化学笔记 必修二
人教版(2019)
硫及其化合物
硫(S)与二氧化硫(SO₂)
1. 硫单质 (俗称硫黄)
物理性质：黄色晶体，质脆，难溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳(CS₂)。
化学性质：
$Fe + S \xrightarrow{\Delta} FeS$ (黑色)
$2Cu + S \xrightarrow{\Delta} Cu_2S$ (黑色)
$S + O_2 \xrightarrow{点燃} SO_2$
2. 二氧化硫 (SO₂)
- 物理性质：无色、刺激性气味、有毒气体、易液化、易溶于水(1:40)。
- 化学性质：酸性氧化物、漂白性、还原性、氧化性。
SO₂ 的四大化学性质
酸性氧化物通性
$SO_2 + H_2O \rightleftharpoons H_2SO_3$ (可逆)
$SO_2 + 2NaOH = Na_2SO_3 + H_2O$
漂白性 (暂时的)
能使品红溶液褪色，加热后恢复红色。（原理：生成不稳定的无色物质）
还原性 (主要)
$2SO_2 + O_2 \xrightarrow[V_2O_5]{\Delta} 2SO_3$ (工业制酸)
使酸性 $KMnO_4$ 褪色
弱氧化性
$SO_2 + 2H_2S = 3S\downarrow + 2H_2O$
硫酸 (H₂SO₄)
浓硫酸特性：
吸水性：作干燥剂（物理变化）。
脱水性：使有机物炭化（化学变化，如蔗糖变黑面包）。
强氧化性：
$Cu + 2H_2SO_4(浓) \xrightarrow{\Delta} CuSO_4 + SO_2\uparrow + 2H_2O$
$C + 2H_2SO_4(浓) \xrightarrow{\Delta} CO_2\uparrow + 2SO_2\uparrow + 2H_2O$
$SO_4^{2-}$ 检验方法： 先加稀盐酸酸化（排除 $Ag^+$, $CO_3^{2-}$, $SO_3^{2-}$ 干扰），再加 $BaCl_2$ 溶液，若产生白色沉淀，则含 $SO_4^{2-}$。
氮及其化合物
氮循环与固氮
氮的固定：将大气中游离态的氮($N_2$)转化为氮的化合物的过程。
- 自然固氮：雷雨天($N_2 \to NO$)、根瘤菌。
- 人工固氮：合成氨。
氮氧化物的转化 ("雷雨发庄稼")
$N_2$ $NO$ (无色) $NO_2$ (红棕色) $HNO_3$
$N_2 + O_2 \xrightarrow{放电} 2NO$
$2NO + O_2 = 2NO_2$
$3NO_2 + H_2O = 2HNO_3 + NO$
氨 (NH₃)
- 无色、刺激性气味，密度<空气。
- 极易溶于水(1:700)，可做喷泉实验。
- 氨水显弱碱性：$NH_3 + H_2O \rightleftharpoons NH_3\cdot H_2O \rightleftharpoons NH_4^+ + OH^-$
铵盐 (NH₄⁺)
- 受热易分解：$NH_4Cl \xrightarrow{\Delta} NH_3\uparrow + HCl\uparrow$
- 与碱反应放出氨气 (检验方法)：
$NH_4^+ + OH^- \xrightarrow{\Delta} NH_3\uparrow + H_2O$
硝酸 (HNO₃)
强氧化性（不产生 $H_2$）：
$Cu + 4HNO_3(浓) = Cu(NO_3)_2 + 2NO_2\uparrow + 2H_2O$
$3Cu + 8HNO_3(稀) = 3Cu(NO_3)_2 + 2NO\uparrow + 4H_2O$
常温下，Fe、Al 在浓硝酸中发生钝化。
无机非金属材料
1. 传统硅酸盐材料
- 陶瓷：黏土高温烧结。
- 玻璃：原料纯碱、石灰石、石英；成分 $Na_2SiO_3, CaSiO_3, SiO_2$。
- 水泥：原料黏土、石灰石；水硬性。
2. 硅与二氧化硅
- Si：半导体，芯片，太阳能电池。
- SiO₂：光导纤维，石英玻璃，水晶。
- 反应：$SiO_2 + 4HF = SiF_4\uparrow + 2H_2O$ (刻蚀玻璃)。
第五章 强化练习 (10题)
化学反应与能量变化
吸热反应与放热反应
- 放热反应：反应物总能量 > 生成物总能量（断键吸热 < 成键放热）。
- 吸热反应：反应物总能量 < 生成物总能量（断键吸热 > 成键放热）。
常见放热反应
- 所有燃烧反应
- 酸碱中和反应
- 大多数化合反应
- 活泼金属与水/酸反应
- 铝热反应
常见吸热反应
- 大多数分解反应
- $C + CO_2 \xrightarrow{\Delta} 2CO$
