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高中化学知识总结
高中化学知识点全总结，除了课内知识外还有些补充的内容，本图知识梳理清楚，适用于考前复习，也可以综合其他资料使用。
编辑于2021-12-29 11:35:20- 高考化学
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高中化学 由李致源根据人教版2019版普通高中化学教科书及知乎用户@rq cen所发布的专栏《兴趣使然的化学讲义》所绘制 未经授权，严禁转载
结构决定性质
绪论
物质的分类
纯净物
定义
只由一种化学成分组成的物质
分类
单质
定义
只由一种元素构成的纯净物
分类
根据构成元素是否为金属元素
金属单质
非金属单质
同素异形体
同种元素组成的不同单体
O2、O3，金刚石、石墨
化合物
定义
由多种元素构成的纯净物
分类
根据化学键的类型分类
共价化合物
定义
通过共价键形成的化合物
实例
CO2、NH3
离子化合物
定义
由阴阳离子通过离子键的作用形成的化合物
实例
NaCl、NaOH
配位化合物
定义
通过配位键形成的化合物
实例
Fe（SCN）3
根据组成元素
氧化物
定义
是指氧元素与另外一种化学元素组成的二元化合物
酸性氧化物
与碱反应生成盐和水
二氧化碳、二氧化硫
碱性氧化物
与酸反应生成盐和水
氧化钠、氧化钙
两性氧化物
既能跟酸反应，又能跟碱反应生成盐和水
氧化铝、氧化锌
惰性氧化物（不成盐氧化物）
无法与酸或碱反应成相应的盐和水
一氧化碳、一氧化氮
过氧化物
含有过氧基-O-O-的化合物
酸
在水中电离出的阳离子全部为氢离子
碱
在水中电离出的阴离子全部为氢氧根离子
盐
酸碱中和除水之外的产物
根据在熔融状态或水溶液中是否导电
电解质
在水溶液中或熔融状态下可以导电
非电解质
在水溶液或熔融状态下不能导电
混合物
定义
由多种化学成分组成的物质
分散系
定义
由一种或几种分散质分散到分散剂所形成
分类
溶液
微粒直径小于1nm
透明、均一、稳定
胶体
微粒直径介于1nm~100nm
能透过滤纸，不能透过半透膜
丁达尔效应
用光束通过胶体，可在胶体中看到一条笔直光亮的“通路”
实验：制备氢氧化铁胶体
向沸水中滴加几滴饱和的氯化铁溶液（不能用玻璃棒搅拌），继续加热，至溶液呈红褐色，立即停止加热
FeCl3+ +3H2O=△=Fe(OH)3（胶体）+3HCl
FeCl3溶液配制
将FeCl3粉末溶解在浓盐酸中，再稀释至所需浓度
浊液
悬浊液
分散质为固体
乳浊液
分散质为液体
化学计量
物质的量
单位为摩尔，简称摩，符号为mol
1mol包含6.02214076×10^23个原子或分子等基本单元
阿伏伽德罗常数
6.02214076×10^23mol^-1，符号为NA
n=N/NA,n为物质的量，N为微粒数
摩尔质量
符号为M，单位为g/mol
1mol某种微观粒子的质量，数值等于相对原子质量
n=m/M
气体摩尔体积
单位物质的量的气体所占有的体积
标准状况（0℃，101kPa）下，气体摩尔体积约为22.4L/mol
Vm=V/n
物质的量浓度
单位体积溶液所含溶质B的物质的量
常用单位为mol/L,mol/m³
cB=nB/V
实验：配制一定物质的量浓度溶液
步骤 （1）使用前检查瓶塞处是否漏水。往瓶中往入2/3容积的水，塞好瓶塞。用手指顶住瓶塞，另一只手托住瓶底，把瓶子倒立过来停留一会儿，反复几次后，观察瓶塞周围是否有水渗出。经检查不漏水的容量瓶才能使用。 （2）把准确称量好的固体溶质放在烧杯中，用少量溶剂溶解。然后把溶液沿玻璃棒转移到容量瓶里。为保证溶质能全部转移到容量瓶中，要用溶剂多次洗涤烧杯，并把洗涤溶液全部转移到容量瓶里。 （3）向容量瓶内加入的液体液面离标线1厘米左右时，应改用滴管小心滴加，最后使液体的弯月面与标线正好相切。 （4）盖紧瓶塞，用倒转和摇动的方法使瓶内的液体混合均匀。 注意事项 （1）不能在容量瓶里进行溶质的溶解，应将溶质在烧杯中溶解后转移到容量瓶里。 （2）用于洗涤烧杯的溶剂总量不能超过容量瓶的标线。 （3）容量瓶不能进行加热。如果溶质在溶解过程中放热，要待溶液冷却后再进行转移，因为温度升高瓶体将膨胀，所量体积就会不准确。 （4）容量瓶只能用于配制溶液，不能储存溶液，因为溶液可能会对瓶体进行腐蚀，从而使容量瓶的精度受到影响。 （5）容量瓶用毕应及时洗涤干净，塞上瓶塞，并在塞子与瓶口之间夹一条纸条，防止瓶塞与瓶口粘连。
基本反应类型
离子反应
定义
有离子参加的化学反应
电离
离子化合物在水中或高温熔融状态下电离出自由的阴阳离子
电解质
在水溶液中或高温熔融状态下导电的化合物
强电解质
强酸
H2SO4 、HCl 、HNO3 、HClO4 、HBr 、HI
中强酸
H3PO4
第一个H+可完全电离
强碱
Ca(OH)2 、NaOH 、Ba(OH)2 、KOH
大部分盐
弱电解质
弱酸、弱碱、水
离子方程式
强拆弱不拆，不可溶不拆，浓硫酸不拆
产生情况
产生气体
产生沉淀
产生弱电解质
复分解反应属于离子反应
发生氧化还原反应
产生稳定络合物
离子反应的应用
粗盐提纯
1.加入过量BaCl2(去除硫酸根离子)BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl 2.加入过量NaOH(去除镁离子)MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl 3.加入过量Na2CO3(去除钙离子及BaCl2中的钡离子) Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl 4. Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl （注：可互换2，3两步或3，4两步。Na2CO3的用量一定要将所有的BaCl2除去，可使用pH试纸控制加入量。） 5.过滤 向滤液中加入适量HCl（除去过量NaOH,Na2CO3,可选择用pH试纸控制加入的量，或是直接蒸发） 6.蒸发结晶
离子检验
银离子
加入盐酸，观察是否出现白色沉淀
铵根离子
取样，向溶液中加入NaOH溶液并加热，在导管口放一红色石蕊试纸
氯离子
加稀硝酸，无现象，再加硝酸银，产生白色沉淀，即有氯离子。 检验氯离子的时候，可以用酸化的硝酸银溶液（其实，检验卤素的离子都可以用酸化的硝酸银溶液）。 氯离子和硝酸银溶液反应的时候，生成不溶于硝酸的白色沉淀——氯化银。 如果溶液中有碳酸根离子，检验氯离子的时候就会受到干扰。因为碳酸银的固体是浅黄色，但在水中出现少量沉淀时也呈白色。 所以，我们检验氯离子的时候，先用硝酸把要检验的溶液酸化，然后再加入硝酸银溶液，如果出现了白色沉淀，说明溶液里含有氯离子。
硫酸根离子
硫酸根与金属钡离子结合会产生硫酸钡白色沉淀，但有许多不溶性钡盐也为白色，但它们多溶于酸，而硫酸钡不溶于酸。 因此检验硫酸根离子时，通常先使用盐酸使实验环境酸化，排除碳酸根的干扰，然后加入可溶钡盐，如氯化钡，以此确定液体是否含有硫酸根离子。同时要注意到：必须先加入盐酸，后加入氯化钡，否则易受银离子干扰，产生白色沉淀，影响检验。所以应当： （1）加入盐酸，然后滤去沉淀； （2）加入氯化钡，观察是否有白色沉淀。 检验时加入的钡盐最好是氯化钡，硝酸钡不好，因为氢离子与硝酸根离子相遇时会有强氧化性，会使亚硫酸盐氧化为硫酸盐，无法检验原溶液中是否有硫酸盐。但要将生成的白色沉淀中滴加稀硝酸，若白色沉淀不溶解，则更能说明含硫酸根离子
碳酸根离子
加入BaCl2或CaCl2，出现白色沉淀，取沉淀，加稀盐酸(排除硫酸根的干扰)，沉淀溶解，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体
氧化还原反应
定义
有发生电子转移（元素化合价变化）的化学反应
特点
升失氧化还原剂
化合价不交叉
电子得失守恒
以强制弱
特殊的氧化还原反应
归中反应
同一元素的较高价态和较低价态发生反应，共同变为中间价态的反应
SO2+2H2S=2H2O+3S
歧化反应
同一元素的同一价态之间发生反应，分别变为较高价态和较低价态的反应
Cl2＋2NaOH＝NaCl＋NaClO＋H2O
络合反应
带孤对电子的原子、离子、原子团将孤对电子填充到某些原子或离子的空轨道中，通过配位键的形式形成新的化合物
Fe3+ + 3SCN- =Fe(SCN)3
实验原理
物质的获取
物质的分离和纯化
利用熔沸点不同
过滤
固液分离
蒸馏
液液分离
利用溶解度不同
利用物质在某种溶剂中的溶解度差异
利用不同物质在某种溶剂的溶解度随温度的变化的差异
重结晶
溶解
缓慢蒸发溶剂
利用极性不同
分液
利用分子大小不同
渗析
半透膜
利用亲和性进行分离
层析法
色谱法
物质的制备
确定目标产品
选择原料
安全性
是否方便使用
价格因素
确定反应原理
设计反应路径
设计反应装置
控制反应条件
分离提纯产品
物质的检测
物质的检验
物理检验
根据物质状态
物态
密度
颜色
气味
溶解性
导电性
焰色反应
红外光谱
紫外光谱
官能团
质谱
相对分子质量
核磁共振
分子中处于不同环境的质子的数量
化学检验
物质含量的测定
直接称量
酸碱中和滴定
沉淀滴定法
返滴定法
比色法
化学反应的分析
溶液中加酸后产生的气体
CO2
使澄清石灰水变浑浊
SO2
与H2S反应产生淡黄色沉淀
H2S
与AgNO3混合产生白色沉淀的溶液可能含有Cl-
与BaCl2混合后产生不溶于酸的沉淀的物质可能含有SO4 2-
加入碱产生沉淀，再加入过量碱沉淀溶解的物质可能含有Al3+
加入酸产生沉淀，再加入过量酸沉淀溶解的物质可能含有AlO2-
加入KSCN后显红色的溶液可能含有Fe3+
能在空气中燃烧的无色无味气体可能是H2、CO、CH4
能使淀粉碘化钾试纸变蓝的溶液具有氧化性
能令Br2溶液褪色的物质可能含有C=C双键
不能令Br2褪色但加入Fe后能让其褪色的物质可能含有苯环
能发生银镜反应或使新制Cu（OH）2溶液褪色的溶液可能含有醛基
能与H2发生催化加成反应的通常含有不饱和键
实验安全
人身安全
压强变化过大的反应不宜在密闭容器中进行
释放大量热的反应
生成大量气体的反应
减少大量气体的反应
使用或生成易燃易爆物质的反应
不能使用明火
控制温度不能过高
避免电器产生电火花
产生有毒有害气体
酸性气体可用碱性溶液吸收
可用气球收集
试剂安全
设计气体减少的反应装置时，导管不能伸入液面以下，以防止倒吸
使用或生成还原性气体时，应用氦气或惰性气体将空气排出，以防止氧化
绿色化学
不生成有毒有害物质
尽可能使用可再生资源
尽可能提高原子转化率
结构化学
原子结构
原子的基本情况
原子的组成
原子核
体积很小，原子的质量集中于此
质子
带正电荷，电荷量为1.602×10^-19C
中子
不带电
核子
核外电子
带负电荷，电荷量为-1.602×10^-19C
原子不显电性，原子核所带的正电荷和所有核外电子带的负电荷数量相等
元素的核电荷数
核电荷数即质子数，与核外电子数相等
离子
当原子失去或得到电子，从而带有正电荷或负电荷时，形成的微观粒子
相对原子质量
由来
质子和中子的质量非常接近，且远大于电子的质量，所以原子的质量可近似看为质子或中子质量的整数倍。为了便于计算，便使用相对原子质量代替真实的质量进行计算
定义
以一个碳-12原子质量的1/12作为标准，任何一个原子的真实质量跟一个碳-12原子质量的1/12的比值
计算
质子数+中子数
核外电子排布
电子云
用于描绘电子在空间中各处出现的概率的模型
电子的运动状态
能层
能层顺序：KLMNOPQ，层数越大，能量越高
最多能容纳2n^2个电子
能级
第n能层含有n个能级
能级所含的轨道数随能级顺序以1、3、5、7的方式对应
轨道
能级顺序：spdf，按spdf的顺序能量依次增大
同一能级内各条轨道能量相同，只是在空间中的方向不同
轨道的波函数图像
s轨道为球形，p轨道为哑铃形
自旋
自旋只有两种，为正方向和逆方向，分别用↑、↓表示
同一轨道内最多有两个电子，且这两个电子自旋方向相反
电子的填充规律
构造原理
按图中顺序，电子依次填充进能量最低的能级的轨道
能量最低原理
基态原子是能量最低的状态；基态原子的电子排布是整个原子能量最低的原子轨道组合（或集合）；为使整个原子的能量最低，电子总是优先填入使整个原子能量最低的轨道，而这个轨道不一定属于能量最低的能级，因为整个原子的能量由核电荷数、电子数和电子状态三个因素共同决定，相邻能级能量相差很大时，电子填入能量低的能级即可使整个原子能量最低（所有主族元素的基态都属此）；而当相邻能级能量相差不太多时，有1～2个电子占据能量稍高的能级可能反而降低了电子排斥能而使整个原子能量最低（所有副族元素的基态都属此）
泡利不相容原理
不能有两个或两个以上的电子具有完全相同的四个量子数（能层、能级、轨道、自旋），或者说在轨道量子数m，l，n确定的一个原子轨道上最多可容纳两个电子，而这两个电子的自旋方向必须相反
