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文檔簡介
二輪復習中需要特殊注意的高中化學教材內容(人教版)教材不易學習到的內容-人教版高中化學必修一緒言1、17世紀中葉,化學開始走上以科學實驗為基礎的發(fā)展道路。2、近代化學發(fā)展的幾個重要里程碑:(1)1661年,英國化學家波義耳提出元素的概念,標志著近代化學的誕生。(2)1774年,法國化學家拉瓦錫提出燃燒的氧化學說,使近代化學取得了革命性的進展。(3)1803年,英國科學家道爾頓提出原子學說,為近代化學的發(fā)展奠定了堅實的基礎。(4)1811年,意大利科學家阿伏加德羅提出分子學說,使人們對物質結構德認識發(fā)展到一個新的階段。(5)1869年,俄國化學家門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期律,使化學的研究變得有規(guī)律可循。(6)分子結構學說的提出,原子結構的揭示,使人們對物質及其變化本質的認識發(fā)生了飛躍。第一章
物質及其變化1、與實驗有關的圖標及說明2、常見干燥劑(1)酸性干燥劑:濃硫酸(不能干燥HI、HBr、H2S等還原性氣體)、P2O5、變色硅膠(帶鈷鹽的硅膠,未吸水時藍色,吸水飽和后粉紅色)。(2)堿性干燥劑:生石灰、堿石灰。(3)中性干燥劑:無水CaCl2(不能干燥NH3和乙醇等)、無水MgSO4(常用于干燥有機試劑)。3、NaCl溶于水后,形成水合鈉離子和水合氯離子。4、阿倫尼烏斯電離模型瑞典化學家阿倫尼烏斯提出,電解質溶于水自動解離為離子。電離方程式寫成:NaCl=Na++Cl-,NaCl=電離=Na++Cl-是對的。電離方程式寫成:NaCl=電解=Na++Cl-,NaCl=通電=Na++Cl-是錯的。5、牙膏中的摩擦劑:主要有碳酸鈣CaCO3、磷酸氫鈣(CaHPO4)、焦磷酸鈣(Ca2P2O7)、水合硅酸(SiO2·nH2O)、氫氧化鋁(Al(OH)3)等。6、氧化還原反應概念的發(fā)展(1)1774
年,法國化學家拉瓦錫提出燃燒的氧化學說(即燃燒是物質與氧氣的反應)后,人們把物質與氧結合的反應叫做氧化反應,把氧化物失去氧的反應叫做還原反應。(2)1852年,
英國化學家弗蘭克蘭在研究金屬有機化合物時提出化合價的概念。此后,人們把化合價升高的反應叫做氧化反應,把化合價降低的反應叫做還原反應。(3)1897年,
英國物理學家湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子。在此基礎上,人們將原子失去電子(或電子對偏離)的過程叫做氧化反應,把原子得到電子(或電子對偏向)的過程叫做還原反應。7、汽車尾氣系統(tǒng)中有催化轉化器,其中CO和NO在催化劑的作用下發(fā)生反應,生成CO2和N2?;瘜W方程式為:2CO+2NO=催化劑=2CO2+N2。8、(1)高溫下鋁粉與氧化鐵的反應可以用來焊接鐵軌。其原理是:該反應放出大量的熱,置換出的鐵呈熔融態(tài)。熔融的鐵流入鋼軌的裂縫里,冷卻后就將鋼軌牢牢地焊接在一起?;瘜W方程式:2Al+Fe2O3=高溫=Al2O3+2Fe。(2)雙氧水與氯氣反應:H2O2+Cl2=2HCl+O2
(氯氣的氧化能力比雙氧水強)WO3+3H2=高溫=W+3H2O
(鎢的熱還原法冶煉,鎢顯+6價)(3)氫化鈉(NaH)可在野外用作生氫劑,其中氫元素為-1價。NaH用作生氫劑時的化學反應原理為:NaH+H2O=NaOH+H2↑。(活潑金屬氫化物及化學性質之一)(4)高鐵酸鈉(Na2FeO4)是一種新型綠色消毒劑,主要用于飲用水處理。工業(yè)上用鐵鹽和次氯酸鹽在堿性條件下制備高鐵酸鈉的方法用離子方程式表示為:3ClO-+2Fe3++10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O。高鐵酸鈉(Na2FeO4):鐵為+6價,利用其強氧化性殺菌消毒,生成的Fe3+水解得到的Fe(OH)3膠體吸附一些雜質。9、(1)維生素C又稱“抗壞血酸”,具有較強的還原性,能幫助人體將食物中攝取的、不易吸收的Fe3+轉變?yōu)橐孜盏腇e2+,還可以用于飲料、食品中作為抗氧化劑。注意:補鐵劑中鐵元素以Fe2+形式存在,F(xiàn)e2+易于吸收,F(xiàn)e3+不易被人體吸收。(2)黑火藥是由硫磺粉、硝酸鉀和木炭粉按一定比例混合(一硫二硝三炭)而成,爆炸時的反應為:S+2KNO3+3C=K2S+N2↑+3CO2↑。(3)工業(yè)廢水中的重鉻酸鉻離子(Cr2O42-)有毒,必須處理達標后才能排放。工業(yè)上常用綠礬(FeSO4·7H2O)做處理劑,反應的離子方程式如下:6Fe2++Cr2O42-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O。也可以用鐵作陽極電解進行處理。第二章
海水中的重要元素-鈉和氯1、索爾維制堿法又叫氨堿法。CaCO3=高溫=CaO+CO2↑NaCl+NH3+CO2+H?O=NaHCO3↓+NH4Cl2NaHCO3=△=Na2CO3+CO2↑+H2OCaO+H2O=Ca(OH)2,2NH4Cl+Ca(OH)2=2NH3↑+CaCl2+2H2O反應生成的CO2和NH3可重新作為原料使用??偡磻綖椋篊aCO3+2NaCl=高溫=CaCl2+Na2CO3優(yōu)點是NH3可以循環(huán)利用,缺點是生成的CaCl2沒有利用。2、驗證次氯酸光照分解產(chǎn)物的數(shù)字化實驗數(shù)字化實驗將傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計算機依次相連,采集實驗過程中各種物理量(如
pH、溫度、壓強、電導率等)變化的數(shù)據(jù)并記錄和呈現(xiàn),通過軟件對數(shù)據(jù)進行分析,獲得實驗結論。驗證次氯酸光照分解的產(chǎn)物可以設計成數(shù)字化實驗。結論:次氯酸分解為鹽酸和氧氣。3、(1)Al(OH)3:可做抗酸藥。(2)伴有發(fā)光、放熱的氧化還原反應都可以稱為“燃燒”。4、(1)鈉長期置于空氣中的變化:Na→Na2O→NaOH→Na2CO3。?(2)“潔廁靈”(主要成分是稀鹽酸),“84”消毒液(主要成分是
NaClO)。第三章
鐵
金屬材料1、檢驗蔬菜中的鐵元素(1)取新鮮的菠菜
10g,將菠菜剪碎后放在研缽中研磨,然后倒入燒杯中,加入
30mL蒸餾水,攪拌。將上述濁液過濾,得到的濾液作為試驗樣品。(2)取少許試驗樣品加入試管中,然后加入少量稀硝酸(稀硝酸具有氧化性),再滴加幾滴
KSCN
溶液,振蕩,觀察現(xiàn)象。2、純鋁的硬度和強度較小,不適合制造機器零件等。硬鋁含Cu4%等,密度小、強度高,具有較強的抗腐蝕能力,是制造飛機和宇宙飛船的理想材料。3、新型合金:儲氫合金(如Ti-Fe合金、La-Ni合金等)、鈦合金、耐熱合金、形狀記憶合金等。4、稀土元素(“冶金工業(yè)的維生素”):元素周期表中原子序數(shù)從57-71(從鑭至镥,稱為鑭系元素)的15種元素以及鈧和釔,共17種元素。
5、脫氧劑:(1)鐵粉。氯化鈉等作為催化劑。(2)亞硫酸鹽系脫氧劑,常用的是連二亞硫酸鹽(Na2S2O4)。(3)抗壞血酸。銅離子做催化劑。(4)葡萄糖氧化酶,利用葡萄糖氧化成葡萄糖酸時脫氧。第四章
物質結構
元素周期律1、同位素的應用:考古時利用146C測定一些文物的年代;21H
和31H用于制造氫彈;235U用于制造核彈;利用放射性同位素釋放的射線育種、給金屬探傷、診斷和治療疾病等。1946年,美國芝加哥大學教授利比發(fā)明了146C斷代法??脊叛芯恐羞€利用136
C和157N的測定,分析古代人類的食物結構,這對于研究當時的自然環(huán)境狀況、社會生產(chǎn)力發(fā)展及社會文化風俗等具有重要參考價值。2、元素周期表的發(fā)展1789年,拉瓦錫在《
化學概要
》一書中提出了第一個元素分類表。1829年,德國化學家德貝賴納提出了“三素組”的概念,對于探尋元素性質的規(guī)律具有啟發(fā)性。1867年,俄國化學家門捷列夫在1869年2月編制了第一張元素周期表。后來的化學發(fā)現(xiàn)終于使門捷列夫元素周期表變得完整。1905年,瑞士化學家維爾納制成了現(xiàn)代形式的元素周期表。1913年,英國物理學家莫塞萊發(fā)現(xiàn)并證明了周期表中元素的原子序數(shù)等于原子的核電荷數(shù)。3、耐高溫、耐腐蝕的銥合金用于制造發(fā)動機的火花塞。附錄一、實驗室突發(fā)事件的應對措施1.
