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文檔簡介
1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上高中化學(xué)必修2知識(shí)點(diǎn)歸納總結(jié) 第一單元 原子核外電子排布與元素周期律一、原子結(jié)構(gòu)質(zhì)子(Z個(gè))原子核 注意:中子(N個(gè)) 質(zhì)量數(shù)(A)質(zhì)子數(shù)(Z)中子數(shù)(N)Z1.原子數(shù) A X 原子序數(shù)=核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=原子的核外電子核外電子(Z個(gè))熟背前20號(hào)元素,熟悉120號(hào)元素原子核外電子的排布:H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca2.原子核外電子的排布規(guī)律:電子總是盡先排布在能量最低的電子層里;各電子層最多容納的電子數(shù)是2n2;最外層電子數(shù)不超過8個(gè)(K層為最外層不超過2個(gè)),次外層不超過18個(gè),倒數(shù)第三層電子
2、數(shù)不超過32個(gè)。電子層: 一(能量最低) 二 三 四 五 六 七對(duì)應(yīng)表示符號(hào): K L M N O P Q3.元素、核素、同位素元素:具有相同核電荷數(shù)的同一類原子的總稱。核素:具有一定數(shù)目的質(zhì)子和一定數(shù)目的中子的一種原子。同位素:質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的不同原子互稱為同位素。(對(duì)于原子來說)二、元素周期表1.編排原則:按原子序數(shù)遞增的順序從左到右排列將電子層數(shù)相同的各元素從左到右排成一橫行。(周期序數(shù)原子的電子層數(shù))把最外層電子數(shù)相同的元素按電子層數(shù)遞增的順序從上到下排成一縱行。主族序數(shù)原子最外層電子數(shù)2.結(jié)構(gòu)特點(diǎn):核外電子層數(shù) 元素種類第一周期 1 2種元素短周期 第二周期 2 8
3、種元素周期 第三周期 3 8種元素元 (7個(gè)橫行) 第四周期 4 18種元素素 (7個(gè)周期) 第五周期 5 18種元素周 長周期 第六周期 6 32種元素期 第七周期 7 未填滿(已有26種元素)表 主族:AA共7個(gè)主族族 副族:BB、BB,共7個(gè)副族(18個(gè)縱行) 第族:三個(gè)縱行,位于B和B之間(16個(gè)族) 零族:稀有氣體三、元素周期律1.元素周期律:元素的性質(zhì)(核外電子排布、原子半徑、主要化合價(jià)、金屬性、非金屬性)隨著核電荷數(shù)的遞增而呈周期性變化的規(guī)律。元素性質(zhì)的周期性變化實(shí)質(zhì)是元素原子核外電子排布的周期性變化的必然結(jié)果。2.同周期元素性質(zhì)遞變規(guī)律第三周期元素11Na12Mg13Al14S
4、i15P16S17Cl18Ar(1)電子排布電子層數(shù)相同,最外層電子數(shù)依次增加(2)原子半徑原子半徑依次減小(3)主要化合價(jià)12344536271(4)金屬性、非金屬性金屬性減弱,非金屬性增加(5)單質(zhì)與水或酸置換難易冷水劇烈熱水與酸快與酸反應(yīng)慢(6)氫化物的化學(xué)式SiH4PH3H2SHCl(7)與H2化合的難易由難到易(8)氫化物的穩(wěn)定性穩(wěn)定性增強(qiáng)(9)最高價(jià)氧化物的化學(xué)式Na2OMgOAl2O3SiO2P2O5SO3Cl2O7最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物(10)化學(xué)式NaOHMg(OH)2Al(OH)3H2SiO3H3PO4H2SO4HClO4(11)酸堿性強(qiáng)堿中強(qiáng)堿兩性氫氧化物弱酸中強(qiáng)酸強(qiáng)酸很
5、強(qiáng)的酸(12)變化規(guī)律堿性減弱,酸性增強(qiáng)第A族堿金屬元素:Li Na K Rb Cs Fr(Fr是金屬性最強(qiáng)的元素,位于周期表左下方)第A族鹵族元素:F Cl Br I At (F是非金屬性最強(qiáng)的元素,位于周期表右上方)判斷元素金屬性和非金屬性強(qiáng)弱的方法:(1)金屬性強(qiáng)(弱)單質(zhì)與水或酸反應(yīng)生成氫氣容易(難);氫氧化物堿性強(qiáng)(弱);相互置換反應(yīng)(強(qiáng)制弱)FeCuSO4FeSO4Cu。(2)非金屬性強(qiáng)(弱)單質(zhì)與氫氣易(難)反應(yīng);生成的氫化物穩(wěn)定(不穩(wěn)定);最高價(jià)氧化物的水化物(含氧酸)酸性強(qiáng)(弱);相互置換反應(yīng)(強(qiáng)制弱)2NaBrCl22NaClBr2。()同周期比較:金屬性:NaMgAl與酸
