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1、绪言 化学人类进步的关键一、知识要点与规律1.化学发展的三个时期古代实用技术时期近代化学时期现代化学时期；古代实用技术时期火的使用、造纸、火药、瓷器、冶金、炼金术、燃素说等；近代化学时期原子分子论、元素周期律、电子的发现、新元素的发现、药物的合成等；现代化学时期纳米技术、信息材料、超导技术等。2.我国历代化学主要成就冶金、陶瓷、造纸、火药在世界上发明应用较早；李时珍本草纲目中记载了许多有关化学鉴定的试验方法；1942 年侯德榜的联合制碱法在世界化工行业上独放异彩；1965 年我国科学家在世界上首次合成具有生物活性的蛋白质结晶牛胰岛素；1981 年我国科学家在世界上首次合成了一种与天然分子相同的
2、化学结构和完整生物活性的核糖核酸；1993 年中国科学院北京物理实验室的研究人员，在常温下以超真空扫描隧道显微镜为手段，通过探针拔出硅原子的方法，在硅晶体表面“写”出目前最小的汉字“中国” 。3.化学与社会(1)化学与社会的主要问题有材料问题、能源问题、环境问题和生命科学问题等；(2)材料是为人类社会所需要并能够用于制造有用器物的物质，按照化学组成材料可以分为非金属材料、金属材料、有机高分子材料等，按照功能材料可以分为结构材料、信息材料、高功能材料等。如图所示：(3)化石燃料是我们现在使用的主要能源，包括煤、石油、天然气等，具有不可再生性、储量有限、开采和燃烧过程中对环境造成污染等特点。(4)
3、纳米（nm）是长度单位，1nm10 9 m。(5)叶绿素中含有金属镁元素。4.化学发展简史大事记时间 国籍 发明人 主要贡献50 万年前 中国 火的利用公元前 8 千年6 千年前中国 陶器的制作公元前 25 世纪前 20 世纪中国 炼铜公元前 16 世纪前 11 世纪中国 铜的合金的制造公元前 16 世纪前 7 世纪中国 瓷器的制作公元前 16 世纪前 7 世纪中国 染色公元前 16 世纪前 7 世纪中国 五行说：五元素金、木、水、火、土公元前 10 世纪 埃及 制作玻璃公元前 7 世纪 中国 冶炼铁公元前 4 世纪 古希腊 德谟克利特 原子的原始概念公元前 4 世纪 中国 炼钢公元前 4 世
4、纪 中国 炼丹术公元前 2 世纪 中国 胆水炼铜公元前 105 年 中国 造纸术公元 1 世纪 中国 发现、使用石油659 年 中国 孙思邈 伏硫磺法中记载了火药的三种成分13 世纪中叶前 中国 火药传入阿拉伯世界1596 年 中国 李时珍 本草纲目载药 1892 种1673 年 中国 宋应星 天工开物记载炼锌技术1661 年 英国 波义耳 提出“元素论” ，把化学确立为科学1703 年 德国 施塔尔 提出燃素说1771 年 瑞典 舍勒 加热硝酸盐获得氧气1774 年 英国 普离斯特里 加热氧化汞获得氧气1772 年 法国 拉瓦锡 确立了质量守恒定律1778 年 法国 拉瓦锡 证明了空气的主要
5、成分，确定了燃烧氧化说1799 年 法国 普罗斯 提出定组成定律1800 年 伏特 发明电池1800 年 英国 尼科尔森 电解水成功，把电解引入化学1800 英国 戴维 提出倍比定律18.08 年 英国 道尔顿 提出原子学说1811 年 意大利 阿附加德罗 提出分子学说1814 瑞典 贝采里乌斯 提出化学符号和化学方程式的书写规则1828 年 瑞典 柏济力阿斯 以氧作为标准测量原子量，首次排出比较正确的原子量表1828 年 德国 维勒 合成尿素，开辟有机新纪元1832 年 德国 李比希 与维勒合作提出基团论1840 年 俄国 盖斯 提出盖斯定律1858 年 德国 凯库勒 提出碳的四价学说186
