化學(xué)選修 化學(xué)反應(yīng)原理復(fù)習(xí) 第一章 一,、焓變 反應(yīng)熱 1.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.焓變(ΔH)的意義:在恒壓條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)(1).符號: △H(2).單位:kJ/mol 3.產(chǎn)生原因:化學(xué)鍵斷裂——吸熱 化學(xué)鍵形成——放熱 放出熱量的化學(xué)反應(yīng)。(放熱>吸熱) △H 為“-”或△H <0 吸收熱量的化學(xué)反應(yīng),。(吸熱>放熱)△H 為“+”或△H >0 ☆ 常見的放熱反應(yīng):① 所有的燃燒反應(yīng) ② 酸堿中和反應(yīng) ③ 大多數(shù)的化合反應(yīng) ④ 金屬與酸的反應(yīng) ⑤ 生石灰和水反應(yīng) ⑥ 濃硫酸稀釋,、氫氧化鈉固體溶解等 ☆ 常見的吸熱反應(yīng):① 晶體Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl ② 大多數(shù)的分解反應(yīng) ③ 以H2、CO、C為還原劑的氧化還原反應(yīng) ④ 銨鹽溶解等 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)(g,l,s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(shí)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,,△H加倍;反應(yīng)逆向進(jìn)行,,△H改變符號,,數(shù)值不變 三、燃燒熱 1.概念:25 ℃,,101 kPa時(shí),,1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時(shí)所放出的熱量。燃燒熱的單位用kJ/mol表示,。 ※注意以下幾點(diǎn): ①研究條件:101 kPa ②反應(yīng)程度:完全燃燒,,產(chǎn)物是穩(wěn)定的氧化物。 ③燃燒物的物質(zhì)的量:1 mol ④研究內(nèi)容:放出的熱量,。(ΔH<0,,單位kJ/mol) 四、中和熱 1.概念:在稀溶液中,,酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成1mol H2O,,這時(shí)的反應(yīng)熱叫中和熱。 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)方程式為: H+(aq) +OH-(aq) =H2O(l) ΔH=-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(shí)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 1.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(gè)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,。 第二章 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(shí)間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量的變化 ⑵ 表示方法:單位時(shí)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=Δc/Δt(υ:平均速率,,Δc:濃度變化,Δt:時(shí)間)單位:mol/(L·s) ⑷ 影響因素: ① 決定因素(內(nèi)因):反應(yīng)物的性質(zhì)(決定因素) ② 條件因素(外因):反應(yīng)所處的條件 2. ※注意:(1),、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。 (2),、惰性氣體對于速率的影響 ①恒溫恒容時(shí):充入惰性氣體→總壓增大,,但是各分壓不變,各物質(zhì)濃度不變→反應(yīng)速率不變 ②恒溫恒體時(shí):充入惰性氣體→體積增大→各反應(yīng)物濃度減小→反應(yīng)速率減慢 二,、化學(xué)平衡 (一)1.定義: 化學(xué)平衡狀態(tài):一定條件下,,當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)進(jìn)行到正逆反應(yīng)速率相等時(shí),更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(gè)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) 判斷可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的方法和依據(jù) 1,、濃度對化學(xué)平衡移動的影響(1)影響規(guī)律: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,、溫度對化學(xué)平衡移動的影響 影響規(guī)律: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)對化學(xué)平衡移動的影響 影響規(guī)律:其他條件不變時(shí),,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.催化劑對化學(xué)平衡的影響:由于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___。但是使用催化劑可以影響可逆反應(yīng)達(dá)到平衡所需的_時(shí)間_,。 5.勒夏特列原理(平衡移動原理):如果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) (一)定義:在一定溫度下,,當(dāng)一個(gè)反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),,___生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個(gè)常數(shù)____比值。 