高二化學(xué)選修四化工原理考點(diǎn)總結(jié)

化學(xué)反應(yīng)原理高二化學(xué)選修四考試要求

一、試卷結(jié)構(gòu)

1、考試范圍：化學(xué)人教版選修四全冊四章2、試卷長度：8k紙反正面×23、難度：6：2：2

4、題型：單項(xiàng)選擇25題共50分簡答題26-33題共50分

二、各章考點(diǎn)

第一章化學(xué)反應(yīng)與能量

1、2、

會識別能量圖，能判斷典型反應(yīng)的吸、放熱情況能正確書寫熱化學(xué)方程式，會蓋斯定律的應(yīng)用

第二章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡1、會化學(xué)反應(yīng)速率的相關(guān)計算2、理解影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素3、化學(xué)平衡狀態(tài)建立的標(biāo)志和特征

4、知道化學(xué)平衡常數(shù)k的表達(dá)式及含義，會運(yùn)用k表示化學(xué)平衡狀態(tài)

5、綜合運(yùn)用C、P、T對平衡移動的影響（包括等效平衡問

題）

6、能綜合考慮焓判定、熵判定，來確定反應(yīng)是否自發(fā)第三章水溶液中離子平衡

1、知道弱電解質(zhì)的電離情況，會正確書寫電離方程2、了解電離平衡常數(shù)的含義3、理解水的電離平衡，kw的應(yīng)用4、掌握溶液的酸堿性判定及pH的計算

5、掌握酸堿中和滴定實(shí)驗(yàn)操作，能正確誤差分析6、掌握水解反應(yīng)的方程式的書寫，能綜合運(yùn)用。

（離子濃度比較，電荷守恒，原子守恒，質(zhì)子守恒的綜合應(yīng)用）

7、理解難溶電解質(zhì)溶解平衡應(yīng)用第四章電化學(xué)基礎(chǔ)1、了解原電池定義、正確書寫正負(fù)極反應(yīng)2、了解電解池定義，正確判斷陰、陽極產(chǎn)物。

會書寫電極反應(yīng)，總反應(yīng)，會合理計算。3、4、

知道電解的應(yīng)用（氯堿工業(yè)、電鍍、電冶金）知道金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)

三、強(qiáng)調(diào)事項(xiàng)1、

務(wù)必認(rèn)真審題，按題目要求答題

2、

不要脫離課本，注意書上的文字描述和方程式的書寫

擴(kuò)展閱讀：高二化學(xué)選修4知識總結(jié)

第1章、化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化

化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是反應(yīng)物化學(xué)鍵的斷裂和生成物化學(xué)鍵的形成，化學(xué)反應(yīng)過程中伴隨著能量的釋放或吸收。

一、化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)1、化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱(1)反應(yīng)熱的概念：

當(dāng)化學(xué)反應(yīng)在一定的溫度下進(jìn)行時，反應(yīng)所釋放或吸收的熱量稱為該反應(yīng)在此溫度下的熱效應(yīng)，簡稱反應(yīng)熱。用符號Q表示。(2)反應(yīng)熱與吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)的關(guān)系。

Q＞0時，反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；Q＜0時，反應(yīng)為放熱反應(yīng)。(3)反應(yīng)熱的測定

測定反應(yīng)熱的儀器為量熱計，可測出反應(yīng)前后溶液溫度的變化，根據(jù)體系的熱容可計算出反應(yīng)熱，計算公式如下：Q＝－C(T2－T1)

式中C表示體系的熱容，T1、T2分別表示反應(yīng)前和反應(yīng)后體系的溫度。實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常測定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱。

2、化學(xué)反應(yīng)的焓變(1)反應(yīng)焓變

物質(zhì)所具有的能量是物質(zhì)固有的性質(zhì)，可以用稱為“焓”的物理量來描述，符號為H，單位為kJmol-1。

反應(yīng)產(chǎn)物的總焓與反應(yīng)物的總焓之差稱為反應(yīng)焓變，用ΔH表示。(2)反應(yīng)焓變ΔH與反應(yīng)熱Q的關(guān)系。

對于等壓條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，若反應(yīng)中物質(zhì)的能量變化全部轉(zhuǎn)化為熱能，則該反應(yīng)的反應(yīng)熱等于反應(yīng)焓變，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：Qp＝ΔH＝H(反應(yīng)產(chǎn)物)－H(反應(yīng)物)。

(3)反應(yīng)焓變與吸熱反應(yīng)，放熱反應(yīng)的關(guān)系：ΔH＞0，反應(yīng)吸收能量，為吸熱反應(yīng)。ΔH＜0，反應(yīng)釋放能量，為放熱反應(yīng)。(4)反應(yīng)焓變與熱化學(xué)方程式：

