化学反应原理总复习提纲汇总

选修选修 4 4 化学反应原理化学反应原理 总复习提纲总复习提纲 第一章 化学反应与能量转化 一 化学反应的反应热 1 概念 2 符号 3 单位 4 测量仪器 5 计算公式 6 反应热的分类主要有 1 燃烧热 在 101kPa 时 1mol 物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量 叫 做该物质的燃烧热 燃烧热的单位一般用 kJ mol 表示 2 中和热 在稀溶液中 酸跟碱发生中和反应而生成 1 molH20 这时的反应热叫中 和热 中和热的表示 H aq OH aq H2O 1 H 57 3kJ mol 7 注意 1 反应热描述的是一定 下 化学反应前后的 2 加热是反应的条件 与反应吸 放热 有 无 直接关系 3 反应热由化学键 过程中 吸收和放出的 决定 例 1 50ml0 50mol l 盐酸与 50ml0 55mol l NaOH 溶液在如图所示的装置中进行中和反 应 通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热 回答下列问题 1 从实验装置上看 图中尚缺少的一种玻璃用品是 2 烧杯间填满碎纸条的作用是 3 大烧杯上如不盖硬纸板 求得的中和热数值 填 偏大 偏小 或 无影响 4 若上述 HCl 和 NaOH 溶液的密度都近似为 1g cm3 中和后生成的溶液的比热容 C 4 18J g 1 0C 1 实验起始温度为 t1 终止温度为 t2 则该中和反应放出热量 为 KJ mol kJ mol 均填表达式 5 该实验常用 0 50mol lHCl 和 0 55mol l 的 NaOH 溶液各 50ml NaOH 的浓度大于 HCl 的浓度的作用是 当室温低于 100C 时进行 对实 验结果会造成较大的误差其原因是 6 实验中改用 60ml0 50mol l 盐酸与 50ml0 55mol l NaOH 溶液进行反应 与上述实 验相比 所求中和热 填 相等 或 不相等 简述理由 7 用相同浓度和体积的氨水代替 NaOH 溶液进行上述实验 测得的中和热的数值会 填 偏大 偏小 或 无影响 注意 完全燃烧是指物质中下列元素完全转变成对应的物质 C C02 H H20 S S02 等 二 反应的焓变 1 焓的定义 符号 单位 2 焓变 H 等压焓变且能量变化全部变为热量时 H 恒压下的化学反应热 H H 生成物 H 反应物 H 0 H 0 S0 S 0 下反应自发进 行 H0 所有温度下反应均 自发进行 H 0 S 0 下反应自发进 行 2 熵值 S 越大 越大 单位 同一物质的熵与其聚集状态及外界条件有关 同一物质 化学反应 前后气体的物质的量增加 熵 3 反应熵变 表达式 二 化学反应的限度 1 化学平衡常数 产物平衡浓度的系数次方乘积 反应物浓度的系数次方乘积 表达式 单位 注 1 不列入表达式 2 平衡常数的大小可以反应 K 值越大 说明反应越 3 K 值与浓度 随 变化而变化 4 正逆反应的平衡常数互为 2 浓度商 QK 3 平衡转化率 表达式 4 反应条件对化学平衡的影响 1 温度 升温 化学平衡向 方向移动 2 浓度 反应物浓度增大或生成物浓度减小 Q K 平衡向 方向移动 3 压强 对于有 反应 增大压强 化学平衡向 移动 反应 改变压强平衡不移动 5 勒夏特原理 6 等效平衡 1 定温定压下或定温定容下 对于同一可逆反应 只改变起始时加入物质的物质的 量 若通过可逆反应化学方程式中的化学计量数比换算成同一半边的物质的物质的量 与原平衡对应相等 即具有相同的物料关系 则两平衡等同 2 在定温定压下的同一可逆反应 改变起始时加入物质的物质的量 只要按化学方 程式中的化学计量数换算成同一半边的物质的物质的量之比与原平衡相同 则两平衡等 效 3 在定温定容的条件下 