第一篇:【人教版】高中化学选修5知识点总结:第三章烃的含氧衍生物
第三章 烃的含氧衍生物
课标要求
1.了解醇、酚、醛、羧酸、酯的典型代表物的组成和结构特点以及它们的相互联系。2.能列举事实说明有机分子中基团之间的相互影响。
3.结合实际了解某些有机物对环境和健康可能产生的影响,关注有机化合物的安全使用问题。
要点精讲
一、烃的衍生物性质对比 1.脂肪醇、芳香醇、酚的比较
2.苯、甲苯、苯酚的分子结构及典型性质比较
3.醛、羰酸、酯(油脂)的综合比较
4.烃的羟基衍生物性质比较
5.烃的羰基衍生物性质比较
6.酯化反应与中和反应的比较
7.烃的衍生物的比较
二、有机反应的主要类型
三、烃及其重要衍生物之间的相互转化关系
第二篇:2020-2021学年人教版高中化学选修五第三章《烃的含氧衍生物》测试题(含答案)
第三章《烃的含氧衍生物》测试题
一、单选题
1.有机物A是合成二氢荆芥内酯的重要原料,其结构简式如下图,下列检验A中官能团的试剂和顺序正确的是
A.先加酸性高锰酸钾溶液,后加银氨溶液,微热
B.先加溴水,后加酸性高锰酸钾溶液
C.先加银氨溶液,微热,再加入溴水
D.先加入新制氢氧化铜,微热,酸化后再加溴水
2.下列反应中,不能在有机物分子中引入新的碳碳双键或碳氧双键的是()
A.醇发生消去反应
B.卤代烃发生消去反应
C.醇发生催化氧化反应
D.乙酸乙酯发生水解反应
3.抗癌药物“6-Azulenol”的结构简式如图所示,下列有关叙述正确的是()
A.分子式为C12H18O2
B.分子中含有两种官能团,能发生加成、氧化、酯化反应
C.能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色,且褪色原理相同
D.lmol该物质与足量的Na反应可产生22.4LH2(标况下)
4.下列说法正确的是
A.按系统命名法,的名称为2-甲基-3-乙基丁烷
B.聚乙烯(PE)和聚氯乙烯(PVC)的单体都是不饱和烃,均能使溴水褪色
C.分子中至少有11个碳原子处于同一平面
D.有机物
与NaOH溶液反应,最多消耗4mol
NaOH
5.不能由醛或酮加氢还原制得的醇是()
A.(CH3)2C(OH)CH2CH3
B.CH3CH2CH(OH)CH3
C.
(CH3)3CCH2OH
D.CH3CH2OH
6.三分子甲醛在一定条件下反应可生成三聚甲醛(),三聚甲醛可用作合成工程塑料等,还是日用化妆品冷烫精及脱毛剂的主要原料。下列有关三聚甲醛的说法中正确的是
A.三聚甲醛属于高分子化合物
B.三聚甲醛与甘油互为同分异构体
C.依三聚甲醛的结构可推测三聚乙醛的结构为
D.1
mol的三聚甲醛燃烧时生成CO2和H2O的物质的量相等
7.有机物CH2=CH-CH2-CH(OH)-COOH可发生下列反应中的哪几类
(1)使溴水褪色
(2)使高锰酸钾溶液褪色
(3)与钠反应
(4)加聚反应(5)酯化反应
(6)水解反应
(7)取代反应
A、除(7)外都可以
B、除(6)外都可以
C、(1)(2)(3)(7)
D、(1)(2)(3)(5)
8.下列关于有机物的叙述正确的是()
A.少量二氧化碳通入苯酚钠溶液中生成的是碳酸钠
B.在溴乙烷中滴入AgNO3溶液,立即有淡黄色沉淀生成C.苯不能使酸性KMnO4溶液褪色,因此苯不能发生氧化反应
D.乙醇可与水以任意比例混溶,是因为与水形成了氢键
9.天然维生素P(结构如图)存在于槐树花蕾中,它是一种营养增补剂.关于维生素P的叙述错误的是
()
A.最多可以和含6
molBr2的溴水反应
B.可用有机溶剂萃取
C.分子中有三个苯环
D.1
mol
维生素P可以和4
mol
NaOH反应
10.近年来,食品安全事故频繁发生,人们对食品添加剂的认识逐渐加深。BHT是一种常用的食品抗氧化剂,合成方法有如下两种,下列说法正确的是
A.不能与Na2CO3溶液反应
B.与BHT互为同系物
C.BHT久置于空气中不会被氧化
D.两种方法的反应类型相同
11.对乙酰氨基酚(Y)俗称扑热息痛,具有很强的解热镇痛作用,可由对氨基酚(X)与乙酰氯反应制得,下列有关X、Y的说法正确的是
A.X分子中的所有原子可能共平面
B.X既能与盐酸反应,又能与NaOH溶液反应
C.X与足量H2加成后的产物中含有2个手性碳原子
D.可用FeCl3溶液检验Y中是否混有X
12.对羟基扁桃酸是农药、药物、香料合成的重要中间体,它可由苯酚和乙醛酸在一定条件
下反应制得。
下列有关说法不正确的是
()
A.上述反应的原子利用率可达到100%
B.在核磁共振氢谱中对羟基扁桃酸应该有6个吸收峰
C.对羟基扁桃酸可以发生加成反应、取代反应和缩聚反应
D.lmol对羟基扁桃酸与足量NaOH溶液反应,消耗3mol
NaOH
13.下列是有关实验的叙述中,合理的是
()
①用氨水清洗做过银镜反应的试管
②不宜用瓷坩埚灼烧氢氧化钠固体
③使用容量瓶的第一步操作是先将容量瓶用蒸馏水洗涤后烘干
④用酸式滴定管量取12.00mL高锰酸钾溶液
⑤使用pH试纸测定溶液pH时先润湿,测得溶液的pH都偏小
⑥配制FeSO4溶液时,需加入少量铁粉和稀硫酸
A.②④⑥
B.②③⑥
C.①②④
D.②③④⑤⑥
14.下列说法正确的是
A.按系统命名法,化合物的名称为2,4—二乙基—6—丙基辛烷
B.月桂烯
()所有碳原子一定在同一平面上
C.取卤代烃,加入氢氧化钠的乙醇溶液加热一段时间后冷却,再加入稀硝酸酸化的硝酸银溶液,一定会产生沉淀,并根据沉淀颜色判断卤代烃中卤原子的种类
D.通常条件下,1mol的分别与H2
和浓溴水完全反应时,消耗的H2和Br2的物质的量分别是
4mol、3mol
15.乙醇结构式如图所示,“箭头”表示乙醇发生化学反应时分子中可能断键的位置,下列叙述中不正确的是()
A.与钠反应时断裂①键
B.发生消去反应时断裂②④键
C.发生催化脱氢反应时断裂①③键
D.与乙酸发生酯化反应时断裂②键
二、填空题
16.现有以下有机物:
①CH3CHO②CH3CH2OH③CH3COOH④CH3COOC2H5
(1)能与Na反应的是______________;
(2)能与NaOH溶液反应的有______________;
(3)既能发生消去反应,又能发生酯化反应的有______________;
(4)能发生银镜反应的有______________;并写出化学方程式:______________
(5)能与NaHCO3溶液反应有气泡产生的是_______________;并写出化学方程式:______________。
17.几百年前,著名化学家波义耳发现了铁盐与没食子酸(结构简式为)之间的显色反应,并由此发明了蓝黑墨水。
(1)没食子酸的分子式为__,所含官能团的名称为__。
(2)用没食子酸制造墨水主要利用了__(填序号)类化合物的性质。
A.醇
B.酚
C.油脂
D.羧酸
(3)下列试剂与没食子酸混合后不能很快反应的是__(填序号)。
A.酸性KMnO4溶液
B.浓溴水
C.乙醇
(4)假设没食子酸的合成途径如下:
A的结构简式为__,①的反应类型为_;反应②的化学方程式为__。
18.四川盛产五倍子。以五倍子为原料可制得化合物A。A的结构简式如下图所示。请解答下列各题:
(1)A的分子式是__________________。
(2)有机化合物B在硫酸催化条件下加热发生酯化反应可得到A。请写出B的结构简式_________________。
(3)请写出A与过量NaOH溶液反应的化学方程式_________________。
(4)有机化合物C是合成治疗禽流感药物的原料之一。C可以看成是B与氢气按物质的量之比1∶2发生加成反应得到的产物。C分子中无羟基与碳碳双键直接相连的结构,它能与溴水反应使溴水褪色。请写出C与溴水反应的化学方程式:
_________________。
19.写出下列反应的化学方程式:
(1)苯酚与浓溴水反应:________________________;
(2)乙二醛发生银镜反应:____________________________;
(3)甲醛与新制氢氧化铜悬浊液反应:_________________________;
(4)制酚醛树脂的反应:______________________;
(5)与足量NaOH溶液反应:______________________;
(6)丙醛与H2的还原反应:______________________;
(7)乙炔水化法制乙醛:________________________;
(8)乙烯的氧化法制乙醛:__________________________;
三、推断题
20.化学式为C8H10O的化合物A具有如下性质:①A+Na→慢慢产生气泡
②A+RCOOH有香味的产物
③A苯甲酸
④催化脱氢产物不能发生银镜反应
⑤脱水反应的产物,经聚合反应可制得一种塑料制品(它是目前造成“白色污染”主要的污染源之一)。
试回答:
(1)根据上述信息,对该化合物的结构?可作出的判断是___________。
a.苯环上直接连有羟基
b.肯定有醇羟基
c.苯环侧链末端有甲基
d.肯定是芳香烃
(2)化合物A的结构简式____________________。
(3)A和金属钠反应的化学方程式________________________________。
四、实验题
21.1,2-二溴乙烷可作汽油抗爆剂的添加剂,在实验室中可以用下图所示装置制取1,2-二溴乙烷,其中A和F中装有乙醇和浓硫酸的混合液,D中的试管里装有液溴,可能存在的主要副反应有:乙醇在浓硫酸的存在下在140℃脱水生成乙醚(夹持装置已略去)。
有关数据列表如下:
乙醇
1,2-二溴乙烷.乙醚
状态
无色液体
无色液体
无色液体
密度/g·cm-3
0.79
2.2
0.7
沸点/℃
78.5
132
34.6
熔点/℃
-130
-116
填写下列空白:
(1)A中主要发生的是乙醇的脱水反应,即消去反应,请写出乙醇消去反应的化学方程式:_________________________________。
(2)D中发生反应的化学方程式为_________________________________。
(3)安全瓶B可以防止倒吸,并可以检查实验进行时导管是否发生堵塞,请写出发生堵塞时瓶B中的现象是_________________________________。
(4)在装置C中应加入_____(填字母序号),其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体。
a.水
b.浓硫酸
c.氢氧化钠溶液
d.饱和碳酸氢钠溶液
(5)容器E中NaOH溶液的作用是__________________________________。
(6)若产物中有少量副产物乙醚,可用____________________(填操作名称)的方法除去。
(7)反应过程中应用冷水冷却装置D,其主要目的是乙烯与溴反应时放热,冷却可避免溴的大量挥发;但又不能过度冷却(如用冰水),其原因是_________________________。
五、计算题
22.12.0g某液态有机化合物A完全燃烧后,生成14.4g
H2O和26.4g
CO2。测得有机化合物A的蒸气对H2的相对密度是30,求:
(1)有机物A的分子式_______________________。(写出计算过程)
(2)用如图所示装置测定有机物A的分子结构,实验数据如下(实验数据均已换算为标准状况):a
mL(密度为ρ
g/cm3)的有机物A与足量钠完全反应后,量筒液面读数为b
mL,若1mol
A分子中有x
mol氢原子能跟金属钠反应,则x的计算式为____________(可以不化简,写出计算过程)。
(3)已知该有机物能够与金属钠或钾发生反应,并对有机物进行核磁共振操作,发现核磁共振氢谱图上有三组吸收峰,且峰面积之比为6:1:1,请写出该物质的结构简式:_________。
23.将含有C、H、O的某有机物3.24
g装入元素分析装置,通入足量的O2使它完全燃烧,将生成的气体依次通过氯化钙干燥管(A)和碱石灰干燥管(B)。测得A管增重2.16
g,B管增重9.24
g。已知有机物的相对分子质量为108。
(1)燃烧此化合物3.24
g,须消耗的氧气的质量是多少?__________
(2)求此化合物的分子式。__________
(3)该化合物1分子中存在1个苯环和1个羟基,试写出其同分异构体的结构简式和名称。_________
参考答案
1.D
2.D
3.D
4.C
5.A
6.C
7.B
8.D
9.C
10.B
11.B
12.D
13.A
14.D
15.D
16.②③
③④
②
①
CH3CHO+2Ag(NH3)2OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
③
CH3COOH+NaHCO3=
CH3COONa+H2O+CO2
17.C7H6O5
(酚)羟基、羧基
B
C
氧化反应
+7NaOH+4H2O+3NaBr
18.C14H10O9
19.略
HCHO
+
4Cu(OH)22Cu2O↑+
CO2↑
+
5H2O或HCHO
+
4Cu(OH)2
+2NaOH2Cu2O↑+
Na2CO3
+
6H2O
CH3CH2CHO+H2CH3CH2CH2OH
CH≡CH+H2O
CH3CHO
CH2=CH2+H2OCH3CHO
20.b
c
+2Na→2+H2↑
21.CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O
CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br
B中水面会下降,玻璃管中的水柱会上升,甚至溢出
C
吸收挥发出来的溴,防止污染环境
蒸馏
1,2-二溴乙烷的凝固点较低(9℃),过度冷却会使其凝固而使导管堵塞
22.C3H8O
或
23.8.16g
C7H8O
(邻甲基苯酚)、(间甲基苯酚)、(对甲基苯酚)、(苯甲醇)
第三篇:2020-2021学年人教版高中化学选修五第三章《烃的含氧衍生物》测试题(含答案) (2)
《烃的含氧衍生物》测试题
一、单选题
1.下列各组物质,一定互为同系物的是()
A.C2H4与C3H6
B.CH4O与C3H8O
C.C4H10与C8H18
D.与
2.下列离子方程式正确的是()
A.实验室用大理石与乙酸反应制取二氧化碳:CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
B.氯乙酸与氢氧化钠溶液共热:
CH2ClCOOH+OH-→CH2ClCOO-+H2O
C.苯酚钠溶液中通入少量二氧化碳:2C6H5O-+CO2+H2O→2C6H5OH+CO32-
D.酸性高锰酸钾与草酸反应:2MnO4-+5H2C2O4+6H+
=2Mn2++10CO2↑+8H2O
3.CalanolideA是一种抗HTV药物,其结构简式如下图所示。下列关于CalanolideA的说法错误的是
A.分子式为C22H24O5
B.分子中有3种含氧官能团
C.该物质既可发生消去反应又可发生加成反应
D.1mol该物质与足量NaOH溶液反应时消耗1molNaOH
4.我国在反兴奋剂问题上的坚决立场是支持“人文奥运”的重要体现。某种兴奋剂的结构如图。关于它的说法正确的是()
A.它的化学式为C19H26O3
