课件22张PPT。专题1 化学反应与能量变化第一单元 化学反应中的热效应第一课时 化学反应的焓变一、化学反应的焓变
1.化学反应的基本特征
化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成,几乎所有的化学反应都伴随着能量的释放和吸收。能量的变化通常表现为热量的变化。
2.反应热
在化学反应过程中,当反应物和生成物具有相同温度时,所吸收或放出的热量称为化学反应的反应热。
3.焓变
(1)定义:在恒温、恒压的条件下,化学反应过程中吸收或释放的热量称为反应的焓变。
(2)表示符号:ΔH。
(3)单位:常采用kJ·mol-1。 1.反应热与焓变的关系是什么?
提示恒压条件下进行的某反应的反应热等于其焓变。
2.伴有能量变化的过程是否一定发生化学反应?
提示化学反应过程中一定伴随能量变化,但有能量变化的过程不一定发生化学反应。如灯泡发光是电能转化成光能和热能的过程,此过程为物理变化。4.放热反应与吸热反应
焓(H)是与内能有关的物理量,在一定条件下,某一化学反应是吸热反应还是放热反应,由生成物与反应物的焓值差即焓变(ΔH)决定。
(1)放热反应:放出热量(或ΔH<0)的化学反应。
(2)吸热反应:吸收热量(或ΔH>0)的化学反应。
5.焓变与键能的关系
一个反应的焓变(ΔH)等于断裂反应物分子中的化学键吸收的总能量与形成生成物分子中的化学键放出的总能量之差。二、热化学方程式的定义及意义
1.定义
能够表示反应热的化学方程式叫热化学方程式。
2.表示的意义
不仅表示了化学反应中的物质变化,也表明了化学反应中的能量变化。如2H2(g)+O2(g) 2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,表示在25 ℃、101 kPa下 2 mol H2(g)和1 mol O2(g)完全反应生成2 mol液态水时放出571.6 kJ的热量。?
3.同一个化学反应的ΔH是一个定值,对吗?
提示不对,ΔH与热化学方程式中各物质的聚集状态、化学计量数有关。知识点1知识点2知识点3知识点4放热反应与吸热反应的比较
【例题1】 下列说法正确的是( )
①需要加热方能发生的反应一定是吸热反应 ②放热反应在常温下一定很容易发生 ③反应是吸热还是放热必须看反应物和生成物所具有总能量的大小
④吸热反应在一定条件下也能发生
A.①② B.②③
C.①④ D.③④知识点1知识点2知识点3知识点4解析反应是吸热还是放热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。放热反应和吸热反应在一定条件下都能发生。反应开始需加热的反应可能是吸热反应,也可能是放热反应。例如C+O2 CO2的反应为放热反应,但反应开始也需要加热,即需要向反应体系先提供一定的能量。
答案D
化学反应是吸热反应还是放热反应与反应条件无关,吸热反应不一定需要加热,而放热反应也可能需要加热,化学反应是吸热反应还是放热反应主要由反应物和生成物的总能量的相对大小来决定。知识点1知识点2知识点3知识点4【针对训练1】 下列说法正确的是( )
A.放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率
B.当反应放热时ΔH>0,反应吸热时ΔH<0
C.一个化学反应中,当反应物的总能量大于生成物的总能量时,反应放热,ΔH为“-”
D.一个化学反应中,生成物总键能大于反应物的总键能时,反应吸热,ΔH为“+”
解析化学反应速率的大小与反应放热、吸热没有直接关系,A项错误;当反应放热时ΔH<0,反应吸热时ΔH>0,B项错误;在反应中物质所具有的总能量减少,反应就放热,反之就吸热,C项正确;化学反应的焓变等于反应物键能总和减去生成物键能总和,所以生成物总键能大于反应物的总键能时,ΔH为“-”,故D项错误。
答案C知识点1知识点2知识点3知识点4知识点1知识点2知识点3知识点4解析2A(g) B(g) ΔH1<0,说明反应放热,反应物的总能量高于生成物的总能量,又因为物质B由气态变为液态时放热,所以ΔH1>ΔH2。
答案B
从能量角度理解焓变(ΔH)
①放热反应:H(反应物)>H(生成物),ΔH=H(生成物)-H(反应物)<0。
②吸热反应:H(反应物)0。知识点1知识点2知识点3知识点4【针对训练2】 某反应过程中能量变化如图所示,则该反应的ΔH为( )
A.ΔH>0 B.ΔH<0
C.ΔH=0 D.无法判断
解析反应的焓变ΔH=E(生成物)-E(反应物),由E(生成物)答案B知识点1知识点2知识点3知识点4焓变(ΔH)与键能的关系
【例题3】 根据键能数据估算CH4(g)+4F2(g) CF4(g)+4HF(g)的反应热ΔH为( )
A.-1 940 kJ·mol-1
B.+1 940 kJ·mol-1
C.-485 kJ·mol-1
D.+485 kJ·mol-1知识点1知识点2知识点3知识点4答案A 知识点1知识点2知识点3知识点4知识点1知识点2知识点3知识点4【针对训练3】 SF6是一种优良的绝缘气体,分子结构中只存在S—F键。已知:1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ,断裂1 mol F—F、S—F键需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。则S(s)+3F2(g) SF6(g)的反应热ΔH为( )
A.-1 780 kJ·mol-1 B.-1 220 kJ·mol-1
C.-450 kJ·mol-1 D.+430 kJ·mol-1
解析ΔH=280 kJ·mol-1+3×160 kJ·mol-1-6×330 kJ·mol-1=-1 220 kJ·mol-1。
答案B知识点1知识点2知识点3知识点4解析A项,没有标出反应物和生成物的状态,错误;B项,N2和O2不能一步反应生成NO2,错误;C项,C与O2反应生成CO2属于放热反应,ΔH应为“-”,错误。
答案D知识点1知识点2知识点3知识点4知识点1知识点2知识点3知识点4知识点1知识点2知识点3知识点4【针对训练4】 (2015年10月浙江选考)已知1 mol CH4气体完全燃烧生成气态CO2和液态H2O,放出890.3 kJ热量,则表示该反应的热化学方程式正确的是( )
解析物质的状态标正确,并且放热时ΔH为“-”。
答案B课件17张PPT。第二课时 反应热的测量与计算 能源的充分利用一、反应热的测量与计算
1.反应热的测量
在科学研究中,科学家常用量热计来测量反应热。在实验过程中,尽可能保证反应物能充分反应,同时减少与外界的热交换,以减小实验误差。
2.反应热的计算——盖斯定律
(1)定义:一个化学反应,不论是一步完成,还是分几步完成,其总的热效应是完全相同的。即一个化学反应的焓变仅与反应的起始状态和反应的最终状态有关,而与反应的途径无关。(2)应用:间接计算某些反应(某些反应热无法直接测得)的反应热。若某个化学反应可由另外几个反应的化学方程式相加而得到,那么该化学反应的焓变即为这几个化学反应焓变的代数和。例如:
ΔH=ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4+ΔH5 1.盖斯定律有何应用?
提示很多反应很难直接测其反应热,可用盖斯定律进行间接计算。二、能源的充分利用
1.标准燃烧热
在101 kPa下,1 mol 物质完全燃烧的反应热叫做该物质的标准燃烧热。
2.热值
1 g物质完全燃烧所放出的热量叫做该物质的热值。
2.标准燃烧热较大的燃料,其热值也一定较大吗?
提示不一定。如氢气、正丁烷的标准燃烧热分别是-285.8 kJ·mol-1、-2 878 kJ·mol-1,而它们的热值分别是142.9 kJ·g-1、49.6 kJ·g-1。3.能源问题
(1)能源的地位:能源是可以提供能量的自然资源,它是国民经济和社会发展的重要物质基础。
(2)利用现状:我国目前使用的主要能源是化石燃料。目前我们使用的能量的主要形式是电能和热能,热能主要通过燃烧煤、石油、天然气、植物的秸秆等物质而获得。
(3)解决方法:①提高物质的燃烧效率对于节约能源十分重要。
②开发太阳能、氢能、风能、地热能、潮汐能和生物质能等新能源。因为新能源具有资源丰富、可再生、无污染或少污染等特点。
3.为什么要将煤转化为水煤气等洁净燃料呢?
提示减少对大气的污染,提高燃烧效率,将煤转化为水煤气后,便于通过管道进行运输。知识点1知识点2反应热的测量
【例题1】 50 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液在如下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测定中和反应的反应热。
完成下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃仪器是 ,该玻璃用品不能用相同的铜质仪器代替的理由是 。?知识点1知识点2(2)烧杯间填满碎纸条的作用是 。?
(3)若大烧杯上不盖硬纸板,求得的反应热数值会 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。?
(4)实验中改用60 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量 (填“相等”或“不相等”),理由是 ? 。?知识点1知识点2解析中和反应放出的热量跟生成水的物质的量有关。(1)本实验成败的关键是准确测量反应后的温度。因此所用装置必须保温、绝热且可使体系温度尽快达到一致,故缺少的仪器应为环形玻璃搅拌棒。(2)碎纸条的作用为减少实验过程中的能量损失。(3)大烧杯上不盖硬纸板时,会有较多的热量散失而导致求得的反应热数值偏小。(4)用50 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液反应时,盐酸不足,反应掉的NaOH为0.025 mol。改用60 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液进行反应时,NaOH不足,反应掉的NaOH为0.027 5 mol。两种情况反应掉的NaOH的物质的量不同,生成水的物质的量不同,故放出的热量不相等。
答案(1)环形玻璃搅拌棒 铜质材料传热快,热量损失大
(2)减少实验过程中的热量损失 (3)偏小
(4)不相等 反应生成水的物质的量不同,故放出的热量不相等知识点1知识点2 弱酸、弱碱在水溶液中不能完全电离,存在着电离平衡。弱酸或弱碱参与中和反应的同时,伴随着电离,电离过程要吸收热量,此热量就要由H+与OH-结合成水分子放出的热量来抵偿。浓硫酸参加中和反应存在一个稀释过程,浓硫酸的稀释要放出热量。以上两种情况都不可以当作中和反应的反应热。知识点1知识点2【针对训练1-1】 在测定中和反应反应热的实验中,下列叙述错误的是( )
A.向量热计中加入碱液时要迅速
B.实验中可使酸或碱略过量
C.向量热计中加入碱液时,碱液的温度应与酸的温度相同
D.可以用KOH代替NaOH,浓硫酸代替盐酸
解析可以用KOH代替NaOH,但不能用浓硫酸代替盐酸,因为浓硫酸溶于水也会放出热量。
答案D知识点1知识点2【针对训练1-2】 用简易量热计测定中和反应的反应热的实验中,使用下列用品不是为了减小实验误差的是( )
A.保温外筒 B.杯盖
C.温度计 D.环形玻璃搅拌棒
解析为减小测定中和反应反应热的实验误差,必须让反应充分进行,且不能使反应产生的热量散失。
答案C知识点1知识点2反应热的计算
【例题2】 实验中不能直接测出由石墨和氢气生成甲烷反应的ΔH,但可测出下面几个反应的热效应:知识点1知识点2解析方法一:因为反应式中ΔH1、ΔH2、ΔH3和ΔH4之间有以下关系:
ΔH2+ΔH3×2-ΔH1=ΔH4
所以ΔH4=ΔH2+2ΔH3-ΔH1=-393.5 kJ·mol-1+2×(-285.8 kJ·mol-1)-(-890.3 kJ·mol-1)=-74.8 kJ·mol-1。
方法二:也可以设计一个途径,使反应物经过一些中间步骤最后回到产物:
可见ΔH4=ΔH2+2ΔH3-ΔH1=-74.8 kJ·mol-1。
答案ΔH4=-74.8 kJ·mol-1知识点1知识点2 应用盖斯定律进行简单计算要特别注意以下几点:
(1)当热化学方程式乘以或除以某数时,ΔH也相应乘以或除以某数。
(2)当热化学方程式进行加减运算时,ΔH也同样要进行加减运算,且要带“+”“-”符号,即把ΔH看作一个整体进行运算。
(3)通过盖斯定律计算比较反应热的大小时,同样要把ΔH看作一个整体。
(4)在设计的反应过程中常会遇到同一物质固、液、气三态的相互转化,物质的状态由固→液→气变化时,会吸热;反之会放热。
(5)当设计的反应逆向进行时,其反应热与正反应的反应热数值相等,符号相反。知识点1知识点2【针对训练2】 钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属。由金红石(TiO2)制取单质Ti,涉及的步骤为:知识点1知识点2解析反应热只与反应的始态和终态有关,而与具体的反应途径无关。将已知热化学方程式相加减,③+2×①-②得TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s) TiCl4(s)+2CO(g),其ΔH=+141 kJ·mol-1+2×(-393.5 kJ·mol-1)-(-566 kJ·mol-1)=-80 kJ·mol-1。因为在高温下,Mg与空气中的O2(或CO2、N2)反应,所以Mg还原TiCl4时要在Ar气氛中进行。
答案-80 kJ·mol-1 防止高温下Mg与空气中的O2(或CO2、N2)反应课件23张PPT。第二单元 化学能与电能的转化第一课时 原电池的工作原理 化学电源一、原电池的基本概念
1.构成条件
(1)具有活动性不同的两种电极材料(金属和金属或金属和非金属)。
(2)与电解质溶液接触。
(3)有导线相连组成闭合回路,或具备将化学能转化成电能的条件。
1.原电池的负极一定会与电解质发生化学反应吗?两电极间一定通过导线相连吗?
