必修一知识点总结
第一章、从实验学化学 -By赵杰
一、化学实验安全
(1)做有毒气体的实验时,应在通风厨中进行,并注意对 进行适当处理(吸收或点燃等)。进行易燃易爆气体的实验时应注意 ,尾气应燃烧掉或作适当处理。
(2)烫伤宜找医生处理。
(3)浓酸撒在实验台上,先用 中和,后用水冲擦干净。浓酸沾在皮肤上,宜先 ,再 。浓酸溅在眼中应先用稀NaHCO3溶液淋洗,然后请医生处理。
(4)浓碱撒在实验台上,先用稀醋酸中和,然后用水冲擦干净。浓碱沾在皮肤上,宜先用大量水冲洗,再涂上硼酸溶液。浓碱溅在眼中,用水洗净后再用硼酸溶液淋洗。
(5)钠、磷等失火宜用沙土扑盖。
(6)酒精及其他易燃有机物小面积失火,应迅速用 扑盖。
二.混合物的分离和提纯
分离和提纯的方法
过滤: 用于固液混合的分离一贴、二低、三靠 如粗盐的提纯
蒸馏: 提纯或分离 不同的液体混合物 防止液体暴沸,温度计水银球的位置,如石油的蒸馏中冷凝管中水的流向 如石油的蒸馏
萃取: 利用溶质在互不相溶的溶剂里的 不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出来的方法 选择的萃取剂应符合下列要求:和原溶液中的溶剂互不相溶;对溶质的溶解度要远大于原溶剂。如:用四氯化碳萃取溴水里的溴、碘
分液: 分离 的两种液体。打开上端活塞或使活塞上的凹槽与漏斗上的水孔,使漏斗内外空气相通。打开活塞,使下层液体慢慢流出,及时关闭活塞,上层液体由上端倒出 如用四氯化碳萃取溴水里的溴、碘后再分液
蒸发和结晶:用来分离和提纯几种可溶性固体的混合物 加热蒸发皿使溶液蒸发时,要用玻璃棒不断搅动溶液;当蒸发皿中出现较多的固体时,停止加热,分离NaCl和KNO3混合物
三、离子检验
离子 所加试剂 现象 离子方程式
Cl- AgNO3、稀HNO3 产生白色沉淀
SO42- 稀HCl、BaCl2 白色沉淀
四.除杂
注意事项:为了使杂质除尽,加入的试剂不能是“适量”,而应是“过量”;但过量的试剂必须在后续操作中便于除去。
五、物质的量的单位――摩尔
1.物质的量(n)是表示含有一定数目粒子的集体的物理量。
2.摩尔(mol): 把含有6.02 ×10^23个粒子的任何粒子集体计量为1摩尔。
3.阿伏加德罗常数:把6.02 X10^23mol-1叫作阿伏加德罗常数。
4.物质的量 = n =N/NA
5.摩尔质量(M)(1) 定义:单位物质的量的物质所具有的质量叫摩尔质量.(2)单位:g/mol 或 g..mol-1(3) 数值:等于该粒子的相对原子质量或相对分子质量.
6.物质的量= ( n = m/M )
六、气体摩尔体积
1.气体摩尔体积(Vm)(1)定义:单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积.
(2)单位:L/mol
2.物质的量=气体的体积/气体摩尔体积n=V/Vm
3.标准状况下, Vm = L/mol
七、物质的量在化学实验中的应用
1.物质的量浓度.
(1)定义:以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量,叫做溶质B的物质的浓度。(2)单位:mol/L(3)物质的量浓度=溶质的物质的量/溶液的体积 CB = nB/V
2.一定物质的量浓度的配制
(1)基本原理:根据欲配制溶液的体积和溶质的物质的量浓度,用有关物质的量浓度计算的方法,求出所需溶质的质量或体积,在容器内将溶质用溶剂稀释为规定的体积,就得欲配制得溶液.
(2)主要操作
a.检验是否漏水.b.配制溶液 1计算.2称量.3溶解.4转移.5洗涤.6定容.7摇匀8贮存溶液.
注意事项:A 选用与欲配制溶液体积相同的容量瓶. B 使用前必须检查是否漏水. C 不能在容量瓶内直接溶解. D 溶解完的溶液等冷却至室温时再转移. E 定容时,当液面离刻度线1―2cm时改用滴管,以平视法观察加水至液面最低处与刻度相切为止.
