高二化学选修4知识点总结
高二化学知识点总结选修四

高二化学知识点总结选修四高二化学知识点总结选修四目录第一章、化学反应与能量第一节、化学反应与能量的变化第二节、燃烧热、能源第三节、化学反应热的计算第二章、化学反应速率和化学平衡第一节、化学反应速率第二节、影响化学反应速率的因素第三节、化学平衡第四节、化学反应进行的方向第三章、水溶液中的离子平衡第一节、弱电解质的电离第二节、水的电离和溶液的酸碱性第三节、盐类的水解第四节、难溶电解质的溶解平衡第四章、电化学基础第一节、原电池第二节、化学电源第三节、电解池第四节、金属的电化学腐蚀与防护第一章化学反应与能量考点1:吸热反应与放热反应1、吸热反应与放热反应的区别特别注意:反应是吸热还是放热与反应的条件没有必然的联系,而决定于反应物和生成物具有的总能量(或焓)的相对大小。
2、常见的放热反应①一切燃烧反应;②活泼金属与酸或水的反应;③酸碱中和反应;④铝热反应;⑤大多数化合反应(但有些化合反应是吸热反应,如:N2+O2=2NO,CO2+C=2CO 等均为吸热反应)。
3、常见的吸热反应①Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应;②大多数分解反应是吸热反应③等也是吸热反应;④水解反应考点2:反应热计算的依据1.根据热化学方程式计算反应热与反应物各物质的物质的量成正比。
2.根据反应物和生成物的总能量计算ΔH=E生成物-E反应物。
3.根据键能计算ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和。
4.根据盖斯定律计算化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与反应的途径无关。
即如果一个反应可以分步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的。
温馨提示:①盖斯定律的主要用途是用已知反应的反应热来推知相关反应的反应热。
②热化学方程式之间的“+”“-”等数学运算,对应ΔH也进行“+”“-”等数学计算。
5.根据物质燃烧放热数值计算:Q(放)=n(可燃物)×|ΔH|。
第二章化学反应速率与化学平衡考点1:化学反应速率1、化学反应速率的表示方法___________。
高中化学选修四的知识点总结

高中化学选修四的知识点总结高中化学选修四的知识1化学反应速率和化学平衡一、化学反应速率1.化学反应速率(v)⑴定义:用来衡量化学反应的快慢,单位时间内反应物或生成物的物质的量的变化⑵表示:单位时间内反应浓度的减少或生成物浓度的增加来表示⑶计算公式:v=Δc/Δt(υ:平均速率,Δc:浓度变化,Δt:时间)单位:mol/(L·s)⑷影响因素:①决定因素(内因):反应物的性质(决定因素)②条件因素(外因):反应所处的条件注意:(1)参加反应的物质为固体和液体,由于压强的变化对浓度几乎无影响,可以认为反应速率不变。
(2)惰性气体对于速率的影响①恒温恒容时:充入惰性气体→总压增大,但是各分压不变,各物质浓度不变→反应速率不变②恒温恒体时:充入惰性气体→体积增大→各反应物浓度减小→反应速率减慢二、化学平衡(一)1.定义:化学平衡状态:一定条件下,当一个可逆反应进行到正逆反应速率相等时,更组成成分浓度不再改变,达到表面上静止的一种“平衡”,这就是这个反应所能达到的限度即化学平衡状态。
2、化学平衡的特征逆(研究前提是可逆反应)等(同一物质的正逆反应速率相等)动(动态平衡)定(各物质的浓度与质量分数恒定)变(条件改变,平衡发生变化)3、判断平衡的依据(二)影响化学平衡移动的因素1.浓度对化学平衡移动的影响(1)影响规律:在其他条件不变的情况下,增大反应物的浓度或减少生成物的浓度,都可以使平衡向正方向移动;增大生成物的浓度或减小反应物的浓度,都可以使平衡向逆方向移动(2)增加固体或纯液体的量,由于浓度不变,所以平衡不移动(3)在溶液中进行的反应,如果稀释溶液,反应物浓度减小,生成物浓度也减小,V正减小,V逆也减小,但是减小的程度不同,总的结果是化学平衡向反应方程式中化学计量数之和大的方向移动。
