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文檔簡介
、高中化學(xué)選修四知識總框架
緒日第三章:水溶液中的離子平衡
第一章:化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié):弱電解質(zhì)的電離
第一節(jié):化學(xué)反應(yīng)與能量的變化第二節(jié):水的電離和溶液的酸堿性
第二節(jié):燃燒熱能源第三節(jié):鹽類的水解
第三節(jié):化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算第四節(jié):難溶電解質(zhì)的溶解平衡
第二章:化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡第四章:電化學(xué)基礎(chǔ)
第一節(jié):化學(xué)反應(yīng)速率第一節(jié):原電池
第二節(jié):影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素第二節(jié):化學(xué)電源
第三節(jié):化學(xué)平衡第三節(jié):電解池
第四節(jié):化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向第四節(jié):金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)
二、各章知識點(diǎn)匯總
第一章:化學(xué)區(qū)應(yīng)與能量
一、焰變、反應(yīng)熱
2、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、焙變(AHkJ/mol)的意義:在恒壓條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)
3、產(chǎn)生原因:化學(xué)鍵斷裂一一吸熱化學(xué)鍵形成一一放熱
4、放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng):
①放出熱量的化學(xué)反應(yīng):4H為或△*()
內(nèi)能轉(zhuǎn)化為熱能反應(yīng)物總能量〉生成物總能量
斷裂化學(xué)鍵吸收的總能量〈形成化學(xué)鍵放出的總能量吸熱反應(yīng)
②吸收熱量的化學(xué)反應(yīng):4H為“+”或△H)。
熱能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能反應(yīng)物總能量〈生成物總能量
斷裂化學(xué)鍵吸收的總能量〉形成化學(xué)鍵放出的總能量
5、常見的放熱反應(yīng):
①所有的燃燒反應(yīng)⑤生石灰和水反應(yīng)
②酸堿中和反應(yīng)⑥濃硫酸稀釋、氫氧化鈉固體溶解等
③大多數(shù)的化合反應(yīng)⑦鋁熱反應(yīng)
④金屬與酸的反應(yīng)
6、常見的吸熱反應(yīng):
①晶體Ba(OH)2-8H2O與NH4C1反應(yīng)③以H2、CO、C為還原劑的氧化還原反應(yīng)
②大多數(shù)的分解反應(yīng)④錢鹽溶解等
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)
(s、1、g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,AH加倍:反應(yīng)逆向進(jìn)行,4H改變符號,數(shù)值不變
6、AH的單位為kJ/mol
7、不標(biāo)氣體或沉淀符號
三、燃燒熱
1.概念:25℃,lOlkPa時,Imol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時所放出的熱量。kJ/mol
注意以下幾點(diǎn):
(1)反應(yīng)條件:25℃>lOlkPa
(2)反應(yīng)程度:完全燃燒,產(chǎn)物是穩(wěn)定的氧化物。C—CO2(g)H—H2O(1)S—SO2(g)
(3)燃燒物的物質(zhì)的量:Imol
(4)研究內(nèi)容:放出的熱量。(AH<0,單位kJ/mol)
(5)計(jì)算:Q?=n*|AH|△H=-Q?/n
四、中和熱
1、概念:在稀溶液中,酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng),生成ImolH2O放出的熱量叫中和熱。
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)方程為:H(aq)+OH(aq)=H2O(l),AH=-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
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。
六、能源
①化石能源:煤、石油、天然氣(不可再生)
②新能源:太陽能、氫能、地?zé)崮?、風(fēng)能、海洋能、生物質(zhì)能等(可以再生)
七、反應(yīng)熱大小比較
帶符號比較物質(zhì)的檢定性與能量的關(guān)系:能量越高,物質(zhì)越不穩(wěn)定
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,單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加
⑵表示方法:單位時間內(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=Ac/A(v:平均速率,Ac:濃度變化,At:時間)單位:mol/(L-s)
注意:①化學(xué)反應(yīng)速率不能用固體或液體的濃度變化量來表示
②為平均速率而不是瞬時速率
③化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比
⑷影響因素:
①內(nèi)因:反應(yīng)物的性質(zhì)(決定因素)
②外因:
>濃度:其他條件相同時,增大反應(yīng)物濃度反應(yīng)速率增大,減小反應(yīng)物濃度反應(yīng)速率減小。
>壓強(qiáng):對有氣體參加的反應(yīng)