提示都不一定。在原电池中,电极可能与电解质反应,也可能不与电解质反应。闭合回路的形成也有多种方式,可以是导线连接两个电极,也可以是两电极接触。2.电极名称及电极反应
负极:较活泼金属,电子流出的极,发生氧化反应。
正极:不活泼金属(或非金属,导体),电子流入的极,发生还原反应。
3.工作原理
负极发生氧化反应,电子由负极通过导线流入正极,溶液中氧化性较强的阳离子在正极上得到电子被还原。 2.有人认为盐桥是让两池中离子顺利迁移的桥梁,你认为这句话正确吗?
提示不正确,原电池工作时,两池中的离子不会通过盐桥迁移到另一池中,盐桥中的离子通过在盐桥中的定向移动来保持电解质溶液的电中性。二、二次电池——银锌电池、铅蓄电池、燃料电池
二次电池指可充电电池,该类电池既可放电也可充电,具有双重功能,它在放电时利用自发进行的氧化还原反应,在充电时又可逆向进行,使生成物恢复原状,如此充电放电可循环进行,至一定周期后终止。2.铅蓄电池
铅蓄电池是最常见的二次电池,它由两组栅状极板交替排列而成,正极板上覆盖PbO2,负极板上覆盖Pb,电解质是硫酸。铅蓄电池的充电反应是上述反应的逆反应。 3.蓄电池充电时,蓄电池负极应与外电源哪一极相连?
提示负极。3.燃料电池
燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。它与一般化学电池不同,一般化学电池的活性物质储存在电池内部,故而限制了电池的容量,而燃料电池的电极本身不含活性物质,只是一个催化转化元件。它工作时,燃料和氧化剂连续地由外部供给,在电极上不断进行反应,生成物不断地被排除,于是电池就连续不断地提供电能。
燃料电池种类很多,其中一种燃料电池是以氢气为燃料,氧气为氧化剂,铂作电极板,使用H2SO4溶液或KOH溶液作电解质。氢氧燃料电池在不同电解质溶液中比较: 4.燃料电池常用金属铂作电极,电极出气口常做成多孔球状,这是为什么?
提示增大气体与电解质溶液的接触面积,增大反应速率。知识点1知识点2知识点3电极反应式的书写
【例题1】 (2016年9月浙江宁波十校联考)如图是镁-空气燃料电池工作原理示意图,电池总反应为2Mg+O2+2H2O 2Mg(OH)2。下列有关该电池的说法正确的是( )
A.a极为负极,发生还原反应
B.b极上电极反应式:O2+2H2O+4e- 4OH-
C.工作时电子由b极经外电路流向a极
D.该装置实现了电能转化成化学能解析根据电池总反应,通入空气的b极为正极,电极反应式为O2+2H2O+4e- 4OH-,则a极为负极,发生氧化反应,A项错误,B项正确;电子由负极(a极)经外电路流向正极(b极),C项错误;该装置为原电池装置,实现了化学能转化为电能,D项错误。
答案B知识点1知识点2知识点3 (1)书写电极反应方程式时,酸性条件下用H+和H2O配平,碱性条件下可用OH-和H2O来配平。(2)书写反应式时,无论是总反应式还是电极反应式,都要满足电子转移守恒、电荷守恒、质量守恒。另外,还要考虑电极反应中的离子是否与电解质溶液中的离子反应。知识点1知识点2知识点3【针对训练1】 (2016年4月浙江选考)Mg-H2O2电池是一种化学电源,以Mg和石墨为电极,海水为电解质溶液,示意图如图。下列说法不正确的是( )
A.石墨电极是该电池的正极
B.石墨电极上发生还原反应
C.Mg电极的电极反应式:Mg-2e- Mg2+
D.电池工作时,电子从Mg电极经导线流向石墨电极,再从石墨电极经电解质溶液流向Mg电极
解析Mg电极为负极,失电子,被氧化,电极反应式为Mg-2e- Mg2+,石墨电极为正极,其上发生还原反应,电解质溶液中靠离子的定向移动导电,而非电子。
答案D知识点1知识点2知识点3原电池的设计
【例题2】 某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用,设计并进行了一系列实验,实验结果如下:知识点1知识点2知识点3试根据上表中的实验现象回答下列问题:
(1)实验1、2中Al所作的电极是否相同?
(2)写出实验3中的电极反应式和电池总反应式。
(3)实验4中Al作正极还是作负极,为什么?写出Al电极的电极反应式。
(4)解释实验5中电流计指针偏向Al的原因。
(5)根据实验结果总结:在原电池中金属铝作正极还是作负极受到哪些因素的影响?
解析一般情况下,较活泼的金属作原电池的负极,根据实验1、2的结果,自然得出1中Al作正极,2中Al作负极;但在NaOH溶液中Al比Mg活泼,作负极;在浓硝酸中由于Al发生钝化,Zn作负极。知识点1知识点2知识点3 (1)能设计为原电池的必须是自发进行的氧化还原反应。(2)若两个半反应分别在两个烧杯中进行,则负极中电解质溶液应与电极材料的阳离子相同。例如,在锌、铜和稀硫酸构成的原电池中,锌极宜置于ZnSO4、ZnCl2、Zn(NO3)2等的溶液中;正极材料置于稀硫酸溶液中。(3)形成闭合回路。知识点1知识点2知识点3【针对训练2-1】 下列各个装置中能组成原电池的是 ( )
解析从组成原电池的条件来看,A中为活泼性相同的两个电极,C中为酒精溶液,不是电解质,D中未组成闭合回路。符合条件的只有B项。
答案B知识点1知识点2知识点3【针对训练2-2】 下列反应可用于设计原电池的是( )
解析氧化还原反应才能用于设计原电池。
答案B知识点1知识点2知识点3有盐桥的原电池工作原理
【例题3】 铜锌原电池(如图)工作时,下列叙述正确的是( )
C.电池工作时,左池中Zn2+经过盐桥迁移到右池
D.盐桥中的K+移向ZnSO4溶液知识点1知识点2知识点3答案B
盐桥的优点就是原电池中氧化剂和还原剂近乎隔离,并在不同区域之间实现了电子的定向移动,使原电池能持续稳定地产生电流。知识点1知识点2知识点3【针对训练3】 铜锌原电池的装置如图所示,关于盐桥的叙述,下列错误的是( )
A.盐桥内应含有电解质
B.盐桥具有沟通电路的功能
C.若取出盐桥,放电反应仍然可以进行
D.若将盐桥从溶液中取出,电流计读数会变为零
解析盐桥内的溶液为电解质溶液,利用带电离子的移动,使电流形成通路,从而使铜锌原电池的化学反应持续进行,若取出盐桥即形成断路。
答案C课件22张PPT。第二课时 电解池的工作原理及应用一、电解原理
1.电解
在直流电的作用下,在两电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程叫电解。
2.电解池的形成条件
(1)与电源相连的两个相同或不同的电极。
(2)电解质溶液或熔融的电解质。
(3)形成闭合回路。
3.电极名称
阳极:和电源正极相连的电极,发生氧化反应。
阴极:和电源负极相连的电极,发生还原反应。
1.电解池的阴、阳极与两极材料的金属活动性有关吗?
提示电解池的阴阳极取决于外接电源的正负极,与电极材料的金属活动性无关。4.电子流向
电源负极→导线→电解池阴极,电解池阳极→导线→电源正极。
5.离子移动方向
电解质溶液中阳离子移向阴极,阴离子移向阳极。
2.电解质溶液导电一定发生了化学变化,这种说法正确吗?
提示电解质溶液的导电过程,就是该溶液的电解过程,一定发生化学变化。二、电解原理的应用
1.氯碱工业
3.电解饱和食盐水时,离子交换膜在电解槽中的作用是什么?
提示将阴极区、阳极区隔开,既防止氯气与阴极区的氢气混合爆炸,也防止氯气与阴极区的NaOH溶液反应,降低NaOH产品的纯度。2.电镀
(1)定义。
电镀是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。电镀的目的主要是使金属增强抗腐蚀能力、增加美观和表面硬度。
(2)电镀原理。
电镀时,用镀层金属作阳极、待镀金属(镀件)作阴极,用含镀层金属阳离子的可溶性盐溶液作电解质溶液。
4.电镀过程中,电镀液离子浓度基本不变,这是为什么?
提示电镀实际上相当于阳极上镀层金属在通电作用下,经过电镀液覆盖到镀件上,从整体来讲,溶液中各离子数目、浓度没有变化。3.电解精炼铜
(1)电解精炼的目的。
粗铜中往往含有锌、铁、镍、银、金等多种杂质,通过电解精炼可以获得纯度达到 99.95%~99.98%的铜,这种铜称为电解铜,这种方法称为金属的电解精炼。电解精炼常用于有色金属的精炼,如粗铜、粗镍等的精炼。
(2)电解精炼铜的原理。
5.为什么电解槽里会有含金、银等杂质的“阳极泥”?
