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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)的焰變
(1)反應(yīng)焙變
物質(zhì)所具有的能量是物質(zhì)固有的性質(zhì),可以用稱為以含”的物理量來描述,符號(hào)為H,單位為
kJ■moI-1o
反應(yīng)產(chǎn)物的總焙與反應(yīng)物的總焙之差稱為反應(yīng)焰變,用AH表示。
(2)反應(yīng)焰變△H與反應(yīng)熱Q的關(guān)系。
對于等壓條件下進(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)始變,其數(shù)學(xué)表達(dá)式為:Qp=AH=H(反應(yīng)產(chǎn)物)一H(反應(yīng)物)。
(3)反應(yīng)焙變與吸熱反應(yīng),放熱反應(yīng)的關(guān)系:
AH>0,反應(yīng)吸收能量,為吸熱反應(yīng)。
AH<0,反應(yīng)釋放能量,為放熱反應(yīng)。
(4)反應(yīng)焰變與熱化學(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)熔變同時(shí)表示出來的化學(xué)方程式稱為熱化學(xué)方程式,如:
H2(g)+02(g)=H20(l);AH(298K)=-285.8kJ-moI-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)(I)、氣態(tài)(g)、溶液(aq)。
②化學(xué)方程式后面寫上反應(yīng)焰變AH,AH的單位是J?mol-1或kJ?mol—1,且AH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,AH的數(shù)值也相應(yīng)加倍。
3、反應(yīng)焙變的計(jì)算
(1)蓋斯定律
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對于一個(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)焙變一樣,這一規(guī)律稱為蓋斯
定律。
(2)利用蓋斯定律進(jìn)行反應(yīng)焰變的計(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AH為上述各熱化學(xué)方程式的AH的代數(shù)和。
(3)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成熔,AfHm0計(jì)算反應(yīng)焙變AH。
對任意反應(yīng):aA+bB=cC+dD
AH=[cAfHm0(C)+dAfHme(D)]-[aAfHm6(A)+bAfHm6(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NaCI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--?Cl2T+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--?Nao
總方程式:2NaC方熔)2Na+CI2T
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?CI2+2e—
陰極:2H++e-----?H2T
總反應(yīng):2NaCI+2H202Na0H+H2T+CI2T
(2)銅的電解精煉。
粗銅(含Zn、Ni、Fe、Ag、Au、Pt)為陽極,精銅為陰極,CuS04溶液為電解質(zhì)溶液。
陽極反應(yīng):CuTCu2++2e—,還發(fā)生幾個(gè)副反應(yīng)
ZnTZn2++2e—;NiTNi2++2e—
FeTFe2++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):CuTCu2++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。
⑵Cu—Zn原電池的工作原理:
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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:ZnTZn2++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???/p>
反應(yīng)為:Zn+CuS04=ZnS04+Cuo
(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)鋅鎰干電池
負(fù)極反應(yīng):ZnTZn2++2e—;
正極反應(yīng):2NH4++2e--^NHS+H2;
(2)鉛蓄電池
負(fù)極反應(yīng):Pb+S042-PbS04+2e-
正極反應(yīng):Pb02+4H++S042-+2e-PbS04+2H20
放電時(shí)總反應(yīng):Pb+PbO2+2H2so4=2PbS04+2H20。
充電時(shí)總反應(yīng):2PbS04+2H20=Pb+Pb02+2H2S04。
(3)氫氧燃料電池
負(fù)極反應(yīng):2H2+40H-->^20+46-
正極反應(yīng):02+2H20+4e一~MOH-
電池總反應(yīng):2H2+02=2H20
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:FeTFe2++2e—。水膜中
