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内容简介
系统讲解高一下册化学核心内容，涵盖元素周期表与周期律、化学键、化学反应速率与化学平衡初步、有机化学入门等。
高一化学下册教程——元素周期律与化学反应速率
适用年级：高一下册 | 科目：化学 | 版本：人教版同步
目录
第一章 元素周期表与元素周期律
1.1 元素周期表的结构
元素周期表是化学学科中最重要的工具之一，它是按照原子序数（即核电荷数）从小到大排列，并将化学性质相似的元素排在同一纵行的表格。
1.1.1 周期（横行）
元素周期表共有 7 个周期，分为三类：
| 周期类型 | 包含周期 | 元素种数 | 电子层数 |
|---|---|---|---|
| 短周期 | 第一周期 | 2 | 1 |
| 短周期 | 第二周期 | 8 | 2 |
| 短周期 | 第三周期 | 8 | 3 |
| 长周期 | 第四周期 | 18 | 4 |
| 长周期 | 第五周期 | 18 | 5 |
| 长周期 | 第六周期 | 32 | 6 |
| 不完全周期 | 第七周期 | 32 | 7 |
规律：每一周期从碱金属（第一周期从氢）开始，到稀有气体结束。元素所在的周期数等于其原子的电子层数。
1.1.2 族（纵列）
元素周期表共有 18 个纵列，其中：
- 主族（A族）：由短周期元素和长周期元素共同组成，共 7 个主族（IA～VIIA）
- 副族（B族）：仅由长周期元素组成，共 7 个副族（IB～VIIB）
- 第Ⅷ族：包括第 8、9、10 三个纵列
- 0 族：第 18 列，稀有气体元素
主族序数 = 最外层电子数（对于主族元素而言）
1.1.3 元素在周期表中的位置确定
确定某元素在周期表中的位置，需要知道两个信息：
- 周期数 = 电子层数
- 主族序数 = 最外层电子数
例如：某元素原子的电子排布为 2、8、3，则该元素位于第三周期第ⅢA族，为铝（Al）。
1.2 元素周期律
元素周期律是指元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化的规律。这一规律的根本原因是：随着原子序数递增，元素原子的最外层电子排布呈周期性变化。
1.2.1 原子结构的周期性变化
| 性质 | 同一周期（从左到右） | 同一族（从上到下） |
|---|---|---|
| 电子层数 | 不变 | 逐渐增多 |
| 最外层电子数 | 逐渐增多（1→8） | 相同 |
| 原子半径 | 逐渐减小 | 逐渐增大 |
注意：原子半径的比较需要在"同条件下"进行。稀有气体原子半径的测量方法不同，一般不参与比较。
1.2.2 元素金属性与非金属性的递变
金属性：元素原子失去电子的能力。金属性越强，越容易失电子。
非金属性：元素原子得到电子的能力。非金属性越强，越容易得电子。
| 性质 | 同一周期（从左到右） | 同一族（从上到下） |
|---|---|---|
| 金属性 | 逐渐减弱 | 逐渐增强 |
| 非金属性 | 逐渐增强 | 逐渐减弱 |
| 最高价氧化物对应水化物的酸碱性 | 碱性减弱，酸性增强 | 碱性增强，酸性减弱 |
| 非金属气态氢化物的稳定性 | 逐渐增强 | 逐渐减弱 |
1.2.3 金属性强弱的判断依据
- 单质与水（或酸）反应置换出氢气的难易程度：越容易反应，金属性越强
- 最高价氧化物对应水化物（氢氧化物）的碱性强弱：碱性越强，金属性越强
- 金属之间的置换反应：活泼金属能把不活泼金属从其盐溶液中置换出来
- 金属阳离子的氧化性：对应阳离子氧化性越弱，金属性越强
实例：Na 与冷水剧烈反应，Mg 与热水缓慢反应，Al 与水几乎不反应 → 金属性：Na > Mg > Al
1.2.4 非金属性强弱的判断依据
- 单质与氢气化合的难易程度及气态氢化物的稳定性：越易化合、氢化物越稳定，非金属性越强
- 最高价氧化物对应水化物（含氧酸）的酸性强弱：酸性越强，非金属性越强
- 非金属之间的置换反应：活泼非金属能把不活泼非金属从其化合物中置换出来
实例：Cl₂ + H₂S = 2HCl + S↓，说明非金属性 Cl > S
1.3 元素周期表中的重要规律
1.3.1 对角线规则
在元素周期表中，左上到右下方向上，某些相邻元素的性质有相似性。例如：Li 和 Mg、Be 和 Al、B 和 Si 的性质有诸多相似之处。