B.从结构上看,它不能使高锰酸钾溶液褪色
C.从结构上看,它属于醇类
D.从元素组成上看,它可以在氧气中燃烧生成CO2和水
5.下列有关化学实验的叙述中,不正确的是
A.用饱和食盐水替代水跟电石作用,可以有效控制产生乙炔的速率
B.重结晶法提纯苯甲酸时,为除去杂质和防止苯甲酸析出,应该趁热过滤
C.制备乙酸乙酯时,为除去乙酸乙酯中的乙酸,用氢氧化钠溶液收集产物
D.实验室制取乙烯并验证其性质时,将产生的气体通入到NaOH溶液中除去杂质
6.下列说法中正确的是()
A.凡能发生银镜反应的有机物一定是醛
B.在氧气中燃烧时只生成CO2和H2O的物质一定是烃
C.苯酚有弱酸性,俗称石炭酸,因此它是一种羧酸
D.75%(体积分数)的乙醇溶液常用于医疗消毒
7.分子式为C5H10O的醛类物质,其同分异构体有
A.3种
B.4种
C.5种
D.6种
8.碳酸亚乙酯是一种重要的添加剂,其结构简式为。用环氧乙烷合成碳酸亚乙酯的反应为:
下列说法错误的是
A.碳酸亚乙酯中的所有原子处于同一平面内
B.碳酸亚乙酯的二氯代物只有两种
C.上述反应属于加成反应
D.1
mol碳酸亚乙酯最多可消耗2
mol
NaOH
9.有机物M的结构简式为,下列说法正确的是
()
A.有机物M既能使酸性KMnO4溶液褪色又能使溴水褪色,且反应类型相同
B.与有机物M具有相同的官能团,且不包括M的同分异构体有3种
C.1mol有机物M与足量氢气反应,消耗氢气4mol
D.有机物M能发生取代、加成、氧化、水解等反应
10.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.4.6gC2H5OH与6.0gCH3COOH反应,生成的CH3COOC2H3分子数目为0.1NA
B.98gH2SO4含有2NA个H+和NA个SO42—
C.32gO2和O3的混合物中含有的氧原子数目为2NA
D.25℃时,1LpH=12的Ba(OH)2溶液中含有的OH﹣数目为0.02NA
11.合成药物异搏定路线中某一步骤如下:
下列说法正确的是()
A.物质X在空气中不易被氧化
B.物质Z的分子式为C13H14O3
C.物质Y可以发生取代、加成、消去反应
D.等物质的量的Y、Z分别与NaOH溶液反应,最多消耗NaOH的物质的量之比为2:1
12.化合物Y具有抗菌、消炎作用,可由X制得。
下列有关化合物X、Y的说法不正确的是()
A.X、Y均能与酸性KMnO4溶液反应
B.1molX最多能与3
mol
NaOH反应
C.Y与乙醇发生酯化反应可得到X
D.相对分子质量M(X)-M(Y)=42
13.下列关于乙酸和乙醇说法正确的是
A.都难溶于水
B.都能使石蕊试液变红
C.都能与钠反应
D.相互间不能发生反应
14.有机化学知识在生活中应用广泛。下列说法不正确的是
A.甘油加水做护肤剂
B.苯酚有毒,可以制成药皂,具有杀菌消毒的功效
C.青霉素有阻止各种细菌生长的功能,人人可以直接使用
D.福尔马林是甲醛的水溶液,具有杀菌防腐能力,不可用于保鲜鱼、肉等
二、填空题
15.某种有机物的结构简式为:
(1)A跟过量NaOH溶液完全反应时,A和参加反应的NaOH的物质的量之比为__________________。
(2)A跟新制的Cu(OH)2反应时,A和被还原的Cu(OH)2的物质的量之比为___________________________。
(3)A在浓H2SO4作用下,若发生分子内脱水,所生成的有机物的结构简式为_____。
16.已知有机物A~F有如图转化关系:
已知:①A的分子式为C8H16O2;
②C分子中只有1个甲基;
③B、E
互为具有相同官能团的同分异构体,且均能与碳酸氢钠反应放出CO2,④又已知醇在浓硫酸、加热条件下能发生以下类似的反应:
⑤
F能使溴水褪色,G为高分子化合物。
请填写以下空白:
(1)C可能发生的反应有______________________
(填序号)。
①取代反应
②加成反应
③加聚反应
④氧化反应
(2)写出E的结构简式____________________________________________。
写出F与溴的四氯化碳溶液反应生成的有机物的结构简式___________________。
(3)写出下列转化的化学方程式。
B+C→A:_________
C→D:_________
F→G:____________
17.红外光谱、质子核磁共振谱(PMR)是研究有机物结构的重要方法之一。
(1)在研究的化合物分子中——所处环境完全相同的氢原子在PMR谱中出现同一种信号峰。如(CH3)2CHCH2CH3在PMR谱中有4种信号峰。又如CH3-CHBr=CHX存在着如下的两种不同空间结构:、因此CH3-CHBr=CHX的PMR谱上会出现氢原子的四种不同信号峰。在测定CH3CH=CHCl时,能得到氢原子给出的6种信号峰。由此可推断该有机物一定存在_____种不同的结构,其结构简式分别为:_________________________________。
(2)有机化合物A含碳77.8%,氢为7.40%,其余为氧,A的相对分子质量为甲烷的6.75倍。
①通过计算确定该有机物的分子式____________
②红外光谱测定,A分子结构中含有苯环和羟基。在常温下A可与浓溴水反应,1molA最多可与2molBr2作用,据此确定该有机物的结构有____种,写出其中一种与溴水反应的化学方程式_____________________。
三、元素或物质推断题
18.化学式为C8H10O的化合物A具有如下性质:①A+Na→慢慢产生气泡
②A+RCOOH有香味的产物
③A苯甲酸
④催化脱氢产物不能发生银镜反应
⑤脱水反应的产物,经聚合反应可制得一种塑料制品(它是目前造成“白色污染”主要的污染源之一)。
试回答:
(1)根据上述信息,对该化合物的结构?可作出的判断是___________。
a.苯环上直接连有羟基
b.肯定有醇羟基
c.苯环侧链末端有甲基
d.肯定是芳香烃
(2)化合物A的结构简式____________________。
(3)A和金属钠反应的化学方程式________________________________。
四、实验题
19.为研究乙醇结构及其部分的化学性质,进行下列实验。完成下列问题:
Ⅰ.用如图装置来推测乙醇的结构式。
(1)实验中钠需要粉碎成很小的颗粒,其原因是
_______________________________。
(2)两次实验平均用乙醇1.15g,收集到H2体积平均为0.28L(换算成标准状态)。由实验数据可推测H2来自乙醇分子中________(填名称)的氢原子。
(3)盛装乙醇的玻璃仪器是________________________
Ⅱ.利用下列装置进行乙醇的催化氧化实验,并检验其产物,其中C装置的试管中盛有无水乙醇。(固定和夹持装置已略去)
(4)装置A圆底烧瓶内的固体物质是_____,B中的试剂是_____C的作用是______。
(5)本实验中需要加热的装置有_________________
(填装置下的字母)。
(6)写出D处发生反应的化学方程式_________________________________。
(7)检验E中的生成物需要的试剂为______________________。
五、计算题
20.有机物A由碳、氢、氧三种元素组成。现取2.3
g
A与2.8
L氧气(标准状况)在密闭容器中燃烧,燃烧后生成二氧化碳、一氧化碳和水蒸气(假设反应物没有剩余)。将反应生成的气体依次通过浓硫酸和碱石灰,浓硫酸增重2.7
g,碱石灰增重2.2
g。回答下列问题:
(1)2.3
g
A中所含氢原子、碳原子的物质的量各是多少_____?
