化學(xué)選修4知識(shí)點(diǎn)精選
發(fā)布時(shí)間:2025-09-13 | 來源:互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)載和整理
對(duì)于化學(xué)的學(xué)習(xí),很多學(xué)生表示在課堂期間總是有很多難以理解的問題,但是在課余時(shí)間的時(shí)間很短,沒有時(shí)間去及時(shí)和老師請教,所以導(dǎo)致了化學(xué)科目積累的問題很多。并且積累在每堂課,越來越聽不懂老師講的相關(guān)內(nèi)容,那么化學(xué)選修4知識(shí)點(diǎn)主要包括什么?下面優(yōu)學(xué)小編和大家分享一下。
化學(xué)選修4知識(shí)點(diǎn)
能級(jí)交錯(cuò):由構(gòu)造原理可知,電子先進(jìn)入4s軌道,后進(jìn)入3d軌道,這種現(xiàn)象叫能級(jí)交錯(cuò)。
說明:構(gòu)造原理并不是說4s能級(jí)比3d能級(jí)能量低(實(shí)際上4s能級(jí)比3d能級(jí)能量高),而是指這樣順序填充電子可以使整個(gè)原子的能量最低。也就是說整個(gè)原子的能量不能機(jī)械地看做是各電子所處軌道的能量之和。
能量最低原理
現(xiàn)代物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論證實(shí),原子的電子排布遵循構(gòu)造原理能使整個(gè)原子的能量處于最低狀態(tài),簡稱能量最低原理。
構(gòu)造原理和能量最低原理是從整體角度考慮原子的能量高低,而不局限于某個(gè)能級(jí)。
泡利(不相容)原理:基態(tài)多電子原子中,不可能同時(shí)存在4個(gè)量子數(shù)完全相同的電子。換言之一個(gè)軌道里最多只能容納兩個(gè)電子,且電旋方向相反(用“↑↓”表示),這個(gè)原理稱為泡利(Pauli)原理。
洪特規(guī)則:當(dāng)電子排布在同一能級(jí)的不同軌道(能量相同)時(shí),總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道,而且自旋方向相同,這個(gè)規(guī)則叫洪特(Hund)規(guī)則。
洪特規(guī)則特例:當(dāng)p、d、f軌道填充的電子數(shù)為全空、半充滿或全充滿時(shí),原子處于較穩(wěn)定的狀態(tài)。即p0、d0、f0、p3、d5、f7、p6、d10、f14時(shí),是較穩(wěn)定狀態(tài)。
前36號(hào)元素中,全空狀態(tài)的有4Be2s22p0、12Mg3s23p0、20Ca4s23d0;半充滿狀態(tài)的有:7N2s22p3、15P3s23p3、24Cr3d54s1、25Mn3d54s2、33As4s24p3;全充滿狀態(tài)的有10Ne2s22p6、18Ar3s23p6、29Cu3d104s1、30Zn3d104s2、36Kr4s24p6。
基態(tài)原子核外電子排布的表示方法。
電子排布式
用數(shù)字在能級(jí)符號(hào)的右上角表明該能級(jí)上排布的電子數(shù),這就是電子排布式,例如K:
1、s22s22p63s23p64s1。
為了避免電子排布式書寫過于繁瑣,把內(nèi)層電子達(dá)到稀有氣體元素原子結(jié)構(gòu)的部分以相應(yīng)稀有氣體的元素符號(hào)外加方括號(hào)表示,例如K:[Ar]4s1。
電子排布圖(軌道表示式)。
每個(gè)方框或圓圈代表一個(gè)原子軌道,每個(gè)箭頭代表一個(gè)電子。
原子的電子構(gòu)型與周期的關(guān)系。
每周期第一種元素的最外層電子的排布式為ns1。每周期結(jié)尾元素的最外層電子排布式除He為1s2外,其余為ns2np6。He核外只有2個(gè)電子,只有1個(gè)s軌道,還未出現(xiàn)p軌道,所以第一周期結(jié)尾元素的電子排布跟其他周期不同。
一個(gè)能級(jí)組最多所容納的電子數(shù)等于一個(gè)周期所包含的元素種類。但一個(gè)能級(jí)組不一定全部是能量相同的能級(jí),而是能量相近的能級(jí)。
化學(xué)選修4知識(shí)點(diǎn)歸納是什么?
