中学化学总复习设计.doc

发布时间:2020-11-17   来源:文档文库   
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中学化学总复习设计

中学化学课程之设置是要通过学习化学基础知识培养和发展学生各方面能力正确态度和观点认识自然,以正确的观点处理人和环境的关系。同时,正如澳门政府第4697法令第二条(课程计划所指出的“该计划要从继续升学的角度而设计....。”因此本文除全面复习化学,使之参与构成中学文化水平之外, 还考虑到升学之需要.然,本澳多元化的教育,学生升读大学途径各异,一文难以囊括,故本文仅适用升读国内大学的参考之用。使用的基础教材是人民教育出版社出版的高级中学课本《化学》必修本(一),(二及选修本(
本文将对中学化学总复习中的四个问题进行探讨:
. 用化学基本概念, 基础理论总结元素知识; . 归纳化学反应中几种沉淀和溶液的颜色; . 化学计算复习方法之一例; . 升学考试的训练.
一.用化学基本概念, 基础理论总结元素知识,用元素的具体知识印证化学基本 理论, 使在中学化学的范围内知识融会贯通.
查看中学化学各册课本的目录, 可见课程对元素知识, 理论知识的章节安排是穿插进行编排的, 有些理论是反复出现, 螺旋式上升逐渐加深的.当高三学完中学化学课程再进行总复习时, 则有条件重新整理知识体系. 在复习元素知识时, 也有条件从结构出发, 带动元素知识的复习. 同时, 可以尽可能把知识“伸开腰”, 即能讲的尽量讲, 将有关的理论与元素知识联系展开. 试以卤族元素知识的复习做为一例:
卤族元素位于元素周期表中,除稀有气体外的最右边,它包括氟氯溴碘哎五种元素. 学只讨论氟至碘.它们的单质在周期表各主族元素中状态最为齐全,包括通常状况为气态的氟,氯; 易挥发的液态溴及能升华的碘. 而且它们独与海洋有密切关联.

元素 原子序周期数 最外层电原子半径元素电离子半径符号 (核电荷(电子层原子结构示意图 子构型 10-0m 负性 01

数)



F 9 2 2SP 0.71 .0 1.33
l S3P5


4S24P5 .1 2 Br 5 4 1.9
I 5 S25 1.3 2. 22
5
注:元素的电负性是分子中原子对成键电子吸引能力相对大小的一种量度,氟的电负性
17 3




0.99 3.0
.1

4.0为最大. .
当我们引导学生认真阅读上表的内容时, 唯一共同的就是P电子亚层都有5个电子,共性寓于特性之中, 即它们虽然P亚层都有5个电子, 但这亚层上的5个电子却处在不同的电子层上 无疑这就显示出卤族元素的四种原子都有得到一个电子而达到稳定结构的强烈倾向, 但元素的非金属性随核电荷的递增逐渐减弱. 这条规律与表内显示的原子半径电负性,离子半径是一脉相承的. 以这样的理解来看卤素由氟到碘的四种单质与以氢气为代表的还原剂反应时, 反应的活化能逐渐增高, 反应后释放的能量逐渐降:
反应条件(能量逐渐增高) 反应后释放的能量逐渐降
冷暗
F2 + 2 === 2 HF 爆炸 光照
l + H2 = 2 HCl HCl中燃烧有苍白色火燄
加热
Br2 H2 == 2 HBr 持续加热

