第二章物质的变化及其规律周浦中学备课组.docx
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第二章物质的变化及其规律周浦中学备课组
第二部分物质变化及其规律
第一节能的转化
一、物质三态变化时的能量变化
固态
液态
气态
二、溶解过程及其能的转化
1.溶解的过程
溶解是一个复杂的过程。
通常物质溶解于水经历两个过程:
一是溶质分子(或离子)的过程,这个过程为过程;另一是溶质分子(或离子)和水分子作用,形成水合分子或水合离子的过程,称为过程,这个过程是过程。
2.溶解过程中的能量变化
溶解过程必然伴随着能量变化。
这是因为物质溶解时的两个过程都有能量变化。
扩散过程由于要克服溶质微粒之间的作用力而需要热量;而水合过程由于溶质分子或离子与水分子形成水合离子或水合分子而会热量。
显然,物质溶解过程中总的热效应取决于。
①当水合过程放出的热量扩散过程吸收的热量时,溶液温度就会升高,如、
等溶解于水;②当水合过程放出的热量扩散过程吸收的热量时,溶液温度就会降低,如等溶解于水;③当两个过程放出的热量与吸收的热量时,溶液温度基本不变,如、等溶解于水。
利用溶解过程中的热效应,可以制成热敷袋或冰袋。
化学中也可以根据溶解过程中的热效应差异来鉴别物质。
3.溶解平衡:
溶解和结晶是同时进行的相反的两个过程。
在一定条件下,当溶质的溶解速率和结晶速率时,固体溶质的质量的状态,称为溶解和结晶平衡,简称溶解平衡。
溶解平衡是一种平衡。
4.溶解和结晶的关系
(1)物质溶解和结晶是同时进行的两个相反过程,通常用“
”号表示:
当占主导地位时,过程就表现为固体的溶解;当占主导地位时,过程就表现为固体溶质从溶液中结晶析出;当两过程处于“势均力敌”状态,也就是处于状态。
溶解和结晶的关系可列表如下:
速率关系
看到现象
溶液状态
溶解速率结晶速率
溶质不断溶解
不饱和溶液
溶解速率结晶速率
溶解速率结晶速率
另外,可借助溶解度来理解两者的关系:
①当一定条件下,每100g水中所溶解溶质的质量此时的溶解度,就表现为溶解;②若此时的溶解度,则表现为结晶;若两者相等,则处于溶解平衡状态。
三、化学反应过程中能的转化
1.化学反应中能的形式及其转化
化学变化不仅有物质变化,还伴随有变化。
这是化学反应的两大基本特征。
化学变化中的能的形式有:
、、、等。
其中与相互转化是化学变化中能量转化的主要形式。
2.化学反应中的热效应
(1)化学反应所放出或吸收的热量,叫做。
化学中把有热量放出的化学反应叫做,把吸收热量的化学反应叫做。
(2)根据能量守恒定律,若反应物化学能的总和生成物化学能的总和,则该反应就是;若反应物化学能的总和生成物化学能的总和,则该反应就是。
(3)绝大多数化合反应是反应,绝大多数分解反应是反应。
燃料的燃烧反应、中和反应是反应,而盐类水解反应(及弱电解质的电离过程)是反应。
(4)从右图所示的某气体反应的能量变化分析,以下判断错误的是。
①这是一个放热反应
②该反应肯定不需加热
③生成物的总能量低于参加反应的物质的总能量
3.热化学方程式的意义及其书写
(1)热化学方程式是指用来表示化学反应所放出或吸收热量的化学方程式。
它不仅表明了化学反应中的变化,也表明了化学反应中的变化。
例如,热化学方程式H2(g)+F2(g)→2HF(g)+270kJ,其意义为:
。
(2)书写热化学方程式需要注意以下几个方面:
①书写热化学方程式时必须注明反应物和生成物的;用、、分别代表态、态、态。
②热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数只表示其,不表示,因此可以写成整数或。
③热化学方程式后要写上反应热(放热用“+”表示,吸热用“—”表示),并注明。
注意:
反应热数值要与化学方程式中对应。
④热化学方程式中的反应热是指某状态的反应物按化学方程式中的计量数时放出或吸收的热量,而不论该反应事实上是否完全进行。
3.燃料的充分利用
为了充分利用燃料,通常需要考虑两点:
一是,(例如正因为此人们会把块状固体变为,也会把液体变为等);二是,为达此目的,人们一般通过改进设备、利用余热、防止热的损失。
是工业上利用反应热的常用方法。
第二节化学反应速率和化学平衡
一、化学反应速率及其影响因素
1.什么是化学反应速率?
