化學(xué)反應(yīng)理論專題(征稿)_第1頁
化學(xué)反應(yīng)理論專題(征稿)_第2頁
化學(xué)反應(yīng)理論專題(征稿)_第3頁
化學(xué)反應(yīng)理論專題(征稿)_第4頁
化學(xué)反應(yīng)理論專題(征稿)_第5頁
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文檔簡介

1、化學(xué)反應(yīng)理論專題氧化還原反應(yīng)專題知識準(zhǔn)備熟記常見元素或原子團化合價一般不變價 :1: K,Na,Ag,H,NH4。+2: Ca,Mg,Ba,Zn. +3: Al , Si:+4-1: NO3-,ClO-, ClO3-,OH- ,鹵化某中的鹵(鹵F,Cl,Br,I)-2: O, SO42-,SO32-,CO32-,SiO32- 硫化某中的硫3:PO43-.Fe:+2,+3 ;Cu,Hg:+1,+2;C:+2,+4記住:金屬只有正價,非金屬一般既有正價也有負(fù)價,所以,一般當(dāng)非金屬位于化學(xué)式最右時,顯負(fù)價,在其余位置時,利用化合價需要計算。例如:KCl中Cl為-1,KClO3中Cl為+5一氧化還原反

2、應(yīng)中的基本概念  在氧化還原反應(yīng)中,既相對立又相聯(lián)系的概念。它們的名稱和相互關(guān)系是:二氧化還原反應(yīng)中的基本規(guī)律1、表現(xiàn)性質(zhì)規(guī)律同種元素具有多種價態(tài)時,一般處于最高價態(tài)時只具有氧化性、處于最低價態(tài)時只具有還原性、處于中間可變價時既具有氧化性又具有還原性。2、價態(tài)歸中規(guī)律含不同價態(tài)同種元素的物質(zhì)間發(fā)生氧化還原反應(yīng)時,該元素價態(tài)的變化一定遵循“高價低價中間價”的規(guī)律。如:H2SO4SO2不反應(yīng) H2SSO2只能生成SClOCl只能生成Cl2 NH3NO只能生成N23、電子守恒規(guī)律 (應(yīng)用于氧化還原計算和配平)在任何氧化還原反應(yīng)中,氧化劑得電子(或共用電子對偏向)總數(shù)與還原劑失電子(或共用電

3、子對偏離)總數(shù)一定相等。4、反應(yīng)先后規(guī)律(應(yīng)用于氧化還原計算和判斷產(chǎn)物)在濃度相差不大的溶液中,同時含有幾種還原劑時,若加入氧化劑,則它首先與溶液中最強的還原劑作用;同理,在濃度相差不大的溶液中,同時含有幾種氧化劑時,若加入還原劑,則它首先與溶液中最強的氧化劑作用。例如,向含有FeBr2溶液中通入Cl2,首先被氧化的是Fe2+,然后被氧化的是Br-5、性質(zhì)強弱規(guī)律(應(yīng)用于判斷氧化還原能否發(fā)生反應(yīng)先后規(guī)律和判斷電解池放電順序)(1).根據(jù)反應(yīng)方程式進行比較如:由2Fe2Br2=2Fe32Br可知,氧化性Br2>Fe3,還原性Fe2>Br。(2).根據(jù)元素周期律進行比較 由元素的金屬性

4、或非金屬性比較<1>金屬陽離子的氧化性隨其單質(zhì)還原性的增強而減弱<2>非金屬陰離子的還原性隨其單質(zhì)的氧化性增強而減弱 一般地,單質(zhì)氧化性:上>下,右>左;單質(zhì)還原性:下>上,左>右。(3). 由反應(yīng)條件的難易比較不同的氧化劑與同一還原劑反應(yīng)時,反應(yīng)條件越易(或得電子越多),其氧化劑的氧化性越強。如: 前者比后者容易發(fā)生反應(yīng),可判斷氧化性: 。同理,不同的還原劑與同一氧化劑反應(yīng)時,反應(yīng)條件越易,其還原劑的還原性越強。 (4). 某些氧化劑的氧化性或還原劑的還原性與下列因素有關(guān):溫度:如熱的濃硫酸的氧化性比冷的濃硫酸的氧化性強。濃度:如濃硝酸的氧化性

5、比稀硝酸的強。濃硫酸的氧化性比稀硫酸的氧化性強例如熱的濃硫酸能氧化稀硫酸則不能濃鹽酸的還原性比稀鹽酸的強,例如MnO2只能氧化濃鹽酸,不能氧化稀鹽酸酸堿性:如中性環(huán)境中 不顯氧化性,酸性環(huán)境中 顯氧化性;又如 溶液的氧化性隨溶液的酸性增強而增強。注意:物質(zhì)的氧化性或還原性的強弱只決定于得到或失去電子的難易,與得失電子的多少無關(guān)。如還原性: ,氧化性:。三氧化還原反應(yīng)方程式的配平方法技巧1. 原則及順序 電子得失守恒:失電子總數(shù)等于得電子總數(shù),氧化還原反應(yīng)才遵守且必須遵守。離子電荷守恒:反應(yīng)前后離子所帶正負(fù)電荷總數(shù)相等,離子方程式必須遵守。原子個數(shù)守恒:反應(yīng)前后同種元素的原子個數(shù)相等,這也是所有

6、化學(xué)反應(yīng)必須遵循的。2. 方法和技巧 順配法:先從氧化劑或還原劑開始配平。適用范圍:a.分子間的氧化還原反應(yīng);b.所有元素參與的氧化還原反應(yīng);c.生成物中物質(zhì)既是氧化產(chǎn)物,又是還原產(chǎn)物。逆配法:先從氧化還原反應(yīng)產(chǎn)物開始配平。適用范圍:a.自身氧化還原反應(yīng)(含歧化反應(yīng));b.反應(yīng)物中某一部分被氧化或還原。3. 幾類反應(yīng)配平的技巧缺項類:a.可能缺的項:一般是反應(yīng)介質(zhì),通常是酸、堿或水,它們參與反應(yīng),但其中元素化合價不變.b.確定方法:先配出氧化還原系數(shù),后根據(jù)離子電荷守恒和原子個數(shù)守恒確定。多變類:a.有兩種以上元素價態(tài)改變;b.存在一種物質(zhì),其中兩種元素價態(tài)均同時升高或降低。配平技巧:整體零價

