高中化學(xué).選修四知識(shí)結(jié)構(gòu)

.PAGE.>目錄〔人教版〕第一章化學(xué)反響與能量第一節(jié)化學(xué)反響與能量的變化第二節(jié)燃燒熱能源第三節(jié)化學(xué)反響熱的計(jì)算第二章化學(xué)反響速率和化學(xué)平衡第一節(jié)化學(xué)反響速率第二節(jié)影響第三節(jié)第四節(jié)第三章水溶液中的離子平衡第一節(jié)弱電解質(zhì)的電離第二節(jié)水的電離和溶液的酸堿性第三節(jié)鹽類的水解第四節(jié)難容電解質(zhì)的溶解平衡第四章電化學(xué)根底第一節(jié)原電池第二節(jié)化學(xué)電源第三節(jié)電解池第四節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)第一章化學(xué)反響與能量一、反響熱(1)化學(xué)反響中的能量變化任何一個(gè)化學(xué)反響，反響物所具有的總能量與生成物所具有的總能量總不會(huì)相等．因此，在新物質(zhì)產(chǎn)生的同時(shí)(即化學(xué)反響中)總是伴隨著能量的變化．其表現(xiàn)形式是化學(xué)能與熱能、光能、電能等之間進(jìn)展轉(zhuǎn)變．但以化學(xué)能與熱能之間的轉(zhuǎn)變最為常見．在破壞舊化學(xué)鍵時(shí)，需要能量來抑制原子間的相互吸引，在形成新化學(xué)鍵時(shí)，由于原子間的相互吸引而放出能量．由于需要的能量和放出的能量常常并不相等，因此總體上來看，一個(gè)化學(xué)反響的進(jìn)展，往往需要向外界釋放出能量，或從外界吸收一定的能量．化學(xué)反響釋放出的能量是當(dāng)今世界上最重要的能源之一．如化石燃料(煤、石油、天然氣)的燃燒．(2)反響熱①反響熱在化學(xué)反響過程中放出或吸收的熱量，通常叫做反響熱．反響熱用符號(hào)△H表示，單位一般采用kJ/mol．〔ΔH與Q相反 Q大于0表示放熱Q小于0表示吸熱〕．②放熱反響和吸熱反響放出熱量的化學(xué)反響叫做放熱反響，△H為負(fù)值．例如：；△吸收熱量的化學(xué)反響叫做吸熱反響，△H為正值．例如：；△(3).反響熱的表示方法：反響熱用ΔH表示，其實(shí)是從體系的角度分析的。能量能量放熱反響：體系環(huán)境，體系將能量釋放給環(huán)境，體系的能量降低，因此，放熱反響的ΔH＜0，為"－〞能量能量吸熱反響：環(huán)境體系，體系吸收了環(huán)境的能量，體系的能量升高，因此，吸熱反響的ΔH＞0，為"＋〞(4).反響熱與化學(xué)鍵鍵能的關(guān)系反響熱等于反響物分子化學(xué)鍵斷裂時(shí)所吸收的總能量與生成物分子化學(xué)鍵形成時(shí)所釋放的總能量之差。即ΔH＝E反響物分子化學(xué)鍵總鍵能－E生成物分子化學(xué)鍵總鍵能當(dāng)化學(xué)反響中斷裂舊的化學(xué)鍵所需要吸收的能量小于生成新的化學(xué)鍵所放出的能量時(shí)，則發(fā)生放熱反響．反之，發(fā)生吸熱反響．〔5〕反響熱與反響物和生成物的能量關(guān)系反響物的總能量＞生成物的總能量(放熱反響)反響物的總能量＜生成物的總能量(吸熱反響〕〔6〕常見的放熱反響4.大多數(shù)化合反響除H2+I2=2HI吸熱；N2+O2=2NO吸熱；CO2+C=2CO吸熱；常見的吸熱反響2.用C、H2、CO復(fù)原金屬氧化物的反響N2O4=2NO2吸熱Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O吸熱〔注意需要加熱的反響不一定是吸熱反響，如碳的燃燒，鋁熱反響。〕二、正確書寫熱化學(xué)方程式的方法1．要注明反響物和生成物的聚集狀態(tài)，因?yàn)槲镔|(zhì)呈現(xiàn)哪一種聚集狀態(tài)，與它們所具有的能量有關(guān)．即：反響物的物質(zhì)一樣、狀態(tài)不同、ΔH也不同．但不用沉淀和氣體符號(hào)。有關(guān)物質(zhì)的狀態(tài)亦可用英文字母表示：固—s；液—l；氣—g。2．要注明反響溫度和壓強(qiáng)(假設(shè)為同素異形體，要注明名稱)．因?yàn)棣的大小和反響的溫度、壓強(qiáng)有關(guān)．如不特別注明，即表示在101kPa和25℃．3．熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)不表示分子個(gè)數(shù)，而是表示物質(zhì)的量，故化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)，一樣物質(zhì)的化學(xué)反響，當(dāng)化學(xué)計(jì)量數(shù)改變時(shí)，其ΔH也同等倍數(shù)地改變．4．ΔH的表示：在熱化學(xué)方程式中ΔH的"＋〞與"－〞一定要注明，"＋〞代表吸熱，"－〞代表放熱．(1)熱化學(xué)方程式以下是丙烷()氣體燃燒生成氣體和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式：；△由此可知，熱化學(xué)方程式既說明物質(zhì)變化，又說明能量變化．即更全面完整地表示了化學(xué)反響．1．以下兩個(gè)熱化學(xué)方程式2H2(g)＋O2(g)====2H2O(l)；ΔH=－571．6kJ·mol－1C3H8(g)＋5O2(g)====3CO2(g)＋4H2O(l)；ΔH=－2220．0kJ·mol－1實(shí)驗(yàn)測知?dú)錃夂捅榈幕旌蠚怏w共5mol，完全燃燒時(shí)放熱3847kJ，則混合氣體中氫氣與丙烷的體積比是A．