2、温度对化学平衡移动的影响影响规律:在其他条件不变的情况下,温度升高会使化学平衡向着吸热反应方向移动,温度降低会使化学平衡向着放热反应方向移动。
【人教版】高中化学选修4知识点总结:第二章化学反应速率和化学平衡

第二章化学反应速率和化学平衡一、化学反应速率课标要求1、掌握化学反应速率的含义及其计算2、了解测定化学反应速率的实验方法要点精讲1、化学反应速率(1)化学反应速率的概念化学反应速率是用来衡量化学反应进行的快慢程度的物理量。
(2)化学反应速率的表示方法对于反应体系体积不变的化学反应,通常用单位时间内反应物或生成物的物质的量浓度的变化值表示。
某一物质A的化学反应速率的表达式为:式中——某物质A的浓度变化,常用单位为mol·L-1。
——某段时间间隔,常用单位为s,min,h。
υ——物质A的反应速率,常用单位是mol·L-1·s-1,mol·L-1·s-1等。
(3)化学反应速率的计算规律①同一反应中不同物质的化学反应速率间的关系同一时间内,用不同的物质表示的同一反应的反应速率数值之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。
②化学反应速率的计算规律同一化学反应,用不同物质的浓度变化表示的化学反应速率之比等于反应方程式中相应的物质的化学计量数之比,这是有关化学反应速率的计算或换算的依据。
(4)化学反应速率的特点①反应速率不取负值,用任何一种物质的变化来表示反应速率都不取负值。
②同一化学反应选用不同物质表示反应速率时,可能有不同的速率数值,但速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。
③化学反应速率是指时间内的“平均”反应速率。
小贴士:①化学反应速率通常指的是某物质在某一段时间内化学反应的平均速率,而不是在某一时刻的瞬时速率。
②由于在反应中纯固体和纯液体的浓度是恒定不变的,因此对于有纯液体或纯固体参加的反应一般不用纯液体或纯固体来表示化学反应速率。
其化学反应速率与其表面积大小有关,而与其物质的量的多少无关。
通常是通过增大该物质的表面积(如粉碎成细小颗粒、充分搅拌、振荡等)来加快反应速率。
③对于同一化学反应,在相同的反应时间内,用不同的物质来表示其反应速率,其数值可能不同,但这些不同的数值表示的都是同一个反应的速率。
高中化学选修4知识点总结

高中化学选修4知识点总结高中化学选修4知识点总结一、化学反应平衡与化学平衡常量1.化学反应平衡的概念2.热力学因素对平衡的影响3.影响化学反应平衡的因素4.化学反应的矛盾特性5.化学平衡常量的计算6.平衡常量与反应速率的关系7.实际化学系统中的平衡常量二、氧化还原反应1.氧化还原反应的概念2.氧化还原反应的历史3.原子价与氧化数4.氧化还原反应中的电极反应5.电势差和标准电势6.氧化还原反应的热力学和电化学特性7.氧化还原反应的工业应用三、酸碱理论及其应用1.传统酸碱理论2.布朗斯特德酸碱理论3.酸碱反应的热力学特性4.强酸强碱与弱酸弱碱的电离度5.酸碱滴定的应用6.酸碱指示剂的应用四、配位化学1.配位化学的概念2.配合物的形成与稳定性3.配位场理论4.五大分子组成的配合物5.配合物的应用五、有机材料和化学反应原理1.有机材料的基本概念和种类2.烃类化合物的结构和命名方法3.芳香族化合物的结构、性质和化学反应4.醇、酚和醛类化合物的结构、性质和化学反应5.酮、酸、酯和羧酸类化合物的结构、性质和化学反应6.含氮有机化合物的结构、性质和反应六、基因工程1.基因的概念2.遗传密码的概念3.重组DNA技术的基本原理4.基因克隆技术的应用5.基因工程在医学、农业和能源等领域的应用七、无机化学中的材料科学1.玻璃2.电子材料3.电池材料4.金属材料5.生物材料八、化学热力学1.热力学的基本概念和第一定律2.内能、焓和熵的概念3.热力学第二定律和热力学函数的应用4.吉布斯自由能和化学平衡的关系5.广义力学的概念及应用。
以上是高中化学选修4知识点总结,学习这些知识点可以帮助我们深入了解化学的基本概念和原理,促进学生对化学科学的进一步研究和深入理解。