对于反应前后气体分子总数不变的可逆反应 改变起始时 加入物质的物质的量 只要按化学方程式中的化学计量数换算成同一半边的物质的物质 的量之比与原平衡相同 则两平衡等效 三 化学反应速率 1 化学反应速率及表示方法 1 化学反应速率的表达式 单位为 或 2 始 转 平三行中各物质的转化量之比等于 3 同一反应里 用不同物质浓度变化来表示反应速率时 其数值不一定相等 故应 标明是用哪种物质表示的化学反应速率 但这些数值表示的意义是相同的 均表示该化 学反应的快慢 4 的浓度可视为不变的常数 因此不用固体或纯液体表示化学反 应速率 2 影响化学反应速率的因素 内因 反应物的性质即反应物的分子结构 原子结构决定 主要因素 外因 1 浓度 注意 增大固体反应物的量 化学反应速率 对固体来说 将块状固体变成粉末状 才能 反应速率 但平衡 增大反应物的浓度 活化分子数 有效碰撞次数 化学反应速 率 2 压强 对有气体参与的化学反应 温度一定时 增大压强 体积缩小 浓度增大 加快反应速率 恒温 恒容 充入反应气 反应速率 充入惰性气体 反应速率 恒温 恒压 充入反应气 反应速率 充入惰性气体 反应速率 3 温度 其他条件不变无论正反应是吸热反应还是放热反应 升温速率 v 高温 v 低温 2 T 高 T 低 10 升高温度 反应物分子的能量增加 使一部分原来能量较低的分子变成活化分子 活 化分子百分数增加 有效碰撞次数增多 化学反应速率增大 4 催化剂 同等倍数的增大正 逆反应速率 使用催化剂 降低活化能 使更多的反应物分子成为活化分子 大大增加单位体积内的 活化分子百分数 成千成万倍的增大化学反应速率 5 其他因素 如溶剂的性质 光 超声波 磁场等也会影响化学反应速率 3 反应速率常数表达式 Ea 值越大 改变温度对反应速率的影响 程度 4 活化分子 能发生有效碰撞的分子 活化分子比一般分子具有较高的能量 5 活化能 Ea 活化分子的平均能量 反应物分子的平均能量 四 化学反应条件的优化 工业合成氨 1 工业合成氨原理 正反应为 热反应 2 反应特点 使氨生产快 速率分析 使氨生产多 平衡分析 实际生产中 适宜条件 原因 压强 有利于氨的合成 对动力 材料强度 设备制 造要求适中 温度 速率较快 转化率适中催化剂活性最大 催化剂 使反应速率加快 浓度 适当提高 N2 的比例 加快反应速率 有利于 NH3 的生成 第三章 物质在水溶液中的行为 一 水的电离 1 水的电离是个 填可逆或不可逆 过程 在一定条件下可以达到电离平衡 其平衡常数的表达式为 2 水的离子积常数 在一定温度下 K 与 H2O 都是常数 其乘积也必然是常数 因此 H OH 也是 Kw 式中 Kw 称为 简称水的 Kw 反映 了水 中 和 的关系 且室温下 Kw mol2 L 2 结论 1 水的电离是个吸热过程 故温度升高 水的 Kw 25 时 Kw 2 水的离子积是水电离平衡时的性质 它不仅适用于纯水 也适用于任何酸 碱 盐稀溶液 即溶液中 H OH 1 0 10 14mol 2 L 2 3 在酸溶液中 H 近似看成是酸电离出来的 H 浓度 OH 则来自于水的电离 在碱溶液中 OH 近似看成是碱电离出来的 OH 浓度 而 H 则是来自于水的电离 3 影响水的电离平衡的因素 温度 水的电离是 的过程 填吸热或放热 温度升高会使水的电离平衡向 移动 浓度 加酸 水的电离平衡向 移动 加碱 水的电离平衡向 移动 填左 右 或不 可见 加酸 加碱都会 水的电离 但水的离子积常数不变 填 促进 抑 制 或 不影响 二 溶液的酸碱度 1 溶液酸碱性的表示法 pH 室温下 酸性溶液 H OH H 1 0 10 7mol L 1 pH 7 中性溶液 H OH 1 0 10 7mol L 1 pH 7 碱性溶液 H OH H 1 0 10 7mol L 1 pH 7 有关溶液的 pH 值的几个注意问题 pH 