空调遥控不开机原因分析:在遥控器好却不能遥控开机时,你只要找到应急开关,打开应急开关,如果空调能够工作,那么80%是接收头坏了。
电源原因:电源未接好或没电,电源导线插座接触不良,或者电源导线线径细或老化。
遥控解锁:
1、空调遥控器反面有写着如何关琐和如何开琐的,按指示做好了,是把"+"键和"-"键两个一起按住就是开锁和关琐。
2、空调遥控器背后一个小孔,上面写着开锁和关锁,用牙签或比较尖点的东西按一下,然后看下显示屏上有没有一个“锁”的标志,如果没有,说明空调遥控器解锁成功了;如果还是有,那么在按一次。
有些人简直就是乱来,初中物理都来了~~~~~~~~乱搞
人们在长期实践中发现,化学现象与物理现象之间紧密的联系。化学现象伴生有物理现象;物理因素可以引起或加速化学变化;化学反应能力与物理运动之间有本质联系,由大量实验事实,经过归纳总结出物理化学的研究对象是:从物理现象与化学现象的相互联系入手,应用物理学的原理和方法研究化学变化的普通规律性的一门科学。
物理化学的只要内容和任务:
(1)化学热力学——研究化学的能量转换关系,即计算化学反应的热效力;研究化学反应及物理过程的方法和限度。
(2)化学动力学——研究化学反应的速率和反应历程,以及温度、压力、浓度、催化剂等因素对反应速率的影响。
学习物理化学的任务在于对各种化学现象的一般规律提出更深刻、更本质的探索;在于对化工、冶金以及其它有关工业部门的产生,提供有价值的指导性理论。
对于中学生来说,学习和了解一些物理化学知识也有重要意义。它不仅能帮助同学们对中学化学的知识有更深刻的、本质的理解,而且对于训练逻辑思维能力、分析和解决问题的能力有很大的帮助。
§4—1 热力学第一定律与化学反应的热效应
一、 热力学第一定律
热力学第一定律即宏观领域里的能量守恒与转换定律。对于封闭体系,数字表达式为:
ΔU = Q – W
式中ΔU = U2 – U1 ,U为体系处于某一状态时,贮存于体系内部能量的总和。它是体系的一种容量性质,是状态函数。其值只与体系当时所处的状态有关;其改变值ΔU只与始、终态有关,内能的绝对值无法测定。Q为体系所吸收或放出的热,其值与过程进行的途径有关,为过程量。W为体系所做或接收的功,也是过程量。
(1) 式对于只做体积功的过程可写为
ΔU – Q – P外 ΔU
若为等容过程ΔU = Q V
涵义:体系的等容热等于内能的增量。
若为等压过程ΔU = Q P – PΔV 即U2 – U1 = Q P – P2V2 + P1V1
定义:H ≡ U + PV 称H为焓,它也是体系的一种容量性质。因此上式可写成H 2 – H 1 = QP 即
ΔH = QP
涵义:体系的等压热等于焓的增量。
Q V 及 Q P 可通过实验测定,也可通过下式计算:
Q V = C V (T2 - T1)或Q V = n C v ,m(T 2 - T 1)
Q P = C P (T 2 - T 1 )或Q P = nCP ,m(T2 – T1)
上面式中Cv ,m ,CP ,m分别称为摩尔等容热容与摩尔等压热容(在这里设为与温度无关,n为物质的量)。
二、 化学反应的热效应
1、等压与等容热效应
热效应指化学反应体系在不作其它功的等温过程中所吸收或放出的热,也叫反应热,若化学反应体系在不作其它功的等温等压(或等容)过程中的反应热,则分别叫等压(或等容)热效应。
Q P 与QV 的关系为 Q P = Qv + PΔV
对于有气体参与的反应,若气体可视为理想气体,则(6)式可写为:
Q P = Q v +Δng RT
式中Δng为反应中气体产物与气体反应物的物差的量之差。
2ּ 盖斯定律
“任一化学反应,无论是一步完成或几步完成,其热效应相同”。盖斯定律是热力学第一定律的必然结果。因为QP = ΔH,Q v =ΔU。盖斯定律是计算热效应的基础。其意义在于:可以从一些已知热效应的反应,通过代数组合方法计算实验测定热效应的反应之反应热。
例一、 求反应C(固)+ 1/2 O 2 (g)→CO(g)的反应热(Δr H m )
解:已知(I) C(固)+ O 2 (g)→CO2(g) Δr H m (I)= - 393ּ5 KJ/moI
(II)CO(g)+ 1/2 O2 (g)→CO2 (g) Δr H m (II) = - 282ּ8 KJ/mol
由(I)— (II)式得 C(固)+ 1/2 O2 (g)→ CO(g)
Δr H m = (I) - Δr H m (II)
= - 393ּ5 - ( - 282ּ8 )= - 110ּ7(KJ/mol)
(结合此例复习热化学方程的写法)
3ּ 标准生成热(Δf H Øm )与标准燃烧热(ΔC H m)
规定:稳定的单质的标准生成熟为零。
定义:在标准压力(P ø)指定温度下,由稳定单质生成一摩尔化合物的等压热效应,叫做该化合物的标准生成熟(Δf H øm )。
用Δf H øm 计算25OC(即298K)时反应热公式为:
ΔrH mø = (∑νjΔfHmø)产物 - (∑νjΔfHmø)反应物
定义:在Pø和T下,一摩尔物质完全氧化,使所含元素生成指定的稳定产物时的等压
热效应,叫做该物质的标准燃烧热(Δc H mø)。
用Δc H mø计算25OC时反应热公式为:
ΔrH mø = (∑νjΔcHmø)反应物 - (∑νjΔcHmø)产物
4 基尔霍夫定律
此定律是从已知某一温度时反应热,计算同一反应在另一温度时反应热的定律。基尔霍夫定律用方程表示为:
ΔrH(T2) = ΔrH(T1)+ ΔCP(T2 - T1)
式中ΔCP = 常数,ΔCP = (∑νjC P)产物 - (∑νjC P)反应物。ΔrH(T1)- 一般可通过(7)或(8)式求得。有了ΔrH(T1)就可求同一反应在另外温度T2时之反应热。
