原子核外电子排布与元素周期律
一、原子结构
1、原子序数=核电荷数=质子数=原子的核外电子
2、原子核外电子的排布规律
①电子总是尽先排布在能量最低的电子层里
②各电子层最多容纳的电子数是2n2
③最外层电子数不超过8个，K层为最外层不超过2个，次外层不超过18个，倒数第三层电子数不超过32
3.元素、核素、同位素
元素：具有相同核电荷数的同一类原子的总称。
核素：具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子。
同位素：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素。
二、元素周期表
1.编排原则
①按原子序数递增的顺序从左到右排列
②将电子层数相同的各元素从左到右排成一横行
③把最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序从上到下排成一纵行
三、元素周期律
1.元素周期律
元素的性质、核外电子排布、原子半径、主要化合价、金属性、非金属性随着核电荷数的递增而呈周期性变化的规律。元素性质的周期性变化实质是元素原子核外电子排布的周期性变化的必然结果
微粒之间的相互作用
化学键是直接相邻两个或多个原子或离子间强烈的相互作用
1.离子键与共价键的比
2.电子式
化学反应与能量
第一节 化学能与热能
1在任何的化学反应中总伴有能量的变化
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
化学能与电能
原电池原理
1概念：把化学能直接转化为电能的装置叫做原电池
2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
3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
4电极名称及发生的反应：
负极：较活泼的金属作负极，负极发生氧化反应，
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，正极发生还原反应
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
5原电池正负极的判断方法：
①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）等作正极
②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
③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
④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
6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
7原电池的应用：
①加快化学反应速率，如粗锌制氢气速率比纯锌制氢气快
②比较金属活动性强弱
③设计原电池
④金属的腐蚀
2化学电源基本类型：
①干电池：活泼金属作负极，被腐蚀或消耗。如：Cu－Zn原电池、锌锰电池
②充电电池：两极都参加反应的原电池，可充电循环使用。如铅蓄电池、锂电池和银锌电池等
③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，如H2、CH4燃料电池，其电解质溶液常为碱性试剂（KOH等）
第三节化学反应的速率和限度
1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
①单位：
mol/L·s或mol/L·min
②B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。
④重要规律：速率比＝方程式系数比
变化量比＝方程式系数比
2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：①温度：升高温度，增大速率
②催化剂：一般加快反应速率（正催化剂）
③浓度：
④压强：增大压强，增大速率（适用于有气体参加的反应）
⑤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
2化学反应的限度——化学平衡
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
化学平衡的移动受到温度、反应物浓度、压强等因素的影响。催化剂只改变化学反应速率，对化学平衡无影响
有机物主要化学性质
烷烃：
甲烷
①氧化反应（燃烧）CH4+2O2――→CO2+2H2O（淡蓝色火焰，无黑烟）
②取代反应（注意光是反应发生的主要原因，产物有5种）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溴蒸气发生取代反应，甲烷不能使酸性KMnO4溶液、溴水或溴的四氯化碳溶液褪色
烯烃：
乙烯
①氧化反应（ⅰ）燃烧C2H4+3O2――→2CO2+2H2O（火焰明亮，有黑烟）（ⅱ）被酸性KMnO4溶液氧化，能使酸性KMnO4溶液褪色。
②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、Cl2、HCl、H2O等发生加成反应CH2＝CH2＋H2――→CH3CH3CH2＝CH2＋HCl－→CH3CH2Cl（氯乙烷）CH2＝CH2＋H2O――→CH3CH2OH（制乙醇）
③加聚反应nCH2＝CH2――→－CH2－CH2－n（聚乙烯）乙烯能使酸性KMnO4溶液、溴水或溴的四氯化碳溶液褪色。
常利用该反应鉴别烷烃和烯烃，如鉴别甲烷和乙烯
苯
①氧化反应（燃烧）2C6H6＋15O2―→12CO2＋6H2O（火焰明亮，有浓烟）
②取代反应苯环上的氢原子被溴原子、硝基取代。＋Br2――→＋HBr ＋HNO3――→＋H2O
③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
4、同系物、同分异构体、同素异形体、同位素比较
概念同系物同分异构体同素异形体同位素定义结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质分子式相同而结构式不同的化合物的互称由同种元素组成的不同单质的互称质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子的互称分子式不同相同元素符号表示相同，分子式可不同——结构相似不同不同——研究对象化合物化合物单质原子
5、烷烃的命名：
（1）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”。正丁烷，异丁烷；正戊烷，异戊烷，新戊烷。
（2）系统命名法：
①命名步骤：(1)找主链－最长的碳链(确定母体名称)；(2)编号－靠近支链（小、多）的一端；(3)写名称－先简后繁,相同基请合并.