值是溶液酸碱性的量度 常温下 pH 7 溶液呈中性 pH 值减小 溶液的酸性增强 pH 值增大 溶液的碱性增强 pH 值范围在 之间 pH 0 的溶液并非没有 H 而是 C H pH 14 的 溶液并非没有 OH 而是 C OH pH 改变一个单位 C H 就改变 倍 即 pH 每增大一个单位 C H 就减小到原来的 pH 每减小一个单位 C H 就增大 到原来的 也可用 pOH 来表示溶液的酸碱性 pOH 因为 C H C OH 10 14 若两边均 取负对数 得 pH pOH 2 可用 pH 试纸来测定溶液的 pH 值 方法 用洁净的干玻璃棒直接蘸取少许待测液 滴在 pH 试纸上 注意 能 不能 将 pH 试纸先用水沾湿或用湿的玻璃棒 因为这 样做 实际上已将溶液 导致所测定的 pH 将 pH 试纸显示的颜色随即 内 与标准比色卡对照 确定溶液的 pH 值 因为时间长了 试纸所显示的颜色会改变 致使测得的 pH 不准 三 电解质在水溶液中的存在形态 强 弱电解质的概念 强电解质 弱电解质 1 都是强电解质 2 都是弱电解质 四 弱电解质电离平衡 1 弱电解质电离平衡的建立 在一定条件下 如 温度 压强 当 时 电离过程就达到了 状态 这叫做电离平衡 2 电离平衡的特征 的特征 3 电离平衡常数和电离度 1 电离平衡常数是指在一定条件下 弱电解质在溶液中达到平衡时 溶液中电离所 生成的各种离子浓度的乘积与溶液中未电离的分子浓度的比值 HA H A K 注 在此计算公式中 离子浓度都是 电离平衡常数的数值与 有关 与 无关 弱电解质的电离是 的 一般温度 电离平衡常数 电离平衡常数反映弱电解质的相对强弱 通常用 表示弱酸的电离平衡常数 用 表示弱碱的电离平衡常数 越大 弱酸的酸性越强 越大 弱碱 的碱性越强 多元弱酸是 电离的 每一级电离都有相应的电离平衡常数 用 Ka1 Ka2 等 表示 且电离平衡常数逐级 2 电离度表达式 4 影响弱电解质电离平衡移动的因素 1 浓度 弱电解质的溶液中 加水稀释 电离平衡 电离度 即稀释 电离 2 温度 因为电离是吸热的 因此升温 电离 3 加入其它电解质 加入与弱电解质电离出的离子相同的离子 电离平衡 移动 电离度 加入与弱电解质电离出的离子反应的离子 电离平衡 移动 电离度 五 盐类水解 1 盐类水解定义 在溶液中 叫做盐 类的水解 在溶液中由盐电离出的弱酸的阴离子或弱碱的阳离子跟水电离出的氢离子 或氢氧根离子结合生成 破坏了水的电离平衡 使其平衡 移动 引起氢离子或氢氧根离子浓度的变化 酸 碱 盐 水 2 盐类水解的本质 弱酸的阴离子和弱碱的阳离子和水电离出的 H 或 OH 离子结合生成 了水的电离 3 影响水解的因素 无弱不水解 有弱即水解 越弱越水解 谁强显谁性 内因 盐类本身的性质 组成盐的酸或碱越弱 盐的水解程度 其盐溶液的酸性 或碱性就 外因 1 温度 由于盐的水解作用是中和反应的逆反应 所以盐的水解是 反应 温度升高 水解程度 2 浓度 溶液浓度越小 实际上是增加了水的量 可使平衡 方向移动 使盐的水 解程度 3 溶液的酸碱性 盐类水解后 溶液会呈现不同的酸碱性 控制溶液的酸碱性可以促进 或抑制盐的水解 4 水解的应用 六 沉淀溶解平衡和溶度积 1 沉淀溶解平衡的建立 一定条件下 溶液中各离子的浓度 的状态 2 沉淀溶解平衡常数 溶度积 1 定义 在一定条件下 难溶性物质的饱和溶液中 存在沉淀溶解平衡 其平衡常 数叫做溶度积常数或溶度积 2 表达式 以 PbI2 s 溶解平衡为例 PbI2 s Pb2 aq 2I aq Ksp 7 1 10 9mol3L 3 3 意义 溶度积反映了物质在水中的溶解能力 对于 的电解质 Ksp 的数值越大 电解质在水中的溶解能力越强 4 影响 Ksp 的因素 Ksp 与其他化学平衡常数一样 只与难溶性电解质的 有关 而与沉淀的量和溶 液中 无关 3 