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高三化學(xué)書(shū)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)歸納人教版化學(xué)反應(yīng)與能量變化中,焓變(ΔH)是恒壓條件下反應(yīng)的熱效應(yīng),單位為kJ/mol。放熱反應(yīng)ΔH為負(fù),吸熱反應(yīng)ΔH為正。熱化學(xué)方程式需注明物質(zhì)狀態(tài)(s、l、g、aq)、ΔH數(shù)值與符號(hào),化學(xué)計(jì)量數(shù)表示物質(zhì)的量可分?jǐn)?shù)。蓋斯定律指出,化學(xué)反應(yīng)的焓變只與始末狀態(tài)有關(guān),與路徑無(wú)關(guān),可通過(guò)已知反應(yīng)的焓變計(jì)算未知反應(yīng),如ΔH3=ΔH1+ΔH2。化學(xué)反應(yīng)速率常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度減少或生成物濃度增加表示(mol·L?1·s?1)。濃度增大、溫度升高、壓強(qiáng)增大(對(duì)氣體)、使用催化劑均能加快反應(yīng)速率。其中,催化劑通過(guò)降低活化能增大活化分子百分?jǐn)?shù),影響最顯著?;瘜W(xué)平衡狀態(tài)的特征為“等”(正逆速率相等)、“定”(各組分濃度保持不變)、“動(dòng)”(動(dòng)態(tài)平衡)、“變”(條件改變平衡移動(dòng))。平衡常數(shù)K=生成物濃度冪之積/反應(yīng)物濃度冪之積(固體、純液體不寫(xiě)入),K越大反應(yīng)進(jìn)行越完全。溫度升高,吸熱反應(yīng)的K增大,放熱反應(yīng)的K減小。勒夏特列原理指出,改變影響平衡的一個(gè)條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)),平衡向減弱這種改變的方向移動(dòng),如增大反應(yīng)物濃度,平衡正向移動(dòng)但反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率不一定增大(若為多種反應(yīng)物,增大一種的濃度,其轉(zhuǎn)化率降低,其他反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率升高)。電解質(zhì)溶液中,強(qiáng)電解質(zhì)(如強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、大多數(shù)鹽)完全電離,弱電解質(zhì)(如弱酸、弱堿、水)部分電離,存在電離平衡。水的離子積Kw=c(H?)·c(OH?),25℃時(shí)Kw=1×10?1?,只與溫度有關(guān)(溫度升高Kw增大)。溶液酸堿性由c(H?)與c(OH?)相對(duì)大小決定,pH=lgc(H?),適用于c(H?)≤1mol/L的溶液。鹽類水解的本質(zhì)是鹽電離出的離子與水電離的H?或OH?結(jié)合生成弱電解質(zhì),破壞水的電離平衡。強(qiáng)酸弱堿鹽水解顯酸性(如NH4Cl:NH4?+H2O?NH3·H2O+H?),強(qiáng)堿弱酸鹽水解顯堿性(如CH3COONa:CH3COO?+H2O?CH3COOH+OH?),強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽不水解顯中性。水解程度受溫度(升溫促進(jìn)水解)、濃度(稀釋促進(jìn)水解)、外加酸堿(酸抑制強(qiáng)酸弱堿鹽水解,堿抑制強(qiáng)堿弱酸鹽水解)影響。水解應(yīng)用包括明礬凈水(Al3?水解生成Al(OH)3膠體吸附雜質(zhì))、配制FeCl3溶液加鹽酸抑制水解、泡沫滅火器(Al3?與HCO3?雙水解生成CO2和Al(OH)3)。沉淀溶解平衡中,溶度積Ksp=c(A??)?·c(B??)?(如AgCl的Ksp=c(Ag?)·c(Cl?))。當(dāng)Qc>Ksp時(shí)生成沉淀,Qc=Ksp時(shí)達(dá)到平衡,Qc<Ksp時(shí)沉淀溶解。沉淀轉(zhuǎn)化本質(zhì)是Ksp小的沉淀可轉(zhuǎn)化為Ksp更小的沉淀(如AgCl→AgI→Ag2S)。電化學(xué)部分,原電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,需自發(fā)的氧化還原反應(yīng)、兩個(gè)活潑性不同的電極(或相同電極但電解質(zhì)不同)、電解質(zhì)溶液、閉合回路。負(fù)極(較活潑金屬或失電子的一極)發(fā)生氧化反應(yīng)(如Zn2e?=Zn2?),正極(較不活潑金屬、石墨或得電子的一極)發(fā)生還原反應(yīng)(如Cu2?+2e?=Cu)。電子從負(fù)極經(jīng)外電路流向正極,離子在電解質(zhì)溶液中移動(dòng)(陽(yáng)離子向正極,陰離子向負(fù)極)。