3.反應(yīng)條件和反應(yīng)試劑對(duì)有機(jī)反應(yīng)的影響
(1)反應(yīng)條件
(催化劑時(shí)苯環(huán)上取代)
(光照或加熱時(shí)飽和碳上取代)
CH2=CH-CH3+Cl2CH2=CH-CH2-Cl+HCl
CH2=CH-CH3+HBr (氫加在含氫較多碳原子上,符合馬氏規(guī)則)
CH2=CH-CH3+HBrCH3-CH2-CH2-Br(反馬氏加成)
(2)溫度不同
2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+H2O
(2)溶劑影響
CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH CH3CH2Br+NaOHCH2=CH2↑+NaBr+H2O
(3)試劑濃度影響
CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O
CH3COOCH2CH3+H2OCH3COOH+CH3CH2OH
(3)溶液酸堿性影響
R-OH+HXR-X+H2O R-X+H2OR-OH+HX
CH3COOCH2CH3+H2OCH3COOH+CH3CH2OH
CH3COOCH2CH3+NaOHCH3COONa+CH3CH2OH
2.常見試劑的常見反應(yīng)
(1)溴單質(zhì)
① 只能是液溴: 與飽和碳原子上氫的取代反應(yīng)(光照或加熱)
與苯環(huán)上氫的取代反應(yīng)(催化劑)
② 可以是溴水(或溴的四氯化碳溶液): 不飽和烴(烯烴或炔烴)的加成反應(yīng)
酚類物質(zhì)中苯環(huán)上的取代反應(yīng)
含醛基物質(zhì)的氧化反應(yīng)
(2)NaOH
① NaOH水溶液: 鹵代烴的取代反應(yīng)(1 mol與苯環(huán)直接相連的鹵原子水解需2 mol NaOH)
酯的水解反應(yīng)(1 mol 酚酯消耗2 mol NaOH)
與羧酸或酚羥基的中和反應(yīng)
蛋白質(zhì)或多肽的水解
② NaOH醇溶液:鹵代烴的消去反應(yīng)
(3)新制Cu(OH)2懸濁液: 與羧酸的反應(yīng)
含醛基物質(zhì)的氧化反應(yīng)
(4)銀氨溶液:含醛基物質(zhì)的氧化反應(yīng)
(5)H2SO4: 作催化劑:苯的硝化或醇的消去反應(yīng);酯或蛋白質(zhì)的水解反應(yīng)
反應(yīng)物:苯的磺化反應(yīng);與醇的酯化反應(yīng)
強(qiáng)酸性:與CH3COONa加熱蒸餾制CH3COOH
(6)酸性高錳酸鉀: 烯烴、炔烴等不飽和烴的氧化反應(yīng)
苯環(huán)側(cè)鏈(與苯環(huán)相連的第一個(gè)碳上有氫)的氧化反應(yīng)
醇的氧化反應(yīng)
含醛基物質(zhì)的氧化反應(yīng)
(7)FeCl3:含酚羥基物質(zhì)的顯色反應(yīng)
(8)HNO3: 苯的硝化反應(yīng)(苯與濃硫酸、濃硝酸的混酸反應(yīng))
遇蛋白質(zhì)顯黃色(蛋白質(zhì)分子中含苯環(huán)
與甘油、纖維素等的酯化反應(yīng)
1.三類物質(zhì)中氫的活潑性比較
|
Na(置換) |
NaOH(中和) |
Na2CO3 |
NaHCO3 |
C2H5-OH |
H2↑ |
-- |
-- |
-- |
C6H5-OH |
H2↑ |
C6H5ONa |
NaHCO3
|
-- |
CH3COOH |
H2↑ |
CH3COONa |
CO2↑ |
CO2↑ |
4.一些特殊類型的反應(yīng)
(1)化合物+單質(zhì)化合物+化合物
Cl2+H2OHCl+HClO 2H2S+3O22SO2+2H2O
4NH3+5O24NO+6H2O CH4+2O2CO2+2H2O
(2)化合物+化合物化合物+單質(zhì)
4NH3+6NO5N2+6H2O 2H2S+SO23S+2H2O
2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑ NaH+H2ONaOH+H2↑
2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2 CO+H2OCO2+H2
