第一篇:【人教版】高中化學(xué)選修5知識點(diǎn)總結(jié):第三章烴的含氧衍生物
第三章 烴的含氧衍生物
課標(biāo)要求
1.了解醇、酚、醛、羧酸、酯的典型代表物的組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及它們的相互聯(lián)系。2.能列舉事實(shí)說明有機(jī)分子中基團(tuán)之間的相互影響。
3.結(jié)合實(shí)際了解某些有機(jī)物對環(huán)境和健康可能產(chǎn)生的影響,關(guān)注有機(jī)化合物的安全使用問題。
要點(diǎn)精講
一、烴的衍生物性質(zhì)對比 1.脂肪醇、芳香醇、酚的比較
2.苯、甲苯、苯酚的分子結(jié)構(gòu)及典型性質(zhì)比較
3.醛、羰酸、酯(油脂)的綜合比較
4.烴的羥基衍生物性質(zhì)比較
5.烴的羰基衍生物性質(zhì)比較
6.酯化反應(yīng)與中和反應(yīng)的比較
7.烴的衍生物的比較
二、有機(jī)反應(yīng)的主要類型
三、烴及其重要衍生物之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系
第二篇:2020-2021學(xué)年人教版高中化學(xué)選修五第三章《烴的含氧衍生物》測試題(含答案)
第三章《烴的含氧衍生物》測試題
一、單選題
1.有機(jī)物A是合成二氫荊芥內(nèi)酯的重要原料,其結(jié)構(gòu)簡式如下圖,下列檢驗(yàn)A中官能團(tuán)的試劑和順序正確的是
A.先加酸性高錳酸鉀溶液,后加銀氨溶液,微熱
B.先加溴水,后加酸性高錳酸鉀溶液
C.先加銀氨溶液,微熱,再加入溴水
D.先加入新制氫氧化銅,微熱,酸化后再加溴水
2.下列反應(yīng)中,不能在有機(jī)物分子中引入新的碳碳雙鍵或碳氧雙鍵的是()
A.醇發(fā)生消去反應(yīng)
B.鹵代烴發(fā)生消去反應(yīng)
C.醇發(fā)生催化氧化反應(yīng)
D.乙酸乙酯發(fā)生水解反應(yīng)
3.抗癌藥物“6-Azulenol”的結(jié)構(gòu)簡式如圖所示,下列有關(guān)敘述正確的是()
A.分子式為C12H18O2
B.分子中含有兩種官能團(tuán),能發(fā)生加成、氧化、酯化反應(yīng)
C.能使溴水、酸性高錳酸鉀溶液褪色,且褪色原理相同
D.lmol該物質(zhì)與足量的Na反應(yīng)可產(chǎn)生22.4LH2(標(biāo)況下)
4.下列說法正確的是
A.按系統(tǒng)命名法,的名稱為2-甲基-3-乙基丁烷
B.聚乙烯(PE)和聚氯乙烯(PVC)的單體都是不飽和烴,均能使溴水褪色
C.分子中至少有11個碳原子處于同一平面
D.有機(jī)物
與NaOH溶液反應(yīng),最多消耗4mol
NaOH
5.不能由醛或酮加氫還原制得的醇是()
A.(CH3)2C(OH)CH2CH3
B.CH3CH2CH(OH)CH3
C.
(CH3)3CCH2OH
D.CH3CH2OH
6.三分子甲醛在一定條件下反應(yīng)可生成三聚甲醛(),三聚甲醛可用作合成工程塑料等,還是日用化妝品冷燙精及脫毛劑的主要原料。下列有關(guān)三聚甲醛的說法中正確的是
A.三聚甲醛屬于高分子化合物
B.三聚甲醛與甘油互為同分異構(gòu)體
C.依三聚甲醛的結(jié)構(gòu)可推測三聚乙醛的結(jié)構(gòu)為
D.1
mol的三聚甲醛燃燒時生成CO2和H2O的物質(zhì)的量相等
7.有機(jī)物CH2=CH-CH2-CH(OH)-COOH可發(fā)生下列反應(yīng)中的哪幾類
(1)使溴水褪色
(2)使高錳酸鉀溶液褪色
(3)與鈉反應(yīng)
(4)加聚反應(yīng)(5)酯化反應(yīng)
(6)水解反應(yīng)
(7)取代反應(yīng)
A、除(7)外都可以
B、除(6)外都可以
C、(1)(2)(3)(7)
D、(1)(2)(3)(5)
8.下列關(guān)于有機(jī)物的敘述正確的是()
A.少量二氧化碳通入苯酚鈉溶液中生成的是碳酸鈉
B.在溴乙烷中滴入AgNO3溶液,立即有淡黃色沉淀生成C.苯不能使酸性KMnO4溶液褪色,因此苯不能發(fā)生氧化反應(yīng)
D.乙醇可與水以任意比例混溶,是因?yàn)榕c水形成了氫鍵
9.天然維生素P(結(jié)構(gòu)如圖)存在于槐樹花蕾中,它是一種營養(yǎng)增補(bǔ)劑.關(guān)于維生素P的敘述錯誤的是
()
A.最多可以和含6
molBr2的溴水反應(yīng)
B.可用有機(jī)溶劑萃取
C.分子中有三個苯環(huán)
D.1
mol
維生素P可以和4
mol
NaOH反應(yīng)
10.近年來,食品安全事故頻繁發(fā)生,人們對食品添加劑的認(rèn)識逐漸加深。BHT是一種常用的食品抗氧化劑,合成方法有如下兩種,下列說法正確的是
A.不能與Na2CO3溶液反應(yīng)
B.與BHT互為同系物
C.BHT久置于空氣中不會被氧化
D.兩種方法的反應(yīng)類型相同
11.對乙酰氨基酚(Y)俗稱撲熱息痛,具有很強(qiáng)的解熱鎮(zhèn)痛作用,可由對氨基酚(X)與乙酰氯反應(yīng)制得,下列有關(guān)X、Y的說法正確的是
A.X分子中的所有原子可能共平面
B.X既能與鹽酸反應(yīng),又能與NaOH溶液反應(yīng)
C.X與足量H2加成后的產(chǎn)物中含有2個手性碳原子
D.可用FeCl3溶液檢驗(yàn)Y中是否混有X
12.對羥基扁桃酸是農(nóng)藥、藥物、香料合成的重要中間體,它可由苯酚和乙醛酸在一定條件
下反應(yīng)制得。
下列有關(guān)說法不正確的是
()
A.上述反應(yīng)的原子利用率可達(dá)到100%
B.在核磁共振氫譜中對羥基扁桃酸應(yīng)該有6個吸收峰
C.對羥基扁桃酸可以發(fā)生加成反應(yīng)、取代反應(yīng)和縮聚反應(yīng)
D.lmol對羥基扁桃酸與足量NaOH溶液反應(yīng),消耗3mol
NaOH
13.下列是有關(guān)實(shí)驗(yàn)的敘述中,合理的是
()
①用氨水清洗做過銀鏡反應(yīng)的試管
②不宜用瓷坩堝灼燒氫氧化鈉固體
③使用容量瓶的第一步操作是先將容量瓶用蒸餾水洗滌后烘干
④用酸式滴定管量取12.00mL高錳酸鉀溶液
⑤使用pH試紙測定溶液pH時先潤濕,測得溶液的pH都偏小
⑥配制FeSO4溶液時,需加入少量鐵粉和稀硫酸
A.②④⑥
B.②③⑥
C.①②④
D.②③④⑤⑥
14.下列說法正確的是
A.按系統(tǒng)命名法,化合物的名稱為2,4—二乙基—6—丙基辛烷
B.月桂烯
()所有碳原子一定在同一平面上
C.取鹵代烴,加入氫氧化鈉的乙醇溶液加熱一段時間后冷卻,再加入稀硝酸酸化的硝酸銀溶液,一定會產(chǎn)生沉淀,并根據(jù)沉淀顏色判斷鹵代烴中鹵原子的種類
D.通常條件下,1mol的分別與H2
和濃溴水完全反應(yīng)時,消耗的H2和Br2的物質(zhì)的量分別是
4mol、3mol
15.乙醇結(jié)構(gòu)式如圖所示,“箭頭”表示乙醇發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時分子中可能斷鍵的位置,下列敘述中不正確的是()
A.與鈉反應(yīng)時斷裂①鍵
B.發(fā)生消去反應(yīng)時斷裂②④鍵
C.發(fā)生催化脫氫反應(yīng)時斷裂①③鍵
D.與乙酸發(fā)生酯化反應(yīng)時斷裂②鍵
二、填空題
16.現(xiàn)有以下有機(jī)物:
①CH3CHO②CH3CH2OH③CH3COOH④CH3COOC2H5
(1)能與Na反應(yīng)的是______________;
(2)能與NaOH溶液反應(yīng)的有______________;
(3)既能發(fā)生消去反應(yīng),又能發(fā)生酯化反應(yīng)的有______________;
(4)能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的有______________;并寫出化學(xué)方程式:______________
(5)能與NaHCO3溶液反應(yīng)有氣泡產(chǎn)生的是_______________;并寫出化學(xué)方程式:______________。
17.幾百年前,著名化學(xué)家波義耳發(fā)現(xiàn)了鐵鹽與沒食子酸(結(jié)構(gòu)簡式為)之間的顯色反應(yīng),并由此發(fā)明了藍(lán)黑墨水。
(1)沒食子酸的分子式為__,所含官能團(tuán)的名稱為__。
(2)用沒食子酸制造墨水主要利用了__(填序號)類化合物的性質(zhì)。
A.醇
B.酚
C.油脂
D.羧酸
(3)下列試劑與沒食子酸混合后不能很快反應(yīng)的是__(填序號)。
A.酸性KMnO4溶液
B.濃溴水
C.乙醇
(4)假設(shè)沒食子酸的合成途徑如下:
A的結(jié)構(gòu)簡式為__,①的反應(yīng)類型為_;反應(yīng)②的化學(xué)方程式為__。
18.四川盛產(chǎn)五倍子。以五倍子為原料可制得化合物A。A的結(jié)構(gòu)簡式如下圖所示。請解答下列各題:
(1)A的分子式是__________________。
(2)有機(jī)化合物B在硫酸催化條件下加熱發(fā)生酯化反應(yīng)可得到A。請寫出B的結(jié)構(gòu)簡式_________________。
(3)請寫出A與過量NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式_________________。
(4)有機(jī)化合物C是合成治療禽流感藥物的原料之一。C可以看成是B與氫氣按物質(zhì)的量之比1∶2發(fā)生加成反應(yīng)得到的產(chǎn)物。C分子中無羥基與碳碳雙鍵直接相連的結(jié)構(gòu),它能與溴水反應(yīng)使溴水褪色。請寫出C與溴水反應(yīng)的化學(xué)方程式:
_________________。
19.寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式:
(1)苯酚與濃溴水反應(yīng):________________________;
(2)乙二醛發(fā)生銀鏡反應(yīng):____________________________;
(3)甲醛與新制氫氧化銅懸濁液反應(yīng):_________________________;
(4)制酚醛樹脂的反應(yīng):______________________;
(5)與足量NaOH溶液反應(yīng):______________________;
(6)丙醛與H2的還原反應(yīng):______________________;
(7)乙炔水化法制乙醛:________________________;
(8)乙烯的氧化法制乙醛:__________________________;
三、推斷題
20.化學(xué)式為C8H10O的化合物A具有如下性質(zhì):①A+Na→慢慢產(chǎn)生氣泡
②A+RCOOH有香味的產(chǎn)物
③A苯甲酸
④催化脫氫產(chǎn)物不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)
⑤脫水反應(yīng)的產(chǎn)物,經(jīng)聚合反應(yīng)可制得一種塑料制品(它是目前造成“白色污染”主要的污染源之一)。
試回答:
(1)根據(jù)上述信息,對該化合物的結(jié)構(gòu)?可作出的判斷是___________。
a.苯環(huán)上直接連有羥基
b.肯定有醇羥基
c.苯環(huán)側(cè)鏈末端有甲基
d.肯定是芳香烴
(2)化合物A的結(jié)構(gòu)簡式____________________。
(3)A和金屬鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________。
四、實(shí)驗(yàn)題
21.1,2-二溴乙烷可作汽油抗爆劑的添加劑,在實(shí)驗(yàn)室中可以用下圖所示裝置制取1,2-二溴乙烷,其中A和F中裝有乙醇和濃硫酸的混合液,D中的試管里裝有液溴,可能存在的主要副反應(yīng)有:乙醇在濃硫酸的存在下在140℃脫水生成乙醚(夾持裝置已略去)。
有關(guān)數(shù)據(jù)列表如下:
乙醇
1,2-二溴乙烷.乙醚
狀態(tài)
無色液體
無色液體
無色液體
密度/g·cm-3
0.79
2.2
0.7
沸點(diǎn)/℃
78.5
132
34.6
熔點(diǎn)/℃
-130
-116
填寫下列空白:
(1)A中主要發(fā)生的是乙醇的脫水反應(yīng),即消去反應(yīng),請寫出乙醇消去反應(yīng)的化學(xué)方程式:_________________________________。
(2)D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________。
(3)安全瓶B可以防止倒吸,并可以檢查實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時導(dǎo)管是否發(fā)生堵塞,請寫出發(fā)生堵塞時瓶B中的現(xiàn)象是_________________________________。
(4)在裝置C中應(yīng)加入_____(填字母序號),其目的是吸收反應(yīng)中可能生成的酸性氣體。
a.水
b.濃硫酸
c.氫氧化鈉溶液
d.飽和碳酸氫鈉溶液
(5)容器E中NaOH溶液的作用是__________________________________。
(6)若產(chǎn)物中有少量副產(chǎn)物乙醚,可用____________________(填操作名稱)的方法除去。
(7)反應(yīng)過程中應(yīng)用冷水冷卻裝置D,其主要目的是乙烯與溴反應(yīng)時放熱,冷卻可避免溴的大量揮發(fā);但又不能過度冷卻(如用冰水),其原因是_________________________。
五、計(jì)算題
22.12.0g某液態(tài)有機(jī)化合物A完全燃燒后,生成14.4g
H2O和26.4g
CO2。測得有機(jī)化合物A的蒸氣對H2的相對密度是30,求:
(1)有機(jī)物A的分子式_______________________。(寫出計(jì)算過程)
(2)用如圖所示裝置測定有機(jī)物A的分子結(jié)構(gòu),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下(實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均已換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況):a
mL(密度為ρ
g/cm3)的有機(jī)物A與足量鈉完全反應(yīng)后,量筒液面讀數(shù)為b
mL,若1mol
A分子中有x
mol氫原子能跟金屬鈉反應(yīng),則x的計(jì)算式為____________(可以不化簡,寫出計(jì)算過程)。
(3)已知該有機(jī)物能夠與金屬鈉或鉀發(fā)生反應(yīng),并對有機(jī)物進(jìn)行核磁共振操作,發(fā)現(xiàn)核磁共振氫譜圖上有三組吸收峰,且峰面積之比為6:1:1,請寫出該物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式:_________。
23.將含有C、H、O的某有機(jī)物3.24
g裝入元素分析裝置,通入足量的O2使它完全燃燒,將生成的氣體依次通過氯化鈣干燥管(A)和堿石灰干燥管(B)。測得A管增重2.16
g,B管增重9.24
g。已知有機(jī)物的相對分子質(zhì)量為108。
(1)燃燒此化合物3.24
g,須消耗的氧氣的質(zhì)量是多少?__________
(2)求此化合物的分子式。__________
(3)該化合物1分子中存在1個苯環(huán)和1個羥基,試寫出其同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式和名稱。_________
參考答案
1.D
2.D
3.D
4.C
5.A
6.C
7.B
8.D
9.C
10.B
11.B
12.D
13.A
14.D
15.D
16.②③
③④
②
①
CH3CHO+2Ag(NH3)2OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
③
CH3COOH+NaHCO3=
CH3COONa+H2O+CO2
17.C7H6O5
(酚)羥基、羧基
B
C
氧化反應(yīng)
+7NaOH+4H2O+3NaBr
18.C14H10O9
19.略
HCHO
+
4Cu(OH)22Cu2O↑+
CO2↑
+
5H2O或HCHO
+
4Cu(OH)2
+2NaOH2Cu2O↑+
Na2CO3
+
6H2O
CH3CH2CHO+H2CH3CH2CH2OH
CH≡CH+H2O
CH3CHO
CH2=CH2+H2OCH3CHO
20.b
c
+2Na→2+H2↑
21.CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O
CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br
B中水面會下降,玻璃管中的水柱會上升,甚至溢出
C
吸收揮發(fā)出來的溴,防止污染環(huán)境
蒸餾
1,2-二溴乙烷的凝固點(diǎn)較低(9℃),過度冷卻會使其凝固而使導(dǎo)管堵塞
22.C3H8O
或
23.8.16g
C7H8O
(鄰甲基苯酚)、(間甲基苯酚)、(對甲基苯酚)、(苯甲醇)
第三篇:2020-2021學(xué)年人教版高中化學(xué)選修五第三章《烴的含氧衍生物》測試題(含答案) (2)
《烴的含氧衍生物》測試題
一、單選題
1.下列各組物質(zhì),一定互為同系物的是()
A.C2H4與C3H6
B.CH4O與C3H8O
C.C4H10與C8H18
D.與
2.下列離子方程式正確的是()
A.實(shí)驗(yàn)室用大理石與乙酸反應(yīng)制取二氧化碳:CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
B.氯乙酸與氫氧化鈉溶液共熱:
CH2ClCOOH+OH-→CH2ClCOO-+H2O
C.苯酚鈉溶液中通入少量二氧化碳:2C6H5O-+CO2+H2O→2C6H5OH+CO32-
D.酸性高錳酸鉀與草酸反應(yīng):2MnO4-+5H2C2O4+6H+
=2Mn2++10CO2↑+8H2O
3.CalanolideA是一種抗HTV藥物,其結(jié)構(gòu)簡式如下圖所示。下列關(guān)于CalanolideA的說法錯誤的是
A.分子式為C22H24O5
B.分子中有3種含氧官能團(tuán)
C.該物質(zhì)既可發(fā)生消去反應(yīng)又可發(fā)生加成反應(yīng)
D.1mol該物質(zhì)與足量NaOH溶液反應(yīng)時消耗1molNaOH
4.我國在反興奮劑問題上的堅(jiān)決立場是支持“人文奧運(yùn)”的重要體現(xiàn)。某種興奮劑的結(jié)構(gòu)如圖。關(guān)于它的說法正確的是()
A.它的化學(xué)式為C19H26O3
B.從結(jié)構(gòu)上看,它不能使高錳酸鉀溶液褪色
C.從結(jié)構(gòu)上看,它屬于醇類
D.從元素組成上看,它可以在氧氣中燃燒生成CO2和水
5.下列有關(guān)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的敘述中,不正確的是
A.用飽和食鹽水替代水跟電石作用,可以有效控制產(chǎn)生乙炔的速率
B.重結(jié)晶法提純苯甲酸時,為除去雜質(zhì)和防止苯甲酸析出,應(yīng)該趁熱過濾
C.制備乙酸乙酯時,為除去乙酸乙酯中的乙酸,用氫氧化鈉溶液收集產(chǎn)物
D.實(shí)驗(yàn)室制取乙烯并驗(yàn)證其性質(zhì)時,將產(chǎn)生的氣體通入到NaOH溶液中除去雜質(zhì)
6.下列說法中正確的是()
