化学反应原理选修4
『壹』 谁能教下我怎样学好高中化学选修4化学反应原理
怎样学好高中化学选修4化学反应原理
化学选修四化学反应原理是高中化学比较难学的一门课,偏理论,记得东西有多。化学反应原理(人教)包涵电解质溶液、电化学原理、平衡态化学基础课程,和热化学等。可能学习的时候感觉以前学习化学的方式不行了。的确,对于偏理论的课程刚开始时都是有一定的难度。我建议你,对于不懂得课,最好做好课前预习,课上认真听,课下多练,多想。化学反应原理一部分规律性强,虽然市面上的辅导书都给出了比较完备的知识规律体系,可能刚开始看不懂,所以你就要针对几个规律有目的的做几道题目理解一下,等比较熟练了以后,再去尝试做综合的,难度大一点的题目,再去自己总结规律,基本上两个月就差不多了,你也会喜欢上这门课程的。比较难学同样也是容易学的是平衡化学,电化学(原理弄懂了,弄熟了就行了。)。电解质溶液规律多,比较难学,注意学好平衡化学时的对比总结。题海战术可能在所难免。热化学简单(虽然大学里面一点都不简单)。化学反应原理是化学几个分支中最具活力,最富有生命力的一支,是化学科学的最前沿研究部分。希望对这个方向有兴趣的学生能够努力学习,为以后的进一步深造打下坚实基础!另外,个人不建议请家教,中学尽量培养自己的自学能力,大学时候在慢慢来你会比很多人慢很多。这是中国中学教育的弊端,教育资源的市场化带来了经济同时也带来了手拉手一字一字教的严重弊端。
『贰』 高中化学选修4化学反应原理(人教版)的重要知识点总结
一学习目标: 1学习化学原理的目的
2:化学反应原理所研究的范围
3:有效碰撞、活化分子、活化能、催化剂
二学习过程
1:学习化学反应原理的目的
1)化学研究的核心问题是:化学反应
2)化学中最具有创造性的工作是:设计和创造新的分子
3)如何实现这个过程?
通常是利用已发现的原理来进行设计并实现这个过程,所以我们必须对什么要清楚才能做到,对化学反应的原理的理解要清楚,我们才能知道化学反应是怎样发生的,为什么有的反应快、有的反应慢,它遵循怎样的规律,如何控制化学反应才能为人所用!这就是学习化学反应原理的目的。
2:化学反应原理所研究的范围是
1)化学反应与能量的问题
2)化学反应的速率、方向及限度的问题
3)水溶液中的离子反应的问题
4)电化学的基础知识
3:基本概念
1)什么是有效碰撞?
引起分子间的化学反应的碰撞是有效碰撞,分子间的碰撞是发生化学反应的必要条件,有效碰撞是发生化学反应的充分条件,某一化学反应的速率大小与,单位时间内有效碰撞的次数有关
2)什么是活化分子?
具有较高能量,能够发生有效碰撞的分子是活化分子,发生有效碰撞的分子一定是活化分子,但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞。有效碰撞次数的多少与单位体积内反应物中活化分子的多少有关。
3)什么是活化能?
活化分子高出反应物分子平均能量的部分是活化能,如图
活化分子的多少与该反应的活化能的大小有关,
活化能的大小是由反应物分子的性质决定,(内因)活化能越小则一般分子成为活化分子越容易,则活化分子越多,则单位时间内有效碰撞越多,则反应速率越快。
4)什么是催化剂?催化剂是能改变化学反应的速率,但反应前后本身性质和质量都不改变的物质,催化剂作用:可以降低化学反应所需的活化能,也就等于提高了活化分子的百分数,从而提高了有效碰撞的频率.反应速率大幅提高.
『叁』 (高中化学选修4 化学反应原理)焓变与能量、键能关系的理解
高中化学选修4知识点总结第1章、化学反应与能量转化化学反应的实质是反应物化学键的断裂和生成物化学键的形成,化学反应过程中伴随着能量的释放或吸收. 一、化学反应的热效应1、化学反应的反应热(1)反应热的概念:当化学反应在一定的温度下进行时,反应所释放或吸收的热量称为该反应在此温度下的热效应,简称反应热.用符号Q表示. (2)反应热与吸热反应、放热反应的关系. Q>0时,反应为吸热反应;Q<0时,反应为放热反应. (3)反应热的测定测定反应热的仪器为量热计,可测出反应前后溶液温度的变化,根据体系的热容可计算出反应热,计算公式如下:Q=-C(T2-T1) 式中C表示体系的热容,T1、T2分别表示反应前和反应后体系的温度.实验室经常测定中和反应的反应热. 2、化学反应的焓变(1)反应焓变物质所具有的能量是物质固有的性质,可以用称为“焓”的物理量来描述,符号为H,单位为kJ·mol-1. 反应产物的总焓与反应物的总焓之差称为反应焓变,用ΔH表示. (2)反应焓变ΔH与反应热Q的关系. 对于等压条件下进行的化学反应,若反应中物质的能量变化全部转化为热能,则该反应的反应热等于反应焓变,其数学表达式为:Qp=ΔH=H(反应产物)-H(反应物). (3)反应焓变与吸热反应,放热反应的关系:ΔH>0,反应吸收能量,为吸热反应. ΔH<0,反应释放能量,为放热反应. (4)反应焓变与热化学方程式:把一个化学反应中物质的变化和反应焓变同时表示出来的化学方程式称为热化学方程式,如:H2(g)+O2(g)=H2O(l);ΔH(298K)=-285.8kJ·mol-1 书写热化学方程式应注意以下几点:①化学式后面要注明物质的聚集状态:固态(s)、液态(l)、气态(g)、溶液(aq). ②化学方程式后面写上反应焓变ΔH,ΔH的单位是J·mol-1或 kJ·mol-1,且ΔH后注明反应温度. ③热化学方程式中物质的系数加倍,ΔH的数值也相应加倍. 3、反应焓变的计算(1)盖斯定律对于一个化学反应,无论是一步完成,还是分几步完成,其反应焓变一样,这一规律称为盖斯定律. (2)利用盖斯定律进行反应焓变的计算. 常见题型是给出几个热化学方程式,合并出题目所求的热化学方程式,根据盖斯定律可知,该方程式的ΔH为上述各热化学方程式的ΔH的代数和. (3)根据标准摩尔生成焓,ΔfHmθ计算反应焓变ΔH. 对任意反应:aA+bB=cC+dD ΔH=[cΔfHmθ(C)+dΔfHmθ(D)]-[aΔfHmθ(A)+bΔfHmθ(B)] 二、电能转化为化学能——电解 1、电解的原理(1)电解的概念:在直流电作用下,电解质在两上电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程叫做电解.电能转化为化学能的装置叫做电解池. (2)电极反应:以电解熔融的NaCl为例:阳极:与电源正极相连的电极称为阳极,阳极发生氧化反应:2Cl-→Cl2↑+2e-. 阴极:与电源负极相连的电极称为阴极,阴极发生还原反应:Na++e-→Na. 总方程式:2NaCl(熔)2Na+Cl2↑ 2、电解原理的应用(1)电解食盐水制备烧碱、氯气和氢气. 阳极:2Cl-→Cl2+2e- 阴极:2H++e-→H2↑ 总反应:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ (2)铜的电解精炼. 粗铜(含Zn、Ni、Fe、Ag、Au、Pt)为阳极,精铜为阴极,CuSO4溶液为电解质溶液. 阳极反应:Cu→Cu2++2e-,还发生几个副反应Zn→Zn2++2e-;Ni→Ni2++2e- Fe→Fe2++2e- Au、Ag、Pt等不反应,沉积在电解池底部形成阳极泥. 阴极反应:Cu2++2e-→Cu (3)电镀:以铁表面镀铜为例待镀金属Fe为阴极,镀层金属Cu为阳极,CuSO4溶液为电解质溶液. 