化學(xué)基本概念和基本理論

1、2、 化學(xué)基本概念和基本理論2.1物質(zhì)的組成性質(zhì)和分類2.1.1 物質(zhì)的組成組成物質(zhì)的微粒構(gòu)成物質(zhì)的微粒有分子原子離子等。（1）金屬、稀有氣體及某些常溫下的固態(tài)非金屬都是原子構(gòu)成的。（2）一些常溫下呈氣態(tài)的物質(zhì)都是由分子構(gòu)成的。（3）一些由金屬組成的化合物一般是由陰陽(yáng)離子構(gòu)成的。2.1.2 物質(zhì)的分類物質(zhì)的分類(1) 交叉分類法含義：根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)同一事物進(jìn)行多種分類的方法，即對(duì)同一物質(zhì)以不同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類。舉例：（2）樹狀分類法(1)含義：對(duì)同類事物按照某種屬性進(jìn)行再分類的分類法。(2)舉例：2.2化學(xué)用語(yǔ)與常用計(jì)量2.2.2 化學(xué)變化的化學(xué)用語(yǔ)質(zhì)量守恒定律的理解參加化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)

2、的質(zhì)量總和，等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量的總和。（1）與生成物質(zhì)量總和相等的是“參加”化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)質(zhì)量總和，而不是“反應(yīng)前”的各物質(zhì)質(zhì)量總和。（2）與“參加化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和”相等的是所有生成物的質(zhì)量總和，包括氣體生成物。（3）“相等”的是“質(zhì)量總和”而不是某一物質(zhì)的質(zhì)量，也不是體積。（4）所有的化學(xué)反應(yīng)都遵守質(zhì)量守恒定律，質(zhì)量守恒定律只能用來(lái)解釋化學(xué)變化，不能用來(lái)解釋物理變化。常見(jiàn)化學(xué)反應(yīng)類型四大基本反應(yīng)類型：化合反應(yīng)、分解反應(yīng)、置換反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)另外還有：氧化還原反應(yīng)、酸堿中和反應(yīng)、離子反應(yīng)用電子式表示物質(zhì)的形成過(guò)程氯化鈉的形成過(guò)程：氯化氫的形成過(guò)程 2.2.3 化學(xué)計(jì)量物質(zhì)

3、的量物質(zhì)的量是七大基本物理量之一，表示含有一定數(shù)目粒子的集合體。符號(hào)為n，單位為摩爾，符號(hào)為mol。1mol粒子集合體所含的粒子數(shù)與0.012kg 12C所含碳原子數(shù)目相等。阿伏伽德羅常數(shù)(1)概念：1 mol任何粒子的粒子數(shù)。(2)表示：符號(hào)為NA，通常用6.02×1023mol1表示。摩爾質(zhì)量摩爾質(zhì)量表示單位物質(zhì)的量的物質(zhì)所具有的質(zhì)量，符號(hào)：M，單位g/mol。摩爾質(zhì)量的計(jì)算：M氣體的摩爾體積（1）概念：?jiǎn)挝晃镔|(zhì)的量的氣體所占有的體積，符號(hào)：Vm，單位：L/mol(或L·mol1)和m3/mol(或m3·mol1)。（2）影響因素：氣體摩爾體積的數(shù)值取決于氣體

4、所處的溫度和壓強(qiáng)，溫度越高，體積越大，壓強(qiáng)越大，體積越小。標(biāo)準(zhǔn)狀況下(即0和101 kPa)，氣體摩爾體積為22.4_L/mol。（3）計(jì)算：Vm2.2.4 物質(zhì)的量濃度物質(zhì)的量濃度計(jì)算(1)已知一定體積的溶液中溶質(zhì)的量，計(jì)算溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度的方法：若已知溶質(zhì)質(zhì)量：若已知溶液中某粒子的個(gè)數(shù)：(2)一定體積的氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)溶于水后形成的溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度的計(jì)算方法：若已知溶液的體積： 若已知溶液的密度：假定氣體的摩爾質(zhì)量為M g/mol，V L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)該氣體溶于1 L水中所得溶液的密度為 g·cm3c (mol/L)。2.3分散系2.3.1 分散系分散系的概念分散系是把一

5、種(或多種)物質(zhì)分散到另一種(或多種)物質(zhì)中所得到的體系。被分散的物質(zhì)叫分散質(zhì)，起容納分散質(zhì)作用的物質(zhì)是分散劑。分散系的類別分散系的分類：按照分散質(zhì)粒子大小分類：溶液與濁液的性質(zhì)與應(yīng)用分散系溶液膠體濁液懸濁液乳濁液分散質(zhì)粒子大小<1 nm1100 nm>100 nm>100 nm分散質(zhì)粒子結(jié)構(gòu)分子、離子少量分子的集合體或大分子大量分子聚集成的固體小顆粒大量分子聚集成的小液滴特點(diǎn)均一透明多數(shù)均一透明不均一、不透明，久置沉淀不均一、不透明，久置分層穩(wěn)定性穩(wěn)定介穩(wěn)定不穩(wěn)定不穩(wěn)定能否透過(guò)濾紙能能不能不能能否透過(guò)半透膜能不能不能不能實(shí)例食鹽水、蔗糖溶液Fe(OH)3膠體、淀粉溶液泥水、

6、石灰乳牛奶、油漆膠體的概念膠體是分散質(zhì)的直徑在1100nm之間的分散系。膠體的性質(zhì)與應(yīng)用：性質(zhì)定義應(yīng)用丁達(dá)爾效應(yīng)光束通過(guò)膠體時(shí)，從與入射光線垂直的方向觀察，可以看到一條光亮的“通路”區(qū)別溶液和膠體布朗運(yùn)動(dòng)膠體粒子不停地作無(wú)秩序地運(yùn)動(dòng)是膠體具有介穩(wěn)性的原因之一，在涂料、顏料、墨水、洗滌劑、噴霧劑的生產(chǎn)等領(lǐng)域有著重要應(yīng)用電泳現(xiàn)象在外加電場(chǎng)的作用下，膠體粒子在分散劑中向陰極(或陽(yáng)極)作定向移動(dòng)使用靜電除塵器除去空氣或工廠廢氣中的飄塵，以及微細(xì)的固體顆粒物；分離蛋白質(zhì)、氨基酸；血清電泳用于診斷疾病等聚沉在膠體中加入少量的電解質(zhì)，使膠體粒子形成沉淀，從分散劑中析出的過(guò)程制豆腐和果凍等，明礬凈水等常見(jiàn)膠體

7、的制備：以Fe(OH)3膠體為例向沸水中逐滴加入12 mL FeCl3飽和溶液，繼續(xù)煮沸至溶液呈紅褐色，停止加熱，得到的分散系即為Fe(OH)3膠體。Fe(OH)3膠體的制備注意要點(diǎn)(1)實(shí)驗(yàn)操作中，必須選用氯化鐵飽和溶液而不能用氯化鐵稀溶液。原因是若氯化鐵溶液濃度過(guò)低，不利于氫氧化鐵膠體的形成。(2)向沸水中滴加FeCl3飽和溶液，而不是直接加熱FeCl3飽和溶液，否則會(huì)因溶液濃度過(guò)大直接生成Fe(OH)3沉淀而無(wú)法得到Fe(OH)3膠體。(3)實(shí)驗(yàn)中必須用蒸餾水，而不能用自來(lái)水。原因是自來(lái)水中含電解質(zhì)、雜質(zhì)較多，易使制備的膠體發(fā)生聚沉。(4)往沸水中滴加氯化鐵飽和溶液后，可稍微加熱煮沸，但

