必修2
第一章 物质结构 元素周期律
第一节 元素周期表
一、元素周期表的结构
周期序数＝核外电子层数 主族序数＝最外层电子数 原子序数 ＝ 核电荷数 ＝ 质子数 ＝ 核外电子数
短周期（第1、2、3周期）
周期：7个（共七个横行）
周期表 长周期（第4、5、6、7周期） 主族7个：ⅠA-ⅦA
族：16个（共18个纵行）副族7个：IB-ⅦB
第Ⅷ族1个（3个纵行） 零族（1个）稀有气体元素 二．元素的性质和原子结构
（一）碱金属元素： １．
原子结构 相似性：最外层电子数相同，都为1个
递变性：从上到下，随着核电核数的增大，电子层数增多
２．碱金属化学性质的相似性：
点燃
点燃
4Li + O2 Li2O 2Na + O2 Na2O2 2 Na + 2H2O ＝ 2NaOH + H2↑ 2K + 2H2O ＝ 2KOH + H2↑
2R + 2 H2O ＝ 2 ROH + H2 ↑
产物中，碱金属元素的化合价都为＋１价。
结论：碱金属元素原子的最外层上都只有1个电子，因此，它们的化学性质相似。 ３．碱金属化学性质的递变性：
递变性：从上到下（从Li到Cs），随着核电核数的增加，碱金属原子的电子层数逐渐增多，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，原子失去电子的能力增强，即金属性逐渐增强。所以从Li到Cs的金属性逐渐增强。 结论：１）原子结构的递变性导致化学性质的递变性。
２）金属性强弱的判断依据：与水或酸反应越容易，金属性越强；最高价氧化物
对应的水化物（氢氧化物）碱性越强，金属性越强。
1
４．碱金属物理性质的相似性和递变性：
1）相似性：银白色固体、硬度小、密度小（轻金属）、熔点低、易导热、导电、有
展性。
2）递变性（从锂到铯）：
①密度逐渐增大（K反常） ②熔点、沸点逐渐降低
3）碱金属原子结构的相似性和递变性，导致物理性质同样存在相似性和递变性。 小结：碱金属原子结构的相似性和递变性，导致了碱金属化学性质、物理性质的相
似性和递变性。
递变性：同主族从上到下，随着核电核数的增加，电子层数逐渐增加，原子核对最
外层电子的引力逐渐减小，原子失去电子的能力增强，即金属性逐渐增强。
（二）卤族元素：
１．原子结构 相似性：最外层电子数相同，都为7个
递变性：从上到下，随着核电核数的增大，电子层数增多
２．卤素单质物理性质的递变性：（从Ｆ2到Ｉ2）
（１）卤素单质的颜色逐渐加深；（２）密度逐渐增大；（３）单质的熔、沸点升高 3．卤素单质与氢气的反应： Ｘ2 ＋ H2 ＝ 2 HX
卤素单质与H2 的剧烈程度：依次减弱 ； 生成的氢化物的稳定性：依次减弱
4．卤素单质间的置换
－－
2NaBr +Cl2 ＝2NaCl + Br2 氧化性：Cl2________Br2 ； 还原性：Cl_____Br
－－
2NaI +Cl2 ＝2NaCl + I2 氧化性：Cl2_______I2 ； 还原性：Cl_____I
－－
2NaI +Br2 ＝2NaBr + I2 氧化性：Br2_______I2 ； 还原性：Br______I
结论：
单质的氧化性：依次减弱,对于阴离子的还原性：依次增强
碱金属、卤素的性质递变
5. 非金属性的强弱的判断依据：
1. 从最高价氧化物的水化物的酸性强弱，或与H2反应的难易程度以及氢化物的稳定性2
来判断。
2. 同主族从上到下，金属性和非金属性的递变：
同主族从上到下，随着核电核数的增加，电子层数逐渐增多，原子核对最外层电子的引力逐渐减小，原子得电子的能力减小，失电子的能力增大，即非金属性逐渐减小，金属性逐渐增大。
3. 原子结构和元素性质的关系：
原子结构决定元素性质，元素性质反应原子结构。
同主族原子结构的相似性和递变性决定了同主族元素性质的相似性和递变性。
三．核素
（一）原子的构成：
（１）原子的质量主要集中在原子核上。
（２）质子和中子的相对质量都近似为1，电子的质量可忽略。 （３）原子序数 ＝ 核电核数 ＝ 质子数 ＝ 核外电子数 （４）质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)
A（５）在化学上，我们用符号ZX来表示一个质量数为A，质子数为Z的具体的X原子。
（二）核素
A原子ZX
原子核
中子 N个=（A－Z）个
质子 Z个
核外电子 Z个
核素：把具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子称为核素。一种原子即为一种核素。
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。
或：同一种元素的不同核素间互称为同位素。
（１）两 同：质子数相同、同一元素 （２）两不同：中子数不同、质量数不同 （３）属于同一种元素的不同种原子
第二节 元素周期律
一.原子核外电子的排布
１．在多个电子的原子里，核外电子是分层运动的，又叫电子分层排布。
２．电子总是尽先排布在能量最低的电子层里。 3.核外电子的排布规律 3
（1）各电子层最多容纳的电子数是2n2（n表示电子层）
（2）最外层电子数不超过8个（K层是最外层时，最多不超过2个）；次外层电子数目
不超过18个；倒数第三层不超过32个。
（3）核外电子总是尽先排布在能量最低的电子层，然后由里向外从能量低的电子层逐
步向能量高的电子层排布。
二．元素周期律：
１．核外电子层排布：
随着原子序数的递增，每隔一定数目的元素，会重复出现原子“最外层电子从1个递增到8个的情况（K层由1－2）而达到结构的变化规律。
２．最高正化合价和最低负化合价：
随着原子序数的递增，每隔一定数目的元素，会重复出现原子最高价由 ＋１ ＋７，中部出现负价，由－４ －１ 的变化规律。
（１）O、F无正价，金属无负价
（２）最高正化合价：＋１→＋７ 最低负化合价：－４→－１→0 （３）最高正化合价＝最外层电子数＝主族序数 （４）最高正化合价＋∣最低负化合价∣＝8
（５）最高正化合价＋最低负化合价＝ 0 、2、 4、 6 最外层电子数＝ 4 5 6 7 三．元素金属性和非金属性的递变：
△
１．２Na + 2H2O ＝2NaOH + H2 ↑ (容易) Mg + 2 H2O 2Mg(OH)2 + H2 ↑（较难）
金属性：Na > Mg
２．Mg + 2HCl ＝MgCl2 + H2 ↑ (容易) 2Al + 6 HCl ＝ 2AlCl3 +3H2 ↑（较难）
金属性：Mg > Al 根据1、2得出： 金属性 Na > Mg > Al ３．碱性 NaOH > Mg(OH)2> Al(OH)3 金属性：金属性 Na > Mg > Al Na Mg Al 金属性逐渐减弱
４．结论： Si P S Cl
