高二化学是高中化学知识体系的核心阶段,涵盖化学反应原理、物质结构与性质、有机化学基础三大模块,以下是分模块的必背知识点总结,方便系统梳理和记忆。
一、 化学反应原理模块
本模块是高考的重难点,侧重定量计算和规律应用,核心知识点如下:
化学反应与能量
内容:化学反应的焓变只与反应的始态和终态有关,与反应途径无关。
应用:通过已知热化学方程式的加减运算,计算未知反应的焓变。
需标注物质状态(s、l、g、aq)。
需标注 ΔH 的数值、符号和单位,ΔH 与化学计量数成正比。
不标注反应条件(如点燃、加热),可逆反应的 ΔH 表示完全反应时的热量变化。
定义:化学反应过程中吸收或放出的热量,单位为 kJ/mol。
符号判断:放热反应 ΔH<0;吸热反应 ΔH>0。
计算方法:ΔH = 生成物总能量 - 反应物总能量 = 反应物总键能 - 生成物总键能。
焓变(ΔH)与反应热
热化学方程式书写规则
盖斯定律
化学反应速率与化学平衡
表达式:对于可逆反应 \(aA + bB \rightleftharpoons cC + dD\),\(K=\frac{[C]^c[D]^d}{[A]^a[B]^b}\)([ ] 表示平衡浓度,固体和纯液体不写入表达式)。
意义:K 越大,平衡时生成物浓度越大,反应进行程度越大。
影响因素:只与温度有关,与浓度、压强无关。
内容:如果改变影响平衡的一个条件(浓度、温度、压强),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
具体影响:
条件改变 平衡移动方向 注意事项 增大反应物浓度 正向移动 固体和纯液体浓度视为常数,改变用量不影响平衡 升高温度 向吸热反应方向移动 温度改变影响反应速率和平衡常数 增大压强 向气体分子数减少的方向移动 无气体参与的反应,压强改变不影响平衡 研究对象:可逆反应。
建立过程:正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大,最终 \(v_正=v_逆≠0\)。
五大特征:逆(可逆反应)、等(\(v_正=v_逆\))、动(动态平衡)、定(各物质浓度不变)、变(条件改变,平衡移动)。
判断依据:① 速率依据:\(v_正=v_逆\)(同一物质的消耗速率 = 生成速率);② 浓度依据:各物质浓度、百分含量、转化率不再变化。
计算公式:\(v=\frac{\Delta c}{\Delta t}\),单位:mol/(L・s) 或 mol/(L・min)。
规律:同一反应中,用不同物质表示的速率之比 = 化学方程式中的计量数之比。
影响因素:浓度(增大反应物浓度,速率加快)、温度(升温速率加快)、压强(仅影响气体反应,加压速率加快)、催化剂(同等程度改变正逆反应速率)。
化学反应速率
化学平衡状态
化学平衡移动原理(勒夏特列原理)
化学平衡常数(K)
水溶液中的离子平衡
溶度积常数(\(K_{sp}\)):表达式为 \(M_mA_n(s) \rightleftharpoons m M^{n+}(aq) + n A^{m-}(aq)\),\(K_{sp}=[M^{n+}]^m[A^{m-}]^n\),只与温度有关。
沉淀转化:溶解度小的沉淀可转化为溶解度更小的沉淀(如 AgCl→AgI→Ag₂S)。
实质:盐电离出的弱离子与水电离出的 \(H^+\) 或 \(OH^-\) 结合,促进水的电离。
规律:有弱才水解,无弱不水解;谁弱谁水解,谁强显谁性;越弱越水解,都弱都水解。
应用:配制 FeCl₃溶液时加盐酸抑制水解;泡沫灭火器原理(Al³+ 与 HCO₃⁻双水解)。
水的离子积常数:\(K_w=[H^+][OH^-]\),常温下 \(K_w=1×10^{-14}\),升温 \(K_w\) 增大。
pH 计算:\(pH=-lg[H^+]\),常温下中性溶液 pH=7,酸性 pH<7,碱性 pH>7。
酸碱中和滴定:核心仪器为酸式滴定管、碱式滴定管,指示剂选择(强酸强碱滴定用酚酞或甲基橙,弱酸强碱滴定用酚酞)。
强弱电解质区别:强电解质(强酸、强碱、大多数盐)完全电离,电离方程式用 “=”;弱电解质(弱酸、弱碱、水)部分电离,电离方程式用 “\(\rightleftharpoons\)”。
电离平衡特征:逆、等、动、定、变,升温促进弱电解质电离(电离吸热)。
弱电解质的电离平衡
水的电离与溶液 pH
盐类的水解
难溶电解质的溶解平衡
二、 物质结构与性质模块
本模块侧重微观结构与物质性质的关系,核心知识点如下:
原子结构与性质
原子半径:同周期从左到右减小,同主族从上到下增大。
第一电离能:同周期从左到右呈增大趋势(ⅡA、ⅤA 族反常),同主族从上到下减小。
电负性:同周期从左到右增大,同主族从上到下减小;金属元素电负性<1.8,非金属元素>1.8。
泡利不相容原理:一个原子轨道最多容纳 2 个电子,且自旋方向相反。
