元素周期表、元素周期律

　　一、元素周期表

　　★熟記等式：原子序數=核電荷數=質子數=核外電子數

　　1、元素周期表的編排原則：

　　①按照原子序數遞增的順序從左到右排列;

　　②將電子層數相同的元素排成一個橫行——周期;

　　③把最外層電子數相同的元素按電子層數遞增的順序從上到下排成縱行——族

　　2、如何精確表示元素在周期表中的位置：

　　周期序數=電子層數;主族序數=最外層電子數

　　口訣：三短三長一不全;七主七副零八族

　　熟記：三個短周期，第一和第七主族和零族的元素符號和名稱

　　3、元素金屬性和非金屬性判斷依據：

　　①元素金屬性強弱的判斷依據：

　　單質跟水或酸起反應置換出氫的難易;

　　元素最高價氧化物的水化物——氫氧化物的堿性強弱; 置換反應。

　　②元素非金屬性強弱的判斷依據：

　　單質與氫氣生成氣態氫化物的難易及氣態氫化物的穩定性;

　　最高價氧化物對應的水化物的酸性強弱; 置換反應。

　　4、核素：具有一定數目的質子和一定數目的中子的一種原子。

　　①質量數==質子數+中子數：A == Z + N

　　②同位素：質子數相同而中子數不同的同一元素的不同原子，互稱同位素。(同一元素的各種同位素物理性質不同，化學性質相同)

　　二、 元素周期律

　　1、影響原子半徑大小的因素：①電子層數：電子層數越多，原子半徑越大(最主要因素)

　　②核電荷數：核電荷數增多，吸引力增大，使原子半徑有減小的趨向(次要因素)

　　③核外電子數：電子數增多，增加了相互排斥，使原子半徑有增大的傾向

　　2、元素的化合價與最外層電子數的關系：最高正價等于最外層電子數(氟氧元素無正價)

　　負化合價數 = 8—最外層電子數(金屬元素無負化合價)

　　3、同主族、同周期元素的結構、性質遞變規律：

　　同主族：從上到下，隨電子層數的遞增，原子半徑增大，核對外層電子吸引能力減弱，失電子能力增強，還原性(金屬性)逐漸增強，其離子的氧化性減弱。

　　同周期：左→右，核電荷數——→逐漸增多，最外層電子數——→逐漸增多

　　原子半徑——→逐漸減小，得電子能力——→逐漸增強，失電子能力——→逐漸減弱

　　氧化性——→逐漸增強，還原性——→逐漸減弱，氣態氫化物穩定性——→逐漸增強

　　最高價氧化物對應水化物酸性——→逐漸增強，堿性 ——→ 逐漸減弱

　　化學鍵

　　含有離子鍵的化合物就是離子化合物;只含有共價鍵的化合物才是共價化合物。

　　NaOH中含極性共價鍵與離子鍵，NH4Cl中含極性共價鍵與離子鍵，Na2O2中含非極性共價鍵與離子鍵，H2O2中含極性和非極性共價鍵

　　化學能與熱能

　　一、化學能與熱能

　　1、在任何的化學反應中總伴有能量的變化。

　　原因：當物質發生化學反應時，斷開反應物中的化學鍵要吸收能量，而形成生成物中的化學鍵要放出能量。化學鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化的主要原因。一個確定的化學反應在發生過程中是吸收能量還是放出能量，決定于反應物的總能量與生成物的總能量的相對大小。E反應物總能量>E生成物總能量，為放熱反應。E反應物總能量

　　2、常見的放熱反應和吸熱反應

　　常見的放熱反應：①所有的燃燒與緩慢氧化。②酸堿中和反應。③金屬與酸、水反應制氫氣。

　　④大多數化合反應(特殊：C+CO2= 2CO是吸熱反應)。

　　常見的吸熱反應：①以C、H2、CO為還原劑的氧化還原反應如：C(s)+H2O(g) = CO(g)+H2(g)。

　　②銨鹽和堿的反應如Ba(OH)2•8H2O+NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O

　　③大多數分解反應如KClO3、KMnO4、CaCO3的分解等。

　　[練習]1、下列反應中，即屬于氧化還原反應同時又是吸熱反應的是( B )

