求告知無機化學該怎么學
作者:訪客發布時間:2021-08-25分類:石油化工瀏覽:72
無機化學是研究化合物的化學。包括:
一、水。
混合物——由多種物質組成的物質,像天然水、河水、雨水、海水、凈化水、自來水等。
純凈物——由一種物質組成的物質,如蒸餾水(水、冰和水蒸氣)等。
水是一種無色、無味的透明的液體。在101.3千帕斯卡的壓強下,水的凝固點是0攝氏度,沸點為100攝氏度,在4攝氏度時,水的密度是1000千克/立方米。
物質一般是由分子構成的,如水、氧氣、蔗糖等,是由水分子、氧氣分子和蔗糖分子,聚集而成,分子的體積和質量都是很小的,我們用肉眼,甚至用能把物體放大到幾十倍、幾百倍的光學顯微鏡、放大到幾萬倍、幾十萬倍的電子顯微鏡都看不到它。
構成物質的分子都在不斷地運動。分子之間有一定的間隙,如把a毫升的水與a毫升的乙醇混合后,總體積小于2a毫升。固態物質,分子一個個有次序緊密排列,液態物質分子無序排列,在一定體積內較自由地運動,氣態物質分子間隙較大,充滿整個容器,自由地向空間擴散。水還會變成化學變化。1. 水通電后會分解,兩個電極上有氣泡產生,陰極產生的氣體能燃燒,而陽極產生的氣體能使帶火星的木條燒起來:水=通電=氫氣+氧氣。分子由比它更小的微粒——原子構成。原子是化學性質的最小微粒,有時原子也可以直接構成物質,如鎢、汞、銅等。原子也在不斷地運動。
2. 水和酸性氧化物反應:水+二氧化碳=碳酸。
3. 水和堿性氧化物反應:水+氧化鈣=氫氧化鈣。
由兩種以上的物質生成一種物質,這叫做化合反應。
二、化學符號:
原子由居于原子中心帶正電的原子核和周圍帶負電的電子構成,原子核由質子和中子兩種微粒構成,但氫原子核只由一個質子構成。質子帶一個正電荷,而中子不帶電。原子不帶電,說明原子核內質子數等于核電荷數,即核外電子數。各個電子在原子核外分層運動,即分層排布,可以用原子結構示意圖表示,原子核用小圈表示,弧線表示電子層,弧線上的數字表示電子數。
原子也是有質量的,如果用國際單位制的質量單位,就顯得太大了,所以我們用一種碳原子質量的十二分之一作為標準,其它原子質量和它相比較,所得的數值,叫相對原子質量。如:氫的相對原子質量為1,碳的相對原子質量為12,而氧的相對原子質量為16. 相對原子質量是沒有單位的。
元素:具有相同核電荷數的一類原子的總稱,目前人們已經發現了118種元素。
元素符號:用元素的拉丁文名稱的第一個字母來表示,如果幾種元素的第一個拉丁字母相同,就在它旁邊寫上一個小寫字母,如:碳——C,硫——S,氮——N,鈉——Na,氖——Ne。它也可以表示這種元素的一個原子。
單質——由同種元素組成的純凈物。如氧氣、氫氣。化合物——由不同元素組成的純凈物。如水、二氧化碳。
化學式——用元素表示單質和化合物組成的式子,表示一種物質、組成這種物質的元素和各元素的原子個數比。金屬和固態非金屬單質用元素符號表示,但一些單質是雙原子分子或多原子分子,則在元素符號的右下角注上阿拉伯數字。如:鎂粉——Mg,木炭——C,氫氣——H2、氧氣——O2、氮氣——N2,書寫化合物的化學式時,要把正價的元素和原子團寫在左邊,負價的元素和原子團寫在右邊,然后在元素符號右下角寫阿拉伯數字,如果原子團右下角寫阿拉伯數字時,則必須用括號把原子團符號括起來。如:氯化銀——AgCl,二氧化硅——SiO2、氫氧化鎂——Mg(OH)2. 讀時,從左到右讀某化某或某酸某,有時還要讀出分子里的原子個數。化學式包括分子式、實驗式、結構式、示性式等。化學式前面加上系數,表示分子的個數。
式量——化學式中各元素相對原子質量的總和,如水的相對分子質量為18,氧氣為32,碳酸為62等。
