石灰酸是什么?
石灰,较纯的石灰石CaCO3,在窑里一烧,就成了生石灰氧化钙CaO,再加水就叫熟石灰Ca(OH)2白色粉末谁都知道它是碱性的。老妈做皮蛋也用它。因此肯定是“石碳酸”的误写,苯酚(化学式:C6H5OH),又名石炭酸、羟基苯,是最简单的酚类有机物,一种弱酸。常温下为一种无色晶体。有毒。
苯酚是一种常见的化学品,是生产某些树脂、杀菌剂、防腐剂以及药物(如阿司匹林)的重要原料。
编辑本段发现
苯酚是德国化学家龙格(Runge F)于1834年在煤焦油中发现的,故又称石炭酸(Carbolic acid)。
结构
苯酚分子由一个羟基直接连在苯环上构成。根据苯的凯库勒式,这个羟基是连在双键上的,为烯醇式结构。但由于苯环的稳定性,这样的结构几乎不会转化为酮式结构。(百度 百科)
苯酚
苯酚(C6H6O,PhOH),又名石炭酸、羟基苯,是最简单的酚类有机物,一种弱酸。常温下为一种无色晶体。有毒。有腐蚀性,常温下微溶于水
易溶于有机溶液;当温度高于65℃时,能跟水以任意比例互溶,其溶液沾到皮肤上用酒精洗涤。暴露在空气中呈粉红色。
苯酚是一种常见的化学品,是生产某些树脂、杀菌剂、防腐剂以及药物(如阿司匹林)的重要原料。
【中文名称】苯酚;石炭酸
【英文名称】phenol
【结构或分子式】
所有C原子均以sp2杂化轨道形成σ键,O原子均以sp3杂化轨道形成σ键。
【相对分子量或原子量】94.11
【密度】1.071
【熔点(℃)】42~43
【沸点(℃)】182
【折射率】1.5425(41)
【毒性LD50(mg/kg)】
大鼠经口530。
【性状】
无色或白色晶体,有特殊气味。
【溶解情况】
溶于乙醇、乙醚、氯仿、甘油、二硫化碳等。
【用途】
用于制染料合成树脂、塑料、合成纤维和农药、水杨酸等。作外科消毒剂消毒能力大小的标准(石炭酸系数)。
【制备或来源】
由煤焦油经分馏,由苯磺酸经碱熔。由氯苯经水解,由异丙苯经氧化重排。
【其他】
加热至65℃时能溶于水(在室温下,在水中的溶解度是9.3g,当温度高于65℃时能与水混溶),有毒,具有腐蚀性如不慎滴落到皮肤上应马上用酒精(乙醇)清洗,在空气中易被氧化而变粉红色。在民间有土方用石炭酸来治皮肤顽疾,以毒攻毒,如用来治脚底起泡。
三维结构一种重要的苯系中间体[1]。又称石炭酸。低熔点(43℃)白色 晶体 ,在空气中放置及光照下变红 ,有臭味,沸点181.84℃。对人有毒,要注意防止触及皮肤。工业上主要由异丙苯制得。苯酚产量大,1984年,世界总生产能力约为5兆吨。苯酚用途广泛。第一次世界大战前,苯酚的唯一来源是从煤焦油中提取。绝大部分是通过合成方法得到。有磺化法、氯苯法、异丙苯法等方法。
分子结构: 苯环上的C原子以sp2杂化轨道成键,O原子以sp3杂化轨道成键。
苯酚主要用于制造酚醛树脂 ,双酚A及己内酰胺。其中生产酚醛树脂是其最大用途 ,占苯酚产量一半以上 。此外,有相当数量的苯酚用于生产卤代酚类。从一氯苯酚到五氯苯酚,它们可用于生产2,4-二氯苯氧乙酸( 2,4-滴 )和 2,4,5-三氯苯氧乙酸(2,4,5-涕 )等除草剂;五氯苯酚是木材防腐剂;其他卤代酚衍生物可作为杀螨剂、皮革防腐剂和杀菌剂 。由苯酚所制得的烷基苯酚是制备烷基酚-甲醛类聚合物的单体,并可作为抗氧剂、非离子表面活性剂、增塑剂、石油产品添加剂。苯酚也是很多医药(如水杨酸、阿司匹林及磺胺药等)、合成香料、染料(如分散红3B)的原料。此外,苯酚的稀水溶液可直接用作防腐剂和消毒剂。
苯酚俗名石炭酸,分子式C6H5OH,比重1.071,熔点42~43℃,沸点182℃,燃点79℃。无色结晶或结晶熔块,具有特殊气味(与浆糊的味道相似)。置露空气中或日光下被氧化逐渐变成粉红色至红色,在潮湿空气中,吸湿后,由结晶变成液体。酸性极弱(弱于H2CO3),有特臭,有毒,有强腐蚀性。室温微溶于水,能溶于苯及碱性溶液,易溶于乙醇、乙醚、氯仿、甘油等有机溶剂中,难溶于石油醚。常用于测定硝酸盐、亚硝酸盐及作有机合成原料等.实验室可用溴(生成白色沉淀2,4,6-三溴苯酚,十分灵敏)及FeCL3 (生成〔Fe(C6H5O)6]3-络离子呈紫色)检验.
