高一化学知识点梳理整合

2024-02-27 好文

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　　化学计量在实验中的应用

　　一.物质的量的单位――摩尔

　　1.物质的量(n)是表示含有一定数目粒子的集体的物理量。

　　2.摩尔(mol)：把含有6.02×1023个粒子的任何粒子集体计量为1摩尔。

　　3.阿伏加德罗常数：把6.02X1023mol-1叫作阿伏加德罗常数。

　　4.物质的量=物质所含微粒数目/阿伏加德罗常数n=N/NA

　　5.摩尔质量(M)

　　(1)定义：单位物质的量的物质所具有的质量叫摩尔质量。(2)单位：g/mol或g..mol-1

　　(3)数值：等于该粒子的相对原子质量或相对分子质量。

　　6.物质的.量=物质的质量/摩尔质量(n=m/M)

　　二.气体摩尔体积

　　1.气体摩尔体积(Vm)

　　(1)定义：单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积。

　　(2)单位：L/mol或m3/mol

　　2.物质的量=气体的体积/气体摩尔体积n=V/Vm

　　3.(1)0℃101KPa,Vm=22.4L/mol

　　(2)25℃101KPa,Vm=24.8L/mol

　　三.物质的量在化学实验中的应用

　　1.物质的量浓度

　　(1)定义：以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量，叫做溶质B的物质的浓度。

　　(2)单位：mol/L,mol/m3

　　(3)物质的量浓度=溶质的物质的量/溶液的体积CB=nB/V

　　2.一定物质的量浓度的配制

　　(1)基本原理：根据欲配制溶液的体积和溶质的物质的量浓度，用物质的量浓度计算的方法，求出所需溶质的质量或体积，在烧杯中溶解并在容器内用溶剂稀释为规定的体积，就得欲配制的溶液。

　　(2)主要操作

　　A.检验是否漏水;

　　B.配制溶液○1计算;○2称量;○3溶解;○4转移;○5洗涤;○6定容;○7摇匀;○8贮存溶液。

　　注意事项：

　　A.选用与欲配制溶液体积相同的容量瓶。

　　B.使用前必须检查是否漏水。

　　C.不能在容量瓶内直接溶解。D.溶解完的溶液等冷却至室温时再转移。E.定容时，当液面离刻度线1―2cm时改用滴管，以平视法观察加水至液面最低处与刻度相切为止。

　　3.溶液稀释

　　C(浓溶液)·V(浓溶液)=C(稀溶液)·V(稀溶液)

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　　一、重点聚集

　　1.物质及其变化的分类

　　2.离子反应

　　3.氧化还原反应

　　4.分散系胶体

　　二、知识网络

　　1.物质及其变化的分类

　　（1）物质的分类

　　分类是学习和研究物质及其变化的一种基本方法，它可以是有关物质及其变化的知识系统化，有助于我们了解物质及其变化的规律。分类要有一定的标准，根据不同的标准可以对化学物质及其变化进行不同的分类。分类常用的方法是交叉分类法和树状分类法。

　　（2）化学变化的分类

　　根据不同标准可以将化学变化进行分类：

　　①根据反应前后物质种类的多少以及反应物和生成物的类别可以将化学反应分为：化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应。

　　②根据反应中是否有离子参加将化学反应分为离子反应和非离子反应。

　　③根据反应中是否有电子转移将化学反应分为氧化还原反应和非氧化还原反应。

　　2.电解质和离子反应

　　（1）电解质的相关概念

　　①电解质和非电解质：电解质是在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物；非电解质是在水溶液里和熔融状态下都不能够导电的化合物。

　　②电离：电离是指电解质在水溶液中产生自由移动的'离子的过程。

　　③酸、碱、盐是常见的电解质

　　酸是指在水溶液中电离时产生的阳离子全部为H+的电解质；碱是指在水溶液中电离时产生的阴离子全部为OH—的电解质；盐电离时产生的离子为金属离子和酸根离子或铵根离子。

　　（2）离子反应

　　①有离子参加的一类反应称为离子反应。

　　②复分解反应实质上是两种电解质在溶液中相互交换离子的反应。

　　发生复分解反应的条件是有沉淀生成、有气体生成和有水生成。只要具备这三个条件中的一个，复分解反应就可以发生。

　　③在溶液中参加反应的离子间发生电子转移的离子反应又属于氧化还原反应。

　　（3）离子方程式

　　离子方程式是用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子。

　　离子方程式更能显示反应的实质。通常一个离子方程式不仅能表示某一个具体的化学反应，而且能表示同一类型的离子反应。

　　离子方程式的书写一般依照“写、拆、删、查”四个步骤。一个正确的离子方程式必须能够反映化学变化的客观事实，遵循质量守恒和电荷守恒，如果是氧化还原反应的离子方程式，反应中得、失电子的总数还必须相等。

