
化学选修4《化学反应原理》(人教版)全部分享资料.ppt
498页第一章 化学反应与能量第一节 化学反应与能量的变化第一课时 焓变焓变 反应热反应热1 化学反应过程中为什么会有能量的变化?化学反应过程中为什么会有能量的变化? 化学反应的化学反应的实质实质就是反应物分子中化学键就是反应物分子中化学键断裂,形成新的化学键,重新组合成生成物的断裂,形成新的化学键,重新组合成生成物的分子的过程分子的过程 旧键断裂需要吸收能量,旧键断裂需要吸收能量, 新键形成需要放出能量新键形成需要放出能量 而一般化学反应中,旧键的断裂所吸收的而一般化学反应中,旧键的断裂所吸收的总能量与新键形成所放出的总能量是总能量与新键形成所放出的总能量是不相等不相等的,的,而这个差值就是反应中能量的变化而这个差值就是反应中能量的变化所以化学所以化学反应过程中反应过程中都会有能量的变化都会有能量的变化2思考:思考:1 1、你所知道的化学反应中有哪些是放热反应、你所知道的化学反应中有哪些是放热反应?能作一个简单的总结吗??能作一个简单的总结吗?活泼金属与水或酸的反应、酸碱中和反应、活泼金属与水或酸的反应、酸碱中和反应、燃烧反应、多数化合反应燃烧反应、多数化合反应2 2、你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应、你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应?能作一个简单的总结吗??能作一个简单的总结吗?多数的分解反应、氯化铵固体与氢氧化钡多数的分解反应、氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应、水煤气的生成反应、炭与二晶体的反应、水煤气的生成反应、炭与二氧化碳生成一氧化碳氧化碳生成一氧化碳反应物具有的总能量反应物具有的总能量 生成物具有的总能量生成物具有的总能量< 3一、反应热一、反应热 化学反应过程中所化学反应过程中所释放或吸收释放或吸收的能量的能量, ,都都可以用热量可以用热量( (或或换算成相应的热量换算成相应的热量) )来表述来表述, ,叫叫做反应热做反应热, ,在在恒压条件恒压条件下又称为下又称为焓变焓变。
(焓变)(焓变)PS:: 1、符号:、符号:△△H 单位:单位: kJ/mol 或或 kJ·mol-1 2、反应热描述的是、反应热描述的是化学反应前后化学反应前后的热量变化的热量变化 3、反应热描述的是、反应热描述的是一定温度下一定温度下的热量变化的热量变化 4、、任何化学反应都有反应热任何化学反应都有反应热,表现为吸热反应或者,表现为吸热反应或者放热反应放热反应4一、反应热一、反应热 化学反应过程中所化学反应过程中所释放或吸收释放或吸收的能量的能量, ,都都可以用热量可以用热量( (或或换算成相应的热量换算成相应的热量) )来表述来表述, ,叫叫做反应热做反应热, ,在在恒压条件恒压条件下又称为下又称为焓变焓变 (焓变)(焓变)PS:: ΔH=生成物能量生成物能量-反应物能量反应物能量 放热反应:放热反应:ΔH<0或或 ΔH为为“-” 吸热反应:吸热反应:ΔH>0 或或ΔH为为“+”5从化学键的角度理解反应与能量变化的关系从化学键的角度理解反应与能量变化的关系以以H2+Cl2=2HCl为例为例键能数据:键能数据:H-H 436 kJ/molCl-Cl 243 kJ/molH-Cl 431 kJ/mol一般用实验数一般用实验数据表示反应热据表示反应热比较:由实验测得的反应热为比较:由实验测得的反应热为186.4kJ/mol6小试一下:小试一下: 上述反应的反应热表示为:上述反应的反应热表示为: ΔH=-184.6kJ/mol,下,下面的反应该如何表示它的反应热呢?面的反应该如何表示它的反应热呢? 例例1::1molC与与1mol水蒸气反应生成水蒸气反应生成1molCO和和1molH2,需要吸收,需要吸收131.5kJ的热量。
的热量ΔH=+131.5kJ/mol 例例 2 2:拆开:拆开 lmol Hlmol H—H H键、键、lmol Nlmol N--H H键、键、lmolN≡NlmolN≡N键分别需要的能量是键分别需要的能量是436kJ436kJ、、391kJ391kJ、、946kj946kj,则,则1mol 1mol N N2 2生成生成NHNH3 3的反应热为的反应热为,,1mol H1mol H2 2生成生成NHNH3 3的反应热为的反应热为 -92KJ/mol-92KJ/mol-30.6KJ/mol-30.6KJ/mol7反应热与物质的量的关系:反应热与物质的量的关系: 质量守恒质量守恒 能量守恒能量守恒某一反应中,质量和能量某一反应中,质量和能量成正比关系成正比关系热量用热量用Q Q表示表示 ①①体系向环境做正功,体系向环境做正功,Q>0Q>0,释放能量,释放能量→→放热反应放热反应②②体系向环境做负功,体系向环境做负功,Q<0Q<0,得到能量,得到能量→→吸热反应吸热反应8★★判断一个反应是吸热反应还是放热反应的方法判断一个反应是吸热反应还是放热反应的方法: :Ⅰ: Ⅰ: △H=E△H=E2 2 -- E E1 1 > 0> 0为吸热反应为吸热反应 E E1 1不能通过实验测得,不能通过实验测得,∴∴没有实际的计算意义没有实际的计算意义ⅡⅡ:反应物分子断键时吸收的总能量:反应物分子断键时吸收的总能量ΣΣ反反与生成物分与生成物分子形成新化学键时释放的能量子形成新化学键时释放的能量ΣΣ生生的相对大小的相对大小 △ △H= H= ΣΣ反反-- ΣΣ生生若:若: △△H H > 0> 0 则为吸热反应则为吸热反应 △ △H H为为“+ +” ,, Q<0Q<0 △H △H < < 0 0 则为放热反应则为放热反应 △ △H H为为“- -” ,, Q>0Q>0ⅢⅢ:通过实验直接测得:通过实验直接测得→→掌握中和热的测定掌握中和热的测定阅读阅读P3P3《《资料资料●●体系与环境体系与环境》》键能键能: :破坏破坏1 mol 1 mol 共价键共价键吸收的能量吸收的能量或或形成形成1 1 mol mol 共价键放出的能量共价键放出的能量键能恒键能恒取正值取正值9放热反应放热反应吸热反应吸热反应表现表现行式行式△△H﹤0或或△△H为为“—”△△H﹥0或或△△H为为“+”形成形成原因原因与化与化学键学键强弱强弱的关的关系系联系联系键能越键能越大大,物质能量越,物质能量越低低,越,越稳定稳定,反之键能越,反之键能越小小,物质能量越,物质能量越高高,越,越不稳定不稳定。
反应物具有的总能量大于反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量生成物具有的总能量反应物具有的总能量小反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量于生成物具有的总能量生成物释放的总能量大生成物释放的总能量大于反应物吸收的总能量于反应物吸收的总能量生成物释放的总能量生成物释放的总能量小于反应物吸收的总小于反应物吸收的总能量能量101、下列叙述正确的是、下列叙述正确的是 (( ))A.化学反应一定伴随热量的变化化学反应一定伴随热量的变化B.凡是吸热或放热过程中热量的变化均称为反应热凡是吸热或放热过程中热量的变化均称为反应热C.若若△△H<0,则反应物的能量高于生成物的能量,则反应物的能量高于生成物的能量D.若若△△H>0,则反应物的能量高于生成物的能量,则反应物的能量高于生成物的能量2、已知:、已知:H + H ═ H2;;△△H=--436KJ/mol,则下,则下列叙述正确的是列叙述正确的是 (( ))A.2个个H原子的能量高于原子的能量高于1个个H2的能量的能量 B.2个个H原子的能量低于原子的能量低于1个个H2的能量的能量C. H原子比原子比H2分子稳定分子稳定 D.H2分子比分子比H原子稳定原子稳定A CA D课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习113、下列变化过程中会放出热量的是、下列变化过程中会放出热量的是 (( ))①①硝酸铵溶于水硝酸铵溶于水②②物质的燃烧物质的燃烧③③苛性钠溶于水苛性钠溶于水④④生石灰放入水中生石灰放入水中 ⑤⑤醋酸的电离醋酸的电离A.仅.仅①⑤①⑤ B.仅.仅②③②③ C.仅.仅②④②④ D..②③④②③④D4、下列变化中,属于放热反应的是、下列变化中,属于放热反应的是 (( ))A.Ba(OH)2·8H2O与与NH4Cl的反应的反应 B.点燃的镁条在二氧化碳中继续燃烧点燃的镁条在二氧化碳中继续燃烧C.灼热的碳与二氧化碳的反应灼热的碳与二氧化碳的反应 D.氯化钠溶于水氯化钠溶于水B12小小 结结一、反应热、焓变一、反应热、焓变从从反应热反应热角度看:角度看:ΔH=生成物能量-反应物能量=生成物能量-反应物能量从从键能键能角度看:角度看: ΔH=反应物总键能-生成物总键能=反应物总键能-生成物总键能放热反应:放热反应:吸热反应:吸热反应:ΔH<<0或或 ΔH为为“--”ΔH>>0 或或ΔH为为“++”13第一章 化学反应与能量第一节 化学反应与能量的变化第二课时 热化学方程式热化学方程式14∆H H==E E((生成物生成物的总能量)-的总能量)- E E((反应物反应物的总能量)的总能量)∆H H==E E(反应物分子化学键断裂时(反应物分子化学键断裂时所吸收所吸收的总能量)-的总能量)- E E (生成物分子化学键形成时(生成物分子化学键形成时所释放所释放的总能量)的总能量)我们已经认识了反应热,我们已经认识了反应热,那么如何在化那么如何在化学方程式中学方程式中正确反映其热量正确反映其热量的变化?的变化?15二、热化学方程式二、热化学方程式什么是什么是热化学方程式热化学方程式??表示参加反应表示参加反应物质的量物质的量和和反应热反应热的关系的关系的化学方程式,叫做的化学方程式,叫做热化学方程式。
热化学方程式16思考思考交流交流Ø与化学方程式相比,热化学方与化学方程式相比,热化学方程式有哪些不同?程式有哪些不同?Ø正确书写热化学方程式应注意正确书写热化学方程式应注意哪几点?哪几点?请看以下请看以下几个例子几个例子,再思考!,再思考!17热化学方程式热化学方程式 能表示参加反应物质的量和反应热的关系能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式的化学方程式H H2 2(g)+I(g)+I2 2(g)======2HI(g) △H=(g)======2HI(g) △H=--14.9kJ/mol14.9kJ/mol200℃200℃101kPa101kPa1 1、、热化学方程式包含物质变化和能量变化两热化学方程式包含物质变化和能量变化两个部分,个部分,二者缺一不可二者缺一不可 普通化学方程式只包含物质变化一个部分普通化学方程式只包含物质变化一个部分物质变化物质变化能量变化能量变化18★★书写热化学方程式的注意事项书写热化学方程式的注意事项1 1、化学方程的、化学方程的右边右边必须写上必须写上△△H H,,并并用用“空格空格”隔开隔开,, △△H H:吸热用:吸热用“+ +”,放热用:,放热用:“--”,, 单位是单位是kJ/molkJ/mol或或J/molJ/mol19热化学方程式热化学方程式 能表示参加反应物质的量和反应热的关能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式系的化学方程式H H2 2(g)+I(g)+I2 2(g)======2HI(g) △H=(g)======2HI(g) △H=--14.9kJ/mol14.9kJ/mol200℃200℃101kPa101kPa2 2、热化学方程式需注明反应时的温度和压、热化学方程式需注明反应时的温度和压强。
强对于对于 25℃ 101kPa25℃ 101kPa时进行的反应可不时进行的反应可不注明普通化学方程式不需注明温度和普通化学方程式不需注明温度和压强H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)==H(g)==H2 2O(g) △H=O(g) △H=--241.8kJ/mol241.8kJ/mol1 12 220★★书写热化学方程式的注意事项书写热化学方程式的注意事项1 1、化学方程的、化学方程的右边右边必须写上必须写上△△H H,,并用并用“空格空格”隔开隔开, ,△△H H:吸热用:吸热用“+ +”,放热用:,放热用:“--”,单,单位是位是kJ/molkJ/mol或或J/mol;J/mol;2 2、、需注明反应的温度和压强,需注明反应的温度和压强,如不注如不注明条件,即指明条件,即指: : 25℃ 1.01×10 25℃ 1.01×105 5PaPa;;21热化学方程式热化学方程式 能表示参加反应物质的量和反应热的关能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式系的化学方程式3 3、、热化学方程式需热化学方程式需注明各物质的状态注明各物质的状态。
普通化学方程式不需注明物质的状态普通化学方程式不需注明物质的状态H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)==H(g)==H2 2O(g) △H=O(g) △H=--241.8kJ/mol241.8kJ/mol1 12 2H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)==H(g)==H2 2O(l) △H=O(l) △H=--285.8kJ/mol285.8kJ/mol1 12 222★★书写热化学方程式的注意事项书写热化学方程式的注意事项1 1、化学方程的、化学方程的右边右边必须写上必须写上△△H H,,并用并用“空格空格”隔开隔开,, △△H H:吸热用:吸热用“+ +”,放热用:,放热用:“--”,单,单位是位是kJ/molkJ/mol或或J/molJ/mol2 2、、需注明反应的温度和压强,需注明反应的温度和压强,如不注明条件,如不注明条件,即指即指: : 25℃ 1.01×10 25℃ 1.01×105 5PaPa;;3 3、、物质后需物质后需标聚集状态标聚集状态((s s、、l l、、g g、、aqaq))23热化学方程式热化学方程式 能表示参加反应物质的量和反应热的关能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式系的化学方程式4 4、、热化学方程式中化学计量数热化学方程式中化学计量数表示参加反应的各表示参加反应的各物质的物质的量,可为整数或分数物质的物质的量,可为整数或分数。
普通化学方程式中化学计量数宏观上表示各普通化学方程式中化学计量数宏观上表示各物质的物质的量,微观上表示原子分子数目,物质的物质的量,微观上表示原子分子数目,只能为整数,不能为分数只能为整数,不能为分数H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)==H(g)==H2 2O(g) △H=O(g) △H=--241.8kJ/mol241.8kJ/mol1 12 22H2H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)==2H(g)==2H2 2O(g) △H=O(g) △H=--483.6kJ/mol483.6kJ/mol阅读阅读 P4 《《资料卡片资料卡片》》★★kJ/mol的含义:的含义:每每mol反应的焓变反应的焓变24★★书写热化学方程式的注意事项书写热化学方程式的注意事项1 1、化学方程的、化学方程的右边右边必须写上必须写上△△H H,,并用并用“空格空格”隔开隔开,, △△H H:吸热用:吸热用“+ +”,放热用:,放热用:“--”,单,单位是位是kJ/molkJ/mol或或J/molJ/mol2 2、、需注明反应的温度和压强,需注明反应的温度和压强,如不注明条件,如不注明条件,即指即指: : 25℃ 1.01×10 25℃ 1.01×105 5PaPa;;3 3、、物质后需物质后需标聚集状态标聚集状态((s s、、l l、、g g、、aqaq))4 4、热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量、热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数数仅仅表示物质的量并不能表示物质的分子数或原表示物质的量并不能表示物质的分子数或原子数,因此子数,因此化学计量数可以是整数也可以是分数化学计量数可以是整数也可以是分数5 5、根据焓的性质,若化学方程式中各物质的系数、根据焓的性质,若化学方程式中各物质的系数加倍,则加倍,则△△H H的的数值也加倍数值也加倍;若反应逆向进行,则;若反应逆向进行,则△△H H改变符号,但绝对值不变改变符号,但绝对值不变25热化学方程式表示的意义热化学方程式表示的意义1 1、反应物和生成物的种类、聚集状态、反应物和生成物的种类、聚集状态2 2、反应中各物质的物质的量比和质量比、反应中各物质的物质的量比和质量比3 3、反应中放出或吸收的热量。
反应中放出或吸收的热量26问题:问题:反应物和生成物前的系数它代表了什么?反应物和生成物前的系数它代表了什么?在方程式中在方程式中∆H H它表示了什么意义?它表示了什么意义? ∆H H它的值与什么有关系?它的值与什么有关系? 热化学方程式中各物质前的化学计量数热化学方程式中各物质前的化学计量数不表不表示分子个数,表示对应物质的物质的量示分子个数,表示对应物质的物质的量 ∆H(KJ/mol)H(KJ/mol)它它表示每摩尔反应所吸收或放表示每摩尔反应所吸收或放出的热量出的热量,,∆H H它的值它的值与方程式中的计量系数有与方程式中的计量系数有关关,即对于相同的反应,当化学计量数不同时,,即对于相同的反应,当化学计量数不同时,其其∆H H不同271 1、当、当1mol1mol气态气态H H2 2与与1mol1mol气态气态ClCl2 2反应反应生成生成2mol2mol气态气态HClHCl,放出,放出184.6KJ184.6KJ的热的热量,请写出该反应的热化学方程式量,请写出该反应的热化学方程式H H2 2(g)+Cl(g)+Cl2 2(g)=2HCl(g) (g)=2HCl(g) ∆H H =-184.6KJ/mol =-184.6KJ/mol28而这些书写也是对的!!!而这些书写也是对的!!!29(练习与巩固)依据事实,写出下列反应的热化学方程式∶(1)(1)1mol1mol碳完全燃烧放出碳完全燃烧放出393.5KJ393.5KJ的热量;的热量;(2)(2)1 1克甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水时放热克甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水时放热22.68KJ22.68KJ;;(3)(3)1mol1mol氯气和水蒸气通过灼热的炭层反应,氯气和水蒸气通过灼热的炭层反应,生成氯化氢和二氧化碳放出生成氯化氢和二氧化碳放出145KJ145KJ的热量。
的热量你写对了吗?你写对了吗?^_^^_^30写出下列反应的热化学方程式写出下列反应的热化学方程式((1))1molC(固态固态)与适量与适量H2O(气态气态) 反应反应,生生成成CO(气态气态)和和H2(气态气态),吸收吸收131.3kJ的热量的热量((2))0.5molCu(固态固态) 与适量与适量O2(气态气态) 反应反应, 生成生成CuO(固态固态), 放出放出78.5 kJ的热量的热量C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △ △H=+131.3KJ/mol2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s) △△H= -- 314KJ/mol31 2.00gC2H2完全燃烧生成液态水和完全燃烧生成液态水和CO2放出的热量为放出的热量为99.6KJ,写出,写出C2H2燃烧燃烧的热化学方程式的热化学方程式 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △ △H=--2589.6KJ/mol32A.A.2C2C2 2H H2 2(g)+5O(g)+5O2 2(g)=4CO(g)=4CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l) △H=-4b kJO(l) △H=-4b kJB.B.2C2C2 2H H2 2(g)+5O(g)+5O2 2(g)=4CO(g)=4CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l) △H=-4b kJ/molO(l) △H=-4b kJ/molC. CC. C2 2H H2 2(g)+5/2O(g)+5/2O2 2(g)=2CO(g)=2CO2 2(g)+H(g)+H2 2O(g) △H=-4b kJ/molO(g) △H=-4b kJ/molD. 2CD. 2C2 2H H2 2(g)+5O(g)+5O2 2(g)=4CO(g)=4CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l) △H=+4b kJ/molO(l) △H=+4b kJ/molE. 2CE. 2C2 2H H2 2(g)+5O(g)+5O2 2(g)=4CO(g)=4CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l) △H=-2b kJ/molO(l) △H=-2b kJ/mol2 2、已知充分燃烧、已知充分燃烧a g a g 乙炔气体时生成乙炔气体时生成1mol1mol二氧二氧化碳气体和液态水,并放出热量化碳气体和液态水,并放出热量bkJbkJ,则乙炔,则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是燃烧的热化学方程式正确的是B B点拨:点拨:热化学方程式书写正误的判断可从物质的热化学方程式书写正误的判断可从物质的聚集状聚集状态、态、△△H H的正负号、物质的量的大小、单位的正负号、物质的量的大小、单位等主要方面等主要方面入手入手333、沼气是一种能源,它的主要成分是、沼气是一种能源,它的主要成分是CH4。
0.5 mol CH4完全燃烧生成完全燃烧生成CO2和和H2O时,放出时,放出445 kJ的热量则下列热化学方程式中正确的是则下列热化学方程式中正确的是A、、 2CH4 ( g )++4O2 ( g ) == 2CO2 ( g ) ++ 4H2O ( l ) ΔH = +890 kJ/molB、、 CH4 ++2 O2 == CO2 ++ H2O ΔH = --890 kJ/molC、、 CH4 ( g )++2 O2 ( g ) == CO2 ( g ) ++ 2 H2O ( l ) ΔH = --890 kJ/molD、、 1/2CH4 ( g )++O2 ( g ) == 1/2CO2 ( g ) ++ H2O ( l ) ΔH = -890 kJ/molC344、已知在、已知在1×105Pa,,298K条件下,条件下,2mol氢气燃烧生成氢气燃烧生成水蒸气放出水蒸气放出484kJ热量,下列热化学方程式正确的是热量,下列热化学方程式正确的是 ( )A. H2O((g)=)=H2((g)+)+1/2O2((g)) ΔH=+=+242kJ·mol--1B. 2H2((g)+)+O2((g)=)=2H2O ΔH=-=-484kJ·mol--1C. H2((g)+)+1/2O2((g)=)=H2O((g)) ΔH=+=+242kJ·mol--1D. 2H2((g)+)+O2((g)=)=2H2O((g)) ΔH=+=+484kJ·mol--1 A355、在、在200℃℃、、101kP时,时,1molH2与碘蒸气作用生成与碘蒸气作用生成HI反反应,科学文献表示为:应,科学文献表示为: H2((g)+)+I2((g)) 2HI((g)) △△H=--14.9kJ/mol以上化学方程式指出了反应时的以上化学方程式指出了反应时的 和和 ;括号中的;括号中的符号表示反应物或生成物的符号表示反应物或生成物的 。
6、在、在25℃℃、、101kPa时,有两个由时,有两个由H2和和 O2 化合成化合成1mol H2O的反应,一个生成气态水,一个液态水,化学方程的反应,一个生成气态水,一个液态水,化学方程式如下:式如下: H2((g)+)+1/2 O2((g)) = H2O((g)) △△H=--241.8Kj/mol H2((g)+)+1/2 O2((g))= H2O((I)) △△H= -- 285.8kJ/ mol以上两个反应,产物都是以上两个反应,产物都是 ,但产物的,但产物的 不同,不同, 温度温度 压强压强 状态状态 水水 状态状态368 8、热化学方程式:、热化学方程式: S(g)+OS(g)+O2 2(g)=SO(g)=SO2 2(g) ΔH=(g) ΔH=--297.3kJ/mol297.3kJ/mol分析下列说法中正确的是(分析下列说法中正确的是( ))A A..S(g)+OS(g)+O2 2(g)=SO(g)=SO2 2(l) ΔH>297.3KJ/mol (l) ΔH>297.3KJ/mol B B..S(g)+OS(g)+O2 2(g)=SO(g)=SO2 2(l) ΔH<297.3KJ/mol (l) ΔH<297.3KJ/mol C C..1molSO1molSO2 2的键能总和大于的键能总和大于1molS1molS和和1molO1molO2 2键能之键能之和和D D..1molSO1molSO2 2的键能总和小于的键能总和小于1molS1molS和和1molO1molO2 2键能之键能之和和B DB D37第一章 化学反应与能量莒南三中莒南三中 高二化学备课组高二化学备课组中和热 燃烧热 能源38一、燃烧热例2:实验测得101kPa时1molH2完全燃烧放出393.5 kJ的热量,这就是H2的燃烧热。
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ/mol例1:实验测得101kPa时1molC完全燃烧放出393.5 kJ的热量,这就是C的燃烧热 C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol39一、燃烧热一、燃烧热1.1.燃烧热的的概念燃烧热的的概念: : 在在25℃25℃、、101kPa101kPa时时, ,1mol1mol纯物质纯物质完全燃烧完全燃烧生成生成稳稳定的化合物定的化合物时所时所放出放出的的热量热量为什么指定温为什么指定温度和压强度和压强? ? 生成物不能生成物不能继续燃烧继续燃烧C -- COC -- CO2 2 ((g g))S S –– SO SO2 2 ((g g))H H–– H H2 2O O((l l))单位单位: : kJ/molkJ/mol限定燃料的物质的量限定燃料的物质的量2C2C8 8HH1818((((l l))))+25O+25O2 2(g)=16CO(g)=16CO2 2+18H+18H2 2O(l) O(l) △△△△H=H=----11036KJ/mol11036KJ/mol思考思考: :①①C C8 8H H1818的燃烧热是多少的燃烧热是多少? ? △H=△H=--5518KJ/mol5518KJ/mol ②1mol ②1mol C C8 8H H1818燃烧时放出了多少热燃烧时放出了多少热? ? 5518KJ5518KJ40一、燃烧热一、燃烧热1.1.燃烧热的的概念燃烧热的的概念: : 在在25℃25℃、、101kPa101kPa时时, ,1mol1mol纯物质纯物质完全燃烧完全燃烧生成生成稳定稳定的的化合化合物物时所时所放出放出的的热量热量。
PS::ⅠⅠ、在、在101kPa时,完全燃烧生成稳定的氧化物时,完全燃烧生成稳定的氧化物 如如:C→C02,,H→H20(l),,S→S02等等ⅡⅡ、燃烧热通常由实验测得、燃烧热通常由实验测得ⅢⅢ、可燃物以、可燃物以1mol为标准进行测量为标准进行测量ⅣⅣ、系数常用分数表示、系数常用分数表示412.2.表示的意义:表示的意义: 如如: CH: CH4 4的燃烧热为的燃烧热为890.3KJ/mol.890.3KJ/mol.含义含义: : 在在101KPa101KPa时时, 1molCH, 1molCH4 4完全燃烧时完全燃烧时, ,放出放出890.3KJ890.3KJ的热量的热量. . 3.3.表示燃烧热的热化学方程式的书写:表示燃烧热的热化学方程式的书写: 应应以以1mol1mol物质的标准物质的标准来配平其余物质来配平其余物质的化学计量数的化学计量数( (常出现分数常出现分数) ) 4.4.一定量可燃物完全燃烧时放出的热量一定量可燃物完全燃烧时放出的热量Q放放=n(可燃物可燃物) × △H× △HCH4((g))+2O2((g))=CO2((g))+2H2O((g)) △△H=--890.31KJ/mol42【【例例1】】 在 101 kPa时,1mol CH4 完全燃烧生成CO2和液态H2O,放出 890 kJ的热量,CH4 的燃烧热为多少?1000 L CH4(标准状况)燃烧后所产生的热量为多少?43【【解解】】根据题意,在根据题意,在 101 kPa101 kPa时,时,1mol CH1mol CH4 4 完全燃烧的完全燃烧的热化学方程式为:热化学方程式为:CHCH4 4(g)(g)++2O2O2 2(g)=(g)= COCO2 2(g)(g)++ 2H2H2 2O(l) ΔH=O(l) ΔH=--890 kJ890 kJ//molmol 即即CHCH4 4的燃烧热为的燃烧热为 890 kJ890 kJ//molmol。
1000 L CH1000 L CH4 4 ( (标准状况标准状况) )的物质的量为:的物质的量为: n(CHn(CH4 4)=V(CH)=V(CH4 4)/Vm=1000L/22.4L)/Vm=1000L/22.4L·molmol-1-1 = 44.6mol = 44.6mol 1mol CH 1mol CH4 4 完全燃烧放出完全燃烧放出890kJ890kJ的热量,的热量,44.6 molCH44.6 molCH4 4 完全燃烧放出的热量为:完全燃烧放出的热量为:44.6 mol×890 kJ44.6 mol×890 kJ//molmol==3.97×103.97×104 4kJkJ 答:答:CHCH4 4的燃烧热为的燃烧热为 890 kJ890 kJ//molmol,,1000 L CH1000 L CH4 4( (标准标准状况状况) )完全燃烧产生的热量为完全燃烧产生的热量为 3.97×103.97×104 4kJkJ44【例2】 葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一葡萄糖燃烧的热化学方程式为:C6H12O6(s)+6O2(g)= 6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-2 800 kJ/mol葡萄糖在人体组织中氧化的热化学方程式与它燃烧的热化学方程式相同。
计算 100 g葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量 45解:根据题意,葡萄糖的燃烧热为2800kJ/mol100 g葡萄糖的物质的量为: n(C6H12O6)= m(C6H12O6 )/M(C6H12O6 ) =100g/180g·mol-1=0.556mol1mol C6H12O6完全燃烧放出2800 kJ的热量,0.556 mol C6H12O6完全燃烧放出的热量为:0.556 mol×2800 kJ/mol=1560 kJ答:100g葡萄糖在人体中完全氧化时产生1560 kJ的热量46二、中和热二、中和热 1 1、、酸酸和和碱碱的的中中和和反反应应有有热热量量放放出出,,可可以以通通过过实实验验测测得得中中和和反反应应的的反反应应热热当当1L1mol1L1mol//L L的的稀稀盐盐酸酸跟跟1L1 1L1 molmol//L L的的NaOHNaOH溶液起中和反应时,能放出溶液起中和反应时,能放出57.3kJ57.3kJ的热量 NaOH(aq)NaOH(aq)++HCI(aq)=NaCl(aq)HCI(aq)=NaCl(aq)++H H2 2O(l) O(l) ΔH= ΔH=--57.3 kJ57.3 kJ//molmol2 2、、如如果果用用1L1mol1L1mol//L L的的 KOHKOH溶溶液液中中和和 1L1mol1L1mol//L L的的HNOHNO3 3溶溶液,也能放出液,也能放出57.3 kJ57.3 kJ的热量。
的热量 KOH(aq)KOH(aq)++HNOHNO3 3(aq)=KNO(aq)=KNO3 3(aq)(aq)++H H2 2O(l)O(l) ΔH= ΔH=--57.3 kJ57.3 kJ//mol mol 47二、中和热二、中和热1 1.定义:.定义:在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应,生在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应,生 成成1mol1mol水时的反应热叫做中和热水时的反应热叫做中和热2. 2. 中和热的表示:中和热的表示: H H+ +(aq)+OH(aq)+OH- -(aq)=H(aq)=H2 2O (1) △H=-57.3kJO (1) △H=-57.3kJ//molmol3.3.要点要点:: ⅠⅠ、条件:、条件:稀溶液稀溶液稀溶液是指溶于大量水的离子稀溶液是指溶于大量水的离子 ⅡⅡ、反应物:、反应物: (强)酸与(强)碱(强)酸与(强)碱中和热不包括离不包括离子在水溶液中的生成热、电解质电离的吸热所伴随的热子在水溶液中的生成热、电解质电离的吸热所伴随的热效应效应 ⅢⅢ、生成、生成1mol1mol水。
水中和反应的中和反应的实质实质是是H H+ +和和OHOH- -化合生成化合生成H H2 20 0,,若反应过程中有其他物质生成,这部分反应热也若反应过程中有其他物质生成,这部分反应热也不在中和热之内不在中和热之内 ⅣⅣ、放出的热量:、放出的热量:57.3kJ/mol57.3kJ/mol48例:已知例:已知H H+ +(aq)+OH(aq)+OH- -(aq)=H(aq)=H2 2O(l)O(l);; H=-57.3kJ/mol H=-57.3kJ/mol ,求下列中和反应中放出的,求下列中和反应中放出的热量1 1)用)用20gNaOH20gNaOH配稀溶液跟足量稀盐酸反应放配稀溶液跟足量稀盐酸反应放出出_______ kJ_______ kJ的热量2 2)用)用28gKOH28gKOH配稀溶液跟足量稀硝酸反应,配稀溶液跟足量稀硝酸反应,放出放出______kJ______kJ的热量28.728.728.728.749★★燃烧热与中和热的区别与联系燃烧热与中和热的区别与联系相相同同点点 燃烧热燃烧热中和热中和热能量变化能量变化放热反应放热反应ΔHΔHΔH<0 , ΔH<0 , 单位单位 kJ/molkJ/mol不不同同点点反应物的量反应物的量1mol1mol可燃物可燃物 可能是可能是1mol1mol也可以是也可以是0.5mol(0.5mol(不限不限) )生成物的量生成物的量不限量不限量1mol H1mol H2 2O O反应热反应热的含义的含义 1mol 1mol反应物完全燃反应物完全燃烧时放出的热量烧时放出的热量; ;不不同的物质燃烧热不同的物质燃烧热不同同 酸碱中和生成酸碱中和生成1molH1molH2 2O O时放出的热量时放出的热量, ,强酸强碱间的中和反强酸强碱间的中和反应中和热大致相同应中和热大致相同, ,均均约为约为57.3kJ/mol57.3kJ/mol502H2H2 2(g)+O(g)+O2 2g)=2Hg)=2H2 2O(l) ΔH=-571.6 kJ/molO(l) ΔH=-571.6 kJ/molH H2 2(g)+1/2O(g)+1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g) ΔH=-241.8 kJ/molO(g) ΔH=-241.8 kJ/mol求氢气的燃烧热。
