高中化学-必修二-笔记

高中化学必修二笔记1化学元素周期表元素周期律化学键:现代化学的元素周期律是1869年俄国科学家德米特里·伊万诺维奇·门捷列夫（DmitriIvanovichMendeleev)首先整理，他将当时已知的63种元素依原子量大小并以表的形式排列，把有相似化学性质的元素放在同一行。元素周期表中元素及其化合物的递变性规律1原子半径（1）除第1周期外，其他周期元素（惰性气体元素除外）的原子半径随原子序数的递增而减小；（2）同一族的元素从上到下，随电子层数增多，原子半径增大。2元素化合价（1）除第1周期外，同周期从左到右，元素最高正价由碱金属+1递增到+7，非金属元素负价由碳族-4递增到-1（氟无正价，氧无+6价，除外）；（2）同一主族的元素的最高正价、负价均相同（3）所有单质都显零价3单质的熔点（1）同一周期元素随原子序数的递增，元素组成的金属单质的熔点递增，非金属单质的熔点递减；（2）同一族元素从上到下，元素组成的金属单质的熔点递减，非金属单质的熔点递增4元素的金属性与非金属性（1）同一周期的元素电子层数相同。因此随着核电荷数的增加，原子越容易得电子，从左到右金属性递减，非金属性递增；（2）同一主族元素最外层电子数相同，因此随着电子层数的增加，原子越容易失电子，从上到下金属性递增，非金属性递减。5最高价氧化物和水化物的酸碱性（1）元素的金属性越强，其最高价氧化物的水化物的碱性越强；（2）元素的非金属性越强，其最高价氧化物的水化物的酸性越强。6非金属气态氢化物元素非金属性越强，气态氢化物越稳定。同周期非金属元素的非金属性越强，其气态氢化物水溶液一般酸性越强；同主族非金属元素的非金属性越强，其气态氢化物水溶液的酸性越弱。7单质的氧化性、还原性（1）元素的金属性越强，其单质的还原性越强，其氧化物的阳离子氧化性越弱；（2）元素的非金属性越强，其单质的氧化性越强，其简单阴离子的还原性越弱。推断元素位置的规律判断元素在周期表中位置应牢记的规律：（1）元素周期数等于核外电子层数；（2）主族元素的序数等于最外层电子数。阴阳离子的半径大小辨别规律由于阴离子是电子最外层得到了电子而阳离子是失去了电子所以,总的说来(1)阳离子半径原子半径(2)阴离子半径原子半径(3)阴离子半径阳离子半径(4)或者一句话总结，对于具有相同核外电子排布的离子，原子序数越大，其离子半径越小。注：以上不适合用于稀有气体!化学键（chemicalbond）是指分子或晶体内相邻原子（或离子）间强烈的相互作用。例如，在水分子H2O中2个氢原子和1个氧原子通过化学键结合成水分子。化学键有3种极限类型，即离子键、共价键和金属键。离子键是由异性电荷产生的吸引作用，例如氯和钠以离子键结合成NaCl。共价键是两个或几个原子通过共用电子对产生的吸引作用，典型的共价键是两个原子借吸引一对成键电子而形成的。例如，两个氢核同时吸引一对电子，形成稳定的氢分子。金属键则是使金属原子结合在一起的相互作用，可以看成是高度离域的共价键。定位于两个原子之间的化学键称为定域键。由多个原子共有电子形成的多中心键称为离域键。除此以外，还有过渡类型的化学键：由于粒子对电子吸引力大小的不同，使键电子偏向一方的共价键称为极性键，由一方提供成键电子的化学键称为配位键。极性键的两端极限是离子键和非极性键，离域键的两端极限是定域键和金属键。1、离子键[1]是右正负离子之间通过静电引力吸引而形成的，正负离子为球形或者近似球形，电荷球形对称分布，那么离子键就可以在各个方向上发生静电作用，因此是没有方向性的。2、一个离子可以同时与多个带相反电荷的离子互相吸引成键，虽然在离子晶体中，一个离子只能与几个带相反电荷的离子直接作用（如NaCl中Na+可以与6个Cl-直接作用），但是这是由于空间因素造成的。在距离较远的地方，同样有比较弱的作用存在，因此是没有饱和性的。1、共价键的形成是成键电子的原子轨道发生重叠，并且要使共价键稳定，必须重叠部分最大。由于除了s轨道之外，其他轨道都有一定伸展方向，因此成键时除了s-s的σ键（如H2）在任何方向都能最大重叠外，其他轨道所成的键都只有沿着一定方向才能达到最大重叠。