导图社区 高中化学必修二（学霸笔记）
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高中化学必修二（学霸笔记）
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- 化学必修二
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高中化学必修二大纲
第一章 物质结构 元素周期律
原子结构
原子核
中子（不带电子）
决定原子种类
质子（带正电荷）
核电荷数
核外电子
电子数
最外层电子数决定主族元素
化学性质及最高正价和族序数
运动特征
体积小，运动速率高（近光速），无固定轨道
电子云（比喻）
排布规律
电子层数决定周期序数及原子半径
表示方法
原子（离子）的电子式、原子结构示意图
周期序数=核外电子层数
主族序数=最外层电子数
原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数
元素周期律
和元素周期表
元素周期律
随着原子序数（核电荷数）的递增，元素的性质呈现周期性变化
原子最外层电子数呈周期性变化
原子半径呈周期性变化
元素主要化合价呈周期性变化
元素的金属性与非金属性呈周期性变化
元素周期表
排列原则
按原子序数递增的顺序从左到右排列
将电子层数相同的元素排成一个横行
把最外层电子数相同的元素（个别除外）排成一个纵行
周期表结构
周期：7个
（共七个横行）
短周期（第1、2，3周期）
长周期（第4、5、6、7周期）
族：16个
（共18个纵行）
主族7个：ⅠA-ⅦA
副族7个：ⅠB-ⅦB
第Ⅷ族1个（3个纵行）
零族（1个）稀有气体元素
性质递变
同周期同主族元素性质的递变规律
核电荷数，电子层结构，最外层电子数
原子半径
主要化合物
金属性与非金属性
最高价氧化物的水化物酸碱性
微粒半径的比较
判断的依据
电子层数
相同条件下，电子层越多，半径越大
核电荷数
相同条件下，核电荷数越多，半径越小
最外层电子数
相同条件下，最外层电子数越多，半径越大
具体规律
同周期元素的原子半径随核电荷数的增大而减小（稀有气体除外）
同主族元素的原子半径随核电荷数的增大而增大
同主族元素的离子半径随核电荷数的增大而增大
电子层结构相同的离子半径随核电荷数的增大而减小
同一元素不同价态的微粒半径，价态越高离子半径越小
元素金属性或
非金属性强弱的判断
依据
金属性强弱
与水反应置换氢的难易
最高价氧化物的水化物碱性强弱
单质还原性或离子的氧化性（电解中在阴极上得电子先后）
互相置换反应
原电池反应中正负极
非金属性强弱
H₂化合的难易及氢化物的稳定性
最高价氧化物的水化物酸性强弱
单质的氧化性或离子的还原性
互相置换反应
规律
同周期元素的金属性，随荷电荷数的增加而减小；非金属性，随荷电荷数的增加而增大
同主族元素的金属性，随荷电荷数的增加而增大；非金属性，随荷电荷数的增加而减小
金属活动性顺序表
K>Ca>Mg>Al>Zn>Fe>Sn>Pb>（H）>Cu>Hg>Ag>Pt>Au
同位素
定义
核电荷数相同，中子数不同的核素，互称为同位素；即：同种元素的不同原子或核素）
特点
结构上，质子数相同而中子数不同
性质上，化学性质几乎完全相同，只是某些物理性质略有不同
存在上，在天然存在的某种元素里，不论是游离态还是化合态，同位素的原子（个数不是质量）百分含量一般是不变的（即丰度一定）
化学键
离子键
离子键
定义
阴阳离子之间强烈的相互作用叫做离子键
相互作用
静电作用（包含吸引和排斥）
离子化合物
像NaCl这种由离子构成的化合物叫做离子化合物
活泼金属与活泼非金属形成的化合物
强碱
大多数盐
铵盐
小结：一般含金属元素的物质（化合物）+铵盐
注意：酸不是离子化合物