1.3.2 同族元素性质递变
以碱金属族（第ⅠA族）为例：
- Li、Na、K、Rb、Cs 随原子序数增大，金属性逐渐增强
- 与水反应越来越剧烈
- 最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强（LiOH < NaOH < KOH < RbOH < CsOH）
以卤族元素（第ⅦA族）为例：
- F₂、Cl₂、Br₂、I₂ 随原子序数增大，非金属性逐渐减弱
- 与氢气化合越来越困难，气态氢化物稳定性逐渐降低
- 单质的氧化性逐渐减弱
1.4 典型例题
例题1：下列各组元素中，按最高价氧化物对应水化物酸性由强到弱排列的是（ ）
- Si、P、S、Cl
- S、P、Si、Al
- Cl、S、P、Si
- Al、Si、P、S
解答：
同一周期从左到右，非金属性增强，最高价氧化物对应水化物的酸性增强。Si、P、S、Cl 同在第三周期，从左到右排列，酸性由弱到强为：H₂SiO₃ < H₃PO₄ < H₂SO₄ < HClO₄。
因此酸性由强到弱排列为：Cl > S > P > Si。
答案：C
例题2：某元素的原子核外有 3 个电子层，最外层有 4 个电子，该元素位于周期表中的位置是______，其最高价氧化物的化学式为______，对应水化物的化学式为______。
解答：
- 电子层数 = 3 → 第三周期
- 最外层电子数 = 4 → 第ⅣA族
- 该元素为硅（Si），位于第三周期第ⅣA族
- 最高价为 +4 价，最高价氧化物：SiO₂
- 对应水化物（含氧酸）：H₂SiO₃（偏硅酸）
例题3：已知同周期的 X、Y、Z 三种元素，其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱顺序为 H₃XO₄ < H₂YO₄ < HZO₄。请判断：
（1）三种元素的非金属性由强到弱的顺序；
（2）三种元素的气态氢化物稳定性由强到弱的顺序。
解答：
（1）最高价含氧酸的酸性越强，非金属性越强。因此非金属性：Z > Y > X
（2）非金属性越强，气态氢化物越稳定。因此气态氢化物稳定性：ZH₃ > YH₂ > XH₄（注意根据最高正价推断最低负价，确定氢化物化学式）
1.5 章节练习
下列关于元素周期表的叙述中，正确的是（ ）
- 元素周期表中共有 18 个族
- 短周期包括第一、二、三周期
- 副族元素全部是金属元素
- 第ⅠA族全部是非金属元素
下列各组元素中，原子半径由大到小排列正确的是（ ）
- Na > Mg > Al
- Cl > S > P
- O > N > C
- F > Cl > Br
某元素原子的最外层电子数为 6，电子层数为 3，该元素的最高价氧化物对应水化物的化学式为______。
比较 Na、Mg、Al 的金属性强弱，并用实验事实加以说明。
第二章 化学键
2.1 化学键的概念
化学键是分子或晶体中相邻原子（或离子）之间强烈的相互作用力。化学键的存在使得原子结合成稳定的分子或晶体。
化学键分为三大类：离子键、共价键和金属键（高一阶段重点学习前两种）。
2.2 离子键
2.2.1 定义
离子键是阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键。
- 成键微粒：阴离子和阳离子
- 成键本质：静电引力与斥力的平衡
- 形成条件：通常在活泼金属元素与活泼非金属元素之间形成
2.2.2 离子化合物
由离子键形成的化合物叫做离子化合物。常见的离子化合物包括：
- 强碱：NaOH、KOH、Ba(OH)₂ 等
- 大多数盐：NaCl、K₂SO₄、Na₂CO₃ 等
- 活泼金属氧化物：Na₂O、CaO、MgO 等
离子化合物的电子式表示：
以 NaCl 为例：Na⁺[Cl]⁻（Na 失去一个电子给 Cl，形成 Na⁺ 和 Cl⁻）
2.2.3 用电子式表示离子键的形成过程
NaCl 的形成过程：
Na· + ·Cl: → Na⁺[:Cl:]⁻
书写要点：
- 左边写各原子的电子式
- 右边写离子化合物的电子式
- 用箭头连接，表示电子转移方向
- 相同离子不能合并，要分开写
2.3 共价键
2.3.1 定义
共价键是原子之间通过共用电子对形成的化学键。
- 成键微粒：原子
- 成键本质：共用电子对与两原子核之间的静电作用
- 形成条件：通常在非金属元素原子之间形成
2.3.2 共价键的分类
| 类型 | 特征 | 共用电子对 | 实例 |
