11、金屬的通性:導(dǎo)電、導(dǎo)熱性,具有金屬光澤,延展性,一般情況下除Hg外都是固態(tài) 12、金屬冶煉的一般原理: ①熱分解法:適用于不活潑金屬,如Hg、Ag ②熱還原法:適用于較活潑金屬,如Fe、Sn、Pb等 ③電解法:適用于活潑金屬,如K、Na、Al等(K、Ca、Na、Mg都是電解氯化物,Al是電解Al2O3) 13、鋁及其化合物 Ⅰ、鋁 ①物理性質(zhì):銀白色,較軟的固體,導(dǎo)電、導(dǎo)熱,延展性 ②化學(xué)性質(zhì):Al—3e-==Al3+ a、與非金屬:4Al+3O2==2Al2O3,2Al+3S==Al2S3,2Al+3Cl2==2AlCl3 b、與酸:2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑,2Al+3H2SO4==Al2(SO4)3+3H2↑ 常溫常壓下,鋁遇濃硫酸或濃硝酸會(huì)發(fā)生鈍化,所以可用鋁制容器盛裝濃硫酸或濃硝酸 c、與強(qiáng)堿:2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2(偏鋁酸鈉)+3H2↑ (2Al+2OH-+2H2O==2AlO2-+3H2↑) 大多數(shù)金屬不與堿反應(yīng),但鋁卻可以 d、鋁熱反應(yīng):2Al+Fe2O3===2Fe+Al2O3,鋁具有較強(qiáng)的還原性,可以還原一些金屬氧化物 Ⅱ、鋁的化合物 ①Al2O3(典型的兩性氧化物) a、與酸:Al2O3+6H+==2Al3++3H2O b、與堿:Al2O3+2OH-==2AlO2-+H2O ②Al(OH)3(典型的兩性氫氧化物):白色不溶于水的膠狀物質(zhì),具有吸附作用 a、實(shí)驗(yàn)室制備:AlCl3+3NH3?H2O==Al(OH)3↓+3NH4Cl,Al3++3NH3?H2O==Al(OH)3↓+3NH4+ b、與酸、堿反應(yīng):與酸 Al(OH)3+3H+==Al3++3H2O 與堿 Al(OH)3+OH-==AlO2-+2H2O ③KAl(SO4)2(硫酸鋁鉀) KAl(SO4)2?12H2O,十二水和硫酸鋁鉀,俗名:明礬 KAl(SO4)2==K++Al3++2SO42-,Al3+會(huì)水解:Al3++3H2O Al(OH)3+3H+ 因?yàn)锳l(OH)3具有很強(qiáng)的吸附型,所以明礬可以做凈水劑 14、鐵 ①物理性質(zhì):銀白色光澤,密度大,熔沸點(diǎn)高,延展性,導(dǎo)電導(dǎo)熱性較好,能被磁鐵吸引。
鐵在地殼中的含量?jī)H次于氧、硅、鋁,排第四。 ②化學(xué)性質(zhì): a、與非金屬:Fe+S==FeS,3Fe+2O2===Fe3O4,2Fe+3Cl2===2FeCl3 b、與水:3Fe+4H2O(g)===Fe3O4+4H2 c、與酸(非氧化性酸):Fe+2H+==Fe2++H2 與氧化性酸,如硝酸、濃硫酸,會(huì)被氧化成三價(jià)鐵 d、與鹽:如CuCl2、CuSO4等,F(xiàn)e+Cu2+==Fe2++Cu Fe2+和Fe3+離子的檢驗(yàn): ①溶液是淺綠色的 Fe2+ ②與KSCN溶液作用不顯紅色,再滴氯水則變紅 ③加NaOH溶液現(xiàn)象:白色 灰綠色 紅褐色 ①與無(wú)色KSCN溶液作用顯紅色 Fe3+ ②溶液顯黃色或棕黃色 ③加入NaOH溶液產(chǎn)生紅褐色沉淀 15、硅及其化合物 Ⅰ、硅 硅是一種親氧元素,自然界中總是與氧結(jié)合,以熔點(diǎn)很高的氧化物及硅酸鹽的形式存在。
硅有晶體和無(wú)定型兩種。晶體硅是帶有金屬光澤的灰黑色固體,熔點(diǎn)高、硬度大、有脆性,常溫下不活潑。
晶體硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間,是良好的半導(dǎo)體材料,可制成光電池等能源。 Ⅱ、硅的化合物 ①二氧化硅 a、物理性質(zhì):二氧化硅具有晶體和無(wú)定形兩種。
熔點(diǎn)高,硬度大。 b、化學(xué)性質(zhì):酸性氧化物,是H2SiO3的酸酐,但不溶于水 SiO2+CaO===CaSiO3,SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O,SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O c、用途:是制造光導(dǎo)纖維德主要原料;石英制作石英玻璃、石英電子表、石英鐘等;水晶常用來(lái)制造電子工業(yè)的重要部件、光學(xué)儀器、工藝品等;石英砂常用作制玻璃和建筑材料。
②硅酸鈉:硅酸鈉固體俗稱泡花堿,水溶液俗稱水玻璃,是無(wú)色粘稠的液體,常作粘合劑、防腐劑、耐火材料。放置在空氣中會(huì)變質(zhì):Na2SiO3+CO2+H2O==H2SiO3↓+Na2CO3。
