抢分法宝1 回归教材用心看（2）必修第二册-2025年高考化学冲刺抢押秘籍

抢分法宝 回归教材用心看（二） 必读教材基础知识 目 录 《第五章 化工生产中的重要非金属元素》回看索引 《第五章 化工生产中的重要非金属元素》重点知识总结 《第六章 化学反应与能量》回看索引 《第六章 化学反应与能量》重点知识总结 《第七章 有机化合物》回看索引 《第七章 有机化合物》重点知识总结 《第八章 化学与可持续发展》回看索引 《第八章 化学与可持续发展》重点知识总结 《必修第二册》回看测试 《第五章 化工生产中的重要非金属元素》回看索引 P2：硫有多种同素异形体。游离态的硫存在于火山喷口附近或地壳的岩层里。硫俗称硫黄，是一种黄色晶体，硫难溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳。试管内壁的硫可以用热碱洗涤（3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O）。 P2：1体积的水可以溶解约40体积的二氧化硫 P3：【实验5-1】SO2溶于水时可与水反应生成亚硫酸 可逆反应 P3：SO3溶于水时发生剧烈反应生成硫酸 P3：SO2 + 2H2S = 3S + 2H2O P3：【实验5-2】二氧化硫的漂白性 SO2能使品红褪色，加热又恢复原来的颜色，这是由于它能与某些（遇紫色石蕊溶液只变红）有些物质化合生成不稳定的无色物质，该不稳定的无色物质会慢慢分解，受热则很快分解恢复原来的颜色。SO2的漂白是化合作用，属于暂时性漂白，Na2O2、HClO的漂白为强氧化性，为永久性漂白，不能恢复原来的颜色。SO2还能杀菌消毒，SO2和某些含硫化合物的漂白作用也被一些不法厂商非法用来加工食品，以使食物增白，食用这类食品对人体的肝、肾等有严重的损害，并有致癌作用。空气中SO2的主要来源是大量燃烧煤、石油等化石燃料，其次是来自火山爆发和金属冶炼厂、硫酸厂等的工业废气。 P4：资料卡片——食品中的二氧化硫 二氧化硫可用于杀菌消毒，还是一种食品添加剂 P4：图5-4 工业制硫酸的原理示意图 P4：图5-5 浓硫酸与蔗糖反应 浓硫酸具有吸水性、脱水性、强氧化性三大特性。吸水性常用作干燥剂，不能干燥NH3[不是因为强氧化性。2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4]和还原性气体如H2S、HBr、HI。但可以干燥SO2。脱水性属于化学变化。P101图4－31黑面包实验的具体操作为在烧杯中放入适量蔗糖，用少量水调成糊状，注入浓硫酸，用玻棒搅拌。蔗糖变黑，体积膨胀，放出大量热，放出有刺激性气味的气体。黑面包实验体现了浓硫酸的脱水性和氧化性。有关反应为：C12H22O11=12C+11H2O；2H2SO4(浓)+CCO2↑+2H2O+2SO2↑。右图是C与浓H2SO4反应产物的鉴别。装置A中观察到的现象是白色粉末逐渐变蓝，装置B的作用是检验SO2，C的作用是除SO2，D的作用是检验SO2是否除尽，装置E中的试剂为澄清石灰水，用于检验CO2。强氧化性：在温下，浓硫酸能使铁、铝钝化。加热时浓硫酸能与大多数金属反应，但不生成氢气。 P5：【实验5-3】加热条件下，铜与浓硫酸反应 铜在加热时与浓硫酸反应，其化学方程式为Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O。若铜过量，硫酸不能反应完，与MnO2与浓盐酸类似。与硫化氢、溴化氢、FeS等还原剂反应：H2S+H2SO4(浓)=S+SO2↑+2H2O、2HBr+H2SO4(浓)Br2+SO2↑+2H2O，2FeS+6H2SO4(浓)=Fe2(SO4)3+2S↓+3SO2↑+6H2O。图5-6 终止反应的操作是：向上拉铜丝。加热生成的气体通入品红溶液褪色。通入石蕊溶液生成H2SO3也只变红不褪色。硫酸工业所涉及的反应：4FeS2+11O2Fe3O4+8SO2、2SO2+O22SO3、SO3+H2O=H2SO4。 P6：资料卡片——硫酸盐：硫酸钙、硫酸钡、硫酸铜 P6：【实验5-4】硫酸根离子的检验 P6：思考与讨论——粗盐中除去可溶性硫酸盐及MgCl2、CaCl2等杂质的方法 除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质，先加入过量的BaCl2，至沉淀不再产生后，再加入过量的Na2CO3、NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去，经检测发现滤液中仍含有一定量的SO42-，其原因是BaSO4和BaCO3的Ksp差不大，当溶液中存在大量的CO32-时，BaSO4就会部分转化为BaCO3。其中Na2CO3的作用是：除Ca2+和过量的Ba2+。所以试剂加入顺序Na2CO3在之BaCl2后。 P7：资料卡片——自然界中硫的存在和转化 P11：氮的固定、自然固氮 氮的固定是指将游离态的氮转变为氮的化合物叫做氮的固定。 P12：人工固氮 P12：图5-9 自然界中氮的循环 P12：科学史话——合成氨 P13：【实验5-5】NO2溶于水 NO2溶于水生成HNO3（3NO2+H2O==2HNO3+NO）。工业上制取HNO3的原理。以3NO2+H2O=2HNO3+NO 和2NO+O2==2NO2两个反应为基础作变形处理。 当V(NO2): V(O2)=4:1时，NO2可完全转化为硝酸： 4NO2+O2+2H2O=4HNO3 当V(NO): V(O2)=4:3时，NO可完全转化为硝酸： 4NO+3O2+2H2O=4HNO3 P13：氨易液化，液化时吸收大量的热，氨常用作致冷剂。 P13：【实验5-6】氨溶于水的喷泉实验 利用氨气极易溶于水可以做喷泉实验，图5－11氨溶于水的喷泉实验，引发喷泉实验的操作是打开止水夹，挤压胶头滴管。CO2与较浓的NaOH溶液，HCl和H2O都可以做喷泉实验。 P14：1体积水大约可溶解700体积氨。氨气极易溶于水是因为：氨分子是极性分子（相似相溶）、与水分子形成氢键、与水反应生成NH3•H2O。一水合氨是弱电解质，氨水是混合物，NH3·H2O中有一小部分电离形成NH4+和OH-。 P14：图5-12 氨与氯化氢的反应 氨水的密度随着浓度的增大而减小，蘸有浓氨水的玻棒和蘸有浓盐酸的玻棒靠近，产生大量的白烟（NH3+HCl=NH4Cl）。 P14：氨的催化氧化生成NO：4NH3+5O24NO+6H2O(催化剂：Pt或Fe)，氨在纯氧中燃烧生成N2：NH3+3O22N2+6H2O，可以用浓氨水检验氯气管道是否漏气8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl。 P14：【实验5-7】铵盐溶液与碱溶液反应：NH4+的检验 P15：实验室制取氨气 装置中发生的化学反应方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O（该反应不能改为离子方程式）、干燥氨气通常用碱石灰（NaOH和CaO），不能用浓硫酸或无水CaCl2代替。收集NH3只能用向下排空气法。实验也可以用加热浓氨水或在氨水中加入CaO或NaOH固体的方法来快速制备氨气（用平衡移动原理分析）。检验NH3是否收集满的方法是：收集时在容器口要塞一团棉花，若出现下列现象之一，说明NH3已经收集满，注意仔细观察：试管底略高于试管口，棉花团的作用，收集气体的方法，导管口的位置，润湿的红色石蕊试纸的位置。 P15：硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。浓硝酸见光或受热会分解产生NO2。 P15：【实验5-8】浓、稀硝酸与铜反应 图5-14 终止反应的操作是：向上拉铜丝。 硝酸具有强氧化性，浓硝酸的氧化性比稀硝酸强（氧化性还原性强弱是得失电子的能力而不是多少），浓硝酸和稀硝酸的分别被还原为NO2和NO，活泼金属与硝酸反应，硝酸的还原产物很复杂。如Mg稀HNO3:4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O,金属越活泼，HNO3越稀，还原产生的价态越低。浓硝酸的浓度一般为69%，浓硫酸为98%，浓盐酸为37%，浓硝酸不稳定，受热易分解（4HNO34NO2↑＋2H2O+O2↑），保存在密封、阴凉、玻璃塞、棕色瓶中。 铜和稀硝酸反应停止后，再加入稀H2SO4，铜继续溶解：3Cu+8H++NO3-(稀)=3Cu2++2NO↑+4H2O；过量的铁和稀硝酸反应：3Fe+8H++NO3-(稀)=3Fe2++2NO↑+4H2O；Fe(OH)2溶于稀硝酸：3Fe(OH)2+4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O；H+、NO3-、SO32-不能大量共存：2H++2NO3-+3SO32-=3SO42-+2NO↑+H2O；H+、NO3-、Fe2+不能大量共存：4H++NO3-+3Fe2+=2H2O+NO↑+3Fe3+。 P15：资料卡片——王水 王水是浓硝酸和浓盐酸的混合物（体积比为1：3），能溶解硝酸不能溶解的金属如：铂和金。 P15：常温下可以用铁或铝制容器来盛装浓硝酸或浓硫酸及其原因 P16：思考与讨论——工业上制硝酸的反应原理 P16：图5-15 酸雨的形成示意图 二氧化硫、氮氧化物以及它们在大气中发生反应后的生成物溶于雨水会形成酸雨。正常雨水由于溶解了CO2，其pH约为5.6，而酸雨的pH小于5.6 P18：T6 P19：传统的无机非金属材料多为硅酸盐材料：陶瓷、玻璃、水泥 P19：资料卡片——硅酸盐的结构 P20：陶瓷、玻璃的原料及制备过程 普通玻璃是以纯碱、石灰石和石英为原料，在玻璃窑中熔化制得的。 P21：水泥的原料及制备过程 水泥是以黏土和石灰石为主要原料，在水泥回转窑中煅烧，再加入适量的石膏研成细粉。普通玻璃和水泥的共同原料是石灰石。 P21：新型无机非金属材料：硅、二氧化硅、新型陶瓷、碳纳米材料（富勒烯、碳纳米管、石墨烯） P21：硅在自然界主要以硅酸盐（如地壳中的大多数矿物）和氧化物（如水晶、玛瑙）的形式存在，硅是一种亲氧元素，在自然界中它总是与氧相互化合的，在自然界中主要以熔点很高的氧化物SiO2及硅酸盐的形式存在。结晶的SiO2是石英，其中无色透明的是水晶，具有彩色环带或层状的称为玛瑙。沙子中含有小粒的石英晶体。纯净的SiO2是现代光学及光纤制品的基本原料。可以用HF刻蚀玻璃，是因为SiO2可与HF酸反应（SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O），但SiO2不是两性氧化物。SiO2为酸性氧化物，但不溶于水生成硅酸。盛碱溶液的试剂瓶一般用橡胶塞，因为SiO2易与强碱溶液反应，生成硅酸钠使试剂瓶受腐蚀。SiO2为共价晶体，不存在单个的SiO2分子，1mol的SiO2中含有4mol的Si-O键。 P22：资料卡片——高纯硅的制备 粗硅的制取生成的CO，由硅的氧化物制取硅主要的三个化学反应。理解“从沙滩到用户”。 P22：硅的用途：芯片、硅太阳能电池——图5-25 硅是人类将太阳能转化为电能的常用材料 金刚石，晶体硅，碳化硅熔点由低到高的顺序为晶体硅<碳化硅<金刚石。导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。在常温下可与氟气、氢氟酸（Si+4HF=SiF4↑+2H2↑）和强碱发生反应（Si+2OH-+H2O=SiO32-+2H2↑）。 P22：二氧化硅的用途：光导纤维——图5-26 P23：科学·技术·社会——新型陶瓷 碳化硅（俗称金刚砂），属于共价晶体。 P23：碳纳米材料：富勒烯、碳纳米管、石墨烯 P25：T3、T4 P27：T4、T5 P28：T6、T7、T9、T10 P29：实验活动4 用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子 P30：实验活动5 不同价态含硫物质的转化 《第五章 化工生产中的重要非金属元素》重点知识总结 一、硫单质的性质及应用 1.硫元素的存在形态 （1）游离态：在火山口附近或地壳的岩层例存在； （2）化合态：以硫化物和硫酸盐的形式存在，。 2.硫元素的原子结构和性质 硫元素位置 原子结构示意图 非金属性 主要化合价 第三周期、第ⅥA族 比氯、氧弱 －2、＋4、＋6 3.硫单质的物理性质 硫单质俗称硫黄，是一种淡黄色固体；不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2；有多种同素异形体，如单斜硫、斜方硫等。 注：常用CS2将硫单质与其他物质分离，也可用CS2洗去试管内壁上的硫单质。 4.从化合价的角度认识硫单质的化学性质 H2 O2 （1）S的氧化性 S与Fe、Cu、Hg、H2反应的化学方程式依次为 ①Fe＋SFeS（黑色难溶于水的物质，可溶于盐酸、稀硫酸） ②2Cu＋SCu2S（黑色难溶于水的物质，不溶于盐酸、稀硫酸） ③S＋Hg===HgS(此反应适用于除去室内洒落的Hg) ④H2＋SH2S（臭鸡蛋气味的气体）。 （2）S的还原性 ①S与O2反应的化学方程式为S＋O2SO2，在空气中燃烧火焰为淡蓝色。 ②与强氧化剂反应(如浓硫酸)的化学方程式为:S＋2H2SO4(浓)3SO2↑＋2H2O。 （3）既体现S的氧化性又体现S的还原性：S与NaOH溶液反应的化学方程式为: 3S＋6NaOH2Na2S＋Na2SO3＋3H2O 该反应中硫既是氧化剂，又是还原剂，此反应可用于除去试管内黏附的S。 二、硫的氧化物(SO2、SO3)的性质及应用 5.二氧化硫(SO2) （1）物理性质 二氧化硫是无色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气的大，是大气污染物之一；易溶于水，通常状况下，1体积水溶解约40体积SO2。 （2）化学性质 按要求完成下列方程式： ①酸性氧化物的通性： a.与水反应：SO2+H2OH2SO3（可逆反应）；H2SO3是中强酸，水溶液能使紫色石蕊试液变红色。 b.与NaOH(足量)反应：2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O，应用：用NaOH溶液吸收SO2尾气； 与澄清石灰水反应：SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O，与CO2性质相似。 c.与碱性氧化物(CaO)反应反应：CaO＋SO2===CaSO3。 d.与盐(NaHCO3)溶液反应：NaHCO3＋SO2===NaHSO3＋CO2；Na2SO3溶液中通入SO2气体：Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3。 【名师解读】可逆反应是指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，用“”连接。可逆反应具有三性：双向性、同时性、共存性（反应物不能完全转化为生成物，反应物和生成物共存)。 ②氧化性(如与H2S溶液反应)： SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O ③还原性： a.与O2反应：2SO2＋O22SO3（可逆反应）； b.与氯水反应：Cl2＋SO2＋2H2O===2HCl＋H2SO4(还可使溴水、碘水褪色) c.能使酸性高锰钾溶液褪色：5SO2＋2H2O+2MnO4-===2Mn2++5SO42-+4H+(离子方程式) d.与三价铁盐（Fe3+）反应：2Fe3+＋SO2＋2H2O===2Fe2+＋SO42-+4H+ ④SO2的特性——漂白性：可使品红溶液等有机色质褪色，生成不稳定的化合物，是一个可逆过程，受热恢复原色。 （4）SO2的用途 ①漂白纸浆、毛、丝等。 ②用于杀菌消毒，还是一种食品添加剂。 6.三氧化硫(SO3) SO3在标准状况下为无色、针状晶体，为酸性氧化物，能与水反应：SO3＋H2O===H2SO4，放出大量的热，它跟碱性氧化物或碱都能反应生成硫酸盐，同时具有强氧化性。 7.硫的氧化物的污染与治理 （1）来源：含硫化石燃料的燃烧及含硫金属矿物的冶炼等。 （2）危害：危害人体健康，形成酸雨(pH小于5.6)。 （3）治理：燃煤脱硫，改进燃烧技术。 （4）硫酸型酸雨的形成途径有两个： 途径1：空气中飘尘的催化作用，2SO2＋O22SO3、SO3＋H2O===H2SO4。 途径2：SO2＋H2OH2SO3、2H2SO3＋O2===2H2SO4。 三、硫酸 8.硫酸的物理性质 （1）纯硫酸是一种无色油状液体，沸点高（沸点约338℃，高沸点酸能用于制备低沸点酸），难挥发；密度比水大，98%的浓硫酸的密度为1.84g/cm3。 （2）溶解性：浓硫酸与水以任意比互溶，溶解时可放出大量热。 （3）稀释方法：将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中并不断搅拌。 9.硫酸的化学性质 （1）稀硫酸具有酸的通性 硫酸是强电解质，硫酸在水里很容易电离出氢离子，在水溶液中的电离方程式为H2SO4===2H＋＋SO，具有酸的通性，能使石蕊溶液变红，还能与活泼金属、碱、碱性氧化物及某些盐反应。 ①指示剂变色：石蕊变红；酚酞不变色。 ②与金属（如Fe、Al）反应：Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑ ；2Al + 3H2SO4 ==Al2(SO4)3 + 3H2↑ ③与碱（如NaOH、Ba(OH)2）反应：2NaOH+H2SO4==Na2SO4+2H2O；Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O； ④与碱性氧化物（如CuO、MgO）反应：CuO +H2SO4 == CuSO4 +H2O；MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O； ⑤与某些盐（如BaCl2、Na2SO3）反应：BaCl2+H2SO4==BaSO4↓+ 2HCl；SO＋2H＋===H2O＋SO2↑； （2）浓H2SO4的特性 ①吸水性与脱水性的区别 a.浓硫酸吸水是把物质本身中含有的自由H2O分子或结晶水吸收。 b.浓硫酸脱水是把本身不含水的有机物中的氢元素和氧元素按原子个数比2∶1的形式脱去，如向蔗糖中加入浓硫酸时，蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，变成疏松多孔的海绵状黑色固体C，C被浓硫酸氧化放出有刺激性气味的气体，C12H22O1112C+11H2O，C+2H2SO4(浓) CO2↑+2H2O+2SO2↑， 体现了浓硫酸具有脱水性、强氧化性。 c.二者的本质区别是物质中有没有现成的水分子。 d.利用浓硫酸的吸水性，常用浓硫酸作干燥剂，浓硫酸可以干燥H2、Cl2、O2、SO2、N2、CO2、CO、CH4等气体，但是它不能用来干燥碱性气体（如NH3）和强还原性气体（如HBr、HI、H2S）。 注意：在浓硫酸作用下，结晶水合物失去结晶水属于浓硫酸的吸水性。 ②强氧化性：在浓硫酸中主要是以硫酸分子的形式存在，体现的是硫酸分子的性质。在硫酸分子中，存在+6价硫，很容易得电子被还原，所以具有很强的氧化性。浓硫酸能将大多数金属（如Cu）或非金属（如C）氧化： a.Fe、Al的钝化 常温下，当Fe、Al等金属遇到浓硫酸时，会与浓硫酸发生反应，表面生成一层致密的氧化物薄膜而出现“钝化”现象。 b.浓硫酸与不活泼金属或非金属反应的规律： 由于浓硫酸具有强氧化性，故存在与稀硫酸不同的化学性质，能够与不活泼金属或非金属发生反应，反应过程中有如下规律： I、反应要加热，否则不反应； II、还原产物一般是SO2。一般金属被氧化为高价态的硫酸盐，非金属被氧化为高价态氧化物或含氧酸。 III、浓硫酸与金属反应时，既表现酸性又表现强氧化性，而与非金属反应时，只表现强氧化性。如： Cu+2H2SO4(浓) CuSO4 + 2H2O +SO2↑ 2Ag+2H2SO4 (浓) Ag2SO4+SO2↑+2H2O C+2H2SO4(浓) CO2↑+2H2O+2SO2 ↑ S+2H2SO4 (浓) 3SO2↑+2H2O IV、随着反应的进行，浓硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸，反应就停止。 c.浓硫酸氧化含低价非金属元素的化合物 H2S+H2SO4 (浓)==S↓+SO2↑+2H2O或H2S+3H2SO4 (浓)4SO2↑+4H2O 2HI+H2SO4 (浓)==I2+SO2↑+2H2O 2HBr+H2SO4 (浓)==Br2+SO2↑+2H2O 【特别提醒】①H2SO4是高沸点、难挥发性的强酸，利用这一性质可以制取HCl和HF：H2SO4(浓)＋NaClNaHSO4＋HCl↑，CaF2＋H2SO4===CaSO4＋2HF↑。 ②由“量变”引起的“质变”：金属(如Cu、Zn等)与浓H2SO4反应时，要注意H2SO4浓度对反应产物的影响。开始阶段产生SO2气体，随着反应的进行，H2SO4的浓度变小，最后变为稀H2SO4，Cu与稀H2SO4不反应，Zn与稀H2SO4反应生成H2而不是SO2。 10.硫酸的用途 （1）重要的化工原料，可用于制化肥、农药、炸药、染料，用于精炼石油等，硫酸的产量是衡量一个国家化学工业发展水平的标志。 （2）金属加工前的酸洗，消除金属表面的氧化物。 （3）制取各种挥发性酸、硫酸盐、作干燥剂等，是实验室里常用的试剂。 11.硫酸的工业制备 （1）硫酸工业制备的工艺流程 （2）硫酸工业制备中的四个“三” 三步骤 三原料 三反应 三设备 黄铁矿煅烧（造气：二氧化硫的制取和净化） 黄铁矿（或硫黄） 4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2 沸腾炉 SO2的催化氧化 空气 2SO2＋O22SO3 接触室 SO3吸收和硫酸的生成 98.3%的浓硫酸(代替水) SO3＋H2O===H2SO4 吸收塔 【名师提醒】不用水吸收SO3的原因是用水吸收会放出大量的热，形成酸雾，吸收效果差，同时酸雾易腐蚀设备。 四、硫酸盐 12、生产生活中的几种硫酸盐 硫酸盐 主要成分及性质 主要应用 硫酸钙 ①石膏(CaSO4·2H2O)加热到150℃变成熟石膏(2CaSO4·H2O)； ②熟石膏与水混合后凝固，重新变成石膏。 ①制作模型和医疗用的石膏绷带； ②调节水泥的硬化速率。 ‌皓矾 ZnSO4·7H2O 用于制造白色颜料和钡餐 ‌绿矾 FeSO4·7H2O ①在医疗上用于生产治贫血的药剂； ②工业上用于生产净水剂和颜料 硫酸铜 CuSO4· (胆矾) ①检验酒精中是否含有少量水； ②与石灰乳混合制备波尔多液。 ③在农业中用作微量元素肥料 ‌芒硝 Na2SO4·10H2O ①在工业上用于制造玻璃和造纸； ②在农业中用作肥料 ‌明矾 KAl(SO4)2·12H2O易溶于水，溶液呈酸性，水解生成胶体 ①在工业上用于水处理净化剂； ②可用于制造颜料和防火材料 硫酸钡 自然界中的硫酸钡以重晶石的形式存在，不溶于水和酸，且不易被X射线透过 ①生产其他钡盐； ②用作消化系统X射线检查的内服药剂，俗称“钡餐”。 13、硫酸根离子的检验 （1）实验探究：SO的检验 实验操作 实验现象 先生成白色沉淀，加入稀盐酸后沉淀不溶解 先生成白色沉淀，加入稀盐酸后沉淀不溶解 先生成白色沉淀，加入稀盐酸后沉淀溶解，且有气泡产生 离子方程式 Ba2＋＋SO=BaSO4↓ Ba2＋＋SO=BaSO4↓ Ba2＋＋CO===BaCO3↓； BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋H2O＋CO2↑ 实验结论 SO与Ba2＋反应生成不溶于稀盐酸的白色BaSO4沉淀 CO与Ba2＋反应生成的白色沉淀BaCO3可溶于稀盐酸 （2）检验SO的正确操作及解释 ①原理：利用Ba2＋＋SO===BaSO4↓（白色），BaS04不溶于稀盐酸、稀硝酸的特性来检验硫酸根离子。 ②试剂：可溶性钡盐(BaCl2)、稀盐酸。 ③操作方法：待检验溶液取清液有无白色沉淀产生(判断有无SO) ④排除干扰 a.Ag＋干扰：用盐酸酸化可排除Ag+的干扰。 b.CO、SO、PO43-干扰：BaCO3,、BaSO3、Ba3(PO4)2都是白色沉淀，与BaSO4白色沉淀不同的是，这些沉淀可溶于强酸中，因此检验SO时，必须先用稀盐酸酸化。 【特别提醒】不能用稀硝酸酸化，因在酸性条件下，SO32-、HSO3-等会被溶液中的NO3-氧化为SO,从而干扰检验结果。 c.整个过程中可能发生反应的离子方程式：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O、SO＋2H＋===SO2↑＋H2O、Ag＋＋Cl－===AgCl↓、Ba2＋＋SO===BaSO4↓。 （3）SO检验的应用——粗盐提纯 ①物质的分离和提纯的“三个必须”和“四个原则” a． 三个必须IV I、除杂试剂必须稍过量。 II、过量试剂必须除尽。 III、除杂途径选最佳，有多种杂质时除杂顺序必须合理。 b. 四个原则 ②若除去粗盐中杂质(硫酸盐、CaCl2、MgCl2)，将选用的试剂及反应的离子方程式填入下表： 杂质 加入的试剂 离子方程式 硫酸盐 氯化钡溶液 Ba2＋＋SO===BaSO4↓ CaCl2 碳酸钠溶液 Ca2＋＋CO===CaCO3↓ MgCl2 烧碱溶液 Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓ ③试剂加入的顺序 原则：Na2CO3溶液加入顺序在BaCl2溶液之后；加入盐酸在过滤之后。