苯的化学性质

苯的化学性质

苯参加的化学反应大致有3种：一种是其他基团和苯环上的氢原子之间发生的取代反应;一种是发生在苯环上的加成反应(注：苯环无碳碳双键，而是一种介于单键与双键的独特的键);一种是普遍的燃烧(氧化反应)(不能使酸性高锰酸钾褪色)。

取代反应

苯环上的氢原子在一定条件下可以被卤素、硝基、磺酸基、烃基等取代，生成相应的衍生物。由于取代基的不同以及氢原子位置的不同、数量不同，可以生成不同数量和结构的同分异构体。

苯环的电子云密度较大，所以发生在苯环上的取代反应大都是亲电取代反应。亲电取代反应是芳环有代表性的反应。苯的取代物在进行亲电取代时，第二个取代基的位置与原先取代基的种类有关。

卤代反应

苯的卤代反应的通式可以写成：

PhH+X2—催化剂(FeBr3/Fe)→PhX+HX

反应过程中，卤素分子在苯和催化剂的共同作用下异裂，X+进攻苯环，X-与催化剂结合。

以溴为例，将液溴与苯混合，溴溶于苯中，形成红褐色液体，不发生反应，当加入铁屑后，在生成的三溴化铁的催化作用下，溴与苯发生反应，混合物呈微沸状，反应放热有红棕色的溴蒸汽产生，冷凝后的气体遇空气出现白雾(HBr)。催化历程：

FeBr3+Br-——→FeBr4

PhH+Br+FeBr4-——→PhBr+FeBr3+HBr

反应后的混合物倒入冷水中，有红褐色油状液团(溶有溴)沉于水底，用稀碱液洗涤后得无色液体溴苯。

在工业上，卤代苯中以氯和溴的取代物最为重要。

硝化反应

苯和硝酸在浓硫酸作催化剂的条件下可生成硝基苯

PhH+HO-NO2-----H2SO4(浓)△---→PhNO2+H2O

硝化反应是一个强烈的放热反应，很容易生成一取代物，但是进一步反应速度较慢。其中，浓硫酸做催化剂，加热至50~60摄氏度时反应，若加热至70~80摄氏度时苯将与硫酸发生磺化反应，因此一般用水浴加热法进行控温。苯环上连有一个硝基后，该硝基对苯的进一步硝化有抑制作用，硝基为钝化基团。

