高中化學(xué)選修4《復(fù)習(xí)提綱》
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選修4《復(fù)習(xí)提綱》 第一章化學(xué)反應(yīng)與能量 一、焓變、反應(yīng)熱 要點(diǎn)一:反應(yīng)熱(焓變)的概念及表示方法 化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中所釋放或吸收的能量,都可以用熱量來(lái)描述,叫做反應(yīng)熱,又稱焓變,符號(hào)為ΔH,單位為kJ/mol,規(guī)定放熱反應(yīng)的ΔH為“—”,吸熱反應(yīng)的ΔH為“+”。 特別提醒:(1)描述此概念時(shí),無(wú)論是用“反應(yīng)熱”、“焓變”或“ ΔH”表示,其后所用的數(shù)值必須帶“+”或“—”。 (2)單位是kJ/mol,而不是kJ,熱量(Q)的單位是kJ。 (3)在比較大小時(shí),所帶“+”“—”符號(hào)均參入比較。熱量(Q)大,ΔH小。 1.(2011年中山高二檢測(cè))根據(jù)以下三個(gè)熱化學(xué)方程式: 2H2S(g)+3O2(g)===2SO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-Q1kJ/mol 2H2S(g)+O2(g)===2S(s)+2H2O(l) ΔH2=-Q2 kJ/mol 2H2S(g)+O2(g)===2S(s)+2H2O(g) ΔH3=-Q3 kJ/mol 判斷Q1、Q2、Q3三者關(guān)系正確的是( ) ΔH1,ΔH2,ΔH3三者關(guān)系是? A.Q1>Q2>Q3 B.Q1>Q3>Q2 C.Q3>Q2>Q1 D.Q2>Q1>Q3 解析:選A。ΔH1<ΔH2<ΔH3 要點(diǎn)二:放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng) 1.放熱反應(yīng)的ΔH為“—”或ΔH<0 ;吸熱反應(yīng)的ΔH為“+”或ΔH >0 ?H=E(生成物的總能量)-E(反應(yīng)物的總能量) ?H=E(反應(yīng)物的鍵能)- E(生成物的鍵能) 1.(2011年北京宣武區(qū)高三質(zhì)檢)下列反應(yīng)中生成物總能量高于反應(yīng)物總能量的是( ) A.碳酸鈣受熱分解 B.乙醇燃燒 C.鋁粉與氧化鐵粉末反應(yīng) D.氧化鈣溶于水 解析:選A。生成物的總能量高于反應(yīng)物的總能量的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。在題給四個(gè)反應(yīng)中,只有碳酸鈣受熱分解為吸熱反應(yīng),其余的均為放熱反應(yīng)。 2.常見(jiàn)的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng) ①放熱反應(yīng):活潑金屬與水或酸的反應(yīng)、酸堿中和反應(yīng)、燃燒反應(yīng)、多數(shù)化合反應(yīng)。 ②吸熱反應(yīng):多數(shù)的分解反應(yīng)、氯化銨固體與氫氧化鋇晶體的反應(yīng)、水煤氣的生成反應(yīng)、炭與二氧化碳生成一氧化碳的反應(yīng) 3.需要加熱的反應(yīng),不一定是吸熱反應(yīng);不需要加熱的反應(yīng),不一定是放熱反應(yīng) 4.通過(guò)反應(yīng)是放熱還是吸熱,可用來(lái)比較反應(yīng)物和生成物的相對(duì)穩(wěn)定性。 如C(石墨,s) C(金剛石,s) △H3= +1.9kJ/mol,該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),金剛石的能量高,石墨比金屬石穩(wěn)定。(能量高,不穩(wěn)定) 1.(2009萊蕪質(zhì)檢)已知25℃、101 kPA下,石墨、金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式分別為: C(石墨,s)+O2(g)CO2(g);ΔH=-393.51 kJmol-1 C(金剛石,s)+O2(g)CO2(g);ΔH=-395.41 kJmol-1 據(jù)此判斷,下列說(shuō)法中正確的是 答案 A A.由于石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng);等質(zhì)量時(shí),石墨的能量比金剛石的能量低 B.由于石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng);等質(zhì)量時(shí),石墨的能量比金剛石的能量高 C.由于石墨制備金剛石是放熱反應(yīng);等質(zhì)量時(shí),石墨的能量比金剛石的能量低 D.由于石墨制備金剛石是放熱反應(yīng);等質(zhì)量時(shí),石墨的能量比金剛石的能量高 二、熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě) 書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式時(shí),除了遵循化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)要求外,還要注意以下幾點(diǎn): 1.反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)不同,反應(yīng)熱的數(shù)值和符號(hào)可能不同,因此必須注明反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài),用s、l、g分別表示固體、液體和氣體,而不標(biāo)“↓、↑”。 2.△H只能寫(xiě)在熱化學(xué)方程式的右邊,用空格隔開(kāi),△H值“—” 表示放熱反應(yīng), △H值“+”表示吸熱反應(yīng);單位為“kJ/mol”。 3.熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)僅表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量,并不表示物質(zhì)的分子數(shù)或原子數(shù),因此,化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是整數(shù),也可以是分?jǐn)?shù)。 4.△H的值要與熱化學(xué)方程式中化學(xué)式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)相對(duì)應(yīng),如果化學(xué)計(jì)量數(shù)加倍,△H也要加倍。 5.正反應(yīng)若為放熱反應(yīng),則其逆反應(yīng)必為吸熱反應(yīng),二者△H的數(shù)值相等而符號(hào)相反。 