2027届高考化学备考选择性必修2人教版课本细挖

该高中化学高考复习知识清单系统整合了物质结构与性质、晶体类型及化学应用等核心内容，涵盖碳酸钙晶体结构、电离能规律、臭氧极性、表面活性剂作用、晶体形成途径等关键知识点，构建了从微观结构到宏观性质的知识体系。 清单采用分类梳理与对比关联设计，如标注B、Al、O、S电离能锯齿状变化的微观解释为重难点，结合氦的发现史展现科学探究过程，通过离子液体去污原理等实例强化化学观念。设晶体结构与性质关联表，助力学生自主构建知识网络，教师可据此精准指导复习，提升备考效率。

· 贝壳的无机成分主要是CaCO3，而贝壳有外层和内层之分，分别是两种晶体结构不同的碳酸钙，外壳叫方解石，内层叫霰石，各有各的功能——方解石因坚硬而起保护作用，霰石因光滑而使软体自由移动。 · O2和O3是同素异形体，空气中的O2是我们须臾不能离开的，而空气里的O3却不应多于1.2 mg/L，否则有害；CO易燃，CO2却能灭火…… · 除了稀有气体，所有其他元素的原子总是跟同种或异种原子结合而存在，于是有了分子。 · 为什么B、Al、O、S等元素的电离能比它们左边元素的电离能低，而使Li—Ne和Na—Ar的电离能曲线呈现锯齿状变化？ · 对于B和Al这两个锯齿状变化，一般解释为：B和Al的第一电离能失去的电子是np能级的，该能级电子的能量比左边Be和 Mg失去的ns能级电子的高。 · 对于O和S 这两个锯齿状变化，一般解释为：N和P的电 子排布是半充满的，比较稳定，电离能较高。 · 1868年，天文学家洛克耶（J．N．Lockyer,1836—1920）和杨森（P．C.Janssen，1824— 1907）在太阳光谱中发现了一种新元素，定名为氦（Helium）。20多年后，英国化学家拉姆齐（W．Ramsay，1852—1916）在研究钇铀矿时发现了一种神秘的气体。他研究了这种气体的光谱，疑为氦，求助于光谱学家克鲁克斯，证实这种气体就是氦。这样氦在 地球上也被发现了。 · 臭氧是极性分子 臭氧是一种重要物质。大气高空的臭氧层保护了地球生物的生存；空气质量预报中 臭氧含量是空气质量的重要指标；它还是有机合成的氧化剂、替代氯气的净水剂…… 臭氧分子的空间结构与水分子的相似，其分子有极性，但很微弱，仅是水分子的极 性的28%。臭氧分子中的共价键是极性键，其中心氧原子是呈正电性的，而端位的两个氧 原子是呈负电性的。 由于臭氧的极性微弱，它在四氯化碳中的溶解度高于在水中的溶解度。 · 表面活性剂和细胞膜 有一大类称为表面活性剂的有机分子，分子的一端有极性，称为亲水基团，分子的另一端没有或者几乎没有极性，称为疏水基团。烷基磺酸根离子就是一种表面活性剂 （如图2-19左）。 表面活性剂在水中会形成亲水基团向外、疏水基团向内的胶束（如图 2-19 中）。 由于油渍等污垢是疏水的，会被包裹在胶束内腔，这就是肥皂和洗涤剂的去污原理。 这些分子之所以称为表面活性剂，是由于它们会分散在水的液体表面形成一层疏水基团朝向空气的单分子层，又称单分子膜（如图2-19右，从而大大降低水的表面张力。 人体细胞和细胞器的膜是双分子膜，双分子膜是由大量两性分子（一端有极性，另一端无极性）组装而成的，膜的简图如图 2-20所示。 为什么双分子膜以头向外而尾向内的方式排列？这是由于细胞膜的两侧都是水溶液，水是极性分子，而构成膜的两性分子的头基是极性基团而尾基是非极性基团。 · 生物大分子中的氢键 生命体中许多大分子内也存在氢键（如图2-28），而且对生命物质的高级结构和生物活性具有重要的意义。