②名称组成：取代基位置－取代基名称母体名称
③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CH3－CH－CH2－CH3CH3－CH－CH－CH32－甲基丁烷2，3－二甲基丁烷
7比较同类烃的沸点:
①一看：碳原子数多沸点高
②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
二、烃的衍生物
1、乙醇和乙酸的性质比较有机物饱和一元醇饱和一元醛饱和一元羧酸通式CnH2n+1OH ——CnH2n+1COOH 代表物乙醇乙醛乙酸结构简式CH3CH2OH 或C2H5OHCH3CHO CH3COOH
官能团羟基：－OH 醛基：－CHO 羧基：－COOH 物理性质无色、有特殊香味的液体，俗名酒精，与水互溶，易挥发（非电解质）——有强烈刺激性气味的无色液体，俗称醋酸，易溶于水和乙醇，无水醋酸又称冰醋酸。用途作燃料、饮料、化工原料；用于医疗消毒，乙醇溶液的质量分数为75％——有机化工原料，可制得醋酸纤维、合成纤维、香料、燃料等，是食醋的主要成分有机物主要化学性质
乙醇①与Na的反应2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑乙醇与Na的反应（与水比较）：①相同点：都生成氢气，反应都放热②不同点：比钠与水的反应要缓慢结论：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。②氧化反应（ⅰ）燃烧CH3CH2OH+3O2―→2CO2+3H2O （ⅱ）在铜或银催化条件下：可以被O2氧化成乙醛（CH3CHO）2CH3CH2OH+O2――→2CH3CHO+2H2O ③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：方法1：加银氨溶液水浴加热有银镜生成。方法2：加新制的Cu(OH)2碱性悬浊液加热至沸有砖红色沉淀乙酸①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 > H2CO32CH3COOH＋CaCO3＝2(CH3COO)2Ca＋CO2↑＋H2O（强制弱）②酯化反应CH3COOH＋C2H5OH CH3COOC2H5＋H2O 酸脱羟基醇脱氢三、基本营养物质食物中的营养物质包括：糖类、油脂、蛋白质、维生素、无机盐和水。人们习惯称糖类、油脂、蛋白质为动物性和植物性食物中的基本营养物质。种类元代表物代表物分子糖类单糖C H O 葡萄糖C6H12O6 葡萄糖和果糖互为同分异构体单糖不能发生水解反应果糖双糖C H O 蔗糖C12H22O11蔗糖和麦芽糖互为同分异构体能发生水解反应麦芽糖多糖C H O 淀粉(C6H10O5)n 淀粉、纤维素由于n值不同，所以分子式不同，不能互称同分异构体能发生水解反应纤维素油脂油C H O 植物油不饱和高级脂肪酸甘油酯含有C＝C键，能发生加成反应，能发生水解反应脂C H O 动物脂肪饱和高级脂肪酸甘油酯C－C键，能发生水解反应蛋白质C H O N S P等酶、肌肉、毛发等氨基酸连接成的高分子能发生水解反应主要化学性质葡萄糖结构简式：CH2OH－CHOH－CHOH－CHOH－CHOH－CHO 或CH2OH(CHOH)4CHO （含有羟基和醛基）醛基：①使新制的Cu(OH)2产生砖红色沉淀－测定糖尿病患者病情②与银氨溶液反应产生银镜－工业制镜和玻璃瓶瓶胆羟基：与羧酸发生酯化反应生成酯蔗糖水解反应：生成葡萄糖和果糖淀粉纤维素淀粉、纤维素水解反应：生成葡萄糖淀粉特性：淀粉遇碘单质变蓝油脂水解反应：生成高级脂肪酸（或高级脂肪酸盐）和甘油蛋白质水解反应：最终产物为氨基酸颜色反应：蛋白质遇浓HNO3变黄（鉴别部分蛋白质）灼烧蛋白质有烧焦羽毛的味道（鉴别蛋白质）第四章化学与可持续发展第一节开发利用金属矿物和海水资源一、金属矿物的开发利用
1、金属的存在：除了金、铂等少数金属外，绝大多数金属以化合态的形式存在于自然界。2、金属冶炼的涵义：简单地说，金属的冶炼就是把金属从矿石中提炼出来。金属冶炼的实质是把金属元素从化合态还原为游离态，即M+n（化合态） M0（游离态）。3、金属冶炼的一般步骤： (1)矿石的富集：除去杂质，提高矿石中有用成分的含量。(2)冶炼：利用氧化还原反应原理，在一定条件下，用还原剂把金属从其矿石中还原出来，得到金属单质（粗）。(3)精炼：采用一定的方法，提炼纯金属。4、金属冶炼的方法(1)电解法：适用于一些非常活泼的金属。2NaCl（熔融）电解2Na＋Cl2↑MgCl2（熔融）电解Mg＋Cl2↑2Al2O3（熔融）电解4Al＋3O2↑(2)热还原法：适用于较活泼金属。Fe2O3＋3CO高温2Fe＋3CO2↑WO3＋3H2高温W＋3H2O ZnO＋C高温Zn＋CO↑常用的还原剂：焦炭、CO、H2等。一些活泼的金属也可作还原剂，如Al，Fe2O3＋2Al高温2Fe＋Al2O3（铝热反应）Cr2O3＋2Al高温2Cr＋Al2O3（铝热反应）(3)热分解法：适用于一些不活泼的金属。