高中化学必修2讲义

高中化学必修2讲义

第一章 物质结构 元素周期律 1.1 元素周期表

知识概要：

一、元素周期表

1.元素周期表的发现与发展：

1869年，俄国化学家门捷列夫将元素按照相对原子质量由小到大依次排列，并将化学性质相似的元素放在一个纵行，制出了第一张元素周期表。当原子结构的奥秘被发现以后，元素周期表中的元素排序依据由相对原子质量改为原子的核电荷数，周期表也逐渐演变成我们常用的这种形式。按照元素在周期表中的顺序给元素编号，得到原子序数。人们发现，原子序数与元素的原子结构之间存在着如下关系：

原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数

2.元素周期表的结构：

（1）元素周期表的排列原则

横行：电子层数相同的元素，按原子序数递增的顺序从左到右排列。

纵行：最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序自上而下排列。

（2）周期

具有相同的电子层数的元素按照原子序数递增的顺序排列的一个横行。 周期类别 短周期 长周期 周期序数 起止元素 起止原子序数 元素种数 1 2 3 4 5 H~He Li~Ne Na~Ar K~Kr Rb~Xe Cs~Rn Fr~Uub 1~2 3~10 11~18 19~36 37~54 55~86 87~112 2 8 8 18 18 电子层数 1 2 3 4 5 6 不完全周期 7 32 6 26(若排满也是32) 7 （口诀：三短、三长、一不全）

（3）族

按电子层数递增的顺序，把不同横行中最外层电子数相同的元素由上而下排成纵行，元素周期表共有18个纵行，它们又被划分为16个族。 列1 数 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 / VIA VIIA 0族 类主族 别 副族 VIII族 副族 主族 IVA VA 名IIIIIIIVVVIVII IIIIII称 A A B VIII族 B B A B B B B （口诀：18纵行16族，每到2 3分主副，8 9 10成VIII族）

（4）周期表中族与周期的位置

周期：由上至下，周期一~周期七 族：①I~VIII I~VII 0

②每逢II、III分主副 A B A顺序 （5）认识周期表中元素相关信息

26 Fe 铁 3d6 4s2 55.85

二、元素的性质与原子结构 1.碱金属元素：

（1）碱金属元素的原子结构规律：

元素名称 锂 钠 钾 铷 铯 元素符号 Li Na K Rb Cs 核电荷数 3 11 19 37 55 碱金属元素原子结构示意图 最外层电电子层数 子数 1 1 1 1 1 2 3 4 5 6

（2）碱金属元素原子结构与性质的关系： 从原子结构上看，

相同点：最外层都只有一个电子。

不同点：随核电荷数增加，原子半径增大。

从化学性质上看，

相似性：化学性质都很活泼，都能与氧气等非金属单质及水反应。 △

4Li+O2===2Li2O △ 2Na+O2===Na2O2

2Na+2H2O===2NaOH+H2↑ 2K+2H2O===2KOH+H2↑

差异性：从上而下，与水和氧气的反应越来越剧烈，还原性：Li＜ Na ＜K ＜Rb ＜Cs。

（3）碱金属物理性质的变化规律 物质名称 锂 钠 钾

颜色和状态 银白色，柔软 银白色，柔软 银白色，柔软 密度/(g·cmˉ3) 熔点/℃ 0.534 0.97 0.86 180.5 97.81 63.65 沸点/℃ 1347 882.9 774

铷 铯 银白色，柔软 略带金属光泽，柔软 1.532 1.879 38.89 28.40 688 678.4

2.卤族元素：

（1）卤素原子结构示意图

结构相同点：最外层都是7个电子

结构不同点：随核电荷数增加，电子层数增加，半径增大。 （2）卤素单质的物理性质 元素名元素符核电荷称 氟 氯 溴 碘 号 F Cl Br I 数 9 17 35 53 F2 Cl2 Br2 I2 单质 颜色和状态 淡黄绿色气体 黄绿色气体 深红棕色液体 紫黑色固体 F2 Cl2 Br2 I2 【规律】卤素单质的物理性质变化规律—————————→

颜色：由浅→深 密度：由小→大 熔、沸点：由低→高

（3）卤素单质与氢气反应 F2 Cl2 Br2 I2 结论 条件 产物稳定性 化学方程式 H2+F2==2HF 光照或点燃 H2+Cl2========2HCl △ H2+Br2===2HBr △ H2+I2====2HI F2 Cl2 Br2 I2 随核电荷数的增加，卤素单质与H2反应变化：—————————→ ①剧烈程度：逐渐减弱 ②生成HX的稳定性：逐渐减弱 暗处 很稳定 光照或点燃 较稳定 加热 不断加热 稳定性差 不稳定 1.69g/L(15℃) 3.214g/L(0℃) —219.6 —101 —188.1 —34.6 58.78 184.4 密度 熔点/℃ 沸点/℃ 3.119g/cm3(20℃) —7.2 4.93g/cm3 113.5

（4）卤素单质间的置换反应

三、核素

（1）元素：具有相同核电荷数的同一类原子的总称。

（2）核素：具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子叫做核素。 （3）同位素：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素。

1.2 元素周期律

知识概要：

一、原子核外电子的排布 1.原子的组成

质子 Z个

A

（1）原子（ZX）{ 原子核{ 中子 （A—Z）个 核外电子 Z个

X的含义：代表一个质量数为A，质子数为Z的原子。

（2）构成原子或离子间的数量关系 质量数=质子数+中子数

原子中：质子数=核电荷数=核外电子数

阳离子中：核外电子数=质子数—离子所带电荷数 阴离子中：核外电子数=质子数+离子所带电荷数

2.核外电子排布规律 （1）电子层的划分 电子层（n） 1 符号 K 离核远近 能量高低 2 3 4 5 6 7 L M N O P Q ——————————→ 由近到远 ——————————→ 由低到高

（2）核外电子排布的一般规律

①核外电子总是尽可能先排布在能量最低的电子层里，然后再排布在能量较高的电子层里。 ②核外各电子层最多容纳的电子数目是2n^2个（n为电子层序数） ③最外层电子数目不超过8个（K层为最外层时不超过2个），次外层不超过18个，倒数第三层不超过32个。

二、元素周期律

1.核外电子排布、原子半径、元素化合价规律

（1）随着原子序数的递增，元素原子最外层电子的排布呈周期性变化。 （2）随着原子序数的递增，元素原子的半径呈周期性变化。

同一周期，原子序数越大，原子半径越小； 同一族，原子序数越大，原子半径越大。

（3）随着原子序数的递增，元素的主要化合价呈周期性变化。 元素的最高正化合价与主族序数相同。非金属元素最低负化合价的绝对值与最高正化合价之和为8。

2.金属性、非金属性变化规律

同一周期，随着原子序数递增，元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。

同一主族，随着原子序数的递增，元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。 （注意：元素周期表右上角处，非金属性最强，左下角处金属性最强。）