1∶3B．3∶1C．1∶4D．1∶1解析：據(jù)題意：1molH2燃燒放出的熱量為285．8kJ，1mol混合氣體燃燒放出的熱量為3847/5=769．4kJ，由十字穿插法：則體積比為=，故正確答案為B．三、燃燒熱、中和熱(1)概念：在101kPa時(shí)，1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱。燃燒熱的單位一般用kJ／mol表示。注意：完全燃燒，是指物質(zhì)中以下元素完全轉(zhuǎn)變成對應(yīng)的物質(zhì)：C→C02，H→H20，S→S02等。(2)表示的意義：例如C的燃燒熱為393.5kJ／mol，表示在101kPa時(shí)，1molC完全燃燒放出393.5kJ的熱量。(1)概念：在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反響而生成1molH20，這時(shí)的反響熱叫中和熱。理解中和熱時(shí)注意：①稀溶液是指溶于大量水的離子。②中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、電解質(zhì)電離的吸熱所伴隨的熱效應(yīng)。③中和反響的實(shí)質(zhì)是H+和OH-化合生成H20，假設(shè)反響過程中有其他物質(zhì)生成，這局部反響熱也不在中和熱。(2)中和熱的表示：H+(aq)+OH-(aq)=H2O(1)；△H=-57.3kJ／mol。注意：a、這里的稀溶液一般要求酸溶液中的，堿溶液中的．這是因濃酸溶液和濃堿溶液相互稀釋時(shí)會(huì)放出熱量．b、在中學(xué)化學(xué)主要研究強(qiáng)酸與強(qiáng)堿反響的中和熱．強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的中和反響其實(shí)質(zhì)是反響(即與酸、堿的種類無關(guān))，通過許屢次實(shí)驗(yàn)測定，反響生成1mol時(shí)，放出熱量57.3kJ．其熱化學(xué)方程式為；△因此，以下中和反響的△H一樣，都為－57.3kJ/mol．c、有弱酸或弱堿參加的中和反響，其中和熱的數(shù)值都小于57.3．例如，以下中和反響的△H的數(shù)值都小于57.3．這是因?yàn)榉错憰r(shí)弱酸或弱堿發(fā)生電離需要吸收熱量．d、中和熱是以生成1mol為基準(zhǔn)，因?yàn)楸硎局泻蜔岬臒峄瘜W(xué)方程式中，水的化學(xué)計(jì)量數(shù)為1，其酸、堿或鹽的化學(xué)計(jì)量數(shù)可以為分?jǐn)?shù)．e、有濃硫酸是濃硫酸稀釋要放出熱量所以大于(1)重要的化石燃料：煤、石油、天然氣(2)煤作燃料的利弊問題①煤是重要的化工原料，把煤作燃料簡單燒掉太可惜，應(yīng)該綜合利用。②煤直接燃燒時(shí)產(chǎn)生S02等有毒氣體和煙塵，對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。③煤作為固體燃料，燃燒反響速率小，熱利用效率低，且運(yùn)輸不方便。④可以通過清潔煤技術(shù)，如煤的液化和氣化，以及實(shí)行煙氣凈化脫硫等，大大減少燃煤對環(huán)境造成的污染，提高煤燃燒的熱利用率。新能源的開發(fā)1.燃料電池，2.氫能，3.太陽能，4.風(fēng)能，生物能、核能、地?zé)崮?、潮汐能等①調(diào)整和優(yōu)化能源構(gòu)造，降低燃煤在能源構(gòu)造中的比率，節(jié)約油氣資源，加強(qiáng)科技投入，加快開發(fā)水電、核電和新能源等就顯得尤為重要和迫切。②最有希望的新能源是太陽能、燃料電池、風(fēng)能和氫能等。這些新能源的特點(diǎn)是資源豐富，且有些可以再生，為再生性能源，對環(huán)境沒有污染或污染少。五、蓋斯定律化學(xué)反響的反響熱只與反響的始態(tài)(各反響物)和終態(tài)(各生成物)有關(guān)，而與具體反響進(jìn)展的途徑無關(guān)，如果一個(gè)反響可以分幾步進(jìn)展，則各分步反響的反響熱之和與該反響一步完成時(shí)的反響熱一樣，這就是蓋斯定律．例如：根據(jù)蓋斯定律：第二章化學(xué)反響速率和化學(xué)平衡一、化學(xué)反響速率…瞬間完成.如:氫氧混合氣爆炸;酸堿中和等。有的進(jìn)展得很慢…需數(shù)小時(shí);幾天;甚至幾百年;幾百萬年…。如:有機(jī)化合物間的反響,一般較慢,需數(shù)小時(shí)乃至數(shù)天;塑料的分解,需數(shù)百年，石油的形成需幾百萬年……1、概念：用單位時(shí)間內(nèi)反響物濃度的減少(或生成物濃度的增加)來表示化學(xué)反響進(jìn)展的快慢.叫化學(xué)反響的速率.濃度的單位,常用:mol/L，則，化學(xué)反響速率的單位：mol/(L·min)mol/(L·s)注意：同一化學(xué)反響的速率,用不同物質(zhì)濃度的變化來表示，數(shù)值不同。故,在表示化學(xué)反響速率時(shí),必須指明物質(zhì)。不同物質(zhì)表示的同一化學(xué)反響的速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比.二、影響化學(xué)反響速率的因素不同的化學(xué)反響,具有不同的反響速率.(如:氫氧混合氣爆炸;酸堿中和;塑料的分解;石油的形成…)參加反響的物質(zhì)的性質(zhì)是決定化學(xué)反響速率的重要因素.有些外界條件也有一定程度的影響。