例二、
§4-2 热力学第二定律与化学平衡
一自发变化的共同特征——不可逆性
1所谓“自发变化”是指能够自动发生的变化,即无需外力帮忙,任其自然,不去管它,即可发生的变化。而自发变化的逆过程则不能自动进行。
(1)气体向真空膨胀(自发进行),它的逆过程即气体的压缩过程不会自动进行;
(2)热量由高温物体传入低温物体,它的逆过程是热量从低温物体传入高温物体;
(3)各部分浓度不同的溶液,自动扩散,最后浓度均匀,而浓度已经均匀的溶液,不会自动变成浓度不均匀的溶液;
(4)锌片投入CuSO4溶液引起置换反应,它的逆过程也是不会自动发生。
2一切自发变化都有一定的变化方向,而且都是不会自动逆向进行的。这就是自发变化的共同特征。简单地说:“自发变化是热力学的不可逆过程”。这个结论是经验的总结,也是热力学第二定律的基础。
热力学第二定律
一切实际过程都是热力学的不可逆过程。人们又发现这些不可逆过程都是互相关联的。克劳修斯的说法:“不可能把热从低温物体传到高温物体,而不引起变化。”
开尔文的说法:“不可能从单一热源取出热使之完全变为功,而不引起变化。”
自发变化都不会自动逆向进行,但这并不意味着它们根本不可能倒转,借助于外力是可以使一个自动变化逆向进行的。(但不可避免地要在环境中留下影响)
人们对自发过程之所以感兴趣,是因为一切自发过程在适当地条件下可以对外作功,而非自发过程则必须依靠外力,即环境要消耗功才能进行。
二、自由能(G)、熵(S)
1 吉布斯自由能(G、△G)
化学反应的方向和化学反应体系跟环境之间的做有用功(例如电功)的方向一致。当某化学反应体系能够向环境做有用功时,体系中的化学变化将会自发进行。
等温等压,封闭体系
W’≤△G(自发不可逆,可逆)
若W’=△G 则
△G≤0(自发不可逆,可逆)
热力学理论证明:体系与环境之间的做有用功的最大值相等于体系状态函数自由能变化(△G)。(条件:等温等压,封闭体系)
原电池放电作功 △G◎=-nE◎F △rG=-nEF
2 熵(S,△S)
(1)可逆过程:某一体系经过某一过程,由状态(A)
到状态(B)之后,如果能使体系和环境都完全复原(即体系回到原来的状态,同时消除了原来过程对环境所产生的一切影响,环境也复原),则这样的过程就称为可逆过程。反之,如果用任何方法都不可能使体系和环境完全复原,则称为不可逆过程。
(2)可逆过程中热温商之和:
可逆过程中的热温商∑(Qi/Ti)R,与A、B之间的可逆途径无关,而仅由始终状态所决定,显然它具有状态函数变化的特点,克劳修斯据此定义了一个热力学状态函数称为熵,并用符号S表示。
△S=SB-SA=∑(Qi/Ti)R
(3)克劳修斯不等式——热力学第二定律
△SAB≥∑(Qi/Ti)R (不可逆,可逆)
(4)熵增加原理
绝热体系: △S≥0 (不可逆,可逆) △S<0 (不发生)
隔离体系:△S隔离≥0 (不可逆,可逆) △S隔离=△S体系+△S环境≥0
任何自发过程都是由非平衡态趋向平衡态,到了平衡态是时熵函数达到最大值年。因此,自发的不可逆过程进行的限度以熵函数达到最大值为准则,所以熵的数值就表征体系接近平衡态的程度。
(5)熵的统计意义:
熵函数可以作为体系混乱度的一种量度。
对某一体系而言:S气>S液>S固
对某一物质的某一聚集态而言:S高温>S低温
3 自由能和熵
定义:G=H-TS
等温 △G=△H-T△S
标准状态:△G◎=△H◎-T△S◎
练习3:1mol CH3C6H5在其沸点38315K时蒸发为气体,求该过程的△VAPH◎、Q、W、△VAPU◎、△VAPG◎。已知该温度下甲苯的汽化热为362KjKg-1。
解:等温(正常熔、沸点)。等压(P◎)下的相变是可逆过程,此时体系应处于一平衡态(△G=0),当一个体系已达到平衡时,则其中任何过程都是可逆的。
CH3C6H5 M=92
Q==△VAPH◎=362÷(1000÷92)=3330(KJmol-1)
△VAPG◎=0 (等温等压下可逆相变——平衡态)
V气=nRT/P=(1×8314×38315)÷101325=003144(m3)
W=P△V=PV气=101325×003144=3186(J)
△ VAPU◎=Q-W=3330-3186=30114(JMOL-1)
△ VAPS◎=(Q/T)R=33300÷38315=8691(JK-1)
三、化学平衡
1化学反应的△rGm和△rG m◎
(1) aA+bB→gG+Hh
△rGm=(gGm,G+hGm,H)-(aGm,A+bGm,B)=( ∑νiGm,i◎) 产物 -(∑νiGm,i◎)反应物
△rGm<0 反应自发进行
△rGm=0 化学平衡
△rGm>0 反应不能自发进行(逆反应自发进行)
(2)当反应处在标准状态下进行时(反应温度T和P◎状态)
△ rG m◎=( ∑νiGm,i◎) 产物 -(∑νiGm,i◎)反应物
(3)△rG m◎的重要应用
a计算平衡常数:△rG m◎=-RTLnK(△rG m◎=-RTLnKa)
b从某一些反应的△rG m◎,计算另一些反应的△rG m◎:
①C(s)+O2(g) →CO2(g) △rG m◎(i)
②CO(g)+1/2O2(g) →CO2(g) △rG m◎(ii)
①-②=③ ③C(s) +1/2O2(g) →CO (g) △rG m◎(iii)
△rG m◎(iii)= △rG m◎(i)-△rG m◎(ii)
且-RTLnK◎(iii)= -RTLnK◎(i)- -RTLnK◎(ii)
K◎(iii)= K◎(i)/ K◎(ii)
利用可以大体估计反应的可能性
2标准生成自由能(标准摩尔生成吉布斯自由能)△fG m◎
△rG m◎= ∑νiGm,i◎ (Gm,i◎=?)
