3.反应条件和反应试剂对有机反应的影响
(1)反应条件
(催化剂时苯环上取代)
(光照或加热时饱和碳上取代)
CH2=CH-CH3+Cl2CH2=CH-CH2-Cl+HCl
CH2=CH-CH3+HBr
(氢加在含氢较多碳原子上,符合马氏规则)
CH2=CH-CH3+HBrCH3-CH2-CH2-Br(反马氏加成)
(2)温度不同
2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+H2O
(2)溶剂影响
CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH CH3CH2Br+NaOH
CH2=CH2↑+NaBr+H2O
(3)试剂浓度影响
CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O
CH3COOCH2CH3+H2OCH3COOH+CH3CH2OH
(3)溶液酸碱性影响
R-OH+HXR-X+H2O R-X+H2O
R-OH+HX
CH3COOCH2CH3+H2OCH3COOH+CH3CH2OH
CH3COOCH2CH3+NaOHCH3COONa+CH3CH2OH
2.常见试剂的常见反应
(1)溴单质
①
只能是液溴: 与饱和碳原子上氢的取代反应(光照或加热)
与苯环上氢的取代反应(催化剂)
②
可以是溴水(或溴的四氯化碳溶液): 不饱和烃(烯烃或炔烃)的加成反应
酚类物质中苯环上的取代反应
含醛基物质的氧化反应
(2)NaOH
① NaOH水溶液: 卤代烃的取代反应(1 mol与苯环直接相连的卤原子水解需2 mol NaOH)
酯的水解反应(1 mol 酚酯消耗2 mol NaOH)
与羧酸或酚羟基的中和反应
蛋白质或多肽的水解
② NaOH醇溶液:卤代烃的消去反应
(3)新制Cu(OH)2悬浊液: 与羧酸的反应
含醛基物质的氧化反应
(4)银氨溶液:含醛基物质的氧化反应
(5)H2SO4:
作催化剂:苯的硝化或醇的消去反应;酯或蛋白质的水解反应
反应物:苯的磺化反应;与醇的酯化反应
强酸性:与CH3COONa加热蒸馏制CH3COOH
(6)酸性高锰酸钾: 烯烃、炔烃等不饱和烃的氧化反应
苯环侧链(与苯环相连的第一个碳上有氢)的氧化反应
醇的氧化反应
含醛基物质的氧化反应
(7)FeCl3:含酚羟基物质的显色反应
(8)HNO3:
苯的硝化反应(苯与浓硫酸、浓硝酸的混酸反应)
遇蛋白质显黄色(蛋白质分子中含苯环
与甘油、纤维素等的酯化反应
1.三类物质中氢的活泼性比较
|
Na(置换) |
NaOH(中和) |
Na2CO3 |
NaHCO3 |
C2H5-OH |
H2↑ |
-- |
-- |
-- |
C6H5-OH |
H2↑ |
C6H5ONa |
NaHCO3
|
-- |
CH3COOH |
H2↑ |
CH3COONa |
CO2↑ |
CO2↑ |
4.一些特殊类型的反应
(1)化合物+单质化合物+化合物
Cl2+H2OHCl+HClO 2H2S+3O2
2SO2+2H2O
4NH3+5O24NO+6H2O CH4+2O2
CO2+2H2O
(2)化合物+化合物化合物+单质
4NH3+6NO5N2+6H2O 2H2S+SO2
3S+2H2O
2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑
NaH+H2O
NaOH+H2↑
2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2 CO+H2O
CO2+H2
(3)一些特殊化合物与水的反应
①
金属过氧化物:2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑
②
金属氮化物:Mg3N2+3H2O3Mg(OH)2+2NH3↑
③
金属硫化物:Al2S3+6H2O2Al(OH)3+3H2S↑
CaS+2H2OCa(OH)2+H2S↑
④
金属碳化物:CaC2+2H2OCa(OH)2+C2H2↑