(2)通过计算确定该有机物的分子式_____。
21.(6分)根据烷、烯、炔烃燃烧的反应方程式,有人总结出以下规律:
对于烷烃有:n(烷烃)=n(H2O)−n(CO2),对于烯烃有n(H2O)−n(CO2)=0,对于炔烃有
n(炔烃)=n(CO2)−n(H2O)。请回答下列问题:
(1)某混合气体由C2H6和C3H4组成。将1.0L混合气在氧气中充分燃烧,产生的CO2体积比水蒸气多0.2L(相同状况下测定),通过计算确定C2H6的体积。(请写出计算过程)
(2)某混合气由烯烃和烷烃或烯烃和炔烃组成。组成中可能是两种气体,也可能是多种气体。将1.0L混合气在氧气中充分燃烧,产生3.0LCO2和2.4L水蒸气(相同状况下测定)。试判断混合气是由烯烃和
两类烃组成,其体积比为。
参考答案
1.C
2.D
3.D
4.D
5.C
6.D
7.B
8.A
9.C
10.C
11.D
12.C
13.C
14.C
15.1:2
1:2
16.①④
CH3CH2CH2COOH
CH3CH2CHBrCH2Br
(CH3)2CHCOOH+CH3CH2CH2CH2OH(CH3)2CHCOOCH2CH2CH2CH3+H2O
2CH3CH2CH2CH2OH+O22CH3CH2CH2CHO+2H2O
nCH3CH2CH=CH2
17.2
和
C7H8O
或
18.b
c
+2Na→2+H2↑
19.增大接触面以提高反应速率
羟基
分液漏斗
MnO2
浓硫酸
预热反应混合气体
(提供乙醇蒸气)
CD
2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
银氨溶液(或新制氢氧化铜悬浊液)
20.n(H)=0.3mol;n(C)=0.1mol
C2H6O
21.⑴混合气体中C2H6的体积为0.4L。(3分,若无计算过程,只有答案,则给1分)
(2)炔烃(1分)
2:3
(2分)
第四篇:【人教版】高中化学选修5知识点总结:第二章烃和卤代烃
第二章 烃和卤代烃
课标要求
1.以烷、烯、炔和芳香烃的代表物为例,比较它们在组成、结构和性质上的差异。2.了解天然气、石油液化气和汽油的主要成分及应用。
3.了解卤代烃的典型代表物的组成和结构特点以及它们与其他有机物的相互联系。4.了解加成反应、取代反应和消去反应。
5.举例说明烃类物质在有机合成和有机化工中的重要作用。要点精讲
一、几类重要烃的代表物比较 1.结构特点
2、化学性质(1)甲烷
化学性质相当稳定,跟强酸、强碱或强氧化剂(如KMnO4)等一般不起反应。①氧化反应
甲烷在空气中安静的燃烧,火焰的颜色为淡蓝色。其燃烧热为890kJ/mol,则燃烧的热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)
CO2(g)+2H2O(l);△H=-890kJ/mol ②取代反应:有机物物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。甲烷与氯气的取代反应分四步进行: 第一步:CH4+Cl2第二步:CH3Cl+ Cl2第三步:CH2Cl2+ Cl2第四步:CHCl3+Cl
2CH3Cl+HCl CH2Cl2+HCl CHCl3+HCl CCl4+HCl 甲烷的四种氯代物均难溶于水,常温下,只有CH3Cl是气态,其余均为液态,CHCl3俗称氯仿,CCl4又叫四氯化碳,是重要的有机溶剂,密度比水大。
(2)乙烯
①与卤素单质X2加成 CH2=CH2+X2→CH2X—CH2X ②与H2加成
催化剂 △ CH2=CH2+H2 ③与卤化氢加成
CH3—CH3
CH2=CH2+HX→CH3—CH2X ④与水加成
CH2=CH2+H2OCH3CH2OH ⑤氧化反应
①常温下被氧化,如将乙烯通入酸性高锰酸钾溶液,溶液的紫色褪去。⑥易燃烧
2CO2+2H2O现象(火焰明亮,伴有黑烟)CH2=CH2+3O2点燃催化剂⑦加聚反应
二、烷烃、烯烃和炔烃
1.概念及通式
(1)烷烃:分子中碳原子之间以单键结合成链状,碳原子剩余的价键全部跟氢原子结合的饱和烃,其通式为:CnH2n+2(n≥l)。
(2)烯烃:分子里含有碳碳双键的不饱和链烃,分子通式为:CnH2n(n≥2)。
(3)炔烃:分子里含有碳碳三键的一类脂肪烃,分子通式为:CnH2n-2(n≥2)。
2.物理性质
(1)状态:常温下含有1~4个碳原子的烃为气态烃,随碳原子数的增多,逐渐过渡到液态、固态。
(2)沸点:①随着碳原子数的增多,沸点逐渐升高。
②同分异构体之间,支链越多,沸点越低。
(3)相对密度:随着碳原子数的增多,相对密度逐渐增大,密度均比水的小。
(4)在水中的溶解性:均难溶于水。3.化学性质
(1)均易燃烧,燃烧的化学反应通式为:
(2)烷烃难被酸性KMnO4溶液等氧化剂氧化,在光照条件下易和卤素单质发生取代反应。
(3)烯烃和炔烃易被酸性KMnO4溶液等氧化剂氧化,易发生加成反应和加聚反应。
三、苯及其同系物 1.苯的物理性质
2.苯的结构
(1)分子式:C6H6,结构式:,结构简式:_或。
(2)成键特点:6个碳原子之间的键完全相同,是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的键。
(3)空间构形:平面正六边形,分子里12个原子共平面。
3.苯的化学性质:可归结为易取代、难加成、易燃烧,与其他氧化剂一般不能发生反应。
4、苯的同系物(1)概念:苯环上的氢原子被烷基取代的产物。通式为:CnH2n-6(n≥6)。(2)化学性质(以甲苯为例)
①氧化反应:甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色,说明苯环对烷基的影响使其取代基易被氧化。
②取代反应
a.苯的同系物的硝化反应
b.苯的同系物可发生溴代反应 有铁作催化剂时:
光照时:
5.苯的同系物、芳香烃、芳香族化合物的比较(1)异同点 ①相同点:
a.都含有碳、氢元素; b.都含有苯环。②不同点:
a.苯的同系物、芳香烃只含有碳、氢元素,芳香族化合物还可能含有O、N等其他元素。
b.苯的同系物含一个苯环,通式为CnH2n-6;芳香烃含有一个或多个苯环;芳香族化合物含有一个或多个苯环,苯环上可能含有其他取代基。
(2)相互关系
6.含苯环的化合物同分异构体的书写(1)苯的氯代物
①苯的一氯代物只有1种:
②苯的二氯代物有3种:(2)苯的同系物及其氯代物
①甲苯(C7H8)不存在同分异构体。[来源:Zxxk.Com] ②分子式为C8H10的芳香烃同分异构体有4种:
③甲苯的一氯代物的同分异构体有4种
四、烃的来源及应用
五、卤代烃
1.卤代烃的结构特点:卤素原子是卤代烃的官能团。C—X之间的共用电子对偏向X,形成一个极性较强的共价键,分子中C—X键易断裂。2.卤代烃的物理性质
(1)溶解性:不溶于水,易溶于大多数有机溶剂。
(2)状态、密度:CH3Cl常温下呈气态,C2H5Br、CH2Cl2、CHCl3、CCl4常温下呈液态且密度>(填“>”或“<”)1 g/cm3。3.卤代烃的化学性质(以CH3CH2Br为例)(1)取代反应
①条件:强碱的水溶液,加热
②化学方程式为:
4.卤代烃对环境的污染
(1)氟氯烃在平流层中会破坏臭氧 层,是造成臭氧 空洞的罪魁祸首。(2)氟氯烃破坏臭氧层的原理
①氟氯烃在平流层中受紫外线照射产生氯原子 ②氯原子可引发损耗臭氧的循环反应:
③实际上氯原子起了催化作用
2.检验卤代烃分子中卤素的方法(X表示卤素原子)(1)实验原理
(2)实验步骤:①取少量卤代烃;②加入NaOH溶液;③加热煮沸;④冷却;⑤加入稀硝酸酸化;⑥加入硝酸银溶液;⑦根据沉淀(AgX)的颜色(白色、浅黄色、黄色)可确定卤族元素(氯、溴、碘)。
(3)实验说明:①加热煮沸是为了加快水解反应的速率,因为不同的卤代烃水解的难易程度不同。
②加入稀HNO3酸化的目的:中和过量的NaOH,防止NaOH与AgNO3反应生成的棕黑色Ag2O沉淀干扰对实验现象的观察;检验生成的沉淀是否溶于稀硝酸。
