高二化學會考資料

  化學是一門歷史悠久而又富有活力的學科,考試內容通常都是具有實用性的題目。下面是小編為您帶來的,希望對大家有所幫助。

  :難溶電解質的溶解平衡

  ***一***沉澱溶解平衡

  1、沉澱溶解平衡和溶度積定義:

  在一定溫度下,當把PbI2固體放入水中時,PbI2在水中的溶解度很小,PbI2表面上的Pb2+離子和I-離子,在H2O分子作用下,會脫離晶體表面進入水中。反過來在水中的水合Pb2+離子與水合I-離子不斷地作無規則運動,其中一些Pb2+***aq***和I-***aq***在運動中相互碰撞,又可能沉積在固體表面。當溶解速率與沉澱速率相等時,在體系中便存在固體與溶液中離子之間的動態平衡。這種平衡關係稱為沉澱溶解平衡,其平衡常數叫溶度積常數或溶度積。沉澱溶解平衡和化學平衡、電離平衡一樣,一種動態平衡,其基本特徵為:***1***可逆過程;***2***沉積和溶解速率相等;***3***各離子濃度不變;***4***改變溫度、濃度等條件平衡移動。

  2、溶度積的一般表示式:

  AmBn***s***

  mAn++nBm-

  Ksp=[An+]m·[Bm-]n

  在一定溫度下,難溶電解質在飽和溶液中各離子濃度冪的乘積是一個常數,這個常數稱為該難溶電解質的溶度積。用符號Ksp表示。

  3、溶度積的影響因素:

  溶度積Ksp的大小和溶質的溶解度不同,它只與難溶電解質的性質和溫度有關,與濃度無關。但是,當溫度變化不大時,Ksp數值的改變不大,因此,在實際工作中,常用室溫18~25℃的常數。

  4、溶度積的應用:

  ***1***溶度積Ksp可以用來判斷難溶電解質在水中的溶解能力,當化學式所表示的組成中陰、陽離子個數比相同時,Ksp數值越大的難溶電解質在水中的溶解能力越強。

  ***2***溶度積Ksp可以判斷沉澱的生成、溶解情況以及沉澱溶解平衡移動方向。

  5、溶度積***Ksp***的影響因素和性質:

  溶度積***Ksp***的大小隻與難溶電解質性質和溫度有關,與沉澱的量無關,離子濃度的改變可使平衡發生移動,但不能改變溶度積,不同的難溶電解質在相同溫度下Ksp不同。

  相同型別的難溶電解質的Ksp越小,溶解度越小,越難溶。例如:

  Ksp***AgCl*** >Ksp***AgBr*** > Ksp***AgI***,溶解度:AgCl*** > Ksp***AgBr*** > Ksp***AgI***。

  6、溶度積規則:

  在一給定的難溶電解質溶液中,濃度商***Qc***和溶度積***Ksp***之間存在三種可能情況。

  ***1***Qc=Ksp此時難溶電解質達到沉澱溶解平衡狀態,溶液是飽和溶液。

  ***2***Qc>Ksp溶液中將析出沉澱,直到溶液中的Qc=Ksp為止。

  ***3***Qc

  說明: 濃度商***Qc***是非平衡狀態下各離子濃度冪的乘積,所以Qc值不固定。

  ***二***沉澱溶解平衡的應用

  沉澱溶解平衡和化學平衡、電離平衡一樣合乎平衡的基本特徵、滿足平衡的變化基本規律,可以運用平衡移動原理來進行解釋。根據平衡移動原理和溶度積規則可知,改變溶液中離子濃度,可以使沉澱溶解平衡發生移動,實現沉澱的溶解、生成和沉澱的轉化。

  1、沉澱的溶解與生成:

  沉澱的溶解與生成這兩個相反的過程它們相互轉化的條件是離子濃度的大小,控制離子濃度的大小,可以使反應向所需要的方向轉化。

  ***1***在難溶電解質溶液中,沉澱溶解的唯一條件是:Qc

  ***2***在難溶電解質溶液中,產生沉澱的唯一條件是:Qc>Ksp。常用的方法:在難溶電解質的溶液中加入適當沉澱劑,設法使構晶離子的濃度增大,使之滿足Qc>Ksp,促進平衡向生成沉澱的方向移動,就會生成沉澱。

  2、沉澱的轉化:

  ***1***定義:使一種難溶電解質轉化為另一種難溶電解質,即把一種沉澱轉化為另一種沉澱的過程稱為沉澱的轉化。

  ***2***實質:

  沉澱轉化的實質:沉澱溶解平衡的移動。一般來說,對相同型別的難溶電解質,溶度積大的難溶電解質容易轉化為溶度積較小的難溶電解質。一種沉澱可轉化為更難溶的沉澱,難溶物的溶解度相差越大,這種轉化的趨勢越大。

  ***3***方法:

  沉澱的轉化常用的方法:在含有沉澱的溶液中,加入適當的沉澱劑,使其與溶液中某一離子結合成為另一種難溶電解質的過程。例如:

  在ZnS***s***中加入CuSO4溶液可轉化為CuS ***s***沉澱。

  在FeS***s***中加入到Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金屬的溶液可轉化為CuS ***s***、HgS ***s***、PbS ***s***等沉澱。

  :分子的性質

  一.共價鍵

  1.共價鍵的本質及特徵

  共價鍵的本質是在原子之間形成共用電子對,其特徵是具有飽和性和方向性。

  2.共價鍵的型別

  ①按成鍵原子間共用電子對的數目 分為單鍵、雙鍵、三鍵。

  ②按共用電子對是否偏移分為極性鍵、非極性鍵。

  ③按原子軌道的 重疊方式分為σ鍵和π鍵,前者的電子雲具有軸對稱性,後者電子雲具有映象對稱性。

  3.鍵 引數

  ①鍵能:氣態基態原子形成1 mol化學鍵釋放的最低能量,鍵能越大,化學鍵越穩定。

  ② 鍵長:形成共價鍵的兩個原子之間的核間距,鍵長越短,共價鍵越穩定。

  ③鍵角:在原子數超過2的分子中,兩個共價鍵之間的夾角。

  ④鍵引數對分子性質的影響

  鍵長 越短,鍵能越大,分子越穩定.

  :功能高分子材料

  功能高分子材料 -主要材料 離子交換樹脂

  它是最早工業化的功能高分子材料。經過各種官能化的聚苯乙烯樹脂,含有H 離子結構,能交換各種陽離子的稱為陽離子交換樹脂,含有OH一離子結構能交換各種陰離子的稱為陰離子交換樹脂。它們主要用於水的處理。離子交換膜還可以用於飲用水處理、海水淡化、廢水處理、甘露醇、檸檬酸糖液的鈍化、牛奶和醬油的脫鹽、酸的回收以及作為電解隔膜和電池隔膜。

  高分子催化劑

  催化生物體內多種化學反應的生物酶屬於高分子催化劑。它具有魔法般的催化效能,反應在常溫、常壓下進行,催化活性極高,幾乎不產生副產物。近十年來,國內外多有研究用人工合成的方法模擬酶,將金屬化合物結合在高分子配體上,開發高活性、高選擇性的高效催化劑,這種高分子催化劑稱為高分子金屬催化劑。已有的研究工作表明,高分子金屬催化劑對加氫反應、氧化反應、矽氫加成反應、羰基化反應、異構化反應、聚合反應等具有很高的催化活性和選擇性,而且易與反應物分離,可回收重複使用。

  導電高分子材料

  複合型導電高分子材料是以有機高分子材料為基體,加入一定數量的導電物質***如炭黑、石墨、碳纖維、金屬粉、金屬纖維、金屬氧化物等***組合而成。該類材料兼有高分子材料的易加工特性和金屬的導電性。與金屬相比較,導電性複合材料具有加工性好、工藝簡單、耐腐蝕、電阻率可調範圍大、價格低等優點。

  與金屬和半導體相比較,導電高分子的電學效能具有如下特點:

  通過控制摻雜度,導電高分子的室溫電導率可在絕緣體-半導體-金屬態範圍內變化。目前最高的室溫電導率可達105S/cm,它可與銅的電導率相比,而重量僅為銅的1/12;

  導電高分子可拉伸取向。沿拉伸方向電導率隨拉伸度而增加,而垂直拉伸方向的電導率基本不變,呈現強的電導各向異性;