符號:__K__ (二)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__變化的濃度______,,不是起始濃度也不是物質(zhì)的量。 2,、K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(shí),,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,。 (三)化學(xué)平衡常數(shù)K的應(yīng)用: 1、化學(xué)平衡常數(shù)值的大小是可逆反應(yīng)__進(jìn)行程度_____的標(biāo)志,。K值越大,,說明平衡時(shí)_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_(dá)__。反之,,則相反,。 一般地,K>_105__時(shí),,該反應(yīng)就進(jìn)行得基本完全了,。 2、可以利用K值做標(biāo)準(zhǔn),,判斷正在進(jìn)行的可逆反應(yīng)是否平衡及不平衡時(shí)向何方進(jìn)行建立平衡,。(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,、利用K值可判斷反應(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 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(shí)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。 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)熵變與反應(yīng)方向: (1)熵:物質(zhì)的一個(gè)狀態(tài)函數(shù),用來描述體系的混亂度,,符號為S. 單位:J·mol-1·K-1 (2)體系趨向于有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序,,導(dǎo)致體系的熵增加,這叫做熵增加原理,,也是反應(yīng)方向判斷的依據(jù),。. (3)同一物質(zhì),在氣態(tài)時(shí)熵值最大,,液態(tài)時(shí)次之,,固態(tài)時(shí)最小。即S(g)〉S(l)〉S(s) 2,、反應(yīng)方向判斷依據(jù) 在溫度,、壓強(qiáng)一定的條件下,化學(xué)反應(yīng)的判讀依據(jù)為: ΔH-TΔS〈0 反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行 ΔH-TΔS=0 反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài) ΔH-TΔS〉0 反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行 注意:(1)ΔH為負(fù),,ΔS為正時(shí),,任何溫度反應(yīng)都能自發(fā)進(jìn)行 (2)ΔH為正,,ΔS為負(fù)時(shí),,任何溫度反應(yīng)都不能自發(fā)進(jìn)行 第三章 一,、弱電解質(zhì)的電離 1、定義:電解質(zhì):,叫電解質(zhì) 非電解質(zhì) : 在水溶液中或熔化狀態(tài)下都不能導(dǎo)電的化合物 ,。 強(qiáng)電解質(zhì) : 在水溶液里全部電離成離子的電解質(zhì) ,。 弱電解質(zhì): 在水溶液里只有一部分分子電離成離子的電解質(zhì) 。 混和物 強(qiáng)電解質(zhì): 強(qiáng)酸,,強(qiáng)堿,,大多數(shù)鹽 。如HCl,、NaOH,、NaCl、BaSO4 弱電解質(zhì): 弱酸,,弱堿,,極少數(shù)鹽,水 ,。如HClO,、NH3·H2O、Cu(OH),、HO?? 非金屬氧化物,,大部分有機(jī)物 。如SO3,、CO2,、C6H12O6、CCl4,、CH2=CH2?? 2,、電解質(zhì)與非電解質(zhì)本質(zhì)區(qū)別: 電解質(zhì)——離子化合物或共價(jià)化合物 非電解質(zhì)——共價(jià)化合物 注意:①電解質(zhì)、非電解質(zhì)都是化合物 ②SO2,、NH3,、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BaSO4不溶于水,但溶于水的BaSO4全部電離,,故BaSO4為強(qiáng)電解質(zhì))——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,,當(dāng)電解質(zhì)分子電離成和離子結(jié)合成 時(shí),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: 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,;溶液稀釋時(shí),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(shí),有利于電離,。 9,、電離方程式的書寫:用可逆符號 弱酸的電離要分布寫(第一步為主) 10、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(shí),,溶液中電離所生成的各種離子濃度的乘積,跟溶液中未電離的分子濃度的比是一個(gè)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:ABA+BKi=[ A][ B]/[AB] 11,、影響因素: a、電離常數(shù)的大小主要由物質(zhì)的本性決定,。 b,、電離常數(shù)受溫度變化影響,不受濃度變化影響,,在室溫下一般變化不大,。 C、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>HClO 二、水的電離和溶液的酸堿性 1,、水電離平衡:: 水的離子積:KW+]·c[OH- 25℃時(shí), [H+]=[OH-] =10-7 mol/L ; KW = [H+]·[OH-] = 注意:KW只與溫度有關(guān),,溫度一定,則KW值一定 KW不僅適用于純水,適用于任何溶液(酸,、堿,、鹽) -14 的最大刻度值,因?yàn)橄露擞幸徊糠譀]有刻度,。滴定時(shí),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: 準(zhǔn)備:檢漏,、洗滌、潤洗,、裝液,、趕氣泡、調(diào)液面,。