高中化学选修4第三章知识点分类总结

高中化学选修4第三章知识点分类总结一、知识概述《高中化学选修4第三章知识点》①基本定义:高中化学选修4第三章主要涉及水溶液中的离子平衡相关知识。
像弱电解质的电离平衡,就是说有些电解质在水溶液里只有一部分分子电离成离子,比如醋酸,它在水中不完全电离。
盐类的水解平衡就是盐的离子与水电离出的氢离子或氢氧根离子结合生成弱电解质的反应平衡,例如氯化铵水解使溶液显酸性。
沉淀溶解平衡就是在一定温度下,难溶电解质饱和溶液中里各离子浓度幂之积是一个常数。
②重要程度:这一章节是高中化学的重点内容。
它是对之前化学知识关于溶液体系的深入研究,在解释化学反应的方向和限度、物质的溶解性等方面有重要意义,在整个化学反应原理体系中起着承接前后知识的关键作用。
③前置知识:需要先掌握化学平衡的基本概念,对于开率、转化率等有所了解;还应熟悉电解质、非电解质等基础概念;以及水的离子积等基础知识。
④应用价值:在实际生活中有很多应用,比如在水处理中,通过调节pH控制水中某些金属离子的沉淀溶解平衡,防止金属离子污染。
在工业上,理解盐类水解在某些化工过程中调整溶液酸碱度。
二、知识体系①知识图谱:这部分内容处于化学反应原理板块的重要位置,连接着化学平衡理论与电解质溶液相关知识,是理解溶液中反应的重要理论组成部分。
②关联知识:与化学平衡、电解质溶液的性质、酸碱中和反应等知识点紧密联系。
比如化学平衡中的勒夏特列原理同样适用于电离平衡、水解平衡和沉淀溶解平衡。
③重难点分析:- 重难点之一是理解各种平衡常数的意义和计算。
例如电离常数能够反映弱电解质电离程度的大小。
要正确理解这些常数表达式中各离子浓度的含义以及它们与温度等因素的关系。
- 盐类水解原理也是难点。
不同盐的水解情况复杂,像强碱弱酸盐、强酸弱碱盐、弱酸弱碱盐的水解结果都不同。
- 掌握这些平衡知识在实际生产生活中的应用是重点。
比如在分析土壤酸碱度对农作物生长的影响时,就涉及盐类水解的知识。
④考点分析:- 在考试中非常重要,经常出现在选择题、填空题和简答题中。
高中化学选修4化学反应原理知识点总结(史上最全)

选修4知识点汇总一、焓变反应热1.反应热:一定条件下,一定物质的量的反应物之间完全反应所放出或吸收的热量2.焓变(ΔH)的意义:在恒压条件下进行的化学反应的热效应(1).符号:△H (2).单位:kJ/mol 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☆常见的放热反应:①所有的燃烧反应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⑥浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解等☆常见的吸热反应:①晶体Ba(OH) 2•8H2O与NH4Cl ②大多数的分解反应③以H2、CO、C为还原剂的氧化还原反应④铵盐溶解等二、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,数值不变例:CH4 (g) + 2O2 (g) = CO2 (g) + 2H2O (l) ΔH=-890.3 kJ/mol三、燃烧热1.概念:25℃,101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。
燃烧热的单位用kJ/mol表示。
※注意以下几点:①研究条件:25℃,101kPa ②反应程度:完全燃烧,产物是稳定的氧化物。
(C→CO2,S→SO2,H→H2O,只能在氧气中燃烧。
)③燃烧物的物质的量:1mol④研究内容:放出的热量。
(ΔH<0,单位kJ/mol)四、中和热(常考选择:判断热化学方程式是否正确)1.概念:在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应而生成1molH2O,这时的反应热叫中和热。
