高中化学课堂笔记----化学选修4笔记

高中化学笔课堂记 选修 4 第 1 页 共 26 页 化学选修化学选修 4 4 第一章第一章 化学反应与能量化学反应与能量 一 焓变一 焓变 反应热反应热 1 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 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 量量 2 2 焓变 焓变 H H 的意义 在恒压条件下进行的化学反应的热效应的意义 在恒压条件下进行的化学反应的热效应 1 1 符号 符号 H H 2 2 单位 单位 kJ molkJ mol 3 3 产生原因 产生原因 化学键断裂化学键断裂 吸热吸热 化学键形成化学键形成 放热放热 放出热量的化学反应 放出热量的化学反应 放热放热 吸热吸热 H H 为为 或或 H H 0 放热 放热 H H 为为 或或 H H 0 0 常见的常见的放热反应放热反应 所有所有的的燃烧反应燃烧反应 酸碱中和反应酸碱中和反应 大多数大多数的的化合反应化合反应 金属与酸金属与酸的反应的反应 生石灰和水生石灰和水反应反应 浓硫酸稀释 氢氧化钠固体溶解浓硫酸稀释 氢氧化钠固体溶解等等 常见的常见的吸热反应吸热反应 晶体晶体 Ba OH 2 2 8H2O 与与 NH4Cl 大多数大多数的的分解反应分解反应 以以 H2 CO C 为为还原剂还原剂的的氧化还原反应氧化还原反应 铵盐溶解铵盐溶解等等 小结 小结 1 化学键断裂 吸收能量 化学键断裂 吸收能量 化学键生成 放出能量化学键生成 放出能量 2 反应物总能量大于生成物总能量 放热反应 体系能量降低 反应物总能量大于生成物总能量 放热反应 体系能量降低 H 为为 或小于或小于 0 反应物总能量小于生成物总能量 吸热反应 体系能量升高 反应物总能量小于生成物总能量 吸热反应 体系能量升高 H 为为 或大于或大于 0 3 反应热 反应热 数值上等于生成物分子形成时所释放的总能量与反应物分子断裂数值上等于生成物分子形成时所释放的总能量与反应物分子断裂 时所吸收的总能量之差时所吸收的总能量之差 二 热化学方程式二 热化学方程式 1 概念概念 表示化学反应中放出或吸收的热量的化学方程式表示化学反应中放出或吸收的热量的化学方程式 2 意义意义 既能表示化学反应中的物质变化既能表示化学反应中的物质变化 又能表示化学反应中的能量变化又能表示化学反应中的能量变化 书写化学方程式书写化学方程式注意要点注意要点 热化学方程式必须标出热化学方程式必须标出能量变化能量变化 热化学方程式中必须标明反应物和生成物的热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态聚集状态 g l sg l s 分别表示固态 液分别表示固态 液 态 气态 水溶液中溶质用态 气态 水溶液中溶质用 aqaq 表示 表示 高中化学笔课堂记 选修 4 第 2 页 共 26 页 热化学反应方程式要指明反应时的热化学反应方程式要指明反应时的温度和压强温度和压强 热化学方程式中的热化学方程式中的化学计量数化学计量数可以是可以是整数整数 也可以是 也可以是分数分数 各各物质系数物质系数加倍 加倍 H H 加倍加倍 反应 反应逆向逆向进行 进行 H H 改变符号 数值不变改变符号 数值不变 三 三 燃烧热燃烧热 1 1 概念 概念 2525 101101 kPakPa 时 时 1 1 molmol 纯物质完全燃烧纯物质完全燃烧生成生成稳定稳定的化合物时所放出的化合物时所放出 的热量 燃烧热的单位用的热量 燃烧热的单位用 kJ molkJ mol 表示 表示 注意以下几点 注意以下几点 研究条件 研究条件 101101 kPakPa 反应程度 完全燃烧 产物是稳定的氧化物 反应程度 完全燃烧 产物是稳定的氧化物 C 元素转化为 CO2 而不是 CO H 元素 转化为 H2O l 而不是 H2O g N 元素转化为 N2 如 H2 g 1 2 O2 g H2O l H 285 8 kJ mol 燃烧物的物质的量 燃烧物的物质的量 燃料是以燃料是以 1mol 作为标准作为标准 因此书写热化学方程式时 其它物质的 化学计量数可用分数表示 研究内容 放出的热量 研究内容 放出的热量 H 0 H105时 该反应就进行得基本完全了 时 该反应就进行得基本完全了 2 可以利用 可以利用 K 值做标准 判断正在进行的可逆反应是否平衡及不平衡时向何方进值做标准 判断正在进行的可逆反应是否平衡及不平衡时向何方进 行建立平衡 行建立平衡 Q 浓度积浓度积 Q K 反应向反应向正反应正反应方向进行方向进行 Q K 反应处于反应处于平衡状态平衡状态 