第1章物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和變化全套可編輯PPT課件第1章物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和變化第2章溶液第3章常見(jiàn)非金屬單質(zhì)及其化合物第4章常見(jiàn)金屬單質(zhì)及其化合物第5章最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物——烴第6章烴的衍生物第7章基礎(chǔ)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)第8章有機(jī)高分子化合物1.1物質(zhì)的結(jié)構(gòu)氧化還原反應(yīng)1.2

1.1物質(zhì)的結(jié)構(gòu)物質(zhì)可由分子、原子或離子構(gòu)成，其中，分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小粒子。分子由一個(gè)或多個(gè)相同或不同的原子組成，可用分子式表示，如O2表示氧氣分子，每個(gè)氧氣分子由2個(gè)氧原子組成；而原子是化學(xué)變化中的最小粒子，可用元素符號(hào)表示，如Fe（鐵）、Mg（鎂）、Al（鋁）等；離子是帶電的原子，可用離子符號(hào)表示，如

Ca2+（鈣離子）、

Al3+（鋁離子）、

Cu2+（銅離子）等。物質(zhì)發(fā)生物理變化時(shí)，分子不發(fā)生變化；物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化時(shí)，分子發(fā)生變化，但原子不發(fā)生變化。因此，要了解物質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其變化，必須了解原子的結(jié)構(gòu)。1.1.1原子結(jié)構(gòu)1．原子的組成原子是由居于原子中心帶正電荷的原子核和在核外做高速運(yùn)動(dòng)的帶負(fù)電荷的電子構(gòu)成。原子核由質(zhì)子和中子構(gòu)成，每個(gè)質(zhì)子帶一個(gè)單位正電荷，中子不帶電荷，所以原子核所帶的正電荷數(shù)即核電荷數(shù)（用符號(hào)Z表示）等于核內(nèi)質(zhì)子數(shù)。由于每個(gè)電子帶一個(gè)單位的負(fù)電荷，所以原子核所帶的正電荷數(shù)與核外電子所帶的負(fù)電荷數(shù)相等。原子作為一個(gè)整體不顯電性。

氦原子的原子構(gòu)成模型

例如，氦（He）原子由2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子組成氦原子核，氦原子核外由2個(gè)電子繞核高速旋轉(zhuǎn)，如右圖所示。如果忽略電子的質(zhì)量，將原子核內(nèi)所有質(zhì)子和中子的相對(duì)質(zhì)量取近似值加起來(lái)，所得的數(shù)值叫做質(zhì)量數(shù)，用符號(hào)A表示。中子數(shù)用符號(hào)N表示，則：2．原子核外電子的排布規(guī)律在離核較近的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的電子能量較低，反之較高?？茖W(xué)家把這些距核遠(yuǎn)近不同的“區(qū)域”稱為電子層。按從內(nèi)向外的順序排列，電子層可以用數(shù)字和字母來(lái)表示：（1）數(shù)字表示法1，2，3，4，5，6，7…

（2）字母表示法K，L，M，N，O，P，Q…如用X代表一個(gè)質(zhì)量數(shù)為A，質(zhì)子數(shù)為Z的原子，則可以用

代表原子的組成，表示為：右圖為原子核外電子排布示意圖。用原子結(jié)構(gòu)示意圖可以簡(jiǎn)潔、明了地表示原子結(jié)構(gòu)。圓圈和圈內(nèi)的數(shù)字表示原子核和核內(nèi)質(zhì)子數(shù)，弧線表示電子層，弧線上的數(shù)字表示該層電子數(shù)。下圖顯示了核電荷數(shù)為1～20的元素原子核外電子的排布情況。原子核外電子排布示意圖元素的核外電子排布示意圖原子核外電子的排布的規(guī)律：（1）各電子層最多容納的電子數(shù)為2n2個(gè)；（2）最外層電子數(shù)不超過(guò)8個(gè)，K層為最外層時(shí)不超過(guò)2個(gè)；（3）次外層電子數(shù)不超過(guò)18個(gè)，倒數(shù)第3層電子數(shù)不超過(guò)32個(gè)。3．同位素我們把具有一定數(shù)目的質(zhì)子和一定數(shù)目的中子的一種原子叫做核素，如

、和

就各為一種核素。質(zhì)子數(shù)相同，而中子數(shù)不同的同種元素的不同核素互稱為同位素，如

、

和就是氫的3種同位素。有些同位素能夠發(fā)出肉眼看不見(jiàn)的射線，稱為放射性同位素。放射性同位素的用途非常廣泛，例如在農(nóng)業(yè)上用放射性同位素的原子核放射的γ射線照射種子，可使種子發(fā)生變異，經(jīng)過(guò)篩選，培育出具有早熟、高產(chǎn)、抗病等特點(diǎn)的優(yōu)良品種；在醫(yī)學(xué)上，可以用

診斷和治療甲狀腺疾病等。1.1.2元素周期律和元素周期表1．元素周期律

為便于研究，科學(xué)家們把元素按照核電荷數(shù)的大小由小到大進(jìn)行編號(hào)，這個(gè)序號(hào)稱為元素的原子序數(shù)。

右表列出了3～18號(hào)元素原子的核外電子排布、原子半徑和主要化合價(jià)。下圖顯示了隨著原子序數(shù)的變化，原子半徑也呈現(xiàn)變化的趨勢(shì)。綜上所述，元素原子的核外電子排布、原子半徑及主要化合價(jià)等元素性質(zhì)都隨著原子序數(shù)的遞增而呈現(xiàn)有規(guī)律的變化。由此可以得出一個(gè)結(jié)論，就是元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)的遞增而呈現(xiàn)周期性的變化，這個(gè)規(guī)律叫做元素周期律。

2．元素周期表元素周期表中的每個(gè)橫行稱為一個(gè)周期，共有7個(gè)周期。每一周期中元素的電子層數(shù)相同，周期的序數(shù)就是該周期元素原子具有的電子層數(shù)。周期序數(shù)＝電子層數(shù)第一、二、三周期所排元素種類分別為2種、8種、8種，稱為短周期；第四、五、六周期所含元素較多，分別為18種、18種、32種，稱為長(zhǎng)周期；第七周期，目前所排元素種類為26種，還未填滿，所以稱為不完全周期。主族是由短周期元素和長(zhǎng)周期元素共同構(gòu)成的族，分別用ⅠA、ⅡA、…、ⅦA表示。在周期表中，主族序數(shù)=最外層電子數(shù)。副族是完全由長(zhǎng)周期元素構(gòu)成的族，分別用ⅠB、ⅡB、…、ⅦB表示。零族是由稀有氣體元素構(gòu)成的族，用“0”表示。Ⅷ族是由第8、9、10三個(gè)縱列的元素構(gòu)成的族，用“Ⅷ”表示。；（1）同一周期，自左至右，核電荷數(shù)依次增多，原子失去電子的能力逐漸減弱，得到電子的能力逐漸增強(qiáng)（零族除外）。因此從左至右元素金屬性逐漸減弱，如Mg的金屬性小于Na的金屬性；而非金屬性逐漸增強(qiáng)，如S的非金屬性大于P的非金屬性。3．元素周期表中元素性質(zhì)的遞變規(guī)律（2）同一主族，自上而下，失電子能力逐漸增強(qiáng)，得電子能力逐漸減弱。因此同一主族元素自上而下的金屬性逐漸增強(qiáng)，如Na的金屬性大于Li的金屬性；而非金屬性逐漸減弱，如Cl的非金屬性小于F的非金屬性。要確定元素金屬性和非金屬性的強(qiáng)弱，可以通過(guò)以下化學(xué)性質(zhì)來(lái)判斷。讓元素單質(zhì)（由一種元素組成的純凈物）與水或酸發(fā)生反應(yīng)，置換出氫越容易，元素金屬性越強(qiáng)。元素的最高價(jià)態(tài)氧化物對(duì)應(yīng)水化物（即氧化物溶于水形成的化合物）的堿性越強(qiáng)，元素金屬性越強(qiáng)。元素單質(zhì)與氫氣反應(yīng)，生成氣態(tài)氫化物越容易，元素非金屬性越強(qiáng)。元素最高價(jià)態(tài)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)，元素的非金屬性越強(qiáng)。1.1.3化學(xué)鍵我們把這種分子中或晶體內(nèi)相鄰兩個(gè)或多個(gè)原子之間強(qiáng)烈的相互作用稱為化學(xué)鍵?；瘜W(xué)鍵的主要類型有離子鍵、共價(jià)鍵和金屬鍵，本節(jié)重點(diǎn)研究離子鍵和共價(jià)鍵。1．離子鍵我們以氯化鈉的生成來(lái)說(shuō)明離子鍵的形成：像這樣，陰、陽(yáng)離子通過(guò)靜電作用所形成的化學(xué)鍵叫做離子鍵。通過(guò)離子鍵結(jié)合成的化合物稱為離子化合物。絕大多數(shù)鹽類、強(qiáng)堿類和活潑金屬氧化物都是離子化合物，如NaCl、KCl、NaOH、CaO等。

2．共價(jià)鍵這種原子之間通過(guò)共用電子對(duì)而形成的化學(xué)鍵稱為共價(jià)鍵。分子中只有共價(jià)鍵的化合物稱為共價(jià)化合物，如HCl、

H2O

、

NH3（氨）等。在同種元素形成的雙原子單質(zhì)分子（如H2、Cl2）中，由于兩個(gè)原子對(duì)共用電子對(duì)的吸引力相同，共用電子對(duì)處于兩個(gè)原子中間，原子不帶電荷，化合價(jià)為零，我們稱這種共價(jià)鍵為非極性共價(jià)鍵，簡(jiǎn)稱非極性鍵。例如Cl2分子間的形成的化學(xué)鍵。極性鍵，例如HCl分子間形成的化學(xué)鍵。1.1.4物質(zhì)的構(gòu)成方式1．由原子直接構(gòu)成的物質(zhì)其主要包括金屬單質(zhì)，如鐵（Fe）、鎂（Mg）等；稀有氣體單質(zhì)，如氦氣（He）、氖氣（Ne）等。此外，金剛石（C）、晶體硅（Si）、石墨（C）和二氧化硅（SiO2）之類的原子晶體也由原子直接構(gòu)成。原子晶體中相鄰原子之間通過(guò)強(qiáng)烈的共價(jià)鍵結(jié)合而成為空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，下圖給出了二氧化硅（SiO