①化学反应速率是表示化学反应进行的快慢程度,通常用单位时间内反应物浓度的
或生成物浓度的来表示。
由此定义显然可知其计算公式为:
;单位:
。
②对于mA+nB→pC+qD的化学反应,ν(A):
ν(B):
ν(C):
ν(D)=。
2.影响化学反应速率的因素
影响化学反应速率的因素:
(1)内因,即物质的。
(2)外因,即。
①温度。
其它条件不变时,升高温度,无论吸热反应还是对放热反应,反应速率都。
②浓度。
其它条件不变时,增大反应物的浓度,反应速率将;同样绿豆大小的二块金属钠分别与不同量的水反应,速率有区别吗;石灰石与盐酸反应时,再加一块同样大小的石灰石,反应速率有变化吗,若往盐酸中加少量水,反应速率如何变化。
③压强。
对有气体参加的反应,增大压强,反应速率将。
④催化剂。
其它条件不变时,使用适宜催化剂,反应速率将。
二可逆反应化学平衡状态
1.可逆反应
(1)概念:
可逆反应是指。
(2)说明:
(1)可逆反应方程式中反应物与生成物之间通常用“”而不用“→”隔开。
(2)在任一可逆反应中,正反应、逆反应必然同时存在,不可分离。
(3)任一可逆反应,无论反应进行多长时间,反应物(填“可能”或“不可能”)100%全部转化为生成物,同样生成物也100%全部转化为反应物。
(4)科学研究表明,几乎所有的化学反应都具有可逆性,只是可逆的程度不同而已。
对于一些正、逆反应程度差异很大的反应,如强酸强碱中和反应等通常意义上不把它们被称为可逆反应。
2.化学平衡状态
(1)化学平衡状态是指,其特征是:
①“动”即化学平衡状态建立时,“ν正ν逆0”,它是一个“动态”平衡。
②“定”即化学平衡状态建立时,反应体系中各组分的含量等。
③“变”即当外界条件发生改变时,已建立起的化学平衡状态就会。
(但一段时间后它又会在新的条件下,建立起新的平衡状态)
(2)化学平衡状态的判定
①对气体反应
反应
mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g)
是否平衡
混合物体系中各成分的含量
各物质的质量分数或物质的量分数一定
各气体的体积分数一定
正、逆反应速率相等
在单位时间内消耗了mmolA,同时也生成了mmolA,即v(正)=v(逆)
在单位时间内消耗了nmolB,同时也消耗了pmolC,即v(正)=v(逆)
v(A):
v(B):
v(C):
v(D)=m:
n:
p:
q,v(正)不一定等于v(逆)
在单位时间内生成了nmolB,同时也消耗了pmolC,因均指v(逆)
压强
m+n≠p+q时,总压强一定(其他条件一定)
m+n=p+q时,总压强一定(其他条件一定)
②对任何可逆反应,判断是否达平衡的根本依据都是。
3.影响化学平衡移动的因素
1.化学平衡的移动
当影响化学平衡的条件改变时,平衡就会发生。
①当
(正)>
(逆)时,平衡向方向移动;
②当
(正)<
(逆)时,平衡向方向移动。
2.影响化学平衡的因素
(1)浓度。
增大反应物的浓度或减少生成物的浓度,平衡向方向移动;增大生成物的浓度或减少反应物的浓度,平衡向方向移动。
(注意:
和其物质的量变化时平衡不移动。
)
(2)温度。
升高温度,平衡向的方向移动,此时吸热反应和放热反应的速率都,但增大得更多;降低温度,平衡向的方向移动;此时吸热反应和放热反应的速率都,但降低得更多。
(3)压强。
增大压强,平衡向的方向移动;此时体积增大的反应和体积减少的反应速率都,但增大得更多;减小压强,平衡向的方向移动;此时体积增大的反应和体积减少的反应速率都,但减小得更多。
4.勒夏特列原理
1.勒夏特列原理(即平衡移动原理)是指
。
该原理适用于。
2.以下事实不能用勒沙特列原理解释的是()
A.升高温度NH4Cl溶解度和水解程度都增大B.加热氯化铁溶液,溶液变浑浊
C..打开啤酒瓶盖立即会气泡产生D.4000C时V2O5催化活性最大
