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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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1、中和热概念：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1molH2O，这时的反应热叫中和热。
2、强酸与强碱的中和反应其实质是H+和OH—反应，其热化学方程式为：
H+（aq）+OH—（aq）=H2O（l）ΔH=—57.3kJ/mol
3、弱酸或弱碱电离要吸收热量，所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3kJ/mol。
4、盖斯定律内容：化学反应的反应热只与反应的始态（各反应物）和终态（各生成物）有关，而与具体反应进行的途径无关，如果一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成的反应热是相同的。
5、燃烧热概念：25℃，101kPa时，1mol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：101kPa
②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：1mol
④研究内容：放出的热量。（ΔH<0，单位kJ/mol）
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铝Al
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。
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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。
10.纸上层析(不作要求)
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1、铁的物性与化性
物性：银白色、(铁粉为黑色)、有光泽、有良好导电导热性、有延展性、密度大、熔沸点高。
注意：有铁磁性。
化性：活泼金属：Fe遇弱氧化剂：Fe-2eFe2+Fe遇强氧化剂：Fe-3eFe3+
2、铁的化合物
注意：Fe与HNO3(稀)反应情况分析：
a、Fe+4HNO3→Fe(NO3)3+NO↑+2H2逐渐加入+)b、2Fe(NO3)3+Fe→3Fe(NO3)2
(a+b)得:3Fe(过)+8HNO3→3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2OHNO3
当HNO3过量时：Fe+4HNO3→Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
当Fe过量时：3Fe(过)+8HNO3→3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
但不论是哪个反应，被还原的HNO3总是占全部HNO3的1/4。
Fe2+与Fe3+的检验
用KSCN溶液检验：Fe3+遇KSCN溶液显血红色，Fe2+遇KSCN溶液不变色。
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反应条件对化学平衡的影响
(1)温度的影响
升高温度使化学平衡向吸热方向移动;降低温度使化学平衡向放热方向移动。温度对化学平衡的影响是通过改变平衡常数实现的。
(2)浓度的影响
增大生成物浓度或减小反应物浓度，平衡向逆反应方向移动;增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动。
温度一定时，改变浓度能引起平衡移动，但平衡常数不变。化工生产中，常通过增加某一价廉易得的反应物浓度，来提高另一昂贵的反应物的转化率。
(3)压强的影响
ΔVg=0的反应，改变压强，化学平衡状态不变。
ΔVg≠0的反应，增大压强，化学平衡向气态物质体积减小的方向移动。
(4)勒夏特列原理
由温度、浓度、压强对平衡移动的影响可得出勒夏特列原理：如果改变影响平衡的一个条件(浓度、压强、温度等)平衡向能够减弱这种改变的方向移动。
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铁
1、单质铁的物理性质：铁片是银白色的，铁粉呈黑色，纯铁不易生锈，但生铁(含碳杂质的铁)在潮湿的空气中易生锈。(原因：形成了铁碳原电池。铁锈的主要成分是Fe2O3)。
2、单质铁的化学性质：
①铁与氧气反应：3Fe+2O2===Fe3O4(现象：剧烈燃烧，火星四射，生成黑色的固体)
②与非氧化性酸反应：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑(Fe+2H+=Fe2++H2↑)
常温下铝、铁遇浓硫酸或_钝化。加热能反应但无氢气放出。
③与盐溶液反应：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu(Fe+Cu2+=Fe2++Cu)
④与水蒸气反应：3Fe+4H2O(g)==Fe3O4+4H2
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化学电源
(1)锌锰干电池
负极反应：Zn→Zn2++2e-;
正极反应：2NH4++2e-→2NH3+H2;
(2)铅蓄电池
负极反应：Pb+SO42-=PbSO4+2e-
正极反应：PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O
放电时总反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。