提示位于金属活动性顺序表铜之后的金、银等杂质,因为失电子能力比铜弱,难以在阳极失去电子变成阳离子,当阳极上的铜失去电子变成离子溶解之后,它们以金属单质的形式沉积在电解槽底部,形成阳极泥。阳极泥可作为提炼金、银等贵重金属的原料。知识点1知识点2知识点3知识点4电解池阴阳极的判断
【例题1】 如图所示,甲是刚浸过NaCl溶液的石蕊试纸,A、B两铜片通过导线连接电源两极,在铜片间的滤纸上滴一滴KMnO4溶液,通电一段时间后,发现A、B间的紫红色圆点向A极移动了一段距离,则与A相连的是电源的 极,可发现滤纸的B极边沿附近有 色出现。?知识点1知识点2知识点3知识点4解析当通电一段时间后,A、B间的紫红色圆点向A极移动了,由于紫红色是 的颜色,即 向A极移动,因阴离子向阳极移动,所以A为电解池的阳极(浸有NaCl溶液的石蕊试纸相当于电解池),则与A相连的是电池的正极,B为阴极。电源的正负极和电解池的阴阳极也就能确定了,从而分析出本题的答案。
答案正 蓝知识点1知识点2知识点3知识点4 解决本题的关键是根据 (紫红色)的移动方向判断出电解池的阴阳极,从而判断出电源的正负极。解决这一类电解含有有色离子的电解质溶液(特别是含 的溶液)的问题时要牢记:在电解池中,发生氧化反应的为阳极,发生还原反应的为阴极。阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动。即:知识点1知识点2知识点3知识点4【针对训练1-1】 下列描述中,不符合生产实际的是( )
A.电解熔融的氧化铝制取金属铝,用铁作阳极
B.电解法精炼粗铜,用纯铜作阴极
C.电解饱和食盐水制烧碱,用涂镍碳钢网作阴极
D.在镀件上电镀锌,用锌作阳极
答案A知识点1知识点2知识点3知识点4【针对训练1-2】 下列关于铜电极的叙述正确的是( )
A.铜锌原电池中铜作负极
B.在铁制品上电镀铜时,用铜作阴极
C.电解饱和食盐水制烧碱时,用铜作阳极
D.电解法精炼铜时,粗铜连接电源的正极
解析铜锌原电池中,活动性强的金属锌作负极,A项不正确。电镀中镀层金属作阳极,B项不正确。若用活性电极铜作阳极,则铜先失电子,无法制烧碱,C项不正确。
答案D知识点1知识点2知识点3知识点4参加电解反应的物质的判断
【例题2】 用石墨作电极电解1 mol·L-1 CuSO4溶液,当c(Cu2+)为0.5 mol·L-1时,停止电解,向剩余溶液中加入下列何种物质可使电解质溶液恢复至原来状态( )
A.CuSO4 B.CuO
C.Cu(OH)2 D.CuSO4·5H2O
答案B知识点1知识点2知识点3知识点4 (1)①溶液中含氧酸根离子不放电,常指最高价(中心原子)含氧酸根不放电,但非最高价(中心原子)含氧酸的放电能力比OH-的强,如 等。②阳离子的放电顺序基本上符合金属活动性顺序表,一般将H+放在Cu2+后。但在电镀条件下,H+的位置放在Zn2+之后,即在水溶液中Zn2+的得电子能力比H+强,主要原因是水电离产生的c(H+)很小,离子的放电能力不仅与本身性质相关,还与离子浓度、pH等有关。
(2)电解后要恢复原电解质溶液的浓度,须加适量的某物质,该物质可以是阴极与阳极产物的化合物。如用惰性电极电解CuSO4溶液,要恢复原溶液浓度,可向电解后的溶液中加入CuO,也可以加入CuCO3,但不能加入Cu(OH)2,因为Cu(OH)2与H2SO4反应生成水,使水量增加。电解质溶液恢复的原则是“析出什么加什么”。知识点1知识点2知识点3知识点4【针对训练2】 用惰性电极实现电解,下列说法正确的是( )
A.电解氢氧化钠稀溶液,溶液浓度增大,pH变小
B.电解氯化钠溶液,溶液浓度减小,pH不变
C.电解硝酸银溶液,要消耗OH-,溶液pH变小
D.电解稀硫酸,实质是电解水,溶液pH不变
解析电解氢氧化钠相当于电解水,溶液浓度增大,pH变大;电解氯化钠生成氢氧化钠,pH变大;电解稀硫酸,相当于电解水,pH变小。
答案C知识点1知识点2知识点3知识点4电解原理的应用
【例题3】 某同学按下图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是( )
A.电解过程中,铜电极上有H2产生
C.电解一定时间后,铜电极质量增加
D.整个电解过程中,H+的浓度不断增大知识点1知识点2知识点3知识点4答案B 知识点1知识点2知识点3知识点4【针对训练3】 (2016年10月浙江选考,节选)电解NaClO3水溶液可制备NaClO4。在电解过程中由于阴极上吸附氢气,会使电解电压升高,电解效率下降。为抑制氢气的产生,可选择合适的物质(不引入杂质),写出该电解的总化学方程式 。?知识点1知识点2知识点3知识点4电解的相关计算
【例题4】 电解100 mL c(H+)=0.30 mol·L-1的下列溶液,当电路中通过0.04 mol电子时,理论上析出金属质量最大的是( )
A.0.10 mol·L-1 Ag+
B.0.20 mol·L-1 Zn2+
C.0.20 mol·L-1 Cu2+
D.0.20 mol·L-1 Pb2+知识点1知识点2知识点3知识点4答案C 知识点1知识点2知识点3知识点4 有关电解的计算通常是求电解后某产物的质量、某气体的体积、某元素的化合价以及溶液的pH、物质的量浓度等。解答此类题的方法有两种:一是根据电解方程式或电极反应式列比例式求解;二是利用各电极、线路中转移的电子数目守恒列等式求解。电子守恒进行分析计算较为简便,所以解决类似问题时我们应更多地用电子守恒的方法进行分析、求解。知识点1知识点2知识点3知识点4A.1.62 g B.6.48 g
C.3.24 g D.12.96 g
解析析出铜的物质的量为0.03 mol,则转移电子的物质的量为0.06 mol,由电子守恒,若Ag+放电,则可析出Ag 0.06 mol,质量为6.48 g。
答案B课件18张PPT。第三单元 金属的腐蚀与防护一、金属的电化学腐蚀
1.金属腐蚀的危害
在生产生活中,金属腐蚀所带来的损失非常巨大。金属生产设备的腐蚀会导致工厂停产,金属腐蚀还会使桥梁、建筑物等损坏甚至坍塌,地下金属管道会因腐蚀而泄漏……据报道,全世界每年因金属腐蚀造成的直接经济损失约占各国国内生产总值(GDP)的2%~4%,超过地震、水灾、台风等自然灾害造成损失的总和。
2.金属的腐蚀
(1)金属的腐蚀是指金属及其合金与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象。
(2)金属腐蚀的实质都是金属原子失去电子被氧化的过程,用化学方程式表示(M代表金属元素)为M-ne- Mn+。(3)分类。
金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。
化学腐蚀是指金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀。
电化学腐蚀是指不纯的金属或合金发生原电池反应,使较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀。
3.钢铁的电化学腐蚀
钢铁的电化学腐蚀根据钢铁表面水溶液薄膜(电解质溶液)的酸碱性不同而不同。钢铁的电化学腐蚀分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀。
1.钢铁的电化学腐蚀中,哪种腐蚀更为普遍?为什么?
提示吸氧腐蚀。因为即使开始时为析氢腐蚀,但随着氢气的放出,金属表面的氢离子浓度逐渐降低,从而转化为吸氧腐蚀。二、金属的电化学防护
1.金属防护的基本思路
(1)防止金属与氧化性介质直接接触;
(2)防止金属表面形成电解质溶液层(水膜);
(3)改变金属内部结构。
2.自行车为什么在干燥环境中不易生锈?
提示在干燥环境中,自行车的金属表面不易形成电解质溶液。2.金属防护的常用方法
(1)加保护层防止形成原电池。
(2)电化学防护。
我们知道,金属在发生电化学腐蚀时,总是作为原电池的负极的金属被腐蚀,作为正极的金属不被腐蚀,如果能让被保护的金属成为正极,则该金属就不被腐蚀。
①牺牲阳极的阴极保护法;
②外加电流的阴极保护法。
(3)改变金属内部的组成结构,将金属制成合金,增强抗腐蚀能力。知识点1知识点2知识点3金属的电化学腐蚀
【例题1】 铜制品上的铝制铆钉,在潮湿的空气中易腐蚀的主要原因可描述为( )
A.形成原电池,铝作负极
B.形成原电池,铜作负极
C.形成原电池时,电流由铝流向铜
D.铝制铆钉发生了化学腐蚀
解析电化学腐蚀与化学腐蚀的本质区别在于是否发生原电池反应。金属铝发生的是电化学腐蚀,铝比铜活泼,故金属铝是负极;电流的流动方向与电子的流动方向恰好相反,电流应是由铜流向铝。
答案A知识点1知识点2知识点3 主要从以下几个方面来解决此类题目:
(1)正确地判断出金属腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀。
(2)如果是电化学腐蚀,判断出正、负极,一般活泼的金属为负极被腐蚀,不活泼的金属为正极被保护。知识点1知识点2知识点3【针对训练1】 以下现象与电化学腐蚀无关的是( )
A.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿
B.生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈
C.铁制器件附有铜制配件,在接触处易生铁锈
D.银制奖牌久置后表面变暗
解析黄铜(铜锌合金)发生电化学腐蚀时,被腐蚀的金属应是金属性较活泼的锌而不是铜;生铁中含较多的碳,在电解质溶液作用下容易形成原电池,即更容易生锈;铁制器件附有铜配件时,在接触电解质溶液时,铁是原电池的负极,易被腐蚀生成铁锈;银制奖牌久置后可能被硫或氧气氧化成银的化合物而使其表面变暗,这是化学腐蚀,与电化学腐蚀无关。
答案D知识点1知识点2知识点3 金属的吸氧腐蚀和析氢腐蚀
【例题2】 如图装置中,U形管内为红墨水,a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液(呈酸性),各加入生铁块,放置一段时间。下列有关描述错误的是( )
A.生铁块中的碳是原电池的正极
B.红墨水柱两边的液面变为左低右高
D.a试管中发生了吸氧腐蚀,b试管中发生了析氢腐蚀知识点1知识点2知识点3答案B 知识点1知识点2知识点3 影响金属腐蚀的因素包括金属的本性和介质两个方面。就金属本性来说,金属越活泼,就越容易失去电子而被腐蚀。介质对金属腐蚀的影响也很大,如果金属在潮湿的空气中,接触腐蚀性气体或电解质溶液,就容易被腐蚀。
(1)电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护腐蚀措施的腐蚀。
(2)对同一金属来说,腐蚀的快慢:强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。
(3)活动性不同的两种金属,活动性差别越大,活动性强的金属腐蚀越快。
(4)对同一种电解质溶液来说,电解质溶液浓度越大,金属腐蚀越快。知识点1知识点2知识点3【针对训练2-1】 如下图所示,将紧紧缠绕不同金属丝的铁钉放入培养皿中,再加入含有适量酚酞和NaCl的琼脂热溶液,冷却后形成琼胶(离子在琼胶内可以移动),下列叙述正确的是( )
A.a中铁钉附近呈现红色
B.b中铁钉上发生还原反应
C.a中铜丝上发生氧化反应
D.b中铝条附近有气泡产生答案B 知识点1知识点2知识点3知识点1知识点2知识点3解析铁作原电池的负极,发生氧化反应而被腐蚀,电极反应式为Fe-2e- Fe2+,铁片腐蚀最严重的区域应是与电解质溶液接触的地方。
答案D知识点1知识点2知识点3金属腐蚀的防护方法
【例题3】 下列有关金属保护方法的说法中正确的是( )
A.常使用的快餐杯表面有一层搪瓷,搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用
B.白铁(镀锌铁)镀层破损后,铁皮的腐蚀速度很慢
C.轮船的船壳水线以下常装有一些锌块,这是利用了牺牲阴极的阳极保护法
D.钢铁制造的暖气管道外常涂有一层沥青,这是钢铁的电化学保护法
解析A项中涂层破损后,铁直接暴露在空气中,因而搪瓷层不能对破损部分进行保护;B项中镀层破损后由于锌的金属活动性比铁强,和铁构成原电池,锌作负极,保护铁不被腐蚀;C选项应是牺牲阳极的阴极保护法;D项中应是用沥青作涂层的涂层保护法。
答案B知识点1知识点2知识点3 常见防止金属腐蚀的具体方法:
(1)给金属穿上“防护服”。
涂漆——如在钢铁表面涂防锈油漆;
热镀——加热锌或锡等耐腐蚀性能较强的金属,使其均匀覆盖于钢铁表面;
电镀——在钢铁表面形成锌或铬等耐腐蚀性较强的金属镀层;
喷涂有机或无机涂层材料等。
(2)电化学防护法——即牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。
(3)在钢铁中加入一定比例的铬和镍(如14%~18%Cr,7%~9%Ni),改变钢铁内部的组成和结构,可极大程度地提高钢铁抗腐蚀性能,这就是常见的“不锈钢”。知识点1知识点2知识点3【针对训练3】 为了防止钢铁锈蚀,下列防护方法中正确的是( )
A.在精密机床的铁床上安装铜螺钉
B.在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一块石墨,一同浸入海水中
C.在海轮船上用铁丝系住锌板浸在海水里
D.在地下输油的铸铁管上接直流电源的正极
解析A、B两项中形成的原电池都是铁作负极,加快钢铁腐蚀;D项中铸铁管作阳极,加快腐蚀;C项中锌比铁活泼,铁作正极。
答案C课件16张PPT。专题2 化学反应速率与化学平衡第一单元 化学反应速率第一课时 化学反应速率的表示方法化学反应速率
1.化学反应速率的定义
化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量。
2.表示方法
通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。其数学表达式可表示为
3.单位
常用mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1。
注意(1)反应速率是某段时间内的平均反应速率。
(2)虽然可用单位时间内浓度减小表示反应速率,但化学反应速率不取负值。4.化学反应速率的测量
化学反应速率可通过实验测定。要测定不同反应时刻反应物或生成物的浓度,可通过观察和测量体系中的某一物质(反应物或生成物)的相关性质,再进行适当的转换和计算。
用不同的物质表示同一时间的反应速率时其数值是否不同,表达的意义是否相同?
提示用不同的物质表示同一时间的反应速率时其数值可能不同,但表达的意义是相同的,各物质表示的反应速率的数值有相互关系,彼此可以根据化学方程式中的各化学计量数进行换算,如:对于反应知识点1知识点2化学反应速率测定的常用方法
【例题1】 某化学兴趣小组的甲、乙两位同学对测定化学反应速率非常感兴趣,为此进行了有关的实验探究,实验记录如下。
【实验目的】测量锌和稀硫酸反应的速率
【实验用品】锥形瓶、双孔塞、分液漏斗、直角导管、50 mL注射器、铁架台、秒表、锌粒、1 mol·L-1的H2SO4溶液、4 mol·L-1的H2SO4溶液。
【实验步骤】
①甲同学取一套如图装置,加入40 mL 1 mol·L-1
的H2SO4溶液,测量收集10 mL H2所需的时间。
②乙同学取另一套同样的装置,加入40 mL 4 mol·L-1的H2SO4溶液,测量收集10 mL H2所需的时间。知识点1知识点2回答下列问题:
(1)Zn与稀硫酸反应的离子方程式为 。?
(2)收集10 mL H2所需时间:甲 (填“大于”“小于”或“等于”)乙;反应速率:甲 (填“大于”“小于”或“等于”)乙。?
(3)下列说法正确的是 。?
A.本实验中甲、乙两同学所用锌粒的表面积要相同
B.装置气密性要好
C.40 mL的H2SO4溶液要迅速加入
D.测量气体体积还可以用排水法
E.若用98%的浓硫酸,则反应最快
(4)测定Zn和稀硫酸反应的速率还可用的方法有:
① ;?