8、不宜長(zhǎng)時(shí)間加熱。原因是長(zhǎng)時(shí)間加熱將導(dǎo)致氫氧化鐵膠體聚沉。(5)要邊加熱邊搖動(dòng)燒杯，但不能用玻璃棒攪拌，否則會(huì)使Fe(OH)3膠粒碰撞成大顆粒形成沉淀。2.4物質(zhì)結(jié)構(gòu)和元素周期律2.4.1 原子結(jié)構(gòu)1）原子構(gòu)成其中，質(zhì)子數(shù)決定元素種類，中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)共同決定核素種類，核外電子決定微粒的化學(xué)性質(zhì)，其最外層電子決定其主要化學(xué)性質(zhì)。2）原子核外電子排布（1）電子層電子層數(shù)(n)1234567符號(hào)KLMNOPQ最多容納電子數(shù)(2 n2)2818322 n2能量大小K<L<M<N<O<P<Q（2）原子核外電子的排布電子的能量并不相同，能量低的，受核電荷的吸引大，通常在離

9、核近的區(qū)域運(yùn)動(dòng)；能量高的，在離核遠(yuǎn)的區(qū)域運(yùn)動(dòng)。根據(jù)電子的能量差異和運(yùn)動(dòng)空間離核的遠(yuǎn)近不同，核外電子分別處于不同的電子層上。在含有多個(gè)電子的原子里，電子依能量的不同是分層排布的，其主要規(guī)律是： 核外電子總是盡先排布在能量較低的電子層,然后由里向外,依次排布在能量逐步升高的電子層。 原子核外各電子層最多容納2 n2個(gè)電子。 原子最外層電子數(shù)目不能超過(guò)8個(gè)(K層為最外層時(shí)不能超過(guò)2個(gè)電子)。 次外層電子數(shù)不能超過(guò)18個(gè)(K層為次外層時(shí)不能超過(guò)2個(gè))，倒數(shù)第三層電子數(shù)不能超過(guò)32個(gè)。3）構(gòu)成原子微粒之間的關(guān)系質(zhì)量關(guān)系：質(zhì)量數(shù)(A) = 質(zhì)子數(shù)(Z) + 中子數(shù)(N) 電荷關(guān)系：原子：核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=

10、核外電子數(shù)陽(yáng)離子：核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)+電荷數(shù)陰離子：核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)-電荷數(shù)2.4.2 化學(xué)鍵1）離子鍵離子鍵：使陰陽(yáng)離子結(jié)合成化合物的靜電作用。形成原因：原子得失電子形成穩(wěn)定的陰、陽(yáng)離子?；衔镏须x子間相互吸引、排斥處于平衡狀態(tài)，體系的總能量降低。成鍵條件：活潑金屬元素（或NH4+）和非金屬元素（或酸根）。2）離子化合物定義：含有離子鍵的化合物即為離子化合物?；衔镱愋停航^大多數(shù)的堿（除NH3.H2O等），絕大多數(shù)的鹽（除AlCl3等），所有金屬氧化物。離子化合物特點(diǎn)：熔融狀態(tài)完全電離，是電解質(zhì)，且熔沸點(diǎn)均較高。3）共價(jià)鍵定義：原子間通過(guò)共用電子對(duì)所形成的相互作用。形成

11、原因：通過(guò)共用電子對(duì)，各原子最外層電子數(shù)目由不飽和狀態(tài)達(dá)到飽和狀態(tài)。兩原子核都吸引共用電子對(duì)，達(dá)到平衡狀態(tài)。成鍵條件：非金屬和非金屬，某些金屬與非金屬（如：AlCl3等）。極性鍵：共用電子對(duì)發(fā)生偏移，成鍵原子顯電性，成鍵原子為不同種原子。非極性鍵：共用電子對(duì)不偏移，成鍵原子不顯電性，成鍵原子為相同原子。4）共價(jià)化合物定義：僅含共價(jià)鍵的化合物?；衔镱愋停核?、NH3.H2O、AlCl3、非金屬氧化物、有機(jī)物共價(jià)化合物特點(diǎn)：無(wú)熔融狀態(tài)，由分子構(gòu)成的共價(jià)化合物熔沸點(diǎn)均較低。2.4.3 分子間作用力1）范德華力定義：分子之間一種把分子聚集在一起的作用力，叫分子間作用力，又稱范德華力。特點(diǎn)：a.分子間作

12、用力遠(yuǎn)小于化學(xué)鍵。b.范德華力對(duì)物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)、溶解性等物理性質(zhì)有影響。c.離子化合物中只存在化學(xué)鍵不存在分子間作用力，共價(jià)化合物和大多數(shù)非金屬形成的單質(zhì)都存在分子間作用力。d.組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，物質(zhì)的熔沸點(diǎn)也越高。2）氫鍵定義：氫原子與電負(fù)性大且含孤電子對(duì)的原子之間的靜電作用力。特點(diǎn)：a.氫鍵不是化學(xué)鍵，而是一種比范德華力強(qiáng)的分子間作用力。b.通常N、O、F這三種元素的氫化物易形成氫鍵，常見(jiàn)的化合物有：NH3、H2O、HF、醇、醛、酸、糖、蛋白質(zhì)等。c.分子間形成的氫鍵會(huì)使物質(zhì)的熔沸點(diǎn)升高（固體融化或液體升華時(shí)必須破壞分子間的氫鍵消耗更多的能量）。2.

13、4.4 元素、核素、同位素和同素異形體1）元素的概念具有相同核電荷數(shù)的同一類原子的總稱。2）同位素的概念質(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。如：H、H、H互為同位素。3）核素的概念具有一定數(shù)目的質(zhì)子和中子的一種原子，叫做核素如H、H、H各為一種核素。4）同素異形體的概念與常見(jiàn)同素異形體同種元素形成的不同單質(zhì)。如：石墨、金剛石和C60；O2和O3，紅磷和白磷等。2.4.5 元素周期表1）周期表的結(jié)構(gòu)2）堿金屬遞變規(guī)律（一）原子結(jié)構(gòu)：1. 共同點(diǎn)：最外層電子數(shù)都是1，易失電子，具有較強(qiáng)的還原性。2. 不同點(diǎn)：電子層數(shù)增加，原子半徑增大。失電子能力逐漸增強(qiáng)，還原性增強(qiáng)。（二）單質(zhì)