洪特规则:电子排布在同一能级的不同轨道时,优先单独占据一个轨道,且自旋方向相同。
电子排布式书写:如 Fe(26 号元素):\(1s^22s^22p^63s^23p^63d^64s^2\);简化电子排布式:\([Ar]3d^64s^2\)。
能层(电子层):用 K、L、M、N… 表示,能量依次升高。
能级:同一能层分为不同能级(s、p、d、f),各能级容纳电子数:s→2,p→6,d→10,f→14。
能层与能级
电子排布规律
元素周期律(原子半径、电离能、电负性)
分子结构与性质
分子间作用力(范德华力):影响物质的熔沸点、溶解性,相对分子质量越大,范德华力越强。
氢键:特殊的分子间作用力,存在于含 N-H、O-H、F-H 键的分子间(如\(H_2O\)、\(NH_3\)、HF),能使物质熔沸点显著升高(如\(H_2O\)的熔沸点高于\(H_2S\))。
常见杂化类型:sp(直线形,如\(CO_2\))、\(sp^2\)(平面三角形,如\(BF_3\))、\(sp^3\)(四面体形,如\(CH_4\))。
价层电子对 = σ 键电子对 + 孤电子对,决定分子空间构型。
常见构型:\(CO_2\)(2 对电子,直线形)、\(H_2O\)(4 对电子,V 形)、\(NH_3\)(4 对电子,三角锥形)、\(CH_4\)(4 对电子,正四面体形)。
离子键:阴、阳离子间的静电作用(存在于离子化合物中)。
共价键:原子间通过共用电子对形成的相互作用,分为极性共价键(不同原子间,如 H-Cl)和非极性共价键(相同原子间,如 Cl-Cl)。
化学键类型
价层电子对互斥理论(VSEPR)
杂化轨道理论
分子间作用力与氢键
晶体结构与性质
晶体类型与性质对比
晶体类型 构成粒子 粒子间作用力 熔沸点 导电性 实例 离子晶体 阴、阳离子 离子键 较高 熔融状态或水溶液导电 NaCl、NaOH 分子晶体 分子 分子间作用力 / 氢键 较低 不导电(除电解质水溶液) \(H_2O\)、干冰 原子晶体 原子 共价键 很高 不导电(除 Si 等半导体) 金刚石、SiO₂ 金属晶体 金属阳离子、自由电子 金属键 差异大 固态、熔融均导电 Fe、Cu
三、 有机化学基础模块
本模块侧重有机物的结构、性质与转化,核心知识点如下:
有机物的基本概念
官能团:决定有机物化学性质的原子或原子团,是有机物分类的依据。
官能团 名称 代表物质 -OH(与链烃基相连) 羟基 乙醇(\(C_2H_5OH\)) -OH(与苯环直接相连) 酚羟基 苯酚(\(C_6H_5OH\)) -COOH 羧基 乙酸(\(CH_3COOH\)) -CHO 醛基 乙醛(\(CH_3CHO\)) \(C=C\) 碳碳双键 乙烯(\(CH_2=CH_2\)) -X(Cl、Br 等) 卤素原子 氯乙烷(\(CH_3CH_2Cl\)) 同分异构体:分子式相同、结构不同的化合物,如正丁烷和异丁烷,乙酸和甲酸甲酯。
常见有机物的性质与转化
糖类:葡萄糖(单糖,含醛基,能发生银镜反应)、蔗糖(二糖,水解生成葡萄糖和果糖)、淀粉(多糖,水解生成葡萄糖,遇碘变蓝)。
油脂:水解生成高级脂肪酸和甘油;油脂的硬化(与 H₂加成,生成硬化油)。
蛋白质:水解生成氨基酸;遇浓硝酸变黄(颜色反应);灼烧有烧焦羽毛气味。
乙醇:与钠反应生成氢气;催化氧化生成乙醛;与乙酸发生酯化反应(可逆,浓硫酸作催化剂和吸水剂)。
乙酸:具有酸的通性(使石蕊变红、与碱中和);酯化反应。
苯酚:酸性弱于碳酸,能与 NaOH 反应;与 FeCl₃溶液显紫色(特征反应);与浓溴水生成白色沉淀。
烷烃:能发生取代反应(如甲烷与氯气光照)、燃烧反应。
烯烃:能发生加成反应(如乙烯与溴水、H₂、HCl)、加聚反应(生成聚乙烯)、氧化反应(使酸性 KMnO₄溶液褪色)。
苯:能发生取代反应(硝化、溴代)、加成反应(与 H₂生成环己烷),不能使酸性 KMnO₄溶液褪色。
烃类
烃的衍生物
糖类、油脂、蛋白质
有机反应类型
取代反应:有机物分子中的原子或原子团被其他原子或原子团替代(如甲烷取代、苯的硝化、酯化反应、水解反应)。
加成反应:有机物分子中不饱和键(双键、三键)两端的原子与其他原子直接结合(如乙烯加成、苯加成)。
氧化反应:有机物加氧或去氢(如乙醇催化氧化、乙醛银镜反应)。
还原反应:有机物加氢或去氧(如乙醛与 H₂加成生成乙醇)。
加聚反应:不饱和有机物通过加成反应生成高分子化合物(如乙烯加聚生成聚乙烯)。
四、 实验与计算高频考点
常考实验
酸碱中和滴定:误差分析(如滴定管未润洗、仰视读数的影响)。
盐类水解的应用:配制易水解盐溶液的方法、判断溶液酸碱性。
有机物的鉴别:用溴水鉴别烯烃和烷烃;用 FeCl₃溶液鉴别苯酚;用银氨溶液鉴别醛基。
计算技巧
反应速率与平衡计算:三段式法(起始、转化、平衡浓度)。
有机物分子式确定:燃烧法(根据 CO₂和 H₂O 的量计算 C、H 原子数)。