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人教版高中化學(xué)選擇性必修1知識(shí)點(diǎn)歸納總結(jié)第一章化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng) 第一節(jié)反應(yīng)熱 第二節(jié)反應(yīng)熱的計(jì)算 第二章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡 第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率 第二節(jié)化學(xué)平衡 26-第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)的方向 41-第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控 44-第三章水溶液中的離子反應(yīng)與平衡 47-第一節(jié)電離平衡 47-第二節(jié)水的電離和溶液的pH 第三節(jié)鹽類(lèi)的水解 第四節(jié)沉淀溶解平衡 第四章化學(xué)反應(yīng)與電能 第三節(jié)金屬的腐蝕與防護(hù) 第一章化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)第一節(jié)反應(yīng)熱一、反應(yīng)熱及其測(cè)定1.認(rèn)識(shí)體系與環(huán)境(以研究鹽酸與NaOH溶液的反應(yīng)為例)體系與環(huán)境之間存在物質(zhì)交換或能量傳遞圍其他部分區(qū)分開(kāi)來(lái)的根據(jù)需要所研究的對(duì)象。如我們將試管中(1)含義:在等溫條件下,化學(xué)反應(yīng)體系向環(huán)境釋放或從環(huán)境吸收的熱量,稱(chēng)為化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng),簡(jiǎn)稱(chēng)反應(yīng)熱。(2)測(cè)定方法:通過(guò)量熱計(jì)直接測(cè)定。注意:反應(yīng)熱概念中的“等溫條件下”是指化學(xué)反應(yīng)發(fā)生后,使反應(yīng)后體系的溫度恢復(fù)到反應(yīng)前體系的溫度,即反應(yīng)前后體系的溫度相等。3.中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定外殼①反應(yīng)物溫度(t1)的測(cè)量用一個(gè)量筒量取50mL0.50mol-L-1鹽酸,打開(kāi)杯蓋,倒入量熱計(jì)的內(nèi)筒,蓋上杯蓋,插入溫度計(jì),測(cè)量并記錄鹽酸的溫度。用水把溫度計(jì)上的酸沖洗干凈,擦干備用;用另一個(gè)量筒量取50mL0.55molL-1NaOH溶液,用溫度計(jì)測(cè)量并記錄NaOH溶液的溫度,取兩溫度平均值為t?。②反應(yīng)后體系溫度(t2)的測(cè)量打開(kāi)杯蓋,將量筒中的NaOH溶液迅速倒入量熱計(jì)的內(nèi)筒,立即蓋上杯蓋,插入溫度計(jì),用攪拌器勻速攪拌。并準(zhǔn)確讀取混合溶液的最高溫度,并記錄為t2。③重復(fù)上述步驟①至步驟②兩次,記錄每次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),取其平均值作為計(jì)算依據(jù)。④實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理鹽酸、氫氧化鈉溶液為稀溶液,其密度近似地認(rèn)為都是1g.cm-3,反應(yīng)后生成的溶液的比熱容c=4.18J/(g.℃)。該實(shí)驗(yàn)中鹽酸和NaOH溶液反應(yīng)放出的熱量是想一想(1)裝置中的玻璃攪拌器能否用金屬(不與酸、堿反應(yīng))質(zhì)攪拌器代替?為什么?[提示]不能。原因是金屬質(zhì)攪拌器易導(dǎo)熱,(2)實(shí)驗(yàn)中為何使用0.55mol.L-1NaOH溶液與0.50mol-L1鹽酸反應(yīng),而不是(3)能否用濃硫酸代替鹽酸?對(duì)結(jié)果會(huì)產(chǎn)生什么影響?[提示]否。濃硫酸溶解于水時(shí)放熱,所測(cè)中和熱數(shù)值會(huì)偏大。二、反應(yīng)熱與焓變(1)內(nèi)能(符號(hào)為U):體系內(nèi)物質(zhì)的各種能量的總和,受溫度、壓強(qiáng)和物質(zhì)的聚中學(xué)階段一般不考慮),其反應(yīng)熱等于反應(yīng)的焓變,符號(hào):△H,單位:kJ/mol(或反應(yīng)熱-吸熱反應(yīng)△H>0生成物的總能量-反應(yīng)物的總能量2.從微觀角度認(rèn)識(shí)反應(yīng)熱的實(shí)質(zhì)能量~能量鍵形成鍵形成反應(yīng)中能量變化1molA—B化學(xué)鍵反應(yīng)中能量變化結(jié)論學(xué)習(xí)任務(wù)1[實(shí)驗(yàn)探究]某學(xué)?;瘜W(xué)興趣小組的同學(xué)利用如圖裝置測(cè)定中和反應(yīng)反應(yīng)熱,實(shí)驗(yàn)步驟如②用另一個(gè)量筒量取50mL0.55mol.L-1NaOH溶液,并用另一溫③將NaOH溶液倒入小燒杯中,設(shè)法使之混合均勻,測(cè)出混合液最高溫度。[問(wèn)題1]實(shí)驗(yàn)中NaOH溶液的濃度為什么是0.55mol.L-1?實(shí)驗(yàn)步驟③倒入[提示]本實(shí)驗(yàn)中硫酸和氫氧化鈉溶液的體積相[問(wèn)題2]實(shí)驗(yàn)中使硫酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作是怎樣的?[問(wèn)題3]該實(shí)驗(yàn)小組獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表,請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下表中的空白,并思考應(yīng)溫度實(shí)驗(yàn)次數(shù)起始溫度t?℃終止溫度溫度差溫度差平均值(t?-t?)℃1234[提示]3.4℃本實(shí)驗(yàn)應(yīng)先求終止溫度和起始溫度的差值,再取平均值,以便發(fā)現(xiàn)差別較大的數(shù)據(jù)。若某數(shù)據(jù)與其他數(shù)據(jù)相差太大,應(yīng)舍去。[問(wèn)題4]近似地認(rèn)為0.55mol-L-1NaOH溶液和0.25mol-L-1硫酸溶液的密度應(yīng)中和熱△H?1.中和反應(yīng)熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)步驟量取反應(yīng)物,測(cè)反應(yīng)前溫度混合反應(yīng)物,測(cè)反應(yīng)后溫度測(cè)反應(yīng)后混合液的最高溫度重復(fù)實(shí)驗(yàn)減小實(shí)驗(yàn)誤差△H=kJ·mol?1[比熱容c=4.18J/(g·℃)]學(xué)習(xí)任務(wù)2從宏觀和微觀的角度理解反應(yīng)熱產(chǎn)生的原因[情境素材]十十E反應(yīng)物總能量E生成物總能量熱量即反應(yīng)前后化學(xué)反應(yīng)除了遵循質(zhì)量守恒外還要遵循能量守恒,如圖所示,請(qǐng)從能量的角度分析化學(xué)反應(yīng)中為什么一定存在能量變化?化學(xué)反應(yīng)放熱還是吸熱取決于什么因素?E反應(yīng)中一定有能量變化。一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是釋放能量還是吸收能量取決于:反應(yīng)物[問(wèn)題2]如圖是氫氣與氧氣反應(yīng)的示意圖,從化學(xué)鍵的角度分析本圖并完成2H?+O?=2H?O反應(yīng)過(guò)程0從化學(xué)鍵的角度分析,為什么化學(xué)反應(yīng)中一定存在能量的變化?能量放出能量放出△H>0能量2.從反應(yīng)熱的量化參數(shù)——鍵能的角度分析生成物反應(yīng)物熱化學(xué)方程式燃燒熱3.書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題否可逆,熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱△H都表示反應(yīng)進(jìn)行到底時(shí)的1.燃燒熱的概念:在25℃、101kPa時(shí),1mol純物質(zhì)完全燃燒生成指定產(chǎn)物時(shí)所放出的熱量。燃燒熱的單位是kJ·mol1。2.注意事項(xiàng):“完全燃燒生成指定產(chǎn)物”是指單質(zhì)或化合物燃燒后變?yōu)樽罘€(wěn)定的物質(zhì)。完全燃燒時(shí),下列元素要生成對(duì)應(yīng)的物質(zhì):C→CO?(g),H→H?O(D,3.燃燒熱的意義:甲烷的燃燒熱為△H=—890.3kJmol1,它表示在25℃、想一想可燃物的物質(zhì)的量發(fā)生變化,其燃燒熱變嗎?如何配平燃燒熱的熱[提示]燃燒熱指1mol可燃物燃燒放出的熱量,與可燃物的物質(zhì)的量無(wú)關(guān)。配平燃燒熱的熱化學(xué)方程式時(shí)先把可燃物的化學(xué)計(jì)量數(shù)定為1,再配平其他物質(zhì)。學(xué)習(xí)任務(wù)1[情境素材]能源是人類(lèi)賴(lài)以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ),常規(guī)能源的合理使用和新能源[問(wèn)題2]已知3.0g乙烷在常溫下完全燃燒放出的熱量為155.98kJ,請(qǐng)寫(xiě)出[提示]燃燒熱的熱化學(xué)方程式應(yīng)以1mol燃料為標(biāo)準(zhǔn)書(shū)寫(xiě)且生成的水為液1.熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)步驟及要求寫(xiě)出配平的化學(xué)方程式正負(fù)[情境素材]2020年11月6日我國(guó)在太原衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征六號(hào)運(yùn)載火箭,成功系列運(yùn)載火箭的第351次飛行。長(zhǎng)征火箭燃料為偏二甲基肼(CH?NCH?NH?)。[問(wèn)題1]在計(jì)算偏二甲基肼的燃燒熱時(shí),碳、氫元素的產(chǎn)物應(yīng)該是什么?[問(wèn)題2]通過(guò)素材中所給數(shù)據(jù)計(jì)算偏二甲基肼的燃燒熱是多少?所以1mol偏二甲基肼燃燒時(shí)放出的熱量為2000kJ-mol1,即燃燒熱為2000kJmol1。1.對(duì)燃燒熱的理解(1)反應(yīng)條件:25℃和101kPa(書(shū)中給出的燃燒熱數(shù)值均為此條件下測(cè)得)。(2)物質(zhì)的燃燒熱要求的是純物質(zhì)。(3)“完全燃燒生成指定產(chǎn)物”是指單質(zhì)或化合物燃燒后變?yōu)樽罘€(wěn)定的物質(zhì)。C→CO不是完全燃燒;而S→SO?,SO?不是燃燒產(chǎn)物;生成的水為液態(tài)不能是氣-1或△H=—890.3kJ·mol1。2.表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)燃燒熱是以1mol純物質(zhì)完全燃燒所放出的熱量來(lái)定義的,因此在書(shū)寫(xiě)表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式時(shí),應(yīng)以燃燒1mol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),故在表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式中常出現(xiàn)分?jǐn)?shù)。例如,C?H?8燃燒的熱化學(xué)方程式為2C?H??(1)+250?(g)===16CO?(g)+18H?O(1)△H=—11036kJ·mol1,C?H?8的燃燒熱為5518kJ·mol1,而不是11036kJ-mol-1,表示其燃燒熱的熱化學(xué)方程式為)△H=—5518kJ-mol1。3.燃燒熱的計(jì)算由燃燒熱的定義可知:可燃物完全燃燒產(chǎn)生的熱量=可燃物的物質(zhì)的量×其此公式中的△H是指物質(zhì)的燃燒熱,而不是指一般反應(yīng)的反應(yīng)熱。第二節(jié)反應(yīng)熱的計(jì)算一、蓋斯定律一個(gè)化學(xué)反應(yīng),不管是一步完成的還是分幾步完成的,其反應(yīng)熱是相同的。(1)在一定條件下,化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)、終態(tài)有關(guān),而與反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān)。(2)反應(yīng)熱總值一定,如圖表示始態(tài)到終態(tài)的反應(yīng)熱。有些反應(yīng)的反應(yīng)熱雖然無(wú)法直接測(cè)得,但可通過(guò)間接的方法測(cè)定。如:C(s)反應(yīng)的△H無(wú)法直接測(cè)得,但下列兩個(gè)反應(yīng)的△H可以直接測(cè)得:C(s)+O?(g)===CO?(g)△H?=-393.5)△H?=—283.0kJ·mol1上述三個(gè)反應(yīng)具有如下關(guān)系:則在此溫度下反應(yīng)的△H=△H?一△H?=—110.5kJ·mol二、反應(yīng)熱的計(jì)算1.依據(jù)熱化學(xué)方程式:反應(yīng)熱的絕對(duì)值與各物質(zhì)的物質(zhì)的量成正比,依據(jù)熱化學(xué)方程式中的△H求反應(yīng)熱,如aA十bB==cC十dD△HabCd△H2.依據(jù)蓋斯定律:根據(jù)蓋斯定律,可以將兩個(gè)或兩個(gè)以上的熱化學(xué)方程式包括其△H相加或相減,得到一個(gè)新的熱化學(xué)方程式,同時(shí)反應(yīng)熱也作相應(yīng)的改變。3.依據(jù)反應(yīng)物斷鍵吸收熱量Q吸與生成物成鍵放出熱量Q放進(jìn)行計(jì)算:△H=6.依據(jù)比熱公式計(jì)算:Q=cm△t。學(xué)習(xí)任務(wù)1[情境素材]發(fā)射衛(wèi)星時(shí)可用肼(N?H?)為燃料和二氧化氮(NO?)為氧化劑,兩者反應(yīng)生成氮N?H?(g)+O?(g)===N?(g)+2H?O(g)[問(wèn)題1]你能否依據(jù)蓋斯定律寫(xiě)出肼和二氧化氮反應(yīng)的熱化學(xué)方程式?4H?O(g),其反應(yīng)熱△H=(-543kJmol1)×2—(+67.7kJmol1)=—1153.7kJ·mol-1,即2N?H?(g)+2NO?(g)===3N?(g)+4H?O(g)△H=—1153.7kJ·mol1。1)×2=—1135k運(yùn)用蓋斯定律解題的常用方法1.虛擬路徑法:若反應(yīng)物A變?yōu)樯晌顳,可以有兩個(gè)途徑:①由A直接變成D,反應(yīng)熱為△H;②由A經(jīng)過(guò)B變成C,再由C變成D,每步的反應(yīng)熱分別2.加合法:即運(yùn)用所給化學(xué)方程式就可通過(guò)加減的方法得到新化學(xué)方程式。即可用①-②×4得出白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)方程式:P?(白磷,s)===4P(紅3.解題注意事項(xiàng)[情境素材]CH?COOH(1)+20?(g)==2CO?(g)+2H?O(1)△H?=-870.3kJ·mol1C(s)+O?(g)=CO?(g)△H?=—393.5kJmol1[問(wèn)題1]根據(jù)信息①,求生成2molNaCl的反應(yīng)熱。[提示]△H′=2△H=-411kJ·mol1×2=-822kJ·mol1。[問(wèn)題2]根據(jù)信息②,求1kg乙醇充分燃燒后放出多少熱量?[問(wèn)題3]根據(jù)信息③,計(jì)算反應(yīng)2C(s)+2H?(g)+O?(g)==CH?COOH(1)的反應(yīng)[提示]根據(jù)蓋斯定律,將已知中的后2個(gè)方程式分別乘以2,然后相加,最計(jì)算依據(jù)熱化學(xué)方程式與數(shù)學(xué)上的方程式相似,可以左右顛倒同時(shí)改變正、負(fù)號(hào),各項(xiàng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)包括△H的數(shù)值可以同時(shí)擴(kuò)大或縮小相同的倍數(shù)根據(jù)燃燒熱可燃物完全燃燒產(chǎn)生的熱量=可燃物的物質(zhì)的量×其燃燒熱△H=反應(yīng)物的化學(xué)鍵斷裂所吸收的能量和一生成物的化學(xué)鍵形成所放出的能量和根據(jù)反應(yīng)物和生成物的總能量△H=E(生成物)一E(反應(yīng)物)1.高考主要以生產(chǎn)生活、科學(xué)技術(shù)和能源問(wèn)題為背景,將熱化學(xué)方程式的書(shū)求焓檢查2.運(yùn)用蓋斯定律的三個(gè)注意事項(xiàng)△H?=—121kJ·反應(yīng)Ⅱ反應(yīng)Ⅱ反應(yīng)I太陽(yáng)能電能反應(yīng)I:2H?SO?(1)===2SO?(g)+2H?O(g)+O?(g)△H?=+551kJ·mol1反應(yīng)Ⅲ:S(s)+O?(g)===SO?(g)△H?=-297提取信息CuO(s)+2HClg)=CuCl(s)+H?O(g)則4HCI(g)+O?(g)===2Cz(g)+2H?O(g)可由①×2+②×2+③×2得到,所以2H?O=2H?SO?+S↓。根據(jù)蓋斯定律,反應(yīng)Ⅱ=—(反應(yīng)I+反應(yīng)ⅢI)可得3SO?(g)+2H?O(g)==2H?SO?(1)+S(s)△H?=—2542H?SO?(1)+S(s)△H?=—254kJmol1[問(wèn)題3]發(fā)酵的垃圾中含有沼氣,沼氣可以很好地助燃,爐內(nèi)溫度可達(dá)850℃以上。含鉛汽油、煤、防腐處理過(guò)的木材等各種廢棄物在燃燒溫度低于400℃時(shí)容易產(chǎn)生二噁英。但是燃燒爐溫度保持在850℃以上,可以有效分解二噁英,基本可以消除二噁英對(duì)環(huán)境的不良影響。沼氣的主要成分是甲烷,已知1g甲烷完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出55.64kJ的熱量,寫(xiě)出甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式,并計(jì)算出甲烷的燃燒熱△H是多少?(素養(yǎng)角度——宏觀辨識(shí)與微觀探析)第二章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率一、化學(xué)反應(yīng)速率1.概念:化學(xué)反應(yīng)速率是定量描述化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢的物理量。如果反應(yīng)體系的體積是恒定的,則通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減小或生成物濃度的增加來(lái)表示。2.數(shù)學(xué)表達(dá)式為或3.單位常用molL-1.s-1或molL-1.min-1表示。4.注意事項(xiàng)(1)一般來(lái)說(shuō),隨著反應(yīng)的逐漸進(jìn)行,反應(yīng)物濃度會(huì)逐漸減小,化學(xué)反應(yīng)速率也會(huì)逐漸減慢。因此,化學(xué)反應(yīng)速率通常是指某一段時(shí)間內(nèi)的平均反應(yīng)速率,而不是瞬時(shí)反應(yīng)速率。