  儘管導電高分子的室溫電導率可達金屬態,但它的電導率-溫度依賴性不呈現金屬特性,而服從半導體特性;

  導電高分子的載流子既不同於金屬的自由電子,也不同於半導體的電子或空穴,而是用孤子、極化子和雙極化子概念描述。

  應用主要有電磁波遮蔽、電子元件***二極體、電晶體、場效應電晶體等***、微波吸收材料、隱身材料等。

  高分子功能膜的分類

  ***1***反滲透膜

  反滲透膜主要是不對稱膜、複合膜和中空纖維膜。不對稱膜的表面活性層上的微孔很小***約2nm***,大孔支撐層為海綿狀結構;複合膜由超薄膜和多孔支撐層等組成。超薄膜很薄,只有0.4mm,有利於降低流動阻力,提高透水速率;中空纖維反滲透膜的直徑極小,壁厚與直徑之比比較大,因而不需支援就能承受較高的外壓。

  反滲透膜的材料主要有醋酸纖維素、聚醯胺、聚苯並咪唑、磺化聚苯醚等。醋酸纖維素膜透水量大,脫鹽率高,價格便宜,應用普遍。芳香聚醯胺膜具有優越的機械強度,化學效能穩定,耐壓實,能在pH值4-10的範圍內使用。聚苯並咪唑反滲透膜則能耐高溫,吸水性好,適用於在較高溫度下的作業。反滲透裝置已成功地應用於海水脫鹽,並達到飲用級的質量。海水淡化的原理是利用只允許溶劑透過,不允許溶質透過的半透膜,將海水與淡水分隔開的。用RO***Reverse Osmosis ***進行海水淡化時,因其含鹽量較高,除特殊高脫鹽率膜以外,一般均須採用二級RO淡化。但是海水脫鹽成本較高,主要用於特別缺水的中東產油國,例如2012年統計資料世界最大的海水淡化廠就位於沙烏地阿拉伯。

  ***2***超濾膜

  超濾膜是指具有從1-20nm細孔的多孔質膜,它幾乎可以完全將含於溶液中的病毒、高分子膠體等微粒子截留分離。超濾膜的分離效能就是用它所截留物質的分子量大小來定義的。超濾膜分離技術主要用於分離溶液中的大分子、膠體微粒。通過膜的篩分作用將溶液中大於膜孔的大分子溶質截留,是溶質分子與小分子溶劑分離的膜過程 。

  ***3***微濾膜

  微濾膜是指孔徑範圍為0.01-10μm的多孔質分離膜,它可以把細菌、膠體以及氣溶膠等微小粒子從流體中比較徹底地分離除去。流體中含有粒子的濃度不同,微濾膜的使用方式也不同。當濃度較低時,常常使用一次性濾膜;當濃度較高時,需要選擇可以反覆使用的膜。

  ***4***氣體分離膜

  氣體分離中常用的高分子膜,是非對稱的或複合膜,其膜表層為緻密高分子層,即非多孔高分子膜。這種膜材料需要具有優良的滲透性。

  ***5***催化膜

  在膜反應器中,利用膜的載體功能將催化劑固定在膜的表面或膜內來製備催化膜。有些膜材料本身就具有催化活性。在反應涉及加氫、脫氫、氧化以及與氧的生成有關的體系時,則常採用金屬膜、固體電解質膜,這些膜具有選擇性透過氫和氧的能力。 隔膜催化技術有效性的主要特徵是生產率和選擇率。生產率是由通過隔膜以及隔膜表面上反應物和生成物的分離率來決定的。

  高分子吸附劑

  吸附性高分子材料主要是指那些對某些特定離子或分子有選擇性親和作用的高分子材料,從外觀形態上看,主要有微孔型、大孔型、米花型和大網狀樹脂幾種。吸附樹脂的吸附性不僅受到結構和形態等內在因素的影響,還與使用環境關係密切:溫度因素,樹脂周圍的介質.

