高三化学课本知识.docx
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高三化学课本知识
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高三化学内容
江苏省平潮高级中学顾铁军
第一单元:
晶体的类型与性质
1.晶体结构
类型
原子晶体
离子晶体
分子晶体
构成微粒
原子
离子
分子
微粒间的作用
共价键
离子键
分子间作用力
熔、沸点
很高
较高
很低
硬度
很大
较大
很小
示例
金刚石、硅晶体、SiO2
NaCl、NaOH、NH4Cl
CO2、I2、CH3COOH
2.分子间作用力
①分子间作用力即范德华力,比化学键弱的多。
②分子间作用力越大,分子晶体熔沸点越高,如:
。
3.氢键(见课本P4)
(1)用“…”表示,分子间形成氢键,使物质熔沸点升高。
如:
沸点:
HF>HI>HBr>HCl;H2O>H2Te>H2Se>H2S;SbH3>NH3>AsH3>PH3。
(2)每个水分子与相邻4个水分子通过氢键相连,平均每个水分子2个氢键。
每个氟化氢分子与相邻2个水分子通过氢键相连,平均每个HF分子1个氢键。
4.晶体类型的判别
①离子晶体:
含离子键的物质,如可溶性碱,大部分盐,少量金属氧化物及“类盐”。
②原子晶体:
仅有几种:
金刚石、金刚砂(SiC)、石英(SiO2)、单晶硅(Si)。
③分子晶体:
大部分有机物,所有的酸,难溶碱,非金属单质,某些盐。
5.物质熔沸点的比较及规律:
①分子间作用力
组成和结构相似的物质随着分子质量增大,分子间作用力也增大,其熔、沸点升高。
如
②各类晶体:
一般来说,原子晶体>离子晶体>分子晶体
③同类晶体
原子晶体的熔沸点取决于共价键的键能和键长,键能越大,键长越短,熔沸点越高。
如熔、沸点:
晶体硅<金刚砂(SiC)<金刚石。
离子晶体的熔、沸点取决于离子键的强弱,一般来说,离子半径越小,离子电荷越多,离子键越强,熔、沸点越高。
如
6.实验一:
硫酸铜晶体里结晶水含量的测定(见课本P11)
(1)加热时结晶水全部失去的定性判断:
蓝色全部变成白色;
加热时结晶水全部失去的定量判断:
两次称量质量差不超过0.1g。
(2)误差讨论:
第二单元:
胶体的性质及其应用
1.三种分数系的比较
分散系
溶液
胶体
浊液
分散系微粒直径
<1nm
1nm~100m
>100nm
外观
均一、透明
较均一、透明
不均一、不透明
分散质微粒
分子、离子
大量分子集合体、高分子
大量分子集合体
能否透过滤纸
能
能
不能
能否透过半透膜
能
不能
不能
稳定性
稳定
较稳定
不稳定
2.胶体的精制——渗析。
(图见课本P16)
3.胶体的性质
①丁达尔现象——用于区别溶液与胶体。
②布朗运动。
③电泳现象——用于说明胶体微粒带的电性。
金属氧化物,金属氢氧化物形成的胶体其胶粒带正电荷,金属硫化物、非金属氧化物、非金属硫化物形成的胶体其胶粒带负电荷。
④胶体的聚沉:
加热,加少量电解质(与胶体微粒带异性电荷数越高的离子凝聚能力越强)、加入带相反电荷的胶体等都可以使胶体聚沉。
(选学内容)
第三单元:
化学反应中的物质变化与能量变化
1.蓝瓶子实验:
课本P28
2.离子反应的本质:
反应物的某些离子浓度的减小。
(课本P30)
3.判断离子共存
①由于离子间发生化学反应,生成了沉淀、气体、弱电解质(H2O、弱酸、弱碱)或发生氧化还原反应而不能共存。
②由于题目条件和限制(如无色透明、碱性或酸性溶液)而不能共存。
“无色”就是指不含有Cu2+、Fe2+、MnO4—等离子。
与H+不共存的离子主要有OH—、AlO2—、ClO—、CO32—、HCO3—等多种弱酸根、弱酸的酸式根。
与OH—不共存的离子主要有H+、NH4+、Al3+、Fe2+等多种弱碱的阳离子、HCO3—等酸式酸根离子。
③NO3—等离子只在酸性条件下具有氧化性,与S2—、Fe2+等具有较强还原性的离子不能大量共存。
ClO—无论在酸、碱、中性条件下都有强氧化性,能氧化Fe2+、S2—、I—等离子。
S2—与SO32—在中性或碱性条件下可共存,在酸性条件下不能共存。
④水解能相互促进的某些离子不能共存,如Fe3+、Al3+、NH4+与AlO2ˉ等不能共存。
4.化学反应中能量变化的原因
①化学反应必有新物质生成,新物质的总能量与反应物的总能量不同。