求氢气的燃烧热1 1、已知:、已知:2 2、石墨与金刚石的燃烧热是否相同,为什么?、石墨与金刚石的燃烧热是否相同,为什么?请分别写出石墨和金刚石燃烧的热化学方程式请分别写出石墨和金刚石燃烧的热化学方程式答答:ΔH=-285.8 kJ/mol:ΔH=-285.8 kJ/mol 不相同不相同, ,因为石墨与金刚石的晶体结构不同因为石墨与金刚石的晶体结构不同, ,共具有共具有的能量也不相同的能量也不相同C(C(石墨石墨s s))+ O+ O2 2((g g))= CO= CO2 2((g) ΔH= -393.5 kl/molg) ΔH= -393.5 kl/molC(C(金刚石金刚石s s))+ O+ O2 2((g g))= CO= CO2 2((g) ΔH= -395.0 kl/molg) ΔH= -395.0 kl/mol说明金刚石具有的总能量高,不稳定说明金刚石具有的总能量高,不稳定513 3、下列各组物质的燃烧热相等的是、下列各组物质的燃烧热相等的是:(:( ))A.A.碳和一氧化碳碳和一氧化碳 B.1moLB.1moL碳和碳和2moL2moL碳碳C.1moLC.1moL乙炔和乙炔和2moL2moL碳碳 D.D.淀粉和纤维素淀粉和纤维素B BH H2 2(g)+1/2O(g)+1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l) = -285.8 kJ/molO(l) = -285.8 kJ/molH HH H2 2(g)+1/2O(g)+1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g) = -241.8 kJ/molO(g) = -241.8 kJ/molH H2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(g) = -483.6 kJ/molO(g) = -483.6 kJ/molH H2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l) = -571.6 kJ/molO(l) = -571.6 kJ/molH H4.4.已知热化学方程式:已知热化学方程式:则氢气的燃烧热为:__________则氢气的燃烧热为:__________285.8 kJ/mol285.8 kJ/mol521 1、能源就是能提供、能源就是能提供 自然资源,包括自然资源,包括 等。
等2 2、我国目前使用的主要能源是、我国目前使用的主要能源是 ,是能不,是能不 3 3、、能源是国民经济和社会发展的重要物质基础,它的开能源是国民经济和社会发展的重要物质基础,它的开发和利用情况,可以用来发和利用情况,可以用来衡量衡量一个国家或地区的经济发一个国家或地区的经济发展和科学技术水平展和科学技术水平3.3.解决能源的办法是解决能源的办法是 ,即开发,即开发 和节约和节约 ,提高能源的,提高能源的 4.4.现在探索开发的新能源有现在探索开发的新能源有 等,等,新能源的主要优势是新能源的主要优势是 能量能量 化石燃料化石燃料( (煤、石油、天然气煤、石油、天然气) ) 、阳光、生物能、、阳光、生物能、风能、地热能、海洋风能、地热能、海洋( (潮汐潮汐) )能能 化石燃料化石燃料 再生再生 开源节流开源节流 新的能源新的能源 现有能源现有能源 利用率利用率 太阳能、氢能、地热能、海洋(潮汐)能、生物能太阳能、氢能、地热能、海洋(潮汐)能、生物能 资源丰富,可以再生,污染少资源丰富,可以再生,污染少 三、能源53讨论下列问题:讨论下列问题: 1 1、能源、一级能源、二级能源、能源、一级能源、二级能源 例例: :下列属于一级能源的是:下列属于一级能源的是: 属于二级能源的是:属于二级能源的是: A A 风能风能 B B电能电能 C C 氢能氢能 D D 阳光阳光 E E 天然气天然气 A D EA D EB CB C能能 源:源:能提供能量的资源能提供能量的资源一级能源:一级能源:来自自然界来自自然界未经转化未经转化的能源。
的能源二级能源:二级能源:一级能源一级能源经过转化经过转化得到的能源形式得到的能源形式54☆阅读P9《科学视野》找出并识记:太阳能、氢能、地热能、风能各自的优缺点551 1、选择燃料的标准是什么、选择燃料的标准是什么? ? 燃烧热、燃料的储量、开采运输储燃烧热、燃料的储量、开采运输储存的条件、价格、对生态环境的影响,等存的条件、价格、对生态环境的影响,等各方面综合考虑各方面综合考虑2 2、煤作为燃料的利弊、煤作为燃料的利弊? ?提高煤燃烧效率的提高煤燃烧效率的措施有哪些措施有哪些? ?思考与交流思考与交流561、分析以下几个热化学方程式,哪个是表示固态碳、分析以下几个热化学方程式,哪个是表示固态碳和气态氢气燃烧时的燃烧热的?为什么?和气态氢气燃烧时的燃烧热的?为什么?A.C((s)+)+O2((g))==CO(g) ΔH=--110.5 kJ/molB.C((s)+)+O2((g))==CO2(g) ΔH=--393.5 kJ/molC.2H2(g)++O2(g)==2H2O(l) ΔH=--571.6 kJ/molD.H2(g)++O2(g)==H2O(g) ΔH=--241.8 kJ/mol随堂随堂练习练习B572、酸雨危害可包括、酸雨危害可包括( )①①对对人人体体的的直直接接危危害害,引引起起肺肺部部疾疾病病而而使使人人致致死死,②②引引起起河河流流,湖湖泊泊的的水水体体酸酸化化,严严重重影影响响水水生生动动植植物物的的生生长长,③③破破坏坏土土壤壤,植植被被,森森林林 ④④腐腐蚀蚀金金属属,油油漆漆,皮皮革革,纺纺织织品品及及建建筑筑材材料料等等,⑤⑤渗渗入入地地下下,可能引起地下水酸化可能引起地下水酸化.A.①③⑤①③⑤ B.①②③④①②③④ C.①③④⑤①③④⑤ D.①②③④⑤①②③④⑤D583、、1998年出现的全球温度大幅度升高,产生了显著的年出现的全球温度大幅度升高,产生了显著的“厄尔尼诺厄尔尼诺”现象.干旱和暴雨灾难,危害了许多地现象.干旱和暴雨灾难,危害了许多地区。
为了防止气候变暖的进一步恶化,联合国环境保区为了防止气候变暖的进一步恶化,联合国环境保护组织于护组织于1998年通过大会要求各国减少工业排放量的年通过大会要求各国减少工业排放量的气体是气体是( ) A. 二氧化硫二氧化硫 B. 二氧化碳二氧化碳 C. 氮的氧化物氮的氧化物 D. 碳氢化合物碳氢化合物4、我国三峡工程所提供的清洁.廉价强劲.可再生的水、我国三峡工程所提供的清洁.廉价强劲.可再生的水电,相当于每年燃烧电,相当于每年燃烧3×106t原煤的火力发电厂产生的原煤的火力发电厂产生的电能因此,三峡工程有助于控制电能因此,三峡工程有助于控制( ) A. 温室效应温室效应 B. 酸雨酸雨 C. 白色污染白色污染 D. 破坏大气臭氧层破坏大气臭氧层BA595.下列说法不正确的是下列说法不正确的是 ( )A. 化石燃料在任何条件下都能充分燃烧化石燃料在任何条件下都能充分燃烧B. 化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、、SO2等等有害气体有害气体C. 直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好D. 固体煤变为气体燃料后,燃烧效率将提高固体煤变为气体燃料后,燃烧效率将提高6.为了减少大气污染,许多城市正大力推广汽车清洁燃料。
为了减少大气污染,许多城市正大力推广汽车清洁燃料目前使用的清洁燃料主要有两类,一类是压缩天然气目前使用的清洁燃料主要有两类,一类是压缩天然气(CNG),另一类是液化石油气,另一类是液化石油气(LPG)这两类燃料的主这两类燃料的主要成分均为要成分均为 (( )) A.碳氢化合物.碳氢化合物 B.碳水化合物.碳水化合物 C.氢气.氢气 D.醇类.醇类AA60第一章 化学反应与能量莒南三中莒南三中 高二化学备课组高二化学备课组盖斯定律及其应用611 1、已知:、已知:H H2 2(g)+Cl(g)+Cl2 2(g)=2HCl(g) △H=-184.6kJ/mol(g)=2HCl(g) △H=-184.6kJ/mol 则反应则反应HCl(g)=1/2HHCl(g)=1/2H2 2(g)+1/2Cl(g)+1/2Cl2 2(g)(g)的的△△H H为(为( ))A.+184.6 kJ/mol B.-92.3 kJ/molA.+184.6 kJ/mol B.-92.3 kJ/molC.-369.2 kJ/mol D.+92.3 kJ/molC.-369.2 kJ/mol D.+92.3 kJ/mol复习复习: :D D2 2、甲硅烷(、甲硅烷(SiHSiH4 4)是一种无色气体,遇到空气能发生爆)是一种无色气体,遇到空气能发生爆炸性自燃,生成炸性自燃,生成SiOSiO2 2和水。
已知室温下和水已知室温下1g1g甲硅烷自燃甲硅烷自燃放出放出44.6kJ44.6kJ热量,其热化学方程式为:热量,其热化学方程式为: _____________________________________________ _____________________________________________ SiHSiH4 4(g)+O(g)+O2 2(g)=SiO(g)=SiO2 2(s)+H(s)+H2 2O(l) △H=-1427.2kJ/molO(l) △H=-1427.2kJ/mol规律规律: : ““正逆正逆””反应的反应热效应数值相等,符号相反反应的反应热效应数值相等,符号相反623 3、已知、已知H H+ +(aq)+OH(aq)+OH- -(aq)=H(aq)=H2 2O(l) △H=-57.3kJ/molO(l) △H=-57.3kJ/mol,计算,计算下列反应中放出的热量下列反应中放出的热量1 1)用)用20g NaOH 20g NaOH 配成稀溶液跟足量稀盐酸反应,放出热配成稀溶液跟足量稀盐酸反应,放出热量为量为 kJkJ。
2 2)用)用0.1molBa(OH)0.1molBa(OH)2 2配成稀溶液跟足量稀硝酸反应,放配成稀溶液跟足量稀硝酸反应,放出热量为出热量为 kJkJ3 3)用)用1mol1mol醋酸稀溶液和足量醋酸稀溶液和足量NaOHNaOH溶液反应,放出的热溶液反应,放出的热量量 (大于、小于、等于)(大于、小于、等于)57.3kJ57.3kJ,理,理 由是由是 28.6528.6511.4611.46小于小于醋酸是弱电解质,只是少部分电离,发生电醋酸是弱电解质,只是少部分电离,发生电离时要吸热,中和时放热较少离时要吸热,中和时放热较少 63 298K298K,,101kPa101kPa时,合成氨反应的热化学方程式时,合成氨反应的热化学方程式N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g)=2NH(g)=2NH3 3(g) △(g) △H H =- 92.38kJ/mol=- 92.38kJ/mol。
在该温度下,取在该温度下,取1 mol N1 mol N2 2(g)(g)和和3 mol H3 mol H2 2(g)(g)放在一放在一密闭容器中,在催化剂存在下进行反应,测得反应放出密闭容器中,在催化剂存在下进行反应,测得反应放出的热量总是少于的热量总是少于92.38kJ92.38kJ,其原因是什么?,其原因是什么? 该反应是可逆反应,在密闭容器中进行该反应是可逆反应,在密闭容器中进行, ,该反应将达到平衡状态该反应将达到平衡状态, ,1molN1molN2 2(g)(g)和和3molH3molH2 2(g)(g)不能完全反应生成不能完全反应生成2 mol NH2 mol NH3 3(g)(g),因而放出的,因而放出的热量总小于热量总小于92.38kJ92.38kJ温故知新温故知新64 H H2 2(g)+1/2O(g)+1/2O2 2(g)==H(g)==H2 2O(g) △HO(g) △H1 1=-241.8kJ/mol=-241.8kJ/mol 那么,那么,H H2 2的燃烧热的燃烧热△△H H究竟是多少?如何计算?究竟是多少?如何计算? 已知:已知: H H2 2O(g)==HO(g)==H2 2O(l) △HO(l) △H2 2=-44kJ/mol=-44kJ/mol H H2 2(g)+1/2O(g)+1/2O2 2(g)==H(g)==H2 2O(l) O(l) △H=△H △H=△H1 1+△H+△H2 2=-285.8kJ/mol=-285.8kJ/mol下列数据下列数据△△H H1 1表示燃烧热吗?表示燃烧热吗?①①②②③③①+②=③①+②=③65如何测出下列反应的反应热如何测出下列反应的反应热:: C(s)+1/2OC(s)+1/2O2 2(g)==CO(g) (g)==CO(g) ΔΔH H1 1=?=?①①C(s)+1/2OC(s)+1/2O2 2(g)==CO(g) (g)==CO(g) ΔΔH H1 1=? =? ②②CO(g)+1/2OCO(g)+1/2O2 2(g)== CO(g)== CO2 2(g) (g) ΔΔH H2 2=-283.0kJ/mol=-283.0kJ/mol③③C(s)+OC(s)+O2 2(g)==CO(g)==CO2 2(g) (g) ΔΔH H3 3=-393.5kJ/mol=-393.5kJ/mol不能很好的控制反应的程度,故不能很好的控制反应的程度,故不能直接通过实验测得不能直接通过实验测得△△H H1 1①① + + ②② = = ③③ ,, 则则 ΔΔH H1 1 + + ΔΔH H2 2 = =ΔΔH H3 3所以,所以,ΔΔH H1 1= =ΔΔH H3 3- -ΔΔH H2 2 =-393.5kJ/mol+283.0kJ/mol =-393.5kJ/mol+283.0kJ/mol =-110.5kJ/mol =-110.5kJ/mol上两例应用了什么规律?上两例应用了什么规律?66影响反应热的因素影响反应热的因素1 1、与温度、压强有关、与温度、压强有关 2 2、与物质的状态有关、与物质的状态有关3 3、与反应物的用量有关、与反应物的用量有关4 4、与反应条件(途径)无关、与反应条件(途径)无关 ——盖斯定律盖斯定律67 不管化学反应是分一步完成不管化学反应是分一步完成 或分几步完成,其反应热是相同的。
或分几步完成,其反应热是相同的 化学反应的反应热只与反应体化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的系的始态和终态有关,而与反应的途径无关途径无关68A AB B请思考:由起点请思考:由起点A A到终点到终点B B有多少条途径?有多少条途径?从不同途径由从不同途径由A A点到点到B B点的位移有什么关系点的位移有什么关系? ?登山的高度与上登山的高度与上山的途径无关,山的途径无关,只与起点和终点只与起点和终点的相对高度有关的相对高度有关69△H△H2 2 > 0 > 0△H△H1 1 < 0 < 0S S(始态)(始态)L L(终态)(终态)△H△H1 1 +△H+△H2 2 ≡ 0 ≡ 070如何理解盖斯定律? ΔΔH H、、ΔΔH H1 1、、ΔΔH H2 2之间有何关系?之间有何关系?ΔΔH=H=ΔΔH H1 1+ +ΔΔH H2 2BΔHACΔH1ΔH271 有些化学反应进行很慢或不易直接发有些化学反应进行很慢或不易直接发生,很难直接测得这些反应的反应热,可生,很难直接测得这些反应的反应热,可通过盖斯定律获得它们的反应热数据。
通过盖斯定律获得它们的反应热数据2、盖斯定律的应用关键:关键:目标方程式的目标方程式的“四则运算式四则运算式”的导出方法:方法:写出目标方程式确定写出目标方程式确定“过渡物质过渡物质”(要消去的物质)(要消去的物质)然后用消元法然后用消元法逐一逐一消去消去“过渡物质过渡物质”,导出,导出“四则运算式四则运算式”72例例1 1:已知下列各反应的焓变:已知下列各反应的焓变①①Ca(s)+C(s,Ca(s)+C(s,石墨石墨)+3/2O)+3/2O2 2(g)=CaCO(g)=CaCO3 3(s) (s) △H △H1 1 = -1206.8 kJ/mol = -1206.8 kJ/mol②②Ca(s)+1/2OCa(s)+1/2O2 2(g)=CaO(s) (g)=CaO(s) △H △H2 2= -635.1 kJ/mol= -635.1 kJ/mol③③C(s,C(s,石墨石墨)+O)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) △H △H3 3 = -393.5 kJ/mol = -393.5 kJ/mol试求试求④④CaCOCaCO3 3(s)=CaO(s)+CO(s)=CaO(s)+CO2 2(g)(g)的焓变的焓变△H△H4 4=+178.2kJ/mol=+178.2kJ/mol④=②④=②++③③--①①73例例2 2:按照盖斯定律,结合下述反应方程式回答问题:按照盖斯定律,结合下述反应方程式回答问题, ,已知:已知:①①NHNH3 3(g)+HCl(g)=NH(g)+HCl(g)=NH4 4Cl(s) △HCl(s) △H1 1=-176kJ/mol=-176kJ/mol②NH②NH3 3(g)+H(g)+H2 2O(l)=NHO(l)=NH3 3(aq) △H(aq) △H2 2=-35.1kJ/mol=-35.1kJ/mol③HCl(g) +H③HCl(g) +H2 2O(l)=HCl(aq) △HO(l)=HCl(aq) △H3 3=-72.3kJ/mol=-72.3kJ/mol④NH④NH3 3(aq)+ HCl(aq)=NH(aq)+ HCl(aq)=NH4 4Cl(aq) △HCl(aq) △H4 4=-52.3kJ/mol=-52.3kJ/mol⑤NH⑤NH4 4Cl(s)+2HCl(s)+2H2 2O(l)= NHO(l)= NH4 4Cl(aq) △HCl(aq) △H5 5= =?? 则第则第⑤⑤个方程式中的反应热个方程式中的反应热△△H H是是________________。
根据盖斯定律和上述反应方程式得:根据盖斯定律和上述反应方程式得: ⑤⑤=④+③+②-①=④+③+②-①,, 即即△△H H5 5 = +16.3kJ/mol = +16.3kJ/mol74例例3 3:写出石墨变成金刚石的热化学方程式:写出石墨变成金刚石的热化学方程式 (25℃,101kPa(25℃,101kPa时时) )查燃烧热表知:查燃烧热表知:①①C(C(石墨,石墨,s)+Os)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) △H(g) △H1 1=-393.5kJ/mol=-393.5kJ/mol②C(②C(金刚石,金刚石,s)+Os)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) △H(g) △H2 2=-395.0kJ/mol=-395.0kJ/mol所以,所以, ① ①- ②- ②得:得: C(C(石墨,石墨,s) = C(s) = C(金刚石,金刚石,s) △H=+1.5kJ/mols) △H=+1.5kJ/mol75例例4 4:同素异形体相互转化但反应热相当小而且转化速:同素异形体相互转化但反应热相当小而且转化速率慢,有时还很不完全,测定反应热很困难。
现在可根率慢,有时还很不完全,测定反应热很困难现在可根据盖斯提出的观点据盖斯提出的观点“不管化学反应是一步完成或分几步不管化学反应是一步完成或分几步完成,这个总过程的热效应是相同的完成,这个总过程的热效应是相同的”已知:①P①P4 4(s(s、白磷、白磷)+5O)+5O2 2(g)=P(g)=P4 4O O1010(s)△H(s)△H1 1=-2983.2 kJ/mol=-2983.2 kJ/mol②P(s②P(s、红磷、红磷)+5/4O)+5/4O2 2(g)=1/4P(g)=1/4P4 4O O1010(s) △H(s) △H2 2= -738.5 kJ/mol= -738.5 kJ/mol试写出白磷转化为红磷的热化学方程式试写出白磷转化为红磷的热化学方程式 P P4 4(s(s、、白磷白磷)= 4P(s)= 4P(s、、红磷红磷) △=-29.2kJ/mol) △=-29.2kJ/mol①①--4×②②::76你知道神六的火箭燃料是什么吗?例例5 5:某次发射火箭,用:某次发射火箭,用N N2 2H H4 4(肼)在(肼)在NONO2 2中燃烧,生中燃烧,生成成N N2 2、液态、液态H H2 2O O。
已知:已知: ①①N N2 2(g)+2O(g)+2O2 2(g)==2NO(g)==2NO2 2(g) △H(g) △H1 1=+67.2kJ/mol =+67.2kJ/mol ②②N N2 2H H4 4(g)+O(g)+O2 2(g)==N(g)==N2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l) △HO(l) △H2 2=-534kJ/mol =-534kJ/mol 假如都在相同状态下,请写出发射火箭反应的热化学假如都在相同状态下,请写出发射火箭反应的热化学方程式2 N N2 2H H4 4(g)+ 2NO(g)+ 2NO2 2(g)=(g)= 3N N2 2(g)+4H(g)+4H2 2O(l) O(l) △H=-1135.2kJ/mol△H=-1135.2kJ/mol 2 × ②②--①①::77思考:思考:为什么在热化学反应方程式中通常可为什么在热化学反应方程式中通常可不表明反应条件?不表明反应条件?正逆反应的反应热效应数值相等,符号相反正逆反应的反应热效应数值相等,符号相反 +””不能省去不能省去练习练习1.1.已知石墨的燃烧热:已知石墨的燃烧热:△△H=-393.5kJ/molH=-393.5kJ/mol(1)(1)写出石墨的完全燃烧的热化学方程式写出石墨的完全燃烧的热化学方程式(2)(2)二氧化碳转化为石墨和氧气的热化学方程式二氧化碳转化为石墨和氧气的热化学方程式热化学方程式还可以表示热化学方程式还可以表示理论可进行实际难进行理论可进行实际难进行的化学反应的化学反应①C(①C(石墨,石墨,s)+Os)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) △H =-393.5kJ/mol(g) △H =-393.5kJ/mol②CO②CO2 2(g)=C((g)=C(石墨,石墨,s)+Os)+O2 2(g) △H =+393.5kJ/mol(g) △H =+393.5kJ/mol782.2.已知已知25℃25℃、、101kPa101kPa下,石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别下,石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为为C(C(石墨石墨)+O)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) △H=(g) △H=--393.51kJ393.51kJ·molmol--1 1C(C(金刚石金刚石)+O)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) △ H=(g) △ H=--395.41kJ395.41kJ·molmol--1 1据此判断,下列说法中正确的是据此判断,下列说法中正确的是( )( )A A、由石墨制备金刚石是吸热反应;等质量时,石墨的能量比金、由石墨制备金刚石是吸热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的低刚石的低B B、由石墨制备金刚石是吸热反应;等质量时,石墨的能量比金、由石墨制备金刚石是吸热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的高刚石的高C C、由石墨制备金刚石是放热反应;等质量时,石墨的能量比金、由石墨制备金刚石是放热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的低刚石的低D D、由石墨制备金刚石是放热反应;等质量时,石墨的能量比金、由石墨制备金刚石是放热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的高刚石的高A A793.3.已知已知① ① CO(g)+1/2OCO(g)+1/2O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) ΔH(g) ΔH1 1= = --283.0 kJ/mol283.0 kJ/mol② H② H2 2(g)+1/2O(g)+1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l) ΔHO(l) ΔH2 2= = --285.8 kJ/mol285.8 kJ/mol③C③C2 2H H5 5OH(l)+ 3OOH(l)+ 3O2 2(g)=2CO(g)=2CO2 2(g)+3H(g)+3H2 2O(l) ΔHO(l) ΔH3 3=-1370 kJ/mol=-1370 kJ/mol试计算试计算④④2CO(g)2CO(g)++4H4H2 2(g)=H(g)=H2 2O(l)O(l)++C C2 2H H5 5OH(l)OH(l)的的ΔHΔH 【解】:根据盖斯定律,反应根据盖斯定律,反应④④不论是一步完成还是分几步完成,不论是一步完成还是分几步完成,其反应热效应都是相同的。
下面就看看反应其反应热效应都是相同的下面就看看反应④④能不能由能不能由①②③①②③三三个反应通过加减乘除组合而成,也就是说,看看反应个反应通过加减乘除组合而成,也就是说,看看反应④④能不能分能不能分成成①②③①②③几步完成几步完成①①×2 + ②×4 - ③ = ④×2 + ②×4 - ③ = ④ 所以,所以,ΔHΔH==ΔH1×2 ΔH1×2 ++ΔH2×4 ΔH2×4 --ΔH3ΔH3 =-=-283.2×2 283.2×2 --285.8×4 285.8×4 ++1370 1370 =-=-339.2 kJ/mol339.2 kJ/mol80 4. 4. 在在100 g 100 g 碳不完全燃烧所得气体中,碳不完全燃烧所得气体中,COCO占占1/31/3体积,体积,COCO2 2占占2/32/3体积,且体积,且C(s)+1/2OC(s)+1/2O2 2(g)=CO(g) △H=(g)=CO(g) △H=--110.35kJ/mol110.35kJ/molCO(g)+1/2OCO(g)+1/2O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) △H=(g) △H=--282.57kJ/mol282.57kJ/mol与这些碳完全燃烧相比,损失的热量是(与这些碳完全燃烧相比,损失的热量是( ))A.A.392.92 kJ B. 2489.44 kJ392.92 kJ B. 2489.44 kJ C. 784.92 kJ D. 3274.3 kJ C. 784.92 kJ D. 3274.3 kJH HC C81第二章 化学反应速率和化学平衡莒南三中莒南三中 高二化学备课组高二化学备课组第一节 化学反应速率82回忆钠和钾分别与水反应的现象。
回忆钠和钾分别与水反应的现象 比较等物质的量浓度的盐酸和醋酸与大比较等物质的量浓度的盐酸和醋酸与大理石反应的快慢理石反应的快慢 不同的化学反应快慢是不一样的怎么不同的化学反应快慢是不一样的怎么样来比较和描述不同反应的快慢呢?样来比较和描述不同反应的快慢呢? 化学反应速率是化学反应速率是用来衡量化学反应进行用来衡量化学反应进行快慢程度快慢程度的一个物理量的一个物理量83 化学反应速率通常用化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加少或生成物浓度的增加来表示浓度常用单位:浓度常用单位:mol/Lmol/L时间常用单位:时间常用单位:s s 、、 minmin、、h h化学反应速率常用单位化学反应速率常用单位:mol/(L:mol/(L·s) s) 或或 mol/(Lmol/(L·min)min)表达式:表达式:v = △c/△tv = △c/△t一、化学反应速率的表示一、化学反应速率的表示v = △n/(Vv = △n/(V·△t)△t)PSPS::1 1、通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的、通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示,所以反应速率是正值。
增加来表示,所以反应速率是正值2 2、中学阶段的化学反应速率是平均速率中学阶段的化学反应速率是平均速率3 3、浓度仅指溶液或气体的,固体、纯液体无浓度可言浓度仅指溶液或气体的,固体、纯液体无浓度可言84【【例题例题】】在在2L2L的密闭容器中,加入的密闭容器中,加入1molN1molN2 2和和3molH3molH2 2,发,发生生 N N2 2+3H+3H2 2 = = 2NH2NH3 3 ,在,在2s2s末时,测得容器中含有末时,测得容器中含有0.4mol0.4mol的的NHNH3 3,求该反应的化学反应速率求该反应的化学反应速率起始浓度起始浓度(mol/L)(mol/L)2s2s末浓度末浓度(mol/L)(mol/L) 观察并回答,分别用三种物质表示的反应速率观察并回答,分别用三种物质表示的反应速率之间有什么关系?之间有什么关系?问题问题1 1变化浓度变化浓度(mol/L)(mol/L) 三步法三步法0.51.500.20.20.30.10.41.285 同一个反应,用不同的物质来表示反应速率,数同一个反应,用不同的物质来表示反应速率,数值是不一样的,所以应注明是由哪种物质表示的。
值是不一样的,所以应注明是由哪种物质表示的 同一反应中,各物质的速率之比等于他们在化学同一反应中,各物质的速率之比等于他们在化学方程式中的化学计量数之比方程式中的化学计量数之比如在如在N2 + 3H2 = 2NH3 中,中, v(N2):v(H2):v(NH3)=1:3:2结论结论1 186常见题型例举常见题型例举1、用不同的物质来表示反应速率用不同的物质来表示反应速率例例1、反应、反应4NH3 + 5O2 === 4NO + 6H2O 在在5L的密闭容器的密闭容器中进行,中进行,30s后,后,NO的物质的量增加了的物质的量增加了0.3mol,则此反,则此反应的平均速率可表示为:应的平均速率可表示为:A、、v (O2)=0.01 mol/L·s B、、 v (NO)=0.008 mol/L·sC、、 v (H2O)=0.003 mol/L·s D、、 v (NH3)=0.002 mol/L·s v (NO)=0.3/((5×30)) =0.002 mol/L·s 872、比较反应速率的大小、比较反应速率的大小例例2、反应、反应A + 3B == 2C + 2D在四种不同情况下的反应速在四种不同情况下的反应速率分别为率分别为①①VA = 0.15mol·L-1·s-1 ②②VB = 0.6mol·L-1·s-1 ③③Vc = 0.4mol·L-1·s-1 ④④VD = 0.45mol·L-1·s-1 则该反应在不同条件下速率快慢顺序是则该反应在不同条件下速率快慢顺序是 ④④﹥ ②②= ③③﹥ ①①结论结论2::在同一反应中,反应速率的大小不能单纯地看数在同一反应中,反应速率的大小不能单纯地看数值大小。
应化为同一种物质的反应速率再进行比较应化为同一种物质的反应速率再进行比较883、根据各物质的反应速率之比写出化学方程式根据各物质的反应速率之比写出化学方程式例例3、某温度下,浓度都是、某温度下,浓度都是1mol/L的两种气体的两种气体X2和和Y2,,在密闭容器中反应生成气体在密闭容器中反应生成气体Z,经过,经过t min后,测得物后,测得物质的量浓度分别为:质的量浓度分别为:c(X2)=0.4mol/L,,c(Y2)=0.8mol/L ,,c(Z)=0.4mol/L,则该反应的反应方程式可表示为:,则该反应的反应方程式可表示为:3X2 + Y2 === 2Z3X2 + Y2 === 2X3Y89习题:已知反应习题:已知反应N2 +3H2 2NH3 ,根据下图判断,根据下图判断1、、A是是______物质的量浓度物质的量浓度变化情况变化情况2、、C是是______物质的量浓度物质的量浓度变化情况变化情况3、、2分钟内分钟内N2的平均速率是多的平均速率是多少?少?H2NH30.5mol/(L· min )90化学反应速率的测量化学反应速率的测量 2、化学反应进行的时候,反应物和生成物的浓度都在不断地变化,由于反应体系中一种反应物浓度的变化,必然引起其他物质浓度发生相应的变化。
因此,化学反应速率只要用反应体系中任何一种物质(反应物或生成物)的浓度变化来表示,一般以最容易测定的物质表示3 3、在物质的诸多性质中、在物质的诸多性质中, ,特别是在溶液中特别是在溶液中, ,当反应当反应物或生成本身有比较明显的颜色时物或生成本身有比较明显的颜色时, ,人们常常利用人们常常利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应的速率的过程和测量反应的速率. .1、化学反应速率是通过实验测定的 91 1、、 下列反应中下列反应中 2 SO2 + O2 2 SO3 起始浓度(起始浓度(mol/L)) 0.4 0.2 0 2 s后浓度(后浓度(mol/L)) 0.2求:求:V((SO2)、)、V((O2)、)、V((SO3))2、在、在500 mL的密闭容器中装入的密闭容器中装入1.5 mol H2,,0.5 mol N2和和0.05 mol NH3若该反应的反应速率若该反应的反应速率 V((H2))= 0.3 mol/((L·min)时,求)时,求3分钟末时分钟末时NH3的浓度?的浓度? 923、把、把0.6molX气体的气体的0.4molY气体混合于气体混合于2L容容器中,使它们发生如下反应:器中,使它们发生如下反应:3X+Y= nZ+2W。
2min末已生成末已生成0.2molW,若测知,若测知V(z)=0.1mol/(L·min),则,则⑴⑴上述反应中上述反应中Z气体的计量数气体的计量数n的值是的值是( )A.1 B.2C.3D.4⑵⑵上述反应在上述反应在2min末时,已消耗的末时,已消耗的Y占原来的占原来的百分比是百分比是( )A.20% B.25%C.33%D.50%DB反应物的消耗量反应物的消耗量转化率转化率=反应物的起始量反应物的起始量×100%934、在、在4个不同的容器中,在不同的条件下进行合个不同的容器中,在不同的条件下进行合成氨反应,根据在相同时间内测定的结果判断,生成氨反应,根据在相同时间内测定的结果判断,生成氨的速率最快的是(成氨的速率最快的是( )) A..V((H2))= 0.1 mol/L·min B..V((N2))= 0.2 mol/L·min C..V((NH3))= 0.15 mol/L·min D..V((H2))= 0.3 mol/L·min注:此类题均换算为同一物质的速率为标准比较注:此类题均换算为同一物质的速率为标准比较 B945、一定温度下,向一个容积为、一定温度下,向一个容积为2L的事先装入催的事先装入催化剂的真空密闭容器中通入化剂的真空密闭容器中通入1molN2和和3mol H2,,3min末测此容器内压强是起始时压强的末测此容器内压强是起始时压强的0.9倍。
倍在此时间内用在此时间内用 H2的量的变化来表示该反应的平均的量的变化来表示该反应的平均反应速率反应速率 是(是( )) A、、0.2 mol/L·min B、、0.6 mol/L·min C 、、0.1 mol/L·min D、、0.1 mol/L·minC956、将固体、将固体NH4Br置于密闭容器中,在某温度置于密闭容器中,在某温度下,发生下列反应:下,发生下列反应: NH4Br(s) NH3(g)+HBr(g),2HBr(g) Br2(g)+H2(g)2min后,测知后,测知H2的浓度为的浓度为0.5mol/L,,HBr的的浓度为浓度为4mol/L,若上述反应速率用,若上述反应速率用V(NH3)表表示,求示,求V(NH3)967、某温度时,在、某温度时,在2 L容器中,容器中,X、、Y、、Z三种气体三种气体物质的物质的量随时间变化的曲线图,由图中数物质的物质的量随时间变化的曲线图,由图中数据分析,该反应的化学方程式为?反应开始至据分析,该反应的化学方程式为?反应开始至2 min,,Z的平均反应速率?的平均反应速率? 由图知,由图知,2 min内内X、、Y、、Z物质的量的变化为物质的量的变化为0.3 mol、、0.1 mol、、0.2 mol比值为比值为3∶ ∶1∶ ∶2,可知,可知3 X + Y = 2 Z,,V((Z))= = 0.05 mol/((L•min)) 97第二章 化学反应速率和化学平衡莒南三中莒南三中 高二化学备课组高二化学备课组第二节第二节 影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素98 1 1、、 在通常情况下,在通常情况下,NaNa与水的反应和与水的反应和MgMg与水与水的反应哪个剧烈的反应哪个剧烈( (反应速率快反应速率快) )?为什么??为什么? 2 2、将等物质的量的碳酸钠与碳酸氢钠放入、将等物质的量的碳酸钠与碳酸氢钠放入等体积等浓度的盐酸中,产生等体积等浓度的盐酸中,产生COCO2 2的速率哪个较的速率哪个较快?为什么?快?为什么? 3 3、石油的形成要多少年?炸药的爆炸呢?、石油的形成要多少年?炸药的爆炸呢? 以上说明化学反应速率的决定因素是什么以上说明化学反应速率的决定因素是什么??决定化学反应速率的主要因素决定化学反应速率的主要因素 决定化学反应速率的因素是参加决定化学反应速率的因素是参加反应的物质反应的物质本身的化学性质本身的化学性质。