2.强酸与强碱的中和反应其实质是H+和OH-反应,其热化学方程式为:H+(aq) +OH-(aq) =H2O(l) ,ΔH=-57.3kJ/mol3.弱酸或弱碱电离要吸收热量,所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3kJ/mol。
化学选修4能源知识点总结
化学选修4能源知识点总结一、基本能源概念1. 能源的定义和分类能源是指可以促使物体发生变化或者驱动某些过程的物质或者现象。
根据能源的来源和形式,能源可以分为传统能源和非传统能源。
传统能源主要包括化石能源,如煤炭、石油和天然气;非传统能源则包括可再生能源,如太阳能、风能、水能等。
2. 化石能源的形成和利用化石能源主要是指成因于生物遗体、生物碎屑等经过长时间的地质作用而形成的矿物质、燃料等。
其利用可以满足人类的能源需求,但同时也会导致环境污染和温室气体排放等问题。
3. 可再生能源的特点和利用可再生能源是指可以通过自然过程不断产生和更新的能源,如太阳能、风能、水能等。
其利用具有环保和可持续发展的特点,对于缓解环境问题和能源供应具有重要意义。
二、化石能源的利用和问题1. 化石能源的利用和转化化石能源主要指煤炭、石油和天然气,它们被广泛用于发电、工业生产、交通运输等领域。
在利用过程中,煤炭通常通过燃烧来产生热能,而石油和天然气则可以提取燃料和化工原料。
2. 化石能源的问题和环境影响化石能源的利用会导致大量的二氧化碳和其他污染物排放,加剧全球气候变化和空气污染问题。
此外,化石能源的开采也会对地表和地下环境造成破坏,引发地质灾害和生态问题。
三、可再生能源的利用和发展1. 太阳能的利用太阳能是地球上最主要的能源之一,其利用方式包括光热能利用和光电能利用。
光热能利用是通过集热器等设备将太阳光转化为热能,用于供热或发电;光电能利用则是通过光伏电池将太阳光转化为电能。
2. 风能的利用风能是指大气运动过程中的动能,可以通过风力发电装置将其转化为电能。
风能利用的优点是无污染、可再生和资源广泛,但也面临着风速不稳定和设备成本高等问题。
3. 水能的利用水能是指水流、水位差等形式的动能,可以通过水电站等设备将其转化为电能。
水能利用的优点是效率高、储存方便和可调节性强,但也会对生态环境和水资源产生影响。
四、能源转化和利用技术1. 燃烧技术燃烧是指将燃料与氧气发生化学反应,产生热能和其他产物的过程。
人教版高中化学选修四知识点汇总
人教版高中化学选修四知识点汇总一、化学反应与能量。
1. 焓变、反应热。
焓(H)是个啥呢?就像是化学反应能量的一种“账本”。
焓变(ΔH)就是反应前后这个“账本”的差值。
反应热呢,大多数时候就等于焓变。
如果ΔH < 0,那这个反应就是放热反应,就像你冬天抱着个暖手宝,暖手宝在放热给你。
要是ΔH>0,这就是个吸热反应,就好比你要加热冰块让它融化,得给它热量。
计算反应热有个好帮手叫盖斯定律。
就好比你从A地到C地,可以直接走,也可以先到B地再到C地,不管你咋走,总能量变化是一样的。
盖斯定律就是说不管反应是一步完成还是分几步完成,反应热的总值是不变的。
你可以通过已知反应的反应热来计算那些不好直接测量的反应的反应热。
2. 燃烧热和中和热。
燃烧热是指1 mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量。
比如说,1 mol碳完全燃烧生成二氧化碳时放出的热量就是碳的燃烧热。
这里要注意是1 mol 哦,而且得是完全燃烧生成稳定的东西,像碳就不能只生成一氧化碳。
中和热呢,是强酸强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol水时所放出的热量,大概是 57.3 kJ/mol。
不过要是弱酸或者弱碱参加反应,因为它们电离还要吸收热量,所以中和热的数值就会比 57.3 kJ/mol小一些。
3. 热化学方程式。
热化学方程式就像是化学反应的能量版说明书。
写热化学方程式的时候,首先要注明反应物和生成物的状态,因为状态不同,能量也不一样。
就像水,液态水和气态水能量就不同。
然后呢,要写上反应热ΔH,并且要注意单位是kJ/mol。