A.凡能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的有機(jī)物一定是醛
B.在氧氣中燃燒時只生成CO2和H2O的物質(zhì)一定是烴
C.苯酚有弱酸性,俗稱石炭酸,因此它是一種羧酸
D.75%(體積分?jǐn)?shù))的乙醇溶液常用于醫(yī)療消毒
7.分子式為C5H10O的醛類物質(zhì),其同分異構(gòu)體有
A.3種
B.4種
C.5種
D.6種
8.碳酸亞乙酯是一種重要的添加劑,其結(jié)構(gòu)簡式為。用環(huán)氧乙烷合成碳酸亞乙酯的反應(yīng)為:
下列說法錯誤的是
A.碳酸亞乙酯中的所有原子處于同一平面內(nèi)
B.碳酸亞乙酯的二氯代物只有兩種
C.上述反應(yīng)屬于加成反應(yīng)
D.1
mol碳酸亞乙酯最多可消耗2
mol
NaOH
9.有機(jī)物M的結(jié)構(gòu)簡式為,下列說法正確的是
()
A.有機(jī)物M既能使酸性KMnO4溶液褪色又能使溴水褪色,且反應(yīng)類型相同
B.與有機(jī)物M具有相同的官能團(tuán),且不包括M的同分異構(gòu)體有3種
C.1mol有機(jī)物M與足量氫氣反應(yīng),消耗氫氣4mol
D.有機(jī)物M能發(fā)生取代、加成、氧化、水解等反應(yīng)
10.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是
A.4.6gC2H5OH與6.0gCH3COOH反應(yīng),生成的CH3COOC2H3分子數(shù)目為0.1NA
B.98gH2SO4含有2NA個H+和NA個SO42—
C.32gO2和O3的混合物中含有的氧原子數(shù)目為2NA
D.25℃時,1LpH=12的Ba(OH)2溶液中含有的OH﹣數(shù)目為0.02NA
11.合成藥物異搏定路線中某一步驟如下:
下列說法正確的是()
A.物質(zhì)X在空氣中不易被氧化
B.物質(zhì)Z的分子式為C13H14O3
C.物質(zhì)Y可以發(fā)生取代、加成、消去反應(yīng)
D.等物質(zhì)的量的Y、Z分別與NaOH溶液反應(yīng),最多消耗NaOH的物質(zhì)的量之比為2:1
12.化合物Y具有抗菌、消炎作用,可由X制得。
下列有關(guān)化合物X、Y的說法不正確的是()
A.X、Y均能與酸性KMnO4溶液反應(yīng)
B.1molX最多能與3
mol
NaOH反應(yīng)
C.Y與乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)可得到X
D.相對分子質(zhì)量M(X)-M(Y)=42
13.下列關(guān)于乙酸和乙醇說法正確的是
A.都難溶于水
B.都能使石蕊試液變紅
C.都能與鈉反應(yīng)
D.相互間不能發(fā)生反應(yīng)
14.有機(jī)化學(xué)知識在生活中應(yīng)用廣泛。下列說法不正確的是
A.甘油加水做護(hù)膚劑
B.苯酚有毒,可以制成藥皂,具有殺菌消毒的功效
C.青霉素有阻止各種細(xì)菌生長的功能,人人可以直接使用
D.福爾馬林是甲醛的水溶液,具有殺菌防腐能力,不可用于保鮮魚、肉等
二、填空題
15.某種有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式為:
(1)A跟過量NaOH溶液完全反應(yīng)時,A和參加反應(yīng)的NaOH的物質(zhì)的量之比為__________________。
(2)A跟新制的Cu(OH)2反應(yīng)時,A和被還原的Cu(OH)2的物質(zhì)的量之比為___________________________。
(3)A在濃H2SO4作用下,若發(fā)生分子內(nèi)脫水,所生成的有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式為_____。
16.已知有機(jī)物A~F有如圖轉(zhuǎn)化關(guān)系:
已知:①A的分子式為C8H16O2;
②C分子中只有1個甲基;
③B、E
互為具有相同官能團(tuán)的同分異構(gòu)體,且均能與碳酸氫鈉反應(yīng)放出CO2,④又已知醇在濃硫酸、加熱條件下能發(fā)生以下類似的反應(yīng):
⑤
F能使溴水褪色,G為高分子化合物。
請?zhí)顚懸韵驴瞻祝?/p>
(1)C可能發(fā)生的反應(yīng)有______________________
(填序號)。
①取代反應(yīng)
②加成反應(yīng)
③加聚反應(yīng)
④氧化反應(yīng)
(2)寫出E的結(jié)構(gòu)簡式____________________________________________。
寫出F與溴的四氯化碳溶液反應(yīng)生成的有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式___________________。
(3)寫出下列轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式。
B+C→A:_________
C→D:_________
F→G:____________
17.紅外光譜、質(zhì)子核磁共振譜(PMR)是研究有機(jī)物結(jié)構(gòu)的重要方法之一。
(1)在研究的化合物分子中——所處環(huán)境完全相同的氫原子在PMR譜中出現(xiàn)同一種信號峰。如(CH3)2CHCH2CH3在PMR譜中有4種信號峰。又如CH3-CHBr=CHX存在著如下的兩種不同空間結(jié)構(gòu):、因此CH3-CHBr=CHX的PMR譜上會出現(xiàn)氫原子的四種不同信號峰。在測定CH3CH=CHCl時,能得到氫原子給出的6種信號峰。由此可推斷該有機(jī)物一定存在_____種不同的結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)簡式分別為:_________________________________。
(2)有機(jī)化合物A含碳77.8%,氫為7.40%,其余為氧,A的相對分子質(zhì)量為甲烷的6.75倍。
①通過計(jì)算確定該有機(jī)物的分子式____________
②紅外光譜測定,A分子結(jié)構(gòu)中含有苯環(huán)和羥基。在常溫下A可與濃溴水反應(yīng),1molA最多可與2molBr2作用,據(jù)此確定該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)有____種,寫出其中一種與溴水反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________________。
三、元素或物質(zhì)推斷題
18.化學(xué)式為C8H10O的化合物A具有如下性質(zhì):①A+Na→慢慢產(chǎn)生氣泡
②A+RCOOH有香味的產(chǎn)物
③A苯甲酸
④催化脫氫產(chǎn)物不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)
⑤脫水反應(yīng)的產(chǎn)物,經(jīng)聚合反應(yīng)可制得一種塑料制品(它是目前造成“白色污染”主要的污染源之一)。
試回答:
(1)根據(jù)上述信息,對該化合物的結(jié)構(gòu)?可作出的判斷是___________。
a.苯環(huán)上直接連有羥基
b.肯定有醇羥基
c.苯環(huán)側(cè)鏈末端有甲基
d.肯定是芳香烴
(2)化合物A的結(jié)構(gòu)簡式____________________。
(3)A和金屬鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________。
四、實(shí)驗(yàn)題
19.為研究乙醇結(jié)構(gòu)及其部分的化學(xué)性質(zhì),進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)。完成下列問題:
Ⅰ.用如圖裝置來推測乙醇的結(jié)構(gòu)式。
(1)實(shí)驗(yàn)中鈉需要粉碎成很小的顆粒,其原因是
_______________________________。
(2)兩次實(shí)驗(yàn)平均用乙醇1.15g,收集到H2體積平均為0.28L(換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))。由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可推測H2來自乙醇分子中________(填名稱)的氫原子。
(3)盛裝乙醇的玻璃儀器是________________________
Ⅱ.利用下列裝置進(jìn)行乙醇的催化氧化實(shí)驗(yàn),并檢驗(yàn)其產(chǎn)物,其中C裝置的試管中盛有無水乙醇。(固定和夾持裝置已略去)
(4)裝置A圓底燒瓶內(nèi)的固體物質(zhì)是_____,B中的試劑是_____C的作用是______。
(5)本實(shí)驗(yàn)中需要加熱的裝置有_________________
(填裝置下的字母)。
(6)寫出D處發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_________________________________。
(7)檢驗(yàn)E中的生成物需要的試劑為______________________。
五、計(jì)算題
20.有機(jī)物A由碳、氫、氧三種元素組成?,F(xiàn)取2.3
g
A與2.8
L氧氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況)在密閉容器中燃燒,燃燒后生成二氧化碳、一氧化碳和水蒸氣(假設(shè)反應(yīng)物沒有剩余)。將反應(yīng)生成的氣體依次通過濃硫酸和堿石灰,濃硫酸增重2.7
g,堿石灰增重2.2
g。回答下列問題:
(1)2.3
g
A中所含氫原子、碳原子的物質(zhì)的量各是多少_____?
