1.表示方法:化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示
公式:v=△c/△t 单位:mol/(L·s)或mol/(L·min)
注意:① 由于反应过程中,随着反应的进行,物质的浓度不断地发生变化(有时温度等也可能变化),因此在不同时间内的反应速率是不同的。通常我们所指的反应速率是指平均速率。
② 同一化学反应的速率可以用不同物质浓度的变化来表示,其数值不一定相同,但都表示该反应的反应速率。其数值之比等于化学计量数之比:对于反应:mA+nB pC+qD
则有:VA∶VB∶VC∶VD=m∶n∶p∶q
③固体或纯液体(或溶剂)的浓度为常数,一般不用来表示反应速率
④同一个反应的速率在一段时间内:一般靠前时间段内的反应速率比靠后时间段内的反应速率快,因为浓度随反应进行而减小。(但有些放热反应一开始由于温度升高,反应速率可能先加快后再减慢。)
5、原电池原理和电解原理的应用:
(1)原电池原理的应用:
金属的腐蚀:化学腐蚀:
电化学腐蚀:钢铁的吸氧腐蚀:
钢铁的析氢腐蚀:
金属的防护:覆盖保护层、改变内部结构、利用原电池原理、利用电解原理
加快反应速率:
(2)电解原理的应用:
I:氯碱工业:实验原理:化学反应_________________________离子反应_________________________
实验装置:
实验现象及产物的检验:阴极区: 阳极区:
饱和食盐水的精制:泥沙、SO42-、Ca2+、Mg2+的去除:
II:铜的电解精炼(或其它金属的电解精炼): 粗铜中含Zn、Fe、Ag、Au等杂质
原理:阳极:粗铜,电极反应:Cu-2e- = Cu2+(主要),Zn-2e-=Zn2+ Fe-2e-=Fe2+( 次要)
阴极:Cu2++2e-=Cu 电解质溶液:CuSO4溶液
阳极泥:
III:电镀:阴极:镀件
阳极:镀层金属
电镀液:含镀层金属阳离子的盐溶液作电镀液
特点:理论上电镀液的组成及酸碱性保持不变
IV:电解熔融盐制活泼金属:见化学与技术P37页
钠: 镁: 铝:
V:电解法测阿伏加德罗常数:见实验化学P70页
VI:法拉第定律和法拉第常数的测定:见化学与技术P31页
VII:海水的淡化:膜法淡化海水:见化学与技术P13页
膜法电解Na2SO4溶液制硫酸和NaOH:见化学与技术P32页第7题
专题二:化学反应速率与化学平衡
4、电解规律:
(1)阴阳两极的放电顺序:阴极:
阳极:
(2)常见的电解类型(阴阳极均采用惰性电极):
类型 |
实例 |
阴极反应 |
阳极反应 |
总反应 |
恢复原溶液 |
电解电解质型 |
HCl |
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CuCl2 |
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电解水型 |
H2SO4 |
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NaOH |
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Na2SO4 |
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放氢生碱型 |
NaCl |
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|
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放氧生酸型 |
CuSO4 |
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3、常见的原电池
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负极反应 |
正极反应 |
原电池总反应 |
介质酸碱性 |
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锌锰干电池 |
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Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2 |
碱性 |
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铅蓄电池 |
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Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+H2O |
酸性 |
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银锌电池 |
|
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Zn+Ag2O=ZnO+2Ag |
碱性 |
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燃 料 电 池 |
氢氧燃料电池 |
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2H2 +
O2 == 2H2O |
酸性 |
|
|
碱性 |
|||
甲醇 |
|
|
|
碱性 |
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熔融盐燃料电池 |
2CO+2CO32-4e-== 4CO2 |
|
2CO+O2
== 2CO2 |
Li2CO3和Na2CO3熔融盐 |
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铝、空气、海水电池 |
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|
4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3 (实质为金属的吸氧腐蚀) |
海水 |
|
注意:蓄电池要注意充电和放电的方向;蓄电池在充电时与电源连接方式:正接正、负接负。 |
2、原电池与电解池的构造比较:
装置 |
原电池 |
电解池 |
组成 条件 |
1、两个活泼性不同的电极 2、电解质溶液; 3、形成闭合的电路 |
1、两个电极(活泼性可同也可不同); 2、电解质溶液(或熔化的电解质) 3、直流电源; 4、闭合回路 |
电极名 称及电 极反应 |
负极:电子流出,还原剂,发生氧化反应 正极:电子流入,氧化剂,发生还原反应 |
阴极:与直流电源负极相连的电极,阳离子得电子发生还原反应 阳极:与直流电源正极相连的电极,阴离子(或活性电极)失电子发生氧化反应 |
能量转化 |
化学能转化为电能 |
电能转化为化学能 |
典型装置 及电子和 阴阳离子 的流向 |
|
|
1、原电池与电解池的反应原理比较:
原电池:将自发进行的氧化还原反应分开在两极上进行,使电子的转移通过导线定向移动形成电流,从而实现化学能向电能的转变。
电解池:利用外电源使氧化还原反应(一般不能自发进行)分开在两极上进行,从而将电能转化为化学能。
2、新能源:太阳能、氢能、地热能、风能、生物质能等,特点:资源丰富、可再生,无污染或少污染。
1、化石能源:煤、石油、天然气;缺点:蕴藏量有限,不能再生,利用率低,污染环境。
3、利用键能进行计算:
例题:.CH3-CH3→CH2=CH2+H2,有关化学键的键能如下:试计算该反应的反应热。
化学键 |
C-H |
C=C |
C-C |
H-H |
键能(kJ/mol) |
414.4 |
615.3 |
347.4 |
435.3 |
2、盖斯定律及其应用:一个化学反应,不论是一步完成还是分几步完成,其总的热效应是完全相同的。
例题: 科学家盖斯曾提出:“不管化学过程是一步完成或分几步完成,这个总过程的热效应是相同的。”利用盖斯定律可测某些特别反应的热效应。
① P4(s,白磷)+5O2(g)=P4O10 (s) △H1=-2983.2kJ/mol
② P (s,红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10 (s);△H2=-738.5kJ/mol
则白磷转化为红磷的热化学方程式 。相同的状况下,能量较低的是 ;白磷的稳定性比红磷 (添“高”或“低”)。
例题:已知在298K时,C(石墨)、CO(g)燃烧的热化学方程式如下:
C(石墨)+O2(g) == CO2(g) △H1=-393.5kJ/mol CO(g)+1/2O2(g) == CO2(g) △H2=-283.0kJ/mol
试求反应C(石墨)+1/2O2(g)== CO(g)的焓变△H3
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