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第2节　化学与资源开发利用
1．了解海水的综合运用，了解科学发展对自然资源的作用。
2．了解化学在水处理中的应用。
3．了解煤、石油和天然气等综合运用的意义。
4．了解化学资源对废旧物的再生和综合运用的作用。
一、获取洁净的水
1．天然水的净化——混凝法
(1)概念：加入______，形成____吸附天然水中的______和______聚集成较大颗粒而沉淀，然后过滤除去的方法。
(2)常见混凝剂：______、硫酸铝、聚合铝、硫酸亚铁、硫酸铁等。
(3)混凝法净水流程：______―→______―→______。
2．硬水的软化
(1)分类
硬水：含有__________和__________较多的天然水。
软水：含有________和________较少或不含的天然水。
(2)硬度的划分　
暂时硬度：水的硬度由__________或__________引起；
永久硬度：由________________________等引起。
(3)硬水的软化方法
①加热法：
原理(用化学方程式表示)：_____________、_____________、______________。
适用范围：________________________。
②药剂法：常用药剂__________________和______等。
流程：
原理：HCO＋OH－===CO＋H2O、Ca2＋＋CO===______________、Mg2＋＋OH－===________________。
适用范围：__________________。
特别提示：药剂法软化硬水必须注意加入试剂的先后顺序，为使离子沉淀完全，所加入的试剂必须过量，过量的试剂Ca2＋也必须除去，所以Na2CO3应在Ca(OH)2之后。
③离子交换法：
利用交换剂中的______与水中Ca2＋和Mg2＋发生交换使水软化。离子交换剂常用NaR、HR表示。离子交换剂使用一段时间后失去交换能力，可以利用食盐水使NaR型离子交换剂发生逆交换，重新恢复交换能力，这个过程叫做__________。
3．污水处理
(1)基本流程
(2)污水处理常用的化学方法
①中和法
酸性废水常用熟石灰中和，碱性废水常用H2SO4或CO2中和。
②沉淀法
Hg2＋、Pb2＋、Cu2＋等重金属离子可用Na2S除去，反应的离子方程式为Hg2＋＋S2－===HgS↓，Pb2＋＋S2－===PbS↓，Cu2＋＋S2－===CuS↓。
4．海水淡化
海水淡化的方法有：________、__________等。
即时训练1 下列说法中错误的是______。
①混凝法可以除去水中的钙、镁离子，且能杀菌消毒
②明矾净水和绿矾净水原理相同，均是利用了胶体的吸附性
③烧水时形成水垢是由水的暂时硬度引起的
④除去水中的永久硬度只能用药剂沉淀法
⑤海水淡化中蒸馏法与电渗析法均属于物理变化
⑥废水中的重金属Hg2＋、Pb2＋、Cu2＋均可以用沉淀法(Na2S)除去
二、海水的综合利用
1．氯碱工业
离子交换膜法电解食盐水：
(1)设备
离子交换膜电解槽。离子交换膜只允许______离子通过。
(2)原理
氯碱工业的生产原理用化学方程式表示为：______________________。
(3)工艺流程
粗盐水______精盐水。
在进入电解槽前需通过阳离子交换塔进一步除去__________________等离子，以防破坏离子交换膜。
(4)粗盐的精制
①目的：除去泥沙，使Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO等离子的含量达到要求。
②原因：Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等在碱溶液中形成沉淀，破坏离子交换膜。
③试剂：______________________________________。
用BaCl2除去SO，用NaOH除去Mg2＋、Fe3＋，用Na2CO3除去Ba2＋及Ca2＋，所加沉淀剂需稍过量。
试剂的加入顺序：纯碱需在钡试剂后加，稀盐酸在过滤后加。
④有关反应的离子方程式：
Ba2＋＋SO===BaSO4↓
Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
Ca2＋＋CO===CaCO3↓
Ba2＋＋CO===BaCO3↓
CO＋2H＋===H2O＋CO2↑
(5)产品
①阳极室产品：______，补充__________流出______。
②阴极室产品：氢气和NaOH，补充纯水(加入一定量NaOH稀溶液)流出NaOH浓溶液。
2．从海水中提取溴单质
(1)工艺流程
(2)反应原理
Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2
或
3．从海水中提取镁单质
(1)工艺流程
(2)主要化学反应
①制备石灰乳：________________________，________________________；
②沉淀Mg2＋：______________________________；
③制备MgCl2：________________________________；
④电解MgCl2：______________________________。
(3)生产中应用的平衡原理
①沉淀溶解平衡原理
a．向海水中加入沉淀剂Ca(OH)2，由于c(OH－)增大，Mg(OH)2的溶解度小于Ca(OH)2的，则最大限度地将Mg2＋转化为Mg(OH)2沉淀。
b．向Mg(OH)2沉淀中加入盐酸，使沉淀溶解平衡右移。
②水解平衡原理
在MgCl2·6H2O脱水变为MgCl2时，由于MgCl2＋2H2OMg(OH)2＋2HCl水解平衡的存在，在HCl气体环境中，增大了c(HCl)，抑制了MgCl2的水解，避免了Mg(OH)2的生成。
即时训练2 下列说法中错误的是________。
①只要是海边均可以建造盐场
②电渗析法可淡化海水
③电解饱和食盐水，从阳极区得到NaOH溶液
④电解饱和食盐水中用到的离子交换膜，只允许阳离子通过
⑤海水中提取食盐、镁、溴均涉及氧化还原反应
⑥海水中提取溴、镁最主要的步骤是溴、镁的富集
三、石油、煤、天然气的综合利用
1．石油的炼制
炼制方法 原理 变化 主要原料 主要产品
分馏 常压 利用烃的沸点不同，将其分离成沸点不同的产物 物理变化 原油 液化石油气、汽油、煤油、柴油、重油等
减压 重油 柴油、润滑油、燃料油、石蜡、沥青等
裂化 在一定条件下，使长链烃断裂为短链烃 化学变化 重油、石蜡等 汽油、煤油、柴油等轻质油
裂解 深度裂化(更高温度下的裂化) 化学变化 石油分馏产物(包括石油气) 主要是乙烯、丙烯、丁烯、甲烷等
2．煤的综合利用
原理 产品
干馏 将煤隔绝空气加强热使其分解 焦炭、煤焦油、焦炉气
气化 把煤中的有机物转化为可燃性气体 CO、H2、CH4等可燃气体和CO2、N2等非可燃气体
液化 直接液化 高温、高压和有催化剂条件下，与溶剂混合，使煤与H2作用生成液体燃料 优质汽油、柴油、芳香烃和副产物燃料气、液化石油气等
间接液化 把煤转化成CO和H2，经催化合成烃类燃料、醇类燃料(如CH3OH)等 合成汽油、甲醇等
3．煤化工和天然气化工的发展——一碳化学
(1)煤气化
2C＋O22CO
C＋H2OCO＋H2
CO＋H2OH2＋CO2
(2)天然气的重整
CH4＋H2OCO＋3H2
即时训练3 下列说法中错误的是______。
①石油分馏是物理变化
②煤的干馏是物理变化
③石油的裂化是化学变化，主要是为了提高轻质油的产量
④石油裂解主要是为了得到苯
⑤一碳化学就是有关CO的化工
⑥天然气化工属于一碳化工
一、水的净化与污水处理
所谓硬水，就是含有大量钙、镁离子的水。水中含钙盐和镁盐等矿物质成分越多，水的硬度越大。如果水的硬度是由Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2所引起的，称为暂时硬度，如果水的硬度是由钙和镁的硫酸盐或氯化物等引起的，称为永久硬度。天然水同时具有两种硬度。
污水处理的技术较多，可分为物理法、生物法、化学法等。水中的悬浮物可用混凝法除去，水中的其他可溶物可用化学法，如酸碱中和法、重金属离子沉淀法等。
【例1】 水是一种重要的自然资源，是人类赖以生存不可缺少的物质。水质优劣直接影响人体健康。请回答下列问题：
(1)天然水中溶解的气体主要有________、________；
(2)天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是_______________________(填其中任何两种)，其净水作用的原理是___________________________________________________；
(3)水的净化与软化的区别是_______________________________________________；
(4)硬度为1°的水是指每升水含10 mg CaO或与之相当的物质(如7.1 mg MgO)。若某天然水中c(Ca2＋)＝1.2×10－3 mol·L－1，c(Mg2＋)＝6×10－4 mol·L－1，则此水的硬度为________；
(5)若(4)中的天然水还含有c(HCO)＝8×10－4 mol·L－1，现要软化10 m3这种天然水，则需先加入Ca(OH)2________ g，后加入Na2CO3________ g。
二、海水的综合利用
【例2】工业上对海水资源综合开发利用的部分工艺流程如下页图所示。
(1)电解饱和食盐水常用离子膜电解槽和隔膜电解槽。离子膜和隔膜均允许通过的分子或离子是____________。电解槽中的阳极材料为__________________。
(2)本工艺流程中先后制得Br2、CaSO4、Mg(OH)2，能否按Br2、Mg(OH)2、CaSO4的顺序制备？____________，原因是________________________。
(3)溴单质在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多，四氯化碳与水不互溶，故可用于萃取溴，但在上述工艺中却不用四氯化碳，原因是________________________________。
1．(2012海南化学，20Ⅰ)污水经过一级、二级处理后，还含有少量Cu2＋、Hg2＋、Pb2＋等重金属离子，可加入沉淀剂使其沉淀。下列物质不能作为沉淀剂的是(　　)。
A．氨水 B．硫化氢气体
C．硫酸钠溶液 D．纯碱溶液
2．(2012山东理综，31)石油和煤炭加工过程涉及多种技术和设备。
(1)石油分馏时，在不断向______(填工业设备名称)内投放原料的同时获得产品，该过程为______操作过程。
(2)石油裂化分为热裂化、______和加氢裂化，裂化的目的是提高______的产量。
(3)煤的洗选是为了降低原煤中灰分和______的含量。煤的流化床燃烧是指空气从底部吹向煤炭颗粒，并使全部煤炭颗粒______进行燃烧的过程。
(4)煤的直接液化是煤与适当溶剂混合后在高温和______存在下与______作用生成液体燃料的过程。
3．(2012浙江理综自选模块)(1)氯碱工业是利用电解食盐水生产______为基础的工业体系。
(2)电解前，为除去食盐水中的Mg2＋、Ca2＋、SO等杂质离子，下列加入顺序合理的是______。
A．碳酸钠、氢氧化钠、氯化钡 B．碳酸钠、氯化钡、氢氧化钠
C．氢氧化钠、碳酸钠、氯化钡 D．氯化钡、氢氧化钠、碳酸钠
(3)“盐泥”是粗盐提纯及电解食盐水过程中形成的工业“废料”。某工厂的盐泥组成如下：
成分 NaCl Mg(OH)2 CaCO3 BaSO4 其他不溶于酸的物质
质量分数(%) 15～20 15～20 5～10 30～40 10～15
为了生产七水硫酸镁，设计了以下工艺流程：
生产七水硫酸镁工艺流程图
1—反应器　2—过滤器　3—蒸发浓缩器　4—结晶槽　5—洗涤槽　6—真空干燥器
装置1中加入的酸应选用______，加入的酸应适当过量，控制pH为5左右，反应温度在50 ℃左右。持续搅拌使之充分反应，以使Mg(OH)2充分溶解并转化为MgSO4，在此过程中同时生成CaSO4。其中碳酸钙可以转化为硫酸钙的原因是_________________________。
装置2中滤渣的主要成分为______。
装置3中通入高温水蒸气并控制温度在100～110 ℃，蒸发结晶，此时析出的晶体主要是______。
用装置6(真空干燥器)干燥七水硫酸镁晶体的理由是______________________________________。
4．随着现代科学的不断发展，生产和生活所需淡水日益增多，甚至超过人类所能支配的淡水量，使地球上淡水资源发生危机，这就把海水淡化问题提到了科学家的面前。磺化煤(代表式NaR)是一种钠型离子交换树脂，它能使海水中的Ca2＋、Mg2＋交换除去。现代海水的淡化方法：使海水按顺序通过两种离子交换树脂，其流程如图所示。
(1)最早用于海水淡化的方法是蒸馏法，其原理是________________________________ _____________________________________________________________________________。
(2)现有氢型阳离子交换树脂(HR)和羟型阳离子交换树脂(ROH)，则离子交换柱中应分别装入的离子交换树脂(填其代表式)为：A柱______，B柱______。
(3)说明按上述顺序装柱的理由是_______________________________________________ _________________________________________________________________________。
(4)铀是核反应最重要的燃料，其提炼技术直接关系着一个国家核工业或核武器的发展水平，海水中铀以UCl4形式存在，每吨海水只含3.3毫克铀，海水总量极大，铀总量相当巨大。不少国家正在探索海水提铀的方法。现在，已经研制成功一种螯合型离子交换树脂，它专门吸附海水中的铀，而不吸附其他元素。其反应原理为__________________________(树脂用HR代替)，发生离子交换后的离子交换膜用酸处理还可再生并得到含铀的溶液，其反应原理为________________________________________________________________________。
参考答案
基础梳理整合
一、1.(1)混凝剂　胶体　悬浮物　胶体　
(2)明矾　
(3)混凝沉淀　过滤　杀菌
2．(1)Ca2＋　Mg2＋　Ca2＋　Mg2＋　
(2)Ca(HCO3)2　Mg(HCO3)2　钙、镁的硫酸盐或氯化物
(3)①Ca(HCO3)2CaCO3↓＋H2O＋CO2↑　Mg(HCO3)2MgCO3↓＋H2O＋CO2↑　MgCO3＋H2O△,Mg(OH)2＋CO2↑　只能软化暂时硬度的水　②纯碱　生石灰　CaCO3↓　Mg(OH)2↓　暂时硬水和永久硬水　③阳离子　再生　
4．蒸馏法　电渗析法
即时训练1
①④
二、1.(1)阳
(2)2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑　
(3)过滤　Ca2＋、Mg2＋　
(4)BaCl2、NaOH、Na2CO3、稀盐酸　
(5)氯气　精制饱和食盐水　淡盐水
3．(2)CaCO3CaO＋CO2↑　CaO＋H2O===Ca(OH)2　Mg2＋＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋Ca2＋　Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O　MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑
即时训练2
①③⑤
即时训练3
②④⑤
核心归纳突破
【例1】 答案：(1)O2　CO2
(2)明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁(任填两种)　铝盐或铁盐在水中发生水解生成相应氢氧化物胶体，可吸附天然水中悬浮物并破坏天然水中胶体杂质的稳定性，使其聚沉，达到净化目的
(3)水的净化是用混凝剂(如明矾等)将水中胶体及悬浮物沉淀下来，而水的软化是除去水中的钙离子和镁离子
(4)10°
(5)740　1 484
【例2】 答案：(1)阳离子(或Na＋)　钛(或石墨)
(2)否　如果先沉淀氢氧化镁，则沉淀中会夹杂有硫酸钙沉淀，产品不纯净
(3)四氯化碳萃取法工艺复杂、设备投资大；经济效益低、环境污染严重
演练巩固提升
1．AC
2．答案：(1)分馏塔　连续
(2)催化裂化　轻质燃料油(或汽油)
(3)硫(S)　浮动
(4)催化剂　氢气(H2)
3．答案：(1)氯气、烧碱、氢气(只写出氯气、烧碱也可)
(2)D
(3)(稀)硫酸
搅拌过程中CO2不断逸出，使平衡
不断向右移动
CaSO4、BaSO4、其他不溶于酸的物质
氯化钠
防止失去结晶水
4．答案：(1)蒸馏原理，即利用加热海水时，盐不挥发而留在残余物中，水蒸气经冷凝而得淡水
(2)HR　ROH
(3)若在A中装ROH，则海水先通过ROH，溶液中就会有较多的OH－与海水中的阳离子Mn＋反应生成M(OH)n沉淀，造成堵塞现象；而在A中装HR，在B中装ROH，海水通过A中生成的H＋与B中生成的OH－中和，生成水而呈中性
(4)4HR＋U4＋===UR4＋4H＋　UR4＋4H＋===4HR＋U4＋
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选修三　物质结构与性质
第1节　原子结构与性质
考纲点击
1．了解原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素(1～36号)原子核外电子的排布。了解原子核外电子的运动状态。
2．了解元素电离能、电负性的含义，并能用以说明元素的某些性质。
3．了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。
一、能层与能级
1．能层、能级、原子轨道
(1)能层
多电子原子的核外电子的________是不同的。按电子的______差异，可将核外电子分成不同的能层。原子核外电子的每一能层(序号为n)最多可容纳的电子数为________。
(2)能级
多电子原子中，同一能层的电子，能量也不同，还可以把它们分成________；同一能层里，能级的能量按__________的顺序升高。
(3)原子轨道
电子云轮廓图称为原子轨道。s电子的原子轨道都是______形的，ns能级上各有____个原子轨道；p电子的原子轨道都是________形的，np能级上各有____个原子轨道；nd能级上各有____个原子轨道。
2．能层、能级、原子轨道及其最多容纳电子数之间的关系
能层 一 二 三 四 …
符号 K L M N …
能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f …
轨道数 1 1 3 1 3 5 1 3 5 7 …
最多容纳的电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 …
2 8 18 32 2n2
能量 K＜L＜M＜N＜O＜P＜Q
3.构造原理
随着____________的递增，基态原子的核外电子按照上图中箭头的方向依次排布，即1s,2s,2p，______，____，____，____，____，____，4d,5p……该原理适用于绝大多数基态原子的核外电子排布。
即时训练1 下列说法中错误的是____________。
①在n＝3的电子层中，可能有的最多轨道数是8
②电子云表示电子在核外单位体积的空间出现的机会多少
③3s的能量小于2p的能量
④3p的能量小于4p的能量
⑤3d的能量小于4s的能量
⑥Fe原子中有3f轨道
⑦3d轨道最多容纳的电子数小于4d轨道最多容纳的电子数
⑧L电子层只有两个能级
特别提示：(1)任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数；(2)以s、p、d、f……排序的各能级可容纳的最多电子数依次为1、3、5、7……的二倍；(3)构造原理中存在着能级交错现象；(4)一定要记住前四周期的能级排布(1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p)。
二、原子核外电子排布规律
1．能量最低原理、基态与激发态光谱
(1)能量最低原理
原子的电子排布遵循________________，能使整个原子的________处于________状态。
(2)基态与激发态
原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，跃迁过程中伴随着能量的变化。
基态原子激发态原子
(3)光谱
光(辐射)是电子__________的重要形式之一。不同元素的原子发生跃迁时会________或________不同的光，用光谱仪摄取各种元素的电子的____________或____________，总称为原子光谱。利用原子光谱上的________________来鉴定元素，称为光谱分析。
2．泡利原理和洪特规则
(1)泡利原理
条件：当电子在__________________排布时。
结论：1个原子轨道里最多容纳________，且________相反。
(2)洪特规则
条件：当电子排布在______________________时。
结论：总是优先__________________，而且__________相同。
