高中化学选修4课堂笔记(共17页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上高中化学选修4课堂笔记第一章 化学反应与能量一、焓变 反应热 1反应热:一定条件下,一定物质的量的反应物之间完全反应所放出或吸收的热量。2焓变(H)的意义:在恒压条件下进行的化学反应的热效应。(1)符号: H (2)单位:kJ/mol (3)计算:H=E(生成物总能量)E(反应物总能量)=E(反应物总键能)E(生成物总键能量)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。(放出热量吸收热量) H 为“-”或H 放出热量)H 为“+”或H 0 常见的放热反应: 所有的燃烧反应 酸碱中和反应 大多数的化合反应 金属与酸的反应 生石灰和水反应 浓硫酸稀释
2、、氢氧化钠固体溶解等 常见的吸热反应: 晶体Ba(OH)28H2O与NH4Cl 大多数的分解反应 以H2、CO、C为还原剂的氧化还原反应 铵盐溶解等小结:1、化学键断裂,吸收能量; 化学键生成,放出能量2、反应物总能量大于生成物总能量,放热反应,体系能量降低,H为“-”或小于0反应物总能量小于生成物总能量,吸热反应,体系能量升高,H为“+”或大于0;即反应是吸热反应还是放热反应取决于反应物与生成物总能量的相对大小。3、反应热(H) 数值上等于生成物分子形成时所释放的总能量与反应物分子断裂时所吸收的总能量之差。4、物质的稳定性 能量越低,键能越大,物质越稳定。二、热化学方程式1.概念:表示化学反
3、应中放出或吸收的热量的化学方程式.2.意义:既能表示化学反应中的物质变化,又能表示化学反应中的能量变化.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,H一定带符号。热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态(g,l,s分别表示固态,液态,气态,水溶液中溶质用aq表示) 热化学反应方程式要指明反应时的温度和压强。 热化学方程式中的化学计量数可以是整数,也可以是分数。各物质系数加倍,H加倍;反应逆向进行,H改变符号,数值不变。三、燃烧热1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。注意以下几点:研究条件:101
4、 kPa 反应程度:完全燃烧,产物是稳定的氧化物。 C元素转化为CO2,而不是CO;H元素转化为H2O(l),而不是H2O(g);N元素转化为N2。如:H2(g)+ 1/2 O2(g) = H2O(l) H =285.8 kJ/mol燃烧物的物质的量:燃料是以1mol作为标准,书写热化学方程式时,其它物质的化学计量数可用分数表示; 研究内容:放出的热量。(H105时,该反应就进行得基本完全了。2、可以利用K值做标准,判断正在进行的可逆反应是否平衡及不平衡时向何方反应进行建立平衡。(Q:浓度积)(1)QK: 反应向正反应方向进行; (2)Q = K: 反应处于平衡状态 ; (3)QK: 反应向逆
5、反应方向进行。3、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四、等效平衡(等量等效与等比等效)1、概念:在一定条件下(定温、定容或定温、定压),只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后,任何相同组分的百分含量均相同,这样的化学平衡互称为等效平衡。2、分类(1)定温、定容条件下的等效平衡第一类:对于反应前后气体分子数改变的可逆反应:必须要保证化学计量数之比与原来相同;同时必须保证平衡式左右两边同一边的物质的量与原来相同。(一边倒,量相等,才等效。)(等量等效)第二类:对于反应前后气体分子数不变的可逆反应:只要反应物的物质的量的
6、比例与原来相同即可视为二者等效。(一边倒,成比例,就等效。)(等比等效)(2)定温、定压条件下的等效平衡(一边倒,成比例,就等效。)(等比等效)只要保证可逆反应的起始量之比相同即可视为等效平衡。五、化学反应速率和化学平衡的有关图象化学反应速率和化学平衡的有关图象是中学化学中基础图象知识的一个重要方面,它能把抽象的化学反应速率和化学平衡理论形象、直观地表达出来。学生能熟练地解答化学图象问题,是现行考纲的要求。分析解答化学平衡图象问题要注意如下几点:1解题步骤(1)看图象一看面:即纵坐标与横坐标的意义;二看线:即线的走向和变化趋势;三看点:即起点、折点、交点、终点;四看辅助线:如等温线、等压线、平
7、衡线等;五看量的变化:如浓度变化等。(2)想规律联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律。(3)作判断将图象中表现的关系与所学规律相对比,作出符合题目要求的判断。2解题方法(1)“定一议二”在化学平衡图象中,包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个量的意义。在讨论过程中常确定横坐标所表示的量后,讨论纵坐标与曲线的关系或确定纵坐标所表示的量后,讨论横坐标与曲线的关系。(2)“先拐先平,数值大”对于同一化学反应在化学平衡图象中,先出现拐点的反应则先达到平衡,先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图甲)或表示的压强较大(如图乙)。如:甲表示:T2T1,正反应放热。乙表示:p1p2,正反应为气体总
8、体积缩小的反应。六、化学反应进行的方向自发反应:在一定条件下,无需外界帮助就能自动进行的反应。1、反应焓变(H)与反应方向:能量判据:体系趋向于从高能状态转变为低能状态(H 0)。对于化学反应而言,绝大多数的放热反应能自发进行,且放出的热量越多,体系能量降低越多,反应越完全。焓变(H)是决定反应能否自发进行的因素之一,但不是唯一因素。2、反应熵变与反应方向:(1)熵:物质的一个状态函数,用来描述体系的混乱度,符号为S. 单位:Jmol-1K-1熵变:反应前后体系熵的变化叫做反应的熵变.用S表示. S=S(生成物总熵)S(反应物总熵) 反应的S越大,越有利于反应自发进行。(2)体系趋向于有序转变
9、为无序,导致体系的熵增加,这叫做熵增加原理,也是反应方向判断的依据之一。熵判据:体系趋向于由有序状态转变为无序状态,即混乱度增加(S0)。且S越大,越有利于反应自发进行。正确判断一个化学反应是否能够自发进行:必须综合考虑反应的焓变和熵变。(3)同一物质,在气态时熵值最大,液态时次之,固态时最小。即S(g) S(l) S(s) 3、反应方向判断依据 在温度、压强一定的条件下,化学反应的判断依据为: H-TS0,反应能自发进行;H-TS=0,反应达到平衡状态;H-TS0,反应不能自发进行。注意:(1). H 0 该反应一定能自发进行;四象限法(2). H 0,S0 该反应一定不能自发进行; (3)
10、. H 0,S0,S0 该反应在较高温度下能自发进行。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能导电的化合物,叫电解质。非电解质 :在水溶液中或熔化状态下都不能导电的化合物。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分子电离成离子的电解质。物质单质化合物电解质非电解质:非金属氧化物,大部分有机物 。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
11、物纯净物 2、(1)电解质与非电解质本质区别:电解质离子化合物或共价化合物 非电解质共价化合物注意:电解质、非电解质都是化合物; SO2、NH3、CO2等属于非电解质; 强电解质不等于易溶于水的化合物(如BaSO4不溶于水,但溶于水的BaSO4全部电离,故BaSO4为强电解质)电解质的强弱与导电性、溶解性无关。(2)强电解质与弱电质的本质区别:在水溶液中是否完全电离(或是否存在电离平衡)(3)强酸(HA)与弱酸(HB)的区别:溶液的物质的量浓度相同时,pH(HA)pH(HB) pH值相同时,溶液的浓度CHACHB pH相同时,加水稀释同等倍数后,pHHApHHB3、电离平衡:在一定的条件下,当
12、电解质分子电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等时,电离过程就达到了平衡状态,这叫电离平衡。4、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移动。C、同离子效应:在弱电解质溶液里加入与弱电解质具有相同离子的电解质,会减弱电离。D、其他外加试剂:加入能与弱电解质的电离产生的某种离子反应的物质时,有利于电离。5、电离方程式的书写:用可逆符号() 多元弱酸的电离要分步书写(第一步为主)6、电离常数:在一定条件下,弱电解质在达到电离平衡时,溶液中电离所生成的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
13、,叫做电离平衡常数,(一般用Ka表示酸,Kb表示碱。)表示方法:ABA+B- Ki=A+B-/AB7、影响电离常数因素:a、电离常数的大小主要由物质的本性决定。b、电离常数受温度变化影响,不受浓度变化影响,在室温下一般变化不大。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:H2SO3H3PO4HFCH3COOHH2CO3H2SHClO8、一元强酸与一元弱酸的比较(1)同物质的量浓度、相同体积的一元强酸与一弱酸的比较项目类型C(H+)pH中和碱的量与足量金属反应产生H2的量开始反应速率反应所需时间一元强酸大小相同相同大短一元弱酸小大相同相同小长(2)相同pH、相同体积的一
14、元强酸与一弱酸的比较项目类型C(H+)溶液的物质的量浓度中和碱的量与足量金属反应产生H2的量开始反应速率反应所需时间一元强酸相同小小少相同长一元弱酸相同大大多相同短(3)判断弱酸(或弱碱)常用的方法:测定已知浓度的溶液的pH;测定已知pH的溶液稀释后pH的变化;测定对应的钠盐溶液的pH;取体积和pH相同的弱酸与盐酸分别加入锌粒,观察反应现象;分别等体积、等pH的弱酸与盐酸进行中和滴定,测量消耗氢氧化钠的体积;分别取相同物质的量浓度的弱酸与盐酸测量其导电性;分别取相同pH的弱酸与盐酸,向其中分别加入相应的钠盐,测定溶液pH的变化。二、水的电离和溶液的酸碱性1、水的电离平衡:H2O 水的离子积:K
15、W =cH+cOH- 25时, H+=OH- =10-7 mol/L ; KW = H+OH- = 1*10-14注意:KW只与温度有关,温度一定,则KW值一定KW不仅适用于纯水,适用于任何溶液(酸、碱、盐)2、水的电离特点:(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 H+水OH-水1*10-14 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 H+水OH水1*10-144、溶液的酸碱性和pH:(1)pH=-lgcH+ (2)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
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- 高中化学 选修 课堂 笔记 17
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