第一章:化學反應與能量變化
1、反應熱與焓變:△H=H(產(chǎn)物)-H(反應物)
2、反應熱與物質(zhì)能量的關系
3、反應熱與鍵能的關系
△H=反應物的鍵能總和-生成物的鍵能總和
4、常見的吸熱、放熱反應
⑴常見的放熱反應:
①活潑金屬與水或酸的反應 ②酸堿中和反應 ③燃燒反應 ④多數(shù)的化合反應 ⑤鋁熱反應
⑵常見的吸熱反應
①多數(shù)的分解反應 ② 2NH4Cl(s)+Ba(OH)2?8H2O(s)=BaCl2+2NH3+10H2O
③ C(s)+ H2O(g) CO+H2 ④CO2+ C 2 CO
5、反應條件與吸熱、放熱的關系: 反應是吸熱還是放熱與反應的條件沒有必然的聯(lián)系,而取決與反應物和產(chǎn)物具有的總能量(或焓)的相對大小。
6、書寫熱化學方程式除了遵循書寫化學方程式的要求外,還應注意以下幾點:
①放熱反應△H為“-”,吸熱反應△H為“+”,△H的單位為kJ/mol
②反應熱△H與測定條件(溫度、壓強等)有關,因此應注意△H的測定條件;絕大多數(shù)化學反應的△H是在298K、101Pa下測定的,可不注明溫度和壓強。
③熱化學方程式中各物質(zhì)化學式前面的系數(shù)僅表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量,并不表示物質(zhì)的分子或原子數(shù),因此化學計量數(shù)可以是分數(shù)或小數(shù)。必須注明物質(zhì)的聚集狀態(tài),熱化學方程式是表示反應已完成的數(shù)量,所以方程式中化學式前面的計量數(shù)必須與△H相對應;當反應逆向進行時,反應熱數(shù)值相等,符號相反。
7、利用蓋斯定律進行簡單的計算
8、電極反應的書寫: 活性電極:電極本身失電子
⑴電解:陽極:(與電源的正極相連)發(fā)生氧化反應 惰性電極:溶液中陰離子失電子
(放電順序:I->Br->Cl->OH-)
陰極:(與電源的負極相連)發(fā)生還原反應,溶液中的陽離子得電子
(放電順序:Ag+>Cu2+>H+)
注意問題:①書寫電極反應式時,要用實際放電的離子來表示
②電解反應的總方程式要注明“通電”
③若電極反應中的離子來自與水或其他弱電解質(zhì)的電離,則總反應離子方程式中要用化學式表示
⑵原電池:負極:負極本身失電子,M→Mn+ +ne-
① 溶液中陽離子得電子 Nm++me-→N
正極: 2H++2e-→H2↑
②負極與電解質(zhì)溶液不能直接反應:O2+4e-+2H2O→4OH- (即發(fā)生吸氧腐蝕)
書寫電極反應時要注意電極產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液中的離子是否反應,若反應,則在電極反應中應寫最終產(chǎn)物。
9、電解原理的應用:
⑴氯堿工業(yè):陽極(石墨):2Cl-→Cl2+2e-( Cl2的檢驗:將濕潤的淀粉碘化鉀試紙靠近出氣口,試紙變藍,證明生成了Cl2)。
陰極:2H++2e-→H2↑(陰極產(chǎn)物為H2、NaOH,F(xiàn)象(滴入酚酞):有氣泡逸出,溶液變紅)。
⑵銅的電解精煉:電極材料:粗銅做陽極,純銅做陰極。電解質(zhì)溶液:硫酸酸化的硫酸銅溶液
⑶電鍍:電極材料:鍍層金屬做陽極(也可用惰性電極做陽極),鍍件做陰極。電解質(zhì)溶液是用含有鍍層金屬陽離子的鹽溶液。
10、化學電源
⑴燃料電池:先寫出電池總反應(類似于可燃物的燃燒);
再寫正極反應(氧化劑得電子,一般是O2+4e-+2H2O→4OH-(中性、堿性溶液)
O2+4e-+4H+→2H2O (酸性水溶液)。 負極反應=電池反應-正極反應(必須電子轉移相等)
⑵充放電電池:放電時相當于原電池,充電時相當于電解池(原電池的負極與電源的負極相連,做陰極,原電池的正極與電源的正極相連,做陽極),
11、計算時遵循電子守恒,常用關系式:2 H2~ O2~2Cl2~2Cu~4Ag~4OH-~4 H+~4e-