第二章、化学物质及其变化
一、物质的分类
把一种(或多种)物质分散在另一种(或多种)物质中所得到的体系,叫分散系。被分散的物质称作 (可以是气体、液体、固体),起容纳分散质作用的物质称作 (可
以是气体、液体、固体)。
溶液、胶体、浊液三种分散系的比较
二、物质的化学变化
1、物质之间可以发生各种各样的化学变化,依据一定的标准可以对化学变化进行分类。
(1)根据反应物和生成物的类别以及反应前后物质种类的多少可以分为:
A、化合反应(A+B=AB) B、分解反应( )
C、置换反应( )
D、复分解反应( )
(2)根据反应中是否有离子参加可将反应分为:
A、离子反应:有离子参加的一类反应。主要包括复分解反应和有离子参加的氧化还原反应。
B、分子反应(非离子反应)
(3)根据反应中是否有电子转移可将反应分为:
A、氧化还原反应:反应中有电子转移(得失或偏移)的反应
实质:有电子转移(得失或偏移)
特征:反应前后元素的化合价有变化
B、非氧化还原反应
2、离子反应
(1)、电解质:在水溶液中或熔化状态下能 的化合物,叫电解质。酸、碱、盐都是电解质。在水溶液中或熔化状态下都不能导电的化合物,叫非电解质。
注意:①电解质、非电解质都是 ,不同之处是在水溶液中或融化状态下能否导电。
②电解质的导电是有条件的:电解质必须在水溶液中或熔化状态下才能导电。
③能导电的物质并不全部是电解质:如铜、铝、石墨等。
④非金属氧化物(SO2、SO3、CO2)、大部分的有机物为非电解质。
(2)、离子方程式:用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子。它不仅表示一个具体的化学反应,而且表示同一类型的离子反应。
复分解反应这类离子反应发生的条件是:生成沉淀、气体或水。书写方法:
写:写出反应的化学方程式
拆:把易溶于水、易电离的物质拆写成离子形式
删:将不参加反应的离子从方程式两端删去
查:查方程式两端原子个数和电荷数是否相等
(3)、离子共存问题
所谓离子在同一溶液中能大量共存,就是指离子之间不发生任何反应;若离子之间能发生反应,则不能大量共存。
A、反应生成难溶物质的离子不能大量共存:如Ba2+和 、Ag+和 、Ca2+和 、Mg2+和 等
B、反应生成气体或易挥发性物质的离子不能大量共存:如H+和 , , ,OH-和 等
C、反应生成难电离物质(水)的离子不能大量共存:如H+和 、CH3COO-,OH-和HCO3-等。
D、发生氧化还原反应、水解反应的离子不能大量共存。
注意:题干中的条件:如无色溶液应排除有色离子:Fe2+( )、Fe3+( )、Cu2+( )、MnO4-( )等离子,酸性(或碱性)则应考虑所给离子组外,还有大量的H+(或OH-)。
(4)离子方程式正误判断(六看)
一、看反应是否符合事实:主要看反应能否进行或反应产物是否正确
二、看能否写出离子方程式:纯固体之间的反应不能写离子方程式
三、看化学用语是否正确:化学式、离子符号、沉淀、气体符号、等号等的书写是否符合事实
四、看离子配比是否正确
五、看原子个数、电荷数是否守恒
六、看与量有关的反应表达式是否正确(过量、适量)
3、氧化还原反应中概念及其相互关系如下:
失去电子——化合价( )——被( )(发生氧化反应)——是( )
得到电子——化合价( )——被( )(发生还原反应)——是( )
第三章、金属及其化合物
一、金属活动性:
二、金属一般比较活泼,容易与O2反应而生成氧化物,可以与酸溶液反应而生成H2,特别活泼的如Na等可以与H2O发生反应置换出H2,特殊金属如Al可以与碱溶液反应而得到H2。
三、Al2O3为两性氧化物,Al(OH)3为两性氢氧化物,都既可以与强酸反应生成盐和水,也可以与强碱反应生成盐和水。
四、Na2CO3和NaHCO3比较
碳酸钠 碳酸氢钠
俗名
色态 白色晶体 细小白色晶体
水溶性 易溶于水,溶液呈碱性使酚酞变红 易溶于水(但比Na2CO3溶解度小)
溶液呈碱性(酚酞变浅红)
热稳定性 较稳定,受热难分解 受热易分解
2NaHCO3 ==Na2CO3+CO2↑+H2O
与酸反应 (离子方程式)
相同条件下放出CO2的速度NaHCO3比Na2CO3快
与碱反应 Na2CO3+Ca(OH)2= CaCO3↓+2NaOH
反应实质:CO32—与金属阳离子的复分解反应
NaHCO3+NaOH =Na2CO3+H2O
反应实质: (离子方程式)
与H2O和CO2的反应 Na2CO3+CO2+H2O =2NaHCO3
离子方程式:
与盐反应 CaCl2+Na2CO3 =CaCO3↓+2NaCl
(离子方程式)
主要用途玻璃、造纸、制皂、洗涤发酵、医药、灭火器
五、合金:两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合在一起而形成的具有金属特性的物质。
合金的特点:硬度一般比成分金属 而熔点比成分金属 ,用途比纯金属要广泛。
第四章、非金属及其化合物