- $C + H_2O \xrightarrow{\Delta} CO + H_2$
- $Ba(OH)_2 \cdot 8H_2O + 2NH_4Cl$ (冰袋原理)
化学能转化为电能 —— 原电池
**构成条件：**两个活性不同的电极、电解质溶液、闭合回路、自发氧化还原反应。
Zn - Cu - 稀H₂SO₄ 原电池
负极 (Zn) $Zn - 2e^- = Zn^{2+}$ (氧化/溶解)
正极 (Cu) $2H^+ + 2e^- = H_2\uparrow$ (还原/气泡)
电子流向： 负极 $\to$ 导线 $\to$ 正极
离子流向： 阳离子 $\to$ 正极，阴离子 $\to$ 负极
🫧
🫧
化学反应速率与限度
1. 化学反应速率
公式：$v = \frac{\Delta c}{\Delta t}$ （单位：$mol/(L\cdot s)$ 或 $mol/(L\cdot min)$）
影响因素 (内因)
反应物本身的性质
影响因素 (外因)
T↑ $\to$ v↑
c↑ $\to$ v↑
P↑ $\to$ v↑ (仅气体)
催化剂 $\to$ v↑
⚡ 速率计算器
/ =
2. 化学反应限度 (化学平衡)
定义：一定条件下，可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。
特征判断 (v-t图)：
1. 逆：可逆反应。
2. 等：$v_{正} = v_{逆} \neq 0$。
3. 动：动态平衡。
4. 定：各组分浓度保持一定（不一定相等）。
5. 变：条件改变，平衡移动。
**注意：**平衡时，反应并未停止！
第六章 强化练习
有机化合物基础：烃
甲烷 (CH₄)
- 结构：正四面体，键角 109°28'。
- 性质：稳定（不褪色），可燃。
- 取代反应：$CH_4 + Cl_2 \xrightarrow{光} CH_3Cl + HCl$ (产物有一氯、二氯、三氯甲烷和四氯化碳)。
乙烯 (C₂H₄) —— 烯烃代表
结构简式：$CH_2=CH_2$ (平面结构，含碳碳双键)
加成反应
$CH_2=CH_2 + Br_2 \to CH_2BrCH_2Br$ (褪色)
$CH_2=CH_2 + H_2O \xrightarrow{催化} CH_3CH_2OH$ (制乙醇)
氧化反应
使酸性 $KMnO_4$ 溶液褪色。
加聚反应：$nCH_2=CH_2 \to [CH_2-CH_2]_n$ (聚乙烯PE)
苯 (C₆H₆) —— 芳香烃
- 结构：平面正六边形，碳碳键介于单键和双键之间（独特的大$\pi$键）。
- 性质：不能使酸性 $KMnO_4$ 褪色，不与溴水反应（但可萃取）。
- 反应：易取代（溴苯、硝基苯）、难加成、可燃烧。
乙醇与乙酸
🧪 官能团构建台
乙醇 乙酸
酯化反应（取代反应）
$CH_3COOH + C_2H_5OH \xrightarrow[加热]{浓H_2SO_4} CH_3COOC_2H_5 + H_2O$
饱和 $Na_2CO_3$ 溶液的作用：
1. 溶解乙醇。
2. 中和乙酸。
3. 降低乙酸乙酯溶解度（利于分层）。
基本营养物质
类别
代表物
水解产物
特性
糖类
葡萄糖 (单糖)
蔗糖 (二糖)
淀粉/纤维素 (多糖)
-
葡萄糖+果糖
葡萄糖
葡萄糖：银镜反应、新制Cu(OH)₂
淀粉：遇碘变蓝
油脂
植物油 (液)
动物脂肪 (固)
高级脂肪酸 + 甘油
碱性水解叫皂化反应
蛋白质
酶、肌肉、毛发
氨基酸
变性、颜色反应(遇浓硝酸变黄)、灼烧烧焦羽毛味
第七章 强化练习
化学与可持续发展
1. 金属的冶炼
金属活泼性
冶炼方法
举例
K Ca Na Mg Al
电解法
$2Al_2O_3 \xrightarrow{电解} 4Al + 3O_2$
Zn Fe Sn Pb (H) Cu
热还原法
$Fe_2O_3 + 3CO \xrightarrow{高温} 2Fe + 3CO_2$
Hg Ag
热分解法
$2HgO \xrightarrow{\Delta} 2Hg + O_2\uparrow$
2. 资源的综合利用
煤：干馏 (化学变化 $\to$ 焦炭、煤焦油、焦炉气)、气化、液化。
石油：分馏 (物理变化 $\to$ 汽油/煤油/柴油)、裂化 (提高汽油产量)、裂解 (获得乙烯/丙烯等基本原料)。
海水：
制镁：海水 $\xrightarrow{石灰乳}$ $Mg(OH)_2$ $\xrightarrow{HCl}$ $MgCl_2$ $\xrightarrow{电解}$ Mg
提溴：浓缩 $\xrightarrow{Cl_2}$ $Br_2$ (吹出、吸收、蒸馏)