7、法(即:把有多種元素價態(tài)改變的分子作為整體或把整體中各元素化合價當(dāng)做0)。四. 常見的氧化劑、還原劑2.反應(yīng)是否發(fā)生的規(guī)律(1)強氧化劑與強還原劑相遇時,一般都會發(fā)生氧化還原反應(yīng)。如:H2SO4(濃)與金屬,H2S、S2、HI、HBr、I、Br、Fe2、P。Cl2與金屬,H2S、S2、HI、I、HBr、Br、Fe2、P、H2、SO2、H2SO3、SO。HNO3與金屬,H2S、S2、HI、I、HBr、Br、Fe2、P、SO2、H2SO3、SO。O2與金屬,H2S、S2、HI、I、Fe2、Si、P、H2。離子反應(yīng)專題知識準(zhǔn)備 定義:帶電的原子或原子團 寫法:在元素符號的右上方先寫離子所帶電的電荷數(shù)

8、后寫電性 如:鈉離子Na+、 硫酸根離子-SO42-、銨根離子-NH4+ 注 根據(jù)常見元素或原子團化合價書寫1.離子 表示一種離子 表示該離子帶多少個正電荷(陽離子)或該離子帶多少個負(fù)電荷(陰離子) 離子符號含義 如: 表示該離子帶n個正電荷(陽離子) Rn+ 該離子中:質(zhì)子數(shù)比電子數(shù)多n個 表示該離子帶n個負(fù)電荷(陰離子)Rn- 該離子中:質(zhì)子數(shù)比電子數(shù)少n個2.鹽的溶解性口訣: 解釋: 鉀鈉銨硝樣樣溶 指:所有的鉀鹽.鈉鹽.銨鹽和硝酸鹽均溶于水. 磷酸二氫鹽相同 指:所有的磷酸二氫鹽均可溶于水. 鹽酸鹽不溶銀亞汞 指: 鹽酸鹽除了銀鹽和亞汞鹽不溶外,其它鹽酸鹽均溶于水 硫酸鉛鈣鋇和銀 指:

9、硫酸鹽除了鉛鈣鋇鹽不溶外,其它硫酸鹽均溶于水 其它末及也不溶 指:以上沒有提及的各種鹽也不溶于水) 3.強酸:鹽酸(HCl)、氫溴酸(HBr)、氫碘酸(HI)、硫酸(H2SO4)硝酸(HNO3)強堿:氫氧化鈉(NaOH)、氫氧化鉀(KOH)、氫氧化鈣Ca(OH)2、氫氧化鋇Ba(OH)24.物質(zhì)導(dǎo)電的原因:含有自由移動的帶電微粒如:金屬導(dǎo)電的原因:含有自由移動的電子溶液導(dǎo)電的原因:含有自由移動的離子(如電解質(zhì)溶液)液態(tài)化合物導(dǎo)電的原因:含有自由移動的離子(如離子化合物)注:溶液導(dǎo)電性的強弱主要決定于自由移動的離子濃度,離子濃度越大,導(dǎo)電性越強;反之,離子濃度越小,導(dǎo)電性越弱。只有在相同條件(濃

10、度、溫度)時比較,強電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性才肯定比弱電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性強一 基本概念 強電解質(zhì) (強酸、強堿、大多鹽) 電解質(zhì) (酸、堿、鹽)在熔融狀態(tài) 弱電解質(zhì) 或水溶液里能否電離 (弱酸、弱堿) 非電解質(zhì)1、化合物 離子化合物:一定是電解質(zhì)(在熔融狀態(tài)能導(dǎo)電) (活潑金屬元素與活潑非金屬元素組成化合物或銨鹽)按結(jié)構(gòu) 電解質(zhì)(如酸) (只在水溶液里能電離出離子)共價化合物 (不含離子) 非電解質(zhì)(在熔融狀態(tài)不能導(dǎo)電)2、離子反應(yīng)的概念:在 進行 參加的反應(yīng),叫離子反應(yīng).3、離子方程式的概念:用實際參加反應(yīng)的 來表示化學(xué)反應(yīng)的式子,叫離子方程式.4、離子方程式的表示含義:、表示某一具體反應(yīng)的離子方

11、程式、表示某一類反應(yīng)的離子方程式 、表示HCl溶液與NaOH溶液的反應(yīng)如:H+ + OH- = H2O 、表示強酸與強堿發(fā)生的中和反應(yīng)5.離子反應(yīng)的本質(zhì):反應(yīng)物的某些離子濃度的減少。二.書寫離子方程式的基本步驟為:1、寫:寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。2、拆:可溶性的強電解質(zhì)(強酸、強堿、可溶性鹽)用離子符號表示,其它物質(zhì)仍用分子式表示。注:微溶的強電解質(zhì)應(yīng)看其是否主要以自由離子形式存在,例如,石灰水中的Ca(OH)2寫離子符號,石灰乳中的Ca(OH)2用分子式表示。弱酸式根離子不拆:如HCO3-、HSO3- 、HS- 濃硫酸中的H2SO4不拆3、刪:刪去兩邊未參加反應(yīng)的離子,即得離子方程式。4、