I2 + H ==== I 同时分解
由以上反应可知,卤化氢的稳定性依次为:HF>HClHBr>H,这也为它们分子的键能所証实, F 565K/mol ; l 48 J/mo BrH362 K/mol ; H 29 KJ/mol .
既然了解到F与H2成键需要的能量最低, 分子内键能也最高, 也就不难理解氢氟酸的电离度仅为8%属弱电解质, 而氢碘酸, 氢溴酸, 氢氯酸均属强电解质. 因此, 切不可将氢碘酸当弱酸看待.
氢元素位于元素周期表第一主族,氢原子核外只有一个电子,它和卤素原子共价结合.第一主族元素原子的最外层都只有一个电子,由锂开始的碱金属元素容易失去电子表现出强的金属性,且由锂到铯随核电荷递增金属性增强.例如钠在氯气中燃烧时,钠原子将最外层的一个电子完全转移到氯原子的3P轨道上,以离子键形成氯化钠晶体.
另外, 氯原子还能从铜原子的4S3d轨道上获得电子而形成稳定的高价CC2晶体. 见必修本(一) P23 到此, 可以一气呵成, 顺便将铁与卤素反应的问题提出来. 铁原子的外围电子构型为3d64S2 ,根据“洪特规则” 当电子的排布为全充满, 半充满或全空时, 原子比较稳定. 当铁跟氯气反应时, 氯原子可使铁原子失去3个电子而形成3d5半充满结构的稳定的铁离子. 反应的方程式为: 2Fe + 3C === FCl ,同样 2Fe + 3Br2 === FeBr3 , 而Fe跟I2反应则生FeI2. 以上诸例証实了卤素原子从F到I 得电子的能力逐渐减弱. 但它们的原子一旦获得电子形成阴离子X, 由于电子层数依次增多, 核对最外层电子的吸引力相对减弱, 故离子失电子的能力依次增强.



卤素离子的还原性 F-<l-- .
卤素原子的氧化性 F >C >Br I 两列对照不难看出其得失电子的关系,即必修本(27所列的置换关系: Cl + 2Br==2 l- + r2 , l2 2 -== 2 Cl I2
Br2 2 I-= Br 2
(见实验图片)2.
以上没有谈到Cl-被氧化的问题. 由元素周期表右上三角区的F,O,Cl的电负性为4.0.5.0, 无疑氧得电子的能力强于氯, 因此, l可以把电子转移给氧: 4HC ( + O2 (g ==== 2C + 2HO (用Cul2作催化剂) 此反应实用意义不大, 故用MnO2氧化浓盐酸法在实验室制取C2
4Cl + MnO2 == nCl + Cl2 + 2
按卤素离子的还原性 --Br-<-来看卤化氢的实验室制法:
正如必修本(P11所指:用难挥发性的浓硫酸与相对应的盐制取挥发性气体 aC (固 2S4( ==== NaS4 Cl

Nal (固) + NaHO ====== a2SO4 HCl↑ 两式合并得: 2NaCl ( + HS4( ====== Na2SO + 2 HCl↑
同理, 可考虑用浓硫酸跟氟化钙在铅皿中制取可腐蚀玻璃的HF气体 : Ca2 (固) + SO4(浓 ======= CaSO4 2 HF↑
再看看卤离子的还原性顺序, 我们能否同样用浓硫酸跟NarNaI共热来制HB


r或HI气体呢? 答案是否定的, 因为BrI- 的还原性较强,跟强氧化性的浓硫酸共, 不能如愿得到HrH 而是: 2HB H2SO4(浓 === SO2↑+ Br2+2H2, HI更甚.在元素周期表中可见, 与硫同周期的磷元素的非金属性较硫弱, 教材中称H3O为中强酸, 可用来代替硫酸: NB(固 + H3O4(浓)====== NaHPO4 + Hr NI亦同.

氯元素的电负性为3., 仅次于氟,氧, 表现出较强的非金属性. 氯原子易得一个电子形成负一价的阴离子.只在个别情况下呈正一价, 这就表现在Cl2的自我氧化还原反应中.如必修本(一)P68

( 氯水: Cl2 + H == HCl + HlO (2 在实验室制C2NaH吸收
多余的Cl2,防污染: C2 2NaOH = NaCl + NaClO + 2O
( 工业制取漂白粉: 2Cl2 + Ca(OH2 = Cal2 + Ca(CO)+ H2O
对以上三个反应的理解如下: e
A. 这一组氧化还原反应皆属歧化反应, C2在冷水中可发生(1的反应, C-


-Cl
(2(3的反应同理; +1价的氯很不稳定 2ClO == 2Hl + O B. 由漂白粉在空气中易失效看, HCO酸性比碳酸为弱.
Ca(ClO2 CO2 H2 == 2HlO CaCO3 C. 是否考虑过(2(两个反应为何有水生成?