實(shí)驗(yàn)室可以用可溶性硅酸鹽與鹽酸反應(yīng)制備硅酸:Na2SiO3+2HCl==2NaCl+H2SiO3↓ ③硅酸鹽: a、是構(gòu)成地殼巖石的主要成分,種類多,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,常用氧化物的形式來(lái)表示組成。其表示方式 活潑金屬氧化物?較活潑金屬氧化物?二氧化硅?水。
如:滑石Mg3(Si4O10)(OH)2可表示為3MgO?4SiO2?H2O b、硅酸鹽工業(yè)簡(jiǎn)介:以含硅物質(zhì)為原料,經(jīng)加工制得硅酸鹽產(chǎn)品的工業(yè)成硅酸鹽工業(yè),主要包括陶瓷工業(yè)、水泥工業(yè)和玻璃工業(yè),其反應(yīng)包含復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化。 水泥的原料是黏土和石灰石;玻璃的原料是純堿、石灰石和石英,成份是Na2SiO3?CaSiO3?4SiO2;陶瓷的原料是黏土。
注意:三大傳統(tǒng)硅酸鹽產(chǎn)品的制備原料中,只有陶瓷沒有用到石灰石。 16、氯及其化合物 ①物理性質(zhì):通常是黃綠色、密度比空氣大、有刺激性氣味氣體,能溶于水,有毒。
②化學(xué)性質(zhì):氯原子易得電子,使活潑的非金屬元素。氯氣與金屬、非金屬等發(fā)生氧化還原反應(yīng),一般作氧化劑。
與水、堿溶液則發(fā)生自身氧化還原反應(yīng),既作氧化劑又作還原劑。 拓展1、氯水:氯水為黃綠色,所含Cl2有少量與水反應(yīng)(Cl2+H2O==HCl+HClO),大部分仍以分子形 式存在,其主要溶質(zhì)是Cl2。
新制氯水含Cl2、H2O、HClO、H+、Cl-、ClO-、OH-等微粒 拓展2、次氯酸:次氯酸(HClO)是比H2CO3還弱的酸,溶液中主要以HClO分子形式存在。是一種具有強(qiáng)氧化性(能殺菌、消毒、漂白)的易分解(分解變成HCl和O2)的弱酸。
拓展3、漂白粉:次氯酸鹽比次氯酸穩(wěn)定,容易保存,工業(yè)上以Cl2和石灰乳為原料制取漂白粉,其主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2,有效成分是Ca(ClO)2,須和酸(或空氣中CO2。
比熱表:常見物質(zhì)的比熱容
物質(zhì) 比熱容c
水 4.2
冰 2.1
酒精 2.1
煤油 2.1
蓖麻油 1.8
橡膠 1.7
砂石 0.92
干泥土 0.84
玻璃 0.67
鋁 0.88
鋼鐵 0.46
銅 0.39
汞 0.14
鉛 0.12
對(duì)上表中數(shù)值的解釋:
(1)比熱此表中單位為kJ/(kg·K);
(2)水的比熱較大,金屬的比熱更小一些;
(3)c鋁>c鐵>c鋼>c鉛 (c鉛<c鐵<c鋼<c鋁)。
一些熱化學(xué)方程式
(1)2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-484KJ/mol
(2)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6KJ/mol
(3)H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0KJ/mol
(4)P4(白磷、s)+5O2=P4O5(s) △H=-2983.2KJ/mol
(5)4P(紅磷、s)+5O2=P4O5(s) △H=-2945KJ/mol
(6)P4(白磷、s)=4P(紅磷、s) △H=-29.2KJ/mol
編輯本段蓋斯定律 講到熱力學(xué)方程式,不得不提起蓋斯定律。
1840年瑞士的化學(xué)家蓋斯(Hess)在總結(jié)大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)(熱化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù))的基礎(chǔ)上提出:“定壓或定容條件下的任意化學(xué)反應(yīng),在不做其它功時(shí),不論是一步完成的還是幾步完成的,其熱效應(yīng)總是相同的(反應(yīng)熱的總值相等)?!边@叫作蓋斯定律。換句話說(shuō),化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),而與反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān),而這可以看出,蓋斯定律實(shí)際上是“內(nèi)能和焓是狀態(tài)函數(shù)”這一結(jié)論的進(jìn)一步體現(xiàn)。利用這一定律可以從已經(jīng)精確測(cè)定的反應(yīng)熱效應(yīng)來(lái)計(jì)算難于測(cè)量或不能測(cè)量的反應(yīng)的熱效應(yīng)。