燙傷和燒傷:輕微燙傷或燒傷時,可先用潔凈的冷水處理,降低局部溫度,然后涂上燙傷藥膏(若有水皰,盡量不要弄破)。嚴重時需及時就醫(yī)。2.
創(chuàng)傷:用藥棉把傷口清理干凈(傷口處若有碎玻璃片,先要小心除去),然后用雙氧水或碘酒擦洗,最后用創(chuàng)可貼外敷。3.
酸或堿等腐蝕性試劑灼傷如果不慎將酸沾到皮膚上,應立即用大量水沖洗,
然后用3%~5%的
NaHCO3溶液沖洗;如果不慎將堿沾到皮膚上,應立即用大量水沖洗,然后涂上1%的硼酸。如果有少量酸(或堿)滴到實驗桌上,應立即用濕抹布擦凈,然后用水沖洗抹布。4.
著火:立即切斷室內電源,移走可燃物。如果火勢不大,用濕布或滅火毯覆蓋火源以滅火;火勢較猛時,選用合適的滅火器進行滅火,并立即與消防聯(lián)系。如果身上的衣物著火,立即用濕布滅火;如果燃燒面積較大,應躺在地上翻滾以達到滅火的目的。二、常見廢棄物的處理方法1.
廢液的處理(1)對于酸、堿、氧化劑或還原劑的廢液,應分別收集。在確定酸與堿混合、氧化劑與還原劑混合無危險時,可用中和法或氧化還原法,每次各取少量分次混合后再排放。(2)對于含重金屬(如鉛、汞或鎘等)離子的廢液,可利用沉淀法進行處理。將沉淀物(如硫化物或氫氧化物等)從溶液中分離,并作為廢渣處理;在確定溶液中不含重金屬離子后,將溶液排放。(3)對于有機廢液,具有回收利用價值的,可以用溶劑萃取,分液后回收利用,或直接蒸餾,回收特定餾分。不需要回收利用的,可用焚燒法處理(注意:含鹵素的有機廢液焚燒后的尾氣處理具有特殊性,應單獨處理)。2.
廢渣的處理(1)易燃物如鈉、鉀、白磷等若隨便丟棄易引起火災,中學實驗室中可以將未用完的鈉、鉀、白磷等放回原試劑瓶。(2)
強氧化劑如
KMnO4、KClO3、Na2O2等固體不能隨便丟棄,可配成溶液或通過化學反應將其轉化為一般化學品后,再進行常規(guī)處理。(3)對于實驗轉化后的難溶物或含有重金屬的固體廢渣,應當集中送至環(huán)保單位進一步處理。三、一些化學品安全使用標識教材不易學習到的內容-人教版高中化學必修二第五章
化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素1、幾種硫酸鹽(1)硫酸鈣:自然界中的硫酸鈣常以石膏(CaSO4·2H2O)的形式存在。石膏被加熱到150°C時,會失去所含大部分結晶水而變成熟石膏(2CaSO4·H2O)。熟石膏與水混合成糊狀物后會很快凝固,重新變成石膏。利用這種性質,石膏可被用來制作各種模型和醫(yī)療用的石膏繃帶。在工業(yè)上,石膏還被用來調節(jié)水泥的硬化速率。(2)硫酸鋇:自然界中的硫酸鋇以重晶石(BaSO4)的形式存在。重晶石是生產(chǎn)其他鋇鹽的原料。起始反應為:BaSO4+4C=高溫=BaS+4CO↑,然后BaS通過水解制Ba(OH)2,通過與酸反應得到BaCl2、Ba(NO3)2等。硫酸鋇不溶于水和酸,且不容易被X射線透過,因此在醫(yī)療上可被用作消化系統(tǒng)X射線檢查的內服藥劑,俗稱“鋇餐”。Ba(OH)2、BaCl2、Ba(NO3)2、BaCO3等都有毒。(3)硫酸銅:硫酸銅(CuSO4)是白色的粉末,結合水后會變成藍色晶體,俗稱膽礬(CuSO4·5H2O)。硫酸銅的這一性質可以用來檢驗酒精中是否含少量水。膽礬可以和石灰乳混合制成一種常用的農(nóng)藥——波爾多液。2、自然界中硫的存在及轉化硫元素廣泛存在于自然界中,是植物生長不可缺少的元素,組成生命體的蛋白質中就含有硫。(1)游離態(tài)的硫:存在于火山口附近或地殼的巖層中。(2)硫化物:在巖層深處和海底的無氧環(huán)境下,硫元素與鐵、銅等金屬元素形成的化合物通常以硫化物的形式存在,如黃鐵礦(FeS2)、黃銅礦(CuFeS2)等。(3)硫酸鹽:在地表附近,由于受氧氣和水的長期作用,硫化物會轉化為硫酸鹽,如石膏(CaSO4·2H2O)、芒硝(Na2SO4·10H2O)等。(4)二氧化硫、三氧化硫、亞硫酸、硫酸:火山口附近的硫單質會被大氣中亞硫酸和硫酸的氧氣氧化成二氧化硫,二氧化硫可被進一步氧化生成三氧化硫,二氧化硫和三氧化硫遇水分別形成亞硫酸和硫酸。3、1909年,德國化學家哈伯發(fā)現(xiàn),在500~600°C、17.5MPa~20.0MPa和鋨為催化劑的條件下,反應后氨的含量可超過6%,具備工業(yè)化生產(chǎn)的可能性。德國工程師博施在把哈伯合成氨的實驗室方法轉化為規(guī)?;墓I(yè)生產(chǎn)作出了重要貢獻。4、王水:濃硝酸和濃鹽酸的混合物(體積比為1:3)叫做王水,能使一些不溶于硝酸的金屬如金、鉑等溶解。Au+HNO3+4HCl=H[AuCl4]+NO↑+2H2O3Pt+4HNO3+18HCl=3H2[PtCl6]+4NO↑+8H2O5、硅酸鹽的結構:在硅酸鹽中,Si和O構成了硅氧四面體。硅氧四面體結構的特殊性,決定了硅酸鹽材料大多具有硬度高、難溶于水、耐高溫、耐腐蝕等特點。6、傳統(tǒng)無機非金屬材料的制作(1)陶瓷以黏土(主要成分是含水的鋁硅酸鹽)為原料高溫燒結而成。(2)玻璃的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2,它是以純堿、石灰石、石英砂為原料,在玻璃窯中熔融,然后制成。加鉛元素后透光性好,折射率高。加硼酸鹽后耐化學腐蝕,耐溫度急劇變化。加一些金屬氧化物或鹽得到彩色玻璃。(3)水泥用黏土、石灰石為主要原料在水泥回轉窯中煅燒,加入適量石膏,磨成細粉制成。水泥、沙子、碎石與水混合得到混凝土。7、新型陶瓷:高溫結構陶瓷(碳化硅、氮化硅或某些金屬氧化物等在高溫下燒結而成)。壓電陶瓷(鈦酸鹽和鋯酸鹽等)。透明陶瓷(氧化鋁、氧化釔等氧化物透明陶瓷和氮化鋁、氟化鈣等非氧化物透明陶瓷)。超導陶瓷。8、碳納米材料富勒烯:由碳原子構成的一系列籠形分子的總稱。碳納米管:石墨片層卷成的管狀物,具有納米尺度的直徑。石墨烯:只有一個碳原子直徑厚度的單層石墨。9、Na2SiO3的水溶液俗稱水玻璃,具有黏結力強、耐高溫等特性,可用作黏合劑和防火劑。實驗室盛放堿溶液的試劑瓶應使用橡膠塞。10、氮化硅(Si3N4)熔點高,硬度大,電絕緣性好,化學性質穩(wěn)定,是一種性能優(yōu)異的無機非金屬材料。由石英、焦炭在高溫的氮氣流中制備?;瘜W反應方程式為:3SiO2+6C+2N2=高溫=Si3N4+6CO。第六章
化學反應與能量1、冰敷袋常見的三種成分:(1)冰
(2)NH4NO3與水
(3)NH4NO3與Na2CO3·10H2O第七章
有機化合物1、苯的歷史(1)19
