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第一章化学反应与能量卷柏：2014年2月9日,第一节化学反应与能量的变化,从物质的角度：,有新物质生成,从微粒的角度：,原子重新组合的过程,从化学键的角度：,旧键的断裂和新键的形成,从能量的角度:,释放或贮存能量的过程,化学反应的本质,一、焓变反应热,1、反应热,恒(等)压过程：反应前后压强不变，体积改变敞口、针筒、活塞,在化学反应过程中放出或吸收的热量,恒(等)容过程：反应前后体积不变，压强改变密闭容器、体积不变容器,2、焓变,焓：热力学状态函数。,焓变：在一定条件下（恒压）的反应热生成物与反应物的焓值差,焓变符号：H,焓变单位：kJ/mol,测量条件：恒压下，一般为敞口容器中,“+”：吸热，环境对体系做功自身能量增加“-”：放热，体系对环境做功自身能量减少,3、反应热产生的原因,从物质所具有的能量角度,反应物的总能量生成物的总能量,生成物的总能量反应物的总能量,H0,HQ2,H1H2,注意：,对于可逆反应，当反应逆向进行时，其反应热与正反应的数值相等，符号相反。,其反应热是指反应物完全转变成生成物放出或吸收的热量。,6、已知：C(s)+O2(g)=CO2(g)H=-393.5kJ/mol要获得1000kg热量，需燃烧多少克碳？,30.5g,备用：已知：S(s)+O2(g)=SO2(g)H=-290.6kJ/mol求1.6g硫燃烧成为SO2气体,放出多少热量？,14.53kJ,三、中和反应反应热的测定,1、中和热,酸与碱反应生成1molH2O时释放的热量称中和热。,数值：稀溶液中，强酸和强碱中和时H=-57.3kJ/mol,2、中和反应反应热的测定,原理：Q=mct,仪器及药品,实验步骤,实验步骤：,a、在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条），大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，以达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的，如上图所示。该实验也可在保温杯中进行。,b、用一个量筒量取50mL0.5mol/L盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记录。把温度计上的酸用水冲洗干净。,c、用另一个量筒量取50mL0.55mol/L氢氧化钠，并用温度计测量氢氧化钠的温度，记录。,d、把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯（注意不要洒在外面），盖好盖板。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确量取混合溶液的最高温度，记为终止温度，记录。,e、重复实验步骤24三次,如何提高中和热测定的准确度呢？,增强保温、隔热措施，减少实验过程中热量的损失。不断搅动，使热量分散均匀使用稀酸溶液和稀碱溶液，减少溶解热的干扰使用强酸和强碱溶液，减少电离热效应的干扰,第一章化学反应与能量,第二节燃烧热能源,若2.6g乙炔（C2H2，气态）完全燃烧生成液态水和CO2（g）时放热130kJ。则乙炔燃烧的热化学方程式为:,C2H2(g)5/2O2(g)=2CO2(g)H2O（l）H=1300kJ/mol,2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l)H=2600kJ/mol,反应热,燃烧热,中和热,。,溶解热,一、燃烧热,1、定义,101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。,例子：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)H=-890.3kJ/mol890.31kJ/mol就是甲烷的燃烧热,2、注意问题：,研究内容：放出的热量（H(2)=(3),练习：在25时，向100mL含HCl14.6g的盐酸中，放入5.6g铁粉，反应进行到2s时收集到氢气1.12L(标况)，之后反应又进行了4s，铁粉全溶解。