洪特规则
电子分布到同一能级的不同轨道时，优先以自旋相同的方式分别占据不同的轨道
全满、半满、全空规则
当同一能级各个轨道上的电子排布为全满、半满或全空时，可使体系能量最低
24号元素铬（Cr）电子排布为1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s1 29号元素铜（Cu）电子排布为1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1
对元素性质的影响
原子半径
与核电荷数有关
作用1
核电荷数越多，对核外电子的引力越强，半径越小
作用2
核电荷数越多，能层越多，越高的能层电子运动半径越大，且内层电子对外层电子的斥力也增大。所以半径增大
若能层数不变，则作用1主导。若增加了能层，则作用2的影响大于作用1
电离能
定义
基态的气态原子失去电子变为气态阳离子（即电离）所需要的能量
失去第一个电子所需的能量为第一电离能，以此类推
电离能越小，表明原子越易失去电子，形成的离子也更稳定
对于同一元素，一般第一电离能小于第二电离能以此类推
电负性
定义
是元素的原子在化合物中吸引电子的能力的标度
电负性越大，越容易得电子，越容易形成稳定的阴离子
共价键的共用电子偏向电负性更大的原子
一般情况下若两原子电负性之差大于1.7则为离子键，小于1.7则为共价键
元素周期律
元素
具有相同质子数的原子。同种元素质子数恒定，中子数有一种或多种可能
核素
具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子
氕氘氚
同位素
具有相同质子数，不同中子数的同一元素的不同核素互为同位素
元素周期表
随质子数增大依次从左向右排列，增加一个能层则开始一个新的周期，价电子相同的元素放入同一列
周期
周期表中的每一行
第一周期
K能层，只有1s能级，有2个元素
第二周期
KL能层，有2s、2p能级，有8个元素
第三周期
KLM能层，有3s、3p能级，有8个元素
第四周期
KLMN能层，有3d、4s、4p能级，有18个元素
第五周期
KLMNO能层，有4d、5s、5p能级，有18个元素
第六周期
KLMNOP能层，有4f、5d、6s、6p能层，有32个元素
第七周期
KLMNOPQ能层，有5f、6d、7s、7p能层，有32个元素
族
周期表的每一列，同一列的元素具有相同的价电子构型，但副族元素存在较多特例
IA族
ns1价电子构型，易失去一个电子形成+1价阳离子
IIA族
ns2价电子构型，易失去两个电子形成+2价阳离子
IIIB族~VIIB族
VIII族
副族的第6、7、8列统称第八族
IB族、IIB族
为副族，是过渡金属，镧系锕系为内过渡金属
IIIA族
ns2np1的价电子构型，易失去三个电子形成+3价阳离子
IVA族
ns2np2的价电子构型，最高为+4价，最低为-4价
VA族
ns2np3的价电子构型，最高为+5价，最低为-3价
VIA族
ns2np4的价电子构型，最高为+6价，最低为-2价
VIIA族
ns2np5的价电子构型，最高为+7价，最低为-1价
0族
具有1s2或ns2np6的价电子构型，不易得失电子，极难发生反应
分区
ds区为IB族和IIB族，具有（n-1）d10 ns(1~2)的价电子构型
元素周期律
原子半径
行
同一周期，原子序数增大，核电荷数增大，引力增大，原子半径减小
对于周期数较大的周期，由于d、f能级电子的作用，规律不是很明显，甚至出现反例
列
能层依次递增，原子半径显著增大
距离增多的影响远大于核电荷数增多的影响
电离能/金属性/还原性
行
电离能依次增大，还原性/金属性依次减弱
列
电离能依次减小，还原性/金属性依次增强
电负性/非金属性/氧化性
行
依次增大
列
依次减小
对角线规则
主族元素中位于左上-右下对角线位置的两个元素，往往具有一些相似的化学性质
向右由于质子数增加导致的引力增大和电子层增加导致的引力减小，一定程度上相抵消
Li、Mg
LiF、Li2CO3、MgF2、MgCO3都难溶于水
在氧气中燃烧生成Li2O、MgO，都是普通的氧化物，而不是过氧化物
Be、Al
都是两性金属，能溶于酸，能溶于碱
B、Si
硼酸H3BO3、硅酸H2SiO2都是弱酸
分子结构
离子键
离子
一些原子在得到或失去几个电子后具有和稀有气体元素相同的稳定电子构型，从而成为稳定的阴阳离子
对于前几行的碱金属、碱土金属、氧族、卤族来说，可认为金属失去全部价电子，非金属最外层形成八电子时最稳定
离子键
离子键的本质是静电相互作用，即阳离子和阴离子之间的库仑力。电负性差值越大，原子之间越容易得失电子而形成离子键
没有方向性
没有饱和性
一个离子可吸引多个带异种电荷的离子，但阴阳离子的半径比限制了被吸引的离子的数量
较共价键而言
离子化合物
由阴阳离子组成的化合物
离子晶体
阴离子和阳离子通过离子键结合，并形成有序的排列
阴阳离子之间相互吸引
同种离子相互排斥
离子占据的体积
形成有序的排列
配位数
一个离子周围最近的异电性离子数
晶格能
在标准状况下，使离子晶体变成气态正离子和气态负离子时所吸收的能量。是反映离子晶体稳定性的参数
共价键
共价键
相邻原子通过共用电子并与共用电子之间形成的一种强烈作用
特点
饱和性
每种元素能参与配对的价电子有限，所以能形成的共价键数量也有限
方向性
要形成稳定的共价键,必须尽可能使电子云重叠程度大一些,我们知道,除了s电子以外,其它电子云都是有空间取向的,在成键时,要尽可能沿着电子云密度最大的方向发生重叠.例如H2O中,氢原子的1s电子云沿着氧原子的2Px、2Py电子云的空间伸展方向的重叠,才能达到电子云重叠程度最大,形成稳定的共价键,因此共价键具有方向性
极性
共用电子对靠近电负性更大的原子，若共价键两侧原子或基团相同则为非极性共价键
电负性差值越大极性越强，反应发生在极性强的位置
键参数
键能
对双原子分子，键能为1mol气态分子离解成气态原子所吸收的能量。 对多原子分子，键能为1mol气态分子完全离解成气态原子所吸收的能量分配给结构式中各个共价键的能量
定量地表示化学键的强弱。成键放热，断键吸热，键能越大越稳定
键长
形成共价键两个原子核之间的距离，键长越短越稳定
键角
两个化学键的夹角
类型
σ键
两个s轨道、一个s轨道一个p轨道、两个s轨道，以头碰头的方式重叠所形成的共价键
有一根键轴，可自由转动。可形成单键，或与一个π键形成双键，或与2个π键形成三键
π键
两个轨道垂直于键轴以“肩并肩”方式重叠所形成的化学键
通常和σ键一起出现，使σ键无法自由转动
分子空间结构理论
杂化轨道理论
在外界条件影响下，原子内部 能量相近的原子轨道重新组合形成新的原子轨道的过程叫作原子轨道的杂化。组合后形成的一组新的原子轨道叫作杂化原子轨道。轨道杂化后，不仅改变了原有的空间取向，并使它在与其他原子轨道成键时重叠的程度更大，形成的共价键更牢固
价电子对互斥理论VSEPR
分子中心原子的价电子对——成键电子对和孤电子对由于相互排斥作用，处于不同的空间取向并尽可能远离
分子性质
对称性
根据对称轴的旋转或借助对称面的反映能够复原
手性
分子本身和它们在镜中的像相似但不能重叠
大多数手性分子含有不对称碳原子——所连接的四个原子或基团均不相同
极性
根据分子内是否存在正负两极而分
判断
双原子分子
分子的极性和键的极性是一致的
多原子分子
若所有化学键为非极性键，则为非极性分子
若为极性键时，则根据空间结构判断
极性分子沸点更高，易溶于极性溶剂
金属键
主要在金属中存在，由自由电子及排列成晶格状的金属离子之间的静电吸引力组合而成
因为金属晶体中存在大量可移动的自由电子，所以金属有金属光泽，且导电性、导热性好
配位键
一些原子、离子或原子团将孤对电子填入具有空轨道的原子或离子的空轨道中所形成的化学键
提供空轨道的原子或离子称为中心原子或中心离子，提供孤电子对的原子、离子或原子团称为配体
通常一个中心原子或离子能与多个配体形成配位化合物
分子间作用力
氢键
氢原子与电负性大的原子X以共价键结合，若与电负性大、半径小的原子Y（O、 F 、N等）接近，在X与Y之间以氢为媒介，生成X-H…Y形式的一种特殊的分子间或分子内相互作用
形成氢键的条件
⑴ 与电负性很大的原子A 形成强极性键的氢原子 ⑵ 较小半径、较大电负性、含孤对电子、带有部分负电荷的原子B (F、O、N)
作用能大于范德华力作用能，比化学键的小得多
影响物质熔沸点和电离、溶解等过程
类型
分子间
熔点、沸点比同系列氢化物的熔点、沸点高
分子内
分子内生成氢键，熔、沸点常降低
范德华力
分子间普遍存在的一种相互作用力，使物质能以一定的凝聚态存在。实质也是电性作用，没有饱和性和方向性
影响物质熔沸点，范德华力越强物质熔沸点越。分子结构和组成相似的物质，随相对分子质量增加，范德华力增强。
范德华力的作用能比键能能小得多
金属键、离子键、配位键、共价键等都是化学键的经典模型，但是原子之间形成的化学键往往是介于典型模型之间的过渡状态。所以，即使组成简单的晶体也可能是居于金属晶体、离子晶体、共价晶体、分子晶体之间的过渡状态，形成过渡晶体
物质的聚集状态
固态
晶体
定义
内部微粒在空间按一定规律做周期性重复排列的固体物质
性质
各向异性
在不同的方向上表现出不同的物理性质
对称性
晶胞
是晶体结构中基本的重复单元
晶胞中包含的微粒数
切割法
分类
金属晶体
金属原子通过金属键形成的晶体
有良好的延展性，形变不会破坏密堆积。堆积方式影响金属性质，具有最密堆积结构的金属延展性更好
离子晶体
阴阳离子在空间呈现周期性重复排列所形成的晶体
不存在单独的分子，化学式表达晶体中离子个数比
晶格能
定义
将1mol离子晶体完全气化为气态阴阳离子所吸收的能量
意义
晶格能越大，离子间作用力越大，离子晶体越稳定
影响因素
离子间距越大，晶格能减小
与阴阳离子所带电荷数有关
共价晶体
相邻原子间以共价键结合而形成的具有空间立体网状结构的晶体
不存在单个的分子
晶体硅、晶体锗、晶体硼、碳化硅、二氧化硅等
分子晶体
分子间通过分子间作用力结合形成的晶体
非金属单质、非金属氧化物和氢化物和多种有机化合物
熔化时只破坏分子间作用力
混合型晶体
石墨既存在共价键又存在范德华力，同时还存在类似金属键的作用力
非晶体
内部微粒无周期性重复排列的固体物质
液态
气态
液晶
在一定温度范围内既具有液体的可流动性，在折射率、电导率等宏观性质方面又表现出类似晶体的各向异性
纳米材料
由直径为几或几十纳米的颗粒和颗粒间的界面两部分组成
纳米颗粒内部具有晶状结构，原子排列有序，而界面为无序结构
富勒烯（C60等）、石墨烯（单层石墨片）、碳纳米管
超分子
两个或多个分子相互组合在一起形成具有特定结构和功能的聚集体，能表现出不同于单个分子的性质，可以把超分子看作分子层次之上的分子
元素化学
氢和主族金属元素
主要为金属元素，第一至第三主族的金属元素化学性质都较活泼，易失去全部价电子形成稳定的阳离子
第一主族元素
H、Li、Na、K、Rb、Cs、Fr
碱金属
ns1价电子构型，失去一个电子后，成为+1价阳离子，剩下质子或和稀有气体元素相同的稳定电子构型
化学性质活泼，单质能被O2、F2、Cl2等氧化剂氧化
所形成的碱都为强碱，可完全电离
沿元素周期表向下，能层增加，原子半径增加，第一电离能减小，电负性减小，金属性增大
H不是金属元素，H与Li的原子半径、电负性、第一电离能之差远大于其他相邻碱金属之间的差距
焰色反应
金属单质以及含有金属元素的化合物在火焰中燃烧，各金属元素会呈现出各自独特的颜色，并且颜色只与金属元素的种类有关，与金属元素的化合价等存在状态无关的现象
H
核电荷数为1，有三种核素——氕、氘、氚，只有一个电子，可形成一个共价键，失电子形成H+，得电子形成H-（一般只出现在金属氢化物中）
单质
物理性质
无色无味，密度极小
实验室制氢气
Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑
不用盐酸，是因为该反应放热，盐酸会挥发出氯化氢气体，使制得的气体含有氯化氢杂质
工业制氢气
2H2O=通电=2H2↑+O2↑
制备水煤气（氢气和一氧化碳的混合物）
C+H 2 O（g）=高温=CO 2 +H 2
与N2、O2、S、Cl2、F2等氧化性气体发生化合反应
生成NH3、H2O、H2S、HCl、HF。反应难易程度与氧化性有关，与N2反应需要催化剂，与O2需要点燃，与F2极其剧烈
用作还原剂
将金属氧化物还原为金属单质
H2 + CuO=△= Cu + H2O
Fe₂O₃+3H₂=高温=2Fe +3H₂O
+1价氧化态
与非金属元素形成共价化合物，XHn
如CH4、SiH4、NH3、PH3、H2O、H2S、HF、HCl等
含H化合物
酸
能溶于水后或直接电离出H+
能电离出n个氢离子为n元酸
常见一元酸
HCl、HNO3、CH3COOH、HClO4、HClO3、HClO、HF、HBr
常见二元酸