离子键只存在离子化合物中，离子化合物中一定含有离子键
电子式
在元素符号周围用小黑点（或x）来表示原子的最外层电子（价电子）的式子叫电子式
用电子式表示离子化合物形成过程
离子须标明电荷数
相同的原子可以合并写，相同的离子要单个写
阴离子要号括起
不能把—写成=
用箭头标明电子转移方向（也可不标）
共价键
定义
原子间通过共用电子对所形成的相互作用叫做共价键
共价化合物
以共用电子对形成分子的化合物叫做共价化合物化合物
共价键的存在
非金属单质
H₂、X₂、N₂等（稀有气体除外）
共价化合物
H₂O、CO₂、SiO₂、H₂S等
复杂离子化合物
强碱、铵盐、含氧酸盐
共价键的分类
非极性键
在同种元素的原子间形成的共价键为非极性键
共用电子对不发生偏移
极性键
在不同种元素的原子间形成的共价键为极性键
共用电子对偏向吸引能力强的一方
第二章 化学反应与能量
化学能与热能
在任何的化学反应中
总伴有能量的变化
当物质发生化学反应时，断开反应物中的化学键要吸收能量，而形成生成物中的化学键要放出能量
主要原因
一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小
E反应物总能量 > E生成物总能量，为放热反应；E反应物总能量 < E生成物总能量，为吸热反应
常见的放热反应和吸热反应
常见的放热反应
所有的燃烧与缓慢氧化
酸碱中和反应
金属与酸反应制取氢气
大多数化合反应
特殊：C+CO₂=加热=2CO是吸热反应
常见的吸热反应
以C、H₂、CO为还原剂的氧化还原反应
C(s)+H₂O(g)=加热=CO(g)+ H₂(g)
铵盐和碱的反应
Ba(OH)₂·8H₂O+NH₄Cl=BaCl₂+2NH₃↑+10H₂O
大多数分解反应
KClO₃、KMnO₄、CaCO₃的分解等
能源的分类
一次能源
常规能源
可再生资源
水能、风能、生物质能
不可再生资源
煤、石油、天然气等化石能源
新能源
可再生资源
太阳能、风能、地热能、潮汐能、氢能、沼气
不可再生资源
核能
二次能源
一次能源经过加工、转化得到的能源称为二次能源
电能（水电、火电、核电）、蒸汽、工业余热、酒精、汽油、焦炭等
化学能与电能
化学能转化为电能的方式
火力发电
化学能→热能→机械能→电能
缺点：环境污染、低效
原电池
将化学能直接转化为电能
优点：清洁、高效
原电池原理
概念
把化学能直接转化为电能的装置叫做原电池
原电池的工作原理
通过氧化还原反应（有电子的转移）把化学能转变为电能
构成原电池的条件
电极为导体且活泼性不同
两个电极接触（导线连接或直接接触）
两个相互连接的电极插入电解质溶液构成闭合回路
电极名称及发生的反应
负极
较活泼的金属作负极，负极发生氢化反应
电极反应式：较活泼金属-ne⁻=金属阳离子
负极现象
负极溶解，负极质量减少
正极
较不活泼的金属或石墨作正极，正极发生还愿反应
电极反应式：溶液中阳离子+ne⁻=单质
正极的现象：一般有气体放出或正极质量增加
原电池正负极的判断方法
依据原电池两极的材料
较活泼的金属作负极（K，Ca，Na太活泼，不能作电极）
较不活泼金属或可导电非金属（石墨）、氧化物（MnO₂）等作正极
根据电流方向或电子流向
（外电路）的电流由正极流向负极
电子则由负极经外电路流向原电池的正极
根据内电路离子的迁移方向
阳离子流向原电池正极，阴离子流向原电池负极
根据原电池中的反应类型
负极
失电子，发生氧化反应，现象通常是电极本身消耗，质量减小
正极
得电子，发生还原反应，现象是常伴随金属的析出或H₂的放出
原电池电极反应的书写方法
原电池反应所依托的化学反应原理是氧化还原反应，负极反应是氧化反应，正极反应是还原反应
①写出总反应方程式
②把总反应根据电子得失情况，分成氧化反应、还原反应
③氧化反应在负极发生，还原反应在正极发生，反应物和生成物对号入座，注意酸碱介质和水等参与反应
