2011高中化学总复习 知识归纳（化学反应原理）

用心 爱心 专心 1 第三节第三节 电解池的工作原理及应用电解池的工作原理及应用 一 电解原理 1 电解 在 的作用下 在两电极上分别发生 的过程 电解过程 中 能转化为 能 P19 2 工作原理 阴极 阳极的正确判断 由电源的正 负极判断 正 负 正确判断电子 电流 离子的移动方向 电子由 极流向 极 再由 极流向 极 电流由 极流向 极 阳离子向 极移动 阴离子向 极移动 与原电池对比 a 电解池有外加电源 b 原电池负极发生 反应 电解池阳极发生 反应 3 电解时参与电极反应的物质的判断 阳极放电顺序 金属 铂 金除外 S2 I OH 含氧酸根 阴极放电顺序 Fe3 H Fe2 Zn2 H 其它阳离子 4 电解质溶液的电解规律 惰性电极电解电解质溶液的实例 类型实例阳极反应式阴极反应式总反应方程式 pH 复原 H2SO4 NaOH Na2SO4 HCl CuCl2 NaCl AlCl3 CuSO4 AgNO3 5 应用 1 氯碱工业 观察课本 20 页图 了解各物质产生与去向 即箭头指向 阳离子交换膜的作用 用心 爱心 专心 2 阳极反应式 反应 阴极反应式 反应 总反应方程式 离子反应方程式 2 电镀 铁上镀银 材料 待镀金属铜作 极 镀层金属作 极 电解质溶液 电极反应 阳极 阴极 现象变化 阳极 阴极 溶液浓度 3 电解精炼铜 火法冶炼得到的铜中含有多种杂质如 Au Ag Fe Zn 等 电解时 用 作阳极 用 作阴极 用 作电解液 电解时阳极主要发生了的反应有 阴极反应是 电解后 形成阳极泥 溶液浓度 4 电解冶炼活泼金属 电解熔融 NaCl 制取金属 Na Mg Al 制 Na 时电极反应 阳极 阴极 总反应方程式 制取金属 Mg Al 总反应方程式 6 活学活用 正确区别原电池 电解池 电镀池 注意多个电解池的串联时 阴 阳极的判断 通过电路电子相等用于计算 注意原电池与电解池混联时 原电池 电解池的判别 二次电池 放电时充当 池 充电时是 池 4 电极接法 原电池的负极接电源的 极 正极接电源的 极 电化学中的相关计算 解题方法 放电顺序与电子守恒 5 求产物的量 析出固体的质量 产生气体的体积等 溶液的 pH 相对原子质量或某元素 的化合价 化学式等 第三单元 金属的腐蚀与防护 一 金属的腐蚀 1 定义 金属腐蚀是指 与周围环境中的物质发生 而损耗 2 本质 都是金属原子 电子而被 的过程 3 分类 化学腐蚀 金属和接触到的物质直接发生 而引起的腐蚀 电化学腐蚀 跟电解质溶液接触时 会发生 反应 用心 爱心 专心 3 使比较活泼的 而被 这种腐蚀叫做电化学腐蚀 根据环境的不同 电化学腐蚀又可以分为 和 二 钢铁的腐蚀 是造成钢铁腐蚀的主要原因 1 吸氧腐蚀 中性 弱酸 弱碱环境 是钢铁腐蚀的主要形式 负极 正极 总反应 Fe OH 2进一步被氧化成 方程式为 Fe OH 3脱去一部分水就生成 Fe2O3 x H2O 铁锈主要成分 2 析氢腐蚀 酸性环境 负极 正极 总反应 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 电解原理的腐蚀 原电池的腐蚀 化学腐蚀 有防腐措施的腐蚀 三 金属的防护 防止金属锈蚀最常用的方法 1 在金属表面覆盖 如 等方法 2 化学保护法 牺牲阳极的阴极保护法 该反应是将被保护的金属与比其更活泼的金属连接在一起 更活泼的金属作 极 而作为 极的金属就能不被腐蚀而得到保护 外加电流的 保护法 将被保护的金属作为 极 3 改变金属的组成和结构 把金属制成防腐的合金 规律总结 防腐措施由优 劣的顺序如下 外接电源的阴极保护法 牺牲负极的正极保护法 无防腐条件的腐蚀 专题 2 化学反应速率和化学平衡 第一单元 化学反应速率 一 化学反应速率的 v 1 定义 单位时间内 2 计算公式 v 3 单位 4 同一反应中 用不同物质表示反应速率时 速率比 5 同一反应在不同条件下反应时 比较速率大小的方法 化为同一物质 若 则 单位一致 6 速率计算模版 列三行 二 影响化学反应速率的因素 用心 爱心 专心 4 1 决定因素 内因 反应物的性质 