一、硅元素:无机非金属材料中的主角,在地壳中含量26.3%,次于氧。是一种亲氧元
素,以熔点很高的氧化物及硅酸盐形式存在于岩石、沙子和土壤中,占地壳质量90%以上。位于第3周期,第ⅣA族碳的下方。
最外层有4个电子,主要形成四价的化合物。
二、二氧化硅(SiO2)
天然存在的二氧化硅称为硅石,包括结晶形和无定形。石英是常见的结晶形二氧化硅,其中无色透明的就是水晶,具有彩色环带状或层状的是玛瑙。二氧化硅晶体为立体网状结构,基本单元是[SiO4],因此有良好的物理和化学性质被广泛应用。(玛瑙饰物,石英坩埚,光导纤维)
物理性质:熔点 、硬度 、不溶于水、洁净的SiO2无色透光性好
化学性质:化学稳定性好、除HF外一般不与其他酸反应,可以与强碱(NaOH)反应,是酸性氧化物,在一定的条件下能与碱性氧化物反应
SiO2+4HF ==
SiO2+CaO ===(高温)
SiO2+2NaOH ==
不能用玻璃瓶装HF,装碱性溶液的试剂瓶应用木塞或胶塞。
三、硅酸(H2SiO3)
酸性很弱(弱于碳酸)溶解度很小,由于SiO2不溶于水,硅酸应用可溶性硅酸盐和其他酸性比硅酸强的酸反应制得。
Na2SiO3+ HCl ==
硅胶多孔疏松,可作干燥剂,催化剂的载体。
四、硅酸盐
硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称,分布广,结构复杂化学性质稳定。一般不溶于水。(Na2SiO3、K2SiO3除外)最典型的代表是硅酸钠Na2SiO3 :可溶,其水溶液称作水玻璃和泡花碱,可作肥皂填料、木材防火剂和黏胶剂。 常用硅酸盐产品:玻璃、陶瓷、水泥
五、硅单质
与碳相似,有晶体和无定形两种。晶体硅结构类似于金刚石,有金属光泽的灰黑色固体,熔点高(1410℃),硬度大,较脆,常温下化学性质不活泼。是良好的半导体,应用:半导体晶体管及芯片、光电池、
六、氯元素:位于第三周期第ⅦA族,原子结构: 容易得到一个电子形成氯离子Cl-,为典型的非金属元素,在自然界中以化合态存在。
七、氯气
物理性质: 色气体,有刺激性气味、可溶于水、加压和降温条件下可变为液态(液氯)和固态。
制法:MnO2+4HCl (浓)=
闻法:用手在瓶口轻轻扇动,使少量氯气进入鼻孔。
化学性质:很活泼,有毒,有氧化性, 能与大多数金属化合生成金属氯化物(盐)。也能与非金属反应:
2Na+Cl2 ===(点燃) 2NaCl 2Fe+3Cl2===(点燃) 2FeCl3
Cu+Cl2===(点燃) CuCl2 Cl2+H2 ===(点燃) 2HCl 现象:发出苍白色火焰,生成大量白雾。
燃烧不一定有氧气参加,物质并不是只有在氧气中才可以燃烧。燃烧的本质是剧烈的氧化还原反应,所有发光放热的剧烈化学反应都称为燃烧。
Cl2的用途:
①自来水杀菌消毒:
1体积的水溶解2体积的氯气形成的溶液为氯水,为浅黄绿色。其中次氯酸HClO有强氧化性和漂泊性,起主要的消毒漂白作用。次氯酸有弱酸性,不稳定,光照或加热分解,因此久置氯水会失效。
②制漂白液、漂白粉和漂粉精
制漂白液 ,其有效成分NaClO比HClO稳定多,可长期存放制漂白粉(有效氯35%)和漂粉精(充分反应有效氯70%)
2Cl2+2Ca(OH)2=
③与有机物反应,是重要的化学工业物质。
④用于提纯Si、Ge、Ti等半导体和钛
⑤有机化工:合成塑料、橡胶、人造纤维、农药、染料和药品
八、氯离子的检验
使用硝酸银溶液,并用稀硝酸排除干扰离子(CO32-、SO32-)
HCl+AgNO3 ==
NaCl+AgNO3 ==
Na2CO3+2AgNO3 ==
Ag2CO3+2HNO3 ==
Cl-+Ag+ ==
九、二氧化硫
制法(形成):硫黄或含硫的燃料燃烧得到(硫俗称硫磺,是黄色粉末)
S+O2 ===(点燃) SO2
物理性质:无色、刺激性气味、容易液化,易溶于水(1:40体积比)
化学性质:有毒,溶于水与水反应生成 ,形成的溶液酸性,有漂白作用,遇热会变回原来颜色。这是因为H2SO3不稳定,会分解回水和SO2
SO2+H2O ==H2SO3 因此这个化合和分解的过程可以同时进行,为可逆反应。
可逆反应——在同一条件下,既可以往正反应方向发生,又可以向逆反应方向发生的化学反应称作可逆反应,用可逆箭头符号 连接。
十、一氧化氮和二氧化氮
一氧化氮在自然界形成条件为高温或放电: ,生成的一氧化氮很不稳定,在常温下遇氧气即化合生成二氧化氮:
一氧化氮的介绍:无色气体,是空气中的污染物,少量NO可以治疗心血管疾病。
二氧化氮的介绍: 色气体、刺激性气味、有毒、易液化、易溶于水,
并与水反应
十一、硫酸
物理性质:无色粘稠油状液体,不挥发,沸点高,密度比水大。
化学性质:具有酸的通性,浓硫酸具有脱水性、吸水性和强氧化性。是强氧化剂。
C12H22O11 ======(浓H2SO4) 12C+11H2O放热
2 H2SO4 (浓)+C==
还能氧化排在氢后面的金属,但不放出氢气。
2 H2SO4 (浓)+Cu ==