99 影响反应速率的因素影响反应速率的因素((2 2)外部因素:)外部因素:((1 1)内部因素(主要因素)内部因素(主要因素):):参加反应物参加反应物质的性质质的性质①①浓度:浓度:②②压强:压强:③③温度:温度:④④催化剂:催化剂:⑤⑤其他因素:光、颗粒大小、溶剂等其他因素:光、颗粒大小、溶剂等100没合适的取向没合适的取向没足够的能量没足够的能量足够的能量足够的能量 +合适的取向合适的取向类比法:类比法:借鉴投篮借鉴投篮 碰碰 撞撞 理理 论论 101n n活活= =n n总总××活活% %活化分子百分数:活化分子百分数: (活化分子数(活化分子数/ /反应物分子数)反应物分子数)×100%×100%化学反应速率主要取决于:化学反应速率主要取决于:所有所有能够改变内能能够改变内能, ,运动速率运动速率, ,以及碰撞几率以及碰撞几率的方的方法,法,都可以用来改变、控制反应的速率都可以用来改变、控制反应的速率。
一个反应经历的过程一个反应经历的过程普通普通分子分子活化活化能能活化活化分子分子合理合理取向的取向的碰撞碰撞有效有效碰撞碰撞新物质新物质能量能量有效碰撞的几率有效碰撞的几率102一、浓度对反应速率的影响一、浓度对反应速率的影响浓度增大浓度增大 →→单位体积内单位体积内n n总总↑↑T T不变,不变,活活% %不变不变n n活活增大增大→→有效碰撞有效碰撞↑↑ →V↑→V↑1 1、在其他条件不变时,、在其他条件不变时,增大反应物浓度,可以增增大反应物浓度,可以增大反应速率大反应速率实验实验2-22-2结论:浓度大的结论:浓度大的H H2 2C C2 2O O4 4((aqaq))先褪色先褪色2KMnO2KMnO4 4 + 5H + 5H2 2C C2 2O O4 4 +3H +3H2 2SOSO4 4=K=K2 2SOSO4 4 +2MnSO +2MnSO4 4 +10CO +10CO2 2↑+8H↑+8H2 2O O规律:规律:其他条件不变时,增大反应物的浓度,可以增大其他条件不变时,增大反应物的浓度,可以增大反应速率;减小反应物的浓度,可以减小化学反应的速反应速率;减小反应物的浓度,可以减小化学反应的速率。
率103浓度对反应速率的影响浓度对反应速率的影响本本质质原原因因反应物浓度增大,单位体积内反应物浓度增大,单位体积内活化分子数增活化分子数增多多,有效碰撞的频率增加,反应速率增大有效碰撞的频率增加,反应速率增大104 a a、此规律、此规律只适用于气体或溶液的反应只适用于气体或溶液的反应,对于纯,对于纯固体或液体的反应物,一般情况下其浓度是常数,因固体或液体的反应物,一般情况下其浓度是常数,因此改变它们的量一般不会改变化学反应速率此改变它们的量一般不会改变化学反应速率 c c、随着化学反应的进行,反应物的浓度会逐渐、随着化学反应的进行,反应物的浓度会逐渐减小,因此一般反应速率也会逐渐减小减小,因此一般反应速率也会逐渐减小注意:注意: 应用应用1 1::一定条件下,在一定条件下,在CaCOCaCO3 3( (块状块状)+2HCl=CaCl)+2HCl=CaCl2 2+H+H2 2O+COO+CO2 2反应中,为了加快反应的速率,下列那些方法可行:反应中,为了加快反应的速率,下列那些方法可行:A A、增加、增加HClHCl的浓度的浓度 B B、加水、加水 C C、增加同浓度盐酸的量、增加同浓度盐酸的量 D D、改加、改加CaCOCaCO3 3粉末粉末 b b、一般来说,固体反应物表面积越大,反应速、一般来说,固体反应物表面积越大,反应速率越大,固体反应物表面积越小,反应速率越小。
率越大,固体反应物表面积越小,反应速率越小105原因:原因:对气体来说,若其他条件不变,增大压强,就是对气体来说,若其他条件不变,增大压强,就是增加单位体积的反应物的物质的量,即增加反应物的浓增加单位体积的反应物的物质的量,即增加反应物的浓度,因而可以增大化学反应的速率度,因而可以增大化学反应的速率2、压强对反应速率的影响压强对反应速率的影响 请试根据浓度对化学反应速率的影响推出压请试根据浓度对化学反应速率的影响推出压强对化学反应速率的影响情况强对化学反应速率的影响情况 106规律:规律:对于有气体参加的反应对于有气体参加的反应,若其他条件,若其他条件不变,增大压强,不变,增大压强,气体体积缩小,浓度增大,气体体积缩小,浓度增大,反应速率加快;减小压强,反反应速率加快;减小压强,反应应速率减慢速率减慢压强增大压强增大 → 体积减小体积减小 其他条件不变其他条件不变→V↑→C增大增大 压强对于反应速率的影响是压强对于反应速率的影响是通过对浓度的影响通过对浓度的影响实现的实现的 P增大增大→C成比例成比例增大,增大,P减小减小→C成比例成比例减小减小压强只对于压强只对于有气体参加的反应有气体参加的反应的速率有影响的速率有影响发散思考发散思考::压强对于任意化学反应的速率都有影响吗?压强对于任意化学反应的速率都有影响吗?107思考思考:在在N2+3H2 2NH3中,当其他外界条件不变时:中,当其他外界条件不变时:Ⅰ减小体系压强,该反应的速率怎么变?减小体系压强,该反应的速率怎么变?Ⅱ在反应中保持体系容积不变,充入在反应中保持体系容积不变,充入N2 ,反应的速率怎么变?,反应的速率怎么变?Ⅲ在反应中保持体系容积不变,充入在反应中保持体系容积不变,充入He,反应的速率怎么变?,反应的速率怎么变?Ⅳ在反应中保持体系压强不变,充入在反应中保持体系压强不变,充入He,反应的速率怎么变?,反应的速率怎么变?压强对反应速率的影响压强对反应速率的影响 压强影响反应速率,压强影响反应速率,必须伴随有压强改变时体必须伴随有压强改变时体积的改变现象积的改变现象。
否则,压强的变化并没有作用到反否则,压强的变化并没有作用到反应的体系上即压强变则体积变,实际是浓度的变应的体系上即压强变则体积变,实际是浓度的变化若容器的体积不变,因为各气体的浓度没有变,化若容器的体积不变,因为各气体的浓度没有变,则速率不变则速率不变如在密闭容器中通入惰性气体如在密闭容器中通入惰性气体注意:注意:108对于气体有下列几种情况对于气体有下列几种情况:1、恒温时:、恒温时:增大压强增大压强→体积减少体积减少→C增大增大→反应速率增大反应速率增大2、恒容时:、恒容时: A、充入气体反应物、充入气体反应物→反应物浓度增大反应物浓度增大→总压增大总压增大→反应速率增大反应速率增大;; B、冲入、冲入“无关气体无关气体”(如(如He、、N2等)等)→引起总压增大,但各反应物的分压不变,引起总压增大,但各反应物的分压不变,各物质的浓度不变各物质的浓度不变→反应速率不变反应速率不变3、恒压时:、恒压时:冲入冲入“无关气体无关气体”(如(如He等)等)→引起体积增大,引起体积增大, →各反应物浓度减少各反应物浓度减少→反应速反应速率减慢109例例:对于反应:对于反应N2+O2=2NO在密闭容器中进行,下列条在密闭容器中进行,下列条件哪些不能加快该反应的化学反应速率(件哪些不能加快该反应的化学反应速率( ) ) A、缩小体积使压强增大、缩小体积使压强增大 B、体积不变充入、体积不变充入 N2 使压强增大使压强增大C、体积不变充入、体积不变充入 O2使压强增大使压强增大 D、使体积增大到原来的、使体积增大到原来的2倍倍E、体积不变充入氦气使压强增大、体积不变充入氦气使压强增大压强对反应速率的影响压强对反应速率的影响DE110三、温度对反应速率的影响三、温度对反应速率的影响实验实验2-3结论:温度高的溶液先出现浑浊结论:温度高的溶液先出现浑浊Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O1、其他条件不变,温度升高,反应速率加快、其他条件不变,温度升高,反应速率加快T↑→普通分子变为活化分子普通分子变为活化分子 →活活%↑ → n活活↑ →V↑2、一般说来,温度每升高、一般说来,温度每升高10℃,速率增加,速率增加2-4倍。
倍V×倍数值倍数值((t2-t1)/10 = 变化后的反应速率变化后的反应速率3、温度对反应速率影响的规律,对吸热反应,放热、温度对反应速率影响的规律,对吸热反应,放热反应都适用反应都适用4、反应若是可逆反应,、反应若是可逆反应,升高温度,正、逆反应速率升高温度,正、逆反应速率都加快,都加快,降低温度,正、逆反应速率都减小降低温度,正、逆反应速率都减小111冰箱延长食物保鲜期冰箱延长食物保鲜期你能举出生活中利你能举出生活中利用改变温度改变反用改变温度改变反应速率的例子吗应速率的例子吗112四、催化剂对反应速率的影响四、催化剂对反应速率的影响实验实验2-4结论:加入催化剂可以加快反应的速率结论:加入催化剂可以加快反应的速率113§使用催化剂,能够使用催化剂,能够降低反应所需的能量降低反应所需的能量,这样会使,这样会使更多的反应物的分子成为活化分子更多的反应物的分子成为活化分子,,大大增加大大增加单位单位体积内反应物分子中活化分子所占的百分数因而体积内反应物分子中活化分子所占的百分数因而使反应速率加快使反应速率加快催化剂催化剂::能改变化学反应速率而自身的化学组能改变化学反应速率而自身的化学组成和质量在反应前后保持不变成和质量在反应前后保持不变催催化化剂剂正催化剂正催化剂负催化剂负催化剂加快加快化学反应速率化学反应速率减慢减慢化学反应速率化学反应速率注:不说明指正催化剂注:不说明指正催化剂四、催化剂对反应速率的影响四、催化剂对反应速率的影响114能能量量反应过程反应过程E1E2反应物反应物生成物生成物活化分子活化分子活化能活化能活化分子活化分子变成生成变成生成物分子放物分子放出的能量出的能量反应热反应热没加催没加催化剂化剂加了催化剂加了催化剂115 凡是能改变反应速率而自身在化学变化前后化学性凡是能改变反应速率而自身在化学变化前后化学性质和质量没有发生变化的物质叫催化剂。
质和质量没有发生变化的物质叫催化剂 使用催化剂使用催化剂同等程度同等程度的增大(减慢)正逆反应速率,的增大(减慢)正逆反应速率,从而改变反应到达平衡所需时间从而改变反应到达平衡所需时间 没特别指明一般指正催化剂没特别指明一般指正催化剂 催化剂只能催化可能发生的反应,对不发生的反应催化剂只能催化可能发生的反应,对不发生的反应无作用无作用 催化剂一定的催化剂一定的具有选择性具有选择性 催化剂中毒催化剂中毒:催化剂的活性因接触少量的杂质而明:催化剂的活性因接触少量的杂质而明显下降甚至遭到破坏,这种现象叫催化剂中毒显下降甚至遭到破坏,这种现象叫催化剂中毒注意:注意:116五、其他如光照、反应物固体的颗粒大小、五、其他如光照、反应物固体的颗粒大小、电磁波、超声波、溶剂的性质等,也会对化电磁波、超声波、溶剂的性质等,也会对化学反应的速率产生影响学反应的速率产生影响 各条件对速率的影响大小是:各条件对速率的影响大小是: 催化剂催化剂 >>温度温度>浓度浓度=压强压强(体积变化引起的体积变化引起的) 各种影响都有其局限性,要针对具体各种影响都有其局限性,要针对具体反应具体分析。
反应具体分析总结: 117外界条件对化学反应速率的影响(总结)外界条件对化学反应速率的影响(总结)影响因素影响因素分子总分子总数数活化分子活化分子百分数百分数活化分活化分子总数子总数活化分子浓度活化分子浓度(单位体积活(单位体积活化分子数)化分子数)增大浓度增大浓度增大压强增大压强升高温度升高温度正催化剂正催化剂增加增加不变不变不变不变不变不变不变不变不变不变增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加不变不变118练习练习1::对于在溶液间进行的反应,对反应对于在溶液间进行的反应,对反应速率影响最小的因素是(速率影响最小的因素是( )) A、温度、温度 B、浓度、浓度 C、压强、压强 D、催化剂、催化剂练习练习2::下列条件的变化,是因为降低反应下列条件的变化,是因为降低反应所需的能量而增加单位体积内的反应物活化所需的能量而增加单位体积内的反应物活化分子百分数致使反应速率加快的是(分子百分数致使反应速率加快的是( )) A、增大浓度、增大浓度 B、增大压强、增大压强 C、升高温度、升高温度 D、使用催化剂、使用催化剂√√119练习练习3:: 设设NO+CO2 2CO(正反应吸热正反应吸热)反应速率为反应速率为v1;;N2+3H2 2NH3(正反应放正反应放热热)反应速率为反应速率为v2。
对于前述反应,当温度对于前述反应,当温度升高时,升高时,v1和和v2变化情况为(变化情况为( )) A、同时增大、同时增大 B、、 同时减小同时减小 C、、 v1减少,减少,v2增大增大 D、、 v1增大,增大,v2减小减小√120练习练习4::在密闭容器里,通入在密闭容器里,通入x mol H2和和y molII2(gg),改变下列条件,,改变下列条件,反应速率将如何改变反应速率将如何改变? (1)升高温度升高温度 ;;(2)加入催化剂加入催化剂 ;;(3)充入更多的充入更多的H2 ;;(4)扩大容器的体积扩大容器的体积 ;;(5)容器容积不变,通入氖气容器容积不变,通入氖气 121练习练习5::KClO3和和NaHSO3间的反应生成间的反应生成Cl-和和H+、、SO42-离子的速度与时间关系如图所离子的速度与时间关系如图所示,已知反应速率随示,已知反应速率随c(H+)的增加而加快,的增加而加快,试说明:试说明:(1)为什么反应开始时,反应速率为什么反应开始时,反应速率增大?增大? (2)反应后期速率降低的主要原因反应后期速率降低的主要原因是什么?是什么? 反反应应速速率率时间时间122 增大反应物的浓度增大反应物的浓度使反应速率加快的主要原因(使反应速率加快的主要原因( ))对于气体参与体系对于气体参与体系增大压强增大压强使反应速率加快的主要原因是使反应速率加快的主要原因是(( ))升高温度升高温度使反应速率加快的主要原因是(使反应速率加快的主要原因是( ))使用催化剂使用催化剂使反应速率加快的主要原因是(使反应速率加快的主要原因是( ))A、活化分子百分数不变,但提高单位体积内活化分子的、活化分子百分数不变,但提高单位体积内活化分子的总数总数B、、 增大分子的运动速率而使有效碰撞增加增大分子的运动速率而使有效碰撞增加C、、 升高反应物分子的能量,使活化分子的百分数增加升高反应物分子的能量,使活化分子的百分数增加 D、降低反应所需的能量,使活化分子百分数增加、降低反应所需的能量,使活化分子百分数增加AAC D练习练习6::123 将一定浓度的盐酸倒入碳酸钙中,若作如下改变的情况,将一定浓度的盐酸倒入碳酸钙中,若作如下改变的情况,其中能使最初的化学反应速率增大的是其中能使最初的化学反应速率增大的是 ( ( ))A、盐酸的浓度不变,而使盐酸的用量一倍、盐酸的浓度不变,而使盐酸的用量一倍B、盐酸的浓度增大一倍,而使盐酸的用量减少到原来的一、盐酸的浓度增大一倍,而使盐酸的用量减少到原来的一半半C、盐酸的浓度和用量都不变,增加碳酸钙的量、盐酸的浓度和用量都不变,增加碳酸钙的量D、盐酸和碳酸钙不变,增大压强一倍、盐酸和碳酸钙不变,增大压强一倍 E、加入、加入CaCl2溶液溶液 F、加入、加入CaCl2固体固体G、将、将CaCO3用用CaCO3粉末代替粉末代替BG练习练习7::124硫代硫酸钠硫代硫酸钠(Na2S2O3)与稀硫酸发生如下反应:与稀硫酸发生如下反应:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O 下列四种情况中最早出现浑浊的是: ( )下列四种情况中最早出现浑浊的是: ( )A、、10℃时时0.1 mol /L Na2S2O3和和0.1 mol /L H2SO4各各 5 mLB、、10℃时时0.1 mol /L Na2S2O3和和0.1 mol /L H2SO4 各各5 mL,加水,加水10mLC 、、20℃时时0.1 mol /L Na2S2O3和和0.1 mol /L H2SO4各各 5 mLD、、 20℃ 时时0.2mol /L Na2S2O3和和0.1 mol /L H2SO4各各5 mL,加水,加水10 mLC练习练习8::125第二章 化学反应速率和化学平衡莒南三中莒南三中 高二化学备课组高二化学备课组第三节 化学平衡(第一课时)126复习:复习:什么叫可逆反应?可逆反应有哪些特点?什么叫可逆反应?可逆反应有哪些特点? 在在相同条件下相同条件下,既能向正反应方向进行,,既能向正反应方向进行,同时同时,又能向逆反应方向进行的化学反应,,又能向逆反应方向进行的化学反应,叫做可逆反应。
叫做可逆反应思考:化学反应速率研究反应的快慢,研究思考:化学反应速率研究反应的快慢,研究一个化学反应还需要讨论哪些内容?一个化学反应还需要讨论哪些内容?可逆反应的特点:可逆反应的特点:①①同一条件、同时反应、方向对立同一条件、同时反应、方向对立②②不可能完全转化不可能完全转化还需要研究化学反应还需要研究化学反应进行的程度进行的程度——化学平衡化学平衡127第三节第三节 化学平衡化学平衡讨论:可逆反应为什么有讨论:可逆反应为什么有“度度”的限制?的限制?“度度”是怎样产生的?是怎样产生的?分析:在一定温度下,将一定分析:在一定温度下,将一定质量的蔗糖溶于质量的蔗糖溶于100mL水的过程水的过程如右图,蔗糖在溶解时,一方面,蔗糖分子不断离如右图,蔗糖在溶解时,一方面,蔗糖分子不断离开蔗糖表面扩散到水中,另一方面,溶液中的蔗糖开蔗糖表面扩散到水中,另一方面,溶液中的蔗糖分子又不断在未溶解的蔗糖表面聚集成为晶体分子又不断在未溶解的蔗糖表面聚集成为晶体蔗糖晶体蔗糖晶体 蔗糖溶液蔗糖溶液溶解溶解结晶结晶128过程分析:过程分析:①①开始时,开始时,v溶解溶解 —————,,v结晶结晶==———②②然后,然后, v溶解溶解 —————,,v结晶结晶 ——————最大最大0逐渐减小逐渐减小逐渐增大逐渐增大③③最后,最后, v溶解溶解 —— v结晶结晶== 建立溶解平衡,建立溶解平衡,形成饱和溶液,即溶解的形成饱和溶液,即溶解的蔗糖的质量与结晶的蔗糖质量相等,固体质量蔗糖的质量与结晶的蔗糖质量相等,固体质量不再减少了。
不再减少了129讨论:在一定条件下,达到溶解平衡后,讨论:在一定条件下,达到溶解平衡后,蔗糖晶体的质量和溶液的浓度是否变化?蔗糖晶体的质量和溶液的浓度是否变化?溶解和结晶过程是否停止?溶解和结晶过程是否停止?晶体质量和溶液的浓度不会发生改变,但晶体质量和溶液的浓度不会发生改变,但溶解和结晶过程并未停止,溶解和结晶过程并未停止, v溶解溶解==v结晶结晶,,蔗糖溶解多少则结晶多少蔗糖溶解多少则结晶多少度度”(限度)的产生(限度)的产生— 消耗量等于生成量,消耗量等于生成量,量上不再变化量上不再变化130一、一、化学平衡的建立过程化学平衡的建立过程在反应在反应CO+H2O CO2+H2中,将中,将0.01 mol CO和和0.01 mol H2O (g)通入通入1L密闭容器中,反应一段密闭容器中,反应一段时间后,各物质浓度不变时间后,各物质浓度不变1、反应刚开始时:、反应刚开始时: 反应物浓度反应物浓度————,正反应速率,正反应速率———— ,,生成物浓生成物浓度为度为————,逆反应速率为,逆反应速率为——。
最大最大最大最大00逐渐减小逐渐减小逐渐减小逐渐减小逐渐增大逐渐增大逐渐增大逐渐增大2、反应过程中:反应物浓度、反应过程中:反应物浓度———————,正反应,正反应速率速率——————— ,,生成物浓度生成物浓度——————,逆反应,逆反应速率速率————1313、一定时间后,必然出现、一定时间后,必然出现V正反应速率正反应速率==V逆反应速率逆反应速率···vtv正正v逆逆v’正正== v’逆逆t14 4、、t1时刻后,时刻后, v正正== v逆逆 ,即正反应消耗的反应物的即正反应消耗的反应物的量与逆反应生成的反应物的量相等,反应物和生成量与逆反应生成的反应物的量相等,反应物和生成物的浓度不再发生变化物的浓度不再发生变化 ——化学平衡化学平衡132二、化学平衡二、化学平衡1 1、概念:、概念: 在外界条件不变的情况下,在外界条件不变的情况下,可逆反应可逆反应进进行到一定的程度时,行到一定的程度时,V V正反应速率正反应速率=V=V逆反应速率逆反应速率,化,化学反应进行到最大限度,反应物和生成物的学反应进行到最大限度,反应物和生成物的浓度不再发生变化浓度不再发生变化,反应混合物处于化学平,反应混合物处于化学平衡状态,简称衡状态,简称化学平衡化学平衡133⑴⑴反应条件:反应条件:2、化学平衡的性质:、化学平衡的性质:温度、压强、浓度等不变温度、压强、浓度等不变可逆反应,不可逆反应一般不会出现平衡状态可逆反应,不可逆反应一般不会出现平衡状态——条件不变是条件不变是基础基础⑵⑵研究对象:研究对象:——可逆反应是可逆反应是前提前提⑶⑶本质:本质: v正正== v逆逆即即同一物质同一物质消耗速率与生成速率相等消耗速率与生成速率相等——速率相等是速率相等是实质实质⑷⑷现象:现象:反应混合物组成成分的浓度保持不变反应混合物组成成分的浓度保持不变——浓度不变是浓度不变是标志标志134注意:注意: 平衡时,反应混合物平衡时,反应混合物各组成成分各组成成分的的物质物质的量浓度、百分含量恒定,的量浓度、百分含量恒定,但不相等但不相等。
同时,同时,平衡状态下,反应平衡状态下,反应体系的压强恒定体系的压强恒定、、 反应反应混合气体的混合气体的相对分子质量相对分子质量恒定恒定1353 3、化学平衡的、化学平衡的特征特征::逆、动、等、逆、动、等、定、变、同定、变、同⑴⑴逆:逆:研究的对象是可逆反应研究的对象是可逆反应⑵⑵动:动:化学平衡是动态平衡,虽然达到平衡状态,但正反化学平衡是动态平衡,虽然达到平衡状态,但正反应和逆反应应和逆反应并未停止,是一个并未停止,是一个动态平衡动态平衡⑶⑶等:等:达到化学平衡时,达到化学平衡时,v正正== v逆逆>>0⑷⑷定:定:反应混合物各组分的浓度保持一定反应混合物各组分的浓度保持一定⑸⑸变:变:化学平衡建立在一定条件下,条件改变时,平衡就化学平衡建立在一定条件下,条件改变时,平衡就会被破坏,变为不平衡,并在新条件下建立新的平会被破坏,变为不平衡,并在新条件下建立新的平衡⑹⑹同:同:在一定条件下,可逆反应不论是从正反应还是逆在一定条件下,可逆反应不论是从正反应还是逆反应开始,还是正逆反应同时开始,只要起始浓反应开始,还是正逆反应同时开始,只要起始浓度相当,均可以建立相同的化学平衡即平衡的度相当,均可以建立相同的化学平衡。
即平衡的建立与途径无关建立与途径无关1364、达到化学平衡的、达到化学平衡的标志标志::V正正=V逆逆和反应混合物各组分和反应混合物各组分浓度保持不变浓度保持不变是判断平衡的是判断平衡的两大主要标志两大主要标志⑴⑴直接标志:直接标志:①①速率关系:速率关系: v正正== v逆逆应用:应用:判断平衡时,要注意用判断平衡时,要注意用“同同”、、“等等”、、“逆逆”的原则的原则同:同:同一种物质的同一种物质的V正正和和V逆逆才能比较才能比较等:等:转化后的反应速率必须相等转化后的反应速率必须相等逆:逆:反应方向必须对立反应方向必须对立②②含量关系:含量关系:反应混合物各组分的浓度、质量分反应混合物各组分的浓度、质量分数、物质的量、摩尔分数、体积分数、分子数之数、物质的量、摩尔分数、体积分数、分子数之比保持不变比保持不变137以反应以反应mA(g)+nB (g) pC(g)为例,达到为例,达到平衡的标志为:平衡的标志为: A的消耗速率与的消耗速率与A的生成速率的生成速率—————A的消耗速率与的消耗速率与C的的———速率之比等于速率之比等于———B的生成速率与的生成速率与C的的———速率之比等于速率之比等于———A的生成速率与的生成速率与B的的———速率之比等于速率之比等于———相等相等消耗消耗m ::p生成生成n ::p消耗消耗m ::n异边同向,同边异向,比例计量异边同向,同边异向,比例计量138例例1、一定条件下,反应、一定条件下,反应A2(g)+B2(g) 2AB(g)达达到平衡的标志是到平衡的标志是A、单位时间内生成、单位时间内生成n mol A2同时生成同时生成n molAB B、单位时间内生成、单位时间内生成2n mol AB 同时生成同时生成n mol B2 C、单位时间内生成、单位时间内生成n mol A2 同时生成同时生成n mol B2 D、单位时间内生成、单位时间内生成n mol A2 同时消耗同时消耗n mol B2 √√139例例2、一定条件下,反应、一定条件下,反应N2+3H2 2NH3达到平衡达到平衡的标志是的标志是 A、一个、一个N≡N键断裂的同时,有三个键断裂的同时,有三个H--H键形成键形成 B、一个、一个N≡N键断裂的同时,有三个键断裂的同时,有三个H--H键断裂键断裂 C、一个、一个N≡N键断裂的同时,有六个键断裂的同时,有六个N--H键断裂键断裂 D、一个、一个N≡N键断裂的同时,有六个键断裂的同时,有六个N--H键形成键形成 √√在判断化学平衡时,要注意化学键数与反应在判断化学平衡时,要注意化学键数与反应物质的物质的量之间的联系,同时要注意成物质的物质的量之间的联系,同时要注意成键、断键与反应方向之间的关系。
键、断键与反应方向之间的关系140⑵⑵间接标志:间接标志:以反应以反应mA(g)+nB (g) pC(g)为例为例①①混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间改变而间改变而———,(适用于,(适用于—————————————))改变改变m+n≠p 的反应的反应②②、混合气体的平均相对分子质量、密度不随时、混合气体的平均相对分子质量、密度不随时间改变而间改变而————,(适用于,(适用于—————————————))改变改变m+n≠p 的反应的反应③③各气体体积、气体分压、各物质的物质的量不随各气体体积、气体分压、各物质的物质的量不随时间改变时间改变⑶⑶、特殊标志:、特殊标志:①①对于有色物质参加反应,如果体系颜色不变,对于有色物质参加反应,如果体系颜色不变,反应达到平衡反应达到平衡②②对于吸热或放热反应,如果体系温度不变,对于吸热或放热反应,如果体系温度不变,反应达到平衡反应达到平衡141 气体的总压、气体的总的物质的量、混合气体气体的总压、气体的总的物质的量、混合气体的平均相对分子质量、混合气体的密度、反应混合的平均相对分子质量、混合气体的密度、反应混合物平衡时物质的量之比物平衡时物质的量之比⑷⑷在等系数的气体反应中不能作为平衡判据的是:在等系数的气体反应中不能作为平衡判据的是:例例3、在一定温度下,向、在一定温度下,向aL密闭容器中加入密闭容器中加入1molX气体和气体和2molY气体发生如下反应:气体发生如下反应:X(g)+2Y(g) 2Z(g),此反应达到平衡的标志是:),此反应达到平衡的标志是:A、容器内压强不随时间变化、容器内压强不随时间变化 B、容器内各物质的浓度不随时间变化、容器内各物质的浓度不随时间变化 C、容器内、容器内X、、Y、、Z的浓度之比为的浓度之比为1:2:2D、单位时间消耗、单位时间消耗0.1molX的同时生成的同时生成0.2molZ√√142课堂练习:课堂练习: 【【11】】 在一定温度下在一定温度下,可逆反应可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的标志是 (达到平衡的标志是 ( ))A. C的生成速率与的生成速率与C分解的速率相等分解的速率相等 B. 单位时间内生成 单位时间内生成n molA,同时生同时生3n molBC. A、、B、、C的浓度不再变化的浓度不再变化 D. A、、B、、C的分子数比为的分子数比为1:3:2AC143【【2】】 下列说法中可以充分说明反应下列说法中可以充分说明反应: P(g)+Q(g) R(g)+S(g) , 在恒温下已达平衡状态在恒温下已达平衡状态的是( )的是( ) A. 反应容器内压强不随时间变化反应容器内压强不随时间变化B. P和和S的生成速率相等的生成速率相等C. 反应容器内 反应容器内P、、Q、、R、、S四者共存四者共存 D. 反应容器内总物质的量不随时间而变化 反应容器内总物质的量不随时间而变化 B144 【【3】】在一定温度下的恒容容器中在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不当下列物理量不再发生变化时再发生变化时,表明表明A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g)已达已达平衡状态的是平衡状态的是 ( )A.混合气体的压强混合气体的压强 B.混合气体的密度混合气体的密度C.B的物质的量浓度的物质的量浓度 D.气体的总物质的量气体的总物质的量BC145【【4】】 在一定温度下在一定温度下,下列叙述不是可逆反应下列叙述不是可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(s)达到平衡的标志的是达到平衡的标志的是 ①①C的生成的生成 速率与速率与C的分解速率相等的分解速率相等 ②②单位时间内生成单位时间内生成a molA,同时生成同时生成3a molB ③③A、、B、、C的浓度不再变化的浓度不再变化④④A、、B、、C的分压强不再变化的分压强不再变化⑤⑤混合气体的总压强不再变化混合气体的总压强不再变化⑥⑥混合气体的物质的量不再变化混合气体的物质的量不再变化⑦⑦ A、、B、、C、、D的分子数之比为的分子数之比为1:3:2:2 A.②② ⑦⑦ B.②⑤⑦②⑤⑦ C.①③④⑦①③④⑦ D.②⑤⑥⑦②⑤⑥⑦ ( A )146第二章 化学反应速率和化学平衡莒南三中莒南三中 高二化学备课组高二化学备课组第三节 化学平衡(第二课时)147★★影响化学平衡的条件影响化学平衡的条件思考:反应条件改变是如何影响化学平衡?思考:反应条件改变是如何影响化学平衡?一定条件下一定条件下的化学平衡的化学平衡v正正== v逆逆,反,反应混合物中应混合物中各组分的含各组分的含量恒定量恒定条件改变条件改变反应速率改变,反应速率改变,且变化量不同且变化量不同非平衡状态非平衡状态平衡被破坏平衡被破坏 v正正≠ v逆逆,反,反应混合物中应混合物中各组分的含各组分的含量不断变化量不断变化一定时间后一定时间后新条件下的新条件下的新化学平衡新化学平衡v’正正== v’逆逆,,反应混合物反应混合物中各组分的中各组分的含量恒定含量恒定平衡状态平衡状态Ⅰ平衡状态平衡状态Ⅱ化学平衡的移动化学平衡的移动148一、化学平衡的移动一、化学平衡的移动总结:化学平衡的研究对象是总结:化学平衡的研究对象是——————,化,化学平衡是有条件限制的学平衡是有条件限制的————平衡,只有在平衡,只有在————————时才能保持平衡,当外界条件时才能保持平衡,当外界条件(浓度、温度、压强)改变时,化学平衡会(浓度、温度、压强)改变时,化学平衡会被被————,反应混合物里各组分的含量不断,反应混合物里各组分的含量不断—— — ——,由于条件变化对正逆反应速率的,由于条件变化对正逆反应速率的影响不同,致使影响不同,致使v正正—— v逆逆,然后在新条件下,然后在新条件下建立建立— ———可逆反应可逆反应动态动态条件一定条件一定破坏破坏发生变化发生变化新的平衡新的平衡≠1491、化学平衡移动的定义:、化学平衡移动的定义:化学上把这种化学上把这种可逆反应中旧化学平衡的破可逆反应中旧化学平衡的破坏坏、、新化学平衡建立的过程新化学平衡建立的过程叫做化学平衡叫做化学平衡的移动的移动2、化学平衡的移动方向的速率判断:、化学平衡的移动方向的速率判断:⑴⑴若外界条件变化引起若外界条件变化引起v正正>> v逆逆::平衡向正反应方向移动平衡向正反应方向移动⑵⑵若外界条件变化引起若外界条件变化引起v正正<< v逆逆::平衡向逆反应方向移动平衡向逆反应方向移动⑶⑶若外界条件变化引起若外界条件变化引起v正正== v逆逆::旧平衡未被破坏,平衡不移动旧平衡未被破坏,平衡不移动150二、影响化学平衡的条件二、影响化学平衡的条件1、浓度对化学平衡的影响、浓度对化学平衡的影响【【实验实验2--5】】 【【实验实验2--6】】结论:结论:增大任何一种反应物浓度使化学平衡增大任何一种反应物浓度使化学平衡向向———反应方向移动反应方向移动正正151移动方向移动方向速率变化速率变化减小反应物减小反应物浓度浓度减小生成物减小生成物浓度浓度增大生成物增大生成物浓度浓度增大反应物增大反应物浓度浓度平衡移动平衡移动原因原因浓度变浓度变化对反化对反应速率应速率的影响的影响v正正首先增大首先增大v逆逆随后增大随后增大且且v’正正>> v’逆逆正反应方向正反应方向v逆逆首先增大首先增大v正正随后增大随后增大且且v’逆逆>> v’正正逆反应方向逆反应方向 v逆逆首先减小首先减小 v正正随后减小随后减小且且v’正正>> v’逆逆正反应方向正反应方向v正正首先减小首先减小v逆逆随后减小随后减小且且v’逆逆>> v’正正逆反应方向逆反应方向152结论:结论:当其他条件不变时,增大反应物浓当其他条件不变时,增大反应物浓度或减小生成物浓度,化学平衡向度或减小生成物浓度,化学平衡向————反应方向移动;增大生成物浓度或减小反反应方向移动;增大生成物浓度或减小反应物浓度,化学平衡向应物浓度,化学平衡向————反应方向移反应方向移动。
动正正逆逆153思考:某温度下,反应思考:某温度下,反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)达到平衡后,增加或移去一部达到平衡后,增加或移去一部分碳固体,化学平衡移动吗?为什么?分碳固体,化学平衡移动吗?为什么?结论:平衡不移动,因为固体或纯液体的结论:平衡不移动,因为固体或纯液体的浓度是常数,其用量的改变不会影响浓度是常数,其用量的改变不会影响v正正和和 v逆逆,化学平衡不移动,化学平衡不移动强调:强调:气体或溶液浓度的改变会引起反应速气体或溶液浓度的改变会引起反应速率的变化,纯固体或纯液体率的变化,纯固体或纯液体用量用量的变化的变化不会不会引起反应速率改变,化学平衡引起反应速率改变,化学平衡不移动不移动1542、压强对化学平衡的影响、压强对化学平衡的影响讨论:压强的变化对化学反应速率如何影响?讨论:压强的变化对化学反应速率如何影响?v正正和和 v逆逆怎样变化?怎样变化?结论:结论:压强增大,压强增大, v正正和和 v逆逆同时同时增大,压强增大,压强减小,减小,v正正和和 v逆逆同时减小同时减小问题:压强的变化如何改变不同反应的问题:压强的变化如何改变不同反应的 v正正和和 v逆逆的倍数的倍数??155N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)反应中,压强变化反应中,压强变化和和NH3含量的关系含量的关系压强(压强(MPa)15103060100NH3 %2.09.216.435.553.669.4结论:结论:压强增大,压强增大, NH3%增大,平衡向%增大,平衡向正反应方向移动。
正反应方向移动增大压强,平衡向气体体积缩小方向移动增大压强,平衡向气体体积缩小方向移动减小压强,平衡向气体体积增大方向移动减小压强,平衡向气体体积增大方向移动156思考:思考:对于等体积的气体反应,压强改变对于等体积的气体反应,压强改变将怎样影响化学平衡?将怎样影响化学平衡?结论:结论:由于压强变化同时、同步、等倍数由于压强变化同时、同步、等倍数影响正、逆反应速率,影响正、逆反应速率,v’正正= v’逆逆,化学平,化学平衡不移动,但反应速率改变衡不移动,但反应速率改变例、在反应例、在反应I2(g)+H2 (g) 2HI (g)中增大压强中增大压强vtv’正正= v’逆逆v正正= v逆逆157讨论:讨论:压强的变化不会影响固体或气体物质压强的变化不会影响固体或气体物质的反应速率,压强的变化会使固态或液态反的反应速率,压强的变化会使固态或液态反应的化学平衡移动吗?应的化学平衡移动吗?结论:结论:无气体参加的反应无气体参加的反应,,压强的改变压强的改变,,不不能使化学平衡移动能使化学平衡移动158强调:压强变化若没有浓度的变化,化学反强调:压强变化若没有浓度的变化,化学反应速率应速率——————,化学平衡,化学平衡——————。
