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第五章
硫(除了浓硫酸其他价态的硫元素都是以还原性为主)
-2046
H2SSSO2H2SO4
强还原性弱氧化性(浓)强氧化性
强还原性
S
物理性质:淡黄色固体,难溶于水、微溶于乙醇、易溶于二硫化碳,存在于火山口或地下岩层
化学性质:
S+2KNO3+3CK2S+3CO2↑+N2↑(黑***爆炸)
氧化性:
与金属反应生成低价金属硫化物,与***气、氧气跟金属对比可知,氧化性:***气>氧气>硫△
Fe+SFeS△
2Cu+SCu2S
Hg+SHgS
△
H2+SH2S
还原性:
点燃
S+O2SO2(在氧气中发出蓝紫色火焰)
H2S
物理性质:无色臭鸡蛋气味的气体,剧毒
化学性质:硫元素体现还原性,氢元素酸性、氧化性
与O2反应时不同比例产物不同,要会判断。另外计算时可认为先生成硫,氧气过量时与生成的硫继续反应生成二氧化硫
2H2S+3O22SO2+2H2O(发出淡蓝色火焰)
点燃
2H2S+O2(不足)2S+2H2O(H2S不完全燃烧)
2H2S+SO23S+2H2O
硫化氢还原性很强常见氧化剂(氧气、浓硫酸、***、卤素单质、酸性KMnO4、臭氧、过氧化氢、Fe3+均可氧化硫化氢)
弱酸制强酸的原因是硫化铜和硫化铅是不溶于水不溶于酸的沉淀
H2S+CuSO4=CuS↓(黑)+H2SO4(检验H2S)
H2S+Pb(NO3)2=PbS↓(黑)+2HNO3(检验H2S)
硫化氢的制备:
原理:FeS+H2SO4FeSO4+H2S
装置:固液不加热
收集:向上排空气或排饱和NaHS溶液(平衡移动有关)
SO2
物理性质:无色有刺激性气味气体,密度大于水,1:40溶于水
化学性质:亚硫酸的酸酐,处于+4价态,既有还原性又有氧化性,但氧化性很弱(只能氧化硫化氢),以还原性为主。
酸性氧化物
SO2+H2OH2SO3(二元中强酸)
2H2SO3+O22H2SO4
氧化性:(唯一)
2H2S+SO23S+2H2O
还原性:
2SO2+ O2   2SO3(SO2的催化氧化)
SO3+H2OH2SO4
4、5是工业制硫酸原理
SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr(使溴水或高锰酸钾溶液褪色,还原性)
漂白性(使品红褪色,可逆,与***气漂泊原理不同且不能漂白石蕊试液)
(SO2和SO32-均可被***、卤素单质、酸性KMnO4、臭氧、过氧化氢等物质氧化,氧化产物为SO42-,若此时加入Ba2+会产生白色沉淀,因此1、SO2通入BaCl2中不能产生沉淀,而通入***钡中产生白色沉淀。2、在实验室里检验溶液中是否含有SO42-时,常常先用盐酸把溶液酸化,以排除CO32-、SO32-、Ag+等干扰,再加入BaCl2溶液,如果有白色沉淀出现,则说明原溶液中肯定存在SO42-)
二氧化硫实验室制法:
原理:Na2SO3+H2SO4(较浓70%-80%)Na2SO4+SO2↑+H2O
装置:固液不加热
收集:向上排空气法或排饱和NaHSO3
酸雨问题自己看书
H2SO4
物理性质:无色、油状液体,沸点高(高沸点酸)、密度大
化学性质:酸性、强氧化性
(一)酸性(与碱、碱性氧化剂、指示剂略)
高沸点酸制低沸点酸(都是强酸,抢了氢离子就跑)
NaCl+H2SO4(浓)NaHSO4+HCl↑
微热
NaNO3+H2SO4(浓)NaHSO4+HNO3↑
(二)吸水性(物理性质,吸现成的水)做干燥剂
不能干燥
碱性气体:NH3
还原性气体:H2S、HBr、HI
(没有中间价态,因此能干燥SO2)
(三)脱水性(从有机物中把碳氢以水的形式“脱”出来)
浓H2SO4