　　A. Ba(OH)2•8H2O與NH4Cl反應 B.灼熱的炭與CO2反應

　　C.鋁與稀鹽酸 D.H2與O2的燃燒反應

　　2、已知反應X+Y=M+N為放熱反應，對該反應的下列說法中正確的是( C )

　　A. X的能量一定高于M B. Y的能量一定高于N

　　C. X和Y的總能量一定高于M和N的總能量

　　D. 因該反應為放熱反應，故不必加熱就可發生

　　化學能與電能

　　二、化學能與電能

　　1、化學能轉化為電能的方式：

　　電能

　　(電力) 火電(火力發電) 化學能→熱能→機械能→電能 缺點：環境污染、低效

　　原電池 將化學能直接轉化為電能 優點：清潔、高效

　　2、原電池原理

　　(1)概念：把化學能直接轉化為電能的裝置叫做原電池。

　　(2)原電池的工作原理：通過氧化還原反應(有電子的轉移)把化學能轉變為電能。

　　(3)構成原電池的條件：(1)有活潑性不同的兩個電極;(2)電解質溶液(3)閉合回路(4)自發的氧化還原反應

　　(4)電極名稱及發生的反應：

　　負極：較活潑的金屬作負極，負極發生氧化反應，

　　電極反應式：較活潑金屬-ne-=金屬陽離子

　　負極現象：負極溶解，負極質量減少。

　　正極：較不活潑的金屬或石墨作正極，正極發生還原反應，

　　電極反應式：溶液中陽離子+ne-=單質

　　正極的現象：一般有氣體放出或正極質量增加。

　　(5)原電池正負極的判斷方法：

　　①依據原電池兩極的材料：

　　較活潑的金屬作負極(K、Ca、Na太活潑，不能作電極);

　　較不活潑金屬或可導電非金屬(石墨)、氧化物(MnO2)等作正極。

　　②根據電流方向或電子流向：(外電路)的電流由正極流向負極;電子則由負極經外電路流向原電池的正極。

　　③根據內電路離子的遷移方向：陽離子流向原電池正極，陰離子流向原電池負極。

　　④根據原電池中的反應類型：

　　負極：失電子，發生氧化反應，現象通常是電極本身消耗，質量減小。

　　正極：得電子，發生還原反應，現象是常伴隨金屬的析出或H2的放出。

　　(6)原電池電極反應的書寫方法：

　　(i)原電池反應所依托的化學反應原理是氧化還原反應，負極反應是氧化反應，正極反應是還原反應。因此書寫電極反應的方法歸納如下：

　　①寫出總反應方程式。 ②把總反應根據電子得失情況，分成氧化反應、還原反應。

　　③氧化反應在負極發生，還原反應在正極發生，反應物和生成物對號入座，注意酸堿介質和水等參與反應。

　　(ii)原電池的總反應式一般把正極和負極反應式相加而得。

　　(7)原電池的應用：①加快化學反應速率，如粗鋅制氫氣速率比純鋅制氫氣快。②比較金屬活動性強弱。③設計原電池。④金屬的防腐。

　　化學反應的速率和限度

　　三、化學反應的速率和限度

　　1、化學反應的速率

　　(1)概念：化學反應速率通常用單位時間內反應物濃度的減少量或生成物濃度的增加量(均取正值)來表示。

　　計算公式：v(B)= =

　　①單位：mol/(L•s)或mol/(L•min)

　　②B為溶液或氣體，若B為固體或純液體不計算速率。

　　③重要規律：速率比=方程式系數比

　　(2)影響化學反應速率的因素：

　　內因：由參加反應的物質的結構和性質決定的(主要因素)。

　　外因：①溫度：升高溫度，增大速率

　　②催化劑：一般加快反應速率(正催化劑)