12、檢:檢查式子兩邊的各種原子的個數(shù)及電荷數(shù)是否相等。如: 實驗室制取氯氣的離子方程式寫: 拆: 刪:注:注意題干的要求:即要注意反應(yīng)物的用量,有的也要注意反應(yīng)的順序。如:碳酸氫鈣溶液與氫氧化鈉溶液反應(yīng):a. 用過量的氫氧化鈉溶液, 則: b. 用少量氫氧化鈉溶液, 則: 又如:硫酸鋁鉀溶液與氫氧化鋇溶液反應(yīng):a. 生成沉淀的物質(zhì)的量最大, 則: b. 生成沉淀的質(zhì)量最大,則: 再如:向碳酸鈉溶液中滴稀鹽酸,隨著酸的增多,連續(xù)發(fā)生的反應(yīng)是:練習(xí)1: 根據(jù)如下反應(yīng):2Mn2+5R2O8x-+8H2O=16H+10RO42-+2MnO4-求x的值( C )由守恒求解(A )0 (B)1 (C )2 (

13、D)3練習(xí)2:寫過量CO2通入澄清石灰水三溶液中離子能否大量共存問題實質(zhì)上就是看離子間是否發(fā)生反應(yīng)的問題。若在溶液中發(fā)生反應(yīng),就不能大量共存??茨芊癜l(fā)生反應(yīng),從前面總結(jié)的已經(jīng)了解到不僅是因為有沉淀、氣體、水、難電離的物質(zhì)產(chǎn)生,還涉及到溶液酸堿性、有色、無色,能否進行氧化還原反應(yīng)等。一般注意以下幾點: 1在強酸性(H+)溶液中,不能大量存在弱酸根離子:如: 、 、 、 、 、 、 、 等,也不能有大量的 。CO3-+2H+=CO2+H2OH+ + OH- = H2O2在強堿性(OH-)溶液中,不能大量存在弱堿金屬離子:如: 、 、 、 及 等不能與OH-大量共存Mg2+ + 2OH- = Mg(

14、OH)2NH4+ + OH- = NH3 ·H2O (NH3 ·H2O易分解)3酸式根(如HCO3-、HSO3- 、HS- )既不能與H+共存,又不能與OH-共存HCO3-+H+=CO2+H2OHCO3-+OH-=CO32-+ H2O相互間反應(yīng)生成沉淀或微溶性物質(zhì)的不能共存熟記鹽的溶解性口訣能發(fā)生氧化還原反應(yīng)的離子也不能共存:一般地說典型的氧化性離子如Fe3+MnO4-Cr2O72-ClO-NO3-(H+)與典型的氧化性離子(如Fe2+S2-I-SO32-)注: Fe3+ 與Fe2+不反應(yīng)能形成絡(luò)離子的也不能共存:如與 ,F(xiàn)e3+與等。無色溶液中,則有色離子不能大量共存:如

15、:Cu2+ 、Fe2+、Fe3+ 、MnO4- 均是有色離子.有色離子:常見的 (黃色)、 (淺綠色)、 (藍(lán)色)、 (紫紅色)、 (桔紅色)等8. 能水解的陽離子與能水解的陰離子一般不能同時存在在同一溶液中,即離子間能發(fā)生“雙水解”反應(yīng)。例如:Al3和HCO3-,Al3和CO32-,Al3和S,Al3和HS,Al3和AlO2-,Al3和C6H5O-,F(xiàn)e3+和AlO2-,F(xiàn)e3+和HCO3-,F(xiàn)e3+和CO32-,NH4+和AlO2-等。如3AlO2-Al3+6H2O=4Al(OH)3等。特別注意:NH4+和CO32-、NH4+和HCO3-、NH4+和CH3COO-在同一溶液中能大量共存。運

16、用離子反應(yīng)發(fā)生的條件可判斷反應(yīng)進行的方向,根據(jù)一個離子反應(yīng)可判斷物質(zhì)溶解性的強弱、電解質(zhì)的強弱等。并要注意辨正地、綜合地看反應(yīng)的反應(yīng)發(fā)生的條件。 強電解質(zhì)制取相對弱電解質(zhì):在反應(yīng) C6H5ONa + CO2 + H2O C6H5OH + NaHCO3中,由于酸性H2CO3C6H5OHHCO3,反應(yīng)生成NaHCO3,不能生成Na2CO3。 溶解度大物質(zhì)制取相對溶解度小的物質(zhì)在反應(yīng) AgCl + KBr = AgBr + KCl 中,溶解度AgClAgBr,此反應(yīng)可發(fā)生,稱為沉淀轉(zhuǎn)移。在 NaCl NH4HCO3 = Na HCO3 NH4 Cl 制堿原理的反應(yīng)中,反應(yīng)物生成物都溶于水,但利用Na

17、 HCO3的溶解度相對較小,使反應(yīng)順利進行。再看下列反應(yīng): FeS H2SO4 = Fe SO4 H2 S H2 S CuSO4 = CuS H2SO4 反應(yīng)可理解為:強酸制取弱酸,那么反應(yīng)則是弱酸制取強酸。這就需要全面看反應(yīng)發(fā)生的條件,此題的CuS的溶解度極小,不溶于水也不溶于酸,即生成CuS的因素比生成H2 S氣體的因素還強。電化學(xué)知識(屬于電解質(zhì)溶液和氧化還原反應(yīng)綜合應(yīng)用)基礎(chǔ)知識提綱1、原電池、電解池的原理; CuZn硫酸Aee2、電化學(xué)的應(yīng)用(電鍍池、氯堿工業(yè)等)原電池原電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。1、電子流向、電流方向、離子動向外電路電子流向:負(fù)極(Zn) 正極(Cu)陽離子移向

18、正極外電路電流方向:正極(Cu) 負(fù)極(Zn)陰離子移向負(fù)極2、原電池的工作原理鋅(負(fù)極) Zn2e- Zn2+ (鋅板溶解)(負(fù)失氧)銅(正極) 2H+ + 2e- H2(銅板上有氣泡)(正得還)總反應(yīng)方程式:Zn + 2H+ = Zn2+ + H2原電池的形成條件:(1)兩個活潑性不同的電極;(2)電解質(zhì)溶液;(3)形成閉合回路(或在溶液中接觸)。注意:以上條件為構(gòu)成原電池的理論條件,而一般情況下,原電池的氧化還原反應(yīng)具有一定的自發(fā)性。3、原電池正負(fù)極的判斷、由組成原電池兩極的電極材料判斷,如果兩極是由活潑性不同的金屬作電極時,一般情況下相對活潑的金屬是負(fù)極,活潑性較弱的金屬是正極(注:此

