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1、自主招生考試化學(xué)試題解析與知識(shí)補(bǔ)充自主招生考試化學(xué)試題解析高校自主招生是對(duì)高校選拔體系的重要補(bǔ)充。一個(gè)學(xué)生能否進(jìn)相應(yīng)的大學(xué)進(jìn)行深造,理應(yīng)當(dāng)進(jìn)行綜合評(píng)定,擇優(yōu)錄用;而且不同的高校也確實(shí)需要根據(jù)自己的培養(yǎng)目標(biāo)選擇最合適的生 源。因此,擇優(yōu)錄用的方式應(yīng)該是多樣的,自主招生就是繼高考的另外一種重要方式,對(duì)于真正形成不拘一格選拔人才的高考體制改革意義重大,對(duì)中學(xué)推進(jìn)素質(zhì)教育也有明顯的導(dǎo)向作用??v觀近年來北大、清華、復(fù)旦、交大等名校的化學(xué)招考試題,筆者深切地感受到以下幾點(diǎn):.考查了化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)化學(xué)主干知識(shí)的考查仍然是需要重視的。如物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)、物質(zhì)的量、元素周期律、化學(xué)平衡及其移動(dòng)、化學(xué)反應(yīng)和離
2、子反應(yīng)(包括配平)、離子共存、pH簡(jiǎn)單計(jì)算、鹽的水解、電化學(xué)、重要的元素化合物、有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其推斷、化學(xué)實(shí)驗(yàn)等。以 這些主干知識(shí)為載體,測(cè)試考生的理解能力、思維能力、推理能力和分析綜合能力。比如清華大學(xué)2007年就考察了 “二甲基氯苯的苯的三取代物的同分異構(gòu)體有幾種”這 種比較基礎(chǔ)的試題,在常規(guī)教學(xué)中這些試題應(yīng)該是非?;A(chǔ)的。.考查了工業(yè)生產(chǎn)和人類生活所涉及的化學(xué)知識(shí),對(duì)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力要求更高化學(xué)的觸角已經(jīng)延伸到人類生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域,與人類的生產(chǎn)生活息息相關(guān)。近幾年各大名校的化學(xué)試題非常鮮明、非常突出地強(qiáng)調(diào)了 “學(xué)以致用”這一點(diǎn)。比如,北京大學(xué)2007年就考察了 “用釀造的
3、C2H50H作燃料,為何不會(huì)增加大氣中 CO2 的含量?”這類試題。這種試題看起來雖然簡(jiǎn)單,實(shí)則不然,它需要考察C2H50H燃燒的化學(xué)方程式以及植物光合作用的化學(xué)方程式、葡萄糖發(fā)酵制備C2H50H等三個(gè)化學(xué)方程式。將三個(gè)方程式聯(lián)立才能說明問題。因此,這類試題要真正答到點(diǎn)子上還是比較困難的。 類似的例子不勝枚舉。.考查了化學(xué)實(shí)驗(yàn)北京大學(xué)著名化學(xué)家傅鷹教授說:“實(shí)驗(yàn)是最高法庭”,由此可見實(shí)驗(yàn)在化學(xué)中的重要性。近年各大名校的化學(xué)試題均考察了化學(xué)實(shí)驗(yàn)?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)包括實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)裝置選擇、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等等。據(jù)我校參加名校選拔的學(xué)生回憶,2008年上海交大就考察了硫酸亞鐵鏤的制備,包括實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)裝置的選擇
4、等等問題。對(duì)于這類試題,最主要的還是要弄清基本的化學(xué)知識(shí)、基本的化學(xué)儀器的使用等等。.考查了一些開放性化學(xué)問題為了考察學(xué)生的綜合分析能力,各大名校普遍喜歡采用一些開放性試題。據(jù)我校參加名校選拔的學(xué)生回憶,2008年上海交大考察了這樣一道試題:在介紹了可燃冰的背景和形成 方式后,請(qǐng)考生根據(jù)材料和自己的知識(shí)背景談一談可燃冰未來作為能源的發(fā)展前景,它本身的結(jié)構(gòu)和形成對(duì)你有什么啟發(fā)。這樣的開放式問題很能考察學(xué)生的綜合素質(zhì)。針對(duì)上述試題的特點(diǎn),備考學(xué)生在復(fù)習(xí)時(shí)要注意以下幾點(diǎn):.切實(shí)落實(shí)好化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)是我們進(jìn)行綜合運(yùn)用的基石。對(duì)于高中所學(xué)的化學(xué)知識(shí)要把握得很準(zhǔn)確。 對(duì)于這一點(diǎn)我就不再贅述了。.