通常顺序可以为 a.BaCl2溶液―→NaOH溶液―→Na2CO3溶液―→盐酸； b.NaOH溶液―→BaCl2溶液―→Na2CO3溶液―→盐酸； C.BaCl2溶液―→Na2CO3溶液―→NaOH溶液―→盐酸。 五、硫及其化合物的相互转化及应用 14.理清硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系 15.构建硫及其化合物转化网络 16.掌握硫及其化合物之间的转化规律 （1）相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现的 如： 写出②、③、④反应的化学方程式： ②H2SO3＋2NaOH===Na2SO3＋2H2O； ③Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑； ④SO2＋Na2SO3＋H2O===2NaHSO3。 （2）不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的 当硫元素的化合价升高或降低时，一般升高或降低到其相邻的价态，即台阶式升降，可用下图表示 注意：（1）同种元素相邻价态的粒子间不发生氧化还原反应，如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。 （2）当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时，一般生成中间价态，如2Na2S＋Na2SO3＋3H2SO4===3Na2SO4＋3S↓＋3H2O。 17、自然界中硫的存在和转化 1）自然界中硫的存在 （1）游离态的硫主要存在于火山口附近或地壳的岩层中。 （2）化合态的硫广泛存在于动植物体内和海洋、大气、地壳中： ①动植物体内：含硫蛋白质等； ②岩层深处和海底的无氧环境中：金属硫化物，如黄铁矿(FeS2)、黄铜矿(CuFeS2)等； ③地表附近的富氧环境中：硫酸盐，如石膏(CaSO4·2H2O)、芒硝(Na2SO4·10H2O)等； ④大气中：少量的H2S、SO2、SO3等。 2）自然界中不同价态含硫物质的转化 六、氮气与氮的固定 18．氮元素的原子结构和性质 （1）氮元素的原子结构 氮元素位于元素周期表的第二周期第ⅤA族，氮原子的原子结构示意图：,氮原子最外层有5个电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子。氮原子一般通过共用电子对与其他原子相互结合构成物质。 （2）氮元素在自然界中的存在 ①游离态：主要以氮气分子的形式存在于空气中，约占78%（体积分数）。 ②化合态：存在于动植物体内的蛋白质中，土壤、海洋的硝酸盐和铵盐中。 19．氮气 （1）结构： ①分子式：N2 ②电子式： ③结构式：N≡N ④球棍模型： （2）物理性质 通常情况下，氮气是无色、无味的气体，密度比空气的稍小，难溶于水（体积比=1：0.02），在压强为101KPa下，氮气在—195.8℃时变成无色液体，氮气分子在—209.9℃时变成雪花状固体。 （3）化学性质 氮分子内两个氮原子间以共价三键(N≡N)结合，断开该化学键需要较多的能量，所以氮气的化学性质很稳定，通常情况下很难与其他物质发生化学反应，但在高温、放电等条件下，氮气也可以与镁、氢气、氧气等物质发生化合反应。 写出氮气与下列物质反应的化学方程式。 ①金属镁：N2＋3MgMg3N2，氮气表现氧化性；Mg3N2离子化合物，在水中强烈水解Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑，与盐酸反应的方程式为：Mg3N2+8HCl=3MgCl2+2NH4Cl。 ②氢气：N2＋3H22NH3，氮气表现氧化性； ③氧气：N2＋O22NO（闪电、汽车引擎中发生的反应），氮气表现还原性。 （4）用途 ①氮气常用作保护气，如焊接金属、填充灯泡、保存食品等。 ②氮气是合成氨、制硝酸的重要原料。 ③雷电是自然界重要的固氮方式。 ④液氮可用作制冷剂，应用于医学、科技等领域。 （5）工业制法： ①分离液态空气： ②耗氧法： （6）实验室制法 ①NH3氧化法：2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O ②NH4Cl溶液和NaNO2溶液共热法：NH4Cl+NaNO2N2↑+NaCl+2H2O 20．氮的固定 （1）含义：将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程。 （2）分类： ①自然固氮：高能固氮（大自然通过闪电释放能量将氮气转化为含氮的氧化物）；生物固氮（通过豆科植物的根瘤菌将氮气转化为氨）。 ②人工固氮：合成氨(工业上合成氨)；仿生固氮(某些金属有机化合物可起到根瘤菌的作用)。 七、氮的氧化物 21.氮的氧化物的种类 氮有多种价态的氧化物，氮元素从＋1～＋5价都有对应的氧化物，如N2O、NO、N2O3、NO2(或N2O4)、N2O5，其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5，分别是硝酸、亚硝酸（HNO2）的酸酐。 22.NO和NO2的物理性质、化学性质和制法对比 　 NO NO2 物理性质 色态味 无色、无味、气体 红棕色、刺激性气味、气体 密度 密度略大于空气 密度比空气大 熔沸点 很低 低，易液化 溶解性 不溶 易溶 化学性质 毒性 有毒 有毒 与水 不反应 3NO2+H2O=2HNO3+NO NO2既是氧化剂，又是还原剂 与碱 不反应 2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O NO＋NO2 ＋2NaOH=2NaNO2 +H2O 氧化性 2NO+2CO=2CO2+N2 2NO2+2KI=I2+2KNO2 还原性 2NO+O2=2NO2 可使KMnO4褪色 可使KMnO4褪色 与O2混合，通入水中 4NO+3O2+2H2O=4HNO3 4NO2+O2+2H2O=4HNO3 制法 实验室制取 3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2 +2NO↑+4H2O　 Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2 ↑+2H2O 收集方法 　排水法 向上排空气法 【特别提醒】①NO2与N2O4存在下列平衡：2NO2N2O4，因此实验测得NO2的平均相对分子质量总大于46。②验证某无色气体为NO的方法是向该无色气体中通入O2(或空气)，无色气体变为红棕色。 23.氮氧化物对环境的污染及防治 （1）常见的污染类型 ①光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生了一种有毒的烟雾。 ②酸雨：NOx排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面,pH值<5.6的雨水为酸雨。 ③破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。 ④NO与血红蛋白结合使人中毒。 （2）常见的NOx尾气处理方法 ①碱液吸收法：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O、NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)。一般适合工业尾气中NOx的处理。 ②催化转化法：在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)；NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)，一般适用于汽车尾气的处理。 ③氨气吸收法：8NH3＋6NO27N2＋12H2O；4NH3＋6NO5N2＋6H2O 八、氨的性质 24．氨的分子结构 分子式 电子式 结构式 空间构型 分子极性 NH3 键角107°18′ 三角锥形 极性分子 25．物理性质 （1）氨是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气的小。氨在加压下容易液化，液化时放热。液氨汽化时吸收大量的热，使周围温度急剧降低，因此工业上可作制冷剂。 （2）氨是一种极易溶于水的气体，常温常压下，1体积水大约可溶解700体积的氨气。 【特别提醒】（1）氨对人的眼、鼻、喉等有刺激作用，接触时应小心。如果不慎接触过多的氨而出现症状，要及时吸入新鲜空气和水蒸气，并用大量水冲洗眼睛。 （2）将NH、HCl、SO2等溶解度很大的气体溶于水时，为防止倒吸，常采用如图所示的装置。 26．实验探究氨气的性质 实验1：喷泉实验 实验5-6 氨气的喷泉实验（必修第二册，P13） 实验装置 实验原理 氨气极易溶于水（NH3＋H2ONH3·H2ONH4+＋OH-），导致容器内的气体压强变小，容器 内外产生压强差，外界大气压将水压入从而形成喷泉。 实验用品 氨气、酚酞溶液、水；圆底烧瓶、玻璃管、胶头滴管、烧杯、铁架台。 实验步骤 如图5-11，在干燥的圆底烧瓶里充满氨，用带有玻璃管和滴管（预先吸入水）的塞子塞紧瓶口。倒置烧瓶，使玻璃管插入盛有水的烧杯（预先在水里滴入少量酚酞溶液）。打开橡胶管上的弹簧夹，挤压滴管，使少量水进入烧瓶。观察并描述现象，分析出现这些现象的可能原因。 实验现象 烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉，瓶内液体呈红色。 实验结论 氨极易溶于水，水溶液呈弱碱性。 原理解释 氨极易溶于水，使烧瓶内的压强迅速减小，导致烧杯中的水在大气压的作用下进入烧瓶。 实验说明 ①实验成功的关键：a.装置的气密性要好；b.烧瓶要干燥；c.氨气要充满。 ②若无胶头滴管引发喷泉，可采用热敷法或冷敷法引发喷泉。 实验2：氨气与HCl反应 ①实验操作：将分别蘸有浓盐酸和浓氨水的玻璃棒靠近。 ②实验现象：有白烟生成。 ③实验结论：氨与氯化氢反应生成白色晶体。 27．氨的化学性质 （1）氨与水的反应 氨的水溶液俗称氨水，显弱碱性，反应的方程式为NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－。 a.氨溶于水得氨水，氨水是混合物，溶液中存在的微粒有三种分子：NH3·H2O、NH3、H2O；三种离子：NH4+、OH－及少量的H+。 b.NH3·H2O为可溶性一元弱碱，具有碱的通性。氨水可使紫色石蕊试液变蓝，故常用湿润的红色石蕊试纸检验NH3的存在。 c.NH3·H2O不稳定，易分解：NH3·H2ONH3↑＋H2O。 【特别提醒】①NH3是中学化学中唯一的碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，可在推断题中作为解题突破口。 ②氨水呈碱性，NH3·H2O属于一元弱碱，计算氨水的浓度时，溶质按NH3进行计算。 （2）氨与酸的反应 两根分别蘸取浓氨水和浓盐酸或浓硝酸的玻璃棒，靠近时，产生大量白烟，反应方程式为：NH3＋HCl===NH4Cl（白烟）或NH3+HNO3=NH4NO3（白烟）。 2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4 【特别提醒】氨与酸反应的实质是NH3与H+（质子)结合形成NH4+。氨几乎能与所有的酸（难溶性酸除外，如H2Si03等）反应生成盐，所以氨不能用浓H2S04干燥。 （3）与盐溶液的反应，一般生成难溶的碱， ①氯化铁溶液与氨水反应的离子方程式：Fe3++3NH3·H2O==Fe(OH)3↓+3NH4+ ②AlCl3与过量氨水反应的离子方程式：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。 【特别提醒】与Cu2+、Zn2+、 Ag+反应先生成沉淀Cu(OH)2、Zn(OH)2、 Ag2O，继续加入NH3·H2O或通入NH3，沉淀溶解，分别生成Cu(NH3)42+、Zn(NH3)42+、 Ag(NH3)2+。 （4）氨的还原性 ①氨的催化氧化，反应化学方程式：4NH3＋5O24NO＋6H2O，NH3在反应中作还原剂。 应用：工业上制取硝酸。 【特别提醒】N0很容易与O2化合，为什么氨的催化氧化反应的产物是NO而不是NO2呢？这是因为NO在常温下易与O2化合，而加热时N02不稳定，易分解为N0和O2,150℃时几乎分解完全，所以氨被O2氧化生成N0。待冷却后N0与O2反应转化为NO2。 ②氨在加热条件下和氧化铜反应生成铜和氮气，反应的化学方程式为2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O(用于实验室制少量N2)。 ③在纯氧中燃烧：4NH3＋3O22N2＋6H2O。 ④与氯气反应：2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl或8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl(用于检验Cl2管道泄漏)。 28.氨的用途 ①氨是氮肥工业，有机合成工业，制造硝酸、铵盐和纯碱的原料。 ②NH3易液化，当液态NH3汽化时要吸收大量的热，使周围温度急剧降低，因此，液氨常用作制冷剂。 九、铵盐的性质与铵盐(NH)的检验 29．铵盐及物理性质 （1）铵盐的概念：铵根离子(NH)与酸根离子形成的化合物，农业上常用的铵态氮肥，如NH4HCO3、(NH4)2SO4、NH4NO3等都属于铵盐。 【特别提醒】氨肥包括铵态氨肥（如硫酸铵、氯化铵等）、硝态氮肥（如KNO3等)、尿素[CO(NH2)2]以及氨水等。铵态氨肥应避免与碱性肥料（如草木灰，主要成分是K2C03)混合施用，否则会使肥效降低。 （2）物理性质：绝大多数铵盐是白色或无色晶体，都易溶于水。 30．铵盐的化学性质 （1）不稳定性 a．NH4Cl受热分解：NH4ClNH3↑＋HCl↑（用于除去或分离铵盐）。 b．NH4HCO3或(NH4)2CO3受热分解：NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O；(NH4)2CO32NH3↑+CO2↑+H2O c.硝酸铵的分解有四种情况： ①110℃时分解：NH4NO3＝HNO3＋NH3↑ ②185℃～200℃分解：NH4NO3＝N2O↑＋2H2O ③230℃以上，同时有弱光：2NH4NO3=2N2↑+O2↑+4H2O ④在400℃以上时，剧烈分解发生爆炸：4NH4NO3=3N2↑+2NO2↑+8H2O 注：一般情况下写为5NH4NO34N2+2HNO3+9H2O d.硫酸铵分解两种情况 ①硫酸铵在280℃就开始分解,分解放出氨气而生成硫酸氢铵（酸式硫酸铵）：(NH4)2SO4NH3+NH4HSO4； ②513℃时则硫酸铵完全分解,分解放出氨气、氮气、二氧化硫及水：3(NH4)2SO43SO2↑+6H2O+N2↑+4NH3↑ （2）和碱反应 ①在稀溶液中不加热：NH＋OH－===NH3·H2O。 ②加热时或浓溶液：NH＋OH－NH3↑＋H2O。 ③实验室用NH4Cl和Ca(OH)2反应制取氨气，化学方程式：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。 31．铵盐(NH)的检验 （1）实验探究 实验5-7 铵根离子的检验（必修第二册，P14） 实验装置 [三支试管中分别盛有少量NH4Cl溶液、NH4NO3溶液和(NH4)2SO4溶液] 实验原理 NH＋OH－NH3↑＋H2O，通过NH3使湿润的红色石蕊试纸变蓝来检验NH 实验用品 NH4Cl溶液、NH4NO3溶液、(NH4)2SO4溶液、红色石蕊试纸、NaOH溶液、蒸馏水；试管、胶头滴管。 实验步骤 在NH4Cl溶液、NH4NO3溶液和(NH4)2SO4溶液的三支试管中分别加入NaOH溶液并加热（注意通风），用镊子夹住一片湿润的红色石蕊试纸放在试管口，观察现象，分析产生现象的原因，写出反应的离子方程式。 实验现象 三支试管都能产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的无色气体 实验结论 铵盐与强碱反应生成了氨气 实验说明 实验室中，常利用铵盐与强碱反应产生氨这一性质来检验铵根离子的存在和制取氨 （2）铵盐(NH)的检验方法 向铵盐溶液中加入强碱溶液，加热，产生无色气体，用湿润的红色石蕊试纸检验，试纸变蓝色。 32、氨的实验室制法 （1）反应原理：利用复分解反应强碱制弱碱 实验室用固体氯化铵和氢氧化钙制取氨气：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。 （2）药品的选择： ①铵盐：制取NH3时，一般用NH4Cl而不用NH4NO3、(NH4)2SO4或(NH4)2CO3，原因如下： 铵盐 不选用的理由 NH4NO3 受热分解，会发生爆炸，不安全 (NH4)2SO4 与Ca(OH)2反应时生成CaSO4，反应物呈块状，不利于NH3逸出，且反应后试管难清洗 (NH4)2CO3 受热分解会产生CO2，使收集到的NH3不纯 ②碱：一般用熟石灰，不用NaOH或KOH，因为NaOH或KOH易吸水结块，而且加热时对玻璃仪器腐蚀性较强。 （3）实验装置 ①制取装置：固－固反应加热装置（同制O2） a.发生装置的试管口略向下倾斜； b.加热温度不宜过高，并用酒精灯外焰由前向后逐渐加热。 ②净化装置——用碱石灰（或固体NaOH、固体CaO）干燥除水 【特别提醒】不能用浓H2SO4、CaCl2干燥，CaCl2与NH3反应：CaCl2+8NH3= CaCl2·8NH3。 （4）收集方法：向下排空气法收集。 收集装置和反应装置的试管和导管必须是干燥的。由于氨气的密度比空气小，因此收集氨气时，导管应插入接近试管的底部。 （5）验满方法： ①用湿润的红色石蕊试纸放置在试管口附近，若变蓝，说明已经收集满。　　 ②用蘸取浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟生成，说明已经收集满。 （6）尾气处理：多余的氨要吸收掉（可在导管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球），以避免污染空气。但多余气体在尾气吸收时要防止倒吸。常采用的装置有： 十一、硝酸 33、硝酸的物理性质 硝酸是无色，易挥发，具有刺激性气味的液体，易溶于水。浓硝酸常因为溶解有NO2而呈黄色。质量分数为69%的硝酸为常用浓硝酸。98%以上的硝酸称之为发烟硝酸。 【特别提醒】发烟硝酸的“发烟”原因是挥发出来的硝酸和空气中的水蒸汽形成的硝酸小液滴，所发出的“烟”实际上是“雾”。 34、硝酸的化学性质 （1）硝酸具有酸的通性 ①与金属反应：一般不生成氢气。 ②与碱性氧化物反应：如CuO、Na2O、Fe2O3等生成盐和水。 ③与碱反应：Cu(OH)2、NaOH等生成盐和水。 ④与盐反应：NaHCO3、Na2CO3等。 ⑤与指示剂反应：浓硝酸可使石蕊先变红后褪色。 【特别提醒】在利用HNO3的酸性时，要注意考虑它的强氧化性。如FeO与稀硝酸反应时的方程式应是： 3FeO+10HNO3(稀)==3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O，而不是FeO+2HNO3 (稀)==Fe(NO3)2+H2O。 （2）不稳定性 浓硝酸见光或受热易分解，化学方程式为4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O。 长期存放的浓硝酸呈黄色是因为其分解生成的NO2溶于硝酸中，实验室常将浓硝酸保存在棕色试剂瓶中，并放置在阴凉处。 （3）强氧化性 ①硝酸的强氧化性 由于HNO3中的+5价氮元素有很强的得电子能力，在硝酸参与的氧化还原反应中，几乎全部是+5价氮被还原，故硝酸具有强氧化性。硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强。 a.硝酸的强氧化性规律： I、硝酸越浓，温度越高，其氧化性越强。 II、与硝酸反应时，还原剂一般被氧化成最高价态。 b.硝酸强氧化性的表现 I、浓硝酸能使紫色石蕊试液先变红，后褪色。 II、与非金属单质C、S、P等在加热条件下反应，非金属元素被氧化成酸性氧化物或高价含氧酸。如： C+4HNO3 (浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O S+6HNO3 (浓)H2SO4+6NO2↑+2H2O。 P+5HNO3 (浓)H3PO4+5NO2↑+H2O。 III、金属与HNO3反应一般不生成H2，浓HNO3一般被还原为NO2，稀HNO3一般被还原为NO，极稀HNO3可被还原成NH3，生成NH4NO3等，如Cu和浓、稀硝酸的反应： 3Cu+8HNO3（稀）==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O Cu+4HNO3（浓）==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 【特别提醒】浓硝酸与Cu反应时，若Cu过量，反应开始时浓硝酸的还原产物为NO2，但随着反应的进行，硝酸变稀，其还原产物将为NO，最终应得到NO2与NO的混合气体，可利用氧化还原反应过程中化合价升降总数相等的守恒规律求解有关Cu、HNO3和混合气体之间的量的关系。 IV、钝化：常温时，冷的浓硝酸、浓硫酸可使铝、铁表面生成致密的氧化膜，阻止酸与金属的进一步反应，这种现象叫钝化。钝化其实也是硝酸强氧化性的表现，利用金属Al和Fe的这种性质，我们可以用Al或Fe制的容器来盛装浓硫酸或浓硝酸。当加热时，铁、铝会与浓HNO3或浓H2SO4发生反应。 V、硝酸与铁反应时，产物符合以下规律 VI、与还原性化合物反应： 硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋等还原性物质。如稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式： 3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。 【易错提醒】（1）HNO3与金属反应一般不能产生H2。 （2）还原产物一般为HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO；很稀的硝酸还原产物也可能为N2O、N2或NH4NO3。 （3）硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性。 （4）涉及HNO3的离子反应常见的易错问题 ①忽视NO在酸性条件下的强氧化性。在酸性条件下NO不能与Fe2＋、I－、SO、S2－等还原性较强的离子大量共存。 ②在书写离子方程式时，忽视HNO3的强氧化性，将氧化还原反应简单地写成复分解反应。 35、硝酸的用途及制法 （1）硝酸的用途 ①在工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等； ②在有机化学中，浓硝酸与浓硫酸的混合液是重要的硝化试剂。 （2）硝酸的工业制法 ①制硝酸的工艺流程： ②写出上述转化的化学方程式，并指出含氮物质发生的是氧化反应还是还原反应： a.N2＋3H22NH3，N2发生还原反应。 b.4NH3＋5O24NO＋6H2O，NH3发生氧化反应。 c.2NO＋O2===2NO2，NO发生氧化反应。 d.3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，NO2既发生氧化反应，又发生还原反应。 （3）硝酸的实验室制法 ①原料‌：浓硫酸（H2SO4，浓）、硝酸钠（NaNO3）固体。 ②‌反应装置‌：使用耐酸耐热的玻璃仪器，如曲颈甑（），并配备合适的加热装置，如酒精灯。 ③‌操作步骤‌： a.将适量的硝酸钠固体加入曲颈甑中。 b.缓慢滴加浓硫酸至曲颈甑中，边加边搅拌，以防止局部过热。 c.微热反应混合物，注意控制温度，避免强热导致硝酸分解。 反应方程式为：NaNO3+H2SO4(浓)=NaHSO4+HNO3↑。 d.‌收集产物‌：收集生成的硝酸。 ④‌注意事项‌： a.浓硫酸具有强腐蚀性和氧化性，操作时必须佩戴防护眼镜和手套。 b.反应过程中会产生大量热，需严格控制加热温度。 c.生成的硝酸蒸气有毒且具有腐蚀性，必须在通风橱中进行操作。 36、硝酸盐 （1）概念：硝酸盐，是硝酸HNO3与金属反应形成的盐类。由金属离子（或铵离子）和硝酸根离子组成。常见的硝酸盐有硝酸钠、硝酸钾、硝酸铵、硝酸钙、硝酸铅、硝酸铈等。 （2）物理性质：硝酸盐几乎全部易溶于水，只有硝酸脲微溶于水，碱式硝酸铋难溶于水，所以溶液中硝酸根不能被其他绝大多数阳离子沉淀。 （3）化学性质 ①不稳定性：固体的硝酸盐加热时能分解放出氧气，其中最活泼的金属的硝酸盐仅放出一部分氧而变成亚硝酸盐，其余大部分金属的硝酸盐，分解为金属的氧化物、氧气和二氧化氮。 a.按金属活动性顺序表，钾到钠的硝酸盐受热分解生成亚硝酸盐和氧气：2KNO32KNO2＋O2↑; b.按金属活动性顺序表，镁到铜的硝酸盐受热分解生成金属的氧化物、氧气和二氧化氮：2Cu(NO3)22CuO+4NO2＋O2↑； c.按金属活动性顺序表，铜以后的硝酸盐受热分解生成金属单质、氧气和二氧化氮：2AgNO32Ag+2NO2＋O2↑ ②氧化性：硝酸盐在高温或酸性水溶液中是强氧化剂，但在碱性或中性的水溶液几乎没有氧化作用。 