新高一化学预科班知识讲义

12011年新高一化学预科班知识讲义§1走进化学科学（略）§2研究物质性质的基本方法和基本程序一基本方法1观察法2实验法3分类法4比较法二观察并探究钠的性质银白色有金属光泽的固体1物理性质密度为0.97g/ml,大于煤油，小于水。质软熔点较低,为97.81℃能导电、导热2化学性质（1）和水的反应：2Na+2H2O==2NaOH+H2↑现象：钠块浮在水面上，立刻融化成一个闪亮的小圆球，钠球在水面不断移动，并发出嘶嘶的响声，钠球很快消失，事先滴好酚酞的溶液变红，点燃收集到的气体，听到啪啪的爆鸣声。（2）和氧气的反应4Na+Ｏ2==2Na2O（常温下）现象：银白色金属表面迅速变暗。2Na+Ｏ2Na2O2（加热下）现象：产生黄色火焰，生成淡黄色固体。（3）和氯气的反应：2Na+Cl22NaCl现象：产生黄色火焰，生成白色固体。（4）和硫磺的反应：2Na+SNa2S现象：反应剧烈，不时有噼啪爆炸声。（5）和酸的反应：2Na+2HCl==2NaCl+H2↑备注：金属钠和酸或水反应的规律是：有酸H+为先，无酸水为先思考：①把过量的金属钠、镁、铝与相同质量、相同质量分数的硫酸溶液反应，产生氢气最多的是___________②把钠投入到饱和的Ca（OH）2溶液里，会有什么现象发生？③将2.3g的钠投入水中，若要得到质量分数为4%的溶液，问需要水的质量？（6）与一些能与碱反应的盐如：含Fe3+、Cu2+、Mg2+、Al3+、Zn2+等可溶性盐溶液里。2Na+2H2O==2NaOH+H2↑①3NaOH+FeCl3==Fe（OH）3↓+3NaCl②为了将上式综合成一个方程式，消去NaOH，方程式①×3+②×2得6Na+6H2O+2FeCl3===3H2↑+2Fe（OH）3↓+6NaCl思考：将6.9g的钠投入到含8gCuSO4的硫酸铜溶液中，①计算产生沉淀和生成气体2的质量.②溶液的质量变化情况（7）和一些强酸的酸式盐如NaHSO42Na+2NaHSO4==2Na2SO4+H2↑（8）和一些弱酸的酸式盐反应2Na+2H2O==2NaOH+H2↑①NaOH+NaＨCO3==Na2CO3+H2O②将上式中的②×2+①得到2Na+H2O+2NaＨCO3==H2↑+Na2CO3三钠的用途1用来制作钠的重要的化合物，如Na2O22用来制作钾钠合金做原子反应堆的导热剂。3用来制作高压钠灯。4金属钠常用于钛、锆、铌、钽的冶炼。如：4Na+TiCl4高温4NaCl+Ti四钠的存在、制备及保存1存在：钠的化学性质非常活泼，自然界中没有游离态的钠存在，只有化合态的钠存在。钠主要以NaCl、NaNO3、Na2CO3Na2SO4形式存在于海水中。2制备：电解熔融的NaCl：2NaCl通电2Na+Cl2↑少量的金属钠保存在煤油中或者石蜡油中。3保存大量的金属钠放在铁桶中用石蜡密封。由探究金属钠的性质可知，研究物质的基本程序是：先研究物质的外观——预测物质的性质——实验和观察——解释和结论有关钠的化合物的一些知识————氧化钠一物理性质：白色的固体二化学性质：1和水的反应：Na2O+H2O==2NaOH。该反应为放热反应。2和CO2的反应：Na2O+CO2===Na2CO33和氧气的反应：2Na2O+O22Na2O2现象：反应生成淡黄色固体。4和稀酸的反应：Na2O+2HCl==2NaClNa2O+H2SO4==Na2SO4+H2O35和一些与碱反应的盐溶液中，如：CuSO4FeCl3Mg（NO3）2溶液中Na2O+H2O==2NaOH①3NaOH+FeCl3==Fe（OH）3↓+3NaCl②现象：有红褐色沉淀产生，将以上两个方程式综合成一个化学反应方程式，①×3+②×2消去NaOH。3Na2O+3H2O+2FeCl3==2Fe（OH）3↓+6NaCl思考和硫酸铜或者硝酸镁反应的方程式。6和一些强酸的酸式盐。如如NaHSO4Na2O+2NaHSO4==2Na2SO4+H2O有关钠的化合物的一些知识————过氧化钠一物理性质：淡黄色固体二化学性质：1和水的反应：2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑此反应为放热反应。