1、基本概念基础理论基本概念基础理论一、物质的组成、分类和变化注意:电解质必须是化合物。因而金属不是电解质。CuSO4 是电解质,不能说 CuSO4 溶液是电解质,因其是混合物。(一) 物质的分类1.胶体同其他分散系本质的区别是 分散质粒子的直径是:1 与100nm 之间为胶体 。丁达尔效应只是胶体的性质和鉴别其他分散系的方法。2混合物实例: 石油 汽油 煤 水玻璃 玻璃 水泥 漂白粉 氯水 盐酸 聚乙烯 聚氯乙烯 淀粉 油脂 碱石灰 水煤气3.电解质:在 水溶液中或熔融 状态下 能 导电 的 化合物 。酸、碱、大多数盐是电解质。二、各类反应(一) 基本反应类型:会熟练判断一个反应属于化合、分解、
2、置换、复分解中的哪一种。反应类型表达式化合反应ABAB分解反应ABAB置换反应ABCACB复分解反应ABCDADCB1、置换反应要遵循两大“活动性顺序”:金属活动性顺序:K Ba Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金属的还原性: 强 弱离子的氧化性: K+弱 Fe2+ 强 Ag+、Fe3+非金属活动性顺序: F O Cl Br I S非金属单质的氧化性:强 弱,即:F2O2Cl2Br2I2S离子的还原性: 弱 强,即:F7 或 aMgAlSiPSCl.2、同主族元素的原子半径随核电荷数的增大而增大。如:Li Na+Mg2+Al3+5、同一元素不
3、同价态的微粒半径,价态越高离子半径越小。如FeFe2+Fe3+5、周期表中特殊位置的元素族序数等于周期数的元素:H、Be、Al、Ge。 族序数等于周期数 2 倍的元素:C、S。族序数等于周期数 3 倍的元素:O。 周期数是族序数2 倍的元素:Li、Ca。周期数是族序数 3 倍的元素:Na、Ba。 最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素:C。最高正价是最低负价绝对值 3 倍的短周期元素:S。 除H 外,原子半径最小的元素:F。短周期中离子半径最大的元素:P。6常见元素及其化合物的特性形成化合物种类最多的元素、单质是自然界中硬度最大的物质的元素或气态氢化物中氢的质量分数最大的元素:C。空气中含量
4、最多的元素或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素:N。地壳中含量最多的元素、气态氢化物沸点最高的元素或氢化物在通常情况下呈液态的元素:O。最轻的单质的元素:H ;最轻的金属单质的元素:Li 。单质在常温下呈液态的非金属元素:Br ;金属元素:Hg 。最高价氧化物及其对应水化物既能与强酸反应,又能与强碱反应的元素:Be、Al、Zn。元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应水化物能起化合反应的元素:N;能起氧化还原反应的元素:S。元素的气态氢化物能和它的氧化物在常温下反应生成该元素单质的元素:S。元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素:Li、Na、F。常见的能形成同素异形体的元素:C、P、O、S
5、。四、盐类水解盐类水解,水被弱解;有弱才水解,无弱不水解;越弱越水解,都弱双水解;谁强呈谁性,同强呈中性。电解质溶液中的守恒关系电荷守恒:电解质溶液中所有阳离子所带有的正电荷数与所有的阴离子所带的负电荷数相等。如 NaHCO3 溶液中:n(Na)n(H+)n(HCO3-)2n(CO32-)n(OH-)推出:NaHHCO3-2CO32-OH-物料守恒:电解质溶液中由于电离或水解因素,离子会发生变化变成其它离子或分子等,但离子或分子中某种特定元素的原子的总数是不会改变的。如 NaHCO3 溶液中:n(Na):n(c)1:1,推出:C (Na)c (HCO3-)c (CO32-)c (H2CO3)质
6、子守恒:(不一定掌握)电解质溶液中分子或离子得到或失去质子(H)的物质的量应相等。例如:在 NH4HCO3 溶液中H3O+、H2CO3 为得到质子后的产物;NH3、OH-、CO32-为失去质子后的产物,故有以下关系:c (H3O+)+c (H2CO3)=c (NH3)+c (OH-)+c (CO32-)。.盐类水解的应用规律 盐的离子跟水电离出来的氢离子或氢氧根离子生成弱电解质的反应,称为盐类的水解。 其一般规律是:谁弱谁水解,谁强显谁性;两强不水解,两弱更水解,越弱越水解。 哪么在哪些情况下考虑盐的水解呢? 1.分析判断盐溶液酸碱性时要考虑水解。 2.确定盐溶液中的离子种类和浓度时要考虑盐的