H2SO4、H2SO3、H2S、H2CO3、H2C2O4(草酸)
常见三元酸
H3PO4
都为相应分子的水溶液，相应分子单独存在时要么是共价化合物，要么无法单独存在
与电负性大的元素形成的化合物产生氢键
HF、NH3、H2O
HCl没有氢键
形成氢键的条件 ⑴ 与电负性很大的原子A 形成强极性键的氢原子 。 ⑵ 较小半径、较大电负性、含孤对电子、带有部分负电荷的原子B (F、O、N) 因为氯原子的半径比较大，所以不能形成氢键
与Mg、Al、Zn、Fe等活泼金属发生置换反应，生成金属阳离子和H2
Na
核电荷数为11，相对原子质量为23，电子构型为[Ne]3s1，化学性质活泼，易失去电子形成Na+
单质
物理性质
具有金属光泽的银白色固体，质地柔软可用小刀切割
易被氧化，能与水发生剧烈反应，保存在煤油或石蜡中
制备钠单质
电解熔融NaCl
2NaCl（熔融）=电解=2Na+ Cl2↑
氧化反应
空气中缓慢氧化生成氧化钠
4Na + O2 = 2 Na2O
空气中剧烈燃烧生成过氧化钠
2Na +O2 =点燃= Na2O2
与水反应
2Na + 2H2O =2NaOH +H2↑
浮（密度小于水）熔（反应放热、熔点低）游（生成气体）响（生成气体）红（生成碱，酚酞溶液变红）
置换不如Na活泼的金属
4Na + TiCl4=熔融=Ti + 4NaCl
+1价氧化态
Na+自身不参与离子反应
常用的含Na+离子化合物
Na2CO3
纯碱
NaOH
火碱、烧碱、苛性钠
NaHCO3
小苏打
NaCl
食盐
鉴定Na元素
焰色反应
相对分子质量推测
Na2O2
氧化还原性物质
Na2O2+2Na=2NaO
歧化反应
2Na2O2+CO2=2Na2CO3+O2
与H2O或酸反应制备过氧化氢
Na2O2+2H2O=2NaOH+H2O2
供氧剂
K
核电荷数19，相对原子质量39，电子构型为[Ar]4s1，易失去一个电子形成K+
透过蓝色钴玻璃，焰色紫色。钴玻璃以排除钠的焰色干扰
单质
具有金属光泽的银白色固体，质地很软，比钠单质更活泼，也需要保存在煤油或石蜡中
氧化反应
在空气中燃烧生成超氧化钾
K+O2=点燃=KO2
+1价氧化态
不参与离子反应
检验
焰色反应
相对分子质量推测
第二主族元素
铍Be、镁Mg、钙Ca、锶Sr、钡Ba、镭Ra
常出现在碱中，氧化物性质像土（SiO2、AlO3），故称为碱土金属
价电子构型为ns2，易失去两个电子形成稳定的正二价金属阳离子
单质化学性质活泼，能被O2、S、F2、Cl2等氧化剂氧化
形成的碱都是强碱，但有些溶解度较小
沿元素周期表向下，能层增加，原子半径增加，电离能减小，电负性减小，金属性增大，形成2+阳离子的倾向增强
有些碱土金属的氧化物会形成致密的薄膜，阻碍进一步氧化
Mg
核电荷数为12，相对原子质量为24，电子构型为[Ne]3s2，易失去两个电子形成Mg2+
单质
物理性质
具有金属光泽的白色固体，干燥密封保存
氧化反应
常温下
生成MgO形成致密的薄膜，阻碍与空气的进一步接触，所以只需干燥密封保存
2Mg+O₂=点燃=2MgO
剧烈燃烧，发出耀眼亮光
置换反应
与酸反应置换出氢气，实验室制氢气
Mg+ 2H+= Mg²+ +H₂↑
+2价氧化态
含Mg2+的离子化合物
难溶于水的白色沉淀
氢氧化镁Mg(OH)2、碳酸镁MgCO3、氟化镁MgF2
不能和弱酸盐同时存在于溶液中，否则会发生强烈的双水解
其他常见镁盐易溶于水
Ca
核电荷数为20，相对原子质量为40，电子构型为[Ar]4s2，易失去两个电子形成Ca2+
生活中常见的含Ca物质
CaSO4
石膏
CaO
生石灰
Ca（OH）2
熟石灰
CaCO3
石灰石
单质
化学性质活泼
+2价氧化态
生石灰
吸水变为熟石灰，释放大量热
CaO+H2O=Ca（OH）2
与酸性气体产生相应的盐
CaO+CO2=CaCO3
CaO+SO2=CaSO3
用装有CaO、NaO2（或NaOH）的导管除去CO2和H2O，以干燥和除去酸性气体
熟石灰
检验CO2
澄清石灰水产生白色沉淀
CO2+Ca (OH)2=CaCO3↓+H2O
通入过量的二氧化碳
2CO2+Ca(OH)2=Ca(HCO3)2
含有Ca2+的离子化合物
Ca（OH）2
强碱
CaCO3、CaC2O4
难溶于水
Ca（OH）2、CaSO4
微溶于水（大部分时候视作能溶于水）
其他钙盐能溶于水
Ba
核电荷数为56，相对原子质量为137，电子构型为[Xe]6s2，易失两个电子形成Ba2+
单质
具有银白色金属光泽的固体
+2价氧化态
含有Ba2+的离子化合物
Ba（OH）2
强碱
BaSO4、BaCO3
难溶于水
其他Ba盐能溶于水
检验SO4 2-或Ba2+
Ba2+ +SO4 2-=BaSO4↓
第三主族元素
硼B、铝Al、镓Ga、铟In、铊Tl
具有ns2np1的价电子构型，失去三个电子后成为+3价阳离子
Al
核电荷数为13，相对原子质量为27，电子构型为[Ne]3s2p1，较容易失去三个电子形成Al3+，化学性质活泼
单质
具有金属光泽的银白色固体
与氧气接触后会形成一层致密的氧化铝薄膜，故此Al只需干燥密封保存
制备Al，电解熔融Al2O3
2Al2O3=通电=4Al+3O2↑
AlCl3是共价化合物，所以不能电解氯化铝
铝热反应
2Al+Fe2O3=高温=Al2O3+2Fe
是两性金属
与酸反应生成铝离子
2Al+3H2SO4=2Al2(SO4)3+3H2↑
与强碱反应生成偏铝酸根离子AlO2-
2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑
+3价氧化态
Al2O3
两性氧化物
Al₂O₃ + 3 H₂SO₄ = Al₂ (SO₄)₃ + 3H₂O
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
Al(OH)3
两性氢氧化物
2Al (OH)3 + 3H2SO4 =Al2 (SO4)3 + 6H2O
Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+H2O
高温煅烧
2Al (OH)₃=高温=Al₂O₃+3H₂O↑
在水溶液中
Al3+
向含Al3+的酸性溶液中滴加碱，生成Al(OH)3白色沉淀，继续滴加碱，Al(OH)3溶解，生成AlO2-
不能与易水解的弱酸盐共存于溶液中，若同时存在则会发生剧烈的双水解反应
2Al3+ + 3CO32- + 3H2O=2Al(OH)3↓ + 3CO2↑
与强酸根离子在溶液中共存，且大都能溶于水，如AlCl3、Al2(SO4)3、Al(NO3)3
AlO2-
不能与易水解的弱碱盐或阳离子共存于溶液中，若同时存在，则会发生剧烈的双水解反应
AlO2- + NH4+ +2H2O=Al(OH)3 ↓+NH3·H2O 2AlO2- +Mg2+ +4H2O=Mg（OH）2↓+2Al（OH）3↓
能与可溶性碱金属、碱土金属等不易水解的阳离子在溶液中共存，且大都能溶于水，如Ba(AlO2)2、KAlO2、NaAlO2等
向含AlO2-的碱性溶液中滴加酸，生成Al(OH)3白色沉淀，继续滴加酸，Al(OH)3溶解，生成Al3+
含Al3+的化合物
共价化合物
AlCl3、AlBr3、AlI3
离子化合物
Al2O3、AlF3
对角线规则
主族元素中位于左上-右下对角线位置的两个元素，往往具有一些相似的化学性质
向右由于质子数增加导致的引力增大和电子层增加导致的引力减小，一定程度上相抵消
Li、Mg
LiF、Li2CO3、MgF2、MgCO3都难溶于水
Be、Al
都是两性金属，能溶于酸，能溶于碱
过渡金属元素
次外层的d轨道有电子，且由于（n-1）d轨道的能量和ns轨道的能量较接近，所以一般这两种轨道都参与成键，这使得很多过渡金属具有多种氧化态，化学性质也较为复杂
Fe
核电荷数为26，相对原子质量为56，电子构型为[Ar]3d6 4s2，能失去最外层4s轨道上的两个电子成为绿色的亚铁离子Fe2+，还能再失去3d轨道上的一个电子，令3d轨道达到半满的稳定结构，成为黄色的铁离子Fe3+
生活中含铁的物质
氧化亚铁
FeO
氧化铁
Fe2O3
四氧化三铁
Fe3O4（可视作FeO3•Fe2O）
合金
铁-碳合金，即钢
单质
具有金属光泽的银白色固体，具有很强的磁性
制备Fe单质
通过CO或H2在高温下还原Fe2O3或Fe3O4
Fe2O3+3CO=高温=2Fe+3CO2
氧化
被具有强氧化性的非金属单质(O2、F2、Cl2、Br2等)直接氧化为Fe3+
2Fe+3Cl2＝点燃=2FeCl3
在氧气中燃烧
3Fe+2O2=点燃=Fe3O4
被具有氧化性的非金属单质氧化到+2价
Fe+S=加热=FeS
在潮湿的空气中生锈，呈红褐色铁锈
2Fe+O₂+2H₂O=2Fe（OH）₂ 4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃ 2Fe（OH）₃=Fe₂O₃•xH₂O+（3-x）H₂O
被氧化性酸氧化
2Fe+6H₂SO₄（浓）=加热=Fe₂(SO₄)₃+3SO₂↑+6H₂O
Fe + 6 HNO₃(浓) =加热= Fe(NO₃)₃ + 3 NO₂↑+ 3 H₂O
Fe在冷的浓硫酸或浓硝酸中会发生钝化，所以常温时可用于盛放浓硫酸或浓硝酸
Fe + 4 HNO₃(稀) = Fe(NO₃)₃ + NO↑+ 2 H₂O
被非氧化性酸中的氢离子或具有氧化性的金属阳离子氧化为Fe2+
Fe +2H+=Fe2++H2↑
Fe+ Cu2+=Fe2+ +Cu
归中反应
Fe+ 2Fe3+=3Fe2+
和水蒸气在高温下反应
3Fe+4H2O（g）=高温=Fe3O4+4H2↑
+2价氧化态
FeO
为黑色粉末，空气中易被氧化为Fe3O4，溶于酸生成Fe2+和H2O
Fe2+
鉴定
在溶液中显浅绿色，可初步鉴定Fe2+的存在
也可通过加入氧化剂，显Fe3+的黄色或再加入硫氰化钾来判断
加入铁氰化钾K3[Fe(CN)6]，若有蓝色沉淀生成，则有Fe2+存在
易水解，遇碱产生白色絮状沉淀
Fe2+ + 2OH-=Fe(OH)2↓
在空气中迅速变为灰绿色，最后变成红褐色的氢氧化铁
在含Fe2+的溶液中加NaOH可用于检验Fe2+
可通过Fe与非氧化性酸或具有一定氧化性的金属阳离子来制备
氧化性
Fe2+ +Zn=Zn2+ +Fe
还原性
2Fe2+ +Cl2=2Fe3+ 2Cl-
含Fe2+的离子化合物
氢氧化亚铁
白色
碳酸亚铁
白色
草酸亚铁
淡黄色
硫化亚铁
黑色
不溶于水
其他常见亚铁盐都能溶于水
+3价氧化态
Fe2O3
红褐色固体，赤铁矿主要成分，铁锈主要成分
Fe3+制备
用Fe单质与较强的氧化剂（O2、F2、Cl2、Br2）反应，或在酸中溶解Fe2O3
Fe3+鉴定
利用Fe3+与硫氰根离子SCN-结合，生成红色的络合物Fe（SCN）3
Fe3+ +3SCN- =Fe（SCN）3
加入强碱，生成红褐色沉淀
加入苯酚，溶液变紫
有较强的氧化性，将还原性物质氧化
2Fe3+ +Cu=2Fe2+ +Cu2+
氧化性：Fe3+＞Cu＞Fe2+
2Fe3+ + 2I- = 2Fe2+ + I2
在酸性溶液中 2Fe3+ +S2-=2Fe2+ +S↓
含有Fe3+的离子化合物
氢氧化铁Fe（OH）3
不溶于水的红褐色沉淀
草酸铁Fe2（C2O4）3
难溶于水黄色沉淀
碳酸铁Fe2（CO3）3
遇水水解
硫化铁Fe2S3
碱性溶液中为不溶于水的黑色固体，酸性溶液中发生氧化还原反应
其余常见的Fe3+盐都能溶于水
+6价氧化态
主要以高铁酸根离子FeO4 2-的形式出现，有极强的氧化性，一般只能存在于碱性溶液中，在酸性溶液中易分解
Cu
核电荷数为29，相对原子质量为64，电子构型为[Ar]3d10 4s1，常见的氧化态有+1和+2两种
正常情况下，Cu的两种正电离子的确应当是失去一个电子达到的能量状态更稳定，也就是 。但是你常见的Cu大多是水溶液中的Cu离子，而它们事实上都是水合物，这种时候它的能量不单单取决于自身，还需要考虑到水合的能量。尽管Cu+离子3d全充满，但是二价 铜离子的水合能更大，总体来说在水溶液中还是比亚铜离子稳定。如果是在固体化合物中不考虑水合能，那么就按照正常的电子排布规律，氧化亚铜比氧化铜 要稳定很多
单质
紫红色金属，是常用的金属材料，化学性质不活泼
制备铜单质
热还原法
CuO+CO=高温= Cu+CO2
H₂+CuO=加热=Cu+H₂O
活泼金属单质置换
Zn+Cu²⁺=Zn²⁺+Cu
氧化反应
被O2、Cl2等氧化剂氧化到最高价态
2Cu+O2=Δ=2CuO
Cu+Cl2=点燃=CuCl2
被氧化性较弱的氧化剂氧化到+1价
2Cu+S=加热=Cu2S
高温下被氧气氧化为氧化亚铜
4Cu+O2=高温=2Cu2O
潮湿的空气中缓慢氧化生成碱式碳酸铜(铜绿)
H2O + CO2 + 2Cu + O2 = Cu2(OH)2CO3（也可写作CuCO3·Cu(OH)2）