3.元素周期律

元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性的变化。这一规律叫做元素周期律。 （1）元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布的周期性变化的必然结果。

（2）元素的性质一般指的是元素的金属性、非金属性、最高价氧化物对应的水化物的酸碱

性、气态氢化物的稳定性等。

三、元素周期表和元素周期律的应用 1.元素周期表的分区 过渡元素可作半导体材料

2.周期表中元素性质的变化规律

同周期（从左到右）：

（1）原子半径逐渐减小，阴离子半径逐渐减小，阳离子半径逐渐减小；（半径逐渐减小） （2）化合价变化：+1~+7 —4~—1

（3）非金属性（氧化性）逐渐增强，最高价氧化物对应的水化物的酸性逐渐增强，与氢气

化合越容易，氢化物的稳定性逐渐增强。 （4）金属性（还原性）逐渐减弱，最高价氧化物对应的水化物减小逐渐减弱。 同主族（从上到下）：

（1）原子半径逐渐增大，阴离子半径逐渐增大，阳离子半径逐渐增大；（半径逐渐增大） （2）非金属性（氧化性）逐渐减弱，最高价氧化物对应的水化物的酸性逐渐减弱，与氢气

化合越困难，氢化物的稳定性逐渐减弱。

（3）金属性（还原性）逐渐增强，最高价氧化物对应的水化物减小逐渐增强。

1.3 化学键

知识概要：

一、离子键

1.金属钠与氯气反应实验 实验步骤 ①取一块绿豆大的金属钠（切去氧化层）。 ②用滤纸吸净煤油，放在石棉网上，用酒精灯微热，钠熔成球状。 ③将盛有氯气的集气瓶倒扣在钠的上方。 实验现象 化学方程式 剧烈燃烧，黄色火焰，产生白烟。 点燃 2Na+Cl2===2NaCl

氯化钠的形成过程：

氯原子最外层7个电子，容易得到1个电子形成8电子稳定结构，而钠原子最外层有1个电子，容易失去1个电子达到稳定结构，故在化学变化中，钠原子向氯原子转移一个电子分别形成阴、阳离子，阴、阳离子在结合成氯化钠。

2.离子键

（1）概念：带相反电荷离子之间的相互作用称为离子键。 ．．．．

相互作用（静电作用）：包括阴、阳离子间的静电吸引作用和电子与电子之间、原子核与原子核之间的静电排斥作用。 （2）成键微粒：阴离子、阳离子

（3）成键条件：活泼金属（IA族、IIA族）或NH4+与活泼非金属（VIA族、VIIA族）化

合形成离子键。 （4）存在范围：离子键存在于大多数强碱、盐和金属氧化物中。

3.离子化合物

（1）概念：由离子键构成的化合物叫做离子化合物。 （2）常见离子化合物分类：

活泼金属（IA族、IIA族） 活泼非金属（VIA族、VIIA族）

铵根离子 酸根（或酸式根）

【注意】只有含有离子键的化合物一定是离子化合物.

含有金属元素的化合物不一定是离子化 合物，如AlCl3. 不含金属元素的化合物不一定不是离子化合物，如NH4Cl。

4.电子式

（1）概念：在元素符号周围用小黑点（· ）或叉（×）表示原子或离子最外层电子的式子

叫做电子式。 （2）电子式的书写： 原子的电子式

书写原子的电子式时，一般将原子的最外层电子写在元素符号的上、下、左、右四个位置上。例如： . .. .. H· ·Ca· ·N· ·O· ：Cl· ． ·· . . 氢原子 钙原子 氮原子 氧原子 氯原子

简单阳离子的电子式

简单阳离子是原子失去最外层电子后形成的，其电子式就是阳离子。例如：Na+、Mg2+。

简单阴离子的电子式

简单阴离子因为得到电子后最外层一般为8电子结构，书写时要在元素符号周围标出电 .. . .

2

子，用[ ]括起来，并在右上角注明所带电荷数，例如： [：Cl：]ˉ 、 [：O：]ˉ 。 . . . .

复杂阴阳离子的电子式

复杂阴、阳离子要标明电子，要用[ ]，并在[ ]右上角标明“+”“—”及电荷数。例如： H. . . . . ．．[H：N. 、[H：O. ：H]+（水合氢离子）、[：O. ：H]ˉ（氢氧根离子）、 ．．：H]+（铵根离子）．．．．

H H

. . . . [：O.：O.]2ˉ（过氧根离子）。 ．．．．

（3）离子化合物电子式的书写，原则上把阳离子和阴离子的电子式按比例组合。例如：

. . NaCl： Na+[：Cl：]ˉ

. .

. . . . CaCl2： [：Cl：]ˉCa2+ [：Cl：]ˉ . . . .

二、共价键 1.共价键

（1）概念：

原子之间通过共用电子对所形成的相互作用，叫做共价键。 （2）成键粒子：原子

（3）成键条件：同种非金属原子或不同种非金属原子之间，且成键的原子最外层电子未达

到饱和状态。

2.共价化合物

不同原子之间以共用电子对形成分子的化合物叫做共价化合物。 【特别提醒】①含有共价键的分子不一定是共价化合物，如H2、O2。

②含有共价键的化合物不一定是共价化合物，如NaOH、Na2O2。 ③离子化合物中可能含有共价键，共价化合物中一定不含有离子键。

3.用电子式表示含共价键物质的形成过程

. . . . . . . . Cl2 ： ：Cl . + . Cl : → ：Cl：Cl：

. . . . . . . . . . . . . . . . CO2: ：O： +

××

C

×

× + ：O： → ：O：

××C

××

：O：

H2： H . + .H → H：H

【注意】

（1）像HCl、CO2以共用电子对形成分子的化合物叫做共价化合物。

（2）从形成过程可以看出，原子是通过共用电子对达到8（氢达到2个）电子的稳定结构。 （3）绝大多数非金属单质含有共价键，稀有气体单质不含共价键，共价化合物、某些离子化合物（如NaOH、NH4Cl）中都含有共价键。 （4）含共价键的分子的电子式书写

. .