(3)基态原子的核外电子在原子轨道上排布要遵循三个原则：____________、________________、______________。
即时训练2 下列说法中错误的有__________。
①2px和2py的能量相等
②3p3轨道中的电子自旋方向全部相同
③Na原子的基态核外电子排布式为1s22s22p53s2
④Cr原子的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d44s2
⑤核外电子排布式1s22s22p63s1属于激发态
⑥原子光谱是因为电子的跃迁引起的
三、元素周期表及元素周期律
1．核外电子排布与族之间的关系
按电子排布，可把周期表里的元素划分为5个区，如下图：
其中s区(____除外)、____区、______区、____区的元素都为金属元素。
2．原子半径
(1)影响因素
(2)变化规律
元素周期表中的同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐________；同主族元素从上到下，原子半径逐渐________。
3．电离能
(1)第一电离能
气态电中性基态原子失去__________转化为________正离子所需要的最低能量。第一电离能越______，越易失去电子，金属的活泼性越强。
(2)规律
同周期：第一种元素的第一电离能__________，最后一种元素的第一电离能__________。
同主族元素：从上到下第一电离能变______。
同种原子：随着电子的逐个失去，阳离子所带的正电荷数越来越________，再失去电子需克服的电性引力越来越______，消耗的能量越来越______，逐级电离能越来越____。
4．电负性
(1)含义
用来描述不同元素的原子对________吸引力的大小。电负性越大的原子，对键合电子的吸引力______。
(2)标准
以氟的电负性为__________和锂的电负性为______作为标准，得出了各元素的电负性。
(3)应用
判断元素金属性、非金属性的强弱。金属的电负性一般________1.8，非金属的电负性一般________1.8，位于非金属三角区边界的元素的电负性则在1.8左右，它们既有________性，又有__________性。
5．对角线规则
在元素周期表中，某些主族元素与__________的主族元素的某些性质相似，如Li和______，Be和______。
6．元素周期律
(1)概念
元素的性质随____________呈现______变化。
(2)实质
元素周期律的实质是____________________________。
即时训练3下列说法中正确的是____________。
①同主族元素，随着核电荷数增加，原子半径增大
②第一电离能F＞Cl＞Br
③第一电离能O＞N＞C
④电负性O＞N＞C
⑤F的电负性最大
一、原子结构及其核外电子排布
1．基态原子核外电子排布的表示方法
表示方法 举例
原子结构示意图 S　
电子式
电子排布式 S：1s22s22p63s23p4或[ Ne]3s23p4
电子排布图 S：
2．基态原子电子排布式的书写方法
(1)由原子序数书写核外电子排布式
①常根据构造原理(1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p)、各能级最多容纳的电子数及能量最低原理，依次由低能级向高能级排列，如31号元素镓，首先排满1s2，依次2s2、2p6、3s2、3p6、4s2、3d10最后4p1；②我们也可以用31－18＝13，然后再填充13个电子，如[Ar]3d104s24p1。
(2)由在周期表中的位置书写核外电子排布式
常根据元素周期表进行书写。如第四周期中各元素基态原子的电子排布式有如下规律：
①位于s区的ⅠA、ⅡA分别为[Ar]4s1、[Ar]4s2；
②位于p区的主族元素[Ar]3d104s24p族序数－2(0族除外)；
③位于d区的副族元素[Ar]3dm4sn(m＋n＝族序数，Ⅷ除外)；
④位于ds区的副族元素[Ar]3d104sm(m＝族序数)。
(3)由元素名称书写核外电子排布式
①前三周期主族元素可以根据最外层电子数书写，如S的最外层电子数为6，其排布式为[Ne]3s23p4；
②第四周期从K开始数，数到几，就可以写成“[Ar]＋几个电子”。如Fe，从钾开始数到铁为8，其排布式为[Ar]3d64s2；Se，从钾开始数到Se为16，其排布式为[Ar]3d104s24p4。
3．注意事项
(1)能量相同的原子轨道在全充满(p6、d10)、半充满(p3、d5)、全空时(p0、d0)的状态，具有较低的能量和较大的稳定性。如24Cr[Ar]3d54s1、29Cu[Ar]3d104s1。
(2)出现d轨道时，虽然电子排布按ns、(n－1)d、np的顺序填充，但书写原子的电子排布式时，仍把(n－1)d放在ns前，如Ti：1s22s22p63s23p63d24s2正确，Ti：1s22s22p63s23p64s23d2错误。
【例1】 (1)Ni原子的电子排布式为_________________________________________。
(2)原子序数小于36的元素Q和T，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，且原子序数T比Q大2。T的基态原子外围电子(价电子)排布为______________，Q2＋的未成对电子数是________________。
(3)D元素的正三价离子的3d亚层为半充满，D的元素符号为______，其基态原子的电子排布式为______________________________。
(4)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，E的元素符号为______，其基态原子的电子排布式为__________________________。
方法归纳
规律学习是主线，特性、特点往往是考点，所以我们在复习时要抓住核外电子排布的一些特性，如前四周期中①Cr、Cu的基态原子核外电子排布；②Cr的基态原子未成对电子最多——6个；③当np能级中未成对电子数m小于3时，np能级的电子排布可能为npm或np6－m。
二、电离能、电负性的大小判断
1．依据元素周期律进行判断
同一周期(从左往右) 同一族(从上到下)
第一电离能 呈增大的趋势 逐渐减小
电负性 逐渐增大 逐渐减小
注意：同周期主族元素，第ⅡA族(ns2)全充满、ⅤA族(np3)半充满，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期相邻的ⅢA和ⅥA元素。
2．依据化合价及物质类别判断电负性大小
元素电负性越大，原子吸引电子的能力越强，此原子在反应中得电子成阴离子或电子对偏向它显负价，所以两种元素化合时显负价的元素电负性大。
如果一种元素与另外两种元素结合形成两种化合物，一种为离子化合物，一种为共价化合物，则可判断电负性大小，如：①由MCl是离子化合物、NCl是共价化合物，可知M的电负性小于N的电负性；②由Al2O3是离子化合物、AlCl3是共价化合物，可知O的电负性大于Cl的电负性。
【例2】 (1)元素C、N、O、K的电负性从大到小依次为____________。
(2)CH4中共用电子对偏向C，SiH4中共用电子对偏向H，则C、Si、H的电负性由大到小的顺序为__________________________________________________________________。
(3)右图是周期表中短周期的一部分，A的单质是空气中含量最多的物质，其中第一电离能最小的元素是____________(填“A“B”“ C”或“D”)。
1．(高考集萃)(1)(2012课标全国理综)ⅥA族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)有许多重要用途。①原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，O、S、Se原子的第一电离能由大到小的顺序为________________；
②Se原子序数为________，其核外M层电子的排布式为____________。
(2)(2012福建理综)①元素的第一电离能：Al________Si。(填“＞”或“＜”)
②基态Mn2＋的核外电子排布式为________________________。
(3)(2012海南化学)铜原子基态电子排布式为____________________________。
(4)(2012浙江理综)①可正确表示原子轨道的是________。
A．2s　　　　B．2d　　　　C．3p　　　　D．3f
②写出基态镓(Ga)原子的电子排布式：______________________。
③用“＞”“＜”“＝”填空：第一电离能的大小：Mg________Al；熔点的高低：KCl________Mg。
(5)(2012山东理综)Ni是元素周期表中第28号元素，第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是________。
2．Ⅰ.氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料，以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到BF3和BN，如下图所示：
请回答下列问题：
(1)由B2O3制备BF3、BN的化学方程式依次是______________________________、______________________________；
(2)基态B原子的电子排布式为________；B和N相比，电负性较大的是________，BN中B元素的化合价为________。
Ⅱ.氧元素基态原子核外未成对电子数为________个。
Ⅲ.(1)基态氮原子的价电子排布式是________。
(2)C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是________。
3．根据信息及要求填空。
(1)B原子3p能级上有一个未成对电子，常温下B单质呈气态，B是_______元素。
(2)C原子L层上的电子数等于次外层上的电子数、电子层数，C是________元素。
(3)D原子L层上有两个轨道充满电子，D是________元素。
(4)E原子的电子分布在四个轨道上，E是________元素。
(5)L原子核外电子占有9个轨道，而且有一个未成对电子，L是________元素。
4．A、B、C、D、E代表5种元素。请填空：
(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为________。
(2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，B的元素的基态原子的电子排布式为________________，C的元素符号为________。
(3)D元素的正三价离子的3d亚层为半充满，D的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为______________________________________________________________。
(4)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，E的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为________。
(5)前四周期元素中，基态原子中未成对电子数与其所在周期数相同的元素有________种。
参考答案
基础梳理整合
一、1.(1)能量　能量　2n2
(2)能级　s、p、d、f
(3)球　1　哑铃　3　5
3．原子核电荷数　3s　3p　4s　3d　4p　5s
即时训练1
答案：①③⑤⑥⑦
二、1.(1)构造原理　能量　最低
(3)释放能量　吸收　释放　吸收光谱　发射光谱　特征谱线
2．(1)同一个原子轨道中　2个电子　自旋方向
(2)同一能级的不同轨道　单独占据一个轨道　自旋方向
(3)能量最低原理　泡利原理　洪特规则
即时训练2
答案：③④⑤
三、1.s　d　ds　p　H　d　ds　f
2．(1)越大　越小
(2)减小　增大
3．(1)一个电子　气态基态　小
(2)最小　最大　小　多　大　大　大
4．(1)键合电子　越大
(2)4.0　1.0
(3)小于　大于　金属　非金属
5．右下方　Mg　Al
6．(1)核电荷数递增　周期性
(2)元素原子结构的周期性变化必然引起元素性质的周期性变化
即时训练3
答案：①②④⑤
核心归纳突破
【例1】 答案：(1)[Ar]3d84s2或1s22s22p63s23p63d84s2　
(2)[Ar]3d84s2　4　
(3)Fe　1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2　
(4)Cu　1s22s22p63s23p63d104s1
解析：(1)镍原子序数为28，比氩多10，所以外围电子排布为[Ar]3d84s2；(2)位于同一族，且原子序数T比Q多2，所以T、Q只能位于第Ⅷ族，所以T为Ni、Q为Fe，注意28号元素Ni的核外电子排布式为[Ar]3d84s2,26号元素Fe的核外电子排布式为[Ar]3d64s2，所以Fe2＋的核外电子排布式为[Ar]3d6，有4个未成对电子；(3)D元素失去2个4s电子和1个3d电子后变成3d5，所以其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2即第Ⅷ族元素铁；(4)根据题意要求，首先写出电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1即第ⅠB族元素Cu。
【例2】 答案：(1)O＞N＞C＞K　(2)C＞H＞Si　(3)D
解析：(1)C、N、O位于第二周期，且相对位置为从左到右，电负性逐渐增大，K位于第三周期最左边，所以电负性最小；(2)共用电子对偏向电负性大的原子，所以C的电负性大于H的电负性，Si的电负性小于H的电负性；(3)A为N，A、C为第ⅤA族元素，其第一电离能大于第ⅥA族的，同一主族从上往下第一电离能逐渐减小，D的最小。
演练巩固提升
1．答案：(1)①O＞S＞Se　②34　3s23p63d10
(2)①＜　②1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5
(3)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
(4)①AC　②1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1　③＞　＞
(5)C
2．答案：Ⅰ.(1)B2O3＋3CaF2＋3H2SO42BF3＋3CaSO4＋3H2O　B2O3＋2NH32BN＋3H2O
(2)1s22s22p1　N　＋3
Ⅱ.2
Ⅲ.(1)2s22p3　(2)N＞O＞C
3．答案：(1)氯　(2)铍　(3)氧　(4)碳　(5)氯
4．答案：(1)N
(2)1s22s22p63s23p5　K
(3)Fe　1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2
(4)Cu　1s22s22p63s23p63d104s1
(5)5
解析：(1)A次外层有2个电子，只能是第二周期的元素，由最外层有3个未成对电子可知为p能级上有3个电子，为ⅤA族元素，所以A元素为氮元素；(3)D元素失去2个4s电子和1个3d电子后变成3d5，所以其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2即Ⅷ族元素铁元素；(4)根据题意要求，首先写出电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1即ⅠB族元素Cu；(5)第一周期中，有一个未成对电子的是氢原子，其电子排布为1s1；第二周期中，未成对电子是两个的有两种——C：1s22s22p2和O：1s22s22p4；第三周期中，未成对电子是三个的是P：1s22s22p63s23p3；第四周期中未成对电子是四个的是Fe：1s22s22p63s23p63d64s2。
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选修二　化学与技术
第1节　化学与工农业生产
1．了解我国无机化工的生产资源和产品的主要种类。
2．了解合成氨的主要原理、原料、重要设备、流程和意义。
3．了解精细化工的生产特点及在社会中的作用。
4．了解化学肥料、农药在农业生产中的作用。
一、硫酸工业
1．合成硫酸的三种原料
三种原料为__________、__________、____________。
2．三个反应
(1)造气：____________________或__________________________。
(2)接触氧化：____________________________________________。
(3)三氧化硫的吸收：____________________________。
3．黄铁矿制硫酸的三个主要设备
三个主要设备为______、______、______。
特别提示：①吸收塔内用98.3%的浓硫酸吸收SO3，是因为用水吸收会产生酸雾，腐蚀设备和降低吸收率。②为了降低成本，通入沸腾炉和接触室的不是氧气，而是空气。
4．接触室中三个反应条件
(1)温度：根据平衡移动原理，应在低温下进行，但低温时催化剂的活性不高，反应速率低，实际生产中采用__________的温度。
(2)常压：根据平衡移动原理，应在高压下进行，但增大压强对SO2的转化率提高不大，且加压会提高成本和能量消耗，而常压下的转化率已很高，实际生产采用常压操作。
(3)适当______的空气：目的是提高SO2的转化率。
5．“三废”处理和能量综合利用
(1)“三废”处理方法
①尾气吸收：________________________。
CaSO3＋H2SO4===CaSO4＋SO2↑＋H2O
②废水处理：根据杂质性质的不同，采用不同的化学方法，如酸碱中和法、重金属离子沉淀法。
③废渣利用：制砖或制造水泥，提炼贵重金属。
(2)能量的充分利用
硫酸生产中的反应热可用于预热反应物满足自身能量的需要，还可以由硫酸厂向外界输出大量能量(供热发电)。
即时训练1 下列说法中正确的是____________。
①2SO2＋O22SO3在接触室中进行，增大压强平衡右移，SO2的转化率增大，所以接触室应该高压
②吸收塔中用水吸收SO3
③生产中通入沸腾炉及接触室中的氧气是纯氧
④生产中通入沸腾炉及接触室中的空气均过量
⑤整个工艺流程中在沸腾炉中产生SO2
⑥通入接触室的气体必须净化除杂
⑦热交换器可对生成气体冷却，对原料气体加热
二、合成氨工业
1．反应原理
N2＋3H22NH3　ΔH＜0
2．基本生产过程
(1)造气
①N2来源于空气
a．将空气__________、__________后蒸发分离出O2而获得N2；
b．将空气通过灼热的碳生成CO2，再除去CO2后得N2。
②H2来源于水和燃料(焦炭、煤、石油、天然气等)的反应，反应式为______________。
(2)净化
①原料气中的主要杂质：H2S、CO、CO2、O2等。
②主要危害：会导致催化剂中毒。
③净化方法：
a．H2S用______吸收，方程式：____________________；
b．CO首先被氧化生成CO2，再被________________吸收，方程式为_________________、____________________________________。
(3)合成与分离
①设备：________。
②氨的分离：通过________将氨液化，然后将液氨分离，分离出来的混合气体经循环压缩机，再送到______中继续合成。
③流程：
原料气的制取→净化→压缩→→液氨
3．合成氨条件的选择
温度：________________；
压强：________________；
催化剂：以______为主的催化剂。
即时训练2 下列关于工业合成氨的说法中正确的是________。
①从空气中分离出氮气可以用物理方法，也可以用化学方法
②合成氨工业上选用400～500 ℃主要是因为此温度下催化剂的活性最大
③N2＋3H22NH3　ΔH＜0，温度越低氨气的产率越高，所以工业生产中应该低温，来提高氨气的产率
④合成氨中，压强越高氨气的百分含量越高，所以工业生产中压强应无限制提高
⑤原料气在通入合成塔之前一定要净化除杂
⑥从合成塔出来的气体分离出氨气后，余下的气体排入大气
⑦由NH3转变成NH4HCO3属人工固氮的化学反应
特别提示：在合成氨工业生产中要结合化学平衡移动原理、化学反应速率，综合考虑实际生产中原料的来源、动力、材料、设备等因素，选择适宜的温度、压强、催化剂，及时分离出氨气，取得最佳经济效益。例如，依据反应原理温度越低，氨气的百分含量越高，但从反应速率来考虑速率太慢，所以综合考虑选择的温度为400～500 ℃。
三、纯碱工业
氨碱法(索尔维) 联合制碱法(侯德榜)
原理 NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑
原料 NaCl、NH3、CaCO3(制备CO2和CaO) NaCl、NH3、CO2
生产流程
优、缺点 原料便宜，步骤简单，但是产生大量CaCl2，食盐利用率低 产品纯度高，原料利用率高，同时得到氮肥NH4Cl，但加重设备的腐蚀
即时训练3 下列说法中正确的是______。
①饱和NH4HCO3溶液与饱和NaCl溶液混合，可能会有白色沉淀生成