遇热的浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸被氧化为Cu2+
Cu+2H2SO4 (浓)=加热=CuSO4+2H2O+SO2↑
Cu ＋ 4HNO3（浓）＝Cu（NO3）2 ＋ 2NO2 ↑＋ 2H2O
3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O
+1价氧化态
不能在溶液中单独存在，一般以固体亚铜盐的形式存在
Cu+在水溶液中发生歧化反应
2Cu+ =Cu+ Cu2+
CuOH很不稳定，迅速分解为H2O和Cu2O
Cu2O为不溶于水的砖红色固体，溶于酸发生歧化反应
Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O
+2价氧化态
CuO
不溶于水的黑色固体，溶于酸生成Cu2+
Cu2（OH）2CO3
碱式碳酸铜(铜绿)受热分解
Cu2(OH)2CO3=△=2CuO+H2O+CO2↑
CuSO4
无水硫酸铜
白色固体
五水硫酸铜（胆矾、蓝矾）
蓝色固体
鉴定H2O的重要试剂，白色固体吸收H2O后变蓝
水溶液
水溶液显蓝色，是波尔多液的主要成分，可用于杀菌
Cu2+
具有一定氧化性，能将Fe、Zn等活泼金属单质或I-等具有还原性的非金属氧化
2 Cu2+ + 4 I- = 2 CuI↓ + I2
斐林试剂
由新制CuSO4和NaOH的混合溶液制成，还加入了酒石酸钾生成配合物，所以不产生Cu（OH）2沉淀。显蓝色，可检测还原糖（含有醛基的糖），生成Cu2O砖红色沉淀
2Cu (OH)2+R-CHO=加热=Cu2O+R-COOH+2H2O
Cu（OH）2
难溶于水的蓝色絮状沉淀
CuS
难溶于水的黑色沉淀
CuCO3
强烈水解
其他常见的CuSO4盐都能溶于水
Cr
最高氧化态为+7价，重铬酸钾K2Cr2O7水溶液显橙红色，在酸性条件下具有很强的氧化性，还原产物一般为Cr3+
Mn
最高氧化态为+7价，高锰酸钾KMnO4水溶液显紫色或紫红色，酸性条件下具有很强的氧化性，还原产物一般为二氧化锰MnO2，有时为锰酸钾K2MnO4或锰离子Mn2+。MnO2也具有较强的氧化性，还原产物一般为Mn2+
高锰酸钾制氧气
2KMnO4 =加热=K2MnO4+MnO2+O2↑
Zn
单质为 白色有金属光泽的固体，化学性质活泼，易被Fe3+、Cu2+、H+、Fe2+等氧化性物质氧化为Zn2+
Fe3+与Zn的反应产物取决于二者的物质的量之比。Zn2+先将Fe3+还原为Fe2+，若Fe2+继续被还原，则Fe与Fe3+产生归中反应，仍生成Fe2+。若Zn2+过量，则剩余的Zn与Fe2+反应生成Fe。若Fe3+过量，则反应进行到Zn消耗完为止
Zn的电子构型与Al相似，3d轨道均为稳定状态，易失去最外层电子
氢氧化铝Al（OH）3、氢氧化锌Zn（OH）2都是不溶于水的两性氢氧化物，Zn（OH）2可溶于酸生成Zn2+，也可溶于碱生成偏锌酸根ZnO₂2-
Ag
核电荷数为47，相对原子质量为108，电子构型为[Kr]4d10 5s1，易失去一个电子成为+1价的阳离子
单质
银白色有金属光泽的固体，化学性质不活泼，易与S发生反应
Ag单质与S单质混合
Ag+S=Ag2S
Ag+
有较强的氧化性，可将还原性金属单质、非金属氧化
含Ag+的离子化合物
氯化银AgCl
白色
溴化银AgBr
浅黄色
碘化银AgI
亮黄色
鉴定Ag+、Cl-、Br-、I-
硫化银AgS
难溶于水的黑色固体
氢氧化银AgOH
难溶于水的白色沉淀
常温下迅速分解为Ag2O（棕褐色或黑色）和H2O
AgNO3
AgF
常见的可溶性Ag+盐
Hg
汞，又名水银。核电荷数为80，相对原子质量为200.6，是唯一一种在常温常压下是液体的金属
常用于气压计、温度计
易挥发，有毒
有+1，+2两种价态，对应的氧化物为Hg2O、HgO
单质可与S反应，若打碎了水银温度计，可撒上硫粉
Hg+S=HgS
硫化汞即朱砂或辰砂，为红色固体，有毒
主族非金属元素
第七主族元素
氟F、氯Cl、溴Br、碘I、砹At
卤素
具有ns2np5的价电子构型，易得到一个电子形成-1价氧化态
除F外，Ci、Br、I还有+1、+3、+5、+7等多种氧化态，+7为最高氧化态
沿元素周期表向下，原子半径依次增大，电负性依次减小，氧化性依次减弱，颜色依次加深，溶解度依次减小
卤族元素电负性很大。F的电负性为4，是最大的，只有-1价一种非零价态，氧化性极强。Cl的电负性也很大，仅与F和O成键时才显正价，氧化性也很强
F
核电荷数为9，相对原子质量为19，电子构型为[He]2s2 2p5
单质
氟气为淡黄色气体，化学性质非常活泼，氧化性极强，能氧化大多数金属、非金属单质甚至能氧化一些稀有气体
2Fe+3F2=2FeF3
S+3F2=SF6
-1价
多以F-离子的方式出现，极难被氧化
HF
共价化合物，液态为酸性液体。水溶液为氢氟酸，一元弱酸。
含F的化合物
LiF、MgF2、AlF3难溶于水
AgF等F-与常见金属形成的盐都能溶于水
Cl
核电荷数为17，相对原子质量为35.5，具有[Ne]3s2 3p5，易得一个电子形成Cl-
单质
以氯气分子的形式存在，常温常压下为黄绿色气体，密度大于空气，有腐蚀性，氧化性很强，易被还原为Cl-
液氯
低温或高压下为黄绿色油状液体，是纯净物
氯水
Cl2溶于水的溶液，显黄绿色，是混合物。主要含有Cl2、H2O、HClO、Cl-、H+、ClO-
是常用的消毒剂，起消毒作用的成分为Cl2和HClO
Cl2+H2O=HClO+HCl
制备氯气
电解饱和食盐水
使用饱和食盐水的原因
1.为了提高产品生成的速度，减少电解时间 2.也是为了提高纯度，因为电解的顺序并不是我们想象中的那么严密，在浓度改变的情况下，可能OH-也会参与电解，即有一部分变成了电解水，使得得到的Cl2中含有杂质氧气
2NaCl+2H 2 O=通电=2NaOH+H 2 ↑+Cl 2 ↑
电解熔融氯化钠
2NaCl（熔融）=电解=2Na+ Cl2↑
MnO2氧化浓盐酸
4HCl（浓）+MnO2=MnCl2+Cl2↑+2H2O
饱和食盐水除杂（降低氯气溶解度），向上排空气法收集
氧化反应
2Na+Cl2=点燃=2NaCl
白烟
2Fe+3Cl2=点燃=2FeCl3
红棕色烟
Cu+Cl2=点燃=CuCl2
棕黄色烟
H2+Cl2=点燃=2HCl
苍白色火焰，瓶口出现白雾（氯化氢溶于水）
溶于碱
溶于冷的碱溶液
歧化为Cl-和ClO-
Cl2+2OH- =Cl- +ClO- +H2O
溶于热的碱溶液
歧化为Cl-和ClO3-
3Cl2+6OH- =加热=5Cl- +ClO3- +3H2O
-1价
得一个电子形成Cl-，可与阳离子形成离子化合物。可与电负性较小的原子形成共价键
HCl
制备
氢气在氯气中燃烧
H2+Cl2=点燃=2HCl
非挥发性酸与NaCl共热，挥发出HCl
NaCl(固)+H2SO4(浓)=NaHSO4+HCl（浓硫酸不需要加热）
Cl-
Cl-较难被氧化
在酸性溶液中，Cl-和ClO-发生归中反应
Cl- + + ClO- + 2H+ =Cl2+H2O
含Cl-的化合物
AgCl
难溶于水的白色沉淀
NaCl
食盐
其他常见的氯化物都能溶于水
+1价
+1价Cl的主要化合物为次氯酸和次氯酸盐
次氯酸
结构式：H-O-Cl
弱酸，氧化性较强，起氧化作用的是ClO-，酸性条件下氧化性较强
有漂白作用，可将PH试纸或试剂漂白
光照下分解
2HClO=光照=2HCl+O2↑
次氯酸盐
Ca(ClO)2
漂白粉
2Ca（OH）2+2Cl2=CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O
NaClO
84消毒液
2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O
其他氧化态
Cl电负性较大，较高氧化态不稳定，有较强的氧化性
+3价
亚氯酸和亚氯酸盐
有较强的氧化性，非常不稳定
+5价
主要为氯酸和氯酸盐
HClO3有较强的氧化性，还原产物一般为Cl-
氯酸钾可加热制取氧气
2KClO3=加热、MnO2=2KCl+3O2↑
+7价
高氯酸
HClO4
有较强的氧化性，非常不稳定
+2价
ClO
溶于碱发生歧化反应
2ClO+2NaOH=NaClO+NaClO2+H2O
+4价
ClO2
强氧化剂
Br
核电荷数为35，相对原子质量为80，电子构型为[Ar]4s2 4p5。最外层有七个电子，电负性较大，有-1、+1、+3、+5、+7等多种氧化态
单质
单质以液溴分子的形式存在，在常温常压下是有挥发性的红棕色液体，易挥发出有毒、有腐蚀性的溴蒸气。有较强的氧化性，氧化性比Cl2弱，比I2强，还原产物为Br-
-1价
得一个电子形成Br-，或与电负性较弱的原子形成共价键。可被较强的氧化剂氧化为Br2或更高价态。
HBr
水溶液为氢溴酸，是一元强酸
AgBr
为淡黄色沉淀，用于检验、鉴定Br-或Ag+
其他常见的Br+盐都能溶于水
其他氧化态
次溴酸HBrO
亚溴酸HBrO2
溴酸HBrO3
高溴酸HBrO4
与Cl类似，高价态Br的氧化性也较强
I
核电荷数为53，相对原子质量为127，电子构型为[Kr]5s2 5p5。电负性也算大，但小于Br，与化学性质与Cl、Br类似
单质
以I2分子的形式存在，有常温常压下为紫黑色晶体。加热后直接升华为碘蒸汽，具有一定氧化性，弱于Br2
可让淀粉变蓝
淀粉碘化钾试纸用于检测氧化性物质，氧化剂将KI氧化为I2后，淀粉变蓝
-1价
具有一定还原性，可被F2、O2、Cl2等氧化剂氧化为较高价态，氧化产物与反应条件有关
I-的检验鉴定
氧化剂处理溶液后，若能使淀粉变蓝，则原溶液很可能存在I-
HI
常温常压下为气体，水溶液为氢碘酸，是强酸
AgI
不溶于水的黄色沉淀
其他氧化态
与Cl和Br类似，有+1、+3、+5、+7等氧化态，可形成次碘酸、亚碘酸、碘酸、高碘酸酸和相应的盐，并具有一定的氧化性
第六主族元素
氧O、硫S、硒Se、碲Te、钋Po
价电子构型为ns2 np4，易得到两个电子成为-2价氧化态，此外还有多种正的化合价，最高价氧化态为+6
沿元素周期表向下，原子半径增大，电负性减小，氧化性减弱
O的电负性为3.5，只在O-F键中显正价。S的电负性为2.5，可显多种正价。Se的电负性为2.4，与S接近，化学性质与S相似
O
核电荷数为8，相对原子质量为16，电子构型为[He]2s2 2p4。易得两个电子形成O2-离子，或形成两个共价键，所以通常显正二价。此外，还有-1，-1/2等化合价
单质
氧气
无色无味的气体，约占空气的21％，是常见燃料的助燃剂
分子结构
并非是两个O之间形成双键，而是一个单键，两个三电子键
实验室制氧气
高锰酸钾受热分解
氯酸钾受热分解
过氧化氢分解
2H2O2=MnO2=2H2O+O2↑
臭氧
有鱼腥味的淡蓝色气体，有氧化性。氟利昂会催化其分解
-2价
可形成两个共价键，由于电负性仅次于F，所以共用电子对大多偏向O
如CO2、H2O、SO2、SiO2等
易得到两个电子，形成O2-离子，与活泼金属形成离子化合物
如Na2O、Al2O3
H2O
最重要的-2价氧化物。O与H形成两个O-H单键，键角为104.5°。固态时密度比液态小，液态H2O之间存在氢键，是良好的溶剂
弱电解质
H2O⇌H+ + OH-
-1价
过氧化物中显-1价，两个氧之间形成共价键，可分别与氢形成共价键，形成过氧化氢；也可以得到两个电子，形成过氧根离子O2 2-，形成离子化合物，过氧化钠
H2O2
能溶于水，是极弱的弱酸。具有强氧化性，可漂白、消毒
还原产物是H2O，是良好的氧化剂
制备
过氧酸盐与酸反应
BaO2+H2SO4=H2O2+BaSO4↓
歧化反应
2H2O2=催化剂=2H2O+O2↑
其他氧化态
正价
与F化合，F化合价只能为-1，O的化合价根据化合物分子式确定
超氧化钾KO2、臭氧化钾KO3，化合价分别为-1/2和-1/3
S
核电荷数为16，相对原子质量为32，[Ne]3s2 3p4。能得到两个电子形成S2-，与电负性较小的元素形成共价键时也也为-2价，也能被氧化到+4、+6等较高氧化态
单质
黄色固体，不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳
与非金属元素反应生成共价化合物
H2+S=加热=H2S
S+O2=点燃= SO2
2S+C=高温=CS2
与金属反应生成硫化物
硫的氧化性不是很强，有多种氧化态的金属被氧化到较低氧化态
2Al+3S=加热=Al2S3
Fe + S =加热= FeS
2Cu+S=高温=Cu2S
溶于强碱发生歧化反应
3S+6NaOH（浓）=加热=2Na2S+Na2SO3+3H2O
氯、硫都可以
-2价
H2S
有臭鸡蛋味的剧毒气体，水溶液为氢硫酸，为二元弱酸
还原性
在氧气中燃烧
氧气少量时
O2+2H2S=点燃=2S↓+2H2O
氧气过量时