单质与Ｈ2的反应越来越容易 生成的氢化物越来越稳定 最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强 故：非金属性逐渐增强。
Na Mg Al Si P S Cl 金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强 4
同周期从左到右，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强
５．随着原子序数的递增，元素的核外电子排布、主要化合价、金属性和非金属性都呈
现周期性的变化规律，这一规律叫做元素周期律。 四、同周期、同主族金属性、非金属性的变化规律是：
1. 周期表中金属性、非金属性之间没有严格的界线。在分界线附近的元素具有金属性又具有非金属性。
2. 金属性最强的在周期表的左下角是，Cs；非金属性最强的在周期表的右上角，是Ｆ。 3.元素化合价与元素在周期表中位置的关系。 4．元素周期表和元素周期律对我们的指导作用
①在周期表中寻找新的农药。②在周期表中寻找半导体材料。③在周期表中寻找催
化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料。
5. 元素周期表中元素性质的递变规律 原子半径 电子层排布 失电子能力 得电子能力 金属性 非金属性 主要化合价 同 周 期（从左到右） 逐渐减小 电子层数相同 最外层电子数递增 逐渐减弱 逐渐增强 逐渐减弱 逐渐增强 最高正价（＋1 → ＋7） 非金属负价 == ―（8―族序数） 酸性逐渐增强 碱性逐渐减弱 形成由难 → 易 稳定性逐渐增强 同 主 族（从上到下） 逐渐增大 电子层数递增 最外层电子数相同 逐渐增强 逐渐减弱 逐渐增强 逐渐减弱 最高正价 == 族序数 非金属负价 == ―（8―族序数） 酸性逐渐减弱 碱性逐渐增强 形成由易 → 难 稳定性逐渐减弱 最高氧化物的酸性 对应水化物的碱性 非金属气态氢化物的形成难易、稳定性
5
第三节 化学键
一．离子键
１．离子键：阴阳离子之间强烈的相互作用叫做离子键。 相互作用：静电作用（包含吸引和排斥）
离子化合物：像NaCl这种由离子构成的化合物叫做离子化合物。
（1）活泼金属与活泼非金属形成的化合物。如NaCl、Na2O、K2S等
（2）强碱：如NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2等 （3）大多数盐：如Na2CO3、BaSO4 除AlCl3 （4）铵盐：如NH4Cl
小结：一般含金属元素的物质(化合物)＋铵盐。（一般规律）
注意：酸不是离子化合物,而是共价化合物。
离子键只存在离子化合物中，离子化合物中一定含有离子键。
２.电子式
电子式：在元素符号周围用小黑点(或×)来表示原子的最外层电子（价电子）的式子叫电子式。
用电子式表示离子化合物形成过程：
（1）离子须标明电荷数； （2）相同的原子可以合并写，相同的离子要单个写； （3）阴离子要用方括号括起； （4）不能把“→”写成“＝”； （5）用箭头标明电子转移方向(也可不标)。
二．共价键
1．共价键：原子间通过共用电子对所形成的相互作用叫做共价键。 用电子式表示HCl的形成过程：
２．共价化合物：以共用电子对形成分子的化合物叫做共价化合物。 化合物 离子化合物
共价化合物 化合物中不是离子化合物就是共价化合物 ３．共价键的存在：
非金属单质：H2、X2 、Ｎ2等（稀有气体除外） 共价化合物：H2O、 CO2 、SiO2、 H2S等 复杂离子化合物：强碱、铵盐、含氧酸盐 ４．共价键的分类：
非极性键：在同种元素的原子间形成的共价键为非极性键。共用电子对不发生偏移。 ．．极性键：在不同种元素的原子间形成的共价键为极性键。共用电子对偏向吸引能力．．
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强的一方。 共价键 定义 极性共价键 不同元素的原子形成的共价键，共用电子对（电子云重叠）发生偏移的共价键 非极性共价键 同种元素的原子形成共价键，共用电子对（电子云重叠）不发生偏移 原子吸引电子能力 成键原子电性 影响性质 实例
概念 离子键 阴、阳离子间通过静电作用所形成的化学键 共价键 原子间通过共用电子对（电子云重叠）所形成的化学键 原子（存在分子内、原子间、原子晶体内） 共用电子对（电子云重叠）对两原子核产生的电性作用 非金属元素形成的单质或化合物形成共价键 ①原子半径越小，键能越大；②键长越短，键能越大 不相同 显电性 极性分子或非极性分子 H—Cl 相同 电中性 非极性分子 H—H 、Cl—Cl 成离子（存在阴阳离子间和离子晶体键微粒 内） 作用本质 阴、阳离子间的静性作用 形活泼金属和活泼非金属化合时形成成条件 离子键 决①离子电荷数越大，键能越大；②定键能离子半径越小，键能越大 大小因素 影响性质 实例
离子化合物的熔沸点、硬度等 分子的稳定性，原子晶体的熔沸点、硬度等 三．电子式：
定义：在元素符号周围用小黑点(或×)来表示原子的最外层电子（价电子）的式子叫电子式。
原子的电子式：
２．阴阳离子的电子式：
（１）阳离子 简单阳离子：离子符号即为电子式，如Na+、Mg2等
、
＋
复杂阳离子：如NH4+ 电子式： 7
（２）阴离子 简单阴离子：
复杂阴离子：
、
３．物质的电子式： 离子的电子式：阳离子的电子式一般用它的离子符号表示；在阴离子或原子团外加方括弧，并在方括弧的右上角标出离子所带电荷的电性和电量。
分子或共价化合物电子式，正确标出共用电子对数目。
离子化合价电子式，阳离子的外层电子不再标出，只在元素符号右上角标出正电荷，而阴离
子则要标出外层电子，并加上方括号，在右上角标出负电荷。阴离子电荷总数与阳离子 ４．用电子式表示形成过程：
用电子式表示单质分子或共价化合物的形成过程
用电子式表示离子化合物的形成过程
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金属键与范德华力、氢键
存在范围 金属阳离子和自由电子之间及金属晶体内 分子间和分子晶体内 分子间和分子晶体内 作用 本质 静电作用 电性 引力 电性 引力 作用 强弱 强 决定键能大小因素 ①离子电荷数越大，键能越大；②离子半径越小，键能越大 结构相似的分子，其式量越大，分子间作用力越大。 影响性质 金属晶体的熔沸点、硬度等 分子晶体的熔沸点、硬度等 分子晶体的熔沸点 金属键 范德华力 弱 氢键 弱（稍 强） 化学反应的实质：
一个化学反应的过程，本质上就是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程。 离子键、共价键与离子化合物、共价化合物的关系