19、判定為默許規(guī)則,一定要注意實際情況,如:MgAlNaOH,Al才是負(fù)極;AlCu濃硝酸,Cu才是負(fù)極);如果是由金屬和非金屬導(dǎo)體(或金屬氧化物導(dǎo)體)作電極,金屬是負(fù)極,非金屬導(dǎo)體(或金屬氧化物導(dǎo)體)是正極。、根據(jù)氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)發(fā)生的位置判定,發(fā)生氧化反應(yīng)的極(或在該極處失電子)為負(fù)極,即(負(fù)失氧);發(fā)生還原反應(yīng)的極(或在該極處得電子)為正極,即(正得還)。、根據(jù)電子流出或電流流入的電極為負(fù)極,相反為正極。、根據(jù)原電池里電解質(zhì)溶液內(nèi)離子流動方向判斷:陽離子移向的極為正極,陰離子移向的極為負(fù)極。 4、原電池應(yīng)用.金屬腐蝕:(1)化學(xué)腐蝕由一般的化學(xué)反應(yīng)引起的腐蝕。 (2)電化腐蝕:以鋼鐵的腐蝕

20、為例a.析氫腐蝕: 負(fù)極:Fe 2e- = Fe2+(強或較強酸性條件下) 正極:2H+ +2e- = H2 總反應(yīng)式: Fe + 2H+ = Fe2+ + H2b.吸氧腐蝕: 負(fù)極:Fe 2e- = Fe2+(中性、堿性或極弱酸性條件下)正極:O2 + 2H2O+ 4e- = 4OH 總反應(yīng)式: 2Fe + 2H2O + O2 = 2Fe(OH)2.防護方法: (1)改變金屬內(nèi)部組織結(jié)構(gòu) (2)在金屬表面覆蓋保護 犧牲了Zn(負(fù)極)而保護了Fe(正極)(3)電化學(xué)保護法犧牲陽(負(fù))極的陰(正)極保護法 . 制造新化學(xué)電源(注意新型原電池、電解池在考題中的出現(xiàn),常以判定電極反應(yīng)是否正確、電子轉(zhuǎn)

21、移是否正確以及溶液的酸堿性的變化的形式出現(xiàn)。在填空題中可能會讓我們由已知信息書寫電極反應(yīng),希望同學(xué)們加強這方面知識的歸納和總結(jié),并逐步形成一定的技巧和能力。)5、電極反應(yīng)式和原電池總反應(yīng)式的書寫(1)負(fù)極失電子,發(fā)生氧化反應(yīng)(一般是負(fù)極本身失電子)(2)正極得電子,發(fā)生還原反應(yīng)(一般是溶液中陽離子在正極上得電子,但也可能是O2在正極上得電子(吸氧腐蝕),或正極本身得電子)(3)總反應(yīng)式(即電池反應(yīng))= 正極反應(yīng)式 + 負(fù)極反應(yīng)式電解池1、概述陰極陽極氯氣銅CuCl2溶液e-電解電流通過電解質(zhì)溶液(或熔化的電解質(zhì))而在陰陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程。陽極:2Cl2e=Cl2(陽失氧)陰極:Cu2

22、+ + 2e = Cu(陰得還)總反應(yīng):CuCl2 =Cu+Cl2電子流向:負(fù)極 陰極 ;陽極 正極離子動向:陽離子移向陰極,陰離子移向陽極。裝置特點:電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。電解池的形成條件:(1)與(直流)電源相連的兩個電極;(2)電解質(zhì)溶液(或熔化的電解質(zhì));(3)形成閉合回路。電解質(zhì)的導(dǎo)電的過程實質(zhì)上就是電解過程;電解是在外電源的作用下被迫發(fā)生的氧化還原的過程,把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,而在原電池中正好相反,是自發(fā)的氧化還原反應(yīng)的過程,把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。離子放電順序陰離子失去電子而陽離子得到電子的過程叫放電。陽極若為惰性電極(C,Pt, Au等),則陰離子放電(失電子,發(fā)生氧化反應(yīng)),放電

23、順序為:陽極金屬(除Pt、Au)>S2>I>Br>Cl>OH>含氧酸根離子>F 若為活潑電極,則電極本身失去電子而放電。因為活潑電極的還原性幾乎大于一切的陰離子。陰極無論是惰性電極,還是活性電極,陰極都不會參與電極反應(yīng),始終為陽離子放電(得電子,發(fā)生還原反應(yīng)),放電順序為:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+( H2O)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca+>K+2、電解的應(yīng)用、氯堿工業(yè):電解飽和食鹽水制取燒堿、氯氣、氫

24、氣 總的方程式:通電2NaCl + 2H2O = 2NaOH+ H2+ Cl2 、電鍍: 概念:應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上其它金屬或合金的過程。 電鍍池的形成條件:A鍍件作陰極B鍍層金屬作陽極 銅的電解精煉純銅粗銅CuSO4CuSO4FeCu C電鍍液中含有鍍層金屬離子例:在一根鐵棒上鍍上Cu陽極:Cu 2e = Cu2+陰極:Cu2+ + 2e = Cu 電鍍 、銅的電解精煉陽極: Cu 2e = Cu2+ 雜質(zhì)比銅活潑的Zn、Fe、Ni等也會放電: Zn 2e = Zn2+ ; Fe 2e = Fe2+ ; Ni 2e = Ni2+還原性比銅差的,如活潑性在銅之后的銀、金等不能失去電子