② 。?知识点1知识点2解析(2)乙同学所用4 mol·L-1的H2SO4溶液比甲同学所用1 mol·L-1的H2SO4溶液浓度大,反应速率大,收集相同体积H2所需时间少。(3)测量锌和稀硫酸的反应速率控制反应的条件应当一定。如锌粒表面积和大小相同,温度相同等,符合气体发生装置的气密性条件,A、B、C、D正确,浓硫酸与Zn反应不产生H2,E错误。(4)测定Zn和稀硫酸的反应速率还可以通过测定相同质量的Zn溶解所需时间的方法和测定相同时间内H2SO4的浓度变化的方法。
答案(1)Zn+2H+ Zn2++H2↑
(2)大于 小于
(3)A、B、C、D
(4)测定等质量的Zn完全溶解所需要的时间 单位时间内H2SO4浓度的变化知识点1知识点2 化学反应速率可通过实验测定,主要包括直接观察某些物质的性质(如释放出气体的体积和体系压强);也包括利用科学仪器测量的性质(如颜色的深浅、光的吸收、导电能力等);在溶液中,常利用颜色变浅和显色物浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。知识点1知识点2【针对训练1】 化学反应速率可通过实验测定。要测定不同反应时刻反应物或生成物的浓度,可通过观察和测量体系中的某一物质的相关性质,再进行适当的转换和计算。如比较铁与不同浓度盐酸反应的速率,可通过测定收集等体积H2需要的 来实现;在KMnO4与H2C2O4反应中,可通过观察单位时间内 的变化来测定该反应的速率;在Na2S2O3+H2SO4 Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O反应中,该反应的速率可通过 来测定。?
解析有气体生成的反应可以通过收集一定体积的气体需要的时间来测反应速率。有颜色或沉淀出现的反应可以利用它们出现此现象的时间来确定反应速率。
答案时间 溶液颜色 出现浑浊所需要的时间知识点1知识点2化学反应速率的相关计算
【例题2】 (2016年浙江名校协作体第一学期测试)在2 L的恒容容器中,充入1 mol A和3 mol B,并在一定条件下发生反应:A(s)+3B(g) 2C(g),若经3 s 后测得C的浓度为0.6 mol·L-1,则下列说法正确的组合是( )
①0~3 s,用A表示的反应速率为0.1 mol·L-1·s-1
②0~3 s,用B表示的反应速率为0.4 mol·L-1·s-1
③3 s时生成C的物质的量为1.2 mol
④3 s时B的浓度为0.6 mol·L-1
A.①②④ B.①③④
C.③④ D.②③④知识点1知识点2解析①A呈固态,不能用A表示反应速率;②经3 s后测得C的浓度为0.6 mol·L-1,则0~3 s用C表示的反应速率为0.2 mol·L-1·s-1,根据化学计量数的关系可得,0~3 s用B表示的反应速率为0.3 mol·L-1·s-1;③容器的体积为2 L,故3 s 时生成C的物质的量为1.2 mol;④0~3 s参与反应的 =1.8 mol,则3 s时容器中剩余的B的物质的量为3 mol-1.8 mol=1.2 mol,故3 s时B的浓度为0.6 mol·L-1。故符合题意的为③④,本题选C。
答案C
用不同物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中该物质对应的化学计量数之比。知识点1知识点2【针对训练2-1】 (2015年10月浙江选考)某温度时,2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)反应2 s后,NO的浓度减少了0.06 mol·L-1,则以O2表示该时段的化学反应速率是( )
A.0.03 mol·L-1·s-1
B.0.015 mol·L-1·s-1
C.0.12 mol·L-1·s-1
D.0.06 mol·L-1·s-1
答案B知识点1知识点2【针对训练2-2】 反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)经一段时间后,SO3的浓度增加了0.4 mol·L-1,在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04 mol·L-1·s-1,则这段时间为( )
A.0.1 s B.2.5 s
C.5 s D.10 s
答案C知识点1知识点2【针对训练2-3】 化合物Bilirubin在一定波长的光照射下发生分解反应,反应物浓度随反应时间变化如下图所示,计算反应4~8 min 间的平均反应速率和推测反应16 min时反应物的浓度,结果应是( )
A.2.5 mol·L-1·min-1和2.0 mol·L-1
B.2.5 mol·L-1·min-1和2.5 mol·L-1
C.3.0 mol·L-1·min-1和3.0 mol·L-1
D.5.0 mol·L-1·min-1和3.0 mol·L-1解析从图像看,4~8 min,Bilirubin的浓度变化为10 mol·L-1,其速率为 =2.5 mol·L-1·min-1,排除C、D项。判断16 min时反应物的浓度是难点,这要从图中找规律:每间隔4 min,浓度减半,故选择B。
答案B课件18张PPT。第二课时 影响化学反应速率的因素一、影响化学反应速率的因素
1.内因(主要因素)
参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要因素。
2.外因(外界条件)
对于同一化学反应,外界条件不同,反应速率也不同,其中重要的外界条件为浓度、压强、温度、催化剂等。
(1)浓度对化学反应速率的影响。
结论:当其他条件不变,增加反应物的浓度,可以增大化学反应速率;减小反应物的浓度,可以减小化学反应速率。
(2)压强对化学反应速率的影响。
结论:对于有气体参加的反应而言,在温度一定时,通过缩小气体体积的方法增大压强时,由于气体体积变小,则气体浓度变大,故化学反应速率加快。(3)温度对化学反应速率的影响。
结论:在其他条件不变的情况下,温度升高,则化学反应速率加快。
(4)催化剂对化学反应速率的影响。
结论:催化剂一般能加快化学反应速率。
(5)其他外部影响因素。
除了上述浓度、压强、温度、催化剂这四大影响因素外,固体反应物颗粒的大小、溶剂、光、超声波、激光、电磁波等因素也能影响化学反应速率。
升高相同温度,对不同化学反应的反应速率的影响程度一样吗?
提示温度对不同化学反应的反应速率的影响程度不一样,温度对反应速率的影响与活化能有关。即化学反应速率由内因和外因共同决定。二、碰撞理论
碰撞理论认为:
(1)反应物分子间必须相互碰撞才有可能发生反应。
(2)不是每次碰撞都可以发生反应,能发生反应的碰撞称为有效碰撞。
(3)化学反应速率的大小与单位时间内反应物分子间的碰撞次数成正比,在化学反应中,能量较高,有可能发生有效碰撞的分子称为活化分子,活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差称为活化能。
当改变影响化学反应速率的一个条件,使单位体积内的活化分子数增多,单位时间内的有效碰撞次数增多,化学反应速率就会增大。知识点1知识点2知识点3影响化学反应速率的微观解释
【例题1】 下列说法正确的是( )
A.增大反应物浓度,可增大单位体积内活化分子的百分数,从而使有效碰撞次数增大
B.有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的体积),可增加活化分子的百分数,从而使反应速率增大
C.升高温度能使化学反应速率增大,主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数
D.催化剂不影响反应活化能但能增大单位体积内活化分子百分数,从而增大反应速率知识点1知识点2知识点3解析活化分子通过有效碰撞发生化学反应,单位体积内活化分子数越多,单位时间内有效碰撞总次数越多,反应速率越快。A中增大浓度,可以增大单位体积内活化分子数,但无法增大单位体积内活化分子百分数,故错;B增大压强,即增大气体的浓度,同样是增大单位体积内活化分子数,也无法增大单位体积内活化分子百分数,故错;C升高温度,提供能量,使原来不是活化分子的分子变成活化分子,从而增大了单位体积内的活化分子百分数,加快反应速率,故正确;而D中催化剂可改变反应的活化能,从而改变单位体积内活化分子百分数,改变反应速率,故错。
答案C知识点1知识点2知识点3知识点1知识点2知识点3 【针对训练1-1】 升高温度能加快反应速率的主要原因是( )
A.反应物的活化分子数目不变
B.降低活化分子的能量
C.增加活化分子百分数
D.降低反应所需的能量
解析升高温度会使分子能量增加,使部分普通分子变为活化分子,增加了活化分子百分数,从而加快反应。故A、B、D三项均错误。
答案C知识点1知识点2知识点3【针对训练1-2】 下列说法不正确的是( )
A.反应物分子(或离子)间的每次碰撞是反应的先决条件
B.反应物的分子的每次碰撞都能发生化学反应
C.活化分子具有比普通分子更高的能量
D.活化能是活化分子的平均能量与普通反应物分子平均能量之差,如图所示正反应的活化能为E-E1
解析并不是反应物的分子的每次碰撞都能发生化学反应,只有有效碰撞才能发生化学反应。
答案B知识点1知识点2知识点3外界条件对反应速率的影响
【例题2】 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)是制备硫酸的重要反应。下列叙述正确的是( )
A.催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率
B.增大反应体系的压强,反应速率一定增大
C.该反应是放热反应,降低温度将缩短反应达到平衡的时间
D.在t1、t2时刻,SO3(g)的浓度分别是c1、c2,则时间间隔t1~t2内,SO3(g)生成的平均速率为知识点1知识点2知识点3解析加入催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率,A项错误;若是恒容条件,增加不参与反应的气体而使反应体系的压强增大,由于浓度不变,反应速率就不变,B项错误;降低温度使反应速率降低,将延长反应达到平衡的时间,C项错误;根据计算平均速率的定义公式可得D项正确。
答案D知识点1知识点2知识点3【针对训练2】 用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,下列措施不能使氢气的生成速率加大的是( )
A.适当加热
B.不用稀硫酸,改用98%的浓硫酸
C.滴加少量CuSO4溶液
D.不用铁片,改用铁粉
解析适当加热能加快反应,故A可以;用98%的浓硫酸会使铁片钝化,故B不能;加入CuSO4溶液后,铁会先与CuSO4反应生成单质铜,单质铜附着在铁片上,形成原电池,加快反应,故C可以;用铁粉会增大接触面积,故D可以。
答案B知识点1知识点2知识点3用图像法分析化学反应速率
【例题3】 在利用CaCO3与盐酸反应制取二氧化碳的反应中,生成二氧化碳的体积与反应时间的关系如图所示,两个实验所用的盐酸浓度相同,其中一个实验用的是石灰石块,另一实验用的是石灰石粉末,则从图中可以看出:
(1)使用石灰石块的是 (填“a”或“b”,下同),
反应速率较快的曲线是 ,由b图变为a图的
原因是 。?
(2)如果实验过程中所用的盐酸是过量的,则所取块状石灰石与粉末状石灰石的质量是否相等? (填“相等”或“不相等”)。在此条件下,如果一个反应(石灰石粉末)是在25 ℃时进行,而另一个反应(石灰石块)是在30 ℃时进行,则在25 ℃时进行的反应曲线是 (填“a”“b”或“不能确定”)。?知识点1知识点2知识点3解析从图像中看出a曲线用的时间短,反应速率快,说明反应物的状态影响反应速率;由于放出的二氧化碳体积相同,说明加入的石灰石块和石灰石粉末的质量相等;由于温度和反应物的状态均影响反应速率,因此不能确定二者谁的速率大。
答案(1)b a 接触面增大,反应速率加快
(2)相等 不能确定知识点1知识点2知识点3 解析时要注意图像的变化趋势,以确定影响反应速率的因素。
(1)分析起点:分清反应物或生成物;浓度或物质的量减少的是反应物,浓度或物质的量增大的是生成物;反应物以高于原点为起点,生成物多以原点为起点。
(2)分析变化趋势:如升温或降温、加压或减压等,注意浓度、温度、压强的改变对化学反应速率的影响。
(3)分析终点:确定反应物消耗的浓度或生成物增大的浓度。
(4)分析时间:如速率图像中的拐点、突变点等。注意分析曲线的连续或跳跃所代表的含义。知识点1知识点2知识点3【针对训练3】 下列表格中的各种情况,可以用下面对应选项中的图像曲线表示的是( )知识点1知识点2知识点3解析反应速率与物质本身的性质有关。A项,由于K比Na活泼,故相同大小的金属K和Na,K的反应速率快,又由于Na、K与H2O反应均为放热反应,随着反应的进行,放出大量热,反应速率逐渐加快,故A图像错误。B项,由于起始时乙中H2C2O4浓度大,故其反应速率比甲中快,B图像错误。C项,由于甲反应的温度高,故甲的反应速率高于乙的反应速率,随着反应的进行,反应物浓度逐渐减小,故甲、乙中反应速率逐渐减小,C图像正确。MnO2在H2O2分解过程中起催化作用,故乙中反应速率远远大于甲中反应速率,D图像错误。
答案C课件19张PPT。第二单元 化学反应的方向和限度第一课时 化学反应的方向一、化学反应的方向
1.自发过程
在一定条件下,不需要外力作用就能自动进行的过程。
2.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。
1.如果某反应具有自发性,该反应就一定会发生吗?
提示反应的自发性只能用于判断反应发生的方向,不能确定反应是否一定会发生和反应发生的速率。如涂有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器件,其发生腐蚀过程的自发性是相同的,但只有后者可以实现。二、判断化学反应方向的依据
1.焓判据
以下反应都是放热反应,也都是自发反应:放热反应过程中体系能量降低,许多自发反应趋向于从高能量状态转变为低能量状态(这时体系会对外部做功或释放热量),这一经验就是能量判据。
能量判据又称焓判据,即ΔH<0的反应有自发进行的倾向,焓判据是判断化学反应进行方向的判据之一。
2.放热反应都能自发进行吗?
