高中化學理論體系框架梳理講義

高中化學理論體系框架梳理專題訓練講義

一、元素周期律

1.元素周期律的應用

性質同周期(自左而右)同主族(自上而下)

電子層結構層數相回層數皿

失電子能力避增強

得電子能力蠅減弱

金屬性減弱增強

非金屬性增強減弱

主要化合價最高正價升高(0、F除外)最高正價相同(0、F除外)

酸性增強：ILSiOWH3PO’WH2sCUW酸性減弱：HNChNiH3Po4

最高價氧化物對應

HC104堿性增強：LiOH<NaOH<

水化物的酸、堿性

堿性減弱：NaOH二Mg(OH)上Al(0H)3KOH

非金屬氣態氫

增強：SiH4<PH3<H2S<HCl減弱：HF>：HCl>HBr>HI

化物的穩定性

原子半徑減小：Si>P>S>：Cl增大：F^Cl<Br<I

陽離子半徑減小：Na+>_Mg2+>.Al3+增大：Li+<Na+<K+

陰離子半徑減小：P3-二S?一二C「增大：F<cr<Br-<r

2.元素周期表中特殊位置的元素

(1)族序數=周期數的短周期元素：H、Be、AL

(2)族序數=周期數2倍的元素：C、S：3倍的元素：0。

(3)周期數是族序數2倍的元素：Li；3倍的元素：Na。

(4)最高正價與最低負價代數和為零的短周期元素：C、Si；最高正價是最低負價絕對值3倍的坦周期元素:

So

(5)除H外，原子半徑最小的元素：Fo

隨堂練習

(1)最外層電子數為2的元素一定在第IIA族()

(2)珪、銘位于金屬與非金屬元素的交界線處，二者均可以制作半導體材料()

(3)第IA族元素的金屬性一定比同周期的第IIA族的強()

(4)第三周期元素的離子半徑從左至右逐漸減小()

(5)氣態氫化物的熱穩定性：H2O>NH3>SiH4()

(6)碳酸的酸性強于次氯酸，因而碳的非金屬性強于氯()

(7)非金屬元素原子不可能形成離子化合物()

(8)同主族元素非金屬性越強，其簡單陰離子的還原性越強()

(9)三氟化硼分子中，B原子最外層滿足8電子結構()

(10)第IA族元素與第VHA族元素結合時，所形成的化學鍵都是離子鍵()

答案(1)X(2)V(3)7(4)X(5)V(6)X(7)X(8)X(9)X(10)X

mi］下表是分別含元素x、YII勺物質性質的比較及得出的結論，其中結論錯誤的是()

選項物質性質比較結論

最高價氧化物對應的水化物X(OH>”比Y(OH)“，

A金屬性X比Y強

堿性強

B氣態氫化物H?；X比HmY熱穩定性強非金屬性X比Y強

CX的最高化合價比Y的最高化合價高金屬性X比Y強

常溫下，X(金屬)的單質與鹽酸反應比Y(金屬)

D不能確定X與Y的金屬性強弱

的單質與水反應劇烈

答案C

解析根據判斷元素金屬性和非金屬性強弱的比較，可知A、B、D三項正確；金屬元素的最高化合價不能

用于判斷元素金屬性的強弱，如Al、Na的最高價依次為+3、+1價，但Na比A1的金屬性強(活潑)，C項

錯誤。

【例2】a、b、c、d四種元素的原子序數均小于18,a的原子中只有1個電子，b?一和c+的電子層結構相同,

d與b的最外層電子數相同。下列敘述錯誤的是()