化學(xué)選修4知識(shí)點(diǎn)歸納:
1、吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)的區(qū)別:反應(yīng)是吸熱還是放熱與反應(yīng)的條件沒有必然的聯(lián)系,而決定于反應(yīng)物和生成物具有的總能量(或焓)的相對(duì)大小。
2、常見的放熱反應(yīng): 一切燃燒反應(yīng);活潑金屬與酸或水的反應(yīng);酸堿中和反應(yīng);鋁熱反應(yīng);大多數(shù)化合反應(yīng)(但有些化合反應(yīng)是吸熱反應(yīng),如:N2+O2=2NO,CO2+C=2CO等均為吸熱反應(yīng))。
3、常見的吸熱反應(yīng):大多數(shù)分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)等也是吸熱反應(yīng);水解反應(yīng)。
4、根據(jù)熱化學(xué)方程式計(jì)算,反應(yīng)熱與反應(yīng)物各物質(zhì)的物質(zhì)的量成正比。
5、根據(jù)反應(yīng)物和生成物的總能量計(jì)算。
6、根據(jù)鍵能計(jì)算 :ΔH=反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵能總和。
7、根據(jù)蓋斯定律計(jì)算 :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),而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。即如果一個(gè)反應(yīng)可以分步進(jìn)行,則各分步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和與該反應(yīng)一步完成時(shí)的反應(yīng)熱是相同的。
8、蓋斯定律的主要用途是用已知反應(yīng)的反應(yīng)熱來推知相關(guān)反應(yīng)的反應(yīng)熱。
9 、化學(xué)平衡狀態(tài):一定條件(恒溫、恒容或恒壓)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(包括反應(yīng)物和生成物)中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。
高中化學(xué)選修4知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
第1章、化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化
化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是反應(yīng)物化學(xué)鍵的斷裂和生成物化學(xué)鍵的形成,化學(xué)反應(yīng)過程中伴隨著能量的釋放或吸收。
一、化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)
1、化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱
(1)反應(yīng)熱的概念:
當(dāng)化學(xué)反應(yīng)在一定的溫度下進(jìn)行時(shí),反應(yīng)所釋放或吸收的熱量稱為該反應(yīng)在此溫度下的熱效應(yīng),簡稱反應(yīng)熱。用符號(hào)Q表示。
(2)反應(yīng)熱與吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)的關(guān)系。
Q>0時(shí),反應(yīng)為吸熱反應(yīng);Q<0時(shí),反應(yīng)為放熱反應(yīng)。
(3)反應(yīng)熱的測定
測定反應(yīng)熱的儀器為量熱計(jì),可測出反應(yīng)前后溶液溫度的變化,根據(jù)體系的熱容可計(jì)算出反應(yīng)熱,計(jì)算公式如下:
Q=-C(T2-T1)
式中C表示體系的熱容,T1、T2分別表示反應(yīng)前和反應(yīng)后體系的溫度。實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常測定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱。
2、化學(xué)反應(yīng)的焓變
(1)反應(yīng)焓變
物質(zhì)所具有的能量是物質(zhì)固有的性質(zhì),可以用稱為“焓”的物理量來描述,符號(hào)為H,單位為kJ·mol-1。
反應(yīng)產(chǎn)物的總焓與反應(yīng)物的總焓之差稱為反應(yīng)焓變,用ΔH表示。
(2)反應(yīng)焓變?chǔ)與反應(yīng)熱Q的關(guān)系。
對(duì)于等壓條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng),若反應(yīng)中物質(zhì)的能量變化全部轉(zhuǎn)化為熱能,則該反應(yīng)的反應(yīng)熱等于反應(yīng)焓變,其數(shù)學(xué)表達(dá)式為:Qp=ΔH=H(反應(yīng)產(chǎn)物)-H(反應(yīng)物)。
(3)反應(yīng)焓變與吸熱反應(yīng),放熱反應(yīng)的關(guān)系:
ΔH>0,反應(yīng)吸收能量,為吸熱反應(yīng)。
ΔH<0,反應(yīng)釋放能量,為放熱反應(yīng)。
(4)反應(yīng)焓變與熱化學(xué)方程式:
把一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)的變化和反應(yīng)焓變同時(shí)表示出來的化學(xué)方程式稱為熱化學(xué)方程式,如:H2(g)+O2(g)=H2O(l);ΔH(298K)=-285.8kJ·mol-1
書寫熱化學(xué)方程式應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
①化學(xué)式后面要注明物質(zhì)的聚集狀態(tài):固態(tài)(s)、液態(tài)(l)、氣態(tài)(g)、溶液(aq)。
②化學(xué)方程式后面寫上反應(yīng)焓變?chǔ),ΔH的單位是J·mol-1或 kJ·mol-1,且ΔH后注明反應(yīng)溫度。
③熱化學(xué)方程式中物質(zhì)的系數(shù)加倍,ΔH的數(shù)值也相應(yīng)加倍。
3、反應(yīng)焓變的計(jì)算
(1)蓋斯定律
對(duì)于一個(gè)化學(xué)反應(yīng),無論是一步完成,還是分幾步完成,其反應(yīng)焓變一樣,這一規(guī)律稱為蓋斯定律。
(2)利用蓋斯定律進(jìn)行反應(yīng)焓變的計(jì)算。
常見題型是給出幾個(gè)熱化學(xué)方程式,合并出題目所求的熱化學(xué)方程式,根據(jù)蓋斯定律可知,該方程式的ΔH為上述各熱化學(xué)方程式的ΔH的代數(shù)和。
(3)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓,ΔfHmθ計(jì)算反應(yīng)焓變?chǔ)。