提示对化学反应而言,绝大多数放热反应都能自发进行,且反应放出的热量越多,体系能量降低得也越多,反应越完全。2.熵判据
(1)熵。
熵是衡量体系混乱度大小的物理量,即表示体系的不规则或无序状态程度的物理量。混乱度越大,体系越无序,体系的熵值就越大。熵的符号为:S。单位:J·mol-1·L-1。
(2)物质熵大小的判断。
①物质的存在状态:对于同一物质,等物质的量的该物质其熵值大小与物质的存在状态有关,气态时熵值最大,固态时熵值最小,而液态时介于二者之间,物质的状态与熵大小的关系:S(g)>S(l)>S(s)。
②与物质的量的关系:物质的量越多,分子数越多,熵值越大。
③不同物质熵值间的关系:物质的组成越复杂,其熵值越大,组成物质的原子种类相同时,一个分子中的原子数目越多,其混乱度就越大,熵值也越大。(3)熵变。
①熵变:反应前后体系熵的变化叫做反应的熵变,用ΔS表示。
如果发生变化后体系的混乱度增大,该过程的ΔS>0;反之,ΔS<0。化学反应的ΔS越大,越有利于反应自发进行。
对于有气体参与的化学反应,气态物质的物质的量增大的化学反应,其熵变通常是正值,是熵增大的反应,反之,气态物质的物质的量减小的化学反应通常是负值,是熵减小的反应。
②熵判据。
自发进行的体系趋向于由有序转变为无序,导致体系的熵增大,这一经验规律叫熵增原理。3.复合判据
研究表明,在温度、压强一定的条件下,化学反应的方向是反应焓变和熵变共同影响的结果。
若ΔH<0,ΔS>0,反应一定能自发进行,若ΔH<0,ΔS<0或ΔH>0,ΔS>0,反应能否自发进行与反应的温度有关。
若ΔH>0,ΔS<0,反应一定不能自发进行。
3.在讨论过程的方向时,能不能允许外界对体系施加某种作用?
提示在讨论过程的方向时,指的是没有外界干扰时体系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用,就可能出现相反的结果。如水泵可以把水从低水位升至高水位,高温高压石墨转化为金刚石,实现后者的先决条件是要向体系中输入能量,该过程的本质仍然是非自发性的。知识点1知识点2知识点3反应焓变与反应方向的关系
【例题1】 实验证明,多数能自发进行的反应都是放热反应。对此说法下列叙述中,正确的是( )
A.所有的放热反应都是自发进行的
B.所有的自发反应都是放热的
C.焓变是影响反应是否具有自发性的一个重要因素
D.焓变是决定反应是否具有自发性的判据
解析多数能自发进行的反应都是放热反应,并不是所有自发进行的反应都是放热反应。
答案C知识点1知识点2知识点3 焓变是表达化学反应能量变化的一个物理量。有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行,但在较高温度下能自发进行,如碳酸钙受热分解。只能说“焓变是影响反应是否具有自发性的一个重要因素,但不是唯一因素”。知识点1知识点2知识点3【针对训练1】 下列说法正确的是( )
A.放热反应一定是自发进行的反应
B.吸热反应一定是非自发进行的
C.自发进行的反应一定容易发生
D.有些吸热反应也能自发进行
解析碳酸钙的分解虽然是吸热反应,但在高温下能自发进行。
答案D知识点1知识点2知识点3反应熵变与反应方向的关系
【例题2】 下列关于化学反应的熵变的叙述中正确的是( )
A.化学反应的熵变与反应的方向无关
B.化学反应的熵变直接决定了反应的方向
C.熵值增大的反应都是混乱度增大的反应
D.熵值增大的反应都能自发进行
解析熵值增大的反应,即ΔS>0的反应容易自发进行,所以熵变与反应的方向有关;熵变是反应能否自发进行的一个因素,但不是唯一因素,所以B错;自发反应不一定ΔS>0,故D错。
答案C知识点1知识点2知识点3 大多数自发反应有趋向于体系混乱度增大的倾向。有些熵值减小的过程在一定条件下也可以自发进行,如:-10 ℃的液态水会自动结冰成为固态,这是熵减的过程;铝热反应在一定条件下可以自发进行,这是熵减的反应。因此反应熵变是与反应能否自发进行有关的又一个因素,但也不是唯一因素。知识点1知识点2知识点3【针对训练2】 下列过程不用熵判据判断的是( )
A.氯化铵与结晶氢氧化钡混合研磨,很快会闻到刺激性气味
B.冬天一杯热水很快变冷
C.有序排列的火柴散落时成为无序排列
D.多次洗牌以后,扑克牌毫无规律地混乱排列的概率大
解析热水变冷能自发进行,但这个过程是熵减的过程。
答案B知识点1知识点2知识点3焓变和熵变对反应方向的共同影响
【例题3】 由能量判据(以焓变为基础)(符号为ΔH,单位为kJ·mol-1)和熵判据(符号为ΔS,单位为J·mol-1·K-1)组合而成的复合判据,即体系自由能变化(符号为ΔG,单位为kJ·mol-1)将更适合于所有过程的自发性判断。公式为ΔG=ΔH-TΔS(T指开尔文温度)。若ΔG<0,反应自发进行。已知100 kPa、298.15 K时石灰石分解反应:CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g) ΔH=+178.3 kJ·mol-1 ΔS=160.4 J·mol-1·K-1,试判断反应的自发性及自发性进行的最低温度。知识点1知识点2知识点3解析ΔH-TΔS=+178.3 kJ·mol-1-298.15 K×160.4×10-3 kJ·mol-1·K-1=130.5 kJ·mol-1>0,
所以常温下不能自发进行。
要使反应自发进行,则由ΔH-TΔS<0,可得:
答案100 kPa、298.15 K时石灰石分解反应不能自发进行,自发进行的最低温度为1 112 K。知识点1知识点2知识点3 能量判据和熵判据分别是反应能否自发进行的一个因素,要正确判断一个化学反应是否自发进行,必须综合考虑反应的焓变和熵变。
(1)ΔH-TΔS<0反应自发进行。
若ΔH<0,ΔS>0,反应一定能自发进行。
若ΔH<0,ΔS<0,低温下可自发进行。
若ΔH>0,ΔS>0,高温下可自发进行。
(2)ΔH-TΔS>0,反应不能自发进行。
(3)ΔH-TΔS=0,反应处于平衡状态。知识点1知识点2知识点3【针对训练3-1】 下列关于化学反应的自发性叙述中,正确的是( )
A.焓变小于0,而熵变大于0的反应肯定是自发的
B.焓变和熵变都小于0的反应肯定是自发的
C.焓变和熵变都大于0的反应肯定是自发的
D.焓变大于0,而熵变小于0的反应肯定是自发的
解析运用ΔH-TΔS的正负来判断。
答案A
【针对训练3-2】 (2016年10月浙江选考,节选)氯及其化合物在生活和生产中应用广泛。
已知:900 K时,4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g),反应自发。该反应是放热还是吸热,判断并说明理由? 。?
答案放热反应,ΔS<0且反应自发课件16张PPT。第二课时 化学平衡状态 化学平衡常数一、化学平衡常数
1.定义
在一定温度下,当一个可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度化学计量数次方的乘积与反应物浓度化学计量数次方的乘积的比值是一个常数,用符号K表示。
2.表达式
1.平衡常数K与哪些因素有关?
提示任一可逆反应的平衡常数K仅与温度有关,与浓度无关。即温度不变,则K为定值。二、有关化学平衡的基本计算
1.物质浓度的变化关系
(1)反应物:平衡浓度=起始浓度-转化浓度。
(2)生成物:平衡浓度=起始浓度+转化浓度。
其中,各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中物质的化学计量数之比。2.化学平衡计算模式的建立
化学平衡中有关量较多,解题时易出错,因而采用“三段式法”,即“起始量、变化量、平衡量”,其计算模式如下:
起始量 m n 0 0
转化量 ax bx cx dx
平衡量 m-ax n-bx cx dx注意在密闭容器中有气体参加的可逆反应,在计算时经常用到阿伏加德罗定律的两个推论:
2.转化率和产率的研究对象是什么?
提示转化率的研究对象是反应物,而产率的研究对象是生成物。
3.化学平衡常数与反应限度、转化率的关系
反应的平衡转化率能表示在一定温度和一定起始浓度下反应进行的限度。利用化学平衡常数可预测一定温度和起始浓度下反应进行的限度。知识点1知识点2知识点3化学平衡的建立
【例题1】 对于可逆反应2SO2+O2 2SO3,在混合气体中充入一定量的18O2,足够长时间后,18O原子( )
A.只存在于O2中
B.只存在于SO3和O2中
C.只存在于SO2和O2中
D.存在于SO2、SO3和O2中
解析本题考查了化学平衡的特征,化学平衡是个动态平衡。SO2和O2反应生成了SO3,SO3又分解生成SO2,故平衡混合物中含18O的粒子有SO2、O2、SO3。可逆反应中反应物和生成物共存。
答案D知识点1知识点2知识点3 (1)某化学反应达到平衡时,各物质的浓度保持不变,但反应物的浓度不一定等于生成物的浓度。
(2)化学反应达到平衡时,正反应速率=逆反应速率,但不等于零,所以反应没有停止。
(3)可逆反应总是不能进行到底,得到的总是反应物与生成物的混合物。知识点1知识点2知识点3答案D 知识点1知识点2知识点3可逆反应达到平衡的标志
【例题2】 在一定温度下,反应A2(g)+B2(g) 2AB(g)达到平衡的标志是( )
A.单位时间内生成n mol的A2同时生成n mol的AB
B.容器内的总压强不随时间变化
C.单位时间内生成2n mol的AB同时生成n mol的B2
D.单位时间内生成n mol的A2同时生成n mol的B2
解析A中A2和AB的物质的量之比不等于化学计量数之比,A不正确;容器内的总压强始终不随时间变化,B不正确;D中生成A2和B2均为逆反应速率,D不正确。
答案C知识点1知识点2知识点3 解答时可依据化学平衡的特征进行判断。要知道哪些物理量可以判断平衡。平衡状态时各量不变,若化学反应进行时某物理量也不变,则无法判定是否是平衡状态,所以化学反应进行时改变的量,突然不变了,可以作为判断平衡的依据。知识点1知识点2知识点3【针对训练2-1】 (2016年4月浙江选考)可逆反应在一定条件下达到化学平衡时,下列说法不正确的是( )
A.正反应速率等于逆反应速率
B.反应物和生成物浓度不再发生变化
C.反应体系中混合物的组成保持不变
D.正、逆反应速率都为零
解析反应达到平衡时,正逆反应的速率相等,但不为零。
答案D知识点1知识点2知识点3【针对训练2-2】 在恒温下的密闭容器中,有可逆反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g),不能说明已达到平衡状态的是( )
A.正反应生成NO2的速率和逆反应生成O2的速率相等
B.反应器中压强不随时间变化而变化
C.混合气体颜色深浅保持不变
D.混合气体平均相对分子质量保持不变
解析A中正反应生成NO2的速率和逆反应生成O2的速率相等时,不符合化学式前的化学计量数之比,所以A不能说明已达到平衡状态。
答案A知识点1知识点2知识点3解析根据题意: 2HI(g) H2(g)+I2(g)
平衡浓度/(mol·L-1): 4 0.5
转化浓度/(mol·L-1): 1 0.5
起始浓度/(mol·L-1): 5 0
则c(NH3)平衡=c(HI)起始=5 mol·L-1,故K=c(NH3)平衡·c(HI)平衡=5×4=20,故选C。
答案C知识点1知识点2知识点3 本题易错之处:忘记碘化氢发生了反应②,误认为K=c(NH3)·c(HI)=5×5=25,从而错选D。
化学平衡常数使用注意点。
(1)K值越大,反应物的转化率越大,正反应进行的程度越大,反应进行得越完全。
(2)平衡常数只与温度有关,与其他因素无关。
(3)固体和纯液体的浓度通常看做常数“1”,不计入平衡常数表达式中。知识点1知识点2知识点3A.①>② B.①<②
C.①=② D.不能确定
解析平衡常数的大小能表示化学反应可能进行的程度(即反应限度),平衡常数越大,表示反应进行得越彻底。各个化学反应的平衡常数的大小相差很大,如本题中给出的两个化学反应:反应①进行的程度很小,而反应②进行的程度很大。因此,B选项是正确的。
答案B课件15张PPT。第三单元 化学平衡的移动一、化学平衡的移动
1.化学平衡的移动
对一个可逆反应,达到化学平衡状态以后,反应条件(如温度、浓度、压强等)发生改变,平衡混合物里各组分的浓度随之改变而达到新的平衡。我们把可逆反应中旧化学平衡的破坏,新化学平衡的建立过程,叫做平衡的移动。3.改变反应条件,平衡移动的方向
v(正)>v(逆),平衡向正反应方向移动;
v(正)v(正)=v(逆),平衡不移动。二、影响化学平衡移动的因素
参加反应的物质的性质是影响化学平衡的内在因素,影响化学平衡的外界条件主要有浓度、压强和温度等。外界条件的改变对化学平衡的影响实质是通过改变正、逆反应速率来实现的。
1.浓度变化对化学平衡的影响
结论:在其他条件不变的情况下,增大反应物的浓度或减小生成物的浓度,都使v(正)>v(逆),平衡向正反应方向移动;增大生成物的浓度或减小反应物的浓度,都使v(正) 1.改变浓度,化学平衡发生移动,K有变化吗?转化率有变化吗?
