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高三化学总复习资料说课材料
专题一.氧化还原反应之配平方法
学习氧化还原反应,除了了解其本质之外,更重要的是知道如何去运用。
其运用主要是氧化还原反应方程式的书写及其配平。
(1)基本技法
1.氧化还原反应方程式配平的依据:
三守恒
2.步骤:
一标,二找,三定,四配,五查。
(先配平氧化还原反应主干:
氧化剂、还原剂与氧化产物、还原产物)
3.课标例子:
请配平C+HNO3(浓)-NO2+CO2+H2O
分析:
一标:
0C+H+5NO3(浓)-+4NO2++4CO2+H2O
二找:
始态 终态 变化的总价数=变化×系数 三定:
1×4=4
四配:
C的系数为 1 HNO3的系数为 4 ,用观察法将其他系数配平
五查:
经检查满足质量守恒定律。
配平后的化学方程式为:
C+4HNO3(浓)=4NO2+CO2+2H2O
(2)特殊技法
1.整体配平法:
eg:
Cu2S+HNO3----Cu(NO3)+NO2↑+H2SO4+H2O
2Cu↑2N↓1
S↑8
接下来就是电子得失守恒,或者说化合价升降守恒,一下子就可以把它配出来了,如下
Cu2S+14HNO3===2Cu(NO3)+10NO2↑+H2SO4+6H2O就ok了!
2.零价配平法:
eg:
Fe3C+HNO3---Fe(NO3)3+CO2↑+NO↑+H2O这个方程式按常规的化合价分析,复杂物质FeC3无法确定Fe和C的具体价态,此时可以设组成该物质的各种元素价态都为0.这样问题就迎刃而解:
用整体法可知Fe3C整体价态↑3x3+4,N↓3,然后用最小公倍数法13x3以及3x13可知NO要配上13,Fe(NO3)3要配上1,最后根据原子守恒可配出得结果如下:
Fe3C+22HNO3===3Fe(NO3)3+CO2↑+13NO↑+11H2O
小结:
零价法较多适用于:
①难确定化合价的化合物不是以离子形式出现;
②难用常规方法确定化合价的物质在反应物中,而不是在生成物中。
3.局部法:
这种方法主要运用在有机化学方程式,这里顺便提一下。
如甲苯变成苯甲酸,只有甲基变成羧基,其余都不变,所以只需研究甲基C的变化。
4.单质优先法:
有单质参加或生成的反应,以单质为标准计算化合价。
Eg:
液氯可将氰酸盐(OCN-)氧化为N2,(其中OCN-中N的化合价为:
-3价),请配平下列化学方程式:
KOCN+KOH+Cl2—CO2+N2+KCl+H2O
Cl:
0→-1↑1x2
N2:
-3→0↓3X2
所以可知在Cl2配上3,接下来的略···
5.万能配平法:
这个名字看起来似乎很神圣,其实也叫待定系数法。
只是最后的退路,比较繁琐,也就是解方程。
(基本步骤:
一设,二定,三列方程,四解,五验)
Eg1:
KMnO4+KI+H2SO4---MnSO4+I2+KIO3+K2SO4+H2O
设aKMnO4+H2SO4+bKI=cMnSO4+dK2SO4+eI2+H2O+fKIO3(假定H2SO4系数是1,这样H2O也是1,由氢数目可知)
则根据各元素不变
K:
a+b=2d+f
Mn:
a=c
O:
4a+4=4(c+d)+1+3f
S:
1=c+d
I:
b=2e+f
解得b=(5-5a)/3,c=a,d=1-a,e=(4-9a)/6,f=(4a-1)/3
可见要知道I2和KIO3的比例才可以配平,不然一个a对应一套系数,就有无数种了。
此法看上去无脑又费字,其实却是普遍适用,符合原子守恒本质,又可以保证再也没有配不出的方程式的方法。
(设系数为1的物质可以自便,随意挑一种,解出的一组系数只要同乘以一个数调为最简整数比即可。
)
配套练习:
1.KMnO4+KI+H2SO4---MnSO4+I2+KIO3+K2SO4+H2O
2.Fe3O4+HNO3---Fe(NO3)3+NO+H2O
3.Fe3O4+HNO3(浓)----Fe(NO3)3+NO2+H2O
4.Na2S3+NaBrO3+NaOH---NaBr+Na2SO4+H2O
补充:
缺项配平,基本技法:
缺什么补什么,介质条件要注意。
练习:
H2O2+Cr2(SO4)3+ —K2SO4+ H2O+K2CrO4__KMnO4+___K2C2O4 +________==__MnCl2+__KCl+__CO2+ __H2O
H2O2+Cr2(SO4)3+__——K2SO4+K2CrO4+H2O
NO3-+CH3OH─N2↑+CO2↑+H2O+□
专题二化学反应原理专题
这个专题的知识涵盖量很大,众所周知,最基本的就包括选修四,但这个版块几乎可以说是高中化学中最难啃下的硬骨头。
请大家做好准备耐心学习!