Q K 反应向反应向逆反应逆反应 方向方向进行进行 3 利用 利用 K 值可判断反应的值可判断反应的热效应热效应 若若温度升高温度升高 K 值增大 则正反应为吸热反应值增大 则正反应为吸热反应 若温度升高 若温度升高 K 值减小 则正反应为值减小 则正反应为 放热反应放热反应 四 等效平衡 四 等效平衡 1 概念 在一定条件下 定温 定容或定温 定压 概念 在一定条件下 定温 定容或定温 定压 只是起始加入情况不同的同 只是起始加入情况不同的同 一可逆反应达到平衡后 任何相同组分的一可逆反应达到平衡后 任何相同组分的百分含量均相同百分含量均相同 这样的化学平衡互称为 这样的化学平衡互称为 等效平衡等效平衡 2 分类 分类 1 定温 定温 定容定容条件下的等效平衡条件下的等效平衡 第一类 对于反应前后气体分子数改变的可逆反应 必须要保证化学计量数之比与第一类 对于反应前后气体分子数改变的可逆反应 必须要保证化学计量数之比与 原来相同 同时必须保证平衡式左右两边同一边的物质的量与原来相同 原来相同 同时必须保证平衡式左右两边同一边的物质的量与原来相同 第二类 对于反应前后气体分子数不变的可逆反应 只要反应物的物质的量的比例第二类 对于反应前后气体分子数不变的可逆反应 只要反应物的物质的量的比例 与原来相同即可视为二者等效 与原来相同即可视为二者等效 2 定温 定温 定压定压的等效平衡的等效平衡 只要保证可逆反应化学计量数之比相同即可视为等效平衡 只要保证可逆反应化学计量数之比相同即可视为等效平衡 高中化学笔课堂记 选修 4 第 9 页 共 26 页 五 化学反应进行的方向五 化学反应进行的方向 自发反应 自发反应 在一定条件下 无需外界帮助就能自动进行的反应 能量判据 体系趋向于从高能状态转变为低能状态 H 0 对于化学反应而言 绝大多数的放热反应能自发进行 且放出的热量越多 体系能量降低越多 反应越完全 焓变 H 是决定反应能否自发进行的因素之一 但不是唯一因素 1 反应熵变与反应方向 反应熵变与反应方向 1 熵 熵 物质的一个状态函数 用来描述体系的混乱度 物质的一个状态函数 用来描述体系的混乱度 符号为符号为 S 单位 单位 J mol 1 K 1 熵变熵变 反应前后体系 反应前后体系熵的变化熵的变化叫做反应的熵变叫做反应的熵变 用用 S 表示 表示 S S 生成物总熵 生成物总熵 S 反应物总熵反应物总熵 反应的反应的 S 越大越大 越有利于反应自发进行越有利于反应自发进行 2 体系趋向于有序转变为无序 导致体系的体系趋向于有序转变为无序 导致体系的熵增加 这叫做熵增加原理 也是反应熵增加 这叫做熵增加原理 也是反应 方向判断的依据 方向判断的依据 熵判据 体系趋向于由有序状态转变为无序状态 即混乱度增加 熵判据 体系趋向于由有序状态转变为无序状态 即混乱度增加 S 0 且 且 S 越大 越有越大 越有 利于反应自发进行 利于反应自发进行 正确判断一个化学反应正确判断一个化学反应 是否能够自发进行 是否能够自发进行 必须综合考虑反应的必须综合考虑反应的焓变焓变和和熵变熵变 3 同一物质 在 同一物质 在气态气态时熵值最大 液态时次之 固态时最小 即时熵值最大 液态时次之 固态时最小 即 S g S l S s S s 2 2 反应方向判断依据 反应方向判断依据 在温度 压强一定的条件下 化学反应的判读依据为 在温度 压强一定的条件下 化学反应的判读依据为 H T S 0 H T S 0 反应能自发进行 反应能自发进行 H T S 0 H T S 0 反应达到平衡状态反应达到平衡状态 H T S 0 H T S 0 反 反 应不能自发进行应不能自发进行 注意 注意 1 H 0 该反应一定能自发进行 该反应一定能自发进行 2 H 0 S 0 该反应一定不能自发进行 该反应一定不能自发进行 3 H 0 S0 S 0 该反应在较高温度下能自发进行该反应在较高温度下能自发进行 高中化学笔课堂记 选修 4 第 10 页 共 26 页 第三章第三章 水溶液中的离子平衡水溶液中的离子平衡 一 弱电解质的电离一 弱电解质的电离 1 定义 电解质 定义 电解质 在在水溶液中水溶液中或或熔化状态熔化状态下能导电的化合物下能导电的化合物 叫电解质 叫电解质 非电解质非电解质 在水溶液中或熔化状态下都不能导电的化合物 在水溶液中或熔化状态下都不能导电的化合物 强电解质强电解质 在水溶液里在水溶液里全部全部电离成离子的电解质电离成离子的电解质 弱电解质 弱电解质 在水溶液里只有在水溶液里只有一部分一部分分子电离成离子的电解质 分子电离成离子的电解质 2 1 电解质与非电解质本质区别 电解质与非电解质本质区别 电解质电解质 离子化合物离子化合物或共或共价化合物价化合物 