磺化反应

用发烟硫酸或者浓硫酸在较高(70~80摄氏度)温度下可以将苯磺化成苯磺酸。

PhH+HO-SO3H——△—→PhSO3H+H2O

苯环上引入一个磺酸基后反应能力下降，不易进一步磺化，需要更高的温度才能引入第二、第三个磺酸基。这说明硝基、磺酸基都是钝化基团，即妨碍再次亲电取代进行的基团。

傅-克反应

在AlCl3催化下，苯也可以和醇、烯烃和卤代烃反应，苯环上的氢原子被烷基取代生成烷基苯。这种反应称为烷基化反应，又称为傅-克烷基化反应。例如与乙烯烷基化生成乙苯

PhH+CH2=CH2----AlCl3---→Ph-CH2CH3

在反应过程中，R基可能会发生重排：如1-氯丙烷与苯反应生成异丙苯，这是由于自由基总是趋向稳定的构型。

在强硫酸催化下，苯与酰卤化物或者羧酸酐反应，苯环上的氢原子被酰基取代生成酰基苯。反应条件类似烷基化反应，称为傅-克酰基化反应。例如乙酰氯的反应：

PhH + CH3COCl ——AlCl3—→PhCOCl3

加成反应

苯环虽然很稳定，但是在一定条件下也能够发生双键的加成反应。通常经过催化加氢，镍作催化剂，苯可以生成环己烷。但反应极难。

此外由苯生成六氯环己烷(六六六)的反应可以在紫外线照射的条件下，由苯和氯气加成而得。该反应属于苯和自由基的加成反应。

氧化反应

苯和其他的烃一样，都能燃烧。当氧气充足时，产物为二氧化碳和水。但在空气中燃烧时，火焰明亮并有浓黑烟。这是由于苯中碳的质量分数较大。

2C6H6+15O2——点燃—→12CO2+6H2O

苯本身不能和酸性KMnO4溶液反应，但在苯环连有直接连着H的C后，可以使酸性KMnO4溶液褪色。

臭氧化反应

苯在特定情况下也可被臭氧氧化，产物是乙二醛。这个反应可以看作是苯的离域电子定域后生成的环状多烯烃发生的臭氧化反应。

在一般条件下，苯不能被强氧化剂所氧化。但是在氧化钼等催化剂存在下，与空气中的氧反应，苯可以选择性的氧化成顺丁烯二酸酐。这是屈指可数的几种能破坏苯的六元碳环系的反应之一。(马来酸酐是五元杂环。)

这是一个强烈的放热反应。

其他

苯在高温下，用铁、铜、镍做催化剂，可以发生缩合反应生成联苯。和甲醛及次氯酸在氯化锌存在下可生成氯甲基苯。和乙基钠等烷基金属化物反应可生成苯基金属化物。在四氢呋喃、氯苯或溴苯中和镁反应可生成苯基格氏试剂。

苯不会与高锰酸钾反应褪色，与溴水混合只会发生萃取，而苯及其衍生物中，只有在苯环侧链上的取代基中与苯环相连的碳原子与氢相连的情况下才可以使高锰酸钾褪色(本质是氧化反应)，这一条同样适用于芳香烃(取代基上如果有不饱和键则一定可以与高锰酸钾反应使之褪色)。这里要注意1，仅当取代基上与苯环相连的碳原子;2，这个碳原子要与氢原子相连(成键)。

至于溴水，苯及苯的衍生物以及饱和芳香烃只能发生萃取(条件是取代基上没有不饱和键，不然依然会发生加成反应)。

苯废气处理也是及其重要的。

光照异构化

苯

苯在强烈光照的条件下可以转化为杜瓦苯(Dewar苯)：

杜瓦苯的性质十分活泼(苯本身是稳定的芳香状态，能量很低，而变成杜瓦苯则需要大量光能，所以杜瓦苯能量很高，不稳定)。

苯

在激光作用下，则可转化成更活泼的棱晶烷：

棱晶烷呈现立体状态，导致碳原子sp3杂化轨道形成的π键间有较大的互斥作用，所以更加不稳定。

高锰酸钾的化学性质

在乙醇、过氧化氢中使之氧化分解。

高锰酸钾是最强的氧化剂之一，作为氧化剂受pH影响很大，在酸性溶液中氧化能力最强。其相应的酸高锰酸HMnO4和酸酐Mn2O7，均为强氧化剂，能自动分解发热，和有机物接触引起燃烧。 [1]

高锰酸钾具有强氧化性，在实验室中和工业上常用作氧化剂，遇乙醇即分解。在酸性介质中会缓慢分解成二氧化锰、钾盐和氧气。光对这种分解有催化作用，故在实验室里常存放在棕色瓶中。从元素电势图和自由能的氧化态图可看出，它具有极强的氧化性。在碱性溶液中，其氧化性不如在酸性中的强。作氧化剂时其还原产物因介质的酸碱性而不同。[2]

该品遇有机物时即释放出初生态氧和二氧化锰，而无游离状氧分子放出，故不出现气泡。初生态氧有杀菌、除臭、解毒作用，高锰酸钾抗菌除臭作用比过氧化氢溶液强而持久。二氧化锰能与蛋白质结合成灰黑色络合物(“掌锰”[3] )，在低浓度时呈收敛作用，高浓度时有刺激和腐蚀作用。其杀菌力随浓度升高而增强，0.1%时可杀死多数细菌的繁殖体，2%～5%溶液能在24小时内可杀死细菌。在酸性条件下可明显提高杀菌作用，如在1%溶液中加入1.1%盐酸，能在30秒钟内杀死炭疽芽孢。[2]