6、或水反應(yīng):從易難堿性:NaOHMg(OH)2Al(OH)3 非金屬性:SiPSCl單質(zhì)與氫氣反應(yīng):從難易氫化物穩(wěn)定性:SiH4PH3H2SHCl酸性(含氧酸):H2SiO3H3PO4H2SO4HClO4 ()同主族比較:金屬性:LiNaKRbCs(堿金屬元素)與酸或水反應(yīng):從難易堿性:LiOHNaOHKOHRbOHCsOH非金屬性:FClBrI(鹵族元素)單質(zhì)與氫氣反應(yīng):從易難氫化物穩(wěn)定:HFHClHBrHI()金屬性:LiNaKRbCs還原性(失電子能力):LiNaKRbCs氧化性(得電子能力):LiNaKRbCs非金屬性:FClBrI氧化性:F2Cl2Br2I2還原性:FClBrI酸性(無
7、氧酸):HFHClHBrHI比較粒子(包括原子、離子)半徑的方法(“三看”):(1)先比較電子層數(shù),電子層數(shù)多的半徑大。(2)電子層數(shù)相同時(shí),再比較核電荷數(shù),核電荷數(shù)多的半徑反而小。元素周期表的應(yīng)用1、元素周期表中共有個(gè) 7 周期, 3 是短周期, 3 是長周期。其中第 7 周期也被稱為不完全周期。2、在元素周期表中, A-A 是主族元素,主族和0族由短周期元素、 長周期元素 共同組成。 B -B 是副族元素,副族元素完全由長周期元素 構(gòu)成。3、元素所在的周期序數(shù)= 電子層數(shù) ,主族元素所在的族序數(shù)= 最外層電子數(shù),元素周期表是元素周期律的具體表現(xiàn)形式。在同一周期中,從左到右,隨著核電荷數(shù)的遞
8、增,原子半徑逐漸減小,原子核對(duì)核外電子的吸引能力逐漸增強(qiáng),元素的金屬性逐漸減弱,非金屬性逐漸增強(qiáng) 。在同一主族中,從上到下,隨著核電荷數(shù)的遞增,原子半徑逐漸增大 ,電子層數(shù)逐漸增多,原子核對(duì)外層電子的吸引能力逐漸 減弱 ,元素的金屬性逐漸增強(qiáng),非金屬性逐漸 減弱 。4、元素的結(jié)構(gòu)決定了元素在周期表中的位置,元素在周期表中位置的反映了原子的結(jié)構(gòu)和元素的性質(zhì)特點(diǎn)。我們可以根據(jù)元素在周期表中的位置,推測(cè)元素的結(jié)構(gòu),預(yù)測(cè) 元素的性質(zhì) 。元素周期表中位置相近的元素性質(zhì)相似,人們可以借助元素周期表研究合成有特定性質(zhì)的新物質(zhì)。例如,在金屬和非金屬的分界線附近尋找 半導(dǎo)體 材料,在過渡元素中尋找各種優(yōu)良的 催
9、化劑 和耐高溫、耐腐蝕 材料。第二單元 微粒之間的相互作用化學(xué)鍵是直接相鄰兩個(gè)或多個(gè)原子或離子間強(qiáng)烈的相互作用。1.離子鍵與共價(jià)鍵的比較鍵型離子鍵共價(jià)鍵概念陰陽離子結(jié)合成化合物的靜電作用叫離子鍵原子之間通過共用電子對(duì)所形成的相互作用叫做共價(jià)鍵成鍵方式通過得失電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)通過形成共用電子對(duì)達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)成鍵粒子陰、陽離子原子成鍵元素活潑金屬與活潑非金屬元素之間(特殊:NH4Cl、NH4NO3等銨鹽只由非金屬元素組成,但含有離子鍵)非金屬元素之間離子化合物:由離子鍵構(gòu)成的化合物叫做離子化合物。(一定有離子鍵,可能有共價(jià)鍵)共價(jià)化合物:原子間通過共用電子對(duì)形成分子的化合物叫做共價(jià)化合物。(只有共價(jià)
10、鍵一定沒有離子鍵)極性共價(jià)鍵(簡稱極性鍵):由不同種原子形成,AB型,如,HCl。共價(jià)鍵非極性共價(jià)鍵(簡稱非極性鍵):由同種原子形成,AA型,如,ClCl。2.電子式:用電子式表示離子鍵形成的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與表示共價(jià)鍵形成的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)的不同點(diǎn):(1)電荷:用電子式表示離子鍵形成的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)需標(biāo)出陽離子和陰離子的電荷;而表示共價(jià)鍵形成的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)不能標(biāo)電荷。(2) (方括號(hào)):離子鍵形成的物質(zhì)中的陰離子需用方括號(hào)括起來,而共價(jià)鍵形成的物質(zhì)中不能用方括號(hào)。3、分子間作用力定義把分子聚集在一起的作用力。由分子構(gòu)成的物質(zhì),分子間作用力是影響物質(zhì)的熔沸點(diǎn)和 溶解性 的重要因素之一。4、水具有特殊的物理性質(zhì)是
11、由于水分子中存在一種被稱為氫鍵的分子間作用力。水分子間的 氫鍵 ,是一個(gè)水分子中的氫原子與另一個(gè)水分子中的氧原子間所形成的分子間作用力,這種作用力使得水分子間作用力增加,因此水具有較高的 熔沸點(diǎn)。其他一些能形成氫鍵的分子有 HF H2O NH3 。項(xiàng)目離子鍵共價(jià)鍵 金屬鍵概念 陰陽之間的強(qiáng)烈相互作用 原子通過共用電子對(duì)形成的強(qiáng)烈相互作用 形成化合物離子化合物 金屬單質(zhì)判斷化學(xué)鍵方法 形成晶體離子晶體分子晶體原子晶體金屬晶體判斷晶體方法