25、,它們以單質(zhì)的形式沉積在電解槽溶液中,成為陽極泥。陽極泥可再用于提煉金、銀等貴重金屬。陰極: Cu2+ + 2e = Cu 電解質(zhì)溶液硫酸銅的濃度基本不變,但要定時除去里面的雜質(zhì)。、電解制Na、Mg、Al(以下反應(yīng)均在熔融狀態(tài)下進行)、金屬腐蝕的快慢規(guī)律電解原理引起的腐蝕 > 原電池原理引起的腐蝕 > 化學(xué)腐蝕 > 有防腐措施的腐蝕幾組常見的電解池H2SO4(1)電極反應(yīng):陽極:4OH 4e = 2H2O+O2陰極:4H+ 4e = 2H2通電總的方程式:2H2O = 2H2+O2結(jié)論:用惰性電極電解含氧酸實質(zhì)是電解水。電解后,酸的濃度增大,即H+增大,故溶液的PH減小。Na

26、OH(2)電極反應(yīng)陽極:4OH 4e = 2H2O+O2陰極:4H+ 4e = 2H2通電總的方程式:2H2O = 2H2+O2結(jié)論:用惰性電極電解強堿實質(zhì)是電解水。電解后,堿的濃度增大,即OH-增大,故溶液的PH增大。Na2SO4(3)電極反應(yīng)陽極:4OH 4e = 2H2O+O2陰極:4H+ 4e = 2H2通電總的方程式:2H2O = 2H2+O2HCl結(jié)論:用惰性電極電解活潑金屬的含氧酸鹽實質(zhì)是電解水。電解后溶液的PH不變,等于7。(4)電極反應(yīng)陽極:2Cl 2e = Cl2陰極:2H+ 2e = 2H2 通電總的方程式:2HCl = H2+Cl2CuCl2結(jié)論:用惰性電極電解無氧酸(

27、除HF),溶質(zhì)消耗。電解的結(jié)果消耗了HCl,即H+減小,溶液的PH增大。(5)電極反應(yīng)陽極:2Cl 2e = Cl2陰極:Cu2+ + 2e = Cu通電總的方程式:CuCl2 = 2Cu + Cl2結(jié)論:用惰性電極電解不活潑金屬的無氧酸鹽(除氟化物),溶質(zhì)消耗。電解的結(jié)果使Cu2+減小,溶液的H+減小,溶液的PH略有增大。Cu2+ +2H2OCu(OH)2 + 2H+NaCl(6)電極反應(yīng)陽極:2Cl 2e = Cl2陰極:4H+ 4e = 2H2通電總的方程式:2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2+ Cl2CuSO4結(jié)論:用惰性電極電解活潑金屬的無氧酸鹽,溶質(zhì)、水同時消耗。電

28、解的結(jié)果生成堿,電解后溶液的PH增大。(7)電極反應(yīng) 陽極:4OH 4e = 2H2O+O2陰極:Cu2+ + 2e = Cu通電總的方程式:2CuSO4 +2H2O = 2H2SO4+2Cu+O2結(jié)論:用惰性電極電解不活潑金屬的含氧酸鹽,溶質(zhì)、水同時消耗。電解的結(jié)果生成酸,溶液的PH減小。二、電解規(guī)律(作惰性電極,帶*號的例外)及溶液pH的變化三、熱化學(xué)反應(yīng)考綱要求:反應(yīng)熱與熱化學(xué)方程式,化學(xué)反應(yīng)與物質(zhì)能量的關(guān)系1、反應(yīng)熱與熱化學(xué)方程式: 反應(yīng)熱:化學(xué)反應(yīng)都伴有能量的變化,常以熱能的形式表現(xiàn)出來,有的反應(yīng)放熱,有的反應(yīng)吸熱。反應(yīng)過程中放出或吸收的熱叫做反應(yīng)熱。反應(yīng)熱用符號H表示,單位是kJ/

29、mol或(kJ·mol1)。放熱反應(yīng)的H為“”,吸熱反應(yīng)的H為“”。反應(yīng)熱(H)的確定常常是通過實驗測定的。注意:在進行反應(yīng)熱和H的大小比較中,反應(yīng)熱只比較數(shù)值的大小,沒有正負(fù)之分;而比較H大小時,則要區(qū)別正與負(fù)。2H2(g)O2(g)2H2O(g);H1a kJ·mol1 反應(yīng)熱:a kJ·mol1,H:a kJ·mol12H2(g)O2(g)2H2O(l);H2b kJ·mol1 反應(yīng)熱:b kJ·mol1,H:b kJ·mol1a與b比較和H1與H2的比較是不一樣 影響反應(yīng)熱大小的因素反應(yīng)熱與測定條件(溫度、壓強等)有

30、關(guān)。不特別指明,即指25,1.01×105Pa(101kPa)測定的。中學(xué)里熱化學(xué)方程式里看到的條件(如:點燃)是反應(yīng)發(fā)生的條件,不是測量條件。反應(yīng)熱的大小與物質(zhì)的集聚狀態(tài)有關(guān)。反應(yīng)熱的大小與物質(zhì)的計量數(shù)有關(guān)。在反應(yīng):2H2(g)O2(g)2H2O(g);H1a kJ·mol1中,2molH2燃燒生成氣態(tài)水放出的熱量a kJ,該反應(yīng)的反應(yīng)熱是a kJ·mol1,該反應(yīng)的H是a kJ·mol1。注意這三個單位。 書寫熱化學(xué)方程式注意事項: a. 注明反應(yīng)的溫度和壓強(若在101kPa和298K條件下進行,可不予注明),注明H的“”與“”,放熱反應(yīng)為“”,吸