由于熱力學(xué)能(U)和焓(H)都是狀態(tài)函數(shù),所以ΔU和ΔH只與體系的始、末狀態(tài)有關(guān)而與“歷程”無(wú)關(guān)??梢?,對(duì)于恒容或恒壓化學(xué)反應(yīng)來(lái)說(shuō),只要反應(yīng)物和產(chǎn)物的狀態(tài)確定了,反應(yīng)的熱效應(yīng)Qv或Qp也就確定了,反應(yīng)是否有中間步驟或有無(wú)催化劑介入等均對(duì)Qv或Qp數(shù)值沒有影響。
反應(yīng)熱是研究化學(xué)反應(yīng)中能量變化的重要概念,反應(yīng)熱問題則是高考的重點(diǎn)內(nèi)容,處理好相關(guān)題目的關(guān)鍵是深刻理解概念,掌握解題方法。
一、考查對(duì)有關(guān)反應(yīng)熱概念本質(zhì)的理解 任何化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行過(guò)程中都伴隨著能量的變化,而這種能量常以熱能的形式表現(xiàn)出來(lái),此熱能的大小之度量以及反應(yīng)過(guò)程中吸、放熱情況都可以用到反應(yīng)熱的概念。 1、要點(diǎn): (1)反應(yīng)熱的定義:在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中放出或吸收的能量,通常叫做反應(yīng)熱。
反應(yīng)熱用"△H"表示,單位一般是"kJ/mol"。 (2)反應(yīng)熱與物質(zhì)能量變化的關(guān)系:反應(yīng)熱△H的研究對(duì)象是反應(yīng)體系,當(dāng)反應(yīng)物所具有的總能量高于生成物所具有的總能量時(shí),反應(yīng)體系能量降低,為放熱反應(yīng),△H為"-"或△H0。
判斷:ΔH = ∑E(生成物)-∑E(反應(yīng)物) 其中∑E表示物質(zhì)具有的總能量。 具體地:①若ΔH>0 ∑E(生成物)>∑E(反應(yīng)物),物質(zhì)所具能量升高,反應(yīng)吸熱。
②若ΔH(3)反應(yīng)熱與鍵能的關(guān)系:反應(yīng)熱即為形成生成物分子中新的化學(xué)鍵所釋放的總能量與反應(yīng)物分子中舊的化學(xué)鍵斷裂所吸收的總能量之差。即△H=反應(yīng)物鍵能之和-生成物鍵能之和。
若△H為"-",反應(yīng)為放熱反應(yīng);若△H為"+",反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。 (4)幾種反應(yīng)熱: I.燃燒熱:在101kPa時(shí),1 mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量。
理解注意:①、量的標(biāo)準(zhǔn):可燃物必須為1 mol。②、反應(yīng)進(jìn)行程度:完全燃燒,如,C→CO2,H→H2O,S→SO2,等。
③、反應(yīng)產(chǎn)物:生成穩(wěn)定的氧化物,如,H2 + O2→H2O(l)而不是H2O(g)。④、燃燒熱的單位一般是kJ/mol。
II.中和熱:在稀溶液中,酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol水時(shí)所放出的熱量。理解注意:①、稀溶液:是指存在大量水的溶液。
②、量的標(biāo)準(zhǔn):必須是生成1 mol水。③、中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、物質(zhì)的溶解熱、電解質(zhì)電離所吸收的熱。
④、中和熱的實(shí)質(zhì)是H+和OH-化合生成水,若反應(yīng)過(guò)程中有其他物質(zhì)生成,這部分反應(yīng)的能量變化也不在中和熱之內(nèi)。即強(qiáng)酸與強(qiáng)堿反應(yīng)的中和熱為一定值57.3 kJ/mol。