决定因素 2 外因 1 浓度 结论 研究和实验表明 其他条件相同时 注意 固体和纯液体没有浓度 因此增加固体用量 反应速率 2 压强 结论 对于有气体参加的反应 在密闭容器中保持温度不变时 增大压强 气体 必然 相当于 反应速率 减小压强 相当于减小 因而反应速率将 由此可见 压强对反应速率的影响可以归结为 对反应速率的影响 P37 注意 气体反应体系充入惰性气体 或无关气体 时 对反应速率的影响 恒容 充入 惰性气体 总压强增大 物质浓度 反应速率 恒压 充入 惰性气体 体积增大 物质浓度 反应速率 3 温度 结论 实验表明 其他条件相同时 4 催化剂 结论 实验表明 P38 催化剂是通过 来增大反应速率的 5 其他因素 如 3 微观分析 第二单元 化学反应的方向和限度 一 化学反应的方向 1 自发反应 在一定温度和压强下 就能自发进行的反应 称为自发反应 2 判断化学反应方向的依据 焓变 H 0 有利于反应的自发进行 熵变 S 0 有利于反应的自发进行 用心 爱心 专心 5 同一物质 即 S g S l S s 综合 口诀 H T S 0 反应能自发进行 H T S 0 反应达到平衡状态 H T S 0 反应不能自发进行 二 化学平衡状态 1 可逆反应 条件下 既能向 方向进行 同时又能向 方向进行的化学反应 2 化学平衡状态 一定条件下的可逆反应中 正反应速率与逆反应速率 反应体系中所有参加反应的 物质的 保持不变的状态 3 化学平衡状态的标志 4 化学平衡状态的判断 等 同一物质的消耗速率 生成速率 如合成氨时 2v H2 正 3v NH3 逆 定 各组分的 c n m 不再变化 注 不是相等 也不是按比例 变到不变 适用于对 p总 m总 n总 M 不再变化的解决 关键找变化否 p总m总n总 M N2 g 3H2 g 2NH3 g H2 g I2 g 2HI g C s H2O g CO g H2 g Fe2O3 s 3CO g 2Fe s 3CO2 g 5 化学平衡常数与转化率 表达式 意义 化学平衡常数 K 的大小能说明反应进行的程度 K 值越大 表示反应进行得 P48 化学平衡常数只与 有关 与 无关 固体 水溶液中水的浓度可视为 其浓度不列入平衡常数表达式中 化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数 若反应方向改变 则平衡常数改变 若方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小 尽管是同一反应 平衡常数也会改变 用心 爱心 专心 6 应用 A 化学平衡常数值的大小是可逆反应 进行程度 的标志 K 值越大 它的 方向反应进行的程度越大 反应物转化率越 盘 一般地 K 105 时 该反应就进行得基本完全了 B 判断某时刻反应的方向 Q 浓度积 Q K 向正方向 Q K 平衡状态 Q K 向逆方向行 C 利用 K 值可判断反应的热效应 若温度升高 K 值增大 则正反应为 反应 即 H 0 若温度升高 K 值减小 则正反应为 反应 即 H 0 转化率 某一反应物的转化率可表示为 转化率与 有关 学会有关 K 和 a 的相关计算 列三行 第三单元 化学平衡的移动 一 平衡移动方向与反应速率的关系 1 v正 v逆 平衡向正反应方向移动 2 v正 v逆 平衡不移动 3 v正 v逆 平衡向逆反应方向移动 二 外界条件对化学平衡的影响 在一定条件下 aA g bB g mC g H 达到了平衡状态 若其他条件不变 改变下列条件对平衡的影响如下 1 浓度 增大 A 的浓度或减小 C 的浓度 平衡向 方向移动 增大 C 的浓度或减小 A 的浓度 平衡向 方向移动 2 压强 若 a b m 增大压强 平衡向 的方向移动 减小压强 平衡向 的方向移动 若 a b m 改变压强 平衡 移动 惰性 气体对化学平衡的影响 恒温 恒容条件 充入 惰气 体系总压增大 体系中各反应成分的浓度 平衡 恒温 恒压条件 充入 惰气 容器容积 增大体系中各反应成分的浓度同倍数 用心 爱心 专心 7 等效于 平衡向 移动 3 温度 升高温度 平衡向 H 0 方向移动 降低温度 平衡向 H 