2和CO2的反应：2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2备注：（1）过氧化钠和氢气2H2+O2点燃2H2O2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑将上式写成一个方程式，消去水，得：Na2O2+H22NaOH即：将氢气和氧气的混合气体充入盛有足量的过氧化钠的密闭容器中加热，充分反应后氢气被全部吸收。氧气仍然存在。即固体增加的质量就是氢气的质量。（2）过氧化钠和一氧化碳2CO+O2点燃2CO22Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2将上式写成一个方程式，消去CO2得：Na2O2+CONa2CO3即：将一氧化碳和氧气的混合气体充入盛有足量的过氧化钠的密闭容器中加热，充分反应后一氧化碳被全部吸收。氧气仍然存在。即固体增加的质量就是CO的质量。由以上两项规律可知，将CO、H2和O2的混合气体充入盛有足量的过氧化钠的密闭容器中加热，充分反应后一氧化碳和氢气被全部吸收。氧气仍然存在。例题“相同条件下，将2.1g的氢气和一氧化碳在足量的氧气中充分燃烧，然后立即通过足量的过氧化钠固体，固体质量增加_________g。（3）钠和过氧化钠42Na+2H2O==2NaOH+H2↑2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑2H2+O2点燃2H2O合并以上三个方程式：2Na+2H2O+Na2O2==4NaOH即：将钠和过氧化钠按分子个数之比是2:1混合投入足量的水中，反应生成的气体在点燃的情况下恰好完全反应。例题:有一份由钠和过氧化钠组成的混合物，将其投入到足量的水中并吸收全部生成的气体，将气体引火爆炸后再无气体剩余。原混合气体中钠和过氧化钠的质量之比为_________.(4)碳酸氢钠和过氧化钠2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2综合以上几个方程式得：2NaHCO3+2Na2O22Na2CO3+2NaOH++O2↑即：将碳酸氢钠和过氧化钠按分子个数之比≤1：1混合加热，在常温、常压下所得气体是纯净的氧气。例题：过氧化钠与过量的碳酸氢钠混合，在密闭容器中充分加热后，最后排除气体，容器内残留的是（）Ａ氢氧钠、过氧化钠、碳酸钠Ｂ过氧化钠、碳酸钠Ｃ碳酸钠Ｄ碳酸钠、氢氧化钠３和稀酸的反应2Na2O2+４HCl==4NaCl+O2↑+2H2O分析和稀硫酸反应的情况，判断过氧化钠和氧化钠是不是碱性氧化物。_____三过氧化钠的主要用途1做漂白剂：漂白对象：主要是织物、麦秆、羽毛和酸碱指示剂等。漂白原理：过氧化钠将有色有机物氧化为无色物质。漂白后不易再恢复原色。思考：向酚酞的水溶液里逐渐撒入过氧化钠粉末，有关的现象_____________________2做供氧剂主要是用于潜水艇内或其他缺氧环境的呼吸面具。利用的是过氧化钠和水及二氧化钠反应。3做制氧剂利用的是和水的反应。此反应操作简单，不需要加热。四过氧化钠的保存及制备1制备:2Na+Ｏ2Na2O22保存：密封。用玻璃瓶就不要用玻璃塞。思考：金属钠如果着火了，用什么方法灭火？5有关氯气的知识一：物理性质黄绿色有的刺激性气味的气体密度大于空气能溶于水二化学性质1和铁丝的反应：2Fe+3Cl点燃2FeCl3现象：红热的铁丝在氯气中燃烧起来，产生了大量红褐色的烟，加水后集气瓶内形成了黄色的溶液。2和铜丝的反应：Cu+Cl2C点燃uCl2现象：铜丝剧烈燃烧。产生大量棕色的烟，加水后形成了蓝绿色溶液。备注：①若金属元素有多种化合价，该金属和氯气直接化合的产物中化合价为高价。②氯气能跟除了金、铂之外的其他所有金属在一定条件下反应。3和氢气的反应：H2+Cl2点燃2HCl现象：氢气在氯气中安静的燃烧，发出苍白色火焰，试验结束后，观察到集气瓶口上方出现白雾。