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)2NaCl
2Fe+3Cl2===(点燃)2FeCl3
Cu+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↑
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
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。
一.原子结构
1.能级与能层
2.原子轨道
3.原子核外电子排布规律⑴构造原理:随着核电荷数递增,大多数元素的电中性基态原子的电子按右图顺序填入核外电子运动轨道(能级),叫做构造原理。
能级交错:由构造原理可知,电子先进入4s轨道,后进入3d轨道,这种现象叫能级交错。
说明:构造原理并不是说4s能级比3d能级能量低(实际上4s能级比3d能级能量高),
原子结构与性质【人教版】高中化学选修3知识点总结:第一章原子结构与性质
而是指这样顺序填充电子可以使整个原子的能量最低。也就是说,整个原子的能量不能机械地看做是各电子所处轨道的能量之和。
(2)能量最低原理
现代物质结构理论证实,原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态,简称能量最低原理。
构造原理和能量最低原理是从整体角度考虑原子的能量高低,而不局限于某个能级。
(3)泡利(不相容)原理:基态多电子原子中,不可能同时存在4个量子数完全相同的电子。换言之,一个轨道里最多只能容纳两个电子,且电旋方向相反(用“↑↓”表示),这个原理称为泡利(Pauli)原理。
(4)洪特规则:当电子排布在同一能级的不同轨道(能量相同)时,总是优先单独占
据一个轨道,而且自旋方向相同,这个规则叫洪特(Hund)规则。比如,p3的`轨道式为↓↑
洪特规则特例:当p、d、f轨道填充的电子数为全空、半充满或全充满时,原子处于较稳定的状态。即p0、d0、f0、p3、d5、f7、p6、d10、f14时,是较稳定状态。
前36号元素中,全空状态的有4Be2s22p0、12Mg3s23p0、20Ca4s23d0;半充满状态的有:7N2s22p3、15P3s23p3、24Cr3d54s1、25Mn3d54s2、33As4s24p3;全充满状态的有10Ne2s22p6、18Ar3s23p6、29Cu3d104s1、30Zn3d104s2、36Kr4s24p6。
一、物质的分类
把一种(或多种)物质分散在另一种(或多种)物质中所得到的体系,叫分散系.被分散的物?食谱鞣稚⒅?(可以是气体、液体、固体),起容纳分散质作用的物质称作分散剂(可以是气体、液体、固体).溶液、胶体、浊液三种分散系的比较
分散质粒子大小/nm外观特征能否通过滤纸有否丁达尔效应实例
溶液小于1均匀、透明、稳定能没有NaCl、蔗糖溶液
胶体在1—100之间均匀、有的透明、较稳定能有Fe(OH)3胶体
浊液大于100不均匀、不透明、不稳定不能没有泥水
二、物质的化学变化
1、物质之间可以发生各种各样的化学变化,依据一定的`标准可以对化学变化进行分类.
(1)根据反应物和生成物的类别以及反应前后物质种类的多少可以分为:
A、化合反应(A+B=AB)B、分解反应(AB=A+B)
C、置换反应(A+BC=AC+B)
D、复分解反应(AB+CD=AD+CB)
(2)根据反应中是否有离子参加可将反应分为:
A、离子反应:有离子参加的一类反应.主要包括复分解反应和有离子参加的氧化还原反应.
B、分子反应(非离子反应)
(3)根据反应中是否有电子转移可将反应分为:
A、氧化还原反应:反应中有电子转移(得失或偏移)的反应
实质:有电子转移(得失或偏移)
特征:反应前后元素的化合价有变化
B、非氧化还原反应
2、离子反应
(1)、电解质:在水溶液中或熔化状态下能导电的化合物,叫电解质.酸、碱、盐都是电解质.在水溶液中或熔化状态下都不能导电的化合物,叫非电解质.
注意:①电解质、非电解质都是化合物,不同之处是在水溶液中或融化状态下能否导电.②电解质的导电是有条件的:电解质必须在水溶液中或熔化状态下才能导电.③能导电的物质并不全部是电解质:如铜、铝、石墨等.④非金属氧化物(SO2、SO3、CO2)、大部分的有机物为非电解质.