5、要關(guān)注生產(chǎn)生活中所涉及到的化學(xué)知識(shí)化學(xué)是為人類生產(chǎn)生活服務(wù)的??忌P(guān)注諸如下列問題:工業(yè)上的“三酸一堿”的生產(chǎn)工藝(包括原理、工藝流程、環(huán)境保護(hù)等問題)。第1頁共15頁環(huán)境保護(hù)問題。如南極臭氧空洞問題、光化學(xué)煙霧問題、酸雨問題。人體相關(guān)問題。如:血液pH值為何f1定在 7.357.42之間?何謂酸中毒?何謂堿中毒?如何治療酸中毒和堿中毒?生活中的塑料、化纖等問題。如白色污染問題、高分子材料的熱固性和熱塑性問題。 生產(chǎn)生活中的廢棄物問題。如生活垃圾的組成、處理方式問題、產(chǎn)生沼氣的原因等問題。 安全生產(chǎn)問題。如:煤礦發(fā)生瓦斯爆炸的成因、如何預(yù)防瓦斯爆炸等。能源問題。如海底可燃冰的成因、如何開采等
6、問題。生產(chǎn)玉米燃料問題、乙醇汽油問題等。 化學(xué)工廠的選址問題。這類問題要結(jié)合化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí),還要考慮交通運(yùn)輸、水源、 污染及其防治等問題,要求考生全面考慮問題。礦物的開采問題。如怎樣開采才能避免環(huán)境污染?.要能靈活運(yùn)用化學(xué)知識(shí)對(duì)于參加自主招生考試的學(xué)生而言,這是基本要求。對(duì)于考生來講,有些化學(xué)知識(shí)是有規(guī)律性的。如自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)一般是放熱的,其本質(zhì)就是結(jié)構(gòu)不對(duì)稱的高內(nèi)能物質(zhì)要盡可能轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)對(duì)稱的低內(nèi)能物質(zhì);化學(xué)反應(yīng)按其本質(zhì)來分一般可以分成三類:取代反應(yīng)、 加成反應(yīng)和縮合反應(yīng)。這三類反應(yīng)對(duì)于無機(jī)和有機(jī)反應(yīng)均適用。由此我們可以考察諸如此類問題:“夏日炎炎,馬路灑水車?yán)镅b的水中常常添加CaC
7、l2。請(qǐng)問這是為什么?長(zhǎng)時(shí)間噴灑含有CaCl2的水對(duì)馬路有何影響?”這類試題初看起來無從下手,但仔細(xì)研究發(fā)現(xiàn):實(shí)際上 就是考察結(jié)晶水合物問題。 若考生具備了解答這類試題的能力,也就具備了解答試題中涉及的開放式問題的能力,其成功的可能性最大,因?yàn)檫@類試題最難得分。 4.關(guān)注物理與化學(xué)、生物的結(jié)合部分物理學(xué)的電學(xué)與化學(xué)的電解、電池;物理學(xué)的熱學(xué)與化學(xué)的氣體實(shí)驗(yàn);物理學(xué)的原子核物理學(xué)與化學(xué)的物質(zhì)結(jié)構(gòu)間有著密切的聯(lián)系;化學(xué)是生物學(xué)的理論基礎(chǔ),生物中的各種變化多為有機(jī)化學(xué)的反應(yīng)。在環(huán)境、能源、醫(yī)學(xué)、生命醫(yī)學(xué)均有密切聯(lián)系,在自主招生備考中應(yīng) 給予高度關(guān)注。因?yàn)檫@些問題很能考查考生的綜合素質(zhì)。.要注重化學(xué)實(shí)
8、驗(yàn)要注意化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性、理解實(shí)驗(yàn)原理,能獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn),正確處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù), 把動(dòng)手操作與動(dòng)腦思考結(jié)合起來, 把實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)合起來。要會(huì)處理實(shí)驗(yàn)安全問題,會(huì)觀察、分析和解釋實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的現(xiàn)象,得出合理的實(shí)驗(yàn)結(jié)論,從而揭示事物的本質(zhì)。要能發(fā)揮創(chuàng)造性思維、能根據(jù)試題要求,靈活運(yùn)用學(xué)科理論知識(shí),設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)方案??傊?,自主招生選拔考試是對(duì)智優(yōu)思辨型學(xué)生的選拔,它要求學(xué)生的能力很高。 筆者希望自己的一管之見能起一點(diǎn)拋磚引玉的作用。第2頁共15頁自主招生考試化學(xué)知識(shí)補(bǔ)充一、化學(xué)反應(yīng)1、化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)2、氧化還原方程式的配平方法及其產(chǎn)物預(yù)測(cè)3、熱化學(xué)反應(yīng)二、物質(zhì)結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)1、記住常見物質(zhì)的俗名2