(2)通過計(jì)算確定該有機(jī)物的分子式_____。
21.(6分)根據(jù)烷、烯、炔烴燃燒的反應(yīng)方程式,有人總結(jié)出以下規(guī)律:
對于烷烴有:n(烷烴)=n(H2O)?n(CO2),對于烯烴有n(H2O)?n(CO2)=0,對于炔烴有
n(炔烴)=n(CO2)?n(H2O)。請回答下列問題:
(1)某混合氣體由C2H6和C3H4組成。將1.0L混合氣在氧氣中充分燃燒,產(chǎn)生的CO2體積比水蒸氣多0.2L(相同狀況下測定),通過計(jì)算確定C2H6的體積。(請寫出計(jì)算過程)
(2)某混合氣由烯烴和烷烴或烯烴和炔烴組成。組成中可能是兩種氣體,也可能是多種氣體。將1.0L混合氣在氧氣中充分燃燒,產(chǎn)生3.0LCO2和2.4L水蒸氣(相同狀況下測定)。試判斷混合氣是由烯烴和
兩類烴組成,其體積比為。
參考答案
1.C
2.D
3.D
4.D
5.C
6.D
7.B
8.A
9.C
10.C
11.D
12.C
13.C
14.C
15.1:2
1:2
16.①④
CH3CH2CH2COOH
CH3CH2CHBrCH2Br
(CH3)2CHCOOH+CH3CH2CH2CH2OH(CH3)2CHCOOCH2CH2CH2CH3+H2O
2CH3CH2CH2CH2OH+O22CH3CH2CH2CHO+2H2O
nCH3CH2CH=CH2
17.2
和
C7H8O
或
18.b
c
+2Na→2+H2↑
19.增大接觸面以提高反應(yīng)速率
羥基
分液漏斗
MnO2
濃硫酸
預(yù)熱反應(yīng)混合氣體
(提供乙醇蒸氣)
CD
2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
銀氨溶液(或新制氫氧化銅懸濁液)
20.n(H)=0.3mol;n(C)=0.1mol
C2H6O
21.⑴混合氣體中C2H6的體積為0.4L。(3分,若無計(jì)算過程,只有答案,則給1分)
(2)炔烴(1分)
2:3
(2分)
第四篇:【人教版】高中化學(xué)選修5知識點(diǎn)總結(jié):第二章烴和鹵代烴
第二章 烴和鹵代烴
課標(biāo)要求
1.以烷、烯、炔和芳香烴的代表物為例,比較它們在組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上的差異。2.了解天然氣、石油液化氣和汽油的主要成分及應(yīng)用。
3.了解鹵代烴的典型代表物的組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及它們與其他有機(jī)物的相互聯(lián)系。4.了解加成反應(yīng)、取代反應(yīng)和消去反應(yīng)。
5.舉例說明烴類物質(zhì)在有機(jī)合成和有機(jī)化工中的重要作用。要點(diǎn)精講
一、幾類重要烴的代表物比較 1.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
2、化學(xué)性質(zhì)(1)甲烷
化學(xué)性質(zhì)相當(dāng)穩(wěn)定,跟強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或強(qiáng)氧化劑(如KMnO4)等一般不起反應(yīng)。①氧化反應(yīng)
甲烷在空氣中安靜的燃燒,火焰的顏色為淡藍(lán)色。其燃燒熱為890kJ/mol,則燃燒的熱化學(xué)方程式為:CH4(g)+2O2(g)
CO2(g)+2H2O(l);△H=-890kJ/mol ②取代反應(yīng):有機(jī)物物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所替代的反應(yīng)。甲烷與氯氣的取代反應(yīng)分四步進(jìn)行: 第一步:CH4+Cl2第二步:CH3Cl+ Cl2第三步:CH2Cl2+ Cl2第四步:CHCl3+Cl
2CH3Cl+HCl CH2Cl2+HCl CHCl3+HCl CCl4+HCl 甲烷的四種氯代物均難溶于水,常溫下,只有CH3Cl是氣態(tài),其余均為液態(tài),CHCl3俗稱氯仿,CCl4又叫四氯化碳,是重要的有機(jī)溶劑,密度比水大。
(2)乙烯
①與鹵素單質(zhì)X2加成 CH2=CH2+X2→CH2X—CH2X ②與H2加成
催化劑 △ CH2=CH2+H2 ③與鹵化氫加成
CH3—CH3
CH2=CH2+HX→CH3—CH2X ④與水加成
CH2=CH2+H2O????CH3CH2OH ⑤氧化反應(yīng)
①常溫下被氧化,如將乙烯通入酸性高錳酸鉀溶液,溶液的紫色褪去。⑥易燃燒
??2CO2+2H2O現(xiàn)象(火焰明亮,伴有黑煙)CH2=CH2+3O2??點(diǎn)燃催化劑⑦加聚反應(yīng)
二、烷烴、烯烴和炔烴
1.概念及通式
(1)烷烴:分子中碳原子之間以單鍵結(jié)合成鏈狀,碳原子剩余的價鍵全部跟氫原子結(jié)合的飽和烴,其通式為:CnH2n+2(n≥l)。
(2)烯烴:分子里含有碳碳雙鍵的不飽和鏈烴,分子通式為:CnH2n(n≥2)。
(3)炔烴:分子里含有碳碳三鍵的一類脂肪烴,分子通式為:CnH2n-2(n≥2)。
2.物理性質(zhì)
(1)狀態(tài):常溫下含有1~4個碳原子的烴為氣態(tài)烴,隨碳原子數(shù)的增多,逐漸過渡到液態(tài)、固態(tài)。
(2)沸點(diǎn):①隨著碳原子數(shù)的增多,沸點(diǎn)逐漸升高。
②同分異構(gòu)體之間,支鏈越多,沸點(diǎn)越低。
(3)相對密度:隨著碳原子數(shù)的增多,相對密度逐漸增大,密度均比水的小。
(4)在水中的溶解性:均難溶于水。3.化學(xué)性質(zhì)
(1)均易燃燒,燃燒的化學(xué)反應(yīng)通式為:
(2)烷烴難被酸性KMnO4溶液等氧化劑氧化,在光照條件下易和鹵素單質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng)。
(3)烯烴和炔烴易被酸性KMnO4溶液等氧化劑氧化,易發(fā)生加成反應(yīng)和加聚反應(yīng)。
三、苯及其同系物 1.苯的物理性質(zhì)
2.苯的結(jié)構(gòu)
(1)分子式:C6H6,結(jié)構(gòu)式:,結(jié)構(gòu)簡式:_或。
(2)成鍵特點(diǎn):6個碳原子之間的鍵完全相同,是介于碳碳單鍵和碳碳雙鍵之間的特殊的鍵。
(3)空間構(gòu)形:平面正六邊形,分子里12個原子共平面。
3.苯的化學(xué)性質(zhì):可歸結(jié)為易取代、難加成、易燃燒,與其他氧化劑一般不能發(fā)生反應(yīng)。
4、苯的同系物(1)概念:苯環(huán)上的氫原子被烷基取代的產(chǎn)物。通式為:CnH2n-6(n≥6)。(2)化學(xué)性質(zhì)(以甲苯為例)
①氧化反應(yīng):甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色,說明苯環(huán)對烷基的影響使其取代基易被氧化。
②取代反應(yīng)
a.苯的同系物的硝化反應(yīng)
b.苯的同系物可發(fā)生溴代反應(yīng) 有鐵作催化劑時:
光照時:
5.苯的同系物、芳香烴、芳香族化合物的比較(1)異同點(diǎn) ①相同點(diǎn):
a.都含有碳、氫元素; b.都含有苯環(huán)。②不同點(diǎn):
a.苯的同系物、芳香烴只含有碳、氫元素,芳香族化合物還可能含有O、N等其他元素。
b.苯的同系物含一個苯環(huán),通式為CnH2n-6;芳香烴含有一個或多個苯環(huán);芳香族化合物含有一個或多個苯環(huán),苯環(huán)上可能含有其他取代基。
(2)相互關(guān)系
6.含苯環(huán)的化合物同分異構(gòu)體的書寫(1)苯的氯代物
①苯的一氯代物只有1種:
②苯的二氯代物有3種:(2)苯的同系物及其氯代物
①甲苯(C7H8)不存在同分異構(gòu)體。[來源:Zxxk.Com] ②分子式為C8H10的芳香烴同分異構(gòu)體有4種:
③甲苯的一氯代物的同分異構(gòu)體有4種
四、烴的來源及應(yīng)用
五、鹵代烴
1.鹵代烴的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):鹵素原子是鹵代烴的官能團(tuán)。C—X之間的共用電子對偏向X,形成一個極性較強(qiáng)的共價鍵,分子中C—X鍵易斷裂。2.鹵代烴的物理性質(zhì)
(1)溶解性:不溶于水,易溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑。
(2)狀態(tài)、密度:CH3Cl常溫下呈氣態(tài),C2H5Br、CH2Cl2、CHCl3、CCl4常溫下呈液態(tài)且密度>(填“>”或“<”)1 g/cm3。3.鹵代烴的化學(xué)性質(zhì)(以CH3CH2Br為例)(1)取代反應(yīng)
①條件:強(qiáng)堿的水溶液,加熱
②化學(xué)方程式為:
4.鹵代烴對環(huán)境的污染
(1)氟氯烴在平流層中會破壞臭氧 層,是造成臭氧 空洞的罪魁禍?zhǔn)?。?)氟氯烴破壞臭氧層的原理
①氟氯烴在平流層中受紫外線照射產(chǎn)生氯原子 ②氯原子可引發(fā)損耗臭氧的循環(huán)反應(yīng):
③實(shí)際上氯原子起了催化作用
2.檢驗(yàn)鹵代烴分子中鹵素的方法(X表示鹵素原子)(1)實(shí)驗(yàn)原理
(2)實(shí)驗(yàn)步驟:①取少量鹵代烴;②加入NaOH溶液;③加熱煮沸;④冷卻;⑤加入稀硝酸酸化;⑥加入硝酸銀溶液;⑦根據(jù)沉淀(AgX)的顏色(白色、淺黃色、黃色)可確定鹵族元素(氯、溴、碘)。
(3)實(shí)驗(yàn)說明:①加熱煮沸是為了加快水解反應(yīng)的速率,因?yàn)椴煌柠u代烴水解的難易程度不同。
②加入稀HNO3酸化的目的:中和過量的NaOH,防止NaOH與AgNO3反應(yīng)生成的棕黑色Ag2O沉淀干擾對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察;檢驗(yàn)生成的沉淀是否溶于稀硝酸。
(4)量的關(guān)系:據(jù)R—X~NaX~AgX,1 mol一鹵代烴可得到1 mol鹵化銀(除F外)沉淀,常利用此量的關(guān)系來定量測定鹵代烴。
第五篇:高中化學(xué)選修4知識點(diǎn)歸納總結(jié)
高中化學(xué)選修4知識點(diǎn)歸納總結(jié) 第一章 化學(xué)反應(yīng)與能量
一、焓變 反應(yīng)熱 1.反應(yīng)熱:一定條件下,一定物質(zhì)的量的反應(yīng)物之間完全反應(yīng)所放出或吸收的熱量