A、恒溫時:增大壓強(qiáng),體積縮小,反應(yīng)速率增大
B、恒溫恒容時:充入反應(yīng)氣體一該物質(zhì)濃度增大一反應(yīng)速率增大
充入惰性氣體一總壓增大,但是各分壓不變,各物質(zhì)濃度不變一反應(yīng)速率不變
C、恒溫恒壓時:充入惰性氣體一體積增大一各反應(yīng)物濃度減小一反應(yīng)速率減小
注意:參加反應(yīng)的物質(zhì)為固體和液體,由于壓強(qiáng)的變化對濃度幾乎無影響,可以認(rèn)為反應(yīng)
速率不變。
>溫度:其他條件相同時,升高溫度反應(yīng)速率增大,降低溫度反應(yīng)速率減小
二、化學(xué)平衡
1、定義:化學(xué)平衡狀態(tài):一定條件下,當(dāng)一個可逆反應(yīng)進(jìn)行到正逆反應(yīng)速率相等時,各組
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(動態(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):
mA(g)+nB(g)wpC(g)+qD(g)
(1)混合物體系中各成分的含量:
①各物質(zhì)的物質(zhì)的量或各物質(zhì)的物質(zhì)的量的分?jǐn)?shù)一定平衡
②各物質(zhì)的質(zhì)量或各物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定平衡
③各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)一定平衡
④總體積、總壓力、總物質(zhì)的量一定,不一定平衡
(2)正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系:
①在單位時間內(nèi)消耗了mmolA同時生成mmolA,即V(町=V您)平衡
②在單位時間內(nèi)消耗了nmolB同時消耗了pmolC,則V(正尸V(因平衡
③V(A):V(B):V(C):V(D)=m:n:p:q,2正)不一定等于V俚)不一定平衡
④在單位時間內(nèi)生成nmolB,同時消耗了qmolD,因均指V(逆)不一定平衡
(3)壓強(qiáng):
①m+n和+q時,總壓力一定(其他條件一定)平衡
②m+n=p+q時,總壓力一定(其他條件一定)不一定平衡
(4)混合氣體平均相對分子質(zhì)量Mr
①M(fèi)r一定時,只有當(dāng)m+n#p+q時,平衡
②Mr一定時,但m+n=p+q時,不一定平衡
(5)溫度:任何反應(yīng)都伴隨著能量變化,當(dāng)體系溫度一定時(其他不變)平衡
(6)體系的密度密度一定,不一定平衡
(7)其他如體系顏色不再變化等平衡
3、影響化學(xué)平衡移動的因素
(1)濃度
①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;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
②增加固體或純液體的量,由于濃度不變,所以平衡不移動
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。
(2)溫度
在其他條件不變的情況下,溫度升高會使化學(xué)平衡向著吸熱反應(yīng)方向移動,溫度降低會使
化學(xué)平衡向著放熱反應(yīng)方向移動。
(3)壓強(qiáng)
其他條件不變時,增大壓強(qiáng),會使平衡向著體積縮小方向移動;減小壓強(qiáng),會使平衡向著體
積增大方向移動。
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
②氣體減壓或增壓與溶液稀釋或濃縮的化學(xué)平衡移動規(guī)律相似
(4)催化劑
使用催化劑對正反應(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。但使用催化
劑可以影響可逆反應(yīng)達(dá)到平衡所需的時間。
(5)勒夏特列原理(平衡移動原理)
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。
三、化學(xué)平衡常數(shù)
1、定義:在一定溫度下,當(dāng)一個反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時,生成物濃度累之積與反應(yīng)物濃度嘉
之積的比值是一個常數(shù)。K
2、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)的濃度是平衡時的濃度
②K只與溫度(T)有關(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,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。
3、化學(xué)平衡常數(shù)K的應(yīng)用:
(1)判斷可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度
K值越大,說明平衡時生成物的濃度越大,它的正向反應(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。一般地,K>105時:反應(yīng)就進(jìn)行得基本完全了。
(2)判斷平衡移動的方向(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)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
①第一類:對于反應(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。
②第二類:對于反應(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)端變與反應(yīng)方向:
(1)嫡:物質(zhì)的一個狀態(tài)函數(shù),用來描述體系的混亂度。S
(2)體系趨向于有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序,導(dǎo)致體系的爆增加,這叫做燧增加原理,也是反應(yīng)方向
判斷的依據(jù)。.