化合價——一種元素一定數目的原子和別種元素一定數目的原子化合的性質。化合價口訣如下:一價:氟氯溴碘鈉鉀銀;
二價:氧鈣銅汞鎂鋇鋅;
三鋁、四硅、五價磷;
二三鐵、二四碳;
二四六硫都齊全;
正負變價要分清;
莫忘單質都為零。
負一硝酸氫氧根;負二碳酸硫酸根;
負三記住磷酸根,
正一價的是銨根。
離子化合物——由離子組成的化合物。如氯化鈉、氯化鎂等。共價化合物——以共用電子對形成的化合物,如二氧化碳、氨氣、水等。
在金屬和非金屬元素構成的化合物里,金屬元素是正價,非金屬元素為負價,在氧化物里,氧是負二價,另一種元素顯正價。在化合物里,氧元素通常是負二價,氫元素通常是正一價;在單質中,元素的化合價為零價,而在化合物里,正負化合價的代數和為零。
化合物中元素的質量分數的計算方法。
三、溶液:
溶液——一種物質分散到另一種物質里形成的透明、均一、穩定的混合物。
懸濁液——固態小顆粒懸浮在液體里的混合物。乳濁液——小液滴懸浮在液體里的混合物。溶質——在溶液里被溶解的物質。溶劑——能溶解其它物質的物質,如水、乙醇、四氯化碳、苯等。
溶解度——在一定溫度下,某物質在100克溶劑中的溶解度。根據溶解度,物質可以分為易溶、可溶、微溶和難溶。
飽和溶液——在一定溫度下,一定量溶劑里不能再溶解某物質的溶液。
濃度——可以由質量分數(溶質質量占溶液質量的分數)、物質的量濃度表示。
四、空氣、氮氣、氧氣和氫氣。
氮氣——無色無味的氣體,化學性質比較穩定,很難與其它物質發生反應。
氮氣+鎂=點燃=氮化鎂。氮氣+氫氣=高溫,高壓,催化劑=氨氣。氮氣+氧氣=放電=一氧化氮。實驗室制氧氣——用加熱氯酸鉀和二氧化錳的方法制得,也可以用加熱高錳酸鉀的方法制得:氯酸鉀=二氧化錳,加熱=氯化鉀+氧氣。高錳酸鉀=加熱=錳酸鉀+二氧化錳+氧氣。
氧氣為一種無色無味的氣體,在-183攝氏度時,變為淺藍色液體,在218攝氏度時變成雪花狀
氧氣和非金屬反應:
碳+氧氣=點燃=二氧化碳。
硫+氧氣=點燃=二氧化硫。
磷+氧氣=點燃=五氧化二磷。
氫氣+氧氣=點燃=水。
氧氣與金屬反應:
鐵+氧氣=點燃=四氧化三鐵。鎂+氧氣=點燃=氧化鎂。
銅+氧氣=加熱=氧化銅。
氧氣與化合物反應:
乙炔+氧氣=點燃=二氧化碳+水。
質量守恒定律:參加化學反應的各個物質的質量等于生成物的質量的總和。
化學方程式——用化學式表示化學反應的式子。
實驗室用鋅粒和稀硫酸制取氫氣。Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑氫氣是一種無色無味的氣體,難溶于水,在低溫下,能夠液化成無色的液體。氫氣的可燃性:2H2+O2=點燃=2H2O,如果點燃混有氧氣的氫氣就會發生爆炸。氫氣的還原性(即奪取含氧化合物中的氧的性質):CuO+H2=Δ=Cu+H2O,WO3+3H2=高溫=W+3H2O。
五、碳。
同素異形體——由同種元素形成的多種單質,如金剛石、石墨和富勒烯,氧氣和臭氧、紅磷和白磷等。
在常溫時,碳的化學性質是不活潑的,在高溫時,碳的化學性質變得活潑起來,易和多種物質發生反應。可燃性:C+O2=點燃=CO2 2C+O2=點燃=2CO還原性:C+2CuO=高溫=2Cu+CO2↑ C+H2O=高溫=CO+H2 C+CO2=高溫=2CO碳酸鈣——是大理石、石灰石的主要成分,為難溶于水的白色固體,遇到鹽酸會發生反應,是實驗室制取二氧化碳的方法:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑碳酸鈣還能和乙酸反應,生成二氧化碳:CaCO3+2CH3COOH=Ca(CH3COO)2+H2O+CO2↑碳酸鈣加強熱分解,生成氧化鈣:CaCO3=高溫=CaO+CO2↑二氧化碳——無色無味氣體,密度比空氣大,標準狀況下為1.977千克/立方米,可溶于水,所以要用向上排空氣集氣法收集二氧化碳,在低溫下(-56.6℃)液化為無色液體,-78.5℃能凝固成雪狀固體,固態的二氧化碳叫做干冰。二氧化碳不能燃燒,也不助燃,能滅火,但是鎂帶著火不能用二氧化碳來滅:2Mg+CO2=點燃=2MgO+C。
