化學(xué)中離子平衡和化學(xué)能量

化學(xué)中離子平衡和化學(xué)能量化學(xué)中離子平衡和化學(xué)能量知識點(diǎn)：離子平衡和化學(xué)能量一、離子平衡1.電解質(zhì)與非電解質(zhì)：在水溶液中或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物稱為電解質(zhì)，如酸、堿、鹽、金屬氧化物等；在水溶液中和熔融狀態(tài)下都不導(dǎo)電的化合物稱為非電解質(zhì)，如有機(jī)物、非金屬氧化物等。2.電離：電解質(zhì)在溶液中產(chǎn)生自由移動的離子的過程稱為電離。強(qiáng)電解質(zhì)能夠完全電離，弱電解質(zhì)只能部分電離。3.離子平衡：在電解質(zhì)溶液中，電離產(chǎn)生的陽離子和陰離子的濃度之間存在一定的比例關(guān)系，稱為離子平衡。4.離子積：離子平衡時，溶液中電解質(zhì)電離產(chǎn)生的陽離子和陰離子的濃度乘積為一個常數(shù)，稱為離子積。離子積與溫度有關(guān)。5.酸堿中和：酸和堿在溶液中反應(yīng)生成鹽和水的化學(xué)反應(yīng)稱為酸堿中和。6.酸堿度：溶液中氫離子（H+）的濃度稱為酸堿度，常用pH表示。pH值越小，溶液越酸；pH值越大，溶液越堿。7.緩沖溶液：含有弱酸和其鹽或弱堿和其鹽的溶液，能夠抵抗外來酸堿的影響，保持溶液的酸堿度基本不變。二、化學(xué)能量1.化學(xué)反應(yīng)：化學(xué)反應(yīng)是指物質(zhì)之間發(fā)生原子、離子或分子層面的重新組合，產(chǎn)生新的物質(zhì)的過程。2.化學(xué)鍵：化學(xué)鍵是原子之間強(qiáng)烈的相互作用力。根據(jù)鍵的性質(zhì)，可分為離子鍵、共價鍵和金屬鍵。3.活化能：化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行時，反應(yīng)物分子必須獲得足夠的能量，才能克服活化能，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)?；罨茉降?，反應(yīng)越容易進(jìn)行。4.熱力學(xué)第一定律：系統(tǒng)的內(nèi)能變化等于外界對系統(tǒng)做的功加上系統(tǒng)吸收的熱量。5.熱力學(xué)第二定律：熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體。6.熵：熵是系統(tǒng)混亂程度的度量，表示系統(tǒng)微觀狀態(tài)的多樣性。熵增原理指出，孤立系統(tǒng)的熵總是增加。7.化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)：化學(xué)反應(yīng)過程中，反應(yīng)物和生成物的內(nèi)能變化表現(xiàn)為熱量變化，稱為化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)。包括放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)。8.化學(xué)平衡：在封閉系統(tǒng)中，正反兩個化學(xué)反應(yīng)的速率相等時，系統(tǒng)的各種性質(zhì)不再發(fā)生變化的狀態(tài)稱為化學(xué)平衡。9.化學(xué)平衡常數(shù)：化學(xué)平衡時，反應(yīng)物和生成物的濃度比值稱為化學(xué)平衡常數(shù)。平衡常數(shù)與溫度有關(guān)。10.能量轉(zhuǎn)換：化學(xué)反應(yīng)中，化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為熱能、光能、電能等形式的能量。11.催化作用：催化劑能夠加速化學(xué)反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后不發(fā)生變化的物質(zhì)。通過以上知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以了解電解質(zhì)與非電解質(zhì)、離子平衡、酸堿中和、化學(xué)能量等基本概念，以及化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)、化學(xué)平衡和催化作用等現(xiàn)象，為深入學(xué)習(xí)化學(xué)知識打下基礎(chǔ)。習(xí)題及方法：1.習(xí)題：判斷以下物質(zhì)中，哪些是電解質(zhì)，哪些是非電解質(zhì)。b.NaClc.C6H12O6e.NaOH答案：a.HCl（酸）、b.NaCl（鹽）、e.NaOH（堿）是電解質(zhì)；c.C6H12O6（葡萄糖）、d.CO2（二氧化碳）是非電解質(zhì)。解題思路：電解質(zhì)是指在水溶液中或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物，包括酸、堿、鹽、金屬氧化物等。