1、 1 g氫氣燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出142.9 kJ熱量,表示該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式正確的是 A.2H2(g)+O2(g) 2H2O(l);ΔH=-142.9 kJmol-1 B.2H2(g)+O2(g) 2H2O(l);ΔH=-571.6 kJmol-1 C.2H2+O22H2O;ΔH=-571.6 kJmol-1 D.2H2(g)+O2(g) 2H2O(l);ΔH=+571.6 kJmol-1答案 B 三、燃燒熱、中和熱、能源 要點(diǎn)一:燃燒熱、中和熱及其異同 燃燒熱 中和熱 相 同 點(diǎn) 能量變化 放熱反應(yīng) △H △H<0, 單位:kJ/mol 不 同 點(diǎn) 反應(yīng)物的量 1mol(O2的量不限) 可能是1mol,也可能是0.5mol 生成物的量 不限量 H2O是1mol 含義 1mol反應(yīng)物完全燃燒時(shí)放出的熱量;不同反應(yīng)物,燃燒熱不同 生成1mol水時(shí)放出的熱量;強(qiáng)酸強(qiáng)堿的中和熱約為57.3 kJ/mol 特別提醒: 1.燃燒熱指的是1 mol可燃物燃燒生成穩(wěn)定的化合物時(shí)所放出的熱量,注意:穩(wěn)定的化合物,如H2→H2O(l)而不是H2O(g)、 C→CO2(g)而不是CO 、S→SO2(g)而不是SO3。 2.中和熱是指酸、堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol水所放出的熱量。注意:弱酸、弱堿電離出H+、OH-需要吸收熱量,故所測(cè)定中和熱的數(shù)值偏?。粷饬蛩崤c堿測(cè)定中和熱時(shí),因濃硫酸釋稀要放熱,故測(cè)定的中和熱的數(shù)值偏大。 3.因燃燒熱、中和熱是確定的放熱反應(yīng),具有明確的含義,故在表述時(shí)不用帶負(fù)號(hào),如CH4的燃燒熱為890KJ/mol。 4.注意表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式和燃燒的熱化學(xué)方程式;表示中和熱的熱化學(xué)方程式和表示中和反應(yīng)的熱化學(xué)方程式的不同。燃燒熱以可燃物1mol為標(biāo)準(zhǔn),且燃燒生成穩(wěn)定的化合物;中和熱以生成1mol水為標(biāo)準(zhǔn)。 1.(2011年河北正定中學(xué)高二月考)下列熱化學(xué)方程式中ΔH代表燃燒熱的是( ) 選C。 A.CH4(g)+3/2O2(g)===2H2O(l)+CO(g) ΔH1 B.S(s)+3/2O2(g)===SO3(s) ΔH2 C.C6H12O6(s)+6O2(g)===6CO2(g)+6H2O(l) ΔH3 D.2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH4 5.(2011年云浮高二檢測(cè))已知反應(yīng):①101 kPa時(shí),2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221 kJ/mol;②稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol,下列結(jié)論正確的是( ) 選A。 A.碳的燃燒熱大于110.5 kJ/mol B.①的反應(yīng)熱為221 kJ/mol C.濃H2SO4與稀NaOH溶液反應(yīng)的中和熱為57.3 kJ/mol D.稀醋酸與稀NaOH溶液反應(yīng)生成1 mol水,放出57.3 kJ/mol的熱量 要點(diǎn)二:能源 新能源的開(kāi)發(fā)與利用,日益成為社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn),因此,以新型能源開(kāi)發(fā)與利用為背景材料,考查熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)及求算反應(yīng)熱,已成為高考命題的熱點(diǎn)。 關(guān)于能源問(wèn)題,應(yīng)了解下面的幾個(gè)問(wèn)題: (1)能源的分類:常規(guī)能源(可再生能源,如水等,非再生能源,如煤、石油、天然氣等);新能源(可再生能源,如太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物能;非再生能源,如核聚變?nèi)剂希? (2)能源的開(kāi)發(fā);①太陽(yáng)能:每年輻射到地球表面的能量為51019kJ,相當(dāng)于目前全世界能量消耗的1.3萬(wàn)倍。②生物能:將生物轉(zhuǎn)化為可燃性的液態(tài)或氣態(tài)化合物,再利用燃燒放熱。③風(fēng)能:利用風(fēng)力進(jìn)行發(fā)電、提水、揚(yáng)帆助航等技術(shù),風(fēng)能是一種可再生的干凈能源。④地球能、海洋能。 1.21世紀(jì)人類正由“化石能源時(shí)期”逐步向“多能源時(shí)期”過(guò)渡,下列不屬于新能源的是 A.電力 B.核能 C.太陽(yáng)能 D.氫能 解析:選A。新能源主要是指核能、地?zé)崮堋⒊毕?、沼氣、新方法利用的太?yáng)能、風(fēng)能等。 四、反應(yīng)熱的求算 1.由蓋斯定律:化學(xué)反應(yīng)不管是一步完成還是分步完成,其反應(yīng)熱總是相同的。也就是說(shuō),化學(xué)反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),而與具體反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān)。 2.反應(yīng)熱的數(shù)值等于E(形成新鍵釋放的總能量)與E(斷鍵所吸收的總能量)之差,放熱反應(yīng)△H的符號(hào)為“—”,吸熱反應(yīng)△H的符號(hào)為“+”。 特別提醒: (1)運(yùn)用蓋斯定律的技巧:參照目標(biāo)熱化學(xué)方程式設(shè)計(jì)合理的反應(yīng)途徑,對(duì)原熱化學(xué)方程式進(jìn)行恰當(dāng)“變形”(反寫(xiě)、乘除某一個(gè)數(shù)),然后方程式之間進(jìn)行“加”,從而得出求算新熱化學(xué)方程式反應(yīng)熱△H的關(guān)系式。 (2)具體方法:①對(duì)原熱化學(xué)方程式反寫(xiě)(將一個(gè)熱化學(xué)方程式顛倒時(shí),DH的“+”“—”號(hào)也隨之改變,但數(shù)值不變)。乘以某一個(gè)數(shù)(反應(yīng)熱也必須乘上該數(shù));②對(duì)原熱化學(xué)方程式相加(反應(yīng)熱也隨之加)。 (3)注意1molH2、O2分別含有1molH-H、1mol O=O,1molH2O中含有2molO—H,1molNH3含有3molN-H ,1molCH4含有4molC-H。 1.已知在298 K時(shí)下述反應(yīng)的有關(guān)數(shù)據(jù): C(s)+1/2O2(g)===CO(g) ΔH1=-110.5 kJ/mol C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ/mol 則C(s)+CO2(g)===2CO(g)的ΔH為( ) A.+283.5 kJ/mol B.+172.5 kJ/mol C.-172.5 kJ/mol D.-504 kJ/mol 解析:選B。根據(jù)蓋斯定律:方程2反寫(xiě),ΔH2=+393.5 kJ/mol,方程1乘2,ΔH1=-110.5 kJ/mol2,變形的方程式相加(反應(yīng)熱也隨之加)。 ΔH=2ΔH1+(-ΔH2)=2(-110.5 kJ/mol) + (+393.5 kJ/mol)=+172.5 kJ/mol 2.已知破壞1 mol N≡N鍵、H—H鍵和N—H鍵分別需吸收的能量為946 kJ、436 kJ、391 kJ。計(jì)算1 mol N2(g)和3 mol H2(g)完全轉(zhuǎn)化為NH3(g)時(shí)反應(yīng)熱的理論值。 答案:ΔH=-92 kJ/mol 第二章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡 一、化學(xué)反應(yīng)速率及其簡(jiǎn)單計(jì)算 1.化學(xué)反應(yīng)速率:通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減小或生成物濃度的增加來(lái)表示,其數(shù)學(xué)表達(dá)式可表示為單位一般為mol/(Lmin)或mol.L-1min-1 2.結(jié)論:對(duì)于一般反應(yīng) aA + bB =cC + dD來(lái)說(shuō)有: VA :VB :VC :VD =△CA :△CB :△CC :△CD = a :b :c :d 特別提醒: 1.化學(xué)反應(yīng)速率指的是平均速率而不是瞬時(shí)速率 2.無(wú)論濃度的變化是增加還是減少,化學(xué)反應(yīng)速率均取正值。 3.同一化學(xué)反應(yīng)速率用不同物質(zhì)表示時(shí)可能不同,但是比較反應(yīng)速率快慢時(shí),要根據(jù)反應(yīng)速率與化學(xué)方程式的計(jì)量系數(shù)的關(guān)系換算成同一種物質(zhì)來(lái)表示,看其數(shù)值的大小。注意比較時(shí)單位要統(tǒng)一。 二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 1.內(nèi)因(主要因素):反應(yīng)物本身的性質(zhì)(分子結(jié)構(gòu)或原子結(jié)構(gòu))所決定的。 2.外因(次要因素) (1)濃度:當(dāng)其他條件不變時(shí),增大反應(yīng)物的濃度,V正急劇增大,V逆也逐漸增大。若減小反應(yīng)物濃度,V逆急劇減小,V正逐漸減小。(固體或純液體的濃度可視為常數(shù),故反應(yīng)速率與其加入量多少無(wú)關(guān))。 (2)溫度:當(dāng)其他條件不變時(shí),升溫時(shí), V正、V逆都加快;降溫時(shí),V正、V逆都減小 (3)壓強(qiáng):其他條件不變時(shí),對(duì)于有氣體參加的反應(yīng),通過(guò)縮小反應(yīng)容器,增大壓強(qiáng),V正、V逆都增大;通過(guò)擴(kuò)大反應(yīng)容器,壓強(qiáng)減小,濃度變小,V正、V逆均減小。 (4)催化劑:使用催化劑,成百上千的同等倍數(shù)地增加了正、逆反應(yīng)速率。 特別提醒: 1.改變壓強(qiáng)的實(shí)質(zhì)是改變濃度,若反應(yīng)體系中無(wú)氣體參加,故對(duì)該類的反應(yīng)速率無(wú)影響。 2.恒容時(shí),氣體反應(yīng)體系中充入稀有氣體(或無(wú)關(guān)氣體)時(shí),氣體總壓增大,物質(zhì)的濃度不變,反應(yīng)速率不變。 3.恒壓時(shí),充入稀有氣體,反應(yīng)體系體積增大,濃度減小,反應(yīng)速率減慢。 三、化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志和判斷 1.化學(xué)平衡的標(biāo)志: (1)V正=V逆,它是化學(xué)平衡的本質(zhì)特征 (2)各組分的濃度不再改變,各組分的物質(zhì)的量、質(zhì)量、體積分?jǐn)?shù)、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率等均不再改變,這是外部特點(diǎn)。 2.化學(xué)平衡的狀態(tài)的判斷: 舉例反應(yīng) mA(g)+ nB(g)pC(g)+qD(g) 正逆反應(yīng)速率的關(guān)系 單位時(shí)間內(nèi)消耗了mmolA同時(shí)生成mmolA, 即V正=V逆 平衡 單位時(shí)間內(nèi)消耗nmolB,同時(shí)生成了mmolA, 即V(B正):V(A逆)=n:m 平衡 混合物體系中各組分的含量 各物質(zhì)的物質(zhì)的量或各物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)一定 平衡 各物質(zhì)的質(zhì)量或各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定 平衡 壓強(qiáng) 當(dāng)m+n≠p+q時(shí),壓強(qiáng)不變 平衡 溫度 任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨能量變化,在其他條件不變的條件下,體系溫度一定 平衡 顏色 當(dāng)體系的顏色(反應(yīng)物或生成物的顏色)不再變化 平衡 混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量 當(dāng)m+n≠p+q時(shí),平均相對(duì)分子質(zhì)量不變 平衡 體系的密度 當(dāng)m+n≠p+q時(shí),等壓、等溫時(shí),氣體密度一定 平衡 特別提醒: 1.當(dāng)從正逆反應(yīng)速率關(guān)系方面描述時(shí),若按化學(xué)計(jì)量數(shù)比例同向說(shuō)時(shí),則不能說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài);若按化學(xué)計(jì)量數(shù)比例異向說(shuō)明,則可以說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài)。 