9、、記住常見物質(zhì)的熔沸點(diǎn)等特性判斷熔沸點(diǎn)的方法:(1)根據(jù)作用力類型和大小比較熔沸點(diǎn)(2)同種晶體類型(3)熔沸點(diǎn)的應(yīng)用3、路易斯結(jié)構(gòu)式4、氫鍵三、原子核外電子排布及其元素周期系1、核外電子排布要分清楚核外的填充式和核外電子的排布式。核外電子的排布式是根據(jù)主量子數(shù)和角量子數(shù)的大小確定的。主量子數(shù)即電子層數(shù)或周期數(shù),角量子數(shù)即電子亞層。 而電子填充式要考慮能級(jí)交錯(cuò)。所謂能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象就是某些亞層電子(如s電子)鉆穿能力很強(qiáng),能鉆穿到離核較近的區(qū)域。從第四周期開始,一些元素原子的電子就開始發(fā)生能級(jí)交錯(cuò)。如:Sc的核外電子排布式:1s22s22p63s23p63d14s2; Sc 的核外電子填充式:1s
10、22s22p63s23p64s23d1。 2、元素的性質(zhì) 元素性質(zhì)牽涉到元素的電負(fù)性、電離能和電子親合能。(1)電負(fù)性元素的電負(fù)性是指周期表中各元素的原子在分子中對(duì)成鍵電子的吸引能力的一種相對(duì)標(biāo)度。 元素的電負(fù)性愈大,表明原子在形成化學(xué)鍵時(shí)對(duì)成鍵電子的吸引力越強(qiáng),非金屬性也愈強(qiáng)。(2)電離能電離能(I)是指基態(tài)的氣態(tài)原子失去電子形成氣態(tài)陽離子時(shí)所吸收的能量。由于原子失去 電子必須消耗能量克服核對(duì)外層電子的引力,所以電離能總為正值,單位常用kJ?mol-1 o電離能可以定量比較氣態(tài)原子失去電子的難易,電離能越大,原子越難失去電子, 其金屬性越弱;反之金屬性越強(qiáng)。影響電離能大小的因素是:有效核電荷
11、、原子半徑和原子的電子構(gòu)型。(3)電子親合能元素的氣態(tài)基態(tài)原子獲得電子成為氣態(tài)陰離子所釋放的能量稱為該元素的電子親合能,簡(jiǎn)稱電子親合能(E)。電子親合能的大小反映了原子獲得電子的難易。親合能數(shù)值越大,則氣 態(tài)原子結(jié)合電子釋放的能量越多,與電子的結(jié)合越穩(wěn)定,表明該元素的原子越易獲得電子,第3頁共15頁故非金屬性越強(qiáng)。反之亦然。四、溶液及其溶液中的酸堿反應(yīng).物質(zhì)溶解過程物質(zhì)的溶解包括兩個(gè)過程.影響物質(zhì)溶解性大小的因素主要與物質(zhì)的本性有關(guān)。.酸和堿的定義人們對(duì)酸和堿的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的過程。 最早是阿累尼烏斯酸堿理論, 后來發(fā)展出了質(zhì)子酸 堿理論;后來又發(fā)展了路易斯酸堿理論, 最后是軟硬酸堿理論。軟硬
12、酸堿理論對(duì)物質(zhì)之間的 反應(yīng)認(rèn)識(shí)比較全面。有關(guān)軟硬酸堿理論,同學(xué)們可以看一下相關(guān)的參考書。五、氣體和稀溶液依數(shù)性.理想氣體狀態(tài)方程理想氣體又稱 完全氣體(perfect gas),是理論上假想的一種把實(shí)際氣體性質(zhì)加以簡(jiǎn)化的氣體。人們把假想在任何情況下都嚴(yán)格遵守氣體三定律的氣體稱為理想氣體。理想氣體具有如下特點(diǎn):分子體積與氣體體積相比可以忽略不計(jì)分子之間沒有相互吸引力分子之間及分子與器壁之間發(fā)生的碰撞不造成動(dòng)能損失一切實(shí)際氣體并不嚴(yán)格遵循這些定律,只有在溫度不太低,壓強(qiáng)不太高時(shí)可將真實(shí)氣體視為理想氣體。換言之,理想氣體是一種理想化的模型,實(shí)際并不存在。理想氣體是一切實(shí)際氣 體壓強(qiáng)趨于零的極限。這是
13、因?yàn)閜-0時(shí),V-8,即分子間距很大。此時(shí)分子本身體積和分子間引力均可忽略不計(jì)。 實(shí)際氣體中,凡是本身不易被液化的氣體,它們的性質(zhì)很近似理想氣體,其中最接近理想氣體的是氫氣和氨氣。在各種溫度、壓強(qiáng)的條件下,其狀態(tài)皆服從方程pV=nRT的氣體,稱為理想氣體狀態(tài)方程,或稱理想氣體定律。式中p是氣體分壓,V是氣體體積,n是氣體物質(zhì)的量,T是氣體的絕對(duì)溫度,R是氣體通用常數(shù),它隨其他物理量的單位不同而不同。物理量pVnTR國(guó)際單位Pam3molK3_L _L8.314 Pa m mol KkPadm3molK38 314 kPa dm mol K常用單位atmdm3molK30 082 atm dm
14、mol K.稀溶液的依數(shù)性包括三個(gè)方面的內(nèi)容:溶液的飽和蒸氣壓下降;沸點(diǎn)升高和凝固點(diǎn)下降;滲透壓。(1)溶液的飽和蒸氣壓下降單位時(shí)間內(nèi)由液面蒸發(fā)出的分子數(shù)和由氣相回到液體內(nèi)的分子數(shù)相等時(shí),氣、液兩相處于平衡狀態(tài),這時(shí)蒸汽的壓強(qiáng)叫做該液體的飽和蒸汽壓,通常稱為蒸汽壓。第4頁共15頁(2)溶液沸點(diǎn)升高含有非揮發(fā)性溶質(zhì)的溶液其沸點(diǎn)總是高于純?nèi)軇┑姆悬c(diǎn)。對(duì)稀溶液來說,蒸汽壓隨溫度升高而增加,當(dāng)它的蒸汽壓等于大氣壓強(qiáng)時(shí),液態(tài)開始沸騰,這時(shí)的溫度成為該液體的沸點(diǎn)。(3)溶液凝固點(diǎn)下降水溶液的凝固點(diǎn)是指溶液中的水與冰達(dá)成平衡的溫度,難揮發(fā)的非電解質(zhì)稀溶液的凝固點(diǎn)下降與溶液的質(zhì)量摩爾濃度成正比,而與溶質(zhì)的的性
