高二年级下册化学考点复习


离子反应的应用

(1)判断溶液中离子能否大量共存

相互间能发生反应的离子不能大量共存,注意题目中的隐含条件。

(2)用于物质的定性检验

根据离子的特性反应,主要是沉淀的颜色或气体的生成,定性检验特征性离子。

(3)用于离子的定量计算

常见的有酸碱中和滴定法、氧化还原滴定法。

(4)生活中常见的离子反应。

硬水的形成及软化涉及到的离子反应较多,主要有:

Ca2+、Mg2+的形成。

CaCO3+CO2+H2O=Ca2++2HCO3-

MgCO3+CO2+H2O=Mg2++2HCO3-

加热煮沸法降低水的硬度:

Ca2++2HCO3-CaCO3↓+CO2↑+H2O

Mg2++2HCO3-MgCO3↓+CO2↑+H2O

或加入Na2CO3软化硬水:

Ca2++CO32-=CaCO3↓,Mg2++CO32-=MgCO3↓

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化学电源

(1)锌锰干电池

负极反应:Zn→Zn2++2e-;

正极反应:2NH4++2e-→2NH3+H2;

(2)铅蓄电池

负极反应:Pb+SO42-PbSO4+2e-

正极反应:PbO2+4H++SO42-+2e-PbSO4+2H2O

放电时总反应:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。

充电时总反应:2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4。

(3)氢氧燃料电池

负极反应:2H2+4OH-→4H2O+4e-

正极反应:O2+2H2O+4e-→4OH-

电池总反应:2H2+O2=2H2O

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化学反应的焓变

(1)反应焓变

物质所具有的能量是物质固有的性质,可以用称为“焓”的物理量来描述,符号为H,单位为kJ·mol-1。

反应产物的总焓与反应物的总焓之差称为反应焓变,用ΔH表示。

(2)反应焓变ΔH与反应热Q的关系。

对于等压条件下进行的化学反应,若反应中物质的能量变化全部转化为热能,则该反应的反应热等于反应焓变,其数学表达式为:Qp=ΔH=H(反应产物)-H(反应物)。

(3)反应焓变与吸热反应,放热反应的关系:

ΔH>0,反应吸收能量,为吸热反应。

ΔH<0,反应释放能量,为放热反应。

(4)反应焓变与热化学方程式:

把一个化学反应中物质的变化和反应焓变同时表示出来的化学方程式称为热化学方程式,如:H2(g)+O2(g)=H2O(l);ΔH(298K)=-285.8kJ·mol-1

书写热化学方程式应注意以下几点:

①化学式后面要注明物质的聚集状态:固态(s)、液态(l)、气态(g)、溶液(aq)。

②化学方程式后面写上反应焓变ΔH,ΔH的单位是J·mol-1或kJ·mol-1,且ΔH后注明反应温度。

③热化学方程式中物质的系数加倍,ΔH的数值也相应加倍。

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1、中和热概念:在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应而生成1molH2O,这时的反应热叫中和热。

2、强酸与强碱的中和反应其实质是H+和OH—反应,其热化学方程式为:

H+(aq)+OH—(aq)=H2O(l)ΔH=—57、3kJ/mol

3、弱酸或弱碱电离要吸收热量,所以它们参加中和反应时的中和热小于57、3kJ/mol。

4、盖斯定律内容:化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与具体反应进行的途径无关,如果一个反应可以分几步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成的反应热是相同的。

5、燃烧热概念:25℃,101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。燃烧热的单位用kJ/mol表示。

注意以下几点:

①研究条件:101kPa

②反应程度:完全燃烧,产物是稳定的氧化物。

③燃烧物的物质的量:1mol

④研究内容:放出的热量。(ΔH<0,单位kJ/mol)