②氨碱法生产纯碱所发生的反应均是复分解反应
③联合制碱法与氨碱法生产纯碱所用的化学反应原理不同
④氨碱法生产纯碱过程中氨气没有循环利用，而我国化学家侯德榜发明的联合制碱法的过程中使氨气充分循环利用
⑤联合制碱法与氨碱法生产纯碱的不同点：原料来源不同，副产物不同
⑥在生产纯碱的过程中，向饱和食盐水中先通入二氧化碳，再通入氨气
特别提示：联合制碱法与氨碱法生产纯碱所用的化学反应原理相同，均是利用NaHCO3的溶解度比NH4Cl、NaCl、Na2CO3、NH4HCO3的小。
四、农药、化肥和表面活性剂
1．化肥为农作物补充必要的营养元素
(1)农业生产中，大量施用的化肥主要是______、______和______。磷肥包括__________[主要成分是__________________]，简称______，还有__________[主要成分是____________]；钾肥主要包括______、______、______________、__________等；氮肥包括______________、__________、__________等。
(2)尿素的工业生产原理用化学方程式表示为________________，________________；硝酸铵工业生产方法为______________________________，________________________，________________________，________________________。
(3)复合肥料：氮、磷、钾三种养分中，至少有两种养分。常见的复合肥料有：NH4H2PO4、(NH4)2HPO4、KNO3、KH2PO4。
2．农作物的保护神——农药
(1)分类
①按成分分
a．第一代农药：______和______，属于人类最早使用的农药。
b．第二代农药：________________等有机合成的农药。
c．第三代农药：____________和__________等人类开发和利用的农药，它具有______、______、______的特点，故被称为“环境友好农药”。
②按用途分
a．杀虫剂，如有机氯类、有机磷类、拟除虫菊酯类等。
b．杀菌剂，如波尔多液等。
c．除草剂，如2，4-D等。
d．植物生长调节剂，如________、________等。
(2)危害
①对农产品造成污染，危及食品安全。
②破坏生物链，影响生态平衡。
③对环境造成严重污染，危及人类健康和生命安全。
3．肥皂
4．合成洗涤剂
洗涤剂的主要成分是表面活性剂(如十二烷基苯磺酸钠)，能够去除油污，里面还含有杀菌剂、织物柔软剂、助剂等辅助成分。
即时训练4 下列说法中正确的是______。
①氮肥、磷肥、钾肥都是从地壳中贮量丰富的无机盐中获得的
②目前，农业上使用的氮肥大多数是从合成氨开始的
③波尔多液属于第二代农药
④DDT属于第二代农药，属于杀虫剂
⑤肥皂的生产原理属于酯的水解
特别提示：(1)肥皂不适合在硬水中使用，合成洗涤剂不受这个限制；合成洗涤剂价格便宜且去污能力较强，适合洗衣机使用；合成洗涤剂难以分解，含有磷，大量使用会造成水体污染，使水体富营养化。
(2)制造合成洗涤剂的原料是石油裂解的产物(烷烃、苯等)，制造肥皂的原料主要是油脂。
一、硫酸工业的生产原理和工艺流程
【例1】 以黄铁矿为原料，采用接触法生产硫酸的流程可简示如下：
请回答下列问题：
(1)在炉气制造中，生成SO2的化学方程式为_____________________________________ ________________________________________________________________________。
(2)炉气精制的作用是将含SO2的炉气______、______及干燥，如果炉气不经过精制，对SO2催化氧化的影响是________________________________________________________。
(3)精制炉气(含SO2体积分数为7%、O2为11%、N2为82%)中SO2平衡转化率与温度及压强关系如下图所示。在实际生产中，SO2催化氧化反应的条件选择常压、450 ℃左右(对应图中A点)，而没有选择SO2转化率更高的B或C点对应的反应条件，其原因分别是__________________、______________________。
(4)在SO2催化氧化设备中设置热交换器的目的是______________、______________，从而充分利用能源。
方法归纳
在评价实际生产中的工艺流程时，一定要联系化学反应原理，结合原料、材料，从转化率、反应速率、价格、环保等方面进行评价。
二、合成氨的工艺流程评价
这类题常用流程图的形式表示。流程图中设计的是各种物质之间的转化、循环物质的应用等，读图时要注意：箭头的方向、反应条件或分离提纯的方法、生成物的状态。解题时要注意应用化学反应原理、化学平衡理论、水解理论、物质制备和分离的知识、晶体知识、绿色化学的观点、经济的视角分析实际生产中的各种问题。
【例2】 利用天然气合成氨的工艺流程示意图如下：
依据上述流程，完成下列填空：
(1)天然气脱硫时的化学方程式是________________。
(2)n mol CH4经一次转化后产生0.9n mol CO，产生________ mol H2。(用含n的代数式表示)
(3)K2CO3(aq)和CO2反应在加压下进行，加压的理论依据是________。
A．相似相溶原理 B．勒夏特列原理
C．酸碱中和原理 D．质量守恒原理
(4)由KHCO3分解得到的CO2可以用于____________(写出CO2的一种重要用途)。
(5)整个流程有三个循环，一是Fe(OH)3循环，二是K2CO3(aq)循环，请在上述流程图中标出第三处循环(循环方向、循环物质)。
三、氨碱法和联合制碱法的比较
1．索尔维制碱法的工艺流程
2．联合制碱法的工艺流程
【例3】 我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下：
(1)上述生产纯碱的方法称________，副产品的一种用途为________。
(2)沉淀池中发生的化学反应方程式是______________________。
(3)写出上述流程中X物质的化学式________。
(4)使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了________(填上述流程中的编号)，从沉淀池中取出沉淀的操作是________。
(5)为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再滴加____________。
(6)向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品。通氨气的作用有________。
a．增大NH的浓度，使NH4Cl更多地析出
b．使NaHCO3更多地析出
c．使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出的NH4Cl纯度
1．(2012海南化学20Ⅱ)合成氨的流程示意图如下：
回答下列问题：
(1)工业合成氨的原料是氮气和氢气。氮气是从空气中分离出来的，通常使用的两种分离方法是______，______；氢气的来源是水和碳氢化合物，写出分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学反应方程式__________________，________________；
(2)设备A中含有电加热器、触媒和热交换器，设备A的名称是______，其中发生的化学反应方程式为_________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________；
(3)设备B的名称是______，其中m和n是两个通水口，入水口是______(填“m”或“n”)。不宜从相反方向通水的原因是____________________；
(4)设备C的作用是________________________________________________________；
(5)在原料气制备过程中混有的CO对催化剂有毒害作用，欲除去原料气中的CO，可通过如下反应来实现：
CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
已知1 000 K时该反应的平衡常数K＝0.627，若要使CO的转化超过90%，则起始物中c(H2O)∶c(CO)不低于______。
2．洗衣粉的主要成分之一是烷基苯磺酸钠，常用的是十二烷基苯磺酸钠，其合成路线如下：
请回答下列问题：
(1)C12H25SO3Na分子中的亲水基是______，亲油基是__________。
(2)由十二烷基苯制取十二烷基苯磺酸的反应类型为____________。
(3)用油脂可以制肥皂，试写出从硬脂酸甘油酯生成硬脂酸钠和甘油的化学方程式：____________________，反应类型为______________。
(4)在洗涤剂中添加酶制剂能促进污垢中的蛋白质(如奶渍、肉汤)等水解为可溶性的物质而被除去。将衣物在使用加酶洗衣粉的水溶液中浸泡10～30 min，水温在40～50 ℃最佳。加酶洗衣粉不宜在高温下、潮湿环境中贮存，也不宜久存。为什么？__________________。
(5)过去使用的合成洗涤剂中常加入三聚磷酸钠(Na5P3O10)作助剂，它可使硬度大的洗涤水软化，对微细的无机粒子或油脂具有分散、乳化、胶溶作用，防止污渍再次沉积到衣物上；它还能维持水溶液的弱碱性，提高洗涤剂的去污能力和洗涤效果。但是，20世纪90年代以来，世界各国先后提出必须生产和使用无磷洗涤剂。请解释原因_____________________。
3．(2012山东实验中学模拟)硫酸是基础化学工业中重要产品之一，回答下列有关硫酸生产的几个问题：
(1)工业生产硫酸的原料为______________。
(2)催化氧化阶段选择的反应原理是________________，该反应为________反应(填“放热”或“吸热”)，反应温度为400～500 ℃，选择此温度范围的理由是_______________。
(3)三氧化硫的吸收阶段选择吸收试剂为浓硫酸，为什么不用水？____________________ _________________________________________________________________________。
4．(2012湖北武汉调研)化学肥料在农业生产中有重要作用。农业生产中，大量施用的化肥主要是氮肥、磷肥、钾肥。
(1)普钙是磷肥，它的有效成分是__________(写化学式)。
(2)尿素是一种含氮量较高的氮肥，工业生产尿素是将氨气与二氧化碳在加压、加热的条件下反应生成氨基甲酸铵(H2NCOONH4)，再使氨基甲酸铵脱水得到尿素。反应的化学方程式为______________________、________________________。
(3)农谚说的“粪和灰，肥料飞”指的是粪尿与草木灰搅和在一起会降低肥效。请你说明其中的化学原理：_____________________________________________________________。
(4)某化肥厂用NH3制备NH4NO3，已知由NH3制NO的产率是96%、NO制HNO3的产率是92%，则制HNO3所用去NH3的质量占耗用全部NH3质量的______%。
(5)合成氨气是生产氮肥的重要环节。合成氨生产简易流程示意图如下：
从示意图可知其存在循环操作。简要说明为什么在化工生产中经常采用循环操作？
参考答案
基础梳理整合
一、1.硫黄(或黄铁矿)　空气　水
2．(1)S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－297 kJ·mol－1
4FeS2(s)＋11O2(g)===2Fe2O3(s)＋8SO2(g)　ΔH＝－3 412 kJ·mol－1
(2)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－196.6 kJ·mol－1
(3)SO3(g)＋H2O(l)===H2SO4(l)　ΔH＝－130.0 kJ·mol－1
3．沸腾炉　接触室　吸收塔
4．(1)400～500 ℃
(3)过量
5．(1)SO2＋Ca(OH)2===CaSO3＋H2O
即时训练1
④⑤⑥⑦
二、2.(1)加压　降温液化　C＋H2O(g)CO＋H2，CO＋H2O(g)CO2＋H2
(2)氨水　NH3·H2O＋H2S===NH4HS＋H2O　K2CO3溶液　CO＋H2OCO2＋H2　K2CO3＋CO2＋H2O===2KHCO3
(3)合成塔　冷凝器　合成塔
3．400～500 ℃　10 MPa～30 MPa　铁
即时训练2
①②⑤
即时训练3
①⑤
四、1.(1)氮肥　磷肥　钾肥　过磷酸钙　Ca(H2PO4)2·H2O和CaSO4　普钙　钙镁磷肥　Ca3(PO4)2和Mg3(PO4)2　草木灰　KCl　K2SO4　KNO3　尿素[CO(NH2)2]　NH4NO3　NH4HCO3
(2)2NH3＋CO2H2NCOONH4　H2NCOONH4H2NCONH2＋H2O　4NH3＋5O24NO＋6H2O　2NO＋O2===2NO2　3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　NH3＋HNO3===NH4NO3
2．(1)天然产物　无机物　有机氯类、有机磷类、氨基甲酸酯类　拟除虫菊酯类　特异性农药　高效　低毒　低残留　乙烯　乙烯利
即时训练4
②④⑤
核心归纳突破
【例1】 答案：(1)4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2　(2)除尘　水洗
矿尘，砷、硒等化合物使催化剂中毒，水蒸气对设备和生产有不良影响　(3)不选B点，因为压强越大设备的投资越大，消耗的动能越大；SO2原料的转化率在0.1 MPa时的转化率已比较理想，再提高压强，SO2的转化率提高的余地很小，所以采用0.1 MPa　不选择C点，因为温度越低，SO2转化率虽然更高，但催化剂的催化作用受影响，450 ℃左右时，催化剂的催化效率最高。故选择A点，不选C点
(4)利用反应放出的热量预热原料气体　上层反应气经热交换器温度降到400～500 ℃进入下层使反应更加完全
【例2】 答案：(1)3H2S＋2Fe (OH)3===Fe2S3＋6H2O
(2)2.7n
(3)B
(4)生产纯碱(或作制冷剂等其他合理答案)
(5)
【例3】 答案：(1)联合制碱法或侯氏制碱法　制化肥或焊药等(其他合理答案均可)　(2)NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NH4Cl＋NaHCO3↓或NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3，NH4HCO3＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl　(3)CO2　(4)循环Ⅰ　过滤　(5)稀硝酸和硝酸银溶液　(6)a、c
演练巩固提升
1．答案：(1)液化、分馏　与碳反应后除去CO2
C＋H2O(g)CO＋H2　CH4＋H2O(g)CO＋3H2
(2)合成(氨)塔
N2(g)＋3H2(g)2NH3
(3)冷却塔(或冷凝器)　n
高温气体由冷却塔的上端进入，冷却水从下端进入，逆向冷却效果好
(4)将液氨与未反应的原料气分离　(5)13.8
2．答案：(1)—SO　C12H25
(2)取代反应
(3)取代(水解、皂化)反应
(4)酶发挥催化作用需要适宜的条件(温度、酸碱度等)，酶自身是蛋白质，在不适宜的条件下容易变质(如高温)
(5)三聚磷酸钠造成水体富营养化，破坏了水体原有的生态平衡，对人类的生存环境造成了很大的危害
3．答案：(1)硫黄或黄铁矿
(2)2SO2＋O22SO3　放热　该温度下具有较高的反应速率和转化率
(3)反应放出的热量可在吸收塔内形成酸雾，影响SO3的吸收
4．答案：(1)Ca(H2PO4)2·H2O[或Ca(H2PO4)2]
(2)2NH3＋CO2H2NCOONH4
H2NCOONH4===H2NCONH2＋H2O
(3)粪尿中的尿素在尿酶的作用下腐熟时产生碳酸铵，碳酸钾受潮后产生氢氧化钾，它们相互反应使肥效降低
(4)53.1
(5)从原因来讲，许多化学反应是可逆反应，转化率低；从结果来说，循环操作的主要目的在于充分的利用原料、降低成本；从工艺设计来说，循环操作有利于连续化生产、减少工序；从环保角度来说，实现全封闭生产，控制废弃物的排放。
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第3节　烃的含氧衍生物
1．认识醇、酚、醛、羧酸、酯的典型代表物的组成和结构特点，知道它们的转化关系。
2．结合生产、生活实际了解某些烃的衍生物对环境和健康可能产生的影响，关注有机化合物的安全使用问题。
一、醇
1．概念
醇是________基与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的的化合物，饱和一元醇的分子通式为____________。
2．醇的分类
3．醇类物理性质的变化规律
(1)溶解性
低级脂肪醇易溶于水。
(2)密度
一元脂肪醇的密度一般小于1 g·cm－3。
(3)沸点
①直链饱和一元醇的沸点随着分子中碳原子数的递增而逐渐________。
②醇分子间存在__________，所以相对分子质量相近的醇和烷烃相比，醇的沸点远远高于烷烃。
4．乙醇的化学性质
条件 断键位置 反应类型 化学方程式
Na ① 置换
HBr，△ ② 取代
O2(Cu)，△ 氧化
浓硫酸，170 ℃ 消去
浓硫酸，140 ℃ 取代
CH3COOH(浓硫酸、△) 取代(酯化)
即时训练1 CH2OH的名称为________，能发生反应的类型有__________。
①加成反应　②消去反应　　③酯化反应　　④置换反应　⑤中和反应　⑥氧化反应　⑦取代反应
二、苯酚
1．组成与结构
分子式为C6H6O，结构简式为或C6H5OH，结构特点：_______________。
2．物理性质
(1)颜色状态：无色晶体，露置在空气中会因部分被氧化而显____________。
(2)溶解性：常温下在水中溶解度________，高于65 ℃时与水混溶。
(3)毒性：有毒，对皮肤有强烈的腐蚀作用，皮肤上不慎沾有苯酚应立即用________清洗。
3．化学性质
(1)羟基中氢原子的反应
①弱酸性。
电离方程式为C6H5OHC6H5O－＋H＋，苯酚俗称石炭酸，但酸性很弱，不能使石蕊试液变红。
②与活泼金属反应。
与Na反应的化学方程式为：__________________________________。
③与碱的反应
苯酚的浑浊液中液体变澄清溶液又变浑浊。
该过程中发生反应的化学方程式分别为：
____________________________________________。
特别提示：苯酚具有弱酸性，但酸性比碳酸弱，所以苯酚与碳酸钠反应只能生成NaHCO3，不能生成CO2。向苯酚钠溶液中通入二氧化碳有白色浑浊物苯酚出现，但不论CO2是否过量，生成物均为NaHCO3，不会生成Na2CO3。
(2)苯环上氢原子的取代反应
苯酚与浓溴水反应的化学方程式为：
__________________________________________。
此反应常用于苯酚的定性检验和定量测定。
(3)显色反应
苯酚与FeCl3溶液作用显____________，利用这一反应可以检验苯酚的存在。
即时训练2 (1)怎样鉴别苯酚钠溶液与NaOH溶液？
答：________________________________________________________________________。
(2)怎样鉴别苯酚溶液与乙醇溶液？
答：________________________________________________________________________。
三、醛的结构与性质
1．概念
醛是由烃基与醛基相连而构成的化合物。
2．物理性质
颜色 状态 气味 溶解性
甲醛 无色 刺激性气味 易溶于水
乙醛 无色 刺激性气味 与水、乙醇等互溶
3．化学性质(以乙醛为例)
醛类物质既有氧化性又有还原性，其氧化还原关系为：
醇醛羧酸。写出下列反应的化学方程式：
即时训练3 下列说法中正确的是________。
①乙醛能被弱氧化剂(新制氢氧化铜悬浊液或银氨溶液)氧化，所以也能被酸性KMnO4溶液氧化，使酸性高锰酸钾溶液褪色　②醛能发生氧化反应生成酸　③醛不能发生还原反应　④乙醛和水的混合溶液可以用分液漏斗分离　⑤福尔马林是纯净物
特别提示：(1)能发生银镜反应、使新制的氢氧化铜悬浊液生成砖红色沉淀的物质一定含有醛基。(2)醛基能被弱氧化剂Cu(OH)2或[Ag(NH3)2]＋氧化，所以也能被强氧化性的溴水、酸性高锰酸钾溶液等氧化，即含醛基的化合物能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色。(3)甲醛(HCHO)其分子中
可看成有两个醛基，所以1 mol甲醛可与4 mol Cu(OH)2或4 mol [Ag(NH3)2]＋发生氧化反应。(4)含醛基的化合物不一定叫醛，如葡萄糖、甲酸某酯等。
四、羧酸的结构与性质
1．概念
由烃基与羧基相连构成的有机化合物。
2．乙酸化学性质
(1)酸的通性
乙酸是一种弱酸，其酸性比碳酸强，在水溶液里的电离方程式为_________________。
(2)酯化反应