把一個化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)的變化和反應(yīng)焓變同時表示出來的化學(xué)方程式稱為熱化學(xué)方程式，如：H2(g)＋O2(g)＝H2O(l)；ΔH(298K)＝－285.8kJmol－1

書寫熱化學(xué)方程式應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

①化學(xué)式后面要注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)：固態(tài)(s)、液態(tài)(l)、氣態(tài)(g)、溶液(aq)。

②化學(xué)方程式后面寫上反應(yīng)焓變ΔH，ΔH的單位是Jmol－1或kJmol－1，且ΔH后注明反應(yīng)溫度。

③熱化學(xué)方程式中物質(zhì)的系數(shù)加倍，ΔH的數(shù)值也相應(yīng)加倍。

3、反應(yīng)焓變的計算(1)蓋斯定律

對于一個化學(xué)反應(yīng)，無論是一步完成，還是分幾步完成，其反應(yīng)焓變一樣，這一規(guī)律稱為蓋斯定律。

(2)利用蓋斯定律進(jìn)行反應(yīng)焓變的計算。常見題型是給出幾個熱化學(xué)方程式，合并出題目所求的熱化學(xué)方程式，根據(jù)蓋斯定律可知，該方程式的ΔH為上述各熱化學(xué)方程式的ΔH的代數(shù)和。(3)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓，ΔfHmθ計算反應(yīng)焓變ΔH。對任意反應(yīng)：aA＋bB＝cC＋dD

ΔH＝［cΔfHmθ(C)＋dΔfHmθ(D)］－［aΔfHmθ(A)＋bΔfHmθ(B)］第2章、化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率(1、2節(jié))

原電池的反應(yīng)都是自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)，電解池的反應(yīng)很多不是自發(fā)進(jìn)行的，如何判定反應(yīng)是否自發(fā)進(jìn)行呢？一、化學(xué)反應(yīng)的方向

1、反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向

放熱反應(yīng)多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行，即ΔH＜0的反應(yīng)大多能自發(fā)進(jìn)行。有些吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行。如NH4HCO3與CH3COOH的反應(yīng)。有些吸熱反應(yīng)室溫下不能進(jìn)行，但在較高溫度下能自發(fā)進(jìn)行，如CaCO3高溫下分解生成CaO、CO2。

2、反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向

熵是描述體系混亂度的概念，熵值越大，體系混亂度越大。反應(yīng)的熵變ΔS為反應(yīng)產(chǎn)物總熵與反應(yīng)物總熵之差。產(chǎn)生氣體的反應(yīng)為熵增加反應(yīng)，熵增加有利于反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行。

3、焓變與熵變對反應(yīng)方向的共同影響ΔH－TΔS＜0反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。ΔH－TΔS＝0反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。ΔH－TΔS＞0反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。

在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下，自發(fā)反應(yīng)總是向ΔH－TΔS＜0的方向進(jìn)行，直至平衡狀態(tài)。

二、化學(xué)反應(yīng)的限度

1、化學(xué)平衡常數(shù)

(1)對達(dá)到平衡的可逆反應(yīng)，生成物濃度的系數(shù)次方的乘積與反應(yīng)物濃度的系數(shù)次方的乘積之比為一常數(shù)，該常數(shù)稱為化學(xué)平衡常數(shù)，用符號K表示。(2)平衡常數(shù)K的大小反映了化學(xué)反應(yīng)可能進(jìn)行的程度(即反應(yīng)限度)，平衡常數(shù)越大，說明反應(yīng)可以進(jìn)行得越完全。

(3)平衡常數(shù)表達(dá)式與化學(xué)方程式的書寫方式有關(guān)。對于給定的可逆反應(yīng)，正逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)。

(4)借助平衡常數(shù)，可以判斷反應(yīng)是否到平衡狀態(tài)：當(dāng)反應(yīng)的濃度商Qc與平衡常數(shù)Kc相等時，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。

2、反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率

(1)平衡轉(zhuǎn)化率是用轉(zhuǎn)化的反應(yīng)物的濃度與該反應(yīng)物初始濃度的比值來表示。如反應(yīng)物A的平衡轉(zhuǎn)化率的表達(dá)式為：α（A）＝(2)平衡正向移動不一定使反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率提高。提高一種反應(yīng)物的濃度，可使另一反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率提高。

(3)平衡常數(shù)與反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率之間可以相互計算。

3、反應(yīng)條件對化學(xué)平衡的影響(1)溫度的影響

升高溫度使化學(xué)平衡向吸熱方向移動；降低溫度使化學(xué)平衡向放熱方向移動。溫度對化學(xué)平衡的影響是通過改變平衡常數(shù)實(shí)現(xiàn)的。(2)濃度的影響

