化学

质量守恒定律

反应物总质量 = 生成物总质量

化学反应前后原子种类和数目不变

溶质质量分数

w = m溶质 / m溶液 × 100%

碳的燃烧

C + O₂ →(点燃) CO₂

氢气燃烧

2H₂ + O₂ →(点燃) 2H₂O

铁在氧气中燃烧

3Fe + 2O₂ →(点燃) Fe₃O₄

电解水

2H₂O →(通电) 2H₂↑ + O₂↑

正氧负氢，氢二氧一

实验室制氧气（高锰酸钾）

2KMnO₄ →(加热) K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑

实验室制氧气（过氧化氢）

2H₂O₂ →(MnO₂) 2H₂O + O₂↑

MnO₂ 作催化剂

实验室制二氧化碳

CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂↑

二氧化碳与石灰水

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + H₂O

检验 CO₂：石灰水变浑浊

碳酸钙高温分解

CaCO₃ →(高温) CaO + CO₂↑

工业制生石灰

一氧化碳还原氧化铁

3CO + Fe₂O₃ →(高温) 2Fe + 3CO₂

工业炼铁原理

铁与硫酸铜溶液

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

湿法炼铜，置换反应

中和反应

NaOH + HCl → NaCl + H₂O

酸 + 碱 → 盐 + 水

锌与稀硫酸（制氢气）

Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂↑

光合作用（总反应）

6CO₂ + 6H₂O →(光照/叶绿体) C₆H₁₂O₆ + 6O₂

物质的量

n = m / M = N / Nₐ

Nₐ = 6.02×10²³ mol⁻¹

气体摩尔体积

n = V / Vₘ

标准状况下 Vₘ = 22.4 L/mol

物质的量浓度

c = n / V

单位 mol/L

稀释定律

c₁V₁ = c₂V₂

pH 计算

pH = −lg c(H⁺)

25℃ 时 c(H⁺)·c(OH⁻) = 10⁻¹⁴

化学平衡常数

K = [C]ᶜ[D]ᵈ / ([A]ᵃ[B]ᵇ)

aA + bB ⇌ cC + dD

钠与水反应

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑

浮、熔、游、响、红

氯气与水反应

Cl₂ + H₂O ⇌ HCl + HClO

HClO 具有漂白性

铝热反应

2Al + Fe₂O₃ →(高温) Al₂O₃ + 2Fe

用于焊接钢轨

工业合成氨

N₂ + 3H₂ ⇌(高温高压/催化剂) 2NH₃

哈伯法

接触法制硫酸（关键步）

2SO₂ + O₂ ⇌(催化剂) 2SO₃

乙烯与溴加成

CH₂=CH₂ + Br₂ → CH₂BrCH₂Br

使溴水褪色，检验不饱和烃

乙醇催化氧化

2CH₃CH₂OH + O₂ →(Cu/加热) 2CH₃CHO + 2H₂O

酯化反应

CH₃COOH + C₂H₅OH ⇌(浓硫酸) CH₃COOC₂H₅ + H₂O

酸脱羟基醇脱氢

原电池（铜锌）

负极 Zn − 2e⁻ → Zn²⁺；正极 Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu

负极氧化，正极还原

盖斯定律

ΔH总 = ΔH₁ + ΔH₂ + …

反应热只与始末状态有关，与途径无关

理想气体状态方程

pV = nRT

R = 8.314 J/(mol·K)

吉布斯自由能

ΔG = ΔH − TΔS

ΔG < 0 反应自发进行

自由能与平衡常数

ΔG° = −RT·lnK

范特霍夫方程

ln(K₂/K₁) = −ΔH/R · (1/T₂ − 1/T₁)

平衡常数随温度的变化

阿伦尼乌斯方程

k = A·e^(−Eₐ/RT)

反应速率常数与温度的关系

能斯特方程

E = E° − (RT/nF)·lnQ

F = 96485 C/mol（法拉第常数）

法拉第电解定律

m = MQ / nF = MIt / nF

拉乌尔定律

p = p°·x溶剂

稀溶液中溶剂的蒸气压下降

亨利定律

p = k·x

气体溶解度与其分压成正比

朗伯-比尔定律

A = εbc

吸光度与浓度成正比，分光光度法基础

克劳修斯-克拉佩龙方程

ln(p₂/p₁) = −ΔHvap/R · (1/T₂ − 1/T₁)

蒸气压与温度的关系

缓冲溶液 pH

pH = pKₐ + lg([A⁻]/[HA])

亨德森-哈塞尔巴尔赫方程

渗透压公式

Π = cRT

范特霍夫渗透压定律