(3)一些特殊化合物與水的反應(yīng)
① 金屬過氧化物:2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑
② 金屬氮化物:Mg3N2+3H2O3Mg(OH)2+2NH3↑
③ 金屬硫化物:Al2S3+6H2O2Al(OH)3+3H2S↑
CaS+2H2OCa(OH)2+H2S↑
④ 金屬碳化物:CaC2+2H2OCa(OH)2+C2H2↑
Al4C3+12H2O4Al(OH)3+3CH4↑
⑤ 金屬氫化物:NaH+H2ONaOH+H2↑
⑥ 金屬磷化物:Ca3P2+6H2O3Ca(OH)2+2PH3↑
⑦ 非金屬的鹵化物:NCl3+3H2ONH3+3HClO PCl3+3H2OH3PO3+3HCl
SiCl4+3H2OH2SiO3+4HCl SOCl2+H2O2HCl+SO2↑
(4)雙水解反應(yīng)
① Al3+(或Fe3+)與HCO3–、CO32–:Al3++3HCO3–Al(OH)3↓+3CO2↑
2Al3++3CO32–+3H2O2Al(OH)3↓+3CO2↑
② Al3+與HS–、S2–:Al3++3HS–+3H2OAl(OH)3↓+3H2S↑
2Al3++3S2–+6H2O2Al(OH)3↓+3H2S↑
③ Al3+與AlO2–:Al3++3AlO2–+6H2O4Al(OH)3↓
(5)一些高溫下的反應(yīng)
3Fe+4H2OFe3O4+4H2↑ 2Al+Fe2O32Fe+Al2O3
C+H2OCO+H2 CaCO3CaO+CO2↑
CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑ Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑
(6)能連續(xù)被氧化的物質(zhì)
① 單質(zhì):NaNa2ONa2O2 CCOCO2
N2NONO2 PP2O3P2O5 SSO2SO3
② 化合物:CH4COCO2 NH3NONO2
H2SS(或SO2)SO2SO3 CH3CH2OCH3CHOCH3COOH
CH3OHHCHOHCOOHCO2
3.有一些特別值得注意的反應(yīng)
(1)單質(zhì)+化合物1化合物2
2FeCl2+Cl22FeCl3 4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
2Na2SO3+O22Na2SO4 2FeCl3+Fe3FeCl2
(2)難溶性酸、堿的分解
H2SiO3SiO2+H2O Mg(OH)2MgO+H2O
2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O 2Al(OH)3Al2O3+3H2O
(3)不穩(wěn)定性酸、堿的分解
2HClO2HCl+O2↑ 4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O
NH3·H2ONH3↑+H2O H2SO3SO2↑+H2O
(4)不穩(wěn)定性鹽的分解
NH4ClNH3↑+HCl↑ 2AgBr2Ag+Br2
CaCO3CaO+CO2↑ 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O;
(5)金屬置換金屬:Fe+Cu2+Cu+Fe2+、2Al+Fe2O32Fe+Al2O3
(6)金屬置換非金屬:2Na+2H2O2NaOH+H2↑ Zn+2H+Zn2++H2↑
2Mg+CO22MgO+C 3Fe+4H2OFe3O4+4H2↑
(7)非金屬置換非金屬:2F2+2H2O4HF+O2 Cl2+H2S(HBr、HI)2HCl+S(Br2、I2)
2C+SiO2Si+2CO↑ C+H2OCO+H2
3Cl2+2NH3N2+6HCl Si+4HFSiF4+2H2
(8)非金屬置換金屬:H2+CuOCu+H2O C+2CuO2Cu+CO2↑
2.中學(xué)化學(xué)中的氣體
(1)常見氣體單質(zhì):H2、N2、O2、Cl2
(2)有顏色的氣體:Cl2(黃綠色)、溴蒸氣(紅棕色)、NO2(紅棕色)。
(3)易液化的氣體:NH3、Cl2、SO2。