世紀初,英國科學家法拉第發(fā)現(xiàn)了苯,并稱為“氫的重碳化合物”。(2)法國化學家熱拉爾等人又確定了苯的相對分子質量為78,分子式為C6H6。(3)奧地利化學家洛施密特曾提出苯具有環(huán)狀結構。(4)德國化學家凱庫勒認為,苯分子中6個碳原子形成閉合的環(huán)狀結構,由碳原子以單、雙鍵相互交替結合而成(凱庫勒式)。(5)實際上,苯分子具有平面正六邊形結構,相鄰碳原子之間的鍵完全相同,其鍵長介于碳碳單鍵長之間。2、蛋白質在工業(yè)上的應用從動物皮、骨中提取的明膠可用作食品增稠劑,生產(chǎn)醫(yī)藥用膠囊和攝影用感光材料。驢皮制的阿膠還是還是一種中藥材。從牛奶和大豆中提取的酪素可用來制作食品和涂料。3、食用油中含不飽和脂肪酸的甘油酯,有碳碳雙鍵,在空氣中會被氧化,產(chǎn)生過氧化物和醛類等。有一種難聞的“哈喇”味,不能食用。市售的食用油中也普遍加入叔丁基對苯二酚(TBHQ)等抗氧化劑,以確保食品安全。4、四氯乙烯是一種衣物干洗劑,聚四氟乙烯是家用不粘鍋內側涂層的主要成分。氟利昂-12(CF2Cl2)用于空調制冷。第八章
化學與可持續(xù)發(fā)展1、海水中含量最多的O、H兩種元素,加上Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br、C、Sr、B、F等11種元素,其總含量超過
99%,其他元素為微量。2、石油經(jīng)過常壓蒸餾后得到石油氣,汽油、煤油、柴油等含碳原子少的輕質油。經(jīng)過減壓蒸餾后得到潤滑油、石蠟、燃料油、瀝青等重油。通過催化裂化過程將重油裂化為汽油等,再進一步裂解獲得乙烯、丙烯、甲烷等重要的基本化工原料。石油在加熱和催化劑的作用下,通過結構的調整,使鏈狀烴轉化為環(huán)狀烴,如苯或甲苯等。3、SnO2+C=高溫=Sn+2CO↑2PbS+3O2=高溫=2PbO+2SO2UF4+Mg=高溫=U+MgF24、銅綠(堿式碳酸銅):Cu2(OH)2CO3??兹甘闹饕煞譃?/p>
CuCO3·Cu(OH)2。藍銅礦的主要成分為2CuCO3·Cu(OH)2。5、化學品可以分為大宗化學品和精細化學品兩大類。乙烯、硫酸、純堿和化肥等屬于大宗化學品,醫(yī)藥、農(nóng)藥、日用化學品、食品添加劑等屬于精細化學品。6、人類早期使用的農(nóng)藥有除蟲菊、煙草等植物和波爾多液、石灰硫黃合劑等無機物。后來,人們研制出了有機氯農(nóng)藥、有機磷農(nóng)藥、氨基甲酸酯和擬除蟲菊酯類農(nóng)藥等有機合成農(nóng)藥,使農(nóng)藥向著高效、低毒和低殘留的方向發(fā)展。7、水楊酸和乙酰水楊酸8、青蒿素類藥物:抗瘧疾。9、食品添加劑(1)著色劑、增味劑天然色素常見的有紅曲紅、β-
胡蘿卜素、姜黃、葉綠素銅鈉鹽、焦糖色等。合成色素常見的有莧菜紅、檸檬黃、靛藍等。味精是一種常用的增味劑,其主要成分為谷氨酸鈉:NaOOCCH2CH2CH(NH2)COOH。(2)
膨松劑、凝固劑膨松劑有碳酸氫銨、碳酸氫鈉等。制作豆腐用的氯化鎂、硫酸鈣、葡萄糖酸
-δ-
內酯。(3)防腐劑、抗氧化劑苯甲酸及其鈉鹽(用于果汁、醬油、醋、醬、腌菜)、山梨酸及其鉀鹽(用于糕點、熟肉、半成水產(chǎn)品)是防腐劑。亞硝酸鈉(用于臘肉、香腸)是一種防腐劑和護色劑??箟难幔淳S生素
C,用于果汁或水果)、丁基羥基茴香醚(用于油脂)是抗氧化劑。(4)營養(yǎng)強化劑食鹽中加碘酸鉀,在奶粉中添加維生素、碳酸鈣、硫酸亞鐵、硫酸鋅等。10、食品添加劑使用時應符合以下基本要求:①
不應對人體產(chǎn)生任何健康危害;②
不應掩蓋食品腐敗變質;③
不應掩蓋食品本身或加工過程中的質量缺陷,或以摻雜、摻假、偽造為目的而使用食品添加劑;④
不應降低食品本身的營養(yǎng)價值;⑤
在達到預期效果的前提下盡可能降低在食品中的使用量。在下列情況下可使用食品添加劑:①
保持或提高食品本身的營養(yǎng)價值;②
作為某些特殊膳食用食品的必要配料或成分;③
提高食品的質量和穩(wěn)定性,改進其感官特性;④
便于食品的生產(chǎn)、加工、包裝、運輸或者儲藏。11、污水的三級處理:(1)一級處理通常采用物理方法,即用格柵間、沉淀池等除去污水中不溶解的污染物。經(jīng)過一級處理后的水一般達不到排放標準,所以通常將一級處理作為預處理。(2)二級處理采用生物方法(又稱微生物法)及某些化學方法,除去水中的可降解有機物等污染物。經(jīng)過二級處理后的水一般可達到國家規(guī)定的排放標準。(3)三級處理主要采用化學沉淀法、氧化還原法、離子交換法和反滲透法等,對污水進行深度處理和凈化。經(jīng)過三級處理后的水可用于綠化和景觀用水等。12、甲基丙烯酸甲酯是合成有機玻璃的單體。舊的合成方法是:(CH3)2C=O+HCN→(CH3)2C(OH)CN(CH3)2C(OH)CN+CH3OH+H2SO4→CH2=C(CH3)COOCH3+NH4HSO4新的合成方法是:CH3C≡CH+CO+CH3OH→CH2=C(CH3)COOCH313、腈綸是由丙烯腈(CH2=CHCN)聚合而成。丙烯主要來自石油的裂解,例如:C10H22→2C3H6+C4H10。丙烯腈可以由丙烯與氨和氧氣反應制得,化學方程式為2CH2=CHCH3+2NH3+6O2→2CH2=CHCN+6H2O。14、用金紅石(主要成分為TiO2)為原料生產(chǎn)鈦的步驟主要有:①在高溫下,向金紅石與焦炭的混合物中通入Cl2,得到TiCl4和一種可燃性氣體;化學方程式為TiO2+2C+2Cl2=高溫=TiCl4+2CO。②在稀有氣體(如氬)氛圍和加熱的條件下,用鎂與TiCl4反應可得到鈦。化學方程式為TiO2+2Mg=△/Ar=2MgCl2+Ti。15、乙烯生成環(huán)氧乙烷教材中不易學習到的內容-人教版高中化學選擇性必修一
化學反應原理第一章
化學反應的熱效應1、燃燒熱中的生成指定產(chǎn)物:碳元素變?yōu)镃O2(g),氫元素變?yōu)镠2O(l),硫元素變?yōu)镾O2(g),氮元素變?yōu)镹2(g),磷元素變?yōu)镻2O5(s),鹵族元素變?yōu)镠X(g)等。2、研究與實踐:了解火箭推進劑(1)液氫和液氧。(2)混肼-50(肼和偏二甲肼的50/50重量份混合物)和四氧化二氮。肼:N2H4。偏二甲肼:(CH3)2N-NH2。(3)RP-1高精煉煤油和液氧。(4)肼和四氧化二氮。3、最早研究反應熱的是法國化學家拉瓦錫和法國數(shù)學家、天文學家拉普拉斯,他們利用冰量熱計(即以被熔化了的冰的質量來計算熱量)測定了碳單質的燃燒熱。第二章