二氧化碳能和水、堿反應: H2O+CO2=H2CO3,Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O,Ca(OH)2+2CO2=Ca(HCO3)2。
二氧化碳不能供給呼吸,稱為碳酸氣。
一氧化碳——無色,無味氣體,密度比空氣略小,為1.25千克/立方米,難溶于水。實驗室用濃硫酸使甲酸脫水,制取一氧化碳:HCOOH=濃硫酸,Δ=H2O+CO↑
一氧化碳可以燃燒,發出藍色火焰:2CO+O2=點燃=2CO2
一氧化碳具有還原性:CuO+CO=Δ=Cu+CO2,Fe2O3+3CO=高溫=2Fe+3CO2.
一氧化碳具有毒性,能與血紅蛋白牢固結合,造成組織缺氧。
復分解反應——由兩種化合物互相交換成分,生成另外兩種化合物的反應。
原子團——由幾個原子構成的原子集團,在化學反應里作為一個整體參加反應,相當于一個原子,如硫酸根、氫氧根、硝酸根、碳酸根、氯酸根、高錳酸根、銨根等。
酸——由氫元素和酸根組成的化合物。堿——由金屬元素或銨根與氫氧根組成的化合物。鹽——由金屬元素或銨根組成的化合物。
六、常見的有機化合物。
有機化合物——含碳元素的化合物。除了碳的氧化物和碳元素以碳酸根形式存在的化合物之外都是有機化合物。有機化合物包括烴、烴的衍生物,碳水化合物、含氮有機化合物等。甲烷、乙烯、乙炔、丙烯、丁烯、二硫化碳、乙醇、乙酸等都是有機化合物。無機化合物——不含碳元素的化合物。甲烷——最簡單的有機化合物,無色無味氣體,密度為0.717千克/立方米,極難溶解于水。實驗室里用堿石灰和無水乙酸鈉共熱制取甲烷,并用排水集氣法收集在集氣瓶中:CH3COONa+NaOH=CaO,Δ=Na2CO3+CH4↑
甲烷燃燒時,火焰明亮呈淺藍色:CH4+2O2=點燃=CO2+2H2O。
甲烷的化學性質很不活潑,不會被強氧化劑(如酸性的高錳酸鉀溶液、濃硫酸、濃硝酸)所氧化,也不和強酸、強堿發生化學反應。
甲烷在高溫下分解,兩種元素都成零價:CH4=高溫=C+2H2,2CH4=電弧=3H2+C2H2。
乙醇——俗稱酒精,為無色透明,有特殊氣味的液體,沸點78.5℃,容易揮發,能與水以任意比例混合,本身可以作溶劑,可以燃燒:C2H5OH+3O2=點燃=2CO2+3H2O
還可以和一些活潑金屬起反應,生成乙醇鹽和氫氣:
2C2H5OH+2Na=2C2H5ONa+H2↑
和鹵族元素的無氧酸發生反應,生成烴的鹵代物:
C2H5OH+HBr=H2SO4(濃)=H2O+C2H5Br
有機化合物分子在脫水劑作用下,和濃硫酸共熱,在170攝氏度時,分子內脫去一個水分子生成乙烯,而在140攝氏度時,分子間脫水生成二乙醚。
C2H5OH=濃硫酸,Δ=H2O+C2H4↑2C2H5OH=濃硫酸,Δ=H2O+C2H5OC2H5
葡萄糖——碳水化合物,有甜味,是白色晶體,能和鎂反應,也可以受酒化酶作用變成酒精,還能被氧化銀、氫氧化銅、濃硫酸和硝酸等氧化成葡萄糖酸。
C6H12O6+Mg=點燃=6C+6MgO+6H2↑C6H12O6=酒化酶=2C2H5OH+2CO2↑C6H12O6+2Cu(OH)2=Δ=C5H11O5COOH+Cu2O↓+H2O