2.焓變(ΔH)的意義:在恒壓條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)(1).符號: △H(2).單位:kJ/mol 3.產(chǎn)生原因:化學(xué)鍵斷裂——吸熱 化學(xué)鍵形成——放熱放出熱量的化學(xué)反應(yīng)。(放熱>吸熱)△H 為―—‖或△H <0吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)。(吸熱>放熱)△H 為―+‖或△H >0☆ 常見的放熱反應(yīng):① 所有的燃燒反應(yīng) ② 酸堿中和反應(yīng) ③ 大多數(shù)的化合反應(yīng) ④ 金屬與酸的反應(yīng) ⑤ 生石灰和水反應(yīng) ⑥ 濃硫酸稀釋、氫氧化鈉固體溶解等☆ 常見的吸熱反應(yīng):① 晶體Ba(OH)2?8H2O與NH4Cl ② 大多數(shù)的分解反應(yīng) ③ 以H2、CO、C為還原劑的氧化還原反應(yīng) ④ 銨鹽溶解等
二、熱化學(xué)方程式 書寫化學(xué)方程式注意要點(diǎn): ①熱化學(xué)方程式必須標(biāo)出能量變化。②熱化學(xué)方程式中必須標(biāo)明反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)(g,l,s分別表示固態(tài),液態(tài),氣態(tài),水溶液中溶質(zhì)用aq表示)③熱化學(xué)反應(yīng)方程式要指明反應(yīng)時的溫度和壓強(qiáng)。④熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是整數(shù),也可以是分?jǐn)?shù) ⑤各物質(zhì)系數(shù)加倍,△H加倍;反應(yīng)逆向進(jìn)行,△H改變符號,數(shù)值不變
三、燃燒熱1.概念:25 ℃,101 kPa時,1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時所放出的熱量。燃燒熱的單位用kJ/mol表示。※注意以下幾點(diǎn):①研究條件:101 kPa②反應(yīng)程度:完全燃燒,產(chǎn)物是穩(wěn)定的氧化物。③燃燒物的物質(zhì)的量:1 mol④研究內(nèi)容:放出的熱量。(ΔH<0,單位kJ/mol)
四、中和熱1.概念:在稀溶液中,酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成1mol H2O,這時的反應(yīng)熱叫中和熱。2.強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的中和反應(yīng)其實(shí)質(zhì)是H+和OH-反應(yīng),其熱化學(xué)方程式為:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l),ΔH=-57.3kJ/mol3.弱酸或弱堿電離要吸收熱量,所以它們參加中和反應(yīng)時的中和熱小于57.3kJ/mol。
4.中和熱的測定實(shí)驗(yàn)
五、蓋斯定律1.內(nèi)容:化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)(各反應(yīng)物)和終態(tài)(各生成物)有關(guān),而與具體反應(yīng)進(jìn)行的途徑無關(guān),如果一個反應(yīng)可以分幾步進(jìn)行,則各分步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和與該反應(yīng)一步完成的反應(yīng)熱是相同的。
第二章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡
一、化學(xué)反應(yīng)速率1.化學(xué)反應(yīng)速率(v)⑴ 定義:用來衡量化學(xué)反應(yīng)的快慢,單位時間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量的變化⑵ 表示方法:單位時間內(nèi)反應(yīng)濃度的減少或生成物濃度的增加來表示⑶ 計(jì)算公式:v=Δc/Δt(υ:平均速率,Δc:濃度變化,Δt:時間)單位:mol/(L?s)⑷ 影響因素:① 決定因素(內(nèi)因):反應(yīng)物的性質(zhì)(決定因素)② 條件因素(外因):反應(yīng)所處的條件
外因?qū)瘜W(xué)反應(yīng)速率影響的變化規(guī)律 條件變化 反應(yīng)物的濃度 大
減小
氣體反應(yīng)物的壓強(qiáng) 大
減
單位體積里的總數(shù)目減少,百分?jǐn)?shù)不變
減小 增
單位體積里的總數(shù)目增多,百分?jǐn)?shù)不變
增大
單位體積里的總數(shù)目減少,百分?jǐn)?shù)不變
減小 增
活化分子的量的變化
單位體積里的總數(shù)目增多,百分?jǐn)?shù)不變
反應(yīng)速率的變化 增大 小
反應(yīng)物的溫度 高
降低
反應(yīng)物的催化劑 用
撤去
其他
劑等
※注意:(1)、參加反應(yīng)的物質(zhì)為固體和液體,由于壓強(qiáng)的變化對濃度幾乎無影響,可以認(rèn)為反應(yīng)速率不變。(2)、惰性氣體對于速率的影響 ①恒溫恒容時:充入惰性氣體→總壓增大,但是各分壓不變,各物質(zhì)濃度不變→反應(yīng)速率不變②恒溫恒體時:充入惰性氣體→體積增大→各反應(yīng)物濃度減小→反應(yīng)速率減慢
二、化學(xué)平衡
(一)1.定義:化學(xué)平衡狀態(tài):一定條件下,當(dāng)一個可逆反應(yīng)進(jìn)行到正逆反應(yīng)速率相等時,更組成成分濃度不再改變,達(dá)到表面上靜止的一種―平衡‖,這就是這個反應(yīng)所能達(dá)到的限度即化學(xué)平衡狀態(tài)。
2、化學(xué)平衡的特征逆(研究前提是可逆反應(yīng))等(同一物質(zhì)的正逆反應(yīng)速率相等)動(動態(tài)平衡)定(各物質(zhì)的濃度與質(zhì)量分?jǐn)?shù)恒定)變(條件改變,平衡發(fā)生變化)
3、判斷平衡的依據(jù)判斷可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的方法和依據(jù)
例舉反應(yīng)
mA(g)+nB(g)C(g)+qD(g)①各物質(zhì)的物質(zhì)的量或各物質(zhì)的物質(zhì)的量的分?jǐn)?shù)一定
混合物體系中
各成分的含量
④總體積、總壓力、總物質(zhì)的量一定
①在單位時間內(nèi)消耗了m molA同時生成m molA,即V(正)=V(逆)②在單位時間內(nèi)消耗了n molB同時消耗了p molC,則正、逆反應(yīng) 速率的關(guān)系
③V(A):V(B):V(C):V(D)=m:n:p:q,V(正)不一定等于V(逆)④在單位時間內(nèi)生成n molB,同時消耗了q molD,因均指V(逆)①m+n≠p+q時,總壓力一定(其他條件一定)
壓強(qiáng)
②m+n=p+q時,總壓力一定(其他條件一定)
不一定平衡平衡 不一定平衡 不一定平衡 V(正)=V(逆)
不一定平衡 ②各物質(zhì)的質(zhì)量或各物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定 ③各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)一定
平衡平衡平衡
光,電磁波,超聲波,固體反應(yīng)物顆粒的大小,溶
有影響
百分?jǐn)?shù)劇減,單位體積里的總數(shù)目劇減
劇減 使
百分?jǐn)?shù)劇增,單位體積里的總數(shù)目劇增
劇增
百分?jǐn)?shù)減少,單位體積里的總數(shù)目減少
減小 升
百分?jǐn)?shù)增大,單位體積里的總數(shù)目增多
增大
平衡
平衡 混合氣體平均相對分子質(zhì)量Mr ①M(fèi)r一定時,只有當(dāng)m+n≠p+q時 ②Mr一定時,但m+n=p+q時
平衡 不一定平衡平衡 不一定平衡平衡 溫度 體系的密度 其他 任何反應(yīng)都伴隨著能量變化,當(dāng)體系溫度一定時(其他不變)密度一定
如體系顏色不再變化等
(二)影響化學(xué)平衡移動的因素
1、濃度對化學(xué)平衡移動的影響(1)影響規(guī)律:在其他條件不變的情況下,增大反應(yīng)物的濃度或減少生成物的濃度,都可以使平衡向正方向移動;增大生成物的濃度或減小反應(yīng)物的濃度,都可以使平衡向逆方向移動(2)增加固體或純液體的量,由于濃度不變,所以平衡不移動(3)在溶液中進(jìn)行的反應(yīng),如果稀釋溶液,反應(yīng)物濃度減小,生成物濃度也減小,V正減小,V逆也減小,但是減小的程度不同,總的結(jié)果是化學(xué)平衡向反應(yīng)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之和大的方向移動。
2、溫度對化學(xué)平衡移動的影響影響規(guī)律:在其他條件不變的情況下,溫度升高會使化學(xué)平衡向著吸熱反應(yīng)方向移動,溫度降低會使化學(xué)平衡向著放熱反應(yīng)方向移動。
3、壓強(qiáng)對化學(xué)平衡移動的影響影響規(guī)律:其他條件不變時,增大壓強(qiáng),會使平衡向著體積縮小方向移動;減小壓強(qiáng),會使平衡向著體積增大方向移動。注意:(1)改變壓強(qiáng)不能使無氣態(tài)物質(zhì)存在的化學(xué)平衡發(fā)生移動(2)氣體減壓或增壓與溶液稀釋或濃縮的化學(xué)平衡移動規(guī)律相似4.催化劑對化學(xué)平衡的影響:由于使用催化劑對正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率影響的程度是等同的,所以平衡不移動。但是使用催化劑可以影響可逆反應(yīng)達(dá)到平衡所需的_時間_。5.勒夏特列原理(平衡移動原理):如果改變影響平衡的條件之一(如溫度,壓強(qiáng),濃度),平衡向著能夠減弱這種改變的方向移動。
三、化學(xué)平衡常數(shù)
(一)定義:在一定溫度下,當(dāng)一個反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時,生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個常數(shù)比值。符號:K
(二)使用化學(xué)平衡常數(shù)K應(yīng)注意的問題:
1、表達(dá)式中各物質(zhì)的濃度是變化的濃度,不是起始濃度也不是物質(zhì)的量。
2、K只與溫度(T)關(guān),與反應(yīng)物或生成物的濃度無關(guān)。
3、反應(yīng)物或生產(chǎn)物中有固體或純液體存在時,由于其濃度是固定不變的,可以看做是―1‖而不代入公式。
4、稀溶液中進(jìn)行的反應(yīng),如有水參加,水的濃度不必寫在平衡關(guān)系式中。
(三)化學(xué)平衡常數(shù)K的應(yīng)用:
1、化學(xué)平衡常數(shù)值的大小是可逆反應(yīng)進(jìn)行程度的標(biāo)志。K值越大,說明平衡時生成物的濃度越大,它的正向反應(yīng)進(jìn)行的程度越大,即該反應(yīng)進(jìn)行得越完全,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率越高。反之,則相反。
2、可以利用K值做標(biāo)準(zhǔn),判斷正在進(jìn)行的可逆反應(yīng)是否平衡及不平衡時向何方進(jìn)行建立平衡。(Q:濃度積)Q〈K:反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行;Q=K:反應(yīng)處于平衡狀態(tài);Q〉K:反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行
3、利用K值可判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)若溫度升高,K值增大,則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)若溫度升高,K值減小,則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)*
四、等效平衡
1、概念:在一定條件下(定溫、定容或定溫、定壓),只是起始加入情況不同的同一可逆反應(yīng)達(dá)到平衡后,任何相同組分的百分含量均相同,這樣的化學(xué)平衡互稱為等效平衡。
2、分類(1)定溫,定容條件下的等效平衡第一類:對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)改變的可逆反應(yīng):必須要保證化學(xué)計(jì)量數(shù)之比與原來相同;同時必須保證平衡式左右兩邊同一邊的物質(zhì)的量與原來相同。第二類:對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應(yīng):只要反應(yīng)物的物質(zhì)的量的比例與原來相同即可視為二者等效。(2)定溫,定壓的等效平衡只要保證可逆反應(yīng)化學(xué)計(jì)量數(shù)之比相同即可視為等效平衡。
五、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向
1、反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向:(1)熵:物質(zhì)的一個狀態(tài)函數(shù),用來描述體系的混亂度,符號為S.單位:J???mol-1?K-1(2)體系趨向于有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序,導(dǎo)致體系的熵增加,這叫做熵增加原理,也是反應(yīng)方向判斷的依據(jù)。.(3)同一物質(zhì),在氣態(tài)時熵值最大,液態(tài)時次之,固態(tài)時最小。即S(g)〉S(l)〉S(s)
2、反應(yīng)方向判斷依據(jù) 在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下,化學(xué)反應(yīng)的判讀依據(jù)為: 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)行注意:(1)ΔH為負(fù),ΔS為正時,任何溫度反應(yīng)都能自發(fā)進(jìn)行(2)ΔH為正,ΔS為負(fù)時,任何溫度反應(yīng)都不能自發(fā)進(jìn)行
第三章 水溶液中的離子平衡
一、弱電解質(zhì)的電離
1、定義:電解質(zhì):在水溶液中或熔化狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物,叫電解質(zhì)。非電解質(zhì):在水溶液中或熔化狀態(tài)下都不能導(dǎo)電的化合物。
強(qiáng)電解質(zhì):在水溶液里全部電離成離子的電解質(zhì)。
弱電解質(zhì): 在水溶液里只有一部分分子電離成離子的電解質(zhì)。
2、電解質(zhì)與非電解質(zhì)本質(zhì)區(qū)別:
電解質(zhì)——離子化合物或共價化合物 非電解質(zhì)——共價化合物
注意:①電解質(zhì)、非電解質(zhì)都是化合物 ②SO2、NH3、CO2等屬于非電解質(zhì)
③強(qiáng)電解質(zhì)不等于易溶于水的化合物(如BaSO4不溶于水,但溶于水的BaSO4全部電離,故BaSO4 為強(qiáng)電解質(zhì))——電解質(zhì)的強(qiáng)弱與導(dǎo)電性、溶解性無關(guān)。
3、電離平衡:在一定的條件下,當(dāng)電解質(zhì)分子電離成 離子的速率 和離子結(jié)合成 時,電離過程就達(dá)到了平衡狀態(tài),這叫電離平衡。
4、影響電離平衡的因素:
A、溫度:電離一般吸熱,升溫有利于電離。
B、濃度:濃度越大,電離程度 越小 ;溶液稀釋時,電離平衡向著電離的方向移動。C、同離子效應(yīng):在弱電解質(zhì)溶液里加入與弱電解質(zhì)具有相同離子的電解質(zhì),會 減弱 電離。D、其他外加試劑:加入能與弱電解質(zhì)的電離產(chǎn)生的某種離子反應(yīng)的物質(zhì)時,有利于電離。
9、電離方程式的書寫:用可逆符號 弱酸的電離要分布寫(第一步為主)
10、電離常數(shù):在一定條件下,弱電解質(zhì)在達(dá)到電離平衡時,溶液中電離所生成的各種離子濃度的乘積,跟溶液中未電離的分子濃度的比是一個常數(shù)。叫做電離平衡常數(shù),(一般用Ka表示酸,Kb表示堿。)
表示方法:AB11、影響因素:
a、電離常數(shù)的大小主要由物質(zhì)的本性決定。
b、電離常數(shù)受溫度變化影響,不受濃度變化影響,在室溫下一般變化不大。C、同一溫度下,不同弱酸,電離常數(shù)越大,其電離程度越大,酸性越強(qiáng)。如:H2SO3>H3PO4>HF>CH3COOH>H2CO3>H2S>HClO
A++B-Ki=[ A+][ B-]/[AB]
二、水的電離和溶液的酸堿性
1、水電離平衡::
水的離子積:KW = c[H+]·c[OH-] 25℃時, [H+]=[OH-] =10-7 mol/L;KW = [H+]·[OH-] = 1*10-14 注意:KW只與溫度有關(guān),溫度一定,則KW值一定 KW不僅適用于純水,適用于任何溶液(酸、堿、鹽)
2、水電離特點(diǎn):(1)可逆(2)吸熱(3)極弱
3、影響水電離平衡的外界因素: ①酸、堿 :抑制水的電離 KW〈1*10-14 ②溫度:促進(jìn)水的電離(水的電離是 吸 熱的)③易水解的鹽:促進(jìn)水的電離 KW 〉 1*10-14
4、溶液的酸堿性和pH:
(1)pH=-lgc[H+](2)pH的測定方法:
酸堿指示劑—— 甲基橙、石蕊、酚酞。
變色范圍:甲基橙 3.1~4.4(橙色)石蕊5.0~8.0(紫色)酚酞8.2~10.0(淺紅色)pH試紙 —操作 玻璃棒蘸取未知液體在試紙上,然后與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對比即可。
注意:①事先不能用水濕潤PH試紙;②廣泛pH試紙只能讀取整數(shù)值或范圍 三、混合液的pH值計(jì)算方法公式
1、強(qiáng)酸與強(qiáng)酸的混合:(先求[H+]混:將兩種酸中的H+離子物質(zhì)的量相加除以總體積,再求其它)[H+]混 =([H+]1V1+[H+]2V2)/(V1+V2)
2、強(qiáng)堿與強(qiáng)堿的混合:(先求[OH-]混:將兩種酸中的OH離子物質(zhì)的量相加除以總體積,再求其它)[OH-]混=([OH-]1V1+[OH-]2V2)/(V1+V2)(注意 :不能直接計(jì)算[H+]混)
3、強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的混合:(先據(jù)H+ + OH-==H2O計(jì)算余下的H+或OH-,①H+有余,則用余下的H+數(shù)除以溶液總體積求[H+]混;OH-有余,則用余下的OH-數(shù)除以溶液總體積求[OH-]混,再求其它)
四、稀釋過程溶液pH值的變化規(guī)律:
1、強(qiáng)酸溶液:稀釋10n倍時,pH稀=pH原+ n(但始終不能大于或等于7)
2、弱酸溶液:稀釋10n倍時,pH稀〈pH原+n(但始終不能大于或等于7)
3、強(qiáng)堿溶液:稀釋10n倍時,pH稀=pH原-n(但始終不能小于或等于7)
4、弱堿溶液:稀釋10n倍時,pH稀〉pH原-n(但始終不能小于或等于7)
5、不論任何溶液,稀釋時pH均是向7靠近(即向中性靠近);任何溶液無限稀釋后pH均接近7
6、稀釋時,弱酸、弱堿和水解的鹽溶液的pH變化得慢,強(qiáng)酸、強(qiáng)堿變化得快。
五、強(qiáng)酸(pH1)強(qiáng)堿(pH2)混和計(jì)算規(guī)律
1、若等體積混合
pH1+pH2=14 則溶液顯中性pH=7 pH1+pH2≥15 則溶液顯堿性pH=pH2-0.3 pH1+pH2≤13 則溶液顯酸性pH=pH1+0.3
2、若混合后顯中性
pH1+pH2=14 V酸:V堿=1:1 pH1+pH2≠14 V酸:V堿=1:10〔14-(pH1+pH2)〕
六、酸堿中和滴定:
1、中和滴定的原理
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m 實(shí)質(zhì):H++OH—=H2O 即酸能提供的H+和堿能提供的OH-物質(zhì)的量相等。
2、中和滴定的操作過程:
(1)儀②滴定管的刻度,O刻度在 上,往下刻度標(biāo)數(shù)越來越大,全部容積 大于 它的最大刻度值,因?yàn)橄露擞幸徊糠譀]有刻度。滴定時,所用溶液不得超過最低刻度,不得一次滴定使用兩滴定管酸(或堿),也不得中途向滴定管中添加。②滴定管可以讀到小數(shù)點(diǎn)后 一位。
(2)藥品:標(biāo)準(zhǔn)液;待測液;指示劑。(3)準(zhǔn)備過程:
準(zhǔn)備:檢漏、洗滌、潤洗、裝液、趕氣泡、調(diào)液面。(洗滌:用洗液洗→檢漏:滴定管是否漏水→用水洗→用標(biāo)準(zhǔn)液洗(或待測液洗)→裝溶液→排氣泡→調(diào)液面→記數(shù)據(jù)V(始)(4)試驗(yàn)過程
3、酸堿中和滴定的誤差分析
誤差分析:利用n酸c酸V酸=n堿c堿V堿進(jìn)行分析
式中:n——酸或堿中氫原子或氫氧根離子數(shù);c——酸或堿的物質(zhì)的量濃度; V——酸或堿溶液的體積。當(dāng)用酸去滴定堿確定堿的濃度時,則:
c堿= 上述公式在求算濃度時很方便,而在分析誤差時起主要作用的是分子上的V酸的變化,因?yàn)樵诘味ㄟ^程中c酸為標(biāo)準(zhǔn)酸,其數(shù)值在理論上是不變的,若稀釋了雖實(shí)際值變小,但體現(xiàn)的卻是V酸的增大,導(dǎo)致c酸偏高;V堿同樣也是一個定值,它是用標(biāo)準(zhǔn)的量器量好后注入錐形瓶中的,當(dāng)在實(shí)際操作中堿液外濺,其實(shí)際值減小,但引起變化的卻是標(biāo)準(zhǔn)酸用量的減少,即V酸減小,則c堿降低了;對于觀察中出現(xiàn)的誤差亦同樣如此。綜上所述,當(dāng)用標(biāo)準(zhǔn)酸來測定堿的濃度時,c堿的誤差與V酸的變化成正比,即當(dāng)V酸的實(shí)測值大于理論值時,c堿偏高,反之偏低。