(4)量的关系:据R—X~NaX~AgX,1 mol一卤代烃可得到1 mol卤化银(除F外)沉淀,常利用此量的关系来定量测定卤代烃。
第五篇:高中化学选修4知识点归纳总结
高中化学选修4知识点归纳总结 第一章 化学反应与能量
一、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
二、热化学方程式 书写化学方程式注意要点: ①热化学方程式必须标出能量变化。②热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态(g,l,s分别表示固态,液态,气态,水溶液中溶质用aq表示)③热化学反应方程式要指明反应时的温度和压强。④热化学方程式中的化学计量数可以是整数,也可以是分数 ⑤各物质系数加倍,△H加倍;反应逆向进行,△H改变符号,数值不变
三、燃烧热1.概念:25 ℃,101 kPa时,1 mol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:101 kPa②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:1 mol④研究内容:放出的热量。(ΔH<0,单位kJ/mol)
四、中和热1.概念:在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应而生成1mol H2O,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/mol3.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.中和热的测定实验
五、盖斯定律1.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。
第二章 化学反应速率和化学平衡
一、化学反应速率1.化学反应速率(v)⑴ 定义:用来衡量化学反应的快慢,单位时间内反应物或生成物的物质的量的变化⑵ 表示方法:单位时间内反应浓度的减少或生成物浓度的增加来表示⑶ 计算公式:v=Δc/Δt(υ:平均速率,Δc:浓度变化,Δt:时间)单位:mol/(L?s)⑷ 影响因素:① 决定因素(内因):反应物的性质(决定因素)② 条件因素(外因):反应所处的条件
外因对化学反应速率影响的变化规律 条件变化 反应物的浓度 大
减小
气体反应物的压强 大
减
单位体积里的总数目减少,百分数不变
减小 增
单位体积里的总数目增多,百分数不变
增大
单位体积里的总数目减少,百分数不变
减小 增
活化分子的量的变化
单位体积里的总数目增多,百分数不变
反应速率的变化 增大 小
反应物的温度 高
降低
反应物的催化剂 用
撤去
其他
剂等
※注意:(1)、参加反应的物质为固体和液体,由于压强的变化对浓度几乎无影响,可以认为反应速率不变。(2)、惰性气体对于速率的影响 ①恒温恒容时:充入惰性气体→总压增大,但是各分压不变,各物质浓度不变→反应速率不变②恒温恒体时:充入惰性气体→体积增大→各反应物浓度减小→反应速率减慢
二、化学平衡
(一)1.定义:化学平衡状态:一定条件下,当一个可逆反应进行到正逆反应速率相等时,更组成成分浓度不再改变,达到表面上静止的一种―平衡‖,这就是这个反应所能达到的限度即化学平衡状态。
2、化学平衡的特征逆(研究前提是可逆反应)等(同一物质的正逆反应速率相等)动(动态平衡)定(各物质的浓度与质量分数恒定)变(条件改变,平衡发生变化)
3、判断平衡的依据判断可逆反应达到平衡状态的方法和依据
例举反应
mA(g)+nB(g)C(g)+qD(g)①各物质的物质的量或各物质的物质的量的分数一定
混合物体系中
各成分的含量
④总体积、总压力、总物质的量一定
①在单位时间内消耗了m molA同时生成m molA,即V(正)=V(逆)②在单位时间内消耗了n molB同时消耗了p molC,则正、逆反应 速率的关系
③V(A):V(B):V(C):V(D)=m:n:p:q,V(正)不一定等于V(逆)④在单位时间内生成n molB,同时消耗了q molD,因均指V(逆)①m+n≠p+q时,总压力一定(其他条件一定)
压强
②m+n=p+q时,总压力一定(其他条件一定)
不一定平衡平衡 不一定平衡 不一定平衡 V(正)=V(逆)
不一定平衡 ②各物质的质量或各物质质量分数一定 ③各气体的体积或体积分数一定
平衡平衡平衡
光,电磁波,超声波,固体反应物颗粒的大小,溶
有影响
百分数剧减,单位体积里的总数目剧减
剧减 使
百分数剧增,单位体积里的总数目剧增
剧增
百分数减少,单位体积里的总数目减少
减小 升
百分数增大,单位体积里的总数目增多
增大
平衡
平衡 混合气体平均相对分子质量Mr ①Mr一定时,只有当m+n≠p+q时 ②Mr一定时,但m+n=p+q时
平衡 不一定平衡平衡 不一定平衡平衡 温度 体系的密度 其他 任何反应都伴随着能量变化,当体系温度一定时(其他不变)密度一定
如体系颜色不再变化等
(二)影响化学平衡移动的因素
1、浓度对化学平衡移动的影响(1)影响规律:在其他条件不变的情况下,增大反应物的浓度或减少生成物的浓度,都可以使平衡向正方向移动;增大生成物的浓度或减小反应物的浓度,都可以使平衡向逆方向移动(2)增加固体或纯液体的量,由于浓度不变,所以平衡不移动(3)在溶液中进行的反应,如果稀释溶液,反应物浓度减小,生成物浓度也减小,V正减小,V逆也减小,但是减小的程度不同,总的结果是化学平衡向反应方程式中化学计量数之和大的方向移动。
2、温度对化学平衡移动的影响影响规律:在其他条件不变的情况下,温度升高会使化学平衡向着吸热反应方向移动,温度降低会使化学平衡向着放热反应方向移动。
3、压强对化学平衡移动的影响影响规律:其他条件不变时,增大压强,会使平衡向着体积缩小方向移动;减小压强,会使平衡向着体积增大方向移动。注意:(1)改变压强不能使无气态物质存在的化学平衡发生移动(2)气体减压或增压与溶液稀释或浓缩的化学平衡移动规律相似4.催化剂对化学平衡的影响:由于使用催化剂对正反应速率和逆反应速率影响的程度是等同的,所以平衡不移动。但是使用催化剂可以影响可逆反应达到平衡所需的_时间_。5.勒夏特列原理(平衡移动原理):如果改变影响平衡的条件之一(如温度,压强,浓度),平衡向着能够减弱这种改变的方向移动。
三、化学平衡常数
(一)定义:在一定温度下,当一个反应达到化学平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数比值。符号:K
(二)使用化学平衡常数K应注意的问题:
1、表达式中各物质的浓度是变化的浓度,不是起始浓度也不是物质的量。
2、K只与温度(T)关,与反应物或生成物的浓度无关。
3、反应物或生产物中有固体或纯液体存在时,由于其浓度是固定不变的,可以看做是―1‖而不代入公式。
4、稀溶液中进行的反应,如有水参加,水的浓度不必写在平衡关系式中。
(三)化学平衡常数K的应用:
1、化学平衡常数值的大小是可逆反应进行程度的标志。K值越大,说明平衡时生成物的浓度越大,它的正向反应进行的程度越大,即该反应进行得越完全,反应物转化率越高。反之,则相反。
2、可以利用K值做标准,判断正在进行的可逆反应是否平衡及不平衡时向何方进行建立平衡。(Q:浓度积)Q〈K:反应向正反应方向进行;Q=K:反应处于平衡状态;Q〉K:反应向逆反应方向进行
3、利用K值可判断反应的热效应若温度升高,K值增大,则正反应为吸热反应若温度升高,K值减小,则正反应为放热反应*
四、等效平衡
1、概念:在一定条件下(定温、定容或定温、定压),只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后,任何相同组分的百分含量均相同,这样的化学平衡互称为等效平衡。
2、分类(1)定温,定容条件下的等效平衡第一类:对于反应前后气体分子数改变的可逆反应:必须要保证化学计量数之比与原来相同;同时必须保证平衡式左右两边同一边的物质的量与原来相同。第二类:对于反应前后气体分子数不变的可逆反应:只要反应物的物质的量的比例与原来相同即可视为二者等效。(2)定温,定压的等效平衡只要保证可逆反应化学计量数之比相同即可视为等效平衡。