15、質(zhì)無關(guān)。(4)滲透壓具有滲透壓是溶液的依數(shù)性質(zhì), 它產(chǎn)生的根本原因也是相變界面上可發(fā)生變化的分子個(gè)數(shù)不同引起的。經(jīng)過長(zhǎng)期研究,人們發(fā)現(xiàn):溫度相同時(shí),滲透壓冗和溶液的體積摩爾濃度成正nRT比;濃度相同時(shí),冗和溫度T成正比,即:=,即v V=nRT六、簡(jiǎn)單的配位化合物1,熟記常見的配位化合物黃血鹽:K4Fe(CN) 6赤血鹽:K3Fe(CN) 6普魯士藍(lán):Fe4Fe(CN) 63滕士藍(lán):Fe3Fe(CN) 62普魯士藍(lán)和滕士藍(lán)是同一種物質(zhì)。.配位化合物的組成由一種離子跟一種分子,或由兩種不同的離子所形成的一類復(fù)雜離子,叫做配離子。如硫酸銅氨Cu(NH 3)4SO4這樣含有配離子的化合物,就屬于配合
16、物。在Cu(NH 3)4SO4這種配合物里,Cu2+就是核心,叫做中心離子,4個(gè)NH3分子均勻地分布在它的周圍,叫做配合物的配位體。中心離子和配位體結(jié)合在一起就構(gòu)成配離子。SO42-距中心離子比較遠(yuǎn),跟中心離子的關(guān)系不像配位體那么密切。人們把中心離子和配位體一起構(gòu)成的配離子叫做配合物的內(nèi)界(在化學(xué)式里常用方括號(hào)把它們括起來);把其他部分如 SO42-離子叫做配合物的外界。NH 3 NH 3NH: NH 3配合物的中心離子, 一般都是陽離子。配合物的配位體可以是分子、也可以是陰離子。如在Cu(NH 3)4SO4里,配位體NH3是中性分子,在 Na3AIF6里,配位體F-是陰離子。配離子是 帶電荷
17、的,而配合物呈電中性。 因此,組成配合物的外界離子、中心離子和配位體離子電荷 的代數(shù)和必定為零。一個(gè)中心離子所能結(jié)合的配位體的總數(shù),叫做中心離子的配位數(shù)。.配合物的命名配合物的命名一般服從于無機(jī)化合物的命名原則,主要不同點(diǎn)是配離子的特征部分(即配合物的內(nèi)界)。在配合物的內(nèi)界里,既有陰離子,又有中性分子。那末它的命名順序應(yīng)先陰離 子、后中性分子,再寫 含”字(表示配位結(jié)合),然后說明形成體(中心離子)的名稱和價(jià) 態(tài)。如:Cu(NH3)412+ Co(NH 3)4Cl2第5頁共15頁形成體價(jià)態(tài) 銅;形成體名稱 合皴T配位體名稱 四十配位數(shù)子離竿形成體襄凝才形成體名稱 臺(tái)氮T配位體中性分子名稱 四配
18、依數(shù)氯T配位體陰離子名稱 二中配位數(shù)對(duì)于整個(gè)配合物的命名, 則按一般無機(jī)物命名原則。 如NaCl (氯化鈉);Co(NH 3)4C12C1 (氯化二氯四氨合鉆(III); Cr(H2O)5C1 Cl2 H2O (一水二氯化一氯五水合銘 (III); K2SO4 (硫酸鉀);K2PtC16(六氯合鉗(IV)酸鉀);KPt(NH 3)C15(五氯一氨合鉗(IV)酸鉀).配合物中的化學(xué)鍵配合物的外界離子跟配離子之間以離子鍵相結(jié)合,中心離子跟配位體之間以配位鍵相結(jié)合。配離子中中心離子提供空軌道,配原子提供孤對(duì)電子。.配合物的應(yīng)用(1)應(yīng)用于冶金冶煉(2)照相底片和感光紙定影(3)某些離子的檢驗(yàn)在化學(xué)實(shí)
19、驗(yàn)里,還可以利用形成顯色的配離子或配合物來鑒定離子。七、化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡.質(zhì)量作用定律在基元反應(yīng)中,或在非基元反應(yīng)的基元步驟中,反應(yīng)速率和反應(yīng)物濃度之間,有嚴(yán)格的數(shù)量關(guān)系,即遵循質(zhì)量作用定律?;磻?yīng) aA+bB=gG+hH ,則:Vi=kiAaBb.阿累尼烏斯公式溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響,主要體現(xiàn)在對(duì)速率常數(shù)k的影響上。Arrhenius總結(jié)了 k與T的經(jīng)4alnk - - EarnA驗(yàn)公式:k =Ae RT指數(shù)式。取自然對(duì)數(shù),得:RT 對(duì)數(shù)式。常用對(duì)數(shù):lgk = -Ea - lgA 2.303RT。式中:k速率常數(shù),Ea活化能,R氣體常數(shù),T絕對(duì)溫度。e自然對(duì)數(shù)底,e=2.71828,