主要探討濃度溫度壓強(qiáng)和催化劑對化學(xué)反響速率的影響.濃度對化學(xué)反響速率的影響:增加反響物濃度,可以增大化學(xué)反響速率.a化學(xué)反響的過程,就是反響物分子中的原子,重新組合成生成物分子的過程。反響物分子中的原子,要想重新組合成生成物的分子,必須先獲得自由。即:反響物分子中的化學(xué)鍵,必須斷裂!化學(xué)鍵的斷裂是通過分子(或離子)間的相互碰撞來實(shí)現(xiàn)的.的.有效碰撞:能夠發(fā)生化學(xué)反響的碰撞,叫有效碰撞.活化分子:能夠發(fā)生有效碰撞的分子,叫活化分子.活化分子比普通分子具有更高的能量!才有可能撞斷化學(xué)鍵,發(fā)生化學(xué)反響.當(dāng)然,活化分子的碰撞,只是有可能發(fā)生化學(xué)反響.而并不是一定發(fā)生化學(xué)反響.還必須有適宜的取向.c在其它條件不變時(shí),對*一反響來說,活化分子在反響物中所占的百分?jǐn)?shù)是一定的。即:單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目和單位體積內(nèi)反響物分子的總數(shù)成正比.即:活化分子的數(shù)目和反響物的濃度成正比.因此:增大反響物的濃度,可以增大活化分子的數(shù)目,可以增加有效碰撞次數(shù).則,增大反響物濃度,可以使化學(xué)反響的速率增大!壓強(qiáng)對化學(xué)反響速率的影響:對于有氣體參加的化學(xué)反響來說,增大壓強(qiáng),氣體體積縮小,則單位體積中分子數(shù)增加,則濃度增大,反響速率增大.影響:溫度升高,使每一個(gè)分子的能量都增大.則:活化分子百分?jǐn)?shù)增加,反響速率增大!同時(shí),溫度升高分子運(yùn)動(dòng)加快,碰撞次數(shù)增多,化學(xué)反響速率也增大.催化劑對化學(xué)反響速率的影響:催化劑能夠降低反響所需要的能量,使更多的分子成為活化分子,大大的增加了活化分子的數(shù)目,以及活化分子的百化學(xué)平衡我們研究化學(xué)平衡的目的,不是要保持一個(gè)化學(xué)平衡不變.而是要研究如何利用外界條件的改變,去破壞化學(xué)平衡.使之向我們所希望的方向轉(zhuǎn)變,去建立新的化學(xué)平衡.化學(xué)平衡的移動(dòng):可逆反響中,舊化學(xué)平衡的破壞,新化學(xué)平衡的建立的過程就叫做化學(xué)平衡的移動(dòng).濃度對化學(xué)平衡的影響:增大任何一種反響物的濃度，都可以使化學(xué)平衡向正反響方向移動(dòng)。增大任何一種生成物的濃度，都可以使化學(xué)平衡向逆反響方向移動(dòng)。減小任何一種反響物的濃度，都可以使化學(xué)平衡向逆反響方向移動(dòng)。減小任何一種生成物的濃度，都可以使化學(xué)平衡向正反響方向移動(dòng)。壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響:處于平衡狀態(tài)的反響混合物里，無論是反響物，還是生成物，只要有氣態(tài)物質(zhì)存在，壓強(qiáng)的改變，就有可能使化學(xué)平衡移動(dòng)。如：反響中，1體積氮?dú)夂?體積的氫氣反響，生成了2體積的氨氣。反響后，氣體總體積減少了！可知，對這種氣體總體積減少的反響，增大壓強(qiáng)，平衡向正反響方向移動(dòng)。即：增大壓強(qiáng)，平衡向體積縮小的方向移動(dòng)；減小壓強(qiáng)，平衡向體積增大的方向移動(dòng)。氣體總體積不變化，改變壓強(qiáng)，化學(xué)平衡不移動(dòng)！如：反響前后，氣體物質(zhì)總體積不變。改變壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng)！溫度對化學(xué)平衡的影響:在吸熱或放熱的可逆反響中,反響混合物達(dá)平衡后,改變溫度,也會(huì)使化學(xué)平衡移動(dòng).在可逆反響中,正反響如果放熱,則,逆反響必定吸熱!反之亦然.如：升高溫度,(混合氣體顏色加深,)平衡向吸熱反響的方向移動(dòng).降低溫度,(混合氣體顏色變淺,)平衡向放熱反響的方向移動(dòng)催化劑對化學(xué)平衡的影響:催化劑能同等程度的增加正反響速率和逆反響速率,即,催化劑不能改變到達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)的反響混合物的組成.即:催化劑不能使化學(xué)平衡移動(dòng)!但催化劑可以改變到達(dá)化學(xué)平衡所需要的時(shí)間.平衡移動(dòng)原理:即:勒夏特列原理:如果改變影響平衡的一個(gè)條件,平衡就像削弱這種改變的方向移動(dòng).〔六〕化學(xué)平衡圖象問題的識(shí)別分析方法化學(xué)平衡圖象問題的識(shí)別無外乎是看坐標(biāo)、找變量、想方程、識(shí)圖象四個(gè)方面，即準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)橫、縱坐標(biāo)的含義，根據(jù)圖象中的點(diǎn)〔起點(diǎn)、終點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)〕、線〔所在位置的上下、左右、升降、彎曲〕特征，結(jié)合題目中給定的化學(xué)方程式和數(shù)據(jù)，應(yīng)用概念、規(guī)律進(jìn)展推理判斷．