14、的物理性質(zhì)：1. 共同點(diǎn)：都有銀白色的金屬光澤（銫為略金色），質(zhì)軟，密度小，熔點(diǎn)低，有較好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能。2. 不同點(diǎn)：堿金屬的熔、沸點(diǎn)逐漸降低，密度逐漸增大（K除外）。（三）單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)： 1. 共同點(diǎn)：與鈉相似，都能與非金屬、水、酸、溶液等反應(yīng)，生成離子，最高價(jià)氫氧化物均為強(qiáng)堿。2. 不同點(diǎn)：?jiǎn)钨|(zhì)的還原性增強(qiáng)。與反應(yīng)：在常溫和燃燒時(shí)生成；常溫生成，燃燒時(shí)生成；K常溫生成，燃燒時(shí)生成。與反應(yīng)： 與反應(yīng)較為緩和；與水迅速反應(yīng)，伴有浮、熔、動(dòng)、響等劇烈的現(xiàn)象；K與水反應(yīng)除的現(xiàn)象外，還可以燃燒，輕微爆炸等現(xiàn)象；Ru、與水發(fā)生爆炸性的反應(yīng)。它們的氫氧化物溶液的堿性逐漸增強(qiáng)。3）鹵素遞變規(guī)律（一）

15、原子結(jié)構(gòu)：1. 共同點(diǎn)：最外層電子數(shù)都是7，易得電子，具有較強(qiáng)的氧化性，最低負(fù)價(jià)均為-1。2. 不同點(diǎn)：電子層數(shù)增加，原子半徑增大。得電子能力逐漸減弱，單質(zhì)氧化性減弱。（二）單質(zhì)的物理性質(zhì)：氟、氯、溴、碘單質(zhì)均為雙原子單質(zhì)，狀態(tài)從氣態(tài)到液態(tài)到固態(tài)轉(zhuǎn)變，顏色逐漸加深，密度逐漸加大，熔沸點(diǎn)逐漸升高。（三）單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)：1. 共同點(diǎn)：與氯氣相似，都能與金屬、水、酸、鹽溶液等反應(yīng)，生成鹵素離子，最高價(jià)氧化物的水化物HRO4均為強(qiáng)酸（F除外）。 2. 不同點(diǎn)：?jiǎn)钨|(zhì)的氧化性減弱。非金屬性與單質(zhì)氧化性逐漸減弱；鹵離子還原性逐漸增強(qiáng)；與H2化合或與水反應(yīng)由易到難；氫化物穩(wěn)定性逐漸減弱，氫化物的還原性與酸性逐

16、漸增強(qiáng)；前面元素的單質(zhì)能把后面元素單質(zhì)置換出來(lái)。最高價(jià)氧化物的水化物酸性逐漸減弱。2.4.6 元素周期律及其應(yīng)用1）同周期元素性質(zhì)的遞變規(guī)律同周期元素，電子層數(shù)相同，最外層電子數(shù)增加，原子半徑逐漸減小。同周期元素，最高正價(jià)從+1+7，最低負(fù)價(jià)從-4-1。同周期從左至右，金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)。單質(zhì)的還原性逐漸減弱，氧化性逐漸增強(qiáng)。最高價(jià)氧化物的水化物的堿性逐漸減弱，酸性逐漸增強(qiáng)。氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)。2）同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律同主族元素從上到下，最外層電子數(shù)相同，電子層數(shù)增加，原子半徑逐漸增大，失電子能力逐漸增強(qiáng)，得電子能力逐漸減弱，金屬性增強(qiáng)非金屬性減弱，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水

17、化物的堿性逐漸增強(qiáng)，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性逐漸減弱，氫化物的穩(wěn)定性逐漸減弱。3）微粒半徑大小的比較先比較電子層數(shù)，電子層數(shù)越多，半徑越大；再比較核電荷數(shù)，核電荷數(shù)越多，半徑越?。蛔詈蟊容^核外電子數(shù)，核外電子數(shù)越多，半徑越大。規(guī)律：同一元素的R陽(yáng)離子R原子R陰離子 同周期主族元素的穩(wěn)定陰陽(yáng)離子，R陽(yáng)離子R陰離子；且陰離子電荷數(shù)越多，半徑越大；陽(yáng)離子電荷數(shù)越多，半徑越小。4）金屬性與非金屬性強(qiáng)弱的比較金屬性強(qiáng)弱比較：金屬間的置換反應(yīng)（金屬活動(dòng)順序表）；單質(zhì)與水或非氧化性酸反應(yīng)的劇烈程度；元素最高價(jià)氧化物的水化物的堿性強(qiáng)弱。非金屬性強(qiáng)弱比較：非金屬間的置換反應(yīng)；單質(zhì)與氫氣化合的難易程度及氫化物

18、的穩(wěn)定性；元素最高價(jià)氧化物的水化物的酸性強(qiáng)弱。5）元素周期律的應(yīng)用2.4.7 物質(zhì)結(jié)構(gòu)和元素周期律的綜合運(yùn)用專題a.元素在周期表中位置與元素性質(zhì)的關(guān)系（1）分區(qū)線附近元素，既表現(xiàn)出一定的金屬性，又表現(xiàn)出一定的非金屬性。對(duì)角線規(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性質(zhì)有些相似，其相似性甚至超過(guò)了同主族元素，被稱為“對(duì)角線規(guī)則”。 實(shí)例：鋰與鎂的相似性超過(guò)了它和鈉的相似性，如：LiOH為中強(qiáng)堿而不是強(qiáng)堿，Li2CO3難溶于水等等。 Be、Al的單質(zhì)、氧化物、氫氧化物均表現(xiàn)出明顯的“兩性”；Be 和Al單質(zhì)在常溫下均能被濃H2SO4鈍化；A1C13和BeCl2均為共價(jià)化合物等。晶體硼

19、與晶體硅一樣，屬于堅(jiān)硬難熔的原子晶體。b原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系與原子半徑的關(guān)系：原子半徑越大，元素原子失電子的能力越強(qiáng)，還原性越強(qiáng)，氧化性越弱；反之，原子半徑越小，元素原子得電子的能力越強(qiáng)，氧化性越強(qiáng)，還原性越弱。與最外層電子數(shù)的關(guān)系：最外層電子數(shù)越多，元素原子得電子能力越強(qiáng)，氧化性越強(qiáng)；反之，最外層電子數(shù)越少，元素原子失電子能力越強(qiáng)，還原性越強(qiáng)。分析某種元素的性質(zhì)，要把以上兩種因素要綜合起來(lái)考慮。即：元素原子半徑越小，最外層電子數(shù)越多，則元素原子得電子能力越強(qiáng)，氧化性越強(qiáng)，因此，氧化性最強(qiáng)的元素是氟F ；元素原子半徑越大，最外層電子數(shù)越少，則元素原子失電子能力越強(qiáng)，還原性越強(qiáng)，因此，還原性

20、最強(qiáng)的元素是銫Cs（排除放射性元素）。最外層電子數(shù)4，一般為非金屬元素，易得電子，難失電子；最外層電子數(shù)3，一般為金屬元素，易失電子，難得電子；最外層電子數(shù)=8（只有二個(gè)電子層時(shí)=2），一般不易得失電子，性質(zhì)不活潑。如He、Ne、Ar等稀有氣體。c原子結(jié)構(gòu)與元素在周期表中位置的關(guān)系（1）電子層數(shù)等周期序數(shù)；（2）主族元素的族序數(shù)=最外層電子數(shù)；（3）根據(jù)元素原子序數(shù)判斷其在周期表中位置的方法記住每個(gè)周期的元素種類數(shù)目（2、8、8、18、18、32、32）；用元素的原子序數(shù)依次減去各周期的元素?cái)?shù)目，得到元素所在的周期序數(shù)，最后的差值（注意：如果越過(guò)了鑭系或錒系，還要再減去14）就是該元素在周期表