提示改变浓度,化学平衡发生移动,K没有变化,转化率有变化。2.压强变化对化学平衡的影响
结论:对反应前后气体总体积发生变化的可逆反应,在其他条件不变的情况下,增大压强,会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动;减小压强,会使化学平衡向着气体体积增大的方向移动。
对反应前后气体总体积没有变化的可逆反应,压强的改变只改变反应速率,而不会使化学平衡发生移动;对只有固体或纯液体的可逆反应来说,压强的改变也不会使化学平衡发生移动。
2.恒容时,向2NO2(g) N2O4(g)平衡体系中加入“惰性”气体也能使总压强增大,这种改变是否能引起平衡的移动?
提示恒容时,平衡体系中加入“惰性”气体导致总的压强增大,但原物质的浓度没有改变,所以不能使平衡发生移动。
3.温度变化对化学平衡的影响
结论:在其他条件不变的情况下,升高温度,会使化学平衡向吸热反应方向移动;降低温度会使化学平衡向放热反应方向移动。三、勒夏特列原理(亦称平衡移动原理)
勒夏特列原理:如果改变影响化学平衡的一个因素(如浓度、压强或温度),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
3.勒夏特列原理(平衡移动原理)的适应范围和适应对象分别是什么?
提示(1)适应范围:只适用于已经达到平衡状态的可逆反应,未达到平衡状态的体系不能用此原理分析。
(2)适应对象:由于勒夏特列原理是浓度、压强和温度等对平衡影响的概括和总结,它也适用于其他平衡体系,如溶解平衡、电离平衡、水解平衡、络合平衡等。知识点1知识点2影响化学平衡的因素
【例题1】 已知:4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2(g) ΔH=-1 025 kJ·mol-1,该反应是一个可逆反应。若反应物起始物质的量相同,下列关于该反应的示意图不正确的是( )知识点1知识点2解析此题结合化学平衡图像考查外界条件对化学平衡的影响。根据“先拐先平数值大”的原则,升高温度,平衡向吸热反应方向移动(即逆反应方向移动),可确定选项A正确;增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动(即逆反应方向移动),选项B正确;根据使用催化剂只能改变化学反应速率,缩短达到平衡的时间,但对化学平衡的移动无影响,可知选项D正确。
答案C
图像也是一种表达事物的符号,分析图像及其变化特点,可以得到事物变化的实质和规律。解答此类题时,要看清图像、理清概念、把握规律、注意单位。知识点1知识点2【针对训练1-1】 化学反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ΔH>0达到平衡,下列叙述中正确的是( )
A.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡向正反应方向移动
B.加入固体碳,平衡向正反应方向移动
C.加入水蒸气使容器内压强增大,平衡向逆反应方向移动
D.扩大容器容积,平衡向正反应方向移动
解析升高温度,正、逆反应的反应速率都增大,正反应速率增大的程度大于逆反应速率,平衡向正反应方向移动,A项错误;加入固体碳,平衡不移动,B项错误;加入水蒸气,使反应物的浓度增大,平衡向正反应方向移动,C项错误。
答案D知识点1知识点2【针对训练1-2】 对于反应COCl2(g) CO(g)+Cl2(g) ΔH>0,当反应达到平衡时,下列措施:①升温;②恒容通入“惰性”气体;③增加CO的浓度;④减压;⑤加催化剂;⑥恒压通入“惰性”气体。能提高COCl2转化率的是( )
A.①②④ B.①④⑥
C.②③⑥ D.③⑤⑥
解析该反应为体积增大的吸热反应,所以升温和减压均可以促使反应正向移动。恒压通入“惰性”气体,相当于减压,平衡正向移动。恒容通入“惰性”气体与加催化剂均对平衡无影响。增加CO的浓度,将导致平衡逆向移动。
答案B知识点1知识点2勒夏特列原理的应用
【例题2】 一定温度下有可逆反应:A(s)+2B(g) 2C(g)+D(g) ΔH<0。现将1 mol A和2 mol B加入甲容器中,将4 mol C和2 mol D加入乙容器中,此时控制活塞P,使乙的容积为甲的2倍,t1时两容器内均达到平衡状态(如图1所示,隔板K不能移动)。下列说法不正确的是( )知识点1知识点2A.保持温度和活塞位置不变,在甲中再加入1 mol A 和2 mol B,达到新的平衡后,甲中C的浓度小于乙中C的浓度的2倍
B.保持活塞位置不变,升高温度,达到新的平衡后,甲、乙中B的体积分数均增大
C.保持温度不变,移动活塞P,使乙的容积和甲相等,达到新的平衡后,乙中C的体积分数是甲中C的体积分数的2倍
D.保持温度和乙中的压强不变,t2时分别向甲、乙中加入等质量的氦气后,甲、乙中反应速率变化情况分别如图2和图3所示(t1前的反应速率变化已省略)
解析选项C,移动活塞P,使乙的容积和甲相等后,由于甲中气体压强小于乙中气体压强,导致乙中C的体积分数略小于甲中C的体积分数的2倍,C项不正确。
答案C知识点1知识点2 解化学平衡问题要求我们理解平衡移动原理,改变外界条件,如果影响正、逆反应速率的程度不同,则化学平衡会发生移动。
不能用勒夏特列原理解释的事实:①使用催化剂不能使化学平衡发生移动,只能改变到达平衡的时间,提高单位时间内的产量;②对反应前后气体体积不变的可逆反应,改变压强可以改变化学反应速率,但不能使化学平衡发生移动。知识点1知识点2【针对训练2】 (2016年10月浙江选考,节选)已知:900 K时,4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH<0。900 K时,体积比为4∶1的HCl和O2在恒温恒容的密闭容器中发生反应,HCl的平衡转化率α(HCl)随压强(p)变化曲线如图。保持其他条件不变,升温到T K(假定反应历程不变),请画出压强在1.5×105~4.5×105 Pa范围内,HCl的平衡转化率α(HCl)随压强(p)变化曲线示意图。知识点1知识点2答案 课件17张PPT。专题3 溶液中的离子反应第一单元 弱电解质的电离平衡第一课时 强电解质和弱电解质1.电解质和非电解质的区别 1.在水溶液中能导电的物质一定属于电解质吗?
提示不一定。如SO3本身不能直接电离,溶于水后生成硫酸而电离出自由移动的离子导电,所以SO3不属于电解质。2.强电解质与弱电解质
(1)强电解质。
在水溶液中能够完全电离的电解质。如:强酸、强碱、绝大多数盐。
(2)弱电解质。
在水溶液中只能部分电离的电解质。如:弱酸、弱碱、极少数的盐。
3.电解质水溶液的导电性
电解质的水溶液能够导电,是因为它们溶于水后发生电离,产生自由移动的离子。电解质的水溶液导电性的强弱取决于单位体积内自由移动的离子的多少。
2.BaSO4、CaCO3等难溶物是强电解质吗?
提示BaSO4、CaCO3等难溶物溶于水的部分完全电离,因此属于强电解质。4.电离方程式
3.为什么硫化氢的二级电离比一级电离弱?
提示因为一级电离产生的氢离子对二级电离有抑制作用,另外二级电离出的S2-结合H+的能力比HS-强。知识点1知识点2电解质与非电解质、强电解质与弱电解质的比较
【例题1】 下列叙述正确的是( )
A.碳酸钙难溶于水,放入水中水溶液不导电,且碳酸钙960 ℃ 时分解不存在熔融状态导电的性质,故CaCO3是非电解质
B.CO2溶于水后得到的水溶液导电,所以CO2是电解质
C.BaSO4在水中溶解度很小,所以BaSO4是弱电解质
D.H3PO4晶体在熔融状态下不导电,但溶于水后其水溶液能导电,故H3PO4是电解质知识点1知识点2解析电解质在熔融状态或在水溶液中导电的实质是化合物在这种条件下发生电离,产生自由移动的离子,而且只有离子浓度达到一定程度才能表现出“导电”这一宏观现象。因此判断一化合物是否为电解质关键是看它是否能发生电离,而且离子是否是它本身电离出来的,故B项判断不正确;CaCO3、BaSO4虽难溶,但溶解部分完全电离,应是强电解质,CO2是非电解质。
答案D知识点1知识点2 电解质导电性的判断
(1)电解质不一定能导电(如固体NaCl);导电的不一定是电解质(如食盐水、石墨)。
(2)电解质溶液的导电能力与自由移动离子的浓度及离子所带电荷数有关,离子浓度大、离子所带电荷数多者,导电能力强。
(3)导电性强弱是由溶液中离子浓度的大小和离子所带电荷的多少决定的,如果强电解质溶液浓度很小,导电性也可以很弱;而弱电解质虽然电离程度较小,但浓度较大时,其导电能力也可以较强。因此强电解质溶液的导电能力不一定强,弱电解质溶液的导电能力也不一定弱。知识点1知识点2【针对训练1-1】 下列关于纯净物、混合物、强电解质、弱电解质和非电解质的正确组合是( )
解析A项中盐酸属于混合物;C项中碳酸钙属于强电解质;D项中H2既不属于电解质又不属于非电解质。
答案B知识点1知识点2【针对训练1-2】 下列有关叙述正确的是( )
A.氯水能导电,所以氯气是电解质
B.硫酸钡不溶于水,它属于非电解质
C.冰醋酸熔融时不导电,它属于非电解质
D.胆矾虽不导电,但它属于电解质
解析氯气属于单质,A不正确;硫酸钡虽不溶于水,但从结构上分析,它属于离子化合物,属于电解质,B不正确;冰醋酸属于共价化合物,熔融状态下不能电离,但它在水溶液中能电离而导电,它属于电解质,C不正确;胆矾溶于水能导电,它属于电解质,D正确。
答案D知识点1知识点2 电离方程式的书写
【例题2】 下列电离方程式书写错误的是( )
解析HClO为弱酸,HI为强酸,Ca(OH)2虽然溶解度小但溶解的部分能完全电离。
答案D知识点1知识点2知识点1知识点2知识点1知识点2答案A 课件20张PPT。第二课时 弱电解质的电离平衡一、弱电解质的电离平衡
1.电离平衡
(1)定义:在一定条件(如温度、浓度一定)下,在水溶液中弱电解质分子电离成离子的速率和离子结合成弱电解质分子的速率相等,溶液中各分子和离子的浓度都不再发生变化,就达到了电离平衡。
(2)电离平衡建立过程的图像。
电离平衡是一种特殊的动态平衡,其建立过程与化学平衡相似,电离平衡的移动遵循勒夏特列原理。2.电离常数
(1)定义。
在一定条件下,弱电解质的电离达到平衡时,溶液中弱电解质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值是个常数,这个常数叫做电离平衡常数,用K表示(酸用Ka表示,碱用Kb表示)。如CH3COOH的电离平衡常数为
(2)影响因素:K不随弱电解质溶液的初始浓度变化而变化,只随温度变化而变化。(3)意义。
①分析K的数据可以知道弱电解质电离程度的大小。
②K越大,表示弱电解质的电离程度越大,弱酸的酸性或弱碱的碱性相对越强。
③多元弱酸的电离是分步进行的,溶液的酸性主要是由第一步电离决定的。3.电离度
(1)定义:当弱电解质在溶液里达到电离平衡时,溶液中已经电离的电解质分子数占原电解质分子总数的百分率叫做该弱电解质的电离度。用符号α表示。
(3)影响因素:电离度与弱电解质溶液的浓度、温度有关,一般弱电解质溶液的浓度越小,电离度越大;温度越高,电离度越大。二、影响弱电解质电离平衡的因素
(1)内因:电解质本身的性质。
(2)外因条件:①温度:升高温度,平衡向电离的方向移动,这是因为电离吸热,升温平衡向吸热方向移动。
②浓度:弱电解质溶液的浓度越小,电离程度越大,向弱电解质溶液中加水时,平衡向电离的方向移动。三、常见的弱电解质
1.水的电离
2.水的离子积常数
(2)水的离子积常数KW=c(H+)·c(OH-)=1.0×10-14(常温下)。
弱电解质的电离是一个吸热过程,因此随着温度的升高,水的离子积增大,在室温下,KW=1.0×10-14。
3.弱酸、弱碱的比较
常用电离常数表示弱酸、弱碱的相对强弱,电离常数越大,弱酸、弱碱的酸性或碱性越强。 1.多元弱酸的第二步、第三步等电离常数为什么逐渐减小?
提示第一步电离产生的H+对第二步电离起抑制作用,同理,前两步电离产生的H+对第三步电离起抑制作用。
2.稀释弱电解质溶液时,电离平衡右移,电离程度增大,为什么离子浓度一般会减小?