原电池的总反应式一般把正极和负极反应式相加而得
原电池的应用
加快化学反应速率，如粗锌制氢气速率比纯锌制氢气快
比较金属活动性强弱
设计原电池
金属的腐蚀
化学电源基本类型
干电池
活泼金属作负极，被腐蚀或消耗
充电电池
两极都参加反应的原电池，可充电循环使用
燃料电池
两电极材料均为惰性电极，电极本身不发生反应，而是由引入到两极上的物质发生反应
化学反应的速率和限度
化学反应的速率
概念
化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量（均取正值）来表示
计算公式
v(B)=|Δc(B)|/Δt=|Δn(B)|/V·Δt
单位
mol/(L·s)或mol/(L·min)
B为溶液或气体，若B为固体或纯液体不计算速率
以上所表示的是平均速率，而不是瞬时速率
重要规律
速率比=方程式系数比
变化量比=方程式系数比
影响化学反应速率的因素
内因
由参加反应的物质的结构和性质决定的（主要因素）
外因
温度：升高温度，增大速率
催化剂：一般加快反应速率（正催化剂）
浓度：增加C反应物的浓度，增大速率（溶液或气体才有浓度可言）
压强：增大压强，增大速率（适用于有气体参加的反应）
其它因素：如光（射线）、固体的表面积（颗粒大小）、反应物的状态（溶剂）、 原电池等也会改变化学反应速率
化学反应的限度——化学平衡
基本情况
在一定条件下，当一个可逆反应进行到正向反应速率与逆向反应速率相等时，反应物和生成物的浓度不再改变，达到表面上静止的一种“平衡状态”，这就是这个反应所能达到的限度，即化学平衡状态
影响因素
温度、反应物浓度、压强等
催化剂只改变化学反应速率，对化学平衡无影响
可逆反应
在相同的条件下同时向正、逆两个反应方向进行的反应叫做可逆反应
通常把由反应物向生成物进行的反应叫做正反应；而由生成物向反应物进行的反应叫做逆反应
在任何可逆反应中，正方应进行的同时，逆反应也在进行
可逆反应不能进行到底，即是说可逆反应无论进行到何种程度，任何物质（反应物和生成物）的物质的量都不可能为0
特征
逆：化学平衡研究的对象是可逆反应
动：动态平衡，达到平衡状态时，正逆反应仍在不断进行
等：达到平衡状态时，正方应速率和逆反应速率相等，但不等于0。即V正=V逆≠0
定：达到平衡状态时，各组分的浓度保持不变，各组成成分的含量保持一定
变：当条件变化时，原平衡被破坏，在新的条件下会重新建立新的平衡
判断化学平衡状态的标志
VA（正方向）=VA（逆方向）或nA（消耗）=nA（生成）（不同方向同一物质比较）
各组分浓度保持不变或百分含量不变
借助颜色不变判断（有一种物质是有颜色的）
总物质的量或总体积或总压强或平均相对分子质量不变，前提：反应前后气体的总物质的量不相等的反应适用，即如对于反应xA+yB=zC，x+y≠z
第三章 有机化合物
烃
烃的定义
仅含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物，也称为烃
烃的分类
脂肪烃（链状）
饱和烃→烷烃（如：甲烷）
不饱和烃→烯烃（如：乙烯）
芳香烃（含有苯环）
（如：苯）
甲烷、乙烯和
苯的性质比较
烷烃
CnH₂n+₂
甲烷（CH₄）
C-C单键， 链状，饱和烃
正四面体
烯烃
CnH₂n
乙烯（C₂H₄）
（CH₂=CH₂）
C=C双键， 链状，不饱和烃
六原子共平面
苯及其同系物
苯C₆H₆
一种介于单键和双键 之间的独特的键，环状
平面正六边形
物理性质
烷烃
无色无味的气体， 比空气轻，难溶于水
* 优良燃料，化工原料
烯烃
无色稍有气味的气体， 比空气略轻，难溶于水
* 石化工业原料，植物生长调节剂，催熟剂
苯
无色有特殊气味的液体， 比水轻，难溶于水
* 溶剂，化工原料
主要化学性质
烷烃
氧化反应（燃烧）
* CH₄+2O₂→CO₂+2H₂O