化學反應速率與化學平衡1、飛秒化學要跟蹤和檢測化學反應中某些壽命極短的中間體或過渡態(tài),必須采用10-15~10-12s的時間分辨技術,這種對超快速化學反應的研究被形象地稱為飛秒(fs,1fs=10-15s)化學。這些研究對了解化學反應機理、控制反應進程、充分利用物質和能源等非常重要。2、研究與實踐:汽車尾氣及治理(1)尾氣的成分及其危害固體懸浮顆粒:引起呼吸系統(tǒng)疾病,甚至激發(fā)惡性腫瘤。一氧化碳:削弱血液向各組織輸送氧的功能,危害中樞神經(jīng)系統(tǒng)。氮氧化物:對呼吸系統(tǒng)有危害。碳氫化合物:與氮氧化物形成光化學煙霧,引起眼睛紅腫和喉炎。鉛:鉛是有毒的重金屬元素,積累中毒,可引發(fā)心血管系統(tǒng)疾病,并影響肝、腎等重要器官及神經(jīng)系統(tǒng)。二氧化硫:對呼吸系統(tǒng)有危害。還容易形成酸雨。二氧化碳:造成溫室效應。(2)通過多種途徑了解尾氣的治理。①我國汽車尾氣的排放標準:2023年7月1日起全國實施的國六排放標準6B。②汽車尾氣三元催化轉化技術三元催化器,汽車排氣系統(tǒng)中的機外凈化裝置,將汽車尾氣排出的CO、HC(碳氫化合物)和NOx等轉變?yōu)槎趸肌⑺偷獨?。③柴油汽車的選擇性催化還原(SCR)技術選擇性催化還原法是指柴油汽車尾氣在催化劑的作用下,利用還原劑(如尿素)與煙氣中的NOx生成N2和H2O。3、1898年,德國的弗蘭克和卡羅研究出了氮氣與碳化鈣(CaC2)、水蒸氣反應制備氨的方法。CaC2+N2=△=CaCN2+C
(CaCN2氰氨基化鈣)CaCN2+3H2O=CaCO3+2NH3↑4、1908年,德國化學家哈伯申請了循環(huán)法合成氨的專利。主要包括以下過程:氣體通過高溫催化劑;低溫除氨后再次循環(huán),通過高溫催化劑;全過程在一定壓強下進行;進出催化劑床的冷、熱氣體進行熱交換;用蒸發(fā)成品氨來冷卻離開催化劑的氣體。1909年申報了高壓專利,以及用鋨作催化劑和用鈾-碳化鈾作催化劑的專利。5、德國化學家博施進行工業(yè)化生產(chǎn)試驗。所面臨的問題有(1)設計獲得大量廉價原料氣體的方法:采用水煤氣(主要成分為H2和CO)作為氫氣的來源;氮氣由液化空氣分離法提供。(2)尋找高效、穩(wěn)定的催化劑:最后篩選出了合成氨工業(yè)用催化劑:鐵系催化劑。(3)開發(fā)適合高溫、高壓下的合成設備:找到了用熟鐵作襯里的辦法。哈伯完成了合成氨的基礎開發(fā)工作,博施實現(xiàn)了合成氨的工業(yè)化,這種合成氨的工業(yè)方法被稱為“哈伯-博施法”。6、羰基硫(COS)是一種糧食熏蒸劑,能防止某些害蟲和真菌的危害。制取方法如下:CO(g)+H2S(g)?COS(g)+H2(g)第三章
水溶液中的離子反應與平衡1、鹽類水解的應用:(1)用Na2CO3溶液清洗油污時,加熱可以增強去污效果,原因就在于升溫可以促進Na2CO3的水解,使溶液中c(OH-)增大。(2)在實驗室中配制FeCl3溶液時,常將FeCl3晶體溶于較濃的鹽酸中,然后加水稀釋到所需的濃度,目的就是通過增大溶液中H+的濃度來抑制FeCl3的水解。(3)人們常用可溶性的鋁鹽、鐵鹽作凈水劑,就是利用Al3+、Fe3+的水解。Al3+水解生成的Al(OH)3膠體、Fe3+水解生成的Fe(OH)3膠體可以使水中細小的懸浮顆粒聚集成較大的顆粒而沉降,從而除去水中的懸浮物,起到凈水的作用。(4)如果鹽的水解程度很大,則可用于無機化合物的制備。例如,用TiCl4制備TiO2的反應可表示如下:在制備時加入大量的水,同時加熱,促使水解趨于完全,所得TiO2·xH2O經(jīng)焙燒得到TiO2(類似的方法也可用于制備SnO、SnO2等)。TiO2的化學性質非常穩(wěn)定,是一種白色顏料,廣泛用于涂料、橡膠和造紙等工業(yè)。2、明礬[化學式為KAl(SO4)2·12H2O]溶液呈酸性,原因是Al3+水解,Al3++3H2O?Al(OH)3+3H+。3、在實驗室配制
Na2S
溶液時,常滴加幾滴
NaOH
溶液。4、草木灰與銨態(tài)氮肥不能混合施用,其原因是草木灰中的K2CO3水解顯堿性,銨態(tài)氮肥水解顯酸性,混合施用相互促進水解,造成銨態(tài)氮肥生成氨氣揮發(fā),降低肥效。5、Sb2O3(三氧化二銻)可用作白色顏料和阻燃劑等。在實驗室中可利用SbCl3的水解反應制取Sb2O3(SbCl3的水解分三步進行,中間產(chǎn)物有SbOCl等),其總反應可表示為:2SbCl3+3H2O?Sb2O3+6HCl為了得到較多的Sb2O3,操作時要將SbCl3緩慢加入大量水中,反應后期還要加入少量氨水。6、SOCl2(亞硫酰氯)是一種液態(tài)化合物,沸點為77°C。(1)SOCl2與水反應的化學方程式為SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl↑。(2)將AlCl3溶液蒸干并灼燒得不到無水AlCl3,而將SOCl2與AlCl3·6H2O混合并加熱,可得到無水AlCl3,原因是AlCl3·6H2O中分解出來的結晶水,與SOCl2反應生成HCl,抑制了AlCl3的水解。7、鍋爐除水垢:為了除去水垢中的CaSO4,可先用Na2CO3溶液處理,使CaSO4轉化為疏松、易溶于酸的CaCO3,然后用酸除去。8、各種原生銅的硫化物經(jīng)氧化、淋濾作用后可變成CuSO4溶液,并向深部滲透,遇到深層的閃鋅礦(ZnS)和方鉛礦(PbS),便慢慢地使它們轉化為銅藍(CuS)。9、氟化物預防齲齒的化學原理牙齒表面的釉質層的主要成分是難溶的羥基磷灰石[Ca5(PO4)3OH]??谇恢械募毦诜纸馐澄锏倪^程中會產(chǎn)生有機酸。有機酸產(chǎn)生的H+使羥基磷灰石溶解:Ca5(PO4)3OH+4H+=5Ca2++3HPO42-+H2O。在牙膏中添加氟化物,能預防齲齒。氟離子能與羥基磷灰石發(fā)生反應,生成氟磷灰石[Ca5(PO4)3F]:Ca5(PO4)3OH(s)+F-(aq)=Ca5(PO4)3F(s)+OH-(aq)。氟磷灰石的溶解度比羥基磷灰石的小,更能抵抗酸的侵蝕。氟離子還能抑制口腔細菌產(chǎn)生酸。添入牙膏中的氟化物有一氟磷酸鈉(Na2PO3F)、氟化鈉(NaF)和氟化鍶(SrF2)等。高氟地區(qū)的人群、6歲以下的兒童等不宜使用含氟牙膏。10、研究與實踐:了解水處理過程中的化學原理(1)水的硬度以及常用的硬水軟化的方法①碳酸鹽硬度(暫時硬度):主要是由鈣、鎂的碳酸氫鹽[Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2]所形成的硬度,還有少量的碳酸鹽硬度。碳酸氫鹽硬度經(jīng)加熱之后分解成沉淀物從水中除去。②非碳酸鹽硬度(永久硬度):主要是由鈣鎂的硫酸鹽、氯化物和硝酸鹽等鹽類所形成的硬度。這類硬度不能用加熱分解的方法除去。反滲透法能夠實現(xiàn)降低水中各種離子,實現(xiàn)硬度的降低。(2)工業(yè)鍋爐水垢的主要成分、危害、處理方法工業(yè)鍋爐水垢的主要成分是CaCO3、Mg(OH)2、CaSO4、MgCO3等。危害:硬垢導熱性差,浪費燃料或電力。硬垢熱脹冷縮和受力不均,增加鍋爐爆裂甚至爆炸的危險性。硬垢會附著重金屬離子。處理方式:用酸溶解。11、在化學分析中,以AgNO3標準溶液滴定溶液中的Cl-時,采用K2CrO4為指示劑,利用Ag+與CrO42-反應生成磚紅色沉淀指示滴定終點。第四章