苯酚工业生产以异丙苯法为主,该法具有产品纯度高、原料和能源消耗低等优点,但其发展受联产物丙酮的制约。近年来,人们开始研究苯直接羟基化(也称氧化)制苯酚的方法,其中有些成果已显示出工业化前景。目前研究的氧化剂类型主要有N2O、H2O2、O2/H2等。
苯酚主要用于生产酚醛树脂、己内酰胺、双酚A、己二酸、苯胺、烷基酚、水杨酸等,此外还可用作溶剂、试剂和消毒剂等,在合成纤维、合成橡胶、塑料、医药、农药、香料、染料以及涂料等方面具有广泛的应用。
世界苯酚生产与消费现状
自1923年世界上采用苯磺化法首次生产苯酚以来,世界苯酚的生产发展很快。2003年世界苯酚的总生产能力约为805.3万吨,2004年增加到约865.6万吨,比2003年增长约7.5%。Ineos苯酚公司是目前世界上最大的苯酚生产厂商,生产能力约占世界苯酚总生产能力的18%。预计2005年世界苯酚的总生产能力将达到955.3万吨。
2003年,世界苯酚的总消费量约为735万吨,2004年总消费量增加到约748万吨,同比增长约1.8%。世界各个地区对苯酚的需求有所不同,其中美国的需求量约占总需求量的26.8%,欧洲的需求量约占总需求量的28.3%,日本的需求量约占总需求量的11%,亚洲(不包括日本)的需求量约占总需求量的20.1%,其他地区的需求量约占总需求量13.7%。
我国苯酚的产量不能满足国内实际生产的需求,每年都得大量进口,且进口量呈不断增加的趋势。2003年进口量达到32.27万吨,比2002年增长48.4%。2004年由于我国对苯酚进口进行了反倾销,进口量减少到28.12万吨。
为了满足日益增长的需求,国内许多苯酚生产厂家都纷纷扩建或新建生产装置。蓝星化工材料公司计划新建两套分别为6.2万吨/年和12.4万吨/年苯酚生产装置,2005年、2006年相继建成投产。香港建滔拟在常州新建一套12.4万吨/年苯酚生产装置。燕山石化拟将现有苯酚生产能力扩大到24.0万吨/年。沈阳化工集团公司拟新建一套12.4万吨/年苯酚生产装置。若这些项目能够按计划完成,预计到2006年,我国苯酚的总生产能力将达到100万吨。
近几年,我国苯酚的需求增长速度较快。2004年我国苯酚的表观消费量为61.96万吨,1999-2004年表观消费量的年均增长率为17.3%。目前,我国苯酚主要用于生产酚醛树脂、双酚A、水杨酸以及壬基酚等。2004年我国苯酚的消费结构为:酚醛树脂对苯酚的消费量占总消费量的29.0%,双酚A占31.1%,水杨酸占10.5%,壬基酚占8.1%,其他方面占21.3%。
预计在今后几年中,双酚A将成为我国苯酚下游产品中重点发展的品种之一,目前有许多公司准备新建或扩建双酚A生产装置。2005年,我国双酚A的需求量达到35万吨,对苯酚的需求量将达到30万吨。
酚醛树脂是目前我国苯酚最主要的消费领域,随着新材料的发展,其部分用途将逐渐被其他材料所取代,因此在今后苯酚消费中所占的比例将会逐渐下降。2005年我国酚醛树脂对苯酚的需求量约为17.5万吨。
水杨酸主要用于生产阿司匹林。目前我国水杨酸的总生产能力约为5万吨/年,2004年对苯酚的需求量约为6.5万吨,2005年对苯酚的需求量将达到约7万吨。预计未来几年我国水杨酸对苯酚的需求量将以年均约11%的速度增长。
壬基酚主要用作非离子表面活性剂,目前我国总生产能力约为3万吨/年,产量约为1.6万吨/年,2004年对苯酚的需求量约为5万吨。随着我国日用化工和合成材料工业等的快速发展,加上国内壬基酚合成技术日益完善以及下游系列产品的不断开发,壬基酚的消费量将保持较高的增长势头,2005年我国壬基酚对苯酚的需求量达到5.5万吨。
苯酚(别名:石炭酸 )
分子式:C6H6O
结构简式:C6H5OH
官能团:-OH
分子量:94.11
CAS NO.108-95-2
结构简式:C6H5OH
CAS 登录号108-95-2
EINECS 登录号203-632-7
物化性质:
性状 无色针状结晶或白色结晶熔块。瓶口的苯酚显粉红色,原因是被空气中的氧气氧化。有特殊的臭味和燃烧味,极稀的溶液具有甜味。
熔点 43℃
沸点 181.7℃
凝固点 41℃
相对密度 1.0576
折射率 1.54178
闪点 79.5℃
溶解性 在水中溶解性不大,但当温度高于65°C时,则能与水混容。易溶于乙醇、乙醚、氯仿、甘油、二硫化碳、凡士林、挥发油、固定油、强碱水溶液。几乎不溶于石油醚。
储存注意事项:
储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。避免光照。库温不超过30℃,相对湿度不超过70%。包装密封。应与氧化剂、酸类、碱类、食用化学品分开存放,切忌混储。配备相应品种和数量的消防器材。储区应备有合适的材料收容泄漏物。应严格执行极毒物品“五双”管理制度。
【钠与苯酚反应的实验】
苯酚在通常温度下是固体,与钠不难顺利发生反应,如果采用加热熔化苯酚,再加入金属钠的方法进行实验,苯酚易被氧化,在加热时苯酚颜色发生变化而影响实验效果。本人在教学中采取下面的方法实验,操作简单,取得了满意的实验效果。
在一支试管中加入2~3毫升无水乙醚,取黄豆粒大小的一块金属钠,用滤纸吸干表面的煤油,放入乙醚中,可以看到钠不与乙醚发生反应。然后再向试管中加入少量苯酚,振荡,这时可观察到钠在试管中迅速反应,产生大量气体。这一实验的原理是苯酚溶解在乙醚中,使苯酚与钠的反应得以顺利进行。
【苯酚的毒理以及相关处理】
侵入途径
可经呼吸道、皮肤和消化道吸收。
毒理学简介