增大生成物濃度或減小反應(yīng)物濃度，平衡向逆反應(yīng)方向移動；增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動。

溫度一定時，改變濃度能引起平衡移動，但平衡常數(shù)不變�；�工生產(chǎn)中，常通過增加某一價廉易得的反應(yīng)物濃度，來提高另一昂貴的反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。(3)壓強(qiáng)的影響

ΔVg＝0的反應(yīng)，改變壓強(qiáng)，化學(xué)平衡狀態(tài)不變。

ΔVg≠0的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，化學(xué)平衡向氣態(tài)物質(zhì)體積減小的方向移動。(4)勒夏特列原理

由溫度、濃度、壓強(qiáng)對平衡移動的影響可得出勒夏特列原理：如果改變影響平衡的一個條件(濃度、壓強(qiáng)、溫度等)平衡向能夠減弱這種改變的方向移動。【例題分析】

例1、已知下列熱化學(xué)方程式：

(1)Fe2O3(s)＋3CO(g)＝2Fe(s)＋3CO2(g)ΔH＝－25kJ/mol(2)3Fe2O3(s)＋CO(g)＝2Fe3O4(s)＋CO2(g)ΔH＝－47kJ/mol(3)Fe3O4(s)＋CO(g)＝3FeO(s)＋CO2(g)ΔH＝＋19kJ/mol寫出FeO(s)被CO還原成Fe和CO2的熱化學(xué)方程式。

解析：依據(jù)蓋斯定律：化學(xué)反應(yīng)不管是一步完成還是分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的。我們可從題目中所給的有關(guān)方程式進(jìn)行分析：從方程式(3)與方程式(1)可以看出有我們需要的有關(guān)物質(zhì)，但方程式(3)必須通過方程式(2)有關(guān)物質(zhì)才能和方程式(1)結(jié)合在一起。

將方程式(3)×2＋方程式(2)；可表示為(3)×2＋(2)

得：2Fe3O4(s)＋2CO(g)＋3Fe2O3(s)＋CO(g)＝6FeO(s)＋2CO2(g)＋2Fe3O4(s)＋CO2(g)；ΔH＝＋19kJ/mol×2＋(－47kJ/mol)

整理得方程式(4)：Fe2O3(s)＋CO(g)＝2FeO(s)＋CO2(g)；ΔH＝－3kJ/mol將(1)－(4)得2CO(g)＝2Fe(s)＋3CO2(g)－2FeO(s)－CO2(g)；ΔH＝－25kJ/mol－(－3kJ/mol)

整理得：FeO(s)＋CO(s)＝Fe(s)＋CO2(g)；ΔH＝－11kJ/mol答案：FeO(s)＋CO(s)＝Fe(s)＋CO2(g)；ΔH＝－11kJ/mol

例2、熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率，因而得到重視，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作用電解質(zhì)，CO為陽極燃?xì)猓�空氣與CO2的混合氣體為陰極助燃?xì)�，制得�?50℃下工作的燃料電池，完成有關(guān)的電池反應(yīng)式：陽極反應(yīng)式：2CO＋2CO32－→4CO2＋4e－

陰極反應(yīng)式：；總電池反應(yīng)式：。解析：作為燃料電池，總的效果就是把燃料進(jìn)行燃燒。本題中CO為還原劑，空氣中O2為氧化劑，電池總反應(yīng)式為：2CO＋O2＝2CO2。用總反應(yīng)式減去電池負(fù)極（即題目指的陽極）反應(yīng)式，就可得到電池正極（即題目指的陰極）反應(yīng)式：O2＋2CO2＋4e－＝2CO32－。

答案：O2＋2CO2＋4e－＝2CO32－；2CO＋O2＝2CO2

例3、下列有關(guān)反應(yīng)的方向說法中正確的是()A、放熱的自發(fā)過程都是熵值減小的過程。B、吸熱的自發(fā)過程常常是熵值增加的過程。

C、水自發(fā)地從高處流向低處，是趨向能量最低狀態(tài)的傾向。D、只根據(jù)焓變來判斷化學(xué)反應(yīng)的方向是可以的。

解析：放熱的自發(fā)過程可能使熵值減小、增加或無明顯變化，故A錯誤。只根據(jù)焓變來判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向是片面的，要用能量判據(jù)、熵判據(jù)組成的復(fù)合判據(jù)來判斷，D錯誤。水自發(fā)地從高處流向低處，是趨向能量最低狀態(tài)的傾向是正確的。有些吸熱反應(yīng)也可以自發(fā)進(jìn)行。如在25℃和1.01×105Pa時，2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g)；ΔH＝56.7kJ/mol，(NH4)2CO3(s)＝NH4HCO3(s)＋NH3(g)；ΔH＝74.9kJ/mol，上述兩個反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)，又都是熵增的反應(yīng)，所以B也正確。答案：BC。

