第一篇:人教版高中化學(xué)選修三知識(shí)點(diǎn)
故有知識(shí)的人,道義上有為后者代言的義務(wù)。人最容易喪失的是同情心,而杜甫就是一個(gè)正面例子。下面小編給大家分享一些人教版高中化學(xué)選修三知識(shí),希望能夠幫助大家,歡迎閱讀!
人教版高中化學(xué)選修三知識(shí)1
原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
1、電子云:用小黑點(diǎn)的疏密來(lái)描述電子在原子核外空間出現(xiàn)的機(jī)會(huì)大小所得的圖形叫電子云圖。離核越近,電子出現(xiàn)的機(jī)會(huì)大,電子云密度越大;離核越遠(yuǎn),電子出現(xiàn)的機(jī)會(huì)小,電子云密度越小。
2、電子層(能層):根據(jù)電子的能量差異和主要運(yùn)動(dòng)區(qū)域的不同,核外電子分別處于不同的電子層.原子由里向外對(duì)應(yīng)的電子層符號(hào)分別為K、L、M、N、O、P、Q.3、原子軌道(能級(jí)即亞層):處于同一電子層的原子核外電子,也可以在不同類(lèi)型的原子軌道上運(yùn)動(dòng),分別用s、p、d、f表示不同形狀的軌道,s軌道呈球形、p軌道呈紡錘形,d軌道和f軌道較復(fù)雜.各軌道的伸展方向個(gè)數(shù)依次為1、3、5、7。
4、原子核外電子的運(yùn)動(dòng)特征可以用電子層、原子軌道(亞層)和自旋方向來(lái)進(jìn)行描述.在含有多個(gè)核外電子的原子中,不存在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的兩個(gè)電子。
5、原子核外電子排布原理:
(1)能量最低原理:電子先占據(jù)能量低的軌道,再依次進(jìn)入能量高的軌道;
(2)泡利不相容原理:每個(gè)軌道最多容納兩個(gè)自旋狀態(tài)不同的電子;
(3)洪特規(guī)則:在能量相同的軌道上排布時(shí),電子盡可能分占不同的軌道,且自旋狀態(tài)相同。
洪特規(guī)則的特例:在等價(jià)軌道的全充滿(mǎn)(p6、d10、f14)、半充滿(mǎn)(p3、d5、f7)、全空時(shí)(p0、d0、f0)的狀態(tài),具有較低的能量和較大的穩(wěn)定性.如24Cr[Ar]3d54s1、29Cu [Ar]3d104s16、根據(jù)構(gòu)造原理,基態(tài)原子核外電子的排布遵循圖⑴箭頭所示的順序。
根據(jù)構(gòu)造原理,可以將各能級(jí)按能量的差異分成能級(jí)組如圖⑵所示,由下而上表示七個(gè)能級(jí)組,其能量依次升高;在同一能級(jí)組內(nèi),從左到右能量依次升高?;鶓B(tài)原子核外電子的排布按能量由低到高的順序依次排布。
7、第一電離能:氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去1個(gè)電子,轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的能量叫做第一電離能。常用符號(hào)I1表示,單位為kJ/mol。
(1)原子核外電子排布的周期性
隨著原子序數(shù)的增加,元素原子的外圍電子排布呈現(xiàn)周期性的變化:每隔一定數(shù)目的元素,元素原子的外圍電子排布重復(fù)出現(xiàn)從ns1到ns2np6的周期性變化.(2)元素第一電離能的周期性變化
隨著原子序數(shù)的遞增,元素的第一電離能呈周期性變化:
★同周期從左到右,第一電離能有逐漸增大的趨勢(shì),稀有氣體的第一電離能最大,堿金屬的第一電離能最小;
★同主族從上到下,第一電離能有逐漸減小的趨勢(shì)。
說(shuō)明:
①同周期元素,從左往右第一電離能呈增大趨勢(shì)。電子亞層結(jié)構(gòu)為全滿(mǎn)、半滿(mǎn)時(shí)較相鄰元素要大即第 ⅡA 族、第 ⅤA族元素的第一電離能分別大于同周期相鄰元素。Be、N、Mg、P
②元素第一電離能的運(yùn)用:
a.電離能是原子核外電子分層排布的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
b.用來(lái)比較元素的金屬性的強(qiáng)弱。I1越小,金屬性越強(qiáng),表征原子失電子能力強(qiáng)弱。
(3)元素電負(fù)性的周期性變化
元素的電負(fù)性:元素的原子在分子中吸引電子對(duì)的能力叫做該元素的電負(fù)性。
隨著原子序數(shù)的遞增,元素的電負(fù)性呈周期性變化:同周期從左到右,主族元素電負(fù)性逐漸增大;同一主族從上到下,元素電負(fù)性呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)。
電負(fù)性的運(yùn)用:
a.確定元素類(lèi)型(一般>1.8,非金屬元素;<1.8,金屬元素)。
b.確定化學(xué)鍵類(lèi)型(兩元素電負(fù)性差值>1.7,離子鍵;<1.7,共價(jià)鍵)。
c.判斷元素價(jià)態(tài)正負(fù)(電負(fù)性大的為負(fù)價(jià),小的為正價(jià))。
d.電負(fù)性是判斷金屬性和非金屬性強(qiáng)弱的重要參數(shù)(表征原子得電子能力強(qiáng)弱)。
8、化學(xué)鍵:相鄰原子之間強(qiáng)烈的相互作用?;瘜W(xué)鍵包括離子鍵、共價(jià)鍵和金屬鍵。
9、離子鍵:陰、陽(yáng)離子通過(guò)靜電作用形成的化學(xué)鍵
離子鍵強(qiáng)弱的判斷:離子半徑越小,離子所帶電荷越多,離子鍵越強(qiáng),離子晶體的熔沸點(diǎn)越高。
離子鍵的強(qiáng)弱可以用晶格能的大小來(lái)衡量,晶格能是指拆開(kāi)1mol離子晶體使之形成氣態(tài)陰離子和陽(yáng)離子所吸收的能量。晶格能越大,離子晶體的熔點(diǎn)越高、硬度越大。
離子晶體:通過(guò)離子鍵作用形成的晶體。
典型的離子晶體結(jié)構(gòu):NaCl型和CsCl型.氯化鈉晶體中,每個(gè)鈉離子周?chē)?個(gè)氯離子,每個(gè)氯離子周?chē)?個(gè)鈉離子,每個(gè)氯化鈉晶胞中含有4個(gè)鈉離子和4個(gè)氯離子;氯化銫晶體中,每個(gè)銫離子周?chē)?個(gè)氯離子,每個(gè)氯離子周?chē)?個(gè)銫離子,每個(gè)氯化銫晶胞中含有1個(gè)銫離子和1個(gè)氯離子.人教版高中化學(xué)選修三知識(shí)2
原子核外電子排布原理
1.能層、能級(jí)與原子軌道
(1)能層(n):在多電子原子中,核外電子的能量是不同的,按照電子的能量差異將其分成不同能層。通常用K、L、M、N……表示,能量依次升高。
(2)能級(jí):同一能層里電子的能量也可能不同,又將其分成不同的能級(jí),通常用s、p、d、f等表示,同一能層里,各能級(jí)的能量按s、p、d、f的順序依次升高,即:E(s)
(3)原子軌道:電子云輪廓圖給出了電子在核外經(jīng)常出現(xiàn)的區(qū)域。這種電子云輪廓圖稱(chēng)為原子軌道。
【特別提示】
(1)任一能層的能級(jí)總是從s能級(jí)開(kāi)始,而且能級(jí)數(shù)等于該能層序數(shù)。
(2)以s、p、d、f……排序的各能級(jí)可容納的最多電子數(shù)依次為1、3、5、7……的二倍。(3)構(gòu)造原理中存在著能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象。由于能級(jí)交錯(cuò),3d軌道的能量比4s軌道的能量高,排電子時(shí)先排4s軌道再排3d軌道,而失電子時(shí),卻先失4s軌道上的電子。
(4)前四周期的能級(jí)排布(1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p)。第一能層(K),只有s能級(jí);第二能層(L),有s、p兩種能級(jí),p能級(jí)上有三個(gè)原子軌道px、py、pz,它們具有相同的能量;第三能層(M),有s、p、d三種能級(jí)。
(5)當(dāng)出現(xiàn)d軌道時(shí),雖然電子按ns,(n-1)d,np順序填充,但在書(shū)寫(xiě)電子排布式時(shí),仍把(n-1)d放在ns前。
(6)在書(shū)寫(xiě)簡(jiǎn)化的電子排布式時(shí),并不是所有的都是[X]+價(jià)電子排布式(注:X代表上一周期稀有氣體元素符號(hào))。
2.基態(tài)原子的核外電子排布
(1)能量最低原理
電子盡可能地先占有能量低的軌道,然后進(jìn)入能量高的軌道,使整個(gè)原子的能量處于最低狀態(tài)。如圖為構(gòu)造原理示意圖,即基態(tài)原子核外電子在原子軌道上的排布順序圖。
注意:所有電子排布規(guī)則都需要滿(mǎn)足能量最低原理。
(2)泡利原理
每個(gè)原子軌道里最多只能容納2個(gè)電子,且自旋狀態(tài)相反。
(3)洪特規(guī)則
當(dāng)電子排布在同一能級(jí)的不同軌道時(shí),基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道,且自旋狀態(tài)相同。
洪特規(guī)則特例:當(dāng)能量相同的原子軌道在全滿(mǎn)(p6、d10、f14)、半滿(mǎn)(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)狀態(tài)時(shí),體系的能量最低。
3.基態(tài)、激發(fā)態(tài)及光譜示意圖
(1)電子的躍遷
①基態(tài)→激發(fā)態(tài)
當(dāng)基態(tài)原子的電子吸收能量后,會(huì)從低能級(jí)躍遷到較高能級(jí),變成激發(fā)態(tài)原子。
②激發(fā)態(tài)→基態(tài)
激發(fā)態(tài)原子的電子從較高能級(jí)躍遷到低能級(jí)時(shí)會(huì)釋放出能量。
(2)原子光譜
不同元素的原子發(fā)生躍遷時(shí)會(huì)吸收或釋放不同的光,可以用光譜儀攝取各種元素原子的吸收光譜或發(fā)射光譜,總稱(chēng)原子光譜。
人教版高中化學(xué)選修三知識(shí)3
原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì).原子結(jié)構(gòu)與元素周期表
(1)原子結(jié)構(gòu)與元素周期表
(2)每族元素的價(jià)層電子排布特點(diǎn)
①主族
②0族:He:1s2;其他ns2np6。
③過(guò)渡元素(副族和第Ⅷ族):(n-1)d1~10ns1~2。
(3)元素周期表的分區(qū)
①根據(jù)核外電子排布
a.分區(qū)
b.各區(qū)元素化學(xué)性質(zhì)及原子最外層電子排布特點(diǎn)
②根據(jù)元素金屬性與非金屬性可將元素周期表分為金屬元素區(qū)和非金屬元素區(qū)(如下圖),處于金屬與非金屬交界線(xiàn)(又稱(chēng)梯形線(xiàn))附近的非金屬元素具有一定的金屬性,又稱(chēng)為半金屬或準(zhǔn)金屬,但不能叫兩性非金屬。
【特別提示】
“外圍電子排布”即“價(jià)電子層”,對(duì)于主族元素,價(jià)電子層就是最外電子層,而對(duì)于過(guò)渡元素原子不僅僅是最外電子層,如Fe的價(jià)電子層排布為3d64s2。.對(duì)角線(xiàn)規(guī)則
在元素周期表中,某些主族元素與右下方的主族元素的有些性質(zhì)是相似的。.元素周期律
(1)原子半徑
①影響因素
能層數(shù):能層數(shù)越多,原子半徑越大。
核電荷數(shù):能層數(shù)相同,核電荷數(shù)越大,原子半徑越小。
②變化規(guī)律
元素周期表中的同周期主族元素從左到右,原子半徑逐漸減小;同主族元素從上到下,原子半徑逐漸增大。
(2)電離能
①第一電離能:氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量,符號(hào):I1,單位:kJ/mol。
②規(guī)律
a.同周期:第一種元素的第一電離能最小,最后一種元素的第一電離能最大,總體呈現(xiàn)從左至右逐漸增大的變化趨勢(shì)。
b.同族元素:從上至下第一電離能逐漸減小。
c.同種原子:逐級(jí)電離能越來(lái)越大(即I1
(3)電負(fù)性
①含義:元素的原子在化合物中吸引鍵合電子能力的標(biāo)度。元素的電負(fù)性越大,表示其原子在化合物中吸引鍵合電子的能力越強(qiáng)。
②標(biāo)準(zhǔn):以最活潑的非金屬氟的電負(fù)性為4.0作為相對(duì)標(biāo)準(zhǔn),計(jì)算得出其他元素的電負(fù)性(稀有氣體未計(jì))。
③變化規(guī)律
金屬元素的電負(fù)性一般小于1.8,非金屬元素的電負(fù)性一般大于1.8,而位于非金屬三角區(qū)邊界的“類(lèi)金屬”(如鍺、銻等)的電負(fù)性則在1.8左右。
在元素周期表中,同周期從左至右,元素的電負(fù)性逐漸增大,同主族從上至下,元素的電負(fù)性逐漸減小。.電離能、電負(fù)性的應(yīng)用
(1)電離能的應(yīng)用
①判斷元素金屬性的強(qiáng)弱
電離能越小,金屬越容易失去電子,金屬性越強(qiáng);反之越弱。
②判斷元素的化合價(jià)(I1、I2……表示各級(jí)電離能)
如果某元素的In+1?In,則該元素的常見(jiàn)化合價(jià)為+n。如鈉元素I2?I1,所以鈉元素的化合價(jià)為+1。
③判斷核外電子的分層排布情況
多電子原子中,元素的各級(jí)電離能逐級(jí)增大,有一定的規(guī)律性。當(dāng)電離能的變化出現(xiàn)突變時(shí),電子層數(shù)就可能發(fā)生變化。
④反映元素原子的核外電子排布特點(diǎn)
同周期元素從左向右,元素的第一電離能并不是逐漸增大的,當(dāng)元素的核外電子排布是全空、半充滿(mǎn)和全充滿(mǎn)狀態(tài)時(shí),第一電離能就會(huì)反常的大。
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共價(jià)鍵
1.本質(zhì)
在原子之間形成共用電子對(duì)(電子云的重疊)。
2.特征
具有飽和性和方向性。
3.分類(lèi)
【特別提示】
(1)只有兩原子的電負(fù)性相差不大時(shí),才能形成共用電子對(duì),形成共價(jià)鍵,當(dāng)兩原子的電負(fù)性相差很大(大于1.7)時(shí),不會(huì)形成共用電子對(duì),而形成離子鍵。
(2)同種元素原子間形成的共價(jià)鍵為非極性鍵,不同種元素原子間形成的共價(jià)鍵為極性鍵。
(3)在分子中,有的只存在極性鍵,如HCl、NH3等,有的只存在非極性鍵,如N2、H2等,有的既存在極性鍵又存在非極性鍵,如H2O2、C2H4等;有的不存在化學(xué)鍵,如稀有氣體分子。