××

H2： H:H H2O: H . O . . . 【特别提醒】

（1）氢原子最外层为一个电子，每个氢原子只能共用一对电子。 （2）其他原子共用电子对的数目为：8 - 最外层电子数。 例：N原子最外层为5个电子，只能共用8 – 5=3对。

4.极性键与非极性键 定义 原子吸引电子能力 共用电子对 成键原子电性 判断依据 实例 非极性键 极性键 同种元素原子形成的共价键，不同种元素原子形成的共价共用电子对不发生偏移 键，共用电子对发生偏移 相同 不偏向任何一方 电中性 同种非金属元素组成 H—H 不同 偏向吸引电子能力强的原子 显电性 由不同种非金属元素组成 H—Cl

【注意】

（1）非极性键不一定只存在于单质分子中，如Na2O2、H2O2中都含有非极性键。 （2）极性键不一定只存在于共价化合物中，如NaOH。 定义 成键条件 离子键 共价键 使阴、阳离子结合成化合物原子间通过共用电子对形成的静电作用 的相互作用 成键原子得失电子能力差别成键原子得失电子能力相同很大（活泼金属与活泼非金或差别较小（大多数为同种属之间） 或不同种非金属元素原子之间） 成键粒子 存在 阴、阳离子 原子 离子化合物（碱性氧化物、非金属元素的单质（H2、O2、强碱和大多数盐） Cl2等），共价化合物（气态氢化物、酸性氧化物和酸），某些离子化合物（NaOH、Na2SO4）

三、分子间作用力和氢键

1.分子间作用力

（1）概念：把分子聚集在一起的作用力，叫做分子间作用力，又称范德华力。 （2）分子间作用力的应用：

①分子间作用力比化学键弱得多，分子间作用力主要影响物质的熔点、沸点、溶解性等物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。

②离子化合物中只存在化学键，不存在分子间作用力。分子间作用力只存在于多数共价化合物和绝大多数非金属单质分子之间，以及稀有气体分子之间。

③分子间作用力的范围很小，只有分子充分接近时采用相互间的作用力。

④一般说来，对于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

的熔点、沸点也越高。

2.氢键

（1）氢键不是化学键，通常把氢键看作是一种较强的分子间作用力。

化学键＞＞ 氢键 ＞ 分子间作用力

（2）分子间形成的氢键会使物质的熔点和沸点升高，这是因为固体熔化或液体汽化时，必须破坏分子间的氢键，从而需要消耗更多的能量。

（3）通常N、O、F这三种元素的氢化物易形成氢键。常见易形成氢键的化合物有：H2O、

HF、NH3、CH3OH等。

【思考】你知道冰为什么会浮在水面上吗？

【回答】水在液态时常是几个分子通过氢键结合，形成（H2O）n，在固态时（冰）中更多

的水分子间形成氢键，成为疏松的晶体，在冰的结构中有许多空隙，造成体积膨胀、密度减小。所以冰会浮在水面上。 存在范围 作用力比较 影响范围 对物质性质的影响 化学键 分子间作用力 相邻原子（离子）之间 分子之间 强 很弱 氢键 某些含强极性键分子之间（HF、H2O、NH3） 比化学键弱得多，比分子间作用力稍强 物质的物理性质 物质的物理性质及化学物质的物理性质 性质 （1）离子键：成键离子（1）影响物质的熔沸点、分子间氢键的存在使物半径越小，离子所带电溶解度等物理性质； 质的熔沸点升高，在水溶荷越多，离子键越强，（2）组成和结构相似的物液中溶解度增大，如熔沸离子对化合物的熔沸点质，随着相对分子质量的点：H2O＞H2S，HF＞越高； 增大，物质的熔沸点逐渐HCl，NH3＞PH3。 （2）共价键：原子半径升高，如熔沸点：F2＜Cl2越小，共用电子对越多，＜Br2＜I2 共价键越强，单质或化合物的稳定性越强。

第二章 化学反应与能量 2.1 化学能与热能

知识概要：

一、化学键与化学反应过程中的能量变化关系

1.化学反应的本质

化学反应的本质是原子（或原子团）的重新组合，即反应物中旧化学键的断裂和生成物中新化学键的形成。 【特别提醒】

只有化学键的断裂，不能称为化学反应。如NaCl溶于水，离子键断裂，但没有新化学键形成。

2.化学反应中能量变化的根本原因

（1）物质中的原子之间是通过化学键结合的。

（2）断开反应物中的化学键要吸收能量，形成生成物中的化学键要放出能量。 （3）化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。 【特别提醒】

物质的键能越大，则能量越低，稳定性越强。 （4）化学反应中的能量变化

放出能量： 吸收能量：

反应物的总能量＞生成物的总能量 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 反应物的总键能＞生成物的总键能

反应物的总能量高 生成物的总能量高

? 放出能量 ? 吸收能量

生成物的总能量低 反应物的总能量低

【例题1】已知破坏1molH-H键、Cl-Cl键、H-Cl键分别需要吸收436KJ、243KJ、432KJ能量，则由H2与Cl2生成1molHCl总的过程需要（ ）

A.放热185KJ B.吸热185KJ C.放热92.5KJ D.吸热92.5KJ 答案及解析：

生成2molHCl的化学方程式为： H2+Cl2=2HCl

反应物的键能：436KJ+243KJ=679KJ 生成物的键能：432KJ×2=864KJ

反应物的键能小，能量大，故反应放热。 864KJ—679KJ=185KJ

则生成1molHCl放热185÷2=92.5KJ

二、化学能与热能的相互转化

1.两条基本的自然定律

（1）质量守恒定律：自然界的物质可以发生相互转化，但是总质量保持不变。

（2）能量守恒定律：一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量，总能量也是守恒的，这就是“能量守恒定律”。

2.实验

（1）铝与盐酸的放热反应 实验 现象 结论 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑ 反应过程放出热量 在一支试管中加入①看到有气泡产生 2~3mL6mol/L的盐酸，再插②用手触摸反应后的试管，手入用砂纸打磨光的铝条。观感到热 察现象，并用温度计测量溶③用温度计测得反应后温度液温度的变化。 升高

（2）Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的放热反应 实验 将约20gBa(OH)2·8H2O晶实验步骤 将晶体混合，立即快速搅拌 实验现象 得出结论 有刺激性气味的气体有NH3生成 产生，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝 感觉烧杯变凉 反应吸热 体研细后与约10g NH4Cl晶体一起放入用手摸烧杯下部 烧杯中，并将烧杯放用手拿起烧杯 在滴有几滴水的玻璃片上，用玻璃棒快速搅拌，闻气味，用手触摸杯壁下部，试着用手拿起烧杯，观察现象。

（3）中和热的测定

三、人类对能源的利用

1.人类利用能源的是三个阶段： （1）柴草时期 （2）化石能源时期 （3）多能源结构时期

2.能源的分类 形成条件 一次能源 利用历史 常规能源 将粘有玻璃片的烧杯放在盛有热水的烧杯上 结论 烧杯与玻璃片粘到一反应吸收热量使体系起 温度降低，使水结冰 玻璃片脱离上面烧杯冰融化 底部 Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl= BaCl2+2NH3↑+10 H2O，反应过程中吸收热量 性质 可再生资源 不可再生资源 水能 煤、石油、天然气等化石能源 太阳能、地热能、潮新能源