稀硫酸:与活泼金属反应放出H2 ,使酸碱指示剂紫色石蕊变红,与某些盐反应,与碱性氧化物反应,与碱中和
十二、硝酸
物理性质:无色液体,易挥发,沸点较低,密度比水大。
化学性质:具有一般酸的通性,浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂。还能氧化排在氢后面的金属,但不放出氢气。
HNO3(浓)+ Cu ==
HNO3(稀)+ Cu ==
反应条件不同,硝酸被还原得到的产物不同
硫酸和硝酸:浓硫酸和浓硝酸都能钝化某些金属(如 )使表面生成一层致密的氧化保护膜,隔绝内层金属与酸,阻止反应进一步发生。因此,铁铝容器可以盛装冷的浓硫酸和浓硝酸。硝酸和硫酸都是重要的化工原料和实验室必备的重要试剂。可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等。硫酸还用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸。
这是工业制硝酸的方法。
十三、氨气及铵盐
氨气的性质:无色气体,刺激性气味、密度小于空气、极易溶于水(且快)1:700体积比。溶于水发生以下反应使水溶液呈碱性: 可作红色喷泉实验。生成的一水合氨NH3-H2O是一种弱碱,很不稳定,会分解,受热更不稳定:
浓氨水易挥发除氨气,有刺激难闻的气味。
氨气能跟酸反应生成铵盐:NH3+HCl == NH4Cl (晶体)
氨是重要的化工产品,氮肥工业、有机合成工业及制造硝酸、铵盐和纯碱都离不开它。氨气容易液化为液氨,液氨气化时吸收大量的热,因此还可以用作制冷剂。
铵盐的性质:易溶于水(很多化肥都是铵盐),受热易分解,放出氨气:
NH4Cl==
NH4HCO3==
可以用于实验室制取氨气:(干燥铵盐与和碱固体混合加热)
NH4NO3+NaOH ==
2NH4Cl+Ca(OH)2 ==
用向下排空气法收集,红色石蕊试纸检验是否收集满。
第二篇:苏教版高中化学必修二知识点总结(专题一、二)
高中化学必修2知识点归纳总结
第一单元 原子核外电子排布与元素周期律
一、原子结构
★熟背前20号元素,熟悉1~20号元素原子核外电子的排布:
H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca
2.原子核外电子的排布规律:①电子总是尽先排布在能量最低的电子层里;②各电子层最多容纳的电子数是2n2;③最外层电子数不超过8个(K层为最外层不超过2个),次外层不超过18个,倒数第三层电子数不超过32个。
电子层: 一(能量最低) 二 三 四 五 六 七
对应表示符号: K L M N O P Q
3.元素、核素、同位素
元素:具有相同核电荷数的同一类原子的总称。
核素:具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子。
同位素:质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素。(对于原子来说)
二、元素周期表
1.编排原则:
①按原子序数递增的顺序从左到右排列
②将电子层数相同的各元素从左到右排成一横行。(周期序数=原子的电子层数)
③把最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序从上到下排成一纵行。
主族序数=原子最外层电子数
2.结构特点:
核外电子层数 元素种类
三、元素周期律
1.元素周期律:元素的性质(核外电子排布、原子半径、主要化合价、金属性、非金属性)随着核电荷数的递增而呈周期性变化的规律。元素性质的周期性变化实质是元素原子核外电子排布的周期性变化的必然结果。
2.同周期元素性质递变规律
第ⅠA族碱金属元素:Li Na K Rb Cs Fr(Fr是金属性最强的元素,位于周期表左下方)
第ⅦA族卤族元素:F Cl Br I At (F是非金属性最强的元素,位于周期表右上方)
★判断元素金属性和非金属性强弱的方法:
(1)金属性强(弱)——①单质与水或酸反应生成氢气容易(难);②氢氧化物碱性强(弱);③相互置换反应(强制弱)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。
(2)非金属性强(弱)——①单质与氢气易(难)反应;②生成的氢化物稳定(不稳定);③最高价氧化物的水化物(含氧酸)酸性强(弱);④相互置换反应(强制弱)2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2。
(Ⅰ)同周期比较:
(Ⅱ)同主族比较:
(Ⅲ)
比较粒子(包括原子、离子)半径的方法(“三看”):(1)先比较电子层数,电子层数多的半径大。
(2)电子层数相同时,再比较核电荷数,核电荷数多的半径反而小。
元素周期表的应用
1、元素周期表中共有个 7 周期, 3 是短周期, 3 是长周期。其中第 7 周期也被称为不完全周期。
