高中化学必修二规律集粹,14个模块超全汇总!
高中必修二知识点总结分享给人人,详细可分为十四个模块
一、元素周期表中的重心规律
二、短周期元素推断题的常见题眼
三、1~20号元素中的某些元素的特性
四、化学键与能量
五、原电池
六、化学反应速率和化学平衡
(一)影响化学反应速率的因素
1、内因:反应物的本性(如:反应物的化学性质越活泼化学反应速率越快,反应物的化学性质越不活泼,化学反应速率越慢。)
2、外因
(1)催化剂——回忆催化剂定义
改变化学反应速率,大部分加快反应速率
(2)温度
升高温度化学反应速率加快(一般每升高10℃,化学反应速率就提高原来的2—4倍),降低温度化学反应速率降低。
(3)压强(有气体的反应)
增大气体反应物的压强,化学反应速率加快
减小气体反应物的压强,化学反应速率降低
(4)浓度
在其它条件相同时,增大反应物的浓度,化学反应速率加快;减少反应物的浓度,化学反应速率降低(注意:纯固体、纯液体的浓度看作常数)
(5)其他:固体反应物的表面积,光波、电磁波、超声波等
3、调控化学反应速率的意义
调控化学反应速率在实践中具有十分重要的意义,人们可以根据需要采取适当的措施加快或减慢反应,以满足人们的需要。
(二)化学平衡
1、可逆反应的概念:在相同条件下,同时向正、反两个方向进行的反应称为可逆反应。
2、可逆反应的特点:①反应物和生成物共存;②正反应和逆反应共存;③反应不能进行到底。
3、化学反应限度的意义:在化工生产中,化学反应的限度是决定原料利用率和产品产率的重要因素。
4、化学平衡的概念: 在一定条件下可逆反应进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率相等,反应物和生成物的浓度不再发生变化。这种状态称为化学平衡状态。
5、化学平衡的理解
①在化学反应中,只有可逆反应才有可能形成化学平衡,非可逆反应不可能形成化学平衡。
②可逆反应还需要在有关条件(如温度等)确定的前提下才能够形成化学平衡,即化学平衡是有条件的。
③化学平衡是可逆反应进行最大限度。
④化学平衡是动态平衡,在化学平衡状态下,可逆反应的正反应和逆反应都还在不断地进行着,而不是停止了化学反应。
⑤在化学平衡状态时,正反应速率和逆反应速率相等且大于0,即v正=v逆>0。
⑥在化学平衡状态时,任何一种反应物,生成物,其在各物质的总量中所占的百分比是一定而不变的。
6、化学平衡的特征(标志)
(1)动:动态平衡
(2)等:正逆反应速率相等
(3)定:各组分的含量一定
7、影响化学平衡移动的因素和规律
问题探知:一个化学反应能否进行得完全,是由反应物的性质决定的,无法人为改变。那么,对于可逆反应来说,能否通过改变条件来控制反应进行的程度呢?