若不考虑体积变化，则：(1)前2s内用FeCl2表示的平均反应速率为；(2)后4s内用HCl表示的平均反应速率为；(3)前2s与后4s比较，反应速率较快，其原因可能。,0.25mol/(Ls),0.25mol/(Ls),前2s,前2s时段盐酸浓度比后4s时段大,练习：1、在2L的密闭容器中，发生下列反应：3A(g)+B(g)=2C(g)+D(g)。若最初加入的A和B都是4mol，在前10sA的平均反应速率为0.12mol/Ls，则10s时，容器中B的物质的量为。,2、一定温度下，向一容积为2L的真空容器中加入1mol氮气，3mol氢气，3min后测得容器内的压强是起始时压强的0.9倍，在此时间内用氢气的变化来表示反应速率为。,3.2mol,0.1mol/(Lmin),根据下图填空:,(1)反应物是_;生成物是_。(2)2min内A、B、C三者的反应速率是多少？该反应的化学方程式是_,、,二、化学反应速率模型,1、有效碰撞,并不是每次碰撞都能发生化学反应，只有其中的部分气体的碰撞能发生化学反应有效碰撞,活化分子、正确取向,（1）碰撞过轻（2）碰撞取向不好（3）活化分子的有效碰撞,HI分子的几种可能的碰撞模式,分子运动,分子具有足够能量,有合适的取向,n活=n总活%,有效碰撞理论,反应速率与活化分子的百分率（活%）成正比,二、化学反应速率模型,2、活化分子,具有较高能量，能够发生有效碰撞的分子,发生有效碰撞的分子一定是活化分子，但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞。,二、化学反应速率模型,3、活化能,E1是反应的活化能,E2是活化分子变成生成物分子放出的能量,E2-E1是,反应热,第二章化学反应速率和化学平衡,第二节影响化学反应速率的因素,主要因素：参加反应的物质的性质,外界条件：,浓度、压强、温度、催化剂等,光、电磁波、超声波、反应物颗粒的大小、溶剂的性质、原电池等。,次要因素:,化学反应速率的影响因素,一、浓度对反应速率的影响,1、结论：当其它条件不变时，增加反应物的浓度，可增大反应速率。,2、微观解释,单位体积内活化分子数增多,活化分子百分数不变（与温度、活化能有关）,有效碰撞次数增多，反应速率加快,3、适用范围,适用范围：气体、溶液（固体或纯液体的浓度视为常数）,二、压强对反应速率的影响,1、结论：当其它条件不变时，增加压强，可增大反应速率。,2、微观解释,单位体积内活化分子数增多,活化分子百分数不变（与温度、活化能有关）,有效碰撞次数增多，反应速率加快,只适用于气体（必须引起反应或生成物气体浓度改变）,3、适用范围,三、温度对反应速率的影响,1、结论：当其它条件不变时，升高温度，化学反应速率一般要加快。,2、微观解释,活化分子百分数增加（主要）,碰撞频率提高（次要）,3、适用范围,所有状态所有反应,温度每升高10，v增大到原来的24倍,四、催化剂对反应速率的影响,1、结论：使用催化剂可加快化学反应速率,2、微观解释,降低反应所需的活化能使得活化分子百分数增加,3、适用范围,催化剂具有专一性,1、决定化学反应的主要因素是A、温度B、压强C、浓度D、催化剂E、反应物本身的性质2、盐酸与碳酸钙固体反应时，能使反应的初速率明显加快的是A、增加碳酸钙固体的量B、盐酸的量增加一倍C、盐酸的用量减半，浓度加倍D、碳酸钙固体减半，盐酸浓度加倍,3、足量铁粉与一定量盐酸反应，为了减慢反应速率，但不减少氢气的产量，可加入下列物质中的A、水B、NaOH固体C、Na2CO3固体D、NaCl溶液,4、增加压强，下列反应速率不会变大的是A、碘蒸气和氢气化合成碘化氢B、稀硫酸和氢氧化钠溶液反应C、二氧化碳通入澄清石灰水中D、氨的催化氧化,5、在一定温度下的密闭容器中发生的反应N22O22NO2，下列措施能加快反应速率的是A、缩小体积使压强增大B、恒容，充入氮气C、恒压，充入HeD、恒容，充入HeE、恒压，充入氮气,增大反应物的浓度使反应速率加快的主要原因（）对于气体参与体系增