(4)在離子化合物中,一定存在離子鍵,有的存在極性共價(jià)鍵,如NaOH、Na2SO4等;有的存在非極性鍵,如Na2O2、CaC2等。
(5)通過(guò)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式,可以快速有效地判斷鍵的種類(lèi)及數(shù)目;判斷成鍵方式時(shí),需掌握:共價(jià)單鍵全為σ鍵,雙鍵中有一個(gè)σ鍵和一個(gè)π鍵,三鍵中有一個(gè)σ鍵和兩個(gè)π鍵。
4.鍵參數(shù)
(1)概念
(2)鍵參數(shù)對(duì)分子性質(zhì)的影響
鍵能越大,鍵長(zhǎng)越短,分子越穩(wěn)定。
5.等電子原理
原子總數(shù)相同,價(jià)電子總數(shù)相同的分子具有相似的化學(xué)鍵特征,物理性質(zhì)相近,但化學(xué)性質(zhì)不同。
常見(jiàn)的等電子體
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分子的立體結(jié)構(gòu)
1.價(jià)層電子對(duì)互斥理論
(1)價(jià)層電子對(duì)在球面上彼此相距最遠(yuǎn)時(shí),排斥力最小,體系的能量最低。
(2)孤電子對(duì)的排斥力較大,孤電子對(duì)越多,排斥力越強(qiáng),鍵角越小。
(3)用價(jià)層電子對(duì)互斥理論推測(cè)分子的立體構(gòu)型的關(guān)鍵是判斷分子中中心原子上的價(jià)層電子對(duì)數(shù)。
其中:a是中心原子的價(jià)電子數(shù)(陽(yáng)離子要減去電荷數(shù)、陰離子要加上電荷數(shù)),b是1個(gè)與中心原子結(jié)合的原子提供的價(jià)電子數(shù),x是與中心原子結(jié)合的原子數(shù)。
(4)價(jià)層電子對(duì)互斥理論與分子構(gòu)型.雜化軌道理論
當(dāng)原子成鍵時(shí),原子的價(jià)電子軌道相互混雜,形成與原軌道數(shù)相等且能量相同的雜化軌道。雜化軌道數(shù)不同,軌道間的夾角不同,形成分子的空間結(jié)構(gòu)不同。
3.配位鍵
(1)孤電子對(duì)
分子或離子中沒(méi)有跟其他原子共用的電子對(duì)稱(chēng)孤電子對(duì)。
(2)配位鍵
①配位鍵的形成:成鍵原子一方提供孤電子對(duì),另一方提供空軌道形成共價(jià)鍵。
②配位鍵的表示:常用“―→”來(lái)表示配位鍵,箭頭指向接受孤電子對(duì)的原子,如NH4+可表示如下,在NH4+中,雖然有一個(gè)N—H鍵形成過(guò)程與其他3個(gè)N—H鍵形成過(guò)程不同,但是一旦形成之后,4個(gè)共價(jià)鍵就完全相同。
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第二篇:高中化學(xué)選修4知識(shí)點(diǎn)
第二章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡
1、化學(xué)反應(yīng)速率
(1)化學(xué)反應(yīng)速率的概念
化學(xué)反應(yīng)速率是用來(lái)衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢程度的物理量。
(2)化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法
對(duì)于反應(yīng)體系體積不變的化學(xué)反應(yīng),通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量濃度的變化值表示。
某一物質(zhì)A的化學(xué)反應(yīng)速率的表達(dá)式為:
式中——某物質(zhì)A的濃度變化,常用單位為mol·L-1。
——某段時(shí)間間隔,常用單位為s,min,h。
υ——物質(zhì)A的反應(yīng)速率,常用單位是mol·L-1·s-1,mol·L-1·s-1等。
(3)化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算規(guī)律
①同一反應(yīng)中不同物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率間的關(guān)系
同一時(shí)間內(nèi),用不同的物質(zhì)表示的同一反應(yīng)的反應(yīng)速率數(shù)值之比等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。
②化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算規(guī)律
同一化學(xué)反應(yīng),用不同物質(zhì)的濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率之比等于反應(yīng)方程式中相應(yīng)的物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,這是有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算或換算的依據(jù)。
(4)化學(xué)反應(yīng)速率的特點(diǎn)
①反應(yīng)速率不取負(fù)值,用任何一種物質(zhì)的變化來(lái)表示反應(yīng)速率都不取負(fù)值。
②同一化學(xué)反應(yīng)選用不同物質(zhì)表示反應(yīng)速率時(shí),可能有不同的速率數(shù)值,但速率之比等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。
③化學(xué)反應(yīng)速率是指時(shí)間內(nèi)的“平均”反應(yīng)速率。
小貼士:①化學(xué)反應(yīng)速率通常指的是某物質(zhì)在某一段時(shí)間內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的平均速率,而不是在某一時(shí)刻的瞬時(shí)速率。
②由于在反應(yīng)中純固體和純液體的濃度是恒定不變的,因此對(duì)于有純液體或純固體參加的反應(yīng)一般不用純液體或純固體來(lái)表示化學(xué)反應(yīng)速率。其化學(xué)反應(yīng)速率與其表面積大小有關(guān),而與其物質(zhì)的量的多少無(wú)關(guān)。通常是通過(guò)增大該物質(zhì)的表
面積(如粉碎成細(xì)小顆粒、充分?jǐn)嚢?、振蕩等)?lái)加快反應(yīng)速率。
③對(duì)于同一化學(xué)反應(yīng),在相同的反應(yīng)時(shí)間內(nèi),用不同的物質(zhì)來(lái)表示其反應(yīng)速率,其數(shù)值可能不同,但這些不同的數(shù)值表示的都是同一個(gè)反應(yīng)的速率。因此,表示化學(xué)反應(yīng)的速率時(shí),必須指明是用反應(yīng)體系中的哪種物質(zhì)做標(biāo)準(zhǔn)。
2、化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)量
(1)基本思路
化學(xué)反應(yīng)速率是通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的。因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)中發(fā)生變化的是體系中的化學(xué)物質(zhì)(包括反應(yīng)物和生成物),所以與其中任何一種化學(xué)物質(zhì)的濃度(或質(zhì)量)相關(guān)的性質(zhì)在測(cè)量反應(yīng)速率時(shí)都可以加以利用。
(2)測(cè)定方法
①直接可觀(guān)察的性質(zhì),如釋放出氣體的體積和體系的壓強(qiáng)。
②依靠科學(xué)儀器才能測(cè)量的性質(zhì),如顏色的深淺、光的吸收、光的發(fā)射、導(dǎo)電能力等。
③在溶液中,當(dāng)反應(yīng)物或產(chǎn)物本身有比較明顯的顏色時(shí),常常利用顏色深淺和顯色物質(zhì)濃度間的正比關(guān)系來(lái)跟蹤反應(yīng)的過(guò)程和測(cè)量反應(yīng)速率。
第三篇:高中化學(xué)選修4知識(shí)點(diǎn)歸納總結(jié)
高中化學(xué)選修4知識(shí)點(diǎn)歸納總結(jié) 第一章 化學(xué)反應(yīng)與能量
一、焓變 反應(yīng)熱 1.反應(yīng)熱:一定條件下,一定物質(zhì)的量的反應(yīng)物之間完全反應(yīng)所放出或吸收的熱量
2.焓變(ΔH)的意義:在恒壓條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)(1).符號(hào): △H(2).單位:kJ/mol 3.產(chǎn)生原因:化學(xué)鍵斷裂——吸熱 化學(xué)鍵形成——放熱放出熱量的化學(xué)反應(yīng)。(放熱>吸熱)△H 為―—‖或△H <0吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)。(吸熱>放熱)△H 為―+‖或△H >0☆ 常見(jiàn)的放熱反應(yīng):① 所有的燃燒反應(yīng) ② 酸堿中和反應(yīng) ③ 大多數(shù)的化合反應(yīng) ④ 金屬與酸的反應(yīng) ⑤ 生石灰和水反應(yīng) ⑥ 濃硫酸稀釋、氫氧化鈉固體溶解等☆ 常見(jiàn)的吸熱反應(yīng):① 晶體Ba(OH)2?8H2O與NH4Cl ② 大多數(shù)的分解反應(yīng) ③ 以H2、CO、C為還原劑的氧化還原反應(yīng) ④ 銨鹽溶解等
二、熱化學(xué)方程式 書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式注意要點(diǎn): ①熱化學(xué)方程式必須標(biāo)出能量變化。②熱化學(xué)方程式中必須標(biāo)明反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)(g,l,s分別表示固態(tài),液態(tài),氣態(tài),水溶液中溶質(zhì)用aq表示)③熱化學(xué)反應(yīng)方程式要指明反應(yīng)時(shí)的溫度和壓強(qiáng)。④熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是整數(shù),也可以是分?jǐn)?shù) ⑤各物質(zhì)系數(shù)加倍,△H加倍;反應(yīng)逆向進(jìn)行,△H改變符號(hào),數(shù)值不變
三、燃燒熱1.概念:25 ℃,101 kPa時(shí),1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時(shí)所放出的熱量。燃燒熱的單位用kJ/mol表示?!⒁庖韵聨c(diǎn):①研究條件:101 kPa②反應(yīng)程度:完全燃燒,產(chǎn)物是穩(wěn)定的氧化物。③燃燒物的物質(zhì)的量:1 mol④研究?jī)?nèi)容:放出的熱量。(ΔH<0,單位kJ/mol)
四、中和熱1.概念:在稀溶液中,酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成1mol H2O,這時(shí)的反應(yīng)熱叫中和熱。2.強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的中和反應(yīng)其實(shí)質(zhì)是H+和OH-反應(yīng),其熱化學(xué)方程式為:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l),ΔH=-57.3kJ/mol3.弱酸或弱堿電離要吸收熱量,所以它們參加中和反應(yīng)時(shí)的中和熱小于57.3kJ/mol。
4.中和熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)
五、蓋斯定律1.內(nèi)容:化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)(各反應(yīng)物)和終態(tài)(各生成物)有關(guān),而與具體反應(yīng)進(jìn)行的途徑無(wú)關(guān),如果一個(gè)反應(yīng)可以分幾步進(jìn)行,則各分步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和與該反應(yīng)一步完成的反應(yīng)熱是相同的。
第二章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡
一、化學(xué)反應(yīng)速率1.化學(xué)反應(yīng)速率(v)⑴ 定義:用來(lái)衡量化學(xué)反應(yīng)的快慢,單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量的變化⑵ 表示方法:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)反應(yīng)濃度的減少或生成物濃度的增加來(lái)表示⑶ 計(jì)算公式:v=Δc/Δt(υ:平均速率,Δc:濃度變化,Δt:時(shí)間)單位:mol/(L?s)⑷ 影響因素:① 決定因素(內(nèi)因):反應(yīng)物的性質(zhì)(決定因素)② 條件因素(外因):反應(yīng)所處的條件
外因?qū)瘜W(xué)反應(yīng)速率影響的變化規(guī)律 條件變化 反應(yīng)物的濃度 大
減小
氣體反應(yīng)物的壓強(qiáng) 大
減
單位體積里的總數(shù)目減少,百分?jǐn)?shù)不變
減小 增
單位體積里的總數(shù)目增多,百分?jǐn)?shù)不變
增大
單位體積里的總數(shù)目減少,百分?jǐn)?shù)不變
減小 增
活化分子的量的變化
單位體積里的總數(shù)目增多,百分?jǐn)?shù)不變
反應(yīng)速率的變化 增大 小
反應(yīng)物的溫度 高
降低
反應(yīng)物的催化劑 用
撤去
其他
劑等
※注意:(1)、參加反應(yīng)的物質(zhì)為固體和液體,由于壓強(qiáng)的變化對(duì)濃度幾乎無(wú)影響,可以認(rèn)為反應(yīng)速率不變。(2)、惰性氣體對(duì)于速率的影響 ①恒溫恒容時(shí):充入惰性氣體→總壓增大,但是各分壓不變,各物質(zhì)濃度不變→反應(yīng)速率不變②恒溫恒體時(shí):充入惰性氣體→體積增大→各反應(yīng)物濃度減小→反應(yīng)速率減慢