化學反應與電能1、鋰離子電池(1)是一種二次電池,主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作。在充放電過程中,Li+在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌:充電時,Li+從正極脫嵌,經(jīng)過電解質嵌入負極,負極處于富鋰狀態(tài);放電時則相反。(2)鋰離子電池構造是把鋰離子嵌入碳(石油焦炭和石墨)中形成負極。正極材料常用LixCoO2,也用LixNiO2和LixMn2O4等,電解液用LiPF6+二甲基碳酸酯(DMC)等。(3)一種鋰離子電池,其負極材料為嵌鋰石墨,正極材料為LiCoO2(鈷酸鋰),電解質溶液為LiPF6(六氟磷酸鋰)的碳酸酯溶液(無水)。該電池放電時的反應原理可表示如下。負極:LixCy-xe-=xLi++Cy
正極:Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2總反應可表示為:LixCy+Li1-xCoO2=LiCoO2+Cy(4)注意:鋰離子電池不是鋰電池。鋰電池的負極為金屬鋰,鋰離子電池的負極為石油焦炭和石墨。鋰離子電池的反應溫和,危險性低。2、歷史上第一個化學電源1789年,意大利生理學家伽法尼發(fā)現(xiàn)掛銅鉤的蛙腿接觸鐵欄桿就會抽搐。他認為這是“動物電”。意大利物理學家伏打認為肌肉收縮可能是受到了電刺激。伏打在1792~1796年發(fā)現(xiàn)只要兩種不同的金屬接觸,中間隔著濕的硬紙等,都會起電。伏打設計了一種能檢驗電量的驗電器。1799年,伏打研制了能維持一定電流的電堆。這種電堆能為科研、生產(chǎn)提供穩(wěn)恒電源。3、普通鋅錳電池:Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)負極:Zn+2NH3-2e-=[Zn(NH3)2]2+正極:2MnO2+2e-+2NH4+=2MnO(OH)+2NH34、電解與元素的發(fā)現(xiàn)5、電有機合成己二腈陽極:H2O-2e-=1/2O2↑+2H+陰極:2CH2=CHCN+2H++2e-=NC(CH2)4CN總反應:2CH2=CHCN+H2O→電解→NC(CH2)4CN+1/2O2↑6、用電解法處理酸性含鉻廢水(主要含有Cr2O72-)時,以鐵板作陰、陽極,電級反應為:陽極:Fe-2e-=Fe2+陰極:2H2O+2e-=H2↑+2OH-處理過程中還發(fā)生反應:Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O,最后Cr3+以Cr(OH)3,F(xiàn)e3+以Fe(OH)3形式除去。7、白鐵皮:薄鋼板表面鍍上一層鋅。馬口鐵:薄鋼板表面鍍上一層錫。發(fā)藍處理:用化學方法在鋼鐵部件表面進行發(fā)藍處理(生成一層致密的四氧化三鐵薄膜)。8、黃銅:銅鋅合金。白銅:銅鎳合金。青銅:原指銅錫合金,后來除黃銅﹑白銅以外的銅合金均稱青銅。9、鋅銀紐扣電池的總反應:Zn+Ag2O=ZnO+2Ag(堿性電池KOH為電解質)10、一種用于心臟起搏器的微型電池的電極材料是石墨和鋰,電解質溶液為等物質的量的LiCl、AlCl3溶解在SOCl2中形成的溶液。這種電池的總反應為8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S。11、研究與實踐:暖貼的設計與制作暖貼的使用原料:鐵粉、活性炭、蛭石、無機鹽和水等。暖貼的發(fā)熱原理:電化學的氧化還原反應。負極:Fe-2e-=Fe2+正極:O2+2H2O+4e-=4OH-總反應:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O當撕開明膠層后,空氣中的氧氣進入與鐵粉發(fā)生氧化反應,鐵粉被氧化后就會釋放出熱量。其中,活性炭可以吸附空氣中的水分,保證氧化過程順利進行,同時還可以使熱量均勻散發(fā)。蛭石則是一種防火材料,具有保溫的作用,它和活性炭一起將鐵粉散開,避免暖貼發(fā)熱太快而導致灼傷。無機鹽和水則作為催化劑,可以促使鐵粉更快地氧化,加快熱量的釋放。教材不易學習到的內容-高中化學人教版選擇性必修二引言1、古希臘曾盛行一種叫做“原性論”的哲學,把世界萬物的本原歸結為四種基本性質——冷、熱、干、濕;它們兩兩結合,便形成四種基本元素——土、水、氣、火;四種元素再按不同比例結合,便得到世間萬物。原性論認為物質的性質與變化決定了物質的組成與結構。2、1933年,德國生物化學家、病理學家與細菌學家多瑪克將對氨基苯磺酰胺應用于醫(yī)學。磺胺藥之所以能殺菌,是由于它的結構類似于細菌必須的營養(yǎng)物——對氨基苯甲酸。3、貝殼的無機成分主要是CaCO3,外殼叫方解石,內層叫霰石。第一章
原子結構與性質第一節(jié)原子結構1、1920年,丹麥科學家玻爾在他提出的氫原子模型基礎上,提出構造原理。1936年,德國科學家馬德隆發(fā)表了以原子光譜事實為依據(jù)的完整的構造原理。2、銫和銣是通過原子光譜發(fā)現(xiàn)的,其光譜圖中有特殊的藍光和紅光。稀有氣體氦是分析太陽光譜發(fā)現(xiàn)的。3、離散的譜線1814年,德國物理學家夫瑯禾費發(fā)明了分光鏡并用來觀察太陽光,發(fā)現(xiàn)在太陽光譜中有570多條黑線(現(xiàn)知幾千條),后人稱之為夫瑯禾費線。1859年,德國科學家本生和基爾霍夫發(fā)明了光譜儀,證實了夫瑯禾費線實質上是原子的吸收光譜,并一一找到對應的元素。1913年,玻爾假設被束縛在原子核外的電子的能量是量子化的,所以原子光譜的譜線是離散的。1925年,德國科學家洪特解釋了復雜光譜,得出了過渡元素(包括鉻和銅等)的光譜學基態(tài)原子的電子排布,為構造原理的確立奠定了基礎。4、稀有氣體及其化合物的發(fā)現(xiàn)1868年,天文學家洛克耶和楊森在太陽光譜中發(fā)現(xiàn)了一種新元素,定名為氦。20多年后,英國化學家拉姆齊在研究釔鈾礦時發(fā)現(xiàn)了一種新氣體,求助于光譜學家克魯克斯,證實這種氣體就是氦。在地球上氦也被發(fā)現(xiàn)了。1892年,英國物理學家瑞利與英國化學家拉姆齊通過實驗和光譜,發(fā)現(xiàn)了氬。1898年,拉姆齊與人合作又在液態(tài)空氣中發(fā)現(xiàn)了三種新元素,分別命名為氪、氖、氙。1900年,發(fā)現(xiàn)放射性元素鐳發(fā)生衰變釋放的氣體也是一種新元素,到1923年被最后定名為氡。2006年,第七周期最后一種元素被人工合成,元素符號為Og,中文名稱為奧氣。1962年巴特利特合成了氙的第一個化合物XePtF6,不久,在三個不同實驗室里又分別合成了XeF2、XeF4和XeF6三種簡單化合物。所有稀有氣體都能形成化合物。第二章