同理,用標(biāo)準(zhǔn)堿來滴定未知濃度的酸時亦然。
七、鹽類的水解(只有可溶于水的鹽才水解)
1、鹽類水解:在水溶液中鹽電離出來的離子跟水電離出來的H+或OH-結(jié)合生成弱電解質(zhì)的反應(yīng)。
2、水解的實(shí)質(zhì): 水溶液中鹽電離出來的離子跟水電離出來的H+或OH-結(jié)合,破壞水的電離,是平衡向右移動,促進(jìn)水的電離。
3、鹽類水解規(guī)律:
①有 弱 才水解,無弱不水解,越弱越水解;誰 強(qiáng)顯誰性,兩弱都水解,同強(qiáng)顯中性。
②多元弱酸根,濃度相同時正酸根比酸式酸根水解程度大,堿性更強(qiáng)。(如:Na2CO3 >NaHCO3)
4、鹽類水解的特點(diǎn):(1)可逆(與中和反應(yīng)互逆)(2)程度?。?)吸熱
5、影響鹽類水解的外界因素:
①溫度:溫度越 高 水解程度越大(水解吸熱,越熱越水解)②濃度:濃度越小,水解程度越 大(越稀越水解)
③酸堿:促進(jìn)或抑制鹽的水解(H+促進(jìn) 陰離子 水解而 抑制 陽離子水解;OH-促進(jìn)陽離子水解而抑制陰離子水解)
6、酸式鹽溶液的酸堿性:
①只電離不水解:如HSO4-顯 酸 性
②電離程度>水解程度,顯 酸 性(如: HSO3-、H2PO4-)③水解程度>電離程度,顯 堿 性(如:HCO3-、HS-、HPO42-)
7、雙水解反應(yīng):
(1)構(gòu)成鹽的陰陽離子均能發(fā)生水解的反應(yīng)。雙水解反應(yīng)相互促進(jìn),水解程度較大,有的甚至水解完全。使得平衡向右移。
(2)常見的雙水解反應(yīng)完全的為:Fe3+、Al3+與AlO2-、CO32-(HCO3-)、S2-(HS-)、SO32-(HSO3-);S2-與NH4+;CO32-(HCO3-)與NH4+其特點(diǎn)是相互水解成沉淀或氣體。雙水解完全的離子方程式配平依據(jù)是兩邊電荷平衡,如:2Al3+ + 3S2-+ 6H2O == 2Al(OH)3↓+ 3H2S↑
8、鹽類水解的應(yīng)用: 水解的應(yīng)用
1、凈水
實(shí)例 明礬凈水
原理
Al3++3H2O Al(OH)3(膠體)+3H+
2、去油污
用熱堿水冼油污物品 CO32-+H2O HCO3-+OH-
①配制FeCl3溶液時常加
3、藥品的保存 入少量鹽酸
②配制Na2CO3溶液時常加入少量NaOH
Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+
CO32-+H2O HCO3-+OH-
若不然,則:
由MgCl2·6H2O制無水
4、制備無水鹽 MgCl2 在HCl氣流中加熱
MgCl2·6H2O Mg(OH)2+2HCl+4H2O Mg(OH)2 MgO+H2O
用Al2(SO4)3與NaHCO3溶液混合
5、泡沫滅火器 Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑
6、比較鹽溶液中離子濃度的大小
比較NH4Cl溶液中離子濃度的大小
NH4++H2O NH3·H2O+H+ c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH)-
9、水解平衡常數(shù)(Kh)
對于強(qiáng)堿弱酸鹽:Kh =Kw/Ka(Kw為該溫度下水的離子積,Ka為該條件下該弱酸根形成的弱酸的電離平衡常數(shù))對于強(qiáng)酸弱堿鹽:Kh =Kw/Kb(Kw為該溫度下水的離子積,Kb為該條件下該弱堿根形成的弱堿的電離平衡常數(shù))
電離、水解方程式的書寫原則
1、多元弱酸(多元弱酸鹽)的電離(水解)的書寫原則:分步書寫
注意:不管是水解還是電離,都決定于第一步,第二步一般相當(dāng)微弱。
2、多元弱堿(多元弱堿鹽)的電離(水解)書寫原則:一步書寫
八、溶液中微粒濃度的大小比較
☆☆基本原則:抓住溶液中微粒濃度必須滿足的三種守恒關(guān)系:
①電荷守恒::任何溶液均顯電 中 性,各陽離子濃度與其所帶電荷數(shù)的乘積之和=各陰離子濃度與其所帶電荷數(shù)的乘積之和
②物料守恒:(即原子個數(shù)守恒或質(zhì)量守恒)
某原子的總量(或總濃度)=其以各種形式存在的所有微粒的量(或濃度)之和 ③質(zhì)子守恒:即水電離出的H+濃度與OH-濃度相等。
九、難溶電解質(zhì)的溶解平衡
1、難溶電解質(zhì)的溶解平衡的一些常見知識(1)溶解度 小于 0.01g的電解質(zhì)稱難溶電解質(zhì)。
(2)反應(yīng)后離子濃度降至1*10-5以下的反應(yīng)為完全反應(yīng)。如酸堿中和時[H+]降至10-7mol/L<10-5mol/L,故為完全反應(yīng),用―=‖,常見的難溶物在水中的離子濃度均遠(yuǎn)低于10-5mol/L,故均用―=‖。
(3)難溶并非不溶,任何難溶物在水中均存在溶解平衡。
(4)掌握三種微溶物質(zhì):CaSO4、Ca(OH)
2、Ag2SO4(5)溶解平衡常為吸熱,但Ca(OH)2為放熱,升溫其溶解度減少。
(6)溶解平衡存在的前提是:必須存在沉淀,否則不存在平衡。
2、溶解平衡方程式的書寫
注意在沉淀后用(s)標(biāo)明狀態(tài),并用― ‖。如:Ag2S(s)2Ag+(aq)+ S2-(aq)
3、沉淀生成的三種主要方式
(1)加沉淀劑法:Ksp越小(即沉淀越難溶),沉淀越完全;沉淀劑過量能使沉淀更完全。
(2)調(diào)pH值除某些易水解的金屬陽離子:如加MgO除去MgCl2溶液中FeCl3。
(3)氧化還原沉淀法:
(4)同離子效應(yīng)法
4、沉淀的溶解:
沉淀的溶解就是使溶解平衡正向移動。常采用的方法有:①酸堿;②氧化還原;③ 沉淀轉(zhuǎn)化。
5、沉淀的轉(zhuǎn)化:
溶解度大的生成溶解度小的,溶解度小的生成溶解度 更小 的。
如:AgNO3 AgCl(白色沉淀)AgBr(淡黃色)AgI(黃色)Ag2S(黑色)
6、溶度積(KSP)
1、定義:在一定條件下,難溶電解質(zhì)電解質(zhì)溶解成離子的速率等于離子重新結(jié)合成沉淀的速率,溶液中各離子的濃度保持不變的狀態(tài)。
2、表達(dá)式:AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)KSP= [c(An+)]m ?[c(Bm-)]n
3、影響因素:
外因:①濃度:加水,平衡向溶解方向移動。②溫度:升溫,多數(shù)平衡向溶解方向移動。
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
4、溶度積規(guī)則
QC(離子積)〉KSP 有沉淀析出 QC= KSP平衡狀態(tài) QC〈KSP 飽和,繼續(xù)溶解 第四章 電化學(xué)基礎(chǔ) 第一節(jié) 原電池 原電池:
1、概念:化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池。
2、組成條件:①兩個活潑性不同的電極② 電解質(zhì)溶液③ 電極用導(dǎo)線相連并插入電解液構(gòu)成閉合回路
3、電子流向:外電路: 負(fù) 極——導(dǎo)線—— 正 極
內(nèi)電路:鹽橋中 陰 離子移向負(fù)極的電解質(zhì)溶液,鹽橋中 陽 離子移向正極的電解質(zhì)溶液。
4、電極反應(yīng):以鋅銅原電池為例:
負(fù)極: 氧化反應(yīng): Zn-2e=Zn2+(較活潑金屬)正極: 還原反應(yīng): 2H++2e=H2↑(較不活潑金屬)總反應(yīng)式: Zn+2H+=Zn2++H2↑
5、正、負(fù)極的判斷:
(1)從電極材料:一般較活潑金屬為負(fù)極;或金屬為負(fù)極,非金屬為正極。(2)從電子的流動方向 負(fù)極流入正極(3)從電流方向 正極流入負(fù)極
(4)根據(jù)電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的移動方向 陽離子流向正極,陰離子流向負(fù)極(5)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①__溶解的一極為負(fù)極② 增重或有氣泡一極為正極 第二節(jié) 化學(xué)電池
1、電池的分類:化學(xué)電池、太陽能電池、原子能電池
2、化學(xué)電池:借助于化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置
3、化學(xué)電池的分類: 一次電池、二次電池、燃料電池 一、一次電池
1、常見一次電池:堿性鋅錳電池、鋅銀電池、鋰電池等 二、二次電池
1、二次電池:放電后可以再充電使活性物質(zhì)獲得再生,可以多次重復(fù)使用,又叫充電電池或蓄電池。
2、電極反應(yīng):鉛蓄電池
放電:負(fù)極(鉛): Pb+-2e-=PbSO4↓
正極(氧化鉛): PbO2+4H+++2e-=PbSO4↓+2H2O 充電:陰極: PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++
陽極: PbSO4+2e-=Pb+
兩式可以寫成一個可逆反應(yīng): PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4↓+2H2O
3、目前已開發(fā)出新型蓄電池:銀鋅電池、鎘鎳電池、氫鎳電池、鋰離子電池、聚合物鋰離子電池
三、燃料電池
1、燃料電池: 是使燃料與氧化劑反應(yīng)直接產(chǎn)生電流的一種原電池
2、電極反應(yīng):一般燃料電池發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)的最終產(chǎn)物與燃燒產(chǎn)物相同,可根據(jù)燃燒反應(yīng)寫出總的電池反應(yīng),但不注明反應(yīng)的條件。,負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),正極發(fā)生還原反應(yīng),不過要注意一般電解質(zhì)溶液要參與電極反應(yīng)。以氫氧燃料電池為例,鉑為正、負(fù)極,介質(zhì)分為酸性、堿性和中性。當(dāng)電解質(zhì)溶液呈酸性時:
負(fù)極:2H2-4e-=4H+ 正極:O2+4e-+4H+ =2H2O 當(dāng)電解質(zhì)溶液呈堿性時:
負(fù)極: 2H2+4OH--4e-=4H2O 正極:O2+2H2O+4 e-=4OH-另一種燃料電池是用金屬鉑片插入KOH溶液作電極,又在兩極上分別通甲烷(燃料)和氧氣(氧化劑)。電極反應(yīng)式為:
負(fù)極:CH4+10OH--8e--= +7H2O; 正極:4H2O+2O2+8e-=8OH-。
電池總反應(yīng)式為:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O
3、燃料電池的優(yōu)點(diǎn):能量轉(zhuǎn)換率高、廢棄物少、運(yùn)行噪音低
四、廢棄電池的處理:回收利用 第三節(jié) 電解池
一、電解原理