可再生资源

汐能、氢能、沼气、风能、生物质能 不可再生资源 二次能源 核能 （一次能源经过加工、转化得到的能源称为二次能源）电能（水电、火电、核电）、蒸汽、工业余热、酒精、汽油、焦炭等

四、放热反应和吸热反应一般规律 （1）放热反应：

①一切燃烧反应；

②活泼金属与酸或水的反应； ③酸碱中和反应； ④大多数化合反应； ⑤物质的缓慢氧化。

（2）吸热反应：

①大多数的分解反应； ②一些晶体的反应； ③水解反应：如NH4+H2O

+

?NH·HO+H

3

2

+

④以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应。

2.2 化学能与电能

知识概要：

一、化学能转化为电能 1.转化形式

（1）间接转化——火力发电

燃烧 蒸汽 发电机

——→ ——→ ——→ →

化学能 热能 机械能 电能

（2）直接转化——原电池

化学能通过氧化还原反应直接转化为电能。

2.原电池的工作原理 （1）电极判断方法：

①活泼金属→发生氧化反应→向外线路提供电子→原电池的负极

②不活泼金属（或石墨）→发生还原反应→接收外线路提供电子→原电池的正极

（2）电子流动方向和电流方向： 在外电路中，电流方向：正极→负极 电子流动方向：负极→正极

（3）工作原理示意图：

失电子，沿导线传递，有电流产生

3.原电池的构成与设计 （1）原电池的构成

概念：将化学能转化为电能的装置。 实质：化学能转化为电能。

构成前提：能自发地发生氧化还原反应。

构成条件：①两极 ②一液 ③一回路 电极构成：负极（还原性相对较强的材料）；正极（还原性相对较弱的材料）。 电极反应：负极（失去电子，氧化反应）；正极（得到电子，还原反应）。 重要应用：①制作电池

②防止金属被腐蚀 ③提高化学反应速率

（2）水果电池原理

① 水果汁相当于电解质溶液。

② 原电池正负极的判断不仅要看两极活动性的相对强弱，还要看电解质溶液的种类。例如：

Mg、Al为电极，若以H2SO4溶液为电解质溶液，则Mg为负极；若以NaOH溶液为电解质溶液，则Al为负极。

二、发展中的化学电源 1.干电池—— 一次电池 （1）普通锌锰电池 （2）碱性锌锰电池 （3）锌银电池

2.充电电池—— 二次电池 （1）铅蓄电池 （2）碱性镍镉电池 （3）氢镍充电电池 3.燃料电池

以氢氧燃料电池为例： 负极：2H2+4OHˉ—4eˉ=4H2O 正极：O2+2H2O+4eˉ=4OHˉ 总的电池反应：2H2+O2=2H2O

三、原电池正负极判断的一般规律 电极材料 反应类型

负极 较活泼金属 发生氧化反应 正极 较不活泼金属或碳棒 发生还原反应

电子流向 离子移动 电极现象

四、原电池原理的应用

电子流出 阴离子移向 电极溶解 电子流入 阳离子移向 有气泡或有物质析出 （1）加快氧化还原反应的进行 （2）比较金属的活动性 （3）设计原电池

2.3 化学反应的速率和限度

知识概要：

一、化学反应的速率 1.化学反应速率

（1）概念：化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的物理量。

（2）表示方法：单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量。 △c v= △t

单位：mol·Lˉ·sˉ或mol·Lˉ·minˉ。 【特别提醒】

△C表示浓度的改变量，对固态和纯液态物质浓度是一个常量。因此，这种表示化学反应速率的方法不适用固态或纯液态物质。

2.化学反应速率的简单计算

（1）同一反应选用不同物质的浓度改变来表示反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同。

（2）各物质表示的速率之比等于该反应方程式中相应的化学计量数之比。 如：aA+bB=cC+dD（A、B、C、D均不是固态或纯液体） v(A)：v(B)：v(C)：v(D)=a：b：c：d

3.影响化学反应速率的因素 影响化学反应速率的因素 内因 反应物的性质 影响结果 在其他条件相同时，反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快，反应物的化学性质越不活泼，化学反应速率越慢 外因 催化剂 反应物的温度 反应物的浓度 气态反应物的压强 在其他条件相同时，使用催化剂，化学反应速率改变 在其他条件相同时，升高反应物的温度，化学反应速率加快，降低反应物的温度，化学反应速率减慢 在其他条件相同时，增大反应物的浓度，化学反应速率加快，减小反应物的浓度，化学反应速率减慢 在其他条件相同时，增大气态反应物的压强，化学反应速率加快，减小气态反应物的压强，化学反应速率减慢

1

1

1

1

固体反应物的表面积 其他 在其他条件相同时，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 光波、电磁波、超声波、溶剂等，也能影响化学反应的速率

【特别提醒】

（1）影响化学反应速率的因素中，反应物的性质是本质原因。

（2）浓度变化和压强变化对固体和纯液态的反应速率变化影响忽略不计。

二、化学反应限度 1.可逆反应：

（1）定义：在同一条件下向正反应和逆反应方向均能进行的化学反应。 （2）特点：双向（正反应方向、逆反应方向）

双同（正、逆反应同条件下同时进行） 共存（反应物、生成物同时存在）

2.化学平衡

（1）化学平衡的建立过程

（2）化学平衡状态的特征：

可逆反应

逆

等 化学平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等。

化学平衡状态时，正、逆反应并未停止，是一个动态平衡

动

定

化学平衡状态时，各组分浓度或各组分百分含量不变。

变 外界条件改变时，原平衡状态被破坏，再新条件下重新建立平衡。

三、影响化学平衡的因素 （1）浓度对化学平衡的影响

在其他条件不变的情况下，增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，平衡向正反应方向移动；反之则向逆反应方向移动。

【注】固体和纯液体浓度为常数，改变用量对平衡移动无影响。

（2）压强对化学平衡的影响

在其他条件不变的情况下，增大压强，会使化学平衡向气体体积减小的方向移动；减小压强，会使平衡向气体体积增大的方向移动。

如：aA(g)+bB(g)=cC(g)+dD(g)