(3)同一物質(zhì),在氣態(tài)時嫡值最大,液態(tài)時次之,固態(tài)時最小。即S(g)〉S(l)>S(s)
2、反應(yīng)方向判斷依據(jù):(溫度、壓強(qiáng)一定)
AH-TAS〈0反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行AH-TAS〉0反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行
注意:①AH為負(fù),AS為正時,任何溫度反應(yīng)都能自發(fā)進(jìn)行
②AH為正,AS為負(fù)時,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):在水溶液中或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物。
非電解質(zhì):在水溶液中和熔融狀態(tài)下都不能導(dǎo)電的化合物。
電解質(zhì):在水溶液中完全電離的電解質(zhì)。如:強(qiáng)酸,強(qiáng)堿,大多數(shù)鹽(可溶性鹽及難溶性鹽)
弱電解質(zhì):在水溶液中部分電離的電解質(zhì)。如:弱酸,弱堿,水,兩性物質(zhì),極少數(shù)鹽
2、電解質(zhì)與非電解質(zhì)本質(zhì)區(qū)別:
電解質(zhì)一一離子化合物或共價化合物
非電解質(zhì)一一共價化合物
注意:①電解質(zhì)、非電解質(zhì)都是化合物
②SCh、NH.3、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BaSCh不溶于水,但溶于水的BaSO4全部電離,
故BaSCU為強(qiáng)電解質(zhì))一一電解質(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,弱電解質(zhì)分子在溶液中電離成離子的速率和離子結(jié)合成分
子的速率相等,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:
(1)內(nèi)因:電解質(zhì)本身的性質(zhì)
(2)外因:
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?。蝗芤合♂寱r,電離平衡向著電離的方向移動。
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,有利于電離。
5、電離方程式的書寫:
(1)強(qiáng)電解質(zhì)完全電離,在書寫電離方程式時,用“=”
(2)弱電解質(zhì)部分電離,在書寫電離方程式時,用
①一元弱酸、弱堿一步電離
②多元弱酸分步電離,必須分步寫出,不可合并(其中以第一步電離為主)
③多元弱堿分步電離(較復(fù)雜),在中學(xué)階段要求一步寫出
④兩性氫氧化物按兩種方式電離
6、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,溶液中電離所生成的各種離子
濃度的是之積,跟溶液中未電離的分子濃度的比是一個常數(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:ABUA++B-K=c<A+)C<B->/C<AB>
7、影響因素:
a、電離常數(shù)K只與電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān),對同一弱電解質(zhì),溫度一定,電離常數(shù)一定;
溫度升高,電離常數(shù)增大。
b、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>HC10
二、水的電離和溶液的酸堿性
+
1、水電離平衡:H2O^H+OH-
水的離子積:Kw=c水+)-c(0H)