二、化學(xué)平衡
(一)1.定義:化學(xué)平衡狀態(tài):一定條件下,當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)進(jìn)行到正逆反應(yīng)速率相等時(shí),更組成成分濃度不再改變,達(dá)到表面上靜止的一種―平衡‖,這就是這個(gè)反應(yīng)所能達(dá)到的限度即化學(xué)平衡狀態(tài)。
2、化學(xué)平衡的特征逆(研究前提是可逆反應(yīng))等(同一物質(zhì)的正逆反應(yīng)速率相等)動(dòng)(動(dòng)態(tài)平衡)定(各物質(zhì)的濃度與質(zhì)量分?jǐn)?shù)恒定)變(條件改變,平衡發(fā)生變化)
3、判斷平衡的依據(jù)判斷可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的方法和依據(jù)
例舉反應(yīng)
mA(g)+nB(g)C(g)+qD(g)①各物質(zhì)的物質(zhì)的量或各物質(zhì)的物質(zhì)的量的分?jǐn)?shù)一定
混合物體系中
各成分的含量
④總體積、總壓力、總物質(zhì)的量一定
①在單位時(shí)間內(nèi)消耗了m molA同時(shí)生成m molA,即V(正)=V(逆)②在單位時(shí)間內(nèi)消耗了n molB同時(shí)消耗了p molC,則正、逆反應(yīng) 速率的關(guān)系
③V(A):V(B):V(C):V(D)=m:n:p:q,V(正)不一定等于V(逆)④在單位時(shí)間內(nèi)生成n molB,同時(shí)消耗了q molD,因均指V(逆)①m+n≠p+q時(shí),總壓力一定(其他條件一定)
壓強(qiáng)
②m+n=p+q時(shí),總壓力一定(其他條件一定)
不一定平衡平衡 不一定平衡 不一定平衡 V(正)=V(逆)
不一定平衡 ②各物質(zhì)的質(zhì)量或各物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定 ③各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)一定
平衡平衡平衡
光,電磁波,超聲波,固體反應(yīng)物顆粒的大小,溶
有影響
百分?jǐn)?shù)劇減,單位體積里的總數(shù)目劇減
劇減 使
百分?jǐn)?shù)劇增,單位體積里的總數(shù)目劇增
劇增
百分?jǐn)?shù)減少,單位體積里的總數(shù)目減少
減小 升
百分?jǐn)?shù)增大,單位體積里的總數(shù)目增多
增大
平衡
平衡 混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量Mr ①M(fèi)r一定時(shí),只有當(dāng)m+n≠p+q時(shí) ②Mr一定時(shí),但m+n=p+q時(shí)
平衡 不一定平衡平衡 不一定平衡平衡 溫度 體系的密度 其他 任何反應(yīng)都伴隨著能量變化,當(dāng)體系溫度一定時(shí)(其他不變)密度一定
如體系顏色不再變化等
(二)影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素
1、濃度對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響(1)影響規(guī)律:在其他條件不變的情況下,增大反應(yīng)物的濃度或減少生成物的濃度,都可以使平衡向正方向移動(dòng);增大生成物的濃度或減小反應(yīng)物的濃度,都可以使平衡向逆方向移動(dòng)(2)增加固體或純液體的量,由于濃度不變,所以平衡不移動(dòng)(3)在溶液中進(jìn)行的反應(yīng),如果稀釋溶液,反應(yīng)物濃度減小,生成物濃度也減小,V正減小,V逆也減小,但是減小的程度不同,總的結(jié)果是化學(xué)平衡向反應(yīng)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之和大的方向移動(dòng)。
2、溫度對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響影響規(guī)律:在其他條件不變的情況下,溫度升高會(huì)使化學(xué)平衡向著吸熱反應(yīng)方向移動(dòng),溫度降低會(huì)使化學(xué)平衡向著放熱反應(yīng)方向移動(dòng)。
3、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響影響規(guī)律:其他條件不變時(shí),增大壓強(qiáng),會(huì)使平衡向著體積縮小方向移動(dòng);減小壓強(qiáng),會(huì)使平衡向著體積增大方向移動(dòng)。注意:(1)改變壓強(qiáng)不能使無(wú)氣態(tài)物質(zhì)存在的化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)(2)氣體減壓或增壓與溶液稀釋或濃縮的化學(xué)平衡移動(dòng)規(guī)律相似4.催化劑對(duì)化學(xué)平衡的影響:由于使用催化劑對(duì)正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率影響的程度是等同的,所以平衡不移動(dòng)。但是使用催化劑可以影響可逆反應(yīng)達(dá)到平衡所需的_時(shí)間_。5.勒夏特列原理(平衡移動(dòng)原理):如果改變影響平衡的條件之一(如溫度,壓強(qiáng),濃度),平衡向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。
三、化學(xué)平衡常數(shù)
(一)定義:在一定溫度下,當(dāng)一個(gè)反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個(gè)常數(shù)比值。符號(hào):K
(二)使用化學(xué)平衡常數(shù)K應(yīng)注意的問(wèn)題:
1、表達(dá)式中各物質(zhì)的濃度是變化的濃度,不是起始濃度也不是物質(zhì)的量。
2、K只與溫度(T)關(guān),與反應(yīng)物或生成物的濃度無(wú)關(guān)。
3、反應(yīng)物或生產(chǎn)物中有固體或純液體存在時(shí),由于其濃度是固定不變的,可以看做是―1‖而不代入公式。
4、稀溶液中進(jìn)行的反應(yīng),如有水參加,水的濃度不必寫(xiě)在平衡關(guān)系式中。
(三)化學(xué)平衡常數(shù)K的應(yīng)用:
1、化學(xué)平衡常數(shù)值的大小是可逆反應(yīng)進(jìn)行程度的標(biāo)志。K值越大,說(shuō)明平衡時(shí)生成物的濃度越大,它的正向反應(yīng)進(jìn)行的程度越大,即該反應(yīng)進(jìn)行得越完全,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率越高。反之,則相反。
2、可以利用K值做標(biāo)準(zhǔn),判斷正在進(jìn)行的可逆反應(yīng)是否平衡及不平衡時(shí)向何方進(jìn)行建立平衡。(Q:濃度積)Q〈K:反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行;Q=K:反應(yīng)處于平衡狀態(tài);Q〉K:反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行
3、利用K值可判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)若溫度升高,K值增大,則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)若溫度升高,K值減小,則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)*
四、等效平衡
1、概念:在一定條件下(定溫、定容或定溫、定壓),只是起始加入情況不同的同一可逆反應(yīng)達(dá)到平衡后,任何相同組分的百分含量均相同,這樣的化學(xué)平衡互稱(chēng)為等效平衡。
2、分類(lèi)(1)定溫,定容條件下的等效平衡第一類(lèi):對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)改變的可逆反應(yīng):必須要保證化學(xué)計(jì)量數(shù)之比與原來(lái)相同;同時(shí)必須保證平衡式左右兩邊同一邊的物質(zhì)的量與原來(lái)相同。第二類(lèi):對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應(yīng):只要反應(yīng)物的物質(zhì)的量的比例與原來(lái)相同即可視為二者等效。(2)定溫,定壓的等效平衡只要保證可逆反應(yīng)化學(xué)計(jì)量數(shù)之比相同即可視為等效平衡。
五、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向
1、反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向:(1)熵:物質(zhì)的一個(gè)狀態(tài)函數(shù),用來(lái)描述體系的混亂度,符號(hào)為S.單位:J???mol-1?K-1(2)體系趨向于有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序,導(dǎo)致體系的熵增加,這叫做熵增加原理,也是反應(yīng)方向判斷的依據(jù)。.(3)同一物質(zhì),在氣態(tài)時(shí)熵值最大,液態(tài)時(shí)次之,固態(tài)時(shí)最小。即S(g)〉S(l)〉S(s)
2、反應(yīng)方向判斷依據(jù) 在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下,化學(xué)反應(yīng)的判讀依據(jù)為: ΔH-TΔS〈0 反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行ΔH-TΔS=0 反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)ΔH-TΔS〉0 反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行注意:(1)ΔH為負(fù),ΔS為正時(shí),任何溫度反應(yīng)都能自發(fā)進(jìn)行(2)ΔH為正,ΔS為負(fù)時(shí),任何溫度反應(yīng)都不能自發(fā)進(jìn)行
第三章 水溶液中的離子平衡
一、弱電解質(zhì)的電離
1、定義:電解質(zhì):在水溶液中或熔化狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物,叫電解質(zhì)。非電解質(zhì):在水溶液中或熔化狀態(tài)下都不能導(dǎo)電的化合物。
強(qiáng)電解質(zhì):在水溶液里全部電離成離子的電解質(zhì)。
弱電解質(zhì): 在水溶液里只有一部分分子電離成離子的電解質(zhì)。
2、電解質(zhì)與非電解質(zhì)本質(zhì)區(qū)別:
電解質(zhì)——離子化合物或共價(jià)化合物 非電解質(zhì)——共價(jià)化合物
注意:①電解質(zhì)、非電解質(zhì)都是化合物 ②SO2、NH3、CO2等屬于非電解質(zhì)
③強(qiáng)電解質(zhì)不等于易溶于水的化合物(如BaSO4不溶于水,但溶于水的BaSO4全部電離,故BaSO4 為強(qiáng)電解質(zhì))——電解質(zhì)的強(qiáng)弱與導(dǎo)電性、溶解性無(wú)關(guān)。
3、電離平衡:在一定的條件下,當(dāng)電解質(zhì)分子電離成 離子的速率 和離子結(jié)合成 時(shí),電離過(guò)程就達(dá)到了平衡狀態(tài),這叫電離平衡。
4、影響電離平衡的因素:
A、溫度:電離一般吸熱,升溫有利于電離。
B、濃度:濃度越大,電離程度 越小 ;溶液稀釋時(shí),電離平衡向著電離的方向移動(dòng)。C、同離子效應(yīng):在弱電解質(zhì)溶液里加入與弱電解質(zhì)具有相同離子的電解質(zhì),會(huì) 減弱 電離。D、其他外加試劑:加入能與弱電解質(zhì)的電離產(chǎn)生的某種離子反應(yīng)的物質(zhì)時(shí),有利于電離。
9、電離方程式的書(shū)寫(xiě):用可逆符號(hào) 弱酸的電離要分布寫(xiě)(第一步為主)
10、電離常數(shù):在一定條件下,弱電解質(zhì)在達(dá)到電離平衡時(shí),溶液中電離所生成的各種離子濃度的乘積,跟溶液中未電離的分子濃度的比是一個(gè)常數(shù)。叫做電離平衡常數(shù),(一般用Ka表示酸,Kb表示堿。)
表示方法:AB11、影響因素:
a、電離常數(shù)的大小主要由物質(zhì)的本性決定。
b、電離常數(shù)受溫度變化影響,不受濃度變化影響,在室溫下一般變化不大。C、同一溫度下,不同弱酸,電離常數(shù)越大,其電離程度越大,酸性越強(qiáng)。如:H2SO3>H3PO4>HF>CH3COOH>H2CO3>H2S>HClO
A++B-Ki=[ A+][ B-]/[AB]
二、水的電離和溶液的酸堿性
1、水電離平衡::
水的離子積:KW = c[H+]·c[OH-] 25℃時(shí), [H+]=[OH-] =10-7 mol/L;KW = [H+]·[OH-] = 1*10-14 注意:KW只與溫度有關(guān),溫度一定,則KW值一定 KW不僅適用于純水,適用于任何溶液(酸、堿、鹽)
2、水電離特點(diǎn):(1)可逆(2)吸熱(3)極弱
3、影響水電離平衡的外界因素: ①酸、堿 :抑制水的電離 KW〈1*10-14 ②溫度:促進(jìn)水的電離(水的電離是 吸 熱的)③易水解的鹽:促進(jìn)水的電離 KW 〉 1*10-14
4、溶液的酸堿性和pH:
(1)pH=-lgc[H+](2)pH的測(cè)定方法:
酸堿指示劑—— 甲基橙、石蕊、酚酞。
變色范圍:甲基橙 3.1~4.4(橙色)石蕊5.0~8.0(紫色)酚酞8.2~10.0(淺紅色)pH試紙 —操作 玻璃棒蘸取未知液體在試紙上,然后與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)比即可。