如果反应逆向进行,反应热的数值不变,符号相反,就像你把一个放热反应倒过来做,那就变成吸热反应了。
二、化学反应速率和化学平衡。
1. 化学反应速率。
化学反应速率就是看这个反应进行得快还是慢。
可以用单位时间内反应物浓度的减少或者生成物浓度的增加来表示。
就像你看一个水池放水,单位时间里水减少的量就可以表示放水的速度。
它的计算公式是v = Δc/Δt。
化学选修4第二章知识点总结
化学选修4第二章知识点总结一、章节概述本章节主要介绍了化学反应的基本原理和概念,包括化学反应的类型、化学方程式的书写规则、反应速率的影响因素以及化学平衡的概念。
二、化学反应类型1. 合成反应- 定义:两种或两种以上的物质反应生成一种新物质的反应。
- 举例:N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)2. 分解反应- 定义:一种物质分解生成两种或两种以上的物质的反应。
- 举例:2H2O(l) → 2H2(g) + O2(g)3. 置换反应- 定义:一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质和化合物的反应。
- 举例:Zn(s) + 2HCl(aq) → ZnCl2(aq) + H2(g)4. 还原-氧化反应(红ox反应)- 定义:反应中涉及电子转移的反应,通常伴随着氧化剂和还原剂的产生。
- 举例:2Na(s) + Cl2(g) → 2NaCl(s)三、化学方程式的书写规则1. 守恒原则- 确保方程式两边的原子数相等。
2. 条件标注- 反应条件如温度、压力、催化剂等应在方程式旁边标注。
3. 状态标记- 反应物和生成物的物理状态(s, l, g, aq)应在化学式后面标注。
四、反应速率的影响因素1. 浓度- 反应速率通常与反应物的浓度成正比。
2. 温度- 温度升高,反应速率通常加快。
3. 催化剂- 催化剂可以改变反应速率,但不改变反应的平衡位置。
4. 表面积- 反应物的表面积增大,反应速率加快。
五、化学平衡1. 动态平衡- 反应物和生成物同时以相等的速率进行反应和生成,宏观上看不到变化。
2. 平衡常数- 描述反应平衡状态的一个量,与温度有关。
3. 勒夏特列原理- 系统会调整自身以减少外界条件变化带来的影响。
六、本章重要实验1. 实验名称- 实验目的、原理、步骤、注意事项。
2. 实验名称- 实验目的、原理、步骤、注意事项。
七、习题解析1. 题目- 解答步骤、关键点分析。
2. 题目- 解答步骤、关键点分析。
化学选修4知识点总结
1. 化学平衡1.1 平衡状态•可逆反应达到动态平衡时,正逆反应速率相等,但不为零。
•平衡状态下,反应物和生成物的浓度不再发生变化。
1.2 平衡常数•平衡常数K表示在一定温度下,可逆反应达到平衡时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积。
•平衡常数只与温度有关,与浓度、压强无关。
1.3 影响平衡的因素•浓度变化:增加反应物浓度或减少生成物浓度,平衡向正反应方向移动;反之,平衡向逆反应方向移动。
•压强变化:对于有气体参与的反应,增加压强,平衡向气体体积减小的方向移动;减少压强,平衡向气体体积增大的方向移动。
•温度变化:升高温度,平衡向吸热的方向移动;降低温度,平衡向放热的方向移动。
2. 化学反应速率与化学平衡2.1 反应速率•平均化学反应速率v = Δc/Δt,单位为mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1。
•反应速率与反应物浓度、反应物性质、温度、催化剂等因素有关。
2.2 影响反应速率的因素•反应物浓度:增加反应物浓度,反应速率增大。
•温度:升高温度,反应速率增大。
•催化剂:加入催化剂,反应速率增大。
•固体表面积:增大固体表面积,反应速率增大。
2.3 化学平衡与反应速率的关系•当反应速率大于平衡速率时,平衡向正反应方向移动;当反应速率小于平衡速率时,平衡向逆反应方向移动。
3. 难溶电解质与沉淀溶解平衡3.1 溶度积•溶度积Ksp表示在一定温度下,难溶电解质在水中达到饱和时,电解质离子浓度的乘积。
