1.炎熱的夏天在路面上灑水能幫助降溫,是藉著水蒸發成為水蒸氣時吸熱,吸取空氣中的熱量,以 達到降溫的效果。
2.物質的熱量變化:核變化>化學變化>物理變化;汽化熱>熔化熱。
為放熱反應
N2+2H2→N2H4 為吸熱反應 N2H4+H2→2NH3 為放熱反應 N2(g)+3H2→2NH3+91.8 KJ
N2(g)+3H2→2NH3 ΔH=-91.8KJ N2+2H2→N2H4 ΔH=-187.6KJ N2H4→N2+2H2 ΔH=+187.6KJ 2N2H4→2N2+4H2 ΔH=+375.2KJ 吸熱反應:生成物熱含量>反應物熱含量。
放熱反應:生成物熱含量<反應物熱含量。
3.元素生成熱為零:O2、H2、Fe、Cu、He 等生成熱為零,元素的燃燒熱僅 O2、N2為零。
4.同素異性體:
C 的同素異性體 (石墨的生成熱=0)、S 的同素異性體 (斜方琉的生成熱=0)、
P 的同素異性體 (黃磷(白磷)的生成熱=0)、O 的同素異性體 (氧氣 O2的生成熱=0)
5.不可燃的物質燃燒熱為零:O2、N2、CO2、H2O、惰性氣體 (He、Ne、Ar...) 燃燒熱為零。
6.生成熱的反應方程式:
C+O2 → CO2 C+2H2 → CH4 3C+4H2 → C3H8
2C+3H2+(1/2)O2 → C2H5OH 6C+6H2+3O2 → C6H12O6 7.燃燒熱的方程式:
C+O2 → CO2是 C 的燃燒熱方程式
CH4+2O2 → CO2+2H2O 是 CH4的燃燒熱方程式 C3H8+5O2 → 3CO2+4H2O 是 C3H8的燃燒熱方程式
C2H5OH+3O2 → 2CO2+3H2O 是 C2H5OH 的燃燒熱方程式
8.N2+O2→NO2是二氧化氮的生成熱反應,但不是 N2的燃燒熱反應,因為 N2不可燃。
9.C+O2 → CO2是 C 的燃燒熱方程式,也是 CO2的生成熱反應方程式。
H2+O2→H2O 是 H 的燃燒熱方程式,也是 H2O 的生成熱反應方程式。
10.碳的燃燒熱=二氧化碳的生成熱,兩者等值同號。
氫的燃燒熱=水的生成熱,兩者等值同號。
11.一般燃燒熱反應的方程式,以生成熱計算,
生成熱反應的方程式,以燃燒熱計算。
12.氣態物質的熱含量>液態物質熱含量>固態物質熱含量。
水是比熱最大的液體,汽化熱最大。
注意右圖的反應熱大小順序。
13.反應熱的計算:ΔH=生成物的生成熱-反應物的生成熱 =反應物的燃燒熱-生成物的燃燒熱。
1.糖 C6H12O6溶解在水中,使糖分子均勻分散在水中,稱為『溶解』,
鹽 NaCl 溶解在水中,形成正電的 Na+離子及負電的 Cl-離子,稱為『解離』。
2.解離說:電解質溶於水後,形成陽離子和陰離子,兩者的莫耳數不一定相等,
每個離子的電量不一定相等,陽離子的總電量和陰離子的總電量必定相等,溶 液必定維持電中性。
3.水合作用:水分子的氫原子端有帶正電的傾向,氧原子端有帶負電的傾向,因 此電解質溶液中,陰離子的四周會被水分子中的氫原子端包圍,陽離子則會被 氧原子端包圍,形成水合離子。
4.酸鹼鹽為常見的的電解質,其中酸為分子化合物,鹼和鹽為離子化合物。
鹼和鹽在熔融狀態及水溶液能導電,酸僅在水溶液能導電,液態酸不能導電。
強酸(HCl、HNO3、H2SO4)、強鹼(NaOH、KOH、Ca(OH)2)的水溶液能完全解離,為強電解質。
弱酸(H2CO3、CH3COOH)、弱鹼(NH4OH)的水溶液僅能部分解離,為弱電解質。
5.分子化合物的水溶液不一定能導電,葡萄糖 C6H12O6是分子化合物,水溶液不導電,醋酸 CH3COOH 是分子化合物,在液態能導電。
6.離子化合物的水溶液或熔融狀態能導電,但不溶於水的鹽類則不能導電。
碳酸鈣 CaCO3不溶於水,但熔融狀態能導電。
7.氨氣 NH3為分子化合物,液態不導電,水溶液則能形成 NH3+H2O→NH4OH→NH4
++OH-,為 弱鹼,弱電解質。
8.水溶液導電是由於水中存在陰離子與陽離子,金屬導體導電是由於自由電子。
9.鹽酸 HCl、硝酸 HNO3、硫酸 H2SO4為強酸,強電解質,能完全解離。
碳酸 H2CO3、醋酸 CH3COOH 為弱酸、弱電解質,僅能部分解離。