2、在元素周期表中, ⅠA-ⅦA 是主族元素,主族和0族由短周期元素、 长周期元素 共同组成。 ⅠB -ⅦB 是副族元素,副族元素完全由长周期元素 构成。
3、元素所在的周期序数= 电子层数 ,主族元素所在的族序数= 最外层电子数,元素周期表是元素周期律的具体表现形式。在同一周期中,从左到右,随着核电荷数的递增,原子半径逐渐减小,原子核对核外电子的吸引能力逐渐增强,元素的金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强 。在同一主族中,从上到下,随着核电荷数的递增,原子半径逐渐增大 ,电子层数逐渐增多,原子核对外层电子的吸引能力逐渐 减弱 ,元素的金属性逐渐增强,非金属性逐渐 减弱 。
4、元素的结构决定了元素在周期表中的位置,元素在周期表中位置的反映了原子的结构和元素的性质特点。我们可以根据元素在周期表中的位置,推测元素的结构,预测 元素的性质 。元素周期表中位置相近的元素性质相似,人们可以借助元素周期表研究合成有特定性质的新物质。例如,在金属和非金属的分界线附近寻找 半导体 材料,在过渡元素中寻找各种优良的 催化剂 和耐高温、耐腐蚀材料。
第二单元 微粒之间的相互作用
化学键是直接相邻两个或多个原子或离子间强烈的相互作用。
1.离子键与共价键的比较
离子化合物:由离子键构成的化合物叫做离子化合物。(一定有离子键,可能有共价键)
共价化合物:原子间通过共用电子对形成分子的化合物叫做共价化合物。(只有共价键一定没有离子键)
极性共价键(简称极性键):由不同种原子形成,A-B型,如,H-Cl。
共价键
非极性共价键(简称非极性键):由同种原子形成,A-A型,如,Cl-Cl。
2.电子式:
用电子式表示离子键形成的物质的结构与表示共价键形成的物质的结构的不同点:(1)电荷:用电子式表示离子键形成的物质的结构需标出阳离子和阴离子的电荷;而表示共价键形成的物质的结构不能标电荷。(2)[ ](方括号):离子键形成的物质中的阴离子需用方括号括起来,而共价键形成的物质中不能用方括号。
3、分子间作用力定义把分子聚集在一起的作用力。由分子构成的物质,分子间作用力是影响物质的熔沸点和 溶解性 的重要因素之一。
4、水具有特殊的物理性质是由于水分子中存在一种被称为氢键的分子间作用力。水分子间的 氢键 ,是一个水分子中的氢原子与另一个水分子中的氧原子间所形成的分子间作用力,这种作用力使得水分子间作用力增加,因此水具有较高的 熔沸点。其他一些能形成氢键的分子有 HF H2O NH3 。
第三单元 从微观结构看物质的多样性
专题二 化学反应与能量变化
第一单元化学反应的速率与反应限度
1、化学反应的速率
(1)概念:化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量(均取正值)来表示。 计算公式:v(B)==
①单位:mol/(L·s)或mol/(L·min)
②B为溶液或气体,若B为固体或纯液体不计算速率。
③以上所表示的是平均速率,而不是瞬时速率。
④重要规律:(i)速率比=方程式系数比 (ii)变化量比=方程式系数比
(2)影响化学反应速率的因素:
内因:由参加反应的物质的结构和性质决定的(主要因素)。
外因:①温度:升高温度,增大速率
②催化剂:一般加快反应速率(正催化剂)
③浓度:增加C反应物的浓度,增大速率(溶液或气体才有浓度可言)
④压强:增大压强,增大速率(适用于有气体参加的反应)
⑤其它因素:如光(射线)、固体的表面积(颗粒大小)、反应物的状态(溶剂)、原电池等也会改变化学反应速率。
2、化学反应的限度——化学平衡
(1)在一定条件下,当一个可逆反应进行到正向反应速率与逆向反应速率相等时,反应物和生成物的浓度不再改变,达到表面上静止的一种“平衡状态”,这就是这个反应所能达到的限度,即化学平衡状态。
化学平衡的移动受到温度、反应物浓度、压强等因素的影响。催化剂只改变化学反应速率,对化学平衡无影响。
在相同的条件下同时向正、逆两个反应方向进行的反应叫做可逆反应。通常把由反应物向生成物进行的反应叫做正反应。而由生成物向反应物进行的反应叫做逆反应。
在任何可逆反应中,正方应进行的同时,逆反应也在进行。可逆反应不能进行到底,即是说可逆反应无论进行到何种程度,任何物质(反应物和生成物)的物质的量都不可能为0。
(2)化学平衡状态的特征:逆、动、等、定、变。
①逆:化学平衡研究的对象是可逆反应。
②动:动态平衡,达到平衡状态时,正逆反应仍在不断进行。
③等:达到平衡状态时,正方应速率和逆反应速率相等,但不等于0。即v正=v逆≠0。
④定:达到平衡状态时,各组分的浓度保持不变,各组成成分的含量保持一定。
⑤变:当条件变化时,原平衡被破坏,在新的条件下会重新建立新的平衡。
(3)判断化学平衡状态的标志:
① VA(正方向)=VA(逆方向)或nA(消耗)=nA(生成)(不同方向同一物质比较)