例如，氢键是蛋白质具有生物活性的高级结构的重要原因，DNA双螺旋的两个螺旋链也正是通过氢键相互结合的（如图2-29）。 · 等离子体 气态物质在高温或者在外加电场激发下， 分子发生分解，产生电子和阳离子等。这种由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体称为等离子体。 等离子体是一种特殊的气体，存在于我们周围。例如，在日光灯和霓虹灯的灯管里， 在蜡烛的火焰里，在极光和雷电里，都能找到等离子体。 等离子体中含有带电粒子且能自由运动，使等离子体具有良好的导电性和流动性，因 此等离子体用途十分广泛。例如，运用等离子体显示技术可以制造等离子体显示器；利用等离子体可以进行化学合成；核聚变也是在等离子态下发生的；等等 · 液晶 1888年，奥地利人莱尼采尔(F.Reinitzer) 发现，苯甲酸胆甾酯加热达到熔点后，先呈浑浊态，再加热达一定温度时，浑浊态变透明清亮态。1889年，德国人莱曼(O.Lehmann) 将上述熔点至澄清点温度范围内的物质状态 命名为液晶（如图3-2）后称热致液晶。 相对于热致液晶，从溶液中获得的液晶 称为溶致液晶，即胶束等。 液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，既具有液体的流动性、黏度、形变性等，又具 有晶体的某些物理性质，如导热性、光学性质等，表现出类似晶体的各向异性。 实用液晶在常温下十分稳定。已经获得实际应用的热致液晶均为刚性棒状强极性 （或易于极化的）分子，其分子有取向序，分子的长轴取向一致，但无位置序，分子可滑动（如图3-3）。 此外，还有平板状、盘状、叶状分子等液晶。 液晶已有广泛的应用。例如，手机、电脑和电视的液晶显示器，由于施加电场可使液晶的长轴取向发生不同程度的改变，从而显示数字、文字或图像。再如，合成高强度液晶纤维已广泛应用于飞机、火箭、坦克、舰船、防弹衣、防弹头盔等。 · 得到晶体一般有三条途径 （1）熔融态物质凝固； （2）气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）； （3）溶质从溶液中析出。 · 形成玛瑙的熔融态SiO2由于含不同杂质而常有鲜艳的颜色，如红、橙、黄、绿、蓝，乃至黑色，当然，也有白色的。而水晶大多是无色透明的，含杂质时，才得到紫水晶或墨晶等。 · 熔融态物质冷却凝固，有时得到晶体，但凝固速率过快，常常只得到肉眼看不到多面体外形的粉末或没有规则外形的块状物，甚至形成的只是非晶态（玻璃态） · 通过晶体的X射线衍射实验获得衍射图后，经过计算可以从衍射图形获得晶体结构的有关信息，包括晶胞形状和大小、分子或原子在微观空间有序排列呈现的对称类型、原子在晶胞里的数目和位置等，以及结合晶体化学组成的 信息推出原子之间的相互关系。 例如，通过晶体X射线衍射实验，对乙酸晶体进行测定，可以得出乙酸晶胞，晶胞中含有4个乙酸分子（如图 3-15）。并且，测定晶胞中各个原子的位置（坐标），根据原子坐标，可以计算原子间的距离，判断出晶体中哪 些原子之间存在化学键，确定键长和键角，从而，得出分子的空间结构 · 天然气水合物——一种潜在的能源 许多气体可以与水形成水合物晶体。最早发现这类水合物晶体的是19世纪初的英 国化学家戴维，他发现氯可形成化学式为 Cl2·8H2O的水合物晶体。20世纪末，科学 家发现海底和大陆冰川或永久冻土底部存在大量天然气水合物晶体。