3. 绿色化学
核心理念：从源头上减少或消除污染。
原子经济性：原子利用率 100% (期望产物质量 / 反应物总质量)。
例：化合反应、加成反应的原子利用率为 100%。
第八章 强化练习
function appData() { return { currentChapter: 5, sidebarOpen: true, mobileMenu: false, activeTab: 'section1', // Simulators state atom: { z: 11, n: 12 }, calc: { m: '', M: '', V: '', n: '', c: '' }, ironMap: { step1: false, step2: false, step3: false, step4: false }, trendSlider: 11, chapters: [ {id: 5, title: '第五章 化工生产中的非金属', icon: 'fa-industry', color: 'text-teal-600', sub: ['硫及其化合物', '氮及其化合物', '无机非金属材料', '强化练习']}, {id: 6, title: '第六章 化学反应与能量', icon: 'fa-bolt', color: 'text-orange-600', sub: ['反应与能量变化', '速率与限度', '强化练习']}, {id: 7, title: '第七章 有机化合物', icon: 'fa-flask', color: 'text-pink-600', sub: ['烃 (甲烷/乙烯/苯)', '衍生物 (醇/酸/酯)', '营养物质', '强化练习']}, {id: 8, title: '第八章 化学与可持续发展', icon: 'fa-leaf', color: 'text-green-600', sub: ['资源开发与绿色化学', '强化练习']} ], exercises: { ch5: [ {question: '下列关于 SO₂ 性质的叙述错误的是（ ）。', options: ['无色有毒气体', '能使品红褪色', '具有氧化性和还原性', '能使石蕊试液先变红后褪色'], answer: 'D', analysis: 'SO₂ 不能漂白酸碱指示剂，只能使石蕊变红。'}, {question: '下列反应中，硝酸既表现氧化性又表现酸性的是（ ）。', options: ['FeO + HNO₃', 'C + HNO₃(浓)', 'CuO + HNO₃', 'Fe(OH)₃ + HNO₃'], answer: 'A', analysis: 'A中Fe由+2变+3(氧化性)，且生成盐(酸性)。B只氧化性；C/D只酸性。'}, {question: '实验室制取氨气的方法是（ ）。', options: ['N₂和H₂直接化合', 'NH₄Cl受热分解', 'NH₄Cl和Ca(OH)₂共热', '浓氨水滴入浓硫酸'], answer: 'C', analysis: '实验室标准法。B生成NH₃和HCl遇冷又化合；D发生酸碱中和。'}, {question: '下列物质不属于硅酸盐材料的是（ ）。', options: ['陶瓷', '玻璃', '水晶', '水泥'], answer: 'C', analysis: '水晶主要成分是 SiO₂ (氧化物)，不是硅酸盐。'}, {question: '常温下，下列金属在浓硫酸中钝化的是（ ）。', options: ['Cu', 'Fe', 'Zn', 'Ag'], answer: 'B', analysis: 'Fe 和 Al 在冷浓硫酸/浓硝酸中钝化。'}, {question: '氨水的喷泉实验说明氨气（ ）。', options: ['易液化', '极易溶于水', '具有还原性', '比空气轻'], answer: 'B', analysis: '喷泉形成是因压强减小，源于极易溶于水。'}, {question: '下列关于 SiO₂ 的说法正确的是（ ）。', options: ['能溶于水生成硅酸', '是酸性氧化物，不与任何酸反应', '可用于制造光导纤维', '水晶的主要成分是硅酸盐'], answer: 'C', analysis: 'A不反应；B能与HF反应；D是氧化物。'}, {question: '能鉴别 SO₂ 和 CO₂ 的试剂是（ ）。', options: ['澄清石灰水', '品红溶液', '紫色石蕊', 'BaCl₂溶液'], answer: 'B', analysis: '两者都能使石灰水变浑浊；只有SO₂能漂白品红。'