化學(xué)必修二知識點重點歸納
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高中化學(xué)必修2知識點歸納總結(jié)
第一章 物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律
一、原子結(jié)構(gòu)
質(zhì)子(Z個)
原子核 注意:
中子(N個) 質(zhì)量數(shù)(A)=質(zhì)子數(shù)(Z)+中子數(shù)(N)
Z
1.原子( A X ) 原子序數(shù)=核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=原子的核外電子數(shù)核外電子(Z個)
★熟背前20號元素,熟悉1~20號元素原子核外電子的排布:
H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca
2.原子核外電子的排布規(guī)律:①電子總是盡先排布在能量最低的電子層里;②各電子層最多容納的電子數(shù)是2n2;③最外層電子數(shù)不超過8個(K層為最外層不超過2個),次外層不超過18個,倒數(shù)第三層電子數(shù)不超過32個。
電子層: 一(能量最低) 二 三 四 五 六 七
對應(yīng)表示符號: K L M N O P Q
3.元素、核素、同位素
元素:具有相同核電荷數(shù)的同一類原子的總稱。
核素:具有一定數(shù)目的質(zhì)子和一定數(shù)目的中子的一種原子。
同位素:質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的不同原子互稱為同位素。(對于原子來說)
二、元素周期表
1.編排原則:
①按原子序數(shù)遞增的順序從左到右排列
②將電子層數(shù)相同的各元素從左到右排成一橫行。(周期序數(shù)=原子的電子層數(shù))
③把最外層電子數(shù)相同的元素按電子層數(shù)遞增的順序從上到下排成一縱行。
主族序數(shù)=原子最外層電子數(shù)
2.結(jié)構(gòu)特點:
核外電子層數(shù) 元素種類
第一周期 1 2種元素
短周期 第二周期 2 8種元素
周期 第三周期 3 8種元素
元 (7個橫行) 第四周期 4 18種元素
素 (7個周期) 第五周期 5 18種元素
周 長周期 第六周期 6 32種元素
期 第七周期 7 未填滿(已有26種元素)
表 主族:ⅠA~ⅦA共7個主族
族 副族:ⅢB~ⅦB、ⅠB~ⅡB,共7個副族
(18個縱行) 第Ⅷ族:三個縱行,位于ⅦB和ⅠB之間
(16個族) 零族:稀有氣體
三、元素周期律
1.元素周期律:元素的性質(zhì)(核外電子排布、原子半徑、主要化合價、金屬性、非金屬性)隨著核電荷數(shù)的遞增而呈周期性變化的規(guī)律。元素性質(zhì)的周期性變化實質(zhì)是元素原子核外電子排布的周期性變化的必然結(jié)果。
2.同周期元素性質(zhì)遞變規(guī)律
第三周期元素
11Na
12Mg
13Al
14Si
15P
16S
17Cl
18Ar
(1)電子排布
電子層數(shù)相同,最外層電子數(shù)依次增加
(2)原子半徑
原子半徑依次減小
—
(3)主要化合價
+1
+2
+3
+4
-4
+5
-3
+6
-2
+7
-1
—
(4)金屬性、非金屬性
金屬性減弱,非金屬性增加
—
(5)單質(zhì)與水或酸置換難易
冷水
劇烈
熱水與
酸快
與酸反
應(yīng)慢
——
—
(6)氫化物的化學(xué)式
——
SiH4
PH3
H2S
HCl
—
(7)與H2化合的難易
——
由難到易
—
(8)氫化物的穩(wěn)定性
——
穩(wěn)定性增強(qiáng)
—
(9)最高價氧化物的化學(xué)式
Na2O
MgO
Al2O3
SiO2
P2O5
SO3
Cl2O7
—
最高價氧化物對應(yīng)水化物
(10)化學(xué)式
NaOH
Mg(OH)2
Al(OH)3
H2SiO3
H3PO4
H2SO4
HClO4
—
(11)酸堿性
強(qiáng)堿
中強(qiáng)堿
兩性氫
氧化物
弱酸
中強(qiáng)
酸
強(qiáng)酸
很強(qiáng)
的酸
—
(12)變化規(guī)律
堿性減弱,酸性增強(qiáng)
—
第ⅠA族堿金屬元素:Li Na K Rb Cs Fr (Fr是金屬性最強(qiáng)的元素,位于周期表左下方)
第ⅦA族鹵族元素:F Cl Br I At (F是非金屬性最強(qiáng)的元素,位于周期表右上方)
★判斷元素金屬性和非金屬性強(qiáng)弱的方法:
(1)金屬性強(qiáng)(弱)——①單質(zhì)與水或酸反應(yīng)生成氫氣容易(難);②氫氧化物堿性強(qiáng)(弱);③相互置換反應(yīng)(強(qiáng)制弱)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。