(2)由于在反應(yīng)中純液體和固體的濃度是恒定不變的,因此對(duì)于有純液體或固體參加的反應(yīng)一般不用純液體或固體來(lái)表示化學(xué)反應(yīng)速率。(3)在同一化學(xué)反應(yīng)中,選用不同物質(zhì)表示化學(xué)反應(yīng)速率,其數(shù)值可能相同也可能不相同,但表示的意義相同。因此,表示化學(xué)反應(yīng)速率時(shí),必須指明用哪種物質(zhì)作標(biāo)準(zhǔn),在速率v的后面將該物質(zhì)的化學(xué)式用括號(hào)括起來(lái)。減小。(2)化學(xué)反應(yīng)一般需要一個(gè)活化的過(guò)程,即能發(fā)生反應(yīng)的分子,必須是先(3)活化分子具有的平均能量與反應(yīng)物分子具有2.利用碰撞理論解釋外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響的活化能,如加入催化劑),即反應(yīng)物自身的性質(zhì)影響著化學(xué)反應(yīng)所需的活化能,從而影響化學(xué)反應(yīng)速率的大小。例如:活化能小→普通分子容易變成活化分子→活化分子百分?jǐn)?shù)大→單位體積內(nèi)活化分子數(shù)多→單位時(shí)間、單位體積內(nèi)有效碰撞條件變化微觀因素變化化學(xué)反應(yīng)速率變化分子總數(shù)活化分子百分?jǐn)?shù)活化分子數(shù)目分子平均運(yùn)動(dòng)速率單位體積內(nèi)活化分子數(shù)目有效濃度增大增加不變?cè)黾硬蛔冊(cè)黾釉黾訅簭?qiáng)增大不變不變不變不變?cè)黾釉黾訙囟壬卟蛔冊(cè)黾釉黾釉黾釉黾釉黾哟呋瘎┦褂貌蛔冊(cè)黾釉黾硬蛔冊(cè)黾釉黾訉W(xué)習(xí)任務(wù)1[情境素材]物理學(xué)科中可以利用速度來(lái)描述物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的快慢,化學(xué)學(xué)科中我們利用化學(xué)[問(wèn)題1]計(jì)算化學(xué)反應(yīng)速率時(shí),我們應(yīng)該知道哪些物理量?[提示]起始濃度、終態(tài)濃度、反應(yīng)時(shí)間。EQ\*jc3\*hps8\o\al(\s\up8(),)化率應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,列出關(guān)系式計(jì)算。1.化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算方法(2)利用速率之比=化學(xué)計(jì)量數(shù)之比=各物質(zhì)濃度的變化量(△c)之比=各物質(zhì)C轉(zhuǎn)化濃度/(molL-1)計(jì)算中注意以下量的關(guān)系:②對(duì)生成物:c(起始)+c(轉(zhuǎn)化)=c(某時(shí)2.比較化學(xué)反應(yīng)速率大小的三步驟(1)變換單位——將各反應(yīng)速率的單位統(tǒng)一。(2)轉(zhuǎn)換物質(zhì)——將各反應(yīng)速率轉(zhuǎn)換成用同一物質(zhì)表示的反應(yīng)速率(一般轉(zhuǎn)換成化學(xué)計(jì)量數(shù)最小的物質(zhì))。(3)比較大小比較各反應(yīng)速率的數(shù)值大小。[情境素材]過(guò)氧化氫化學(xué)式為H?O?,其水溶液俗稱(chēng)雙氧水。外觀為無(wú)色透明液體,是一種強(qiáng)氧化劑,由于其還原產(chǎn)物為水,因此在工業(yè)上稱(chēng)為綠色氧化劑。其水溶液適用于醫(yī)用傷口消毒及環(huán)境消毒和食品消毒。在一般情況下會(huì)分解成水和氧氣,但分解速度極慢,改變條件可以加快反應(yīng)速度,例如升高溫度、加入適當(dāng)?shù)拇呋瘎?MnO?、某些金屬離子如Fe3+、Cu2+等)。[問(wèn)題1]為比較Fe3+和Cu2+對(duì)H?O?分解的催化效果,某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。[提示]二者的陰離子不同,對(duì)實(shí)驗(yàn)會(huì)造成干擾。為消除陰離子不同造成的干實(shí)驗(yàn)序號(hào)1a2a1bCed2Cbef或1bCed2Cbef[歸納總結(jié)]E?能能量第二節(jié)化學(xué)平衡一、化學(xué)平衡狀態(tài)1.化學(xué)平衡狀態(tài)的概念在一定條件下的可逆反應(yīng)體系中,當(dāng)正、逆反應(yīng)的速率相等時(shí),反應(yīng)物和生成物的濃度均保持不變,即體系的組成不隨時(shí)間而改變,這表明該反應(yīng)中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化達(dá)到了“限度”,這時(shí)的狀態(tài)稱(chēng)為化學(xué)平衡狀態(tài),簡(jiǎn)稱(chēng)化學(xué)平衡。2.化學(xué)平衡的特征化學(xué)平衡的特征可以概括為逆、等、動(dòng)、定、變。(1)逆:研究的對(duì)象是可逆反應(yīng)。(2)等:化學(xué)平衡的條件是v正和v逆相等。(3)動(dòng):化學(xué)平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡,此時(shí)反應(yīng)并未停止。(4)定:當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),各組分的質(zhì)量(或濃度)為一定值。(5)變:若外界條件改變,平衡可能發(fā)生改變,并在新條件下建立新的平衡。二、化學(xué)平衡常數(shù)1.濃度商對(duì)于一般的可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g)——pC(g)+qD(g),在任意時(shí)刻的2.化學(xué)平衡常數(shù)對(duì)于一般的可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g)—pC(g)+qD(g),K②反應(yīng)物或生成物中有固體或純液體存在時(shí),由于其濃度平衡常數(shù)的表達(dá)式不同,如N?(g)+3H?(g)——2NH?(g),K=aN?(g)+3H?(g),NH?,K”=√a。K越大→平衡體系中生成物所占的比例越大→正反應(yīng)進(jìn)行的程度越大→反應(yīng)全,平衡時(shí)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率就越小。一般來(lái)說(shuō),當(dāng)K>10?時(shí),該反應(yīng)就進(jìn)行得基3.利用濃度商、化學(xué)平衡常數(shù)判斷反應(yīng)方向Q>K,反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行。[情境素材]德國(guó)化學(xué)家哈伯(F.Haber,1868~1934)從1902年開(kāi)始研究由氮?dú)夂蜌錃庵苯雍铣砂薄S?908年申請(qǐng)專(zhuān)利,即“循環(huán)法”,在此基礎(chǔ)上,他繼續(xù)研究,于1909年改進(jìn)了合成工藝,氨的產(chǎn)率達(dá)到8%。這是工業(yè)普遍采用的直接合成法。合成氨假設(shè)該反應(yīng)在體積不變的密閉容器中發(fā)態(tài)?[問(wèn)題3]單位時(shí)間內(nèi)生成2amolNH?,同時(shí)消耗a [情境素材][問(wèn)題1]利用反應(yīng)可處理[問(wèn)題2]汽車(chē)排氣裝置中的三元催化裝置,可以利用反應(yīng)2十時(shí)間/s012345=0.45×10-3molL1,c(CO2)=0.9×10-3mol-L-1,則平衡常數(shù)為2.計(jì)算公式p不(8)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量影響化學(xué)平衡的因素一、化學(xué)平衡的移動(dòng)1.含義:在一定條件下,當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后,如果改變反應(yīng)條件,平衡狀態(tài)被破壞,平衡體系的物質(zhì)組成也會(huì)隨著改變,直至達(dá)到新的平衡狀態(tài)的2.實(shí)質(zhì):改變條件后(2)各組分的百分含量發(fā)生改變。二、影響化學(xué)平衡的因素生命過(guò)程與化學(xué)平衡移動(dòng)密切相關(guān)。例如,在人體利用氧氣的過(guò)程中,血紅蛋白與氧氣的結(jié)合過(guò)程中,就涉及化學(xué)平衡的移動(dòng)。人體中的血紅蛋白分子(Hb)[問(wèn)題1]閱讀材料并解釋為什么空氣中一氧化碳濃度增大時(shí)會(huì)發(fā)生一氧化碳中毒?[問(wèn)題2]思考并討論如何利用平衡移動(dòng)原理設(shè)計(jì)合理的方法救治一氧化碳中毒的病人?簡(jiǎn)述你的理由。