注意:①事先不能用水濕潤(rùn)PH試紙;②廣泛pH試紙只能讀取整數(shù)值或范圍 三、混合液的pH值計(jì)算方法公式
1、強(qiáng)酸與強(qiáng)酸的混合:(先求[H+]混:將兩種酸中的H+離子物質(zhì)的量相加除以總體積,再求其它)[H+]混 =([H+]1V1+[H+]2V2)/(V1+V2)
2、強(qiáng)堿與強(qiáng)堿的混合:(先求[OH-]混:將兩種酸中的OH離子物質(zhì)的量相加除以總體積,再求其它)[OH-]混=([OH-]1V1+[OH-]2V2)/(V1+V2)(注意 :不能直接計(jì)算[H+]混)
3、強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的混合:(先據(jù)H+ + OH-==H2O計(jì)算余下的H+或OH-,①H+有余,則用余下的H+數(shù)除以溶液總體積求[H+]混;OH-有余,則用余下的OH-數(shù)除以溶液總體積求[OH-]混,再求其它)
四、稀釋過(guò)程溶液pH值的變化規(guī)律:
1、強(qiáng)酸溶液:稀釋10n倍時(shí),pH稀=pH原+ n(但始終不能大于或等于7)
2、弱酸溶液:稀釋10n倍時(shí),pH稀〈pH原+n(但始終不能大于或等于7)
3、強(qiáng)堿溶液:稀釋10n倍時(shí),pH稀=pH原-n(但始終不能小于或等于7)
4、弱堿溶液:稀釋10n倍時(shí),pH稀〉pH原-n(但始終不能小于或等于7)
5、不論任何溶液,稀釋時(shí)pH均是向7靠近(即向中性靠近);任何溶液無(wú)限稀釋后pH均接近7
6、稀釋時(shí),弱酸、弱堿和水解的鹽溶液的pH變化得慢,強(qiáng)酸、強(qiáng)堿變化得快。
五、強(qiáng)酸(pH1)強(qiáng)堿(pH2)混和計(jì)算規(guī)律
1、若等體積混合
pH1+pH2=14 則溶液顯中性pH=7 pH1+pH2≥15 則溶液顯堿性pH=pH2-0.3 pH1+pH2≤13 則溶液顯酸性pH=pH1+0.3
2、若混合后顯中性
pH1+pH2=14 V酸:V堿=1:1 pH1+pH2≠14 V酸:V堿=1:10〔14-(pH1+pH2)〕
六、酸堿中和滴定:
1、中和滴定的原理
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m 實(shí)質(zhì):H++OH—=H2O 即酸能提供的H+和堿能提供的OH-物質(zhì)的量相等。
2、中和滴定的操作過(guò)程:
(1)儀②滴定管的刻度,O刻度在 上,往下刻度標(biāo)數(shù)越來(lái)越大,全部容積 大于 它的最大刻度值,因?yàn)橄露擞幸徊糠譀](méi)有刻度。滴定時(shí),所用溶液不得超過(guò)最低刻度,不得一次滴定使用兩滴定管酸(或堿),也不得中途向滴定管中添加。②滴定管可以讀到小數(shù)點(diǎn)后 一位。
(2)藥品:標(biāo)準(zhǔn)液;待測(cè)液;指示劑。(3)準(zhǔn)備過(guò)程:
準(zhǔn)備:檢漏、洗滌、潤(rùn)洗、裝液、趕氣泡、調(diào)液面。(洗滌:用洗液洗→檢漏:滴定管是否漏水→用水洗→用標(biāo)準(zhǔn)液洗(或待測(cè)液洗)→裝溶液→排氣泡→調(diào)液面→記數(shù)據(jù)V(始)(4)試驗(yàn)過(guò)程
3、酸堿中和滴定的誤差分析
誤差分析:利用n酸c酸V酸=n堿c堿V堿進(jìn)行分析
式中:n——酸或堿中氫原子或氫氧根離子數(shù);c——酸或堿的物質(zhì)的量濃度; V——酸或堿溶液的體積。當(dāng)用酸去滴定堿確定堿的濃度時(shí),則:
c堿= 上述公式在求算濃度時(shí)很方便,而在分析誤差時(shí)起主要作用的是分子上的V酸的變化,因?yàn)樵诘味ㄟ^(guò)程中c酸為標(biāo)準(zhǔn)酸,其數(shù)值在理論上是不變的,若稀釋了雖實(shí)際值變小,但體現(xiàn)的卻是V酸的增大,導(dǎo)致c酸偏高;V堿同樣也是一個(gè)定值,它是用標(biāo)準(zhǔn)的量器量好后注入錐形瓶中的,當(dāng)在實(shí)際操作中堿液外濺,其實(shí)際值減小,但引起變化的卻是標(biāo)準(zhǔn)酸用量的減少,即V酸減小,則c堿降低了;對(duì)于觀(guān)察中出現(xiàn)的誤差亦同樣如此。綜上所述,當(dāng)用標(biāo)準(zhǔn)酸來(lái)測(cè)定堿的濃度時(shí),c堿的誤差與V酸的變化成正比,即當(dāng)V酸的實(shí)測(cè)值大于理論值時(shí),c堿偏高,反之偏低。
同理,用標(biāo)準(zhǔn)堿來(lái)滴定未知濃度的酸時(shí)亦然。
七、鹽類(lèi)的水解(只有可溶于水的鹽才水解)
1、鹽類(lèi)水解:在水溶液中鹽電離出來(lái)的離子跟水電離出來(lái)的H+或OH-結(jié)合生成弱電解質(zhì)的反應(yīng)。
2、水解的實(shí)質(zhì): 水溶液中鹽電離出來(lái)的離子跟水電離出來(lái)的H+或OH-結(jié)合,破壞水的電離,是平衡向右移動(dòng),促進(jìn)水的電離。
3、鹽類(lèi)水解規(guī)律:
①有 弱 才水解,無(wú)弱不水解,越弱越水解;誰(shuí) 強(qiáng)顯誰(shuí)性,兩弱都水解,同強(qiáng)顯中性。
②多元弱酸根,濃度相同時(shí)正酸根比酸式酸根水解程度大,堿性更強(qiáng)。(如:Na2CO3 >NaHCO3)
4、鹽類(lèi)水解的特點(diǎn):(1)可逆(與中和反應(yīng)互逆)(2)程度?。?)吸熱
5、影響鹽類(lèi)水解的外界因素:
①溫度:溫度越 高 水解程度越大(水解吸熱,越熱越水解)②濃度:濃度越小,水解程度越 大(越稀越水解)
③酸堿:促進(jìn)或抑制鹽的水解(H+促進(jìn) 陰離子 水解而 抑制 陽(yáng)離子水解;OH-促進(jìn)陽(yáng)離子水解而抑制陰離子水解)
6、酸式鹽溶液的酸堿性:
①只電離不水解:如HSO4-顯 酸 性
②電離程度>水解程度,顯 酸 性(如: HSO3-、H2PO4-)③水解程度>電離程度,顯 堿 性(如:HCO3-、HS-、HPO42-)
7、雙水解反應(yīng):
(1)構(gòu)成鹽的陰陽(yáng)離子均能發(fā)生水解的反應(yīng)。雙水解反應(yīng)相互促進(jìn),水解程度較大,有的甚至水解完全。使得平衡向右移。
(2)常見(jiàn)的雙水解反應(yīng)完全的為:Fe3+、Al3+與AlO2-、CO32-(HCO3-)、S2-(HS-)、SO32-(HSO3-);S2-與NH4+;CO32-(HCO3-)與NH4+其特點(diǎn)是相互水解成沉淀或氣體。雙水解完全的離子方程式配平依據(jù)是兩邊電荷平衡,如:2Al3+ + 3S2-+ 6H2O == 2Al(OH)3↓+ 3H2S↑
8、鹽類(lèi)水解的應(yīng)用: 水解的應(yīng)用
1、凈水
實(shí)例 明礬凈水
原理
Al3++3H2O Al(OH)3(膠體)+3H+
2、去油污
用熱堿水冼油污物品 CO32-+H2O HCO3-+OH-
①配制FeCl3溶液時(shí)常加
3、藥品的保存 入少量鹽酸
②配制Na2CO3溶液時(shí)常加入少量NaOH
Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+
CO32-+H2O HCO3-+OH-
若不然,則:
由MgCl2·6H2O制無(wú)水
4、制備無(wú)水鹽 MgCl2 在HCl氣流中加熱
MgCl2·6H2O Mg(OH)2+2HCl+4H2O Mg(OH)2 MgO+H2O
用Al2(SO4)3與NaHCO3溶液混合
5、泡沫滅火器 Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑
6、比較鹽溶液中離子濃度的大小
比較NH4Cl溶液中離子濃度的大小
NH4++H2O NH3·H2O+H+ c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH)-
9、水解平衡常數(shù)(Kh)
對(duì)于強(qiáng)堿弱酸鹽:Kh =Kw/Ka(Kw為該溫度下水的離子積,Ka為該條件下該弱酸根形成的弱酸的電離平衡常數(shù))對(duì)于強(qiáng)酸弱堿鹽:Kh =Kw/Kb(Kw為該溫度下水的離子積,Kb為該條件下該弱堿根形成的弱堿的電離平衡常數(shù))
電離、水解方程式的書(shū)寫(xiě)原則
1、多元弱酸(多元弱酸鹽)的電離(水解)的書(shū)寫(xiě)原則:分步書(shū)寫(xiě)
注意:不管是水解還是電離,都決定于第一步,第二步一般相當(dāng)微弱。
2、多元弱堿(多元弱堿鹽)的電離(水解)書(shū)寫(xiě)原則:一步書(shū)寫(xiě)
八、溶液中微粒濃度的大小比較
☆☆基本原則:抓住溶液中微粒濃度必須滿(mǎn)足的三種守恒關(guān)系:
①電荷守恒::任何溶液均顯電 中 性,各陽(yáng)離子濃度與其所帶電荷數(shù)的乘積之和=各陰離子濃度與其所帶電荷數(shù)的乘積之和
②物料守恒:(即原子個(gè)數(shù)守恒或質(zhì)量守恒)
某原子的總量(或總濃度)=其以各種形式存在的所有微粒的量(或濃度)之和 ③質(zhì)子守恒:即水電離出的H+濃度與OH-濃度相等。
九、難溶電解質(zhì)的溶解平衡
1、難溶電解質(zhì)的溶解平衡的一些常見(jiàn)知識(shí)(1)溶解度 小于 0.01g的電解質(zhì)稱(chēng)難溶電解質(zhì)。
(2)反應(yīng)后離子濃度降至1*10-5以下的反應(yīng)為完全反應(yīng)。如酸堿中和時(shí)[H+]降至10-7mol/L<10-5mol/L,故為完全反應(yīng),用―=‖,常見(jiàn)的難溶物在水中的離子濃度均遠(yuǎn)低于10-5mol/L,故均用―=‖。
(3)難溶并非不溶,任何難溶物在水中均存在溶解平衡。
(4)掌握三種微溶物質(zhì):CaSO4、Ca(OH)
2、Ag2SO4(5)溶解平衡常為吸熱,但Ca(OH)2為放熱,升溫其溶解度減少。
(6)溶解平衡存在的前提是:必須存在沉淀,否則不存在平衡。
2、溶解平衡方程式的書(shū)寫(xiě)
注意在沉淀后用(s)標(biāo)明狀態(tài),并用― ‖。如:Ag2S(s)2Ag+(aq)+ S2-(aq)
3、沉淀生成的三種主要方式
(1)加沉淀劑法:Ksp越小(即沉淀越難溶),沉淀越完全;沉淀劑過(guò)量能使沉淀更完全。
(2)調(diào)pH值除某些易水解的金屬陽(yáng)離子:如加MgO除去MgCl2溶液中FeCl3。
(3)氧化還原沉淀法:
(4)同離子效應(yīng)法
4、沉淀的溶解:
沉淀的溶解就是使溶解平衡正向移動(dòng)。常采用的方法有:①酸堿;②氧化還原;③ 沉淀轉(zhuǎn)化。
5、沉淀的轉(zhuǎn)化:
溶解度大的生成溶解度小的,溶解度小的生成溶解度 更小 的。
如:AgNO3 AgCl(白色沉淀)AgBr(淡黃色)AgI(黃色)Ag2S(黑色)
6、溶度積(KSP)
1、定義:在一定條件下,難溶電解質(zhì)電解質(zhì)溶解成離子的速率等于離子重新結(jié)合成沉淀的速率,溶液中各離子的濃度保持不變的狀態(tài)。
2、表達(dá)式:AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)KSP= [c(An+)]m ?[c(Bm-)]n
3、影響因素:
外因:①濃度:加水,平衡向溶解方向移動(dòng)。②溫度:升溫,多數(shù)平衡向溶解方向移動(dòng)。
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
4、溶度積規(guī)則
QC(離子積)〉KSP 有沉淀析出 QC= KSP平衡狀態(tài) QC〈KSP 飽和,繼續(xù)溶解 第四章 電化學(xué)基礎(chǔ) 第一節(jié) 原電池 原電池:
1、概念:化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池。
2、組成條件:①兩個(gè)活潑性不同的電極② 電解質(zhì)溶液③ 電極用導(dǎo)線(xiàn)相連并插入電解液構(gòu)成閉合回路
3、電子流向:外電路: 負(fù) 極——導(dǎo)線(xiàn)—— 正 極
內(nèi)電路:鹽橋中 陰 離子移向負(fù)極的電解質(zhì)溶液,鹽橋中 陽(yáng) 離子移向正極的電解質(zhì)溶液。
4、電極反應(yīng):以鋅銅原電池為例:
負(fù)極: 氧化反應(yīng): Zn-2e=Zn2+(較活潑金屬)正極: 還原反應(yīng): 2H++2e=H2↑(較不活潑金屬)總反應(yīng)式: Zn+2H+=Zn2++H2↑
5、正、負(fù)極的判斷:
(1)從電極材料:一般較活潑金屬為負(fù)極;或金屬為負(fù)極,非金屬為正極。(2)從電子的流動(dòng)方向 負(fù)極流入正極(3)從電流方向 正極流入負(fù)極
(4)根據(jù)電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的移動(dòng)方向 陽(yáng)離子流向正極,陰離子流向負(fù)極(5)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①__溶解的一極為負(fù)極② 增重或有氣泡一極為正極 第二節(jié) 化學(xué)電池
1、電池的分類(lèi):化學(xué)電池、太陽(yáng)能電池、原子能電池
2、化學(xué)電池:借助于化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置
3、化學(xué)電池的分類(lèi): 一次電池、二次電池、燃料電池 一、一次電池
1、常見(jiàn)一次電池:堿性鋅錳電池、鋅銀電池、鋰電池等 二、二次電池
1、二次電池:放電后可以再充電使活性物質(zhì)獲得再生,可以多次重復(fù)使用,又叫充電電池或蓄電池。
2、電極反應(yīng):鉛蓄電池
放電:負(fù)極(鉛): Pb+-2e-=PbSO4↓
正極(氧化鉛): PbO2+4H+++2e-=PbSO4↓+2H2O 充電:陰極: PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++
陽(yáng)極: PbSO4+2e-=Pb+
兩式可以寫(xiě)成一個(gè)可逆反應(yīng): PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4↓+2H2O
3、目前已開(kāi)發(fā)出新型蓄電池:銀鋅電池、鎘鎳電池、氫鎳電池、鋰離子電池、聚合物鋰離子電池
三、燃料電池
1、燃料電池: 是使燃料與氧化劑反應(yīng)直接產(chǎn)生電流的一種原電池
