 2H2O
C + 2H2SO4 △ CO2↑ + 2SO2↑ + 2H2O
吸水性:作干燥剂
脱水性:使有机物脱水炭化
SO2+CaO=CaSO3 SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O
Ca(OH)2+SO2=CaSO3↓+H2O CaSO3+H2O+SO2=Ca(HSO3)2
BaCl2+H2SO4=BaSO4↓+2HCl
NH
NH3
弱酸性:NH4+ + OH- △ NH3↑ + H2O (实验室检验NH4+)
2NH4Cl+Ca(OH)2 △ CaCl2+2NH3↑+2H2O (实验室制NH3)
还原性:4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O (硝酸工业反应之一)
十、氮及其化合物
N2
不稳定性:NH4Cl △ NH3↑ + HCl↑
NH4HCO3 △ NH3↑ + CO2↑ + H2O
弱碱性:NH3 + H2O NH3·H2O NH4+ + OH-
NH3 + HCl = NH4Cl (实验室检验氨气)
NH3 + HNO3 = NH4NO3 (制化肥、炸药)
氧化性:N2 + 3H2 2NH3 (合成氨工业,人工固氮)
还原性:N2 + O2 放电 2NO (自然固氮)
高温、高压
催化剂
NO
NO2
还原性:2NO + O2 = 2NO2 (硝酸工业反应之二)
氧化还原性:3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO (硝酸工业反应之三)
强氧化性:3Cu + 8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O
Cu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
C + 4HNO3(浓) △ CO2↑ + 4NO2↑ + 2H2O
浓硝酸常温下使金属铁、铝钝化
二聚反应:2NO2 N2O4
催化剂
△
HNO3
不稳定性:4HNO3 光照 4NO2 + O2↑ + 2H2O
实验室制取NH3 2NH4Cl(s)+Ca(OH)2(s)CaCl2+2NH3↑+2H2O
NH4ClNH3↑+HCl↑
(NH4)2SO4+2NaOH Na2SO4+2NH3↑+2H2O
NH4NO3+NaOHNaNO3+NH3↑+H2O
NaOH+HNO3=NaNO3+H2O
3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO↑+2H2O (用此反应洗涤附着在器皿内壁上的银)
P
P2O5
还原性:4P + 5O2 点燃 2P2O5 (红磷用于烟雾弹)
酸性:P2O5 + 3H2O(热水)= 2H3PO4
十一、磷及其化合物
H3PO4
同素异形体的转化:P4(白磷) 4P(红磷)
一定条件
多元弱酸分步电离:H3PO4 H+ + H2PO
H2PO H+ + HPO
HPO H+ + PO
弱酸性:CO2 + H2O H2CO3
十二、碳及其化合物
还原性:3CO + Fe2O3 高温 3CO2 + 2Fe (工业炼铁)
弱碱性:HCO3- + H+ = CO2↑+ H2O
弱酸性:HCO3- + OH- = CO32- + H2O
不稳定性:2NaHCO3 △ Na2CO3 + CO2↑+ H2O
还原性:C + H2O(g) 高温 CO + H2 (制水煤气)
C + 2CuO 高温 CO2 + 2Cu
玻璃工业:SiO2 + CaCO3 高温 CaSiO3 + CO2↑
SiO2 + Na2CO3 高温 Na2SiO3 + CO2↑
弱碱性:CO2 + H2O + CO32- = 2HCO3-
H+ + CO32- = HCO3-
C+CO2(g)2CO
Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2