化學(xué)反應(yīng)原理復(fù)習(xí)（二）【知識講解】第2章、第3、4節(jié)

一、化學(xué)反應(yīng)的速率

1、化學(xué)反應(yīng)是怎樣進(jìn)行的

(1)基元反應(yīng)：能夠一步完成的反應(yīng)稱為基元反應(yīng)，大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)都是分幾步完成的。

(2)反應(yīng)歷程：平時寫的化學(xué)方程式是由幾個基元反應(yīng)組成的總反應(yīng)�？偡磻�(yīng)中用基元反應(yīng)構(gòu)成的反應(yīng)序列稱為反應(yīng)歷程，又稱反應(yīng)機(jī)理。

(3)不同反應(yīng)的反應(yīng)歷程不同。同一反應(yīng)在不同條件下的反應(yīng)歷程也可能不同，反應(yīng)歷程的差別又造成了反應(yīng)速率的不同。

2、化學(xué)反應(yīng)速率(1)概念：

單位時間內(nèi)反應(yīng)物的減小量或生成物的增加量可以表示反應(yīng)的快慢，即反應(yīng)的速率，用符號v表示。(2)表達(dá)式：

(3)特點(diǎn)

對某一具體反應(yīng)，用不同物質(zhì)表示化學(xué)反應(yīng)速率時所得的數(shù)值可能不同，但各物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的系數(shù)之比。3、濃度對反應(yīng)速率的影響(1)反應(yīng)速率常數(shù)(K)

反應(yīng)速率常數(shù)(K)表示單位濃度下的化學(xué)反應(yīng)速率，通常，反應(yīng)速率常數(shù)越大，反應(yīng)進(jìn)行得越快。反應(yīng)速率常數(shù)與濃度無關(guān)，受溫度、催化劑、固體表面性質(zhì)等因素的影響。

(2)濃度對反應(yīng)速率的影響

增大反應(yīng)物濃度，正反應(yīng)速率增大，減小反應(yīng)物濃度，正反應(yīng)速率減小。增大生成物濃度，逆反應(yīng)速率增大，減小生成物濃度，逆反應(yīng)速率減小。(3)壓強(qiáng)對反應(yīng)速率的影響

壓強(qiáng)只影響氣體，對只涉及固體、液體的反應(yīng)，壓強(qiáng)的改變對反應(yīng)速率幾乎無影響。

壓強(qiáng)對反應(yīng)速率的影響，實(shí)際上是濃度對反應(yīng)速率的影響，因?yàn)閴簭?qiáng)的改變是通過改變?nèi)萜魅莘e引起的。壓縮容器容積，氣體壓強(qiáng)增大，氣體物質(zhì)的濃度都增大，正、逆反應(yīng)速率都增加；增大容器容積，氣體壓強(qiáng)減��；氣體物質(zhì)的濃度都減小，正、逆反應(yīng)速率都減小。

4、溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響(1)經(jīng)驗(yàn)公式

阿倫尼烏斯總結(jié)出了反應(yīng)速率常數(shù)與溫度之間關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)公式：

式中A為比例系數(shù)，e為自然對數(shù)的底，R為摩爾氣體常數(shù)量，Ea為活化能。由公式知，當(dāng)Ea＞0時，升高溫度，反應(yīng)速率常數(shù)增大，化學(xué)反應(yīng)速率也隨之增大�？芍�，溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響與活化能有關(guān)。(2)活化能Ea。

活化能Ea是活化分子的平均能量與反應(yīng)物分子平均能量之差。不同反應(yīng)的活化能不同，有的相差很大�；罨�能Ea值越大，改變溫度對反應(yīng)速率的影響越大。

5、催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響

(1)催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率影響的規(guī)律：催化劑大多能加快反應(yīng)速率，原因是催化劑能通過參加反應(yīng)，改變反應(yīng)歷程，降低反應(yīng)的活化能來有效提高反應(yīng)速率。(2)催化劑的特點(diǎn)：

催化劑能加快反應(yīng)速率而在反應(yīng)前后本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變。催化劑具有選擇性。

催化劑不能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)，不引起化學(xué)平衡的移動，不能改變平衡轉(zhuǎn)化率。

二、化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化工業(yè)合成氨

1、合成氨反應(yīng)的限度

合成氨反應(yīng)是一個放熱反應(yīng)，同時也是氣體物質(zhì)的量減小的熵減反應(yīng)，故降低溫度、增大壓強(qiáng)將有利于化學(xué)平衡向生成氨的方向移動。2、合成氨反應(yīng)的速率