|---|---|---|---|
| 非极性共价键 | 同种原子形成 | 不偏移 | H₂、Cl₂、N₂ |
| 极性共价键 | 不同种原子形成 | 偏向非金属性强的原子 | HCl、H₂O、NH₃ |
2.3.3 共价化合物
全部由共价键形成的化合物叫做共价化合物。常见的共价化合物包括：
- 非金属氢化物：HCl、H₂O、NH₃、CH₄ 等
- 非金属氧化物：CO₂、SO₂、H₂O 等
- 含氧酸：H₂SO₄、HNO₃、H₃PO₄ 等
- 大多数有机化合物
2.3.4 共价键的表示方法
电子式：
- H₂：H:H
- HCl：H:Cl:
- H₂O：H:O:H（O 上方还有两对孤对电子）
- N₂：:N:::N:（三对共用电子对）
结构式：用一条短线"−"表示一对共用电子
- H−H、Cl−Cl、H−Cl
- H−O−H、H−N−H（NH₃）
- O=C=O（CO₂）
- H−C≡C−H（乙炔）
2.4 极性分子与非极性分子
2.4.1 概念
- 极性分子：正电荷重心与负电荷重心不重合的分子
- 非极性分子：正电荷重心与负电荷重心重合的分子
2.4.2 判断方法
| 分子类型 | 举例 | 是否含极性键 | 是否为极性分子 |
|---|---|---|---|
| 双原子单质 | H₂、N₂、O₂ | 否 | 非极性 |
| 双原子化合物 | HCl、CO | 是 | 极性 |
| 多原子对称型 | CO₂、CH₄、CCl₄ | 是 | 非极性 |
| 多原子不对称型 | H₂O、NH₃、CHCl₃ | 是 | 极性 |
关键判断：
- 只含非极性键的分子一定是非极性分子
- 含极性键的分子，若结构对称则为非极性分子，若不对称则为极性分子
2.5 离子键与共价键的比较
| 比较项目 | 离子键 | 共价键 |
|---|---|---|
| 成键微粒 | 阴、阳离子 | 原子 |
| 成键方式 | 静电作用 | 共用电子对 |
| 成键元素 | 活泼金属与活泼非金属 | 非金属元素之间 |
| 存在于 | 离子化合物 | 共价化合物（或离子化合物中的原子团） |
| 实例 | NaCl、KOH | H₂O、CO₂、HCl |
注意：NaOH 是离子化合物（Na⁺ 与 OH⁻ 之间为离子键），但 OH⁻ 内部 O 与 H 之间为共价键。所以 NaOH 中既含离子键又含共价键。类似的还有 Na₂O₂（含离子键和非极性共价键）。
2.6 典型例题
例题4：下列物质中，既含离子键又含共价键的是（ ）
- NaCl
- H₂O
- NaOH
- CaCl₂
解答：
- NaCl：只含离子键；B. H₂O：只含共价键；C. NaOH：Na⁺ 与 OH⁻ 之间为离子键，O 与 H 之间为共价键，符合题意；D. CaCl₂：只含离子键。
答案：C
例题5：下列分子中，属于极性分子的是（ ）
- CO₂
- CH₄
- NH₃
- CCl₄
解答：
- CO₂ 为直线形分子，结构对称，非极性分子
- CH₄ 为正四面体形，结构对称，非极性分子
- NH₃ 为三角锥形，结构不对称，极性分子
- CCl₄ 为正四面体形，结构对称，非极性分子
答案：C
2.7 章节练习
下列物质中，只含共价键的是（ ）
- KCl B. Na₂O C. H₂SO₄ D. Ca(OH)₂
下列化合物中，属于离子化合物的是（ ）
- HCl B. CO₂ C. MgCl₂ D. H₂O
用电子式表示 MgCl₂ 的形成过程。
判断下列分子是极性分子还是非极性分子：SO₂、BF₃、H₂S、PCl₃
第三章 化学反应速率与化学平衡初步
3.1 化学反应速率
3.1.1 定义
化学反应速率是衡量化学反应进行快慢的物理量，通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。
3.1.2 表达式
\(v = \frac{\Delta c}{\Delta t}\)
其中：
- \(v\) — 化学反应速率
- \(\Delta c\) — 浓度变化量（mol/L）
- \(\Delta t\) — 时间变化量（min 或 s）
单位：mol/(L·min) 或 mol/(L·s)
3.1.3 重要注意事项
- 化学反应速率是平均速率，不是瞬时速率
- 无论用反应物还是生成物表示，速率都为正值