分子結構與性質1、F-F的鍵能比Cl-Cl的鍵能低,N-H的鍵能比C-H的鍵能低。C-O、N-O、O-O的鍵能依次降低。C=O、N=O、O=O的鍵能依次降低。2、一些分子的空間結構模型B12C60:12個正五邊形和20個正六邊形組成,又叫足球烯。SF6:正八面體形。椅式C6H12
比船式C6H12
穩(wěn)定。B12:正二十面體。3、價層電子對互斥模型預測分子空間結構時,不能用于預測以過渡金屬為中心原子的分子。4、臭氧分子中的共價鍵是極性鍵,臭氧分子是極性分子。5、表面活性劑和細胞膜(1)表面活性劑的有機分子,分子的一端有極性,稱為親水基團,分子的另一端幾乎沒有極性,稱為疏水基團。例如,烷基磺酸根離子R-SO3-。表面活性劑在水中會形成親水基團向外、疏水基團向內的膠束。由于油漬等污垢是疏水的,會被包裹在膠束內腔,這就是肥皂和洗滌劑的去污原理。這些分子之所以稱為表面活性劑,是由于它們會分散在水的液體表面形成一層疏水基團朝向空氣的單分子層,又稱單分子膜,從而大大降低水的表面張力。6、鄰羥基苯甲醛中的分子內氫鍵,發(fā)生在羥基的H和醛基的O上。7、巴斯德與手性:1848年,法國科學家巴斯德發(fā)現(xiàn),實驗室合成的酒石酸鹽與得自葡萄(發(fā)酵釀酒)的酒石酸鹽不同,前者無光學活性(不能使偏振光的偏振面旋轉),是因為合成的酒石酸鹽有兩種光學上不對稱的晶體。他細心地通過實驗把這兩種不對稱晶體成功分離,并證實它們都有光學活性。8、雙氧水的分子結構為第三章
晶體結構與性質1、等離子體:由電子、陽離子和電中性粒子組成的整體上呈電中性的物質聚集體稱為等離子體。等離子體是一種特殊的氣體。具有良好的導電性和流動性。在日光燈和霓虹燈的燈管里,在蠟燭的火焰里,在極光和雷電里,都能找到等離子體。2、液晶:1888年,奧地利萊尼采爾發(fā)現(xiàn),苯甲酸膽甾酯加熱達到熔點后,先呈渾濁態(tài),再加熱達一定溫度時,渾濁態(tài)變透明清亮態(tài)。1889年,德國人萊曼將上述熔點至澄清點溫度范圍內的物質狀態(tài)命名為液晶,后稱熱致液晶。相對于熱致液晶,從溶液中獲得的液晶稱為溶致液晶,即膠束等。液晶是介于液態(tài)和晶態(tài)之間的物質狀態(tài),既具有液體的流動性、黏度、形變性等,又具有晶體的某些物理性質,如導熱性、光學性質等,表現(xiàn)出類似晶體的各向異性。4、準晶:準晶,是一種介于晶體和非晶體之間的固體。在準晶的原子排列中,其結構是長程有序的(周期性),這一點和晶體相似;但是準晶不具備平移對稱性,這一點又和晶體不同。以色列科學家謝赫特曼在電子顯微鏡下觀察到:鋁錳合金的原子采用一種不重復、非周期性但對稱有序的方式排列。這種準晶體也同斐波那契序列有關。隨著數(shù)字的增大,兩數(shù)間的比值越來越接近黃金分割率。準晶體中原子間的距離也完全符合黃金分割率。5、金伯利巖富含金剛石。(1)高壓合成金剛石用高壓釜施加高溫高壓并加入金屬鎳等金屬催化劑,石墨可轉化為金剛石。(2)低壓合成金剛石用甲烷等簡單的碳氫化合物跟大量氫氣混合,在微波爐里形成低溫低壓的等離子體在硅等基質上沉積,得到金剛石。這是目前合成高質量單晶金剛石的主要合成方式。4、硬度:硬度是衡量固體軟硬程度的指標。硬度有不同的標度,最普通的硬度標度是畫痕硬度,即摩氏硬度,以固體互相刻畫時出現(xiàn)刻痕的固體的硬度較低。金剛石不能被任何天然礦物刻畫出刻痕,因而是最硬的。以金剛石的硬度為10,以另9種天然礦物為代表,可將摩氏硬度分為十度。5、SiO2和硅酸鹽的結構在低溫石英的結構中,頂角相連的硅氧四面體形成螺旋上升的長鏈,這一結構決定了它具有手性(左、右型)。硅酸鹽的陰離子結構豐富多樣,既有有限數(shù)目的硅氧四面體構建的簡單陰離子,如
SiO44-、Si2O76-、(SiO3)612-(六元環(huán))等,也有以硅氧四面體為結構單元構成一維、二維、三維無限伸展的共價鍵骨架。金屬離子則以離子鍵與陰離子或陰離子骨架結合。部分
Si
被
Al
取代則得到鋁硅酸鹽。6、離子液體:室溫或稍高于室溫時呈液態(tài)的離子化合物定義為離子液體。離子晶體的熔點,有的較低,如NH4NO3、Ca(H2PO4)2的熔點分別為170°C、109°C。引入有機基團可降低離子化合物的熔點,如C2H5NH3NO3的熔點只有12°C,常溫下呈液態(tài)。大多數(shù)離子液體含有體積很大的陰、陽離子。常見的陰離子如四氯鋁酸根(AlCl4-)、六氟磷酸根(PF6-)、四氟硼酸根(BF4?)等,常見的陽離子如季銨離子(R4N+,即NH4+的H被烴基R取代)、帶烴基側鏈的咪唑、嘧啶等有環(huán)狀含氮結構的有機胺正離子等。離子液體作溶劑,有難揮發(fā)的優(yōu)點,這是由于離子液體的粒子全都是帶電荷的離子。離子液體有良好的導電性,用作電化學研究的電解質。許多離子液體被用作有機合成的溶劑和催化劑。7、納米晶體:納米晶體是晶體顆粒尺寸在納米(10-9m)量級的晶體。納米晶體相對于通常的晶體,在聲、光、電、磁、熱等性能上常會呈現(xiàn)新的特性。以熔點為例,當晶體顆粒小至納米量級,熔點會下降。晶體顆粒小于200nm時,晶粒越小,金屬鉛的熔點越低,主要原因是晶體的表面積增大。8、葉綠素、血紅素和維生素
B12