(洗滌:用洗液洗→檢漏:滴定管是否漏水→用水洗→用標(biāo)準(zhǔn)液洗(或待測液洗)→裝溶液→排氣泡→調(diào)液面→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 誤差分析:利用n酸c酸V酸=n堿c堿V堿進(jìn)行分析 式中:n——酸或堿中氫原子或氫氧根離子數(shù);c——酸或堿的物質(zhì)的量濃度,; V——酸或堿溶液的體積,。當(dāng)用酸去滴定堿確定堿的濃度時(shí),則: c堿= n酸?c酸?V酸n堿?V堿 上述公式在求算濃度時(shí)很方便,,而在分析誤差時(shí)起主要作用的是分子上的V酸的變化,,因?yàn)樵诘味ㄟ^程中c酸為標(biāo)準(zhǔn)酸,其數(shù)值在理論上是不變的,,若稀釋了雖實(shí)際值變小,,但體現(xiàn)的卻是V酸的增大,導(dǎo)致c酸偏高,;V堿同樣也是一個(gè)定值,,它是用標(biāo)準(zhǔn)的量器量好后注入錐形瓶中的,當(dāng)在實(shí)際操作中堿液外濺,,其實(shí)際值減小,,但引起變化的卻是標(biāo)準(zhǔn)酸用量的減少,即V酸減小,,則c堿降低了,;對于觀察中出現(xiàn)的誤差亦同樣如此。綜上所述,當(dāng)用標(biāo)準(zhǔn)酸來測定堿的濃度時(shí),,c堿的誤差與V酸的變化成正比,,即當(dāng)V酸的實(shí)測值大于理論值時(shí),c堿偏高,,反之偏低,。 同理,用標(biāo)準(zhǔn)堿來滴定未知濃度的酸時(shí)亦然,。 六,、鹽類的水解(只有可溶于水的鹽才水解) 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OH-結(jié)合生成弱電解質(zhì)的反應(yīng),。 2,、水解的實(shí)質(zhì):H+或OH-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(shí)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,;OH -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HSO4- 顯 ②電離程度>水解程度,,顯 酸 性 (如: HSO3- ,、H2PO4-) ③水解程度>電離程度,顯 堿 性 (如:HCO3- ,、HS- ,、HPO42-) 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+,、Al3+與AlO2-、CO32-(HCO3-),、S2-(HS-),、SO32-(HSO3-);S2-與NH4+,;CO32-(HCO3-)與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,如:2Al3+ + 3S2- + 6H2O == 2Al(OH)3↓+ 3H2S↑ 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,Ka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,各陽離子濃度與其所帶電荷數(shù)的乘積之和=各陰離子濃度與其所帶電荷數(shù)的乘積之和 ②物料守恒: (即原子個(gè)數(shù)守恒或質(zhì)量守恒) 某原子的總量(或總濃度)=其以各種形式存在的所有微粒的量(或濃度)之和 ③質(zhì)子守恒:即水電離出的H+濃度與OH-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(shí)[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10-5mol/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):CaSO4,、Ca(OH)2,、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(s)標(biāo)明狀態(tài),,并用“ ”。如:Ag2S(s) 2Ag+(aq)+ S2-(aq) 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MgCl2溶液中FeCl3。 (3)氧化還原沉淀法: (4)同離子效應(yīng)法 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的,。 如:AgNO AgCl(白色沉淀AgI 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),。 2,、表達(dá)式:AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq) KSP= [c(An+)]m ·[c(Bm-)]n 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)〉KSP 有沉淀析出 QC= KSP 平衡狀態(tài) QC 〈KSP 未飽和,繼續(xù)溶解 第四章 第一節(jié) 原電池 原電池: 1,、概念: 2,、組成條件:①兩個(gè)活潑性不同的電極② 電解質(zhì)溶液③ 電極用導(dǎo)線相連并插入電解液構(gòu)成閉合回路 3、電子流向:外電路:極 內(nèi)電路:鹽橋中離子移向負(fù)極的電解質(zhì)溶液,,鹽橋中離子移向正極的電解質(zhì)溶液,。 4、電極反應(yīng):以鋅銅原電池為例: + 負(fù)極: 氧化 反應(yīng): Zn-2e=Zn2 (較活潑金屬) + 正極: 反應(yīng): +2e=H2↑ (較不活潑金屬) 總反應(yīng)式: Zn+2H+=Zn2++H2↑ 5,、正,、負(fù)極的判斷: (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)離子的移動方向 陽離子流向正極,,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 增重或有氣泡一極為正極 第二節(jié) 化學(xué)電池 1、電池的分類:化學(xué)電池,、太陽能電池,、原子能電池 2、化學(xué)電池:借助于化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置 3,、化學(xué)電池的分類:,、 一、一次電池 1,、常見一次電池:堿性鋅錳電池,、鋅銀電池、鋰電池等 二,、二次電池 1,、二次電池:放電后可以再充電使活性物質(zhì)獲得再生,可以多次重復(fù)使用,,又叫充電電池或蓄電池,。 