但識(shí)圖是關(guān)鍵，筆者認(rèn)為應(yīng)以橫坐標(biāo)的不同含義把圖象分為兩大類：①時(shí)間〔t〕類，②壓強(qiáng)〔p〕或溫度〔T〕類．這兩類的特征分別如下．A、時(shí)間〔t〕類1．圖象中總有一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)所對應(yīng)的時(shí)間為到達(dá)平衡所需時(shí)間，時(shí)間的長短可確定化學(xué)反響速率的大小，結(jié)合濃度、溫度、壓強(qiáng)對化學(xué)反響速率的影響規(guī)律，可確定濃度的大小，溫度的上下和壓強(qiáng)的大?。?．圖象中總有一段或幾段平行于橫軸的直線，直線上的點(diǎn)表示可逆反響處于平衡狀態(tài)．3．這幾段直線的相對位置可確定化學(xué)平衡移動(dòng)的方向．固定其它條件不變，假設(shè)因溫度升降引起的平衡移動(dòng)，就可確定可逆反響中是Q＞0還是Q＜0；假設(shè)因壓強(qiáng)增減引起的平衡移動(dòng)，就可確定氣態(tài)物質(zhì)在可逆反響中，反響物的系數(shù)和與生成物的系數(shù)和之間的相對大小。B、壓強(qiáng)〔p〕或溫度〔T〕類1．圖象均為曲線．2．曲線上的點(diǎn)表示可逆反響在相應(yīng)壓強(qiáng)或溫度下處于平衡狀態(tài)；而不在曲線上的點(diǎn)表示可逆反響在相應(yīng)壓強(qiáng)或溫度下未到達(dá)平衡狀態(tài)，但能自發(fā)進(jìn)展至平衡狀態(tài)．3．曲線的相對位置、變化趨勢決定了化學(xué)平衡移動(dòng)的方向．固定其它條件不變，假設(shè)溫度變化引起的平衡移動(dòng)，即可確定可逆反響中是Q＞0還是Q＜0；假設(shè)因壓強(qiáng)改變引起的平衡移動(dòng)，即可確定氣態(tài)物質(zhì)在可逆反響中反應(yīng)物的系數(shù)和與生成物的系數(shù)和之間的相對大小?；瘜W(xué)反響進(jìn)展的方向共同影響共同影響化學(xué)反響的方向反響焓變反響熵變放熱吸熱熵增熵減〔1〕多數(shù)能自發(fā)進(jìn)展的化學(xué)反響是放熱反響。如氫氧化亞鐵的水溶液在空氣中被氧化為氫氧化鐵的反響是自發(fā)的，其△·mol—1〔2〕局部吸熱反響也能自發(fā)進(jìn)展。如NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)==CH3COONH4(aq)+CO2(g)+H2O(l)，其△·mol—1?！?〕有一些吸熱反響在常溫下不能自發(fā)進(jìn)展，在較高溫度下則能自發(fā)進(jìn)展。如碳酸鈣的分解。因此，反響焓變不是決定反響能否自發(fā)進(jìn)展的唯一依據(jù)?！?〕熵：描述大量粒子混亂度的物理量，符號(hào)為S，單位J·mol—1·K—1，熵值越大，體系的混亂度越大。〔2〕化學(xué)反響的熵變〔△S〕：生成物的總熵與反響物總熵之差?！?〕反響熵變與反響方向的關(guān)系①多數(shù)熵增加的反響在常溫常壓下均可自發(fā)進(jìn)展。產(chǎn)生氣體的反響、氣體物質(zhì)的量增加的反響，熵變都是正值，為熵增加反響。②有些熵增加的反響在常溫下不能自發(fā)進(jìn)展，但在較高溫度下則可自發(fā)進(jìn)展。如碳酸鈣的分解。③個(gè)別熵減少的反響，在一定條件下也可自發(fā)進(jìn)展。如鋁熱反響的△S==—133.8J·mol—1·K—1，在點(diǎn)燃的條件下即可自發(fā)進(jìn)展。4、焓變和熵變對反響方向的共同影響——"四象限法〞判斷化學(xué)反響的方向。在二維平面內(nèi)建立坐標(biāo)系，第Ⅰ象限的符號(hào)為"＋、＋〞，第Ⅱ象限的符號(hào)為"＋、—〞，第Ⅲ象限的符號(hào)為"—、—〞，第Ⅳ象限的符號(hào)為"—、＋〞。借肋于數(shù)學(xué)坐標(biāo)系四個(gè)象限的符號(hào)，聯(lián)系焓變與熵變對反響方向的共同影響，可以從熱力學(xué)的角度快速判斷化學(xué)反響的方向。在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下，化學(xué)反響的方向的判據(jù)為△G〔吉布斯自由能〕：△G=△H—T△S＜0反響能自發(fā)進(jìn)展△H—T△S==0反響到達(dá)平衡狀態(tài)△H—T△S＞0反響不能自發(fā)進(jìn)展△S＜0△S＜0△H＞0所有溫度下反響均不能自發(fā)進(jìn)展△S＞0△H＜0所有溫度下均可自發(fā)進(jìn)展△S＞0△H＞0高溫下反響自發(fā)進(jìn)展△S＜0△H＜0低溫下反響自發(fā)進(jìn)展yy*—、＋—、—＋、＋＋、—ⅠⅡⅢⅣ第三章水溶液中的離子平衡一、弱電解質(zhì)的電離1、強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)2、電離方程式的書寫a．強(qiáng)電解質(zhì)的電離用"〞，弱電解質(zhì)的電離用"〞。

b．多元弱酸分步電離，分步持寫電離方程式，一般只寫第一步；多元弱堿也是分步電離的，但可按一步完全電離寫出。如：

c．強(qiáng)酸的酸式鹽完全電離，弱酸的酸式鹽中酸式酸根不完全電離。例如：

說明：在熔融狀態(tài)時(shí)，