0 方向移动 4 催化剂 使用催化剂 因其能同等程度地改变正 逆反应速率 平衡 移动 5 勒夏特列原理 平衡移动原理 三 等效平衡 1 概念 在一定条件下 改变起始投料方式 同一可逆反应达到平衡后 任何相同组分的 均相同 这样的化学平衡互称为等效平衡 2 规律 1 等温 等压 2 等温 等容 等系数 等温 等容 不等系数 3 方法 将投料换算成方程式同一边物质 4 结果 5 应用 详见练习 四 有关化学反应速率与化学平衡的图象 详见考能特训 1 解题指导 1 看图象 用心 爱心 专心 8 一看轴 即纵 横坐标的意义 二看点 即起点 拐点 交点 终点 三看线 即线的走向和变化趋势 四看辅助线 即等温线 等压线 平衡线等 五看量的变化 如浓度变化 温度变化 转化率变化 物质的量的变化等 2 依据图象信息 利用平衡移动原理 分析可逆反应的特征 吸热还是放热 气体计量数增大 减小还是不变 有无固体或纯液体参加或生成等 3 先拐先平 在化学平衡图象中 先出现拐点的反应先达到平衡 可能是该反应的温度高 浓度大 压强大或使用了催化剂 4 定一议二 勒夏特列原理只适用于一个条件的改变 所以图象中有三个变量时 先固定一个量 再讨论另外两个量的关系 2 分类解析 1 速率 时间图 2 浓度 时间图 3 含量 时间 温度 压强 图 4 恒压 温 线 5 全程速率 时间图 用心 爱心 专心 9 专题 3 水溶液中的离子平衡 第一单元 弱电解质的电离平衡 一 弱电解质的电离 1 定义 电解质 在 下能导电的 非电解质 在水溶液中和熔融状态下 的化合物 强电解质 在水溶液里 电离成离子的电解质 弱电解质 在水溶液里 电离成离子的电解质 2 电解质与非电解质本质区别 电解质 离子化合物或共价化合物 非电解质 共价化合物 注 电解质 非电解质都是化合物 Cl2 盐酸既不是电解质 也不是非电解质 SO2 NH3 CO2等的水溶液能导电 它们属于 金属 石墨能导电 它们 强电解质不等于易溶于水的化合物 如 BaSO4难溶于水 3 电解质的强弱与溶解性 导电性无关 导电性与 有关 3 电离平衡的电离平衡 在一定的条件下 当电解质分子 和 相等时 溶液中 达到 状态 4 电离方程式的书写 强电解质用 弱电解质用 多元弱酸分布写 5 电离常数 一般用 表示酸的电离平衡常数 用 表示碱的电离平衡常数 表达式 ABA B Ka A B AB 电离常数影响因素及意义 3 a 电离常数的大小主要由物质的本性决定 b 电离常数受 变化影响 不受浓度变化影响 c 同一温度下 不同弱酸 电离常数越大 其电离程度 酸性 如 H2SO3 HF CH3COOH H2CO3 HClO HCO3 AlO2 6 电离度 符号 弱电解质的电离度可表示为 电离度与温度 有关 一般弱电解质溶液的 越大 电离度 7 弱电解质电离平衡的影响因素 温度 电离一般 热 升温 平衡向 方向移动 K a 浓度 浓度越大 电离程度 故加入弱电解质 平衡向 方向移动 a 溶液加水稀释时 电离平衡向 方向移动 a 物质 单质 化合物 电解质 非电解质 非金属氧化物 大部分有机物 如 SO3 CO2 NH3 C6H12O6 强电解质 强酸 强碱 大多数盐 如 HCl NaOH NaCl BaSO4 弱电解质 弱酸 弱碱 水 如 HClO NH3 H2O Cu OH 2 H2O 混和物 纯净物 用心 爱心 专心 10 同离子效应 在弱电解质溶液里加入与弱电解质具有相同离子的电解质 3 平衡向 方向移动 a 化学反应试剂 加入能与弱电解质的电离产生的某种离子反应的物质时 平衡向 方向移动 a 根据电离平衡的影响因素填写以下表格 实例 NH3 H2O NH4 OH 影响因素加物质或措施移动方向电离程度 c OH c NH4 温度加热 通入 NH3 g 浓度 H2O NaOH 同离子 3 效应 NH4Cl HCl 化学 反应试剂 AlCl3 8 强 弱电解质的比较 等浓度 HCl 与 CH3COOH a b 等 pH HCl 与 CH3COOH a b pH 或物质的量浓度pH a b浓度 aba b 水的电离程度 ac CH3COO c Cl c CH3COO 等体积溶液中和 NaOH 