高一化学必修一知识点总结

高一化学必修一知识点总结

高一化学必修一知识点总结 1 元素周期表、元素周期律 一、元素周期表 ★熟记等式：原子序数 =核电荷数 =质子数 =核外电子数（马上点标题下蓝字 ” 高中化学 ”关注可获取更多学习方法、干货！ ） 1、元素周期表的编排原则： ①按照原子序数递增的顺序从左到右排列； ②将电子层数相同的元素排成一个横行 —— 周期； ③把最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序从上到下排成纵行 —— 族 2、如何精确表示元素在周期表中的位置： 周期序数＝电子层数；主族序数＝最外层电子数 口诀：三短三长一不全；七主七副零八族 熟记：三个短周期，第一和第七主族和零族的元素符号和名称 3、元素金属性和非金属性判断依据： ①元素金属性强弱的判断依据： 单质跟水或酸起反应置换出氢的难易； 元素价氧化物的水化物 —— 氢氧化物的碱性强弱；置换反应。 ②元素非金属性强弱的判断依据： 单质与氢气生成气态氢化物的难易及气态氢化物的稳定性； 价氧化物对应的水化物的酸性强弱；置换反应。 4、核素：具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子。 ①质量数 ==质子数 +中子数： A == Z + N ②同位素： 质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子， 互称同位素。 （同 一元素的各种同位素物理性质不同，化学性质相同） 二、元素周期律 1、影响原子半径大小的因素： ①电子层数： 电子层数越多， 原子半径越大 （最 主要因素） ②核电荷数：核电荷数增多，吸引力增大，使原子半径有减小的趋向（次要 因素） ③核外电子数：电子数增多，增加了相互排斥，使原子半径有增大的倾向 2、元素的化合价与最外层电子数的关系：正价等于最外层电子数（氟氧元素 无正价） 负化合价数 = 8—最外层电子数（金属元素无负化合价） 3、同主族、同周期元素的结构、性质递变规律： 同主族：从上到下，随电子层数的递增，原子半径增大，核对外层电子吸引 能力减弱，失电子能力增强，还原性（金属性） 逐渐增强， 其离子的氧化性减弱。 同周期：左 →右，核电荷数 ——→ 逐渐增多，最外层电子数 ——→ 逐渐增多 原子半径 ——→ 逐渐减小，得电子能力 ——→ 逐渐增强，失电子能力 ——→ 逐渐减弱 氧化性 ——→ 逐渐增强，还原性 ——→ 逐渐减弱，气态氢化物稳定性 ——→ 逐渐增强 价氧化物对应水化物酸性 ——→ 逐渐增强，碱性 ——→ 逐渐减弱 2 化学键 含有离子键的化合物就是离子化合物；只含有共价键的化合物才是共价化合 物。 NaOH 中含极性共价键与离子键， NH4Cl 中含极性共价键与离子键， Na2O2 中含非极性共价键与离子键， H2O2 中含极性和非极性共价键 3 化学能与热能 一、化学能与热能 1、在任何的化学反应中总伴有能量的变化。 原因：当物质发生化学反应时，断开反应物中的化学键要吸收能量，而形成 生成物中的化学键要放出能量。化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主 要原因。一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量，决定于反 应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。 E 反应物总能量＞ E 生成物总能量， 为放热反应。 E 反应物总能量＜ E 生成物总能量，为吸热反应。 2、常见的放热反应和吸热反应 常见的放热反应：①所有的燃烧与缓慢氧化。②酸碱中和反应。③金属与酸、 水反应制氢气。 ④大多数化合反应（特殊： C＋CO2= 2CO 是吸热反应） 。 常见的吸热反应： ①以 C、H2、CO 为还原剂的氧化还原反应如： C(s)＋H2O(g) = CO(g)＋H2(g)。 ②铵盐和碱的反应如 Ba(OH)28H2O ＋NH4Cl ＝BaCl2＋2NH3↑＋10H2O ③大多数分解反应如 KClO3 、KMnO4 、CaCO3 的分解等。 4 化学能与电能 一、化学能转化为电能的方式： 电能 (电力 ) 火电 (火力发电 ) 化学能 →热能 →机械能 →电能 缺点：环境污染、低效 原电池将化学能直接转化为电能优点：清洁、高效 二、原电池原理 （1）概念：把化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。 （2）原电池的工作原理：通过氧化还原反应（有电子的转移）把化学能转变 为电能。 （3）构成原电池的条件： 1）有活泼性不同的两个电极； 2）电解质溶液 3）闭合回路 4）自发的氧化还原反应 （4）电极名称及发生的反应： 负极：较活泼的金属作负极，负极发生氧化反应， 电极反应式：较活泼金属－ ne－＝金属阳离子 负极现象：负极溶解，负极质量减少。 正极：较不活泼的金属或石墨作正极，正极发生还原反应， 电极反应式：溶液中阳离子＋ ne－＝单质 正极的现象：一般有气体放出或正极质量增加。 （5）原电池正负极的判断方法： ①依据原电池两极的材料： 较活泼的金属作负极（ K 、Ca、Na 太活泼，不能作电极） ； 较不活泼金属或可导电非金属（石墨） 、氧化物（ MnO2）等作正极。 ②根据电流方向或电子流向： （外电路）的电流由正极流向负极；电子则由负 极经外电路流向原电池的正极。 ③根据内电路离子的迁移方向：阳离子流向原电池正极，阴离子流向原电池 负极。 ④根据原电池中的反应类型： 负极：失电子，发生氧化反应，现象通常是电极本身消耗，质量减小。 正极：得电子，发生还原反应，现象是常伴随金属的析出或 H2 的放出。 （6）原电池电极反应的书写方法： （i）原电池反应所依托的化学反应原理是氧化还原反应，负极反应是氧化反 应，正极反应是还原反应。因此书写电极反应的方法归纳如下： ①写出总反应方程式。 ②把总反应根据电子得失情况，分成氧化反应、还原反应。 ③氧化反应在负极发生，还原反应在正极发生，反应物和生成物对号入座， 注意酸碱介质和水等参与反应。 （ii）原电池的总反应式一般把正极和负极反应式相加而得。 （7）原电池的应用： ①加快化学反应速率，如粗锌制氢气速率比纯锌制氢气快。 ②比较金属活动性强弱。 ③设计原电池。 ④金属的防腐。 5 化学反应的速率和限度 一、化学反应的速率 （1）概念：化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓 度的增加量（均取正值）来表示。 计算公式： v(B) ＝＝ ①单位： mol/(Ls) 或 mol/(Lmin) ②B 为溶液或气体，若 B 为固体或纯液体不计算速率。 ③重要规律：速率比＝方程式系数比 （2）影响化学反应速率的因素： 内因：由参加反应的物质的结构和性质决定的（主要因素） 。 外因：①温度：升高温度，增大速率 ②催化剂：一般加快反应速率（正催化剂） ③浓度：增加 C 反应物的浓度，增大速率（溶液或气体才有浓度可言） ④压强：增大压强，增大速率（适用于有气体参加的反应） ⑤其它因素：如光（射线） 、固体的表面积（颗粒大小） 、反应物的状态（溶 剂）、原电池等也会改变化学反应速率。 二、化学反应的限度 —— 化学平衡 （1）化学平衡状态的特征：逆、动、等、定、变。 ①逆：化学平衡研究的对象是可逆反应。 ②动：动态平衡，达到平衡状态时，正逆反应仍在不断进行。 ③等：达到平衡状态时，正方应速率和逆反应速率相等，但不等于 0。