在标准压力下,由稳定的单质生成一摩尔化合物的反应的标准吉布斯自由能变化值即△rG m◎称为该化合物的标准摩尔生成吉布斯自由能,并用符号△fG m◎表示。
(不同温度T时,△fG m◎值不同,一般手册中给出的298K时的值。)
规定:稳定单质的标准摩尔生成吉布斯自由能都等于零。
例8.已知298K时,NH3的△fG m◎=-16635KJMOL-1,求在常温常压(298K,P◎)下,反应 1/2N2(g)+3/2H2(g)→NH3(g)的△rG m◎?
解:△rG m◎=△fG m,NH3◎-(△fG m,N2◎+△fG m,H2◎)=-16635 KJMOL-1
△rG m◎<0,说明常温常压下H2和N2有可能合成NH3。
3. 化学反应等温式:
aA+bB→gG+Hh
△rGm=△rG m◎+RTLnQa
活度熵:Qa=(aGgaHh)/(aAaBb)任意状态
化学平衡状态:△rGm=0
△rG m◎=-RTLnQa‘=-RTLnKa (Ka=Qa’)
平衡常数:Ka=(aGgaHh)/(aAaBb)平衡态
△rG m=-RTLnKa +RTLnQa
讨论:a若Ka>Qa,则△rG m <0,反应向右自发进行
b 若Ka=Qa,则△rG m =0,反应处于平衡态
c 若Ka<Qa,则△rG m >0,反应不能向右自发进行
4. 平衡常数表达式:
Ka=(aGgaHh)/(aAaBb)
(!)气相反应:(理想气体)
( PG/P◎)g(PG/P◎)h ( PG)g(PG)h
Ka= Kp= ——————————— = ————————————(P◎)-∑νi
(PG/P◎)a(PG/P◎)b (PG)a(PG)b
( PG)g(PG)h
令 Kp= ——————————— (经验平衡常数)
(PG)a(PG)b
故 Kp◎= Kp(P◎)-∑νi (热力学平衡常数)
(2)复相反应(气—固相反应)
纯固相的活度均看作1,即a固=1,气相均看作理想气体,活度即以压力代替,即a气=P气 ,故表达式仅与气相各物质的分压有关。
练习5电解水是得到纯氢的重要来源之一。问能否用水直接加热,分解得到氢?
H2O(g)=H2(g)+1/2O2(g)
利用 △rGm◎=△rHm◎-T△rSm◎式估算反应的转折温度。已知H2O(g)的△fH m◎=-24183(KJMOL-1),H2O(g),O2(g),H2(g)的规定熵分别为Sm◎=18872,Sm◎=20503,Sm◎=13059(单位:JMOL-1K-1),以及H2O(g)的△fG m◎=-22859(KJMOL-1)。
§4-3 电化学基础知识简介
电化学是研究化学变化与电现象之间关系的学科,这种关系总括起来包括两个方面;第一个方面,当体系内自动发生一个化学变化时,体系产生电池———实现这种变化的装置称为原电池;第二方面,在外加电压作用下体系内发生化学变化———实现这咱变化的装置称为电解池。在第一种变化中化学能转变化为电能,在第二种变化中电能转变为化学能。因此,可以说电化学是研究电能与化学能之间相互转化及其规律的学科。这里我们首先介绍电解质溶液的导电规律,然后介绍电化学平衡。
一. 第二类导体的导电机理及法拉第定律
能够导电的物体称为导体,导体可以分为两类:第一类导体和第二类导体,前者包括金属,石墨,合金等,它是依靠电子的迁移来传导电流;后者包括电解质溶液和熔融电解质,它是依靠正,负离子的迁移来传导电流。
1. 解质溶液的导电机理
在一个电解质溶液中放置两惰性电极(如Pt)通电进行电解,溶液中正,负离子在电场力的作用下会分别向两电极迁移:正离子向阴极迁移,负离子向阳极迁移,并且在两电极上分别发生氧化—还原反应。例如电解CuCl2的水溶液时发生如下反应:
阴极: Cu2++2e- Cu
阳极: 2Cl- Cl2+2e- +)
_______________________________________
电解反应:Cu2++2Cl- Cu +Cl2
阴极发生还原反应故阴极又称还原极;阳极发生氧化反应故阳极又称为氧化极。可见电解质溶液导电是由两个步骤构成的:正,负离子在电声力的作用下作定向移动,在两个电极上分别发生氧化和还原反应。
2. 法拉第定律
法拉第在1833年从实验中总结出:
1) 流通过电解质溶液时在两电极上发生反应的物质的物质的量与通过溶液的电量成正比。
2) 当以相同电量通过含有不同电解质溶液的电解池时,在各电极上发生反应的物质得失电子数相同。
1个电子荷电16022 10-9C,1mol 电子荷电称为一个法拉第用“F”表示。
F=Le-=6023 1023 16022 10-19 =96487=96500C mol-1
F称为法拉第常数。
假定在阴极上发生还原反应:
MZ+ + Ze- M
在电有为上析出1mol金属M通过的电量为ZF,Z为电及反应中得失电子的计量系数,若电极上析出该金属的物质的量为n mol,则通过溶液的总电量为:
Q =n Z F (21)
此式即为法拉第定律的数学形式。法拉第定律不仅适用于电解过程也适用于原电池放电过程。
3. 电流效率
实际电解时由于电极上常发生副反应或次级反应,因此,电解析出某一物质实际消耗的电量要比按法拉定律计算所需的理论电量多一些,二者之比称为电流效率η。
理论电量(按法拉第定律计算)
η=—————————————————— 100%
实际消耗的电量
二、电解质溶液理论
⒈ 电解质的离子平均活度和离子平均活度系数
离子的活度和活度系数
m+
a+ === γ+ ——