黑面包:C12H22O1112C+11H2O
疏松多孔是因为浓硫酸与生成的碳继续发生反应生成CO2与2SO2
△
(四)强氧化性
+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(氧化性和酸性)
剧烈反应,铜片表面产生气泡,溶液变成绿色,品红溶液褪色
△
C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
还能与硫单质(需加热)、铁铝金属(常温钝化加热反应)硫化氢、HBr、HI等还原性物质发生氧化还原反应
硫酸盐
各种矾自己看去
BaCl2+H2SO4BaSO4↓+2HCl
BaCl2+Na2SO4BaSO4↓+2NaCl
BaCl2+Na2CO3BaCO3↓+2NaCl
BaCO3+2HClBaCl2+H2O+CO2↑
Ba2++SO42-BaSO4↓
在实验室里检验溶液中是否含有SO42-时,常常先用盐酸把溶液酸化,以排除CO32-、SO32-、Ag+等干扰,再加入BaCl2溶液,如果有白色沉淀出现,则说明原溶液中肯定存在SO42-。
写出下列转化的化学方程式
(有离子反应的再写离子方程式)共24个
氮
常见化合价
-3
0
1
2
3
4
5
NH3
N2
N2O
NO
N2O3
NO2
N2O5
工业上非常常用
易液化作制冷剂(工业生产)
氮氮三键非常稳定
沸点低-273度
制冷剂(医学、科学研究)
笑气
无色
红棕色
与水反应生成***与NO但不是***酸酐
***酸酐
N2
物理性质:无色气体,空气中体积分数78%,沸点低,工业分离液态空气制得
化学性质:由于有氮氮三键的结构,化学性质非常稳定
固氮:
大气固氮
放电
N2+O22NO
2NO+O22NO2(红棕色)
3NO2+H2O2HNO3+NO
工业固氮
N2+3H22NH3(工业合成NH3)
生物固氮(根瘤菌)
NH3
物理性质:无色刺激性气味,极易溶于水(1:700喷泉实验,计算喷泉所得溶液浓度1/),易液化做制冷剂
化学性质:
与水反应
NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-
只有很少一部分溶于水,绝大多数以NH3分子存在,因此计算浓度时认为溶质是NH3(自己回顾期中考试计算题)
氨水中微粒由多到少:H2O>NH3>NH3·H2O>OH->NH4+>H+
与酸反应(与浓的盐酸、***、醋酸等挥发性酸产生白烟,不挥发的酸反应但无白烟现象)
NH3+HClNH4Cl(产生白烟)
2NH3(足量)+H2SO4(NH4)2SO4(不能用浓H2SO4干燥NH3)
NH3+HNO3NH4NO3
NH3+H+NH4+(NH3和强酸反应的本质)
氨气检验:湿润的红色石蕊试纸变蓝或蘸有浓盐酸的玻璃棒冒白烟
催化氧化
4NH3+5O24NO+6H2O(***工业制法第一步)
铵盐
一、受热易分解(但分解产物不一定是氨气和酸,B班同学***铵亚***铵什么的自己心里有数)
NH4ClNH3↑+HCl↑
△
NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑
二、与碱反应(注意不加热的时候生成的产物写一水合氨)
+NaOHNaCl+NH3↑+H2O
△
+NaOHNaNO3+NH3↑+H2O
(NH4)2SO4+2NaOHNa2SO4+2NH3↑+2H2O
△
NH4++OH-NH3↑+H2O
在溶液中加入NaOH溶液,并加热,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则原溶液存在NH4+。
***
物理性质:无色易挥发,浓***常因分解产生NO2而显黄色
化学性质
(一)易分解
1.