阳极反应:Cu→Cu2++2e- 阴极反应: Cu2++2e-→Cu 三、化学能转化为电能——电池 1、原电池的工作原理(1)原电池的概念:把化学能转变为电能的装置称为原电池. (2)Cu-Zn原电池的工作原理: 如图为Cu-Zn原电池,其中Zn为负极,Cu为正极,构成闭合回路后的现象是:Zn片逐渐溶解,Cu片上有气泡产生,电流计指针发生偏转.该原电池反应原理为:Zn失电子,负极反应为:Zn→Zn2++2e-;Cu得电子,正极反应为:2H++2e-→H2.电子定向移动形成电流.总反应为:Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu. (3)原电池的电能若两种金属做电极,活泼金属为负极,不活泼金属为正极;若一种金属和一种非金属做电极,金属为负极,非金属为正极. 2、化学电源(1)锌锰干电池负极反应:Zn→Zn2++2e-;正极反应:2NH4++2e-→2NH3+H2;(2)铅蓄电池负极反应:Pb+SO42-PbSO4+2e- 正极反应:PbO2+4H++SO42-+2e-PbSO4+2H2O 放电时总反应:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O. 充电时总反应:2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4. (3)氢氧燃料电池负极反应:2H2+4OH-→4H2O+4e- 正极反应:O2+2H2O+4e-→4OH- 电池总反应:2H2+O2=2H2O 3、金属的腐蚀与防护(1)金属腐蚀金属表面与周围物质发生化学反应或因电化学作用而遭到破坏的过程称为金属腐蚀. (2)金属腐蚀的电化学原理. 生铁中含有碳,遇有雨水可形成原电池,铁为负极,电极反应为:Fe→Fe2++2e-.水膜中溶解的氧气被还原,正极反应为:O2+2H2O+4e-→4OH-,该腐蚀为“吸氧腐蚀”,总反应为:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2,Fe(OH)2又立即被氧化:4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,Fe(OH)3分解转化为铁锈.若水膜在酸度较高的环境下,正极反应为:2H++2e-→H2↑,该腐蚀称为“析氢腐蚀”. (3)金属的防护金属处于干燥的环境下,或在金属表面刷油漆、陶瓷、沥青、塑料及电镀一层耐腐蚀性强的金属防护层,破坏原电池形成的条件.从而达到对金属的防护;也可以利用原电池原理,采用牺牲阳极保护法.也可以利用电解原理,采用外加电流阴极保护法. 第2章、化学反应的方向、限度与速率(1、2节) 原电池的反应都是自发进行的反应,电解池的反应很多不是自发进行的,如何判定反应是否自发进行呢? 一、化学反应的方向 1、反应焓变与反应方向放热反应多数能自发进行,即ΔH<0的反应大多能自发进行.有些吸热反应也能自发进行.如NH4HCO3与CH3COOH的反应.有些吸热反应室温下不能进行,但在较高温度下能自发进行,如CaCO3高温下分解生成CaO、CO2. 2、反应熵变与反应方向熵是描述体系混乱度的概念,熵值越大,体系混乱度越大.反应的熵变ΔS为反应产物总熵与反应物总熵之差.产生气体的反应为熵增加反应,熵增加有利于反应的自发进行. 3、焓变与熵变对反应方向的共同影响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. 在温度、压强一定的条件下,自发反应总是向ΔH-TΔS<0的方向进行,直至平衡状态. 二、化学反应的限度 1、化学平衡常数(1)对达到平衡的可逆反应,生成物浓度的系数次方的乘积与反应物浓度的系数次方的乘积之比为一常数,该常数称为化学平衡常数,用符号K表示 . (2)平衡常数K的大小反映了化学反应可能进行的程度(即反应限度),平衡常数越大,说明反应可以进行得越完全. (3)平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关.对于给定的可逆反应,正逆反应的平衡常数互为倒数. (4)借助平衡常数,可以判断反应是否到平衡状态:当反应的浓度商Qc与平衡常数Kc相等时,说明反应达到平衡状态. 2、反应的平衡转化率(1)平衡转化率是用转化的反应物的浓度与该反应物初始浓度的比值来表示.如反应物A的平衡转化率的表达式为:α(A)=(2)平衡正向移动不一定使反应物的平衡转化率提高.提高一种反应物的浓度,可使另一反应物的平衡转化率提高. (3)平衡常数与反应物的平衡转化率之间可以相互计算. 3、反应条件对化学平衡的影响(1)温度的影响升高温度使化学平衡向吸热方向移动;降低温度使化学平衡向放热方向移动.温度对化学平衡的影响是通过改变平衡常数实现的. (2)浓度的影响增大生成物浓度或减小反应物浓度,平衡向逆反应方向移动;增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡向正反应方向移动. 温度一定时,改变浓度能引起平衡移动,但平衡常数不变.化工生产中,常通过增加某一价廉易得的反应物浓度,来提高另一昂贵的反应物的转化率. (3)压强的影响ΔVg=0的反应,改变压强,化学平衡状态不变. ΔVg≠0的反应,增大压强,化学平衡向气态物质体积减小的方向移动. (4)勒夏特列原理由温度、浓度、压强对平衡移动的影响可得出勒夏特列原理:如果改变影响平衡的一个条件(浓度、压强、温度等)平衡向能够减弱这种改变的方向移动. 【例题分析】例1、已知下列热化学方程式:(1)Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=-25kJ/mol (2)3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH=-47kJ/mol (3)Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) ΔH=+19kJ/mol 写出FeO(s)被CO还原成Fe和CO2的热化学方程式 . 解析:依据盖斯定律:化学反应不管是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的.我们可从题目中所给的有关方程式进行分析:从方程式(3)与方程式(1)可以看出有我们需要的有关物质,但方程式(3)必须通过方程式(2)有关物质才能和方程式(1)结合在一起. 将方程式(3)×2+方程式(2);可表示为(3)×2+(2) 得:2Fe3O4(s)+2CO(g)+3Fe2O3(s)+CO(g)=6FeO(s)+2CO2(g)+2Fe3O4(s)+CO2(g);ΔH=+19kJ/mol×2+(-47kJ/mol) 整理得方程式(4):Fe2O3(s)+CO(g)=2FeO(s)+CO2(g);ΔH=-3kJ/mol 将(1)-(4)得2CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)-2FeO(s)-CO2(g);ΔH=-25kJ/mol-(-3kJ/mol) 整理得:FeO(s)+CO(s)=Fe(s)+CO2(g);ΔH=-11kJ/mol 答案:FeO(s)+CO(s)=Fe(s)+CO2(g);ΔH=-11kJ/mol 例2、熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而得到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作用电解质,CO为阳极燃气,空气与CO2的混合气体为阴极助燃气,制得在650℃下工作的燃料电池,完成有关的电池反应式:阳极反应式:2CO+2CO32-→4CO2+4e- 阴极反应式:;总电池反应式:. 