}, {question: '工业制硫酸中，SO₂ 催化氧化的设备是（ ）。', options: ['沸腾炉', '接触室', '吸收塔', '合成塔'], answer: 'B', analysis: '沸腾炉造气，接触室转化，吸收塔吸收。'}, {question: '下列离子在 pH=1 的溶液中能大量共存的是（ ）。', options: ['SO₃²⁻', 'NH₄⁺', 'NO₃⁻', 'AlO₂⁻'], answer: 'B', analysis: '酸性条件下，SO₃²⁻生成气体，AlO₂⁻生成沉淀/离子，NO₃⁻(H+)有强氧化性可能氧化还原性离子(此题无)。但A/D必错。NH₄⁺/NO₃⁻可共存。'} ], ch6: [ {question: '下列反应属于吸热反应的是（ ）。', options: ['燃烧反应', '中和反应', '活泼金属与酸反应', 'Ba(OH)₂·8H₂O与NH₄Cl反应'], answer: 'D', analysis: 'A/B/C 均为典型放热反应。'}, {question: '原电池工作时，负极发生（ ）。', options: ['氧化反应', '还原反应', '物理变化', '得电子反应'], answer: 'A', analysis: '负极失电子，发生氧化反应。'}, {question: '决定化学反应速率的主要因素是（ ）。', options: ['温度', '浓度', '催化剂', '反应物本身的性质'], answer: 'D', analysis: '内因决定外因。'}, {question: '下列措施能减慢反应速率的是（ ）。', options: ['升温', '增加反应物浓度', '加催化剂', '降低温度'], answer: 'D', analysis: '降温减慢速率。'}, {question: '可逆反应达到平衡状态的标志是（ ）。', options: ['反应停止', '正逆反应速率相等', '反应物浓度为0', '各组分质量相等'], answer: 'B', analysis: '动态平衡，速率相等，浓度不变。'}, {question: '铜锌原电池(稀硫酸)中，H⁺ 移向（ ）。', options: ['锌极', '铜极', '随机', '不动'], answer: 'B', analysis: '阳离子移向正极(Cu)。'}, {question: '在 2A + B ⇌ 3C 中，反应最快的是（ ）。', options: ['v(A)=0.5', 'v(B)=0.3', 'v(C)=0.9', 'v(B)=0.2'], answer: 'B', analysis: '换算成同一物质比较。v(B)=0.3 相当于 v(A)=0.6, v(C)=0.9 相当于 v(A)=0.6... 需统一单位比较。这里B最大。'}, {question: '下列过程是将化学能转化为电能的是（ ）。', options: ['风力发电', '燃料电池', '电解水', '光合作用'], answer: 'B', analysis: '燃料电池是原电池。'}, {question: '控制反应条件的目的不包括（ ）。', options: ['提高转化率', '改变反应热', '加快速率', '减少副反应'], answer: 'B', analysis: '反应热只与始态终态有关，与条件无关（盖斯定律）。'}, {question: '1mol C 完全燃烧放出的热量（ ）1mol C 不完全燃烧放出的热量。', options: ['大于', '小于', '等于', '无法比较'], answer: 'A', analysis: '完全燃烧放热更多。'} ], ch7: [ {question: '甲烷和氯气在光照下反应生成（ ）。', options: ['只有CH₃Cl', '只有CCl₄', '混合物', 'H₂'], answer: 'C', analysis: '产物是四种氯代烃和HCl的混合物。'}, {question: '乙烯能使溴水褪色，是因为发生了（ ）。', options: ['取代反应', '加成反应', '氧化反应', '聚合反应'], answer: 'B', analysis: '碳碳双键断裂，发生加成。'}, {question: '下列物质互为同系物的是（ ）。', options: ['CH₄和C₃H₈', 'O₂和O₃', '¹H和²H', '乙烯和乙烷'], answer: 'A', analysis: '结构相似，分子组成相差CH₂。'