Si
SiO2
还原性:Si + O2 △ SiO2
Si + 2NaOH + H2O △ Na2SiO3 + 2H2↑
酸性:SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O(烧碱腐蚀玻璃)
十三、硅及其化合物
Na2SiO3
氧化性:2C + SiO2 高温 2CO↑ + Si (工业制粗硅)
玻璃工业:SiO2 +CaCO3 高温 CaSiO3 +CO2↑
SiO2 + Na2CO3 高温 Na2SiO3 + CO2↑
弱碱性:CO2 + H2O + CO32- = 2HCO3-
H+ + CO32- = HCO3-
弱碱性:Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3↓
氯碱工业:2NaCl + 2H2O 电解 2NaOH + Cl2↑+ H2↑
光
弱碱性:Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3↓
氯碱工业:2NaCl + 2H2O 电解 2NaOH + Cl2↑+ H2↑
Si+2F2=SiF4
Si+4HF=SiF4↑+2H2↑
SiO2+CaOCaSiO3
SiO2+4HF=SiF4↑+2H2
盐类水解: CH3COO-+H2OCH3COOH+OH- CO32-+H2OHCO3-+OH-
HCO3-+H2OH2CO3+OH- NH4++H2ONH3·H2O+H+
Fe3+ +3H2OFe(OH)3+3H+
金属冶炼:2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
CuO+CCu+CO↑
“5522”规则:
铜锌原电池:正极:2H++2e-=H2↑
负极:Zn-2e-=Zn2+
钢铁的吸氧腐蚀:正极:O2+4e-+2H2O=4OH-
负极:Fe-2e-=Fe2+
Fe(OH)3胶体的制取:FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl
电解CuCl2溶液:阳极:2Cl-―2e-=Cl2↑
阴极:Cu2++2e-=Cu
总反应:CuCl2Cu+Cl2↑
铜的电解精炼:阳极:Cu-2e-=Cu2+
阴极:Cu2++2e-=Cu
电镀铜:阳极:Cu-2e-=Cu2+
阴极:Cu2++2e-=Cu
电解饱和食盐水:阳极:2Cl-+2e-=Cl2↑
阴极:2H++2e-=H2↑
总反应:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
黄铁矿的燃烧: 4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
氨水吸收少量SO2:SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3
C+H2O(g)CO+H2
有机化学反应方程式
一、烃类
CaO
△
1.甲烷
甲烷的制取:CH3COONa+NaOH Na2CO3+CH4↑
烷烃通式:CnH2n-2
点燃
(1)氧化反应
甲烷的燃烧:CH4+2O2 CO2+2H2O
甲烷不可使酸性高锰酸钾溶液及溴水褪色。
光
(2)取代反应
光
一氯甲烷:CH4+Cl2 CH3Cl+HCl
光
二氯甲烷:CH3Cl+Cl2 CH2Cl2+HCl
光
三氯甲烷:CH2Cl2+Cl2 CHCl3+HCl(CHCl3又叫氯仿)
四氯化碳:CHCl3+Cl2 CCl4+HCl
高温
(3)分解反应
甲烷分解:CH4 C+2H2
图1 乙烯的制取
浓硫酸
170℃
2.乙烯
乙烯的制取:CH3CH2OH H2C=CH2↑+H2O
烯烃通式:CnH2n
高温
(1)氧化反应
乙烯的燃烧:H2C=CH2+3O2 2CO2+2H2O
乙烯可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,发生氧化反应。