Al4C3+12H2O4Al(OH)3+3CH4↑
⑤ 金属氢化物:NaH+H2ONaOH+H2↑
⑥ 金属磷化物:Ca3P2+6H2O3Ca(OH)2+2PH3↑
⑦ 非金属的卤化物:NCl3+3H2ONH3+3HClO PCl3+3H2O
H3PO3+3HCl
SiCl4+3H2OH2SiO3+4HCl
SOCl2+H2O
2HCl+SO2↑
(4)双水解反应
① Al3+(或Fe3+)与HCO3–、CO32–:Al3++3HCO3–Al(OH)3↓+3CO2↑
2Al3++3CO32–+3H2O2Al(OH)3↓+3CO2↑
② Al3+与HS–、S2–:Al3++3HS–+3H2OAl(OH)3↓+3H2S↑
2Al3++3S2–+6H2O2Al(OH)3↓+3H2S↑
③ Al3+与AlO2–:Al3++3AlO2–+6H2O4Al(OH)3↓
(5)一些高温下的反应
3Fe+4H2OFe3O4+4H2↑ 2Al+Fe2O3
2Fe+Al2O3
C+H2OCO+H2
CaCO3
CaO+CO2↑
CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑ Na2CO3+SiO2
Na2SiO3+CO2↑
(6)能连续被氧化的物质
①
单质:NaNa2O
Na2O2 C
CO
CO2
N2NO
NO2 P
P2O3
P2O5 S
SO2
SO3
②
化合物:CH4CO
CO2
NH3
NO
NO2
H2SS(或SO2)
SO2
SO3
CH3CH2O
CH3CHO
CH3COOH
CH3OHHCHO
HCOOH
CO2
3.有一些特别值得注意的反应
(1)单质+化合物1化合物2
2FeCl2+Cl22FeCl3
4Fe(OH)2+O2+2H2O
4Fe(OH)3
2Na2SO3+O22Na2SO4
2FeCl3+Fe
3FeCl2
(2)难溶性酸、碱的分解
H2SiO3SiO2+H2O Mg(OH)2
MgO+H2O
2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O 2Al(OH)3
Al2O3+3H2O
(3)不稳定性酸、碱的分解
2HClO2HCl+O2↑ 4HNO3
4NO2↑+O2↑+2H2O
NH3·H2ONH3↑+H2O H2SO3
SO2↑+H2O
(4)不稳定性盐的分解
NH4ClNH3↑+HCl↑
2AgBr
2Ag+Br2
CaCO3CaO+CO2↑ 2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2O;
(5)金属置换金属:Fe+Cu2+Cu+Fe2+、2Al+Fe2O3
2Fe+Al2O3
(6)金属置换非金属:2Na+2H2O2NaOH+H2↑
Zn+2H+
Zn2++H2↑
2Mg+CO22MgO+C 3Fe+4H2O
Fe3O4+4H2↑
(7)非金属置换非金属:2F2+2H2O4HF+O2 Cl2+H2S(HBr、HI)
2HCl+S(Br2、I2)
2C+SiO2Si+2CO↑ C+H2O
CO+H2
3Cl2+2NH3N2+6HCl
Si+4HF
SiF4+2H2
(8)非金属置换金属:H2+CuOCu+H2O C+2CuO
2Cu+CO2↑
2.中学化学中的气体
(1)常见气体单质:H2、N2、O2、Cl2
(2)有颜色的气体:Cl2(黄绿色)、溴蒸气(红棕色)、NO2(红棕色)。
(3)易液化的气体:NH3、Cl2、SO2。
(4)有毒的气体:F2、O3、HF、Cl2、H2S、SO2、CO、NO(NO、CO均能与血红蛋白失去携氧能力)、NO2(制备时需在通风橱内进行)。
(5)极易溶于水的气体:NH3、HCl、HBr;易溶于水的气体:NO2、SO2;能溶于水的气体:CO2、Cl2。
(6)具有漂白性的气体:Cl2(潮湿)、O3、SO2。
注意:Cl2(潮湿)、O3因强氧化性而漂白(潮湿Cl2中存在HClO);SO2因与有色物质化合生成不稳定无色物质而漂白;焦碳因多孔结构,吸附有色物质而漂白。