淡蓝色火焰，无黑烟
取代反应
* CH₄+Cl₂→CH₃Cl+HCl
* CH₃Cl+Cl₂→CH₂Cl₂+HCl
* CH₂Cl₂+Cl₂→CHCl₃+HCl
* CHCl₃+Cl₂→CCl₄+HCl
* 在光照条件下甲烷还可以跟澳蒸气发生取代反应，甲烷不能使酸性KMnO₄溶液、溴水或溴的四氯化碳溶液褪色
* 5种产物
烯烃
氧化反应（燃烧）
* C₂H₄+3O₂→2CO₂+2H₂O
* 火焰明亮，有黑烟
* 被酸性KMnO₄溶液氧化，能使酸性KMnO₄溶液褪色
加成反应
* CH₂=CH₂+Br₂→CH₂Br-CH₂Br
* 能使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色
* 在一定条件下，乙烯还可以与H₂，C1₂，HC1，H₂O等发生加成反应
* CH₂= CH₂+H₂→CH₃CH₃
* CH₂=CH₂+HC1→CH₃CH₂Cl（氯乙烷）
加聚反应
* nCH₂=CH₂→CH₂-CH₂-n（聚乙烯）
苯
氧化反应（燃烧）
2C₆H₆+15O₂→12CO₂+6H₂O
火焰明亮，有浓烟
取代反应
苯环上的氢原子被澳原子、硝基取代
+Br₂→+ HBг
+HNO₃→+ H₂O
加成反应
+ 3H₂→
苯不能使酸性KMnO₄溶液、溴水或溴的四氯化碳溶液褪色
烷烃的命名
普通命名法
把烷烃泛称为“某烷”，某是指烷烃中碳原子的数目，1-10用甲，乙，丙，丁，戊，已，庚，辛，壬，癸；11起汉文数字表示，区别同分异构体，用“正”，“异”，“新”
系统命名法
命名步骤
找主链一最长的碳链（确定母体名称）
编号—靠近支链（小、多）的一端
写名称—先简后繁，相同基请合并
名称组成
取代基位置—取代基名称母体名称
阿拉伯数字表示取代基位置，汉字数字表示相同取代基的个数
比较同类烃的沸点
一看：碳原子数多沸点高
碳原子数相同，二看：支链多沸点低
常温下，碳原子数1-4的烃都为气体
烃的衍生物
乙醇、乙酸的性质比较
饱和一元醇（CnH₂n+₁OH）
乙醇CH₃CH₂OH
或C₂H₅OH
羟基 -OH
无色、有特殊香味的液体，俗名酒精，与水互溶，易挥发（非电解质）
作燃料、饮料、化工原料；用于医疗消毒，乙醇溶液的质量分数为75%
饱和一元醛
乙醛CH₃CHO
醛基 -CHO
饱和一元羧酸（CnH₂n+₁COOH）
乙酸CH₃COOH
羧基 -COOH
有强烈刺激性气味的无色液体，俗称醋酸，易溶于水和乙醇，无水醋酸又称冰酷酸
有机化工原料，可制得醋酸纤维、合成纤维、香料燃料等，是食醋的主要成分
主要化学性质
乙醇
与Na的反应
2CH₃CH₂OH+2Na→2CH₃CH₂ONa+H₂↑
与水比较
相同点：都生成氢气，反应都放热
不同点：比钠与水的反应要缓慢
乙醇分子羟基中的氢原子比烷烃分子中的氢原子活泼，但没有水分子中的氢原子活泼
氧化反应
燃烧
CH₃CH₂OH+3O₂→2CO₂+3H₂O
在铜或银催化条件下：可以被O₂氧化成乙醛CH₃CHO
2CH₃CH₂OH+O₂→2CH₃CHO+2H₂O
消去反应
CH₃CH₂OH→CH₂=CH₂↑+H₂O
乙醛
氧化反应：醛基（-CHO）的性质与银氨溶液，新制Cu(OH)₂反应
CH₃CHO+2Ag(NH₃)₂OH→CH₃COONH₄+H₂O+2Ag↓+3NH₃↑（银氨溶液）
CH₃CHO+2Cu(OH)₂→CH₃COOH+Cu₂O↓+2H₂O（砖红色）
醛基的检验
加银氨溶液水浴加热有银镜生成
加新制的Cu(OH)₂碱性悬浊液加热至沸有砖红色沉淀
乙酸
具有酸的通性
CH₃COOH=CH₃COO⁻+H⁺
使紫色石蕊试液变红
与活泼金属，碱，弱酸盐反应，如CaCO₃、Na₂CO₃
酸性比较：CH₃COOH>H₂CO₃
CH₃COOH+CaCO₃=2(CH₃COO)₂Ca+Co₂↑+H₂O（强制弱）
酯化反应
