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1、化學(xué)平衡將分子碰撞理論進(jìn)行簡(jiǎn)要講解,并貫穿整個(gè)教學(xué)過程化學(xué)反應(yīng)之所以進(jìn)行是因?yàn)椴煌肿又g發(fā)生有效碰撞產(chǎn)生的,分子間的碰撞不一定是有效地,需要具有一定能量的碰撞才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng),該能量稱為活化能。一、熱化學(xué)反應(yīng)方程式:1、反應(yīng)熱的概念:反應(yīng)熱:化學(xué)反應(yīng)過程中放出或吸收的熱量,在恒壓條件下,它等于反應(yīng)前后體系的烙變。單位:kJ/mol。注意:吸熱反應(yīng)4H>0,放熱反應(yīng)H<0。.類型比較形成原因放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)E(反應(yīng)物)>E(生成物)E(反應(yīng)物)<E(生成物)與化學(xué)鍵的關(guān)系表示為生成物成鍵時(shí)釋放的總能量(E2)>反應(yīng)物斷鍵時(shí)需要的總能量(E1)H<0生成物成鍵
2、時(shí)釋放的總能量(E2)反應(yīng)物斷鍵時(shí)需要的總能量(E1)H>0圖像中同在"<0'、-7注意:Ei在某些反應(yīng)中可以為0,但不會(huì)小于0。H=反應(yīng)后物質(zhì)所含所有能量一反應(yīng)前物質(zhì)所含所有能量(=E(生成物)一E(反應(yīng)物)注意:4H代表發(fā)生1mol該反應(yīng)方程式的反應(yīng)所產(chǎn)生的始變,量。(即:2H2+O2=2H20(g),H1與H2+1/2O2=H2O(g),始變比較:(g)(l)(s),H<0;(s)(l)-不是其中任一物質(zhì)的H2中HiAH2)(g),AH>0燃燒熱:101kPa時(shí),imol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量。101Kpa時(shí);imol純物質(zhì)
3、;完全燃燒(或生成穩(wěn)定氧化物)中和熱:酸和堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時(shí)所釋放的熱量在稀的酸溶液中;強(qiáng)酸和強(qiáng)堿反應(yīng);生成H+(aq)+OH(aq)H2O(l)1molH2OH=57.3kJ/mol2、熱化學(xué)方程式:表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式。書寫注意:(1)注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)(25C、101kPa下進(jìn)行的反應(yīng)可省略)(2)注明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài):固態(tài)(s)、液態(tài)(I)、氣態(tài)(g)、溶液(aq)(3)熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)只表示物質(zhì)的量,而不代表分子個(gè)數(shù),因此可以寫成分?jǐn)?shù)。例1:28、(2015新課標(biāo)1)(15分)碘及其化合物在合成殺菌劑、藥物等方面具有廣泛用途。
4、回答下列問題:(3)已知反應(yīng)2HI(g)=H2(g)+12(g)的AH=+11kJmol1,1molH2(g)>1molI2(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)分別需要吸收436kJ、151kJ的能量,則1molHI(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需吸收的能量為kJ。解析:運(yùn)用H=反應(yīng)后物質(zhì)所含所有能量一反應(yīng)前物質(zhì)所含所有能量列出方程:11=(436+151)2XHI解得:HI=288(kJ)答案:2883、蓋斯定律:不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成還是分幾步完成,其反應(yīng)熱是相同的,即化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。反應(yīng)的始態(tài);反應(yīng)的終態(tài);注意物質(zhì)的狀態(tài)(s、l、g、aq)例2:12