五、化学反应进行的方向
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,在气态时熵值最大,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
第三章 水溶液中的离子平衡
一、弱电解质的电离
1、定义: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 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。
9、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)
10、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:AB11、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
A++B-Ki=[ A+][ B-]/[AB]
二、水的电离和溶液的酸碱性
1、水电离平衡::
水的离子积:KW = c[H+]·c[OH-] 25℃时, [H+]=[OH-] =10-7 mol/L;KW = [H+]·[OH-] = 1*10-14 注意:KW只与温度有关,温度一定,则KW值一定 KW不仅适用于纯水,适用于任何溶液(酸、碱、盐)
2、水电离特点:(1)可逆(2)吸热(3)极弱
3、影响水电离平衡的外界因素: ①酸、碱 :抑制水的电离 KW〈1*10-14 ②温度:促进水的电离(水的电离是 吸 热的)③易水解的盐:促进水的电离 KW 〉 1*10-14
4、溶液的酸碱性和pH:
(1)pH=-lgc[H+](2)pH的测定方法:
酸碱指示剂—— 甲基橙、石蕊、酚酞。
变色范围:甲基橙 3.1~4.4(橙色)石蕊5.0~8.0(紫色)酚酞8.2~10.0(浅红色)pH试纸 —操作 玻璃棒蘸取未知液体在试纸上,然后与标准比色卡对比即可。
注意:①事先不能用水湿润PH试纸;②广泛pH试纸只能读取整数值或范围 三、混合液的pH值计算方法公式
1、强酸与强酸的混合:(先求[H+]混:将两种酸中的H+离子物质的量相加除以总体积,再求其它)[H+]混 =([H+]1V1+[H+]2V2)/(V1+V2)
2、强碱与强碱的混合:(先求[OH-]混:将两种酸中的OH离子物质的量相加除以总体积,再求其它)[OH-]混=([OH-]1V1+[OH-]2V2)/(V1+V2)(注意 :不能直接计算[H+]混)
3、强酸与强碱的混合:(先据H+ + OH-==H2O计算余下的H+或OH-,①H+有余,则用余下的H+数除以溶液总体积求[H+]混;OH-有余,则用余下的OH-数除以溶液总体积求[OH-]混,再求其它)
四、稀释过程溶液pH值的变化规律:
1、强酸溶液:稀释10n倍时,pH稀=pH原+ n(但始终不能大于或等于7)
2、弱酸溶液:稀释10n倍时,pH稀〈pH原+n(但始终不能大于或等于7)
3、强碱溶液:稀释10n倍时,pH稀=pH原-n(但始终不能小于或等于7)
4、弱碱溶液:稀释10n倍时,pH稀〉pH原-n(但始终不能小于或等于7)
5、不论任何溶液,稀释时pH均是向7靠近(即向中性靠近);任何溶液无限稀释后pH均接近7
6、稀释时,弱酸、弱碱和水解的盐溶液的pH变化得慢,强酸、强碱变化得快。
五、强酸(pH1)强碱(pH2)混和计算规律
1、若等体积混合
pH1+pH2=14 则溶液显中性pH=7 pH1+pH2≥15 则溶液显碱性pH=pH2-0.3 pH1+pH2≤13 则溶液显酸性pH=pH1+0.3
2、若混合后显中性
pH1+pH2=14 V酸:V碱=1:1 pH1+pH2≠14 V酸:V碱=1:10〔14-(pH1+pH2)〕
六、酸碱中和滴定:
1、中和滴定的原理
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m 实质:H++OH—=H2O 即酸能提供的H+和碱能提供的OH-物质的量相等。
2、中和滴定的操作过程:
(1)仪②滴定管的刻度,O刻度在 上,往下刻度标数越来越大,全部容积 大于 它的最大刻度值,因为下端有一部分没有刻度。滴定时,所用溶液不得超过最低刻度,不得一次滴定使用两滴定管酸(或碱),也不得中途向滴定管中添加。②滴定管可以读到小数点后 一位。
(2)药品:标准液;待测液;指示剂。(3)准备过程:
准备:检漏、洗涤、润洗、装液、赶气泡、调液面。(洗涤:用洗液洗→检漏:滴定管是否漏水→用水洗→用标准液洗(或待测液洗)→装溶液→排气泡→调液面→记数据V(始)(4)试验过程
3、酸碱中和滴定的误差分析
误差分析:利用n酸c酸V酸=n碱c碱V碱进行分析
式中:n——酸或碱中氢原子或氢氧根离子数;c——酸或碱的物质的量浓度; V——酸或碱溶液的体积。当用酸去滴定碱确定碱的浓度时,则:
c碱= 上述公式在求算浓度时很方便,而在分析误差时起主要作用的是分子上的V酸的变化,因为在滴定过程中c酸为标准酸,其数值在理论上是不变的,若稀释了虽实际值变小,但体现的却是V酸的增大,导致c酸偏高;V碱同样也是一个定值,它是用标准的量器量好后注入锥形瓶中的,当在实际操作中碱液外溅,其实际值减小,但引起变化的却是标准酸用量的减少,即V酸减小,则c碱降低了;对于观察中出现的误差亦同样如此。综上所述,当用标准酸来测定碱的浓度时,c碱的误差与V酸的变化成正比,即当V酸的实测值大于理论值时,c碱偏高,反之偏低。
同理,用标准碱来滴定未知浓度的酸时亦然。
七、盐类的水解(只有可溶于水的盐才水解)
1、盐类水解:在水溶液中盐电离出来的离子跟水电离出来的H+或OH-结合生成弱电解质的反应。
2、水解的实质: 水溶液中盐电离出来的离子跟水电离出来的H+或OH-结合,破坏水的电离,是平衡向右移动,促进水的电离。
3、盐类水解规律:
①有 弱 才水解,无弱不水解,越弱越水解;谁 强显谁性,两弱都水解,同强显中性。
②多元弱酸根,浓度相同时正酸根比酸式酸根水解程度大,碱性更强。(如:Na2CO3 >NaHCO3)
4、盐类水解的特点:(1)可逆(与中和反应互逆)(2)程度小(3)吸热
5、影响盐类水解的外界因素:
①温度:温度越 高 水解程度越大(水解吸热,越热越水解)②浓度:浓度越小,水解程度越 大(越稀越水解)
③酸碱:促进或抑制盐的水解(H+促进 阴离子 水解而 抑制 阳离子水解;OH-促进阳离子水解而抑制阴离子水解)
6、酸式盐溶液的酸碱性:
①只电离不水解:如HSO4-显 酸 性
②电离程度>水解程度,显 酸 性(如: HSO3-、H2PO4-)③水解程度>电离程度,显 碱 性(如:HCO3-、HS-、HPO42-)
7、双水解反应:
(1)构成盐的阴阳离子均能发生水解的反应。双水解反应相互促进,水解程度较大,有的甚至水解完全。使得平衡向右移。
(2)常见的双水解反应完全的为:Fe3+、Al3+与AlO2-、CO32-(HCO3-)、S2-(HS-)、SO32-(HSO3-);S2-与NH4+;CO32-(HCO3-)与NH4+其特点是相互水解成沉淀或气体。双水解完全的离子方程式配平依据是两边电荷平衡,如:2Al3+ + 3S2-+ 6H2O == 2Al(OH)3↓+ 3H2S↑
8、盐类水解的应用: 水解的应用
1、净水
实例 明矾净水
原理
Al3++3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+
2、去油污
用热碱水冼油污物品 CO32-+H2O HCO3-+OH-
①配制FeCl3溶液时常加
3、药品的保存 入少量盐酸
②配制Na2CO3溶液时常加入少量NaOH
Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+
CO32-+H2O HCO3-+OH-
若不然,则:
由MgCl2·6H2O制无水
4、制备无水盐 MgCl2 在HCl气流中加热
MgCl2·6H2O Mg(OH)2+2HCl+4H2O Mg(OH)2 MgO+H2O
用Al2(SO4)3与NaHCO3溶液混合
5、泡沫灭火器 Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑
6、比较盐溶液中离子浓度的大小
比较NH4Cl溶液中离子浓度的大小
NH4++H2O NH3·H2O+H+ c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH)-
9、水解平衡常数(Kh)
对于强碱弱酸盐:Kh =Kw/Ka(Kw为该温度下水的离子积,Ka为该条件下该弱酸根形成的弱酸的电离平衡常数)对于强酸弱碱盐:Kh =Kw/Kb(Kw为该温度下水的离子积,Kb为该条件下该弱碱根形成的弱碱的电离平衡常数)
电离、水解方程式的书写原则
1、多元弱酸(多元弱酸盐)的电离(水解)的书写原则:分步书写
注意:不管是水解还是电离,都决定于第一步,第二步一般相当微弱。
2、多元弱碱(多元弱碱盐)的电离(水解)书写原则:一步书写
八、溶液中微粒浓度的大小比较
☆☆基本原则:抓住溶液中微粒浓度必须满足的三种守恒关系:
①电荷守恒::任何溶液均显电 中 性,各阳离子浓度与其所带电荷数的乘积之和=各阴离子浓度与其所带电荷数的乘积之和
②物料守恒:(即原子个数守恒或质量守恒)
某原子的总量(或总浓度)=其以各种形式存在的所有微粒的量(或浓度)之和 ③质子守恒:即水电离出的H+浓度与OH-浓度相等。
九、难溶电解质的溶解平衡
1、难溶电解质的溶解平衡的一些常见知识(1)溶解度 小于 0.01g的电解质称难溶电解质。
(2)反应后离子浓度降至1*10-5以下的反应为完全反应。如酸碱中和时[H+]降至10-7mol/L<10-5mol/L,故为完全反应,用―=‖,常见的难溶物在水中的离子浓度均远低于10-5mol/L,故均用―=‖。
(3)难溶并非不溶,任何难溶物在水中均存在溶解平衡。
(4)掌握三种微溶物质:CaSO4、Ca(OH)
2、Ag2SO4(5)溶解平衡常为吸热,但Ca(OH)2为放热,升温其溶解度减少。
(6)溶解平衡存在的前提是:必须存在沉淀,否则不存在平衡。
2、溶解平衡方程式的书写
注意在沉淀后用(s)标明状态,并用― ‖。如:Ag2S(s)2Ag+(aq)+ S2-(aq)
3、沉淀生成的三种主要方式
(1)加沉淀剂法:Ksp越小(即沉淀越难溶),沉淀越完全;沉淀剂过量能使沉淀更完全。
(2)调pH值除某些易水解的金属阳离子:如加MgO除去MgCl2溶液中FeCl3。
(3)氧化还原沉淀法:
(4)同离子效应法
4、沉淀的溶解:
沉淀的溶解就是使溶解平衡正向移动。常采用的方法有:①酸碱;②氧化还原;③ 沉淀转化。
5、沉淀的转化:
溶解度大的生成溶解度小的,溶解度小的生成溶解度 更小 的。
如:AgNO3 AgCl(白色沉淀)AgBr(淡黄色)AgI(黄色)Ag2S(黑色)
6、溶度积(KSP)
1、定义:在一定条件下,难溶电解质电解质溶解成离子的速率等于离子重新结合成沉淀的速率,溶液中各离子的浓度保持不变的状态。
2、表达式:AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)KSP= [c(An+)]m ?[c(Bm-)]n
3、影响因素:
外因:①浓度:加水,平衡向溶解方向移动。②温度:升温,多数平衡向溶解方向移动。
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
4、溶度积规则
QC(离子积)〉KSP 有沉淀析出 QC= KSP平衡状态 QC〈KSP 饱和,继续溶解 第四章 电化学基础 第一节 原电池 原电池:
1、概念:化学能转化为电能的装置叫做原电池。
2、组成条件:①两个活泼性不同的电极② 电解质溶液③ 电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路
3、电子流向:外电路: 负 极——导线—— 正 极
内电路:盐桥中 阴 离子移向负极的电解质溶液,盐桥中 阳 离子移向正极的电解质溶液。
4、电极反应:以锌铜原电池为例:
负极: 氧化反应: Zn-2e=Zn2+(较活泼金属)正极: 还原反应: 2H++2e=H2↑(较不活泼金属)总反应式: Zn+2H+=Zn2++H2↑
5、正、负极的判断:
(1)从电极材料:一般较活泼金属为负极;或金属为负极,非金属为正极。(2)从电子的流动方向 负极流入正极(3)从电流方向 正极流入负极
(4)根据电解质溶液内离子的移动方向 阳离子流向正极,阴离子流向负极(5)根据实验现象①__溶解的一极为负极② 增重或有气泡一极为正极 第二节 化学电池
1、电池的分类:化学电池、太阳能电池、原子能电池
2、化学电池:借助于化学能直接转变为电能的装置
3、化学电池的分类: 一次电池、二次电池、燃料电池 一、一次电池
1、常见一次电池:碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等 二、二次电池
1、二次电池:放电后可以再充电使活性物质获得再生,可以多次重复使用,又叫充电电池或蓄电池。
2、电极反应:铅蓄电池
放电:负极(铅): Pb+-2e-=PbSO4↓
正极(氧化铅): PbO2+4H+++2e-=PbSO4↓+2H2O 充电:阴极: PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++
阳极: PbSO4+2e-=Pb+
两式可以写成一个可逆反应: PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4↓+2H2O
3、目前已开发出新型蓄电池:银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池
三、燃料电池
1、燃料电池: 是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池
2、电极反应:一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同,可根据燃烧反应写出总的电池反应,但不注明反应的条件。,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,不过要注意一般电解质溶液要参与电极反应。以氢氧燃料电池为例,铂为正、负极,介质分为酸性、碱性和中性。当电解质溶液呈酸性时:
负极:2H2-4e-=4H+ 正极:O2+4e-+4H+ =2H2O 当电解质溶液呈碱性时:
负极: 2H2+4OH--4e-=4H2O 正极:O2+2H2O+4 e-=4OH-另一种燃料电池是用金属铂片插入KOH溶液作电极,又在两极上分别通甲烷(燃料)和氧气(氧化剂)。电极反应式为:
负极:CH4+10OH--8e--= +7H2O; 正极:4H2O+2O2+8e-=8OH-。
电池总反应式为:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O
3、燃料电池的优点:能量转换率高、废弃物少、运行噪音低
四、废弃电池的处理:回收利用 第三节 电解池
一、电解原理
1、电解池: 把电能转化为化学能的装置 也叫电解槽
2、电解:电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程
3、放电:当离子到达电极时,失去或获得电子,发生氧化还原反应的过程
4、电子流向:
(电源)负极—(电解池)阴极—(离子定向运动)电解质溶液—(电解池)阳极—(电源)正极
5、电极名称及反应:
阳极:与直流电源的 正极 相连的电极,发生 氧化 反应
阴极:与直流电源的 负极 相连的电极,发生 还原 反应
6、电解CuCl2溶液的电极反应: 阳极: 2Cl--2e-=Cl2(氧化)阴极: Cu2++2e-=Cu(还原)总反应式: CuCl2 =Cu+Cl2 ↑