10.水溶液通電時,陽離子向負極移動,陰離子向陽極移動。
K2CrO4→2K++CrO42-
,其中無色的 K+離子向負極移動,黃色的 CrO42-
離子向正極移動。
11.離子沉澱反應:溶於水的溶液混合,產生不溶於水的沉澱物質,稱為離子沉澱反應。
NaCl(aq)+AgNO3(aq)→AgCl(s)+NaNO3(aq) CaCl2(aq)+Na2CO3(aq)→2NaCl(aq)+CaCO3(s)
BaCl2(aq)+Na2SO4(aq)→2NaCl(aq)+BaSO4(s)
12.必溶於水的離子:NO3
-、CH3COO-、IA(Li+、Na+、K+...) 必要的沉澱表:Cl、Br、I:Hg22+
、Cu+、Pb2+、Ag+、Tl+。 SO42-
:Sr2+、Ba2+、Pb2+。 CrO42-
:Sr2+、Ba2+、Pb2+、Ag+。 OH-:IA+、NH4
+、Sr2+、Ba2+。 13.硬水:含 Mg2+、Ca2+的水稱為硬水。
暫時硬水:加熱能產生沉澱物質。
Ca(HCO3)2 → CaCO3+H2O+CO2 Mg(HCO3)2 → MgCO3+H2O+CO2
永久硬水:加熱無沉澱產生,需加石灰 Ca(OH)2、Na2CO3才能產生沉澱。
Ca(OH)2+Ca(HCO3)2→2 CaCO3+2H2O CaSO4+Na2CO3→Na2SO4+CaCO3 ↓ 14.肥皂在硬水中會產生沉澱物質,使得去污能力變差。
合成清潔劑在硬水中不會發生沉澱,去污能力不受影響。
15.去除熱水瓶內的水垢(CaCO3),可加入醋酸 CH3COOH、檸檬酸等酸性物質溶解。
CaCO3+H+→Ca2++H2O+CO2
1.25℃時,[H+][OH-]=10-14M2,PH+POH=14。
酸性溶液:[H+]>10-7M,[OH-]<10-7M,[H+]>[OH-];PH<7,POH>7,PH<POH。
酸性愈強,[H+]濃度愈大,pH 值愈小。
活性大的金屬遇稀酸,會產生 H2,碳酸鈣 CaCO3遇稀酸會產生 CO2。
鹼性溶液:[H+]<10-7M,[OH-]>10-7M,[H+]<[OH-];PH>7,POH<7,PH>POH。
鹼性愈強,[OH-]濃度愈大,pH 值愈大。
鹼嘗起來有澀味,摸起來有滑膩感,可溶解油脂。
2.[H+]=2x10-4M 10-4M<2x10-4M<10-3M 4>pH 值>3。
[H+]=2x10-4M [OH-]=5x10-10M
[H+]=1M=100M PH=0, [H+]=10M=101M PH=-1。
3.酸中加水,[H+]減少,[OH-]增加,PH 值增加,但仍小於 7。
鹼中加水,[H+]增加,[OH-]減少,PH 值減少,但仍大於 7。
水中加酸,[H+]增加,[OH-]減少,PH 值減少,必定小於 7。
水中加鹼,[H+]減少,[OH-]增加,PH 值增加,必定大於 7。
4.10-3M、20mL 的硫酸 H2SO4稀釋成 2L,則
3
1 0 0 . 0 2 L 2 5
[ H ]
2L
-
+ -
= =2 10 M
10-2M、40mL 的氫氧化鈣 Ca(OH)2稀釋成 5L,則 [ O H ]1 0 0 . 0 4 L 2 4 5L
-2
- -
= =1.6 10 M
0.01M、50mL 的硫酸 H2SO4和 0.05M 的氫氧化鈣 Ca(OH)2完全中和,需要的體積為 V,則:
0.01x50x2=0.05xVx2 V=10mL
0.04M、50mL 的硝酸 HNO3和 0.02M 的氫氧化鈉 NaOH 完全中和,需要的體積為 V,則:
0.04x50=0.02xV V=100mL
溶液顏色 導電性 酸鹼性 石蕊 硝酸銀溶液 食鹽水 無色 能導電 中性 不變色 氯化銀沉澱
糖水 無色 不導電 中性 不變色 無反應 純水 無色 不導電 中性 不變色 無反應 5.酸鹼中和必為放熱反應。
酸滴定鹼:滴定管裝鹽酸 HCl,錐形瓶裝氫氧化鈉 NaOH,指示劑(石蕊)滴入錐形瓶中,
將鹽酸滴至錐形瓶的指示劑變色為止(藍色→紅色)。
HCl+NaOH→NaCl+H2O
鹼滴定酸:滴定管裝氫氧化鉀 KOH,錐形瓶裝硫酸 H2SO4,指示劑(酚酞)滴入錐形瓶中,