C6H12O6+6O2=酶=6CO2+6H2O
七、金屬。
金屬分為黑色金屬、有色金屬、重金屬和輕金屬等。鐵、錳、鉻是黑色金屬,其它的金屬(如鋰、鎢、汞、鋨、鋁、銀、鈣等)都是有色金屬。金屬能導電導熱。
合金——把金屬和其它物質熔合在一起,冷凝后得到的混合物。如鋼、黃銅、硬鋁、焊錫、武德合金等。
鐵——鋼鐵為含碳的鐵合金,分為生鐵、熟鐵和鋼。
銅——具有紫紅色金屬光澤,熔點1083攝氏度,密度8900千克/立方米,導電導熱。在潮濕的空氣中,銅表面生成一層綠色的堿式碳酸銅,但不能和鹽酸、稀硫酸反應,可以和氧氣、濃硫酸和硝酸反應。
2Cu+O2=Δ=2CuO
3Cu+8HNO3=Δ=3Cu(NO3)2+4H2O+2NO↑Cu+4HNO3(濃)=Δ=Cu(NO3)2+2H2O+2NO2↑Cu+2H2SO4(濃)=Δ=CuSO4+2H2O+SO2↑
鋁——銀白色輕金屬,熔點660攝氏度,密度2700千克/立方米,在鋁的表面生成一層致密的氧化鋁薄膜,隔絕鋁和氧氣的接觸,防止鋁被氧化。
2Al+3O2=點燃=2Al2O3
2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
排在氫前面的金屬能置換出稀硫酸、鹽酸或乙酸等非氧化性酸中的氫,排在氫后面的金屬不能置換出酸中的氫:
Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑只有排在前面的金屬能把排在后面的金屬從鹽溶液中置換出來:Fe+CuSO4=FeSO4+CuCu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag
八、單質、氧化物、堿、酸、鹽。
堿性氧化物——能和酸反應生成鹽、水的氧化物。
酸性氧化物——能和堿反應生成鹽、水的氧化物。
兩性氧化物——能和酸、堿反應生成鹽、水的氧化物。
不成鹽氧化物——不能和酸、堿反應生成鹽和水的氧化物。
氫氧化鈉——白色固體,易溶于水,放出大量的熱,容易潮解,并有強烈的腐蝕性,俗稱燒堿、苛性鈉,能和多種物質發生反應。與指示劑反應,使無色酚酞試液變紅,紫色石蕊試液和綠色BTB試液變藍。
與酸性氧化物反應:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
與酸發生中和反應:2NaOH+H2SO4=Na2SO4+H2O
和鹽發生復分解反應:CuCl2+2NaOH=Cu(OH)2↓+2NaCl
氫氧化鈣——俗稱熟石灰,微溶于水,有腐蝕性。它能和酸性氧化物,酸和鹽反應。Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2OCa(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2OCa(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH。
堿類——電離時生成的陰離子全是氫氧根離子的化合物。根據堿類的組成,可以把堿類叫做氫氧化某。堿類能和酸性氧化物,酸和鹽反應,還能與指示劑反應,使無色酚酞試液變紅,紫色石蕊試液和綠色BTB試液變藍。
鹽酸——無色液體,的水溶液,有揮發性,有刺激性氣味和腐蝕性,能使石蕊試液變紅,BTB試液變黃,不能使酚酞試液變色,能和活潑金屬,堿類和鹽類反應。
Cu(OH)2+2HCl=CuCl2+2H2OAgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3
鹽酸還能和堿性氧化物反應:Fe2O3+6HCl=FeCl3+3H2O