化學(xué)平衡aA+bB——cC+dD(A、B、C、D為非固體)體系濃度增大反應(yīng)物濃度增大生成物濃度減小生成物濃度減小反應(yīng)物濃度0正瞬間增大,v′正>v′逆瞬間不變,v'通>v′正瞬間不變,v'正>v′逆瞬間不變,v'通>v′正平衡移動(dòng)正向移動(dòng)逆向移動(dòng)正向移動(dòng)逆向移動(dòng)方向圖像vv在其他條件不變的情況下,增大反應(yīng)物的濃度或減小生成物的濃度,都可以使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng);增大生成物的濃度或減小反應(yīng)物的濃度,都可以使平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)計(jì)量關(guān)系增壓增壓7正、v逆同時(shí)增0正、U逆同時(shí)減小,v′逆>v′正0正、U逆同時(shí)增大,v′逆>v'正平衡移動(dòng)方向正向移動(dòng)逆向移動(dòng)逆向移動(dòng)正向移動(dòng)v-t圖像在其他條件不變的情況下,增大壓強(qiáng),平衡向氣體物質(zhì)的量減小的方向移動(dòng);減小壓強(qiáng),平衡向氣體物質(zhì)的量增大的方向移動(dòng)原平衡體系充入惰性氣體容器容積增大,各反應(yīng)氣體的分壓減小一→體系中各組分的濃度同倍數(shù)減小(等效于減壓)氣體體積不變的反應(yīng)平衡不移動(dòng)氣體體積不變的反應(yīng)平衡不移動(dòng)平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng)化學(xué)平衡溫度改變降溫0正、U逆同時(shí)增大,且v′>v′逆移動(dòng)方向正向移動(dòng)逆向移動(dòng)v(正)(逆)0(逆)0(正)在其他條件不變的情況下,升高溫度,平衡向吸熱反應(yīng)的方向移動(dòng);化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用物質(zhì)的量的差值,也可用差量法解題?!纠?】在1.5L的密閉容器中通入2molN?和3molH?,混合氣體在一定溫度下發(fā)生反應(yīng)。達(dá)到平衡時(shí),容器內(nèi)壓強(qiáng)為反應(yīng)開(kāi)始時(shí)的0.8,則該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)約為()A.0.34B.0.64C.0C[定T、V的情況下,壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比,設(shè)N?轉(zhuǎn)化xmol,則解得x=0.5,2.考查利用K值變化判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)其他條件不變時(shí),若正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),由于升高(或降低)溫度時(shí)平衡向正(或逆)反應(yīng)方向移動(dòng),K值增大(或減小);若正反應(yīng)是放熱反應(yīng),由于升高(或降低)溫度時(shí)平衡向逆(或正)反應(yīng)方向移動(dòng),K值減小(或增加);所以溫度升高時(shí)平衡常數(shù)可能增大,也可能減小,但不會(huì)不變。【例2】高爐煉鐵過(guò)程中發(fā)生的主要反應(yīng)CO?(g)。已知該反應(yīng)在不同溫度下的平衡常數(shù)如下:溫度/℃該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=,△H_0(填“>”“<”或K在800℃時(shí),發(fā)生上述反應(yīng),某一時(shí)刻測(cè)得容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度分別為c(CO?)表示為_(kāi)oXxX260yyyyyy[答案](1)60%(2)85%化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖像0正確判斷化學(xué)平衡的移動(dòng)方向;熟記濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑等對(duì)化學(xué)平衡移移動(dòng),可能是使用了催化劑,也可能是對(duì)反應(yīng)前后氣體總體積不發(fā)生變化的反應(yīng)I在化學(xué)平衡圖像中,先出現(xiàn)拐點(diǎn)的反應(yīng)則先達(dá)到平衡,先出現(xiàn)拐點(diǎn)的曲線表I.表示T?>Ti,正反應(yīng)是Ⅱ.表示p?>p1,A的轉(zhuǎn)化率減小,說(shuō)明正反應(yīng)是氣體總體積增大的反應(yīng),壓TP解題原則——“定一議二”。在化學(xué)平衡圖像中,包括縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)和曲線所表示的三個(gè)變量,分析方法是確定其中一個(gè)變量,討論另外兩個(gè)變量之間的關(guān)系。如上圖I中確定壓強(qiáng)為10?Pa或107Pa,則生成物C的百分含量隨溫度T的升高而逐漸減小,說(shuō)明正反應(yīng)是放熱反應(yīng);再確定溫度T不變,作橫坐標(biāo)的垂線,與壓強(qiáng)線出現(xiàn)兩個(gè)交點(diǎn),分析生成物C的百分含量隨壓強(qiáng)p的變化可以發(fā)現(xiàn),壓強(qiáng)增大,生成物C的百分含量增大,說(shuō)明正反應(yīng)是氣體總體積減小的反應(yīng)。2.化學(xué)平衡圖像題的解題流程看想做對(duì)于反應(yīng)2SO?(g)+O?(g)——2SO?(g)△H<0已達(dá)平衡,如果其他條件不變時(shí),分別改變下列條件,對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡產(chǎn)生影響,下列條件與圖像A.增加氧氣的濃度B.增大壓強(qiáng)C.升高溫度D.加入催化劑v-t圖像中無(wú)“斷點(diǎn)”,曲線是“漸變”的,即逐漸升高或降低,則改變的條件是濃度。若曲線是向上“漸變”,表示改變的條件是“增強(qiáng)”,反之,改變的條件是“減弱”,如工業(yè)合成氨的反應(yīng):N?(g)+3H?(g)——2NHti時(shí)刻改變條件后,v′通>0′正,平衡逆向移動(dòng),故改變的條件是增大NH?第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)的方向化學(xué)反應(yīng)的方向一、自發(fā)過(guò)程與自發(fā)反應(yīng)的比較自發(fā)過(guò)程自發(fā)反應(yīng)含義能自發(fā)進(jìn)行的過(guò)程特征具有方向性,即過(guò)程的某個(gè)方向在一定條件下自發(fā)進(jìn)行,而該過(guò)程逆方向在該條件下肯定不能自發(fā)進(jìn)行舉例高山流水,自由落體,冰雪融化鋼鐵生銹應(yīng)用(1)可被用來(lái)完成有用功。如H?燃燒可設(shè)計(jì)成原電池(2)非自發(fā)過(guò)程要想發(fā)生,必須對(duì)它做功。如通電將水分解為H?和O?二、化學(xué)反應(yīng)的方向與焓變的關(guān)系1.分析下列反應(yīng)進(jìn)行的方向與△H之間的關(guān)系(4)CaCO?(s)===CaO(s)+CO?(g)△H>0,該反應(yīng)在常溫下不能自發(fā)進(jìn)行,但在較高溫度下能自發(fā)進(jìn)行。2.自發(fā)反應(yīng)與焓變的關(guān)系大多數(shù)放熱反應(yīng)是可以自發(fā)進(jìn)行的,但也有很多吸熱反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,因此,反應(yīng)焓變是與反應(yīng)進(jìn)行的方向有關(guān)的因素之一,但不是決定化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的唯一因素。三、化學(xué)反應(yīng)的方向與熵變的關(guān)系1.熵的含義自發(fā)過(guò)程的體系趨向于由有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序,體系的混亂度增大。體系的混亂度常用熵來(lái)描述,熵的概念是表示體系的混亂或無(wú)序程度的物理量,其符號(hào)為S。熵值越大,體系的混亂度越大。2.影響熵大小的因素(1)同一條件下,不同的物質(zhì)熵值不同。(3)物質(zhì)的量越大,分子數(shù)越多,熵值越大。3.反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向也有些是熵減小的反應(yīng)4.反應(yīng)熵變是與反應(yīng)進(jìn)行的方向有關(guān)的因素之一,但不是決定反應(yīng)能否自發(fā)-1,上述反應(yīng)為熵減少的反應(yīng),但在一定條件下,該反應(yīng)也能學(xué)習(xí)任務(wù)1[情境素材]汽車(chē)尾氣中的主要污染物是一氧化氮和一氧化碳,它們是現(xiàn)代化城市中的重[問(wèn)題1]閱讀素材分析如何判斷上述反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行?[提示]該反應(yīng)室溫時(shí),△G=△H一T△S≈-687.9kJmol-1<0,能自發(fā)進(jìn)行。[問(wèn)題3]汽車(chē)中的尾氣處理裝置中都使用了催化劑,分析催化劑的作用是什么?[提示]加快反應(yīng)速率。3.復(fù)合判據(jù)-△H第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控條件提高反應(yīng)速率提高平衡轉(zhuǎn)化率綜合結(jié)果壓強(qiáng)高壓高壓高壓溫度高溫兼顧速率和平衡,且考慮催化劑活性劑使用無(wú)影響使用濃度增大反應(yīng)物濃度增大反應(yīng)物濃度,降低生成物濃度增大反應(yīng)物濃度,且不斷減少生成物濃度外部條件工業(yè)合成氨的適宜條件壓強(qiáng)根據(jù)反應(yīng)器可使用的鋼材質(zhì)量及綜合指標(biāo)來(lái)選擇壓強(qiáng)(10MPa~30溫度適宜溫度,400~500℃催化劑使用鐵觸媒做催化劑濃度N?和H?的物質(zhì)的量之比為1:2.8的投料比,氨及時(shí)從混合氣中分離出去是[情境素材]后建造了日產(chǎn)氨1000噸的大型裝置??昭栏咂鞫仍降驮胶?為什么?