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高中化学选修4 5知识点总结.doc

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化学选修 4 化学反应与原理章节知识点梳理第一章 化学反应与能量一、焓变 反应热 1.反应热:一定条件下,一定物质的量的反应物之间完全反应所放出或吸收的热量2.焓变(ΔH)的意义:在恒压条件下进行的化学反应的热效应(1).符号: △H(2).单位:kJ/mol 3.产生原因:化学键断裂——吸热 化学键形成——放热放出热量的化学反应。(放热吸热) △H 为“-”或△H 放热)△H 为“+”或△H 0常见的放热反应:① 所有的燃烧反应② 酸碱中和反应 ③ 大多数的化合反应④ 金属与酸的反应⑤ 生石灰和水反应⑥ 浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解等常见的吸热反应:① 晶体 Ba(OH)2·8H2O 与 NH4Cl② 大多数的分解反应③ 以H2、CO、C 为还原剂的氧化还原反应④ 铵盐溶解等二、热化学方程式书写化学方程式注意要点:①热化学方程式必须标出能量变化。②热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态(g,l,s 分别表示固态,液态,气态,水溶液中溶质用 aq表示) ③热化学反应方程式要指明反应时的温度和压强。 ④热化学方程式中的化学计量数可以是整数,也可以是分数⑤各物质系数加倍,△H 加倍;反应逆向进行,△H 改变符号,数值不变三、燃烧热1.概念:25 ℃,101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。燃烧热的单位用 kJ/mol表示。※注意以下几点:①研究条件:101 kPa②反应程度:完全燃烧,产物是稳定的氧化物。③燃烧物的物质的量:1 mol④研究内容:放出的热量。(ΔH_10 5__时,该反应就进行得基本完全了。2、可以利用 K 值做标准,判断正在进行的可逆反应是否平衡及不平衡时向何方进行建立平衡。 (Q:浓度积)Q_〈 __K:反应向正反应方向进行;Q__=_K:反应处于平衡状态 ;Q_〉 __K:反应向逆反应方向进行3、利用 K 值可判断反应的热效应若温度升高,K 值增大,则正反应为__ 吸热___反应若温度升高,K 值减小,则正反应为__ 放热___反应*四、等效平衡1、概念:在一定条件下(定温、定容或定温、定压) ,只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后,任何相同组分的百分含量均相同,这样的化学平衡互称为等效平衡。2、分类(1 )定温,定容条件下的等效平衡第一类:对于反应前后气体分子数改变的可逆反应:必须要保证化学计量数之比与原来相同;同时必须保证平衡式左右两边同一边的物质的量与原来相同。第二类:对于反应前后气体分子数不变的可逆反应:只要反应物的物质的量的比例与原来相同即可视为二者等效。(2 )定温,定压的等效平衡只要保证可逆反应化学计量数之比相同即可视为等效平衡。五、化学反应进行的方向1、反应熵变与反应方向:(1 )熵:物质的一个状态函数,用来描述体系的混乱度,符号为 S. 单位:J•••mol -1•K-1(2)体系趋向于有序转变为无序,导致体系的熵增加,这叫做熵增加原理,也是反应方向判断的依据。.(3 )同一物质,在气态时熵值最大,液态时次之,固态时最小。即 S(g)〉S(l)〉S(s) 2、反应方向判断依据在温度、压强一定的条件下,化学反应的判读依据为:ΔH-TΔS〈0 反应能自发进行ΔH-TΔS=0 反应达到平衡状态ΔH-TΔS〉0 反应不能自发进行注意:(1)ΔH 为负,ΔS 为正时,任何温度反应都能自发进行(2)ΔH 为正,ΔS 为负时,任何温度反应都不能自发进行第三章 水溶液中的离子平衡一、弱电解质的电离 1、定义: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 。非电解质 : 在水溶液中或熔化状态下都不能导电的化合物 。强电解质 : 在水溶液里全部电离成离子的电解质 。弱电解质: 在水溶液里只有一部分分子电离成离子的电解质 。