3.2005年是勒夏特列诞生155周年。
下列事实中,能用勒夏特列原理解释的是()
A.工业上生产硫酸的过程中使用过量的空气以提高二氧化硫的利用率
B.由H2(g)、I2(g)、HI(g)组成的平衡体系,加压后颜色加深
C.实验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气
D.500℃左右比室温更有利于合成氨的反应
4.右图中a是合成氨没有使用催化剂的反应历程,b是使用了催化剂的反
应历程.。
可见在合成氨工业中,人们不断地寻找新的催化剂,主要意图是
()
A.使反应更完全B.使吸热反应变成放热反应
C.降低生产能耗D.改变反应途径
5.从冰箱里取出一瓶啤酒会产生气泡,请从平衡移动原理解释,
。
5.化工生产中反应条件的选择和控制
1.合成氨
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)2+Q(Q>0)
(1)催化剂:
合成氨使用的催化剂一般是;
(2)温度:
合成氨的温度一般是500℃,最主要的理由是;
(3)压强:
合成氨的压强是2×107Pa-5×107Pa,理由是
(4)循环利用:
反应后的混合气体中氨的体积分数约占15%,将氨分离后,将未反应的氮和氢送回。
2.接触法制硫酸
2SO2+O2
2SO3+Q(Q>0)
(1)催化剂:
使用的催化剂是;
(2)温度:
一般是400℃,最主要的理由是;
(3)压强:
该反应选择在常压下进行,理由是
(4)尾气吸收;从吸收塔出来的气体还含有SO2,可用氨水吸收,可生成的铵盐是
(写名称)。
第三节元素周期律
1.元素周期律
1.元素周期律是指;元素性质周期性变化的根本原因是。
1869年俄国的提出了元素周期律的概念。
项目
同周期(从左到右)
同主族(从上到下)
原子结构
核电荷数
电子层数
最外层电子数
性质
原子半径
主要化合价
元素金属性
非金属性
最高价氧化物对应水化物的酸碱性
气态氢化物的热稳定性
3.质子数===
2.元素周期表的结构
1.元素周期表有:
(1)个周期,其中为短周期,为长周期,为不完全周期。
(2)个纵行,其中有个主族(A族),个副族(B族),个第Ⅷ族(占3个纵行。
),
(3)根据主族元素性质的递变规律,在周期表中,非金属元素集中在部分。
(4)可在元素周期表的寻找制半导体材料的元素;可在表的寻找制造农药的元素;可在元素周期表的寻找催化剂以及耐高温、耐腐蚀的合金材料。
(5)①下表中的实线是元素周期表部分边界,请在表中用实线补全元素周期表边界。
②在下面元素周期表中画出金属元素与非金属元素的分界线。
③在对应位置上写出非金属性最强的元素符号、金属性最强的元素符号。
(放射性元素除外)
2.确定某(主族)元素在周期表中位置:
周期数=;主族序数=。
3.第三周期元素的化合物性质比较
元素
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
最高价氧化物
Na2O
SO3
最高价氧化物对应水化物
NaOH
HClO4
酸、碱性
强碱
中强碱
最强酸
气态氢化物
--
--
--
SiH4
热稳定性比较
--
--
--
很不稳定
稳定
3.根据元素周期表1—18号元素的性质和递变规律,回答下列问题。
(1)属于金属元素的有__________种,金属性最强的元素是________(填元素名称)。
(2)属于稀有气体的是____________(填元素符号);
(3)形成化合物种类最多的元素是____________;
(4)第三周期中,原子半径最大的是(稀有气体除外)____________;
(5)推测Si、N最简单氢化物的稳定性:
____________大于____________(填化学式)。
第四节电解质溶液
一、如何区分电解质与非电解质、强电解质与弱电解质?