7、水解。 如 Na2S 溶液中含有哪些离子,按浓度由大到小的顺序排列: C(Na+ )C(S2-)C(OH-)C(HS-)C(H+) 或:C(Na+) +C(H+)=2C(S2-)+C(HS-)+C(OH-) 3.配制某些盐溶液时要考虑盐的水解 如配制 FeCl3,SnCl4 ,Na2SiO3 等盐溶液时应分别将其溶解在相应的酸或碱溶液中。 4.制备某些盐时要考虑水解 Al2S3 ,MgS,Mg3N2 等物质极易与水作用,它们在溶液中不能稳定存在,所以制 取这些物质时,不能用复分解反应的方法在溶液中制取,而只能用干法制备。 5.某些活泼金属与强酸弱碱溶液反应,要考虑水解 如 Mg,Al,Zn 等
8、活泼金属与 NH4Cl,CuSO4 ,AlCl3 等溶液反应.3Mg+2AlCl3 +6H2O=3MgCl2+2Al(OH)3+3H2 6.判断中和滴定终点时溶液酸碱性,选择指示剂以及当 pH=7 时酸或碱过量的判断等问题时,应考虑到盐的水解.如 CH3COOH 与 NaOH 刚好反应时 pH7,若二者反应后溶液 pH=7,则 CH3COOH 过量。指示剂选择的总原则是,所选择指示剂的变色范围应该与滴定后所得盐溶液的pH 值范围相一致。即强酸与弱碱互滴时应选择甲基橙;弱酸与强碱互滴时应选择酚酞。 7.制备氢氧化铁胶体时要考虑水解.FeCl3+3H2O=Fe(OH)3(胶体)+3HCl 8.分析
9、盐与盐反应时要考虑水解.两种盐溶液反应时应分三个步骤分析考虑: (1)能否发生氧化还原反应; (2)能否发生双水解互促反应; (3)以上两反应均不发生,则考虑能否发生复分解反应. 9.加热蒸发和浓缩盐溶液时,对最后残留物的判断应考虑盐类的水解 (1)加热浓缩不水解的盐溶液时一般得原物质. (2)加热浓缩 Na2CO3 型的盐溶液一般得原物质. (3)加热浓缩 FeCl3 型的盐溶液.最后得到 FeCl3 和 Fe(OH)3 的混合物,灼烧得 Fe2O3 。 (4)加热蒸干(NH4)2CO3 或 NH4HCO3 型的盐溶液时,得不到固体. (5)加热蒸干 Ca(HCO3)2 型的盐溶液时,最后得
10、相应的正盐. (6)加热 Mg(HCO3)2、MgCO3 溶液最后得到 Mg(OH)2 固体. 10.其它方面 (1)净水剂的选择:如 Al3+ ,FeCl3 等均可作净水剂,应从水解的角度解释。 (2)化肥的使用时应考虑水解。如草木灰不能与铵态氮肥混合使用。(3)小苏打片可治疗胃酸过多。 (4)纯碱液可洗涤油污。 (5)磨口试剂瓶不能盛放 Na2SiO3,Na2CO3 等试剂. 凡此种种,不一而举。学习中要具体情况具体分析,灵活应用之。 五、化学反应速率、化学平衡判断可逆反应是否达到化学反应限度(即化学平衡) ,分析条件对速率的影响:1. 化学反应速率:. 化学反应速率的概念及表示方法:通过
11、计算式:v =c /t来理解其概念:化学反应速率与反应消耗的时间(t)和反应物浓度的变化(c)有关;在同一反应中,用不同的物质来表示反应速率时,数值可以相同,也可以是不同的。但这些数值所表示的都是同一个反应速率。因此,表示反应速率时,必须说明用哪种物质作为标准。用不同物质来表示的反应速率时,其比值一定等于化学反应方程式中的化学计量数之比。如:化学反应 mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) 的:v(A)v(B)v(C)v(D) = mnpq 一般来说,化学反应速率随反应进行而逐渐减慢。因此某一段时间内的化学反应速率,实际是这段时间内的平均速率,而不是瞬时速率。. 影响化学反应速
12、率的因素:I. 决定因素(内因):反应物本身的性质。 . 条件因素(外因) (也是我们研究的对象):. 浓度:其他条件不变时,增大反应物的浓度,可以增大活化分子总数,从而加快化学反应速率。值得注意的是,固态物质和纯液态物质的浓度可视为常数;. 压强:对于气体而言,压缩气体体积,可以增大浓度,从而使化学反应速率加快。值得注意的是,如果增大气体压强时,不能改变反应气体的浓度,则不影响化学反应速率。. 温度:其他条件不变时,升高温度,能提高反应分子的能量,增加活化分子百分数,从而加快化学反应速率。. 催化剂:使用催化剂能等同地改变可逆反应的正、逆化学反应速率。. 其他因素。如固体反应物的表面积(颗粒
13、大小) 、光、不同溶剂、超声波等。2. 化学平衡:(1)判断某可逆反应已达到化学反应限度的依据是:a.用同一物质表示的正、逆反应速率相等,即:(同一物质)消失速率 = 生成速率; b.各组分的浓度保持不变(2)改变条件对化学反应速率的影响规律是:强化条件(增浓、加压、升温、用催)正逆反应速率均加快;(3)速率计算公式:= = ; = C/ t; 同一反应中各物质的速率之比等于化学计量数之比. 化学平衡的标志:(处于化学平衡时):、速率标志:v 正v 逆0;、反应混合物中各组分的体积分数、物质的量分数、质量分数不再发生变化;、反应物的转化率、生成物的产率不再发生变化;、反应物反应时破坏的化学键与