　　③濃度：增加C反應物的濃度，增大速率(溶液或氣體才有濃度可言)

　　④壓強：增大壓強，增大速率(適用于有氣體參加的反應)

　　⑤其它因素：如光(射線)、固體的表面積(顆粒大小)、反應物的狀態(溶劑)、原電池等也會改變化學反應速率。

　　2、化學反應的限度——化學平衡

　　(1)化學平衡狀態的特征：逆、動、等、定、變。

　　①逆：化學平衡研究的對象是可逆反應。

　　②動：動態平衡，達到平衡狀態時，正逆反應仍在不斷進行。

　　③等：達到平衡狀態時，正方應速率和逆反應速率相等，但不等于0。即v正=v逆≠0。

　　④定：達到平衡狀態時，各組分的濃度保持不變，各組成成分的含量保持一定。

　　⑤變：當條件變化時，原平衡被破壞，在新的條件下會重新建立新的平衡。

　　(3)判斷化學平衡狀態的標志：

　　① VA(正方向)=VA(逆方向)或nA(消耗)=nA(生成)(不同方向同一物質比較)

　　②各組分濃度保持不變或百分含量不變

　　③借助顏色不變判斷(有一種物質是有顏色的)

　　④總物質的量或總體積或總壓強或平均相對分子質量不變(前提：反應前后氣體的總物質的量不相等的反應適用，即如對于反應xA+yB zC，x+y≠z )

　　有機物

　　一、有機物的概念

　　1、定義：含有碳元素的化合物為有機物(碳的氧化物、碳酸、碳酸鹽、碳的金屬化合物等除外)

　　2、特性：①種類多②大多難溶于水，易溶于有機溶劑③易分解，易燃燒④熔點低，難導電、大多是非電解質⑤反應慢，有副反應(故反應方程式中用“→”代替“=”)

　　二、甲烷CH4

　　烴—碳氫化合物：僅有碳和氫兩種元素組成(甲烷是分子組成最簡單的烴)

　　1、物理性質：無色、無味的氣體，極難溶于水，密度小于空氣，俗名：沼氣、坑氣

　　2、分子結構：CH4：以碳原子為中心， 四個氫原子為頂點的正四面體(鍵角：109度28分)

　　3、化學性質：①氧化反應：(產物氣體如何檢驗?)

　　甲烷與KMnO4不發生反應，所以不能使紫色KMnO4溶液褪色

　　②取代反應：(三氯甲烷又叫氯仿，四氯甲烷又叫四氯化碳，二氯甲烷只有一種結構，說明甲烷是正四面體結構)

　　4、同系物：結構相似，在分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的物質(所有的烷烴都是同系物)

　　5、同分異構體：化合物具有相同的分子式，但具有不同結構式(結構不同導致性質不同)

　　烷烴的溶沸點比較：碳原子數不同時，碳原子數越多，溶沸點越高;碳原子數相同時，支鏈數越多熔沸點越低同分異構體書寫：會寫丁烷和戊烷的同分異構體

　　三、乙烯C2H4

　　1、乙烯的制法：

　　工業制法：石油的裂解氣(乙烯的產量是一個國家石油化工發展水平的標志之一)

　　2、物理性質：無色、稍有氣味的氣體，比空氣略輕，難溶于水

　　3、結構：不飽和烴，分子中含碳碳雙鍵，6個原子共平面，鍵角為120°

　　4、化學性質：

　　(1)氧化反應：C2H4+3O2 = 2CO2+2H2O(火焰明亮并伴有黑煙)可以使酸性KMnO4溶液褪色，說明乙烯能被KMnO4氧化，化學性質比烷烴活潑。

　　(2)加成反應：乙烯可以使溴水褪色，利用此反應除乙烯

　　乙烯還可以和氫氣、氯化氫、水等發生加成反應。

　　CH2=CH2 + H2→CH3CH3

　　CH2=CH2+HCl→CH3CH2Cl(一氯乙烷)