(2)加成反应
催化剂
△
与溴水加成:H2C=CH2+Br2 CH2Br—CH2Br
与氢气加成:H2C=CH2+H2 CH3CH3
与氯化氢加成:H2C=CH2+HCl CH3CH2Cl
与水加成:H2C=CH2+H2O CH3CH2OH
CH2-CH2
一定条件
(3)聚合反应
乙烯加聚,生成聚乙烯:n H2C=CH2 n
(4)二烯烃的加成
(5)二烯烃的加聚
3.乙炔
乙炔的制取:CaC2+2H2O HC≡CH↑+Ca(OH)2
炔烃的通式:CnH2n-2
点燃
(1)氧化反应
乙炔的燃烧:HC≡CH+5O2 4CO2+2H2O
乙炔可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,发生氧化反应。
(2)加成反应
图2 乙炔的制取
Br
与溴水加成:HC≡CH+Br2 HC=CH
Br
CHBr=CHBr+Br2 CHBr2—CHBr2
催化剂
△
与氢气加成:HC≡CH+H2 H2C=CH2
Cl
与氯化氢加成:HC≡CH+HCl CH2=CHCl
CH2—CH
一定条件
(3)聚合反应
氯乙烯加聚,得到聚氯乙烯:nCH2=CHCl n
一定条件
CH=CH
乙炔加聚,得到聚乙炔:n HC≡CH n
4.苯
注意:制取乙烯、乙炔均用排水法收集;乙烯、乙炔的加成反应一般都需要催化剂(溴除外)。
苯的同系物通式:CnH2n-6
点燃
(1)氧化反应
苯的燃烧:2C6H6+15O2 12CO2+6H2O
苯不能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色。
(2)取代反应
Fe
—Br
①苯与溴反应
+Br2 +HBr
(溴苯)
②硝化反应
—NO2
浓H2SO4
60℃
+HO—NO2 +H2O
(硝基苯)
苯硝化反应生成硝基苯,它是一种带有苦杏仁味、无色油状液体,有毒。
③磺化反应
—SO3H
70℃~80℃
+HO—SO3H +H2O
(苯磺酸)
+3H2
催化剂
△
(3)加成反应
(环己烷)
苯还可以和氯气在紫外光照射下发生加成反应,生成C6H6Cl6(剧毒农药)。
5.甲苯
点燃
(1)氧化反应
甲苯的燃烧:C7H8+9O2 7CO2+4H2O
甲苯不能使溴水褪色,但可以使酸性高锰酸钾溶液褪色。
CH3
|
+3HNO3
浓硫酸
O2N—
CH3
|
—NO2
|
NO2
+3H2O
(2)取代反应
甲苯硝化反应生成2,4,6-三硝基甲苯,简称三硝基甲苯,又叫梯恩梯(TNT),
是一种淡黄色晶体,不溶于水。它是一种烈性炸药,广泛用于国防、开矿等。
CH3
|
|
SO3H
CH3
|
+3H2SO4
HO3S—
—SO3H
+3H2O
注意:甲苯在光照条件下发生侧链的取代,而在催化剂条件下发生苯环上的取代。
(3)加成反应
+3H2
催化剂
△
CH3
|
—CH3
(甲基环己烷)
二、烃的衍生物
6.溴乙烷
纯净的溴乙烷是无色液体,沸点38.4℃,密度比水大。
NaOH
(1)取代反应
溴乙烷的水解:C2H5—Br+H2O C2H5—OH+HBr
醇
△
(2)消去反应
溴乙烷与NaOH溶液反应:CH3CH2Br+NaOH CH2=CH2↑+NaBr+H2O
注意:检验卤代烃中的卤原子时,需取水解液滴入HNO3酸化,再滴加AgNO3
溶液。一是中和多余的NaOH,二则检验沉淀是否溶于稀硝酸。
7.乙醇
(1)与钠反应
注意:甲醇、乙醇为可再生能源,甲醇有毒;乙二醇和丙三醇无色、粘稠、有甜味、与水和酒精以任意比互溶,丙三醇(甘油)还有护肤作用。
乙醇与钠反应:2CH3CH2OH+2Na 2CH3CH2ONa+H2↑(乙醇钠)
(2)氧化反应
催化剂
△
乙醇的燃烧:CH3CH2OH+3O2 2CO2+3H2O
乙醇的催化氧化:2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O (乙醛)
OH
|
O
注意:当2-丙醇发生催化氧化时,会生成丙酮,而非丙醛。
