hf的沸点及汽化热
分子间氢键会使化合物沸点、熔点升高,汽化热、升华热增大.
如:水与硫化氢、HF与HCl
分子内氢键会使化合物沸点、熔点降低,汽化热、升华热减小.
如:邻羟基苯酚与对羟基苯酚
无机化学知识点归纳
一、常见物质的组成和结构
1、常见分子(或物质)的形状及键角
(1)形状:V型:H2O、H2S 直线型:CO2、CS2 、C2H2 平面三角型:BF3、SO3 三角锥型:NH3 正四面体型:CH4、CCl4、白磷、NH4+
平面结构:C2H4、C6H6
(2)键角:H2O:104.5°;BF3、C2H4、C6H6、石墨:120°白磷:60°
NH3:107°18′ CH4、CCl4、NH4+、金刚石:109°28′
CO2、CS2、C2H2:180°
2、常见粒子的饱和结构:
①具有氦结构的粒子(2):H-、He、Li+、Be2+;
②具有氖结构的粒子(2、8):N3-、O2-、F-、Ne、Na+、Mg2+、Al3+;
③具有氩结构的粒子(2、8、8):S2-、Cl-、Ar、K+、Ca2+;
④核外电子总数为10的粒子:
阳离子:Na+、Mg2+、Al3+、NH4+、H3O+;
阴离子:N3-、O2-、F-、OH-、NH2-;[来源:高考%资源网 KS%5U]
分子:Ne、HF、H2O、NH3、CH4
⑤核外电子总数为18的粒子:
阳离子:K+、Ca 2+;
阴离子:P3-、S2-、HS-、Cl-;
分子:Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、C2H6、CH3OH、N2H4。
3、常见物质的构型:
AB2型的化合物(化合价一般为+2、-1或+4、-2):CO2、NO2、SO2、SiO2、CS2、ClO2、CaC2、MgX2、CaX2、BeCl2、BaX2、KO2等
A2B2型的化合物:H2O2、Na2O2、C2H2等
A2B型的化合物:H2O、H2S、Na2O、Na2S、Li2O等
AB型的化合物:CO、NO、HX、NaX、MgO、CaO、MgS、CaS、SiC等
能形成A2B和A2B2型化合物的元素:H、Na与O,其中属于共价化合物(液体)的是H和O[H2O和H2O2];属于离子化合物(固体)的是Na和O[Na2O和Na2O2]。
4、常见分子的极性:
常见的非极性分子:CO2、CS2、BF3、CH4、CCl4、、SF6、C2H4、C2H2、C6H6等
常见的极性分子:双原子化合物分子、H2O、H2S、NH3、H2O2、CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3等
5、一些物质的组成特征:
(1)不含金属元素的离子化合物:铵盐
(2)含有金属元素的阴离子:MnO4-、AlO2-、Cr2O72-
(3)只含阳离子不含阴离子的物质:金属晶体
二、物质的溶解性规律
1、常见酸、碱、盐的溶解性规律:(限于中学常见范围内,不全面)
①酸:只有硅酸(H2SiO3或原硅酸H4SiO4)难溶,其他均可溶;
②碱:只有NaOH、KOH、Ba(OH)2可溶,Ca(OH)2微溶,其它均难溶。
③盐:钠盐、钾盐、铵盐、硝酸盐均可溶;
硫酸盐:仅硫酸钡、硫酸铅难溶、硫酸钙、硫酸银微溶,其它均可溶;
氯化物:仅氯化银难溶,其它均可溶;
碳酸盐、亚硫酸盐、硫化物:仅它们的钾、钠、铵盐可溶。
④磷酸二氢盐几乎都可溶,磷酸氢盐和磷酸的正盐则仅有钾、钠、铵可溶。
⑤碳酸盐的溶解性规律:正盐若易溶,则其碳酸氢盐的溶解度小于正盐(如碳酸氢钠溶解度小于碳酸钠);正盐若难溶,则其碳酸氢盐的溶解度大于正盐(如碳酸氢钙的溶解度大于碳酸钙)。
2、气体的溶解性:
①极易溶于水的气体:HX、NH3
②能溶于水,但溶解度不大的气体:O2(微溶)、CO2(1:1)、Cl2(1:2)、
H2S(1:2.6)、SO2(1:40)
③常见的难溶于水的气体:H2、N2、NO、CO、CH4、C2H4、C2H2
④氯气难溶于饱和NaCl溶液,因此可用排饱和NaCl溶液收集氯气,也可用饱和NaCl溶液吸收氯气中的氯化氢杂质。
3、硫和白磷(P4)不溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳。
4、卤素单质(Cl2、Br2、I2)在水中溶解度不大,但易溶于酒精、汽油、苯、四氯化碳等有机溶剂,故常用有机溶剂来萃取水溶液中的卤素单质(注意萃取剂的选用原则:不互溶、不反应,从难溶向易溶;酒精和裂化汽油不可做萃取剂)。
5、有机化合物中多数不易溶于水,而易溶于有机溶剂。在水中的溶解性不大:烃、卤代烃、酯、多糖不溶于水;醇、醛、羧酸、低聚糖可溶于水(乙醇、乙醛、乙酸等和水以任意比例互溶),但随着分子中烃基的增大,其溶解度减小(憎水基和亲水基的作用);苯酚低温下在水中不易溶解,但随温度高,溶解度增大,高于70℃时与水以任意比例互溶。
6、相似相溶原理:极性溶质易溶于极性溶剂,非极性溶质易溶于非极性溶剂。
三、常见物质的颜色:
1、有色气体单质:F2(浅黄绿色)、Cl2(黄绿色)¬、O3(淡蓝色)