對(duì)任意反應(yīng):aA+bB=cC+dD
ΔH=[cΔfHmθ(C)+dΔfHmθ(D)]-[aΔfHmθ(A)+bΔfHmθ(B)] 二、電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能——電解 1、電解的原理
(1)電解的概念:
在直流電作用下,電解質(zhì)在兩上電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過程叫做電解。電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置叫做電解池。
(2)電極反應(yīng):以電解熔融的NaCl為例:
陽極:與電源正極相連的電極稱為陽極,陽極發(fā)生氧化反應(yīng):2Cl-→Cl2↑+2e-。
陰極:與電源負(fù)極相連的電極稱為陰極,陰極發(fā)生還原反應(yīng):Na++e-→Na。
總方程式:2NaCl(熔)2Na+Cl2↑
2、電解原理的應(yīng)用
(1)電解食鹽水制備燒堿、氯氣和氫氣。
陽極:2Cl-→Cl2+2e-
陰極:2H++e-→H2↑
總反應(yīng):2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
(2)銅的電解精煉。
粗銅(含Zn、Ni、Fe、Ag、Au、Pt)為陽極,精銅為陰極,CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液。
陽極反應(yīng):Cu→Cu2++2e-,還發(fā)生幾個(gè)副反應(yīng)
Zn→Zn2++2e-;Ni→Ni2++2e-
Fe→Fe2++2e-
Au、Ag、Pt等不反應(yīng),沉積在電解池底部形成陽極泥。
陰極反應(yīng):Cu2++2e-→Cu
(3)電鍍:以鐵表面鍍銅為例
待鍍金屬Fe為陰極,鍍層金屬Cu為陽極,CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液。
陽極反應(yīng):Cu→Cu2++2e-
陰極反應(yīng): Cu2++2e-→Cu 三、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能——電池 1、原電池的工作原理
(1)原電池的概念:
把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置稱為原電池。
(2)Cu-Zn原電池的工作原理:
如圖為Cu-Zn原電池,其中Zn為負(fù)極,Cu為正極,構(gòu)成閉合回路后的現(xiàn)象是:Zn片逐漸溶解,Cu片上有氣泡產(chǎn)生,電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。該原電池反應(yīng)原理為:Zn失電子,負(fù)極反應(yīng)為:Zn→Zn2++2e-;Cu得電子,正極反應(yīng)為:2H++2e-→H2。電子定向移動(dòng)形成電流??偡磻?yīng)為:Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu。
(3)原電池的電能
若兩種金屬做電極,活潑金屬為負(fù)極,不活潑金屬為正極;若一種金屬和一種非金屬做電極,金屬為負(fù)極,非金屬為正極。
2、化學(xué)電源
(1)鋅錳干電池
負(fù)極反應(yīng):Zn→Zn2++2e-;
正極反應(yīng):2NH4++2e-→2NH3+H2;
(2)鉛蓄電池
負(fù)極反應(yīng):Pb+SO42-PbSO4+2e-
正極反應(yīng):PbO2+4H++SO42-+2e-PbSO4+2H2O
放電時(shí)總反應(yīng):Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。
充電時(shí)總反應(yīng):2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4。
(3)氫氧燃料電池
負(fù)極反應(yīng):2H2+4OH-→4H2O+4e-
正極反應(yīng):O2+2H2O+4e-→4OH-
電池總反應(yīng):2H2+O2=2H2O 3、金屬的腐蝕與防護(hù)
(1)金屬腐蝕
金屬表面與周圍物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或因電化學(xué)作用而遭到破壞的過程稱為金屬腐蝕。
(2)金屬腐蝕的電化學(xué)原理。
生鐵中含有碳,遇有雨水可形成原電池,鐵為負(fù)極,電極反應(yīng)為:Fe→Fe2++2e-。水膜中溶解的氧氣被還原,正極反應(yīng)為:O2+2H2O+4e-→4OH-,該腐蝕為“吸氧腐蝕”,總反應(yīng)為:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2,F(xiàn)e(OH)2又立即被氧化:4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,F(xiàn)e(OH)3分解轉(zhuǎn)化為鐵銹。若水膜在酸度較高的環(huán)境下,正極反應(yīng)為:2H++2e-→H2↑,該腐蝕稱為“析氫腐蝕”。
(3)金屬的防護(hù)
金屬處于干燥的環(huán)境下,或在金屬表面刷油漆、陶瓷、瀝青、塑料及電鍍一層耐腐蝕性強(qiáng)的金屬防護(hù)層,破壞原電池形成的條件。從而達(dá)到對(duì)金屬的防護(hù);也可以利用原電池原理,采用犧牲陽極保**。也可以利用電解原理,采用外加電流陰極保**。 第2章、化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率(1、2節(jié))
原電池的反應(yīng)都是自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng),電解池的反應(yīng)很多不是自發(fā)進(jìn)行的,如何判定反應(yīng)是否自發(fā)進(jìn)行呢? 一、化學(xué)反應(yīng)的方向 1、反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向
放熱反應(yīng)多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行,即ΔH<0的反應(yīng)大多能自發(fā)進(jìn)行。有些吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行。如NH4HCO3與CH3COOH的反應(yīng)。有些吸熱反應(yīng)室溫下不能進(jìn)行,但在較高溫度下能自發(fā)進(jìn)行,如CaCO3高溫下分解生成CaO、CO2。
2、反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向
熵是描述體系混亂度的概念,熵值越大,體系混亂度越大。反應(yīng)的熵變?chǔ)為反應(yīng)產(chǎn)物總熵與反應(yīng)物總熵之差。產(chǎn)生氣體的反應(yīng)為熵增加反應(yīng),熵增加有利于反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行。