1.凡在______________或______________能够解离成离子而导电的_________叫电解质。
例如:
_____、______、_____和________________(填物质类别)都是电解质。
在_______和________________均不能导电的_________叫非电解质,常见的非电解质有非金属氧化物如CO2、P2O5等,某些非金属氢化物如NH3、CH4等,大多数有机物如蔗糖、酒精等。
电解质与非电解质都是__________,二者的本质上区别在于该化合物在水溶液中或熔融状态下能否出自由移动的离子,若能则为__________。
2.强电解质与弱电解质
强电解质
弱电解质
相同点
都是电解质,在____________________________都能电离,都能导电,与溶解度无关。
不
同
点
键型
电离程度
电离过程
表示方法
电离方程式用“→”
电离方程式用“
”
电解质在溶液中粒子形式
离子方程式中表示形式
物质种类
3.以下物质属于电解质的是;属于非电解质的是;属于强电解质的是;属于弱电解质的是。
A.SO2B.H2OC.Cl2D.NaOHE.HAcF.Na2SO4G.HNO3
4.溶液导电能力强弱的判断
①电解质溶液能够导电是因为在电解质溶液中存在着
②导电能力的强弱是由决定的。
二、电离方程式和离子方程式有何不同?
1.电离方程式是表示___________________的式子。
书写电离方程式时,左边为电解质分子式或化学式,右边是离子符号;根据电解质电离是否完全、是否可逆等,其过程用_____和_________形象表示。
(注意:
的电离方程式必须“分步书写”且以第一步电离为主)
2.写出下列物质的电离方程式:
(1)H2SO4:
____________________;
(2)Ba(OH)2:
____________________;
(3)CH3COOH:
__________________;(4)NH3·H2O:
__________________;
(5)H2CO3:
______________________________;
(6)Fe(OH)3:
____________________________;
(7)Al(OH)3:
____________________________。
3.离子方程式是用_________________________________的式子。
离子方程式反映了化学反应的实质。
书写离子方程式时应充分反映物质在水溶液中的主要存在形式,如:
可溶的________在溶液中完全以离子形式存在(正因为此,实际书写离子方程式时通常将
的化学式改写成离子的形式),而_________或_________________在溶液中主要以分子形式或化学式形式存在(正因为此,实际书写离子方程式时不将此类物质的化学式改写成离子的形式)。
理解离子反应的实质是正确书写离子方程式的关键。
(注意:
任何正确的离子方程式除要遵循①质量守恒外,还必须遵循②守恒。
)
4.写出下列离子方程式:
(1)NaBr溶液与AgNO3溶液。
(2)石灰石与盐酸。
(3)Mg与稀硫酸。
(4)稀硫酸与NaOH溶液;。
(5)盐酸与Na2CO3溶液;。
三、弱电解质的电离平衡
1.在一定温度下,弱电解质溶液中当______________________与_______________________速率相等时,和浓度不再改变的状态称为弱电解质的电离平衡。
2.弱电解质的电离平衡具有如下特征:
(1)电离平衡与化学平衡一样,是________平衡。
达到电离平衡时,弱电解质分子电离成离子的过程和离子重新结合成弱电解质分子的过程仍在进行。
(2)达到电离平衡时,弱电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合成弱电解质分子的速率相等,溶液中分子和离子的__________保持不变。
(3)电离平衡是有条件的、相对的、暂时的。
当外界条件(如:
________、_______)改变时,原有的平衡被破坏,电离平衡就会发生移动,建立新的平衡。
3.影响弱电解质的电离程度(弱电解质的电离度)的外界因素:
①同一弱电解质,当浓度一定时,升高温度,其电离程度;②同一弱电解质,当温度一定时,浓度越小,其电离程度。
四、全面认识水的电离
1.水是一种________电解质,其电离方程式为:
__________________________;
2.水的离子积:
一定温度下,______________________________________是一个常数,即:
KW=_____________________,KW叫做水的离子积。
常温(25℃)纯水中,c(H+)=c(OH-)=_____________________,则KW=__________。
不管什么水溶液,都存在水的电离,KW不仅适用于纯水,还适用于稀的电解质溶液。
3.当外界条件发生改变时,水的电离平衡就要发生移动,影响因素及结果可归纳如下:
①温度:
由于水电离______(填“吸热”或“放热”),因此升温水的电离平衡向____移动,c(H+)______、c(OH-)______,pH______,但由于c(H+)_____(大于、小于或等于)c(OH-),故溶液显_____性。
如100℃纯水中,c(H+)=c(OH-)=1×10-6mol/L,KW=10-12。
②酸、碱:
在纯水中加入酸或碱,均使水的电离平衡向____移动。
若向水中加入酸,则c(H+)______,c(OH-)______,pH_____。
若向水中加入碱,则c(OH-)_____,c(H+)____,pH_____。
③易水解的盐:
在纯水中加入能水解的盐,如:
NH4Cl或CH3COONa,均使水的电离平衡向____移动,若向水中加入NH4Cl,则c(H+)______,c(OH-)______,pH_____。
若向水中加入CH3COONa,则c(OH-)_____,c(H+)____,pH_____。
五、溶液的酸碱性的本质
1.溶液的酸碱性取决于溶液中c(H+)、c(OH-)的相对大小。
若c(H+)>c(OH-),则溶液呈_____性;若c(OH-)>c(H+),则溶液呈____性;若c(H+)=c(OH-),则溶液呈___性。
2.25oC时,KW=10—14,pH_____时,溶液呈中性;溶液的pH______,溶液呈(“酸”或“碱”)性,且pH越大,性越;溶液的pH_____,溶液呈(“酸”或“碱”)性,且pH越小,性越。
六、酸或碱溶液稀释,溶液的pH如何变化?