CH3COOH与CH3CHOH发生酯化反应的化学方程式为_______________________。
即时训练4 选择合适的试剂鉴别苯酚溶液、乙醇溶液、醋酸溶液：________________ ______________________________________________________________________________。
特别提示：羧酸与醇的酯化反应断键成键方式或失氧方式是酸脱羟基醇脱氢，也可形象地记为“杀富济贫”(含氧原子多的羧基失去氧原子)。
五、酯的结构与性质
1．概念
羧酸分子中羧基中的—OH被—OR′取代后的产物，简写为RCOOR′，官能团为__________________________。
2．酯的性质
(1)物理性质
密度：比水______。气味：低级酯是具有__________的液体。溶解性：水中难溶，乙醇、乙醚等有机溶剂中易溶。
(2)化学性质——水解反应
CH3COOC2H5在稀硫酸或NaOH溶液催化作用下发生水解反应的化学方程式分别为：
______________________，____________________。
即时训练5 在阿司匹林的结构简式(下式)中①②③④⑤⑥分别标出了其分子中的不同的键。将阿司匹林与足量NaOH溶液共同加热时，发生反应时断键的位置是(　　)。
A．①④ B．②⑤ C．③④ D．②⑥
一、有机物性质的规律
1．物理性质规律
(1)溶解性
①低级醇、低级醛、低级羧酸、单糖、二糖、大多数氨基酸均易溶于水。
②所有烃、卤代烃、酯、油脂均不溶于水。
③酚不溶于冷水，但溶于热水。
④大多数有机物易溶于有机溶剂。
(2)密度
所有烃密度均比水小，酯的密度一般小于水，溴乙烷的密度大于水。
(3)气味
乙醛、乙酸具有刺激性气味，低级酯具有芳香气味。
2．化学性质规律
(1)凡是含不饱和键(C===C、CC、C===O，酯基除外)、苯环的均可以与氢气在一定条件(催化剂、加热、加压)下发生加成反应。
(2)能发生取代反应的有：烷烃(Cl2光照)、烷烃基(Cl2光照)、苯环(卤代、硝化)、卤代烃(水解)、醇(卤代、酯化)、酚(卤代)、羧酸(酯化)、酯(水解)等。
(3)与一般试剂的反应
①与溴水反应的有C===C、CC(加成反应)，酚类(取代反应)，—CHO(氧化反应)。
②能使酸性KMnO4溶液褪色的有C===C、CC、苯的同系物、酚、—CHO等。
③凡是含有—OH(如水、醇、酚、羧酸等)的一般都与Na反应生成H2。
④凡是含有—CHO的一般都与银氨溶液、新制的氢氧化铜悬浊液反应。
⑤含有—OH(如醇、酚类)一般都能与含有—COOH的物质发生酯化反应。
(4)注意点
①注意量。
不仅要从质的方面复习，还应从量的方面进行复习。如：1 mol C===C与1 mol H2、1 mol Br2反应；1 mol —CHO与1 mol H2、2 mol Cu(OH)2、2 mol [Ag(NH3)2]＋反应。
②注意反应条件。
Ⅰ.卤代烃在NaOH水溶液中发生水解生成醇，而在NaOH醇溶液中发生消去反应生成烯烃。
Ⅱ.与溴单质反应：C===C、CC与溴水(或溴的四氯化碳溶液)发生加成反应；苯酚与浓溴水发生的是取代反应；苯与液溴还得用FeBr3作催化剂才能发生取代反应。
Ⅲ.甲苯与氯气在光照下取代甲基上的氢原子，而在FeCl3作催化剂时取代苯环上的氢原子。
3．有机物中羟基(—OH)上的氢电离的难易程度：羧酸＞酚＞醇
Na NaOH Na2CO3 NaHCO3
醇C2H5OH 生成H2 不反应 不反应 不反应
酚 生成H2 中和反应 反应生成NaHCO3 不反应
羧酸CH3COOH 生成H2 中和反应 反应生成CO2 反应生成CO2
【例1－1】 已知：
RCHO＋CH2(COOH)2RCH===C(COOH)2＋H2O
RCH===C(COOH)2RCH===CHCOOH＋CO2↑
A与芳香族化合物B在一定条件下反应生成C，进一步反应生成抗氧化剂阿魏酸(见下图)。
A的相对分子质量是104,1 mol A与足量NaHCO3溶液反应生成2 mol气体。
(1)A的结构简式是____________。
(2)B不可能发生的反应是________(填序号)。
a．取代反应 b．加成反应
c．氧化反应 d．还原反应
e．水解反应 f．显色反应
(3)等物质的量C分别与足量的Na、浓溴水、NaOH、NaHCO3反应时消耗Na、Br2、NaOH、NaHCO3的物质的量之比是____________。
(4)写出C与足量Na2CO3反应的化学方程式：______________________。
(5)写出符合下列条件的阿魏酸所有的同分异构体的结构简式：__________________。
①在苯环上只有两个取代基；
②在苯环上的一氯取代物只有两种；
③1 mol该同分异构体与足量NaHCO3反应生成2 mol CO2气体；
④该同分异构体进行核磁共振氢谱分析发现只有4种峰。
(6)写出利用阿魏酸在一定条件下发生缩聚反应生成高分子化合物的方程式：________________________________________________________________________。
方法归纳
(1)做由结构推测性质的题目时，首先需将题目中提供的有机“大分子”进行拆解，把一陌生的结构简式拆成熟悉的各种官能团。通过所含官能团的典型的化学性质来确定新的有机化合物可能具有的化学性质。
(2)记忆官能团的性质时，要进行联想比较记忆，如蛋白质的肽键与酯基化学性质相似均能发生水解，—NH2和—OH均与—COOH发生取代反应。
【例1－2】 迷迭香酸是从蜂花属植物中提取得到的酸性物质，其结构如下图。下列叙述中正确的是(　　)。
A．迷迭香酸属于芳香烃
B．1 mol迷迭香酸最多能和9 mol氢气发生加成反应
C．迷迭香酸可以发生水解反应、取代反应和酯化反应
D．1 mol迷迭香酸最多能和含5 mol NaOH的水溶液完全反应
二、有机物的反应类型
1．有机反应类型的定义及特点
(1)取代反应
定义：有机物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应叫取代反应。
特点：有上有下。
实例：①卤代反应：CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl、
③水解反应：C2H5—Br＋NaOHC2H5—OH＋NaBr
CH3COOCH2CH3＋H2OCH3COOH＋C2H5—OH
CH3COOCH2CH3＋NaOHCH3COONa＋C2H5—OH
④酯化反应：CH3COOH＋C2H5—OHCH3COOCH2CH3＋H2O
(2)加成反应
定义：有机物分子里不饱和原子跟其他原子或原子团直接结合生成别的物质的反应。
特点：只上不下。
实例：CH2===CH2＋Br2―→CH2Br—CH2Br
＋H2CH3—CH2—OH
(3)消去反应
定义：有机物从一个分子中脱去一个小分子(如H2O、HX等)而生成不饱和(含或—CC—)化合物的反应。
特点：只下不上。
实例：CH3—CH2—Br＋NaOHCH2===CH2↑＋NaBr＋H2O
CH3—CH2—OHCH2===CH2↑＋H2O
(4)氧化反应和还原反应
①氧化反应：有机化学中的氧化反应为加氧或去氢的反应；②还原反应：有机化学中的还原反应为加氢或去氧的反应；③实例：与氢气发生的加成反应都是还原反应，注意与H2O、HX发生加成反应的既不是还原反应也不是氧化反应。常见的氧化反应有：
2CH3CH2OH＋O2＋2H2O
CH3CHO＋2Cu(OH)2CH3COOH＋Cu2O↓＋2H2O
2．有机反应类型的推断方法
(1)由官能团的转化推测反应类型
官能团结构决定了有机物的性质，故根据官能团互变就可推知反应类型。
(2)由反应条件推测反应类型
条件不同，反应类型也可能变化，所以还要结合条件来推测反应类型。有机反应的重要条件总结如下：
①与NaOH水溶液发生的反应有：卤代烃的水解，酯的水解；NaOH醇溶液与卤代烃发生的反应是消去反应。
②以浓硫酸作条件的反应有：醇的消去、醇变醚、苯的硝化、酯化反应。
③以稀硫酸作条件的反应有：酯的水解、糖类的水解、蛋白质的水解。
④Fe：苯环的卤代。
⑤光照：烷烃及苯环侧链烃基的卤代。
写出上述反应的反应类型：①是__________________、②是____________________、③是________________、④是______________________。
方法归纳
分析化学反应类型时，一定要抓住有机反应的断键成键位置，依据有机反应基本反应类型的特点进行推断。
【例2－2】 某有机物的结构简式为
，它可发生的反应类型有(　　)。
①取代　②加成　③消去　④水解　⑤酯化　⑥中和　⑦氧化　⑧加聚
A．①②③⑤⑥ B．②③④⑤⑧
C．①②③⑤⑥⑦ D．③④⑤⑥⑦⑧
1．(2012山东菏泽冲刺)北京市疾病预防控制中心的调查结果显示，在北京市场上有九成受检香水和三成护发类化妆品被查出致癌物“邻苯二甲酸酯”(PAEs)，值得注意的是，在儿童护肤类化妆品中亦有两件样品分别被检出邻苯二甲酸二乙酯(DEP)和邻苯二甲酸二(2乙基己)酯(DEHP)。
(1)邻苯二甲酸二乙酯(DEP)的结构简式为________，其核磁共振氢谱共有____组吸收峰，峰面积之比为________。
(2)以下是某课题组设计的用气态烃A与芳香烃C合成邻苯二甲酸二乙酯(DEP)的路线：
已知：
①C的结构简式为__________，其一溴代物有______种。
②反应Ⅰ属于________反应，反应Ⅲ属于________反应。
③D和乙二醇在一定条件下可以发生反应生成一种高分子化合物，写出化学方程式：________________________。
2．(2012吉林长春二次调研)A为药用有机物，从A出发可发生如图所示的一系列反应。已知A在一定条件下能与醇发生酯化反应，A分子中苯环上有两个取代基，且苯环上的一卤代物有两种，D不能与NaHCO3溶液反应，但能与NaOH溶液反应。
请回答下列问题：
(1)F中的含氧官能团的名称为__________；
(2)F能发生的反应类型有________(填序号)；
①取代反应　②加成反应　③消去反应　④加聚反应　⑤缩聚反应
(3)C的化学式为________，G的结构简式为____________________；
(4)某有机物X符合下列条件要求，其名称为__________；
①与E的摩尔质量相同
②不与碳酸氢钠溶液反应，但与金属钠反应有气泡生成
③链状结构且核磁共振氢谱有三组峰
(5)芳香族化合物M与A是同分异构体，苯环上两个取代基且处在对位；M与A具有相同的官能团，但与新制氢氧化铜悬浊液共热有砖红色沉淀生成，其中一种符合条件的M与NaOH溶液反应的化学方程式为____________________________。
3．(2012广东省实验中学测试)下图中A、B、C、D、E均为有机化合物。已知：C能跟NaHCO3发生反应，C和D的相对分子质量相等，且E为无支链的化合物。
根据上图回答问题：
(1)已知E的相对分子质量为102，其中碳、氢两种元素的质量分数分别为58.8%、9.8%，其余为氧，则E的分子式为________；C分子中的官能团名称是________；化合物B不能发生的反应是________(填字母序号)。
a．加成反应　b．取代反应　c．消去反应　d．酯化反应
e．水解反应　f．置换反应
(2)反应②的化学方程式是_______________________________________________。
(3)反应②实验中加热的目的是：
Ⅰ___________________________________________________________________。
Ⅱ___________________________________________________________________。
(4)A的结构简式是_____________________________________________________。
(5)同时符合下列三个条件的B的同分异构体的数目有四个。
Ⅰ.含有间二取代苯环结构
Ⅱ.属于非芳香酸酯
Ⅲ.与FeCl3溶液发生显色反应。
写出其中任意一个同分异构体的结构简式________________________________。
4．美国化学家R.F.Heck因发现如下Heck反应而获得2010年诺贝尔化学奖。
X＋CH2CHR
CH===CH—R＋HX(X为卤原子，R为取代基)
经由Heck反应合成M(一种防晒剂)的路线如下：
回答下列问题：
(1)M可发生的反应类型是______。
a．取代反应 b．酯化反应
c．缩聚反应 d．加成反应
(2)C与浓H2SO4共热生成F，F能使KMnO4酸性溶液褪色，F的结构简式是____________________。D在一定条件下反应生成高分子化合物G，G的结构简式是____________________。
(3)在A→B的反应中，检验A是否反应完全的试剂是______。
(4)E的一种同分异构体K符合下列条件：苯环上有两个取代基且苯环上只有两种不同化学环境的氢，与FeCl3溶液作用显紫色。K与过量NaOH溶液共热，发生反应的化学方程式为______________________。
5．PCT是一种新型聚酯材料，下图是某研究小组合成PCT的路线。
请回答下列问题：
(1)由A生成D的化学方程式为________________；
(2)由B生成C的反应类型是________________，C的化学名称为______________；
(3)由E生成F的化学方程式为______________，该反应的类型为________；
(4)D的同分异构体中为单取代芳香化合物的有________________(写结构简式)；
(5)B的同分异构体中，能发生水解反应，且苯环上一氯代产物只有一种的是______________________(写结构简式)。
6．(2012湖北武汉联考)芳香族化合物C的分子式为C9H9OCl。C分子中有一个甲基且苯环上只有一条侧链；一定条件下C能发生银镜反应；C与其他物质之间的转化如下图所示：
(1)C中含氧官能团的名称是________；B→A的反应类型是________。
(2)H的结构简式是____________。
(3)写出下列化学方程式：
①D与银氨溶液反应_______________________________________________________；
②E→I___________________________________________________________________。
(4)有的同学认为B中可能没有氯原子，你是________(填“同意”或“不同意”)，你的理由________________________________。
(5)D的一种同系物W(分子式为C8H8O2)有多种同分异构体，则符合以下条件W的同分异构体有________种，写出其中任意一种同分异构体的结构简式____________________。
①属于芳香族化合物
②遇FeCl3溶液不变紫色
③能与NaOH溶液发生反应但不属于水解反应
7．在现代战争、反恐、警察执行任务时士兵、警察佩带的头盔、防弹背心和刚性前后防护板能够有效防御子弹和炮弹碎片，它们在战争中保住了许多士兵的生命。新型纤维不久将有望取代使用了数十年的凯夫拉纤维，成为未来防弹装备的主要制造材料。M5纤维是近年来开发出的一种超高性能纤维，它比现有的防爆破材料轻35%，下面是M5纤维的合成路线(部分反应未注明条件)：
已知：当反应条件为光照且与X2(卤素单质)反应时，通常是X2与烷或苯环侧链烃基上的氢原子发生的取代反应，而当反应条件为催化剂存在且与X2的反应时，通常为苯环上的氢原子直接被取代。根据上述合成M5纤维的过程，回答下列问题：
(1)合成M5的单体G的结构简式为_________，F的含氧官能团的名称有__________。
(2)在①～⑦的反应中，不属于取代反应的是_______，②的反应条件是___________。
(3)生成A的同时可能生成的A的同分异构体为____________。
(4)1 mol的C和足量新制的氢氧化铜悬浊液反应可以生成________ mol砖红色沉淀。
(5)1 mol的F和Na2CO3溶液反应最多消耗Na2CO3________ mol。
8．(2012山东理综，33)合成P(一种抗氧化剂)的路线如下：
A(C4H10O)B(C4H8) DE(C15H22O3)P(C19H30O3)
已知：①＋R2C===CH2 (R为烷基)；
②A和F互为同分异构体，A分子中有三个甲基，F分子中只有一个甲基。
(1)A→B的反应类型为__________。B经催化加氢生成G( C4H10)，G的化学名称是__________。
(2)A与浓HBr溶液一起共热生成H，H的结构简式为______。
(3)实验室中检验C可选择下列试剂中的______。
a．盐酸 b．FeCl3溶液
c．NaHCO3溶液 d．浓溴水
(4)P与足量NaOH溶液反应的化学反应方程式为____________________(有机物用结构简式表示)。
9．(2012浙江理综，29)化合物X是一种环境激素，存在如下转化关系：
化合物A能与FeCl3溶液发生显色反应，分子中含有两个化学环境完全相同的甲基，其苯环上的一硝基取代物只有两种。1H-NMR谱显示化合物G的所有氢原子化学环境相同。F是一种可用于制备隐形眼镜的高聚物。
根据以上信息回答下列问题：
(1)下列叙述正确的是________。
a．化合物A分子中含有联苯结构单元
b．化合物A可以和NaHCO3溶液反应，放出CO2气体
c．X与NaOH溶液反应，理论上1 mol X最多消耗6 mol NaOH
d．化合物D能与Br2发生加成反应
(2)化合物C的结构简式是________，A→C的反应类型是________。
(3)写出同时满足下列条件的D的所有同分异构体的结构简式(不考虑立体异构)________。
a．属于酯类
b．能发生银镜反应
(4)写出B→G反应的化学方程式______________。
(5)写出E→F反应的化学方程式______________。
10．咖啡酸苯乙酯
()是一种天然抗癌药物，在一定条件下能发生如下转化：
请填写下列空白：
(1)A分子中的官能团是____________；
(2)高分子M的结构简式是__________________；
(3)写出A→B反应的化学方程式________________；
(4)B→C发生的反应类型有__________________；
D→E发生的反应类型有__________________；
(5)A的同分异构体有很多种，其中，同时符合下列条件的同分异构体有________种。
①苯环上只有两个取代基　②能发生银镜反应　③能与碳酸氢钠溶液反应　④能与氯化铁溶液发生显色反应
11．(2012河北保定调研)氯贝特是临床上一种降脂抗血栓药物，其结构如下图所示：
它的一条合成路线如下：
提示：(图中部分反应条件及部分反应物、生成物已略去)
RCH2COOH
R—ONa＋Cl—R′R—O—R′＋NaCl(R—、R′—代表烃基)
(1)氯贝特的分子式为____________________________________________________。
(2)若8.8 g A与足量NaHCO3溶液反应生成2.24 L CO2(标准状况)，且B的核磁共振氢谱有两个峰，则A的结构简式为____________，B中含有的官能团名称为____________。
(3)要实现反应①所示的转化，加入下列物质不能达到目的的是________。
a．NaOH　　　　　　　 b．Na2CO3
c．NaHCO3 d．CH3COONa
(4)反应②的反应类型为________，其产物甲有多种同分异构体，请判断同时满足以下条件的所有同分异构体有________种。
a．1,3,5–三取代苯
b．属于酯类且既能与FeCl3溶液显紫色，又能发生银镜反应
c．1 mol X最多能与3 mol NaOH反应
(5)反应③的化学方程式为_________________________________________________。
参考答案
基础梳理整合
一、1.羟　CnH2n＋2O
3．升高　氢键
4．2CH3CH2OH＋2Na―→2CH3CH2ONa＋H2↑
CH3CH2OH＋HBrCH3CH2Br＋H2O
①③　2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O
②④　CH3CH2OHCH2===CH2↑＋H2O
①②　2CH3CH2OHH5C2—O—C2H5＋H2O
①　CH3CH2OH＋CH3COOHCH3COOC2H5＋H2O
即时训练1
答案：苯甲醇　①③④⑥⑦
二、1.羟基与苯环直接相连
2．(1)粉红色
(2)不大
(3)酒精
3．(1)2C6H5OH＋2Na―→2C6H5ONa＋H2↑
(3)紫色
即时训练2
(1)用小试管分别取溶液少许，滴加盐酸，溶液变浑浊的是苯酚钠
(2)①用小试管分别取溶液少许，滴加浓溴水，有白色沉淀生成的是苯酚；②用小试管分别取溶液少许，滴加FeCl3溶液，溶液呈紫色的是苯酚
三、2.气体　液体
3．CH3CHO＋H2CH3CH2OH
CH3CHO＋2Ag(NH3)2OHCH3COONH4＋3NH3＋2Ag↓＋H2O
CH3CHO＋2Cu(OH)2CH3COOH＋Cu2O↓＋2H2O
2CH3CHO＋O22CH3COOH
即时训练3
答案：①②
四、2.(1)CH3COOHH＋＋CH3COO－
(2)CH3COOH＋C2HOHCH3CO18OCH2CH3＋H2O
即时训练4
答案：用小试管分别取少量上述溶液，加入少量碳酸氢钠溶液，有气泡产生的是醋酸；然后向另外两支中分别滴加FeCl3溶液，溶液呈紫色的是苯酚
五、1.