將氫氧化鉀 KOH 滴至錐形瓶的指示劑變色為止(無色→紅色)。
H2SO4+2KOH→K2SO4+2H2O
石蕊 酚酞 酚紅 廣用試紙 溴瑞香草酚藍 酸性 紅色 無色 黃色 紅橙黃 黃 變色範圍 4.5~8.1 8.4~9.8 6.4~8.0 綠 6.0~7.6
鹼性 藍色 紅色 紅色 藍靛紫 藍色 6.常見胃藥:
碳酸鈣 CaCO3、小蘇打 NaHCO3為速效型的制酸劑。
氫氧化鎂 Mg(OH)2、氫氧化鋁 Al(OH)3為長效型制酸劑。
7.雨水經蒸發→凝結→降水,原為最接近純水(蒸餾水),但經空氣中的二氧化碳溶解,
形成碳酸 H2CO3,CO2+H2O→H2CO3,因此天然雨水略帶酸性,pH 值略小於 7。
由於人為燃燒石油產品及汽機車排放廢氣,使得空氣中含硫的氧化物及含氮的氧化物增加,因 此雨水的酸性明顯增加,當 pH 值小於 5 時,稱為酸雨。
8.二氧化碳通入石灰水中的反應為酸鹼中和反應:CO2(aq)+Ca(OH)2(aq)→CaCO3(s)+H2O(L)
NH3(g)通入稀鹽酸 HCl(aq)中會產生白色煙霧,為酸鹼中和反應:NH3(g)+HCl(aq)→NH4Cl(s)。
1.氧化還原反應:
(1) 有氧化反應,必定有還原反應,兩者同時產生。
(2) 還原劑被氧化,氧化劑被還原。
(3) 活性大的金屬,為強還原劑,活性小的金屬,其氧化物為強氧化劑。
(4) 光合作用、呼吸作用、電池放電充電、電解、電鍍等電流化學效應,及燃燒、發酵反應、金 屬冶煉,皆為氧化還原反應。
氧化反應: 還原反應
1.物質和氧結合 2.物質失去電子
3.元素的氧化數增加。
1.物質和氧分離 2.物質得到電子
3.元素的氧化數減少。
2.元素態的氧化數為零。
有關元素的反應,例如元素變成化合物,化合物變成元素,元素變成離子,離子變成元素,一 定是氧化還原。酸鹼中和、離子沉澱、複分解的反應,還有題目經常出現的碳酸鈣的反應,都 不是氧化還原。
3.氧化活性表:
鉀 K>鈉 Na>鈣 Ca>鎂 Mg>鋁 Al>碳 C>鋅 Zn>鉻 Cr>鐵 Fe
>錫 Sn>鉛 Pb>氫 H>銅 Cu>汞 Hg>銀 Ag>鉑 Pt>>金 Au。
4.伏打電池的概念:
活性大的金屬易放出(失去)電子,發生氧化半反應,為陽極,或為負極。
活性小的金屬易獲得電子,發生還原半反應,為陰極,或為正極。
電池的負極(陽極)放出電子,經導線由正極(陰極)獲得電子,而流出的電子數=流入的電子數。
鋅銅電池:鋅的活性大於銅,鋅發生氧化反應,為還原劑,
銅離子獲得電子,發生還原反應,為陰極。
陽極(負極):Zn→Zn2++2e- 為還原劑 陰極(正極):Cu2++2e-→Cu 為氧化劑。
總反應: Zn+cu2+→Zn2++Cu 5.氫氧燃料電池:
2 2 2
2H O 2H O 1)( 2)
+
氧化數: 0 0 (+ -
氫的氧化數由0→+1 ,氧化數增加,發生氧化反應,為還原劑,故氫氣為負極(陽極)。
氧的氧化數由0→-2 ,氧化數減少,發生還原反應,為氧化劑,故氧氣為正極(陰極)。
氧化還原反應中,氧化反應失去的電子數=還原反應獲得的電子數。
6.鎂帶在二氧化碳中可燃燒:
2Mg+CO2→C+2MgO 鎂被氧化成氧化鎂 Mg → MgO 為還原劑 二氧化碳被氧化成碳 CO2 → C 為氧化劑。
7.碳和氧化銅 CuO 的反應:
C+2CuO→ 2Cu+CO2 C 被 CuO 氧化成 CO2,為還原劑;CuO 被 C 還原成 Cu,為氧化劑。
8.活性大的金屬遇稀酸:
鋅+稀鹽酸 → 氯化鋅+氫氣 Zn+HCl → ZnCl2+H2 ,為氧化還原反應。
鋅被氧化成氯化鋅,鋅為還原劑;稀鹽酸中的氫離子 H+被還原成 H2,為氧化劑。
化學反應中,只要有元素態 ↹ 化合物, 必為氧化還原反應。
9.鐵和活性小的金屬相連接時,鐵容易發生氧化反應,為還原劑,因此鐵容易鏽蝕。
10.亞鐵離子(Fe2+)和亞硝酸鹽,易產生有毒的鐵離子(Fe3+),亞鐵離子被氧化,為還原劑,亞硝酸 鹽為氧化劑,鐵離子(Fe3+)有毒。
維生素 C 能將鐵離子(Fe3+)還原成亞鐵離子(Fe2+),維生素 C 是還原劑,而鐵離子(Fe3+)則是 氧化劑。