- 同一反应中，不同物质的反应速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比
例如对于反应 N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃：
\(v(N₂) : v(H₂) : v(NH₃) = 1 : 3 : 2\)
即 \(v(N₂) = \frac{1}{3}v(H₂) = \frac{1}{2}v(NH₃)\)
- 固体和纯液体的浓度视为常数，不用来表示反应速率
3.2 影响化学反应速率的因素
3.2.1 内因（决定性因素）
反应物的化学性质是决定化学反应速率的根本因素。不同的化学反应，速率可能差异巨大。
3.2.2 外因
| 影响因素 | 影响规律 | 原理 |
|---|---|---|
| 浓度 | 增大反应物浓度，反应速率加快 | 单位体积内活化分子数增多，有效碰撞次数增加 |
| 温度 | 升高温度，反应速率加快 | 活化分子百分数增大，有效碰撞次数增加 |
| 催化剂 | 使用催化剂（正催化剂），反应速率加快 | 降低反应活化能，使更多分子成为活化分子 |
| 压强 | 增大压强（气体反应），反应速率加快 | 相当于增大浓度 |
| 接触面积 | 增大固体反应物的接触面积，反应速率加快 | 反应接触面增大 |
重要说明：
- 催化剂改变反应速率但不改变反应方向，即不能使不能发生的反应发生
- 催化剂不改变反应物和生成物的总能量，只降低活化能
- 对于没有气体参加的反应，压强的改变不影响反应速率
- 增大压强的实质是增大气体的浓度，若通过充入惰性气体来增大容器总压但保持体积不变，则各组分浓度不变，反应速率不变
3.3 化学平衡初步
3.3.1 可逆反应
在同一条件下，既能正向进行又能逆向进行的反应称为可逆反应。可逆反应不能进行到底，反应物不能全部转化为生成物。
例如：N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃（注意用可逆符号"⇌"表示）
3.3.2 化学平衡状态
在一定条件下的可逆反应中，当正反应速率等于逆反应速率时，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态，称为化学平衡状态。
3.3.3 化学平衡的特征
化学平衡状态可以用五个字概括："逆、等、动、定、变"。
| 特征 | 含义 |
|---|---|
| 逆 | 研究对象是可逆反应 |
| 等 | 正反应速率 = 逆反应速率（v正 = v逆 ≠ 0） |
| 动 | 动态平衡，正逆反应仍在进行 |
| 定 | 各组分的浓度保持不变 |
| 变 | 条件改变，平衡被破坏，发生移动 |
3.3.4 判断化学平衡状态的标志
以下情况可以判断反应已达到化学平衡：
- 直接标志：v正 = v逆（同一物质的正反应速率等于逆反应速率）
- 间接标志：各组分的浓度、质量分数、物质的量分数保持不变
- 特殊标志：对于反应前后气体总物质的量不等的反应，混合气体的总物质的量、总压强、平均摩尔质量不再变化
3.3.5 化学平衡的移动——勒夏特列原理
勒夏特列原理（平衡移动原理）：如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强或温度），平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。
| 条件改变 | 平衡移动方向 |
|---|---|
| 增大反应物浓度 | 正向移动 |
| 减小反应物浓度 | 逆向移动 |
| 增大压强（气体反应） | 向气体分子数减小的方向移动 |
| 减小压强（气体反应） | 向气体分子数增大的方向移动 |
| 升高温度 | 向吸热方向移动 |
| 降低温度 | 向放热方向移动 |
| 使用催化剂 | 不移动（同等程度改变正逆反应速率） |
3.4 典型例题
例题6：在密闭容器中进行反应 2SO₂ + O₂ ⇌ 2SO₃（正反应为放热反应），下列措施能加快反应速率的是（ ）
- 降低温度
- 增大 O₂ 的浓度
- 使用负催化剂（减慢反应）
- 减小容器体积
解答：
- 降低温度使反应速率减慢 ❌
- 增大 O₂ 浓度，反应物浓度增大，速率加快 ✓
- 负催化剂减慢反应 ❌
- 减小容器体积相当于增大压强（气体浓度增大），反应速率加快 ✓
答案：BD
例题7：在一定温度下，反应 A(g) + B(g) ⇌ 2C(g) 达到平衡的标志是（ ）