3O2+2H2S=点燃=2SO2+2H2O
被卤素单质或其他氧化剂氧化
2H2S+SO2=3S↓+2H2O
金属硫化物
可溶性金属硫化物水解
S2- +H2O⇌HS- +OH- HS- +H2O⇌H2S +OH-
与电负性较小的元素结合形成的共价化合物
二硫化碳CS2
二硫化硅SiS2
五硫化二磷P2S5
+4
既有氧化性，又有还原性
SO2
无色有刺激性气味的有毒气体，可漂白品红溶液，加热后褪色
在空气中燃烧得到
S+O2=SO2
溶于水生成亚硫酸
溶于碱生成亚硫酸盐和水
与H2S发生归中反应生成硫单质
被O2、Cl2等强氧化剂氧化为SO3
2SO2+O2=催化剂=2SO3
SO₂+Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl
H2SO3
二元弱酸，受热易分解为SO2和H2O
酸雨的成分之一
2SO2+O2⇌催化剂⇌2SO3
SO2+H2O⇌H2SO3
被O2、Cl2等强氧化剂氧化为H2SO4
H2SO3+Cl2+H2O=H2SO4+2HCl 分两部分进行，Cl2与水，Cl2+H2O=HCl+HClO,反应因为HClO具有强氧化性，亚硫酸有还原性，亚硫酸根中的S从+4被氧化成+6，生成硫酸根反应得以进行
亚硫酸盐
K2SO3、Na2SO3易溶于水，其余亚硫酸盐难溶于水或发生强烈水解
+6
SO3
无色易升华的固体，易与H2O反应生成H2SO4
H2SO4
是二元强酸
是酸雨的主要成分（还有HNO3）
SO3+H2O=H2SO3
2H2SO3+O2=2H2SO4
稀硫酸
氧化性主要表现为H+的氧化性
浓硫酸
主要表现为+6价S的氧化性，加热的浓硫酸能将Cu、Fe等金属氧化到最高价态，也可以将非金属氧化到较高氧化态，还原产物为+4价
C+2H2SO4（浓）=加热=CO2 ↑+2SO2 ↑+2H2O
冷的浓硫酸会使Fe、Al钝化，在金属表面形成一层致密的氧化膜
吸水性
吸收游离的水分
可用于干燥中性或酸性气体
脱水性
吸收分子中的结晶水，甚至按氢氧原子数的比（2∶1）脱去物质中氢、氧元素的性质
使葡萄糖炭化
C6H12O6 =浓硫酸= 6C + 6H2O
硫酸盐
BaSO4
难溶于水
可用于检验Ba2+或SO42-
CaSO4、Ag2SO4
微溶于水
其他常见的硫酸盐大都能溶于水
第五主族元素
氮N、磷P、砷As、锑Sb、铋Bi
具有ns2np3的价电子构型，可得到三个电子成为-3价氧化态。电负性小于第六主族，更容易形成正的化合价，最高价为+5
沿元素周期表向下，原子半径增大，电负性减小
N的电负性为3.0，P的为2.1，和H的一样，Sb和Bi电负性较小，是金属元素
N
核电荷数为7，相对原子质量为14，电子构型为[He]2s2 2p3。最外层有五个电子，可获得三个电子形成N3-，但含N3-的盐不稳定，易分解。N主要以共用电子对的形式形成共价键，有从-3到+5多种氧化态
将N2变为含N的化合物的形式成为固氮
单质
以氮气分子N2的形式存在，是无色无味的气体，化学性质稳定。是空气（相对分子质量29）的主要成分，占78％
制备N2
空气中分离提纯
加热分解亚硝酸铵
NH4NO2=△=N2+2H2O
工业合成氨
3H2+N2⇌催化剂⇌2NH3
生成NO
N2+O2=放电/高温=2NO
根瘤菌、闪电天然固氮
-3价
氨气
无色，有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水
结构
N最外层的三个单电子和三个氢原子形成三个共价键
N电负性较大，且有孤对电子，所以NH3之间能形成氢键
氨水
NH3的水溶液，主要成分为H2O、NH3•H2O、NH4+、OH-
一水合氨
是弱碱，受热易分解，生成NH3和H2O
NH3+H2O⇌NH3•H2O
产生氨气
制取氨气
NH4+ + OH- =加热=NH3+H2O
实验室制氨气
Ca（OH）2+2NH4Cl=加热=CaCl2+2H2O+2NH3↑
向下排空气法收集，红色石蕊试纸验满
加热铵盐
NH4Cl=加热=NH3↑+HCl↑
NH4HCO3=加热=NH3↑+H2O+CO2↑
与酸反应生成铵盐
NH3+HCl=NH4Cl
NH3+HNO3=NH4NO3
被氧气氧化
4NH4+O2=催化剂、加热=4NO+6H2O
铵根离子
NH3中的N的孤对电子填充到H+中形成共价键
含NH4+的盐大都能溶于水，若与易水解的酸根共存则发生双水解
NH4+ +CO32-=NH3•H2O+HCO3-
+2价
NO
无色、难溶于水的气体，结合血红蛋白的能力比CO还强，可作为神经递质
N2+O2=放电/高温=2NO
被氧化
2NO+O2=2NO2
+3价
HNO2
一元弱酸，分子不能单独存在，只能存在在溶液中
具有氧化性，还原产物一般为NO
可被强氧化剂氧化为HNO3
常见的亚硝酸盐
KNO2、NaNO2
易溶于水
+4价
NO2
红棕色、有刺激性气味的有毒气体，易溶于水
溶于水生成硝酸
没有氧气时
3NO2+H2O=2HNO3+NO
有氧气时
4NO2+2H2O+O2=4HNO3
在没有氧气的情况下，二氧化氮与水反应时。二氧化氮会自己作为氧化剂来氧化自身。因此会出现被自己氧化的硝酸和由于氧化而降价的一氧化氮。而实际上当二氧化氮在有氧气的情况下与水反应时，你可以把它当做是一个新的化学反应，这个时候作为氧化剂的不再是二氧化氮，而是氧气。因此不会出现二氧化氮降价的情况。二氧化氮会完全被氧气所氧化成硝酸。
1，2NO2+H2O=HNO2+HNO3 亚硝酸不稳定易分解为水、一氧化氮、二氧化氮，实际上最后得到的仍为硝酸和一氧化氮 2HNO2=H2O+NO+NO2 2，3NO2+H2O=HNO3+NO 二氧化氮与水反应的简式 3，因为NO2为先与水反应方程式为3NO2+H2O==2HNO3+NO 而NO与O2自发反映产生NO2：2NO+O2==2NO2; （1）：当NO2与O2物质的量之比大于4：1时，由于NO2过量，所以反应分两个阶段进行：1：4NO2+O2+2H2O==4HNO3；2：3NO2+H2O==2HNO3+NO； 总方程式亦可写成：（4+3x）NO2+O2+(2+x)H2O==(4+2x)HNO3+xNO;(x>0) （2）：当NO2与O2物质的量之比等于4：1时，显然方程式为：4NO2+O2+2H2O==4HNO3 （3）：当NO2与O2物质的量小于4：1时, 因为O2足量，股方程式没有改变，仍为4NO2+O2+2H2O==4HNO3；但此时如果计算则需要按照NO2的量计算 相比于NO2，NO则是先于O2反应产生NO2然后进行NO2与水的反应，计算时大致与NO2相同，只是比例关系换做4：3，总方程式均为一种 （1）：NO：O2 ＞4：3时：4NO+3O2+2H2O==4HNO3计算时按O2的量算 （2）：NO：O2 ==4：3时：4NO+3O2+2H2O==4HNO3计算时按O2和NO的量算均可 （3）：NO：O2 ＜4：3时：4NO+3O2+2H2O==4HNO3计算时按NO的量算
+5价
HNO3
具有氧化性的一元强酸，可将金属和部分非金属氧化到较高氧化态。无色、易挥发、有刺激性气味的液体
浓硝酸
还原产物一般为NO2
4HNO3（浓）+C=加热=CO2↑+4NO2↑+2H2O
稀硝酸
还原产物一般为NO
碳和稀硝酸的反应速率过于缓慢
可将大多数金属以及部分非金属氧化
见光受热会分解，在阴凉处用棕色试剂瓶保存
4HNO3=光照/受热=4NO2↑+2H2O+O2↑
含NO3-的离子化合物
大都能溶于水
其他价态
-2（N2H2）、-1（NH2OH）、-1/3（N3-）、+1（N2O）
较稳定的氧化还原产物
NH3、NH4+、NO、NO2、NO3-
根据含N的离子确定其价态
P
核电荷数为15，相对原子质量为31，电子构型为[Ne]3s2 3p3。可获得三个电子成为P3-
电负性和H相同，一般P-H共价键中的H为+1价
单质
白磷
固体，燃点为40℃，温度稍高可发生自燃，十分危险
红磷
燃点较高，较为安全
在空气中燃烧
4P+5O2=点燃=2P2O5
+5价
P2O5
有吸水性和脱水性
与热水反应生成磷酸
P2O5+3H2O=加热=2H3PO4
H3PO4
三元弱酸，中强酸
磷酸盐
只有钾钠的磷酸盐能溶于水
磷酸二氢钠
NaH2PO4
磷酸氢二钠
Na2HPO4
磷酸钠
Na3PO4
其他氧化态
+3
三卤化磷
PCl3水解生成亚磷酸H3PO3和HCl
亚磷酸
二元酸
+1
次磷酸H3PO2
一元酸，是强还原剂
-3价
磷化氢PH3、磷化钠Na3P
磷化氢为剧毒易燃的无色气体
第四主族元素
碳C、硅Si、锗Ge、锡Sn、铅Pb
ns2np2价电子构型，能形成四个共价键，与电负性较小的元素成键时显-4价，较难得到4个电子形成阴离子，由多种正的化合价，最高价氧化态为+4
沿元素周期表向下，原子半径依次增大，电负性依次减小，但Pb和Sn例外，Pb的电负性大于Sn
C的电负性为2.5，能得到四个电子形成C4-（很难）。Si的电负性为1.8，比H小，一般将Si-H中的H视作-1价。从Ge开始都是金属元素
C
核电荷数为6，相对原子质量为12，电子构型为[He]2s2 2p2。最外层有四个电子，可形成四个共价键，很难得到四个电子形成阴离子，无法失去四个电子形成阳离子。在共价化合物中一般显+2、+4价
单质
石墨
层状结构
金刚石
正四面体晶体
C60
足球烯
同素异形体
同一种元素由于排列或结合方式的不同，形成的不同单质
燃烧
充分燃烧
C+O2=点燃=CO2
不充分燃烧
2C+O2=点燃=2CO
继续燃烧
2CO+O2=点燃=CO2
碳和二氧化碳高温
C+CO2=高温=2CO
还原金属氧化物
3C+2Fe2O3=高温=4Fe+3CO2↑
C+2CuO=高温=2Cu+CO2↑
+2价
CO
无色无味的有毒气体，易和血红蛋白结合，C和O之间以三键相连
常用作还原剂
Fe2O3+3CO=高温=2Fe+3CO2
CuO+CO=高温=Cu+CO2
+4价
CO2
结构
C与O分别成双键，键角为180°，直线型
氧化性很弱，只有与强还原剂和在特定情况下才发生氧化还原反应
溶于水生成H2CO3
H2CO3
二元弱酸，易分解为H2O和CO2
CO3 2-
只能在中性或碱性溶液中存在
弱酸性溶液中为HCO3-
强酸与CO3 2-混合直接生成CO2气体
碳酸盐
NaHCO3
2NaHCO3=加热=Na2CO3+CO2↑+H2O
-4价
CH4
无色无味的易燃气体，是天然气的主要成分，完全燃烧的产物为CO2和H2O。CH4的水合物为可燃冰
Si
核电荷数为14，相对原子质量为28，电子构型为[Ne]3s2 3p2。电负性为1.9，比金属的临界值1.8大，比氢小。最外层有四个电子，可形成四个共价键，一般显+4价。具有亲氧性，自然界中只有化合态
单质
固体
高纯度的硅晶体为单晶硅，是制造半导体，太阳能电池板以及芯片的原材料
制备硅单质
SiO2+2C=高温=Si+2CO
被卤素等具有氧化性的单质氧化
Si+2F2=SiF4(气体)
Si+2Cl2=加热=SiCl4(液体)
Si+C=高温=SiC
+4价
SiO2
石英（沙子）的主要成分，是酸性化合物，难溶于水。可制造光学仪器、光导纤维
溶于碱生成硅酸盐
SiO2+2OH- =SiO3 2- + H2O
H2SiO3
不溶于水
Na2SiO3+H2O+CO2=Na2CO3+H2SiO3↓
Na2SO3
水溶液为水玻璃，有黏性
等电子体
原子数和价电子数都相同的分子
等电子体间往往具有相同的结构和相似的性质
CO、N2
CS2、CO2
Na2O+CO2=Na2CO3
Na2S+CS2=Na2CS3
CO2、SiO2
虽然原子数和价电子数相同，但结构和性质截然不同
在明确两者为等电子体后或其结构和性质相似后才使用等电子体理论推测或解释
有机化学
有机化学基础知识
有机物
含C化合物，除CO2、CO、H2CO3、CO32- 、HCO3-外
书写
分子式
直接写出分子中各元素的数目
C6H12
最简式
分子中各元素的最简原子个数比
CH
电子式
在元素符号周围用黑点“.”和叉“×”来表示元素原子的最外层电子
结构式
用元素符号和短线表示化合物（或单质）分子中原子的排列和结合方式
键线式
只用键线来表示碳架。分子中的碳氢键、碳原子及与碳原子相连的氢原子均省略，而其他杂原子及与杂原子相连的氢原子须保留。每个端点和拐角处都代表一个碳。
结构简式
把全部单键省略
CH3CH3
模型
球棍模型
对化学键描述很清晰
比例模型
更贴近分子结构
命名
烷烃
系统命名法
步骤
取最长碳链为主链，根据主链碳原子个数，称某烷
从离取代基近的一端对主链碳原子编号
取代基名称写在主链名称前面，用阿拉伯数字注明取代基位置
原则
主链最长
主链支链最多
从离取代基最近一侧开始编号
从靠近简单支链的一端开始编号
支链编号数之和最小
相同取代基合并，个数用汉字表示
数字之间用，隔开
数字和汉字间用-隔开
取代基简单的写在前面，复杂的写在后面
习惯命名法