2）的晶體結(jié)構(gòu)模型。

2．由分子構(gòu)成的物質(zhì)這類物質(zhì)主要包括多數(shù)非金屬單質(zhì)，如氧氣（O2）、氫氣（H2）和碘（I2）等；非金屬氣態(tài)氫化物，如氯化氫（HCI）、硫化氫（H2S）等；非金屬氧化物，如二氧化碳（CO2）、二氧化硫（SO2）等；非金屬與非金屬間組成的大多數(shù)化合物，以及大多數(shù)有機(jī)化合物（簡(jiǎn)稱有機(jī)物，主要指含碳元素的化合物）等。對(duì)于由分子構(gòu)成的物質(zhì)而言，可用分子式表示其構(gòu)成。例如，二氧化碳的分子式為“CO2”，表示每個(gè)二氧化碳分子中包含了1個(gè)碳原子和2個(gè)氧原子。（1）由活潑金屬元素和活潑非金屬元素組成的化合物，如氧化鈉（Na2O，包括鈉離子和氧離子）、氯化鈉（NaCI）和氯化鎂（MgCl2）等（2）強(qiáng)堿，如氫氧化鈉（NaOH，俗稱燒堿或火堿，包括鈉離子和氫氧根離子）、氫氧化鈣（Ca（OH）2，俗稱熟石灰）等（3）大多數(shù)鹽類，如硫酸銅（CuSO4，包括銅離子和硫酸根離子）、碳酸鈉（Na2CO3）等3．由離子構(gòu)成的物質(zhì)離子化合物主要包括：

1.2氧化還原反應(yīng)1.2.1化學(xué)反應(yīng)的類型1．化合反應(yīng)簡(jiǎn)記為：A+B=C，指由兩種或兩種以上物質(zhì)生成一種新物質(zhì)的反應(yīng)

2．分解反應(yīng)簡(jiǎn)記為：A=B+C，是化合反應(yīng)的逆反應(yīng)，指一種化合物在特定條件下分解成兩種或兩種以上較簡(jiǎn)單的單質(zhì)或化合物的反應(yīng)3．置換反應(yīng)簡(jiǎn)記為：A+BC=B+AC，表示額外的反應(yīng)元素取代化合物中的一個(gè)元素。即一種單質(zhì)和一種化合物生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)根據(jù)反應(yīng)物和生成物中單質(zhì)的類別，置換反應(yīng)有以下4種情況：1234較活潑的金屬置換出較不活潑的金屬或氫氣較活潑的非金屬置換出較不活潑的非金屬非金屬置換出金屬金屬置換出非金屬

4．副分解反應(yīng)簡(jiǎn)記為：AB+CD=AD+CB，即由兩種化合物互相交換成分，生成另外兩種化合物的反應(yīng)1.2.2氧化還原反應(yīng)

該反應(yīng)中，銅元素的化合價(jià)從+2價(jià)降低到了0價(jià)，被還原，發(fā)生了還原反應(yīng)；而鐵元素雖然沒(méi)有得氧的過(guò)程，但其化合價(jià)從0價(jià)升高到了+2價(jià)，被氧化，發(fā)生了氧化反應(yīng)。該反應(yīng)屬于非金屬與非金屬之間的反應(yīng)。由于氯原子吸引共用電子對(duì)的能力比氫原子要強(qiáng)一些，所以在氯化氫分子中，共用電子對(duì)偏向于氯原子而偏離于氫原子。所以，氫元素的化合價(jià)從0價(jià)升高到+1價(jià)，發(fā)生了氧化反應(yīng)；而氯元素的化合價(jià)從0價(jià)降低到－1價(jià)，發(fā)生了還原反應(yīng)。元素化合價(jià)升高（失去電子或共用電子對(duì)偏離）的反應(yīng)稱為氧化反應(yīng)，元素化合價(jià)降低（得到電子或共用電子對(duì)偏向）的反應(yīng)稱為還原反應(yīng)。所以，我們把有電子得失或共用電子對(duì)偏移的反應(yīng)叫做氧化還原反應(yīng)。1.2.3氧化劑和還原劑

在氧化還原反應(yīng)中，常見(jiàn)的氧化劑有活潑的鹵素、O2、Na2O2（過(guò)氧化鈉）、H2O2（過(guò)氧化氫）、HClO（次氯酸）、NaClO（次氯酸鈉）、KClO3（氯酸鉀）、KMnO4（高錳酸鉀）、K2Cr2O7（重鉻酸鉀）、HNO3和FeCl3（氯化鐵）等；常見(jiàn)的還原劑有活潑的金屬K、Na、Mg、Al及C、H2、CO、H2S等；具有中間價(jià)態(tài)的一些化合物如SO2、FeSO4（硫酸亞鐵）等，既可做氧化劑，也可做還原劑。另外，在有些氧化還原反應(yīng)中，氧化劑和還原劑是同一種物質(zhì)。如：氧化劑和還原劑ThankYou!第2章溶液2.1物質(zhì)的濃度及其相關(guān)計(jì)算化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡2.2弱電解質(zhì)的解離平衡2.3水的離子積和溶液pH值2.4離子反應(yīng)和離子方程式2.5鹽類的水解2.6

2.1物質(zhì)的濃度及其相關(guān)計(jì)算2.1.1質(zhì)量濃度及其相關(guān)計(jì)算我們把單位體積的溶液中所含溶質(zhì)B的質(zhì)量（

mB

），稱為溶質(zhì)B的質(zhì)量濃度，用符號(hào)ρ表示，常用單位為g/L、mg/L或μg/L。

將2g氯化鈉溶于水制成400mL溶液，則該溶液的質(zhì)量濃度是多少？

解：已知溶質(zhì)的質(zhì)量m（NaCl）=2g，溶液體積V=400mL=0.4L

例題2.1.2物質(zhì)的量濃度及其相關(guān)計(jì)算1．物質(zhì)的量及其單位在1971年的第十四屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)上規(guī)定了一個(gè)新的基本物理量——物質(zhì)的量，用符號(hào)n表示，基本單位為摩爾，簡(jiǎn)稱“摩”，符號(hào)為mol。物質(zhì)的量是表示組成物質(zhì)的基本單元（微觀粒子）數(shù)目多少的物理量。實(shí)驗(yàn)測(cè)定，0.012kg中約含有6.02×

1023個(gè)

原子，這個(gè)數(shù)值稱為阿伏伽德羅常數(shù)，用符號(hào)NA表示，即NA=6.02×

1023

/mol。物質(zhì)的量（n）、物質(zhì)的基本單元數(shù)（N）與阿伏伽德羅常數(shù)（NA）之間存在以下關(guān)系：2．摩爾質(zhì)量我們把1mol物質(zhì)所具有的質(zhì)量稱為該物質(zhì)的摩爾質(zhì)量，用符號(hào)M表示，常用單位為g/mol。摩爾質(zhì)量（M）與物質(zhì)的質(zhì)量（m）、物質(zhì)的量（n）之間的關(guān)系可以表示為：3．有關(guān)物質(zhì)的量的計(jì)算

計(jì)算3mol

H2O

的質(zhì)量是多少？其中含有多少個(gè)水分子？

49g硫酸的物質(zhì)的量是多少？

例題1例題24．物質(zhì)的量濃度及其相關(guān)計(jì)算我們把單位體積的溶液中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量，稱為物質(zhì)的量濃度，用符號(hào)“c”表示，單位為mol/L或mol/dm3（立方分米）。

11.6g氯化鈉溶于水中，制成400mL溶液，則該溶液的物質(zhì)的量濃度是多少？例題將某溶液進(jìn)行稀釋前后，溶液的體積發(fā)生了變化，但溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量是保持不變的。如果用c1和V1表示稀釋前溶液的物質(zhì)的量濃度和體積，用c2和V2表示稀釋后溶液的物質(zhì)的量濃度和體積，那么，因?yàn)椋簞t該公式稱為溶液的稀釋定律。公式中V1和V2的單位需要保持一致。

要配置4mol/L的鹽酸溶液1000mL，需要12mol/L的濃鹽酸溶液多少mL？例題2.1.3氣體摩爾體積我們把溫度為0℃，壓力為101.325kPa時(shí)的狀況稱為標(biāo)準(zhǔn)狀況。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol任何氣體所占的體積都約為22.4L。單位物質(zhì)的量（即1mol）氣體所占的體積叫做氣體摩爾體積，用符號(hào)Vm表示，單位為L(zhǎng)/mol。標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體摩爾體積Vm=22.4L/mol。在相同的溫度和壓強(qiáng)下，相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子。這個(gè)規(guī)律叫做阿伏伽德羅定律。氣體的體積（V）、氣體的物質(zhì)的量（n）和氣體的摩爾體積（Vm）之間存在著以下關(guān)系：

2.2化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡2.2.1化學(xué)反應(yīng)速率1．化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法在一定條件下，用于衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢程度的物理量，叫做化學(xué)反應(yīng)速率。通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來(lái)表示，單位為mol/（L·min）、mol/（L·s）或mol/（L·h）。想一想我們知道，在洗衣服時(shí)，對(duì)于特別臟的衣服，經(jīng)常需要多加一些洗衣粉，你知道這是為什么嗎？請(qǐng)從化學(xué)反應(yīng)速率的角度說(shuō)明該現(xiàn)象。在一定條件下，增大壓強(qiáng)，就是在增大氣體的濃度，反應(yīng)速率也相應(yīng)地會(huì)增大；減小壓強(qiáng)，就是在減小氣體的濃度，反應(yīng)速率也會(huì)相應(yīng)地減慢。（1）濃度2．影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素（2）溫度在其他條件相同時(shí)，升高溫度，反應(yīng)速率會(huì)加快；反之，降低溫度，反應(yīng)速率會(huì)減慢。凡是能加快反應(yīng)速率的叫正催化劑，凡是能夠減慢化學(xué)反應(yīng)速率的叫做負(fù)催化劑。（3）催化劑（4）其他因素影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界因素除以上所述外，還有接觸面積大小、溶劑種類、攪拌技術(shù)以及光、超聲波、磁場(chǎng)的影響等。在化工生產(chǎn)中，常將大塊固體破碎成小塊或磨成粉末，以增大接觸面積，從而加快化學(xué)反應(yīng)速率。2.2.2化學(xué)平衡1．可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡（1）可逆反應(yīng)通常認(rèn)為KCl不能和O2反應(yīng)生成KClO3。我們把這種幾乎只能向一個(gè)方向進(jìn)行“到底”的反應(yīng)叫做不可逆反應(yīng)。這種在相同條件下，能夠同時(shí)向兩個(gè)相反方向進(jìn)行的反應(yīng)叫做可逆反應(yīng)。在可逆反應(yīng)方程式中，用雙箭頭代替等號(hào)

