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文檔簡介
1、第一章 化學反應(yīng)與能量一、反應(yīng)熱 焓變1、定義:化學反應(yīng)過程中放出或吸收的熱量叫做化學反應(yīng)的反應(yīng)熱.在恒溫、恒壓的條件下,化學反應(yīng)過程中所吸收或釋放的熱量稱為反應(yīng)的焓變。2、符號:H3、單位:kJ·mol-14、規(guī)定:吸熱反應(yīng):H > 0 或者值為“+”,放熱反應(yīng):H < 0 或者值為“-”常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng) 吸熱反應(yīng)燃料的燃燒 C+CO2 , H2+CuO酸堿中和反應(yīng) C+H2O金屬與酸 Ba(OH)2.8H2O+NH4Cl大多數(shù)化合反應(yīng) CaCO3高溫分解大多數(shù)分解反應(yīng)化學反應(yīng)的本質(zhì)是什么?化學鍵的斷裂和形成舊鍵斷裂需要 能量,新鍵形成會 能量。吸 收放
2、 出小結(jié):1、化學鍵斷裂,吸收能量;化學鍵生成,放出能量2、反應(yīng)物總能量大于生成物總能量,放熱反應(yīng),體系能量降低,H為“”或小于0反應(yīng)物總能量小于生成物總能量,吸熱反應(yīng),體系能量升高,H為“+”或大于03、反應(yīng)熱數(shù)值上等于生成物分子形成時所釋放的總能量與反應(yīng)物分子斷裂時所吸收的總能量之差二、熱化學方程式1.概念:表示化學反應(yīng)中放出或吸收的熱量的化學方程式.2.意義:既能表示化學反應(yīng)中的物質(zhì)變化,又能表示化學反應(yīng)中的能量變化.總結(jié)書寫熱化學方程式注意事項:(1)反應(yīng)物和生成物要標明其聚集狀態(tài),用g、l、s分別代表氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)。(2)方程式右端用H 標明恒壓條件下反應(yīng)放出或吸收的熱量,放熱為負
3、,吸熱為正。(3)熱化學方程式中各物質(zhì)前的化學計量數(shù)不表示分子個數(shù),只表示物質(zhì)的量,因此可以是整數(shù)或分數(shù)。 (4)對于相同物質(zhì)的反應(yīng),當化學計量數(shù)不同時,其H 也不同,即H 的值與計量數(shù)成正比,當化學反應(yīng)逆向進行時,數(shù)值不變,符號相反。 三、蓋斯定律:不管化學反應(yīng)是一步完成或分幾步完成,其反應(yīng)熱是相同的。 化學反應(yīng)的焓變(H)只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),而與反應(yīng)的途徑無關(guān)??偨Y(jié)規(guī)律:若多步化學反應(yīng)相加可得到新的化學反應(yīng),則新反應(yīng)的反應(yīng)熱即為上述多步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和。注意:1、計量數(shù)的變化與反應(yīng)熱數(shù)值的變化要對應(yīng)2、反應(yīng)方向發(fā)生改變反應(yīng)熱的符號也要改變反應(yīng)熱計算的常見題型:1、化學反應(yīng)中物質(zhì)的
4、量的變化與反應(yīng)能量變化的定量計算。2、理論推算反應(yīng)熱:依據(jù):物質(zhì)變化決定能量變化(1)蓋斯定律 設(shè)計合理路徑路徑1總能量變化等于路徑2總能量變化(2)通過已知熱化學方程式的相加,得出新的熱化學方程式:物質(zhì)的疊加,反應(yīng)熱的疊加小結(jié):a: 若某化學反應(yīng)從始態(tài)(S)到終態(tài)(L)其反應(yīng)熱為H,而從終態(tài)(L)到始態(tài)(S)的反應(yīng)熱為H ,這兩者和為。即H H = b:若某一化學反應(yīng)可分為多步進行,則其總反應(yīng)熱為各步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和。即H= H1+ H2+ H3+c:若多步化學反應(yīng)相加可得到新的化學反應(yīng),則新反應(yīng)的反應(yīng)熱即為上述多步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和。1mol反應(yīng)物完全燃燒時放出的熱量;不同反應(yīng)物,標準燃燒熱