不变不变不移动不移动讨论:在讨论:在N2(g)+3H2 (g) 2NH3 (g)密闭反密闭反应体系中,充入应体系中,充入He气体:气体:⑴⑴容积不变时,反应物质浓度容积不变时,反应物质浓度—————,反,反应速率应速率————,化学平衡,化学平衡——————;;⑵⑵气体压强不变时,容器的体积气体压强不变时,容器的体积________,各,各气体的浓度气体的浓度_____,, 反应速率反应速率—————,化,化学平衡向学平衡向—————— 方向移动方向移动不变不变不变不变不移动不移动减小减小增大增大逆反应逆反应减小减小1593、温度对化学平衡的影响、温度对化学平衡的影响讨论:讨论:温度的变化对化学反应速率如何影响?温度的变化对化学反应速率如何影响?v正正和和 v逆逆怎样变化?怎样变化?结论:结论:温度升高,温度升高, v正正和和 v逆逆同时同时增大;温度增大;温度降低,降低,v正正和和 v逆逆同时减小同时减小问题:温度的变化如何改变不同反应的问题:温度的变化如何改变不同反应的v正正和和 v逆逆的倍数的倍数??【【实验实验2-7】】2NO2 N2O4 △△H<<0160实验现象:温度升高,混合气体颜色加深,实验现象:温度升高,混合气体颜色加深,——————————,平衡向,平衡向—————— 方向移方向移动;温度降低,混合气体颜色变浅,动;温度降低,混合气体颜色变浅,————————————,平衡向,平衡向—————— 方向方向移动移动NO2浓度增大浓度增大逆反应逆反应NO2浓度减小浓度减小正反应正反应结论:结论:升高温度化学平衡向升高温度化学平衡向—————————移动,移动,吸热反应方向吸热反应方向降低温度化学平衡向降低温度化学平衡向—————————移动,移动,放热反应方向放热反应方向1614、化学平衡移动原理、化学平衡移动原理——勒夏特列原理勒夏特列原理原理:原理:如果改变影响平衡的一个条件(浓如果改变影响平衡的一个条件(浓度、温度、压强等),化学平衡就向度、温度、压强等),化学平衡就向减弱减弱这种改变的方向移动。
这种改变的方向移动①①此原理只适用于此原理只适用于已达平衡已达平衡的体系的体系②②平衡移动方向与条件改变方向相反平衡移动方向与条件改变方向相反ps::③③移动的结果移动的结果只能是减弱外界条件的该只能是减弱外界条件的该变量,但不能抵消变量,但不能抵消162讨论:反应讨论:反应N2(g)+3H2 (g) 2NH3 (g) △△H<<0 ,达到化学平,达到化学平衡,改变下列条件,根据反应体系中的变化填空:衡,改变下列条件,根据反应体系中的变化填空:①①若若N2的平衡浓度为的平衡浓度为a mol/L,其他条件不变时,充入,其他条件不变时,充入N2使其浓度增大到使其浓度增大到b mol/L后平衡向后平衡向——————方向移动,达方向移动,达到新平衡后,到新平衡后, N2的浓度为的浓度为c mol/L,则,则a、、b、、c的大小为的大小为———————;;②②若平衡体系的压强为若平衡体系的压强为P1 ,之后缩小反应体系体积使压,之后缩小反应体系体积使压强增大到强增大到P2 ,此时平衡向,此时平衡向——————方向移动,达到新平方向移动,达到新平衡后衡后 体系的压强为体系的压强为P3 ,则,则P1 、、 P2、、 P3 的大小为的大小为——————————;;③③若平衡体系的温度为若平衡体系的温度为T1 ,之后将温度升高到,之后将温度升高到 T2 ,此,此时平衡向时平衡向——————方向移动,达到新平衡后方向移动,达到新平衡后 体系的温度体系的温度为为T3 ,则,则T1 、、 T2、、 T3 的大小为的大小为——————————。
正反应正反应 a<< c << b正反应正反应P1 << P3<< P2逆反应逆反应T1 << T3<< T21635、催化剂对化学平衡的影响、催化剂对化学平衡的影响讨论:催化剂怎样改变讨论:催化剂怎样改变v正正和和 v逆逆??小结:小结:同步、等倍数改变同步、等倍数改变v正正和和 v逆逆结论:结论:催化剂不能使化学平衡发生移动;不催化剂不能使化学平衡发生移动;不能改变反应混合物的百分含量;但可以改变能改变反应混合物的百分含量;但可以改变达到平衡的时间达到平衡的时间vtv’正正= v’逆逆v正正= v逆逆 含量含量 tt1t21641.已建立化学平衡的某可逆反应,当改变条件已建立化学平衡的某可逆反应,当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时,下列有关使化学平衡向正反应方向移动时,下列有关叙述正确的是叙述正确的是①① 生成物的百分含量一定增加生成物的百分含量一定增加②② 生成物的产量生成物的产量一定增加一定增加③③ 反应物的转化率一定增大反应物的转化率一定增大④④ 反应反应物浓度一定降低物浓度一定降低⑤⑤ 正反应速率一定大于逆反正反应速率一定大于逆反应速率应速率⑥⑥ 使用了合适的催化剂使用了合适的催化剂 A、、 ①① ②② B、、②② ⑤⑤ C、、 ③③ ⑤⑤ D、、 ④④ ⑥⑥B1652.恒温下恒温下, 反应反应aX(g) bY(g) +cZ(g)达到平衡达到平衡后后, 把容器体积压缩到原来的一半且达到新把容器体积压缩到原来的一半且达到新平衡时平衡时, X的物质的量浓度由的物质的量浓度由0.1mol/L增大增大到到0.19mol/L, 下列判断正确的是下列判断正确的是: A. a>>b+c B. a<<b+c C. a==b+c D. a==b=c A1663、容积固定的密闭容器中存在已达平衡的、容积固定的密闭容器中存在已达平衡的可逆反应可逆反应2A((g)) 2B+C(△△H>0),若,若随着温度升高,气体平均相对分子质量减小,随着温度升高,气体平均相对分子质量减小,则下列判断正确的是(则下列判断正确的是( ))A、、B和和C可能都是液体可能都是液体B、、B和和C肯定都是气体肯定都是气体C、、B和和C可能都是固体可能都是固体D、若、若C为固体,则为固体,则B一定是气体一定是气体D167第二章 化学反应速率和化学平衡莒南三中莒南三中 高二化学备课组高二化学备课组第三节 化学平衡(第三课时)168三、化学平衡常数三、化学平衡常数化学平衡常数:化学平衡常数: 是指是指在一定温度下在一定温度下,可逆可逆反应反应无论从正反应开始无论从正反应开始,还是从逆反应开始还是从逆反应开始,也无论反应物起始浓度的大小也无论反应物起始浓度的大小,最后都能最后都能达达到平衡到平衡,这时各种生成物浓度的系数次方的这时各种生成物浓度的系数次方的乘积除以各反应物浓度的系数乘积除以各反应物浓度的系数 次方的乘积次方的乘积所得的比值。
它是个常数,用所得的比值它是个常数,用K表示表示,例如:,例如:mA + nB pC + qDK=[C((C))] p×[C((D))] q[C((A))] m×[C((B))] n169化学平衡常数同阿伏加德罗常数以及物理中化学平衡常数同阿伏加德罗常数以及物理中的万有引力常数一样都是一个常数,的万有引力常数一样都是一个常数,只要温只要温度不变,对于一个具体的可逆反应就对应一度不变,对于一个具体的可逆反应就对应一个具体的常数值个具体的常数值1.使用化学平衡常数应注意的问题:使用化学平衡常数应注意的问题: ((1))化学平衡常数只与温度有关,与反应物或化学平衡常数只与温度有关,与反应物或生成物的浓度无关生成物的浓度无关 ((2)反应物或生成物中有)反应物或生成物中有固体和纯液体固体和纯液体存在时,存在时,由于其浓度可看做常数由于其浓度可看做常数“1”而而不代入公式不代入公式 ((3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数若反应方向改变,则平衡常数改变若方程式若反应方向改变,则平衡常数改变若方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小,尽管是同一个反应,中各物质的系数等倍扩大或缩小,尽管是同一个反应,平衡常数也会改变。
平衡常数也会改变1702.化学平衡常数的应用化学平衡常数的应用 ((1)化学平衡常数值的大小是可逆反应进)化学平衡常数值的大小是可逆反应进行程度的标志它能够表示出可逆反应进行行程度的标志它能够表示出可逆反应进行的完全程度的完全程度一个反应的一个反应的K值越大,说明平值越大,说明平衡时生成物的浓度越大,反应物的浓度越小,衡时生成物的浓度越大,反应物的浓度越小,反应物转化率也越大反应物转化率也越大可以说,可以说,化学平衡常化学平衡常数是一定温度下一个反应本身固有的内在性数是一定温度下一个反应本身固有的内在性质的定量体现质的定量体现 171((2)可以利用平衡常数的值做标准,判断正)可以利用平衡常数的值做标准,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如:对于可逆反应方进行建立平衡如:对于可逆反应mA(g) + nB(g) pC(g) +qD(g) ,在一,在一定温度的任意时刻,反应物与生成物的浓度定温度的任意时刻,反应物与生成物的浓度如下关系:如下关系:Qc =[C((C))] p×[C((D))] q[C((A))] m×[C((B))] nQc ,叫做该反应的溶液商。
叫做该反应的溶液商Qc 〈〈 K,反应向正反应方向进行,反应向正反应方向进行Qc = K,反应处于平衡状态,反应处于平衡状态Qc > K,反应向逆方向进行,反应向逆方向进行1723.利用利用K可判断反应的热效应可判断反应的热效应若升高温度,若升高温度,K值增大,则正反应为吸热反应;值增大,则正反应为吸热反应;若升高温度,若升高温度,K值减小,则正反应为放热反应值减小,则正反应为放热反应173四、有关化学平衡的计算:四、有关化学平衡的计算: 起始量、变化量、平衡量的计算关系起始量、变化量、平衡量的计算关系在反应在反应aA(g)+bB (g) cC (g)+ dD (g)中,计算关系为:中,计算关系为:aA(g)+ bB (g) cC (g)+ dD (g)起起变变平平n1n200 ax bxcxdxn1-ax n2-bxcxdx单位单位统一统一已知条件已知条件计量系数之比计量系数之比加、减计算加、减计算⑴⑴、物质浓度的变化关系:、物质浓度的变化关系:①①、反应物:平衡浓度=、反应物:平衡浓度= ————————————————起始浓度-变化浓度起始浓度-变化浓度②②、生成物:平衡浓度=、生成物:平衡浓度= ————————————————起始浓度+变化浓度起始浓度+变化浓度③③、各物质的变化浓度之比=、各物质的变化浓度之比= ————————————————反应式计量系数之比反应式计量系数之比⑵⑵、反应物的转化率:、反应物的转化率:反应物转化为生成物的百分率反应物转化为生成物的百分率174例例1、将、将6mol A气体和气体和5mol B气体混合放入气体混合放入4L密闭容器中,发生密闭容器中,发生下列反应:下列反应:3A (g) + B (g) 2C (g) + xD (g) ,经过,经过5min达到化达到化学平衡,此时生成学平衡,此时生成C为为2mol,测得,测得D的反应速率为的反应速率为0.1mol/L·min,,计算:计算:①①、、x的值;的值;②②、平衡时、平衡时B的转化率;的转化率;③③、、A的平衡浓度的平衡浓度。
3A (g) + B (g) 2C (g) + xD (g)解:解:∵∵起起变变平平mol650020.1×5×4133422①、、 ∵ ∵2 : x == 2 : (0.1×5×4)∴∴ x == 2 175例例2、加热、加热N2O5时,发生下列两个分解反应:时,发生下列两个分解反应: N2O5 N2O3++O2 ,, N2O3 N2O++O2;在;在1L密闭容器中加密闭容器中加热热4mol N2O5达到化学平衡时达到化学平衡时O2的浓度为的浓度为4.50 mol/L,, N2O3的浓的浓度为度为1.62 mol/L,求其他各物质的平衡浓度求其他各物质的平衡浓度解析:这是一个连续平衡的计算,计算思路为:第一个反应的解析:这是一个连续平衡的计算,计算思路为:第一个反应的平衡量作为第二个反应的起始量平衡量作为第二个反应的起始量∴∴解:解:∵∵ N2O5 N2O3++O2N2O3 N2O++O2起起变变平平mol400 x x x4- x x x x 0 xyyy x - yy x +y x – y = 1.62 x +y = 4.50解得:解得: x = 3.06 mol y = 1.44 mol 故:故:C N2O5 = (4 – 3.06) mol / 1L=0.94 mol/L C N2O = 1.44 mol / 1L=1.44 mol/L 176例例3、在密闭容器中,用等物质的量的、在密闭容器中,用等物质的量的A和和B发生下列反应:发生下列反应: A (g) + 2B (g) 2C (g) 反应达到平衡时,若混合气体中反应达到平衡时,若混合气体中A 和和B的物质的量之和与的物质的量之和与C的物质的量相等,求的物质的量相等,求B的转化率的转化率解:解:∵∵A (g) + 2B (g) 2C (g)起起变变平平 n n0 x 2x 2x n - x n - 2x 2x由题意可知:由题意可知: n - x + n - 2x = 2 x x = 0.4n解题的一般步骤:解题的一般步骤: 列出三栏数据列出三栏数据根据题意列方程根据题意列方程求解求解气体反应计算时经常使用的推论:气体反应计算时经常使用的推论:177莒南三中莒南三中 高二化学备课组高二化学备课组平衡移动与反应物的转化率间的关系平衡移动与反应物的转化率间的关系178思考:化学平衡是暂时的,一旦外界条件改变,原有的固定的各种数量关系皆会因平衡的移动而发生改变,平衡移动时反应物的转化率如何变化 ?这要根据具体反应及引起平衡移动等具体原因而定,不可一概而论。
179一、由于压强改变而引起平衡正向移动时,反应物的转化一、由于压强改变而引起平衡正向移动时,反应物的转化率必定增大反之,平衡逆向移动时,反应物的转化率必定增大反之,平衡逆向移动时,反应物的转化率必定减小率必定减小PS:1、这里的压强改变方式指容积的变化若为加压,平衡正向移动,则正反应是一气体体积缩小的反应;若为减压,平衡正向移动,则正反应是一气体体积增大的反应2、若TV不变条件下,向平衡体系中加入惰性气体,这时体系的总压增大,但平衡不移动,反应物转化率不变因加入无关气体后,由于体积不变,所以平衡体系中有关物质的浓度没有变,因而不影响原平衡平衡移动与反应物的转化率间的关系平衡移动与反应物的转化率间的关系180AD解析:由于体积减小一半,则体系压强为原来的两倍,若平衡不移动,则A、B、C、的的浓度应为原来的两倍,今B和C的浓度均是原来的2.2倍,故平衡应正向移动而加压平衡向气体体积减小方向移动,所以m>2n故答案为A、D例1:在一密闭容器中,反应mA(g) nB(g)+nC(g)达平衡后,保持温度不变,将容器容积压缩到原来的一半,当达到新的平衡时,B和C的浓度均是原来的2.2倍,则错误的为: ( )A.平衡向逆反应方向移动了 B.物质A的转化率增加了C.物质C的质量分数增加了 D. m<2n181练习练习::恒温下恒温下, 反应反应aX(g) bY(g) +cZ(g)达达到平衡后到平衡后, 把容器体积压缩到原来的一半且把容器体积压缩到原来的一半且达到新平衡时达到新平衡时, X的物质的量浓度由的物质的量浓度由0.1mol/L增大到增大到0.19mol/L, 下列判断正确下列判断正确的是的是: (( ))A. a>>b+c B. a<<b+c C. a==b+c D. a==b=c A182二:由于温度改变而引起平衡正向移动时,反应物的转化由于温度改变而引起平衡正向移动时,反应物的转化率必定增大。
反之,平衡逆向移动时,反应物的转化率必定增大反之,平衡逆向移动时,反应物的转化率必定减小率必定减小PS:当温度升高,平衡正向移动,则正反应是一吸热的反应;若为降温,平衡正向移动,则正反应是一放热的反应;无论哪种情况,由于反应物的初始量未变,将会有更多的反应物转化为生成物183例2:(99上海)可逆反应:3A(g)3B(?)+C(?)-Q,随着温度升高,气体平均相对分子质量有变小趋势,则下列判断正确的是 ( )A、 B和C可能都是固体 B 、B和C一定都是气体C、若C 为固体,则B一定是气体 D、B和C可能都是气体CD解析:此题虽然没有直接问A的转化率当温度升高,气体的相对分子质量变小,而正反应是吸热反应,所以平衡正向移动,由于没有改变A的初始量,则A的转化率必然提高气体平均相对分子质量=m/n,若B和C都是固体,则气体只有A,其相对分子质量不变;若B和C都是气体,则m不变,而n变大,气体的相对分子质量变小;若C 为固体,则B一定是气体,这时气体的n不变,而m变小,气体的相对分子质量变小,正确答案为CD184三、由于增大反应物浓度(由于增大反应物浓度(TV不变)引起平衡移动时,不变)引起平衡移动时,有以下几种情况:有以下几种情况:1、对于反应物只有一种的可逆反应(并规定起始时只有反应物): aA(g) bB(g)+cC(g)⑴、若反应前后气体分子数不变,即a=b+c,增加反应物的浓度时,平衡等效。
反应物转化率不变:如2HI(g) H2(g)+I2(g),则无论增大或减小HI的浓度,相当于对体系加压或减压,平衡不移动,HI的转化率都不改变⑵、若反应后气体分子数减少、即a>b+c,增大反应物浓度,平衡正向移动反应物转化率变大:如2NO2(g) N2O4(g),则增大NO2的浓度,相当于对体系加压,平衡向气体体积缩小的方向移动,即正向移动NO2的转化率增大185例3:在一定温度下,向容积固定不变的密闭容器中充入a mol NO2发生如下反应2NO2(g) N2O4(g),达平衡后再向容器中充入a mol NO2 ,达到新平衡后,与原来的平衡比较错误的是…………………………………………( )A、相对平均分子质量增大 B、NO2的转化率提高C、体系的颜色变深 D、NO2的质量分数增大D解析:可将第二次的平衡的建立看作是投入2 a mol NO2在两倍大的容器中同温下进行这时两个平衡等效,再将第二次的体积加压为与第一次一样,则平衡将正向移动由于气体总质量不变,而气体总物质的量减少,所以相对平均分子质量增大,所以A、B均对。
D不难判断是错的气体颜色取决于NO2的浓度,由于NO2的浓度的增大比移动后使其浓度减小的大得多,C项也对故错误的是D186例4:将装有1molNH3的密闭容器加热,部分NH3分解后达到平衡,此混合气体中NH3的体积分数为x%;若在同一容器中最初充入的是2 mol NH3,密封、加热到相同温度,反应达到平衡时,设此时混合气体中NH3的体积分数为y%则x和y的正确关系是( )A、x>y B、x<y C、x=y D、x≥y解析:可先将后一种看做是两倍体积的容器中于同温下建立平衡,此时两平衡等效,再将后者体积缩小为前者一样大,即加压,平衡向气体体积缩小方向移动,即逆向移动所以后者氨的转化率变小,故答案为A⑶、若反应后气体分子数增大,即a
如:N2+3H2 2NH3平衡时增加N2的浓度,平衡正向移动,H2的转化率增大而N2的转化率降低即:浓度增大的反应物的转化率降低、而另一反应物转化率则升高⑵、若两反应物的浓度按同比例增大,这时相当于将两个一样的平衡加压,平衡将向气体体积减小的方向移动,若m+n>p+q,则两反应物的转化率均增大,若m+n
P2 C. 2P1=P2 D.无法判断2.在两个恒容容器中有平衡体系:A(g) 2B(g)和2C(g) D(g),X1和X2分别是A和C的转化率在温度不变情况下,均增加相同的A和C的物质的量,下列判断正确的是( )A.X1降低,X2增大 B.X1、X2均降低 C.X1增大,X2降低 D.X1、X2均增大BA1893、当下列反应达到平衡时,保持温度不变,向容器中充入氩气,平衡一定不移动的是( )A. N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) B. 2HI(g) H2(g)+I2(g)C.PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g) D. 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)B4、 某温度时,一定压强下的密闭容器中发生反应:aX(g)+bY(g) cZ(g)+dW(g),达平衡后,保持温度不变压强增大至原来的2倍,当再达到平衡时,W的浓度为原平衡状态的1.8倍,下列叙述正确是( ) A. 平衡正移 B. (a+b)>(c+d) C. Z的体积分数变小 D. X的转化率变大C190第二章 化学反应速率和化学平衡莒南三中莒南三中 高二化学备课组高二化学备课组第三节 化学平衡(第四课时)191一、等效平衡一、等效平衡⑴⑴定义:定义: 化学平衡的建立与反应途径无关,可化学平衡的建立与反应途径无关,可逆反应逆反应在相同状况在相同状况下,下,不论从正反应开始不论从正反应开始还是从逆反应开始,或者正逆反应同时进还是从逆反应开始,或者正逆反应同时进行,行,只要初始时有关物质的只要初始时有关物质的量量“相当相当”,,它们即可以达到相同平衡状态,称为它们即可以达到相同平衡状态,称为“等等效平衡效平衡”。
此时,等效平衡中各物质的百此时,等效平衡中各物质的百分含量相等分含量相等192 无论平衡从哪个方向建立,在判断时都无论平衡从哪个方向建立,在判断时都可根据题给条件和反应计量系数把生成物全可根据题给条件和反应计量系数把生成物全部推算为反应物或把反应物全部推算成生成部推算为反应物或把反应物全部推算成生成物再与原平衡加入的物质的量相比较,物再与原平衡加入的物质的量相比较,若物若物质的量质的量“相当相当”,则为等效平衡,,则为等效平衡,推算式为:推算式为:某反应物的物质的量某反应物的物质的量(mol)+变成生成物而消变成生成物而消耗的该反应物的物质的量耗的该反应物的物质的量(mol)==原来该反应原来该反应物的物质的量物的物质的量(mol)⑵⑵等效平衡的解法等效平衡的解法 — 极值转换法极值转换法 193二、等效平衡的分类二、等效平衡的分类①①恒温、恒容时恒温、恒容时,只要反应物和生成物的量,只要反应物和生成物的量相当(反应物换算成生成物或生成物换算成相当(反应物换算成生成物或生成物换算成反应物后反应物后与原起始量相同与原起始量相同)则为等效平衡)则为等效平衡194例例1、在一定温度下,将、在一定温度下,将2mol N2和和6mol H2充入固定容积的密闭容器中,发生充入固定容积的密闭容器中,发生 N2(g)++3H2(g) 2NH3(g),达到化学平衡,达到化学平衡后,若保持温度不变,令后,若保持温度不变,令a、、b、、c分别为分别为N2、、H2、、NH3的物质的量,重新建立平衡,混合的物质的量,重新建立平衡,混合物中个物质的量仍和上述平衡相同,填空物中个物质的量仍和上述平衡相同,填空 ⑴⑴、若、若a=0,,b=0,则,则c=——— ⑵⑵、若、若a=1,, c =2,则,则 b =———— ⑶⑶、若、若a、、 b 、、 c取值必须满足的一般条件取值必须满足的一般条件为(用两个式子表示,一个只含为(用两个式子表示,一个只含a和和c,一个,一个只含只含b和和c ————————、、 ————————4 3a+c/2 = 2b+3c/2 = 6195例例2、在一个固定容积的密闭容器中,加入、在一个固定容积的密闭容器中,加入2molA和和1molB,发生,发生 2A(g)++B (g) 3C(g) +D(g) ,达到化学平衡时,,达到化学平衡时,C的浓度为的浓度为w mol/L。
若保持温度容积不变,改变起始若保持温度容积不变,改变起始物质的用量,达到平衡后,物质的用量,达到平衡后,C的浓度仍为的浓度仍为 w mol/L的是:的是:A.4molA+2molB B.1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC.3molC+1molD+1molB D.3molC+1molD√√196②②恒温、恒容时,恒温、恒容时,反应前后气体体积不变反应前后气体体积不变(等计量系数)的可逆反应,只要(等计量系数)的可逆反应,只要反应物反应物(或生成物)的物质的量比例与起始状态相(或生成物)的物质的量比例与起始状态相等等,则二平衡等效则二平衡等效③③恒温、恒压时,恒温、恒压时,改变起始加入量,只要改变起始加入量,只要按按化学计量数换算成平衡式左右两边同一边物化学计量数换算成平衡式左右两边同一边物质的量之比与原状态相同质的量之比与原状态相同,则二平衡等效则二平衡等效197例例3、温度压强不变时,将、温度压强不变时,将1molN2和和4molH2充入一个装有催化剂容积可变的密闭容器中,充入一个装有催化剂容积可变的密闭容器中,发生发生N2(g)++3H2(g) 2NH3(g),达到化学,达到化学平衡后生成平衡后生成a mol的的NH3,在相同温度和压强,在相同温度和压强下,保持平衡时各组分的体积分数不变,填下,保持平衡时各组分的体积分数不变,填表:表: 已知已知 编号编号起始物质的量(起始物质的量(mol))平衡时平衡时NH3的量的量 molN2H2NH3140a①①1.560②②10.5a③③ m n(n≥4m)1.5a00.52(n-4m)(n-3m)a1981.在一定温度下,把在一定温度下,把1 mol CO和和2 mol H2O通入一个密闭容器中,发生如下反应:通入一个密闭容器中,发生如下反应:CO(g)+H2O (g) CO2(g)+H2(g),一,一定时间后达到平衡,此时,定时间后达到平衡,此时,CO的含量为的含量为p%,若维持温度不变,改变起始加入物,若维持温度不变,改变起始加入物质的物质的量,平衡时质的物质的量,平衡时CO的含量仍为的含量仍为p%的是( )的是( )A.1molCO22 、、2molH22 B. 0.2molCO22 、、0.2molH22 、、 0.8molCO 、、 1.8molH2OC.1molCO22、、1molH2OD.1molCO22 、、1molH22 、、1molH2OBD1992. ((98全国)体积相同的甲、乙两个容器全国)体积相同的甲、乙两个容器中,分别都充有等物质的量的中,分别都充有等物质的量的SO2和和O2,,在相同温度下发生反应:在相同温度下发生反应:2SO2+O2 2SO3,并达到平衡。
在这过程中,甲容,并达到平衡在这过程中,甲容器保持体积不变,乙容器保持压强不变,器保持体积不变,乙容器保持压强不变,若甲容器中若甲容器中SO2的转化率为的转化率为p%,则乙容,则乙容器中器中SO2的转化率的转化率( )A、等于、等于p% B、大于、大于p% C、小于、小于p% D、无法判断、无法判断B2003.某温度下,在一容积可变的容器中,反某温度下,在一容积可变的容器中,反应应2A(g)++B(g) 2C(g)达到平衡时,达到平衡时,A、、B和和C的物质的量分别为的物质的量分别为4mol、、2mol和和4mol保持温度和压强不变,对平衡混合保持温度和压强不变,对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整,可使平物中三者的物质的量做如下调整,可使平衡右移的是衡右移的是( )A.均减半.均减半 B.均加倍.均加倍 C.均增加.均增加1mol D.均减少.均减少1molC2014.将将2mol SO2气体和气体和2mol SO3气体混合于气体混合于固定体积的密闭容器中,在一定条件下发固定体积的密闭容器中,在一定条件下发生反应生反应: 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)。
达到平衡时达到平衡时SO3为为n mol在相同温度下,在相同温度下,分别按下列配比在相同密闭容器中放入起分别按下列配比在相同密闭容器中放入起始物质,平衡时始物质,平衡时SO3等于等于n mol的是的是( )A.1.6molSO2+0.3molO2+0.4molSO3 B.4molSO2+1molO2C.2molSO2+1molO2+2molSO3 D.3molSO2+1molO2+1molSO3B202第三章 水溶液中的离子平衡莒南三中莒南三中 高二化学备课组高二化学备课组第一节 弱电解质的电离203一、电解质与非电解质一、电解质与非电解质1、电解质:、电解质:2、非电解质:、非电解质:在水溶液中在水溶液中或或熔融状态时能够导熔融状态时能够导电的电的化合物化合物包括酸、碱、盐、水、大多数金属氧化(包括酸、碱、盐、水、大多数金属氧化物)物)如:如:NaClNaCl、、HClHCl、、CHCH3 3COOH COOH 、、MgOMgO在水溶液中在水溶液中和和熔融状态时都不能导熔融状态时都不能导电的电的化合物化合物包括多数有机物、某些非金属氧化物包括多数有机物、某些非金属氧化物))如:如: CH3CH2OH、、CO2 、、SO2204二、强电解质与弱电解质二、强电解质与弱电解质1、强电解质:、强电解质:2、弱电解质:、弱电解质:能能完全电离完全电离的电解质。
的电解质如强酸、强碱和大多数盐如强酸、强碱和大多数盐HCl == H+ + Cl-Na2SO4 ==2 Na+ + SO42-能能部分电离部分电离的电解质的电解质如弱酸、弱碱、水如弱酸、弱碱、水CH3 3COOH CH3 3COO- +H+ 2051.下列电解质中下列电解质中,, ①① NaCl、、 ②② NaOH,, ③③ NH3·H2O、、 ④④ CH3COOH,, ⑤⑤ BaSO4 、、 ⑥⑥ AgCl 、、 ⑦⑦ Na2O 、、 ⑧⑧ K2O,, ⑨⑨ H2O哪些是强电解质哪些是强电解质,,那些是弱电解质那些是弱电解质?强电解质强电解质: ①① ②② ⑤⑤ ⑥⑥ ⑦⑦ ⑧⑧弱电解质弱电解质:③③ ④④ ⑨⑨习题习题1206k 现有如下各化合物:①酒精,②氯化铵,③氢氧化钡,④氨水,⑤蔗糖,⑥高氯酸,⑦氢硫酸,⑧硫酸氢钾,⑨磷酸,⑩硫酸请用物质的序号填写下列空白Ⅰ、属于电解质的有___________________;Ⅱ、属于强电解质的有_________________;Ⅲ、属于弱电解质的有_________________。
习题习题2②③⑥⑦⑧⑨⑩②③⑥⑧⑩⑦⑨2072. 下列说法是否正确?为什么?下列说法是否正确?为什么?((1)强电解质溶液的导电能力一定强于弱电解质)强电解质溶液的导电能力一定强于弱电解质溶液的导电能力溶液的导电能力2)虽然氯气溶于水后,溶液可以导电,但氯气)虽然氯气溶于水后,溶液可以导电,但氯气不是电解质,而是非电解质不是电解质,而是非电解质 不正确导电能力和溶液中离子浓度有关,而强弱不正确导电能力和溶液中离子浓度有关,而强弱不正确导电能力和溶液中离子浓度有关,而强弱不正确导电能力和溶液中离子浓度有关,而强弱电解质是指电离能力的电解质是指电离能力的电解质是指电离能力的电解质是指电离能力的不正确氯气是单质,不是非电解质氯气是单质,不是非电解质氯气是单质,不是非电解质氯气是单质,不是非电解质习题习题3208209习题习题4C习题习题5D210习题习题6习题习题7习题习题8混合物混合物2000年年上海上海 7211三、电解质的电离方程式三、电解质的电离方程式1、强电解质完全电离,符号选用“=”2、弱电解质部分电离,符号选用“ ”212①①② ② 多元弱碱分步电离,但用一步电离表示。
多元弱碱分步电离,但用一步电离表示③ ③ 两性氢氧化物双向电离两性氢氧化物双向电离Fe(OH)3 Fe3++3OH-H++AlO2-+H2O Al(OH)3+Al3++3OH-213④ ④ 酸式盐的电离酸式盐的电离a a 强酸的酸式盐完全电离强酸的酸式盐完全电离b b 弱酸的酸式盐第一步完全电离弱酸的酸式盐第一步完全电离214习题习题9写出下列各物质的电离方程式215 习题习题10216四、弱电解质的电离平衡四、弱电解质的电离平衡217P41思考与交流思考与交流分析一元弱酸(设化学式为HA)、一元弱碱(设化学式为BOH)的电离平衡过程,并完成下列问题:1、写出弱酸、弱碱的电离方程式;2、填写下表的空白C(H+ )C(A-)C(HA)HA初溶于水时达到电离平衡前达到电离平衡时C(B+)C(OH- )C(BOH)等体积等浓度的B+、OH-溶液相混合时达到电离平衡前不变不变不变最小最小最大变大变大变小不变不变不变最大最大最小变小变小变大达到平衡时218吸:吸: 弱电解质的电离过程是吸热的219①① 温度:由于弱电解质的电离是吸热的,因此升高温度,电温度:由于弱电解质的电离是吸热的,因此升高温度,电离平衡将向电离方向移动,弱电解质的电离程度将增大。
离平衡将向电离方向移动,弱电解质的电离程度将增大②②浓浓度度::增增大大电电解解质质分分子子的的浓浓度度或或减减少少相相应应离离子子的的浓浓度度,,都都会会使使弱弱电电解解质质分分子子向向电电离离为为离离子子的的方方向向移移动动加加水水稀稀释释弱弱电电解解质溶液,电离平衡向右移动,电离程度增大质溶液,电离平衡向右移动,电离程度增大五、影响电离平衡的因素五、影响电离平衡的因素(1)(1)内因:电解质本性通常电解质越弱,电离程度越小内因:电解质本性通常电解质越弱,电离程度越小2)(2)外因:溶液的浓度、温度等外因:溶液的浓度、温度等③③同离子效应同离子效应 在在弱弱电电解解质质溶溶液液中中加加入入同同弱弱电电解解质质具具有有相相同同离离子的强电解质时,电离平衡向逆反应方向移动子的强电解质时,电离平衡向逆反应方向移动④④化学反应化学反应 在在弱弱电电解解质质溶溶液液中中加加入入能能与与弱弱电电解解质质电电离离产产生生的某种离子反应的物质时,可使平衡向电离的方向移动的某种离子反应的物质时,可使平衡向电离的方向移动。
220向左向左向右向右向左向左221222 把把Ca(OH)2放入蒸馏水中,一定时间后达到如下平衡放入蒸馏水中,一定时间后达到如下平衡:Ca(OH)2(s) Ca2+ + 2OH-加入以下溶液,可使加入以下溶液,可使Ca(OH)2减少的是(减少的是( ))A、、Na2S溶液溶液 B、、AlCl3溶液溶液 C 、、NaOH溶液溶液 D、、CaCl2溶液溶液1996年全国,年全国,13223练习:在甲酸的下列性质中,可以证明它是弱电解质的是( )A、1mol/L甲酸溶液中c(H+)约为1×10-2mol/LB、甲酸能与水以任意比互溶C、10mL 1mol/L甲酸恰好跟10 mL 1mol/L NaIOH溶液完全反应D、在相同条件下,甲酸的导电性比强酸溶液的导电性弱AD224六、电离度和电离常数六、电离度和电离常数科学视野1、电离度(1)定义:达到电离平衡时,已电离的弱电解质浓度与弱电解质的初始浓度的比2)表示:α= ×100% 已电离的弱电解质浓度弱电解质的初始浓度(3)影响因素:温度和浓度。
温度越高,电离度增大,一般而言,弱电解质的浓度越大,电离度越小,浓度越小,电离度越大4)意义:反映弱电解质的电离程度,比较同温度、同浓度时弱电解质的相对强弱225六、电离度和电离常数六、电离度和电离常数((1)、定义:在一定条件下,弱电解质的电离达到平衡时,溶液)、定义:在一定条件下,弱电解质的电离达到平衡时,溶液中电离出来的各种离子浓度的乘积跟溶液中未电离的分子浓度之中电离出来的各种离子浓度的乘积跟溶液中未电离的分子浓度之比值是个常数,这个常数称为电离平衡常数,简称电离常数比值是个常数,这个常数称为电离平衡常数,简称电离常数2)、表达式:)、表达式:CCCCCC2、电离常数226 ⅠⅠ、弱电解质的电离常数表达式中的、弱电解质的电离常数表达式中的c(A 十十)、)、 c(B-)) 和和c(AB)) 均为均为达到电离平衡后各粒子在溶液中的达到电离平衡后各粒子在溶液中的浓度值浓度值Ⅱ、当温度一定时,温度一定时,其电离常数是定值其电离常数是定值Ⅲ、电离常数的大小反映强弱电解质的电离程度电离常数的大小反映强弱电解质的电离程度K值值越大,弱电解质越易电离,其对应的弱酸(弱碱)越强。
越大,弱电解质越易电离,其对应的弱酸(弱碱)越强ⅣⅣ、多元弱酸是分步电离的,一级电离常数程度最大,、多元弱酸是分步电离的,一级电离常数程度最大,一般有一般有K1 》》K2 》》K32272283、电离常数的意义:、电离常数的意义:判断弱酸、弱碱的相对强弱判断弱酸、弱碱的相对强弱 229电离平衡的移动实例(稀溶液)改变条件平衡移动方向n(H+)c(H+)c(CH3 3COO-)c(CH3 3COOH)电离度(α)导电能力Ka加水稀释加入少量冰醋酸加HCl(g)加NaOH(s)加入( CH3 3COONa)加入镁粉升高温度CH3 3COOH CH3 3COO- +H+ ;;△△>0减小增大增大增大增大向右增强增大减小增大减小减小增大向右减弱不变减小增大增大增大增大向右增强不变减小减小增大增大增大向左增强不变减小减小减小增大增大向右增强不变减小减小增大增大减小向左增强不变向右增大减小减小减小增大增强不变230已知0.1mol/L的醋酸溶液中在电离平衡:CH3 3COOH CH3 3COO- +H+,,要使溶液中要使溶液中c(H+)/c(CH3COOH)值增大,值增大,可以采取的措施是(可以采取的措施是( )) A、加入少量烧碱溶液、加入少量烧碱溶液 B、升高温度、升高温度 C、加少量冰醋酸、加少量冰醋酸 D、加水、加水2007年上海高考题年上海高考题BD231第三章 水溶液中的离子平衡莒南三中莒南三中 高二化学备课组高二化学备课组第二节 水的电离和溶液的酸碱性232复习巩复习巩固固1 1、溶液导电性强弱是由、溶液导电性强弱是由 ________________________________________________决定的。