3、焓變與熵變對(duì)反應(yīng)方向的共同影響
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。
在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下,自發(fā)反應(yīng)總是向ΔH-TΔS<0的方向進(jìn)行,直至平衡狀態(tài)。 二、化學(xué)反應(yīng)的限度 1、化學(xué)平衡常數(shù)
(1)對(duì)達(dá)到平衡的可逆反應(yīng),生成物濃度的系數(shù)次方的乘積與反應(yīng)物濃度的系數(shù)次方的乘積之比為一常數(shù),該常數(shù)稱為化學(xué)平衡常數(shù),用符號(hào)K表示 。
(2)平衡常數(shù)K的大小反映了化學(xué)反應(yīng)可能進(jìn)行的程度(即反應(yīng)限度),平衡常數(shù)越大,說明反應(yīng)可以進(jìn)行得越完全。
(3)平衡常數(shù)表達(dá)式與化學(xué)方程式的書寫方式有關(guān)。對(duì)于給定的可逆反應(yīng),正逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)。
(4)借助平衡常數(shù),可以判斷反應(yīng)是否到平衡狀態(tài):當(dāng)反應(yīng)的濃度商Qc與平衡常數(shù)Kc相等時(shí),說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。
2、反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率
(1)平衡轉(zhuǎn)化率是用轉(zhuǎn)化的反應(yīng)物的濃度與該反應(yīng)物初始濃度的比值來表示。如反應(yīng)物A的平衡轉(zhuǎn)化率的表達(dá)式為:
α(A)=
(2)平衡正向移動(dòng)不一定使反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率提高。提高一種反應(yīng)物的濃度,可使另一反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率提高。
(3)平衡常數(shù)與反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率之間可以相互計(jì)算。
3、反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)平衡的影響
(1)溫度的影響
升高溫度使化學(xué)平衡向吸熱方向移動(dòng);降低溫度使化學(xué)平衡向放熱方向移動(dòng)。溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響是通過改變平衡常數(shù)實(shí)現(xiàn)的。
(2)濃度的影響
增大生成物濃度或減小反應(yīng)物濃度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng);增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。
溫度一定時(shí)改變濃度能引起平衡移動(dòng),但平衡常數(shù)不變。化工生產(chǎn)中常通過增加某一價(jià)廉易得的反應(yīng)物濃度,來提高另一昂貴的反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。
(3)壓強(qiáng)的影響
ΔVg=0的反應(yīng),改變壓強(qiáng),化學(xué)平衡狀態(tài)不變。
ΔVg≠0的反應(yīng),增大壓強(qiáng),化學(xué)平衡向氣態(tài)物質(zhì)體積減小的方向移動(dòng)。
(4)勒夏特列原理
由溫度、濃度、壓強(qiáng)對(duì)平衡移動(dòng)的影響可得出勒夏特列原理:如果改變影響平衡的一個(gè)條件(濃度、壓強(qiáng)、溫度等)平衡向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。 【例題分析】
例1、已知下列熱化學(xué)方程式:
(1)Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=-25kJ/mol
(2)3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH=-47kJ/mol
(3)Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) ΔH=+19kJ/mol
寫出FeO(s)被CO還原成Fe和CO2的熱化學(xué)方程式 。
解析:依據(jù)蓋斯定律:化學(xué)反應(yīng)不管是一步完成還是分幾步完成,其反應(yīng)熱是相同的。我們可從題目中所給的有關(guān)方程式進(jìn)行分析:從方程式(3)與方程式(1)可以看出有我們需要的有關(guān)物質(zhì),但方程式(3)必須通過方程式(2)有關(guān)物質(zhì)才能和方程式(1)結(jié)合在一起。
將方程式(3)×2+方程式(2);可表示為(3)×2+(2)
得:2Fe3O4(s)+2CO(g)+3Fe2O3(s)+CO(g)=6FeO(s)+2CO2(g)+2Fe3O4(s)+CO2(g);ΔH=+19kJ/mol×2+(-47kJ/mol)
整理得方程式(4):Fe2O3(s)+CO(g)=2FeO(s)+CO2(g);ΔH=-3kJ/mol
將(1)-(4)得2CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)-2FeO(s)-CO2(g);ΔH=-25kJ/mol-(-3kJ/mol)
整理得:FeO(s)+CO(s)=Fe(s)+CO2(g);ΔH=-11kJ/mol
答案:FeO(s)+CO(s)=Fe(s)+CO2(g);ΔH=-11kJ/mol 例2、熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率,因而得到重視,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作用電解質(zhì),CO為陽極燃?xì)?,空氣與CO2的混合氣體為陰極助燃?xì)?,制得?50℃下工作的燃料電池,完成有關(guān)的電池反應(yīng)式:
陽極反應(yīng)式:2CO+2CO32-→4CO2+4e-
陰極反應(yīng)式: ;
總電池反應(yīng)式: 。
解析: 作為燃料電池,總的效果就是把燃料進(jìn)行燃燒。本題中CO為還原劑,空氣中O2為氧化劑,電池總反應(yīng)式為:2CO+O2=2CO2。用總反應(yīng)式減去電池負(fù)極(即題目指的陽極)反應(yīng)式,就可得到電池正極(即題目指的陰極)反應(yīng)式:O2+2CO2+4e-=2CO32- 。
答案:O2+2CO2+4e-=2CO32-;
2、CO+O2=2CO2例3、下列有關(guān)反應(yīng)的方向說法中正確的是( )
A、放熱的自發(fā)過程都是熵值減小的過程。