头发的化学性质

1. 头发的主要成份是角质蛋白，约占97%。而角质蛋白是由氨基酸所组成。

2. 东方人发质特性是粗黑硬重，因含碳、氢粒子较大较多，所以颜色深。西方人发质的特性是轻柔细软，因含碳氢较少，所以颜色较淡。

3. 构成毛表皮的角蛋白质，是由20种氨基酸成纵向排列。

4.头发的结构：每根头发均由表皮鳞片层、皮质层、髓质层组成。表皮鳞片层为头发的最外层，通常由2～4层鳞片组成。表皮层通常是半透明或无色的，所以它可以让自然发色透出;皮质层占头发的80% ，自然色素沉积 在此， 自然发色便是因它呈现的;髓质层位于头的中心， 由许多小气泡组成。

氮气的化学性质

由氮元素的氧化态-吉布斯自由能图也可以看出，除了NH4+离子外，氧化数为0的N2分子在图中曲线的最低点，这表明相对于其它氧化数的氮的化合物来讲的话，N2是热力学稳定状态结构。氧化数为0到+5之间的各种氮的化合物的值都位于HNO3和N2两点的连线(图中的虚线)的上方。因此，这些化合物在热力学上是不稳定的，容易发生歧化反应。在图中唯一的一个比N2分子值低的是NH4+离子。[1]

正价氮呈酸性，负价氮呈碱性。

由氮分子中三键键能很大，不容易被破坏，因此其化学性质十分稳定，只有在高温高压并有催化剂存在的条件下，氮气可以和氢气反应生成氨。同时，由于氮分子N2的化学结构比较稳定，氰根离子CN-和碳化钙CaC2中的C22-和氮分子结构相似。

氮化物反应

氮化镁与水反应：Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑

在放电条件下，氮气才可以和氧气化合生成一氧化氮：N2+O2=放电=2NO

一氧化氮与氧气迅速化合，生成二氧化氮2NO+O2=2NO2

二氧化氮溶于水，生成硝酸，一氧化氮3NO2+H2O=2HNO3+NO

五氧化二氮溶于水，生成硝酸，N2O5+H2O=2HNO3

活泼金属反应

N2 与金属锂在常温下就可直接反应：6Li + N2 === 2Li3N

N2与碱土金属Mg 、Ca 、Sr 、Ba 在炽热的温度下作用： 3Ca + N2 =△= Ca3N2

N2与镁条反应：3Mg+N2=点燃=Mg3N2(氮化镁)

非金属反应

N2与氢气反应制氨气：N2+3H2⇌2NH3 (高温 高压 催化剂)

N2与硼要在白热的温度才能反应： 2 B + N2=== 2BN (大分子化合物)

N2与硅和其它族元素的单质一般要在高于1473K的温度下才能反应。

同位素的基本性质

同位素是具有相同原子序数的同一化学元素的两种或多种原子之一，在元素周期表上占有同一位置，化学行为几乎相同，但原子量或质量数不同，从而其质谱行为、放射性转变和物理性质(例如在气态下的扩散本领)有所差异。同位素的表示是在该元素符号的左上角注明质量数(质子数+中子数)，左下角注明质子数。 例如碳14，一般用14C而不用C-14。

自然界中许多元素都有同位素。同位素有的是天然存在的，有的是人工制造的，有的有放射性，有的没有放射性。

同一元素的同位素虽然质量数不同，但他们的化学性质基本相同(如：化学反应和离子的形成)，物理性质有差异[主要表现在质量上(如：熔点和沸点)]。自然界中，各种同位素的原子个数百分比一定。

同位素是指具有相同核电荷但不同原子质量的原子(核素)。在19世纪末先发现了放射性同位素，随后又发现了天然存在的稳定同位素，并测定了同位素的丰度。大多数天然元素都存在几种稳定的同位素。同种元素的各种同位素质量不同，但化学性质几乎相同。

自19世纪末发现了放射性以后，到20世纪初，人们发现的放射性元素已有30多种，而且证明，有些放射性元素虽然放射性显著不同，但化学性质却完全一样。

碳酸氢铵的化学性质

碳酸氢铵的化学性质不很稳定。碳酸氢铵受热易分解，生成氨气(NH3)、水(H2O)、二氧化碳(CO2)。化学方程式为：NH4HCO3==加热==NH3↑+H2O+CO2↑ 其中氨气有特殊的氨臭味，所以在长期堆放碳酸氢铵化肥的地方会有刺激性气味。