十二、含氮物质的转化 37.氮气及其化合物的价类二维图 氮元素有多种可变化合价，物质的种类较多，在复习时要从物质类别和价态变化理解这些物质之间的转化关系。 1）横向转化为物质类别变化，发生非氧化还原反应，如 （1）氨气转化为铵盐：HCl＋NH3===NH4Cl （2）硝酸转化为硝酸盐：NaOH＋HNO3===NaNO3＋H2O 2）纵向转化为化合价变化，发生氧化还原反应，如 （1）NH3转化为N2：3Cl2＋8NH3=== N2＋6NH4Cl （2）NH3转化为NO：5O2＋4NH34NO＋6H2O 3)歧化——同一物质中某元素的化合价在同一反应中既升高又降低。 如：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O 4)归中——不同物质中同一元素的不同化合价在同一反应中只靠拢，不交叉。 如：6NO＋4NH35N2＋6H2O NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O 38.构建氮气及其化合物转化网络 （1）知识网络构建 （2）重要反应方程式必练 ①N2和H2的反应：N2＋3H22NH3； ②把NH3通入水中：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－； ③实验室利用NH4Cl固体、Ca(OH)2固体混合加热制备NH3：2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋2H2O＋CaCl2； ④NH3的催化氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2O； ⑤NH4HCO3溶液中加入过量稀NaOH溶液：NH＋HCO＋2OH－===NH3·H2O＋CO＋H2O； ⑥NO2溶于水：3NO2＋H2O===2H＋＋2NO＋NO； ⑦NO2被烧碱溶液吸收生成两种钠盐：2NO2＋2OH－===NO＋NO＋H2O； ⑧物质的量之比为1∶1的NO和NO2混合气体恰好被烧碱溶液吸收生成一种钠盐：NO＋NO2＋2OH－===2NO＋H2O； ⑨Cu和稀HNO3的反应：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O； ⑩Cu和浓HNO3的反应：Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O； ⑪Fe和过量稀HNO3的反应：Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O； ⑫C和浓HNO3的反应：C＋4H＋＋4NOCO2↑＋4NO2↑＋2H2O； ⑬浓硝酸见光分解：4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O。 39．氮在自然界中的循环 十三、酸雨及防治 40．酸雨 （1）二氧化硫和氮氧化物的来源 SO2：含硫化石燃料的燃烧及含硫金属矿物的冶炼等； NOx：①机动车排放的尾气：机动车发动机中，火花塞产生的放电条件会使空气中的N2与O2反应生成NOx。②硝酸厂排放的废气。 （2）酸雨的形成 ①酸雨：主要指 pH小于5.6 的雨水，其主要是含有硫酸和硝酸。正常雨水由于溶解了CO2，其pH约为5.6。 ②成因：主要是大气中的SO2与NOx及它们在大气中发生反应后的生成物溶于雨水形成的酸雨。 a．硫酸型酸雨的形成过程如图： 写出图中标号所对应的化学方程式： ①2SO2＋O22SO3。 ②SO2＋H2OH2SO3。 ③SO3＋H2O===H2SO4。 ④2H2SO3＋O2===2H2SO4。 b．汽车尾气以及硝酸工业废气等形成的硝酸型酸雨的形成过程如图： NONO2HNO3 写出图中标号所对应的化学方程式： ①2NO＋O2===2NO2。 ②3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 41．酸雨的危害与防治 （1）危害：酸雨能直接损伤农作物，破坏森林和草原，使土壤、湖泊酸化，加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀。 （2）防治 ①消除污染源，调整能源结构，发展清洁能源； ②研究煤的脱硫技术，改进燃烧技术，减少SO2的排放； ③加强工业废气的回收处理； ④改进汽车尾气的处理技术，提高汽车尾气排放标准。 （3）常见的NOx尾气处理方法 ①碱液吸收法：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O；NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是 n(NO2)≥n(NO)。一般适合工业尾气中NOx的处理。 ②催化转化法：在催化剂、加热条件下，NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2),化学方程式为2NO+2CO2CO2+N2。一般适用于汽车尾气的处理。 ③氨气吸收法：在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)，化学方程式为8NH3＋6NO27N2＋12H2O，4NH3＋6NO5N2＋6H2O。 （4）消除SO2对环境污染的“3方法” 方法一：钙基固硫法:为防治酸雨，工业上常用生石灰和含硫的煤混合后燃烧，燃烧时硫、生石灰、O2共同反应生成硫酸钙，从而使硫转移到煤渣中，反应原理为CaO＋SO2CaSO3,2CaSO3＋O2===2CaSO4，总反应方程式为2CaO＋2SO2＋O22CaSO4。 方法二：氨水脱硫法:该脱硫法采用喷雾吸收法，雾化的氨水与烟气中的SO2直接接触吸收SO2，其反应的化学方程式为NH3＋SO2＋H2O===NH4HSO3,2NH3＋SO2＋H2O===(NH4)2SO3,2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4。 方法三：钠、碱脱硫法:钠、碱脱硫法是用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的SO2，得到Na2SO3和NaHSO3，发生反应的化学方程式为2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O，Na2CO3＋SO2===Na2SO3＋CO2，Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3。 十四、硅 42.硅的存在、位置与结构 （1）存在：硅在地壳中的含量仅次于氧，居第2 位，在自然界主要以硅酸盐和氧化物（如水晶、玛瑙）的形式存在，硅单质主要有晶体和无定形两大类。 （2）位置：硅元素位于元素周期表中位于第三周期 ⅣA族 （3）结构：硅是14号元素，原子结构为：，说明硅既难失去电子也难得到电子，硅是亲氧元素，与氧形成共价键，硅单质晶体是共价晶体（）。 46.硅的物理性质： 晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体，其结构类似于金刚石，熔沸点很高、硬度大，导电能力介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。 43.硅的化学性质——硅的化学性质不活泼，主要形成四价化合物 a．常温 常温下，硅的化学性质不活泼，除氢氟酸、氟气、强碱外不跟其他物质反应。 ①与氢氟酸反应的化学方程式：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑； ②与NaOH溶液反应的化学方程式：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑； ③与F2反应的化学方程式:Si＋2F2===SiF4 b．高温 加热或高温条件下，硅也能和一些非金属单质反应。 ①与O2反应：Si＋O2SiO2。 ②与Cl2反应：Si＋Cl2SiCl4 ③与C反应：Si+ CSiC 44.硅的用途：半导体材料、太阳能电池、计算机芯片和耐酸设备等。 45.高纯硅的制备 （1）制备原理：用焦炭还原石英砂，得到含少量杂质的粗硅，然后转化为三氯硅烷，再经氢气还原得到高纯硅。 （2）制备流程： （3）涉及的主要化学反应 (a)SiO2＋2CSi＋2CO↑ 十五、二氧化硅 46.二氧化硅的存在 自然界中，碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素仅有化合态，主要以氧化物和硅酸盐的形式存在。天然SiO2有晶体和无定形两种，统称硅石，硅石、石英、水晶、玛瑙、硅藻土、沙子等主要成分都是SiO2。 47.二氧化硅的物理性质：纯净的SiO2是无色透明的，其熔、沸点高，硬度大，不溶于水，也不导电。 48.二氧化硅的结构 SiO2晶体有多种晶型，其基本结构单元为硅氧四面体(如下图甲所示)，硅氧四面体通过氧原子相互连接为空间的网状结构(如下图乙所示)。在SiO2晶体中，每个Si周围结合4个O，Si在中心，O在4个顶角；许多这样的四面体又通过顶角的O相连接，每个O为两个四面体所共有，即每个O与2个Si相结合，SiO2晶体中Si和O的比例为1∶2。由结构可知，二氧化硅的化学性质很稳定。 49.二氧化硅的化学性质 a.酸性氧化物，是硅酸的酸酐，但不与水反应。 ①SiO2可以与碱反应，生成硅酸盐，如与氢氧化钠反应的化学方程式为SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O（Na2SiO3俗称泡花碱，其水溶液俗称“水玻璃”，可作粘合剂、防火剂）； ②在高温条件下，能够与碱性氧化物反应，如与氧化钙反应的化学方程式为SiO2＋CaOCaSiO3。 ③在高温条件下可以与碳酸盐反应，如与碳酸钠、碳酸钙反应的化学方程式为SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑；SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑（工业制玻璃）。 b.弱氧化性： ①与碳反应：SiO2+2CSi+2CO↑(制粗硅)；SiO2＋3CSiC＋2CO↑(制金刚砂)； ②与Mg反应：4Mg＋SiO22Mg2Si＋2MgO；Mg2Si＋2H2O=SiH4↑＋2Mg(OH)2(制硅化氢)； c.特性：常温下与氢氟酸反应的化学方程式为：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。 50.二氧化硅的主要应用 ①水晶可用于电子工业的部件、光学仪器、工艺品。 ②SiO2是制光导纤维的重要原料。 ③较纯的石英用于制造石英玻璃，石英玻璃常用来制造耐高温的化学仪器。 ④石英砂用于制玻璃的原料及建筑材料。 【特别提醒】（1）由于玻璃的成分中含有SiO2，故实验室盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，因为SiO2与碱溶液反应生成具有黏性的Na2SiO3。 （2）未进行磨砂处理的玻璃，在常温下是不易被强碱腐蚀的。 （3）因为氢氟酸腐蚀玻璃并用于雕刻玻璃，与玻璃中的SiO2反应，所以氢氟酸不能用玻璃瓶保存，而应保存在塑料瓶或铅皿中。 （4）SiO2是H2SiO3的酸酐，但SiO2不与水反应，不能用SiO2直接与水作用制备H2SiO3。 （5）不能依据反应2C＋SiO2Si＋2CO↑来说明C的还原性比Si强，也不能依据反应SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑来说明SiO2水化物的酸性比H2CO3强。此类反应能进行的原因是因为在高温条件下，生成物中的气体从反应体系中逸出，有利于反应向右进行。 （6）SiO2虽然能与NaOH溶液、HF溶液反应，但不属于两性氧化物，属于酸性氧化物，但与水不能直接反应。 （7）不要混淆二氧化硅和硅的用途：用于制作光导纤维的是SiO2，用于制作半导体材料、计算机芯片的是晶体硅。 （8）加热熔融NaOH时，不能使用陶瓷坩埚，石英坩埚和铝坩埚，只能使用铁坩埚，原因是陶瓷和石英的主要成分都含有SiO2，SiO2能与NaOH反应，铝坩埚的主要成分是氧化铝，也能与NaOH反应。 十六、硅酸 51.硅酸的物理性质：硅酸是一种白色胶状物质，不溶于水，能形成胶体。新制备的硅酸为透明、胶冻状，硅酸经干燥脱水形成硅酸干凝胶——“硅胶”。 52.硅酸的化学性质： （1）弱酸性：硅酸的酸性很弱，比碳酸的酸性还弱，在与碱反应时只能与强碱反应。如：H2SiO3+2NaOH==Na2SiO3+2H2O。 （2）不稳定性：硅酸的热稳定性很差，受热分解为SiO2和H2O：H2SiO3SiO2＋H2O。 53.硅酸的制备： 由于SiO2不溶于水，所以硅酸是通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得的。 Na2SiO3+2HCl==H2SiO3↓+2NaCl，Na2SiO3+CO2+H2O==H2SiO3↓+Na2CO3（证明酸性：H2CO3＞H2SiO3）。 54.硅酸的用途：硅胶可作催化剂的载体和袋装食品、瓶装药品的干燥剂。 十七、硅酸盐 55.硅酸钠 ①物理性质：白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显碱性。 ②化学性质——与酸性较硅酸强的酸反应： a．与盐酸反应的化学方程式： Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓。 b．与CO2水溶液反应的化学方程式： Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓。 ③用途：黏合剂(矿物胶)、防腐剂和耐火阻燃材料。 【特别提醒】①Na2SiO3的水溶液是一种黏合剂，是制备硅胶和木材防火剂等的原料；Na2SiO3易与空气中的CO2、H2O反应，要密封保存。 ②可溶性碳酸盐、硅酸盐的水溶液呈碱性，保存该溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，应用橡胶塞。 56.硅酸盐的氧化物表示法： 氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水，不同氧化物间以“·”隔开。 如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2O·SiO2，长石(KAlSi3O8)可表示为K2O·Al2O3·6SiO2。 【特别提醒】（1）氧化物之间以“· ”隔开；（2）计量数配置出现分数应化为整数。硅酸盐改写为氧化物形式时，各元素的化合价保持不变，且满足化合价代数和为零，各元素原子个数比符合原来的组成。当系数配置出现分数时一般应化为整数。如上例中KAlSi3O8，将K2O·Al2O3·3SiO2，要写成K2O·Al2O3·6SiO2。 十八、‌无机非金属材料‌‌ 57．无机非金属材料 从组成上看，许多无机非金属材料多含硅、氧等元素，具有耐高温、抗腐蚀、硬度高等特点，以及特殊的光学、电学等性能。 58.分类——可以根据化学成分和性能进行分类。 1）按化学成分分类 无机非金属材料可以根据其主要化学成分进行分类，主要包括以下几类： （1）‌单质‌：如碳、硅等。 （2）‌氧化物‌：如二氧化硅、三氧化二铝等。 （3）‌碳化物‌：如碳化硅、碳化硼等。 （4）‌氮化物‌：如氮化硅、氮化铝等。 （5）‌硫化物‌：如硫化锌、硫化镉等。 （6）‌卤化物‌：如氟化钙、氯化钠等。 （7）‌硅化物‌：如硅化镁、硅化铜等。 （8）‌磷化物‌：如磷化铝、磷化镓等。 （9）‌氧氨化物‌：如氧氮化硅、氧氮化铝等。 2）按性能分类 无机非金属材料也可以根据其性能进行分类，主要包括以下几类： （1）‌结构材料‌：用于构建和支撑的材料，如水泥、玻璃、陶瓷等。 （2）‌功能材料‌：具有特定功能的材料，如： ①‌机械性能‌：高强材料、超硬材料、耐磨材料、韧性材料、摩擦材料等。 ②‌热学性能‌：耐火材料、绝热材料（保温材料）、传热材料、防火材料等。 ③‌化学性能‌：耐腐蚀材料、防水材料、吸附材料、离子交换材料、催化剂载体、胶凝材料等。 ④‌光学性能‌：电光材料、导光材料、透光材料、荧光材料、发光材料、感光材料、分光材料等。 ⑤‌电学性能‌：绝缘材料、介电材料、压电材料、铁电材料、超导材料、半导体材料等。 ⑥‌磁学性能‌：磁性材料。 ⑦‌声学性能‌：隔声材料、吸声材料等。 ⑧‌核物理性能‌：放射性材料、反应材料等。 ⑨‌生物性能‌：骨科材料、齿科材料、生物陶瓷等。 十九、传统无机非金属材料——以硅酸盐材料为主 59.传统无机非金属材料 传统无机非金属材料是指以硅酸盐为主要成分的材料，具有耐火、耐腐蚀、耐高温等特性，被广泛应用于建筑、化工、电子、航空航天等领域。 60.常见的硅酸盐材料——水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料 水泥 玻璃 陶瓷 主要原料 黏土、石灰石、石膏 石灰石、石英砂、纯碱 黏土 主要设备 水泥回转窑 玻璃窑 陶瓷窑 制备过程 原料与其他辅料经混合、研磨后在水泥回转窑中煅烧，发生复杂的物理和化学变化，加入适量石膏调节水泥硬化速率，再磨成细粉即得 原料经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融，发生复杂的物理和化学变化而制得 原料经高温烧结而成 变化 复杂的物理、化学变化过程 Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑ CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑ 复杂的物理、化学变化过程 组成 硅酸三钙(3CaO·SiO2) 硅酸二钙(2CaO·SiO2) 铝酸三钙3CaO·Al2O3) 硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅 硅酸盐 用途 重要的建筑材料，制作混凝土，用于建筑和水利工程 建筑材料、化学实验用的玻璃仪器、光学仪器、各种器皿、玻璃纤维、窗玻璃等 在工农业、科技、生活、实验室中使用广泛，如建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等 （1）陶瓷：陶瓷以黏土(主要成分为含水的铝硅酸盐)为主要原料，经高温烧结而成的。 （2）玻璃：普通玻璃的主要成分为Na2SiO3、CaSiO3和SiO2，它是以纯碱、石灰石和石英砂为主要原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融，发生复杂的物理变化和化学变化而制得的，玻璃可用于生产建筑材料、光学仪器和各种器皿，还可制造玻璃纤维，用于高强度复合材料等。 （3）水泥：普通硅酸盐水泥的主要原料是黏土和石灰石，二者与其他辅料经混合、研磨后在水泥回转窑中煅烧，发生复杂的物理变化和化学变化，加入适量石膏调节水泥硬化速率，再研成细粉得到普通水泥。混凝土是水泥、沙子和碎石等与水混合得到的。 【名师提醒】硅酸盐产品中，水泥和陶瓷的共同原料是黏土，水泥和玻璃的共同原料是石灰石。 二十、新型无机非金属材料 61.新型陶瓷 （1）新型陶瓷 新型陶瓷在组成上不再限于传统的硅酸盐体系，在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新的特性和功能。 （2）新型陶瓷的种类与用途 新型材料 成分 性能 主要应用 金刚砂 碳原子、硅原子以共价键连接，结构类似金刚石 硬度很大、高温抗氧化性能优异 砂纸和砂轮的磨料、耐高温结构材料和耐高温半导体材料 高温结构陶瓷 碳化硅、氮化硅、金属氧化物 耐高温、抗氧化、耐腐蚀 用于火箭发动机、汽车发动机和高温电极材料等 压电陶瓷 钛酸盐、锆酸盐等 能实现机械能和电能的相互转化 用于滤波器、扬声器、超声波探伤器和点火器等 透明陶瓷 氧化铝、氧化钇等透明陶瓷；氮化铝、氟化钙等非氧化物透明陶瓷 具有优异的光学性能、耐高温、绝缘性好 用于高压钠灯、激光器、高温探测窗等 超导陶瓷 YBa2Cu3O7-δ、Bi2Sr2Ca2Cu3O10、Tl2Ba2Ca2Cu3O10 临界温度下具有超导性 用于电力、交通、医疗领域等 62.碳纳米材料——新型的无机非金属材料 （1）类型：富勒烯、碳纳米管、石墨烯等。 新型材料 结构特点 主要性能 主要应用 富勒烯 碳原子构成的一系列笼形分子 在溶解性、磁性、非线性光学性质、光导电性等方面表现出优异性能 工业材料，应用于电化学，催化剂，化妆品，抗癌药物等 碳纳米管 石墨片层卷成的直径纳米级的管状物 比表面积大，具有高的强度和优良的电学性质 生产复合材料、电池和传感器等 石墨烯 一个碳原子直径厚度的单层石墨 电阻率低、热导率高、具有很高的强度 应用于光电器件、超级电容器、电池和复合材料等方面 （2）用途：在能源、信息、医药等领域有广阔的应用前景。 63.传统无机非金属材料与新型无机非金属材料的区别 类别 传统无机非金属材料 新型无机非金属材料 主要成分 硅酸盐 不一定是硅酸盐 主要特性 抗腐蚀、耐高温、质脆、经不起热冲击 大都强度高、硬度大，耐高温，另外还具有一定的电学特性、光学特性和生物功能等 《第六章 化学反应与能量》回看索引 P32：【实验6-1】镁与盐酸反应时温度的变化 反应物的总能量大于生成物的总能量，反应放热。此时反应物的键能之和小于生成物键能之和。 P33：【实验6-2】Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应时温度的变化 Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反应为典型的吸热反应。 P33：放热反应、吸热反应 P33：化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因 P36：【实验6-3】原电池实验 图6-7原电池原理示意图 P37：原电池 在原电池中，电子流出的一极是负极，电子流入的一极是正极 P37：探究——简易电池的设计与制作 P38：图6-10 锌锰干电池构造示意图、铅酸蓄电池 一次电池，放电之后不能再充电的电池。充电电池又称二次电池。 P39：科学技术社会——发展中的燃料电池 P41：T7 P43：化学反应速率 P43：探究——影响化学反应速率的因素 P45：方法导引——变量控制 P45：影响化学反应速率的因素：浓度、温度、压强、催化剂和固体表面积等 P47：化学平衡 P47：转化率：已被转化的反应物的物质的量与其初始的物质的量之比 P48：科学史话——炼铁高炉尾气之谜 科学史话中，增加高炉的高度，尾气中CO的比例没有变，因为C+CO2≒2CO为可逆反应。 P51：T11、T12 P54：T5、T6 P55：T9、T11 P56：实验活动6 化学能转化成电能 P57：实验活动7 化学反应速率的影响因素 《第六章 化学反应与能量》重点知识总结 一、化学反应中的能量变化 1.放热反应：释放热量的化学反应。 2.吸热反应：吸收热量的化学反应。 注：有热量放出未必是放热反应，吸收能量也未必是吸热反应，因为放热反应和吸热反应必须是化学变化。 3.吸热反应、放热反应的判定 ①如图， E1＞E2，新化学键的形成所释放的能量小于破坏旧化学键所吸收的能量，该反应就是吸热反应； E1＜E2，新化学键的形成所释放的能量大于破坏旧化学键所吸收的能量，该反应就是放热反应。 　　如 　　　　　　　　　　　　　 反应物断键吸收的能量＜生成物成键释放的能量，说明该反应为放热反应。 即遵循能量守恒定律，反应物的总能量=生成物总能量+热量（放热反应），反应物总能量=生成物总能量－热量（吸热反应）。 注：①物质本身所具有的能量越低，说明其结构越稳定，热稳定性强，断裂其化学键所吸收的能量就越高，而形成其化学键所释放的能量也越多。 　　②反应的条件与反应的热效应没有必然的联系，每一个反应都有特定的条件，需要点燃或加热的反应不一定是吸热反应。例如燃烧都是放热反应，但是反应要达到着火点。 4.常见的放热反应： ①所有的燃烧反应； ②大多数的化合反应（注：CO2+C2CO为吸热反应）； ③酸碱中和反应； ④金属与酸或水的反应； ⑤缓慢的氧化反应； ⑥其他，如：CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O；CaO+H2O=Ca(OH)2；2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑；2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2；2Al+ Fe2O32Fe+Al2O3（铝热反应） 5.常见的吸热反应： ①大多数的分解反应； ②铵盐与碱的反应，如Ba(OH)2·8H2O或Ca(OH)2与NH4Cl反应：Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl==2NH3↑+BaCl2+10H2O； ③以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应，如CO2+C2CO；C+H2O(g)CO+H2；3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 ④需要持续加热的反应 二、化学键与化学反应中能量变化的关系 5.