大压强使反应速率加快的主要原因是（）升高温度使反应速率加快的主要原因是（）使用催化剂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总数B、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D、降低反应所需的能量，使活化分子百分数增加,A,A,C,D,1、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（）A、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半C、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E、加入CaCl2溶液F、加入CaCl2固体G、将CaCO3用CaCO3粉末代替,BG,2、硫代硫酸钠（Na2S2O3）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：（）（1）10时0.1mol/LNa2S2O3和0.1mol/LH2SO4各5mL（2）10时0.1mol/LNa2S2O3和0.1mol/LH2SO4各5mL，加水10mL（3）20时0.1mol/LNa2S2O3和0.1mol/LH2SO4各5mL（4）20时0.2mol/LNa2S2O3和0.1mol/LH2SO4各5mL，加水10mL,C,第二章化学反应速率和化学平衡,第三节化学平衡,一、可逆反应与不可逆反应,1、可逆过程,固体溶质溶液中的溶质,溶解,结晶,现象：浓度不变或晶体质量不变,本质：溶解速率=析出速率,为什么饱和溶液不再溶解溶质？,2、可逆反应,在同一条件下，既能向正反应方向进行同时又能向逆反应方向进行的反应,特点：同一条件、同时进行、反应物生成物同时存在（反应不能进行到底）,V=1L的密闭容器，800，1atm,CO+H2OCO2+H2,催化剂,高温,根据浓度对反应速率的影响试画出该反应的速率与时间的图象,V正,V逆,V正V逆,二、化学平衡状态,1、化学平衡状态,指在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。,前提条件：,一定条件（T、P、V）,研究对象：,密闭容器的可逆反应,平衡本质：,V正=V逆0,平衡标志：,各物质的浓度不变,V=1L的密闭容器，800，1atm,CO+H2OCO2+H2,始0.10.100（mol/L)0.5min0.080.080.020.021min0.060.060.040.042min0.050.050.050.054min0.050.050.050.05,催化剂,高温,2、化学平衡的特征,动：,动态平衡,等：,V正=V逆0,定：,反应条件一定,反应混合物中各组分的浓度一定,变：,条件改变，平衡将被破坏。,在一定温度下，反应X2(g)Y2(g)2XY(g)达到平衡的标志是单位时间内同时生成nmolX2和nmolXY单位时间内生成2nmolXY的同时生成nmolY2容器内总压强不随时间变化单位时间内有nmolXX键断裂，同时有nmolYY键断裂单位时间内生成nmolX2同时生成nmolY2V正V逆0,在一定温度下，反应X2(g)Y2(g)2XY(g)达到平衡的标志是X2、Y2或XY的浓度不再随时间的改变而改变容器中X2、Y2、XY物质的量之比为112X2、Y2的物质的量浓度相等容器中气体的总质量不随时间的改变而改变若只有X2有颜色，容器中的颜色不随时间的改变而改变,3、化学平衡状态的判定,浓度、温度、颜色、各种分数、转化率,总压强、总体积、总物质的量、密度平均分子量,速率相等,同一物质，正逆反应,不同物质，正逆反应速率成比例,三、化学平衡的影响因素,1、浓度因素,增大反应物浓度，平衡向正向移动,Fe3+3SCNFe(SCN)3,Cr2O72+H2O2CrO42+2H+,黄,红,橙,黄,2、温度因素,升高温度，平衡向吸热反应正向移动,2NO2(g)N2O4(g)H=-56.9kJ/mol,红棕色,无色,3、压强因素,同浓度增大压