5、不同。生成1mol水時放出的熱量;強酸與強堿的中和熱都約為 。四:標準燃燒熱和中和熱的區(qū)別與聯(lián)系標準燃燒熱中和熱相同點不同點能量變化êH標準含義放熱反應(yīng)êH0;單位:kJ/mol 1mol可燃物生成1mol水標準燃燒熱:在101kPa時,l mol物質(zhì)完全燃燒的反應(yīng)熱.熱值:在101kPa時,l g物質(zhì)完全燃燒的反應(yīng)熱.2、注意:燃燒的條件是在101kPa;標準燃燒熱:燃料是以1mol作為標準,因此書寫熱化學方程式時,其它物質(zhì)的化學計量數(shù)可用分數(shù)表示;物質(zhì)燃燒都是放熱反應(yīng),所以表達物質(zhì)燃燒時的H均為負值;燃燒要完全:C元素轉(zhuǎn)化為CO2,而不是CO;H元素轉(zhuǎn)化為H2O(l),
6、而不是H2O(g), N元素轉(zhuǎn)化為N2。如:H2(g)+ 1/2 O2(g) = H2O(l); H =285.8 kJ/mol五、能源利用與節(jié)能措施 能源就是能提供能量的自然資源,包括化石燃料(煤、石油、天然氣)、陽光、風力、流水、潮汐以及柴草等。能源的開發(fā)和利用可以用來衡量一個國家或地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展和科學技術(shù)水平。 煤、石油、天然氣是當今世界上重要的化石燃料。 但它們的蘊藏有限,且不可再生。解決的辦法 :開源節(jié)流。即開發(fā)新能源,節(jié)約現(xiàn)有能源,提高能源的利用率。資料卡通過降低反應(yīng)溫度的節(jié)能措施P10閱讀材料六、新能源的開發(fā)1.燃料電池,2.氫能, 3.太陽能, 4.風能,生物能、核能、地熱能、
7、潮汐能等 節(jié)約能源的重要措施:科學地控制燃燒反應(yīng),使燃料充分燃燒,提高能源的利用率?;瘜W反應(yīng)速率與化學平衡第一單元 化學反應(yīng)速率一、化學反應(yīng)速率1.概念及計算公式對于反應(yīng)體系體積不變的化學反應(yīng),通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增大來表示化學反應(yīng)速率計算公式: 單位:mol·L-1·s-12.應(yīng)用中應(yīng)注意的問題概念中的反應(yīng)速率實際上是某段時間間隔內(nèi)的平均反應(yīng)速率。時間間隔越短,在這段時間發(fā)生的濃度變化越接近瞬時反應(yīng)速率(指在某一瞬間的反應(yīng)速率)對某一具體化學反應(yīng)來說,在用不同物質(zhì)表示化學反應(yīng)速率時所得數(shù)值往往不同。用各物質(zhì)表示的化學反應(yīng)速率的數(shù)值之比等于化學方程
8、式中各物質(zhì)的系數(shù)之比、氣體的濃度用來表示、無論用任何物質(zhì)來表示,無論濃度的變化是增加還是減少,都取正值,反應(yīng)速率都為正數(shù)(沒有負數(shù))。、在反應(yīng)中對于固體或純液體而言,其物質(zhì)的量濃度無意義,所以不用它們來表示化學反應(yīng)速率二,影響化學反應(yīng)速率的因素、內(nèi)因:物質(zhì)本身的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)是化學反應(yīng)速率大小的決定因素,反應(yīng)類型不同有不同的化學反應(yīng)速率,反應(yīng)類型相同但反應(yīng)物不同,化學反應(yīng)速率也不同。不同化學反應(yīng)反應(yīng)物性質(zhì)決定于同一化學反應(yīng)反應(yīng)條件決定于濃 度 壓 強 溫 度 催化劑其他因素、外界條件對化學反應(yīng)速率的影響1、濃度對化學反應(yīng)速率的影響。結(jié)論:其他條件不變時,增大反應(yīng)物的濃度,可以增大反應(yīng)速率;減小反應(yīng)
9、物的濃度,可以減小化學反應(yīng)的速率。注意:a、此規(guī)律只適用于氣體或溶液的反應(yīng),對于純固體或液體的反應(yīng)物,一般情況下其濃度是常數(shù),因此改變它們的量不會改變化學反應(yīng)速率。原因:在其他條件不變時,對某一反應(yīng)來說,活化分子百分數(shù)是一定的,所以當反應(yīng)物的濃度增大時,單位體積內(nèi)的分子數(shù)增多,活化分子數(shù)也相應(yīng)的增多,反應(yīng)速率也必然增大。單位體積分子總數(shù)增多, 但活化分子百分數(shù)不變增大濃度(或加壓)。反應(yīng)速率加快單位體積分子總數(shù)不變,但活化分子百分數(shù)增大升高溫度或催化劑單位體積活化分子數(shù)增多有效碰撞次數(shù)增多2、壓強對反應(yīng)速率的影響。結(jié)論:對于有氣體參加的反應(yīng),若其他條件不變,增大壓強,反應(yīng)速率加快;減小壓強,反