①a+b＞c+d时，增大压强，化学平衡向正反应方向移动； 减小压强，化学平衡向逆反应方向移动。 ②a+b=c+d时，增大压强或减小压强，化学平衡不改变。

【注】对全是固体或液体的反应体系，压强对平衡移动无影响； 改变压强，同时体积发生变化时才对平衡移动有影响。

（3）温度对化学平衡的影响

升高温度，反应向放热方向进行； 降低温度，反应向吸热方向进行。

（4）催化剂对平衡状态无影响，但影响反应速率

第三章 有机化合物

3.1 最简单的有机化合物——甲烷

知识概要：

一、甲烷的性质

1.甲烷的存在和用途

（1）甲烷是天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气的主要成分。

（2）“西气东输”就是将新疆等地的天然气，通过管道东输到长江三角洲，最终到达上海的

一项巨大工程。

2.甲烷的分子结构： （1）分子式：CH4

H

×。 （2）电子式： H.× C .×H ×。

H

H │

（3）结构式： H—C—H 结构简式：CH4 │ H

（4）甲烷的分子结构及分子模型 （5）甲烷分子的结构特点：

CH4是非极性分子，空间正四面体结构，碳原子位于四面体的中心，键角109°28′，碳氢键相同。

3.甲烷的化学性质

甲烷分子结构稳定，通常不与强酸、强碱或强氧化剂反应，也不能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色。但是在一定条件下，甲烷也能发生某些反应。 （1）氧化反应——甲烷的燃烧

点燃

甲烷完全燃烧的化学方程式：CH4+2O2——→CO2+2H2O 燃烧现象 淡蓝色火焰 检验产物 方法 在火焰上方罩一个干燥的烧杯 现象 结论 烧杯内壁有水珠产生 生成了水 生成了二氧化碳 在火焰上方罩一个涂烧杯内壁变浑浊 有澄清石灰水的烧杯

【特别提醒】

①点燃甲烷前必须验纯。

②煤矿中的瓦斯爆炸多数是甲烷气体爆炸引发的。

（2）甲烷的取代反应 ①实验探究

实验操作 A.向盛有甲烷的试管中，快速加入0.5gKMnO4和1mL浓盐酸，然后迅速轻轻塞上胶塞，放在试管架上，放在日光灯下； B.对照实验，把试管用黑纸包好 实验现象 A.试管内气体颜色逐渐变浅； 试管内壁有油状液滴出现 试管中有少量白雾 B.无明显现象 与Cl2在光照时才能发生化学反应，有关化学方程式为： 光 光 CH4 + Cl2 —→CH3Cl+HCl CH3Cl +Cl2—→CH2Cl2+HCl 光 光 CH2Cl2+ Cl2—→CHCl3+HCl CHCl3 +Cl2—→CCl4+HCl

②取代反应概念：有机物分子中的某些原子或原子团被其他的原子或原子团所替代的反应。 【特别提醒】

A.甲烷与卤素单质在光照条件下发生取代反应，与氯水、溴水等不反应。

B.反应产物有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl共五种，有机反应复杂，常用“→”连接反应物和生成物。

C.当n(CH4)：n(Cl2)=1：1时，反应不只是 光 ，其他反应仍在进行。 CH4 + Cl2 —→CH3Cl+HCl

D.甲烷与Cl2在光照条件下反应，得到的产物中物质的量最多的是HCl。

二、烷烃 1.分子结构： 结构特点 分子通式 （1）单键：碳原子间只以碳碳单键相结合 （2）饱和：剩余价键全部与氢原子结合，碳原子的化合价都达到“饱和”。 CnH2n+2 (n≥1) 实验结论

2.物理性质：

（1）熔沸点：逐渐升高。

（2）状态：常温常压下C≤4的烷烃为气态。 （3）密度：逐渐增大且均比水的密度小，难溶于水。

3.化学性质：

（1）稳定性：通常状态下烷烃性质稳定

3n+1 点燃

（2）可燃性：烷烃都能燃烧，燃烧通式为CnH2n+2 + 2 O2——→nCO2+(n+1)H2O （3）取代反应：烷烃都能与卤素单质发生取代反应。

4.烷烃的命名：

烷烃的简单命名：碳原子数在十个以内时，以甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸依次代表碳原子数，其后加“烷”字；碳原子数在十个以上时，直接用汉字数字来代表碳原子数。如：CH4：甲烷；C4H10：丁烷；C7H16：庚烷；C12H26：十二烷；C17H36：十七烷。

5.同系物和同分异构体

（1）同系物：

①结构相似，②组成相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物。 【特别提醒】①②两个条件缺一不可；

同系物的式量差一定是14的倍数；

同系物的化学性质相似，物理性质随碳原子数的增加而发生规律性变化。

（2）同分异构体：

同分异构现象：化合物具有相同的分子式，但具有不同的结构的现象。 同分异构体：具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。

【特别提醒】

分子式相同是指化学组成和相对分子质量相同，相对分子质量相同的不一定是同分异构体。 同分异构体可以是同类物质，也可以是不同类物质。

同分异构现象是产生有机物种类繁多的主要因素之一。

产生同分异构体的原因有：a.碳链异构b.官能团异构c.空间异构

（3）同分异构体的书写规律

①一元取代物同分异构体数目的判断

在有机物中，位置等同的氢原子叫做等效氢，显然有几种等效氢，其一元取代物就有几种。这种通过等效氢来确定一元取代物核电同分异构体的方法叫做等效氢法。 等效氢判断原则： A.同一个碳原子上的氢是等效的

B.同一个碳原子上所连甲基上的氢原子是等效的

C.处于轴对称位置或镜面对称位置上的氢原子的等效的

②二元取代物同分异构体数目的判断

A.换元法：某烃可被取代的H原子有n个，若其x氯代物有a种，则（n—x）氯代物也有a种。如：正丁烷（C4H10）有6中二氯代物，则八氯代物也有6种。

B.定位移动法（定一移一）

6.几个概念的比较 同位素 适用对象 判断依据 同素异形体 同系物 有机物 （1）结构相似的同一类物质 （2）符合同一通式 同分异构体 有机物、无机物 （1）分子式相同 （2）结构不同 （3）不一定是同一类物质 原子 单质 （1）质子数相同，（1）属同一种元中子数不同 （2）原子之间 素 （2）单质之间

（3）相对分子质量不同（相差14n） 性质 化学性质几乎一化学性质相似，物样，物理性质有差理性质差别较大 异 H、D、T，16O与红磷与白磷；金刚18化学性质相似，熔沸点、密度呈规律性变化 甲烷与丁烷 化学性质可能相似，也可能不同，物理性质不同 正丁烷与异丁烷 实例 O 石与石墨；氧气与臭氧

三、烷烃熔沸点变化规律

（1）常温下，碳原子≤4时，均为气体（新戊烷常温下也是气体）。 （2）随着碳原子数增加，分子间作用力增大，烃沸点增大。

（3）碳原子数相同时，一般支链越多，熔沸点越低。如沸点：正戊烷＞异戊烷＞新戊烷。 （4）随着碳原子数增加，相对密度逐渐增大，但都小于水。

3.2 来自石油和煤的两种基本化工原料

知识概要：

一、乙烯、苯的来源及用途 （1）乙烯的来源和用途

工业上乙烯主要从石油中获得，其主要用途如下： →聚乙烯塑料→食品袋、餐具、地膜等 →聚乙烯纤维→无纺布 →乙醇→燃料、化工原料 乙烯 →涤纶→纺织材料等 →洗涤剂、乳化剂、防冻液 →醋酸纤维、酯类 →增塑剂