•Ksp只与温度有关,与浓度、压强无关。
3.2 沉淀溶解平衡•当Qc > Ksp时,溶液中会产生沉淀;当Qc = Ksp时,溶液处于饱和状态;当Qc < Ksp时,溶液中无沉淀生成。
3.3 沉淀的转化•当两种难溶电解质溶液混合时,溶解度更小的电解质会转化为溶解度更小的沉淀。
4. 酸碱平衡4.1 酸碱理论•酸:能够释放H+离子的物质。
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高二化学知识点总结化学反应原理复习(一)第1章、化学反应与能量转化化学反应的实质是反应物化学键的断裂和生成物化学键的形成,化学反应过程中伴随着能量的释放或吸收。
一、化学反应的热效应1、化学反应的反应热(1)反应热的概念:当化学反应在一定的温度下进行时,反应所释放或吸收的热量称为该反应在此温度下的热效应,简称反应热。
用符号Q表示。
(2)反应热与吸热反应、放热反应的关系。
Q>0时,反应为吸热反应;Q<0时,反应为放热反应。
(3)反应热的测定测定反应热的仪器为量热计,可测出反应前后溶液温度的变化,根据体系的热容可计算出反应热,计算公式如下:Q=-C(T2-T1)式中C表示体系的热容,T1、T2分别表示反应前和反应后体系的温度。
实验室经常测定中和反应的反应热。
2、化学反应的焓变(1)反应焓变物质所具有的能量是物质固有的性质,可以用称为“焓”的物理量来描述,符号为H,单位为kJ·mol-1。
反应产物的总焓与反应物的总焓之差称为反应焓变,用ΔH表示。
(2)反应焓变ΔH与反应热Q的关系。
对于等压条件下进行的化学反应,若反应中物质的能量变化全部转化为热能,则该反应的反应热等于反应焓变,其数学表达式为:Qp=ΔH=H(反应产物)-H(反应物)。
(3)反应焓变与吸热反应,放热反应的关系:ΔH>0,反应吸收能量,为吸热反应。
ΔH<0,反应释放能量,为放热反应。
(4)反应焓变与热化学方程式:把一个化学反应中物质的变化和反应焓变同时表示出来的化学方程式称为热化学方程式,如:H2(g)+O2(g)-1=H2O(l);ΔH(298K)=-285.8kJm·ol书写热化学方程式应注意以下几点:①化学式后面要注明物质的聚集状态:固态(s)、液态(l)、气态(g)、溶液(aq)。
②化学方程式后面写上反应焓变ΔH,ΔH的单位是J·mol -1或kJ·mol-1,且ΔH后注明反应温度。
③热化学方程式中物质的系数加倍,ΔH的数值也相应加倍。
3、反应焓变的计算(1)盖斯定律对于一个化学反应,无论是一步完成,还是分几步完成,其反应焓变一样,这一规律称为盖斯定律。
(2)利用盖斯定律进行反应焓变的计算。
常见题型是给出几个热化学方程式,合并出题目所求的热化学方程式,根据盖斯定律可知,该方程式的ΔH为上述各热化学方程式的ΔH的代数和。
(3)根据标准摩尔生成焓,Δf H mθ计算反应焓变ΔH。
对任意反应:aA+bB=cC+dDθ(C)+dΔf H m θ(D)]-[aΔf H mθ(A)+bΔf H mθ(B)]ΔH=[cΔf H m二、电能转化为化学能——电解 1、电解的原理 (1)电解的概念:在直流电作用下,电解质在两上电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程叫做电解。
电能转化为化学能的装 置叫做电解池。
(2)电极反应:以电解熔融的NaCl 为例:--。
阳极:与电源正极相连的电极称为阳极,阳极发生氧化反应:2Cl→Cl2↑+2e阴极:与电源负极相连的电极称为阴极,阴极发生还原反应:Na→Na 。
++e -总方程式:2NaCl(熔)2Na +Cl 2↑2、电解原理的应用(1)电解食盐水制备烧碱、氯气和氢气。
阳极:2Cl --→Cl 2+2e阴极:2H++e - →H 2↑总反应:2NaCl +2H 2O2NaOH +H 2↑+Cl 2↑ (2)铜的电解精炼。
粗铜(含Zn 、Ni 、Fe 、Ag 、Au 、Pt)为阳极,精铜为阴极,CuSO 4溶液为电解质溶液。