(2)、离子方程式:用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子.它不仅表示一个具体的化学反应,而且表示同一类型的离子反应.
复分解反应这类离子反应发生的条件是:生成沉淀、气体或水.书写方法:
写:写出反应的化学方程式
拆:把易溶于水、易电离的物质拆写成离子形式
删:将不参加反应的离子从方程式两端删去
查:查方程式两端原子个数和电荷数是否相等
(3)、离子共存问题
所谓离子在同一溶液中能大量共存,就是指离子之间不发生任何反应;若离子之间能发生反应,则不能大量共存.
A、结合生成难溶物质的离子不能大量共存:如Ba2+和SO42-、Ag+和Cl-、Ca2+和CO32-、Mg2+和OH-等
B、结合生成气体或易挥发性物质的离子不能大量共存:如H+和CO32-,HCO3-,SO32-,OH-和NH4+等
C、结合生成难电离物质(水)的离子不能大量共存:如H+和OH-、CH3COO-,OH-和HCO3-等.
D、发生氧化还原反应、水解反应的离子不能大量共存(待学)
注意:题干中的条件:如无色溶液应排除有色离子:Fe2+、Fe3+、Cu2+、MnO4-等离子,酸性(或碱性)则应考虑所给离子组外,还有大量的H+(或OH-).(4)离子方程式正误判断(六看)
(一)看反应是否符合事实:主要看反应能否进行或反应产物是否正确
(二)看能否写出离子方程式:纯固体之间的反应不能写离子方程式
(三)看化学用语是否正确:化学式、离子符号、沉淀、气体符号、等号等的书写是否符合事实
(四)看离子配比是否正确
(五)看原子个数、电荷数是否守恒
(六)看与量有关的反应表达式是否正确(过量、适量)
3、氧化还原反应中概念及其相互关系如下:
失去电子——化合价升高——被氧化(发生氧化反应)——是还原剂(有还原性)
得到电子——化合价降低——被还原(发生还原反应)——是氧化剂(有氧化性)
一、物质的量
1、定义:表示物质所含微粒多少的物理量,也表示含有一定数目粒子的集合体。
2、物质的量是以微观粒子为计量的对象。
3、物质的量的符号为n。
二、摩尔
1、物质的.量的单位单位:克/摩符号:g/mol数值:等于物质的原子量、分子量、原子团的式量。
2、符号是mol。
3、使用摩尔表示物质的量时,应该用化学式指明粒子的种类。+例如:1molH表示mol氢原子,1molH2表示1mol氢分子(氢气),1molH表示1mol氢离子,但如果说1mol氢就违反了使用标准,因为氢是元素名称,不是微粒名称,也不是微粒的符号或化学式。
4、计算公式:
n=N/NAn=m/M
实室制取氢氧化铝:Al2(SO4)3+6NH3·H2O=2Al(OH)3↓+3(NH3)2SO4
氢氧化铝与盐酸反应:Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O
氢氧化铝与氢氧化钠溶液反应:Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O
氢氧化铝加热分解:2Al(OH)3△Al2O3+3H2O
三氯化铁溶液与铁粉反应:2FeCl3+Fe=3FeCl2
氯化亚铁中通入氯气:2FeCl2+Cl2=2FeCl3
二氧化硅与氢氟酸反应:SiO2+4HF=SiF4+2H2O
硅单质与氢氟酸反应:Si+4HF=SiF4+2H2↑
二氧化硅与氧化钙高温反应:SiO2+CaO高温CaSiO3
二氧化硅与氢氧化钠溶液反应:SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
往硅酸钠溶液中通入二氧化碳:Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO↓
基本概念和基本理论
一、氧化—还原反应
1、怎样判断氧化—还原反应
表象:化合价升降实质:电子转移
注意:凡有单质参加或生成的反应必定是氧化—还原反应
2、分析氧化—还原反应的方法