||
催化剂
△
2CH3—CH—CH3+O2 2CH3—C—CH3+2H2O
(丙酮)
(3)消去反应
乙醇在浓硫酸作催化剂的条件下,加热到170℃生成乙烯。
注意:该反应加热到140℃时,乙醇进行另一种脱水方式,生成乙醚。
浓硫酸
140℃
2C2H5OH C2H5—O—C2H5+H2O (乙醚)
H+
(4)取代反应
乙醇与卤化氢取代:CH3CH2OH+HBr CH3CH2Br+H2O
注意:乙醇不可以和卤素单质发生取代反应。
8.苯酚
苯酚是无色晶体,露置在空气中会因氧化显粉红色。苯酚具有特殊的气味,
熔点43℃,水中溶解度不大,易溶于有机溶剂。苯酚有毒,是一种重要的化工原料。
—OH
+NaOH +H2O
—ONa
(1)苯酚的酸性
(苯酚钠)
注意:凡是含有羟基的有机物,一般均可与钠反应。
溴水与酚类易取代,不易加成,且易在苯环邻、对位上取代。
苯酚(俗称石炭酸)的电离:
-
—O
—OH
+H2O +H3O+
苯酚钠与CO2反应:
—OH
—ONa
+CO2+H2O +NaHCO3
由以上方程式可知酸性:HCl > CH3COOH > H2CO3 > > HCO3—
—OH
—Br
Br—
OH
|
Br
|
注意:该反应只能生成NaHCO3,因为酸性弱于苯酚。
(2)取代反应
+3Br2 ↓+3HBr
(三溴苯酚)
(3)显色反应
苯酚能和FeCl3溶液反应,使溶液呈紫色。
9.乙醛
乙醛是无色,具有刺激性气味的液体,沸点20.8℃,密度比水小,易挥发。
O
||
(1)加成反应
催化剂
△
乙醛与氢气反应:CH3—C—H+H2 CH3CH2OH
点燃
(2)氧化反应
O
||
乙醛的燃烧:2CH3CHO+5O2 4CO2+4H2O
催化剂
△
乙醛的催化氧化:2CH3—C—H+O2 2CH3COOH (乙酸)
乙醛的银镜反应:
△
CH3CHO +2Ag(NH3)2OH CH3COONH4+2Ag+3NH3+H2O (乙酸铵)
注意:硝酸银与氨水配制而成的银氨溶液中含有Ag(NH3)2OH(氢氧化二氨合银),
这是一种弱氧化剂,可以氧化乙醛,生成Ag。有关制备的方程式:
乙醛还原氢氧化铜:
CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + Na2SO4
△
CH3CHO + 2Cu(OH)2 + NaOH CH3COONa + Cu2O↓ + 3H2O
△
甲醛还原氢氧化铜:
HCHO + 4Cu(OH)2 + 2NaOH Na2CO3 + 2Cu2O↓ + 6H2O
甲醛的银镜反应:
]
[
一定条件
(3)加聚反应
|
n
乙醛自身加聚:nCH3CHO —CH—O— (聚乙醛)
CH3
—OH
催化剂
△
OH
—CH2—
|
n
]
[
甲醛与苯酚反应:nHCHO + n — + nH2O (酚醛树脂)
10.乙酸
(1)乙酸的酸性
乙酸的电离:CH3COOHCH3COO-+H+
O
||
O
||
(2)酯化反应
浓硫酸
△
CH3—C—OH+C2H5—OH CH3—C—OC2H5+H2O (乙酸乙酯)
注意:酸和醇起作用,生成酯和水的反应叫做酯化反应。
附加:酯化反应简介
(1)反应条件:一般需加热,用浓硫酸作催化剂和吸水剂。
(2)反应物:醇是任意的醇,酸既可以是有机酸,也可以是无机含氧酸。如:
CH2—ONO2
CH—ONO2
|
|
CH2—ONO2
CH2—OH
CH—OH
|
|
CH2—OH
催化剂
△
3HO—NO3+ +3H2O
O=C—OH
|
O=C—OH
+
H—OC2H5
H—OC2H5
浓硫酸
△
O=C—OC2H5
O=C—OC2H5
|
(3)反应机理:一般是羧酸脱羟基醇脱氢,且羧基与醇羟基数目比为1:1。如:
+2H2O
(乙二醇二乙酯)
(4)反应方式
<1>一元醇与一元羧酸按通式反应;
R—COOH+HO—R’→RCOOR’+H2O
O
||
O
||
<2>二元羧酸与二元醇,可以酯化成链,并形成高分子化合物。如:
—C—OCH2CH2—O—
]
[
浓硫酸
△
—COOH
n
nHO—CH2CH2—OH+nHOOC— —C— +2nH2O
也可酯化成环状小分子酯。
O
||
O
||
浓硫酸
△
|
OH
|
OH
|
OH
|
OH
C—C + CH2—CH2
|
CH2—O
浓硫酸
△
O
||
|
|
OH
<3>羟基羧酸可自身酯化成环状内酯。如:
CH2—CH2—COOH CH2—C + H2O
也可分子间酯化形成环状小分子酯或链状高分子化合物(酯),如:
浓硫酸
△
|
OH
2CH3—CH—COOH
O
||
CH3
|
CH3
|
]
[
n
nHO—CH—COOH —O—CH—C—+nH2O
11.乙酸乙酯
乙酸乙酯是一种带有香味的无色油状液体。
无机酸
(1)水解反应
CH3COOC2H5+H2O CH3COOH+C2H5OH
(2)中和反应
CH3COOC2H5+NaOH CH3COONa+C2H5OH
附加:烃的衍生物的转化
卤代烃
R—X
醇
R—OH
醛
R—CHO
羧酸
RCOOH
酯RCOOR’
水解
水解
酯化
氧化
还原
氧化
酯化
水解
不饱和烃
加
成
消
去
消去
加成
三、糖类、油脂、蛋白质
12.葡萄糖
结构:CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO
物理性质:白色晶体,易溶于水,有甜味。
化学性质:①具有还原性:能发生银镜反应,能与新制的氢氧化铜反应;②加成
反应:与H2反应;③酯化反应:与羧酸反应;④分解反应:在酒化酶作用下,分
解为乙醇和CO2;⑤燃烧生成CO2和H2O。
葡萄糖的燃烧:C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O
葡萄糖的氧化:CH2OH(CHOH)4CHO+2Ag(NH3)2OHCH2OH(CHOH)4COONH4+2Ag↓ + 3NH3+ H2O
CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2CH2OH(CHOH)4COOH + Cu2O↓+ 2H2O
葡萄糖的还原:CH2OH(CHOH)4 + H2CH2OH(CHOH)4CH2OH
葡萄糖的分解:C6H12O6 2CH3CH2OH + 2CO2
催化剂
13.蔗糖、麦芽糖
蔗糖的水解:C12H22O11+H2O——→C6H12O6+C6H12O6
催化剂
蔗糖 葡萄糖 果糖
麦芽糖的水解:C12H22O11+H2O——→2C6H12O6
麦芽糖 葡萄糖
注意:蔗糖不含醛基,不可以发生银镜反应;麦芽糖可以发生银镜反应。
14.淀粉、纤维素催化剂
淀粉的水解:(C6H10O5)n+nH2O——→nC6H12O6
催化剂
淀粉 葡萄糖
葡萄糖分解:C6H12O6——→2C2H5OH+2CO2
催化剂
葡萄糖 乙醇
纤维素的水解:(C6H10O5)n+nH2O——→nC6H12O6
纤维素 葡萄糖
淀粉的酯化反应:
15.油脂
C17H35COO—CH2
C17H35COO—CH
|
|
C17H35COO—CH2
C17H33COO—CH2
C17H33COO—CH
|
|
C17H33COO—CH2
(1)氢化反应
催化剂
加热、加压
+3H2
油酸甘油酯(油) 硬脂酸甘油酯(脂肪)
(2)水解反应
CH2—OH
CH—OH
|
|
CH2—OH
C17H35COO—CH2
C17H35COO—CH + 3H2O 3C17H35COOH +
|
|
C17H35COO—CH2
浓硫酸
硬脂酸甘油酯 硬脂酸 甘油
C17H35COO—CH2
C17H35COO—CH + 3NaOH 3C17H35COONa +
|
|
C17H35COO—CH2
浓硫酸
CH2—OH
CH—OH
|
|
CH2—OH
皂化反应:
硬脂酸甘油酯 硬脂酸钠
16.氨基酸
氨基酸中的—NH2和—COOH发生脱水缩合,生成多肽。
+ + H2O
甘氨酸
+ + H2O
丙氨酸