②各组分浓度保持不变或百分含量不变
③借助颜色不变判断(有一种物质是有颜色的)
④总物质的量或总体积或总压强或平均相对分子质量不变(前提:反应前后气体的总物质的量不相等的反应适用,即如对于反应xA+yBzC,x+y≠z )
第二单元 化学反应中的热量
1、在任何的化学反应中总伴有能量的变化。
原因:当物质发生化学反应时,断开反应物中的化学键要吸收能量,而形成生成物中的化学键要放出能量。化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量,决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。E反应物总能量>E生成物总能量,为放热反应。E反应物总能量<E生成物总能量,为吸热反应。
2、常见的放热反应和吸热反应
☆ 常见的放热反应:①所有的燃烧与缓慢氧化 ② 酸碱中和反应
③ 大多数的化合反应 ④ 金属与酸的反应
⑤ 生石灰和水反应(特殊:C+CO22CO是吸热反应) ⑥ 浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解等
☆常见的吸热反应:①铵盐和碱的反应
如Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O
②大多数分解反应如KClO3、KMnO4、CaCO3的分解等
③ 以H2、CO、C为还原剂的氧化还原反应
如:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)。
④ 铵盐溶解等
3.产生原因:化学键断裂——吸热 化学键形成——放热
放出热量的化学反应。(放热>吸热) △H 为“-”或△H <0
吸收热量的化学反应。(吸热>放热)△H 为“+”或△H >0
4、放热反应、吸热反应与键能、能量的关系
放热反应:∑E(反应物)>∑E(生成物)
其实质是,反应物断键吸收的能量<生成物成键释放的能量,。可理解为,由于放出热量,整个体系能量降低
吸热反应:∑E(反应物)<∑E(生成物)
其实质是:反应物断键吸收的能量>生成物成键释放的能量,。可理解为,由于吸收热量,整个体系能量升高。
5、热化学方程式
书写化学方程式注意要点:
①热化学方程式必须标出能量变化。
②热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态(g,l,s分别表示固态,液态,气态,水溶液中溶质用aq表示)
③热化学反应方程式要指明反应时的温度和压强。
④热化学方程式中的化学计量数可以是整数,也可以是分数
⑤各物质系数加倍,△H加倍;反应逆向进行,△H改变符号,数值不变
第三单元化学能与电能的转化
原电池:
1、概念: 将化学能转化为电能的装置叫做原电池
2、组成条件:①两个活泼性不同的电极② 电解质溶液③ 电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路④某一电极与电解质溶液发生氧化还原反应
原电池的工作原理:通过氧化还原反应(有电子的转移)把化学能转变为电能。
3、电子流向:外电路: 负 极—→导线—→ 正 极
内电路:盐桥中阴 离子移向负极的电解质溶液,盐桥中阳 离子移向正极的电解质溶液。
电流方向:正极—→导线—→负极
4、电极反应:以锌铜原电池为例:
负极:氧化反应:Zn-2e=Zn2+ (较活泼金属)较活泼的金属作负极,负极发生氧化反应,电极反应式:较活泼金属-ne-=金属阳离子负极现象:负极溶解,负极质量减少。
正极:还原反应: 2H++2e=H2↑(较不活泼金属)较不活泼的金属或石墨作正极,正极发生还原反应,电极反应式:溶液中阳离子+ne-=单质,正极的现象:一般有气体放出或正极质量增加。
总反应式:Zn+2H+=Zn2++H2↑
5、正、负极的判断:
(1)从电极材料:一般较活泼金属为负极;或金属为负极,非金属为正极。
(2)从电子的流动方向负极流入正极
(3)从电流方向正极流入负极
(4)根据电解质溶液内离子的移动方向 阳离子流向正极,阴离子流向负极
(5)根据实验现象①溶解的一极为负极②增重或有气泡一极为正极
6、原电池电极反应的书写方法:
(i)原电池反应所依托的化学反应原理是氧化还原反应,负极反应是氧化反应,正极反应是还原反应。因此书写电极反应的方法归纳如下:
①写出总反应方程式。 ②把总反应根据电子得失情况,分成氧化反应、还原反应。
③氧化反应在负极发生,还原反应在正极发生,反应物和生成物对号入座,注意酸碱介质和水等参与反应。
(ii)原电池的总反应式一般把正极和负极反应式相加而得。
7、原电池的应用:①加快化学反应速率,如粗锌制氢气速率比纯锌制氢气快。②比较金属活动性强弱。③设计原电池。④金属的腐蚀。
化学电池:
1、电池的分类:化学电池、太阳能电池、原子能电池
2、化学电池:借助于化学能直接转变为电能的装置
3、化学电池的分类: 一次电池 、 二次电池 、 燃料电池