即 v 正 ＝v 逆 ≠0。 ④定：达到平衡状态时，各组分的浓度保持不变，各组成成分的含量保持一 定。 ⑤变：当条件变化时，原平衡被破坏，在新的条件下会重新建立新的平衡。 （3）判断化学平衡状态的标志： ① VA（正方向）＝ VA（逆方向）或 nA（消耗）＝ nA（生成）（不同方向同 一物质比较） ②各组分浓度保持不变或百分含量不变 ③借助颜色不变判断（有一种物质是有颜色的） ④总物质的量或总体积或总压强或平均相对分子质量不变（前提：反应前后 气体的总物质的量不相等的反应适用，即如对于反应 xA＋yBzC，x＋y≠z ） 6 有机物 一、有机物的概念 1、定义：含有碳元素的化合物为有机物（碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、碳的 金属化合物等除外） 2、特性：①种类多②大多难溶于水，易溶于有机溶剂③易分解，易燃烧④熔 点低，难导电、大多是非电解质⑤反应慢，有副反应（故反应方程式中用 “→”代 替“=”） 二、甲烷 CH4 烃 —碳氢化合物：仅有碳和氢两种元素组成（甲烷是分子组成最简单的烃） 1、物理性质：无色、无味的气体，极难溶于水，密度小于空气，俗名：沼气、 坑气 2、分子结构： CH4：以碳原子为中心，四个氢原子为顶点的正四面体（键角： 109 度 28 分） 3、化学性质： ①氧化反应： CH4+2O2→ （点燃） CO2+2H2O （产物气体如何检验？） 甲烷与 KMnO4 不发生反应，所以不能使紫色 KMnO4 溶液褪色 ②取代反应： CH4 + Cl2 →(光照 ) → CH3Cl(g)+ HCl CH3Cl+ Cl2 →(光照 ) → CH2Cl2(l)+ HCl CH2Cl+ Cl2 →(光照 ) → CHCl3(l) + HCl CHCl3+ Cl2 →(光照 ) → CCl4(l) + HCl （三氯甲烷又叫氯仿，四氯甲烷又叫四氯化碳，二氯甲烷只有一种结构，说 明甲烷是正四面体结构） 4、同系物：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个 CH2 原子团的物质 （所有的烷烃都是同系物） 5、同分异构体：化合物具有相同的分子式，但具有不同结构式（结构不同导 致性质不同） 烷烃的溶沸点比较：碳原子数不同时，碳原子数越多，溶沸点越高；碳原子 数相同时，支链数越多熔沸点越低 同分异构体书写：会写丁烷和戊烷的同分异构体 三、乙烯 C2H4 1、乙烯的制法： 工业制法：石油的裂解气（乙烯的产量是一个国家石油化工发展水平的标志 之一） 2、物理性质：无色、稍有气味的气体，比空气略轻，难溶于水 3、结构：不饱和烃，分子中含碳碳双键， 6 个原子共平面，键角为 120° 4、化学性质： （1）氧化反应： C2H4+3O2 = 2CO2+2H2O （火焰明亮并伴有黑烟） 可以使酸性 KMnO4 溶液褪色， 说明乙烯能被 KMnO4 氧化， 化学性质比烷烃 活泼。 （2）加成反应：乙烯可以使溴水褪色，利用此反应除乙烯 CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br 乙烯还可以和氢气、氯化氢、水等发生加成反应。 CH2=CH2 + H2→CH3CH3 CH2=CH2+HCl→CH3CH2Cl （一氯乙烷） CH2=CH2+H2O→CH3CH2OH （乙醇） 四、苯 C6H6 1、物理性质：无色有特殊气味的液体，密度比水小，有毒，不溶于水，易溶 于有机 溶剂，本身也是良好的有机溶剂。 2、苯的结构： C6H6（正六边形平面结构）苯分子里 6 个 C 原子之间的键完 全相同，碳碳键键能大于碳碳单键键能小于碳碳单键键能的 2 倍，键长介于碳碳 单键键长和双键键长之间 键角 120°。 