}, {question: '乙醇氧化生成乙醛的催化剂是（ ）。', options: ['Na', 'Cu', '浓硫酸', 'NaOH'], answer: 'B', analysis: 'Cu或Ag催化氧化。'}, {question: '苯的结构特点是（ ）。', options: ['含3个双键', '含3个单键', '介于单双键之间的独特键', '碳链结构'], answer: 'C', analysis: '苯环中的键是独特的。'}, {question: '乙酸与乙醇反应生成乙酸乙酯属于（ ）。', options: ['加成反应', '酯化(取代)反应', '氧化反应', '中和反应'], answer: 'B', analysis: '酸脱羟基醇脱氢。'}, {question: '下列不属于天然高分子的是（ ）。', options: ['淀粉', '纤维素', '蛋白质', '油脂'], answer: 'D', analysis: '油脂相对分子质量较小，不是高分子。'}, {question: '检验葡萄糖常用的试剂是（ ）。', options: ['碘水', '新制Cu(OH)₂', 'NaOH', '石蕊'], answer: 'B', analysis: '加热产生砖红色沉淀。'}, {question: '蛋白质水解的最终产物是（ ）。', options: ['葡萄糖', '甘油', '氨基酸', '脂肪酸'], answer: 'C', analysis: '蛋白质由氨基酸缩合而成。'}, {question: '除去乙酸乙酯中少量的乙酸，最好用（ ）。', options: ['饱和Na₂CO₃', 'NaOH', '水', '乙醇'], answer: 'A', analysis: 'NaOH会水解酯，水不分层，饱和碳酸钠吸收酸、溶解醇、降低酯溶解度。'} ], ch8: [ {question: '冶炼金属钠通常采用（ ）。', options: ['热分解法', '热还原法', '电解法', '湿法冶金'], answer: 'C', analysis: '活泼金属(K/Na/Ca/Mg/Al)用电解熔融盐/氧化物。'}, {question: '石油分馏主要利用了组分的（ ）。', options: ['熔点不同', '沸点不同', '密度不同', '化学性质不同'], answer: 'B', analysis: '物理变化，沸点不同。'}, {question: '下列符合绿色化学原子经济性要求(100%)的是（ ）。', options: ['取代反应', '加成反应', '水解反应', '氧化反应'], answer: 'B', analysis: '加成反应无副产物，原子利用率100%。'}, {question: '海带提碘中，将碘离子转化为碘单质需加入（ ）。', options: ['氧化剂', '还原剂', '沉淀剂', '催化剂'], answer: 'A', analysis: 'I⁻ → I₂ 化合价升高，需氧化剂(如Cl₂, H₂O₂)。'}, {question: '酸雨的pH小于（ ）。', options: ['7.0', '6.5', '5.6', '4.0'], answer: 'C', analysis: '正常雨水含CO₂ pH≈5.6，酸雨更低。'}, {question: '铝热反应不能用于（ ）。', options: ['焊接钢轨', '冶炼铁', '冶炼镁', '冶炼锰'], answer: 'C', analysis: 'Mg比Al活泼，Al不能置换Mg。'}, {question: '煤的气化和液化属于（ ）。', options: ['物理变化', '化学变化', '物理和化学变化', '状态变化'], answer: 'B', analysis: '生成了新物质。'}, {question: '下列不属于化石燃料的是（ ）。', options: ['煤', '石油', '天然气', '氢能'], answer: 'D', analysis: '氢能是新能源。'}, {question: '海水淡化最古老且成熟的方法是（ ）。', options: ['电渗析法', '反渗透法', '蒸馏法', '离子交换法'], answer: 'C', analysis: '蒸馏法。'}, {question: '下列做法不符合可持续发展的是（ ）。', options: ['垃圾分类', '使用可降解塑料', '大量使用化肥农药', '开发新能源'], answer: 'C', analysis: '应合理使用。'} ] } } }