2．(1)小　芳香气味
(2)CH3COOC2H5＋H2OCH3COOH＋CH3CH2OH
CH3COOC2H5＋NaOHCH3COONa＋C2H5OH
即时训练5
D
核心归纳突破
【例1－1】 答案：(1)CH2(COOH)2　(2)e　(3)3∶2∶3∶2
【例1－2】 C　解析：烃是指只含碳、氢两种元素的有机物，故A项错；1分子迷迭香酸中含2个苯环，1个碳碳双键，最多能和7 mol氢气发生加成反应，羧基、酯基中的碳氧双键均不能发生加成反应，B项错；1分子迷迭香酸中含有4个酚羟基，1个羧基，1个酯基，最多能和6 mol氢氧化钠发生反应，D项错。
【例2－1】 答案：取代反应　消去反应　加成反应　消去反应
【例2－2】 C　解析：官能团决定有机物的性质。该有机物中含有醇羟基、酚羟基、羧基，所以发生取代、消去、酯化、中和、氧化反应；能水解的官能团是酯基、—X，有苯环能发生加成反应，所以该物质不能发生水解反应和加聚反应。
演练巩固提升
2．答案：(1)羧基、羟基　(2)①②⑤　(3)CO2
(其他合理答案也可)
3．答案：(1)C5H10O2　羧基　e
(2)CH3COOH＋CH3CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH3＋H2O
(3)①加快反应速率　②及时将产物乙酸丙酯蒸出，以利于平衡向生成乙酸丙酯的方向移动
(4)或
4．答案：(1)ad
(2)(CH3)2CHCHCH2　
(3)新制Cu(OH)2悬浊液(或新制银氨溶液)
5．答案：(1)H3CCH3＋2Cl2
ClH2CCH2Cl＋2HCl
(2)取代(酯化)反应　对苯二甲酸甲酯
(3)HOH2CCH2OH＋3H2
HOH2CCH2OH　加成反应
(4) CHClCH2Cl、CCl2CH3、
CH2CHCl2
(5)HCOOOOCH
6．答案：(1)醛基　取代反应(酯化反应)
2Ag↓＋3NH3＋H2O
②＋(n－1)H2O
(4)同意　在碱性环境中氯原子可能水解(合理答案均可)
7．答案：(1) 　羧基、(酚)羟基　
(2)③④　氢氧化钠水溶液，加热
(3)　(4)2　(5)4
8．答案：(1)消去反应　2甲基丙烷(或异丁烷)
(2)
(3)bd
(4)CCOOCH2CH2CH2CH3＋2NaOH―→ COONa＋CH3CH2CH2CH2OH＋H2O(配平不作要求)
9．答案：(1)cd
10．答案：(1)羟基、羧基、碳碳双键
(4)取代反应、加成反应　消去反应　(5)3
11．答案：(1)C12H15ClO3　(2) 　羧基、氯原子　(3)cd　(4)取代反应　2
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第3节　晶体结构与性质
考纲点击
1．理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。
2．了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。
3．理解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质。
4．了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别。
一、晶体常识
1．晶体与非晶体
晶体 非晶体
结构特征 结构微粒在三维空间里呈周期性____序排列 结构微粒____序排列
性质特征 自范性
熔点
异同表现 各向异性 无各向异性
区别方法 熔点法 有固定熔点 无固定熔点
X射线 对固体进行X射线衍射实验
特别提示：具有规则几何外形的固体不一定是晶体，如玻璃。
2．晶胞
(1)概念：描述晶体结构的______________。
(2)晶体中晶胞的排列——无隙并置。
①无隙：相邻晶胞之间没有____________；
②并置：所有晶胞________排列、________相同。
即时训练1 下列有关晶体的说法中正确的是__________。
①凡是有规则外形的固体一定是晶体
②晶体与非晶体的本质区别：是否有自范性
③熔融态物质凝固就得到晶体
④晶体有一定的熔沸点
⑤区分晶体和非晶体最可靠的科学方法：是否具有固定的熔沸点
⑥晶胞为的示意图：为阳离子，为阴离子。以M代表阳离子，N代表阴离子。化学式为MN2
二、分子晶体和原子晶体
1．分子晶体
(1)结构特点
①晶体中只含分子。
②分子间作用力为范德华力，也可能有氢键。
③分子密堆积：一个分子周围通常有12个紧邻的分子。
(2)典型的分子晶体
①冰：水分子之间的主要作用力是__________，也存在______________，每个水分子周围只有______个紧邻的水分子。
②干冰：CO2分子之间存在____________，每个CO2分子周围有____个紧邻的CO2分子。
2．原子晶体
(1)结构特点
①晶体中只含原子。
②原子间以____________结合。
③____________________结构。
(2)典型的原子晶体——金刚石
①碳原子取________杂化轨道形成共价键，碳碳键之间夹角为________。
②每个碳原子与相邻的____个碳原子结合。
即时训练2 下列说法中正确的是________。
①干冰(CO2)晶体中包含的作用力为分子间力和共价键
②SiO2晶体中包含的作用力只有共价键
③CO2表示一个二氧化碳分子是由一个碳原子和两个氧原子构成的
④SiO2表示一个二氧化硅分子是由一个硅原子和两个氧原子构成的
⑤原子晶体比分子晶体的熔沸点高得多
⑥冰、干冰、水晶均属于分子晶体
特别提示：(1)原子晶体一定含有共价键，分子晶体可能不含有共价键，如稀有气体；(2)分子晶体的熔沸点的比较要注意氢键的影响。
三、金属晶体
1．“电子气理论”要点
(1)该理论把金属键描述为金属原子脱落下来的____________形成遍布_____________的“电子气”，被______________所共用，从而把________________维系在一起。
(2)金属晶体是由______________、______________通过__________形成的一种“巨分子”。
(3)金属键的强度______________。
2．金属晶体的构成、通性及其解释
金属晶体结构微粒 作用力名称 导电性 导热性 延展性
金属阳离子、自由电子 金属键 自由电子在电场中____________形成电流 电子气中的自由电子在____的作用下与金属原子____________而导热 当金属受到外力作用时，金属晶体中的各原子层就会__________，但不会改变其______________，而弥漫在金属原子间的电子气可以起到类似轴承中滚珠之间________的作用
即时训练3 下列说法中正确的是____________。
①含有阳离子的物质一定含有阴离子
②含有阴离子的物质一定含有阳离子
③金属晶体易导电是因为有自由移动的金属阳离子
④金属晶体能导电是因为金属晶体在外加电场作用下可失去电子
⑤金属晶体的熔沸点一定比分子晶体的高
四、离子晶体
1．离子晶体
(1)概念
①离子键：__________间通过____________(指__________和__________的平衡)形成的化学键。
②离子晶体：由__________和____________通过__________结合而成的晶体。
(2)决定离子晶体结构的因素
①几何因素：即________________________________。
②电荷因素：即正负离子________________________。
③键性因素：离子键的纯粹程度。
(3)一般物理性质
一般地说，离子晶体具有较高的熔点和沸点，较大的硬度、难于压缩。这些性质都是因为离子晶体中存在着较强的离子键。若要破坏这种作用需要较多的能量。
2．晶格能
(1)定义
____________形成1 mol离子晶体__________的能量，单位________________，通常取________值。
(2)大小及与其他量的关系
①晶格能是最能反映离子晶体____________的数据。
②在离子晶体中，离子半径越______，离子所带电荷数越______，则晶格能越大。
③晶格能越大，形成的离子晶体就越__________，而且熔点越______，硬度越________。
即时训练4 下列说法中正确的是__________。
①NaCl表示一个氯化钠分子是由一个钠离子和一个氯离子构成的
②离子晶体不导电，熔融或溶于水后能导电
③多数离子晶体易溶于极性溶剂，难溶于非极性溶剂
④离子晶体晶格能越大，熔沸点越高
⑤NaCl的晶格能大于NaF的晶格能
一、晶体结构的计算
1．晶体化学式的求法
晶体的化学式的确定常用分摊法，其核心为若晶体中某位置上粒子被n个重复单元共用，那该粒子有属于这个晶胞。如由立方晶胞中：
(1)处于顶点上的粒子被8个晶胞共用，该粒子有属于这个晶胞；
(2)处于棱上的粒子被4个晶胞共用，该粒子有属于这个晶胞；
(3)处于面心上的粒子被2个晶胞共用，该粒子有属于这个晶胞；
(4)处于晶胞内部的粒子，该粒子完全属于这个晶胞。
2．有关晶胞各物理量的关系
对于立方晶胞，可简化成下面的公式进行各物理量的计算：a3×ρ×NA＝n×M，a表示晶胞的棱长，ρ表示密度，NA表示阿伏加德罗常数，n表示1 mol晶胞中所含晶体的物质的量，M表示相对分子质量，a3×ρ×NA表示1 mol晶胞的质量。
【例1】 Ⅰ.铅、钡、氧形成的某化合物的晶胞结构是：Pb4＋处于立方晶胞顶点，Ba2＋处于晶胞中心，O2－处于晶胞棱边中心。该化合物化学式为______________________，每个Ba2＋与______个O2－配位。
Ⅱ.CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如下图所示)，但CaC2晶体中哑铃形C的存在，使晶胞沿一个方向拉长。CaC2晶体中1个Ca2＋周围距离最近的C数目为____________。
特别提醒
要记住一些常见晶体的晶胞，如
晶胞名称 NaCl CsCl CaF2 铜 镁 金刚石 干冰
一个晶胞中含 Na＋、Cl－各4个 Cs＋、Cl－各1个 4个Ca2＋、8个Cl－ 4个Cu 2 8 4
配位数 6 8 8、4 12 8 …… 12
二、四种晶体的比较与判断
晶体类型 离子晶体 分子晶体 原子晶体 金属晶体
晶体粒子 阴、阳离子 分子 原子 金属阳离子、自由电子
粒子间相互作用 离子键 分子间作用力 共价键 金属键
熔沸点 较高 很低 很高 无规律
硬度 较硬 一般很软 很硬 无规律
溶解性 易溶于极性溶剂 相似相溶 难溶 难溶(部分与水反应)
导电情况 晶体不导电，熔融状态下导电 晶体和熔融状态下都不导电 一般不导电，个别导电，还有半导体 晶体导电
导热性 不良 不良 不良 良
物质类别 离子化合物 多数非金属单质及化合物 金刚石、SiC、晶体硅、SiO2等少数非金属单质和化合物 金属单质
【例2】 碳化硅SiC是一种晶体，具有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列各种晶体：①晶体硅　②硝酸钾　③金刚石　④碳化硅　⑤干冰　⑥冰，它们的熔点由高到低的顺序是(　　)。
A．①②③④⑤⑥　　　　 B．①④③②⑥⑤
C．③④①②⑥⑤ D．③④①②⑤⑥
方法归纳
(1)比较晶体的熔点，首先要判断晶体的类型，一般是原子晶体的熔点＞离子晶体＞分子晶体。若有相同类型的晶体，则比较这些晶体中粒子间的作用力强弱。①原子晶体熔化时断开的是共价键，原子半径越小，键长越短，键能越大，熔沸点越高；②离子晶体熔化时断开的是晶格能，离子半径越小，离子电荷数越多，晶格能越大，熔沸点越高；③分子晶体熔化时断开的是分子间作用力，分子间作用力越大，熔沸点越高，具有氢键的分子晶体，熔沸点反常的高；④金属晶体熔化时断开的是金属键，金属离子半径越小，离子电荷数越多，金属键越强，熔沸点越高。
(2)注意原子晶体的熔点不一定比离子晶体的熔点高，金属晶体的熔点不一定比分子晶体的熔点高。
1．(高考集萃)(1)(2012课标全国理综)ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如下图所示，其晶胞边长为540.0 pm。密度为__________________(列式并计算)，a位置S2－与b位置Zn2＋之间的距离为__________pm(列式表示)。
(2)(2012海南化学)用晶体的X射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数。对金属铜的测定得到以下结果：晶胞为面心立方最密堆积，边长为361 pm。又知铜的密度为9.00 g·cm－3，则铜晶胞的体积是________ cm3、晶胞的质量是________ g，阿伏加德罗常数为________________ [列式计算，已知Ar(Cu)＝63.6]。
(3)(2012山东理综)下列关于金属及金属键的说法中正确的是________。
a．金属键具有方向性与饱和性
b．金属键是金属阳离子与自由电子间的相互作用
c．金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子
d．金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光
2．立方氮化硼结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为361.5 pm，立方氮化硼晶胞中含有________个氮原子、________个硼原子，立方氮化硼的密度是________ g·cm－3(只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数为NA)。
3．有下列几种晶体：A.水晶　B．冰醋酸　C．白磷　D．金刚石　E．晶体氩　F．干冰　G．NaOH
(1)属于分子晶体的是________，直接由原子构成的分子晶体是________。
(2)属于原子晶体的化合物是________，由非极性键构成的原子晶体是______。
(3)直接由原子构成的晶体是________。
(4)受热熔合时，晶体内的化学键不发生变化的是________，需克服共价键的是________。
(5)既含离子键又含共价键的是________。
(6)下图是干冰晶体结构的一部分，观察此图，试说明每个CO2分子周围有________个与之紧邻等距的CO2分子。
4．金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题：
(1)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠相同，Ni2＋和Fe2＋的离子半径分别为69 pm和78 pm，则熔点NiO________FeO(填“＜”或“＞”)。
(2)NiO晶胞中Ni和O的配位数分别为________、_____________________________。
(3)金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图如下图所示。该合金的化学式为________________。
参考答案
基础梳理整合
一、1.有　无　有　无　固定　不固定
2．(1)基本单元　(2)任何间隙　平行　取向
即时训练1
答案：②④⑥
二、1.(2)氢键　范德华力　4　范德华力　12
2．(1)共价键　三维空间网状
(2)sp3　109°28′　4
即时训练2
答案：①②③⑤
三、1.(1)价电子　整块晶体　所有原子　所有的金属原子　(2)金属阳离子　自由电子　金属键　(3)差别很大
2．定向移动　热　频繁碰撞　相对滑动　体系的排列方式　润滑剂
即时训练3
答案：②
四、1.(1)阴、阳离子　静电作用　相互排斥　相互吸引　阳离子　阴离子　离子键
(2)晶体中正负离子的半径比决定晶体结构　电荷不同，配位数必然不同
2．(1)气态离子　释放　kJ·mol－1　正
(2)稳定性　小　多　稳定　高　大
即时训练4
答案：②③④
核心归纳突破
【例1】 答案：Ⅰ.BaPbO3　12　Ⅱ.4
解析：Ⅰ.每一个晶胞中Ba2＋的个数为1，Pb4＋的个数为8×＝1，O2－的个数为12×＝3，所以其化学式为BaPbO3；立方体的12个棱边中心上的O2－离中心Ba2＋最近且相等，所以每个Ba2＋与12个O2－配位；Ⅱ.因为晶胞为长方体，所以处于6个面心的C有两个离的比另外四个远，所以最近的C数目为4。
【例2】 C　解析：这些晶体属于原子晶体的有①③④、离子晶体的有②、分子晶体的有⑤⑥。一般来说，原子晶体的熔点＞离子晶体的熔点＞分子晶体的熔点；对于原子晶体，键长Si—Si＞Si—C＞C—C，相应键能Si—Si＜Si—C＜C—C，故它们的熔点：金刚石＞碳化硅＞晶体硅。
演练巩固提升
1．答案：(1)＝4.1 g·cm－3
或或135
(2)4.70×10－23　4.23×10－22
NA＝＝6.01×1023 mol－1
(3)b
2．答案：4　4　
解析：因为金刚石属于面心立方晶体，即碳原子处在立方体的8个顶点、6个面心，每个晶胞中含有碳原子数为×8＋×6＝4，根据BN的化学式可推知一个晶胞中含有4个N原子；因一个BN的质量是 g，一个晶胞的质量为×4 g，而一个晶胞的体积为(361.5×10－10)3 cm3，依据ρ＝可得。
3．答案：(1)BCEF　E　(2)A　D　(3)ADE　(4)BCEF　AD　(5)G　(6)12
解析：(1)注意氩是单原子分子，不含化学键，其晶体是由原子直接构成；(6)以立方体的一个顶点为研究对象，离其最近的是面中心的分子，补齐其他7个同样的立方体，找出通过所研究顶点的3个相互垂直的截面，每个截面上有4个，总共12个。
4．答案：(1)＞　(2)6　6　(3)LaNi5
解析：(1)晶格能与离子半径有关，其他因素相同时，离子半径越大，晶格能越小；(2)由信息可知NiO与氯化钠相似，所以Ni和O的配位数均为6；(3)La在8个顶点，所以La为＝1，Ni有8个位于面上和一个中心，所以Ni为＋1＝5。
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第3节　化学与材料的发展
1．讨论社会发展和科技进步对材料的要求，认识化学对材料科学发展的促进作用。
2．举例说明金属材料、无机非金属材料、高分子合成材料、复合材料和其他新材料的特点，了解有关的生产原理。
3．举例说明用化学方法进行金属材料表面处理的原理。
4．收集我国现代材料研究和材料工业发展情况的资料，认识新材料的发展方向。
一、无机非金属材料
1．传统硅酸盐材料
传统硅酸盐材料一般是以______、______、______、________等为原料生产的。这些原料一般都含有________，空间结构为________，结构的特殊性决定硅酸盐材料大多具有稳定性强、硬度高、熔点高、难溶于水、绝缘、耐腐蚀等特点。因此由它们制造的陶瓷、玻璃、水泥等材料，被广泛地应用于生产和生活中。
(1)陶瓷：传统陶瓷大多是将____和____的混合物通过高温烧结制成的；陶瓷种类很多，主要分为______、______、______等。
(2)玻璃：普通玻璃是以________、________、______为主要原料，经过若干工序制成。它的主要成分为_____________和__________，制造过程中发生的主要反应是_________、______________________________。
(3)水泥：普通硅酸盐水泥的原料是________、______；在窑中煅烧得到熟料再配以适量的__________即得产品；水泥的主要成分是___________、__________、___________等。
2．新型无机非金属材料
(1)新型陶瓷：新型陶瓷突破了以______和____两种元素为主，如SiC又称______，其制备反应方程式为____________________。再如氮化硅，有多种制造方法(写出制备反应方程式)：①______________________；②______________________________。
(2)单晶硅：高纯度硅制备的主要反应：
①__________________________________；
②__________________________________；
③__________________________________。
(3)石墨、金刚石和C60：20世纪50年代石墨转变成金刚石的生产条件是______________、__________________、________________；化学气相沉积法制造金刚石薄膜的原理为____________________________________。C60材料是碳的另一类单质，类似的还有C70、C240、C540、C960等。C60可能成为新型贮氢材料，而K3C60具有超导性，可开发出高温超导材料，碳纳米管则具有更大的韧性。
即时训练1 下列说法中正确的是__________。
①陶瓷、玻璃、水泥均属于硅酸盐材料
②玻璃是纯净物，陶瓷是混合物
③黏土、石英中均含有硅氧四面体结构
④粗硅提纯过程中不涉及氧化还原反应
⑤Si3N4属于新型陶瓷
⑥太阳能电池板的主要成分是SiO2
⑦陶瓷的主要原料是黏土及石英
二、金属的冶炼
1．钢铁的冶炼
(1)工业炼铁
①主要原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气。
②主要设备：高炉。
③反应原理：化合态铁较易被还原。在高温下，一氧化碳气体可将化合态的铁还原为单质铁。
C＋O2CO2(提供热能，制造CO2)
CO2＋C2CO(制造还原剂)
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2(制造生铁)
CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑(除去SiO2)
(2)工业炼钢
①炼钢原理
炼钢就是在高温下用______剂将生铁中过多的碳和其他杂质氧化成气体或炉渣除去。在炼钢的过程中要发生多而复杂的氧化还原反应，例如：
2C＋O22CO
2Fe＋O22FeO
FeO＋CCO↑＋Fe(脱碳)
FeS＋CaOFeO＋CaS(脱硫)
②炼钢的主要设备
炼钢的主要设备是转炉。
③炼钢的主要原料
炼钢的主要原料是______、______、______和合金元素。
(3)实际生产中的作用
实际生产中，控制氧及各种元素含量是炼钢中的一项关键技术，用计算机控制过程，实现根据样品中碳等元素的含量及钢水的温度等数据，及时调节氧气的供应量，准确添加必要的元素，使炼出的钢水达到设计要求。
2．铝的冶炼
(1)原料：________(主要成分为Al2O3)。
(2)提纯Al2O3
相关化学方程式：_____________________________________________________________ __________________________________________________________________________。
(3)电解Al2O3
化学方程式：____________________________；
加入冰晶石及少量萤石的目的是__________________。
即时训练2 下列叙述中不正确的是________。
①金属的冶炼过程一定涉及氧化还原反应
②炼铁与炼钢的原理相同，都是使用还原剂在高温下把铁从其矿石中还原出来
③冶炼金属一定要加入还原剂
④生铁的冶炼一般在高炉中进行，原料为铁矿石、焦炭、石灰石、空气
⑤炼铁中加入石灰石的主要目的是除去铁矿石中的脉石
⑥工业上从铝土矿中提取三氧化二铝，需要三步反应，且均不是氧化还原反应
⑦冶炼铝时加入冰晶石(Na3AlF6)是为了提供铝元素，使电解能顺利进行
⑧工业上还可以用电解熔融AlCl3冶炼铝
⑨电解Al2O3时，阴极需要定期更换碳块
三、金属的腐蚀与防护
1．金属腐蚀的类型
(1)化学腐蚀：金属跟其表面接触到的物质(如O2、Cl2、SO2、酸雨等)直接发生化学反应而引起的腐蚀。
(2)电化学腐蚀：不同金属或不纯金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化引起的腐蚀。
(3)常见的电化学腐蚀
方式 发生条件 反应原理
析氢腐蚀 金属表面电解质溶液显强酸性 负极：M－ne－===Mn＋正极：2H＋＋2e－===H2↑
吸氧腐蚀 金属表面电解质溶液酸性很弱或显中性 负极：M－ne－===Mn＋正极：2H2O＋O2＋4e－===4OH－
2．金属腐蚀的防止和利用
(1)金属腐蚀的防止方法
(2)金属腐蚀的利用
金属的化学蚀刻、印刷电路的腐蚀、电子元件与集成电路的精细加工都是利用了金属腐蚀的原理。
即时训练3 下列说法中正确的是______。
①金属的腐蚀以电化学腐蚀为主
②金属腐蚀的本质是金属失去电子，被氧化
③为防止轮船腐蚀，通常在轮船船身上装一定数量的铅块
④为防止铁被腐蚀，在铁表面镀铜，镀铜时，铁与电源正极相连
四、高分子化合物与材料
1．线型结构、体型结构高分子材料比较
合成材料 线型高分子材料 体型高分子材料
常见物质 合成纤维、部分塑料(如聚乙烯) 部分塑料(如电木)
结构特点 以共价键结合成高分子链，链与链之间以分子间作用力相结合 以共价键构成高分子链，链与链之间以共价键大量交联
性质特点 具有弹性、可塑性，在溶剂中能溶解，加热能熔融，硬度、脆性较小，不能导电，属于______性材料 没有弹性和可塑性，不能溶解或熔融，在溶剂中能溶胀，硬度和脆性较大，不能导电，属于__________性材料
2．合成高分子化合物的主要化学反应
加成聚合反应 缩合聚合反应
含义 许多小分子(含不饱和键)通过加成反应形成高聚物的聚合反应 许多小分子通过缩合形成高聚物，同时有小分子生成的聚合反应
单体特征 含不饱和键如碳碳双键、碳碳三键 含特征官能团如—OH、—COOH、—NH2等
单体种类数 相同或不同的单体 相同或不同的单体
高聚物特征 链节与单体的组成______ 链节与单体的组成______
产物种类 只有高聚物 高聚物和小分子
举例
3．新型高分子材料
(1)功能高分子材料的特定功能主要通过以下三种途径获得：
①由含有某种特定功能官能团的单体__________(如能导电的高分子化合物等)；
②通过化学反应在高分子主链或侧链上引入某些具有特定功能的______(如高吸水性树脂等)；
③通过合理的加工成型实现材料的______(如微胶囊等)。
(2)复合材料一般是由两种或两种以上性质不同的材料组合而成的。
玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)就是________和________复合而成的复合材料。
4．废旧高分子材料的回收利用
(1)通过______和______利用，做成多种有用的材料和制品。
(2)采用________或__________的方法使其分解，用于制备多种化工原料。
(3)将废旧的聚合物作为燃料回收利用______。
即时训练4 下列说法中不正确的是________。
①塑料有固定的熔点
②所有的塑料加热后均能熔化
③腈纶毛线属于人造纤维
④塑料制品容易被微生物分解，所以废弃塑料制品不会对环境造成严重的污染
⑤聚乙烯是通过加聚反应得到的
⑥玻璃钢属于复合材料
一、金属的冶炼和应用
1．矿石的提纯
金属冶炼前，一定要对金属矿石进行提纯与富集，如把铝土矿提纯为纯净的Al2O3等。
2．冶炼方法
(1)金属的冶炼和金属的活泼性有很大关系，活泼性不同，对应的冶炼方法不同。常见方法：热分解法、热还原法、电解法。
(2)方法选择
位于金属活动性顺序前面的活泼金属一般用电解法冶炼；位于中部的金属一般可用热还原法冶炼；位于后面的不活泼金属一般用热分解法。在选择工业冶炼金属的方法时，除了要考虑金属的活泼性外，还应考虑成本，热分解法―→热还原法―→电解法越来越难，成本越来越高，所以在选择冶炼方法时，能用热分解法不用热还原法、能用热还原法不用电解法。还原剂的选择：冶炼铁时一般选择CO作还原剂，而不用Al、H2，因为使用Al、H2的成本远远高于CO。
3．节能与环保
在进行金属冶炼时，矿石的选择、冶炼方法的选择及金属的回收利用，一定要注意节能与环保。
【例1】 金属铝的生产是以Al2O3为原料，在熔融状态下进行电解：2Al2O34Al＋3O2↑，请回答下列问题：
(1)冰晶石(Na3AlF6)的作用是______________；
(2)电解生成的金属铝是在熔融液的________(填“上层”或“下层”)；
(3)阴极和阳极均由________做成；电解时不断消耗的电极是________(填“阳极”或“阴极”)；
(4)铝是高耗能产品，废旧铝材的回收利用十分重要。在工业上，最能体现节能减排思想的是将回收铝做成____(填代号)。
a．冰晶石 b．氧化铝 c．铝锭 d．硫酸铝
二、材料的生产、应用及环保
1．材料的生产
(1)材料的生产中要注意原材料的来源及价格，注意生产过程中的能量的充分利用、绿色化学及环保。
(2)高分子材料大多是通过加聚反应和缩聚反应生成的。①发生加聚反应的物质必须是含有双键、三键等不饱和键的化合物。例如：烯、炔、醛等含不饱和键的化合物。发生加聚反应时无副产物生成。②缩聚反应的单体往往是含双官能团的化合物，例如：—OH、—COOH、—NH2、—X及活泼的H或多官能团的小分子。发生缩聚反应时生成聚合物的同时还有小分子生成。
2．材料的应用及回收利用
材料的应用及回收利用时，要结合材料的性质如官能团的性质、线型结构与体型结构的性质。
【例2】 玻璃钢可由酚醛树脂和玻璃纤维制成。
(1)酚醛树脂由苯酚和甲醛缩聚而成，反应时放出大量热，为防止温度过高，应向已有苯酚的反应釜中______加入甲醛，且反应釜应装有______装置。
(2)玻璃纤维由玻璃拉丝得到。普通玻璃是由石英砂、______和石灰石(或长石)高温熔融而成，主要反应的化学方程式为_________________________________________________。
(3)玻璃钢中玻璃纤维的作用是______。玻璃钢具有____________等优异性能(写出两点即可)。
(4)下列处理废旧热固性酚醛塑料的做法合理的是______。
a．深埋
b．粉碎后用作树脂填料
c．用作燃料
d．用有机溶剂将其溶解，回收树脂
1．(2012课标全国理综，36)由黄铜矿(主要成分是CuFeS2)炼制精铜的工艺流程示意图如下：
(1)在反射炉中，把铜精矿砂和石英砂混合加热到1 000 ℃左右，黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物，且部分Fe的硫化物转变为低价氧化物。该过程中两个主要反应的化学方程式分别是________________________、__________________________，反射炉内生成炉渣的主要成分是____________；
(2)冰铜(Cu2S和FeS互相熔合而成)含Cu量为20%～50%。转炉中，将冰铜加熔剂(石英砂)在1 200 ℃左右吹入空气进行吹炼。冰铜中的Cu2S被氧化为Cu2O，生成的Cu2O与Cu2S反应，生成含Cu量约为98.5%的粗铜，该过程发生反应的化学方程式分别是__________________________________、________________________________；
(3)粗铜的电解精炼如图所示。在粗铜的电解过程中，粗铜板应是图中电极______(填图中的字母)；在电极d上发生的电极反应式为________________；若粗铜中还含有Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为________。
硫酸铜溶液
2．普通纸张的主要成分是纤维素。在早期的纸张生产中，常采用纸张表面涂敷明矾的工艺，以填补其表面的微孔，防止墨迹扩散。请回答下列问题：
(1)人们发现纸张会发生酸性腐蚀而变脆、破损，严重威胁纸质文物的保存。经分析检验，发现酸性腐蚀主要与造纸中涂敷明矾的工艺有关，其中的化学原理是________________；为了防止纸张的酸性腐蚀，可在纸浆中加入碳酸钙等添加剂，该工艺原理的化学(离子)方程式为________________________________________________________________________。
(2)为了保护这些纸质文物，有人建议采取下列措施：
①喷洒碱性溶液，如稀氢氧化钠溶液或氨水等。这样操作产生的主要问题是__________ ________________________________________________________________________；
②喷洒Zn(C2H5)2。Zn(C2H5)2可以与水反应生成氧化锌和乙烷。用化学(离子)方程式表示该方法生成氧化锌及防止酸性腐蚀的原理_________________________________________、________________________________________________________________________。
(3)现代造纸工艺常用钛白粉(TiO2)替代明矾。钛白粉的一种工业制法是以钛铁矿(主要成分为FeTiO3)为原料按下列过程进行的，请完成下列化学方程式：
①FeTiO3＋C＋Cl2TiCl4＋FeCl3＋CO
②TiCl4＋O2TiO2＋Cl2
3．往有机聚合物中添加阻燃剂，可增加聚合物的使用安全性，扩大其应用范围。例如，在某聚乙烯树脂中加入等质量由特殊工艺制备的阻燃型Mg(OH)2，树脂可燃性大大降低。该Mg(OH)2的生产工艺如下：
→→→→→→→
(1)精制卤水中的MgCl2与适量石灰乳反应合成碱式氯化镁[Mg(OH)2－xClx·mH2O]，反应的化学方程式为____________________________________。
(2)合成反应后，继续在393 K～523 K下水热处理8 h，发生反应：
[Mg(OH)2－xClx·mH2O]===(1－)Mg(OH)2＋MgCl2＋mH2O水热处理后，过滤、水洗。水洗的目的是________________________________。
(3)阻燃型Mg(OH)2具有晶粒大，易分散、与高分子材料相容性好等特点。上述工艺流程中与此有关的步骤是____________。
(4)已知热化学方程式：
Mg(OH)2(s)===MgO(s)＋H2O(g)　ΔH1＝＋81.5 kJ· mol－1
Al(OH)3(s)===Al2O3(s)＋H2O(g)　ΔH2＝＋87.7 kJ· mol－1
①Mg(OH)2和Al(OH)3起阻燃作用的主要原因是
________________________________________________________________________。
②等质量Mg(OH)2和Al(OH)3相比，阻燃效果较好的是______，原因是_____ ________________________________________________________________________。
(5)常用阻燃剂主要有三类：A.卤系，如四溴乙烷；B.磷系，如磷酸三苯酯；C.无机类Mg(OH)2和Al(OH)3。从环保的角度考虑，应用时较理想的阻燃剂是______，理由是_____ ______________________________________________________________________________。
参考答案
基础梳理整合
一、1.黏土　石英　钾长石　钠长石　[SiO4]4－　四面体
(1)黏土　水　土器　炻器　瓷器
(2)石英砂　石灰石　纯碱　Na2SiO3　CaSiO3　Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑　CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑
(3)石灰石　黏土　石膏　3CaO·SiO2　2CaO·SiO2
3CaO·Al2O3
2．(1)Si　O　金刚砂　SiO2＋3CSiC＋2CO↑　3Si＋2N2Si3N4　3SiCl4＋2N2＋6H2Si3N4＋12HCl　
(2)①SiO2＋2C1 600～1 800 ℃,Si＋2CO↑　②Si＋3HClSiHCl3＋H2　③SiHCl3＋H2Si＋3HCl　
(3)1 300～1 400 ℃　6×106 kPa～7×106 kPa　Fe、Co、Ni等作催化剂　CH4C(金刚石)＋2H2
即时训练1
①③⑤
二、1.(2)①氧化　③生铁　氧气　生石灰
2．(1)铝土矿　(2)Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O，NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3,2Al(OH)3△,Al2O3＋3H2O
(3)2Al2O3电解,4Al＋3O2↑　降低Al2O3的熔点
即时训练2
②③⑦⑧⑨
即时训练3
①②
四、1.热塑　热固
2．相同　不同　
3．(1)直接聚合　基团　功能化　(2)玻璃纤维　高分子化合物
4．(1)再生　改性　(2)热裂解　化学处理　(3)热能
即时训练4
①②④
核心归纳突破
【例1】 答案：(1)降低Al2O3的熔化温度
(2)下层　(3)碳块(或石墨)　阳极　(4)c
【例2】 答案：(1)缓慢　冷却　(2)纯碱
SiO2＋Na2CO3高温,Na2SiO3＋CO2↑，SiO2＋CaCO3高温,CaSiO3＋CO2↑
(3)增强作用(或骨架作用)
密度小、强度高、抗腐蚀、抗冲击、绝缘性好(任选两点)
(4)b
演练巩固提升
1．答案：(1)2CuFeS2＋O2Cu2S＋2FeS＋SO2　2FeS＋3O22FeO＋2SO2　FeSiO3
(2)2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2　2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑
(3)c　Cu2＋＋2e－===Cu　Au、Ag以单质的形式沉积在c(阳极)下方，Fe以Fe2＋的形式进入电解液中
2．答案：(1)明矾水解产生酸性环境，在酸性条件下纤维素水解，使高分子链断裂
CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O
(2)①过量的碱同样可能会导致纤维素水解，造成书籍污损
②Zn(C2H5)2＋H2O===ZnO＋2C2H6↑　ZnO＋2H＋===Zn2＋＋H2O
(3)①2 6 7 2 2 6
②1 1 1 2
3．答案：(1)2MgCl2＋(2－x)Ca(OH)2＋2mH2O===2[Mg(OH)2－xClx·mH2O]＋(2－x)CaCl2
(2)除去附着在Mg(OH)2表面的可溶性物质MgCl2、CaCl2等
(3)表面处理
(4)①Mg(OH)2和Al(OH)3受热分解时吸收大量的热，使环境温度下降；同时生成的耐高温、稳定性好的MgO、Al2O3覆盖在可燃物表面，阻燃效果佳
②Mg(OH)2　Mg(OH)2的吸热效率为：＝1.41 kJ·g－1，Al(OH)3的吸热效率为：＝1.12 kJ·g－1，等质量的Mg(OH)2比Al(OH)3吸热多
(5)C　四溴乙烷、磷酸三苯酯沸点低，高温时有烟生成，且高温时受热分解产生有毒、有害的污染物。无机类阻燃剂Mg(OH)2和Al(OH)3无烟、无毒、腐蚀性小
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第2节　分子结构与性质
1．了解共价键的主要类型σ键和π键，能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。
2．了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3)，能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或离子的空间结构。
3．了解简单配合物的成键情况。
4．了解化学键和分子间作用力的区别。
5．了解氢键的存在对物质性质的影响，能列举含有氢键的物质。　　　
一、共价键
1．本质
在原子之间形成____________。
2．基本特征
具有________性和________性。
3．共价键的类型
分类依据 类型
形成共价键的原子轨道重叠方式 σ键 电子云“__________”重叠
π键 电子云“__________”重叠
形成共价键的电子对是否偏移 极性键 共用电子对______偏移
非极性键 共用电子对________偏移
4．判断方法
(1)σ键与π键
①依据强度判断：σ键的强度较________，较稳定，π键强度较________，比较容易断裂。注意NN中的π键强度大。
②共价单键是σ键，共价双键中含有____个σ键____个π键；共价三键中含有____个σ键____个π键。
(2)极性键与非极性键
看形成共价键的两原子：不同种元素的原子之间形成的是____性共价键；同种元素的原子之间形成的是__________性共价键。
5．键参数
(1)键能
________________原子形成__________化学键释放的最低能量。键能越____________，化学键越稳定。
(2)键长
形成共价键的两个原子之间的____________。键长越__________，共价键越稳定。
(3)键角
在原子数超过2的分子中，两个共价键之间的夹角。如O===C===O键角为________，H—O—H键角为__________。
6．等电子原理
______________相同、______________相同的分子(即等电子体)具有相似的化学键特征，它们的许多性质____________，如CO和________。
即时训练1 下列叙述正确的是________。
①s电子与s电子、p电子形成的共价键一定是σ键
②H—CN中含有一个σ键、三个π键
③NaCl中含有一个σ键
④甲烷中含有四个相同的极性共价键
⑤乙烯中既含σ键和π键，也含极性键和非极性键
⑥HF的键长小于HCl的，所以HF的键能小于HCl的
特别提示：(1)并不是所有的分子都含有共价键，如单原子分子的稀有气体；(2)两原子之间形成的共价键中有且只有一个σ键；(3)键能、键长决定分子的稳定性，键长、键角决定分子的空间构型。
二、分子的立体构型
1．价层电子对互斥模型
对于ABn型分子的立体构型
(1)中心原子A的价电子都用于形成共价键，无孤对电子，则n＝2时________形、n＝3时____________形、n＝4时______________形。
(2)中心原子A有未用于形成共价键的价电子，有孤对电子，则n＝2时________形、n＝3时__________形。
2．杂化轨道理论
(1)sp杂化
sp杂化轨道由__________和__________组合而成，杂化轨道间夹角为________，呈________形。
(2)sp2杂化
sp2杂化轨道由__________和__________组合而成，杂化轨道间夹角为__________，呈____________。
(3)sp3杂化
sp3杂化轨道由__________和__________组合而成，杂化轨道间夹角为__________________，呈__________形。
特别提示：注意电子对的空间构型与分子的空间构型有所不同，当分子中无孤对电子时，电子对的空间构型与分子的空间构型相同；当分子中有孤对电子时，电子对的空间构型与分子的空间构型不同。
3．配位键
(1)孤电子对