25℃時,c(H+)=c(OH)=10"mo1/L,Kw=c(H+)-c(OH)=lxl014
注意:Kw只與溫度有關(guān),溫度一定,則Kw值一定;溫度越高,Kw越大。
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不變
②溫度:升高溫度,促進(jìn)水的電離(水的電離是吸熱的),Kw增大
③加活潑金屬如Na:促進(jìn)水的電離,Kw不變
4、溶液的酸堿性與c(H+)和c(0田)的關(guān)系
判斷溶液的酸堿性的依據(jù)是:c(H+)和c(0H)的大小
酸性溶液:c(H+)>c(OH)
中性溶液:c(H+)=c(OH)
堿性溶液:c(H+)<c(OH)
5、溶液的酸堿性和pH的關(guān)系:
(1)pH=-Igc[H+]
(2)pH和溶液的酸堿性的關(guān)系:(室溫下)
酸性溶液:c(H+)>10-7mol/L,pH<7
中性溶液:c(H+)=10-7mol/L,pH=7
堿性溶液:c(H+)<10-7mol/L,pH>7
(3)pH的測定方法:
①酸堿指示劑:甲基橙、石蕊、酚醐
變色范圍:甲基橙3.1~4.4(橙色)石蕊5.0~8。(紫色)酚猷;8.2~10.0(淺紅色)
②pH試紙:操作:將一塊pH試紙放在潔凈、干燥的玻璃片或表面皿上,用玻璃棒蘸取待測
液體點(diǎn)在試紙的中央,試紙變色后,馬上與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對比即可。
注意:①事先不能用水濕潤PH試紙;②廣泛pH試紙讀取pH值為整數(shù),精確pH試紙讀取
pH值到小數(shù)點(diǎn)后一位,pH計(jì)讀取pH值到小數(shù)點(diǎn)后兩位
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:c(H+)?=[c(H)i*V|+c(H)2*V2]/(Vi+V2)
2、強(qiáng)堿與強(qiáng)堿的混合:c(OH)i8=[c(OH)iWi+c(OH-2*V2)]/(V,+V2)
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、
H+有余,則用余下的H+數(shù)除以溶液總體積求c(H+)溫;
OK有余,則用余下的ON數(shù)除以溶液總體積求c(OH)海,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pH=a:稀釋IO0倍時,pH=a+n(但始終不能大于或等于7)
2、弱酸溶液pH=a:稀釋10。倍時,pH(a+n(但始終不能大于或等于7)
3、強(qiáng)堿溶液pH=b:稀釋10。倍時,pH=b-n(但始終不能小于或等于7)
4、弱堿溶液pH=a:稀釋IO。倍時,pH)b-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靠近(即向中性靠近)
注意:任何溶液無限稀釋后pH均接近7
6、稀釋時,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。
五、強(qiáng)酸(pHl)強(qiáng)堿(pH2)混和計(jì)算規(guī)律
1、若等體積混合:
pHi+pH2=14則溶液顯中性pH=7
pHi+pH侖15則溶液顯堿性pH>7
pH!+pH2<13則溶液顯酸性pH<7
2、若混合后顯中性
pHi+pH2=14V酸:V堿=1:1
pHi+pH2#14V酸:V堿=10PHI+pH2-14
六、酸堿中和滴定
1、中和滴定的原理實(shí)質(zhì):H++OH—=出0
即酸能提供的H+和堿能提供的OH物質(zhì)的量相等。
2、中和滴定的操作過程:
(1)①滴定管的刻度,0刻度在上,往下刻度標(biāo)數(shù)越來越大,全部容積大于它的最大刻度
值,因?yàn)橄露擞幸徊糠譀]有刻度。滴定時,所用溶液不得超過最低刻度,不得一次滴定使用
兩滴定管酸(或堿),也不得中途向滴定管中添加。