低浓度酚能使蛋白变性,高浓度能使蛋白沉淀。对皮肤、粘膜有强烈的腐蚀作用,也可抑制中枢神经系统或损害肝、肾功。
水溶液比纯酚易经皮肤吸收,而乳剂更易吸收。吸入的酚大部分滞留在肺内,停止接触很快排出体外。吸收的酚大部分以原形或与硫酸、葡萄糖醛酸或其他酸结合随尿排出,一部分经氧化变为邻苯二酚和对苯二酚随尿排出,使尿呈棕黑色(酚尿)。
人口服致死量报道不一,LD为2~15g,或MLD为140mg/kg,14g/kg。国外报道酚液污染皮肤面积为25%,10分钟死亡,血酚为0.74mmlo/L。
临床表现
急性中毒:吸入高浓度蒸气可引起头痛、头昏、乏力、视物模糊、肺水肿等表现。
误服可引起消化道灼伤,出现烧灼痛,呼出气带酚气味,呕吐物或大便可带血,可发生胃肠道穿孔,并可出现休克、肺水肿、肝或肾损害。一般可在48小时内出现急性肾功能衰竭。血及尿酚量增高。
皮肤灼伤:创面初期为无痛性白色起皱,继而形成褐色痂皮。常见浅Ⅱ度灼伤。可经灼伤的皮肤吸收,经一定潜伏期后出现急性肾功能衰竭等急性中毒表现。
眼接触:可致灼伤。
处理
急性中毒:立即脱离现场至新鲜空气处。皮肤污染后立即脱去污染的衣着,用大量流动清水冲洗至少20分钟面积小也可先用50%酒精擦拭创面或用甘油、聚乙二醇或聚乙二醇和酒精混合液(7:3)抹皮肤后立即用大量流动清水冲洗。再用饱和硫酸钠溶液湿敷。口服者给服植物油15~30ml,催吐,后温水洗胃至呕吐物无酚气味为止,再给硫酸钠15~30mg。消化道已有严重腐蚀时勿给上述处理。早期给氧。
合理应用抗生素。防治肺水肿、肝、肾损害等对症、支持治疗。糖皮质激素的应用视灼伤程度及中毒病情而定。病情(包括皮肤灼伤)严重者需早期应用透析疗法排毒及防治肾衰。口服者需防治食道瘢痕收缩致狭窄。
眼接触:用生理盐水、冷开水或清水至少冲洗10分钟,对症处理。
2.大苏打是Na2S2O3(硫代硫酸钠),苏打是Na2CO3,小苏打是NaHCO3。
3.萤石是CaF2,电石是CaC2
4.水玻璃是Na2SiO3,也叫泡花碱。金刚砂是SiC。水晶石纯净的SiO2,天然二氧化硅也叫硅石。长石是KAlSi3O8,云母是KAl2(AlSi3O10)(OH)2,沸石是Na2(Al2Si3O10).2H2O
5.皓矾是ZnSO4.7H2O,绿矾是FeSO4.7H2O,胆矾是CuSO4.5H2O,也叫蓝矾,重晶石是BaSO4,芒硝是Na2SO4.10H2O,明矾是KAl(SO4)2.12H2O
6。天然气是CH4,氯仿是CHCl3,甘油是C3H8O3(丙三醇),福尔马林是35%—-40%的甲醛溶液,甲醛也叫蚁醛,草酸是乙二酸C2H2O4石炭酸是C6H6O(苯酚)。
一、硫酸盐类:
1.皓矾: ZnSO4.7H2O
2.钡餐,重晶石: BaSO4
3.绿矾,皂矾,青矾: FeSO4.7H2O
4.芒硝,朴硝,皮硝: Na2SO4.10H2O
5.明矾: KAl(SO4) 2.12H2O
6.生石膏:CaSO4.2H2O 熟石膏:2CaSO4.H2O
7.胆矾、蓝矾:CuSO4.5H2O
8.莫尔盐:(NH4)2SO4.FeSO4.6H2O
二、矿石类:
1.莹石:CaF2
2.光卤石: KCl.MgCl2.6H2O
3.黄铜矿: CuFeS2
4.矾土:Al2O3.H2O、Al2O3.3H2O和少量Fe2O3 、SiO2
5.磁铁矿石: Fe3O4
6.赤铁矿石:Fe2O3
7.褐铁矿石: 2Fe2O3.3H2O
8.菱铁矿石:Fe2CO3
9.镁铁矿石:Mg2SiO4
10.苏口铁:碳以片状石墨形式存在
11.白口铁:碳以FeC3形式存在
12.高岭石: Al2 (Si2O5)(OH)4 或(Al2O3.2SiO2.2H2O)
13.正长石: KAlSi3O8
14.石英:SiO2
15.硼砂: Na2B4O7.10H2O
16.脉石:SiO2
17.刚玉(蓝宝石.红宝石): 天然产的无色氧化铝晶体
18.黄铁矿(愚人金):FeS2
19.炉甘石:ZnCO3
20.智利硝石:NaNO3
21.滑石:3MgO.4SiO2.H2O
22.大理石(方解石、石灰石):CaCO3
23.孔雀石:CuCO3.Cu(OH)2
24.白云石:MgCO3.CaCO3
25.冰晶石:Na3AlF6
26.高岭土:Al2O3.2SiO2.2H2O
27.锡石:SnO2
28.辉铜矿:Cu2S
三、气体类:
1.高炉煤气:CO,CO2等混合气体
2.水煤气:CO,H2
3.天然气(沼气):CH4
4.液化石油气:C3H8,C4H10为主
5.焦炉气:CH4,CO,H2,C2H4为主
6.裂解气:C2H4为主
7.爆鸣气:H2和O2
8.笑气:N2O
9.裂化气:C1~C4的烷烃、烯烃
10.电石气:C2H2(通常含H2S、PH3等)
四、有机类:
1.福尔马林(蚁醛): HCHO
2.蚁酸:HCOOH
3.尿素: (NH4CNO)或 CO(NH2) 2
4.氯仿: CCl4
5.木精(工业酒精):CH3OH
6.甘油: CH2OH-CHOH- CH2OH
7.硬脂酸:C17H35COOH
8.软脂酸: C15H31COOH
9.油酸: C17H33OH
10.肥皂:C17H35COONa
11.银氨溶液:[Ag(NH3) 2]+
12.乳酸:CH3-CHOH-COOH
13.葡萄糖:C6H12O6
14.蔗糖:C12H22O11
15.核糖:CH2OH-(CHOH) 3CHO
16.脱氧核糖:CH2OH-(CHOH)2CH2-CH3
17.淀粉: (C6H10O5)n