。通常，把由反應(yīng)物得到生成物的反應(yīng)，即從左向右進(jìn)行的反應(yīng)叫做正反應(yīng)；把由生成物得到反應(yīng)物的反應(yīng)，即從右向左進(jìn)行的反應(yīng)叫做逆反應(yīng)。在可逆反應(yīng)中，正、逆反應(yīng)在同一個(gè)系統(tǒng)中同時(shí)發(fā)生。（2）化學(xué)平衡我們把在一定條件下的可逆反應(yīng)，其正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)混合物中各組成成分的濃度保持不變的狀態(tài)，叫做化學(xué)平衡狀態(tài)。化學(xué)平衡具有以下特征：①化學(xué)平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)并沒(méi)有停止，只是處于v正=v逆的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。②當(dāng)外界條件不變時(shí)，反應(yīng)體系中各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化。③反應(yīng)無(wú)論從哪個(gè)方向達(dá)到平衡，在相同條件下，結(jié)果都一樣。（3）平衡常數(shù)大量實(shí)驗(yàn)證明，在一定溫度下，任何可逆反應(yīng)在達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，生成物濃度冪的乘積與反應(yīng)物濃度冪的乘積之比是一個(gè)常數(shù)，這個(gè)常數(shù)稱為化學(xué)平衡常數(shù)，簡(jiǎn)稱平衡常數(shù)。用Kc表示，也等于正逆反應(yīng)速率常數(shù)的比值。其表達(dá)式為：①平衡常數(shù)Kc是可逆反應(yīng)的特征常數(shù)，它表示在一定條件下可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度。②平衡常數(shù)Kc與反應(yīng)的溫度有關(guān)，而與反應(yīng)物濃度、反應(yīng)物受到的壓強(qiáng)及反應(yīng)中的催化劑無(wú)關(guān)。③平衡常數(shù)Kc是由實(shí)驗(yàn)得到的，因此也稱為實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù)。2．化學(xué)平衡的移動(dòng)像這種因外界條件改變，化學(xué)平衡被破壞而建立新的平衡的過(guò)程，叫做化學(xué)平衡的移動(dòng)。引起化學(xué)平衡移動(dòng)的因素如下:（1）濃度當(dāng)其他條件不變時(shí)，增大反應(yīng)物濃度（或減小生成物濃度），可使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；增大生成物濃度（或減小反應(yīng)物濃度），可使平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。（2）壓強(qiáng)在其他條件不變時(shí)，增大壓強(qiáng)，可使化學(xué)平衡向氣體分子總數(shù)減少的方向移動(dòng)；減小壓強(qiáng)，可使化學(xué)平衡向氣體分子總數(shù)增多的方向移動(dòng)。在其他條件不變時(shí)，升高溫度，可使化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)的方向移動(dòng)；降低溫度，可使化學(xué)平衡向放熱反應(yīng)的方向移動(dòng)。（3）溫度（4）催化劑催化劑能同等程度地改變正、逆反應(yīng)的速率，大大縮短反應(yīng)達(dá)到平衡所需要的時(shí)間，但是它對(duì)化學(xué)平衡的移動(dòng)沒(méi)有影響。化學(xué)家勒沙特列總結(jié)出一個(gè)普遍的規(guī)律：當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡后，如果改變平衡的條件之一，如濃度、壓強(qiáng)和溫度等，平衡將向減弱這種改變的方向移動(dòng)。這個(gè)規(guī)律稱為平衡移動(dòng)原理，也叫勒沙特列原理。

2.3弱電解質(zhì)的解離平衡2.3.1電解質(zhì)初中化學(xué)中曾學(xué)過(guò)，在水溶液中或熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ姷幕衔锝凶鲭娊赓|(zhì),酸、堿和鹽都是電解質(zhì)。在水溶液中或熔融狀態(tài)下不能導(dǎo)電的化合物叫做非電解質(zhì)，大多數(shù)有機(jī)化合物，如酒精、蔗糖等都是非電解質(zhì)。2.3.2強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)實(shí)驗(yàn)按下圖所示裝置連接電極、燈泡和電源，在各個(gè)燒杯中分別裝入體積、濃度相同的NaOH、NH3·H2O（氨水）、HCl（鹽酸）、CH3COOH（醋酸）、NaCl和蒸餾水。將電極分別插入上述溶液和水中，觀察燈泡的明暗程度。實(shí)驗(yàn)顯示，連接在CH3COOH（醋酸）和NH3·H2O（氨水）溶液中的燈泡比其他燈泡暗，而連接在NaOH、HCl和NaCl溶液中的燈泡較亮。由此可見(jiàn)，相同濃度和體積的不同種類的酸、堿和鹽的水溶液在相同條件下的導(dǎo)電能力是不同的。這是因?yàn)椴煌娊赓|(zhì)在水中的解離程度不同，解離程度大則導(dǎo)電能力強(qiáng)，解離程度小則導(dǎo)電能力弱。在水溶液中能夠完全解離成離子的電解質(zhì)稱為強(qiáng)電解質(zhì)。強(qiáng)電解質(zhì)在水溶液中完全解離，解離方程式中使用單箭頭“

”或等號(hào)“

”表示。強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和大多數(shù)鹽一般都屬于強(qiáng)電解質(zhì)。如，KOH和KCl的解離方程式可以表示為：在水溶液中只能部分解離的電解質(zhì)稱為弱電解質(zhì)。弱電解質(zhì)在水溶液中只能部分解離，解離方程式中用可逆符號(hào)“

”表示其部分解離。弱酸和弱堿一般都屬于弱電解質(zhì)。如，HAc（醋酸）的解離方程式可以表示為：在一定條件下，當(dāng)弱電解質(zhì)的分子解離成離子的速率等于離子結(jié)合成分子的速率時(shí)，未解離的分子和離子間就建立起動(dòng)態(tài)平衡。我們把這種動(dòng)態(tài)平衡稱為弱電解質(zhì)的解離平衡。解離平衡的平衡常數(shù)稱為解離常數(shù)。例如，醋酸的解離常數(shù)是1.79×10-5。通常，弱酸的解離常數(shù)用Ka表示，弱堿的解離常數(shù)用Kb表示。2.3.3弱電解質(zhì)的解離平衡

各種弱電解質(zhì)都有確定的解離常數(shù)，解離常數(shù)越大，弱電解質(zhì)越易解離。通過(guò)解離常數(shù)的大小可以判斷弱電解質(zhì)的相對(duì)強(qiáng)弱。

2.4水的離子積和溶液pH值2.4.1水的離子積水的解離方程式為：可以簡(jiǎn)寫為：在一定溫度下，純水中H+濃度值與OH―濃度值的乘積是個(gè)常數(shù)，這個(gè)常數(shù)稱為水的離子積常數(shù)，簡(jiǎn)稱為水的離子積，用符號(hào)KW表示。經(jīng)電導(dǎo)測(cè)定，常溫（25℃）下，純水中[H+]=[OH―]=

mol/L，所以：水的離子積常數(shù)會(huì)隨著溫度的升高而增大，但在常溫范圍內(nèi)變化不大，一般認(rèn)為常溫下KW=1×10－14。2.4.2溶液的pH值通常采用[H+]的負(fù)對(duì)數(shù)來(lái)表示溶液的酸堿性。這個(gè)負(fù)對(duì)數(shù)稱為溶液的pH值。即：例如，純水的[H+]=1×10－7

mol/L，其pH=－lg[H+]=－lg（1×10－7）=7。下圖顯示了[H+]、pH值和溶液酸堿性之間的關(guān)系。

1酸堿指示劑是利用某些有機(jī)弱酸或弱堿在不同pH的溶液里，能顯示出不同顏色的性質(zhì)來(lái)指示溶液酸堿性的，常用于測(cè)試溶液酸堿性2如果檢測(cè)要求精確，可以用pH計(jì)（也稱酸度計(jì)，如下圖所示）等儀器3對(duì)于檢測(cè)要求不高的測(cè)試，可以使用pH試紙或石蕊試紙。測(cè)定時(shí)，把待測(cè)溶液滴在pH試紙上，然后把試紙顯示的顏色與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照，便可知道溶液的近似pH值測(cè)定溶液pH值的方法有多種，可以根據(jù)檢測(cè)要求的精確度選擇不同的方法。

2.5離子反應(yīng)和離子方程式2.5.1離子反應(yīng)離子反應(yīng)的發(fā)生需要滿足下列條件中的任一種：生成物中有難溶物質(zhì)（沉淀）生成物中有弱電解質(zhì)生成物中有揮發(fā)性物質(zhì)（氣體）2.5.2離子方程式我們把用實(shí)際參加反應(yīng)的離子的符號(hào)和化學(xué)式來(lái)表示離子反應(yīng)的式子叫做離子方程式。下面以FeCl3溶液和NaOH溶液的反應(yīng)為例，來(lái)說(shuō)明離子方程式的書(shū)寫步驟。

第一步正確書(shū)寫化學(xué)方程式：第二步把可溶性的、易解離的物質(zhì)寫成離子形式，把難溶的物質(zhì)、弱電解質(zhì)（例如水）和氣體等仍用化學(xué)式表示：第三步刪去方程式兩邊不參加反應(yīng)的離子：第四步檢查方程式兩邊各元素的原子個(gè)數(shù)和電荷總數(shù)是否相等。

2.6水的離子積和溶液pH值我們把這種在鹽溶液中鹽的離子與水解離出來(lái)的H+或OH―作用生成弱電解質(zhì)的反應(yīng)，叫做鹽的水解。實(shí)驗(yàn)分別取少量的NaCl、NH4Cl、CH3COONa和CH3COONH4晶體，放入4支盛有蒸餾水的試管中，震蕩試管使晶體溶解，用玻璃棒分別蘸取各溶液，滴在pH試紙上，觀察試紙顏色并與標(biāo)準(zhǔn)比色板比較，讀出各溶液pH值。實(shí)驗(yàn)表明，不同溶液的pH值不同，如下表所示。鹽NaClNH4ClCH3COONaCH3COONH4pH值7.05.09.07.02.6.1強(qiáng)酸弱堿鹽的水解NH4Cl溶液的水解方程式如下：其他如Al2（SO4）3、NH4NO3等鹽的水解都屬于這種類型，它們的水溶液都顯酸性。2.6.2強(qiáng)堿弱酸鹽的水解CH3COONa溶液的水解方程式如下：日常生活中常接觸到的Na2CO3和NaHCO3都屬于強(qiáng)堿弱酸鹽，它們的水溶液都顯堿性。

ThankYou!第3章常見(jiàn)非金屬單質(zhì)及其化合物3.1常見(jiàn)非金屬單質(zhì)常見(jiàn)非金屬化合物3.2常見(jiàn)非金屬離子的檢驗(yàn)3.3

3.1常見(jiàn)非金屬單質(zhì)元素周期表中第ⅦA族元素有氟（F）、氯（Cl）、溴（Br）、碘（I）和砹（At）五種元素，它們的原子最外層都有7個(gè)電子，是典型的非金屬元素，都能夠與典型的金屬反應(yīng)生成鹽，因此稱為鹵素。鹵素單質(zhì)均為雙原子分子，它們是由兩個(gè)原子通過(guò)共用一個(gè)電子對(duì)結(jié)合形成的。氯元素是鹵素的代表元素，化學(xué)性質(zhì)非常活潑，其原子最外層有7個(gè)電子，在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)易得到一個(gè)電子，呈現(xiàn)－1價(jià)。自然界中的氯元素常以化合態(tài)形式存在。例如，海水中就含有大量的NaCl和KCl。3.1.1活潑的非金屬元素——氯1．氯氣的物理性質(zhì)除溴外，非金屬單質(zhì)在常溫下一般是氣體或固體。氯氣（Cl2）是由氯元素組成的非金屬單質(zhì)。通常情況下，Cl2是黃綠色氣體，具有強(qiáng)烈刺激性氣味，有毒，能溶于水；常壓下冷卻至－34.6℃會(huì)變?yōu)辄S綠色油狀液體，工業(yè)上稱為“液氯”。