8、化学平衡的移动
可逆反应中旧化学平衡的破坏,新化学平衡的建立过程称之为化学平衡的移动。
化学平衡移动的原因:条件改变,引起v正≠v逆,速率发生相对改变,平衡才能移动。可归纳如下:
(1)温度对化学平衡的影响
在其他条件不变的情况下,温度升高会使化学平衡向着吸热反应的方向移动;温度降低会使化学平衡向着放热反应的方向移动。
(2)压强对化学平衡的影响
对于反应前后气体总体积发生变化的可逆反应,在其他条件不变时,增大压强,化学平衡向气体体积缩小的方向移动;反之,化学平衡向气体体积增大的方向移动。而对于反应前后气体体积不发生改变的可逆反应,其他条件不变时,增大或减少压强平衡不会发生移动。
(3)浓度对化学平衡的影响
在其他条件不变时,增大反应物浓度或减小生成物浓度都可使化学平衡向正反应方向移动;反之,化学平衡向逆反应方向移动。
(4)使用催化剂能同时同等程度地改变正、逆反应速率,即正、逆反应速率相对不变,所以催化剂对化学平衡无影响,但可缩短达到平衡的时间。
(三)探究影响反应速率的另类因素
1、增大表面积可提高反应速率
一定量的固体,其颗粒越小,表面积越大,反应中碰撞的机会越多,反应越快。如燃煤时将大块的煤粉碎后再燃烧可以使煤燃烧得更快、更充分;将硫铁矿粉末高温燃烧;铜丝与硫粉加热反应;与盐酸反应时,大理石粉比大理石块的反应更剧烈;面粉厂车间遇火种易发生爆炸等。
2、加大光照强度提高反应速率
氯水、AgBr、HClO、浓HNO3等见光分解加快,强光照射H2与Cl2混合气体、甲烷与Cl2混合气体易发生爆炸等。光照还是光化学烟雾形成的主要原因,光化学烟雾是氮氧化物和碳氢化合物(CXHY)在大气环境中受强烈的太阳紫外线照射后产生一种新的二次污染物。
3、电化学原理增大反应速率
在相同条件下,电化学反应比化学反应的反应速率快得多。如粗锌跟盐酸反应速率比纯锌快,这是由于粗锌中杂质与Zn构成原电池加快反应速率,不纯金属易被腐蚀原因也由于杂质(C)与金属(Fe)构成原电池。利用电化学原理也可使几乎不发生反应能进行反应,如铜与盐酸反应,可设计成原电池,也可设计成电解池。另如在水中加入强酸或强碱都可使电解水的速率加快。人们可利用电化学原理增大有利的化学反应速率,也可利用电化学原理减弱有害的化学反应速率,如牺牲阳极保护金属法。
4、采用不同的溶剂可改变反应速率
研究溶液中反应要考虑溶剂分子所起的物理的或化学的影响。溶剂的极性对反应速率存在影响。如果生成物的极性比反应物大,则在极性溶剂中反应速率比较大;反之,如反应物的极性比生成物大,则在极性溶剂中的反应速率必变小。如甲醇羰基化反应,在非极性溶剂中、介电常数较小的溶剂能增加反应速率;另如CH3COCl与苯酚反应当以硝基苯为溶剂时主要产品为对位,当以CS2为溶剂时主要产品为邻位。CH3CH2Cl在NaOH水溶液中发生水解反应,在NaOH醇溶液中发生消去反应。
5、超声波射线、激光、电磁波等对反应速率均有影响。
超声波作为一种高频机械波,具有波长较短,能量集中 的特点. 可利用超声波增大物质分子运动频率和速度。超声波具有强烈的乳化作用,并能起到均匀搅拌、研磨粉碎和加速化学反应的作用。
激光具有单色性、高强度和短脉宽等优越性能,是诱发光化学反应最理想的光源。例如,激光光解可以产生自由基或原子,所产生的自由基又可以诱发链锁反应。
七、同素异形现象、同素异形体
1、概念:一种元素形成几种单质的现象,叫同素异形现象。
2、表现:同素异形现象表现为一种元素具有几种单质,这几种单质都是这种元素的同素异形体.