2、其他有色单质:Br2(深红色液体)、I2(紫黑色固体)、S(淡黄色固体)、Cu(紫红色固体)、Au(金黄色固体)、P(白磷是白色固体,红磷是赤红色固体)、Si(灰黑色晶体)、C(黑色粉未)
3、无色气体单质:N2、O2、H2、希有气体单质
4、有色气体化合物:NO2
5、黄色固体:S、FeS2(愚人金,金黄色)、、Na2O2、Ag3PO4、AgBr、AgI
6、黑色固体:FeO、Fe3O4、MnO2、C、CuS、PbS、CuO(最常见的黑色粉末为MnO2和C)
7、红色固体:Fe(OH)3、Fe2O3、Cu2O、Cu
8、蓝色固体:五水合硫酸铜(胆矾或蓝矾)化学式:
9、绿色固体:七水合硫酸亚铁(绿矾)化学式:
10、紫黑色固体:KMnO4、碘单质。
11、白色沉淀: Fe(OH)2、CaCO3、BaSO4、AgCl、BaSO3、Mg(OH)2、Al(OH)3
12、有色离子(溶液)Cu2+(浓溶液为绿色,稀溶液为蓝色)、Fe2+(浅绿色)、Fe3+(棕黄色)、MnO4-(紫红色)、Fe(SCN)2+(血红色)
13、不溶于稀酸的白色沉淀:AgCl、BaSO4
14、不溶于稀酸的黄色沉淀:S、AgBr、AgI[来源:高考%资源网 KS%5U]
四、常见物质的状态
1、常温下为气体的单质只有H2、N2、O2(O3)、F2、Cl2(稀有气体单质除外)
2、常温下为液体的单质:Br2、Hg
3、常温下常见的无色液体化合物:H2O H2O2
4、常见的气体化合物: NH3、HX(F、Cl、Br、I)、H2S、CO、CO2、NO、NO2、SO2
5、有机物中的气态烃CxHy(x≤4);含氧有机化合物中只有甲醛(HCHO)常温下是气态,卤代烃中一氯甲烷和一氯乙烷为气体。
6、常见的固体单质:I2、S、P、C、Si、金属单质;
7、白色胶状沉淀[Al(OH)3、H4SiO4]
五、常见物质的气味
1、有臭鸡蛋气味的气体:H2S
2、有刺激性气味的气体:Cl2、SO2、NO2、HX、NH3
3、有刺激性气味的液体:浓盐酸、浓硝酸、浓氨水、氯水、溴水
4、许多有机物都有气味(如苯、汽油、醇、醛、羧酸、酯等)
六、常见的有毒物质
1、非金属单质有毒的:Cl2、Br2、I2、F2、S、P4,金属单质中的汞为剧毒。
2、常见的有毒化合物:CO、NO、NO2、SO2、H2S、偏磷酸(HPO3)、氰化物(CN-)、亚硝酸盐(NO2-);重金属盐(Cu、Hg、Cr、Ba、Co、Pb等);
3、能与血红蛋白结合的是CO和NO
4、常见的有毒有机物:甲醇(CH3OH)俗称工业酒精;苯酚;甲醛(HCHO)和苯(致癌物,是家庭装修的主污染物);硝基苯。
七、常见的污染物
1、大气污染物:Cl2、CO、H2S、氮的氧化物、SO2、氟利昂、固体粉尘等;
2、水污染:酸、碱、化肥、农药、有机磷、重金属离子等。
3、土壤污染:化肥、农药、塑料制品、废电池、重金属盐、无机阴离子(NO2-、F-、CN-等)
4、几种常见的环境污染现象及引起污染的物质:
①煤气中毒—— 一氧化碳(CO)
②光化学污染(光化学烟雾)——氮的氧化物
③酸雨——主要由SO2引起
④温室效应——主要是二氧化碳,另外甲烷、氟氯烃、N2O也是温室效应气体。
⑤臭氧层破坏——氟利昂(氟氯代烃的总称)、氮的氧化物(NO和NO2)
⑥水的富养化(绿藻、蓝藻、赤潮、水华等)——有机磷化合物、氮化合物等。
⑦白色污染——塑料。
八、常见的漂白剂:
1、强氧化型漂白剂:利用自身的强氧化性破坏有色物质使它们变为无色物质,这种漂白一般是不可逆的、彻底的。
(1)次氧酸(HClO):一般可由氯气与水反应生成,但由于它不稳定,见光易分解,不能长期保存。因此工业上一般是用氯气与石灰乳反应制成漂粉精:
2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
漂粉精的组成可用式子:Ca(OH)2•3CaCl(ClO)•nH2O来表示,可看作是CaCl2、Ca(ClO)2、Ca(OH)2以及结晶水的混合物,其中的有效成分是Ca(ClO)2,它是一种稳定的化合物,可以长期保存,使用时加入水和酸(或通入CO2),即可以产生次氯酸;Ca(ClO)2+2HCl=CaCl2+2HClO,Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO。漂粉精露置于空气中久了会失效,因此应密封保存。
(2)过氧化氢(H2O2):也是一种强氧化剂,可氧化破坏有色物质。其特点是还原产物是水,不会造成污染。
(3)臭氧(O3)具有极强的氧化性,可以氧化有色物质使其褪色。
(4)浓硝酸(HNO3):也是一种强氧化剂,但由于其强酸性,一般不用于漂白。
(5)过氧化钠(Na2O2):本身具有强氧化性,特别是与水反应时新生成的氧气氧化性更强,可以使有机物褪色。
2、加合型漂白剂:以二氧化硫为典型例子,这类物质能与一些有色物质化合产生不稳定的无色物质,从而达到漂白的目的,但这种化合是不稳定的,是可逆的。如SO2可以使品红试褪色,但加热排出二氧化硫后会重新变为红色。另外,此类漂白剂具有较强的选择性,只能使某些有色物质褪色。[中学只讲二氧化硫使品红褪色,别的没有,注意它不能使石蕊褪色,而是变红。]
