池等。

③燃料电池：两电极材料均为惰性电极，电极本身不发生反应，而是由引入到两极上的物质发生反应，如H2、CH4燃料电池，其电解质溶液常为碱性试剂（KOH等）。

三、化学反应的速率和限度

1、化学反应的速率

（1）概念：化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量

?c(B)?n(B)（均取正值）来表示。 计算公式：v(B)＝＝

?tV??t①单位：mol/(L·s)或mol/(L·min)

②B为溶液或气体，若B为固体或纯液体不计算速率。 ③以上所表示的是平均速率，而不是瞬时速率。 ④重要规律：（i）用不同物质表示同一反应速率数值之比＝方程式系数比

（ii）变化量比＝方程式系数比

（2）影响化学反应速率的因素：

内因：由参加反应的物质的结构和性质决定的（主要因素）。 外因：①温度：升高温度，增大速率

②催化剂：一般加快反应速率（正催化剂）

③浓度：增加C反应物的浓度，增大速率（溶液或气体才有浓度可言） ④压强：增大压强，增大速率（适用于有气体参加的反应） ⑤其它因素：如光（射线）、固体的表面积（颗粒大小）、反应物的状态（溶剂）、原电池等也会改变化学反应速率。

2、化学反应的限度——化学平衡

在相同的条件下同时向正、逆两个反应方向进行的反应叫做可逆反应。通常把由反应物向生成物进行的反应叫做正反应。而由生成物向反应物进行的反应叫做逆反应。

（1）在一定条件下，当一个可逆反应进行到正向反应速率与逆向反应速率相等时，反应物和生成物的浓度不再改变，达到表面上静止的一种“平衡状态”，这就是这个反应所能达到的限度，即化学平衡状态。

化学平衡的移动受到温度、反应物浓度、压强等因素的影响。催化剂只改变化学反应速率，对化学平衡无影响。

在任何可逆反应中，正方应进行的同时，逆反应也在进行。可逆反应不能进行到底，即是说可逆反应无论进行到何种程度，任何物质（反应物和生成物）的物质的量都不可能为0。

（2）化学平衡状态的特征：逆、动、等、定、变。 ①逆：化学平衡研究的对象是可逆反应。

②动：动态平衡，达到平衡状态时，正逆反应仍在不断进行。

③等：达到平衡状态时，正方应速率和逆反应速率相等，但不等于0。即v正＝v逆≠0。 ④定：达到平衡状态时，各组分的浓度保持不变，各组成成分的含量保持一定。 ⑤变：当条件变化时，原平衡被破坏，在新的条件下会重新建立新的平衡。

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（3）判断可逆反应达到平衡状态的标志：

直接判断法：①∨正=∨逆（用同种物质表示） ②反应混合物各组分浓度不变

③同一物质的消耗速率与生成速率相等 特例判断法：

①对反应前后气体物质分子总数不变的可逆反应来说，混合气体的总压强、总体积、总物质的量、平均摩尔质量不随时间变化而变化时反应即达到平衡状态；

②有颜色变化的可逆反应，当颜色不随时间变化而变化时，化学平衡状态已建立。

第三章 有机化合物

一、有机基础知识

1、有机物

a、概念：含碳的化合物，除CO、CO2、碳酸盐等无机物外

b、结构特点：ⅰ、碳原子最外层有4个电子，一定形成四根共价键

ⅱ、碳原子可以和碳原子结合形成碳链，还可以和其他原子结合 ⅲ、碳碳之间可以形成单键，还可以形成双键、三键 ⅳ、碳碳可以形成链状，也可以形成环状

c、一般性质：ⅰ、绝大部分有机物都可以燃烧(除了CCl4，可以用来灭火)

ⅱ、绝大部分有机物都不溶于水(乙醇、乙酸、葡萄糖等可以)

1、 烃的衍生物中：①四氯化碳（CCl4）、溴苯（C6H5Br）、硝基苯（C6H5NO2）的密度大 大于水，且难溶于水。[它们沉在水底] 但可溶于有机溶剂

② 乙醇、乙酸易溶于水和有机溶剂。 2、烃：仅含碳、氢两种元素的化合物(甲烷、乙烯、苯的性质见表)