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　　1.阿伏加德罗常数NA

　　阿伏加德罗常数是一个物理量，单位是mol1，而不是纯数。

　　不能误认为NA就是6.02×1023。

　　例如：1molO2中约含有个6.02×10氧分子

　　242molC中约含有1.204×10个碳原子

　　231molH2SO4中约含有6.02×10硫酸分子

　　23+23—1.5molNaOH中约含有9.03×10个Na和9.03×10个OH；

　　23nmol某微粒集合体中所含微粒数约为n×6.02×10。

　　由以上举例可以得知：物质的量、阿伏伽德罗常数以及微粒数之间存在什么样的关系式？由以上内容可以看出，物质的量与微粒数之间存在正比例关系。如果用n表示物质的量，NA表示阿伏伽德罗常数，N表示微粒数，三者之间的关系是：N=n·NA，由此可以推知n=N/NANA=N/n

　　2.一定物质的量浓度溶液配制过程中的注意事项

　　（1）向容量瓶中注入液体时，应沿玻璃棒注入，以防液体溅至瓶外。

　　（2）不能在容量瓶中溶解溶质，溶液注入容量瓶前要恢复到室温。

　　（3）容量瓶上只有一个刻度线，读数时要使视线、容量瓶刻度线与溶液凹液面的'最低点相切。

　　（4）如果加水定容时超过刻度线或转移液体时溶液洒到容量瓶外，均应重新配制。

　　（5）定容后再盖上容量瓶塞摇匀后出现液面低于刻度线，不能再加蒸馏水。

　　（6）称量NaOH等易潮解和强腐蚀性的药品，不能放在纸上称量，应放在小烧杯里称量。若稀释浓H2SO4，需在烧杯中加少量蒸馏水再缓缓加入浓H2SO4，并用玻璃棒搅拌。

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　　一、物质的分类

　　1、常见的物质分类法是树状分类法和交叉分类法。

　　2、混合物按分散系大小分为溶液、胶体和浊液三种，中间大小分散质直径大小为1nm—100nm之间，这种分散系处于介稳状态，胶粒带电荷是该分散系较稳定的主要原因。

　　3、浊液用静置观察法先鉴别出来，溶液和胶体用丁达尔现象鉴别。

　　当光束通过胶体时，垂直方向可以看到一条光亮的通路，这是由于胶体粒子对光线散射形成的'。

　　4、胶体粒子能通过滤纸，不能通过半透膜，所以用半透膜可以分离提纯出胶体，这种方法叫做渗析。

　　5、在25ml沸水中滴加5—6滴FeCl3饱和溶液，煮沸至红褐色，即制得Fe（OH）3胶体溶液。该胶体粒子带正电荷，在电场力作用下向阴极移动，从而该极颜色变深，另一极颜色变浅，这种现象叫做电泳。

　　二、离子反应

　　1、常见的电解质指酸、碱、盐、水和金属氧化物，它们在溶于水或熔融时都能电离出自由移动的离子，从而可以导电。

　　2、非电解质指电解质以外的化合物（如非金属氧化物，氮化物、有机物等）；单质和溶液既不是电解质也不是非电解质。

　　3、在水溶液或熔融状态下有电解质参与的反应叫离子反应。

　　4、强酸（HCl、H2SO4、HNO3）、强碱（NaOH、KOH、Ba（OH）2）和大多数盐（NaCl、BaSO4、Na2CO3、NaHSO4）溶于水都完全电离，所以电离方程式中间用“==”。