可否理解为由反应(1生成的两种酸跟硷发生中和反应而生成两种盐和水
Cl2 + H === Hl + HClO
HCl + aOH === NaCl + H HCO + NaOH == NaCO + HO
以上三式相加得: Cl + 2NaOH == NaCl NaCO H2O 反应的离子方程式为: C2 + 2O- == Cl- + ClO- + HO (可让同学们自己写

3.
. 实验── 化学现象的归纳,体现化学课的生动. 复习中学的化学实验是高三总复习的四个主要内容之一.
一般包括常用化学仪器的使用; 一些实验的基本操作; 常见气体和重点物质的实验室制法及检验; 阳离子的鉴定及物质的分离提纯等这些内容已在一般复习书籍中常有详载许多学生感觉困难的是: 多种物质的溶液及沉淀的颜色容易混淆, 为此 本文仅就中学范围所学相关内容加以整理, 归纳比较如下: ( 白色沉淀问题: (实验现象参见光盘) 1. 中学化学中遇到的白色沉淀最多,其中某些白色澄淀的产生与“消失”, 适量则有沉淀,过量则沉淀“消失”者有如: Al(OH3和CaCO3, gC3等的 生成和消失.
(A All溶液滴入NaOH溶液中, 可见少量Al(O絮状沉淀生成, 但此 沉淀在过量的NaOH环境中则会消失. 发生的反应如下:
AlCl + 3aH == Al(OH3 + NaCl (1) Al(O3 + NaOH === alO2 2O (2
(1+2: AlCl3 + NaO == Nal2 + 3NaCl + 2H2 故实验室制取A(OH3宜用可溶性铝盐跟氨水反应来制得. Z(OH)2同样具有两性:

ZnCl + 2aH = Zn(OH2 + 2Nal
Zn(OH)2 + 2NaOH == N2Zn2 2HO 合并后得: nO2 4aH = N2nO2 + NC H2
(B 再如将CO通入石灰水中, 即有白色CaCO3沉淀生成.如继续通入C 至过量, 则CaC3沉淀逐渐消失:
CC3 C2 HO = C(HCO32 ( MgCO3 Mg(HCO2 亦同



(C 另有一种白色沉淀----原硅酸(胶状, 或硅酸(粉状 , 既溶于硷又溶于氢氟 酸. 其生成可用硅酸钠与酸反应:

N2SiO + 2HCl = 2 NaC + HiO3 ↓或
Nai + CO2 O == H2iO + Na2CO3 硅酸溶于硷或氢氟酸的反应如下:
2SO3 + NaOH = Na2SiO3 2H2O
H2SiO3 2NH。H2 = (NH42SiO3 + 2HO H2SiO3 HF == H2SiF6 + 32O
Si4 + 2HF 2. 部分白色沉淀遇酸的三种情况:
(A 沉淀不溶解: AgClAg2SOBaO4都是不溶于酸的白色沉淀
(B 沉淀溶解, 有气体生成: 碳酸盐( CaCO3, MgCO3 溶于稀酸有C气体
生成; 硫化锌溶于盐酸有硫化氢气体生成; 亚硫酸钡(钙等沉淀溶于强酸有SO2气体生成.
(C 沉淀溶解, 无气体生成: Mg(OH Al(OH3等沉淀与酸反应, 沉淀溶解, 4. 无气体生成.
( 几种黄色沉淀:
在学习卤素时, 已知AgBr和AgI均为不溶于水又不溶于酸的黄色沉淀,唯AgBr的黄色很淡.另外两种是A3P4 AgSiO3 , AgPO4 沉淀既溶于稀硝酸又溶于氨水; A2SO可与硝酸反应析出白色HiO凝胶.