(7)能使石蕊试液先变红后褪色的气体为:Cl2(SO2使石蕊试液显红色)。
(8)能使品红溶液褪色的气体:SO2(加热时又恢复红色)、Cl2(加入AgNO3溶液出现白色沉淀)。
(9)能使无水硫酸铜变蓝的气体:水蒸气。
(10)能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝的气体:Cl2、Br2、NO2、O3。
(11)不能用浓硫酸干燥的气体:NH3、H2S、HBr、HI。
(12)不能用无水CaCl2干燥的气体:NH3(原因:生成:CaCl2·8NH3)。
1.中学化学中的颜色
(1)焰色反应:Na+(黄色)、K+(紫色,透过蓝色钴玻璃)
(2)有色溶液:Fe2+(浅绿色)、Fe3+(黄色)、Cu2+(蓝色)、MnO4–(紫红色)、Fe(SCN)3(血红色)
(3)有色固体:红色:Cu、Cu2O、Fe2O3;红褐色固体:Fe(OH)3;蓝色固体:Cu(OH)2;黑色固体:CuO、FeO、FeS、CuS、Cu2S、Ag2S、PbS;浅黄色固体:S、Na2O2、AgBr;黄色固体:AgI、Ag3PO4(可溶于稀硝酸);白色固体:Fe(OH)2、CaCO3、BaSO4、AgCl、BaSO3等。
(4)反应中的颜色变化
① Fe2+与OH–反应:产生白色絮状沉淀,迅速转变成灰绿色,最后变成红褐色。
② I2遇淀粉溶液:溶液呈蓝色。
③ 苯酚中加过量浓溴水:产生白色沉淀(三溴苯酚能溶于苯酚、苯等有机物)。
④ 苯酚中加FeCl3溶液:溶液呈紫色。
⑤ Fe3+与SCN–:溶液呈血红色。
⑥ 蛋白质溶液与浓硝酸:出现黄色浑浊(蛋白质的变性)。
6.电解质溶液
(1)溶液的导电性:溶液的导电性取决于溶液中自由移动的离子的浓度及离子所带的电荷数。强电解质溶液的导电性不一定强,相反,弱电解质溶液的导电性不一定弱。
(2)弱电解质的电离程度、能水解盐的水解程度与电解质浓度间的关系:弱酸或弱碱的浓度越大,则其酸性或碱性越强,但其电离程度越小;强酸弱碱盐或弱酸强碱盐的浓度越大,则其酸性或碱性越强,但其水解程度越小。
(3)溶液中微粒浓度的比较
① 微粒浓度的大小比较
首先判断溶液中的溶质;然后根据溶质组成初步确定溶液中微粒浓度间的关系;接着判断溶液的酸、碱性(或题中给出);最后根据溶质是否因电离或水解而造成微粒浓度的变化,根据溶液的酸碱性确定其电离和水解程度的大小,写出微粒浓度间最终的大小关系。
② 微粒浓度间的守恒关系:
电荷守恒:借助于离子浓度(或物质的量)表达溶液呈电中性的式子。
物料守恒:溶液中溶质微粒符合溶质组成的式子。
(4)电极反应式、总化学方程式的书写
① 原电池的负极和电解池的阳极发生氧化反应,还原剂参与,还原剂的还原性越强,
② 当电极产物与电解质溶液中微粒发生反应时,该反应应体现在电极反应式中;当两电极产物会发生反应时,应体现在总反应式中(此时两电极反应式之和并不等于总反应式)。
(5)对可充、放电化学电源的认识
① 放电的方向为原电池方向,是氧化还原反应自发的方向;充电的方向为电解池方向,是氧化还原反应非自发的方向。
② 充电时,原电池的负极(发生氧化反应)接外接电源的负极(作电解池的阴极,发生还原反应);原电池的正极(发生还原反应)接外接电源的正极(作电解池的阳极,发生氧化反应)。
(6)对电解精炼的认识
① 电极材料:阴极为精品,阳极为粗品,电解质溶液为含精炼金属离子的可溶性盐溶液。
② 电极反应式:阳极为精炼金属及活动性位于精炼金属之前的金属失电子而溶解,阴极为精炼金属离子得电子而析出,活动性位于精炼金属之后的金属则掉落而成为阳极泥。
5.化学平衡
(1)化学反应速率:aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)
反应任一时刻:v(A)正∶v(B)正∶v(C)正∶v(D)正=a∶b∶c∶d
v(A)逆∶v(B)逆∶v(C)逆∶v(D)逆=a∶b∶c∶d
平衡时:v(A)正=v(A)逆,v(B)正=v(B)逆,v(C)正=v(C)逆,v(D)正=v(D)逆
(2)外界条件对化学反应速率的影响