决定的溶液中自由移动离子浓度溶液中自由移动离子浓度2 2、水是不是电解质?、水是不是电解质? 思考与交流思考与交流 研究电解质溶液时往往涉及溶液的酸碱性,而酸碱性与水的电离有密切的关系那么水是如何电离的呢? 水是极弱的电解质水是极弱的电解质?? 233(正反应吸热)(正反应吸热)H H2 2O HO H+ + + OH + OH- - 一、水的电离一、水的电离1 1、水的电离、水的电离实验测定:实验测定:25℃ C(H25℃ C(H+)+)=C(OH=C(OH- -)=1×10)=1×10-7-7mol/L mol/L 100℃ C(H 100℃ C(H+ +) = C(OH) = C(OH- -) = 1×10) = 1×10-6-6mol/Lmol/L思考:思考: 既然一定温度下纯水中既然一定温度下纯水中C(HC(H+ +) )和和C(OHC(OH- -) )浓度浓度是定值,那么乘积呢?是定值,那么乘积呢? 234Kw =CKw =C((H H+ +))·C C((OHOH- -))说明:说明:1.1.常温(常温(25℃ 25℃ ))Kw = 1× 10Kw = 1× 10-14-14 2. 2.稀溶液稀溶液 3.3.温度升高温度升高, Kw, Kw变大变大2 2、水的离子积、水的离子积( (常数常数) )::定义:在定义:在一定温度下一定温度下,水(稀溶液)中,水(稀溶液)中H H+ +与与OHOH- -浓浓度的乘积,用度的乘积,用KwKw表示。
表示温度温度0℃0℃20℃20℃25℃25℃50℃50℃90℃90℃100℃100℃KwKw1.14×101.14×10- -15156.81×106.81×10- -15151×101×10-14-145.47×105.47×10- -14143.8×103.8×10- -13131×101×10-12-12235问题与讨论问题与讨论1 1、在水中加入强、在水中加入强酸酸(HCl)(HCl)后,水的离子积是否发生改变后,水的离子积是否发生改变??2 2、在水中加入强、在水中加入强碱碱(NaOH)(NaOH)后,水的离子积是否发生改变后,水的离子积是否发生改变??升温升温呢?呢?3 3、在酸碱溶液中,水电离出来的、在酸碱溶液中,水电离出来的C(HC(H+ +) )和和C(OHC(OH- -) )是否相等是否相等??4 4、、100℃100℃时,水的离子积为时,水的离子积为1010-12-12,求,求C(HC(H+ +) )为多少?为多少?5 5、在酸溶液中水电离出来的、在酸溶液中水电离出来的C(HC(H+ +) )和酸电离出来的和酸电离出来的C(HC(H+ +) )什么什么关系关系??236 加入酸:加入酸:增大增大减少减少平衡逆向移动平衡逆向移动但但KwKw保持不变保持不变H H2 2O HO H+ + + OH + OH- - C(HC(H+ +) )C(OHC(OH- -) )237 加入碱:加入碱:减小减小增大增大平衡逆向移动平衡逆向移动但但KwKw保持不变保持不变H H2 2O HO H+ + + OH + OH- - C(HC(H+ +) )C(OHC(OH- -) )238升高温度:升高温度: 平衡正向移平衡正向移动动 C C((H H+ +)和)和C C((OHOH- -)都增)都增大大 Kw Kw增大增大(正反应吸热)(正反应吸热)H H2 2O HO H+ + + OH + OH- - 239二、影响水的电离平衡的因素二、影响水的电离平衡的因素1 1、酸、酸2 2、碱、碱3 3、温度、温度抑制抑制水的电离,水的电离,KwKw保持不变保持不变升高温度促进水的电离,升高温度促进水的电离,KwKw增增大大 注意:注意:KwKw是一个温度函数,只随温度的升高是一个温度函数,只随温度的升高而增大而增大. .240三、溶液的酸、碱性跟三、溶液的酸、碱性跟C(HC(H+ +) )、、C(OHC(OH- -) )的关系的关系1.1.重要规律:重要规律: 在在一定温度一定温度时时, ,稀稀电解质溶液里电解质溶液里C(HC(H+ +) )与与C(OHC(OH- -) )的乘积是一个常数。
的乘积是一个常数经科学实验进一步证明经科学实验进一步证明C(C(稀稀) ≤1mol/L) ≤1mol/L例:例:25℃25℃时,时,Kw=1×10Kw=1×10-14-14 100℃100℃时,时,Kw=1×10-1Kw=1×10-12 2241三、溶液的酸、碱性跟三、溶液的酸、碱性跟C(HC(H+ +) )、、C(OHC(OH- -) )的关系的关系2.2.关系关系(25℃)(25℃)::中性中性溶液:溶液:酸性酸性溶液:溶液:碱性碱性溶液:溶液:注注 意意①①水溶液中水溶液中H H+ +与与OHOH- -始终共存始终共存②②酸性溶液:酸性溶液:C(HC(H+ +)>C(OH)>C(OH- -) ;C(H) ;C(H+ +) )越大酸性越强越大酸性越强③③碱性溶液:碱性溶液:C(HC(H+ +) 若若温温度度不不变变,,滴滴入入稀稀盐盐酸酸使使C(H+) = 5×10-6-6 mol/L,则此时溶液中的,则此时溶液中的C(OH- -) = ___________2×10- -7 mol/L8×10- -9 mol/L2515、在常温下,、在常温下,0.1mol/L的盐酸溶液中水电的盐酸溶液中水电离出的离出的C(H++ )和和C(OH--)是多少是多少?6、在常温下,、在常温下, 0.1mol/L的的NaOH溶液中水电溶液中水电离出的离出的C(H++)和和C(OH--)是多少是多少?水电离出的水电离出的C(OH-)=1×10-14/0.1=1×10-13mol/L = C(H++ )2527、在、在25 ℃,在某无色溶液中由水电离,在某无色溶液中由水电离出的出的C(OH-)= 1×10-13,,一定能大量一定能大量共存的离子组是(共存的离子组是( ))A.NH4+ K+ NO3- Cl-B.NO3- CO3 2 - K+ Na+ C.K+ Na+ Cl- SO42-D.Mg2+ Cu2+ SO42- Cl- C2538、、根据水的电离平衡根据水的电离平衡H2O H++OH- 和下列和下列条件条件的改变,填空:的改变,填空:升高升高30 ℃℃加入加入NaCl加入加入NaAc加入加入HClKw[OH-]变化变化[H+]变化变化水的电离平衡移动方向水的电离平衡移动方向改变条件改变条件← ↑ ↓ —→ ↓ ↑ —— — — —→ ↑ ↑ ↑2549、水的电离过程为、水的电离过程为H2O H+ + OH-,在不同温,在不同温度下其离子积为度下其离子积为KW25℃=1×10-14,, KW35℃ =2.1 ×10-14。 则下列叙述正确的是:则下列叙述正确的是:A、、[H+] 随着温度的升高而降低随着温度的升高而降低B、在、在35℃时,纯水中时,纯水中 [H+] >>[OH-]C、水的电离常数、水的电离常数K25 >>K35D、水的电离是一个吸热过程、水的电离是一个吸热过程D25511、、 25℃、浓度均为、浓度均为0.1mol/L的下列溶液中的下列溶液中[H+]由大到小由大到小的的排列顺序排列顺序::①①氨水氨水 ②②NaOH ③③盐酸盐酸 ④④醋酸醋酸10、判断正误:、判断正误:§任何水溶液中都存在水的电离平衡任何水溶液中都存在水的电离平衡§ 任何水溶液中(不论酸、碱或中性)任何水溶液中(不论酸、碱或中性) ,都存在,都存在Kw=10-14 § 某温度下,某液体某温度下,某液体[H+]= 10-7mol/L,则该溶液一定是纯水则该溶液一定是纯水 √×× ③③ 〉〉④④ 〉〉①① 〉〉②②256莒南三中莒南三中 高二化学备课组高二化学备课组第二节 水的电离和溶液的酸碱性溶液pH的计算257((2)水的电离是可逆的,存在电离平衡,它的逆反应)水的电离是可逆的,存在电离平衡,它的逆反应为中和反应为中和反应一、水的电离一、水的电离 结论结论((1)水是极弱的电解质,它能微弱)水是极弱的电解质,它能微弱“自身自身”电离电离生成生成H+与与OH-H2O+H2O H3O++OH-1、水的电离方程式、水的电离方程式258(2) 注意点:注意点:A、水的电离过程是吸热,升高温度,、水的电离过程是吸热,升高温度, Kw将增大将增大25℃时时,,Kw=c((H+))·c((OH-)) =1×10-14B、水的离子积不仅适用纯水,也适用于酸、碱、盐、水的离子积不仅适用纯水,也适用于酸、碱、盐的稀溶液的稀溶液Kw=c((H+))·c((OH-))2、水的离子积常数、水的离子积常数Kw(1)定义:定义:在一定温度下,水中在一定温度下,水中c((H+)和)和c((OH-)的乘)的乘积是一个常数,用积是一个常数,用Kw表示表示 ,叫做水的离子积常数。 叫做水的离子积常数259(3 )影响因素:影响因素: A、酸、碱:温度不变,在纯水中加入酸或碱,均使水、酸、碱:温度不变,在纯水中加入酸或碱,均使水的电离左移的电离左移 ,, Kw不变不变 ,α(H2O) 变小变小 B、温度、温度C、易水解的盐:、易水解的盐: 在纯水中加入能水解的盐,不管水解后显什么性,在纯水中加入能水解的盐,不管水解后显什么性,均促进水的电离,均促进水的电离,但只要温度不变,但只要温度不变, Kw不变 D、其他因素:、其他因素:如:向水中加入活泼金属如:向水中加入活泼金属260二、溶液的酸碱性与二、溶液的酸碱性与pH值值1、定义:化学上常采用、定义:化学上常采用H+的物质的量的物质的量浓度的负对数浓度的负对数来来表示溶液的酸碱性表示溶液的酸碱性3、溶液的酸碱性与、溶液的酸碱性与pH值的关系值的关系酸性溶液:酸性溶液: c((H+))>c((OH—)) pH<7中性溶液:中性溶液: c((H+))=c((OH—)) pH=7碱性溶液:碱性溶液: c((H+)) 靠拢一个单位2643、弱酸、弱碱的稀释、弱酸、弱碱的稀释例例3、、pH=3HAc加加水水稀稀释释到到原原来来10倍倍,,溶溶液液的的pH值值范范围围_________;;pH=12氨氨水水加加水水稀稀释释到到原原来来10倍倍,,溶溶液液的的pH值值范范围围___________ 结论:弱酸结论:弱酸(碱碱)每稀释每稀释10倍,倍,pH值向值向7靠拢靠拢不到不到一个单一个单位;位;2654、两种、两种pH值不同的同种强酸(碱)溶液等体积混合值不同的同种强酸(碱)溶液等体积混合例例4、、pH=10和和pH=8的两种的两种NaOH溶液等体积混合,求溶液等体积混合,求混合溶液的混合溶液的pH值例例5、、pH=4和和pH=5的两种盐酸溶液等体积混合,求混的两种盐酸溶液等体积混合,求混合溶液的合溶液的pH值值 266 结论:结论: 1、、两两种种强强酸酸溶溶液液等等体体积积混混合合,,溶溶液液的的pH值值等等于于浓浓溶液的溶液的pH加加0.3 总结论:总结论: 两两种种强强酸酸((碱碱))溶溶液液等等体体积积混混合合,,溶溶液液的的pH值值以以原原浓溶液的浓溶液的pH向向7靠拢靠拢0.3个单位。 个单位 2、两种强碱溶液、两种强碱溶液等体积等体积混合,溶液的混合,溶液的pH值等于浓值等于浓溶液的溶液的pH减减0.3267例例8、、0.1L pH=2盐盐酸酸和和0.1L pH=11的的NaOH溶溶液液相相混混合合,,求混合后溶液的求混合后溶液的pH值 例例9、、pH=2盐盐酸酸和和pH=12的的Ba(OH)2溶溶液液等等体体积积相相混混合合,,求混合后溶液的求混合后溶液的pH值5、强酸、强碱溶液的混合、强酸、强碱溶液的混合268结结论论::1、、pH1+ pH2<14的的强强酸酸强强碱碱等等体体积积混混合合后后,,pH混混= pH酸酸+0.32、、pH1+ pH2=14的强酸强碱等体积混合后,的强酸强碱等体积混合后,pH混混= 73、、pH1+ pH2>14的强酸强碱等体积混合后,的强酸强碱等体积混合后,pH混混= pH碱碱-0.3方法:方法:1、先反应、先反应2、按过量的计算,若酸过量,求、按过量的计算,若酸过量,求c((H+),再算),再算pH值 若碱过量,求若碱过量,求c((OH-),求),求c((H+),再算),再算pH值值269五、弱酸强碱或强酸弱碱混合五、弱酸强碱或强酸弱碱混合例例10、、((1))PH为为12 的的NaOH溶溶液液和和PH为为2的的醋醋酸酸溶溶液液等等体体积积相相混合,则混合液呈混合,则混合液呈_____性性((2))PH为为12 的的氨氨水水和和PH为为2 的的盐盐酸酸等等体体积积相相混混合合,,则则混合液呈混合液呈 ____性性((3))PH为为2 的的盐盐酸酸和和PH为为12 的的某某碱碱等等体体积积相相混混合合,,则则混合液混合液PH_______ ((4))PH为为12 的的NaOH溶溶液液和和PH为为2的的某某酸酸溶溶液液等等体体积积相相混合,则混合液混合,则混合液PH _____((5))盐盐酸酸的的PH值值为为X,,NaOH溶溶液液的的PH为为Y,,体体积积相相混混合,则混合液合,则混合液PH _____270己己 知知 X+Y=14,, 它它 们们 等等 体体 积积 相相 混混 合合 ,, 混混 合合 液液 的的 PH值值 。 己己 知知 X+Y<14,, 它它 们们 等等 体体 积积 相相 混混 合合 ,, 混混 合合 液液 的的 PH值值 ____________己己 知知 X+Y>14,, 它它 们们 等等 体体 积积 相相 混混 合合 ,, 混混 合合 液液 的的 PH值值 ____________5)盐酸的)盐酸的PH值为值为X,,NaOH溶液的溶液的PH为为Y,体积,体积相混合,则混合液相混合,则混合液PH _____2711、、某某酸酸溶溶液液的的PH为为2 ,,某某碱碱溶溶液液的的PH为为12 ,,两两者者等等体体积相混合后,有关积相混合后,有关PH值的变化正确的是(值的变化正确的是( )) A、大于、大于7 B、小于、小于7 C、等于、等于7 D、三种都有可能、三种都有可能2、、常常温温下下一一种种PH为为2 的的酸酸溶溶液液与与一一种种PH为为12 的的碱碱溶溶液液等等体体积积相相混混合合,,对对溶溶液液的的酸酸碱碱性性的的说说法法正正确的是(确的是( )) A、、 若是二元强酸和一元强碱,混合液为酸性若是二元强酸和一元强碱,混合液为酸性 B、、 若若是是浓浓的的强强酸酸和和稀稀的的强强碱碱,,混混合合液液中中呈呈酸酸性性 C、、 若是浓的弱酸和稀的强碱,混合液呈碱性若是浓的弱酸和稀的强碱,混合液呈碱性 D、、若若是是强强酸酸和和强强碱碱相相混混合合,,溶溶液液反反应应后后呈呈中中性性DD练习:练习:2723、、同同体体积积的的PH为为3 的的盐盐酸酸、、硫硫酸酸、、醋醋酸酸和和硝硝酸酸四四种种溶溶液液,,分分别别加加入入足足量量的的锌锌粉粉,,叙叙述述正正确确的是(的是( )) A、、 硫酸溶液中放出的氢气的量最多硫酸溶液中放出的氢气的量最多 B、、 醋酸溶液中放出的氢气的量最多醋酸溶液中放出的氢气的量最多 C、、 盐酸和硝酸中放出的氢气的量相等盐酸和硝酸中放出的氢气的量相等 D、盐酸比硝酸放出的氢气的量多、盐酸比硝酸放出的氢气的量多BD2734、、向向体体积积均均是是1L,,PH值值也也相相等等的的盐盐和和醋醋酸酸两两溶溶液液中中加加入入表表面面积积质质量量均均相相等等的的锌锌块块,,下下列列叙叙述可能正确的是(述可能正确的是( )) A、、 反应开始时,盐酸的速率比醋酸快反应开始时,盐酸的速率比醋酸快 B、、 反应过程中,醋酸的速率比盐酸快反应过程中,醋酸的速率比盐酸快 C、、 充充分分反反应应后后,,两两者者产产生生的的氢氢气气的的体体积积可可能相等能相等 D、、充充分分反反应应后后,,若若有有一一种种溶溶液液中中的的锌锌有有多多余,则一定是盐酸的锌有余余,则一定是盐酸的锌有余BCD2745、、酸酸HA、、HB两两溶溶液液的的PH值值为为3,,且且体体积积相相同同,,加加水水稀稀释释两两溶溶液液,,PH值值与与加加入入水水的的体体积积关关系系如如图图所示,则两者酸性较强的是(所示,则两者酸性较强的是( ))加水体积加水体积PHHBHAHB2756、、酸酸HA、、HB、、HC三三溶溶液液的的物物质质的的量量浓浓度度相相同同,,体体积积也也相相同同,,测测得得它它们们的的PH值值分分别别为为2、、2.7、、3,,分分别别与与足足量量的的锌锌反反应应,,产产生生的的氢氢气气的的物物质质的的量量 ,,初初始始时时,,三三者者的的反反应应速速率率 ,,反反应应过过程程中中的平均速率的平均速率 ;; 若若三三种种酸酸的的体体积积与与PH值值均均相相等等时时,,分分别别加加入入足足量量的的表表面面积积和和质质量量均均相相等等的的锌锌,,初初始始时时,,三三者者的的反反应应速速率率 ,,反反应应过过程程中中的的平平均均速速率率_________;;充充分分反反应应后后,,产产生生的的氢氢气气的的物物质质的的量量的大小关系的大小关系 ________,, 相同相同2767、判断下列说法是否正确:、判断下列说法是否正确:((1))pH=7的溶液是中性溶液。 的溶液是中性溶液 ( )((2))H2S溶液中溶液中c(H+)::c(S2-)=2::1 ( )((3))0.1 mol/L的的HAc中中c(H+)是是0.2 mol/L HAc中中c(H+)的的1/2 ( )((4))0.1 mol/L的的HAc中中c(H+) c(HAc)大于大于0.01 mol/L 的的HAc中中 c(H+) c(HAc) ( )((5))0.1 mol/L的的HAc中中c(OH-) c(HAc)大于大于0.01 mol/L的的HAc中中c(OH-) c(HAc) ( )((6)中性溶液中)中性溶液中c(H+)=c(OH-) ( )277莒南三中莒南三中 高二化学备课组高二化学备课组第二节 水的电离和溶液的酸碱性酸碱中和滴定278一、酸碱中和滴定一、酸碱中和滴定1、、定义:定义:用用已知已知物质的量的浓度的酸(或碱)来物质的量的浓度的酸(或碱)来测定未测定未知知浓度的碱(或酸)的方法浓度的碱(或酸)的方法 2、原理:、原理:在酸碱中和反应中,使用一种已知物质的量在酸碱中和反应中,使用一种已知物质的量浓度的酸或碱溶液跟未知浓度的碱或酸溶液完全中和,浓度的酸或碱溶液跟未知浓度的碱或酸溶液完全中和,测出二者的体积,根据化学方程式中酸和碱的物质的量测出二者的体积,根据化学方程式中酸和碱的物质的量的比值,就可以计算出碱或酸的溶液浓度。 的比值,就可以计算出碱或酸的溶液浓度 3、公式:、公式:4、实验的关键、实验的关键:(1)准确测量参加反应的两种溶液的体积准确测量参加反应的两种溶液的体积(2)准确判断中和反应是否恰好完全反应准确判断中和反应是否恰好完全反应c酸酸v酸酸=c碱碱v碱碱(一元酸和一元碱一元酸和一元碱)2795、实验仪器及试剂、实验仪器及试剂: 仪器:酸式滴定管、碱式滴定管、仪器:酸式滴定管、碱式滴定管、锥形锥形瓶、瓶、 铁架台、铁架台、滴定管夹滴定管夹、烧杯、白纸,有、烧杯、白纸,有时还需要时还需要移液管移液管试剂:标准液、待测液、指示剂试剂:标准液、待测液、指示剂2802、、酸酸碱碱指指示示剂剂::一一般般是是有有机机弱弱酸酸或或有有机机弱弱碱碱((定定性性测测定)定)种类种类 对应溶液对应溶液 的的 颜颜 色色变色范围变色范围甲基橙溶液甲基橙溶液橙色橙色红红3.1橙橙4.4黄黄酚酞溶液酚酞溶液无色无色无无8浅红浅红10红红石蕊溶液石蕊溶液紫色紫色红红5 紫紫 8蓝蓝 1、原则:、原则:1)终点时,指示剂的)终点时,指示剂的颜色变化明显颜色变化明显2)变色范围越窄越好,对溶液的酸碱性变化较灵敏)变色范围越窄越好,对溶液的酸碱性变化较灵敏二、指示剂的选择:二、指示剂的选择:281((1))甲甲基基橙橙和和酚酚酞酞的的变变色色范范围围较较小小::4.4-3.1=1.3 10-8=2 对溶液的酸碱性变化较灵敏对溶液的酸碱性变化较灵敏((2)溶液使指示剂改变颜色,发生的化学变)溶液使指示剂改变颜色,发生的化学变化。 指示剂滴加太多比将消耗一部分酸碱溶液化指示剂滴加太多比将消耗一部分酸碱溶液(一般为(一般为1~2滴)282((3))操操作作::用用镊镊子子取取一一小小块块pH试试纸纸放放在在洁洁净净的的表表面面皿皿或或玻玻璃璃片片上上,,然然后后用用玻玻璃璃棒棒沾沾取取少少量量待待测测液液点点在在试试纸纸中中央央,,试试纸纸显显色色后后再再与与标准比色卡标准比色卡比较,即知溶液的比较,即知溶液的pH值3、、pH试纸(定量测定)试纸(定量测定)((1)成分:含有多种指示剂)成分:含有多种指示剂((2)本身颜色:淡黄色)本身颜色:淡黄色283((1)强酸强碱间的滴定:)强酸强碱间的滴定:((2)强酸滴定弱碱)强酸滴定弱碱 两者正好完全反应,生成强酸弱碱盐,酸性两者正好完全反应,生成强酸弱碱盐,酸性选用选用甲基橙甲基橙作指示剂作指示剂((3)强碱滴定弱酸)强碱滴定弱酸4、酸碱中和滴定中指示剂的选择:、酸碱中和滴定中指示剂的选择: 两者正好完全反应,生成强碱弱酸盐,碱性选两者正好完全反应,生成强碱弱酸盐,碱性选用用酚酞酚酞作指示剂作指示剂酚酞溶液、甲基橙酚酞溶液、甲基橙284三、实验步骤:三、实验步骤: 1、、查漏查漏:检查两滴定管是否漏水、堵塞和活塞转动是:检查两滴定管是否漏水、堵塞和活塞转动是否灵活;否灵活; 2、、洗涤洗涤:用水洗净后,各用少量待装液润洗滴定管:用水洗净后,各用少量待装液润洗滴定管2--3次;次; 3、、装液装液:用倾倒法将盐酸、氢氧化钠溶液注入酸、:用倾倒法将盐酸、氢氧化钠溶液注入酸、碱滴定管中,使液面高于刻度碱滴定管中,使液面高于刻度2-3cm4、、赶气泡赶气泡:: 酸式滴定管:快速放液酸式滴定管:快速放液碱式滴定管:橡皮管向上翘起碱式滴定管:橡皮管向上翘起5、、调液调液::调节滴定管中液面高度,并记下读数,记做。 调节滴定管中液面高度,并记下读数,记做2856、、取液取液::((1)从碱式滴定管中放出)从碱式滴定管中放出25.00ml氢氧化钠溶液于锥形瓶中氢氧化钠溶液于锥形瓶中((2)滴入)滴入2滴酚酞试液,将锥形瓶置于酸式滴定管下方,滴酚酞试液,将锥形瓶置于酸式滴定管下方,并在瓶底衬一张白纸并在瓶底衬一张白纸7、、滴定滴定:左手:左手_____________________________,右手,右手________________________________________________眼睛眼睛_______________________________________控制酸式滴定管活塞控制酸式滴定管活塞拿住锥形瓶瓶颈,拿住锥形瓶瓶颈,边滴入盐酸,边不断顺时针方向摇动,边滴入盐酸,边不断顺时针方向摇动,要始终注视锥形瓶溶液的颜色变化要始终注视锥形瓶溶液的颜色变化9、、计算计算:整理数据进行计算整理数据进行计算8、、记录记录:当看到加一滴盐酸时,锥形瓶中溶液红色突:当看到加一滴盐酸时,锥形瓶中溶液红色突变无色时,停止滴定,准确记下盐酸读数,并准确求变无色时,停止滴定,准确记下盐酸读数,并准确求得滴定用去的盐酸体积。 得滴定用去的盐酸体积286酸碱中和滴定:★★五、误差分析:五、误差分析:§例题:用例题:用标准盐酸标准盐酸滴定未知浓度的滴定未知浓度的氢氢氧化钠溶液氧化钠溶液(氢氧化钠放于锥形瓶中)(氢氧化钠放于锥形瓶中)下列操作(其它操作均正确),对氢下列操作(其它操作均正确),对氢氧化钠溶液浓度有什么影响?氧化钠溶液浓度有什么影响?288一、酸式滴定管一、酸式滴定管1、未用标准液、未用标准液(HCl)润洗酸式滴定管润洗酸式滴定管 (( ))2、滴定管内壁不干净,滴定后,酸式滴定管内壁、滴定管内壁不干净,滴定后,酸式滴定管内壁挂水珠挂水珠 (( ))3、滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失(、滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失( ))4、滴定操作时,有少量盐酸滴于锥形瓶外(、滴定操作时,有少量盐酸滴于锥形瓶外( ))5、滴定前仰视刻度,滴定后俯视刻度(、滴定前仰视刻度,滴定后俯视刻度( ))偏高偏高偏高偏高偏高偏高偏高偏高偏低偏低289滴定前仰视,滴定后俯视。 滴定前仰视,滴定后俯视分析:分析:V标偏小,导致标偏小,导致C测测偏小滴定前滴定前滴定后滴定后读读出出值值实实际际值值290滴定前俯视,滴定后仰视滴定前俯视,滴定后仰视分析:分析:V标偏大,导致标偏大,导致C测测偏大滴定前滴定前滴定后滴定后实实际际值值读读出出值值291二、锥形瓶二、锥形瓶6、锥形瓶内用蒸馏水洗涤后,再用待测氢、锥形瓶内用蒸馏水洗涤后,再用待测氢氧化钠润洗氧化钠润洗 2-3次,将润洗液倒掉,再装次,将润洗液倒掉,再装NaOH溶液(溶液( ))7、锥形瓶用蒸馏水洗后未倒尽即装、锥形瓶用蒸馏水洗后未倒尽即装NaOH溶液(溶液( ))8、滴定过程中摇动锥形瓶,不慎将瓶内的、滴定过程中摇动锥形瓶,不慎将瓶内的溶液溅出一部分溶液溅出一部分 ))9、指示剂滴加过多(、指示剂滴加过多( ))偏高偏高无影响无影响偏低偏低偏低偏低292§三、碱式滴定管三、碱式滴定管§10、碱式滴定管用水洗后,未用待测液、碱式滴定管用水洗后,未用待测液润洗润洗 (( ))§11、取待测液时,未将盛待测液的碱式、取待测液时,未将盛待测液的碱式滴定管尖嘴的气泡排除。 取液后滴定管尖滴定管尖嘴的气泡排除取液后滴定管尖嘴充满溶液(嘴充满溶液( ))偏低偏低偏低偏低 293四、含杂质四、含杂质12、在配制待测氢氧化钠溶液过程中,称、在配制待测氢氧化钠溶液过程中,称取一定质量的氢氧化钠时,内含少量的取一定质量的氢氧化钠时,内含少量的氢氧化钾,用标准盐酸溶液进行滴定氢氧化钾,用标准盐酸溶液进行滴定 ))13、同上情况,若氢氧化钠中含有少量的、同上情况,若氢氧化钠中含有少量的碳酸钠,结果如何(碳酸钠,结果如何( ))偏低偏低偏低偏低294第一、二课时第一、二课时295根据形成盐的酸、碱的强弱来分,盐可以分成哪几类根据形成盐的酸、碱的强弱来分,盐可以分成哪几类??酸酸 + 碱碱 == 盐盐 + 水水 (中和反应)(中和反应)酸酸强酸强酸弱酸弱酸弱碱弱碱强碱强碱碱碱生成的盐生成的盐1、强酸强碱盐、强酸强碱盐2、强酸弱碱盐、强酸弱碱盐3、强碱弱酸盐、强碱弱酸盐4、弱酸弱碱盐、弱酸弱碱盐NaCl、、 K2SO4FeCl3、、NH4ClCH3COONH4、、(NH4)2CO3CH3COONa、、K2CO3【【知识回顾知识回顾】】296【【回忆思考回忆思考】】Na2CO3俗称什么?分别往俗称什么?分别往Na2CO3和和NaHCO3的的溶液中滴加酚酞,可观察到什么现象?溶液中滴加酚酞,可观察到什么现象?NaHCO3溶液溶液Na2CO3溶液溶液297盐溶液NaClNa2CO3NaHCO3NH4Cl酸碱性盐类型盐溶液Na2SO4CH3COONa (NH4)2SO4酸碱性盐类型探究盐溶液的酸碱性探究盐溶液的酸碱性中性中性碱性碱性碱性碱性酸性酸性中性中性碱性碱性酸性酸性强酸强碱盐强酸强碱盐 强碱弱酸盐强碱弱酸盐强碱弱酸盐强碱弱酸盐 强酸弱碱盐强酸弱碱盐强酸强碱盐强酸强碱盐 强碱弱酸盐强碱弱酸盐强酸弱碱盐强酸弱碱盐一、盐的类型与盐溶液酸碱性的关系:一、盐的类型与盐溶液酸碱性的关系:P54盐的类型强酸强碱盐 强酸弱碱盐 强碱弱酸盐盐溶液酸碱性中性中性酸性酸性碱性碱性298盐溶液呈现不同酸碱性的原因盐溶液呈现不同酸碱性的原因H2O H+ + OH–纯水中:纯水中:当分别加入当分别加入NaCl、、NH4Cl、、CH3COONa形成形成溶液溶液后,请思考:后,请思考:((1)相关的电离方程式?)相关的电离方程式?((2)盐溶液中存在哪些粒子?)盐溶液中存在哪些粒子?((3)哪些粒子间可能结合(生成弱电解质))哪些粒子间可能结合(生成弱电解质)??((4)对水的电离平衡有何影响?)对水的电离平衡有何影响?((5)相关的化学方程式?)相关的化学方程式?分析后,填写书分析后,填写书 P55 表格表格299【【探究探究1】】 往水中加往水中加NaCl形成溶液。 形成溶液⑴ 电离方程式⑵ c(H+)和c(OH–)相对大小⑶ 盐溶液的酸碱性⑷ 盐溶液中的粒子⑸ 有无弱电解质生成⑹ 相关化学方程式H2O H+ + OH–NaCl Cl– + Na+Na+、、Cl–、、H+、、OH–、、H2O无无c(H+) c(OH–)=中性中性无无(对水的电离平衡(对水的电离平衡无影响无影响))300⑴ 电离方程式⑵ c(H+)和c(OH–)相对大小⑶ 盐溶液的酸碱性⑷ 盐溶液中的粒子⑸ 有无弱电解质生成⑹ 相关化学方程式【【探究探究2】】 往水中加往水中加NH4Cl形成溶液形成溶液H2O H+ + OH–NH4Cl Cl– + NH4++有有((促进促进水的电离)水的电离) NH3 · H2O c(H+) c(OH–)>酸性酸性Cl–、、NH4+、、H+、、OH–、、H2O、、NH3 · H2ONH4Cl + H2O NH3 · H2O + HClNH4+ + H2O NH3 · H2O + H+水解方程式水解方程式301⑴ 电离方程式⑵ c(H+)和c(OH–)相对大小⑶ 盐溶液的酸碱性⑷ 盐溶液中的粒子⑸ 有无弱电解质生成⑹ 相关化学方程式【【探究探究3】】 往水中加往水中加CH3COONa形成溶液。 形成溶液H2O OH– + H+CH3COONa Na+ + CH3COO– +有有((促进促进水的电离)水的电离) CH3COOH c(H+) c(OH–)<碱性碱性Na+、、CH3COO–、、OH–、、H+、、H2O、、CH3COOHCH3COONa + H2O CH3COOH + NaOHCH3COO– + H2O CH3COOH + OH–水解方程式水解方程式302H2O H + + OH – CH3COONa == Na+ + CH3COO –NH4Cl == Cl – + NH4+ 二、盐溶液呈不同酸碱性的原因:二、盐溶液呈不同酸碱性的原因:盐类的水解盐类的水解三、盐类水解:三、盐类水解: 在溶液中盐电离出来的弱离子跟水所电离出来的H+ 或OH –结合生成弱电解质的反应,叫做盐类的水解弱酸、弱碱弱酸、弱碱)以以CH3COONa和和NH4Cl的水溶液的酸碱性为例:的水溶液的酸碱性为例:1、概念:、概念:盐盐 + 水水 酸酸 + 碱碱303盐盐 + 水水 酸酸 + 碱碱盐易溶,有弱离子。 盐易溶,有弱离子促进水的电离促进水的电离2、水解的条件:、水解的条件:3、水解的实质:、水解的实质:使使 c (H+) ≠ c (OH–)生成弱电解质;生成弱电解质;4、水解的特点:、水解的特点:⑴⑴ 可逆可逆⑵⑵ 吸热吸热⑶⑶ 一般很微弱一般很微弱⑷⑷ 水解平衡(动态)水解平衡(动态)中和中和水解水解一般不用一般不用“↑”或或“↓”;;一般不写一般不写“ ”,而写,而写“ ”必有弱酸或弱碱生成,必有弱酸或弱碱生成⑸⑸ 多元弱酸根离子分步水解,以第一步水解为主多元弱酸根离子分步水解,以第一步水解为主3045、水解的规律:、水解的规律:⑴⑴ 有有__就水解;无就水解;无__不水解;不水解;⑵⑵ 越越__越水解;都越水解;都__双水解;双水解;⑶⑶ 谁谁__显谁性;同强显显谁性;同强显__性弱弱弱弱弱弱弱弱强强中中盐类实例能否水解引起水解的离子对水的电离平衡的影响溶液的酸碱性强碱弱酸盐强酸弱碱盐强酸强碱盐NaAc能能弱酸弱酸阴离子阴离子促进水的促进水的电离电离碱性碱性NH4Cl能能弱碱弱碱阳离子阳离子促进水的促进水的电离电离酸性酸性NaCl不能不能无无无无中性中性记住啦!记住啦!3051. 在溶液中,不能发生水解的离子是(在溶液中,不能发生水解的离子是( )) A、、ClO – B、、CO3 2 – C、、Fe 3+ D、、SO4 2 –D2.下列盐的水溶液中,哪些呈酸性(下列盐的水溶液中,哪些呈酸性( )) 哪些呈碱性(哪些呈碱性( ))①① FeCl3 ②② NaClO ③③ (NH4)2SO4④④ AgNO3 ⑤⑤ Na2S ⑥⑥ K2SO4①③④①③④②⑤②⑤3063. 等物质的量浓度、等体积的酸等物质的量浓度、等体积的酸HA与碱与碱NaOH 混合后,溶液的酸碱性是(混合后,溶液的酸碱性是( ))A、酸性、酸性 B、中性、中性 C、碱性、碱性 D、不能确定、不能确定D4. 下列物质分别加入到水中,因促进水的电离而使下列物质分别加入到水中,因促进水的电离而使 溶液呈酸性的是(溶液呈酸性的是( ))A、硫酸、硫酸 B、、NaOH C、硫酸铝、硫酸铝 D. 碳酸钠碳酸钠C酸性酸性碱性碱性5. 在在Na2S溶液中,溶液中,c (Na+) 与与 c (S2–) 之比值(之比值( )于)于2。 A、大 B、小 C、等 D、无法确定A3076. 盐类水解的过程中正确的说法是(盐类水解的过程中正确的说法是( ))A、盐的电离平衡破坏、盐的电离平衡破坏B、水的电离平衡发生移动、水的电离平衡发生移动C、溶液的、溶液的pH减小减小D、没有发生中和反应、没有发生中和反应 B308【【课堂小结课堂小结】】一、盐的类型与盐溶液酸碱性的关系:一、盐的类型与盐溶液酸碱性的关系:二、盐溶液呈不同酸碱性的原因:二、盐溶液呈不同酸碱性的原因:三、盐类水解:三、盐类水解:1、概念:、概念:2、水解的条件:、水解的条件:3、水解的实质:、水解的实质:4、水解的特点:、水解的特点:5、水解的规律:、水解的规律:溶液中溶液中盐盐电离出来的电离出来的弱离子弱离子跟跟水水所电离出所电离出来的来的H+ 或或OH –结合生成结合生成弱电解质弱电解质的反应盐易溶,有弱离子盐易溶,有弱离子破坏水的电离平衡破坏水的电离平衡生成弱电解质;生成弱电解质;可逆;吸热;一般微弱;水解平衡可逆;吸热;一般微弱;水解平衡⑴⑴ 有有弱弱就水解;无就水解;无弱弱不水解;不水解;⑵⑵ 越越弱弱越水解;都越水解;都弱弱双水解;双水解;⑶⑶ 谁谁强强显谁性;同强显显谁性;同强显中中性。 性309盐盐 + 水水 酸酸 + 碱碱四、盐类水解方程式的书写:四、盐类水解方程式的书写:1.先找先找“弱弱”离子2.一般水解程度小,水解产物少一般水解程度小,水解产物少So常用常用“ ” ;;不写不写“ == ”、、“↑”、、“↓”;; 也不把生成物(如也不把生成物(如NH3·H2O、、H2CO3)写成)写成 分解产物的形式分解产物的形式3.多元弱酸盐分步水解,但以第一步水解为主多元弱酸盐分步水解,但以第一步水解为主4.多元弱碱盐的水解,常写成一步完成多元弱碱盐的水解,常写成一步完成弱离子弱离子 + 水水 弱酸弱酸(or弱碱弱碱) + OH– ( or H+ ) 310四、盐类水解方程式的书写:四、盐类水解方程式的书写:(一)一元弱酸强碱盐(一)一元弱酸强碱盐 如:如:CH3COONa、、NaF化学方程式:化学方程式:离子方程式:离子方程式:CH3COONa + H2O CH3COOH + NaOHCH3COO– + H2O CH3COOH + OH–化学方程式:化学方程式:离子方程式:离子方程式:NaF + H2O HF + NaOHF– + H2O HF + OH–(二)多元弱酸强碱盐(二)多元弱酸强碱盐 如:如:Na2CO3、、 Na3PO4离子方程式:离子方程式:HCO3 – + H2O H2CO3 + OH –CO3 2– + H2O HCO3 – + OH –(主主)(次次)Na2CO3溶液中含有的粒子?溶液中含有的粒子?5种离子,种离子,2种分子。 种分子311(三)弱碱强酸盐水解(三)弱碱强酸盐水解 如:如:NH4Cl、、CuSO4、、AlCl3水解的离子方程式:水解的离子方程式:NH4+ + H2O NH3·H2O + H+Cu2+ + 2H2O Cu(OH)2 + 2H+Al 3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+(四)弱酸弱碱盐水解(四)弱酸弱碱盐水解1、一般双水解,如:、一般双水解,如:CH3COONH4CH3COO– + NH4+ + H2O CH3COOH + NH3·H2O(NH4)2CO3 NH4HCO32、、“完全双水解完全双水解”的,用的,用“ == ”、、“↑”、、“↓”Al 3+ + 3HCO3– Al(OH)3 + 3CO2312请书写下列物质水解的方程式:请书写下列物质水解的方程式:Al2S3、、Mg3N2 Al3+与与AlO2–、、HCO3–、、CO32–、、S2–、、HS–、、ClO–Fe3+与与AlO2–、、HCO3–、、CO32–NH4+与与SiO32–Al2S3 + 6H2O 2Al(OH)3 + 3H2SMg3N2 + 6H2O 3Mg(OH)2 + 2NH3 以上为以上为“完全双水解完全双水解”,进行得非常充分,故用,进行得非常充分,故用“==”连接,且标上连接,且标上“ ”、、“ ”符号。 符号常见常见“完全双水解完全双水解”的弱离子组合的弱离子组合——如如: (NH4)2CO3 、、NH4HCO3、、 CH3COONH4但有些弱酸弱碱盐是进行但有些弱酸弱碱盐是进行“一般双水解一般双水解”313(五)多元弱酸酸式酸根的水解与电离的区别:(五)多元弱酸酸式酸根的水解与电离的区别:⑴⑴ NaHCO3HCO3 – + H2O H2CO3 + OH –①①②②HCO3 – + H2O CO32– + H3O +①① 水解水解②② 电离电离程度:程度:>∴∴溶液呈溶液呈 性性碱碱⑵⑵ NaHSO3HSO3 – + H2O H2SO3 + OH –①①②②HSO3 – + H2O SO32– + H3O +①① 水解水解②② 电离电离程度:程度:<∴∴溶液呈溶液呈 性性酸酸⑶⑶ NaH2PO4溶液呈溶液呈弱酸弱酸性性⑷⑷ Na2HPO4溶液呈溶液呈弱碱弱碱性性3141. 下列溶液下列溶液pH小于小于7的是的是A、氯化钾、氯化钾 B、硫酸铜、硫酸铜 C、硫化钠、硫化钠 D、硝酸钡、硝酸钡2. 下列溶液能使酚酞指示剂显红色的是下列溶液能使酚酞指示剂显红色的是A. 碳酸钾碳酸钾 B. 硫酸氢钠硫酸氢钠 C. 碳酸氢钠碳酸氢钠 D. 氯化氯化铁铁3. 下列离子在水溶液中不会发生水解的是下列离子在水溶液中不会发生水解的是A. NH4+ B. SO42– C. Al3+ D. F –4. 