充电时总反应：2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4。
(3)氢氧燃料电池
负极反应：2H2+4OH-→4H2O+4e-
正极反应：O2+2H2O+4e-→4OH-
电池总反应：2H2+O2=2H2O
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化学平衡常数
(1)对达到平衡的可逆反应，生成物浓度的系数次方的乘积与反应物浓度的系数次方的乘积之比为一常数，该常数称为化学平衡常数，用符号K表示。
(2)平衡常数K的大小反映了化学反应可能进行的程度(即反应限度)，平衡常数越大，说明反应可以进行得越完全。
(3)平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。对于给定的可逆反应，正逆反应的平衡常数互为倒数。
(4)借助平衡常数，可以判断反应是否到平衡状态：当反应的浓度商Qc与平衡常数Kc相等时，说明反应达到平衡状态。
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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<0
吸收热量的化学反应。（吸热>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NH4Cl
②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
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电解质和非电解质
1.定义：
①条件：水溶液或熔融状态；
②性质：能否导电；
③物质类别：化合物。
2.强电解质：强酸、强碱、大多数盐；弱电解质：弱酸、弱碱、水等。
3.离子方程式的书写：
①写：写出化学方程式
②拆：将易溶、易电离的物质改写成离子形式，其它以化学式形式出现。
下列状况不拆：难溶物质、难电离物质(弱酸、弱碱、水等)、氧化物、HCO3-等。
③删：将反应前后没有变动的离子符号删去。
④查：检查元素是否守恒、电荷是否守恒。
4.离子反应、离子共存问题：下列离子不能共存在同一溶液中：
①生成难溶物质的离子：如Ba2+与SO42-；Ag+与Cl-等
②生成气体或易挥发物质：如H+与CO32-、HCO3-、SO32-、S2-等；OH-与NH4+等。
③生成难电离的物质(弱电解质)
④发生氧化还原反应：如：MnO4-与I-；H+、NO3-与Fe2+等
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1、状态：
固态：饱和高级脂肪酸、脂肪、葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉、维生素、醋酸(16.6℃以下);
气态：C4以下的烷、烯、炔烃、甲醛、一氯甲烷、新戊烷;
液态：油状：乙酸乙酯、油酸;
粘稠状：石油、乙二醇、丙三醇.
2、气味：
无味：甲烷、乙炔(常因混有PH3、H2S和AsH3而带有臭味);
稍有气味：乙烯;特殊气味：甲醛、乙醛、甲酸和乙酸;香味：乙醇、低级酯;
3、颜色：白色：葡萄糖、多糖黑色或深棕色：石油
4、密度：
比水轻：苯、液态烃、一氯代烃、乙醇、乙醛、低级酯、汽油;
比水重：溴苯、CCl4,氯仿(CHCl3).
5、挥发性：乙醇、乙醛、乙酸.
6、水溶性：
不溶：高级脂肪酸、酯、溴苯、甲烷、乙烯、苯及同系物、石油、CCl4;
易溶：甲醛、乙酸、乙二醇;与水混溶：乙醇、乙醛、甲酸、丙三醇(甘油)
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钠及其化合物的性质：
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
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混合物的分离和提纯
分离和提纯的方法，分离的物质，应注意的事项，应用举例过滤，用于固液混合的分离，一贴、二低、三靠，如粗盐的提纯蒸馏，提纯或分离沸点不同的液体混合物，防止液体暴沸，温度计水银球的位置，如石油的蒸馏中冷凝管中水的流向，如石油的蒸馏萃取，利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出来的方法，选择的萃取剂应符合下列要求：
和原溶液中的溶剂互不相溶;对溶质的溶解度要远大于原溶剂，用四氯化碳萃取溴水里的溴、碘分液，分离互不相溶的液体，打开上端活塞或使活塞上的凹槽与漏斗上的水孔，使漏斗内外空气相通。
打开活塞，使下层液体慢慢流出，及时关闭活塞，上层液体由上端倒出，如用四氯化碳萃取溴水里的溴、碘后再分液蒸发和结晶，用来分离和提纯几种可溶性固体的混合物，加热蒸发皿使溶液蒸发时，要用玻璃棒不断搅动溶液;当蒸发皿中出现较多的固体时，即停止加热，分离NaCl和KNO3混合物
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1、电子层数跟最外层电子数数相等的原子有H、Be、Al
2、核外电子总数与其最外层电子数之比为4：3的元素O
3、最外层电子数是电子层数2倍的原子有关He、C、S
4、最外层电子数跟次外层电子数相等的原子有Be、Ar
5、X、Y两元素可形成X2Y和X2Y2两种化合物(或形成原子个数比2：1与1：1的化合物Na2O、Na2O2、H2O、H2O2
6、最外层电子数比次外层电子数多5个的元素F
7、最外层电子数比次外层电子数少3个的元素P
8、最外层电子数比次外层电子数多5个的元素Al
9、核外电子总数与其最外层电子数之比为3：2的元素C
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亲电取代反应