解析: 作为燃料电池,总的效果就是把燃料进行燃烧.本题中CO为还原剂,空气中O2为氧化剂,电池总反应式为:2CO+O2=2CO2.用总反应式减去电池负极(即题目指的阳极)反应式,就可得到电池正极(即题目指的阴极)反应式:O2+2CO2+4e-=2CO32- . 答案:O2+2CO2+4e-=2CO32-;2CO+O2=2CO2 例3、下列有关反应的方向说法中正确的是( ) A、放热的自发过程都是熵值减小的过程. B、吸热的自发过程常常是熵值增加的过程. C、水自发地从高处流向低处,是趋向能量最低状态的倾向. D、只根据焓变来判断化学反应的方向是可以的. 解析:放热的自发过程可能使熵值减小、增加或无明显变化,故A错误.只根据焓变来判断反应进行的方向是片面的,要用能量判据、熵判据组成的复合判据来判断,D错误.水自发地从高处流向低处,是趋向能量最低状态的倾向是正确的.有些吸热反应也可以自发进行.如在25℃和1.01×105Pa时,2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g);ΔH=56.7kJ/mol,(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g);ΔH=74.9kJ/mol,上述两个反应都是吸热反应,又都是熵增的反应,所以B也正确. 答案:BC. 化学反应原理复习(二) 【知识讲解】 第2章、第3、4节一、化学反应的速率 1、化学反应是怎样进行的(1)基元反应:能够一步完成的反应称为基元反应,大多数化学反应都是分几步完成的. (2)反应历程:平时写的化学方程式是由几个基元反应组成的总反应.总反应中用基元反应构成的反应序列称为反应历程,又称反应机理. (3)不同反应的反应历程不同.同一反应在不同条件下的反应历程也可能不同,反应历程的差别又造成了反应速率的不同. 2、化学反应速率(1)概念:单位时间内反应物的减小量或生成物的增加量可以表示反应的快慢,即反应的速率,用符号v表示. (2)表达式:(3)特点对某一具体反应,用不同物质表示化学反应速率时所得的数值可能不同,但各物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的系数之比. 3、浓度对反应速率的影响(1)反应速率常数(K) 反应速率常数(K)表示单位浓度下的化学反应速率,通常,反应速率常数越大,反应进行得越快.反应速率常数与浓度无关,受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响. (2)浓度对反应速率的影响增大反应物浓度,正反应速率增大,减小反应物浓度,正反应速率减小. 增大生成物浓度,逆反应速率增大,减小生成物浓度,逆反应速率减小. (3)压强对反应速率的影响压强只影响气体,对只涉及固体、液体的反应,压强的改变对反应速率几乎无影响. 压强对反应速率的影响,实际上是浓度对反应速率的影响,因为压强的改变是通过改变容器容积引起的.压缩容器容积,气体压强增大,气体物质的浓度都增大,正、逆反应速率都增加;增大容器容积,气体压强减小;气体物质的浓度都减小,正、逆反应速率都减小. 4、温度对化学反应速率的影响(1)经验公式阿伦尼乌斯总结出了反应速率常数与温度之间关系的经验公式:式中A为比例系数,e为自然对数的底,R为摩尔气体常数量,Ea为活化能. 由公式知,当Ea>0时,升高温度,反应速率常数增大,化学反应速率也随之增大.可知,温度对化学反应速率的影响与活化能有关. (2)活化能Ea. 活化能Ea是活化分子的平均能量与反应物分子平均能量之差.不同反应的活化能不同,有的相差很大.活化能 Ea值越大,改变温度对反应速率的影响越大. 5、催化剂对化学反应速率的影响(1)催化剂对化学反应速率影响的规律:催化剂大多能加快反应速率,原因是催化剂能通过参加反应,改变反应历程,降低反应的活化能来有效提高反应速率. (2)催化剂的特点:催化剂能加快反应速率而在反应前后本身的质量和化学性质不变. 催化剂具有选择性. 催化剂不能改变化学反应的平衡常数,不引起化学平衡的移动,不能改变平衡转化率. 二、化学反应条件的优化——工业合成氨 1、合成氨反应的限度合成氨反应是一个放热反应,同时也是气体物质的量减小的熵减反应,故降低温度、增大压强将有利于化学平衡向生成氨的方向移动. 2、合成氨反应的速率(1)高压既有利于平衡向生成氨的方向移动,又使反应速率加快,但高压对设备的要求也高,故压强不能特别大. (2)反应过程中将氨从混合气中分离出去,能保持较高的反应速率. (3)温度越高,反应速率进行得越快,但温度过高,平衡向氨分解的方向移动,不利于氨的合成. (4)加入催化剂能大幅度加快反应速率. 3、合成氨的适宜条件在合成氨生产中,达到高转化率与高反应速率所需要的条件有时是矛盾的,故应该寻找以较高反应速率并获得适当平衡转化率的反应条件:一般用铁做催化剂 ,制反应温度在700K左右,压强范围大致在1×107Pa~1×108Pa 之间,并采用N2与H2分压为1∶2.8的投料比. 第3章、物质在水溶液中的行为 一、水溶液 1、水的电离H2OH++OH- 水的离子积常数KW=[H+][OH-],25℃时,KW=1.0×10-14mol2·L-2.温度升高,有利于水的电离, KW增大. 2、溶液的酸碱度 室温下,中性溶液:[H+]=[OH-]=1.0×10-7mol·L-1,pH=7 酸性溶液:[H+]>[OH-],[ H+]>1.0×10-7mol·L-1,pH<7 碱性溶液:[H+]<[OH-],[OH-]>1.0×10-7mol·L-1,pH>7 3、电解质在水溶液中的存在形态(1)强电解质强电解质是在稀的水溶液中完全电离的电解质,强电解质在溶液中以离子形式存在,主要包括强酸、强碱和绝大多数盐,书写电离方程式时用“=”表示. (2)弱电解质在水溶液中部分电离的电解质,在水溶液中主要以分子形态存在,少部分以离子形态存在,存在电离平衡,主要包括弱酸、弱碱、水及极少数盐,书写电离方程式时用“ ”表示. 二、弱电解质的电离及盐类水解 1、弱电解质的电离平衡. (1)电离平衡常数在一定条件下达到电离平衡时,弱电解质电离形成的各种离子浓度的乘积与溶液中未电离的分子浓度之比为一常数,叫电离平衡常数. 弱酸的电离平衡常数越大,达到电离平衡时,电离出的H+越多.多元弱酸分步电离,且每步电离都有各自的电离平衡常数,以第一步电离为主. (2)影响电离平衡的因素,以CH3COOHCH3COO-+H+为例. 加水、加冰醋酸,加碱、升温,使CH3COOH的电离平衡正向移动,加入CH3COONa固体,加入浓盐酸,降温使CH3COOH电离平衡逆向移动. 2、盐类水解(1)水解实质盐溶于水后电离出的离子与水电离的H+或OH-结合生成弱酸或弱碱,从而打破水的电离平衡,使水继续电离,称为盐类水解. (2)水解类型及规律①强酸弱碱盐水解显酸性. NH4Cl+H2ONH3·H2O+HCl ②强碱弱酸盐水解显碱性. CH3COONa+H2OCH3COOH+NaOH ③强酸强碱盐不水解. ④弱酸弱碱盐双水解. Al2S3+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2S↑ (3)水解平衡的移动加热、加水可以促进盐的水解,加入酸或碱能抑止盐的水解,另外,弱酸根阴离子与弱碱阳离子相混合时相互促进水解. 