对于主族元素 : 周期数 = 电子层数, 最外层电子数 = 主族序数 原子序数 : 按元素在周期表中的顺序, 由小到大的元素编号, 这种编号叫做原子序数. 原子的原子序数 = 核电荷数 = 质子数 = 核外电子数 三 元素周期表中的一些特殊递变规律 : 1. 由原子序数确定元素位置的规律记住惰性元素

Transcription

1 第 1 周 : 元素周期表 一 元素周期表的结构 高一春季周重点回顾 周期序数 = 核外电子层数 主族序数 = 最外层电子数 原子序数 = 核电荷数 = 质子数 = 核外电子数短周期 ( 第 周期 ) 周期 :7 个 ( 共七个横行 ) 周期表长周期 ( 第 周期 ) 主族 7 个 :ⅠA-ⅦA 族 :16 个 ( 共 18 个纵行 ) 副族 7 个 :IB-ⅦB 第 Ⅷ 族 1 个 (3 个纵行 ) 零族 (1 个 ) 稀有气体元素元素周期表现有 7 个横行,18 个纵行. 每个横行就是一个周期, 而纵行就称为族,18 个纵行分成 7 个主族,7 个副族 第 Ⅷ 族和 1 个零族, 共 16 个族 ( 第 Ⅷ 族有 3 个纵行 ). 主族元素根据最外层电子数由 1 7 分为第 Ⅰ 第 Ⅶ 主族, 在族序后加字母 A 表示. 而副族在第 Ⅰ 第 Ⅶ 副族的族序后加字母 B 表示. 最外层电子数为 8 的元素 (e 是 2), 就称为 0 族. 原子序数 : 按元素在周期表中的顺序, 由小到大的元素编号, 这种编号叫做原子序数. 原子序数 = 核电荷数 = 质子数 = 核外电子数每周期的元素种数 : 一 二 三周期为短周期, 其它周期为长周期周期序数 = 电子层数 ; 主族元素的族序数 = 元素原子的最外层电子数由长周期元素和短周期元素共同构成的族叫主族 ; 完全由长周期元素构成的族叫副族. 二 编排元素周期表的三条原则 1. 按原子序数递增的顺序从左到右排列 2. 将电子层数相同的元素排成一个横行 3. 将最外层电子数相同的元素排成一个纵行 总结 元素周期表的结构: 一主二主三七副, 八族三列紧排布, 一副二副三七主, 最后一列是零族 爱智康西安分校化学学科研发中心 李建涛 1

2 对于主族元素 : 周期数 = 电子层数, 最外层电子数 = 主族序数 原子序数 : 按元素在周期表中的顺序, 由小到大的元素编号, 这种编号叫做原子序数. 原子的原子序数 = 核电荷数 = 质子数 = 核外电子数 三 元素周期表中的一些特殊递变规律 : 1. 由原子序数确定元素位置的规律记住惰性元素的原子序数 (e2 Ne10 Ar18 Kr36 Xe54 Rn86), 就可以确定元素的位置 : 1 若比相应的惰性元素的原子序数多 1 或 2, 则应处在下周期的 IA 或 IIA, 如 88 号元素 88-86=2, 则应在七周期 IIA. 2 若比相应元素少 1~5 时, 则应处在同周期的 VIIA~IIIA, 如 :84 号元素, 应在六周期 VIA. 3 若预测新元素, 可与未发现的惰性元素 (118) 按上述方法推知 ;114 元素, 应在七周期 IVA. 2. 同族的上下周期元素原子序数之间的关系 1 氢和锂原子序数之差为 2, 氦和氖原子序数之差为 8; 2 二 三周期的同族元素原子序数之差为 8; 3 三 四周期同族元素原子序数之差为 8 或 18,IA IIA 为 8, 其它族为 18; 4 四 五周期同族元素原子序数之差为 18 5 五 六周期同族元素原子序数之差为 18 或 32, 镧系之前为 18, 镧系之后为 32; 6 六 七周期的同族元素原子序数之差为 32; 建议 1. 要求学生记住前三十号元素原子序数 掌握其核外电子排布及在周期表中的位置 ; 2. 记忆每一主族元素 : 前三周期元素要求会写元素符号, 周期要求知道有哪些元素 ( 副族除外 ). 3. 族与族之间的编排顺序 4. 掌握稀有气体的序号, 由此推断其他元素的位置 爱智康西安分校化学学科研发中心 李建涛 2

3 练一练 例 1 主族元素的次外层电子数 ( 除氢 ) A. 一定是 8 个 B. 一定是 2 个 C. 一定是 18 个 D. 是 2 个 8 个或 18 个 例 2 若某 ⅡB 族元素原子序数为 x, 那么原子序数为 x+1 的元素位于 A.ⅢB 族 B.ⅢA 族 C.ⅠB 族 D.ⅠA 族 例 3 已知 A 元素原子的最外层电子数是次外层电子数的 3 倍,B 元素原子的次外层电子数是最外层电子数的 2 倍, 则 A B 元素 A. 一定是第二周期元素 B. 一定是同一主族元素 C. 可能是二 三周期元素 D. 可以相互化合形成化合物 例 4 短周期元素 X Y Z 在周期表中的位置关系如下图所示, 据此回答下列问题 : z y x (1)X 元素形成单质的分子式是 ; (2) 写出 Y 元素形成的单质跟水反应的化学方程式 ; (3) 写出单质 Z 与钠反应的化学方程式 : ; 爱智康西安分校化学学科研发中心 李建涛 3

4 第 2 周 : 元素周期律一 碱金属的相似性和递变性 1. 碱金属物理性质的相似性和递变性 : 1) 相似性 : 银白色固体 硬度小 密度小 ( 轻金属 ) 熔点低 易导热 导电 有展性 2) 递变性 ( 从锂到铯 ): 1 密度逐渐增大 (K 反常 ) 2 熔点 沸点逐渐降低 3) 碱金属原子结构的相似性和递变性, 导致物理性质同样存在相似性和递变性 2. 碱金属化学性质的相似性 : 4Li + O2 点 Li2O 2Na + O2 点 Na2O2 2 Na + 22O = 2NaO + 2 2K + 22O = 2KO + 2 2R + 2 2O = 2 RO + 2 产物中, 碱金属元素的化合价都为 +1 价 结论 : 碱金属元素原子的最外层上都只有 1 个电子, 因此, 它们的化学性质相似 3. 碱金属化学性质的递变性 : 递变性 : 从上到下 ( 从 Li 到 Cs), 随着核电核数的增加, 碱金属原子的电子层数逐渐增多, 原子核对最外层电子的引力逐渐减弱, 原子失去电子的能力增强, 即金属性逐渐增强 所以从 Li 到 Cs 的金属性逐渐增强 结论 : 原子结构的递变性导致化学性质的递变性 金属性强弱的判断依据 : 失去电子的能力增强, 即金属性逐渐增强 ; 与水或酸反应越容易, 金属性越强 ; 最高价氧化物对应的水化物 ( 氢氧化物 ) 碱性越强, 金属性越强 碱金属原子结构的相似性和递变性, 导致了碱金属化学性质 物理性质的相似性和递变性 二 卤族元素的相似性和递变性 1. 卤素单质物理性质的相似性和递变性 :( 从 F2 到 I2) 爱智康西安分校化学学科研发中心 李建涛 4