②滴定管可以讀到小數(shù)點(diǎn)后一位
(2)藥品:標(biāo)準(zhǔn)液;待測液;指示劑。
(3)準(zhǔn)備過程:檢漏、洗滌、潤洗、裝液、趕氣泡、調(diào)液面。
洗滌:用洗液洗一檢漏:滴定管是否漏水f用水洗一用標(biāo)準(zhǔn)液洗(或待測液洗)一裝溶液一
排氣泡一調(diào)液面一記數(shù)據(jù)V(始)
(4)試驗(yàn)過程
3、酸堿中和滴定的誤差分析
七、鹽類的水解
1、鹽類水解:在水溶液中鹽電離出來的離子跟水電離出來的H+或0H-結(jié)合生成弱電解質(zhì)
的反應(yīng)。
2、水解的實(shí)質(zhì):水溶液中鹽電離出來的離子跟水電離出來的H+或0H-結(jié)合,破壞水的電
離,是平衡向右移動,促進(jìn)水的電離。
3、鹽類水解規(guī)律:
①有弱才水解,無弱不水解,越弱越水解;誰強(qiáng)顯誰性,兩弱都水解,同強(qiáng)顯中性。
②多元弱酸根,濃度相同時正酸根比酸式酸根水解程度大,堿性更強(qiáng)。(如Na2CO3>NaHCO3)
4、鹽類水解的特點(diǎn):(1)可逆(與中和反應(yīng)互逆)(2)程度小(3)吸熱
5、影響鹽類水解的外界因素:
①溫度:溫度越高水解程度越大(水解吸熱,越熱越水解)
②濃度:濃度越小,水解程度越大(越稀越水解)
③酸堿:促進(jìn)或抑制鹽的水解
(H+促進(jìn)陰離子水解而抑制陽離子水解;0H-促進(jìn)陽離子水解而抑制陰離子水解)
6、酸式鹽溶液的酸堿性:①只電離不水解:如HSO晨顯酸性
②電離程度〉水解程度,顯酸性(如:HSO3-、H2PO4)
2
③水解程度〉電離程度,顯堿性(如:HCO3\HS\HPO4-)
7、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)。
雙水解反應(yīng)相互促進(jìn),水解程度較大,有的甚至水解完全。使得平衡向右移。
(2)常見的雙水解反應(yīng)完全的為:
Fe3\AP+與A*CO32(HCO3)>S2(HS),SO32(HSO3);
+2
S2-與NH4;CO3-(HCO3-)^NH4+其特點(diǎn)是相互水解成沉淀或氣體
雙水解完全的離子方程式配平依據(jù)是兩邊電荷平衡
8、鹽類水解的應(yīng)用:
水解的應(yīng)用實(shí)例原理
1、凈水明磯凈水A產(chǎn)+3H2O=AI(OH)3(膠體)+3H+
用熱威水冼油污物△
2、去油污COs^+HaO=HCOa+0H-
品
①配制FeCb溶液時
Fe++3HaO=Fe(OH)s+3H+
常加入少量鹽酸
3、鹽溶液的配制
②配制Na2c。3溶液
COa^+HaO=HCOs+OH-
時常加入少量NaOH
若不然,則:
由MgCI26H2。制無
MgCI26H2。4
4、制備無水鹽水MgCI2在HCI氣
Mg(OH)2+2HCI+4H2O
流中加熱
Mg(OH)2vMgO+H2O
用AI(SO4)3與
23+
5、泡沫滅火器A|+3HCO3=AI(OH)31+3C0f
NaHCOa溶液混合
+
6、比較鹽溶液中比較NH4cl溶液中NH4++H2O=NH3H2O+H
雨于濃度的大小高子濃度的大小C(CI')>C(NH4+)>C(H+)>C(0H)-
9、水解平衡常數(shù)(Kh)
對于強(qiáng)堿弱酸鹽:Kh=Kw/Ka
(Kw為該溫度下水的離子積,凡為該條件下該弱酸根形成的弱酸的電離平衡常數(shù))
對于強(qiáng)酸弱堿鹽:Kh=Kw/Kb
(Kw為該溫度下水的離子積,Kb為該條件下該弱堿根形成的弱堿的電離平衡常數(shù))
>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(dāng)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
八、溶液中微粒濃度的大小比較
基本原則:抓住溶液中微粒濃度必須滿足的三種守恒關(guān)系:
①電荷守恒:任何溶液均顯電中性,陽離子所帶的總電荷數(shù)=陰離子所帶的總電荷數(shù)
②物料守恒:(即原子個數(shù)守恒或質(zhì)量守恒)指一個平衡體系中,某一組分的總濃度一定
等于它所電離或水解成的各種粒子的平衡濃度之和
③質(zhì)子守恒:即水電離出的H+濃度與0H-濃度相等。
九、難溶電解質(zhì)的溶解平衡
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0.01g的電解質(zhì)稱難溶電解質(zhì)。
(2)反應(yīng)后離子濃度降至1*10-5以下的反應(yīng)為完全反應(yīng)。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(yuǎn)低于
105mol/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)掌握三種微溶物質(zhì):CaSO4sCa9H卜、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⑸標(biāo)明狀態(tài),并用“?”。
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:如加MgO除去MgCb溶液中FeCb。
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:①酸堿;②氧化還原;③沉淀轉(zhuǎn)化。
5、沉淀的轉(zhuǎn)化: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。
如:AgNOjAgCI(白色沉淀)AgBr(淡黃色)Agl(黃色)Ag2S(黑色)
6,溶度積(KSP)
①定義:在一定條件下,難溶電解質(zhì)電解質(zhì)溶解成離子的速率等于離子重新結(jié)合成沉淀的
速率,溶液中各離子的濃度保持不變的狀態(tài)。
n+mn+mmn
②表達(dá)式:AmBn(s)mA(aq)+nB'(aq)KSP=[c(A)][c(B-)]
3、影響因素:外因:①濃度:加水,平衡向溶解方向移動。
②溫度:升溫,多數(shù)平衡向溶解方向移動。
4、溶度積規(guī)則:(Qc:離子積)
Qc)KSP有沉淀析出
QC=KSP平衡狀態(tài)
Qc〈KSP飽和,繼續(xù)溶解
第四章:電化學(xué)基礎(chǔ)
一、原電池的工作原理
1、概念和反應(yīng)本質(zhì):原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,其反應(yīng)本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)。
失e,帶導(dǎo)線傳遞.
布電流產(chǎn)生
國化反應(yīng)還驚:反應(yīng)
外極鋅銅原電池
Zn-2e=ZnaJ!=Cu
斷陽射f-IW
溶一
rL一溶液|_
2、工作原理:陰崗f枝向
3、原電池的構(gòu)成條件:
(1)一看反應(yīng):看是否有能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)發(fā)生
(一般是活潑性強(qiáng)的金屬與電解質(zhì)溶液反應(yīng))。
(2)二看兩電極:一般是活潑性不同的兩電極。
⑶三看是否形成閉合回路
形成閉合回路需三個條件:
①電解質(zhì)溶液;②兩電極直接或間接接觸;③兩電極插入電解質(zhì)溶液中。
4、鹽橋原電池
(1)構(gòu)造ZnSO,iSiftCuSO,溶液
⑵鹽橋的組成和作用:
①鹽橋中裝有飽和的KC1、KN03等溶液和瓊脂制成的膠凍。
②鹽橋的作用
a.連接內(nèi)電路,形成閉合回路;
b.平衡電荷,使原電池不斷產(chǎn)生電流。
③鹽橋含飽和KC1溶液,K+移向正極,C1一移向負(fù)極。
⑶單池原電池和鹽橋原電池的對比:
ZnSO,CuSO.