B、吸熱的自發(fā)過程常常是熵值增加的過程。
C、水自發(fā)地從高處流向低處,是趨向能量最低狀態(tài)的傾向。
D、只根據(jù)焓變來判斷化學(xué)反應(yīng)的方向是可以的。
解析:放熱的自發(fā)過程可能使熵值減小、增加或無明顯變化,故A錯(cuò)誤。只根據(jù)焓變來判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向是片面的,要用能量判據(jù)、熵判據(jù)組成的復(fù)合判據(jù)來判斷,D錯(cuò)誤。水自發(fā)地從高處流向低處,是趨向能量最低狀態(tài)的傾向是正確的。有些吸熱反應(yīng)也可以自發(fā)進(jìn)行。如在25℃和1.01×105Pa時(shí),2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g);ΔH=56.7kJ/mol,(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g);ΔH=74.9kJ/mol,上述兩個(gè)反應(yīng)都是吸熱反應(yīng),又都是熵增的反應(yīng),所以B也正確。
答案:BC。 化學(xué)反應(yīng)原理復(fù)習(xí)(二)
【知識(shí)講解】 第2章、第3、4節(jié)
一、化學(xué)反應(yīng)的速率 1、化學(xué)反應(yīng)是怎樣進(jìn)行的
(1)基元反應(yīng):能夠一步完成的反應(yīng)稱為基元反應(yīng),大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)都是分幾步完成的。
(2)反應(yīng)歷程:平時(shí)寫的化學(xué)方程式是由幾個(gè)基元反應(yīng)組成的總反應(yīng)??偡磻?yīng)中用基元反應(yīng)構(gòu)成的反應(yīng)序列稱為反應(yīng)歷程,又稱反應(yīng)機(jī)理。
(3)不同反應(yīng)的反應(yīng)歷程不同。同一反應(yīng)在不同條件下的反應(yīng)歷程也可能不同,反應(yīng)歷程的差別又造成了反應(yīng)速率的不同。
2、化學(xué)反應(yīng)速率
(1)概念:
單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物的減小量或生成物的增加量可以表示反應(yīng)的快慢,即反應(yīng)的速率,用符號(hào)v表示。
(2)表達(dá)式:
(3)特點(diǎn)
對(duì)某一具體反應(yīng),用不同物質(zhì)表示化學(xué)反應(yīng)速率時(shí)所得的數(shù)值可能不同,但各物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的系數(shù)之比。
3、濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響
(1)反應(yīng)速率常數(shù)(K)
反應(yīng)速率常數(shù)(K)表示單位濃度下的化學(xué)反應(yīng)速率,通常,反應(yīng)速率常數(shù)越大,反應(yīng)進(jìn)行得越快。反應(yīng)速率常數(shù)與濃度無關(guān),受溫度、催化劑、固體表面性質(zhì)等因素的影響。
(2)濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響
增大反應(yīng)物濃度,正反應(yīng)速率增大,減小反應(yīng)物濃度,正反應(yīng)速率減小。
增大生成物濃度,逆反應(yīng)速率增大,減小生成物濃度,逆反應(yīng)速率減小。
(3)壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響
壓強(qiáng)只影響氣體,對(duì)只涉及固體、液體的反應(yīng),壓強(qiáng)的改變對(duì)反應(yīng)速率幾乎無影響。
壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響,實(shí)際上是濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響,因?yàn)閴簭?qiáng)的改變是通過改變?nèi)萜魅莘e引起的。壓縮容器容積,氣體壓強(qiáng)增大,氣體物質(zhì)的濃度都增大,正、逆反應(yīng)速率都增加;增大容器容積,氣體壓強(qiáng)減?。粴怏w物質(zhì)的濃度都減小,正、逆反應(yīng)速率都減小。
4、溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
(1)經(jīng)驗(yàn)公式
阿倫尼烏斯總結(jié)出了反應(yīng)速率常數(shù)與溫度之間關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)公式:
式中A為比例系數(shù),e為自然對(duì)數(shù)的底,R為摩爾氣體常數(shù)量,Ea為活化能。
由公式知當(dāng)Ea>0時(shí),升高溫度,反應(yīng)速率常數(shù)增大,化學(xué)反應(yīng)速率也隨之增大??芍獪囟葘?duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響與活化能有關(guān)。
(2)活化能Ea。
活化能Ea是活化分子的平均能量與反應(yīng)物分子平均能量之差。不同反應(yīng)的活化能不同,有的相差很大?;罨?Ea值越大,改變溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響越大。
5、催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
(1)催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的規(guī)律:
催化劑大多能加快反應(yīng)速率,原因是催化劑能通過參加反應(yīng),改變反應(yīng)歷程,降低反應(yīng)的活化能來有效提高反應(yīng)速率。
(2)催化劑的特點(diǎn):
催化劑能加快反應(yīng)速率而在反應(yīng)前后本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變。
催化劑具有選擇性。
催化劑不能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù),不引起化學(xué)平衡的移動(dòng),不能改變平衡轉(zhuǎn)化率。 二、化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化——工業(yè)合成氨 1、合成氨反應(yīng)的限度
合成氨反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng),同時(shí)也是氣體物質(zhì)的量減小的熵減反應(yīng),故降低溫度、增大壓強(qiáng)將有利于化學(xué)平衡向生成氨的方向移動(dòng)。
2、合成氨反應(yīng)的速率