化学反应实质：化学反应的过程就是反应物分子中的原子重新组合成生成物分子的过程，也就是反应物分子中化学键断裂和生成物分子中化学键形成的过程。 6.化学反应特征：①物质变化：有新物质生成，遵循质量守恒定律；②能量变化：释放或吸收能量，遵循能量守恒定律。 7.体系与环境中能量变化同时进行。 8、化学反应中能量变化的原因 （1）断开化学键吸收能量 　　例：1molH2中含有1molH—H键，常温常压下断开1molH—H键，需要吸收436kJ的热量。 （2）形成化学键放出能量 　　由2molH原子生成1molH2，有1molH—H键生成，生成过程中向外界释放436kJ的热量。 　　注：形成1molH—H键释放的能量与断开1molH—H键吸收的能量相等。 【解读】任何化学反应都要经历旧化学键断裂和新化学键形成的过程，因此，任何化学反应都伴随着能量的变化。在化学反应中，从反应物分子改变为生成物分子，各原子内部并没有多少变化，但原子间的结合方式发生了改变。在这个过程中，反应物分子中的化学键部分或全部遭到破坏，生成物分子中的新化学键形成了，在破坏旧化学键时，需要能量来克服原子间的相互作用，在形成新化学键时，由于原子间的相互作用而放出能量。因此说化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。 9、决定化学反应中能量变化的因素及反应能量变化的判定 （1）决定因素 ①化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。如下图所示： 反应物的总能量＜生成物的总能量，反应吸收能量（图1）； 反应物的总能量＞生成物的总能量，反应放出能量（图2）。 ②旧键断裂所吸收的能量与新键的形成所释放的能量的相对大小决定了一个化学反应中能量变化 　　　　 当E1＞E2，反应吸收热量； 当E1＜E2，反应放出热量。 （2）反应能量变化的判定——吸热反应、放热反应的判定，如图， ①E1＞E2，新化学键的形成所释放的能量小于破坏旧化学键所吸收的能量，该反应就是吸热反应； ②E1＜E2，新化学键的形成所释放的能量大于破坏旧化学键所吸收的能量，该反应就是放热反应。 如 　　　　　　　　　　　　　 　　反应物断键吸收的能量＜生成物成键释放的能量，说明该反应为放热反应。即遵循能量守恒定律，反应物的总能量=生成物总能量+热量（放热反应），反应物总能量=生成物总能量－热量（吸热反应）。 【解读】①物质本身所具有的能量越低，说明其结构越稳定，热稳定性强，断裂其化学键所吸收的能量就越高，而形成其化学键所释放的能量也越多。 ②反应的条件与反应的热效应没有必然的联系，每一个反应都有特定的条件，需要点燃或加热的反应不一定是吸热反应。例如燃烧都是放热反应，但是要达到着火点。 10、理解反应历程与反应热的关系 图示 意义 a表示正反应的活化能；b表示逆反应的活化能。c表示该反应的反应热。 ΔH 图1：ΔH＝(a－b) kJ·mol－1＝－c kJ·mol－1，表示放热反应 图2：ΔH＝(a－b) kJ·mol－1＝+c kJ·mol－1，表示吸热反应 三、人类对能源的利用 11、人类对化学反应中热能的利用——燃烧 （1）发现：始于炎的发现； （2）早期利用——柴草时期：以树枝和杂草为主要能源； （3）近代利用——化石能源时期：以煤、石油、天然气为主要能源； （4）现代利用——多能源结构时期。 12、能源的分类 凡是能够提供某种形式能量的物质或是物质的运动，统称为能源。它是人类取得能量的来源，包括已开采出来的可供使用的自然资源和经过加工或转移的能量的来源，尚未开采出的能量资源不列入能源的范畴，只能是能源资源。能源的分类方法有多种： （1）一次能源与二次能源 从自然界直接取得的天然能源叫一次能源，如原煤、原油、流过水坝的水等；一次能源经过加工转换后获得的能源称为二次能源，如各种石油制品、蒸气、煤气、电力、氢能等。 （2）常规能源与新能源 在一定历史时期和科学技术水平下，已被人们广泛使用的能源称为常规能源，如煤、石油、天然气、水能等；随着科技的不断发展，才开始被人类采用先进的方法加以利用的古老能源以及新发现的利用先进技术所获得的能源都是新能源，如核能、风能、太阳能、海洋能等。 （3）可再生能源与非再生能源 ①可连续再生、永久利用的一次能源称为可再生能源，如水力、风能等； ②经过亿万年形成的、短期内无法恢复的能源，称为非再生能源，如石油、煤、天然气等。 13、新能源 （1）概念：是指以新技术为基础，系统开发利用的能源，包括太阳能、生物质能、风能、海洋能、地热能等。 （2）太阳能的利用 植物的光合作用是大自然“利用”太阳能极为成功的范例。在人工利用太阳能方面，例如模拟生物体储存太阳能、利用太阳能电池把太阳能直接转化为电能、利用太阳能直接分解水，使太阳能转化为氢能等方面的研究，都取得了一些可喜的成绩。 （3）氢能的利用 氢能是人类最理想的能源，氢能主要用作高能燃料，广泛应用于飞机、汽车、燃料电池等其他需要热能或其他形式的能量的设备中。 （4）生物质能 新能源中一种无限的可再生性的能源是生物质能。它是自然界中各种绿色植物通过光合作用，将太阳能转换为化学能而固定下来的，储存在植物体内的一种自然资源能。 14、解决能源问题的措施 ①提高能源的利用效率：a.改善开采、运输、加工等各个环节；b.科学控制燃烧反应，使燃料充分燃烧。 ②开发新能源：开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。 四、认识火力发电 15.火力发电的原理：通过化石燃料燃烧，使化学能转化为热能，加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，带动发电机发电。是化学能间接转化为电能。 16.能量转化过程： 17.火力发电的弊端 ①化石燃料属于不可再生能源，用化石燃料发电会造成能源的浪费。 ②火力发电的过程中，能量经过多次转化，利用率低，能量损失大。 ③化石燃料燃烧会产生大量的有害物质（如S02、C0、N0x、粉尘等)，污染环境。 五、原电池工作原理 18．原电池的概念 原电池是把化学能转化为电能的装置；原电池的反应一般是氧化还原反应。 19、原电池的组成条件 （1）一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。 （2）二看两电极：一般是活泼性不同的两电极，提供两个活泼性不同的电极，分别作负极和正极。 【解读】a、负极：活泼性强的金属，该金属失电子，发生氧化反应。 b、正极：活泼性弱的金属或非金属(常用碳棒、石墨)，该电极上得电子，发生还原反应。 c、得失电子的反应为电极反应，上述原电池中的电极反应为： 负极：Zn－2e－＝Zn2+　正极：2H＋＋2e－＝H2↑，总反应：Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑ （3）三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件： ①电解质溶液； ②两电极直接或间接接触； ③两电极插入电解质溶液中。 【解读】电源内部电解质溶液中，阳离子移动的方向即是电流的方向，所以阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 20、原电池的工作原理 （1）反应原理（以锌铜原电池为例） ①电子移动方向：锌失电子逐渐溶解变成Zn2＋进入溶液，电子从负极经导线流入正极，即电子不下水。 ②离子移动方向：阴离子向负极移动(如SO)，阳离子向正极移动(如Zn2＋和H＋，溶液中H＋在正极上得电子形成氢气在铜片上冒出)，即离子不上岸。 ③电流方向：正极→导线→负极→电解质溶液→正极。 ④两极电极反应式 负极(锌极)：Zn－2e－===Zn2＋(氧化反应)。 正极(铜极)：2H＋＋2e－===H2(还原反应)。 总反应：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。 （2）原电池的正、负极的判断方法 ①根据电极材料：较活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。 ② 根据电流方向或电子流动方向：电流是由正极流向负极的，电子是由负极流向正极的。 ③根据离子移动方向：阳离子移向正极，阴离子移向负极。 ④根据电极反应类型：发生氧化反应的为负极，发生还原反应的为正极。 ⑤根据电极上反应现象：如电极粗细的变化、质量的变化、是否有气泡产生等。 【解读】在判断电流方向时，要注意电源的内电路和外电路的电流方向的不同：在电源的外电路电流由正极流向负极，在电源的内电路电流由负极流向正极。 （3）“三步”突破原电池电极反应式的书写： 第一步：分析氧化还原反应：根据氧化还原反应，分析元素化合价的升降，确定正负极反应物质及电子得失数目，需遵循三大守恒（电子得失守恒、质量守恒、电荷守恒）。 第二步：注意电解质溶液环境：分析电解质溶液的酸碱性及离子参加反应的情况，确定电极反应，写出电极反应式，例如在氢氧燃料电池的电极反应书写中，在碱性环境中O2得电子后的产物写OH-比写H2O更合适，在传导O2-的固体电解质中，O2得电子后的产物写O2-比写OH-更合适。 第三步：合并正、负电极反应：调整两极反应式中得失电子数目相等并叠加，消去电子，得出总反应式。 六、原电池原理的应用 21.制作化学电源。 人们利用原电池原理，将化学能直接转化为电能，制作了多种电池，如干电池、蓄电池、充电电池、高能燃料电池等，以满足不同的需要。 从理论上说，任何一个自发的氧化还原反应都可以设计成原电池制作化学电源。 ①拆分反应：将自发的氧化还原反应分成两个半反应。 ②选择电极材料：将还原剂（一般为比较活泼的金属）作负极，活泼性比负极弱的金属或非金属导体作正极。如果还原剂不是金属而是其它还原性物质，可选择惰性电极——石墨棒、铂片作负极。 ③构成闭合回路：电解质溶液一般要能够与负极发生反应，或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应(如溶解于溶液中的空气)。如果两个半反应分别在两个容器进行（中间连接盐桥），则两个容器中的电解质溶液应含有与电极材料相同的金属的阳离子。 ④画装置图：结合要求及反应特点，画出原电池装置图，标出电极材料名称、正负极、电解质溶液等。 22.比较金属的活动性。 　　原电池中，一般活动性强的金属为负极，活动性弱的金属为正极。例如，有两种金属A和B，用导线连接后插入到稀硫酸中，观察到A极溶解，B极上有气泡产生，由原电池原理可知，A为负极，B为正极，金属活动性A＞B。 23.加快氧化还原反应速率。 　　实验室用Zn和稀H2SO4（或稀HCl）反应制H2，常用粗锌，它产生H2的速率快，原因是粗锌中的杂质和锌、稀H2SO4的溶液形成原电池，加快了锌的腐蚀，使产生H2的速率加快。如果用纯锌，可以在稀H2SO4溶液中加入少量的CuSO4溶液，也同样会加快产生H2的速率，原因是Cu2++Zn=Cu+Zn2+，生成的Cu和Zn在稀H2SO4溶液中形成原电池，加快了锌的腐蚀，产生H2的速率加快。 注：原电池为什么能加快化学反应速率？ 以Fe与稀H2SO4溶液的反应为例说明。如下图所示： 　　　　　　　　　　　　　　　 　　甲中，Fe失去e－，变为Fe2+，Fe2+进入溶液，排斥了Fe片周围的H+，H+欲得电子须突破Fe2+形成的屏障，因而受到阻碍。乙中，Fe失去e－，e－转移到Cu片上，Cu片一侧没有Fe2+屏障，H+得e－不受阻碍，故其化学反应速率较快。 24.金属防腐蚀：使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护。如要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。 七、常见的化学电池 25.实用电池应具有的特点： 　　能产生稳定且具有较高电压的电流；安全、耐用且便于携带；能够适用于特殊用途；便于回收处理，不污染环境或对环境产生的影响较小。 26.一次电池——干电池 （1）特点：电池放电后不能充电(内部的氧化还原反应无法逆向进行)，如锌锰干电池属于一次电池。 （2）锌锰干电池的构造如图所示。 ①锌筒为负极，电极反应是Zn－2e－===Zn2＋。 ②石墨棒为正极，最终被还原的物质是二氧化锰：正极：2NH4+＋2e－＝2NH3＋H2，H2＋2MnO2＝Mn2O3＋H2O 正极产生的NH3又和ZnCl2作用：Zn2+＋4NH3＝［Zn(NH3)4］2+ ③NH4Cl糊的作用是作电解质溶液，淀粉糊的作用：提高阴、阳离子在两个电极间的迁移速度。。 ④电池总反应式为：2Zn＋4NH4Cl＋4MnO2＝［Zn(NH3)4］Cl2＋ZnCl2＋2Mn2O3＋2H2O ⑤干电池的电压通常约为1.5V，携带方便，但放完电后不能再用，污染较严重。 27．二次电池(充电电池) （1）特点：二次电池在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态。 （2）能量转化：化学能电能 （3）常见的充电电池：铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池。 ①铅蓄电池 　　铅蓄电池是用硬橡胶或透明塑料制成长方形外壳，在正极板上附着一层棕褐色PbO2，负极板上是海绵状金属铅，两极均浸在密度为1.28g·cm-3、浓度为30%的硫酸溶液中，且两极间用微孔橡胶或微孔塑料隔开。 放电电极反应： 负极：Pb(s)+SO42－(aq)－2e－＝PbSO4(s)； 正极：PbO2(s)+4H+(aq)+SO42－(aq)+2e－＝PbSO4(s)+2H2O(l) 充电电极反应： 阳极：PbSO4(s)+2H2O(l)－2e－=PbO2(s)+4H+(aq)+SO42－(aq)； 阴极：PbSO4(s)+2e－=Pb(s)+SO42－(aq) 电池总反应式： Pb (s)+ PbO2(s) +2H2SO4(aq)2PbSO4(s) +2H2O(l) 铅蓄电池的优点：电动势高，电压稳定，使用范围宽，原料丰富，价格便宜。 铅蓄电池的缺点：笨重，防震性差，易溢出酸液，维护不便，携带不便等。 ②银锌蓄电池 　　银锌蓄电池是形似干电池的充电电池，其负极为锌，正极为附着Ag2O的银，电解液为40%的KOH溶液。电极反应： 放电电极反应： 负极：Zn-2e－+2OH-＝Zn(OH)2 正极：Ag2O+2e－+ H2O＝2Ag +2OH- 充电电极反应： 阳极：2Ag +2OH-－2e－= Ag2O+ H2O； 阴极：Zn(OH)2+2e－= Zn+2OH- 电池总反应式： Zn + Ag2O + H2OZn(OH)2+2Ag 　　 　 ③锂电池 　　元素周期表中IA族的锂（Li）——最轻的金属，也是活动性极强的金属，是制造电池的理想物质。锂电池是新一代可充电的绿色电池，已成为笔记本电脑、移动电话、数码相机、摄像机等低功耗电器的主流电源。 电极反应为： 负极：Li－e- ＝Li＋ 正极：MnO2＋Li＋ ＋e- ＝LiMnO2 总反应：Li＋MnO2LiMnO2 28．燃料电池 （1）特点： ①反应物储存在电池外部； ②能量转换效率高、清洁、安全； ③供电量易于调节。 （2）燃料电池常用的燃料有：氢气、甲烷、乙醇等；常用氧化剂：氧气。 ①氢氧燃料电池：氢氧燃料电池是一种高效低污染的新型电池，主要用于航天领域。它的电极材料一般为惰性电极，但具有很强的催化活性，如铂电极、活性炭电极等。电解质溶液为40%的KOH溶液。电极反应式为： 负极：2H2＋4OH－＝4H2O＋4e－，正极：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－ 电池的总反应式为：2H2＋O2＝2H2O ②甲烷氧燃料电池：该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极，又在两极上分别通甲烷和氧气。电极反应式为： 负极：CH4＋10OH－＝CO32－＋7H2O＋8e－，正极：2O2＋4H2O＋8e－＝8OH－ 电池总反应式：CH4＋2O2＋2KOH＝K2CO3＋3H2O 【解读】a.燃料燃烧是一种剧烈的氧化还原反应，可以利用原电池的工作原理将燃料和氧化剂（如O2）反应所放出的热能直接转变为电能。 b.燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置。 c.燃料电池如果以氢气为燃料时，产物为水；以甲烷为燃料时，产物为水和二氧化碳， d.燃料电池与干电池和蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部，而是用外加的设备，源源不断地提供燃料和氧化剂，使反应能连续进行。 （4）海水电池：1991年，我国首创以铝－空气－海水为能源的新型电池，用作航海标志灯的电源。该电池以取之不尽的海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。电极反应式为： 负极：4Al＝4Al3＋＋12e－ 正极：3O2＋6H2O＋12e－＝12OH－ 这种海水电池的能量比干电池高20～50倍。 （5）发展中的化学电源：当今发展新型化学电源，不仅要在其高比能量、高比容量、长寿命方面取得长足的进步，而且更重要的是向“绿色电池”方向发展。除了前面介绍的锂电池、燃料电池外，还有可充式镍氢电池，它的化学成分主要由镍和稀土组成，不含汞，无污染，是“绿色电池”的佼佼者。它可连续充放电500次，每次充放电成本低，而且减少了对环境的汞污染。 八、化学反应速率及其表示方法 30、化学反应速率的概念：化学反应速率就是化学反应进行的快慢程度的物理量。化学反应正方向（从左向右）进行的反应速率称为正反应速率；化学反应逆方向（从右向左）进行的反应速率称为逆反应速率。 31、化学反应速率表示方法 （1）定性描述：根据化学反应的实验现象进行描述，能用来表示速率快慢的实验现象有①冒气泡快慢②颜色变化快慢③固体物质的减少快慢④出现浑浊的快慢⑤温度变化快慢，如钠、钾与水的反应，前者剧烈反应，能快速放出气泡，后者剧烈反应不但能快速放出气泡还会发生爆炸，显然钾与水反应的速率快。 （2）定量表示： ①表示方法：化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量（均取正值）来表示。 ②化学反应速率表达式 若浓度用物质的量浓度（c）来表示，单位为mol/L；时间用t来表示，单位为秒（s）或分（min）或小时（h），则化学反应速率的数学表达式为：v＝或v＝，v(A)：物质A的化学反应速率，∆c(A)：反应物（或生成物）A的浓度变化量，∆t：浓度变化的时间。 ③单位：mol/(L·s) 或 mol/(L·min) 或 mol/(L·h)。 32.化学反应速率与化学计量数的关系 同一反应在同一时间内，用不同物质来表示的反应速率可能不同，但表示的意义相同（即快慢程度相同），且反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比。 如在反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)中，存在v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d 【特别提醒】（1）化学反应速率是指某时间段内的平均反应速率，而不是某时刻的瞬时速率。 （2）化学反应速率可用来衡量化学反应进行的快慢，均为正值。 （3）因为纯固体、纯液体的浓度视为定值，所以该表达式只适用于有气态物质参加或溶液中的反应，虽然不能用固体的浓度变化表示反应速率，但可以用单位时间固体质量的变化量来表示反应速率的快慢。 （4）同一反应选用不同物质浓度的改变量表示速率，数值可能不同，但表示的意义相同。因此，表示化学反应的速率时，必须说明是用反应物或生成物中的哪种物质做标准。 十、影响化学反应速率的因素 33．影响化学反应速率的内因（主要因素，研究对象为不同的反应） 化学反应的速率是由反应物的性质决定的，即由反应物的分子结构或原子结构决定的，如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为Mg＞Al。 34.影响化学反应速率的外因（次要因素，研究对象为同一反应） （1）浓度：其他条件不变时，增大反应物浓度，可以增大化学反应速率；减小反应物浓度，可以减小化学反应速率。 【特别提醒】此规律只适用于气体反应或溶液中的反应，对于固体或纯液体反应物，一般情况下其浓度是常数，因此改变它们的量不会改变化学反应速率，但改变固体物质的表面积会影响化学反应速率。 （2）压强：对于有气体参加的化学反应，若其他条件不变，增大压强，反应速率加快；减小压强，反应速率减慢。若参加反应的物质为固体或液体（溶液），由于压强的变化对它们的浓度几乎无影响，可以认为反应速率不变。对于有气体参加的可逆反应，增大压强，正反应速率、逆反应速率都增大；减小压强，正反应速率、逆反应速率都减小。 【特别提醒】对于气体反应体系，有以下几种情况： ①恒温时：增加压强体积减小浓度增大反应速率加快 ②恒容时：充入气体反应物总压增大浓度增大反应速率加快 　　　充入稀有气体总压增大，但各分压不变，即各物质的浓度不变，反应速率不变 ③恒压时：充入稀有气体体积增大各反应物浓度减小反应速率减慢 总之，压强改变，若引起浓度改变，则速率改变。 （3）温度：其他条件不变时，升高温度，可以增大反应速率，降低温度可以减慢反应速率。实验测得，温度每升高10℃，化学反应速率通常增大到原来的2～4倍。温度对吸热反应、放热反应都适用。 （4）催化剂：催化剂能改变化学反应速率，但不能使本不发生的反应成为可能。可以提高反应速率的催化剂称为正催化剂，可以减缓反应速率的催化剂称为负催化剂。大多数的化工生产中，都有使用催化剂，而催化剂具有高度的选择性（专一性）。 【特别提醒】①没有特别说明，催化剂均指正催化剂。②注意催化剂中毒的问题及催化剂活性与温度的关系。③催化剂要参与反应，但在整个反应结束后化学性质和质量没有发生变化。 （5）其他因素：光、超声波、反应物颗粒大小、扩散速度、溶剂等。 【归纳总结】 【特别提醒】（1）压强对反应速率的影响是通过改变浓度来实现的，浓度不变，速率不变。 （2）温度改变，化学反应速率一定改变。 （3）不特别指明，催化剂一般是加快化学反应速率。 （4）固体反应物量的增减，不能改变化学反应速率，固体的表面积改变才能改变化学反应速率。 十一、可逆反应 35.可逆反应的概念：同一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化学反应。 36.表示方法：可逆反应在写化学方程式时不用“”而用“”。如工业制硫酸时，SO2与O2的反应是可逆反应，化学方程式为2SO2+O22SO3。 37.可逆反应的特点： ①双向：向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行。 ②双同：由正反应和逆反应2个反应组成，分别用v(正)和v(逆)来衡量各自反应进行的快慢，并同时进行。 ③共存：反应不能进行到底，反应物和生成物同时存在。 ④相反：正反应和逆反应的热效应相反。 ⑤限度：若条件保持一定，最终都会建立一个化学平衡状态，即可逆反应在一定条件下有限度，任一组分的转化率都小于100%，即不能全部转化，。 十二、化学反应的限度 38.化学平衡状态的建立： （1）对于只加入反应物从正向建立的平衡： 浓度 速率变化 v正、v逆关系 开始 反应物浓度最大 v正最大 v正＞v逆 生成物浓度为0 v逆为0 变化 反应物浓度减小 v正减小 v正＞v逆 生成物浓度增大 v逆增大 平衡 反应物浓度不变 v正不变 v正＝v逆 生成物浓度不变 v逆不变 （2）用速率变化图像表示化学平衡状态的建立 ①反应开始时：C反最大, v正最大;C生=0 ，v逆=0。 ②反应进行过程中：C反减小, v正减小；C生增大，v逆增大。 ③平衡时：C反、C生不再变化， 达到了平衡状态，v正=v逆≠0。 【名师点拨】化学平衡状态既可以从正反应方向建立，也可以从逆反应方向建立，或者同时从正、逆两方向建立。 39.化学平衡状态概念：在一定条件下可逆反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物浓度不再发生变化，这种状态称为化学平衡状态，这就是这个反应所能达到的限度。 40.化学平衡的特征 ①逆：化学平衡适用的是可逆反应。 ②等：化学平衡引起的原因是正、逆反应速率相等（即v(正)=v(逆)），即同一时间内对某一物质来说，生成的量和消耗的量相等。 ③定：正反应速率和逆反应速率相等，引起的结果是各物质的浓度都不再发生变化。这种相对稳定的状态为化学平衡状态。 ④动：平衡后，正、逆反应仍在进行，即正、逆反应速率相等但不为零，平衡为动态平衡。 ⑤变：由于速率受条件的影响，当改变外界条件时，速率发生变化，正、逆反应速率可能不再相等（即v(正)≠v(逆)），平衡就会发生变化，这就是平衡移动。 41．化学反应的限度:化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到或完成的最大程度，即该反应进行的限度。 十三、化学平衡状态的判断 42.任何情况下均可作为标志的是： ①v(正)=v(逆) 注：v(正)=v(逆)在一个反应中，其含义是指对某一物质而言v(生)=v(消)，必须包含两个方向的速率（即正反应速率和逆反应速率）；同一物质，速率相等，不同物质，速率之比等于化学计量数之比。 ②各组分浓度(百分含量、物质的量、质量)不随时间变化 43.在一定条件下可作为标志的是： ①对于有色物质参加或生成的可逆反应体系，颜色不再变化。 ②对于反应前后气体体积变化的反应来说，气体的总的物质的量、平均相对分子质量保持不变，以及恒压下体积不再改变，恒容下压强不再改变，都可以成为判断平衡状态的标志。 44.不能作为判断标志的是： ①各物质的物质的量或浓度变化或反应速率之比=化学计量数之比。 ②有气态物质参加或生成的反应，若反应前后气体的体积变化为0，则混合气体平均相对分子质量M和反应总压P不变(恒温恒容) ③对于均为气体参加或生成的体系，恒容时密度不发生变化。 45.判断方法分析——反应类型分析（如下表所示） 对于密闭容器中的反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，根据对化学平衡状态概念的理解，判断下列各情况是否达到平衡。 可能的情况举例 是否已达平衡 混合物体系中各成分的含量 各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定 平衡 各物质的质量或各物质的质量分数一定 平衡 各气体的体积或体积分数一定 平衡 总压强、总体积、总物质的量一定 不一定平衡 正、逆反应速率的关系 在单位时间内消耗了mmolA，同时生成mmolA，即v(正)=v(逆) 平衡 在单位时间内消耗了nmolB，同时生成pmolC 不一定平衡 v(A):v(B):v(C):v(D)=m:n:p:q 不一定平衡 在单位时间内生成了nmolB，同时消耗qmolD 不一定平衡 压强 压强不再变化，当m+n≠p+q 平衡 压强不再变化，当m+n=p+q 不一定平衡 混合气体的平均相对分子质量（） 一定，当m+n≠p+q 平衡 一定，当m+n=p+q 不一定平衡 温度 任何化学反应都伴随着能量变化，在其他条件不变的情况下，体系温度一定 平衡 气体的密度 密度一定 不一定平衡 颜色 反应体系内有色物质的颜色不变，即有色物质的浓度不变 平衡 十四、化学反应条件的控制 46．控制反应条件的目的 由于化学反应的速率受反应物自身的性质、温度、浓度、气体压强、催化剂、固体表面积等条件的影响，所以人们通常从上述方面考虑，选取适当的条件既可以控制化学反应速率，又可以提高化学反应的限度。 （1）促进有利反应 （2）抑制有害反应 47．控制反应条件的基本措施 （1）控制化学反应速率的措施 通过改变反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)、固体的表面积以及使用催化剂等途径调控反应速率。 （2）提高转化率的措施 通过改变可逆反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)等改变可逆反应的限度，从而提高转化率。 48．控制反应条件的应用——燃料充分燃烧条件的选择 （1）燃料燃烧的条件：燃料与空气接触；温度达到燃料的着火点。 （2）燃料充分燃烧的条件：要有足够的空气或氧气（助燃剂）；燃料与空气或氧气要有足够大的接触面积。 （3）燃料充分燃烧的意义：使有限的能量发挥最大的作用，节约能源；降低污染的程度。 49．提高煤燃料燃烧效率的措施 （1）煤燃烧时，将煤块粉碎成煤粉：增大与空气中O2的接触面积，煤粉燃烧更充分，反应速率更快。 （2）通入适当过量的空气：增大O2浓度煤粉充分燃烧，生成CO2，放出更多的热量；同时避免不充分燃烧，生成CO，造成环境污染。 （3）尽可能充分利用燃料燃烧所释放的热能，提高热能的利用率：炉膛材料尽量选择保温性能好的，烟道废气中的热量用来加热水、发电等，以提高热量利用率。。 50．提高燃料燃烧效率的实质和意义 （1）实质：从多方面控制燃烧反应的条件(包括环境)。 （2）意义：节约能源、节省资源、减少污染等。 《第七章 有机化合物》回看索引 P62：球棍模型、空间填充模型 P62：思考讨论 图7-6体会烷烃分子中碳原子的立体构型，不是直线。 P63：饱和烃、烷烃、同系物、同分异构现象、同分异构体 P64：【实验7-1】甲烷与氯气反应 CH4与Cl2发生了取代反应，产物有四种。光照时，试管内气体颜色变浅，内壁出现油状的液滴。CH4分子键角为109。28，。同样的正四面本的P4键角为60。。 P65：取代反应 P66：T9 P67：乙烯的产量可以用来衡量一个国家石油化工发展水平。 P67：【实验7-2】乙烯的氧化 除去CH4中的C2H4不能用KMnO4(H+),可以将混合气体通过溴的CCl4溶液。 P68：加成反应 P69：聚合反应、加成聚合反应、加聚反应 P69：信息搜索——乙烯用作水果的催熟剂，有时为了延长果实或花朵的成熟期，又需用浸泡过酸性高锰酸钾的硅土来吸收水果或花朵产生的乙烯，以达到保鲜的要求。 P69：碳氢化合物、烃 P70：图7-13 烃的分类 P71：科学史话——芳香族化合物与苯 P72：有机高分子材料：天然有机高分子材料（棉花、羊毛、天然橡胶）、合成有机高分子材料（塑料、合成纤维、合成橡胶、黏合剂、涂料） P72：塑料 P73：橡胶 P74：纤维：天然纤维、化学纤维（再生纤维、合成纤维） P75：科学·技术·社会——黏合剂和涂料 P76：T4 P77：烃的衍生物 P77：【实验7-4】乙醇与钠反应 注意钠与乙醇反应钠的位置和剧烈程度（注意和钠与水反应比较）。点燃氢气前一定要验纯气体。点燃后罩上干燥的小烧杯出现液滴后迅速倒转加入少量的澄清石灰水的目的是证明产生的气体为H2。 P78：官能团 P78：【实验7-5】乙醇的催化氧化 P79：资料卡片——乙醇在体内的转化 P79：冰醋酸 P80：【实验7-6】酯化反应 饱和Na2CO3溶液的作用：溶解乙醇，中和乙酸，降低乙酸乙酯的溶解度。装置图中长导管口的位置（防倒吸）。浓硫酸的作用：催化、吸水。 P81：表7-2 常见的有机化合物类别、官能团和代表物 P83：基本营养物质：糖类、蛋白质、油脂、维生素、无机盐和水 P84：【实验7-7】葡萄糖分别与新制的Cu(OH)2、银氨溶液反应 P84：【实验7-8】淀粉与碘反应、淀粉水解及产物的检验 P85：图7-26 淀粉在人体内的变化 P86：鸡蛋清分别与醋酸铅、浓硝酸反应 灼烧蛋白质 P86：绝大多数酶是蛋白质 P87：油脂、甘油酯、脂溶性维生素 P90：T2、T3、T4、T5、T7、T9 P93：T1、T6 P94：T10 P95：实验活动8 搭建球棍模型认识有机化合物分子结构的特点 P96：实验活动9 乙醇、乙酸的主要性质 《第七章 有机化合物》重点知识总结 一、有机化合物中碳原子的成键特点 1.有机化合物及有机化学 （1）定义：绝大多数含碳的化合物，但不是所有含碳的化合物都是有机物，包括碳氢化合物及其衍生物。【易错提醒】碳的氧化物(CO、CO2)、碳酸及其盐(H2CO3、Na2CO3)、氢氰酸及其盐(HCN、NaCN)、硫氰酸及其盐(HSCN、KSCN)、某些碳化物SiC、CaC2、氰酸盐(HCNO、NH4CNO)等尽管含有碳，但它们的组成和结构更象无机物，所以将它们看作无机物。 （2）组成元素，除含有碳外，通常还含有氢、氧以及氮、硫、卤素、磷等元素，其中碳、氢为主要元素。 （3）有机化学：研究有机物的组成、结构、性质、制备方法与应用的科学。 2.有机化合物的结构特点 （1）成键数目：每个碳原子最外层有4个电子，可形成4个共价键； （2）成键种类：碳原子之间可形成单键、双键或三键； （3）连接方式：碳原子之间可形成碳链、碳环和支链； （4）碳原子与其他原子之间也可以形成单键、双键（如碳氧双键）或三键（如碳氮三键）； （5）4个碳原子相互结合的方式 3.有机化合物的多样性 ①有机物分子可能只含有一个或几个碳原子，也可能含有成千上万个碳原子。 ②含有相同碳原子数的有机物分子，因为碳原子间成键方式或碳骨架的不同而具有多种结构。 二、烷烃的结构 4．甲烷的分子结构 （1）组成与结构 分子式 电子式 结构式 分子模型 CH4 （2）空间结构 分子结构示意图 结构特点及空间构型 甲烷分子是正四面体结构；碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子位于4个顶点，且4个C—H键完全相同，四个键角相同，都为109°28′ 5.烷烃的概念、通式和结构特点 （1）概念：只含有碳和氢两种元素，分子中的碳原子之间都以单键结合，碳原子的剩余价键均与氢原子结合，使碳原子的化合价都达到“饱和”。这样的一类有机化合物称为饱和烃，也称为烷烃。若C-C连成环状，称为环烷烃。 （2）链状烷烃的通式：CnH2n+2 (n≥1)。 （3）烷烃结构特点： 烷烃 乙烷 丙烷 正丁烷 分子式 C2H6 C3H8 C4H10 结构式 结构简式 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3 分子结构模型 ①烷烃分子中每个碳原子与4个原子相连，对于烷烃中的任意一个碳原子来说，它周围的4个原子以它为中心构成四面体，当它连接的4个原子或原子团相同时，则为正四面体，否则就不是正四面体。 ②链状烷烃为开链式结构，可以是直链，也可带支链。碳原子数≥3的链状烷烃分子中的碳链均非直线形，为锯齿形。 ③烷烃中C-H单键和C-C单键都可以旋转。 6．烷烃的习惯命名法——只能适用于构造比较简单的烷烃 n≤10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 己烷 庚烷 辛烷 壬烷 癸烷 n＞10 用汉字数字代表，如C11H24：十一烷 ①根据烷烃分子里所含碳原子数目来命名，碳原子数加“烷”字，就是简单的烷烃的命名，称为“某烷”。 ②碳原子数在10以内的，从1到10依次用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸来表示；碳原子数在十以上的用汉字数字表示；如：C4H10的名称为丁烷、C9H20的名称为壬烷、C17H36叫十七烷。 ③当碳原子数相同时，存在同分异构体时，在(碳原子数)烷名前面加正、异、新等，分子式为C5H12的同分异构体有3种，写出它们的名称和结构简式： a．CH3CH2CH2CH2CH3分子结构中无支链称为正戊烷： b．称为异戊烷； c．，分子结构中含有称为新戊烷； 7.有机物结构的表示方法 种类 实例 含义 分子式 CH4 用元素符号表示物质分子组成的式子，可反映一个分子中原子的种类和数目 最简式 乙烷(C2H6)的最简式为CH3 ①表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子； ②由最简式可求最简式量 电子式 用小黑点等记号代替电子，表示原子最外层电子成键情况的式子 结构式 ①能反映物质的结构； ②把每一个共价键都用一条短线“-”表示，反映分子结构的式子，但不表示空间结构 结构简式 CH3CH3 既反映分子的结构又相对较为简略的式子称为结构简式。书写烷烃的结构简式时，可将结构式中的C-C、C-H键中的“-”省略，省略横线上C−C键，将同一个碳原子上所连接的相同基团合并，将连续的多个-CH2-合并，但双键、三键不能省略。它比结构式书写简单，比较常用，是结构式的简便写法，着重突出结构特点(官能团) 球棍模型 小球表示原子，小棍表示价键，用于表示分子的空间结构(立体形状)，反映各原子的相对大小和空间位置； 空间填充 模型 ①用不同体积的小球表示不同大小的原子 ②用于表示分子中各原子的相对大小和结合顺序 ③空间填充模型可以反映分子的真实结构。 键线式 可表示 也称为骨架式或拓扑式，是一种在平面中表示分子结构的方法，尤其适用于表示有机化合物，键线式中用短线“-”表示化学键，端点、交点、拐点表示碳原子，C原子、H原子不需要标出，利用H原子补充C的四价结构，杂原子及杂原子上的H原子需要标出，学生要谨记。键线式中的每个碳原子通常有四条线，每减去一条线就代表添加两个氢原子。 三、同系物 同分异构体 8、同系物 （1）同系物概念：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物。 【特别提醒】①同系物结构相似，组成相差一个或若干个CH2原子团是判断物质是否是同系物的依据，两者缺一不可，同系物所含元素种类一定相同，除C、H外其他种类元素原子数必须相同。 ②同系物间相对分子质量相差14或14的整数倍。 ③同系物属于同一类物质，且有相同的通式。 （2）同系物的特点：同系物有相似的化学性质，物理性质有一定的递变规律。 9、同分异构现象与同分异构体 1）定义：化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象，叫做同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。 【特别说明】①同分异构体必须是分子式相同而结构不同的物质。它们可以是同一类（系列）物质，如：正丁烷和异丁烷，也可以是不同类（非同系物）的物质，如：丙烯和环丙烷。 ②同分异构体可以是有机物和有机物，还可以是无机物和有机物之间构成。如：NH4CNO和CO(NH2)2。 ③“四同”总结如下表： 2）烷烃同分异构体的书写及取代物种类的找法 （1）烷烃同分异构体的书写方法——“减碳法”：主链由长到短，支链由整到散；位置由心到边，排列对邻到间，主链上有两个取代基时，采取“定一移一”的方法。 (烷烃只存在碳链异构，以C6H14为例) 书写的步骤 碳架式 注意 ①将分子中所有碳原子连成直链作为主链 C—C—C—C—C—C (a) ②从主链一端取下一个碳原子作为支链(即甲基)，依次连在主链对称轴一侧的各个碳原子上，此时碳骨架有两种 (b)　　　　　　(c) 甲基不能连在①位和⑤位碳原子上，否则与原直链时相同；对于(b)中②位和④位碳原子等效，只能用一个，否则重复 ③从主链上取下两个碳原子作为一个支链(即乙基)或两个支链(即两个甲基)依次连在主链对称轴一侧的各个碳原子上，此时碳骨架结构有两种 (d)　　　　　　(e) ②位或③位碳原子上不能连乙基，否则主链上会有5个碳原子，则与(b)中结构重复 【名师归纳】（1）两注意：①选择碳原子数最多的碳链为主链；②找出对称轴； （2）四句话：主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排列对、邻到间； （3）取代基不能连在末端，否则与原直链时相同； （4）从母链上取上的碳原子数，不得多于母链所剩余的碳原子数； （2）常见烷烃的同分异构体数目 烷烃 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 己烷 庚烷 分子式 CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 C6H14 C7H16 个数 1 1 1 2 3 5 9 （3）烷烃一氯代物和多氯代物的找法 1)等效氢 ①同一个碳原子上连接的氢原子等效，如：甲烷(CH4)分子中4个氢原子是等效的。 ②同一个碳原子上所连接的甲基上的氢原子等效，如：新戊烷()分子中四个甲基等效，各甲基上的氢原子完全等效，也就是说新戊烷分子中的12个H原子是等效的。 ③分子中处于对称位置上的氢原子是等效的，如：分子中的18个氢原子是等效的。 2）一元取代物的找法：烃分子中有多少种结构不同的氢原子，其一元取代物就有多少种同分异构体 ①根据烷基的种类确定一元取代物种类， 烷基 甲基 乙基 丙基 丁基 戊基 个数 1 1 2 4 8 如：丁基(—C4H9)的结构有4种，戊基(—C5H11)的结构有8种，则C4H9Cl有4种，C5H11Cl有8种。 ②等效氢及等效氢法：有几种等效氢原子就有几种一元取代物，如CH4、、等效氢只有一种，其一氯代物也只有一种。 3）多元取代物种类——分次定位法，如：C3H8的二氯代物，先找一氯代物，再利用等效氢法，再用氯原子取代一氯代物上的氢原子。 ①二氯代物的找法：先找一氯代物，再用氯原子取代一氯代物上的氢原子； ②三氯代物的找法：先找二氯代物，再用氯原子取代二氯代物上的氢原子。 （4）换元法：将有机物分子中的不同原子或基团进行等效代换，如：乙烷分子中共有6个H原子，若有一个H原子被Cl原子取代所得一氯乙烷只有一种结构，那么五氯乙烷有多少种？假设把五氯乙烷分子中的Cl原子转换为H原子，而H原子转换为Cl原子，其情况跟一氯乙烷完全相同，故五氯乙烷也只有一种结构。同样，二氯乙烷有两种结构，四氯乙烷也只有两种结构。 10.同分异构的性质 （1）物理性质：支链越多，熔沸点越低，密度越小。 （2）化学性质：不一定相似 四、甲烷的存在、性质及用途 11.甲烷的存在：天然气、沼气、油田气、煤矿坑道气（煤层气或瓦斯气)、页岩气的主要成分都是甲烷。“可燃冰”是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中的天然气水合物(CH4·8H2O)。 12.甲烷的物理性质：甲烷是无色无味的气体，标准状况下的密度为0.717g/L，极难溶于水。 13.甲烷的化学性质 （1）稳定性：通常情况下，甲烷与强酸、强碱、强氧化剂一般都不发生反应，也不能使酸性KMnO4溶液和溴水褪色。但在特定的条件下，也会发生某些反应。 （2）取代反应：有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应叫取代反应。特点：是“一上一下，有进有出”，类似无机反应中的复分解反应，注意在书写化学方程式时，防止漏写产物中的小分子。 　　　  【特别说明】①反应需在光照条件下进行，参加反应的物质必须是氯气不能是氯水。 ②Cl2与CH4反应生成了五种产物：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl。其中HCl最多。有机产物中只有CHCl3在常温下是气体，其他均为液体，CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种产物均不溶于水。 a.一氯甲烷(CH3Cl)：常温下是气体,难溶于水,可用作溶剂、冷冻剂、香料等。 b.二氯甲烷(CH2Cl2)：常温下是油状液体,难溶于水,是一种优秀的溶剂，通用的有机溶剂，可溶解许多有机和无机物质，还可用作低温热浴和冷却剂。 c.三氯甲烷(CHCl3)：又称氯仿，常温下是油状液体，难溶于水，主要用来生产氟利昂，常用作有机溶剂，氯仿在历史上曾作为麻醉剂用于外科手术。 d.四氯化碳(CCl4)：常温下是油状液体，难溶于水，用作优良的溶剂和高效灭火剂。 ③在取代反应中，甲烷的四个氢原子可以依次逐步被取代，最终完全被取代，四级反应同时发生，无先后次序，产物是混合物，通常不能用于制取某卤代烃。 ④书写有机反应的化学方程式通常用“”，而不用“”。 ⑤取代反应与置换反应的区别 反应类型 取代反应 置换反应 定义 有机分子内的原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应 一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应 反应特点 反应物：有机物与单质或化合物 生成物：不一定有单质 很多反应进行不完全，速度慢 反应物：一种单质和一种化合物； 生成物：新的单质和新的化合物； 一般能反应完全，速度快 本质 反应中无电子得失 反应中有电子转移 反应条件 反应受催化剂、温度、光的影响 水溶液中置换遵循“以强制弱”的原则 （3）氧化反应：甲烷易燃，燃烧时发出蓝色火焰。1mol CH4完全燃烧放出890kJ热量。 ①现象：明亮的淡蓝色火焰，放出大量的热，无烟。 ②结论：甲烷可以在空气中完全燃烧，发生氧化反应，生成二氧化碳和水，并放出大量的热。 ③化学方程式：CH4+2O2CO2+2H2O 【特别提醒】甲烷在点燃前必须验纯。如果点燃甲烷和氧气或空气的混合物，就会立即发生爆炸。煤矿中的爆炸事故多与甲烷气体爆炸有关。为了保证安全生产，必须采取通风、严禁烟火等措施。 （4）高温分解：、。 14.甲烷的用途 （1）高效、较清洁燃料； （2）化工原料——甲烷高温分解可得炭黑，用作颜料、油墨、油漆以及橡胶的添加剂等；制氯仿和CCl4等重要的溶剂。氧化制甲醇、制氟里昂制冷剂。 五、烷烃的性质 15.烷烃的物理性质 （1）递变规律(随碳原子数n递增) ①烷烃的熔、沸点较低，随碳原子数的增加而逐渐升高； ②碳原子数≤4的烷烃及新戊烷在常温常压下是气体； ③烷烃的相对密度都较小，且随碳原子数的增加而逐渐增大； ④碳原子数相同的烷烃，支链越多，熔、沸，点越低。 （2）相似性 ①烷烃不溶于水而易溶于有机溶剂； ②液态烷烃的密度均小于1g·cm-3。 16.烷烃的化学性质 （1）稳定性：在通常情况下，烷烃比较稳定，跟强酸、强碱、酸性高锰酸钾溶液等都不反应。 （2）燃烧反应 与甲烷相似，烷烃可以在空气中完全燃烧，发生氧化反应，生成二氧化碳和水，并放出大量的热。烷烃燃烧通式： （3）取代反应 ①概念：有机化合物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团代替的反应叫做取代反应。 ②在光照条件下均可与氯气发生取代反应。 （4）高温分解：烷烃在较高温度下会发生分解，包括烷烃的裂解、裂化。 ①C4H10CH2= CH2（乙烯）+ CH3CH3 ②。 这个性质常被应用于石油化工和天然气化工生产中，从烷烃可得到一系列重要的化工基本原料和燃料。 六、有机物的性质 17、有机化合物是指绝大多数含碳元素的化合物，简称有机物。有机化合物种类繁多（在自然界发现的和人工合成的物质已超过1亿种，其中绝大多数都是有机化合物)，绝大多数有机物属于共价化合物，属于非电解质。 18.有机物的通性 （1）溶解性：多数有机物难溶于水，易溶于有机溶剂（如汽油、甲 烷、苯等)。 （2）耐热性：多数有机物不耐热、熔点低 （3）导电性：多数有机物为非电解质，不易导电。 （4）可燃性：绝大多数有机物可以燃烧。 （5）稳定性：多数有机物加热时易分解。 【特别提醒】有机反应往往比较复杂，常有很多副反应发生，很多反应需要在加热、光照或使用催化剂的条件下进行。因此有机反应方程式中常用“→”连接，而不用“—”连接。 19.有机物种类繁多的主要原因： ①碳原子的结构特征是最外层有4个电子，常常以共价键与碳原子或别的原子结合； ②碳碳间除能形成单键外，还能形成双键和三键，并且能形成长的碳链或碳环； ③有机物普遍存在同分异构现象。 七、乙烯 20.乙烯的组成 乙烯的分子式为C2H4。比较C2H4与C2H6（乙烷）可知，乙烯分子比碳原子数相同的乙烷分子少两个氢原子，我们可以这样理解： 即乙烯分子中碳碳之间为双键，乙烷分子中碳原子是“饱和”的，乙烯分子中碳原子是“不饱和”的。 21.乙烯的结构 分子式 电子式 结构式 结构简式 分子模型 球棍模型 填充模型 C2H4 注：其分子中的2个碳原子和4个氢原子都处在同一平面上，它们彼此之间的键角约为120°，空间结构为， 22.乙烯的物理性质 颜色 状态 密度 气味 溶解性 无色 气体 1.25g·L-1（略小于空气的密度） 稍有气味 难溶于水，易溶于四氯化碳等有机溶剂 23.乙烯的化学性质 （1）氧化反应 ①乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化 乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色的实质是乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化。 5C2H4+12KMnO4+18H2SO4==10CO2+12MnSO4+6K2SO4+28H2O 【特别说明】利用乙烯被酸性高锰酸钾氧化的反应可用于鉴别甲烷和乙烯，但不能除去甲烷中的乙烯，原因是发生反应的化学方程式为：5CH2=CH2+12KMnO4+18H2SO410CO2↑+6K2SO4+12MnSO4+28H2O，氧化后产物中有CO2，仍混在甲烷中，达不到除杂的目的。 ②乙烯的燃烧 乙烯在空气中燃烧，火焰明亮并伴有黑烟，生成二氧化碳和水，同时放出大量的热。 C2H4+3O2 2CO2 +2H2O 【特别说明】a．产生黑烟是由于乙烯分子中含碳量比较高，燃烧时有一部分碳并没有完全被氧化，碳粒本身被烧成炽热的状态，所以乙烯的火焰很明亮，没有被氧化的碳呈游离态以黑烟的形式冒出。 b．乙烯属于易燃易爆的气体（爆炸极限为2.7%～36%），在点燃乙烯之前一定要先检验乙烯的纯度。 （2）加成反应 ①加成反应：有机物分子中的不饱和碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应叫加成反应。 【特别说明】加成反应和取代反应是最重要的两大有机反应类型，二者有本质的区别。取代反应的特点是有进有出，类似置换；加成反应的特点是有进无出，类似化合。取代反应是烷烃的特征反应，断裂的是C-H键；加成反应是不饱和烃的特征反应，是不饱和键中的不稳定键断裂。 ②乙烯能发生加成反应 乙烯能使溴的CCl4溶液的红棕色很快褪去，也能使溴水的橙色很快褪去，生成无色的1，2—二溴乙烷。反应的方程式如下： 　　 该反应的原理是乙烯分子中碳碳双键中的一个键易于断裂，断开之后每个碳原子就有一个未成对的电子，而Br2分子中Br-Br键断开后形成两个带一个未成对电子的溴原子，两个溴原子分别与两个碳原子结合形成共价键。此反应的过程可表示为： 　　乙烯还能跟氯气、氢气、卤化氢以及水等在适宜条件下起加成反应。 　　与Cl2加成：CH2==CH2＋Cl2―→CH2ClCH2Cl 与H2加成：CH2==CH2＋H2CH3CH3 与HCl加成：CH2==CH2＋HClCH3CH2Cl 与H2O加成：CH2==CH2＋H2OCH3CH2OH，应用：工业制乙醇。 【特别说明】1.乙烯加成反应小结： 　　 2.有关乙烯的注意事项： a．乙烯分子中的单键可以转动，碳碳双键不能转动，所以碳碳双键上的原子始终在一个平面上。 b．