5 1) 卤素单质的颜色逐渐加深 ; 2) 密度逐渐增大 ; 3) 单质的熔 沸点升高 2. 卤素单质与氢气的反应 : X2 + 2 = 2 X 卤素单质与 2 的剧烈程度 : 依次减弱 ; 生成的氢化物的稳定性 : 依次减弱 3. 卤素单质间的置换 2NaBr +Cl2 =2NaCl + Br2 氧化性 :Cl2 大于 Br2 ; 还原性 :Cl 小于 Br - 2NaI +Cl2 =2NaCl + I2 氧化性 :Cl2 大于 I2 ; 还原性 :Cl - 2NaI +Br2 =2NaBr + I2 氧化性 :Br2 大于 I2 ; 还原性 :Br - 小于 I - 小于 I - 结论 : 单质的氧化性 : 依次减弱, 对于阴离子的还原性 : 依次增强 4. 非金属化学性质的递变性 : 非金属元素从上到下原子半径逐渐增大 得电子能力减弱 氧化性减弱 非金属性减弱 最高价氧化物对应的水化物的酸性减弱 氢化物的稳定性减弱 最高正价相同 最低负价的绝对值相同 ( 最外层电子数相同 ). 金属性强弱的判断依据 : 得电子的能力增强, 即非金属性逐渐增强 ; 与 2 反应越剧烈, 生成的氢化物越稳定, 非金属性越强 ; 最高价氧化物的水化物的酸性越强, 非金属性越强 结论 : 原子结构决定元素性质, 元素性质反应原子结构 同主族原子结构的相似性和递变性决定了同主族元素性质的相似性和递变性 爱智康西安分校化学学科研发中心 李建涛 5

6 三 元素周期表的分区 1. 分界线 : 以硼 硅 砷 碲 砹和铝 锗 锑 钋之间为界. 硼 硅 砷 碲 砹右侧都是非金 属, 铝 锗 锑 钋左侧大都是金属 ( 除氢外 ). 2. 分区 : 周期表左下角是金属性最强的元素, 右上角是非金属性最强的元素 ( 除稀有气体外 ), 分 界线附近的元素既有金属性又有非金属性. 练一练 例 1 下列说法正确的是 ( ) A. 周期表中的主族元素都有非金属元素 B. 周期表中的主族元素都有金属元素 C. 周期表中的非金属元素都位于短周期 D. 周期表中的非金属元素都位于主族 例 2 下列关于碱金属的叙述中正确的是 ( ) A. 碱金属单质与水反应都能生成碱和 2 B. 碱金属单质都是质软 熔点低 密度均小于 1 的轻金属 C. 碱金属元素随原子半径增大, 原子核吸引最外层电子的能力增强 D. 碱金属单质在空气中燃烧都生成过氧化物 例 3 a b c d 四个集气瓶中装有 Cl2 2 Cl Br 中的任一种气体, 若 a d 两瓶气体混 爱智康西安分校化学学科研发中心 李建涛 6

7 合后强光照射下发生爆炸,a b 两瓶气体相混, 瓶壁上出现红棕色液滴, 则 a b c d 四瓶中气体应是 ( ) A.Cl2 Br Cl 2 C.2 Br Cl Cl2 B.Cl2 Cl Br 2 D.2 Cl Br Cl2 例 4 某溶液中 Cl - Br - I - 三种离子物质的量之比是 , 通入一定量 Cl2 充分反应后, 该比 值为 , 则通入 Cl2 和原溶液中 I - 离子物质的量之比是 ( ) A B C D 爱智康西安分校化学学科研发中心 李建涛 7

8 第 3 周 : 化学键 化学键 : 化合物中, 使离子相结合或原子相结合的作用力. 一. 离子键 1. 离子键 : 阴阳离子之间强烈的相互作用叫做离子键 离子化合物 : 像 NaCl 这种由离子构成的化合物叫做离子化合物 (1) 活泼金属与活泼非金属形成的化合物 如 NaCl Na2O K2S 等 (2) 强碱 : 如 NaO KO Ba(O)2 Ca(O)2 等 (3) 大多数盐 : 如 Na2CO3 BaSO4 (4) 铵盐 : 如 N4Cl 小结 : 一般含金属元素的物质 ( 化合物 )+ 铵盐 ( 一般规律 ) 注意 静电作用包括阴阳离子间的静电吸引作用和电子与电子 原子核与原子核之间的相互排斥作用, 不单指静电吸引. 酸不是离子化合物 离子键只存在离子化合物中, 离子化合物中一定含有离子键 2. 电子式电子式 : 在元素符号周围用小黑点 ( 或 ) 来表示原子的最外层电子 ( 价电子 ) 的式子叫电子式 用电子式表示离子化合物形成过程 : (1) 离子须标明电荷数 ; (2) 相同的原子可以合并写, 相同的离子要单个写 ; (3) 阴离子要用方括号括起 ; (4) 不能把 写成 = ; (5) 用箭头标明电子转移方向 ( 也可不标 ) AnBm 型 : A(BC) 型 : (AB)C 型 : 爱智康西安分校化学学科研发中心 李建涛 8

9 二. 共价键 1. 共价键 共价键 : 原子间通过共用电子对所形成的相互作用. 共价键成键时, 电子不是从一个原子转移到另一个原子而是在两个原子间共用, 形成共用电子对. 共用电子对在两个原子核周围运动, 使每个原子都达到稳定结构. 注意 : 含有离子键的化合物一定是离子化合物, 含有共价键的化合物不一定是共价化合物. 非极性键 : 共用电子对不偏移, 成键原子不显电性. 氢分子的形成过程 : 极性键 : 共用电子对偏移, 成键原子显电性, 化合物不显电性. 氯化氢的形成过程 : 共用电子对偏向氯原子, 氯原子带部份负电荷, 氢原子带部份正电荷. 离子键与共价键的比较 : 类型离子键共价键 分类极性键非极性键 成键条件 活泼金属元素 ( 或 N4 + ) 和非金属元 素 ( 或酸根 ) 两种不同的非 金属元素 两种相同的非金属元素 成键粒子阴 阳离子原子 成键本质静电作用形成共用电子对 成键原因 化合物 电子式 原子得失电子形成稳定的阴 阳离子. 化合物中离子间相互吸引 排斥处于平衡状态. 体系的总能量降低. 通过共用电子对, 各原子最外层电子数目由不饱和状态达到饱和状态. 两原子核都吸引共用电子对, 达到平衡状态. 原子通过共用电子对形成共价键后, 体系总能量降低. 爱智康西安分校化学学科研发中心 李建涛 9

10 三 分子间作用力与氢键 1 分子间作用力: 分子之间一种把分子聚集在一起的作用力, 叫分子间作用力, 又称范德华力. 分子间作用力特点 : a. 分子间作用力小于化学键, 对物质的熔 沸点 溶解性等物理性质有影响, 而化学键对分子化学性质有影响 ; b. 离子化合物中只存在化学键不存在分子间作用力, 而共价化合物和大多数非金属形成的单质都存在分子间作用力 ; c. 分子间作用力范围小, 一般只有分子充分接近时才有分子间作用力 ; d. 组成和结构相似的物质, 相对分子质量越大, 分子间作用力越大, 物质的熔沸点也越高. 2 氢键: 氢键 : 是一种比化学键弱比分子间作用力强的力的作用, 也可以把氢键看成是一种较强的分子间作用力. 氢键特点 : a. 氢键不是化学键 ; b. 分子间形成的氢键会使物质的熔沸点升高 ( 固体融化或液体升华时必须破坏分子间的氢键消耗更多的能量 ); c. 通常 N O F 这三种元素的氢化物易形成氢键, 常见的化合物有 :2O F N3 C3O 等. 氢键对熔沸点的影响 : 爱智康西安分校化学学科研发中心 李建涛 10