20、 1ge=0.4343=1/2.303 , A指前因子,單位同 k。應(yīng)用阿侖尼烏斯公式討論問題,可以認(rèn)為Ea,A不隨溫度變化。由于 T在指數(shù)上,故對(duì)k的影響較大。根據(jù)Arrhenius公式,知道了反應(yīng)的Ea, A和某溫度時(shí)的k1,即可求出任意溫度 T2時(shí)的1gk1=EalgA1gk2= Ea lgA TOC o 1-5 h z k2。由對(duì)數(shù)式,2.303RT12.303RT2Ea 11k E 11k2 六午五)lgk2 =-E(- -)e-得:k1 2.303R T1 T2 ,或用指數(shù)形式:k1。.化學(xué)平衡常數(shù)對(duì)于氣相反應(yīng),平衡時(shí)各物質(zhì)的分壓不變,仍有類似的關(guān)系式第6頁共15頁T屏產(chǎn)引扯 +b
21、B 弱(直 + hH平衡時(shí),【以氏十 ,Kp也是一種經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù),稱為分壓平衡常數(shù)。而用濃度表示的經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù),則稱為濃度平衡常數(shù)Kco對(duì)于氣相反應(yīng),既有 Kc,也有Kp,表達(dá)的是同一平衡態(tài),但數(shù)值可以不同。Kc和Kp之間可以相互換算,相關(guān)的式子有:pV=nRT, p=(n/V)RT , p=CRT, C為濃度(換算時(shí),要注意各物理量的單位。)在書寫Kc或Kp表達(dá)式時(shí),只寫濃度或分壓可變的溶液相和氣壓,固態(tài)和純液態(tài)物質(zhì),不寫 入。對(duì)于同一可逆反應(yīng)而言,K只與溫度有關(guān)。八、電解質(zhì)溶液.沉淀溶解平衡任何難溶的電解質(zhì)在水中總是或多或少溶解的,絕對(duì)不溶的物質(zhì)是不存在的。難溶電解質(zhì)在水中所溶的那部分一般
22、是完全電離的。在一定條件下,又t溶強(qiáng)電解質(zhì) AmBn溶于水形成飽和溶液時(shí),溶質(zhì)的離子與該固態(tài)物質(zhì)之間建立動(dòng)態(tài)平衡,叫做沉淀 一溶解平衡。這時(shí),離子濃度的乘積為一常數(shù),叫做溶度積常數(shù)Ksp。AmBnmAn+nBm-。質(zhì)量作用定律適用于這個(gè)平衡,可得溶度積常數(shù)表達(dá)式:Ksp=A n+mB m-no溶度積常數(shù)和溶解度(s)的值都可用來表示物質(zhì)的溶解能力。但用溶度 積常數(shù)直接比較時(shí),物質(zhì)的類型必須相同。AB 型物質(zhì):Ksp=A+B-=s 2;AB2(或 A2B)型物質(zhì):Ksp=A2+B-2=s (2s)2=4s3;A2B3型物質(zhì):Ksp=A 3+2B2-3=(2s)2 (3s)3=108s5根據(jù)Ksp
23、可以判斷沉淀的生成、溶解或是維持原狀,這叫溶度積規(guī)則。其內(nèi)容是:當(dāng)Qc=An+mBm-n = Ksp時(shí),體系處于平衡狀態(tài),是飽和溶液。當(dāng)Qc=An+mBm-nKsp時(shí),會(huì)生成沉淀,溶液處于過飽和狀態(tài)。當(dāng)Qc=An+mBm-nKsp時(shí),沉淀會(huì)溶解,溶液為未飽和。Ksp與溫度有關(guān)。溫度升高,Ksp增大。溶度積Ksp與溶解度s都可以用來表示物質(zhì)的溶解能力,它們之間可以互換。同類型(指組成比)難溶電解質(zhì),Ksp越小,則s (以物質(zhì)的量濃度表示)愈?。徊煌愋偷碾y溶電解質(zhì),不能根據(jù)Ksp大小來比較s的大小。沉淀劑能使被沉淀的離子沉淀完全,但也不是沉淀劑愈多愈好,一般按化學(xué)計(jì)量比過量2050%為宜,過量太
24、多,反而使溶解度增大。有時(shí)沉淀完全的標(biāo)準(zhǔn)是:剩余離子濃度W1(fmol dm-3。.緩沖溶液緩沖溶液是一類能夠抵制外界加入少量酸和堿的影響,仍能維持pH值基本不變的溶液。該溶液的這種抗pH變化的作用稱為緩沖作用。 緩沖溶液通常是由一或兩種化合物溶于溶劑(即純水)所得的溶液,溶液內(nèi)所溶解的溶質(zhì)(化合物)稱之為緩沖劑,調(diào)節(jié)緩沖劑的配比即可 制得不同pH的緩沖液。下表列出某些人體體液的 pH值:體液pH體液pH血清7.357.45大腸液8.38.4第7頁共15頁成人胃液0.91.5淚6.66.9唾液6.37.1尿4.87.5胰液7.58.0腦脊液7.357.45緩沖溶液是由共軻酸堿對(duì)組成, 所謂共軻
25、酸堿對(duì)是指兩種緩沖劑相差一個(gè)質(zhì)子。緩沖溶液可以由濃度較大的弱酸及其相應(yīng)的鹽溶液組成,其溶液能夠保持穩(wěn)定的pH值,溶液pH的計(jì)%算公式為:pH=pKa+lgc弱酸,其中Ka為弱酸的電離常數(shù)。 相應(yīng)的,由弱堿及其相應(yīng)的鹽溶液ca組成的緩沖溶液,其溶液 pOH=pKb+lg c弱堿【例3】(1)含有HAc和NaAc各為0.1mol L-1的緩沖溶液的pH是多少?(2)在1L上述緩沖溶液中加入 0.01mol HCl后,溶液的pH是多少?(3)在這1L緩沖溶液中加入 0.01mol NaOH后,溶液的pH是多少?(4)將上述溶液加水稀釋 100倍時(shí),pH是多少?通過計(jì)算,我們得出結(jié)論:外加少量強(qiáng)酸、強(qiáng)