  ***1***吸水性高分子

  高吸水性樹脂的研究始於60年代,世界上最早開發的一種高吸水性樹脂是澱粉-丙烯氰接枝共聚水解產物,即在澱粉上接枝丙烯腈然後水解而成。

  通常情況下,纖維素類高吸水性樹脂的吸水能力比澱粉類樹脂低,但是吸水速度快是其特點之一,在一些特殊情況下卻是澱粉類樹脂所不能取代的。

  高吸水性樹脂的結構特徵:

  分子中具有強親水性基團,如羥基、羧基,能夠與水分子形成氫鍵;

  樹脂具有交聯結構;

  聚合物內部具有較高的離子濃度;

  聚合物具有較高的分子量

  ***2***吸油性高分子

  高吸油性樹脂是一種新型的功能高分子材料,對於不同種類的油,少則可吸自重的幾倍,多則近百倍,吸油量大、吸油速度快且保油能力強,在工業的廢液處理以及環境保護方面具有廣泛的用途。另外可作橡膠改性劑、油霧過濾材料、芳香劑和殺蟲劑的基材、紙張新增劑等。

  高吸油性樹脂的結構特徵:高分子之間形成一種三維的交聯網狀結構,材料內部具有一定微孔結構。由於分子內親油基的鏈段和油分子的溶劑化作用,高吸油性樹脂發生膨潤。基於交聯的存在,該樹脂不溶於油中。由此可見,交聯度和親油性基團與高吸油性樹脂的效能有密切關係。

  ***3***其他高分子吸附劑

  聚丙烯醯胺分類聚丙烯醯胺產品簡介:聚丙烯醯胺***PAM***為水溶性高分子聚合物,不溶於大多數有機溶劑,具有良好的絮凝性,可以降低液體之間的磨擦阻力,按離子特性分可分為非離子、陰離子、陽離子和兩性型四種類型。

  陰離子聚丙烯醯胺

  陰離子聚丙烯醯胺***APAM***產品描述:陰離子聚丙烯醯胺***APAM***外觀為白色粉粒,分子量從600萬到2500萬水溶解性好,能以任意比例溶解於水且不溶於有機溶劑。有效的PH值範圍為7到14,在中性鹼性介質中呈高聚合物電解質的特性,與鹽類電解質敏感,與高價金屬離子能交聯成不溶性凝膠體。

  工業廢水處理:對於懸浮顆粒,較出、濃度高、粒子帶陽電荷,水的PH值為中性或鹼性的汙水,鋼鐵廠廢水,電鍍廠廢水,冶金廢水,洗煤廢水等汙水處理,效果最好。飲用水處理:我國很多自來水廠的水源來自江河,泥沙及礦物質含量高,比較渾濁,雖經過沉澱過濾,仍不能達到要求,需要投加絮凝劑,投加量是無機絮凝劑的1/50,但效果是無機絮凝劑的幾倍,對於有機物汙染嚴重的江河水可採用無機絮凝劑和陽離子聚丙烯醯胺配合使用效果更好。陰離子聚丙烯醯胺,使澱粉微粒絮凝沉澱,然後將沉澱物經壓濾機壓濾變成餅狀,可作飼料,酒精廠的酒精也可採用陰離子聚丙烯醯胺脫水,壓濾進行回收。用於河水泥漿沉降。用於造紙幹強劑。

  用於造紙助劑、助率劑。在造紙前泵口式儲漿池中加入微量PAM-LB-3陰離子聚丙烯醯胺可使水中填料與細小纖維在網上存留提高20-30%。每噸可節約紙漿20-30kg。

  舉例:在洗煤過程中產生大量廢水,直接排放汙染環境,必須沉清後迴圈利用,回收水中煤泥,也很有價值,但靠自然沉降,費時費力,同時水也不清。

  另外,陰離子聚丙烯醯胺在制香行業的應用也越來越受歡迎,陰離子聚丙烯醯胺產品特點:具溶解性好,粘度高,韌性強,易燃無***少***煙、燃燒無異味、無毒等特點;產品效能穩定,避免了其它植物膠粉和普通澱粉因產地、時間不同,粘結質量參差不齊,在香業生產時需要反覆除錯配方,以免造成產品質量不穩定的現象;香製品外表光潔平整、成型好、不易破碎;尤其是其冷水可糊化性,無需煮糊,將物料直接混和均勻、加水攪拌既可生產,而且加水混合後的物料較長時間放置也不會有物料乾硬無法使用的現象發生,有效地節約了能源和方便了生產操作。