CH₃COOH+C₂H₅OH→CH₃COOC₂H₅+H₂O 酸脱羟基醇脱氢
基本营养物质
基本营养物质的化学组成
几种糖类物质的组成
单糖
①特点
下能再水解成更简单的糖
②化学式
C₆H₁₂O₆
③代表物
葡萄糖、果糖
双糖
①特点
一分子双糖能水解成两分子单糖
②化学式
C₁₂H₂₂O₁₁
③代表物
蔗糖、麦芽糖
多糖
①特点
能水解成多分子单糖
②化学式
(C₆H₁₀O₅)n
③代表物
淀粉、纤维素
为无色或白色固体，单糖、双糖易溶于水、有甜味，多糖不溶于水（淀粉可溶于热水）、没有甜味
油脂的组成
元素组成
C、H、O
分类
油——植物油
不饱和高级脂肪酸甘油酯
酯——动物脂肪
饱和高级脂肪酸甘油酯
油脂属于酯类化合物，它是由高级脂肪酸（如硬脂酸，软脂酸，油酸等）与甘油所形成的酯
物理性质
油脂难溶于水，密度比水小
天然油脂都是混合物，没有恒定的熔沸点
氨基酸和蛋白质的组成
氨基酸
氨基酸可看作是拨酸分子烃基上的氢原子被氨基取代的化合物
氨基酸分子中含有-NH₂（氨基）和-COOH（羧基）
蛋白质
①元素组成
C、H、O、N、S、P等
②代表物
酶、肌肉、毛发等
③组成特征
蛋白质一类由氨基酸连接成的高分子化合物（相对分子质量从数万到数千万不等）
④物理性质
少数蛋白质（如鸡蛋清）易溶于水（形成胶体）
糖类和蛋日质的特征反应
葡萄糖
实验步骤
C₁₂H₂₂O₁₁+H₂O→C₆H₁₂O₆+C₆H₁₂O₆ 蔗糖加水经过催化剂反应，生成葡萄糖和果糖
实验现象
产生砖红色沉淀
特征归纳
①在碱性、加热条件下，能与银氨溶液反应忻出银（即银镜反应）
②在加热条件下，可与新制的氢氧化铜反应，产生砖红色沉淀
淀粉
实验步骤
(C₆H₁₂O₅)n+nH₂O→nC₆H₁₂O₆ 淀粉（或纤维素）加水经过催化剂反应生成葡萄糖
实验现象
土豆（或面包）变蓝
特征归纳
在常温下，淀粉遇碘变蓝
蛋白质
实验步骤
实验现象
鸡皮变黄
特征归纳
①浓硝酸可以使蛋白质变黄，称为蛋白质的颜色反应
②灼烧时有特殊气味（烧焦羽毛的气味）
糖类、油脂和蛋白质的水解反应
糖类的水解
油脂的水解
酸性条件下水解
油脂在酸性条件下水解，生成高级脂肪酸和甘油
碱性条件下水解
油脂在碱性条件下水解，生成高级脂肪酸盐和甘油
蛋白质的水解反应
蛋白质在酶等催化剂的作用下也可以水解，生成氨基酸
糖类、油脂、蛋白质在生产、生活中的作用
糖类物质的主要存在及主要作用
单糖
葡萄糖
主要存在
水果和蔬菜
主要作用
食品加工、医疗输液等
果糖
主要存在
水果和蔬菜
主要作用
食品加工
双糖
蔗糖
主要存在
甘蔗、甜菜
主要作用
甜味食物
麦芽糖
主要存在
淀粉水解产物
主要作用
甜味食物
多糖
淀粉
主要存在
植物的种子、块茎
主要作用
作食物、生产葡萄糖和酒精等
纤维素
主要存在
植物
主要作用
造纸、制纤维素硝酸酯、纤维素乙酸酯和粘胶纤维等
油脂、蛋白质的主要存在及主要作用
油脂
主要存在
各种植物的种子、动物的组织和器官
主要作用
食用
提供能量
保持体温和保护内脏器官
增强人体对脂溶性维生素的吸收
增加食物的滋味，增进食欲
保证机体正常的生理功能
制肥皂
蛋白质
主要存在
动物
肌肉
皮肤
毛、发
蹄
册
植物
种子中含有丰富的蛋白质
主要应用
组成生物体的基础物质，人类必需的营养物质
工业原料
蛋白酶是生物体内重要的催化剂
第四章 化学与自然资源的开发利用
化学与自然资源的开发利用
金属矿物的开发和利用
金属的冶炼
金属冶炼是工业上将金属从含有金属元素的矿石中还原出来的生产过程
金属的活动性不同，
冶炼的方法不同
热分解法
不活泼金属（Hg及Hg以后）可以直接用加热分解的方法 将金属从其化合物中还原出来
2HgO₂=Hg+O₂↑
2Ag₂O=4Ag+O₂↑
热还原法
一般活泼的金属（Zn~Cu），通常是在高温下用还原剂（C、CO、H₂、活泼金属等）将金属从其化合物中还原出来