(二)强氧化性酸(与金属绝对不会生成氢气,注意如果在溶液中发现***盐,这个时候加酸就是有了***)
+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O(氧化性,酸性)
+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)+2NO↑+4H2O(氧化性,酸性)
Fe、Al钝化(表面生成一层致密的氧化膜)
C+4HNO3(浓)=2H2O+4NO2↑+CO2↑
HNO3工业:NH3的催化氧化法
①4NH3+5O24NO+6H2O
②2NO+O2=2NO2
③3NO2+H2O=2HNO3+NO
尾气(N0、NO2)处理:碱液吸收法(B班同学了解)
NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O
2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O
***盐分解(B班同学了解)
金属活动顺序表
K→Na∶2NaNO32NaNO2+O2↑
Mg→Cu∶2Cu(NO3)22CuO+4NO2↑+O2↑
Hg→Ag∶2AgNO3 2Ag+2NO2↑+O2↑
一氧化氮二氧化氮除了方程式经常出现的是计算
4NO+3O2+2H2O=4HNO3
4NO2+O2+2H2O=4HNO3
B班同学***与硫酸的计算比较有难度,可复****下有效作业中相关问题
化学平衡与化学反应速率
化学反应
速率
概念
用来衡量化学反应进行快慢的物理量,通常用单位时间内反应物物质的量浓度的减少或生成物物质的量浓度的增加来表示。
计算公式
单位
常用mol/(L·s)或mol/(L·min)。
(国际标准单位写成mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1)
与化学计量数的关系
某一化学反应各物质的速率之比等于相应化学方程式的化学计量数之比。如mA+nB→pC+qD
υ(A):υ(B):υ(C):υ(D)=m:n:p:q
也可表示为:
几点注意
1、化学反应速率是某一时段内化学反应的平均速率
2、固体和纯液体的浓度可视为常数,故不用固体和纯液体表示反应速率
影响化学反应速率的因素
内因
参加反应的物质的性质
外因
浓度
增大反应物的浓度反应速率增大;减少反应物的浓度反应速率减小。
【注意】一定温度下,固体或纯液体浓度是定值,改变用量,一般不影响化学反应速率。
压强
缩小容器体积,增大压强,使气态物质浓度增大。故对于有气体参加的化学反应,增大压强,反应速率加快。减小压强,反应速率减慢。
【注意】若容器体积不变,增加惰性气体的量来增大压强,因不能增加原气态物质的浓度,故不能改变反应速率。
【注意】一定温度下,固体或纯液体浓度是定值,改变压强,一般不影响化学反应速率。
温度
升高温度,增大反应速率,降低温度,减小反应速率。
催化剂
催化剂能改变化学反应速率,一般催化剂能使反应速率增大。
表面积
增大反应物的表面积(固体碎化或液体雾化),可以增大反应速率。
其他
形成原电池可以增大反应速率
可逆反应
概念
在相同条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应称为可逆反应。
表示
采用“”表示,如:Cl2+H2OH++Cl-+HClO
特点
1、正逆反应在同一体系中同时进行,一定条件下,一定会达到平衡状态
2、反应物与生成物一定共存
3、正向和逆向的转化率均不能到达100%
化学平衡状态
定义
一定条件下的可逆反应里,正反应速率和逆反应速率相等,反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变,这一状态称作化学平衡状态。
前提