6、5 年 德国 凯库勒 提出苯的结构式1860 年 德国 本生 与德国物理学家基尔霍夫发明分光镜，在化学上引入光谱分析法1867 年 瑞典 诺贝尔 制成安全炸药1869 年 俄国 门捷列夫 发现元素周期律，绘制了比较完整的元素周期表，预测了有关元素1873 年 荷兰 范德华 注意到分子间作用力，提出范德华方程1887 年 瑞典 阿累尼乌斯 建立了电离学说1887 年 法国 勒沙特列 发现平衡移动原理1894 年 英国 拉赛姆和瑞利发现了氩1897 年 英国 汤姆生 发现了电子1898 年 英国 玛丽居里 夫妇发现放射性元素钋和镭1911 年 英国 卢瑟福 通过 散射实验提出行星式原子结构1913
7、 年 丹麦 波尔 建立波尔原子模型1916 年 美国 路易斯 提出共价学说，建立经典的共价键理论1924 年 法国 德布罗意 预言微粒的波动性，提出波粒二象性1926 年 中国 侯德榜 研制出“红三角”牌纯碱1932 年 美国 密立根 提出不同于价键理论的分子轨道理论1943 年 中国 侯德榜 研究成功“联合制碱法”1950 年 美国 鲍林 建立现代价键理论、杂化理论、共振理论，用X 射线测定晶体结构，提出纤维状蛋白质分子有 螺旋体构型1961 年 国际化学会 采取 12C 原子质量12 作为原子相对质量新标准1965 年 中国 邢其毅等 首次人工合成结晶牛胰岛素1965 年 美国 伍德瓦德
8、测定青霉素等许多物质的结构和合成奎宁等，与霍夫曼合作提出分子感到守恒定律1971 年 十四届国际计量大会 通过“物质的量”的单位及单位摩尔的定义1973 年 国际计量局 公布 12C 原子质量的 1/12 作为原子质量单位1981 年 中国 首次人工合成核糖核酸1995 年 荷兰、美国 阐述臭氧层破坏的化学机理1996 年 英国、美国 发现 C60，开辟了“富勒烯”的化学研究1998 年 中国 钢产量达到 1 亿吨，居世界首位，原煤、水泥等产量也居世界首位1998 年 中国 石油天然气总公司进入世界石油 50 强，排名第 10 位2000 年 美国、日本 开发了具有导电性的聚合塑料二、方法与技
9、巧1.常用仪器的使用分类仪器分类 所属仪器测量器 量筒（粗量） 、滴定管、移液管、容量瓶计量器 托盘天平、温度计分离器 漏斗、分液漏斗、长颈漏斗收集器 集气瓶、导气管、冷凝管、水槽热源 酒精灯、酒精喷灯夹持器 试管夹、铁夹、滴定管夹、坩埚钳、镊子可直火加热的仪器 试管、蒸发皿、坩埚需垫石棉网加热的仪器 烧杯、烧瓶、蒸馏烧瓶、锥形瓶其它 铁架台、铁圈、石棉网、泥三角、三角架、药匙、燃烧匙、表面皿、胶头滴管2.实验中的比例关系类型 实验 要求试管中盛液体 液体量不超过容积的 1/2夹持试管 试管夹离试管口 1/3固定烧瓶 铁夹在瓶颈离瓶口 1/3固定滴定管 滴定管夹在离上口 1/3容量或位置关系试
10、管、烧瓶里盛液体给液体加热 液体量不超过容积的 1/3试管里盛固体给固体加热 固体量不超过容积的 1/6玻璃棒放在烧杯中时 留在烧杯外的部分是总长的 1/3酒精灯、蒸发皿、水槽内盛液体 液体量不超过容量的 2/3配制王水 浓硝酸与浓盐酸溶质的物质的量之比为 13制取甲烷 无水醋酸钠、氢氧化钠、氧化钙的质量比为 1.50.50.3制取乙烯 酒精与浓硫酸的体积比为 13试剂用量制取硝基苯 硝酸与硫酸体积比为 433.实验操作的“先后规则”实验 先后规则装配仪器 现下后上，先左后右往容器加药品 先固体后液体制取气体 先检验气密性，后装药品收集干燥气体 先洗气、净化，后干燥用 H2（CO）还原 CuO
11、 先通气，后点灯；先撤灯，后停气点燃可燃性气体 先验纯，在点燃检验可溶性盐类 先取少许溶解，后加试剂观察第一章 化学反应及其能量变化一、知识要点与规律1.四种基本类型反应反应类型 形式 举例化合反应 ABAB CaO+H2O= Ca(OH)2分解反应 ABAB H2CO3=H2O + CO2置换反应 ABCAC B Fe+H2SO4=FeSO4+H2复分解反应 ADBCACBD Ba(OH)2+H2SO4= BaSO4 +2H2O2.氧化还原反应氧化还原反应概念标志：化合价发生变化。实质：电子转移(得失与偏移 )。定义：凡是有电子转移的化学反应。氧化剂与还原剂：得到电子的物质叫氧化剂；失去电子