2HgO△2Hg＋O2↑2Ag2O△4Ag＋O2↑5、 (1)回收金属的意义：节约矿物资源，节约能源，减少环境污染。(2)废旧金属的最好处理方法是回收利用。(3)回收金属的实例：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。二、海水资源的开发利用1、海水是一个远未开发的巨大化学资源宝库海水中含有80多种元素，其中Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr 11种元素的含量较高，其余为微量元素。常从海水中提取食盐，并在传统海水制盐工业基础上制取镁、钾、溴及其化合物。2、海水淡化的方法：蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。其中蒸馏法的历史最久，蒸馏法的原理是把水加热到水的沸点，液态水变为水蒸气与海水中的盐分离，水蒸气冷凝得淡水。3、海水提溴浓缩海水溴单质氢溴酸溴单质有关反应方程式：①2NaBr＋Cl2＝Br2＋2NaCl ②Br2＋SO2＋2H2O＝2HBr＋H2SO4③2HBr＋Cl2＝2HCl＋Br24、海带提碘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将其氧化成I2，再萃取出来。证明海带中含有碘，实验方法：(1)用剪刀剪碎海带，用酒精湿润，放入坩锅中。(2)灼烧海带至完全生成灰，停止加热，冷却。(3)将海带灰移到小烧杯中，加蒸馏水，搅拌、煮沸、过滤。(4)在滤液中滴加稀H2SO4及H2O2然后加入几滴淀粉溶液。证明含碘的现象：滴入淀粉溶液，溶液变蓝色。2I－＋H2O2＋2H＋＝I2＋2H2O第二节化学与资源综合利用、环境保护金属的活动性顺序K、Ca、Na、Mg、Al Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu Hg、Ag Pt、Au 金属原子失电子能力强弱金属离子得电子能力弱强主要冶炼方法电解法热还原法热分解法富集法还原剂或特殊措施强大电流提供电子H2、CO、C、Al等加热加热物理方法或化学方法得电子、被还原
一、煤和石油1、煤的组成：煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，主要含碳元素，还含有少量的氢、氧、氮、硫等元素。2、煤的综合利用：煤的干馏、煤的气化、煤的液化。煤的干馏是指将煤在隔绝空气的条件下加强使其分解的过程，也叫煤的焦化。煤干馏得到焦炭、煤焦油、焦炉气等。煤的气化是将其中的有机物转化为可燃性气体的过程。煤的液化是将煤转化成液体燃料的过程。3、石油的组成：石油主要是多种烷烃、环烷烃和芳香烃多种碳氢化合物的混合物，没有固定的沸点。4、石油的加工：石油的分馏、催化裂化、裂解。二、环境保护和绿色化学环境问题主要是指由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的生态环境破坏，以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。1、环境污染（1）大气污染大气污染物：颗粒物（粉尘）、硫的氧化物（SO2和SO3）、氮的氧化物（NO和NO2）、CO、碳氢化合物，以及氟氯代烷等。大气污染的防治：合理规划工业发展和城市建设布局；调整能源结构；运用各种防治污染的技术；加强大气质量监测；充分利用环境自净能力等。（2）水污染水污染物：重金属（Ba2＋、Pb2＋等）、酸、碱、盐等无机物，耗氧物质，石油和难降解的有机物，洗涤剂等。水污染的防治方法：控制、减少污水的任意排放。（3）土壤污染土壤污染物：城市污水、工业废水、生活垃圾、工矿企业固体废弃物、化肥、农药、大气沉降物、牲畜排泄物、生物残体。土壤污染的防治措施：控制、减少污染源的排放。2、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。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（即没有副反应，不生成副产物，更不能产生废弃物），这时原子利用率为100％。3、环境污染的热点问题：（1）形成酸雨的主要气体为SO2和NOx。（2）破坏臭氧层的主要物质是氟利昂（CCl2F2）和NOx。（3）导致全球变暖、产生“温室效应”的气体是CO2。（4）光化学烟雾的主要原因是汽车排出的尾气中氮氧化物、一氧化氮、碳氢化合物。（5）“白色污染”是指聚乙烯等塑料垃圾。（6）引起赤潮的原因：工农业及城市生活污水含大量的氮、磷等营养元素。（含磷洗衣粉的使用和不合理使用磷肥是造成水体富营养化的重要原因之一。）
参考资料：http://wenku.baidu.com/view/0a8b0ae8998fcc22bcd10dae.html