非金属单质 共价化合物 化学键的种类 无化学键 非极性共价键 只有共价键 （） 特例：AlCl3 离 子 化 合 物 只有离子键 离子键、极性共价键 离子键、非极性共价键 离子键、极性共价键、配位键 9
、 极性分子： 实例 稀有气体分子（单原子分子）He、Ne O=O、Cl—Cl、H—H（均为非极性分子） 非极性分子： 第二章 化学反应与能量
第一节 化学能与热能
一、化学键与化学反应中能量的变化关系 1.任何化学反应都伴随有能量的变化
2.分子或化合物里的原子之间是通过化学键结合的。 3.化学反应的本质是：旧化学键的断裂与新化学键的形成
旧化学键的断裂与新化学键形成是与能量联系在一起的，断开旧的化学键要吸收能量，而形成新的化学键要放出能量，因此，化学反应都伴随有能量的变化。各种物质都储存有化学能，不同物质组成不同，结构不同，所包含的化学能也不同。
二、化学能与热能的相互转化
类型 放热反应 反应物的总能量大于生成物的总能量
能量变化遵循能量守恒原理
化学能转化为热能量能利用 1.有的化学反应的发生，要从环境中吸收能量，以化学能的形式储存在物质内部；有的化学反应的发生，要向环境中释放能量，使自身体系能量降低。即一种能量可以转化为另一种能量，但总量不变，这就是能量守恒定律。
2. 化学反应中的能量变化，通常主要表现为热量的变化---吸热或放热，也有其它的表现形式，如电能，光能等。
3. 反应物的总能量=生成物的总能量 + 热能 即为放热反应 反应物的总能量==生成物的总能量 - 热能 即为吸热反应
4. 中和热：酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时所释放的热量。 中和反应为放热反应；强酸与强碱反应的中和热为一固定数值。
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反应物的总能量小于吸热反应 生成物的总能量 燃料充分燃烧 新能源的开发 减少污染 第二节 化学能与电能
一、一次能源和二次能源
直接从自然界取得的能源称为一次能源，如流水、风力、原煤、石油、天然气等，一次能源经过加工，转换得到的能源为二次能源，如电力、蒸汽、氢能等。
二、化学电源
1、原电池：将化学能转化为电能的装置。
2、形成条件：能发生氧化还原反应，活性不同的两个电极，闭合的回路，电解质溶液。 3、电极名称：
负极：一般为活泼金属，失电子，化合价升高，发生氧化反应。
正极：一般为较不活泼金属(或非金属)，电极周围的阳离子得电子，化合价降低，发生还原反应。
简略为：负氧正还 4、示例电池和电极反应：
锌—锰电池 化 学 反 应 负极：（锌筒）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应） 正极：（碳棒）2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H2O 总反应：Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2 ：特 点 铅蓄电池 锌银电池 Zn|KOH|Ag2O 锂电池 新型电池 负极： Pb-2e-+SO42-=PbSO4 正极： PbO2+4H++2e-+SO42-=PbSO4+2H2O 总反应： Pb + PbO2 + 2H2SO4 ==== 2PbSO4 + 2H2O 负极： Zn + 2OH- - 2e-= ZnO + H2O 正极： Ag2O + H2O+2e- = 2Ag + 2OH- 总反应：Zn + Ag2O + H2O = 2Ag + Zn(OH)2 能量大，体积小，但有优越的大电池放电性能，放电电压平稳，广泛用于电子表、石英钟、计算机CMOS电池等 负极： Li – e--=Li+ 正极： MnO2+2e-=MnO2 总反应： Li+ MnO2=LiMnO2 -温度使用范围广，放电电压平坦，体积小，无电解液渗漏，并且电压随放电时间缓慢下降，可预示电池使用寿命。适做心脏起搏器电源、高性能的手机和笔记本电脑电池等。 氢氧燃电解质溶液为30%的氢氧化钾溶液： 负极： 2H2 –4e- + 4OH-=== 4H2O 正极： O2+ 4e- + 2H2O === 4OH- 11
料 电 池 甲烷燃料 电 池 电解质溶液为酸性溶液： 负极： 2H2 –4e-=== 4H+ 正极： O2+ 4e- + 4H+ === 2H2O 电解质溶液为氢氧化钾溶液： 负极： CH4 + 10OH- -8e- === CO32- + 7H2O 正极：2O2 + 8e- + 4H2O === 8OH- 总反应：CH4 + 2O2 + 2OH- === CO32- + 3H2O 第三节 化学反应的速率和限度
1、化学反应速率
⑴ 定义：用来衡量化学反应的快慢，单位时间内反应物或生成物的物质的量的变化 ⑵ 表示方法：单位时间内反应浓度的减少或生成物浓度的增加来表示 ⑶ 计算公式：υ=Δc/Δt（υ：平均速率，Δc：浓度变化，Δt：时间）单位：mol/（L·s） ⑷ 影响因素：
① 决定因素（内因）：反应物的性质（决定因素） ② 条件因素（外因）：反应所处的条件
浓度：其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大活化分子总数，从而加快化学反应速率。（注：固态物质和纯液态物质的浓度可视为常数。）
压强：对于气体而言，压缩气体体积，可以增大浓度，从而加快化学反应速率。（注：如果增大气体的压强时，不能改变反应气体的浓度，则不影响化学反应速率。）
温度：其他条件不变时，升高温度，能提高反应分子的能量，从而加快化学反应速率。 催化剂：使用催化剂能等同的改变可逆反应的正逆化学反应速率。 其他条件：如固体反应物的表面积（颗粒大小）、光照、不同溶剂、超声波。
2.影响化学反应速率的因素有浓度、温度、催化剂，还有压强（对有气体物质的反应）、光波、电磁波、超声波、溶剂、固体的表面积等。
通常浓度越大(气体或溶液)，反应速率越快；温度越高，反应速率越快；压强越大，反应速率越快（对有气体物质的反应，为什么？）；催化剂能改变化学反应速率。
2、化学反应的限度
1. 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
变，达到表面上静止的一种“停止”，这就是这个反应所能达到的限度。
2. 对于可逆反应，在一定条件下进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化，反应达到化学平衡状态。 12
反应开始： υ（正）>υ（逆）
反应过程中：υ（正）逐渐减小，υ（逆）逐渐增大；反应物浓度减小，生成物浓度增大 平衡时： υ（正）=υ（逆）；各组分的浓度不再发生变化 3.化学反应的特征：
动：动态平衡 等：υ（正）=υ（逆）