5、.(2013,新課標(biāo)2)在1200c時(shí),天然氣脫硫工藝中會(huì)發(fā)生下列反應(yīng)()3H2s(g)+2O2(g)=SO2(g)+H2O(g)AHiH2?2H2s(g)+SO2(g尸?S2(g)+2H2O(g)H2s(g)+ ?O2(g) = S(g) + H 2O(g)2s(g) =S2(g)則的正確表達(dá)式為2A.AH4= - (AH1+AH2-3AH3)3H3H42B.H4=- ( 3AH 3- AH1-AH 2)3C.AH4=2 ( AHi + AH2-3AH3)D.AH4= 2 (AHi-AH2-3AH3)解析:運(yùn)用蓋斯定律,根據(jù)S守恒,要得到方程式4可以用2X(1/3)X(方程式1+方程式2)一
6、方程式2)=(2X(1/3)X(AHi+AH2)AH3)=2(AH1+AH2-3AH3)3答案:A二、化學(xué)反應(yīng)速率:1、化學(xué)反應(yīng)速率的表示:用單位時(shí)間內(nèi)某反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量濃度的變化來表示,不管用哪種物質(zhì)表示,均為正值。計(jì)算公式:v=4c/4t單位:mol/(Ls)對(duì)于反應(yīng)aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),在同一時(shí)間段內(nèi)化學(xué)反應(yīng)速率有:v(A):v(B):v(C):v(D)=a:b:c:d三段式:運(yùn)用列表的方式,簡(jiǎn)潔的寫出物質(zhì)的量的變化(或量濃度的變化):對(duì)于反應(yīng)aA+bB凸cC而言,當(dāng)一定條件下,mmolA與nmolB反應(yīng),平衡時(shí)生成pmolC:aA+bB=cC起始量mnq
7、轉(zhuǎn)化量axbxcx平衡量maxn-bxcx+q列表步驟:(1)確定反應(yīng)物或生成物的起始量(加入量)(2)確定反應(yīng)過程的轉(zhuǎn)化量(3)確定平衡量2、影響因素:(注意與影響化學(xué)平衡的因素相區(qū)分)內(nèi)因:物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)是決定化學(xué)反應(yīng)速率的重要因素外因:(1)濃度:其他條件不變,增大反應(yīng)物濃度,反應(yīng)速率加快;減小反應(yīng)物濃度,速率減慢。(2)壓強(qiáng)(實(shí)質(zhì)是濃度的改變):對(duì)于有氣體參與的反應(yīng),在其他條件不變時(shí),增大壓強(qiáng),反應(yīng)速率加快;減小壓強(qiáng)反應(yīng)速率減慢。注意,對(duì)于在恒容體系中加入稀有氣體使壓強(qiáng)增大時(shí),反應(yīng)速率不變。(3)溫度:升溫,反應(yīng)速率加快;降溫反應(yīng)速率減慢。(4)催化劑:使用催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率。
8、(5)其他因素:光、電磁波、超聲波、反應(yīng)物顆粒大小、溶劑性質(zhì)等。例3:9.(2014,新課標(biāo)1)已知分解1molH2O2放出熱量98kJ。在含少量的溶液中,H2O2分解的機(jī)理為:H2O2+I-H2O+IO-(慢)H2O2+IO-H2O+O2+I(快)下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是()A.反應(yīng)速率與I-濃度有關(guān)B.IO-也是該反應(yīng)的催化劑C反應(yīng)活化能等于98kJ/molD(H2O2)=(H2O)=(O2)解析:H2O2的分解反應(yīng)主要由慢反應(yīng)決定,且濃度越大反應(yīng)速率越快,A項(xiàng)正確;合并題中兩反應(yīng),可知I為催化劑,而IO為中間產(chǎn)物,B項(xiàng)錯(cuò)誤;1molH2O2分解時(shí)反應(yīng)熱為98kJ/mol,并不是活化能