单线桥:
双线桥:
注意:(1)常见元素的化合价一定要记住,如果对分析化合升降不熟练可以用坐标法来分析。
(2)在同一氧化还原反应中,氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数。
3、有关概念
被氧化(氧化反应)氧化剂(具有氧化性)氧化产物(表现氧化性)
被还原(还原反应)还原剂(具有还原性)还原产物(表现还原性)
注意:(1)在同一反应中,氧化反应和还原反应是同时发生
(2)用顺口溜记“升失氧,降得还,若说剂正相反”,被氧化对应是氧化产物,被还原对应是还原产物。
4、氧化还原反应方程式配平
原理:在同一反应中,氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数
步骤:列变化、找倍数、配系数
注意:在反应式中如果某元素有多个原子变价,可以先配平有变价元素原子数,计算化合价升降按一个整体来计算。
类型:一般填系数和缺项填空(一般缺水、酸、碱)
5、氧化性和还原性的判断
氧化剂(具有氧化性):凡处于最高价的元素只具有氧化性。
最高价的元素(kmno4、hno3等)绝大多数的非金属单质(cl2、o2等)
还原剂(具有还原性):凡处于最低价的元素只具有还原性。
最低价的元素(h2s、i—等)金属单质
既有氧化性,又有还原性的物质:处于中间价态的元素
注意:(1)一般的氧化还原反应可以表示为:氧化剂+还原剂=氧化产物+还原产物
氧化剂的氧化性强过氧化产物,还原剂的还原性强过还原产物。
(2)当一种物质中有多种元素显氧化性或还原性时,要记住强者显性(锌与硝酸反应为什么不能产生氢气呢?)
(3)要记住强弱互变(即原子得电子越容易,其对应阴离子失电子越难,反之也一样)记住:(1)金属活动顺序表
(2)同周期、同主族元素性质的递变规律
(3)非金属活动顺序
元素:f>o>cl>br>n>i>s>p>c>si>h
单质:f2>cl2>o2>br2>i2>s>n2>p>c>si>h2
(4)氧化性与还原性的关系
f2>kmno4(h+)>cl2>浓hno3>稀hno3>浓h2so4>br2>fe3+>cu2+>i2>h+>fe2+
f—
二、离子反应、离子方程式
1、离子反应的判断:凡是在水溶液中进行的反应,就是离子反应
2、离子共存
凡出现下列情况之一的都不能共存
(1)生成难溶物
常见的有agbr,agcl,agi,caco3,baco3,caso3,baso3等
(2)生成易挥发性物质
常见的有nh3、co2、so2、hcl等
(3)生成难电离物质
常见的有水、氨水、弱酸、弱碱等
(4)发生氧化还原反应
fe3+与s2-、clo—与s2-等
3、离子方程式的`书写步骤:“写、拆、删、查”
注意注意:(1)哪些物质要拆成离子形式,哪些要保留化学式。大家记住“强酸、强碱、可溶性盐”盐”这三类物质要拆为离子方式,其余要保留分子式。注意浓硫酸、微溶物质的特殊处理方法
(2(2)检查离子方程式正误的方法,三查(电荷守恒、质量守恒、是否符合反应事实)
三、原子结构
1、关系式
核电荷数=质子数=核外电子数=原子序数(z)
质量数(a)=质子数(z)+中子数(n)
注意:化学反应只是最外层电子数目发生变化,所以
阴离子核外电子数=质子数+|化合价|
阳离子核外电子数=质子数-|化合价|
2、所代表的意义
3、原子核外电子的排布
(1)运动的特征:
(2)描述电子运动的方法:
(3)原子核外电子的排布:
符号klmnopq
层序1234567
(4)熟练掌握原子结构示意图的写法
核外电子排布要遵守的四条规则
4、同位素
将原子里具有相同的质子数和不同的中子数的同一元素的原子互称同位素。
注意:
(1)同位素是指原子,不是单质或化合物
(2)一定是指同一种元素
(3)化学性质几乎完全相同
四、元素周期律和元素周期表
1、什么是元素周期律?
什么是原子序数?什么是元素周期律?元素周期律的实质?元素周期律是谁发现的?