都是配合物,它們的配體大同小異,是一種稱為卟啉的大環(huán)有機化合物,而中心離子分別是鎂離子、亞鐵離子和鈷離子。9、硫酸鎳溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4藍色溶液。10、工業(yè)鹽酸(俗稱粗鹽酸)呈亮黃色,已證明了這是配合物[FeCl4]-的顏色。教材不易學習到的內容-高中化學人教版選擇性必修三引言1、1828年,化學家維勒發(fā)現(xiàn)無機化合物氰酸銨(NH4OCN)通過加熱可以直接轉變?yōu)橛袡C化合物尿素【CO(NH2)2】?;瘜W方程式為:NH4OCN→△→CO(NH2)2第一章有機化合物的結構特點與研究方法1、范托夫與碳價四面體學說荷蘭化學家范托夫于1874年發(fā)表了《空間化學引論》。他認為在甲烷分子中,碳的4個價鍵指向正四面體的頂點,碳原子位于四面體的中心,氫原子位于四面體的4個頂點。2、重結晶:首先要選擇適當?shù)娜軇箅s質在此溶劑中溶解度很小或溶解度很大,易于除去;被提純的有機化合物在此溶劑中的溶解度受溫度的影響較大,能夠進行冷卻結晶。3、色譜法:當樣品隨著流動相經(jīng)過固定相時,因樣品中不同組分在兩相間的分配不同而實現(xiàn)分離,稱為色譜法。包括紙色譜、薄層色譜、氣相色譜和高效液相色譜等。1903
年,俄國植物生理學家和化學家茨韋特發(fā)表了第一篇關于色譜法的論文。他在玻璃管的一端塞上棉花,在管中填充碳酸鈣粉末,再把溶有綠色植物色素的溶液自上而下注入玻璃管中。結果植物色素被碳酸鈣粉末吸附,形成不同顏色的色帶。他將吸附不同色素的碳酸鈣分層取出,再用乙醇作溶劑,從植物色素中提取出葉綠素、葉黃素和胡蘿卜素等較純的組分。4、青蒿素結構的測定:20世紀70年代初,我國屠呦呦等使用乙醚從中藥中提取并用柱色譜分離得到抗瘧有效成分青蒿素。科學家們通過元素分析和質譜法分析,確定青蒿素的相對分子質量為282,分子式為C15H22O5。經(jīng)紅外光譜和核磁共振譜分析,確定青蒿素分子中含有酯基和甲基等結構片段。通過化學反應證明其分子中含有過氧基(—O—O—)。通過X射線衍射最終測定了青蒿素的分子結構。第二章烴1、同種烷烴的不同異構體中,支鏈越多,沸點越低。新戊烷的沸點9.5℃,常溫下是氣體,標準狀況下是液態(tài)。2、烷烴分子中可能存在以下結構單元:-CH3、-CH2-、-CH<、>C<。其中的碳原子分別被稱為伯、仲、叔、季碳原子。3、只有共軛二烯烴才能發(fā)生類似于丁二烯的1,4-加成。共軛二烯烴的兩個雙鍵之間只有一個單鍵,比如CH2=CH-CH=CH2。共軛二烯烴中有大π鍵。4、順-2-丁烯的熔點小于反-2-丁烯的。順-2-丁烯的沸點大于反-2-丁烯的。順-2-丁烯的密度大于反-2-丁烯的。反-2-丁烯的分子間距更小,固體的熔點更高。順-2-丁烯的分子極性更大,液體的沸點更高。4、乙炔與水加成后的產(chǎn)物乙烯醇(CH2=CH-OH)不穩(wěn)定,很快轉化為乙醛。這種結構變化叫重排反應,是有機化學反應的類型之一,多數(shù)會自動發(fā)生,符合能量最低原理。5、導電高分子:聚乙炔、聚苯胺、聚苯等,具有共軛大π鍵的高分子,經(jīng)過摻雜處理后具有一定的導電性能。聚乙炔摻雜I2后,具有與金屬材料一樣的導電性。6、乙苯、鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲苯的物理性質比較名稱熔點/℃沸點/℃密度/(g?cm-3)乙苯-951360.867鄰二甲苯-251440.880間二甲苯-481390.864對二甲苯131380.861分子結構越緊湊,越對稱,分子間距越小,極性越大,熔沸點越高。二甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯、乙苯的晶體中的分子間距依次增大,熔點依次降低。鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲苯的極性依次變小,沸點降低。乙苯的分子間距更大,沸點最低。7、溴苯(含少量苯、FeBr3、Br2)混合物的除雜步驟:(硝基苯中含少量苯、硝酸、硫酸的除雜步驟與之類似)(1)稀酸洗,然后分液:除去FeBr3。(一般用水洗,此處用酸洗是防止FeBr3水解生成難溶性固體)(2)NaOH溶液洗,然后分液:除去Br2。將更易溶于溴苯的Br2轉化為易溶于水而難溶于溴苯的NaBr、NaBrO等)(3)水洗,然后分液:再次除凈殘留的NaOH、NaBr等。(4)加MgSO4固體,然后過濾:干燥,除去殘留的水。(5)蒸餾:除去苯。8、稠環(huán)芳香烴——萘、蒽由兩個或兩個以上的苯環(huán)共用相鄰的兩個碳原子的芳香烴是稠環(huán)芳香烴。(1)萘C10H8:結構為。無色片狀晶體,有特殊氣味,易升華。曾用于殺菌、防蛀、驅蟲,有一定毒性,已不用。(2)蒽C14H10:結構為。無色晶體,易升華??捎糜诤铣扇玖稀5谌聼N的衍生物第一節(jié)鹵代烴1、氯乙烷的應用液態(tài)氯乙烷汽化時大量吸熱,具有冷凍麻醉作用,可在身體局部產(chǎn)生快速鎮(zhèn)痛效果。常用氯乙烷與其他藥物制成“復方氯乙烷氣霧劑”,用于運動中的急性損傷。2、臭氧層的保護大氣中的臭氧層濾除大量紫外線,保護地球上的生物。大氣中的臭氧在紫外線下發(fā)生反應:O3→紫外線→O2+O·、O2+O·→O3。氟氯代烷(商品名:氟利昂)破壞臭氧層的反應過程為:CCl3F→紫外線→CCl2F·+Cl·然后在Cl·的作用下,發(fā)生循環(huán)反應:Cl·+O3→O2+ClO·、ClO·+O·→Cl·+O2??偡磻獮?O3→3O2。3、有機物命名的次序為:羧酸、磺酸、羧酸酯、酰鹵、酰胺、酸酐、腈、醛、酮、醇、硫醇、酚、硫酚、胺、炔烴、烯烴、醚、硫醚、鹵代烴、烷烴、硝基化合物、亞硝基化合物……用前面的官能團為主體命名,后面的官能團為取代基,取代基的書寫順序從后向前。CH3-CH(NH2)-CHCl-CH(CN)-CH(CH=CH2)-CH(CH3)-CH(OH)-COOH:3-甲基-6-氯-4-乙烯基-7-氨基-2-羥基-5-氰基辛酸。4、乙二醇可用于生產(chǎn)汽車防凍液,丙三醇可用于配制化妝品。5、甲醇是無色、易揮發(fā)的液體,有毒,誤服會損傷視神經(jīng),甚至致人死亡。6、乙醚是一種無色、易揮發(fā)的液體,沸點34.5℃,有特殊氣味,具有麻醉作用。乙醚易溶于有機溶劑,它是一種優(yōu)良溶劑。7、苯酚有毒,對皮膚有腐蝕性。如不慎沾到皮膚上,應立即用乙醇沖洗,再用水沖洗。8、酚類物質一般都可以與FeCl3作用顯色,可用于檢驗其存在。含酚類物質的廢水對生物具有毒害作用,會對水體造成嚴重污染?;S和煉焦廠的廢水中常含有酚類物質,在排放前必須經(jīng)過處理。處理方法包括物理法(吸附法、萃取法、膜分離法)、化學法(氧化法、縮聚法、電解法)、生物法(活性污泥法、厭氧-好氧組合法)。9、19世紀,英國外科醫(yī)生利斯特發(fā)明了用苯酚(石炭酸)溶液對手術器械消毒,減少患者的傷口感染。