外界條件率的條件控制有利于平衡正向移動(dòng)的條件控制綜合分析結(jié)果濃度增大反應(yīng)物的濃度增大反應(yīng)物的濃度、減小生成物的濃度不斷地補(bǔ)充反應(yīng)物、及時(shí)地分離出生成物催化劑劑無(wú)加合適的催化劑溫度高溫兼顧速率和平衡,考慮催化劑的適宜溫度高溫在設(shè)備條件允許的前提下,盡量采取高溫并考慮催化壓強(qiáng)高壓(有氣體參高壓在設(shè)備條件允許的前提下,盡量采取高壓兼顧速率和平衡,選取適宜的壓強(qiáng)第三章水溶液中的離子反應(yīng)與平衡1.實(shí)驗(yàn)探究酸1.0mol-L-1鹽酸1.0mol-L-1醋酸pH大小小大導(dǎo)電能力強(qiáng)弱與鎂反應(yīng)現(xiàn)象緩慢反應(yīng),產(chǎn)生氣體結(jié)論Mg與鹽酸反應(yīng)速率大,表明鹽酸中c(H+)較大,說(shuō)明在水的電離程度大于醋酸的電離程度實(shí)驗(yàn)結(jié)論鹽酸比醋酸電離程度大電解質(zhì)微點(diǎn)撥:①電解質(zhì)的強(qiáng)弱與溶液導(dǎo)電能力沒(méi)有必然聯(lián)系。電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力與離子濃度和離子所帶電荷數(shù)有關(guān),強(qiáng)電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力不一定強(qiáng)。②電解質(zhì)的強(qiáng)弱與其溶解度無(wú)關(guān)。某些難溶鹽,雖然溶解度小,但其溶于水的部分完全電離,仍屬于強(qiáng)電解質(zhì)。有少數(shù)鹽盡管能溶于水,但只有部分電離,屬于弱電解質(zhì),如(CH?COO)?Pb等。二、弱電解質(zhì)的電離平衡1.弱電解質(zhì)的電離平衡在一定條件下(如溫度和濃度),弱電解質(zhì)電離成離子的速率和離子結(jié)合成分子的速率相等時(shí),電離過(guò)程達(dá)到電離平衡狀態(tài)。如圖所示:反反應(yīng)速率弱電解質(zhì)分子電離成離子的速率2.影響電離平衡的條件(1)溫度:由于電離過(guò)程吸熱,升高溫度,電離平衡向電離的方向移動(dòng);降低溫度,電離平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。(2)濃度:電解質(zhì)溶液的濃度越小,它的電離程度就越大。(3)其他因素:加入含有弱電解質(zhì)離子的強(qiáng)電解質(zhì)時(shí),電離平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng);加入能與弱電解質(zhì)離子反應(yīng)的物質(zhì)時(shí),電離平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。3.弱電解質(zhì)的電離方程式(1)弱電解質(zhì)的電離方程式的書(shū)寫(xiě)用“——”表示。如NH?·H?O的電離方程式是NH?·H?O——NHi+OH,CH?COOH的電離方程式為CH?COOH——CH?CO0(2)多元弱酸是分步電離的,電離程度逐步減弱,可分步書(shū)寫(xiě)電離方程式。如(3)多元弱堿的電離也是分步進(jìn)行的,但是一般按一步電離的形式書(shū)寫(xiě)。如Fe(OH)3的電離方程式是Fe(OH)?——Fe3++30H。三、電離平衡常數(shù)1.含義:在一定條件下,當(dāng)弱電解質(zhì)的電離達(dá)到平衡時(shí),溶液里各組分的濃度之間存在一定的關(guān)系。對(duì)一元弱酸或一元弱堿來(lái)說(shuō),溶液中弱電解質(zhì)電離所生成的各種離子濃度的乘積,與溶液中未電離分子的濃度之比是一個(gè)常數(shù),這個(gè)常數(shù)叫做電離平衡常數(shù),簡(jiǎn)稱(chēng)電離常數(shù)。2.表示方法:對(duì)于AB——A++B~。3.K的意義:它能表示弱電解質(zhì)的電離能力。學(xué)習(xí)任務(wù)1[情境素材]持血液的pH基本不變?條件改變平衡移動(dòng)電離程度導(dǎo)電能力正向增大增大減小減弱正向增大增大增大增強(qiáng)加醋酸鈉(s)逆向減小減小減小增強(qiáng)通HCl(g)逆向減小增大增大增強(qiáng)加NaOH(s)正向增大減小減小增強(qiáng)情境素材][問(wèn)題2]已知醋酸的Ka=1.75×10-5,檸檬酸的Ka?=7.44×10-4,Ka?=第二節(jié)水的電離和溶液的pH2.水的離子積常數(shù)“減小”“1×10-7mol-L-1”“相等”)體系純水向純水中加入少向純水中加入少量氫氧化鈉溶液增大減小減小增大c(H)和c(OH)的大小比較相等2.溶液的酸堿性與c(H)、c(OH7)的關(guān)系(選填“>”“<”或“=”) 中性溶液c(OH)三c(H)c(H+)三1.0×10-7 3.溶液的酸堿性與pH學(xué)習(xí)任務(wù)1[問(wèn)題1]由以上實(shí)驗(yàn)判斷水是不是電解質(zhì)?若是,請(qǐng)寫(xiě)出水的電離方程式,并判斷由水分子電離出的OH和H+數(shù)目是否相等?[問(wèn)題2]結(jié)合弱電解質(zhì)電離平衡的影響因素,填寫(xiě)下表空白。水的電離平衡:H?O——H++OH△H>0影響因素移動(dòng)方向升溫向右移動(dòng)增大增大加酸向左移動(dòng)減小不變向左移動(dòng)增大不變出的c(H)、c(OH)嗎?在酸或堿溶液中水電離出的c(H+)與c(OH)還相等嗎?)=√Kw。[實(shí)驗(yàn)探究]+)k=1×10-12mol-L-1,則pH=12。[歸納總結(jié)]酸的稀釋先求最終溶液中n(OH-),再求c(OH-),最后再根據(jù)1.單一溶液pH的計(jì)算酸堿中和滴定一、酸堿中和滴定實(shí)驗(yàn)[含實(shí)驗(yàn)活動(dòng)2]1.概念:利用中和反應(yīng),用已知濃度的酸(或堿)來(lái)測(cè)定未知濃度的堿(或酸)3.儀器及試劑4.實(shí)驗(yàn)操作(以用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液滴定NaOH溶液為例)錐錐形瓶裝入一定量的待測(cè)液滴入2~3滴指示劑微點(diǎn)撥:強(qiáng)酸與強(qiáng)堿相互滴定時(shí),選甲基橙或酚酞都可以,但不能選石蕊試眼睛注視錐眼睛注視錐形瓶?jī)?nèi)溶液的顏色變化錐形瓶左手控制滴終點(diǎn)判斷:當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏螛?biāo)準(zhǔn)液時(shí),剛好使錐形瓶中的溶液變色,且在半分鐘內(nèi)不變色,即到滴定終點(diǎn)。讀數(shù)并記錄。5.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理重復(fù)滴定操作2~3次,取消耗標(biāo)準(zhǔn)液體積的平均值,根據(jù)c(NaOH)=計(jì)算出待測(cè)NaOH溶液的濃度c(NaOH)。學(xué)習(xí)任務(wù)1[實(shí)驗(yàn)探究]c0[問(wèn)題1]乙同學(xué)操作上的不足之處是什么?的間隔過(guò)大,應(yīng)在滴定突變時(shí)記錄消耗NaOH溶液的體積。[問(wèn)題2]造成丙組同學(xué)的曲線與甲組同學(xué)不同的原因可能是什么?[提示]甲同學(xué)所用NaOH溶液體積較少,丙同學(xué)所用NaOH原因可能用待測(cè)液潤(rùn)洗錐形瓶或者滴定使用的滴定管的尖嘴部分在滴定前有氣泡步驟操作洗滌未用標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗酸式滴定管未用待測(cè)溶液潤(rùn)洗取用待測(cè)液的滴定管偏低無(wú)影響取液取堿液的滴定管尖嘴部分有氣泡且取液結(jié)束前氣泡消失偏低滴定滴定完畢后立即讀數(shù),半分鐘后顏色又變紅偏低滴定前滴定管尖嘴部分有氣泡,滴定后消失滴定過(guò)程中振蕩時(shí)有液滴濺出偏低滴定過(guò)程中,向錐形瓶?jī)?nèi)加少量蒸餾水無(wú)影響滴定前仰視讀數(shù)或滴定后俯視讀數(shù)偏低滴定前俯視讀數(shù)或滴定后仰視讀數(shù)4.實(shí)例滴定內(nèi)容指示劑終點(diǎn)顏色①用標(biāo)準(zhǔn)Na?S?O3溶液滴淀粉溶溶液由藍(lán)一般根據(jù)得失電子守恒或配平的定未知濃度的碘水液色變?yōu)闊o(wú)化學(xué)方程式,列出相關(guān)物質(zhì)的關(guān)色系式,列比例計(jì)算液滴定未知濃度的不需外劑溶液由無(wú)色變?yōu)闇\紅色③用標(biāo)準(zhǔn)酸性KMnO?溶液滴定未知濃度的Fe2+溶液由淺綠色變?yōu)闇\紅色【例1】I.某工廠廢水中含游離態(tài)氯,通過(guò)下列實(shí)驗(yàn)測(cè)定其濃度。為Ch+2KI===2KCl+I?,滴入指示劑2~3滴。調(diào)整液面至0刻度或0刻度下某一位置,記 應(yīng)選擇堿式滴定管。(3)碘遇淀粉變藍(lán)色,所以溶液呈藍(lán)色,隨反應(yīng)I十到終點(diǎn),判斷達(dá)到滴定終點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是:滴入最后一滴溶液,由藍(lán)色恰好變?yōu)閇答案](1)淀粉溶液(2)堿(3)滴入最后一滴溶液,由藍(lán)色恰好變?yōu)闊o(wú)色,且半分鐘內(nèi)不變色(4)B反應(yīng)很多,但符合條件的卻很少,實(shí)際上應(yīng)用最多的是銀量法,即利用Ag+與鹵應(yīng)的生成物的溶解度要比滴定劑與指示劑反應(yīng)的生成物的溶解度小,否則不能用這種指示劑。如用AgNO?溶液測(cè)定溶液中CI的含量時(shí),常以CrO2-為指示劑,這是因?yàn)锳gCl比Ag?CrO4更難溶。3.實(shí)例滴定內(nèi)容指示劑終點(diǎn)顏色變化用標(biāo)準(zhǔn)AgNO3溶液滴定含CI的溶液K?CrO?溶液出現(xiàn)淡紅色沉淀(Ag?CrO?為磚紅色沉淀)利用沉淀的先后順利用反應(yīng)物與生成行計(jì)算【例2】用沉淀滴定法快速測(cè)定NaI等碘化物溶液中c(I),實(shí)驗(yàn)過(guò)程包括I.