(2)非金屬性強(qiáng)(弱)——①單質(zhì)與氫氣易(難)反應(yīng);②生成的氫化物穩(wěn)定(不穩(wěn)定);③最高價氧化物的水化物(含氧酸)酸性強(qiáng)(弱);④相互置換反應(yīng)(強(qiáng)制弱)2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2。
(Ⅰ)同周期比較:
金屬性:Na>Mg>Al
與酸或水反應(yīng):從易→難
堿性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
非金屬性:Si<P<S<Cl
單質(zhì)與氫氣反應(yīng):從難→易
氫化物穩(wěn)定性:SiH4<PH3<H2S<HCl
酸性(含氧酸):H2SiO3<H3PO4<H2SO4<HClO4
(Ⅱ)同主族比較:
金屬性:Li<Na<K<Rb<Cs(堿金屬元素)
與酸或水反應(yīng):從難→易
堿性:LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH
非金屬性:F>Cl>Br>I(鹵族元素)
單質(zhì)與氫氣反應(yīng):從易→難
氫化物穩(wěn)定:HF>HCl>HBr>HI
(Ⅲ)
金屬性:Li<Na<K<Rb<Cs
還原性(失電子能力):Li<Na<K<Rb<Cs
氧化性(得電子能力):Li+>Na+>K+>Rb+>Cs+
非金屬性:F>Cl>Br>I
氧化性:F2>Cl2>Br2>I2
還原性:F-<Cl-<Br-<I-
酸性(無氧酸):HF<HCl<HBr<HI
比較粒子(包括原子、離子)半徑的方法:(1)先比較電子層數(shù),電子層數(shù)多的半徑大。
(2)電子層數(shù)相同時,再比較核電荷數(shù),核電荷數(shù)多的半徑反而小。
四、化學(xué)鍵
化學(xué)鍵是相鄰兩個或多個原子間強(qiáng)烈的相互作用。
1.離子鍵與共價鍵的比較
鍵型
離子鍵
共價鍵
概念
陰陽離子結(jié)合成化合物的靜電作用叫離子鍵
原子之間通過共用電子對所形成的相互作用叫做共價鍵
成鍵方式
通過得失電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
通過形成共用電子對達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
成鍵粒子
陰、陽離子
原子
成鍵元素
活潑金屬與活潑非金屬元素之間(特殊:NH4Cl、NH4NO3等銨鹽只由非金屬元素組成,但含有離子鍵)
非金屬元素之間
離子化合物:由離子鍵構(gòu)成的化合物叫做離子化合物。(一定有離子鍵,可能有共價鍵)
共價化合物:原子間通過共用電子對形成分子的化合物叫做共價化合物。(只有共價鍵)
極性共價鍵(簡稱極性鍵):由不同種原子形成,A-B型,如,H-Cl。
共價鍵
非極性共價鍵(簡稱非極性鍵):由同種原子形成,A-A型,如,Cl-Cl。
2.電子式:
用電子式表示離子鍵形成的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與表示共價鍵形成的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)的不同點:(1)電荷:用電子式表示離子鍵形成的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)需標(biāo)出陽離子和陰離子的電荷;而表示共價鍵形成的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)不能標(biāo)電荷。(2)[ ](方括號):離子鍵形成的物質(zhì)中的陰離子需用方括號括起來,而共價鍵形成的物質(zhì)中不能用方括號。
第二章 化學(xué)反應(yīng)與能量
第一節(jié) 化學(xué)能與熱能
1、在任何的化學(xué)反應(yīng)中總伴有能量的變化。
原因:當(dāng)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時,斷開反應(yīng)物中的化學(xué)鍵要吸收能量,而形成生成物中的化學(xué)鍵要放出能量?;瘜W(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。一個確定的化學(xué)反應(yīng)在發(fā)生過程中是吸收能量還是放出能量,決定于反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的相對大小。E反應(yīng)物總能量>E生成物總能量,為放熱反應(yīng)。E反應(yīng)物總能量<E生成物總能量,為吸熱反應(yīng)。
2、常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)
常見的放熱反應(yīng):①所有的燃燒與緩慢氧化。②酸堿中和反應(yīng)。③金屬與酸反應(yīng)制取氫氣。
④大多數(shù)化合反應(yīng)(特殊:C+CO2 2CO是吸熱反應(yīng))。
常見的吸熱反應(yīng):①以C、H2、CO為還原劑的氧化還原反應(yīng)如:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)。