10、化學家波義耳用鐵鹽與沒食子酸制造了墨水。沒食子酸的結構為。11、苯甲醛俗稱苦杏仁油,是一種有苦杏仁味的無色液體。苯甲醛是制造染料、香料及藥物的重要原料。在空氣中久置,在容器內壁會出現(xiàn)苯甲酸固體的結晶。安息香:可由兩分子的苯甲醛制成,2C6H5-CHO→C6H5-CHOH-CO-C6H5。12、苯丙烯醛又叫肉桂醛,結構為C6H5-CH=CH-CHO,可用作植物香料。苯甲醛和乙醛可在熱的堿性溶液中制肉桂醛。經(jīng)歷加成反應和消去反應,化學方程式為:C6H5-CHO+CH3CHO→NaOH/△→C6H5-CHOH-CH2-CHOC6H5-CHOH-CH2-CHO→C6H5-CH=CH-CHO+H2O13、溴水中加入足量的乙醛溶液,發(fā)現(xiàn)溴水褪色。這是由于醛基具有還原性,溴水可將乙醛氧化為乙酸?;瘜W方程式為:Br2+H2O=HBr+HBrO、HBrO+CH3CHO→HBr+CH3COOH。14、甲酸(HCOOH)又稱蟻酸,是無色、有刺激性氣味的液體,有腐蝕性,能與水、乙醇等互溶。甲酸分子中既有羧基,又有醛基。甲酸既有酸性,又能與銀氨溶液反應,被氧化為碳酸后分解生成二氧化碳和水。它受熱易分解。HCOOH→△→CO↑+H2O15、苯甲酸(C6H5COOH,俗稱安息香酸)是無色晶體,易升化,微溶于水,易溶于乙醇。它的鈉鹽是常用的食品防腐劑。它受熱易分解。C6H5COOH→△→CO2↑+C6H616、乙二酸(HOOC-COOH,H2C2O4,俗稱草酸)是無色晶體,通常含有兩分子結晶水,可溶于水和乙醇。乙二酸是化學分析中常用的還原劑,也是重要的化工原料。它受熱易分解。H2C2O4→△→CO2↑+CO↑+H2O17、2-羥基丙酸(CH3CHOHCOOH俗稱乳酸)是無色液體,具有吸濕性。存在于酸奶中,可由淀粉制得:淀粉→C6H12O6→乳酸菌→2CH3CHOHCOOH。18、魯賓和卡門利用同位素示蹤法,通過標記18O來追蹤光合作用中產(chǎn)物氧氣的來源,證明了氧氣中的氧全部來自水,而不是來自二氧化碳。?19、硬脂酸:C17H35COOH,軟脂酸:C15H31COOH,油酸:C17H33COOH,亞油酸:C17H31COOH。由天然油脂得到的油酸和亞油酸一般具有順式結構。油脂經(jīng)過氫化得到的人造脂肪中會含有反式脂肪酸。反式脂肪酸是引發(fā)動脈硬化和冠心病的危險因素之一。20、研究與實踐:自制肥皂(1)制皂過程:①在皂化鍋中,加入食用油和純堿溶液,充分攪拌并加熱,油脂層逐漸減少,最后液體不出現(xiàn)分層,說明皂化反應完成。②加入NaCl細顆粒,在液體上方出現(xiàn)固體。③用紗布過濾,干燥,成型,得到肥皂。(2)了解表面活性劑的種類表面活性劑分為離子型表面活性劑(包括陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、兩性表面活性劑)、非離子型表面活性劑等。比如,陰離子表面活性劑有肥皂類、磺酸化物R-SO3-M等。陽離子表面活性劑有主要有苯扎溴銨(新潔爾滅)等有機銨鹽。兩性表面活性劑有卵磷脂等。非離子型表面活性劑有脂肪酸甘油酯、蔗糖脂肪酸酯等。21、(1)羥醛縮合反應
(2)第爾斯-阿爾德反應:22、1,4-二氧雜環(huán)己烷(又稱1,4-二氧六環(huán)或1,4-二??烷,)是一種常用的溶劑,在醫(yī)藥、化妝品、香料等精細化學品的生產(chǎn)中有廣泛應用。23、阿司匹林片的有效成分是乙酰水楊酸CH3COOC6H4COOH(苯環(huán)鄰位),用于治療發(fā)燒、發(fā)炎等。通過實驗檢驗乙酰水楊酸中的羧基和酯基:(1)樣品處理:將一片阿司匹林片研碎后放入適量水中,振蕩后靜置,取用上層清液。(2)阿司匹林片中羧基和酯基官能團的檢驗①向兩支試管中分別加入2mL清液。②向其中一支試管中滴入2滴石蕊溶液,觀察現(xiàn)象。③向另一支試管中滴入2滴稀硫酸,加熱后滴入幾滴NaHCO3溶液,振蕩。再向其中滴入幾滴FeCl3溶液,振蕩。觀察現(xiàn)象。24、下圖是乙醇、乙酸和乙酸乙酯三種物質的核磁共振氫譜,請指出它們分別對應哪種物質。答案:乙酸乙酯、乙醇、乙酸第四章生物大分子1、單糖結構式:(注意中間碳上的OH在左邊和在右邊,不是同種物質)費歇爾投影式2、葡萄糖的環(huán)狀結構(注意結構細節(jié),下面還對比了其它六碳單糖的環(huán)狀結構)哈沃斯透視式(投影式)半乳糖,β-D-果糖3、最簡單的醛糖是丙醛糖,又稱甘油醛,其結構簡式為
CH2OHCHOHCHO。甘油醛的對映異構體如圖所示,根據(jù)其構型不同分別稱為D-甘油醛和L-甘油醛。自然界存在的葡萄糖和果糖都具有D構型。D、L構型:1951年,德國化學家費歇爾采用(+)-甘油醛為標準物,并人為地規(guī)定在費歇爾投影式中第二號碳原子C2上的羥基,位于右側的為D構型,位于左側的為L構型。4、乳糖C12H22O11:乳糖也是一種常見的二糖,主要存在于哺乳動物的乳汁中,可用于嬰兒食品、糖果、藥物等的生產(chǎn)。C12H22O11(乳糖)+H2O→C6H12O6(葡萄糖)+C6H12O6(半乳糖)5、甜味劑是能賦予食物甜味的食品添加劑,按其營養(yǎng)價值可分為營養(yǎng)性甜味劑和非營養(yǎng)性甜味劑,按其來源可分為天然甜味劑和合成甜味劑。天然甜味劑有木糖醇、甜菊糖苷、甘草等,合成甜味劑有阿斯巴甜、糖精鈉等。6、纖維素參與構成了植物的細胞壁,起著保護和支持作用。纖維素可以用來制造纖維素硝酸酯、纖維素乙酸酯和黏膠纖維等。纖維素硝酸酯又稱硝酸纖維,極易燃燒,可用于生產(chǎn)火藥、塑料和涂料等。纖維素乙酸酯又稱醋酸纖維,不易燃燒,是一種紡織工業(yè)原料,可用于生產(chǎn)塑料、過濾膜、膠片等。黏膠纖維是用木材、秸稈等富含纖維素的物質經(jīng)化學處理后,通過紡絲而制成的再生纖維。黏膠纖維中的長纖維一般稱為人造絲,短纖維稱為人造棉,都可用于紡織工業(yè)。7、甲殼質:又稱甲殼素、幾丁質,化學式為(C8H13O5N)n,由乙酰氨基葡萄糖相互結合形成。它是節(jié)肢動物,如蝦、蟹、昆蟲外殼的重要成分。甲殼質不溶于水和一般的有機溶劑,在堿溶液中可以脫去乙酰基,生成以氨基葡萄糖為單體的高聚物——殼聚糖(繼續(xù)水解的產(chǎn)物是α-氨基葡萄糖)。8、組成人體內蛋白質的氨基酸有21種。其中有8種氨基酸在人體內不能合成,必須通過食物供給,這些氨基酸稱為必需氨基酸。9、血紅蛋白分子中的谷氨酸會因遺傳因素變成纈氨酸,這一微小差別會導致紅細胞的形態(tài)由
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