高中重要的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)歸納
化學(xué)這門(mén)科目本身就是比較有趣的,但是由于高中的化學(xué)內(nèi)容比較難,部分學(xué)生的化學(xué)成績(jī)都不太好,想要提高成績(jī),首先就要將基礎(chǔ)打結(jié)實(shí)。下面是百分網(wǎng)小編為大家整理的高中化學(xué)必備的知識(shí),希望對(duì)大家有用!
高中化學(xué)必修一知識(shí)
非金屬及其化合物
硅及其化合物 Si
硅元素在地殼中的含量排第二,在自然界中沒(méi)有游離態(tài)的硅,只有以化合態(tài)存在的硅,常見(jiàn)的是二氧化硅、硅酸鹽等。
硅的原子結(jié)構(gòu)示意圖為,硅元素位于元素周期表第三周期第ⅣA族,硅原子最外層有4個(gè)電子,既不易失去電子又不易得到電子,主要形成四價(jià)的化合物。
1、單質(zhì)硅(Si):
(1)物理性質(zhì):有金屬光澤的灰黑色固體,熔點(diǎn)高,硬度大。
(2)化學(xué)性質(zhì):
、俪叵禄瘜W(xué)性質(zhì)不活潑,只能跟F2、HF和NaOH溶液反應(yīng)。
Si+2F2=SiF4
Si+4HF=SiF4↑+2H2↑
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑
、谠诟邷貤l件下,單質(zhì)硅能與O2和Cl2等非金屬單質(zhì)反應(yīng)。
(3)用途:太陽(yáng)能電池、計(jì)算機(jī)芯片以及半導(dǎo)體材料等。
(4)硅的制備:工業(yè)上,用C在高溫下還原SiO2可制得粗硅。
SiO2+2C=Si(粗)+2CO↑
Si(粗)+2Cl2=SiCl4
SiCl4+2H2=Si(純)+4HCl
2、二氧化硅(SiO2):
(1)SiO2的空間結(jié)構(gòu):立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),SiO2直接由原子構(gòu)成,不存在單個(gè)SiO2分子。
(2)物理性質(zhì):熔點(diǎn)高,硬度大,不溶于水。
(3)化學(xué)性質(zhì):SiO2常溫下化學(xué)性質(zhì)很不活潑,不與水、酸反應(yīng)(氫氟酸除外),能與強(qiáng)堿溶液、氫氟酸反應(yīng),高溫條件下可以與堿性氧化物反應(yīng):
、倥c強(qiáng)堿反應(yīng):SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O(生成的硅酸鈉具有粘性,所以不能用帶磨口玻璃塞試劑瓶存放NaOH溶液和Na2SiO3溶液,避免Na2SiO3將瓶塞和試劑瓶粘住,打不開(kāi),應(yīng)用橡皮塞)。
②與氫氟酸反應(yīng)[SiO2的特性]:SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O(利用此反應(yīng),氫氟酸能雕刻玻璃;氫氟酸不能用玻璃試劑瓶存放,應(yīng)用塑料瓶)。
、鄹邷叵屡c堿性氧化物反應(yīng):SiO2+CaOCaSiO3
(4)用途:光導(dǎo)纖維、瑪瑙飾物、石英坩堝、水晶鏡片、石英鐘、儀器軸承、玻璃和建筑材料等。
3、硅酸(H2SiO3):
(1)物理性質(zhì):不溶于水的白色膠狀物,能形成硅膠,吸附水分能力強(qiáng)。
(2)化學(xué)性質(zhì):H2SiO3是一種弱酸,酸性比碳酸還要弱,其酸酐為SiO2,但SiO2不溶于水,故不能直接由SiO2溶于水制得,而用可溶性硅酸鹽與酸反應(yīng)制。(強(qiáng)酸制弱酸原理)
Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓
Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3(此方程式證明酸性:H2SiO3
(3)用途:硅膠作干燥劑、催化劑的載體。
4、硅酸鹽