因为碳酸氢铵是一种碳酸盐，所以一定不能和酸一起放置，因为酸会和碳酸氢铵反应生成二氧化碳，使碳酸氢铵变质。但是也有农村利用碳酸氢铵能和酸反应这一性质，将碳酸氢铵放在蔬菜大棚内，将大棚密封，并将碳酸氢铵置于高处，加入稀盐酸。这时，碳酸氢铵会和盐酸反应，生成氯化铵(NH4Cl)、水(H2O)和二氧化碳(CO2)。二氧化碳可促进植物光合作用，增加蔬菜产量，而生成的氯化铵也可再次作为肥料使用。

碳酸氢铵的化学式中有铵根离子(NH4+，即带1单位正电荷)，是一种铵盐，而铵盐不可以和碱供放一处，所以碳酸氢铵切忌和NaOH(俗名火碱、烧碱、苛性钠，化学名氢氧化钠)或Ca(OH)2 (俗名熟石灰，化学名氢氧化钙)放在一起。因为铵盐和碱共热会生成氨气使化肥失效。

碳铵在水中呈碱性反应。易挥发，有强烈的刺激性臭味。10～20℃时，不易分解，30℃时开始大量分解。我国多数地区主要作物的施肥季节在5～10月，其间平均温度在20C以上，恰值碳铵开始较多分解的转折点，施用时必须采取各种防挥发措施。

麦芽糖的化学性质

(1)有还原性： 能发生银镜反应，是还原性糖。

(2)水解反应: 产物为2分子葡萄糖。

麦芽糖 麦芽糖分子结构中有醛基，是具有还原性是一种还原糖。因此可以与银氨溶液发生银镜反应，也可以与新制碱性氢氧化铜反应生成砖红色沉淀。可以在一定条件下水解，生成两分子葡萄糖。

(3)无色或白色晶体，粗制者呈稠厚糖浆状。一分子水的结晶麦芽糖102～103℃熔融并分解。易溶于水，微溶于乙醇。还原性二糖，有醛基反应，能发生银镜反应，也能与班氏试剂(用硫酸铜、碳酸钠或苛性钠、柠檬酸钠等溶液配制)共热生成砖红色氧化亚铜沉淀。能使溴水褪色，被氧化成麦芽糖酸。在稀酸加热或α-葡萄糖苷酶作用下水解成2分子葡萄糖。用作食品、营养剂等。由淀粉水解制取，一般用麦芽中的酶与淀粉糊混合在适宜温度下发酵而得。

麦芽糖可以制成结晶体，用作甜味剂，但甜味只达到蔗糖的1/3。麦芽糖是一种廉价的营养食品，容易被人体消化和吸收。

亚硝酸钠化学性质

属强氧化剂又有还原性，在空气中会逐渐氧化，表面则变为硝酸钠，也能被氧化剂所氧化;遇弱酸分解放出棕色二氧化氮气体;与有机物、还原剂接触能引起爆炸或燃烧，并放出有毒的刺激性的氧化氮气体;遇强氧化剂也能被氧化，特别是铵盐，如与硝酸铵、过硫酸铵等在常温下，即能互相作用产生高热，引起可燃物燃烧。

亚硝酸钠有毒，有传言说亚硝酸钠是致癌物质，但事实上亚硝酸钠并不是致癌物质，致癌的是亚硝酸钠在一定条件下生成的亚硝胺，在亚硝酸钠分子中，氮的化合价是+3。是一种中间化合态，既有还原性又有氧化性，例如在酸性溶液中能将KI氧化成单质碘。

苏打粉的化学性质

稳定性

受热易分解。在潮湿空气中缓慢分解。约在50℃开始反应生成CO₂，在100℃ 全部变为碳酸钠。在弱酸中迅速分解，其水溶液在20℃时开始分解出二氧化碳和碳酸钠，到沸点时全部分解。其冷水制成的没有搅动的溶液， 对酚酞试纸仅呈微碱性反应，放置或升高温度，其碱性增加。25℃新鲜配制的0.1mol/L水溶 液pH值为8.3。低毒，半数致死量(大鼠，经口)4420mg/kg。