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。
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1——原子半径
(1)除第1周期外，其他周期元素(惰性气体元素除外)的原子半径随原子序数的递增而减小;
(2)同一族的元素从上到下，随电子层数增多，原子半径增大。
2——元素化合价
(1)除第1周期外，同周期从左到右，元素正价由碱金属+1递增到+7，非金属元素负价由碳族-4递增到-1(氟无正价，氧无+6价，除外);
(2)同一主族的元素的正价、负价均相同
(3)所有单质都显零价
3——单质的熔点
(1)同一周期元素随原子序数的递增，元素组成的金属单质的熔点递增，非金属单质的熔点递减;
(2)同一族元素从上到下，元素组成的金属单质的熔点递减，非金属单质的熔点递增
4——元素的金属性与非金属性(及其判断)
(1)同一周期的元素电子层数相同。因此随着核电荷数的增加，原子越容易得电子，从左到右金属性递减，非金属性递增;
(2)同一主族元素最外层电子数相同，因此随着电子层数的增加，原子越容易失电子，从上到下金属性递增，非金属性递减。
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1、硫酸根离子的检验:BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl
2、碳酸根离子的检验:CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl
3、碳酸钠与盐酸反应:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
4、木炭还原氧化铜:2CuO+C高温2Cu+CO2↑
5、铁片与硫酸铜溶液反应:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
6、氯化钙与碳酸钠溶液反应：CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl
7、钠在空气中燃烧：2Na+O2△Na2O2
钠与氧气反应：4Na+O2=2Na2O
8、过氧化钠与水反应：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
9、过氧化钠与二氧化碳反应：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
10、钠与水反应：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
11、铁与水蒸气反应：3Fe+4H2O(g)=F3O4+4H2↑
12、铝与氢氧化钠溶液反应：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
13、氧化钙与水反应：CaO+H2O=Ca(OH)2
14、氧化铁与盐酸反应：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
15、氧化铝与盐酸反应：Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O
16、氧化铝与氢氧化钠溶液反应：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
17、氯化铁与氢氧化钠溶液反应：FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl
18、硫酸亚铁与氢氧化钠溶液反应：FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4
19、氢氧化亚铁被氧化成氢氧化铁：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
20、氢氧化铁加热分解：2Fe(OH)3△Fe2O3+3H2O↑
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基本营养物质
糖类：是绿色植物光合作用的产物，是动植物所需能量的重要来源。又叫碳水化合物
单糖C6H12O6葡萄糖多羟基醛CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO
果糖多羟基
双糖C12H22O11蔗糖无醛基水解生成一分子葡萄糖和一分子果糖：
麦芽糖有醛基水解生成两分子葡萄糖
多糖（C6H10O5）n淀粉无醛基n不同不是同分异构遇碘变蓝水解最终产物为葡萄糖
纤维素无醛基
油脂：比水轻（密度在之间），不溶于水。是产生能量的营养物质
植物油C17H33—较多，不饱和液态油脂水解产物为高级脂肪酸和丙三醇（甘油），油脂在碱性条件下的水解反应叫皂化反应
脂肪C17H35、C15H31较多固态
蛋白质是由多种氨基酸脱水缩合而成的天然高分子化合物
蛋白质水解产物是氨基酸，人体必需的氨基酸有8种，非必需的氨基酸有12种
蛋白质的性质
盐析：提纯变性：失去生理活性显色反应：加浓显灼烧：呈焦羽毛味
误服重金属盐：服用含丰富蛋白质的新鲜牛奶或豆浆
主要用途：组成细胞的基础物质、人类营养物质、工业上有广泛应用、酶是特殊蛋白质
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乙醇
1、物理性质：无色有特殊香味的液体，密度比水小，与水以任意比互溶
如何检验乙醇中是否含有水：加无水硫酸铜;如何得到无水乙醇：加生石灰，蒸馏
2、结构:CH3CH2OH(含有官能团：羟基)
3、化学性质
(1)乙醇与金属钠的反应：2CH3CH2OH+2Na=2CH3CH2ONa+H2↑(取代反应)
(2)乙醇的氧化反应
①乙醇的燃烧：CH3CH2OH+3O2=2CO2+3H2O
②乙醇的催化氧化反应2CH3CH2OH+O2=2CH3CHO+2H2O
③乙醇被强氧化剂氧化反应
CH3CH2OH
