芳香烃图册主要包含五个方面:卤代:与卤素及铁粉或相应的三卤化铁存在的条件下,可以发生苯环上的H被取代的反应。卤素的反应活性为:F>Cl>Br>I不同的苯的衍生物发生的活性是:烷基苯>苯>苯环上有吸电子基的衍生物。
烷基苯发生卤代的时候,如果是上述催化剂,可发生苯环上H取代的反应;如在光照条件下,可发生侧链上的H被取代的反应。
应用:鉴别。(溴水或溴的四氯化碳溶液)如:鉴别:苯、己烷、苯乙烯。
硝化:与浓硫酸及_(混酸)存在的条件下,在水浴温度为55摄氏度至60摄氏度范围内,可向苯环上引入硝基,生成硝基苯。不同化合物发生硝化的速度同上。
磺化:与浓硫酸发生的反应,可向苯环引入磺酸基。该反应是个可逆的反应。在酸性水溶液中,磺酸基可脱离,故可用于基团的保护。烷基苯的磺化产物随温度变化:高温时主要得到对位的产物,低温时主要得到邻位的产物。
F-C烷基化:条件是无水AlX3等Lewis酸存在的情况下,苯及衍生物可与RX、烯烃、醇发生烷基化反应,向苯环中引入烷基。这是个可逆反应,常生成多元取代物,并且在反应的过程中会发生C正离子的重排,常常得不到需要的产物。该反应当苯环上连接有吸电子基团时不能进行。如:由苯合成甲苯、乙苯、异丙苯。
F-C酰基化:条件同上。苯及衍生物可与RCOX、酸酐等发生反应,将RCO-基团引入苯环上。此反应不会重排,但苯环上连接有吸电子基团时也不能发生。
亲电取代反应活性小结:连接给电子基的苯取代物反应速度大于苯,且连接的给电子基越多,活性越大;相反,连接吸电子基的苯取代物反应速度小于苯,且连接的吸电子基越多,活性越小。
2、加成反应
与H2:在催化剂Pt、Pd、Ni等存在条件下,可与氢气发生加成反应,最终生成环己烷。与Cl2:在光照条件下,可发生自由基加成反应,最终生成六六六。
3、氧化反应
苯本身难于氧化。但是和苯环相邻碳上有氢原子的烃的同系物,无论R-的碳链长短,则可在高锰酸钾酸性条件下氧化,一般都生成苯甲酸。而没有α-H的苯衍生物则难以氧化。该反应用于合成羧酸,或者鉴别。现象:高锰酸钾溶液的紫红色褪去。
4、定位效应
两类定位基邻、对位定位基,又称为第一类定位基,包含:所有的给电子基和卤素。它们使新引入的基团进入到它们的邻位和对位。给电子基使苯环活化,而X2则使苯环钝化。
间位定位基,又称为第二类定位基,包含:除了卤素以外的所有吸电子基。它们使新引入的基团进入到它们的间位。它们都使苯环钝化。
二取代苯的定位规则:原有两取代基定位作用一致,进入共同定位的位置。如间氯甲苯等。原有两取代基定位作用不一致,有两种情况:两取代基属于同类,则由定位效应强的决定;若两取代基属于不同类时,则由第一类定位基决定。
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
②SO2、NH3、CO2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分子时,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。
5、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)
6、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:ABA++B-
Ki=[A+][B-]/[AB]
7、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:H2SO3>H3PO4>HF>CH3COOH>H2CO3>H2S>HClO
1、单质铝的物理性质:银白色金属、密度小(属轻金属)、硬度小、熔沸点低。
2、单质铝的化学性质
①铝与O2反应:常温下铝能与O2反应生成致密氧化膜,保护内层金属。加热条件下铝能与O2反应生成氧化铝:4Al+3O2==2Al2O3
②常温下Al既能与强酸反应,又能与强碱溶液反应,均有H2生成,也能与不活泼的金属盐溶液反应:
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
(2Al+6H+=2Al3++3H2↑)
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
(2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑)
2Al+3Cu(NO3)2=2Al(NO3)3+3Cu