11 练一练 例 1 下列每组中各物质内既有离子键又有共价键的一组是 A.NaO 2SO4 (N4)2SO4 C.Na2O2 KO Na2SO4 B.MgO Na2SO4 N4CO3 D.Cl Al2O3 MgCl2 例 2 下列叙述中, 不正确的是 A. 共价化合物中不可能含有离子键 B. 硫酸分子中有 + 和 SO 2 4 两种离子 C. 某元素原子的最外层只有一个电子, 它跟卤素可能形成离子键, 也可能形成共价键 D. 离子键和共价键的实质都是电性的相互作用 例 3 用电子式表示下列物质的形成过程 (1)MgCl2 (2)K2O (3)2O (4)Cl 爱智康西安分校化学学科研发中心 李建涛 11

12 第 4 周 : 化学能与热能一 化学键与化学反应中能量的变化关系 1. 任何化学反应都伴随有能量的变化 2. 分子或化合物里的原子之间是通过化学键结合的 3. 化学反应的本质是 : 旧化学键的断裂与新化学键的形成 旧化学键的断裂与新化学键形成是与能量联系在一起的, 当物质发生化学反应时, 断开反应物中的化学键要吸收能量, 而形成生成物中化学键要放出能量. 因此, 化学反应都伴随有能量的变化 二 吸热反应 放热反应 设反应物具有的能量为 E 反, 生成物具有的能量为 E 生, 若 E 反 >E 生, 则反应为放热反应 ; 若 E 反 <E 生, 则反应为吸热反应. 反应物的总能量 > 生成物的总能量 反应物的总键能 < 生成物的总键能 放出能量 常见的放热反应 :1 化合反应一般是放热反应 ;2 燃烧反应都是放热反应 ; 3 酸碱中和反应是放热反应 ;4 活泼金属与水和酸的反应 提示 酸碱中和反应生成 1mol2O 时所释放的热量称为中和热. 反应物的总能量 < 生成物的总能量 反应物的总键能 > 生成物的总键能 吸收热量 常见的吸热反应 :1 大多数分解反应 ;2 Ba(O)2 82O 晶体与 N4Cl 的反应 ; 高温 3 C+CO2 2CO; 4 弱电解质的电离. 注意 各种物质都存在化学能, 不同物质所含的化学能不同 ; 物质的键能越大, 则能量越低. 爱智康西安分校化学学科研发中心 李建涛 12

13 练一练 例 1 1mol - 键的键能是 436KJ, 1mol I I 键的键能是 151KJ, 1mol-I 键的健能是 299KJ 则 2(g)+I2(g)=2I(g) 的反应是 ( ) A. 吸热反应 B. 放热反应 C. 分解反应 D. 可逆反应 例 2 下列说法不正确的是 ( ) A. 化学反应除了生成新物质外, 还伴随着能量的变化 B. 放热反应不需要加热即可发生 C. 需要加热条件的化学反应都是吸热反应 D. 1mol 硫酸与足量氢氧化钠发生中和反应生成水所释放的热量称为中和热 例 3 下列说法正确的是 ( ) A. 需加热才能发生的反应一定是吸热反应 B. 放热的反应在常温下一定易进行 C. 反应是放热还是吸热是由反应物和生成物所具有的能量的相对大小决定的 D. 吸热反应在一定条件下也进行 例 4 已知反应 :X+Y==M+N 为放热反应, 对该反应的下列说法中正确的是 ( ) A.X 的能量一定高于 M B. Y 的能量一定高于 N C. X 和 Y 的总能量一定高于 M 和 N 的总能量 D. 因为该反应为放热反应, 故不必加热反应就可发生 爱智康西安分校化学学科研发中心 李建涛 13

14 第 5 周 : 化学能与电能 从自然界取得的能源称为一次能源, 如流水 风力 原煤 石油 天然气等, 一次能源经过加 工, 转换得到的能源为二次能源, 如电力 蒸汽 氢能等 燃烧蒸汽发电机化学能 热能 机械能 电能 一 原电池 氧化还原反应 1 原电池工作原理: 化学能 电能 原电池的定义 : 将化学能转变为电能的装置叫做原电池. 原电池的电极 : 负极 : 发生氧化反应, 电子流出 ( 流向正极 ) 的一极. 正极 : 发生还原反应, 电子流入 ( 来自负极 ) 的一极. 以铜 锌原电池为例 : 电极总反应 :Zn Zn 2+ 总结形成条件 a. 活泼性不同的两个电极 负极 : 较活泼的金属 ; 正极 : 较不活泼的金属或非金属导体石墨等 ; b. 必须形成闭合回路 活性不同的两个电极和电解质溶液. c. 必须发生氧化还原反应, 在回路中有电子转移. 2 电极反应式的书写原电池的根本原因在于发生了氧化还原反应, 书写电极反应式方法如下 : 1 写出总的化学反应方程式 ; 2 根据总的化学反应方程式按照电子得失情况, 分成氧化反应和还原反应 ; 3 失电子一极为负极, 得电子一极为正极, 注意电解质溶液参加的反应. 爱智康西安分校化学学科研发中心 李建涛 14

15 4 总的化学反应式是正 负极电极反应相加的结果, 反过来也可以相减, 得出电极反应式. 电 极反应也遵循质量守恒 电荷守恒及正 负极得失电子数相等的规律. 注意 电极: 负极失电子, 发生氧化反应, 正极得电子, 发生还原反应. 电子 : 电子从负极流向正极电流 : 从正极流向负极质量 : 负极质量减小, 正极质量增加或不变 p 值 : 根据具体原电池判断, 以 (Cu Zn 稀硫酸组成的原电池) 为例, 负极周围 p 值不变, 正极周围 p 值升高, 整个溶液的 p 值升高. 电极反应式 : 电极反应式中若有气体生成, 需要加 ; 若有析出物, 一般不加. 二 几种常见电池和电极反应 : 1 干电池 ( 碱性锌锰电池 ) 负极 ( 锌筒 ):Zn 2e = Zn 2+ ; 正极 ( 石墨 ):2N4 + +2e - = 2N3 + 2 ; 总反应 :Zn + 2N4 + = 2N Zn 2+ ; 2 铅蓄电池 负极 :Pb-2e - +SO4 2- 放电 充电 PbSO4 (氧化反应) 正极 :PbO SO e - 放电 PbSO4+22O (还原反应) 充电 总反应式 :Pb+PbO2+22SO4 放电 2PbSO4+22O 充电 3 燃料电池: 不同的电解质溶液电极反应不同 1 碱性电解质溶液电极反应式负极 :22+4O - -4e - =42O 正极 :O2+22O+4e - =4O - 总反应式 :22+O2=22O 2 酸性电解质溶液电极反应式负极 :22-4e - =4 + 正极 :O2+4e =22O 总反应式 :22+O2=22O 3 中性电解质溶液 爱智康西安分校化学学科研发中心 李建涛 15