d．*些復(fù)鹽能完全電離。例如：3、電離度和電離平衡常數(shù)a電離度的概念：在一定條件下的弱電解質(zhì)到達(dá)電離平衡時(shí)，已經(jīng)電離的電解質(zhì)分子數(shù)占原電解質(zhì)總數(shù)〔包括電離的沒有電離的〕的分?jǐn)?shù)，通常用Kα表示，例如：b電離度的影響因素：電解質(zhì)的本性〔內(nèi)因〕、溫度和溶液的濃度、外來的酸堿鹽等〔外因〕。c電離平衡常數(shù)的概念：電離常數(shù)是電離平衡的平衡常數(shù)，描述了一定溫度下，弱電解質(zhì)的電離能力，一般弱酸用Ka，弱堿用Kb表示。d電離平衡常數(shù)的影響因素：只有溫度。溫度越高，電離平衡常數(shù)越大。多元弱酸分步電離時(shí)，每一步都有對應(yīng)的電離平衡常數(shù)K1、K2、K3，且關(guān)系為K1＞K2＞K3。水的電離和溶液的酸堿性1.水的電離及離子積常數(shù)⑴水的電離平衡：水是極弱的電解質(zhì)，能發(fā)生自電離：H2O2+H2O2H3O++HO2－簡寫為H2OH++OH－〔正反響為吸熱反響〕其電離平衡常數(shù)：Ka=⑵水的離子積常數(shù)：Kw=[H+][OH-]250C時(shí)Kw×10-14mol2·L-2，水的離子積與溫度有關(guān)，溫度升高Kw增大。如1000C時(shí)Kw×10-12mol2·L-2.⑶無論是純水還是酸、堿,鹽等電解質(zhì)的稀溶液，水的離子積為該溫度下的Kw。2.影響水的電離平衡的因素⑴酸和堿:酸或堿的參加都會(huì)電離出H+或OH-,均使水的電離逆向移動(dòng),從而抑制水的電離。⑵溫度：由于水的電離吸熱，假設(shè)升高溫度，將促進(jìn)水的電離，[H+]與[OH-]同時(shí)同等程度的增加，pH變小，但[H+]與[OH-]始終相等，故仍呈中性。⑶能水解的鹽：不管水解后溶液呈什么性，均促進(jìn)水的電離，使水的電離程度增大。⑷其它因素：如向水中參加活潑金屬，由于活潑金屬與水電離出來的H+直接作用，使[H+]減少，因而促進(jìn)了水的電離平衡正向移動(dòng)。酸堿性和pH的關(guān)系⑴pH的計(jì)算：pH=-lg[H+]⑵酸堿性和pH的關(guān)系：在室溫下，中性溶液：[H+]=[OH－]=1.0×10-7mol·L-1,pH=7酸性溶液：[H+]＞[OH－],[H+×10-7mol·L-1,pH＜7堿性溶液：[H+]＜[OH－],[H+×10-7mol·L-1,pH＞7⑶pH的測定方法：①酸堿指示劑:粗略地測溶液pH范圍②pH試紙:精略地測定溶液酸堿性強(qiáng)弱③pH計(jì):準(zhǔn)確地測定溶液酸堿性強(qiáng)弱4．酸混合、堿混合、酸堿混合的溶液pH計(jì)算：①酸混合：直接算[H+]，再求pH。②堿混合：先算[OH-]后轉(zhuǎn)化為[H+]，再求pH。③酸堿混合：要先看誰過量，假設(shè)酸過量，求[H+]，再求pH；假設(shè)堿過量，先求[OH-]，再轉(zhuǎn)化為[H+]，最后求pH。[H+]混=[OH－]混=鹽類的水解A、鹽類水解的類型1、強(qiáng)酸弱堿鹽的水解：溶液呈酸性，弱堿陽離子水解2、強(qiáng)堿弱酸鹽的水解：溶液呈堿性，弱酸根離子水解3、弱酸弱堿鹽的水解程度很大，溶液的酸堿性決定與酸堿性的相對強(qiáng)弱4、強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽，不水解，呈中性5、弱酸的酸式鹽水解，酸取決于酸根離子的電離程度和水解程度的相對大小如電離程度大于水解程度，以電離為主，溶液呈酸性，如NaHSO3、NaH2PO4如水解程度大于電離程度，以水解為主，溶液呈堿性，如NaHCO3、Na2HPO4、NaHS6、完全雙水解的鹽，發(fā)生雙水解進(jìn)展到底。如常見的雙水解反響完全的有：Fe3+、Al3+與AlO2-、CO32-(HCO3-)、S2-(HS-)、SO32-(HSO3-)；B、鹽類水解的表示1、多元弱酸根離子水解分步寫，以第一步為主；2、多元弱堿陽離子可書寫一步總反響方程式；3、水解程度一般很小，方程式用"〞符號(hào)，且產(chǎn)生的物質(zhì)的濃度太小，一般不用"↑〞、"↓〞表示；3、雙水解比單水解程度大，有些可以進(jìn)展到底。C、鹽類水解溶液中離子濃度大小的比較一般規(guī)律：[不水解的離子]>[水解的離子]>[顯性的離子]>[水電離出的另外的離子]1、多元弱酸的正鹽溶液根據(jù)弱酸根的分步水解分析。如Na2CO3的溶液中，c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)2、不同溶液中同一離子濃度的比較，要看溶液中其他離子對其影響的因素。如在一樣的物質(zhì)的量濃度的以下各溶液中a、NH4Clb、CH3COONH4c、NH4HSO4。c(NH4+)由大到小的順序是c>a>b。3、混合溶液中各離子濃度的比較，要進(jìn)展綜合分析，如電解因素、水解因素等。D、鹽類水解的應(yīng)用1、混施化肥〔N、P、K三元素不能變成氣體或沉淀，否則降低肥效，如NH4Cl和氨水〕2、泡沫滅火劑〔用硫酸鋁和小蘇打?yàn)樵?，通過雙水解生成CO2和Al(OH)3沉淀〕3、明礬凈水〔水解成氫氧化鋁膠體具有很大外表積，吸附水中懸浮物而聚沉〕4、NH4Cl在焊接金屬前的處理〔氯化銨呈酸性，能溶解鐵銹〕5、判斷溶液酸堿性6、比較鹽溶液離子濃度的大小〔根據(jù)水解程度的大小對溶液酸堿性的影響〕7、判斷離子共存〔雙水解的離子產(chǎn)生沉淀和氣體，這一類情形下離子不能大量共存〕8、配制鹽溶液或加熱蒸發(fā)得晶體〔加對應(yīng)的酸防止水解〕；*些試劑的實(shí)驗(yàn)室存放，需要考慮鹽的水解。如：Na2CO3、Na2SiO3等水解呈堿性，不能存放在磨口玻璃塞的試劑瓶中；NH4Ｆ不能存放在玻璃瓶中，應(yīng)NH4Ｆ水解應(yīng)會(huì)產(chǎn)生HF，腐蝕玻璃。