三、沉淀溶解平衡 1、沉淀溶解平衡与溶度积(1)概念当固体溶于水时,固体溶于水的速率和离子结合为固体的速率相等时,固体的溶解与沉淀的生成达到平衡状态,称为沉淀溶解平衡.其平衡常数叫做溶度积常数,简称溶度积,用Ksp表示. PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq) Ksp=[Pb2+][I-]2=7.1×10-9mol3·L-3 (2)溶度积Ksp的特点Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关,与沉淀的量无关,且溶液中离子浓度的变化能引起平衡移动,但并不改变溶度积. Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力. 2、沉淀溶解平衡的应用(1)沉淀的溶解与生成根据浓度商Qc与溶度积Ksp的大小比较,规则如下:Qc=Ksp时,处于沉淀溶解平衡状态. Qc>Ksp时,溶液中的离子结合为沉淀至平衡. Qc<Ksp时,体系中若有足量固体,固体溶解至平衡. (2)沉淀的转化根据溶度积的大小,可以将溶度积大的沉淀可转化为溶度积更小的沉淀,这叫做沉淀的转化.沉淀转化实质为沉淀溶解平衡的移动. 四、离子反应 1、离子反应发生的条件(1)生成沉淀既有溶液中的离子直接结合为沉淀,又有沉淀的转化. (2)生成弱电解质主要是H+与弱酸根生成弱酸,或OH-与弱碱阳离子生成弱碱,或H+与OH-生成H2O. (3)生成气体 生成弱酸时,很多弱酸能分解生成气体. (4)发生氧化还原反应强氧化性的离子与强还原性离子易发生氧化还原反应,且大多在酸性条件下发生. 2、离子反应能否进行的理论判据(1)根据焓变与熵变判据对ΔH-TΔS<0的离子反应,室温下都能自发进行. (2)根据平衡常数判据离子反应的平衡常数很大时,表明反应的趋势很大. 3、离子反应的应用(1)判断溶液中离子能否大量共存相互间能发生反应的离子不能大量共存,注意题目中的隐含条件. (2)用于物质的定性检验根据离子的特性反应,主要是沉淀的颜色或气体的生成,定性检验特征性离子. (3)用于离子的定量计算常见的有酸碱中和滴定法、氧化还原滴定法. (4)生活中常见的离子反应. 硬水的形成及软化涉及到的离子反应较多,主要有:Ca2+、Mg2+的形成. CaCO3+CO2+H2O=Ca2++2HCO3- MgCO3+CO2+H2O=Mg2++2HCO3- 加热煮沸法降低水的硬度:Ca2++2HCO3-CaCO3↓+CO2↑+H2O Mg2++2HCO3-MgCO3↓+CO2↑+H2O 或加入Na2CO3软化硬水:Ca2++CO32-=CaCO3↓,Mg2++CO32-=MgCO3↓
『肆』 高中化学选修4--化学反应原理
1. 平衡用三项式解题,通用的。也就是初,转,末
由2S后,C为1.2mol知道,这是消耗了1.2molA和0.6molB,则B余1.4mol。即0.7mol/L
2.B。H2O。
影响反应速率的因素:浓度,温度,压强,催化剂
3.体积减小,压强是增大的。还有,你把影响速率和影响平衡弄混淆了。只要增大有效压强,正逆反应速率都增大,而平衡的移动,是看哪个方向的速率大些。
这个问题一定要弄清楚,说简单点。只要升高温度,只要增大压强,只要增大浓度(管他反应物还是生成物,固体和液体除外),反应速率都增大,不分正逆。
4.同3
5.D。没有可比性。影响速率的主要原因是内因,也就是物质自身的性质。比如,Mg和Fe分别与1mol/L的HCl和2mol/L的HCl反应,你说哪个快?
要先看物质自身性质,镁要活泼些!
6.B。阴影面积就是浓度的变化。你把速率公式写出来就晓得了。
最后,问题太多了,还每个都要解析,只悬赏5.答案全都是正确的,你放心!我不是急到起要财富下载。。。。
『伍』 化学选修4(化学反应原理)中的等效平衡如何理解
等效平衡成立条件:建立相同平衡或相似平衡与外界条件有关,一是恒温恒容,二是恒温恒压。
①在恒温、恒容下
只要能使各物质的初始物质的量分别相等,就可以建立相同平衡。两个平衡的所有对应平衡量(包括正逆反应速率、各组分的物质的量分数、物质的量浓度、气体体积分数、质量分数等)完全相等。只要能使各物质初始物质的量之比相等就可以建立相似平衡。即两平衡的关系是相等关系。两平衡中各组分的物质的量分数、气体体积分数、质量分数、各反应物的转化率等对应相等;而两平衡中的正逆反应速率、各组分平衡时的物质的量及物质的量浓度等对应成比例。
②在恒温、恒压下
只要使各物质初始浓度相等即可建立相似平衡。即两平衡的关系是相似关系。两平衡中各组分平衡时的物质的量浓度、物质的量分数、气体体积分数、质量分数、各反应物的转化率等对应相等;每个平衡中,正、逆反应速率彼此相等;两平衡中正与正,反与反速率各自对应成比例;而两平衡中各组分平衡时的物质的量等对应成比例。
解等效平衡的题,有一种基本的解题方法——极限转换法。由于等效平衡的建立与途径无关,不论反应时如何投料,都可以考虑成只加入反应物的“等效”情况。所以在解题时,可以将所加的物质“一边倒”为起始物质时,只要满足其浓度与开始时起始物质时的浓度相同或成比例,即为等效平衡。但是,要区分“浓度相同”或“浓度成比例”的情况,必须事先判断等效平衡的类型。有了等效平衡类型和条件的判断,就可以采用这种“一边倒”的极限转换法列关系式了。
『陆』 高中化学选修4知识点总结
第1章、化学反应与能量转化
化学反应的实质是反应物化学键的断裂和生成物化学键的形成,化学反应过程中伴随着能量的释放或吸收。一、化学反应的热效应
1、化学反应的反应热
(1)反应热的概念:
当化学反应在一定的温度下进行时,反应所释放或吸收的热量称为该反应在此温度下的热效应,简称反应热。用符号Q表示。
(2)反应热与吸热反应、放热反应的关系。
Q>0时,反应为吸热反应;Q<0时,反应为放热反应。
(3)反应热的测定
测定反应热的仪器为量热计,可测出反应前后溶液温度的变化,根据体系的热容可计算出反应热,计算公式如下:
Q=-C(T2-T1)
式中C表示体系的热容,T1、T2分别表示反应前和反应后体系的温度。实验室经常测定中和反应的反应热。 2、化学反应的焓变
(1)反应焓变
物质所具有的能量是物质固有的性质,可以用称为“焓”的物理量来描述,符号为H,单位为kJ·mol-1。
反应产物的总焓与反应物的总焓之差称为反应焓变,用ΔH表示。
(2)反应焓变ΔH与反应热Q的关系。
对于等压条件下进行的化学反应,若反应中物质的能量变化全部转化为热能,则该反应的反应热等于反应焓变,其数学表达式为:Qp=ΔH=H(反应产物)-H(反应物)。
(3)反应焓变与吸热反应,放热反应的关系:
ΔH>0,反应吸收能量,为吸热反应。
ΔH<0,反应释放能量,为放热反应。
(4)反应焓变与热化学方程式:
把一个化学反应中物质的变化和反应焓变同时表示出来的化学方程式称为热化学方程式,如:H2(g)+O2(g)=H2O(l);ΔH(298K)=-285.8kJ·mol-1
书写热化学方程式应注意以下几点:
①化学式后面要注明物质的聚集状态:固态(s)、液态(l)、气态(g)、溶液(aq)。
②化学方程式后面写上反应焓变ΔH,ΔH的单位是J·mol-1或 kJ·mol-1,且ΔH后注明反应温度。
③热化学方程式中物质的系数加倍,ΔH的数值也相应加倍。 3、反应焓变的计算
(1)盖斯定律
