從化學(xué)反應(yīng)原理探究化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)
從化學(xué)反應(yīng)原理角度來揭示化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律、理解化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì),不僅能幫助學(xué)生正確書寫化學(xué)方程式或離子方程式,還能促進學(xué)生化學(xué)反應(yīng)知識的系統(tǒng)化和結(jié)構(gòu)化。從個及類的思維發(fā)散和從類到個的思維的收斂,能幫助學(xué)生發(fā)展邏輯推理能力,提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力?;瘜W(xué)反應(yīng)的表示方法 化學(xué)方程式是化學(xué)反應(yīng)的具體表現(xiàn)形式,高中化學(xué)對物質(zhì)的研究從定性到定量,化學(xué)方程式揭示了化學(xué)反應(yīng)...更多
化學(xué)反應(yīng)原理部分包含了化學(xué)反應(yīng)與能量、化學(xué)反應(yīng)速度和化學(xué)平衡、水溶液中的離子平衡和電化學(xué)基礎(chǔ)四部分,內(nèi)容涵蓋了化學(xué)學(xué)科的重要內(nèi)在規(guī)律,并且和實際生產(chǎn)、生活及科學(xué)研究密切相關(guān),是化學(xué)學(xué)科中的重點和難點,也是高考中的主要考查點。
化學(xué)反應(yīng)與原理在本章介紹的知識點中,可以看出講的是化學(xué)反應(yīng)與物質(zhì)能量的關(guān)系以及化學(xué)反應(yīng)熱的計算,其中的反應(yīng)熱相對來說難度系數(shù)大一些,也重要一些。
化學(xué)反應(yīng)熱有很多種形式,例如:生成熱、燃燒熱、中和熱等?;瘜W(xué)反應(yīng)熱,簡單地說,指的就是在等溫、等壓過程中發(fā)生的化學(xué)或者物理變化時所放出或者吸收的熱量?;瘜W(xué)反應(yīng)熱是一種重要的熱力學(xué)數(shù)據(jù),需要我們的學(xué)生去掌握好化學(xué)反應(yīng)熱的計算。
在化學(xué)反應(yīng)中,比較常見的吸熱反應(yīng)有:大多數(shù)的分解反應(yīng)、鹽水解反應(yīng)、電離、少數(shù)的化合反應(yīng)等。常見的放熱反應(yīng)有:所有的燃燒或者爆炸反應(yīng)、多數(shù)的化合反應(yīng)、活潑金屬與酸或水的反應(yīng)、酸堿中和反應(yīng)等。
其中,吸熱和放熱反應(yīng)與反應(yīng)條件沒有必然的聯(lián)系,在化學(xué)反應(yīng)中,是吸熱還是放熱,反應(yīng)物與生成物具有總能量的相對大小有很大的關(guān)系。在書寫熱化學(xué)方程式的時候,除了遵循一些基本書寫化學(xué)方式的要求以外,還需要特別去注意一些小的細節(jié)。
當(dāng)然,這個就可以在學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)熱的時候,去多留意一下。而且在計算化學(xué)反應(yīng)熱的時候,除了給定的公式外,還可以用蓋斯定律進行一些簡單的計算。
學(xué)習(xí)中需要注意的點:
(1)反應(yīng)熱在特定條件(恒壓)下等于焓變ΔH,ΔH的單位是kJ·mol-1。
(2)ΔH的“+”“-”與吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)的對應(yīng)關(guān)系。
(3)對于相同的物質(zhì),聚集狀態(tài)(固、氣、液、溶液)不同,ΔH不同。
(4)熱化學(xué)方程式中,反應(yīng)計量數(shù)不表示分子數(shù)。對于相同的反應(yīng),化學(xué)計量數(shù)不同,其ΔH不同。
(5)燃燒熱與中和熱兩個概念的異同:均為放熱反應(yīng)ΔH 0,但是燃燒熱限定可燃物(反應(yīng)物)為1mol,中和熱限定生成物H2O為1mol。
(6)利用蓋斯定律和熱化學(xué)方程式,可以計算未知反應(yīng)的反應(yīng)熱。
化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡在這一章節(jié),講的就是化學(xué)反應(yīng)速率以及影響它的因素、化學(xué)平衡和化學(xué)反應(yīng)進行的方向。化學(xué)反應(yīng)速率指的就是在化學(xué)反應(yīng)中,用單位時間內(nèi)反應(yīng)物或者生成物的物質(zhì)的量來表示化學(xué)反應(yīng)進行的快慢程度。影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有反應(yīng)物的性質(zhì)和反應(yīng)所處的條件,其中反應(yīng)物的性質(zhì)具有決定性的因素。
這里需要注意的就是,如果在化學(xué)反應(yīng)中,參加化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)為固體和液體時,可以粗略的認為這個化學(xué)反應(yīng)的速率不變,因為由于壓強的變化對濃度幾乎沒有什么影響。
當(dāng)然,在這一章節(jié),需要著重掌握的就是化學(xué)平衡。所謂“化學(xué)平衡”,指的就是在一定的宏觀條件下,當(dāng)一個可逆反應(yīng)進行到正逆反應(yīng)速率相等時,其中的反應(yīng)物和生成物處于一個不再改變的狀態(tài),即達到表面上靜止的一種平衡狀態(tài)。其中涉及到一個化學(xué)平衡常數(shù),用常數(shù)K來表示。
化學(xué)反應(yīng)常數(shù)的大小基本上可以反映出一個化學(xué)反應(yīng)可以進行的程度,簡單地說就是,化學(xué)反應(yīng)常數(shù)越小,說明這個化學(xué)反應(yīng)進行的越不完全。而影響化學(xué)反應(yīng)平衡移動的最主要的因素就有:濃度、溫度、壓強等,每一種因素對化學(xué)反應(yīng)平衡移動的具體影響又有些區(qū)別,這個就需要在平時去具體總結(jié)了。
學(xué)習(xí)中需要注意的點:
(1)濃度、壓強、溫度、催化劑會對反應(yīng)速率造成影響,同時也可能會影響化學(xué)平衡的移動[催化劑不影響平衡移動;對于反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)體積不變的反應(yīng),如H2(g)+I2(g)?2HI(g),壓強的變化不影響平衡移動]。
(2)動態(tài)平衡特征:反應(yīng)物和產(chǎn)物濃度不變(濃度不一定相等),v正=v逆。
(3)勒夏特列原理可用于定性判斷平衡移動的方向,同時要善于利用等效思想。
(4)化學(xué)平衡常數(shù)K可以用于定量判斷反應(yīng)進行的程度大小。對于特定的反應(yīng),平衡常數(shù)是一個定值,僅隨溫度的改變而改變。對于吸熱反應(yīng),溫度升高,平衡常數(shù)增大;溫度降低,平衡常數(shù)減小。對于放熱反應(yīng),溫度升高,平衡常數(shù)減小;溫度降低,平衡常數(shù)增大。
水溶液中的離子平衡在本章中,講了弱電解質(zhì)的電離、水的電離和溶液的酸堿性、鹽類的水解、難溶電解質(zhì)的溶解平衡,都是圍繞一些水溶液中的離子平衡來講述的。所謂“離子平衡”,即在弱電解質(zhì)的溶液中,沒有離解的分子與其離子間建立的一種動態(tài)平衡的關(guān)系。
離子平衡又稱為電離平衡,它是平衡的一種,并且也遵循平衡的一般規(guī)律,溫度、濃度以及往弱電解質(zhì)中加入與其相同的離子或者加入能與弱電解質(zhì)反應(yīng)的物質(zhì),都有可能引起平衡的移動。而離子平衡與化學(xué)平衡常數(shù)有一樣的特稱,那就是都只受溫度的影響,溫度降低,離子常數(shù)就減少。
在這一章節(jié)中,水的電離、鹽的水解、難溶電解質(zhì)的溶解平衡以及離子反應(yīng),都需要掌握好它們各自的方程式及其書寫方法,還有具體的反應(yīng)過程、結(jié)果等數(shù)據(jù),都可以在化學(xué)實驗室去觀測。但在做這些化學(xué)實驗的時候,一定要注意每一個化學(xué)反應(yīng)的實驗步驟以及注意事項,從而降低化學(xué)實驗的危險性。