强，向气体系数和小的方向移动,4、催化剂因素（不使平衡移动）,5、勒夏(沙)特列原理,如果改变影响平衡的条件之一，平衡将向着减弱这种改变的方向移动,练习：判断平衡移动的方向,P,T,加C,通入O2,通入O2,加入CaCO3,加入NH4Cl,练习：,1、2NO2N2O4,P,正,P,逆,2、2NH3N2+3H2,逆,正,3、3NO2+H2O2HNO3+NO,正,逆,4、CO+H2O(g)CO2+H2,5、CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5（液）+H2O,牙齿的损坏实际是牙釉质Ca5(PO4)3OH溶解的结果。在口腔中存在着如下平衡：Ca5(PO4)3OH5Ca2+3PO43-+OH-当糖附着在牙齿上发酵时，会产生H+，试用化学平衡理论说明经常吃甜食对牙齿的影响。,联系实际健康生活,练习1:,在新制的氯水中存在下列平衡：Cl2+H2OHCl+HClO，若向氯水中投入少量CaCO3粉末,则：A、平衡不移动B、平衡向正反应方向移动，氯水颜色变浅C、平衡移动，且HClO浓度减小D、平衡移动，且HClO浓度增大,B、D,练习2:,在某容器中，C+H2O(g)CO+H2反应达到平衡，在温度、体积不变的情况下，向容器中充入一定量H2，当建立新平衡时：A、CO、H2的浓度都比原平衡时的要小B、CO、H2的浓度都比原平衡时的要大C、H2、H2O(g)的浓度都比原平衡时的要大D、CO、H2O(g)的浓度都比原平衡时的要大,C,练习3:,当化学反应PCl5PCl3+Cl2处于平衡状态时，向其中加入一种37Cl含量较多的Cl2，平衡发生移动。在建立新平衡以前，PCl3中所含37Cl的质量分数比原平衡状态时（“增加”或“减少”），理由是,增加,平衡左移，使PCl5中37Cl增加，PCl5分解生成的PCl3中37Cl也会增加。,四、化学平衡图像,1、速率平衡图像,像谁动，谁在上上下动，看速率,上图表示该反应的速率（v）随时间（t）变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中正确的是（）At2时加入了催化剂Bt3时降低了温度Ct5时增大了压强Dt5时增大了X浓度,A,2、拐点图像,先拐先平数值大，固定一个看其他,mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g);H=QkJ/mol,0,T1T2,Q0,判断:,mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g);H=QkJ/mol,P2,P1,A转化率,时间,0,判断:,P1P2,m+np+q,T2，正反应吸热BT1T2，正反应放热DT1,Q0,等温线,k，未达平衡，逆向进行。,QC=k,达平衡，平衡不移动。,QCk,未达平衡，正向进行。,判断反应方向,例题:高炉炼铁中发生的反应有:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g);H,k,QC=k,QCk,逆向进行,平衡不移动,正向进行,K105，认为正反应进行得较完全K10-5认为正反应很难进行（逆反应较完全）10-5K105认为是可逆反应,N2(g)+O2(g)2NO(g)K=110-30(298K),D.CO(g)C(s)1/2O2,B.2N2O5(g)4NO2(g)O2(g),A.(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g),C.MgCO3(s)MgO(s)CO2(s),常温下下列反应向那个方向进行？,化学反应进行的快慢,化学反应的限度,化学反应进行的方向,化学反应速率,化学平衡,?,化学反应原理,第二章化学反应速率和化学平衡,第四节化学反应进行的方向,镁条燃烧；酸碱中和；铁器暴露在潮湿空气中会生锈；甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧，锌遇CuSO4溶液自动反应生成Cu和ZnSO4等,自然界中水总是从高处往低处流；电流总是从高电势流向低电势；室温下冰块自动融化；墨水扩散；食盐溶解于水；火柴棒散落等。