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1、目录第一讲化学反应速率与化学平衡1第二讲电解质溶液与酸碱理论23第三讲简单的电化学50第四讲配位化合物74第五讲过渡元素89第六讲烃112第七讲烃的衍生物139第八讲化学实验168参考答案与提示196第一讲化学反应速率与化学平衡知识解读一、化学反应速率在高中化学反应速率的表达中,一般采用平均反应速率。平均反应速率的定量表示法,通常是用单位时间内反应物的消耗量,或单位时间内生成物的生成量来表示。即:平均消耗速率=反应物的消耗量生成物的生成量;或平均生成速率=时间间隔时间间隔例如:2A(g)+B(g)췍＝췍3C(g)+D(g)的反应速率可用下列方式表示:A的消耗量Δ[A]A的平均消耗速率
2、==-;时间间隔ΔtB的消耗量Δ[B]B的平均消耗速率==-;时间间隔ΔtC的生成量Δ[C]C的平均生成速率==+;时间间隔ΔtD的生成量Δ[D]D的平均生成速率==+;时间间隔Δt1Δ[A]Δ[B]1Δ[C]Δ[D]四者关系为:-=-=+=+,即A的消耗速率为B的消2ΔtΔt3ΔtΔt耗速率的2倍,C的生成速率为B的消耗速率的3倍,而D的生成速率等于B的消耗速率。换言之,化学反应的速率之比等于方程式前的系数比。这个关系很重要,是同学们进行化学反应速率计算的基础。需要注意的是:对于同一反应,用不同物质的浓度表示反应速率时,其数值不一定相同。视野拓展瞬时反应速率(即时速率)平均速度是指
3、某一时间间隔Δt时某物质的浓度改变量;瞬时速率是当Δt→0时的反应速度。通常情况下,可用作图法确定某时刻的瞬时速率。即先画出某物质在反应中浓度时间图第一讲化学反应速率与化学平衡1象,再作出某时刻的垂线交于图象于一点,最后作该点的切线,即为该时刻的瞬时速率。这种思想满足数学上的求导原理。以五氧化二氮(N2O5)分解反应2N2O5(g)→4NO2(g)+O2(g)为例,进行某时刻瞬时速率的计算。经实验研究:将0.160mol的N2O5放在1L的容器中,分析N2O5的浓度随时间的变化,得如下数据,时间(min)01234NO浓度/mol·L-10.160.110.0800.0560.040
4、25若将上表的数据,以N2O5浓度为纵坐标,时间为横坐标,可得到N2O5浓度变化与时间的关系,如图。由图中曲线任一点的切线斜率即可求得该时刻的反应速率(v)即瞬时速率。Δ[N2O5]切线斜率=-=反应速率(v),依上式,由曲Δt线上每一点的斜率,可求出每个时刻的瞬时反应速率。0.11-0.056例如:第2分钟时的反应速率(v)==20.054=0.027(mol·L-1·min-1)。2二、化学反应中的活化分子和活化能活化分子是指具有较高能量并能发生化学反应的分子。活化分子的平均能量与反应物分子平均能量之差叫反应活化能(注意:不同理论的反应活化能定义略有差异)。不同化学反应,其活化能
5、的大小不同。一般说,反应活化能在60~200kJ·mol-1之间。在相同的条件下,活化能越大,反应速度越小。浓度、温度、催化剂对反应速度的影响,均可归结为活化分子数目的改变,但改变的原因各不相同。浓度的影响是通过反应分子总数的变化;温度的影响是通过能量变化改变活化分子百分数;催化剂的影响是通过降低反应活化能来增加活化分子百分数,从而改变活化分子数目,改变反应速度。化学反应的能量变化可用图示表示(见右图):对于任一化学反应,其正反应的活化能为E,逆反应的活化能a为E′a,则化学反应的热效应ΔH可表示为:ΔH=Ea-E′a。已知其中的任何两个即可求第三个量。视野拓展有效碰撞理论和过渡态理
6、论1.有效碰撞理论有效碰撞理论认为:并非每一次碰撞都发生预期的化学反应。在化学反应中,只有极少的碰2名牌大学自主招生同步辅导高中化学下册撞才是有效的。首先,分子无限接近时需要克服斥力,这就要求分子具有足够的运动速度(即动能)。具备足够的能量是有效碰撞的必要条件。一组碰撞的反应物的分子的总能量必须具备一个最低的能量值。其次,仅具有足够能量还不足以发生反应。由于分子有构型,反应物分子在碰撞时,其碰撞方向还会有所不同。如反应:NO2+CO→NO+CO2的碰撞方式有:①O—N—O……C—O②O—N—O……O—C显然,①种碰撞有利于反应的进行,②种以及许多其他碰撞方式都是无效的。这就相当于物理
7、学中的碰撞一样,有正碰、斜碰,有弹性碰撞和非弹性碰撞等。为此,我们将具备足够能量(即碰撞后足以反应)的反应物分子,称为活化分子。分子能量要求越高,活化分子数量越少。这种能量要求称之为活化能。用E表示。E在有效碰撞理论中认aa为和温度无关(其实还是有一定关系的)。E越大,活化分子数则越少,有效碰撞越小,故反应速a率越慢。由于分子不断碰撞,能量不断转移,分子能量会不断变化,因此活化分子也不是固定不变的。但只要温度一定,活化分子百分数是固定的。由于化学反应过程是