溶解的氧氣被還原,正極反應(yīng)為:02+2H20+4e--?AOH-,該腐蝕為“吸氧腐蝕”,總反應(yīng)為:
2Fe+02+2H20=2Fe(OH)2,Fe(OH)2又立即被氧化:4Fe(OH)2+2H20+02=4Fe(OH)3,Fe(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-->H2T,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)到對金屬的防護(hù);也可以利用原電池原理,采用犧牲
陽極保護(hù)法。也可以利用電解原理,采用外加電流陰極保護(hù)法。
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)焰變與反應(yīng)方向
放熱反應(yīng)多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行,即AHVO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NH4HC03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CaC03高溫下分解生成CaO、C02。
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2、反應(yīng)婚變與反應(yīng)方向
煽是描述體系混亂度的概念,熔值越大,體系混亂度越大。反應(yīng)的婚變AS為反應(yīng)產(chǎn)物總烯與
反應(yīng)物總烯之差。產(chǎn)生氣體的反應(yīng)為煽增加反應(yīng),烯增加有利于反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行。
3、焰變與煽變對反應(yīng)方向的共同影響
AH-TAS<0反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。
△H—TAS=O反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。
AH-TAS>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AH-TASV0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:
a(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?;どa(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
△Vg=O的反應(yīng),改變壓強(qiáng),化學(xué)平衡狀態(tài)不變。
△Vg手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)Fe203(s)+3C0(g)=2Fe(s)+3C02(g)△H=-25kJ/moI
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(2)3Fe203(s)+C0(g)=2Fe304(s)+C02(g)AH=-47kJ/moI
(3)Fe304(s)+CO(g)=3FeO(s)+C02(g)AH=+19kJ/moI
寫出FeO(s)被CO還原成Fe和C02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⑶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⑶X2+方程式(2);可表示為⑶X2+(2)
得:2Fe304(s)+200(g)+3Fe203(s)+CO(g)=6FeO(s)+2C02(g)+2Fe304(s)+C02(g);AH
=+19kJ/molX2+(—47kJ/mol)
整理得方程式(4):Fe203(s)+CO(g)=2FeO(s)+C02(g);AH=-3kJ/mol
將⑴一(4)得200(g)=2Fe(s)+3C02(g)-2FeO(s)-002(g);AH=-25kJ/moI-(-
3kJ/mol)
整理得:FeO(s)+C0(s)=Fe(s)+C02(g);AH=-11kJ/mol
答案:FeO(s)+CO(s)=Fe(s)+C02(g);AH=-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Li2c03和Na2c03的熔融鹽混
合物作用電解質(zhì),C0為陽極燃?xì)猓諝馀cC02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:2C0+2c032—~^4002+46-
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C0為還原劑,空氣中02為氧
化劑,電池總反應(yīng)式為:2C0+02=2C02。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:02+2C02+4e-=20032-。
答案:02+2C02+4e-=2C032-;200+02=2002
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)過程都是熔值減小的過程。
B、吸熱的自發(fā)過程常常是熔值增加的過程。
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)焰變來判斷化學(xué)反應(yīng)的方向是可以的。
解析:放熱的自發(fā)過程可能使煽值減小、增加或無明顯變化,故A錯(cuò)誤。只根據(jù)始變來判斷反