数整个分子中的C原子总数，称为某烷。若只有2号位的C上有一个甲基，则称为异某烷；若只有2号位的C上有两个甲基，则称为新某烷
烯烃、炔烃
系统命名法
习惯命名法
顺反异构
两个相同的原子或原子团排列在碳碳双键的同一侧则为顺式异构；反之，则为反式异构
在名称前加顺或反字，再用-与数字连接
苯
概念
同系物
官能团种类、数目完全相同，差n(n≥1)个-CH2-的有机物
同分异构体
分子式相同，结构不同
构造异构
碳链异构
官能团异构
种类异构
烷烃
根据不饱和度推断
CnH2n+2O
醇
醚
CnH2nO
醛
酮
CnH2nO2
羧酸
脂
均为饱和一元取代物
位置异构
等效氢
同一C原子上的H等效
同一甲基上的H等效
对称位置上的H等效
立体异构
顺反异构
两个相同的原子或原子团排列在碳碳双键的同一侧则为顺式异构；反之，则为反式异构
对映异构
不饱和度
对于分子式为CxHy的有机物，其不饱和度的定义为
链烷烃不饱和度为0 1个环对应1个不饱和度 1个碳碳双键对应1个不饱和度 1个碳碳三键对应两个不饱和度
Ω=双键数+环数+2×三键数
可用于判断官能团种类和数量
α-C、α-H、β-C、β-H
α-C
与官能团直接相连的C原子
α-H
α-C上的H原子
β-C
与α-C直接相连的C原子
β-H
β-C上的H原子
反应类型
取代
有机物中的原子或原子团被其他原子或原子团取代的反应
有机物分子中有极性单键时，有可能发生取代反应
水解
加成
有机物分子中不饱和键两端的两个原子与其他原子或原子团结合，生成新的有机物的反应
消去
若一个C原子上连有羟基或卤素原子，其相邻C原子上连有H原子，则可以脱去水或卤化氢等小分子物质，生成分子中有双键或三健的化合物的反应
聚合
由小分子物质合成高分子化合物的化学反应
加聚
单体通过加成的方式生成高分子化合物的聚合反应
缩聚
单体通过分子间的相互缩合生成高分子化合物的聚合反应
酯化
氧化
氧元素的百分含量变大或氢元素的百分含量变小
常见的氧化剂
氧气、酸性高锰酸钾溶液、臭氧、银氨溶液、新制氢氧化铜悬浊液
还原
氢元素的百分含量变大或氧元素的百分含量变小
常见的还原剂
氢气、氢化铝锂（LiAlH4）、硼氢化钠（NaBH3）
官能团
研究方法
分离提纯
物理
萃取
分液
蒸馏
两组液体
分馏
多组液体
精馏
沸点差值更小
化学
石油裂化裂解
煤
干馏
液化
气化
确定分子式
质谱法
确定结构
化学键、官能团
红外光谱
等效氢
核磁共振氢谱
键长、键角
X射线衍射谱
规律总结
有机合成
合成
构造碳骨架
增长碳链
羟醛缩合
卤代烃和氰化钠反应，生成氰化物 氰化物水解，得到羧酸
缩短碳链
烯烃、炔烃的氧化
羧酸或羧酸盐脱去羧基
无水醋酸钠和碱石灰（NaOH和CaO的混合物）共热
官能团的引入
生成不饱和键
卤代烃和醇的消去反应，以及电石制取乙炔
生成取代烃
取代反应、加成反应
醇、醛、羧酸相互转化
醇氧化生成醛，醛氧化生成羧酸
路线的设计
逆合成分析
测定
分子式的确定
测定元素适量分数
借助有机化合物的性质
测定相对分子质量
质谱仪
结构式的确定
不饱和度的计算
（x+2-y）/2
几种基团的不饱和度
1
一个碳碳双键
一个脂环
一个羰基
2
一个氰基
一个碳碳三键
4
一个苯环
测定有机物的官能团
硝基
硫酸亚铁铵（NH4）2Fe(SO4)2溶液、硫酸、氢氧化钾的甲醇溶液————溶液变为红棕色 利用硝基的氧化性，将亚铁离子氧化为铁离子，硝基被还原为氨基
氰基
加入强碱水溶液加热，有氨气放出
确定结构
化学键、官能团
红外光谱
等效氢
核磁共振氢谱
键长、键角
X射线衍射谱
产率
反应步骤越多，产率越低
有机反应的特殊情况
分子内反应
官能团位置转移
极性与非极性
定义
若分子的某个部位显正电，另一部分显负电则为极性分子
官能团的极性
非极性官能团
烷基、烯基、炔基
C和H电负性差距不大，故C-H可近似看作非极性键
极性官能团
O的电负性和C、H的差距较大，所以羟基、醛基、羧基都是典型的极性官能团
卤素电负性也较大，则C-F、C-Cl、C-Br都是极性键
分子的极性
决定因素
官能团极性
官能团比例
分子结构
判断方法
若分子只有非极性的官能团，则分子为非极性分子
常见的烃类有机物
同时含有极性和非极性官能团
含碳数较少的看作极性的，含碳数较多的看作非极性的
也可以在分子内划分，含有极性取代基的一端为极性的，不含极性取代基的一端为非极性的
若分子具有极性的官能团，且有特殊的对称结构，则为非极性分子
如CF4、Cl2C=CCl2
分子的极性与化学性质
极性越强的化学键越容易断裂发生化学反应，带正电的原子团易与带负电的原子团结合
如消去反应
分子的极性是可以“传导的”
若某个C原子与极性较大的取代基相连，则该C原子也会带上一些极性
可用于推测化学反应
分子的极性与物理性质
熔沸点
结构相似的情况下极性分子的熔沸点高于非极性分子
因为分子间存在静电引力，可参考氢键
溶解性
极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂
立体结构
分子结构中的共线和共面
sp3杂化的C原子
四个轨道呈四面体分布
sp2杂化的C原子
三个轨道共面。C=C键，两个C原子和相连的四个原子共面
sp杂化的C原子
两个C原子和相连的两个原子共线
O原子与sp3杂化的C原子相连
O原子也sp3杂化，不存在共面
O原子与sp2杂化的C原子相连
无论是C=O键还是C-O键都是sp2杂化，C-O键中O的p轨道参与共轭 与C原子以及C原子相连的原子共面
空间位阻对反应的影响
对分子结构的影响
两个苯环过于拥挤，必须错开，无法形成平面结构
对有机反应的影响
有些有机物的官能团被其他原子阻挡，难以与反应物接触，使反应难以进行 叔丁基苯发生取代反应时，邻位的H被挡住，难以发生取代反应，因此主要生成对位的取代产物
原子的等价
连在同一个sp3杂化的C原子的相同原子或取代基等价
对称部分等价
结构和性质的关系
官能团与有机物的性质的关系
官能团含有不饱和键
官能团含有极性键
不同基团间相互影响与有机物性质的关系
基团间的相互影响使键的极性发生改变
立体有机化学
烃
饱和烃
烷烃
结构性质
C原子采用sp3杂化，轨道分别指向四面体的顶点。每个C原子可形成四个σ键
烷烃分子通式
CnH2n+2
物理性质
熔沸点随C原子增多而增大，随支链增多而减小
丁烷及以前为气体，戊烷到十七烷为液体，十八烷以后为固体
难溶于水，易溶于油脂、石油等
密度小于水，随C原子数增大而增大
化学性质
常温下很不活泼
自由基取代
在光照下与卤素单质发生取代反应
逐步发生，难以确定终止在哪一步
CH4：Cl2≈1：4恰好完全反应
实验现象
产生油状液滴
液面上升，1：4时充满整个试管
气体黄绿色变浅，后消失
可能有白色固体（氯化钠）析出
氧化
燃烧
生成H2O和CO2，氧气不足时产生CO。甲烷燃烧时产生淡蓝色火焰
分子质量相同的烃，C的质量分数越低，完全燃烧放出的热量越多
裂解
C原子数较多的烷烃在高温下分解为C原子数较少的烷烃、烯烃、炔烃
不饱和烃
烯烃、炔烃
含有不饱和键，易加成，易氧化
烯烃
结构性质
官能团为碳碳双键，成键的C原子采用sp2杂化，三个杂化轨道共平面。碳碳双键为一个σ键一个π键，π键键能小于σ键，所以反应时一般为π键断裂
烯烃分子通式
单烯烃
CnH2n
m烯烃
CnH2（n-m）+2
共轭烯烃
两个碳碳双键通过碳碳单键相连，4个C的p轨道形成一个大π键
物理性质
熔沸点随C原子个数增大而增大
丁烯及以前为气体，C原子为5~15的烯烃为液体
难溶于水，易溶于有机溶剂
密度随C原子增大而增大
化学性质
取代
α-H
在500℃~600℃下与卤素单质发生α-H取代
加成
卤素单质
现象
溶液中Br2的红褐色或I2的紫红色褪去
氢气
CH2=CH2+H2→Ni→CH3CH3
水、卤化氢
CH2=CH2+H2O→H+/OH-→CH3CH2OH
CH2=CH2+HCl→H+/OH-→CH3CH2Cl
马氏规则
不对称的烯烃与卤化氢加成时，H加成到相连H多的C原子上
共轭烯烃
1，4加成
中间的碳碳双键可继续加成
1，2加成
通常为1，4加成
加聚
氧化
燃烧
明亮火焰，产生黑烟
强氧化剂氧化
进一步氧化生成二氧化碳和羧酸
生成羧酸、二氧化碳或酮
切割碳碳双键或碳碳三键
官能团转化
炔烃
结构性质
C原子采用sp杂化，两个杂化轨道共线，剩下的两个p轨道和杂化轨道之间互相垂直。两个p轨道与另一个C的两个p轨道形成两个π键。碳碳三键并不比碳碳双键更易进行反应，反应时可先生成碳碳双键
炔烃分子通式
单炔烃
CnH2n-2
m炔烃
CnH2(n-2m)+2
物理性质
丁炔及以前为气体，其他碳原子数较少的炔烃为液体
熔沸点随C原子个数增大而增大
难溶于水，易溶于有机溶剂
密度随C原子增大而增大
化学性质
加成
与卤素单质加成
与氢气加成
与卤化氢加成
生成一取代的卤化烯烃
与水加成
氧化
燃烧
明亮火焰，浓烈黑烟
强氧化剂氧化
生成羧酸、二氧化碳或酮
切割碳碳双键或碳碳三键
官能团转化
加聚
制取乙炔
电石和水反应
芳香烃
苯
结构性质
6个C均采用sp2杂化，每个C有两个杂化轨道与相邻的碳形成σ键，剩下的一个杂化轨道与H形成σ键，所有谈的p轨道共同形成一个大π键。所有原子共平面
证明苯的碳碳键并非单双键交替
不能使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色
邻二取代物只有一种
物理性质
苯、甲苯、二甲苯为液体，可与非极性溶剂互溶，不能与水互溶，是良好的有机溶剂
苯毒性很强，甲苯、二甲苯毒性较低
化学性质
大π键很稳定，反应主要发生在C-H键上。难发生加成反应和温和的氧化反应
难加成，难氧化，易取代
取代
卤化
被卤素原子取代
硝化
被硝基取代
50℃~60℃
磺化
被磺基取代
是可逆反应
一取代后若反应物过量还可以生成二取代物。当已有取代基为烷基、卤素、氨基、羟基等，新的取代反应倾向于在邻对位发生。当已有取代基为羧基、硝基、醛基等，新的取代反应倾向于在间位发生
氧化
燃烧
苯无法被KMnO4氧化
加成
与氢气加成
特殊条件下可与卤素单质、卤化氢、水加成，但只能还原苯环的“一个双键”
苯的同系物
不易加成，易取代
取代
类似于甲烷和氯气的取代反应
硝化
30℃
100℃
取代基使苯环上邻对位上的H被活化，更易被取代
氧化
燃烧
强氧化剂氧化
苯的同系物可被KMnO4氧化，产物均为苯甲酸 只有与苯环相连的C原子上有H才能发生该反应 如叔丁基苯Ph-C(CH3)3就不能被高锰酸钾氧化
苯环使与之直接相连的C原子活化，使其更易被氧化
加成
与氢气加成
卤代烃
化学性质
氧化
燃烧
水解（取代）
大量的溶剂H2O可以提供反应所需的OH-
检验
1.水解 2.酸化，加入硝酸 3.加入硝酸银溶液，观察沉淀颜色
消去
NaOH中和生成的HBr，使平衡正移 生成的水不足以发生取代反应
有β-H才能消去
实验
改进
方法1
方法2
将酸性高锰酸钾溶液换为溴水，乙醇无法使溴水褪色
醇、酚
官能团都为羟基
O原子两端分别与C原子和H原子形成σ键
醇
结构性质
O-H键中配对电子更靠近O原子，故此O-H键易断裂释放出H+ 同一C原子上连有两个或多个羟基的C原子极不稳定，极易脱去一分子H2O生成醛或酮
物理性质
含碳数少的醇可形成分子间氢键，性质类似于水，是良好的极性溶剂，难溶解极性较小的烃类有机物。其中甲醇、乙醇、丙醇可与水任意比例互溶 含碳原子数为4~11个的醇为油状液体，部分溶于水 含碳原子书较多的醇性质近似于烷烃，为无色无味难溶于水的固体
密度都小于水，熔沸点和密度随碳原子数增大而增大
俗称
丙三醇
甘油
乙二醇
汽车防冻液
化学性质
消去
无β-H无法消去
氧化
燃烧
催化氧化
氧化生成醛或酮
1个α-H生成酮，2个α-H生成醛
强氧化剂氧化
CH3CH2OH→KMnO4、H+→CH3COOH
只有一个α-H生成成酮
有α-H才能发生催化氧化或强氧化剂氧化
取代
2CH3CH2OH→浓硫酸、140℃→CH3CH2-O-CH2CH3+H2O
与活泼碱金属反应
-OH有电离出H+的倾向
酯化
浓硫酸可吸水，促进反应争议。提供酸性环境，，利于反应进行
成环
酚
结构性质
酚羟基中的O-H键中的O对电子的吸引力更强，易电离出H+，所以酚通常具有一定的酸性
物理性质
苯酚为有特殊气味的无色晶体，极易被氧化，在空气中易被氧化为粉红色的氧化产物。有杀菌能力，苯酚的浓溶液对皮肤有强烈的腐蚀性
能溶于水和醇
化学性质
取代
反应速率很快，立即生成邻对位的三取代2，4，6-三溴苯酚，产生白色沉淀物
碳氢键受苯环的影响而不易断裂，不能与卤化氢发生反应生成卤苯
加成
苯酚和氢气加成生成环己醇
与活泼碱金属发生反应
酸性
强酸制弱酸
向苯酚钠溶液中通CO2产生白色沉淀
与碱反应
C6H5OH+NaOH→C6H5ONa+H2O
实验
不能，醋酸易挥发会产生干扰
饱和碳酸氢钠溶液可以除去酸性气体（CH3COOH、HCl、SO2），且无法与CO2反应
检测方法