常見(jiàn)原電池有銅鋅硫酸電池、氫氧燃料電池(酸性介質(zhì)中正極O2+4H?+4e?=2H2O,堿性介質(zhì)中O2+2H2O+4e?=4OH?)。電解池將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,需外加電源、兩個(gè)電極(陽(yáng)極與電源正極相連,陰極與負(fù)極相連)、電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)。陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)(活性電極優(yōu)先失電子,如Cu2e?=Cu2?;惰性電極時(shí),陰離子放電順序S2?>I?>Br?>Cl?>OH?>含氧酸根),陰極發(fā)生還原反應(yīng)(陽(yáng)離子放電順序Ag?>Fe3?>Cu2?>H?>Fe2?>Zn2?>Al3?)。電解應(yīng)用包括氯堿工業(yè)(電解飽和食鹽水:陽(yáng)極2Cl?2e?=Cl2↑,陰極2H?+2e?=H2↑,總反應(yīng)2NaCl+2H2O電解=2NaOH+H2↑+Cl2↑)、電鍍(鍍層金屬作陽(yáng)極,待鍍金屬作陰極,含鍍層金屬離子的溶液作電解質(zhì))、精煉銅(粗銅作陽(yáng)極,純銅作陰極,CuSO4溶液作電解質(zhì))。金屬腐蝕主要為電化學(xué)腐蝕,分為析氫腐蝕(酸性環(huán)境,正極2H?+2e?=H2↑)和吸氧腐蝕(中性或堿性環(huán)境,正極O2+2H2O+4e?=4OH?)。防護(hù)方法有犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法(連接更活潑金屬作負(fù)極)、外加電流的陰極保護(hù)法(連接電源負(fù)極)、覆蓋保護(hù)層(如涂漆、電鍍)。有機(jī)化學(xué)中,烷烴(CnH2n+2)為飽和烴,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,主要發(fā)生取代反應(yīng)(如CH4與Cl2在光照下生成CH3Cl等)、燃燒反應(yīng)。烯烴(CnH2n)含碳碳雙鍵,易發(fā)生加成反應(yīng)(如與Br2水加成使溴水褪色)、加聚反應(yīng)(如乙烯加聚生成聚乙烯)、氧化反應(yīng)(能使酸性KMnO4溶液褪色)。炔烴(CnH2n2)含碳碳三鍵,性質(zhì)與烯烴相似,可發(fā)生加成、氧化反應(yīng)(如乙炔使溴水、酸性KMnO4褪色)。芳香烴中苯的結(jié)構(gòu)為平面正六邊形,碳碳鍵介于單雙鍵之間,易取代(如與液溴在FeBr3催化下生成溴苯,與濃硝酸濃硫酸共熱生成硝基苯)、能加成(與H2在Ni催化下生成環(huán)己烷),難氧化(不能使酸性KMnO4褪色);甲苯等苯的同系物因側(cè)鏈?zhǔn)鼙江h(huán)影響易被氧化(如甲苯使酸性KMnO4褪色生成苯甲酸)。鹵代烴(RX)可發(fā)生水解反應(yīng)(NaOH水溶液,生成醇:RX+NaOH→ROH+NaX)和消去反應(yīng)(NaOH醇溶液,生成烯烴:RCH2CH2X+NaOH醇△→RCH=CH2+NaX+H2O),消去需鄰位有H原子(如CH3Cl不能消去)。醇(ROH)官能團(tuán)為羥基,與鈉反應(yīng)生成H2(2ROH+2Na→2RONa+H2↑),可發(fā)生消去反應(yīng)(濃硫酸170℃,如乙醇生成乙烯)、取代反應(yīng)(與HBr加熱生成溴乙烷,分子間脫水140℃生成乙醚)、氧化反應(yīng)(催化氧化:2RCH2OH+O2Cu△→2RCHO+2H2O;R2CHOH氧化為酮;R3COH不能被催化氧化)。酚(OH直接連苯環(huán))酸性弱于碳酸(苯酚與NaOH反應(yīng)生成苯酚鈉,通入CO2生成苯酚和NaHCO3),與FeCl3溶液顯紫色(特征反應(yīng)),可與濃溴水生成白色三溴苯酚沉淀(取代反應(yīng))。醛(RCHO)含醛基,易氧化(銀鏡反應(yīng):CH3CHO+2Ag(NH3)2OH△→CH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O;與新制Cu(OH)2反應(yīng):CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOH△→CH3COONa+Cu2O↓+3H2O)、能還原(與H2加成生成醇:CH3CHO+H2Ni△→CH3CH2OH)。羧酸(RCOOH)含羧基,酸性強(qiáng)于碳酸(乙酸與Na2CO3反應(yīng)生成CO2),可與醇發(fā)生酯化反應(yīng)(濃硫酸加熱,酸脫羥基醇脫氫,如CH3COOH+C2H5OH?CH3COOC2H5+H2O)。酯(RCOOR')可水解(酸性條件可逆生成羧酸和醇,堿性條件不可逆生成羧酸鹽和醇,如CH3COOC2H5+NaOH△→CH3COONa+C2H5OH)。