2．氯氣的化學(xué)性質(zhì)（1）與金屬反應(yīng)在加熱條件下，Cl2能夠與很多金屬發(fā)生反應(yīng)，生成金屬氯化物。例如，鈉、鐵、銅等都能在Cl2中燃燒：（2）與非金屬反應(yīng)點(diǎn)燃或強(qiáng)光照射Cl2與H2的混合氣體，會(huì)立即發(fā)生化合甚至爆炸，生成氯化氫氣體。（3）與水反應(yīng)HClO是強(qiáng)氧化劑，能殺死病菌，所以常用氯氣對(duì)自來(lái)水進(jìn)行殺菌消毒（1L水中約通入0.002gCl2）。HClO還具有漂白能力，能使某些燃料和有機(jī)色素褪色，可用作漂白劑。（4）與堿反應(yīng)常溫下，將氯氣通入NaOH溶液中可以得到以次氯酸鈉（NaClO）為有效成分的漂白液，其化學(xué)反應(yīng)方程式如下：與Cl2和NaOH的反應(yīng)類似，將Cl2通入冷的消石灰（Ca（OH）2）中可以得到以次氯酸鈣（Ca（ClO）2）為有效成分的漂白粉：N2是空氣中含量最多的氣體，約占空氣體積的78%。通常狀況下，N2是無(wú)色、無(wú)味的氣體，既不可燃，也不助燃。3.1.2空氣中含量最多的元素——氮1．氮?dú)獾奈锢硇再|(zhì)2．氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)（1）與氫氣的反應(yīng)這是一個(gè)可逆反應(yīng)。工業(yè)上就是利用這個(gè)反應(yīng)來(lái)合成氨的。（2）與氧氣的反應(yīng)（3）與金屬的反應(yīng)在放電條件下，氮?dú)饪梢灾苯雍脱鯕獍l(fā)生反應(yīng)，生成無(wú)色的一氧化氮（NO）在點(diǎn)燃條件下，氮?dú)饽芘c鎂發(fā)生化學(xué)反應(yīng)將空氣中的氮單質(zhì)轉(zhuǎn)化為氮的化合物的過(guò)程，稱為氮的固定，簡(jiǎn)稱固氮。氮雖然是生物體必需的元素，但必須將其轉(zhuǎn)化為氮的化合物，才能被生物體吸收。固氮分為高能固氮和生物固氮。硫是一種非常重要的非金屬元素，在自然界中經(jīng)常以硫化物或硫酸鹽的形式出現(xiàn)，在火山地區(qū)也存在單質(zhì)硫。硫是多種氨基酸的組成成分，也是大多數(shù)蛋白質(zhì)的組成成分，它主要被用在肥料中，也廣泛地用于火藥、潤(rùn)滑劑、殺蟲(chóng)劑和抗真菌劑中。單質(zhì)硫是一種淡黃色的晶體，俗稱“硫黃”，它是我國(guó)古代四大發(fā)明之一——“黑火藥”的重要組成成分。3.1.3硫1．硫的物理性質(zhì)2．硫的化學(xué)性質(zhì)（1）與非金屬反應(yīng)（2）與金屬反應(yīng)硫具有還原性，能與氧氣反應(yīng)生成二氧化硫硫也具有氧化性，其蒸氣能與氫氣直接化合生成硫化氫氣體硫能與多種金屬反應(yīng)，生成金屬硫化物。例如，銅絲在硫蒸氣中燃燒，生成黑色Cu2S

3.2常見(jiàn)非金屬化合物氨氣是一種無(wú)色氣體，有強(qiáng)烈的刺激性氣味，極易溶于水。常溫常壓下，1體積水可溶解約700體積的氨，氨的水溶液叫做氨水。常壓下將氨氣冷卻到－33.35℃，會(huì)凝結(jié)成無(wú)色液體，并放出大量熱。液態(tài)氨汽化時(shí)要吸收大量熱，所以常將其用作制冷劑。3.2.1非金屬氣態(tài)氫化物1．氨氣（1）氨氣與水反應(yīng)NH3與水結(jié)合可生成一水合氨（NH3·H2O）。一水合氨很不穩(wěn)定，受熱容易分解成NH3和H2O。一水合氨具有弱堿性，能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)。（2）氨與酸反應(yīng)氨具有堿性，能與酸反應(yīng)。例如，取兩根分別蘸有濃鹽酸和濃氨水的玻璃棒，使兩根玻璃棒靠近，可見(jiàn)有大量白煙生成，這白煙是微小的氯化銨晶體。反應(yīng)式為：氨在空氣中不能燃燒，但在純氧中能燃燒生成N2和H2O，同時(shí)發(fā)出黃色火焰。氨是一種重要的化工原料，可用于制造硝酸、銨鹽和純堿等。NH3與硝酸、硫酸等反應(yīng)，也可制得相應(yīng)的銨鹽。氯化氫（HCl）是無(wú)色而有刺激性氣味的氣體。它易溶于水，在0℃時(shí)，1體積水能溶解約50體積的氯化氫。氯化氫的水溶液呈酸性，習(xí)慣上稱為鹽酸。鹽酸的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，是化學(xué)工業(yè)中的三大強(qiáng)酸（硫酸、硝酸和鹽酸）之一，具有酸的通性，能與金屬、金屬氧化物、堿和鹽等發(fā)生反應(yīng)。同時(shí)鹽酸也是胃酸的主要成分，在食物消化過(guò)程中起到了舉足輕重的作用。

2．氯化氫

鹽酸是重要的化工原料，工業(yè)上常用來(lái)清除鐵銹，另外，焊接用的“鏹水”就是含有鋅鹽的濃鹽酸。常見(jiàn)的鹽酸鹽有氯化鉀（KCl）和氯化鈉（NaCl）等。硫化氫（H2S）是一種無(wú)色、易燃的酸性氣體，濃度低時(shí)帶惡臭，氣味如臭雞蛋；濃度高時(shí)沒(méi)有氣味，因?yàn)楦邼舛攘蚧瘹淇梢月楸孕嵊X(jué)神經(jīng)。硫化氫有劇毒，是大氣主要污染物之一，吸入少量高濃度硫化氫可使人在短時(shí)間內(nèi)致命。低濃度硫化氫對(duì)眼、呼吸系統(tǒng)及中樞神經(jīng)都有影響。3．硫化氫H2S在空氣中燃燒時(shí)，可被氧化成二氧化硫或硫。硫化氫在空氣中能夠腐蝕金屬，具有還原性。3.2.2非金屬氧化物1．一氧化氮和二氧化氮由氮和氧兩種元素組成的化合物稱為氮氧化物，常見(jiàn)的氮氧化物有一氧化氮（NO，無(wú)色）、二氧化氮（NO2，紅棕色）、一氧化二氮（N2O，也稱笑氣）和五氧化二氮（N2O5），除N2O5在常溫常壓下呈固體外，其他氮氧化物常溫常壓下都呈氣態(tài)。一氧化氮不溶于水，常溫下很容易與空氣中的氧氣反應(yīng)生成有刺激性氣味的二氧化氮（NO2）。NO和NO2都是大氣污染的主要物質(zhì)之一。NO2易與水結(jié)合，形成硝酸。純硝酸為無(wú)色、容易揮發(fā)的液體，沸點(diǎn)約為83℃，凝固點(diǎn)約為－42℃，密度為1.51g/mL。二氧化硫（SO2）是最常見(jiàn)的硫氧化物，無(wú)色、有強(qiáng)烈刺激性氣味，容易液化，易溶于水，有毒，是造成大氣污染的主要有害物質(zhì)之一。2．二氧化硫（1）與水反應(yīng)（2）具有漂白性（3）與氧氣反應(yīng)3．三氧化硫通常情況下，三氧化硫（SO3）是白色絲狀易揮發(fā)的晶體，熔點(diǎn)是16.8℃，沸點(diǎn)是44.8℃。SO3是酸性氧化物，能與水發(fā)生劇烈反應(yīng)生成硫酸，同時(shí)放出大量熱。純硫酸是無(wú)色、無(wú)味且難揮發(fā)的油狀液體。常用濃硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.3%，密度為1.84g/cm3，物質(zhì)的量濃度為18.4mol/L。硫酸是一種高沸點(diǎn)、難揮發(fā)的強(qiáng)酸，所以可用來(lái)制取易揮發(fā)的鹽酸、硝酸。硫酸是強(qiáng)酸，稀硫酸是非氧化性酸，具有酸的通性。濃硫酸與稀硫酸不同，具有很多特殊性質(zhì)。3.2.3重要的含氧酸1．硫酸濃硫酸易溶于水，能以任意比例與水混溶。濃硫酸在吸水時(shí)會(huì)放出大量的熱，所以在稀釋濃硫酸時(shí)應(yīng)做到“酸入水，沿器壁，慢慢倒，不斷攪”，以免因局部過(guò)熱使硫酸濺出，造成灼傷。（1）強(qiáng)吸水性（2）強(qiáng)脫水性濃硫酸不僅能夠吸收游離態(tài)的水，還能夠從含有氫、氧元素的碳水化合物中將氫和氧按照組成H2O的比例奪取出來(lái)，使有機(jī)物炭化，同時(shí)放出大量的熱。濃硫酸能夠嚴(yán)重地破壞動(dòng)植物組織，有強(qiáng)烈的腐蝕性。如不慎將濃硫酸濺在皮膚上，應(yīng)立即用干的潔凈的布或紙輕輕擦去，然后再用水沖洗。（3）強(qiáng)氧化性實(shí)驗(yàn)1從實(shí)驗(yàn)可以看出，銅與濃硫酸反應(yīng)，生成了有刺激性氣味的SO2氣體，它能使藍(lán)色石蕊試紙變紅。另外，由于銅表面變黑，稀釋后溶液顯藍(lán)色，可以知道生成了CuSO4。在盛有2mL濃硫酸的試管中，放入一小塊銅片，將試管加熱，觀察銅片的變化，在試管口用濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙檢驗(yàn)放出的氣體。稍冷卻后，將試管中的液體倒入盛有少量水的燒杯中，觀察溶液顏色。實(shí)驗(yàn)2鐵、鋁、鉻等金屬在冷的濃H2SO4中，其表面會(huì)很快被氧化生成一層致密的氧化物保護(hù)膜，保護(hù)內(nèi)層金屬不再參加反應(yīng)，這種現(xiàn)象稱為金屬的鈍化。工業(yè)上常利用這種鈍化作用，將濃硫酸裝在鐵罐中貯存和運(yùn)輸。在盛有2mL濃硫酸的試管中，加入一小塊木炭，將試管加熱，觀察現(xiàn)象。純硝酸是無(wú)色、易揮發(fā)且有刺激性氣味的液體，密度為1.503