26、堿或加水稀釋時(shí),緩沖溶液的pH值基本不變。緩沖溶液pH首先決定于pKa或pKb,即決定于弱酸或弱堿的平衡常數(shù)的大小,其次決定于ca/cb的比值。對(duì)于某一確定的緩沖對(duì),由于pKa和pKb是一個(gè)常數(shù),改變 ca/cb的值,可以配制不同pH值的緩沖溶液。九、電化學(xué).原電池和電解池原電池的負(fù)極是電極材料較活潑的金屬,正極是電極材料較不活潑的金屬。注意:這里的“活潑或不活潑”是相對(duì)的,判斷時(shí)要與電解質(zhì)溶液聯(lián)系起來。同時(shí),要注意的是:正極材料不一定要是金屬,有是其他材料也可以。如酸性解質(zhì)中,Mg比Al活潑,因此 Mg為負(fù)極,Al為正極;而在堿性介質(zhì)中,Al比Mg活潑,因此Al為負(fù)極,Mg為正極。電解池要注
27、意陽極材料。若陽極材料是石墨或Pt,則為惰性電極,因此陽極反應(yīng)肯定是電解質(zhì)溶液中的陰離子遷移到陽極放電。若陽極材料為石墨和Pt以外的金屬,則該金屬一定失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng)。我們不必理會(huì)該金屬是排在氫元素前的金屬還是排在氫元素后的金屬。若陽極是鐵,失去電子得Fe2+。注意:書寫電極反應(yīng)時(shí),最好是正極和負(fù)極得失電子數(shù)相等。.燃料電池燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率(化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能)較高。在燃料電池中,電解質(zhì)可以是固體電解質(zhì),也可以是液體電解質(zhì)。在通常的情況下,電解質(zhì)為堿性溶液,且參與負(fù)極反應(yīng)。一般情況下,燃料電池的電池反應(yīng)與該燃料燃燒的化學(xué)反應(yīng)有時(shí)相同,有時(shí)不同。如:氫氧燃料電池(電解質(zhì)為 KOH溶液)負(fù)
28、極反應(yīng):正極反應(yīng): 電池反應(yīng):甲烷燃料電池(電解質(zhì) KOH溶液)負(fù)極反應(yīng):正極反應(yīng): 電池反應(yīng):第8頁共15頁熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質(zhì),CO為負(fù)極燃?xì)?,空氣與 CO2的混合氣為正極助燃?xì)猓频迷?6500c下工作的燃料電池。 負(fù)極反應(yīng):正極反應(yīng): 電池反應(yīng):.法拉第電解定律法拉第電解定律反映了通電電量與電解析出物質(zhì)的質(zhì)量的相互關(guān)系。其公式為:mQ Mn F = Qm 二M,變形得:nF 。其中,n為金屬的化合價(jià),m為電解時(shí)溶解或析出的質(zhì)量;M為金屬的摩爾質(zhì)量;F為法拉第常數(shù)(即1mol電子電量);Q為電解過程中所通的電 量,即Q=It
29、 (I為電路的電流強(qiáng)度,t為通電時(shí)間)。.原電池的應(yīng)用(1)制造各種各樣的電池:在現(xiàn)代生活、生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展中,電池發(fā)揮著越來越重要的作用,如大至宇宙火箭、 人造衛(wèi)星、空間電視轉(zhuǎn)播站、飛機(jī)、輪船,小至電腦、收音機(jī)、照相機(jī)、電話、助聽器、電 子手表、心臟起搏器等,都離不開各式各樣的電池。(2)應(yīng)用于金屬的防腐一電化學(xué)保護(hù)法外加電流的陰極保護(hù)法金屬氧化生成的電子流跟外加電流的方向是相反的。只要外加足夠強(qiáng)的電壓, 金屬腐蝕而產(chǎn)生的原電池電流就不能被輸送,因而腐蝕也就不能發(fā)生。 根據(jù)這種防護(hù)原理, 要保護(hù)的金屬是在陰極。因此,這種方法叫做外加電流的陰極保護(hù)法。例如,對(duì)鋼閘門采取涂料和外加電流的聯(lián)合
30、防腐的新方法,就可以收到明顯的效果。犧牲陽極的陰極保護(hù)法犧牲陽極的陰極保護(hù)法是在要保護(hù)的鋼鐵設(shè)備上聯(lián)結(jié)一種更易失去電子的金屬或合金。如右圖所示,鋼閘門的保護(hù),有的就應(yīng)用這種方法。它是用一種比鐵更為活潑的金屬,如鋅等, 聯(lián)結(jié)在鋼閘門上。這樣, 當(dāng)發(fā)生電化腐蝕時(shí), 被腐蝕的是那種比鐵活潑的金屬,而鐵被保護(hù) 了。通常在輪船的尾部和在船殼的水線以下部分,裝上一定數(shù)量的鋅決,來防止船殼等的腐蝕,就是應(yīng)用的這種方法。(3)應(yīng)用原電池原理,可以加快化學(xué)反應(yīng)如純鋅與硫酸反應(yīng)較慢,可以往反應(yīng)體系中加入幾滴CUSO4溶液,以加快反應(yīng)。其原理是:Zn與CuSO4溶液反應(yīng):Zn+CuSO4 - Cu+ZnSO4,這樣
31、Zn與Cu在電解質(zhì)溶液中組成了 Cu-Zn原電池,加快了反應(yīng)。請(qǐng)同學(xué)們思考:如何降低粗鋅與硫酸的反應(yīng)速率呢?十、化學(xué)實(shí)驗(yàn).物質(zhì)的分離和提純?cè)嚇釉谶M(jìn)行測(cè)定(或檢出)以前,常常需要使待測(cè)(或檢出)物質(zhì)與干擾物質(zhì)彼此分離。樣品中待測(cè)物質(zhì)的含量極少, 以致其在試液中的濃度僅接近或甚至低于分析方法的測(cè)定(檢出)下限,此時(shí)就需要進(jìn)行富集。 富集可認(rèn)為是提高濃度的分離方法;而提純則可視為主體物質(zhì)與所含雜質(zhì)的分離。(1)結(jié)晶和沉淀法(2)蒸儲(chǔ)法(3)過濾法第9頁共15頁(4)升華法(5)萃取法(6)溶解法(7)轉(zhuǎn)化法(8)吸收法(9)離子交換法(10)電滲析法.常見陰離子、陽離子的檢驗(yàn)(1)常見陽離子可通過焰