(1)高壓既有利于平衡向生成氨的方向移動，又使反應(yīng)速率加快，但高壓對設(shè)備的要求也高，故壓強(qiáng)不能特別大。

(2)反應(yīng)過程中將氨從混合氣中分離出去，能保持較高的反應(yīng)速率。

(3)溫度越高，反應(yīng)速率進(jìn)行得越快，但溫度過高，平衡向氨分解的方向移動，不利于氨的合成。

(4)加入催化劑能大幅度加快反應(yīng)速率。

3、合成氨的適宜條件

在合成氨生產(chǎn)中，達(dá)到高轉(zhuǎn)化率與高反應(yīng)速率所需要的條件有時是矛盾的，故應(yīng)該尋找以較高反應(yīng)速率并獲得適當(dāng)平衡轉(zhuǎn)化率的反應(yīng)條件：一般用鐵做催化劑，控制反應(yīng)溫度在700K左右，壓強(qiáng)范圍大致在1×107Pa～1×108Pa之間，并采用N2與H2分壓為1∶2.8的投料比。第3章、物質(zhì)在水溶液中的行為一、水溶液

1、水的電離H2OH＋＋OH－

水的離子積常數(shù)KW＝［H＋］［OH－］，25℃時，KW＝1.0×10－14mol2L－2。溫度升高，有利于水的電離，KW增大。

2、溶液的酸堿度

＋－－7－1

室溫下，中性溶液：［H］＝［OH］＝1.0×10molL，pH＝7酸性溶液：［H＋］＞［OH－］，［H＋］＞1.0×10－7molL－1，pH＜7堿性溶液：［H＋］＜［OH－］，［OH－］＞1.0×10－7molL－1，pH＞7

3、電解質(zhì)在水溶液中的存在形態(tài)(1)強(qiáng)電解質(zhì)

強(qiáng)電解質(zhì)是在稀的水溶液中完全電離的電解質(zhì)，強(qiáng)電解質(zhì)在溶液中以離子形式存在，主要包括強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和絕大多數(shù)鹽，書寫電離方程式時用“＝”表示。(2)弱電解質(zhì)

在水溶液中部分電離的電解質(zhì)，在水溶液中主要以分子形態(tài)存在，少部分以離子形態(tài)存在，存在電離平衡，主要包括弱酸、弱堿、水及極少數(shù)鹽，書寫電離方程式時用“”表示。

二、弱電解質(zhì)的電離及鹽類水解

1、弱電解質(zhì)的電離平衡。(1)電離平衡常數(shù)

在一定條件下達(dá)到電離平衡時，弱電解質(zhì)電離形成的各種離子濃度的乘積與溶液中未電離的分子濃度之比為一常數(shù)，叫電離平衡常數(shù)。

弱酸的電離平衡常數(shù)越大，達(dá)到電離平衡時，電離出的H＋越多。多元弱酸分步電離，且每步電離都有各自的電離平衡常數(shù)，以第一步電離為主。(2)影響電離平衡的因素，以CH3COOHCH3COO－＋H＋為例。加水、加冰醋酸，加堿、升溫，使CH3COOH的電離平衡正向移動，加入CH3COONa固體，加入濃鹽酸，降溫使CH3COOH電離平衡逆向移動。

2、鹽類水解(1)水解實(shí)質(zhì)

鹽溶于水后電離出的離子與水電離的H＋或OH－結(jié)合生成弱酸或弱堿，從而打破水的電離平衡，使水繼續(xù)電離，稱為鹽類水解。(2)水解類型及規(guī)律

①強(qiáng)酸弱堿鹽水解顯酸性。NH4Cl＋H2ONH3H2O＋HCl②強(qiáng)堿弱酸鹽水解顯堿性。CH3COONa＋H2OCH3COOH＋NaOH③強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽不水解。④弱酸弱堿鹽雙水解。

Al2S3＋6H2O＝2Al(OH)3↓＋3H2S↑(3)水解平衡的移動

加熱、加水可以促進(jìn)鹽的水解，加入酸或堿能抑止鹽的水解，另外，弱酸根陰離子與弱堿陽離子相混合時相互促進(jìn)水解。三、沉淀溶解平衡

1、沉淀溶解平衡與溶度積(1)概念

當(dāng)固體溶于水時，固體溶于水的速率和離子結(jié)合為固體的速率相等時，固體的溶解與沉淀的生成達(dá)到平衡狀態(tài)，稱為沉淀溶解平衡。其平衡常數(shù)叫做溶度積常數(shù)，簡稱溶度積，用Ksp表示。PbI2(s)Pb2+(aq)＋2I－(aq)

Ksp＝［Pb2＋］［I－］2＝7.1×10－9mol3L－3

(2)溶度積Ksp的特點(diǎn)