g/cm3,能夠與水以任意比例混溶。市售濃HNO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為63%，密度為1.42g/cm3，濃度約為15mol/L。質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于86%的濃HNO3極易揮發(fā)，與空氣中的水蒸氣形成酸霧，稱為發(fā)煙硝酸。2．硝酸HNO3是強(qiáng)酸，除具有酸的通性外，還有其本身的性質(zhì)。（1）不穩(wěn)定性HNO3越濃，溫度越高越容易分解。分解放出的NO2又溶于HNO3而使其呈現(xiàn)黃色，但并不影響其使用。一般將濃HNO3用棕色瓶盛放，并放在陰涼避光處。（2）強(qiáng)氧化性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，濃HNO3和稀HNO3都能與銅片發(fā)生反應(yīng)，前者反應(yīng)激烈，并有紅棕色氣體（NO2）產(chǎn)生；后者反應(yīng)緩慢，有無(wú)色氣體（NO）產(chǎn)生，該氣體在試管口又變成紅棕色。在通風(fēng)處進(jìn)行本實(shí)驗(yàn)。在兩支試管中分別放入1mL濃HNO3和2mL2mol/L的稀HNO3，再分別放入一小片銅片，觀察反應(yīng)現(xiàn)象。鐵、鋁、鉻等金屬在冷的濃HNO3中，也會(huì)發(fā)生“鈍化”現(xiàn)象。因此，一般用鋁制的容器來(lái)貯存和運(yùn)輸濃硝酸。硝酸還能夠和很多非金屬單質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，將非金屬單質(zhì)氧轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的含氧酸，其本身被還原為NO或NO2。硝酸還能夠氧化許多含碳的有機(jī)化合物。例如，木材、紙張等纖維制品遇到濃HNO3會(huì)被氧化而破壞；HNO3濺到皮膚上會(huì)造成灼傷，使皮膚發(fā)黃。將物質(zhì)的量之比為1∶3的濃硝酸和濃鹽酸的混合物稱為王水。王水的氧化能力比濃硝酸還要強(qiáng)，可以溶解金（Au）和鉑（Pt）。

3.3常見(jiàn)非金屬離子的檢驗(yàn)3.3.1氯離子的檢驗(yàn)通常用硝酸銀（AgNO3）來(lái)檢驗(yàn)Cl－的存在?？梢韵蛉芤褐屑尤階gNO3溶液，如果有白色沉淀生成，并且該沉淀不溶于稀硝酸，就說(shuō)明溶液中含有Cl－。AgCl能溶于氨水，生成[Ag（NH3）2]+，稱為二氨合銀離子。也可以用同樣的方法檢驗(yàn)溴離子（Br－）和碘離子（I－）的存在，只是生成沉淀的顏色不同而已。例如：3.3.2硫酸根離子的檢驗(yàn)要檢驗(yàn)硫酸根離子的存在，可向溶液中加入BaCl2溶液，如生成白色沉淀，并且該沉淀不溶于稀鹽酸或稀硝酸，就說(shuō)明溶液中含有SO42－。3.3.3銨根離子的檢驗(yàn)銨根離子（NH4+）能與堿作用，逸出有刺激性氣味的氣體，用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙接近管口，紅色石蕊試紙變成藍(lán)色，就說(shuō)明有NH3生成。

ThankYou!第4章常見(jiàn)金屬單質(zhì)及其化合物4.1金屬的共性

常見(jiàn)金屬單質(zhì)4.2常見(jiàn)金屬化合物4.3常見(jiàn)金屬離子的檢驗(yàn)4.4

4.1金屬的共性金屬具有共性是因?yàn)樵诮饘倬w內(nèi)部存在一種特殊的化學(xué)鍵——金屬鍵。金屬元素原子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是最外層電子數(shù)較少（一般為1～3個(gè)，少數(shù)除外），容易失去電子，這樣金屬內(nèi)部就交替排列著金屬原子和金屬陽(yáng)離子。從金屬原子上脫落的能夠自由移動(dòng)的電子在金屬原子和金屬陽(yáng)離子之間來(lái)回移動(dòng)，當(dāng)遇到金屬陽(yáng)離子時(shí)會(huì)與其結(jié)合形成金屬原子；而金屬原子在外界能量和金屬陽(yáng)離子的作用下又會(huì)失去電子形成自由電子，這種過(guò)程不斷循環(huán)，使金屬原子和金屬陽(yáng)離子緊密結(jié)合在一起而形成金屬晶體。我們把這種通過(guò)自由電子的移動(dòng)，使金屬原子和金屬陽(yáng)離子相互連接在一起的化學(xué)鍵，稱為金屬鍵。4.1.1金屬的物理性質(zhì)常溫下，除汞以外的其他金屬都具有晶體結(jié)構(gòu)。這種特殊的結(jié)構(gòu)，決定了金屬具有共同的物理性質(zhì)，主要表現(xiàn)在以下幾方面：1．金屬光澤除金（Au）、銅（Cu）和鉍（Bi）等少數(shù)金屬具有特殊顏色外，其余金屬均為銀白色或灰色。金屬都是不透明的，以粉末狀態(tài)存在時(shí)，呈現(xiàn)黑色或灰暗色（鎂、鋁除外）；以塊狀或片狀存在時(shí)具有金屬光澤。2．延展性一般來(lái)說(shuō)，金屬都具有不同程度的延展性，可以被鍛打成型、壓成薄片或抽成細(xì)絲等。金的延展性最好，最薄的金箔只有0.1μm厚。也有少數(shù)金屬如銻（Sb）、鉍（Bi）、錳（Mn）等，性質(zhì)較脆，敲打時(shí)易碎成小塊。大多數(shù)金屬都具有良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性。一般導(dǎo)電性好的金屬，導(dǎo)熱性也好。導(dǎo)電導(dǎo)熱性排在前4位的金屬是銀（Ag）、銅（Cu）、金（Au）和鋁（Al）。銀的導(dǎo)電性最好，但其價(jià)格過(guò)高、產(chǎn)量也低，所以電氣工業(yè)上常用的是銅和鋁。銅和鋁也是很好的導(dǎo)熱材料，廣泛應(yīng)用于熱交換器、散熱材料及日用炊具等。3．導(dǎo)電導(dǎo)熱性4．密度、硬度和熔點(diǎn)大多數(shù)金屬的密度和硬度較大，熔點(diǎn)較高。4.1.2金屬的化學(xué)性質(zhì)金屬最重要的化學(xué)性質(zhì)就是易失去外層電子，變成金屬陽(yáng)離子而表現(xiàn)出還原性。例如，金屬可以與非金屬、氧氣和酸等發(fā)生反應(yīng)。由于金屬失去電子的難易程度不同，所以各種金屬還原性的強(qiáng)弱也不同，化學(xué)活動(dòng)性強(qiáng)弱自然也不同。對(duì)于金屬的化學(xué)性質(zhì)，后面將結(jié)合不同物質(zhì)進(jìn)行具體分析判斷。

4.2常見(jiàn)金屬單質(zhì)鈉是一種銀白色的金屬，熔沸點(diǎn)低，密度?。?.97g/cm3），屬于輕金屬。鈉質(zhì)地柔軟，可以用小刀切割，具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性。鈉可以作為還原劑，用于冶煉稀有金屬，也廣泛應(yīng)用于電光源上。例如，高壓鈉燈發(fā)出的黃光射程非常遠(yuǎn)，透霧能力強(qiáng)，用作路燈時(shí)，亮度比高壓水銀燈高好幾倍。4.2.1鈉1．鈉的物理性質(zhì)用鑷子取一小塊金屬鈉，用濾紙吸干其表面的煤油，然后用刀切去一端的外皮，觀察鈉斷面的光澤和顏色。實(shí)驗(yàn)

2．鈉的化學(xué)性質(zhì)（1）與氧的反應(yīng)觀察上頁(yè)P(yáng)PT的實(shí)驗(yàn)可以看到，新切開(kāi)的光亮的金屬鈉的斷面很快失去光澤并變暗，這主要是生成了一層薄氧化物的緣故。過(guò)氧化鈉可用于航空、航天器等呼吸面具中作為氧氣的來(lái)源，這是因?yàn)檫^(guò)氧化鈉能與人們呼出的二氧化碳反應(yīng)生成氧氣，這樣可以減少因缺氧而引發(fā)的窒息。

（2）與水的反應(yīng)堿金屬都能與水反應(yīng)，鋰與水的反應(yīng)較為緩和，并且不熔化；鈉與水反應(yīng)較劇烈，反應(yīng)放出的熱使鈉熔化成一個(gè)白色的小球（如下圖為鈉與水反應(yīng)的情況）；鉀與水的反應(yīng)更劇烈，產(chǎn)生的氫氣能燃燒。