1、可逆反应:反应物和所有产物均处于同一反应体系中。
2、条件一定:温度、压强保持不变。
特征
微观
“动”(动态平衡):υ正=υ逆≠0。
宏观
“定”:反应体系中各物质百分含量不随时间而变化。
标志
(判断方法,这节课的重点哦)
微观
本质标志:υ(正)=υ(逆)
1、同一物质:该物质的生成速率等于它的消耗速率。
2、不同的物质:速率之比等于方程式中的系数比,但必须是不同方向的速率。
宏观
等价标志:
若反应体系中某“物理量”,从反应开始到建立化学平衡过程,该“物理量”始终在变,这个“物理量”就是化学平衡的等价标志。
常见的物理量有:
对某一种物质而言:物质的浓度、物质的百分含量、气体颜色。
对反应体系来说:压强、气体平均摩尔质量、气体密度、总物质的量。
化学平衡的移动
平衡移动方向取决于v¢正与v¢逆的相对大小:
若v¢正>v¢逆,则正移;②若v¢正<v¢逆,则逆移;③若v¢正=v¢逆,则不移
平衡破坏
新一定条件
v¢¢正=v¢¢逆≠0
平衡状态II
一定条件
v正=v逆≠0
平衡状态I
改变条件v¢正≠v¢逆
平衡移动遵照勒夏特列原理(反着来),但是,勒夏特列原理只是削弱外界条件的改变,最终的变化还是以外界条件为主。B班同学注意转化率等问题
B班同学自己看懂这些图像哦,老师只能帮你们到这儿了。(A班同学本段可跳过)
图像种类
关系图
关注要点
外界条件变化
速率与平衡
速率-时间
(υ-t)
图像
v正
v逆
t
v
v正
0
v正=
v逆
v逆
v平
平衡向正方向移动
c(反应物)↑
表示反应过程中正、逆反应速率变化的情况
“断点分析”:
一方速率发生跳跃,而另一方速率还是连续变化,则改变的条件一般为浓度变化。
若两方速率均跳跃变化,且正逆速率不等,则改变条件一般为温度或压强。
(请同学们举一反例)
用υ(正)与υ(逆)的相对大小判断反应进行(或平衡移动)方向
参数-时间
(A-t)
图像
表示反应过程中某参数的变化情况
“拐点分析”:大小与反应条件强弱有关(浓度、温度、压强、催化剂等)
拐点:拐点的高低用于判断条件与平衡移动方向的关系
参数-条件
(A-P/T)
图像
反映外界条件改变对平衡状态的影响
1、横坐标:坐标参数代表某一个外界条件的变化方向
2、竖直线:双参数图像中有多条平衡曲线,作竖直线可描述另一个外界条件的变化方向
1、点:曲线上的点一般表示某条件下的平衡状态,但也有例外。曲线外的点为一般该条件下的非平衡状态。
2、曲线走势:描述外界条件变化对平衡状态的影响
3、竖直线:与双参数图像中各曲线的交点可描述另一个外界条件变化对平衡状态的影响
参数-条件
(A-P/T)
图像
表示正逆反应速率受外界条件的影响程度
横坐标:坐标参数代表某一个外界条件的变化方向
1、交点:化学反应处于平衡状态。
2、曲线走势:根据外界条件与速率的变化关系确定可逆反应特点。
关于化学平衡的计算问题,请B班同学自行参照作业题和考试题
电解质
定义:无论电解质还是非电解质都是化合物,单质和混合物pass,同时还要排除与水反应的物质如二氧化碳等
电解质:水溶液或融化状态下能导电的化合物(酸碱盐,水,金属氧化物等)
非电解质:水溶液和融化状态都不导电的化合物(多数为有机物、某些非金属氢化物和氧化物)
强电解质包含:
强碱[NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2]
强酸[H2SO4、HNO3、HCl、HBr、HI、HClO4]
大部分盐和离子型化合物。
弱电解质包含:
弱酸[H2CO3、H2SO3、H2S、HClO、CH3COOH、C6H5OH]
弱碱[NH3·H2O、Al(OH)3、Fe(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2]
水和部分盐[(Pb(CH3COO)2、Fe(SCN)3]