12、金屬腐蝕:電解陽極引起的腐蝕>原電池負極引起的腐蝕>化學腐蝕>原電池正極>電解陰極
鋼鐵在空氣中主要發(fā)生吸氧腐蝕。負極:2Fe→ 2Fe 2++4e- 正極:O2+4e-+2H2O→4OH-
總反應:2Fe + O2+2H2O=2Fe(OH)2
第二章:化學反應的方向、限度和速度
1、反應方向的判斷依據(jù):△H-T△S<0,反應能自發(fā)進行;△H-T△S=0,反應達到平衡狀態(tài)
△H-T△S>0反應不能自發(fā)。該判據(jù)指出的是一定條件下,自發(fā)反應發(fā)生的可能性,不能說明實際能否發(fā)生反應(計算時注意單位的換算)課本P40T3
2、化學平衡常數(shù):
①平衡常數(shù)的大小反映了化學反應可能進行的程度,平衡常數(shù)越大,說明反應進行的越完全。②純固體或純?nèi)軇﹨⒓拥姆磻,它們不列入平衡常?shù)的表達式
③平衡常數(shù)的表達式與化學方程式的書寫方式有關,單位與方程式的書寫形式一一對應。對于給定的化學反應,正逆反應的平衡常數(shù)互為倒數(shù)
④化學平衡常數(shù)受溫度影響,與濃度無關。溫度對化學平衡的影響是通過影響平衡常數(shù)實現(xiàn)的。溫度升高,化學平衡常數(shù)增大還是減小與反應吸放熱有關。
3、平衡狀態(tài)的標志:①同一物質(zhì)的v正=v逆 ②各組分的物質(zhì)的量、質(zhì)量、含量、濃度(顏色)保持不變 ③氣體的總物質(zhì)的量、總壓強、氣體的平均分子量保持不變只適用于△vg≠0的反應④密度適用于非純氣體反應或體積可變的容器
4、惰性氣體對化學平衡的影響
⑴恒壓時充入惰性氣體,體積必增大,引起反應體系濃度的減小,相當于減壓對平衡的影響
⑵恒容時充入惰性氣體,各組分的濃度不變,速率不變,平衡不移動
⑶對于△vg=0的可逆反應,平衡體系中加入惰性氣體,恒容、恒壓下平衡都不會移動
5、⑴等效平衡:①恒溫恒壓,適用于所有有氣體參加的可逆反應,只要使轉化后物質(zhì)的量之比與最初加入的物質(zhì)的量之比相同,均可達到等效平衡;平衡時各組分的百分含量相同,濃度相同,轉化率相同。
②恒溫恒容,△vg=0的反應,只要使轉化后物質(zhì)的量之比與最初加入的物質(zhì)的量之比相同,均可達到等效平衡;平衡時各組分的百分含量相同,轉化率相同。
⑵等同平衡:恒溫恒容,適用于所有有氣體參加的可逆反應,只要使轉化后物質(zhì)的量與最初加入的物質(zhì)的量相同,均可達到等同平衡;平衡時各組分的物質(zhì)的量相同,百分含量相同,濃度相同。
6、充氣問題:以aA(g)+bB(g) cC(g)
⑴只充入一種反應物,平衡右移,增大另一種反應物的轉化率,但它本身的轉化率降低
⑵兩種反應物按原比例充,恒容時相當于加壓,恒壓時等效平衡
⑶初始按系數(shù)比充入的反應物或只充入產(chǎn)物,平衡時再充入產(chǎn)物,恒容時相當于加壓,恒壓時等效平衡
化學反應速率: 速率的計算和比較 ; 濃度對化學速率的影響(溫度、濃度、壓強、催化劑); V-t圖的分析
第三章 物質(zhì)在水溶液中的行為
1、強弱電解質(zhì):
⑴強電解質(zhì):完全電離,其溶液中無溶質(zhì)分子,電離方程式用“=”,且一步電離;強酸、強堿、大多數(shù)鹽都屬于強電解質(zhì)。
⑵弱電解質(zhì):部分電離,其溶液中存在溶質(zhì)分子,電離方程式用“ ”,多元弱酸的電離方程式分步寫,其余的弱電解質(zhì)的電離一步完成;弱酸、弱堿、水都是弱電解質(zhì)。
⑶常見的堿:KOH、NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2是強堿,其余為弱堿;
常見的酸:HCl、HBr、HI、HNO3、H2SO4是強酸,其余為弱酸;
注意:強酸的酸式鹽的電離一步完成,如:NaHSO4=Na++H++SO42-,而弱酸的酸式鹽要分步寫,如:NaHCO3=Na++HCO3-, HCO3- CO32- +H+