鈉與水的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以看出：鈉的密度比水?。ǜ≡谒嫔希烩c的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，能與水發(fā)生劇烈的反應(yīng)，并放出熱量，放出的熱量使鈉塊熔成小球；反應(yīng)后得到的溶液呈堿性（溶液顯紅色），并有氣體生成。將綠豆大小的金屬鈉投入滴有酚酞的水中（下圖），觀察反應(yīng)現(xiàn)象和溶液顏色的變化。將鈉投入滴有酚酞的水中實(shí)驗(yàn)室里一般將鈉保存在密度較小的煤油中，以隔絕氧氣和水。單質(zhì)鋁是銀白色金屬，密度為2.7g/cm3，較軟，熔點(diǎn)為660℃，具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性，工業(yè)上常用鋁代替銅做導(dǎo)線、熱交換器和散熱材料等。鋁的延展性也非常好，可抽成細(xì)絲，也可壓成薄片成為鋁箔，用來(lái)包裝糖果、煙等。鋁還能跟許多元素形成合金，因鋁合金輕而堅(jiān)韌，常被用于汽車、飛機(jī)和火箭等制造業(yè)和日常生活中。4.2.2鋁1．鋁的物理性質(zhì)2．鋁的化學(xué)性質(zhì)（1）與氧氣反應(yīng)（2）與酸反應(yīng)（3）與堿反應(yīng)（4）與金屬氧化物的反應(yīng)鋁熱法4.2.3鐵1．鐵的物理性質(zhì)鐵是一種光亮的銀白色金屬，密度為7.86g/cm3，相對(duì)原子質(zhì)量55.847，熔點(diǎn)1535℃，沸點(diǎn)2750℃，有良好的延展性和導(dǎo)熱性，也能導(dǎo)電。純鐵既能磁化，又可去磁，且均很迅速。鐵是制造發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)必不可少的材料。鐵也是生命過(guò)程所必需的元素，是紅細(xì)胞（血紅蛋白）的主要成分。2．鐵的化學(xué)性質(zhì)純鐵化學(xué)性質(zhì)比較活潑，常見(jiàn)化合價(jià)為+2和+3價(jià)。（1）與非金屬反應(yīng)（2）與水反應(yīng)在潮濕空氣中，鐵在H2O、O2、CO2等的共同作用下，易發(fā)生腐蝕而生銹，鐵銹的主要成分是Fe2O3·nH2O。（3）與鹽溶液反應(yīng)鐵可從鹽溶液中還原金（Au）、鉑（Pt）、銀（Ag）、汞（Hg）、鉍（Bi）、錫（Sn）、鎳（Ni）或銅（Cu）等離子。（4）與酸反應(yīng)鐵溶于非氧化性的酸（如鹽酸或稀硫酸）中，形成二價(jià)鐵離子并放出氫氣；在冷的過(guò)量稀硝酸中則形成三價(jià)鐵離子和硝酸銨。4.3常見(jiàn)金屬化合物4.3.1常見(jiàn)金屬氧化物和氫氧化物1．過(guò)氧化鈉和氫氧化鈉（1）過(guò)氧化鈉過(guò)氧化鈉（Na2O2）易吸潮，熔點(diǎn)約460℃熔化時(shí)仍然很穩(wěn)定，但遇到棉花、紙張等有機(jī)物或鎂粉、鋁粉等還原性物質(zhì)時(shí)，易發(fā)生燃燒或爆炸。過(guò)氧化鈉遇水、稀酸或二氧化碳時(shí)會(huì)發(fā)生反應(yīng)放出氧氣。（2）氫氧化鈉硅酸鈉的水溶液俗稱水玻璃，能將玻璃黏合在一起。實(shí)驗(yàn)室存放氫氧化鈉溶液的試劑瓶一般不用磨口玻璃塞，而用橡膠塞或軟木塞。氫氧化鈉是重要的化工原料之一，廣泛用于造紙、肥皂、化學(xué)纖維、紡織和化工生產(chǎn)中。工業(yè)上通常使用電解食鹽水的方法生產(chǎn)氫氧化鈉。氫氧化鈉（NaOH），俗稱燒堿、火堿、苛性鈉，常溫下是一種白色晶體，具有強(qiáng)腐蝕性。氫氧化鈉易溶于水，溶解時(shí)放出大量熱，其水溶液呈強(qiáng)堿性，能使酚酞變紅。氫氧化鈉在空氣中易吸收水蒸氣而潮解，所以常將氫氧化鈉固體用作干燥劑。氧化鋁（Al2O3）是一種難溶于水且熔點(diǎn)（熔點(diǎn)為2050℃）極高的白色粉末。天然的無(wú)色氧化鋁熔點(diǎn)高、硬度大（硬度僅次于金剛石），被稱為剛玉。人們通常所說(shuō)的紅寶石和藍(lán)寶石就是混有少量不同氧化物雜質(zhì)的剛玉。含有微量鐵和鈦的氧化物的剛玉呈藍(lán)色，俗稱藍(lán)寶石；含有微量鉻的化合物的剛玉呈紅色，俗稱紅寶石。由于剛玉的耐火性，人工剛玉常被用于制造機(jī)器、儀表中的軸承、研磨材料、坩堝及瓷器等。2．氧化鋁和氫氧化鋁（1）氧化鋁

Al2O3不溶于水，但新制的Al2O3能與酸或堿反應(yīng)，生成鹽和水。在上述兩個(gè)反應(yīng)中，Al2O3分別表現(xiàn)出了堿性氧化物和酸性氧化物的性質(zhì)，所以Al2O3是兩性氧化物。

（2）氫氧化鋁氫氧化鋁[Al（OH）3]是一種難溶于水的白色膠狀物質(zhì)，是典型的兩性氫氧化物。它能凝聚水中的懸浮物，又有吸附色素的性能。實(shí)驗(yàn)1反應(yīng)中得到的白色膠狀沉淀是Al（OH）3，該反應(yīng)的反應(yīng)式為：向一支盛有20mL0.5mol/L

Al2（SO4）3溶液的試管中，逐滴加入氨水，生成白色膠狀沉淀，持續(xù)滴加氨水，直到不再產(chǎn)生沉淀為止。實(shí)驗(yàn)2實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，氫氧化鋁能溶于酸，也能溶于堿，這說(shuō)明它既能跟酸反應(yīng)，又能跟堿反應(yīng)，所以Al（OH）3是兩性氫氧化物。它在溶液中以下列方式解離：把實(shí)驗(yàn)1制得的Al（OH）3沉淀分成兩份，分別裝在2支試管中，在1支試管中滴加2mol/LHCl溶液，在另一支試管中滴加2mol/LNaOH溶液，振蕩并觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。3．鐵的氧化物和氫氧化物（1）鐵的氧化物

鐵的氧化物有氧化亞鐵（FeO）、氧化鐵（Fe2O3）和四氧化三鐵（Fe3O4）等。氧化亞鐵是一種黑色粉末，不穩(wěn)定，在空氣里加熱即迅速被氧化成四氧化三鐵。氧化鐵是一種紅棕色粉末，俗稱鐵紅，可用作油漆的顏料。四氧化三鐵是具有磁性的黑色帶瓦藍(lán)色晶體，俗稱磁性氧化鐵，是磁鐵礦的主要成分。在四氧化三鐵晶體里存在著鐵的兩種不同價(jià)態(tài)的離子，其中1/3是Fe2+，2/3是Fe3+。因此，四氧化三鐵可以看成是氧化亞鐵和氧化鐵組成的化合物，化學(xué)式可寫成“FeO·Fe2O3”。四氧化三鐵是一種復(fù)雜的化合物，可以由鐵在純氧氣中燃燒得到，耐高溫，耐腐蝕，通常作為槍炮內(nèi)鏜的涂層。（2）鐵的氫氧化物氫氧化鋁鐵有兩種氫氧化物，氫氧化亞鐵[Fe（OH）2]和氫氧化鐵[Fe（OH）3]。純氫氧化亞鐵是白色難溶于水的弱堿，可以由亞鐵鹽和堿反應(yīng)得到。由于溶液中溶解有氧氣且反應(yīng)體系（開(kāi)放性的體系）與外界存在著物質(zhì)交換與能量交換，不斷有空氣中的氧氣溶解到溶液中，新生成的氫氧化亞鐵很快就被氧化成氫氧化鐵。

Fe（OH）3為棕紅色難溶于水的弱堿，也可以由鐵鹽和堿反應(yīng)得到。Fe（OH）3不穩(wěn)定，受熱易失水生成紅棕色的Fe2O3粉末。4.3.2鹽類1．碳酸鈉和碳酸氫鈉碳酸鈉（Na2CO3）俗名蘇打或純堿，普通情況下為白色粉末，為強(qiáng)電解質(zhì)，易溶于水，具有鹽的通性。碳酸氫納（NaHCO3）俗名小蘇打，為白色粉末或不透明細(xì)微結(jié)晶，可溶于水，微溶于乙醇。一般情況下，酸式鹽比相應(yīng)的正鹽更易溶于水,但Na2CO3和NaHCO3則相反，Na2CO3比NaHCO3更易溶于水。它們的水溶液都因水解而呈堿性，但Na2CO3溶液的堿性比NaHCO3強(qiáng)。（1）與酸反應(yīng)（2）與堿反應(yīng)Na2CO3不能與堿反應(yīng)，但NaHCO3可與堿反應(yīng)。（3）受熱分解NaHCO3不穩(wěn)定，受熱易分解，一般利用此反應(yīng)來(lái)區(qū)別Na2CO3和NaHCO3。硫化氫氯化鐵（FeCl3），又名三氯化鐵，是黑棕色結(jié)晶，熔點(diǎn)282℃、沸點(diǎn)315℃，易溶于水并且有強(qiáng)烈的吸水性，能吸收空氣里的水分而潮解。FeCl3從水溶液析出時(shí)帶六個(gè)結(jié)晶水，化學(xué)式為FeCl3·6H2O（六水合三氯化鐵），是橘黃色晶體。2．氯化鐵和硫酸亞鐵（1）氯化鐵氯化鐵在水溶液中易水解生成氫氧化鐵沉淀。FeCl3具有氧化性，與較強(qiáng)的還原劑反應(yīng)會(huì)被還原成亞鐵鹽；亞鐵鹽在較強(qiáng)氧化劑的作用下，又會(huì)被氧化成鐵鹽。例如：硫酸亞鐵，又名綠礬、七水硫酸亞鐵、鐵礬和青礬等，藍(lán)綠色或顆粒，無(wú)氣味，易溶于水。綠礬在干燥空氣中會(huì)風(fēng)化，在潮濕空氣中表面會(huì)逐步被氧化成棕色的堿式硫酸鐵，所以需保存在密閉容器中。綠礬可用于制鐵鹽、氧化鐵顏料、媒染劑、凈水劑、防腐劑和消毒劑等；醫(yī)藥上可作抗貧血藥、局部收斂劑及補(bǔ)血?jiǎng)?，可用于子宮肌瘤引起的慢性失血；農(nóng)業(yè)上可用作農(nóng)藥，防治小麥黑穗病、蘋果和梨的疤痂病和果樹(shù)的腐爛病等，也可用作肥料，作為植物鐵元素的補(bǔ)充劑，防治植物因缺鐵而發(fā)生生理性病害，如植物葉色失綠等。工業(yè)上可用于水的絮凝凈化，以及從城市和工業(yè)污水中去除磷酸鹽，以防止水體的富營(yíng)養(yǎng)化，另外可被用作還原劑，還原水泥中的鉻酸鹽。（2）硫酸亞鐵

4.4常見(jiàn)金屬離子的檢驗(yàn)4.4.1焰色反應(yīng)很多金屬或其化合物在無(wú)色火焰中灼燒時(shí)，都會(huì)使火焰呈現(xiàn)特殊的顏色，這在化學(xué)上叫做焰色反應(yīng)。節(jié)日或有慶?；顒?dòng)時(shí)燃放的焰火中，就含有金屬鈉、鉀、鈣、鍶和鋇等的化合物，由于不同金屬的焰色反應(yīng)呈現(xiàn)出不同的色彩，使焰火看起來(lái)五彩繽紛，煞是好看，如右圖所示。實(shí)驗(yàn)隔著藍(lán)色鈷玻璃觀察，可以發(fā)現(xiàn)含有鈉離子的溶液火焰呈黃色；含有鉀離子的溶液火焰呈紫色。利用焰色反應(yīng)所呈現(xiàn)的特殊顏色，可以檢驗(yàn)金屬或金屬離子的存在，下表列出了幾種常見(jiàn)金屬或金屬離子焰色反應(yīng)的顏色。取含有鉀離子和鈉離子的溶液各1滴，分別滴入點(diǎn)滴板的兩個(gè)凹槽中，各加入1滴濃HCl。用潔凈的鉑絲分別蘸取試液，于無(wú)色燈焰中灼燒。金屬或金屬離子鋰（Li）鈣（Ca）銅（Cu）銣（Rb）鍶（Sr）鋇（Ba）焰色反應(yīng)的顏色紫紅色磚紅色綠色紫色洋紅色黃綠色4.4.2鐵離子的檢驗(yàn)（1）