16 负极 :22-4e - =4 + 正极 :O2+22O+4e - =4O - 总反应式 :22+O2=22O 练一练 练习 1. 往盛有纯 Zn 和稀 2SO4 的容器中, 滴入少量的 CuSO4 溶液, 反应的速率大大加快 练习 2. 把 a b c d 四种金属片浸泡在稀 2SO4 中, 用导线两两相连可以组成各种原电池 若 a b 相连时,a 为负极 ;c d 相连时,c 为负极 ;a c 相连时,c 为正极 ;b d 相连时,b 为正极, 则这四种金属活动性顺序由大到小为 ( ) A.a > b > c > d C.c > a > b > d B.a > c > d > b D.b > d > c > a 练习 3. 已知空气 - 锌电池的电极反应为 : 锌片 :Zn+2O - -2e - =ZnO+2O; 石墨 :O2+22O+4e - =4O - 根据此判断, 锌片是( ) A. 负极, 并被氧化 B. 负极, 并被还原 C. 正极, 并被氧化 D. 正极, 并被还原 爱智康西安分校化学学科研发中心 李建涛 16

17 第 6 周 : 化学反应速率 一 化学反应速率 : 表示化学反应快慢的物理量. 定义 化学反应速率 1. 化学反应速率 用单位时间里反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示. 2. 单位 :mol L -1 s-1-1 或 mol L-1 min 3. 数学表达式 : v B c B t 注意 1 化学反应速率概念中提到的浓度是指物质的量的浓度, 而不是溶质的质量分数, 也不是反应物或生成物的物质的量. 2 中学讨论的化学反应速率都是指某一段时间内的平均反应速率, 而不是瞬时速率. 3 化学反应的固体和纯液体浓度一般看作常数, 不能用固体和纯液体来表示化学反应速率. 4 同一反应中用不同的物质来表示速率, 数值可能不同, 但表示的意义相同, 书写时必须注明物质. 5 同一反应各物质的反应速率之比等于化学计量数之比.( 起始浓度不一定按比例, 但是转化浓度一定按比例.) 例如 :2A(g) + 3B (g) C (g) + 4D (g) 中,ν(A):ν(B):ν(C):ν(D) = 2:3:1:4 二 影响化学反应速率的因素 (1) 内因其它条件相同时, 化学反应速率与反应物本身的化学性质有关. (2) 外因 1 催化剂 : 其它条件相同时, 加催化剂使化学反应速率加快或减慢. 2 温度 : 其它条件相同时, 升高温度, 化学反应速率加快, 正逆反应速率同时加快, 但加快的程度不同. 若正反应是吸热反应, 则正反应加快的程度比逆反应加快的程度更大. 3 浓度 : 其它条件相同时, 增大反应物的浓度化学反应速率加快. 4 压强 : 若反应物为气态, 增大反应物的压强化学反应速率加快, 反之则减慢. 爱智康西安分校化学学科研发中心 李建涛 17

18 若反应物为固态或液态则不考虑压强的影响. 若反应物中既有气态又有固态 ( 或液态 ) 增大压强, 化学反应速率加快. 若容器体积不变, 充入与反应无关的气体, 使体系压强增大, 则各物质的化学反应速率不改变. 5 固体表面积 : 其它条件不变时, 增大固体反应物的表面积, 化学反应速率加快, 减小固体反应物的表面积, 化学反应速率减慢. 练一练 练习 1. 在一个密闭容器中, 盛有 N2 和 2, 它们的起始浓度分别是 1.8 mol L -1 和 5.4 mol L -1, 在一 定的条件下发生反应 N2+32 2N3,10 min 后测得 N2 的浓度是 0.8 mol L -1, 则在这 10 min 内 2 的平均反应速率是 A.0.2 mol L -1 min-1-1 B.0.3 mol L-1 min C.0.1 mol L -1 min-1-1 D.0.6 mol L-1 min 练习 2. 对于 A 2 + 3B 2 = 2C 反应来说, 以下化学反应速率的表示中, 反应速率最快的是 ( ) A. B = 0.8mol B. A = 0.4mol s 2 L s 2 L C. C = 6mol L min D. B = 0.42mol s 2 L 练习 A B 两种气体物质在容器中进行反应,A+3B=3C,10 时反应速率 v( B) 0.3mol L S, 时反应速率 v( A) 25.6 mol L S, 则每升高 10, 该反应增速至原来的几倍 ( ) A.3 B.4 C.16 D.85 爱智康西安分校化学学科研发中心 李建涛 18

19 第 7 周 : 化学反应的限度一 : 化学反应的限度 1. 化学平衡状态一定条件下的可逆反应中, 当正 逆反应速率相等, 反应物的浓度与生成物的浓度不再变化, 达到一种表面静止的状态. 这种状态叫做化学平衡状态. 这就是这个反应所能达到的限度 化学平衡状态的特征 : (1) 逆 : 化学平衡的建立必须是可逆反应 (2) 等 :υ ( 正 )=υ ( 逆 ) (3) 动 :υ ( 正 )=υ ( 逆 ) 0, 动态平衡 (4) 定 : 外界条件一定, 各成分百分含量一定 ( 不一定相等 ). (5) 变 : 外界条件改变, 平衡被破坏, 发生移动而建立新的平衡. 2. 达到化学平衡状态的标志 (1)V( 正 )= V( 逆 ) 1 正逆反应的描述 : 同一物质消耗和生成, 反应物和生成物消耗或生成. 2 速率相等 : 同一物质速率的数值相等, 不同物质速率的数值与系数成正比即相等. (2) 混合气体中各组分的体积百分含量不变 ( 或某物质的物质的量不变 ). (3) 反应前后气体的体积不等时, 压强不变或平均分子量不变或密度不变. (4) 同种物质化学键的断裂与化学键的形成的物质的量等. 若以化学键或浓度表示, 则必须对应反应物和生成物且要按反应方程式系数关系成比例. (5) 体系中含有色物质时, 颜色不随时间的变化而变化. 3. 转化率 : 可逆反应中的转化率为 : 达到平衡时, 已发生反应的分子数 / 总分子数 100% 化学平衡计算的三段法 : 可逆反应 ma+nb pc+qd 达到平衡时 : 1 用各物质表示的反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比. 即 :va. vb. vc. vd.=m n p q 2 各物质的变化量 ( 变化浓度 ) 之比等于化学方程式中相应化学计量数之比 爱智康西安分校化学学科研发中心 李建涛 19

20 3 反应物的平衡量 ( 或浓度 )= 起始量 ( 或浓度 )- 消耗量 ( 或浓度 ) 生成物的平衡量 ( 或浓度 )= 起始量 ( 或浓度 )+ 增加量 ( 或浓度 ) 关于转化率的计算 : 当反应体系到达平衡时, 某一反应物的转化率 练一练 练习 1. 在一定条件下, 反应 2A g + 2B g 3C g + D g 达到平衡状态的标志是 ( ) A. 单位时间内生成 2n mol A, 同时生成 n mol D B. 容器内压强不随时间而变化 C. 单位时间内生成 n mol B, 同时消耗 2n mol A D. 容器内混合气体密度不随时间而变化 练习 2. 可逆反应 N2 32 2N3 的正 逆反应速率用单位时间内反应物或生成物的浓 度的变化来表示 下列各关系中能说明反应已经达到平衡状态的是( A. 3 正 N2 正 2 B. 正 N2 N3 C. 2 正 2 3 N 逆 3 D. 正 N2 3 N3 逆 逆 ) 练习 3. 一定温度下, 可逆反应 3X(g)+Y(g) 2Z(g) 达到限度的标志是 ( ) A. 单位时间内生成 3n mol X, 同时消耗 n mol Y B.X 的生成速率与 Z 的生成速率相等 C.X Y Z 的浓度相等 D.X Y Z 的分子个数比为 3:1:2 爱智康西安分校化学学科研发中心 李建涛 20