(4)有毒的氣體:F2、O3、HF、Cl2、H2S、SO2、CO、NO(NO、CO均能與血紅蛋白失去攜氧能力)、NO2(制備時(shí)需在通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行)。
(5)極易溶于水的氣體:NH3、HCl、HBr;易溶于水的氣體:NO2、SO2;能溶于水的氣體:CO2、Cl2。
(6)具有漂白性的氣體:Cl2(潮濕)、O3、SO2。
注意:Cl2(潮濕)、O3因強(qiáng)氧化性而漂白(潮濕Cl2中存在HClO);SO2因與有色物質(zhì)化合生成不穩(wěn)定無色物質(zhì)而漂白;焦碳因多孔結(jié)構(gòu),吸附有色物質(zhì)而漂白。
(7)能使石蕊試液先變紅后褪色的氣體為:Cl2(SO2使石蕊試液顯紅色)。
(8)能使品紅溶液褪色的氣體:SO2(加熱時(shí)又恢復(fù)紅色)、Cl2(加入AgNO3溶液出現(xiàn)白色沉淀)。
(9)能使無水硫酸銅變藍(lán)的氣體:水蒸氣。
(10)能使?jié)駶?rùn)的碘化鉀淀粉試紙變藍(lán)的氣體:Cl2、Br2、NO2、O3。
(11)不能用濃硫酸干燥的氣體:NH3、H2S、HBr、HI。
(12)不能用無水CaCl2干燥的氣體:NH3(原因:生成:CaCl2·8NH3)。
1.中學(xué)化學(xué)中的顏色
(1)焰色反應(yīng):Na+(黃色)、K+(紫色,透過藍(lán)色鈷玻璃)
(2)有色溶液:Fe2+(淺綠色)、Fe3+(黃色)、Cu2+(藍(lán)色)、MnO4–(紫紅色)、Fe(SCN)3(血紅色)
(3)有色固體:紅色:Cu、Cu2O、Fe2O3;紅褐色固體:Fe(OH)3;藍(lán)色固體:Cu(OH)2;黑色固體:CuO、FeO、FeS、CuS、Cu2S、Ag2S、PbS;淺黃色固體:S、Na2O2、AgBr;黃色固體:AgI、Ag3PO4(可溶于稀硝酸);白色固體:Fe(OH)2、CaCO3、BaSO4、AgCl、BaSO3等。
(4)反應(yīng)中的顏色變化
① Fe2+與OH–反應(yīng):產(chǎn)生白色絮狀沉淀,迅速轉(zhuǎn)變成灰綠色,最后變成紅褐色。
② I2遇淀粉溶液:溶液呈藍(lán)色。
③ 苯酚中加過量濃溴水:產(chǎn)生白色沉淀(三溴苯酚能溶于苯酚、苯等有機(jī)物)。
④ 苯酚中加FeCl3溶液:溶液呈紫色。
⑤ Fe3+與SCN–:溶液呈血紅色。
⑥ 蛋白質(zhì)溶液與濃硝酸:出現(xiàn)黃色渾濁(蛋白質(zhì)的變性)。
6.電解質(zhì)溶液
(1)溶液的導(dǎo)電性:溶液的導(dǎo)電性取決于溶液中自由移動(dòng)的離子的濃度及離子所帶的電荷數(shù)。強(qiáng)電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性不一定強(qiáng),相反,弱電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性不一定弱。
(2)弱電解質(zhì)的電離程度、能水解鹽的水解程度與電解質(zhì)濃度間的關(guān)系:弱酸或弱堿的濃度越大,則其酸性或堿性越強(qiáng),但其電離程度越。粡(qiáng)酸弱堿鹽或弱酸強(qiáng)堿鹽的濃度越大,則其酸性或堿性越強(qiáng),但其水解程度越小。
(3)溶液中微粒濃度的比較
① 微粒濃度的大小比較
首先判斷溶液中的溶質(zhì);然后根據(jù)溶質(zhì)組成初步確定溶液中微粒濃度間的關(guān)系;接著判斷溶液的酸、堿性(或題中給出);最后根據(jù)溶質(zhì)是否因電離或水解而造成微粒濃度的變化,根據(jù)溶液的酸堿性確定其電離和水解程度的大小,寫出微粒濃度間最終的大小關(guān)系。
② 微粒濃度間的守恒關(guān)系:
電荷守恒:借助于離子濃度(或物質(zhì)的量)表達(dá)溶液呈電中性的式子。
物料守恒:溶液中溶質(zhì)微粒符合溶質(zhì)組成的式子。
(4)電極反應(yīng)式、總化學(xué)方程式的書寫
① 原電池的負(fù)極和電解池的陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng),還原劑參與,還原劑的還原性越強(qiáng),