3、吸附型漂白剂:这类物质一般是一些具有疏松多孔型的物质,表面积较大,因此具有较强的吸附能力,能够吸附一些色素,从而达到漂白的目的,它的原理与前两者不同,只是一种物理过程而不是化学变化,常见的这类物质如活性炭、胶体等。
[注意]所谓漂白,指的是使有机色素褪色。无机有色物质褪色不可称为漂白。
九、常见的化学公式:
1、原子的相对原子质量的计算公式:
2、溶液中溶质的质量分数:
3、固体的溶解度: (单位为克)
4、物质的量计算公式(万能恒等式): (注意单位)
5、求物质摩尔质量的计算公式:
①由标准状况下气体的密度求气体的摩尔质量:M=ρ×22.4L/mol
②由气体的相对密度求气体的摩尔质量:M(A)=D×M(B)
③由单个粒子的质量求摩尔质量:M=NA×ma
④摩尔质量的基本计算公式: [来源:高考%资源网 KS%5U]
⑤混合物的平均摩尔质量:
(M1、M2……为各成分的摩尔质量,a1、a2为各成分的物质的量分数,若是气体,也 可以是体积分数)
6、由溶质的质量分数换算溶液的物质的量浓度:
7、由溶解度计算饱和溶液中溶质的质量分数:
8、克拉贝龙方程:PV=nRTPM=ρRT
9、溶液稀释定律:
溶液稀释过程中,溶质的质量保持不变:m1×w1=m2×w2
溶液稀释过程中,溶质的物质的量保持不变:c1V1=c2V2
10、化学反应速率的计算公式: (单位:mol/L•s)
11、水的离子积:Kw=c(H+)×c(OH-),常温下等于1×10-14
12、溶液的PH计算公式:PH=一lgc(H+)(aq)
十、化学的基本守恒关系:
1、质量守恒:
①在任何化学反应中,参加反应的各物质的质量之和一定等于生成的各物质的质量总和。
②任何化学反应前后,各元素的种类和原子个数一定不改变。
2、化合价守恒:
①任何化合物中,正负化合价代数和一定等于0
②任何氧化还原反应中,化合价升高总数和降低总数一定相等。
3、电子守恒:
①任何氧化还原反应中,电子得、失总数一定相等。
②原电池和电解池的串联电路中,通过各电极的电量一定相等(即各电极得失电子数一定相等)。
4、能量守恒:任何化学反应在一个绝热的环境中进行时,反应前后体系的总能量一定相等。
反应释放(或吸收)的能量=生成物总能量-反应物总能量
(为负则为放热反应,为正则为吸热反应)
5、电荷守恒:
①任何电解质溶液中阳离子所带的正电荷总数一定等于阴离子所带的负电荷总数。
②任何离子方程式中,等号两边正负电荷数值相等,符号相同。
十一、熟记重要的实验现象:
1、燃烧时火焰的颜色:
①火焰为蓝色或淡蓝色的是:H2、CO、CH4、H2S、C2H5OH;
②火焰为苍白色的为H2与Cl2;
③钠单质及其化合物灼烧时火焰都呈黄色。钾则呈浅紫色。
2、沉淀现象:
①溶液中反应有黄色沉淀生成的有:AgNO3与Br-、I-;S2O32-与H+;H2S溶液与一些氧化性物质(Cl2、O2、SO2等);Ag+与PO43-;
②向一溶液中滴入碱液,先生成白色沉淀,进而变为灰绿色,最后变为红褐色沉淀,则溶液中一定含有Fe2+;
③与碱产生红褐色沉淀的必是Fe3+;生成蓝色沉淀的一般溶液中含有Cu2+
④产生黑色沉淀的有Fe2+、Cu2+、Pb2+与S2-;
⑤与碱反应生成白色沉淀的一般是Mg2+和Al3+,若加过量NaOH沉淀不溶解,则是Mg2+,溶解则是Al3+;若是部分溶解,则说明两者都存在。
⑥加入过量硝酸从溶液中析出的白色沉淀:可能是硅酸沉淀(原来的溶液是可溶解的硅酸盐溶液)。若生成淡黄色的沉淀,原来的溶液中可能含有S2-或S2O32-。
⑦加入浓溴水生成白色沉淀的往往是含有苯酚的溶液,产物是三溴苯酚。
⑧有砖红色沉淀的往往是含醛其的物质与Cu(OH)2悬浊液的反应生成了Cu2O。
⑨加入过量的硝酸不能观察到白色沉淀溶解的有AgCl、BaSO4、BaSO3(转化成为BaSO4) ;AgBr和AgI也不溶解,但是它们的颜色是淡黄色、黄色。
⑩能够和盐溶液反应生成强酸和沉淀的极有可能是H2S气体与铜、银、铅、汞的盐溶液反应。
3、放气现象:
①与稀盐酸或稀硫酸反应生成刺激性气味的气体,且此气体可使澄清石灰水变混浊,可使品红溶液褪色,该气体一般是二氧化硫,原溶液中含有SO32-或HSO3-或者含有S2O32-离子。
②与稀盐酸或稀硫酸反应生成无色无味气体,且此气体可使澄清的石灰水变浑浊,此气体一般是CO2;原溶液可能含有CO32-或HCO3-。
③与稀盐酸或稀硫酸反应,生成无色有臭鸡蛋气味的气体,该气体应为H2S,原溶液中含有S2-或HS-,若是黑色固体一般是FeS。
④与碱溶液反应且加热时产生刺激性气味的气体,此气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝,此气体是氨气,原溶液中一定含有NH4+离子;
⑤电解电解质溶液时,阳极产生的气体一般是Cl2或O2,阴极产生的气体一般是H2。