9、,C項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系可確定v(H2O2)=v(H2O)=2v(O2),D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:A三、化學(xué)平衡(重要考點(diǎn)):1、化學(xué)平衡概念:在一定條件下的可逆反應(yīng)里,當(dāng)正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等時(shí),反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持一定的狀態(tài)正逆反應(yīng)速率相等;各組分濃度保持一致化學(xué)平衡的移動(dòng):一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后,反應(yīng)條件改變了,原平衡體系中各組分的含量也隨著改變而達(dá)到新的平衡狀態(tài)的過程。2、影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素:勒夏特列原理:如果改變影響平衡的條件之一(如:溫度、壓強(qiáng)、某物質(zhì)濃度),平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)(1)濃度:增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度,平衡正向移動(dòng);反之平衡逆向
10、移動(dòng)。(2)壓強(qiáng):(壓強(qiáng)對(duì)平衡的移動(dòng)改變是由于改變了平衡中的濃度。)通入惰性氣體:在有氣體參與的可逆反應(yīng)中,增大壓強(qiáng),平衡不移動(dòng)。(恒溫、恒壓時(shí)通入惰性氣體其實(shí)濃度沒有改變)通入反應(yīng)相關(guān)氣體:壓強(qiáng)改變,平衡移動(dòng)方向類似濃度的改變,但新平衡不等效。(恒溫、恒壓時(shí)通入氣體其實(shí)是濃度的改變)理想氣體方程:PV=nRT(P壓強(qiáng)、V所占體積、n物質(zhì)的量、R常數(shù)、T溫度)(3)溫度:升高溫度,平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng);降低溫度,平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)。(4)催化劑:對(duì)平衡移動(dòng)無影響。例4:28(2014)(15分)乙醇是重要有機(jī)化工原料,可由乙烯氣相直接水合法或間接水合法生產(chǎn)。回答下列問題:3 ) 如圖為氣
11、相直接水合法中乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系(其中nH2O:nC2H4=1:1)200250300350MC圖中壓強(qiáng)(pi、p2、P3、P4)的大小關(guān)系為,理由是。氣相直接水合法常采用的工藝條件為:磷酸/硅藻土為催化劑,反應(yīng)溫度為290C、壓強(qiáng)為6.9Mpa,nH2O:nC2H4=0.6:1o乙烯的轉(zhuǎn)化率為5%,若要進(jìn)一步提高乙烯的轉(zhuǎn)化率,除了可以適當(dāng)改變反應(yīng)溫度和壓強(qiáng)外,還可以采取的措施有、。增大壓強(qiáng),平衡將正向移動(dòng),能提高C2H4的轉(zhuǎn)化率,即壓強(qiáng)piVp2Vp3Vp4。為了使平衡正向移動(dòng),還可以將乙醇液化及時(shí)分離,或增大n(H2O):n(C2H4)之比等措施。答案:(3)反應(yīng)分子數(shù)減少
12、,相同溫度下,壓強(qiáng)升高乙煒轉(zhuǎn)化率提高。產(chǎn)物乙醇液化移去增加口足口:%必比3、化學(xué)平衡常數(shù):在一定溫度下,當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),生成物濃度哥之積與反應(yīng)物濃度哥之積的比值是一個(gè)常數(shù),稱為化學(xué)平衡常數(shù),用(K)表示。對(duì)于一個(gè)可逆反應(yīng)aA(g)+bB(g)三/cC(g)+dD(g),在一定溫度下達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)有:K=c(C)cc(D)d/c(A)a-c(B)bo(當(dāng)出現(xiàn)液態(tài)或固體時(shí),其濃度視為1并保持不變)K代表了平衡移動(dòng)的趨勢(shì)K的運(yùn)用:確定反應(yīng)方向:對(duì)于該化學(xué)反應(yīng)的任意狀態(tài),濃度嫡Qc=c(C)c-c(D)d/c(A)a-c(B)b,當(dāng)Qc>K時(shí),反應(yīng)向逆方向進(jìn)行;當(dāng)Qc=K時(shí),反應(yīng)達(dá)