对于一个化学反应,无论是一步完成,还是分几步完成,其反应焓变一样,这一规律称为盖斯定律。
(2)利用盖斯定律进行反应焓变的计算。
常见题型是给出几个热化学方程式,合并出题目所求的热化学方程式,根据盖斯定律可知,该方程式的ΔH为上述各热化学方程式的ΔH的代数和。
(3)根据标准摩尔生成焓,ΔfHmθ计算反应焓变ΔH。
对任意反应:aA+bB=cC+dD
ΔH=[cΔfHmθ(C)+dΔfHmθ(D)]-[aΔfHmθ(A)+bΔfHmθ(B)] 二、电能转化为化学能——电解 1、电解的原理
(1)电解的概念:
在直流电作用下,电解质在两上电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程叫做电解。电能转化为化学能的装置叫做电解池。
(2)电极反应:以电解熔融的NaCl为例:
阳极:与电源正极相连的电极称为阳极,阳极发生氧化反应:2Cl-→Cl2↑+2e-。
阴极:与电源负极相连的电极称为阴极,阴极发生还原反应:Na++e-→Na。
总方程式:2NaCl(熔)2Na+Cl2↑
2、电解原理的应用
(1)电解食盐水制备烧碱、氯气和氢气。
阳极:2Cl-→Cl2+2e-
阴极:2H++e-→H2↑
总反应:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
(2)铜的电解精炼。
粗铜(含Zn、Ni、Fe、Ag、Au、Pt)为阳极,精铜为阴极,CuSO4溶液为电解质溶液。
阳极反应:Cu→Cu2++2e-,还发生几个副反应
Zn→Zn2++2e-;Ni→Ni2++2e-
Fe→Fe2++2e-
Au、Ag、Pt等不反应,沉积在电解池底部形成阳极泥。
阴极反应:Cu2++2e-→Cu
(3)电镀:以铁表面镀铜为例
待镀金属Fe为阴极,镀层金属Cu为阳极,CuSO4溶液为电解质溶液。
阳极反应:Cu→Cu2++2e-
阴极反应: Cu2++2e-→Cu 三、化学能转化为电能——电池 1、原电池的工作原理
(1)原电池的概念:
把化学能转变为电能的装置称为原电池。
(2)Cu-Zn原电池的工作原理:
如图为Cu-Zn原电池,其中Zn为负极,Cu为正极,构成闭合回路后的现象是:Zn片逐渐溶解,Cu片上有气泡产生,电流计指针发生偏转。该原电池反应原理为:Zn失电子,负极反应为:Zn→Zn2++2e-;Cu得电子,正极反应为:2H++2e-→H2。电子定向移动形成电流。总反应为:Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu。
(3)原电池的电能
若两种金属做电极,活泼金属为负极,不活泼金属为正极;若一种金属和一种非金属做电极,金属为负极,非金属为正极。 2、化学电源
(1)锌锰干电池
负极反应:Zn→Zn2++2e-;
正极反应:2NH4++2e-→2NH3+H2;
(2)铅蓄电池
负极反应:Pb+SO42-PbSO4+2e-
正极反应:PbO2+4H++SO42-+2e-PbSO4+2H2O
放电时总反应:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。
充电时总反应:2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4。
(3)氢氧燃料电池
负极反应:2H2+4OH-→4H2O+4e-
正极反应:O2+2H2O+4e-→4OH-
电池总反应:2H2+O2=2H2O 3、金属的腐蚀与防护
(1)金属腐蚀
金属表面与周围物质发生化学反应或因电化学作用而遭到破坏的过程称为金属腐蚀。
(2)金属腐蚀的电化学原理。
生铁中含有碳,遇有雨水可形成原电池,铁为负极,电极反应为:Fe→Fe2++2e-。水膜中溶解的氧气被还原,正极反应为:O2+2H2O+4e-→4OH-,该腐蚀为“吸氧腐蚀”,总反应为:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2,Fe(OH)2又立即被氧化:4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,Fe(OH)3分解转化为铁锈。若水膜在酸度较高的环境下,正极反应为:2H++2e-→H2↑,该腐蚀称为“析氢腐蚀”。
(3)金属的防护
金属处于干燥的环境下,或在金属表面刷油漆、陶瓷、沥青、塑料及电镀一层耐腐蚀性强的金属防护层,破坏原电池形成的条件。从而达到对金属的防护;也可以利用原电池原理,采用牺牲阳极保护法。也可以利用电解原理,采用外加电流阴极保护法。 第2章、化学反应的方向、限度与速率(1、2节)
原电池的反应都是自发进行的反应,电解池的反应很多不是自发进行的,如何判定反应是否自发进行呢? 一、化学反应的方向 1、反应焓变与反应方向
放热反应多数能自发进行,即ΔH<0的反应大多能自发进行。有些吸热反应也能自发进行。如NH4HCO3与CH3COOH的反应。有些吸热反应室温下不能进行,但在较高温度下能自发进行,如CaCO3高温下分解生成CaO、CO2。 2、反应熵变与反应方向
熵是描述体系混乱度的概念,熵值越大,体系混乱度越大。反应的熵变ΔS为反应产物总熵与反应物总熵之差。产生气体的反应为熵增加反应,熵增加有利于反应的自发进行。 3、焓变与熵变对反应方向的共同影响
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。
在温度、压强一定的条件下,自发反应总是向ΔH-TΔS<0的方向进行,直至平衡状态。 二、化学反应的限度 1、化学平衡常数
(1)对达到平衡的可逆反应,生成物浓度的系数次方的乘积与反应物浓度的系数次方的乘积之比为一常数,该常数称为化学平衡常数,用符号K表示 。
(2)平衡常数K的大小反映了化学反应可能进行的程度(即反应限度),平衡常数越大,说明反应可以进行得越完全。
(3)平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。对于给定的可逆反应,正逆反应的平衡常数互为倒数。
(4)借助平衡常数,可以判断反应是否到平衡状态:当反应的浓度商Qc与平衡常数Kc相等时,说明反应达到平衡状态。 2、反应的平衡转化率
(1)平衡转化率是用转化的反应物的浓度与该反应物初始浓度的比值来表示。如反应物A的平衡转化率的表达式为:
α(A)=
(2)平衡正向移动不一定使反应物的平衡转化率提高。提高一种反应物的浓度,可使另一反应物的平衡转化率提高。
(3)平衡常数与反应物的平衡转化率之间可以相互计算。 3、反应条件对化学平衡的影响
(1)温度的影响
升高温度使化学平衡向吸热方向移动;降低温度使化学平衡向放热方向移动。温度对化学平衡的影响是通过改变平衡常数实现的。
(2)浓度的影响
增大生成物浓度或减小反应物浓度,平衡向逆反应方向移动;增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡向正反应方向移动。
温度一定时,改变浓度能引起平衡移动,但平衡常数不变。化工生产中,常通过增加某一价廉易得的反应物浓度,来提高另一昂贵的反应物的转化率。
(3)压强的影响
ΔVg=0的反应,改变压强,化学平衡状态不变。
ΔVg≠0的反应,增大压强,化学平衡向气态物质体积减小的方向移动。
(4)勒夏特列原理
由温度、浓度、压强对平衡移动的影响可得出勒夏特列原理:如果改变影响平衡的一个条件(浓度、压强、温度等)平衡向能够减弱这种改变的方向移动。 【例题分析】
例1、已知下列热化学方程式:
(1)Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=-25kJ/mol
(2)3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH=-47kJ/mol
(3)Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) ΔH=+19kJ/mol
写出FeO(s)被CO还原成Fe和CO2的热化学方程式 。
解析:依据盖斯定律:化学反应不管是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的。我们可从题目中所给的有关方程式进行分析:从方程式(3)与方程式(1)可以看出有我们需要的有关物质,但方程式(3)必须通过方程式(2)有关物质才能和方程式(1)结合在一起。
将方程式(3)×2+方程式(2);可表示为(3)×2+(2)
得:2Fe3O4(s)+2CO(g)+3Fe2O3(s)+CO(g)=6FeO(s)+2CO2(g)+2Fe3O4(s)+CO2(g);ΔH=+19kJ/mol×2+(-47kJ/mol)
整理得方程式(4):Fe2O3(s)+CO(g)=2FeO(s)+CO2(g);ΔH=-3kJ/mol
将(1)-(4)得2CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)-2FeO(s)-CO2(g);ΔH=-25kJ/mol-(-3kJ/mol)
整理得:FeO(s)+CO(s)=Fe(s)+CO2(g);ΔH=-11kJ/mol
答案:FeO(s)+CO(s)=Fe(s)+CO2(g);ΔH=-11kJ/mol 例2、熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而得到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作用电解质,CO为阳极燃气,空气与CO2的混合气体为阴极助燃气,制得在650℃下工作的燃料电池,完成有关的电池反应式:
阳极反应式:2CO+2CO32-→4CO2+4e-
阴极反应式:;
总电池反应式:。
解析: 作为燃料电池,总的效果就是把燃料进行燃烧。本题中CO为还原剂,空气中O2为氧化剂,电池总反应式为:2CO+O2=2CO2。用总反应式减去电池负极(即题目指的阳极)反应式,就可得到电池正极(即题目指的阴极)反应式:O2+2CO2+4e-=2CO32- 。
答案:O2+2CO2+4e-=2CO32-;2CO+O2=2CO2例3、下列有关反应的方向说法中正确的是( )
A、放热的自发过程都是熵值减小的过程。
B、吸热的自发过程常常是熵值增加的过程。
C、水自发地从高处流向低处,是趋向能量最低状态的倾向。
D、只根据焓变来判断化学反应的方向是可以的。
解析:放热的自发过程可能使熵值减小、增加或无明显变化,故A错误。只根据焓变来判断反应进行的方向是片面的,要用能量判据、熵判据组成的复合判据来判断,D错误。水自发地从高处流向低处,是趋向能量最低状态的倾向是正确的。有些吸热反应也可以自发进行。如在25℃和1.01×105Pa时,2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g);ΔH=56.7kJ/mol,(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g);ΔH=74.9kJ/mol,上述两个反应都是吸热反应,又都是熵增的反应,所以B也正确。
答案:BC。 化学反应原理复习(二)
【知识讲解】 第2章、第3、4节
一、化学反应的速率 1、化学反应是怎样进行的
(1)基元反应:能够一步完成的反应称为基元反应,大多数化学反应都是分几步完成的。
(2)反应历程:平时写的化学方程式是由几个基元反应组成的总反应。总反应中用基元反应构成的反应序列称为反应历程,又称反应机理。
(3)不同反应的反应历程不同。同一反应在不同条件下的反应历程也可能不同,反应历程的差别又造成了反应速率的不同。 2、化学反应速率
(1)概念:
单位时间内反应物的减小量或生成物的增加量可以表示反应的快慢,即反应的速率,用符号v表示。
(2)表达式:
(3)特点
对某一具体反应,用不同物质表示化学反应速率时所得的数值可能不同,但各物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的系数之比。 3、浓度对反应速率的影响
(1)反应速率常数(K)
反应速率常数(K)表示单位浓度下的化学反应速率,通常,反应速率常数越大,反应进行得越快。反应速率常数与浓度无关,受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响。
(2)浓度对反应速率的影响
增大反应物浓度,正反应速率增大,减小反应物浓度,正反应速率减小。
增大生成物浓度,逆反应速率增大,减小生成物浓度,逆反应速率减小。
(3)压强对反应速率的影响
压强只影响气体,对只涉及固体、液体的反应,压强的改变对反应速率几乎无影响。
压强对反应速率的影响,实际上是浓度对反应速率的影响,因为压强的改变是通过改变容器容积引起的。压缩容器容积,气体压强增大,气体物质的浓度都增大,正、逆反应速率都增加;增大容器容积,气体压强减小;气体物质的浓度都减小,正、逆反应速率都减小。 4、温度对化学反应速率的影响
(1)经验公式
阿伦尼乌斯总结出了反应速率常数与温度之间关系的经验公式:
式中A为比例系数,e为自然对数的底,R为摩尔气体常数量,Ea为活化能。
由公式知,当Ea>0时,升高温度,反应速率常数增大,化学反应速率也随之增大。可知,温度对化学反应速率的影响与活化能有关。
(2)活化能Ea。
活化能Ea是活化分子的平均能量与反应物分子平均能量之差。不同反应的活化能不同,有的相差很大。活化能 Ea值越大,改变温度对反应速率的影响越大。 5、催化剂对化学反应速率的影响
(1)催化剂对化学反应速率影响的规律:
催化剂大多能加快反应速率,原因是催化剂能通过参加反应,改变反应历程,降低反应的活化能来有效提高反应速率。
(2)催化剂的特点:
催化剂能加快反应速率而在反应前后本身的质量和化学性质不变。
催化剂具有选择性。
催化剂不能改变化学反应的平衡常数,不引起化学平衡的移动,不能改变平衡转化率。 二、化学反应条件的优化——工业合成氨 1、合成氨反应的限度
合成氨反应是一个放热反应,同时也是气体物质的量减小的熵减反应,故降低温度、增大压强将有利于化学平衡向生成氨的方向移动。 2、合成氨反应的速率
(1)高压既有利于平衡向生成氨的方向移动,又使反应速率加快,但高压对设备的要求也高,故压强不能特别大。
(2)反应过程中将氨从混合气中分离出去,能保持较高的反应速率。
(3)温度越高,反应速率进行得越快,但温度过高,平衡向氨分解的方向移动,不利于氨的合成。
(4)加入催化剂能大幅度加快反应速率。 3、合成氨的适宜条件
在合成氨生产中,达到高转化率与高反应速率所需要的条件有时是矛盾的,故应该寻找以较高反应速率并获得适当平衡转化率的反应条件:一般用铁做催化剂 ,控制反应温度在700K左右,压强范围大致在1×107Pa~1×108Pa 之间,并采用N2与H2分压为1∶2.8的投料比。 第3章、物质在水溶液中的行为 一、水溶液 1、水的电离
H2OH++OH-