2、電離平衡
⑴ 電離平衡是平衡的一種,遵循平衡的一般規(guī)律。溫度、濃度、加入與弱電解質(zhì)相同的離子或與弱電解質(zhì)反應的物質(zhì),都會引起平衡的移動
⑵ 電離平衡常數(shù)(Ka或Kb)表征了弱電解質(zhì)的電離能力,一定溫度下,電離常數(shù)越大,弱電解質(zhì)的電離程度越大。Ka或Kb是平衡常數(shù)的一種,與化學平衡常數(shù)一樣,只受溫度影響。溫度升高,電離常數(shù)增大。
3、水的電離:
⑴ H2O H++OH-,△H>0。升高溫度、向水中加入酸、堿或能水解的鹽均可引起水的電離平衡的移動。
⑵ 任何稀的水溶液中,都存在,且[H+]?[OH-]是一常數(shù),稱為水的離子積(Kw);Kw是溫度常數(shù),只受溫度影響,而與H+或OH-濃度無關。
⑶ 溶液的酸堿性是H+與OH- 濃度的相對大小,與某一數(shù)值無直接關系。
⑷ 當溶液中的H+ 濃度≤1mol/L時,用pH表示。
無論是單一溶液還是溶液混合后求pH,都遵循同一原則:若溶液呈酸性,先求c(H+);若溶液呈堿性,先求c(OH-),由Kw求出c(H+),再求pH。
⑸ 向水中加入酸或堿,均抑制水的電離,使水電離的c(H+)或c(OH-)<10-7mol/L,但
c(H+)H2O=c(OH-)H2O。如某溶液中水電離的c(H+)=10-13mol/L,此時溶液可能為強酸性,也可能為強堿性,即室溫下,pH=1或13
向水中加入水解的鹽,促進水的電離,使水電離的c(H+)或c(OH-)>10-7mol/L,如某溶液中水電離的c(H+)=10-5mol/L,此時溶液為酸性,即室溫下,pH=5,可能為強酸弱堿鹽溶液。
4、鹽的水解
⑴在溶液中只有鹽電離出的離子才水解。本質(zhì)是鹽電離出的離子與水電離出H+或OH-結合生成弱電解質(zhì),使H+或OH-的濃度減小,從而促進水的電離。
⑵影響因素:①溫度:升溫促進水解 ②濃度:稀釋促進水解 ③溶液的酸堿性④ 同離子效應
⑷水解方程式的書寫:
①單個離子的水解:一般很微弱,用 ,產(chǎn)物不標“↑”“↓”;多元弱酸鹽的水解方程式要分步寫
②雙水解有兩種情況:Ⅰ水解到底,生成氣體、沉淀,用=,標出“↑”“↓”。
Ⅱ部分水解,無沉淀、氣體,用,產(chǎn)物不標“↑”“↓”;
⑸ 鹽類水解的應用:①判斷溶液的酸堿性 ②判斷鹽溶液中的離子種類及其濃度大小 ③判斷離子共存 ④加熱濃縮或蒸干某些鹽溶液時產(chǎn)物的判斷,如AlCl3溶液 ⑤某些鹽溶液的保存與配制,如FeCl3溶液 ⑥某些膠體的制備,如Fe(OH)3膠體 ⑦解釋生產(chǎn)、生活中的一些化學現(xiàn)象,如明礬凈水、化肥的施用等。(解釋時規(guī)范格式:寫上對應的平衡-----條件改變平衡移動-----結果)
5、沉淀溶解平衡:
⑴ Ksp:AmBn mAn++nBm-,Ksp=[An+]m[Bm-]n。
①Ksp只與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關,溶液中離子濃度的變化只能使平衡移動,不改變Ksp。②對于陰陽離子個數(shù)比相同的電解質(zhì),Ksp越大,電解質(zhì)在水中的溶解能力越強。
⑵ Q>Ksp,有沉淀生成;Q=Ksp,沉淀與溶解處于平衡狀態(tài);Q
6、離子反應:
⑴ 與量有關的離子方程式的書寫:設量少的物質(zhì)物質(zhì)的量為1mol,與另一過量的物質(zhì)充分反應。
⑵ 離子共存推斷題解答時應注意:①判斷一種離子存在后,一定注意與之不共存的離子一定不存在;②前面加入的試劑對后面的鑒定是否有影響。
⑶ 離子(或物質(zhì))檢驗的一般步驟:取少量——加試劑——觀現(xiàn)象——定結論。
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