(2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu)
注意:铝制餐具不能用来长时间存放酸性、碱性和咸的食品。
③铝与某些金属氧化物的反应(如V、Cr、Mn、Fe的氧化物)叫做铝热反应
Fe2O3+2Al==2Fe+Al2O3,Al和Fe2O3的混合物叫做铝热剂。利用铝热反应焊接钢轨。
(1)电解池的构成条件
①外加直流电源;
②与电源相连的两个电极;
③电解质溶液或熔化的电解质。
(2)电极名称和电极材料
①电极名称
阳极:接电源正极的为阳极,发生x氧化xx反应;
阴极:接电源负极的为阴极,发生xx还原xx反应。
②电极材料
惰性电极:C、Pt、Au等,仅导电,不参与反应;
活性电极:Fe、Cu、Ag等,既可以导电,又可以参与电极反应。
(1)盖斯定律
对于一个化学反应,无论是一步完成,还是分几步完成,其反应焓变一样,这一规律称为盖斯定律。
(2)利用盖斯定律进行反应焓变的计算。
常见题型是给出几个热化学方程式,合并出题目所求的热化学方程式,根据盖斯定律可知,该方程式的ΔH为上述各热化学方程式的ΔH的代数和。
(3)根据标准摩尔生成焓,ΔfHmθ计算反应焓变ΔH。
对任意反应:aA+bB=cC+dD
ΔH=[cΔfHmθ(C)+dΔfHmθ(D)]-[aΔfHmθ(A)+bΔfHmθ(B)]
1、Na+的焰色K+的焰色_色(隔蓝色钴玻璃观察)
2、钠与水反应的现象钠漂浮在水面上,熔化成一个银白色小球,在水面到处游动,发出咝咝的声响,反应后滴入酚酞溶液变红。
3、能与Na2O2反应的两种物质H2O、CO2
4、治疗胃酸过多的药品NaHCO3
5、碱金属单质与盐溶液反应(无法置换金属)2Na+2H2O+CuSO4===Na2SO4+Cu(OH)2↓+H2↑
6、碳酸钠、碳酸氢钠的热稳定性比较碳酸氢钠受热易分解
7、碳酸钠、碳酸氢钠的相互转化NaHCO3加热生成Na2CO3Na2CO3溶液中通入过量CO2生成NaHCO3
(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、(_)、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,当温度高高中化学选修5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。
(1)共熔混合物,如焊锡、铋镉合金等;
(2)固熔体,如金银合金等;
(3)金属互化物,如铜锌组成的黄铜等。合金的许多性能优于纯金属,故在应用材料中大多使用合金(参看铁合金、不锈钢)。
各类型合金都有以下通性:
(1)熔点低于其组分中任一种组成金属的熔点;
(2)硬度比其组分中任一金属的硬度大;
(3)合金的导电性和导热性低于任一组分金属。利用合金的这一特性,可以制造高电阻和高热阻材料。还可制造有特殊性能的材料,如在铁中掺入15%铬和9%镍得到一种耐腐蚀的不锈钢,适用于化学工业。
1、通常所说的三大合成材料是指塑料、合成纤维和合成塑料。
2、塑料的主要成分是合成树脂,除此外还根据需要加入某些特定用途的添加剂,比如能提高塑性的增塑剂,防止塑料老化的抗老化剂等。
3、热塑性指的是塑料冷却后又变成固体,加热后又熔化,具有线性结构,常见的热塑性塑料有聚乙烯、聚氯乙烯(可用作视频、药物的包装袋)、聚丙烯。热固性指的是在制造过程中受热能变软,但加工成型后受热不能再软化,具有体型网状结构结构。
4、天然纤维如棉花、麻、蚕丝、羊毛等,而人造纤维如涤纶、维纶、氯纶、丙纶、锦纶,称为“六大纶”。
5、天然橡胶的化学组成是聚异戊二烯,写出以异戊二烯为原料制备合成橡胶(异戊橡胶)的化学反应方程式。
6、合成橡胶分为通用橡胶和特种橡胶,常用的通用橡胶有氯丁橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶等。特种橡胶有耐热和耐酸碱的氟橡胶,耐高温和耐严寒的硅橡胶等
7、许多橡胶是线性结构,可塑性好,但强度和韧性差,为了克服这个缺点,工业上常用硫与橡胶分子作用,使橡胶硫化,形成体型网状结构,使橡胶具有较高的强度、韧性、良好的弹性、化学稳定性。
8、复合材料指的是将两种或两种以上不同性能的材料组合起来的具有优良性能的材料。玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)就是玻璃纤维和合成树脂组成的复合材料。将玻璃熔化并迅速拉成细丝得到异常柔软的玻璃纤维,然后将其加到合成树脂中就得到了玻璃钢。玻璃钢广泛用于汽车车身、火车车厢、船体以及印制电路板等。