Ag3PO NHHO == [ Ag(N32]P4 + 6 H2O Ag3PO4 + HN3 = AgH2PO4 + 2AgNO3
( 关于蓝色溶液和蓝色沉淀: ( 参见光盘
化学反应中蓝色溶液和蓝色沉淀的问题可用以下实验为例, 让学生见一见 实际的情况:
* 目的: (1加深理解官能团决定着有机化合物的特性
(加深理解同一试剂在不同条件下, 对不同有机物发生的不同反应特征, 从而用来鉴别有机物.
* 题目: 试用新制的氢氧化铜鉴别乙醇与丙三醇; 乙二醇与葡萄糖; 甲酸与乙酸; 乙酸与乙醛.
试剂的制取及复习它的性质:

(1制取氢氧化铜: 10%的氢氧化钠溶液适量, 滴加2%的硫酸铜至有较多深蓝色沉淀生成, 摇荡后即成氢氧化铜浊液.

(2主要化学性质:
a. 氢氧化铜受热分解为黑色的氧化铜和水----------样品(1 b 氢氧化铜与乙醛共热有红色氧化亚铜出现-------样品(2)
c. 氢氧化铜分别与盐酸,硫酸,硝酸,醋酸反应, 蓝色沉淀溶解--样品(34


(5)(6
d 氢氧化铜与丙三醇反应沉淀溶解,溶液呈绛蓝色----样品(7 用新制氢氧化铜鉴别上述四组有机物, 对比总结如下表 试剂 物质 现象 对现象的解释
常温 加热
新制 乙醇 无明显变化 出现黑色沉淀 黑色沉淀(CuO是Cu(O2分解
( uO 氢氧 生成
化铜 丙三醇 溶液呈绛蓝色 ----------多元醇与Cu(OH2反应生成多元醇铜
-- 葡萄糖 溶液呈绛蓝色 出现红色沉淀 葡萄糖是多羟基醛,具有多元醇及醛两
u2种官能团的特性

乙醛 乙酸等
无明显变化 出现红色沉淀 ( C2O 沉淀溶解
Cu(H被醛基还原为Cu
---------CuOH2跟酸反应生成可溶性铜盐 --
理论上出现红色沉淀, 甲酸分子中既有羧基又有醛基 甲酸 沉淀溶解
但颇难产生.其醛基可 用银镜反应証明

HOH

.
附件:关于确定有机化合物的分子式
一、表示有机化合物的化学式可用分子式来表示
在高中化学的有机化学学习中,常见有“求它的分子式”的习题,而且这种求有有机物的分子式的题目常常并不是求出分子式就完结的习题,而是作为一个起点,即求出这个有机化合物的分子式后,接着在给定条件下进一步写出它的同分异构体,或者提出其它的问题,因此确定有机化合物的分子式的练习十分重要。

二、确定分子式可以从深入地了解分子式含义开始 分子式(Molcular Forula)
用化学符号表示物质分子组成的化学式。它表明一个分子中所含各种元素的原子数目。如C4是乙烯的分子式,它表示乙烯的分子式,它表示乙烯分子由2个碳原子和4个氢原子构成。C122O11是蔗糖的分子式,它表示一个蔗糖分子由12个碳原子、22个氢原子和11个氧原子构成。分子式是根据实验式和分子量确定的。如乙烯的实验式是CH,它的式量是14,而分子量是28,所以可知其分子式是C2H4
分子式既已表明每个分子中各元素的原子数目,所以按已知的分子式、即可由原子量计算分子量。例如已知乙酸的分子式是CHO2,其分子量即为12×2+×+16×2=60。
严格地说,只有分子化合物(如CO2CH5OH)或分子单质(O2N2才有分子式。而离子化合物氯化物不论在固态、液态、气态还是在溶液中都没有Nal分子存在,有钠离子和氯离子,所以NCl是氯化钠的化学式而不是是分子式。