与酸反应

与HCl反应：

与CH₃COOH反应：

与碱反应

与氢氧化钠反应：

与氢氧化钙反应：碳酸氢钠的剂量要分过量和少量。

少量：

过量：

与盐反应

与硫酸铜反应：

水解

与氯化铝双水解：

与硫酸铝双水解[2] ：

加热

受热分解：

电离

碳酸氢钠电离方程式

安全术语

避免与皮肤和眼睛接触。

氟气的化学性质

氟气是一种极具腐蚀性的双原子气体，剧毒。氟是电负度最强的元素，也是很强的氧化剂。在常温下，它几乎能和所有的元素化合，并产生大量的热能，在所有的元素中，要算氟最活泼了。

除具有最高价态的金属氟化物和少数纯的全氟有机化合物外[4] ，几乎所有有机物和无机物均可以与氟反应。

大多数金属都会被氟腐蚀，碱金属在氟气中会燃烧，甚至连黄金在受热后，也能在氟气中燃烧。

2Au + 3F2== 2AuF3

许多非金属，如硅、磷、硫等同样也会在氟气中燃烧。

Si+2F2==SiF4

2P+3F2==2PF3

S+3F2==SF6

如果把氟通入水中，它会把水中的氢夺走，放出氧气。铂在常温下不会被氟腐蚀(高温时仍被腐蚀)。[1]

2F2+2H2O==4HF+O2

氢与氟的化合异常剧烈，反应生成氟化氢。

H2+F2==2HF

一般情况下，氧与氟不反应。尽管如此，还是存在两种已知的氧氟化物，即OF2(高于室温时稳定)和O2F2(极不稳定)。由卤素自身形成的化合物有ClF、ClF3、BrF3、IF5，IF7。如上所述，碳或大多数烃与过量氟的反应，将生成四氟化碳及少量四氟乙烯或六氟丙烷。

C+2F2==CF4

通常，氮对氟而言是惰性的，可用作气相反应的稀释气。氟还可以从许多含卤素的化合物中取代其它卤素。大多数有机化合物与氟的反应将会发生爆炸。[1]

氟气还可以和稀有气体在特定条件下反应，如Xe和F2混合气暴露在阳光下可制得二氟化氙。

F2+Xe=阳光=XeF2

氟气可以和一氧化氮可以直接化合为氟化亚硝酰，和二氧化氮直接化合为氟化硝酰。

2NO+F2==2NOF

2NO2+F2==2NO2F[5]

硫酸钠和氟气反应可以得到氟化亚硫酰。

Na2SO4+2F2=300℃=2NaF+SO2F2+O2[5]

将氟气通过2%的氢氧化钠溶液还可以得到氟氧化合物OF2。

2F2+2NaOH=OF2+H2O+2NaF[6]

氯气的化学性质

一、毒性

氯气是一种有毒气体，它主要通过呼吸道侵入人体并溶解在黏膜所含的水分里，生成次氯酸和盐酸，对上呼吸道黏膜造成损伤：次氯酸使组织受到强烈的氧化;盐酸刺激黏膜发生炎性肿胀，使呼吸道黏膜浮肿，大量分泌黏液，造成呼吸困难，所以氯气中毒的明显症状是发生剧烈的咳嗽。症状重时，会发生肺水肿，使循环作用困难而致死亡。由食道进入人体的氯气会使人恶心、呕吐、胸口疼痛和腹泻。1L空气中最多可允许含氯气0.001mg，超过这个量就会引起人体中毒。

二、助燃性

氯气的化学性质非常活泼，在非金属中仅次于氟和氧。氯气支持燃烧，许多物质都可在氯气中燃烧。(除少数物质如碳等)。

聚苯乙烯的理化性质

密度：1.05 g/cm3

电导率：(σ) 10-16 S/m

导热率：0.08

杨氏模量：(E) 3000-3600 MPa

拉伸强度：(σt) 46–60 MPa

伸长长度：3–4%

夏比冲击试验：2–5 kJ/m2

玻璃转化温度：80-100℃

热膨胀系数：(α) 8×10-5/K

热容：(c) 1.3 kJ/(kg·K)