→杀虫剂、植物生长调节剂

→聚氯乙烯塑料→包装袋、管材等 →合成润滑油、高级醇、聚乙二醇

（2）苯的来源和用途

苯可以从石油或煤焦油中获得，是一种重要的化工原料，其主要用途如下： →洗涤剂

→聚苯乙烯塑料→电视、雷达部件，灯饰外壳，医疗用具等 →溶剂

苯 →增塑剂

→锦纶→纺织材料等 →消毒剂 →染料

【特别提醒】

①乙烯和苯是两种重要的基本化工原料，是合成很多有机化合物的母本。 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。

二、乙烯的分子结构 （1）分子式：C2H4

H H ×. ×.

× ×

（2）电子式： H .C : : C .H

H H

（3）结构式： C = C （结构简式：CH2=CH2）

H H

【特别提醒】

（1）乙烯分子中的6个原子处于同一平面内。

（2）C=C键与C—H键，C—H键与C—H键的夹角均为120°。

三、烯烃的探究——石蜡油分解实验 （1）装置

（2）实验步骤与现象 实验步骤 ①将气体通入酸性高锰酸钾溶液中 ②将气体通入溴的四氯化碳溶液中 ③用排水法收集气体验纯后，点燃 实验现象 溶液褪色 溶液褪色 火焰明亮，伴有黑烟 结论一：石蜡油分解产生了能使酸性高锰酸钾溶液、溴的四氯化碳溶液褪色的气态产物，由此可知产物中含有与烷烃性质（烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色）不同的烃。 结论二：研究表明，石蜡油分解的产物主要是乙烯和烷烃的混合物。

【特别提醒】

①碎瓷片作催化剂。

②酸性高锰酸钾、溴的四氯化碳溶液能检验乙烯等不饱和烃。

四、乙烯的性质

1.物理性质：乙烯是没有颜色、稍有气味的气体，标准状态下密度为1.25g·Lˉ，难溶于水。

2.化学性质： （1）氧化反应

①乙烯的燃烧

乙烯在氧气或空气点燃时易燃烧，完全燃烧生成二氧化碳和水。 点燃

CH2=CH2+3O2——→2CO2+2H2O 【特别提醒】

乙烯中含碳量较高，在一般的情况下燃烧不是很充分，因此火焰明亮且带有黑烟，含碳量越

高，烟越浓。

乙烯也属于易燃、易爆气体，因此点燃前一定要先验纯。

②乙烯被其他氧化剂氧化

乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色的实质是乙烯被高锰酸钾氧化。

【特别提醒】

实验室中产用酸性高锰酸钾溶液鉴别乙烯和甲烷、乙烷等烷烃。

不能用酸性高锰酸钾来除CH4混有的C2H4杂质，因为C2H4被氧化的产物CO2会混在CH4中。

（2）加成反应

乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色，其实质是乙烯与溴单质反应生成了1，2—二溴乙烷。反应的化学方程式如下： H H │ │ H—C=C—H + Br—Br →H—C—C—H

│ │ │ │ H H Br Br

乙烯 1，2—二溴乙烷

乙烯与水发生加成反应： 一定条件

CH2=CH2+H—OH——→CH3 —CH2—OH

乙烯与氢气发生加成反应： 一定条件

CH2=CH2+H—H——→CH3 —CH3

乙烯与氯化氢发生加成反应：

一定条件

CH2=CH2+H—Cl——→CH3 —CH2—Cl

1

五、苯的结构与性质

1.苯的结构： 苯的分子式为C6H6，结构简式为 或 （苯的凯库勒式）。

苯分子中并不是单双建交替的，苯分子中所有的碳碳键是完全相同的。

2.苯的性质：

苯是无色、有特殊气味的有毒液体，不溶于水，密度比水小，熔点为5.5℃，沸点为80.1℃。 苯的含碳量很高，能够在空气中燃烧，产生浓厚的黑烟。

（1）苯的取代反应——溴化与硝化 苯的溴化： FeBr3 Br

+Br2——→ +HBr

溴苯是无色液体，密度比水大。

苯的硝化： 浓H2SO4 +HNO3————→ NO2 +H2O △

（2）苯的加成反应——与氢气的加成 Ni +3H2——→ △

六、各类烃与液溴、溴水、溴的四氯化碳、酸性高锰酸钾溶液反应的比较 烷烃 液溴 与溴蒸汽在光照条件下取代 烯烃 苯 加成 一般不反应，催化可取代 溴水 不反应，液体烷烃可发生萃取而使溴水层褪色 加成褪色 不反应，发生萃取而使溴水层褪色

溴的四氯化碳溶液 不反应，互溶，不褪色 加成褪色 不反应，互溶，不褪色 酸性高锰酸钾溶液 不反应 氧化褪色 不反应

3.3 生活中两种常见的有机物

知识概要：

一、乙醇

1.乙醇的物理性质：

无色液体，有酒香味，易燃，易挥发，溶于水，密度比水小。 【特别提醒】

乙醇是良好的有机溶剂，能溶解多种无机物和有机物。

乙醇与水以任意比例互溶，因此不能用酒精萃取溴水或碘水中的溴或碘。

2.乙醇的分子组成与结构

分子式 C2H6O

电子式 结构式 H H │ │ H—C—C—O—H │ │ H H 结构简式 CH3CH2—OH 或C2H5OH 比例模型 3.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取代而生成的一系列化合物称为烃的衍生物。 如乙醇可以看成是乙烷分子中的氢原子被羟基取代后的产物。 （2）官能团

决定有机化合物的化学特性的原子或原子团叫做官能团。

4.乙醇的化学性质

（1）乙醇与金属钠的反应

①实验现象：金属钠沉于液面下，最终消失。点燃产生的气体，并在上方罩上干燥的烧杯，

观察到烧杯内壁出现水滴。 ②结论：乙醇与钠反应产生氢气。

③化学反应方程式：2 CH3CH2OH+2Na→2 CH3CH2ONa+H2↑

（2）氧化反应

①燃烧氧化

点燃

CH3CH2OH+3O2——→2CO2+3H2O

②催化氧化

Cu或Ag

2CH3CH2OH+O2 ——→ 2 CH3CHO+2H2O △

③被强氧化剂氧化

乙醇还可以与酸性高锰酸钾溶液或酸性重铬酸钾溶液反应，直接被氧化成乙酸。 KMnO4(H,aq)