3、化学性质 （1）氧化反应 2C6H6+15O2 =12CO2+6H2O （火焰明亮，冒浓烟） 不能使酸性高锰酸钾褪色 （2）取代反应 ①铁粉的作用：与溴反应生成溴化铁做催化剂；溴苯无色密度比水大 ②苯与硝酸（用 HONO2 表示）发生取代反应，生成无色、不溶于水、密度 大于水、有毒的油状液体 —— 硝基苯。 （3）加成反应用镍做催化剂，苯与氢发生加成反应，生成环己烷 五、乙醇 CH3CH2OH 1、物理性质：无色有特殊香味的液体，密度比水小，与水以任意比互溶 如何检验乙醇中是否含有水：加无水硫酸铜；如何得到无水乙醇：加生石灰， 蒸馏 2、结构 : CH3CH2OH （含有官能团：羟基） 3、化学性质 （1）乙醇与金属钠的反应： 2CH3CH2OH+2Na=2CH3CH2ONa +H2↑（取代反应） （2）乙醇的氧化反应★ ①乙醇的燃烧： CH3CH2OH +3O2=2CO2+3H2O ②乙醇的催化氧化反应 2CH3CH2OH +O2=2CH3CHO+2H2O ③乙醇被强氧化剂氧化反应 5CH3CH2OH+4KMnO4+6H2SO4= 2K2SO4+4MnSO4+5CH3COOH+11H2O 六、乙酸（俗名：醋酸） CH3COOH 1、物理性质： 常温下为无色有强烈刺激性气味的液体， 易结成冰一样的晶体， 所以纯净的乙酸又叫冰醋酸，与水、酒精以任意比互溶 2、结构： CH3COOH （含羧基，可以看作由羰基和羟基组成） 3、乙酸的重要化学性质 （1）乙酸的酸性：弱酸性，但酸性比碳酸强，具有酸的通性 ①乙酸能使紫色石蕊试液变红 ②乙酸能与碳酸盐反应，生成二氧化碳气体 利用乙酸的酸性，可以用乙酸来除去水垢（主要成分是 CaCO3）： 2CH3COOH+CaCO3=(CH3COO)2Ca+H2O+CO2↑ 乙酸还可以与碳酸钠反应，也能生成二氧化碳气体： 2CH3COOH+Na2CO3= 2CH3COONa+H2O+CO2↑ 上述两个反应都可以证明乙酸的酸性比碳酸的酸性强。 （2）乙酸的酯化反应 CH3COOH+ HOC2H5CH3COOC2H5 +H2O （酸脱羟基，醇脱氢，酯化反应属于取代反应） 乙酸与乙醇反应的主要产物乙酸乙酯是一种无色、有香味、密度比水的小、 不溶于水的油状液体。在实验时用饱和碳酸钠吸收，目的是为了吸收挥发出的乙 醇和乙酸，降低乙酸乙酯的溶解度；反应时要用冰醋酸和无水乙醇，浓硫酸做催 化剂和吸水剂 7 化学与可持续发展 一、金属矿物的开发利用 1、常见金属的冶炼：①加热分解法：②加热还原法：铝热反应③电解法：电 解氧化铝 2、金属活动顺序与金属冶炼的关系： 金属活动性序表中，位置越靠后，越容易被还原，用一般的还原方法就能使 金属还原；金属的位置越靠前，越难被还原，最活泼金属只能用的还原手段来还 原。（离子） 二、海水资源的开发利用 1、海水的组成：含八十多种元素。中， H、O、Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、 F、B、Br、Sr 等总量占 99%以上，其余为微量元素；特点是总储量大而浓度小 2、海水资源的利用： （1）海水淡化：①蒸馏法；②电渗析法；③离子交换法；④反渗透法等。 （2）海水制盐：利用浓缩、沉淀、过滤、结晶、重结晶等分离方法制备得到 各种盐。 三、环境保护与绿色化学 绿色化学理念核心：利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境造成 的污染。又称为 “环境无害化学 ”、“环境友好化学 ”、“清洁化学 ”。 从环境观点看：强调从源头上消除污染。 （从一开始就避免污染物的产生） 从经济观点看：它提倡合理利用资源和能源，降低生产成本。 （尽可能提高原 子利用率） 热点：原子经济性 —— 反应物原子全部转化为最终的期望产物，原子利用率 为 100%