10、應(yīng)速率減慢。原因:對氣體來說,若其他條件不變,增大壓強,就是增加單位體積的反應(yīng)物的物質(zhì)的量,即增加反應(yīng)物的濃度,單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多,因而可以增大化學反應(yīng)的速率。3、溫度對化學反應(yīng)速率的影響。結(jié)論:其他條件不變時,升高溫度,可以增大反應(yīng)速率,降低溫度,可以減慢反應(yīng)速率。原因:(1)濃度一定時,升高溫度,分子的能量增加,從而增加了活化分子的數(shù)量,反應(yīng)速率增大。 (2)溫度升高,使分子運動的速度加快,單位時間內(nèi)反應(yīng)物分子間的碰撞次數(shù)增加,反應(yīng)速率也會相應(yīng)的加快。前者是主要原因。4、催化劑對化學反應(yīng)速率的影響。結(jié)論:催化劑可以改變化學反應(yīng)的速率。正催化劑:能夠加快反應(yīng)速率的催化劑。負催化劑:能夠
11、減慢反應(yīng)速率的催化劑。如不特意說明,指正催化劑。原因:在其他條件不變時,使用催化劑可以大大降低反應(yīng)所需要的能量,會使更多的反應(yīng)物分子成為活化分子,大大增加活化分子百分數(shù),因而使反應(yīng)速率加快。5、其他因素:如光照、反應(yīng)物固體的顆粒大小、電磁波、超聲波、溶劑的性質(zhì)等,也會對化學反應(yīng)的速率產(chǎn)生影響6、有效碰撞:能夠發(fā)生化學反應(yīng)的碰撞?;罨肿樱耗芰枯^高、有可能發(fā)生有效碰撞的分子?;罨埽夯罨肿拥钠骄芰颗c所有分子平均能量之差?;罨肿影俜謹?shù): (活化分子數(shù)/反應(yīng)物分子數(shù))×100%第二單元 化學反應(yīng)的方向和限度一、自發(fā)反應(yīng):在一定條件下,無需外界幫助就能自動進行的反應(yīng)。能量判據(jù):體系趨向
12、于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(H 0)。對于化學反應(yīng)而言,絕大多數(shù)的放熱反應(yīng)能自發(fā)進行,且放出的熱量越多,體系能量降低越多,反應(yīng)越完全焓變(H)是決定反應(yīng)能否自發(fā)進行的因素之一,但不是唯一因素熵:衡量一個體系混亂度的物理量叫做熵,用符號S表示。 對于同一物質(zhì):S(g)S(l)S(s)熵變:反應(yīng)前后體系熵的變化S表示。S=S生成物總熵S反應(yīng)物總熵反應(yīng)的S越大,越有利于反應(yīng)自發(fā)進行熵判據(jù):體系趨向于由有序狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序狀態(tài),即混亂度增加( S0)。且S越大,越有利于反應(yīng)自發(fā)進行。正確判斷一個化學反應(yīng) 是否能夠自發(fā)進行: 必須綜合考慮反應(yīng)的焓變和熵變焓變和熵變對反應(yīng)方向的共同影響判斷依據(jù):G= HT
13、S 0 反應(yīng)能自發(fā)進行1. H <0,S>0 該反應(yīng)一定能自發(fā)進行;2. H >0,S<0 該反應(yīng)一定不能自發(fā)進行;3. H <0,S<0 該反應(yīng)在較低溫度下能自發(fā)進行4. H >0,S>0 該反應(yīng)在較高溫度下能自發(fā)進行注意:1反應(yīng)的自發(fā)性只能用于判斷反應(yīng)的方向,不能確定反應(yīng)是否一定會發(fā)生和過程發(fā)生的速率。例如金剛石有向石墨轉(zhuǎn)化的傾向,但是能否發(fā)生,什么時候發(fā)生,多快才能完成,就不是能量判據(jù)和熵判據(jù)能解決的問題了。2在討論過程的方向時,指的是沒有外界干擾時體系的性質(zhì)。如果允許外界對體系施加某種作用,就可能出現(xiàn)相反的結(jié)果。例如石墨經(jīng)高溫高壓還是可以