7、电解本质:电解质溶液的导电过程,就是电解质溶液的电解过程 ☆规律总结:电解反应离子方程式书写: 放电顺序: 阳离子放电顺序
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸电离的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+ 阴离子的放电顺序
是惰性电极时:S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根离子)>F-(SO32-/MnO4->OH-)是活性电极时:电极本身溶解放电
注意先要看电极材料,是惰性电极还是活性电极,若阳极材料为活性电极(Fe、Cu)等金属,则阳极反应为电极材料失去电子,变成离子进入溶液;若为惰性材料,则根据阴阳离子的放电顺序,依据阳氧阴还的规律来书写电极反应式。
电解质水溶液点解产物的规律 类型 电极反应特点
实例
对象
电解
度
分解电解质型 电解质电离出的阴阳离子分别在两极放电
CuCl2 HCl
质
电解
减小
大
---
Cl2 放H2生成碱型 阴极:水放H2生碱 阳极:电解质阴离子放电
NaCl
电解质和水
解质
生成新电
大 生
氧化
增
HCl
增
Cu
电解质浓
pH
原
HCl 电解质溶液复放氧阴极:电解质阳离子放电 CuSO4 电解生酸型 阳极:水放O2生酸 质和水 成新电解质
小
增大
小 大
减铜
电解水型 阴极:4H+4e-== 2H2 ↑ 阳极:4OH-4e-== O2↑+ 2H2O
NaOH
水
增水
H2SO4 减
Na2SO4
变
上述四种类型电解质分类:
(1)电解水型:含氧酸,强碱,活泼金属含氧酸盐
(2)电解电解质型:无氧酸,不活泼金属的无氧酸盐(氟化物除外)(3)放氢生碱型:活泼金属的无氧酸盐(4)放氧生酸型:不活泼金属的含氧酸盐
二、电解原理的应用
1、电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气
(1)、电镀应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法(2)、电极、电解质溶液的选择:
阳极:镀层金属,失去电子,成为离子进入溶液 M— ne== M 电解质溶液:含有镀层金属离子的溶液做电镀液 镀铜反应原理
阳极(纯铜):Cu-2e-=Cu2+,阴极(镀件):Cu2++2e-=Cu,电解液:可溶性铜盐溶液,如CuSO4溶液(3)、电镀应用之一:铜的精炼
阳极:粗铜;阴极: 纯铜电解质溶液: 硫酸铜
3、电冶金
(1)、电冶金:使矿石中的 金属阳离子 获得电子,从它们的化合物中还原出来用于冶炼活泼金属,如钠、镁、钙、铝
(2)、电解氯化钠:
通电前,氯化钠高温下熔融:NaCl == Na + + Cl-通直流电后:阳极:2Na+ + 2e-== 2Na 阴极:2Cl-— 2e-== Cl2↑
☆规律总结:原电池、电解池、电镀池的判断规律
(1)若无外接电源,又具备组成原电池的三个条件。①有活泼性不同的两个电极;②两极用导线互相连接成直接插入连通的电解质溶液里;③较活泼金属与电解质溶液能发生氧化还原反应(有时是与水电离产生的H+作用),只要同时具备这三个条件即为原电池。
(2)若有外接电源,两极插入电解质溶液中,则可能是电解池或电镀池;当阴极为金属,阳极亦为金属且与电解质溶液中的金属离子属同种元素时,则为电镀池。
(3)若多个单池相互串联,又有外接电源时,则与电源相连接的装置为电解池成电镀池。若无外接电源时,先选较活泼金属电极为原电池的负极(电子输出极),有关装置为原电池,其余为电镀池或电解池。
☆ 原电池,电解池,电镀池的比较
原电池
性质 类别
定义
(装置特点)反应特征
装置特征
将化学能转变成电能的装置
将电能转变成化学能的装置
应用电解原理在某些金属表面镀上一侧层其他金属
电解池
电镀池
自发反应 无电源,两级材料不同
非自发反应 有电源,两级材料可同可不同
两电极连接直流电源 两电极插入电解质溶
非自发反应
有电源
形成条件
极
活动性不同的两1镀层金属接电源正极,待镀金属接负极;2电镀液必须含有镀层金属的离子
电解质溶液 形成闭合回路
电极名称
属
正极:较不活泼负极:较活泼金
液
形成闭合回路 阳极:与电源正极相连
阴极:与电源负极相
名称同电解,但有限制条件
阳极:必须是镀层金属 阴极:镀件 金属(能导电非金属)连
电极反应 负极:氧化反应,金属失去电子
阳极:氧化反应,溶阳极:金属电极失去电子 阴极:电镀液中阳离子得到电子
液中的阴离子失去电子,或
电极金属失电子
正极:还原反应,溶液中的阳离子的电氧腐蚀)
电子流向
负极→正极
电源负极→阴极 阴极:还原反应,溶子或者氧气得电子(吸液中的阳离子得到电子
同电解池
电源正极→阳极
溶液中带电粒子的移动 动
阴离子向负极移动
联系
在两极上都发生氧化反应和还原反应 阳离子向正极移
阳离子向阴极移动 阴离子向阳极移动
同电解池
☆☆原电池与电解池的极的得失电子联系图:
阳极(失)e-正极(得)e-负极(失)e-阴极(得)
第四节 金属的电化学腐蚀和防护
一、金属的电化学腐蚀(1)金属腐蚀内容:
(2)金属腐蚀的本质:都是金属原子 失去 电子而被氧化的过程
条件 现象 本质 关系 电化腐蚀
不纯金属或合金与电解质溶液接触 有微弱的电流产生
较活泼的金属被氧化的过程
化学腐蚀
金属与非电解质直接接触 无电流产生 金属被氧化的过程
化学腐蚀与电化腐蚀往往同时发生,但电化腐蚀更加普遍,危害更严重
(4)、电化学腐蚀的分类:
析氢腐蚀——腐蚀过程中不断有氢气放出
①条件:潮湿空气中形成的水膜,酸性较强(水膜中溶解有CO2、SO2、H2S等气体)②电极反应:负极: Fe – 2e-= Fe2+ 正极: 2H+ + 2e-= H2 ↑
总式:Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 ↑ 吸氧腐蚀——反应过程吸收氧气 ①条件:中性或弱酸性溶液
②电极反应:负极: 2Fe – 4e-= 2Fe2+ 正极: O2+4e-+2H2O = 4OH-总式:2Fe + O2 +2H2O =2 Fe(OH)2 离子方程式:Fe2+ + 2OH-= Fe(OH)2 生成的 Fe(OH)2被空气中的O2氧化,生成 Fe(OH)3,Fe(OH)2 + O2 + 2H2O == 4Fe(OH)3 Fe(OH)3脱去一部分水就生成Fe2O3·x H2O(铁锈主要成分)规律总结:
金属腐蚀快慢的规律:在同一电解质溶液中,金属腐蚀的快慢规律如下: 电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀
防腐措施由好到坏的顺序如下:
外接电源的阴极保护法>牺牲负极的正极保护法>有一般防腐条件的腐蚀>无防腐条件的腐蚀
二、金属的电化学防护
1、利用原电池原理进行金属的电化学防护
(1)、牺牲阳极的阴极保护法
原理:原电池反应中,负极被腐蚀,正极不变化
应用:在被保护的钢铁设备上装上若干锌块,腐蚀锌块保护钢铁设备
负极:锌块被腐蚀;正极:钢铁设备被保护
(2)、外加电流的阴极保护法
原理:通电,使钢铁设备上积累大量电子,使金属原电池反应产生的电流不能输送,从而防止金属被腐蚀
应用:把被保护的钢铁设备作为阴极,惰性电极作为辅助阳极,均存在于电解质溶液中,接上外加直流电源。通电后电子大量在钢铁设备上积累,抑制了钢铁失去电子的反应。
2、改变金属结构:把金属制成防腐的合金
3、把金属与腐蚀性试剂隔开:电镀、油漆、涂油脂、表面钝化等(3)金属腐蚀的分类:
化学腐蚀— 金属和接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀
电化学腐蚀— 不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生原电池反应。比较活泼的金属失去电子而被氧化,这种腐蚀叫做电化学腐蚀。