18.火棉,胶棉:主要成份都是[(C6H7O2)-(ONO2) 3]n 只是前者含N量高
19.尿素: CO(NH2) 2 NH4CNO为氰酸铵(互为同分异构体)
20.氯仿: CHCl3
21.油酸: C17H33COOH
22.银氨溶液:[Ag(NH3) 2]OH
23.脱氧核糖:CH2OH-(CHOH) 2CH2-CHO
五、其他类:
1.白垩: CaCO3
2.石灰乳、熟石灰:Ca(OH) 2
3.熟石膏: 2CaSO4.H2O
4.足球烯: C60
5.铜绿:Cu2 (OH) 2CO3
6.纯碱(碱面): Na2CO3
7.王水: HCl,HNO3 (3:1)
8.水玻璃(泡火碱) :Na2SiO3
9.小苏打:NaHCO3
10.苏打:Na2CO3
11.大苏打(海波):Na2S2O3
12.盐卤:MgCl2.6H2O
13.雌黄:As2S3
14.雄黄:As4S4
15.朱砂:HgS
16.石棉:CaO.3MgO.4SiO2
17.砒霜:As2O3
18.泻盐:MgSO4.7H2O
19.波尔多液:CuSO4+Ca(OH) 2
20.钛白粉:TiO2
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、化学反应的反应热
(1)反应热的概念:
当化学反应在一定的温度下进行时,反应所释放或吸收的热量称为该反应在此温度下的热效应,简称反应热。用符号Q表示。
(2)反应热与吸热反应、放热反应的关系。
Q>0时,反应为吸热反应;Q<0时,反应为放热反应。
(3)反应热的测定
测定反应热的仪器为量热计,可测出反应前后溶液温度的变化,根据体系的热容可计算出反应热,计算公式如下:
Q=-C(T2-T1)
式中C表示体系的热容,T1、T2分别表示反应前和反应后体系的温度。实验室经常测定中和反应的反应热。 2、化学反应的焓变
(1)反应焓变
物质所具有的能量是物质固有的性质,可以用称为“焓”的物理量来描述,符号为H,单位为kJ·mol-1。
反应产物的总焓与反应物的总焓之差称为反应焓变,用ΔH表示。
(2)反应焓变ΔH与反应热Q的关系。
对于等压条件下进行的化学反应,若反应中物质的能量变化全部转化为热能,则该反应的反应热等于反应焓变,其数学表达式为:Qp=ΔH=H(反应产物)-H(反应物)。
(3)反应焓变与吸热反应,放热反应的关系:
ΔH>0,反应吸收能量,为吸热反应。
ΔH<0,反应释放能量,为放热反应。
(4)反应焓变与热化学方程式:
把一个化学反应中物质的变化和反应焓变同时表示出来的化学方程式称为热化学方程式,如:H2(g)+O2(g)=H2O(l);ΔH(298K)=-285.8kJ·mol-1
书写热化学方程式应注意以下几点:
①化学式后面要注明物质的聚集状态:固态(s)、液态(l)、气态(g)、溶液(aq)。
②化学方程式后面写上反应焓变ΔH,ΔH的单位是J·mol-1或 kJ·mol-1,且ΔH后注明反应温度。
③热化学方程式中物质的系数加倍,ΔH的数值也相应加倍。 3、反应焓变的计算
(1)盖斯定律
对于一个化学反应,无论是一步完成,还是分几步完成,其反应焓变一样,这一规律称为盖斯定律。
(2)利用盖斯定律进行反应焓变的计算。
常见题型是给出几个热化学方程式,合并出题目所求的热化学方程式,根据盖斯定律可知,该方程式的ΔH为上述各热化学方程式的ΔH的代数和。
(3)根据标准摩尔生成焓,ΔfHmθ计算反应焓变ΔH。
对任意反应:aA+bB=cC+dD
ΔH=[cΔfHmθ(C)+dΔfHmθ(D)]-[aΔfHmθ(A)+bΔfHmθ(B)] 二、电能转化为化学能——电解 1、电解的原理
(1)电解的概念:
在直流电作用下,电解质在两上电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程叫做电解。电能转化为化学能的装置叫做电解池。
(2)电极反应:以电解熔融的NaCl为例:
阳极:与电源正极相连的电极称为阳极,阳极发生氧化反应:2Cl-→Cl2↑+2e-。
阴极:与电源负极相连的电极称为阴极,阴极发生还原反应:Na++e-→Na。
总方程式:2NaCl(熔)2Na+Cl2↑
2、电解原理的应用
(1)电解食盐水制备烧碱、氯气和氢气。
阳极:2Cl-→Cl2+2e-
阴极:2H++e-→H2↑
总反应:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
(2)铜的电解精炼。
粗铜(含Zn、Ni、Fe、Ag、Au、Pt)为阳极,精铜为阴极,CuSO4溶液为电解质溶液。
阳极反应:Cu→Cu2++2e-,还发生几个副反应
Zn→Zn2++2e-;Ni→Ni2++2e-
Fe→Fe2++2e-
Au、Ag、Pt等不反应,沉积在电解池底部形成阳极泥。
阴极反应:Cu2++2e-→Cu
(3)电镀:以铁表面镀铜为例
待镀金属Fe为阴极,镀层金属Cu为阳极,CuSO4溶液为电解质溶液。
阳极反应:Cu→Cu2++2e-
阴极反应: Cu2++2e-→Cu 三、化学能转化为电能——电池 1、原电池的工作原理
(1)原电池的概念:
把化学能转变为电能的装置称为原电池。
(2)Cu-Zn原电池的工作原理:
如图为Cu-Zn原电池,其中Zn为负极,Cu为正极,构成闭合回路后的现象是:Zn片逐渐溶解,Cu片上有气泡产生,电流计指针发生偏转。该原电池反应原理为:Zn失电子,负极反应为:Zn→Zn2++2e-;Cu得电子,正极反应为:2H++2e-→H2。电子定向移动形成电流。总反应为:Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu。