,自发过程：在一定条件下，不借助外部力量就能自动进行的过程,自发反应：在给定的一组条件下，一个反应可以自发地进行到显著程度，就称为自发反应。,镁条燃烧；酸碱中和；甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧,自然界中水总是从高处往低处流；电流总是从高电势流向低电势；,1、反应方向的焓判据（能量判据）,体系趋向于从高能状态转变为低能状态,H0）的倾向，,化学反应的越大，越有利于反应自发进行,在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，这个原理叫做熵增原理,判断下列过程的熵变大于零还是小于零1、H2O(s)H2O(l)H2O(g)2、CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)3、NaOH（s）=Na+(aq)+OH-(aq)4、N2(g)+3H2(g)2NH3(g),S0,S0,S0,S0,少数熵减小的反应，在一定条件下也可以自发地进行,自发进行,不自发进行,不能定性判断,不能定性判断,H0,S0,S0,SK2，因此以第一步电离为主,在醋酸溶液中，存在如下电离平衡：,加入固体NaOH，电离平衡向_反应方向移动，c(H)_,加入固体CH3COONa，电离平衡向_反应方向移动，c(H)_,滴入少量浓硫酸，电离平衡向_反应方向移动，c(H)_,加入同浓度的醋酸，电离平衡_，c(H)_,正,减小,减小,逆,逆,增大,不变,不变,4、电离平衡的移动,电离吸热,越稀越电离，越热越电离,升高温度，电离平衡向_反应方向移动，c(H)_,加水，电离平衡向反应方向移动，C（H+）。,正,正,减小,增大,.下列叙述正确的是（）A.强弱电解质的根本区别在于电离时是否存在电离平衡B.所有的离子化合物都是强电解质，所有的共价化合物都是弱电解质C.强电解质的水溶液中只有离子，没有分子D.强电解质融化状态下都能导电,A,一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时，为减缓反应速率而不影响生成氢气的总量，可向盐酸中加入适量的（）A.NaOH(固）B.H2OC.NH4Cl（固）D.CH3COONa(固）,BD,E.降低温度F.NaCl溶液,EF,有H+浓度相同、体积相等的三种酸a、盐酸b、硫酸c、醋酸，同时加入足量的锌，则开始反应时速率_，反应完全后生成H2的质量_。,a=b=c,a=b,7,pHNaClONa2CO3CH3COONa,Na2SO4,(NH4)2SO4NaHSO4,7:,0,越热越水解,浓度：,温度：,越稀越水解,溶液的酸、碱性：,加酸,加碱,加盐,3mLCH3COONa溶液后，滴加酚酞，有何现象？将溶液加热后，颜色有何变化？,0.1mol/L的NaCl溶液中,Na+、Cl、H+、OH,设Na+、Cl、H+、OH分别表示四种离子的物质的量浓度，则完成下列各关系式子,存在哪些离子,建立一个只含有Na+、Cl的等式,建立一个只含有Na+、Cl、H+、OH的等式,建立一个只含有H+、OH的等式,a.建立一个只含有Na+、Cl的等式,b.建立一只含有Na+、Cl、H+、OH的等式,c.建立一个只含有H+、OH的等式,Na+=SO42,Na+H+=Cl+OH,H+=OH,0.1mol/L的Na2SO4溶液中,Na+、SO42、H+、OH,设Na+、SO42、H+、OH分别表示四种离子的物质的量浓度，则完成下列各关系式子,存在哪些离子,建立一个只含有Na+、SO42的等式,建立一个只含有Na+、SO42、H+、OH的等式,建立一个只含有H+、OH的等式,a.建立一个只含有Na+、SO42的等式,b.建立一个只含有Na+、SO42、H+、OH的等式,c.