②化学反应中必然能量守恒。
③反应物与生成物的能量差若以热量形式表现,即为放热或吸热,如果反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总量,反应为放热反应;如果反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量,反应为吸热反应。
通过研究化学反应中能量变化的原理可知,化学反应的过程,也可看成是“贮存”在物质内部的能量转化为热量等而被释放出来,或者是热量等转化为物质内部的能量而被“贮存”起来的过程。
5.热化学方程式的书写原则
(1)标明物质的聚集状态如:
气、液、固(通常用g、l、s表示)。
(2)标明吸收或放出的热量值,“+”为吸热,“—”为放热。
(3)标明吸收或放出的热量的单位,一般采用kJ/mol。
(4)热化学方程式分子式前的化学计量数可以用分数,它只表示物质的量,不代表分子个数。
同一化学反应,因化学计量数不同可有多个热化学方程式,但分子式前面的化学计量数必须与反应热相对应。
若化学计量数加倍,则反应热也要加倍。
(5)两个热化学方程式可以相加或相减,而得到新的热化学方程式。
(6)要标明反应时的温度与压强(若为25℃,1.01×105Pa可不必标明)。
(7)当反应逆向进行时,反应热数值相等,符号相反。
6.盖斯定律及其应用
盖斯定律:
化学反应不管是一步完成还是分步完成,其反应热是相同的。
也就是说,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,则各步反应的反应热之和与该反应一步反应时的反应热是相同的。
这就是盖斯定律。
7.燃烧热
(1)定义:
在101kPa时1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。
燃烧热的定义突出了“101kPa”、“1mol物质”和“完全燃烧生成稳定氧化物”这些关键词。
8.中和热
在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应而生成1molH2O,这时的反应热叫做中和热。
在中学阶段,只讨论稀溶液中强酸和强碱的中和反应。
H+(aq)+OH—(aq)=H2O(l);△H=—57.3kJ/mol
实验二:
中和热的测定(课本P45)
实验装置:
课本P46
9.使用燃烧热与中和热的注意点
燃烧热是以1mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的,而中和热是以生成1molH2O所放出的热量来定义的。
两者不一样,一是指反应物,另一是指生成物。
10.使用化石燃料的利弊及新能源的开发
通过煤、石油、天然气发生燃烧的热化学方程式知其△H的数值都很大,因此,它们是当今世界上最重要的化石燃料。
但燃烧过程中会产生污染性气体,且为不可再生能源,因此必须开发利用新能源。
第四单元:
电解原理及其应用
1.电解
使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解。
2.电解池
把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。
3.电解池电极判断
跟直流电源正极相连的一极称为阳极,阳极发生氧化反应。
跟直流电源负极相连的一极称为阴极,阴极发生还原反应。
如电解CuCl2溶液:
阳极:
2Cl--2e-=Cl2↑(氧化反应)
阴极:
Cu2++2e-=Cu(还原反应)
4.电解过程中电子流向
负极→阴极(得电子),阳极(失电子)→正极。
5.离子的放电顺序
阳极(失电子):
金属(Pa、Au除外)>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子>F-。
阴极(得电子):
Ag+>Hg2+>Cu2+>Pb2+>Fe2+>Zn2+>H+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。
当H+与Pb2+、Fe2+、Zn2+浓度相同时,得电子能力H+>Pb2+>Fe2+>Zn2+。
注意:
(1)由于失电子能力OH->含氧酸根离子>F-,所以含氧酸根离子及F-不会在水溶液中失去电子,而是OH-离子失电子产生O2 。