　　5、用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子叫离子方程式。

　　在正确书写化学方程式基础上可以把强酸、强碱、可溶性盐写成离子方程式，其他不能写成离子形式。

　　6、复分解反应进行的条件是至少有沉淀、气体和水之一生成。

　　7、离子方程式正误判断主要含

　　①符合事实

　　②满足守恒（质量守恒、电荷守恒、得失电子守恒）

　　③拆分正确（强酸、强碱、可溶盐可拆）

　　④配比正确（量的多少比例不同）。

　　8、常见不能大量共存的离子：

　　①发生复分解反应（沉淀、气体、水或难电离的酸或碱生成）

　　②发生氧化还原反应（MnO4—、ClO—、H++NO3—、Fe3+与S2—、HS—、SO32—、Fe2+、I—）

　　③络合反应（Fe3+、Fe2+与SCN—）

　　④注意隐含条件的限制（颜色、酸碱性等）。

　　三、氧化还原反应

　　1、氧化还原反应的本质是有电子的转移，氧化还原反应的特征是有化合价的升降。

　　2、失去电子（偏离电子）→化合价升高→被氧化→是还原剂；升价后生成氧化产物。还原剂具有还原性。

　　得到电子（偏向电子）→化合价降低→被还原→是氧化剂；降价后生成还原产物，氧化剂具有氧化性。

　　3、常见氧化剂有：Cl2、O2、浓H2SO4、HNO3、KMnO4（H+）、H2O2、ClO—、FeCl3等，

　　常见还原剂有：Al、Zn、Fe；C、H2、CO、SO2、H2S；SO32—、S2—、I—、Fe2+等

　　4、氧化还原强弱判断法

　　①知反应方向就知道“一组强弱”

　　②金属或非金属单质越活泼对应的离子越不活泼（即金属离子氧化性越弱、非金属离子还原性越弱）

　　③浓度、温度、氧化或还原程度等也可以判断（越容易氧化或还原则对应能力越强）。

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　　一、硅元素：无机非金属材料中的主角，在地壳中含量26.3%，次于氧。是一种亲氧元素，以熔点很高的氧化物及硅酸盐形式存在于岩石、沙子和土壤中，占地壳质量90%以上。位于第3周期，第ⅣA族碳的下方。Si对比C最外层有4个电子，主要形成四价的化合物。

　　二、二氧化硅（SiO2）

　　天然存在的二氧化硅称为硅石，包括结晶形和无定形。石英是常见的结晶形二氧化硅，其中无色透明的就是水晶，具有彩色环带状或层状的是玛瑙。二氧化硅晶体为立体网状结构，基本单元是[SiO4]，因此有良好的物理和化学性质被广泛应用。（玛瑙饰物，石英坩埚，光导纤维）

　　物理：熔点高、硬度大、不溶于水、洁净的SiO2无色透光性好

　　化学：化学稳定性好、除HF外一般不与其他酸反应，可以与强碱（NaOH）反应，是酸性氧化物，在一定的条件下能与碱性氧化物反应

　　SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O

　　SiO2+CaO===（高温）CaSiO3

　　SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O

　　不能用玻璃瓶装HF，装碱性溶液的'试剂瓶应用木塞或胶塞。

　　三、硅酸（H2SiO3）

　　酸性很弱（弱于碳酸）溶解度很小，由于SiO2不溶于水，硅酸应用可溶性硅酸盐和其他酸性比硅酸强的酸反应制得。

　　Na2SiO3+2HCl==H2SiO3↓+2NaCl

　　硅胶多孔疏松，可作干燥剂，催化剂的载体。

　　四、硅酸盐

　　硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称，分布广，结构复杂化学性质稳定。一般不溶于水。（Na2SiO3、K2SiO3除外）最典型的代表是硅酸钠Na2SiO3：可溶，其水溶液称作水玻璃和泡花碱，可作肥皂填料、木材防火剂和黏胶剂。常用硅酸盐产品：玻璃、陶瓷、水泥

　　五、硅单质

　　与碳相似，有晶体和无定形两种。晶体硅结构类似于金刚石，有金属光泽的灰黑色固体，熔点高（1410℃），硬度大，较脆，常温下化学性质不活泼。是良好的半导体，应用：半导体晶体管及芯片、光电池、

