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高中化学选修 4 知识点分类总结 1/76 化学选修 4 化学反应与原理 章节知识点梳理 第一章 化学反应与能量 化学反应中的能量变化(1)化学反应的实质：反应物化学键断裂和生成物化学键形成。其中旧键断裂要吸收能量，新键形成会释放能量。(2)化学反应的特征：既有物质变化，又有能量变化。(3)化学反应中的能量转化形式：热能、光能和电能等，通常主要表现为热能的变化。一、焓变 反应热 1反应热：化学反应过程中所放出或吸收的热量，任何化学反应都有反应热，因为任何化学反应都会存在热量变化，即要么吸热要么放热。反应热可以分为（燃烧热、中和热、溶解热）2焓变(H)的意义：在恒压条件下进行的化学反应的热效应.符号：H.单位：kJ/mol，即：恒压下：焓变=反应热，都可用H 表示，单位都是 kJ/mol。3.产生原因：化学键断裂吸热 化学键形成放热 放出热量的化学反应。(放热吸热)H 为“-”或H 放热）H 为“+”或H 0，表示的时候“+”，“kJ/mol”不能省略 放热反应和吸热反应判断方法 能量图像 高中化学选修 4 知识点分类总结 2/76 左图反应物总能量大于产物总能量，为放热反应；右图为反应物总能量低于产物总能量，为吸热反应 注意：a.图中可以得知物质的能量越高越不稳定；b.一定是所有物质的能量之和，而不是某一个物质的能量高于产物或者低于产物的能量 通过键能的计算H 也可以利用计算H来判断是吸热还是放热。H=生成物所具有的总能量-反应物所具有的总能量=反应物的总键能-生成物的总键能（不建议大家死记硬背公式，应当理解反应物断键吸收的能量和产物成键时所放出的能量相对大小，如果断键吸收能量大于成键释放能量则为吸热反应，如果成键释放的能量大于断键吸收的能量则为放热反应）根据键能计算反应热的关键是正确找出反应物和生成物所含共价键的数目，注意晶体结构中化学键的情况。常见物质中的化学键数目 要求掌握氢气和氯气燃烧键能变化 物质 H H ClCl H Cl 键能 436kJ/m243kJ/m432kJ/m高中化学选修 4 知识点分类总结 3/76 ol ol ol 表中的数值表示断开或者形成 1mol 化学键时所吸收或者释放的能量。根据方程式：H2+Cl2=2HCl E吸=436+243=679kJ E放=2432=864kJ E放-E吸=864kJ-679kJ=185kJ 说明是放热反应，则该反应的H=-185kJ/mol 对常见的反应进行记忆 常见的放热反应：所有的燃烧反应 所有的酸碱中和反应 大多数的化合反应 自发氧化还原反应，如金属与水或酸的反应，食物腐败等；生石灰（氧化钙）和水反应铝热反应等 常见的吸热反应：晶体Ba(OH)2 8H2O与NH4Cl 大多数的分解反应 条件一般是持续加热或高温的反应，如 C和 CO2、C和 H2O(g)的反应，以 H2，CO，C为还原剂的热还原法对金属的冶炼。温馨警示 (1)物质的物理变化过程中，也会有能量的变化，但不属于吸热反应或放热反应，在进行反应热的有关计算时，必须要考虑到物理变化时的热效应，如物质的三态变化。同种物质不同状态时所具有的能量：气态液态固态（2）物质溶解一般铵盐溶解是吸热现象，别的物质溶于水是放热。高中化学选修 4 知识点分类总结 4/76（3）化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件没有必然联系。如吸热反应NH4Cl 与 Ba(OH)2在常温常压下即可进行，而很多放热反应需要在加热的条件下才能进行。（4）能量与键能的关系：物质具有的能量越低，物质越稳定，能量和键能成反比。（5）常温是指 25，101.标况是指 0,101.（6）比较H时必须连同符号一起比较。正确理解反应过程、能量图象 E1：旧键断裂吸收的能量或称为活化能。E2：新键形成放出的能量或称为逆反应的活化能。HE1E2，为此反应的焓变。催化剂的作用：降低E1、E2，但不影响 H，反应放热还是吸热取决于起点(反应物)和终点(生成物)能量的高低。利用状态，迅速比较反应热的大小 若反应为放热反应 1当反应物状态相同，生成物状态不同时，生成固体放热最多，生成气体放热最少。2当反应物状态不同，生成物状态相同时，固体反应放热最少，气体反应放热最多。3在比较反应热(H)的大小时，应带符号比较。对于放热反应，放出的热量越多，H反而越小。二、热化学方程式 1概念 表示参加化学反应的物质的物质的量和反应热的关系的化学方程式。高中化学选修 4 知识点分类总结 5/76 例如：在 200、101 kPa 时，H2与碘蒸气作用生成 2 mol HI 气体时，放出 14.9 kJ 热量，其热化学方程式为 H2(g)I2(g)=200 101 kPa2HI(g)H14.9 kJmol1。