(3)原电池的电能
若两种金属做电极,活泼金属为负极,不活泼金属为正极;若一种金属和一种非金属做电极,金属为负极,非金属为正极。 2、化学电源
(1)锌锰干电池
负极反应:Zn→Zn2++2e-;
正极反应:2NH4++2e-→2NH3+H2;
(2)铅蓄电池
负极反应:Pb+SO42-PbSO4+2e-
正极反应:PbO2+4H++SO42-+2e-PbSO4+2H2O
放电时总反应:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。
充电时总反应:2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4。
(3)氢氧燃料电池
负极反应:2H2+4OH-→4H2O+4e-
正极反应:O2+2H2O+4e-→4OH-
电池总反应:2H2+O2=2H2O 3、金属的腐蚀与防护
(1)金属腐蚀
金属表面与周围物质发生化学反应或因电化学作用而遭到破坏的过程称为金属腐蚀。
(2)金属腐蚀的电化学原理。
生铁中含有碳,遇有雨水可形成原电池,铁为负极,电极反应为:Fe→Fe2++2e-。水膜中溶解的氧气被还原,正极反应为:O2+2H2O+4e-→4OH-,该腐蚀为“吸氧腐蚀”,总反应为:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2,Fe(OH)2又立即被氧化:4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,Fe(OH)3分解转化为铁锈。若水膜在酸度较高的环境下,正极反应为:2H++2e-→H2↑,该腐蚀称为“析氢腐蚀”。
(3)金属的防护
金属处于干燥的环境下,或在金属表面刷油漆、陶瓷、沥青、塑料及电镀一层耐腐蚀性强的金属防护层,破坏原电池形成的条件。从而达到对金属的防护;也可以利用原电池原理,采用牺牲阳极保护法。也可以利用电解原理,采用外加电流阴极保护法。 第2章、化学反应的方向、限度与速率(1、2节)
原电池的反应都是自发进行的反应,电解池的反应很多不是自发进行的,如何判定反应是否自发进行呢? 一、化学反应的方向 1、反应焓变与反应方向
放热反应多数能自发进行,即ΔH<0的反应大多能自发进行。有些吸热反应也能自发进行。如NH4HCO3与CH3COOH的反应。有些吸热反应室温下不能进行,但在较高温度下能自发进行,如CaCO3高温下分解生成CaO、CO2。 2、反应熵变与反应方向
熵是描述体系混乱度的概念,熵值越大,体系混乱度越大。反应的熵变ΔS为反应产物总熵与反应物总熵之差。产生气体的反应为熵增加反应,熵增加有利于反应的自发进行。 3、焓变与熵变对反应方向的共同影响
ΔH-TΔS<0反应能自发进行。
ΔH-TΔS=0反应达到平衡状态。
ΔH-TΔS>0反应不能自发进行。
在温度、压强一定的条件下,自发反应总是向ΔH-TΔS<0的方向进行,直至平衡状态。 二、化学反应的限度 1、化学平衡常数
(1)对达到平衡的可逆反应,生成物浓度的系数次方的乘积与反应物浓度的系数次方的乘积之比为一常数,该常数称为化学平衡常数,用符号K表示 。
(2)平衡常数K的大小反映了化学反应可能进行的程度(即反应限度),平衡常数越大,说明反应可以进行得越完全。
(3)平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。对于给定的可逆反应,正逆反应的平衡常数互为倒数。
(4)借助平衡常数,可以判断反应是否到平衡状态:当反应的浓度商Qc与平衡常数Kc相等时,说明反应达到平衡状态。 2、反应的平衡转化率
(1)平衡转化率是用转化的反应物的浓度与该反应物初始浓度的比值来表示。如反应物A的平衡转化率的表达式为:
α(A)=
(2)平衡正向移动不一定使反应物的平衡转化率提高。提高一种反应物的浓度,可使另一反应物的平衡转化率提高。
(3)平衡常数与反应物的平衡转化率之间可以相互计算。 3、反应条件对化学平衡的影响
(1)温度的影响
升高温度使化学平衡向吸热方向移动;降低温度使化学平衡向放热方向移动。温度对化学平衡的影响是通过改变平衡常数实现的。
(2)浓度的影响
增大生成物浓度或减小反应物浓度,平衡向逆反应方向移动;增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡向正反应方向移动。
温度一定时,改变浓度能引起平衡移动,但平衡常数不变。化工生产中,常通过增加某一价廉易得的反应物浓度,来提高另一昂贵的反应物的转化率。
(3)压强的影响
ΔVg=0的反应,改变压强,化学平衡状态不变。
ΔVg≠0的反应,增大压强,化学平衡向气态物质体积减小的方向移动。
(4)勒夏特列原理
由温度、浓度、压强对平衡移动的影响可得出勒夏特列原理:如果改变影响平衡的一个条件(浓度、压强、温度等)平衡向能够减弱这种改变的方向移动。 【例题分析】
例1、已知下列热化学方程式:
(1)Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=-25kJ/mol
(2)3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH=-47kJ/mol