2、旧理论：共价键形成的条件是原子中必须有成单电子，自旋方向必须相反，由于一个原子的一个成单电子只能与另一个成单电子配对，因此共价键有饱和性。如原子与Cl原子形成HCl分子后，不能再与另外一个Cl形成HCl2了。3、新理论：共价键形成时，成键电子所在的原子轨道发生重叠并分裂，成键电子填入能量较低的轨道即成键轨道。如果还有其他的原子参与成键的话，其所提供的电子将会填入能量较高的反键轨道，形成的分子也将不稳定。像HCL这样的共用电子对形成分子的化合物叫做共价化合物2。化学能与热能化学能与电能反应速率及限度：1、中和反应都是放热反应。2、三个反应的化学方程式虽然不同，反应物也不同，但本质是相同的，都是氢离子与氢氧根离子反应生成水的反应，属于中和反应。由于三个反应中氢离子与氢氧根离子的量都相等，生成水的量也相等，所以放出的热量也相等。3、中和热：酸与碱发生中和反应生成1mol水所释放的热量称为中和热。4、要精确地测定反应中的能量变化，一是要注重“量的问题”，二是要最大限度地减小实验误差。化学反应的本质是反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成。化学键是物质内部微粒之间强烈的相互作用，断开反应物中的化学键需要吸收能量，形成生成物中的化学键要放出能量。氢气和氯气反应的本质是在一定的条件下，氢气分子和氯气分子中的H—H键和Cl—Cl键断开，氢原子和氯原子通过形成H—Cl键而结合成HCl分子。1molH2中含有1molH—H键，1molCl2中含有1molCl—Cl键，在25℃和101kPa的条件下，断开1molH—H键要吸收436kJ的能量，断开1molCl—Cl键要吸收242kJ的能量，而形成1molHCl分子中的H—Cl键会放出431kJ的能量。这样，由于破坏旧键吸收的能量少于形成新键放出的能量，根据“能量守恒定律”，多余的能量就会以热量的形式释放出来。[归纳小结]1、化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。2、能量是守恒的。第二节化学能与电能负极Zn－2e－＝Zn2+（氧化反应）Zn+2H+＝Zn2++H2↑正极2H++2e－＝H2↑（还原反应）电子流向Zn→Cu电流流向Cu→Zn组成原电池的条件原电池：能把化学能转变成电能的装置①有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极，活泼的作负极失电子②活泼的金属与电解质溶液发生氧化还原反应③两极相连形成闭合电路二次电池：可充电的电池二次能源：经过一次能源加工、转换得到的能源常见电池干电池铅蓄电池银锌电池镉镍电池燃料电池第三节化学反应的速率和极限化学反应速率的概念：用单位时间里反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。单位：mol/(L·s)或mol/(L·min)表达式v(B)=△C/△t同一反应中：用不同的物质所表示的表速率与反应方程式的系数成正比影响化学反应速率的内因(主要因素）：参加反应的物质的化学性质影响化学反应速率的外因：浓度，压强，温度，催化剂，颗粒大小。外因浓度压强温度催化剂颗粒大小变化大高高加入越小面积越大速率影响快快快快快化学反应的限度：研究可逆反应进行的程度（不能进行到底）反应所能达到的限度：当可逆反应进行到正反应速率与逆反应速率相等时，反应物与生成物浓度不在改变，达到表面上静止的一种“平衡状态”。影响化学平衡的条件：浓度、压强、温度。化学反应条件的控制尽可能使燃料充分燃烧提高原料利用率，通常需要考虑两点：（1）燃烧时要有足够的空气；（2）燃料与空气要有足够大的接触面●主干知识整合1.外界条件对可逆反应速率的影响规律升温，v(正)、v(逆)一般均加快，吸热反应增加的倍数大于放热反应增加的倍数；降温，v(正)、v(逆)一般均减小，吸热反应减小的倍数大于放热反应减小的倍数。加压对有气体参加的反应，v(正)、v(逆)均增大，气体体积之和大的一侧增加倍数大于气体体积之和小的一侧增加的倍数；降压，v(正)、v(逆)均减小，气体体积之和大的一侧减小的倍数大于气体体积之和小的一侧减小的倍数。