非電解質(zhì)是指在水溶液中和熔融狀態(tài)下都不導(dǎo)電的化合物，如有機(jī)物、非金屬氧化物等。2.習(xí)題：某溶液中，c(H+)=10^-2mol/L，c(OH-)=10^-12mol/L，求該溶液的pH值。答案：pH=-log[c(H+)]=-log(10^-2)=2解題思路：pH是表示溶液酸堿度的指標(biāo)，計算公式為pH=-log[c(H+)]。根據(jù)題目給出的氫離子濃度，直接計算pH值。3.習(xí)題：寫出以下酸堿反應(yīng)的離子方程式。a.HCl+NaOH→NaCl+H2Ob.H2SO4+2NaOH→Na2SO4+2H2Oa.H++Cl-+Na++OH-→Na++Cl-+H2Ob.2H++SO4^2-+2Na++2OH-→2Na++SO4^2-+2H2O解題思路：酸堿反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是H+和OH-的中和反應(yīng)，寫出反應(yīng)物和生成物的離子形式，平衡電荷守恒。4.習(xí)題：某溶液的pH為12，求該溶液中的c(H+)和c(OH-)。答案：c(H+)=10^-pH=10^-12mol/L，c(OH-)=Kw/c(H+)=10^-14/10^-12=10^-2mol/L解題思路：根據(jù)pH值計算氫離子濃度，然后根據(jù)水的離子積Kw=c(H+)×c(OH-)計算氫氧根離子濃度。5.習(xí)題：某鹽酸溶液的pH為2，如果向該溶液中加入10g的NaOH固體，求溶液的pH值變化。答案：加入NaOH后，溶液中的OH-濃度增加，使得pH值上升。具體的pH值變化取決于NaOH的溶解度和加入的量，但可以肯定的是，pH值會變大。解題思路：加入NaOH后，NaOH會與H+反應(yīng)生成水，減少溶液中的H+濃度，從而使pH值上升。6.習(xí)題：寫出以下鹽的水解方程式。a.NH4Clb.Na2CO3a.NH4++H2O?NH3·H2O+H+b.CO3^2-+H2O?HCO3-+OH-解題思路：鹽的水解是指鹽中的離子與水分子反應(yīng)生成弱電解質(zhì)的過程。根據(jù)鹽的組成離子，寫出相應(yīng)的水解方程式。7.習(xí)題：某溶液中，c(NH4+)=0.1mol/L，c(Cl-)=0.1mol/L，求該溶液的pH值。答案：NH4Cl是強(qiáng)酸弱堿鹽，NH4+會水解產(chǎn)生H+，使溶液呈酸性。但由于NH4+的水解程度較小，所以溶液的pH值接近中性，約為5-7。解題思路：根據(jù)鹽的組成離子和水解原理，判斷溶液的酸堿性，并估算pH值。8.習(xí)題：判斷以下反應(yīng)是否為放熱反應(yīng)或吸熱反應(yīng)。a.H2(g)+O2(g)→H2O(其他相關(guān)知識及習(xí)題：一、電離平衡1.習(xí)題：某溶液中含有弱酸HA和其共軛堿A^-，寫出HA的電離方程式。答案：HA?H++A^-解題思路：弱酸HA在溶液中部分電離生成H+和A^-。2.習(xí)題：某溶液中含有弱堿BOH和其共軛酸B^+，寫出BOH的電離方程式。答案：BOH?B^++OH-解題思路：弱堿BOH在溶液中部分電離生成B^+和OH-。3.習(xí)題：某溶液中含有弱酸HA和弱堿BOH，寫出它們之間的中和反應(yīng)方程式。答案：HA+BOH?A^-+B^++H2O解題思路：弱酸HA和弱堿BOH在中和反應(yīng)中生成共軛堿A^-和共軛酸B^+。4.習(xí)題：某溶液中，c(H+)=10^-2mol/L，c(OH-)=10^-12mol/L，求該溶液的pH值。答案：pH=-log[c(H+)]=-log(10^-2)=2解題思路：根據(jù)氫離子和氫氧根離子的濃度，計算溶液的pH值。5.習(xí)題：某溶液中，c(HA)=0.1mol/L，c(A^-)=0.01mol/L，求該溶液中HA的電離度。答案：電離度α=(c(A^-)/c(HA))×100%=(0.01/0.1)×100%=10%解題思路：電離度是指已電離的物質(zhì)占總物質(zhì)的百分比，計算公式為α=(c(A^-)/c(HA))×100%。6.習(xí)題：某溶液中，c(HA)=0.1mol/L，c(H+)=10^-1mol/L，求該溶液中HA的電離常數(shù)Ka。答案：Ka=c(H+)×c(A^-)/c(HA)=(10^-1)×c(A^-)/c(HA)解題思路：電離常數(shù)Ka是指弱酸HA電離生成H+和A^-的平衡常數(shù)，計算公式為Ka=c(H+)×c(A^-)/c(HA)。7.習(xí)題：某溶液中，c(HA)=0.1mol/L，c(A^-)=0.01mol/L，Ka=10^-5，求該溶液中HA的電離度。答案：電離度α=√(Ka/c(HA))=√(10^-5/0.1)=10^-3解題思路：根據(jù)電離常數(shù)Ka和溶液中HA的濃度，計算HA的電離度。8.習(xí)題：某溶液中含有弱酸HA和其共軛堿A^-，已知Ka=10^-5，HA的初始濃度為0.1mol/L，求在平衡時HA和A^-的濃度。答案：設(shè)平衡時HA的濃度為xmol/L，則A^-的濃度也為xmol/L。根據(jù)Ka的定義，有Ka=c(H+)×c(A^-)/c(HA)=(x×x)/(0.1-x