这种晶体的主要气 体成分是甲烷，因而又称甲烷水合物。它的外形像冰，而且在常温常压下会迅速分解释 放出可燃的甲烷，因而又称“可燃冰”。 在天然气水合物晶体中，有甲烷、乙烷、 氮气、氧气、二氧化碳、硫化氢、稀有气体 等，它们在水合物晶体里是装在以氢键相连的几个水分子构成的笼内，因而又称笼状化合物 天然气水合物晶体中 的水分子笼是多种多样的。 假设天然气水合物的水笼穴里装的 都是甲烷，甲烷水合物的化学式可表示为 8CH4·46H2O，相当于CH4和H2O的物质的量 比为1∶5.75。把甲烷水合物从海底提升到海 平面，1 m3 固体可释放164 m3（标准状况）甲烷气体。海底天然气水合物的密度与冰的十分接近，为0.92~0.93 g/cm3 ，用这个数据进行理 论推算可知，甲烷分子并没有完全占据可被占据的笼穴，只占据了70％~90％的笼穴。 · 离子晶体 离子晶体的熔点，有的很高，如 CaO的熔点为2 613 ℃，有的较低，如NH4NO3、Ca(H2PO4)2的熔点分别为170 ℃、109 ℃。早在1914年就有人发现，引入有机基团可降低 离子化合物的熔点，如C2H5NH3NO3 的熔点只有12 ℃，比NH4NO3低了158 ℃！到20世 纪90年代，随着室温或稍高于室温时呈液态的离子化合物的优异性质不断被开发利用， 人们才意识到它们的巨大价值，并将它们定 义为离子液体。 大多数离子液体含有体积很大的阴、阳离子。常见的阴离子如四氯铝酸根（AlCl4 - ）、六氟磷酸根（PF6 - ）、四氟硼酸根（BF4 - ）等，常见的阳离子如季铵离子（R4N+ ，即NH4 + 的H被烃基R取代）、带烃基侧链的咪唑、嘧啶等有环状含氮结构的有机胺正离子等。 传统的有机溶剂大多易挥发，它们的蒸气大多有毒，而离子液体却有难挥发的优点，这是由于离子液体的粒子全都是带电荷的离子。 离子液体可用作溶剂。例如，有一种叫天丝的织物纤维，是将树木的纤维素分子溶于一种离子液体，滤去不溶的木质素后，加水析出纤维素分子组装成的再生植物纤维。离子液体有良好的导电性，用作电化学研究的电解质，并被开发为原电池的电解质。许多离子液体被用作有机合成的溶剂和催化剂，如合成药物。离子液体在生物化学等科研领域也有广泛应用。 2014年，曾报道了两种蚂蚁打架，一种喷射碱性有机胺毒液，另一种喷射甲酸，两种物质相遇反应，得到含有机胺正离子和甲酸根负离子的黏稠液体，是首例发现于自然界的离子液体。 · 离子键的百分数是依据电负性的差值计算出来的，差值越大，离子键的百分数越大。 · 硅酸盐 硅酸盐是地壳岩石的主要成分。硅酸盐的阴离子结构丰富多样，既有有限数目的硅氧 四面体构建的简单阴离子，如SiO4 4- 、Si2O7 6- 、(SiO3)6 12- （六元环）等，也有以硅氧四面体为结构单元构成一维、二维、三维无限伸展的 共价键骨架。金属离子则以离子键与阴离子或阴离子骨架结合。部分Si被Al取代则得到铝硅酸盐 · 纳米晶体 纳米晶体是晶体颗粒尺寸在纳米（10-9 m）量级的晶体。纳米晶体相对于通常的晶体， 在声、光、电、磁、热等性能上常会呈现新的特性，有广阔的应用前景。仅以熔点为例， 当晶体颗粒小至纳米量级，熔点会下降。 由此可见，晶体颗粒小于200 nm时，晶粒越小，金属铅的熔点越低。因此，我们通常说纯物质有固定的熔点，但当纯物质晶体的颗粒小于200 nm（或者250 nm）时，其熔点会发生变化。 纳米晶体为什么会有不同于大块晶体的特性呢？主要原因是晶体的表面积增大。 学科网（北京）股份有限公司 $