化学选修4 知识点 我圈住的是为什么
第四章 电化学基础
第一节 原电池
1、概念： 化学能转化为电能的装置叫做原电池_______
2、组成条件：①两个活泼性不同的电极② 电解质溶液③ 电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路
3、电子流向：外电路： 负 极——导线—— 正 极
内电路：盐桥中 阴 离子移向负极的电解质溶液，盐桥中 阳 离子移向正极的电解质溶液。
4、电极反应：以锌铜原电池为例：
负极： 氧化 反应： Zn－2e＝Zn2＋ （较活泼金属）
正极： 还原 反应： 2H＋＋2e＝H2↑ （较不活泼金属）
总反应式： Zn+2H+=Zn2++H2↑
5、正、负极的判断：
（1）从电极材料：一般较活泼金属为负极；或金属为负极，非金属为正极。
（2）从电子的流动方向 负极流入正极
（3）从电流方向 正极流入负极
（4）根据电解质溶液内离子的移动方向 阳离子流向正极，阴离子流向负极
（5）根据实验现象①__溶解的一极为负极__② 增重或有气泡一极为正极
第二节 化学电池
1、电池的分类：化学电池、太阳能电池、原子能电池
2、化学电池：借助于化学能直接转变为电能的装置
3、化学电池的分类： 一次电池 、 二次电池 、 燃料电池
一、一次电池： 常见一次电池：碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等
二、二次电池
1、二次电池：放电后可以再充电使活性物质获得再生，可以多次重复使用，又叫充电电池或蓄电池。
2、电极反应：铅蓄电池
放电： 负极（铅）：Pb＋ －2e ＝PbSO4↓
正极（氧化铅）：PbO2＋4H+＋ ＋2e ＝PbSO4↓＋2H2O
充电： 阴极：PbSO4＋2H2O－2e ＝PbO2＋4H+＋
阳极：PbSO4＋2e ＝Pb＋
两式可以写成一个可逆反应：PbO2＋Pb＋2H2SO4 2PbSO4↓＋2H2O
3、目前已开发出新型蓄电池：银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池
三、燃料电池
1、燃料电池： 是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池
2、电极反应：一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同，可根据燃烧反应写出总的电池反应，但不注明反应的条件。，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，不过要注意一般电解质溶液要参与电极反应。以氢氧燃料电池为例，铂为正、负极，介质分为酸性、碱性和中性。
当电解质溶液呈酸性时： 负极：2H2－4e =4H+ 正极：O2＋4 e 4H+ =2H2O
当电解质溶液呈碱性时： 负极：2H2＋4OH－4e＝4H2O 负极：O2＋2H2O＋4 e＝4OH
另一种燃料电池是用金属铂片插入KOH溶液作电极，又在两极上分别通甲烷燃料和氧气氧化剂。
电极反应式为：负极：CH4＋10OH－－8e ＝ 7H2O；
正极：4H2O＋2O2＋8e＝8 OH－。
电池总反应式为：CH4＋2O2＋2KOH＝K2CO3＋3H2O
3、燃料电池的优点：能量转换率高、废弃物少、运行噪音低
四、废弃电池的处理：回收利用
第三节 电解池
一、电解原理
1、电解池： 把电能转化为化学能的装置 也叫电解槽
2、电解：电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程
3、放电：当离子到达电极时，失去或获得电子，发生氧化还原反应的过程
4、电子流向：（电源）负极—（电解池）阴极—（离子定向运动）电解质溶液—（电解池）阳极—（电源）正极
5、电极名称及反应：
阳极：与直流电源的 正极 相连的电极，发生 氧化 反应
阴极：与直流电源的 负极 相连的电极，发生 还原 反应
6、电解CuCl2溶液的电极反应： 阳极：2Cl- -2e=Cl2 (氧化) 阴极：Cu2++2e=Cu(还原)
总反应式：CuCl2 =Cu+Cl2 ↑
7、电解本质：电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程
☆规律总结：电解反应离子方程式书写：
阳离子放电顺序：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+（指酸电离的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
阴离子放电顺序：是惰性电极时：S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根离子)>F-(SO32-/MnO4->OH-)