基本知识点:
(1)化学反应速率:
高中所学习的反应速率(定量)是指在单位时间内某一种物质的浓度变化,基本单位有mol/(L·min)和mol/(L·s)。
同一反应的两种物质的化学反应速率没有可比性。
比较同一反应不同物质所代表的反应速率要注意把单位化统一。
(2)*燃烧热:
1mol物质完全燃烧后生成稳定化合物所放出的热量。
(3)*中和热:
酸碱中和生成一摩尔水后所放出的热量。
(注意中和热的测定实验,环形玻璃搅拌棒的操作,酸或碱中要有一方稍过量,中和热的计算以及其中涉及到的数据的取舍问题)
(4)勒夏(沙)特列原理:
减少变化但不可能抵消。
(5)化学平衡:
很多反应都有限度,这就涉及到平衡问题,平衡即正逆反应速率相等。
(6)化学反应进行的方向:
熵变,焓变及吉布斯自由能
(7)电解质:
化合物(范畴),注意强弱(强弱只与物质内部的结构有关)之分;电解质溶液一定可以导电(X)。
(8)水的离子积常数:
Kw=1.0x10-14,,(KW=Ka/b·Kh),记住水的电离是微弱的。
*(9)溶液的酸碱度:
牢记pH的定义,计算方式;氢离子浓度的负对数;还有pH+pOH=14;pH和外界条件温度的关系;酸碱滴定过程中pH存在突变区间;滴定管的相关问题。
*(10)水解:
所谓水解,就是形成弱电解质促进水的电离,跟水的电离一样,水解一般也是微弱的过程。
水解是中和的逆反应。
*(11)难溶电解质的溶解平衡:
再难溶的电解质在水中都会有相应的离子存在;Ksp引出的沉淀转化问题;Ksp与Qc的关系(①QC大于Ksp溶液过饱和,有沉淀析出,直至溶液饱和,达到新的平衡;②Qc=Ksp,溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态;③Qc小于Ksp溶液未饱和,无沉淀析出,可再继续溶解直至饱和);Qc和溶度积的关系还广泛运用于平衡移动的定量解释。
(12)简单电化学知识:
A.构成原电池的条件:
原电池的构成条件:
①活泼性不同的两电极;②电解质溶液;③形成闭合回路;④自发地氧化还原反应(本质条件)
B.盐桥用一段时间后需要更换;C电子的流动方向和电流方向的关系(电子从原电池负极流出,在电解质溶液中以溶质离子为电荷载体以形成闭合回路;D.熟读锌银电池,二次电池铅蓄电池的充放电的电极方程式;E.电解原理:
用外接电源强力拉动电子的运动。
F.电解原理的应用→氯碱工业(电解饱和食盐水),电镀(以精炼铜为例,粗铜作为阳极,纯铜作为阴极,**在阳极区会形成阳极泥),电冶金(活泼金属的冶炼常用电解法,如钠镁铝)。
建议研究电解熔融氯化钠的设备!