(3)Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) ΔH=+19kJ/mol
写出FeO(s)被CO还原成Fe和CO2的热化学方程式 。
解析:依据盖斯定律:化学反应不管是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的。我们可从题目中所给的有关方程式进行分析:从方程式(3)与方程式(1)可以看出有我们需要的有关物质,但方程式(3)必须通过方程式(2)有关物质才能和方程式(1)结合在一起。
将方程式(3)×2+方程式(2);可表示为(3)×2+(2)
得:2Fe3O4(s)+2CO(g)+3Fe2O3(s)+CO(g)=6FeO(s)+2CO2(g)+2Fe3O4(s)+CO2(g);ΔH=+19kJ/mol×2+(-47kJ/mol)
整理得方程式(4):Fe2O3(s)+CO(g)=2FeO(s)+CO2(g);ΔH=-3kJ/mol
将(1)-(4)得2CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)-2FeO(s)-CO2(g);ΔH=-25kJ/mol-(-3kJ/mol)
整理得:FeO(s)+CO(s)=Fe(s)+CO2(g);ΔH=-11kJ/mol
答案:FeO(s)+CO(s)=Fe(s)+CO2(g);ΔH=-11kJ/mol 例2、熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而得到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作用电解质,CO为阳极燃气,空气与CO2的混合气体为阴极助燃气,制得在650℃下工作的燃料电池,完成有关的电池反应式:
阳极反应式:2CO+2CO32-→4CO2+4e-
阴极反应式: ;
总电池反应式: 。
解析: 作为燃料电池,总的效果就是把燃料进行燃烧。本题中CO为还原剂,空气中O2为氧化剂,电池总反应式为:2CO+O2=2CO2。用总反应式减去电池负极(即题目指的阳极)反应式,就可得到电池正极(即题目指的阴极)反应式:O2+2CO2+4e-=2CO32- 。
答案:O2+2CO2+4e-=2CO32-;2CO+O2=2CO2例3、下列有关反应的方向说法中正确的是( )
A、放热的自发过程都是熵值减小的过程。
B、吸热的自发过程常常是熵值增加的过程。
C、水自发地从高处流向低处,是趋向能量最低状态的倾向。
D、只根据焓变来判断化学反应的方向是可以的。
解析:放热的自发过程可能使熵值减小、增加或无明显变化,故A错误。只根据焓变来判断反应进行的方向是片面的,要用能量判据、熵判据组成的复合判据来判断,D错误。水自发地从高处流向低处,是趋向能量最低状态的倾向是正确的。有些吸热反应也可以自发进行。如在25℃和1.01×105Pa时,2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g);ΔH=56.7kJ/mol,(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g);ΔH=74.9kJ/mol,上述两个反应都是吸热反应,又都是熵增的反应,所以B也正确。
答案:BC。 化学反应原理复习(二)
【知识讲解】 第2章、第3、4节
一、化学反应的速率 1、化学反应是怎样进行的
(1)基元反应:能够一步完成的反应称为基元反应,大多数化学反应都是分几步完成的。
(2)反应历程:平时写的化学方程式是由几个基元反应组成的总反应。总反应中用基元反应构成的反应序列称为反应历程,又称反应机理。
(3)不同反应的反应历程不同。同一反应在不同条件下的反应历程也可能不同,反应历程的差别又造成了反应速率的不同。 2、化学反应速率
(1)概念:
单位时间内反应物的减小量或生成物的增加量可以表示反应的快慢,即反应的速率,用符号v表示。
(2)表达式:
(3)特点
对某一具体反应,用不同物质表示化学反应速率时所得的数值可能不同,但各物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的系数之比。 3、浓度对反应速率的影响
(1)反应速率常数(K)
反应速率常数(K)表示单位浓度下的化学反应速率,通常,反应速率常数越大,反应进行得越快。反应速率常数与浓度无关,受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响。
(2)浓度对反应速率的影响
增大反应物浓度,正反应速率增大,减小反应物浓度,正反应速率减小。
增大生成物浓度,逆反应速率增大,减小生成物浓度,逆反应速率减小。
(3)压强对反应速率的影响
压强只影响气体,对只涉及固体、液体的反应,压强的改变对反应速率几乎无影响。
压强对反应速率的影响,实际上是浓度对反应速率的影响,因为压强的改变是通过改变容器容积引起的。压缩容器容积,气体压强增大,气体物质的浓度都增大,正、逆反应速率都增加;增大容器容积,气体压强减小;气体物质的浓度都减小,正、逆反应速率都减小。 4、温度对化学反应速率的影响
(1)经验公式
阿伦尼乌斯总结出了反应速率常数与温度之间关系的经验公式:
式中A为比例系数,e为自然对数的底,R为摩尔气体常数量,Ea为活化能。
由公式知,当Ea>0时,升高温度,反应速率常数增大,化学反应速率也随之增大。可知,温度对化学反应速率的影响与活化能有关。