12、的物质叫还原剂。氧化反应与还原反应：失去电子的反应叫氧化反应；得到电子的反应叫还原反应。 氧化性与还原性：氧化剂所表现的性质叫氧化性，即得电子的性质与能力；还原剂所表现出的性质叫还原性，即失电子的性质与能力。氧化产物与还原产物：通过氧化反应得到的产物是氧化产物；通过还原反应得到的产物是还原产物。关系：还原反应反应类型氧化反应 被还原变化过程被氧化 还原产物生成物氧化产物 发生 发生 生成 生成 氧化剂反应物还原剂 电子接受体 电子给予体 氧化性表现性质还原性 具有 具有 价降 价升 ne 常见的氧化剂与还原剂常见氧化剂及其对应的产物 常见还原剂及其对应的产物氧化剂 还原产物 还原剂 氧化产物O
13、2 OH、H 2O 金属单质 金属阳离子X2 X- S2- SS S2- I I2MnO4（H +） Mn2+ Fe2+ Fe3+HNO3（稀） NO C CO2 或 COHNO3（浓） NO2 H2 H2O 或 HH2SO4（浓） SO2 CO CO2Fe3+ Fe2+氧化还原反应中电子转移关系的表示双线桥法：CuO 为氧化剂，H 2 为还原剂。单线桥法：氧化还原反应的基本规律及应用守恒律：化合价有升必有降，电子有得必有失。对于一个完整氧化还原反应，化合价升高的总数与降低的总数相等。应用：有关氧化还原反应的计算及配平。失去 2e ，化合价升高，被氧化 得到 2e ，化合价降低，被还原 Err
14、or!O+Error!2 Error!Error!2O6e 2Al3H 2SO4Al 2(SO4)3+3H2 价态律：A.元素处于最高价，只有氧化性；B.元素处于最低价，只有还原性；C.元素处于中间价态，既有氧化性又有还原性，但主要呈现一种性质。D.物质若含有多种元素，其性质是这些元素的综合体现。应用：判断元素或物质氧化性或还原性的有无。强弱律：A.较强氧化性的氧化剂跟较强还原性的还原剂反应，生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧化产物：即氧化剂还原剂还原产物氧化产物，满足强强弱弱。B.一般来说同一元素的不同价态的物质，价态越高，氧化性越强，但个别的有反常，如 Cl 元素的含氧酸。C.金属活动性
15、顺序表中K、 Ca、 Na、 Mg、 Al、 Zn、 Fe、 Sn、 Pb、 （ H ） 、 Cu、 Hg、 Ag、 Pt、 Au 金属单质还原性减弱； 金属离子的氧化性增强（铁元素是 Fe2 ） 。D.非金属单质氧化性越强，其阴离子的还原性越弱，如：F 2、Cl 2、Br 2、I 2、S 氧化性依次减弱，还原性 F-、Cl -、Br -、I -、S 2-依次增强。E.外界条件对氧化性和还原性的影响：一般来说，物质的浓度越大，氧化剂的氧化性越强，还原剂的还原性越强；温度越高，氧化剂的氧化性越强，还原剂的还原性越强；酸性越强，氧化剂的氧化性常常越强，碱性越强，还原剂的还原性越强。应用：在适宜条件下，用氧化性较强的物质制备氧化性较弱的物质，或用还原性较强的物质制备还原性较弱的物质。也可用于比较物质间氧化性或还原性的强弱。转化律：A.氧化还原反应中，以元素相邻价态间的转化最容易；B.同种元素不同价态之间若发生反应，元素的化合价只靠近而不交叉；C.同种元素相邻价态间不发生氧化还原反应。应用：分析判断氧化还原反应能否发生。难易律：A.越易失电子的物质，失去后就越难得电子；越易得电子的物质，得到后就越难失电子。B.一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时，还原性最强的优先发生反应；同理，一种还nts