2意义：表明了化学反应中的物质变化和能量变化。如：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1 表示：2 mol 氢气和 1 mol 氧气反应生成 2 mol 液态水时放出 571.6 kJ的热量。3.书写化学方程式注意要点:热化学方程式必须标出能量变化，即反应热H，H 对应的正负号都不能省。热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态（s,l,g分别表示固态，液态，气态，水溶液中溶质用 aq 表示）热化学反应方程式不标条件，除非题中特别指出反应时的温度和压强。热化学方程式中的化学计量数表示物质的量，不表示个数和体积，可以是整数，也可以是分数 各物质系数加倍，H加倍，即：H和计量数成比例；反应逆向进行，H改变符号，数值不变。易错警示 (1)对于同素异形体，除注明聚集状态外，还要注明名称。因为同素异形体虽然构成元素相同，但属于不同物质，其本身具有的能量不同，所以反应中的H也不同。(2)物质本身具有的能量与物质的聚集状态有关。聚集状态不同，反应热 H的数值以与符号都可能不同。等量的同一物质，气态时能量最大，其次为液态，最小的为固态。(3)不论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热 H表示反应进行到底(完全转化)时的能量变化。如：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H197 kJmol1是指2 mol SO2(g)和 1 mol O2(g)完全转化为 2 mol SO3(g)时放出的能量。实际上投入 2 mol SO2(g)和 1 mol O2(g)不可能转化为 2 mol SO3(g)，因此放的热也没有 197kJ 多。高中化学选修 4 知识点分类总结 6/76 判断热化学方程式正误的“五审”三、燃烧热(1)概念：在 101 kPa 时，1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。单位一般用 kJmol1(或 kJ/mol)表示。注意：压强101 kPa。量可燃物的物质的量为 1 mol。完全燃烧。产物元素完全燃烧时对应的稳定氧化物：CCO2(g)，HH2O(l)，SSO2(g)等。(2)意义：例如，C的燃烧热是 393.5 kJmol1，表示在 25，101 kPa 条件下1 mol C 完全燃烧放出 393.5 kJ的热量。(3)燃烧热热化学方程式的书写原则 燃烧热是以 1 mol 物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写它的热化学方程式时，应以燃烧 1 mol 物质为标准来配平其余物质的化学计量数。例如：C8H18(l)252O2(g)=8CO2(g)9H2O(l)H5518 kJmol1，即 C8H18的燃烧热为 5518 kJmol1。(4)燃烧热的计算：Q放n(可燃物)|H|式中：Q放为可燃物燃烧反应放出的热量；n为可燃物的物质的量；H为可燃物的燃烧热。高中化学选修 4 知识点分类总结 7/76 四、中和热(1)概念：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成 1_mol_H2O时的反应热叫做中和热。注意：强酸与强碱的中和反应其实质是 H+和 OH-反应，其热化学方程式为：用离子方程式可表示为 H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1。弱酸或弱碱电离要吸收热量，所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3kJ/mol。中和反应写出的离子方程式中只能是 H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)，而不能有弱酸、弱碱、沉淀、气体等物质出现，否则所得的热中就有别的能量。中和热是一个定值，与取用的酸或碱的物质的量无关。溶液的浓度稀溶液。如果是浓酸或者浓碱则会有溶解热产生 量产物的物质的量为 1 mol H2O。(2)中和热热化学方程式的书写原则 中和热是以稀的强酸和强碱溶液反应生成 1 mol 水时所放出的热量来定义的，因此在书写热化学方程式时，应以生成 1 mol H2O为标准来配平其余物质的化学计量数，如硫酸与氢氧化钠溶液反应，用热化学方程式可表示为12H2SO4(aq)NaOH(aq)=12Na2SO4(aq)H2O(l)H57.3 kJmol1。