硅酸鹽:硅酸鹽是由硅、氧、金屬元素組成的化合物的總稱。硅酸鹽種類很多,大多數(shù)難溶于水,最常見(jiàn)的可溶性硅酸鹽是Na2SiO3,Na2SiO3的水溶液俗稱水玻璃,又稱泡花堿,是一種無(wú)色粘稠的液體,可以作黏膠劑和木材防火劑。硅酸鈉水溶液久置在空氣中容易變質(zhì):
Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓(有白色沉淀生成)
傳統(tǒng)硅酸鹽工業(yè)三大產(chǎn)品有:玻璃、陶瓷、水泥。
硅酸鹽由于組成比較復(fù)雜,常用氧化物的形式表示:活潑金屬氧化物→較活潑金屬氧化物→二氧化硅→水。氧化物前系數(shù)配置原則:除氧元素外,其他元素按配置前后原子個(gè)數(shù)守恒原則配置系數(shù)。
硅酸鈉:Na2SiO3 Na2O·SiO2
硅酸鈣:CaSiO3 CaO·SiO2
高嶺石:Al2(Si2O5)(OH)4 Al2O3·2SiO2·2H2O
正長(zhǎng)石:KAlSiO3不能寫(xiě)成 K2O· Al2O3·3SiO2,應(yīng)寫(xiě)成K2O·Al2O3·6SiO2
高中化學(xué)選修知識(shí)要點(diǎn)
原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
1、電子云:用小黑點(diǎn)的疏密來(lái)描述電子在原子核外空間出現(xiàn)的機(jī)會(huì)大小所得的圖形叫電子云圖。離核越近,電子出現(xiàn)的機(jī)會(huì)大,電子云密度越大;離核越遠(yuǎn),電子出現(xiàn)的機(jī)會(huì)小,電子云密度越小。
2、電子層(能層):根據(jù)電子的能量差異和主要運(yùn)動(dòng)區(qū)域的不同,核外電子分別處于不同的電子層.原子由里向外對(duì)應(yīng)的電子層符號(hào)分別為K、L、M、N、O、P、Q.
3、原子軌道(能級(jí)即亞層):處于同一電子層的原子核外電子,也可以在不同類型的原子軌道上運(yùn)動(dòng),分別用s、p、d、f表示不同形狀的軌道,s軌道呈球形、p軌道呈紡錘形,d軌道和f軌道較復(fù)雜.各軌道的伸展方向個(gè)數(shù)依次為1、3、5、7。
4、原子核外電子的運(yùn)動(dòng)特征可以用電子層、原子軌道(亞層)和自旋方向來(lái)進(jìn)行描述.在含有多個(gè)核外電子的原子中,不存在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的兩個(gè)電子。
5、原子核外電子排布原理:
(1)能量最低原理:電子先占據(jù)能量低的軌道,再依次進(jìn)入能量高的軌道;
(2)泡利不相容原理:每個(gè)軌道最多容納兩個(gè)自旋狀態(tài)不同的電子;
(3)洪特規(guī)則:在能量相同的軌道上排布時(shí),電子盡可能分占不同的軌道,且自旋狀態(tài)相同。
洪特規(guī)則的特例:在等價(jià)軌道的全充滿(p6、d10、f14)、半充滿(p3、d5、f7)、全空時(shí)(p0、d0、f0)的狀態(tài),具有較低的能量和較大的穩(wěn)定性.如24Cr [Ar]3d54s1、29Cu [Ar]3d104s1
6、根據(jù)構(gòu)造原理,基態(tài)原子核外電子的排布遵循圖⑴箭頭所示的順序。
根據(jù)構(gòu)造原理,可以將各能級(jí)按能量的差異分成能級(jí)組如圖⑵所示,由下而上表示七個(gè)能級(jí)組,其能量依次升高;在同一能級(jí)組內(nèi),從左到右能量依次升高;鶓B(tài)原子核外電子的排布按能量由低到高的順序依次排布。
7、第一電離能:氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去1個(gè)電子,轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的能量叫做第一電離能。常用符號(hào)I1表示,單位為kJ/mol。
(1)原子核外電子排布的周期性
隨著原子序數(shù)的增加,元素原子的外圍電子排布呈現(xiàn)周期性的變化:每隔一定數(shù)目的元素,元素原子的外圍電子排布重復(fù)出現(xiàn)從ns1到ns2np6的周期性變化.
