化学选修4

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1、分离混合物质的方法分离混合物质的方法判断可逆反应已达到平衡的依据判断可逆反应已达到平衡的依据化学反应速率化学反应速率化学反应的热效应化学反应的热效应1 反应热与吸热反应、放热反应的关系。.产生原因：化学键断裂化学键断裂吸热吸热 化学键形成化学键形成放热放热Q0Q0 时，反应为吸热反应;Q0H0，反应吸收能量，为吸热反应。H0H0，反应释放能量，为放热反应。(4)反应焓变与热化学方程式：热化学方程式，如：H2(g)+O2(g)=H2O(l);H(298K)=-285.8kJmol-1书写热化学方程式应注意以下几点：书写热化学方程式应注意以下几点：化学式后面要注明物质的聚集状态：固态(s)、液态(

2、l)、气态(g)、溶液(aq)。化学方程式后面写上反应焓变 H，H 的单位是 Jmol-1 或 kJmol-1，且 H 后注明反应温度。热化学方程式中物质的系数加倍，H 的数值也相应加倍。3、反应焓变的计算(1)盖斯定律中和热中和热1概念：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成 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：H+(aq) +OH-(aq) =H2O(l) H=57.3kJ/mol3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。化学反应速率化学反应速率1. 化学反应速率（v）定义：用

3、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计算公式：v=c/t（：平均速率，c：浓度变化，t：时间）单位：mol/（Ls）影响因素影响因素：决定因素（内因）：反应物的性质（决定因素）条件因素（外因）：反应所处的条件注意注意：（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恒温恒容时：充入惰性气体总压增大，但是各分压不变，各物质浓度不变反应速率不变恒温恒体时：充入惰性气体体积增大各反应物浓度减小反应速率减慢化学平衡化学平衡化学平衡的特征化学平衡的特

4、征逆（研究前提是可逆反应）等（同一物质的正逆反应速率相等）动（动态平衡）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）响化学平衡移动的因素响化学平衡移动的因素1、浓度浓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，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 逆也减小，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 温度温

5、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。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的程度是等同的，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.勒夏特列原理勒夏特列原理（平衡移动原理）：如果改变影

6、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。化学平衡常数化学平衡常数（一）定义：在一定温度下，当一个反应达到化学平衡时，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、表达式中各物质的浓度是变化的浓度，不是起始浓度也不是物质的量。2、K 只与温度（T）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，水的浓度不必写在平衡关系式中。（三）化学平衡常数 K 的应用: 1、化学平衡常数值

7、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度越大，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。 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

8、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：2ClCl22e。 阴极：与电源负极相连的电极称为阴极，阴极发生还原反应：NaeNa。 总方程式：2NaCl(熔)2NaCl2 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：2ClCl22e 阴极：2HeH2 总反应：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2 (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：CuCu22e，还发生几个副反应 ZnZn22

9、e； NiNi22e； FeFe22eAu、Ag、Pt 等不反应，沉积在电解池底部形成阳极泥。 阴极反应：Cu22eCu (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：CuCu22e 阴极反应： Cu22eCu 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)CuZn 原电池的工作原理： 如图为 CuZn 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

10、电子，负极反应为：ZnZn22e；Cu 得电子，正极反应为：2H2eH2。电子定向移动形成电流。总反应为：ZnCuSO4ZnSO4Cu。 (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：ZnZn22e； 正极反应：2NH42e2NH3H2； (2)铅蓄电池 负极反应：PbS42PbSO42e 正极反应：PbO24HSO422ePbSO42H2O 放电时总反应：PbPbO22H2SO42PbSO42H2O。 充电时总反应：2PbSO42H2OPbPbO22H2SO4。 (3

11、)氢氧燃料电池 负极反应：2H24OH4H2O4e 正极反应：O22H2O4e4OH 电池总反应：2H2O22H2O 3、金属的腐蚀与防 (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：FeFe22e。水膜中溶解的氧气被还原，正极反应为：O22H2O4e4OH，该腐蚀为“吸氧腐蚀”总反应为：2FeO22H2O2Fe(OH)2，Fe(OH)2 又立即被氧化：4Fe(OH)22H2OO4Fe(OH)3，Fe(OH) 分解转化为铁锈。若水膜在酸度较高的环境下，正极反应为：

12、2H+2eH2，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，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，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 H0 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

13、较高温度下能自发进行，如CaCO3 高温下分解生 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 S 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HTS0 反应能自发进行。HTS0 反应达到平衡状态。HTS0 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 HTS0 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

14、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：（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

15、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Vg0 的反应，改变压强，化学平衡状态不变。Vg0 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。