mθ
m-
a+ === γ- ——
mθ
a+,a-分别称正、负离子的活度,而γ+ , γ-分别称正、负离子的活度系数。虽然,我们仿照非电解质溶液的活度及活度系数,但是,我们确无法得到仅含有一种离子的溶液,因此无法通过实验的方法确定出单种离子的活度系数来。电源质溶液表现出来与理想溶液的偏差,总是正、负离子共同表现出来的一种平均行为,为此,我们定义电解质离子的平均活度及平均活度系数:
α±===ν α+ν+α-ν- ν=ν++ν-
a± ,γ± 、m±分别称为电解质离子的平均活度、平均活度系数和平均质量摩尔浓度。
⒉ 离子强度
离子平均活度系数γ+的大小反应了电解质溶液与理想溶液的偏差大小,偏差大小的来源,是由于电解质离子带电存在相互静电作用。于是我们定义
I=1/2∑miZi2 molkg-1
“I”称为离子强度,它是溶液中离子电荷所形成的静电场强度的度量。
⒊ Debye – Huckel极限公式
Debye – Huckel根据离子氛的概念,应用物理学原理推出了电解质溶液中,电解质离子平均活度系数γ±与离子强度的关系:
lgγ±=-A|z+z-|I1/2
此时称为Debye – Huckel极限公式,只能应用于极稀的电解质溶液,在25℃的水溶液中:A = 0509kg1/2•mol -1/2,故
lgγ±=-0509|z+z-|I1/2
三、可逆电池电动势
上面我们介绍了有关电解质溶液的一些导电规律,下面我们重点讨论电化学平衡。
热力学原理指出:在恒温、恒压的可逆变化中Gibbs函数的减少值等于体系对环境所作的最大非体积功。
ΔrGm = - Wf
当非体积功仅有电功时,W电 = ZFE,故ΔrGm = - ZFE
式中E为可逆电池电动,Z为电极反应中得失电子的数目,F为法第常数。
这个式子是联系热力学和电化学之间的重要桥梁。它只有在可逆条件下才能成立。所以,下面我们首先介绍可逆电池的概念:
⒈ 可逆电池与不可逆电池
可逆电池必须满足以下几个条件:
(1)电池反应必须是可逆的:即电池在自发放电或对电流充电时,电池反应必须互为逆反应。例如Daniell电池,如图所示:该电池是将Cu片插入CuSO4溶液、锌片插入Z nSO4溶液中,两电解溶液用盐桥连接起来,如果用负载电阻R把两极连接起来组成回路,则回路中就有电流流过,外电路中电流从铜电极向锌电极,两电极上分别发生氧化和还原反应:
Zn极:Zn(s)→Zn2+ n+)+ 2e-
+)Cu极:Cu2+(au2+)+ 2e-→Zn(s)
---------------------------------------------------
电池反应:Zn(s)+ Cu2+(aCu2+)→ Cu + Zn2+
如果外加一个电动势为E外的电池对抗相接Zn2+,当E外 >E时,则电池被充电,变成了电解池,其电解反应为:
Zn极:Zn2+(aZn2+)+ 2e-→Zn(s)还原极,
阴极+)Cu极:Cu(s)→Cu2+(aCu2+)+ 2e- 氧化极 ,阳极
———————————————------------
电解反应 Zn2+(aZn2+)+ Cu(s)→Cu2+(aCu2+)+ Zn(s)
可见,电池充电时反应为电池自发放电的逆反应,电池反应式互为逆反应。此时,称电池反应是逆反的。但是,如果把Z nSO4 、CuSO4溶液换成HCl溶液,则电池在充电、放电时的反应就不是互为逆反应了:
放电时:Zn极:Zn → Zn2++ 2e-
+)Cu极:2H+ + 2e-→H2
______________________
电池反应:Zn + 2H+→Zn2++ H2
充电时:Zn极:2H+ + 2e-→H2
+)Cu极:Cu→Cu2++ 2e-
————————————
电解反应:Cu + 2H+→Cu2++ H2
可见该电池充电和放电时,电池反应不是互为逆反应,故此电池为不可逆电池。
(2)电池在充电、放电过程必须是可逆的,即电池充电或放电过程无限接近于平横态,通过电池的电流无限小,速率无限慢,时间无限长。
⒉ 对消法测定电池电动势 标准电池
可逆电池电动势可以用对消法进行测定,其原理图如图23:EW工作电池,A B为均匀的滑线电阻,G为检流计,K为双向开关。测定步骤是:先将接触点移到C1点,使滑线电阻A B上的读数与标准电池E标的电动势相等将双向开关K接通E标,迅速调节可变电阻R使检流计G无电流通过,则工作电池在AC1上的电位降正好等于标准电池电动势。然后固定R不变,将双向开关K接通待测电池EX,移动接触点至C2使检流计G中无电流通过,则AC2上的电位降即为待测电池的电动势EX。
测电池电动势需用一个电动势为已知的标准电池,通常采用韦斯登标准电池,其构造如图24:正极是Hg和H g2SO4的糊状物,负极是含125%的镉汞齐,上面是CdSO4的饱和溶液,电极反应为:
负极:Cd(Hg)→Cd2+ + 2e+
+)正极:Hg2SO4(S)+ 2e+→2Hg(1) + SO42-
————————————————
电池反应:Cd(Hg)+ Hg2SO4→CdSO4 + 2Hg(1)
20℃时电池的电动势E = 101845V,25℃时为101832V,其它温度下E为:
E = 101845 - 405×10-5 3(T - 29315)- 95×–7(T - 29315)2 + 1×10–8
(T - 29315)3
⒊ 电池表达式及电池电动势的符号规约
上面介绍的Daniel铜锌电池可用下面的式子表示:
Zn(s)∣ZnSO4(a1)||CuSO4(a2)∣Cu(s)
而韦斯登标准电池可表示为:Cd(Hg)∣CdSO4•3/8H2O饱和溶液∣Hg2SO4(s)∣Hg(1)
这种式子称为电池表达式,第一个电池为双液电池,第二个电池为单液电池,正确书写电池表达式要注意以下几点:
(1)按电池表达式的规定:左边电极进行氧化反应为负极(氧化极),右边电池进行还原反应为正极(还原极)。
(2)电池中两相界面用“∣”表示,而“∣∣”则表示两电解质溶液用盐桥连接,两液体之间的液体接触电势已降低到可以忽略不计的程度。
(3)电池中各物质要注明物态(S,I,g)、浓度、气体要注明压力。
(4)气体不能直接作为电极,需用不活泼金属如Pt、Au、C等作为依附,不活泼金属起传导电流的作用。
按照上面规定写出的电池表达式,如果左边电极确实发生氧化反应,右边电极确实发生还原反应,则称电池为自发电池,电池电动势E规定为正值(E>0);反之,E<0。
按上面规定,电池电动势E等于右边电极的电动势ψ右减去左边电极的电极势ψ左,即
E =ψ右-ψ左
4可逆电池电动势E与各物质活度aB的关系——电池电动势的Nernst方程
例如,对于电池:Pt∣H2(PH2 )∣HCI(a1)∣Cl2( PCl2 )∣Pt
负极:H2( PH2 )→2H+(aH+)+ 2e+
正极:Cl2(PCl2 )+ 2e+→2Cl+( aCl- )
电池反应:H2( PH2 )+ Cl2( PCl2 )→2H+(aH+)+2CI+(aC1-)
根据化学反应的等温方程式
△rGm=△rG m◎+RTLnQa
又 ΔrGm = - ZFE
代入上式
如果各物质处于标准态,aB = 1,这时电池称为标准电池,其电动势用符号“E ”表示,故:
RT aH+2 aCl-2
E=Eo- ———— ln——————————
ZF (PH2/Po)( PCl2/Po)
(216)式称为电池反应的Nernst方程式。可见如果知道了各物质的浓度mB,又知道了标准电极电势 ,就可以由上式求算出电池电动势E来。由电池表达式写电池反应式要注意以下几点:
a)按电池表达式的规定,左电极发生氧化反应,在右电极发生还原反应,在反应方向已确定时,电极反应式和电池反应式用“→”表示。
b)两电极得、失电子数必须相同,保持电荷平衡。
C)一般情况下电极反应式和电池反应式都写成离子反应式,并且不要轻易的把离子合并写成分子。
苹果手机相机持续不停地闪烁,是以下原因导致的:
1、摄像头附近有灰尘或污垢:请检查您的摄像头是否干净,如果有灰尘或污垢,请用干净、柔软的布轻轻擦拭摄像头。
2闪光灯设置出了问题:请确保您的闪光灯设置正确。您可以在相机应用中访问闪光灯设置并将其关闭。
3、应用程序出现问题:在某些情况下,应用程序可能会导致相机持续闪烁。尝试关闭所有正在运行的应用程序,然后重新打开相机应用程序。
4、设备硬件故障:如果以上解决法无法解决问题,则可能是硬件故障造成的。您可以联系苹果客服或前往苹果授权维修中心进行检查和修理。
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。
第三章 有机化合物
第五讲 章末总结与测试
本章测试目标:
1、通过实践活动掌握甲烷的结构式和甲烷的正四面体结构,通过实验探究理解并掌握甲烷的取代反应原理。
2、掌握烷烃、同系物、同分异构体、同分异构现象等概念
3、掌握乙烯、乙炔和苯的化学性质。掌握烷烃与烯、炔烃;芳香烃与烯、炔烃的鉴别方法
4、利用模型了解乙烯和苯的结构,知道物质的结构决定了物质的性质这一基本原理。从乙烯的性质学会推导乙炔的化学性质。分析苯和烯的结构,认识到苯的性质与烯烃的在性质上有哪些异同点
5了解认识乙醇和乙酸在日常生活、工农业生产、科学研究等方面的重要作用;
6糖类和蛋白质的特征反应、糖类和蛋白质的检验方法;糖类、油脂和蛋白质的水解反应。
本章知识总结
1 有机物概述
(1)有机物含义:__________________。
(2)有机物的主要特点是:溶解性:________ 热稳定性:_______可燃性:__________导电性 :_________熔点: _______ 是否电解质:____________相互反应速度:____________。
(3)有机物结构:大多数有机物分子里的碳原子跟其它原子经常以______键结合
2 甲烷、乙烯、苯、乙醇、乙酸的结构
甲烷 乙烯 苯 乙醇 乙酸
化学式
电子式
结构式
结构简式
空间结构
3 甲烷、乙烯、苯、乙醇、乙酸的物理性质
甲烷 乙烯 苯 乙醇 乙酸
色
态
味
溶解性
密度
4 烷烃的通式及烷烃的相似性和物理性质的递变性
烷烃的通式:__________________。
烷烃物性的递变 状态:__________________。
熔沸点:__________________。
5甲烷、乙烯、苯、乙醇、乙酸、乙醛的化学性质
有机物 官 能 团 化 学 性 质(写出化学方程式)
甲烷 ①
②
乙烯 ①
②
苯 ①
②
乙醇 ①
②
③
乙酸 ①
②
乙醛 ①
6 有机反应的类型
(1)取代反应
定义: 有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应
特点:___________________。
①卤代反应(写出下列反应的化学方程式)
甲烷与氯气在光照下反应:___________________。 苯与溴,铁屑反应 ________________。