影响溶解平衡的因素 1 内因 电解质本身的性质 绝对不溶的电解质是没有的 同是难溶电解质 溶解度差别也很 大 易溶电解质做溶质时只要是饱和溶液也可存在溶解平衡 2 外因 遵循平衡移动原理 浓度 加水 平衡向 移动 温度 升温 多数平衡向 移动 同离子效应 向沉淀溶解平衡体系中 加入相同的离子 使平衡向 移动 但 Ksp 其他 向沉淀溶解平衡体系中 加入可与体系中某些离子反应生成更难溶物质或气体 的离子 使平衡向 的方向移动 Ksp 七 沉淀溶解平衡的应用 1 溶度积规则 QC Ksp 溶液过饱和 有沉淀析出 直至溶液饱和 达到新的平衡 QC Ksp 溶液饱和 沉淀与溶解处于平衡状态 QC Ksp 溶液未饱和 无沉淀析出 若加入过量难溶电解质 难溶电解质溶解 直至溶液饱和 2 沉淀的生成 加入相同离子 平衡向沉淀方向移动 3 沉淀的溶解 溶解沉淀的方法 加入足量的水 使沉淀转化为气体 使沉淀转化为弱电解质 4 沉淀的转化 加入可与体系中某些离子反应生成 八 离子反应发生的条件 如果离子之间结合能生成 本质是 就会 发生离子反应 九 离子反应能否进行的理论判据 1 焓变于熵变判据 利用 H T S 判断离子反应能否自发进行 H T S 0 则离子反应都能自发 进行 2 平衡常数判据 平衡常数越大 反应趋势越大 反应可自发进行 从 Q 和 K 之间的关系看 当 Q K 时 正反应很容易自发进行 十 离子反应的应用 1 用于物质检验与含量的测定 2 用于物质制备与纯化 3 生活中的离子 反应 十一 中和滴定实验 1 中和滴定的原理 1 定量分析 化学上把测定物质各组成成分的含量过程 称为定量分析过程 中和滴定是定量分析的一种方法 2 中和滴定 用已知物质的量浓度的酸 或碱 来测定未知物质的量浓度的碱 或 酸 的方法就叫酸碱中和滴定 实质 即酸中的 H 和碱中的 OH 物质的量相等 3 计算原理 mHnR nM OH m MnRm mnH2O 则有 n C1 V1 m C2 V2 其中 C1 C2 分别表示酸和碱的浓度 V1 V2 分别表示酸和 碱的体积 2 中和滴定的操作过程 1 仪器 酸式滴定管 碱式滴定管 注意 酸式滴定管不能盛放碱液 氢氟酸以及 Na2SiO3 Na2CO3 等碱性溶液 碱式滴 定管不能盛放酸性溶液和强氧化性溶液 滴定管的刻度 O 刻度在 往下刻度标数越来越 全部容积 它的最大刻 度值 因为下端有一部分没有刻度 滴定时 所用溶液 能 不能 超过最低刻度 不得一次滴定使用两滴定管酸 或碱 也不得中途向滴定管中添加 滴定管可以读 到小数点后 2 药品 标准液 待测液 指示剂 3 准备过程 准备 检漏 洗涤 装液 调液面 洗涤 用 洗液洗 检漏 滴定管是否漏水 用水洗 装溶液 调液面 记数据 V 始 4 滴定方法 手的姿势 速度先快后慢 注意 手眼 左手操作 右手 眼睛注视 速度 5 终点确定 最后一滴刚好使指示剂颜色发生明显变化 内不恢复原色 6 数据处理与误差分析 读数 两位小数 因一次实验误差较大 所以应取多次实 验的平均值 第四章电化学基础 一 电能转化为化学能 电解 1 电解原理分析 1 电解过程的起发因素是外加电源 电源中输出电子的电极为 该电极使 得电解池中 填 阴极 阳极 带有较多的 填 正 负 电荷 因此 电解质 溶液 中的 离子 阴 阳 向该电极移动 该电极上一定发生的反应类 型 填 氧化反应 还原反应 电源中输入电子的电极为 该电极使得电解池中 填 阴极 阳 极 带有较多的 填 正 负 电荷 因此电解质 溶液 中的 离子 阴 阳 向该电极移动 该电极上一定发生的反应类型 填 氧化反应 还原反应 例 3 电解 CuCl2 溶液 移向阳极周围的离子 阳极反应式 反应类型 移向阴极周围的离子 阳极反应式 反应类型 2 电极反应分析 首先分析作阳极的材料 惰性电极 石墨 Pt Au 等材料组成的电极 惰性电极材料 本身不