21、中的縱行序數(shù)（從左向右數(shù)）。記住每個(gè)縱行的族序數(shù)知道該元素所在的族及族序數(shù)。d. 元素周期表的用途預(yù)測(cè)元素的性質(zhì)：根據(jù)原子結(jié)構(gòu)、元素性質(zhì)及表中位置的關(guān)系預(yù)測(cè)元素的性質(zhì)；比較同主族元素的金屬性、非金屬性、最高價(jià)氧化物水化物的酸堿性、氫化物的穩(wěn)定性等。如：堿性：Ra(OH)2>Ba(OH)2；氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性：CH4>SiH4。比較同周期元素及其化合物的性質(zhì)。如：酸性：HClO4>H2SO4；穩(wěn)定性：HCl>H2S。比較不同周期、不同主族元素性質(zhì)時(shí)，要找出參照物。例如：比較氫氧化鎂和氫氧化鉀的堿性，可以把氫氧化鈉作為參照物得出氫氧化鉀的堿性強(qiáng)于氫氧化鎂。推斷一些未學(xué)過(guò)的元素

22、的某些性質(zhì)。如：根據(jù)A族的Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2難溶，可以推知Be(OH)2更難溶。啟發(fā)人們?cè)谝欢ǚ秶鷥?nèi)尋找某些物質(zhì) 半導(dǎo)體元素在分區(qū)線附近，如：Si、Ge、Ga等。 農(nóng)藥中常用元素在右上方，如：F、Cl、S、P、As等。 催化劑和耐高溫、耐腐蝕合金材料、主要在過(guò)渡元素中找。如：Fe、Ni、Rh、Pt、Pd等。2.5化學(xué)反應(yīng)與能量2.5.1 氧化還原反應(yīng)氧化還原的定義：凡有電子轉(zhuǎn)移(得失或偏移)的化學(xué)反應(yīng)叫氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)的判斷：凡是反應(yīng)前后有元素化合價(jià)升降的反應(yīng)氧化劑和還原劑、氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物氧化性與還原性的強(qiáng)弱判斷（1）根據(jù)氧化還原反應(yīng)的方向判斷氧化性：氧化劑>

23、氧化產(chǎn)物，還原性：還原劑>還原產(chǎn)物。（2）根據(jù)金屬活動(dòng)性順序（3）根據(jù)反應(yīng)結(jié)果判斷(產(chǎn)物的價(jià)態(tài))同一物質(zhì)在相同條件下，被不同氧化劑氧化的程度越大，氧化劑的氧化性越強(qiáng)。如2Fe3Cl22FeCl3，F(xiàn)eSFeS，則氧化性：Cl2>S。（4）從反應(yīng)所需條件和反應(yīng)的劇烈程度來(lái)比較一般地，一組反應(yīng)中，反應(yīng)條件要求越低，反應(yīng)越劇烈，對(duì)應(yīng)反應(yīng)物的氧化性或還原性越強(qiáng)。MnO24HCl(濃)MnCl2Cl22H2O，2KMnO416HCl(濃)=2KCl2MnCl25Cl28H2O，從反應(yīng)條件可以看出氧化劑的氧化能力：KMnO4>MnO2。氧化還原方程式的配平化合價(jià)升降法：氧化還原反應(yīng)的相關(guān)

24、計(jì)算找出氧化劑、還原劑及相應(yīng)的還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物。找準(zhǔn)一個(gè)原子或離子得失電子數(shù)。(注意化學(xué)式中粒子的個(gè)數(shù))根據(jù)題中物質(zhì)的物質(zhì)的量和得失電子守恒列出等式。n(氧化劑)×變價(jià)原子個(gè)數(shù)×化合價(jià)變化值(高價(jià)低價(jià))n(還原劑)×變價(jià)原子個(gè)數(shù)×化合價(jià)變化值(高價(jià)低價(jià))。2.5.2 化學(xué)反應(yīng)中能量的變化1）能量的相互轉(zhuǎn)化質(zhì)量守恒和能量守恒定律質(zhì)量守恒定律：自然界的物質(zhì)可以相互轉(zhuǎn)化，但是總質(zhì)量保持不變。能量守恒定律：能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到其他物體，而能量的總量保持不變。2）常見(jiàn)的吸放熱反應(yīng)常見(jiàn)的放熱反應(yīng)

25、： 化合反應(yīng)一般是放熱反應(yīng)； 燃燒反應(yīng)都是放熱反應(yīng)； 酸堿中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)； 活潑金屬與水或酸的反應(yīng)。常見(jiàn)的吸熱反應(yīng)： 大多數(shù)分解反應(yīng)； Ba(OH)2·8H2O晶體與NH4Cl的反應(yīng)； C+CO2高溫2CO； 弱電解質(zhì)的電離和鹽類的水解。3）反應(yīng)熱與焓變焓為一個(gè)與內(nèi)能有關(guān)的物理量，符號(hào)為H。生成物和反應(yīng)物焓值的差為焓變，用H表示，單位一般采用“kJ/mol”。在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中放出或吸收的能量，通常叫做反應(yīng)熱。在恒壓敞口容器中進(jìn)行的反應(yīng)，若不與外界進(jìn)行電能、光能等其他形式能量的轉(zhuǎn)化，化學(xué)反應(yīng)的焓變等于該化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱。反應(yīng)熱符號(hào)有正負(fù)之分，當(dāng)H <0時(shí)，為放熱反應(yīng)，H &g

26、t;0時(shí)，為吸熱反應(yīng)。4）吸放熱反應(yīng)的判斷a利用能量和鍵能判斷化學(xué)反應(yīng)在本質(zhì)上來(lái)說(shuō)也就是舊鍵的斷裂和新鍵的形成過(guò)程。破壞舊鍵時(shí)需要克服原子間的相互作用，這需要吸收能量；形成新鍵時(shí)又要釋放能量。在不做其他功的情況下則有：當(dāng)前者大于后者時(shí)，就是吸熱反應(yīng)；H >0當(dāng)前者小于后者時(shí)，為放熱反應(yīng)；H <0類型比較放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)定義有熱量放出的化學(xué)反應(yīng)吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)形成原因反應(yīng)物具有的總能量大于生成物具有的總能量。反應(yīng)物具有的總能量小于生成物具有的總能量。與化學(xué)鍵強(qiáng)弱的關(guān)系生成物分子成鍵時(shí)釋放出的總能量大于反應(yīng)物分子斷裂時(shí)吸收的總能量生成物分子成鍵時(shí)釋放出的總能量小于反應(yīng)物分子斷裂時(shí)吸收

27、的總能量表示方法H <0H >0圖示實(shí)例H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g)H = -184.6 kJ·mol-1C(s) + H2O(g) = CO(g) +H2(g)H = +131.3 kJmol-1b利用K值的變化判斷 升高溫度，若K值增大，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)； 升高溫度，若K值減小，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。2.5.3 熱化學(xué)反應(yīng)方程式與蓋斯定律1）熱化學(xué)方程式的書寫熱化學(xué)方程式是用來(lái)表明反應(yīng)所放出或吸收的熱量的化學(xué)方程式。因此熱化學(xué)方程式不僅表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化，也表明了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。A.應(yīng)注意反應(yīng)溫度和壓強(qiáng)。因?yàn)榉磻?yīng)的溫度和壓強(qiáng)不同時(shí)，其H