定：各组分的浓度不再发生变化 变：如果外界条件的改变，原有的化学平衡状态将被破坏。
4. 化学平衡必须是可逆反应在一定条件下建立的，不同的条件将建立不同的化学平衡状态；通过反应条件的控制，可以改变或稳定反应速率，可以使可逆反应朝着有利于人们需要的方向进行，这对于化学反应的利用和控制具有重要意义。
同时，在具体工业生产中，既要考虑反应的速率也要考虑反应所能达到的限度。如工业合成氨时，就要通过控制反应器的温度和压强，使反应既快又能达到较大的限度。 5.影响因素
浓度：增加反应物浓度，平衡右移
压强：加压，平衡向气体体积减小方向移动 温度：升温，平衡向吸热方向移动 催化剂：（加快反应速率，但对平衡无影响）
判断可逆反应达到平衡状态的方法和依据
例举反应 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) ①各物质的物质的量或各物质的物质的量的分数一定 混合物体系中 各成分的含量 ②各物质的质量或各物质质量分数一定 ③各气体的体积或体积分数一定 ④总体积、总压力、总物质的量一定 ①在单位时间内消耗了m molA同时生成m molA，即V(正)=V(逆) ②在单位时间内消耗了n molB同时消耗了p molC，则V(正)=V(逆) 平衡 平衡 平衡 不一定平衡 平衡 平衡 不一定平衡 不一定平衡 平衡 不一定平衡 平衡 不一定平衡 平衡 正、逆反应 速率的关系 ③V(A):V(B):V(C):V(D)=m:n:p:q，V(正)不一定等于V(逆) ④在单位时间内生成n molB，同时消耗了q molD，因均指V(逆) ①m+n≠p+q时，总压力一定（其他条件一定） 压强 混合气体平均相对分子质量Mr 温度 13
②m+n=p+q时，总压力一定（其他条件一定） ①Mr一定时，只有当m+n≠p+q时 ②Mr一定时，但m+n=p+q时 任何反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时（其他不变） 体系的密度 其他
密度一定 如体系颜色不再变化等 不一定平衡 平衡 第三章 有机化合物复习
一、有机物的结构特点
1.有机物的定义：含碳元素的化合物，不包含一氧化碳、二氧化碳、碳酸与碳酸盐。 2.结构特点：ⅰ、碳原子最外层有4个电子，一定形成四根共价键
ⅱ、碳原子可以和碳原子结合形成碳链，还可以和其他原子结合 ⅲ、碳碳之间可以形成单键，还可以形成双键、三键、碳碳可以形成链状，
也可以形成环状
3.一般性质：ⅰ、绝大部分有机物都可以燃烧(除了CCl4不仅布燃烧，还可以用来灭火)
ⅱ、绝大部分有机物都不溶于水(乙醇、乙酸、葡萄糖等可以)
4.成键特点：在有机物分子中碳呈四价。碳原子既可与其他原子形成共价键，碳原子之间也可相互成键；既可以形成单键，也可以形成双键或三键；碳碳之间可以形成长的碳链，也可以形成碳环。
[拓展]我们知道，当烃分子中的碳原子个数为n时，其中氢原子个数的最大数值为2n+2，这是氢原子个数的上限值。以链状烷烃分子结构和分子组成通式CnH2n+2为基础进行分析和比较：在结构中，若增加一个C＝C或C＝O双键，就少2H；在结构中若出现一个C≡C就少4H；在结构中若出现一个环状结构也少2H；所以，烯烃和环烷烃的分子组成通式都为CnH2n；炔烃和二烯烃的分子组成通式都为CnH2n-2；苯和苯的同系物，结构中有苯环结构，苯环可以看成是具有3个C＝C双键和一个环状结构，氢原子个数应在烷烃的基础上减去4×2＝8个，故苯和苯的同系物的分子组成通式为：CnH（2n+2－4×2）即CnH2n-6 (n≥6)。
5.同系物：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物。
(1)同系物必须结构相似，即组成元素相同，官能团种类、个数与连接方式相同，分子组成通式相同。
(2)同系物相对分子质量相差14或14的整数倍。
(3)同系物有相似的化学性质，物理性质有一定的递变规律。
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3.同分异构体：分子式相同，但分子结构不同，因而性质也不同的化合物互称同分异构体。同分异构体可以属于同一类物质，也可以属于不同类物质。可以是有机物，也可以是无机物。
比较同位素、同素异形体、同系物、同分异构体
比较 概念 同位素 定义 化学式或分子式 结构特点 性质 质子数相同中子数不同的原子 同一种元素组成的不同单质 用原子符号表示不同的原子 1H、2H 电子排布相同，原子核结构不同 物理性质不同， 化学性质相同 物理性质不同， 化学性质相似 物理性质不同，有一定的递变规律；化学性质相似 物理性质不同，化学性质也不一定相同。可以属于同一类物质，也可以属于不同类物质；可以是有机物，也可以是无机物。 同素异形体 同系物 同种元素单质的组符号，表示不同成或结构不同 的分子组成 O2和O3 不同。 如 结构相似。 结构相似分子组成相差一个或若干个CH2原子团的有机物。 分子式相同，结构不同的化合物。 同分异构体 相同。 似 不同或相
二、甲烷
1. 甲烷（饱和烃） ⑴ 分子结构特点
分子式：CH4 电子式： 结构式： ① 空间正四面体结构 ② C与H 都是单键③ 非极性分子
⑵ 俗名：沼气（存在于池沼中）坑气（瓦斯，煤矿的坑道中）天然气（地壳中）
连接
⑶ 物理性质：无色无味的气体，密度小于空气，极难溶于水，但溶于CCl4
⑷ 化学性质：易取代、易分解、难氧化，与强酸、强碱或强氧化剂一般不反应 ① 与氧气反应 —— 氧化反应
注意点：1、点燃前要验纯（瓦斯爆炸）2、写反应连接号时用“→”
3、 大多数的有机物燃烧后都生成CO2和H2O
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② 与氯气反应 —— 取代反应
取代反应：有机物分子里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。
③ 受热分解
CH4高温C2H2作用：工业上用这个反应来制炭黑，炭黑可以用来做橡胶填充剂，黑色颜料……
⑸ 实验室制法： CH3COONa + NaOH == Na2CO3 + CH4↑ ⑹ 用途：清洁能源（新能源 --- 可燃冰）、化工原料 2. 烷烃
（1） 定义：烃分子中的碳原子之间只以单键结合成链状，碳原子剩余的价键全部跟氢原子相结合，使每个碳原子的化合价都已充分利用，都达到“饱和”。这样的烃叫做饱和烃，又叫烷烃。
通式：CnH2n+2
（2） 特点：① 碳碳单键(C—C)② 链状 ③ “饱和” —— 每个碳原子都形成四个单键
（3）物理性质