G.金属的电化学腐蚀与防护:
电化学腐蚀类型:
例证,放氧生酸型和放轻生碱性;防护:
外加电流的阴极保护法和牺牲阳极的阴极保护法。
化学腐蚀:
直接发生化学反应。
H.3Fe2++2[Fe(CN)]3-===Fe3[Fe(CN)6]2(带有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀)
一.画能量变化图像(更正教材中的图像)
二.热化学方程式的书写;主要主要在理综化学板块非选择题的第二题出现,并与盖斯定律结合运用,盖斯定律,简单地说就是方程式的加减,这个简单。
但是,记得只要方程式的系数翻倍或缩小,焓变就要随之变化,说到焓变,就要涉及规范问题,数字前的正负号不要漏,数据加减勿大意,单位一定记得写。
例题
①Cs+O2g=CO2gH=3935kJ·mol1
②2COg+O2g=2CO2gH=566kJ·mol1
③TiO2s+2Cl2g=TiCl4s+O2gH=+141kJ·mol1
则TiO2s+2Cl2g+2Cs=TiCl4s+2COg的H=。
三.化学反应速率:
还是强调一下计算时的体积时间的单位问题
例题N2+3H2=2NH3,,已知在一个体积恒定为2升的密闭容器中,H2的物质的量在5分钟内由3摩尔变化为1.2摩尔,问v(NH3)=.
思考感悟
1.在反应mA+nB===pC+qD中,若v(A)=2mol·L-1·min-1,而v(B)=1.5mol·L-1·min-1,能否说明A表示的反应速率比B表示的反应速率快?
【提示】 不一定,因为化学反应速率与其化学计量数成正比,m、n数值不知道,故无法判断。
2.固体物质对化学反应速率没有影响吗?
提示:
固体反应物的浓度可视为常数,若增加其用量,对化学反应速率无影响;但固体物质的颗粒大小会影响化学反应速率,如粉末状的固体反应物比块状的接触面积大,与同样物质反应,化学反应速率较大。
四.离子共存
有关离子共存问题注意事项
1.不发生下列四类离子反应
(1)不发生复分解反应,既不生成沉淀、气体和难电离的物质。
①常见难溶物及微溶物在离子方程式中的写法:
常见的难溶物[一些金属、非金属:
Fe、Cu、S、Si等;某些氧化物Al2O3、CuO、SiO2等;难溶的酸:
H2SiO3;难溶的碱:
Mg(OH)2、Al(OH)3、Cu(OH)2、Fe(OH)3等;难溶的盐:
AgCl、AgBr、AgI、CaCO3、BaCO3、BaSO4等。
];当有关离子浓度足够大时,生成微溶物的反应也能发生。
常见的微溶物有:
CaSO4、Ag2SO4、MgCO3、Ca(OH)2等。
例如:
Ca2++SO42ˉ=CaSO4↓;由微溶物生成难溶物的反应也能发生。
例如:
Ca(OH)2+CO32ˉ=CaCO3↓+2OHˉ,CaSO4+CO32ˉ=CaCO3↓+SO42ˉ。
②生成难电离的物质
常见的难电离的物质(弱酸:
HF、H2CO3、CH3COOH等;弱碱:
NH3·H2O;其他:
H2O、C6H5OH等。
反应规律:
由强酸可制弱酸,有强碱可制弱碱。
例如:
盐酸+Ca(ClO)2溶液=H++ClOˉ=HClO;稀醋酸+苯酚钠溶液=CH3COOH+C6H5Oˉ=CH3COOˉ+C6H5OH;NH4Cl溶液+NaOH溶液=NH4++OHˉ=NH3·H2O;
③生成挥发性的物质:
2H++SO32ˉ=SO2↑+H2O;NH4++OHˉ△NH3↑+H2O;
(2)不发生溶液中的氧化还原反应。
(3)不发生彻底的相互促进的双水解反应:
如Fe3+与CO32ˉ、HCO3ˉ、ClOˉ;Al3+与AlOˉ、CO32ˉ、HCO3ˉ、S2ˉ、HSˉ、ClOˉ等.