（3）中和热的测定实验：一般用强酸和强碱做实验，且碱要过量（如果酸和碱的物质的量相同，中和热会偏小），一般中和热为 57.3kJ/mol。若用弱酸或弱碱做实验，放出的热量会偏小，中和热会偏小。高中化学选修 4 知识点分类总结 8/76 若用浓溶液做实验，放出的热量会偏大，中和热会偏大。在试验中，增大酸和碱的用量，放出的热量会增多但中和热保持不变。本实验的关键是操作要快，保温效果要好。碎泡沫塑料与泡沫塑料板的作用是保温隔热，防止热量散失。不能用铜棒代替玻璃棒，以减小热损失。（4）测定原理 Hm酸m碱ct终t始n(其中：c4.18 Jg1 14.18103 kJg1 1；n为生成 H2O的物质的量)易错警示 (1)反应热、燃烧热、中和热均有单位，单位均为 kJmol1。(2)中和热是一定值，即 H57.3 kJmol1，燃烧热、中和热的数值与参加反应的量的多少无关，但在分析时要注意反应物与生成物的状态与类别(强酸、强碱、弱酸、弱碱)。正确理解中和热，注意操作与计算细节(1)中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离时的热效应。(2)酸碱溶液应当用稀溶液(0.1 0.5 molL1)。若溶液浓度过大，溶液中阴、阳离子间的相互牵制作用越大，电离程度达不到 100%，这样使酸碱中和时产生的热量会消耗一部分补偿电离时所需的热量，造成较大误差。(3)使用两只量筒分别量取酸和碱。(4)使用同一支温度计分别先后测量酸、碱与混合液的最高温度，测完一种溶液后，必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。(5)取多次实验t1、t2的平均值代入公式计算，而不是结果的平均值，如果某次实验温度和其他组相差较大要舍弃。计算时应注意单位的统一。五、盖斯定律 1内容：化学反应的反应热只与反应的始态（各反应物）和终态（各生成物）有关，而与具体反应进行的途径无关，如果一个反应可以分几步进行，则各分步反高中化学选修 4 知识点分类总结 9/76 应的反应热之和与该反应一步完成的反应热是相同的。利用盖斯定律书写热化学方程式 六、能源 1概念：能提供能量的自然资源。2发展阶段：柴草时期化石能源时期多能源结构时期。3能源的分类 4能源问题(1)我国目前使用的主要能源是化石燃料，它们的蕴藏量有限，而且不能再生，最终将会枯竭。(2)化石燃料的大量使用带来严重的环境污染问题。5解决能源问题的措施(1)提高能源的使用效率 改善开采、运输、加工等各个环节。科学控制燃烧反应，使燃料充分燃烧。一是保证燃烧时有适当过量的空气，如鼓入空气、增大 O2浓度等。二是保证燃料与空气有足够大的接触面积，如将固体粉碎成粉末，使液体喷成雾状等。高中化学选修 4 知识点分类总结 10/76 (2)开发新的能源 开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。第二章 化学反应速率和化学平衡 一、化学反应速率 1化学反应速率的含义：化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的物理量。2化学反应速率的表示方法(1)定性：根据反应物消耗，生成物产生的快慢(用气体、沉淀等可见现象)来粗略比较。(2)定量：用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。3数学表达式与单位 vct，单位：molL1s1或 molL1min1，如密闭容器中，合成氨的反应N23H22NH3，开始时c(N2)8 molL1,2 min 后c(N2)4 molL1，则用 N2表示该反应的反应速率为 2 molL1min1。4规律(1)同一化学反应的反应速率可以用不同物质的浓度变化来表示，其数值可能不同，因此表示化学反应速率时要指明具体物质。(2)用不同物质的浓度变化表示同一化学反应的反应速率时，反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。例如，对于反应mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，即qVpVnVmVDCBA）（）（）（）（易错警示 (1)由vct计算的反应速率是一段时间内的平均速率而不是瞬时速率，如某时刻，某秒时速率时多少的说法是错误的，且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。(2)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同。(3)比较反应速率时要统一物质统一单位。(4)对于固体或纯液体反应物，其浓度视为常数，故不能用固体或纯液体物质表示化学反应速率。高中化学选修 4 知识点分类总结 11/76 5.用好三段式解题模式“三段式法”的解题模式 对于反应mAnBpCqD，t0 s 时 A的浓度为a molL1，B的浓度为b molL1，反应进行至t1 s 时，A消耗了x molL1，则反应速率可计算如下：mA nBpC qD 起始浓度/molL1 a b 0 0 转化浓度/molL1 x nxm pxm qxm t1时刻浓度/molL1 ax bnxm pxm qxm 求速率：v(A)xt1t0 mol(Ls)1，v(B)nxm t1t0 mol(Ls)1，v(C)pxm t1t0 mol(Ls)1，v(D)qxm t1t0 mol(Ls)1。求转化率A%100nn%100CC00如%100ax%100nn%100CC00AAAAA 求某时刻气体压强与初始压强比%100bamxqmxp)mxnb xa%100nnnnnnnn%100PDCBADCBA0000tttt0t（）（总总p 二、影响化学反应速率的因素 1内因(主要因素)反应物本身的性质是影响化学反应速率的决定因素。如卤素单质与 H2反应的速率大小关系为 F2Cl2Br2I2，镁、铝、锌、铁与稀硫酸反应的速率大小关系为 MgAlZnFe。2外因(其他条件不变，只改变一个条件)高中化学选修 4 知识点分类总结 12/76 3理论解释有效碰撞理论(1)活化分子、活化能、有效碰撞 活化分子：能够发生有效碰撞的分子。活化能：由普通分子到达活化分子状态所需的最低能量 图中：E1为正反应的活化能；E2为逆反应的活化能；E3为使用催化剂时的活化能；反应热 HE1E2。有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。（两点：足够能量和合适的取向）(2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 易错警示 (1)由于固体和纯液体的浓度可视为常数，故改变用量反应速率不变。但当固体颗粒变小时，其表面积将增大，其反应速率将加快。(2)升高温度，不论正反应还是逆反应，不论放热反应还是吸热反应，反应速率一般都要加快，只不过增加的程度不同。不可以认为v(吸)加快而v(放)减慢。高中化学选修 4 知识点分类总结 13/76(3)改变压强，实质是改变体积而使浓度发生改变来实现反应速率的改变。对于没有气体参加的反应，改变体系压强，反应物的浓度不变，反应速率不发生改变。(4)加入催化剂：由于降低了反应的活化能，增加了活化分子百分数，故成千上万倍地加快反应速率，且对可逆反应v(正)、v(逆)增大的倍数相等，但它不会使不能发生的化学反应变得自发，也不会改变化学反应的反应热和平衡状态。特别说明 改变压强对化学反应速率的影响 改变压强对化学反应速率产生影响的根本原因是引起浓度的改变。所以在讨论压强对反应速率的影响时，应分析引起压强改变的原因与这种改变对反应体系的浓度产生何种影响。对于气体反应体系，有以下几种情况：恒温时：增加压强引起体积缩小引起浓度增大引起反应速率加快。恒容时：a充入气体反应物引起浓度增大引起总压增大反应速率加快；b 充入“惰气”引起总压增大(分压不变)各反应物质浓度不变反应速率不变。恒压时：充入“惰气”引起体积增大各反应物浓度减小反应速率减慢。综合应用：比如 10 mL 浓度为 1 molL1的盐酸与过量的锌粉反应，若加入适量的下列溶液，能减慢反应速率但又不影响氢气生成量的方法可以对盐酸用水或者硫酸钾溶液等进行稀释，加入醋酸钠可以结合 H+或者降低反应体系的温度。要注意的是硫酸的浓度，当硫酸浓度很大时，不但不能加快反应速率还会起阻碍作用，浓硫酸有氧化性，金属与浓硫酸反应不能产生氢气而是二氧化硫，或者使铁、铝钝化。还要注意加入的盐或者盐溶液，一定要注意硝酸盐，因为原溶液中有氢离子时，硝酸根进入溶液后形成硝酸，具有强氧化性，产生的不再是氢气而是氮氧化物。高中化学选修 4 知识点分类总结 14/76 三、化学反应速率图象与其应用 1全程速率时间图象 如 Zn与足量盐酸的反应，反应速率随时间的变化出现如图情况。原因解释：AB段(v渐大)，因为该反应为放热反应，随着反应的进行，温度逐渐升高，导致反应速率逐渐增大；BC段(v渐小)，则主要因为随着反应的进行，溶液中c(H)逐渐减小，导致反应速率逐渐减小。2物质的量(或浓度)时间图象 例如：某温度时，在定容(V L)容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。(1)由图象得出如下信息 反应物是 X、Y，生成物是 Z；t3时反应达到平衡，X、Y没有全部反应。(2)根据图象可进行如下计算 某物质的平均反应速率、转化率，如：v(X)n1n3Vt3mol(Ls)1，Y的转化率n2n3n2100%。确定化学方程式中的化学计量数之比，如 X、Y、Z 三种物质的化学计量数之比为(n1n3)(n2n3)n2。3速率时间图象 平衡体系 条件变化 速率变化 速率变化曲线 任一平 衡体系 增大反 应物浓度 v(正)立即增大，v(逆)逐渐增大，且v(正)v(逆)减小反 应物浓度 v(正)立即减小，v(逆)逐渐减小，且v(逆)v(正)高中化学选修 4 知识点分类总结 15/76 增大生 成物浓度 v(逆)立即增大，v(正)逐渐增大，且v(逆)v(正)减小生 成物浓度 v(逆)立即减小，v(正)逐渐减小，且v(正)v(逆)平衡 体系 条件变化 速率变化 速率变化曲线 正反应方向为气体体积增大的放热反应 增大压强或升高温度 v(正)、v(逆)均增大，且v(逆)v(正)减小压强或降低温度 v(正)、v(逆)均减小，且v(正)v(逆)反应前后气体化学计量数和相等的平衡体系，改变压强或任一平衡体系使用催化剂 使用催化剂或对于m+n=P+q的反应增大压强 v(正)、v(逆)均增大相同倍数 易错警示 (1)条件增强，曲线在原图象的上方；条件减弱，曲线在原图象的下方。(2)浓度改变时，图象曲线一条连续，一条不连续，其他条件改变，图象曲线不连续。高中化学选修 4 知识点分类总结 16/76 二、化学平衡 1.化学平衡研究的对象可逆反应(1)定义：在同一条件下既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。例如：N23H22NH3 2SO2O22SO2 (2)特点 二同：a.相同条件下；b.正逆反应同时进行。一小：反应物与生成物同时存在，任一组分的转化率都小于(填“大于”或“小于”)100%。通常考察热化学方程式能量的转化。(3)表示：在方程式中用“”表示。2.化学平衡的建立 以 CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)反应为例。在一定条件下，将 0.1 mol CO和 0.1 mol H2O(g)通入 1 L密闭容器中，开始反应：(1)反应刚开始时：反应物的浓度最大，正反应速率最大。生成物的浓度为 0，逆反应速率为 0。(2)反应进行中：反应物的浓度逐渐减小，正反应速率逐渐减小。生成物的浓度逐渐增大，逆反应速率逐渐增大。(3)肯定最终有一时刻，正反应速率与逆反应速率相等，此时，反应物的浓度不再改变，生成物的浓度也不再改变。正反应速率和逆反应速率随时间的变化关系如图所示：3.化学平衡状态定义：化学平衡状态：一定条件下，当一个可逆反应进行到正逆反应速率相等时，高中化学选修 4 知识点分类总结 17/76 各组成成分浓度不再改变，达到表面上静止的一种“平衡”，这就是这个反应所能达到的限度即化学平衡状态。4.化学平衡状态特征 易错警示 (1)可逆反应不等同于可逆过程。可逆过程包括物理变化和化学变化，而可逆反应属于化学变化。(2)化学反应的平衡状态可以从正反应方向建立，也可以从逆反应方向建立，或者同时从正、逆方向建立。(3)化学反应达到化学平衡状态的正逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应速率不一定相等。极端假设法确定各物质浓度范围 先假设反应正向或逆向进行到底，求出各物质浓度的最大值和最小值(开区间)，从而确定它们的浓度范围。假设反应正向进行到底：X2(g)Y2(g)2Z(g)起始浓度/(molL1)0.1 0.3 0.2 改变浓度/(molL1)0.1 0.1 0.2 终态浓度/(molL1)0 0.2 0.4 假设反应逆向进行到底：X2(g)Y2(g)2Z(g)起始浓度/(molL1)0.1 0.3 0.2 改变浓度/(molL1)0.1 0.1 0.2 终态浓度/(molL1)0.2 0.4 0 高中化学选修 4 知识点分类总结 18/76 平衡体系中各物质的浓度范围为 X2(0,0.2)，Y2(0.2,0.4)，Z(0,0.4)，同时莫要忽略元素守恒。5.判断可逆反应达到平衡状态的方法和依据 1化学平衡状态判断的“两标志”(1)本质标志：v(正)v(逆)0。对于某一可逆反应来说，正反应消耗掉某反应物的速率等于逆反应生成该反应物的速率。(2)等价标志 正、逆反应速率的关系 在单位时间内消耗了m mol A，同时生成m mol A，即v(正)v(逆)平衡 在单位时间内消耗了n mol B，同时生成p mol C，表示一个方向，则v(正)不一定等于v(逆)不一定 v(A)v(B)v(C)v(D)mnpq，此时v(正)不一定等于v(逆)不一定 在单位时间内生成n mol B，同时消耗q mol D，二者变化均表示v(逆)不一定 压强 mnpq时，总压强一定(其他条件一定)平衡 mnpq时，总压强一定(其他条件一定)不一定 平均相对分子质量(Mr)mnpq时，Mr一定 平衡 mnpq时，Mr一定 不一定 反应 mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)类型 判断依据 平衡状态 混合物体 系中各成 分的含量 各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定 平衡 各物质的质量或各物质的质量分数一定 平衡 各气体的体积或体积分数一定 平衡 高中化学选修 4 知识点分类总结 19/76 气体密度 mnpq，恒温恒压时，密度保持不变 平衡 mnpq时，密度保持不变 不一定 温度 体系温度一定(其他不变)平衡 颜色 反应体系内有色物质的颜色一定 平衡 2.规避“2”个易失分点(1)注意两审 一审题干条件，是恒温恒容还是恒温恒压；二审反应特点：全部是气体参与的等体积反应还是非等体积反应；是有固体参与的等体积反应还是非等体积反应。(2)不能作为“标志”的四种情况 反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。恒温恒容下的体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化，如 2HI(g)H2(g)I2(g)。全是气体参加体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化，如 2HI(g)H2(g)I2(g)。全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。三、化学平衡的移动与转化率的变化 1概念 可逆反应达到平衡状态以后，若反应条件(浓度、温度、压强等)发生了变化，平衡混合物中各组分的浓度也会随之改变，从而在一段时间后达到新的平衡状态。这种由旧平衡向新平衡的变化过程，叫做化学平衡的移动。2过程 原化学平衡状 3化学平衡移动方向与化学反应速率的关系(1)v正v逆：平衡向正反应方向移动。(2)v正v逆：反应达到平衡状态，不发生平衡移动。(3)v正v(逆)，反之，v(正)v(逆)。以反应mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)Hpq为例，各类条件改变图象如下：角度二 速率压强(或温度)图象 曲线的意义是外界条件(如温度、压强等)对正、逆反应速率影响的变化趋势与变化幅度。图中交点是平衡状态，温度增大后逆反应速率增大得快，平衡向逆向移动；压强增大后正反应速率增大得快，平衡向正向移动。角度三 含量(或转化率)时间温度(或压强)图象 常见图象形式有如下几种。其中 C%指生成物的百分含量，B%指反应物的百分含量。其他条件不变，改变任一条件，如：使用催化剂或升高温度或增大压强时，都能加快反应速率，缩短达到平衡所需的时间。高中化学选修 4 知识点分类总结 23/76 解答这类图象题时采用“先拐先平，数值大”原则，即该类图象的折点表示反应达到平衡的时间，越先出现折点，达到平衡所用的时间越短，说明反应速率越快，进一步可以确定T的高低或压强的大小；根据平衡线的高低可判断出平衡移动的方向，确定出可逆反应的特点(H和 Vg)。角度四 转化率(或浓度)温度压强图象 简称恒压(温)线 已知不同温度下的转化率压强图象或不同压强下的转化率温度图象，推断反应的热效应或反应前后气体物质间化学计量数的关系。以反应 A(g)B(g)C(g)中反应物的转化率A为例说明 解答这类图象题时应注意以下两点：(1)“定一议二”原则：可通过分析相同温度下不同压强时反应物 A的转化率大小来判断平衡移动的方向，从而确定反应方程式中反应物与产物气体物质间的化学计量数的大小关系。如甲中任取一条温度曲线研究，压强增大，A增大，平衡正向移动，正反应为气体体积减小的反应，乙中任取横坐标一点作横坐标垂直线，也能得出结论。(2)通过分析相同压强下不同温度时反应物A的转化率的大小来判断平衡移动的方向，从而确定反应的热效应。如利用上述分析方法，在甲中作垂直线，乙中任取一曲线，即能分析出正反应为放热反应。角度五 几种特殊图象(1)对于化学反应mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，M点前，表示化学反应从反应物开始，则v(正)v(逆)；M点为刚达到的平衡点。M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A%增大(C%减小)，平衡左移，Hv(逆)；右下方(F点)，则v(正)105时，该反应就进行得基本完全了。借助平衡常数，可以判断一个化学反应是否达到化学平衡状态 对于可逆反应aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)，在一定温度下的任意时刻，反应物与生成物浓度有如下关系：浓度商QcccCcdDcaAcbB 高中化学选修 4 知识点分类总结 28/76 Qc v逆K 反应处于化学平衡状态，v正v逆K 反应向逆反应方向进行，v正v逆。利用 K值可判断反应的热效应 若温度升高，K值增大，则正反应为吸热反应 若温度升高，K值减小，则正反应为放热反应 根据相同温度下，同一反应的平衡常数不变，计算反应物或生成物的浓度、转化率等。4.关化学平衡的计算“三段式法”是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。解题时，要注意清楚条理地列出起始量、转化量、平衡量，按题目要求进行计算，同时还要注意单位的统一。1解题步骤(1)写出涉与的可逆反应的化学方程式。(2)找出起始量、转化量和平衡量中哪些是已知量，哪些是未知量，按“三段式”列出。(3)根据问题建立相应的关系式进行计算。2具体方法(1)分析三个量：即起始量、转化量、平衡量。(2)明确三个关系 对于同一反应物，起始量转化量平衡量。对于同一生成物，起始量转化量平衡量。各变化量之比等于各物质的化学计量数之比。(3)计算模式 对于反应：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，令 A、B起始物质的量(mol)分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mx，容器容积为V L。mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)起始(mol)a b 0 0 转化(mol)mx nx px qx 高中化学选修 4 知识点分类总结 29/76 平衡(mol)amx bnx px qx 则有：平衡常数：KpxVpqxVqamxVmbnxVn A的平衡浓度：c(A)平amxV molL1。A的转化率：(A)平mxa100%，(A)(B)mxanxbmbna。A的体积分数：(A)amxabpqm nx100%。平衡与起始压强之比：p平p始abpqm nxab。混合气体的平均密度 混aM AbM BV gL1。混合气体的平均摩尔质量 MaM AbM Babpqm nx gmol1。五、化学反应进行的方向 1自发过程(1)含义：在一定温度和压强下，不需要借助外力作用就能自动进行的过程。如碳酸钙分解，中和反应等。(2)特点 体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或放出热量)。在密闭条件下，体系有从有序转变为无序的倾向性(无序体系更加稳定)。2自发反应 在一定条件下无需外界帮助就能自发进行的反应称为自发反应。3化学反应方向的判据(1)焓判据 放热过程中体系能量降低，HS(l)S(s)；c体积增大，反应前无气体，反应后有气体产生的过程；d数目增多，如反应前后都有气体，但气体的物质的量增加的反应。熵判据：体系的混乱度增大，S0，反应有自发进行的倾向。但有些熵减的过程也能自发进行，故只用熵变来判断反应方向也不全面。(3)复合判据 在温度、压强一定的条件下，化学反应方向是反应的焓变和熵变共同影响的结果，反应方向的复合判据为GH TS。当GH TS 0时，反应不能自发进行 第三章 水溶液中的离子平衡 一、弱电解质的电离 1、定义：电解质：在水溶液中或熔化状态下自身能够电离出自由移动离子的化合物,叫电解质。非电解质：在水溶液中且熔化状态下自身都不能电离出自由移动离子的化合物。概念理解：电解质、非电解质都是化合物，能导电的物质可能是溶液（混合物）、金属（单质），但他们不属于电解质非电解质的研究对象，因此他们既不是电解质也不是非电解质；高中化学选修 4 知识点分类总结 31/76 自身电离：SO2、NH3、CO2、等化合物能和水反应形成酸或碱，但发生电离的并不是他们本身吗，因此属于非电解质；只能在水中发生电离的电解质有酸或者某些易溶于水高温下易分解的盐，如液态氯化氢是化合物，只存在分子，没有发生电离，因此不能导电，又如 NaHCO3在高温时即分解，不能通过熔融态证明其为电解质；只能在熔融状态下电离的电解质是活泼金属氧化物，如 Na2O、CaO，他们在溶液中便不存在，要立刻反应生成键，因此不能通过溶液中产生离子证明；既能在水溶液中又能在溶液中发生电离的物质是某些高温难分解盐，绝大多数盐溶解在水中都能发生完全电离，某些盐熔融时也发生电离，如 BaSO 4。电离不需要通电等外界条件，在熔融或者水溶液中即能够产生离子；是电解质，但是要产生离子也要在溶液状态或者熔融状态，否则即便存在离子也无法导电，比如 NaCl，晶体状态不能导电。电解质的强弱与导电性、溶解性无关。如如 BaSO4不溶于水，但溶于水的BaSO4全部电离，故 BaSO4为强电解质。导电性与自由移动离子的浓度和带电荷数等有关。强电解质：在水溶液里全部电离成离子的电解质。弱电解质：在水溶液里只有一部分电离成离子的电解质。2.常见的电解质为酸碱盐、活泼金属氧化物、水，其中强电解质与偌电解质常见分类：高中化学选修 4 知识点分类总结 32/76 3、电离方程式的书写“强等号，弱可逆，多元弱酸分步离”强电解质：如 H2SO4：H2SO4=2HSO24。弱电解质 a一元弱酸，如 CH3COOH：CH3COOHCH3COOH。b 多元弱酸，分步电离，分步书写且第一步电离程度远远大于第二步的电离程度，如 H2CO3：H2CO3HHCO3、HCO3HCO23。原因是上一级电离出的 H是下一级电离的产物，对下一级电离电离有抑制作用 c多元弱碱，虽然分布电离，但是书写时一步到位。如 Fe(OH)3：Fe(OH)3Fe33OH。酸式盐 a强酸的酸式盐 b弱酸的酸式盐：“强中有弱”，如 NaHCO3：NaHCO3=NaHCO3、HCO3HCO23。4弱电解质的电离平衡(1)电离平衡的建立 在一定条件(如温度、浓度等)下，当弱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，电离过程就达到平衡。平衡建立过程如图所示。高中化学选修 4 知识点分类总结 33/76 (2)电离平衡的特征 (3)影响弱电解质电离平衡的因素 内因：弱电解质本身的性质，是决定因素。(4)电离过程是可逆过程，可直接用化学平衡移动原理分析电离平衡。以0.1 molL1CH3COOH 溶液为例：CH3COOHCH3COOH(正向吸热)。实例(稀溶液)CH3COOHHCH3COO H0 改变条件 平衡移动方向 n(H)c(H)导电能力 Ka 加水稀释 增大 减小 减弱 不变 加入少量冰 增大 增大 增强 不变 高中化学选修 4 知识点分类总结 34/76 醋酸 通入 HCl(g)增大 增大 增强 不变 加 NaOH(s)减小 减小 增强 不变 加入镁粉 减小 减小 增强 不变 升高温度 增大 增大 增强 增大 加CH3COONa(s)减小 减小 增强 不变 （5）电离平衡常数 1表达式(1)对于一元弱酸 HA HAHA，平衡常数KacHcAcHA。(2)对于一元弱碱 BOH BOHBOH，平衡常数KbcOHcBcBOH。2特点(1)电离平衡常数 决定因素：弱电解质本身的性质影响因素：温度随温度升高而增大，原因是电离过程是吸热的与溶液的浓度、酸碱性无关(2)多元弱酸是分步电离的，各级电离平衡常数的大小关系式是K1K2K3，所以多元弱酸的酸性决定于其第一步电离。3意义 相同条件下，K值越大，表示该弱电解质越易电离，所对应的酸性或碱性相对越强。如相同条件下常见弱酸的酸性强弱：H2SO3H3PO4HFCH3COOHH2CO3H2SHClO。4实例(1)填写下表 高中化学选修 4 知识点分类总结 35/76 (2)CH3COOH 酸性大于 HClO酸性(填“大于”“小于”或“等于”)，判断的依据：相同条件下，电离常数越大，电离程度越大，c(H)越大，酸性越强。(3)磷酸是三元中强酸 磷酸的电离方程式是 H3PO4HH2PO4、H2PO4HHPO24、HPO24HPO34。电离平衡常数表达式是：Ka1cHcH2PO4cH3PO4，Ka2cHcHPO24cH2PO4，Ka3cHcPO34cHPO24。比较大小：Ka1Ka2Ka3。5.电离常数的计算 以弱酸 HX为例：(1)已知c(HX)和c(H)，求电离常数 HX H X 起始(molL1)：c(HX)0 0 平衡(molL1)：c(HX)c(H)c(H)c(H)则：KcHcXc平HXc2HcHX cH。由于弱酸只有极少一部分电离，c(H)的数值很小，可做近似处理：c(HX)c(H)c(HX)，则Kc2HcHX，代入数值求解即可。(2)已知c(HX)和电离常数，求c(H)HX H X 起始：c(HX)0 0 平衡：c(HX)c(H)c(H)c(H)高中化学选修 4 知识点分类总结 36/76 则：KcHcXc平HXc2HcHX cH 由于K值很小，c(H)的数值很小，可做近似处理：c(HX)c(H)c(HX)，则：c(H)KcHX，代入数值求解即可。强酸与弱酸(或强碱与弱碱)的比较 1一元强酸与一元弱酸的比较 浓度均为 0.01 molL1的强酸HA与弱酸 HB pH均为 2 的强酸 HA与弱酸 HB pH或物质的量浓度 2pHHApHHB 0.01 molL1c(HA)HB HA HB 体积相同时与过量的碱反应消耗碱的量 HA HB HAHB 体积相同时与过量活泼金属反应产生 H2的量 HA HB HAc(B)c(A)c(B)分别加入固体 NaA、NaB后 pH的变化 HA：不变 HB：变大 HA：不变 HB：变大 加水稀释 10 倍后 3pHHApHHB2 溶液的导电性 HAH