此反应亦可以在光照下进行发生爆炸：H2+Cl2光照2HCl备注：HCl为有刺激性气味的气体，常温下1体积水可以溶解500体积的HCl,HCl溶于水叫氢氯酸，俗名盐酸。常用的浓盐酸中HCl的质量分数为37%—38%，密度为1.19g/L。盐酸易挥发，浓度越大或者温度越高就越容易挥发。浓盐酸在空气中会形成白雾。综上：燃烧不一定需要氧气参加，凡是发光发热的剧烈的氧化反应都叫燃烧。4和水的反应：H2O+Cl2===HCl+HClO备注：①HClO是一元弱酸，在常温下不稳定，见光易分解。浓度增加、加热或者光照的情况下反应更快。2HClO2HCl+O2↑②强氧化性，能使染料和有机色质的颜色退去。③新制的氯水和久置的氯水的区别新制的氯水久置的氯水颜色黄绿色无色气味有刺激性气味有刺激性气味所含成分Cl2、、HClO、H2O、H+、Cl-ClO-、ＯＨ-H2O、H+、Cl-漂白性（强氧化性）有，主要由HClO引起无酸性（PH）弱（ＰＨ大）强（PH小）不稳定性不稳定较稳定6备注：氯水要现用现配。5氯气和碱的反应2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O和氢氧化钙反应的化学反应方程式。Ca（OH）2+Cl2===CaCl2+Ca（ClO）2+H2O备注：①以上是在工业上制取漂白粉的化学反应方程式。漂白粉的主要成分就是氯化钙和次氯酸钙，其有效成分是次氯酸钙。漂白粉在空气中发挥漂白作用，原理为Ca（ClO）2+CO2+H2O==CaCO3↓+2HClO②：在加热的情况下，氯气和碱发生反应的方程式为：6KOH+3Cl25KCl+ＫClO3+３H2O预测物质的性质不一定是正确的，所以预测物质的性质的一般程序改为:观察物质的外观—预测物质的性质—设计并实验—结论和解释—修正预测，重新预测—实验—得出结论。三氯气的重要用途及存在形式（一）用途1做消毒剂：常常在1L水中通入0.002g氯气来进行杀菌消毒。2制造HCl：H2+Cl2点燃2HCl3制造漂白剂：主要用于棉、麻和纸张的漂白。4制造氯仿（CHCl3）等有机溶剂和多种农药。（二）氯元素的存在氯元素在自然界中全部以化合态存在，且以—1价为主。主要以NaCl的形式存在与大海中四氯气的实验室制法1化学原理MnO2+4HClMnCl2+2H2O+Cl2↑2实验装置：固液加热型。7§3物质的量一物质的量1表示具有一定数目的粒子的集体，是国际上七个基本物理量之一，符号为：n2单位为摩尔，符号为mol，简称摩。一摩尔所含的粒子数=0.012kg12C中含有的12C数。使用摩尔时候注意：（1）摩尔只能描述原子、分子、离子、质子等肉眼看不见、到目前为止无法直接称量的微观粒子，不能描述宏观物质。（2）使用摩尔做单位时，应该用化学式或语言文字指明物质的种类。3阿伏伽德罗常数（1）1mol任何粒子的粒子数叫做阿伏伽德罗常数。符号为NA。（2）单位为mol-1(3)阿伏伽德罗常数的准确值=0.012kg12C中含有的12C数，其数值为6.02×1023备注：阿伏伽德罗常数不是单纯的数值，有单位，NA=6.02×1023mol-14物质的量、阿伏伽德罗常数、粒子数之间的关系。公式：n=N/NAN=n×NA可以推导出另外两个公式N1:N2=n1:n2NA=N/n结论：粒子的数目之比===物质的量之比二摩尔质量1单位物质的量的物质所具有的质量。符号为M。常用的单位为g/mol或者Kg/mol。在以g/mol为单位时，数值上等于该粒子的相对原子或者相对分子质量。2物质的量、物质的质量、摩尔质量之间的关系m=ｎ×MM=m/nn==m/M掌握物质的量、物质的质量、物质的粒子数之间的关系。有关气体的摩尔体积的知识课前理解物质物质的量(1mol)质量(g)密度（g/cm3）体积Fe１56７.87.2Al１27２.710H2O１181.018H2ＳＯ４１981.8353.6思考：1mol不同的固态或者液态物质，体积一样否？决定物质体积的因素有哪些呢？当粒子数一样时，决定固体和液体的体积大小的因素又有哪些呢？主要取决与哪个因素？气体的体积受哪些因素影响呢？当粒子数一定时，主要取决于哪条因素？8