②硝化反应:苯与浓硝酸,浓硫酸在50~60℃共热________________。
③酯化反应:乙酸和乙醇在浓硫酸催化下反应______________。
④酯的水解反应:乙酸乙酯的酸性水解 ______________。
(2)加成反应
定义:有机分子里的不饱和碳原子跟其它原子或原子团直接结合生成别的物质的反应。特点:________________。
①与氢加成:乙烯和氢气____________。苯和氢气__________。
②与卤素加成:乙烯和氯气________________。
③与卤化氢:乙烯和氯化氢________________。
(3)其它反应类型
①氧化反应: 有机物的燃烧,及使高锰酸钾溶液褪色的反应
乙醇的燃烧________________。
乙醇的催化氧化________________。
②聚合反应:制备聚乙烯________________。
7同系物和同分异构体
定义 分子式表示 特点 类 别 性 质
同系物
同:
不同:
同分异
构体
同:
不同:
同素异
形体
同:
不同:
同位素
同:
不同:
8 糖类、油脂和蛋白质
有机物 结构特点 主要化学性质 用 途
糖
类 单糖 葡萄糖
双糖 蔗糖
多糖 淀粉
纤维素
油脂
蛋白质
糖类、蛋白质的特征反应
葡萄糖 ①
②
淀粉
蛋白质 ①
②
9 有机实验---物质的鉴别
1、 溴水:①不褪色___________②褪色____________可能发生加成,氧化,取代反应。
2、 酸性高锰酸钾溶液:① 不褪色 __________ ② 褪色______。
3、 新制氢氧化铜溶液
① H+ : _________② H-C=O : __________。
4、 银氨溶液:H-C=O、 醛类。
5、 金属钠产生氢气 : ______。
注意:凡为水溶液因为溶剂水与金属钠反应放出氢气,故不可使用
考题回顾
例1(2004理综Ⅲ-11)若1 mol某气态烃CxHy完全燃烧,需用3 mol O2,则 ( )
A x=2,y=2 B x=2,y=4 C x=3,y=6 D x=3,y=8
解析:按照烃燃烧的耗氧量可知:x+ =3,4x+y=12,只有当x=2,y=4,此式成立。
例2(2000上海32)美籍埃及人泽维尔用激光闪烁照相机拍摄到化学反应中化学键断裂和形成的过程,因而获得1999年诺贝尔化学奖。激光有很多用途,例如波长为103微米的红外激光能切断B(CH3)3分子中的一个B—C键,使之与HBr发生取代反应:B(CH3)3+HBr B(CH3)2Br+CH4 而利用96微米的红外激光却能切断两个B—C键,使之与HBr+CH4 ,而利用96微米的红外激光却能切断两个B—C键,并与HBr发生二元取代反应。
(1)试写出二元取代的代学方程式: ________________________________________。
(2)现用56g B(CH3)3和972g HBr正好完全反应,则生成物中除了甲烷外,其他两种产物的物质的量之比为多少?
解析:(1)B(CH3)3+2HBr B(CH3)Br2+2CH4 (2)n[B(CH3)3]= n(HBr)=
设生成B(CH3)2Br为a mol B(CH3)Br2为b mol
则: a+b=01 a=008mol
a+2b=012 b=002mol
n[B(CH3)Br]:n[B(CH3)Br2]=4:1
例3白酒、食醋、蔗糖、淀粉等均为家庭厨房中常用的物质,利用这些物质能完成的实验是
① 检验自来水中是否含氯离子 ② 鉴别食盐和小苏打
③ 蛋壳能否溶于酸 ④ 白酒中是否含甲醇
A ①② B ①④ C ②③ D ③④
解析:检验自来水中是否含氯离子需要硝酸银溶液和稀硝酸。鉴别食盐和小苏打可利用NaHCO3能与酸反应放出气体而食盐不能。蛋壳的成分是碳酸盐,能溶于酸并放出气体。甲醇可用氧化为甲醛来检验。上述所给物质中,食醋是酸,可用来检验②③。应选C。
例42004江苏化学石油化工是江苏省的支柱产业之一。聚氯乙烯是用途十分广泛的石油化工产品,某化工厂曾利用下列工艺生产聚氯乙烯的单体氯乙烯:
CH2=CH2+Cl2 CH2Cl—CH2Cl ①
CH2Cl—CH2Cl CH2=CHCl+HCl ②
请回答以下问题:
1 已知反应中二氯乙烷的产率产率= ×100%为98%,反应中氯乙烯和氯化氢的产率均为95%,则28 t乙烯可制得氯乙烯 t,同时得到副产物氯化氢 t。计算结果保留1位小数
2 为充分利用副产物氯化氢,该工厂后来将下列反应运用于生产:
CH2=CH2+4HCl+O2 2CH2Cl—CH2Cl+2H2O ③
由反应①、③获得二氯乙烷,再将二氯乙烷通过反应②得到氯乙烯和副产物氯化氢,副产物氯化氢供反应③使用,形成了新的工艺。
由于副反应的存在,生产中投入的乙烯全部被消耗时,反应①、③中二氯乙烷的产率依次为a%、c%;二氯乙烷全部被消耗时,反应②中氯化氢的产率为b%。试计算:反应①、③中乙烯的投料比为多少时,新工艺既不需要购进氯化氢为原料,又没有副产物氯化氢剩余假设在发生的副反应中既不生成氯化氢,也不消耗氯化氢。
解析:
1 58;34
2 设投入反应①、③的乙烯物质的量分别为x、y,则:
由反应①生成的二氯乙烷为x•a%,
由反应③生成的二氯乙烷为y•c%。
则由反应①、③共制得二氯乙烷的物质的量为x•a%+y•c%,通过反应②可获得HCl的物质的量为x•a%+y•c%•b%。
据题意,反应③消耗的HCl为2y•c%,则:
2y•c%=x•a%+y•c%•b%