(1)高壓既有利于平衡向生成氨的方向移動(dòng),又使反應(yīng)速率加快,但高壓對(duì)設(shè)備的要求也高,故壓強(qiáng)不能特別大。
(2)反應(yīng)過程中將氨從混合氣中分離出去,能保持較高的反應(yīng)速率。
(3)溫度越高,反應(yīng)速率進(jìn)行得越快,但溫度過高,平衡向氨分解的方向移動(dòng),不利于氨的合成。
(4)加入催化劑能大幅度加快反應(yīng)速率。
3、合成氨的適宜條件
在合成氨生產(chǎn)中,達(dá)到高轉(zhuǎn)化率與高反應(yīng)速率所需要的條件有時(shí)是矛盾的,故應(yīng)該尋找以較高反應(yīng)速率并獲得適當(dāng)平衡轉(zhuǎn)化率的反應(yīng)條件:一般用鐵做催化劑 ,控制反應(yīng)溫度在700K左右,壓強(qiáng)范圍大致在1×107Pa~1×108Pa 之間,并采用N2與H2分壓為1∶2.8的投料比。 第3章、物質(zhì)在水溶液中的行為 一、水溶液 1、水的電離
H2OH++OH-
水的離子積常數(shù)KW=[H+][OH-],25℃時(shí),KW=1.0×10-14mol2·L-2。溫度升高有利于水的電離, KW增大。
2、溶液的酸堿度
室溫下中性溶液:[H+]=[OH-]=1.0×10-7mol·L-1,pH=7
酸性溶液:[H+]>[OH-],[ H+]>1.0×10-7mol·L-1,pH<7
堿性溶液:[H+]<[OH-],[OH-]>1.0×10-7mol·L-1,pH>7 3、電解質(zhì)在水溶液中的存在形態(tài)
(1)強(qiáng)電解質(zhì)
強(qiáng)電解質(zhì)是在稀的水溶液中完全電離的電解質(zhì),強(qiáng)電解質(zhì)在溶液中以離子形式存在,主要包括強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和絕大多數(shù)鹽,書寫電離方程式時(shí)用“=”表示。
(2)弱電解質(zhì)
在水溶液中部分電離的電解質(zhì),在水溶液中主要以分子形態(tài)存在,少部分以離子形態(tài)存在,存在電離平衡,主要包括弱酸、弱堿、水及極少數(shù)鹽,書寫電離方程式時(shí)用“ ”表示。 二、弱電解質(zhì)的電離及鹽類水解 1、弱電解質(zhì)的電離平衡。
(1)電離平衡常數(shù)
在一定條件下達(dá)到電離平衡時(shí),弱電解質(zhì)電離形成的各種離子濃度的乘積與溶液中未電離的分子濃度之比為一常數(shù),叫電離平衡常數(shù)。
弱酸的電離平衡常數(shù)越大,達(dá)到電離平衡時(shí),電離出的H+越多。多元弱酸分步電離,且每步電離都有各自的電離平衡常數(shù),以第一步電離為主。
(2)影響電離平衡的因素,以CH3COOHCH3COO-+H+為例。
加水、加冰醋酸,加堿、升溫,使CH3COOH的電離平衡正向移動(dòng),加入CH3COONa固體,加入濃鹽酸,降溫使CH3COOH電離平衡逆向移動(dòng)。
2、鹽類水解
(1)水解實(shí)質(zhì)
鹽溶于水后電離出的離子與水電離的H+或OH-結(jié)合生成弱酸或弱堿,從而打破水的電離平衡,使水繼續(xù)電離,稱為鹽類水解。
(2)水解類型及規(guī)律
①強(qiáng)酸弱堿鹽水解顯酸性。
NH4Cl+H2ONH3·H2O+HCl
②強(qiáng)堿弱酸鹽水解顯堿性。
CH3COONa+H2OCH3COOH+NaOH
③強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽不水解。
④弱酸弱堿鹽雙水解。
Al2S3+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2S↑
(3)水解平衡的移動(dòng)
加熱、加水可以促進(jìn)鹽的水解,加入酸或堿能抑止鹽的水解,另外弱酸根陰離子與弱堿陽離子相混合時(shí)相互促進(jìn)水解。 三、沉淀溶解平衡 1、沉淀溶解平衡與溶度積
(1)概念
當(dāng)固體溶于水時(shí),固體溶于水的速率和離子結(jié)合為固體的速率相等時(shí),固體的溶解與沉淀的生成達(dá)到平衡狀態(tài),稱為沉淀溶解平衡。其平衡常數(shù)叫做溶度積常數(shù),簡稱溶度積,用Ksp表示。
PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)
Ksp=[Pb2+][I-]2=7.1×10-9mol3·L-3
(2)溶度積Ksp的特點(diǎn)
Ksp只與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān),與沉淀的量無關(guān),且溶液中離子濃度的變化能引起平衡移動(dòng),但并不改變?nèi)芏确e。
Ksp反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力。
2、沉淀溶解平衡的應(yīng)用
(1)沉淀的溶解與生成
根據(jù)濃度商Qc與溶度積Ksp的大小比較,規(guī)則如下:
Qc=Ksp時(shí),處于沉淀溶解平衡狀態(tài)。
Qc>Ksp時(shí),溶液中的離子結(jié)合為沉淀至平衡。
Qc<Ksp時(shí),體系中若有足量固體,固體溶解至平衡。
(2)沉淀的轉(zhuǎn)化
根據(jù)溶度積的大小,可以將溶度積大的沉淀可轉(zhuǎn)化為溶度積更小的沉淀,這叫做沉淀的轉(zhuǎn)化。沉淀轉(zhuǎn)化實(shí)質(zhì)為沉淀溶解平衡的移動(dòng)。 四、離子反應(yīng) 1、離子反應(yīng)發(fā)生的條件
(1)生成沉淀
既有溶液中的離子直接結(jié)合為沉淀,又有沉淀的轉(zhuǎn)化。
(2)生成弱電解質(zhì)
主要是H+與弱酸根生成弱酸,或OH-與弱堿陽離子生成弱堿,或H+與OH-生成H2O。
(3)生成氣體
生成弱酸時(shí),很多弱酸能分解生成氣體。
(4)發(fā)生氧化還原反應(yīng)
強(qiáng)氧化性的離子與強(qiáng)還原性離子易發(fā)生氧化還原反應(yīng),且大多在酸性條件下發(fā)生。
2、離子反應(yīng)能否進(jìn)行的理論判據(jù)
(1)根據(jù)焓變與熵變判據(jù)
對(duì)ΔH-TΔS<0的離子反應(yīng),室溫下都能自發(fā)進(jìn)行。
(2)根據(jù)平衡常數(shù)判據(jù)
離子反應(yīng)的平衡常數(shù)很大時(shí),表明反應(yīng)的趨勢很大。
3、離子反應(yīng)的應(yīng)用
(1)判斷溶液中離子能否大量共存
相互間能發(fā)生反應(yīng)的離子不能大量共存,注意題目中的隱含條件。
(2)用于物質(zhì)的定性檢驗(yàn)
根據(jù)離子的特性反應(yīng),主要是沉淀的顏色或氣體的生成,定性檢驗(yàn)特征性離子。
(3)用于離子的定量計(jì)算
常見的有酸堿中和滴定法、氧化還原滴定法。
(4)生活中常見的離子反應(yīng)。
硬水的形成及軟化涉及到的離子反應(yīng)較多,主要有:
Ca2+、Mg2+的形成。
CaCO3+CO2+H2O=Ca2++2HCO3-
MgCO3+CO2+H2O=Mg2++2HCO3-
加熱煮沸法降低水的硬度:
Ca2++2HCO3-CaCO3↓+CO2↑+H2O
Mg2++2HCO3-MgCO3↓+CO2↑+H2O