4、变色现象:
①Fe3+与SCN-、苯酚溶液、Fe、Cu反应时颜色的变化;
②遇空气迅速由无色变为红棕色的气体必为NO;
③Fe2+与Cl2、Br2等氧化性物质反应时溶液由浅绿色变为黄褐色。
④酸碱性溶液与指示剂的变化;
⑤品红溶液、石蕊试液与Cl2、SO2等漂白剂的作用;
石蕊试液遇Cl2是先变红后褪色,SO2则是只变红不褪色。
SO2和Cl2都可使品红溶液褪色,但褪色后若加热,则能恢复原色的是SO2,不能恢复的是Cl2。
⑥淀粉遇碘单质变蓝。
⑦卤素单质在水中和在有机溶剂中的颜色变化。
⑧不饱和烃使溴水和高锰酸钾酸性溶液的褪色。
5、与水能发生爆炸性反应的有:F2、K、Cs等。
十二、中学常见元素在自然界中的存在形态:
1、只以化合态存在的元素:
金属元素——碱金属、镁、铝、铁。
非金属元素——氢、卤素、硅、磷;[来源:高考%资源网 KS%5U]
2、既以化合态、又以游离态存在的元素:氧、硫、碳、氮。
十三、中学常见的工业生产反应:(自己写出相关的化学方程式)
1、煅烧石灰石制取生石灰:;
2、水煤汽的生产:; ;
3、盐酸的生产:氢气在氯气中燃烧 ;
4、漂白粉的生产:将氯气通入石灰乳中 ;
5、硫酸的生产(接触法): ;
; ;
6、晶体硅的生产: ;
7、玻璃的生产:工业上用纯碱、石灰石和石英为原料来生产普通玻璃。
;;
8、合成氨生产: ;
9、工业生产硝酸(氨氧化法):;
; 。
10、电解饱和食盐水: ;
11、金属的冶炼:①钠的冶炼: ;
②镁的冶炼: ;③铝的冶炼: ;
④铁的冶炼: ;⑤铝热反应: ;
十四、复分解反应中酸的转化规律:
1、强酸可以转化为弱酸:
例:工业上用磷酸钙与浓硫酸反应制磷酸: 。
但也有例外。例CuSO4溶液与H2S的反应: 。
2、难挥发性酸可以转化为挥发性酸:
例:实验室用NaCl固体与浓硫酸制氯化氢气体: 。
3、稳定酸可以制不稳定酸:
例:实验室用亚硫酸钠与浓硫酸反应制二氧化硫: 。
4、可溶性可以转化为不溶性酸:
例:可以用硅酸钠与稀盐酸反应制硅酸: 。
十五、常用试剂的保存:总的原则:一封(密封)三忌(光、热、露)。
1、还原性试剂:Fe2+盐、SO32-盐、S2-盐、苯酚等。---密封(避免被氧气氧化)。
2、易挥发的试剂:许多有机物、CS2、浓HCl、浓HNO3、浓氨水等---密封
3、易吸收水分的试剂:浓硫酸、NaOH固体、CaO、CaCl2、P2O5、碱石灰、MgCl2等---密封。
4、见光分解的试剂:氯水、浓硝酸、双氧水、卤化银等---棕色瓶、避光。
5、碱性溶液:NaOH、Na2SiO3 (水玻璃)、Ca(OH)2(石灰水)、Na2CO3等---胶塞、密封
6、强酸性、强氧化性溶液、有机溶剂---瓶口用玻璃塞而不用胶塞。
7、冷浓硫酸、硝酸---可用铝、铁制器皿。
8、特殊物品:白磷、液溴--水封;碱金属单质--煤油(锂用石蜡);氢氟酸-塑料瓶或铅皿。
9、具有氧化性的试剂(如溴水、氯水、HNO3、 KMnO4 )不能用橡胶管、橡胶塞(会腐蚀)。
十六、常见的干燥剂:
1、酸性干燥剂:常见的如浓硫酸、五氧化二磷、硅胶,
2、碱性干燥剂:碱石灰(NaOH与CaO的混合物)、NaOH固体、生石灰。
3、中性干燥剂:CaCl2等。
[注意]使用干燥剂干燥气体时应本着“不吸收、不反应” 的原则来选择。酸性气体可用酸性干燥剂,碱性气体应用碱性干燥剂。还原性气体不可用浓硫酸干燥,CaCl2不可用来干燥NH3。
Cl2、HCl、CO2、NO2、CO、NO、SO2等气体常用浓硫酸干燥;而NH3、H2S、HBr、HI、C2H4、C2H2一般不能用浓硫酸干燥。
NH3一般用碱石灰干燥;
H2S、HBr、HI一般用五氧化二磷干燥。
十七、常用试纸及使用方法:
1、PH试纸:测定溶液酸碱性的强弱。使用时不可用水湿润。随溶液PH的升高,其颜色逐渐变化为:红、橙、黄、青、蓝、紫。
2、红色石蕊试纸:遇到碱性溶液或气体时试纸由红色变为蓝色。
3、蓝色石蕊试纸:遇到酸性溶液或气体时试纸由蓝色变为红色。
4、酚酞试纸:遇到碱性溶液或气体时试纸变为红色。
5、品红试纸:遇到SO2气体或Cl2时褪色。
6、淀粉碘化钾试纸:遇到强氧化剂(Cl2等)气体或碘水时会变蓝。
7、醋酸铅试纸:遇到H2S气体时变黑。
[注意]:除PH试纸外,用其余试纸测气体时均须先用水润湿。
十八、中学化学中的一般和例外:
[原子结构]:
1、金属的最外层电子数一般比4小,但是Pb、Sn 、Bi、Po等的最外层电子数却比4大。
2、具有相同核电荷数的粒子不一定是同种元素(如F-、OH-)。
3、核外电子总是尽先排布在能量最低的电子层上,例如K层排满才排L层,L层排满才排M层,但M层没排满就该排N层。
4、元素的化学性质主要决定于核外电子排布,特别是最外层电子数。但核外电子排布相同的粒子化学性质不一定相同,(如Cl-和K+)。
5、主族元素的原子形成的简单离子一般具有邻近稀有气体的稳定结构,但副族元素的离子则不一定形成稳定结构,(如Fe2+、Fe3+等)。
6、最外电子层有两个电子的原子一般是金属原子,但氦则属于稀有气体元素。