(4)不发生络合反应。
如Fe3+与SCNˉ。
2.注意无色溶液和有色离子的不匹配。
常见的有色离子有:
等等,均不能存在于无色溶液中。
3.注意溶液的隐含酸碱性,如pH=1的溶液隐含着溶液具有强酸性,不能存在大量的弱酸根离子CO32ˉ、、ClOˉ、AlOˉ等。
4.注意溶液中隐含的氧化性离子与还原性离子不能共存。
如pH=1的溶液中含有大量的NO3ˉ,由于NO3ˉ的强氧化性,则不能再有Fe2+、S2ˉ等还原性离子。
1.某无色透明的溶液,在pH=0和pH=14的条件下都能大量共存的是( )
A.Fe2+、K+、SO42-、NO3- B.Mg2+、NH4+、SO42-、Cl-
C.Na+、K+、SO42-、NO3- D.Ba2+、Na+、MnO4-、SO42-
2.下列澄清透明的溶液中,可能大量共存的离子组是
A.[Ag(NH3)2]+、K+、OH-、NO3-B.Fe3+、NH4+、Cl-、I-
C.H+、Al3+、SO42-、F-D.NH4+、Na+、Cu2+、Cl-
3.下列离子在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存的是()
A.H3O+、NO3-、Fe2+、Na+B.Ag+、NO3-、Cl-、K+
C.K+、Ba2+、OH-、SO42-D.Cu2+、NH4+、Br-、OH-
4.常温下,由水电离生成的c(H+)=10-12mol·L-1的某溶液中,一定不能大量共存的离子组是()
A.Na+、Fe3+、NO3-、SO42-B.K+、AlO2-、CO32-、Cl-
C.Na+、K+、Cl-、HSO3-D.Na+、CH3COO-、C6H5O-、OH-
5.在室温下,某无色透明溶液中由水电离出来的H+和OH-浓度的乘积为1×10-24,则此溶液中可能大量共存的离子组为
A.HCO3-、Al3+、Na+、SO42-B.I-、NO3-、K+、NH4+
C.Cu2+、Cl-、SO42-、K+D.SiO32-、SO32-、Na+、Cl-
6.下列各组离子在碱性条件下可以大量共存,而在强酸性条件下不能大量其存的是
A.Ca2+、Fe3+、NO3-、Cl-B.K+、Mg2+、HCO3-、SO42-
C.Na+、K+、S2-、SO32-D.Ba2+、Na+、I一、NO3-
7.常温下,下列各组离子在指定环境下能大量共存的是
A.pH=l的溶液中:
Na+、K+、SO32-、MnO4-
B.pH=7的溶液中:
Na+、A13+、Cl-、SO42-
C.pH>12的溶液中:
Na+、K+、SO42-、AlO2-
D.pH=0的溶液中:
Na+、K+、NO3-、ClO-
8.某无色溶液与NH4HCO3作用能产生气体(可加热),此溶液中可能大量共存的离子组是
A.Mg2+、H+、Zn2+、SO
B.Na+、Ba2+、OH
、SO
C.MnO
、K+、H+、SO
D.K+、NO
、OH-、Na+
9.某溶液能使红色的石蕊试纸先变蓝色后褪色,则该溶液中可能大量共存的离子组是
A.K+、I—、AlO2—、MnO4—B.Na+、S2—、NO3—、SO42—
C.Al3+、NH4+、NO3—、F—D.K+、Cl—、ClO—、CO32—
10.用pH大小表示溶液的酸碱性相对强弱有许多不足之处。
因此,荷兰科学家HenkVanLubeck引入了酸度(AG)的概念,即把电解质溶液中的酸度定义为c(H+)与c(OH一)比值的对数,酸度的计算公式表示为AG=lg[c(H+)/c(OH)]。
常温下,在AG=1的溶液中能大量共存的离子是。
A.Ca2+、K+、Cl-、NO3-B.NH4+、Fe3+、I一、SO42-
C.Na+、K+、ClO-、S2-D.Na+、S2O32-、AlO2—、K+
11.将下列离子:
Al3+、Na+、K+、NO3-、OH-、S2-、MnO4-、H+、Fe3+、NH4+、AlO2-、CO32-分成A、B两组,每组中都含有六种离子(不少于两种阳离子和两种阴离子),且都能大量共存于溶液中,则A组含有的离子是,B组含有的离子是。
答案:
五.离子反应
*离子反应的活化能几乎为0.