分子或离子中没有与其他原子共用的电子对称孤电子对。
(2)配位键
成键原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道。含有孤电子对的微粒有：分子如CO、NH3、H2O等；离子如Cl－、CN－、NO等。含有空轨道的微粒有：过渡金属的原子或离子。
(3)配位化合物的组成
如对于硫酸四氨合铜，化学式为[Cu(NH3)4]SO4称为配位化合物(简称配合物)，Cu2＋有空轨道为中心离子，NH3有孤对电子为配体，配位键的数目为4，配位数为4，表示为。NH的形成为＋，在NH中，虽然有一个N—H键形成过程与其他三个N—H键形成过程不同，但是一旦形成之后，四个共价键就完全相同。
即时训练2 (1)填写下列表格
分子类型 实例 结构式 立体构型 中心原子的杂化方式 中心原子的孤对电子数
三原子 CO2
H2O
四原子 HCHO
NH3
五原子 CH4
(2)在[Cu(NH3)4]2＋中含有________________，中心离子是________，配体为________。
三、分子的性质
1．分子的极性
非极性分子 极性分子
形成原因 正电中心和负电中心____的分子 正电中心和负电中心______的分子
存在的共价键 ______键或____键 ____键
分子内原子排列
2．范德华力、氢键、共价键的比较
范德华力 氢键 共价键
概念 物质分子之间普遍存在的一种相互作用力，又称分子间作用力 由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一个分子中电负性很强的原子形成的作用力 相邻原子间通过共用电子对所形成的相互作用
作用微粒 分子或原子(稀有气体) 氢原子、电负性很强的原子 原子
强度比较 ________＞________＞____________
影响强度的因素 ①随着分子极性和相对分子质量的增大而______②组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力______ 对于A—H…B—，A、B的电负性越大，B原子的半径越小，作用力______ 成键原子半径越小，键长______，键能越大，共价键越______
对物质性质的影响 ①影响物质的熔沸点、溶解度等物理性质②组成和结构相似的物质，随相对分子质量的增大，物质的熔沸点升高，如F2__Cl2__Br2__I2，CF4__CCl4__CBr4 分子间氢键的存在，使物质的熔沸点升高，在水中的溶解度增大，如熔沸点：H2O__H2S，HF__HCl，NH3__PH3 ①影响分子的稳定性②共价键键能越大，分子稳定性______
3．溶解性
(1)“相似相溶”的规律：非极性溶质一般能溶于__________，极性溶质一般能溶于__________。如果存在氢键，则溶剂与溶质之间的氢键作用力越大，溶解性________。
(2)“相似相溶”还适用于分子结构的相似性。如乙醇与水______，而戊醇在水中的溶解度明显________。
(3)如果溶质与水发生反应，将增大物质的溶解度，如____________等。
4．无机含氧酸分子的酸性
无机含氧酸可写成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，则n值越大，R的正电性越________，导致R—O—H中O的电子向________偏移，在水分子的作用下越________电离出H＋，酸性越________，如H2SO3________H2SO4。
即时训练3 下列说法中正确的是______。
①甲烷是由极性键构成的非极性分子
②水是非极性分子
③乙醇分子跟水分子之间只存在范德华力
④甲烷可与水形成氢键
⑤HF的相对分子质量小于HCl的，所以HF的沸点小于HCl的
⑥汽油易溶于四氯化碳符合“相似相溶”规律
⑦邻羟基苯甲酸和对羟基苯甲酸均可以形成氢键，但对羟基苯甲酸的沸点高于邻羟基苯甲酸的
⑧酸性由强到弱的顺序为：HClO2＞HClO3
⑨二氯甲烷属于手性分子
一、分子的空间构型与杂化方式的判断
1．根据分子结构式进行推断
(1)公式：
杂化轨道数＝中心原子孤电子对数(未参与成键)＋中心原子形成的σ键个数
(2)中心原子形成σ键个数的判断方法：
因为两原子之间只能形成一个σ键，所以中心原子形成的σ键个数＝中心原子结合的原子数。
(3)中心原子孤电子对数的判断方法：
①依据经验公式进行计算：对于通式AX中心原子(A)未用于成键的孤电子对数＝；如SO中的孤电子对数＝＝0、NH中的孤电子对数＝＝0、HCN中的孤电子对数＝＝0。
②根据分子结构式推断出中心原子的孤电子对数。如HCN：结构简式(H—CN)，中心原子C形成两个σ键，C原子的四个价电子全部参与成键无孤电子对；H2O：结构式(H—O—H)，中心原子O形成两个σ键，O只有两个价电子参与成键，还余四个电子形成两对孤电子对。
2．根据分子的空间构型推断杂化方式
多原子(3个或3个以上)分子的立体结构与中心杂化方式的对照：
分子的立体结构 正四面体形 三角锥形 V形 平面三角形 V形 直线形
杂化类型 sp3 sp2 sp
(1)只要分子构型为直线形的，中心原子均为sp杂化，同理，只要中心原子是sp杂化的，分子构型均为直线形。
(2)只要分子构型为平面三角形的，中心原子均为sp2杂化。
(3)只要分子中的原子不在同一平面内的，中心原子均是sp3杂化。
(4)V形分子的判断需要借助孤电子对数，孤电子对数是1的中心原子是sp2杂化，孤电子对数是2的中心原子是sp3杂化。
3．根据等电子体原理结构相似推断
如：CO2是直线形分子，CNS－、NO、N与CO2是等电子体，所以分子构型均为直线形，中心原子均采用sp杂化。
【例1】 判断下列物质的立体结构和杂化类型。
BF3________；PF3________；SO3________；SO2________；H2S________；HCHO________；NH________；H3O＋________。
二、分子的结构和性质
1．分子极性的判断方法
(1)只含非极性键的分子一定是非极性分子，如H2、P4等。
(2)含极性键的双原子分子一定是极性分子，如HCl、CO等。
(3)ABn(n≥3)型分子：
①根据分子构型判断。
若分子是对称的(直线形、正三角形、正四面体形等)，极性键的极性向量和等于零时，为非极性分子；否则是极性分子。如CH4、CO2等含有极性键，是非极性分子；H2O、NH3等含有极性键，是极性分子。
②利用孤电子对判断。
若中心原子A中无孤电子对，则为非极性分子，有孤电子对，则为极性分子。
③利用化合价判断。
中心原子A的化合价的绝对值＝该元素所在的主族序数，则为非极性分子；若不等，则为极性分子。BCl3、CO2是非极性分子；SO2、NF3是极性分子。
2．物质的熔沸点及氢键
(1)分子间作用力强弱和分子晶体熔沸点大小的判断
组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，克服分子间引力使物质液化和气化就需要更多的能量，熔沸点越高。但存在氢键时分子晶体的熔沸点往往反常地高。
(2)易形成氢键的元素
位于第二周期右边的三种电负性比较大的元素(N、O、F)易形成氢键。N、O、F三种元素对应氢化物NH3、H2O、HF中由于存在氢键，使得它们氢化物的沸点比同族其他元素氢化物的沸点反常地高。
【例2】 第四周期的Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn等许多金属能形成配合物。
(1)NH3是一种很好的配体，氨气是______(填“极性”或“非极性”)分子，氨气分子的沸点________(填“高于”“等于”或“低于”)AsH3。
(2)科学家通过X射线测得胆矾结构示意图可简单表示如下：
图中虚线表示的作用力为____________________。
(3)胆矾溶液与氨水在一定条件下可以生成Cu(NH3)4SO4·H2O晶体。在Cu(NH3)4SO4·H2O晶体中，[Cu(NH3)4]2＋为平面正方形结构，则呈正四面体结构的原子团或分子是____________，其中心原子的杂化轨道类型是____________。
(4)金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色挥发性液态Ni(CO)4，呈正四面体构型。试推测四羰基镍的晶体类型是____________，Ni(CO)4易溶于__________(填下列选项)。
A．水 B．四氯化碳
C．苯 D．硫酸镍溶液
1．(高考集萃)(1)(2012课标全国理综)①S单质的常见形式为S8，其环状结构如图所示，S原子采用的轨道杂化方式是________；
②H2Se的酸性比H2S________(填“强”或“弱”)。气态SeO3分子的立体构型为__________，SO的立体构型为__________；
③H2SeO3的K1和K2分别为2.7×10－3和2.5×10－8，H2SeO4第一步几乎完全电离，K2为1.2×10－2，请根据结构与性质的关系解释：
a．H2SeO3和H2SeO4第一步电离程度大于第二步电离的原因：________________________ _____________________________________________________________________________；
b．H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因：____________________________________________ ______________________________________________________________________________。
(2)(2012福建理综)①硅烷(SinH2n＋2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如图所示，呈现这种变化关系的原因是____________________________________。
②硼砂是含结晶水的四硼酸钠，其阴离子Xm－(含B、O、H三种元素)的球棍模型如图所示：
a．在Xm－中，硼原子轨道的杂化类型有________；配位键存在于________原子之间(填原子的数字标号)；m＝________(填数字)。
b．硼砂晶体由Na＋、Xm－和H2O构成，它们之间存在的作用力有________(填序号)。
A．离子键　B．共价键　C．金属键　D．范德华力　　E．氢键
(3)(2012海南化学)①氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物，这两种化合物都可用于催化乙炔聚合，其阴离子均为无限长链结构(如下图)，a位置上Cl原子的杂化轨道类型为________。已知其中一种化合物的化学式为KCuCl3，另一种的化学式为__________。
②金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应，其原因是________________________，反应的化学方程式为________________。
2．(高考集萃)(1)(2012江苏化学)①NO的空间构型__________(用文字描述)。
②在铜锰氧化物的催化下，CO被氧化成CO2，HCHO被氧化成CO2和H2O。
a．根据等电子原理，CO分子的结构式为__________。
b．H2O分子中O原子轨道的杂化类型为__________。
c．1 mol CO2中含有的σ键数目为______________。
③向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2－。不考虑空间构型，[Cu(OH)4]2－的结构可用示意图表示为________________________。
(2)(2012山东理综)①过渡金属配合物Ni(CO)n的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18，则n＝________。CO与N2结构相似，CO分子内σ键与π键个数之比为________。
②甲醛(H2C===O)在Ni催化作用下加氢可得甲醇(CH3OH)。甲醇分子内C原子的杂化方式为________，甲醇分子内的O—C—H键角________(填“大于”“等于”或“小于”)甲醛分子内的O—C—H键角。
(3)(2012海南化学)下列有关元素锗及其化合物的叙述中正确的是________。
A．锗的第一电离能高于碳而电负性低于碳
B．四氯化锗与四氯化碳分子都是四面体构型
C．二氧化锗与二氧化碳都是非极性的气体化合物
D．锗和碳都存在具有原子晶体结构的单质
3．(1)在BF3分子中，F—B—F的键角是________，B原子的杂化轨道类型为________，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF的立体结构为__________。
(2)H＋可与H2O形成H3O＋，H3O＋中O原子采用________杂化。H3O＋中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大，原因为____________________________________________。
(3)在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的化学键为__________，层间作用力为__________。
(4)H2O分子内的O—H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为______________。HOCHO的沸点比高，原因是____________________。
4．铜是重要金属，Cu的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途，如CuSO4溶液常用作电解液、电镀液等。请回答以下问题：
(1)CuSO4可由金属铜与浓硫酸反应制备，该反应的化学方程式为__________________ _____________________________________________________________________________。
(2)CuSO4粉末常用来检验一些有机物中的微量水分，其原因是____________________ _____________________________________________________________________________。
(3)SO的立体构型是________，其中S原子的杂化轨道类型是________。
参考答案
基础梳理整合
一、1.共用电子对
2．饱和　方向
3．头碰头　肩并肩　发生　不发生
4．(1)大　小　一　一　一　两
(2)极　非极
5．(1)气态基态　1 mol　大
(2)核间距　短
(3)180°　105°
6．原子总数　价电子总数　相似　N2
即时训练1
答案：①④⑤
二、1.(1)直线　平面三角　正四面体
(2)V　三角锥
2．(1)1个s轨道　1个p轨道　180°　直线
(2)1个s轨道　2个p轨道　120°　平面三角形
(3)1个s轨道　3个p轨道　109°28′　正四面体
即时训练2
(1)O===C===O　直线形　sp　0　H—O—H　V形　sp3　2　　平面三角形　sp2　0　　三角锥形　sp3　1 　正四面体形　sp3　0
(2)共价键、配位键　Cu2＋　NH3
三、1.重合　不重合　非极性　极性　极性　对称　不对称
2．共价键　氢键　范德华力　增大　越大　越大　越短　稳定　＜　＜　＜　＜　＜　＞　＞　＞　越强
3．(1)非极性溶剂　极性溶剂　越大
(2)互溶　减小
(3)SO2与H2O
4．高　R　易　强　＜
即时训练3
答案：①⑥⑦
核心归纳突破
【例1】 答案：平面三角形、sp2　三角锥形、sp3　平面三角形、sp2　V形、sp2　V形、sp3　平面三角形、sp2　正四面体、sp3　三角锥形、sp3
解析：BF3：B最外层有3个电子分别与3个F原子形成3个σ键，是sp2杂化，平面三角形；PF3：P最外层有5个电子与3个F原子形成3个σ键后还余1对孤电子对，是sp3杂化，三角锥形；SO3：孤电子对数＝＝0，σ键个数＝3，所以是sp2杂化，平面三角形；SO2：孤电子对数＝＝1，σ键个数＝2，所以是sp2杂化，V形；H2S：孤电子对数＝＝2，σ键个数＝2，所以是sp3杂化，V形；HCHO：孤电子对数＝＝0，σ键个数＝3，所以是sp2杂化，平面三角形；NH：孤电子对数＝＝0，σ键个数＝4，所以是sp3杂化，正四面体；H3O＋：孤电子对数＝＝1，σ键个数＝3，所以是sp3杂化，三角锥形。
【例2】 答案：(1)极性　高于　(2)氢键、配位键　(3)SO　sp3　(4)分子晶体　B、C
解析：(1)NH3中氮原子有孤电子对，是极性分子，能形成氢键，所以熔沸点高；(2)氧与铜形成的是配位键、H与O形成的是氢键；(3)晶体中含有的原子团或分子为[Cu(NH3)4]2＋、NH3、SO、H2O，SO中S的孤电子对数＝＝0，S与O形成四个σ键，所以S是sp3杂化，SO为正四面体结构；(4)由熔沸点低，易挥发可知Ni(CO)4是分子晶体，由立体构型可知是非极性分子。
演练巩固提升
1．答案：(1)①sp3　②强　平面三角形　三角锥形　③a.第一步电离后生成的负离子较难再进一步电离出带正电荷的氢离子　b．H2SeO3和H2SeO4可表示为(HO)2RO和(HO)2RO2，H2SeO3中Se为＋4价，而H2SeO4中Se为＋6价，正电性更高，导致R—O—H中O的电子更向Se偏移，越易电离出H＋
(2)①硅烷的相对分子质量越大，分子间范德华力越强(或其他合理答案)
②a.sp2、sp3　4,5(5,4)　2　b．ADE
(3)①sp3　K2CuCl3　②H2O2为氧化剂，氨与Cu2＋形成配离子，两者相互促进使反应进行　Cu＋H2O2＋4NH3===Cu(NH3)＋2OH－
2．答案：(1)①平面三角形　②a.CO　b．sp3　c．2×6.02×1023个(或2 mol)
③
(2)①4　1∶2　②sp3　小于
(3)BD
3．答案：(1)120°　sp2　正四面体
(2)sp3　H2O中O原子有2对孤对电子，而H3O＋中O原子有1对孤对电子，排斥力小
(3)共价键(极性共价键)　分子间力
(4)O—H键、氢键、范德华力　形成分子内氢键，而HOCHO形成分子间氢键，分子间氢键使分子间作用力增大
解析：(1)BF3中B原子最外层有3个电子形成三个共价键，所以是sp2杂化，无孤电子对分子构型为平面正三角形，键角为120°；BF中B与F形成3个σ键和一个配位键，无孤电子对，为正四面体；(2)H3O＋有3个σ键，孤电子对数＝(6－1×3－1)÷2＝1，所以为sp3杂化，H3O＋孤电子对数为1、H2O孤电子对数为2，所以H2O中孤电子对对成键电子的排斥力大，键角小。
4．答案：(1)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O　(2)白色无水硫酸铜可与水结合生成蓝色的CuSO4·5H2O，显示水合铜离子特征蓝色　(3)正四面体　sp3
解析：(3)硫酸根中心原子的价层电子对为：孤电子数为(6－2×4＋2)＝0，成键电子对数4，所以为正四面体结构，中心原子为sp3杂化。
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选考部分
选修五　有机化学基础
第1节　认识有机化合物
1．能根据有机化合物的元素含量、相对分子质量确定有机化合物的分子式。
2．了解常见有机化合物的结构。了解有机物分子中的官能团，能正确表示它们的结构。
3．了解确定有机化合物结构的化学方法和某些物理方法。
4．了解有机化合物存在异构现象，能判断简单有机化合物的同分异构体(不包括手性异构体)。
5．能根据有机化合物命名规则命名简单的有机化合物。
6．能列举事实说明有机分子中基团之间存在相互影响。　　　
一、有机化合物的分类
1．按碳骨架分类
有机化合物
2．按官能团分类
(1)官能团：决定化合物特殊性质的原子或原子团。
(2)有机物主要类别、官能团和典型代表物
类别 官能团 代表物名称、结构简式
烷烃 — 甲烷CH4
烯烃 _________碳碳双键 乙烯H2C===CH2
炔烃 _________碳碳三键 乙炔HCCH
芳香烃 — 苯
卤代烃 —X(卤素原子) 溴乙烷C2H5Br
醇 ______羟基 乙醇C2H5OH
酚 苯酚C6H5OH
醚 ______醚键 乙醚CH3CH2OCH2CH3
醛 ______醛基 乙醛CH3CHO
酮 ______羰基 丙酮CH3COCH3
羧酸 ______羧基 乙酸CH3COOH
酯 ______酯基 乙酸乙酯CH3COOCH2CH3
即时训练1 下列有机化合物中，有多个官能团：
(1)可以看做醇类的是(填编号，下同)______。
(2)可以看做酚类的是________。
(3)可以看做羧酸类的是______。
(4)可以看做酯类的是________。
特别提示：(1)具有相同官能团的物质不一定属于同一类物质如：苯酚、乙醇中均含有羟基(—OH)；(2)结构决定性质，官能团的多样性，决定了有机物性质的多样性，如，则具有酚、烯烃、醛的性质。
二、有机物的结构特点
1．碳原子的成键特点
2．同系物
结构________，分子组成上相差一个或若干个________原子团的物质称为同系物。
特别提示：分子通式相同的有机物不一定互为同系物。
3．同分异构体
(1)同分异构现象：化合物具有相同的____________而________不同的现象。
(2)同分异构现象的常见类型
①碳链异构，碳链骨架不同，如：
CH3—CH2—CH2—CH3与
②位置异构，官能团的位置不同，如：