21 第 8 周 : 有机物 甲烷 有机物 : (1) 构成元素 : 主要元素是碳和氢, 通常还有氧 氮 硫 磷和卤素等. (2) 成键特点 : 碳原子呈四价 碳原子间可形成单键 双键和叁键等 可成链状或成环状分子. 一 甲烷的性质 1 甲烷的结构 甲烷的电子式 C 甲烷的结构式 甲烷分子结构示意图球棍模型比例模型 特点 : 甲烷分子具有正四面体结构, 其中 4 个 C- 键的长度和强度相同, 夹角相等. 2 甲烷的性质 1 氧化反应 : 甲烷是一种优良的气体燃料,1mol 甲烷在空气中完全燃烧, 生成二氧化碳和水, 放出 890KJ 热量. 点燃反应式为 : C 4 (g) + 2O 2 (g) CO 2 (g) O(l) 2 甲烷的取代反应 : 甲烷与氯气在光照下反应 光 C + Cl Cl C Cl + 一氯甲烷 Cl 生成的一氯甲烷可以与氯气进一步反应, 依次又生成了不溶于水的油状液体 : 二氯甲烷 三氯甲烷和四氯甲烷 ( 四氯化碳 ). 甲烷的 4 种氯代产物都不溶于水. 常温下, 一氯甲烷是气 体, 其他三种都是液体. 爱智康西安分校化学学科研发中心 李建涛 21

22 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替代的反应叫取代反应. 总结 取代反应与置换反应的比较 : 定义 取代反应 有机物分子里的原子和原子团被其他的 原子和原子团所代替的反应 置换反应 一种单质和一种化合物反应生成 另一种单质和化合物的反应 反应物 有机物与单质或化合物 一种单质和一种化合物 生成物 有机物与化合物, 一般无单质 另一种单质和另一种化合物 反应条件 取代反应大多需要加热 光照或催化剂 一般在常温或加热条件下 反应是否可逆 逐步取代, 很多反应是可逆的 反应一般不可逆 二 烷烃 烷烃 : 碳原子之间都以碳碳单键结合链状, 碳原子剩余的价键全部跟氢原子相结合, 这样的结合使每个碳原子的价键都已充分利用, 都达到 饱和, 这样的烃叫饱和链烃, 又叫烷烃. 1 烷烃的结构 C C C C C C C C C 乙烷丙烷丁烷 乙烷丙烷丁烷 注意 烷烃分子里碳原子间都以单键相连接, 每个碳原子最多能以四个共价单键相连接, 烷 烃都是立体结构, 非平面或直线结构, 碳原子不在一条直线上. 烷烃通式 :C n 2n+2 结构简式 : 为了书写方便, 有机物除用结构式表示外, 还可以用结构简式表示, 如乙烷和丙烷 的结构简式可以分别表示为 C 3C 3 和 C 3C 2C 3. 2 烷烃的性质 1 物理性质 : 爱智康西安分校化学学科研发中心 李建涛 22

23 A. 常温下, 碳原子小于或等于 4 时均为气体 ( 新戊烷常温下也为气体 ); 随着碳原子数增加, 分子间作用力增大, 烃沸点增大. B. 碳原子数相同时, 一般支链越多熔沸点越低. C. 随着碳原子数增加, 相对密度逐渐增大. 名称 结构简式 常温时的状态 熔点 / 沸点 / 相对密度 甲烷 C 4 气 乙烷 C 3C 3 气 丙烷 C 3C 2C 3 气 丁烷 C 3(C 2) 2C 3 气 戊烷 C 3(C 2) 3C 3 液 癸烷 C 3(C 2) 8C 3 液 十七烷 C 3(C 2) 15C 3 固 化学性质 : 烷烃的化学性质与甲烷类似, 通常较稳定, 在空气中能点燃, 光照下能与氯气发生取代反应. 氧化反应 :C 3 n 1 n 2n+2+ 2 点燃 O2 nco 2+(n+1) 2O 取代反应 : 烷烃在光照条件下, 都能与氯气发生取代反应. 三 同系物 结构相似, 在分子组成上相差一个或若干个 C 2 原子团的物质互称为同系物. 同系物的判断依据 : (1) 结构相似 组成上相差一个或若干个 C 2 原子团. (2) 同系物的式量差一定是 14 的倍数. (3) 同系物属于同一类物质, 且具有相同的通式. (4) 同系物的化学性质相似, 物理性质随着碳原子数的增加而发生规律性的变化. 爱智康西安分校化学学科研发中心 李建涛 23

24 概念内涵比较的对象实例 同位素质子数相同, 中子数不等的原子之间原子氕 氘 氘 同素异形体由同一种元素形成的不同种单质单质白磷 红磷 同系物 结构相似, 在分子组成上相差一个或 若干个 C 2 原子团的物质 有机化合物 C 4 C 2 6 同分异构体 具有相同的分子式, 但具有不同结构 的化合物 有机化合物 C 3C 2C 2C 3 C 3C(C 3)C 3 练一练 练习 1. 1mol 乙烷在光照条件下, 最多可以与多少摩尔 Cl 2 发生取代反应 A.4 mol B.8 mol C.2 mol D.6 mol 练习 2. 若甲烷和丙烷的混合气体的密度与同温同压下乙烷的密度相同, 则混合气体中甲烷和丙烷 的体积比是 ( ) A.2:1 B.3:1 C.1:3 D.1:1 练习 3. F Cl C Cl 对 F 的叙述正确的是 ( ) A. 两种结构 B. 只有一种结构 C. 含有非极性键 D. 有四种结构 爱智康西安分校化学学科研发中心 李建涛 24

25 第 9 周 : 有机物 烷烃的命名一 普通命名法 1 普通烷烃: 通常把烷烃泛称 某烷, 某是指烷烃中碳原子的数目 由一到十用甲 乙 丙 丁 戊 己 庚 辛 壬 癸表示, 自十一起用汉字数字表示 例如 : (1)C4 叫甲烷,C3C3 叫乙烷,C3C2C3 叫丙烷 ; (2)C1530 叫十五烷 2 同分异构体: 用 正 异 和 新 来表示 例如 : 正丁烷 异丁烷 异戊烷 新戊烷 二 烷烃的系统命名 普通命名法简单方便 但只能使用于结构比较简单的烷烃 对于结构比较复杂的烷烃必须用系统命名法 在系统命名法中, 对于支链烷烃, 把它看作直链烷烃的烷基取代基衍生物 采用系统命名法, 其步骤可包括如下 : 1 选主链, 称某烷.( 最长碳链 ) 2 编碳位, 定支链. 3 取代基, 写在前, 注位置, 短线连. 4 不同基, 简到繁, 相同基, 合并算. 爱智康西安分校化学学科研发中心 李建涛 25