① 固体物质的浓度可以视作常数,故其反应速率与固体的用量无关。
② 一般温度每升高10℃,反应速率增大2-4倍。
③ 压强只影响气体反应的速率。
④ 充入“惰性气体”:恒温、恒容:不影响反应速率;
恒温、恒压:反应速率减小。
⑤ 催化剂可同等程度的改变正、逆反应速率,影响反应到达平衡的时间,而不能改变反应物的平衡转化率。
(2)平衡常数(K):只与温度有关,温度一定,K为定值。常用于判断平衡移动的方向和平衡时组分浓度、反应物平衡转化率等的计算(计算时特别注意平衡常数表达式中使用的是组分的平衡浓度)。
(3)平衡标志
① 宏观:各组分的浓度相等。
③ 微观:用同一种物质表示的正、逆反应速率相等。
③ 其他:如气体颜色、反应物转化率、产物产率、组分百分含量、气体密度、气体相对分子质量等,若平衡移动时该量改变,则不再改变时即达平衡状态。
(4)平衡移动方向
v正>v逆,平衡正向移动
① 改变条件的瞬间: v正=v逆,平衡不移动
v正<v逆,平衡逆向移动
因此,化学平衡的移动与反应的过程有关,是过程函数,化学平衡移动的方向取决于改变条件瞬间的v正、v逆之间的关系。
② 浓度熵(Q)法:按平衡常数计算式算出改变条件的瞬间值,然后与平衡常数进行比较。
Q<K,平衡正向移动
改变条件的瞬间: Q=K,平衡不移动
Q>K,平衡逆向移动
(5)等效平衡
① 恒温恒容条件下,当把反应物和生成物换算成一边物质后,若物质的量相等,达平衡时的状态与原平衡等效,此时各组分浓度和百分含量均相等;若反应前后气体体积不变,当把反应物和生成物换算成一边物质后,物质的量与原平衡等比例,达平衡时状态与原平衡等效,此时各组分浓度不等,百分含量相等。
② 恒温恒压条件下,当把反应物和生成物换算成一边物质后,物质的量与原平衡等比例,达平衡时状态与原平衡等效,此时各组分浓度和百分含量均相等。
③ 等效平衡的构建:当增加恒容容器中气体组分的物质的量时,该组分的物质的量浓度瞬间增大,同时由于容器中气体物质的量的增加,使容器内压强增大,两个因素同时影响化学平衡,需构建等效平衡来比较转化率、产率、气体相对分子质量等状态量。
一般思路为:先构建恒温恒压下等效平衡(即反应容器与气体物质的量作同等程度的改变),然后改变容器内压强使容器体积与原平衡时相同,通过压强改变时平衡的移动情况对转化率、产率、气体相对分子质量等状态量的影响作出判断。
注意:构建的等效平衡只能判断气体转化率、产率、相对分子质量等状态量,而不能判断平衡移动的方向。平衡移动是过程函数,应通过改变条件瞬间正、逆反应速率间关系或浓度熵与平衡常数间关系来判断平衡移动的方向。
4.元素周期率与元素周期表
(1)判断金属性或非金属性的强弱
金属性强弱 |
非金属性强弱 |
①最高价氧化物水化物碱性强弱 |
①最高价氧化物水化物酸性强弱 |
②与水或酸反应,置换出H2的易难 |
②与H2化合的易难或生成氢化物稳定性 |
③活泼金属能从盐溶液中置换出不活泼金属 |
③活泼非金属单质能置换出较不活泼非金属单质 |
(2)比较微粒半径的大小
①核电荷数相同的微粒,电子数越多,则半径越大:阳离子半径<原子半径<阴离子半径
如:H+<H<H–;Fe>Fe2+>Fe3+;Na+<Na;Cl<Cl–
②电子数相同的微粒,核电荷数越多则半径越小.即具有相同电子层结构的微粒,核电荷数越大,则半径越小。
如:① 与He电子层结构相同的微粒:H–>Li+>Be2+
② 与Ne电子层结构相同的微粒:O2–>F–>Na+>Mg2+>Al3+
③ 与Ar电子层结构相同的微粒: S2–>Cl–>K+>Ca2+
③电子数和核电荷数都不同的微粒
同主族:无论是金属还是非金属,无论是原子半径还是离子半径从上到下递增。
同周期:原子半径从左到右递减。
同周期元素的离子半径比较时要把阴阳离子分开。同周期非金属元素形成的阴离子半径大于金属元素形成的阳离子半径。
例如:Na+<Cl–;第三周期,原子半径最小的是Cl,离子半径最小的是Al3+
(3)元素周期结构
(4)位、构、性间关系
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