2.恒溫、恒容下的體積不變的反應(yīng),體系的壓強(qiáng)或總物質(zhì)的量不變時(shí),不能說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài)。如H2(g)+I2 (g)2HI(g)。 3.全部是氣體參加的體積不變的反應(yīng),體系的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變,不能說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài)。如2HI(g) H2(g)+I2(g) 4.全部是氣體參加的反應(yīng),恒容條件下體系的密度不變,不能說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài)。 四、影響化學(xué)平衡的因素及勒夏特例原理 要點(diǎn)一:反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)平衡的影響: (1)濃度:在其他條件不變時(shí),增大反應(yīng)物的濃度或減少生成物的濃度,都可使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),反之,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。 (2)溫度:在其他條件不變時(shí),升高溫度,平衡向吸熱方向移動(dòng);降低溫度,平衡向放熱方向移動(dòng);溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響是通過(guò)改變平衡常數(shù)實(shí)現(xiàn)的。 (3)壓強(qiáng):其他條件不變時(shí),在有氣體參加的可逆反應(yīng)里,增大壓強(qiáng),平衡向氣體總體積縮小的方向移動(dòng);反之,平衡向氣體總體積增大的方向移動(dòng)。在這里,壓強(qiáng)改變是通過(guò)反應(yīng)器容積的改變來(lái)完成的(即壓縮或擴(kuò)大)。 (4)催化劑:使用催化劑能同等倍數(shù)地增大正逆反應(yīng)速率,平衡不移動(dòng),縮短了達(dá)到平衡所需的時(shí)間,但不會(huì)改變化學(xué)平衡常數(shù),不會(huì)改變反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,不會(huì)改變各組分的百分含量。 特別提醒: 1.恒容時(shí)充入與該反應(yīng)無(wú)關(guān)的氣體(如稀有氣體),正逆反應(yīng)速率不變,平衡不移動(dòng) 2.使用催化劑或?qū)怏w體積不變的反應(yīng)改變壓強(qiáng),同等倍數(shù)的改變正逆反應(yīng)速率,平衡不移動(dòng)。 3.若改變濃度、壓強(qiáng)、溫度,不同倍數(shù)的改變了正逆反應(yīng)速率時(shí),化學(xué)平衡一定移動(dòng)。 要點(diǎn)二:勒夏特例原理 如果改變影響化學(xué)平衡的一個(gè)條件(如濃度、溫度、壓強(qiáng)),平衡就向能夠減弱這種方向移動(dòng)。對(duì)該原理中的“減弱”不能理解為消除、抵消,即平衡移動(dòng)的變化總是小于外界條件變化對(duì)反應(yīng)的改變。如給已達(dá)到平衡狀態(tài)的可逆體系,增加5個(gè)大氣壓,由于化學(xué)反應(yīng)向體積縮小的方向移動(dòng),使體系的最終壓強(qiáng)大于其初始?jí)簭?qiáng)P0而小于P0+5。另外,工業(yè)上反應(yīng)條件的優(yōu)化,實(shí)質(zhì)上是勒夏特例原理和化學(xué)反應(yīng)速率兩方面綜合應(yīng)用的結(jié)果。 五、化學(xué)速率和化學(xué)平衡圖象 1.速率v——時(shí)間t的圖象: (1)由速率的變化判斷外界條件的改變:①若反應(yīng)速率與原平衡速率斷層,則是由改變溫度或壓強(qiáng)所致,具體改變的條件,則要結(jié)合V逆、V正大小關(guān)系及平衡移動(dòng)的方向進(jìn)行判斷。②若反應(yīng)速率與原平衡連續(xù),則是由改變某一種物質(zhì)的濃度所致,具體是增大或減小反應(yīng)物還是生成物的濃度,則要結(jié)合V逆、V正大小關(guān)系及平衡移動(dòng)的方向進(jìn)行判斷 2.組分量——時(shí)間t、溫度T、壓強(qiáng)P的圖象 ①“先拐先平”:“先拐”的先達(dá)到平衡狀態(tài),即對(duì)應(yīng)的溫度高或壓強(qiáng)大,從而判斷出曲線對(duì)應(yīng)的溫度或壓強(qiáng)的大小關(guān)系。 ②“定一議二”:即固定其中的一個(gè)因素(溫度或壓強(qiáng)等),然后討論另外一個(gè)因素與化學(xué)平衡中的參量(濃度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)、平均相對(duì)分子質(zhì)量)的變化關(guān)系,從而判斷出該反應(yīng)為放熱反應(yīng)或吸熱反應(yīng)、反應(yīng)前后氣體體積的大小等。 六、化學(xué)平衡常數(shù) 1.對(duì)于一般的可逆反應(yīng):mA(g)+ nB(g)pC(g)+qD(g),其中m、n、p、q分別表示化學(xué)方程式中反應(yīng)物和生成物的化學(xué)計(jì)量數(shù)。當(dāng)在一定溫度下達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),這個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)公式可以表示為:,各物質(zhì)的濃度一定是平衡時(shí)的濃度,而不是其他時(shí)刻的. 2.在進(jìn)行K值的計(jì)算時(shí),固體和純液體的濃度可視為常數(shù)“1”。例如:Fe3O4(s)+4H2(g)3Fe(s)+4H2O(g),在一定溫度下,化學(xué)平衡常數(shù)表示為。 3.利用K值可判斷某狀態(tài)是否處于平衡狀態(tài)。例如,在某溫度下,可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),平衡常數(shù)為K。若某時(shí)刻時(shí),反應(yīng)物和生成物的濃度關(guān)系如下: ,則有以下結(jié)論: ①Q(mào)c=K ,V(正)=V(逆),可逆反應(yīng)處于化學(xué)平衡狀態(tài); ②Qc<K ,V(正)>V(逆),可逆反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行; ③Qc>K ,V(正)<V(逆),可逆反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行。 