的量 a bab 开始时与金属反应的速率 a b 相同 等体积与过量金属产生 H2量相同 ab 第二单元 水的电离和溶液的酸碱性 一 水的电离与 Kw 1 水是 的电解质 能微弱的电离出 和 电离方程式为 简写为 2 纯水在室温下的数据 在 25 时的纯水中 c H c OH mol L pH 水的离子积常数 Kw 此时水的离子积 KW 用心 爱心 专心 11 注意 任何物质的水溶液中 在常温时 KW KW与溶液的酸碱性无关 只与 有关 如 在 100 时的纯水中 水的离子积 KW 1 0 10 12 c H mol L c OH mol L 二 水溶液酸碱性 溶液的酸碱性取决于 当 溶液呈中性 25 pH 当 溶液呈酸性 pH 当 溶液呈碱性 pH 三 水电离平衡的影响因素 实例 H2OH OH 条件改变 平衡移 动方向 c H c OH 电离程度 促进 抑制 溶液 呈 性 升高温度 通 HCl 滴浓 HCl 加 NaOH 固体 加 CH3COONa 固体 加 NH4Cl 固体 加入 NaCl 固体 1 温度 温度升高 水的电离 c H 水 1 0 10 7 2 加酸 加碱 水的电离 c H 水 1 0 10 7 3 加易水解的盐 水的电离 c H 水 1 0 10 7 四 溶液酸碱性表示方法 pH 1 pH 计算表达式 pH pH 0 c H pH 14 c OH pH 7 的溶液一定呈中性吗 2 适用范围 即 c H 1mol L c OH 1mol L 3 意义 表示溶液酸碱性的相对强弱 pH 越小 c H 酸性 反之 pH 越大 c OH 碱性 4 测定方法 注意 事先不能用水湿润 pH 试纸 广泛 pH 试纸只能读取 或范围 用心 爱心 专心 12 五 混合液的 pH 值计算方法公式 1 强酸与强酸的混合 c H 2 强碱与强碱的混合 c OH 不能直接算 c H 三步曲 c H Kw c OH pH lg c H 3 强酸与强碱的混合 酸过量 c H 碱过量 c OH 六 稀释过程溶液 pH 值的变化规律 1 强酸溶液 稀释 10n倍时 pH稀 pH原 n 2 弱酸溶液 稀释 10n倍时 pH稀 pH原 n 5 稀释时 强酸 强碱变化得快 弱酸 弱碱和水解盐溶液的 pH 变化得慢 且越弱变化越 慢 图 七 酸碱中和滴定 酸碱中和滴定的误差分析 第三单元 盐类的水解 一 盐类的水解 只有可溶于水的盐才水解 1 盐类水解 在水溶液中 电离出来的离子跟水电离出来的 结合生成 的反应 2 水解的实质 3 盐类水解规律 有弱才水解 无弱不水解 谁强显谁性 同强显中性 越弱越水解 都弱双水解 越弱越水解 如酸性 HF CH3COOH H2CO3 HClO HCO3 则相应盐溶液水解程度 都弱双水解 仅作了解 碱酸 碱碱酸酸 VV VcVc OH H 碱酸 酸酸碱碱 VV VcVc H OH 21 2211 H H VV VcVc 21 2211 OH OH VV VcVc 用心 爱心 专心 13 常见的双水解反应完全的为 Fe3 Al3 与 AlO2 CO32 HCO3 S2 HS SO32 HSO3 S2 与 NH4 CO32 HCO3 与 NH4 其特点是相互水解成沉淀或气体 双水解完全的离子方程式配 平依据是两边电荷平衡 如 2Al3 3S2 6H2O 2Al OH 3 3H2S 试写出泡沫灭火器灭火原理 多元弱酸正盐溶液分步水解 如 Na2CO3 多元弱酸酸式盐既水解 又电离 溶液显何性 取决于水解 电离程度的大小 如 HSO3 显 性 原因 HCO3 显 性 原因 4 影响盐类水解的因素 1 内因 越弱越水解 酸或碱越弱 其对应的弱酸阴离子或弱碱阳离子的水解程度 溶液的碱性或酸性 2 外因 因素移动方向水解程度水解产生离子的浓度 温度升高 加盐 s 浓度 加水 酸弱酸根离子的水解程度 弱碱阳离子的水解程度 外加 酸碱碱弱酸根离子的水解程度 弱碱阳离子的水解程度 其它能发生 化学反应的试剂 消耗 H 或 OH 使平衡向 方向移动 水解程度 5 盐类水解的应用 水解的应用实例原理 1 净水明矾净水 2 去油污用热碱水冼油污物品 配制 FeCl3溶液时常加入少 量 Fe3 3H2OFe