三、确定分子式计算
要确定物质的分子式,一般可先求分子量再依其元素含量之百分比,求出元素质量进而求得原子个数比,再得到该物质的实验式、化学式。 求得物质的分子量可以由
1. 密度(克/升)×2.4
2. 物质的相对密度×物质的分子量 3. 由已知质量推算 4. 由化学反应推算

i)根据元素在该化合物中的质量百分组成确定分子式
(已如课本所学,见高一化学(P51甲烷的分子式组成和结构)

ii)根据元素在该物质中的质量比来确定分子式

[例题1] 某烃所含碳、氢两种元素的质量比为3:0.5,它对空气的相对密度为1.48,求它的分子式。 [解题参考]
1. 利用碳氢元素的质量比(12:1求得碳氢的原子个数,从而写出此烃的最简式(或称实验式 2. 再由该物质对空气的相对密度求得该物质的分子量 3. 利用实验式量与分子量比得分子式 [解] 1.求最简式:
20.5:=0.25:0.5 即系12 121得最简式:CH2式量为12+2=14
.求分子量:M=D(空气×2=1.44×29=42 3.求分子式::(

[例题2] 某有机物含C6%H:13.3%、o26.7%。该有机物的蒸气对氢气的相对密度为30,求它的分子式。 [解题参考]
通过它对H2的相对密度求得分子量,再由1摩尔该有机物中含C、H、O之物质之比,从而写出其分子式 [解]
该有机物的分子量为32=60

42=3 故分字式为CH
14

摩尔该有机物含碳含氢含氧6060%=3摩尔 126013.3%8摩尔 16026.7%=8摩尔
26故该有机物的分子式为C8O

练习:
1. 某气体烃分子里,氢原子个数比碳原子个数多一倍,该化合物对氢的相对密度为14,求它的分子式。
2. 分解5克乙烷得到1克氢,4克碳。1升乙烷的质量是1升氢气的质量的15倍。求証乙烷的分子式。
3. 4.2克某烃完全燃烧后,生成0.3摩尔CO2和0.3摩尔H该烃的蒸气对氢气的相对密度为21,这种烃分子式是甚么?
4.燃烧某种烃1.8克时,生成528克的二氧化碳和216克水。该烃的蒸汽对氮气的相对密度为3,试求它的分子式。

ii)根据反应物与生成物的质量或体积确定分子式

原理:如果知道了生成物的质量,可以推算出反应物中所含元素的质量。因此就够确定原子个数及分子式。

[例题3 燃烧5.6升某气体制得16.8C2和13.5克水,该气体1升在标准状况下质量为1875克,求该气体的分子式。 [解题参考]
一摩尔(24升、44二氧化碳中含碳12克,故可由二氧化碳的量求得碳元素的质量。进而求得它的原子个数,同理由水求得氢原子个数。
故步骤为:求元素质量 原子个数 实验式 分子式 []
1. .6升该气体质量为51.85=1.( 其中碳的质量为X:其中氢的质量为Y:22.412= X9( 16.8X182 Y=15( 13.5Y91.5:=0.7:1.5=12 121XY=9+1.5=1. 验算该气体只有碳氢两种元素
故其最简式为C:H C式最为14



2. 由分子式量求分子式:分子量子(M1.875×22.=2 3. 求式量与分子量之比(n=423
14得分子式(H2n=(CH23C3H :(略)

练习:
1. 在标准状况下,某气态烃2.8升充分燃烧后,恢复到原来状况生成8.4C29克水,求此烃的分子式。
2. 燃烧15克物质生成1.12(标况和0.9克水。该物质的蒸气对空气密度为1.04(标况,求它的分子式。
3. 某有机物在气态时对氢气的相对密度为30充分燃烧3克该有机物可得CO 3.6(标况和3.6克水,该有机物不能跟金属钠反应,求此有机物的分子式。

iv)通过化学方程式计算利用通式求分子式。
[例题4] 某饱和一元醇4.6克与足量钠反应放出110毫升H(标况),求该醇的分子式。
设分子式为RH 写出有关化学方程式 利用化学方程式求出ROH的摩尔质量从而得出分子量(M 利用通式求原子个数 写出分子式。 []
设此一元醇的通式为RH,分子量为M,其反应的化学方程式为
2RH Na 2ON + 2