12、60; 熔沸點(diǎn) 高 低 很高 有的很高有的很低融化時(shí)破壞作用力 離子鍵 物理變化分子間作用力化學(xué)變化共價(jià)鍵 共價(jià)鍵 金屬鍵硬度導(dǎo)電性 第三單元 從微觀結(jié)構(gòu)看物質(zhì)的多樣性 同系物同位素同分異構(gòu)體同素異形體概念組成相似,結(jié)構(gòu)上相差一個(gè)或多個(gè)“CH2”原子團(tuán)的有機(jī)物質(zhì)子數(shù)相同中子屬不同的原子互成稱同位素分子式相同結(jié)構(gòu)不同的化合物同一元素形成的不同種單質(zhì)研究對(duì)象有機(jī)化合物之間原子之間化合物之間單質(zhì)之間相似點(diǎn)結(jié)構(gòu)相似通式相同質(zhì)子數(shù)相同分子式相同同種元素不同點(diǎn)相
13、差n個(gè)CH2原子團(tuán)(n1)中子數(shù)不同原子排列不同組成或結(jié)構(gòu)不同代表物烷烴之間氕、氘、氚乙醇與二甲醚正丁烷與異丁烷O2與O3 金剛石與石墨專題二 化學(xué)反應(yīng)與能量變化第一單元 化學(xué)反應(yīng)的速率與反應(yīng)限度1、化學(xué)反應(yīng)的速率(1)概念:化學(xué)反應(yīng)速率通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少量或生成物濃度的增加量(均取正值)來表示。 計(jì)算公式:v(B)單位:mol/(L·s)或mol/(L·min)B為溶液或氣體,若B為固體或純液體不計(jì)算速率。以上所表示的是平均速率,而不是瞬時(shí)速率。重要規(guī)律:(i)速率比方程式系數(shù)比 (ii)變化量比方程式系數(shù)比(2)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素:內(nèi)因:由參加反應(yīng)的物
14、質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)決定的(主要因素)。外因:溫度:升高溫度,增大速率 催化劑:一般加快反應(yīng)速率(正催化劑)濃度:增加C反應(yīng)物的濃度,增大速率(溶液或氣體才有濃度可言)壓強(qiáng):增大壓強(qiáng),增大速率(適用于有氣體參加的反應(yīng))其它因素:如光(射線)、固體的表面積(顆粒大?。⒎磻?yīng)物的狀態(tài)(溶劑)、原電池等也會(huì)改變化學(xué)反應(yīng)速率。2、化學(xué)反應(yīng)的限度化學(xué)平衡(1)在一定條件下,當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)進(jìn)行到正向反應(yīng)速率與逆向反應(yīng)速率相等時(shí),反應(yīng)物和生成物的濃度不再改變,達(dá)到表面上靜止的一種“平衡狀態(tài)”,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)。化學(xué)平衡的移動(dòng)受到溫度、反應(yīng)物濃度、壓強(qiáng)等因素的影響。催化劑只改變化學(xué)反應(yīng)速
15、率,對(duì)化學(xué)平衡無影響。在相同的條件下同時(shí)向正、逆兩個(gè)反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)叫做可逆反應(yīng)。通常把由反應(yīng)物向生成物進(jìn)行的反應(yīng)叫做正反應(yīng)。而由生成物向反應(yīng)物進(jìn)行的反應(yīng)叫做逆反應(yīng)。在任何可逆反應(yīng)中,正方應(yīng)進(jìn)行的同時(shí),逆反應(yīng)也在進(jìn)行??赡娣磻?yīng)不能進(jìn)行到底,即是說可逆反應(yīng)無論進(jìn)行到何種程度,任何物質(zhì)(反應(yīng)物和生成物)的物質(zhì)的量都不可能為0。(2)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征:逆、動(dòng)、等、定、變。逆:化學(xué)平衡研究的對(duì)象是可逆反應(yīng)。動(dòng):動(dòng)態(tài)平衡,達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),正逆反應(yīng)仍在不斷進(jìn)行。等:達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),正方應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等,但不等于0。即v正v逆0。定:達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),各組分的濃度保持不變,各組成成分的含量保持一定。