CH3CH2OH———————→CH3COOH

+

或K2Cr2O7(H,aq)

+

5.乙醇在化学反应中的断键方式

H H │ │ H—C—C—O—H │ │ H H

二、乙酸

1.乙酸的分子组成和结构

分子式：C2H4O2

H O │ ‖

结构式：H—C—C—O—H │

H O ‖

分子比例模型：

乙酸的官能团是—COOH，叫做羧基。

2.乙酸的物理性质

乙酸是一种有强烈刺激性气味的无色液体，是调味品食醋的主要成分，俗称醋酸。当温度低于16.6℃时，乙酸就凝结成像冰一样的晶体，所以纯净的乙酸又称冰醋酸，乙酸易溶于水和乙醇。

3.乙酸的化学性质

（1）弱酸性

乙酸是一种弱酸，其酸性比碳酸强，其水溶液具有酸的通性。 ①与酸碱指示剂作用，如可以使紫色石蕊试液变红。

结构简式：CH3COOH或CH3—C—OH

②与碱反应，如CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2O

③与碱性氧化物反应，如2CH3COOH+CaO=(CH3COO)2Ca+H2O ④与活泼金属反应，如2CH3COOH+Zn=(CH3COO)2Zn+H2↑

⑤与某些盐反应，如2CH3COOH+CaCO3=(CH3COO)2Ca+H2O+CO2↑

（2）酯化反应

化学方程式： 浓H2SO4 CH3COOH+HOC2H5

【特别提醒】

①浓H2SO4的作用是催化剂和吸水剂，该反应是可逆反应，加入浓H2SO4利于平衡正向移动。

②酯化反应可以看作是取代反应。 ③反应原理：“酸脱羟基醇脱氢”。

? CHCOOCH+HO

3

2

5

2

△

3.4 基本营养物质

知识概要：

一、糖类、油脂、蛋白质 1. 基本营养物质

（1）食物中的营养物质主要包括：糖类、油脂、蛋白质、维生素、无机盐和水。 （2）动物性和植物性食物中的基本营养物质为：糖类、油脂、蛋白质。 （3）糖类、油脂和蛋白质代表物的化学组成。

元素组成 代表物 糖类 单糖 双糖 多糖 油脂 油 脂 蛋白质 （4）几种糖的组成 类别 特点 化学式 常见物质 【特别提醒】 ① 葡萄糖和果糖互为同分异构体，蔗糖和麦芽糖互为同分异构体，但是淀粉和纤维素不互

为同分异构体。

代表物分子 C6H12O6 C12H22O11 (C6H10O5)n 不饱和高级脂肪酸甘油脂 饱和高级脂肪酸甘油酯 氨基酸连接成的高分子 C、H、O C、H、O C、H、O C、H、O 葡萄糖、果糖 蔗糖、麦芽糖 淀粉、纤维素 植物油 C、H、O 动物脂肪 C、H、O、N、P、酶、肌肉、毛发等 S等 单糖 不能再水解成更简单的糖 C6H12O6 葡萄糖、果糖 二糖 多糖 能水解成多分子单糖 (C6H10O5)n 淀粉、纤维素 一分子二糖能水解成两分子单糖 C12H22O11 蔗糖、麦芽糖

② 葡萄糖的分子结构为： O ‖ CH2—CH—CH—CH—CH—C—H │ │ │ │ │ OH OH OH OH OH

含有两个官能团，即羟基（—OH）和醛基（—CHO）。 ③多糖通常没有甜味。

2. 糖类和蛋白质的特征反应 葡萄糖 实验步骤 观察葡萄糖样品，取约2g葡萄糖固体加入盛有5mL水的试管中，充分溶解；然后加入新制的氢氧化铜悬浊液约5滴，加热至沸腾，观察并记录现象。 淀粉 蛋白质 将碘酒滴到一片土豆（或面土豆（或面包）变蓝 包）上 取一小块鸡皮，置蒸发皿中，鸡皮变黄 滴加3~5滴浓硝酸，在酒精灯上微热，观察并记录现象 （1）葡萄糖的特征反应： ① 在碱性、加热条件下，能与银氨溶液反应析出银。 ② 在加热条件下，也可与新制的氢氧化铜悬浊液反应产生砖红色沉淀。①②都可用来鉴别葡萄糖。 （2）淀粉的特征反应： 在常温下，淀粉遇碘变蓝 （3）蛋白质特征反应： ①硝酸可以使蛋白质变黄，称为蛋白质的颜色反应，常用来鉴别部分蛋白质。 ②蛋白质烧焦时有特殊气味（烧焦羽毛味）。此方法也可用于鉴别蛋白质。