非电解质非电解质 共价化合物共价化合物 注意 注意 电解质 非电解质都是电解质 非电解质都是化合物化合物 SO2 NH3 CO2等属于非电解质等属于非电解质 强电解质不等于强电解质不等于易溶于水易溶于水的化合物 如的化合物 如 BaSO4不溶于水 但溶于水的不溶于水 但溶于水的 BaSO4全部电离 故全部电离 故 BaSO4为强电解质 为强电解质 电解质的强弱与导电性 溶解性无关 电解质的强弱与导电性 溶解性无关 2 强电解质与弱电质的本质区别 在水溶液中是否完全电离 或是否存在电离平衡 强电解质与弱电质的本质区别 在水溶液中是否完全电离 或是否存在电离平衡 注意 注意 电解质 非电解质都是化合物电解质 非电解质都是化合物 SO2 NH3 CO2等属于非电解质等属于非电解质 强电解质不等于易溶于水的化合物 如强电解质不等于易溶于水的化合物 如 BaSO4不溶于水 但溶于水的不溶于水 但溶于水的 BaSO4全部电全部电 离 故离 故 BaSO4为强电解质 为强电解质 3 强酸 强酸 HA 与弱酸 与弱酸 HB 的区别 的区别 1 溶液的物质的量浓度相同时 溶液的物质的量浓度相同时 pH HA pH HB 2 pH 值相同时 溶液的浓度值相同时 溶液的浓度 CHA CHB 3 pH 相同时 加水稀释同等倍数后 相同时 加水稀释同等倍数后 pHHA pHHB 3 电离平衡 在一定的条件下 当电解质分子 电离平衡 在一定的条件下 当电解质分子电离电离成成离子的速率离子的速率和离子和离子结合结合成时 成时 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 C6H12O6 CCl4 CH2 CH2 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 极少数盐 水 如 HClO NH3 H2O Cu OH 2 H2O 混和物 纯净 物 高中化学笔课堂记 选修 4 第 11 页 共 26 页 电离过程就达到了电离过程就达到了平衡状态平衡状态 这叫 这叫电离平衡电离平衡 4 影响电离平衡的因素 影响电离平衡的因素 A 温度温度 电离一般 电离一般吸热吸热 升温有利于电离 升温有利于电离 B 浓度浓度 浓度 浓度越大越大 电离程度 电离程度越小越小 溶液稀释溶液稀释时 电离平衡向着电离的方向移动 时 电离平衡向着电离的方向移动 C 同离子效应同离子效应 在 在弱电解质溶液弱电解质溶液里加入与里加入与弱电解质弱电解质具有相同离子的电解质 会具有相同离子的电解质 会减减 弱弱电离 电离 D 其他外加试剂 加入能与弱电解质的电离产生的某种离子 其他外加试剂 加入能与弱电解质的电离产生的某种离子反应反应的物质时 的物质时 有利有利 于于电离 电离 5 电离方程式的书写 用 电离方程式的书写 用可逆符号可逆符号 弱酸的电离要分布写 第一步为主 弱酸的电离要分布写 第一步为主 6 电离常数 在一定条件下 弱电解质在达到电离平衡时 溶液中电离所生成的 电离常数 在一定条件下 弱电解质在达到电离平衡时 溶液中电离所生成的 各种离子浓度的乘积 跟溶液中未电离的分子浓度的比是一个常数 叫做电离平衡各种离子浓度的乘积 跟溶液中未电离的分子浓度的比是一个常数 叫做电离平衡 常数 常数 一般用 一般用 Ka 表示酸 表示酸 Kb 表示碱 表示碱 表示方法 表示方法 ABA A B B Ki Ki A A B B AB AB 7 影响因素 影响因素 a 电离常数的大小主要由 电离常数的大小主要由物质的本性物质的本性决定 决定 b 电离常数受 电离常数受温度温度变化影响 不受浓度变化影响 在室温下一般变化不大 变化影响 不受浓度变化影响 在室温下一般变化不大 C 同一温度下 不同弱酸 电离常数越大 其电离程度越大 酸性越强 如 同一温度下 不同弱酸 电离常数越大 其电离程度越大 酸性越强 如 H2SO3 H3PO4 HF CH3COOH H2CO3 H2S HClO 二 水的电离和溶液的酸碱性二 水的电离和溶液的酸碱性 1 水电离平衡 水电离平衡 水的离子积 水的离子积 KW c H c OH 25 时时 H OH 10 7 mol L KW H OH 1 10 14 注意 注意 KW只与只与温度温度有关 温度一定 则有关 温度一定 则 KW值一定值一定 KW不仅适用于不仅适用于纯水纯水 适用于任何溶液 酸 碱 盐 适用于任何溶液 酸 碱 盐 2 水电离特点 水电离特点 1 可逆 可逆 2 吸热 吸热 3 极弱 极弱 3 影响水电离平衡的外界因素 影响水电离平衡的外界因素 酸 碱酸 碱 抑制抑制水的电离水的电离 KW 1 10 14 温度温度 促进促进水的电离 