氯化铵溶液中离子浓度从大到小排列正确的是氯化铵溶液中离子浓度从大到小排列正确的是A. NH4+ 、、H + 、、OH –、、Cl – B. Cl – 、、 NH4+ 、、H + 、、OH – C. H +、、 Cl – 、、 NH4+ 、、OH – D. Cl – 、、 NH4+ 、、 OH – 、、H +【【课堂练习课堂练习】】315五、盐类水解平衡五、盐类水解平衡(一)定义:(一)定义:在一定条件下,当盐类的在一定条件下,当盐类的水解速率水解速率等于等于中和速率中和速率时,达到水解平衡。 时,达到水解平衡动态平衡)(动态平衡)(二)影响因素:(二)影响因素:1、内因:、内因: 盐本身的性质盐本身的性质越弱越水解)(越弱越水解)①① 不同弱酸对应的盐不同弱酸对应的盐NaClO (aq) NaHCO3 (aq) MgCl2 (aq) AlCl3 (aq) 对应的酸对应的酸HClO H2CO3<>碱碱 性性②② 不同弱碱对应的盐不同弱碱对应的盐对应的碱对应的碱酸酸 性性Mg(OH)2 Al(OH)3<>163161、内因:、内因: 盐本身的性质盐本身的性质越弱越水解)(越弱越水解)③③ 同一弱酸对应的盐同一弱酸对应的盐Na2CO3 (aq) NaHCO3 (aq) 对应的酸对应的酸HCO3– H2CO3<>碱碱 性性∴∴ 正盐的水解程度正盐的水解程度 酸式盐的水解程度酸式盐的水解程度>④④ 多元弱酸对应的酸式盐:一般来说,多元弱酸对应的酸式盐:一般来说, 水解趋势水解趋势 电离趋势电离趋势 ( NaH2PO4和和NaHSO3 例外例外)Na3PO4 Na2HPO4 NaH2PO4 H3PO4Na2SO3 Na2SO4 NaHSO3 NaHSO4pH值值> > >> > >⑤⑤ 弱酸弱碱盐:弱酸弱碱盐:水解程度较大水解程度较大>113172、外因:、外因:①① 温度:温度: 升温,促进水解。 升温,促进水解②② 浓度:浓度:加水稀释,促进水解加水稀释,促进水解③③ 加酸:加酸: 弱碱阳离子的弱碱阳离子的水解 弱酸根离子的弱酸根离子的水解抑制抑制促进促进④④ 加碱:加碱: 弱碱阳离子的弱碱阳离子的水解 弱酸根离子的弱酸根离子的水解促进促进抑制抑制配制配制FeCl3溶液需要注意什么问题?溶液需要注意什么问题?加入一定量的加入一定量的 ,抑制,抑制FeCl3的水解Fe 3+ + 3H2O Fe (OH)3 + 3H +HCl10318对于水解平衡对于水解平衡Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H+改变条件移动方向n(H+)pH水解程度现象升温 通HCl(g)加H2O加Mg粉加NaHCO3加NaF加NaOH棕黄色变深棕黄色变深棕黄色变浅棕黄色变浅棕黄色变浅棕黄色变浅棕黄色变浅,冒棕黄色变浅,冒气泡,可能产生气泡,可能产生红褐色沉淀红褐色沉淀棕黄色变浅,棕黄色变浅,冒气泡,产生冒气泡,产生红褐色沉淀红褐色沉淀棕黄色变深棕黄色变深产生红褐色沉淀产生红褐色沉淀319对于水解平衡对于水解平衡CH3COO– + H2O CH3COOH + OH–改变条件方向c(Ac–)c(HAc)c(OH–)c(H+)pH水解程度升温 加H2O加醋酸加醋酸钠通HCl(g)加NaOH320混施化肥混施化肥泡沫泡沫灭火剂灭火剂制备胶体制备胶体明矾净水明矾净水判断溶液判断溶液酸碱性酸碱性离子浓度离子浓度比较比较试剂贮存试剂贮存盐溶液盐溶液的蒸发的蒸发溶液配制溶液配制盐类水解盐类水解的应用的应用321六、盐类水解的应用:六、盐类水解的应用:(一一) 易水解盐溶液的易水解盐溶液的配制配制与保存:与保存:配制配制 FeCl3溶液溶液:加少量:加少量 ;;配制配制 FeCl2溶液溶液:加少量:加少量 ;;保存保存NH4F溶液溶液 ::加相应的酸或碱加相应的酸或碱稀盐酸稀盐酸稀盐酸和稀盐酸和Fe粉粉不能存放在玻璃瓶中!不能存放在玻璃瓶中!铅容器或塑料瓶铅容器或塑料瓶Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H+配制配制 FeSO4溶液溶液:加少量:加少量 ;;稀硫酸和稀硫酸和Fe粉粉(考点)(考点)(二二) 判断盐溶液的酸碱性:判断盐溶液的酸碱性:NaCl溶液溶液CH3COONa溶液溶液NH4Cl溶液溶液中性中性碱性碱性酸性酸性CH3COONH4溶液溶液中性中性NaHCO3溶液溶液碱性碱性NaHSO3溶液溶液酸性酸性NaH2PO4溶液溶液酸性酸性Na2HPO4溶液溶液碱性碱性(相同温度和浓度)(相同温度和浓度)322(三三) 判定离子能否大量共存:判定离子能否大量共存:Al3+ 与与 AlO2–Al3+ 与与 HCO3–Al3+ 与与 CO32–Al3+ 与与 S2–Al 3+ + 3AlO2 – + H2OAl(OH)346Al 3+ + 3HCO3 – Al(OH)3 + 3CO22Al3+ + 3CO32– + 3H2O 2Al(OH)3 + 3CO22Al 3+ + 3S 2– + 6H2O 2Al(OH)3 + 3H2S(四)盐作净化剂的原理:明矾、(四)盐作净化剂的原理:明矾、FeCl3 等等本身无毒,胶体可吸附不溶性杂质,起到净水作用。 本身无毒,胶体可吸附不溶性杂质,起到净水作用Al 3+ + 3H2O Al(OH)3 (胶体胶体) + 3H +Fe 3+ + 3H2O Fe (OH)3 (胶体胶体) + 3H +323(五)某些化肥的使用使土壤酸碱性变化(五)某些化肥的使用使土壤酸碱性变化(NH4)2SO4(硫铵)(硫铵)Ca(OH)2、、K2CO3(草木灰)(草木灰)酸性酸性碱性碱性它们不能混合使用,它们不能混合使用,(六)利用盐类水解除杂(六)利用盐类水解除杂否则会因否则会因双水解双水解而降低肥效而降低肥效如:如: MgCl2溶液中混有溶液中混有FeCl3杂质Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H+Mg2+ + 2H2O Mg(OH)2 + 2H+①① 加入加入Mg(OH)2②② 加入加入MgO③③ 加入加入MgCO3④④ 加入加入Mg不引入新杂质!不引入新杂质!(主主)(次次)324(八八) 某些盐的无水物,不能用蒸发溶液的方法制某些盐的无水物,不能用蒸发溶液的方法制取取AlCl3溶液溶液蒸干蒸干Al(OH)3灼烧灼烧Al2O3MgCl2· 6H2OMg(OH)2MgO△△△△晶体只有在干燥的晶体只有在干燥的HCl气流中加热,才能得到无水气流中加热,才能得到无水MgCl2FeCl3 溶液溶液Fe(NO3)3 溶液溶液Fe2(SO4)3 溶液溶液CuSO4 · 5H2ONa2CO3 · 10H2ONa2CO3 溶液溶液Na2SO3 溶液溶液Ca(HCO3)2 溶液溶液Fe2O3Fe2O3Fe2(SO4)3Na2CO3Na2CO3CuSO4Na2SO4CaCO3(七七) 热的纯碱去污能力更强,热的纯碱去污能力更强,Why??升温,促进升温,促进CO32–水解。 水解下列盐溶液加热蒸干后,得到什么固体物质?下列盐溶液加热蒸干后,得到什么固体物质?325(八八) 某些盐的无水物,不能用蒸发溶液的方法制某些盐的无水物,不能用蒸发溶液的方法制取取AlCl3溶液溶液蒸干蒸干Al(OH)3灼烧灼烧Al2O3MgCl2· 6H2OMg(OH)2MgO△△△△晶体只有在干燥的晶体只有在干燥的HCl气流中加热,才能得到无水气流中加热,才能得到无水MgCl2(七七) 热的纯碱去污能力更强,热的纯碱去污能力更强,Why??升温,促进升温,促进CO32–水解u 制备纳米材料制备纳米材料如:用如:用TiCl4制备制备TiO2书书 P61326(九九) 泡沫灭火器的原理泡沫灭火器的原理塑料内筒装有塑料内筒装有Al2(SO4)3溶液溶液外筒装有外筒装有NaHCO3溶液溶液 Al2(SO4)3 和和 NaHCO3溶液:溶液:Al 3+ + 3HCO3– Al(OH)3 + 3CO2 Al 3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H +HCO3– + H2O H2CO3 + OH –速度快速度快耗盐少耗盐少混合前混合前混合后混合后327328七、水溶液中微粒浓度的大小比较:七、水溶液中微粒浓度的大小比较:(考点)(考点)1、电离理论:、电离理论:②② 多元弱酸电离是分步,主要决定第一步多元弱酸电离是分步,主要决定第一步①① 弱电解质电离是微弱的弱电解质电离是微弱的如:如: NH3 · H2O 溶液中:溶液中:c (NH3 · H2O) c (OH–) c (NH4+) c (H+) 如:如:H2S溶液中:溶液中:c (H2S) c (H+) c (HS–) c (S2–) c (OH–)> > > > > >>对于弱酸、弱碱,其电离程度小,产生的离子对于弱酸、弱碱,其电离程度小,产生的离子浓度远远小于弱电解质分子的浓度。 浓度远远小于弱电解质分子的浓度3292、水解理论:、水解理论:①① 弱离子由于水解而损耗弱离子由于水解而损耗如:如:KAl(SO4)2 溶液中:溶液中:c (K+) c (Al3+)②② 水解是微弱水解是微弱③③ 多元弱酸水解是分步,主要决定第一步多元弱酸水解是分步,主要决定第一步c (Cl–) c (NH4+) c (H+) c (NH3·H2O) c (OH–)如:如:Na2CO3 溶液中:溶液中:c (CO3–) c (HCO3–) c (H2CO3)> > > > > > > 单水解程度很小,水解产生的离子或分子浓单水解程度很小,水解产生的离子或分子浓度远远小于弱离子的浓度度远远小于弱离子的浓度 如:如:NH4Cl 溶液中:溶液中:七、水溶液中微粒浓度的大小比较:七、水溶液中微粒浓度的大小比较:(考点)(考点)3303、电荷守恒、电荷守恒 如:如:NH4Cl 溶液中溶液中 阳离子:阳离子: NH4+ H+ 阴离子:阴离子: Cl– OH– 正电荷总数正电荷总数 == 负电荷总数负电荷总数n ( NH4+ ) + n ( H+ ) == n ( Cl– ) + n ( OH– )溶液中阴离子和阳离子所带的电荷总数相等。 溶液中阴离子和阳离子所带的电荷总数相等c ( NH4+ ) + c ( H+ ) == c ( Cl– ) + c ( OH– )七、水溶液中微粒浓度的大小比较:七、水溶液中微粒浓度的大小比较:(考点)(考点)331七、水溶液中微粒浓度的大小比较:七、水溶液中微粒浓度的大小比较:(考点)(考点)3、电荷守恒、电荷守恒阳离子:阳离子: Na+ 、、H+ 阴离子:阴离子: OH– 、、 S2– 、、 HS–又如:又如:Na2S 溶液溶液 Na2S == 2Na+ + S2– H2O H+ + OH– S2– + H2O HS– + OH– HS– + H2O H2S + OH– c (Na+ ) + c ( H+ ) == c ( OH– ) + 2c ( S2–) + c ( HS– )溶液中阴离子和阳离子所带的电荷总数相等溶液中阴离子和阳离子所带的电荷总数相等∵∵ 正电荷总数正电荷总数 == 负电荷总数负电荷总数332七、水溶液中微粒浓度的大小比较:七、水溶液中微粒浓度的大小比较:(考点)(考点)4、物料守恒、物料守恒((元素元素or原子守恒原子守恒))溶液中,尽管有些离子能电离或水解,变成其溶液中,尽管有些离子能电离或水解,变成其它离子或分子等,但离子或分子中它离子或分子等,但离子或分子中某种特定元某种特定元素素的的原子的总数是不变原子的总数是不变的。 的是指某一元素的是指某一元素的原始浓度原始浓度应该等于该元应该等于该元素在溶液中素在溶液中各种存在形式的浓度之和各种存在形式的浓度之和333七、水溶液中微粒浓度的大小比较:七、水溶液中微粒浓度的大小比较:(考点)(考点)4、物料守恒、物料守恒是指某一元素的是指某一元素的原始浓度原始浓度应该等于该元应该等于该元素在溶液中素在溶液中各种存在形式的浓度之和各种存在形式的浓度之和如:如:a mol / L 的的Na2CO3 溶液中溶液中Na2CO3 == 2 Na+ + CO32– H2O H+ + OH– CO32– + H2O HCO3– + OH–HCO3– + H2O H2CO3 + OH– ∴∴ c (Na+ ) = 2 [c (CO32–) + c (HCO3–) + c (H2CO3) ]c (Na+ ) = 2 a mol / Lc (CO32–) + c (HCO3–) + c (H2CO3) = a mol / L((元素元素or原子守恒原子守恒))即即 c (Na+) : c (C) ==2 : 1334七、水溶液中微粒浓度的大小比较:七、水溶液中微粒浓度的大小比较:(考点)(考点)如:如:Na2S 溶液溶液Na2S == 2 Na+ + S2– H2O H+ + OH–S2– + H2O HS– + OH–HS– + H2O H2S + OH– 因此:因此:c (Na+ ) == 2 [ c ( S2–) + c (HS–) + c (H2S) ]4、物料守恒、物料守恒是指某一元素的是指某一元素的原始浓度原始浓度应该等于该元应该等于该元素在溶液中素在溶液中各种存在形式的浓度之和各种存在形式的浓度之和。 元素元素or原子守恒原子守恒))∵ ∵ c (Na+) : c (S) ==2 : 1335七、水溶液中微粒浓度的大小比较:七、水溶液中微粒浓度的大小比较:(考点)(考点)如:如:NaHCO3溶液溶液4、物料守恒、物料守恒是指某一元素的是指某一元素的原始浓度原始浓度应该等于该元应该等于该元素在溶液中素在溶液中各种存在形式的浓度之和各种存在形式的浓度之和元素元素or原子守恒原子守恒))∵ ∵ c (Na+) : c (C) == 1 : 1因此因此c (Na+)==c (HCO3–) + c (CO32–) + c (H2CO3)336七、水溶液中微粒浓度的大小比较:七、水溶液中微粒浓度的大小比较:(考点)(考点)5、质子、质子((H+))守恒守恒电解质溶液中分子或离子电解质溶液中分子或离子得到或失去质得到或失去质子(子(H+)的物质的量应相等)的物质的量应相等如:如:NH4HCO3 溶液中溶液中 为得到质子后的产物,为得到质子后的产物, 为失去质子后的产物,为失去质子后的产物,因此:因此:H3O+、、H2CO3NH3、、OH–、、CO32–c(H3O+) + c(H2CO3) = c(NH3) + c(OH–) + c(CO32–)337 解题指导解题指导 电电解解质质溶溶液液中中离离子子浓浓度度大大小小比比较较问问题题,,是是高高考考的的“热热点点”之之一一。 多多年年以以来来全全国国高高考考化化学学试试卷卷年年年年涉涉及及这这种种题题型型这这种种题题型型考考查查的的知知识识点点多多,,灵灵活活性性、、综综合合性性较较强强,,有有较较好好的的区区分分度度,,它它能能有有效效地地测测试试出出学学生生对对强强弱弱电电解解质质、、电电离离平平衡衡、、电电离离度度、、水水的的电电离离、、pH值值、、离离子子反反应应、、盐盐类类水水解解等等基基本概念的掌握程度及对这些知识的综合运用能力本概念的掌握程度及对这些知识的综合运用能力338 首先必须有正确的思路首先必须有正确的思路; 其次要掌握解此类题的三个思维基点其次要掌握解此类题的三个思维基点::电离、水解和守恒(电荷守恒、物料守电离、水解和守恒(电荷守恒、物料守恒及质子守恒)恒及质子守恒)对每一种思维基点的关键、对每一种思维基点的关键、如何切入、如何展开、如何防止漏洞的出现等如何切入、如何展开、如何防止漏洞的出现等均要通过平时的练习认真总结,形成技能均要通过平时的练习认真总结,形成技能 第三,要养成认真、细致、严谨的解题习第三,要养成认真、细致、严谨的解题习惯惯,要在平时的练习中学会灵活运用常规的解,要在平时的练习中学会灵活运用常规的解题方法,例如:题方法,例如:淘汰法、定量问题定性化、整淘汰法、定量问题定性化、整体思维法体思维法等。 等《《优化优化》》P70,,15、、7、、10、、16339例例1:在氯化铵溶液中,下列关系式正确的是:在氯化铵溶液中,下列关系式正确的是 A..[Cl–]>>[NH4+]>>[H+]>>[OH–] B..[NH4+]>>[Cl–]>>[H+]>>[OH–] C..[Cl–]==[NH4+]>>[H+]==[OH–] D..[NH4+]==[Cl–]>>[H+]>>[OH–] 解析:解析: NH4Cl是可溶性的盐,属于强电解质,在是可溶性的盐,属于强电解质,在溶液中溶液中完全电离完全电离 NH4Cl==NH4+++Cl–因为NH4Cl是强酸弱碱所生成的盐,在水中要是强酸弱碱所生成的盐,在水中要发生水解发生水解;;NH4++H2O NH3·H2O+H+,,∴ ∴ [NH4+]比比[H+]及及[OH–]大得多;溶液大得多;溶液因水解而呈酸性因水解而呈酸性,所以,所以[H+]>>[OH-]综合起来,不难得出:综合起来,不难得出:[Cl–]>>[NH4+]>>[H+]>>[OH–] 例题分析例题分析 A340例例2:在:在0.1 mol/L的的NH3·H2O溶液中,关系正确的溶液中,关系正确的是是A..c (NH3·H2O) >> c (OH–) >> c (NH4+) >> c (H+)B..c (NH4+) >> c (NH3·H2O) >> c (OH–) >> c (H+)C..c (NH3·H2O) >> c (NH4+) == c (OH–) >> c (H+) D..c (NH3·H2O) >> c (NH4+) >> c (H+) >> c (OH–) 解析:解析: NH3·H2O是一元弱碱,属于弱电解质,在是一元弱碱,属于弱电解质,在水溶液中水溶液中少部分发生电离少部分发生电离((NH3·H2O NH4+ ++ OH–),所以),所以 c (NH3·H2O) 必大于必大于 c (NH4+)及及 c (OH–)。 因为因为电荷守恒电荷守恒 c (OH–) == c (H+) ++ c (NH4+),所以,所以c (OH–) >> c (NH4+)综合起来,综合起来,c (NH3·H2O) >> c (OH–) >> c (NH4+) >> c (H+)A341例例3:(:(2000年高考)用年高考)用1L 10mol//L NaOH溶溶液吸收液吸收0.8molCO2,所得溶液中,所得溶液中CO32–和和HCO3–的物质的量浓度之比是的物质的量浓度之比是 A.A.1 : 3 B.B.2 : 1 C.C.2 : 3 D.D.3 : 2解析:设反应生成的解析:设反应生成的Na2CO33的物质的量为x,的物质的量为x, 生成的生成的NaHCO3的物质的量为y的物质的量为y 2x+y==10mol/L×1L(1L(Na++守恒)守恒) x+y==0.8mol((C守恒)守恒) 求出:x=求出:x=0.2mol,y=,y=0.6mol 则则 c (CO32–) : c (HCO3–) =1=1:33A342例例4:用均为:用均为0.1 mol的的CH3COOH和和CH3COONa配制成配制成1L混合溶液,已知其中混合溶液,已知其中 c (CH3COO–) >> c (Na+),对该混合溶液的下列判断正确的是,对该混合溶液的下列判断正确的是 A. c (OH–) >> c (H+) B. c (CH3COOH) ++ c (CH3COO– ) == 0.2 mol/LC. c (CH3COOH) >> c (CH3COO– ) D. c (CH3COO– ) ++ c (OH– ) == 0.2 mol/L 解析:解析: CH3COOH和和CH3COONa的混合溶液中,的混合溶液中,CH3COOH的的电离电离和和CH3COONa的的水解水解因素同时存在。 已知因素同时存在已知[CH3COO-]>>[Na+],根据,根据电荷守恒电荷守恒[CH3COO-]++[OH-]==[Na+]++[H+],,可得出可得出[OH-]<<[H+]说明混合溶液呈酸性,进一步推测出说明混合溶液呈酸性,进一步推测出0.1mol/L的的CH3COOH和和0.1mol/L的的CH3COONa溶液中,溶液中,电离和水解这一对矛盾中起主要作用是电离,即电离和水解这一对矛盾中起主要作用是电离,即CH3COOH的电离趋势大于的电离趋势大于CH3COO-的水解趋势根据的水解趋势根据物料守恒物料守恒,可,可推出(推出(B)是正确的是正确的 343因为因为Al(OH)3的电离有的电离有2种方式:种方式:Al(OH)3Al 3+ + 3OH –H + + AlO2 – + H2O所以所以 Al(AlO2)3 的水解离子方程式:的水解离子方程式:Al 3+ + 3AlO2 – + H2OAl(OH)3+ 3OH –Al(OH)3+ 3H ++ 3H2O3Al(OH)34即即 3H2O6344第三章 水溶液中的离子平衡莒南三中莒南三中 高二化学备课组高二化学备课组第四节 难溶电解质的溶解平衡345第四节第四节 难溶电解质的溶解平衡难溶电解质的溶解平衡一、一、 难溶电解质的溶解平衡难溶电解质的溶解平衡1 1 1 1、沉淀溶解平衡:、沉淀溶解平衡:、沉淀溶解平衡:、沉淀溶解平衡:((((1 1 1 1)概念:)概念:)概念:)概念:在一定条件下,当难溶电解质的在一定条件下,当难溶电解质的在一定条件下,当难溶电解质的在一定条件下,当难溶电解质的溶解速率溶解速率溶解速率溶解速率与溶液中的有关离子重新与溶液中的有关离子重新与溶液中的有关离子重新与溶液中的有关离子重新生成沉淀的速率生成沉淀的速率生成沉淀的速率生成沉淀的速率相等时,相等时,相等时,相等时,此时溶液中存在的溶解和沉淀间的动态平衡,称为此时溶液中存在的溶解和沉淀间的动态平衡,称为此时溶液中存在的溶解和沉淀间的动态平衡,称为此时溶液中存在的溶解和沉淀间的动态平衡,称为沉淀溶解平衡。 沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡溶解平衡时的溶液是饱和溶液溶解平衡时的溶液是饱和溶液溶解平衡时的溶液是饱和溶液溶解平衡时的溶液是饱和溶液2 2 2 2)特征:)特征:)特征:)特征:逆、等、动、定、变逆、等、动、定、变逆、等、动、定、变逆、等、动、定、变((((3 3 3 3)影响因素:)影响因素:)影响因素:)影响因素:内因、外因(浓度、温度)内因、外因(浓度、温度)内因、外因(浓度、温度)内因、外因(浓度、温度)((((4 4 4 4)过程表示:)过程表示:)过程表示:)过程表示: 例如:例如:例如:例如:A AgCl(sgCl(s)) AgAg+ +(aq) + Cl(aq) + Cl- -(aq)(aq)346 生成沉淀的离子反应反应之所以能够发生,生成沉淀的离子反应反应之所以能够发生,在于生成物的溶解度小在于生成物的溶解度小 例如,例如,AgCl 20℃AgCl 20℃时在时在100g100g水中仅能溶解水中仅能溶解1.5×101.5×10-4-4g g尽管AgClAgCl溶解很小,但并不是绝对不溶解很小,但并不是绝对不溶(溶(溶解是绝对的溶解是绝对的),生成的),生成的AgClAgCl沉淀会有少量溶沉淀会有少量溶解。 因此,生成解因此,生成AgClAgCl沉淀后的溶液中三种有关反应沉淀后的溶液中三种有关反应的粒子在反应体系中共存难溶电解质的溶解度尽的粒子在反应体系中共存难溶电解质的溶解度尽管很小,但不会等于管很小,但不会等于0 0大于大于10g10g 易溶;易溶;1g1g~~10g10g 可溶可溶0.01g0.01g~~1g1g 微溶;微溶;小于小于0.01g0.01g 难溶难溶 0.01g 的量是很小的,一般情况下,相当量的离子相的量是很小的,一般情况下,相当量的离子相互反应生成难溶电解质,可以认为反应完全了互反应生成难溶电解质,可以认为反应完全了 化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol/L,沉淀就达完全沉淀就达完全3471、下列说法中正确的是(、下列说法中正确的是( )) A.不溶于不的物质溶解度为不溶于不的物质溶解度为0 B.绝对不溶解的物质是不存在的绝对不溶解的物质是不存在的 C.某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度为某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度为0 D.物质的溶解性为难溶,则该物质不溶于水物质的溶解性为难溶,则该物质不溶于水2、下列各组离子,在水溶液中能以较高浓度大量共存的、下列各组离子,在水溶液中能以较高浓度大量共存的是(是( ))①①I-- ClO-- NO3-- H++ ②②K++ NH4++ HCO3-- OH--③③ SO42-- SO32- Cl-- OH-- ④④Fe3+ Cu2+ SO42-- Cl --⑤⑤H++ K++ AlO2-- HSO3-- ⑥⑥Ca2++ Na++ SO42- CO32- A..①⑥①⑥B..③④③④C..②⑤②⑤D..①④①④BB3483、试利用平衡移动原理解释下列事实:、试利用平衡移动原理解释下列事实:(1)FeS不溶于水,但能溶于稀盐酸中不溶于水,但能溶于稀盐酸中(2)CaCO3难溶于稀硫酸,却能溶于醋酸中难溶于稀硫酸,却能溶于醋酸中(3)分别用等体积的蒸馏水和分别用等体积的蒸馏水和0..010mol/L硫酸洗涤硫酸洗涤BaSO4沉淀,用水洗涤造成沉淀,用水洗涤造成BaSO4的损失量大于用的损失量大于用稀硫酸洗涤的损失量稀硫酸洗涤的损失量3492. 2. 溶度积常数溶度积常数((1 1))难溶电解质的难溶电解质的溶度积常数溶度积常数的含义的含义 A AgCl(s) AggCl(s) Ag+ +(aq) + Cl(aq) + Cl- -(aq)(aq)当溶解与结晶速度相等时,达到平衡状态当溶解与结晶速度相等时,达到平衡状态K Kspsp,,AgCl AgCl =C=CAg+Ag+··C CCl-Cl- 为一常数,该常数称为为一常数,该常数称为难溶电解质的难溶电解质的溶度积常数溶度积常数,,简称溶度积。 简称溶度积2 2))难溶电解质的难溶电解质的溶度积常数溶度积常数用用K Kspsp表示 通式:通式:A An nB Bm m(s) nA(s) nAm+m+(aq) + mB(aq) + mBn-n-(aq)(aq) 则则K Kspsp, AnBm, AnBm= C= CAm+Am+n . n . C CBn-Bn-m m练习:练习:BaSOBaSO4 4、、AgAg2 2CrOCrO4 4、、Mg(OH)Mg(OH)2 2、、Fe(OH)Fe(OH)3 3的溶度积的溶度积3503 3 3 3、溶度积与溶解度之间的关系、溶度积与溶解度之间的关系、溶度积与溶解度之间的关系、溶度积与溶解度之间的关系例例1 1、、已知已知K Ksp,AgClsp,AgCl==1.1.5656 1010-10-10,, K Ksp,Ag2CrO4sp,Ag2CrO4==9.09.0 1010-1-12 2,,试求试求AgClAgCl和和AgAg2 2CrOCrO4 4的溶解度(用的溶解度(用g/Lg/L表示)表示)解:解:((1)设)设AgCl的浓度为的浓度为S1((mol//L),则:则: AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) 平衡平衡 S1 S1 (2)2)设设AgAg2 2CrOCrO4 4的浓度为的浓度为S S2 2((mol/dmmol/dm3 3),),则:则: AgAg2 2CrOCrO4 4(s) 2Ag(s) 2Ag+ +(aq) + CrO(aq) + CrO4 42-2-(aq)(aq) 平平 2S2S2 2 S S2 2在水中:在水中:AgCl溶解度小于溶解度小于Ag2CrO4的溶解度的溶解度351例例2、、把足量的把足量的AgCl放入放入1L 1 .0 mol //L的盐的盐酸溶液中溶解度是多少?(酸溶液中溶解度是多少?(g/L))解:设设AgCl的溶解度为的溶解度为S((mol//L), AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) 平 S S + 1 1AgCl在盐酸溶液中溶解度比在水中的在盐酸溶液中溶解度比在水中的小小。 3524 4、溶度积规则、溶度积规则 ①①①①离子积离子积离子积离子积 A An nB Bm m(s) nA(s) nAm+m+(aq) + mB(aq) + mBn-n-(aq)(aq) (1)(1)Q Q c c >K>Kspsp 时,时,沉淀从溶液中析出(溶液过饱和),体沉淀从溶液中析出(溶液过饱和),体系中不断析出沉淀,直至达到平衡(此时系中不断析出沉淀,直至达到平衡(此时Q Q c c =K=Kspsp ))(2)(2)Q Q c c =K=Kspsp 时,时,沉淀与饱和溶液的平衡沉淀与饱和溶液的平衡(3)(3)Q Q c c 为一定值②②②②溶度积规则溶度积规则溶度积规则溶度积规则353例:下列情况下,有无例:下列情况下,有无CaCOCaCO3 3沉淀生成?已知沉淀生成?已知Ksp,CaCO3=4.96 10-9((1 1))往盛有往盛有1.0 L1.0 L纯水中加入纯水中加入0.1 mL0.1 mL浓度为浓度为0.01 mol 0.01 mol /L /L 的的CaClCaCl2 2和和NaNa2 2COCO3 3;;((2 2))改变改变CaClCaCl2 2和和NaNa2 2COCO3 3的浓度为的浓度为1.0 mol /L 1.0 mol /L 呢?呢? [Ca[Ca2+2+] =[CO] =[CO3 32-2-] = 0.1] = 0.1 1010-3-3 0.01/1.0 = 100.01/1.0 = 10-6-6 mol /Lmol /L Q Qc c = = [Ca[Ca2+2+] ]××[CO[CO3 32-2-] = 10] = 10-12-12 < < K Kspsp, ,CaCO3CaCO3=4.96 =4.96 1010-9-9 因此无因此无 CaCOCaCO3 3沉淀生成。 沉淀生成[ [CaCa2+2+] ]××[CO[CO3 32-2-] = 10] = 10-4-4 mol /Lmol /L Q Qc c = = [Ca[Ca2+2+] ]××[CO[CO3 32-2-] = 10] = 10-8-8 > >K Kspsp,CaCO3,CaCO3 因此有因此有CaCOCaCO3 3沉淀生成沉淀生成354二、沉淀溶解平衡的应用二、沉淀溶解平衡的应用1. 1. 沉淀的生成沉淀的生成 加加加加入入入入沉沉沉沉淀淀淀淀剂剂剂剂,,,,应应应应用用用用同同同同离离离离子子子子效效效效应应应应,,,,控控控控制制制制溶溶溶溶液液液液的的的的pH,当当 时有沉淀生成时有沉淀生成①①调节调节pH法:法:加入氨水调节加入氨水调节pH至至7~8,可,可除去氯化铵中的杂质氯化铁除去氯化铵中的杂质氯化铁②②加沉淀剂法:加沉淀剂法:以以Na2S、、H2S等作沉淀剂,等作沉淀剂,使使Cu2+、、Hg2+等生成极难容的硫化物等生成极难容的硫化物CuS、、HgS沉淀。 沉淀355例例1、、向向1.0×10-3 mol L-3 的的K2CrO4溶液中滴加溶液中滴加AgNO3溶液溶液,求开始有求开始有Ag2CrO4沉淀生成时的沉淀生成时的[Ag+] =? CrO42-沉淀完全时沉淀完全时, [Ag+]= ?已知:已知:Ksp,,Ag2CrO4=9.0×10-12解: Ag2CrO4 2Ag+ + CrO42- Ksp = [Ag+]2 ×[CrO42-]CrO42-沉淀完全时的浓度为沉淀完全时的浓度为1.0 ×10-5 mol L-3故有故有3562. 2. 沉淀的溶解沉淀的溶解Q Qc c < K < Kspsp 时时, ,沉淀发生溶解,沉淀发生溶解,使使Q Qc c减小减小的方法有:的方法有: (1) (1) 利用氧化还原方法降低某一离子的浓度利用氧化还原方法降低某一离子的浓度 (2) (2) 生成弱电解质如:生成弱电解质如: H H2 2S SFeS FeFeS Fe2+ 2+ + S+ S2- 2- S + NO + H S + NO + H2 2O O (3) (3) 生成络合物,例银铵溶液的配制生成络合物,例银铵溶液的配制3573. 3. 分步沉淀分步沉淀 溶溶液液中中含含有有几几种种离离子子,,加加入入某某沉沉淀淀剂剂均均可可生生成成沉沉淀淀,,沉沉淀淀生生成成的的先先后后顺顺序序按按离离子子积积大大于于溶溶度度积积的的先先后后顺序沉淀,顺序沉淀,叫作分步沉淀。 叫作分步沉淀 KspKsp越越小小越越先先沉沉淀淀,,且且KspKsp相相差差越越大大分分步步沉沉淀淀越越完完全全; ;如如AgClAgCl、、AgBrAgBr、、AgIAgI、、AgAg2 2S S 一一般般认认为为沉沉淀淀离离子子浓浓度度小小于于1.0×10-5 mol/L时时, ,则认为已经沉淀完全则认为已经沉淀完全3583、以、以MnO2为原料制得的为原料制得的MnCl2溶液中常含有溶液中常含有Cu2+、、Pb2+、、Cd2+等金属离子,通过添加过量难溶电解等金属离子,通过添加过量难溶电解质质MnS,可使这些金属离子形成硫化物沉淀,经,可使这些金属离子形成硫化物沉淀,经过滤除去包括过滤除去包括MnS在内的沉淀,再经蒸发、结晶,在内的沉淀,再经蒸发、结晶,可得纯净的可得纯净的MnCl2根据上述实验事实,可推知根据上述实验事实,可推知MnS具有的相关性质是(具有的相关性质是( )) A.具有吸附性具有吸附性 B.溶解度与溶解度与CuS、、PbS、、CdS等相同等相同 C.溶解度大于溶解度大于CuS、、PbS、、CdS D.溶解度小于.溶解度小于CuS、、PbS、、CdSC359pH = 3.2解解: Fe(OH)3 Fe3+ + 3OH- Ksp = [Fe3+]×[OH-]3 = 4.0 ×10-39 Fe3+ 沉淀完全时的沉淀完全时的[OH-]为为:例例1::如如果果溶溶液液中中Fe3+和和Mg2+的的浓浓度度均均为为0.10 mol//L, 使使Fe3+完完全全沉沉淀淀而而使使Mg2+不不沉沉淀淀的的pH条条件件是什么是什么? 相应的相应的Ksp查阅教材查阅教材P65页表格中数据。 页表格中数据360Mg2++开始沉淀的开始沉淀的pH值为值为:pH =9.1因此因此, 只要控制只要控制pH值在值在3.2 ~ 9.1之之间即可使间即可使Fe3+定量沉淀而使定量沉淀而使Mg2+不不沉淀3614 4、、 同离子效应同离子效应(1)同离子效应的来源 HAc H+ + Ac- 加入NaAc, NaAc = Na+ + Ac- 溶液中AcAc-大大增加,平衡向左移动,降低了HAc的电离度. 同离子效应:向弱电解质中加入具有相同离子(阳离子或阴离子)的强电解质后,解离平衡发生左移,降低电解质电离度的作用称称为为同同离离子子效效应应,,电离度降降低低362(2)同离子效应在沉淀溶解平衡中应用 AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) 加入加入AgNO3,平衡向沉淀方向移动,,平衡向沉淀方向移动, Cl-减少 363第四章 电化学基础莒南三中莒南三中 高二化学备课组高二化学备课组第一节 原电池3641 1、电化学:、电化学:2 2、从反应产物与电流的关系分类:、从反应产物与电流的关系分类:阅读教材阅读教材P70 P70 回答回答研究化学能与电能相互转换的装置、研究化学能与电能相互转换的装置、过程和效率的科学过程和效率的科学①①产生电流的反应产生电流的反应→→原电池原电池②②借助电流而发生的反应借助电流而发生的反应→→原电池原电池365复习回顾复习回顾1 1、原电池是、原电池是____________________________________________的装置。 的装置原电池反应的本质是原电池反应的本质是________________________________________反应将化学能转化为电能将化学能转化为电能氧化还原反应氧化还原反应2 2、如右图所示,组成的原电池:、如右图所示,组成的原电池:((1 1)当电解质溶液为稀)当电解质溶液为稀H H2 2SOSO4 4时:时:ZnZn电极是电极是________(填(填“正正”或或“负负”)极,)极,其电极反应为其电极反应为______________________________,该反应,该反应是是____________(填(填“氧化氧化”或或“还原还原”,下同)反应;,下同)反应;CuCu电极是电极是____________极,其电极反应为极,其电极反应为_______________,_______________,该反应是该反应是__________________反应2 2)当电解质溶液为)当电解质溶液为CuSOCuSO4 4溶液时:溶液时: ZnZn电极电极是是________极,其电极反应为极,其电极反应为__________________________,,该反应是该反应是________________反应;反应;CuCu电极是电极是________极,极,其电极反应为其电极反应为_______________,_______________,该反应该反应__________反应反应. .