7、一般的原子核是由质子和中子构成的,但核素氕(11H)只有质子,没有中子。
[元素周期律和元素周期表]:
1、最外层电子数是2,不一定是IIA族元素。
2、卤族元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性由上而下逐渐减弱,但卤族元素的氢化物的水溶液的酸性由上而下逐渐增强。
3、元素周期表中每一周期都是从金属元素开始,但第一周期例外,是从氢开始的。
4、元素周期表中每一主族最上面的元素都是非金属,但第ⅡA族最上面的是铍。
5、元素越活泼,其单质不一定越活泼。如氮元素的非金属性强于磷元素,但氮气却比白磷、红磷稳定得多。
[化学键和分子结构]:
1、正四面体构型的分子一般键角是109°28‘,但是白磷(P4)不是,因为它是空心四面体,键角应为60°。
2、一般的物质中都含化学键,但是稀有气体中却不含任何化学键,只存在范德华力。
3、一般非金属元素之间形成的化合物是共价化合物,但是铵盐却是离子化合物;一般含氧酸根的中心原子属于非金属,但是AlO2-、MnO4-等却是金属元素。
4、含有离子键的化合物一定是离子化合物,但含共价键的化合物则不一定是共价化合物,还可以是离子化合物,也可以是非金属单质。
5、活泼金属与活泼非金属形成的化合物不一定是离子化合物,如AlCl3是共价化合物。
6、离子化合物中一定含有离子键,可能含有极性键(如NaOH),也可能含有非极性键(如Na2O2);共价化合物中不可能含有离子键,一定含有极性键,还可能含有非极性键(如H2O2)。
7、极性分子一定含有极性键,可能还含有非极性键(如H2O2);非极性分子中可能只含极性键(如甲烷),也可能只含非极性键(如氧气),也可能两者都有(如乙烯)。
8、含金属元素的离子不一定都是阳离子。如AlO2-、MnO4-等都是阴离子。
9、单质分子不一定是非极性分子,如O3就是极性分子。
[晶体结构]:
1、同主族非金属元素的氢化物的熔沸点由上而下逐渐增大,但NH3、H2O、HF却例外,其熔沸点比下面的PH3、H2S、HCl大,原因是氢键的存在。
2、一般非金属氢化物常温下是气体(所以又叫气态氢化物),但水例外,常温下为液体。
3、金属晶体的熔点不一定都比分子晶体的高,例如水银和硫。
4、碱金属单质的密度随原子序数的增大而增大,但钾的密度却小于钠的密度。
5、含有阳离子的晶体不一定是离子晶体,,也可能是金属晶体;但含有阴离子的晶体一定是离子晶体。
6、一般原子晶体的熔沸点高于离子晶体,但也有例外,如氧化镁是离子晶体,但其熔点却高于原子晶体二氧化硅。
7、离子化合物一定属于离子晶体,而共价化合物却不一定是分子晶体。(如二氧化硅是原子晶体)。
8、含有分子的晶体不一定是分子晶体。如硫酸铜晶体(CuSO4•5H2O)是离子晶体,但却含有水分子。
[氧化还原反应]:
1、难失电子的物质,得电子不一定就容易。比如:稀有气体原子既不容易失电子也不容易得电子。
2、氧化剂和还原剂的强弱是指其得失电子的难易而不是多少(如Na能失一个电子,Al能失三个电子,但Na比Al还原性强)。
3、某元素从化合态变为游离态时,该元素可能被氧化,也可能被还原。[来源:高考%资源网 KS%5U]
4、金属阳离子被还原不一定变成金属单质(如Fe3+被还原可生成Fe2+)。
5、有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应,例如O2与O3的相互转化。
6、一般物质中元素的化合价越高,其氧化性越强,但是有些物质却不一定,如HClO4中氯为+7价,高于HClO中的+1 价,但HClO4的氧化性却弱于HClO。因为物质的氧化性强弱不仅与化合价高低有关,而且与物质本身的稳定性有关。HClO4中氯元素化合价虽高,但其分子结构稳定,所以氧化性较弱。
他们都是属于化学能量转换为动能在这里给你说下他们的各自组成成分希望对你有所帮助:
石油的成分
石油中碳氢两种元素所组成的化合物,成分很复杂,并且随产地不同而异。按其结构又分为烷烃(包括直链和支链烷烃)、环烷烃(多数是烷基环戊烷、烷基环己烷)和芳香烃(多数是烷基苯),一般石油中不含有烯烃。
石油中含硫化合物主要有硫醇(RSH)、硫醚(RSR)、二硫化物(RSSR)和噻吩等。在石油的某些加工产物中还含有硫化氢(H2S)。
石油中含氧化合物主要有环烷酸和酚类(以苯酚为主),此外还含有少量脂肪酸。环烷酸是指含有11~30个碳原子的羧酸,分子中含有一个或多个骈合脂环,羧基可以在脂环上或在侧链上。如:
在炼油生产中常把环烷酸和酚叫做石油酸。
石油中含氮化合物主要有吡啶、吡咯、喹啉和胺类(RNH2)等。因吡咯在空气中易氧化,颜色逐渐变深,这踉汽油久存颜色变深有关。
石油的化学组成是没有一定的,随产地不同而异。根据含烃的成分不同一般将石油分为烷烃基石油、环烷基石油、混合基石油和芳烃基石油等几大类。但许多产油国家常根据本国的资源情况而有不同的分类。
常见天然气组分物理性质表
在储量计算中,计算偏差系数Z的时候需要用到
天然气基础知识
1、什么是天然气?