準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)溶液a.準(zhǔn)確稱(chēng)取AgNO3基準(zhǔn)物4.2468g(0.0250mol)后,配制成250mL標(biāo)準(zhǔn)溶d.用0.1000mol-L-1NH?SCN溶液滴定過(guò)量的Ag+,使其恰好完全轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)序號(hào)123消耗NH?SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液體積/mL,說(shuō)明理由(5)所消耗的NH?SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液平均體積為mL,測(cè)得c(IT)= (6)在滴定管中裝入NH?SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液的前一步,應(yīng)進(jìn)行的操作為 0耗盡,無(wú)法判斷滴定終點(diǎn)。(5)第1組數(shù)據(jù)誤差較大,舍去,取第2組、第3組實(shí)L×0.1000mol-L1—0.01L×0.1000m第三節(jié)鹽類(lèi)的水解鹽鹽溶液的中性中性鹽的類(lèi)型強(qiáng)酸強(qiáng)弱酸強(qiáng)堿鹽強(qiáng)酸弱堿鹽強(qiáng)酸強(qiáng)弱酸強(qiáng)堿鹽強(qiáng)酸弱堿鹽鹽的類(lèi)型強(qiáng)酸弱堿鹽強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽弱酸強(qiáng)堿鹽溶液的酸堿性中性想一想在某些肉類(lèi)制品中加入適量亞硝酸鈉=7的溶液是NaCl溶液。1.理論分析NH?Cl=十十理論解釋動(dòng)溶液中c(H1)≥c(OHT),溶液呈酸性離子方程式NH4十H?O——NH?·H?O+H(2)CH?COONa溶液理論解釋CH?CO0-和H+結(jié)合生成弱電解質(zhì)CH?COOH,使水的電離平衡向右移動(dòng)溶液中c(H+)≤c(OH7),溶液呈堿性離子方程式(3)Na?CO?溶液由于H?CO?是二元酸,Na?CO?溶液水解分兩步進(jìn)行的。H?O——OH+H+,NaCl===Na++CI,溶液中鹽電離的離子不能與電離出的H+或OH生成弱電解質(zhì)。溶液中c(H)=c(OHT),溶液呈中性。2.鹽類(lèi)水解的原理在水溶液中,鹽電離出來(lái)的離子與水電離出的H+或OH結(jié)合生成弱電解質(zhì)的反應(yīng),叫做鹽類(lèi)的水解。3.實(shí)質(zhì)弱酸的陰離子→結(jié)合H+弱堿的陽(yáng)離子一→結(jié)合OH離程度增大一c(H+)≠c(OH)一→溶液呈堿性、酸性。學(xué)習(xí)任務(wù)1鹽類(lèi)水解的實(shí)質(zhì)海洋面積約占地球表面積的71%。海水中主要含有Na+、K*、Ca2+、Mg2+、[問(wèn)題1]請(qǐng)從化學(xué)的角度分析海水呈堿性的原因是什么?HCO?+H?O——OH+H?CO?。[問(wèn)題2]在預(yù)測(cè)NaHCO?溶液的酸堿性時(shí),甲同學(xué)認(rèn)為NaHCO?為酸式鹽,電離又會(huì)發(fā)生水解,溶液的酸堿性取決于電離程度、水解程度的相對(duì)大小。上述H?CO?+OHT,由于HCO3[提示]Na?CO3堿性更強(qiáng)。因?yàn)镃O3-的水解程度大于HCO?。1.鹽類(lèi)的水解規(guī)律2.鹽類(lèi)水解的特點(diǎn)誰(shuí)性中性 微弱水解反應(yīng)程度很微弱3.酸式鹽溶液的酸堿性硫化鈉又稱(chēng)臭堿、臭蘇打、黃堿、硫化堿。染料工業(yè)中用于生產(chǎn)硫化染料,是硫化青和硫化藍(lán)的原料。印染工業(yè)用作溶解硫化染料的助染劑。制革工業(yè)中用[問(wèn)題1]請(qǐng)分析在Na?S溶液中,是否發(fā)生水解反應(yīng),如果反應(yīng),哪種離子會(huì)與水電離出的H+部分結(jié)合成HS-,發(fā)生水解反應(yīng),導(dǎo)致溶液中c(OH)>c(H),[問(wèn)題2]請(qǐng)判斷AlCl?溶液中哪種離子發(fā)生了水解反應(yīng),溶液顯什么性?[提示]Aβ+發(fā)生了水解反應(yīng),結(jié)合水中的OH7,溶液顯酸性。[問(wèn)題3]CO3-對(duì)應(yīng)的酸是H?CO?,所以其水解離子方程式為CO3-十[提示]不對(duì)。多元弱酸酸根離子的水解方程式應(yīng)分步書(shū)寫(xiě),應(yīng)為CO3-+H?O——HCO?+OH(主要);HCO?+H?O——H?CO?+OH(次要)。1.水解離子方程式的一般模式及特點(diǎn)生分解,因此鹽類(lèi)水解的離子方程式中不標(biāo)“↓”或“個(gè)”,也不把生成物(如2.不同類(lèi)型鹽水解的離子方程式因素對(duì)鹽類(lèi)水解程度的影響內(nèi)因鹽類(lèi)水解的程度大小主要由鹽的本性所決定。生成鹽的弱酸酸性越弱,其鹽中弱酸根離子的水解程度越大;生成鹽的弱堿堿弱,其鹽中弱堿陽(yáng)離子的水解程度越大,通常稱(chēng)為“越弱越水解”外界條件溫度濃度鹽溶液濃度越小,水解程度越大外加水解顯酸性的鹽溶液,加堿會(huì)促進(jìn)水解,加酸會(huì)抑制水解,反之亦然外加鹽2.實(shí)驗(yàn)探究外界因素對(duì)FeCl?水解平衡Fe3++3H?O——Fe(OH)?+3H+的影如明礬水解的離子方程式為Aβ++3H?OAl(OH)3(膠體)+3H+。備Fe(OH)?膠體。學(xué)習(xí)任務(wù)1[情境素材][問(wèn)題2]請(qǐng)與同學(xué)討論,滅火器中NaHCO3溶液換為Na?CO?溶液,效果如[提示]NaHCO?溶液換為Na?CO?溶液,反應(yīng)離子方程式為2燒Ab(SO?)?溶液呢?常見(jiàn)類(lèi)型溶液蒸干所得物質(zhì)的揮發(fā)性強(qiáng)酸鹽蒸干時(shí)得氫氧化物和氧化物的混合物,灼燒時(shí)得氧化物,如AlCl?(FeCl?)溶液蒸干時(shí)得到Al(OH)?和AbO?[Fe(OH)3和Fe?O?]的混合物的難揮發(fā)性強(qiáng)酸鹽蒸干得原溶質(zhì),如A?(SO?)?溶液蒸干仍得Ab(SO?)?固體的強(qiáng)堿鹽蒸干得原溶質(zhì),如Na?CO?溶液蒸干得Na?CO?3固體陰、陽(yáng)離子均易水蒸干后得不到任何物質(zhì),如(NH?)?S、(NH?)2CO?等蒸干后得不到任何物質(zhì)不穩(wěn)定的化合物的水溶液加熱時(shí)在溶液中就能分解,得不到原物質(zhì),如Ca(HCO3)2溶液蒸干后得CaCO?,Mg(HCO?)2溶液蒸干后得Mg(OH)2,KHCO?溶液蒸干后得K?CO?易被氧化的鹽蒸干后得不到原物質(zhì),蒸干后得其氧化產(chǎn)物,如FeSO?溶液蒸干后得Fe?(SO?)3,Na?SO3溶液蒸干后得Na?SO?水溶液中離子濃度的關(guān)系+)>c(CH?CO07)>c(OH)>c(CH?CO=1:1,因HCO?水解:HCO?+H?O—H?CO?+OH以及HCO原子)=1:1,得c(Na+)=c(HCO3)+c(CO3)+c(H?CO3)。得質(zhì)子—基準(zhǔn)態(tài)物質(zhì)—失質(zhì)子物料守恒式為c(K+)=c(HS-)+c(S2)+c(H?S類(lèi)型一單一溶液中各粒子濃度的比較類(lèi)型二混合溶液中各粒子濃度的比較類(lèi)型三不同溶液中同一粒子濃度的比較先分類(lèi)先分類(lèi)后分析再組合再組合②CH?COONH?;③NH?HSO?,c(NH?)由大到小的順序?yàn)棰?gt;①>②。哪些平衡進(jìn)行的程度相對(duì)大一些,哪些平衡進(jìn)行的程度相對(duì)小一些,再依此比較溶液中各粒子濃度的大小。這一步是溶液中粒子濃度大小比較最重要的一步,關(guān)第四節(jié)沉淀溶解平衡在一定溫度下,固體溶質(zhì)在水中形成飽和溶液時(shí),溶液中溶質(zhì)質(zhì)量保持不變2.沉淀溶解平衡在一定溫度下,當(dāng)沉淀和溶解的速率相等時(shí),即建立了動(dòng)態(tài)平衡,叫做難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡。如AgCl溶于水的沉淀溶解平衡表示為AgCl(s)Ag+(aq)+CI(aq)。想一想常溫下,分別將AgCl溶于水和0.1molL-1的NaCl溶液中,其溶解度相同嗎?為什么?向左移動(dòng),使AgCl溶解度更小。3.沉淀溶解平衡的移動(dòng)3.通過(guò)比較溶度積與溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積——離子積(Q的相對(duì)大(2)Q=Ksp,溶液飽和,沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)。學(xué)習(xí)任務(wù)1[情境素材]聞名于世的桂林溶洞、北京石花洞、婁底梅山龍宮,它們就是由于水和二氧石灰石的主要成分為CaCO?,當(dāng)它遇到溶有CO?的水時(shí)就會(huì)發(fā)生反應(yīng)變成可溶性的碳酸氫鈣,溶有碳酸氫鈣的水,當(dāng)從溶洞頂?shù)蔚蕉吹讜r(shí),由于水分的蒸發(fā)或壓強(qiáng)減小,以及溫度的變化都會(huì)使二氧化碳溶解度減小而析出碳酸鈣的沉淀。這些沉淀經(jīng)過(guò)千百萬(wàn)年的積聚,漸漸形成了鐘乳石、石筍等,洞頂?shù)溺娙槭c地面的石筍連接起來(lái)了,就會(huì)形成奇特的石柱。反應(yīng)的化學(xué)方程式為時(shí),可逆過(guò)程達(dá)到一種什么樣的狀態(tài)?畫(huà)出v-t圖。[問(wèn)題2]向CaCO?飽和溶液中加水,CaCO?的溶解度增大嗎?溶解平衡移動(dòng)嗎?Ksp是否增大?升高溫度Ksp如何變化?