2、電極反應(yīng):一般燃料電池發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)的最終產(chǎn)物與燃燒產(chǎn)物相同,可根據(jù)燃燒反應(yīng)寫(xiě)出總的電池反應(yīng),但不注明反應(yīng)的條件。,負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),正極發(fā)生還原反應(yīng),不過(guò)要注意一般電解質(zhì)溶液要參與電極反應(yīng)。以氫氧燃料電池為例,鉑為正、負(fù)極,介質(zhì)分為酸性、堿性和中性。當(dāng)電解質(zhì)溶液呈酸性時(shí):
負(fù)極:2H2-4e-=4H+ 正極:O2+4e-+4H+ =2H2O 當(dāng)電解質(zhì)溶液呈堿性時(shí):
負(fù)極: 2H2+4OH--4e-=4H2O 正極:O2+2H2O+4 e-=4OH-另一種燃料電池是用金屬鉑片插入KOH溶液作電極,又在兩極上分別通甲烷(燃料)和氧氣(氧化劑)。電極反應(yīng)式為:
負(fù)極:CH4+10OH--8e--= +7H2O; 正極:4H2O+2O2+8e-=8OH-。
電池總反應(yīng)式為:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O
3、燃料電池的優(yōu)點(diǎn):能量轉(zhuǎn)換率高、廢棄物少、運(yùn)行噪音低
四、廢棄電池的處理:回收利用 第三節(jié) 電解池
一、電解原理
1、電解池: 把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置 也叫電解槽
2、電解:電流(外加直流電)通過(guò)電解質(zhì)溶液而在陰陽(yáng)兩極引起氧化還原反應(yīng)(被動(dòng)的不是自發(fā)的)的過(guò)程
3、放電:當(dāng)離子到達(dá)電極時(shí),失去或獲得電子,發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過(guò)程
4、電子流向:
(電源)負(fù)極—(電解池)陰極—(離子定向運(yùn)動(dòng))電解質(zhì)溶液—(電解池)陽(yáng)極—(電源)正極
5、電極名稱(chēng)及反應(yīng):
陽(yáng)極:與直流電源的 正極 相連的電極,發(fā)生 氧化 反應(yīng)
陰極:與直流電源的 負(fù)極 相連的電極,發(fā)生 還原 反應(yīng)
6、電解CuCl2溶液的電極反應(yīng): 陽(yáng)極: 2Cl--2e-=Cl2(氧化)陰極: Cu2++2e-=Cu(還原)總反應(yīng)式: CuCl2 =Cu+Cl2 ↑
7、電解本質(zhì):電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過(guò)程,就是電解質(zhì)溶液的電解過(guò)程 ☆規(guī)律總結(jié):電解反應(yīng)離子方程式書(shū)寫(xiě): 放電順序: 陽(yáng)離子放電順序
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸電離的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+ 陰離子的放電順序
是惰性電極時(shí):S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根離子)>F-(SO32-/MnO4->OH-)是活性電極時(shí):電極本身溶解放電
注意先要看電極材料,是惰性電極還是活性電極,若陽(yáng)極材料為活性電極(Fe、Cu)等金屬,則陽(yáng)極反應(yīng)為電極材料失去電子,變成離子進(jìn)入溶液;若為惰性材料,則根據(jù)陰陽(yáng)離子的放電順序,依據(jù)陽(yáng)氧陰還的規(guī)律來(lái)書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式。
電解質(zhì)水溶液點(diǎn)解產(chǎn)物的規(guī)律 類(lèi)型 電極反應(yīng)特點(diǎn)
實(shí)例
對(duì)象
電解
度
分解電解質(zhì)型 電解質(zhì)電離出的陰陽(yáng)離子分別在兩極放電
CuCl2 HCl
質(zhì)
電解
減小
大
---
Cl2 放H2生成堿型 陰極:水放H2生堿 陽(yáng)極:電解質(zhì)陰離子放電
NaCl
電解質(zhì)和水
解質(zhì)
生成新電
大 生
氧化
增
HCl
增
Cu
電解質(zhì)濃
pH
原
HCl 電解質(zhì)溶液復(fù)放氧陰極:電解質(zhì)陽(yáng)離子放電 CuSO4 電解生酸型 陽(yáng)極:水放O2生酸 質(zhì)和水 成新電解質(zhì)
小
增大
小 大
減銅
電解水型 陰極:4H+4e-== 2H2 ↑ 陽(yáng)極:4OH-4e-== O2↑+ 2H2O
NaOH
水
增水
H2SO4 減
Na2SO4
變
上述四種類(lèi)型電解質(zhì)分類(lèi):
(1)電解水型:含氧酸,強(qiáng)堿,活潑金屬含氧酸鹽
(2)電解電解質(zhì)型:無(wú)氧酸,不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽(氟化物除外)(3)放氫生堿型:活潑金屬的無(wú)氧酸鹽(4)放氧生酸型:不活潑金屬的含氧酸鹽
二、電解原理的應(yīng)用
1、電解飽和食鹽水以制造燒堿、氯氣和氫氣
(1)、電鍍應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的方法(2)、電極、電解質(zhì)溶液的選擇:
陽(yáng)極:鍍層金屬,失去電子,成為離子進(jìn)入溶液 M— ne== M 電解質(zhì)溶液:含有鍍層金屬離子的溶液做電鍍液 鍍銅反應(yīng)原理
陽(yáng)極(純銅):Cu-2e-=Cu2+,陰極(鍍件):Cu2++2e-=Cu,電解液:可溶性銅鹽溶液,如CuSO4溶液(3)、電鍍應(yīng)用之一:銅的精煉
陽(yáng)極:粗銅;陰極: 純銅電解質(zhì)溶液: 硫酸銅
3、電冶金
(1)、電冶金:使礦石中的 金屬陽(yáng)離子 獲得電子,從它們的化合物中還原出來(lái)用于冶煉活潑金屬,如鈉、鎂、鈣、鋁
(2)、電解氯化鈉:
通電前,氯化鈉高溫下熔融:NaCl == Na + + Cl-通直流電后:陽(yáng)極:2Na+ + 2e-== 2Na 陰極:2Cl-— 2e-== Cl2↑
☆規(guī)律總結(jié):原電池、電解池、電鍍池的判斷規(guī)律
(1)若無(wú)外接電源,又具備組成原電池的三個(gè)條件。①有活潑性不同的兩個(gè)電極;②兩極用導(dǎo)線(xiàn)互相連接成直接插入連通的電解質(zhì)溶液里;③較活潑金屬與電解質(zhì)溶液能發(fā)生氧化還原反應(yīng)(有時(shí)是與水電離產(chǎn)生的H+作用),只要同時(shí)具備這三個(gè)條件即為原電池。
(2)若有外接電源,兩極插入電解質(zhì)溶液中,則可能是電解池或電鍍池;當(dāng)陰極為金屬,陽(yáng)極亦為金屬且與電解質(zhì)溶液中的金屬離子屬同種元素時(shí),則為電鍍池。
(3)若多個(gè)單池相互串聯(lián),又有外接電源時(shí),則與電源相連接的裝置為電解池成電鍍池。若無(wú)外接電源時(shí),先選較活潑金屬電極為原電池的負(fù)極(電子輸出極),有關(guān)裝置為原電池,其余為電鍍池或電解池。
☆ 原電池,電解池,電鍍池的比較
原電池
性質(zhì) 類(lèi)別
定義
(裝置特點(diǎn))反應(yīng)特征
裝置特征
將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置
將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置
應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一側(cè)層其他金屬
電解池
電鍍池
自發(fā)反應(yīng) 無(wú)電源,兩級(jí)材料不同
非自發(fā)反應(yīng) 有電源,兩級(jí)材料可同可不同
兩電極連接直流電源 兩電極插入電解質(zhì)溶
非自發(fā)反應(yīng)
有電源
形成條件
極
活動(dòng)性不同的兩1鍍層金屬接電源正極,待鍍金屬接負(fù)極;2電鍍液必須含有鍍層金屬的離子
電解質(zhì)溶液 形成閉合回路
電極名稱(chēng)
屬
正極:較不活潑負(fù)極:較活潑金
液
形成閉合回路 陽(yáng)極:與電源正極相連
陰極:與電源負(fù)極相
名稱(chēng)同電解,但有限制條件
陽(yáng)極:必須是鍍層金屬 陰極:鍍件 金屬(能導(dǎo)電非金屬)連
電極反應(yīng) 負(fù)極:氧化反應(yīng),金屬失去電子
陽(yáng)極:氧化反應(yīng),溶陽(yáng)極:金屬電極失去電子 陰極:電鍍液中陽(yáng)離子得到電子
液中的陰離子失去電子,或
電極金屬失電子
正極:還原反應(yīng),溶液中的陽(yáng)離子的電氧腐蝕)
電子流向
負(fù)極→正極
電源負(fù)極→陰極 陰極:還原反應(yīng),溶子或者氧氣得電子(吸液中的陽(yáng)離子得到電子
同電解池
電源正極→陽(yáng)極
溶液中帶電粒子的移動(dòng) 動(dòng)
陰離子向負(fù)極移動(dòng)
聯(lián)系
在兩極上都發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng) 陽(yáng)離子向正極移
陽(yáng)離子向陰極移動(dòng) 陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)
同電解池
☆☆原電池與電解池的極的得失電子聯(lián)系圖:
陽(yáng)極(失)e-正極(得)e-負(fù)極(失)e-陰極(得)
第四節(jié) 金屬的電化學(xué)腐蝕和防護(hù)
一、金屬的電化學(xué)腐蝕(1)金屬腐蝕內(nèi)容:
(2)金屬腐蝕的本質(zhì):都是金屬原子 失去 電子而被氧化的過(guò)程
條件 現(xiàn)象 本質(zhì) 關(guān)系 電化腐蝕
不純金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸 有微弱的電流產(chǎn)生
較活潑的金屬被氧化的過(guò)程
化學(xué)腐蝕
金屬與非電解質(zhì)直接接觸 無(wú)電流產(chǎn)生 金屬被氧化的過(guò)程
化學(xué)腐蝕與電化腐蝕往往同時(shí)發(fā)生,但電化腐蝕更加普遍,危害更嚴(yán)重
(4)、電化學(xué)腐蝕的分類(lèi):
析氫腐蝕——腐蝕過(guò)程中不斷有氫氣放出
①條件:潮濕空氣中形成的水膜,酸性較強(qiáng)(水膜中溶解有CO2、SO2、H2S等氣體)②電極反應(yīng):負(fù)極: Fe – 2e-= Fe2+ 正極: 2H+ + 2e-= H2 ↑
總式:Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 ↑ 吸氧腐蝕——反應(yīng)過(guò)程吸收氧氣 ①條件:中性或弱酸性溶液
②電極反應(yīng):負(fù)極: 2Fe – 4e-= 2Fe2+ 正極: O2+4e-+2H2O = 4OH-總式:2Fe + O2 +2H2O =2 Fe(OH)2 離子方程式:Fe2+ + 2OH-= Fe(OH)2 生成的 Fe(OH)2被空氣中的O2氧化,生成 Fe(OH)3,F(xiàn)e(OH)2 + O2 + 2H2O == 4Fe(OH)3 Fe(OH)3脫去一部分水就生成Fe2O3·x H2O(鐵銹主要成分)規(guī)律總結(jié):
金屬腐蝕快慢的規(guī)律:在同一電解質(zhì)溶液中,金屬腐蝕的快慢規(guī)律如下: 電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕>有防腐措施的腐蝕
防腐措施由好到壞的順序如下:
外接電源的陰極保護(hù)法>犧牲負(fù)極的正極保護(hù)法>有一般防腐條件的腐蝕>無(wú)防腐條件的腐蝕
二、金屬的電化學(xué)防護(hù)
1、利用原電池原理進(jìn)行金屬的電化學(xué)防護(hù)
(1)、犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法
原理:原電池反應(yīng)中,負(fù)極被腐蝕,正極不變化
應(yīng)用:在被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備上裝上若干鋅塊,腐蝕鋅塊保護(hù)鋼鐵設(shè)備
負(fù)極:鋅塊被腐蝕;正極:鋼鐵設(shè)備被保護(hù)
(2)、外加電流的陰極保護(hù)法
原理:通電,使鋼鐵設(shè)備上積累大量電子,使金屬原電池反應(yīng)產(chǎn)生的電流不能輸送,從而防止金屬被腐蝕
應(yīng)用:把被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備作為陰極,惰性電極作為輔助陽(yáng)極,均存在于電解質(zhì)溶液中,接上外加直流電源。通電后電子大量在鋼鐵設(shè)備上積累,抑制了鋼鐵失去電子的反應(yīng)。
2、改變金屬結(jié)構(gòu):把金屬制成防腐的合金
3、把金屬與腐蝕性試劑隔開(kāi):電鍍、油漆、涂油脂、表面鈍化等(3)金屬腐蝕的分類(lèi):
化學(xué)腐蝕— 金屬和接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕
電化學(xué)腐蝕— 不純的金屬跟電解質(zhì)溶液接觸時(shí),會(huì)發(fā)生原電池反應(yīng)。比較活潑的金屬失去電子而被氧化,這種腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕。
第四篇:選修三知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
選修三知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
專(zhuān)題1
基因工程 基因工程的概念
基因工程是指按照人們的愿望,進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì),通過(guò)體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因技術(shù),賦予生物以新的遺傳特性,創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類(lèi)型和生物產(chǎn)品?;蚬こ淌窃贒NA分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的,又叫做DNA重組技術(shù)。