水的电离是水的电离 水的电离是吸吸热热 高中化学笔课堂记 选修 4 第 12 页 共 26 页 的 的 易易水解的盐水解的盐 促进促进水的电离水的电离 KW 1 10 14 4 溶液的酸碱性和 溶液的酸碱性和 pH 1 pH lgc H 2 pH 的测定方法 的测定方法 酸碱酸碱指示剂指示剂 甲基橙甲基橙 石蕊石蕊 酚酞酚酞 变色范围 甲基橙变色范围 甲基橙 3 1 4 4 橙色 橙色 石蕊石蕊 5 0 8 0 紫色 紫色 酚酞酚酞 8 2 10 0 浅红 浅红 色 色 PH 试纸试纸操作 操作 玻璃棒玻璃棒蘸取未知液体在蘸取未知液体在试纸上试纸上 然后与 然后与标准比色卡标准比色卡对比即可对比即可 注意 注意 事先不能事先不能用水湿润用水湿润 PH 试纸试纸 广泛广泛 pH 试纸试纸只能读取只能读取整数值或范围整数值或范围 常用酸碱指示剂及其变色范围 常用酸碱指示剂及其变色范围 指示剂指示剂变色范围的变色范围的 PH 石蕊石蕊 5 红色红色5 8 紫色紫色 8 蓝色蓝色 甲基橙甲基橙 3 1 红色红色3 1 4 4 橙色橙色 4 4 黄色黄色 酚酞酚酞 8 无色无色8 10 浅红浅红 10 红色红色 三三 混合液的混合液的 pH 值计算方法公式值计算方法公式 1 强酸与强酸强酸与强酸的混合 先求的混合 先求 H 混 将两种酸中的混 将两种酸中的 H 离子离子物质的量物质的量相加除以相加除以总体总体 积 积 再求其它 再求其它 H 混混 H 1V1 H 2V2 V1 V2 2 强碱与强碱强碱与强碱的混合 先求的混合 先求 OH 混 将两种酸中的混 将两种酸中的 OH 离子物质的量离子物质的量相加除以相加除以总总 体积体积 再求其它 再求其它 OH 混 混 OH 1V1 OH 2V2 V1 V2 注意注意 不能直接计不能直接计 算算 H 混混 3 强酸与强碱强酸与强碱的混合 先据的混合 先据 H OH H2O 计算计算余下余下的的 H 或或 OH H 有余 则有余 则 用余下的用余下的 H 数除以溶液总体积求数除以溶液总体积求 H 混 混 OH 有余 则用余下的有余 则用余下的 OH 数除以溶液总体数除以溶液总体 积求积求 OH 混 再求其它 混 再求其它 注意注意 在加法运算中 相差 100 倍以上 含 100 倍 的 小的可以忽略不计 四 稀释过程溶液四 稀释过程溶液 pH 值的变化规律 值的变化规律 1 强酸强酸溶液溶液 稀释 稀释 10n倍时 倍时 pH 稀稀 pH 原原 n 但始终不能大于或等于 但始终不能大于或等于 7 2 弱酸弱酸溶液 稀释溶液 稀释 10n倍时 倍时 pH 稀稀 pH 原原 n 但始终不能大于或等于 但始终不能大于或等于 7 高中化学笔课堂记 选修 4 第 13 页 共 26 页 3 强碱强碱溶液 稀释溶液 稀释 10n倍时 倍时 pH 稀稀 pH 原 原 n 但始终不能小于或等于 但始终不能小于或等于 7 4 弱碱弱碱溶液 稀释溶液 稀释 10n倍时 倍时 pH 稀稀 pH 原 原 n 但始终不能小于或等于 但始终不能小于或等于 7 5 不论任何溶液 不论任何溶液 稀释时稀释时 pH 均是向均是向 7 靠近靠近 即向中性靠近 即向中性靠近 任何溶液无限稀释 任何溶液无限稀释 后后 pH 均接近均接近 7 6 稀释时 稀释时 弱酸 弱碱和水解的盐弱酸 弱碱和水解的盐溶液的溶液的 pH 变化得变化得慢慢 强酸 强碱变化得快强酸 强碱变化得快 五 强酸 五 强酸 pH1 强碱 强碱 pH2 混和计算规律 混和计算规律 1 若 若等体积等体积混合混合 pH1 pH2 14 则溶液显则溶液显中性中性 pH 7 pH1 pH2 15 则溶液显则溶液显碱性碱性 pH pH2 0 3 pH1 pH2 13 13 则溶液显则溶液显酸性酸性 pH pH1 0 3 2 若混合后显 若混合后显中性中性 pH1 pH2 14 V 酸 酸 V 碱碱 1 1 pH1 pH2 14 V 酸 酸 V 碱碱 1 10 14 14 pH1 pH2 六 酸碱六 酸碱中和滴定中和滴定 1 1 中和滴定的原理 中和滴定的原理 实质 实质 H OH H2O 即酸能提供的 即酸能提供的 H 和碱能提供的和碱能提供的 OH 物质的量相等 物质的量相等 2 2 中和滴定的操作过程 中和滴定的操作过程 1 仪 仪 滴定管的刻度 滴定管的刻度 O 刻度刻度在在 上上 往下刻度标数越来越大 全部容积 往下刻度标数越来越大 全部容积 大大 于于 它的最大刻度值 因为下端有一部分没有刻度 滴定时 所用溶液不得超过它的最大刻度值 因为下端有一部分没有刻度 滴定时 所用溶液不得超过 最低刻度最低刻度 不得一次滴定使用两滴定管酸 或碱 