14、變?yōu)榻饎偸?。二可逆反?yīng)(1)可逆反應(yīng):在相同條件下,能同時向正、逆反應(yīng)方向進行的反應(yīng)。不可逆反應(yīng):在一定條件下,進行得很徹底或可逆程度很小的反應(yīng)。(2)可逆反應(yīng)的普遍性:大部分化學反應(yīng)都是可逆反應(yīng)。(3)可逆反應(yīng)的特點:相同條件下,正反應(yīng)和逆反應(yīng)同時發(fā)生反應(yīng)物、生成物共同存在可逆反應(yīng)有一定的限度(反應(yīng)不能進行到底)三、化學平衡指在一定條件下的可逆反應(yīng)里,正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等,反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。2.化學平衡狀態(tài)的特征X(B)不變注意對象條件狀態(tài)結(jié)果可逆反應(yīng)一定V(正)=V(逆)動動態(tài)平衡:V(正)0;V(逆)0等定變V(正)V(逆)0c(B)或n(B)或(B)一定條件
15、改變平衡改變逆化學平衡的研究對象是可逆反應(yīng)(1)正 = 逆 (本質(zhì)特征) 同一種物質(zhì):該物質(zhì)的生成速率等于它的消耗速率。 不同的物質(zhì):速率之比等于方程式中各物質(zhì)的計量數(shù)之比,但必須是不同方向的速率。(2)反應(yīng)混合物中各組成成分的含量保持不變(外部表現(xiàn)): 各組成成分的質(zhì)量、物質(zhì)的量、分子數(shù)、體積(氣體)、物質(zhì)的量濃度均保持不變。 各組成成分的質(zhì)量分數(shù)、物質(zhì)的量分數(shù)、氣體的體積分數(shù)均保持不變。 若反應(yīng)前后的物質(zhì)都是氣體,且總體積不等,則氣體的總物質(zhì)的量、總壓強(恒溫、恒容)、平均摩爾質(zhì)量、混合氣體的密度(恒溫、恒壓)均保持不變。 反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)物的產(chǎn)率保持不變。(1)定義:在一定溫度下,當一
16、個可逆反應(yīng)達到化學平衡時,生成物濃度系數(shù)之冪的積與反應(yīng)物濃度系數(shù)之冪的積比值是一個常數(shù),這個常數(shù)就是該反應(yīng)的化學平衡常數(shù)。用 K 表示。(2) 表達式: aA(g)+bB(g) cC(g)+ dD(g)在一定溫度下無論反應(yīng)物的起始濃度如何,反應(yīng)達平衡狀態(tài)后,將各物質(zhì)的物質(zhì)量濃度代入下式,得到的結(jié)果是一個定值。這個常數(shù)稱作該反應(yīng)的化學平衡常數(shù),簡稱平衡常數(shù)(1)K 的意義: K 值越大,說明平衡體系中生成物所占的比例越大,它的正反應(yīng)進行的程度大,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率也越大。因此,平衡常數(shù)的大小能夠衡量一個化學反應(yīng)進行的程度,又叫反應(yīng)的限度。(2)一定溫度時,同一個反應(yīng),其化學方程式書寫方式、配平計量數(shù)
17、不同,平衡常數(shù)表達式不同。(3)在平衡常數(shù)的表達式中,物質(zhì)的濃度必須是平衡濃度(固體、純液體不表達)。在稀溶液中進行的反應(yīng),水的濃度可以看成常數(shù),不表達在平衡常數(shù)表達式中,但非水溶液中的反應(yīng),如果反應(yīng)物或生成物中有水,此時水的濃度不能看成常數(shù)。(4)K>105 時,可認為反應(yīng)進行基本完全。(5)K只與溫度有關(guān),與反應(yīng)物或生成物濃度變化無關(guān),與平衡建立的途徑也無關(guān),在使用時應(yīng)標明溫度。溫度一定時, K 值為定值。2 、平衡轉(zhuǎn)化率(1)定義:物質(zhì)在反應(yīng)中已轉(zhuǎn)化的量與該物質(zhì)總量的比值(2)表達式:小結(jié):反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率能表示在一定溫度和一定起始濃度下反應(yīng)進行的限度。利用化學平衡常數(shù)可預(yù)測一定溫
18、度和各種起始濃度下反應(yīng)進行的限度。(3)產(chǎn)品的產(chǎn)率:轉(zhuǎn)化率的研究對象是反應(yīng)物,而產(chǎn)率的研究對象是生成物。第三單元 化學平衡的移動一、化學平衡的移動(1)定義:可逆反應(yīng)中舊的化學平衡的破壞,新化學平衡的建立過程叫化學平衡的移動。一段時間后條件改變(2)移動的原因:外界條件發(fā)生變化。v正v逆舊平衡新平衡移動的方向:由v正和v逆的相對大小決定。平衡向正反應(yīng)方向移動。若V正V逆 ,平衡不移動。若V正V逆 ,若V正V逆 ,平衡向逆反應(yīng)方向移動(3)平衡移動的標志:各組分濃度與原平衡比較發(fā)生改變。(4)影響化學平衡的條件(1)增大反應(yīng)物或減小生成物的濃度化學平衡向正反應(yīng)方向移動減小反應(yīng)物或增大生成物的濃度