CH2===CH—CH2—CH3与CH3—CH===CH—CH3
③官能团异构，官能团种类不同：
组成通式 可能的类别 典型实例
CnH2n 烯烃、环烷烃 H2C===CH—CH3与
CnH2n－2 炔烃、二烯烃等 HCC—CH2CH3与H2C===CHCH===CH2
CnH2n＋2O 醇、醚 C2H5OH与CH3OCH3
CnH2nO 醛、酮、烯醇、环醚、环醇等 CH3CH2CHO、CH3COCH3、H2C===CHCH2OH与
CnH2nO2 羧酸、酯 CH3COOH与HCOOCH3
CnH2n－6O 酚、芳香醇、芳香醚
CnH2n＋1NO2 硝基烷、氨基酸 CH3CH2—NO2与H2N—CH2—COOH
Cn(H2O)m 单糖或二糖 葡萄糖与果糖、蔗糖与麦芽糖
即时训练2 分别写出下列同分异构体的数目：
(1)戊烷：______种、己烷：______种；
(2)分子式为C4H10O属于醇的同分异构体为______种；
(3)分子式为C4H8O2属于酯的同分异构体为______种；
(4)分子式为C7H8O属于酚的同分异构体为______种。
三、有机物的命名
1．烷烃的系统命名
(1)烷烃的系统命名是有机物命名的基础，其命名的基本步骤是：①选主链(碳链最长、支链最多)，称某烷；②定起点(支链最近、位次最小)，编碳位；③取代基，写在前，注位置，短线连；④不同基，简到繁，相同基，合并算。
(2)烷烃的系统命名可以用“长、多、近、短、小”5个字概括。在命名时应注意：
①在选择主链时，首先应符合“长”，如果有两种或两种以上选法都符合“长”，应在“长”的基础上选择“多”(支链最多)的为主链。
②在编号时，首先应符合“近”(以离支链较近的一端为起点编号)，若有两个不同的支链，且分别处于距主链两端同近的位置，则再考虑“简”(从较简单的支链一端为起点编号)；若有两个支链相同，且分别处于距主链同近的位置，而之间还有其他支链，则再考虑“小”(从其他支链较近的一端为起点编号)。
③按主链的碳原子数目称为“某烷”，在其前面写出支链的位号和名称，简单支链在前，复杂支链在后，相同支链合并，位号一一指明，阿拉伯数字之间用“，”，阿拉伯数字与汉字之间用“–”隔开。如：
2,5–二甲基–3–乙基己烷
特别提示：(1)凡是烷烃的系统命名法中有“1–甲基”“2–乙基”“3–丙基”字样的名称都不符合碳链最长，所以均错。(2)在命名时，如果是(CH3)2CHCH2CH(C2H5)CH(CH3)2之类的结构简式，我们可以先展开写成
，然后再进行命名(2,5–二甲基–3–乙基己烷)。
2．烯烃、炔烃、醇等有机物的命名
其命名与烷烃相似，基本步骤是：①选主链(含官能团最长的碳链)；②定起点(离官能团最近)，编碳位。如：
3．苯的同系物的命名
以苯作母体，其他基团作为取代基。如
特别提示：有机物命名时常用到的四种字及含义：
(1)烯、炔、醇、醛、酮、酸、酯……指官能团；
(2)1、2、3……指官能团或取代基的位置；
(3)二、三、四……指官能团或取代基的个数；
(4)甲、乙、丙、丁、戊……指碳原子数。
即时训练3 给下列有机物命名：
(1)(C2H5)2CHC(CH3)3____________
(2)C6H5—CH2CH3____________
(3)________ ____
(4)____________
(5)____________
四、研究有机物的一般步骤和方法
研究有机物的一般步骤：
1．分离、提纯有机化合物的常用方法
(1)蒸馏
①适用对象
常用于分离提纯______态有机物。
②要求
a．该有机物的热稳定性________。
b．有机物与杂质的沸点______________。
(2)萃取分液
①适用对象
常用于分离提纯固态或液态有机物。
②类型
a．液—液萃取：利用有机物在两种__________的溶剂中的________不同，将有机物从一种溶剂转移到另一种溶剂中的过程。
b．固—液萃取：用有机溶剂从固体物质中溶解出有机物的过程。
2．有机物分子式的确定
(1)元素分析
常用燃烧法、李比希氧化产物法，常见的分析类型：
①定性分析：如果燃烧后产物中含有CO2、H2O，则该有机物中一定含有______两种元素，可能含有____元素，如果燃烧后有SO2，则一定含有______元素。
②定量分析：用CuO将一定量仅有C、H、O元素的有机物氧化后，产物CO2用KOH浓溶液吸收，H2O用无水CaCl2吸收，计算出分子中________原子的质量，其余的为______原子的质量，从而推出有机物分子的__________式。
(2)相对分子质量的测定——质谱法。
3．有机物结构式的确定
(1)化学方法：利用特征反应鉴定出官能团，再根据其分子式确定其结构式，如能发生银镜反应的一定含有______。
(2)物理方法：
①红外光谱：测定______或______。
②核磁共振氢谱，测定氢原子______及个数比。
即时训练4 某含C、H、O三种元素的有机物，经燃烧分析实验测定其碳的质量分数是64.86%，氢的质量分数是13.51%，则其实验式是______________，通过质谱仪测定其相对分子质量为74，则其分子式为______________，其核磁共振氢谱有两个峰，峰面积之比为9∶1，则其结构简式为______________。
一、有机物分子式、结构式的确定
1．有机物分子式的确定
具体实例：
(1)直接法：根据阿伏加德罗定律直接求出有机物的分子式。
如已知某有机物蒸气10 mL可与相同状况下65 mL O2完全作用生成40 mL CO2和50 mL水蒸气，则该有机物的分子式是什么？
根据阿伏加德罗定律1 mol该有机物含有4 mol C、10 mol H，可写出有机物的分子式为C4H10Oz。根据有机物燃烧耗氧的公式：4＋－＝，得出z＝0。
(2)实验式(最简式)法：根据分子式为最简式的整数倍，利用相对分子质量和最简式可确定其分子式。如已知有机物最简式为CH2O，相对分子质量为90，可求出该有机物分子式为C3H6O3。
(3)通式法：根据题干要求或物质性质类别及组成通式n值―→分子式。如求相对分子质量为60的饱和一元醇分子式：首先设饱和一元醇的分子式为CnH2n＋2O，列方程12n＋2n＋2＋16＝60，得n＝3，该有机物分子式为C3H8O。
(4)余数法：用烃的相对分子质量除以12，看商和余数。如相对分子质量为128的烃可能的分子式由＝10……8，所以分子式为C10H8或C9H20。
2．有机物分子结构的确定
(1)化学法
官能团种类 试剂 判断依据
碳碳双键或碳碳三键 溴的CCl4溶液 橙红色褪去
酸性KMnO4溶液 紫色褪去
卤素原子 NaOH溶液，AgNO3和稀硝酸的混合液 有沉淀产生
醇羟基 钠 有氢气放出
酚羟基 FeCl3溶液 显紫色
浓溴水 有白色沉淀产生
醛基 银氨溶液 有银镜生成
新制Cu(OH)2悬浊液 有砖红色沉淀产生
羧基 NaHCO3溶液 有CO2气体放出
(2)物理法
质谱(测相对分子质量)、红外光谱(测化学键或官能团)、核磁共振谱(氢原子种类及个数比)。
【例1】 某研究性学习小组为确定某蜡状有机物A的结构和性质，他们拟用传统实验的手段与现代技术相结合的方法进行探究。请你参与探究过程。
Ⅰ.实验式的确定
(1)取样品A进行燃烧法测定。发现燃烧后只生成CO2和H2O，某次燃烧后，经换算得到了0.125 mol CO2和0.15 mol H2O。据此得出的结论是________。
(2)另一实验中，取3.4 g蜡状A在3.36 L(标准状况下，下同)氧气中完全燃烧，两者均恰好完全反应，生成2.8 L CO2和液态水。由此得出的实验式是________。
Ⅱ.结构式确定(经测定A的相对分子质量为136)
(3)取少量样品熔化，加入钠有氢气放出，说明A分子中含有________基。
(4)进行核磁共振，发现只有两个特征峰，且面积比为8∶4，再做红外光谱，发现与乙醇一样透过率在同一处波数被吸收。图谱如下：
则A的结构简式为________。
Ⅲ.性质探究
(5)A与乙酸充分反应后生成的酯在稀硫酸催化下在HO中发生水解的化学方程式(产物中注明18O)为_________________________________________________________________。
二、同分异构体
1．同分异构体的书写规律
(1)烷烃只有碳链异构，书写时要注意写全而不要写重复，一般可按下列规则书写：成直链，一条线；摘一碳，挂中间；往边移，不到端；摘两碳，成乙基；二甲基，同邻间；不重复，要写全。
(2)具有官能团的有机物，如：烯烃、炔烃、芳香族化合物、卤代烃、醇、醛、酸、酯等，书写时要注意它们存在官能团位置异构、官能团类别异构和碳链异构。一般书写顺序是：碳链异构―→官能团位置异构―→官能团类别异构，一一考虑，这样可以避免重写或漏写。
(3)高考题经常以给出信息，根据信息排除其他同分异构体，书写该物质的结构式的形式出题。如：写出分子式为C8H8O2，结构中含苯环属于酯类的同分异构体。
解题方法：①首先分析分子式，C8H8O2除一个苯环、一个酯基外，还有一个碳原子。
②从酯的组成考虑，形成酯的羧酸中至少含一个碳原子，醇中也至少含一个碳原子，则酸只可能为甲酸、乙酸、苯甲酸；醇只可能为甲醇、苯甲醇，此外不要漏下苯酚。
③可写出甲酸某酯：
酯类的同分异构体的书写比较复杂，数目较多，书写时一定按照规则和顺序进行，否则容易重复或漏写，造成不必要的失分，在解题时要注意总结书写的规律和规则。
2．同分异构体数目的判断方法
(1)记忆法。记住已掌握的常见的异构体数。例如：
①凡只含一个碳原子的分子均无异构体；甲烷、乙烷、新戊烷(看做CH4的四甲基取代物)、2,2,3，3–四甲基丁烷(看做乙烷的六甲基取代物)、苯、环己烷、C2H2、C2H4等分子的一卤代物只有一种。
②丙基、丁烷有2种；戊烷、二甲苯有3种。
(2)基元法。例如：丁基(C4H9—)有4种，则丁醇(C4H9—OH)、一氯丁烷(C4H9—Cl)或C4H10的一氯代物、戊醛(C4H9—CHO)、戊酸(C4H9—COOH)等都有4种。
(3)替代法。例如：二氯苯(C6H4Cl2)的同分异构体有3种，四氯苯的也有3种；又如CH4的一卤代物只有一种，新戊烷C(CH3)4的一卤代物也只有一种。
(4)判断有机物发生取代反应后，能形成几种同分异构体的规律，可通过分析有几种等效氢原子法(又称对称法)来得出结论：
①同一碳原子上的氢原子是等效的；
②同一碳原子上所连甲基上的氢原子是等效的；
③处于镜面对称位置上的氢原子是等效的(相当于平面镜成像时，物与像的关系)。
【例2－1】 分子式为C5H10O2的酯共有(不考虑立体异构)(　　)。
A．7种 B．8种 C．9种 D．10种
方法归纳
(1)解答这类题目时，要注意分析限制条件的含义，弄清在限制条件下可以确定什么，再针对可变因素书写各种符合要求的同分异构体。
(2)在判断取代产物的种类时，常依靠等效氢法判断，多元取代物，常采用定一移二(固定一个取代基，再移动另一个取代基位置)的方法。
【例2－2】 (1)化合物CH3OCHO有多种同分异构体，写出符合下列条件的所有同分异构体的结构简式：__________________________。
①能发生银镜反应；②含苯环且苯环上只有两种不同化学环境的氢原子。
(2)H是的同分异构体，具有以下结构特点：
①能与溴水反应，且1 mol H恰好与3 mol Br2发生取代反应；
②能使FeCl3溶液显色，不能发生银镜反应；
③能发生水解反应，且1 mol H与足量NaOH反应最多可消耗3 mol NaOH；
则H可能有________种结构，写出其中一种：______________________。
1．下列各化合物的命名中正确的是(　　)。
A．CH2===CH—CH===CH2　1,3–二丁烯
B．CH3CH2CH(OH)CH3　3–丁醇
C．　甲基苯酚
D． 　2–甲基丁烷
2．下列化合物的核磁共振氢谱中出现三组峰的是(　　)。
A．2,2,3,3–四甲基丁烷 B．2,3,4–三甲基戊烷
C．3,4–二甲基己烷 D．2,5–二甲基己烷
3．双酚A是食品、饮料包装和奶瓶等塑料制品的添加剂，能导致人体内分泌失调，对儿童的健康危害更大。下列有关双酚A的叙述中不正确的是(　　)。
A．双酚A的分子式是C15H16O2
B．双酚A的核磁共振氢谱显示氢原子数之比是1∶2∶2∶3
C．反应①中，1 mol双酚A最多消耗2 mol Br2
D．反应②的产物中只有一种官能团
4．(2012山东青岛二模)丁子香酚结构简式为。F是丁子香酚的一种同分异构体，常用于合成药物的中间体，可以通过以下方案合成。A是一种气态烃，密度是同温同压时氢气的14倍。
(1)①的化学反应类型为________；
(2)下列物质不能与丁子香酚发生反应的是________(填序号)；
a．NaOH溶液
b．NaHCO3溶液
c．Br2的四氯化碳溶液
d．酸性高锰酸钾溶液
(3)写出反应③的化学反应方程式_______________________________________________ ______________________________________________________________________________；
(4)写出3种符合下列条件的D的同分异构体的结构简式__________________。
①含有苯环　②能够发生银镜反应
5．已知化合物A中各元素的质量分数分别为C 37.5%，H 4.2%和O 58.3%。请填空：
(1)0.01 mol A在空气中充分燃烧需消耗氧气1.01 L(标准状况)，则A的分子式是__________；
(2)实验表明：A不能发生银镜反应，1 mol A与足量的碳酸氢钠溶液反应可以放出3 mol二氧化碳。在浓硫酸催化下，A与乙酸可发生酯化反应。核磁共振氢谱表明A分子中有4个氢处于完全相同的化学环境，则A的结构简式是____________；
(3)在浓硫酸催化和适宜的反应条件下，A与足量的乙醇反应生成B(C12H20O7)，B只有两种官能团，其数目比为3∶1。由A生成B的反应类型是__________，该反应的化学方程式是____________________________；
(4)A失去1分子水后形成化合物C，写出C的两种可能的结构简式及其官能团的名称①________________，②__________________。
6．(2012湖北华中师大附中检测)A为肉桂酸甲酯(C10H10O2)的一种同分异构体，其分子结构模型如右图所示(图中球与球之间的连线表示单键或双键)。
用芳香烃D为原料合成A的路线如下：
(1)写出化合物C中的官能团名称__________。
(2)F→H的反应条件是______________，H→C的反应类型有__________。
(3)写出化学方程式C→B___________________________________________________；
C→G____________________________________________________________________。
(4)B的同分异构体中符合下列条件的有________种。
ⅰ.分子内含苯环，且苯环上只有两个支链；
ⅱ.一定条件下，1 mol该物质与足量的银氨溶液充分反应生成4 mol银单质。
7．(2012湖北八校一次联考)由碳、氢、氧3种元素组成的有机物A，相对分子质量为118，含氢的质量分数为8.5%，分子中氢原子个数为碳原子个数的2倍。
(1)A的分子式是________。
(2)一定条件下，A与重铬酸钾反应最终生成B，B分子的结构仅有两种氢原子。
①A的结构简式是______________；其官能团名称是____________。
②A不能发生的反应是(填写序号字母)________。
a．取代反应 b．消去反应
c．加成反应 d．氧化反应
(3)与A具有相同官能团、且只有一个甲基的同分异构体有______种。
8．(2012江西南昌一模)有机物A只由C、H、O三种元素组成，常用作有机合成的中间体，16.8 g该有机物经燃烧测得生成44.0 g CO2和14.4 g水，质谱图表明其相对分子质量为84；红外光谱分析表明A中含有—O—H键和位于分子端的—CC—键，核磁共振氢谱显示有3个峰，峰面积比为6∶1∶1。
(1)写出A的分子式：________。
(2)写出A的结构简式：________。
(3)下列物质一定能与A发生反应的是________(填序号)。
a．H2 b．Na
c．KMnO4 d．Br2
(4)有机物B是A的同分异构体，1 mol B可以与1 mol Br2加成，该有机物所有碳原子在同一平面上，没有顺反异构现象，则B的结构简式为__________。
9．(高考集萃)(1)(2012课标全国理综)①CH3的化学名称为________；
②的同分异构体中含有苯环且能发生银镜反应的共有________种，其中核磁共振氢谱有三种不同化学环境的氢，且峰面积比为2∶2∶1的是________________(写结构简式)。
(2)(2012江苏化学)①化合物的含氧官能团为________和________(填官能团的名称)。
②写出同时满足下列条件的B()的一种同分异构体的结构简式____________________。
Ⅰ.分子含有两个苯环；
Ⅱ.分子有7个不同化学环境的氢；
Ⅲ.不能与FeCl3溶液发生显色反应，但水解产物之一能发生此反应。
(3)(2012天津理综)的分子式为________；写出同时满足下列条件的链状同分异构体的结构简式：________________________。
①核磁共振氢谱有2个吸收峰　②能发生银镜反应
10．F()有多种同分异构体，写出满足下列条件的两种同分异构体的结构简式。
①属于酯类，且能发生银镜反应。
②苯环上的一氯取代物只有两种结构。
③分子结构中只有两个甲基。
________________﹑__________________。
11．(1)甲()中不含氧原子的官能团是__________；下列试剂能与甲反应而褪色的是________(填标号)。
a．Br2/CCl4溶液
b．石蕊溶液
c．酸性KMnO4溶液
(2)甲的同分异构体有多种，写出其中一种不含甲基的羧酸的结构简式：____________。
(3)化合物丁仅含碳、氢、氧三种元素，相对分子质量为110。丁与FeCl3溶液作用显现特征颜色，且丁分子中烃基上的一氯取代物只有一种。则丁的结构简式为______________。
12．(2012北京东城期末)某同学用苯甲醛和氢氧化钾溶液制得苯甲醇和一种钾盐(用X表示)的混合溶液。资料显示，苯甲醇易溶于乙醚(无色液体，微溶于水)、乙醇等有机溶剂，在水中溶解度较小。请回答：
(1)从混合溶液中分离出X溶液的实验方法是________(写出一种即可)。
(2)X溶液用盐酸酸化并冷却后得酸Y的粗产品，进而用水重结晶得Y。由此可知________(填序号)。
a．Y在水中的溶解度受温度影响较大
b．杂质氯化钾在水中的溶解度较大，易于除去
c．Y在冷的溶液中溶解度大，在热的溶液中溶解度小
(3)质谱图显示Y的相对分子质量是122。该同学称取12.2 g Y并将其完全氧化。测得生成0.3 mol H2O和0.7 mol CO2，则Y的分子式是________。红外光谱分析表明Y属于芳香族化合物，Y的名称是________。
(4)Y的属于芳香族化合物且能发生银镜反应的同分异构体有________种。
参考答案
基础梳理整合
一、1.脂环化合物　芳香化合物
即时训练1
答案：(1)BD　(2)ABC　(3)BCD　(4)E
二、1.4　单　双　三
2．相似　CH2
3．(1)分子式　结构　
即时训练2
答案：(1)3　5　(2)4　(3)4　(4)3
即时训练3
答案：(1)2,2-二甲基-3-乙基戊烷　(2)乙苯　(3)3-甲基-1丁烯
(4)3-甲基2-丁醇　(5)对甲基苯酚(或4-甲基苯酚)
四、1.(1)液　较强　相差较大
(2)互不相溶　溶解度
2．(1)①碳、氢　氧　硫　②碳、氢　氧　实验
3．(1)醛基　(2)化学键　官能团　种类
即时训练4
C4H10O　C4H10O　(CH3)3C—OH
核心归纳突破
【例1】 答案：(1)分子中n(C)∶n(H)＝5∶12，分子式为C5H12Ox(x＝0,1,2，…)
(2)C5H12O4
(3)羟
(4)C(CH2OH)4
(5)＋4HOC(CH2OH)4＋4CH3CO18OH
【例2－1】 C　解析：C5H10O2属于酯类，所以分子中一定含有酯基(—COO—)，具有的结构可能为H—COO—C4H9、CH3—COO—C3H7、C2H5—COO—C2H5、C3H7—COO—CH3，它们具有的同分异构体数分别为4、2、1、2，所以共有9种。
(上述中的任一种)
演练巩固提升
1．D　解析：A、B、C选项正确的命名分别为1,3丁二烯、2丁醇、2甲基苯酚(或邻甲基苯酚)，只有D选项正确。
2．D　解析：根据名称写出结构简式，分别为、
等效氢的种类分别为1、4、4、3，所以D选项正确。
3．C　解析：A选项，补上氢原子，查出C、H、O原子，可知正确；B选项，找出对称面，如图，，①、②、③、④位置上的氢原子数目分别为2、4、4、6，正确；C选项，酚羟基的邻位氢原子有四个，故1 mol双酚A消耗4 mol Br2，错误；D选项，苯环与足量氢气发生加成，最后只含有醇羟基，正确。
4．答案：(1)加成反应　(2)b
羧基(其他合理答案也可)
6．答案：(1)羧基、羟基　(2)Cu/O2加热或CuO加热　氧化反应、中和反应
(4)3
7．答案：(1)C5H10O3　(2)①　羟基、羧基　②bc　(3)6
8．答案：(1)C5H8O　(2)　(3)abcd
(4)
9．答案：(1)①甲苯　②13　
11．答案：(1)碳碳双键(或)　ac
(2)CH2===CH—CH2—CH2—COOH
(3)HOOH
12．答案：(1)萃取或蒸馏　(2)ab　(3)C7H6O2　苯甲酸　(4)4
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