E、電解質(zhì)溶液中的守恒規(guī)律1、電荷守恒：電解質(zhì)溶液中陰、陽離子所帶的正、負(fù)電荷數(shù)相等，即溶液不顯電性。如磷酸溶液中，c(H+)=c(OH-)+c(H2PO4-)+2c(HPO42-)+3c(PO43-)2、物料守恒：就是電解質(zhì)溶液中*一組分的原始濃度〔起始濃度〕應(yīng)該等于它在溶液中各種存在形式的濃度之和。如的NaHS溶液，0.1=c(HS-)+c(S2-)+c(H2S)或c(Na+)=c(HS-)+c(S2-)+c(H2S)3、質(zhì)子守恒：水電離的特征是c(H+)=c(OH-)，據(jù)此可以得出以下關(guān)系如在K2CO3溶液中：c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2(H2CO3)四、難溶電解質(zhì)的溶解平衡1．沉淀溶解平衡(1)沉淀溶解平衡的概念在一定溫度下，當(dāng)難溶強(qiáng)電解質(zhì)溶于水形成飽和溶液時(shí)，溶解速率和生成沉淀速率相等的狀態(tài)。(2)溶解平衡的建立固體溶質(zhì)eq\o(,\s\up11(溶解),\s\do4(沉淀))溶液中的溶質(zhì)①v溶解>v沉淀，固體溶解②v溶解＝v沉淀，溶解平衡③v溶解<v沉淀，析出晶體(3)溶解平衡的特點(diǎn)(4)影響沉淀溶解平衡的因素①內(nèi)因難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì)，這是決定因素。②外因以AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)ΔH>0為例外界條件移動(dòng)方向平衡后c(Ag＋)平衡后c(Cl－)Ksp升高溫度正向增大增大增大加水稀釋正向減小減小不變參加少量AgNO3逆向增大減小不變通入HCl逆向減小增大不變通入H2S正向減小增大不變(5)電解質(zhì)在水中的溶解度20℃時(shí)，電解質(zhì)在水中的溶解度與溶解性存在如下關(guān)系：〔6〕沉淀溶解平衡的應(yīng)用(1)沉淀的生成①調(diào)節(jié)pH法如除去NH4Cl溶液中的FeCl3雜質(zhì)，可參加氨水調(diào)節(jié)pH至7～8，離子方程式為Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)。②沉淀劑法如用H2S沉淀Cu2＋，離子方程式為H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋。(2)沉淀的溶解①酸溶解法如CaCO3溶于鹽酸，離子方程式為CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑。②鹽溶液溶解法如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，離子方程式為Mg(OH)2＋2NHeq\o\al(＋,4)===Mg2＋＋2NH3·H2O。③氧化復(fù)原溶解法如不溶于鹽酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。④配位溶解法如AgCl溶于氨水，離子方程式為AgCl＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2O。(3)沉淀的轉(zhuǎn)化①實(shí)質(zhì)：沉淀溶解平衡的移動(dòng)(沉淀的溶解度差異越大，越容易轉(zhuǎn)化)。②應(yīng)用：鍋爐除垢、礦物轉(zhuǎn)化等。2．溶度積和離子積a以AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)為例：溶度積離子積概念沉淀溶解的平衡常數(shù)溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積符號(hào)KspQc表達(dá)式Ksp(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)，式中的濃度都是平衡濃度Qc(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)，式中的濃度是任意濃度應(yīng)用判斷在一定條件下沉淀能否生成或溶解①Q(mào)c>Ksp：溶液過飽和，有沉淀析出②Qc＝Ksp：溶液飽和，處于平衡狀態(tài)③Qc<Ksp：溶液未飽和，無沉淀析出BKsp的影響因素(1)內(nèi)因：難溶物質(zhì)本身的性質(zhì)，這是主要決定因素。(2)外因①濃度：加水稀釋，平衡向溶解方向移動(dòng)，但Ksp不變。②溫度：絕大多數(shù)難溶鹽的溶解是吸熱過程，升高溫度，平衡向溶解方向移動(dòng)，Ksp增大。③其他：向平衡體系中參加可與體系中*些離子反響生成更難溶物質(zhì)或更難電離物質(zhì)或氣體的離子時(shí)，平衡向溶解方向移動(dòng)，但Ksp不變。第四章電化學(xué)根底1．原電池和電解池的比較：裝置原電池電解池實(shí)例原理使氧化復(fù)原反響中電子作定向移動(dòng)，從而形成電流。這種把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置叫做原電池。使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽兩極引起氧化復(fù)原反響的過程叫做電解。這種把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置叫做電解池。