31、熱反應(yīng)為“”。 b. H寫在方程式右邊,并用“;”隔開。 c. 必須標(biāo)明物質(zhì)的聚集狀態(tài)(氣體用“g”,液體用“l(fā)”,固體用“s”,溶液用“aq”)。若用同素異形體要注明名稱。 d. 各物質(zhì)前的計量系數(shù)不表示分子數(shù)目只表示物質(zhì)的量的關(guān)系。H與計量數(shù)成正比關(guān)系。同樣的反應(yīng),計量系數(shù)不同,H也不同,例如:2H2(g)O2(g)2H2O(g);H483.6kJ·mol1 H2(g)O2(g)H2O(g);H241.8kJ·mol1 上述相同物質(zhì)的反應(yīng),前者的H是后者的兩倍。燃燒熱和中和熱:在101kPa時,1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量,叫做該物質(zhì)的燃燒熱。在稀

32、溶液里,酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成1mol 液態(tài)H2O,這時的反應(yīng)熱叫做中和熱。燃燒熱的熱化學(xué)方程式強調(diào)燃燒物前的計量數(shù)為1,中和熱強調(diào)熱化學(xué)方程式中水前的計量數(shù)為1。燃燒熱要強調(diào)生成穩(wěn)定的氧化物,如:生成液態(tài)水。如:H2的燃燒熱的熱化學(xué)方程式:H2(g)O2(g)H2O(l);H286kJ·mol1 中和熱的熱化學(xué)方程式:NaOH(aq)H2SO4(aq)Na2SO4(aq)H2O(l);H57.3kJ·mol1 2、化學(xué)反應(yīng)與物質(zhì)的能量 放熱反應(yīng):反應(yīng)物所具有的總能量大于生成物所具有的總能量,熱量的多少等于反應(yīng)物具有的總能量與生成物具有的總能量的差值。常見的放熱反應(yīng)有:燃

33、燒、中和反應(yīng)、常溫下能自發(fā)發(fā)生的絕大多數(shù)的各類反應(yīng)。 吸熱反應(yīng):反應(yīng)物所具有的總能量小于生成物所具有的總能量,熱量的多少等于生成物具有的總能量與反應(yīng)物具有的總能量的差值。常見的吸熱反應(yīng)有:水解反應(yīng)、結(jié)晶水合物失水的反應(yīng)、碳與二氧化碳或與水蒸氣的反應(yīng)等物質(zhì)的能量越低,性質(zhì)就越穩(wěn)定;物質(zhì)的能量越高,性質(zhì)就越活潑。物質(zhì)的化學(xué)能是化學(xué)鍵的能量,通過化學(xué)鍵的鍵能可計算反應(yīng)熱。如:反應(yīng)H2(g)Cl2(g)2HCl(g);H。H =E(HH)E(ClCl)2E(HCl)。蓋斯定律: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)進行的途徑無關(guān)。這就是蓋斯定律。利用蓋斯定律可以

34、間接計算反應(yīng)熱。 例如:C(s)O2(g)CO2(g);H1 C(s)O2(g)CO(g);H2 CO(g)O2(g)CO2(g);H3 依蓋斯定律有:H1H2H3。可逆反應(yīng)專題化學(xué)平衡 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡理論是中學(xué)重要基礎(chǔ)理論之一。為什么一個反應(yīng)的進行需要這樣或那樣的條件呢?這就與下面這兩個方面有關(guān):一是反應(yīng)進行的快慢,即化學(xué)反應(yīng)速率問題;一是反應(yīng)進行的程度,即化學(xué)平衡移動問題。本章就專門學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡理論。首先學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)速率:一、化學(xué)反應(yīng)速率的表示和計算: 化學(xué)反應(yīng)速率通常是用單位時間內(nèi)任何一種指定的反應(yīng)物濃度的減少或任何一種指定生成物濃度的增加來表示的。即單位時間內(nèi)某物

35、質(zhì)濃度的變化量。v=ct(等容條件下,v=nVt) 例1按合成氨反應(yīng)的下列數(shù)據(jù)求以N2、H2、NH3表示的反應(yīng)速率。 N2 + 3H2 2NH3 起始濃度 (mol/L) 1.0 3.0 0 2秒末濃度(mol/L) 0.6 1.8 0.8 則以N2、H2、NH3的濃度變化表示的速率分別為: 注意: 反應(yīng)速率不取負(fù)值; 速率單位:一般濃度變化量用mol/L, 時間用秒、分、小時等; 同一化學(xué)反應(yīng),選用不同物質(zhì)表示反應(yīng)速率時,可能有不同的速率數(shù)值, 但速率數(shù)值之比等于方程式中各物質(zhì)的系數(shù)比。如上例中:0.2:0.6:0.4=1:3:2 要區(qū)別平均速率與瞬時速率。(上例中指2秒內(nèi)的平均速率) 例2

36、根據(jù)化學(xué)反應(yīng)N2 + 3H2 2NH3 ,試填充下表里的空白:N2H2NH3濃度反應(yīng)開始時1.5 mol/L4.5 mol/L010分鐘后4.2 mol/L反應(yīng)速率二、影響反應(yīng)速率的條件: 內(nèi)因:反應(yīng)物的化學(xué)性質(zhì)。 外因:濃度、壓強、溫度、催化劑等(1)濃度的影響:我們知道,同樣的木條,在空氣中燃燒較慢,在氧氣中則很快。又如:Na2S2O3 + H2SO4 = S +SO2 + H2O + Na2SO4C(Na2S2O3) 濃度增大析出硫的速率快 C(Na2S2O3) 濃度減小析出硫的速率慢結(jié)論:當(dāng)其它條件不變時,增大反應(yīng)物的(氣體或溶液)濃度,可以加快反應(yīng)速率。 原因: 因為濃度越大,單位體