是活性电极时：电极本身溶解放电
注意先要看电极材料，是惰性电极还是活性电极，若阳极材料为活性电极（Fe、Cu)等金属，则阳极反应为电极材料失去电子，变成离子进入溶液；若为惰性材料，则根据阴阳离子的放电顺序，依据阳氧阴还的规律来书写电极反应式。
电解质水溶液点解产物的规律
类型 电极反应特点 实例 电解对象 电解质浓度 pH 电解质溶液复原
分解电解质型 电解质电离出的阴阳离子分别在两极放电 HCl 电解质 减小 增大 HCl
CuCl2 --- CuCl2
放H2生成碱型 阴极：水放H2生碱
阳极：电解质阴离子放电 NaCl 电解质和水 生成新电解质 增大 HCl
放氧生酸型 阴极：电解质阳离子放电
阳极：水放O2生酸 CuSO4 电解质和水 生成新电解质 减小 氧化铜
电解水型 阴极：4H+ + 4e- == 2H2 ↑
阳极：4OH- - 4e-= O2↑+ 2H2O NaOH 水 增大 增大 水
H2SO4 减小
Na2SO4 不变
上述四种类型电解质分类：
（1）电解水型：含氧酸，强碱，活泼金属含氧酸盐
（2）电解电解质型：无氧酸，不活泼金属的无氧酸盐（氟化物除外）
（3）放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐
（4）放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐
二、电解原理的应用
1、电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气
（1）电镀应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法
（2）电极、电解质溶液的选择：
阳极：镀层金属，失去电子，成为离子进入溶液 ； M— ne — == M n+
阴极：待镀金属（镀件）：溶液中的金属离子得到电子，成为金属原子，附着在金属表面
M n+ + ne — == M
电解质溶液：含有镀层金属离子的溶液做电镀液
镀铜反应原理： 阳极(纯铜)：Cu-2e-=Cu2+，阴极(镀件)：Cu2++2e-=Cu，
电解液：可溶性铜盐溶液，如CuSO4溶液
（3）电镀应用之一：铜的精炼： 阳极：粗铜；阴极： 纯铜电解质溶液： 硫酸铜
2、电冶金
（1）电冶金：使矿石中的 金属阳离子 获得电子，从它们的化合物中还原出来用于冶炼活泼金属，如钠、镁、钙、铝
（2）电解氯化钠：通电前，氯化钠高温下熔融：NaCl == Na + + Cl—
通直流电后：阳极：2Na+ + 2e— == 2Na 阴极：2Cl— — 2e— == Cl2↑
☆规律总结：原电池、电解池、电镀池的判断规律
（1）若无外接电源，又具备组成原电池的三个条件。①有活泼性不同的两个电极；②两极用导线互相连接成直接插入连通的电解质溶液里；③较活泼金属与电解质溶液能发生氧化还原反应（有时是与水电离产生的H+作用），只要同时具备这三个条件即为原电池。
（2）若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池；当阴极为金属，阳极亦为金属且与电解质溶液中的金属离子属同种元素时，则为电镀池。
（3）若多个单池相互串联，又有外接电源时，则与电源相连接的装置为电解池成电镀池。若无外接电源时，先选较活泼金属电极为原电池的负极（电子输出极），有关装置为原电池，其余为电镀池或电解池。
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☆ 原电池，电解池，电镀池的比较
性质 类别
原电池 电解池 电镀池
定义
（装置特点） 将化学能转变成电能的装置 将电能转变成化学能的装置 应用电解原理在某些金属表面镀上一侧层其他金属
反应特征 自发反应 非自发反应 非自发反应
装置特征 无电源，两级材料不同 有电源，两级材料可同可不同 有电源
形成条件 活动性不同的两极
电解质溶液
形成闭合回路 两电极连接直流电源
两电极插入电解质溶液
形成闭合回路 1镀层金属接电源正极，待镀金属接负极；2电镀液必须含有镀层金属的离子
电极名称 负极：较活泼金属
正极：较不活泼金属（能导电非金属） 阳极：与电源正极相连
阴极：与电源负极相连 名称同电解，但有限制条件
阳极：必须是镀层金属
阴极：镀件
电极反应 负极：氧化反应，金属失去电子
正极：还原反应，溶液中的阳离子的电子或者氧气得电子（吸氧腐蚀） 阳极：氧化反应，溶液中的阴离子失去电子，或电极金属失电子
阴极：还原反应，溶液中的阳离子得到电子
阳极：金属电极失去电子
阴极：电镀液中阳离子得到电子
电子流向 负极→正极 电源负极→阴极
电源正极→阳极 同电解池
溶液中带电粒子的移动 阳离子向正极移动
阴离子向负极移动 阳离子向阴极移动