學(xué)習(xí)中需要注意的點:
(1)強電解質(zhì)(100%電離)和弱電解質(zhì)(不能100%電離)的區(qū)別。同時認識到難溶電解質(zhì)可能是強電解質(zhì)也可能是弱電解質(zhì),比如BaSO4是強電解質(zhì),而Al(OH)3是弱電解質(zhì)。
(2)在25℃時,在純水或稀的電解質(zhì)水溶液中,c(H+)·c(OH-)=Kw=10-14,pH+pOH=14。酸性溶液中c(H+) c(OH-),pH 堿性溶液中c(H+) c(OH-),pH 中性溶液中c(H+)=c(OH-),pH=7。
(3)鹽的水解反應(yīng)是中和反應(yīng)的逆反應(yīng),是吸熱反應(yīng)。鹽類水解是可逆反應(yīng),要學(xué)會用平衡的移動的原理進行分析,影響鹽類水解程度的因素:①所形成的弱酸或弱堿的相對強弱;②溫度的高低;③鹽溶液濃度的高低;④溶液酸堿度的改變,如外加酸或堿抑制水解。
(4)難溶電解質(zhì)的溶解平衡,涉及沉淀的生成、溶解和轉(zhuǎn)化。本質(zhì)上是沉淀溶解平衡的建立和移動的過程。影響沉淀溶解的因素有:溫度的改變,溶液pH的調(diào)控,弱電解質(zhì)的形成等。
電化學(xué)基礎(chǔ)本章需要把握的就比較少了,但同樣也是一些比較基礎(chǔ)的知識,需要學(xué)生當(dāng)做常識來學(xué)習(xí)。在這一章,由“原電池”講到“化學(xué)電源”、“電解質(zhì)”、“金屬的電化學(xué)腐蝕與防護”,這里面闡述了一些電化學(xué)的基礎(chǔ)原理,為以后更深入學(xué)習(xí)電化學(xué)奠定了一個基礎(chǔ)。
關(guān)于這一章節(jié)的知識總結(jié),就不需要太去注重,只需要多去看幾遍書,大概了解書上講的一些基礎(chǔ)知識點即可,最好是能記住,并運用到化學(xué)的其他知識點的學(xué)習(xí)上。
學(xué)習(xí)中需要注意的點:
(1)原電池和電解池的比較(如下表)。
(2)電解過程中,在陽極,常見陰離子的放電順序為Cl- OH- SO42-。如果使用金屬單質(zhì)作為陽極,除惰性金屬Pt、Ti、Au等外,其他金屬將優(yōu)先于陰離子在陽極放電。在陰極,放電的順序與金屬活動性順序有關(guān):越不活潑的金屬,其陽離子越先放電。
(3)放電順序沒有絕對化,與電極材料、離子性質(zhì)、溶液性質(zhì)、電流密度等因素有關(guān)。
從整本《化學(xué)反應(yīng)原理》來看,講述的都是一些化學(xué)反應(yīng)方面的知識,這有利于學(xué)生更深入的去把握在必修教材中學(xué)習(xí)的一些化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象。雖然這本書是選修教材,但也應(yīng)把它當(dāng)做必修課程來掌握,里面包含的很多原理都是必修教材沒有深入講解過的,通過學(xué)習(xí)這本書,可以為學(xué)習(xí)化學(xué)的必修教材服務(wù)。
縱觀這本書,只要掌握了這些化學(xué)反應(yīng)的基本原理,并且學(xué)會去總結(jié)書上的理論原理,就差不多可以學(xué)好這本書了。例如:其中的酸堿記憶,在平時多去記憶、積累一些堿和酸的物質(zhì)載體,就可以在學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)時理解好酸堿性方面的內(nèi)容。PH值的計算,就需要明白PH值的定義,然后再根據(jù)一些具體的計算方法去掌握了;電離水解方面的知識,就可以在平時多去記憶幾個常見的容易發(fā)生水解的離子,這樣在掌握電離水解的時候就容易多了。
簡單地說,學(xué)習(xí)《化學(xué)反應(yīng)原理》這本書,需要的就是記憶和總結(jié),做好這兩件事,就不怕學(xué)不好。當(dāng)然,涉及到化學(xué)計算方面的內(nèi)容,就需要考察學(xué)生個人的數(shù)學(xué)計算能力和邏輯思維能力了。