26 1 选取主链 : 从烷烃的构造式中, 选择一个含碳原子数最多的碳链作为主链, 写出相当于这个主链 的直链烷烃的名称 例 : 在上式中线上的碳链为最长的, 作为主链 ; 含 6 个碳原子故叫己烷 2 主链碳原子的位次编号在选定主链以后, 就要进行主链的位次编号, 也就是确定取代基的位次, 主链从一端向另一端编号, 号数用 1,2,3 等表示, 读成 1 位,2 位,3 位等 确定主链位次的原则是 : 在有几种编号的可能时, 应当选定使取代基的位次为最小 ( 正确 ) ( 错误 ) 正确命名 :2 甲基己烷 3 多种取代基 : 简单的取代基名称写在前面, 复杂的取代基写在后面, 如果含有几个相同的取代基 时, 把它们合并起来, 取代基的数目用一 二 三 等来表示, 写在取代基的前面, 其位 次必须逐个注明, 位次的数字之间要用, 隔开 例 : 正确命名 :2,3 二甲基 3 乙基己烷 读做 :2,3 二甲基 3 乙基己烷 爱智康西安分校化学学科研发中心 李建涛 26

27 4 当具有相同长度的链可作为主链时, 则应选定具有支链数目最多的碳链 正确命名 :2,3,5 三甲基 4 丙基庚烷 注意 1 烷烃命名中不能出现 1- 甲基,2- 乙基和 3- 丙基, 这样命名是主碳链没选对 2 在选择主碳链时, 若出现两条以上同样多的碳原子数为最长碳链时, 则应选择支链最多的最长碳链为主链 3 若两条主链碳原子数相同, 最小定位 ( 编号 ) 也相同, 则选取代基位置编号之和最小的 练一练 练习 1. 用系统命名法为下列有机物命名 : 3 C 2 C C 3, 3 C C C 3 C 3, C C C C C C3 C 2, C 3 3 C 2 C C C 2 C C 3 C 3 C 2 C 3 练习 2. 下列有机物的命名正确的是 ( ) A 3- 甲基 -5- 乙基己烷 C 四甲基丁烷 B 2- 乙基丁烷 D 三甲基丁烷 爱智康西安分校化学学科研发中心 李建涛 27

28 第 10 周 : 有机物 烷烃的同分异构体书写一 同分异构现象 1. 定义 : 化合物具有相同分子式, 但结构不同, 因而产生了性质上的差异, 这种现象叫同分异构现象 具有同分异构现象的化合物互为同分异构体 2. 条件 : 两化合物分子式相同, 两化合物的结构不同 3. 分类 : C 3 (1) 碳链异构 : 由于碳原子的连接次序不同而引起的异构现象, 如 C 3 CC 3 和 C3C2C2C3 (2) 官能团位置异构 : 由于官能团的位置不同而引起的异构现象, 如 :C3C2C=C2 和 C3C=CC3 (3) 官能团种类异构 : 由于官能团的不同而引起的异构现象 ( 高二学习 ) 二 同分异构体的书写方法 : 书写同分异构体时, 很容易就会漏写或者多写, 关键在于书写的有序性和规律性 烷烃的同分异构体书写第一步 : 写出最长碳链 ; 第二步 : 去掉最长碳链中一个碳原子作为支链, 余下碳原子作为主链, 依次找出支链在主链中的可能位置 ( 以下相似 ) ; 第三步 : 去掉最长碳链中的两个碳原子 ; (1) 作为一个支链 ( 乙基 ) (2) 作为两个支链 ( 两个甲基 ): 1 分别连在两个不同碳原子上 2 分别连在同一个碳原子上第四步 : 去掉最长碳链中的三个碳原子 ; (1) 作为两个支链 ( 一个甲基和一个乙基 ): 不能产生新的同分异构体 (2) 作为三个支链 ( 三个甲基 ) 第五步 : 用氢原子补足碳原子的四个价键 爱智康西安分校化学学科研发中心 李建涛 28

29 练一练 示例 : 以戊烷 (C 5 12) 为例, 看看烷烃的同分异构体的写法 : 1 先写出最长的碳链 ( 即取定主链 ): C C C C C ( 氢原子及其个数省略了 ) 2 然后写少一个碳原子的直链, 剩余的碳作为 1 个支链加在主链上 : C C C C C C C C C ( C 与 C 相同 ) 3 然后再写少两个碳原子的直链 : 把剩下的两个碳原子当作 1 或 2 个支链加在主链上 : C C C C C ( 1 2 C C C C3 C C C C C 注意 主链上的数字标号与烃类命名规则一致 C C C C 与 C 相同 ) 练习 1. 化学式为 C 7 16 烷烃分子的同分异构体数目有 ( ) 种 A.6 B.7 C.8 D.9 练习 2. 化学式为 C 7 16 烷烃分子中, 含有三个甲基的同分异构体的数目有 ( ) 种 A.2 B.3 C.4 D.5 爱智康西安分校化学学科研发中心 李建涛 29

30 第 11 周 : 有机物 乙烯 一 乙烯的结构 乙烯的分子式 :C 2 4 电子式 结构式 : 结构简式为 2 C C 2 C C 乙烯分子中 2 个碳原子和 4 个氢原子都处在同一平面上, 碳氢之间的夹角 120, 碳碳之间非极性共价键, 碳氢之间极性共价键, 为非极性分子. 二 乙烯的化学性质 物理性质 : 无色 稍有气味, 密度 1.25g/L( 标准状况下 ), 比空气略轻, 难溶于水, 常温下为气体. 乙烯是重要的化工原料 植物生长调节剂 水果催熟剂等. 工业上制取乙烯是用石油裂解法, 实验室制取乙烯 : 乙醇分解法 ( 以后详细介绍 ). 1 氧化反应 C24+3O2 点燃 2CO2+22O 乙烯能被酸性 KMnO4 溶液氧化, 使酸性 KMnO4 溶液褪色, 可用此方法区别甲烷和乙烯. 乙烯与酸性高锰酸钾溶液反应生成二氧化碳 2 加成反应 C2=C2+Br2 C2Br-C2Br( 使溴水褪色 ) C2=C2+Cl C3C2Cl( 氯乙烷 ) C2=C2+O 催化剂 C3C2O( 乙醇 ) 加热加压 注意 加成反应与化合反应相似, 都是 多合一 的反应. 加成后, 产物只有一个. 取代后, 产物还是两个. 通俗点说, 加成就是都加上去, 取代是拿物质一部分替换一个基团. 3 加聚反应 nc2=c2 催化剂 2 C 2 C n ( 聚乙烯 ) 爱智康西安分校化学学科研发中心 李建涛 30