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化学反应条件的优化——工业合成氨

1、合成氨反应的限度

合成氨反应是一个放热反应,同时也是气体物质的量减小的熵减反应,故降低温度、增大压强将有利于化学平衡向生成氨的方向移动。

2、合成氨反应的速率

(1)高压既有利于平衡向生成氨的方向移动,又使反应速率加快,但高压对设备的要求也高,故压强不能特别大。

(2)反应过程中将氨从混合气中分离出去,能保持较高的反应速率。

(3)温度越高,反应速率进行得越快,但温度过高,平衡向氨分解的方向移动,不利于氨的合成。

(4)加入催化剂能大幅度加快反应速率。

3、合成氨的适宜条件

在合成氨生产中,达到高转化率与高反应速率所需要的条件有时是矛盾的,故应该寻找以较高反应速率并获得适当平衡转化率的反应条件:一般用铁做催化剂,控制反应温度在700K左右,压强范围大致在1×107Pa~1×108Pa之间,并采用N2与H2分压为1∶2.8的投料比。

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1、亲电取代反应

芳香烃图册主要包含五个方面:卤代:与卤素及铁粉或相应的三卤化铁存在的条件下,可以发生苯环上的H被取代的反应。卤素的反应活性为:F>Cl>Br>I不同的苯的衍生物发生的活性是:烷基苯>苯>苯环上有吸电子基的衍生物。

烷基苯发生卤代的时候,如果是上述催化剂,可发生苯环上H取代的反应;如在光照条件下,可发生侧链上的H被取代的反应。

应用:鉴别。(溴水或溴的四氯化碳溶液)如:鉴别:苯、己烷、苯乙烯。

硝化:与浓硫酸及_(混酸)存在的条件下,在水浴温度为55摄氏度至60摄氏度范围内,可向苯环上引入硝基,生成硝基苯。不同化合物发生硝化的速度同上。

磺化:与浓硫酸发生的反应,可向苯环引入磺酸基。该反应是个可逆的反应。在酸性水溶液中,磺酸基可脱离,故可用于基团的保护。烷基苯的磺化产物随温度变化:高温时主要得到对位的产物,低温时主要得到邻位的产物。

F-C烷基化:条件是无水AlX3等Lewis酸存在的情况下,苯及衍生物可与RX、烯烃、醇发生烷基化反应,向苯环中引入烷基。这是个可逆反应,常生成多元取代物,并且在反应的过程中会发生C正离子的重排,常常得不到需要的产物。该反应当苯环上连接有吸电子基团时不能进行。如:由苯合成甲苯、乙苯、异丙苯。

F-C酰基化:条件同上。苯及衍生物可与RCOX、酸酐等发生反应,将RCO-基团引入苯环上。此反应不会重排,但苯环上连接有吸电子基团时也不能发生。

亲电取代反应活性小结:连接给电子基的苯取代物反应速度大于苯,且连接的给电子基越多,活性越大;相反,连接吸电子基的苯取代物反应速度小于苯,且连接的吸电子基越多,活性越小。

2、加成反应

与H2:在催化剂Pt、Pd、Ni等存在条件下,可与氢气发生加成反应,最终生成环己烷。与Cl2:在光照条件下,可发生自由基加成反应,最终生成六六六。

3、氧化反应

苯本身难于氧化。但是和苯环相邻碳上有氢原子的烃的同系物,无论R-的碳链长短,则可在高锰酸钾酸性条件下氧化,一般都生成苯甲酸。而没有α-H的苯衍生物则难以氧化。该反应用于合成羧酸,或者鉴别。现象:高锰酸钾溶液的紫红色褪去。

4、定位效应

两类定位基邻、对位定位基,又称为第一类定位基,包含:所有的给电子基和卤素。它们使新引入的基团进入到它们的邻位和对位。给电子基使苯环活化,而X2则使苯环钝化。

间位定位基,又称为第二类定位基,包含:除了卤素以外的所有吸电子基。它们使新引入的基团进入到它们的间位。它们都使苯环钝化。

二取代苯的定位规则:原有两取代基定位作用一致,进入共同定位的位置。如间氯甲苯等。原有两取代基定位作用不一致,有两种情况:两取代基属于同类,则由定位效应强的决定;若两取代基属于不同类时,则由第一类定位基决定。