硫酸——無色粘稠油狀液體,不容易揮發,密度1840千克/立方米,容易溶解于水,放出大量的熱,所以稀釋濃硫酸是把濃硫酸沿著試管或燒杯壁慢慢倒入水中,不斷攪動,使得生成的熱量迅速擴散。濃硫酸能吸收水分,稱為吸水性,實驗室可以用它來做干燥劑。硫酸的性質和鹽酸相似,但濃硫酸還有脫水性,即把有機化合物中的氫原子和氧原子以二比一的比例脫出,使其碳化變黑。Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑CuO+H2SO4=CuSO4+H2OCu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2OBaCl2+H2SO4=BaSO4↓+2HCl
C12H22O11=H2SO4(濃)=12C+11H2O
酸類——電離時生成的陽離子全部是氫離子的化合物。含氧元素的酸叫做含氧酸,命名為某酸,如硫酸、硝酸、乙酸、亞硫酸和亞硝酸等,不含氧元素的酸為無氧酸,命名為氫某酸。能使石蕊試液變紅,BTB試液變黃,不能使酚酞試液變色,能和活潑金屬,堿類和鹽類反應。但是濃硫酸、硝酸等氧化性酸與金屬反應時,不生成氫氣。
根據酸的組成是否含碳元素,可以把酸分成無機酸和有機酸。鹽酸、硫酸、硝酸、硼酸、碳酸、亞硫酸屬于無機酸,其它含碳元素的酸為有機酸,如乙酸、羥基丁二酸、檸檬酸、十六酸、十八酸、水楊酸、抗壞血酸、己二酸、對苯二甲酸、氨基酸和核酸等。
pH值——氫離子濃度的負對數,表示溶液的酸堿度,25攝氏度時,pH為0到14之間,pH等于7時,溶液呈中性,pH大于7,溶液呈堿性,pH小于7,溶液呈酸性。
鹽——由金屬元素或銨根和酸根組成的化合物。鹽可以分為正鹽、酸式鹽、堿式鹽等。
正鹽——鹽的組成里只有金屬元素或銨根和酸根,含氧酸鹽的命名為在酸根的名稱后加上某元素的名稱,稱為某酸某,無氧酸鹽的命名為在非金屬名稱和金屬元素的名稱之間加上一個化字,叫做某化某。
酸式鹽——鹽的組成里除了金屬元素或銨根和酸根外,還含有氫原子的鹽。其命名是在酸根名稱后面加一個氫字,如碳酸氫鈉、碳酸氫銨、硫氫化鈉。
堿式鹽——鹽的組成里除了金屬元素和酸根外,還含有氫氧根的鹽,命名是在酸根名稱前加堿式兩字,如堿式碳酸銅、堿式氯化鎂等。
氯化鈉——無色晶體,易溶于水,是由鈉離子和氯離子構成的正方體。它與硝酸銀反應,生成白的氯化銀沉淀:NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3。
碳酸鈉——無水碳酸鈉為易溶于水的白色粉末,水溶液呈現堿性,稱為純堿,能使酚酞試液變紅和BTB試液變藍,和鹽酸反應,生成二氧化碳氣體。
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
碳酸鈉晶體為塊狀固體,在常溫時,逐漸失去結晶水,成為碳酸鈉粉末,這叫做風化。
Na2CO3·10H2O=Na2CO3+10H2O↑
硫酸銅——晶體為藍色,俗稱膽礬,受熱后放出水蒸氣,失去結晶水,生成白色粉末,滴入幾滴水,無水硫酸銅跟水結合,生成藍色的水合硫酸銅。
氫氧化鈣和硫酸銅反應,生成天藍色氫氧化銅和硫酸鈣的懸濁液,稱為波爾多液。
Ca(OH)2+CuSO4=CaSO4↓+Cu(OH)2↓
復分解反應的條件——兩種化合物互相交換成分,產生沉淀、氣體或水,復分解反應即可發生。
化學肥料——包括氮肥、磷肥和鉀肥。含有兩種營養元素的肥料叫做復合肥料。
物質的分類和命名法。
希望我能幫助你解疑釋惑。
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