37、積中反應(yīng)物的活化分子數(shù)目(或離子)越多,它們發(fā)生有效碰撞的機會越多,因而反應(yīng)速率越大。(2)壓強對化學(xué)反應(yīng)速率的影響: 對于氣體反應(yīng)來說,當(dāng)溫度一定時,增大體系壓強,氣體體積縮小,引起濃度增大,反應(yīng)速率增大;減小體系壓強,氣體體積增大,引起濃度減小,反應(yīng)速率減小。 結(jié)論:當(dāng)其它條件不變時,如果反應(yīng)物中有氣體,增大體系壓強可以增大反應(yīng)速率(指縮小氣體體積以增大壓強);相反,減小體系壓強可以減小反應(yīng)速率。 原因: 單位體積中反應(yīng)物的活化分子數(shù)目(或離子)越多,它們發(fā)生有效碰撞的機會越多,因而反應(yīng)速率越大。(3)溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響: 結(jié)論:當(dāng)其它條件不變時,升高溫度可以增大反應(yīng)速率,每升高10

38、,反應(yīng)速率增大24倍。原因:升高溫度可以增大反應(yīng)物的活化分子百分?jǐn)?shù),它們發(fā)生有效碰撞的機會越多,因而反應(yīng)速率越大。例3若一反應(yīng)在10時反應(yīng)速率為a,溫度每升高10反應(yīng)速率增大2倍,求40時的反應(yīng)速率。 解:40-10=30 反應(yīng)速率為:a×2×2×2 = a×23 = 8a(4)催化劑的影響:結(jié)論: 使用催化劑可以改變化學(xué)反應(yīng)速率。注:改變的含義是增大或減小,但一般指增大; 使用催化劑能同等程度地改變正、逆反應(yīng)的速率,不影響化學(xué)平衡。 原因:使用催化劑可以增大反應(yīng)物的活化分子百分?jǐn)?shù),它們發(fā)生有效碰撞的機會越多,因而反應(yīng)速率越大。(5)其它因素的影響:如:

39、光、超聲波、激光、放射性、電磁波、反應(yīng)物顆粒大小、擴散速度、溶劑等。因體反應(yīng)物顆粒越小,表面積越大,反應(yīng)速率越大。光照可以增大某些反應(yīng)的速率。 例:對于反應(yīng) 2SO2 + O2 2SO3 + Q。若(a)增大O2的濃度 (b)減少SO3濃度 (c)增大反應(yīng)體系壓強 (d)升高溫度。對化學(xué)反應(yīng)速率有何影響?解:(a)增大正反應(yīng)速率 (b)減小逆反應(yīng)速率 (c)正、逆反應(yīng)速率都增大 (d)正、逆反應(yīng)速率都增大練習(xí):物質(zhì)的量(mol) 1.0- 0.9 0.8- Y 0.6- 0.7 X0.4- Z0.2- 0.2 1 2 3 4 5 時間(分)1、 某溫度時,在2升容器中X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的

40、量隨時間的變化曲線如右圖所示。由圖中數(shù)據(jù)分析,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為;反應(yīng)開始至2分鐘的平均反應(yīng)速率為。 2、在25時,向100mL含HCl 14.6g鹽酸溶液里,放入5.6g純鐵粉(設(shè)反應(yīng)前后溶液的體積不變)。經(jīng)2分鐘收集到純凈干燥的H21.12L(標(biāo)況),在這2分鐘內(nèi),用FeCl2表示的平均反應(yīng)速率為 ,在此之后,又經(jīng)過4分鐘,鐵粉完全溶解,在這4分鐘內(nèi)用鹽酸表示的平均反應(yīng)速率VHCl為 ,前2分鐘與后4分鐘相比,前者反應(yīng)速率 ,這主要是因為 。三、化學(xué)平衡 1、可逆反應(yīng)和不可逆反應(yīng): 可逆反應(yīng):在同一條件下,能同時向正、逆兩個方向進行的反應(yīng)。如: N2+3H2 2NH3+Q 正方向為放熱反

41、應(yīng)(用H0表示) N2O4 2NO2 Q 正方向為吸熱反應(yīng)(用H0表示) 不可逆反應(yīng):在同一條件下,不能同時向兩個方向進行的反應(yīng)??煽闯烧⒛娣磻?yīng)的趨勢差別很在,反應(yīng)“一邊倒”。 正、逆反應(yīng)是相對的: 問題:點燃?xì)錃夂脱鯕獾幕旌衔锟蓜×业鼗仙伤?,電解水時又可生成氫氣和氧氣,這是不是一個可逆反應(yīng)?為什么?接問:可逆反應(yīng)能否進行到底?(不能),因而對于任何一個可逆反應(yīng)都存在一個反應(yīng)進行到什么程度的問題。 2、化學(xué)平衡狀態(tài): 定義:在一定條件下,可逆反應(yīng)中正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)混合物中各組成成分的含量保持不變的狀態(tài),叫做化學(xué)平衡狀態(tài)。 化學(xué)平衡狀態(tài)的特點具有“逆、動、等、定、變、同”六

42、個特點。逆:指化學(xué)平衡狀態(tài)只適用于可逆反應(yīng),也就是說,只有可逆反應(yīng)才有正、逆反應(yīng),也只有可逆反應(yīng)在一定條件下才能形成平衡狀態(tài)。動:指動態(tài)平衡,即化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時,正、逆反應(yīng)并未停止,仍在進行,只是速率相等,體現(xiàn)了“靜中有動,動中有靜”的哲理。等:指“v正=v逆0”。即某一物質(zhì)在單位時間內(nèi)消耗的物質(zhì)的量濃度和生成的物質(zhì)的量濃度相等。也可以用不同物質(zhì)的速率表示該反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率相等(即用不同物質(zhì)的速率表示該反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率之比等于方程式中各物質(zhì)的系數(shù)比)。定:指反應(yīng)混合物里各成分的含量保持不變,包含內(nèi)容有:各物質(zhì)的物質(zhì)的量或摩爾分?jǐn)?shù)保持一定;各物質(zhì)的質(zhì)量或質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持一定。如果是氣體