递增：随着C原子增加，结构相似，相对分子质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增大；熔沸点逐渐升高；密度逐渐增大；且均不溶于水。 名称 结构简式 常温时的状态 甲烷 乙烷 丙烷 CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3(CH2)2CH3 CH3(CH2)3CH3 CH3(CH2)8CH3 CH3(CH2)15CH3 气 气 气 －182.6 －172.0 －187.1 －161.7 －88.6 －42.2 熔点/°C 沸点/°C 相对密度 0.5005 丁烷 气 －135.0 －0.5 0.5788 戊烷 液 －129.7 36.1 0.5572 癸烷 液 －29.7 174.1 0.7298 十七烷 固 22.0 303 0.7767 甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和异丁烷的球棍模型
甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 异丁烷
CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C4H10 16
（4） 命名
① 碳原子数在10个以内，依次用“天干”（甲、乙、丙、丁、戊、已、庚、辛、壬、癸）代表碳原子数，其后加上“烷”字；碳原子数在10个以上，用汉字数字表示（如十二烷)。
系统命名法的命名步骤：
① 选主链，称某烷
选择分子中最长的碳链作为主链，若有几条等长碳链时，选择支链较多的一条为主链。根据主链所含碳原子的数目定为某烷，再将支链作为取代基。此处的取代基都是烷基。
② 写编号、定支链
从距支链较近的一端开始，给主链上的碳原子编号。若主链上有2个或者个以上的取代基时，则主链的编号顺序应使支链位次尽可能低。
③ 书写规则：支链的编号 — 逗号 — 支链的名称— 主链名称
将支链的位次及名称加在主链名称之前。若主链上连有多个相同的支链时，用小写中文数字表示支链的个数，再在前面用阿拉伯数字表示各个支链的位次，每个位次之间用逗号隔开，最后一个阿拉伯数字与汉字之间用半字线隔开。若主链上连有不同的几个支链时，则按由小到大的顺序将每个支链的位次和名称加在主链名称之前。
三、乙烯
⑴ 分子结构特点
分子式：C2H4 结构简式：CH2＝CH2 结构式：
⑵ 物理性质：无色、稍有气味的气体，标准状况下密度为1.25g·L-1,比空气略轻，难溶于水。 ⑶ 化学性质：易氧化、易加成(加聚)、易分解 ① 氧化反应
ⅰ与酸性高锰酸钾反应（特征反应）
现象：酸性高锰酸钾溶液褪色。（乙烯被酸性高锰酸钾氧化成CO2） ⅱ 可燃性：
② 加成反应：CH2=CH2+Br2
现象：火焰明亮，伴有黑烟。
CH2Br―CH2Br（1，2—二溴乙烷）
加成反应：有机物分子中双键（或三键）两端的碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应叫做加成反应。
被加成的试剂如：H2、X2(X为Cl、Br或I)、H2O、HX、HCN等能离解成一价原子或原子团的物质。通过有机物发生加成反应时反应物之间的量关系，还可定量判断该有机物分子结构中不饱和键的情况：是C＝C键，还是C≡C键，或是苯环结构，以及它们的个数。
能与Cl2、H2 、HX 、H2O的加成：CH2=CH2+Cl2
③ 加聚反应
CH2Cl―CH2Cl
CH2=CH2+CH2=CH2+CH2=CH2+··· 催化剂 [―CH2―CH2―+―CH2―CH2―+―CH2―
CH2―+···]→[―CH2―CH2―CH2―CH2―CH2―CH2―···]→ 17
ⅰ 加聚反应：在聚合反应中，由不饱和（即含碳碳双键或三键）的相对分子质量小的化合物分子通过加成聚合的形式结合成相对分子质量很大的高分子化合物的反应。
ⅱ 聚合反应：相对分子质量小的化合物分子互相结合成相对分子质量很大的高分子化合物的反应。
ⅲ 高分子化合物：相对分子质量很大（1万以上）的物质，简称高分子或高聚物。聚乙烯，塑料，分子量达几万到几十万，性质坚韧，化学性质稳定，难降解。 ⑸ 用途
产量作为石油化工水平的标志 ⑴石油化学工业最重要的基础原料 ⑵植物生长调节剂 四. 苯
⑴ 分子结构特点：凯库勒首先提出了苯的环状结构 分子式：C6H6
⑵ 物理性质：
无色、具有特殊芳香气味的液体，微溶于水，与有机溶剂互溶。易挥发、易燃的特点，其蒸气有爆炸性。苯主要来自建筑装饰中大量使用的化工原料，如涂料。在涂料的成膜和固化过程中，其中所含有的甲醛、苯类等可挥发成分会从涂料中释放，造成污染。又称“天那水”。
苯，，英文名称为Benzene，分子式C6H6，分子量78.11，相对密度（0.8794(20℃)）比水轻，且不溶于水，因此可以漂浮在水面上。 苯的熔点是5.51℃，沸点为80.1℃，燃点为562.22℃，在常温常压下是无色透明的液体，并具强烈的特殊芳香气味。因此，苯遇热、明火易燃烧、爆炸，苯蒸气与空气混合物的爆炸限是1.4～8.0%。常态下，苯的蒸气密度为2.77，蒸气压13.33kPa(26.1 ℃)。
苯是常用的有机溶剂，不溶于水，能与乙醇、氯仿、乙醚、二硫化碳、四氯化碳、冰醋酸、丙酮、油等混溶，因此常用作合成化学制品和制药的中间体及溶剂。苯能与氧化剂发生剧烈反应，如五氟化溴、氯气、三氧化铬、高氯酸、硝酰、氧气、臭氧、过氯酸盐、(三氯化铝+过氯酸氟)、(硫酸+高锰酸盐)、过氧化钾、(高氯酸铝+乙酸)、过氧化钠等。 ⑶ 化学性质：易取代、难加成、难氧化 ① 氧化反应 ⅰ可燃性
在空气中燃烧，发出明亮的光，产生大量的黑烟
ⅱ苯不能使高锰酸钾(KMnO4)褪色 ② 取代反应
ⅰ卤代反应 与液溴在铁的催化作用下发生反应
ⅱ硝化反应
18
③ 加成反应
⑷ 用途：重要化工原料 五、乙醇
⑴ 分子结构
化学式：C2H6O 结构式：略 结构简式：CH3CH2OH或C2H5OH ⑵ 化学性质
① 与Na反应（置换反应或取代反应）
2CH3CH2OH +2Na →2CH3CH2ONa + H2↑ （乙醇钠，具有强碱性） 钠分别与水、乙醇反应的比较 钠的现象 声的现象 气的现象 有“啧啧”的声音 观察不到气体的现象 钠的密度小于水的密度，熔点低。钠与水剧烈反应，单位时间内放出的热量大，反应生成氢气。2Na + 2H2O == 2NaOH +H2↑水分子中氢原子相对较活波 钠与水的反应实验 无任何声音 有无色、无味气体生成，作爆鸣实验时有爆鸣声 钠的密度大于乙醇的密度。钠与乙醇缓慢反应生成氢气。2Na + 2C2H5OH→ 2C2H5ONa + H2↑乙醇分子里羟基氢原子相对不活泼 钠与乙醇的反应实验 实验结论 反应实质 ② 氧化反应 Ⅰ 燃烧
Ⅱ 催化氧化 O2 + 2CH3CH2OH → 2CH3CHO + 2H2O 乙醛