(一)基因工程的基本工具
1.“分子手術(shù)刀”——限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)(1)來(lái)源:主要是從原核生物中分離純化出來(lái)的。
(2)功能:能夠識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列,并且使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開(kāi),因此具有專(zhuān)一性。
(3)結(jié)果:經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有兩種形式:黏性末端和平末端。
2.“分子縫合針”——DNA連接酶
(1)兩種DNA連接酶(E?coliDNA連接酶和T4-DNA連接酶)的比較: ①相同點(diǎn):都縫合磷酸二酯鍵。
②區(qū)別:E?coliDNA連接酶來(lái)源于T4噬菌體,只能將雙鏈DNA片段互補(bǔ)的黏性末端之間的磷酸二酯鍵連接起來(lái);而T4DNA連接酶能縫合兩種末端,但連接平末端的之間的效率較低。
(2)與DNA聚合酶作用的異同:??????????????????????DNA聚合酶只能將單個(gè)核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端,形成磷酸二酯鍵。DNA連接酶是連接兩個(gè)DNA片段的末端,形成磷酸二酯鍵。3.“分子運(yùn)輸車(chē)”——載體
(1)載體具備的條件:①能在受體細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存。②具有一至多個(gè)限制酶切點(diǎn),供外源DNA片段插入。③具有標(biāo)記基因,供重組DNA的鑒定和選擇。
(2)最常用的載體是??質(zhì)粒,它是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的、獨(dú)立于細(xì)菌染色體之外,并具有自我復(fù)制能力的雙鏈環(huán)狀DNA分子。(3)其它載體:
噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒(二)基因工程的基本操作程序 第一步:目的基因的獲取
1.目的基因是指: 編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因。
2.原核基因采取直接分離獲得,真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反轉(zhuǎn)錄法_和化學(xué)合成法_。3.PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因(1)原理:DNA雙鏈復(fù)制
(2)過(guò)程:第一步:加熱至90~95℃DNA解鏈;第二步:冷卻到55~60℃,引物結(jié)合到互補(bǔ)DNA鏈;第三步:加熱至70~75℃,熱穩(wěn)定DNA聚合酶從引物起始互補(bǔ)鏈的合成。第二步:基因表達(dá)載體的構(gòu)建
1.目的:使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在,并且可以遺傳至下一代,使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。
2.組成:目的基因+啟動(dòng)子+終止子+標(biāo)記基因
(1)啟動(dòng)子:是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位,能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA,最終獲得所需的蛋白質(zhì)。(2)終止子:也是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段,位于基因的尾端。(3)標(biāo)記基因的作用:是為了鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因,從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來(lái)。常用的標(biāo)記基因是抗生素基因。第三步:將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞_ 1.轉(zhuǎn)化的概念:是目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi),并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過(guò)程。
2.常用的轉(zhuǎn)化方法:
將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞:采用最多的方法是 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,其次還有 基因槍法和 花粉管通道法等。
將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞:最常用的方法是 顯微注射技術(shù)。此方法的受體細(xì)胞多是 受精卵。
將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞:原核生物作為受體細(xì)胞的原因是 繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少,最常用的原核細(xì)胞是 大腸桿菌,其轉(zhuǎn)化方法是:先用 Ca2+ 處理細(xì)胞,使其成為
感受態(tài)細(xì)胞,再將 重組表達(dá)載體DNA分子 溶于緩沖液中與感受態(tài)細(xì)胞混合,在一定的溫度下促進(jìn)感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子,完成轉(zhuǎn)化過(guò)程。
3.重組細(xì)胞導(dǎo)入受體細(xì)胞后,篩選含有基因表達(dá)載體受體細(xì)胞的依據(jù)是標(biāo)記基因是否表達(dá)。
第四步:目的基因的檢測(cè)和表達(dá)
1.首先要檢測(cè) 轉(zhuǎn)基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因,方法是采用 DNA分子雜交技術(shù)。
2.其次還要檢測(cè) 目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA,方法是采用 用標(biāo)記的目的基因作探針與 mRNA雜交。3.最后檢測(cè) 目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì),方法是從轉(zhuǎn)基因生物中提取 蛋白質(zhì),用相應(yīng)的 抗體進(jìn)行抗原-抗體雜交。
4.有時(shí)還需進(jìn)行 個(gè)體生物學(xué)水平的鑒定。如 轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)植物是否出現(xiàn)抗蟲(chóng)性狀。
(三)基因工程的應(yīng)用
1.植物基因工程:抗蟲(chóng)、抗病、抗逆轉(zhuǎn)基因植物,利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)。2.動(dòng)物基因工程:提高動(dòng)物生長(zhǎng)速度、改善畜產(chǎn)品品質(zhì)、用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物。3.基因治療:把正常的外源基因?qū)氩∪梭w內(nèi),使該基因表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮作用。
(四)蛋白質(zhì)工程的概念
蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ),通過(guò)基因修飾或基因合成,對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造,或制造一種新的蛋白質(zhì),以滿(mǎn)足人類(lèi)的生產(chǎn)和生活的需求。(基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì))轉(zhuǎn)錄
翻譯 專(zhuān)題2 細(xì)胞工程
(一)植物細(xì)胞工程
1.理論基礎(chǔ)(原理):細(xì)胞全能性
全能性表達(dá)的難易程度:受精卵>生殖細(xì)胞>干細(xì)胞>體細(xì)胞;植物細(xì)胞>動(dòng)物細(xì)胞
2.植物組織培養(yǎng)技術(shù)
(1)過(guò)程:離體的植物器官、組織或細(xì)胞 ―→愈傷組織 ―→試管苗 ―→植物體
(2)用途:微型繁殖、作物脫毒、制造人工種子、單倍體育種、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠(chǎng)化生產(chǎn)。
(3)地位:是培育轉(zhuǎn)基因植物、植物體細(xì)胞雜交培育植物新品種的最后一道工序。
3.植物體細(xì)胞雜交技術(shù)(1)過(guò)程:
(2)誘導(dǎo)融合的方法:物理法包括離心、振動(dòng)、電刺激等。化學(xué)法一般是用聚乙二醇(PEG)作為誘導(dǎo)劑。
(3)意義:克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。
(二)動(dòng)物細(xì)胞工程
1.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)
(1)概念:動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)就是從動(dòng)物機(jī)體中取出相關(guān)的組織,將它分散成單個(gè)細(xì)胞,然后放在適宜的培養(yǎng)基中,讓這些細(xì)胞生長(zhǎng)和繁殖。
(2)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的流程:取動(dòng)物組織塊(動(dòng)物胚胎或幼齡動(dòng)物的器官或組織)→剪碎→用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個(gè)細(xì)胞→制成細(xì)胞懸液→轉(zhuǎn)入培養(yǎng)瓶中進(jìn)行原代培養(yǎng)→貼滿(mǎn)瓶壁的細(xì)胞重新用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個(gè)細(xì)胞繼續(xù)傳代培養(yǎng)。
(3)細(xì)胞貼壁和接觸抑制:懸液中分散的細(xì)胞很快就貼附在瓶壁上,稱(chēng)為細(xì)胞貼壁。細(xì)胞數(shù)目不斷增多,當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長(zhǎng)到表面相互抑制時(shí),細(xì)胞就會(huì)停止分裂增殖,這種現(xiàn)象稱(chēng)為細(xì)胞的接觸抑制。(4)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)需要滿(mǎn)足以下條件
①無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境:培養(yǎng)液應(yīng)進(jìn)行無(wú)菌處理。通常還要在培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素,以防培養(yǎng)過(guò)程中的污染。此外,應(yīng)定期更換培養(yǎng)液,防止代謝產(chǎn)物積累對(duì)細(xì)胞自身造成危害。
②營(yíng)養(yǎng):合成培養(yǎng)基成分:糖、氨基酸、促生長(zhǎng)因子、無(wú)機(jī)鹽、微量元素等。通常需加入血清、血漿等天然成分。③溫度:適宜溫度:哺乳動(dòng)物多是36.5℃+0.5℃;pH:7.2~7.4。
④氣體環(huán)境:95%空氣+5%CO2。O2是細(xì)胞代謝所必需的,CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH。
(5)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用:制備病毒疫苗、制備單克隆抗體、檢測(cè)有毒物質(zhì)、培養(yǎng)醫(yī)學(xué)研究的各種細(xì)胞。2.動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物
(1)哺乳動(dòng)物核移植可以分為胚胎細(xì)胞核移植(比較容易)和體細(xì)胞核移植(比較難)。
(2)選用去核卵(母)細(xì)胞的原因:卵(母)細(xì)胞比較大,容易操作;卵(母)細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)多,營(yíng)養(yǎng)豐富。
(3)體細(xì)胞核移植的大致過(guò)程是:(右圖)核移植 胚胎移植
(4)體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用:
①加速家畜遺傳改良進(jìn)程,促進(jìn)良畜群繁育;
②保護(hù)瀕危物種,增大存活數(shù)量; ③生產(chǎn)珍貴的醫(yī)用蛋白;
④作為異種移植的供體; ⑤用于組織器官的移植等。
(5)體細(xì)胞核移植技術(shù)存在的問(wèn)題:
克隆動(dòng)物存在著健康問(wèn)題、表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷等。3.動(dòng)物細(xì)胞融合
(1)動(dòng)物細(xì)胞融合也稱(chēng)細(xì)胞雜交,是指兩個(gè)或多個(gè)動(dòng)物細(xì)胞結(jié)合形成一個(gè)細(xì)胞的過(guò)程。融合后形成的具有原來(lái)兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞遺傳信息的單核細(xì)胞,稱(chēng)為雜交細(xì)胞。(2)動(dòng)物細(xì)胞融合與植物原生質(zhì)體融合的原理基本相同,誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合的方法與植物原生質(zhì)體融合的方法類(lèi)似,常用的誘導(dǎo)因素有聚乙二醇、滅活的病毒、電刺激等。