13、到平衡;當(dāng)Qc<K時(shí),反應(yīng)向正方向進(jìn)行。通過改變溫度前后K的大小判斷反應(yīng)的能量變化:K前>K后,反應(yīng)放熱,平衡逆移;K前<K后,反應(yīng)吸熱,平衡正移。通過K值計(jì)算平衡時(shí)的各物質(zhì)濃度例5:28、(2015新課標(biāo)1)(15分)碘及其化合物在合成殺菌劑、藥物等方面具有廣泛用途?;卮鹣铝袉栴}:(4)Bodensteins研究了下列反應(yīng):2HI(g)H2(g)+12(g)在716K時(shí),氣體混合物中碘化氫的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x(HI)與反應(yīng)時(shí)間t的關(guān)系如下表:t/min020406080120x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.600.730.7730.78
14、00.784根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的計(jì)算式為:。解析:觀察表格,可看出表格互為逆反應(yīng),平衡時(shí),x(HI)為0.784,可算出x(H2)=x(I2)=0.108根據(jù)等量代換,可得:K=c(H2)c(I2)/c(HI)2=x(H2)-x(I2)/x(HI)2=0.1082/0.7842答案:K=0.1082/0.78424、平衡轉(zhuǎn)化率:平衡轉(zhuǎn)化率是指平衡時(shí)已轉(zhuǎn)化了的某反應(yīng)物的量與轉(zhuǎn)化前該反應(yīng)物的量之比,用于表示反應(yīng)程度。對(duì)于反應(yīng)aA(g)+bB(g)二cC(g)+dD(g),反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率表示為:a(A)=(A的初始濃度一A的平衡濃度)/A的初始濃度(X100%)。例6:8.(20
15、11,新課標(biāo))在容積可變的密閉容器中,2molN2和8molH2在一定條件下發(fā)生反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí),H2的轉(zhuǎn)化率為25%,則平衡時(shí)氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)接近于()A.5%B.10%C.15%D.20%解析:通過題目可得列式為N2+3H2-2NH3起始物質(zhì)的量(mol)280轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量(mol)2/38X25%=24/3平衡時(shí)物質(zhì)的量(mol)22/3=4/364/3平衡時(shí)氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)=(4/3)/(4/3+6+4/3)X100%15%答案:C5.各類外界條件的影響反應(yīng)速率化學(xué)平衡轉(zhuǎn)化率濃度濃度t,反應(yīng)速率t反應(yīng)物濃度平衡正移;生成物濃度t,平衡逆移反應(yīng)物多種,改變其中一種:反應(yīng)物t,轉(zhuǎn)化率1,其他反
16、應(yīng)物轉(zhuǎn)化率t反應(yīng)物多種,同比例增加(反應(yīng)物一種,增加):轉(zhuǎn)化率t;溫度溫度t反應(yīng)速率t溫度t,平衡向吸熱方向移動(dòng);溫度平衡向放熱方向移動(dòng)溫度t,吸熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化率t,放熱反應(yīng);溫度,吸熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化率,放熱反應(yīng)t壓強(qiáng)(實(shí)質(zhì)是改變濃度)充入惰性氣體/、變/、變/、變(充入反應(yīng)相關(guān)氣體)與濃度改變相同反應(yīng)物多種,改變其中一種:平衡正移反應(yīng)物多種,同比例增加(反反應(yīng)物多種,改變其中一種:反應(yīng)物t,轉(zhuǎn)化率,其他反應(yīng)物一種,增加):平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)應(yīng)物轉(zhuǎn)化率t反應(yīng)物多種,同比例增加(反應(yīng)物一種,增加):平衡正移,轉(zhuǎn)化率t;平衡逆移,轉(zhuǎn)化率1恒壓卜充入氣體(充入惰性氣體)減?。ㄈ缤瑵舛鹊缺壤?)(充入