(2)元素第一電離能的周期性變化
隨著原子序數(shù)的遞增,元素的第一電離能呈周期性變化:
同周期從左到右,第一電離能有逐漸增大的趨勢(shì),稀有氣體的第一電離能最大,堿金屬的第一電離能最小;
同主族從上到下,第一電離能有逐漸減小的趨勢(shì)。
說(shuō)明:
、偻芷谠,從左往右第一電離能呈增大趨勢(shì)。電子亞層結(jié)構(gòu)為全滿、半滿時(shí)較相鄰元素要大即第 ⅡA 族、第 ⅤA 族元素的第一電離能分別大于同周期相鄰元素。Be、N、Mg、P
、谠氐谝浑婋x能的運(yùn)用:
a.電離能是原子核外電子分層排布的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
b.用來(lái)比較元素的金屬性的強(qiáng)弱。I1越小,金屬性越強(qiáng),表征原子失電子能力強(qiáng)弱。
(3)元素電負(fù)性的周期性變化
元素的電負(fù)性:元素的原子在分子中吸引電子對(duì)的能力叫做該元素的電負(fù)性。
隨著原子序數(shù)的遞增,元素的電負(fù)性呈周期性變化:同周期從左到右,主族元素電負(fù)性逐漸增大;同一主族從上到下,元素電負(fù)性呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)。
電負(fù)性的運(yùn)用:
a.確定元素類型(一般>1.8,非金屬元素;<1.8,金屬元素)。
b.確定化學(xué)鍵類型(兩元素電負(fù)性差值>1.7,離子鍵;<1.7,共價(jià)鍵)。
c.判斷元素價(jià)態(tài)正負(fù)(電負(fù)性大的為負(fù)價(jià),小的為正價(jià))。
d.電負(fù)性是判斷金屬性和非金屬性強(qiáng)弱的重要參數(shù)(表征原子得電子能力強(qiáng)弱)。
8、化學(xué)鍵:相鄰原子之間強(qiáng)烈的相互作用。化學(xué)鍵包括離子鍵、共價(jià)鍵和金屬鍵。
高考化學(xué)規(guī)律知識(shí)
1、溶解性規(guī)律——見(jiàn)溶解性表;
2、常用酸、堿指示劑的變色范圍:
甲基橙 <3.1紅色 3.1——4.4橙色 >4.4黃色
酚酞 <8.0無(wú)色 8.0——10.0淺紅色 >10.0紅色
石蕊 <5.1紅色 5.1——8.0紫色 >8.0藍(lán)色
3、在惰性電極上,各種離子的放電順序:
陰極(奪電子的能力):
Au3+ >Ag+>Hg2+>Cu2+ >Pb2+ >Fa2+ >Zn2+>H+ >Al3+>Mg2+ >Na+>Ca2+ >K+
陽(yáng)極(失電子的能力):
S2- >I->Br–>Cl- >OH- >含氧酸根
注意:若用金屬作陽(yáng)極,電解時(shí)陽(yáng)極本身發(fā)生氧化還原反應(yīng)(Pt、Au除外)
4、雙水解離子方程式的書(shū)寫(xiě):
(1)左邊寫(xiě)出水解的離子,右邊寫(xiě)出水解產(chǎn)物;
(2)配平:在左邊先配平電荷,再在右邊配平其它原子;(3)H、O不平則在那邊加水。
例:當(dāng)Na2CO3與AlCl3溶液混和時(shí):
3CO32- + 2Al3+ + 3H2O= 2Al(OH)3↓+ 3CO2↑
5、寫(xiě)電解總反應(yīng)方程式的方法:
(1)分析:反應(yīng)物、生成物是什么;
(2)配平。
例:電解KCl溶液:2KCl +2H2O == H2↑+ Cl2↑+ 2KOH 配平:2KCl + 2H2O == H2↑+ Cl2↑+ 2KOH
6、將一個(gè)化學(xué)反應(yīng)方程式分寫(xiě)成二個(gè)電極反應(yīng)的方法:
(1)按電子得失寫(xiě)出二個(gè)半反應(yīng)式;
(2)再考慮反應(yīng)時(shí)的環(huán)境(酸性或堿性);
(3)使二邊的原子數(shù)、電荷數(shù)相等。
例:蓄電池內(nèi)的反應(yīng)為:Pb + PbO2 + 2H2SO4= 2PbSO4 + 2H2O 試寫(xiě)出作為原電池(放電)時(shí)的.電極反應(yīng)。
寫(xiě)出二個(gè)半反應(yīng):
Pb –2e-→PbSO4 PbO2 +2e- →PbSO4
分析:在酸性環(huán)境中,補(bǔ)滿其它原子。應(yīng)為:
負(fù)極:Pb + SO42--2e- = PbSO4