②銨鹽和堿的反應(yīng)如Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O
③大多數(shù)分解反應(yīng)如KClO3、KMnO4、CaCO3的分解等。
3、能源的分類:
形成條件
利用歷史
性質(zhì)
一次能源
常規(guī)能源
可再生資源
水能、風(fēng)能、生物質(zhì)能
不可再生資源
煤、石油、天然氣等化石能源
新能源
可再生資源
太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、潮汐能、氫能、沼?/p>
不可再生資源
核能
二次能源
(一次能源經(jīng)過加工、轉(zhuǎn)化得到的能源稱為二次能源)
電能(水電、火電、核電)、蒸汽、工業(yè)余熱、酒精、汽油、焦炭等
[思考]一般說來,大多數(shù)化合反應(yīng)是放熱反應(yīng),大多數(shù)分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng),放熱反應(yīng)都不需要加熱,吸熱反應(yīng)都需要加熱,這種說法對嗎?試舉例說明。
點拔:這種說法不對。如C+O2=CO2的反應(yīng)是放熱反應(yīng),但需要加熱,只是反應(yīng)開始后不再需要加熱,反應(yīng)放出的熱量可以使反應(yīng)繼續(xù)下去。Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng)是吸熱反應(yīng),但反應(yīng)并不需要加熱。
第二節(jié) 化學(xué)能與電能
1、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的方式:
電能
(電力)
火電(火力發(fā)電)
化學(xué)能→熱能→機(jī)械能→電能
缺點:環(huán)境污染、低效
原電池
將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能
優(yōu)點:清潔、高效
2、原電池原理
(1)概念:把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池。
(2)原電池的工作原理:通過氧化還原反應(yīng)(有電子的轉(zhuǎn)移)把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?/p>
(3)構(gòu)成原電池的條件:(1)電極為導(dǎo)體且活潑性不同;(2)兩個電極接觸(導(dǎo)線連接或直接接觸);(3)兩個相互連接的電極插入電解質(zhì)溶液構(gòu)成閉合回路。
(4)電極名稱及發(fā)生的反應(yīng):
負(fù)極:較活潑的金屬作負(fù)極,負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),
電極反應(yīng)式:較活潑金屬-ne-=金屬陽離子
負(fù)極現(xiàn)象:負(fù)極溶解,負(fù)極質(zhì)量減少。
正極:較不活潑的金屬或石墨作正極,正極發(fā)生還原反應(yīng),
電極反應(yīng)式:溶液中陽離子+ne-=單質(zhì)
正極的現(xiàn)象:一般有氣體放出或正極質(zhì)量增加。
(5)原電池正負(fù)極的判斷方法:
①依據(jù)原電池兩極的材料:
較活潑的金屬作負(fù)極(K、Ca、Na太活潑,不能作電極);
較不活潑金屬或可導(dǎo)電非金屬(石墨)、氧化物(MnO2)等作正極。
②根據(jù)電流方向或電子流向:(外電路)的電流由正極流向負(fù)極;電子則由負(fù)極經(jīng)外電路流向原電池的正極。
③根據(jù)內(nèi)電路離子的遷移方向:陽離子流向原電池正極,陰離子流向原電池負(fù)極。
④根據(jù)原電池中的反應(yīng)類型:
負(fù)極:失電子,發(fā)生氧化反應(yīng),現(xiàn)象通常是電極本身消耗,質(zhì)量減小。
正極:得電子,發(fā)生還原反應(yīng),現(xiàn)象是常伴隨金屬的析出或H2的放出。
(6)原電池電極反應(yīng)的書寫方法:
(i)原電池反應(yīng)所依托的化學(xué)反應(yīng)原理是氧化還原反應(yīng),負(fù)極反應(yīng)是氧化反應(yīng),正極反應(yīng)是還原反應(yīng)。因此書寫電極反應(yīng)的方法歸納如下:
①寫出總反應(yīng)方程式。 ②把總反應(yīng)根據(jù)電子得失情況,分成氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)。
③氧化反應(yīng)在負(fù)極發(fā)生,還原反應(yīng)在正極發(fā)生,反應(yīng)物和生成物對號入座,注意酸堿介質(zhì)和水等參與反應(yīng)。
(ii)原電池的總反應(yīng)式一般把正極和負(fù)極反應(yīng)式相加而得。