烃类的密度都小于水，都难溶于水。[它们浮在水上] 但可溶于有机溶剂

烃的燃烧通式： 3、烷烃：

a、定义：碳碳之间以单键结合，其余的价键全部与氢结合所形成的链状烃称之为烷烃。因为碳的所有价键都已经充分利用，所以又称之为饱和烃 b、通式：CnH2n+2，如甲烷(CH4)，乙烷(C2H6)，丁烷(C4H10)

c、物理性质：随着碳原子数目增加，状态由气态(1—4)变为液态(5—16)再变为固态(17及

以上)

d、化学性质(氧化反应)：能够燃烧，但不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，同甲烷

nCO+(n+1)HO CnH2n+2+(3n+1)/2O2 点燃 22

e、命名(习惯命名法)：碳原子在10个以内的，用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸命名

4、同分异构现象：分子式相同，但结构不同的现象，称之为同分异构现象

同分异构体：具有同分异构现象的物质之间称为同分异构体

如C4H10有两种同分异构体： CH3CH2CH2CH3(正丁烷)， CH3CHCH3(异丁烷) 同分异构体中结构排列越规则，其沸点越高。（即支链越多熔点越低）

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5、同系物：结构相似，分子组成相差一个或多个CH2原子团的物质。 同系物碳原子数不同。碳原子数越大，沸点越高。

说明：1、同系物分子式通式相同，结构相似，化学性质相似。

2、互为同分异构体的有机物不可能是同系物关系。反之，亦然。]

二、甲烷、乙烯、苯 分子式 结 构式 结构 简式 电 子式 空间 结构 物理 性质 化学 性质 CH4 甲烷 CH4 乙烯 C2H4 苯 C6H6 不作要求 CH2=CH2 或 不作要求 平面型(无单键，无双键，介于单、双键间特殊的键，) 无色、有特殊香味的液体，不溶于水，密度比水小，有毒 正四面体结构 平面型 无色、无味、难溶于水、密度比空气小的气体，是天然气、沼气、油田气、煤道坑气的主要成分 ①氧化反应： CH4+2O2点燃 CO2+2H2O ②取代反应： 光照 CH4+Cl2 CH3Cl+HCl 取代反应的产物为混合物 还有CH2Cl 2 CHCl3 CCl4 ③通常情况下，比较稳定。与高锰酸钾等强氧化剂不反应，与强酸、强碱也不反应 可以作燃料，也可以作为原无色、稍有气味的气体，难溶于水，密度略小于空气 ①氧化反应： a．能使酸性高锰酸钾褪色 点燃 b．C2H4+3O2 2CO2+2H2O ②加成反应： CH2=CH2+Br2 ③加聚反应： 催化剂 [ ] nnCH2=CH2 —CH2—CH2— 产物为聚乙烯，塑料的主要成份，是高分子化合物 石化工业的重要原料和标志，水第 23 页 共 27 页

①氧化反应： a．不能使酸性高锰酸钾褪色 点燃 b．2C6H6+15O2 12CO2+6H2O ②取代反应： a．与液溴反应： +Br2 Fe +HBr b．与硝酸反应： 浓H2SO4 +HO-NO2 +H2O △ ③加成反应： Ni +3H2 (环己烷) △ 有机溶剂，化工原料 用途 料制备氯仿(CH3Cl，麻醉剂)、四氯化碳、炭黑等 果催熟剂，植物生长调节剂，制造塑料，合成纤维等 注：取代反应：有机物分子中一个原子或原子团被其他原子或原子团代替的反应（有上有

下）

加成反应：有机物分子中不饱和键(双键或三键)两端的原子与其他原子直接相连的反

应：只上不下

芳香烃——含有一个或多个苯环的烃称为芳香烃。苯是最简单的芳香烃(易取代，难加

成)。

三、乙醇、乙酸（烃的衍生物）

烃的衍生物：烃分子中的氢原子被其他原子或原子团所取代而生成的一系列化合物。 一般说来，有机物中除了碳、氢元素外还有其他元素的就是烃的衍生物。 官能团：决定有机物的化学特性的原子或原子团