16、變:當(dāng)條件變化時(shí),原平衡被破壞,在新的條件下會(huì)重新建立新的平衡。(3)判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志: VA(正方向)VA(逆方向)或nA(消耗)nA(生成)(不同方向同一物質(zhì)比較)各組分濃度保持不變或百分含量不變借助顏色不變判斷(有一種物質(zhì)是有顏色的)總物質(zhì)的量或總體積或總壓強(qiáng)或平均相對(duì)分子質(zhì)量不變(前提:反應(yīng)前后氣體的總物質(zhì)的量不相等的反應(yīng)適用,即如對(duì)于反應(yīng)xAyBzC,xyz )第二單元 化學(xué)反應(yīng)中的熱量1、在任何的化學(xué)反應(yīng)中總伴有能量的變化。原因:當(dāng)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí),斷開反應(yīng)物中的化學(xué)鍵要吸收能量,而形成生成物中的化學(xué)鍵要放出能量。化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。一個(gè)確定的
17、化學(xué)反應(yīng)在發(fā)生過程中是吸收能量還是放出能量,決定于反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的相對(duì)大小。E反應(yīng)物總能量E生成物總能量,為放熱反應(yīng)。E反應(yīng)物總能量E生成物總能量,為吸熱反應(yīng)。2、常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng) 常見的放熱反應(yīng):所有的燃燒與緩慢氧化 酸堿中和反應(yīng) 大多數(shù)的化合反應(yīng) 金屬與酸的反應(yīng) 生石灰和水反應(yīng)(特殊:CCO22CO是吸熱反應(yīng)) 濃硫酸稀釋、氫氧化鈉固體溶解等常見的吸熱反應(yīng):銨鹽和堿的反應(yīng)如Ba(OH)2·8H2ONH4ClBaCl22NH310H2O 大多數(shù)分解反應(yīng)如KClO3、KMnO4、CaCO3的分解等 以H2、CO、C為還原劑的氧化還原反應(yīng)如:C(s)H2O(g)
18、 CO(g)H2(g)。 銨鹽溶解等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 >04、放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)與鍵能、能量的關(guān)系放熱反應(yīng):E(反應(yīng)物)E(生成物)其實(shí)質(zhì)是,反應(yīng)物斷鍵吸收的能量生成物成鍵釋放的能量,??衫斫鉃椋捎诜懦鰺崃?,整個(gè)體系能量降低吸熱反應(yīng):E(反應(yīng)物)E(生成物)其實(shí)質(zhì)是:反應(yīng)物斷鍵吸收的能量生成物成鍵釋放的能量,??衫斫鉃?,由于吸收熱量,整個(gè)體系能量升高。5、熱化學(xué)方程式書寫化學(xué)方程式注意要點(diǎn): 熱化學(xué)方程式必須標(biāo)出能量變化。 熱化學(xué)方程
19、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) 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)。 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) 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)值不變第三單元 化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化原電池:1、概念: 將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池 2、組成條件:兩個(gè)活潑性不同的電極 電解質(zhì)溶液 電極用導(dǎo)線相連并插入電解液構(gòu)成閉合回路某一電極與電解質(zhì)溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)原電池的工作原理:通過氧化還原反應(yīng)(有電子的轉(zhuǎn)移)把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?、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
20、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。 電流方向:正極導(dǎo)線負(fù)極4、電極反應(yīng):以鋅銅原電池為例:負(fù)極:氧化反應(yīng): Zn2eZn2 (較活潑金屬)較活潑的金屬作負(fù)極,負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式:較活潑金屬ne金屬陽離子負(fù)極現(xiàn)象:負(fù)極溶解,負(fù)極質(zhì)量減少。正極:還原反應(yīng): 2H2eH2(較不活潑金屬)較不活潑的金屬或石墨作正極,正極發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式:溶液中陽離子ne單質(zhì),正極的現(xiàn)象:一般有氣體放出或正極質(zhì)量增加。總反應(yīng)式: Zn+2H+=Zn2+H25、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