建立一个只含有H+、OH的等式,Na+=SO42,Na+H+=2SO42+OH,H+=OH,溶质浓度关系,溶液中的电荷关系,水电离出的两种离子的关系,4、水溶液中的三个守恒,物料守恒,溶液中某一组分的原始浓度应该等于它在溶液中各种存在形式的浓度之和,电荷守恒,溶液中正负电荷总数相等,质子守恒,水电离出的H+存在形式各浓度之和与水电离出的OH存在形式各浓度之和相等,【例1】写出CH3COONa溶液中的三个守恒,Na+、CH3COO、CH3COOH、H+、OH,物料守恒,电荷守恒,质子守恒,CH3COO+CH3COOH=Na+,CH3COO+OH=Na+H+,OH=CH3COOH+H+,【例2】写出Na2CO3溶液中的三个守恒,Na+、CO32、HCO3、H2CO3、H+、OH,物料守恒,电荷守恒,质子守恒,Na+=CO32+HCO3+H2CO3,H+Na+=2CO32+HCO3+OH,OH=HCO3+2H2CO3+H+,写出NH4Cl溶液中的三个守恒,写出CuCl2溶液中的三个守恒,相同浓度的下列溶液中，c(CO32-)的大小关系依次（）Na2CO3NaHCO3NH4HCO3(NH4)2CO3,5、盐类水解反应的利用,实验室配制FeCl3CuSO4溶液为何易浑浊，如何克服？,将FeCl3CuSO4溶液蒸干灼烧，最终得到什么物质？,盐类水解与温度,为什么生活中常用Na2CO3溶液代替NaOH溶液去油污？热水好还是冷水好？,双水解,泡末灭火器是Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液混合产生大量CO2来灭火的，分析产生CO2的原理,草木灰不能与铵态氮肥混用,胶体（纳米材料）制备,明矾为何会净水,氢氧化铁胶体的制备,长期使用(NH4)2SO4化肥，土壤会酸化,Mg放入NH4Cl溶液中会有小气泡,相同浓度，相同温度的Na2CO3、NaHCO3水解程度哪个大，pH值哪个大？,要使CH3COONa中CH3COO-浓度与Na+浓度相等，应采取什么措施？,其它问题,第三章水溶液中的离子平衡,第四节难溶电解质的溶解平衡,固体溶质溶液中的溶质,溶解,结晶,现象：浓度不变或晶体质量不变,本质：溶解速率=析出速率,为什么饱和溶液不再溶解溶质？,【知识回顾】2-3可逆过程,向小试管加少量水中，再加入AgCl，则溶液是否达到饱和呢？,如何来表示呢？,一、Ag+和Cl的反应真能进行到底吗？,1、沉淀溶解平衡,在一定条件下，难溶电解质溶解成离子的速率等于离子重新结合成沉淀的速率，溶液中各离子的浓度保持不变的状态,2、沉淀溶解平衡的表示,AgCl(s)Ag+(aq)+Cl(aq),3、沉淀溶解平衡的特点,动、等、定、变（一切平衡的特点）,4、沉淀溶解平衡的影响因素,内因：电解质本身的性质。,只要是饱和溶液都存在溶解平衡。,绝对不溶的物质是没有的,不同难物其溶解度差别也很大,0.01g,10g,m,难溶,微溶,易溶,可溶,1g,外因,加相同离子，沉淀。,温度：,升温，多数溶解,浓度：,加水，溶解；,压强（气体）：,加压，多数溶解,(气体，Ca(OH)2除外),AgCl(s)Ag+(aq)+Cl(aq),5、沉淀溶解平衡常数,AgCl(s)Ag+(aq)+Cl(aq),沉淀溶解平衡常数KSP，又称溶度积,BmAn(s)Bm+(aq)+An(aq),二、沉淀反应的应用,1、沉淀的生成,调pH值,如：工业原料氯化铵中混有氯化铁，加氨水调pH值至78,Fe3+3NH3H2O=Fe(OH)3+3NH4,工业除去沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀剂,Cu2+S2=CuSHg2+S2HgS,加沉淀剂,2、沉淀的溶解,原理:化学平衡移动,FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2溶于强酸,难溶于水的盐溶于酸中,CaCO3溶于盐酸,如：AgCl溶于NH3的水溶液中,难溶于水的盐溶其它物质中,3、沉淀的转化,原理:不同物质的Ksp不同，以此进行转化,锅炉水垢中含有CaSO4，可先用Na2CO3溶液处理，使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3,CaSO4SO42-+Ca2+,锅炉除水垢,当QcKsp时过饱和溶液，有沉淀生成当Qc=Ksp时饱和溶液，为溶解平衡状态当QcKsp时不饱和溶液，无沉淀生成,矿物的转化,分步沉淀,第四章电化学基础,第一节原电池,思考题,1、锌片和铜片插入稀硫酸的现象是什么？