*离子反应总向某些离子浓度减小的方向进行
*微溶物质是生成物时如果反应物中没有不溶物质,要加“↓”符号;
*微溶物的澄清溶液可以拆,如Ca(OH)2,CaSO4;若为浊液,物质不可拆;
*熔融状态时离子键可断,共价键不可断。
eg.NH4HSO4(熔融)=NH4++HSO4—
在溶液中时,NH4HSO4=NH4++SO42—+H+
*离子反应的活化能几乎为0.
【典例】
例1、下列电离方程式错误的是()
A.NaHCO3===Na++H++CO32-B.NaHSO4===Na++H++SO42-
C.H2SO4===2H++SO42-D.KClO3===K++Cl-+3O2-
例2.下列正确的是()
A.溴化亚铁溶液中通入过量氯气:
2Fe2++2Br—+3Cl2=2Fe3++Br2+6Cl—
B.碳酸钠溶液中加入过量苯酚:
C6H6OH+CO32--=C6H6O--+HCO3—
C.氯酸钙溶液中通入少量二氧化碳:
ClO--+H2O+CO2=HCO3--+HClO
D.氢氧化钠溶液中通入氯气:
2Cl2+2OH-=2Cl-+2HClO
例3.下列离子反应不正确的是()
A.氢氧化钠溶液中通入过量的二氧化硫:
SO2+OH-=HSO3-
B.碳酸氢钠溶液中滴入过量澄清石灰水:
Ca2++2OH-+2HCO3-=CaCO3↓+CO32-+H2O
C.硝酸铁溶液中加入过量的HI溶液:
2Fe3++2I-=2Fe2++I2
D.硫化亚铁酸溶:
FeS+2H+=Fe2++H2S
E.硫化亚铜用硫酸溶解:
Cu2S+2H+=2Cu++H2S
六.三段式额书写规范(满分示例)
Eg往2L的容器中充入4molNH3和3molO2,4min后H2O(g)占混合气体体积的40%,求V(N2).
解:
设4min后水蒸气生成量为6xmol
4NH3(g)+3O2(g)
2N2(g)+6H2O(g)
练习:
(16分)燃煤废气中的氮氧化物(NO)、二氧化碳等气体,常用下列方法处理,以实现节能减排、废物利用等。
(1)对燃煤废气进行脱硝处理时,常利用甲烷催化还原氮氧化物。
如:
(2)将燃煤废气中的CO2转化为甲醛的反应原理为:
已知在压强为aMPa下,该反应在不同温度,不同投料比时,CO2的转化率见下图:
①若温度升高,则反应的平衡常数K将(填“增大”、“减小”或“不变”。
下同);若温度不变,提高投料比[m(H2)/n(CO2)],则K将;该反应
0(填“>”、“<”或“=”)
②若用甲醚作为燃料电池的原料,请写出在碱性介质中电池负极的电极反应式。
▲③在aMPa和一定温度下,将6molH2和2molCO2在2L密闭容器中混合,当该反应达到平衡时,测得平衡混合气中CH3OCH3的体积分数约为16.7%(即1/6),此时CO2的转化率是多少?