  使用效果:使用本產品做成的香坯***香製品***外觀平整、無斷裂、無黴斑,抗折力強,產品成色好、烘晒後不褪色,燃點時間足,可燃性好,過鐵齒盤不“斷頭”熄火,有利於蚊香有效成份的揮散率的提高及可減少成品在烘乾過程中的損失,同時,可大大減輕工人的勞動強度、提高工作效率。此外,本品對環境無汙染,可滿足綠色環保方面對產品的要求。

  經濟效益:使用本產品可減少原料成本5—12%,節約能耗20—30%。

  陽離子聚丙烯醯胺

  陽離子聚丙烯醯胺***CPAM***產品特性:陽離子聚丙烯醯胺***CPAM***外觀為白色粉粒,離子度從20%到55%水溶解性好,能以任意比例溶解於水且不溶於有機溶劑。呈高聚合物電解質的特性,適用於帶陰電荷及富含有機物的廢水處理。適用於染色、造紙、食品、建築、冶金、選礦、煤粉、油田、水產加工與發酵等行業有機膠體含量較高的廢水處理,特別適用於城市汙水、城市汙泥、造紙汙泥及其它工業汙泥的脫水處理。

  用途

  用於汙泥脫水根據汙泥性質可選用本產品的相應型號,可有效在汙泥進入壓濾之前進行汙泥脫水,脫水時,產生絮團大,不粘濾布,壓濾時不散,流泥餅較厚,脫水效率高,泥餅含水率在80%以下。

  用於生活汙水和有機廢水的處理,本產品在配性或鹼性介質中均呈現陽電性,這樣對汙水中懸浮顆粒帶陰電荷的汙水進行絮凝沉澱,澄清很有效。如生產糧食酒精廢水,造紙廢水,城市汙水處理廠的廢水,啤酒廢水,味精廠廢水,製糖廢水,有機含量高 廢水、飼料廢水,紡織印染廢水等,用陽離子聚丙烯醯胺要比用陰離子、非離子聚丙烯醯胺或無機鹽類效果要高數倍或數十倍,因為這類廢水普遍帶陰電荷。

  用於以江河水作水源的自來水的處理絮凝劑,用量少,效果好,成本低,特別是和無機絮凝劑複合使用效果更好,它將成為治長江、黃河及其它流域的自來水廠的高效絮凝劑。

  造紙用增強劑及其它助劑。提高填料、顏料等存留率、紙張的強度。

  用於油田經學助劑,如粘土防膨劑,油田酸化用稠化劑。

  用於紡織上漿劑、漿液效能穩定、落漿少、織物斷頭率低、布面光潔。

  包裝與貯存

  本品無毒,注意防潮、防雨,避免陽光曝晒。 貯存期:2年,25kg紙袋***內襯塑料袋外為貼塑牛皮紙袋***。

  丙烯醯胺單體的生產時以丙烯腈為原料,在催化劑作用下水合生成丙烯醯胺單體的粗產品,經閃蒸、精製後得精丙烯醯胺單體,此單體即為聚丙烯醯胺的生產原料。

  丙烯腈+***水催化劑/水*** →合 →丙烯醯胺粗品→閃蒸→精製→精丙烯醯胺

  按催化劑的發展歷史來分,單體技術已經歷了三代:

  第一代為硫酸催化水合技術,此技術的缺點是丙烯腈轉化率低,丙烯醯胺產品收率低、副產品低,給精製帶來很大負擔,此外由於催化劑硫酸的強腐蝕性,使裝置造價高,增加了生產成本;

  第二代為二元或三元骨架銅催化生產技術,該技術的缺點是在最終產品中引入了影響聚合的金屬銅離子,從而增加了後處理精製的成本;第三代為微生物腈水合酶催化生產技術,此技術反應條件溫和,常溫常壓下進行,具有高選擇性、高收率和高活性的特點,丙烯腈的轉化率可達到100%,反應完全,無副產物和雜誌,

  產品丙烯醯胺中不含金屬銅離子,不需進行離子交換來出去生產過程中所產生的銅離子,簡化了工藝流程,此外,氣相色譜分析表明丙烯醯胺產品中幾乎不含遊離的丙烯腈,具有高純性,特別適合製備超高相對分子質量的聚丙烯醯胺及食品工業所需的無毒聚丙烯醯胺。