- A、B、C 的浓度相等
- A、B、C 的浓度不再变化
- A 消耗的速率等于 C 消耗的速率
- 容器内气体总质量不再变化
解答：
- 平衡时浓度不一定相等，只是一直保持不变 ❌
- 各组分浓度不再变化是平衡的直接标志 ✓
- A 消耗速率（正反应）等于 C 消耗速率（逆反应），即 v(A)正 = v(A)逆，因该反应中 A 与 C 计量数之比为 1:2，所以 A 消耗速率应等于 C 生成速率的一半。这里说"A 消耗速率 = C 消耗速率"，即正反应消耗 A 的速率 = 逆反应消耗 C 的速率，由于计量数比 1:2，等价于 v正(A) = ½v逆(C)，而平衡时 v正(A) = ½v逆(C)，此条件成立 ✓
- 该反应中反应物和生成物都是气体，总质量始终不变，不能作为平衡标志 ❌
答案：BC
例题8：对于反应 N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g)（正反应为放热反应），在已达平衡的体系中，下列操作对平衡有何影响？
（1）增大 N₂ 浓度
（2）减小容器体积（增大压强）
（3）升高温度
（4）加入催化剂
解答：
（1）增大反应物 N₂ 浓度，平衡正向移动（向右移动）
（2）该反应正向气体分子数减少（4 → 2），增大压强，平衡向气体分子数减少的方向移动，即正向移动
（3）正反应为放热反应，升高温度，平衡向吸热方向（逆反应方向）移动，即逆向移动
（4）催化剂不影响平衡移动，只同等加快正、逆反应速率
3.5 章节练习
反应
4NH₃ + 5O₂ ⇌ 4NO + 6H₂O在 10L 密闭容器中进行，半分钟后水蒸气的物质的量增加了 0.45mol，则此反应的平均速率 v(H₂O) 为（ ）- 0.045 mol/(L·s) B. 0.015 mol/(L·s) C. 0.01 mol/(L·s) D. 0.0015 mol/(L·s)
下列说法中能说明反应
H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2HI(g)已达到平衡状态的是（ ）- 容器内气体颜色不再变化
- 容器内总压强不再变化
- H₂ 的消耗速率等于 HI 的生成速率
- H₂、I₂、HI 的浓度之比为 1:1:2
增大反应物浓度能加快反应速率的原因是什么？（用碰撞理论解释）
第四章 有机化学入门
4.1 有机化合物概述
4.1.1 有机化合物的定义
有机化合物是指含碳元素的化合物（CO、CO₂、碳酸盐、碳化物等少数含碳化合物除外，它们属于无机物）。
4.1.2 有机化合物的特点
- 种类繁多（碳原子可以形成四个共价键，且碳碳之间可以成链、成环）
- 大多数有机物难溶于水，易溶于有机溶剂
- 大多数有机物熔沸点较低
- 大多数有机物可以燃烧
- 有机反应速率一般较慢，常伴有副反应
4.1.3 碳原子的成键特点
碳原子最外层有 4 个电子，可以形成 4 个共价键：
- 碳碳单键（C−C）
- 碳碳双键（C=C）
- 碳碳三键（C≡C）
- 碳碳之间可以形成长链、支链、环状结构
4.2 烷烃
4.2.1 定义与通式
烷烃是分子中碳原子之间全部以单键结合的链烃，碳原子剩余的价键全部与氢原子结合。烷烃也叫饱和烃。
通式：\(C_nH_{2n+2}\)（n ≥ 1）
4.2.2 甲烷（CH₄）
甲烷是最简单的烷烃，也是天然气的主要成分。
结构特点：
- 4 个 C−H 键完全相同
- 键角 109°28'
- 正四面体构型
- 非极性分子
物理性质：无色无味气体，密度比空气小，极难溶于水
化学性质：
可燃性：
CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O（淡蓝色火焰）取代反应（与 Cl₂ 在光照条件下）：
CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl（一氯甲烷）CH₃Cl + Cl₂ → CH₂Cl₂ + HCl（二氯甲烷）CH₂Cl₂ + Cl₂ → CHCl₃ + HCl（三氯甲烷/氯仿）CHCl₃ + Cl₂ → CCl₄ + HCl（四氯化碳）
取代反应：有机物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。
高温分解：
CH₄ →（高温）C + 2H₂（制炭黑）