32、色反應(yīng)檢驗(yàn)NH 4+可通過氣室法檢驗(yàn):Al 3+可通過其兩性進(jìn)行檢驗(yàn):Fe3+、Fe2+檢驗(yàn):Cu2+檢驗(yàn):SO42-、X-、S2-、S2O32-等檢驗(yàn):堿中和滴定(1)熟記酸堿指示劑的在不同 pH值時(shí)的顏色變化(2)酸堿指示劑的選擇:酸滴堿用甲基橙;堿滴酸用酚儆;強(qiáng)酸強(qiáng)堿互滴用甲基橙或酚酗:均可。(3)掌握雙指示劑法。如在NaOH、Na2CO3混合物中,若加入甲基橙,用酸滴定可得NaCl+CO?;若用酚酬:作指示劑,可得NaCl、NaHCO3。先加甲基橙,后加酚酬:或者是先加酚儆,后加甲基橙,其滴定過 程完全不同。.沉淀滴定法和氧化還原滴定法 掌握其反應(yīng)原理,如: MnO4+Fe2+H+ 一
33、一一 2-I2+S2O3 fCu2+I- -Cr2O72-+I-+H+ fBrO3-+I-+H+ , MnO4+C2O42-+H+ f BrO3-+Br-+H+ .物質(zhì)的制備物質(zhì)的制備所選取的儀器取決于反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件。所謂反應(yīng)狀態(tài)就是三態(tài)變化,反應(yīng)條件就是看反應(yīng)是否加熱。 如氣體的制備中,固體反應(yīng)物一般放在圓底燒瓶中, 液體一般 放在分液漏斗;但若固體直接加熱,則直接放在試管中加熱即可。中學(xué)制備實(shí)驗(yàn)中最重要的就是有關(guān)氣體的制備。要掌握H2、。2、CO2、Cl2、SO2、NH3、NO、NO2、CH2=CH2等的實(shí)驗(yàn)室制法,所以在復(fù)習(xí)中不僅要明確這些氣體制備的試劑、儀器、反應(yīng)原理和收集方法
34、,而且還要能夠運(yùn)用這些原理設(shè)計(jì)一些新氣體的制備方法和方案。此外還有一些無機(jī)物和有機(jī)物的制備,典型的有氫氧化鋁、氫氧化亞鐵、硫酸亞鐵等的制備,有機(jī)物主要有乙酸乙酯、肥皂等的制備。卜一、常見元素的單質(zhì)及其化合物第10頁共15頁(一)、單質(zhì)的性質(zhì).單質(zhì)的物理性質(zhì)單質(zhì)的物理性質(zhì)有狀態(tài)、顏色、氣味、味道、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、延展性;以及熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解度、密度、硬度等。其中前者不能用物理量描述,后者則可以。金屬單質(zhì)與非金屬單質(zhì)在金屬光澤、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性和延展性上一般各有明顯的特征;但在熔沸點(diǎn)和硬度等性質(zhì)上卻有著較復(fù)雜的情況。這是因?yàn)椴煌瑔钨|(zhì)的晶體在晶體類型及其組成 晶體粒子有所不同。.單質(zhì)化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)主
35、要指活潑性。其活潑性的表現(xiàn)是在空氣中的穩(wěn)定性,同水、鹵素、硫、酸(氧化性酸和非氧化性酸)、堿和鹽等的特征反應(yīng)。對(duì)金屬單質(zhì)而言,活潑性是指其還原性;對(duì)非金屬單質(zhì)而言, 是指其氧化性。這些性質(zhì)的變化,基本上可用元素周期律的遞變規(guī)律解釋。(二)、無機(jī)化合物的性質(zhì)無機(jī)化合物包括酸堿鹽。由于鹽種類多,考查也多。我們主要論述鹽。.物理性質(zhì)(1)顏色無機(jī)化合物的顏色取決于組成化合物的陽離子顏色(一般情況下,大多數(shù)陰離子是無色的)而離子的顏色又取決于離子的電子構(gòu)型。此外,極化能力很強(qiáng)的不顯色陽離子與變形性很大的陰離子所形成的化合物,由于有很強(qiáng)的相互極化作用,這類化合物也顯色。(2)熔沸點(diǎn)主要取決于物質(zhì)的晶體結(jié)
36、構(gòu)。晶格能越大,熔沸點(diǎn)越高。離子晶體、原子晶體熔沸點(diǎn)高,分 子晶體熔沸點(diǎn)低。(3)溶解性相似相溶原理。即極性溶質(zhì)易溶于極性溶劑;非極性溶質(zhì)易溶于非極性溶劑。對(duì)于8e構(gòu)型金屬離子所生成鹽的溶解性有如下經(jīng)驗(yàn)規(guī)律:離子電荷少,半徑大的鹽往往易溶,如 IA和IIA氟化物易溶;陰離子半徑較大時(shí),鹽的溶 解度常隨金屬的原子序數(shù)的增大而減??;相反,陰離子半徑較小時(shí), 鹽的溶解度隨金屬原子序數(shù)增大而增大。酸式鹽一般比正鹽在水中溶解度大(除NaHCO 3 KHCO 3和NH4HCO3外,因?yàn)镠CO 3-離子通過氫鍵形成了雙聚離子)。.化學(xué)性質(zhì)主要包括穩(wěn)定性(對(duì)熱、光和歧化)、氧化還原性、水解性、氧化物的水化物的