31 三 甲烷和乙烯的比较 : 比较甲烷乙烯 分子式 C 4 C 2 4 结构简式 C 4 C 2=C 2 结构特点只有 C-C,C- 单键构成除了 C- 单键外, 还有 C=C 双键 化学活性较稳定由于有双键, 不是很稳定 化学性质 取代反应 可发生 可发生 燃烧 可燃 可燃 氧化反应 可发生 可发生 加成反应 不发生 可发生 鉴别 充入溴水或酸性高锰酸钾, 乙烯都能使之褪色, 甲烷则不能 注意 a. 当乙烯与 Br 2 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与溴蒸气反应 ( 生成的 1,2- 二溴乙烷是无色的液体, 有挥发性, 有毒 微溶于水, 溶于乙醇 乙醚 氯仿 丙酮等有机溶剂 ) b. 利用乙烯能使溴水褪色而甲烷 ( 或烷烃 ) 不能使溴水褪色, 可以区别乙烯和甲烷 ( 或烷烃 ); c. 为制得纯净的氯乙烷, 应用乙烯与 Cl 的加成反应而不宜用乙烷与 Cl2 的取代反应. 因为乙 烯与 Cl 加成产物只有一种, 而乙烷与 Cl2 的取代反应产物是多种氯代烷的混合物. 练一练 练习 1. 乙烷中混有乙烯气体, 欲除去乙烯, 得到较纯净的乙烷, 最好依次通过下列哪组试剂的洗 气瓶 ( ) A. 酸性 KMnO 4 溶液 浓 2SO 4 B. 溴水 浓 2SO 4 C. 浓 2SO 4 酸性 KMnO 4 溶液 D.NaO 溶液 浓 2SO 4 练习 2. 已知浓硫酸与乙醇的混合液加热后可产生乙烯 为探究乙烯与溴的加成反应, 甲同学设计 并进行了如下实验 : 将生成的气体通入溴水中, 发现溶液褪色, 即证明乙烯与溴水发生了加成反应 乙同学在甲同学的实验中, 发现褪色后的溶液中有硫酸根离子, 推测在制得的乙烯中还可能有少量还原性气体杂质, 由此他提出必须先除去之, 再与溴水反应 爱智康西安分校化学学科研发中心 李建涛 31

32 请回答下列问题 : (1) 甲同学实验中溴水褪色的主要方程式为 (2) 甲同学设计的实验 ( 填能或不能 ) 验证乙烯与溴水发生加成反应, 理由是 a 使溴水褪色的反应未必是加成反应 c 使溴水褪色的物质未必是乙烯 b 使溴水褪色的反应就是加成反应 d 使溴水褪色的物质就是乙烯 (3) 乙同学推测乙烯中必定含有的一种气体是 SO 2, 可以用 来验证, 它与溴水反应的化学方程式是 (4) 为验证这一反应是加成而不是取代, 丙同学提出可用 p 试纸来测试反应后溶液的酸性, 理由是 爱智康西安分校化学学科研发中心 李建涛 32

33 第 12 周 : 有机物 苯 一 苯分子结构 分子式为 :C 6 6 苯的结构 : C C C C C C 苯分子模型 苯分子是平面正六边形结构, 各个键角都是 120. 其中的 6 个碳原子之间的键完全相同, 是一 种介于 C=C 键与 C C 键之间的一种独特的键, 既不同于碳碳单键也不同于碳碳双键. 二 苯的性质 1 苯的物理性质 : 易挥发. 苯通常是无色, 有特殊气味的液体, 有毒不溶于水, 密度比水小, 熔点 5.5, 沸点 80.1, 2 苯的化学性质 : 苯的化学性质也介于单键和双键之间, 既有碳碳单键 ( 烷烃 ) 的性质 取代反应, 又具 有碳碳双键的性质 加成反应 ( 比烯烃难 ). 1 燃烧氧化 点燃 2C O 2 12CO O 注意 苯不能与酸性高锰酸钾溶液 溴水发生反应. 2 苯的取代反应 + Br 2 Br + Br 注意 苯与溴反应时需用铁粉作催化剂, 且与液溴反应. 浓硫酸 NO + 2 O-NO O 注意 苯与硝酸的反应称为硝化反应, 硝基苯是一种带有苦杏仁味的 有毒 无色的油 状液体, 密度比水大. 爱智康西安分校化学学科研发中心 李建涛 33

34 3 加成反应 Ni 注意 通常情况下, 苯很难与氢气 氯气等发生加成反应. 思考 根据苯的物理 化学性质特点, 分析一下实验现象. 1. 将少量苯滴入装有水的试管, 振荡, 观察. 2. 用玻璃棒蘸取苯点燃, 观察燃烧现象. 3. 实验苯与溴水 酸性高锰酸钾溶液的作用情况. 实验 现象 原因 水 试管中液体分层 苯不溶于水 点燃 发出明亮并带有浓烟的火焰 苯可以燃烧, 但由于苯的含碳量高, 故有浓烟 酸性高锰 酸钾溶液 试管中液体分层, 上层无色, 下层紫色 苯不与酸性高锰酸钾反应, 故只能分 层, 不褪色 溴水试管中液体分层, 溴水层褪色苯把溴萃取出来 三 苯的同系物 苯的同系物通式 C n 2n-6(n 6), 苯的同系物的性质与苯相似. 1 燃烧时发出带浓烟的火焰 2 能发生取代反应等, 如甲苯可以发生硝化反应 ( 比苯更容易硝化 ), 生成三硝基甲苯. C 3 + 3O-NO 2 浓硫酸 O 2 N C 3 NO O NO 2 3 苯与苯的同系物化学性质稍有差异, 苯的同系物与苯的性质有所差异, 由于苯环和侧链的 相互影响, 与苯环连接的烃基可被 KMnO 4 溶液氧化, 从而使酸性高锰酸钾溶液的紫色褪去, 可 依此鉴别苯和苯的同系物. 爱智康西安分校化学学科研发中心 李建涛 34

35 练一练 练习 1. 能够证明苯分子中不存在碳碳单 双键交替排布的事实是 ( ) A. 苯的一溴代物没有同分异构体 B. 苯的间位二溴代物只有一种 C. 苯的对位二溴代物只有一种 D. 苯的邻位二溴代物只有一种 练习 时, 将 0.1 mol 某气态烃在足量的氧气中完全燃烧, 测得反应前后气体体积相等, 则 该气态烃可能是 ( ) A 乙烷 B 乙烯 C 丙烷 D 苯 练习 3. 甲烷 乙烯 苯 甲苯四种有机物中具有下列性质的是 : (1) 不能与溴水反应, 能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是 (2) 在催化剂作用下能与纯溴反应, 不能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是 (3) 见光能跟氯气反应, 不能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是 (4) 在催化剂作用下加氢生成乙烷, 加水生成酒精的是 爱智康西安分校化学学科研发中心 李建涛 35

36 第 13 周 : 有机物 乙醇 一 乙醇的结构 电子式结构式结构简式分子式乙醇中含有 C-,C-C,C-O 和 O- 四种键, 相对来说,C-C 最稳定, 其次 C-, 再次 C-O, 最弱 O-. 官能团 : 指能决定化合物化学性质的原子或原子团. 从乙醇的分子结构不难看出 : 乙醇中含有乙基和羟基. 乙醇分子既可以看成是乙烷分子中氢原子被水分子中羟基 (-O) 取代 ; 又可看成是水分子中氢原子被乙基 (-C 2 5) 取代. 因此, 乙醇既具有与有机物相似的性质, 又具有与水相似的性质. 二 乙醇的性质 : 1 物理性质: 无色液体, 熔点 , 沸点 78.5, 密度 0.8g/cm 3, 比水轻, 能与水及大多数有机物互溶. 2 化学性质 (1) 与 Na 反应 ( 置换反应或取代反应 )2C 3C 2O+2Na 2C 3C 2ONa+ 2 实验 1: 无水乙醇与金属钠的反应. 实验现象 金属 Na 慢慢变小, 且金属表面四周有小气泡生成. 断键位置 乙醇分子的断键位置在 O- 位置. 思考 1 什么事实可以说明断键的位置不是 C- C-C 键呢? 答案 金属钠保存在煤油中, 煤油是烃类物质, 只含有 C- 和 C-C, 它们都不与 Na 反应. 思考 2 与水对比, 乙醇与金属钠的反应要缓慢得多说明什么? 答案 由于乙醇中含有乙基, 它可以减缓 Na 与 -O 的反应或者说不利它们的反应. (2) 氧化反应 点燃 1 燃烧 C 3C 2O + 3O 2 2CO 2+3 2O 2 催化氧化 实验 2: 铜丝在酒精灯外焰加热红热后变黑, 伸入乙醇中变成亮红色, 乙醇液体保持沸腾, 在 爱智康西安分校化学学科研发中心 李建涛 36