(写出计算过程,计算结果保留2位有效数字。
)
七.化学平衡及平衡移动
1.平衡特点:
逆,等,动,定,变
2.平衡标志问题:
eg1.下列方法中可以证明2HI(g)⇌H2(g)+I2(g)已达平衡状态的是__________。
①单位时间内生成nmolH2的同时生成nmolHI;
②一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂;
③百分组成ω(HI)=ω(I2);
④反应速率v(H2)=v(I2)=v(HI)/2时;
⑤c(HI):
c(H2):
c(I2)=2:
1:
1时;
⑥温度和体积一定时,某一生成物浓度不再变化;
⑦温度和体积一定时,容器内压强不再变化;
⑧条件一定,混合气体的平均相对分子质量不再变化;
⑨温度和体积一定时,混合气体的颜色不再变化;
⑩温度和压强一定时,混合气体的密度不再变化。
Eg2.可逆反应∶2NO2
2NO+O2在密闭容器中反应,达到平衡状态的标志是:
()
①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2②单位时间内生成nmolO2的同时,生成2nmolNO③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2:
2:
1的状态④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A.①④⑥B.②③⑤C.①③④D.①②③④⑤
3.图像问题常见类型:
n—t图,c—t图,v—t图等
例1.(C---t图)反应A(g)+B(g)C(g)在密闭容器中进行。
若存在三种情况:
①200℃,无催化剂;②500℃无催化剂;③500℃有催化剂;情况①是曲线,情况②是曲线,情况③是曲线
思考:
通过观察图象的平台高低,可
得到什么结论?
(提示:
热效应,催化剂功效)
例2:
合成氨反应:
N2+3H2
2NH3+Q(Q>0)。
图中t1到t4时刻表示反应平衡后,只改变某一条件(其他条件不变)时化学反应速率与时间的变化曲线。
请指出t1到t4时刻分别改变什么条件?
**平衡移动图像解题技巧:
①看面→即看横坐标与纵坐标所表示的含义
②看线→即看曲线的变化趋势与横、纵坐标的关系
③看点→即看曲线的起点、拐点、终点等特征点
Eg1.(2010高考·天津)下列各表述与示意图一致的是
A.图①表示25℃时,用0.1mol·L-1盐酸滴定20mL0.1mol·L-1NaOH溶液,溶液的pH随加入酸体积的变化
B.图②中曲线表示反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) DH<0正、逆反应的平衡常数K随温度的变化
C.图③表示10mL0.01mol·L-1KMnO4酸性溶液与过量的0.1mol·L-1H2C2O4溶液混合时,n(Mn2+)随时间的变化
D.图④中a、b曲线分别表示反应CH2CH2(g)+H2(g)―→CH3CH3(g) H<0使用和未使用催化剂时,反应过程中的能量变化
Eg2.(2009高考·广东)取五等份NO2,分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生反应:
2NO2(g)
N2O4(g) ΔH<0反应相同时间后,分别测定体系中NO2的百分含量(NO2%),并作出其随反应温度(T)变化的关系图。
下列示意图中,可能与实验结果相符的是( )
Eg3已知可逆反应:
4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g);
△H=-1025kJ·mol-1。
若反应物起始物质的量相同,下列关于该反应的示意图不正确的是()
.
八、平衡常数及计算
*H2O作为溶剂的时候不写入平衡常数表达式
*K值越大,反应物转化率越大,反应的进行程度越大;
*K只与反应温度有关,与浓度无关;
*化学平衡常数是指某一个具体反应的平衡常数;
*一般来说,反应的平衡常数K≥105,认为正反应进行得较完全;K≤10-5则认为这个反应的正反应很难进行(逆反应较完全)。
Eg1.(08广州一模)甲醇(CH3OH)是一种重要的化工原料,合成甲醇的主要反应为:
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)△H<0
Ⅰ.在一定条件下,上述反应在一密闭容器中达到平衡。
(1)体积不变的条件下,下列措施中有利于提高CO的转化率的是_______(填字母)。
A.升高温度B.增大压强C.通入COD.通入H2
(2)在保证H2浓度不变的情况下,增大容器的体积,平衡____________(填字母)。
A.向正反应方向移动B.向逆反应方向移动
C.不移动
作出此判断的理由是__________________________。
Eg2苯乙烯(
)是生产各种塑胶的重要单体,其制备原理是:
(1)该反应的平衡常数表达式为K=________________________。
随着温度的升高,K值____________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)实际生产中常以高温水蒸气作为反应体系的稀释剂
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