解得: =
反应中乙烯的投料比应为 。
单元过关测试
一、选择题(本题共18个小题,每小题3分,共54分。)
1、某烷烃含200个氢原子,则该烃的分子式是A.C97H200 B.C98H200 C.C99H200 D.C100H200
2、可燃冰是天然气与水相互作用形成的晶体物质,主要存在于冻土层和海底大陆架中。
据测定每01m3固体“可燃冰”要释放20m3的甲烷气体,则下列说法中不正确的是( )
A.“可燃冰”释放的甲烷属于烃 B.“可燃冰”是水变油,属于化学变化
C.“可燃冰”将成为人类的后续能源 D.青藏高原可能存在巨大体积的“可燃冰”
3、青苹果汁遇碘溶液显蓝色,熟苹果能还原银氨溶液。这说明 ( )
A 青苹果中只含淀粉不含糖类 B 熟苹果中只含糖类不含淀粉
C 苹果成熟时淀粉水解为单糖 D 苹果成熟时单糖聚合成淀粉
4、等质量的下列烃完全燃烧,消耗氧气最多的是A.CH4 B.C2H6 C.C3H6 D.C6H6
5、蔬菜、水果中富含纤维素,纤维素被食入人体后在作用是 ( )
A.为人体内的化学反应提供原料 B.为维持人体生命活动提供能量
C.加强胃肠蠕动,具有通便功能
D.人体中没有水解纤维素的酶,所以纤维素在人体中没有任何作用
6、使1mol乙烯与氯气发生完全加成反应,然后使该加成反应的产物与氯气在光照条件
下发生取代反应,则两个过程中消耗氯气的总的物质的量是
A.3mol B.4mol C.5mol D.6mol
7、可以鉴别乙酸溶液、葡萄糖溶液、蔗糖溶液的试剂是 ( )
A.银氨溶液 B.新制氢氧化铜悬浊液 C.石蕊试液 D.碳酸钠溶液
8、现有一瓶乙二醇和丙三醇的混合物,已知它们的性质如下表,据此,将乙二醇和丙三醇互相分离的最佳方法是 ( )
A.萃取法 B.结晶法 C.分液法 D.分馏法
9、下列物质中能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是
A.乙烯B.乙烷 C.乙醇 D.乙酸
10、法国化学家伊夫•肖万获2005年诺贝尔化学奖。他发现了烯烃里的碳-碳双键会被
拆散、重组,形成新分子,这种过程被命名为烯烃复分解反应 。烯烃复分解反应可形象地描述为交换舞伴。(如图所示)
烯烃复分解反应中的催化剂是金属卡宾(如CH2==M),金属卡宾与烯烃分子相遇后,两对舞伴会暂时组合起来,手拉手跳起四人舞蹈。随后它们“交换舞伴”,组合成两个新分子,其中一个是新的烯烃分子,另一个是金属原子和它的新舞伴。后者会继续寻找下一个烯烃分子,再次“交换舞伴”。把C6H5CH2CH==CH2与CH2==M在一定条件下混合反应,下列产物不可能存在的是 ( )
A.C6H5CH2CH==M B.CH2= CH2 C.C6H5CH2 CH2 C6H5 D.C6H5CH2CH==CH CH2 C6H5
11、下列物质属于同分异构体的一组是 ( )
A.麦芽糖和蔗糖 B. 与 CH3-CH2-CH2-CH3
C.C2H6与C3H8 D. O2与O3
12、两种气态烃组成的混合气体01mol,完全燃烧得016molCO2和36g水,下列说法
正确的是 ( )
A.混合气体中一定有甲烷 B.混合气体中一定是甲烷和乙烯
C.混合气体中一定没有乙烷 D.混合气体中一定有乙炔(CH≡CH)
13、1866年凯库勒提出了苯的单、双键交替的正六边形平面结构,解释了苯的部分性质,
但还有一些问题尚未解决,它不能解释下列事实 A.苯不能使溴水褪色
B苯能与H2发生加成反应 C.溴苯没有同分异构体 D.邻二溴苯只有一种
14、下列各选项中两种粒子所含电子数不相等的是 ( )
A.羟甲基(-CH2OH)和甲氧基(CH3O-)B.亚硝酸(HNO2)和亚硝酸根(NO2—)
C.硝基(-NO2)和二氧化氮(NO2)D.羟基(-OH)和氢氧根(OH-)
15、酯化反应是有机化学中的一类重要反应,下列对酯化反应理解不正确的是 ( )
A.酯化反应的产物只有酯 B.酯化反应可看成取代反应的一种
C.酯化反应是有限度的 D.浓硫酸可做酯化反应的催化剂
16、大气污染物氟里昂—12的化学式是CF2Cl2。下面关于氟里昂—12的说法正确的是
A没有固定的熔沸点 B分子中的碳原子是饱和的
C属于正四面体的空间结构 D是甲烷的一种同系物
17、下列各组中,不管以何种比例混合,只要总质量一定,充分燃烧后生成的二氧化碳
的量不变的是
A.乙炔(C2H2)和苯(C6H6) B.乙醇和丙醇(CH3CH2CH2OH)
C.乙醇和乙醚(C2H5OC2H5) D.甲醛( HCHO)和乙酸
18、两种气态烃以任意比例混合,在105℃时1 L该混合烃与9 L氧气混合,充分燃烧后
恢复到原状态,所得气体体积仍是10 L。下列各组混合烃中不符合此条件的是 ( )
ACH4 C2H4 BCH4 C3H6 CC2H4 C3H4 DC2H2 C3H6
二、选择题(本题共3个小题,共31分)
19、(8分)据报道,某煤矿井下采煤面瓦斯突出,发生爆炸,当场造成56人死亡,92
人生死不明。截至记者发稿时,经过全力搜救,目前又发现4名遇难矿工遗体,死亡人数增加至60人。其中,55人系窒息死亡。目前,尚有88名矿工下落不明。根据以上信息回答下列问题:
(1)写出瓦斯爆炸的化学方程式 。
(2)可燃性气体的爆炸都有一个爆炸极限,所谓爆炸极限是指可燃气体(或蒸汽或粉尘
等)与空气混合后,遇火产生爆炸的最高或最低浓度(通常以体积百分数表示)。下表是甲烷在空气和纯氧气中的爆炸极限。
空气中 纯氧气中