2M22.4 4.61.1222.×.6=2M112

已知醇的通式为CnHn1OH (1+8n+18=分子量=46 n=2 (Cn+1为R)
将n=2代入通式得CH5H 答:(略

练习:
0.9克醛与氧化银的氨溶液反应,可还原出27克银,求该醛的分子式。 提示:根据醛与氧化银氨溶液反应的化学方程式可得关系如下:CHO2Ag

v)利用有机物燃烧消耗氧气的量求分子式
[例题5] 燃烧0.1摩尔某种有机物消耗了0.2摩尔O2,生成了4.8(标况)CO2和3.6克水。求此有机物的分子式。 [解]



设该有机物分子式量为CxyO,CO2的物质的量为4.48升/22.4升/摩=0.2,水的物质的量为3.6/18克/摩=0.2摩
CxHy+ XYZYO H2 O
X422YZ摩尔氧气,生成了X摩尔CO242读此化学方程:1摩尔CyOz燃烧消耗(X+Y摩尔HO
2题设:0.1CxHyz燃烧,消耗0.2摩尔O2,生成了0.2摩尔C202摩尔H2O因此从以上得
CHyO+ (X+YZYCO +H2 O2
X422YZY
X422 1 X .1 02 0.2 02
YZY1XX242
0.10.20.20.2解之得X 2 Y= Z2
分子式为C2HO2
根据以上例题所示的有机物(CHyO,含碳氢氧三种元素的酯或羧酸完全燃烧时的耗氧气量为(X量为X+YZ2,当烷烃(CxHy完全燃烧时,根据化学方程式则可推得耗氧气42YO2当烯烃(CHn完全燃烧时耗氧气的量为3/n O,当炔烃(C2n 24n1O2
2完全燃烧时耗氧气的量为(n
[例题6] 5毫升某烯烃通入20毫升的氧气中,使其完全燃烧后,体积变为15升(标,求此烯烃的分子式。
[解题参考]5毫升与20毫升与15毫升之比为体积比,亦视为物质的量之比,燃烧得体(15毫升题剩余O与CO2(气)之和 [解]设此烯烃分子式为其通式CnH2n 依化学方程式列比例式:
3CHn+n O nC2 n2O
2
3n n
2



35 n 5n
2 故15=0-5×1.n+5n 1=0-7.n+nﻩﻩ5=20-2.n n =2
烯烃的分子式为C2H4 :(

[例题7 1升某炔烃通入10升氧气中充分燃烧,生成的气体通过硷石灰后,剩余气体的体积为4.5升,求这种不饱和烃的分子式。(均是标准状况
[解题参考]由于硷石灰不单只吸水还可以吸收二氧化碳,所以剩余的4.5升气体只可能是氧气,故消耗的氧气必为5.5升。 设此炔烃为CH2n

依炔烃燃烧的化学方程式做解
n1 O2 nO2 + (n- H2
2n1
2 CHn 2 (n n 1 1-4.5
n112 n=
1104.5nﻩﻩ此炔烃分子式为CH6

[例题8] 某一种由碳、氢、氧组成的有机物其分子由12个原子组成,其核电总数为34,完全燃烧2摩该物质时,需要9摩尔氧气。求该物质的分子式。 [解]设碳、氢、氧的原子个数分别为XYZ
由题中的
“碳、氢、氧组成的有机物”知此有机物的分子式为CxHyOz “分子由12个原子组成”得XY+Z=12……….(
“其核电总数为34,又因碳氧的核电荷数分别为68,所以有6X+Y+Z=34……….(2
“完全燃烧2摩该物质时,需要9摩尔氧气”,再由化学程序
2CHz+ 92 == YH2O +XC2推出关系式4X+YZ=18……(3
联立方程为X+Y+Z=2………(1) 6X+Y+8Z34………(
X+Y-Z=18……….(3
解得X==Y=Zﻩﻩ ﻩﻩ得分子式C3O



:(略 练习:
1. 燃烧01摩某种有机物,消耗了0.2摩氧气,生成4.48升(标况 CO23.6H2O,求此种有机物的分子式。
2. 某炔烃完全燃烧后,生成CO2H2O的物质的量之比是2:1,写出这种炔烃的分子式




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