上海市第十中學 秦元龍
第壹部分 基本概念和基本理論
壹、物質的變化和性質
物理變化—物質在變化過程中,沒有生成其他物質的變化。
物質的變化
化學變化—物質在變化過程中,生成其他物質的變化。
物理變化例子如:空氣分離法制氧氣,石油分餾,固體NaOH潮解,濃硫酸吸水,濃鹽酸揮發,活性炭吸附氣體,物質的三態變化,物質的形狀變化。
化學變化例子如:晶體失去結晶水,風化,無水硫酸銅變成藍色晶體,生石灰吸水,NaOH吸收二氧化碳變質,煤的幹餾,物質分解,燃燒,物質之間相互反應,鋼鐵生銹、食物腐敗、酸堿指示劑變色等。
物理性質—物質不需要發生化學變化就能表現出來的性質。
物質的性質
化學性質—物質在化學變化中表現出來的性質。
物理性質例子如:狀態,氣味,溶解性,揮發性,吸附性,延展性,熔點,沸點,硬度,顏色、密度。
化學性質例子如;不穩定性,穩定性,酸性,堿性,中性,脫水性,可燃性,腐蝕性,活潑性,不活潑性,氧化性,還原性,助燃性,毒性。
二、化學反應的類型
化合反應—由二種或二種以上的物質生成另壹種物質的反應。
分解反應—由壹種物質生成兩種或兩種以上其他物質的反應。
化學反應的類型 置換反應—由壹種單質跟壹種化合物反應,生成另壹種單質
和另壹種化合物的反應。
復分解反應—由兩種化合物互相交換成分,生成另外兩種化
合物的反應。
化合反應(幾合壹或多變壹)(A+B→AB)
分解反應(壹分幾或壹變多)(AB→A+B)常見能分解的物質如:H2O ,H2CO3,Cu(OH)2,Fe(OH)3 ,CaCO3,KClO3,
NH4HCO3,Cu2(OH)2CO3
置換反應(單+化→單+化)(A+BC→AC+B);註意:根據金屬活動性順序排在前面的金屬能把排在後面的金屬從鹽溶液中置換出來或置換酸中的氫,鐵在置換反應中生成亞鐵鹽。
復分解反應(化+化→化+化)(AB+CD→AD+CB)
註意:復分解反應發生在酸,堿,鹽之間。生成物中必須有沈澱、氣體、水生成。
氧化反應:化合價升高的物質(還原劑)
氧化還原反應 發生氧反應(得氧)
還原反應:化合價降低的物質(氧化劑)
發生還原反應(失氧)
氧化還原反應中,氧化劑在反應中是失去氧的物質,具有氧化性,被還原,發生還原反應,金屬氧化物是常見的氧化劑,如Fe2O3,CuO ,還有KClO3 ,KMnO4.
還原劑在反應中是得到氧的物質,具有還原性,被氧化,發生氧化反應,常見的是H2, C,CO,單質金屬等。
物質
氧化性 還原性
還原反應 氧化反應
發生反應
被還原 被氧化
三、化學用語和質量守恒定律
1、元素符號:熟記28種元素符號(H,He,C,N,O,F,Ne,Mg,Al,Si,P,S,Cl,K,Ca,Mn,Fe,Cu,
Zn,Br,Ag,I,Ba,W,Hg.,Na,Ar,Pb)
原子團:銨根NH4.,硝酸根NO3,氫氧根OH,硫酸根SO4.碳酸根CO3
2、化合價和化學式(分子式)
常見的元素化合價:鉀K、鈉Na、銀Ag、氫H,+1價;
鈣Ca、鎂Mg、鋇Ba、鋅Zn、銅Cu、汞Hg、鉛Pb+2價
鋁Al+3、矽Si+4、磷P+5
鐵Fe+2、+3;碳C+2、+4
硫S雙數 -2、0、+4、+6
氯Cl單數 -1、0、+1、+3、+5、+7
氮N單雙全有 -3、0、+1、+2、+3、+4、+5
氟F、溴Br、碘I -1 ; 氧O -2