水的离子积常数KW=[H+][OH-],25℃时,KW=1.0×10-14mol2·L-2。温度升高,有利于水的电离, KW增大。2、溶液的酸碱度
室温下,中性溶液:[H+]=[OH-]=1.0×10-7mol·L-1,pH=7
酸性溶液:[H+]>[OH-],[ H+]>1.0×10-7mol·L-1,pH<7
碱性溶液:[H+]<[OH-],[OH-]>1.0×10-7mol·L-1,pH>7 3、电解质在水溶液中的存在形态
(1)强电解质
强电解质是在稀的水溶液中完全电离的电解质,强电解质在溶液中以离子形式存在,主要包括强酸、强碱和绝大多数盐,书写电离方程式时用“=”表示。
(2)弱电解质
在水溶液中部分电离的电解质,在水溶液中主要以分子形态存在,少部分以离子形态存在,存在电离平衡,主要包括弱酸、弱碱、水及极少数盐,书写电离方程式时用“ ”表示。 二、弱电解质的电离及盐类水解 1、弱电解质的电离平衡。
(1)电离平衡常数
在一定条件下达到电离平衡时,弱电解质电离形成的各种离子浓度的乘积与溶液中未电离的分子浓度之比为一常数,叫电离平衡常数。
弱酸的电离平衡常数越大,达到电离平衡时,电离出的H+越多。多元弱酸分步电离,且每步电离都有各自的电离平衡常数,以第一步电离为主。
(2)影响电离平衡的因素,以CH3COOHCH3COO-+H+为例。
加水、加冰醋酸,加碱、升温,使CH3COOH的电离平衡正向移动,加入CH3COONa固体,加入浓盐酸,降温使CH3COOH电离平衡逆向移动。 2、盐类水解
(1)水解实质
盐溶于水后电离出的离子与水电离的H+或OH-结合生成弱酸或弱碱,从而打破水的电离平衡,使水继续电离,称为盐类水解。
(2)水解类型及规律
①强酸弱碱盐水解显酸性。
NH4Cl+H2ONH3·H2O+HCl
②强碱弱酸盐水解显碱性。
CH3COONa+H2OCH3COOH+NaOH
③强酸强碱盐不水解。
④弱酸弱碱盐双水解。
Al2S3+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2S↑
(3)水解平衡的移动
加热、加水可以促进盐的水解,加入酸或碱能抑止盐的水解,另外,弱酸根阴离子与弱碱阳离子相混合时相互促进水解。 三、沉淀溶解平衡 1、沉淀溶解平衡与溶度积
(1)概念
当固体溶于水时,固体溶于水的速率和离子结合为固体的速率相等时,固体的溶解与沉淀的生成达到平衡状态,称为沉淀溶解平衡。其平衡常数叫做溶度积常数,简称溶度积,用Ksp表示。
PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)
Ksp=[Pb2+][I-]2=7.1×10-9mol3·L-3
(2)溶度积Ksp的特点
Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关,与沉淀的量无关,且溶液中离子浓度的变化能引起平衡移动,但并不改变溶度积。
Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。 2、沉淀溶解平衡的应用
(1)沉淀的溶解与生成
根据浓度商Qc与溶度积Ksp的大小比较,规则如下:
Qc=Ksp时,处于沉淀溶解平衡状态。
Qc>Ksp时,溶液中的离子结合为沉淀至平衡。
Qc<Ksp时,体系中若有足量固体,固体溶解至平衡。
(2)沉淀的转化
根据溶度积的大小,可以将溶度积大的沉淀可转化为溶度积更小的沉淀,这叫做沉淀的转化。沉淀转化实质为沉淀溶解平衡的移动。 四、离子反应 1、离子反应发生的条件
(1)生成沉淀
既有溶液中的离子直接结合为沉淀,又有沉淀的转化。
(2)生成弱电解质
主要是H+与弱酸根生成弱酸,或OH-与弱碱阳离子生成弱碱,或H+与OH-生成H2O。
(3)生成气体
生成弱酸时,很多弱酸能分解生成气体。
(4)发生氧化还原反应
强氧化性的离子与强还原性离子易发生氧化还原反应,且大多在酸性条件下发生。 2、离子反应能否进行的理论判据
(1)根据焓变与熵变判据
对ΔH-TΔS<0的离子反应,室温下都能自发进行。
(2)根据平衡常数判据
离子反应的平衡常数很大时,表明反应的趋势很大。 3、离子反应的应用
(1)判断溶液中离子能否大量共存
相互间能发生反应的离子不能大量共存,注意题目中的隐含条件。
(2)用于物质的定性检验
根据离子的特性反应,主要是沉淀的颜色或气体的生成,定性检验特征性离子。
(3)用于离子的定量计算
常见的有酸碱中和滴定法、氧化还原滴定法。
(4)生活中常见的离子反应。
硬水的形成及软化涉及到的离子反应较多,主要有:
Ca2+、Mg2+的形成。
CaCO3+CO2+H2O=Ca2++2HCO3-
MgCO3+CO2+H2O=Mg2++2HCO3-
加热煮沸法降低水的硬度:
Ca2++2HCO3-CaCO3↓+CO2↑+H2O
Mg2++2HCO3-MgCO3↓+CO2↑+H2O
或加入Na2CO3软化硬水:
Ca2++CO32-=CaCO3↓,Mg2++CO32-=MgCO3↓
我有word文档,方便的话我可以发给你
『柒』 高中化学选修4说课稿
气体有实际气体和理想气体之分。下面是由我整理的高中化学选修4说课稿,希望对大家有所帮助。
高中化学选修4说课稿(一)
一、 教材分析
1、 本课的地位与作用。
我说课的课题是:高中化学选修四《化学反应原理》,第 三 单元,第 一 课《 弱电解质的电离 》。这节课在本册书中的地位承上启下,关联化学平衡和电离平衡,所以要学生掌握归纳、演绎、分析辨析的能力。
学习本课有以下几个作用: 一、复习化学平衡的有关知识。二、推演电离平衡和化学平衡的联系及区别。三、掌握电解质的概念,区分强弱电解质。四、为盐的水解平衡构建基础。
2、 教学目标及依据。
根据《化学课程标准》的具体要求,结合教材,本着面向全体学生、使学生自主全面主动发展的原则,我确定本节课的教学目标如下:
①知识与能力目标:
1、能描述弱电解质在水溶液中的电离平衡,了解酸碱电离理论
2、了解电离平衡常数及其意义
3、了解强电解质和弱电解质与结构的关系
②过程与方法目标:
通过实验,培养学生观察、分析能力,掌握推理、归纳、演绎和类比等科学方法
③情感、态度与价值观目标:
让学生了解化学与生活,化学与社会的息息相关
3、 重点与难点突破及途径。
本节教学重点是:强、弱电解质的概念和弱电解质的概念
难点原因:弱电解质的电离平衡,要掌握弱电解质的可逆电离,再由化学平衡的定义推演
突破途径:构建实验,设计实验方案,从等浓度的盐酸和醋酸导电性以及PH值不同的比较,分析不同的原因,归纳出强弱电解质的划分标准及概念。
二、教材处理
1、 学生状况及对策:
学生对化学平衡已经有了较深刻的理解,已经知道化学平衡的特征,所以上手较容易。要让学生学会用已知知识推断和演绎未知知识的思想,要强化实验的设计和分析,培养学生的理科思维。
2、 内容的组织安排:
内容上结合学生实际,分为两课时,这节课主要让学生掌握强弱电解质的区别及电离平衡的构建。教学中要注意前后知识的关联,侧重实验的分析,概念的辨析,从知识最细微的地方强化区别。课堂主思路就是回顾------辨析------实验-----分析------构建概念-----应用-------小结。
三、教法学法与教学手段
1、教学方法:为了突出重点,突破难点,完成教学目标,选择行之有效的教学方法是非常关键的。根据课程标准的要求和本节课的特点,我主要采用(实验探究法、控制变量法、知识迁移法、建立模型法、认识类比法、问题讨论法、教师导学法、学生自学法)倡导自主、合作、探究的学习方式,关注学生的个体差异和不同的学习需求,爱护学生的好奇心、求知欲。这样既充分调动了学生学习的积极性,又培养了学生的观察、分析和思维能力和创新意识。