2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，现象是什么？3、铜片为什么有气泡产生？4、如何检验证明是那种情况?5、电子流向如何？6、该装置实现了怎样的能量转化?,1、原电池的构成条件,把化学能直接转化为电能的装置原电池,两极：,正极：,负极：,较不活泼的金属或非金属(如石墨),较活泼的金属,电解质溶液,形成闭合回路,下列装置中属于原电池的是,氧化反应,Zn2eZn2,电解质溶液,失e,沿导线传递，有电流产生,还原反应,2H2eH2,阴离子,阳离子,负极,正极,Zn2eZn22H2eH2Zn2HZn2H2(离子方程式）ZnH2SO4ZnSO4H2（化学方程式）,电极反应,负极：正极：总反应：,（氧化反应）（还原反应）,锌铜原电池,2、原电池反应原理,粒子流向,电子：负极正极,电流：正极负极,溶液中阴离子负极,溶液中阳离子正极,电极反应,负极：氧化反应,活泼金属失电子变阳离子,正极：还原反应,溶液中离子得电子,总反应：负极金属与电解液的离子反应,3、化学电池的反应本质,氧化还原反应,原电池将自发的氧化还原反应分割为氧化、还原两个反应在负、正两极同时不同地进行，正负两极上进出电子总数相等。,根据电子守恒原理进行计算,练习,1、判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式.,(),(),(),2H2eH2,负极：,总反应：,正极：,Zn2eZn2,Zn2HZn2H2,(),(),负极：,正极：,总反应：,正极：,负极：,总反应：,Zn2eZn2,2H2eH2,Zn2HZn2H2,Fe2eFe2,Cu22eCu,FeCu2Fe2Cu,FeCuSO4CuFeSO4,(),(),负极：,正极：,总反应：,Zn2eZn2,Cu22eCu,ZnCu2Zn2Cu,或ZnCuSO4ZnSO4Cu,2、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；小心的向烧杯中央滴入CuSO4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；B.保持平衡状态；C.铁圈向下倾斜；D.银圈向下倾斜；,等质量的两份锌粉a、b，分别加入过量的稀H2SO4，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，下列图表示产生H2的体积（V）与时间（t）的关系，其中正确的是：,D,X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硫酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X与Y组成原电池时，Y为负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为,A、XYZB、XZYC、YXZD、YZX,C,把A、B、C、D四块金属片用导线两两相连，浸入稀硫酸中组成原电池。若A、B相连时，A为负极；C、D相连时，D上产生大量气泡；A、C相连时，电流由C经导线流向A；B、D相连时，电子由D经导线流向B，则此4种金属的活动性由强到弱的顺序为,A、ABCDB、ACDBC、CABDD、BACD,B,4、原电池电极反应的书写方法,正极反应,负极反应,总反应,负极金属与电解质溶液的离子反应,负极金属失电子变成阳离子的反应,总反应减去负极反应,第四章电化学基础,第二节化学电源,一、一次电池,1、碱性锌锰电池,放电之后不能充电(内部的氧化还原反应不可逆),一次电池,碱性锌锰干电池,总反应：2MnO22H2OZnZn(OH)22MnOOH,负极是Zn、正极是MnO2、电解质是KOH,正极：2MnO22H2O2e2MnOOH2OH,负极：Zn2OH2eZn(OH)2,2、银锌纽扣电池,总反应：Ag2OZnZnO2Ag,负极是Zn、正极是Ag2O、电解质是KOH,正极：Ag2OH2O2e2Ag2OH,负极：Zn2OH2eZnO+H2O,二、二次电池,能量：,化学能,电能,放电,充电,蓄电池放电过程工作原理,正极：PbO2,PbO22eSO424HPbSO42H2O,负极：Pb,Pb2eSO42PbSO4,总反应：PbPbO22H2SO42PbSO42H2O,（难溶于水）,放电过程为化学电池！