4.化學(xué)平衡常數(shù)是指某一具體化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù),當(dāng)化學(xué)反應(yīng)方程式的各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)增倍或減倍時(shí),化學(xué)平衡常數(shù)也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。 5.化學(xué)平衡常數(shù)是描述可逆反應(yīng)進(jìn)行程度的重要參數(shù),只與溫度有關(guān),與反應(yīng)物、生成物的濃度無(wú)關(guān),當(dāng)然也不會(huì)隨壓強(qiáng)的變化而變化,即與壓強(qiáng)無(wú)關(guān)。 八、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向 1.放熱反應(yīng)具有自發(fā)進(jìn)行的傾向,但有些吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行,故用焓判據(jù)判斷反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向不全面 2.反應(yīng)體系熵值的增大,反應(yīng)有自發(fā)進(jìn)行的傾向,但有些熵減的反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行,故用熵判據(jù)判斷反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向也不全面 3.復(fù)合判據(jù)---自由能變化:△G=△H-T△S,是最全面的判斷據(jù): ①△G=△H—T△S>0,不能自發(fā)進(jìn)行; ②△G=△H—T△S<0,能自發(fā)進(jìn)行; ③△G=△H—T△S=0,反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。 ⒈化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向 焓變(△H)與熵值(△S)綜合考慮 ⒉化學(xué)反應(yīng)方向的判斷 △H<0、△S>0,一定能自發(fā)進(jìn)行 △H>0、△S<0,一定不能自發(fā)進(jìn)行 △H<0、△S<0,低溫下能自發(fā)進(jìn)行 △H>0、△S>0,高溫下能自發(fā)進(jìn)行 1.可逆反應(yīng)2A+3B 2C+D在四種不同條件下的反應(yīng)速率分別是 A.v (A) 0.5mol/ (Lmin) B.v (B) 0.6mol/ (Lmin) C.v (C) 0.35mol/ (Lmin) D.v (D) 0.4mol/ (Lmin) 則該反應(yīng)在不同條件下反應(yīng)速率最快的是 ( ) 2.下列說(shuō)法中正確的是 ( ) A.凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的,由于吸熱反應(yīng)都是非自發(fā)的 B.自發(fā)反應(yīng)在恰當(dāng)條件下才能實(shí)現(xiàn) C.自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都能實(shí)現(xiàn) D.自發(fā)反應(yīng)一定是熵增大,非自發(fā)反應(yīng)一定是熵減小或不變 3.升高溫度能加快反應(yīng)速率的主要原因是 ( ) A.活化分子能量明顯增加 B.降低活化分子的能量 C.增加活化分子的百分?jǐn)?shù) D.降低反應(yīng)所需的能量 4、一定條件下,可逆反應(yīng)C(s) + CO2(g)2CO(g) △H>0,達(dá)到平衡狀態(tài),進(jìn)行如下操作: ①升高反應(yīng)體系的溫度; ②增加反應(yīng)物C的用量; ③縮小反應(yīng)體系的體積; ④減少體系中CO的量。 上述措施中一定能使反應(yīng)的正反應(yīng)速率顯著加快的是 A.①②③④ B.①③ C.①② D.①③④ 5.對(duì)可逆反應(yīng)4NH3(g)+ 5O2(g) 4NO(g)+ 6H2O(g),下列敘述正確的是( ) A.達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),4υ正(O2)= 5υ逆(NO ) B.若單位時(shí)間內(nèi)生成x mol NO的同時(shí),消耗x mol NH3 ,則反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài) C.達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),若增加容器體積,則正反應(yīng)速率減少,逆反應(yīng)速率增大 D.化學(xué)反應(yīng)速率關(guān)系是:2υ正(NH3)= 3υ正(H2O) 6.已知:4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2(g);△H=-1025kJ/mol該反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)。若反應(yīng)物起始物質(zhì)的量相同,下列關(guān)于該反應(yīng)的示意圖不正確的是( ) 7.將 4 mol A 氣體和 2 mol B 氣體在 2 L 的容器中混合并在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng): 2A(氣)+B(氣) 2C(氣),若經(jīng) 2 s(秒)后測(cè)得 C 的濃度為 0.6 molL-1 ,現(xiàn)有下列幾種說(shuō)法,其中正確的是 A.用物質(zhì) A 表示的反應(yīng)的平均速率為 0.3 molL-1s-1 B.用物質(zhì) B 表示的反應(yīng)的平均速率為 0.6 molL-1s-1 C.2 s 時(shí)物質(zhì) A的轉(zhuǎn)化率為70% D.2 s 時(shí)物質(zhì) B的濃度為 0.7 molL-1 8.在25℃時(shí),密閉容器中X、Y、Z三種氣體的初始濃度和平衡濃度如下表: 物質(zhì) X Y Z 初始濃度/molL-1 0.1 0.2 0 平衡濃度/molL-1 0.05 0.05 0.1 下列說(shuō)法正確的是: A.反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),X的轉(zhuǎn)化率為60% B.反應(yīng)可表示為X+3Y2Z,其平衡常數(shù)為1600 C.增大壓強(qiáng)使平衡向生成Z的方向移動(dòng),平衡常數(shù)增大 D.改變溫度可以改變此反應(yīng)的平衡常數(shù) 第三章水溶液中的離子平衡 一、電解質(zhì)、非電解質(zhì),強(qiáng)弱電解質(zhì)的比較 1.電解質(zhì)、非電解質(zhì)的概念 電 解 質(zhì) 非 電 解 質(zhì) 相同點(diǎn) 都是化合物 通常為酸、堿、鹽、水、典型金屬氧化物等 通常為非金屬氧化物、某些非金屬氫化物、絕大多數(shù)有機(jī)物等 2.強(qiáng)電解質(zhì)與弱電解質(zhì)的概念 強(qiáng) 電 解 質(zhì) 弱 電 解 質(zhì) 電離程度 完全 部分 與常見(jiàn)物質(zhì)類別的關(guān)系 強(qiáng)酸:HCl、H2SO4、HNO3 HclO4 強(qiáng)堿:NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2 鹽: 弱酸:弱堿:水 3.強(qiáng)弱電解質(zhì)通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行判斷的方法(以HAc為例): (1)溶液導(dǎo)電性對(duì)比實(shí)驗(yàn):相同條件下,HAc溶液的導(dǎo)電性明顯弱于強(qiáng)酸(鹽酸、硝酸) (2)測(cè)0.01mol/LHAc溶液的pH>2 (3)測(cè)NaAc溶液的pH值: 常溫下,PH>7 (4)測(cè)pH= a的HAc稀釋100倍后所得溶液pHc(HS-)>c(S2一)>c(OH一)。 如Na2CO3溶液:c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-) >c(HCO3-)>(H+)。 2.混合溶液:混合溶液中離子濃度的比較,要注意能發(fā)生反應(yīng)的先反應(yīng)再比較,同時(shí)要注意混合后溶液體積的變化,一般情況下,混合溶液的體積等于各溶液體積之和。在此,常用到以下兩組混合液:①NH4C1 ~NH3.H2O(1:1);②CH3COOH~CH3COONa(1:1)。一般均按電離程度大于水解程度考慮。即①NH4C1 ~NH3.H2O(1:1)中,c(NH4+)>c(Cl一) > c(OH一) >c(H+);②CH3COOH~CH3COONa(1:1)中:c(CH3COO一)>c(Na+) > c(H+)>c(OH一) 3.掌握三個(gè)守恒關(guān)系: (1)電荷守恒:電解質(zhì)溶液中,不論存在多少種離子,溶液總是呈電中性,即陰離子所帶負(fù)電荷總數(shù)一定等于陽(yáng)離子所帶正電荷總數(shù)。如在Na2CO3溶液中有c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)。 (2)物料守恒:電解質(zhì)溶液中,由于某些離子水解或電離,使離子種類增多,但某些主要原子的總數(shù)是守恒的。如在Na2 CO3溶液中有c(Na+)=2c(CO32-)+2c(HCO3-)+2c(H2CO3)。 (3)質(zhì)子守恒:任何溶液中,最后溶液中僅由水電離出的H+與OH-守恒,即由水電離產(chǎn)生的c(H+)=c(OH-)。在電解質(zhì)溶液中,由于某些離子發(fā)生水解,結(jié)合了水電離的H+或OH-,使溶液中c(H+)≠c(OH-),但由水電離出的H+與OH-守恒。如在Na2CO3溶液中有c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3),也可由電荷守恒式和物料守恒式疊加得出。 八、溶沉淀解平衡及沉淀溶解平衡常數(shù) 要點(diǎn)一:沉淀溶解平衡: 1.溶解度小于0.01g的電解質(zhì)稱難溶電解質(zhì)。難溶并非不溶,任何難溶物在水中均存在溶解平衡。 2.反應(yīng)后離子濃度降至110-5mol/L以下的反應(yīng)為完全反應(yīng),故用“=”,常見(jiàn)的難溶物在水中的離子濃度均遠(yuǎn)低于10-5mol/L 3.溶解平衡方程式的書(shū)寫(xiě): 在沉淀后用(s)標(biāo)明狀態(tài),并用“ ”,如:Ag2S(s) 2Ag+ (aq)+ S2-(aq) 4.沉淀溶解平衡是動(dòng)態(tài)平衡,其影響因素主要有: ①溫度:一般升溫時(shí),沉淀溶解度增大,能促進(jìn)溶解,但要注意Ca(OH)2的溶解度隨溫度的升高而減小。 ②同離子效應(yīng):增大體系中沉淀溶解平衡中離子濃度,平衡向生成沉淀的方向移動(dòng);反之,則向沉淀溶解的方向移動(dòng)。 5. 沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì):就是沉淀溶解平衡的移動(dòng),一般說(shuō)來(lái),溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀。 要點(diǎn)二:沉淀溶解平衡常數(shù) 1.表達(dá)公式:沉淀溶解平衡常數(shù),它的符號(hào)為Ksp,對(duì)于沉淀溶解平衡:MmNn(s) mMn+(aq)+nNm-(aq)。固體純物質(zhì)不列入平衡常數(shù)中。上述反應(yīng)的平衡常數(shù)為表示為:Ksp=[c(Mn+)]m[c(Nm-)]n 2.影響因素:在一定的溫度下,Ksp是一個(gè)常數(shù),稱為溶度積常數(shù),簡(jiǎn)稱溶度積,它只受溫度影響,不受溶液中離子濃度的影響。 3.溶度積的應(yīng)用: 通過(guò)比較溶度積和溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積—離子積QC的相對(duì)大小,可以判斷難溶電解質(zhì)在給定條件下沉淀能否生成或溶解。 QC >Ksp 溶液過(guò)飽和,有沉淀析出,直至溶液飽和達(dá)到新的平衡狀態(tài) QC= Ksp 溶液飽和,沉淀與溶解處于平衡狀態(tài) QC <Ksp溶液未飽和,無(wú)沉淀析出,若加入過(guò)量難溶電解質(zhì),難溶電解質(zhì)溶解直至溶液飽和。 1.對(duì)水的電離平衡不產(chǎn)生影響的粒子是( ) A.Fe3+ B.CH3COOH- C.HCl D.Cl- 2. 0.1mol/LNaOH溶液和0.1mol/LNH4Cl溶液等體積混合后,溶液中離子濃度大小順序正確的是 A.c(Na+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+) B.c(Na+)=c(Cl-)>c(H+)>c(OH-) C.c(Cl-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+) D.c(Na+)=c(Cl-)>c(OH-)>c(H+) 3.