　　CH2=CH2+H2O→CH3CH2OH(乙醇)

　　(3)聚合反應：

　　四、苯C6H6

　　1、物理性質：無色有特殊氣味的液體，密度比水小，有毒，不溶于水，易溶于有機溶劑，本身也是良好的有機溶劑。

　　2、苯的結構：C6H6(正六邊形平面結構)苯分子里6個C原子之間的鍵完全相同，碳碳鍵鍵能大于碳碳單鍵鍵能小于碳碳單鍵鍵能的2倍，鍵長介于碳碳單鍵鍵長和雙鍵鍵長之間

　　鍵角120°。

　　3、化學性質

　　(1)氧化反應 2 C6H6+15O2 = 12CO2+6H2O (火焰明亮，冒濃煙)不能使酸性高錳酸鉀褪色。

　　(2)取代反應

　　① 鐵粉的作用：與溴反應生成溴化鐵做催化劑;溴苯無色密度比水大

　　② 苯與硝酸(用HONO2表示)發生取代反應，生成無色、不溶于水、密度大于水、有毒的油狀液體——硝基苯。+HONO2 +H2O反應用水浴加熱，控制溫度在50—60℃，濃硫酸做催化劑和脫水劑。

　　(3)加成反應

　　用鎳做催化劑，苯與氫發生加成反應，生成環己烷+3H2

　　五、乙醇CH3CH2OH

　　1、物理性質：無色有特殊香味的液體，密度比水小，與水以任意比互溶如何檢驗乙醇中是否含有水：加無水硫酸銅;如何得到無水乙醇：加生石灰，蒸餾

　　2、結構: CH3CH2OH(含有官能團：羥基)

　　3、化學性質

　　(1) 乙醇與金屬鈉的反應：2 CH3CH2OH +2Na= 2CH3CH2ONa+H2↑(取代反應)

　　(2) 乙醇的氧化反應★

　　①乙醇的燃燒：CH3CH2OH +3O2= 2CO2+3H2O

　　②乙醇的催化氧化反應2 CH3CH2OH +O2= 2CH3CHO+2H2O

　　③乙醇被強氧化劑氧化反應

　　CH3CH2OH

　　六、乙酸(俗名：醋酸)CH3COOH

　　1、物理性質：常溫下為無色有強烈刺激性氣味的液體，易結成冰一樣的晶體，所以純凈的乙酸又叫冰醋酸，與水、酒精以任意比互溶

　　2、結構：CH3COOH(含羧基，可以看作由羰基和羥基組成)

　　3、乙酸的重要化學性質

　　(1) 乙酸的酸性：

　　弱酸性，但酸性比碳酸強，具有酸的通性

　　①乙酸能使紫色石蕊試液變紅

　　②乙酸能與碳酸鹽反應，生成二氧化碳氣體利用乙酸的酸性，可以用乙酸來除去水垢(主要成分是CaCO3)：2CH3COOH+CaCO3=(CH3COO)2Ca+H2O+CO2↑乙酸還可以與碳酸鈉反應，也能生成二氧化碳氣體：2CH3COOH+Na2CO3= 2CH3COONa+H2O+CO2↑上述兩個反應都可以證明乙酸的酸性比碳酸的酸性強。

　　(2) 乙酸的酯化反應

　　(酸脫羥基，醇脫氫，酯化反應屬于取代反應)

　　乙酸與乙醇反應的主要產物乙酸乙酯是一種無色、有香味、密度比水的小、不溶于水的油狀液體。在實驗時用飽和碳酸鈉吸收，目的是為了吸收揮發出的乙醇和乙酸，降低乙酸乙酯的溶解度;反應時要用冰醋酸和無水乙醇，濃硫酸做催化劑和吸水劑