3.糖类、油脂和蛋白质的水解反应 （1）糖类的水解

双糖和多糖可以在稀酸的催化下，最终生成葡萄糖或果糖。 催化剂

C12H22O11 +H2O——→C6H12O6+ C6H12O6 蔗糖 葡萄糖 果糖

催化剂

实验现象 生成砖红色沉淀 实验结论

(C6H10O5)n +nH2O——→n C6H12O6 淀粉(或纤维素） 葡萄糖

（2）油脂的水解

①油脂在酸性条件下水解为甘油和高级脂肪酸。

如：C17H35COOCH2 CH2—OH │ H2SO4 │

C17H35COOCH +3H2O——→3C17H35COOH + CH—OH │ │ ②油脂在碱性条件下水解为甘油和高级脂肪酸盐。

C17H35COOCH2 CH2 ——OH

如：C17H35COOCH2 CH2—OH

│ │

C17H35COOCH +3NaOH——→3C17H35COONa + CH—OH

│ │ C17H35COOCH2 CH2 ——OH

（3）蛋白质的水解

蛋白质在酶等催化剂作用下水解生成氨基酸。 二、糖类、油脂、蛋白质在生产、生活中的作用

1.糖类物质的主要作用

淀粉：植物的种子和块茎中——用作食物，制葡萄糖和酒精等。 （1）多糖 纤维素：植物的叶、茎和果皮——加强胃肠的蠕动功能，造纸等。

（2）二糖 蔗糖：甘蔗和甜菜中——制白糖、冰糖。 麦芽糖：麦芽中——甜味剂。

（3）单糖 葡萄糖：水果、蔬菜、动物血液——重要工业原料、食品加工、医疗输液、合

成药物。 果糖：水果、蔬菜中含有果糖。

2.油脂的用途

（1）提供能量，保持体温和保护内脏器官。

（2）增加食物的滋味，增进食欲，保证机体的正常生理功能。 （3）制肥皂。

3.蛋白质的用途

（1）组成生物体的基础物质，人类必需的营养物质。 （2）工 动物的毛、蚕丝——纺织原料 业 动物的皮——皮革

原 动物的骨、皮、蹄——动物胶——照相用片基 料 牛奶——酪素——塑料或食品 （3）酶是生物体内重要的催化剂。

第四章 化学与自然资源的开发利用 4.1 开发利用金属矿物和海水资源

知识概要：

一、金属矿物的开发利用 1.金属的存在：

游离态：如金、铂等不活泼金属。

化合态：绝大多数金属如钠、钾、钙、镁等。 2.常见金属的冶炼 （1）冶炼原理

金属冶炼的实质是根据氧化还原反应，使金属矿物中的金属阳离子得到电子生成金属单质的过程。 （2）冶炼方法 热分解法

△

分解HgO： 2HgO===2Hg+O2↑ △

分解Ag2O：2Ag2O===4Ag+O2↑ 电解法

电解

冶炼钠： 2NaCl(熔融)=== 2 Na+Cl2↑ 电解

冶炼镁： MgCl2(熔融)=== Mg+Cl2↑ 电解

冶炼铝： 2Al2O3(熔融)===4Al+3O2↑ 冰晶石 热还原法

高温

高炉炼铁：Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2 高温

铝热反应：Fe2O3+2Al===2Fe+ Al2O3 其他方法

湿法炼铜：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 高温

火法炼铜：Cu2S+ O2===2 Cu+ SO2 3.铝热反应

实验现象：镁带剧烈燃烧，放出大量的热，使氧化铁粉末和铝粉在较高温度下发生反应。反应放出大量的热，并发出耀眼的光，产生大量的烟，纸漏斗下部被烧破，有红热状态的液珠落入蒸发皿内的细沙上。冷却观察为铁珠。 原理： 高温

Fe2O3+2Al===2Fe+ Al2O3

其中镁带作引燃物，KclO3作助燃剂。把铝粉和某些金属氧化物（如Fe2O3、MnO2、V2O5等）的混合物叫做铝热剂，在高温下铝粉能置换出该金属氧化物中的金属。

4.金属冶炼方法的选择与金属活动性的关系 金属的活动性顺序 金属原子失电子能力 金属离子得电子能力 主要冶炼方法 还原剂或特殊措施 K、Ca、Na、Mg、Zn、Fe、Sn、Pb、Hg、Ag Al 强→弱 弱→强 电解法 强大电流提供电子 热还原法 H2、CO、C、Al等加热 热分解法 加热 富集法 物理方法或化学方法 (H)、Cu Pt、Au

二、海水资源的开发和利用 1.海水资源

海水中的元素可分为以下几种：

H、O—H2O

海水中的元素 常见元素：Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr 微量元素

2.海水资源的利用

海水水资源的利用主要包括海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却。 海水的淡化方法有：蒸馏法、电渗析法、离子交换法。

3.海水化学资源的开发利用

（1）以海水中NaCl为原料的相关化工产品

相关化学反应： 电解

2NaCl+2H2O=== 2NaOH+Cl2↑+ H2↑ NaOH+Cl2=== NaCl+ NaClO+ H2O 点燃

Cl2+ H2===2HCl

（2）海水提取溴：主要方法是空气吹出法。 主要反应：

Cl2+2 Brˉ===2Clˉ+ Br2 Br2+SO2+2H2O=2HBr+ H2SO4 2 HBr+ Cl2===2HCl+ Br2

4.2 资源综合利用 环境保护

知识概要：

一、煤、石油和天然气的综合利用 1.煤的综合利用 （1）煤的组成

宏观：有机物和少量的无机物。

微观：主要含C，还有少量的H、O、N、S等。 （2）煤的综合利用 干馏

含义：将煤隔绝空气加强热使煤分解的过程。

产品：出炉煤气（焦炉气、粗氨水、粗苯），煤焦油，焦炭 气化

含义：把煤转化为可燃性气体的过程 高温

反应：C(s)+H2O(g)——→CO(g)+H2(g) 液化

直接：煤与氢气作用生成液体燃料

间接：煤转化成CO和H2，再催化合成CH3OH

2.天然气的综合利用 组成

主要成分：CH4 混合物 利用

生活：燃料

生产：合成氨、生成甲醇等

3.石油的综合利用

（1）石油的组成

石油主要是由多种碳氢化合物组成的混合物。石油的组成成分中，在常温常压下有的呈气态，有的呈液态，还有的成固态，即石油各组分之间沸点差距大。 （2）石油的综合利用

分馏

原理：利用原油中各组分沸点的不同进行分离 产品：常压 石油气、汽油、煤油、柴油、重油

减压 柴油、燃料油、石蜡、沥青、润滑油

裂化

目的：提高轻质油的产量 方法：热裂化的催化裂化

裂解

目的：生产气态的有机化工原料

产物：乙烯、丙烯、异丁烯、甲烷、乙烷

4.以煤、石油和天然气为原料

生成合成燃料

（1）三大合成材料：塑料、合成橡胶、合成纤维。它们都是以石油、煤和天然气为原料生产的。

（2）合成高分子材料的重要反应： ①加聚反应 ②缩聚反应

（3）高分子化合物中几个概念

①单体：聚合成高分子化合物的小分子化合物，如CH2=CH2是聚乙烯的单体。 ②链节：高分子化合物中的最小重复结构单元，如聚乙烯的链节为—CH2—CH2—

二、环境保护与绿色化学 1.环境保护

（1）环境问题的含义

主要是指由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的生态环境破坏，以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。

（2）环境污染 ①大气污染：大气污染物主要来自化石燃料燃烧和工业生产过程中产生的废气及其携带的颗粒物。

②水源污染：工业生产中的废水（废液）及生活排污。 ③废渣等固体废弃物的污染。

2.绿色化学

（1）绿色化学的含义：

绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害的物质，不再产生废物。 从科学观点看，绿色化学是化学科学基础内容的更新； 从环境观点看，它强调从源头上消除污染；

从经济观点看，它提倡合理利用资源和能源，降低生产成本。 （2）绿色化学的基本原则：

① 防止污染的产生优于治理产生的污染 ② 原子经济性 ③ 只要可行，应尽量采用对人类和环境低毒或无毒的合成路线 ④ 设计的化学产品应保留其功效，降低其毒性 ⑤ 应尽可能避免使用辅助物质。如果使用也应是无毒的

⑥ 应考虑到能源消耗对环境和经济的影响，并应尽量少使用能源 ⑦ 只要技术和经济上可行，原料应是可再生的，而不是即将耗竭的 ⑧ 尽量避免不必要的衍生步骤

⑨ 催化剂尽可能选择优于化学计量的试剂 ⑩ 化工产品在完成其使命后，应能降解为无害的物质，而不应残留在环境中

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