为什么恒温恒容通入惰性气体横容时不止一种气体参加可逆反应A+B=C+D参与反应 增大A的浓度 能确定平衡右移?

原标题:高中化学选修4知识总结(后两章)

同学在后台留言说要选修4的知识汇总,今天化学姐就给大家汇总一下有关选修四的知识今天是后两章内容,可以收藏观看哦~

第三章 化学反应速率和化学平衡

1. 化学反应速率(v)

⑴ 定义:用来衡量化学反应的快慢单位时间内反应物或生成物的物质的量的变化

⑵ 表示方法:单位时间内反应浓度的减少或生成物浓度的增加来表示

⑶ 计算公式:v=Δc/Δt(υ:平均速率,Δc:浓度变化,Δt:时间)单位:mol/(L·s)

① 决定因素(内因):反应物的性质(决定因素)

② 条件因素(外因):浓度(固体和纯液体除外)压强(方程式中必须要有气体) ,温度(提高了反应物分子的能量)催化剂(降低了活化能),浓度和压强主要是通过使单位体积内分子总数增大来增大反应速率溫度和压强主要是使活化分子百分数增大来增大反应速率。

2.浓度和压强是单位体积内活化分子百分数不变温度和催化剂是分子总数不变。

(1)、参加反应的物质为固体和液体由于压强的变化对浓度几乎无影响,可以认为反应速率不变

(2)、惰性气体对于速率的影响

①恒温恒容通入惰性气体恒容时:充入体系气体,反应速率增大;充入惰性气体→反应速率不变

②恒温恒容通入惰性气体恒压时:充入惰性氣体→反应速率减小

化学平衡状态:一定条件下当一个可逆反应进行到正逆反应速率相等时,各组成成分浓度不再改变达到表面上静圵的一种“平衡”,这就是这个反应所能达到的限度即化学平衡状态

(研究前提是可逆反应)

等(同一物质的正逆反应速率相等)

定(各物质的浓度与质量分数恒定)

变(条件改变,平衡发生变化)

判断可逆反应达到平衡状态的方法和依据

①各物质的物质的量或各物质嘚物质的量的分数一定

②各物质的质量或各物质质量分数一定

③各气体的体积或体积分数一定

即:各组分的量保持不变时一定能判断平衡

①在单位时间内消耗了m molA同时生成m molA,

②在单位时间内消耗了n molB同时消耗了p molC

即:用物质来判断平衡时,必须要一正一逆且要带上系数用速率来判断平衡时,必须要一正一逆且速率之比等于计量数之比

总的压强,总的物质的量总的体积

①m+n≠p+q时,能判断平衡

②m+n=p+q时不能判断岼衡。即:总的量看气体的计量数气体的计量数不等时能判断。

混合气体平均相对分子质量Mr或密度

推出公式是一个变化的量就能判断平衡

任何反应都伴随着能量变化当体系温度一定时(其他不变)一定能判断平衡。

变化的量能判断平衡固定不变的量不能判断平衡。

(②)影响化学平衡移动的因素

1、浓度对化学平衡移动的影响

(1)影响规律:在其他条件不变的情况下增大反应物的浓度或减少生成物的濃度,都可以使平衡向正方向移动;增大生成物的浓度或减小反应物的浓度都可以使平衡向逆方向移动

(2)增加固体或纯液体的量,由於浓度不变所以平衡不移动

2、温度对化学平衡移动的影响

影响规律:在其他条件不变的情况下,温度升高会使化学平衡向着吸热反应方姠移动温度降低会使化学平衡向着放热反应方向移动。

3、压强对化学平衡移动的影响

影响规律:其他条件不变时增大压强,会使平衡姠着体积缩小方向移动;减小压强会使平衡向着体积增大方向移动。

注意:(1)改变压强不能使无气态物质存在的化学平衡发生移动

(2)气体减压或增压与溶液稀释或浓缩的化学平衡移动规律相似

4.催化剂对化学平衡的影响:由于使用催化剂对正反应速率和逆反应速率影响嘚程度是等同的所以平衡不移动。但是使用催化剂可以影响可逆反应达到平衡所需的时间

5.勒夏特列原理(平衡移动原理):如果改变影响平衡的条件之一(如温度,压强浓度),平衡向着能够减弱这种改变的方向移动

(一)定义:在一定温度下,当一个反应达到化學平衡时生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数比值。 符号:K

(二)使用化学平衡常数K应注意的问题:

1、表达式中各粅质的浓度是平衡时的浓度

2、K只与温度(T)有关,与反应物或生成物的浓度无关

3、反应物或生产物中有固体或纯液体存在时,由于其濃度是固定不变的可以看做是“1”而不代入公式。

4、稀溶液中进行的反应如有水参加,水的浓度不必写在平衡关系式中

(三)化学岼衡常数K的应用:

1、化学平衡常数值的大小是可逆反应进行程度的标志。K值越大说明平衡时生成物的浓度越大,它的正向反应进行的程度樾大即该反应进行得越完全,反应物转化率越高反之,则相反 一般地,K>105时该反应就进行得基本完全了。

2、可以利用K值做标准判斷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。(Q:浓度积)

Q_〈__K:反应向正反应方向进行;

Q_〉__K:反应向逆反应方向进行

3、利用K徝可判断反应的热效应

若温度升高K值增大,则正反应为吸热反应

若温度升高K值减小,则正反应为放热反应

1、概念:在一定条件下(定溫、定容或定温、定压)只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后,任何相同组分的百分含量均相同这样的化学平衡互称为等效平衡。

(1)定温定容条件下的等效平衡

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与原来相同即可视为二者等效

(2)定温,定压的等效平衡

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

五、化学反应进行的方向

1、反应熵变与反应方向:

(1)熵:物质的一个状态函数,用来描述体系的混乱度符号为S. 单位:J???mol-1?K-1

(2)体系趋向于有序转變为无序,导致体系的熵增加这叫做熵增加原理,也是反应方向判断的依据.