2、元素性质的判断依据
跟水或酸反应的难易
金属性
氢氧化物的碱性强弱
跟氢气反应的难易
非金属性氢化物的热稳定性
最高价含氧酸的酸性强弱
注意:上述依据反过也成立。
3、周期表的结构
(1)周期序数=电子层数主族序数=最外层电子数=最高正价
(2)记住“七横行七周期,三长三短一不全”,“十八纵行十六族,主副各七族还有零和八”。
(3)周期序数:一二三四五六
元素的种数:288181832
(4)各族的排列顺序(从左到右排)
ⅰa、ⅱa、ⅲb、ⅳb、ⅴb、ⅵb、ⅶb、ⅷ、ⅰb、ⅱb、ⅲa、ⅳa、ⅴa、ⅵa、ⅶa、o
注意:ⅱa和ⅲa同周期元素不一定定相邻
4、元素性质递变规律
(1)同周期、同主族元素性质的变化规律
注意:金属性(即失电子的性质,具有还原性),非金属性(即得电子的性质,具有氧化
(2)原子半径大小的判断:先分析电子层数,再分析原子序数(一般层数越多,半径越大,层数相同的原子序数越大,半径越小)
5、化合价
价电子是指外围电子(主族元素是指最外层电子)
主族序数=最外层电子数=最高正价|负价|+最高正价目=8
注意:原子序数、族序数、化合价、最外层电子数的奇偶数关系
6、元素周期表的应用:“位、构、性”三者关系
五、分子结构
要求掌握“一力、二键、三晶体”
1、离子键
(1)记住定义
(2)形成离子键的条件:活泼金属元素(ⅰa、ⅱa)和活泼非金属元素(ⅵa、ⅶa)之间化合(3)离子半径大小的比较:(电子层与某稀有元素相同的离子半径比较)
电子层结构相同的离子,半径随原子序数递增,半径减小
2、化学键
注意记住概念,化学键类型(离子键、共价键、金属键)
3、共价键
(1)定义
(2)共价键的类型:非极性键(同种元素原子之间)共价键极性键(同种元素原子之间)(3)共价键的几个参数(键长、键能、键角):
4、晶体
(1)离子晶体、分子晶体、原子晶体
(2)三晶体的比较(成键微粒、微粒间的相互作用、物理性质)
5、电子式
(1)定义
(2)含共价键和含离子键电子式的异同点
1、原子定义
原子:化学变化中的最小微粒。
(1)原子也是构成物质的一种微粒。例如少数非金属单质(金刚石、石墨等);金属单质(如铁、汞等);稀有气体等。
(2)原子也不断地运动着;原子虽很小但也有一定质量。对于原子的认识远在公元前5世纪提出了有关原子的观念。但没有科学实验作依据,直到19世纪初,化学家道尔顿根据实验事实和严格的逻辑推导,在1803年提出了科学的原子论。
2、分子是保持物质化学性质的最小粒子。
(1)构成物质的每一个分子与该物质的化学性质是一致的,分子只能保持物质的化学性质,不保持物质的物理性质。因物质的物理性质,如颜色、状态等,都是宏观现象,是该物质的大量分子聚集后所表现的属性,并不是单个分子所能保持的。
(2)最小;不是绝对意义上的最小,而是;保持物质化学性质的最小;
3、分子的性质
(1)分子质量和体积都很小。
(2)分子总是在不断运动着的。温度升高,分子运动速度加快,如阳光下湿衣物干得快。
(3)分子之间有间隔。一般说来,气体的分子之间间隔距离较大,液体和固体的分子之间的距离较小。气体比液体和固体容易压缩,不同液体混合后的总体积小于二者的原体积之和,都说明分子之间有间隔。
(4)同种物质的分子性质相同,不同种物质的分子性质不同。我们都有这样的'生活体验:若口渴了,可以喝水解渴,同时吃几块冰块也可以解渴,这就说明:水和冰都具有相同的性质,因为水和冰都是由水分子构成的,同种物质的分子,性质是相同的。
4、原子的构成
质子:1个质子带1个单位正电荷原子核(+)
中子:不带电原子不带电
电子:1个电子带1个单位负电荷
5、原子与分子的异同
动中
(3)同种分子(或原子)性质相同,不同种分子(或原子)性质不同
(4)都具有种类和数量的含义
6、核外电子的分层排布规律:第一层不超过2个,第二层不超过8个;;最外层不超过8个。每层最多容纳电子数为2n2个(n代表电子层数),即第一层不超过2个,第二层不超过8个,第三层不超过18个;最外层电子数不超过8个(只有1个电子层时,最多可容纳2个电子)