原子團:銨根NH4.+1,硝酸根NO3 -1,氫氧根OH -1,硫酸根SO4 -2.碳酸根CO3 -2
3、單質分子裏元素的化合價為零價;化合物中各元素正負化合價的代數和為零。
1.根據化學式求所含元素的化合價的計算式;XnRYn+1=0, 如HnROn+1=0;註意計算化合價時式中的該元素用化合價代入進行計算。如計算KClO3 中氯的化合價(+1)+ Cl + (-2)×3 = 0, Cl = +5。
2.根據化學式求所含元素的相對原子質量的計算式;XnRYn+1=M,如HnROn+1=M,
註意計算相對原子質量時式中的該元素用相對原子質量代入,
如計算HnROn+1=M中R的相對原子質量,n+R+16n+16=M, R=M-17n-16。
3.正確書寫化學式註意:H2,Cl2,O2,N2,Br2,I2,F2是雙原子構成的分子
4.書寫化學方程式時註意:配平、條件、氣體向上或沈澱向下箭頭。
4、質量守恒定律
質量守恒定律—參加化學反應的各物質的質量總和,等於反應後生成的各物質的質量總和。
微觀解釋—在壹切化學反應中,反應前後(元素的種類)、原子的種類、原子的數目、原子的質量都沒有改變。化學反應只是原子間的重新組合,因此反應前後質量必然相等。
具體例子
四、物質的組成和結構
1、分子是保持物質化學性質的壹種微粒,原子是化學變化中的最小微粒。
分子在化學反應中分裂成原子,原子間重新組合成新的分子;分子由原子構成。
原子在化學反應中不可分,也不會變成其它原子。原子由原子核(質子、中子)和核外電子***同構成。
2、原子結構示意圖
氫H 氦He 鋰Li 鈹Be 硼B 碳C
氮N 氧O 氟F 氖Ne 鈉Na 鎂Mg
鋁Al 矽Si 磷P 硫S 氯Cl
氬Ar 鉀K 鈣Ca
3、原子結構
質子(每個質子帶壹個單位正電荷)
原子核
原子(構成) (帶正電荷)中子(不帶電)
(不顯電性) 核外電子(每個電子帶壹個單位負電荷)
原子中:原子序數 = 核電荷數 = 質子數 = 核外電子數
4、1)原子中的質子數決定元素的種類;最外層電子數決定元素的化學性質。
2)原子最外層的電子數和元素性質(化學性質)的關系
元素性質 金屬元素 非金屬元素 稀有氣體
最外層電子數 〈4 ≥4 8(He為2)
5、原子最外層電子數與元素化合價的關系
氫或金屬元素的化合價數壹般等於它的最外層電子數。
非金屬元素的化合價數壹般等於它的最外層電子數減去8。
6、原子與陰、陽離子之間的關系
失去電子 得到電子
陽離子 原子 陰離子
陽離子中:質子數>核外電子數 陰離子中:質子數<核外電子數。
同種元素的原子和離子的質子數(核電荷數)相同,核外電子數不同。
7、元素以單質形態存在的是元素的遊離態,元素以化合態存在的是元素的化合態。
8、地殼中含量最多的元素是氧元素(也是最多的非金屬元素);含量最多的金屬元素是鋁元素。
人體中含量最多元素是氧元素;大氣中含量最多的元素是氮元素(註意:元素不要寫成O2 ,N2 )
9、從微觀角度看:物質由分子構成,分子由原子構成;原子也可直接構成物質;分子、原子講種類、講個數。
從宏觀角度看:物質由元素組成,只講種類,不講個數。
五、物質的分類:
1、純凈物是由壹種或同種物質組成的物質;由壹種或同種分子構成的物質。