当乙烯与Br2反应时，一般用溴水或溴的四氯化碳溶液（甲烷需要在光照条件下与溴蒸气反应）。 c．利用乙烯能使溴水褪色而甲烷（或烷烃）不能使溴水褪色，既可以区别乙烯和甲烷（或烷烃），也可以除去甲烷（或烷烃）中混有的少量乙烯以提纯甲烷（或烷烃）。 d．为制得纯净的氯乙烷，应用乙烯与HCl的加成反应而不宜用乙烷与Cl2的取代反应。因为乙烯与HCl的加成产物只有一种，而乙烷与Cl2的取代产物是多种氯代烷的混合物。 e．通常条件下，烯烃一般不和水反应（可用排水法收集乙烯），但在一定条件下烯烃可以和水反应生成醇（工业上采用水化法制乙醇的原理）。 f．乙烯（或烯烃）发生加成反应后，空间结构发生了变化。 （3）聚合反应 ①在适当的条件下，乙烯分子之间可相互加成得到聚乙烯，化学方程式为nCH2===CH2。 ②认识加成聚合反应 链节：高分子中重复的结构单元； 聚合度：链节的数目n。 单体：能合成高分子的小分子物质。 24.乙烯的来源 （1）石油经过分馏→裂化→裂解，最终得到乙烯。 （2）乙烯的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平。 25.乙烯的用途 （1）重要的化工原料，用来制聚乙烯塑料、聚乙烯纤维、乙醇等有机溶剂。 （2）在农业生产中用作植物生长调节剂和果实催熟剂。 26.乙烯的实验室制法 （1）药品：乙醇、浓硫酸 （2）反应原理：CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O （3）装置：液—液加热，如图: （4）收集方法：排水集气法  注意：（1）浓硫酸的作用：催化剂和脱水剂。 （2）温度计的位置：插入反应液中但不能触及烧瓶底部，目的在于控制反应液的温度在170℃，避免发生副反应。  （3）加入碎瓷片是为了防止液体暴沸。 （4）点燃乙烯前要验纯。 （5）反应液变黑是因浓硫酸使乙醇脱水碳化，碳把硫酸还原为SO2，故乙烯中混有SO2。 C + 2H2SO4（浓）== CO2↑+ 2SO2↑+ 2H2O 八、烃 27.烃的概念：仅含碳和氢两种元素的有机化合物称为碳氢化合物，也称为烃。 28.烃的分类 （1）分类依据：烃分子中碳原子间成键方式的不同及碳骨架的不同 ①依据烃分子中碳原子间成键方式的不同分为饱和烃和不饱和烃。 a.饱和烃：碳原子之间只以单键结合，剩余价键均被氢原子“饱和”的烃，即烷烃。 b.不饱和烃：碳原子的价键没有全部被氢原子“饱和”的烃，其中分子中含有碳碳双键的称为烯烃，含有碳碳三键的称为炔烃。 ②依据烃分子中碳骨架的不同分为链状烃和环状烃，含有苯环的称为“芳香烃”。 （2）烃的分类 29.常见烃分子结构及性质比较 类别 链状烷烃 链状单烯烃 链状单炔烃 代表物 结构简式 CH4 CH2=CH2 CH≡CH 电子式 结构式 H—C≡C—H 分子空间结构特点 正四面体 6个原子共平面 4个原子共直线 通式 CnH2n＋2(n≥1) CnH2n(n≥2) CnH2n-2(n≥2) 结构特点 含碳碳双键 含碳碳三键 化学性质 取代反应 光照卤代 — — 加成反应 — 与H2、X2、HX、H2O等发生加成反应 氧化反应 燃烧火焰较明亮 燃烧火焰明亮，伴有黑烟 燃烧火焰明亮，伴有浓烈黑烟 与KMnO4溶液不反应 使KMnO4溶液褪色 使KMnO4溶液褪色 加聚反应 — 能发生 能发生 鉴别 KMnO4溶液和溴水均不褪色 KMnO4溶液和溴水均褪色 注意：对烃分类时要抓住烃中碳原子的价键特点和碳骨架的形状，结合各类烃的有关概念即能正确分类。 30.芳香族化合物与苯 （1）芳香族化合物：分子中含有苯环的有机物。 （2）苯的组成与结构 分子式 结构式 结构简式 空间形状 C6H6 或 平面正六边形 其中，苯环中的碳碳之间的键是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键，即苯分子不存在碳碳双键，苯分子中6个碳原子和6个氢原子都在同一平面内。 （3）苯的用途：苯是一种重要的有机化工原料和有机溶剂，广泛用于生产医药、农药、香料、染料、洗涤剂和合成高分子材料等。 九、有机高分子材料 31.有机高分子材料的分类 根据来源不同可将有机高分子材料分为天然有机高分子材料和合成有机高分子材料。 （1）天然有机高分子材料：如棉花、羊毛、天然橡胶、蛋白质等。 （2）合成有机高分子材料：如塑料、合成纤维、合成橡胶、黏合剂、涂料等。 32.塑料 ①成分 主要成分 合成树脂 添加剂 增塑剂，提高塑性 防老剂，防止塑料老化 着色剂，使塑料着色 增强材料，增大塑料强度 ②主要性能 塑料具有强度大、密度小、耐腐蚀，易加工等优良的性能。 ③常用塑料用途 名称 结构简式 用途 聚乙烯(PE) 制成薄膜、用于食品、药物的包装材料 聚氯乙烯(PVC) 制成薄膜、管道、日常用品、绝缘材料 聚苯乙烯(PS) 制成泡沫塑料、日常用品、绝缘材料 聚四氟乙烯(PTFE) 制成化工、医药等行业使用的耐腐蚀、耐高温、耐低温制品 聚丙烯(PP) 制成薄膜、管道、日常用品、包装材料等 有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)(PMMA) 制成飞机和汽车的风挡、光学仪器、医疗器械、广告牌等 脲醛塑料(电玉(UF)) 制电器开关，插座及日常用品等 33.橡胶 ①橡胶是一类具有高弹性的高分子材料，是制造汽车、飞机轮胎和各种密封材料所必需的原料。天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯，结构简式为，其单体为；天然橡胶分子中含有，易发生加成反应和氧化反应。 ②橡胶的结构 注：硫化橡胶：工业上用硫与橡胶作用进行硫化，使线型的高分子链之间通过硫原子形成化学键，产生交联，形成网状结构，从而提高强度、韧性和化学稳定性。 ③橡胶的分类 橡胶 ④性能：具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温或耐低温等性能。 ⑤合成橡胶：以石油、天然气中的二烯烃和烯烃为原料合成的橡胶。 ⑥橡胶主要用途：制造汽车、飞机轮胎和各种密封材料所必需的原料。特种橡胶在航空、航天和国防等尖端技术领域中发挥着重要作用。 34.纤维 ①分类：纤维可以分为天然纤维和化学纤维 A.天然纤维：植物纤维：棉花、麻等；动物纤维：羊毛 、蚕丝等。 B.化学纤维：又可分为再生纤维和合成纤维，再生纤维是将农林产品中的纤维素、蛋白质等加工处理制成的，如黏胶纤维、大豆蛋白纤维；合成纤维是以石油、天然气和煤等为原料制成有机小分子单体，再经聚合反应制成，如“六大纶”：聚丙烯纤维(丙纶)、聚氯乙烯纤维(氯纶)、聚丙烯腈纤维(腈纶)、聚对苯二甲酸乙二酯纤维(涤纶)、聚酰胺纤维(锦纶、芳纶)等。 ②合成纤维性能：强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀、不易虫蛀等。 ③主要用途：制衣料、绳索、渔网、工业用滤布，飞机、船舶的结构材料等，广泛应用于工农业领域。 【易错提醒】（1）有机高分子材料中，塑料都是合成的，橡胶与纤维都既有天然的也有人工合成的。 （2）以煤、石油和天然气为原料制成的三大合成材料，可用于生产和生活的各个领域。 （3）高分子材料均为混合物，其聚合度无定值；通过聚合反应可利用小分子物质合成有机高分子材料。 十、加聚反应 35. 概念：不饱和单体间通过加成反应相互结合生成高分子化合物的反应。 36. 特征：①没有小分子的副产物生成；②所生成的高分子的式量是单体的整数倍；③高分子与单体具有相同的元素质量组成；④通过共价键结合，具有特定的结构，因此化学组成并不复杂。 37. 单体的结构条件：含有双键、三键或环状结构的低分子在一定条件下可发生加聚反应， 单体中常含有“C＝C”“C≡C”“”等结构。 38. 加聚产物结构简式的书写：将链节写在方括号内，聚合度n在方括号的右下角。由于加聚产物的端基不确定，通常用“－”表示。 ①含一个碳碳双键的单体聚合物的写法：断开双键，键分两端，添上括号，n在后面。 ②含“C＝C—C＝C”的单体聚合物的写法：双变单，单变双，括住两头，n在后面。 ③含有一个碳碳双键的两个单体聚合物的写法：双键打开，彼此相连，括住两头，n在后面。 39. 常见的加聚反应： （1）自聚反应：单体分子中只含一个不饱和键的加聚反应，一般是单体分子中的碳碳双键或三键断裂，单体间相互结合成链状高分子化合物。如： n CH≡CH 催化剂 －CH2＝CH－ n nCH2＝CHCH3 催化剂 －CH2－CH－ n CH3 （2）共轭双键的加聚反应，分子中含双键、单键交替结构的烯烃称为共轭烯烃，其中的双键为共轭双键。此类烯烃在加聚时，原来的两个双键断裂，在形成的高分子化合物中又生成一个新的双键，单体相互结合成链状。如： n H2C＝C－CH＝CH2 CH3 －H2C－C＝CH－CH2－ n CH3 催化剂 （3）共聚反应：不同烯烃之间的共聚即发生反应的单体有两种或多种。如： n CH2＝CH2 + n CH3CH＝CH2 催化剂 －H2C－CH－CH2－CH2－ n CH3 催化剂 n CH2＝CH2 + n CH2＝CH－CH＝CH2 －CH2－CH2－CH2－CH＝CH－CH2－ n 40.由加聚产物推单体的方法 ①由加聚高聚物推单体是聚合反应的逆过程，方法是：高聚物链节半键还原→双键重现→正推验证。 ②在上述过程中，若半键还原无法形成完整双键,可考虑再断裂单键构成完整双键（不是一种单体）或断裂双键构成完整双键（二烯烃）。 例如：a.凡链节的主链只有两个碳原子（无其他原子）的高聚物，其合成单体必为一种，将两个半键闭合即可。 如： ,其单体是。 b.凡链节主链有四个碳原子（无其他原子），且链节无双键的高聚物，其单体必为两种，在正中央划线断开，然后两个半键闭合即可。 如：的单体为和两种。 c.凡链节主键中只有碳原子，并存在结构的高聚物，其规律是：“凡双键，四个碳；无双键，两个碳”划线断开，然后将半键闭合即单双键互换。 如：的单体是：， 的单体是：和。 十一、乙醇 41．乙醇的组成与结构 乙醇的分子结构可以看成是乙烷分子（CH3CH3）中的氢原子被羟基(—OH)取代的产物，也可以看成是水分子（H—OH）中的氢原子被乙基（—CH2CH3）取代后的产物。乙醇分子中含有-OH原子团，这个原子团叫羟基，它决定着乙醇的化学性质。 分子式 结构式 结构简式 键线式 球棍模型 空间填充模型 官能团 C2H6O CH3CH2OH或C2H5OH -OH 【易错提醒】羟基与氢氧根的比较 羟基（-OH） 氢氧根（OH-） 电子式 电荷数 不显电性 带一个单位负电荷 存在形式 不能独立存在 能独立存在于溶液和离子化合物中 稳定性 不稳定 稳定 相同点 组成元素相同 42．乙醇的物理性质 乙醇俗称酒精，是无色、有特殊香味的液体，密度比水的小，易挥发(沸点：78.5℃)，能溶解多种有机物和无机物，并能与水以任意比例互溶，是重要的有机溶剂。通过蒸馏法分离乙醇和水时，当乙醇的体积分数达到95%左右时，乙醇和水会形成共沸物。应在体积分数为95%的乙醇中先加生石灰，再加热蒸馏制得无水酒精。 注：①通过生活中酒类的浓度可以证明乙醇能与水以任意比互溶。生活中酒类的浓度如下表（体积分数）： 酒类 啤酒 葡萄酒 黄酒 白酒 医用酒精 工业酒精 无水酒精 浓度 3-5% 6-20% 8-15% 50-70% 75% 95% 99.5% ②通常用无水CuSO4（白色）检验是否含有水。CuSO4+5H2O(白色)=CuSO4·5H2O（蓝色） 43．烃的衍生物和官能团 （1）烃的衍生物 烃分子中的氢原子被其他原子或原子团所取代而生成的一系列化合物称为烃的衍生物，判断方法：除含有碳氢元素外还含有其他元素。 （2）官能团 烃的衍生物与其母体化合物相比，其性质因分子中取代基团的存在而不同。决定有机化合物特性的原子或原子团叫做官能团，羟基就是醇类物质的官能团。 44.乙醇的化学性质 （1）乙醇与钠反应 ①断O—H键，钠置换了羟基中的氢，生成氢气和乙醇钠，发生置换反应。化学方程式为2CH3CH2OH＋2Na―→2CH3CH2ONa＋H2↑。 ②与钠和H2O反应比较，剧烈程度比水弱，钠沉在乙醇底部，且没有熔化成金属小球。说明乙醇羟基中的氢原子不如水分子中的氢原子活泼。氢原子活泼性：酸>水>醇； ③含有−OH的有机物都能与Na反应，如CH3OH等，且1mol −OH—0.5molH2，故此反应既可检验—OH的存在，又可用来计算分子中—OH的数目； ④CH3CH2OH是非电解质，不能电离出H+，故不能与碱溶液反应。 （2）乙醇的氧化反应 ①燃烧现象：乙醇在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰，放出大量的热。 化学方程式：CH3CH2OH＋3O22CO2＋3H2O。 ②乙醇的催化氧化 在实验中铜丝参与了化学反应，后来又生成了铜，铜丝在反应中起到催化作用。反应原理： 总反应的化学方程式为：2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O。 ③乙醛的官能团为醛基(，或写作—CHO)，乙醛在适当条件下可被进一步氧化，生成乙酸(CH3COOH)。 【名师提醒】（1）该反应进行时羟基上去一个氢，与羟基相连的碳原子上去一个氢，脱下的两个氢与CuO中的氧原子结合生成水，即反应断裂的是O-H键和C-H键。 （2）在乙醇的催化氧化反应中，实际起氧化作用的是O2，铜在反应中只起催化剂的作用，CuO是反应的中间产物。 （3）有机反应中，“得氧”或“去氢”的反应，称为氧化反应；“加氢”或“去氧”的反应称为还原反应。“氧化反应”、“还原反应”是有机反应类型中的两类重要反应。 ④与强氧化剂反应 乙醇还可以与酸性高锰酸钾溶液(KMnO4)或酸性重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液反应，被氧化成乙酸。 a.乙醇能使酸性KMnO4溶液褪色：反应的化学方程式为： 5CH3CH2OH+4KMnO4+6H2SO4=2K2SO4+4MnSO4+5CH3COOH+11H2O。 b.交通警察检查司机是否酒后驾车就用含有橙色的酸性重铬酸钾（K2Cr2O7）仪器，当其遇到乙醇时橙色变为绿色，判定司机饮酒超标，故由此反应可以判定司机是否是酒后驾车。其中发生的化学反应方程式为： 2K2Cr2O7(橙色)+3CH3CH2OH +8H2SO4=2Cr2(SO4)3(绿色)+3CH3COOH+2K2SO4+11H2O。 45.乙醇的用途 ①用作酒精灯、火锅、内燃机的燃料。 ②化工原料和溶剂：用于生产医药、香料、化妆品、涂料等。 ③消毒剂：医疗上常用体积分数为75%的乙醇溶液作消毒剂。 ④酒精饮料：啤酒、葡萄酒、黄酒、白酒。 46.乙醇的安全问题 酒也给我们带来了不少危害，很多不法分子利用酒精的溶解性制造假酒；由于饮酒造成的交通事故屡见不鲜。化学带给我们的不仅仅是利或弊，关键是正确看待，科学合理利用。 ①乙醇在人体内究竟发生了哪些化学变化? a.吸收：乙醇通过口腔、胃和小肠迅速被吸收，主要在胃部吸收10%-20%，小肠吸收75%-80%。 b.代谢：乙醇在肝脏中被氧化为乙醛，再由乙醛脱氢酶氧化为乙酸，最后转化为二氧化碳和水。 c.排泄：少量乙醇通过呼吸、尿液和汗液排出体外，大部分通过肝脏代谢后排出。 ②喝酒上脸的人真能喝吗？ 喝酒上脸的人通常是因为体内缺乏乙醛脱氢酶，导致乙醛在体内积累，刺激毛细血管扩张，表现为面部发红。这类人群的酒精代谢能力较差，长期饮酒可能增加患肝脏疾病的风险，因此不建议大量饮酒。 ③“喝酒脸红不伤肝，喝酒脸白才伤肝”是真的吗？ 这种说法并不准确。喝酒脸红的人由于乙醛积累，肝脏负担加重，长期饮酒同样会损伤肝脏。而喝酒脸白的人可能缺乏乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶，酒精在体内积累，肝脏损伤风险更高。因此，无论脸红还是脸白，长期过量饮酒都会对肝脏造成伤害。 ④为何女性更容易喝醉？ a.体重和体脂比例：女性体重较轻，体脂比例较高，酒精在血液中的浓度相对较高。 b.体内含水量：女性体内含水量较低，酒精浓度更高，加重酒精作用。 c.酒精代谢酶活性：女性体内参与酒精代谢的酶活性较低，代谢速度较慢。 d.激素影响：女性激素水平波动影响酒精代谢，尤其是在经期前后。 ⑤究竟谁才是真正的酒神？ 在古希腊神话中，酒神是狄俄尼索斯（Dionysus），他是葡萄酒和狂欢的象征。在中国，传说中的酒神是仪狄和杜康，分别被认为是最早的酿酒专家和酿酒术的发明者。 十二、乙酸 乙酸是日常生活中的常见物质，我们食用的食醋，其主要成分就是乙酸，因此乙酸又叫醋酸，普通醋含醋3%~5%，山西陈醋含醋酸7%。 47.乙酸的结构 分子式 结构式 结构简式 球棍模型 空间填充模型 官能团 C2H4O2 CH3COOH 或 羧基(—COOH或) 注意：a.是一个整体，具备特有的性质;b.羧酸的结构特征：烃基直接和羧基相连接的化合物。 48.乙酸的性质 1）乙酸的物理性质 乙酸俗称醋酸，乙酸是一种有强烈刺激性气味的无色液体，沸点为117.9℃，熔点为16.6℃；当温度低于16.6℃时，乙酸就凝结成像冰一样的晶体，因此纯净的乙酸又称冰醋酸。乙酸易溶于水、乙醇、四氯化碳等溶剂，密度稍大于水。 2）乙酸的化学性质 （1）具有酸的通性 乙酸在水中可以电离：CH3COOHCH3COO-+H+，为弱酸，酸性比HCl、H2SO4、HNO3等弱，比H2CO3、HClO强，具有酸的通性： ①使酸碱指示剂变色：乙酸能使紫色石蕊溶液变红。 ②与活泼金属反应：2CH3COOH+Zn=(CH3COO)2Zn+H2↑。 ③与碱性氧化物反应：CaO+2CH3COOH=(CH3COO)2Ca+H2O。 ④与碱反应：2CH3COOH+Cu(OH)2→(CH3COO)2Cu+2H2O　 (CH3COO)2Cu易溶于水。 ⑤与盐反应：2CH3COOH+CO32-→2CH3COO－+CO2↑+H2O、2CH3COOH+CaCO3=(CH3COO)2Ca+H2O+CO2↑（食醋可以清除水壶中的少量水垢）。 （2）酯化反应 ①酯化反应的定义：酸与醇反应生成酯和水的反应，叫做酯化反应。 ②酯化反应的特点： ③反应原理（以乙酸乙酯的生成为例，乙醇中含有示踪原子）：发生酯化反应时，羧酸分子断开C-O键，醇分子断开O-H键，即“酸脱羟基，醇脱氢”。 　　　 【名师提醒】在催化剂的作用下，乙酸脱去羧基上的羟基，乙醇脱去羟基上的氢原子，二者结合成水，其他部分结合生成乙酸乙酯，即酸脱羟基醇脱氢，所以酯化反应实质上也是取代反应。酯化反应是可逆反应，反应进行得比较缓慢，反应物不能完全变成生成物。 49.羧酸羟基、水羟基、醇羟基的性质比较 羟基类型 CH3CO-O-H H-O-H CH3CH2-O-H 跟钾、钙、钠反应状况 特快速反应 快速反应 缓慢反应 跟锌、铁反应状况 较快反应 常温下不反应 不反应 跟氢氧化钠反应状况 快速反应 不反应 不反应 跟碳酸氢钠反应状况 快速反应 不反应 不反应 跟酸碱指示剂反应状况 快速反应 不反应 不反应 结论：羟基的活泼性关系：羧酸（-OH）＞水（-OH）＞醇（-OH） 50.乙酸以及其酯的重要用途 （1）乙酸是重要的调味品，食用冰醋酸可作酸味剂、增香剂，用于调饮料、罐头等。 （2）工业原料：工业生产中用来合成大量的酯类物质和其他重要化工产品。主要用于醋酸乙酯、醋酐、醋酸纤维、醋酸酯和金属醋酸盐等，也用作农药、医药和染料等工业的溶剂和原料，在药品制造、织物印染和橡胶工业中都有广泛用途。 十三、酯 51.酯的定义:羧酸分子羧基中的—OH被—OR′取代后的产物，简写为RCOOR′，其结构简式为，其中R′为烃基，官能团为（名称：酯基）。 52.酯的物理性质:酯类物质一般难溶于水，易溶于乙醇和乙醚等有机溶剂，密度一般比水小，具有芳香气味。 53.酯的命名:酯的命名主要看形成酯的羧酸和醇。由于酯化反应的原理是羧酸脱羟基醇脱氢，所以酯基左侧连接脱了羟基的羧酸的剩余部分，酯基右侧连接脱了氢的醇的剩余部分，然后依据形成的物质可以命名为某酸某酯。例如：甲酸和乙醇生成的酯叫做甲酸乙酯。 54.酯的用途：（1）用作香料，如作饮料、香水等中的香料。（2）作溶剂，如作指甲油、胶水的溶剂等。 55.酯的代表物——乙酸乙酯 （1）组成和结构 分子式 结构简式 官能团 C4H8O2  CH3COOCH2CH3或CH3COOC2H5 酯基() （2）物理性质 乙酸乙酯通常为无色、有芳香气味的液体,密度比水小,难溶于水,易溶于乙醇等有机溶剂。存在于水果、花草中,可作食品的香料和溶剂。 （3）化学性质 在酸性或碱性条件下均可发生水解反应。 CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH(可逆) CH3COOC2H5+NaOHCH3COONa++C2H5OH(完全) （4）用途：乙酸乙酯主要用来做油漆、指甲油的溶剂，生活中也将其作为香精加入到食品和饮料中。 十四、有机物的分类 56．烃的衍生物 （1）概念：烃分子中的氢原子被其他原子或原子团所取代而生成的一系列化合物。 （2）常见烃的衍生物：如CH3Cl、CH3CH2OH、、CH3COOH等。烃的衍生物并不一定是由烃经取代反应而生成，如CH3CH2Cl可以由乙烯与HCl加成而得。 57．官能团： （1）概念：决定有机化合物化学特性的原子或原子团。 （2）特点： ①官能团对有机物的性质具有决定性作用，即不同官能团有不同性质。 ②含有相同官能团的有机物在性质上具有相似之处。 ③可以根据有机物分子中所含官能团的不同，从结构和性质上对数量庞大的有机物进行分类。 ④含有多种官能团的化合物具有各个官能团的性质。 ⑤若多种官能团之间相互影响，又可表现出特殊性质。 58．有机物的主要类别、官能团和典型代表物 有机化合物类别 官能团 代表物 结构 名称 结构简式 名称 烃 烷烃 － － CH4 甲烷 烯烃 碳碳双键 CH2==CH2 乙烯 炔烃 －C≡C－ 碳碳三键 CH≡CH 乙炔 芳香烃 － － 苯 烃的衍生物 卤代烃 (X表示卤素原子) 碳卤键 CH3CH2Br 溴乙烷 醇 —OH 羟基 CH3CH2OH 乙醇 醛 醛基 乙醛 羧酸 羧基 乙酸 酯 酯基 乙酸乙酯 十五、认识有机化合物的一般思路 59.认识一种有机物，可先从结构入手，分析其碳骨架和官能团，了解它所属的有机物类别；再结合这类有机物的一般性质，推测该有机物可能具有的性质，并通过实验进行验证；在此基础上进一步了解该有机物的用途。即： 60.还可以根据有机物发生的化学反应，了解其在有机物转化(有机合成)中的作用。 61.与认识无机物类似，认识有机物也体现了“结构决定性质”的观念。各类有机物在结构和性质上具有的明显规律性，有助于我们更好地认识有机物。 62.有机物官能团的主要性质 官能团 主要性质 与酸性KMnO4溶液的氧化反应 与溴水或溴的CCl4溶液的加成反应 能发生加聚反应 醇羟基(—OH) 与活泼金属的置换反应 在Cu或Ag的催化作用下的氧化反应 与羧酸的酯化反应、取代反应 羧基(—COOH) 酸性：中和反应，与活泼金属反应 与盐反应，与金属氧化物反应等 与醇的酯化反应、取代反应 酯基() 发生水解反应，生成羧酸(盐)和醇 十六、糖类 63.人体所需六类营养物质——糖类、油脂、蛋白质、维生素、无机盐和水 64.糖类：从分子结构上看，糖类可以定义为多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物。 65.糖类的组成：碳、氢、氧三种元素。大多数糖类化合物的通式为Cn(H2O)m，所以糖类也叫碳水化合物。 【易错警示】 （1）有些糖类物质分子式不符合Cn(H2O)m,符合Cn(H2O)m的不一定为糖类。 （2）糖类不一定有甜味,有甜味的不一定是糖类。 66.糖类的分类： （1）分类依据：是否水解及水解产物的不同。 （2）分类 类别 单糖 二糖 多糖 代表物 葡萄糖、果糖 蔗糖、麦芽糖、乳糖 淀粉、纤维素 分子式 C6H12O6 C12H22O11 (C6H10O5)n  特点 不能水解为更简单的糖分子 水解后能生成两分子单糖 水解后能生成多分子单糖 结构关系 互为同分异构体 互为同分异构体 不互为同分异构体 自然界的存在 水果、蜂蜜 蔗糖：甘蔗、甜菜 乳糖：哺乳动物的乳汁 淀粉：植物的种子或块根 纤维素：植物的茎、叶 用途 营养物质、食品工业原料 营养物质、食品工业原料 淀粉：营养物质、食品工业原料 纤维素：造纸和纺织工业原料 67.单糖——葡萄糖与果糖 （1）组成和分子结构 分子式 结构简式 官能团 二者关系 葡萄糖 C6H12O6 CH2OH(CHOH)4CHO —OH、—CHO 同分异构体 果糖 CH2OH(CHOH)3COCH2OH 、—OH （2）葡萄糖的物理性质：白色晶体，能溶于水，微溶于酒精，不溶于乙醚，有甜味，但没有蔗糖甜。 （3）葡萄糖的化学性质 ①氧化反应 I、生理氧化：1mol C6H12O6完全氧化放出2816.8kJ的热量：C6H12O6＋6O2―→6CO2＋6H2O＋能量 II、弱氧化剂： A.与新制的Cu（OH）2浊液反应 a.反应条件：碱性环境，加热煮沸 b.实验现象：产生砖红色沉淀 c.化学方程式：CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH2OH(CHOH)4COONa+Cu2O↓+3H2O d.实际应用：检测糖尿病患者的血糖和尿糖。 【小常识】尿糖的检验 出现红色沉淀：有大量Cu2O生成，尿液中葡萄糖含量较高，病情较重，用“++++”表示； 出现土黄色：含糖量为中等，用“+++”表示； 出现黄绿色：含糖量为少量，用“++”表示； 出现绿色：含糖量为微量，用“+”表示； 如仍保持原来的蓝色：证明尿液中不含葡萄糖，用“—”表示。 B.与新制的银氨溶液 a.反应条件：碱性环境，水浴加热。 b.实验现象：产生银镜。 c.