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。
(1)氧化还原反应的本质和特征
氧化还原反应是有电子转移(电子得失或共用电子对偏移)的化学反应,它的基本特征是反应前后某些元素的化合价发生变化。
(2)氧化剂和还原剂
反应中,得到电子(或电子对偏向),所含元素化合价降低的反应物是氧化剂;失去电子(或电子对偏离),所含元素化合价升高的反应物是还原剂。
在氧化还原反应中,氧化剂发生还原反应,生成还原产物;还原剂发生氧化反应,生成氧化产物。
“升失氧还原剂降得还氧化剂”
(3)氧化还原反应中得失电子总数必定相等,化合价升高、降低的总数也必定相等。
1.Na、K:隔绝空气;防氧化,保存在煤油中(或液态烷烃中),(Li用石蜡密封保存)。用镊子取,玻片上切,滤纸吸煤油,剩余部分随即放人煤油中。
2.白磷:保存在水中,防氧化,放冷暗处。镊子取,立即放入水中用长柄小刀切取,滤纸吸干水分。
3.液Br2:有毒易挥发,盛于磨口的细口瓶中,并用水封。瓶盖严密。
4.I2:易升华,且具有强烈刺激性气味,应保存在用蜡封好的瓶中,放置低温处。
5.浓HNO3,AgNO3:见光易分解,应保存在棕色瓶中,放在低温避光处。
6.固体烧碱:易潮解,应用易于密封的干燥大口瓶保存。瓶口用橡胶塞塞严或用塑料盖盖紧。
7.NH3·H2O:易挥发,应密封放低温处。
8.C6H6、C6H5—CH3、CH3CH2OH、CH3CH2OCH2CH3:易挥发、易燃,密封存放低温处,并远离火源。
9.Fe2+盐溶液、H2SO3及其盐溶液、氢硫酸及其盐溶液:因易被空气氧化,不宜长期放置,应现用现配。
10.卤水、石灰水、银氨溶液、Cu(OH)2悬浊液等,都要随配随用,不能长时间放置。
(1)铜—锌—稀硫酸电池
负极:Zn-2e-==Zn2+正极:2H++2e-==H2↑
总反应式:Zn+2H+==Zn2++H2↑Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑
(2)铜—锌—硫酸铜溶液电池
负极:Zn-2e-==Zn2+正极:Cu2++2e-==Cu
总反应式:Zn+Cu2+==Zn2++CuZn+CuSO4==ZnSO4+Cu
(3)铜—石墨—FeCl3溶液电池
负极:Cu-2e-==Cu2+正极:2Fe3++2e-==2Fe2+
总反应式:2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+2FeCl3+Cu==2FeCl2+CuCl2
(4)铅蓄电池
负极:Pb+SO42--2e-==PbSO4正极:PbO2+4H++SO42-+2e-==PbSO4+2H2O
电池总反应:Pb+PbO2+2H2SO4==2PbSO4+2H2O
(5)氢氧燃料电池
①电解质溶液为KOH溶液
负极:2H2+4OH--4e-=4H2O正极:O2+2H2O+4e-=4OH-
②电解质溶液为稀硫酸
负极:2H2-4e-=4H+正极:O2+4H++4e-=2H2O
电池总反应:2H2+O2=2H2O
(6)钢铁的电化学腐蚀
①吸氧腐蚀
负极:2Fe-4e-==2Fe2+正极:O2+2H2O+4e-=4OH-
总反应式:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
②析氢腐蚀
负极:Fe-2e-==Fe2+正极:2H++2e-==H2↑
总反应式:Fe+2H+==Fe2++H2↑
2、Na与H2O(放有酚酞)反应,熔化、浮于水面、转动、有气体放出;
3、焰色反应:Na黄色、K紫色(透过蓝色的钴玻璃)、Cu绿色、Ca砖红;
4、Cu丝在Cl2中燃烧产生棕色的烟;
5、H2在Cl2中燃烧是苍白色的火焰;
6、Na在Cl2中燃烧产生大量的白烟;
7、P在Cl2中燃烧产生大量的白色烟雾;
8、SO2通入品红溶液先褪色,加热后恢复原色;
9、NH3与HCl相遇产生大量的白烟;
10、铝箔在氧气中激烈燃烧产生刺眼的白光;
11、镁条在空气中燃烧产生刺眼白光,在CO2中燃烧生成白色粉末(MgO),产生黑烟;
12、铁丝在Cl2中燃烧,产生棕色的烟;
13、HF腐蚀玻璃;
14、Fe(OH)2在空气中被氧化:由白色变为灰绿,变为红褐色;