负负ZnZn--2e2e- - = Zn = Zn2+2+氧化氧化正正2H2H+ + +2e +2e- - =H=H2 2↑↑还原还原负负ZnZn--2e2e- - =Zn =Zn2+2+氧化氧化正正CuCu2+ 2+ +2e+2e- - = Cu = Cu还原还原366氧化反应氧化反应Zn-2e=Zn2+ 铜锌原电池铜锌原电池电解质电解质溶液溶液失失e,沿导线传递,有电流产生,沿导线传递,有电流产生还原反应还原反应Cu2++2e- =Cu阴离子阴离子阳离子阳离子总反应:总反应:负极负极正极正极 Cu2++2e- =CuZn-2e- =Zn2+Zn+Cu2+=Zn2++CuZn+CuSO4=ZnSO4+Cu(离子方程式)离子方程式)(化学方程式)(化学方程式)电电极极反反应应正极:正极:负极:负极:(氧化反应)(氧化反应)(还原反应)(还原反应)阳离子阳离子原原 电电 池池 原原 理理外电路外电路内电路内电路367与与原原 电电 池池 相关的概念相关的概念1.电路:电路:外电路外电路内电路内电路电子流向:失电子的一极向得电子的一极电子流向:失电子的一极向得电子的一极电流方向:与电子流动方向相反电流方向:与电子流动方向相反阴离子流动方向与电子流动方向一致阴离子流动方向与电子流动方向一致阳离子流动方向与电流方向一致阳离子流动方向与电流方向一致2.电极:电极:正极:电子流入的一极正极:电子流入的一极负极:电子流出的一极负极:电子流出的一极3.电极反应式:电极反应式:正极:正极: 2H++ 2e-== H2↑负极:负极: Zn--2e-== Zn2+4.总反应式:总反应式:Zn+ 2H+ == Zn2+ + H2↑368锌铜原电池工作原理锌铜原电池工作原理369提出问题:提出问题: 上图是我们在必修上图是我们在必修2中学习过的将锌片和铜片置于稀硫酸中学习过的将锌片和铜片置于稀硫酸的原电池,如果用它做电源,不但效率低,而且时间稍长的原电池,如果用它做电源,不但效率低,而且时间稍长电流就很快减弱,因此不适合实际应用电流就很快减弱,因此不适合实际应用。 这是什么原因造这是什么原因造成的呢?有没有什么改进措施?成的呢?有没有什么改进措施?造成的主要原因造成的主要原因:由于在铜极上很快就聚集了许多氢气:由于在铜极上很快就聚集了许多氢气泡,把铜极跟稀硫酸逐渐隔开,这样就增加了电池的内泡,把铜极跟稀硫酸逐渐隔开,这样就增加了电池的内阻,使电流不能畅通这种作用称为极化作用阻,使电流不能畅通这种作用称为极化作用一、对锌铜原电一、对锌铜原电 池工作原理的进一步探究池工作原理的进一步探究为了避免发生这种现象,设计如下图(书为了避免发生这种现象,设计如下图(书P71图图4-1)所示)所示的原电池装置,你能解释它的工作原理吗?的原电池装置,你能解释它的工作原理吗?370硫酸铜硫酸铜371此电池的优点:此电池的优点: 能产生持续、稳能产生持续、稳定的电流定的电流盐桥制法:盐桥制法:1)将热的琼胶溶液倒入将热的琼胶溶液倒入U形管中形管中(注意不要产注意不要产生裂隙生裂隙),将冷却后的,将冷却后的U形管浸泡在形管浸泡在KCl或或NH4NO3的饱和的饱和溶液中即可溶液中即可2)将将KCl或或NH4NO3的饱和溶液装入的饱和溶液装入U形管,形管,用棉花都住管口即可。 用棉花都住管口即可372实验三(书实验三(书71页实验页实验4-1))实验探索实验探索实验现象:实验现象:分析分析:改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流:改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流?盐桥在此的作用是什么??盐桥在此的作用是什么?参考教材参考教材72页页 第三段第三段 有盐桥存在时电流计指针有盐桥存在时电流计指针发生偏转,即有电流通过电路发生偏转,即有电流通过电路 取出盐桥,电流计指针即取出盐桥,电流计指针即回到零点,说明没有电流通过回到零点,说明没有电流通过373盐桥的作用:盐桥的作用:((1 1)使整个装置构成通路,代替两溶液直接接触使整个装置构成通路,代替两溶液直接接触 由于盐桥(如由于盐桥(如KClKCl)的存在,其中阴离子)的存在,其中阴离子ClCl- -向向ZnSOZnSO4 4溶液扩散和迁移,阳离子溶液扩散和迁移,阳离子K K+ +则向则向CuSOCuSO4 4溶液扩散和迁溶液扩散和迁移,分别中和过剩的电荷,保持溶液的电中性,因而放移,分别中和过剩的电荷,保持溶液的电中性,因而放电作用不间断地进行,一直到锌片全部溶解或电作用不间断地进行,一直到锌片全部溶解或 CuSOCuSO4 4溶溶液中的液中的 CuCu2+2+几乎完全沉淀下来。 几乎完全沉淀下来若电解质溶液与若电解质溶液与KClKCl溶溶液反应产生沉淀,可用液反应产生沉淀,可用NHNH4 4NONO3 3代替代替KClKCl作盐桥2 2)平衡电荷平衡电荷 在整个装置的电流回路中,溶液中的电流通路是在整个装置的电流回路中,溶液中的电流通路是靠离靠离子迁移完成子迁移完成的取出盐桥,取出盐桥,ZnZn失去电子形成的失去电子形成的ZnZn2+2+进入进入ZnSOZnSO4 4溶液,溶液,ZnSOZnSO4 4溶液因溶液因ZnZn2+2+增多而带正电荷同时,增多而带正电荷同时,CuSOCuSO4 4则由于则由于CuCu2+2+变为变为CuCu,,使得使得SOSO4 42-2-相对较多而带负电荷相对较多而带负电荷溶液不保持电中性,这两种因素均会阻止电子从锌片流向溶液不保持电中性,这两种因素均会阻止电子从锌片流向铜片,造成电流中断铜片,造成电流中断374请同学们思考请同学们思考::上述原电池装置是将什么反应的上述原电池装置是将什么反应的化学能转换成电能的?指出电池化学能转换成电能的?指出电池的正负极,并分别写出其中负极的正负极,并分别写出其中负极和正极的电极反应式以及该电池和正极的电极反应式以及该电池的总反应方程式。 的总反应方程式ZnSOZnSO4 4溶液溶液 CuSOCuSO4 4溶溶液液负极(锌片):负极(锌片): ZnZn--2e2e- - =Zn =Zn2+ 2+ ((氧化反应氧化反应))正极(铜片):正极(铜片): CuCu2+ 2+ +2e+2e- -=Cu =Cu ((还原反应还原反应))电池反应电池反应((总化学方程式总化学方程式))::Zn + CuZn + Cu2+2+ = Zn = Zn 2+ 2+ + Cu + Cu 电池符号电池符号: Zn Zn ︱︱ ZnSOZnSO4 4‖‖ CuSOCuSO4 4 ︱︱ Cu Cu 负极负极 盐桥盐桥 正极正极一、对锌铜原电一、对锌铜原电 池工作原理的进一步探究池工作原理的进一步探究375二、由两个半电池组成原电池的工作原理二、由两个半电池组成原电池的工作原理((1 1)把氧化反应和还原反应分开在不同区域进行,再以)把氧化反应和还原反应分开在不同区域进行,再以适当方式连接,可以获得电流适当方式连接,可以获得电流。 ①在这类电池中,用还原性较强的物质作为负极,负极向外电路提供电子;用氧化性较强的物质作为正极,正极从外电路得到电子②在原电池的内部,两极浸在电解质溶液中,并通过阴阳通过阴阳离子的定向运动而形成内电路离子的定向运动而形成内电路练习:锌铜原电池产生电流时,阳离子(练习:锌铜原电池产生电流时,阳离子( ))A 移向移向Zn 极,阴离子移向极,阴离子移向Cu 极极B 移向移向Cu 极,阴离子移向极,阴离子移向Zn 极极C 和阴离子都移向和阴离子都移向Zn极极D 和阴离子都移向和阴离子都移向Cu 极极B376二、实验探究形成原电池的条件二、实验探究形成原电池的条件(可以)(可以)(可以)(可以)(可以)(可以)(不可以)(不可以)形成条件一:形成条件一:活泼性不同的两个电极活泼性不同的两个电极负极:较活泼的金属负极:较活泼的金属正极:较不活泼的金属、石墨等正极:较不活泼的金属、石墨等377(可以)(可以)(不可以)(不可以)形成条件二:电极需插进电解质溶液中;形成条件二:电极需插进电解质溶液中;实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件378实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件形成条件三:必须形成闭合回路形成条件三:必须形成闭合回路(不可以)(不可以)可以可以379((2 2))组成原电池的条件组成原电池的条件 ((1)有两种活动性不同的金属(或一种是非金属单质)有两种活动性不同的金属(或一种是非金属单质或金属氧化物)作电极。 或金属氧化物)作电极 ((2)电极材料均插入电解质溶液中电极材料均插入电解质溶液中 ((3)两极相连形成闭合电路两极相连形成闭合电路 ((4)内部条件:能自发进行氧化还原反应内部条件:能自发进行氧化还原反应380ABCDEFMN1.1.下列哪几个装置能形成原电池?下列哪几个装置能形成原电池?OVXVVXXXXV3812.2.一一个个电电池池反反应应的的离离子子方方程程式式是是 Zn+CuZn+Cu2+2+=Zn=Zn2+2+ +Cu,+Cu,该反应的的原电池正确组合是(该反应的的原电池正确组合是( ))CABCD正极正极ZnCuCuFe负极负极CuZnZnZn电解质溶液电解质溶液CuCl2H2SO4CuSO4HCl382三、原电池的正负极的判断方法三、原电池的正负极的判断方法 微观判断微观判断(根据电子流动方向(根据电子流动方向))电子流出的极电子流出的极电子流入的极电子流入的极——负极负极——正极正极较活泼的电极材料较活泼的电极材料较不活泼的电极材料较不活泼的电极材料 质量增加的电极质量增加的电极工作后工作后 质量减少的电极质量减少的电极——负极负极——正极正极——正极正极——负极负极工作后,有气泡冒出的电极为正极工作后,有气泡冒出的电极为正极发生氧化反应的极发生氧化反应的极发生还原反应的极发生还原反应的极宏观判断宏观判断::①①根据电极材料根据电极材料②②根据原电池电极发生根据原电池电极发生的反应的反应③③根据电极增重还是减重根据电极增重还是减重④④根据电极有气泡冒出:根据电极有气泡冒出:——负极负极——正极正极3831.1.某金属能跟稀盐酸作用发出氢气,该金属与锌组成某金属能跟稀盐酸作用发出氢气,该金属与锌组成原电池时,锌为负极,此金属是原电池时,锌为负极,此金属是( )( )A.Mg B.Fe C.Al D.CuA.Mg B.Fe C.Al D.CuB2.2.由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时,电由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时,电解质溶液的解质溶液的 pH( )pH( )A.A.不变不变 B B先变大后变小先变大后变小 C C逐渐变大逐渐变大 D.D.逐渐变小逐渐变小C3843.把把a、、b、、c、、d四块金属片浸入稀硫酸中,用导线四块金属片浸入稀硫酸中,用导线两两相连组成原电池。 若两两相连组成原电池若a、、b相连时,相连时,a为负极;为负极;c、、d相连时,电流由相连时,电流由d到到c;;a、、c相连时,相连时,c极上产生大极上产生大量气泡,量气泡,b、、d相连时,相连时,b上有大量气泡产生,则四上有大量气泡产生,则四种金属的活动性顺序由强到弱的为种金属的活动性顺序由强到弱的为 ( )A..a > b > c > d B..a > c > d > b C..c > a > b .> d D..b > d > c > a B3854、如图所示,在铁圈和银圈的焊接处,用一根棉线、如图所示,在铁圈和银圈的焊接处,用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中,使之平衡;小心的向烧杯将其悬在盛水的烧杯中,使之平衡;小心的向烧杯中央滴入中央滴入CuSO4溶液,片刻后可观察到的现象是溶液,片刻后可观察到的现象是 ( D )A. 铁圈和银圈左右摇摆不定铁圈和银圈左右摇摆不定B. 保持平衡状态保持平衡状态C. 铁圈向下倾斜,银圈向上倾斜铁圈向下倾斜,银圈向上倾斜D. 银圈向下倾斜,铁圈向上倾斜银圈向下倾斜,铁圈向上倾斜3861.1.简单原电池电极方程式的写法简单原电池电极方程式的写法 387①①判断右边原电池的正、负极,并写出电极判断右边原电池的正、负极,并写出电极反应式。 反应式 Cu Cu C CFeClFeCl3 3溶液溶液负极:负极: CuCu 失电子失电子 CuCu - - 2e2e- - = = CuCu2+2+正极:正极: FeFe3+3+得电子得电子 2Fe2Fe3+3+ + + 2e2e- - = = 2Fe2Fe2+2+A A Cu+2FeClCu+2FeCl3 3 =CuCl =CuCl2 2 +2FeCl +2FeCl2 2先写出总反应:先写出总反应:即即 负极与电解质溶液反应负极与电解质溶液反应拆成离子方程式:拆成离子方程式:CuCu + + 2Fe2Fe3 3++ = = CuCu2 2++ + + 2Fe2Fe2 2++根据化合价升降判断正负极根据化合价升降判断正负极三、电极方程式的书写三、电极方程式的书写1.简单原电池电极方程式的写法简单原电池电极方程式的写法388②②请写出请写出右边原电池的右边原电池的电极电极方程式总反应方程式:总反应方程式:负极:负极:AlAl,失,失e e- - 2Al - 6e 2Al - 6e---- ==== 2 2Al3+2Al2Al3+3+ + 8OH + 8OH- - =2AlO =2AlO2 2- - + 4H + 4H2 2OO 负极总反应:负极总反应:负极总反应:负极总反应: 2Al +8OH2Al +8OH- - ----6e6e---- ====2AlO2AlO2 2- - + 4H + 4H2 2O O 正极:总反应-负极反应正极:总反应-负极反应正极:总反应-负极反应正极:总反应-负极反应6H6H2 2O O ++++6e6e---- ====6OH6OH——++++ 3H3H2 2↑ ↑Mg AlNaOHNaOH溶液溶液A拆成离子方程式:拆成离子方程式:2Al + 2OH-- + 2H2O = 2AlO2-- + 3H2↑根据化合价升降判断正负极根据化合价升降判断正负极2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑3892.2.燃料电池电极方程式的写法燃料电池电极方程式的写法 总反应:总反应: 实际上就是燃料的完全燃烧。 实际上就是燃料的完全燃烧 负极(通入燃料):负极(通入燃料): 为燃料失去电子的氧化反应,为燃料失去电子的氧化反应, 正极(通入氧化剂):正极(通入氧化剂): 为氧化剂得到电子的还原反应为氧化剂得到电子的还原反应 以以以以PtPtPtPt为电极,电解质溶液为为电极,电解质溶液为为电极,电解质溶液为为电极,电解质溶液为 KOHKOHKOHKOH溶液的氢氧燃料电池为例溶液的氢氧燃料电池为例溶液的氢氧燃料电池为例溶液的氢氧燃料电池为例负极总反应负极总反应: 2H: 2H2 2 - 4e- 4e- - + 4OH + 4OH- - ==4H4H2 2O O正极正极: : 总反应-负极反应总反应-负极反应 总反应:总反应:2H2H2 2+ O+ O2 2==2H2H2 2O O负极负极: H: H2 2 失失e e--4H4H+ + + 4OH + 4OH- - ==4H4H2 2O O2H2H2 2 - 4e- 4e- - == 4 H4 H++O O2 2 + 2H+ 2H2 2O + 4eO + 4e- - ==4OH4OH- -3903.3.复杂原电池电极方程式的书写复杂原电池电极方程式的书写 方法点拨:写电极方程式的时候,要根据方法点拨:写电极方程式的时候,要根据““得电子显负电;得电子显负电;失电子显正电失电子显正电””的原则,的原则,利用利用““电荷守恒电荷守恒””,通过巧用,通过巧用H H++、、OHOH--和水写出电极方程式和水写出电极方程式Pb++PbO2++2H2SO4==2PbSO4↓++2H2O练习:写出铅酸蓄电池的电极反应:练习:写出铅酸蓄电池的电极反应: Pb Pb ++SO42-- ---- 2e2e-- == 2PbSO4↓正极:正极:正极:正极: PbO2 得电子得电子++++4H4H++++++++ 2H2H2OO 正极:正极:正极:正极: PbO2++SO42-- ++ 2e2e-- ==PbSO4↓391银锌电池(电解质为银锌电池(电解质为银锌电池(电解质为银锌电池(电解质为KOHKOH)的电池总反应为:)的电池总反应为:)的电池总反应为:)的电池总反应为: ZnZn++++ AgAg2 2O O ==== ZnOZnO++++ 2Ag2Ag写出其正、负极反应。 写出其正、负极反应写出其正、负极反应写出其正、负极反应 Zn -- 2e-- == ZnO ++++2 OH2 OH---- ++++ H H2 2OO AgAg2 2O O ++++2e2e-- ==== 2Ag2Ag++++H H2 2O O ++++2OH2OH----负极:负极:正极:正极:392四、原电池的设计四、原电池的设计①①活泼性不同活泼性不同 的两种金属的两种金属如锌铜原电池,锌作负极,铜作正极如锌铜原电池,锌作负极,铜作正极②②金属和非金属金属和非金属如锌锰干电池,锌作负极,石墨棒作正极如锌锰干电池,锌作负极,石墨棒作正极③③金属和化合物金属和化合物如铅蓄电池,铅版作负极,如铅蓄电池,铅版作负极,PbO2作正极作正极④④惰性电极惰性电极如氢氧燃料电池中,两根电极均可用如氢氧燃料电池中,两根电极均可用Pt(电池的电极必须导电)(电池的电极必须导电)电解质溶液一般要能够与负极发生反应。 但若是两个半反应分电解质溶液一般要能够与负极发生反应但若是两个半反应分别在两个烧杯中进行,则左右两个烧杯中的电解质溶液应别在两个烧杯中进行,则左右两个烧杯中的电解质溶液应 与与电电极材料具有相同的阳离子极材料具有相同的阳离子393请根据氧化还原反应请根据氧化还原反应 :Cu +2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+设计成原电池设计成原电池你有哪些可行方案你有哪些可行方案?Cu Cu – 2e- = Cu2+比比Cu不活泼的金属或石墨不活泼的金属或石墨2Fe3+ + 2e- = 2Fe2+ Fe2(SO4 )3、、FeCl3等等负极:负极:正极:正极:电解质溶液:电解质溶液:练练一一练练若是采用烧杯和盐桥装置图,采用的电解质溶液又是若是采用烧杯和盐桥装置图,采用的电解质溶液又是什么?试画出原电池的装置简图什么?试画出原电池的装置简图3941.1.利用原电池原理设计新型化学电池;利用原电池原理设计新型化学电池;2.2.改变化学反应速率,如实验室用粗锌与硫酸改变化学反应速率,如实验室用粗锌与硫酸反应制取氢气;反应制取氢气;3.3.进行金属活动性强弱比较;进行金属活动性强弱比较;4.4.电化学保护法,即将金属作为原电池的正极电化学保护法,即将金属作为原电池的正极而受到保护。 如在铁器表面镀锌而受到保护如在铁器表面镀锌五、原电池的主要应用:五、原电池的主要应用:5.5.解释某些化学现象解释某些化学现象395(1)比较金属活动性强弱比较金属活动性强弱例例1:: 下列叙述中,可以说明金属甲比乙活泼性强的是下列叙述中,可以说明金属甲比乙活泼性强的是C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极;将甲乙作电极组成原电池时甲是负极;A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中,乙溶解,甲甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中,乙溶解,甲 上有上有H2气放出气放出;B.在氧化在氧化–还原反应中,甲比乙失去的电子多还原反应中,甲比乙失去的电子多;D.同价态的阳离子,甲比乙的氧化性强;同价态的阳离子,甲比乙的氧化性强;((C))原电池原理应用:原电池原理应用:396(2)比较反应速率比较反应速率例例2 :: 下列制氢气的反应速率最快的是下列制氢气的反应速率最快的是粗锌和粗锌和 1mol/L 盐酸;盐酸;B.A. 纯锌和纯锌和1mol/L 硫酸;硫酸;纯锌和纯锌和18 mol/L 硫酸;硫酸;C.粗锌和粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液D.(( D ))原电池原理应用:原电池原理应用:397(3)比较金属腐蚀的快慢比较金属腐蚀的快慢例例3::下列各情况,在其中下列各情况,在其中Fe片腐蚀由片腐蚀由快快到到慢慢的顺序是的顺序是(5) (2)(1) (3) (4)原电池原理应用:原电池原理应用:398例例4::下列装置中四块相同的下列装置中四块相同的Zn片,放置一段时间后腐蚀速片,放置一段时间后腐蚀速率由率由慢慢到到快快的顺序是的顺序是(4)(2)(1)(3)399(4)判断溶液判断溶液pH值变化值变化例例5:: 在在Cu-Zn原电池中,原电池中,200mLH2SO4 溶液的浓度为溶液的浓度为0.125mol/L , 若工作一段时间后,从装置中共收集到若工作一段时间后,从装置中共收集到 0.168L升气体,则流过导线的电子为升气体,则流过导线的电子为———— mol,溶溶液的液的pH值变值变_________?(溶液体积变化忽略不计)?(溶液体积变化忽略不计)0.2解得:解得:y ==0.015 (mol)x ==0.015 (mol)====3.75× 10﹣ 4(mol/L )∴∴pH ==-lg3.75 ×10--4==4 -lg3.75 答:答:……--0.015根据电极反应:根据电极反应:正极:正极:负极:负极:Zn--2e-==Zn2+2H++2e- ==H2↑得:得:2 2 22.4x y 0.168解:解:0.2×0.125×2c(H+)余余∴2H+ —— 2e——H2↑大大0.015原电池原理应用:原电池原理应用:400(5)原电池原理的综合应用原电池原理的综合应用例例6:市场上出售的:市场上出售的“热敷袋热敷袋”的主要成分为铁屑、的主要成分为铁屑、炭粉、木屑、少量氯化钠和水等。 炭粉、木屑、少量氯化钠和水等 “热敷袋热敷袋”启启用之前用塑料袋使其与空气隔绝,启用时,打开用之前用塑料袋使其与空气隔绝,启用时,打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量使用完后,会发塑料袋轻轻揉搓就会放出热量使用完后,会发现有大量铁锈存在现有大量铁锈存在1)“热敷袋热敷袋”是利用是利用 放出热量放出热量2)炭粉的主要作用是炭粉的主要作用是 3)加入氯化钠的主要作用是加入氯化钠的主要作用是 4)木屑的作用是木屑的作用是 铁被氧化铁被氧化与铁屑、氯化钠溶液构成原电池,加速铁屑的氧化与铁屑、氯化钠溶液构成原电池,加速铁屑的氧化氯化钠溶于水、形成电解质溶液氯化钠溶于水、形成电解质溶液使用使用“热敷袋热敷袋”时受热均匀时受热均匀原电池原理应用:原电池原理应用:401 拓展练习拓展练习((1)若烧杯中溶液为稀硫酸,则观察到的)若烧杯中溶液为稀硫酸,则观察到的 现象。 现象 两极反应式为:正极两极反应式为:正极 ;;负极负极 该装置将该装置将 能转化为能转化为 能2)若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液,)若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液,则负极为则负极为 ,,总反应方程为总反应方程为 镁逐渐溶解,铝极上有气泡冒出,电流表指针发生偏转;镁逐渐溶解,铝极上有气泡冒出,电流表指针发生偏转;2H++2e—=H2↑Mg--2e—=Mg2+ 化学能化学能电能电能Al2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑402小小 结结1定义1定义:((1)由两个半电池组成的锌铜原电池的工作原理)由两个半电池组成的锌铜原电池的工作原理 原电池原电池把化学能转化成电能的装置把化学能转化成电能的装置2、原电池的工作原理、原电池的工作原理较活泼的金属发生较活泼的金属发生氧化反应氧化反应,电子从较活泼的金属电子从较活泼的金属(负极负极)通过外电路流向较不活泼的金属通过外电路流向较不活泼的金属(正极正极)。 负极 正极电子流向电子流向电流流向电流流向((2 2))形成原电池的条件形成原电池的条件((3)原电池的正负极的判断方法)原电池的正负极的判断方法((4)电极材料的选择(电池的电极必须导电))电极材料的选择(电池的电极必须导电)403第四章 电化学基础莒南三中莒南三中 高二化学备课组高二化学备课组第二节 化学电源404发明电池的故事发明电池的故事 伏特是意大利帕维亚大学的研究电学的物理学家 有一天,伏特看了一位名叫加伐尼的解剖学家的一篇论文,说动物肌肉里贮存着电,可以用金属接触肌肉把电引出来看了这篇论文,伏特非常兴奋,便决定亲自来做这个实验他用许多只活青蛙反复实验,终于发现,实际情况并不像加伐尼所说的那样,而是两种不同的金属接触产生的电流,才使蛙腿的肌肉充电而收缩为了证明自己的发现是正确的,伏特决定更深入地了解电的来源 405发明电池的故事 一天,他拿出一块锡片和一枚银币,把这两种金属放在自己的舌头上,然后叫助手将金属导线把它们连接起来,刹时,他感到满嘴的酸味儿 接着,他将银币和锡片交换了位置,当助手将金属导线接通的一瞬间,伏特感到满嘴的咸味。 这些实验证明,两种金属在一定的条件下就能产生电流伏特想,只要能把这种电流引出来,就能大有作用 伏特经过反复实验,终于发明了被后人称做“伏特电堆”的电池,这就是在铜板和锌板中间夹上卡纸和用盐水浸过的布片,一层一层堆起来的蓄电池这种电池,今天仍然在使用着 为了纪念他的贡献,人们把电压的计量单位叫做伏特,简称伏,符号V比如我们手电筒里的电池的电压是1.5伏特,我们家里的电灯的电压是220伏特 406化学电池的分类§一次电池(干电池):活性物质消耗到一定程度,就不能使用;§二次电池(充电电池或蓄电池):放电后可以再充电使活性物质获得再生;§燃料电池:一种连续将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池407电池的优点①①能量转化率较高能量转化率较高②②供能稳定可靠供能稳定可靠③③可以制成各种形状和大小、不同容量可以制成各种形状和大小、不同容量的电压的电池及电池组的电压的电池及电池组④④使用方便,易于维护,并可在各种环使用方便,易于维护,并可在各种环境下工作境下工作408衡量电池优劣的指标§比能量:电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少,符号(W·h)/kg ,(W·h)/L§比功率:电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小,符号W/kg ,W/L§储存时间:电池的可储存时间的长短 除特殊情况外,质量轻、体积小而输出电能多、功率大、储存时间长的电池,更适合使用者的需要。 409一次电池§普通锌锰干电池:活性物质为NH4Cl和淀粉糊作电解质,还填有MnO2 和炭黑电极反应式:负 极:Zn - 2e-= Zn2+正 极:2NH4+ + 2e-+2MnO2= Mn2O3+ 2NH3↑+ H2O总反应:Zn + 2NH4+ +2MnO2= Zn2+ +Mn2O3+ 2NH3↑+ H2O§碱性锌锰干电池:活性物质为KOH和淀粉糊作电解质,还填有MnO2 和炭黑电极反应式:负 极:Zn - 2e- + 2OH- = Zn(OH)2正 极:2MnO2 + 2e-+ 2H2O = 2MnOOH + 2OH-总反应:Zn + 2MnO2 + 2H2O= 2MnOOH + Zn(OH)2410二次电池§铅蓄电池:其电池反应可以正向和逆向进行.蓄电池放电时为自发电池,充电时为电解池.充电后电池容量得到恢复,充放电次数可达千百次 放电时电极反应式:负 极:Pb + SO42- -2e-=PbSO4正 极:PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e-=PbSO4 + 2H2O总反应:Pb + PbO2 + 2H2SO4=2PbSO4 + 2H2O 充电时电极反应式与放电时电极反应式相反,所以可以把上述反应写成一个可逆反应式:Pb + PbO2 + 2H2SO4==2PbSO4 + 2H2O放电充电411燃料电池§一种连续将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。 电池的电极本身不包含活性物质,只是一个催化转化元件工作时,燃料和氧化剂连续地由外部供给,在电极上不断地进行反应,生成物不断地被排除,于是电池就连续不断地提供电能清洁、能量转换率高的特点412燃料电池燃料电池413燃料电池§氢氧燃料电池:一种高效低污染的新型电池负 极:2H2 - 4e-=4H+正 极:O2 + 4H+ + 4e-=2H2O总反应:2H2 + O2=2H2O414练习例1、氢镍电池是近年开发出来的可充电电池,它可以取代会产生镉污染的镉镍电池氢镍电池的总反应式是 根据此反应式判断,下列叙述中正确的是:A.电池放电时,电池负极周围溶液的pH值不断增大B.电池放电时,镍元素被氧化C.电池充电时,氢元素被还原D.电池放电时,H2是负极 C415镍氢(镍氢(MH-Ni) 电池电池电池反应电池反应:H2 + 2NiOOH =2Ni(OH)2 负极:负极: H2 + 2OH- - 2e- = 2H2O 正极:正极: 2NiOOH + 2H2O + 2e-= 2Ni(OH)2 +2 OH-416第四章 电化学基础莒南三中莒南三中 高二化学备课组高二化学备课组第三节 电解池第一课时417有关电解有关电解 金属钠是在金属钠是在18071807年通过电解氢氧化钠制得的,这个年通过电解氢氧化钠制得的,这个原理应用于工业生产,约在原理应用于工业生产,约在18911891年才获得成功。 年才获得成功19211921年年电解氯化钠制钠的工业方法实现了由于金属钠在现代电解氯化钠制钠的工业方法实现了由于金属钠在现代技术上得到重要应用,它的产量显著地增加目前,世技术上得到重要应用,它的产量显著地增加目前,世界上钠的工业生产多数是用电解氯化钠的方法,少数仍界上钠的工业生产多数是用电解氯化钠的方法,少数仍沿用电解氢氧化钠的方法沿用电解氢氧化钠的方法 电解是电解是将电能转化为将电能转化为化学能化学能的一种重要方法的一种重要方法418一、电解原理一、电解原理(以电解氯化钠为例)(以电解氯化钠为例)实验:实验:用惰性(石墨)电极电解熔融的氯化钠用惰性(石墨)电极电解熔融的氯化钠现象:现象: 阳极:阳极:有气泡,有气泡,有刺激性气味,并能有刺激性气味,并能使使 湿润的湿润的KI-KI-淀淀 粉试粉试纸变蓝(纸变蓝(ClCl2 2) ) 阴极:阴极:有金属钠析出有金属钠析出阴极阴极阳极阳极氯氯气气钠钠熔融熔融NaCl NaCl 419☆☆实验分析:实验分析:通电前:通电前:分析熔融电解质中的离子情况分析熔融电解质中的离子情况 阳离子阳离子::NaNa+ + 阴离子阴离子::ClCl- - 做无规则运动做无规则运动通电后:通电后:(必须直流电)(必须直流电)((1 1)确定电极名称:)确定电极名称: 阳极阳极(接电源正极)(接电源正极) 阴极阴极(接电源负极)(接电源负极) 与电极材料无关与电极材料无关 ((2 2)判断电极产物并书写电极反应)判断电极产物并书写电极反应: : 阳离子移向阴极放电,阴离子移向阳极放电阳离子移向阴极放电,阴离子移向阳极放电 阳极阳极::2Cl2Cl- --2e-2e- - =Cl=Cl2 2↑ ↑ 氧化反应氧化反应 阴极阴极::2Na2Na+ + +2e+2e- -=2Na=2Na 还原反应还原反应总式:总式: 2NaCl 2Na+Cl2 ↑通电420电解电解: :使使电流电流通过通过电解质溶液电解质溶液而在而在阴阳阴阳两极两极引起引起氧化还原反应氧化还原反应的过程。 的过程电解池电解池: :借助借助氧化还原反应氧化还原反应,把,把电能电能转化为转化为化学能化学能的装置★★构成条件构成条件: : (1) (1)外加直流电源外加直流电源 (2)(2)与电源相连的两个电极:与电源相连的两个电极: 接电源正极的为阳极,发生接电源正极的为阳极,发生氧化反应氧化反应 接电源负极的为阴极,发生接电源负极的为阴极,发生还原反应还原反应 (3)(3)电解质溶液或熔化的电解质电解质溶液或熔化的电解质 421电子的流向电子的流向: : 电子从外加电源的负极流出,流电子从外加电源的负极流出,流到电解池的阴极,再从阳极流回电源正极到电解池的阴极,再从阳极流回电源正极注:电子只在外电路定向移动,不能从溶液(注:电子只在外电路定向移动,不能从溶液中移动)中移动)离子定向移动的方向离子定向移动的方向: : 阳离子阳离子向向 阴极阴极移动移动, , 阴离子阴离子向向 阳极阳极移动移动. .惰性电极与活性电极:惰性电极与活性电极: 惰性电极惰性电极( (铂、金、石墨铂、金、石墨) )::仅仅导电,不参与反应仅仅导电,不参与反应 活性电极(除铂、金外的金属):活性电极(除铂、金外的金属):既可以导电、又可既可以导电、又可以参与电极反应以参与电极反应422 电解过程不仅可以在熔融电解质中进行,电解过程不仅可以在熔融电解质中进行,也可以在电解质溶液中进行。 也可以在电解质溶液中进行以电解氯化铜为例以电解氯化铜为例实验:实验:用惰性(石墨)电极电解氯化铜溶液用惰性(石墨)电极电解氯化铜溶液现象:现象: 阳极:阳极:有气泡,有气泡,有刺激性气味,并能有刺激性气味,并能使使 湿润的湿润的KI-KI-淀淀 粉试粉试纸变蓝(纸变蓝(ClCl2 2) ) 阴极:阴极:碳棒上有一层红色的铜析出碳棒上有一层红色的铜析出阴极阴极阳极阳极氯氯气气铜铜CuClCuCl2 2溶液溶液423实验分析:实验分析:通电前:通电前:分析电解质溶液中的离子情况分析电解质溶液中的离子情况 阳离子阳离子::H H+ +、、CuCu2+2+ 阴离子阴离子::OHOH- -、、ClCl- - 做无规则运动做无规则运动通电后:通电后:(必须直流电)(必须直流电) ((1 1)确定电极名称:)确定电极名称: 阳极阳极(接电源正极)(接电源正极) 阴极阴极(接电源负极)(接电源负极) 与电极材料无关与电极材料无关 424((3 3)判断电极产物并书写电极反应)判断电极产物并书写电极反应: : 阳离子移向阴极放电,阴离子移向阳极放电阳离子移向阴极放电,阴离子移向阳极放电 阳极阳极:: 2Cl2Cl- --2e-2e- - =Cl=Cl2 2↑↑氧化反应氧化反应 阴极阴极::CuCu2+2++2e+2e- - =Cu =Cu 还原反应还原反应总式:总式:((2 2)判断离子的放电顺序:)判断离子的放电顺序: 阳离子阳离子::CuCu2+2+>H>H+ + 阴离子阴离子::ClCl- ->OH>OH- -((4 4)分析电解质溶液的变化情况:)分析电解质溶液的变化情况: CuClCuCl2 2溶液浓度降低溶液浓度降低 CuClCuCl2 2 Cu+Cl Cu+Cl2 2 ↑ ↑电解425★★离子放电顺序:离子放电顺序:阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。 放电 ①①活性材料作电极时:活性材料作电极时:金属在阳极失电子被氧化金属在阳极失电子被氧化成阳离子进入溶液,阴离子不容易在电极上放电成阳离子进入溶液,阴离子不容易在电极上放电 ②②用用惰性电极惰性电极(Pt(Pt、、AuAu、石墨、钛等、石墨、钛等) )时:时:溶液中溶液中阴离子的阴离子的放电顺序放电顺序(由难到易)是:(由难到易)是:S S S S 2-2-2-2->SO>SO>SO>SO3 3 3 32-2-2-2->I>I>I>I - - - ->Br>Br>Br>Br - - - ->Cl>Cl>Cl>Cl - - - ->OH>OH>OH>OH - - - ->NO>NO>NO>NO3 3 3 3 - - - -、、、、SOSOSOSO4 4 4 42-2-2-2-( ( ( (等含氧酸根离子)等含氧酸根离子)等含氧酸根离子)等含氧酸根离子)>F>F>F>F- - - -AgAg+ +> >FeFe3+3+ >Cu>Cu2+2+> >H H+ +> >PbPb2+2+>Sn>Sn2+2+>Fe>Fe2+2+>Zn>Zn2 2+ +>(H>(H+ +)>)> Al Al3+3+>Mg>Mg2+2+>Na>Na+ +>Ca>Ca+ +>K>K+ +注:当离子浓度相差较大时,放电顺序要发生变化,相同时按注:当离子浓度相差较大时,放电顺序要发生变化,相同时按H H+ +, ,不同时按(不同时按(H H+ +)) 无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应,发无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应,发生反应的是溶液中的阳离子。 