17、反應(yīng)相關(guān)氣體)/、變催化劑增加無影響6、反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件:自發(fā)反應(yīng)和非自發(fā)反應(yīng)的區(qū)別在于在一定條件下,反應(yīng)的發(fā)生是需要外界對(duì)體系作功,還是反應(yīng)體系具有能對(duì)外界作功的能力。反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的判斷 G=AH-TAS G吉布斯自由能變 H始變(H<0為放熱反應(yīng),H>0為吸熱反應(yīng))(1) S嫡變(物質(zhì)混亂度的量度,如固體變成氣體或氣體體積增大,則混亂度增加,S。)T開式溫度(永遠(yuǎn)不可能為負(fù)值)判斷反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行用吉布斯自由能判據(jù)。如果G<0反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行;反之則不可以自發(fā)進(jìn)行。恒溫恒壓下:當(dāng)H<0,AS>。時(shí),反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行;當(dāng)H>0,4Sv。時(shí),反應(yīng)不自發(fā)進(jìn)行;當(dāng)
18、H>0,AS>。時(shí),需要在較高溫度的條件下,才能自發(fā)進(jìn)行。當(dāng)H<0,4Sv。時(shí),需要在較低溫度的條件下,才能自發(fā)進(jìn)行。一般低溫時(shí)烙變影響為主;高溫時(shí),嫡變影響為主,而溫度影響的大小要看4體數(shù)值而定。7、化學(xué)平衡圖象題的解題步驟:看圖像:一看面(即橫縱坐標(biāo)的意義);二看線(即看線的走向和變化趨勢(shì)),先出現(xiàn)拐點(diǎn)的則先達(dá)到平衡,說明 “先拐先平”。;五看量的變化(如溫度變化、濃度三看點(diǎn)(即曲線的起點(diǎn)、折點(diǎn)、交點(diǎn)、終點(diǎn))該曲線表示的溫度較高或壓強(qiáng)較大,四看輔助線(如等溫線、等壓線、平衡線等)變化等),“定一議二”。例7(綜合考察):26.(13分)(2014,新課標(biāo)2)在容積為1.0
19、0L的容器中,通入一定量的N2O4,發(fā)生反應(yīng)N2O«g)=2NO2(g),隨溫度升高,混合氣體的顏色變深。回答下列問題:(1)反應(yīng)的AH0(填大于“小于");100c時(shí),體系中各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化如上圖所示。在。60s時(shí)段,反應(yīng)速率v(N2O4)為mol?L-1?-1反應(yīng)的平衡常數(shù)K1為。(2)100c時(shí)達(dá)到平衡后,改變反應(yīng)溫度為T,c(N2O4)以0.0020mol?L-1e-1的平均速率降低,經(jīng)10s又達(dá)到平衡。T100C(填大于“小于”),判斷理由是。列式計(jì)算溫度T時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)K2(3)溫度T時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡后,將反應(yīng)容器的容積減少一半,平衡向(填芷反應(yīng)”或逆反應(yīng)”)
20、方向移動(dòng),判斷理由是。解析:仃)溫度升高,體系的顏色加深,化學(xué)平衡正何移前,反應(yīng)放熱,AH<0;MN2Oi)=O.OGmcl/L/SOS=0JtDlmGl/L/S起始:O.lmol/L轉(zhuǎn)化 0,06mol/,012mol/L平衡 i 0.04 moi;L0.12mol/L011-仁N0f/NQ4=-036;0.04(2)也升高溫度,化學(xué)平衡正向移動(dòng),T大于lOQ-Ci4N二0以。0020mo卜匚七的平K速率噂低,經(jīng)注7達(dá)至I平此豐衡4,工,的希首*"-I.J.不沖母子(M6md/i.化學(xué)平面等數(shù)為0.02(3)在有氣體參與的可逆反應(yīng)中,增大壓強(qiáng),平衡向氣體總體積減小的方向移動(dòng)答
21、案:(1)大于0.00100.36molL-1(2):大于反應(yīng)正方向吸熱,反應(yīng)向吸熱方向進(jìn)行,故溫度升高:K2=(0.16molL1)2/(0.020molL-1)=1.3molL-1(3)逆反應(yīng)在有氣體參與的可逆反應(yīng)中,增大壓強(qiáng),平衡向氣體總體積減小的方向移動(dòng)7、等效平衡:(1)、概念:在相同條件下,只要起始量相當(dāng),平衡時(shí)混合物中各組成物質(zhì)的百分含量保持不變。即化學(xué)平衡狀態(tài)的達(dá)到與化學(xué)反應(yīng)途徑無關(guān)。(2)等效平衡的相似三角形模型:等效平衡有兩種,等同平衡(全等)和一般等效平衡(相似):&同T,P時(shí),起始物質(zhì)比例相同達(dá)到等效平衡同T,V時(shí),當(dāng)?n(g)=0,起始物質(zhì)比例相同達(dá)到等效平衡