提示弱电解质电离一般是微弱的,稀释后溶液体积增大是主要的。知识点1知识点2知识点3电离平衡的特征及其影响因素
【例题1】 稀氨水中存在着下列平衡: 若要使平衡逆向移动,同时使c(OH-)增大,应加入适量的物质是( )
A.NH4Cl固体 B.硫酸
C.NaOH固体 D.水
解析若在氨水中加入NH4Cl固体,c( )增大,平衡逆向移动,c(OH-)减小,A选项不合题意;硫酸中的H+与OH-反应,使c(OH-)减小,平衡正向移动,B选项不合题意;当在氨水中加入NaOH固体后,c(OH-)增大,平衡逆向移动,符合题意,C项正确;若在氨水中加入水,稀释溶液,平衡正向移动,但c(OH-)减小,D选项也不合题意。
答案C知识点1知识点2知识点3 电离平衡也是一种动态平衡,当溶液的温度、浓度以及离子浓度改变时,电离平衡都会发生移动,符合勒夏特列原理,其规律是:
(1)浓度:浓度越大,电离程度越小。在稀释溶液时,电离平衡向右移动,而离子浓度一般会减小。
(2)温度:温度越高,电离程度越大。因电离是吸热过程,升温时平衡向右移动。
(3)同离子效应。如向醋酸溶液中加入醋酸钠晶体,增大了CH3COO-的浓度,平衡左移,电离程度减小;加入稀盐酸,平衡也会左移。
(4)能反应的物质。如向醋酸溶液中加入锌或NaOH溶液,平衡右移,电离程度增大。知识点1知识点2知识点3【针对训练1】 冰醋酸中加水稀释时,溶液中的氢离子浓度随加入的水量变化的下列各曲线图中,正确的是( )知识点1知识点2知识点3解析冰醋酸为纯醋酸,没有水作溶剂,难以电离出氢离子。随着水的加入,在极性试剂作用下:CH3COOH H++CH3COO-,H+浓度不断增加,稀释到一定程度,成为醋酸的水溶液,则随水的增加,溶液体积变大,虽然电离程度也增加,但体积增大因素占主要地位,所以溶液中H+的浓度逐渐减小。
答案C知识点1知识点2知识点3电离度和电离平衡常数
【例题2】 已知常温下NH3·H2O的Kb=1.75×10-5,试回答下列问题:
(1)在浓氨水中存有几种不同类型的平衡?
(2)当向该溶液中加入一定量的氢氧化钠固体时,平衡常数是否变化(设温度不变)?c(OH-)是否变化?
(3)当氨水的起始浓度为0.01 mol·L-1时,平衡时c(OH-)是多少?知识点1知识点2知识点3知识点1知识点2知识点3 本题考查弱电解质的电离平衡及影响电离平衡常数的因素。关于根据电离平衡常数求弱酸或弱碱溶液中c(H+)或c(OH-),高考中没有要求,可做了解内容。解题的关键是弱电解质的电离是微弱的,因此可进行近似计算。
电离度受浓度、温度的影响,一般是温度越高、浓度越小,电离度越大。
电离常数不受电解质溶液浓度的影响,所以表示弱酸、弱碱的相对强弱,用电离常数比用电离度更为科学、方便。知识点1知识点2知识点3【针对训练2】 (2015年10月浙江选考,改编)关于常温下浓度均为0.1 mol·L-1的盐酸和醋酸溶液,下列说法正确的是( )
A.HCl是弱电解质
C.c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=c(Cl-)
D.0.1 mol·L-1的醋酸溶液中水的离子积KW=1.0×10-13
解析HCl是强电解质;CH3COOH是弱电解质,电离方程式书写时应用“ ”;常温下水的离子积为常数:KW=1.0×10-14。
答案C知识点1知识点2知识点3常见的弱电解质——水的电离
【例题3】 25 ℃时,水的电离达到平衡:H2O H++OH- ΔH>0,下列叙述正确的是( )
A.向水中加入稀氨水,平衡逆向移动,c(OH-)降低
B.向水中加入少量固体硫酸氢钠,c(H+)增大,KW不变
C.向水中加入少量冰醋酸,平衡逆向移动,c(H+)降低
D.将水加热,KW增大,pH不变
解析向水中加入稀氨水后,c(OH-)增大,A项错;向水中加入少量固体硫酸氢钠后,c(H+)增大,但KW不变,B项正确;加入少量冰醋酸后,因CH3COOH电离出H+而使水的电离平衡逆向移动,但c(H+)增大,C项错;将水加热后,KW增大,pH减小,但仍呈中性,D项错。
答案B知识点1知识点2知识点3 本题主要考查影响水电离平衡的因素
(1)温度,电离是一个吸热过程,升温平衡向右移动,c(H+)和c(OH-)都增大,但c(H+)=c(OH-),所以纯水仍为中性,KW增大。
(2)酸或碱,无论加酸还是加碱都会抑制水的电离。知识点1知识点2知识点3【针对训练3】 向蒸馏水中滴入少量盐酸后,下列说法中错误的是( )
A.c(H+)·c(OH-)乘积不变
B.c(H+)增大
C.c(OH-)减小
D.水电离出的c(H+)增加
解析由H2O H++OH-,可知向蒸馏水中加入盐酸,c(H+)增大,电离平衡逆向移动,c(OH-)减小,即H2O电离出的c(H+)降低,但溶液中c(H+)·c(OH-)不变。
答案D课件17张PPT。第二单元 溶液的酸碱性第一课时 溶液的酸碱性一、溶液的酸碱性
1.溶液酸碱性的判断标准是c(H+)与c(OH-)的相对大小。
2.溶液酸碱性与溶液中c(H+)和c(OH-)的关系
c(H+)=c(OH-),溶液呈中性;
c(H+)>c(OH-),溶液呈酸性,且c(H+)越大,酸性越强;
c(H+) 1.在NaOH溶液中有H+吗?在H2SO4溶液中存在OH-吗?
提示在任何水溶液中都存在H2O H++OH-平衡,即在任何水溶液中都有H+和OH-。二、溶液的pH
1.定义:溶液中氢离子浓度的负对数叫溶液的pH。
2.表达式:pH=-lgc(H+),或c(H+)=10-pH。
3.适用条件:溶液中c(H+)或c(OH-)小于等于1 mol·L-1。?
4.pH的范围:0~14。
5.物理意义:pH用来表示溶液的酸碱性。pH越大,溶液的碱性越强;pH越小,溶液的酸性越强。
6.25 ℃时,溶液酸碱性与c(OH-)、c(H+)、pH及KW的关系: 2.100 ℃时,纯水的pH<7,溶液呈酸性吗?
提示水的电离平衡是一个吸热过程,升高温度平衡正向移动,c(H+)增大,pH变小,但纯水仍呈中性。三、溶液酸碱性的测定方法
酸碱指示剂只能测定溶液pH粗略范围,一般不能准确测定pH,测定溶液的pH选用pH试纸和pH计。pH试纸只能估读出pH整数值,不能精确测定,用pH计能精确测定溶液的pH,pH精确度可到0.01。
(1)酸碱指示剂,如酚酞、石蕊、甲基橙等。
(2)pH试纸。常用的pH试纸有广范pH试纸和精密pH试纸。前者的测量范围广,后者的测量范围窄,但精度高。
使用pH试纸的正确操作是取一小块pH试纸放在表面皿上,用洁净的玻璃棒蘸取待测溶液点在pH试纸中央,观察颜色变化并与标准比色卡对比读出pH。知识点1知识点2知识点3溶液酸碱性的判断依据
【例题1】 下列溶液一定呈中性的是( )
A.pH=7的溶液
B.c(H+)=c(OH-)的溶液
C.由强酸、强碱等物质的量反应得到的溶液
D.非电解质溶于水得到的溶液
解析溶液呈中性的根本标志是c(H+)=c(OH-),B项正确。当温度高于常温时,中性溶液中的c(H+)>1×10-7 mol·L-1,即pH<7,故A项错误。等物质的量的强酸与强碱,由于几元酸几元碱未知,因此无法判断它们混合后溶液的酸碱性,C项错误。非电解质只是它本身不能直接电离产生离子,当它溶于水时可能与水反应生成能电离的物质,使溶液显酸性或碱性,如SO2溶于水生成H2SO3,溶液显酸性;NH3溶于水生成NH3·H2O,溶液显碱性,故D项错误。
答案B知识点1知识点2知识点3 一种溶液是显酸性、中性还是碱性,是由该溶液中的c(H+)与c(OH-)的相对大小来决定的。
酸性溶液:c(H+)>c(OH-),c(H+)越大,溶液的酸性越强。
中性溶液:c(H+)=c(OH-)。
碱性溶液:c(H+)关键是理解溶液呈中性的实质是c(H+)=c(OH-),在任何条件下都适用,其他的中性标志都是在一定条件下才成立。知识点1知识点2知识点3【针对训练1】 25 ℃时水的KW=1.0×10-14,而100 ℃时水的KW=5.5×10-13。若在100 ℃时某溶液的c(H+)=1.0×10-7 mol·L-1,则该溶液呈( )
A.酸性
B.中性
C.碱性
D.可能是酸性,也可能是碱性
答案C知识点1知识点2知识点3溶液的酸碱性与水的电离
【例题2】 25 ℃下0.01 mol·L-1的H2SO4溶液中,水电离出的c(H+)是( )
A.0.01 mol·L-1 B.0.02 mol·L-1
C.1×10-12 mol·L-1 D.5×10-13 mol·L-1
答案D知识点1知识点2知识点3 (1)任何溶液中,c(H+)水=c(OH-)水。酸溶液中c(H+)水=c(OH-)水=c(OH-)溶液,碱溶液中
(2)25 ℃时,纯水中c(H+)=c(OH-)=1×10-7 mol·L-1,其他温度下KW不等于1×10-14,但c(H+)=c(OH-)。
(3)25 ℃时,由水电离产生的c(H+)或c(OH-)小于1×10-7 mol·L-1,说明水的电离受到抑制,若由水电离产生的c(H+)或c(OH-)大于1×10-7 mol·L-1,说明水的电离被促进。知识点1知识点2知识点3【针对训练2】 常温时,纯水中由水电离的c(H+)=a,pH=1的盐酸中由水电离的c(H+)=b,0.2 mol·L-1的盐酸与0.1 mol·L-1的氢氧化钠溶液等体积混合后,由水电离的c(H+)=c,则a、b、c的关系正确的是( )
A.a>b=c B.a>c>b
C.c>b>a D.b>c>a
解析pH=1的盐酸中溶质的物质的量浓度为0.1 mol·L-1,0.2 mol·L-1的盐酸与0.1 mol·L-1的氢氧化钠溶液等体积混合后,两者反应后盐酸过量,盐酸的物质的量浓度为0.05 mol·L-1。当在水中加入酸或者碱时将会抑制水的电离,从而可知选项B正确。
答案B知识点1知识点2知识点3溶液pH的计算方法(温度为常温)
【例题3】 室温时,下列混合溶液的pH一定小于7的是( )
A.pH=3的盐酸和pH=11的氨水等体积混合
B.pH=3的盐酸和pH=11的氢氧化钡溶液等体积混合
C.pH=3的醋酸和pH=11的氢氧化钡溶液等体积混合
D.pH=3的硫酸和pH=11的氨水等体积混合知识点1知识点2知识点3解析对各选项逐一分析如表所示:
答案C知识点1知识点2知识点3 已知酸和碱的pH之和,等体积混合后判断溶液的pH(25 ℃)
(1)若强酸与强碱溶液的pH之和等于14,则混合后溶液显中性,pH=7。
(2)若强酸与强碱溶液的pH之和大于14,则混合后溶液显碱性,pH>7。
(3)若强酸与强碱溶液的pH之和小于14,则混合后溶液显酸性,pH<7。
(4)若酸、碱溶液的pH之和为14,酸溶液、碱溶液中有一强一弱,则酸、碱溶液混合后,谁弱显谁性。即若为强酸与弱碱,则pH>7;若为弱酸与强碱,则pH<7。知识点1知识点2知识点3【针对训练3】 (2016年4月浙江选考,节选)N2H4的水溶液呈弱碱性,室温下其电离常数K1≈1.0×10-6,则0.01 mol·L-1 N2H4水溶液的pH等于 (忽略N2H4的二级电离和H2O的电离)。?
答案10课件17张PPT。第二课时 酸碱中和滴定一、酸碱中和滴定的原理
1.定义
酸碱中和滴定是利用已知浓度的酸(或碱)去滴定一定体积未知浓度的碱(或酸),通过测定反应完全时消耗酸(或碱)的体积,从而推算出未知浓度的碱(或酸)的浓度的方法。
2.原理
酸碱发生中和反应时的物质的量之比等于它们的化学计量数之比。即:
c(酸)·V(酸)=c(碱)·V(碱)二、酸碱中和滴定的操作
1.仪器2.酸碱中和滴定曲线(见下图)
3.滴定的准备
(1)检查仪器:使用前先检查滴定管活塞(或胶管)是否漏水。
(2)润洗仪器:在加入反应液之前,洁净的滴定管要用所要盛装的溶液润洗2~3遍。
(3)加入反应液:分别将反应液加入到相应滴定管中,使液面位于滴定管“0”刻度以上2~3 mL处。?