(7)原電池的應(yīng)用:①加快化學(xué)反應(yīng)速率,如粗鋅制氫氣速率比純鋅制氫氣快。②比較金屬活動性強(qiáng)弱。③設(shè)計原電池。④金屬的腐蝕。
2、化學(xué)電源基本類型:
①干電池:活潑金屬作負(fù)極,被腐蝕或消耗。如:Cu-Zn原電池、鋅錳電池。
②充電電池:兩極都參加反應(yīng)的原電池,可充電循環(huán)使用。如鉛蓄電池、鋰電池和銀鋅電池等。
③燃料電池:兩電極材料均為惰性電極,電極本身不發(fā)生反應(yīng),而是由引入到兩極上的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),如H2、CH4燃料電池,其電解質(zhì)溶液常為堿性試劑(KOH等)。
第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的速率和限度
1、化學(xué)反應(yīng)的速率
(1)概念:化學(xué)反應(yīng)速率通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少量或生成物濃度的增加量(均取正值)來表示。 計算公式:v(B)= =
①單位:mol/(L·s)或mol/(L·min)
②B為溶液或氣體,若B為固體或純液體不計算速率。
③以上所表示的是平均速率,而不是瞬時速率。
④重要規(guī)律:(i)速率比=方程式系數(shù)比 (ii)變化量比=方程式系數(shù)比
(2)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素:
內(nèi)因:由參加反應(yīng)的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)決定的(主要因素)。
外因:①溫度:升高溫度,增大速率
②催化劑:一般加快反應(yīng)速率(正催化劑)
③濃度:增加C反應(yīng)物的濃度,增大速率(溶液或氣體才有濃度可言)
④壓強(qiáng):增大壓強(qiáng),增大速率(適用于有氣體參加的反應(yīng))
⑤其它因素:如光(射線)、固體的表面積(顆粒大?。?、反應(yīng)物的狀態(tài)(溶劑)、原電池等也會改變化學(xué)反應(yīng)速率。
2、化學(xué)反應(yīng)的限度——化學(xué)平衡
(1)在一定條件下,當(dāng)一個可逆反應(yīng)進(jìn)行到正向反應(yīng)速率與逆向反應(yīng)速率相等時,反應(yīng)物和生成物的濃度不再改變,達(dá)到表面上靜止的一種“平衡狀態(tài)”,這就是這個反應(yīng)所能達(dá)到的限度,即化學(xué)平衡狀態(tài)。
化學(xué)平衡的移動受到溫度、反應(yīng)物濃度、壓強(qiáng)等因素的影響。催化劑只改變化學(xué)反應(yīng)速率,對化學(xué)平衡無影響。
在相同的條件下同時向正、逆兩個反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)叫做可逆反應(yīng)。通常把由反應(yīng)物向生成物進(jìn)行的反應(yīng)叫做正反應(yīng)。而由生成物向反應(yīng)物進(jìn)行的反應(yīng)叫做逆反應(yīng)。
在任何可逆反應(yīng)中,正方應(yīng)進(jìn)行的同時,逆反應(yīng)也在進(jìn)行。可逆反應(yīng)不能進(jìn)行到底,即是說可逆反應(yīng)無論進(jìn)行到何種程度,任何物質(zhì)(反應(yīng)物和生成物)的物質(zhì)的量都不可能為0。
(2)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征:逆、動、等、定、變。
①逆:化學(xué)平衡研究的對象是可逆反應(yīng)。
②動:動態(tài)平衡,達(dá)到平衡狀態(tài)時,正逆反應(yīng)仍在不斷進(jìn)行。
③等:達(dá)到平衡狀態(tài)時,正方應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等,但不等于0。即v正=v逆≠0。
④定:達(dá)到平衡狀態(tài)時,各組分的濃度保持不變,各組成成分的含量保持一定。
⑤變:當(dāng)條件變化時,原平衡被破壞,在新的條件下會重新建立新的平衡。
(3)判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志:
① VA(正方向)=VA(逆方向)或nA(消耗)=nA(生成)(不同方向同一物質(zhì)比較)
②各組分濃度保持不變或百分含量不變
③借助顏色不變判斷(有一種物質(zhì)是有顏色的)
④總物質(zhì)的量或總體積或總壓強(qiáng)或平均相對分子質(zhì)量不變(前提:反應(yīng)前后氣體的總物質(zhì)的量不相等的反應(yīng)適用,即如對于反應(yīng)xA+yB zC,x+y≠z )
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