苯酚遇Fe3+显紫色
加入溴水产生白色沉淀
醛、酮
羰基中的c原子采取sp2杂化，与氧原子形成C=O双键
醛
物理性质
熔沸点随碳原子数增多而升高
碳原子数较少时，能与水形成氢键而溶于水。随着碳原子数的增加，碳链占的比重增大，溶解度减小
密度随C原子数增多而增大，脂肪族醛密度小于水，芳香族醛密度大于水
甲醛又名蚁醛，溶于水可制成福尔马林
醛类大多有毒性。甲醛为无色、有刺激性气味的气体，乙醛为无色、易挥发、有刺激性气味的液体
化学性质
和烯醇的互变
几乎全部分子都以醛或酮的形式存在
氧化
银镜反应
一水二银三氨气
砖红反应
生成难溶于水的红色沉淀
催化氧化
用酸性KMnO4、酸性K2Cr2O7等氧化为羧酸
使溴水褪色是氧化而非加成
弱氧化剂氧化
银镜反应
CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OH→加热→CH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
一水二银三氨气
银氨溶液
向硝酸银溶液中逐步滴加稀氨水，直至最初产生的沉淀消失
AgNO3+NH3·H2O=AgOH↓+NH4NO3
AgOH+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]OH+2H2O
子主题
注意事项
试管内壁要洁净
40℃水浴加热
使银单质均匀地附着在试管壁上
避免震荡
砖红反应
新制氢氧化铜悬浊液
在试管里加入10%的氢氧化钠溶液2mL，滴入2%的硫酸铜溶液4~6滴.振荡即成
2Cu（OH）2+CH3CHO+NaOH→加热→Cu2O+CH3COONa+3H2O
发生银镜反应/砖红反应——含有醛基、碱性环境
-CHO、HCOOH、HCOOR、HCOONa、 葡萄糖、果糖（不含醛基，详见糖类一节）、麦芽糖
取代
子主题
加成
Ni、加热条件下还原为醇
与氢氰酸、氨及氨的衍生物、醇类加成
带正电的氢原子加成到醛分子带负电的氧原子上，带负电的基团加成到带正电的碳原子上
醛与氢氰酸加成后，产物的分子比原来的醛分子多一个碳原子，故此可用于延长碳链
羟醛缩合
同上，氢原子加成到氧原子上，剩下的部分加成到C原子上
CH3CHO和CH3CH2CHO混合发生1：1加成，产物有四种
设CH3CHO为a，CH3CH2CHO为b 则有aa bb ab ba（在前面的为双键断开的分子）共四种
酮
很难被氧化，可被氢气加成还原为醇
加成
类似于醛的加成
糖类
通式为Cm(H2O)n
单糖
主要为多羟基醛或多羟基酮
葡萄糖
分解为乙醇
低聚糖（寡糖）
二糖
蔗糖
一分子果糖一分子葡萄糖脱水缩合而成
麦芽糖
两分子葡萄糖脱水缩合而成
多糖（多聚糖）
淀粉
不溶于冷水，溶于热水，淀粉溶液遇I2变蓝
水解
纤维素
白色纤维状固体，化学性质稳定，不易水解
通式均为（C6H10O5）n，区别在于葡萄糖聚合的成键方式
还原糖
一般定义为含有醛基的糖
果糖不含醛基，则不是还原糖
而果糖可与斐林试剂等检测还原糖的试剂反应。所以若将果糖定义为可使斐林试剂变色，则果糖为还原糖
核糖
详见生物思维导图
醚
O分别与两个sp3杂化的C相连形成的有机物
化学性质不活泼
2CH3CH2OH→浓硫酸、140℃→CH3CH2-O-CH2CH3+H2O
羧酸及羧酸的衍生物
羧酸
两个O原子均为sp2杂化。形成碳氧双键的O原子的两个孤电子，一个在杂化轨道中，一个在p轨道中，与C原子形成C=O。与H相连的O原子的两个孤电子都在杂化轨道中，p轨道与C=O的π键共轭
物理性质
熔沸点随碳原子数增多而上升
含碳较少的脂肪酸为无色、有刺激性气味的、能溶于水的液体。溶解度随碳原子数增大而降低
甲酸乙酸密度大于水、丙酸和水差不多、丁酸以后的脂肪酸都密度小于水。芳香酸的密度比水大
甲酸又称蚁酸。乙酸又称醋酸，熔点为7℃，则又称冰醋酸。乙二酸又称草酸
化学性质
取代
酯化
浓硫酸可吸水，促进反应争议。提供酸性环境，，利于反应进行
酸脱羟基，醇脱氢
α-H取代
羧基中的羟基被氨基取代，生成酰胺
氧化
燃烧
还原
可用LiAlH4、NaBH3还原为相应的醇，很难被H2直接还原
缩聚
两个-COOH之间也能脱去一分子水形成酸酐
酸性
强于碳酸，大部分含碳数较小的羧酸都属于酸性较强的弱酸
RCO-为酰基
脂
由酰基和烃氧基（RO-）构成
水解
化学性质
水解
在酸、碱、酶的作用下油脂可水解，一分子油脂水解可生成一分子甘油和三分子脂肪酸
在碱溶液中水解为皂化反应
脂肪的主要成分为高级脂肪酸钠，其脂肪链与油污结合，羧酸根离子与水结合，使油污间接溶于水中
表面活性剂
结构中同时具有疏水基和亲水基的物质，可减小水表面张力
在碱性条件下水解产生的羧酸可以与碱反应，使羧酸浓度减小，使平衡正移，使脂的水解程度加大
氢化
催化加氢将不饱和键还原，将熔点较低的油转化为熔点较高的脂肪。得到的脂肪称人造脂肪或硬化油，由于C=C键易被氧化，所以饱和脂肪酸更便于运输储存
油脂
是油和脂肪的总称，主要存在于油料作物和动物的皮下脂肪中 油和脂肪化学成分相同，均为高级（C原子数＞10）脂肪酸和甘油形成的羧酸酯 两者区别在于油的熔点较低一般为液体，脂肪的熔点较高一般为固体
油酸甘油酯
分类
饱和脂肪酸
除羧基外不含不饱和键
固态
不饱和脂肪酸
除羧基外含有不饱和键，以为C=C键为主
液态
酰胺
氨基酸、肽、蛋白质
氨基酸
结构
缩合
溶于水
-NH2比-COO-结合H+能力更强
两性
既有酸性的-COOH，也有碱性的-NH2
蛋白质
水解
在酸、碱、酶的作被用下可被水解为相对分子质量较小的肽类化合物，完全水解的产物为氨基酸
盐析
加入少量的盐（Na2SO4、NaCl）可促进蛋白质溶解，过量的则会使蛋白质析出
变性
蛋白质的理化性质和生理功能发生改变
物理因素
加热、加压、搅拌、紫外线、超声波等
化学因素
强酸、强碱、重金属盐、乙醇等
由酰基和氨基相连构成的羧酸衍生物
通常较难水解，在强酸或强碱存在下长时间加热可水解成羧酸或羧酸盐和氨或胺
有机高分子
概念
高分子化合物
高分子又称聚合物或大分子，相对分子质量非常大。由一种或几种小分子通过化学反应聚合而成，用于合成高分子的有机小分子称为单体
高分子化合物是聚合程度不同的高分子的混合物
单体
能用来合成高分子化合物的小分子化合物
重复结构单元/链节
化学结构和组成能够重复的最小结构单位
合成
加聚
烯烃
n为聚合度
共轭二烯烃
以顺式为主
炔烃
缩聚
酯化
括号外的部分叫端基原子团或端基原子
酚醛树脂
苯酚-OH邻位的C原子的C-H键中的电子被-OH吸引，所以电子更偏向C，则C带负电，H带正电。甲醛分子中的C=O键，C原子带正电，O原子带负电。异种电荷相互吸引，故而成键
另一个邻位的带负电的C原子与-CH2OH中带正电的C原子形成C-C键
酚醛树脂俗称电木
成肽
材料
塑料
聚乙烯
C原子均以σ键相连，可以旋转，有一定的弹性
高压
具有支链，密度较低，熔沸点较低
低压
为线性结构，密度较高，熔沸点较高
酚醛树脂
酸催化下
为线性结构
碱催化下
为网状结构
绝缘、隔热、难燃、隔音
纤维
天然纤维
植物纤维
主要成分为纤维素，如：棉花、亚麻
动物纤维
主要成分为蛋白质，如：蚕丝、羊毛
用于制作服装和包装
合成纤维
性质类似天然纤维，有强度更高、质量较轻等特点
橡胶
是一类具有弹性的材料，是轮胎、电线的绝缘包装的主要材料
天然橡胶由橡胶树中提取。人造橡胶主要为1，3-丁二烯或其衍生物，通过1，4加成聚合而成
功能高分子材料
化学反应原理
化学反应原理
计量
物质的量
摩尔质量
物质的量浓度
气体摩尔体积
历程
化学反应的本质是旧化学键断裂和新化学键形成的过程
基元反应构成的反应序列为反应历程，基元反应的总核为总反应
有效碰撞理论
能够发生化学反应的分子(或原子)的碰撞叫做有效碰撞
条件
1.反应物的分子必须相互碰撞
2.分子具有一定能量。也就是说，必须是活化分子
3.活化分子碰撞时，相对取向合适
过渡态理论
反应物分子并不只是通过简单碰撞直接形成产物，而是必须经过一个形成高能量活化络合物的过渡状态，并且达到这个过渡状态需要的一定的活化能，再转化成生成物
能量（热化学）
键能
1mol气态分子离解成气态原子所吸收的能量
断键吸热 ，成键放热
不能简单地把双键或三键的键能看作单键的倍数
活化能、活化分子
活化分子
具有发生化学反应所需最低能量状态的分子（能发生有效碰撞的分子）
活化能
反应物分子到达活化分子所需的最小能量
改变活化能
改变反应物温度
改变分子平均动能，降低活化能
使用催化剂
正催化剂降低反应活化能
负催化剂提高反应活化能
焓变
反应热
定义
当化学反应在一定的温度下进行时，反应所释放或吸收的热量
实验：中和热的测定
一、具体步骤 ①用量筒量取50 mL 0.25 mol·L-1硫酸倒入小烧杯中，测出硫酸温度。 ②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液，并用另一温度计测出其温度。 ③将NaOH溶液倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测出混合液最高温度。 二、注意事项 1.碎泡沫塑料及泡沫塑料板的作用是隔热，目的是减少热量的散失。 2.为保证酸完全中和，常使碱稍稍过量。当然，酸也可以过量，但要保证后加的过量。 3.实验中若使用弱酸或弱碱，会使测得数值偏低。 4.使用环形玻璃搅拌棒，而不使用金属棒，是因为玻璃导热性差，减少热量损失。 5.操作都要快，手速快，目的还是为了减少热量损失，以防增大误差。 6.温度计最好准备三把，一把测酸，一把测碱，一把测混合液。
在等压条件下且反应物的能量不与电能、光能等能量发生转化，则反应热等于焓变
焓
吸收(或者放出的)的热等于内能的变化（ΔU）加上变化时所做的外功（ΔpV） 在很多体系中，没有做功，因此焓的变化和内能的变化相等
一般的化学反应默认是在恒压条件下的。简单点理解就是系统非恒容，在这种情况下，反应热在数值上等于反应焓变，而反应热本身不好直接测量，反而是反应焓变更容易计算
吸热反应和放热反应
热化学方程式
书写
吸热反应ΔH＞0，放热反应ΔH＜0，正逆反应ΔH互为相反数
焓变的数值为进行1mol反应能量的变化，所以反应物生成物乘上系数时，焓变也要乘相同的系数
需标注反应物和产物的状态，气体为g（gas）、液体为l（liquid）、固体为s（solid）、水溶液为aq（aqua）
通常要写明温度和压强，若不写则默认为标准状况
盖斯定律
若一反应为二个反应式的代数和时，其反应热为此二反应热的代数和。也可表达为在条件不变的情况下，化学反应的热效应只与起始和终了状态有关，与变化途径无关
可用于计算反应热
特殊的反应热
燃烧热
在25℃，100kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量
标准摩尔燃烧焓
一摩尔物质在标准状况下完全燃烧时的反应焓变
燃烧焓比反应焓多出了物质的相变热
标准摩尔生成焓
在标准状态（101.3 kPa；25 ℃）下，生成1摩尔纯净物质放出或者吸收的热量
中和热
方向
吉布斯自由能
ΔG=ΔH-TΔS
ΔG＜0，正反应可以自发进行
ΔG=0，达到平衡状态
ΔG＞0，正反应不能自发进行
熵
描述系统混乱程度的大小
S(g)＞S（l）＞S（s）
生成气体比反应气体多，则熵增 反应气体比生成气体多，则熵减
限度
可逆反应
又称对峙反应，是指在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应的方向进行的反应
若正反应限度远大于逆反应，则认为完全反应。若逆反应速率远大于正反应速率则认为不反应
化学平衡
概念
本质
正逆反应速率相等
是一种动态平衡
平衡常数
在一定温度下，可逆反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，也不考虑反应物起始浓度大小，最后都达到平衡，这时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积与各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积的比值
对于可逆化学反应 mA+nB⇋pC+qD在一定温度下达到化学平衡时，其平衡常数表达式为：
气体的平衡常数有时用将浓度换为分压来表示
p(x)=p总[n(x)/n总]
（1）K只与温度有关，所以使用时应注明温度； （2）K值表达式中，固体、液态水不写； （3）平衡常数的表达式与方程式的书写方式有关； （4）平衡常数表示反应进行的程度，不表示反应的快慢，即速率大，K值不一定大；
若K＞10^5，则认为反应可进行得较完全 若K＜10^（-5），则认为反应很难进行
推论
设一个方程式的平衡常数为K0，将方程式系数乘n得到新的方程式的平衡常数为K，则K=K0^n
正反应和逆反应的平衡常数互为倒数
对于多级水解或电离K总=K1×K2×K3...