15、在常温下:Fe、Al在浓H2SO4和浓HNO3中钝化;
16、向盛有苯酚溶液的试管中滴入FeCl3溶液,溶液呈紫色;苯酚遇空气呈粉红色。
17、蛋白质遇浓HNO3变黄,被灼烧时有烧焦羽毛气味;
18、在空气中燃烧:S——微弱的淡蓝色火焰H2——淡蓝色火焰CO——蓝色火焰CH4————明亮并呈蓝色的火焰S在O2中燃烧——明亮的蓝紫色火焰。
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。
(1)判断溶液中离子能否大量共存
相互间能发生反应的离子不能大量共存,注意题目中的隐含条件。
(2)用于物质的定性检验
根据离子的特性反应,主要是沉淀的颜色或气体的生成,定性检验特征性离子。
(3)用于离子的定量计算
常见的有酸碱中和滴定法、氧化还原滴定法。
(4)生活中常见的离子反应。
硬水的形成及软化涉及到的离子反应较多,主要有:
Ca2+、Mg2+的形成。
CaCO3+CO2+H2O=Ca2++2HCO3-
MgCO3+CO2+H2O=Mg2++2HCO3-
加热煮沸法降低水的硬度:
Ca2++2HCO3-=CaCO3↓+CO2↑+H2O
Mg2++2HCO3-=MgCO3↓+CO2↑+H2O
或加入Na2CO3软化硬水:
Ca2++CO32-=CaCO3↓,Mg2++CO32-=MgCO3↓
(1)反应焓变
物质所具有的能量是物质固有的性质,可以用称为“焓”的物理量来描述,符号为H,单位为kJ·mol-1。
反应产物的总焓与反应物的总焓之差称为反应焓变,用ΔH表示。
(2)反应焓变ΔH与反应热Q的关系。
对于等压条件下进行的化学反应,若反应中物质的能量变化全部转化为热能,则该反应的反应热等于反应焓变,其数学表达式为:Qp=ΔH=H(反应产物)-H(反应物)。
(3)反应焓变与吸热反应,放热反应的关系:
ΔH>0,反应吸收能量,为吸热反应。
ΔH<0,反应释放能量,为放热反应。
(4)反应焓变与热化学方程式:
把一个化学反应中物质的变化和反应焓变同时表示出来的化学方程式称为热化学方程式,如:H2(g)+O2(g)=H2O(l);ΔH(298K)=-285.8kJ·mol-1
书写热化学方程式应注意以下几点:
①化学式后面要注明物质的聚集状态:固态(s)、液态(l)、气态(g)、溶液(aq)。
②化学方程式后面写上反应焓变ΔH,ΔH的单位是J·mol-1或kJ·mol-1,且ΔH后注明反应温度。
③热化学方程式中物质的系数加倍,ΔH的数值也相应加倍。
1.可逆反应:在下,既可正反应方向进行,同时又可逆反应方向进行的反应。
可逆反应有一定限度,反应物不可能完全转化为生成物。
2.化学平衡状态:在一定条件下的可逆反应,当正反应速率等于逆反应速率,反应物和生成物的浓度不再发生改变的状态,称为化学平衡状态。
化学平衡状态的特征:逆:可逆反应
动:动态平衡V正≠0,V逆≠0
等:V正=V逆
定:各组分的浓度保持不变(不是相等,也不能某种比例)
变:条件改变,平衡状态将被破坏
3.可逆反应在一定条件下达平衡状态即达到该反应的限度。
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,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
1.钠在空气中缓慢氧化:4Na+O2==2Na2O
2.钠在空气中燃烧:2Na+O2点燃====Na2O2
3.钠与水反应:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
现象:
①钠浮在水面上;
②熔化为银白色小球;
③在水面上四处游动;
④伴有嗞嗞响声;
⑤滴有酚酞的水变红色
4.过氧化钠与水反应:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
5.过氧化钠与二氧化碳反应:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
6.碳酸氢钠受热分2NaHCO3△==Na2CO3+H2O+CO2↑
7.氢氧化钠与碳酸氢钠反应:NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O
8.在碳酸钠溶液中通入二氧化碳:Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3