Fe₂O₃+3CO=2Fe + CO₂↑
ZnO+C=Zn+CO↑
Fe₂O₃+ 2Al=2Fe+Al₂O₃（铝热反应）
电解法
非常活泼的金属（K~Al）用一般的还原剂很难将它们还原出来，通常采用电解熔融的金属化合物的方法治炼活泼金属
2NaCl=熔融=2Na +Cl₂↑
有些金属可以利用氧气从其硫化物中冶炼出来
Cu₂S+O₂=2Cu+SO₂
铝热反应
操作
把两张滤纸分别折叠成漏斗状套在一起（内层滤纸底部剪一小孔，用水湿润）架在铁架台上，下面放置一盛沙子的蒸发皿
将5g干燥的氧化铁粉末和2g铝粉均匀混合后放入纸漏斗中，混合物上面加少量氯酸钾固体，中间插一根用砂纸打磨过的镁条
用燃着的小木条点燃镁条，观察现象
现象
镁条剧烈燃烧，并发出耀眼的白光
引起混合物剧烈燃烧，发光发热
纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。待熔融物冷却后，除去外层熔渣（Al₂O₃），可以发现落下的是铁珠
反应
Fe₂O₃+ 2Al=2Fe+Al₂O₃（铝热反应）
铝热剂及应用
铝热剂
铝粉与某些金属（比铝不活泼的金属）氧化物的混合物。在高温下发生反应，放出大量的热，其混合物称为铝热剂；反应称为铝热反应
铝热反应的应用
焊接钢轨
冶炼高熔点金属：V、Cr、Mn、W等
铝热反应的特点
在高温下引燃后剧烈反应，放出大量的热，产生高温，使被还原出来的金属熔化，与熔渣分离。体现铝的还原性、氧化铝高熔点的性质
金属的利用、回收和资源的保护
矿产资源是有限的
合理开发、有效利用、金属的回收和资源保护
提高金属矿物的利用率
减少金属的使用量
加强金属资源的回收和再利用，使用代用材料节约矿产资源、保护矿产资源
回收金属
废旧金属的最好处理方法是回收利用
意义
节约矿物资源，节约能源，减少环境污染
实例
废旧钢铁用于炼钢；废铁屑用于制铁盐
从电影业、照相业、科研单位和医院X光室回收的定影液中，可以提取金属银
海水资源的开发利用
海水水资源的利用
海水中水的储量约占全球总水量的97%
海水中水资源的利用，主要包括海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却
海水淡化的方法
蒸馏法、电渗析法、离子交换法等
海水中的化学资源的开发利用
海水中含有的各种元素的特点
种类多，总储量大，富集程度低
从海水中提取物质的方法
从海水中提取食盐
主要方法
盐田法、电渗析法和冷冻法
从海水中提取镁
海水→试剂①→沉淀Mg(OH)₂→试剂②→MgCl₂溶液→无水MgCl₂→熔融电解→Mg
为了使MgSO₄转化为Mg(OH)₂，试剂①可以选用NaOH，要使MgSO₄完全转化为沉淀，加入试剂①的量应过量
验证MgSO₄，已完全转化为Mg(OH)₂的方法是取上层清液，加入NaOH溶液，不生成沉淀
加入试剂①后，能够分离得到Mg(OH)₂沉淀的方法是过滤
试剂②可以选用HCl
无水MgCl₂在熔融状态下，通电后会产生Mg和Cl₂
MgCl₂=熔融=Mg+Cl₂↑
从海水中提取溴
①用蒸馏法将海水浓缩。用硫酸将浓缩的海水酸化
②向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化为溴单质
2NaBr+Cl₂=Br₂+2NaCl
③向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸汽，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的
Br₂+SO₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄
④向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气