3、同素异形体的性质:①构成同素异形体的原子数目和成键方式都不同,所以表现出的物理性质有很大的差别。如氧气和臭氧:氧气是无色、无味的气体,而臭氧是淡蓝色有鱼腥味的气体;②同素异形体在一定条件下能互相转化,这是化学变化,如氧气转化为臭氧,石墨转化为金刚石,红磷转化为白磷等等。
4、常见的同素异形体:①碳元素的同素异形体:金刚石、石墨和富勒烯(包括C60、C70和单层或多层的纳米碳管等)都是碳元素的重要单质;②氧元素的同素异形体:氧气和臭氧都是氧元素的单质;③磷元素的同素异形体:磷元素可以形成多种单质,白磷和红磷是磷元素常见的两种单质④硫元素的同素异形体:硫元素可以形成多种单质,S2、S4、S6、S8等,S6和S8是硫元素常见的同素异形体。
5、特别说明:同素异形体是一种元素形成的不同单质,既不是由相同元素组成的不同化合物,也不是同种元素形成的几种原子,更不是形态不同的同一物质。例如:①都由碳氧两种元素组成的CO和CO2;②都由SiO2组成的石英和水晶;③都由氢元素形成的三种原子氕、氘,氚等;④气态氢和液态氢,二氧化碳和干冰;⑤冰和水等都不是同素异形体。
八、同系物规律
1、同系物:结构相似,组成上相差一个或若干个“CH2”原子团的物质。注意事项:(1)同系物必须是同类有机物(2)结构相似指具有相似的原子连接方式,相同的官能团类别和官能团数目(3)具有相同通式的有机物除烷烃外,不能以通式相同的作为确定是不是同系物的充分条件(4)同分异构体之间不是同系物关系(5)同系物的物理性质具有规律性的变化;同系物的化学性质相似。
2、同系物的判断规律:(1)一差(分子组成至少相差一个CH2原子团)(2)一同(具有相同的通式)(3)二相似(结构相似,化学性质相似)
九、同分异构体面面观
同分异构体面面观:具有相同分子式而分子结构不同的物质
1、同分异构体的种类
(1)碳架异构(指碳原子之间连接成不同的链状或环状结构而造成的异构);
(2)位置异构(指官能团或取代基在碳架上的位置不同而造成的异构);
(3)类别异构(指有机物分子中的官能团不同或有机物类别不同而造成的异构,也叫官能团异构)。
2、几类同分异构体
(1)CnH2n:(n≥3)烯烃和环烷烃;(2)CnH2n-2:(n≥3)二烯烃和炔烃;(3)CnH2n+2O:(n≥2)饱和一元醇和饱和一元醚;(4)CnH2nO:(n≥2)饱和一元醛、烯醇和环氧烷;(n≥3)饱和一元酮;(5)CnH2nO2:(n≥2)饱和一元羧酸、饱和一元羧酸饱一元醇酯;(6)CnH2n+1O2N:(n≥2)氨基酸、硝基化合物和亚硝酸酯;(7)CnH2n-6O:(n≥7)酚、芳香醇和芳香醚。
3、几种特殊的同分异构体
(1)C8H8:苯乙烯和立方烷;(2)C8H10:乙苯和邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯;(3)C6H12O6:葡萄糖和果糖;(4)C11H22O11:蔗糖和麦芽糖;(5)CH4ON2:尿素[CO(NH2)2]和氰酸铵[NH4CNO]
4、同分异构体书写规律
(1)烷烃(只可能存在碳链异构),书写时应注意全而不重。规则如下:成直链,一条线;摘一碳,挂中间;往边移,不到端;摘两碳,乙基安;二甲基,同、邻、间;不重复,要写全。
(2)具有官能团的化合物如烯烃、炔烃、卤代烃、醇、酮等,它们有官能团位置异构、类别异构、碳架异构,书写要按顺序考虑。一般情况是:位置异构→碳架异构→类别异构。
(3)芳香族化合物:取代基在苯环上的相对位置具有邻、间、对三种。