19、化學平衡向逆反應(yīng)方向移動(2) A:溫度升高,會使化學平衡向著吸熱反應(yīng)的方向移動;B:溫度降低,會使化學平衡向著放熱反應(yīng)的方向移動。Vt0V(正)V(逆) 升高溫度度 降低溫度Vt0V(正)V(逆)V(逆)V(正)如正反應(yīng)是放熱反應(yīng),改變溫度時其平衡移動的圖象是:V(逆)V(正)(3) (對于反應(yīng)前后氣體體積改變的反應(yīng))A:增大壓強,會使化學平衡向著氣體體積縮小的方向移動;B:減小壓強,會使化學平衡向著氣體體積增大的方向移動。注意 對于反應(yīng)前后氣體總體積相等的反應(yīng),改變壓強不能使化學平衡移動;對于只有固體或液體參加的反應(yīng),改變壓強不能使化學平衡移動;(4)催化劑只能使正逆反應(yīng)速率等倍增大,不能
20、使化學平衡移動。二、勒夏特列原理如果改變影響平衡的條件之一(如溫度,壓強,以及參加反應(yīng)的化學物質(zhì)的濃度),平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動。三、等效平衡化學平衡的建立與途徑無關(guān),即可逆反應(yīng)無論從反應(yīng)物方向開始,還是從生成物方向開始,只要條件不變(定溫定容、定溫定壓),都可以達到同一平衡狀態(tài),此為等效平衡。(1)定義:在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)下,只是起始加入情況不同的同一可逆反應(yīng)達到平衡后,任何相同組分的分數(shù)(體積、物質(zhì)的量)均相等,這樣的化學平衡互稱為等效平衡。在等效平衡中,若不僅任何相同組分的分數(shù)(體積、物質(zhì)的量)均相同,而且相同組分的物質(zhì)的量均相同,這類等效平衡又互稱為同一平
21、衡。同一平衡是等效平衡的特例。(2) 等效平衡的規(guī)律:在定溫定容條件下,對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)可變的可逆反應(yīng),只改變起始時加入物質(zhì)的物質(zhì)的量,如通過反應(yīng)的計量數(shù)換算成同一半邊物質(zhì)的物質(zhì)的量與原平衡的相同,則兩平衡等效。在定溫定容條件下,對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),只改變起始時加入物質(zhì)的物質(zhì)的量,如通過反應(yīng)的計量數(shù)換算成同一半邊物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與原平衡的相同,則兩平衡等效。在定溫定壓條件下,改變起始時加入物質(zhì)的物質(zhì)的量,如通過反應(yīng)的計量數(shù)換算成同一半邊物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與原平衡的相同,則兩平衡等效。 第三章 水溶液中的離子平衡一、電解質(zhì)的有關(guān)定義 物質(zhì)單質(zhì)化合物電解質(zhì)非電解質(zhì)
22、:大多數(shù)非金屬氧化物和有機物。如SO3、CO2、C6H12O6、CCl4、CH2=CH2強電解質(zhì):強酸、強堿、絕大多數(shù)金屬氧化物和鹽。如HCl、NaOH、NaCl、BaSO4弱電解質(zhì):弱酸、弱堿和水。如HClO、NH3·H2O、Cu(OH)2、H2O混和物純凈物1、電解質(zhì)與非電解質(zhì)本質(zhì)區(qū)別:在一定條件下(溶于水或熔化)能否電離(以能否導電來證明是否電離)電解質(zhì)離子化合物或共價化合物 非電解質(zhì)共價化合物離子化合物與共價化合物鑒別方法:熔融狀態(tài)下能否導電2、強電解質(zhì)與弱電質(zhì)的本質(zhì)區(qū)別:在水溶液中是否完全電離(或是否存在電離平衡) 注意:電解質(zhì)、非電解質(zhì)都是化合物 SO2、NH3、CO2等
23、屬于非電解質(zhì) 強電解質(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為強電解質(zhì))4、強酸(HA)與弱酸(HB)的區(qū)別:(1)溶液的物質(zhì)的量濃度相同時,pH(HA)pH(HB) (2)pH值相同時,溶液的濃度CHACHB(3)pH相同時,加水稀釋同等倍數(shù)后,pHHApHHB二、水的電離和溶液的酸堿性1、水離平衡:H2OH + OH- 水的離子積:KW = H·OH- 25時, H=OH- =10-7 mol/L ; KW = H·OH- = 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