Ksp只與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān)，與沉淀的量無關(guān)，且溶液中離子濃度的變化能引起平衡移動，但并不改變?nèi)芏确e。Ksp反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力。

2、沉淀溶解平衡的應(yīng)用(1)沉淀的溶解與生成

根據(jù)濃度商Qc與溶度積Ksp的大小比較，規(guī)則如下：Qc＝Ksp時，處于沉淀溶解平衡狀態(tài)。

Qc＞Ksp時，溶液中的離子結(jié)合為沉淀至平衡。

Qc＜Ksp時，體系中若有足量固體，固體溶解至平衡。(2)沉淀的轉(zhuǎn)化根據(jù)溶度積的大小，可以將溶度積大的沉淀可轉(zhuǎn)化為溶度積更小的沉淀，這叫做沉淀的轉(zhuǎn)化。沉淀轉(zhuǎn)化實(shí)質(zhì)為沉淀溶解平衡的移動。四、離子反應(yīng)

1、離子反應(yīng)發(fā)生的條件(1)生成沉淀

既有溶液中的離子直接結(jié)合為沉淀，又有沉淀的轉(zhuǎn)化。(2)生成弱電解質(zhì)

主要是H＋與弱酸根生成弱酸，或OH－與弱堿陽離子生成弱堿，或H＋與OH－生成H2O。

(3)生成氣體

生成弱酸時，很多弱酸能分解生成氣體。(4)發(fā)生氧化還原反應(yīng)

強(qiáng)氧化性的離子與強(qiáng)還原性離子易發(fā)生氧化還原反應(yīng)，且大多在酸性條件下發(fā)生。

2、離子反應(yīng)能否進(jìn)行的理論判據(jù)(1)根據(jù)焓變與熵變判據(jù)

對ΔH－TΔS＜0的離子反應(yīng)，室溫下都能自發(fā)進(jìn)行。(2)根據(jù)平衡常數(shù)判據(jù)

離子反應(yīng)的平衡常數(shù)很大時，表明反應(yīng)的趨勢很大。

3、離子反應(yīng)的應(yīng)用

(1)判斷溶液中離子能否大量共存

相互間能發(fā)生反應(yīng)的離子不能大量共存，注意題目中的隱含條件。(2)用于物質(zhì)的定性檢驗(yàn)根據(jù)離子的特性反應(yīng)，主要是沉淀的顏色或氣體的生成，定性檢驗(yàn)特征性離子。

(3)用于離子的定量計算

常見的有酸堿中和滴定法、氧化還原滴定法。(4)生活中常見的離子反應(yīng)。

硬水的形成及軟化涉及到的離子反應(yīng)較多，主要有：Ca2＋、Mg2＋的形成。

CaCO3＋CO2＋H2O＝Ca2＋＋2HCO3－

MgCO3＋CO2＋H2O＝Mg2＋＋2HCO3－

加熱煮沸法降低水的硬度：

Ca2＋＋2HCO3－CaCO3↓＋CO2↑＋H2O

2＋－

Mg＋2HCO3MgCO3↓＋CO2↑＋H2O或加入Na2CO3軟化硬水：

Ca2＋＋CO32－＝CaCO3↓，Mg2＋＋CO32－＝MgCO3↓

五、電化學(xué)

【知識精要】

一、原電池原理及應(yīng)用

原電池是一種由化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置。其本質(zhì)是通過自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，使反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移而產(chǎn)生電流，反應(yīng)中的氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩個電極上發(fā)生，這便形成了帶電粒子按一定方向流動的閉合回路。1．原電池的判定

先分析有無外接電源，有外接電源者為電解池，無外接電源者可能為原電池；再依據(jù)原電池的形成條件分析判定，主要思路是“三看”：一看電極，兩極為導(dǎo)體且活潑性不同；二看溶液，兩極插入電解質(zhì)溶液中；三看回路：形成閉合回路或兩極接觸。2．原電池正極和負(fù)極的確定

（1）由兩極的相對活潑性確定：在原電池中，相對活潑性較強(qiáng)的金屬為原電池的負(fù)極，相對活潑性較差的金屬或?qū)щ姷姆墙饘僮髟�電池的正極。

（2）由電極現(xiàn)象確定：通常情況下，在原電池中某一電極若不斷溶解或質(zhì)量不斷減少，該電極發(fā)生氧化反應(yīng)，此為原電池的負(fù)極；若原電池中某一電極上有氣體生成、電極的質(zhì)量不斷增加或電極質(zhì)量不變，該電極發(fā)生還原反應(yīng)，此為原電池的正極。3．原電池原理的應(yīng)用