43、物質(zhì),則各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)保持一定。變:指平衡移動??赡娣磻?yīng)的平衡狀態(tài)是相對,暫時的,當(dāng)外界某一條件改變時,原平衡被破壞,化學(xué)平衡向著削弱這種條件改變的方向移動,在新的條件下達(dá)到新的平衡狀態(tài)。同:指對于同一可逆反應(yīng),在同一條件下,無論反應(yīng)從正反應(yīng)開始還是從逆反應(yīng)開始,或正、逆反應(yīng)同時開始,以一定的配比投入反應(yīng)物或生成物,則可以達(dá)到相同的平衡狀態(tài),即各物質(zhì)的含量相同,稱之為“等效平衡”。 練習(xí):1.可以說明密閉容器中可逆反應(yīng)P +Q R + S 在恒溫下已達(dá)平衡的是( B ) A.容器內(nèi)壓強不隨時間變化 B.P和S生成速率相等 C.R和S的生成速率相等 D.P、Q、R、S的物質(zhì)的量相等2.在

44、1大氣壓390時,可逆反應(yīng):2NO2 2NO+O2達(dá)到平衡,此時平衡混合氣體的密度是相同條件下H2密度的19.6倍,求NO2的分解率。(答:34.6%)考試熱點2: 化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志:v正=v逆;平衡混合物中各組成成分的含量保持不變?!皏正=v逆”是化學(xué)平衡的本質(zhì)特征,其含意是反應(yīng)體系中同一物質(zhì)的消耗速率和生成速率相等。而各組分的含量“不變”,是指各組分的濃度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)(有氣體參加的可逆反應(yīng))、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率等均保持不變。不變不能理解為相等。判斷某一可逆反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)的“等價標(biāo)志”:(1)對于反應(yīng)前后氣體體積不等的反應(yīng),當(dāng)恒溫、恒容時,壓強不變、氣體的平均相

45、對分子質(zhì)量不變,或恒溫、恒壓時,體積不變、混合氣體的密度不變,說明反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。(2)對于有顏色物質(zhì)參加的反應(yīng),體系顏色不變,說明反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。(3)對于吸熱或放熱反應(yīng),絕熱體系的溫度不變,說明反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。3、影響化學(xué)平衡的條件: 化學(xué)平衡狀態(tài)是與外界條件有關(guān)的。外界某種條件改變時,使正、逆反應(yīng)速率不等,平衡混合物中各組成物質(zhì)的百分含量(或濃度)也隨之改變,原來的平衡被破壞直到建立新條件下的另一種平衡狀態(tài)。這種改變的過程,叫化學(xué)平衡的移動。影響化學(xué)平衡的重要條件有:濃度、壓強、溫度。 (1)濃度對化學(xué)平衡的影響: 以FeCl3 + 3KSCN為例說明。結(jié)論:在其它條件不變的情況下

46、,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;反之,則向逆反應(yīng)方向移動。(2)壓強(指縮小氣體體積以增大壓強)對化學(xué)平衡的影響:結(jié)論:在其它條件不變的情況下,增大壓強會使化學(xué)平衡向著氣體體積縮小的方向移動;減小壓強,會使平衡向著氣體體積增大的方向移動。 (3)溫度對化學(xué)平衡的影響: 以2NO2 N2O4+Q為例說明。 結(jié)論:在其它條件不變的情況下,溫度升高,會使化學(xué)平衡商著吸熱反應(yīng)的方向移動;溫度降低,會使化學(xué)平衡向著放熱反應(yīng)的方向移動。 (4)關(guān)于催化劑:因使正、逆反速率同等程度地加快,故不能使平衡發(fā)生移動。但能縮短達(dá)到平衡的時間。 勒沙特列原理: 如果改變影響平衡的一個條件(如濃

47、度、壓強或溫度等),平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。 例1對于可逆反應(yīng):2SO2+O2 2SO3+Q,下列說法哪些是正確的,為會么? (1)達(dá)到平衡時,反應(yīng)物和生成物的濃度相等; (2)達(dá)到平衡時,SO2、O2、SO3的濃度之比為;2:1:2 (3)加入催化劑V2O5可以縮短到達(dá)平衡的時間; (4)由于反應(yīng)前后分子數(shù)不同,所以改變體系壓強影響化學(xué)平衡(縮小體積); (5)對于放熱反應(yīng),升高溫度正反應(yīng)速率減小,逆反應(yīng)速率增大,所以平衡向左移動。 解:(3)、(4)正確。練習(xí):1、當(dāng)可逆反應(yīng),達(dá)到平衡后,通入氣體,再次達(dá)到平衡時存在于( C ) A. SO3、O2 B. SO2、SO3 C.

48、SO2、SO3、O2 D. SO2、O22、某體積可變的密閉容器,盛有適量的A和B的混合氣體,在一定條件下發(fā)生反應(yīng): 若維持溫度和壓強不變,當(dāng)達(dá)到平衡時容器的體積為VL,其中C氣體的體積占10%。下列推斷正確的是( A )原混合氣體的體積為1.2L;原混合氣體的體積為1.1L;反應(yīng)達(dá)到平衡時氣體A消耗掉0.05VL;反應(yīng)達(dá)平衡時氣體B消耗掉0.05VL。 A. B. C. D. 3、已知在某溫度時,反應(yīng) A + 2B 2C已達(dá)到平衡。(1)如果升高溫度,C的平衡濃度增大,那么正反應(yīng)是 熱反應(yīng)。(2)如果增加或減少A的用量,氣體C的濃度不變,那么A是 態(tài)物質(zhì)。因為 。(3)加壓時,氣體C的濃度不變,那么A為 態(tài)物質(zhì),B為 態(tài)物質(zhì)。因為 。4、反應(yīng) A + 3B 2C,在一定條件下達(dá)到平衡時,有50%B轉(zhuǎn)化為C,若起始時A與B以1:3體積比裝入,求平衡后,混合氣體的體積分?jǐn)?shù);反應(yīng)前后容器中分子總數(shù)之比

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