或加入Na2CO3軟化硬水:
Ca2++CO32-=CaCO3↓,Mg2++CO32-=MgCO3↓
我有word文檔,方便的話我可以發(fā)給你
人教版化學(xué)選修四重要知識(shí)點(diǎn)
第四章電化學(xué)基礎(chǔ)
第一節(jié)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——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:化學(xué)電池、太陽能電池、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:一次電池、二次電池、燃料電池
一、一次電池:常見一次電池: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++
陽極:PbSO4+2e?=Pb+
兩式可以寫成一個(gè)可逆反應(yīng):PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4↓+2H2O
3、目前已開發(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負(fù)極:O2+2H2O+4e?=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--8?e?=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)通過電解質(zhì)溶液而在陰陽兩極引起氧化還原反應(yīng)(被動(dòng)的不是自發(fā)的)的過程
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)陽極—(電源)正極
5、電極名稱及反應(yīng):
陽極: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)電過程,就是電解質(zhì)溶液的電解過程
☆規(guī)律總結(jié):電解反應(yīng)離子方程式書寫:
陽離子放電順序: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,若陽極材料為活性電極(Fe、Cu)等金屬,則陽極反應(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)陰陽離子的放電順序,依據(jù)陽氧陰還的規(guī)律來書寫電極反應(yīng)式。
電解質(zhì)水溶液點(diǎn)解產(chǎn)物的規(guī)律
類型電極反應(yīng)特點(diǎn)實(shí)例電解對(duì)象電解質(zhì)濃度pH電解質(zhì)溶液復(fù)原
分解電解質(zhì)型電解質(zhì)電離出的陰陽離子分別在兩極放電HCl電解質(zhì)減小增大HCl
CuCl2---CuCl2
放H2生成堿型陰極:水放H2生堿
陽極:電解質(zhì)陰離子放電NaCl電解質(zhì)和水生成新電解質(zhì)增大HCl
放氧生酸型陰極:電解質(zhì)陽離子放電
陽極:水放O2生酸CuSO4電解質(zhì)和水生成新電解質(zhì)減小氧化銅
電解水型陰極:4H++4e-==2H2↑
陽極:4OH--4e-=O2↑+2H2ONaOH水增大增大水
H2SO4減小
Na2SO4不變
上述四種類型電解質(zhì)分類:
(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:無氧酸,不活潑金屬的無氧酸鹽(氟化物除外)
(3)放氫生堿型:活潑金屬的無氧酸鹽
(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:
陽極:鍍層金屬,失去電子,成為離子進(jìn)入溶液;M—ne—==Mn+
陰極:待鍍金屬(鍍件):溶液中的金屬離子得到電子,成為金屬原子,附著在金屬表面
Mn++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:陽極:粗銅;陰極:純銅電解質(zhì)溶液:硫酸銅
2、電冶金
(1)電冶金:使礦石中的金屬陽離子獲得電子,從它們的化合物中還原出來用于冶煉活潑金屬,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。
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☆原電池,電解池,電鍍池的比較
性質(zhì)類別
原電池電解池電鍍池
定義
(裝置特點(diǎn))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
反應(yīng)特征自發(fā)反應(yīng)非自發(fā)反應(yīng)非自發(fā)反應(yīng)
裝置特征無電源,兩級(jí)材料不同有電源,兩級(jí)材料可同可不同有電源
形成條件活動(dòng)性不同的兩極
電解質(zhì)溶液
形成閉合回路兩電極連接直流電源
兩電極插入電解質(zhì)溶液
形成閉合回路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
電極名稱負(fù)極:較活潑金屬
正極:較不活潑金屬(能導(dǎo)電非金屬)陽極:與電源正極相連
陰極:與電源負(fù)極相連名稱同電解,但有限制條件
陽極:必須是鍍層金屬
陰極:鍍件
電極反應(yīng)負(fù)極:氧化反應(yīng),金屬失去電子
正極:還原反應(yīng),溶液中的陽離子的電子或者氧氣得電子(吸氧腐蝕)陽極:氧化反應(yīng),溶液中的陰離子失去電子,或電極金屬失電子
陰極:還原反應(yīng),溶液中的陽離子得到電子
陽極:金屬電極失去電子
陰極:電鍍液中陽離子得到電子
電子流向負(fù)極→正極電源負(fù)極→陰極
電源正極→陽極同電解池
溶液中帶電粒子的移動(dòng)陽離子向正極移動(dòng)
陰離子向負(fù)極移動(dòng)陽離子向陰極移動(dòng)
陰離子向陽極移動(dòng)同電解池
聯(lián)系在兩極上都發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)
☆☆原電池與電解池的極的得失電子聯(lián)系圖:
陽極(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程
(3)金屬腐蝕的分類:
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。
化學(xué)腐蝕與電化腐蝕的比較
電化腐蝕化學(xué)腐蝕
條件不純金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸金屬與非電解質(zhì)直接接觸
現(xiàn)象有微弱的電流產(chǎn)生無電流產(chǎn)生
本質(zhì)較活潑的金屬被氧化的過程金屬被氧化的過程
關(guān)系化學(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:
析氫腐蝕——腐蝕過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=2Fe(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?xH2O(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**>犧牲負(fù)極的正極保**>有一般防腐條件的腐蝕>無防腐條件的腐蝕