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 也不得中途向滴定管中添加 滴定管可以读到小数点滴定管可以读到小数点后后 一位一位 2 药品 药品 标准液 待测液标准液 待测液 指示剂 指示剂 3 准备过程 准备过程 准备 检漏 洗涤 润洗 装液 赶气泡 调液面 准备 检漏 洗涤 润洗 装液 赶气泡 调液面 洗涤 用 洗涤 用洗液洗洗液洗 检漏 滴检漏 滴 定管是否漏水定管是否漏水 用水洗用水洗 用用标准液洗标准液洗 或 或待测液洗待测液洗 装溶液装溶液 排气泡排气泡 调液面调液面 记数据记数据 V 始始 高中化学笔课堂记 选修 4 第 14 页 共 26 页 4 试验过程 试验过程 3 酸碱中和滴定的误差分析 酸碱中和滴定的误差分析 误差分析 利用误差分析 利用 n 酸酸 c 酸酸 V 酸酸 n 碱碱 c 碱碱 V 碱碱进行分析进行分析 式中 式中 n 酸或碱中氢原子或氢氧根离子酸或碱中氢原子或氢氧根离子数数 c 酸或碱的酸或碱的物质的量浓度物质的量浓度 V 酸或碱溶液的酸或碱溶液的体积体积 当用酸去滴定碱确定碱的浓度时 则 当用酸去滴定碱确定碱的浓度时 则 c 碱碱 Vn Vcn 上述公式在求算浓度时很方便 而在上述公式在求算浓度时很方便 而在分析误差分析误差时起主要作用的是分子上的时起主要作用的是分子上的 V 酸的变酸的变 化 因为在滴定过程中化 因为在滴定过程中 c 酸为标准酸 其数值在理论上是不变的 若稀释了虽酸为标准酸 其数值在理论上是不变的 若稀释了虽实际实际 值变小值变小 但体现的却是 但体现的却是 V 酸的增大 酸的增大 导致导致 c 酸偏高 酸偏高 V 碱同样也是一个定值 它是碱同样也是一个定值 它是 用标准的量器量好后注入锥形瓶中的 当在实际操作中用标准的量器量好后注入锥形瓶中的 当在实际操作中碱液外溅碱液外溅 其实际值 其实际值减小减小 但引起变化的却是但引起变化的却是标准酸用量的减少标准酸用量的减少 即 即 V 酸减小 则酸减小 则 c 碱降低了 对于观察中出碱降低了 对于观察中出 现的误差亦同样如此 综上所述 当用标准酸来测定碱的浓度时 现的误差亦同样如此 综上所述 当用标准酸来测定碱的浓度时 c 碱的误差与碱的误差与 V 酸的变化成正比 即当酸的变化成正比 即当 V 酸的实测值大于理论值时 酸的实测值大于理论值时 c 碱偏高 反之偏低 碱偏高 反之偏低 同理 用标准碱来滴定未知浓度的酸时亦然 同理 用标准碱来滴定未知浓度的酸时亦然 七 盐类的水解 只有七 盐类的水解 只有可溶于水的盐可溶于水的盐才水解 才水解 1 盐类水解 在水溶液中 盐类水解 在水溶液中盐电离盐电离出来的离子跟出来的离子跟水电离水电离出来的出来的 H 或或 OH 结合生成结合生成弱弱 电解质电解质的反应 的反应 2 水解的实质 水溶液中盐电离出来的离子跟水电离出来的 水解的实质 水溶液中盐电离出来的离子跟水电离出来的 H 或或 OH 结合结合 破坏水破坏水 的电离 是平衡向的电离 是平衡向右移动右移动 促进水的电离 促进水的电离 3 盐类水解规律 盐类水解规律 有有 弱弱 才水解 才水解 无弱无弱不水解 不水解 越弱越弱越水解越水解 谁谁 强强显谁性显谁性 两弱都水解 两弱都水解 同强同强显显 中性中性 多元弱酸根多元弱酸根 浓度相同时正酸根比酸式酸根水解程度大 碱性更强 浓度相同时正酸根比酸式酸根水解程度大 碱性更强 如如 Na2CO3 NaHCO3 弱酸酸性强弱比较 弱酸酸性强弱比较 A 同主族元素最高价含氧酸的酸性递减 无氧酸的酸性递增 利用特殊值进行记忆 如酸性 HFH3PO4 高中化学笔课堂记 选修 4 第 15 页 共 26 页 B 饱和一元脂肪酸的碳原子数越小 酸性越强 如 HCOOH CH3COOH C 一些常见的酸的酸性 HClO HAlO2 苯酚为极弱酸 醋酸 碳酸 磷酸和 H2SO3为中强酸 HClO4为最强含氧酸等 4 盐类水解的特点 盐类水解的特点 1 可逆可逆 与中和反应互逆 与中和反应互逆 2 程度小程度小 3 吸热吸热 5 影响盐类水解的外界因素 影响盐类水解的外界因素 温度 温度 温度温度越越 高高 水解程度越大水解程度越大 水解吸热 越热越水解 水解吸热 越热越水解 浓度浓度 浓度越小 水解程度越 浓度越小 水解程度越 大大 越稀越水解越稀越水解 酸碱酸碱 促进或抑制盐的水解 促进或抑制盐的水解 H 促进促进 阴离子阴离子 水解而水解而 抑制抑制 阳离子水解 阳离子水解 OH 促进阳离子水解而抑制阴离子水解 促进阳离子水解而抑制阴离子水解 6 酸式盐酸式盐溶液的酸碱性 溶液的酸碱性 只只电离不水解电离不水解 如 如 HSO4 显显酸酸性性 电离程度 水解程度 显电离程度 水解程度 显酸酸性性 如 