2HBr+Cl₂=2HCl+Br₂
⑤用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔内的溶液中的溴单质，得到产品溴
从海带中提取碘
反应原理
海带中的碘元素主要以I⁻的形式存在，提取时用适当的氧化剂（H₂O₂）将其氧化成I₂，再用有机溶剂将I₂萃取出来
用H₂O₂做氧化剂
2I⁻+H₂O₂+2H⁺=I₂+2H₂O
操作步骤
①取约3g干海带，把表面的浮着物用刷子刷净（不要用水冲洗，以免洗去表面的碘化物），用剪刀剪碎后，用酒精湿润，放入坩埚中。点燃洒精灯，灼烧海带至完全变为灰烬（注意通风）停止加热，冷却
②将海带灰转移到小烧杯中，向其中加入10ml蒸馏水，搅拌、煮沸2~3min，过滤
③在滤液中滴入几滴稀硫酸（3mo1/1），再加入1mLH₂O₂（3%）
溶液变棕黄色
再加入几滴淀粉溶液
溶液变蓝色
海水资源的开发利用
从海水中提取淡水——海水淡化
海水制盐
从海水中提取镁、钾、溴、碘等化工产品
从海水中获取铀和重水作为核能开发的重要原料
从海水中获取其他物质和能量
化学与资源综合利用、环境保护
煤的综合利用
煤的成分
煤是由有机物和少量的无机物组成的复杂混合物
其组成以碳元素为主，还含有H、O、N、S等元素
煤的综合利用途径
通过煤的干馏、煤的气化和液化获得洁净的燃料和多种化工原料
煤的干馏
将煤隔绝空气加强热使之分解的过程叫做煤的干馏，也叫煤的焦化
煤干馏的主要产品
气体
焦炉气：H₂、CH₄、C₂H₄、CO（燃料、化工原料）
液体
粗氨水：氨、铵盐（化肥）
粗苯：苯、甲苯、二甲苯（炸药、染料、合成材料）
煤焦油
酚类、奈（染料、农药、合成材料）
沥青（筑路材料、制碳素电极）
固体
焦炭（治金、合成氨造气、电石、燃料）
煤的气化
将煤转化为可燃性气体过程
天然气的综合利用
气体燃料的优点
气体燃料与空气混合充分，容易完全燃烧，与固体燃料相比有较高的利用率。气体燃料便于管道运输，使用方便（易点燃，易熄灭），且清洁卫生
天然气是一种高效、清洁的燃料
天然气是一种重要的化工原料，主要用于合成氨和生产甲醇以及合成分子内含两个或多个碳原子的其他有机化合物
石油的综合利用
石油的成分
石油是由多种碳氢化合物（烷烃、环烷烃及少量的芳香烃）组成的混合物（没有固定的沸点）
原油
未经加工的石油叫原油，是一种棕黑色粘稠液体，不能直接使用
石油的炼制
石油的分馏（物理加工过程）
石油分馏的原理
利用各种烃的沸点不同，将石油不断的加热—汽化—冷凝—液化，把石油分离成不同沸点范围的蒸馏产物（叫做馏分，仍然是混合物）的过程叫做石油的分馏
石油分馏主要产品
石油气→液化石油气
汽油、煤油、柴油、重油等
石油的裂化（化学加工过程）
在一定条件下，将相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小的烃的过程
主要目的
提高轻质油（汽油、煤油、柴油）的产量，同时得到石油裂化气
原料
石油分馏产品（重油）
主要产品
裂化气（含乙烯、丙烯、甲烷等）
汽油、煤油、柴油
分馏所得汽油（直馏汽油）：烷烃
裂化所得汽油：烷烃和不饱和烃（具有烯烃的性质）
石油的裂解（深度裂化—化学加工过程）
采用比催化裂化更高的温度，使碳碳键断裂的更彻底，主要目的得到气态的不饱和烃
原料
汽油
主要目的
制得石油裂解气，进行三大合成
主要产品
石油裂解气（含乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯）
石油的催化重整
石油在加热和催化剂的作用下，可以通过结构的重新调整，使链状烃转化为环状烃（如苯或甲苯等）
清洁燃料
煤气（主）：CO、H₂
天然气（主）：CH₄
压缩天然气（主）：甲醇（CNG）
液化石油气（主）：烃类（丙烷）（LPG）