14、逆反应得到的反应物形成的化学键种类和数量相同;、对于气体体积数不同的可逆反应,达到化学平衡时,体积和压强也不再发生变化。【例 1】在一定温度下,反应 A2(g) + B2(g) 2AB(g)达到平衡的标志是 ( C )A. 单位时间生成 n mol 的 A2 同时生成 n mol 的 AB B. 容器内的压强不随时间变化C. 单位时间生成 2n mol 的 AB 同时生成 n mol 的 B2D. 单位时间生成 n mol 的 A2 同时生成 n mol 的 B2. 化学平衡状态的判断:混合物体系中各成分的含量各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定 平衡各物质的质量或各物质的质量分数一定
15、平衡各气体的体积或体积分数一定 平衡总压强、总体积、总物质的量一定 不一定平衡(要看是等体积还是不等体积的反应,等体积的反应无论是否达到平衡这几个均不变,不等体积反应则只有在平衡时这几个量才不变)举例反应 mA(g) nB(g) pC(g) qD(g)正、逆反应速率的关系在单位时间内消耗了 m molA 同时生成 m molA,即 v 正=v 逆 平衡在单位时间内消耗了 n molB 同时生成 p molC,均指 v 正 不一定平衡(要正逆两边说才行,或是都是生成都是消耗)vA:vB:vC:vD=m:n:p:q,v 正不一定等于 v 逆 不一定平衡在单位时间内生成了 n molB,同时消耗 q
16、 molD,因均指 v 逆 不一定平衡(要正逆两边说才行,或是都是生成都是消耗)压强 m+np+q 时,总压力一定(其他条件一定) 平衡m+n=p+q 时,总压力一定(其他条件一定) 不一定平衡混合气体的平均分子量 数值不变时,只有当 m+np+q 时,平衡 数值不变 但 m+n=p+q 时不一定平衡温度 任何化学反应都伴随着能量变化,在其他条件不变的条件下,体系温度一定时 平衡体系的密度 密度一定 不一定平衡3化学平衡移动:、勒沙持列原理:如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强和温度等) ,平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。其中包含:影响平衡的因素:浓度、压强、温度三种;原理的适用范围
17、:只适用于一项条件发生变化的情况(即温度或压强或一种物质的浓度) ,当多项条件同时发生变化时,情况比较复杂;平衡移动的结果:只能减弱(不可能抵消)外界条件的变化。、平衡移动:是一个“平衡状态不平衡状态新的平衡状态”的过程。一定条件下的平衡体系,条件改变后,可能发生平衡移动。即总结如下:、平衡移动与转化率的关系:不要把平衡向正反应方向移动与反应物转化率的增大等同起来。具体分析可参考下表:反 应 实 例 条件变化与平衡移动方向 达 新 平 衡 后 转 化 率 变 化2SO2 +O2 2SO3(气)+热 增大 O2 浓度,平衡正移 SO2 的转化率增大,O2 的转化率减小增大 SO3 浓度,平衡逆移
18、 从逆反应角度看,SO3 的转化率减小升高温度,平衡逆移 SO2 、O2 的转化率都减小增大压强,平衡正移 SO2 、O2 的转化率都增大2NO2(气) N2O4体积不变时,无论是加入 NO2 或者加入 N2O4, NO2 的转化率都增大(即新平衡中 N2O4 的含量都会增大,等同于加压)2HI H2I2(气)增大 H2 的浓度,平衡逆移 H2 的转化率减小,I2 的转化率增大增大 HI 的浓度,平衡正移 HI 的转化率不变增大压强,平衡不移动 转化率不变、影响化学平衡移动的条件:化学平衡移动:(强调一个“变”字) 浓度、温度的改变,都能引起化学平衡移动。而改变压强则不一定能引起化学平衡移动。
19、强调:气体体积数发生变化的可逆反应,改变压强则能引起化学平衡移动;气体体积数不变的可逆反应,改变压强则不会引起化学平衡移动。催化剂不影响化学平衡。速率与平衡移动的关系:I. v 正= v 逆,平衡不移动;. v 正 v 逆,平衡向正反应方向移动;. v 正 p+q。若转化率降低,则表示 m+np+q。定一议二:图像中有三个量时,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系。六、其它1、具有漂白作用的物质氧化作用化合作用吸附作用Cl2、O3、Na2O2、浓 HNO3SO2活性炭化学变化物理变化不可逆可逆其中能氧化指示剂而使指示剂褪色的主要有 Cl2(HClO)和浓 HNO3及 Na2O22、各种“气”汇集1无机的:爆鸣气(H2 与 O2); 水煤气或煤气(CO 与 H2);碳酸气(CO2) 2有机的:天然气(又叫沼气、坑气,主要成分为 CH4)液化石油气(以丙烷、丁烷为主) 裂解气(以 CH2=CH2 为主) 焦炉气(H2、CH4 等)电石气(CHCH,常含有 H2S、PH3 等)