化学方程式：CH2OH(CHOH)4CHO +2Ag(NH3)2OHCH2OH(CHOH)4COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O d.实际应用：制镜和热水瓶胆。 III、强氧化剂 A.酸性高锰酸钾溶液：褪色。 B.溴水：褪色。 ②与H2发生加成反应生成己六醇。 ③发酵反应：C6H12O6（葡萄糖）2C2H5OH+2CO2↑，此性质常用于酿酒和利用生物质生产燃料乙醇。 ④体内无氧分解：葡萄糖在无氧条件下分解为乳酸（C3H6O3），同时释放出能量，以ATP的形式存储， C6H12O6→2C3H6O3+ 能量（ATP）。 （4）用途：①动物的营养物质；②制造糖果和药物 68.二糖——蔗糖与麦芽糖 （1）蔗糖的结构：不含醛基（－CHO），为非还原性糖 （2）麦芽糖的结构：含醛基（－CHO），还原性糖 比较项目 蔗糖 麦芽糖 相同点 分子式 均为C12H22O11 性质 都能发生水解反应 不同点 是否含醛基 不含 含有 水解产物 葡萄糖和果糖 葡萄糖 相互关系 互为同分异构体 （3）蔗糖与麦芽糖的化学性质 ①脱水炭化：C12H22O1112C+11H2O ②水解反应 a.C12H22O11（蔗糖）+H2OC6H12O6（葡萄糖）+C6H12O6（果糖） b.C12H22O11（麦芽糖）+H2O2C6H12O6（葡萄糖） （4）用途：做甜味剂 69.淀粉 （1）物理性质：白色可溶于水的无甜味的粉末状固体 （2）存在：植物种子和块根、大米、小麦、玉米等 （3）结构：天然高分子化合物，1个淀粉分子中含3n个醇羟基 （4）形成 ①方法：葡萄糖脱水缩聚 ②反应：nC6H12O6(葡萄糖)（C6H10O5）n(淀粉)+nH2O （5）化学特性：淀粉溶液变蓝色 （6）水解反应 ①条件：稀硫酸或淀粉酶作催化剂 ②反应：（C6H10O5）n(淀粉)+nH2OnC6H12O6（葡萄糖） ③水解程度的检验 淀粉水解液中和液 A.没有水解：在中和液中加入新制的Cu（OH)2悬浊液加热煮沸，无砖红色沉淀产生。 B.完全水解：在水解液中加入碘水，不变蓝。 C.部分水解：分别向中和液和水解液中加入新制的Cu（OH)2悬浊液、碘水，产生砖红色沉淀、溶液变蓝。 （7）淀粉溶液 ①所属的分散系：胶体 ②分散质特点：不带电荷 ③加入电解质溶液的现象：不聚沉 ④通直流电后的现象：不电泳 ⑤鉴别淀粉溶液和葡萄糖溶液 A.物理方法：丁达尔现象 B.化学方法：碘水或新制的Cu（OH）2浊液 ⑥除去淀粉溶液中的少量葡萄糖溶液：半透膜渗析 （8）淀粉在人体内的变化 (9)制酒精流程：淀粉葡萄糖酒精 70.纤维素 （1）结构：分子式为(C6H10O5)n，1个纤维素分子中含3n个醇羟基，。 （2）物理性质：白色不溶于水的无甜味的细丝状固体 （3）存在：植物的细胞壁、棉花、木材 （4）生理作用：刺激肠道蠕动和分泌消化液，有助于食物的消化和排泄 （5）纤维素的水解反应 ①条件：浓硫酸加热或纤维素酶 ②方程式：（C6H10O5）n(纤维素)+nH2O nC6H12O6（葡萄糖） 71.淀粉与纤维素比较 ①相似点： a.都属于天然有机高分子化合物，属于多糖，分子式都可表示为(C6H10O5)n，但不是同分异构体。 b.都能发生水解反应，如淀粉水解的化学方程式为＋nH2O。 c.都不能发生银镜反应。 ②不同点： a.通式中n值不同。 b.淀粉溶液遇碘单质呈现特殊的蓝色。 【易错警示】（1）有些糖类物质分子式不符合Cn(H2O)m,如鼠李糖C6H12O5；符合Cn(H2O)m的不一定为糖类，如乙酸C2H4O2、甲醛CH4O等。 （2）糖类不一定有甜味,有甜味的不一定是糖类。 72.糖类在生产、生活中的应用 （1）淀粉为人体提供能量 淀粉在人体内的变化：淀粉葡萄糖CO2和H2O，同时放出能量，葡萄糖在人体内氧化的化学方程式：C6H12O6＋6O26CO2＋6H2O。 （2）食草动物可以在体内消化和利用纤维素。人体内没有类似的纤维素水解酶，无法吸收和利用纤维素，食物中的纤维素能刺激肠道蠕动，有助于消化和排泄。 （3）淀粉可以酿酒，葡萄糖生成酒精的化学方程式：2CH3CH2OH＋2CO2↑。 十七、氨基酸 73.氨基酸的组成与结构 ①氨基酸可看作是羧酸分子烃基上的氢原子被氨基取代的化合物。蛋白质水解后得到的几乎都是α­氨基酸(氨基与羧基连在同一个碳原子上)，其通式为，官能团为—NH2和—COOH。 ②几种常见的氨基酸 a．甘氨酸： b．苯丙氨酸： 【思考与讨论p85】参考答案： 甘氨酸和苯丙氨酸都含有氨基和羧基两种官能团，并且氨基与羧基连在同一个碳原子。 74.氨基酸的物理性质：天然的氨基酸均为无色晶体，熔点较高，一般都能溶于水，而难溶于乙醇、乙醚。 75.氨基酸的化学性质 a.两性 氨基酸分子中既含有酸性基团—COOH，又含有碱性基团—NH2，因此，氨基酸是两性化合物。 如甘氨酸与HCl、NaOH反应的化学方程式分别为 ＋HCl―→；＋NaOH―→＋H2O。 b.成肽反应 氨基酸在酸或碱存在的条件下加热，通过一分子的氨基与另一分子的羧基间脱去一分子水，缩合形成含肽键的化合物叫做成肽反应。即氨基酸发生聚合反应，通过肽键（酰胺键）生成多肽，进一步形成蛋白质。 两分子氨基酸脱水形成二肽，如： ＋―→＋H2O。 我国科学家于1965年在世界上首次完成了具有生命活力的蛋白质——结晶牛胰岛素的全合成，对蛋白质的研究作出了重要贡献。 【特别注意】a. 成肽的两个氨基酸分子可以相同，也可以不同。 b. 两个氨基酸分子脱去一个水分子而形成二肽，两种不同的氨基酸可形成四种二肽，多个氨基酸分子脱去水分子而形成多肽，多种氨基酸分子间脱水以肽键相互结合，最终可形成蛋白质。 十八、蛋白质的结构与性质 76.蛋白质的存在 蛋白质是生命的物质基础，是有机大分子，是构成细胞的基本有机物，是生命活动的主要承担者。没有蛋白质就没有生命。 （1）组成细胞的基础物质 （2）动物的肌肉、血液、毛发等物质的主要成分 77.蛋白质的组成与结构 a.蛋白质含有C、H、O、N、S等元素。 b.蛋白质是由氨基酸通过缩聚反应生成的，蛋白质属于天然有机高分子化合物。 78.蛋白质的性质 2）蛋白质的性质 （1）蛋白质的水溶性：有的蛋白质能溶于水，如鸡蛋清等，有的则难溶于水，如丝、毛等。 （2）盐析：蛋白质胶体的聚沉 ①因素：K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、NH4+等轻金属盐 ②结果：蛋白质的溶解度降低而析出 ③特点：发生可逆的物理变化 ④应用：分离提纯蛋白质 （3）变性 ①概念：某些条件下，蛋白质的分子内部结构和性质发生改变，溶解度度下降，失去生理活性的过程。 ②因素： a.物理因素：加热、加压、搅拌、振荡、紫外线照射、超声波等； b.化学因素：强酸、强碱、重金属盐（醋酸铅、硫酸铜）、某些有机物（甲醛、乙醇、苯酚等） ③结果：蛋白质结构改变发生聚沉，失去生理活性。 ④发生不可逆的化学变化 ⑤应用： a.杀菌消毒，如医院里常用高温蒸煮、紫外线照射处理医疗器械，采取在伤口处喷洒消毒剂、涂抹医用酒精等方法来消毒、杀菌，防止伤口感染。 b.疫苗等生物制剂的保存则要防止变性。 【思考与讨论p86】参考答案： （1）病毒是活的蛋白质，高温、紫外线和酒精都能使蛋白质变性死亡。 （2）福尔马林能使那些使动物标本腐败的微生物（活的蛋白质）变性死亡；波尔多液既含Cu2+(重金属离子)又呈强碱性，它能使导致农作物病害的活的蛋白顶变性死亡。 （4）水解反应：最终转化为氨基酸 ①条件：酸、碱或酶的催化作用下 ②反应 ③断键原理：C－N键断裂，C上加羟基，N上加氢 （5）颜色反应 ①现象：某些蛋白质（含苯环）与浓硝酸作用呈黄色 ②应用：检验鉴别蛋白质 （6）灼烧 ①现象：蛋白质灼烧时，有烧焦羽毛的气味 ②应用：鉴别毛制品和棉制品 79.蛋白质、多肽、－氨基酸之间的转化关系 80.蛋白质的主要用途 ①食用：蛋白质进入人体消化为氨基酸，一部分氨基酸用来合成人体所需蛋白质，一部分氨基酸用来合成激素和酶，最后转化尿素排出体外。 ②纺织工业：动物的毛、蚕丝等用于纺织。 ③皮革工业：动物的皮。 ④医药工业：用驴皮制成的阿胶是一种中药材。 ⑤化学工业：从牛奶中提取酪素，制作涂料等，用动物皮、骨提取的明胶可用作食品增稠剂，生产医药用胶囊和摄影用感光材料。 ⑥绝大多数酶是蛋白质，是生物体内重要的催化剂，在医药、食品、纺织等领域中有重要的应用价值。 81、酶 （1）大部分酶是一种蛋白质，具有蛋白质的性质。 （2）酶是一种生物催化剂，催化作用具有以下特点： a.条件温和，不需加热 b.具有高度的专一性 c.具有高效催化作用 二十、油脂的组成和结构 82.油脂是高级脂肪酸与甘油反应所生成的酯，由C、H、O三种元素组成，其结构可表示为 官能团为： ，有的油脂的烃基中还含有官能团。 83.形成过程：油脂是高级脂肪酸与甘油（丙三醇）通过酯化反应所生成的酯。 【易错提醒】①R1、R2、R3代表高级脂肪酸的烃基，可以相同或不同。 ②天然油脂大都是混合甘油酯。 ③相对分子质量小，不足1万，因此油脂不属于高分子化合物。 84.常见的高级脂肪酸 名称 饱和脂肪酸 不饱和脂肪酸 软脂酸 硬脂酸 油酸 亚油酸 结构简式 C15H31COOH C17H35COOH C17H33COOH C17H31COOH 说明 脂肪酸的饱和程度对油脂的熔点影响很大，含较多不饱和脂肪酸的甘油酯，熔点较低；含较多饱和脂肪酸的甘油酯，熔点较高。 85.油脂的分类 86.油脂的物理性质 性质 特点 密度 密度比水小 溶解性 黏度较大，难溶于水，易溶于有机溶剂，食品工业中根据这一性质，常使用有机溶剂来提取植物种子里的油 状态 含有不饱和脂肪酸成分较多的甘油酯，常温下植物油一般呈液态； 含有饱和脂肪酸成分较多的甘油酯，常温下动物油一般呈固态 熔、沸点 天然油脂都是混合物，没有固定的熔、沸点 87.油脂的化学性质 （1）油脂的氢化(油脂的硬化)：工业上常将液态植物油在一定条件下与氢气发生加成反应，提高其饱和程度，生成固态的氢化植物油，烃基上含有碳碳双键，能与H2发生加成反应。如油酸甘油酯与H2发生加成反应的化学方程式为＋3H2。 经硬化制得的油脂叫人造脂肪，也称硬化油，氢化植物油性质稳定，不易变质，便于运输和储存，可用来生产人造奶油、起酥油、代可可脂等食品工业原料。 （2）水解反应 a.酸性或酶的作用下水解 油脂在酸性条件或酶的催化作用下，可以发生水解生成高级脂肪酸和甘油，是可逆反应。 如硬脂酸甘油酯的水解反应方程式为＋3H2O ＋3C17H35COOH。 注：油脂在人体中(在酶的作用下)水解，生成高级脂肪酸和甘油，被肠壁吸收，作为人体的营养物质。 b.碱性条件下——皂化反应 油脂在碱性条件下水解生成高级脂肪酸盐和甘油。高级脂肪酸盐是肥皂的主要成分，所以油脂在碱性条件下的水解反应又称皂化反应，其水解程度比酸性条件下水解程度大，是不可逆反应。 如硬脂酸甘油酯的水解反应方程式为：＋3NaOH＋3C17H35COONa； 88.油脂的用途 （1）油脂是产生能量最高的营养物质。 （2）油脂能促进脂溶性维生素的吸收。 （3）油脂是加热介质并赋予食物令人愉悦的风味和口感，同时润滑肠道，帮助排便。 （4）摄入过多油脂会影响人体健康，应合理控制油脂的摄入量。 （5）具有保持体温和保护内脏器官的作用。 （6）制造肥皂等洗涤剂。 （7）是制备护肤品和化妆品原料。 【易错警示】（1）油脂属于酯类,但酯类物质不一定是油脂,油脂一定是高级脂肪酸与甘油形成的酯。注意不能写成“油酯”。油脂虽然相对分子质量较大,但不属于高分子化合物。 （2）液态的油脂烃基中含有不饱和键,能使溴水褪色。 （3）天然油脂一般都是混合物。 《第八章 化学与可持续发展》回看索引 P98：金属的冶炼方法：热分解法、热还原法、电解法 绝大多数金属元素在自然界中都以化合态的形式存在。不活泼金属采用热还原法[直接加热其氧化物分解]（Hg、Ag），非常活泼的金属采用电解法（钠、镁、铝）[电解MgCl2,而不是MgO，电解Al2O3，不是AlCl3，大部分金属采用还原剂法（铝热反应，炼铁）。 P98：铝热反应，如右图：高温下发生铝热反应，现象：镁条剧烈燃烧，发出耀眼白光，放出大量的热，纸漏斗被烧穿，有熔融的铁落入沙中。引发铝热反应的操作是：在纸漏斗中插入镁条并点燃镁条。右图中所发生的化学反应方程式2Al + Fe2O3 Al2O3 + 2Fe。该反应的铝热剂为Al和Fe2O3。 P99：图8-1 铝的生产原理示意图 P100：海水资源的利用：海水淡化、直接利用海水进行循环冷却。 P100：海水淡化的方法：蒸馏法、电渗析法和离子交换法。 P100：图8-3 海水的综合利用示意图 P101：图8-4 海水提溴工艺流程示意图 海水提溴常用空气吹出法收集溴，主要是由于溴易挥发，从海水中提取溴的流程中涉及的化学反应有：2Br－＋Cl2=Br2＋2Cl－、Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4。 常用有机溶剂萃取法提取碘，主要是由于碘难溶于水，易溶于有机溶剂。从海带中提取碘中涉及的化学反应有：2H＋＋2I－＋H2O2=I2＋2H2O。海带在坩埚中灼烧至完全变成灰烬。 P102：煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物 煤的干馏是指将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，工业上叫煤的焦化，属于化学变化。 煤的气化是将煤转化为气体燃料的过程，主要反应是碳与水蒸气反应生成水煤气（CO和H2）等，属于化学变化。 煤的液化是将煤转化为气体燃料的过程，可以分为直接液化和间接液化，属于化学变化。先转化为CO和H2，然后在催化剂的作用下合成CH3OH等。 石油的分馏是利用原油中各成分的沸点不同时行分离的过程，属于物理变化。裂化是将重油分解成碳原子少的汽油等，进一步分解称为裂解。均为化学变化。 P103：资料卡片：甲烷的水合物是由甲烷和水组成的化合物。称为可燃冰。储量巨大的甲烷水合物的分解和释放，会诱发海底地质灾害，还会加重温室效应。 P103：石油是多种碳氢化合物组成的混合物 分馏 催化裂化：将重油裂化为汽油等物质 催化裂解：将汽油进一步裂解得到乙烯、丙烯、甲烷等重要的基本化工原料 P104：图8-6 石油的分裂和裂化及产品示意图 P105：科学·技术·社会——生物质资源的利用 P105：T3 P106：T5、T6 P107：化学品可以分为大宗化学品和精细化学品两大类 P107：化肥、农药 P109：处方药、非处方药（OTC） P110：水杨酸、乙酸酐、乙酰水杨酸、阿司匹林 P111：食品添加剂：为改善食品品质和色、香、味，以及防腐、保鲜和加工工艺的需要而加入食品中的人工合成或天然物质 P112：着色剂、增味剂 P112：膨松剂、凝固剂 P113：防腐剂、抗氧化剂 P113：营养强化剂 P115：图8-19豆腐的传统制作过程 P116：T1、T2、T3 P117：三废：废气、废水、废渣 P118：图8-22 污水处理流程示意图 P119：思考与讨论:含氮、磷的大量污水任意向湖泊、水库和近海海域排放，会出现水华、赤潮等水体污染问题。图8-23水华、赤潮：水中氮、磷过多，造成水中藻类疯长，消耗水中的溶解氧，水体变成浑浊绿色，水质恶化。 P119：绿色化学也称环境友好化学，其核心思想就是改变“先污染后治理”的观念和做法，利用化学原理和技术手段，减少或消除产品在生产和应用中涉及的有害化学物质，实现从源头减少或消除环境污染。 P119：原子经济性反应：反应物的原子全部转化为期望的产物，这时原子利用率（即期望产物的总质量与生成物的总质量之比）为100%。 P124：T1、T2 P125：T5、T7、T8、T9 《第八章 化学与可持续发展》重点知识总结 1.金属的冶炼 （1）金属在自然界中的存在：在地壳中除了金、铂等少数极不活泼的金属外，绝大多数金属元素以化合态形式存在。 （2）金属冶炼的实质：金属元素只有正价，没有负价，所以金属的冶炼过程就是把金属从其化合物中还原出来的过程，即：Mn＋＋ne－===M(写反应通式，用M表示金属)。 （3）金属冶炼的一般步骤 （4）金属冶炼的方法——金属的活动性不同，可以采用不同的冶炼方法。 ①热分解法：对于不活泼金属，可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来，由HgO、Ag2O冶炼Hg、Ag： 　　2HgO2Hg+O2↑ 　　 2Ag2O4Ag+O2↑ ②热还原法：金属活动性顺序表中处于中间位置的金属，通常是用还原剂（C、CO、H2、活泼金属等）将金属从其化合物中还原出来，例如： a.CO还原Fe2O3：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2； b.H2还原WO3：WO3+3H2W+3H2O； c.C还原ZnO：ZnO＋CZn＋CO↑。 ③电解法：活泼金属较难用还原剂还原，通常采用电解熔融的金属化合物的方法冶炼活泼金属，工业上用电解法冶炼Na、Mg、Al： 　　2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑　MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑　2Al2O34Al＋3O2↑ 注：金属活动性与冶炼方法的关系 金属的活动顺序： K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag 金属原子失电子能力 强  →  弱 金属离子得电子能力 弱  →  强 主要冶炼方法 电解法 热还原法 热分解法 【特别提醒】（1）熟记金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系，对解决该部分题目非常关键。同时，利用好规律“单强离弱”，即金属单质的还原性越强，其离子的氧化性越弱。（2）金属活动性顺序表中，金属的位置越靠后，金属阳离子的氧化性越强，越容易被还原，用一般的还原方法就能使金属离子还原，人们开发利用的时间就较早。同理，金属的位置越靠前，人们开发利用的时间就较晚。 2.铝热反应——铝热反应实验中的有关问题 实验装置 实验现象 ①镁带剧烈燃烧，放出大量的热，并发出耀眼的白光，氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应；②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中 实验结论 高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 原理应用 ①制取熔点较高、活动性弱于Al的金属，如铁、铬、锰、钨等；②金属焊接，如野外焊接钢轨等 （1）原理：Al是还原剂，另一种氧化物是氧化剂。 （2）铝热反应的实质是铝将氧化物中的化合态金属还原为金属单质。 （3）反应特点是在高温下进行，反应迅速并放出大量的热，新生成的金属单质呈液态且易与Al2O3分离。 （4）铝热剂是指铝粉和某些金属氧化物组成的混合物。 （5）应用：冶炼难熔金属，如V、Cr、Mn等；焊接钢轨等。 3.金属的回收和资源保护——回收金属的意义： （1）节约矿物资源； （2）节约能源； （3）减少环境污染。 4.从海水中提取淡水——海水淡化:海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。 5.从海水中提取溴的主要工艺流程 ①浓缩：使海水晒盐和海水淡化过程中的副产物Br-得到浓缩。用硫酸将浓缩的海水酸化。 ②氧化：向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化为溴单质：2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl ③富集：向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸气，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的：Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4 ④氧化：向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气：2HBr+Cl2=2HCl+Br2 ⑤分离提纯：用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔内的溶液中的溴单质，然后蒸馏。 6.工艺流程图： 　 7.进行从海带中提取碘实验的反应原理及应注意的问题 ①反应原理：海带中的碘元素主要以I-的形式存在，提取时用适当的氧化剂将其氧化成I2，再萃取出来。 如用H2O2作氧化剂，反应的离子方程式是：2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O ②实验注意事项：海带不要用水洗，以免洗去海带中的碘；用干海带更易于燃烧；灼烧海带的地方要注意通风。 8.海水提取镁的原理 （1）原理：海水的镁主要以Mg2＋形式存在，最终转化为Mg的途径有： ①制石灰乳：CaCO3CaO＋CO2↑、CaO＋H2O===Ca(OH)2； ②沉淀Mg2＋：Mg2＋＋Ca(OH)2===Mg(OH)2＋Ca2＋； ③制备MgCl2：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O、MgCl2·6H2OMgCl2＋6H2O； ④电解MgCl2：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。 （2）工艺流程图： 9.海水晒盐 ①原理：蒸发、结晶（物理变化），日晒风吹使水分蒸发、晶体析出。 ②流程：海水盐田饱和食盐水析出粗盐精盐 10．煤的综合利用 （1）煤的组成：煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，主要含碳元素，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。 （2）综合利用 方法 原理和产品 干馏 原理 将煤隔绝空气加强热使之分解的过程 产品 主要有焦炭、煤焦油、粗氨水、粗苯、焦炉气 气化 原理：将煤转化为可燃性气体的过程，主要反应的化学方程式为 C＋H2O(g)CO＋H2 液化 直接液化：煤与氢气作用生成液体燃料 间接液化：先转化为一氧化碳和氢气，再在催化剂作用下合成甲醇等 【易错提醒】1.煤于馏是化学变化，其目的是获得多种化工原料，如焦炭、焦炉气、煤焦油等； 2.煤干馏有两个条件：一是隔绝空气，防止煤在空气中燃烧；二是加强热； 3.煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，煤中并不合有小分子有机物苯、萘，酚类等，苯、萘、酚类等物质是煤于馏的产物中含有的。 4.煤的气化、液化都是化学变化。 （3）煤的干馏产品和用途 产品 主要成分 用途 出炉煤气 焦炉气 氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳 气体燃料、化工原料 粗氨水 氨、铵盐 化肥、炸药、染料、医药、农药、合成材料 粗苯 苯、甲苯、二甲苯 煤焦油 苯、甲苯、二甲苯 酚类、萘 医药、染料、农药、合成材料 沥清 碳素电极、筑路材料 焦炭 碳 电石、冶金、燃料、合成氨造气 11．石油的综合利用 （1）石油的组成：石油是由多种碳氢化合物组成的混合物。 （2）石油炼制方法 石油的 炼制方法 石油的分馏 石油的裂化 石油的裂解 石油的催化重整 原理 用蒸发和冷凝的方法把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物 在催化剂存在的条件下，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃 在高温下，把石油产品中具有长链分子的烃断裂为各种短链的气态烃或液态烃 在加热和催化剂作用下，通过结构的调整，使链状烃转化为环状烃 主要 原料 原油 重油 石油分馏产品(包括石油气) 石油中的脂肪链烃 主要 产品 汽油、煤油、柴油、重油 汽油、甲烷、乙烷、丁烷、乙烯、丙烯等 乙烯、丙烯等 苯、甲苯 主要变 化类型 物理变化 化学变化 化学变化 化学变化 （3）蒸馏、分馏、干馏辨析： 名称 定义 适用范围 变化类型 蒸馏 把液体加热到沸腾变为蒸气，再使蒸气冷却凝结成液体的操作 被蒸馏混合物中至少有一种组分为液体，各组分沸点差别越大，挥发出的物质(馏分)越纯 物理变化 分馏 对多组分混合物在控温下先后、连续进行的两次或多次蒸馏 多组分沸点不同的混合物在一个完整操作中分离出多种馏分 物理变化 干馏 把固态混合物(如煤、木材)隔绝空气加强热使它分解的过程 化学变化 （4）裂化与裂解对比 名称 裂化 裂解 原理 在一定条件下，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃 在高温下，使具有长链分子的烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃 目的 提高轻质油的产量，特别是提高汽油的产量 获得短链不饱和烃 【特别提醒】（1）由于石油中有些物质的沸点很接近，所以每种石油的馏分仍然是多种烃的混合物。（2）煤的干馏有两个条件：一是隔绝空气，防止煤在空气中燃烧；二是加强热。（3）煤是由有机物和无机物组成的复杂混合物，煤中并不含有小分子有机物苯、萘、蒽等；苯、萘、蒽等物质是煤分解的产物煤焦油中含有的。 12．