OH 3 3H 3 药品的保存 配制 Na2CO3溶液时常加入少 量 CO32 H2O HCO3 OH 4 制备无水盐 MgCl2 6H2O 制无水 MgCl2 在 加热 MgCl2 6H2O MgCl2 6H2O 用心 爱心 专心 14 5 泡沫灭火器Al2 SO4 3与 NaHCO3混合 6 比较盐溶液中离 子浓度的大小 比较 NH4Cl 溶液中离子浓度的 大小 NH4 H2O NH3 H2O H 7 溶液中离子数目 计算 NA 1L 0 1mol L Na2CO3 溶液中 CO32 的数目 0 1mol 6 盐溶液蒸干产物的判断 1 强酸强碱盐 得本身 如 K2SO4 NaCl 2 可水解的硫酸盐 得本身 如 CuSO4 Fe2 SO4 3 3 可水解的氯化物 得氢氧化物 如 FeCl3 Fe OH 3 CuCl2 Cu OH 2 AlCl3 Al OH 3 若是灼烧 则得氧化物 即得 Fe2O3 CuO Al2O3 4 碳酸盐 碳酸氢盐 得碳酸盐 如 Na2CO3 NaHCO3 Na2CO3 5 综合考虑 特殊性的盐 如 NaClO NaCl 还原性盐得氧化产物 如 FeSO4 Fe2 SO4 3 FeCl2 Fe OH 3 K2SO3 K2SO4 等 易分解的盐得分解产物 如 KMnO4 Ca HCO3 2 铵盐等 二 水溶液中微粒浓度的大小比较 一 理论依据 电离理论 水解理论 电荷守恒 物料守恒 质子守恒 二 方法规律总结 1 先分析溶液中电解质的种类 2 依据其电离 水解写全存在的离子 分子 3 注意三个守恒中的系数 电荷守恒式 系数与离子电荷数相同 物料守恒式 注意阴 阳离子组成比 4 分析微粒浓度大小的关系 一般规律 弱电解质 C 电离 C 电离产物 盐类 C 水解 C 水解产物 盐 C 不水解 C 水解 C 显性 C 不显性 盐 C 水解前 C 未水解 C 水解产物 物料守恒式 5 等式 三个守恒关系 三 有关混合溶液的常见组合及解决方法 酸 碱中和 pH 变化曲线图 1 0 1mol L CH3COOH 与 0 1mol LNaOH 等体积混合 用心 爱心 专心 15 离子浓度大小 2 0 1mol L CH3COOH 与 0 1mol LCH3COONa 等体积混合后显酸性 离子浓度大小 3 往 10mL 0 1mol L CH3COOH 中逐滴滴入 0 1mol LNaOH 至中性 离子浓度大小 4 0 1mol L CH3COONa 与 0 1mol LNaOH 等体积混合 离子浓度大小 5 在只有 CH3COO Na OH H 离子的溶液中 你还能列出哪种离子浓度大小关系式 练习 已知某溶液中存在 OH H NH4 Cl 四种离子 某同学推测其离子浓度大小顺序有如下五 种关系 c Cl c NH4 c H c OH c Cl c NH4 c OH c H c NH4 c Cl c OH c H c Cl c H c NH4 c OH c NH4 c H c Cl c OH 5 填写下列空白 1 上述关系中一定错误的是 2 若溶液中只溶解了一种溶质 则该溶质是 上述四种离子浓度的大小顺序 为 填序号 3 若上述关系中 是正确的 则溶液中的溶质为 若上述关系中 是正确的 则溶液中的溶质为 4 若往 10mL 0 1mol L HCl 中逐滴滴入 0 1mol L NH3 H2O 至中性 则消耗 NH3 H2O 的体 积 V 10mL 填 下同 此时离子浓度大小关系式为 若 NH3 H2O 刚加了 10mL 则溶液呈 性 此时位于图中 点 填序号 此时 c Cl c NH4 c NH3 H2O 5 若该溶液是由体积相等的稀盐酸和氨水混合而成 且恰好呈中性 则混合前 c HCl c NH3 H2O 混合前酸中 c H 和碱中 c OH 的关系为 c H c OH 用心 爱心 专心 16 第四单元 难溶电解质的沉淀溶解平衡 一 物质的溶解性与溶解度关系 20 时 电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系 二 难溶电解质的沉淀溶解平衡 1 建立 固体溶质 溶液中的溶质 2 表示方法与溶度积常数