①相同點(diǎn):正負(fù)極、電極反應(yīng)、總反應(yīng)、反應(yīng)現(xiàn)象
②不同點(diǎn):圖1中Zn在CuSCU溶液中直接接觸CP卡,會有一部分Zn與Ct?+直接反應(yīng),該
裝置中既有化學(xué)能和電能的轉(zhuǎn)化,又有一部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化成了熱能,裝置的溫度會升高。圖
2中Zn和CuSO4溶液分別在兩個池子中,Zn與Ci?+不直接接觸,不存在Zn與CM卡直接反
應(yīng)的過程,所以僅是化學(xué)能轉(zhuǎn)化成了電能,電流穩(wěn)定,且持續(xù)時間長。
③關(guān)鍵點(diǎn):鹽橋原電池中,還原劑在負(fù)極區(qū),而氧化劑在正極區(qū)。
>注意:原電池工作原理的3個失分點(diǎn):
①原電池閉合回路的形成有多種方式,可以是導(dǎo)線連接兩個電極,也可以是兩電極相接觸。
②電解質(zhì)溶液中陰、陽離子的定向移動,與導(dǎo)線中電子的定向移動共同組成了一個完整的
閉合回路。
③無論在原電池還是在電解池中,電子均不能通過電解質(zhì)溶液。
二、常見化學(xué)電源
1、堿性鋅銃電池-------次電池
①電池組成:鋅、碳棒、二氧化鋅、氯化鋅、氯化鐵
②特點(diǎn):用途廣泛
③正極反應(yīng):2M11O2+2H2O+2e===2MnOOH+2OH
負(fù)極反應(yīng):Zn+2OFT-2e-===Zn(OH)2
總反應(yīng):Zn+2MnO2+2H2O===2MnOOH+Zn(OH)2
2、銀鋅鈕扣電池-------次電池
①電池組成:鋅、氧化銀、氫氧化鉀溶液
②特點(diǎn):放電平穩(wěn),電流大
③負(fù)極反應(yīng):Zn+2OPT—2e-===Zn(OH)2
正極反應(yīng):Ag2O+H2O+2e===2Ag+20H
總反應(yīng):Zn+Ag2O+H2O===Zn(OH)2+2Ag
3、鉛蓄電池——二次電池
①電池組成:鉛、二氧化鉛、硫酸
②特點(diǎn):廣泛用于機(jī)動車輛鉛蓄電池是最常見的二次電池,負(fù)極材料是Pb,正極材料PbO2
③放電時的反應(yīng)
負(fù)極反應(yīng):Pb+SO24-2e-===PbSO4
正極反應(yīng):PbO2+4H++SO2-4+2e-===PbSO4+2H20
④充電時的反應(yīng)
陰極反應(yīng):PbSO4+2e—===Pb+SO2-4
陽極反應(yīng):PbSO4+2H2O-2e-===PbO2+4H++SO2^4
總反應(yīng):PbO2+Pb+2H2SO4#2PbSO4+2H2O?