难溶盐(如:BaSO4、AgCl、CaCO3等)水溶液中离子浓度很小,虽然导电性很弱,但盐溶于水的那部分是完全电离的,所以他们一般都属于强电解质。
离子化合物一定是强电解质
电离方程式
①强电解质:完全电离,符号选用“→”
HCl→H++Cl-,Ba(OH)2→Ba2++2OH-
②弱电解质:部分电离,符号选用“”
HClOClO-+H+,NH3·H2ONH4++OH-
③多元弱酸的电离是分步进行的
H2CO3H++HCO3-、HCO3-H++CO32-。
④多元弱碱分步电离,但用一步电离表示
Fe(OH)3Fe3++3OH-、Mg(OH)2Mg2++2OH-
⑥弱酸的酸式盐电离,第一步完全电离,弱酸酸式根是可逆电离
NaHCO3→Na++HCO3-HCO3-H++CO32-
⑦NaHSO4在不同条件下电离方式不同
水溶液:NaHSO4→Na++H++SO42-
熔化:NaHSO4→Na++HSO4-
影响溶液导电能力的因素
①自由移动离子浓度:温度一定,离子浓度越大,导电能力越强。
②离子电荷数:电荷数越高,导电能力越强。
溶液导电能力与强弱电解质的关系
强电解质溶液的导电能力不一定比弱电解质导电能力强。如,较浓醋酸的导电能力比很稀盐酸导电能力强。又如,CaCO3虽为强电解质,其溶解度很小,溶于水所得溶液极稀,导电能力很弱。
电离平衡同样依据勒夏特列原理(盐酸和醋酸记住醋酸的****性”具体问题具体分析)
离子方程式(意义在于可以表示一类反应)
拆:强酸强碱可溶盐
不拆:单质、氧化物、弱电解质和沉淀
正误判断:
①查是否符合客观事实。
②查化学式拆分与保留。
③查质量、电荷与电子得失是否守恒。
④查微溶物“澄清”状态与“浊液、沉淀”状态。
⑤查“少量”与“过量”。
离子共存问题
1、生成沉淀、气体、弱电解质(复分解反应)
①生成难溶物的离子对:OH-与Mg2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+、Al3+
SO42-与Ba2+、
Ag+与Cl-(Br-、I-)、CO32-
CO32-与Ba2+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+、Al3+
OH-、SO42-与Ca2+微溶物,不能大量共存
②生成难电离物的离子对:OH-与H+、HCO3-、HS-、HSO3-、NH4+
(生成弱酸弱碱)H+与CO32-、HCO3-、HS-、S2-、SO32-、CH3COO-、ClO-
氧化还原反应
氧化性离子:NO3—(H+)MnO4—(H+)Fe3+ClO—
还原性离子:S2—SO32—I—Fe2+
盐类水解
谁弱谁水解,谁强显谁性,越弱越水解
强碱弱酸盐(NaA)
强酸弱碱盐(BCl)
水解本质
盐电离的弱酸根跟水电离的H+结合生成弱酸,促进水的电离,结果使溶液中c(OH-)>c(H+)。
盐电离的弱碱根跟水电离的OH-结合生成弱碱,促进水的电离,结果使溶液中c(H+)>c(OH-)。
水解过程
水解方程式书写
1、水解离子方程式用“”,产物中不稳定的弱酸或弱碱均写化学式(不分解),气体不能用“↑”号,难溶物不能用“↓”号。
2、多元弱酸根阴离子水解分步进行。
例:A2-+H2OHA-+OH-
HA-+H2OH2A+OH-
3、阳离子水解合并为一步。
例:B3++3H2OB(OH)3+3H+
常见实例
CH3COONa、NaF、NaClO、NaAlO2
Na2CO3、NaHCO3、Na2S、NaHS
NH4Cl、AlCl3、CuCl2
FeCl3、FeCl2
离子浓度大小的比较:(B班同学还好搞清楚两个守恒)
电离微弱:2%-5%,因此弱酸主要以分子形式存在
水解微弱:百万分之一,因此即使水解,盐溶液也只要以离子形式存在,电离为主
(看PPT)
电解池