2、电解质与非电解质本质区别:电解质——离子化合物或共价化合物 非电解质——共价化合物注意:①电解质、非电解质都是化合物 ②SO 2、NH 3、CO 2 等属于非电解质③强电解质不等于易溶于水的化合物(如 BaSO4 不溶于水,但溶于水的 BaSO4全部电离,故 BaSO4 为强电解质) ——电解质的强弱与导电性、溶解性无关。3、电离平衡:在一定的条件下,当电解质分子电离成 离子的速率 和离子结合成 时,电离过程就达到了 平衡状态 ,这叫电离平衡。4、影响电离平衡的因素:A、温度:电离一般吸热,升温有利于电离。B、浓度:浓度越大,电离程度 越小 ;溶液稀释时,电离平衡向着电离的方向移动。C、同离子效应:在弱电解质溶液里加入与弱电解质具有相同离子的电解质,会 减弱 电离。D、其他外加试剂:加入能与弱电解质的电离产生的某种离子反应的物质时,有利于电离。物质 单质化合物电解质非电解质: 非金属氧化物,大部分有机物 。如 SO3、CO 2、C 6H12O6、CCl 4、CH 2=CH2……强电解质: 强酸,强碱,大多数盐 。如 HCl、NaOH、NaCl 、BaSO 4弱电解质: 弱酸,弱碱,极少数盐,水 。如HClO、NH 3·H2O、Cu(OH) 2、H 2O……混和物纯净物9、电离方程式的书写:用可逆符号 弱酸的电离要分布写(第一步为主)10、电离常数:在一定条件下,弱电解质在达到电离平衡时,溶液中电离所生成的各种离子浓度的乘积,跟溶液中未电离的分子浓度的比是一个常数。叫做电离平衡常数, (一般用Ka 表示酸,Kb 表示碱。 )表示方法:AB A++B- Ki=[ A+][ B-]/[AB]11、影响因素:a、电离常数的大小主要由物质的本性决定。b、电离常数受温度变化影响,不受浓度变化影响,在室温下一般变化不大。C、同一温度下,不同弱酸,电离常数越大,其电离程度越大,酸性越强。如:H2SO3H3PO4HFCH3COOHH2CO3H2SHClO二、水的电离和溶液的酸碱性1、水电离平衡:: 水的离子积:K W = c[H+]·c[OH-] 25℃ 时, [H+]=[OH-] =10-7 mol/L ; KW = [H+]·[OH-] = 1*10-14 注意:K W 只与温度有关,温度一定,则 KW 值一定KW 不仅适用于纯水,适用于任何溶液(酸、碱、盐)2、水电离特点:(1)可逆 (2)吸热 (3 )极弱3、影响水电离平衡的外界因素:①酸、碱 :抑制水的电离 ②温度:促进水的电离(水的电离是 吸 热的)③易水解的盐:促进水的电离 4、溶液的酸碱性和 pH:(1)pH=-lgc[H+](2 ) pH 的测定方法:酸碱指示剂—— 甲基橙 、 石蕊 、 酚酞 。变色范围:甲基橙 3.1~4.4(橙色) 石蕊 5.0~8.0(紫色) 酚酞 8.2~10.0(浅红色)pH 试纸 —操作 玻璃棒蘸取未知液体在试纸上,然后与标准比色卡对比即可 。注意:①事先不能用水湿润 PH 试纸;②广泛 pH 试纸只能读取整数值或范围三 、混合液的 pH 值计算方法公式1、强酸与强酸的混合:(先求[H +]混:将两种酸中的 H+离子物质的量相加除以总体积,再求其它) [H+]混 =([H +]1V1+[H+]2V2)/(V 1+V2)2、强碱与强碱的混合:(先求[OH -]混:将两种酸中的 OH-离子物质的量相加除以总体积,再求其它) [OH-]混=([OH -]1V1+[OH-]2V2)/ (V 1+V2) (注意 :不能直接计算[H+]混)3、强酸与强碱的混合:(先据 H+ + OH- ==H2O 计算余下的 H+或 OH-,①H +有余,则用余下的 H+数除以溶液总体积求[H +]混;OH -有余,则用余下的 OH-数除以溶液总体积求[OH -]混,再求其它)四、稀释过程溶液 pH 值的变化规律:1、强酸溶液:稀释 10n 倍时,pH 稀 = pH 原+ n (但始终不能大于或等于 7)2、弱酸溶液:稀释 10n 倍时,pH 稀 〈 pH 原+n (但始终不能大于或等于 7)3、强碱溶液:稀释 10n 倍时,pH 稀 = pH 原-n (但始终不能小于或等于 7)4、弱碱溶液:稀释 10n 倍时,pH 稀 〉 pH 原-n (但始终不能小于或等于 7)5、不论任何溶液,稀释时 pH 均是向 7 靠近(即向中性靠近) ;任何溶液无限稀释后 pH 均接近 76、稀释时,弱酸、弱碱和水解的盐溶液的 pH 变化得慢,强酸、强碱变化得快。五、强酸(pH1)强碱(pH2)混和计算规律w.w.w.k.s.5.u.c.o.m1、若等体积混合pH1+pH2=14 则溶液显中性 pH=7pH1+pH2≥15 则溶液显碱性 pH=pH2-0.3pH1+pH2≤13 则溶液显酸性 pH=pH1+0.32、若混合后显中性pH1+pH2=14 V 酸:V 碱 =1:1pH1+pH2≠14 V 酸:V 碱=1:10 〔14-(pH1+pH2) 〕六、酸碱中和滴定:1、中和滴定的原理实质:H ++OH—=H2O 即酸能提供的 H+和碱能提供的 OH-物质的量相等。2、中和滴定的操作过程:(1 )仪②滴定管的刻度,O 刻度在 上 ,往下刻度标数越来越大,全部容积 大于 它的最大刻度值,因为下端有一部分没有刻度。滴定时,所用溶液不得超过最低刻度,不得一次滴定使用两滴定管酸(或碱) ,也不得中途向滴定管中添加。②滴定管可以读到小数点后 一位 。(2 )药品:标准液;待测液;指示剂。(3 )准备过程:准备:检漏、洗涤、润洗、装液、赶气泡、调液面。 (洗涤:用洗液洗→检漏:滴定管是否漏水→用水洗→用标准液洗(或待测液洗)→装溶液→排气泡→调液面→记数据 V(始)(4 )试验过程3、酸碱中和滴定的误差分析误差分析:利用 n 酸 c 酸 V 酸= n 碱 c 碱 V 碱进行分析式中:n ——酸或碱中氢原子或氢氧根离子数;c——酸或碱的物质的量浓度;V——酸或碱溶液的体积。当用酸去滴定碱确定碱的浓度时,则:c 碱= 上述公式在求算浓度时很方便,而在分析误差时起主要作用的是分子上的 V 酸的变化,因为在滴定过程中 c 酸为标准酸,其数值在理论上是不变的,若稀释了虽实际值变小,但体现的却是 V 酸的增大,导致 c 酸偏高;V 碱同样也是一个定值,它是用标准的量器量好后注入锥形瓶中的,当在实际操作中碱液外溅,其实际值减小,但引起变化的却是标准酸用量的减少,即 V 酸减小,则 c 碱降低了;对于观察中出现的误差亦同样如此。综上所述,当用标准酸来测定碱的浓度时,c 碱的误差与 V 酸的变化成正比,即当 V 酸的实测值大于理论值时,c 碱偏高,反之偏低。同理,用标准碱来滴定未知浓度的酸时亦然。七、盐类的水解(只有可溶于水的盐才水解)1、盐类水解:在水溶液中盐电离出来的离子跟水电离出来的 H+或 OH-结合生成弱电解质的反应。2、水解的实质: 水溶液中盐电离出来的离子跟水电离出来的 H+或 OH-结合,破坏水的电离,是平衡向右移动,促进水的电离。3、盐类水解规律:①有 弱 才水解,无弱不水解,越弱越水解;谁 强显谁性,两弱都水解,同强显中性。②多元弱酸根,浓度相同时正酸根比酸式酸根水解程度大,碱性更强。 (如:Na 2CO3 >NaHCO 3)4、盐类水解的特点:(1)可逆(与中和反应互逆) ( 2)程度小 (3)吸热5、影响盐类水解的外界因素:①温度:温度越 高 水解程度越大 (水解吸热,越热越水解)②浓度:浓度越小,水解程度越 大 (越稀越水解)③酸碱:促进或抑制盐的水解(H +促进 阴离子 水解而 抑制 阳离子水解;OH -促进阳离子水解而抑制阴离子水解)6、酸式盐溶液的酸碱性:①只电离不水解:如 HSO4- 显 酸 性 ②电离程度>水解程度,显 酸 性 (如: HSO3- 、H 2PO4-) ③水解程度>电离程度,显 碱 性 (如:HCO 3- 、HS - 、HPO 42-)7、双水解反应:(1)构成盐的阴阳离子均能发生水解的反应。双水解反应相互促进,水解程度较大,有的甚至水解完全。使得平衡向右移。(2)常见的双水解反应完全的为:Fe 3+、Al 3+与 AlO2-、CO 32-(HCO3-)、S 2-(HS-)、SO 32-(HSO3-);S2-与 NH4+;CO 32-(HCO3-)与 NH4+其特点是相互水解成沉淀或气体。双水解完全的离子方程式配平依据是两边电荷平衡,如:2Al 3+ + 3S2- + 6H2O == 2Al(OH)3↓+ 3H2S↑8、盐类水解的应用:水解的应用 实例 原理1、净水 明矾净水 Al3++3H2O Al(OH)3(胶体)+3H + 2、去油污 用热碱水冼油污物品 CO32-+H2O HCO3-+OH- ①配制 FeCl3溶液时常加入少量盐酸 Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+ 3、药品的保存 ②配制 Na2CO3溶液时常加入少量 NaOH CO32-+H2O HCO3-+OH- 4、制备无水盐 由 MgCl2·6H2O制无水MgCl2 在 HCl气流中加热若不然,则:MgCl2·6H2O Mg(OH)2+2HCl+4H2OMg(OH)2 MgO+H2O5、泡沫灭火器 用 Al2(SO4)3与 NaHCO3溶液混合 Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO 2↑ 6、比较盐溶液中离子浓度的大小比较 NH4Cl溶液中离子浓度的大小NH4++H2O NH3·H2O+H+ c(Cl-)c(NH4+)c(H+)c(OH)- 9、水解平衡常数 (K h)对于强碱弱酸盐:K h =Kw/Ka(Kw 为该温度下水的离子积,Ka 为该条件下该弱酸根形成的弱酸的电离平衡常数)对于强酸弱碱盐:K h =Kw/Kb( Kw 为该温度下水的离子积,K b 为该条件下该弱碱根形成的弱碱的电离平衡常数 )电离、水解方程式的书写原则1、多元弱酸(多元弱酸盐)的电离(水解)的书写原则:分步书写注意:不管是水解还是电离,都决定于第一步,第二步一般相当微弱。2、多元弱碱(多元弱碱盐)的电离(水解)书写原则:一步书写 八、溶液中微粒浓度的大小比较基本原则:抓住溶液中微粒浓度必须满足的三种守恒关系:①电荷守恒::任何溶液均显电 中 性,各阳离子浓度与其所带电荷数的乘积之和=各阴离子浓度与其所带电荷数的乘积之和②物料守恒: (即原子个数守恒或质量守恒)某原子的总量(或总浓度)=其以各种形式存在的所有微粒的量 (或浓度)之和③质子守恒:即水电离出的 H+浓度与 OH-浓度相等。九、难溶电解质的溶解平衡1、难溶电解质的溶解平衡的一些常见知识(1)溶解度 小于 0.01g 的电解质称难溶电解质。(2 )反应后离子浓度降至 1*10-5 以下的反应为完全反应。如酸碱中和时[H +]降至 10-7mol/LHg2+Fe3+Cu2+H+(指酸电离的)Pb 2+Sn2+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+Ca2+K+阴离子的放电顺序 是惰性电极时:S 2-I-Br-Cl-OH-NO3-SO42-(等含氧酸根离子 )F-(SO32-/MnO4-OH-)只要是水溶液 H,OH 以后的离子均作废,永远不放电。是活性电极时:电极本身溶解放电注意先要看电极材料,是惰性电极还是活性电极,若阳极材料为活性电极(Fe、Cu) 等金属,则阳极反应为电极材料失去电子,变成离子进入溶液;若为惰性材料,则根据阴阳离子的放电顺序,依据阳氧阴还的规律来书写电极反应式。电解质水溶液点解产物的规律类型 电极反应特点 实例 电解对象 电解质浓度 pH 电解质溶液复原HCl 增大 HCl 分解电解质型电解质电离出的阴阳离子分别在两极放电 CuCl2电解质 减小 --- CuCl2放 H2生成碱型阴极:水放 H2生碱阳极:电解质阴离子放电NaCl电解质和水 生成新电解质增大HCl放氧生酸型 阴极:电解质阳离子放电阳极:水放 O2生酸CuSO4电解质和水 生成新电解质减小 氧化铜NaOH 增大H2SO4 减小电解水型 阴极:4H+ + 4e- == 2H2 ↑阳极:4OH- - 4e- = O2↑+ 2H2ONa2SO4水增大不变水上述四种类型电解质分类:(1 )电解水型:含氧酸,强碱,活泼金属含氧酸盐(2 )电解电解质型:无氧酸,不活泼金属的无氧酸盐(氟化物除外)(3 )放氢生碱型:活泼金属的无氧酸盐(4 )放氧生酸型:不活泼金属的含氧酸盐二、电解原理的应用 1、电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气(1 ) 、电镀应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法(2 ) 、电极、电解质溶液的选择:阳极:镀层金属,失去电子,成为离子进入溶液 M— ne — == M n+阴极:待镀金属(镀件):溶液中的金属离子得到电子,成为金属原子,附着在金属表面M n+ + ne — == M电解质溶液:含有镀层金属离子的溶液做电镀液镀铜反应原理阳极(纯铜):Cu-2e -=Cu2+,阴极( 镀件):Cu 2++2e-=Cu,电解液:可溶性铜盐溶液,如 CuSO4 溶液 (3 ) 、电镀应用之一:铜的精炼阳极:粗铜;阴极: 纯铜电解质溶液: 硫酸铜 3、电冶金(1 ) 、电冶金:使矿石中的 金属阳离子 获得电子,从它们的化合物中还原出来用于冶炼活泼金属,如钠、镁、钙、铝(2 ) 、电解氯化钠:通电前,氯化钠高温下熔融:NaCl == Na + + Cl—通直流电后:阳极:2Na + + 2e— == 2Na阴极:2Cl — — 2e— == Cl2↑规律总结:原电池、电解池、电镀池的判断规律 (1)若无外接电源,又具备组成原电池的三个条件。①有活泼性不同的两个电极;②两极用导线互相连接成直接插入连通的电解质溶液里;③较活泼金属与电解质溶液能发生氧化还原反应(有时是与水电离产生的 H+作用) ,只要同时具备这三个条件即为原电池。(2)若有外接电源,两极插入电解质溶液中,则可能是电解池或电镀池;当阴极为金属,阳极亦为金属且与电解质溶液中的金属离子属同种元素时,则为电镀池。 (3)若多个单池相互串联,又有外接电源时,则与电源相连接的装置为电解池成电镀池。若无外接电源时,先选较活泼金属电极为原电池的负极(电子输出极) ,有关装置为原电池,其余为电镀池或电解池。原电池,电解池,电镀池的比较性质 类别 原电池 电解池 电镀池定义(装置特点)将化学能转变成电能的装置将电能转变成化学能的装置应用电解原理在某些金属表面镀上一侧层其他金属反应特征 自发反应 非自发反应 非自发反应装置特征 无电源,两级材料不同有电源,两级材料可同可不同有电源形成条件 活动性不同的两极电解质溶液形成闭合回路两电极连接直流电源两电极插入电解质溶液形成闭合回路1 镀层金属接电源正极,待镀金属接负极;2 电镀液必须含有镀层金属的离子电极名称 负极:较活泼金属正极:较不活泼金属(能导电非金属)阳极:与电源正极相连阴极:与电源负极相连名称同电解,但有限制条件阳极:必须是镀层金属阴极:镀件电极反应 负极:氧化反应,金属失去电子正极:还原反应,溶液中的阳离子的电子或者氧气得电子(吸氧腐蚀)阳极:氧化反应,溶液中的阴离子失去电子,或电极金属失电子阴极:还原反应,溶液中的阳离子得到电子阳极:金属电极失去电子阴极:电镀液中阳离子得到电子电子流向 负极→正极 电源负极→阴极电源正极→阳极同电解池溶液中带电粒子的移动阳离子向正极移动阴离子向负极移动阳离子向阴极移动阴离子向阳极移动同电解池联系 在两极上都发生氧化反应和还原反应原电池与电解池的极的得失电子联系图:阳极失 e- 正极得 e- 负极失 e- 阴极得 e-第四节 金属的电化学腐蚀和防护一、金属的电化学腐蚀(1 )金属腐蚀内容:(2)金属腐蚀的本质:都是金属原子 失去 电子而被氧化的过程电化腐蚀 化学腐蚀条件 不纯金属或合金与电解质溶液接触 金属与非电解质直接接触现象 有微弱的电流产生 无电流产生 本质 较活泼的金属被氧化的过程 金属被氧化的过程 关系 化学腐蚀与电化腐蚀往往同时发生,但电化腐蚀更加普遍,危害更严重(4 ) 、电化学腐蚀的分类:析氢腐蚀——腐蚀过程中不断有氢气放出①条件:潮湿空气中形成的水膜,酸性较强(水膜中溶解有 CO2、SO 2、H 2S 等气体)②电极反应:负极: Fe – 2e- = Fe2+正极: 2H+ + 2e- = H2 ↑总式:Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 ↑吸氧腐蚀——反应过程吸收氧气①条件:中性或弱酸性溶液②电极反应:负极: 2Fe – 4e- = 2Fe2+正极: O2+4e- +2H2O = 4OH-总式:2Fe + O2 +2H2O =2 Fe(OH)2离子方程式:Fe 2+ + 2OH- = Fe(OH)2生成的 Fe(OH)2 被空气中的 O2 氧化,生成 Fe(OH)3 , Fe(OH)2 + O2 + 2H2O == 4Fe(OH)3Fe(OH)3 脱去一部分水就生成 Fe2O3·x H2O(铁锈主要成分)规律总结:金属腐蚀快慢的规律:在同一电解质溶液中,金属腐蚀的快慢规律如下:电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀防腐措施由好到坏的顺序如下:外接电源的阴极保护法>牺牲负极的正极保护法>有一般防腐条件的腐蚀>无防腐条件的腐蚀二、金属的电化学防护1、利用原电池原理进行金属的电化学防护(1) 、牺牲阳极的阴极保护法原理:原电池反应中,负极被腐蚀,正极不变化应用:在被保护的钢铁设备上装上若干锌块,腐蚀锌块保护钢铁设备负极:锌块被腐蚀;正极:钢铁设备被保护(2) 、外加电流的阴极保护法原理:通电,使钢铁设备上积累大量电子,使金属原电池反应产生的电流不能输送,从而防止金属被腐蚀应用:把被保护的钢铁设备作为阴极,惰性电极作为辅助阳极,均存在于电解质溶液中,接上外加直流电源。通电后电子大量在钢铁设备上积累,抑制了钢铁失去电子的反应。2、改变金属结构:把金属制成防腐的合金3、把金属与腐蚀性试剂隔开:电镀、油漆、涂油脂、表面钝化等(3 )金属腐蚀的分类:化学腐蚀— 金属和接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀 电化学腐蚀— 不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生原电池反应。比较活泼的金属失去电子而被氧化,这种腐蚀叫做电化学腐蚀。 化学腐蚀与电化腐蚀的比较选修 5 有机化学基础知识点整理一、重要的物理性质1.有机物的溶解性(1 )难溶于水的有:各类烃、卤代烃、硝基化合物、酯、绝大多数高聚物、高级的(指分子中碳原子数目较多的,下同)醇、醛、羧酸等。(2 )易溶于水的有:低级的[一般指 N(C)≤4]醇、 (醚) 、醛、 (酮) 、羧酸及盐、氨基酸及盐、单糖、二糖。 (它们都能与水形成氢键) 。(3 )具有特殊溶解性的:① 乙醇是一种很好的溶剂,既能溶解许多无机物,又能溶解许多有机物,所以常用乙醇来溶解植物色素或其中的药用成分,也常用乙醇作为反应的溶剂,使参加反应的有机物和无机物均能溶解,增大接触面积,提高反应速率。例如,在油脂的皂化反应中,加入乙醇既能溶解 NaOH,又能溶解油脂,让它们在均相(同一溶剂的溶液)中充分接触,加快反应速率,提高反应限度。② 苯酚:室温下,在水中的溶解度是 9.3g(属可溶) ,易溶于乙醇等有机溶剂,当温度高于 65℃ 时,能与水混溶,冷却后分层,上层为苯酚的水溶液,下层为水的苯酚溶液,振荡后形成乳浊液。苯酚易溶于碱溶液和纯碱溶液,这是因为生成了易溶性的钠盐。③ 乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中更加难溶,同时饱和碳酸钠溶液还能通过反应吸收挥发出的乙酸,溶解吸收挥发出的乙醇,便于闻到乙酸乙酯的香味。④ 有的淀粉、蛋白质可溶于水形成胶体。蛋白质在浓轻金属盐(包括铵盐)溶液中溶解度减小,会析出(即盐析,皂化反应中也有此操作) 。但在稀轻金属盐(包括铵盐)溶液中,蛋白质的溶解度反而增大。⑤ 线型和部分支链型高聚物可溶于某些有机溶剂,而体型则难溶于有机溶剂。⑥ 氢氧化铜悬浊液可溶于多羟基化合物的溶液中,如甘油、葡萄糖溶液等,形成绛蓝色溶液。2.有机物的密度(1 )小于水的密度,且与水(溶液)分层的有:各类烃、一氯代烃、酯(包括油脂)(2 )大于水的密度,且与水(溶液)分层的有:多氯代烃、溴代烃(溴苯等) 、碘代烃、硝基苯3.有机物的状态[ 常温常压(1 个大气压、20 ℃左右)](1 )气态:① 烃类:一般 N(C)≤4的各类烃 注意:新戊烷[C(CH 3)4]亦为气态② 衍生物类:一氯甲烷(CH 3Cl,沸点为-24.2℃) 氟里昂(CCl 2F2,沸点为-29.8℃)氯乙烯(CH 2==CHCl,沸点为-13.9 ℃) 甲醛(HCHO,沸点为-21℃)氯乙烷(CH 3CH2Cl,沸点为 12.3℃) 一溴甲烷(CH 3Br,沸点为 3.6℃)四氟乙烯(CF 2==CF2,沸点为-76.3℃) 甲醚(CH 3OCH3,沸点为-23℃)甲乙醚(CH 3OC2H5,沸点为 10.8℃) 环氧乙烷( ,沸点为 13.5℃)(2 )液态:一般 N(C)在 5~16 的烃及绝大多数低级衍生物。如,己烷 CH3(CH2)4CH3 环己烷 甲醇 CH3OH 甲酸 HCOOH溴乙烷 C2H5Br 乙醛 CH3CHO溴苯 C6H5Br 硝基苯 C6H5NO2★特殊:不饱和程度高的高级脂肪酸甘油酯,如植物油脂等在常温下也为液态(3 )固态:一般 N(C)在 17 或 17 以上的链烃及高级衍生物。如,石蜡 C12 以上的烃饱和程度高的高级脂肪酸甘油酯,如动物油脂在常温下为固态★特殊:苯酚(C 6H5OH) 、苯甲酸(C 6H5COOH) 、氨基酸等在常温下亦为固态4.有机物的颜色绝大多数有机物为无色气体或无色液体或无色晶体,少数有特殊颜色,常见的如下所示:三硝基甲苯( 俗称梯恩梯 TNT)为淡黄色晶体;部分被空气中氧气所氧化变质的苯酚为粉红色;2,4 ,6—三溴苯酚 为白色、难溶于水的固体(但易溶于苯等有机溶剂) ;苯酚溶液与 Fe3+(aq)作用形成紫色 [H3Fe(OC6H5)6]溶液;多羟基有机物如甘油、葡萄糖等能使新制的氢氧化铜悬浊液溶解生成绛蓝色溶液;淀粉溶液(胶)遇碘(I 2)变蓝色溶液;含有苯环的蛋白质溶胶遇浓硝酸会有白色沉淀产生,加热或较长时间后,沉淀变黄色。5.有机物的气味许多有机物具有特殊的气味,但在中学阶段只需要了解下列有机物的气味:甲烷 无味乙烯 稍有甜味(植物生长的调节剂 )液态烯烃 汽油的气味乙炔 无味苯及其同系物 芳香气味,有一定的毒性,尽量少吸入。一卤代烷 不愉快的气味,有毒,应尽量避免吸入。二氟二氯甲烷(氟里昂) 无味气体,不燃烧。C4 以下的一元醇 有酒味的流动液体C5~C 11 的一元醇 不愉快气味的油状液体C12 以上的一元醇 无嗅无味的蜡状固体乙醇 特殊香味乙二醇 甜味(无色黏稠液体)丙三醇(甘油) 甜味(无色黏稠液体)苯酚 特殊气味乙醛 刺激性气味乙酸 强烈刺激性气味(酸味)低级酯 芳香气味丙酮 令人愉快的气味二、重要的反应1.能使溴水(Br 2/H2O)褪色的物质(1 )有机物① 通过加成反应使之褪色:含有 、—C≡C—的不饱和化合物② 通过取代反应使之褪色:酚类注意:苯酚溶液遇浓溴水时,除褪色现象之外还产生白色沉淀。③ 通过氧化反应使之褪色:含有— CHO(醛基)的有机物(有水参加反应)注意:纯净的只含有—CHO(醛基)的有机物不能使溴的四氯化碳溶液褪色④ 通过萃取使之褪色:液态烷烃、环烷烃、苯及其同系物、饱和卤代烃、饱和酯(2 )无机物① 通过与碱发生歧化反应3Br2 + 6OH- == 5Br- + BrO3- + 3H2O 或 Br2 + 2OH- == Br- + BrO- + H2O② 与还原性物质发生氧化还原反应,如 H2S、S 2-、SO 2、SO 32-、I -、Fe 2+2.能使酸性高锰酸钾溶液 KMnO4/H+褪色的物质(1 )有机物:含有 、— C≡C—、—OH (较慢) 、—CHO 的物质与苯环相连的侧链碳碳上有氢原子的苯的同系物(与苯不反应)(2 )无机物:与还原性物质发生氧化还原反应,如 H2S、S 2-、SO 2、SO 32-、Br -、I -、Fe 2+3.与 Na 反应的有机物:含有—OH、— COOH 的有机物与 NaOH 反应的有机物:常温下,易与含有酚羟基、—COOH 的有机物反应加热时,能与卤代烃、酯反应(取代反应)与 Na2CO3 反应的有机物:含有酚羟基的有机物反应生成酚钠和 NaHCO3;含有— COOH 的有机物反应生成羧酸钠,并放出 CO2 气体;含有—SO 3H 的有机物反应生成磺酸钠并放出 CO2 气体。与 NaHCO3 反应的有机物:含有—COOH、—SO 3H 的有机物反应生成羧酸钠、磺酸钠并放出等物质的量的 CO2 气体。4.既能与强酸,又能与强碱反应的物质(1 ) 2Al + 6H+ == 2 Al3+ + 3H2↑ 2Al + 2OH- + 2H2O == 2 AlO2- + 3H2↑(2 ) Al2O3 + 6H+ == 2 Al3+ + 3H2O Al2O3 + 2OH- == 2 AlO2- + H2O(3 ) Al(OH)3 + 3H+ == Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + OH- == AlO2- + 2H2O(4 )弱酸的酸式盐,如 NaHCO3、NaHS 等等NaHCO3 + HCl == NaCl + CO2↑ + H2O NaHCO3 + NaOH == Na2CO3 + H2ONaHS + HCl == NaCl + H2S↑ NaHS + NaOH == Na2S + H2O(5 )弱酸弱碱盐,如 CH3COONH4、(NH 4)2S 等等2CH3COONH4 + H2SO4 == (NH4)2SO4 + 2CH3COOHCH3COONH4 + NaOH == CH3COONa + NH3↑+ H2O(NH4)2S + H2SO4 == (NH4)2SO4 + H2S↑(NH4)2S +2NaOH == Na2S + 2NH3↑+ 2H2O(6 )氨基酸,如甘氨酸等H2NCH2COOH + HCl → HOOCCH2NH3ClH2NCH2COOH + NaOH → H2NCH2COONa + H2O(7 )蛋白质蛋白质分子中的肽链的链端或支链上仍有呈酸性的—COOH 和呈碱性的—NH 2,故蛋白质仍能与碱和酸反应。5.银镜反应的有机物(1 )发生银镜反应的有机物:含有—CHO 的物质:醛、甲酸、甲酸盐、甲酸酯、还原性糖(葡萄糖、麦芽糖等)(2 )银氨溶液[Ag(NH 3)2OH](多伦试剂)的配制:向一定量 2%的 AgNO3 溶液中逐滴加入 2%的稀氨水至刚刚产生的沉淀恰好完全溶解消失。(3 )反应条件:碱性、水浴加热若在酸性条件下,则有 Ag(NH3)2+ + OH - + 3H+ == Ag+ + 2NH4+ + H2O 而被破坏。(4 )实验现象:①反应液由澄清变成灰黑色浑浊; ②试管内壁有银白色金属析出(5 )有关反应方程式:AgNO 3 + NH3·H2O == AgOH↓ + NH4NO3AgOH + 2NH3·H2O == Ag(NH3)2OH + 2H2O银镜反应的一般通式: RCHO + 2Ag(NH3)2OH 2 Ag↓+ RCOONH4 + 3NH3 + H2O【记忆诀窍】: 1—水(盐) 、2 —银、3—氨甲醛(相当于两个醛基):HCHO + 4Ag(NH3)2OH 4Ag↓+ (NH4)2CO3 + 6NH3 + 2H2O乙二醛: OHC-CHO + 4Ag(NH3)2OH 4Ag↓+ (NH4)2C2O4 + 6NH3 + 2H2O甲酸: HCOOH + 2 Ag(NH3)2OH 2 Ag↓+ (NH4)2CO3 + 2NH3 + H2O葡萄糖: (过量)CH2OH(CHOH)4CHO +2Ag(NH3)2OH 2Ag↓+CH 2OH(CHOH)4COONH4+3NH3 + H2O(6 )定量关系:— CHO~2Ag(NH) 2OH~2 Ag HCHO~4Ag(NH) 2OH~4 Ag6.与新制 Cu(OH)2 悬浊液(斐林试剂)的反应(1 )有机物:羧酸(中和) 、甲酸(先中和,但 NaOH 仍过量,后氧化) 、醛、还原性糖(葡萄糖、麦芽糖) 、甘油等多羟基化合物。(2 )斐林试剂的配制:向一定量 10%的 NaOH 溶液中,滴加几滴 2%的 CuSO4 溶液,得到蓝色絮状悬浊液(即斐林试剂) 。(3 )反应条件:碱过量、加热煮沸(4 )实验现象:① 若有机物只有官能团醛基(—CHO) ,则滴入新制的氢氧化铜悬浊液中,常温时无变化,加热煮沸后有(砖)红色沉淀生成; ② 若有机物为多羟基醛(如葡萄糖) ,则滴入新制的氢氧化铜悬浊液中,常温时溶解变成绛蓝色溶液,加热煮沸后有(砖)红色沉淀生成;(5 )有关反应方程式:2NaOH + CuSO4 == Cu(OH)2↓+ Na2SO4RCHO + 2Cu(OH)2 RCOOH + Cu2O↓+ 2H2OHCHO + 4Cu(OH)2 CO2 + 2Cu2O↓+ 5H2OOHC-CHO + 4Cu(OH)2 HOOC-COOH + 2Cu2O↓+ 4H2OHCOOH + 2Cu(OH)2 CO2 + Cu2O↓+ 3H2OCH2OH(CHOH)4CHO + 2Cu(OH)2 CH2OH(CHOH)4COOH + Cu2O↓+ 2H2O(6 )定量关系:— COOH~½ Cu(OH)2~½ Cu2+ (酸使不溶性的碱溶解)—CHO~ 2Cu(OH)2~Cu 2O HCHO~4Cu(OH) 2~2Cu 2O7.能发生水解反应的有机物是:卤代烃、酯、糖类(单糖除外) 、肽类(包括蛋白质) 。HX + NaOH == NaX + H2O(H)RCOOH + NaOH == (H)RCOONa + H2ORCOOH + NaOH == RCOONa + H2O 或8.能跟 FeCl3 溶液发生显色反应的是:酚类化合物。9.能跟 I2 发生显色反应的是:淀粉。10.能跟浓硝酸发生颜色反应的是:含苯环的天然蛋白质。三、各类烃的代表物的结构、特性类 别 烷 烃 烯 烃 炔 烃 苯及同系物通 式 CnH2n+2(n≥1) CnH2n(n≥ 2) CnH2n-2(n≥2) CnH2n-6(n≥6)代表物结构式 H—C≡C—H相对分子质量 Mr 16 28 26 78碳碳键长(×10 -10m) 1.54 1.33 1.20 1.40键 角 109°28′ 约 120° 180° 120°分子形状 正四面体 6 个原子共平面型 4 个原子同一直线型 12 个原子共平面(正六边形)主要化学性质光照下的卤代;裂化;不使酸性 KMnO4 溶液褪色跟X2、 H2、 HX、H2O、HCN 加成,易被氧化;可加聚跟X2、 H2、 HX、HCN 加成;易被氧化;能加聚得导电塑料跟 H2 加成;FeX3 催化下卤代;硝化、磺化反应四、烃的衍生物的重要类别和各类衍生物的重要化学性质类别 通 式 官能团 代表物 分子结构结点 主要化学性质卤代烃一卤代烃:R—X多元饱和卤代烃:C nH2n+2-mXm卤原子—XC2H5Br(Mr:109)卤素原子直接与烃基结合β-碳上要有氢原子才能发生消去反应1.与 NaOH 水溶液共热发生取代反应生成醇2.与 NaOH 醇溶液共热发生消去反应生成烯醇一元醇:R—OH饱和多元醇:CnH2n+2Om醇羟基—OHCH3OH(Mr:32)C2H5OH(Mr:46)羟基直接与链烃基结合, O—H及 C—O 均有极性。β-碳上有氢原子才能发生消去反应。α-碳上有氢原子才能被催化氧化,伯醇氧化为醛,仲醇氧化为酮,叔醇不能被催化氧化。1.跟活泼金属反应产生 H22.跟卤化氢或浓氢卤酸反应生成卤代烃
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