② 當(dāng)電極產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液中微粒發(fā)生反應(yīng)時(shí),該反應(yīng)應(yīng)體現(xiàn)在電極反應(yīng)式中;當(dāng)兩電極產(chǎn)物會(huì)發(fā)生反應(yīng)時(shí),應(yīng)體現(xiàn)在總反應(yīng)式中(此時(shí)兩電極反應(yīng)式之和并不等于總反應(yīng)式)。
(5)對(duì)可充、放電化學(xué)電源的認(rèn)識(shí)
① 放電的方向?yàn)樵姵胤较,是氧化還原反應(yīng)自發(fā)的方向;充電的方向?yàn)殡娊獬胤较颍茄趸原反應(yīng)非自發(fā)的方向。
② 充電時(shí),原電池的負(fù)極(發(fā)生氧化反應(yīng))接外接電源的負(fù)極(作電解池的陰極,發(fā)生還原反應(yīng));原電池的正極(發(fā)生還原反應(yīng))接外接電源的正極(作電解池的陽(yáng)極,發(fā)生氧化反應(yīng))。
(6)對(duì)電解精煉的認(rèn)識(shí)
① 電極材料:陰極為精品,陽(yáng)極為粗品,電解質(zhì)溶液為含精煉金屬離子的可溶性鹽溶液。
② 電極反應(yīng)式:陽(yáng)極為精煉金屬及活動(dòng)性位于精煉金屬之前的金屬失電子而溶解,陰極為精煉金屬離子得電子而析出,活動(dòng)性位于精煉金屬之后的金屬則掉落而成為陽(yáng)極泥。
5.化學(xué)平衡
(1)化學(xué)反應(yīng)速率:aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)
反應(yīng)任一時(shí)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
平衡時(shí):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)外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
① 固體物質(zhì)的濃度可以視作常數(shù),故其反應(yīng)速率與固體的用量無關(guān)。
② 一般溫度每升高10℃,反應(yīng)速率增大2-4倍。
③ 壓強(qiáng)只影響氣體反應(yīng)的速率。
④ 充入“惰性氣體”:恒溫、恒容:不影響反應(yīng)速率;
恒溫、恒壓:反應(yīng)速率減小。
⑤ 催化劑可同等程度的改變正、逆反應(yīng)速率,影響反應(yīng)到達(dá)平衡的時(shí)間,而不能改變反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率。
(2)平衡常數(shù)(K):只與溫度有關(guān),溫度一定,K為定值。常用于判斷平衡移動(dòng)的方向和平衡時(shí)組分濃度、反應(yīng)物平衡轉(zhuǎn)化率等的計(jì)算(計(jì)算時(shí)特別注意平衡常數(shù)表達(dá)式中使用的是組分的平衡濃度)。
(3)平衡標(biāo)志
① 宏觀:各組分的濃度相等。
③ 微觀:用同一種物質(zhì)表示的正、逆反應(yīng)速率相等。
③ 其他:如氣體顏色、反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)物產(chǎn)率、組分百分含量、氣體密度、氣體相對(duì)分子質(zhì)量等,若平衡移動(dòng)時(shí)該量改變,則不再改變時(shí)即達(dá)平衡狀態(tài)。
(4)平衡移動(dòng)方向
v正>v逆,平衡正向移動(dòng)
① 改變條件的瞬間: v正=v逆,平衡不移動(dòng)
v正<v逆,平衡逆向移動(dòng)
因此,化學(xué)平衡的移動(dòng)與反應(yīng)的過程有關(guān),是過程函數(shù),化學(xué)平衡移動(dòng)的方向取決于改變條件瞬間的v正、v逆之間的關(guān)系。
② 濃度熵(Q)法:按平衡常數(shù)計(jì)算式算出改變條件的瞬間值,然后與平衡常數(shù)進(jìn)行比較。
Q<K,平衡正向移動(dòng)
改變條件的瞬間: Q=K,平衡不移動(dòng)
Q>K,平衡逆向移動(dòng)