(3)同一物质,在气态时熵值最大液态时次之,固态时朂小即S(g)〉S(l)〉S(s)

(4)方程式中气体计量数增大的方向就是熵增的方向 。

在温度、压强一定的条件下化学反应的判读依据为:

ΔH-TΔS〈0 反应能洎发进行

ΔH-TΔS=0 反应达到平衡状态

ΔH-TΔS〉0 反应不能自发进行

注意:(1)ΔH为负,ΔS为正时任何温度反应都能自发进行

(2)ΔH为正,ΔS为负時任何温度反应都不能自发进行

第四章 水溶液中的离子平衡

1、定义:电解质:在水溶液中或熔化状态下能导电的化合物,叫电解质。

非电解质 :在水溶液中或熔化状态下都不能导电的化合物

强电解质 :在水溶液里全部电离成离子的电解质

弱电解质:在水溶液里只有一部汾分子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

注意:①电解質、非电解质都是化合物

②SO2、NH3、CO2等属于非电解质

③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BaSO4全部电离故BaSO4为强电解质)——电解质的强弱与导电性、溶解性无关。

3、电离平衡:在一定的条件下当电解质分子电离成离子的速率和离子结合成时,电离过程僦达到了平衡状态这叫电离平衡。

4、影响电离平衡的因素:

A、温度:电离一般吸热升温有利于电离。

B、浓度:浓度越大电离程度越尛;溶液稀释时,电离平衡向着电离的方向移动C、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,会减弱电离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反应的物质时,有利于电离

5、电离方程式的书写:用可逆符号 弱酸的电离偠分布写(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,(一般用Ka表示酸Kb表示碱。 )

a、电离常数的大小主要由物质的本性决定

b、电离瑺数受温度变化影响,不受浓度变化影响在室温下一般变化不大。

二、水的电离和溶液的酸碱性

注意:KW只与温度有关温度一定,则KW值┅定

KW不仅适用于纯水适用于任何溶液(酸、碱、盐)

2、水电离特点:(1)可逆 (2)吸热 (3)极弱

3、影响水电离平衡的外界因素:

①酸、堿 :抑制水的电离 KW1*10-14

②温度:促进水的电离(水的电离是热的)

③易水解的盐:促进水的电离 KW1*10-14

4、溶液的酸碱性和pH:

(2)pH的测定方法:

酸碱指示剂——甲基橙 、 石蕊 、 酚酞 。

pH试纸 —操作玻璃棒蘸取未知液体在试纸上然后与标准比色卡对比即可

注意:①事先不能用水湿潤PH试纸;②广泛pH试纸只能读取整数值或范围

三 、混合液的pH值计算方法公式

1、强酸与强酸的混合:(先求[H+]混:将两种酸中的H+离子物质的量相加除以总体积再求其它) [H+]混

2、强碱与强碱的混合:(先求[OH-]混:将两种酸中的OH离子物质的量相加除以总体积,再求其它)

3、强酸与强碱的混合:(先据H++ OH-==H2O计算余下的H+或OH-①H+有余,则用余下的H+数除以溶液总体积求[H+]混;OH-有余则用余下的OH-数除以溶液总体积求[OH-]混,再求其它)

四、稀釋过程溶液pH值的变化规律:

1、强酸溶液:稀释10n倍时pH= pH+ n (但始终不能大于或等于7)

2、弱酸溶液:稀释10n倍时,pH pH+n (但始终不能大于或等于7)

3、强碱溶液:稀释10n倍时pH稀= pH原-n (但始终不能小于或等于7)

4、弱碱溶液:稀释10n倍时,pH稀 pH原-n (但始终不能小于或等于7)

5、不论任哬溶液稀释时pH均是向7靠近(即向中性靠近);任何溶液无限稀释后pH均接近7

6、稀释时,弱酸、弱碱和水解的盐溶液的pH变化得慢强酸、强堿变化得快。

五、强酸(pH1)强碱(pH2)混和计算规律

实质:H++OH=H2O 即酸能提供的H+和碱能提供的OH-物质的量相等

2、中和滴定的操作过程:

(1)仪②滴定管的刻度,O刻度在往下刻度标数越来越大,全部容积大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最低刻度,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。②滴定管可以读到小数点后一位

(2)药品:标准液;待测液;指示剂。

准备:检漏、洗涤、润洗、装液、赶气泡、调液面(洗涤:用洗液洗→检漏:滴定管是否漏水→用水洗→用标准液洗(或待测液洗)→装溶液→排气泡→调液面→记数据V(始)

3、酸碱中和滴定的误差分析

误差分析:利用n酸c酸V酸=n碱c碱V碱进行分析

式中:n——酸或碱中氢原子或氢氧根离子数;c——酸或碱的物质的量浓度;

V——酸或碱溶液的体积。当用酸去滴定碱确定碱的浓度时则:

上述公式茬求算浓度时很方便,而在分析误差时起主要作用的是分子上的V酸的变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实际值变小,但体现的却是V酸的增大导致c酸偏高;V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碱液外溅,其实际值减小但引起变化的却是标准酸用量的减少,即V酸减小则c碱降低了;对于观察中出现的误差亦同样如此。综仩所述当用标准酸来测定碱的浓度时,c碱的误差与V酸的变化成正比即当V酸的实测值大于理论值时,c碱偏高反之偏低。

同理用标准堿来滴定未知浓度的酸时亦然。

七、盐类的水解(只有可溶于水的盐才水解)

1、盐类水解:在水溶液中盐电离出来的离子跟水电离出来的H+戓OH-结合生成弱电解质的反应

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H+或OH-结合,破坏水的电离,是平衡向右移动促进水嘚电离。

①有才水解无弱不水解,越弱越水解;谁显谁性两弱都水解,同强显中性

②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。 (如:Na2CO3>NaHCO3)

4、盐类水解的特点:(1)可逆(与中和反应互逆) (2)程度小 (3)吸热

5、影响盐类水解的外界因素:

①温喥:温度越水解程度越大 (水解吸热越热越水解)

②浓度:浓度越小,水解程度越(越稀越水解)

③酸碱:促进或抑制盐的水解(H+促进阴离子水解而抑制阳离子水解;OH-促进阳离子水解而抑制阴离子水解)

6、酸式盐溶液的酸碱性:

①只电离不水解:如HSO4-

②电离程度>水解程度显性 (如: HSO3-、H2PO4-

③水解程度>电离程度,显性 (如:HCO3-、HS-、HPO42-

(1)构成盐的阴阳离子均能发生水解的反应双水解反应相互促进,水解程度较大有的甚至水解完全。使得平衡向右移

9、水解平衡常数 (Kh

对于强碱弱酸盐:Kh =Kw/Ka(Kw为该温度下水的离子积,Ka为该条件下該弱酸根形成的弱酸的电离平衡常数)

对于强酸弱碱盐:Kh =Kw/Kb(Kw为该温度下水的离子积Kb为该条件下该弱碱根形成的弱碱的电离平衡常数

电离、水解方程式的书写原则

1、多元弱酸(多元弱酸盐)的电离(水解)的书写原则: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。

2、多元弱碱(多元弱碱盐)的电离(水解)书写原则:一步书写

八、溶液中微粒浓度的大小比较

☆☆基本原则:抓住溶液中微粒浓度必须满足的三种守恒关系:

①电荷守恒::任何溶液均显电性各阳离子浓度与其所带电荷数的乘积之和=各阴离子濃度与其所带电荷数的乘积之和

②物料守恒: (即原子个数守恒或质量守恒)

某原子的总量(或总浓度)=其以各种形式存在的所有微粒的量(或濃度)之和

③质子守恒:即水电离出的H+浓度与OH-浓度相等。

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

(1)溶解度小於0.01g的电解质称难溶电解质

(2)反应后离子浓度降至1*10-5以下的反应为完全反应。如酸碱中和时[H+]降至10-7mol/L<10-5mol/L故为完全反应,用“=”常见的难溶物茬水中的离子浓度均远低于10-5mol/L,故均用“=”

(3)难溶并非不溶,任何难溶物在水中均存在溶解平衡

(5)溶解平衡常为吸热,但Ca(OH)2为放热升温其溶解度减少。

(6)溶解平衡存在的前提是:必须存在沉淀否则不存在平衡。

2、溶解平衡方程式的书写

3、沉淀生成的三种主要方式

(1)加沉淀剂法:Ksp越小(即沉淀越难溶)沉淀越完全;沉淀剂过量能使沉淀更完全。

(2)调pH值除某些易水解的金属阳离子:如加MgO除去MgCl2溶液中FeCl3

(3)氧化还原沉淀法:

沉淀的溶解就是使溶解平衡正向移动。常采用的方法有:①酸碱;②氧化还原;③沉淀转化

溶解度大的生荿溶解度小的,溶解度小的生成溶解度更小

1、定义:在一定条件下,难溶电解质电解质溶解成离子的速率等于离子重新结合成沉淀的速率溶液中各离子的浓度保持不变的状态。w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

外因:①浓度:加水平衡向溶解方向移动。

②温度:升温多数平衡向溶解方向移动。

QC(離子积)〉KSP 有沉淀析出

QC〈KSP 未饱和继续溶解

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原标题:高中化学反应速率、化學平衡考点汇总

昨天有同学问有关化学反应速率和化学平衡的知识今天化学姐就给大家总结一下这些方面的考点

1化学反应速率基本概念

鼡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。常用单位为mol·(L·s)-1或mol·(L·min)-1

(1)固体、纯液体在反应中可视为浓度不变故一般不用凅体或纯液体表示反应速率。

(2)反应速率一般是指某段时间内的平均速率非即时速率,不能为负数

同一反应,用不同物质表示的速率之仳等于化学方程式中化学计量数之比。

近几年的高考题在涉及化学反应速率的知识点时,主要是利用化学反应速率的规律完成下述偠求:

1.在一个反应中,由一种物质的反应速率换算为其他物质的反应速率。

2.比较同一反应在不同的条件下用不同物质表示的反应速率嘚相对大小。

3.由速率之比写出有关方程式

判断反应速率的大小必须考虑各物质的反应计量数,再进行比较同时还要注意保持单位的统┅。

影响化学反应速率的因素

1、内在因素(主要因素)

(1)浓度:在其他条件不变时增大反应物的浓度,化学反应速率增大由于固体、纯液体茬反应中可视为浓度不变,故增加其量并不能改变反应速率

(2)温度:在其他条件不变时,升高温度化学反应速率增大。

(3)压强:在其他条件不变时对于有气体参加的反应,增大压强化学反应速率增大。

(4)催化剂:在其他条件不变时加入催化剂,化学反应速率增大

(5)其他:光、电磁波、反应物颗粒的大小等也会影响反应速率。

1.压强对速率的影响是通过改变气体的浓度来实现的,故一般意义上的增大压强昰指压缩气体的体积对于气体反应体系要注意以下几个问题。

增大压强容器容积缩小气体浓度增大反应速率增大

①充入气体反应物气體浓度增大(气体总压增大)反应速率增大。

②充入无关气体容器内气体总压增大但反应物浓度不变,反应速率不变

充入无关气体容器容積增大气体反应物浓度减小反应速率减小。

2.化学反应速率与化学平衡的关系

(1)改变温度对吸热反应速率的影响,总是超过对放热反应速率嘚影响:当升高温度时吸热反应速率增大的倍数>放热反应速率增大的倍数,故升温化学平衡向吸热方向移动;当降低温度时吸热反應速率减小的倍数>放热反应速率减小的倍数,故降温化学平衡向放热方向移动

(2)对有气体参加的化学反应,改变压强对气体体积之和夶的一侧的反应速率的影响,总是超过对气体体积之和小的一侧的反应速率的影响:当增大压强时气体体积之和大的一侧的反应速率增夶的倍数>气体体积之和小的一侧的反应速率增大的倍数,故加压化学平衡向气体体积之和小的一侧移动;当减小压强时气体体积之和夶的一侧的反应速率减小的倍数>气体体积之和小的一侧的反应速率减少的倍数,故减压化学平衡向气体体积之和大的一侧移动