(3)動(dòng)物細(xì)胞融合的意義:克服了遠(yuǎn)緣雜交的不親和性,成為研究細(xì)胞遺傳、細(xì)胞免疫、腫瘤和生物新品種培育的重要手段。(4)動(dòng)物細(xì)胞融合與植物體細(xì)胞雜交的比較:
比較項(xiàng)目 細(xì)胞融合的原理 細(xì)胞融合的方法 誘導(dǎo)手段 用法
植物體細(xì)胞雜交 細(xì)胞膜的流動(dòng)性 去除細(xì)胞壁后誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合 離心、電刺激、振動(dòng),聚乙二醇等試劑誘導(dǎo) 克服了遠(yuǎn)緣雜交的不親和性,獲得雜種植株 動(dòng)物細(xì)胞融合 細(xì)胞膜的流動(dòng)性 使細(xì)胞分散后誘導(dǎo)細(xì)胞融合 除應(yīng)用植物細(xì)胞雜交手段外,再加滅活的病毒誘導(dǎo) 制備單克隆抗體的技術(shù)之一 4.單克隆抗體
(1)抗體:一個(gè)B淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體。從血清中分離出的抗體產(chǎn)量低、純度低、特異性差。(2)單克隆抗體的制備過(guò)程
(3)雜交瘤細(xì)胞的特點(diǎn):既能大量繁殖,又能產(chǎn)生專(zhuān)一的抗體。(4)單克隆抗體的優(yōu)點(diǎn):特異性強(qiáng),靈敏度高,并能大量制備。(5)單克隆抗體的作用:
① 作為診斷試劑:準(zhǔn)確識(shí)別各種抗原物質(zhì)的細(xì)微差異,并跟一定抗原發(fā)生特異性結(jié)合,具有準(zhǔn)確、高效、簡(jiǎn)易、快速的優(yōu)點(diǎn)。
② 用于治療疾病和運(yùn)載藥物:主要用于治療癌癥治療,可制成“生物導(dǎo)彈”,也有少量用于治療其它疾病。專(zhuān)題3 胚胎工程
(一)動(dòng)物胚胎發(fā)育的基本過(guò)程
1、胚胎工程是指對(duì)動(dòng)物早期胚胎或配子所進(jìn)行的多種顯微操作和處理技術(shù),如胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)。經(jīng)過(guò)處理后獲得的胚胎,還需移植到雌性動(dòng)物體內(nèi)生產(chǎn)后代,以滿(mǎn)足人類(lèi)的各種需求。
2、動(dòng)物胚胎發(fā)育的基本過(guò)程(1)受精場(chǎng)所是母體的輸卵管上段。
(2)卵裂期:特點(diǎn):細(xì)胞有絲分裂,細(xì)胞數(shù)量不斷增加,但胚胎的總體體積并不增加,或略有減小。
(3)桑椹胚:特點(diǎn):胚胎細(xì)胞數(shù)目達(dá)到32個(gè)左右時(shí),胚胎形成致密的細(xì)胞團(tuán),形似桑椹。是全能細(xì)胞。
(4)囊
胚:特點(diǎn):細(xì)胞開(kāi)始出現(xiàn)分化(該時(shí)期細(xì)胞的全能性仍比較高)。聚集在胚胎一端個(gè)體較大的細(xì)胞稱(chēng)為內(nèi)細(xì)胞團(tuán),將來(lái)發(fā)育成胎兒的各種組織。中間的空腔稱(chēng)為囊胚腔。
(5)原腸胚:特點(diǎn):有了三胚層的分化,具有囊胚腔和原腸腔。
(二)胚胎干細(xì)胞
1、哺乳動(dòng)物的胚胎干細(xì)胞簡(jiǎn)稱(chēng)ES或EK細(xì)胞,來(lái)源于早期胚胎或從原始性腺中分離出來(lái)。
2、具有胚胎細(xì)胞的特性,在形態(tài)上表現(xiàn)為體積小,細(xì)胞核大,核仁明顯;在功能上,具有發(fā)育的全能性,可分化為成年動(dòng)物體內(nèi)任何一種組織細(xì)胞。另外,在體外培養(yǎng)的條件下,可以增殖而不發(fā)生分化,可進(jìn)行冷凍保存,也可進(jìn)行遺傳改造。
3、胚胎干細(xì)胞的主要用途是:
①可用于研究哺乳動(dòng)物個(gè)體發(fā)生和發(fā)育規(guī)律; ②是在體外條件下研究細(xì)胞分化的理想材料,在培養(yǎng)液中加入分化誘導(dǎo)因子,如牛黃酸等化學(xué)物質(zhì)時(shí),就可以誘導(dǎo)ES細(xì)胞向不同類(lèi)型的組織細(xì)胞分化,這為揭示細(xì)胞分化和細(xì)胞凋亡的機(jī)理提供了有效的手段;
③可以用于治療人類(lèi)的某些頑疾,如帕金森綜合癥、少年糖尿病等;
④利用可以被誘導(dǎo)分化形成新的組織細(xì)胞的特性,移植ES細(xì)胞可使壞死或退化的部位得以修復(fù)并恢復(fù)正常功能;
⑤隨著組織工程技術(shù)的發(fā)展,通過(guò)ES細(xì)胞體外誘導(dǎo)分化,定向培育出人造組織器官,用于器官移植,解決供體器官不足和器官移植后免疫排斥的問(wèn)題。
(三)胚胎工程的應(yīng)用 1.體外受精和胚胎的早期培養(yǎng)(1)卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng):
主要方法:用促性腺激素處理,使其排出更多的卵子,然后,從輸卵管中沖取卵子,直接與獲能的精子在體外受精。第二種方法:從剛屠宰母畜的卵巢中采集卵母細(xì)胞;第三種方法是借助超聲波探測(cè)儀、腹腔鏡等直接從活體動(dòng)物的卵巢中吸取卵母細(xì)胞。采集的卵母細(xì)胞,都要在體外經(jīng)人工培養(yǎng)成熟后,才能與獲能的精子受精。
(2)精子的采集和獲能:在體外受精前,要對(duì)精子進(jìn)行獲能處理。
(3)受精:獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵細(xì)胞在獲能溶液或?qū)S玫氖芫芤褐型瓿墒芫^(guò)程。
(4)胚胎的早期培養(yǎng):精子與卵子在體外受精后,應(yīng)將受精卵移入發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng),以檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力。培養(yǎng)液成分較復(fù)雜,除一些無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)鹽外,還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸等營(yíng)養(yǎng)成分,以及血清等物質(zhì)。當(dāng)胚胎發(fā)育到適宜的階段時(shí),可將其取出向受體移植或冷凍保存。不同動(dòng)物胚胎移植的時(shí)間不同。(牛、羊一般要培育到桑椹胚或囊胚階段才能進(jìn)行移植,小鼠、家兔等實(shí)驗(yàn)動(dòng)物可在更早的階段移植,人的體外受精胚胎可在8~16個(gè)細(xì)胞階段移植。)2.胚胎移植
(1)胚胎移植是指將雌性動(dòng)物的早期胚胎,或者通過(guò)體外受精及其它方式得到的胚胎,移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其它雌性動(dòng)物的體內(nèi),使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)。其中提供胚胎的個(gè)體稱(chēng)為“供體”,接受胚胎的個(gè)體稱(chēng)為“受體”。(供體為優(yōu)良品種,作為受體的雌性動(dòng)物應(yīng)為常見(jiàn)或存量大的品種。)
地位:如轉(zhuǎn)基因、核移植,或體外受精等任何一項(xiàng)胚胎工程技術(shù)所生產(chǎn)的胚胎,都必須經(jīng)過(guò)胚胎移植技術(shù)才能獲得后代,是胚胎工程的最后一道“工序”。(2)胚胎移植的意義:大大縮短了供體本身的繁殖周期,充分發(fā)揮雌性?xún)?yōu)良個(gè)體的繁殖能力。
(3)生理學(xué)基礎(chǔ):①動(dòng)物發(fā)情排卵后,同種動(dòng)物的供、受體生殖器官的生理變化是相同的。這就為供體的胚胎移入受體提供了相同的生理環(huán)境。②早期胚胎在一定時(shí)間內(nèi)處于游離狀態(tài)。這就為胚胎的收集提供了可能。③受體對(duì)移入子宮的外來(lái)胚胎不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。這為胚胎在受體的存活提供了可能。
④供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系,但供體胚胎的遺傳特性在孕育過(guò)程中不受影響。(4)基本程序主要包括:
①對(duì)供、受體的選擇和處理。選擇遺傳特性和生產(chǎn)性能優(yōu)秀的供體,有健康的體質(zhì)和正常繁殖能力的受體,供體和受體是同一物種。并用激素進(jìn)行同期發(fā)情處理,用促性腺激素對(duì)供體母牛做超數(shù)排卵處理。②配種或人工授精。
③對(duì)胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存。配種或輸精后第7天,用特制的沖卵裝置,把供體母牛子宮內(nèi)的胚胎沖洗出來(lái)(也叫沖卵)。對(duì)胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查,此時(shí)的胚胎應(yīng)發(fā)育到桑椹或胚囊胚階段。直接向受體移植或放入-196℃的液氮中保存。④對(duì)胚胎進(jìn)行移植。
⑤移植后的檢查。對(duì)受體母牛進(jìn)行是否妊娠的檢查。3.胚胎分割
(1)概念:是指采用機(jī)械方法將早期胚胎切割2等份、4等份等,經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)。
(2)意義:來(lái)自同一胚胎的后代具有相同的遺傳物質(zhì),屬于無(wú)性繁殖。
(3)材料:發(fā)育良好,形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。(桑椹胚至囊胚的發(fā)育過(guò)程中,細(xì)胞開(kāi)始分化,但其全能性仍很高,也可用于胚胎分割。)
(4)操作過(guò)程:對(duì)囊胚階段的胚胎分割時(shí),要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割,否則會(huì)影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育。專(zhuān)題4 生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題
(一)轉(zhuǎn)基因生物的安全性爭(zhēng)論 :(1)基因生物與食物安全:
反方觀(guān)點(diǎn):反對(duì)“實(shí)質(zhì)性等同”、出現(xiàn)滯后效應(yīng)、出現(xiàn)新的過(guò)敏原、營(yíng)養(yǎng)成分改變
正方觀(guān)點(diǎn):有安全性評(píng)價(jià)、科學(xué)家負(fù)責(zé)的態(tài)度、無(wú)實(shí)例無(wú)證據(jù)(2)轉(zhuǎn)基因生物與生物安全:對(duì)生物多樣性的影響
反方觀(guān)點(diǎn):擴(kuò)散到種植區(qū)之外變成野生種類(lèi)、成為入侵外來(lái)物種、重組出有害的病原體、成為超級(jí)雜草、有可能造成“基因污染” 正方觀(guān)點(diǎn):生命力有限、存在生殖隔離、花粉傳播距離有限、花粉存活時(shí)間有限(3)轉(zhuǎn)基因生物與環(huán)境安全:對(duì)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響
反方觀(guān)點(diǎn):打破物種界限、二次污染、重組出有害的病原微生物、毒蛋白等可能通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體
正方觀(guān)點(diǎn):不改變生物原有的分類(lèi)地位、減少農(nóng)藥使用、保護(hù)農(nóng)田土壤環(huán)境
(二)生物技術(shù)的倫理問(wèn)題
(1)克隆人:兩種不同觀(guān)點(diǎn),多數(shù)人持否定態(tài)度。
否定的理由:克隆人嚴(yán)重違反了人類(lèi)倫理道德,是克隆技術(shù)的濫用;克隆人沖擊了現(xiàn)有的婚姻、家庭和兩性關(guān)系等傳統(tǒng)的倫理道德觀(guān)念;克隆人是在人為的制造在心理上和社會(huì)地位上都不健全的人。
肯定的理由:技術(shù)性問(wèn)題可以通過(guò)胚胎分級(jí)、基因診斷和染色體檢查等方法解決。不成熟的技術(shù)也只有通過(guò)實(shí)踐才能使之成熟。
中國(guó)政府的態(tài)度:禁止生殖性克隆,不反對(duì)治療性克隆。四不原則:不贊成、不允許、不支持、不接受任何生殖性克隆人的實(shí)驗(yàn)。
(2)試管嬰兒:兩種目的試管嬰兒的區(qū)別兩種。不同觀(guān)點(diǎn),多數(shù)人持認(rèn)可態(tài)度。否定的理由:把試管嬰兒當(dāng)作人體零配件工廠(chǎng),是對(duì)生命的不尊重;早期生命也有活下去的權(quán)利,拋棄或殺死多余胚胎,無(wú)異于“謀殺”。
肯定的理由:解決了不育問(wèn)題,提供骨髓中造血干細(xì)胞救治患者最好、最快捷的方法,提供骨髓造血干細(xì)胞并不會(huì)對(duì)試管嬰兒造成損傷。(3)基因身份證:
否定的理由:個(gè)人基因資訊的泄漏造成基因歧視,勢(shì)必造成遺傳學(xué)失業(yè)大軍、造成個(gè)人婚姻困難、人際關(guān)系疏遠(yuǎn)等嚴(yán)重后果。
肯定的理由:通過(guò)基因檢測(cè)可以及早采取預(yù)防措施,適時(shí)進(jìn)行治療,達(dá)到挽救患者生命的目的。
(三)生物武器
(1)種類(lèi):致病菌、病毒、生化毒劑,以及經(jīng)過(guò)基因重組的致病菌。(2)散布方式:吸入、誤食、接觸帶菌物品、被帶菌昆蟲(chóng)叮咬等。
(3)特點(diǎn):致病力強(qiáng)、多數(shù)具傳染性、傳染途徑多、污染面廣、有潛伏期、不易被發(fā)現(xiàn)、危害時(shí)間長(zhǎng)等。
(4)禁止生物武器公約及中國(guó)政府的態(tài)度
第五篇:人教版高中生物選修三 知識(shí)點(diǎn)
基因工程
DNA重組技術(shù)的基本工具
1.基因工程的基本原理是?基因工程又叫?基因工程的操作水平? 2.基因工程中用到的工具有?工具酶有?