形成條件①電極：兩種不同的導(dǎo)體相連；②電解質(zhì)溶液：能與電極反響。③能自發(fā)的發(fā)生氧化復(fù)原反響④形成閉合回路①電源；②電極〔惰性或非惰性〕；③電解質(zhì)〔水溶液或熔化態(tài)〕。反響類型自發(fā)的氧化復(fù)原反響非自發(fā)的氧化復(fù)原反響電極名稱由電極本身性質(zhì)決定：正極：材料性質(zhì)較不活潑的電極；負(fù)極：材料性質(zhì)較活潑的電極。由外電源決定：陽極：連電源的正極；陰極：連電源的負(fù)極；電極反響負(fù)極：Zn-2e-=Zn2+〔氧化反響〕正極：2H++2e-=H2↑〔復(fù)原反響〕陰極：Cu2++2e-=Cu〔復(fù)原反響〕陽極：2Cl--2e-=Cl2↑〔氧化反響〕電子流向負(fù)極→正極電源負(fù)極→陰極；陽極→電源正極電流方向正極→負(fù)極電源正極→陽極；陰極→電源負(fù)極能量轉(zhuǎn)化化學(xué)能→電能電能→化學(xué)能應(yīng)用①①抗金屬的電化腐蝕；②實(shí)用電池。①電解食鹽水〔氯堿工業(yè)〕；②電鍍〔鍍銅〕；③電冶〔冶煉Na、Mg、Al〕；④精煉〔精銅〕。2原電池正負(fù)極的判斷：⑴根據(jù)電極材料判斷：活潑性較強(qiáng)的金屬為負(fù)極，活潑性較弱的或者非金屬為正極。⑵根據(jù)電子或者電流的流動(dòng)方向：電子流向：負(fù)極→正極。電流方向：正極→負(fù)極。⑶根據(jù)電極變化判斷：氧化反響→負(fù)極；復(fù)原反響→正極。⑷根據(jù)現(xiàn)象判斷：電極溶解→負(fù)極；電極重量增加或者有氣泡生成→正極。⑸根據(jù)電解液內(nèi)離子移動(dòng)的方向判斷：陰離子→移向負(fù)極；氧離子→移向正極。3電極反響式的書寫：負(fù)極：⑴負(fù)極材料本身被氧化：①如果負(fù)極金屬生成的陽離子與電解液成分不反響，則為最簡單的：M-ne-=Mn+如：Zn-2e-=Zn2+②如果陽離子與電解液成分反響，則參與反響的局部要寫入電極反響式中：如鉛蓄電池，Pb+SO42--2e-=PbSO4⑵負(fù)極材料本身不反響：要將失電子的局部和電解液都寫入電極反響式，如燃料電池CH4-O2(C作電極)電解液為KOH：負(fù)極：CH4+10OH-8e-=C032-+7H2O正極：⑴當(dāng)負(fù)極材料能自發(fā)的與電解液反響時(shí)，正極則是電解質(zhì)溶液中的微粒的反響，H2SO4電解質(zhì)，如2H++2e=H2CuSO4電解質(zhì)：Cu2++2e=Cu〔3〕當(dāng)負(fù)極材料不與電解質(zhì)溶液自發(fā)反響時(shí)，正極則是電解質(zhì)中的O2反正復(fù)原反響當(dāng)電解液為中性或者堿性時(shí)，H2O比參加反響，且產(chǎn)物必為OH-,如氫氧燃料電池〔KOH電解質(zhì)〕O2+2H2O+4e=4OH-②當(dāng)電解液為酸性時(shí)，H+比參加反響，產(chǎn)物為H2OO2+4O2+4e=2H2O4．化學(xué)腐蝕和電化腐蝕的區(qū)別化學(xué)腐蝕電化腐蝕一般條件金屬直接和強(qiáng)氧化劑接觸不純金屬，外表潮濕反響過程氧化復(fù)原反響，不形成原電池。因原電池反響而腐蝕有無電流無電流產(chǎn)生有電流產(chǎn)生反響速率電化腐蝕＞化學(xué)腐蝕結(jié)果使金屬腐蝕使較活潑的金屬腐蝕吸氧腐蝕和析氫腐蝕的區(qū)別電化腐蝕類型吸氧腐蝕析氫腐蝕條件水膜酸性很弱或呈中性水膜酸性較強(qiáng)正極反響O2+4e-+2H2O==4OH-2H++2e-==H2↑負(fù)極反響Fe－2e-==Fe2+Fe－2e-==Fe2+腐蝕作用是主要的腐蝕類型，具有廣泛性發(fā)生在*些局部區(qū)域內(nèi)6．金屬的防護(hù)⑴改變金屬的內(nèi)部組織構(gòu)造。合金鋼中含有合金元素，使組織構(gòu)造發(fā)生變化，耐腐蝕。如：不銹鋼。⑵在金屬外表覆蓋保護(hù)層。常見方式有：涂油脂、油漆或覆蓋搪瓷、塑料等；使外表生成致密氧化膜；在外表鍍一層有自我保護(hù)作用的另一種金屬。⑶電化學(xué)保護(hù)法①外加電源的陰極保護(hù)法:接上外加直流電源構(gòu)成電解池，被保護(hù)的金屬作陰極。②犧牲陽極的陰極保護(hù)法：外加負(fù)極材料，構(gòu)成原電池，被保護(hù)的金屬作正極⑴干電池〔屬于一次電池〕①構(gòu)造：鋅筒、填滿MnO2的石墨、溶有NH4Cl的糊狀物。酸性電解質(zhì)：②電極反響負(fù)極：Zn-2e-=Zn2+正極：2NH4++2e-=2NH3+H2NH3和H2被Zn2＋、MnO2吸收：MnO2+H2=MnO+H2O,Zn2＋＋4NH3=Zn(NH3)42＋堿性電解質(zhì)：〔KOH電解質(zhì)〕電極反響負(fù)極：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2正極：2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+Zn(OH)2Zn+MnO2+2H2O-=2MnOOH+Zn(OH)2⑵鉛蓄電池〔屬于二次電池、可充電電池〕①構(gòu)造：鉛板、填滿PbO2的鉛板、稀H2SO4。②A.放電反響負(fù)極：Pb-2e-+SO42-=PbSO4原電池正極：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2OB.