　　六、氯元素：位于第三周期第ⅦA族，原子结构：容易得到一个电子形成

　　氯离子Cl—，为典型的非金属元素，在自然界中以化合态存在。

　　七、氯气

　　物理性质：黄绿色气体，有刺激性气味、可溶于水、加压和降温条件下可变为液态（液氯）和固态。

　　制法：MnO2+4HCl（浓）=MnCl2+2H2O+Cl2

　　闻法：用手在瓶口轻轻扇动，使少量氯气进入鼻孔。

　　化学性质：很活泼，有毒，有氧化性，能与大多数金属化合生成金属氯化物（盐）。也能与非金属反应：

　　2Na+Cl2===（点燃）2NaCl2Fe+3Cl2===（点燃）2FeCl3Cu+Cl2===（点燃）CuCl2

　　Cl2+H2===（点燃）2HCl现象：发出苍白色火焰，生成大量白雾。

　　燃烧不一定有氧气参加，物质并不是只有在氧气中才可以燃烧。燃烧的本质是剧烈的氧化还原反应，所有发光放热的剧烈化学反应都称为燃烧。

　　Cl2的用途：

　　①自来水杀菌消毒Cl2+H2O==HCl+HClO2HClO===（光照）2HCl+O2↑

　　1体积的水溶解2体积的氯气形成的溶液为氯水，为浅黄绿色。其中次氯酸HClO有强氧化性和漂泊性，起主要的消毒漂白作用。次氯酸有弱酸性，不稳定，光照或加热分解，因此久置氯水会失效。

　　②制漂白液、漂白粉和漂粉精

　　制漂白液Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O，其有效成分NaClO比HClO稳定多，可长期存放制漂白粉（有效氯35%）和漂粉精（充分反应有效氯70%）2Cl2+2Ca（OH）2=CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O

　　③与有机物反应，是重要的化学工业物质。

　　④用于提纯Si、Ge、Ti等半导体和钛

　　⑤有机化工：合成塑料、橡胶、人造纤维、农药、染料和药品

　　八、氯离子的检验

　　使用硝酸银溶液，并用稀硝酸排除干扰离子（CO32—、SO32—）

　　HCl+AgNO3==AgCl↓+HNO3

　　NaCl+AgNO3==AgCl↓+NaNO3

　　Na2CO3+2AgNO3==Ag2CO？3↓+2NaNO3

　　Ag2CO？3+2HNO3==2AgNO3+CO2↑+H2O

　　Cl—+Ag+==AgCl↓

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　　1.物质的量浓度概念的理解

　　n(B)在公式c(B)=中V(B)

　　(1)溶质是用物质的量表示而不是质量表示;体积表示溶液的体积，而不表示溶剂的体积，并且体积单位为L。

　　(2)带结晶水的物质溶于水后，溶质是不含结晶水的化合物，溶剂中的'水包括结晶水。

　　(3)从一定物质的量浓度溶液中取出任意体积的溶液，物质的量浓度不变，但随溶液体积的变化溶质的物质的量不同。

　　(4)气体溶于一定体积的水中，溶液的体积不等于溶剂的体积而应根据溶液密度和溶液质量求算。

　　(5)若浓溶液稀释或浓度差别较大的溶液混合，混合后溶液的总体积比原来的体积之和小。

　　2.辨析比较

　　物质的量浓度与溶液溶质的质量分数

　　(1)按所配溶液的体积选择合适规格的容量瓶

　　选择容量瓶必须指明规格，其规格应与所配溶液的体积相等。如果不等，应选择略大于此体积的容量瓶，如配制500mL1mol·L-1的NaCl溶液应选择500mL容量瓶，若需要480mL上述溶液，因无480mL容量瓶，也选择500mL容量瓶，配500mL溶液所需溶质的物质的量应按配制500mL溶液计算。

　　(2)容量瓶使用前一定要检验是否漏液

　　方法是：向容量瓶中注入少量水，塞紧玻璃塞，用手指按住瓶塞，另一只手按住瓶底倒转容量瓶，一段时间后观察瓶塞处是否有液体渗出，若无液体渗出，将其放正，把玻璃塞旋转180°，再倒转观察。

　　(3)不能将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释，容量瓶不能作反应器，不能加热，也不能久贮溶液。