總過(guò)程沉淀溶解平衡(可逆)分過(guò)程沉淀的溶解(可逆)電解質(zhì)的電離(可逆或不可逆)沉淀溶解平衡也用電離方程式表示,①須標(biāo)明狀態(tài)(s)、(aq),②一律用④加入與難溶電解質(zhì)溶解所得的離子反應(yīng)的物質(zhì),沉淀溶解平衡向溶解的方[情境素材]7×10-7i[提示]Ksp(AgBr)=c(Ag+)·c([問(wèn)題2]相同溫度下,AgCl和AgBr的溶解度相對(duì)大小關(guān)系[問(wèn)題3]a點(diǎn)是否有沉淀析出?b點(diǎn)是否有沉淀析出?[問(wèn)題4]采取什么措施可以使溶液由c點(diǎn)到d點(diǎn)?該過(guò)程中Ksp(AgBr)是否變化?[提示]增大c(Br);不變化。圖像展示[以BaSO4為例:BaSO4(s)——Ba2*(aq)+SO2-(aq)]0點(diǎn)的變化曲線上變化,增大c(SO2)加入1×10-?mol-L1Na?SO4溶液(加水不可以)加入BaCl固體(忽略溶液的體積變化)曲線上變化,增大c(Ba2+)沉淀溶解平衡的應(yīng)用Fe3++3NH?·H?O===Fe(OH2.沉淀的溶解(1)原理:根據(jù)平衡移動(dòng)原理,對(duì)于在水中難溶的電解質(zhì),如果能設(shè)法不斷地除去平衡體系中的相應(yīng)離子,使平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng),就可以使沉淀溶解。(2)溶解沉淀的試劑類(lèi)型①用強(qiáng)酸溶解:例如,溶解CaCO?、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2等難溶電解質(zhì)。Mg(OH)2+2NH?Cl===MgCl+23.沉淀的轉(zhuǎn)化①銀鹽之間的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)操作①Na?S溶液③各步反應(yīng)的離子方程式實(shí)驗(yàn)結(jié)論(2)沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì):溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀。兩者的溶解度差別越大,轉(zhuǎn)化越容易。①鍋爐除水垢:其反應(yīng)的化學(xué)方程式如下:CaSO4(s)+Na?CO?(ag)——Na?SO?(ag)+CaCO?(s)、②自然界中礦物的轉(zhuǎn)化:其反應(yīng)的化學(xué)方程式如下:CuSO?(ag)+ZnS(s)——CuS(CuSO4(ag)+PbS(s)——CuS(s)+P想一想(1)難溶性銀鹽之間的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中沉淀顏色由“白色→黃色→黑色”的原因是什么?與溶解度的大小有何聯(lián)系?[提示]顏色變化是由于AgCl轉(zhuǎn)化成AgI,AgI再轉(zhuǎn)化成Ag?S,其轉(zhuǎn)化的原(2)AgCl可以轉(zhuǎn)化為AgBr,那AgBr有可能轉(zhuǎn)化為AgC1嗎?之積大于Ksp(AgCl)時(shí),就會(huì)使AgBr轉(zhuǎn)化為AgCl素材1利用X-射線對(duì)鋇的穿透能力較差的特性,醫(yī)學(xué)上在進(jìn)行消化系統(tǒng)的X-射線透視時(shí),常使用BaSO?做內(nèi)服造影劑,這種透視技術(shù)俗稱(chēng)鋇餐透視。由于BaCO?和BaSO?的沉淀溶解平衡分別為:BaSO?(s)——Ba2+(aq)+SO2-(aq)Ksp=1素材2如果誤將可溶性鋇鹽[如BaCh、Ba(NO?)?等]當(dāng)作食鹽或純堿食用,會(huì)造成鋇中毒。中毒者應(yīng)盡快用5%的Na?SO?溶液洗胃,隨后腹瀉使鋇鹽盡快排[問(wèn)題1]由溶度積常數(shù)可知BaSO4、BaCO?都難溶于水,而且二者的溶解度均不大,醫(yī)學(xué)上能用BaCO?作鋇餐嗎?為什么?[提示]由于胃酸的酸性很強(qiáng)(pH為0.9~1.5),如果BaCO3入胃,胃酸可與解平衡正向移動(dòng),使Ba2+濃度增大而導(dǎo)致人體中用5.0%的Na?SO4溶液洗胃的原因是什么?[提示]中毒后服用5.0%的Na?SO4溶液洗胃,SO?-與Ba2+結(jié)合生成BaSO?溶液中被沉淀的離子突破水溶液中的兩類(lèi)離子反應(yīng)圖像題型一對(duì)數(shù)圖像o越大。越大,但數(shù)值越小。2.常考對(duì)數(shù)圖像的類(lèi)型圖像種類(lèi)具體類(lèi)型含義對(duì)數(shù)圖像生成物與反應(yīng)物離子向進(jìn)行的程度越大稀釋后與稀釋前體積比的常用對(duì)數(shù)氫離子與氫氧根離子濃負(fù)對(duì)數(shù)圖像負(fù)值越強(qiáng)負(fù)值pC越大,c(C)越小含義已知:pM=—lgc(M)(M:Mg2+、Ca2+、橫坐標(biāo)數(shù)值越大,c(CO37)越小縱坐標(biāo)數(shù)值越大,c(M)越小線上方的點(diǎn)為不飽和溶液線上的點(diǎn)為飽和溶液線下方的點(diǎn)表示有沉淀生成線上任意點(diǎn),坐標(biāo)數(shù)值越大,其對(duì)應(yīng)的離子濃度越小【例】(2018·全國(guó)卷Ⅲ)用0.100mol-L-1AgNO3滴定50.0mL0.0500mol-L1CI溶液的滴定曲線如圖所示。下列有關(guān)描述錯(cuò)誤的是()C.相同實(shí)驗(yàn)條件下,若改為0.0400molL1CI,反應(yīng)終點(diǎn)c移到點(diǎn)aD.相同實(shí)驗(yàn)條件下,若改為0.0500molL-1Br,反應(yīng)終點(diǎn)c向點(diǎn)b方向移動(dòng)的各點(diǎn)是沉淀溶解平變化圖97643C[根據(jù)滴定曲線,當(dāng)加入25mLAgNO3溶液時(shí),Ag+與CI剛好完全反應(yīng),AgCl處于沉淀溶解平衡狀態(tài),此時(shí)溶液中c(Ag+)=c(Cl7)=10-4.75molL-1,Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(CI)=10-9.5≈3.16×10-10,A項(xiàng)正確;曲線上各點(diǎn)都處于沉淀溶解平衡狀態(tài),故符合c(Ag+)·c(CI)=Ksp(AgCl),B項(xiàng)正確;根據(jù)圖示,CI濃度為0.0500mol-L1時(shí)消耗25mLAgNO3溶液,則CI濃度為0.0400mol-L1時(shí)消耗20mLAgNO3溶液,a點(diǎn)對(duì)應(yīng)AgNO3溶液體積為15mL,所以反應(yīng)終點(diǎn)不可能)相同時(shí),反應(yīng)終點(diǎn)時(shí)消耗的AgNO3溶液體積相同,但Br濃度小于CI濃度,即題型二分布系數(shù)圖像舉例一元弱酸(以CH?COOH為例)二元酸(以草酸為三元酸(以H?PO?為弱電解質(zhì)分布系數(shù)圖 δδ0、δ1分別為CH?CO0-分布系數(shù)δ0為H?C?O4分布系數(shù)、δ1為HC?O4分布系數(shù)、δ2為C?O4-分布系數(shù)8o為H?PO4分布系數(shù)、δ1為H?PO4分布系數(shù)、δ2為為PO3-分布系數(shù)含義當(dāng)pH<pKa時(shí),主要存在形式是pKa時(shí),主要存在形式是當(dāng)溶液的pH=1.2時(shí)δo=δ1,pH=4.2時(shí)δ1=δ2;當(dāng)pH<1.2時(shí),H?C?O4占當(dāng)溶液的pH=2時(shí)δo=δ1,pH=7.1時(shí)時(shí)δ2=δ3;當(dāng)pH<2時(shí),H?PO?占優(yōu)=δ1=0.5處,此時(shí)即pH=pKa<4.2區(qū)間,HC?O4占優(yōu)勢(shì);而當(dāng)pH>4.2時(shí),C?O4-為主要存在形式勢(shì);在2<pH<7.1區(qū)間,H?PO4占優(yōu)勢(shì);在7.1<pH<12.2區(qū)間,HPO4-占優(yōu)勢(shì);而當(dāng)pH>12.2時(shí),式離子方程式的離子方程式:CH?CO0~十H?OHC?O4十C?O2-十H?O式:HPO2-+OH從圖可知,時(shí)pH=pK=4.76。K(CH?COOH)=一從c(HC?O4)時(shí)pH=從c(PO4)時(shí)pH=【例】常溫下,0.1mol-L1的H?C?O4溶液中H?C?O?、HC?O4、C?O2-三者分分布系數(shù)pHH?C?O4溶液中三種微粒分布曲線A.HC?O?—H++C?O2-,Ka?=1×10-4.3B.將等物質(zhì)的量的NaHC?O4和Na?C?O4溶于水中,所得溶液pH恰好為4.3C.常溫下HF的Ka=1×10-3.4,將少量H?C?O4溶液加入足量NaF溶液中,發(fā)生的反應(yīng)為H?C?O?+F-===HF+HC?O4D.在0.1mol-L-1NaHC?O4溶液中,各離子濃度大小關(guān)系為c(Na+)>c(HC?O4)=c(HC?O4),所以Ka?=1×10-4.3,A項(xiàng)正確;將等物質(zhì)的量的NaHC?O4和Na?C?O?溶于水中,HC?O4的電離程度大于C?O2-的水解程度,溶液中c(C?則溶液pH大于4.3,B項(xiàng)錯(cuò)誤;結(jié)合題圖及A項(xiàng)的分析,可知常溫下H?C?O4的Ka?=1×10-13、Ka?=1×10-4.3,又因?yàn)镠F的Ka=1×10-34,則酸性強(qiáng)弱關(guān)系:H?C?O?>HF>HC?O4,所以將少量H?C?O4溶液加入足量NaF溶液中,發(fā)生的反應(yīng)為H?C?O?+F-=HF+HC?O4,C項(xiàng)正確;結(jié)合圖像知:NaHC?O?溶液顯酸性,HC?O4的電離程度大于水解程度,在溶液中HC?O4部分電離,則各離子濃度大小關(guān)系為c(Na+)>c(HC?O4)>c(H+)>c(C?O4)>c(OH),D項(xiàng)正確。]第四章化學(xué)反應(yīng)與電能 條件條件 AA電流表ZnSO?