最全高中化学选修4知识点分类总结 (2)(精华).doc
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1、YOUR LOGO原 创 文 档 请 勿 盗 版化学选修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
2、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;量高于产物或者低于产物的能量b. 一定是 所有物质 的能量之和,而不是某一个物质的能通过键能的计算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
3、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键能H H436kJ/molCl Cl243kJ/molH Cl432kJ/mol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。1精品资料精品学习资料第 1 页,共 51 页根据方程式
4、:H2+Cl2 =2HCl E 吸 =436+243=679kJ E 放 =2 432=864kJ E 放 - E 吸 =864kJ-679kJ=185kJ说明是放热反应,则该反应的对常见的反应进行记忆H=-185kJ/mol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,如温馨警示C 和 CO 2、 C 和H 2, CO,C 为还原剂的热还原法对金属的冶炼。H 2O(g) 的反应,以(
5、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,量:气态 液态 固态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( 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。( 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 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NH 4Cl 与
6、Ba(OH) 2 在常温常。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。 H E1 E2,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利用状态,迅速比较反应热的大小( 反应物 )和终点(生成物 )能量的高低。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。2精品资料精品学习资料第 2 页,共 51 页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、
7、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。例如:在200 、 101200 H2(g) I 2(g)1=0=1=k=P=a2HI(g)kPa 时, H2 与碘蒸气作用生成HI 气体时,放出14.9 kJ 热量,其热化学方程式为2 mol1 。H 14.9 kJ mol2 意义: 表明了化学反应中的如: 2H2(g) O2(g)=2H 2O(l)物质 变化和 能量 变化。 1H 571.6 kJ mol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
8、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(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。分别表示固态,液态,气态,水溶液中s,l, g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
9、不同,反应热的同一物质,气态时能量最大,其次为液态,最小的为固态。H 的数值以及符号都可能不同。等量(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:1 是指 2 mol SO2SO2(g) O2(g)的能量。实际上投入2SO3(g)H 197 kJ mol2(g)和 1 mol O 2(g) 完全转化为2 mol SO 3(g)时放出197kJ 多。2 mol SO 2(g)和1 mol O 2(g)不可能转化为2 mol SO 3(g),因此放的热也没有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 m
10、ol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 1(或 kJ/mol) 表示。一般用 kJmol3精品资料精品学习资料第 3 页,共 51 页注意: 压强 101 kPa。量 可燃物的物质的量为完全燃烧。1 mol。产物 元素完全燃烧时对应的稳定氧化物:C CO2(g), H H2O(l) ,S SO2(g) 等。1 ,表示在25 , 101 kPa 条件下1 mol C 完全燃烧放出393.5 kJ 的(2)意义:例如, C 的燃烧热是热量 。393.5 kJ mol(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
11、它的热化学方程式时,应以燃烧1 mol 物25 1质为标准来配平其余物质的化学计量数。例如:,即C8H18(l) 2 O2(g)=8CO 2(g) 9H2O(l)H 5518 kJmol 1C8H18 的燃烧热为5518 kJ mol。(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;四、中和热n 为可燃物的物质的量;H 为可燃物的燃烧热。(1)概念:在 稀溶液 中,酸跟碱发生中和反应生成注意:1_mol_H 2O 时的反应热叫做中和热。 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:1 。用离子方程式可表示为H(aq) OH(a
12、q)=H 2O(l)H 57.3 kJmol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。,而不能有弱酸、弱碱、沉淀、气体等物中和反应写出的离子方程式中只能是质出现,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H+(aq) +OH-(aq) =H2O(l)量 产物的物质的量为1 mol(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H2O。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12以生成 1 molH2 O 为标准来配
13、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1 1。H2SO4(aq) NaOH(aq)= 2Na2SO4(aq) H2O(l)H 57.3 kJ mol( 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。4精品资料精品学习资料第 4 页,共 51 页若用浓溶液做实验,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。碎泡沫塑料及泡沫塑料板的作用
14、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m酸 m碱 ct终 t始nH 1(其中: c4.18 J g1 3 1kJ g 1 4.18 10; n 为生成H 2O 的物质的量 )kJmol。 1易错警示(1)反应热、燃烧热、中和热均有单位,单位均为 1,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(2)中和热是一定值,即H57.3 kJ mol时要注意反应物及生成物的状态及类别(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。 1(2)酸碱溶液应当用稀溶液
15、(0.1 0.5 mol L )。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、碱及混合液的最高温度,测完一种溶液后, 擦干。必须用水冲洗干净并用滤纸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(5)取多次实验弃。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
16、步进行,则各分步反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5精品资料精品学习资料第 5 页,共 51 页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。环境污染 问题。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
17、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。(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:2 化学反应速率的表示方法化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢 的物理量。(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3 数学表达式及单位减少 或生成物浓度的增加 来表示。c11 1 1v t ,单位: molL或molL,如密闭容器中,合成氨的反应N 23H 22NH 3,开始时c(N2)smin 1, 1,则用12
18、molL 1。 8 mol LN表示该反应的反应速率为2 min 后 c(N 2)4 molLmin24 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, 指明具体物质。其数值可能不同 ,因此表示化学反应速率时要(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V( A )mV( B)nV( C)pV( D)q学计量数 之比。例如,对于反应mA(g) nB(g)pC(g) qD(g),即c易错警示(1)由 v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t多少的说法是错误的,且无论用反应物还是用生成物
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