吸水率：(ASTM) 0.03–0.1

降解：280℃

聚苯乙烯玻璃化温度80～90℃，非晶态密度1.04～1.06克/立方厘米，晶体密度1.11～1.12克/立方厘米，熔融温度240℃，电阻率为1020～1022欧·厘米。导热系数30℃时0.116瓦/(米·开)。通常的聚苯乙烯为非晶态无规聚合物，具有优良的绝热、绝缘和透明性，长期使用温度0～70℃，但脆，低温易开裂。此外还有全同和间同以及无规立构聚苯乙烯。全同聚合物有高度结晶性，间同聚合物有部分结晶性。

胆固醇的化学性质

一般，脂类物质主要分为两大类。脂肪(主要是甘油三酯)是人体内含量最多的脂类，是体内的一种主要能量来源;另一类叫类脂，是生物膜的基本成分，约占体重的5%，除包括磷脂、糖脂外，还有很重要的一种叫胆固醇(cholesterol)。

胆固醇在血液中存在于脂蛋白中，其存在形式包括高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇、极低密度脂蛋白胆固醇几种。在血中存在的胆固醇绝大多数都是和脂肪酸结合的胆固醇酯，仅有10%不到的胆固醇是以游离态存在的。高密度脂蛋白有助于清除细胞中的胆固醇，而低密度脂蛋白超标一般被认为是心血管疾病的前兆。血液中胆固醇含量每单位在140~199毫克之间，是比较正常的胆固醇水平。

胆固醇是由甾体部分和一条长的侧链组成。人体中胆固醇的总量大约占体重的0.2%，每100克组织中，骨质约含10毫克，骨骼肌约含100毫克，内脏多在150~250毫克之间，肝脏和皮肤含量稍高，约为300毫克。脑和神经组织中含量最高，每100克组织约含2克，其总量约占全身总量的l/4。

铬的化学性质

铬能慢慢地溶于稀盐酸、稀硫酸，而生成蓝色溶液。与空气接触则很快变成绿色，是因为被空气中的氧气氧化成绿色的Cr2O3的缘故。

Cr + 2HCl= CrCl2 + H2↑

4CrCl2 + 4HCl + O2= 4CrCl3+ 2H2O

铬与浓硫酸反应，则生成二氧化硫和硫酸铬(Ⅲ)。

2Cr + 6H2SO4 =Cr2(SO4)3+ 3SO2↑ + 6H2O

但铬不溶于浓硝酸，因为表面生成紧密的氧化物薄膜而呈钝态。在高温下，铬能与卤素、硫、氮、碳等直接化合。

铬与稀硫酸反应。

Cr + H2SO4 = CrSO4 + H2↑

铀的化学性质

外电子层构型：[Rn]5f36d17s2[1]

常见化合价：+3，+4，+5，+6，其中+4和+6价化合物稳定。[1]

性质：活泼，能和所有的非金属作用(惰性气体除外)，能与多种金属形成合金。空气中易氧化，生成一层发暗的氧化膜。[1]

高度粉碎的铀空气中极易自燃，块状铀在空气中易氧化失去金属光泽，在空气中加热即燃烧，[1]

250℃下和硫反应，400℃下和氮反应生成氮化物，1250℃下和碳反应生成碳化物，250-300℃下和氢反应生成UH3，UH3在真空350-400℃下分解，放出氢气。[1]

铀与卤素反应生成卤化物，铀能与汞、锡、铜、铅、铝、铋、铁、镍、锰、钴、锌、铍作用生成金属间化合物。[1]

金属铀缓慢溶于硫酸和磷酸，有氧化剂存在时会加速溶解，铀易溶于硝酸，铀对碱性溶液呈惰性，但有氧化剂存在时，能使铀溶解。[1]

铀及其化合物均有较大的毒性，空气中可溶性铀化合物的允许浓度为0.05mg/m3，不溶性铀化合物允许浓度为0.25mg/m3，人体对天然铀的放射性允许剂量，可溶性铀化合物为7400Bq，不溶性铀化合物为333Bq。