4.2.3 同系物与同分异构体
同系物：结构相似、分子组成上相差一个或若干个 CH₂ 原子团的化合物互为同系物。
| 比较项目 | 同系物 | 同分异构体 | 同素异形体 |
|---|---|---|---|
| 定义 | 结构相似，分子组成相差 CH₂ | 分子式相同，结构不同 | 同种元素形成的不同单质 |
| 分子式 | 不同 | 相同 | 不同（单质） |
| 实例 | CH₄、C₂H₆、C₃H₈ | 正丁烷与异丁烷 | O₂ 与 O₃、金刚石与石墨 |
4.2.4 烷烃的命名（系统命名法基础）
- 选最长碳链为主链
- 从离支链最近的一端编号
- 支链写在前面，主链碳数写在后面
例如：CH₃CH(CH₃)CH₂CH₃ → 2-甲基丁烷
4.3 烯烃
4.3.1 定义与通式
烯烃是分子中含有碳碳双键（C=C）的链烃。
通式：\(C_nH_{2n}\)（n ≥ 2）
4.3.2 乙烯（C₂H₄）
乙烯是最简单的烯烃，也是重要的石油化工原料。
结构特点：
- 含一个 C=C 双键
- 所有原子在同一平面内
- 键角约 120°
- 非极性分子
物理性质：无色、稍有甜味的气体，密度略小于空气，难溶于水
化学性质：
可燃性：
C₂H₄ + 3O₂ → 2CO₂ + 2H₂O（火焰明亮，有黑烟）加成反应：
- 与溴水：
CH₂=CH₂ + Br₂ → CH₂BrCH₂Br（1,2-二溴乙烷，溴水褪色） - 与 H₂：
CH₂=CH₂ + H₂ → CH₃CH₃（Ni 催化，加热） - 与 HCl：
CH₂=CH₂ + HCl → CH₃CH₂Cl（氯乙烷） - 与 H₂O：
CH₂=CH₂ + H₂O → CH₃CH₂OH（乙醇，催化剂加热加压）
加成反应：有机物分子中不饱和碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新物质的反应。
- 与溴水：
加聚反应：
nCH₂=CH₂ → [-CH₂-CH₂-]ₙ（聚乙烯）氧化反应： 能使酸性高锰酸钾溶液褪色（可用于鉴别烷烃和烯烃）
4.4 乙醇与乙酸
4.4.1 乙醇（C₂H₅OH）
结构简式：CH₃CH₂OH，官能团为羟基（−OH）
物理性质：无色、有特殊香味的液体，与水以任意比互溶，沸点 78.5°C
化学性质：
与活泼金属反应（如 Na）：
2C₂H₅OH + 2Na → 2C₂H₅ONa + H₂↑（比水与 Na 的反应缓和得多）催化氧化：
2C₂H₅OH + O₂ →（Cu催化，加热）2CH₃CHO + 2H₂O（生成乙醛）燃烧：
C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O
4.4.2 乙酸（CH₃COOH）
结构简式：CH₃COOH，官能团为羧基（−COOH）
物理性质：无色、有强烈刺激性气味的液体，俗称醋酸，易溶于水，熔点 16.6°C（低于室温时凝结成冰状固体，故又称冰醋酸）
化学性质：
酸性（弱酸，比碳酸强）：
- 与 NaOH：
CH₃COOH + NaOH → CH₃COONa + H₂O - 与 Na₂CO₃：
2CH₃COOH + Na₂CO₃ → 2CH₃COONa + H₂O + CO₂↑
- 与 NaOH：
酯化反应：
CH₃COOH + C₂H₅OH ⇌（浓H₂SO₄催化，加热）CH₃COOC₂H₅ + H₂O（生成乙酸乙酯，有香味）酯化反应的机理：酸脱羟基，醇脱氢。酯化反应属于取代反应。
4.5 典型例题
例题9：下列关于有机物的说法正确的是（ ）
- 有机物都含有碳元素，所以含碳元素的化合物都是有机物
- 甲烷和氯气的反应属于取代反应
- 乙烯能使溴水和酸性高锰酸钾溶液都褪色，原理相同
- 乙醇和乙酸都能与 Na 反应产生 H₂
解答：
- CO、CO₂、碳酸盐等含碳但属于无机物 ❌
- 甲烷与氯气在光照下发生取代反应 ✓
- 乙烯使溴水褪色是加成反应，使酸性 KMnO₄ 褪色是氧化反应，原理不同 ❌
- 乙醇中 −OH 可与 Na 反应，乙酸中 −COOH 也可与 Na 反应，都能产生 H₂ ✓
答案：BD
例题10：写出丙烯（CH₃CH=CH₂）与溴水反应的化学方程式，并指出反应类型。
解答：
CH₃CH=CH₂ + Br₂ → CH₃CHBrCH₂Br
反应类型：加成反应
丙烯分子中 C=C 双键断裂，两个溴原子分别加到两个不饱和碳原子上，生成 1,2-二溴丙烷。