2. 考點(diǎn)應(yīng)用 例1、根據(jù)熱化學(xué)方程式(在25℃、101 kPa下):S(s ) + O2(g)=SO2(g) ;△H= -297.23 kJ/mol,分析下列說(shuō)法不正確的是() A. S的燃燒熱為297.23kJ/mol B. S(g) + O2(g)=SO2(g)放出的熱量大于297.23 kJ/mol C. S(g) + O2(g)=SO2(g)放出的熱量小于297.23 kJ/mol D. 形成1 mol SO2的化學(xué)鍵所釋放的總能量大于斷裂1 mol S(s)和1 mol O2的化學(xué)鍵所吸收的總能量 解析:題干所給的熱化學(xué)方程式是用燃燒熱表示的熱化學(xué)方程式,A說(shuō)法正確。 題干所給的熱化學(xué)方程式可看作下面兩個(gè)熱化學(xué)方程式的和式:S(s)=S(g);△H=+Q1kJ/mol(吸熱,Q1>0),S(g ) + O2(g)=SO2(g);△H=-Q2 kJ/mol(放熱,Q2>0 )。
由蓋斯定律可知,△H=+Q1kJ/mol-Q2 kJ/mol=-297.23 kJ/mol 得Q2 = Q1 + 297.23kJ/mol>297.23kJ/mol 故B說(shuō)法正確。 根據(jù)反應(yīng)熱與鍵能的關(guān)系知,△H=反應(yīng)物鍵能之和-生成物鍵能之和二、考查熱化學(xué)方程式的書寫及正誤判斷w.w.w.k.s.5.u.c.o.m 1、考點(diǎn)歸納 熱化學(xué)方程式的書寫應(yīng)遵循的原則: (1)、必須注明反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)(s、l、g、aq); (2)、反應(yīng)熱△H與測(cè)定條件(溫度、壓強(qiáng)等)有關(guān),若不注明則是指在25℃、101 kPa下測(cè)定的,故熱化學(xué)方程式一般不注明反應(yīng)條件及"↑"、"↓"。
(3)、△H只能寫在化學(xué)方程式的右邊,并用";"隔開。若是放熱反應(yīng),△H為"-",若是吸熱反應(yīng),△H為"+",△H單位一般是kJ/mol。
(4)、熱化學(xué)方程式各物質(zhì)前的化學(xué)計(jì)量數(shù)不表示分子個(gè)數(shù),只表示物質(zhì)的量,因此,它可以是整數(shù),也可以是分?jǐn)?shù),但熱量的數(shù)值要與各物質(zhì)前的化學(xué)計(jì)量數(shù)相對(duì)應(yīng)。 (5)、判斷熱化學(xué)方程式書寫是否正確,應(yīng)先觀察反應(yīng)物、生成物的聚集狀態(tài),再觀察△H的正負(fù)號(hào),最后觀察△H數(shù)值是否與化學(xué)計(jì)量數(shù)相對(duì)應(yīng)。
2. 考點(diǎn)應(yīng)用 例2. 由氫氣和氧氣反應(yīng)生成1 mol水蒸氣放熱241.8 kJ,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 。 解析:先寫出并配平該反應(yīng)的化學(xué)方程式H2+1/2O2 = H2O,再注明該反應(yīng)的反應(yīng)物、生成物的聚集狀態(tài),△H的正負(fù),熱量的數(shù)值要與氫氣的化學(xué)計(jì)量數(shù)相對(duì)應(yīng),則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式應(yīng)為:H2(g)+1/2O2(g) = H2O(g);△H=-241.8kJ/mol 例3. 在25℃、101 kPa下,1 g甲醇燃燒生成CO2和液態(tài)水時(shí)放熱22.68 kJ,下列熱化學(xué)方程式正確的是( ) A. B. C. D. 解析:觀察一下反應(yīng)物、生成物的聚集狀態(tài),均符合要求,因?yàn)樵摲磻?yīng)是放熱反應(yīng),△H應(yīng)為"-",A、D錯(cuò)誤。
B、C只是反應(yīng)熱的數(shù)值不同,通過(guò)計(jì)算知2 molCH3OH燃燒放出的熱量為22.68 kJ/g*32 g/mol*2 mol=1451.5kJ≈1452kJ。本題應(yīng)選B。
三、考查反應(yīng)熱的大小比較 1. 考點(diǎn)歸納 比較反應(yīng)熱的大小時(shí),要注意兩點(diǎn):其一,只比較其數(shù)值大小,不能把數(shù)值和前面的"+"、"-"看作一個(gè)整體比較("+"、"-"僅表示吸熱和放熱);其二,要注意各物質(zhì)的聚集狀態(tài),雖化學(xué)方程式相同,但物質(zhì)的聚集狀態(tài)不同,其反應(yīng)熱的數(shù)值也不相同。 2. 考點(diǎn)應(yīng)用 例4. 已知: (1) (2) (3) (4) 下列關(guān)系式中正確的是( ) A.ad>0 C.2a=b0 解析:因?yàn)樵摲磻?yīng)。
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