5、判断同分异构体数目的常见方法和思路:
(1)基团连接法:将有机物看作由基团连接而成,由基团的异构数目可推断有机物的异构体数目。如:丁基有四种,丁醇(看作丁基与羟基连接而成)也有四种:戊醛、戊酸(分别看作丁基跟醛基、羧基连接物)也分别有四种。再如:C9H12的芳香烃(可看作一价苯基跟丙基、二价苯基跟一个甲基和一个乙基、三价苯基跟三个甲基连接而得)共有8种。
(2)换位思考法:将有机物分子中的不同原子或基团换位进行思考。
如:乙烷分子中共有6个H原子,若有一个氢原子被Cl原子取代所得一氯乙烷只有一种结构,那么五氯乙烷有多少种?假设把五氯乙烷分子中的Cl看作H原子,而H原子看成Cl原子,其情况跟一氯乙烷完全相同,故五氯乙烷也有一种结构。同理:二氯乙烷有二种结构,四氯乙烷也有二种结构。又如:二氯苯有三种,四氯苯也有三种。
(3)等效氢原子法(又称对称法):分子中等效氢原子有如下情况:①分子中同一个碳原子上连接的氢原子等效。②同一个碳原子上所连接的甲基上的氢原子等效。如新戊烷(可以看作四个甲基取代了甲烷分子中的四个氢原子而得),其四个甲基等效,各甲基上的氢原子完全等效,也就是说新戊烷分子中的12个H原子是等效的。③分子中处于镜面对称位置(相当于平面镜成像时,物与像的关系)上的氢原子是等效的。如
6、和同素异形现象的区别:二者是研究对象不同的概念,它们的区别见下表。
概念 |
内涵 |
比较对象 |
实例 |
同素异形体 |
一种元素形成的不同单质 |
单质 |
金刚石和石墨 |
同分异构体 |
具有相同分子式,而结构式不同的化合物 |
化合物 |
甲醚和乙醇 |
十、有机物的命名
1、烷烃的命名
(1)首先选择主链:选择分子中最长碳链称作某烷(由主链C原子数决定烷的名称);若有两条碳链等长,则以含取代基(或支链)多者为主链。
(2)对主链碳原子编号:从离取代基最近的一端编起(以阿拉伯数字);若在离两端等距离的位置同时出现取代基时,则从哪端编号能使取代基位置之和最小,就从哪一端编起。
(3)写出烷烃的系统名称.
2、含有官能团或特殊原子团的化合物命名时,首先确定命名的化合物母体,然后据母体进行命名。母体的确定是根据化合物分子中的官能团或特殊基因。如含:
的化合物,以烯为母体,化合物最后名称为“某某烯”;含—OH、—CHO、—COOH的化合物分别以醇、醛、酸为母体。苯的同系物以苯为母体命名。
官能团的链状化合物选择主链一律以含官能团的最长碳链为主链,编号时从官能团(—CHO、—COOH)或离官能团近的一端(醇、卤代烃)编号,其他步骤跟烷烃命名相似。
苯的同系物及苯的取代物命名时苯环上的编号既可顺时针编,亦可逆时针编,但是要从环上最简单的取代基或侧链编起,且使各取代基或侧链的位置之和最小。(也可能用习惯命名法,如
)
十一、乙烷、乙烯和苯的比较
十二、钠分别与水、乙醇反应的比较
钠与水的反应实验 |
钠与乙醇的反应实验 |
|
钠的现象 |
浮于液面,逐渐融化呈闪亮的小球,游动 |
浮于液面,逐渐融化呈闪亮的小球,游动 |
声的现象 |
有“啧啧”的声音 |
无任何声音 |
气的现象 |
观察不到气体的现象 |
有无色、无味气体生成,作爆鸣实验时有爆鸣声 |
实验结论 |
钠的密度小于水的密度,熔点低。钠与水剧烈反应,单位时间内放出的热量大,反应生成氢气。2Na + 2H2O == 2NaOH +H2↑水分子中氢原子相对较活泼 |
钠的密度大于乙醇的密度。钠与乙醇缓慢反应生成氢气。2Na + 2C2H5OH→ 2C2H5ONa + H2↑乙醇分子里羟基氢原子相对不活泼 |