一次电池
1、常见一次电池:碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等
二次电池
1、二次电池:放电后可以再充电使活性物质获得再生,可以多次重复使用,又叫充电电池或蓄电池。
2、电极反应:铅蓄电池
放电:负极(铅): Pb+-2e- =PbSO4↓
正极(氧化铅):PbO2+4H+++2e- =PbSO4↓+2H2O
充电:阴极: PbSO4+2H2O-2e- =PbO2+4H++
阳极: PbSO4+2e- =Pb+
两式可以写成一个可逆反应: PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4↓+2H2O
3\目前已开发出新型蓄电池:银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池
三、燃料电池
1、燃料电池:是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池
2、电极反应:一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同,可根据燃烧反应写出总的电池反应,但不注明反应的条件。,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,不过要注意一般电解质溶液要参与电极反应。以氢氧燃料电池为例,铂为正、负极,介质分为酸性、碱性和中性。
当电解质溶液呈酸性时:
负极:2H2-4e- =4H+ 正极:O2+4 e- +4H+ =2H2O
当电解质溶液呈碱性时:
负极: 2H2+4OH--4e-=4H2O 正极:O2+2H2O+4 e-=4OH-
另一种燃料电池是用金属铂片插入KOH溶液作电极,又在两极上分别通甲烷?燃料?和氧气?氧化剂?。电极反应式为:
负极:CH4+10OH-+8e-? =7H2O;
正极:4H2O+2O2+8e-? =8OH-?。
电池总反应式为:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O
3、燃料电池的优点:能量转换率高、废弃物少、运行噪音低
四、废弃电池的处理:回收利用
电解池:
一、电解原理
1、电解池:把电能转化为化学能的装置也叫电解槽
2、电解:电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程
3、放电:当离子到达电极时,失去或获得电子,发生氧化还原反应的过程
4、电子流向:
(电源)负极—(电解池)阴极—(离子定向运动)电解质溶液—(电解池)阳极—(电源)正极
5、电极名称及反应:
阳极:与直流电源的 正极 相连的电极,发生氧化 反应
阴极:与直流电源的 负极 相连的电极,发生 还原 反应
6、电解CuCl2溶液的电极反应:
阳极: 2Cl- -2e-=Cl2 (氧化)
阴极: Cu2++2e-=Cu(还原)
总反应式: CuCl2 =Cu+Cl2↑
7、电解本质:电解质溶液的导电过程,就是电解质溶液的电解过程
☆规律总结:电解反应离子方程式书写:
放电顺序:
阳离子放电顺序
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸电离的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
阴离子的放电顺序
是惰性电极时:S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根离子)>F-(SO32-/MnO4->OH-)
是活性电极时:电极本身溶解放电
注意先要看电极材料,是惰性电极还是活性电极,若阳极材料为活性电极(Fe、Cu)等金属,则阳极反应为电极材料失去电子,变成离子进入溶液;若为惰性材料,则根据阴阳离子的放电顺序,依据阳氧阴还的规律来书写电极反应式。
电解质水溶液点解产物的规律
上述四种类型电解质分类:
(1)电解水型:含氧酸,强碱,活泼金属含氧酸盐
(2)电解电解质型:无氧酸,不活泼金属的无氧酸盐(氟化物除外)
(3)放氢生碱型:活泼金属的无氧酸盐
(4)放氧生酸型:不活泼金属的含氧酸盐
二、电解原理的应用
1、电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气
(1)、电镀应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法
(2)、电极、电解质溶液的选择:
阳极:镀层金属,失去电子,成为离子进入溶液 M— ne — == M n+
阴极:待镀金属(镀件):溶液中的金属离子得到电子,成为金属原子,附着在金属表面
M n+ + ne — == M
电解质溶液:含有镀层金属离子的溶液做电镀液
镀铜反应原理