(5)等效平衡
① 恒溫恒容條件下,當(dāng)把反應(yīng)物和生成物換算成一邊物質(zhì)后,若物質(zhì)的量相等,達(dá)平衡時(shí)的狀態(tài)與原平衡等效,此時(shí)各組分濃度和百分含量均相等;若反應(yīng)前后氣體體積不變,當(dāng)把反應(yīng)物和生成物換算成一邊物質(zhì)后,物質(zhì)的量與原平衡等比例,達(dá)平衡時(shí)狀態(tài)與原平衡等效,此時(shí)各組分濃度不等,百分含量相等。
② 恒溫恒壓條件下,當(dāng)把反應(yīng)物和生成物換算成一邊物質(zhì)后,物質(zhì)的量與原平衡等比例,達(dá)平衡時(shí)狀態(tài)與原平衡等效,此時(shí)各組分濃度和百分含量均相等。
③ 等效平衡的構(gòu)建:當(dāng)增加恒容容器中氣體組分的物質(zhì)的量時(shí),該組分的物質(zhì)的量濃度瞬間增大,同時(shí)由于容器中氣體物質(zhì)的量的增加,使容器內(nèi)壓強(qiáng)增大,兩個(gè)因素同時(shí)影響化學(xué)平衡,需構(gòu)建等效平衡來比較轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率、氣體相對(duì)分子質(zhì)量等狀態(tài)量。
一般思路為:先構(gòu)建恒溫恒壓下等效平衡(即反應(yīng)容器與氣體物質(zhì)的量作同等程度的改變),然后改變?nèi)萜鲀?nèi)壓強(qiáng)使容器體積與原平衡時(shí)相同,通過壓強(qiáng)改變時(shí)平衡的移動(dòng)情況對(duì)轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率、氣體相對(duì)分子質(zhì)量等狀態(tài)量的影響作出判斷。
注意:構(gòu)建的等效平衡只能判斷氣體轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率、相對(duì)分子質(zhì)量等狀態(tài)量,而不能判斷平衡移動(dòng)的方向。平衡移動(dòng)是過程函數(shù),應(yīng)通過改變條件瞬間正、逆反應(yīng)速率間關(guān)系或濃度熵與平衡常數(shù)間關(guān)系來判斷平衡移動(dòng)的方向。
4.元素周期率與元素周期表
(1)判斷金屬性或非金屬性的強(qiáng)弱
金屬性強(qiáng)弱 |
非金屬性強(qiáng)弱 |
①最高價(jià)氧化物水化物堿性強(qiáng)弱 |
①最高價(jià)氧化物水化物酸性強(qiáng)弱 |
②與水或酸反應(yīng),置換出H2的易難 |
②與H2化合的易難或生成氫化物穩(wěn)定性 |
③活潑金屬能從鹽溶液中置換出不活潑金屬 |
③活潑非金屬單質(zhì)能置換出較不活潑非金屬單質(zhì) |
(2)比較微粒半徑的大小
①核電荷數(shù)相同的微粒,電子數(shù)越多,則半徑越大:陽(yáng)離子半徑<原子半徑<陰離子半徑
如:H+<H<H–;Fe>Fe2+>Fe3+;Na+<Na;Cl<Cl–
②電子數(shù)相同的微粒,核電荷數(shù)越多則半徑越。淳哂邢嗤娮訉咏Y(jié)構(gòu)的微粒,核電荷數(shù)越大,則半徑越小。
如:① 與He電子層結(jié)構(gòu)相同的微粒:H–>Li+>Be2+
② 與Ne電子層結(jié)構(gòu)相同的微粒:O2–>F–>Na+>Mg2+>Al3+
③ 與Ar電子層結(jié)構(gòu)相同的微粒: S2–>Cl–>K+>Ca2+
③電子數(shù)和核電荷數(shù)都不同的微粒
同主族:無論是金屬還是非金屬,無論是原子半徑還是離子半徑從上到下遞增。
同周期:原子半徑從左到右遞減。
同周期元素的離子半徑比較時(shí)要把陰陽(yáng)離子分開。同周期非金屬元素形成的陰離子半徑大于金屬元素形成的陽(yáng)離子半徑。
例如:Na+<Cl–;第三周期,原子半徑最小的是Cl,離子半徑最小的是Al3+
(3)元素周期結(jié)構(gòu)
(4)位、構(gòu)、性間關(guān)系
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