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高中化学公式大全,按照知识模块进行分类整理,涵盖了从基础计算到反应原理的核心内容。一、化学计量与物质结构物质的量(n)n=N/N_A
(N:粒子数,N_A:阿伏伽德罗常数,约
6.02×10²³mol⁻¹)n=m/M
(m:质量(g),M:摩尔质量(g/mol))气体:n=V/V_m
(V:气体体积(L),V_m:气体摩尔体积,标准状况STP下为
22.4L/mol)溶液:n=c×V
(c:物质的量浓度(mol/L),V:溶液体积(L))阿伏伽德罗定律及其推论定律:同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。推论:pV=nRT
(理想气体状态方程,R为常数,T为热力学温度(K))同温同压下:V₁/V₂=n₁/n₂=N₁/N₂同温同容下:p₁/p₂=n₁/n₂=N₁/N₂溶液浓度物质的量浓度(c):c=n/V
(单位:mol/L)质量分数(w):w=(m溶质/m溶液)×100%溶解度(S):S=(m溶质/m溶剂)×100g
(在一定温度下)稀释定律:c₁V₁=c₂V₂
(c为浓度,V为体积,适用于溶质不变的稀释)原子结构与化学键质子数(Z)=核电荷数=原子序数质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)离子所带电荷数=质子数-核外电子数二、化学反应速率与化学平衡化学反应速率(v)平均速率:v=Δc/Δt
(单位常为mol/(L·s)或mol/(L·min))对于反应
aA+bB→cC+dD,有
v(A)/a=v(B)/b=v(C)/c=v(D)/d
(速率之比等于计量数之比)化学平衡常数(K)对于可逆反应:aA+bB⇌cC+dD浓度平衡常数(Kc):Kc=([C]^c[D]^d)/([A]^a[B]^b)
([]表示平衡时的物质的量浓度)压强平衡常数(Kp):Kp=(p_C^c·p_D^d)/(p_A^a·p_B^b)
(p表示平衡时各气体的分压)水的离子积常数:Kw=[H⁺][OH⁻]=1.0×10⁻¹⁴
(25℃)电离平衡常数(Ka,
Kb):表示弱酸、弱碱的电离程度。溶度积常数(Ksp):表示难溶电解质的溶解能力。平衡移动原理(勒·查特列原理)定性描述:如果改变影响平衡的一个条件(浓度、温度、压强),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。三、水溶液中的离子平衡pH计算pH=-lg[H⁺]pOH=-lg[OH⁻]pH+pOH=14
(25℃)强酸溶液:[H⁺]=c酸
(c酸为强酸的初始浓度)强碱溶液:[OH⁻]=c碱,再计算
[H⁺]=Kw/[OH⁻],最后求
pH。弱酸溶液(近似计算):[H⁺]≈√(Ka·c酸)弱碱溶液(近似计算):[OH⁻]≈√(Kb·c碱)盐类水解强酸弱碱盐(如
NH₄Cl):溶液显酸性,[H⁺]≈√(Kw/Kb·c盐)强碱弱酸盐(如
CH₃COONa):溶液显碱性,[OH⁻]≈√(Kw/Ka·c盐)水解常数(Kh):Kh=Kw/Ka
(或
Kw/Kb)缓冲溶液弱酸及其盐(如
CH₃COOH-CH₃COONa):pH≈pKa+lg([盐]/[酸])
(亨德森-哈塞尔巴尔赫方程)弱碱及其盐(如
NH₃·H₂O-NH₄Cl):pOH≈pKb+lg([盐]/[碱])难溶电解质的沉淀溶解平衡对于
A_mB_n(s)⇌mAⁿ⁺(aq)+nBᵐ⁻(aq)溶度积:Ksp=[Aⁿ⁺]^m[Bᵐ⁻]^n离子积(Qc):任意时刻的浓度幂之积。Qc>Ksp:有沉淀生成。Qc=Ksp:饱和溶液,处于平衡状态。Qc<Ksp:溶液未饱和,沉淀溶解。四、电化学原电池负极:失电子,发生氧化反应。正极:得电子,发生还原反应。电流方向:正极→外电路→负极。电子流向:负极→外电路→正极。电解池阳极:连电源正极,发生氧化反应。阴极:连电源负极,发生还原反应。放电顺序:阳极:活性电极(除Pt、Au)>S²⁻>I⁻>Br⁻>Cl⁻>OH⁻>含氧酸根阴极:Ag⁺>Hg²⁺>Fe³⁺>Cu²⁺>H⁺(酸)>Pb²⁺>Sn²⁺>Fe²⁺>Zn²⁺>H⁺(水)>Al³⁺>Mg²⁺>Na⁺法拉第电解定律第一定律:电解时在电极上析出或溶解的物质的质量(m)与通过的电量(Q)成正比。m=kQ第二定律:在不同的电解质溶液中,通过相同的电量时,在电极上析出或溶解的各物质的质量与其摩尔质量成正比。综合公式:m=(M/n)×(Q/F)M:摩尔质量(g/mol)n:电极反应中电子的转移数Q:电量(库仑C)F:法拉第常数,约
96500C/mol五、热化学反应热效应焓变(ΔH):在恒压条件下,化学反应的热效应等于反应的焓变。ΔH=H(生成物)-H(反应物)ΔH<0:放热反应ΔH>0:吸热反应热化学方程式必须标明物质的聚集状态(s,l,g,aq)。必须标明反应的温度和压强(若不注明,默认为25℃,101kPa)。ΔH
的单位是kJ/mol。盖斯定律一个化学反应,无论是一步完成还是分几步完成,其总的热效应是相同的。应用:通过已知反应的热化学方程式进行加减,来求算目标反应的焓变。六、元素及其化合物(重要化学方程式)这部分是具体反应的集合,无法一一列举,但核心反应类型包括:金属(Na,Al,Fe,Cu等)与非金属(O₂,Cl₂,S等)反应。与水、酸的反应。铝热反应:2Al+Fe₂O₃→高温→2Fe+Al₂O₃钝化(Al,Fe在浓H₂SO₄、浓HNO₃中)。非金属(Cl₂,S,N₂,C,Si等)氯气的制取与性质(与金属、H₂、H₂O、碱的反应)。硫及其化合物(SO₂的氧化性、还原性、漂白性;浓H₂SO₄的脱水性、吸水性、强氧化性)。氮及其化合物(NH₃的制取、性质;HNO₃的强氧化性)。硅及其化合物(SiO₂与强碱、HF的反应;硅酸盐工业)。有机化学(官能团特征反应)取代反应:烷烃卤
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