反应实质 |
钠与氢离子的反应 |
钠与氢离子的反应 |
(5) 乙醇的分子结构与化学性质的关系
十三、实验室里制取乙酸乙酯时的注意事项
1、化学原理:浓硫酸起催化脱水作用。
2、装置:液-液反应装置。用烧瓶或试管。试管倾斜成45°(使试管受热面积大)。弯导管起冷凝回流作用。导气管不能伸入饱和Na2CO3溶液中(防止Na2CO3溶液倒流入反应装置中)。
3、饱和Na2CO3溶液的作用。①乙酸乙酯在饱和Na2CO3溶液中的溶解度较小,减小溶解,利于分层。②挥发出的乙酸与Na2CO3反应,除掉乙酸;挥发出的乙醇被Na2CO3溶液吸收。避免乙醇特殊气味干扰乙酸乙酯的气味。
十四、三大营养物质
1、比较蛋白质的盐析、变性与胶体的凝聚
盐 析 |
变 性 |
胶体凝聚 |
|
概 念 |
蛋白质溶液中加浓无机盐溶液,使蛋白质析出 |
蛋白质在某些条件作用下凝聚,丧失生理活性 |
胶体中加入强电解质,不同电荷的胶体或加热而使之凝聚成大颗粒 |
对 象 |
高分子等(如蛋白质等) |
高分子(如蛋白质) |
带电的胶粒 |
变化条件 |
浓无机盐溶液 |
受热、紫外线、强酸、强碱、重金属盐,某些有机物等 |
强电解质,不同电荷的胶体,加热 |
变化实质 |
物理变化(溶解度降低) |
化学变化 |
物理变化 |
变化过程 |
可逆 |
不可逆 |
不可逆 |
用 途 |
分离,提纯 |
杀菌,消毒等 |
鉴别,分离等 |
2、酯和油脂的比较
酯 |
油脂 |
||
油 |
脂 |
||
组成 |
有机酸或无机酸与醇类反应的生成物 |
高级不饱和脂肪酸甘油酯 |
高级饱和脂肪酸的甘油酯 |
状态 |
常温下呈液态或固态 |
常温下呈液态 |
常温下呈固态 |
存在 |
花草或动植物体内 |
油料作物的籽粒中 |
动物脂肪中 |
实例 |
CH3COOC2H5 |
(C17H33C00)2C3H5 |
(C17H35COO)3C3H5 |
联系 |
油和脂统称油脂,均属于酯类,含相同的酯基 |
3、蛋白质盐析和变性的比较
盐 析 |
变 性 |
|
变化条件 |
浓的(钾、钠、铵)盐 |
受热、紫外线、酸、碱、重金属盐、甲醛 |
反应类别 |
物理变化 |
化学变化 |
变化过程 |
可逆 |
不可逆 |
用途 |
分离、提纯蛋白质 |
杀菌、消毒 |
4、硝基化合物与硝酸的无机酯的区别
硝基化合物 |
硝酸的无机酯 |
|
定义 |
硝基-NO2直接与烃基碳相连接的化合物 |
-N02通过氧原子与烃基相连,即 R-O-NO2 |
实例 |
CH3CH2-NO2硝酸乙烷 C6H5-NO2硝基苯 |
CH3CH2-O-NO2 硝酸乙酯 |
5、淀粉、纤维素水解实验的注意问题
(1)淀粉、纤维素水解都用H2SO4做催化剂,但淀粉用 20%H2SO4,纤维素用90%H2SO4,均需微热;
(2)检验产物时,必须用NaOH溶液中和过量的酸,才能用银氨溶液或新制Cu(OH)2,进行检验。
(3)淀粉是否发生水解的判断:利用淀粉遇碘变蓝的反应和其水解最终产物葡萄糖能发生银镜反应来判断淀粉是否发生水解和水解进行程度。如淀粉没有水解,则不能发生银镜反应;如淀粉已完全水解,则遇碘不能变蓝色;如既能发生与新制氢氧化铜加热反应生成砖红色沉淀或银镜反应,又能遇碘变蓝色,则说明淀粉仅部分水解。
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