如 HSO3 H2PO4 水解程度 电离程度水解程度 电离程度 显显碱碱性性 如 如 HCO3 HS HPO42 7 双水解双水解反应 反应 1 构成盐的 构成盐的阴阳离子阴阳离子均能发生水解的反应 双水解反应相互促进 水解程度较均能发生水解的反应 双水解反应相互促进 水解程度较 大 有的甚至水解完全 使得大 有的甚至水解完全 使得平衡向右移平衡向右移 其促进过程以其促进过程以 NH4Ac 为例解释如下 为例解释如下 NH4Ac NH4 Ac NH4 H2O NH3 H2O H Ac H2O HAc OH 两个水解反应生成的两个水解反应生成的 H 和和 OH 反应生成水而使两个水解反应的生成物浓度均减少 平衡均右移 反应生成水而使两个水解反应的生成物浓度均减少 平衡均右移 2 常见的 常见的双水解双水解反应完全的为 反应完全的为 Fe3 Al3 与与 AlO2 CO32 HCO3 S2 HS SO32 HSO3 S2 与与 NH4 CO32 HCO3 与与 NH4 其特点是相互水解其特点是相互水解成沉淀或气体成沉淀或气体 双水解完 双水解完 全的离子方程式配平依据是两边电荷平衡 如 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 盐类水解的应用 盐类水解的应用 混施化肥 N P K 三元素不能变成 和 泡沫灭火剂 用硫酸铝和小苏打为原料 双水 解 FeCl3溶液止血剂 血浆为胶体 电解质溶液使胶体凝聚 明矾净水 Al3 水解成氢氧化 铝胶体 胶体具有很大的表面积 吸附水中悬浮物而聚沉 NH4Cl 焊接金属 氯化铵呈酸性 能溶解铁锈 判断溶液酸碱性 强者显性 比较盐溶液离子浓度的大小 判断离子共存 双 水解的离子产生沉淀和气体的不能大量共存 配制盐溶液 加对应的酸防止水解 8 水解平衡常数 水解平衡常数 Kh 对于对于强碱强碱弱酸盐 弱酸盐 Kh Kw Ka Kw 为该温度下水的离子积 为该温度下水的离子积 Ka 为该条件下该弱酸根形为该条件下该弱酸根形 成的弱酸的电离平衡常数成的弱酸的电离平衡常数 高中化学笔课堂记 选修 4 第 16 页 共 26 页 对于对于强酸强酸弱碱盐 弱碱盐 Kh Kw Kb Kw 为该温度下水的离子积 为该温度下水的离子积 Kb为该条件下该弱碱根形为该条件下该弱碱根形 成的弱碱的电离平衡常数成的弱碱的电离平衡常数 电离 水解方程式的书写原则电离 水解方程式的书写原则 1 多元 多元弱酸弱酸 多元弱酸盐 的电离 水解 的书写原则 多元弱酸盐 的电离 水解 的书写原则 分步书写分步书写 注意 不管是水解还是电离 都决定于第一步 第二步一般相当微弱 注意 不管是水解还是电离 都决定于第一步 第二步一般相当微弱 2 多元弱碱多元弱碱 多元弱碱盐 的电离 水解 书写原则 多元弱碱盐 的电离 水解 书写原则 一步书写一步书写 八 溶液中微粒浓度的大小比较八 溶液中微粒浓度的大小比较 1 1 基本原则 抓住溶液中微粒浓度必须满足的三种守恒关系 基本原则 抓住溶液中微粒浓度必须满足的三种守恒关系 电荷守恒电荷守恒 任何溶液任何溶液均显电均显电中中性性 各阳离子浓度与其所带电荷数的乘积之和 各 各阳离子浓度与其所带电荷数的乘积之和 各 阴离子浓度与其所带电荷数的乘积之和阴离子浓度与其所带电荷数的乘积之和 物料守恒物料守恒 即 即原子个数原子个数守恒或守恒或质量质量守恒 守恒 某某原子的总量原子的总量 或或总浓度总浓度 其以各种形式存在的所有微粒的量 其以各种形式存在的所有微粒的量 或浓度或浓度 之和之和 质子质子守恒 即水电离出的守恒 即水电离出的 H 浓度与浓度与 OH 浓度相等浓度相等 2 同浓度的弱酸和其弱酸盐 同浓度的弱酸和其弱酸盐 同浓度的弱碱和其弱碱盐的电离和水解强弱规律 同浓度的弱碱和其弱碱盐的电离和水解强弱规律 中常化学常见的有三对中常化学常见的有三对 等浓度的等浓度的 HAc 与与 NaAc 的混合溶液 弱酸的电离 其对应弱酸盐的水解 溶液呈酸性的混合溶液 弱酸的电离 其对应弱酸盐的水解 溶液呈酸性 等浓度的等浓度的 NH3 H2O 与与 NH4Cl 的混合液 弱碱的电离 其对应弱碱盐的水解 溶液呈碱性的混合液 弱碱的电离 其对应弱碱盐的水解 溶液呈碱性 等浓度的等浓度的 HCN 与与 NaCN 的混合溶液 弱酸的电离的混合溶液 弱酸的电离 其对应弱酸盐的水解 溶液呈碱性其对应弱酸盐的水解 溶液呈碱性 掌握其处理方法 即抓主要矛盾 掌握其处理方法 即抓主要矛盾 九 难溶电解质的溶解平衡九 难溶电解质的溶解平衡 1 难溶电解质的溶解平衡的一些常见知识 难溶电解质的溶解平衡的一些常见知识 1 溶解度 溶解度 小于小于 0 01g 的电解质称的电解质称难溶电解质难溶电解质 