Fe3+與KSCN（硫氰化鉀）溶液反應(yīng)

（2）Fe3+與NaOH溶液反應(yīng)

Fe3+遇到KSCN溶液會(huì)變成血紅色，F(xiàn)e2+遇到KSCN溶液不顯紅色。我們可以利用這一反應(yīng)檢驗(yàn)Fe3+的存在。Fe3+

與NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生紅褐色沉淀，F(xiàn)e2+遇NaOH溶液則產(chǎn)生白色沉淀。利用這一反應(yīng)也可以檢驗(yàn)Fe3+的存在。ThankYou!第5章最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物——烴5.1初步認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物甲烷

烷烴5.2

烯烴

炔烴5.3苯及芳香烴5.4

5.1初步認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物通常把含碳元素的化合物叫做有機(jī)化合物，簡(jiǎn)稱有機(jī)物。其組成中除含有碳外，通常還含有H、O、S、N、P等。有機(jī)物中一般含有碳元素，但并不是所有組成中含有碳元素的物質(zhì)都是有機(jī)物。例如，CO、CO2、Na2CO3等都是含有碳元素的物質(zhì)，但它們的組成和性質(zhì)與無(wú)機(jī)物相似，所以仍把它們歸入到無(wú)機(jī)物一類。目前，對(duì)有機(jī)物相對(duì)確切的定義是碳?xì)浠衔锛捌溲苌?，其中僅含碳和氫兩種元素的化合物稱為碳?xì)浠衔?，?jiǎn)稱烴。甲烷是烴中最簡(jiǎn)單的有機(jī)物。5.1.1有機(jī)化合物的特點(diǎn)一般來(lái)說(shuō)，有機(jī)物具有以下主要特點(diǎn)：有機(jī)物一般難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑絕大多數(shù)有機(jī)物受熱容易分解、容易燃燒有機(jī)物所起的化學(xué)反應(yīng)一般比較緩慢，并常伴有副反應(yīng)發(fā)生絕大多數(shù)有機(jī)物是非電解質(zhì)，不易導(dǎo)電，熔沸點(diǎn)較低以上是一般有機(jī)物的共性，各種有機(jī)物還有不同的個(gè)性。例如，酒精可以與水以任意比例混溶。例如，甲烷的分子式為CH4，碳原子以最外層的4個(gè)電子分別與4個(gè)氫原子形成4個(gè)C－H共價(jià)鍵，其電子式和結(jié)構(gòu)式如下：我們把這種表示分子中原子的種類和數(shù)目，并以短線代表共價(jià)鍵將其相連的式子叫做結(jié)構(gòu)式，其簡(jiǎn)寫形式稱為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，例如甲烷的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH4。碳原子除以共價(jià)鍵與其他原子結(jié)合外，碳原子之間可以分別共用1對(duì)、2對(duì)或3對(duì)電子，從而形成碳碳單鍵、碳碳雙鍵或碳碳三鍵。

按照碳原子組成的骨架不同，有機(jī)物可分為鏈狀化合物和環(huán)狀化合物。其中環(huán)狀化合物又可分為脂環(huán)化合物和芳香化合物，如下圖所示。5.1.2有機(jī)化合物的分類1．按碳的骨架分類2．按官能團(tuán)分類官能團(tuán)是指有機(jī)化合物分子中一些特殊的原子或原子團(tuán)，它決定著有機(jī)化合物的某些特有的性質(zhì)。例如，乙醇分子中含有的氫氧形成的原子團(tuán)——羥基（—OH），就稱為乙醇的官能團(tuán)，它決定了乙醇常溫下是液體，能與水以任意比例混溶，在一定條件下還能與乙酸反應(yīng)生成乙酸乙酯。官能團(tuán)常是分子結(jié)構(gòu)中對(duì)反應(yīng)最敏感的部分。有機(jī)化合物的主要反應(yīng)，多數(shù)發(fā)生在分子官能團(tuán)上，具有相同官能團(tuán)的有機(jī)物一般具有相同或相似的化學(xué)性質(zhì)。下表為常見(jiàn)有機(jī)物的類別和官能團(tuán)。5.2甲烷

烷烴5.2.1甲烷1．甲烷的物理性質(zhì)和結(jié)構(gòu)甲烷是無(wú)色、無(wú)味的氣體；比空氣輕，對(duì)空氣的重量比是0.54；極難溶于水，易溶于乙醇、乙醚；很容易燃燒，燃燒時(shí)產(chǎn)生明亮的淡藍(lán)色火焰。甲烷的分子式為CH4，碳原子的最外電子層有4個(gè)電子，它跟4個(gè)氫原子形成4個(gè)共價(jià)鍵。甲烷分子里的碳原子和氫原子不在同一個(gè)平面上，而是形成一個(gè)正四面體的立體結(jié)構(gòu)。碳原子位于正四面體中心，4個(gè)氫原子分別位于正四面體的四個(gè)頂點(diǎn)上，下頁(yè)P(yáng)PT的圖顯示了甲烷的分子結(jié)構(gòu)圖、分子球棍模型和分子比例模型。甲烷的分子結(jié)構(gòu)與模型2．甲烷的化學(xué)性質(zhì)和用途（1）取代反應(yīng)在室溫下，甲烷和氯氣的混合物可以在黑暗中長(zhǎng)期存在而不起任何反應(yīng)。但當(dāng)把混合氣體加熱或在光照的條件下時(shí)，二者就會(huì)發(fā)生反應(yīng)，生成一氯甲烷（CH3Cl），使氯氣的黃綠色逐漸變淡。生成的一氯甲烷可與氯氣進(jìn)一步反應(yīng)，依次生成二氯甲烷（CH2Cl2）、三氯甲烷（CHCl3）和四氯甲烷（CCl4）。反應(yīng)式如下：在這些反應(yīng)里，甲烷分子中的4個(gè)氫原子逐步被氯原子所替代而生成了4種不同的取代產(chǎn)物。像這樣，有機(jī)物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所代替的反應(yīng)稱為取代反應(yīng)。一氯甲烷、二氯甲烷等4種取代產(chǎn)物都是甲烷的氯化物。像這種烴分子中的氫原子被鹵素原子取代所生成的化合物稱為鹵代烴。（2）氧化反應(yīng)純凈的甲烷能在空氣中安靜地燃燒，發(fā)出淡藍(lán)色的火焰，同時(shí)放出大量的熱，生成二氧化碳和水?？梢哉f(shuō)，甲烷是一種很好的氣體燃料。但是必須注意的是，如果點(diǎn)燃甲烷跟氧氣的混合氣體，就會(huì)立即發(fā)生爆炸。所以，在煤礦的礦井里，必須采取安全措施（如通風(fēng)、嚴(yán)禁煙火等），以防止甲烷跟空氣混合氣體的爆炸事故發(fā)生。烷烴，即飽和烴，是只有碳碳單鍵和碳?xì)滏I的鏈烴，是最簡(jiǎn)單的一類有機(jī)化合物。甲烷是最簡(jiǎn)單的烷烴。另外還有乙烷（C2H6）、丙烷（C3H8）和丁烷（C4H10）等，其球棍模型如下圖所示。5.2.2烷烴乙烷丙烷丁烷可以看出，在這些烴的分子里，碳原子跟碳原子都以單鍵結(jié)合成鏈狀，碳原子剩余的價(jià)鍵全部跟氫原子結(jié)合。從乙烷開(kāi)始，每增加一個(gè)碳原子，就相應(yīng)地增加兩個(gè)氫原子，即相鄰?fù)闊N分子在組成上均相差一個(gè)CH2原子團(tuán)。如果設(shè)置碳原子數(shù)為n，則氫原子數(shù)就是2n+2。所以，可用CnH2n+2表示烷烴分子的通式。1．同系物烷烴的物理性質(zhì)隨著其分子中碳原子數(shù)的遞增，發(fā)生著規(guī)律性的變化。例如在常溫下，其狀態(tài)是由氣態(tài)、液態(tài)到固態(tài)；其熔點(diǎn)、沸點(diǎn)及密度也都逐漸增加，見(jiàn)下頁(yè)P(yáng)PT的表所示。名稱結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式常溫時(shí)的狀態(tài)熔點(diǎn)（℃）沸點(diǎn)（℃）液態(tài)時(shí)的密度（g/cm3

）甲烷CH4氣﹣182.5﹣1640.466乙烷CH3CH3氣﹣183.3﹣88.630.752丙烷CH3CH2CH3氣﹣189.7﹣42.070.5005丁烷CH3(CH2)2CH3氣﹣138.4﹣0.50.5788戊烷CH3(CH2)3CH3液﹣129.736.070.6262庚烷CH3(CH2)5CH3液﹣90.6198.420.6838辛烷CH3(CH2)6CH3液﹣56.79125.70.7025癸烷CH3(CH2)8CH3液﹣29.7174.10.7300十七烷CH3(CH2)15CH3固22301.80.7780（固）二十四烷CH3(CH2)22CH3固54391.30.7991（固）常見(jiàn)烷烴的物理性質(zhì)這些烴的化學(xué)性質(zhì)跟甲烷相似。通常狀態(tài)下，它們很穩(wěn)定，跟酸、堿和氧化劑都不起反應(yīng)，也很難跟其他物質(zhì)化合；在點(diǎn)燃或光照條件下，都能跟氧氣或氯氣發(fā)生反應(yīng)。我們把這種結(jié)構(gòu)相似，在分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)的物質(zhì)互稱為同系物。甲烷、乙烷和丙烷等互為同系物。2．同分異構(gòu)體在研究烷烴的分子組成和性質(zhì)時(shí)，人們發(fā)現(xiàn)很多烷烴的分子組成相同，但性質(zhì)卻有差異。例如，我們稱為丁烷（C4H10）的物質(zhì)，就存在兩種不同的分子結(jié)構(gòu)，我們把一種稱為正丁烷，另一種稱為異丁烷。其分子球棍模型如圖所示。正丁烷和異丁烷的球棍模型下表顯示了正丁烷和異丁烷的物理性質(zhì)比較。我們把這種具有相同化學(xué)式，有同樣的化學(xué)鍵而有不同原子排列的化合物，稱為同分異構(gòu)體。簡(jiǎn)單地說(shuō)，化合物具有相同分子式，但具有不同結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象，叫做同分異構(gòu)現(xiàn)象；具有相同分子式而結(jié)構(gòu)不同的化合物互為同分異構(gòu)體。在有機(jī)物中，隨著碳原子數(shù)的增加，同分異構(gòu)體的數(shù)目也增加。例如，丁烷有正丁烷和異丁烷兩種同分異構(gòu)體，戊烷（C5H12）有3種同分異構(gòu)體，己烷（C6H14）有5種。很多同分異構(gòu)體有相似的性質(zhì)。同分異構(gòu)現(xiàn)象是有機(jī)物普遍存在的重要現(xiàn)象，也是有機(jī)物種類繁多的重要原因之一。物理性質(zhì)正丁烷異丁烷熔點(diǎn)（℃）－138.4－159.6沸點(diǎn)（℃）－0.5－11.7液態(tài)時(shí)的密度（g/cm3）0.57880.5573．烷烴的系統(tǒng)命名烴分子失去一個(gè)或幾個(gè)氫原子后所剩下的部分稱為烴基，一般用“R－”表示。如果這種烴是烷烴，那么烷烴失去一個(gè)氫原子后所剩下的原子團(tuán)就稱為烷基。例如，甲烷分子失去一個(gè)氫原子后剩下的原子團(tuán)“－