生反应的是溶液中的阳离子阳离子在阴极上放电顺序是:阳离子在阴极上放电顺序是:阳极阳极::阴极阴极: :426★电解规律阴极阴极阳极阳极氯氯气气铜铜实例实例电极反应电极反应 浓度浓度PH值值复原复原CuCl2 阳极:阳极:2Cl--2 e- =Cl2↑阴极:阴极:Cu2++ 2e-=2Cu↓减小减小减减小小CuCl2CuCl2溶液溶液 CuCl2 Cu+Cl2 ↑电解1、电解电解质型427阳极阳极阴极阴极氧氧气气氢氢气气实例实例电极反应电极反应 浓度浓度PHPH值值复原复原NaNa2 2SOSO4 4 阳极阳极: : 4OH4OH- - - -4e4e- - = 2H2H2 2O+OO+O2 2↑↑阴极阴极: : 4H 4H + ++ 4e+ 4e- - = 2H 2H2 2 ↑↑变大变大不不变变 加加H H2 2O ONaNa2 2SOSO4 4溶液溶液2H2H2 2O 2HO 2H2 2↑↑ +O+O2 2↑↑电解2、电解水型428阳极阳极阴极阴极氯氯气气氢氢气气实例实例电极反应电极反应 浓度浓度PH值值复原复原NaCl 阳极阳极: 2Cl--2e- =Cl2↑ 阴极阴极: 2H ++ 2e- =H2 ↑2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 ↑ + Cl2 ↑电解减小减小增增大大 加加HClNaCl溶液溶液3、放氢生碱型429实例实例电极反应电极反应浓度浓度PH值值复原复原CuSO4阳极阳极阴极阴极氧氧气气铜铜阳极阳极: 4OH- - 4e- = 2H2O+O2↑阴极:阴极:Cu2++ 2e- =Cu减小减小减小减小 加加CuOCuSO4溶液溶液 2CuSO4+ 2H2O 2Cu +O2 ↑+ 2H2SO4电解3、放氧生酸型430电解规律(惰性电极)小结电解规律(惰性电极)小结 阳极:阳极:S2- > I- > Br- > Cl- > OH- > 含氧酸根含氧酸根 > > F- ⅠⅡⅢⅣⅠⅠ与与ⅢⅢ区:电解本身型区:电解本身型 如如CuClCuCl2 2 、、HClHClⅠⅠ与与ⅣⅣ区:放氢生碱型区:放氢生碱型 如如NaClⅡⅡ与与ⅢⅢ区:放氧生酸型区:放氧生酸型 如如CuSO4、、AgNO3ⅡⅡ与与ⅣⅣ区:电解水型区:电解水型 如如NaNa2 2SO4、、H2 2SO4 、、NaOH阴极:阴极:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>((H+))>Al3+>Mg2+>Na+431(( A ))((B))((C))((D))CuSO4AgNO3AgNO3NaHSO4AgCuCuCPtPtAgFe1.写出下列装置的电极反应式,并判断写出下列装置的电极反应式,并判断A、、B、、C溶液溶液PH值的变化。 值的变化巩固练习巩固练习4322.2.如上图所示,通电后如上图所示,通电后A A极上析出极上析出AgAg,对该装置的有关叙,对该装置的有关叙述正确的是述正确的是 A.PA.P是电源的正极是电源的正极B.FB.F极上发生的反应为:极上发生的反应为:4OH4OH- - - 4e- 4e- -=2H=2H2 2O+OO+O2 2↑↑C.C.电解时,甲、乙、丙三池中,除电解时,甲、乙、丙三池中,除E E、、F F两极外,其余电两极外,其余电极均参加了反应极均参加了反应D.D.通电后,甲池的通电后,甲池的PHPH减小,而乙、丙两池溶液的减小,而乙、丙两池溶液的PHPH不变不变 B 4333.在在下下图图所所示示装装置置中中,,a、、b都都是是惰惰性性电电极极,,通通电电一一段段时时间间后后,,b极极附附近近溶溶液液呈呈红红色色下下列说法正确的是列说法正确的是A..X是正极,是正极,Y是负极是负极B..X是负极,是负极,Y是正极是正极C..CuSO4溶液的溶液的PH值逐渐减小值逐渐减小D..CuSO4溶液的溶液的PH值不变值不变 a •X Y •bPtCuCuSO4溶液溶液NaCl和酚酞溶液和酚酞溶液AC 4344.用两支惰性电极插入用两支惰性电极插入50mLAgNO3溶液中,溶液中,通电电解。 当电解液的通电电解当电解液的pH值从值从6.0变为变为3.0时时(设电设电解时阴极没有氢气析出,且电解液在电解前后体解时阴极没有氢气析出,且电解液在电解前后体积变化可以忽略积变化可以忽略),电极上析出银的质量大约是:,电极上析出银的质量大约是: A、、27mg B、、54mg C、、108mg D、、216mgB435第四章 电化学基础莒南三中莒南三中 高二化学备课组高二化学备课组第三节 电解池第二课时436二、电解原理的应用二、电解原理的应用437电解饱和食盐水反应原理电解饱和食盐水反应原理思考思考:((1)电解池的两极各产生什么现象)电解池的两极各产生什么现象?若在两极附近均滴加酚酞试液,会若在两极附近均滴加酚酞试液,会有什么现象有什么现象?((2)怎样初步检验两极产物的生成)怎样初步检验两极产物的生成?((3)结合教材,分析产生这种现象)结合教材,分析产生这种现象的原因 在在U型管里装入饱和食型管里装入饱和食盐水,用一根碳棒作阳盐水,用一根碳棒作阳极,一根铁棒作阴极极,一根铁棒作阴极接通直流电源接通直流电源实验装置实验装置4381.电解食盐水电解食盐水现象:现象:阳极:有气泡产生,阳极:有气泡产生,使湿润的淀粉-使湿润的淀粉-KI溶液变蓝溶液变蓝阴极:有气泡产生,阴极:有气泡产生,滴加酚酞溶液变红滴加酚酞溶液变红阳极:阳极:2Cl--2e- =Cl2↑阴极:阴极:2H++2e- =H2↑总式:总式:2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑(条件条件:通电通电)实验装置实验装置439((1)生产设备名称:离子交换膜电解槽)生产设备名称:离子交换膜电解槽阴极:碳钢阴极:碳钢 阳极:钛阳极:钛阳离子交换膜:只允许阳离子通过阳离子交换膜:只允许阳离子通过(Cl--、、OH--离子和气体不能通过离子和气体不能通过),把电解槽隔成阴,把电解槽隔成阴极室和阳极室。 极室和阳极室 ((2)离子交换膜的作用:)离子交换膜的作用:a、防止氢气和氯气混合而引起爆炸;、防止氢气和氯气混合而引起爆炸;b、避免氯气和氢氧化钠反应生成、避免氯气和氢氧化钠反应生成 ,而影响,而影响氢氧化钠的产量氢氧化钠的产量氯碱工业氯碱工业:离子交换膜法制烧碱离子交换膜法制烧碱440--+Cl2Cl2Cl—H2Na+H+OH—淡盐水淡盐水NaOH溶液溶液精制饱和精制饱和NaCl溶液溶液H2O(含少量(含少量NaOH))离子交换膜离子交换膜 阳阳 极极金属钛网金属钛网阴阴 极极碳钢网碳钢网阳阳极极室室阴阴极极室室441粗盐的成份:粗盐的成份: 泥沙、泥沙、Ca2+、、Mg2+、、Fe3+、、SO42--杂质,会与杂质,会与碱性物质反应产生沉淀,损坏离子交换膜碱性物质反应产生沉淀,损坏离子交换膜精制食盐水精制食盐水杂质的除去过程:杂质的除去过程:粗盐水粗盐水 含少量含少量Ca2+.Mg2+精制精制盐水盐水4422.2.铜的电解精炼铜的电解精炼 一般火法冶炼得到的粗铜中含有多种杂质(如锌、铁、镍、银、金等),这种粗一般火法冶炼得到的粗铜中含有多种杂质(如锌、铁、镍、银、金等),这种粗铜的导电性远不能满足电气工业的要求,如果用以制电线,就会大大降低电线的导电铜的导电性远不能满足电气工业的要求,如果用以制电线,就会大大降低电线的导电能力。 因此必须利用电解的方法精炼粗铜因此必须利用电解的方法精炼粗铜粗铜粗铜 含杂质含杂质(Zn Fe Ni Ag Au 等等)纯铜纯铜粗铜粗铜阳极:阳极: Zn→ Zn2+++2e- Fe → Fe2+++2e- Ni → Ni2+++2e-Cu→ Cu2+++2e- Zn Fe Ni CuAg Au 阴极阴极: Cu2+ + 2e- → Cu阳极泥阳极泥问:电解完后,问:电解完后,CuSO4溶液的浓度有何变化?溶液的浓度有何变化?CuSO4溶液溶液4433. 3. 电镀电镀电镀是利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合电镀是利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过程,它是电解原理的又一重要应用金的过程,它是电解原理的又一重要应用电镀可以使金属更电镀可以使金属更加美观耐用,增强防锈抗腐能力加美观耐用,增强防锈抗腐能力例如,钢铁是人们最常用的例如,钢铁是人们最常用的金属,但钢铁有个致命的缺点,就是它们易被腐蚀防止钢铁金属,但钢铁有个致命的缺点,就是它们易被腐蚀防止钢铁发生腐蚀的一种最常用方法就是在其表面镀上其他金属,如锌、发生腐蚀的一种最常用方法就是在其表面镀上其他金属,如锌、铜、铬、镍等。 铜、铬、镍等电镀:电镀:电镀是利用电解原理在某些金属表面镀电镀是利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过程上一薄层其他金属或合金的过程,,铁铁片片铜铜片片硫酸铜溶液硫酸铜溶液①①电极:电极: 阳极阳极——镀层金属镀层金属 或惰性电极或惰性电极 阴极阴极——待镀金属制品待镀金属制品 ②②电镀液:含有镀层金属离子的电解质溶液电镀液:含有镀层金属离子的电解质溶液 溶液中溶液中CuSO4的浓度保持不变的浓度保持不变或变小或变小444阳极:阳极:6O2--12 e- =3O2↑ 阴极:阴极:4Al3+ + 12e- =4Al4.冶炼铝冶炼铝通电通电总式:总式:2Al2O3 4Al+3O2 ↑原理原理:助熔剂:冰晶石(助熔剂:冰晶石(Na3AlF6 六氟合铝酸钠)六氟合铝酸钠)阳极材料阳极材料(碳碳)和熔融氧化铝需要定期补充和熔融氧化铝需要定期补充思考思考:工业上为什么用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝而工业上为什么用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝而不用不用AlCl3?445冶炼铝设备图冶炼铝设备图阳极阳极C电解质电解质烟罩烟罩熔融熔融态铝态铝钢壳钢壳钢导电棒钢导电棒阴极阴极C耐火耐火材料材料446电解池、电解精炼池、电镀池的比较电解池、电解精炼池、电镀池的比较电解池电解池电解精炼池电解精炼池电镀池电镀池定义定义形成形成条件条件电极电极名称名称电极电极反应反应将电能转变成化学能将电能转变成化学能的装置。 的装置应用电解原理在某些应用电解原理在某些金属表面镀上一层其金属表面镀上一层其它金属的装置它金属的装置①①两电极接直流电源两电极接直流电源②②电极插人电解质溶液电极插人电解质溶液③③形成闭合回路形成闭合回路①①镀层金属接电源正极镀层金属接电源正极待镀金属接电源负极待镀金属接电源负极②②电镀液须含有镀层金电镀液须含有镀层金属的离子属的离子阳极:电源正极相连阳极:电源正极相连阴极:电源负极相连阴极:电源负极相连阳极:镀层金属;阳极:镀层金属;阴极:镀件阴极:镀件阳极:氧化反应阳极:氧化反应阴极:还原反应阴极:还原反应阳极:氧化反应阳极:氧化反应阴极:还原反应阴极:还原反应应用电解原理将不纯应用电解原理将不纯的金属提纯的装置的金属提纯的装置①①不纯金属接电源正极不纯金属接电源正极纯的金属接电源负极纯的金属接电源负极②②电解质溶液须待提纯电解质溶液须待提纯金属的离子金属的离子阳极:不纯金属;阳极:不纯金属;阴极:纯金属阴极:纯金属阳极:氧化反应阳极:氧化反应阴极:还原反应阴极:还原反应4471. a 、、b哪一极为正极?哪一极为正极?2. 若要给铁叉镀锌,若要给铁叉镀锌, a极选用什么材料?极选用什么材料? 选择何种溶液?选择何种溶液?3. 若要给铁叉镀金,若要给铁叉镀金, a极选用什么材料?极选用什么材料? 选择何种溶液?选择何种溶液?思考思考:e-448金属性强弱的判断金属性强弱的判断 已知已知①①M+N2+=M2++N ②②Pt极电解相同浓度极电解相同浓度P和和M的硫酸盐,阴极先析出的硫酸盐,阴极先析出M ③③N与与E有导线相连放有导线相连放入入E的硫酸盐溶液的硫酸盐溶液,电极反应:电极反应:E2++2e-=E,,N-2e-=N2+,则四种金属活泼性由强到弱为,则四种金属活泼性由强到弱为 答案:答案:P>M>N>E449工业上采用工业上采用Fe、、C为电极电解为电极电解K2MnO4溶液制溶液制KMnO41.电解时电解时,应以应以 作阴极,电解过程中阴极附近溶液作阴极,电解过程中阴极附近溶液pH将会将会 , 2.阳极反应式为阳极反应式为 , 3.总电解反应式为总电解反应式为 . 2K2MnO4+2H2O=2KMnO4+2KOH+H2↑答案答案:Fe 增大增大 MnO42—_e e- - =MnO4—450 电解计算电解计算——电子守恒法电子守恒法例一例一 :: 铂电极电解铂电极电解1LCu(NO3)2和和KNO3混合混合溶液溶液,通电一段时间通电一段时间,两极均产生两极均产生11.2L(S.T.P)气体气体.求电解后溶液的求电解后溶液的pH,并确定析出铜的物并确定析出铜的物质的量质的量.解析:阳极解析:阳极 4OH--4e-=2H2O+O2↑ 阴极阴极 Cu2++2e- =Cu↓ 2H++2e- =H2↑ 阳极转移电子的物质的量为阳极转移电子的物质的量为: 0.5×4 = 2mol,消耗消耗4OH- 2mol,即产生即产生H+ 2mol. 阴极生成阴极生成0.5molH2,消耗消耗H+ 1mol;所以溶液中所以溶液中C(H+)=1mol/L pH=0 生成生成H2转移的电子转移的电子:0.5 ×2=1mol,故还有故还有1mole- 用于还原用于还原Cu2+,可析出铜为可析出铜为0.5mol. 451O2~2Cu~4Ag~4H+~2H2~2Cl2~4OH-计算计算关系式:关系式:例二例二 :: 用石墨电极电解用石墨电极电解100mL H2SO4与与CuSO4的混合的混合液,通电一段时间后,两极均收集到液,通电一段时间后,两极均收集到2.24L(标况)气(标况)气体,则原混合液中体,则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为(的物质的量浓度为( )) A.1mol/L B.2mol/L C.3mol/L D.4mol/LA阳极O2为0.1mol,电子为0.4mol则H2为0.1mol,所以Cu为0.1mol,浓度为A452例三例三 :: 某硝酸盐晶体化学式为某硝酸盐晶体化学式为M(NO3)x·nH2O,式量为,式量为242,将,将1.21g该晶体溶于水配成该晶体溶于水配成100mL溶液,用惰性电溶液,用惰性电极进行电解。 当有极进行电解当有0.01 mol 电子转移时,溶液中金属离电子转移时,溶液中金属离子全部析出,此时阴极增重子全部析出,此时阴极增重0.32g求:①①金属金属M的相对原子质量及的相对原子质量及 x、、n 值;值;②②电解溶液的电解溶液的pH(溶液体积仍为(溶液体积仍为100mL) Mx+ + xe- = M0.005mol 0.01mol 0.32g所以:x = 2 ;M = 64 ;n = 3产生H+为0.01mol,pH=14531.1.右右图图中中x x、、y y分分别别是是直直流流电电源源的的两两极极, ,通通电电后后发发现现a a极极板板质质量量增增加加,b,b极极板板处处有有无无色色无无臭臭气气体体放放出出, ,符合这一情况的符合这一情况的A 练练 习习4542. 根据金属活动顺序表,根据金属活动顺序表,Cu不能发生如下反应:不能发生如下反应: Cu + 2H2O=Cu(OH)2↓+ H2↑但选择恰当电极材料但选择恰当电极材料 和电解液进行电解,这个反应就能变为现实下列四和电解液进行电解,这个反应就能变为现实。 下列四 种电极材料和电解液中,能实现该反应最为恰当的是种电极材料和电解液中,能实现该反应最为恰当的是ABCD阳极阳极石墨石墨CuCuCu阴极阴极石墨石墨石墨石墨FePt电解液电解液CuSO4溶液溶液Na2SO4溶液溶液H2SO4溶液溶液H2OB4553.德国人哈伯发明了合成氨技术德国人哈伯发明了合成氨技术而获得而获得1918年诺贝尔化学奖,但年诺贝尔化学奖,但该方法须在高温高压催化剂,否该方法须在高温高压催化剂,否则难以自发进行则难以自发进行2000年希腊化年希腊化学家斯佳在学家斯佳在《《科学科学》》杂志上公布杂志上公布了他的新发明在常压下把氢气与了他的新发明在常压下把氢气与氮气通入一加热到氮气通入一加热到570℃的电解的电解池(如图)氢氮在电极上合成氨,池(如图)氢氮在电极上合成氨,而且转化率高于哈伯法的五倍,而且转化率高于哈伯法的五倍,达到达到80%. 该电解池采用了能传导某种离子(该电解池采用了能传导某种离子( H+、、 Li+、、F-、、 O2- )的)的固体复合氧化物为电解质(简称固体复合氧化物为电解质(简称SCY),吸附在),吸附在SCY内外侧表内外侧表面的金属钯多孔多晶薄膜为电极。 面的金属钯多孔多晶薄膜为电极写出上文中电解池的阴阳极反应式和电解池总反应式写出上文中电解池的阴阳极反应式和电解池总反应式固体复合氧化物固体复合氧化物456答案:答案:阳极:阳极:3H2→6H+++6e--阴极:阴极:N2+6H++6e→2NH3通电通电电解反应电解反应 :N2+3H2 2NH34574.在如下的装置中进行电解,并已知铁极的质量减在如下的装置中进行电解,并已知铁极的质量减小小11.2克1))A是电源的是电源的 极极((2)电解过程中,电路中通过)电解过程中,电路中通过 摩电子摩电子((3))Ag极的电极反应是极的电极反应是 ;析出物质是;析出物质是 克克((4))Cu(a)的电极反应是的电极反应是 ;;((5))Cu(b)的电极反应是的电极反应是 4585.按照下图接通线路,反应一段时间后,回答下列问题按照下图接通线路,反应一段时间后,回答下列问题(假设所提供的电能可以保证电解反应的顺利进行):(假设所提供的电能可以保证电解反应的顺利进行):((1))U型管内发生什么现象型管内发生什么现象?写出有关反应的化学方程式写出有关反应的化学方程式((2)在)在A b烧杯中发生什么现象烧杯中发生什么现象((3)如果小烧杯中有)如果小烧杯中有0.508克碘析出,问大烧杯中,负极克碘析出,问大烧杯中,负极减轻多少克减轻多少克?4596.按下图的装置进行电解实验:按下图的装置进行电解实验:A极是铜锌合金,极是铜锌合金,B极为纯铜,电解质中含有足量的铜离子。 通电极为纯铜,电解质中含有足量的铜离子通电一段时间后,若一段时间后,若A极恰好全部溶解,此时极恰好全部溶解,此时B极质极质量增加量增加7.68克,溶液质量增加克,溶液质量增加0.03克,则克,则A合金合金中中Cu、、Zn原子个数比为原子个数比为 A 4︰︰1 B 3︰︰1 C 2︰︰1 D 任意比任意比460461FeCu氯化铜氯化铜溶液溶液氯化铜溶液氯化铜溶液CuC氯化铜溶液氯化铜溶液CuC1、写出下列装置的电极反应,并标明氧化反应还原反应、写出下列装置的电极反应,并标明氧化反应还原反应ABDCFeCu氯化钠氯化钠溶液溶液练练 习习462(( A ))((B))((C))((D))CuSO4AgNO3AgNO3NaHSO4AgCuCuCPtPtAgFe2、写出下列装置的极反应,并判断、写出下列装置的极反应,并判断A、、B、、C溶液溶液PH值的变化值的变化练练 习习4631、池型的判断、池型的判断有外加电源一定为电解池,无外加电源一定为原电池;有外加电源一定为电解池,无外加电源一定为原电池;多池组合时,一般含活泼金属的池为原电池,其余都是多池组合时,一般含活泼金属的池为原电池,其余都是在原电池带动下的电解池。 在原电池带动下的电解池小结:一、原电池与电解池的比较及判断:小结:一、原电池与电解池的比较及判断:3、电解池放电顺序的判断、电解池放电顺序的判断阳极放电:阳极放电: 1)惰性电极:)惰性电极:则溶液中阴离子放电则溶液中阴离子放电 2)非)非惰性电极惰性电极:电极材料首先失电子电极材料首先失电子阴极放电:阴极放电:电极材料受保护,溶液中阳离子放电电极材料受保护,溶液中阳离子放电2、电极的判断、电极的判断原电池,看电极材料,电解池看电源的正负极原电池,看电极材料,电解池看电源的正负极4644、判断溶液的、判断溶液的pH变化:变化:先分析原溶液的酸碱性,再看电极产物先分析原溶液的酸碱性,再看电极产物1 1)如果只产生氢气而没有氧气,只)如果只产生氢气而没有氧气,只pH变大;变大; ((2 2)如果只产生氧气而没有氢气,只)如果只产生氧气而没有氢气,只pH变小;变小;((3 3)如果既产生氢气又产生氧气)如果既产生氢气又产生氧气 ①①若原溶液呈酸性则若原溶液呈酸性则pH减小;减小;②②若原溶液呈碱性若原溶液呈碱性pH增大;增大;③③若原溶液呈中性若原溶液呈中性pH不变。 不变4653.3.右右图图中中x x、、y y分分别别是是直直流流电电源源的的两两极极, ,通通电电后后发发现现a a极极板板质质量量增增加加,b,b极极板板处处有有无无色色无无臭臭气气体体放放出出, ,符合这一情况的符合这一情况的A 练练 习习466①①电极:电极: 阳极阳极——镀层金属镀层金属 阴极阴极——待镀金属制品待镀金属制品 小结:二、电解池的应用小结:二、电解池的应用----电镀及氯碱工业电镀及氯碱工业待镀制品待镀制品铜片铜片硫酸铜溶液硫酸铜溶液②②电镀液:含有镀层金属离子的电解质溶液电镀液:含有镀层金属离子的电解质溶液③③电解质溶液:溶液中电解质溶液:溶液中CuSO4的浓度保持不变的浓度保持不变1、、电镀电镀467⒉⒉氯碱工业原理氯碱工业原理氯碱工业(离子膜法)氯碱工业(离子膜法)+-精制饱和精制饱和NaCl淡盐水淡盐水Cl2H2NaOH溶液溶液H2O含少量含少量NaOHCl-Cl2H+OH--Na+Na+交换膜交换膜468 举例:举例:1、、a 极变细,极变细,b 极变粗:极变粗:2、、a 极变细,极变细,b 极有气泡:极有气泡:3、、a 极变粗,极变粗, b 极有气泡:极有气泡:4、、a 极有气泡极有气泡, b 极有气泡,且气体体积比为极有气泡,且气体体积比为2 ::15、、a 极有气泡极有气泡, b 极有气泡极有气泡;阴极加酚酞变红阴极加酚酞变红拓展练习拓展练习4694、下列图一、图二是铁钉在水中被腐蚀的实验 数天后数天后数天后数天后图一图一图二图二((1)上述两装置中铁钉发生变化的共性是:)上述两装置中铁钉发生变化的共性是:((2)图一说明原溶液呈)图一说明原溶液呈 性,铁钉发生性,铁钉发生 腐蚀,腐蚀,电极反应为:电极反应为: ((3)图二说明原溶液呈)图二说明原溶液呈 性,铁钉发生性,铁钉发生 腐蚀,腐蚀,电极反应为电极反应为: 发生了原电池 反应中性或弱碱吸氧负极:Fe -2e = FeFe -2e = Fe2+2+ ; 正极:2H2H2 2O +OO +O2 2 +2e+2e =4OH=4OH- - 负极:Fe -2e = FeFe -2e = Fe2+2+ ;正极:2H2H+ + +2e = H+2e = H2 2↑↑较强酸性析氢练练 习习470小结:三、电解池及原电池的应用小结:三、电解池及原电池的应用----金属的防护金属的防护1)金属腐蚀快慢的判断)金属腐蚀快慢的判断①①①①电解原理引起的腐蚀电解原理引起的腐蚀电解原理引起的腐蚀电解原理引起的腐蚀> >原电池原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀> > 化学腐蚀化学腐蚀化学腐蚀化学腐蚀> > 有防腐蚀措施的腐蚀有防腐蚀措施的腐蚀有防腐蚀措施的腐蚀有防腐蚀措施的腐蚀②②②②同一种金属的腐蚀:同一种金属的腐蚀:同一种金属的腐蚀:同一种金属的腐蚀:强电解质强电解质强电解质强电解质> >弱电解质弱电解质弱电解质弱电解质> >非电解质非电解质非电解质非电解质2)金属的防护方法)金属的防护方法①①①①改变金属内部结构改变金属内部结构改变金属内部结构改变金属内部结构②②②②覆盖保护层覆盖保护层覆盖保护层覆盖保护层③③③③电化学保护法电化学保护法电化学保护法电化学保护法外加电源的阴极保护法外加电源的阴极保护法牺牲负极的正极保护法牺牲负极的正极保护法4715.下列装置暴露空气中一段时间下列装置暴露空气中一段时间,铁的腐蚀由快到慢铁的腐蚀由快到慢 顺序顺序 .FeFeCFeZnFeZnFeSnA(海水海水)B(海水海水)C(海水海水)D(海水海水)FeSnF(天然水天然水)E(海水海水)DE F AC B拓展练习拓展练习4726 6、汽车上用的铅蓄电池是以一组充满海绵状灰铅的铅板和另一、汽车上用的铅蓄电池是以一组充满海绵状灰铅的铅板和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成,用组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成,用H H2 2SOSO4 4作电解液。 总作电解液总反应式为:反应式为:Pb+PbOPb+PbO2 2+2H+2H2 2SOSO4 4 2PbSO 2PbSO4 4+2H+2H2 2O O((1 1)试写出放电时的正、负极反应式)试写出放电时的正、负极反应式正极正极:______________________________________:______________________________________负极负极:______________________________________:______________________________________((2 2)试写出充电时的阳、阴极反应式)试写出充电时的阳、阴极反应式阳极阳极:______________________________________:______________________________________阴极阴极:______________________________________:______________________________________PbOPbO2 2+4H+4H+ ++SO+SO4 42- 2- +2e+2e- - =PbSO=PbSO4 4+2H+2H2 2O OPb+Pb+ SOSO4 42-2---2e2e- - =PbSO=PbSO4 4练练 习习PbSOPbSO4 4+2H+2H2 2O-2eO-2e- - =PbO=PbO2 2 + + 4H4H+ ++SO+SO4 42- 2- PbSOPbSO4 4 +2e+2e- - =Pb + SO=Pb + SO4 42-2-473小结:四、原电池电解池的应用小结:四、原电池电解池的应用----可充电电池可充电电池阴极:阴极:正极:正极:还原反应极还原反应极→得电子极得电子极→电子流入极电子流入极放电:原电池放电:原电池充电:电解池充电:电解池 负极:负极:阳极:阳极:氧化反应极氧化反应极→电子流出极电子流出极失电子极失电子极→氧化反应极氧化反应极失电子极失电子极→电子流出极电子流出极→还原反应极还原反应极得电子极得电子极电子流入极电子流入极→474 此电池放电时,负极发生反应的物质为此电池放电时,负极发生反应的物质为A..Ag B..Zn(OH)2 C..Ag2O D..Zn充电充电放电放电2Ag + Zn(OH)2Ag2O + Zn + H2O7..银银锌锌电电池池广广泛泛用用于于电电子子仪仪器器的的电电源源,,它它的的充充电电和放电过程可表示为:和放电过程可表示为:D 拓展练习拓展练习4751 1.如上图所示,通电后.如上图所示,通电后A A极上析出极上析出AgAg,对该装置的有关叙述正确,对该装置的有关叙述正确的是的是 A A、、P P是电源的正极是电源的正极B B、、F F极上发生的反应为:极上发生的反应为:4OH4OH- - - 4e- 4e- -=2H=2H2 2O+OO+O2 2↑↑C C、电解时,甲、乙、丙三池中,除、电解时,甲、乙、丙三池中,除E E、、F F两极外,其余电极均参加两极外,其余电极均参加了反应了反应D D、通电后,甲池的、通电后,甲池的PHPH减小,而乙、丙两池溶液的减小,而乙、丙两池溶液的PHPH不变不变 B 巩固练习巩固练习4762 2.如图为一种钮扣微型电池,其电极分别为.如图为一种钮扣微型电池,其电极分别为AgAg2 2O O和和ZnZn电解质溶电解质溶液是液是KOHKOH溶液,俗称银锌电池,该电池的电极反应式为:溶液,俗称银锌电池,该电池的电极反应式为:Zn Zn +Ag+Ag2 2O== ZnO+2AgO== ZnO+2Ag根据以上提供的资料,判断下列说法正确的是根据以上提供的资料,判断下列说法正确的是 A A、锌为负极,、锌为负极,AgAg2 2O O为为 正极;正极; B B、放电时正极附近溶液的、放电时正极附近溶液的PHPH值升高;值升高; C C、放电时负极附近溶液的、放电时负极附近溶液的PHPH值升高;值升高;D D、溶液中阴离子向正极方向移动,阳离子向负极方向移动。 溶液中阴离子向正极方向移动,阳离子向负极方向移动 AB 巩固练习巩固练习47710..为为下下图图所所示示装装置置中中,,a、、b都都是是惰惰性性电电极极,,通通电电一一段段时时间间后后,,b极极附附近近溶溶液液呈呈红红色色下下列列说说法法正正确的是确的是A..X是正极,是正极,Y是负极是负极B..X是负极,是负极,Y是正极是正极C..CuSO4溶液的溶液的PH值逐渐减小值逐渐减小D..CuSO4溶液的溶液的PH值不变值不变 a •X Y •bPtCuCuSO4溶液溶液NaCl和酚酞溶液和酚酞溶液AC 练练 习习4781111、下图为氢氧燃料电池原理示意图,按照此图的提、下图为氢氧燃料电池原理示意图,按照此图的提示,下列叙述不正确的是示,下列叙述不正确的是A A..a a电极是负极电极是负极B B..b b电极的电极反应为:电极的电极反应为:4OH4OH—--4e →2H4e →2H2 2O+OO+O2 2C C.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D D..氢氢氧氧燃燃料料电电池池是是一一种种只只能能将将氧氧化化剂剂和和燃燃料料全全部部储藏在电池内的发电装置储藏在电池内的发电装置BD 479 12..一一种种新新型型的的燃燃料料电电池池,,它它以以多多孔孔镍镍板板为为电电极极插插入入KOH溶溶液液中中,,然然后后分分别别向向两两极极通通入入乙乙烷烷和和氧氧气气,,其其总总反反应应为为::2C2H6+7O2+8KOH==4K2CO3+10H2O,,有有关关此电池的推断正确的是此电池的推断正确的是 A.负极反应为.负极反应为14H2O+7O2+28e-==28OH- B.放电一段时间后,负极周围的.放电一段时间后,负极周围的pH减低减低 C.每消耗.每消耗1molC2H6,则电路上转移的电子为,则电路上转移的电子为14mol D.放电过程中.放电过程中KOH的物质的量浓度不变的物质的量浓度不变B C练练 习习480第四章 电化学基础莒南三中莒南三中 高二化学备课组高二化学备课组第四节 金属的电化学腐蚀与防护481 是指金属或合金跟接触的气体或是指金属或合金跟接触的气体或液体液体发生氧化还原反应而腐蚀发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。 损耗的过程金属阳离子金属阳离子失失e e- -(氧化反应)(氧化反应)(氧化反应)(氧化反应)Ø金属腐蚀的类型金属腐蚀的类型化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀一、金属的电化学腐蚀一、金属的电化学腐蚀金属原子金属原子Ø金属腐蚀的本质:金属腐蚀的本质:1. 1. 金属腐蚀金属腐蚀M M –– ne ne- - → M→ Mn+n+— 直接反应直接反应直接反应直接反应—原电池反应原电池反应原电池反应原电池反应接触到的气体或液体不同482[ [实实验验探探究究] ] 将将经经过过酸酸洗洗除除锈锈的的铁铁钉钉,,用用饱饱和和食食盐盐水水浸浸泡泡一一下下,,放放入入下下图图具具支支试试管管中中,,观观察察导导管管中中水水柱柱变变化化,,并并思思考考引引起起变化的原因?变化的原因? 吸氧腐蚀吸氧腐蚀2. 2. 电化学腐蚀电化学腐蚀483⑴ ⑴ 吸氧腐蚀:吸氧腐蚀:发生条件:中性中性或或酸性很弱酸性很弱条件下条件下4842Fe - 4e2Fe - 4e- - = 2Fe = 2Fe2+2+O O2 2 + 2H + 2H2 2O + 4eO + 4e- -= 4OH= 4OH- -2Fe+2Fe+ O O2 2+2H+2H2 2O O =2Fe(OH)=2Fe(OH)2 24Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x) H2O进一步反应:进一步反应:负极:负极:正极:正极:电池反应:电池反应:4852H2H+ ++ 2e+ 2e- - =H =H2 2 ↑ ↑Fe - 2eFe - 2e- - = Fe = Fe2+2+Fe + 2HFe + 2H+ + =Fe=Fe2+ 2+ + H+ H2 2↑↑⑵ ⑵ 析氢腐蚀:析氢腐蚀:负极:负极:正极:正极:电池反应:电池反应:当钢铁处于当钢铁处于酸性酸性环境中环境中★★析氢腐蚀析氢腐蚀和和吸氧腐吸氧腐蚀蚀都属于都属于电化学腐蚀电化学腐蚀。 486化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀条件条件现象现象本质本质影响影响因素因素联系联系金属跟干燥气体或非金属跟干燥气体或非电解质液体直接接触电解质液体直接接触不纯金属或合金不纯金属或合金跟电解质溶液接触跟电解质溶液接触无电流产生无电流产生有有微弱电流微弱电流产生产生金属被氧化金属被氧化较活泼金属被氧化较活泼金属被氧化与接触物质的氧化性与接触物质的氧化性及温度有关及温度有关与电解质溶液的酸碱与电解质溶液的酸碱性及金属活性有关性及金属活性有关两者往往同时发生,两者往往同时发生,电化学腐蚀更普遍电化学腐蚀更普遍487 下列各情况下,其中下列各情况下,其中FeFe片腐蚀由片腐蚀由快快到到慢慢的顺序是的顺序是 5)(2) (1)(3)(4)488结论结论 判断金属腐蚀快慢的规律判断金属腐蚀快慢的规律电解池电解池→外界力量外界力量→外力无法抗拒外力无法抗拒电解池的阳极>原电池的负极>化学腐蚀>原电池的正电解池的阳极>原电池的负极>化学腐蚀>原电池的正极>电解池的阴极极>电解池的阴极1、电解原理引起的腐蚀、电解原理引起的腐蚀 >> 原电池原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀 >> 化学化学腐蚀>防腐措施的腐蚀腐蚀>防腐措施的腐蚀2、对同一种金属来说,腐蚀的快慢:、对同一种金属来说,腐蚀的快慢:强电解质溶液强电解质溶液 >> 弱电解质溶液弱电解质溶液 >> 非电解质溶液非电解质溶液3、活泼性不同的两金属,活泼性差别越大,腐蚀越慢。 活泼性不同的两金属,活泼性差别越大,腐蚀越慢4、对同一种电解质溶液来说,电解质溶液浓度越大,腐蚀、对同一种电解质溶液来说,电解质溶液浓度越大,腐蚀越快489原理原理 ::形形成成原原电电池池时时,,让让被被保保护护金金属属作作正正极极( (阴阴极极) ),,不不反反应应受受到到保保护护;;而而活活泼泼金金属属作作负极负极( (阳极阳极) ),反应受到腐蚀反应受到腐蚀1.1.牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法二、金属的电化学防护二、金属的电化学防护 490491Ø验证牺牲阳极的阴极保护法验证牺牲阳极的阴极保护法 492辅助阳极辅助阳极(不溶性)(不溶性)2.2.外加电流的阴极保护法外加电流的阴极保护法原理原理 ::将将被被保保护护金金属属与与另另一一附附加加电电极极作作为为电电解解池池的的两两个个极极,,使使被被保保护护的的金金属属作作为为阴阴极极,,在在外外加加直直流流电电的的作作用用下下使使阴阴极极得得到到保保护护此此法法主主要要用用于于防防止止土土壤壤、、海水及水中金属设备的腐蚀海水及水中金属设备的腐蚀493除此以外还有哪些防护方法?除此以外还有哪些防护方法?494Ø金属防护的几种重要方法金属防护的几种重要方法: :①①在金属表面覆盖保护层。 在金属表面覆盖保护层 ②②改变金属内部的组成结构,制成合金改变金属内部的组成结构,制成合金③③电化学保护法,即将金属作为原电池的电化学保护法,即将金属作为原电池的正极或电解池的阴极而受到保护正极或电解池的阴极而受到保护4951 1、如图、如图, , 水槽中试管内有一枚铁钉,放置数天观察:水槽中试管内有一枚铁钉,放置数天观察:((1 1)) 若液面上升,则溶液呈若液面上升,则溶液呈 性,发生性,发生 腐蚀,电极反应式为:负极: 腐蚀,电极反应式为:负极: 正极:正极:若液面下降,则溶液呈若液面下降,则溶液呈 性,性,发生 腐蚀,电极反应式为:发生 腐蚀,电极反应式为:负极:负极: 正极:正极: ((2 2))中性或碱性中性或碱性 吸氧吸氧Fe–2eFe–2e- -==FeFe2+2+O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- -==4OH4OH--酸性酸性析氢析氢Fe–2eFe–2e- -==FeFe2+2+2H2H+ ++2e+2e- -==H H2 2↑ ↑ 496Thank you!498。