應(yīng)進(jìn)行的方向是片面的,要用能量判據(jù)、烯判據(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1.01X105Pa時(shí),2N205(g)=4N02(g)+02(g);AH=56.7kJ/moI,(NH4)2C03(s)=NH4HC03(s)
+NH3(g);AH=74.9kJ/mol,上述兩個(gè)反應(yīng)都是吸熱反應(yīng),又都是爆增的反應(yīng),所以B也正確。
答案:BCo
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)中用基元精品文
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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
⑴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
表小。
(2)表達(dá)式:
⑶特點(diǎn)
對某一具體反應(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)對反應(yīng)速率的影響
壓強(qiáng)只影響氣體,對只涉及固體、液體的反應(yīng),壓強(qiáng)的改變對反應(yīng)速率幾乎無影響。
壓強(qiáng)對反應(yīng)速率的影響,實(shí)際上是濃度對反應(yīng)速率的影響,因?yàn)閴簭?qiáng)的改變是通過改變?nèi)萜魅?/p>
積引起的。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??;氣體物質(zhì)的濃度都減小,正、逆反應(yīng)速率都減小。
4、溫度對化學(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。可知,溫
度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響與活化能有關(guān)。
⑵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。活化能Ea值越大,改變溫度對反應(yīng)速率的影響越大。
5、催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
(1)催化劑對化學(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)的量減小的熔減反應(yīng),故降低溫度、精品文
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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1X107Pa?1X108Pa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
H20H++0H-
水的離子積常數(shù)KW=[H+][0H-],25℃時(shí),KW=1.0X10-14mol2-L-2O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+]=[0H-]=1.0X10-7mol-L-1,pH=7
酸性溶液:[H+]>[0H-],[H+]>1.0X10-7mol-L-1,pH<7
堿性溶液:[H+]<[0H-],[0H-]>1.0X10-7mol-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。
⑵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CH3C00HCH3C00—+H+為例。
加水、加冰醋酸,加堿、升溫,使CH3C00H的電離平衡正向移動(dòng),加入CH3C00Na固體,加入
濃鹽酸,降溫使CH3C00H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0H一結(jié)合生成弱酸或弱堿,從而打破水的精品文
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電離平衡,使水繼續(xù)電離,稱為鹽類水解。
⑵水解類型及規(guī)律
①強(qiáng)酸弱堿鹽水解顯酸性。
NH4CI+H20NH3-H20+HCI
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。
AI2S3+6H20=2AI(OH)3J.+3H2ST
⑶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
⑴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。
Pb12(s)Pb2+(aq)+21—(aq)
Ksp=[Pb2+][I-]2=7.1X10-9mol3-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)。
QOKsp時(shí),溶液中的離子結(jié)合為沉淀至平衡。
QcVKsp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
⑴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0H—與弱堿陽離子生成弱堿,或H+與0H—生成H20。
(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)