28、也不同，但中學(xué)階段所用的H一般都是在101kPa和25時(shí)的數(shù)據(jù)，故常常不特別注明。B.要注明反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)。因?yàn)槲镔|(zhì)呈現(xiàn)哪一種聚集狀態(tài)，與它們所具有的能量有關(guān)，物質(zhì)的三態(tài)之間的變化本身就伴隨有吸熱或放熱的過(guò)程。例如：冰熔化成水時(shí)需吸收熱量，水蒸發(fā)成水蒸氣時(shí)，也需吸收熱。常以g、s、l、aq分別表示氣、固、液態(tài)及水溶液，熱化學(xué)方程式中不用“”和“”。若物質(zhì)有同素異形體或幾種晶型，也應(yīng)注明是哪一種。C.要有表明反應(yīng)熱的“+”、“”符號(hào)，并用“；”號(hào)將化學(xué)方程式與H 隔開，H的符號(hào)一般為kJ·mol-1。D.與一般化學(xué)方程式不同，熱化學(xué)方程式各物質(zhì)化學(xué)式前的化學(xué)計(jì)量數(shù)不是表示分子

29、個(gè)數(shù)而是表示其物質(zhì)的量，故化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)。對(duì)于相同物質(zhì)的反應(yīng)，當(dāng)化學(xué)計(jì)量數(shù)不同，其H 也不同。E.熱化學(xué)方程式的各物質(zhì)化學(xué)式前的化學(xué)計(jì)量數(shù)與反應(yīng)熱成正比。例如：相同物質(zhì)的下列化學(xué)反應(yīng)，前者的反應(yīng)熱是后者的兩倍。H2(g)+Cl2(g) =2HCl(g)；H = 184.6kJ·mol-11/2H2(g)+1/2 Cl2(g)=HCl(g)；H = 92.3kJ·mol-1”2）燃燒熱定義：在101 kPa時(shí)，l mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量，單位kJ·mol-1。需注意：(1) 燃燒熱是以1 mol物質(zhì)完全燃燒所放出的熱量來(lái)

30、定義的，因此在書寫燃燒的熱化學(xué)方程式時(shí)，一般以燃燒1 mol物質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)配平其余物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)；(2) 燃燒產(chǎn)物必須是穩(wěn)定的氧化物，如CCO2、H2H2O(l)、NN2等。3）中和熱定義：在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol H2O時(shí)的反應(yīng)熱。需注意：(1) 稀溶液是指物質(zhì)溶于大量水；(2) 中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、物質(zhì)的溶解熱、電解質(zhì)電離的吸熱所伴隨的熱效應(yīng)；若反應(yīng)過(guò)程中有其他物質(zhì)（如生成不溶性物質(zhì)或難電離的其他物質(zhì)等），這部分反應(yīng)熱不在中和熱中；(3)中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是H+和OH-化合生成H2O，即H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)；H=-57.3 kJ

31、3;mol-14）蓋斯定律蓋斯定律是指一定條件下，某化學(xué)反應(yīng)無(wú)論是一步完成還是分幾步完成，反應(yīng)的總熱效應(yīng)相同。即反應(yīng)熱只與始態(tài)和終態(tài)相關(guān)，而與反應(yīng)途徑無(wú)關(guān)。此定律的主要用途是用已知反應(yīng)的反應(yīng)熱來(lái)推知相關(guān)反應(yīng)的反應(yīng)熱。熱化學(xué)方程式之間的“+”，“-”等數(shù)學(xué)運(yùn)算，對(duì)應(yīng)H也進(jìn)行“+”，“-”等數(shù)學(xué)運(yùn)算。反應(yīng)方程式系數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的n倍，對(duì)應(yīng)H也變?yōu)樵瓉?lái)的n倍。對(duì)于可逆反應(yīng)，正逆反應(yīng)的H互為相反數(shù)。5）反應(yīng)熱的計(jì)算（1）根據(jù)鍵能和能量計(jì)算反應(yīng)熱a.由生成物和反應(yīng)物的總能量變化計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的焓變。一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱等于反應(yīng)物的能量之和與生成物的能量之和的差。b.通過(guò)反應(yīng)放出和吸收的能量差值來(lái)計(jì)算反應(yīng)熱。一

32、個(gè)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱等于反應(yīng)中斷裂舊化學(xué)鍵吸收的能量與生成新化學(xué)鍵放出的能量之和的差。c.從鍵能的角度計(jì)算反應(yīng)熱。一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱等于反應(yīng)中斷裂舊化學(xué)鍵的鍵能之和與反應(yīng)中生成新化學(xué)鍵的鍵能之和的差。注：某物質(zhì)能量越高，越不穩(wěn)定，能量越低，越穩(wěn)定；某物質(zhì)所具有的鍵能越大，越穩(wěn)定，鍵能越小，越不穩(wěn)定。（2）根據(jù)蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱熱化學(xué)方程式之間的“+”，“-”等數(shù)學(xué)運(yùn)算，對(duì)應(yīng)H也進(jìn)行“+”，“-”等數(shù)學(xué)運(yùn)算。反應(yīng)方程式系數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的n倍，對(duì)應(yīng)H也變?yōu)樵瓉?lái)的n倍。對(duì)于可逆反應(yīng)，正逆反應(yīng)的H互為相反數(shù)。2.6電化學(xué)2.6.1 原電池1）普通原電池原理定義：將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置叫做原電池。原電池的

33、電極：負(fù)極：發(fā)生氧化反應(yīng)，電子流出（流向正極）的一極。正極：發(fā)生還原反應(yīng)，電子流入（來(lái)自負(fù)極）的一極。以銅鋅原電池為例：電極總反應(yīng)：Zn + 2H+ H2 + Zn2+形成條件：（兩級(jí)一液成回路，氧化還原是核心）a.兩個(gè)電極。負(fù)極：一般來(lái)說(shuō)是較活潑金屬；正極：較不活潑金屬或非金屬導(dǎo)體石墨等。b.有電解質(zhì)溶液。c.電極需插在電解質(zhì)溶液中，形成閉合回路。d.必須有可自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。2）雙液原電池工作原理（1）鹽橋鹽橋存在時(shí)電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，且指針偏轉(zhuǎn)角度隨時(shí)間的延續(xù)幾乎保持不變；Zn片溶解，Cu片上有紅色物質(zhì)析出；取出鹽橋電流計(jì)指針回到零點(diǎn)。鹽橋的作用：使Cl-向鋅鹽方向移動(dòng)，K+向銅鹽方向

34、移動(dòng)，使Zn2+鹽和Cu2+鹽溶液一直保持電中性，從而使電子不斷從Zn極流向Cu極。注：鹽橋中盛放含瓊膠的KCl飽和溶液。（2）雙液原電池的工作原理和意義構(gòu)造特點(diǎn)：雙液原電池由兩個(gè)半電池組成，每個(gè)半電池中的電極與電解質(zhì)溶液互不反應(yīng)，電池反應(yīng)的還原劑與氧化劑分別位于兩個(gè)半電池中，中間通過(guò)鹽橋連接形成閉合回路。電極反應(yīng)：負(fù)極（Zn）：Zn2e=Zn2+（氧化反應(yīng)）正極（Cu）：Cu2+2e=Cu （還原反應(yīng)）電池反應(yīng)：Zn+Cu2+=Zn2+Cu外電路電子由負(fù)極（Zn片）流向正極（Cu片）；電流由正極（Cu片）流向負(fù)極（Zn片）；內(nèi)電路：陽(yáng)離子移向正極（Cu片）；陰離子移向負(fù)極（Zn片）。鹽橋的作