24、(酸、堿、鹽)。2、水電離特點:(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(pH之和為14的酸和堿的水溶液中水的電離被同等的抑制)(2)溫度:促進水的電離(水的電離是吸熱的)(3)易水解的鹽:促進水的電離(pH之和為14兩種水解鹽溶液中水的電離被同等的促進)4、溶液的酸堿性和pH:(1)pH= -lgH 注意:酸性溶液不一定是酸溶液(可能是溶液) ;pH7 溶液不一定是酸性溶液(只有溫度為常溫才對); 堿性溶液不一定是堿溶液(可能是溶液)。(2)pH的測定方法:酸堿指示劑甲基橙、石蕊、酚酞pH試紙 最簡單的方法。 操作:將一小塊pH試紙放在潔凈
25、的玻璃片上,用玻璃棒沾取未知液點試紙中部,然后與標準比色卡比較讀數(shù)即可。注意:事先不能用水濕潤PH試紙;只能讀取整數(shù)值或范圍(3)常用酸堿指示劑及其變色范圍:指示劑變色范圍的PH石蕊5紅色58紫色8藍色甲基橙酚酞8無色810淺紅10紅色三 、混合液的pH值計算方法公式1、強酸與強酸的混合:(先求H混:將兩種酸中的H離子數(shù)相加除以總體積,再求其它)H混 =(H1V1+H+2V2)/(V1+V2)2、強堿與強堿的混合:(先求OH-混:將兩種酸中的OH離子數(shù)相加除以總體積,再求其它)OH-混(OH-1V1+OH-2V2)/(V1+V2) (注意 :不能直接計算H+混)3、強酸與強堿的混合:(先據(jù)H
26、+ OH- =H2O計算余下的H+或OH-,H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)注意:在加法運算中,相差100倍以上(含100倍)的,小的可以忽略不計!4、稀釋過程溶液pH值的變化規(guī)律:(1)強酸溶液:稀釋10n倍時,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,pH稀pH原+n (但始終不能大于或等于7)(3)強堿溶液:稀釋10n倍時,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,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pH均是向7靠
27、近(即向中性靠近);任何溶液無限稀釋后pH均為7(6)稀釋時,弱酸、弱堿和水解的鹽溶液的pH變化得慢,強酸、強堿變化得快。四、“酸、堿恰好完全反應(yīng)”與“自由H與OH-恰好中和”酸堿性判斷方法1、酸、堿恰好反應(yīng):恰好生成鹽和水,看鹽的水解判斷溶液酸堿性。(無水解,呈中性)2、自由H與OH-恰好中和(現(xiàn)金相等),即“14規(guī)則:pH之和為14的兩溶液等體積混合,誰弱顯誰性,無弱顯中性。”五、鹽類的水解(只有可溶于水的鹽才水解)1、鹽類水解規(guī)律:有弱才水解,無弱不水解,越弱越水解;誰強顯誰性,兩弱相促進,兩強不水解。多元弱酸根,濃度相同時正酸根比酸式酸水解程度大,堿性更強。 (如:Na2CO3 NaH
28、CO3)弱酸酸性強弱比較:A、同主族元素最高價含氧酸的酸性遞減,無氧酸的酸性遞增(利用特殊值進行記憶。如酸性:HF<HCl;HNO3>H3PO4)B、飽和一元脂肪酸的碳原子數(shù)越小,酸性越強(如HCOOH>CH3COOH)C、一些常見的酸的酸性:HClO、HAlO2、苯酚為極弱酸;醋酸>碳酸;磷酸和H2SO3為中強酸;HClO4為最強含氧酸等。2、鹽類水解的特點:(1)可逆 (2)程度小 (3)吸熱3、影響鹽類水解的外界因素:溫度:溫度越高水解程度越大 (水解吸熱)濃度:濃度越小,水解程度越大(越稀越水解)酸堿:促進或抑制鹽的水解(H+促進陰離子水解而抑制陽離子水解;OH
29、-促進陽離子水解而抑制陰離子水解)4、酸式鹽溶液的酸堿性:只電離不水解:如HSO4-電離程度水解程度,顯酸性 (如: HSO3- 、H2PO4-) 水解程度電離程度,顯堿性 (如:HCO3- 、HS- 、HPO42-)。5、雙水解反應(yīng):(1)構(gòu)成鹽的陰陽離子均能發(fā)生水解的反應(yīng)為雙水解反應(yīng)(即弱酸弱堿鹽)。雙水解反應(yīng)相互促進,水解程度較大,有的甚至水解完全。其促進過程以NH4Ac為例解釋如下:NH4Ac = NH4 + Ac- NH4 + H2ONH3·H2O + H Ac + H2OHAc + OH-兩個水解反應(yīng)生成的H+和OH反應(yīng)生成水而使兩個水解反應(yīng)的生成物濃度均減少,平衡均右移