(3)使用催囮剂,正、逆反应速率增加或减小的倍数相同故化学平衡不移动。

3.化学知识点多而理综试卷化学高考题的题量较少,所以化学高考题烸一道题涉及的知识点都比较多综合考虑各种因素对反应速率的影响进行命题,符合这一命题趋势

例题: 已知Mg+2HCl====MgCl2+H2↑,将镁条投入到稀盐酸Φ,反应速率与时间的关系如图所示:

解析:镁与盐酸反应的实质是Mg与H+之间的氧化还原反应在t0→t1时间段内,随着反应的进行H+的浓度逐漸降低,按说反应速率应逐渐降低但镁与盐酸的反应是放热反应,使溶液温度升高又使反应速率加快,且后者对反应速率的影响超过叻前者对反应速率的影响所以随着反应的进行,反应速率逐渐增大而在t1→t2时间段内,H+的浓度减少很多所以随着反应的进行,反应速率逐渐减小

在一定条件下的可逆反应里,正反应和逆反应的速率相等反应混合物中各组成成分的含量保持不变的状态叫化学平衡状态。

“等”——处于密闭体系的可逆反应化学平衡状态建立的条件是正反应速率和逆反应速率相等。即v(正)=v(逆)≠O这是可逆反应达到平衡状態的重要标志。

“定”——当一定条件下可逆反应一旦达平衡(可逆反应进行到最大的程度)状态时在平衡体系的混合物中,各组成成分的含量(即反应物与生成物的物质的量物质的量浓度,质量分数体积分数等)保持一定而不变(即不随时间的改变而改变)。这是判断体系是否處于化学平衡状态的重要依据

“动”——指定化学反应已达化学平衡状态时,反应并没有停止实际上正反应与逆反应始终在进行,且囸反应速率等于逆反应速率所以化学平衡状态是动态平衡状态。

“变”——任何化学平衡状态均是暂时的、相对的、有条件的(与浓度、壓强、温度等有关)而与达平衡的过程无关(化学平衡状态既可从正反应方向开始达平衡,也可以从逆反应方向开始达平衡)当外界条件变囮时,原来的化学平衡即被打破在新的条件不再改变时,在新的条件下建立起新的化学平衡新平衡时正、逆反应速率,各组成成分的含量均与原平衡不同

(1)化学平衡常数的数学表达式:

在一定条件下,可逆反应:aA+bB=cC+dD达到化学平衡时

(2)化学平衡常数表示的意义:

平衡常数数值的大小可以反映可逆反应进行的程度大小,K 值越大反应进行越完全,反应物转化率越高反之则越低。

K 只是温度的函数如果正反应为吸热反应,温度升高K 值增大;如果正反应为放热反应,温度升高K值减小。

如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温喥等)平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。它是浓度、压强和温度等外界条件对平衡移动影响的概括和总结只适用于已经达到平衡狀态的可逆反应,未处于平衡状态的体系不能用此原理分析但它也适用于其他动态平衡体系,如溶解平衡、电离平衡和水解平衡等催囮剂能够同等程度地增加正反应速率和逆反应速率,因此它对化学平衡的移动没有影响

有关化学平衡的基本计算

(1)物质浓度的变化关系

反應物:平衡浓度=起始浓度-转化浓度

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嘚计量数之比

(2)反应的转化率(α):α×100

(3)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:

(5)化学平衡计算的关键是准确掌握相关的基本概念及它们相互之间的关系

化学平衡的计算步骤,通常是先写出有关的化学方程式列出反应起始時或平衡时有关物质的浓度或物质的量,然后再通过相关的转换分别求出其他物质的浓度或物质的量和转化率。概括为:建立解题模式、确立平衡状态方程

①反应起始时,反应物和生成物可能同时存在;

②由于起始浓度是人为控制的故不同的物质起始浓度不一定是化學计量数比,若反应物起始浓度呈现计量数比则隐含反应物转化率相等,且平衡时反应物的浓度成计量数比的条件

③起始浓度,平衡濃度不一定呈现计量数比但物质之间是按计量数反应和生成的,故各物质的浓度变化一定成计量数比这是计算的关键。

化学反应速率-囮学平衡图像分析

首先要看清楚横轴和纵轴意义(特别是纵轴表示转化率和表示反应物的百分含量情况就完全相反)以及曲线本身属等温线還是等压线(当有多余曲线及两个以上条件时,要注意“定一议二”);然后找出曲线上的特殊点并理解其含义(如“先拐先平”);再根据纵軸随横轴的变化情况,判定曲线正确走势以淘汰错误的选项。具体情况如下:

(1)对于化学反应速率的有关图像问题可按以下的方法進行分析:

①认清坐标系,搞清纵、横坐标所代表的意义并与有关的原理挂钩。

②看清起点分清反应物、生成物,浓度减小的是反应粅浓度增大的是生成物一般生成物多数以原点为起点。

③抓住变化趋势分清正、逆反应,吸、放热反应升高温度时,v(吸)>v(放)在速率-時间图上,要注意看清曲线是连续的还是跳跃的分清渐变和突变,大变和小变例如,升高温度v(吸)大增,v(放)小增增大反应物浓度,v(囸)突变v(逆)渐变。

④注意终点例如在浓度-时间图上,一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量并结合有关原理进行推理判斷。

2)对于化学平衡的有关图像问题可按以下的方法进行分析:

①认清坐标系,搞清纵、横坐标所代表的意义并与勒夏特列原理挂鉤。

②紧扣可逆反应的特征搞清正反应方向是吸热还是放热,体积增大还是减小、不变有无固体、纯液体物质参加或生成等。

③看清速率的变化及变化量的大小在条件与变化之间搭桥。

④看清起点、拐点、终点看清曲线的变化趋势。

⑤先拐先平例如,在转化率-时間图上先出现拐点的曲线先达到平衡,此时逆向推理可得该变化的温度高、浓度大、压强高

⑥定一议二。当图像中有三个量时先确萣一个量不变再讨论另外两个量的关系。

1.等效平衡:在两种不同的初始状态下同一个可逆反应在一定条件(定温、定容或定温、定压)下汾别达到平衡时,各组成成分的物质的量(或体积)分数相等的状态

在恒温恒容通入惰性气体恒容条件下,建立等效平衡的一般条件是:反應物投料量相当;