阳极反应:Cu →Cu 2++2e -,还发生几个副反应 Zn →Zn 2++2e -;Ni →Ni 2++2e- 2++2e -Fe →Fe Au 、Ag 、Pt 等不反应,沉积在电解池底部形成阳极泥。
-阴极反应:Cu →Cu2++2e (3)电镀:以铁表面镀铜为例 待镀金属Fe 为阴极,镀层金属Cu 为阳极,CuSO 4溶液为电解质溶液。
阳极反应:Cu →Cu 2+- +2e 阴极反应:Cu 2→Cu++2e -三、化学能转化为电能——电池 1、原电池的工作原理 (1)原电池的概念:把化学能转变为电能的装置称为原电池。
(2)Cu -Zn 原电池的工作原理:如图为Cu -Zn 原电池,其中Zn 为负极,Cu 为正极,构成闭合回路后的现象是:Zn 片逐渐溶解,Cu 片上有气泡产生,电流计指针发生偏转。
该原电池反应原理为:Zn失电子,负极反应为:Zn→Zn 2++2e-;Cu得电子,正极反应为:2H ++2e -→H2。
电子定向移动形成电流。
总反应为:Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu。
(3)原电池的电能若两种金属做电极,活泼金属为负极,不活泼金属为正极;若一种金属和一种非金属做电极,金属为负极,非金属为正极。
2、化学电源(1)锌锰干电池负极反应:Zn →Zn 2-;++2e正极反应:2NH 4++2e -++2e - →2NH 3+H 2; (2)铅蓄电池2-PbSO 4+2e-负极反应:Pb +SO 4正极反应:PbO 2+4H ++SO 2-+2e -4PbSO 4+2H 2O 放电时总反应:Pb +PbO 2+2H 2SO 4=2PbSO 4+2H 2O 。
充电时总反应:2PbSO 4+2H 2O =Pb +PbO 2+2H 2SO 4。
(3)氢氧燃料电池负极反应:2H 2+4OH --→4H 2O +4e --正极反应:O 2+2H 2O +4e→4OH电池总反应:2H 2+O 2=2H 2O3、金属的腐蚀与防护 (1)金属腐蚀金属表面与周围物质发生化学反应或因电化学作用而遭到破坏的过程称为金属腐蚀。
(2)金属腐蚀的电化学原理。
生铁中含有碳,遇有雨水可形成原电池,铁为负极,电极反应为:Fe →Fe2+-+2e 。
水膜中溶解的氧气被还原,--正极反应为:O 2+2H 2O +4e ,该腐蚀为“吸氧腐蚀”,总反应为:2Fe +O 2+2H 2O =2Fe(OH)2,Fe(OH)2又→4OH 立即被氧化:4Fe(OH)2+2H 2O +O 2=4Fe(OH)3,Fe(OH)3分解转化为铁锈。
若水膜在酸度较高的环境下,正极反应++2e-为:2H→H 2↑,该腐蚀称为“析氢腐蚀”。
(3)金属的防护金属处于干燥的环境下,或在金属表面刷油漆、陶瓷、沥青、塑料及电镀一层耐腐蚀性强的金属防护层,破坏 原电池形成的条件。
从而达到对金属的防护;也可以利用原电池原理,采用牺牲阳极保护法。
也可以利用电解原理, 采用外加电流阴极保护法。
第2章、化学反应的方向、限度与速率(1、2节)原电池的反应都是自发进行的反应,电解池的反应很多不是自发进行的,如何判定反应是否自发进行呢? 一、化学反应的方向 1、反应焓变与反应方向放热反应多数能自发进行,即ΔH<0的反应大多能自发进行。
有些吸热反应也能自发进行。
如NH 4HCO 3与 CH3COOH 的反应。
有些吸热反应室温下不能进行,但在较高温度下能自发进行,如CaCO 3高温下分解生成CaO 、 CO 2。
2、反应熵变与反应方向熵是描述体系混乱度的概念,熵值越大,体系混乱度越大。
反应的熵变ΔS为反应产物总熵与反应物总熵之差。
产生气体的反应为熵增加反应,熵增加有利于反应的自发进行。
3、焓变与熵变对反应方向的共同影响ΔH-TΔS<0反应能自发进行。
ΔH-TΔS=0反应达到平衡状态。
ΔH-TΔS>0反应不能自发进行。
在温度、压强一定的条件下,自发反应总是向ΔH-TΔS<0的方向进行,直至平衡状态。
二、化学反应的限度1、化学平衡常数(1)对达到平衡的可逆反应,生成物浓度的系数次方的乘积与反应物浓度的系数次方的乘积之比为一常数,该常数称为化学平衡常数,用符号K表示。