Cu +1/2 O2 = CuO CuO + CH3CH2OH →Cu+CH3CHO+H2O —CHO 醛基 ③ 消去反应
醇分子结构：与—OH相连的碳必须有相邻的碳原子，且此相邻的碳原子上还必须连有氢原子时，才能发生消去反应。反应条件：浓H2SO4，加热 。
即：反应。
如： 都不能发生消去
乙醇的分子结构与化学性质的关系
19
⑶ 几种常用酒精的乙醇含量：
工业酒精：95% 无水酒精：99.5% 医用酒精：75% 啤酒：3%—4% 白酒：高度：45%—70% 低度：30%—44% 红酒（黄酒）：10% 左右
六. 乙酸 ⑴ 分子结构
羟基与氢氧根的区别 名称 区别 电子式 电性 稳定程度 存在 羟基 氢氧根 不显电性 不稳定 显负电性 较稳定 不能独立存在，与其他基相结合在一起 能独立存在
⑵ 物理性质
无色液体，有刺激性气味。乙酸在温度低于它的熔点（16.6℃）时会变成冰状晶体，所以无水乙酸又叫冰醋酸。乙酸的沸点是117.9℃。
⑶ 化学性质
① 酸性（断O－H键） CH3COOH
CH3COO— ＋ H+（羧基在水溶液中有一部分电离产生H+，而具有一定的酸性）
ⅰ向紫色石蕊试液中滴入乙酸溶液 ⅱ往镁粉中加入乙酸溶液
ⅲ 向CuO中加入乙酸溶液 ⅳ 向Cu(OH)2悬浊液中加入乙酸溶液 ⅴ 向Na2CO3粉末中加入乙酸溶液
酸性强弱比较：乙酸＞碳酸；用醋可除去水壶内壁上的水垢： 2CH3COOH + CaCO3 = (CH3COO)2Ca + CO2↑+ H2O
2CH3COOH + Mg(OH)2 = (CH3COO)2Mg + 2H2O ② 酯化反应：（断C－OH键）
酯化反应：酸和醇作用生成酯和水的反应叫做酯化反应 (属于取代反应)。
脱水方式是：羧基脱羧羟基(无机含氧酸脱羟基氢)，而醇脱羟基氢，即“酸脱羟基醇脱20
氢”(可用同位素原子示踪法证明)。
酯化反应是可逆的：羧酸+醇 酯+水，反应中浓硫酸的作用是作催化剂和吸水剂，除去生成物中的水使可逆反应向生成物方向移动。 七. 酯
⑴ 结构式： （其中两个烃基R和R，可不一样，左边的烃基还可以是H） ⑵ 物理性质
低级酯是具有芳香气味的液体，密度比水小，难溶于水，易溶于有机溶剂
⑶ 酯的水解 CH3COOCH2CH3 + NaOH → CH3COONa + CH3CH2OH
酯化反应与水解反应的比较：
反应关系 RCOOH+ROH催化剂 催化剂的 其它作用 加热方式 反应类型 浓硫酸 吸水，提高CH3COOH和C2H5OH的转化率 直接加热 酯化反应，取代反应 酯化 水解 酯化 RCOOR+H2O 水解 稀硫酸或NaOH溶液 NaOH中和酯水解生成的CH3COOH，提高酯的水解率 热水浴加热 水解反应，取代反应 八. 油脂：
高级脂肪酸与甘油所生成的高级脂肪酸甘油酯称为油脂。
⑴ 生成：
⑵ 水解
⑶ 分类： 油（液态）：植物油一般呈液态，高级不饱和脂肪酸甘油酯
脂肪（固态）：动物油一般呈固态，高级饱和脂肪酸甘油酯
酯和油脂的比较
油脂 酯 油 脂 有机酸或无机酸与醇高级不饱和脂肪酸甘油高级饱和脂肪酸的甘油组成 类反应的生成物 酯 酯 状态 常温下呈液态或固态 常温下呈液态 常温下呈固态 存在 实例 联系 九. 糖类 21
花草或动植物体内 油料作物的籽粒中 动物脂肪中 CH3COOC2H5 (C17H33C00)2C3H5 (C17H35COO)3C3H5 油和脂统称油脂，均属于酯类，含相同的酯基
㈠ 葡萄糖（果糖）
⑴ 分子结构
分子式：C6H12O6 (180) 结构简式：CH2OH(CHOH)4CHO 结构式：略 从葡萄糖的结构式可以看出，其分子中除-OH外还含有一个特殊的原子团 ，这个原子团称为醛基，醛基能被弱氧化剂氧化成羧基。 ⑵ 物理性质：白色晶体，有甜味，易溶于水 ⑶ 化学性质 ① 还原性：
与银氨溶液反应：银镜反应 CH2OH(CHOH)4CHO＋2〔Ag(NH3)2〕OHCH2OH(CHOH)4COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O
与新制氢氧化铜反应：砖红色沉淀 CH2OH(CHOH)4COOH＋Cu2O↓＋2H2O CH2OH(CHOH)4CHO＋2Cu(OH)2水浴② 具有与乙醇相似的性质
⑷ 葡萄糖的制法：淀粉水解 ⑸ 用途：医疗，制糖，制镜 ㈡ 蔗糖（麦芽糖）
低聚糖: 糖类水解后生成几个分子单糖的糖.双糖、三糖等. 其中最重要的是双糖(蔗糖和麦芽糖)。蔗糖与麦芽糖的比较： 分子式 结构差异 不含醛基 蔗糖 C12H22011 含醛基 麦芽糖 在植物体内由葡萄糖、果糖缩合生成。 淀粉水解糖化而成。 来源 C6H1206+ C6H1206 酶 H20+ C12H22011 2(C6H10O5)+nH20 酶 nC12H22011 (果糖) (葡萄糖) 淀粉 (麦芽糖) ①不显还原性，不发生银镜反应 ①有还原性能发生银镜反应 ②可水解，生成一分子果糖和一分子葡萄糖 ②可水解，生成二分子葡萄 糖 性质差异 ③有甜味
㈢ 淀粉和纤维素：属于天然高分子化合物
定义:多糖是由很多个单糖分子按照一定方式，通过在分子间脱去水分子而成的多聚体。22
③有甜味，但不如蔗糖甜 因此多糖也称为多聚糖。一般不溶于水，没有甜味，没有还原性。
淀粉与纤维素的比较： 分子组成 结构特点 淀粉 (C6H1005) 纤维素 (C6H1005)(与淀粉分子式中的n是不同的值) 几百个到几千个葡萄糖单元构成的几千个葡萄糖单元构成的高分子化合物，与淀粉 不是同分异构体。分子的一个结构单元含三个醇羟基 高分子化合物，有直链及支链结构 ．．．．．．．白色粉末状物质。不溶于冷水，在 热水里淀粉颗粒会膨胀破裂，有一白色、无臭、无昧的物质，不溶于水，也不溶于一般部分淀粉会溶解在水里，另一部分有机溶剂 悬浮在水里，形成胶状淀粉糊 物理性质 化学性质 1．不与银氨溶液发生银镜反1．不与银氨溶液发生银镜反应，不显还原性，应。不显还原性，是一种非还是一种非还原性糖； 原性糖； 2．在酸作用下水解，最终产物是葡萄糖，但2．在稀酸作用下发生水解，比淀粉水解困难(需水浴加热，用70％的H2S04最终产物是葡萄糖： 催化)： 3．与硝酸发生酯化反应 在人体内也水解为葡萄糖: 3．淀粉遇碘后变蓝色 (纤维素三硝酸酯) 十. 油脂类： 油――不饱和高级脂肪酸甘油酯，即含有碳碳双键的羧酸与甘油形成的酯。 脂――饱和高级脂肪酸甘油酯。
同质量油脂提供热量约为蛋白质和糖类的两倍。 蛋白质
⑴ 蛋白质的组成 定义：蛋白质是由不同的氨基酸(天然蛋白质所含的都是α一氨基酸)经缩聚后形成的高分子化合物。
① 含有C、H、O、N、S等元素，相对分子质量很大，从几万到几千万，属于天然高分子化合物。 ② 1965年我国科技工作者成功合成了具有生物活性的——结晶牛胰岛素。
⑵ 性 质
① 水解反应：
② 盐析 — 可逆过程 — 可分离提纯蛋白质 铵盐、钠盐等