例如： 1、乙醇：

a、物理性质：无色，有特殊气味，易挥发的液体，可和水以任意比互溶，良好的溶剂

b、分子结构：分子式：C2H6O，结构简式：CH3CH2OH或C2H5OH，官能团—OH羟基 c、化学性质：ⅰ、与活泼金属(Na)反应：2CH3CH2OH+2Na 2CH3CH2ONa+H2↑

ⅱ、氧化反应：

点燃 燃烧：C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O

Cu或Ag

催化氧化：2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O

△ 使酸性高锰酸钾、酸性重铬酸钾变色（交警查司机是否酒后驾车原理）

浓H2SO4

ⅲ、酯化反应：CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOCH2CH3+H2O

△

d、乙醇的用途：燃料，医用消毒(体积分数75%)，有机溶剂，造酒

2、乙酸：

a、物理性质：无色，，有强烈刺激性气味，液体，易溶于水和乙醇。纯净的乙酸称为冰醋酸。

b、分子结构：分子式——C2H4O2，结构简式——CH3COOH，官能团——羧基，

—COOH

c、化学性质：ⅰ、酸性(具备酸的通性)：可使紫色石蕊试液变红

乙酸是一种一元弱酸，比碳酸酸性强

2CH3COOH+Na2CO3→2CH3COONa+H2O+CO2， CH3COOH+NaOH→CH3COONa+H2O

ⅱ、酯化反应酯化反应：酸跟醇作用而生成酯和水的反应，叫做酯化反应。 断键规律：酸去羟基醇去氢

反应现象： 说明：①药品加入顺序：浓硫酸一定不能第一个加入。 ②浓硫酸的作用：催化剂 、吸水剂

③饱和碳酸钠作用： ④此反应是可逆反应

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⑤长导管不能伸入到液面以下：防倒吸 d、乙酸的用途：食醋的成分(3%—5%) 3、酯：

a、物理性质：密度小于水，难溶于水。低级酯具有特殊的香味。 b、化学性质：水解反应

浓H2SO4

ⅰ、酸性条件下水解：CH3COOCH2CH3+H2O CH3COOH+CH3CH2OH

△

ⅱ、碱性条件下水解：CH3COOCH2CH3+NaOH CH3COONa+CH3CH2OH

△ 四、基本营养物质

1、糖类、油脂含有C、H、O元素 蛋白质主要含C、H、O、N，分子的组成比较复杂。 2、葡萄糖和果糖，蔗糖和麦芽糖分别互称为同分异构体。 ３、葡萄糖的检验：葡萄糖的特征反应（—CHO醛基）

Cu(OH)2砖红色沉淀（2）葡萄糖银氨溶液（1）葡萄糖?新制?????? 光亮的银镜 ???????△△说明：反应必须在碱性条件下进行。

４、蛋白质的特征反应

（1）颜色反应：蛋白质滴加浓硝酸变黄色 浓HNO3只能使含有苯环的蛋白质变黄色。 （2）灼烧反应：灼烧蛋白质，产生烧焦羽毛的气味 ５、淀粉的特征反应：

在常温下，淀粉遇碘变蓝色。

淀粉遇到I2单质才变蓝色，而遇到化合态的碘如I、IO－3等不变色。

－

６、糖类的水解

C12H22O11+H2O → C6H12O6+C6H12O6 蔗糖 葡萄糖 果糖 (C6H10O5)n+nH2O → nC6H12O6 淀粉(或纤维素) 葡萄糖 ７、油脂的水解反应

（1）油脂+水→高级脂肪酸+甘油

?（2）油脂+氢氧化钠???高级脂肪酸钠+甘油

油脂在碱性条件下的水解反应，叫做皂化反应。工业上常用此反应制取肥皂。

８、蛋白质的水解：蛋白质的水解产物是氨基酸。

天然蛋白质水解的最终产物都是α—氨基酸

第四章化学与可持续发展

化学研究和应用的目标：用已有的化学知识开发利用自然界的物质资源和能量资源，同时创造新物质（主要是高分子）使人类的生活更方便、舒适。在开发利用资源的同时要注意保护环境、维护生态平衡，走可持续发展的道路；建立“绿色化学”理念：创建源头治理环境污染的生产工艺。（又称“环境无害化学”）

目的：满足当代人的需要又不损害后代发展的需求！

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