(2)活化能Ea。
活化能Ea是活化分子的平均能量与反应物分子平均能量之差。不同反应的活化能不同,有的相差很大。活化能 Ea值越大,改变温度对反应速率的影响越大。 5、催化剂对化学反应速率的影响
(1)催化剂对化学反应速率影响的规律:
催化剂大多能加快反应速率,原因是催化剂能通过参加反应,改变反应历程,降低反应的活化能来有效提高反应速率。
(2)催化剂的特点:
催化剂能加快反应速率而在反应前后本身的质量和化学性质不变。
催化剂具有选择性。
催化剂不能改变化学反应的平衡常数,不引起化学平衡的移动,不能改变平衡转化率。 二、化学反应条件的优化——工业合成氨 1、合成氨反应的限度
合成氨反应是一个放热反应,同时也是气体物质的量减小的熵减反应,故降低温度、增大压强将有利于化学平衡向生成氨的方向移动。 2、合成氨反应的速率
(1)高压既有利于平衡向生成氨的方向移动,又使反应速率加快,但高压对设备的要求也高,故压强不能特别大。
(2)反应过程中将氨从混合气中分离出去,能保持较高的反应速率。
(3)温度越高,反应速率进行得越快,但温度过高,平衡向氨分解的方向移动,不利于氨的合成。
(4)加入催化剂能大幅度加快反应速率。 3、合成氨的适宜条件
在合成氨生产中,达到高转化率与高反应速率所需要的条件有时是矛盾的,故应该寻找以较高反应速率并获得适当平衡转化率的反应条件:一般用铁做催化剂 ,控制反应温度在700K左右,压强范围大致在1×107Pa~1×108Pa 之间,并采用N2与H2分压为1∶2.8的投料比。 第3章、物质在水溶液中的行为 一、水溶液 1、水的电离
H2OH++OH-
水的离子积常数KW=[H+][OH-],25℃时,KW=1.0×10-14mol2·L-2。温度升高,有利于水的电离, KW增大。2、溶液的酸碱度
室温下,中性溶液:[H+]=[OH-]=1.0×10-7mol·L-1,pH=7
酸性溶液:[H+]>[OH-],[ H+]>1.0×10-7mol·L-1,pH<7
碱性溶液:[H+]<[OH-],[OH-]>1.0×10-7mol·L-1,pH>7 3、电解质在水溶液中的存在形态
(1)强电解质
强电解质是在稀的水溶液中完全电离的电解质,强电解质在溶液中以离子形式存在,主要包括强酸、强碱和绝大多数盐,书写电离方程式时用“=”表示。
(2)弱电解质
在水溶液中部分电离的电解质,在水溶液中主要以分子形态存在,少部分以离子形态存在,存在电离平衡,主要包括弱酸、弱碱、水及极少数盐,书写电离方程式时用“ ”表示。 二、弱电解质的电离及盐类水解 1、弱电解质的电离平衡。
(1)电离平衡常数
在一定条件下达到电离平衡时,弱电解质电离形成的各种离子浓度的乘积与溶液中未电离的分子浓度之比为一常数,叫电离平衡常数。
弱酸的电离平衡常数越大,达到电离平衡时,电离出的H+越多。多元弱酸分步电离,且每步电离都有各自的电离平衡常数,以第一步电离为主。
(2)影响电离平衡的因素,以CH3COOHCH3COO-+H+为例。
加水、加冰醋酸,加碱、升温,使CH3COOH的电离平衡正向移动,加入CH3COONa固体,加入浓盐酸,降温使CH3COOH电离平衡逆向移动。 2、盐类水解
(1)水解实质
盐溶于水后电离出的离子与水电离的H+或OH-结合生成弱酸或弱碱,从而打破水的电离平衡,使水继续电离,称为盐类水解。
(2)水解类型及规律
①强酸弱碱盐水解显酸性。
NH4Cl+H2ONH3·H2O+HCl
②强碱弱酸盐水解显碱性。
CH3COONa+H2OCH3COOH+NaOH
③强酸强碱盐不水解。
④弱酸弱碱盐双水解。
Al2S3+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2S↑
(3)水解平衡的移动
加热、加水可以促进盐的水解,加入酸或碱能抑止盐的水解,另外,弱酸根阴离子与弱碱阳离子相混合时相互促进水解。 三、沉淀溶解平衡 1、沉淀溶解平衡与溶度积
(1)概念
当固体溶于水时,固体溶于水的速率和离子结合为固体的速率相等时,固体的溶解与沉淀的生成达到平衡状态,称为沉淀溶解平衡。其平衡常数叫做溶度积常数,简称溶度积,用Ksp表示。
PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)
Ksp=[Pb2+][I-]2=7.1×10-9mol3·L-3
(2)溶度积Ksp的特点
Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关,与沉淀的量无关,且溶液中离子浓度的变化能引起平衡移动,但并不改变溶度积。
Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。 2、沉淀溶解平衡的应用
(1)沉淀的溶解与生成
根据浓度商Qc与溶度积Ksp的大小比较,规则如下:
Qc=Ksp时,处于沉淀溶解平衡状态。
Qc>Ksp时,溶液中的离子结合为沉淀至平衡。
Qc<Ksp时,体系中若有足量固体,固体溶解至平衡。
(2)沉淀的转化
根据溶度积的大小,可以将溶度积大的沉淀可转化为溶度积更小的沉淀,这叫做沉淀的转化。沉淀转化实质为沉淀溶解平衡的移动。 四、离子反应 1、离子反应发生的条件
(1)生成沉淀
既有溶液中的离子直接结合为沉淀,又有沉淀的转化。
(2)生成弱电解质
主要是H+与弱酸根生成弱酸,或OH-与弱碱阳离子生成弱碱,或H+与OH-生成H2O。