答:天然气是指动、植物通过生物、化学作用及地质变化作用,在不同地质条件下生成、转移,在一定压力下储集,埋藏在深度不同的地层中的优质可燃气体。
天然气是由多种可燃和不可燃的气体组成的混合气体。以低分子饱和烃类气体为主,并含有少量非烃类气体。在烃类气体中,甲烷占绝大部分,乙烷、丙烷、丁烷和戊烷含量不多,庚烷以上烷烃含量极少。另外,所含的少量非烃类气体一般有二氧化碳、一氧化碳、氮气、氢气、硫化氢和和水蒸气以及少量的惰性气体。
纯天然气的组成以甲烷为主,比空气轻,沸点-160.490c,难易液化。天然气爆炸极限为5%-15%(占空气中体积%),天然气相对容易爆炸。天然气既是清洁、优质的民用、商用和工业绿色能源,又是化工产品的原料气。
2、天然气按形成条件的不同可分为几种?
答:(1)、气田气;(2)油田伴生气;(3)凝析气田气;(4)煤层气;(5)矿井气。
3、城市天然气为什么要加臭?
天然气具有无色无味和易燃易爆之特性,因此,当发生天然气漏气时,为易于被人们发觉,进而消除漏气,要求对没有臭味的天然气加臭。它对于确保人民生命和财产安全,及时发现并防止事故发生是一项重要的安全措施。
4、什么叫热值,热值分几种,有什么区别?
单位体积天然气完全燃烧可放出的热量称为天然气的热值,单位KJ/Nm3。
热值分高热值和低热值两种天然气的高热值在数值上大于其低热值,区别是高热值指烟气中所含水蒸气以冷凝状态所释放的汽化潜热。
甲烷在标准状态下,高热值为39.82MJ/m3,低热值为35.88MJ/m3。
5、什么是着火温度,什么是燃烧温度?
着火温度指燃气与空气的混合物开始进行燃烧反应的自燃的最低温度,甲烷着火温度为5400c。燃烧温度指燃气按燃烧反应方程式完全燃烧时产生的理论温度。实际燃烧温度低于理论燃烧温度,因为燃烧时总有一部分热量要散失掉。甲烷理论燃烧温度为19700c。
6、什么样是天然气爆炸浓度极限?什么是爆炸上限?什么是爆炸下限?
当空气中含有天然气浓度范围达到爆炸危险的混合物。该气体与火源接触时,即形成爆炸。该天然气浓度范围称为天然气爆炸浓度极限。天然气爆炸浓度极限为5%-15%。
当空气中含有天然气浓度增加到不能引起爆炸浓度点称为爆炸上限,因为由于缺氧也无法维持燃烧爆炸。
当空气中含有天然气浓度减少到不能引起爆炸浓度点称为爆炸上限,因为氧化反应产生的热量不足以弥补散失的热量,无法维持燃烧爆炸。
7、为什么天然气灶具与液化石油气灶具不能互换使用?
(1)、两种燃气的热值不同,天然气的热值为40 MJ/m3,液化石油气的热值为104.6540 MJ/m3。
(2)、两种燃气的燃烧速度、理论空气量、压力、比重均不同,而设计灶具时却是根据各自的特性来决定灶具各部分尺寸的。若液化石油气通过天然气灶具由于一次空气量不足,点火后使液化石油气不能充分燃烧,从火孔中喷出长而无力的黄火焰,因此不同气源的灶具不能互换使用。
8、一卡等于多么焦耳?
1卡等于4.2焦耳。
9、什么是CNG?什么是LNG?
CNG是压缩天然气。天然气经加气站由压缩机加压后,压到20至25Mpa,再经过高压深度脱水,充装进入高压钢瓶组槽车储存,再运送到各个城市输入管网,向居民用户、商业用户和工业企业用户供应天然气。
LNG是液化天然气。天然气液化是一个低温过程,在温度不超过临界温度(-820c),对气体进行加压0.1 Mpa以上,可以使天然气液化,由气态变为液态,其体积缩小600多倍,便于运输和储存。
10、天然气的优点?
(1)、经济:天然气的主要成分是甲烷,按照热值换算关系,17立方米的天然气就相当于一罐15公斤液化气的热值,也就是说您使用17立方米的天然气相当于一罐液化气,因此天然气是您节省的选择。
(2)、清洁:管道输送的天然气都过滤和干燥处理,除去了杂质和水分,因此可以充分的燃烧,不会产生任何残留物,能够保持您厨房的清洁卫生。而液化气成分比较复杂,燃烧时易产生煤气和碳黑等杂质,会影响您和家人的安全和身体健康,影响灶具的使用寿命,污染厨房环境。因此,您选择了天然气,就选择了一份安全与洁净。
(3)、方便:与液化气相比,天然气使用燃气管道直接输送到您家中,省了灌装、搬运的麻烦,也不会再有饭做到一半液化气用完的烦恼。因此,选择了天然气,您就有了一份便利。
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《 化工热力学 》
一、请学生运用所学的化工热力学知识,从以下给定的题目中选择至少选择2个题目进行论述:(总分100分)
1.教材中给出了众多的状态方程,请根据本人的工作或者生活选择一个体系、选择一个状态方程、对其PVT关系的计算准确度进行分析,并提出改进的方向和意见。
丙烯的PVT状态分析
近期我正在新疆五家渠一家焦化厂甲醇车间进行培训,在甲醇净化工段丙烯为利用最多的制冷剂,在学习丙烯压缩工段的同时对丙烯的物化性质也有了深入了解。
丙烯的理化学性质:丙烯是一种无色略带甜味的易燃气体,分子式为CH3CH=CH2,分子量为42.08,沸点-47.7℃,熔点为-185.25℃,其密度为空气的
1.46倍,临界温度为91.8℃,临界压力为4.6Mpa,爆炸极限为2.0~11%(vol),闪点为-108℃。(因此,丙烯在贮藏时要特别小心,如果发生泄漏,因为它比空气重,积聚在低洼处及地沟中,如在流动过程中遇到火星,则极易引起爆炸,酿成严重后果。)