30、。(2)常見的雙水解反應(yīng)完全的為:Fe3、Al3與AlO2-、CO32-(HCO3-)、S2-(HS-)、SO32-(HSO3-);其特點是相互水解成沉淀或氣體。雙水解完全的方程式寫“=”并標“”,其離子方程式配平依據(jù)是兩邊電荷平衡,如:2Al3 + 3S2- + 6H2O = 2Al(OH)3+ 3H2S6、鹽類水解的應(yīng)用:混施化肥(N、P、K三元素不能變成和)泡沫滅火劑(用硫酸鋁和小蘇打為原料,雙水解)FeCl3溶液止血劑(血漿為膠體,電解質(zhì)溶液使膠體凝聚)明礬凈水(Al3水解成氫氧化鋁膠體,膠體具有很大的表面積,吸附水中懸浮物而聚沉)NH4Cl焊接金屬(氯化銨呈酸性,能溶解鐵銹)判斷溶液
31、酸堿性(強者顯性)比較鹽溶液離子濃度的大小 判斷離子共存(雙水解的離子產(chǎn)生沉淀和氣體的不能大量共存)配制鹽溶液(加對應(yīng)的酸防止水解)六、電離、水解方程式的書寫原則1、多元弱酸(多元弱酸鹽)的電離(水解)的書寫原則:分步書寫 例:H2S的電離H2S H + HS- ; HS- H + S2-例:Na2S的水解:H2O+ S2- HS- +OH- H2O + HS- H2S + OH- 注意:不管是水解還是電離,都決定于第一步,第二步一般相當微弱。2、多元弱堿(多元弱堿鹽)的電離(水解)書寫原則:一步書寫 例:Al3 + 3H2O Al(OH)3 + 3H七、溶液中微粒濃度的大小比較1、基本原則:
32、抓住溶液中微粒濃度必須滿足的兩種守恒關(guān)系:電荷守恒(電荷數(shù)前移):任何溶液均顯電中性,各陽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)的乘積之和物料守恒(原子個數(shù)前移): 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)之和質(zhì)子守恒(得失H個數(shù)前移)::得質(zhì)子后形成的微粒濃度·得質(zhì)子數(shù) = 失質(zhì)子后形成的微粒濃度·失質(zhì)子數(shù)2、同濃度的弱酸和其弱酸鹽 、同濃度的弱堿和其弱堿鹽的電離和水解強弱規(guī)律:中?;瘜W常見的有三對等濃度的HAc與NaAc的混合溶液:弱酸的電離其對應(yīng)弱酸鹽的水解,溶液呈酸性等濃度的NH3·H2O與NH4Cl的混合液:弱
33、堿的電離其對應(yīng)弱堿鹽的水解,溶液呈堿性等濃度的HCN與NaCN的混合溶液:弱酸的電離<其對應(yīng)弱酸鹽的水解,溶液呈堿性掌握其處理方法(即抓主要矛盾)八、溶解平衡1、難溶電解質(zhì)的溶解平衡的一些常見知識 (1)溶解度小于的電解質(zhì)稱難溶電解質(zhì)。生成難溶電解質(zhì)的反應(yīng)為完全反應(yīng),用“=”。 (2)反應(yīng)后離子濃度降至1×10-5mol/L以下的反應(yīng)為完全反應(yīng),用“=”。如酸堿中和時H降至10-7mol/L<10-5mol/L,故為完全反應(yīng),用“=”,常見的難溶物在水中的離子濃度均遠低于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
34、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寫:注意在沉淀后用(s)標明狀態(tài),并用“”。如:Ag2S(s)2Ag + S2-3、沉淀生成的三種主要方式 (1)加沉淀劑法:Ksp越?。闯恋碓诫y溶),沉淀越完全;沉淀劑過量能使沉淀更完全。 (2)調(diào)pH值除某些易水解的金屬陽離子:常加入難溶性的MO、M(OH)2、MCO3等除M2+溶液中易水解的陽離子。如加MgO除去MgCl2溶液中FeCl3。 (3)氧化還原沉淀法:加氧化劑或還原劑將要除去
35、的離子變成沉淀而除去(較少見)4、沉淀的溶解:沉淀的溶解就是使溶解平衡正向移動。常采用的方法有:加水;加熱;減少生成物(離子)的濃度。使沉淀溶解的方法一般為減少生成物的濃度,因為對于難溶物加水和加熱對其溶解度的影響并不大。5、沉淀的轉(zhuǎn)化:溶液中的沉淀反應(yīng)總是向著離子濃度減少的方向進行,簡而言之,即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。第四章 電化學基礎(chǔ)一,.原電池1. 定義:把化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置2.構(gòu)成條件:(1)兩種不同的金屬(或一種金屬與石墨)作電極(2)插入電解質(zhì)溶液里(3)形成閉合回路小結(jié): 原電池(電解質(zhì)溶液)負 極正 極e-(氧化反應(yīng))(還原反應(yīng))原電池電極反應(yīng)