21、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)象溶解的一極為負(fù)極增重或有氣泡一極為正極 6、原電池電極反應(yīng)的書寫方法:(i)原電池反應(yīng)所依托的化學(xué)反應(yīng)原理是氧化還原反應(yīng),負(fù)極反應(yīng)是氧化反應(yīng),正極反應(yīng)是還原反應(yīng)。因此書寫電極反應(yīng)的方法歸納如下:寫出總反應(yīng)方程式。 把總反應(yīng)根據(jù)電子得失情況,分成氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)。氧化反應(yīng)在負(fù)極發(fā)生,還原反應(yīng)在正極發(fā)生,反應(yīng)物和生成物對(duì)號(hào)入座,注意酸堿介質(zhì)和水等參與反應(yīng)。(ii)原電池的總反應(yīng)式一般把正極和負(fù)極反應(yīng)式相加而得。7、原電池的應(yīng)用:加快化學(xué)反應(yīng)速率,如粗鋅制氫氣速率比純鋅制氫氣
22、快。比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱。設(shè)計(jì)原電池。金屬的腐蝕?;瘜W(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 一次電池1、常見一次電池:堿性鋅錳電池、鋅銀電池、鋰電池等二次電池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): Pb2e- PbSO4 正極(氧化鉛): PbO24H+2e- PbSO42H2O 充電:陰極: PbSO42H2O2e- PbO24H+ 放電 充電 陽極: PbSO42e- Pb 兩式可
23、以寫成一個(gè)可逆反應(yīng): PbO2Pb2H2SO4 2PbSO42H2O 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:2H24e- =4H+ 正極:24 e- 4H+ =2H2O當(dāng)電解質(zhì)溶液呈堿性時(shí):
24、 負(fù)極: 2H24OH-4e-4H2O 正極:22H2O4 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:CH410OH8e- 7H2O;正極:4H2O2O28e- 8OH-。電池總反應(yīng)式為:CH42O22KOHK2CO33H2O3、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)
25、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:放電順序:陽離子放電順序Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸電離的)&g
26、t;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
27、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
28、0; 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 = M n+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M n+
29、 + 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 3、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
30、外接電源,又具備組成原電池的三個(gè)條件。有活潑性不同的兩個(gè)電極;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;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。 原電池,電解池,電鍍池的比較性質(zhì) 類別 原電池
31、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)
32、,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)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(
33、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)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)過程吸收氧氣條件:中性或弱酸性溶液
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