例题11：如何鉴别甲烷和乙烯两种气体？简述实验方案。
解答：
方法一：将两种气体分别通入溴水中
- 乙烯使溴水褪色（加成反应）
- 甲烷不与溴水反应，溴水不褪色
方法二：将两种气体分别通入酸性高锰酸钾溶液中
- 乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色（氧化反应）
- 甲烷不与酸性高锰酸钾反应，溶液不褪色
4.6 章节练习
下列有机物中，属于烷烃的是（ ）
- C₂H₄ B. C₃H₈ C. C₂H₂ D. C₆H₆
下列反应中，属于加成反应的是（ ）
- 甲烷与氯气在光照下反应
- 乙烯使溴水褪色
- 乙醇的催化氧化
- 乙酸与乙醇的酯化反应
写出乙醇完全燃烧的化学方程式。
用化学方法鉴别乙醇和乙酸（写出所用试剂和现象）。
综合练习
一、选择题（每题 3 分，共 30 分）
下列关于元素周期表的说法正确的是（ ）
- 第三周期共有 18 种元素
- ⅠA 族元素全部是金属元素
- 0 族元素原子最外层都是 8 个电子
- 元素周期表中共有 7 个周期
下列各组元素中，非金属性最强的是（ ）
- N、O、F B. P、S、Cl C. Si、P、S D. F、Cl、Br
X、Y 是同周期元素，X 的最高价氧化物对应水化物的化学式为 H₂XO₃，则 Y 的最高价氧化物对应水化物的化学式可能是（ ）
- HYO₃ B. H₂YO₄ C. H₃YO₄ D. HYO₄
下列物质中，含有非极性共价键的离子化合物是（ ）
- NaOH B. Na₂O₂ C. H₂O₂ D. NaCl
对于反应
2SO₂ + O₂ ⇌ 2SO₃，下列措施能使平衡正向移动的是（ ）- 升高温度 B. 减小 O₂ 浓度 C. 增大压强 D. 加入催化剂
下列关于化学反应速率的说法正确的是（ ）
- 化学反应速率只能用生成物浓度的增加来表示
- 升高温度只能加快正反应速率
- 增大反应物浓度能增大活化分子百分数
- 催化剂能降低反应的活化能
下列有机物中，能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是（ ）
- CH₄ B. C₂H₆ C. C₂H₄ D. CCl₄
下列关于乙烯的说法错误的是（ ）
- 乙烯分子中所有原子在同一平面内
- 乙烯能使溴水褪色
- 乙烯能发生加聚反应
- 乙烯与甲烷属于同系物
某元素的原子序数为 16，下列关于该元素的说法错误的是（ ）
- 位于第三周期第ⅥA族
- 最高价氧化物的化学式为 SO₃
- 非金属性比氯强
- 气态氢化物的化学式为 H₂S
下列反应中，属于取代反应的是（ ）
- 乙烯与溴水反应
- 甲烷与氯气在光照下反应
- 乙醇的催化氧化
- 乙酸与乙醇的酯化反应
二、填空题（每空 2 分，共 30 分）
第三周期中，金属性最强的元素是______，非金属性最强的元素是______；最高价氧化物对应水化物碱性最强的是______，酸性最强的是______。
用电子式表示 Na₂O 的形成过程：______。
对于可逆反应
A(g) + 3B(g) ⇌ 2C(g)（正反应放热），在其他条件不变时：- 增大 A 的浓度，平衡向______方向移动
- 升高温度，平衡向______方向移动
- 增大压强，平衡向______方向移动
- 使用催化剂，平衡______移动
乙醇的结构简式为______，官能团为______；乙酸的结构简式为______，官能团为______。两者在浓硫酸催化下加热反应生成______和水。
某反应在 5 分钟内 A 的浓度由 2mol/L 降到 0.5mol/L，则 A 的平均反应速率为______ mol/(L·min)。
三、简答题（每题 10 分，共 40 分）
比较 Na、Mg、Al 三种元素的金属性强弱，并从以下三个方面说明：（1）与水反应的难易；（2）最高价氧化物对应水化物的碱性强弱；（3）简单阳离子的氧化性强弱。
对于反应
N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g)（正反应放热），工业上采用高温（约 500°C）、高压（20~50 MPa）和铁催化剂的条件合成氨。请回答： （1）使用高温的原因是什么？ （2）使用高压的原因是什么？ （3）使用催化剂的原因是什么？ （4）高温不利于平衡正向移动，为什么还要使用高温？鉴别以下三瓶无色气体：甲烷、乙烯、氢气。写出实验方案和相关化学方程式。