1、電解池: 把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置 也叫電解槽
2、電解:電流(外加直流電)通過電解質(zhì)溶液而在陰陽兩極引起氧化還原反應(yīng)(被動的不是自發(fā)的)的過程
3、放電:當(dāng)離子到達(dá)電極時,失去或獲得電子,發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過程
4、電子流向:
(電源)負(fù)極—(電解池)陰極—(離子定向運(yùn)動)電解質(zhì)溶液—(電解池)陽極—(電源)正極
5、電極名稱及反應(yīng):
陽極:與直流電源的 正極 相連的電極,發(fā)生 氧化 反應(yīng)
陰極:與直流電源的 負(fù)極 相連的電極,發(fā)生 還原 反應(yīng)
6、電解CuCl2溶液的電極反應(yīng): 陽極: 2Cl--2e-=Cl2(氧化)陰極: Cu2++2e-=Cu(還原)總反應(yīng)式: CuCl2 =Cu+Cl2 ↑
7、電解本質(zhì):電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程,就是電解質(zhì)溶液的電解過程 ☆規(guī)律總結(jié):電解反應(yīng)離子方程式書寫: 放電順序: 陽離子放電順序
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸電離的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+ 陰離子的放電順序
是惰性電極時:S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根離子)>F-(SO32-/MnO4->OH-)是活性電極時:電極本身溶解放電
注意先要看電極材料,是惰性電極還是活性電極,若陽極材料為活性電極(Fe、Cu)等金屬,則陽極反應(yīng)為電極材料失去電子,變成離子進(jìn)入溶液;若為惰性材料,則根據(jù)陰陽離子的放電順序,依據(jù)陽氧陰還的規(guī)律來書寫電極反應(yīng)式。
電解質(zhì)水溶液點(diǎn)解產(chǎn)物的規(guī)律 類型 電極反應(yīng)特點(diǎn)
實(shí)例
對象
電解
度
分解電解質(zhì)型 電解質(zhì)電離出的陰陽離子分別在兩極放電
CuCl2 HCl
質(zhì)
電解
減小
大
---
Cl2 放H2生成堿型 陰極:水放H2生堿 陽極:電解質(zhì)陰離子放電
NaCl
電解質(zhì)和水
解質(zhì)
生成新電
大 生
氧化
增
HCl
增
Cu
電解質(zhì)濃
pH
原
HCl 電解質(zhì)溶液復(fù)放氧陰極:電解質(zhì)陽離子放電 CuSO4 電解生酸型 陽極:水放O2生酸 質(zhì)和水 成新電解質(zhì)
小
增大
小 大
減銅
電解水型 陰極:4H+4e-== 2H2 ↑ 陽極:4OH-4e-== O2↑+ 2H2O
NaOH
水
增水
H2SO4 減
Na2SO4
變
上述四種類型電解質(zhì)分類:
(1)電解水型:含氧酸,強(qiáng)堿,活潑金屬含氧酸鹽
(2)電解電解質(zhì)型:無氧酸,不活潑金屬的無氧酸鹽(氟化物除外)(3)放氫生堿型:活潑金屬的無氧酸鹽(4)放氧生酸型:不活潑金屬的含氧酸鹽
二、電解原理的應(yīng)用
1、電解飽和食鹽水以制造燒堿、氯氣和氫氣
(1)、電鍍應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的方法(2)、電極、電解質(zhì)溶液的選擇:
陽極:鍍層金屬,失去電子,成為離子進(jìn)入溶液 M— ne== M 電解質(zhì)溶液:含有鍍層金屬離子的溶液做電鍍液 鍍銅反應(yīng)原理
陽極(純銅):Cu-2e-=Cu2+,陰極(鍍件):Cu2++2e-=Cu,電解液:可溶性銅鹽溶液,如CuSO4溶液(3)、電鍍應(yīng)用之一:銅的精煉
陽極:粗銅;陰極: 純銅電解質(zhì)溶液: 硫酸銅
3、電冶金
(1)、電冶金:使礦石中的 金屬陽離子 獲得電子,從它們的化合物中還原出來用于冶煉活潑金屬,如鈉、鎂、鈣、鋁
(2)、電解氯化鈉:
通電前,氯化鈉高溫下熔融:NaCl == Na + + Cl-通直流電后:陽極:2Na+ + 2e-== 2Na 陰極:2Cl-— 2e-== Cl2↑
☆規(guī)律總結(jié):原電池、電解池、電鍍池的判斷規(guī)律
(1)若無外接電源,又具備組成原電池的三個條件。①有活潑性不同的兩個電極;②兩極用導(dǎo)線互相連接成直接插入連通的電解質(zhì)溶液里;③較活潑金屬與電解質(zhì)溶液能發(fā)生氧化還原反應(yīng)(有時是與水電離產(chǎn)生的H+作用),只要同時具備這三個條件即為原電池。
(2)若有外接電源,兩極插入電解質(zhì)溶液中,則可能是電解池或電鍍池;當(dāng)陰極為金屬,陽極亦為金屬且與電解質(zhì)溶液中的金屬離子屬同種元素時,則為電鍍池。
(3)若多個單池相互串聯(lián),又有外接電源時,則與電源相連接的裝置為電解池成電鍍池。若無外接電源時,先選較活潑金屬電極為原電池的負(fù)極(電子輸出極),有關(guān)裝置為原電池,其余為電鍍池或電解池。
☆ 原電池,電解池,電鍍池的比較
原電池
性質(zhì) 類別
定義
(裝置特點(diǎn))反應(yīng)特征
裝置特征
將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置
將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置
應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一側(cè)層其他金屬
電解池
電鍍池
自發(fā)反應(yīng) 無電源,兩級材料不同
非自發(fā)反應(yīng) 有電源,兩級材料可同可不同
兩電極連接直流電源 兩電極插入電解質(zhì)溶
非自發(fā)反應(yīng)
有電源
形成條件
極
活動性不同的兩1鍍層金屬接電源正極,待鍍金屬接負(fù)極;2電鍍液必須含有鍍層金屬的離子
電解質(zhì)溶液 形成閉合回路
電極名稱
屬
正極:較不活潑負(fù)極:較活潑金
液
形成閉合回路 陽極:與電源正極相連
陰極:與電源負(fù)極相
名稱同電解,但有限制條件
陽極:必須是鍍層金屬 陰極:鍍件 金屬(能導(dǎo)電非金屬)連
電極反應(yīng) 負(fù)極:氧化反應(yīng),金屬失去電子
陽極:氧化反應(yīng),溶陽極:金屬電極失去電子 陰極:電鍍液中陽離子得到電子
液中的陰離子失去電子,或
電極金屬失電子
正極:還原反應(yīng),溶液中的陽離子的電氧腐蝕)
電子流向
負(fù)極→正極
電源負(fù)極→陰極 陰極:還原反應(yīng),溶子或者氧氣得電子(吸液中的陽離子得到電子
同電解池
電源正極→陽極
溶液中帶電粒子的移動 動
陰離子向負(fù)極移動
聯(lián)系
在兩極上都發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng) 陽離子向正極移
陽離子向陰極移動 陰離子向陽極移動
同電解池
☆☆原電池與電解池的極的得失電子聯(lián)系圖:
陽極(失)e-正極(得)e-負(fù)極(失)e-陰極(得)
第四節(jié) 金屬的電化學(xué)腐蝕和防護(hù)
一、金屬的電化學(xué)腐蝕(1)金屬腐蝕內(nèi)容:
(2)金屬腐蝕的本質(zhì):都是金屬原子 失去 電子而被氧化的過程
條件 現(xiàn)象 本質(zhì) 關(guān)系 電化腐蝕
不純金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸 有微弱的電流產(chǎn)生
較活潑的金屬被氧化的過程
化學(xué)腐蝕
金屬與非電解質(zhì)直接接觸 無電流產(chǎn)生 金屬被氧化的過程
化學(xué)腐蝕與電化腐蝕往往同時發(fā)生,但電化腐蝕更加普遍,危害更嚴(yán)重
(4)、電化學(xué)腐蝕的分類:
析氫腐蝕——腐蝕過程中不斷有氫氣放出
①條件:潮濕空氣中形成的水膜,酸性較強(qiáng)(水膜中溶解有CO2、SO2、H2S等氣體)②電極反應(yīng):負(fù)極: Fe – 2e-= Fe2+ 正極: 2H+ + 2e-= H2 ↑
總式:Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 ↑ 吸氧腐蝕——反應(yīng)過程吸收氧氣 ①條件:中性或弱酸性溶液
②電極反應(yīng):負(fù)極: 2Fe – 4e-= 2Fe2+ 正極: O2+4e-+2H2O = 4OH-總式:2Fe + O2 +2H2O =2 Fe(OH)2 離子方程式:Fe2+ + 2OH-= Fe(OH)2 生成的 Fe(OH)2被空氣中的O2氧化,生成 Fe(OH)3,F(xiàn)e(OH)2 + O2 + 2H2O == 4Fe(OH)3 Fe(OH)3脫去一部分水就生成Fe2O3·x H2O(鐵銹主要成分)規(guī)律總結(jié):
金屬腐蝕快慢的規(guī)律:在同一電解質(zhì)溶液中,金屬腐蝕的快慢規(guī)律如下: 電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕>有防腐措施的腐蝕
防腐措施由好到壞的順序如下:
外接電源的陰極保護(hù)法>犧牲負(fù)極的正極保護(hù)法>有一般防腐條件的腐蝕>無防腐條件的腐蝕
二、金屬的電化學(xué)防護(hù)
1、利用原電池原理進(jìn)行金屬的電化學(xué)防護(hù)
(1)、犧牲陽極的陰極保護(hù)法
原理:原電池反應(yīng)中,負(fù)極被腐蝕,正極不變化
應(yīng)用:在被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備上裝上若干鋅塊,腐蝕鋅塊保護(hù)鋼鐵設(shè)備
負(fù)極:鋅塊被腐蝕;正極:鋼鐵設(shè)備被保護(hù)
(2)、外加電流的陰極保護(hù)法
原理:通電,使鋼鐵設(shè)備上積累大量電子,使金屬原電池反應(yīng)產(chǎn)生的電流不能輸送,從而防止金屬被腐蝕
應(yīng)用:把被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備作為陰極,惰性電極作為輔助陽極,均存在于電解質(zhì)溶液中,接上外加直流電源。通電后電子大量在鋼鐵設(shè)備上積累,抑制了鋼鐵失去電子的反應(yīng)。
2、改變金屬結(jié)構(gòu):把金屬制成防腐的合金
3、把金屬與腐蝕性試劑隔開:電鍍、油漆、涂油脂、表面鈍化等(3)金屬腐蝕的分類:
化學(xué)腐蝕— 金屬和接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕
電化學(xué)腐蝕— 不純的金屬跟電解質(zhì)溶液接觸時,會發(fā)生原電池反應(yīng)。比較活潑的金屬失去電子而被氧化,這種腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕。