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化学反应条件的优化——工业合成氨
1、合成氨反应的限度
合成氨反应是一个放热反应，同时也是气体物质的量减小的熵减反应，故降低温度、增大压强将有利于化学平衡向生成氨的方向移动。
2、合成氨反应的速率
（1）高压既有利于平衡向生成氨的方向移动，又使反应速率加快，但高压对设备的要求也高，故压强不能特别大。
（2）反应过程中将氨从混合气中分离出去，能保持较高的反应速率。
（3）温度越高，反应速率进行得越快，但温度过高，平衡向氨分解的方向移动，不利于氨的合成。
（4）加入催化剂能大幅度加快反应速率。
3、合成氨的适宜条件
在合成氨生产中，达到高转化率与高反应速率所需要的条件有时是矛盾的，故应该寻找以较高反应速率并获得适当平衡转化率的反应条件：一般用铁做催化剂，控制反应温度在700K左右，压强范围大致在1×107Pa～1×108Pa之间，并采用N2与H2分压为1∶2、8的投料比。
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氧化还原反应的类型：
(1)置换反应(一定是氧化还原反应)
2CuO+C=2Cu+CO2SiO2+2C=Si+2CO
2Mg+CO2=2MgO+C2Al+Fe2O3=2Fe+Al2O3
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑2Al+6H+=2Al3++3H2↑
2Br-+Cl2=Br2+2Cl–Fe+Cu2+=Fe2++Cu
(2)化合反应(一部分是氧化还原反应)
2CO+O2=2CO23Mg+N2=Mg3N2
2SO2+O2=2SO32FeCl2+Cl2=2FeCl3
(3)分解反应(一部分是氧化还原反应)
4HNO3(浓)=4NO2↑+O2↑+2H2O2HClO=2HCl+O2↑
2KClO3=2KCl+3O2↑
(4)部分氧化还原反应：
MnO2+4HCl(浓)=MnCl2+Cl2↑+2H2O
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2↑+2H2O
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1、常温常压下为气态的有机物：1～4个碳原子的烃，一氯甲烷、新戊烷、甲醛。
2、碳原子较少的醛、醇、羧酸(如甘油、乙醇、乙醛、乙酸)易溶于水;液态烃(如苯、汽油)、卤代烃(溴苯)、硝基化合物(硝基苯)、醚、酯(乙酸乙酯)都难溶于水;苯酚在常温微溶与水，但高于65℃任意比互溶。
3、所有烃、酯、一氯烷烃的密度都小于水;一溴烷烃、多卤代烃、硝基化合物的密度都大于水。
4、能使溴水反应褪色的有机物有：烯烃、炔烃、苯酚、醛、含不饱和碳碳键(碳碳双键、碳碳叁键)的有机物。能使溴水萃取褪色的有：苯、苯的同系物(甲苯)、ccl4、氯仿、液态烷烃等。
5、能使酸性高锰酸钾溶液褪色的有机物：烯烃、炔烃、苯的同系物、醇类、醛类、含不饱和碳碳键的有机物、酚类(苯酚)。
6、碳原子个数相同时互为同分异构体的不同类物质：烯烃和环烷烃、炔烃和二烯烃、饱和一元醇和醚、XX、饱和一元羧酸和酯、芳香醇和酚、硝基化合物和氨基酸。
7、无同分异构体的有机物是：烷烃：ch4、c2h6、c3h8;烯烃：c2h4;炔烃：c2h2;氯代烃：ch3cl、ch2cl2、chcl3、ccl4、c2h5cl;醇：ch4o;醛：ch2o、c2h4o;酸：ch2o2。
8、属于取代反应范畴的有：卤代、硝化、磺化、酯化、水解、分子间脱水(如：乙醇分子间脱水)等。
9、能与氢气发生加成反应的物质：烯烃、炔烃、苯及其同系物、醛、XX、不饱和羧酸(ch2=chcooh)及其酯(ch3ch=chcooch3)、油酸甘油酯等。
10、能发生水解的物质：金属碳化物(cac2)、卤代烃(ch3ch2br)、醇钠(ch3ch2ona)、酚钠(c6h5ona)、羧酸盐(ch3coona)、酯类(ch3cooch2ch3)、二糖(c12h22o11)(蔗糖、麦芽糖、纤维二糖、乳糖)、多糖(淀粉、纤维素)((c6h10o5)n)、蛋白质(酶)、油脂(硬脂酸甘油酯、油酸甘油酯)等。
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1.区分元素、同位素、原子(化学变化中的最小微粒)、分子(保持物质化学性质的一种微粒)、离子、原子团、取代基的概念。正确书写常见元素的名称、符号、离子符号，包括IA、IVA、VA、VIA、VIIA族、稀有气体元素、1～20号元素及Zn、Fe、Cu、Hg、Ag、Pt、Au等。
2.物理变化中分子不变;化学变化中原子不变，分子要改变。常见的物理变化：蒸馏、分馏、焰色反应、(胶体不要求)、吸附、纸上层析、蛋白质的盐析、蒸发、分离、萃取分液、溶解除杂(酒精溶解碘)等。
常见的化学变化：化合、分解、电解质溶液导电、蛋白质变性、干馏、电解、金属的腐蚀、风化、硫化、钝化、裂化、裂解、显色反应、同素异形体相互转化、碱去油污、明矾净水、结晶水合物失水、浓硫酸脱水等。(注：浓硫酸使胆矾失水是化学变化，干燥气体为物理变化)
3.理解原子量(相对原子量)、分子量(相对分子量)、摩尔质量、质量数的涵义及关系。
4.纯净物有固定熔沸点，冰水混和、H2与D2混和、水与重水混和、结晶水合物为纯净物。混合物没有固定熔沸点，如玻璃、石油、铝热剂、溶液、悬浊液、乳浊液、(胶体)、高分子化合物、漂粉、漂粉精、(天然油脂是混合物)、碱石灰、王水、同素异形体组成的物质(O2与O3)、同分异构体组成的物质C5H12等。
5.掌握化学反应分类的特征及常见反应：
a.从物质的组成形式：化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应。
b.从有无电子转移：氧化还原反应或非氧化还原反应
c.从反应的微粒：离子反应或分子反应
d.从反应进行程度和方向：可逆反应或不可逆反应
e.从反应的热效应：吸热反应或放热反应
6.同素异形体一定是单质，同素异形体之间的物理性质不同、化学性质相差不多，但不能说相同。红磷和白磷、O2和O3、金刚石和石墨及C60等为同素异形体，H2和D2不是同素异形体，H2O和D2O也不是同素异形体。同素异形体相互转化为化学变化，但不属于氧化还原反应。
7.同位素一定是同种元素，不同种原子，同位素之间物理性质不同、化学性质基本相同。
8.同系物、同分异构是指由分子构成的化合物之间的关系。
9.强氧化性酸(浓H2SO4、浓HNO3、稀HNO3、HClO)、还原性酸(H2S、H2SO3)、_氧化物(Al2O3)、_氢氧化物[Al(OH)3]、过氧化物(Na2O2、H2O2)、酸式盐(NaHCO3、NaHSO4)
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1.镁条在空气中燃烧：发出耀眼的强光，放出大量热，生成白烟同时生成一种白色物质。
2.木炭在氧气中燃烧：发出白光，放出热量。
3.硫在氧气中燃烧：发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成一种有刺激性气味的气体。
4.铁丝在氧气中燃烧：剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体物质。
5.加热试管中碳酸氢铵：有刺激性气味气体生成，试管上有液滴生成。
6.氢气在空气中燃烧：火焰呈现淡蓝色。
7.氢气在氯气中燃烧：发出苍白色火焰，产生大量的热。
8.在试管中用氢气还原氧化铜：黑色氧化铜变为红色物质，试管口有液滴生成。
9.用木炭粉还原氧化铜粉末，使生成气体通入澄清石灰水，黑色氧化铜变为有光泽
10.金属颗粒，石灰水变混浊。
11.一氧化碳在空气中燃烧：发出蓝色的火焰，放出热量。
12.向盛有少量碳酸钾固体的试管中滴加盐酸：有气体生成。
13.加热试管中的硫酸铜晶体：蓝色晶体逐渐变为白色粉末，且试管口有液滴生成。
14.钠在氯气中燃烧：剧烈燃烧，生成白色固体。
15.点燃纯净的氯气，用干冷烧杯罩在火焰上：发出淡蓝色火焰，烧杯内壁有液滴生成。
16.向有Cl-的溶液中滴加用_酸化的_银溶液，有白色沉淀生成。
17.向含有SO42-的溶液中滴加用_酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀生成。
18.一带锈铁钉投入盛稀硫酸的试管中并加热：铁锈逐渐溶解，溶液呈浅黄色，并有气体生成。
19.在硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液：有蓝色絮状沉淀生成。
20.将Cl2通入无色I溶液中，溶液中有褐色的物质产生。
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1、半径
①周期表中原子半径从左下方到右上方减小(稀有气体除外)。
②离子半径从上到下增大，同周期从左到右金属离子及非金属离子均减小，但非金属离子半径大于金属离子半径。
③电子层结构相同的离子，质子数越大，半径越小。
2、化合价
①一般金属元素无负价，但存在金属形成的阴离子。
②非金属元素除O、F外均有正价。且正价与最低负价绝对值之和为8。