+ + H2O
+ + H2O
(两种不同的氨基酸进行缩合,可产生4种不同的多肽)
(一)有关颜色归纳
1.火焰颜色
(1)苍白色:H2在Cl2中燃烧。
(2)蓝色:CO在空气中燃烧。
(3)淡蓝色:H2S、CH4、H2在空气中燃烧。
(4)黄色:含钠元素的物质在灯焰上灼烧。
(5)浅紫色(透过蓝色钴玻璃):含钾元素的物质在灯焰上灼烧。
2.某些难溶物的颜色
(1)Fe(OH)3红褐色;Fe(OH)2白色沉淀,空气中放置迅速地转变成灰绿色,最后变成红褐色沉淀。
(2)CuS、Ag2S、PbS黑色沉淀,均不溶于酸。FeS黑色沉淀溶于酸。
(3)AgBr淡黄色,不溶于酸。
(4)AgI黄色,不溶于酸。
(5)在含有S2-的酸性溶液中,加入能与它反应的氧化剂(Cl2、O2、SO32-、NO3、Fe3+等)会出现淡黄色沉淀。
3.重要物质的颜色
(1)红色: Cu、 Cu2O、 红磷(红棕色)、 Fe2O3 (红棕色)、Br2 (深红棕色)、 Fe(OH)3(红褐色)、 [Fe(SCN)]2+(血红色)等。
(2)黄色:AgI、S(淡黄色)、Na2O2(淡黄色)、AgBr(浅黄色)、CuCl2(棕黄色)、FeCl3(棕黄色)等。
(3)蓝色:Cu(OH)2、CuSO4·5H2O及溶液等。
(4)绿色:FeSO4·7H2O、FeCl2;Cl2(黄绿色)、F2(淡黄绿色)等。
(5)黑色:木炭、CuO、MnO2、FeS、CuS、Fe3O4、FeO、Ag2S等,Si(灰黑色)。
(6)紫色:KMnO4溶液、[Fe(C6H5O)6]3-、I2(紫黑色)等。
(二)常见的无机推断的突破口
1.同一元素的气态氢化物和气态氧化物反应,生成该元素的单质和水,该元素可能是硫或氮。
2.同一元素的气态氢化物和最高价氧化物对应的水化物化合生成盐,该元素一定是氮。
3.两溶液混合生成沉淀和气体,这两种溶液的溶质可能分别是:(1)Ba(OH)2与(NH4)2SO4;(2)可溶性盐与可溶性金属硫化物或可溶性碳酸盐或碳酸氢盐;(3)可溶性铝铁盐与可溶性碳酸盐或碳酸氢盐。
4.既能与酸反应,又能与碱反应的物质可能是Al、Al2O3、Al(OH)3、氨基酸、弱酸的铵盐、弱酸的酸式盐等。
5.既能与强酸反应放出气体又能与强碱反应放出气体,常见的物质有Al、弱酸的铵盐(如碳酸铵、碳酸氢铵、亚硫酸铵、硫化铵、硫氢化铵等)。
6.在水中分解生成气体和难溶物或微溶物的物质可能是Al2S3、Mg3N2、CaC2等。
7.与水接触放出气体的常见物质有:Li、Na、K、Na2O2、F2。
8.A物质放到B物质中,先生成沉淀,后沉淀又溶解,A、B可能分别是CO2与Ca(OH)2、NaOH与铝盐、NH3与AgNO3、HCl与NaAlO2。
9.使溴水褪色的物质有H2S、SO2、不饱和烃类、活泼金属、碱类等。
10.特殊的实验现象
(1)H2在Cl2中燃烧发出苍白色火焰。
(2)钠元素的焰色反应为黄色,钾元素的焰色反应为浅紫色。
(3)遇酚酞变红的气体必是氨气。
(4)在空气中迅速由无色变为红棕色的气体是NO。
(5)Cl2通入含Br-的溶液中,会出现橙色;加入有机溶剂,在有机溶剂层出现橙红色。Cl2通入含有I-的溶液中,会出现深黄色,加入有机溶剂,在有机溶剂层出现紫红色。
(6)遇SCN-显红色或遇OH-生成红褐色沉淀或遇苯酚显紫色的离子是Fe3+。
(7)遇BaCl2溶液生成白色沉淀的溶液中可能含有Ag+或SO42-。
(8)遇HCl生成沉淀的溶液中可能含有Ag+、SiO32-、S2O32-。
(9)具有臭鸡蛋气味的气体是H2S,与H2S反应生成淡黄色沉淀的气体可能是Cl2、O2、SO2、NO2等。
(10)电解电解质溶液时阳极气态产物一般是Cl2或O2,阴极气态产物是H2。
(11)使品红褪色的气体可能是Cl2或SO2,物质可能是次氯酸盐[如NaClO、Ca(ClO)2]、氯水、Na2O2等。
三、化学计算
化学方程式计算的依据和单位应用
1.化学方程式有关计算的重要依据是化学反应前后的有关守恒关系。