A.a與b、d兩種元素只能形成兩種二元化合物

B.b與c元素形成的一種化合物司.作為供氧劑

C.c的原子半徑是這四種元素中最大的

D.d和a形成的化合物的水溶液呈弱酸性

參考答案A

解析a的原子中只有1個電子，則a為氫元素；a、b、c、d四種元素的原子序數均小于18,b?一和c+的電

子層結構相同，則b為乳元素，c為鈉元素；d與b的最外層電子數相同，則d為硫元素。H和0、S可形

成H2O、H2O2、H2s三種化合物，A項錯誤；氧與鈉兩種元素形成的NazCh可作為供氧劑，B項正確：根據

原子半徑的變化規律，可知原子半徑：Na>S>0>H,C項正確：d和a形成的化合物為H2S,H2s的水溶

液呈弱酸性，D項正確。

二、化學反應速率及化學平衡

1.化學反應速率

「概念、單位應用：研究化學反應的快慢

化

學內因

反物質的性質

應影響因素

速溫度、濃度、壓強、催化劑、其他

率

2.化學平衡

化

度

濃變化程度不同：

學

強

化學平改變壓速率若“此="逆.平衡不移動

平

溫

度

衡衡移動條件若“正>"的平衡正向移動

若收。逆,平衡逆向移動

表達K_1X）?L（Y）

k-F（A）-

（注:B為周態,不寫入平衙常數表達式）

化學平衡常數：

影響.放熱反應：升溫K減小.降

〃1A(g)+〃B(s)=

溫K增大，吸熱反應反之；

pX(g)+^Y(g)濃度、壓強無影響

判斷

若。=K，平街不移動

反應

若Q<K,平街正向移動

方向若Q>K.平街逆向移動

隨堂練習

1.判斷下列說法是否正確，正確的打“J”，錯誤的打“X”

(1)已知乙酸與乙醉的酯化反應為放熱反應，加入少量濃硫酸并加熱，該反應的反應速率和平衡常數均增大

()

(2)在恒溫條件下，增大壓強，化學反應速率一定加快()

(3)在一定條件下,增加反應物的是:?化學反應速率一定加快()

(4)某溫度時FcO(s)+CO(g)Fc(s)+C02(g)達到平衡時〃(C0)：n(CO2)=4：1。則該反應在此溫度時的平

衡常數K=0.25()

(5)正反應為吸熱反應的可逆反應達到平衡時，升高溫度，正反應速率增大，逆反應速率減小，平衡向正反

應方向移動()

(6)列入催化劑加快了反應速率，改變了反應吸收或放出的熱量()

(7)在一定條件下，平衡向正反應方向移動，正反應速率變大()

(8)在FcCh十3KSCNFc(SCN)3十3KCI平衡體系中，加入KQ固體，顏色變淺()

(9)平衡向正反應方向移動，反應物的轉化率都增大()

(10)恒溫恒壓時，充入“惰性氣體”反應速率不變，平衡不移動()

(IDNHs的體積分數不變能說明NH2COONH4(S)2NH3(g)+C6(g)達到平衡狀態()

(12)升高溫度，化學平衡一定發生移動()

參考答案⑴X(2)X(3)X(4)J(5)X(6)X(7)X(8)X(9)X(10)X(11)X(12)7

2.識圖解答下列問題

(1)已知甲酸的分解反應為HCOOHCO+H2O在H'催化作用下反應歷程為

HCOOH+H*—*(H—C)―?H2O+(*C)—*CO+H*+H2O

H?…OHH

過渡態1過渡態n

②甲酸分解的反應熱AH=。

③寫出圖像中第一個峰對應的過渡態表示符號：。

④使用催化劑后，正、逆反應速率如何變化？平衡移動方向如何？。

⑵將2molCH4和5mol氏0值)通入恒壓容器中發生反應CH4(g)4-H2O(g)CO(g)+3H?(g)。CM的平衡轉

化率與溫度、壓強的關系如圖：

CH平衡轉化率

10()2(M)300溫度/t

①壓強為PI，平衡時若容器的體積為1L,則100℃時該反應的平衡常數K=。

②若圖中的A、B、C三點的平衡常數KA、KB、Kc的大小關系是。

⑶一定溫度下，將CO和H2按照物質的量之比1：2充入容積為2L的密閉容器中，發生CO(g)+

2H：(g)CH30H(g)NH<0,保持溫度和體積不變，反應過程中CO的物質的量隨時間變化如下圖所示。

n(CO)/mol

①0?10min內出的平均反應速率為；該反應的平衡常數K=。

②15min時，若保持溫度不變，再向容器中充入CO和CHQH各0.3mol,平衡(填“向左”“向

右”或“不”)移動。若改變外界反應條件，導致〃(CO)發生如圖所示的變化，則改變的條件可能是

(填字母)。

a.增大CO濃度b.升溫

c.減小容器體積d.加入催化劑

參考答案(1)①反②一B③H?…&H(或過渡態I)④正、逆反應速率同等程度增大，平衡不移動

⑵①6.75②SKc

⑶?0.02mobmin125②不c

解析(2)①CH4(g)+H2O(g)CO(g)4-3H2(g)

開始/mol

轉化/mol

平衡/mol

②在相同壓強下升高溫度，CH4的轉化率升高，說明該反應為吸熱反應，因而溫度越高，平衡常數越大，故

KA<KB<KC。

(3)①由圖可知，CO、出的起始濃度分別0.2molL，0.4molL"

CO(g)+2H2(g)CH30H(g)

初始/(molL「)0.20.40

平衡/(molL))0.10.2

/口、0.2mol-L1___,0.1__

k(H2)==0.02molTL1minK=、=25。

1()min0.1X0.22

0.1+03

2

②。==25=K,故平衡不移動。

0.1+03］、

.2Jx0.22

三、電解質溶液

1.離子方程式書寫注意事項

(1)易溶、易電離的物質。「溶性強電解質，包括強酸、強堿、可溶性鹽)以實際參加反應的離子符號表示；非

電解質、弱電解質、氣體、單質、氧化物以及難溶性鹽均用化學式表示。

(2)HCO?>HS\HSO3■等弱酸的酸式酸根不能拆開寫。

(3)濃硫酸不寫離子符號；溶液中鉉鹽與堿反應加熱放出N",不加熱寫成NH3II2O；生成物1有微溶物析

出時，微溶物寫成化學式。

(4)鹽類水解離子方程式一?般用“"，不用“t”和“I”：若為完全進行的水解反應，用”

和“I”；沉淀轉化離子方程式用“"，不用“I”，可在難溶物后標注“(s)”。

(5侈步連續化學反應，如AlCb與NaOH,NaAQ與鹽酸，Na2c。3與鹽酸，CO2(SO2)通入NaOH溶液中等,

此類反應可用分步書寫再相加的方法，寫出過量時的離子方程式。

2.弱電解質的電離平衡

影響

一溫度、濃度、同離子效應

一因素

電

離：比較電離程度的大小,計算離子濃度

電離

平：只與溫度有關

衡常數

一

水的影響：只與溫度有關

電離工適用：任何酸性、堿性、中性稀溶液

3.離子濃度大小關系分析判斷的基本解題框架

步

驟

一

判斷溶液中微粒的成分

一

單溶

一

電

判

師液)與汽出)大小關系

溶c(OH

判斷

解

斷

溶液

發

質-

組

的酸

溶

反

成

堿性

液混合

不

發

一

溶液反

應

步驟二

一邊全是陰慮子，另

用荷守恒式

一邊全是陽離子

離

子

濃一邊全含一種元素,另

物料守恒式

度一邊全含另一種元素

關

系

一邊微粒能電離H\另

等質子守恒式

一邊微粒能結合H-

式

等式沒有明顯特征三種等式變形而來

隨堂練習

判斷下列說法是否正確，正確的打“J”，錯誤的打“X"，錯誤的指明原因。

⑴任何溫度下，根據水溶液中c(H')和c(Oir)的相對大小都可判斷溶液的酸堿性()

(2)pH=4的醋酸加水稀釋過程中，所有離子濃度都降低()

(3)在NaHCO3溶液中加入NaOH溶液，不會影響離子的種類()

(4)AgCKs)溶度積常數表達式為K甲="Ag)?Cl)()

c(AgCl)

(5)沉淀轉化只能是Kp大的沉淀轉化為長印小的沉淀()

(6)25℃時Cu(OH)2在水中的溶解度大于其在Cu(NO3)2溶液中的溶解度()

(7)中和等體積、等pH的鹽酸和醋酸消耗的NaOH的量相同()

(8)制備無水AlCh、FcChsCuCL均不能采用將溶液直接蒸干的方法()

(9)某醋酸溶液的pH=a,將此溶液稀釋10倍后，溶液的pH=6,則a<b<a+\()

+

(10)常溫下，pH=5.6的CH3coOH與CH3coONa混合溶液中，c(Na)>c(CH3COO)()

(11)常溫下，pH=7的氯化鏤和氨水的混合溶液中，離子濃度順序為c(NH；)=c(C「)>c(OH-)=91)()

(12)常溫下NaHS04==Na++H++S0『，pH=l的NaHS()4溶液中：c(H+)=c(SOr)+c(OH)

)

(13)鍋爐中沉積的CaS04可用飽和Na2cCh溶液浸泡，再將不溶物用稀鹽酸溶解除去()

(14)常溫下，在NaHS溶液中滴入少量CuCL溶液，產生黑色沉淀，水的電離程度增大()

(15)常溫下，等體積的鹽酸和CH3coOH的pH相同，由水電離出的c(ir)相同()

-|-1

(16)0.2molLCH3COONa與0.1moIL鹽酸等體積混合后的溶液中(pH<7)：c(CH3COO)

4

>c(Cr)>c(CH3COOH)>c(H)()

(17)向0.10moIL_1NaHSCh溶液中通入N%至溶液pH=7：則c(Na+)>c(SO?)>o(NH；)()

(I8NH4HSO4溶液中各離子濃度的大小關系是C(H+)>C(S03>C(NHAC(0H-)()

(19)0.1氨水中加入CH3coONH4固體，"°H)比值變大()

c(NH3H2。)

+

(20)用標準NaOH溶液滴定未知濃度的CH3COOH溶液到終點時，c(Na)=c(CH3COO)()

(21)25CH寸，用0.01molL-i鹽酸滴定20mL某濃度的氨水時，應選用酚瞅;作為指示劑()

(22)向含Ag。、AgBr的濁液中加入少量AgNCh，溶液中)不變()

c(Br)

(23)強電解質溶液的導電能力一定比弱電解質溶液的導電能力強()

(24)比83的電離常數表達式：七=/但)c(8g)()

e(H2co3)

(25)常溫下，將pH=3的酸和pH=ll的堿等體積混合，所得溶液的pH=7()

(26)16.25gFeCb水解形成的Fe(0H)3膠體粒子數為0.1必()

(27)向硫酸鋁溶液中滴加碳酸鈉溶液的離子方程式為2Al3++3COF==A12(CO3)31()

參考答案

⑴J

(2)Xc(H+)減小，c(OK)增大

⑶J

(4)X固體物質不寫入平衡常數表達式

(5)X反例：BaSO4在飽和Na2c03溶液中可轉化為BaCO3

(6)V(7)X醋酸的濃度大于鹽酸，消耗NaOH的量較多(8)。(9)V

(10)X由于溶液顯酸性，CH3coOH的電離程度大于CH3coONa的水解程度，因而c(CH3coO)>c(Na)

(11)V(12)7(13)7

(14)XHS-+CM+=CuSI+H+,水的電離程度減小

(15)V(16)7(17)7(18)7

(19)XCH3coONH4電離的NH：抑制氨水的電離，c(OH)減小，c(NH3?H2O)增大，因而比值減小

(20)X滴定終點的生成物為CHaCOONa,CH3coeT水解，因而c(Na-)>c(CH3coeT)

(21)X鹽酸滴定氨水，終點呈酸性，應選用甲基橙作指示劑

(22)J

(23)X溶液的導電性與離子濃度和離子所帶電荷數有關

(24)X多元弱酸分步電離，平衡常數表達式應分步書寫

(25)X未指明酸堿的強弱，無法判斷

(26)XFc(OH)3膠粒是大量FC(OH)3的集合體

(27)XAk(CO3)3在水溶液中不存在，應生成氫氧化鋁沉淀和二氧化碳氣體

四、電化學原理

1.原電池、電解池的區別

正「得電子，發生還原反應

原

確極t陽離子移向該極

無電

電

池

電負「失電子.發生氧化反應

化極

判斷L陰離子移向該極

學有無

裝外接

置電源失電子,發生氧化反應

￡陰離子移向該極

有

得電子，發生還原反應

￡陽離「移向該極

2.離子交換膜

功

能

只允許陽離子通過,阻

止陰離了?和氣體通過

只允許陰離戶通過,阻

離子交類

止陽離了?和氣體通過

換膜型

作

用

3.電解原理的應用

(1)電鍍：待鍍件作陰極、鍍層金屬作陽極、含鍍層金屬陽離子的溶液作電鍍液。

(2)電解精煉銅：純銅作陰極、粗銅作陽極、硫酸銅溶液作電解質溶液。

4.金屬(以鐵為例)的電化學腐蝕與防護

(1)吸氧腐蝕電極反應

負極：2Fe—4e~~2Fe2+：

正極：Ch+4e+2H2O=4OH。

(2)析氫腐蝕電極反應

負極:Fe—2e^=Fe24；

正極：2H++2e-=H2to

⑶防護方法

①原電池原理——犧牲陽極的陰極保護法：與較活潑的金屬相連，較活潑的金屬作負極被腐蝕，被保護的

金屬作正極：

②電解池原理——外加電流的陰極保護法：被保護的金屬與原電池負極相連，形成電解池，作陰極。

隨堂練習

1.判斷下列說法是否正確，正確的打“J”，錯誤的打“X”

(I)CU+2H+==CU2++H2t既可在原電池中完成，也可在電解池中完成()

(2)鉛蓄電池充電時，標記著“一”的電極應與電源的負極相連()

(3)在Mg—Al—NaOH溶液組成的原電池中，因Mg比AI活潑，故Mg作負極()

(4)鉛蓄電池放電時的負極和充電時的陰極均發生還原反應()

(5)電解質溶液導電的過程實際上就是電解的過程()

(6)電解時，電子流動路徑是：負極一外電路一陰極一溶液一陽極一正極()

(7)用惰性電極電解MgCL溶液時，陰極可能得到固體鎂()

(8)用惰性電極電解KOH溶液時，陰極的電極反應式是O2+2H2O+4e-=4OH()

(9)以Pt電極電解電解質溶液時，若兩極只有H?和02析出，則溶液的濃度一定改變()

(10)鍍鋅鐵，若保護層被破壞后，就完全失去了對金屬鐵的保護作用()

參考答案⑴義(2)7(3)X(4)X(5)J(6)X(7)X⑻X(9)X(10)X

2.下列關于原電池的五個裝置圖的說法是否正確，正確的打“J”，錯誤的打“義”

G靈敏電流表

石

整

交換膜

ZnSO,(aq)CuSO4(aq)

圖1

H￡OO

陽離子交換股HSH

(只允許陽離子通過)

AgCl/A：IIP

X7

1mol?L”鹽酸

圖5

⑴圖1裝置為有陽離子交換膜的鋅銅原電池，電池工作一段時間后，甲池的C(SCT)減小()

(2)控制合適的條件，將反應2Fe3.+2「2Fe2++h設計成如圖2所示的原電池。則反應開始時，乙中石

墨電極上發生氧化反應，甲中石墨電極上Fe3‘被還原()

(3)通過加入適量乙酸鈉，設計成微生物電池可以將廢水中的氯苯轉化為苯而除去，其原理如圖3所示。b

極為負極，電極反應式為CH3CO(T-8e-+2H2O=2CO2f+7H*,a極為正極，發生還原反應，電極反應

(4)我國最近在太陽能光電催化一化學耦合分解硫化氫研究中取得新進展，相關裝置如圖4所示。該裝置工

作時，H4由b極區放電生成氫氣，卜廣由a極區流向b極區，a極上發生的電極反應為Fe2+-e=Fe3，()

(5)某原電池裝置如圖5所示，電池總反應為2Ag+Cb=2AgQ,當電路中轉移0.01mole時，交換膜左側

溶液中約減少0.01mol離子()

參考答案

⑴X(2)7(3)7(4)7(5)義

解析(1)由于陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，故甲池的c(SOf)不變。(5)AgQ/Ag為負極，電極

反應為Ag—e-+Cr^=AgCI,當赴路中轉移0.01mole一時，有0.01molAgCl沉淀形成，同時還必然有0.01

mo：H+通過陽離子交換膜進入正極區，因而左側減少0.02mol離子。

3.下列關于電解池的五個裝置圖的說法是否正確，正確的打“J”，錯誤的打“X”

電

［源

多孔

電化學質子?交光催

電極

催化劑換腴化劑

圖1