(3)生成气体
生成弱酸时,很多弱酸能分解生成气体。
(4)发生氧化还原反应
强氧化性的离子与强还原性离子易发生氧化还原反应,且大多在酸性条件下发生。 2、离子反应能否进行的理论判据
(1)根据焓变与熵变判据
对ΔH-TΔS<0的离子反应,室温下都能自发进行。
(2)根据平衡常数判据
离子反应的平衡常数很大时,表明反应的趋势很大。 3、离子反应的应用
(1)判断溶液中离子能否大量共存
相互间能发生反应的离子不能大量共存,注意题目中的隐含条件。
(2)用于物质的定性检验
根据离子的特性反应,主要是沉淀的颜色或气体的生成,定性检验特征性离子。
(3)用于离子的定量计算
常见的有酸碱中和滴定法、氧化还原滴定法。
(4)生活中常见的离子反应。
硬水的形成及软化涉及到的离子反应较多,主要有:
Ca2+、Mg2+的形成。
CaCO3+CO2+H2O=Ca2++2HCO3-
MgCO3+CO2+H2O=Mg2++2HCO3-
加热煮沸法降低水的硬度:
Ca2++2HCO3-CaCO3↓+CO2↑+H2O
Mg2++2HCO3-MgCO3↓+CO2↑+H2O
或加入Na2CO3软化硬水:
Ca2++CO32-=CaCO3↓,Mg2++CO32-=MgCO3↓
我有word文档,方便的话我可以发给你
1、氯化钠
(NaCl)
:
食盐
2、碳酸钠(Na2CO3)
:
纯碱,苏打,口碱
3、氢氧化钠(NaOH):火碱,烧碱,苛性钠
4、氧化钙(CaO):生石灰
5、氢氧化钙(Ca(OH)2):熟石灰,消石灰
,石灰水
6、二氧化碳固体(CO2):干冰
7、氢氯酸(HCl):盐酸
8、碱式碳酸铜(Cu2(OH)2CO3):铜绿
9、硫酸铜晶体(CuSO4
.5H2O):蓝矾,胆矾
10、甲烷
(CH4):沼气
11、乙醇(C2H5OH):酒精
12、乙酸(CH3COOH):醋酸
13、过氧化氢(H2O2):双氧水
14、汞(Hg):水银
15、碳酸氢钠(NaHCO3):小苏打
苯酚之二 苯酚:俗名“石炭酸”。化学式C6H6O
无色晶体,具有特殊气味,熔点是43℃。放置空气中会因被氧化而显粉红色。常温时不易溶于水,易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。
苯酚有毒,它的浓溶液对皮肤有强烈的腐蚀性,使用时要小心,如果不慎沾到皮肤上应立即用酒精洗涤。苯酚水溶液与三氯化铁作用呈紫色。有弱酸性,与碱反应成盐。医学上用作消毒防腐剂,苯酚是重要的工业原料,可用来合成炸药(如苦味酸)、医药(如阿斯匹林)、杀菌剂、塑料(如酚醛树脂、环氧树脂等)。
苯酚显示一定的酸性,是因苯酚分子中羟基的氧原子含有孤对p电子,这p电子云可以跟苯环的大π键电子云从侧面有所重叠,使氧原子上的p电子云向苯环转移,氢氧原子之间的电子云向氧原子方向转移,羟基中氢原子较易电离,使苯酚有些酸性。
如图示:
兽用的消毒防腐药的种类很多,它们的作用和临床上的应用也各不相同,根据化学分类,主要的有以下几类:
酸类:盐酸、硼酸、乳酸等。
碱类:氢氧化钠(苛性钠)、石灰(生石灰)。
酚类:苯酚(石炭酸)、煤酚(甲酚)。
醇类:乙醇(酒精)。
氧化剂:过氧化氢、高锰酸钾、过氧乙酸。
卤素类:漂白粉、次氯酸钠溶液、碘。
重金属类:升汞、红汞、硫柳汞、硝酸银。
表面活性剂:新洁尔灭、洗必泰。
染料类:利凡诺(雷佛奴尔)、甲紫(龙胆紫)。
挥发性烷化剂:甲醛、乌洛托品、戊二醛等。
2. 碳酸钠, 【俗名】块碱、纯碱、石碱、苏打(Soda) 、口碱(历史上,一般经张家口和古北口转运全国,因此又有“口碱”之说。)
3. 生石灰主要成分是CaO。氧化钙,别名:生石灰、石灰
4. 石灰石的组要成分:碳酸钙
5. 氢氧化钙,俗称:消石灰,熟石灰
6. 草酸;乙二酸,
7. 乙醇,酒精
8. 甲醇,最早从木材干馏得到故又称木醇或木精。工业酒精里含有甲醇,但是工业酒精的主要成分还是乙醇
9. 高锰酸钾,俗称: 灰锰氧
10. 丙三醇,俗称甘油
11. 苯酚,俗名石炭酸,在潮湿空气中,吸湿后,由结晶变成液体。酸性极弱(弱于H2CO3),有特臭,有毒,有强腐蚀性。室温微溶于水,能溶于苯及碱性溶液,易溶于乙醇、乙醚、氯仿、甘油等有机溶剂中,难溶于石油醚。常用于测定硝酸盐、亚硝酸盐及作有机合成原料等.实验室可用溴(生成白色沉淀2,4,6-三溴苯酚,十分灵敏)及FeCL3 (生成〔Fe(C6H5O)6]3-络离子呈紫色)检验.
12. 氧化镁,苦土灯粉;煅苦土。在可见和近紫外光范围内有强折射性。氧化镁是碱性氧化物,具有碱性氧化物的通性
13.固态二氧化碳,又称干冰
14. 氯酸钾, 分子式: KClO3,白药粉, 健康危害: 对人的致死量约10g。口服急性中毒表现为高铁血红蛋白血症,胃肠炎,肝肾损害,甚至窒息。粉尘对呼吸道有刺激性。 燃爆危险: 本品助燃,具刺激性,与可燃物混合易发生爆炸。
15. 王水(aqua regia) 又称“王酸”,是一种腐蚀性非常强、冒黄色烟的液体,是一种硝酸(HNO3)和盐酸(HCl)组成的混合物,其比例从名字中就能看出:王,一竖三横故为1:3的比例,还是少数几种能够溶解Au和Pt的物质。这也是它的名字的来源。不过塑料之王——聚四氟乙烯和一些非常惰性的金属如Ta不受王水腐蚀。王水被用在蚀刻工艺和一些分析过程中。王水很快就分解,因此必须在使用前直接制作。
16. 石英化学式为SiO2,天然石英石的主要成份为石英,常含有少量杂质成分如Al2O3、IMO,、CaO、MgO等。它有多种类型。