阴离子向阳极移动 同电解池
联系 在两极上都发生氧化反应和还原反应
☆☆原电池与电解池的极的得失电子联系图：
阳极(失) e- 正极（得） e- 负极（失） e- 阴极（得）
第四节 金属的电化学腐蚀和防护
一、金属的电化学腐蚀
（1）金属腐蚀内容： （2）金属腐蚀的本质：都是金属原子 失去 电子而被氧化的过程
（3）金属腐蚀的分类：
化学腐蚀— 金属和接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀
电化学腐蚀—不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应。比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。
化学腐蚀与电化腐蚀的比较
电化腐蚀 化学腐蚀
条件 不纯金属或合金与电解质溶液接触 金属与非电解质直接接触
现象 有微弱的电流产生 无电流产生
本质 较活泼的金属被氧化的过程 金属被氧化的过程
关系 化学腐蚀与电化腐蚀往往同时发生，但电化腐蚀更加普遍，危害更严重
（4）电化学腐蚀的分类：
析氢腐蚀——腐蚀过程中不断有氢气放出
①条件：潮湿空气中形成的水膜,酸性较强（水膜中溶解有CO2、SO2、H2S等气体）
②电极反应：负极: Fe – 2e- = Fe2+
正极: 2H+ + 2e- = H2 ↑
总式：Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 ↑
吸氧腐蚀——反应过程吸收氧气
①条件：中性或弱酸性溶液
②电极反应：负极: 2Fe – 4e- = 2Fe2+
正极: O2+4e- +2H2O = 4OH-
总式：2Fe + O2 +2H2O =2 Fe(OH)2
离子方程式：Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2
生成的 Fe(OH)2被空气中的O2氧化，生成 Fe(OH)3 ， Fe(OH)2 + O2 + 2H2O == 4Fe(OH)3
Fe(OH)3脱去一部分水就生成Fe2O3•x H2O（铁锈主要成分）
规律总结：金属腐蚀快慢的规律：在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：
电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防腐措施的腐蚀
防腐措施由好到坏的顺序如下：
外接电源的阴极保护法＞牺牲负极的正极保护法＞有一般防腐条件的腐蚀＞无防腐条件的腐蚀
二、金属的电化学防护
1、利用原电池原理进行金属的电化学防护
（1）牺牲阳极的阴极保护法
原理：原电池反应中，负极被腐蚀，正极不变化
应用：在被保护的钢铁设备上装上若干锌块，腐蚀锌块保护钢铁设备
负极：锌块被腐蚀；正极：钢铁设备被保护
（2）外加电流的阴极保护法
原理：通电，使钢铁设备上积累大量电子，使金属原电池反应产生的电流不能输送，从而防止金属被腐蚀
应用：把被保护的钢铁设备作为阴极，惰性电极作为辅助阳极，均存在于电解质溶液中，接上外加直流电源。通电后电子大量在钢铁设备上积累，抑制了钢铁失去电子的反应。
2、改变金属结构：把金属制成防腐的合金
3、把金属与腐蚀性试剂隔开：电镀、油漆、涂油脂、表面钝化等
一、自发反应：在一定条件下，无需外界帮助就能自动进行的反应。
能量判据：体系趋向于从高能状态转变为低能状态（△H ＜ 0）。
对于化学反应而言，绝大多数的放热反应能自发进行，且放出的热量越多，体系能量降低越多，反应越完全
焓变（△H）是决定反应能否自发进行的因素之一，但不是唯一因素
熵：衡量一个体系混乱度的物理量叫做熵，用符号S表示。
对于同一物质：S（g）﹥S（l）﹥S（s）
熵变：反应前后体系熵的变化叫做反应的熵变.用△S表示。
△S=S生成物总熵－S反应物总熵
反应的△S越大,越有利于反应自发进行
熵判据：体系趋向于由有序状态转变为无序状态，即混乱度增加（ △S＞0）。且△S越大，越有利于反应自发进行。
正确判断一个化学反应是否能够自发进行： 必须综合考虑反应的焓变和熵变
焓变和熵变对反应方向的共同影响
判断依据： △G= △H－T △S ＜ 0 反应能自发进行
1. △H 0 该反应一定能自发进行；
2. △H >0，△S<0 该反应一定不能自发进行；
3. △H <0，△S<0 该反应在较低温度下能自发进行
4. △H >0，△S>0 该反应在较高温度下能自发进行
注意：
1．反应的自发性只能用于判断反应的方向，不能确定反应是否一定会发生和过程发生的速率。例如金刚石有向石墨转化的倾向，但是能否发生，什么时候发生，多快才能完成，就不是能量判据和熵判据能解决的问题了。