以煤、石油、天然气为原料生成合成材料
三大合成材料 （合成有机高分子）
合成塑料
聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯
塑料的主要成分
合成树脂+添加剂（增塑剂、防老化剂等）
塑料的性能
热塑性塑料：可以反复加工，多次使用（聚乙烯、聚氯乙烯等）
热固性塑料：一次加工成型，受热不软化（酚醛塑料）
纤维
天然纤维
植物纤维：棉花、木材、亚麻（成分：纤维素）
动物纤维：羊毛、蚕丝（成分：蛋白质）
化学纤维
人造纤维：人造棉、人造丝、人造毛（成分：纤维素）
合成纤维：六大纶（涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶）是利用石油、天然气、煤和农副产品为原料制成的
合成橡胶
顺丁橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶、硅橡胶等
合成有机高分子的反应
聚合反应
在一定条件下，由小分子（单体）合成高分子（分子量巨大的化合物）的反应
加成聚合（加聚反应）
由单体生成高分子的反应
缩合聚合（缩聚反应）
由单体生成高分子的同时还有小分子生成
环境保护与绿色化学
环境保护
环境问题：指不合理的开发和利用自然资源而造成的资源短缺、环境污染和生态破坏
环境污染：包括大气污染、水污染、土壤污染、食品污染和噪声污染等
污染源：主要来自化石燃料燃烧和工业生产的“三废”（废气、废水、废渣）的排放
环境问题的八大公害
酸雨
pH小于5.6的雨水叫做酸雨
主要成因：化石燃料燃烧排放到大气中的SO₂/NOx
防治：改变能源结构，硫酸厂的尾气经过处理后再排放
温室效应
大气中的CO₂含量增多引起地表面温度升高
防治：改变能源结构，植树造林
主要成因：NO₂主要来自石油产品和煤的燃烧产物、汽车尾气及硝酸厂的废气
臭氧空洞
大气平流层中的臭氧层被破坏引起“臭氧空洞”
主要成因：氟氯烃（氟里昂）、No₂、NO在破坏臭氧层中起催化剂作用
防治：逐步减少、禁止使用氟氯烃
白色污染
一些塑料制品废弃物对环境的污染
主要成因：聚乙烯等固体废旧塑料随意丢弃引起土壤及水的污染
治理
减少使用加强回收塑料制品
开发可降解塑料（淀粉塑料、水溶性塑料、光解塑料）
光化学烟雾
空气中的NO₂在紫外线照射下，发生一系列的光化学反应产生一种有毒的烟雾
治理
硝酸厂的废气经回收处理后再排放
加强对汽车尾气的治理（汽车排气管上安装转化器）
赤潮（水华）
水体的富营养化污染（水中的藻类超常繁殖，覆盖在水表面）
主要成因：使用含磷洗衣粉的污水的排放。不合理的使用化肥
治理：禁止生产使用含磷洗衣粉
城市大气的铅污染
含铅化合物对大气的污染
主要成因：使用含铅汽油（汽油中加入抗爆震剂四乙基铅）的汽车排放的尾气
治理：禁止使用含铅汽油
环境的新公害
废旧电池对水及土壤的污染
主要成因：废旧电池中含有酸、碱、重金属盐（Pb²⁺、Hg²⁺、Ni²⁺、cd²⁺）等污染物，废旧电池的随意丢弃引起的污染
治理：设立废旧电池回收站
绿色化学
绿色化学的核心就是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染
原子经济
按照绿色化学的原则，最理想的“原子经济”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物
这时原子的利用率为100%
开发绿色反应，提高原子利用率
经济性的反应有两个显著优点
最大限度地利用了原料
最大限度地减少了废物的排放
化学与可持续发展
化学在资源开发、资源利用、环境监测、环境保护和清洁生产等方面发挥着重要的作用。资源的开发和环境保护关系到人类可持续发展
可持续发展
经济可持续发展
社会可持续发展
资源可持续发展
环境可持续发展
全球可持续发展