氧化剂:
(1)定义:得到电子(或电子对偏向)的物质,在反应时所含元素的化合价降低。
(2)常见的氧化剂:
①活泼非金属单质:如 Cl
2、Br
2、O
2等。
②某些高价氧化物,如SO
3、MnO
2等。
③氧化性含氧酸,如 浓H
2SO
4、HNO
3、HClO等
④元素(如Mn、Cl、Fe等)处于高化合价时的盐,如KMnO
4、K
2Cr
2O
7、KClO
3、FeCl
3等。
⑤过氧化物,如Na
2O
2、H
2O
2等。
⑥某些金属阳离子:如Ag
+、Fe
3+等
还原剂:
(1)定义:失去电子(或电子对偏离)的物质,在反应时所含元素的化合价升高。
(2)常见的还原剂:
①活泼金属单质:如 Na、A1、Zn、Fe等。
②低价态的金属阳离子:如Fe
2+等;
③某些非金属单质:如 H
2、C等。
④元素(如C、S等)处于低价时的氧化物,如CO、NO、SO
2等。
⑤元素(如Cl、S等)处于低化合价时的氢化物:如 H
2S、HCl、HI、NH
3等 。
⑥元素(如S、Fe等)处于低化合价时的盐或酸,如Na
2SO
3、H
2SO
3、H
2C
2O
4、FeSO
4等。
常见的氧化剂及对应的还原产物:
氧化剂 |
还原产物 |
Cl2、ClO- |
Cl- |
KMnO4(H+)、MnO2 |
Mn2+ |
HNO3 |
NOx、N2、NH4+ |
浓H2SO4 |
SO2 |
Ag+、Fe3+ |
Ag、Fe2+ |
H2O2 |
H2O |
常见的还原剂及对应的氧化产物:
还原剂 |
氧化产物 |
Na、K等金属单质 |
Na+、K+ |
某些非金属C、S |
CO2、SO2 |
非金属的氢化物CH4、H2S、NH3等 |
CO2、S/SO2、NO |
某些低价态的氧化物CO、SO2 |
CO2、SO3 |
某些低价态的酸或盐H2SO3、Na2SO3等 |
SO42- |
某些低价态的阳离子Fe2+ |
Fe3+ |
H2O2 |
O2 |
易错易混点:
(1)金属单质只具有还原性,金属最高价阳离子只具有氧化性,处于中间价态的物质既有氧化性,又有还原性;
(2)非金属单质常作氧化剂,某些非金属单质也是较强的还原性物质,比如H2、C等等
(3)元素化合价的变化:
①元素最低价只有还原性,最高价只有氧化性,中间价态既有氧化性又有还原性
②同一元素在反应中化合价发生变化,只能接近不能交叉。
例如:
吸热反应:
吸收热量的反应,即生成物的总能量大于反应物的总能量,反应需要吸收能量
放热反应:
放出热量的反应,即生成物的总能量小于反应物的总能量,反应释放出能量
放热反应和吸热反应的比较:
影响化学反应速率的因素:
1.内因:参加反应的物质的结构及性质。
2.外因:主要是指浓度、温度、压强和催化剂,另外还有光、超声波、激光、搅拌、固体表面积、形成原电池等。
(1)浓度:其他条件相同时,增大反应物浓度,化学反应速率增大;减小反应物浓度,化学反应速率减小。在一定温度下,同体、纯液体的浓度视为定值,如C与CO2的反应、Na与H2O的反应中,C的量和Na、H2O 的量减少并不意味着其“浓度”减小,即不冈其量的增减而影响反应速率,但会因固体表面积的变化而改变反应速率。
(2)温度:其他条件相同时,升高温度,可以加快反应速率,实验测得,温度每升高10℃,化学反应速率通常增大到原来的2~4倍。
经验公式为
(3)压强:对于气体反应,当温度不变时,增大压强可以加快反应速率。对于气体反应体系,压强改变时有以下几种情况:
(4)催化剂:催化剂是能改变化学反应速率但在反应前后本身的质量和化学性质都不变的物质。对于某些化学反应,使用正催化剂能显著加快化学反应速率。
(5)其他因素:增大同体的表面积(如将块状改为粉末状),可增大反应速率;光照一般也可增大某些反应的速率;形成原电池可以加快反应速率;此外,超声波、放射线、电磁波等因素也能影响反应速率。
3.外因对化学反应速率影响的微观解释
定义:
在一定温度下,可逆反应无论从正反应开始,还是从逆反应开始,也不管反应物起始浓度大小,最后都达到平衡,这时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值是个常数,用K表示,这个常数叫化学平衡常数。
化学表平衡达式:
对于可逆反应mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g)来说,化学平衡表达式:
化学平衡常数的意义:
①表示该反应在一定温度下,达到平衡时进行的程度,K值越大,正反应进行的越彻底,对反应物而言转化率越高。
②某一温度下的K′与K比较能够判断反应进行的方向
K′>K,反应正向进行;K′<K,反应逆向进行;K′=K,反应处于平衡状态
(3)化学平衡常数与浓度、压强、催化剂无关,与温度有关,在使用时必须指明温度。
(4)在计算平衡常数时,必须是平衡状态时的浓度。
(5)对于固体或纯液体而言,其浓度为定值,可以不列入其中。
(6)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数,若反应方向改变,则平衡常数改变,且互为倒数关系。如:在一定温度下,
化学平衡常数的应用:
1.K值越大,说明平衡体系中生成物所占的比例越大,正向反应进行的程度越大,反应物转化率越大;反之,正向反应进行的程度就越小,反应物转化率就越小,即平衡常数的大小可以衡量反应进行的程度,判断平衡移动的方向,进行平衡的相关计算。
2.若用浓度商(任意状态的生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值,符号为Qc)与K比较,可判断可逆反应是否达到平衡状态和反应进行的方向。
3.利用K值可判断反应的热效应若升高温度,K值增大,则正反应为吸热反应;若升高温度,K值减小,则正反应为放热反应。
4.计算转化率及浓度依据起始浓度(或平衡浓度)和平衡常数可以计算平衡浓度(或起始浓度),从而计算反应物的转化率。