4、銀氫電池——二次電池
①電池組成:貯氫合金,泡沫氧化銀、氫氧化鉀溶液
②特點(diǎn):壽命長、性能好,比能量高
③放電時的反應(yīng)
負(fù)極反應(yīng):MH-e+0H-===M+H20
正極反應(yīng):NiO(OH)+屋+H20===Ni(0H)2+0H
④充電時的反應(yīng)
陰極反應(yīng):M+H20+e===MH+0H
陽極反應(yīng):Ni(OH)2+OH^-e-NiO(OH)+H2O
總反應(yīng):NiO(OH)+MHWNi(0H)2+M
注意:可逆電池的充、放電不能理解為可逆反應(yīng)。
5.氫氧燃料電池
①電池組成:伯碳/氫氣、鉗碳/氧氣,氫氧化鉀溶液(或H2SO4溶液)
②特點(diǎn):用于航天飛機(jī)、牽引車等。
③氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池,可分酸性和堿性兩種。
種類酸性堿性
負(fù)極反應(yīng)式2H2-4e===4H2H2+40H—4e===4H2。
正極反應(yīng)式4e+4H===2Hz。O2+2H2O+4e===4OH
電池總反應(yīng)式
2H24-O2===2H2O
三、電解原理
1、電解:在電流作用下,電解質(zhì)在兩個電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過程。
提醒:注意電解與電離兩概念的聯(lián)系與區(qū)別聯(lián)系:電解是在電解質(zhì)電離的基礎(chǔ)上完成的。
區(qū)別:電解需外加電源,是化學(xué)過程,電離一般在水溶液或熔融狀態(tài)下完成,為物理過程。
2、電解池:
⑴構(gòu)成條件:①有與電源相連的兩個電極。②電解質(zhì)溶液(或熔融鹽)。③形成閉合回路。
(2)電極名稱及電極反應(yīng)式
電極右糕:RJH"電極匕稱;哂
反應(yīng)類型:式化反應(yīng)反應(yīng)龍型;讓他反應(yīng)
電極反應(yīng)式:,也做反應(yīng)式:Cu"+2t-Cu
2CT-2u=dt
(3)電子和離子移動方向:
①電子:從電源負(fù)極流向電解池的陰極;從電解池的陽極流向電源的正極。
②離子:陽離子移向電解池的陰極;陰離子移向電解池的陽極。
電子和離子移動方向圖示
提醒:正確理解電子不下水(電解質(zhì)溶液)。
3、解過程思維程序:
(1)首先判斷陰、陽極,分析陽極材料是惰性電極還是活潑電極.
(2)再分析電解質(zhì)水溶液的組成,找全離子并分陰、陽兩組。
提醒:不要忘記水溶液中的H卡和0H\不要把H+、OK誤加到熔融電解質(zhì)中。
(3)然后排出陰、陽兩極的放電順序陰極:
3+2+2+2++3+2++2++
陽離子放電順序AgSFe>Cu>H"(?)>Fe>Zn>H(zk)>AI>Mg>Na>Ca>Ko
陽極:活潑電極>S2>「>Br>CI>OH>含氧酸根離子。
提醒:①“活潑電極”一般指Pt、Au以外的金屬。
②最常用的放電順序:陽極:活潑金屬〉C]>OH-;陰極:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+,
(4)分析電極反應(yīng),判斷電極產(chǎn)物,寫出電極反應(yīng)式,要注意遵循原子守恒和電荷守恒。
⑸最后寫出電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式或離子方程式。
四、電解原理的應(yīng)用
1、電解飽和食鹽水
(1)電極反應(yīng):
陽極反應(yīng)式:2。一一25===。27(氧化反應(yīng))
陰極反應(yīng)式:2H++2e~===H2f(還原反應(yīng))
(2)總反應(yīng)方程式2NaCl+氏0==電解==2NaOH+H2f+Cl2T
離子反應(yīng)方程式:2Cr+2H2。==電解==20HI-H2T+Cl2T
(3)應(yīng)用:氯堿工業(yè)制燒堿、氫氣和氯氣
陽極:鈦網(wǎng)(涂有鈦、釘?shù)妊趸锿繉樱?/p>
陰極:碳鋼網(wǎng)
陽離子交換膜:①只允許陽離子通過,能阻止陰離子和氣體通過。
②將電解槽隔成陽極室和陰極室
2、電解精煉銅
川報(bào):粗銅
,兩假材料卜[
電
解陰林純銅
精
煉「陽極(含Zn.Ni、Ag.Au等朵質(zhì))
銅
■(兩極反應(yīng)Ni-2e戶
Cu-2e^=Cu8<(I:要反應(yīng))
-fj|K:Cu3++2e=Cu
3、電鍍銅
陽虬幽
一|兩極材M]-
陰極:得鍍金帆
|電鍍液]—含鍍層金屬陽離子的電斛質(zhì)溶液
1+
|電極反而]|-陽極:Cu-2L^==Cu
陰極:C
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