下列溶液一定呈中性的是( ) A.pH=7的溶液 B.c(H+)=c(OH-)=10-6mol/L溶液 C.使石蕊試液呈紫色的溶液 D.酸與堿恰好完全反應(yīng)生成正鹽的溶液 4.實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有3種酸堿指示劑,其pH的變色范圍如下: 甲基橙:3.1~4.4 石蕊:50~8.0 酚酞:8.2~10.0 用0.1000molL-1NaOH溶液滴定未知濃度的CH3COOH溶液,反應(yīng)恰好完全時(shí),下列敘述正確的是( ) A.溶液呈中性,可選用甲基橙或酚酞作指示劑 B.溶液呈中性,只能選用石蕊作指示劑 C.溶液呈堿性,可選用甲基橙或酚酞作指示劑 D.溶液呈堿性,只能選用酚酞作指示劑 5.為了配制NH4+的濃度與Cl-的濃度比為1:1的溶液,可在NH4Cl溶液中加入: ①適量的HCl; ②適量的NaCl; ③適量的氨水; ④NaOH A.①② B.③ C.③④ D.④ 6.常溫下,某溶液中由水電離出來(lái)的c(H+)=1.010-13molL-1,該溶液可能是( ) A.二氧化硫 B.氯化銨水溶液 C.硝酸鈉水溶液 D.氫氧化鈉水溶液 7.室溫下,pH相同體積相同的醋酸和鹽酸兩種溶液分別采取下列措施,有關(guān)敘述正確的是 A.加水稀釋2倍后,兩溶液的pH均減小 B.使溫度都升高20℃后,兩溶液的pH均不變 C.加適量的醋酸鈉晶體后,兩溶液的pH均增大 D.加足量的鋅充分反應(yīng)后,醋酸產(chǎn)生的氫氣比鹽酸多 8.實(shí)驗(yàn)室欲配制澄清的氯化鐵溶液時(shí),可在蒸餾水中加入少量( ) A.硫酸 B.硝酸 C.氫氧化鈉 D.鹽酸 9.常溫下,將0.01mol NH4Cl和0.002mol NaOH溶于水配成1L混合溶液, (1)該溶液中存在的三個(gè)平衡體系是________________________________________________、_____________________________________、______________________________________。(用方程式表示) (2)溶液中共有 種不同的粒子。 (3)這些粒子中濃度為0.01mol/L的是 ,濃度為0.002mol/L的是 。 (4)物質(zhì)的量之和為0.01mol的二種粒子是______________________________________。 (5) 和 兩種粒子數(shù)量之和比OH-多0.008mol 10.在無(wú)機(jī)化合物的提純中,常利用難溶電解質(zhì)的溶解平衡原理除去某些離子。 (1)常溫下,在有固態(tài)Mg(OH)2剩余的飽和溶液中存在沉淀溶解平衡。 ①若向該溶液中加入適量純水,固態(tài)Mg(OH)2的質(zhì)量將________,Ksp[Mg(OH)2]將_________。(填增大、減小或不變) ②若向該溶液中加入固體CH3COONa,固態(tài)Mg(OH)2的質(zhì)量將________,理由是(結(jié)合相關(guān)的離子方程式解釋)__________________________________________________________________________。 (2)為了除去氯化鎂溶液中的雜質(zhì)Fe2+,先加入一定量酸化的H2O2,將Fe2+氧化成Fe3+,再加入適量的氫氧化鎂粉末,充分?jǐn)嚢?、過(guò)濾即可。該除雜過(guò)程中反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)___________________________________________________________________ 13 第四章電化學(xué)基礎(chǔ) (升價(jià)失電子發(fā)生氧化反應(yīng)的是陽(yáng)極負(fù)極,反之…)即升失氧陽(yáng)負(fù) (一)、電解(電能→化學(xué)能) 1、電解:使電流通過(guò)電解質(zhì)溶液(或熔融的電解質(zhì))而在陰、陽(yáng)兩極引起氧化還原反應(yīng)的過(guò)程。 電解池:將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。 2、構(gòu)成電解池的條件 (1)與電源相連的兩個(gè)電極。 (2)電解質(zhì)溶液(或熔化的電解質(zhì))。 (3)形成閉合電路。 分析電解反應(yīng)的一般思路: 3、電解池反應(yīng)原理 明確溶液中存在哪些離子 根據(jù)陽(yáng)極氧化,陰極還原分析得出產(chǎn)物 陰陽(yáng)兩極附近有哪些離子 電解結(jié)果:在兩極上有新物質(zhì)生成。 ☆規(guī)律總結(jié):電解反應(yīng)離子方程式書(shū)寫(xiě): 放電順序: 陽(yáng)離子放電順序 Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸電離的)>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(yáng)極材料為活性電極(Fe、Cu)等金屬,則陽(yáng)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(yáng)離子的放電順序,依據(jù)陽(yáng)氧陰還的規(guī)律來(lái)書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式。 4.電解質(zhì)水溶液電解類型總結(jié) (簡(jiǎn)易)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(wú)氧酸,不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽(氟化物除外) (3)放氫生堿型:活潑金屬的無(wú)氧酸鹽 (4)放氧生酸型:不活潑金屬的含氧酸鹽 5、電解原理的應(yīng)用 (1)電解飽和食鹽水制取氯氣和燒堿(氯堿工業(yè)) 電解前應(yīng)除去食鹽溶液中的Ca2+、Mg2+、SO42-等雜質(zhì)離子 電極反應(yīng):陽(yáng)極(石墨):2Cl-―2e-=Cl2↑ 陰極(鐵鋼):2H++2e-=H2↑ 總反應(yīng):2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑ (2)電解法冶煉活潑金屬 Na、Mg、Al等活潑金屬都可用電解它們的熔融鹽或氧化物制得。 如制Al:陽(yáng)極:6O2-―12e-=3O2↑ 陰極:4Al3++12e-=4Al 總反應(yīng):2Al2O34Al+3O2↑ (3)電鍍 ①概念:電鍍是一種特殊的電解,是應(yīng)用電解原理在某些金屬的表面鍍上一薄層其它金屬或合金的過(guò)程。 ?、陔婂兂匦纬傻臈l件:鍍片作陰極、鍍層金屬作陽(yáng)極、含鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液作電鍍液。用直流電源電鍍時(shí),電解質(zhì)溶液的濃度和酸堿性理論上保持不變。 ?、蹖?shí)例——電解精煉銅。 電解精煉粗銅時(shí),陽(yáng)極材料是粗銅,陰極材料是純銅,電解質(zhì)溶液是CuSO4(或CuCl2)溶液。 ④電解產(chǎn)物的計(jì)算 準(zhǔn)確寫(xiě)出兩電極反應(yīng)式,以陰陽(yáng)兩極得失電子數(shù)相等為紐帶,對(duì)兩極產(chǎn)物進(jìn)行計(jì)算。 (二)原電池(化學(xué)能→電能) 1、原電池的定義及化學(xué)原理 原電池的本質(zhì)是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。一般說(shuō)來(lái),能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),在理論上都可組成原電池。在反應(yīng)中,電子從發(fā)生氧化反應(yīng)(失電子)的電極流出,經(jīng)過(guò)外線路流向另一極(多為不活潑極,離子或物質(zhì)在該電極上得電子,發(fā)生還原反應(yīng)),同時(shí)溶液中的陰、陽(yáng)離子分別不斷移向負(fù)極、正極,構(gòu)成閉合電路。 銅鋅原電池反應(yīng)原理: 2、構(gòu)成原電池的條件 (1)具有活潑性不同的兩極,較活潑的金屬作負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng)。較不活潑金屬或非金屬(石墨等)作正極,正極上發(fā)生還原反應(yīng),正極本身不變。 (2)具有電解質(zhì)溶液。 (3)具有導(dǎo)線相連,可以組成閉合回路,或具備將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的條件。 3、原電池正負(fù)極的判斷 以Zn|H2SO4|Cu原電池為例,如下圖所示 負(fù)極(Zn)Zn-2e-=Zn2+(氧化反應(yīng)) 正極(Cu)2H++2e-=H2↑(還原反應(yīng)) 總反應(yīng):Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑或Zn+2H+=Zn2++H2↑ (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(yáng)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 ①溶解的一極為負(fù)極 ②增重的一極為正極 4、化學(xué)電源 實(shí)用電池應(yīng)具有的特點(diǎn):能產(chǎn)生穩(wěn)定而具較高電壓的電流,安全、耐用且便于攜帶;能夠適用于特殊用途;便于回收處理,不污染環(huán)境或?qū)Νh(huán)境產(chǎn)生的影響較小。 常見(jiàn)化學(xué)電源: (1)干電池 電極反應(yīng): 負(fù)極:Zn-2e-=Zn2+ 正極:2NH4++2e-=2NH3+H2 正極產(chǎn)生的NH3又和ZnCl2作用:Zn2++4NH3=[Zn(NH3)4]2+ 淀粉糊的作用:提高陰、陽(yáng)離子在兩個(gè)電極的遷移速度。 (2)鉛蓄電池: 電極反應(yīng): 負(fù)極:Pb+SO42--2e-=PbSO4 正極:PbO2+SO42-+4H++2e-=PbSO4+2H2O 總反應(yīng)式:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O (3)鈕扣電池 電極反應(yīng): 負(fù)極:Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O 正極:Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH- 總反應(yīng)式為:Ag2O+Zn=2Ag+ZnO (4)氫氧燃燒電池 是一種高效低污染的新型電池。它的電極材料一般為活化電極,具有很強(qiáng)的催化活性,如鉑電極、活性炭等,電解質(zhì)溶液為40%的KOH溶液。 當(dāng)電解質(zhì)溶液呈酸性時(shí): 負(fù)極:2H2-4e- =4H+ 正極:O2+4 e- 4H+ =2H2O 當(dāng)電解質(zhì)溶液呈堿性時(shí): 負(fù)極:2H2+4OH--4e-=4H2O 正極:O2+2H2O+4 e-=4OH- 電池總反應(yīng)式為:2H2+O2=2H2O ※ 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 ☆ 規(guī)律總結(jié):原電池、電解池、電鍍池的判斷規(guī)律 (1)若無(wú)外接電源,又具備組成原電池的三個(gè)條件。 ①有活潑性不同的兩個(gè)電極; ②兩極用導(dǎo)線互相連接成直接插入連通的電解質(zhì)溶液里; ③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(yáng)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(wú)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。 (三)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(guò)程 (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。 (4)、電化學(xué)腐蝕的分類: 析氫腐蝕——腐蝕過(guò)程中不斷有氫氣放出 ①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) ②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(guò)程吸收氧氣 ①條件:中性或弱酸性溶液 ②電極反應(yīng):負(fù)極: 2Fe – 4e- = 2Fe2+ 正極: O2+4e- +2H2O = 4OH- 總式:2Fe + O2 +2H2O =2 Fe(OH)2 離子方程式:Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2 生成的 Fe(OH)2被空氣中的O2氧化,生成 Fe(OH)3 , Fe(OH)2 + O2 + 2H2O == 4F- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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