1.将酸或碱溶液稀释,溶液中的c(H+)和c(OH-)要发生变化。
稀释酸溶液,c(H+)_____,pH______;稀释碱溶液,c(OH-)______,pH_____。
但酸、碱溶液在常温下无限稀释时,酸不能大于___,碱不能小于___,pH只能约接近于___。
这是因为溶液稀释的极限情况接近于纯水。
2.常温下,0.1mol/L的盐酸pH=_____,取10mL0.1mol/L的盐酸,将其稀释到100mL,稀释后盐酸的浓度为_______、pH=_______;常温下将pH=2的硫酸稀释1000倍,稀释后所得硫酸的pH=______。
常温下将pH=5的盐酸稀释1000倍,稀释后所得盐酸的pH______。
3.常温下,0.1mol/L的氢氧化钠溶液pH=_____,取10mL0.1mol/L的氢氧化钠溶液,将其稀释到100mL,稀释后所得氢氧化钠溶液的浓度为_______、pH=_______。
常温下将pH=12的氢氧化钡溶液稀释1000倍,稀释后所得氢氧化钡溶液的pH=______。
常温下将pH=9的氢氧化钠溶液稀释1000倍,稀释后所得氢氧化钠溶液的pH______。
4.常温下将pH=2的醋酸稀释10倍,稀释后所得醋酸的pH_________。
常温下将pH=11的氨水稀释10倍,稀释后所的氨水的pH______。
5.指示剂的变色范围(填表)
指示剂
相应的PH范围及颜色
酚酞
甲基橙
石蕊
七、如何判断离子在溶液中能否大量共存?
1.判断溶液中离子能否大量共存一般可从以下几个角度考虑:
(1)发生复分解反应不能大量共存。
根据复分解反应条件,若离子间生成、生成______________或结合成难电离的物质(水、弱酸和弱碱),则这样的离子就不能共存。
(2)发生氧化还原反应不能大量共存。
如ClO-与S2-、I-等。
2.在判断离子共存问题时,往往还需要注意溶液的颜色及所处的环境等因素。
例如不能与H+大量共存的离子就不能存在于酸性溶液中,又如无色透明溶液就不含有______________等有色离子。
3.下列各组离子在水溶液中能大量共存的是()
A.Na+、Ca2+、HCO3—、OH—B.K+、Na+、S2—、CO32—
C.Mg2+、K+、HCO3—、H+D.K+、NH4+、Cl—、OH—
4.在pH=1的无色溶液中能大量共存的离子组是()
A.NH4+、Mg2+、SO42—、Cl—B.Al3+、Cu2+、SO42—、Cl—
C.Ca2+、K+、Cl—、HCO3—D.Na+、Ca2+、Cl—、AlO2—
八、盐类的水解及其应用
1、盐类的水解
(1)定义:
在溶液中盐电离出的或跟水电离出来的H+或OH-离子结合生成相应的或(即弱电解质)的反应,叫做盐类的水解。
(2)判断某盐是否水解的规律:
。
(3)判断盐水解程度的规律:
。
(4)影响盐类水解(平衡)的因素:
内因:
盐对应的电解质(即相应的弱酸或弱碱)越弱,其水解程度越。
外因:
即盐溶液的浓度、温度等因素
①升高温度,促使水解平衡向(填“左”或“右”)移动,即向(填“有利于”或“不利于”)水解的方向移动。
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- 第二 物质 变化 及其 规律 中学 备课