③变价金属一般是铁，变价非金属一般是C、Cl、S、N、O。
④任一物质各元素化合价代数和为零。能根据化合价正确书写化学式(分子式)，并能根据化学式判断化合价。
3、分子结构表示方法
①是否是8电子稳定结构，主要看非金属元素形成的共价键数目对不对。卤素单键、氧族双键、氮族叁键、碳族四键。一般硼以前的元素不能形成8电子稳定结构。
②掌握以下分子的空间结构：CO2、H2O、NH3、CH4、C2H4、C2H2、C6H6、P4。
4、键的极性与分子的极性
①掌握化学键、离子键、共价键、极性共价键、非极性共价键、分子间作用力、氢键的概念。
②掌握四种晶体与化学键、范德华力的关系。
③掌握分子极性与共价键的极性关系。
④两个不同原子组成的分子一定是极性分子。
⑤常见的非极性分子：CO2、SO3、PCl3、CH4、CCl4、C2H4、C2H2、C6H6及大多数非金属单质。
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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。被分散的物质称作分散质(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
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常用的去除杂质的方法10种
1、杂质转化法：欲除去苯中的苯酚，可加入氢氧化钠，使苯酚转化为酚钠，利用酚钠易溶于水，使之与苯分开。欲除去Na2CO3中的NaHCO3可用加热的方法。
2、吸收洗涤法：欲除去二氧化碳中混有的少量氯化氢和水，可使混合气体先通过饱和碳酸氢钠的溶液后，再通过浓硫酸。
3、沉淀过滤法：欲除去硫酸亚铁溶液中混有的少量硫酸铜，加入过量铁粉，待充分反应后，过滤除去不溶物，达到目的。
4、加热升华法：欲除去碘中的沙子，可采用此法。
5、溶剂萃取法：欲除去水中含有的少量溴，可采用此法。
6、溶液结晶法(结晶和重结晶)：欲除去_钠溶液中少量的氯化钠，可利用二者的溶解度不同，降低溶液温度，使_钠结晶析出，得到_钠纯晶。
7、分馏蒸馏法：欲除去_中少量的酒精，可采用多次蒸馏的方法。
8、分液法：欲将密度不同且又互不相溶的液体混合物分离，可采用此法，如将苯和水分离。
9、渗析法：欲除去胶体中的离子，可采用此法。如除去氢氧化铁胶体中的氯离子。
10、综合法：欲除去某物质中的杂质，可采用以上各种方法或多种方法综合运用。
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1.结晶和重结晶：利用物质在溶液中溶解度随温度变化较大，如NaCl，KNO3。
2.蒸馏冷却法：在沸点上差值大。乙醇中(水)：加入新制的CaO吸收大部分水再蒸馏。
3.过滤法：溶与不溶。
4.升华法：SiO2(I2)。
5.萃取法：如用CCl4来萃取I2水中的I2。
6.溶解法：Fe粉(A1粉)：溶解在过量的NaOH溶液里过滤分离。
7.增加法：把杂质转化成所需要的物质：CO2(CO)：通过热的CuO;CO2(SO2)：通过NaHCO3溶液。
8.吸收法：用做除去混合气体中的气体杂质，气体杂质必须被药品吸收：N2(O2)：将混合气体通过铜网吸收O2。
9.转化法：两种物质难以直接分离，加药品变得容易分离，然后再还原回去：Al(OH)3，Fe(OH)3：先加NaOH溶液把Al(OH)3溶解，过滤，除去Fe(OH)3，再加酸让NaAlO2转化成A1(OH)3。
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物质的分类
金属：Na、Mg、Al
单质
非金属：S、O、N
酸性氧化物：SO3、SO2、P2O5等
氧化物碱性氧化物：Na2O、CaO、Fe2O3
氧化物：Al2O3等
纯盐氧化物：CO、NO等
净含氧酸：HNO3、H2SO4等
物按酸根分
无氧酸：HCl
强酸：HNO3、H2SO4、HCl
酸按强弱分
弱酸：H2CO3、HClO、CH3COOH
化一元酸：HCl、HNO3
合按电离出的H+数分二元酸：H2SO4、H2SO3
物多元酸：H3PO4
强碱：NaOH、Ba(OH)2
物按强弱分
质弱碱：NH3?H2O、Fe(OH)3
碱
一元碱：NaOH、
按电离出的HO-数分二元碱：Ba(OH)2
多元碱：Fe(OH)3
正盐：Na2CO3
盐酸式盐：NaHCO3
碱式盐：Cu2(OH)2CO3
溶液：NaCl溶液、稀H2SO4等
混悬浊液：泥水混合物等
合乳浊液：油水混合物
物胶体：Fe(OH)3胶体、淀粉溶液、烟、雾、有色玻璃等