(1)元素的种类及各元素的原子个数保持不变。
(2)质量守恒。
(3)对溶液反应,仍保持电中性。
(4)对氧化还原反应有得失电子守恒等。
2.依据同一化学方程式中的诸项比例关系进行计算。
(1)各物质间的质量比。
(2)系数比、物质的量比、微粒(分子)个数比。
(3)气体反应遵循阿伏加德罗定律。
(4)速率与相关物质的系数关系。
(5)热化学方程式中,反应热与反应物或生成物的量成正比。
3.注意
(1)注意代入方程式的量必须是纯量或折合为纯量。
(2)注意同一物质的某量单位要相同,不同物质的某量单位可以不同,即我们平时所说的:上下单位一致,左右单位相当。
(3)常用单位是:g、mol、L、mL等。
(一)常见离子的检验
1.几种重要阳离子的检验
(1)H+:能使紫色石蕊试液或橙色的甲基橙试液变为红色。
(2)Na+、K+:用焰色反应来检验时,它们的火焰分别呈黄色、浅紫色(通过钴玻片)。
(3)Ba2+:能使稀硫酸或可溶性硫酸盐溶液产生白色BaSO4沉淀,且沉淀不溶于稀硝酸。
(4)Mg2+:能与NaOH溶液反应生成白色Mg(OH)2沉淀,该沉淀能溶于NH4Cl溶液。
(5)Al3+:能与适量的NaOH溶液反应生成白色Al(OH)3絮状沉淀,该沉淀能溶于盐酸或过量的NaOH溶液。
(6)Ag+:能与稀盐酸或可溶性盐酸盐反应,生成白色AgCl沉淀,不溶于稀HNO3,但溶于氨水,生成[Ag(NH3)2]+。
(7)NH+:铵盐(或浓溶液)与NaOH浓溶液反应,并加热,放出使湿润的红色石蕊试纸变蓝的有刺激性气味的NH3气体。
(8)Fe2+:能与少量NaOH溶液反应,先生成白色Fe(OH)2沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色Fe(OH)3沉淀。或向亚铁盐的溶液里加入KSCN溶液,不显红色,加入少量新制的氯水后,立即显红色(2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl
-)。
(9)Fe3+:能与KSCN溶液反应,变成血红色Fe(SCN)3溶液;能与NaOH溶液反应,生成红褐色Fe(OH)3沉淀。
(10)Cu2+:蓝色水溶液(浓的CuCl2溶液显绿色),能与NaOH溶液反应,生成蓝色的Cu(OH)2沉淀,加热后可转变为黑色的CuO沉淀。含Cu2+溶液能与Fe、Zn片等反应,在金属片上有红色的铜生成。
2.几种重要的阴离子的检验
(1)OH-:能使无色酚酞、紫色石蕊、橙色的甲基橙等指示剂分别变为红色、蓝色、黄色。
(2)Cl-:能与硝酸银反应,生成白色的AgCl沉淀,沉淀不溶于稀硝酸,能溶于氨水,生成[Ag(NH3)2]+。
(3)Br-:能与硝酸银反应,生成淡黄色AgBr沉淀,不溶于稀硝酸。
(4)I-:能与硝酸银反应,生成黄色AgI沉淀,不溶于稀硝酸;也能与氯水反应,生成I2,使淀粉溶液变蓝。
(5)SO42-:能与含Ba2+溶液反应,生成白色BaSO4沉淀,不溶于硝酸。
(6)SO32-:浓溶液能与强酸反应,产生无色有刺激性气味的SO2气体,该气体能使品红溶液褪色。能与BaCl2溶液反应,生成白色BaSO3沉淀,该沉淀溶于盐酸,生成无色有刺激性气味的SO2气体。
(7)CO32-:能与BaCl2溶液反应,生成白色的BaCO3沉淀,该沉淀溶于硝酸(或盐酸),生成无色无味、能使澄清石灰水变浑浊的CO2气体。
(8)HCO3-:取含HCO3-盐溶液煮沸,放出无色无味CO2气体,气体能使澄清石灰水变浑浊。或向HCO3-盐酸溶液里加入稀MgSO4溶液,无现象,加热煮沸,有白色沉淀MgCO3生成,同时放出CO2气体。
(9)NO3-:浓溶液或晶体中加入铜片、浓硫酸加热,放出红棕色气体。
(二)分离、提纯和溶液配制等实验技能
1.分离与提纯的基本操作
操作名称
适用范围
实例
操作要点
过滤(溶液洗涤)
溶物与不溶物的分离
粗盐提纯
一贴二低三靠;加水洗涤溶液除去吸附的离子
结晶(重结晶)
固体、液体分离溶解性不同的固体可溶物分离