2 反应后离子浓度降至 反应后离子浓度降至 1 10 5以下的反应为完全反应 如以下的反应为完全反应 如酸碱中和酸碱中和时时 H 降至降至 高中化学笔课堂记 选修 4 第 17 页 共 26 页 10 7mol LCu2 H Na 离子得电子能力离子得电子能力 氧化性减弱氧化性减弱 阴离子 在阳极 阴离子 在阳极 金属单质金属单质 Pt Au除外除外 Cl OH 含氧酸根 含氧酸根 失电子能力失电子能力 还原性减弱还原性减弱 6 电解 电解 CuCl2溶液的电极反应 溶液的电极反应 高中化学笔课堂记 选修 4 第 21 页 共 26 页 阳极 阳极 2Cl 2e Cl2 氧化氧化 阴极 阴极 Cu2 2e Cu 还原还原 总反应式 总反应式 CuCl2 Cu Cl2 7 电解本质 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 规律总结 电解反应离子方程式书写 1 按得失电子数相等来配平电极方程式 2 若 H 或 OH 放电 电极方程式写离子形式 电解方程式写 H2O 3 上标明通电二字 放电顺序 放电顺序 阳离子阳离子放电顺序放电顺序 Ag Hg2 Fe3 Cu2 H 指酸电离的 指酸电离的 Pb2 Sn2 Fe2 Zn2 Al3 Mg2 Na Ca2 K 阴离子阴离子的放电顺序的放电顺序 惰性电极时 惰性电极时 S2 I Br Cl OH NO3 SO42 等含氧酸根离子等含氧酸根离子 F SO32 MnO4 OH 活性电极时 电极本身溶解放电活性电极时 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 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 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 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电解质水溶液点解产物的规律 类型类型电极反应特点电极反应特点实例实例电解对象电解对象电解质浓度电解质浓度 pHpH 电解质溶液电解质溶液 复原复原 HCl 增大增大 HCl 分解电解质分解电解质 型型 电解质电解质电离出的阴阳离电离出的阴阳离 子分别在两极放电子分别在两极放电 CuCl2 电解质电解质 减小减小 CuCl2 放放 H2H2 生成碱生成碱 型型 阴极 阴极 水放水放 H H2 2生碱生碱 阳极 电解质阴离子放阳极 电解质阴离子放 电电 NaCl 电解质和水电解质和水生成生成新电解新电解 质质 增大增大 HCl 放氧生酸放氧生酸型型阴极 电解质阳离子放阴极 电解质阳离子放 电电 阳极 阳极 水放水放 O2O2 生酸生酸 CuSO4 电解质和水电解质和水生成生成新电解新电解 质质 减小减小氧氧化铜化铜 电解水型电解水型阴极 阴极 4H 4H 4e 4e NaOH 增大增大 高中化学笔课堂记 选修 4 第 22 页 共 26 页 H2SO4 减小减小 2H22H2 阳极 阳极 4OH 4OH 4e 4e O2 O2 2H2O2H2O Na2SO4 水水 增大增大 不变不变 水水 上述四种类型电解质分类 上述四种类型电解质分类 1 电解水电解水型 型 含氧酸含氧酸 强碱强碱 活泼 活泼金属含氧酸盐金属含氧酸盐 2 电解 电解电解质电解质型 型 无氧酸无氧酸 不活泼金属的 不活泼金属的无氧酸盐无氧酸盐 氟化物除外 氟化物除外 3 放氢生碱放氢生碱型 型 活泼金属的无氧酸盐活泼金属的无氧酸盐 4 放氧生酸放氧生酸型 型 不活泼金属的含氧酸盐不活泼金属的含氧酸盐 二 电解原理的应用二 电解原理的应用 1 电解饱和 电解饱和食盐水食盐水以制造以制造烧碱 氯气和氢气烧碱 氯气和氢气 1 电镀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 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 镀铜反应原理镀铜反应原理 阳极阳极 纯铜纯铜 Cu 2e Cu2 阴极 阴极 镀件镀件 Cu2 2e Cu 电解液 可溶性铜盐溶液 如电解液 可溶性铜盐溶液 如 CuSO4溶液溶液 3 电镀应用之一 铜的精炼 电镀应用之一 铜的精炼 阳极 阳极 粗铜粗铜 阴极 阴极 纯铜纯铜电解质溶液 电解质溶液 硫酸铜硫酸铜 3 电冶金 电冶金 1 电冶金 使矿石中的 电冶金 使矿石中的 金属阳离子金属阳离子 获得电子 从它们的化合物中还原出来获得电子 从它们的化合物中还原出来 用于冶炼活泼金属 如钠 镁 钙 