22、當(dāng)?n(g)才0,起始物質(zhì)量相同才達(dá)到等效平衡。(3)數(shù)軸模型:a1a2I|起始物平衡終產(chǎn)物在等效平衡中:兩次反應(yīng)同一物質(zhì)的兩次轉(zhuǎn)化率a1,a2滿足:a1+a2=1在等同平衡中:兩次反應(yīng)導(dǎo)致的能量變化Q1,Q2滿足:Q1+Q2=|?H|(4)運(yùn)用等效平衡的標(biāo)志:多組投料,求的取值范圍,改變條件后平衡仍相同解題步驟:一看條件,二判等效,三論移動(dòng)方向,四求不等關(guān)系水溶液中的電離一、相關(guān)概念:1、電解質(zhì):在水溶液中或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電(發(fā)生電離)的化合物。在水溶液或熔融時(shí);能電離;化合物強(qiáng)電解質(zhì):在水中或熔融狀態(tài)下能完全電離的電解質(zhì)主要包括:強(qiáng)酸(HC1O4、H2SO4、HNO3、HCl、HBr、HI
23、)、強(qiáng)堿(NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH”)、大多數(shù)鹽及活潑金屬氧化物弱電解質(zhì):在水中或熔融狀態(tài)下只能部分電離的電解質(zhì)主要包括:弱酸、弱堿2、電離方程式書寫:(1)強(qiáng)電解質(zhì)的電離用"=";弱電解質(zhì)的電離用“一”。(2)多元弱酸分步電離,以第一步為主,是衡量弱酸酸性相對(duì)強(qiáng)弱的標(biāo)志,如碳酸電離:H2CO3-HCO3-+H+,HCO3CO32+H+,第一步?jīng)Q定碳酸酸性強(qiáng)弱多元弱堿以一步電離表示,如:Fe(OH”=Fe3+3OHo(3)強(qiáng)酸的酸式鹽完全電離,弱酸的酸式鹽中酸式酸根不完全電離。如:NaHSO4:NaHSO4=Na+H+SO42(水溶液中)NaHSO4=N
24、a+HSO4(熔融狀態(tài))NaHCO3:NaHCO3=Na+HCO3例1:27.(2014,新課標(biāo)1)(15分)次磷酸(H3P02)是一種精細(xì)磷化工產(chǎn)品,具有較強(qiáng)的還原性?;卮鹣铝袉栴}:(2) H3P02是一元中強(qiáng)酸。寫出其電離方程式。解析:(1)H3P02為一元弱酸,為弱電解質(zhì),用“一”其電離方程式應(yīng)為H3P02l-、H+H2PO2答案:h3P02H+H2PO2二、弱電解質(zhì)的電離平衡:弱電解質(zhì)的電離平衡類似化學(xué)平衡1、弱電解質(zhì)的電離一般是吸熱反應(yīng),溫度升高,電離程度增大。濃度改變時(shí)符合化學(xué)平衡改變注意:稀釋時(shí),電離程度增強(qiáng),但生產(chǎn)的離子濃度下降;水電離出的H+(堿)或0H(酸)濃度增加2、電離
25、平衡常數(shù):弱電解質(zhì)溶液中,在一定條件下達(dá)到電離平衡時(shí),弱電解質(zhì)電離形成的各種離子濃度事的乘積與溶液中未電離的分子的濃度之比為一個(gè)常數(shù)。通常用Ka表示弱酸的電離平衡常數(shù),Kb表示弱堿的電離平衡常數(shù)。對(duì)于某一弱酸:HaBb而百,Ka=C(Hb1Bb)c(H+)/c(HaBb)對(duì)于某一弱堿:A(0H)b而言,Kb=c(Ab+)c(OH)b/c(A(OH)b)電離平衡常數(shù)隨溫度變化而變化,與溶質(zhì)的濃度無關(guān)。多元弱酸一步比一步電離弱。電離平衡常數(shù)只受溫度影響,與離子濃度無關(guān)。對(duì)于兩種不同弱酸/弱堿,K值越大表示其酸性/堿性越強(qiáng),同時(shí)可利用兩者K值的不同用K值大的制取K值小的(強(qiáng)酸/堿制弱酸/堿)例4:6
26、.(2011,全國(guó)大綱卷)等濃度的下列稀溶液:乙酸、苯酚、碳酸、乙醇,它們的pH由小到大排列正確的是()A.B.C.D.解析:因?yàn)橐宜?、苯酚、碳酸、乙醇在水溶液中電離出H+的能力,所以等濃度下,溶液pH由小到大排列為答案:D三、水的電離1、水是一種極弱的電解質(zhì): H2Ov-H+OH o水的離子積:當(dāng)溫度為25c時(shí),Kw=c(H+)c(OH)=1X1014水的電離過程是吸熱過程,所以降溫時(shí)Kw降低,升溫時(shí)Kw升高。在純水中,c(H+)=c(OH)Kw不僅適用于純水,還適用于酸性或堿性的稀溶液中,在這些溶液中,均滿足:當(dāng)溫度為25c時(shí),Kw=c(H+)-c(OH)=1X10140注意,Kw只與溫度