(2)平衡常数K的大小反映了化学反应可能进行的程度(即反应限度),平衡常数越大,说明反应可以进行得越完全。
(3)平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。
对于给定的可逆反应,正逆反应的平衡常数互为倒数。
(4)借助平衡常数,可以判断反应是否到平衡状态:当反应的浓度商Q c与平衡常数K c相等时,说明反应达到平衡状态。
2、反应的平衡转化率(1)平衡转化率是用转化的反应物的浓度与该反应物初始浓度的比值来表示。
如反应物A的平衡转化率的表达式为:α(A)=(2)平衡正向移动不一定使反应物的平衡转化率提高。
提高一种反应物的浓度,可使另一反应物的平衡转化率提高。
(3)平衡常数与反应物的平衡转化率之间可以相互计算。
3、反应条件对化学平衡的影响(1)温度的影响升高温度使化学平衡向吸热方向移动;降低温度使化学平衡向放热方向移动。
温度对化学平衡的影响是通过改变平衡常数实现的。
(2)浓度的影响增大生成物浓度或减小反应物浓度,平衡向逆反应方向移动;增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡向正反应方向移动。
温度一定时,改变浓度能引起平衡移动,但平衡常数不变。
化工生产中,常通过增加某一价廉易得的反应物浓度,来提高另一昂贵的反应物的转化率。
(3)压强的影响ΔVg=0的反应,改变压强,化学平衡状态不变。
ΔVg≠0的反应,增大压强,化学平衡向气态物质体积减小的方向移动。
(4)勒夏特列原理由温度、浓度、压强对平衡移动的影响可得出勒夏特列原理:如果改变影响平衡的一个条件(浓度、压强、温度等)平衡向能够减弱这种改变的方向移动。
【例题分析】例1、已知下列热化学方程式:(1)Fe 2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)ΔH=-25kJ/mol (2)3Fe 2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g)ΔH=-47kJ/mol (3)Fe 3O 4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO 2(g)ΔH=+19kJ/mol 写出FeO(s)被CO 还原成Fe 和CO 2的热化学方程式。
解析:依据盖斯定律:化学反应不管是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的。
我们可从题目中所给的 有关方程式进行分析:从方程式(3)与方程式(1)可以看出有我们需要的有关物质,但方程式(3)必须通过方程式(2)有 关物质才能和方程式(1)结合在一起。
将方程式(3)×2+方程式(2);可表示为(3)×2+(2)得:2Fe 3O4(s)+2CO(g)+3Fe2O3(s)+CO(g)=6FeO(s)+2CO2(g)+2Fe3O4(s)+CO2(g);ΔH=+19kJ/mol ×2+(- 47kJ/mol)整理得方程式(4):Fe 2O 3(s)+CO(g)=2FeO(s)+CO 2(g);ΔH=-3kJ/mol将(1)-(4)得2CO(g)=2Fe(s)+3CO 2(g)-2FeO(s)-CO 2(g);ΔH=-25kJ/mol -(-3kJ/mol) 整理得:FeO(s)+CO(s)=Fe(s)+CO 2(g);ΔH=-11kJ/mol 答案:FeO(s)+CO(s)=Fe(s)+CO 2(g);ΔH=-11kJ/mol例2、熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而得到重视,可用Li 2CO 3和Na 2CO 3的熔融盐混合物作用电解质,CO 为阳极燃气,空气与CO 2的混合气体为阴极助燃气,制得在650℃下工作的燃料电池,完成有关的电池反 应式:2-阳极反应式:2CO +2CO 3 - →4CO 2+4e 阴极反应式:;总电池反应式:。