2．在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰时体系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。例如石墨经高温高压还是可以变为金刚石的。
二．可逆反应
(1)可逆反应：在相同条件下，能同时向正、逆反应方向进行的反应。
不可逆反应：在一定条件下，进行得很彻底或可逆程度很小的反应。
(2)可逆反应的普遍性：大部分化学反应都是可逆反应。
(3)可逆反应的特点：
①相同条件下，正反应和逆反应同时发生
②反应物、生成物共同存在
③可逆反应有一定的限度(反应不能进行到底)
三、化学平衡
1.化学平衡状态的定义
指在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态
3.化学平衡状态的标志
(1)υ正 = υ逆 （本质特征）
① 同一种物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率。
② 不同的物质：速率之比等于方程式中各物质的计量数之比，但必须是不同方向的速率。
(2)反应混合物中各组成成分的含量保持不变（外部表现）：
① 各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积（气体）、物质的量浓度均保持不变。
② 各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数均保持不变。
③ 若反应前后的物质都是气体，且总体积不等，则气体的总物质的量、总压强（恒温、恒容）、平均摩尔质量、混合气体的密度（恒温、恒压）均保持不变。
④ 反应物的转化率、产物的产率保持不变。四.化学平衡常数
(1)定义:在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度系数之幂的积与反应物浓度系数之幂的积比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数。用 K 表示。
(2) 表达式： aA(g)+bB(g) cC(g)+ dD(g)
在一定温度下无论反应物的起始浓度如何，反应达平衡状态后，将各物质的物质量浓度代入下式，得到的结果是一个定值。
这个常数称作该反应的化学平衡常数,简称平衡常数
(1)K 的意义： K 值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，它的正反应进行的程度大,反应物的转化率也越大。因此，平衡常数的大小能够衡量一个化学反应进行的程度，又叫反应的限度。
(2)一定温度时，同一个反应,其化学方程式书写方式、配平计量数不同，平衡常数表达式不同。
(3)在平衡常数的表达式中，物质的浓度必须是平衡浓度（固体、纯液体不表达）。在稀溶液中进行的反应，水的浓度可以看成常数，不表达在平衡常数表达式中，但非水溶液中的反应，如果反应物或生成物中有水，此时水的浓度不能看成常数。
(4)K>105 时,可认为反应进行基本完全。
(5)K只与温度有关，与反应物或生成物浓度变化无关，与平衡建立的途径也无关，在使用时应标明温度。温度一定时， K 值为定值。
2 、平衡转化率
(1)定义:物质在反应中已转化的量与该物质总量的比值
(2)表达式:
小结：反应的平衡转化率能表示在一定温度和一定起始浓度下反应进行的限度。
利用化学平衡常数可预测一定温度和各种起始浓度下反应进行的限度。
(3)产品的产率:转化率的研究对象是反应物，而产率的研究对象是生成物。
稀溶液有利水解 加入以后浓度增大 所以水解降低 （越俙越水解）
加入氨 就是加入产物 平衡逆向移动
哈蝶妇炎： 1.有好几种方法呢1).你如果知道那个分子的相对互斥模型,如果是对称的就是非极性分子.比如,甲烷 模型为正四面体 都是C—H键 对称 所以它是非极性分子,而水,虽然有四对电子,但是有两对是孤对电子 另外两对H-O键 不对称 所以 是极性分子.2).A(B)n 当n=1时,AB为非极性分子,当A的化合价为他的最高价态,那么该分子为非极性分子,剩下的为极性分子 2.看C的四条键连得C的基团是否一样 有几种基团为就有几个C 3.先看该分子是否有氢键,比如HF,H2O,NH3,醇类都有氢键,比较稳定,剩下的是范德华力越大越稳定 4.无论是三键还是二建都看成是一条键,比如甲醛 把CO之间的键看成一条键,那么C连三条键 就是平面三角形
平桥区13164253271： 化学选修4的知识点. - ？
哈蝶妇炎： 第一章 化学反应与能量 一、焓变 反应热 1.反应热:一定条件下,一定物质的量的反应物之间完全反应所放出或吸收的热量 2.焓变(ΔH)的意义:在恒压条件下进行的化学反应的热 效应 (1).符号: △H(2).单位:kJ/mol 3.产生原因:化学键断...