充電反響陰極：PbSO4+2e-=Pb+SO42-電解池陽極：PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+4H++SO42-總式：Pb+PbO2+2H2SO4eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(放電),\s\do4(===))),\s\do7(充電))2PbSO4+2H2O注意：放電和充電是完全相反的過程，放電作原電池，充電作電解池。電極名稱看電子得失，電極反響式的書寫要求與離子方程式一樣，且加起來應(yīng)與總反響式一樣。⑶鋰電池①構(gòu)造：鋰、石墨、固態(tài)碘作電解質(zhì)。②A電極反響負(fù)極：2Li-2e-=2Li+正極：I2+2e-=2I-總式：2Li+I2=2LiIBMnO2做正極時(shí)：負(fù)極：2Li-2e-=2Li+正極：MnO2+e-=MnO2-總式：Li+MnO2=LiMnO2鋰電池優(yōu)點(diǎn)：體積小，無電解液滲漏，電壓隨放電時(shí)間緩慢下降，應(yīng)用:心臟起搏器，手機(jī)電池，電腦電池。⑷A.氫氧燃料電池①構(gòu)造：石墨、石墨、KOH溶液。②電極反響負(fù)極：H2-2e-+2OH-=2H2O正極：O2+4e-+2H2O=4OH-總式：2H2+O2=2H2O〔反響過程中沒有火焰，不是放出光和熱，而是產(chǎn)生電流〕注意：復(fù)原劑在負(fù)極上反響，氧化劑在正極上反響。書寫電極反響式時(shí)必須考慮介質(zhì)參加反響〔先常規(guī)后深入〕。假設(shè)相互反響的物質(zhì)是溶液，則需要鹽橋〔內(nèi)裝KCl的瓊脂，形成閉合回路〕。B．鋁、空氣燃料電池以鋁—空氣—海水電池為能源的新型海水標(biāo)志燈已研制成功。這種燈以取之不盡的海水為電解質(zhì)溶液，靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而源源不斷產(chǎn)生電流。只要把燈放入海水中，數(shù)分鐘后就會(huì)發(fā)出耀眼的閃光，其能量比干電池高20～50倍。電極反響：鋁是負(fù)極4Al-12e-==4Al3+；石墨是正極3O2+6H2O+12e-==12OH-8．電解池的陰陽極判斷：⑴由外電源決定：陽極：連電源的正極；陰極：連電源的負(fù)極；⑵根據(jù)電極反響:氧化反響→陽極；復(fù)原反響→陰極⑶根據(jù)陰陽離子移動(dòng)方向：陰離子移向→陽極；陽離子移向→陰極，⑷根據(jù)電子幾點(diǎn)流方向：電子流向:電源負(fù)極→陰極；陽極→電源正極電流方向:電源正極→陽極；陰極→電源負(fù)極9.電解時(shí)電極產(chǎn)物判斷：⑴陽極：如果電極為活潑電極，Ag以前的，則電極失電子，被氧化被溶解，Zn-2e-=Zn2+如果電極為惰性電極，C、Pt、Au、Ti等，則溶液中陰離子失電子，4OH--4e-=2H2O+O2陰離子放電順序S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-⑵陰極：〔.陰極材料(金屬或石墨)總是受到保護(hù)〕根據(jù)電解質(zhì)中陽離子活動(dòng)順序判斷，陽離子得電子順序—金屬活動(dòng)順序表的反表金屬活潑性越強(qiáng)，則對應(yīng)陽離子的放電能力越弱，既得電子能力越弱。K+<Ca2+<Na+<Mg2+<Al3+<(H+)<Zn2+<Fe2+<Sn2+<Pb2+<Cu2+<Hg2+<Ag+電解、電離和電鍍的區(qū)別電解電離電鍍條件受直流電作用受熱或水分子作用受直流電作用實(shí)質(zhì)陰陽離子定向移動(dòng)，在兩極發(fā)生氧化復(fù)原反響陰陽離子自由移動(dòng)，無明顯的化學(xué)變化用電解的方法在金屬外表鍍上一層金屬或合金實(shí)例CuCl2eq\o(\s\up11(電解),\s\do4(====))Cu＋Cl2CuCl2==Cu2++2Clˉ陽極Cu－2e-=Cu2+陰極Cu2++2e-=Cu關(guān)系先電離后電解，電鍍是電解的應(yīng)用電鍍銅、精煉銅比較電鍍銅精煉銅形成條件鍍層金屬作陽極，鍍件作陰極，電鍍液必須含有鍍層金屬的離子粗銅金屬作陽極，精銅作陰極，CuSO4溶液作電解液電極反響陽極Cu－2e-=Cu2+陰極Cu2++2e-=Cu陽極：Zn-2e-=Zn2+Cu-2e-=Cu2+等陰極：Cu2++2e-=Cu溶液變化電鍍液的濃度不變?nèi)芤褐腥苜|(zhì)濃度減小電解方程式的實(shí)例〔用惰性電極電解〕：電解質(zhì)溶液陽極反響式陰極反響式總反響方程式〔條件：電解〕溶液酸堿性變化CuCl22Cl--2e-=Cl2↑Cu2++2e-=CuCuCl2=Cu+Cl2↑——HCl2Cl--2e-=Cl2↑2H++2e-=H2↑2HCl=H2↑+Cl2↑酸性減弱Na2SO44OH--4e-=2H2O+O2↑2H++2e-=H2↑2H2O=2H2↑+O2↑不變H2SO44OH--4e-=2H2O+O2↑2H++2e-=H2↑2H2O=2H2↑+O2↑消耗水，酸性增強(qiáng)NaOH4OH--4e-=2H2O+O2↑2H++2e-=H2↑2H2O=2H2↑+O2↑消耗水，堿性增強(qiáng)NaCl2Cl--2e-=Cl2↑2H++2e-=H2↑2NaCl+2H2O=H2↑+Cl2↑+2NaOHH+放電，堿性增強(qiáng)CuSO44OH--4e-=2H2O+O2↑Cu2++2e-=Cu2CuSO4+2H2O=2Cu+O2↑+2H2SO4OHˉ放電,酸性增強(qiáng)13、以惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律：⑴電解水型：電解含氧酸，強(qiáng)堿，活潑金屬的含氧酸鹽，如稀H2SO4、NaOH溶液、Na2SO4溶液：陽極：4OH--