正極:PbO2 + 4H+ + SO42-+2e- = PbSO4 + 2H2O
注意:當(dāng)是充電時(shí)則是電解,電極反應(yīng)則為以上電極反應(yīng)的倒轉(zhuǎn),為:
陰極:PbSO4 +2e- =Pb + SO42-
陽(yáng)極:PbSO4 + 2H2O -2e- = PbO2+ 4H+ + SO42-
7、在解計(jì)算題中常用到的恒等:
原子恒等、離子恒等、電子恒等、電荷恒等、電量恒等,
用到的方法有:質(zhì)量守恒、差量法、歸一法、極限法、關(guān)系法、十字交法和估算法。
(非氧化還原反應(yīng):原子守恒、電荷平衡、物料平衡用得多;氧化還原反應(yīng):電子守恒用得多)
8、電子層結(jié)構(gòu)相同的離子,核電荷數(shù)越多,離子半徑越小。
9、晶體的熔點(diǎn):
原子晶體>離子晶體>分子晶體中學(xué)學(xué)到的原子晶體有:Si、SiC 、SiO2和金剛石。
原子晶體的熔點(diǎn)的比較是以原子半徑為依據(jù)的:金剛石> SiC > Si (因?yàn)樵影霃剑篠i> C> O)。
10、分子晶體的熔、沸點(diǎn):組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),分子量越大熔、沸點(diǎn)越高。
11、膠體的帶電:
一般說(shuō)來(lái),金屬氫氧化物、金屬氧化物的膠體粒子帶正電,非金屬氧化物、金屬硫化物的膠體粒子帶負(fù)電。
12、氧化性:
MnO4- >Cl2 >Br2>Fe3+ >I2 >S=4(+4價(jià)的S)
例:I2 +SO2 + H2O= H2SO4 + 2HI
13、含有Fe3+的溶液一般呈酸性。
14、能形成氫鍵的物質(zhì):H2O、NH3 、HF、CH3CH2OH。
15、氨水(乙醇溶液一樣)的密度小于1,濃度越大,密度越小,硫酸的密度大于1,濃度越大,密度越大,98%的濃硫酸的密度為:1.84g/cm3。
16、離子是否共存:
(1)是否有沉淀生成、氣體放出;
(2)是否有弱電解質(zhì)生成;
(3)是否發(fā)生氧化還原反應(yīng);
(4)是否生成絡(luò)離子[Fe(SCN)2、Fe(SCN)3、Ag(NH3)+、[Cu(NH3)4]2+ 等];
(5)是否發(fā)生雙水解。
17、地殼中:含量最多的金屬元素是Al,含量最多的非金屬元素是O,HClO4(高氯酸)是最強(qiáng)的酸
18、熔點(diǎn)最低的金屬是Hg (-38.9℃),;熔點(diǎn)最高的是W(鎢3410℃);密度最小(常見(jiàn))的是K;密度最大(常見(jiàn))是Pt。
19、雨水的PH值小于5.6時(shí)就成為了酸雨。
20、有機(jī)酸酸性的強(qiáng)弱:乙二酸>甲酸>苯甲酸>乙酸>碳酸>苯酚>HCO3-
21、有機(jī)鑒別時(shí),注意用到水和溴水這二種物質(zhì)。
例:鑒別:乙酸乙酯(不溶于水,浮)、溴苯(不溶于水,沉)、乙醛(與水互溶),則可用水。
22、取代反應(yīng)包括:鹵代、硝化、磺化、鹵代烴水解、酯的水解、酯化反應(yīng)等;
23、最簡(jiǎn)式相同的有機(jī)物,不論以何種比例混合,只要混和物總質(zhì)量一定,完全燃燒生成的CO2、H2O及耗O2的量是不變的。恒等于單一成分該質(zhì)量時(shí)產(chǎn)生的CO2、H2O和耗O2量。
24、可使溴水褪色的物質(zhì)如下,但褪色的原因各自不同:烯、炔等不飽和烴是加成褪色、苯酚是取代褪色、乙醇、醛、甲酸、草酸、葡萄糖等發(fā)生氧化褪色、有機(jī)溶劑[CCl4、氯仿、溴苯、CS2(密度大于水),烴、苯、苯的同系物、酯(密度小于水)]發(fā)生了萃取而褪色。
25、能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的有:
醛、甲酸、甲酸鹽、甲酰銨(HCNH2O)、葡萄溏、果糖、麥芽糖,均可發(fā)生銀鏡反應(yīng)。(也可同Cu(OH)2反應(yīng)) 計(jì)算時(shí)的關(guān)系式一般為:-CHO ——2Ag
注意:當(dāng)銀氨溶液足量時(shí),甲醛的氧化特殊:HCHO ——4Ag↓+ H2CO3
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