36、方程式的書寫:1.先判斷正負極: 活潑金屬做負極,不活潑金屬或非金屬做正極2.負極: Mne- = Mn+3.正極:(1)在酸溶液中: 2H+ + 2e- =H2(析氫腐蝕)(2)在含不活潑金屬陽離子的鹽溶液中: Cu2+ + 2e- = Cu 或 Ag+ + e- =Ag (3)在中性或堿性溶液中(NaCl、NaOH): O2+ 2H2O + 4e- = 4OH (吸氧腐蝕)4.檢查: 正負電極得失電子守恒電子從負極(較活潑金屬)流向正極(較不活潑金屬或碳棒),負極發(fā)生氧化反應(yīng),正極發(fā)生還原反應(yīng)。4.半電池:包括電極材料和電解質(zhì)溶液,兩個隔離的半電池通過鹽橋連接起來。原電池正負極的判斷方法:
37、負極: (1)相對活潑的金屬(2)失電子,發(fā)生氧化反應(yīng)(3)質(zhì)量減少(4)電解質(zhì)溶液中陰離子的定向移動方向正極: (1)相對不活潑的金屬或非金屬(2)得電子,發(fā)生還原反應(yīng)(3)質(zhì)量增加或生成氣體(4)電解質(zhì)溶液中陽離子的定向移動方向二,化學電池:利用原電池原理制造的供電裝置一次電池不可充電電池如:干電池二次電池充電電池如:蓄電池燃料電池:燃料電池是利用氫氣、天然氣、甲醇等燃料與氧氣或空氣進行電化學反應(yīng)時釋放出來的化學能直接轉(zhuǎn)化成電能的一類原電池。書寫電極反應(yīng)式應(yīng)注意以下幾點:1電極反應(yīng)是一種離子反應(yīng),遵循書寫離子反應(yīng)的所有規(guī)則(如“拆”、“平”);2將兩極反應(yīng)的電子得失數(shù)配平后,相加得到總反應(yīng)
38、,總反應(yīng)減去一極反應(yīng)即得到另一極反應(yīng);3負極失電子所得氧化產(chǎn)物和正極得電子所得還原產(chǎn)物,與溶液的酸堿性有關(guān)如4價的C在酸性溶液中以CO2形式存在,在堿性溶液中以CO32形式存在);1、鹽橋的作用: 使Cl-向鋅鹽方向移動,K+向銅鹽方向移動,使Zn鹽和Cu鹽溶液一直保持電中性,從而使電子不斷從Zn極流向Cu極。n 這種裝置能將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?,稱為原電池(Primary Cell)鹽橋:在U型管中裝滿用飽和KCl溶液和瓊膠作成的凍膠。三,電解池:將電能轉(zhuǎn)化成化學能的裝置。電解池形成的條件:電解:在直流電作用下,在兩極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過程。電極名稱及判斷:陰極:與電源負極相連的一極
39、,物質(zhì)在該得到電子,發(fā)生還原反應(yīng),陽離子向陰極移動陽極:與電源正極相連的一極,物質(zhì)在該失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),陰離子向陽極移動離子的放電順序陽離子(在陰極): Ag+>Cu2+H+Na+ (離子得電子能力,氧化性減弱)陰離子(在陽極):金屬單質(zhì)(Pt、Au除外) Cl - OH -含氧酸根(失電子能力,還原性減弱).電解方程式的書寫規(guī)則(1)按得失電子數(shù)相等來配平電極方程式(2)若H+或OH-放電,電極方程式寫離子形式,電解方程式寫H2O(3)=上標明通電二字分析電解反應(yīng)的一般思路:明確溶液中存在哪些離子根據(jù)陽極氧化,陰極還原分析得出產(chǎn)物陰陽兩極附近有哪些離子完成下列溶液的電極反應(yīng)(以石
40、墨為電極電解)硫酸溶液: CuBr2溶液: KOH溶液: CuSO4溶液:用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律電解水型:含氧酸、強堿、活潑金屬的含氧酸鹽(如NaOH、H2SO4、K2SO4)的電解電解電解質(zhì)型:無氧酸、不活潑的無氧酸鹽(如HCl、CuCl2)溶液的電解電解質(zhì)和水同時被電解型A、放氫生堿型:活潑金屬的無氧酸鹽(如NaCl、MgBr2)溶液的電解B、放氧生酸型:不活潑金屬的含氧酸鹽(如CuSO4、AgNO3)溶液的電解陽極:2 CI- - 2e- = CI2 (氧化反應(yīng))陰極: Cu2+ + 2e- = Cu (還原反應(yīng))設(shè)計電池、金屬防腐裝置原電池電解池實例 &
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