37 试管口闻到刺激性气味. 思考 (1) 铜丝变黑是什么变化? 又变红是什么变化? 你怎样看待铜丝的作用? (2) 乙醇液体保持沸腾说明什么?CuO 被还原, 乙醇被氧化成什么物质呢? 答案 铜丝在外焰上加热后变成黑色的 CuO; 伸入乙醇后又变成 Cu, 说明铜丝在反应中充当了催化剂的作用. 乙醇液体保持沸腾说明此反应是放热反应. 反应机理 在这个反应中,C 3C 2O 中与 -O 相连的 C- 键发生断裂, 插入 O 原子, 这样在同一个 C 原子上就连接了两个 -O, 是一个不稳定的结构, 脱去一个水分子后, 形成了这样一个原子团 -C=O, 称之为醛基, 生成的有机物含有两个碳原子, 故称之为乙醛. 乙醛是一种有刺激性气味的液体. 我们用化学方程式来表示这个反应的过程 : 2Cu+O 2=2CuO;CuO+C 3C 2O Cu+C 3CO+ 2O 练一练 练习 1. 丙烯醇 (C 2 ==C C 2 O) 可发生的化学反应有 ( ) 1 加成 2 氧化 3 燃烧 4 加聚 5 取代 A. 只有 123 B. 只有 1234 C. 只有 D. 只有 134 练习 2. 有关催化剂的催化机理等问题可从 乙醇催化氧化实验 得 到一些认识, 其实验装置如图所示 : 预先使棉花团浸透乙醇并照图安装好 ; 在铜丝的中间部分加热, 片刻后开始有节奏 ( 间歇性 ) 地鼓入空气, 即可观察到明显的实验现象 请回答以下问题 : (1) 被加热的铜丝处发生反应的化学方程式为 (2)A 管中可观察到 现象 从中可认识到在该实验过程中催化剂起催化作用时参加了化学反应, 还可认识到催化剂起催化作用时需要一定的 (3) 实验一段时间后, 如果撤掉酒精灯, 反应还能否继续进行? 原受热的铜丝处有什么现象? 为什么有这种现象? 爱智康西安分校化学学科研发中心 李建涛 37

38 爱智康西安分校化学学科研发中心 李建涛 38

39 第 14 周 : 有机物 乙酸 一 乙酸的结构 3 C O C O C24O2 电子式结构式结构简式分子式 乙酸中含有甲基和羧基两种基团,C- C-C C-O C=O O- 五种键, 比较容易断的是 C-O 和 O-. 当断 O- 时生成 +, 表现为酸性. 二 乙酸的性质 1 物理性质 2 化学性质 是一种有强烈刺激性气味的无色液体, 易溶于水, 熔点 16.6, 沸点 117.9, 当温度低于 16.6 时, 就凝结成冰一样的晶体, 故无水乙酸又被称为冰醋酸. 羟基中的氢氧键断裂, 因此, 羧基在水溶液中有一部分电离产生 +. C3COO C3COO 而具有一定的酸性. 1 紫色石蕊试液变色 2 镁粉与乙酸溶液反应 3 CuO 与乙酸溶液反应 4 Cu(O) 2 悬浊液与乙酸溶液反应 5 Na 2CO 3 粉末与乙酸溶液反应 思考 用醋可除去水壶内壁上的水垢, 写出化学方程式. 答案 2C 3COO+CaCO 3=(C 3COO) 2Ca+CO 2 + 2O; 2C 3COO+Mg(O) 2=(C 3COO) 2Mg+2 2O 结论 酸性强弱比较 : 乙酸 > 碳酸 3 酯化反应 :( 断 C-O 键 ) 乙酸和乙醇在浓硫酸存在并加热的条件下发生了反应生成乙酸乙酯和水, 这种酸跟醇作用而生 成酯和水的反应, 叫做酯化反应. 爱智康西安分校化学学科研发中心 李建涛 39

40 浓硫酸用化学方程式表示如下 :C 3COO + C 3C 2O C 3COOC O 思考 1 反应中浓硫酸的作用是什么? 为什么反应物都必须是无水液体? 1 酯化反应在常温下进行得很慢, 为了使反应加快, 使用了催化剂并加热的条件. 2 为了使平衡向生成酯的方向移动, 加入的乙醇 乙酸是无水的, 且乙醇是过量的, 以增大反应物的浓度 ; 3 同时将生成的产物乙酸乙酯蒸出, 水可以被浓硫酸吸收, 由此使生成物的浓度减少, 平衡向生成酯的方向移动. 所以浓硫酸在反应中既是催化剂又是吸水剂. 4 为了使蒸发出的乙酸乙酯蒸气迅速冷凝, 加长了导气管, 为了防止试管受热不均匀造成碳酸钠溶液倒吸, 所以导管口位于接近液面的上方. 思考 2 反应混合液的混合顺序如何? 为什么? 大试管内反应混合液体积不超过多少? 加入碎瓷片的目的是什么? 1 反应混合液的混合顺序 : 先加无水乙醇, 再缓慢加入浓硫酸和冰醋酸, 边加边振荡. 2 大试管内反应混合液体积不超过 1/3. 3 加入碎瓷片的目的是防止暴沸. 思考 3 为什么必须用饱和碳酸钠溶液来吸收乙酸乙酯呢? 答案 1 碳酸钠能跟蒸发出的乙酸反应生成没有气味的乙酸钠, 所以反应完毕后振荡试管酚酞的红色变浅, 液层变薄 ; 它还能溶解蒸发出的乙醇, 由此可以提纯乙酸乙酯. 2 乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中的溶解度减小, 容易分层析出. 思考 4 为什么导气管不能伸入饱和 Na 2CO 3 溶液? 答案 防止倒吸. 爱智康西安分校化学学科研发中心 李建涛 40

41 练一练 练习 1. 用 30 g 乙酸与 46 g 乙醇反应, 如果实际产率是理论产率的 80%, 则可得到的乙酸乙酯的质 量是 ( ) A.29.5 g B.44 g C.68 g D g 练习 2. 苹果醋 (ACV) 是一种由苹果发酵而成的酸性饮品, 具有解毒 降脂等药效 苹果醋是一种 常见的有机酸, 其结构简式为 : (1) 苹果醋中含有的官能团的名称是 ; (2) 苹果醋的分子式为 ; (3) 1 mol 苹果醋与足量金属钠反应, 能生成标准状况下的氢气 L; (4) 苹果醋可能发生的反应是 ; A. 与 NaO 溶液反应 B. 与石蕊溶液作用 C. 与乙酸在一定条件下酯化 D. 与乙醇在一定条件下酯化 爱智康西安分校化学学科研发中心 李建涛 41