比较离子键和共价键在成键微粒、成键本质、存在范围三个方面的主要区别，并各举两个例子。
参考答案
第一章练习答案
- C。A：16 个族（7 主 + 7 副 + Ⅷ族 + 0 族）；B：正确但题目问的是"正确"，B 也正确，但 C 更符合题意。实际上 B 和 C 都正确，本题选 BC。
- A。同周期从左到右原子半径逐渐减小，Na > Mg > Al 正确。
- H₂SO₄。最外层 6 个电子、3 层 → S，最高价 +6，对应 H₂SO₄。
- 金属性：Na > Mg > Al。理由：Na 与冷水剧烈反应；Mg 与热水缓慢反应；Al 与水几乎不反应。NaOH 为强碱，Mg(OH)₂ 为中强碱，Al(OH)₃ 为两性氢氧化物。
第二章练习答案
- C。H₂SO₄ 全部由共价键组成。
- C。MgCl₂ 是离子化合物。
- Mg → Mg²⁺ + 2e⁻，2个 Cl 各得 1 个电子 → 2Cl⁻。Mg²⁺[Cl]⁻[Cl]⁻
- SO₂：极性分子（V形，不对称）；BF₃：非极性分子（平面三角形，对称）；H₂S：极性分子（V形，不对称）；PCl₃：极性分子（三角锥形，不对称）。
第三章练习答案
- D。v(H₂O) = 0.45mol / (10L × 30s) = 0.0015 mol/(L·s)
- A。I₂ 有颜色，颜色不变说明浓度不变，达到平衡。
- 增大反应物浓度 → 单位体积内分子数增多 → 活化分子数增多 → 有效碰撞次数增多 → 反应速率加快。
第四章练习答案
- B。C₃H₈ 符合 CₙH₂ₙ₊₂，是烷烃。
- B。乙烯与溴水发生加成反应。
- C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O
- 分别加入 Na₂CO₃ 溶液（或石蕊试液）：乙酸与 Na₂CO₃ 反应产生气泡（CO₂），乙醇无明显现象。
综合练习答案
选择题：
- D 2. A 3. C 4. B 5. C 6. D 7. C 8. D 9. C 10. BD
填空题：
Na；Cl；NaOH；HClO₄
Na· + ·O̊· + ·Na → Na⁺[:O:]²⁻Na⁺（两个 Na 各失去 1 个电子给 O）
正向；逆向；正向；不
CH₃CH₂OH；−OH（羟基）；CH₃COOH；−COOH（羧基）；乙酸乙酯（CH₃COOC₂H₅）
0.3
简答题：
金属性：Na > Mg > Al。 （1）Na 与冷水剧烈反应，Mg 与热水缓慢反应，Al 与水几乎不反应。 （2）NaOH 强碱 > Mg(OH)₂ 中强碱 > Al(OH)₃ 两性氢氧化物。 （3）氧化性：Al³⁺ > Mg²⁺ > Na⁺（对应阳离子氧化性越弱，金属性越强）。
（1）高温能加快反应速率，提高单位时间内 NH₃ 的产率。 （2）该反应正向气体分子数减少（4→2），高压使平衡正向移动，提高 NH₃ 产率。 （3）催化剂降低活化能，加快反应速率。 （4）虽然高温使平衡逆向移动（正反应放热），但主要目的是加快反应速率。在实际生产中，反应速率比平衡产率更重要，且可通过不断分离出 NH₃ 来促进正向反应。
分别将三种气体通入溴水中：
- 褪色 → 乙烯（CH₂=CH₂ + Br₂ → CH₂BrCH₂Br）
- 不褪色的两种气体点燃，在火焰上方罩干冷烧杯：
- 烧杯内壁有水珠 → 氢气（2H₂ + O₂ → 2H₂O）
- 烧杯内壁有水珠，翻转烧杯加入澄清石灰水变浑浊 → 甲烷（CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O）
| 比较项目 | 离子键 | 共价键 |
|---|---|---|
| 成键微粒 | 阴、阳离子 | 原子 |
| 成键本质 | 静电作用 | 共用电子对 |
| 存在范围 | 离子化合物 | 共价化合物或离子化合物中的原子团 |
| 例子 | NaCl、KOH（Na⁺与OH⁻之间） | H₂O、CO₂ |
📖 学习建议：元素周期律是化学的核心规律，建议同学们在理解原子结构的基础上，通过周期表来记忆和比较元素性质。化学反应速率和化学平衡是高考重点，需要多做练习，理解平衡移动的本质。有机化学入门部分要重点掌握各类反应类型（取代、加成、酯化等），为后续深入学习打下基础。
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