有機(jī)反應(yīng)類型中,取代反應(yīng)包括鹵代、水解、酯化、硝化、磺化等(有機(jī)物分子中某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)代替);加成反應(yīng)是不飽和鍵(雙鍵、三鍵、苯環(huán))與小分子(H2、X2、HX、H2O)結(jié)合生成飽和或較飽和有機(jī)物;消去反應(yīng)是從分子中脫去小分子(H2O、HX)生成不飽和鍵;氧化反應(yīng)包括加氧或去氫(如醇氧化為醛、醛氧化為羧酸);還原反應(yīng)包括加氫或去氧(如醛還原為醇);加聚反應(yīng)是不飽和單體通過(guò)加成聚合生成高分子(如乙烯→聚乙烯);縮聚反應(yīng)是單體間脫去小分子(H2O、HX)聚合(如氨基酸→蛋白質(zhì)、乙二醇與乙二酸→聚酯)。有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)需考慮官能團(tuán)引入(如鹵代烴水解引入OH,醇消去引入C=C,醛氧化引入COOH)、官能團(tuán)保護(hù)(如含酚羥基時(shí)先與NaOH反應(yīng)保護(hù),避免被氧化)、碳鏈變化(增長(zhǎng):鹵代烴與NaCN取代,炔烴與HCN加成;縮短:烯烴/炔烴氧化斷鍵,羧酸脫羧)。波譜分析中,紅外光譜(IR)可確定官能團(tuán)(如OH、C=O);核磁共振氫譜(1HNMR)中峰的個(gè)數(shù)表示等效氫種類,峰面積比表示等效氫數(shù)目比(如CH3CH2OH有3組峰,面積比3:2:1)。物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)部分,原子結(jié)構(gòu)中,能層(K、L、M、N…)對(duì)應(yīng)主量子數(shù)n,能級(jí)(s、p、d、f…)能量s<p<d<f,同一能層中能級(jí)能量ns<np<nd<nf。電子排布遵循能量最低原理(電子優(yōu)先排布在能量最低的能級(jí))、泡利不相容原理(同一原子中無(wú)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的電子)、洪特規(guī)則(等價(jià)軌道電子優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)且自旋相同,全滿、半滿、全空更穩(wěn)定,如Cr的電子排布式為[Ar]3d?4s1而非[Ar]3d?4s2)。電離能(I)是氣態(tài)原子失去電子所需能量,同周期從左到右I增大(ⅡA>ⅢA,ⅤA>ⅥA為特例),同主族從上到下I減小。電負(fù)性(χ)衡量原子吸引電子能力,同周期從左到右χ增大,同主族從上到下χ減小(F最大,Cs最小),χ差>1.7一般形成離子鍵,≤1.7形成共價(jià)鍵。分子結(jié)構(gòu)中,共價(jià)鍵分為σ鍵(頭碰頭重疊,可旋轉(zhuǎn),如ss、sp、ppσ鍵)和π鍵(肩并肩重疊,不可旋轉(zhuǎn),如ppπ鍵),雙鍵含1σ+1π,三鍵含1σ+2π。雜化軌道理論中,sp雜化(直線形,如BeCl2、C2H2)、sp2雜化(平面三角形,如BF3、C2H4)、sp3雜化(四面體形,如CH4、NH3、H2O)。價(jià)層電子對(duì)互斥理論(VSEPR)中,價(jià)層電子對(duì)數(shù)=σ鍵數(shù)+孤電子對(duì)數(shù)(孤電子對(duì)數(shù)=(axb)/2,a為中心原子價(jià)電子數(shù),x為配位原子數(shù),b為配位原子最多結(jié)合電子數(shù)),電子對(duì)空間構(gòu)型為直線(2)、平面三角(3)、四面(4),分子空間構(gòu)型需去掉孤電子對(duì)(如NH3價(jià)層電子對(duì)4,分子三角錐形;H2O價(jià)層電子對(duì)4,分子V形)。分子間作用力包括范德華力(隨相對(duì)分子質(zhì)量增大而增大,影響熔沸點(diǎn))和氫鍵(XH…Y,X、Y為N、O、F,如H2O、NH3、HF的熔沸點(diǎn)高于同主族其他氫化物),氫鍵可存在于分子內(nèi)(如鄰羥基苯甲酸)或分子間(如對(duì)羥基苯甲酸),分子間氫鍵使熔沸點(diǎn)升高,分子內(nèi)氫鍵使熔沸點(diǎn)降低。晶體結(jié)構(gòu)中,離子晶體由陰、陽(yáng)離子通過(guò)離子鍵結(jié)合(如NaCl、CsCl),配位數(shù)NaCl為6:6(Na?周?chē)?個(gè)Cl?,反之亦然),CsCl為8:8;熔點(diǎn)較高,硬度較大,熔融或溶于水導(dǎo)電。分子晶體由分子通過(guò)分子間作用力結(jié)合(如干冰、冰),熔點(diǎn)較低,硬度小,溶于水可能導(dǎo)電(如HCl)。原子晶體由原子通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合(如金剛石、SiO2),熔點(diǎn)高
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