CH3”就叫做甲基，乙烷分子失去1個(gè)氫原子后剩下的原子團(tuán)“－

CH2CH3”就叫做乙基。1892年日內(nèi)瓦國(guó)際化學(xué)會(huì)議制定了日內(nèi)瓦命名法。后由國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)（IUPAC）作了幾次修訂，并于1979年公布了《有機(jī)化學(xué)命名法》。中國(guó)化學(xué)會(huì)根據(jù)我國(guó)文字特點(diǎn)，于1960年制定了《有機(jī)化學(xué)物質(zhì)的系統(tǒng)命名原則》，1980年又根據(jù)IUPAC命名法作了增補(bǔ)、修訂，制定了系統(tǒng)命名法。其命名原則和步驟如下：（1）定主鏈，稱“某烷”。選定分子里含碳原子數(shù)最多的一條碳鏈作為主鏈，并根據(jù)主鏈上碳原子數(shù)目稱為“某烷”。碳原子數(shù)在1～10的用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸命名，碳原子數(shù)超過(guò)10的用中文數(shù)字表示。例如，CH3CH2CH3命名為丙烷，CH3（CH2）10CH3命名為十二烷。（2）編號(hào)，定支鏈所在的位置。把主鏈上離支鏈最近的一端作為起點(diǎn)，用1、2、3等數(shù)字給主鏈的各碳原子依次編號(hào)定位，以確定支鏈所在的位置。如下所示：把取代基的名稱寫在烷烴名稱的前面，在取代基的前面用阿拉伯?dāng)?shù)字注明它在烷烴主鏈上的位置，并在數(shù)字和取代基名稱之間用“－”連接。如果分子中有幾個(gè)相同的取代基，則合并起來(lái)用大寫的二、三、四等數(shù)字表示其數(shù)目，相同取代基的位置之間用“，”隔開(kāi)；如果分子中有幾個(gè)不同的取代基，就把簡(jiǎn)單的寫在前面，復(fù)雜的寫在后面。例如：（3）把支鏈作為取代基。2，2-二甲基戊烷

2-甲基-4-乙基己烷

5.3烯烴

炔烴在眾多的碳?xì)浠衔镏?，除碳碳單鍵結(jié)合的飽和鏈烴外，還有很多烴。有些鏈烴分子中含有碳碳雙鍵或碳碳三鍵，使碳原子結(jié)合的氫原子數(shù)少于飽和鏈烴的氫原子數(shù)，我們把這種烴叫做不飽和烴。不飽和鏈烴包括烯烴和炔烴，其中乙烯和乙炔是最簡(jiǎn)單、最重要的代表物。烯烴是指分子中含有碳-碳雙鍵（C=C鍵）的不飽和鏈烴。在烯烴分子中，由于碳原子之間形成一個(gè)碳-碳雙鍵，少結(jié)合2個(gè)氫原子，所以烯烴分子的通式為CnH2n，其中的n≥2。5.3.1烯烴烯烴的物理性質(zhì)也隨著碳原子數(shù)的遞增而呈現(xiàn)規(guī)律性的變化，如沸點(diǎn)和相對(duì)密度依次增大，體現(xiàn)出由量變引起質(zhì)變的變化規(guī)律。由于烯烴分子中均含有碳碳雙鍵，所以都易于發(fā)生加成反應(yīng)、氧化反應(yīng)，都能夠使溴的四氯化碳溶液和高錳酸鉀酸性溶液褪色。烯烴還能使溴水褪色，所以常用溴水代替溴的四氯化碳溶液檢驗(yàn)烯烴。通常情況下，乙烯是一種無(wú)色稍有氣味的氣體，密度為1.25g/L，比空氣的密度略小，難溶于水，易溶于四氯化碳等有機(jī)溶劑。乙烯由兩個(gè)碳原子和四個(gè)氫原子組成，兩個(gè)碳原子之間以雙鍵連接。其分子式為C2H4，結(jié)構(gòu)式為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為從乙烯結(jié)構(gòu)式可以看出，乙烯分子中的2個(gè)碳原子和4個(gè)氫原子都處于同一平面上，其分子模型如右圖所示。1．乙烯的物理性質(zhì)乙烯分子的球棍模型和比例模型2．乙烯的化學(xué)性質(zhì)（1）乙烯的氧化反應(yīng)純凈的乙烯氣體在空氣中可以安靜地燃燒，發(fā)出明亮的火焰并伴有黑煙，生成二氧化碳和水，同時(shí)放出大量的熱。乙烯氣體通入酸性高錳酸鉀溶液中，高錳酸鉀的紫色會(huì)褪去。這說(shuō)明乙烯能夠被高錳酸鉀所氧化。利用這一性質(zhì)可以鑒別乙烯和甲烷等烷烴。（2）乙烯的加成反應(yīng)在溴的四氯化碳溶液中通入乙烯氣體，溴的紅棕色很快褪去。在該反應(yīng)中，乙烯雙鍵中的一個(gè)鍵發(fā)生斷裂，兩個(gè)溴原子分別加在兩個(gè)價(jià)鍵不飽和的碳原子上，生成無(wú)色的1，2-二溴乙烷?？梢岳迷摲磻?yīng)檢驗(yàn)碳碳雙鍵的存在。像這種有機(jī)物分子中雙鍵（或三鍵）兩端的碳原子與其他原子或原子團(tuán)直接結(jié)合生成新的化合物的反應(yīng)，叫做加成反應(yīng)。乙烯不僅可以和溴發(fā)生加成反應(yīng)，還可以和水、氫氣、鹵素及鹵化氫在一定條件下發(fā)生加成反應(yīng)，得到一系列產(chǎn)物。工業(yè)上就是利用這一反應(yīng)來(lái)制取乙醇的。（3）乙烯的聚合反應(yīng)在一定溫度、壓強(qiáng)和催化劑作用下，乙烯的碳碳雙鍵中的一個(gè)鍵會(huì)發(fā)生斷裂，各個(gè)乙烯分子之間通過(guò)碳原子相互結(jié)合能夠形成很長(zhǎng)的碳鏈，得到聚乙烯。反應(yīng)式如下：這一反應(yīng)式可以簡(jiǎn)單地表示如下：聚乙烯是結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的高分子化合物，其相對(duì)分子質(zhì)量可以達(dá)到幾萬(wàn)到幾十萬(wàn)，也是應(yīng)用最廣泛的高分子材料。我們把這種在一定條件下，由小分子化合物結(jié)合成大分子化合物的反應(yīng)叫做聚合反應(yīng)。炔烴是分子中含有碳碳三鍵（C≡C）的不飽和鏈烴，其官能團(tuán)為碳碳三鍵，由于碳原子之間形成一個(gè)C≡C，少結(jié)合4個(gè)氫原子，所以炔烴分子的通式為CnH2n-2（n≥2）。5.3.2炔烴簡(jiǎn)單的炔烴化合物有乙炔（C2H2），丙炔（C3H4）等。簡(jiǎn)單炔烴的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)和密度均比具有相同碳原子數(shù)的烷烴或烯烴高一些。炔烴不易溶于水，易溶于乙醚、苯和四氯化碳等有機(jī)溶劑。最簡(jiǎn)單、最有代表性的炔烴是乙炔。乙炔俗名電石氣，分子式為C2H2，碳原子之間以碳-碳三鍵結(jié)合，結(jié)構(gòu)式為H―C≡C―H，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH≡CH，其分子呈直線型。乙炔的分子模型如右圖所示。純的乙炔是沒(méi)有顏色，沒(méi)有氣味的氣體，密度為1.16g/L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），微溶于水，易溶于有機(jī)溶劑。工業(yè)用乙炔由于含有硫化氫、磷化氫等雜質(zhì)，常有一股大蒜的氣味。1．乙炔的物理性質(zhì)2．乙炔的化學(xué)性質(zhì)（1）乙炔的氧化反應(yīng)純凈的乙炔在空氣中燃燒時(shí)，發(fā)出明亮的火焰，并伴有濃烈的黑煙，同時(shí)放出大量熱。這是因?yàn)橐胰仓刑嫉馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)高，碳沒(méi)有完全燃燒所致。乙炔在空氣中含量達(dá)到2.5%～82%時(shí)，將會(huì)發(fā)生爆炸。在生產(chǎn)和使用乙炔時(shí)一定要注意安全。乙炔在氧氣中燃燒時(shí)，火焰溫度可達(dá)到3000℃以上，因此常用于切割和焊接金屬。將乙炔氣體通入酸性高錳酸鉀溶液中，高錳酸鉀的紫色也會(huì)褪去。這說(shuō)明乙炔也能夠被高錳酸鉀所氧化。（2）乙炔的加成反應(yīng)在溴的四氯化碳溶液中通入乙炔氣體，也會(huì)發(fā)生加成反應(yīng)，使溴的紅棕色逐漸褪去。在一定條件下，乙炔也可以和H2、HCl、H2O等起加成反應(yīng)。在150℃~160℃和用氯化汞作催化劑的條件下，乙炔和HCl發(fā)生加成反應(yīng)，能生成氯乙烯。氯乙烯是重要的化工原料，用于制造塑料和合成纖維。在適當(dāng)條件下，氯乙烯可以通過(guò)聚合反應(yīng)生成聚氯乙烯。1，2-二溴乙烯1，1，2，2-四溴乙烯5.4苯及芳香烴在有機(jī)化合物里，有一大類化合物叫做芳香族化合物。分子里含有一個(gè)或多個(gè)苯環(huán)的化合物稱為芳香族化合物。苯是芳香族