食盐溶液的蒸发结晶,KNO3和NaCl混合物的分离
加热时不断用玻璃棒搅拌防止溅出,有较多固体析出时撤灯用余热将溶液蒸干
蒸馏、分馏
沸点不同的液体混合物分离
石油中各馏分的分离,乙醇、乙酸、乙酸乙酯混合物中分离出乙酸乙酯
蒸馏烧瓶要垫石棉网,内部加碎瓷片,温度计水银球放在支管口略下的位置,冷却水和蒸气逆向
萃取、分液
两种互溶液体的分离、两种不互溶液体的分离
用CCl4从碘水中分离出碘
分液漏斗装液不超过容积的3/4;两手握漏斗、倒转、用力振荡、反复,静置分层,分液
洗气
气气分离(杂质气体与试剂反应)
饱和食盐水除去Cl2中的HCl;溴水除去CH4中的C2H2
混合气通过洗气瓶,长进短出
渗析
胶体与溶液中溶质的分离
除去淀粉胶体中的NaCl
混合物装入半透膜袋中浸入蒸馏水中适当时间
加热
杂质发生反应
除Na2CO3中
NaHCO3;除去MnO2中的C
玻璃棒搅拌使受热均匀
盐析
胶体从混合物中分离
硬脂酸钠溶液中加入食盐细粒;蛋清中加入饱和(NH4)2SO4
2.常见物质分离提纯归纳
混合物,括号内为杂质
所用试剂
分离方法
NaOH(Na2CO3)
Ca(OH)2
溶解、加试剂、过滤
NaHCO3(Na2CO3)
CO2
溶解、通入足量试剂、蒸发
Na2CO3(NaHCO3)
加热
NaCl(Na2CO3、NaHCO3)
HCl
加入足量试剂,蒸发
CO2(HCl、SO2)
饱和Na2CO3溶液
洗气
CO(CO2)
NaOH
洗气
CO2(CO)
CuO
加热
O2(CO2)
Na2O2
足量试剂充分反应
NaCl(NH4Cl)
加热
KI(I2)
CCl4
加热升华或加试剂萃取
Cl2(HCl)
饱和NaCl溶液
洗气
KNO3(NaCl)
H2O
重结晶过滤
Fe2+(Fe3+)
Fe
过滤
Fe3+(Fe2+)
H2O2
加入足量试剂
SiO2(CaCO3、CaO)
HCl
过滤
烷(烯炔)
溴水
洗气
气态烷、烯、炔(H2S、CO2、SO2)
NaOH溶液
洗气
苯(甲苯)
KMnO4酸性溶液
分液
苯(苯磺酸)
NaOH溶液
分液
溴苯(溴)
NaOH溶液
分液
甲苯(乙醛)
水
分液
甲苯(苯酚)
NaOH溶液
分液
苯酚(苯)
NaOH溶液、CO2
加NaOH溶液分液,取水层通入过量CO2,分液
溴乙烷(乙醇)
水
分液
乙醇(水)
CaO
蒸馏
乙醇(NaCl)
蒸馏
乙酸(甲酸)
醋酸钠晶体
蒸馏
乙酸乙酯(乙酸、乙醇)
饱和Na2CO3溶液
分液
硬脂酸钠溶液(NaCl)
半透膜
渗析
硬脂酸钠溶液(甘油)
NaCl粉末
盐析、过滤
蛋白质(饱和硫酸铵溶液)
半透膜
渗析
硝基苯(硝酸)
NaOH溶液
分液
淀粉溶液(NaCl)
半透膜
渗析
甲烷(H2S)
NaOH溶液或CuSO4溶液
洗气
3.化学灼伤的急救措施
灼烧物质
急救措施
各种酸(浓硫酸、硝酸、冰醋酸等)
立即用水冲洗,接着用3%~5%的碳酸氢钠溶液中和,最后用水清洗,必要时涂上甘油。如果出现水泡,应涂上紫药水。当皮肤沾上浓硫酸时,切忌用水冲洗,以免硫酸水合时放热而加重伤势,正确处理方法是先用干棉布吸去浓硫酸,再用流水冲洗后处理方法同上。
氢氟酸
先立即用流水长时间冲洗(15~30 min),然后用3%~5%碳酸氢钠溶液湿敷,再涂上33%的氧化镁甘油糊剂或敷上1%的氢化可的松软膏。
各种碱(氢氧化钠、氢氧化钾、氨水等)
先用大量水冲洗,然后涂上2%的硼酸或2%的醋酸。
溴
先用大量水冲洗,再用1体积氨水(22.5%)、1体积松节油和10体积酒精(95%)的混合液涂敷。
磷
立即用水冲洗,再用3%~5%的碳酸氢钠溶液浸泡,以中和生成的磷酸。然后用2%的硫酸铜溶液冲洗,使磷转化为难溶的磷化铜。再用水冲洗残留的硫酸铜溶液,最后按灼烧伤处理。切不可使伤口暴露在空气中或用油脂类涂敷。
酚
用浸了甘油或酒精的棉球抹去污物,再用清水冲洗干净,最后再用硫酸钠饱和溶液湿敷。也可用4体积酒精(75%)和1体积0.5 mol·L-1的氯化铁溶液组成的混合液洗。不可用热水冲洗污物,否则会加重损伤。