　　(4)配制好的溶液应及时转移到试剂瓶中，并贴上标签。

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　　一、氯气的化学性质

　　氯的原子结构示意图为：，最外层有7个电子，故氯原子容易得到一个电子而达

　　到8电子饱和结构，因此Cl2突出表现的化学性质是得电子的`性质，即表现强氧化性，如

　　Cl2能氧化：

　　①金属（Na、Al、Fe、Cu等）；

　　②非金属（H2、P等）；

　　③某些化合物（Br—、I—、SO2、Fe2+、SO32—等）。

　　（1）跟金属反应

　　2Na+Cl2点然2NaCl（产生白烟）；Cu+Cl2点然CuCl2（产生棕黄色的烟）

　　2Fe+3Cl2点然2FeCl3（产生棕色的烟，溶于水呈黄色）

　　（2）跟非金属反应

　　H2+Cl2点燃或光照2HCl

　　点燃：发出苍白火焰，瓶口有白雾；光照：会发生爆炸

　　2P+3Cl2点燃2PCl3（雾，Cl2不足）；2P+5Cl2点燃2PCl5（烟，Cl2充足）

　　（3）与水反应：Cl2+H2O=HCl+HClO（HClO是一种不稳定的弱酸，但具有强氧化性。）

　　【说明】a.氯水通常密封保存于棕色试剂瓶中（见光或受热易分解的物质均保存在棕色试剂

　　瓶中）。

　　b.Cl2能使湿润的蓝色石蕊试纸先变红，后褪为白色。

　　（4）与碱反应：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O；

　　2Cl2+2Ca（OH）2=CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O

　　漂粉精、漂白粉的漂白原理：Ca（ClO）2+2HCl=CaCl2+2HClO；

　　Ca（ClO）2+H2O+CO2=CaCO3↓+2HClO

　　（5）与某些还原性物质的反应：

　　Cl2+2KI=2KCl+I2（用湿润的淀粉KI试纸检验Cl2）

　　2FeCl2+Cl2=2FeCl3

　　Cl2+Na2SO3+H2O=Na2SO4+2HCl

　　二、氯气的实验室制法

　　1、反应原理：用强氧化性物质（如MnO2、KMnO4等）和浓盐酸反应。

　　4HCl（浓）+MnO2△MnCl2+2H2O+Cl2↑

　　2、实验装置：根据反应原理和气体净化、收集、尾气处理等实验步骤及常见仪器的性能，制备干燥、纯净的Cl2。

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　　有机物的概念

　　1、定义：含有碳元素的化合物为有机物(碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、碳的金属化合物等除外)

　　2、特性：①种类多②大多难溶于水，易溶于有机溶剂③易分解，易燃烧④熔点低，难导电、大多是非电解质⑤反应慢，有副反应(故反应方程式中用“→”代替“=”)

　　甲烷

　　烃—碳氢化合物：仅有碳和氢两种元素组成(甲烷是分子组成最简单的烃)

　　1、物理性质：无色、无味的气体，极难溶于水，密度小于空气，俗名：沼气、坑气

　　2、分子结构：CH4：以碳原子为中心，四个氢原子为顶点的正四面体(键角：109度28分)

　　3、化学性质：①氧化反应：(产物气体如何检验?)

　　甲烷与KMnO4不发生反应，所以不能使紫色KMnO4溶液褪色

　　②取代反应：(三氯甲烷又叫氯仿，四氯甲烷又叫四氯化碳，二氯甲烷只有一种结构，说明甲烷是正四面体结构)

　　4、同系物：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质(所有的'烷烃都是同系物)

　　5、同分异构体：化合物具有相同的分子式，但具有不同结构式(结构不同导致性质不同)

　　烷烃的溶沸点比较：碳原子数不同时，碳原子数越多，溶沸点越高;碳原子数相同时，支链数越多熔沸点越低

　　同分异构体书写：会写丁烷和戊烷的同分异构体

　　乙烯

　　1、乙烯的制法：

　　工业制法：石油的裂解气(乙烯的产量是一个国家石油化工发展水平的标志之一)

　　2、物理性质：无色、稍有气味的气体，比空气略轻，难溶于水

　　3、结构：不饱和烃，分子中含碳碳双键，6个原子共平面，键角为120°

　　4、化学性质：

　　(1)氧化反应：C2H4+3O2=2CO2+2H2O(火焰明亮并伴有黑烟)

　　可以使酸性KMnO4溶液褪色，说明乙烯能被KMnO4氧化，化学性质比烷烃活泼。

　　(2)加成反应：乙烯可以使溴水褪色，利用此反应除乙烯

　　乙烯还可以和氢气、氯化氢、水等发生加成反应。

　　CH2=CH2+H2→CH3CH3CH2=CH2+HCl→CH3CH2Cl(一氯乙烷)

　　CH2=CH2+H2O→CH3CH2OH(乙醇)

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