转化率
Δn /n总*100%
对于一个标明化学方程式的化学反应，温度一定时只有一个平衡常数，但不同反应物的转化率可能不同
浓度商
化学平衡的移动
因素
化学平衡常数的改变
温度
反应物浓度
压强
勒﹡夏特列原理
温度
温度升高则平衡向吸热方向移动，温度降低则平衡向放热方向移动
浓度
增加反应物浓度或减少生成物浓度则平衡正移
压强
压强增大则平衡向压强减小的方向移动，压强减小则平衡向压强增大的方向移动
Q＞K，平衡逆移 Q＜K，平衡正移
应用
电离平衡
CH3COOH⇌CH3COO- + H+
水解平衡
CH3COO- + H+ ⇌CH3COOH
沉淀溶解平衡
Ca（OH）2（aq）⇌Ca(OH)2(s)
相平衡
物质相变的平衡
I2（s）⇌I2(g)
速率
概念
定义
表示A物质的化学反应速率
v（A）=|Δc（A）|/Δt
一个化学反应的化学反应速率
v（A）=|Δc（A）|/（Δt•a）
a为系数
对一个化学反应，无论用哪种物质表示，化学反应速率都相同
单位
mol/(L•min）、mol/(L•s）
推论
各物质反应速率之比即方程式中系数之比
补充
固体、纯液体不考虑浓度，气体浓度即气体的物质的量除以体积
混合气体每种气体的体积当作总体积
测定
量气法
比色法
电导法
影响因素
物质自身性质
反应物浓度
浓度越大速率越快
压强
对于有气体参与的反应，压强越大，浓度越大，速率越快 只涉及固体和液体的反应，压强变化几乎不影响速率
反应速率常数
v=kc(H2O2)•c(HI)
k为反应速率常数，与浓度无关，受温度、催化剂等因素影响
速率与浓度的关系是实验测定的结果，不能随意根据方程式写出。对于很多反应，关系式中的浓度的方次与化学反应式中的系数并无确定关系
温度
温度越高反应速率越快
使活化分子比例上升
固体的比表面积
比表面积
单位体积或质量固体所具有的表面积
比表面积越大反应速率越快
催化剂
改变反应历程，不改变平衡常数和转化率
具有选择性
在活性温度范围内发挥作用
催化剂中毒
有些物质的存在使催化剂失效
原电池
光照、紫外线等
电化学
原电池
自发进行的氧化还原反应，氧化反应与还原反应发生在不同的位置，化学能转化为电能的装置
结构
负极
失电子，发生氧化反应
盐桥
转运离子
导线
转运电子
正极
得电子，发生还原反应
应用
锌锰干电池
酸性
负极
Zn- 2e- =Zn2-
正极
2MnO2+2NH4+ +2e- =Mn2O3+2NH3+H2O
碱性
负极
Zn+2OH- - 2e- =ZnO+H2O
正极
2MnO2+2H2O+2e- =2MnOOH+2OH-
总反应
2MnO2+H2O+Zn =2MnOOH+ZnO
铅蓄电池
负极
Pb+SO4 2- - 2e- =PbSO4
正极
PbO2 + 4H+ +SO4 2- +2e- =PbSO4 +2H2O
总反应
放电
PbO2+2 H2SO4 + Pb=2PbSO4+2H2O
充电
2PbSO4+2H2O=PbO2+2 H2SO4 + Pb
燃料电池
正极
O2＋H2O＋4e-＝4OH－
负极
H2－2e-＝2H+
2H2＋O2＝2H2O
电解池
不能自发进行的氧化还原反应，需通电反应才能进行，电能转化为化学能
结构
阴极
与电源负极相连，得电子，发生还原反应
电源
电解质溶液或熔融电解质
阳极
与电源正极相连，失电子，发生氧化反应
实例
电解饱和食盐水
阴极
2H+ +2e- =H2↑
阳极
2Cl- +2e- =Cl2↑
2NaCl+2H2O=通电=2NaOH+H2↑+Cl2↑
电解熔融氯化钠
阴极
2Na+ + 2e- =2Na
阳极
2Cl- + 2e- =Cl2
2NaCl=通电=2Na+Cl2↑
Cl2可使淀粉KI试纸变蓝
在阳极区通入HCl，使H+浓度增加，氯气溶于水的反应平衡逆移，减少Cl2的消耗
离子放电顺序
阳极失电子顺序
活泼金属阳极(Au、Pt除外)>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子和F-
只要有水，含氧酸根离子和F-就不能失去电子
阴极得电子顺序
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H2O（H+浓度很小时）＞Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
应用
电镀
阴极
镀件
阳极
镀层金属
粗铜精炼
阴极
精铜
阳极
粗铜
金属的腐蚀与防护
腐蚀
自发进行的氧化还原反应
以铁为例
负极
Fe-2e- =Fe2-
正极
酸性
2H+ +2e- =H2↑
析氢腐蚀
弱酸性
4H+ +2H2O+O2+4e- =4H2O
4H+ +O2+4e- =2H2O
中性
2H2O+O2+4e- =4OH-
吸氧腐蚀
Fe2+ + 2OH- =Fe（OH）2
4Fe（OH）2+2H2O+O2=4Fe（OH）3
颜色
白→灰绿→红褐
2Fe（OH）3=Fe2O3•XH2O+（3-X）H2O
防护
镀层
牺牲阳极的阴极保护法
原电池
外接直流电源
电解池
应用
双吸剂
保暖贴
铁粉
水溶液中的平衡
水的电离
简写为 H2O⇌H+ + OH-
是吸热反应，逆反应中和反应为放热反应
水的电离平衡常数或离子积常数Kw
Kw=c(H+)•c（OH-）=10^ (-14)
温度升高Kw值变大
PH值
溶液中H+浓度的负对数
PH=-lg[c(H+)]
只在常温下使用
酸碱性
酸性
c(H+)＞c(OH-)
常温时PH＜7
中性
c(H+)=c(OH-)
常温时PH=7
碱性
c(H+)＜c(OH-)
常温时PH＞7
弱酸、弱碱的电离
弱酸
一元弱酸
CH3COOH⇌CH3COO- + H+
Ka=c(H+)•c（CH3COO-）/c（CH3COOH）=1.75*10⁻⁵
多元弱酸
H2S⇌HS- + H+
Ka1=c(H+)•c（HS-）/c（H2S）=1.3*10^ (-7)
HS-⇌S2- + H+
Ka2=c(H+)•c（S2-）/c（HS-）=7.1*10^ (-15)
总反应
H2S⇌2H+ + S2-
Ka=c(H+)²•c（S2-）/c（HS2）=1.75*10⁻⁵
特点
Ka=Ka1•Ka2
Ka1≫Ka2
弱碱
一元弱碱
NH3•H2O⇌NH4+ + OH-
Ka=c(NH4+)•c（OH-）/c（NH3•H2O）=1.8*10⁻⁵
多元弱碱
高中不常见，大多难溶于水或不稳定
各离子浓度的计算
方程（以HAC为例）
弱酸或弱碱的电离平衡
Ka=c(H+)•c（CH3COO-）/c（CH3COOH）=1.75*10⁻⁵
水的电离平衡
Kw=c(H+)•c（OH-）=10 ^(-14)
电荷守恒
c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-)
物料守恒
c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=constant
近似
近似I
当弱酸或弱碱的第一步电离平衡常数＞10^（-10）时 H2O电离的H+ 或 OH-可忽略
近似II
当弱酸或弱碱的第一步电离平衡常数＜10^（-4）时 弱酸弱碱的电离对其分子浓度的影响可忽略
高中常见的一元弱酸大多可以使用，草酸和亚硫酸近似II不满足
弱酸盐、弱碱盐的水解
一元弱酸盐、弱碱盐的水解
一元弱酸盐
CH3COONa=CH3COO- + Na+
CH3COO- + H2O⇌CH3COOH+ OH-
Kh=c(CH3COOH)•c（OH-）/c（CH3COO-）=5.9*10^ (-10)
H2O⇌H+ + OH-
Kw
CH3COO- + H+⇌CH3COOH
K=（1/Ka）
Kh=（1/Ka）•Kw=是[c(H+)•c（OH-）]/[c(H+)•c（CH3COO-）/c（CH3COOH）]
一元弱碱盐
NH4+ + H2O⇌NH3•H2O+ H+
多元弱酸弱碱形成的盐
多元弱酸盐
酸式盐的水解
酸式盐
带有可电离的H的弱酸盐
NaHCO3=Na+ +HCO3-
HCO3- + H2O⇌H2CO3+ OH-
HCO3- ⇌H+ + CO32-
比较两者K值确定酸碱性
正盐的水解
正盐
不带可电离的H的弱酸盐
Na2CO3=2Na+ + CO32-
CO32- + H2O ⇌HCO3- + OH-
Kh1=Kw/Ka2
HCO3- + H2O⇌H2CO3+ OH-
Kh2=Kw/Ka1
多元弱碱盐
缓冲溶液
弱酸及其盐、弱碱及其盐组成的混合溶液，能在一定程度上抵消、减轻外加强酸或强碱对溶液酸碱度的影响，从而保持溶液的pH值相对稳定
缓冲对
一对弱酸（弱碱）及其弱酸盐（弱碱盐）
影响电离、水解平衡的因素
稀释溶液
因为不考虑水的浓度，所以电离、水解中的每步都是一变二的反应。设初始状态反应物的浓度为a,生成物的浓度为0，达到平衡的转化率为x，则有下列方程
因为k是定值，所以可得当a减小时x增大
故此，越稀越电离，越稀越水解
增加溶质
升高温度
水解电离通常为吸热反应，升高温度反应正向移动
沉淀溶解平衡
溶度积
用来表示化合物溶解能力的大小
对于溶解平衡 Mm An ⇌ mM n+ (aq) + nA m- (aq)，其溶度积K sp = [c (M n+ )] ^m · [c (A m- )] ^n
即化学平衡中的K
离子积
即化学平衡中的浓度商
反应物的溶度积大于产物的溶度积，且产物的溶度积较小
AgCl（s）+NaBr(aq)=AgBr(s)+NaCl(aq)
AgCl（s）⇌Ag+（aq） + Cl-(aq)
K1= c (Ag+ ) · c (Cl- )
Ag+（aq） + Br-(aq)⇌AgBr(s)
K2=1/[c (Ag+ ) · c (Br- )]
K=K1×K2=
配位平衡
Fe3+ +3(SCN)- =Fe（SCN）3
K=c[Fe（SCN）3]/{c[Fe3+]•c[(SCN)-]^3}
氧化还原平衡
Cl2+H2O⇌Cl- +HClO + H+
碱性歧化，酸性归中
实验：酸碱中和滴定
步骤一：先洗涤仪器，检查是否漏水。 步骤二：把已知物质的量浓度的盐酸注入事先已用该盐酸溶液润洗过的酸式滴定管，至0刻度以下，把滴定管固定在滴定管夹上。轻轻转动下面的活塞，使管的尖嘴部分充满溶液且无气泡。然后调整管内液面，使其保持在0或0以下的某一刻度，并记下准确读数。 步骤三：把待测浓度的NaOH溶液注入事先已用该溶液润洗过的碱式滴定管，也把它固定在滴定管夹上。轻轻挤压玻璃球，使管的尖嘴部分充满溶液且无气泡，然后调整管内液面，使其保持在" 0"或" 0"以下某一刻度，并记下准确读数。 步骤四：在管下放一洁净的锥形瓶，从碱式滴定管放出25.00mL的NaOH溶液，注入锥形瓶，加入 2滴甲基橙试液，溶液立即呈黄色。然后，把锥形瓶移到酸式滴定管下，左手调活塞逐滴加入已知物质的量浓度的盐酸，同时右手按顺时针方向不断摇动锥形瓶，使溶液充分混合，眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化。随着盐酸逐滴加入，锥形瓶里OH-浓度逐渐减小。最后，当看到加入1滴盐酸时，溶液变成橙红色，半分钟后不再褪色。停止滴定，准确记下滴定管溶液液面的刻度，并准确求得滴定用去盐酸的体积。 步骤五：为保证测定的准确性，上述滴定操作应重复二至三次，并求出滴定用去盐酸体积的平均值。然后根据有关计量关系，计算出待测的NaOH溶液的物质的量浓度。 注意事项： 1.指示剂的变色范围越窄越好，pH稍有变化，指示剂就能改变颜色。石蕊溶液由于变色范围较宽，且在滴定终点时颜色的变化不易观察，所以在中和滴定中不采用。 2.溶液颜色的变化由浅到深容易观察，而由深变浅则不易观察。因此应选择在滴定终点时使溶液颜色由浅变深的指示剂。强酸和强碱中和时，尽管酚酞和甲基橙都可以用，但用酸滴定碱时，甲基橙加在碱里，达到滴定终点时，溶液颜色由黄变红，易于观察，故选择甲基橙。用碱滴定酸时，酚酞加在酸中，达到滴定终点时，溶液颜色由无色变为红色，易于观察，故选择酚酞。 3.强酸和弱碱、强碱和弱酸中和达到滴定终点时，前者溶液显酸性，后者溶液显碱性，对后者应选择碱性变色指示剂(酚酞)，对前者应选择酸性变色指示剂（甲基橙）。 4.为了使指示剂的变色不发生异常导致误差，中和滴定时指示剂的用量不可过多，温度不宜过高，强酸或强碱的浓度不宜过大。