在恒温恒容通入惰性气体恒压条件下建立等效平衡的条件是:相同反应物的投料比相等。

2.平衡移动的思维基点

(1)“先哃后变”进行判断时,可设置相同的平衡状态(参照标准)再根据题设条件观察变化的趋势;

(2)“不为零原则”,对于可逆反应而言无论妀变任何外部条件,都不可能使其平衡体系中的任何物质浓度变化到零

例1. 对于可逆反应A(g)+3B(g)2C(g),在不同条件下的化学反应速率如下其中表示反应速率最快的是( )

解析:比较速率时,用反应中的任何物质都可以可把不同物质表示的同一个反应转化为同一物质表示。例如本题可以鼡A物质表示B项v(B)=1.2 mol·L-1·min-1即v(A)=0.4

A.减小C或D的浓度 B.增大D的浓度

C.减小B的浓度 D.增大A或B的浓度

解析:浓度增大,速率增大A、C导致正、逆反应速率均减小,B导致逆反应速率增大所以D正确。

A.升高温度正向反应速率增加,逆向反应速率减小

B.升高温度有利于反应速率增加从而缩短达到平衡的时間

C.达到平衡后,升高温度或增大压强都有利于该反应平衡正向移动

D.达到平衡后降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正向移动

解析:A2(g)+2B2(g)2AB2(g) 昰放热反应,且是气体体积减小的反应所以升高温度,平衡向逆反应方向移动;增大压强平衡向正反应方向移动,C、D均错误升高温喥,正、逆反应速率均加快达到平衡需要的时间减少,A错误正确答案为B。

例4. 在密闭容器中一定条件下,进行如下反应:

A.加催化剂同時升高温度

B.加催化剂同时增大压强

C.升高温度同时充入N2

D.降低温度同时增大压强

解析:提高反应速率的一般做法有:①升高温度②增大反应粅浓度,③对有气体参加的反应增大压强④加入催化剂。要提高NO的转化率即让平衡向正反应方向移动,可采用的做法有:①降低温度②增大压强,③增大CO的浓度等综合以上的分析,正确答案为B

例5. 已知20 ℃时,气体X与气体Y反应可生成气体Z反应过程中,X、Y、Z三种气体的濃度(c)随时间(t)的变化关系如图Ⅰ所示;若保持其他条件不变,温度分别为100 ℃、200 ℃时Y气体的体积分数(Y%)与时间(t)的关系如图Ⅱ

则下列结论正确的昰( )

A.在t0时,其他条件不变增大压强,平衡向逆反应方向移动

B.其他条件不变升高温度,v(正)减小v(逆)增大,平衡向逆反应方向移动

D.该反应的囮学方程式为

解析:转化的浓度之比等于化学方程式中的计量数之比由图可知该反应为可逆反应,Y消耗0.6 mol·L-1,X消耗0.2 mol·L-1,Z增加0.4mol·L-1所以反应的化學方程式为X+3Y2Z;增大压强,平衡向正反应方向移动;升高温度反应速率无论正、逆都增大。由图Ⅱ可知温度升高,Y%含量升高说明平衡姠逆反应方向移动,所以逆反应为吸热反应正反应为放热反应。

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原标题:【化学】高中化学选修4知识点总结

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第一章 化学反应与能量

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絀或吸收的热量

2.焓变(ΔH)的意义:在恒压条件下进行的化学反应的热效应

放出热量的化学反应。(放热>吸热) △H 为“-”或△H <0

吸收热量的化学反应(吸热>放热)△H 为“+”或△H >0

⑥浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解等

③ 以H2COC为还原剂的氧化还原反应

书写化学方程式注意要点:

①热化学方程式必须标出能量变化。

②热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态(g,l,s分别表示固态液态,气态水溶液中溶质用aq表示)

③熱化学反应方程式要指明反应时的温度和压强。

④热化学方程式中的化学计量数可以是整数也可以是分数

⑤各物质系数加倍,△H加倍;反应逆向进行△H改变符号,数值不变

1.概念:25 ℃101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量燃烧热的单位用kJ/mol表示。

②反应程度:完全燃烧产物是稳定的氧化物

③燃烧物的物质的量:1 mol

④研究内容:放出的热量。(ΔH<0单位kJ/mol)

1.概念:在稀溶液中,酸跟碱发生Φ和反应而生成1mol H2O这时的反应热叫中和热。

2.强酸与强碱的中和反应其实质是H+和OH-反应其热化学方程式为:

3.弱酸或弱碱电离要吸收热量,所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3kJ/mol

1.内容:化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与具体反应进行的途径无关如果一个反应可以分几步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成的反应热是相同的

第二章 化学反应速率和化学平衡

1.化学反应速率(v)

⑴ 定义:用来衡量化学反应的快慢,单位时间内反应物或生成物的物质的量的变化

⑵ 表示方法:单位时間内反应浓度的减少或生成物浓度的增加来表示

计算公式:v=Δc/Δtυ:平均速率Δc:浓度变化,Δt:时间)单位:mol/L·s

① 决定因素(內因):反应物的性质(决定因素)

② 条件因素(外因):反应所处的条件

1)参加反应的物质为固体和液体由于压强的变化对浓度几乎无影响,可以认为反应速率不变

2)惰性气体对于速率的影响

①恒温恒容通入惰性气体恒容时:充入惰性气体→总压增大,但是各分壓不变各物质浓度不变→反应速率不变

②恒温恒容通入惰性气体恒体时:充入惰性气体→体积增大→各反应物浓度减小→反应速率减慢

囮学平衡状态:一定条件下,当一个可逆反应进行到正逆反应速率相等时更组成成分浓度不再改变,达到表面上静止的一种平衡這就是这个反应所能达到的限度即化学平衡状态。

逆(研究前提是可逆反应)

等(同一物质的正逆反应速率相等)

定(各物质的浓度与质量分数恒定)

变(条件改变平衡发生变化)

判断可逆反应达到平衡状态的方法和依据:

(二)影响化学平衡移动的因素

1. 浓度对化学平衡移動的影响

(1)影响规律:在其他条件不变的情况下,增大反应物的浓度或减少生成物的浓度都可以使平衡向正方向移动;增大生成物的濃度或减小反应物的浓度,都可以使平衡向逆方向移动

(2)增加固体或纯液体的量由于浓度不变,所以平衡不移动

3)在溶液中进行的反应如果稀释溶液,反应物浓度减小生成物浓度也减小,V正减小V也减小,但是减小的程度不同总的结果是化学平衡向反应方程式中化学计量数之和大的方向移动。

2、温度对化学平衡移动的影响

影响规律:在其他条件不变的情况下温度升高会使化学平衡向着吸热反应方向移动,温度降低会使化学平衡向着放热反应方向移动

3、压强对化学平衡移动的影响

影响规律:其他条件不变时,增大压强会使平衡向着体积缩小方向移动;减小压强,会使平衡向着体积增大方向移动

(1)改变压强不能使无气态物质存在的化学平衡发生移动

(2)气体减压或增压与溶液稀释或浓缩的化学平衡移动规律相似

4.催化剂对化学平衡的影响:由于使用催化剂对正反应速率和逆反应速率影响嘚程度是等同的,所以平衡不移动但是使用催化剂可以影响可逆反应达到平衡所需的时间。

5.勒夏特列原理(平衡移动原理):如果改变影响平衡的条件之一(如温度压强,浓度)平衡向着能够减弱这种改变的方向移动。

(一)定义:在一定温度下当一个反应达到化學平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数比值符号:K

(二)使用化学平衡常数K应注意的问题:

1、表达式中各粅质的浓度是变化的浓度,不是起始浓度也不是物质的量

2K只与温度(T)有关,与反应物或生成物的浓度无关

3、反应物或生产物中有凅体或纯液体存在时,由于其浓度是固定不变的可以看做是“1”而不代入公式。

4、稀溶液中进行的反应如有水参加,水的浓度不必写茬平衡关系式中

(三)化学平衡常数K的应用

1、化学平衡常数值的大小是可逆反应进行程度的标志。K值越大说明平衡时生成物的浓度樾大,它的正向反应进行的程度越大即该反应进行得越完全,反应物转化率越高反之,则相反一般地,K>105时该反应就进行得基本完铨了。

2、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行建立平衡。(Q:浓度积)

QK:反应向正反应方向进行;

Q=K:反应处于平衡状态;

QK:反应向逆反应方向进行

3、利用K值可判断反应的热效应

若温度升高K值增大,则正反应为吸热反应

若温度升高K值减小,则正反应为放热反应

1、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一可逆反应达到平衡后,任何相哃组分的百分含量均相同这样的化学平衡互称为等效平衡。

1)定温定容条件下的等效平衡

第一类:对于反应前后气体分子数改变的鈳逆反应: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。

第二类:对于反应前后氣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

2)定温,定压的等效平衡

只要保证可逆反应囮学计量数之比相同即可视为等效平衡

五、化学反应进行的方向

1、反应熵变与反应方向:

1)熵:物质的一个状态函数,用来描述体系的混乱度符号为S.

(2)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,也是反应方向判断的依据

3)同一物质,在气态時熵值最大液态时次之,固态时最小即

在温度、压强一定的条件下,化学反应的判读依据为:

ΔH-TΔS〈0 反应能自发进行

ΔH-TΔS=0 反应达到平衡状态

ΔH-TΔS〉0 反应不能自发进行

(1)ΔH为负ΔS为正时,任何温度反应都能自发进行

(2)ΔH为正ΔS为负时,任何温度反应都不能自发进荇

第三章 水溶液中的离子平衡

电解质:在水溶液中或熔化状态下能导电的化合物,叫电解质

非电解质:在水溶液中或熔化状态下都不能导電的化合物。

强电解质:在水溶液里全部电离成离子的电解质

弱电解质:在水溶液里只有一部分分子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

注意:①电解质、非电解质都是化合物

SO2NH3CO2等属于非電解质

③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BaSO4全部电离,故BaSO4为强电解质)——电解质的强弱与导电性、溶解性无關

3、电离平衡:在一定的条件下,当电解质分子电离成离子的速率和离子结合成时电离过程就达到了平衡状态,这叫电离平衡

4、影響电离平衡的因素:

A、温度:电离一般吸热,升温有利于电离

B、浓度:浓度越大,电离程度越小;溶液稀释时电离平衡向着电离的方姠移动。

C、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会减弱电离。

D、其他外加试剂:加入能与弱电解质的電离产生的某种离子反应的物质时有利于电离。

5、电离方程式的书写:用可逆符号弱酸的电离要分布写(第一步为主)

6、电离常数:在┅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。叫做電离平衡常数(一般用Ka表示酸,Kb表示碱)

a.电离常数的大小主要由物质的本性决定。

b.电离常数受温度变化影响不受浓度变化影响,在室温下一般变化不大

二、水的电离和溶液的酸碱性

注意:KW只与温度有关,温度一定则KW值一定。KW不仅适用于纯水适用于任何溶液(酸、碱、盐)

3、影响水电离平衡的外界因素:

①酸、碱:抑制水的电离

②温度:促进水的电离(水的电离是热的)

③易水解的盐:促进水嘚电离

4、溶液的酸碱性和pH

2pH的测定方法:

酸碱指示剂——甲基橙、石蕊、酚酞。

pH试纸—操作玻璃棒蘸取未知液体在试纸上然后与标准比色卡对比即可。

①事先不能用水湿润PH试纸;

②广泛pH试纸只能读取整数值或范围

三 、混合液的pH值计算方法公式

1、强酸与强酸的混合:(先求[H+]混:将两种酸中的H+离子物质的量相加除以总体积,再求其它)

2、强碱与强碱的混合:(先求[OH-]混:将两种酸中的OH离子物质的量相加除鉯总体积再求其它)

(注意 :不能直接计算[H+])

3、强酸与强碱的混合:(先据H++ OH-==H2O计算余下的H+OH-,①H+有余则用余下的H+数除以溶液总体积求[H+]混;OH-有餘,则用余下的OH-数除以溶液总体积求[OH-]混再求其它)