2,、電極反應(yīng):鉛蓄電池 放電:負(fù)極(鉛):+SO2-4-2e=PbSO4↓ 正極(氧化鉛): PbO2+4H++SO2-4+2e=PbSO4↓+2H2充電:陰極: PbSO4+2H2O-2e? =PbO2+4H++SO2-4 陽極: PbSO4+2e? =Pb+SO2-4 兩式可以寫成一個(gè)可逆反應(yīng): PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4↓+2H2O 3\目前已開發(fā)出新型蓄電池:銀鋅電池,、鎘鎳電池、氫鎳電池,、鋰離子電池,、聚合物鋰離子電池 三、燃料電池 1,、燃料電池: 2,、電極反應(yīng):一般燃料電池發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)的最終產(chǎn)物與燃燒產(chǎn)物相同,可根據(jù)燃燒反應(yīng)寫出總的電池反應(yīng),,但不注明反應(yīng)的條件,。,負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),,正極發(fā)生還原反應(yīng),,不過要注意一般電解質(zhì)溶液要參與電極反應(yīng)。以氫氧燃料電池為例,,鉑為正,、負(fù)極,介質(zhì)分為酸性,、堿性和中性,。 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? 另一種燃料電池是用金屬鉑片插入KOH溶液作電極,,又在兩極上分別通甲烷燃料和氧氣氧化劑。電極反應(yīng)式為: 負(fù)極:CH4+10OH--8e? = +7H2O,; 正極:4H2O+2O2+8e? =8OH?,。 電池總反應(yīng)式為:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O 3、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 四、廢棄電池的處理:回收利用 第三節(jié) 電解池 一,、電解原理 1,、電解池:把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置也叫電解槽 2、電解:電流(外加直流電)通過電解質(zhì)溶液而在陰陽兩極引起氧化還原反應(yīng)(被動的不是自發(fā)的)的過程 3,、放電:當(dāng)離子到達(dá)電極時(shí),,失去或獲得電子,發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過程 4,、電子流向: (電源)負(fù)極—(電解池)陰極—(離子定向運(yùn)動)電解質(zhì)溶液—(電解池)陽極—(電源)正極 5,、電極名稱及反應(yīng): 陽極:與直流電源的相連的電極,發(fā)生反應(yīng) 陰極:與直流電源的相連的電極,,發(fā)生反應(yīng) 6,、電解CuCl2溶液的電極反應(yīng): 陽極: 2Cl- -2e-=Cl2 (氧化) 陰極: Cu2++2e-=Cu(還原) 總反應(yīng)式: CuCl2 7、電解本質(zhì):電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程,,就是電解質(zhì)溶液的電解過程 ☆規(guī)律總結(jié):電解反應(yīng)離子方程式書寫: 放電順序: 陽離子放電順序 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,若陽極材料為活性電極(Fe,、Cu)等金屬,,則陽極反應(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)陰陽離子的放電順序,依據(jù)陽氧陰還的規(guī)律來書寫電極反應(yīng)式,。 ☆ 原電池,,電解池,電鍍池的比較 ☆☆原電池與電解池的極的得失電子聯(lián)系圖: 陽極(失) 陰極(得) 第四節(jié) 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),,會發(fā)生原電池反應(yīng)。比較活潑的金屬失去電子而被氧化,,這種腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕,。 (4)、電化學(xué)腐蝕的分類: 析氫腐蝕——腐蝕過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 == 4Fe(OH)3 Fe(OH)3脫去一部分水就生成Fe2O3·x H2O(鐵銹主要成分) 規(guī)律總結(jié): 金屬腐蝕快慢的規(guī)律:在同一電解質(zhì)溶液中,,金屬腐蝕的快慢規(guī)律如下: 電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕>有防腐措施的腐蝕 防腐措施由好到壞的順序如下: 外接電源的陰極保護(hù)法>犧牲負(fù)極的正極保護(hù)法>有一般防腐條件的腐蝕>無防腐條件的腐蝕 二,、金屬的電化學(xué)防護(hù) 1、利用原電池原理進(jìn)行金屬的電化學(xué)防護(hù) (1),、犧牲陽極的陰極保護(hù)法 原理:原電池反應(yīng)中,,負(fù)極被腐蝕,正極不變化 應(yīng)用:在被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備上裝上若干鋅塊,,腐蝕鋅塊保護(hù)鋼鐵設(shè)備 負(fù)極:鋅塊被腐蝕,;正極:鋼鐵設(shè)備被保護(hù) (2)、外加電流的陰極保護(hù)法 原理:通電,,使鋼鐵設(shè)備上積累大量電子,,使金屬原電池反應(yīng)產(chǎn)生的電流不能輸送,從而防止金屬被腐蝕 應(yīng)用:把被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備作為陰極,,惰性電極作為輔助陽極,,均存在于電解質(zhì)溶液中,接上外加直流電源,。通電后電子大量在鋼鐵設(shè)備上積累,,抑制了鋼鐵失去電子的反應(yīng)。 2,、改變金屬結(jié)構(gòu):把金屬制成防腐的合金 3,、把金屬與腐蝕性試劑隔開:電鍍、油漆,、涂油脂,、表面鈍化等 轉(zhuǎn)載請保留出處,,http://www./doc/7e922bc20c22590102029d91.html |
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