,镍镉电池：,负极：Cd,正极：NiO(OH),电解质：KOH,镍镉电池应用：收录机、无线对讲机、电子闪光灯、电动剃须刀等,缺点：如不会回收会严重污染环境,锂,锂电池：,可充电的绿色电池,负极：,应用：,常用在电话机、照相机、汽车、计算机等中，此外在工业、医学、军事上也有广泛的应用。,三、燃料电池,电极材料：多孔性镍、铂,电解质溶液：KOH等强碱、H2SO4等强酸、NaCl等盐溶液,1、燃料电池的构成,再写正极反应：,O22H2O4e4OH,酸性,先写总反应：燃料在氧气中的燃烧,2、燃料电池的电极反应的书写,若有CO2生成，且电解质为强碱时，考虑CO2+2OH=CO32+H2O,O24H+4e2H2O,碱性,最后写负极反应：,总反应减去正极反应,常见燃料：H2、NH3、CO、CH4、CH3OH等,第四章电化学基础,第三节电解池,下列属于原电池装置的是,B装置会出现怎么样的现象呢？,一、电解原理,1、电解池的构成条件,把电能转变为化学能的装置，又叫电解池,两极,阴极：,阳极：,与电源负极相连,与电源正极相连,电解质溶液,形成闭合回路,两极材料可同可不同,石墨、Au或Pt作为电极时称惰性电极,直流电源,2、电解池的反应原理,还原反应,Cu22eCu,电解质溶液,氧化反应,2Cl2eCl2,阴离子,阴极,阳极,石墨|石墨,正极,负极,阳离子,e,e,e,e,总反应：,粒子流向,电子：,电流：,溶液中阴离子,溶液中阳离子,电极反应,阳极：氧化反应,电极金属或溶液阴离子失电子,阴极：还原反应,溶液阳离子得电子变单质,总反应：阴阳极反应相加,2、电解池的反应原理,阳极正极,负极阴极,正极阳极,阴极负极,放电,放电,阳氧阴还,阳极,阴极,3、电解池中离子放电顺序,金属S2IBrClOH含氧酸根F,金属要求活动性Ag以前,阳极：,阳极：,AgHg2Fe3Cu2HPb2Sn2Fe2Zn2HAl3Mg2NaCa2K,较大浓度时先于H放电,3、电解池中离子放电顺序,金属S2IBrClOH,金属要求活动性Ag以前,阳极：,阳极：,AgHg2Fe3Cu2HAl3Mg2NaCa2K,4、电解反应的书写,找出溶液中所有离子,按放电顺序写出阴阳极反应,加和得到总反应,若H+、OH由水电离则总反应中需将其变成H2O所有总反应的条件均为电解,可以相同可以不同,不同,阴阳极由外电源决定与电源负极相连的为阴极与电源正极相连的为阳极,正负极由电极材料决定活泼性较强的金属做负极,阳极：氧化反应阴极：还原反应,负极：氧化反应正极：还原反应,电能化学能,化学能电能,有外加电源,本身是电源，外接用电器,负阴阳正,负导线正,下列装置是否属于电解池？若是，写出电极反应,练习：,H2SO4NaOHNa2SO4,H2O,增大,增大,增大,增大,减小,不变,加H2O,加H2O,加H2O,HClCuCl2,HClCuCl2,减小,减小,增大,增大,加HCl加CuCl2,NaClCuSO4,电解质和水,部分离子浓度减小,部分离子浓度减小,增大,减小,加HCl,加CuO,阳极:4OH-4e-=2H2O+O2阴极:4H+4e-=2H2,阳:2Cl-2e-=Cl2阴:2H+2e-=H2,阳:2Cl-2e-=Cl2阴:Cu2+2e-=Cu,阳:2Cl-2e-=Cl2阴:2H+2e-=H2,阳:4OH-4e-=2H2O+O2阴:2Cu2+4e-=2Cu,二、电解原理的应用,1、电解饱和食盐水制烧碱、氯气、氢气,工业上用电解饱和食盐水溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业,阳：2Cl2e=Cl2阴：2H+2e=H2总：2NaCl+2H2O=2NaO