35、用：通過(guò)陰、陽(yáng)離子的定向移動(dòng)，在內(nèi)電路形成電流回路而不中斷電流。意義：隨開隨用，并能長(zhǎng)時(shí)間產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定的電流。3）原電池正負(fù)極判斷 由組成原電池的兩極材料判斷。一般是活潑的金屬為負(fù)極；活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極。 根據(jù)電流方向或電子流動(dòng)方向判斷。電流是由正極流向負(fù)極；電子流動(dòng)方向是由負(fù)極流向正極。 根據(jù)原電池里電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的定向流動(dòng)方向判斷。在原電池的電解質(zhì)溶液內(nèi)，陽(yáng)離子移向的極是正極，陰離子移向的極是負(fù)極。 根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來(lái)判斷。原電池的負(fù)極總是失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，其正極總是得電子發(fā)生還原反應(yīng)。 根據(jù)現(xiàn)象判斷。溶解的一極為負(fù)極，增重或有氣泡放出的一極為正極。 特殊

36、情況的判斷。有些特殊情況要考慮電極與電解質(zhì)溶液的反應(yīng)。例如，鎂、鋁與NaOH溶液構(gòu)成的原電池中鋁作負(fù)極。4）原電池電極方程式的書寫（1）沒(méi)給出總方程式，要求寫電極方程式，分三步： 分別找出氧化劑和還原劑氧化劑在正極得電子，還原劑在負(fù)極失電子 結(jié)合介質(zhì)判斷氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物 寫出電極反應(yīng)方程式（注意兩極得失電子數(shù)相等）（2）給出總方程式，要求寫電極方程式，分為四步： 判物質(zhì)，標(biāo)得失 選離子，配電荷 配個(gè)數(shù)，巧用水 兩式加，驗(yàn)總式（3）差值法書寫電極反應(yīng)式：正負(fù)極反應(yīng)式之和為電池反應(yīng)的方程式一般先寫出反應(yīng)的總方程式和較易寫出的電極反應(yīng)式，然后用總方程式減去較易寫出的電極反應(yīng)式得較難寫的電極反應(yīng)式。

37、（4）原電池電極反應(yīng)式書寫的注意： 書寫時(shí)，無(wú)論是總反應(yīng)式還是電極反應(yīng)式都既要滿足電子轉(zhuǎn)移守恒、電荷守恒，又要滿足質(zhì)量守恒。 電極反應(yīng)式常用“=”，而不使用“同時(shí)若電極反應(yīng)式中有氣體的生成，需加“”。 書寫時(shí)注意介質(zhì)通常是定向移動(dòng)到該電極附近的導(dǎo)電離子如H+、OH-、H2O等等，若氧化（或還原）產(chǎn)物能與之發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，則其一般書寫在電極方程式中。 書寫電極反應(yīng)式應(yīng)充分考慮介質(zhì)的影響，常見(jiàn)的情況：a.中性溶液反應(yīng)物中無(wú)H+和OH-；b.酸性溶液反應(yīng)物、生成物中均無(wú)OH-；c.堿性溶液反應(yīng)物、生成物中均無(wú)H+；d.水溶液中不可能出現(xiàn)O2-。5）一次電池一次電池的活性物質(zhì)（發(fā)生氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)）

38、消耗到一定程度，就不能使用了。一次電池中電解質(zhì)溶液制成膠狀，不流動(dòng)，也叫干電池。（1）鋅錳電池干電池該電池的負(fù)極材料是鋅，正極材料是碳棒，電解質(zhì)是MnO2、NH4Cl、ZnCl2組成的糊狀物其電極反應(yīng)式為：負(fù)極：Zn2e-=Zn2+正極：2MnO2+2NH4+2e-=Mn2O3+2NH3+H2O（產(chǎn)生的NH3和Zn2+作用：Zn2+4NH3 = Zn(NH3)42+）（產(chǎn)生的H2和MnO2作用：H2+2MnO2 = Mn2O3+H2O）總反應(yīng)式為：2Zn+4MnO2+4NH4Cl=Zn(NH3)4Cl2+ZnCl2+2Mn2O3+2H2OZn+2MnO2+2NH4Cl=Zn(NH3)2Cl2+

39、2MnO(OH)或Zn+2NH4+=Zn2+2NH3+H2電池中MnO2的作用是將正極上NH4+還原生成的H2氧化成為水，以免產(chǎn)生H2附在石墨表面而增加電池內(nèi)阻由于反應(yīng)中鋅筒不斷消耗變薄，且有液態(tài)水生成，故電池用久后會(huì)變軟。（2）銀鋅電池鈕扣電池該電池使用壽命較長(zhǎng)，廣泛用于電子表和電子計(jì)算機(jī)其電極分別為Ag2O和Zn，電解質(zhì)為KOH溶液。其電極反應(yīng)式為：負(fù)極：Zn+2OH2e-=ZnO+H2O正極：Ag2O+H2O+2e=2Ag+2OH-總反應(yīng)式為：Zn+Ag2O=ZnO+2Ag（3）高能電池鋰電池該電池是20世紀(jì)70年代研制出的一種高能電池由于鋰的相對(duì)原子質(zhì)量很小，所以比容量（單位質(zhì)量電極材

40、料所能轉(zhuǎn)換的電量）特別大，使用壽命長(zhǎng)，適用于動(dòng)物體內(nèi)（如心臟起搏器）因鋰的化學(xué)性質(zhì)很活潑，所以其電解質(zhì)溶液應(yīng)為非水溶劑。作心臟起搏器的鋰碘電池：其電極反應(yīng)式為：負(fù)極：2Li2e-=2Li+正極：I2+2e-=2I-總反應(yīng)式為：2Li+I2=2LiI（4）鋰二氧化錳電池這種電池以片狀金屬為負(fù)極，活性MnO2作正極，高氯酸及溶于碳酸丙烯酯和二甲氧基乙烷的混合有機(jī)溶劑作為電解質(zhì)溶液，以聚丙烯為隔膜其電極反應(yīng)式為：負(fù)極：LiLie-正極：MnO2LieLiMnO2總反應(yīng)式為：LiMnO2LiMnO2該種電池重量輕、體積小、電壓高、比能量大，充電1000次后仍能維持其能力的90，貯存性能好，已廣泛用于電

41、子計(jì)算機(jī)、手機(jī)、無(wú)線電設(shè)備等。6）二次電池可以多次反復(fù)使用，放電后可以充電復(fù)原，又稱二次電池。（1）鉛蓄電池鉛蓄電池是一種常見(jiàn)的可充電電池，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中有廣泛的應(yīng)用該電池以Pb和PbO2作電極材料，H2SO4作電解質(zhì)溶液其電極反應(yīng)式為：負(fù)極：Pb+SO42-2e-=PbSO4正極：PbO2+4H+SO42-+2e-=PbSO4+2H2O總反應(yīng)式為：PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O（2）堿性鎳鎘電池該電池以Cd和NiO(OH)作電極材料，NaOH作電解質(zhì)溶液其電極反應(yīng)式為：負(fù)極：Cd+2OH-2e-=Cd(OH)2正極：2NiO(OH)+2H2O+2e-=2Ni(O