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(1)根據(jù)熔變與熔變判據(jù)
對AH—TAS<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:
Mg2+的形成。Ca2+、
-Ca2++2HC03CaC03+C02+H20=
-++2HC03++C02H20=Mg2MgC03加熱煮沸法降低水的硬度:
H20C02T+2HC03++—CaC031+Ca2H20C02T+—MgC034-+Mg2++2HC03軟化硬水:
或加入Na2C03
MgCO31Mg21,++C032-=C032Ca2++-=CaC03
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高中有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)總結(jié)概括
1、常溫常壓下為氣態(tài)的有機(jī)物:1?4個(gè)碳原子的燒,一氯甲烷、新戊烷、甲醛。
2、碳原子較少的醛、醇、粉酸(如甘油、乙醇、乙醛、乙酸)易溶于水;液態(tài)燒(如苯、汽
油)、鹵代怪(溪苯)、硝基化合物(硝基苯)、酶、酯(乙酸乙酯)都難溶于水;苯酚在常溫微
溶與水,但高于65℃任意比互溶。
3、所有燒、酯、一氯烷怪的密度都小于水;一漠烷怪、多鹵代煌、硝基化合物的密度都大于
水。
4、能使漠水反應(yīng)褪色的有機(jī)物有:烯怪、快怪、苯酚、醛、含不飽和碳碳鍵(碳碳雙鍵、碳
碳叁鍵)的有機(jī)物。能使漠水萃取褪色的有:苯、苯的同系物(甲苯)、CCI4、氯仿、液態(tài)烷燒
等。
5、能使酸性高鎰酸鉀溶液褪色的有機(jī)物:烯怪、快燒、苯的同系物、醇類、醛類、含不飽和
碳碳鍵的有機(jī)物、酚類(苯酚)。
6、碳原子個(gè)數(shù)相同時(shí)互為同分異構(gòu)體的不同類物質(zhì):烯煌和環(huán)烷怪、煥怪和二烯燒、飽和一
元醇和醴、飽和一元醛和酮、飽和一元竣酸和酯、芳香醇和酚、硝基化合物和氨基酸。
7、無同分異構(gòu)體的有機(jī)物是:烷燒:CH4、C2H6、C3H8;烯怪:C2H4;快怪:C2H2;氯代燃:
CH3CLCH2c12、CHCI3、CCI4、C2H5CI;醇:CH40;醛:CH20、C2H40;酸:CH202。
8、屬于取代反應(yīng)范疇的有:鹵代、硝化、磺化、酯化、水解、分子間脫水(如:乙醇分子間
脫水)等。
9、能與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)的物質(zhì):烯燒、快怪、苯及其同系物、醛、酮、不飽和段酸(CH2HHe00H)
及其酯(CH3cH=CHC00CH3)、油酸甘油酯等。
10、能發(fā)生水解的物質(zhì):金屬碳化物(CaC2)、鹵代怪(CH3cH2Br)、醇鈉(CH3cH20Na)、酚鈉
(C6H50Na)x粉酸鹽(CH3C00Na)、酯類(CH3C00CH2cH3)、二糖(C12H22011)(蔗糖、麥芽糖、
纖維二糖、乳糖)、多糖(淀粉、纖維素)((C6H1005)n)、蛋白質(zhì)(酶)、油脂(硬脂酸甘油酯、
油酸甘油酯)等。
11、能與活潑金屬反應(yīng)置換出氫氣的物質(zhì):醇、酚、粉酸。
12、能發(fā)生縮聚反應(yīng)的物質(zhì):苯酚(C6H50H)與醛(RCH0)、二元/酸(C00H—C00H)與二元醇
(H0CH2CH20H)、二元竣酸與二元胺(H2NCH2CH2NH2)、羥基酸(H0CH2C00H)、氨基酸(NH2cH2C00H)
等。
13、需要水浴加熱的實(shí)驗(yàn):制硝基苯(―N02,60°C)、制苯磺酸(―S03H,80℃)制酚醛樹脂
(沸水浴)、銀鏡反應(yīng)、醛與新制Cu(0H)2懸濁液反應(yīng)(熱水浴)、酯的水解、二糖水解(如蔗
糖水解)、淀粉水解(沸水浴)。
14、光
光照條件下能發(fā)生反應(yīng)的:烷煌與鹵素的取代反應(yīng)、苯與氯氣加成反應(yīng)(紫外光)、—CH3+CI2
一CH2C1(注意在鐵催化下取代到苯環(huán)上)。
15、常用有機(jī)鑒別試劑:新制Cu(OH)2、漠水、酸性高鎰酸鉀溶液、銀氨溶液、NaOH溶液、
FeC13溶;攸。
16、最簡式為CH的有機(jī)物:乙快、苯、苯乙烯(一CH=CH2);最簡式為CH20的有機(jī)物:甲醛、
乙酸(CH3COOH)、甲酸甲酯(HC00CH3)、葡萄糖(C6Hl206)、果糖(C6Hl206)。
17、能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的物質(zhì)(或與新制的Cu(OH)2共熱產(chǎn)生紅色沉淀的):醛類(RCHO)、葡萄
糖、麥芽糖、甲酸(HCOOH)v甲酸鹽(HCOONa)、甲酸酯(HC00CH3)等。
18、常見的官能團(tuán)及名稱:一X(鹵原子:氯原子等)、—0H(羥基)、—CHO(醛基)、—COOH
(粉基)、—C00—(酯基)、—C0—(翔基)、—0—(醐鍵)、C=C(碳碳雙鍵)、一C三C一(碳碳
叁鍵)'—NH2(氨基)、一NH—C0一(肽鍵)、-N02(硝基)
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19、常見有機(jī)物的通式:烷煌:CnH2n+2;烯怪與環(huán)烷怪:CnH2n;煥煌與二烯怪:CnH2n-2;
苯的同系物:CnH2n-6;飽和一元鹵代煌:CnH2n+1X;飽和一元醇:CnH2n+20或CnH2n+10H;苯
酚及同系物:CnH2n-60或Cn
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