增加反应物的浓度，v(正)急剧增大，v(逆)逐渐增大。加催化剂可同倍地改变v(正)、v(逆)。思考讨论对于合成氨反应，N2、H2的消耗速率逐渐减慢而NH3的生成速率是否逐渐加快？答：N2、H2的消耗与NH3的生成是同一反应方向，只要N2、H2的消耗速率逐渐减慢，NH3的生成速率必然随之减慢。2.改变条件对化学平衡的影响规律(1)在相同温度下，对有气体参加的化学反应，压强越大，到达平衡所需的时间越短；在相同压强下，温度越高，到达平衡所需的时间越短。(2)平衡向正反应方向移动，生成物的物质的量增加。而生成物的浓度、生成物的质量分数以及反应物的转化率都不一定增加或提高。(3)加催化剂，只能同倍改变正、逆反应速率，改变到达平衡所需时间，不影响化学平衡。(4)同一反应中，未达平衡以前，同一段时间间隔内，高温时生成物含量总比低温时生成物含量大(其他条件相同)。高压时生成物的含量总比低压时生成物的含量大(其他条件相同)。(5)在其他条件不变时，如将已达平衡的反应容器体积缩小到原来的一半，压强将大于原来的压强，但小于或等于原来压强的2倍。3.反应物用量的改变对平衡转化率的影响规律若反应物只有一种时，如：aA(g)=bB(g)＋cC(g)，增加A的量，平衡向正反应方向移动，但该反应物A的转化率的变化与气体物质的计量数有关：(1)若a＝b＋cA的转化率不变(2)若a＞b＋cA的转化率增大(3)若a＜b＋cA的转化率减小若反应物不止一种时，如：aA(g)＋bB(g)=cC(g)＋dD(g)(1)若只增加A的量，平衡向正反应方向移动，而A的转化率减小，B的转化率增大。(2)若按原比例同倍数地增加反应物A和B的量，则平衡向正反应方向移动，而反应物转化率与气体反应物计量数有关。如a＋b＝c＋d，A、B的转化率都不变；如a＋b＜c＋d，A、B的转化率都减小；如a＋b＞c＋d，A、B的转化率都增大。第三章有机化合物第一节最简单的有机化合物—甲烷氧化反应CH4(g)＋2O2(g)→CO2(g)+2H2O(l)取代反应CH4＋Cl2(g)→CH3Cl+HCl烷烃的通式：CnH2n+2n≤4为气体、所有1-4个碳内的烃为气体，都难溶于水，比水轻碳原子数在十以下的，依次用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸同系物：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物同分异构体：具有同分异构现象的化合物互称为同分异构同素异形体：同种元素形成不同的单质同位素：相同的质子数不同的中子数的同一类元素的原子乙烯C2H4含不饱和的C=C双键，能使KMnO4溶液和溴的溶液褪色氧化反应2C2H4+3O2→2CO2+2H2O加成反应CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2Br先断后接，变内接为外接加聚反应nCH2=CH2→[CH2-CH2]n高分子化合物，难降解，白色污染石油化工最重要的基本原料，植物生长调节剂和果实的催熟剂，乙烯的产量是衡量国家石油化工发展水平的标志苯是一种无色、有特殊气味的液体,有毒，不溶于水，良好的有机溶剂苯的结构特点：苯分子中的碳碳键是介于单键和双键之间的一种独特的键氧化反应2C6H6+15O2→12CO2+6H2O取代反应溴代反应+Br2→-Br+HBr硝化反应+HNO3→-NO2+H2O加成反应+3H2→第三节生活中两种常见的有机物乙醇物理性质：无色、透明，具有特殊香味的液体，密度小于水沸点低于水，易挥发。良好的有机溶剂，溶解多种有机物和无机物，与水以任意比互溶,醇官能团为羟基-OH与金属钠的反应2CH3CH2OH+Na→2CH3CHONa+H2氧化反应完全氧化CH3CH2OH+3O2→2CO2+3H2O不完全氧化2CH3CH2OH+O2→2CH3CHO+2H2OCu作催化剂乙酸CH3COOH官能团：羧基-COOH无水乙酸又称冰乙酸或冰醋酸。弱酸性，比碳酸强CH3COOH+NaOH→CH