天然气的综合利用 （1）主要成分：CH4 （2）用途： ①清洁的化石燃料 ②生产甲醇：CH4+H2OCO+H2，CO+2H2CH3OH。 ③合成氨：CH4+H2OCO+H2，CO+H2OCO2+H2，N2＋3H22NH3； ④合成分子内含2个或2个以上碳原子的有机物 13．以煤、石油、天然气为原料生产合成材料 以煤、石油、天然气为原料，通过聚合反应原理合成的材料的相对分子质量很大，属于高分子化合物。塑料、合成纤维、合成橡胶为三大合成材料。 14.化学“七气” 名称 来源 主要成分 用途 高炉煤气 炼铁高炉 CO2、CO等 燃料 水煤气 水煤气炉 CO、H2等 燃料、化工原料 炼厂气 石油炼制厂 低级烷烃 燃料、化工原料 油田气 油田 低级烷烃 燃料、化工原料 天然气 天然气田、油田 CH4 燃料、化工原料 裂解气 裂解炉 “三烯二烷” 石油化工原料 焦炉气 炼焦炉 H2、CH4、C2H4等 燃料、化工原料 15.生物质能概念：来源于植物及其加工产品贮存的能量，是一种理想的可再生能源。 16.生物质能特点：可再生性；低污染性 ；广泛的分布性。 17.生物质能存在：生物质能主要蕴藏在农业废弃物、水生植物、油料植物、城市与工业有机废弃物、动物粪便中。 18.生物质能的利用方式 1）直接燃烧：（C6H10O5)n +6n O26n CO2 +5n H2O（注：用纤维素（C6H10O5）n代表植物枝叶的主要成分） 缺点:：生物质燃烧过程的生物质能的净转化效率在20－40％之间。 2）生物化学转换 （1）制沼气 原料：植物的秸秆、枝叶、人畜粪便 条件：厌氧 成分：甲烷、CO2、H2S、NH3、PH3 用途：气体燃料、提供肥料 （2）制乙醇 原料：含糖类淀粉多的农作物 条件：催化剂、水解、细菌发酵 方程式：（C6H10O5)n + nH2OnC6H12O6 C6H12O62C2H5OH+2CO2↑ 用途：燃料、与汽油混合作发动机燃料 3）热化学转换：生物质通过复杂的化学反应转变为可燃性气体。 19.化学品的分类 （1）大宗化学品：如乙烯、硫酸、纯碱和化肥等。 （2）精细化学品：如医药、农药、日用化学品、食品添加剂等。 20.合理使用化肥 1)常用化肥的种类与性质 种类 化学式 性质 氮肥 碳枝氢铵(碳铵) NH4HCO3 易溶于水，受热易分解 硝酸铵(硝铵) NH4NO3 易溶于水，受热或撞击易发生爆炸 尿素 CO(NH2)2 易溶于水 钾肥 草木灰(有效成分：碳酸钾) K2CO3 易溶于水，碱性 磷肥 过磷酸钙(有效成分：磷酸二氢钙) Ca(H2PO4)2 易溶于水，酸性 复合肥 硝酸钾、磷酸二氢钾 KNO3、KH2PO4 易溶于水，前者显中性，后者显酸性 2)合理使用化肥 （1）考虑因素:土壤酸碱性、作物营养状况、化肥本身性质。 （2）应用实例:硝酸铵是一种高效氮肥,但受热或经撞击易发生爆炸,必须作改性处理后才能施用。 （3）过量施用化肥的危害 ①很多化肥易溶于水,过量施用造成浪费。 ②部分化肥随着雨水流入河流和湖泊,造成水体富营养化，产生水华等污染。 ③不合理施用化肥会影响土壤的酸碱性和土壤结构。 21.合理使用农药 （1）农药的发展: ①第一代农药：天然植物艾蒿、烟草(药效低) ，有机氯农药：六六六和DDT (难代谢， 污染环境)。 ②第二代农药：元素有机农药，如含磷有机物马拉硫磷、甲肿钠、氨基甲酸酯，一般都具有较强的毒副作用。 ③第三代农药：对人无毒或毒性甚小的天然分子或模拟天然分子。如拟除虫菊酯(俗称除虫菊)和特异性农药都属于第三代农药。 （2）农药的发展方向高效、低毒和低残留。 （3）不合理施用农药的危害 ①农药对生态系统和自然环境造成广泛而复杂的影响。 ②农药会造成土壤和作物的农药残留超标。 ③农药会造成大气、地表水和地下水的污染。 注:化肥、农药的利与弊 利 弊 （1）提高农产品产量。（2）与有机肥料和天然农药相比,化肥和合成农药用量少、见效快。（3）降低生产成本,促进农业机械化发展。 （1）滥用药物会破坏生态环境。（2）研究和施用杀虫剂等农药已经进入了恶性循环。（3）影响食品品质。 22.药物的分类: （1）按药物按来源分为天然药物与合成药物，现有药物中大部分是合成药物。 （2）按作用分：抗酸药、解热镇痛药、合成抗菌药和抗生素等。 （3）从管理角度分：处方药和非处方药 ①处方药，用Rx表示，是指需要凭医生处方才能从药房或药店得到，并要在医生的指导下使用的药物。 ②非处方药，用0TC表示，是指不需要凭医生处方，消费者可自行购买和使用的药物。 23.几种常见的药物 （1）抗酸药：胃舒平（Al(OH)3）、三硅酸镁（Mg2Si3O8·nH2O）、胃得乐（MgCO3）。 （2）解热镇痛药：阿司匹林（乙酰水杨酸）。 （3）合成抗菌药：磺胺类 （4）抗生素：青霉素 24.药物的作用机理 （1）有的药物通过改变机体细胞周围的物理、化学环境而发挥药效,如抗酸药。 （2）更多药物通过药物分子与机体生物大分子的功能基团结合而发挥药效,其分子结构与生物活性密切相关。 25.解热镇痛药——阿司匹林 （1）阿司匹林化学名称是阿斯匹林，具有解热镇痛作用,用于发热、头痛、关节痛的治疗，防心血管老化等。 （2）结构：。 （3）物理性质：是一种白色晶体，熔点为135℃，微溶于水。 （4）制取： 以水杨酸为原料制取阿司匹林的化学方程式为 【易错提醒】制取阿司匹林的反应不是酯化反应；从结构上看，阿司匹林属于酯类和羧酸类。 （4）化学性质：与氢氧化钠反应可制得基钠盐。 （5）不良反应:长期服用阿司匹林会导致胃痛、头痛、眩晕、恶心等不适症状。 26.合理使用药物 （1）药物的两面性：一方面能促进人体健康，另一方面可能会对机体产生有害作用 （2）合理用药的原则：在医生、药师的指导下，遵循安全、有效、经济和适当等原则。 （3）合理用药主要考虑的两个方面问题 ①药物方面：剂量、剂型、给药途径与时间等因素。 ②机体方面：患者年龄、性别、症状、心理与遗传等因素。 （4）拒绝毒品。 （5）滥用药物的表现：无处方长期服用安眠药或镇静剂；滥用抗生素；运动员服用兴奋剂等等。 27.重要人工合成药物 类别 解热镇痛药 抗生素 抗酸药 定义 具有解热、镇痛药理作用，同时还有显著抗炎、抗风湿作用的药物 由微生物或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其他活性的一类代谢物 能中和胃里过多的盐酸，缓解胃部不适，用于治疗胃痛的药物 典型实例 阿司匹林 青霉素 氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸氢钠、碳酸镁 结构简式(化学式) － Al(OH)3、Mg(OH)2、NaHCO3、MgCO3 主要用途 解热镇痛；防止心脏病、减缓老年人视力衰退和提高免疫能力；促进植物开花 医治因葡萄球菌和链球菌等引起的血毒症，如肺炎、脑膜炎、淋病和外伤感染 治疗胃痛的药物，能中和胃里过多的盐酸，缓解胃部不适 注意事项 长期服用阿司匹林的不良反应有胃肠道反应、水杨酸反应等 青霉素在使用前一定要进行皮肤敏感试验 胃穿孔病人不能服用产生CO2的抗酸药，以防加重病情 28.抗生素的利与弊 抗生素具有良好的抗菌作用,但同时也会使细菌产生抗药性,并且还会出现一些毒副作用,这些问题已经日益为人们所关注。抗生素诱发细菌产生抗体,这种抗体是可以传递的。例如,青霉素在早期使用中,可以治疗大多数细菌引起的疾病,如肺炎、脑膜炎、破伤风、淋病等,但是现在临床治疗中常常无效。另外,抗生素会产生副作用,轻则出现皮疹,重则出现严重的贫血症状,甚至休克、死亡。抗生素属于处方药。 29.食品添加剂定义：我国食品卫生法规定，食品添加剂(food additives)是指为改善物的色、香、味，或补充食品在加工过程中失去的营养成分，以及止食物变质等需要加入一些天然的或化学合成的物质。 【易错提醒】（1）为增加营养成分而加入的营养强化剂，也被列入品添加剂的行列。 （2）食品添加剂按来源可分为天然提取物和人工化学合成品。 （3）食盐、醋、味精是常见的食品添加剂。 30.食品添加剂的类别、功能、品种 类别 功能 品种 着色剂 改善食品色泽  天然色素如红曲红等;合成色素如柠檬黄等 增味剂 增加食品鲜味 味精等 膨松剂 使食品膨松或酥脆 碳酸氢铵、碳酸氢钠 凝固剂 改善食品形态 盐卤、葡萄糖酸-δ-内酯 防腐剂 防止食品腐败变质 亚硝酸及其钠盐、山梨酸及其钾盐 抗氧化剂 防止食品因氧化而变质 抗坏血酸(维生素C) 营养强化剂 补充必要的营养成分 碘酸钾、维生素、碳酸钙、硫酸亚铁、硫酸锌 31.食品添加剂的作用 （1）控制食品的化学变化、物理变化、微生物变化，以减少因食变质而引起的损耗，降低微生物的危害，保证食品的质量。 （2）延长食品的有效保存期。 （3）便于食品加工，有利于加工工艺。 （4）改善食品的色、香、味和营养价值。 32.合理使用食品添加剂应符合以下五点基本要求 （1）不应对人体产生任何健康危害。 （2）不应掩盖食品腐败变质。 （3）不应掩盖食品本身或加工过程中的质量缺陷，或以掺杂、掺假、伪造为目的而使用食品添加剂。 （4）不应降低食品本身的营养价值。 （5）在达到预期效果的前提下尽可能降低在食品中的使用量。 33.几种食品添加剂的作用原理 （1）膨松剂：中和酸并受热分解产生气株，使面团疏松多孔，使食品松软或酥脆，易于消化吸收。 （2）“盐卤点豆衡”原理：盐卤（含有氯化镁，硫酸钙等盐)使豆浆中的蛋白质凝聚（胶体聚沉)，形成凝胶 ——豆腐。 （3）亚硝酸钠(NaNO2):用作腊肉、香肠等肉制品的防腐剂和护色剂（使肉制品保持鲜红色)，但本身有毒，也有致癌作用。 （4）抗坏血酸即维生素C:具有还原性而作抗氧化剂。 34.食品添加剂的利与弊 食品添加剂是用于改善食品品质、延长食品保存期、增加食品营养成分的一类化学合成或天然物质。食品添加剂的作用有以下四点:（1）控制食品的化学变化、物理变化、微生物变化,以减少因食品变质而引起的损耗,降低微生物的危害,保证食品的质量;（2）延长食品的有效保存期;（3）便于食品加工,有利于加工工艺（4）改善食品的色、香、味和营养价值。 但是如果使用不当也会对人体造成危害,如过量使用防腐剂亚硝酸钠会有致癌的可能。 35.环境：主要是指人类的生存环境。 36.环境问题： （1）由于人类不合理开发和利用自然资源而造成的生态环境破坏 （2）工农业生产和人类生活所造成的环境污染 37.环境保护的主要任务 （1）环境质量监测：对污染物的存在形态、含量等进行分析和测定，为控制和消除污染提供可靠的数据，承担的环境质量监测工作是进行环境质量评价和污染治理的基础。 （2）治理工业三废(废水、废气、废渣)。 （3）寻找源头治理环境污染的生产工艺：杜绝污染物的排放，从根本上解决环境问题。从人类生产活动的角度来说，污染物的排放大都是从物质的工业生产开始的，实施清洁能源生产既能满足人们的物质需求，又可以合理使用自然资源，同时能从根本上解决环境问题。 38.环境污染： （1）概念：人类排放的污染物质超过了环境的自净能力，引起环境质量发生不良变化从而危害人类健康和生存的现象。 （2）环境污染的分类： ①按环境要素：分大气污染、水体污染、土壤污染。 ②按人类活动分：工业环境污染、城市环境污染、农业环境污染。 ③按造成污染的性质、来源分：化学污染、生物污染、物理污染（噪声、放射性、热、电磁波等）、固体废物污染、能源污染。 （3）常见环境问题及危害 环境问题 主要污染物 主要危害 温室效应 CO2 造成全球气候变暖，水位上升，陆地面积减小等 酸雨 SO2、NOx 土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蚀等 臭氧层空洞 氟氯代烷、NOx 到达地球表面的紫外线明显增多，给人类健康及生态环境带来多方面危害 光化学烟雾 碳氢化合物、NOx 刺激人体器官，特别是人的呼吸系统，使人生病甚至死亡 白色污染 废弃塑料制品 ①在土壤中影响农作物吸收水分和养分，导致农作物减产②混入生活垃圾中难处理、难回收③易被动物当作食物吞入，导致动物死亡 赤潮、水华 废水中含氮、磷元素的营养物质 使水体富营养化，导致水中藻类疯长，消耗水中溶解的氧，使水体变得浑浊、水质恶化 PM2.5 颗粒物 污染空气，形成雾霾天气，增加交通事故，危害人体健康 （4）酸雨及其治理 ①酸雨是指PH≤5.6的酸性降水，其主要成分是硫酸和硝酸，属于严重的大气污染现象，会区域性或随风漂移形成对土壤肥力、森林、水生动植物和建筑物等的大范围危害。酸雨主要是由化石燃料的燃烧、金属矿物的冶炼、生产和使用硫酸、硝酸的工厂等排放的硫氧化物和氮氧化物所造成的。 ②治理：利用化学方法可以控制硫和氮氧化物，进而控制酸雨等危害。针对我国以煤炭为主、酸雨类型属于硫酸型的特点，主要采取燃料预脱煤、炉内脱硫和烟囱排气除硫等措施，用CaCO3、CaO、Ca(OH)2、NH3、水等吸收脱硫。 ③减少酸雨的措施 a.开发新能源，如氢能，太阳能，水能，潮汐能，地热能等。 b.使用燃煤脱硫技术，减少二氧化硫排放。 c.工业生产排放气体处理后再排放。 d.少开车，多乘坐公共交通工具出行。 e.使用天然气等较清洁能源，少用煤 【名师提醒】（1）酸雨中的酸度主要是硫酸和硝酸造成的。它们占总酸度的90%以上。我国酸雨以硫酸型为主，主要是燃烧含硫物向大气中排放SO2等酸性气体导致。 （2）一般把pH小于5.6的雨水称为酸雨，它包括雨、雪、雾、雹等降水过程。天然降水pH在6左右，这是大气中溶有CO2的缘故。 39.工业“三废”（废气、废水、废渣）的处理 1）大气污染 （1）定义：大气污染物是指大气中危害人类和环境的人为污染物和天然污染物。CO2不属于大气污染物。 说明： ①目前计入空气污染指数的项目主要是SO2、NO2、CO、O3和可吸入颗粒物等。②“PM2.5”是指大气中直径小于或等于2.5um的颗粒物，又称细颗粒物或可入肺颗粒物 （2）主要来源：除了自然因素外，大气污染物主要来自化石燃料的燃烧和工业生产过程产生的废气及其携带的颗粒物，以及这些污染物形成的次生污染物。 （3）次生污染物的形成 （4）主要危害：在太阳辐射等因素作用下，经复杂变化形成次生污染物，在一定天气条件下会造成酸雨、雾霾、光化学烟雾等污染现象。 （5）常见工业废气的成分及处理 工厂尾气 主要成分 处理方式 硫酸厂尾气 SO2、O2、N2等 一般用氨水吸收 硝酸厂尾气 NO、NO2、N2、O2等 一般用NaOH溶液吸收 高炉煤气 CO、CO2、N2等 一般回收利用 炼钢烟气 Fe2O3烟尘、CO等 一般回收利用 焦炉气 H2、CH4、CO、CO2、C2H4、N2等 可用作燃料 2）污水处理 （1）污水主要成分:重金属盐、酸、碱等无机化合物；耗氧物质、石油和难降解的有机物以及洗涤剂等。 （2）危害：往往含有复杂的成分，任意排放会导致土壤和水体的污染。 （3）处理方法 ①常用的污水处理方法有物理法、化学法、和生物法等。 ②污水处理常用化学方法：中和法、氧化还原法、沉淀法等。 （4）处理流程 ①一级处理：通常采用物理方法，即用格栅间、沉淀池等除去污水中不溶解的污染物。经一级处理后的水一般达不到排放标准，所以通常将一级处理作为预处理。 ②二级处理：采用生物方法(又称微生物法)及某些化学方法，除去水中的可降解有机物等污染物。经二级处理后的水一般可以达到国家规定的排放标准。 ③三级处理：主要采用化学沉淀法、氧化还原法、离子交换法和反渗透法等，对污水进行深度处理和净化。经过三级处理后的水可用于绿化和景观用水等。 3）固体污染物的处理 （1）主要是指生活垃圾、工业废料随意堆放造成的污染。目前最引人注意的是由塑料制品造成的白色污染及废旧电池造成的重 金属污染。 （2）治理原则：应遵循无害化、减量化和资源化的原则，达到减少环境污染和资源回收利用的目的。 40.绿色化学：绿色化学也称环境友好化学，其核心思想就是改变“先污染后治理”的观念和做法，利用化学原理和技术手段，减少或消除产品在生产和应用中涉及的有害化学物质，实现从源头减少或消除环境污染。 41.绿色化学的核心思想 （1）核心:改变“先污染后治理”的观念和做法。又称为“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”。 （2）从学科观点看：是化学基础内容的更新。即利用化学原理和技术手段，减少或消除产品在生产和应用中涉及的有害化学物质。（改变反应历程） （3）从环境观点看：强调从源头上减少或消除污染。（从一开始就避免污染物的产生） （4）从经济观点看：它提倡合理利用资源和能源，降低生产成本。（尽可能提高原子利用率） 42.原子经济性反应：反应物的原子全部转化为期望的最终产物，原子利用率为100%。 【名师提醒】原子利用率为100%的化学反应：无机反应中化合反应、有机反应中加成反应、加聚反应。 43.绿色化学对化学反应的要求 《必修第二册》回看测试 1.P2 硫有多种同素异形体，书上介绍的是正交硫的数据，硫俗称 ，是一种黄色晶体， 溶于水、 溶于酒精， 溶于二硫化碳，硫属于 晶体。 2.P3-4 1体积水可溶解40体积SO2,反应： 3.P3 二氧化硫与硫化氢反应： 4.P4 二氧化硫的漂白原理为与有色物质结合生成 ，二氧化硫还可用于杀菌消毒，还是一种食品添加剂。 5.P4 工业制硫酸第2步和第三步反应 、 6.P5 【实验5-3】 浓硫酸与铜反应结束后讲试管中的物质慢慢倒入盛有少量水的另一支试管中，体现了浓硫酸的稀释要酸入水。 7.P6-7 硫酸盐 石膏 、熟石膏 、重晶石、钡餐 。硫酸铜是 色粉末。结合水后变成 色晶体，俗称 （CuSO4.5H2O）、胆矾可以和 混合制成一种常用农药—波尔多液。芒硝 。 8.P6 硫酸根离子的检验： 9.P11 氮分子内两个氮原子间以 结合，断开该化学键需要较多能量，所以氮气化学性质很稳定。写出氮气与镁的反应： 10.P13 一氧化氮与氧气反应： 11.P13 【实验5-5】 写出二氧化氮与水的反应： ,要使注射器中的NO充分转化，可以采取什么措施： ，总反应 12.P14 液氨汽化时要吸收大量的热，使周围温度急剧降低，因此，液氨可用作 。 13.P13 喷泉实验 P14 魔棒生烟 14.P14 氨的催化氧化反应 15.P14 【实验5-7】铵根的检验： 16.P15 氨气的实验室制取： 。收集方法： 、 尾气处理： 。 17.P15 硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体，浓硝酸保存在 中，原因： 18.P15稀硝酸与铜反应 、浓硝酸与铜反应 19.P15 王水 与 以体积比为3:1的混合物。 20.P16 酸雨的形成 会形成酸雨，酸雨的PH 。 21.P18 解释汽车尾气中NO是如何产生的 22.P19 1mol SiO2中含 Si—O键。 23.P19-20 传统无机非金属材料 陶瓷的主要原料 、玻璃的主要成分 、原料 、水泥的主要原料 、加入 调节水泥硬化速率。 24.P20 用含有 的原料制造的光学玻璃，透光性好，折射率高，可以用来制造眼镜；加入 制成耐化学腐蚀、耐温度急剧变化的玻璃，可用于实验室使用的玻璃仪器，加入一些 可以得到彩色玻璃，常用于建筑和装饰。 25.P21-24 新型无机非金属材料有 26.P23 碳化硅俗称 ，其中的碳原子和硅原子通过共价键连接，具有类似金刚石的结构，硬度很大，可用作砂纸和砂轮的磨料，还具有优异的高温抗氧化性能，可用作耐高温结构材料、耐高温半导体材料。 27.P23 新型陶瓷 高温结构陶瓷，举例 、压电陶瓷，举例 、透明陶瓷，举例 。超导陶瓷 28.P21 硅的用途： 、粗硅制取 二氧化硅用途 29.P25 氢氟酸溶蚀玻璃生产磨砂玻璃： 30.P25 Na2SiO3的水溶液俗称 ，具有黏结力强、耐高温等特性，可以用作 和 。实验室盛放碱溶液的试剂瓶应使用橡胶塞，而不用玻璃塞。请用相关方程式解释原因： 。 31.P29 粗盐提纯 实验仪器 、 添加药品顺序： 32.P30 硫化钠与亚硫酸溶液反应： 33.P33 【实验6-2】Ba(OH)2.8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应是一个 热反应。 34.P43 探究实验说明Fe3+对H2O2的分解具有 作用。 35.P51 实验室制CO2原理： 36.P57 硫代硫酸钠与硫酸反应： 37.P63天然气、沼气和煤层气的主要成分是 ，护肤品、医用软膏中的“凡士林”和蜡烛、蜡笔中的石蜡，其主要成分是 。 38.P64 【实验7-1】取两支试管，均通过 的方法收集半试管CH4和半试管Cl2.光照时，试管内气体颜色逐渐变浅，试管壁出现 ，生成的一氯甲烷是 体，氯仿是 。 39.P67 的产量可以衡量一个国家石油化学工业的发展水平。 40.P69 可以调节植物生长，用于催熟果实。 41.P72 人们很早就开始使用的棉花、羊毛、天然橡胶等属于 ，现在使用更多的塑料、合成纤维、合成橡胶、黏合剂、涂料等属于 。 42.P72-73 塑料的主要成分是 ，聚甲基丙烯酸甲酯俗称 。 43.P73-74 天然橡胶的主要成分是 ，许多橡胶具有 结构，有一定 弹性、但强度和韧性差。为了克服这些缺点，工业上常用 与橡胶产生交联，形成 状结构。硫化后的橡胶适合制造轮胎，加入 可提高轮胎的耐磨性。人们还开发了耐热和耐酸、碱腐蚀的 橡胶，耐高温和严寒的 橡胶。 44.P78 乙醇与钠反应的现象为 ，反应类型为 。 45.P78 【实验7-5】乙醇被催化氧化方程式 46.P79 乙醇可被酸性高锰酸钾或酸性重铬酸钾氧化为 ，医疗上常用 的乙醇溶液做消毒剂。 47.P79 食醋中含有3%—5%的乙酸，所以乙酸又被称为 ，是具有强烈刺激性气味的无色液体。纯净的乙酸又叫 ，乙酸 溶于水和乙醇。 48.P80 【实验7-6】乙醇与乙酸酯化反应方程式： 饱和碳酸钠作用： 49.P80 乙醇和乙酸乙酯是常用的化工原料和有机溶剂。它们在储存时应置于密闭容器，存放在阴凉、通风处，并与 、 等分开存放，注意远离火种和热源。 50.P83 单糖举例 、二糖举例 、多糖举例 51.P84 【实验7-7】葡萄糖与新制氢氧化铜反应生成 ，与银氨溶液反应生成银，在试管内壁形成光亮的银镜。银氨溶液配制：在洁净的试管中加入1ml2%AgNO3溶液，然后一边振荡试管，一边逐滴加入2%氨水，直到 。 52.P84 【实验7-8】淀粉水解产物检验：在试管中加入0.5g淀粉和4ml 2mol/LH2SO4溶液，加热，待溶液冷却后 ，再加入少量新制氢氧化铜，加热。观察现象。 53.P85 图7-26 淀粉在人体内变化：淀粉（C6H10O5）n→ → →葡萄糖 54.P85 人体内没有纤维素水解酶，无法吸收和利用纤维素。但食物中的纤维素能刺激肠道蠕动，有助于消化和排泄。淀粉和纤维素也是重要的工业原料，二者水解生成的葡萄糖在酶的催化下可以转变为乙醇，这个转化过程被广泛应用于酿酒和利用生物质生产燃料乙醇。 55.P86 蛋白质可以与一些试剂发生显色反应，如很多蛋白质与浓硝酸作用时呈 ，可用于蛋白质的检验，此外，蛋白质被灼烧时，会发生类似 。 56.P87 油脂 高分子化合物，（填“是”或“不是”）植物油脂通常呈 态，叫做 ；动物油脂通常呈 ，叫做 。 填化学式：硬脂酸 ，软脂酸 ，油酸 ，亚麻酸 57.P87 油脂在人体中水解反应，生成高级脂肪酸和 ，然后在进行氧化分解，释放能量。工业上可利用油脂在 条件下的水解反应（即皂化反应）进行肥皂生产。油脂能促进脂溶性维生素的吸收，并为人体提供亚油酸等必需脂肪酸。 58.P87 常用食用油中含有碳碳双键，在空气中放置久了会被氧化，产生过氧化物和醛类。因此，很多食品的包装中常有一小包含有 等物质的脱氧剂。市售的食用油也普遍加入叔丁基对苯二酚等抗氧化剂，以确保食品安全。 59.P98 铝的工业制取： 60.P101 海水提溴中吸收塔中发生的反应： 61.P102 煤的干馏是指 ，工业上也叫煤的焦化 62.P102 制取水煤气反应： 63.P103 天然气水合物外观像冰，具有可燃性，故又称为“可燃冰”。它被称为21世纪的高效清洁能源，但是，储量巨大的天然气水合物的分解和甲烷释放，可能会诱发海底地质灾害，加重 。 64.P103石油是由多种碳氢化合物组成的混合物。 65.P109 阿司匹林是一种重要的合成药物，化学名称为 ，具有解热镇痛作用。 66.P110 如何鉴别阿司匹林中是否含水杨酸 67.P112 味精能增加食品的鲜味，是一种常用的增味剂，其化学名称为 。 68.P112 加工馒头、面包和饼干等产品时，加入的一些膨松剂（如 、 等）可中和酸并受热分解，产生大量气体。实际生产中还会使用由 和 等混合而成的复合膨松剂。 69.P113 食品加工中还会使用凝固剂等物质，例如，豆腐是利用盐卤等物质能使豆浆中的蛋白质 的原理制成的。 70.P113 常见的防腐剂有 、 。 是一种防腐剂和护色剂，可用于一些肉制品的生成，但其具有一定毒性，会与食物作用产生致癌物，因此用量及残留量有严格规定。 71.P113 水果中常用的抗氧化剂 72.P113 营养强化剂 在食盐中添加 补碘，在奶粉中添加维生素、碳酸钙、硫酸亚铁、硫酸锌等。 73.P114 丁基羟基茴香醚用于脂肪、油和乳化脂肪制品的抗氧化剂。 74.P118 加入硫酸亚铁、硫酸铝、聚合氯化铝等混凝剂，可使污水中的细小悬浮物等聚集成较大的颗粒，然后经沉淀、过滤除去。 75.P118 绿色化学 绿色化学也称环境友好化学，其核心思想就是改变 的观念和做法，利用化学原理和技术手段，减少或消除产品在生产和应用中涉及的有害化学物质，实现从 减少或消除环境污染。按照绿色化学的思想，最理想的原子经济性反应就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物，这时原子利用率为100%。 76.P124 T1 加碘食盐中的碘酸钾可用淀粉碘化钾试纸进行检验，反应原理： 注：答案请查相应课本 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $$