高中化学选修4知识点总结及精练精析.pdf
化学选修4化学反响及原理学问点详解及典例精讲 一、本模块内容的特点 1.理论性、规律性强 2.定量 3.学问的综合性强 4.学问的内容较深 二、本模块内容具体分析 第一章 化学反响及能量 考点一 化学反响中能量变更的有关概念及计算 1、焓变 反响热 反响热：肯定条件下，肯定物质的量的反响物之间完全反响所放出或汲取的热量 焓变(H)：在恒压条件下进展的化学反响的热效应；符号：H；单位：/kJmol 产生缘由：化学反响过程中化学键的断裂及形成 化学键断裂吸热 化学键形成放热 放出热量的化学反响。(放热吸热)H为“-”或H 放热）H为“+”或H 0 2、燃烧热 概念：25，101 kPa时，1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。燃烧热的单位用 kJ/mol 表示。留意以下几点：探讨条件：101 kPa 反响程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物 燃烧的物质的物质的量标准：1mol 探讨内容：放出的热量（H 0，单位/kJmol）3、中和热 概念：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反响而生成 1mol H2O，这时的反响热叫中和热。强酸及强碱的中和反响其本质是H和OH反响，其热化学方程式为：H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)H=57.3kJ/mol 弱酸或弱碱电离要汲取热量，所以它们参与中和反响时的中和热小于57.3kJ/mol，因为弱电解质的电离是吸热的。4.吸热反响和放热反响 放热反响 吸热反响 定义 放出热量的化学反响 汲取热量的化学反响 形 成缘由 反响物具有的总能量大于生成物具有的总能量 反响物具有的总能量小于生成物具有的总能量 及 化学 键强 弱的 关系 生成物分子成键时释放出的总能量大于反响物分子断键时汲取的总能量 生成物分子成键时释放出的总能量小于反响物分子断键时汲取的总能量 表示 方法 H 105时，该反响就进展得根本完全了。2、可以利用 K 值做标准，推断正在进展的可逆反响是否平衡及不平衡时向何方进展建立平衡。（Q：浓度积）Q K:反响向正反响方向进展;Q=K:反响处于平衡状态;Q K:反响向逆反响方向进展 3、利用 K 值可推断反响的热效应 若温度上升，K 值增大，则正反响为吸热反响 若温度上升，K 值减小，则正反响为放热反响 B习题训练 1教材 32 页 2 题、33 页 9 题 2.补充习题：第二章学问点归纳、总结（复习）第二章检测题 专题二 化学反响速率和化学平衡 第三章 水溶液中的离子平衡 考点一 弱电解质的电离平衡 1、弱电解质：在水溶液里只有一局部分子电离成离子的电解质。2、弱电解质电离方程式的书写 电离方程式的书写：用可逆符号 弱酸的电离要分布写（第一步为主）3、弱电解质的电离平衡 电离平衡：在肯定的条件下，当电解质分子电离成离子的速率和离子结合成弱电解质分子的速率相等时，电离过程就到达了平衡状态，这叫电离平衡。影响电离平衡的因素：A、温度：电离一般吸热，升温有利于电离。B、浓度：浓度越大，电离程度越小；溶液稀释时，电离平衡向着电离的方向挪动。C、同离子效应：在弱电解质溶液里参加及弱电解质具有一样离子的电解质，会减弱电离。D、其他外加试剂：参加能及弱电解质的电离产生的某种离子反响的物质时，有利于电离。4、电离常数 电离常数：在肯定条件下，弱电解质在到达电离平衡时，溶液中电离所生成的物 质 单质 化 合 物 电 解 质 非电解质：非金属氧化物，大局部有机物。如 SO3、CO2、C6H12O6、CCl4、CH2=CH2 强电解质：强酸，强碱，大多数盐。如 HCl、NaOH、NaCl、BaSO4 弱电解质：弱酸，弱碱，极少数盐，水。如 HClO、NH3H2O、Cu(OH)2、H2O 混和物 纯 净 物 各种离子浓度的乘积，跟溶液中未电离的分子浓度的比是一个常数。叫做电离平衡常数，（一般用Ka表示酸，Kb表示碱。）表示方法：ABAB /KABAB 影响因素：a、电离常数的大小主要由物质的本性确定。b、电离常数受温度变更影响，不受浓度变更影响，在室温下一般变更不大。C、同一温度下，不同弱酸，电离常数越大，其电离程度越大，酸性越强。如：23343232H SOH POHFCH COOHH COH SHClO B习题训练 1.教材 43 页 1、2、3、4 题 2.补充习题：考点二 水的电离和溶液的酸碱性 1、水的电离 水电离平衡：:水的离子积：WK=c Hc OH 25时,HOH=10-7 1mol L ;?WKHOH 110-14 留意：WK只及温度有关，温度肯定，则WK值肯定 WK不仅适用于纯水，适用于任何溶液（酸、碱、盐）2、水电离特点：（1）可逆（2）吸热（3）极弱 3、影响水电离平衡的外界因素：酸、碱：抑制水的电离 WK110-14 温度：促进水的电离（水的电离是吸热的）易水解的盐：促进水的电离 WK 110-14 2、溶液的酸碱性和pH：1.溶液的酸碱性 常温时，酸性溶液中c Hc OH（）（），pH7;碱性溶液中c Hc OH（）（），pH7;中性溶液中c Hc OH（）（），pH=7;2.溶液的pH（1）当c H（）很小时，干脆用物质的量浓度表示溶液的酸碱性的强弱很不便利，通常采纳c H（）的负对数来表示，称为溶液的 pH，其表达式为pH=-lgcH+。pH越小，溶液的酸性越强；pH越大，溶液的碱性越强。（2）稀释过程溶液pH值的变更规律：强酸溶液：稀释 10n倍时，pH稀 =pH原+n （但始终不能大于或等于 7）弱酸溶液：稀释 10n倍时，pH稀 pH原+n （但始终不能大于或等于 7）强碱溶液：稀释 10n倍时，pH稀 =pH原n （但始终不能小于或等于 7）弱碱溶液：稀释 10n倍时，pH稀 pH原n （但始终不能小于或等于 7）不管任何溶液，稀释时pH均是向 7 靠近（即向中性靠近）；任何溶液无限稀释后pH均接近 7 稀释时，弱酸、弱碱和水解的盐溶液的pH变更得慢，强酸、强碱变更得快。（3）pH的测定方法：酸碱指示剂甲基橙、石蕊、酚酞 。变色范围：甲基橙 3.14.4（橙色）石蕊 5.08.0（紫色）酚酞 8.210.0（浅红色）pH试纸 操作：玻璃棒蘸取未知液体在试纸上，然后及标准比色卡比照即可。留意：事先不能用水潮湿 PH 试纸；广泛 pH 试纸只能读取整数值或范围 3.溶液pH的计算方法（1）单一溶液 强酸溶液，如 HnA 溶液，设溶质的物质的量浓度为 c 1mol L，()c H=nc 1mol L，pH=-lg()c H=-lgnc 强碱溶液，如 B(OH)n 溶液，设溶质的物质的量浓度为 c 1mol L，()c H=14110 mol Lnc,lg()14lgpHc Hnc （2）两强酸混合 由112212()()()c HVc HVc HVV,先求出混合后的()c H,再根据公式pH=-lgcH+求pH。若两强酸溶液等体积混合，可采纳速算方法：混合后溶液的pH等于混合前溶液pH小的加 0.3。如pH=3 和pH=5 的两种盐酸等体积混合后，pH=3.3（3）两强碱混合 由112212()()()c OHVc OHVc OHVV，先求出混合后的()c OH，再通过WK求出()c H，最终求pH。若两强碱溶液等体积混合，可采纳速算方法：混合后溶液的pH等于混合前溶液pH大的减 0.3.如pH=9 和pH=11 的两种烧碱溶液等体积混合后，pH=10.7（4）强酸及强碱混合 强酸及强碱混合的本质为中和反响，中和后溶液的有以下三种状况：若恰好中和，pH=7（025 C）若剩余酸，先求中和后剩余的()c H，再求pH 若剩余碱，先求中和后剩余的()c OH，再通过求出()c H，最终求pH。（5）已知酸和碱的pH之和，推断等体积溶液混合后的pH（025 C）若强酸及强碱溶液的pH之和等于 14，则混合后溶液显中性，pH=7 若强酸及强碱溶液的pH之和大于 14，则混合后溶液显碱性，pH7 若强酸及强碱溶液的pH之和小于 14，则混合后溶液显酸性，pHab（3）混合溶液中各离子浓度的比拟要综合分析水解因素、电离因素。如一样物 质的量浓度的4NH Cl和氨水的混合液中，因4NH的水解程度小于32NHH O的电离程度，所以离子浓度依次为:4()()()()c NHc Clc OHc H（4）浓度一样时，弱酸根离子或弱碱阳离子的水解程度越大，平衡浓度越小。如等浓度的3NaHCO溶液和3CH COONa溶液，由于3HCO的水解程度大于3CH COO的，故33()()c HCOc CH COO 8.电解质溶液中离子之间的三种定量关系 根本原则：抓住溶液中微粒浓度必需满意的三种守恒关系：电荷守恒：:任何溶液均显电中性，各阳离子浓度及其所带电荷数的乘积之和各阴离子浓度及其所带电荷数的乘积之和 如小苏打溶液中233()()()2()()c Nac Hc HCOc COc OH 24Na HPO溶液中232444()()()2()3()()c Nac Hc H POc HPOc POc OH 物料守恒:（即原子个数守恒或质量守恒）在电解质溶液中，粒子的种类可能发生变更，但变更前后元素的原子个数守恒。某原子的总量(或总浓度)其以各种形式存在的全部微粒的量(或浓度)之和 如 0.1 1mol L 23Na CO溶液中 质子守恒：即水电离出的H浓度及OH浓度相等。在电解质溶液中，由于电离、水解等的发生，往往存在质子c H的得失，但得到的质子数等于失去的质子数 如3NaHCO溶液中：质子守恒关系比拟抽象，可以由电荷守恒和物料守恒两种关系导出 B习题训练 1.教材 59 页 110 题 2.补充习题：考点五 沉淀溶解平衡 1、难溶电解质的溶解平衡的一些常见学问（1）溶解度小于0.01g的电解质称难溶电解质。（2）反响后离子浓度降至51 10以下的反响为完全反响。如酸碱中和时c H降至 10-7/molL 10-5/molL，故为完全反响，用“=”，常见的难溶物在水中的离子浓度均远低于 10-5/molL，故均用“=”。（3）难溶并非不溶，任何难溶物在水中均存在溶解平衡。（4）驾驭三种微溶物质：4242CaSOCa OHAg SO、（5）溶解平衡常为吸热，但2Ca OH为放热，升温其溶解度削减。（6）溶解平衡存在的前提是：必需存在沉淀，否则不存在平衡。2、溶解平衡方程式的书写 留意在沉淀后用(s)标明状态，并用“”。如：22 2(Ag S sAgaqSaq）3、沉淀生成的三种主要方式 （1）加沉淀剂法：spK越小（即沉淀越难溶），沉淀越完全；沉淀剂过量能使沉淀更完全。（2）调pH值除某些易水解的金属阳离子：如加MgO除去2MgCl溶液中3FeCl。（3）氧化复原沉淀法：（4）同离子效应法 4、沉淀的溶解：沉淀的溶解就是使溶解平衡正向挪动。常采纳的方法有：酸碱；氧化复原；沉淀转化。5、沉淀的转化：溶解度大的生成溶解度小的，溶解度小的生成溶解度更小 的。如：3AgNO AgCl(白色沉淀)AgBr（淡黄色）AgI（黄色）2Ag S（黑色）6、溶度积（spK）1、定义：在肯定条件下，难溶电解质电解质溶解成离子的速率等于离子重新结合成沉淀的速率，溶液中各离子的浓度保持不变的状态。2、表达式：nmAmBn smAaqnBaq 3、影响因素：外因：浓度：加水，平衡向溶解方向挪动。温度：升温，多数平衡向溶解方向挪动。4、溶度积规则 CQ（离子积）SPK有沉淀析出 CSPQK 平衡状态 CSPQK 未饱和，接着溶解 B习题训练 1.教材 67 页 1、2、3、4、5 题 2.补充习题：第三章学问点归纳、总结（复习）第三章检测题 专题三 水溶液中的离子平衡 第四章 电化学根底 考点一 原电池根本原理 1、概念：把化学能转化为电能的装置叫做原电池 2、组成条件：两个活泼性不同的电极 电解质溶液 电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路能自发地发生氧化复原反响 3、工作原理 如图是CuZn原电池示意图 电极材料 Zn Cu 电极名称 负极 正极 电极反响类型 氧化反响 复原反响 电极反响式 电子挪动方向 从负极流出经外电路流入正极 电流方向 从正极流出经外电路流入负极 阴阳离子挪动方向 电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极 4、原电池原理的应用（1）比拟金属的活动性强弱 原电池中，一般活动性相对较强的金属作负极，而活动性相对较弱的金属作正极（2）加快化学反响速率 由于行成了原电池，导致反响速率加快。如及稀硫酸反响制氢气时，可向溶液中滴加少量溶液，形成原电池，加快反响速率（3）用于金属的防护 使须要爱护的金属制品作原电池正极而受到爱护。例如要爱护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁，可将其及一块锌块相连，使锌作原电池的负极（4）设计制作原电池 设计原电池要紧扣原电池的三个条件：必需是能自发进展的氧化复原反响 根据氧化复原反响找出正负极材料（负极就是失去电子的物质。正极用比负极活动性差的金属即可，也可以用石墨）及电解质溶液 按要求画出原电池装置示意图 5、原电池正、负极的推断 原电池正负极的推断 推断角度 负极 正极 电极材料 一般是活泼性较强的金属 一般是活泼性较弱的金属或能导电的非金属 电子流向 电子流出的一极 电子流入的极 离子挪动方向 阴离子移向的极 阳离子移向的极 发生的反响 氧化反响 复原反响 反响现象 质量减小 质量增加或不变 6.电极反响式的书写 B习题训练 1.教材 73 页 16 题 2.补充习题：考点二 电解原理及其应用 一、电解原理 1、相关概念 电解池：把电能转化为化学能的装置（也叫电解槽）电解：电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化复原反响(被动的不是自发的)的过程 放电：当离子到达电极时，失去或获得电子，发生氧化复原反响的过程 2、电解池的构成条件 直流电源；两个电极；电解质（熔融态或溶液）；闭合回路 3、电解池的工作原理以电解2CuCl溶液为例 电极材料 石墨 石墨 电极名称 阴极（及电源负极相连）阳极（及电源正极相连）电极反响类型 复原反响 氧化反响 电极反响式 电子挪动方向 从电源的负极沿导线流入电解池的阴极，再从电解池的阳极流出，并沿导线流回电源的正极 电流方向 从正极流出经外电路流入负极 阴阳离子挪动方向 电解质溶液中，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极 4、电解原理的应用(1)氯碱工业电解饱和食盐水 阳极（放电依次）：阴极（放电依次）：总反响：离子方程式：(2)电镀(3)电解精炼铜 5、以惰性电极电解电解质溶液的类型 类型 电极反响特点 实例 电解对象 电解质浓度 pH 电解质溶液复原 分解电解质型 电解质电离出的阴阳离子分别在两极放电 HCl 电解质 减小 增大 HCl 2CuCl-2CuCl 放氢2H（）生成碱型 阴极：水放2H生碱 阳极：电解质阴离子放电 NaCl 电解质和水 生成新电解质 增大 HCl 放氧生酸型 阴极：电解质阳离子放电 阳极：水放2O生酸 4CuSO 电解质和水 生成新电解质 减小 氧化铜 电解水型 阴极：24 4 2HeH 阳极：224 4 2OHeOH O NaOH 水 增大 增大 水 24H SO 减小 24Na SO 不变 上述四种类型适用电解质溶液的分类：（1）电解水型：含氧酸，强碱，活泼金属含氧酸盐（2）电解电解质型：无氧酸，不活泼金属的无氧酸盐（氟化物除外）（3）放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐（4）放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐 B习题训练 1.教材 83 页 16 题 2.补充习题：考点三 金属的电化学腐蚀和防护（1）金属腐蚀内容：（2）金属腐蚀的本质：都是金属原子失去电子而被氧化的过程 电化腐蚀 化学腐蚀 条件 不纯金属或合金及电解质溶液接触 金属及非电解质干脆接触 现象 有微弱的电流产生 无电流产生 本质 较活泼的金属被氧化的过程 金属被氧化的过程 关系 化学腐蚀及电化腐蚀往往同时发生，但电化腐蚀更加普遍，危害更严峻（4）、电化学腐蚀的分类：析氢腐蚀腐蚀过程中不断有氢气放出 条件：潮湿空气中形成的水膜,酸性较强（水膜中溶解有222COSOH S、等气体）电极反响：负极:2-2 FeeFe 正极:22 2 HeH 总式：22 2 FeHFeH 吸氧腐蚀反响过程汲取氧气 条件：中性或弱酸性溶液 电极反响：负极:22-4 2FeeFe 正极:2242 4OeH OOH 总式：2222 2 2 FeOH OFe OH 离子方程式：22 2 FeOHFe OH 生成的2Fe OH被空气中的2O氧化，生成3Fe OH，反响方程式如下：2223 2=4Fe OHOH OFe OH；3Fe OH脱去一局部水就生成232 Fe O x H O（铁锈主要成分）规律总结：金属腐蚀快慢的规律：在同一电解质溶液中，金属腐蚀的相对快慢规律如下：电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防腐措施的腐蚀 防腐措施由好到坏的依次如下：外接电源的阴极爱护法牺牲负极的正极爱护法有一般防腐条件的腐蚀无防腐条件的腐蚀 二、金属的电化学防护 1、利用原电池原理进展金属的电化学防护 （1）牺牲阳极的阴极爱护法 原理：原电池反响中，负极被腐蚀，正极不变更 应用：在被爱护的钢铁设备上装上若干锌块，腐蚀锌块爱护钢铁设备 负极：锌块被腐蚀；正极：钢铁设备被爱护 （2）外加电流的阴极爱护法 原理：通电，使钢铁设备上积累大量电子，使金属原电池反响产生的电流不能输送，从而防止金属被腐蚀 应用：把被爱护的钢铁设备作为阴极，惰性电极作为协助阳极，均存在于电解质溶液中，接上外加直流电源。通电后电子大量在钢铁设备上积累，抑制了钢铁失去电子的反响。2、变更金属构造：把金属制成防腐的合金 3、把金属及腐蚀性试剂隔开：电镀、油漆、涂油脂、外表钝化等（3）金属腐蚀的分类：化学腐蚀 金属和接触到的物质干脆发生化学反响而引起的腐蚀 电化学腐蚀 不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反响。比拟活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。化学腐蚀及电化腐蚀的比拟 B习题训练 1.教材 87 页、88 页 18 题 2.补充习题：第四章学问点归纳、总结（复习）第四章检测题 专题四 电化学