平桥区13164253271： 高中化学选修四的知识点总结有哪些? - ？
哈蝶妇炎： 太多了 这里说不完 你给个邮箱 我发给你哈高中化学选修4知识点总结 第1章、化学反应与能量转化 化学反应的实质是反应物化学键的断裂和生成物化学键的形成,化学反应过程中伴随着能量的释放或吸收.一、化学反应的热效应 1、化学...
平桥区13164253271： 高中化学选修四一些知识点..？
哈蝶妇炎： 1.很简单.可以分为两类来讨论:1)单质,如氧气,氮气等,化合价都为零.都是非极性分子.2)化合物,判断出这个分子的正电中心和负电中心(要知道分子的几何图形),看它们是否重合,重合为非极性,反之为极性的.如二氧化碳(氧为负2价,碳为正4价)是直线型(3个原子为直线型,碳原子在两个氧原子连线的中心),那么正电荷中心就在碳原子核上,负电荷中心在两个氧的连线的中心.它的正负电荷中心是重合的.那么二氧化碳是非极性分子.2.手性碳的判定更简单.碳上连4个键,一般只要这4个键上连的原子团都不同就可以判定是手性碳了.
平桥区13164253271： 人教版化学选修四的知识总结 - ？
哈蝶妇炎： 第四章 电化学基础 第一节 原电池 1、概念: 化学能转化为电能的装置叫做原电池_______2、组成条件:①两个活泼性不同的电极② 电解质溶液③ 电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路3、电子流向:外电路: 负 极——导线—— 正 极 ...
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哈蝶妇炎： 化学反应原理
平桥区13164253271： 高中化学选修4第一和第二章的知识点总结?？
哈蝶妇炎： 1.第一章主要是求有机物的分子式(可看练习册里的)其他只要看看就行了2,第二章是烃的命名,写法,同分异构等(主要记住先写碳主链,在由心到边,由整到散等,在慢慢考虑) 略写,请见谅
平桥区13164253271： 高中化学选修4化学反应原理(人教版)的重要知识点总结 - ？
哈蝶妇炎： 一学习目标: 1学习化学原理的目的 2:化学反应原理所研究的范围 3:有效碰撞、活化分子、活化能、催化剂 二学习过程 1:学习化学反应原理的目的 1)化学研究的核心问题是:化学反应 2)化学中最具有创造性的工作是:设计和创造新的分...
平桥区13164253271： 高中化学选修四一些知识点.1.怎么判断是极性分子还是非极性分子?详细点儿但是别太罗嗦2.怎么判断手性分子中手性碳原子有几个?是哪个?.3.怎么用范德... - ？
哈蝶妇炎：[答案] 1.很简单.可以分为两类来讨论:1)单质,如氧气,氮气等,化合价都为零.都是非极性分子.2)化合物,判断出这个分子的正电中心和负电中心(要知道分子的几何图形),看它们是否重合,重合为非极性,反之为极性的.如二氧化碳(氧为负2价,...
平桥区13164253271： 高中化学选修4 - ？
哈蝶妇炎： 《化学反应原理》知识点总结 第一章:化学反应与能量变化 1、反应热与焓变:△H=H(产物)-H(反应物) 2、反应热与物质能量的关系3、反应热与键能的关系△H=反应物的键能总和-生成物的键能总和 4、常见的吸热、放热反应 ⑴常见的...