选择用R-K状态方程计算对液态丙烯的PVT关系计算准确度进行分析,从《化工热力学、陈光进等编著》中查得丙烯的临界数据为Tc=364.9Kpc=46.0*10-1MPa,
下面是上海焦化厂给定的丙烯性质数据。
为了计算方便,用excel换算和简单计算得到新的数据如下:
温度
-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 压力
atm) 1.401 2.097 3.023 4.257 5.772 7.685 10.046 12.911 16.307 体积
mL/g) 12966 6404 4639 3423 2569 1957 1510 1510 1177 50 20.299 922 (℃)((
温度
-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40
(℃)
温度(K) 233 243 253 263 273 283 293 303 313 压力P
1.4196 2.1248 3.0631 4.3134 5.8485 7.7868 10.1791 13.0821 16.5231
(1*10-1MPa)
摩尔体积v
54560.928 26948.032 19520.912 14403.984 10810.352 8235.056 6354.080 6354.080 4952.816
(1*10-5m3/mol)
R-K方程:pRT
vba
T0.5vvb
0.42748R2T2.52.5
ac0.427488.3146364.916.3409m6PaK0.5
p.6106mol2
c4
b0.08664RTc0.086648.3146364.95.7145105
p.6106m3mol1
c4
由上表又知道摩尔体积v,故根据R-K方程,用excel可分别计算得到各温
度下的压力值P1:
温度
(℃) -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 压力P
1*10-1MPa) 1.4196 2.1248 3.0631 4.3134 5.8485 7.7868 10.1791 13.0821 16.5231 20.5680 计算压力
P-11.0288 2.1706 3.1182 4.3903 6.0679 8.2505 11.0602 11.4412 15.1467 19.9288
1(1*10MPa)
用R-K状态方程计算得数据与给定值比较可得如下数据图: 50 323 20.5680 3879.776 50 (
通过计算和上图的数据对比,可得结论:利用《上海焦化厂给定丙烯性质数值》,代入v值,用R-K方程计算所得的压力值P1与给定的P值偏差很小。即对于气态丙烯,利用R-K状态方程计算其PVT关系式很可靠的。
制冷流程简述:
从Recfisol来的丙烯气体与丙烯过冷器壳侧排出的气体混合,压力为0.13Mpa,温度为-40℃,进入压缩机入口分离器饱和并计量后,气体压力为0.12Mpa温度为-40℃进入,丙烯压缩机一段,由闪蒸罐出来的丙烯闪蒸汽压力为0.525Mpa温度为-5.5℃,进入丙烯压缩机的中段,两股气体均被压缩到1.9Mpa,102℃排出,压缩后的气体被丙烯冷凝器冷凝,液体丙烯进入丙烯贮槽,压力为
1.85Mpa温度为45℃,为防丙烯压缩机喘振,在丙烯机气体排出口有一回到入口分离器回路管线补充气量之不足。从丙烯贮槽出来的液体丙烯进入闪蒸槽,闪蒸气进入丙烯机中段,从丙烯压缩机出口处℃引一管线为防喘振二段回路。液体丙烯压力0.525Mpa温度为-5.5,从闪蒸槽底部引出来,一路进入压缩机入口分离器,通过液位调节以补充进口丙烯气流量,另一路进丙烯深冷器,通过自身丙烯闪蒸以降低温度,壳侧丙烯气与Recfisol来的会合,从管程中来的液体通过旁路进一步调节温度至-20℃,压力为0.485Mpa,离开系统进Recfisol,以提供低温甲醇洗所需冷量。为防止丙烯中微量水份在闪蒸过程中冻结,还需向系统注入少量甲醇,甲醇的喷淋是通过计量泵出口甲醇与丙烯贮槽到闪蒸槽的液体丙烯大小,调节喷淋混合来完成的。
由于丙烯易燃易爆,因此,在设备维修前后都必须用N2置换丙烯,然后用空气置换N2,开车时先用N2置换空气,再用丙烯置换N2。
2.根据功热转换的原理,选择一个体系或者工况进行节能过程分析。要求给出详细的计算步骤和过程分析。
空调制冷原理
空调在日常生活中随处可见,下面分别用温熵关系和压焓关系分析其制冷过程和原理。空调制冷原理涉及了了热力学第一定律和热力学第二定律,为逆卡诺循环,以下是用理论制冷循环的分析和计算。
一:逆卡诺循环—理想制冷循环的功能计算:
图1 温熵图
它由两个等温过程和两个绝热过程组成。假设低温热源(即被冷却介质)的温度为T0,高温热源(即环境)的温度为Tk, 则工质的温度在吸热过程中为T0, 在放热过程中为Tk, 就是说在吸热和放热过程中工质与冷源及高温热源之间没有温差,即传热是在等温下进行的,压缩和膨胀过程是在没有任何损失情况下进行的。其循环过程为:
首先工质在T0下从冷源(即被冷却介质)吸取热量q0,并进行等温膨胀4-1,然后通过绝热压缩1-2,使其温度由T0升高至环境介质的温度Tk, 再在Tk下进行等温压缩2-3,并向环境介质放出热量qk, 最后再进行绝热膨胀3-4,使其温度由Tk 降至T0即使工质回到初始状态4,从而完成一个循环。
对于逆卡诺循环来说,由图可知:
q0=T0(S1-S4)