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)犧牲陽極的陰極保**
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**
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:電鍍、油漆、涂油脂、表面鈍化等
高中化學(xué)必修四知識(shí)點(diǎn)
高中化學(xué)必修四知識(shí)點(diǎn)大全
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>放熱)△H 為“+”或△H >0
☆ 常見的放熱反應(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
☆ 常見的吸熱反應(yīng):① 晶體Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl② 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 書寫化學(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。 ※注意以下幾點(diǎn): ①研究條件:
101 kPa
②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、 mol
④研究內(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/mol
3.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:單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)濃度的減少或生成物濃度的增加來表示
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
2.
※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)
(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)_
高中化學(xué)選修四篇二: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>放熱)△H 為“+”或△H >0
☆ 常見的.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 書寫化學(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。
※注意以下幾點(diǎn): ①研究條件:
101 kPa
②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、 mol ④研究內(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/mol
3.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:單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)濃度的減少或生成物濃度的增加來表示
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
※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)
(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)平衡互稱為等效平衡。
2、分類
(1)定溫,定容條件下的等效平衡
第一類: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)的量與原來相同。 第二類: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)?;旌臀镂镔|(zhì)
強(qiáng)電解質(zhì): 強(qiáng)酸,強(qiáng)堿,大多數(shù)鹽 。如HCl、NaOH、NaCl、BaSO4
純凈物
弱電解質(zhì): 弱酸,弱堿,極少數(shù)鹽,水 。如HClO、NH3·H2O、Cu(OH)2、H2O
化合物
非電解質(zhì):非金屬氧化物,大部分有機(jī)物。如SO3、CO2、C6H12O6、CCl4、CH2=CH2
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??;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、電離方程式的書寫:用可逆符號(hào)弱酸的電離要分布寫(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:ABA+BKi=[ A][ B]/[AB]
11、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 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--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。
高中化學(xué)選修四篇三:高中化學(xué)選修4知識(shí)點(diǎn)分類總結(jié)
化學(xué)選修4化學(xué)反應(yīng)與原理
章節(jié)知識(shí)點(diǎn)梳理
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
☆ 常見的吸熱反應(yīng):① 晶體Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl② 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
書寫化學(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。
※注意以下幾點(diǎn):
①研究條件:
101 kPa
②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、 mol
④研究內(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/mol
3.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:單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)濃度的減少或生成物濃度的增加來表示
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
2.
※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)。