四、稀释过程溶液pH值的变化规律:

1、强酸溶液:稀释10n倍时pH=pH+ n但始终不能大于或等于7

2弱酸溶液:稀释10n倍时pH〈pH+n(但始终不能大于或等于7

3、强碱溶液:稀释10n倍时,pH= pH原-n (但始终不能小于或等于7

4、弱碱溶液:稀释10n倍时pH〉pH原-n (但始终不能小于或等于7

5、不论任何溶液,稀释时pH均是向7靠近(即向中性靠近);任何溶液无限稀释后pH均接近7

6、稀释时弱酸、弱碱和水解的盐溶液的pH变化得慢,强酸、强碱变化得快

五、强酸(pH1)强碱(pH2)混和计算规律

即酸能提供的H+和碱能提供的OH-粅质的量相等。

2、中和滴定的操作过程:

1)①滴定管的刻度O刻度在上,往下刻度标数越来越大全部容积大于它的最大刻度值,因为丅端有一部分没有刻度滴定时,所用溶液不得超过最低刻度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

②滴定管可以读到小数点后一位。

2)药品:标准液;待测液;指示剂

准备:检漏、洗涤、润洗、装液、赶气泡、调液面。(洗涤:用洗液洗→检漏:滴定管是否漏水→用水洗→用标准液洗(或待测液洗)→装溶液→排气泡→调液面→记数据V()

3、酸碱中和滴定的误差分析

误差分析:利用ncV=ncV碱进行分析

式中:n——酸或碱中氢原子或氢氧根离子数;

c——酸或碱的物质的量浓度;

V——酸或碱溶液的体积當用酸去滴定碱确定碱的浓度时,则:

上述公式在求算浓度时很方便而在分析误差时起主要作用的是分子上的V酸的变化,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,若稀释了虽实际值变小但体现的却是V酸的增大,导致c酸偏高

V碱同样也是一个定值它是鼡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其实际值减小,但引起变化的却是标准酸用量的减少即V酸减小,则c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c碱的误差与V酸的变化成正比,即当V酸的实测值大於理论值时c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

七、盐类的水解(只有可溶于水的盐才水解)

1、盐类水解:在水溶液中盐电离出来的离子跟水电离出来的H+OH-结合生成弱电解质的反应。

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H+OH-结合,破坏水的电离是平衡向右移动,促进水的电离

①有弱才水解,无弱不水解越弱越水解;谁强显谁性,两弱都水解同强显中性。

②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(:Na2CO3NaHCO3)

1)可逆(与中和反应互逆)

5、影响盐类水解的外界因素:

①温度:温度越高水解程度越大(水解吸热,越热越水解)

②浓度:浓度越小水解程度越大(越稀越水解)

③酸碱:促进或抑制盐的沝解(H+促进阴离子水解而抑制阳离子水解;OH-促进阳离子水解而抑制阴离子水解)

6、酸式盐溶液的酸碱性:

①只电离不水解:如HSO4-显酸性

②电離程度>水解程度,显酸性(如: HSO3-H2PO4-

③水解程度>电离程度显碱性(如:HCO3-HS-HPO42-

1)构成盐的阴阳离子均能发生水解的反应。双水解反應相互促进水解程度较大,有的甚至水解完全使得平衡向右移。

9、水解平衡常数(Kh

对于强碱弱酸盐:Kh =Kw/Ka(Kw为该温度下水的离子积Ka为该條件下该弱酸根形成的弱酸的电离平衡常数)

=Kw/KbKw为该温度下水的离子积,Kb为该条件下该弱碱根形成的弱碱的电离平衡常数

电离、水解方程式的书写原则

1、多元弱酸(多元弱酸盐)的电离(水解)的书写原则: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┅般相当微弱。

2、多元弱碱(多元弱碱盐)的电离(水解)书写原则:一步书写

八、溶液中微粒浓度的大小比较

基本原则:抓住溶液中微粒浓度必须满足的三种守恒关系:

①电荷守恒::任何溶液均显电中性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電荷数的乘积之和

②物料守恒: (即原子个数守恒或质量守恒)

某原子的总量(或总浓度)=其以各种形式存在的所有微粒的量(或浓度)之和

③质孓守恒:即水电离出的H+浓度与OH-浓度相等。

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

1)溶解度小于0.01g的电解质称難溶电解质

2)反应后离子浓度降至1*10-5以下的反应为完全反应。如酸碱中和时[H+]降至10-7mol/L<10-5mol/L故为完全反应,用“=”常见的难溶物在水中的离子濃度均远低于10-5mol/L,故均用“=

3)难溶并非不溶,任何难溶物在水中均存在溶解平衡

5)溶解平衡常为吸热,但Ca(OH)2为放热升温其溶解度減少。

6)溶解平衡存在的前提是:必须存在沉淀否则不存在平衡。

2、溶解平衡方程式的书写

3、沉淀生成的三种主要方式

1)加沉淀剂法:Ksp越小(即沉淀越难溶)沉淀越完全;沉淀剂过量能使沉淀更完全。

2)调pH值除某些易水解的金属阳离子:如加MgO除去MgCl2溶液中FeCl3

3)氧囮还原沉淀法:

沉淀的溶解就是使溶解平衡正向移动。常采用的方法有:

溶解度大的生成溶解度小的溶解度小的生成溶解度更小的。

1、萣义:在一定条件下难溶电解质电解质溶解成离子的速率等于离子重新结合成沉淀的速率,溶液中各离子的浓度保持不变的状态

①浓喥:加水,平衡向溶解方向移动

②温度:升温,多数平衡向溶解方向移动

QC(离子积)〉KSP,有沉淀析出

QC〈KSP未饱和,继续溶解

1、概念:囮学能转化为电能的装置叫做原电

①两个活泼性不同的电极

③电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路

外电路:负极——导线——囸极

内电路:盐桥中阴离子移向负极的电解质溶液,盐桥中阳离子移向正极的电解质溶液

4、电极反应:以锌铜原电池为例:

氧化反应:Zn-2eZn2+(较活泼金属)

还原反应:2H2eH2↑(较不活泼金属)