qk=Tk(S2-S3)=Tk(S1-S4)
w0=qk-q0=Tk(S1-S4)-T0(S1-S4)=(Tk-T0)(S1-S4)
则逆卡诺循环制冷系数εk 为:εk = w0/ qk=(Tk-T0) / Tk
由上式可见,逆卡诺循环的制冷系数与工质的性质无关,只取决于冷源(即
被冷却物体)的温度 T0 和热源(即环境介质)的温度 Tk;降低 Tk,提高 T0 ,均可提高制冷系数。此外,由热力学第二定律还可以证明:“在给定的冷源和热源温度范围内工作的逆循环,以逆卡诺循环的制冷系数为最高”。任何实际制冷循环的制冷系数都小于逆卡诺循环的制冷系数。
制冷系统四大部件及制冷剂的变化过程:
蒸气压缩制冷循环系统主要由四大部件组成,即压缩机、冷凝器、节流元件和蒸发器,用不同直径的管道把它们串接起来,就形成了一个能使制冷剂循环流动的封闭系统。制冷压缩机由原动机如电机拖动而工作,不断地抽吸蒸发器中的制冷剂蒸气,压缩成高压(pk)、过热蒸气而排出并送入冷凝器,正是由于这一高压存在,使制冷剂蒸气在冷凝器中放出热量,把热量传递给周围的环境介质,从而使制冷剂蒸气冷凝成液体,当然,制冷剂蒸气冷凝时的温度一定要高于周围介质的温度。冷凝后的液体仍处于高压状态,流经节流元件进入蒸发器。制冷剂在节流元件中,从入口端的高压pk降低到低压p0,从高温tk降低到t0,并出现少量液体汽化变为蒸气。
二:逆卡诺循环—理想制冷循环的过程计算
根据理论循环的假设条件,单级蒸气压缩式制冷理论循环工作过程,在压焓图上的表示如图2所示。
图2 理论制冷循环压焓图
1)制冷压缩机从蒸发器吸取蒸发压力为p0的饱和制冷剂蒸气(状态点1),沿等熵线压缩至冷凝压力pk(状态点2),压缩过程完成。
2)状态点2的高温高压制冷剂蒸气进入冷凝器,经冷凝器与环境介质空气或水进行热交换,放出热量qk后,沿等压线pk冷却至饱和蒸气状态点2,然后冷凝至饱和液状态点3,冷凝过程完成。在冷却过程(2-2)中制冷剂与环境介
质有温差,在冷凝过程(2-3)中制冷剂与环境介质无温差。
3)状态点3的饱和制冷剂液体经节流元件节流降压,沿等焓线(节流过程中焓值保持不变)由冷凝压力pk降至蒸发压力p0,到达湿蒸气状态点4,膨胀过程完成。
4)状态点4的制冷剂湿蒸气进入蒸发器,在蒸发器内吸收被冷却介质的热量沿等压线p0汽化,到达饱和蒸气状态点1,蒸发过程完成。制冷剂的蒸发温度与被冷却介质间无温差。
理论循环的计算方法:
1、单位质量制冷量 制冷压缩机每输送1kg制冷剂经循环从被冷却介质中制取的冷量称为单位质量制冷量,用q0表示。
q0=h1-h4=r0(1-x4) (1-1)
式中 q0单位质量制冷量(kJ/kg);
h1与吸气状态对应的比焓值(kJ/kg);
h4节流后湿蒸气的比焓值(kJ/kg);
r0蒸发温度下制冷剂的汽化潜热(kJ/kg);
x4节流后气液两相制冷剂的干度。
单位质量制冷量q0在压焓图上相当于过程线1-4在h轴上的投影(见图1-2)。
2、单位容积制冷量 制冷压缩机每吸入1m3制冷剂蒸气(按吸气状态计)经循环从被冷却介质中制取的冷量,称为单位容积制冷量,用qv表示。
qvq0h1h4v1v1 (1-2)
式中 qv单位容积制冷量(kJ/m3);
v1制冷剂在吸气状态时的比体积(m3/kg)。
3、理论比功 制冷压缩机按等熵压缩时每压缩输送1kg制冷剂蒸气所消耗的功,称为理论比功,用w0表示。
w0=h2-h1 (1-3)
式中 w0理论比功(kJ/kg);
h2压缩机排气状态制冷剂的比焓值(kJ/kg);
h1压缩机吸气状态制冷剂的比焓值(kJ/kg)。
4、单位冷凝热负荷 制冷压缩机每输送1kg制冷剂在冷凝器中放出的热量,称为单位冷凝热负荷,用qk表示。
qk=(h2-h2)+(h2-h3)=h2-h3 (1-4)
式中 qk单位冷凝热负荷(kJ/kg);
h2与冷凝压力对应的干饱和蒸气状态所具有的比焓值(kJ/kg); h3与冷凝压力对应的饱和液状态所具有的比焓值(kJ/kg);
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在压焓图中,qk相当于等压冷却、冷凝过程线 2-2-3 在h轴上的投影(见图2)。
比较式(1-1)、式(1-3)、式(1-4)和h4=h3可以看出,对于单级蒸气压缩式制冷理论循环,存在着下列关系
qk = q0 +w0 (1-5)
5、制冷系数 单位质量制冷量与理论比功之比,即理论循环的收益和代价之比,称为理论循环制冷系数,用0表示,即
q0h1h4w0h2h1 (1-6) 0
根据以上几个性能指标,可进一步求得制冷剂循环量、冷凝器中放出的热量、压缩机所需的理论功率等数据。
3.为含苯酚的水溶液处理过程选择合适的相平衡计算方法,给出详细的计算过程和步骤,并对其结果进行分析和讨论。
建立了一种混合电解质溶液相平衡计算的混合整数非线性规划模型,并提出用遗传算法求解。首先基于Gibbs自由能最小化原理,通过对液相、固相析出盐种类编码的处理,建立了电解质体系相平衡计算模型,将相平衡计算问题转化为有约束的最优化问题;其次用遗传算法求解,通过对优化变量采取动态边界的可行域编码方法和序贯收敛技术保证了算法的有效实施,可实现固液平衡计算并得到析出的晶体数、盐的种类、固体的量以及液相组成;最后对多种体系进行了计算,结果表明此方法可行有效。
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