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高中化学常用常识

  • 2024-12-01

以下是一些高中化学常用常识:

化学仪器与分析方法


  • 常见仪器用途
    • 核磁共振仪:用于确定有机物中处于不同化学环境的氢原子种类。
    • 红外光谱仪:主要测定有机物中官能团的种类。
    • 紫外光谱仪:可检测有机物中的共轭结构,常用于分析含有苯环等共轭体系的化合物。
    • 质谱仪:能测定有机物的相对分子质量,对推断有机物的结构也有一定帮助。
    • 原子吸收(发射)光谱仪:可测定物质中的金属元素,也能用于测定某些非金属元素。
    • 分光光度计:用于测定溶液中物质的成分及含量,重点可测反应速率。
    • 色谱分析仪:利用不同物质在固定相和流动相中分配比的不同,对物质进行分离,常用于分类物理性质和化学性质相近的物质,纸层析是其中一种。

  • 分析方法
    • 李比希燃烧法:可测定有机物中 C、H、O、N、Cl 的有无及含量,燃烧后通过检测生成的 CO₂、H₂O、N₂、HCl 等来确定相应元素。
    • 铜丝燃烧法:用于测定有机物中是否含卤素,若火焰为绿色则说明含有卤素。
    • 钠熔法:可测定有机物是否含有 X、N、S,通过钠熔后生成的 NaX、Na₂S、NaCN 等来判断。


化学史


  • 道尔顿:提出原子学说,为近代化学的发展奠定了基础。
  • 汤姆生:在阴极射线实验基础上提出 “葡萄干面包式” 模型。
  • 卢瑟福:通过 α 粒子散射实验提出 “核 + 电子” 模型。
  • 波尔:在量子力学基础上提出轨道模型。
  • 舍勒:发现了氯气。
  • 维勒:首次人工合成尿素,打破了有机物与无机物的界限。
  • 门捷列夫:发现了元素周期律并编制出元素周期表,对化学元素的分类和研究具有重大意义。

物质的组成、分类与性质


  • 物质组成与分类
    • 纯净物和混合物:纯净物由一种物质组成,如氧气、水等;混合物由多种物质混合而成,如空气、溶液等。
    • 单质和化合物:单质是由同种元素组成的纯净物,如金属单质(铁、铜等)、非金属单质(氢气、氧气等);化合物是由不同种元素组成的纯净物,如氧化物(二氧化碳、氧化铜等)、酸(盐酸、硫酸等)、碱(氢氧化钠、氢氧化钙等)、盐(氯化钠、碳酸钠等)。
    • 有机化合物和无机化合物:有机化合物一般含有碳元素,除一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐等少数简单含碳化合物外,如甲烷、乙醇等;无机化合物则不含有机碳,如水、氯化钠等。

  • 物质性质
    • 物理性质:包括颜色、状态、气味、熔点、沸点、硬度、密度、溶解性等,如氧气是无色无味的气体,水在常温下是无色透明的液体。
    • 化学性质:指物质在化学变化中表现出来的性质,如可燃性、氧化性、还原性、酸碱性、稳定性等,如氢气具有可燃性,铁在潮湿空气中易生锈体现了铁的化学性质不稳定。


常见物质的成分与用途


  • 金属材料:如铝是地壳中含量最多的金属元素,具有良好的导电性、导热性和延展性,常用于制造电线、铝合金门窗等;铁是应用最广泛的金属,可用于制造各种机械、建筑材料等。
  • 无机非金属材料
    • 传统无机非金属材料:如水泥的主要成分是硅酸盐,用于建筑行业;玻璃的主要成分是 SiO₂、Na₂SiO₃、CaSiO₃等,可用于制作各种玻璃制品;陶瓷是以黏土等为原料烧制而成,常用于制作餐具、花瓶等。
    • 新型无机非金属材料:如氧化铝陶瓷具有耐高温、硬度大的特性,可用于制造高温结构部件;氮化硅陶瓷具有高强度、高硬度、耐磨等性能,常用于制造轴承、发动机部件等。

  • 有机高分子材料
    • 天然高分子材料:如天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯,用于制造轮胎等;纤维素是植物细胞壁的主要成分,可用于造纸等。
    • 合成高分子材料:包括塑料(如聚乙烯、聚氯乙烯等)、合成纤维(如涤纶、锦纶等)、合成橡胶等,广泛应用于日常生活和工业生产的各个领域。

  • 其他常见物质
    • 火棉:是纤维素与硝酸完全酯化的产物,可用于制造火药。
    • 胶棉:是纤维素与硝酸不完全酯化的产物,常用于制造赛璐珞等。
    • 醋酸纤维:是纤维素与醋酸酐酯化后的产物,可用于制造胶片等。
    • 光导纤维:主要成分是 SiO₂,利用全反射原理传输光信号,用于通信等领域。


化学反应基本类型


  • 化合反应:指两种或两种以上的物质生成一种新物质的反应,如 ,一般多数化合反应是放热反应,但碳和二氧化碳反应生成一氧化碳是吸热反应。
  • 分解反应:一种化合物分解成两种或两种以上较简单的单质或化合物的反应,如 ,少数分解反应是放热反应,如过氧化氢的分解。
  • 置换反应:一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应,如 。
  • 复分解反应:由两种化合物互相交换成分,生成另外两种化合物的反应,如 ,发生的条件是有沉淀、气体或水生成。

化学用语


  • 元素符号:表示元素的化学符号,如 H 表示氢元素,O 表示氧元素等。
  • 化学式:用元素符号表示物质组成的式子,如表示水,表示二氧化碳等。
  • 化学方程式:用化学式表示化学反应的式子,如 ,它能体现反应物、生成物及反应条件,遵循质量守恒定律。

化学中的一些规律和概念


  • 氧化还原反应:有元素化合价升降的化学反应,实质是电子的转移。在反应中,失去电子、化合价升高的物质是还原剂,被氧化;得到电子、化合价降低的物质是氧化剂,被还原。
  • 电解质与非电解质:在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物是电解质,如酸、碱、盐等;在水溶液中和熔融状态下都不能导电的化合物是非电解质,如蔗糖、酒精等。
  • 离子反应:有离子参加或生成的反应,在溶液中进行的复分解反应等多属于离子反应,书写离子方程式时要遵循电荷守恒和原子守恒等原则。


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