23
蛋白质溶液是胶体。 ③ 变性 — 不可逆过程
紫外线照射、加热或加入有机化合物、酸、碱、重金属盐（如铜盐、铅盐、汞盐等）
比较蛋白质的盐析、变性与胶体的凝聚 盐 析 变 性 蛋白质在某些条件作用下凝聚，丧失生理活性 高分子(如蛋白质) 受热、紫外线、强酸、强碱、重金属盐，某些有机物等 化学变化 不可逆 杀菌，消毒等 蛋白质溶液中加浓无概 念 机盐溶液，使蛋白质析出 对 象 变化条件 变化实质 变化过程 用 途 高分子等(如蛋白质等) 浓无机盐溶液 物理变化(溶解度降低) 可逆 分离，提纯 胶体凝聚 胶体中加入强电解质，不同电荷的胶体或加热而使之凝聚成大颗粒 带电的胶粒 强电解质，不同电荷的胶体，加热 物理变化 不可逆 鉴别，分离等 ④ 颜色反应—可鉴别蛋白质
带有苯环的蛋白质跟浓硝酸作用会产生黄色 ⑤ 灼烧时有烧焦羽毛的气味—可鉴别蛋白质
⑶ 氨基酸结构：氨基酸是一种含氮有机物，分子中含有羧基(一COOH)，也含有氨基(－NH2)，
概念：羧酸分子里烃基上的氢原子被氨基取代后的生成物叫氨基酸。 性质 ①两性
R－CHCOOH+HCl R－CHCOOH NH2 NH2C1
R—CHCOOH +NaOH R－ CHCOONa +H2O NH2 NH2 ②缩合反应
十一、煤、石油、天然气
① 煤：由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，可通过干馏、气化和液化进行综合利用
蒸馏：利用物质沸点(相差在20℃以上)的差异将物质进行分离，物理变化，产物为纯净物
分馏：利用物质沸点(相差在5℃以内)的差异将物质分离，物理变化，产物为混合物 干馏：隔绝空气条件下对物质进行强热使其发生分解，化学变化
②天然气：主要成份是CH4，重要的化石燃料，也是重要的化工原料(可加热分解制炭24
黑和H2)
③石油：多种碳氢化合物(烷烃、环烷烃、芳香烃)的混合物，可通过分馏、裂化、裂
解、催化重整进行综合利用
分馏的目的：得到碳原子数目不同的各种油，如液化石油气、汽油、煤油、柴油、重油等 裂化的目的：对重油进行裂化得到轻质油(汽油、煤油、柴油等)，产物一定是一个烷烃分
子加一个烯烃分子
裂解的目的：得到重要的化工原料“三烯”(乙烯、丙烯、1，3—丁二烯) 催化重整的目的：得到芳香烃(苯及其同系物) 十二、几种重要的有机反应
1．取代反应：有机物分子里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做取代，取代反应与置换反应区别：
2．加成反应：有机物分子里不饱和的碳原子跟其它原子或原子团直接结合生成新物质的反应称为加成反应。被加成的试剂如：H2、X2(X为Cl、Br或I)、H2O、HX、HCN、等能离解成一价原子或原子团的物质。通过有机物发生加成反应时反应物之间的量关系，还可定量判断该有机物分子结构中不饱和键的情况：是C==C键，还是C≡C键，或是苯环结构，以及它们具有的个数。
3．酯化反应：羧酸和醇作用生成酯和水的反应叫酯化反应。
注意：
①酯化反应的脱水方式是：羧基脱羧羟基（无机含氧酸脱羟基氢）而醇脱羟基氢，即“酸脱羟基醇脱氢”（可用同位素原子示踪法证明。）。 ②酯化反应是可逆的：羧酸+醇
酯+水 反应中浓硫酸的作用是作催化剂和吸水
剂，除去生成物中的水使可逆反应向生成物方向移动。
③在酸化反应中使用饱和Na2CO3溶液的作用是吸收未反应的乙酸，溶解乙醇，降低酯的溶解度，增大水的密度，使酯浮于水面，容易分层析出，便于分离。 25
④乙酸乙酯中除乙酸杂质，只能用饱和的Na2CO3浓液，不能用NaOH溶液中和乙酸的方法。因为NaOH溶液碱性强，会促使乙酸乙酯水解，重新变成乙酸和乙醇，所以不能用NaOH溶液代替Na2CO3饱和溶液。 4.聚合反应
把小分子聚合成为高分子的反应。如nCH2CH2
一定条件
－[－CH2－CH2－]n－
N称为聚合度，－CH2－CH2－称为链节，CH2CH2称为单体。
具体书写方法，把碳碳双键改为碳碳单键。那两个碳分别向外画一个键，整理形式，使得那两个键与两个碳在同一行。用中括号括起来外面标上n。 类 型 取代反应 反应特征 有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应 涉及具体物质的反应 烷烃的卤化；苯及其同系物的卤化、硝化、磺化；醇跟卤化氢反应；苯酚的卤化、硝化；醇脱水成醚的反应， 酯化反应 水解反应 酸和醇作用生成酯和水的反应 有机物跟水在一定条件下发生的反应；卤代烃、酯、油脂、二糖、多糖、实质是在有机分子中引入羟基的反应 蛋白质的水解 烯烃、炔烃、二烯烃与氢气、卤素单质、卤化氢和水；芳香族化合物、醛、酮、油脂与氢气 烯烃、二烯烃、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯等 醇的分子内脱水；卤代烃在NaOH的醇溶液里的反应 发生消去反应的有机物分子中与官能团（—OH，—X）相连碳原子的相邻碳原子必须要有氢原子，否则不能发生消去反应。 加成反应 有机分子里的不饱和碳原子跟其它原子或原子团直接结合成一种新有机物的反应 加聚反应 含有碳碳双链的不饱和有机物，以加成的方式相互结合，生成高分子化合物的反应 消去反应 有机化合物在适当条件下，从一分子中脱去一个小分子（如水、卤化氢），而生成不饱和（含双链或叁键）化合物的反应 缩聚反应 氧化反应 有机物单体间通过失去小分子形成高分子化合物的反应 有机物分子里“加氧”或“去氢”的反应 有机物在空气中燃烧；苯的同系物的侧链、醇、醛等可被某些氧化剂所氧化 还原反应 有机物分子里“加氢”或“去氧”的反应 苯酚加入FeCl3溶液显紫色；淀粉遇碘溶液呈蓝色；蛋白质（分子中 中和反应 有机酸或是有酸性的有机物跟碱作用生成盐和水的反应 显色反应 某些有机化合物与特定试剂反应，显示出特殊颜色的反应 26
含苯环）与浓HNO3反应后显黄色。
十三、重要的物质 1.羟基（以乙醇为例） 结构：—OH（－O－H）
1可以与活泼金属反应，置换出氢： 2CH3CH2OH＋2Na
2CH3CH2ONa＋H2↑
1、羟基与1钠反应，显然如果是与铝反应，应该是3羟基与1铝。这是金属取代H的取代反应。
2、可以与羧基发生酯化反应：CH3CH2OH＋CH3COOH
浓硫酸△
CH3COOCH2CH3＋H2O
1羟基与1羧基反应脱1水。
3、可以在Cu/Ag催化的条件下与氧气反应，氧化为醛基。要求该羟基必须连接的碳要至少与两个氢原子相连。（氧化反应） 2CH3CH2OH＋O2 27
△ 2CH3CHO＋2H2O Cu/Ag
催化机理：2Cu＋O22CuO CuO＋CH3CH2OH
△CH3CHO＋H2O＋Cu
2羟基+1氧气――2醛基+2水。