27、有關(guān),只隨溫度改變而改變。2、溶液的酸堿性與pH(1)溶液的酸堿性取決于溶液中c(H+)和c(OH)的相對(duì)大小:當(dāng) c (H + ) > c (OH )時(shí),溶液呈酸性;當(dāng) c (H + ) = c (OH )時(shí),溶液呈中性;當(dāng) c (H + ) < c (OH )時(shí),溶液呈堿性。(3) pH值:pH=lgc(H+)適用于稀溶液中,數(shù)值在014之間,表示了溶液中 H+的濃度大小。注意:pH=7代表溶液中性是因?yàn)樵?5c時(shí),Kw=c(H+)-c(OH)=1X1014,所以當(dāng)c(H+)=1X107mol/L時(shí),c(H+)=c(OH)。即pH=7溶液中性僅適用于25c時(shí),由水的離子積決定。
28、pH強(qiáng)酸=7<pH弱酸n (強(qiáng)酸)<n (弱酸)。Kw,該溫度下,將濃度(3)酸堿滴定時(shí),如果有弱酸/堿,則滴定終點(diǎn)時(shí),溶液不顯中性(酸堿滴定的終點(diǎn)是要酸和堿全部形成對(duì)應(yīng)鹽。):等濃度強(qiáng)酸和弱酸用同種堿滴定,終點(diǎn)時(shí)消耗堿的量相等,但等pH值的強(qiáng)酸和弱酸用同種堿滴定,終點(diǎn)時(shí)消耗堿的量不同,例5:11.(2012,新課標(biāo))已知溫度T時(shí)水的離子積常數(shù)為為amolL-1的一元酸HA與bmolL-1的一元堿BOH等體積混合,可判定該溶液呈中性的依據(jù)是A. a=bB.混合溶液的PH=7C.混合溶液中,c(H+尸而mol LD.混合溶液中,c(H +)+ c(B+戶 c(OH -)+ c(A-)
29、解析:A項(xiàng),因無法確定酸與堿是否為強(qiáng)酸、強(qiáng)堿,故等量反應(yīng)后的溶液不一定成中性;B項(xiàng),因溫度T不一定指常溫25,pH=7溶液中性僅適用于25時(shí)。故不能說明溶液是中性的;C項(xiàng),通過分析可知,題給條件實(shí)際上即C(H+)=C(OH-),故溶液必然顯中性;D項(xiàng),根據(jù)溶液中的電荷守衡,無論溶液呈酸性、堿性或中性都成立,故無法判斷。答案:C四、鹽類水解(重要考點(diǎn))1、概念:強(qiáng)堿弱酸鹽或強(qiáng)酸弱堿鹽溶于水時(shí),電離產(chǎn)生的陰離子或陽離子可分別與水電離出的H+或OH生成弱電解質(zhì)(弱酸/弱堿)的過程。鹽的水解促進(jìn)了水的電離。但Kw保持不變。對(duì)象:弱酸/弱堿對(duì)應(yīng)的陰/陽離子;過程:與水電離出的H+或OH一生成弱電解質(zhì)分子
30、;結(jié)果:促進(jìn)了水的電離,打破H+與OH的相等關(guān)系注意:多元弱酸的酸根離子水解方程式應(yīng)寫為分步水解,且一步比一步弱;多元弱堿的水解方程式應(yīng)一步水解。2、影響因素:(1)弱堿越弱,其陽離子水解程度就越大,溶液酸性越強(qiáng);弱酸越弱,其陰離子水解程度就越大,溶液堿性越強(qiáng)。(2)溫度:升高溫度水解平衡正向移動(dòng)(吸熱反應(yīng));水解程度增大;濃度:增大鹽濃度,水解平衡正向移動(dòng),水解產(chǎn)生的離子濃度增大,但水解程度減?。ㄏ喈?dāng)于轉(zhuǎn)化率)加水稀釋,水解平衡正向移動(dòng),水解產(chǎn)生的離子濃度減小,水解程度增大。增大c(H+),促進(jìn)強(qiáng)堿弱酸鹽的水解,抑制強(qiáng)酸弱堿鹽的水解;增大c(OH),促進(jìn)強(qiáng)酸弱堿鹽的水解,抑制強(qiáng)堿弱酸鹽的水解
31、。3、鹽類水解規(guī)律:有弱才水解,都弱都水解,越弱越水解,誰強(qiáng)顯誰性。鹽對(duì)應(yīng)的酸(堿)越弱,水解程度越大,相應(yīng)鹽溶液堿性(酸性)越強(qiáng)。注意:CH3COONH4呈中性;強(qiáng)烈雙水解:CO32 HCO3H 2OCO2 Al OHAl3與S2HSH2OH2SAlOH3AlO2H2OAlOH33Fe3+與AlO2、CO32、HCQ;Mg2+與AIO2;NH4+與SiO32、AIO2酸式鹽的酸堿性看酸式酸根的水解程度強(qiáng)還是電離程度強(qiáng):如:HCO3是水解大于電離,所以碳酸氫鹽呈堿性;HSO3是水解小于電離,所以亞硫酸氫鹽呈酸性。4、電解質(zhì)溶液中存在三種定量關(guān)系:(1)物料守恒(沒有H+和OH一時(shí)使用):如Na