如:硫酸銅晶體、膽礬CuSO4?5H2O ,純堿Na2CO3,燒堿(苛性鈉)NaOH,消石灰(熟石灰)Ca(OH)2,食鹽NaCl,蔗糖C12H22O11,幹冰CO2,無水酒精C2H5OH,無水硫酸(純硫酸H2SO4)等壹種物質的名稱或俗稱屬於純凈物。
2、混合物由多種或不同種物質組成的物質;由多種或不同種分子構成的物質。
如:石灰石、大理石、水垢、貝殼、蛋殼的主要成分是碳酸鈣;天然氣、沼氣的主要成分是甲烷;草木灰的主要成分是碳酸鉀,說明除了主要成分外有其它物質的都屬於混合物;溶液壹定是混合物,如澄清石灰水、氨水、氯水、鹽酸、碘酒、空氣、煤、石油、液化氣由多種物質組成的是混合物。
3、典型的有機物名稱:甲烷、乙烯、乙炔、酒精、葡萄糖、蔗糖、澱粉。
這些物質燃燒或氧化都生成二氧化碳和水。
六、溶液
1、懸濁液是固體小顆粒(包括反應生成的沈澱)分散在水(液體)中形成的混合物。
乳濁液是互不相溶的小液滴分散在水(液體)中形成的混合物。
溶液是壹種或壹種以上的物質分散在另壹種物質裏形成均壹,穩定的混合物。(水溶液透明但不壹定無色)
2、潮解:暴露在空氣裏的某些固體物質(如NaOH)吸收空氣裏的水分,表面潮濕而逐步溶解,這種現象叫潮解,是物理變化。
風化:在室溫和幹燥空氣的條件下,結晶水合物失去壹部分或全部結晶水的現象,是化學變化。
3、K2O,Na2O,CO2,SO2,CaO,SO3等溶於水後與水發生化學反應,組成溶液後,溶質是KOH,NaOH,H2CO3,H2SO3,Ca(OH)2,H2SO4,碘酒的溶質是碘,溶劑是酒精;白磷的二硫化碳溶液中,前者是溶質,後者是溶劑。
4、溶解度是在壹定溫度下,某物質在100克溶劑中達到飽和時溶解的克數,溶解度計算必須指定溫度,飽和狀態。
影響固體物質溶解度的因素是溫度.
= 或 =
5、壹般情況下,固體溶解度隨溫度升高而增大[除Ca(OH)2],降溫後,溶解度減小,溶劑不變。溶質析出,溶質質量,溶液質量,溶液濃度都減小,析出溶質後的溶液成為低溫下的飽和溶液。
6、氣體物質的溶解度:
溫度不變,壓強越大,溶解度越大;壓強不變,溫度升高,溶解度減少。
(在壹定條件下氣體溶解度與壓強成正比,與溫度成反比)
7、CuSO4?5H2O CuSO4 + 5H2O↑ 藍色的硫酸銅晶體加熱後要變成白色的無水硫酸銅,試管口出現水珠。
8、結晶水合物:CuSO4?5H2O 膽礬、藍礬,Na2CO3?10H2O 石堿、碳酸鈉晶體,屬於純凈物。
9、過濾:
應用於可溶物與不溶物(包括生成的沈澱,置換生成的金屬)的分離。
結晶:冷卻熱飽和溶液(降溫)結晶或蒸發結晶
冷卻熱飽和溶液(降溫)結晶應用於溶解度隨溫度變化幅度較大的固體(如KNO3,NH4NO3),蒸發結晶應用變化幅度小的固體(如NaCl,KCl)的分離。
蒸發:
應用於溶解度受溫度影響小的物質從它的溶液中分離出來。
蒸餾(分餾):應用於液體和液體的分離。
10、用溶質質量占全部溶液的質量的百分比來表示溶液裏溶質的含量叫質量分數。用C%表示。
C%= ×100%
11、物質溶解度表示該物質的溶解性:易溶、可溶、微溶或難溶。
溶液的濃度表示溶液中溶質量占比例的多少(濃或稀)。
同種溶質的飽和溶液中溶解度和濃度(質量分數)才能換算。
C%= ×100%
同溫度下同種固體溶質的飽和溶液濃度都相同,可以用上面這壹計算公式。
12、已知溶解度的計算要註意考慮已知量是否超過飽和量,註意溶質質量改變,溶液質量勢必改變。