（1）利用原電池原理可以制造出各種實(shí)用電池，即化學(xué)電源，如鋅錳干電池、鉛蓄電池、鋰電池、新型燃料電池等。

（2）原電池原理可用于解決一些實(shí)際問題，如加快某些化學(xué)反應(yīng)時的速率（稀硫酸與鋅反應(yīng)時，常滴入幾滴硫酸銅溶液）；分析金屬電化學(xué)腐蝕的快慢和防護(hù)方法等。[重點(diǎn)提醒]

（1）由電極裝置書寫電極反應(yīng)：找出發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的物質(zhì)（或離子），確定正負(fù)或陰陽極反應(yīng)的物質(zhì)（或放電的離子），利用電荷守恒分別寫出電極反應(yīng)式。

（2）差值法書寫電極反應(yīng)式：正負(fù)（或陰陽）極反應(yīng)式之和為電池反應(yīng)的方程式。一般先寫出反應(yīng)的總方程式和較易寫出的電極反應(yīng)式，然后用總方程式減去較易寫出的電極反應(yīng)式得較難寫的電極反應(yīng)式。書寫時，無論是總反應(yīng)式還是電極反應(yīng)式都既要滿足電子轉(zhuǎn)移守恒、電荷守恒，又要滿足質(zhì)量守恒。書寫時注意介質(zhì)通常是定向移動到該電極附近的導(dǎo)電離子如H+、OH-、H2O等等，若氧化(或還原)產(chǎn)物能與之發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，則其一般書寫在電極方程式中。

3、常見電極反應(yīng)式

(1)鋅錳干電池

負(fù)極反應(yīng)：Zn→Zn2＋＋2e－；

正極反應(yīng)：2NH4＋＋2e－→2NH3＋H2；

（2）氫、氧燃燒電池（電池的產(chǎn)物負(fù)極為H2O，正極則有大量的氫氧根生成）：負(fù)極:2H2+4OH-4e=4H2O正極:O2+4e+2H2O=4OH電池總反應(yīng)：2H2＋O2＝2H2O

（3）甲烷燃燒電池（電池負(fù)極甲烷燃燒失去電子，在堿性條件下生成的CO2與OH-反應(yīng)生成CO32-和H2O,而正極是O2得到電子而成為OH-。）負(fù)極：CH48e+10OH=CO32-+7H2O正極：2O2+8e+4H2O=8OH（4）愛迪生蓄電池：Ｆｅ＋ＮｉＯ２＋２Ｈ２Ｏ

充電放電Ｆｅ（ＯＨ）２＋Ｎｉ（ＯＨ）２

負(fù)極：Fe2e+2OH==Fe(OH)2正極：NiO2+2e+2H2O==Ni(OH)2+2OH（5）紐扣電池：Ａｇ２Ｏ＋Ｈ２Ｏ＋Ｚｎ＝ＺＮ（ＯＨ）２＋２Ａｇ

負(fù)極：Zn-4e+2OH=Zn(OH)2正極：Ag2O+H2O+2e==2Ag+2OH（6）鉛蓄電池

負(fù)極：Pb+SO42-2e-=PbSO4正極：PbO2+4H++SO42+2e-=PbSO4+2H2O

放電時總反應(yīng)：Pb＋PbO2＋2H2SO4＝2PbSO4＋2H2O。充電時總反應(yīng)：2PbSO4＋2H2O＝Pb＋PbO2＋2H2SO4。二、電解原理及應(yīng)用

電解池是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置，在電解池中，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)、陰極發(fā)生還原

2-----反應(yīng)，其放電順序一般為：陽極：活潑性電極>S>I>Br>Cl>OH>含氧酸根離子陰極：與金屬活動順序表中金屬陽離子的氧化順序一致1．（惰性電極）電解電解質(zhì)溶液的類型類型實(shí)例NaOH電解水H2SO4Na2SO4電解電解質(zhì)HClCuCl2NaCl電解質(zhì)電離出的陰陽離子分別在兩極放電電極反應(yīng)特點(diǎn)陰：2H+2e====H2↑--+-電解對象水電解質(zhì)濃度增大增大增大減小減小生成新電解質(zhì)pH增大減小不變增大增大溶液復(fù)原水水水氯化氫氯化銅氯化氫陽：4OH-4e====2H2O+O2↑水水電解質(zhì)電解質(zhì)放H2生堿陰極：H2O放H2生堿陽極：電解質(zhì)電解質(zhì)陰離子放電陰極：電解質(zhì)陽離子放電陽極：H2O放O2生酸和水電解質(zhì)和水放O2生酸CuSO4生成新電解質(zhì)減小氧化銅2．電解原理的應(yīng)用（1）電解精煉銅：粗銅作陽極，精銅作陰極，CuSO4溶液作電解質(zhì)溶液。電解時，發(fā)生如下