铝用于冶炼活泼金属 如钠 镁 钙 铝 2 电解氯化钠 电解氯化钠 通电前 氯化钠高温下熔融 通电前 氯化钠高温下熔融 NaCl Na Cl 高中化学笔课堂记 选修 4 第 23 页 共 26 页 通直流电后 阳极 通直流电后 阳极 2Na 2e 2Na 阴极 阴极 2Cl 2e Cl2 规律总结 规律总结 原电池 电解池 电镀池原电池 电解池 电镀池的判断规律的判断规律 1 若 若无外接电源 无外接电源 又具备组成原电池的三个条件 又具备组成原电池的三个条件 有活泼性不同的两个电极 有活泼性不同的两个电极 两极用导线互相连接成直接插入连通的电解质溶液里 两极用导线互相连接成直接插入连通的电解质溶液里 较活泼金属与电解质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溶液能发生氧化还原反应 有时是与水电离产生的 H 作用 作用 只要同时具备这三 只要同时具备这三 个条件即为个条件即为原电池 原电池 2 若 若有外接电源有外接电源 两极插入电解质溶液中 则可能是电解池或电镀池 当阴极 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 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 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 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 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 电解池 电镀池的比较 性质性质 类别类别 原电池原电池 电解池电解池 电镀池电镀池 定义定义 装置特点 装置特点 将化学能转变成电将化学能转变成电 能的装置能的装置 将电能转变成化学能的将电能转变成化学能的 装置装置 应用电解原理在某些金属表应用电解原理在某些金属表 面镀上一侧层其他金属面镀上一侧层其他金属 反应特征反应特征 自发反应自发反应 非自发反应非自发反应 非自发反应非自发反应 装置特征装置特征无电源 两级材料无电源 两级材料 不同不同 有电源 两级材料可同有电源 两级材料可同 可不同可不同 有电源有电源 形成条件形成条件活动性不同的两极活动性不同的两极 电解质溶液电解质溶液 形成闭合回路形成闭合回路 两电极连接直流电源两电极连接直流电源 两电极插入电解质溶液两电极插入电解质溶液 形成闭合回路形成闭合回路 1 镀层金属接电源正极 待镀层金属接电源正极 待 镀金属接负极 镀金属接负极 2 电镀液必电镀液必 须含有镀层金属的离子须含有镀层金属的离子 电极名称电极名称负极 较活泼金属负极 较活泼金属 正极 较不活泼金正极 较不活泼金 属 能导电非金属 属 能导电非金属 阳极 与电源正极相连阳极 与电源正极相连 阴极 与电源负极相连阴极 与电源负极相连 名称同电解 但有限制条件名称同电解 但有限制条件 阳极 必须是镀层金属阳极 必须是镀层金属 阴极 镀件阴极 镀件 电极反应电极反应负极 氧化反应 负极 氧化反应 金属失去电子金属失去电子 正极 还原反应 正极 还原反应 溶液中的阳离子的溶液中的阳离子的 电子或者氧气得电电子或者氧气得电 阳极 氧化反应 溶液阳极 氧化反应 溶液 中的阴离子失去电子 中的阴离子失去电子 或电极金属失电子或电极金属失电子 阴极 还原反应 溶液阴极 还原反应 溶液 阳极 金属电极失去电子阳极 金属电极失去电子 阴极 电镀液中阳离子得到阴极 电镀液中阳离子得到 高中化学笔课堂记 选修 4 第 24 页 共 26 页 子 吸氧腐蚀 子 吸氧腐蚀 中的阳离子得到电子中的阳离子得到电子电子电子 电子流向电子流向负极负极 正极正极 电源负极电源负极 阴极阴极 电源正极电源正极 阳极阳极 同电解池同电解池 溶液中带电粒子溶液中带电粒子 的移动的移动 阳离子向正极移阳离子向正极移动动 阴离子向负极阴离子向负极移动移动 阳离子向阴极阳离子向阴极移动移动 阴离子向阳极阴离子向阳极移动移动 同电解池同电解池 联系联系 在两极上都发生在两极上都发生氧化反应和还原反应氧化反应和还原反应 原电池与电解池的极的得失电子联系图 原电池与电解池的极的得失电子联系图 阳极阳极 失失 e 正极 得 正极 得 e 负极 失 负极 失 e 阴极 得 阴极 得 第四节第四节 金属的电化学腐蚀和防护金属的电化学腐蚀和防护 一 金属的电化学腐蚀一 金属的电化学腐蚀 1 金属腐蚀内容 金属腐蚀内容 2 金属腐蚀的本质 都是金属原子 金属腐蚀的本质 都是金属原子 失去失去 电子而被氧化的过程电子而被氧化的过