(2)由于得电子能力H+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+,所以Al3+、Mg2+、Na+、Ca2+、K+等活泼金属阳离子不会在水溶液中得电子,而是H+得电子产生H2。
(3)除Pa、Au等不活泼金属外,金属作阳极,均为金属失去电子。
6.电解后电解质溶液的恢复
要使电解后溶液恢复到原状况,只需将阴阳两极析出的物质相互反应后加入即可。
如用惰性电极电解CuCl2溶液,阳极析出Cl2,阴极析出Cu,电解后加入CuCl2即可。
如用惰性电极电解CuSO4溶液,阳极析出O2,阴极析出Cu,电解后加入CuO即可。
如用惰性电极电解NaCl溶液,阳极析出Cl2,阴极析出H2,电解后加入HCl即可。
如用惰性电极电解NaCO3溶液,阳极析出O2,阴极析出H2,电解后加入H2O即可。
7.电解反应类型
以惰性电极电解酸、碱、盐的水溶液,根据离子的放电顺序可以总结出如下规律:
(1)水不参加反应,相当于溶质分解,如无氧酸,不活泼金属的无氧酸盐。
电解HCl溶液:
2HClH2↑+Cl2↑
电解CuCl2溶液:
CuCl2Cu+Cl2↑
(2)只有水参加的反应,相当于电解水,如含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐。
阳极:
4OH--4e-=O2↑+2H2O,阴极:
4H++4e-=2H2↑。
总反应:
2H2O2H2↑+O2↑
(3)水和溶质均参加反应,如活泼金属的无氧酸盐和不活泼金属的含氧酸盐。
电解NaCl溶液:
2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH
电解CuSO4溶液:
2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4
电解AgNO3溶液:
4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3
8.串联电路放电情况
在串联电路中,各电极(正负极或阴阳极)的得失电子数均相等。
有关此类试题的计算,可通过得失电子守恒予以获解。
9.氯碱工业的反应原理及电解过程中溶液pH的变化
阳极:
2Cl--2e-=Cl2↑(氧化反应),阴极:
2H++2e-=H2↑(还原反应)。
总反应:
2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH
由于H+在阴极上不断得到电子而生成H2放出,破坏了阴极附近水的电离平衡,使阴极区溶液里的OH-浓度不断增大,结果遇酚酞试液变红。
10.离子交换膜电解槽(图见课本P57)
电解槽主要由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成。
阳离子交换膜:
只允许阳离子通过,而不让阴离子和气体通过。
阳极(材料:
金属钛网),“进”——精制饱和食盐水,“出”——氯气。
阴极(材料:
碳钢网),“进”——纯水(加入一定量的NaOH溶液),
“出”——氢气、NaOH溶液。
阴极流出的NaOH溶液浓度约为30%,称为液碱,经蒸发结晶可得固碱
11.粗盐水(主要含泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质)的提纯
步骤:
①加入过量的BaCl2溶液除去SO42-离子;②加入过量的Na2CO3溶液,除去Ca2+离子;③加入过量的NaOH溶液,除去Mg2+和Fe3+离子;④过滤,除去沉淀;⑤加入盐酸,除去过量的CO32-和OH-离子,调溶液的pH至中性。
其中第③步可放在第①步或第②步之前。
12.以氯碱工业为基础的化工生产
Cl2可用于有机合成、氯化物合成、农药、含氯漂白剂及盐酸的合成。
H2可用于有机合成、金属的冶炼等。
NaOH可用于有机合成、造纸、玻璃、肥皂、纺织、印染。
13.实验三、电解饱和食盐水(课本P60)
第五单元:
硫酸工业
1.接触法制硫酸的生产原理及工业设备
生产阶段
化学方程式
工业设备
生产原理
(1)SO2的制取与净化
4FeS2+11O2
2Fe2O3
+8SO2
沸腾炉
扩大接触面(矿石粉碎)
(2)SO2氧化成SO3
2SO2+O2
2SO3
接触室
热交换
(3)SO3的吸收和硫酸的生成
SO3+H2O=H2SO4
实际是用浓H2SO4吸收
吸收塔
逆流吸收
2.尾气的吸收,可用氨水吸收(课本P70)
2NH3+H2O+SO2=(NH4)2SO3 ;(NH4)2SO3+H2SO4=(NH4)2SO4+SO2↑+H2O
将生成物用稀硫酸处理后,可制得化肥(NH4)2SO4,并回收了SO2。
3.生产简要流程
4.有关物质纯度、转化率、产率的计算
物质的纯度
5.多步递进反应的关系式计算法
遇有多步递进反应(即前一步反应的产物就是后一步反应的反应物)的计算时,可用关系式法一步求解。
此种方法的关键,是根据各步反应的化学方程式,找出起始原料与最终产物之间的物质的量之比,列出相应的关系式,然后按常规方法求解。
第六单元:
化学实验方案的设计
1.化学实验方案的设计内容
①实验名称;②实验目的;③实验原理;④实验用品(包括仪器、药品及规格);⑤实验步骤(包括实验仪器装配和操作);⑥实验现象记录和结果处理;⑦问题讨论。
2.化学实验方案设计遵循的原则
①科学性;②安全性;③可行性;④简约性。
3.制备实验方案的设计
(1)设计的程序
实验原料→实验原理→途径设计(途径Ⅰ、途径Ⅱ、途径Ⅲ……)→最佳途径→实验仪器→实验方案→制得物质
(2)最佳途径的选择要求
①反应的可行性。
②原料的用量和价格。
③反应条件及设备的要求。
(3)制备实验方案设计的题型
①限定几种原料,制备一种或几种物质。
②限定几种原料,要求用几种不同的方法制备一种物质。
③自选原料,制备某一指定物质。
④用含杂质的物质为原料,提取某一纯净物。
⑤由给定废料,回收、提取、制备某一或某几种物质。
(4)气体制备实验方案设计的要求
①以实验室常用试剂为原料,以方便经济安全为原则,以制得纯净气体为目的。
②实验仪器要根据反应原理及制气量的多少来选择,有时还需要选择干燥仪器。
③实验试剂要注意浓度,特别是盐酸、硝酸、硫酸的浓度对制取气体影响较大。
④根据仪器装配顺序(由低到高,由左到右,先里后外)、装置顺序(制气装置→净化装置→干燥装置→收集装置→尾气吸收装置),准确组装仪器,并检查装置的气密性。
(5)常见单质、化合物的制备方法
①电解法;②氧化还原法;③复分解法;④分解法
(6)实验四、硫酸亚铁的制备(课本P81)
4.性质实验方案的设计
(1)性质实验方案设计的方法与要求
①根据物质的结构、性质、用途与制法之间的相互关系来设计化学实验方案。
②抓住物质的本质特征,通过分析、比较,整体考虑实验方案。
③注意实验条件和实验过程中杂质的干扰因素。
(2)性质实验方案设计的分类
①探索性实验方案的设计
程序为:
物质─→实验事实─→科学抽象─→结论。
②验证性实验方案的设计
程序为:
物质─→性质推测─→实验验证─→结论。
(3)验证性实验方案设计的具体步骤
①根据物质的组成、结构特征,结合已有的知识及实践经验,预测可能具有的性质。
②设计具体实验方案来验证(探索)物质所具有的一些性质。
③选择适宜的试剂、仪器装置、反应条件来实施方案。
④最后得出结论。
(4)实验五、红砖中氧化铁成分的检验(课本P84)
5.物质检验实验方案的设计
(1)物质检验的方法
①物理方法:
主要从颜色、气味、状态、密度、溶解性、熔沸点、硬度等分析。
②化学方法:
加热法、显色法、指定试剂法、分组法等。
(2)物质检验的步骤
①先对试样进行外观观察,确定其颜色、气味、状态等。
②准备试样,并进行检验。
当试样是固体时,应先取少量配成溶液,同时观察试样是否溶解,在溶解时有无气体产生等,以初步判断试样可能含有哪类物质。
③根据实验现象得出结论。
(3)实验六、明矾的检验(课本P90)
(4)实验七、几组未知物的检验(课本P91)
6.化学实验的评价
(1)根据给出的实验装置,依靠实验目的,对连接仪器及作用进行评价。
包括:
①所给仪器是否恰当。
②仪器是否齐全。
例如制取有毒气体及涉及有毒气体的实验是否有尾气吸收装置。
③安装顺序是否合理。
如是否遵循“自下而上,从左到右”的原则;气体净化装置中不应先干燥,后又通过水溶液洗气。
④仪器间连接顺序是否正确。
例如:
洗气时“进气管长,出气管短”;干燥管除杂质时是否“大进小出”等。
(2)实验八、实验习题(课本P92)
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