  :原電池

  1、原電池的基本情況

  ***1***構成:兩極、一液***電解質溶液***、一回路***閉合迴路***、一反應***自發進行的氧化還原反應***。

  ***2***能量轉化形式:化學能轉化為電能。

  ***3***電極與電極反應:較活潑的一極是負極,發生氧化反應;較不活潑的一極是正極,發生還原反應。

  ***4***溶液中陰、陽離子的移動方向:陽離子移向正極;陰離子移向負極。

  ***5***電子流向:負極***通過導線***→正極;在電解質溶液中,靠陰、陽離子發生定向移動而導電。

  2、原電池電極反應規律

  ***1***負極反應***與電極材料有關***

  ①若為活潑電極:金屬失去電子生成金屬離子***注意:Fe→Fe2+***;

  ②若為惰性電極***石墨、鉑***:通到正極上的H2、CH4等燃料發生氧化反應;

  ②正極反應***與電極材料無關***:陽離子放電***常見陽離子的放電順序為: H+< Cu2+< Fe3+< Ag +***或通到正極上的O2、Cl2等氧化劑發生還原反應。

  3、重要原電池的的電極反應式和電池總式

  ***1***銅—鋅—稀硫酸電池

  負極:Zn - 2e- == Zn2+ 正極:2H+ +2e- == H2↑

  總反應式:Zn+ 2H+ == Zn2+ + H2↑ Zn+ H2SO4 == ZnSO4+ H2↑

  ***2***銅—鋅—硫酸銅溶液電池

  負極:Zn - 2e- == Zn2+ 正極:Cu2+ + 2e- == Cu

  總反應式:Zn+ Cu2+ == Zn2+ + Cu Zn+ CuSO4 == ZnSO4+ Cu

  ***3*** 銅—石墨—FeCl3溶液電池

  負極:Cu - 2e- == Cu2+ 正極:2Fe3++ 2e- == 2Fe2+

  總反應式:2Fe3+ + Cu == 2Fe2+ + Cu2+ 2FeCl3 + Cu == 2FeCl2 + CuCl2

  ****4***鉛蓄電池

  負極:Pb+SO42--2e- == PbSO4 正極:PbO2+4H++SO42- +2e- == PbSO4+2H2O

  電池總反應:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O

  ***5***氫氧燃料電池

  ①電解質溶液為KOH溶液

  負極:2H2+4OH--4e- =4H2O 正極:O2+2H2O+4e-=4OH-

  ②電解質溶液為稀硫酸

  負極:2H2-4e- =4H+ 正極:O2+4H++4e-=2H2O

  電池總反應:2H2+ O2=2H2O

  ***6***鋼鐵的電化學腐蝕

  ①吸氧腐蝕

  負極:2Fe - 4e- == 2Fe2+ 正極:O2+2H2O+4e-=4OH-

  總反應式:2Fe + O2+2H2O=2Fe***OH***2

  ②析氫腐蝕

  負極:Fe - 2e- == Fe2+ 正極:2H+ +2e- == H2↑

  總反應式:Fe+ 2H+ == Fe2+ + H2↑

  4、金屬腐蝕

  ***1***金屬腐蝕的型別:化學腐蝕和電化學腐蝕。

  ***2***電化學腐蝕的型別:吸氧腐蝕和析氫腐蝕。

  當水膜的酸性較強時,發生析氫腐蝕;當水膜的酸性較弱或呈中性時,發生吸氧腐蝕。自然界中較為普遍發生的是吸氧腐蝕。

  5、金屬的防護方法

  ***1***改變金屬的內部結構:如製成不鏽鋼。

  ***2***覆蓋保護層:塗漆、電鍍、搪瓷、塗瀝青、塑料、瀝青等。

  ***3***電化學保護法:

  ①犧牲陽極保護法:如輪船的船底四周鑲嵌鋅塊。

  ②外加電流陰極保護法***又叫陰極電保護法***:將被保護的金屬製品***如水庫閘門、合成氨塔等***與直流電源的負極相連線,做電解池的陰極,受到保護。

  6、可充電電池問題

  ***1***放電時是原電池,充電時是電解池。

  ***2***充電時,外接直流電源的負極連線蓄電池的負極,正極連線正極。

  ***3***解題關鍵:是明確化合價變化和氧化、還原反應,兼顧電解質溶液對電極反應的影響。