阳极(纯铜):Cu-2e-=Cu2+,阴极(镀件):Cu2++2e-=Cu,
电解液:可溶性铜盐溶液,如CuSO4溶液
(3)、电镀应用之一:铜的精炼
阳极:粗铜;阴极: 纯铜电解质溶液: 硫酸铜
3、电冶金
(1)、电冶金:使矿石中的 金属阳离子 获得电子,从它们的化合物中还原出来用于冶炼活泼金属,如钠、镁、钙、铝
(2)、电解氯化钠:
通电前,氯化钠高温下熔融:NaCl == Na + + Cl—
通直流电后:阳极:2Na+ + 2e— == 2Na 阴极:2Cl— — 2e— == Cl2↑
☆规律总结:原电池、电解池、电镀池的判断规律
(1)若无外接电源,又具备组成原电池的三个条件。①有活泼性不同的两个电极;②两极用导线互相连接成直接插入连通的电解质溶液里;③较活泼金属与电解质溶液能发生氧化还原反应(有时是与水电离产生的H+作用),只要同时具备这三个条件即为原电池。
(2)若有外接电源,两极插入电解质溶液中,则可能是电解池或电镀池;当阴极为金属,阳极亦为金属且与电解质溶液中的金属离子属同种元素时,则为电镀池。
(3)若多个单池相互串联,又有外接电源时,则与电源相连接的装置为电解池成电镀池。若无外接电源时,先选较活泼金属电极为原电池的负极(电子输出极),有关装置为原电池,其余为电镀池或电解池。
☆ 原电池,电解池,电镀池的比较
☆☆原电池与电解池的极的得失电子联系图:
金属的电化学腐蚀和防护
一、金属的电化学腐蚀
(1)金属腐蚀内容:
(2)金属腐蚀的本质:都是金属原子失去 电子而被氧化的过程
(3)金属腐蚀的分类:
化学腐蚀— 金属和接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀
电化学腐蚀— 不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生原电池反应。比较活泼的金属失去电子而被氧化,这种腐蚀叫做电化学腐蚀。
化学腐蚀与电化腐蚀的比较
(4)、电化学腐蚀的分类:
析氢腐蚀——腐蚀过程中不断有氢气放出
①条件:潮湿空气中形成的水膜,酸性较强(水膜中溶解有CO2、SO2、H2S等气体)
②电极反应:负极: Fe – 2e- = Fe2+
正极: 2H+ + 2e- = H2 ↑
总式:Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 ↑
吸氧腐蚀——反应过程吸收氧气
①条件:中性或弱酸性溶液
②电极反应: 负极: 2Fe – 4e- = 2Fe2+
正极: O2+4e- +2H2O = 4OH-
总式:2Fe + O2 +2H2O =2 Fe(OH)2
离子方程式:Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2
生成的 Fe(OH)2被空气中的O2氧化,生成 Fe(OH)3 , Fe(OH)2 + O2 + 2H2O == 4Fe(OH)3
Fe(OH)3脱去一部分水就生成Fe2O3·x H2O(铁锈主要成分)
规律总结:
金属腐蚀快慢的规律:在同一电解质溶液中,金属腐蚀的快慢规律如下:
电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀
防腐措施由好到坏的顺序如下:
外接电源的阴极保护法>牺牲负极的正极保护法>有一般防腐条件的腐蚀>无防腐条件的腐蚀
金属的电化学防护
1、利用原电池原理进行金属的电化学防护
(1)、牺牲阳极的阴极保护法
原理:原电池反应中,负极被腐蚀,正极不变化
应用:在被保护的钢铁设备上装上若干锌块,腐蚀锌块保护钢铁设备
负极:锌块被腐蚀;正极:钢铁设备被保护
(2)、外加电流的阴极保护法
原理:通电,使钢铁设备上积累大量电子,使金属原电池反应产生的电流不能输送,从而防止金属被腐蚀
应用:把被保护的钢铁设备作为阴极,惰性电极作为辅助阳极,均存在于电解质溶液中,接上外加直流电源。通电后电子大量在钢铁设备上积累,抑制了钢铁失去电子的反应。
2、改变金属结构:把金属制成防腐的合金
3、把金属与腐蚀性试剂隔开:电镀、油漆、涂油脂、表面钝化等
第四单元 太阳能、生物质能和氢能的利用
1、能源的分类:
2、太阳能的利用方式:①光能→化学能 ②光能→热能 ③光能→电能
3、生物质能的利用
生物质能来源于植物及其加工产品贮存的能量。
生物质能源是一种理想的可再生能源,其具有以下特点:
①可再生性 ②低污染性 ③广泛的分布性
生物质能的利用方式:
① 直接燃烧
缺点:生物质燃烧过程的生物质能的净转化效率在20-40%之间。
(C6H10O5)n +6n O2 → 6n CO2 +5n H2O
用含糖类、淀粉(C6H10O5)n较多的农作物(如玉米、高粱)为原料,制取乙醇。
② 生物化学转换 ③热化学转换
氢能的开发与利用
氢能的特点:
①、是自然界存在最普遍的元素 ②、发热值高③、氢燃烧性能好,点燃快
④、氢本身无毒⑤、氢能利用形式⑥、理想的清洁能源之一