32、2CO3溶液中:c(Na+)=2c(CO32)變化前=2c(CO3")+c(HCO3)+c(H2CO3)(2)電荷守恒(都是離子,沒有分子時(shí)使用):如Na2CO3溶液中:c(Na+)+c(H+)=2c(CO32)+c(HCO3)+c(OH)(3)質(zhì)子守恒(H質(zhì)子守恒):不符合(1)、(2)時(shí)使用如Na2CO3溶液中:c(OH)=c(OH)水飛(H+)水=c(HCO3)+2c(H2CO3)+c(H+)例6:11(2014,新課標(biāo)2)一定溫度下,下列溶液的離子濃度關(guān)系式正確的是()A. pH=5的H2s溶液中,c(H+尸c(HS-)=1M0-5mol?L-1B. pH=a的氨水溶液,稀釋
33、10倍后,其pH=b,則a=b+1C. pH=2的H2c2O4溶液與pH=12的NaOH溶液任意比例混合:c(Na+)+c(H+)=c(OH)+c(HC2O4)D. pH相同的CH3COONaNaHCO3NaClO三種溶液的c(Na+):,解析:由電荷守恒:c(H)=c(HS)c(OH)2c(S2),不符合A選項(xiàng)等式,A錯(cuò);弱堿溶液稀釋電離平衡正向移動(dòng),所以稀釋10倍溶液的pH減小小于1,B錯(cuò);由電荷守恒:c(Na)+c(H)=c(OH)+c(HC2O4)+2c(C2O42),C錯(cuò);根據(jù)酸性:CH3COOH>H2CO3>HClO,相應(yīng)的鹽在PH值相同時(shí),c(CH3COONa)>
34、;c(NaHCO3)>c(NaClO),D正確。答案:Damol/L的CH3COOH溶液和bmol/L的CH3COONa溶液混合(可以相互轉(zhuǎn)化的緩沖體系),質(zhì)子守恒為:bc(CH3COOH)+(a+b)c(H+)=(a+b)c(OH)+ac(CH3COONa)5、離子濃度大小關(guān)系:同種溶液中不同離子:完全電離不水解的離子不完全電離或會(huì)水解的離子酸堿性離子(H+/OH)第一步電離或水解出的離子第二步電離或水解出的離子酸堿性相反離子(OH/H+)不同溶液中同種離子:看是否水解,水解程度的大小(詳見影響水解的因素)例7(綜合考察):10.(2014,福建卷)下列關(guān)于0.10molL1NaHCO
35、3溶液的說法,正確的是()A.溶質(zhì)的電離方程式為NaHCO3=Na+H+CO32B.25c時(shí),加水稀釋后,n(H+)與n(OH)的乘積變大C.離子濃度關(guān)系:c(Na+)+c(H+)=c(OH)+c(HCO3)+c(CO32)D.溫度升高,c(HCO3一)增大解析:NaHCO3的正確電離方程式為NaHCO3=Na+HCO3,A項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)Kw=c(H+)c(OH)可得Kw-V2=n(H+)n(OH),溫度一定時(shí),則KW不變,V2增大,B項(xiàng)正確;根據(jù)電荷守恒,c(Na+)+c(H+)=c(OH)+c(HCO3)+2c(CO32),C項(xiàng)錯(cuò)誤;溫度升高,HCO3一的水解和電離程度都增大,則c(HCO3
36、)減小,D項(xiàng)錯(cuò)誤答案:B五、溶液蒸干問題1、考慮鹽是否分解:如碳酸氫(HCO3)鹽蒸干后得到碳酸(CO32)鹽。2、考慮氧化還原反應(yīng):如亞硫酸(SO32)鹽蒸干后得到硫酸(SO42)鹽,次氯酸(ClO)鹽蒸干后得到氯(Cl)鹽和氯酸(ClO3)鹽。3、鹽水解生成揮發(fā)性酸時(shí),蒸干得到弱堿(部分弱堿會(huì)脫水形成氧化物):如:蒸干AlCl3時(shí),得到Al(OH)3,蒸干FeCl3時(shí),得到Fe2O3注意:鹽要水解,如蒸干NaCl,仍得到NaCl;要有揮發(fā)性酸(HF、HCl、HBr、HI、HNO3、H2SO3、H2S、CH3COOH)4、鹽水解生成強(qiáng)堿時(shí),蒸干后得到原物質(zhì):如Na2CO3蒸干,仍為Na2CO3。5、水合物蒸干得到無水物質(zhì):CuSd5H2O蒸干得到CuSO4。六、沉淀溶解平衡1、溶解平衡:溶質(zhì)溶解的過程是一個(gè)可逆過程,符合化學(xué)平衡原理。溶解過程吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)都存在:如NH4NO3溶解吸熱,NaOH、H2SO4溶解放熱。固體溶質(zhì)溶液中的溶質(zhì):v溶解v結(jié)晶,固體溶解;v溶解<v結(jié)晶,固體結(jié)晶。2、溶度積:(1)溶度積常數(shù)(Ksp):一定溫度下難溶電解質(zhì)的飽和溶液中,各組分離子濃度塞的乘積為一常數(shù)。對(duì)于溶解平衡AmBn(s)mAn+(aq)+nBm(aq),Ksp=c(A
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