4、可以与酸性高锰酸钾（KMnO4），重铬酸钾（K2Cr2O7）反应，氧化成为羧基。要求该羟基必须连接的碳要至少与两个氢原子相连。（氧化反应） 5C2H5OH + 4KMnO4 + 6H2SO4
5CH3COOH + 4MnSO4 + 11H2O + 2K2SO4
此反应中5羟基与4高锰酸根反应生成5羧基与4二价锰离子。 加入硫酸表明是酸性环境，其实硫酸中仅有氢离子参加反应。 与重铬酸钾的反应，可用于检测酒后驾车。
一个碳上有两个羟基是不稳定的，会自发失水， HO－C－OH O C+H2O
O 2.醛基（以乙醛为例）
结构：－CHO —C—H
1、可与新制的氢氧化铜，在碱性条件下，反应生成羧基与氧化亚铜（砖红色）。 CH3CHO+2Cu(OH)2△CH3COOH+Cu2O↓+2H2O
1醛基+2氢氧化铜――1羧基+1氧化亚铜+2水（氧化反应） 2、可与银铵溶液（[Ag(NH3)2]OH）发生银镜反应。 CH3CHO+2Ag(NH3)2OH 水浴△CH3COONH4+2Ag↓+3NH3↑+H2O
1醛基+2Ag(NH3)2OH―1羧基4氨气2银1水―1 COONH4（羧酸与碱反应）3氨气2银1水
（氧化反应）
3.羧基（以乙酸为例） O 结构：－COOH —C—OH
1、可电离出氢离子，所以有此结构的有机物有酸性。 CH3COOH
CH3COO－＋H＋，1羧基可电离出1氢离子。
所以1mol锌与2mol乙酸反应生成1mol氢气 2 、酯化反应，见羟基的叙述。
4.碳碳双键（以乙烯为例） 结构C C
1、 与卤素加成。
CH2CH2＋Br2 CH2Br CH2Br
1个碳碳双键可以与1个卤分子加成。这里对卤素的浓度要求不高，只需溴水就可以进行反应。
2 、与水加成。
4 CH2CH2＋H2OH3POCH3CH2OH 催化剂为磷酸
此反应可用于工业制取乙醇 28
3、与氢气加成
CH2CH2＋H2Ni CH3CH3
△
加成反应实质是把碳碳双键变为碳碳单键，然后加成物拆为两份（如Cl2拆为两个氯原子，
水拆为一个氢原子一个羟基），分别连一个C。 5.卤原子
结构－X(X为F、Cl、Br、I)
纯的卤素可以取代某些烷烃中的氢，而形成卤代烃。如甲烷与氯气在光照情况下生成氯代甲烷的反应。
还有苯与溴在溴化铁催化下生成溴苯的反应。
—Br +Br2
FeBr 3
+HBr
常见物质的特征反应列表如下：
有机物或官能团 C=C双键 C≡C叁键 液 酸性KMnO4溶苯的同系物 醇中的—OH 苯酚 液 溴水 金属钠 浓溴水 FeCl3溶液 醛基—CHO 银氨溶液 新制Cu(OH)2 酸碱指示剂 羧基—COOH 新制Cu(OH)2 Na2CO3溶液 淀粉 蛋白质 碘水 浓HNO3 灼烧 常用试剂 溴水 酸性KMnO4溶褪色 褪色 褪色 分层，上层棕红色 产生无色无味气体 溴水褪色并产生白色沉淀 呈紫色 水浴加热生成银镜 煮沸生成砖红沉淀 变色 常温沉淀溶解呈蓝色溶液 产生无色无味气体 呈蓝色 呈黄色 有烧焦羽毛味 反应现象 十四、实验部分 1.氯气与甲烷的反应
初始情况，试管中为甲烷与氯气的混合物，水槽内为饱和氯化钠溶液。 现象：试管内颜色逐渐变浅（Cl2反应），试管内壁出现油状液滴，试管中有少量白雾，液面上升（HCl溶解，生成物很多为液体，气压减小）。
原理：在光照条件下发生反应，主要生成反应为氯代甲烷（CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4）。但也有别的物质如乙烷等生成。
方程式：CH4＋Cl2光 CH3Cl＋HCl CH3Cl＋Cl2光 CH2Cl2＋HCl
29
CH2Cl2＋Cl2光 CHCl3＋HCl CHCl3＋Cl2光 CCl4＋HCl
其中除了CH3Cl常温为气体，其他3中氯代甲烷均为液体。
白雾是HCl与空气中的水蒸气形成的。水槽中的饱和氯化钠溶液是防止氯气泄露。
2.制取乙酸乙酯。
在试管中加入3mL无水乙醇，再边震荡，边慢慢加入2mL浓硫酸，接着是2mL冰醋酸（纯乙酸），可加入沸石。将
导管通入装有饱和碳酸钠溶液的试管，但不要把导管插入液面。
现象：碳酸钠溶液上方有透明的不溶于水的油状液体产生，有特殊味道（书上写是香味）。
原理：乙酸与乙醇在浓硫酸催化下生成乙酸乙酯，由于乙酸和乙醇均易挥发，而乙醇溶于水，乙酸可以和碳酸
钠反应，乙酸乙酯在碳酸钠溶液中溶解度低（比在水中小），且密度比水小（0.9），在上层。浓硫酸用于加快反应速率，并吸收产物水以提高乙酸乙酯产率。
浓硫酸
CH3CH2COOCH2CH3＋H2O 方程式：CH3COOH＋CH3CH2OH
△
CH3COOH＋Na2CO3CH3COONa＋NaHCO3（由于乙酸一般较少，所以生成碳酸氢钠，乙
酸钠无味也便于闻到乙酸乙酯的味道[虽然其实也闻不到]） 为什么导管不能插入碳酸钠溶液，防止倒吸。
第四章 化学与可持续发展
一、金属矿物的开发与利用
金属冶炼的原理与过程：除少数金属外，大多数金属以化合态的形式存在于自然界。由金属矿物转变为金属，一般要经过探矿、开采、选矿、冶炼等阶段。金属冶炼主要是利用矿物中的金属离子获得电子变成金属单质发生的氧化还原反应。
二、海水资源的开发与利用
主要指海水资源和海水化学资源的利用。从海水中获得有用的物质和能量具有广阔的前景，但仍然是一个亟待研究的课题。
三、化石燃料的综合利用
煤石油天然气是重要的燃料，也是重要的化工原料。石油的炼制主要有分馏、裂化和裂解。煤的综合利用煤的干馏、汽化和液化。以石油煤天然气为原料通过聚合反应可以获得用途广泛的合成材料。
四．绿色化学与环境保护基本知识
总结：绿色化学在环境检测、环境保护和清洁生产等方面发挥着越来越重要的作用。
①开发绿色反应，提高原子利用率 30
原子经济性可用原子利用率来衡量，其定义可表示为： 原子利用率 ==
期望产品的质量 × 100%
化学方程式中按计量所得物质的质量经济性的反应有两个显著优点：一是最大限度地利用了原料，二是最大限度地减少了废物的
排放。
附.常见物质或离子的检验方法 物质(离方法及现象 子) Cl SO4 CO3 无味、能使澄清石灰水变浑浊的气体(CO2) Al 3+3+2-2--先用硝酸酸化，然后加入硝酸银溶液，生成不溶于硝酸的白色沉淀 先加盐酸酸化，然后加入氯化钡溶液，生成不溶于硝酸的白色沉淀 加入硝酸钡溶液，生成白色沉淀，该沉淀可溶于硝酸(或盐酸)，并生成无色加入NaOH溶液产生白色沉淀，继续加入NaOH溶液，沉淀消失 Fe(★) 加入KSCN溶液，溶液立即变为血红色 与NaOH溶液共热，放出使湿润的红色石蕊试纸变蓝的刺激性气味的气体NH4(★) (NH3) Na K I2 +++焰色反应呈黄色 焰色反应呈浅紫色(透过蓝色钴玻璃) 遇淀粉溶液可使淀粉溶液变蓝 蛋白质 灼烧，有烧焦的羽毛气味
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