37、酸堿性。(1)鹽的熱分解含水鹽的分解一般難揮發(fā)性含氧酸鹽的水合物;堿金屬、堿土金屬、稀土金屬的含氧酸鹽的水合物,受熱總是脫水變成無水鹽。分解成堿性氧化物和酸性氧化物具有單一氧化態(tài)的金屬硫酸鹽、碳酸鹽、磷酸鹽等受熱都發(fā)生此類分解。縮聚反應(yīng) 無水的酸式含氧酸鹽,受熱后失水縮合,進(jìn)一步聚合成多酸鹽。自身氧化還原反應(yīng)如果組成鹽的金屬離子或酸根離子不穩(wěn)定,加熱時(shí)由于電子的轉(zhuǎn)移而引起含氧酸鹽的分解。此類反應(yīng)中,有陰離子氧化陽離子,陽離子氧化陰離子和陰離子的自身氧化還原。第11頁共15頁歧化反應(yīng)即發(fā)生在同一元素上的氧化還原反應(yīng)。有陰離子的歧化,也有陽離子的歧化。(2)氧化還原性影響因素和變化規(guī)律比較復(fù)雜。若
38、中心原子得電子能力強(qiáng)(電負(fù)性大),越易獲得電子而被還原,即氧化性越強(qiáng)。而 R-O鍵的強(qiáng)度與中心原子的電子層本型和成鍵情況、以及 H+和 Mn+的反極化作用和溫度有關(guān)??偟恼f來,若物質(zhì)的結(jié)構(gòu)對(duì)稱,則物質(zhì)的氧化還原性弱;若物質(zhì)的結(jié)構(gòu)很不對(duì)稱,則物質(zhì)的 氧化還原性很強(qiáng)。物質(zhì)有一由不對(duì)稱到對(duì)稱的過程,這個(gè)過程一般表現(xiàn)形式為氧化還原過程。在水溶液中,酸有如下經(jīng)驗(yàn)規(guī)律:同一氧化性酸,在酸性介質(zhì)中的氧化性比在堿性中的強(qiáng)。同一元素的弱酸(如 HNO2)的氧化性強(qiáng)于稀的強(qiáng)酸(如稀 HNO 3)酸的氧化性比其鹽的氧化性強(qiáng)(與H+的反極化作用有關(guān))。(3)水解性離子化合物的水解水解強(qiáng)弱取決于離子電荷、離子半徑、離子
39、構(gòu)型。電荷高、半徑小的離子,極化能力強(qiáng);電荷相同、半徑相近時(shí),主要取決于離子構(gòu)型,其強(qiáng)弱是: 18e構(gòu)型(或18+2e構(gòu)型) 917e 構(gòu)型8e構(gòu)型。共價(jià)化合物的水解必要條件是電正性原子的價(jià)層要有空軌道。如:CCI4不水解,但SiCl4可以水解:SiCl4+4H2O f H4SiO4+4HCl外界溫度對(duì)水解的影響也較大,因?yàn)樗夥磻?yīng)是吸熱的。水解產(chǎn)物離子化合物:低價(jià)金屬離子水解產(chǎn)物一般是堿式鹽;高價(jià)金屬離子水解產(chǎn)物一般是氫氧化物或含水氧化物。共價(jià)化合物:首先要準(zhǔn)確判斷元素的正負(fù)化合價(jià)(可用電負(fù)性判斷),然后按照取代反應(yīng)的特點(diǎn)進(jìn)行。負(fù)價(jià)非金屬元素的水解產(chǎn)物一般為氫化物,正價(jià)非金屬元素的水解產(chǎn)物一
40、般為含氧酸。(三)、幾種常見物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì).主族元素非金屬:要重點(diǎn)弄清楚鹵素、硫、氮、磷單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì),以及相關(guān)的化合物,如出。2、碘酸鹽等性質(zhì)。金屬:要重點(diǎn)弄清楚Na、Ca、Mg、Al的單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)。如Al及其化合物的兩性、Mg2+、Al3+的水解問題等,應(yīng)用有硬水的軟化等相關(guān)知識(shí)。.副族元素要重點(diǎn)弄清楚Fe、Cu單質(zhì)及其重要化合物,要弄清楚MnO4-、Cr2O72-等物質(zhì)的性質(zhì)。十二、有機(jī)化合物1.有機(jī)化合物常見的反應(yīng)類型有機(jī)化學(xué)反應(yīng)主要有加成反應(yīng)、取代反應(yīng)、縮合反應(yīng)三種反應(yīng)類型,其他化學(xué)反應(yīng)類型均可以從這三種反應(yīng)類型得到。比如:水解反應(yīng)、氯代反應(yīng)、硝化反應(yīng)等等都應(yīng)屬于取代反應(yīng)范
41、疇;消去反應(yīng)應(yīng)屬于“廣義”上的脫水反應(yīng)等。(1)加成反應(yīng)第12頁共15頁加成反應(yīng)具有如下特點(diǎn): 只有含不飽和鍵的物質(zhì)才能發(fā)生加成反應(yīng);含不飽和鍵物質(zhì)可與某些單質(zhì)或化合物反應(yīng);含多個(gè)不飽和鍵的物質(zhì)加成,條件不同,產(chǎn)物不同,屬于競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)。加成產(chǎn)物可能是鏈狀化合物,也可能是環(huán)狀化合物。不對(duì)稱加成具有選擇性,加成反應(yīng)的本質(zhì)為異性電荷相吸:CH 2TACH 2 ACH2 -*,*-a(b)CH2A,其中,A2=H2、X2;A B=HOH、NH2H、C2H50H、CH3COOH 等。如: -0 TH、.OHR-SCH + 孟- R一CH _CNr + F=,jCNC-C(加成反應(yīng)具有選擇性)CHoCHnCHoOOIICH2cH2cH2 O C NH2(加成反應(yīng)具有競(jìng)爭(zhēng)性)OHH C 三N+H OH H C=NHH OH HOHC NH2OH-H2OOI IHCNH2oh oh0H 0H_ 2H
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