42、H)2+2OH-總反應(yīng)式為：Cd+2NiO(OH)+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2從上述兩種蓄電池的總反應(yīng)式可看出，鉛蓄電池在放電時(shí)除消耗電極材料外，同時(shí)還消耗電解質(zhì)硫酸，使溶液中的自由移動(dòng)的離子濃度減小，內(nèi)阻增大，導(dǎo)電能力降低而鎳鎘電池在放電時(shí)只消耗水，電解質(zhì)溶液中自由移動(dòng)的離子濃度不會(huì)有明顯變化，內(nèi)阻幾乎不變，導(dǎo)電能力幾乎沒(méi)有變化。（3）氫鎳可充電池該電池是近年來(lái)開發(fā)出來(lái)的一種新型可充電電池，可連續(xù)充、放電500次，可以取代會(huì)產(chǎn)生鎘污染的鎳鎘電池。其電極反應(yīng)式為：負(fù)極：H2+2OH2e-=2H2O正極：2NiO(OH)+2H2O+2e=2Ni(OH)2+2OH-總反應(yīng)式為：H2+

43、2NiO(OH)2Ni(OH)27）燃料電池又稱連續(xù)電池，一般以天然燃料或其它可燃物質(zhì)如H2、CH4等作為負(fù)極反應(yīng)物質(zhì)，以O(shè)2作為正極反應(yīng)物質(zhì)而形成的燃料電池體積小、質(zhì)量輕、功率大，是正在研究的新型電池之一。（1）氫氧燃料電池主要用于航天領(lǐng)域，是一種高效低污染的新型電池，一般用金屬鉑（是一種惰性電極，并具有催化活性）或活性炭作電極，用40%的KOH溶液作電解質(zhì)溶液其電極反應(yīng)式為：負(fù)極：2H2+4OH-4e-=4H2O正極：O2+2H2O+4e-=4OH-總反應(yīng)式為：2H2+O2=2H2O（2）甲烷燃料電池用金屬鉑作電極，用KOH溶液作電解質(zhì)溶液其電極反應(yīng)式為：負(fù)極：CH4+10OH-8e-=C

44、O32-+7H2O正極：2O2+4H2O+8e-=8OH-總反應(yīng)式為：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O（3）甲醇燃料電池是最近摩托羅拉公司發(fā)明的一種由甲醇和氧氣以及強(qiáng)堿作為電解質(zhì)溶液的新型手機(jī)電池，電量是現(xiàn)有鎳氫電池或鋰電池的10倍。其電極反應(yīng)式為：負(fù)極：2CH4O+16OH-12e-=2CO32-+12H2O正極：3O2+6H2O+12e-=12OH-總反應(yīng)式為：2CH4O+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O（4）固體氧化物燃料電池該電池是美國(guó)西屋公司研制開發(fā)的，它以固體氧化鋯氧化釔為電解質(zhì)，這種固體電解質(zhì)在高溫下允許O2-在其間通過(guò)。其電極反應(yīng)式為：負(fù)極：2H2+2O2

45、-4e-=2H2O正極：O2+4e-=2O2-總反應(yīng)式為：2H2+O2=2H2O（5）熔融鹽燃料電池該電池用Li2CO3和Na2CO3熔融鹽混合物作電解質(zhì)，CO為陽(yáng)極燃?xì)?，空氣與CO2的混合氣為陰極助燃?xì)?，制得?50下工作的燃料電池熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率，因而受到重視。其電極反應(yīng)式為：負(fù)極：2CO+2CO32-4e-=4CO2正極：O2+2CO2+4e-=2CO32-總反應(yīng)式為：2CO+O2=2CO22.6.2 電解池1）電解池原理定義：使直流電流通過(guò)電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)）而在陰、陽(yáng)兩極引起氧化還原反應(yīng)的過(guò)程叫做電解。形成條件：與電源相連的兩個(gè)電極；電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)）；形

46、成閉合回路。放電順序：a.陽(yáng)極上失電子的規(guī)律（陽(yáng)極產(chǎn)物的判斷）應(yīng)首先看電極材料是惰性電極，還是活性電極。如是惰性電極（Pt、Au、石墨），則由溶液中的陰離子失電子，陰離子還原性越強(qiáng)越易失電子，陰離子放電順序?yàn)椋篠2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根離子；如是活性電極（金屬活動(dòng)性順序表Ag之前），則這些金屬首先失去電子進(jìn)入溶液，此時(shí)溶液中其他離子不再失電子?？煽偨Y(jié)為：活潑陽(yáng)極（陽(yáng)極）>無(wú)氧酸根離子>OH->最高價(jià)含氧酸根離子>F-注意：非最高價(jià)含氧酸根離子的放電能力一般比OH-要強(qiáng)，如SO32-等。b.陰極上得電子的規(guī)律（陰極產(chǎn)物的判

47、斷）陰極上只能由溶液中陽(yáng)離子獲得電子，陽(yáng)離子氧化性越強(qiáng)越易得電子，陽(yáng)離子放電順序一般為：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Fe2+>Zn2+>H+(鹽溶液)c.變價(jià)的金屬Fe在作陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)時(shí)電極反應(yīng)為：Fe2e-=Fe2+2）陰陽(yáng)極的判斷對(duì)于陰、陽(yáng)極的判斷及反應(yīng) 看電源正、負(fù)極。若與電源負(fù)極相連，則為陰極。若與電源正極相連，則為陽(yáng)極。 看電極周圍元素價(jià)態(tài)的升降。若價(jià)態(tài)升高，則為陽(yáng)極。注意：元素價(jià)態(tài)的升降的判斷很多時(shí)候是從各種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(如通過(guò)對(duì)氣體成分的描述來(lái)判斷)來(lái)推測(cè)反應(yīng)產(chǎn)物而得出的。 看電子的流向。若是電子流出的電極，則為陽(yáng)極

48、。注意：一定不能根據(jù)兩極活潑性的相對(duì)大小判斷。 陽(yáng)極：若為活性電極，則電極本身失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。陰極：電極本身不反應(yīng)（不論是惰性電極還是活性電極）。溶液中陽(yáng)離子在陰極獲得電子，發(fā)生還原反應(yīng)。 通過(guò)電解質(zhì)溶液中陰陽(yáng)離子的流向判斷。陽(yáng)離子移向的是陰極，陰離子移向的是陽(yáng)極。3）電解池電極方程式的書寫根據(jù)已給出的兩個(gè)電極方程式，寫出總反應(yīng)方程式：只要使兩個(gè)電極反應(yīng)式得失電子數(shù)相等后，再將兩式相加，消去相同的化學(xué)式即可。給出總方程式，要求寫電極方程式，分為四步（可以與原電池的方法聯(lián)合記憶）：判物質(zhì)，標(biāo)得失；選離子，配電荷； 配個(gè)數(shù)，巧用水； 兩式加，驗(yàn)總式。差值法書寫電極反應(yīng)式：陰陽(yáng)極反應(yīng)式之和則為