-2+2+-反應(yīng)：陽極，Cu-2e=Cu，陰極，Cu+2e=Cu。陽極泥中存在金、銀等不活潑的貴重金屬，

陰極得到純銅。

（2）電鍍銅：精銅作陽極，鍍件金屬作陰極，硫酸銅（或其他可溶性銅鹽）溶液作電解質(zhì)

-2+

溶液，從理論上講電鍍時電解質(zhì)溶液組成、濃度和質(zhì)量不變化。電極反應(yīng)：陽極Cu-2e=Cu，

2+-陰極Cu+2e=Cu。

--+-（3）氯堿工業(yè)：陽極2Cl-2e=Cl2↑，陰極2H+2e=H2↑總反應(yīng)2NaCl+2H2O

電解2NaOH+H2

↑+Cl2↑(反應(yīng)條件：直流電)

（4）冶煉金屬：電解熔融電解質(zhì)，可煉得活潑金屬。如：K、Na、Ca、Mg、Al等金屬可通過電解其熔融的氯化物或氧化物制得。電源的負(fù)極是最強(qiáng)的“還原劑”，可“強(qiáng)迫”活潑金

2--3+-屬的陽離子得電子。如電解冶煉鋁：陽極反應(yīng)6O-12e=3O2↑，陰極反應(yīng)4Al+12e=4Al，總反應(yīng)式為：2Al2O3

電解4Al+3O2↑。

[重點(diǎn)提醒]

（1）電化學(xué)計算的基本方法

原電池和電解池的計算包括兩極產(chǎn)物的定量計算、溶液pH的計算、相對原子質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)測定的計算、根據(jù)電荷量求產(chǎn)物的量與根據(jù)產(chǎn)物的量求電荷量等的計算。不論哪類計算，均可概括為下列三種方法：

①根據(jù)電子守恒法計算：用于串聯(lián)電路、陰陽兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電荷量等類型的計算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。

②根據(jù)總反應(yīng)式計算：先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列比例式計算。

③根據(jù)關(guān)系式計算：借得失電子守恒關(guān)系建立已知量與未知量之間的橋梁，建立計算所需的關(guān)系式。

（2）電化學(xué)試題的命題點(diǎn)歸納

①二次電池的充電和放電：放電時原電池，充電時電解池；

②電極名稱：原電池的電極名稱是正和負(fù)極，電解池是陽極和陰極；③反應(yīng)類型：負(fù)極和陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，失電子被氧化，正極和陰極發(fā)生還原反應(yīng)，得電子被氧化；

④電極反應(yīng)：負(fù)極的反向是陰極，正極的反向是陽極。酸性電池中不能出現(xiàn)OH，堿性電池

++

中不能出現(xiàn)H，非溶液電池不會出現(xiàn)H和OH；

⑤溶液和電極附近溶液酸堿性變化：總反應(yīng)消耗酸（堿），溶液PH增大（減�。�。電極反應(yīng)

+++

式中H（OH）放電云集OH（H），電極溶液顯堿性（酸性）。電極反應(yīng)消耗H（OH），酸

+

性（堿性）減弱，生成H（OH），酸性（堿性）增強(qiáng)。⑥濃度復(fù)原：消耗什么補(bǔ)充什么，消耗多少補(bǔ)多少。三、金屬腐蝕與保護(hù)

1．吸氧腐蝕和析氫腐蝕的區(qū)別電化腐蝕類型條件正極反應(yīng)負(fù)極反應(yīng)總反應(yīng)方程式吸氧腐蝕水膜酸性很弱或呈中性O(shè)2+4e-+2H2O==4OH-Fe－2e-==Fe2+4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)32Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O腐蝕作用是主要的腐蝕類型，具有廣泛性析氫腐蝕水膜酸性較強(qiáng)2H++2e-==H2↑Fe－2e-==Fe2+Fe+2H+=Fe2++H2↑發(fā)生在某些局部區(qū)域內(nèi)2．金屬的防護(hù)方法：①改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)。合金鋼中含有合金元素，使組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，耐腐蝕。如：不銹鋼。②在金屬表面覆蓋保護(hù)層。常見方式有：涂油脂、油漆或覆蓋搪瓷、塑料等；使表面生成致密氧化膜；在表面鍍一層有自我保護(hù)作用的另一種金屬。③電化學(xué)保護(hù)法：外加電源的陰極保護(hù)法:接上外加直流電源構(gòu)成電解池，被保護(hù)的金屬作陰極。犧牲陽極的陰極保護(hù)法：外加負(fù)極材料，構(gòu)成原電池，被保護(hù)的金屬作正極。

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