(4)调节起始读数:在滴定管下放一烧杯,调节活塞,使滴定管尖嘴部分充满溶液无气泡,然后调节滴定管液面使其处于某一刻度,准确读取数值并记录。4.酸碱指示剂
(1)在实验中,一般选用酚酞或甲基橙作指示剂。
(2)指示剂用量常用2~3滴。
(3)常用指示剂的变色范围: 1.溴水、酸性KMnO4溶液若用于滴定需放入哪种滴定管中,为什么?纯碱溶液呢?
提示溴水、酸性KMnO4溶液具有氧化性,应放入酸式滴定管中;纯碱溶液显碱性,应放入碱式滴定管中。
2.有人将中和滴定操作总结为口诀:左控右摇观色变,先快后慢莫成线。半分不褪是终点,重复三次才算完。你能说出其意义吗?
提示用左手握活塞旋转开关,右手不断旋摇锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色变化,先快后慢逐滴滴入,至颜色发生突变半分钟不恢复原色,即为终点,重复三次取平均值求出结果。知识点中和滴定实验及图像分析
【例题】 某烧碱样品含有少量不与酸作用的杂质,为了测定其纯度,进行以下滴定操作:
A.在250 mL的容量瓶中定容配制250 mL烧碱溶液;
B.用碱式滴定管取25.00 mL烧碱溶液于锥形瓶中并滴入2滴甲基橙指示剂;
C.在天平上准确称取烧碱样品m g,在烧杯中用蒸馏水溶解;
D.将物质的量浓度为c的标准H2SO4溶液装入酸式滴定管,调整液面记下开始读数为V1;
E.在锥形瓶下垫一张白纸,滴定至变橙色为止,记下读数V2。知识点就此实验完成下列填空:
(1)正确的操作步骤的顺序是(用编号字母填写) → → →D → 。?
(2)观察滴定管里液面的高度时应注意 。?
(3)E步骤的操作中在锥形瓶下垫一张白纸的作用是 。?
(4)D步骤的操作中液面应调节到 ,尖嘴部分应 。?
(5)该烧碱样品纯度的计算式为 。?知识点知识点答案(1)C A B E
(2)平视凹液面的最低点
(3)增大对比度,便于观察溶液颜色的变化
(4)“0”或“0”刻度以下 充满溶液无气泡
关于滴定的问题,关键弄清滴定的原理,记牢滴定步骤及操作注意事项。然后深刻领会题意,即能做出正确解答。知识点【针对训练1】 下列实验操作中正确的是( )
A.分液时,分液漏斗中下层液体从下口放出,上层液体从下口放出
B.蒸馏时,应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶支管口
C.滴定时,左手控制滴定管活塞,右手握持锥形瓶,边滴边振荡,眼睛注视滴定管中的液面
D.称量时,称量物放在称量纸上,置于托盘天平的左盘,砝码放在托盘天平的右盘中
解析分液时,不能把两种要分离的液体都从下口放出或者都从上口倒出,如此操作,达不到分离的目的。蒸馏时,根据馏分的沸点而收集,因此应把温度计水银球的位置靠近蒸馏烧瓶支管口。滴定时,眼睛应注视锥形瓶中溶液,根据溶液颜色的变化来判断是否达到滴定终点。称量时砝码也要放在称量纸上。
答案B知识点【针对训练2】 下列有关仪器“0”刻度位置的叙述正确的是( )
A.在量筒的上端
B.在滴定管的上端
C.在托盘天平标尺的正中
D.在托盘天平标尺的右边
解析量筒没有“0”刻度,托盘天平的“0”刻度在标尺的左端。
答案B知识点【针对训练3】 关于滴定的说法正确的是( )
A.所有的滴定都需要加指示剂
B.滴定时,只能把待测溶液盛放在锥形瓶中
C.酸碱中和滴定只能用于强酸或强碱浓度的测定
D.所有的滴定都需要用到滴定管
解析A项,用KMnO4作氧化剂的氧化还原滴定一般不需再另加指示剂。B项,待测液和标准液都可盛放在锥形瓶中。C项,酸碱中和滴定也可用于弱酸、弱碱浓度的测定。D项,不管哪种滴定都需要用到滴定管量取液体和逐滴滴加液体。
答案D知识点【针对训练4】 用0.102 6 mol·L-1的盐酸滴定25.00 mL未知浓度的氢氧化钠溶液,滴定达终点时,滴定管中的液面如右图所示,正确的读数为( )
A.22.30 mL
B.22.35 mL
C.23.65 mL
D.23.70 mL
解析滴定管的0刻度线在上面,刻度数是从上往下逐渐增大,滴定管的读数可精确到0.01 mL,所以该图给出的正确读数为22.35 mL,即B正确。
答案B知识点【针对训练5】 (2016年4月浙江选考)常温下,向20.00 mL 0.100 0 mol·L-1的醋酸溶液中逐滴加入0.100 0 mol·L-1的NaOH溶液,pH随NaOH溶液体积的变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A.在反应过程中,c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
B.pH=5时,c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
C.pH=6时,c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COOH)=0.100 0 mol·L-1
D.pH=7时,消耗NaOH溶液的体积小于20.00 mL知识点解析在整个反应过程中都有c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),pH=6时,NaOH加入的量不足,溶液中的溶质主要为CH3COONa,由于CH3COO-电离程度很小,溶液中c(CH3COO-)?c(CH3COOH),故c(Na+)+c(H+)≠c(CH3COO-)+c(OH-)。
答案C课件16张PPT。第三单元 盐类的水解第一课时 盐类的水解反应盐类水解的原理
1.定义
在溶液中,由盐电离产生的离子跟水电离出来的H+或OH-结合生成弱电解质的反应。
2.实质
盐的离子结合水电离出来的H+或OH-生成弱酸或弱碱,促进了水的电离,使溶液中c(H+)和c(OH-)不再相等,而使溶液呈碱性或酸性。3.特征
(1)一般是可逆反应,在一定条件下达到化学平衡,通常叫做水解平衡。
(2)盐类水解反应是酸碱中和反应的逆反应:盐+水 酸+碱,中和反应是放热的,盐类水解是吸热的。
(3)大多数水解反应进行的程度都很小,因此生成的弱电解质浓度很小,难溶物不会形成沉淀,气体不足以逸出。
(4)多元弱酸根离子分步水解,以第一步为主。4.条件
(1)盐中必须有弱酸酸根离子或弱碱阳离子。
常见的能水解的离子:
①弱碱阳离子
②弱酸酸根离子
(2)盐必须可溶于水。(4)填写下表: 知识点1知识点2盐类水解的规律
【例题1】 物质的量浓度相同的下列溶液中,含粒子种类最多的是( )
A.CaCl2 B.CH3COONa
C.NH3 D.K2CO3
答案D知识点1知识点2 水解的规律:有弱才水解,越弱越水解;谁强显谁性;同强显中性。 知识点1知识点2 【针对训练1-1】 (2016年4月浙江选考)下列物质的水溶液因水解而呈碱性的是( )
A.NaCl B.NH4Cl C.Na2CO3 D.NaOH
解析NaCl、NaOH为强电解质,不发生水解;NH4Cl水解呈酸性。
答案C
【针对训练1-2】 相同温度下等物质的量浓度的下列溶液中pH最小的是( )
A.NH4Cl B.NH4HCO3
C.NH4HSO4 D.(NH4)2SO4
答案C知识点1知识点2 盐类水解反应的表示方法
【例题2】 下列水解反应的离子方程式中正确的是( )
解析B项不能一步水解,应该用多步水解方程式表示;C项是电离方程式,不是水解方程式;D项是醋酸与可溶性强碱发生中和反应的离子方程式。
答案A知识点1知识点2知识点1知识点2知识点1知识点2【针对训练2】 下列离子方程式中,属于水解反应的是( )
解析A、D两项属于弱电解质的电离;B项,不仅反应不属于水解反应,而且电离方程式写的也不规范。
答案C课件13张PPT。第二课时 影响盐类水解的因素一、影响盐类水解的因素
研究影响盐类水解的因素可采用类比方法,将影响弱电解质电离的因素迁移过来。
1.内因
盐本身性质,组成盐的酸根相对应的酸越弱(或阳离子对应的碱越弱),水解程度越大。如等浓度的 水解能力强于 。
2.外因
受盐溶液的浓度、温度和溶液的酸碱性的影响。
1.滴有酚酞的碳酸钠溶液,加热后红色为什么会加深?
提示加热促进了 的水解,溶液碱性增强。二、盐类水解的应用
在生产生活和科学研究中,人们常常根据需要促进或抑制盐的水解。
如配制氯化铁溶液时,常将氯化铁溶于浓盐酸,然后再加水稀释,通过增加溶液中的氢离子的浓度,抑制铁离子的水解。
实验室制备氢氧化铁胶体时,采用的方法是向沸水中滴加氯化铁溶液,并加热至沸腾以促进铁离子的水解。
人们经常将纯碱溶于热水中清洗油污,目的是通过加热促进纯碱水解,以增强溶液的碱性,从而增强去污效果。
2.工业上由MgCl2·6H2O制得MgCl2为什么要在氯化氢氛围中加热?
提示抑制Mg2+水解。知识点1知识点2影响盐类水解的外因
A.稀释溶液,水解平衡常数增大
B.通入CO2,平衡朝正反应方向移动
D.加入NaOH固体,溶液pH减小 知识点1知识点2解析平衡常数仅与温度有关,故稀释时是不变的,A项错。CO2通入水中,相当于生成H2CO3,可以与OH-反应而促进平衡正向移动,B项正确。升温,促进水解,平衡正向移动,故 的结果是增大的,C项错。D项,加入NaOH,溶液碱性肯定增强,pH增大,故D项错。
答案B
利用化学平衡移动原理来解释盐类水解。知识点1知识点2【针对训练1】 向三份0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液中分别加入少量NH4NO3、Na2SO3、FeCl2固体(忽略溶液体积变化),则CH3COO-浓度的变化依次为( )
A.减小、增大、减小 B.增大、减小、减小
C.减小、增大、增大 D.增大、减小、增大
解析CH3COO-水解显碱性, 水解也呈碱性会抑制CH3COO-的水解,CH3COO-浓度增大, 和Fe2+水解均呈酸性,会促进CH3COO-水解,CH3COO-浓度会减小。
答案A知识点1知识点2 溶液中离子浓度大小的比较
【例题2】 (2016年8月浙江温州选考模拟)常温下,向20.00 mL 0.100 0 mol·L-1的氨水中逐滴加入0.100 0 mol·L-1的盐酸,pH随盐酸体积的变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A.V=10.00 mL时,c( )+c(NH3·H2O)=2c(Cl-)
B.V=20.00 mL时,c(Cl-)>c( )>c(H+)>c(OH-)
C.pH=7时,消耗盐酸的体积大于20.00 mL
D.pH=8时,c( )+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)知识点1知识点2答案C知识点1知识点2温馨提示离子浓度大小比较和溶液中的电荷守恒、物料守恒、质子守恒是往年高考必考内容。关键是在理解的基础上掌握好几个模型:NH4Cl,CH3COONa,Na2CO3,NaHCO3,NH4Cl与NH3·H2O,CH3COOH与CH3COONa,Na2CO3与NaHCO3等浓度混合的溶液中离子浓度大小比较及相关的守恒关系。知识点1知识点2【针对训练2-1】 向体积为Va的0.05 mol·L-1 CH3COOH溶液中加入体积为Vb的0.05 mol·L-1 KOH溶液,下列关系错误的是( )
A.Va>Vb时:c(CH3COOH)+c(CH3COO-)>c(K+)
B.Va=Vb时:c(CH3COOH)+c(H+)=c(OH-)
C.Vac(K+)>c(OH-)>c(H+)
D.Va与Vb任意比时:c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-)
解析此题以完全反应时为参照点:若Va=Vb,则酸和碱正好完全反应生成CH3COOK,①根据质子守恒:c(CH3COOH)+c(H+)=c(OH-),B项正确;②根据物料守恒:c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=c(K+),可判断出Va>Vb时,即酸过量时,A项正确;③根据电荷守恒(适于各种量变):c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),可判断出D项正确、C项错误。
答案C知识点1知识点2【针对训练2-2】 常温下,用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1 CH3COOH溶液所得滴定曲线如下图。下列说法正确的是( )
A.点①所示溶液中:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(CH3COOH)+c(H+)
B.点②所示溶液中:c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)
C.点③所示溶液中:c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
D.滴定过程中可能出现:c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(Na+)>c(OH-)知识点1知识点2解析点①时,存在电荷守恒:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),若c(Na+)=c(CH3COOH),则A项正确,否则,不正确;宏观上看①处CH3COOH与CH3COONa的物质的量比为1∶1,若不水解,则c(CH3COOH)=c(Na+)=c(CH3COO-),现溶液呈酸性,CH3COOH电离大于CH3COO-的水解,即c(CH3COOH)c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+),C项错。刚开始滴加NaOH时,溶液中CH3COOH远过量,则出现D中粒子关系。
答案D