2、学习方法
古人主张:“授人鱼,不如授人以渔”,在全面推进课程改革的今天,课堂上不仅要传授文化知识,更重要的是教给学生科学的学习方法,为他们今后继续教育或终身教育打下基础,所以在教学过程中我注意渗透学生学法指导,如:(自学法、实验探究法、控制变量法、知识迁移法、模型法、类比法、由简到繁法、动手动脑)
3、教学手段:运用多媒体、板书、投影机等
四、 教学程序设计
为了完成本节的教学目标,我是这样安排的:
第一环节:知识回顾:导入旧概念,提出新问题,激发兴趣,(激发求知欲)对
已掌握知识做二次回顾和概念辨析。
第二环节:新课学习: 设计实验情景,让学生动手动脑,学会知识的关联,会
应用已有知识解决新问题,通过学生互助,教师引导,完成知识的构建,能力的应用。
第三环节:课堂检测:设计情境,让学生对新知识做到再次辨析,升华知识,理
解新内容。最后课堂小结,完善知识体系,总结课堂问题,加深记
忆。
第四环节:布置作业:分为两部分:
(1)书面作业课本课后习题P43-44及学案练习题和复习本节。
(2)预习下节内容,目的是为了巩固本节知识和顺利学习下节课做准备。
第五环节:教学体会
总之,本节课我是在培养学生各方面素质的前提下设计的。教学中采用(实验探究法、控制变量法、知识迁移法、建立模型法、认识类比法、分组讨论法、问题讨论法、教师导学法、学生自学法)等多种教学方法。运用实验、电教媒体等教学手段,把学生探索知识、培养学生兴趣和能力、渗透学生学习方法有机地结合在一起,目的使学生得到全面发展。
第六环节:板书设计:
第三章 水溶液中的离子平衡
第一节 弱电解质的电离
一、电解质有强弱之分
在水溶液里全部电离成离子的电解质叫强电解质;如强酸、强碱、绝大多数盐。
只有一部分分子电离成离子的电解质叫弱电解质。如弱酸、弱减、水。
二、弱电解质的电离过程是可逆的
1、CH3COOH
弱电解质电离平衡状态建立示意图
2、在一定条件(如温度、浓度)下,当电解质分子电离成离子的速率和离 CH3COO-+H+
子重新结合生成分子的速率相等时,电离过程就达到了平衡状态,这叫电离平衡。
3、电离平衡的特征
4、影响因素:①浓度 ②温度
高中化学选修4说课稿(二)
今天我说课的内容是新课程人教版高中化学选修4第三章第三节《盐类的水解》(第一课时),以下我从五个方面加以阐述。
一、教材分析
1、本节课在教材中的地位和作用
(1)盐类的水解是在学生已经学习了化学平衡原理的基础上讨论电解质在水溶液中的电离行为,包括弱电解质的电离平衡和水的电离平衡两个平衡体系;学生也知道溶液酸碱性的本质原因,在此基础上再来探究盐类在水溶液中的酸碱性规律,这样有助于促进学生的认知发展。
(2)盐类水解是后续电化学学习的必备基础。从知识结构上讲,盐类水解平衡是继弱酸、弱碱及水的电离平衡体系之后的又一个电解质溶液的平衡体系,利于学生形成完整的电解质溶液的平衡体系。
2、本节课的重点、难点
重点:盐类水解的本质。
难点:盐类水解的离子方程式的书写。
二、课标要求
1、认识盐类水解的原理,能解释强酸弱碱盐和强碱弱酸盐的水解。弱酸弱碱盐的水解不做要求。
2、能运用盐类水解的规律判断常见盐溶液的酸碱性,正确书写盐类水解的离子方程式。
三、学习目标及措施
根据学生已有的知识水平和认知能力,结合新课标的基本理念,制定学习目标如下:
1、盐类水解的原理是什么?借助于实验探究和理论分析这“两条腿”走路,引导学生
+–根据溶液酸碱性与溶液中H、OH浓度的关系这一核心思路,综合分析水的电离和弱电解质
的电离两个平衡体系中各种离子间的相互作用,探究盐类水解的原理。
2、盐类水解的规律有哪些?采用归纳法揭示几类盐水解的规律。
3、如何正确书写盐类水解的反应方程式?结合离子反应方程式书写的基础多加练习。
四、教学方法
这节课,我采取了实验探究和理论研究两条学习主线:
实验探究是使用实验探究的科学方法,探究不同类型盐溶液的酸碱性,揭示化学平衡理论在盐溶液中的延伸。其目的在于使学生体验科学研究的过程,激发学习化学的兴趣,强化科学探究的意识,促进学习方式的转变,培养学生的创新精神和实践能力。
理论研究是能从微粒间相互作用这一微观本质的角度去理解盐溶液呈现酸碱性这一宏观现象。运用已有的化学平衡知识,发掘出新知识的“生长点”——盐类水解,形成科学的世界观。
本节课的教学设计充分体现新课改理念,如
①引课的情境设计贴近学生、贴近实际;
②采用归纳法揭示几类盐水解的规律;
③教学重、难点的突破采用自主合作探究方法;
④概念的建构充分体现概念的科学价值。感性和理性两条探究主线相辅相成,使盐类水解的概念统一在化学平衡的理论体系之中。既达到理论完整,又培养了学生实事求是的科学态度。
五、教学过程
Ⅰ引课(3分钟) [实验并投影展示]
1、泡沫灭火器(NaHCO3溶液和Al2(SO4)3溶液)的灭火原理。
2、NH4Cl溶液能除锈、Na2CO3溶液能除油。(前两条贴近生产、生活实际)
3、在必修1第二章物质的分类一节,科学探究中有制备Fe(OH)3胶体的实验(向沸水中逐滴加入1~2mL FeCl3饱和溶液),实验室中盛装NaHCO3 、CH3COONa 溶液的试剂瓶使用橡胶塞。(贴近学习生活)
引课突出关键词:盐、水、酸碱性。
将关键词联立起来,提出假设:盐溶液可能呈酸碱性。 设计意图:
①问题情境设计贴近学生、贴近实际,能激发学生求知欲,会产生大胆的猜测。
②充分发挥教师的主导作用,挖掘关键词,提出假设→实验探究→得出结论→运用理论。使学生能够运用科学的研究方法。
③培养学生处理信息的能力。 Ⅱ学习新课(20分钟)
[板书]一、实验探究——盐溶液的酸碱性
[分组实验]对盐溶液进行酸碱性测定
[板书]溶液呈中性的有:NaCl 、 Na2SO4 溶液呈酸性的有:NH4Cl 、 AlCI3
pH
溶液呈碱性的有:CH3COONa 、 NaHCO3
pH
得出结论:盐溶液有酸、碱、中性。
谁强显谁性
设计意图:
①将教材图表中七种盐调整为六种,去Na2CO3换AlCI3,好处是不影响盐类水解概念的建立,却能降低“越弱越水解”规律提炼的难度。把Na2CO3的水解放在水解方程式书写环节中处理。
②增加了盐溶液pH值一项,为盐的水解规律“越弱越水解”的提炼做好铺垫。 以上设计就是为了教学过程中问题的提出更具有层次和梯度,符合认知规律,从而发挥学生的主体作用,使学生更好的参与到教学活动中去。
[思考]
1、盐溶液呈现酸性或碱性是由盐类的水解造成的。那么强酸和强碱所生成的盐会不会水解呢?(由学生自主分析)
2、弱酸、弱碱的电离与盐类的水解有什么异同?
设计意图:
运用对比法,分清概念。
[设问]盐类水解有哪些规律呢?
Ⅲ 找规律(3分钟)
3、盐类水解的规律:有弱才水解,无弱不水解;
[设问]相同条件下,pH值: NH4Cl > AlCI3
pH 值: NaHCO3 > CH3COONa 为什么呢?
[分析]碱性:NH3·H2O> Al(OH)3
酸性:CH3COOH >H2CO3
[结论]越弱越水解。
[小结]有弱才水解,无弱不水解;谁弱谁水解,谁强显谁性;越弱越水解,同强显中性。
本节课同学们旨在通过实验和理论分析两个角度理解并掌握盐类水解的原理——盐溶于水后在水中电离出的弱离子(弱酸酸根离子或弱碱的阳离子)与水电离出的H+或OH结-合生成弱电解质的过程。并在掌握盐类水解原理的基础之上学会盐类水解方程式的书写。