甲烷的爆炸极限 50~15% 50~60%
下面是瓦斯和空气组成的混和气体中瓦斯的体积含量,从是否能够爆炸方面考虑,请判断哪些是不安全的 。
A.3% B.10% C.30% D.60%
(3)请分析人为什么在瓦斯爆炸的矿中会窒息死亡:
。
(4)由矿井中的瓦斯爆炸,根据你的化学实验经验,你可以得出什么启示?(提示:对
可燃性气体的加热、点燃操作应该注意的问题) 。
20、 (16分) “酒是陈的香”,就是因为酒在储存过程中生成了有香味的乙酸乙酯,在实验室我们也可以用右图所示的装置制取乙酸乙酯。回答下列问题:
(1)写出制取乙酸乙酯的化学反应方程式 。
(2)在大试管中配制一定比例的乙醇、乙酸和浓硫酸的混合液的方法是: 。
(3)浓硫酸的作用是:① ;② 。
(4)饱和碳酸钠溶液的主要作用是 。
(5)装置中通蒸气的导管要插在饱和碳酸钠溶液的液面上,不能插入溶液中,目的是防止 。
(6)若要把制得的乙酸乙酯分离出来,应采用的实验操作是 。
(7)做此实验时,有时还向盛乙酸和乙醇的试管里加入几块碎瓷片,其目的是 。
(8)生成乙酸乙酯的反应是可逆反应,反应物不能完全变成生成物,反应一段时间后,
就达到了该反应的限度,也即达到化学平衡状态。下列描述能说明乙醇与乙酸的酯化反应已达到化学平衡状态的有(填序号) 。
①单位时间里,生成1mol乙酸乙酯,同时生成1mol水
②单位时间里,生成1mol乙酸乙酯,同时生成1mol乙酸
③单位时间里,消耗1mol乙醇,同时消耗1mol乙酸
④正反应的速率与逆反应的速率相等
⑤混合物中各物质的浓度不再变化
21、(7分)(1)无水乙酸又称冰醋酸(熔点166℃)。在室温较低时,无水乙酸就会凝
结成像冰一样的晶体。请简单说明在实验中若遇到这种情况时,你将如何从试剂瓶中取出无水乙酸? 。
(2)某有机物的结构简式为HOOC—CH=CHOH。
①请你写出该有机物官能团的名称: 、 、 。
②验证该有机物中含有-COOH官能团常采用的方法是 ,
产生的现象为 。
三、计算题(本题两个小题,共15分)
22、(8分)吗啡和***都是严格查禁的毒品,吗啡分子含C:7158%、H:667%、N:491%、其余为O。已知其相对分子质量不超过300。试求:
(1)啡的相对分子质量__________;
(2)吗啡的化学式 ;
已知***是吗啡的二乙酸酯。试求:
(3) 洛因的相对分子质量 ;(4)***的化学式
23、(7分)有机物A由碳、氢、氧三种元素组成。现取23 g A与28 L氧气(标准状
况)在密闭容器中燃烧,燃烧后生成二氧化碳、一氧化碳和水蒸气(假设反应物没有剩余)。将反应生成的气体依次通过浓硫酸和碱石灰,浓硫酸增重27 g,碱石灰增重22 g。回答下列问题:
(1)23 g A中所含氢原子、碳原子的物质的量各是多少
(2)通过计算确定该有机物的分子式。
参考答案
一、选择题(本题共18个小题,每小题3分,共54分。)
1、 C 2、B 3、C 4、A 5、C 6、 C 7、 B 8、 B9、AC 10、D 11、AB 12、AC 13、AD 14、D 15、A 16、B 17、AD 18、BD
二、选择题(本题共3个小题,共31分)
19(1) ;(2)B;
(3)从上述瓦斯爆炸的化学方程式可以看出这是一个耗氧性的反应,爆炸时耗尽了矿井的几乎所有的氧气,所以人在其中会窒息死亡;
(4)可燃性气体的加热、点燃操作前必须进行验纯操作。
20、(1)
(2)先在试管中加入一定量的乙醇,然后边加边振荡试管将浓硫酸慢慢加入试管,最后再加入乙酸。
(3)催化作用;吸水作用
(4)中和挥发出来的乙酸,使之转化为乙酸钠溶于水中,便于闻乙酸乙酯的香味,溶解挥发出来的乙醇,降低乙酸乙酯在水中的溶解度,便于分层得到酯。
(5)倒吸。(6)分液。(7)防止大试管中液体暴沸而冲出导管。(8)②④⑤
20、(1)有题意知冰醋酸熔点166℃,因此当无水乙酸凝结成像冰一样的晶体时,自然
想到升高温度让其熔化,方法多多:将其放置温度高于166℃的房间,或用热毛巾握持一会儿,或将其试剂浸入温水中。(2)①羟基、羧基、碳碳双键;②用少量的新制Cu(OH)2悬浊液;沉淀溶解。
三、计算题(本题两个小题,共15分)
22、(1)285(2)C17H19NO3(3)369(4)C21H23NO5
23、⑴解:n(O2)= = 0125 mol m(O2)= 0125 mol×32g•mol-1= 4 g
n(H2O)= = 015 mol n(CO2) = = 005 mol
m(CO)= 4 g +23 g - 27 g - 22 g = 14 g n(CO)= = 005 mol
n(H)=2n(H2O)= 015 mol×2= 03 mol
n(C)= n(CO2) + n(CO) = 005 mol + 005 mol = 01 mol
答:23 g A中所含氢原子、碳原子的物质的量分别为03 mol 和01 mol 。
⑵解:23 g A中所含氧原子:
n(O)=(005 mol×2 +005 mol + 015 mol)—0125 mol×2 = 005 mol
n(C)∶n(H)∶n(O) =01 mol∶03 mol∶005 mol = 2∶6∶1
则A 的最简式为 C2H6O
根据价键规则 A 的分子式为 C2H6O 。答:A 的分子式为 C2H6O 。
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