溶液CuSO?溶液現(xiàn)象鋅片逐漸溶解,銅片上有紅色物質(zhì)析出,電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)電極名稱(chēng)得失電子失電子得電子電子流向流出反應(yīng)類(lèi)型電極反應(yīng)式總反應(yīng)式想想鹽橋在原電池中有何作用?若撤去鹽橋,電流表的指針如何變化?2.比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱比較方法-電極質(zhì)量減少,作負(fù)極,較活潑有氣體生成、電極質(zhì)量不斷增加或不變,作正極,較不活潑3.設(shè)計(jì)原電池或?qū)W習(xí)任務(wù)1[情境素材]法尼認(rèn)為這種肌肉收縮作用是“動(dòng)物電”引起的。同的金屬接觸,中間隔著濕的硬紙、皮革或其他海綿狀物品,不管有沒(méi)有接觸蛙[合作探究]酒精溶液酒精溶液稀硫酸[提示]電子是從負(fù)極經(jīng)過(guò)導(dǎo)線移向正極;在原電池電解質(zhì)溶液中,陽(yáng)離子移向正極,陰離子移向負(fù)極。[歸納總結(jié)]原電池的工作原理向L陰陽(yáng)離子移向(1)反應(yīng)類(lèi)型:負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),正極發(fā)生還原反應(yīng)。(2)電子的移動(dòng)方向:從負(fù)極流出,經(jīng)導(dǎo)線流向正極。(3)離子的移動(dòng)方向:陽(yáng)離子向正極移動(dòng),陰離子向負(fù)極移動(dòng)。[情境素材]2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了三位在鋰離子電池發(fā)展做出突出貢獻(xiàn)的化學(xué)家。由于金屬鋰的化學(xué)性質(zhì)非?;顫?,使得金屬鋰在加工、保存、使用等環(huán)節(jié)要求很高,所以鋰電池長(zhǎng)期沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用,隨著電子技術(shù)的發(fā)展,在科學(xué)家的努力下鋰離子電池進(jìn)入了大規(guī)模的實(shí)用階段。某種鋰電池的總反應(yīng)方程式為L(zhǎng)i十[合作探究][問(wèn)題1]你能依據(jù)總反應(yīng)方程式書(shū)寫(xiě)該電池的正極、負(fù)極電極反應(yīng)式嗎?[提示]負(fù)極反應(yīng)式為L(zhǎng)i—e==Li+,正極反應(yīng)式為MnO?+e===MnO2。[問(wèn)題2]有人用原電池原理除去銀器皿表面的黑色硫化銀,其處理方法:將一定濃度的食鹽溶液放入一鋁制容器中,再將變黑的銀器浸入溶液中,放置一段時(shí)間后,有臭雞蛋氣味的氣體放出,銀表面的黑色會(huì)褪去而銀不會(huì)損失。你能否依據(jù)信息材料書(shū)寫(xiě)其電池總反應(yīng)式、電極反應(yīng)式?[提示]要善于抓住題示信息?!昂谏嗜ザy不會(huì)損失”,必然發(fā)生變化:Ag?S→Ag,顯然這是原電池的正極反應(yīng):3Ag?S+6e-==6Ag+3S2-,負(fù)極反應(yīng)化學(xué)電源化學(xué)電源隨著使用,一次電池中能發(fā)生氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)逐漸被消耗,當(dāng)這些物質(zhì)不流動(dòng),也叫做干電池。2.堿性鋅錳電池土想一想堿性鋅錳電池比普通鋅錳電池有哪些優(yōu)良性能?介質(zhì)負(fù)極反應(yīng)式正極反應(yīng)式酸性中性3.燃料電池的燃料除氫氣外,還有烴、肼、甲醇、氨、煤氣CO=,負(fù)極反應(yīng)式是2CH?OH—12e?+16OH?===2CO}=+12H?O;正極反應(yīng)式是302+6H?O+12e-===12OH~;總反應(yīng)式是2CH?OH+302+4OH-===2CO3=十想一想燃料電池的正、負(fù)兩極必須是兩種活潑性不同的金屬或一種金屬與學(xué)習(xí)任務(wù)1[情境素材]化?(3)充、放電電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)充電時(shí)陰極(或陽(yáng)極)的電極反應(yīng)式與該電池放電時(shí)負(fù)極(或正極)的電極反應(yīng)剛好相反。例如,鉛酸蓄電池充電、放電的過(guò)程如圖所示。鉛酸蓄電池注意:書(shū)寫(xiě)鉛酸蓄電池電極反應(yīng)式時(shí)一定要考慮電解質(zhì)溶液,放電時(shí)兩極生成的Pb2+和電解質(zhì)溶液中的SO2-不能共存,Pb2+與SO2-結(jié)合生成PbSO4沉淀,因此將負(fù)極反應(yīng)式寫(xiě)成Pb-2e-==Pb2+是錯(cuò)誤的,應(yīng)寫(xiě)成Pb+SO2-—2e-===PbSO?。學(xué)習(xí)任務(wù)2有機(jī)燃料電池電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)方法一種新型熔融鹽燃料電池具有高發(fā)電效率?,F(xiàn)用Li?CO?和Na?CO?的熔融混合物作電解質(zhì),一極通CO氣體,另一極通O?和CO?混合氣體,其總反應(yīng)式為2CO+O?===2CO?。BxA-[問(wèn)題1]判斷該電池的正極、負(fù)極情況?A、B為何種物質(zhì)?[提示]電極a為負(fù)極,電極b為正極,A為CO,B為O?。[問(wèn)題2]你能寫(xiě)出該電池的正極反應(yīng)式和負(fù)極反應(yīng)式嗎?[提示]負(fù)極的電極反應(yīng)式為2CO+2CO3--4e-===4CO?,正極的電極反應(yīng)式有機(jī)燃料電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)方法電池的負(fù)極一定是可燃物,有機(jī)燃料中各元素的化合價(jià)變化遵循一般化合價(jià)規(guī)則,燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電池的正極多為氧氣或空氣得電子,發(fā)生還原反應(yīng),特別注意電解質(zhì)溶液酸堿性不同的區(qū)別。可根據(jù)電荷守恒來(lái)配平電極反應(yīng)如乙醇?jí)A性(KOH溶液)燃料電池負(fù)極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)方法。第一步:確定生成物。乙醇燃燒生成CO?和H?O,其中CO?與KOH溶液反應(yīng)生成K?CO?和H?O,故生成物為K?CO?和H?O。第二步:確定價(jià)態(tài)的變化及轉(zhuǎn)移電子數(shù)。乙醇(C?H?O)中碳元素的化合價(jià)為一2,CO}-中碳元素的化合價(jià)為+4,故1mol乙醇完全反應(yīng)失去2mol×[4—(一2)]=12mol電子。第三步:列出表達(dá)式。第四步:確定電極反應(yīng)式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)。由碳原子守恒確定CO3-的化學(xué)計(jì)量數(shù)為2,由電荷守恒確定OH的化學(xué)計(jì)量數(shù)為16。(注:失去12個(gè)電子,相當(dāng)于帶12個(gè)單位正電荷)再由氫原子守恒確定H?O的化學(xué)計(jì)量數(shù)為11,故負(fù)極反應(yīng)式為C?H?OH+16OH?—12e-==2CO3-+11H?O。1.新型電池中正、負(fù)極的判斷方法陽(yáng)離子陰離子特別提醒:判斷一個(gè)原電池中的正、負(fù)極,最根本的方法是失電子(發(fā)生氧化反應(yīng))的一極是負(fù)極,得電子(發(fā)生還原反應(yīng))的一極是正極。如果給出一個(gè)化學(xué)方程式判斷正、負(fù)極,可以直接根據(jù)化合價(jià)的升降來(lái)判斷,化合價(jià)升高、發(fā)生氧化反應(yīng)的一極為負(fù)極,化合價(jià)降低、發(fā)生還原反應(yīng)的一極為正極。2.新型電池“放電”“充電”時(shí)電極反應(yīng)式的正誤判斷①若給出新型電池的裝置圖:先找出電池的正、負(fù)極,即找出氧化劑和還原劑;再結(jié)合電解質(zhì)確定出還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物;最后判斷相應(yīng)的電極反應(yīng)式的正②若給出新型電池的總反應(yīng)式:分析總反應(yīng)式中各元素化合價(jià)的變化情況,找出氧化劑及其對(duì)應(yīng)的還原產(chǎn)物,還原劑及其對(duì)應(yīng)的氧化產(chǎn)物,最后考慮電解質(zhì)是否參加反應(yīng),判斷電極反應(yīng)式的正誤。①充電時(shí)陰極的電極反應(yīng)式是該電池放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)式的“逆反應(yīng)”。②充電時(shí)陽(yáng)極的電極反應(yīng)式是該電池放電時(shí)的正極反應(yīng)式的“逆反應(yīng)”。(2019·全國(guó)卷I)利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成,電池工作時(shí)MV2+/MV+在電極與酶之間傳遞電子,示意圖如下所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()氫化酶固氮酶交換膜NH?N?A.相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨,該方法條件溫和,同時(shí)還可提供電能B.陰極區(qū),在氫化酶作用下發(fā)生反應(yīng)H?+2M
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