3.限制性核酸內(nèi)切酶簡(jiǎn)稱(chēng)?主要來(lái)源?作用特點(diǎn)?切割后的末端有?切割的化學(xué)鍵為? 4.DNA連接酶分為哪兩類(lèi)?起作用時(shí)分別有什么特點(diǎn)?連接的化學(xué)鍵是? 5.基因進(jìn)入受體細(xì)胞的運(yùn)載工具是?使用這一工具的目的是? 6.作為運(yùn)載體的條件是?
7.常用的運(yùn)載體是?其它運(yùn)載體還有? 8.比較DNA連接酶與DNA聚合酶 基因工程的基本操作程序
1.基因工程的操作步驟為哪幾個(gè)?哪個(gè)步驟是關(guān)鍵步驟? 2.什么是目的基因?獲取方法有哪幾種? 3.什么是基因文庫(kù)?分為哪幾種? 4.獲取目的基因的有關(guān)信息有哪些?
5.PCR技術(shù)是什么?PCR的原理?需要怎樣的條件?(引物、模板、原料、酶角度、加熱角度回答)
6.基因表達(dá)載體又叫?(重組DNA或重組運(yùn)載體),其組成是怎樣的? 7.什么是啟動(dòng)子和終止子?標(biāo)記基因的作用是? 8.基因表達(dá)載體的功能是?
9.目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞又叫?是指?
10.目的基因?qū)胫参锛?xì)胞方法有哪些?常用的是哪種?農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的原理? 11.目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞的方法是?具體操作程序怎樣?
12.將目的基因?qū)胛⑸锏姆椒ㄔ鯓??原核生物的哪些特點(diǎn)適合其做受體細(xì)胞? 13.目的基因的檢測(cè)內(nèi)容有哪些?(分子水平3點(diǎn)及個(gè)體水平)分別怎樣檢測(cè)? 14.目的基因在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的關(guān)鍵是?
基因工程的應(yīng)用
1.植物基因工程技術(shù)主要應(yīng)用于哪寫(xiě)方面?(3個(gè),17頁(yè)第三個(gè)自然段)。2.抗蟲(chóng)基因是?來(lái)自? 3.培育抗蟲(chóng)作物的有點(diǎn)是?(減輕環(huán)境污染,降低生產(chǎn)成本。)4.什么是基因治療?分為哪兩種?
5.乳腺生物反應(yīng)器是將?與?重組在一起的 6.基因芯片的原理? 蛋白質(zhì)工程的崛起
1.蛋白質(zhì)工程是指?其基本原理是? 2.蛋白質(zhì)工程的基本途徑是?
3.蛋白質(zhì)工程方法制成的電子元件的特點(diǎn)?
細(xì)胞工程
植物細(xì)胞工程
1.什么是細(xì)胞的全能性?原理是什么?
2.不同的細(xì)胞全能性的比較。(分三個(gè)角度:①受精卵、生殖細(xì)胞、體細(xì)胞②植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞③分化程度高低的細(xì)胞)3.植物組織培養(yǎng)的概念。4.植物組織培養(yǎng)的過(guò)程。
5.植物組織培養(yǎng)技術(shù)所需要的條件。
6.什么是外植體?愈傷組織?什么是人工種子?紫草素是從哪個(gè)結(jié)構(gòu)中提取的? 7.植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的概念。
8.植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的原理是什么?終點(diǎn)是什么?意義是? 9.植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的過(guò)程。
10.去除細(xì)胞壁的方法是?誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法有?融合完成的標(biāo)志是? 11.什么是微型繁殖技術(shù)?特點(diǎn)是? 12.什么是脫毒苗?怎樣培育的? 13.比較雜交與體細(xì)胞雜交 動(dòng)物細(xì)胞工程
1.動(dòng)物細(xì)胞工程常用的技術(shù)手段有?最基礎(chǔ)的技術(shù)手段是? 2.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的概念、原理是? 3.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程。
4.什么是細(xì)胞貼壁?什么是接觸抑制? 5.什么是原代培養(yǎng)?什么是傳代培養(yǎng)? 6.為什么選用幼齡動(dòng)物的組織或胚胎?
7.如何使組織分散為單個(gè)細(xì)胞?這說(shuō)明細(xì)胞間的物質(zhì)是什么?能不能用胃蛋白酶? 8.制成細(xì)胞懸液的主要目的是什么?培養(yǎng)細(xì)胞的培養(yǎng)瓶或培養(yǎng)皿應(yīng)具備什么條件? 9.貼滿(mǎn)瓶壁的細(xì)胞要如何處理才能繼續(xù)培養(yǎng)? 10.細(xì)胞培養(yǎng)50代以后有什么變化?
11.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件是?(4點(diǎn),注意理解4點(diǎn)內(nèi)容)12.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)如何保證無(wú)菌無(wú)毒環(huán)境?(3點(diǎn))
13.細(xì)胞培養(yǎng)所需氣體主要為O2和CO2,它們分別有什么作用? 14.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)基中特有的成分是?為什么要加這種成分? 15.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)技術(shù)是否都要形成個(gè)體?
17.通過(guò)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)能產(chǎn)生一個(gè)個(gè)體嗎?為什么? 18.動(dòng)物體細(xì)胞核移植的過(guò)程怎樣?原理是什么?
19.動(dòng)物體細(xì)胞核移植為什么必須先去掉受體卵母細(xì)胞的細(xì)胞核?用到的具體技術(shù)有? 20.動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景(最少說(shuō)出3點(diǎn))
21.什么是細(xì)胞融合?何為雜交細(xì)胞?動(dòng)物細(xì)胞融合的原理是什么?
22.誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合的方法有哪些?與植物原生質(zhì)體融合的誘導(dǎo)手段區(qū)別是? 23.生產(chǎn)抗體的傳統(tǒng)方法是什么?缺點(diǎn)是?
24.寫(xiě)出單克隆抗體的制備過(guò)程。并能準(zhǔn)確描述一次注射、二次篩選、三次培養(yǎng)是什么? 25.單克隆抗體的優(yōu)點(diǎn)是? 26.單抗制備的兩個(gè)關(guān)鍵步驟是?
27.單克隆抗體的應(yīng)用是?生物導(dǎo)彈中瞄準(zhǔn)裝置是?炸藥是?
胚胎工程
體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育 1.胚胎工程的概念。2.精子的發(fā)生場(chǎng)所、時(shí)期。
4.精子變形時(shí)細(xì)胞核、高爾基體、中心體、線(xiàn)粒體及其他物質(zhì)分別變?yōu)槟男┙Y(jié)構(gòu)? 5.高爾基體、線(xiàn)粒體轉(zhuǎn)變?yōu)槠湎鄳?yīng)結(jié)構(gòu)的原因是什么? 6.卵子發(fā)生的場(chǎng)所是?什么是卵泡?形成的時(shí)間是? 7.減數(shù)第一次分裂發(fā)生的時(shí)間是? 8.減數(shù)第二次分裂發(fā)生的時(shí)間是? 9.受精的標(biāo)志是?受精作用完成的標(biāo)志是? 10.精子和卵子在發(fā)生上的重要區(qū)別是?
11.受精作用的場(chǎng)所是?準(zhǔn)備階段包括?這些階段具體過(guò)程是? 12.受精作用過(guò)程中的頂體反應(yīng)是指?穿越的結(jié)構(gòu)有? 13.受精作用過(guò)程中防止多精入卵的兩道屏障是? 15.受精作用之后的胚胎發(fā)育包括哪幾個(gè)階段?
16.胚胎發(fā)育過(guò)程中從受精卵到原腸胚胚體的體積會(huì)發(fā)生怎樣的變化? 17.哪一個(gè)胚體的細(xì)胞屬于全能細(xì)胞?含有的細(xì)胞數(shù)目大約為多少? 18什么是內(nèi)細(xì)胞團(tuán)?什么是滋養(yǎng)層細(xì)胞?分別發(fā)育為什么? 19.囊胚腔在哪個(gè)胚體?原腸腔在哪個(gè)胚體?
體外受精和早期胚胎培養(yǎng)
1.不同動(dòng)物卵母細(xì)胞的采集方法是不一樣的,請(qǐng)分別舉例說(shuō)明。并進(jìn)一步說(shuō)出采集后的操作。2.精子的收集方法有?
3.舉例說(shuō)明不同動(dòng)物精子獲能的方法及過(guò)程。4.體外受精作用的完成必須在什么環(huán)境中進(jìn)行? 5.胚胎的早期培養(yǎng)中,培養(yǎng)液的成分有哪些? 6.不同動(dòng)物胚胎移植的時(shí)間不同,請(qǐng)分別舉例說(shuō)明。7.體外受精后,應(yīng)將受精卵移入發(fā)育培養(yǎng)液,以檢查? 胚胎工程的應(yīng)用及前景 1.胚胎移植的概念。
2.胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)是?(4點(diǎn))3.胚胎移植的基本程序怎樣?
4.對(duì)供體牛和受體牛的要求分別是什么?胚胎移植時(shí)應(yīng)發(fā)育到什么階段? 5.胚胎移植的方法包括? 6.胚胎分割的概念。
7.胚胎分割移植的時(shí)期、注意事項(xiàng)是?。
8.胚胎干細(xì)胞簡(jiǎn)稱(chēng)為?特點(diǎn)有哪些(從形態(tài)、功能、體外培養(yǎng)角度說(shuō))? 9.胚胎移植的意義。