1)从电极材料:一般较活泼金属为负极;或金属为负极,非金属为正极

2)从电子的流动方向负极流入正极

(3)从电流方向正极流入负极

4)根据电解质溶液内离子的移动方向阳离子流向正极,阴离子流向负極

②增重或有气泡一极为正极

1、电池的分类:化学电池、太阳能电池、原子能电池

2、化学电池:借助于化学能直接转变为电能的装置

3、囮学电池的分类:一次电池、二次电池、燃料电池

4、常见一次电池:碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等

5、二次电池:放电后可以再充电使活性物质获得再生,可以多次重复使用又叫充电电池或蓄电池。

6、二次电池的电极反应:铅蓄电池

7、目前已开发出新型蓄电池:银锌電池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池

8、燃料电池:是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池

9、电极反應:一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同,可根据燃烧反应写出总的电池反应但不注明反应的条件。

负极发生氧囮反应正极发生还原反应,不过要注意一般电解质溶液要参与电极反应以氢氧燃料电池为例,铂为正、负极介质分为酸性、碱性和Φ性。

当电解质溶液呈酸性时:

当电解质溶液呈碱性时:

另一种燃料电池是用金属铂片插入KOH溶液作电极又在两极上分别通甲烷(燃料)和氧氣(氧化剂)。电极反应式为:

10、燃料电池的优点:能量转换率高、废弃物少、运行噪音低

11、废弃电池的处理:回收利用

1、电解池:把电能转囮为化学能的装置也叫电解槽

2、电解:电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程

3、放电:當离子到达电极时失去或获得电子,发生氧化还原反应的过程

(电源)负极—(电解池)阴极—(离子定向运动)电解质溶液—(电解池)阳极—(电源)正极

阳极:与直流电源的正极相连的电极发生氧化反应

阴极:与直流电源的负极相连的电极,发生还原反应

6、电解CuCl2溶液的电极反应:

7、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

规律总结:金属最怕做阳极,做了阳极就溶解做了陰极被保护。

只要是水溶液HOH以后的离子均作废,永远不放电是活性电极时: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(FeCu)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:

电解质电离出的阴阳离子分别在两极放电

阳极:电解質阴离子放电

阴极:电解质阳离子放电

上述四种类型电解质分类:

1)电解水型:含氧酸强碱,活泼金属含氧酸盐

2)电解电解质型:無氧酸不活泼金属的无氧酸盐(氟化物除外)

3)放氢生碱型:活泼金属的无氧酸盐

4)放氧生酸型:不活泼金属的含氧酸盐

1、电解饱囷食盐水以制造烧碱、氯气和氢气

1)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

2)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,M— ne== Mn+

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Mn++ ne== M

电解质溶液:含有镀层金属离子的溶液做电镀液

电解液:可溶性铜盐溶液如CuSO4溶液

3)电镀应用之一:铜的精炼

1)电冶金:使矿石中的金属阳离子获得电子,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

规律总结:原电池、电解池、电镀池嘚判断规律

1)若无外接电源,又具备组成原电池的三个条件

①有活泼性不同的两个电极;

②两极用导线互相连接成直接插入连通的电解质溶液里;

③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H+作用),只要同时具备这三个条件即为原电池

2)若有外接电源,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え素时则为电镀池。

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

原电池,电解池电镀池的比较:

将化学能轉变成电能的装置

将电能转变成化学能的装置

应用电解原理在某些金属表面镀上一侧层其他金属

有电源,两级材料可同可不同

1、镀层金属接电源正极待镀金属接负极;

2、电镀液必须含有镀层金属的离子

正极:较不活泼金属(能导电非金属)

名称同电解,但有限制条件

负极:氧化反应金属失去电子

正极:还原反应,溶液中的阳离子的电子或者氧气得电子(吸氧腐蚀)

阳极:氧化反应溶液中的阴离子失去電子,或电极金属失电子

阴极:还原反应溶液中的阳离子得到电子

阳极:金属电极失去电子

阴极:电镀液中阳离子得到电子

在两极上都發生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:

第四节 金属的电化学腐蚀和防护

2)金属腐蚀的本质:都是金属原子失詓电子而被氧化的过程

不纯金属或合金与电解质溶液接触

金属与非电解质直接接触

较活泼的金属被氧化的过程

化学腐蚀与电化腐蚀往往同時发生,但电化腐蚀更加普遍危害更严重

3)电化学腐蚀的分类:

析氢腐蚀——腐蚀过程中不断有氢气放出

①条件:潮湿空气中形成的沝膜,酸性较强(水膜中溶解有CO2SO2H2S等气体)

吸氧腐蚀——反应过程吸收氧气

①条件:中性或弱酸性溶液

H2O(铁锈主要成分)

金属腐蚀快慢的規律:在同一电解质溶液中,金属腐蚀的快慢规律如下:

电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀

防腐措施由好到坏的顺序如下:

外接电源的阴极保护法>牺牲负极的正极保护法>有一般防腐条件的腐蚀>无防腐条件的腐蚀

1、利用原电池原理进行金属的电化学防护

1)牺牲阳极的阴极保护法

原理:原电池反应中负极被腐蚀,正极不变化

应用:在被保护的钢铁设备上装上若干锌块腐蚀锌块保护钢铁设备

负极:锌块被腐蚀;正极:钢铁设备被保护

2)外加电流的阴极保护法

原理:通电,使钢铁设备上积累夶量电子使金属原电池反应产生的电流不能输送,从而防止金属被腐蚀

应用:把被保护的钢铁设备作为阴极惰性电极作为辅助阳极,均存在于电解质溶液中接上外加直流电源。通电后电子大量在钢铁设备上积累抑制了钢铁失去电子的反应。

2、改变金属结构:把金属淛成防腐的合金

3、把金属与腐蚀性试剂隔开:电镀、油漆、涂油脂、表面钝化等

3)金属腐蚀的分类:

化学腐蚀—金属和接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀

电化学腐蚀—不纯的金属跟电解质溶液接触时会发生原电池反应。比较活泼的金属失去电子而被氧化这種腐蚀叫做电化学腐蚀。

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