49、總反應(yīng)的方程式。一般先寫出反應(yīng)的總方程式和較易寫出的電極反應(yīng)式，然后用總方程式減去較易寫出的電極反應(yīng)式得較難寫的電極反應(yīng)式。根據(jù)信息給予的知識(shí)（如反應(yīng)現(xiàn)象或反應(yīng)裝置），寫出電極反應(yīng)方程式a.考慮陽(yáng)極材料，若為惰性電極，溶液中的陰離子被氧化；若為活性電極，則被氧化的是電極本身。b.若溶液中陰陽(yáng)離子有多種，則根據(jù)離子放電順序來(lái)判定什么離子先放電，什么離子后放電，并寫出電極方程式。c.如可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象直接判斷出最終的電極產(chǎn)物，則可以根據(jù)判斷出的反應(yīng)物和產(chǎn)物先寫出總反應(yīng)方程式，之后利用差值法寫出電極反應(yīng)式。4）氯堿工業(yè) 裝置 原理：陰極：2H+2e=H2（還原反應(yīng)）；陽(yáng)極：2Cl2e=Cl2（氧化

50、反應(yīng)）電解飽和食鹽水的總反應(yīng)式： 注意事項(xiàng)： 陽(yáng)離子交換膜：只允許鈉離子、氫離子通過(guò)，氫氧根離子和Cl不能通過(guò)。 陽(yáng)極室pH控制在35：Cl2+H2O H+ Cl+ HClO，加入酸，增加氫離子濃度，使該平衡逆向移動(dòng)，增大Cl2的產(chǎn)量。5）電解精煉銅裝置：電解時(shí)，用粗銅板作陽(yáng)極，與直流電源的正極相連；用純銅板作陰極，與電源的負(fù)極相連，用CuSO4溶液（加入一定量的硫酸）作電解液。原理陰極反應(yīng)：Cu2+2e-=Cu， 陽(yáng)極反應(yīng)：Cu2e-=Cu2+電解過(guò)程中，比銅活潑的Zn、Fe、Ni等金屬雜質(zhì)，在銅溶解的同時(shí)也會(huì)失電子形成金屬陽(yáng)離子而溶解，此時(shí)陰極仍發(fā)生Cu2+2e-=Cu，這會(huì)導(dǎo)致電解液濃度

51、不發(fā)生變化；Ag、Au不如Cu易失電子，Cu溶解時(shí)它們以陽(yáng)極泥沉積下來(lái)可供提煉Au、Ag等貴金屬。注意：精煉銅時(shí)，陽(yáng)極溶解陰極增粗，但是陰陽(yáng)兩電極的質(zhì)量變化不一定相等。6）電解鋁（1）工業(yè)上，用純凈的氧化鋁為原料，用熔化的冰晶石（Na3AlF6）作熔劑（降低融解溫度），采用電解的方法制取鋁。（2）電極反應(yīng)式：陰極：4Al3+12e-4Al陽(yáng)極：6O2-12e-3O2總反應(yīng)式：2Al2O3 4Al3O2（只能電解Al2O3，不能是AlCl3）（3）在冶煉鋁時(shí)，陽(yáng)極產(chǎn)生氧氣，石墨陽(yáng)極在如此高溫條件下，將不斷被氧氣氧化而消耗，因而需不斷補(bǔ)充石墨陽(yáng)極。7）電鍍?cè)恚弘婂儠r(shí)，一般都是用含鍍層金屬離子的電

52、解質(zhì)溶液為電鍍液；把待鍍金屬制成品浸入電鍍液中與直流電源的負(fù)極相連，作為陰極，而用鍍層金屬為陽(yáng)極，陽(yáng)極金屬溶解在溶液中成為陽(yáng)離子，移向陰極，并在陰極上被還原成金屬析出。8）污水處理工業(yè)上在處理污水時(shí)，往往利用陰離子的放電順序，如含S2-、SO32-等離子，可直接利用惰性電極電解該污水，使其在陽(yáng)極放電產(chǎn)生無(wú)污染的離子，而處理含氧酸根離子如Cr2O72-等強(qiáng)氧化性的離子，它們?cè)陔娊膺^(guò)程中不會(huì)發(fā)生變化，此時(shí)往往采用鐵棒做陽(yáng)極，活性電極放電產(chǎn)生強(qiáng)還原性的微粒，后與Cr2O72-發(fā)生氧化還原，具體方程式為：Fe 2e-=Fe2+，6Fe2+ Cr2O72-+14H+=6 Fe3+2 Cr 3+7H2O2

53、.6.3 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)1）金屬的化學(xué)腐蝕金屬和非電解質(zhì)或其它物質(zhì)接觸而直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起的腐蝕。腐蝕過(guò)程中無(wú)電流產(chǎn)生。2）金屬的電化學(xué)腐蝕不純金屬或合金在電解質(zhì)溶液中發(fā)生原電池反應(yīng)，使較活潑的金屬失電子被氧化而消耗。腐蝕過(guò)程中有電流產(chǎn)生。主要包含兩種形式，吸氧腐蝕和析氫腐蝕。（1） 金屬的吸氧腐蝕金屬的吸氧腐蝕為金屬單質(zhì)在堿性、中性或弱酸性環(huán)境下與氧氣發(fā)生的電化學(xué)腐蝕過(guò)程。條件：水膜酸性很弱或呈中性電解質(zhì)溶液：溶有O2的電解質(zhì)溶液正極反應(yīng)：O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-負(fù)極反應(yīng)：Fe 2e-=Fe2+其他后續(xù)反應(yīng)：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)

54、3 ； 2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O（2） 金屬的析氫腐蝕條件：水膜酸性較強(qiáng)電解質(zhì)溶液： 溶有較強(qiáng)酸的電解質(zhì)溶液正極反應(yīng)：2H+ + 2e-=H2負(fù)極反應(yīng)：Fe 2e-=Fe2+總反應(yīng)：Fe +2H+=H2+ Fe2+3）金屬的防護(hù)1）犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法：此法應(yīng)用原電池原理，讓被保護(hù)金屬作為正極，另找一種活潑性較強(qiáng)的金屬作為負(fù)極例如在鍋爐內(nèi)壁、船舶外壁裝上若干鋅塊，保護(hù)鋼鐵設(shè)備Zn不斷被腐蝕，可定期拆換，而鐵得到保護(hù)2）外加電流的陰極保護(hù)法：此法應(yīng)用電解原理，讓被保護(hù)金屬做陰極，惰性電極作輔助陽(yáng)極，兩者都存在于電解質(zhì)溶液（如海水中），接上直流電源例如鋼閘門，可用此法防止腐蝕此法中，陽(yáng)極放電的微粒是海水中的陰離子，陰極上放電的是海水中的陽(yáng)離子2.7化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡2.7.1 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)速率為單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加。化學(xué)反應(yīng)速率是用來(lái)表示化學(xué)反應(yīng)快慢的物理量。公式為：v=，單位為mol·L1·s1或mol·L1min1注意事項(xiàng)：（1）我們所用的化學(xué)反應(yīng)速率是一段時(shí)間的平均速率