《化学反应原理》全册知识点归纳.doc
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芳林新叶催陈叶,流水前波让后波。
------唐·刘禹锡
《化学反应原理》知识点归纳
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。
⑴符号——△H;⑵单位——kJ/mol。
3.产生原因:
化学键断裂——吸热;化学键形成——放热。
键能越大,物质所含能量越低,物质越稳定;键能越小,物质所含能量越高,物质越不稳定。
放热反应——反应物的总能量高于生成物的总能量(放出的热量>吸收的热量);△H为“-”或△H<0。
吸热反应——反应物的总能量低于生成物的总能量(吸收的热量>放出的热量)△H为“+”或△H>0。
常见的放热反应:
①所有的燃烧反应②酸碱中和反应
③大多数的化合反应④金属与酸的反应
⑤生石灰和水反应⑥钠与水的反应
常见的吸热反应:
①晶体Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl②大多数的分解反应
③以H2、CO、C为还原剂的氧化还原反应④盐的水解
二、热化学方程式
1.能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式,叫热化学方程式。
2.书写热化学方程式注意要点:
⑴热化学方程式必须标出能量变化。
⑵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)。
⑶热化学反应方程式要指明反应时的温度和压强(对于25℃、101kPa时进行的反应可以不注明)。
⑷热化学方程式中的化学计量数可以是整数,也可以是分数。
⑸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℃,101kPa时,1mol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。
2.注意点:
⑴研究条件:
25℃,101kPa。
⑵反应程度:
完全燃烧,产物是稳定的化合物。
⑶燃烧物的物质的量:
1mol。
⑷研究内容:
放出的热量。
(△H<0,单位kJ/mol)
四、中和热
1.概念:
在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应而生成1molH2O,这时的反应热叫中和热。
2.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:
H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)ΔH=-57.3kJ/mol
3.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。
环形玻璃
搅拌棒
温度计
碎泡沫
塑料
搅拌棒
4.中和热的测定实验
⑴实验的简易装置见右图
环形玻璃棒的优点在于:
①减少热量的损失;
②上下移动搅拌的面积大、范围广。
⑵实验中的注意事项:
①用隔热装置且操作要快,尽量减少热量散失;
②酸碱的浓度宜小不宜大,宜碱稍过量且量要准确
a、浓度要越精确越好
b、量体积的容器越精确越好,最好用酸式滴定管或碱式滴定管
③温度计越精确越好
④注意控制反应时间和记录温度的时段
⑤中和热的测定最好在20℃左右的环境温度条件下进行,不宜低于10℃以下,否则低温环境容易散热,会使中和热的测定值明显偏低。
⑥做2~3次,取平均值
五、盖斯定律
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,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成的反应热是相同的。
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(v)
⑴定义:
用来衡量化学反应的快慢,单位时间内反应物或生成物的浓度的变化
⑵表示方法:
单位时间内反应浓度的减少或生成物浓度的增加来表示
⑶计算公式:
v=Δc/Δt(υ:
平均速率,Δc:
浓度变化,Δt:
时间)单位:
mol/(L·s)等
⑷影响因素:
①决定因素(内因):
反应物的性质(决定因素)
②条件因素(外因):
反应所处的条件
2.外因对化学反应速率影响的变化规律
条件变化
活化分子的量的变化
v变化
反应物
的浓度
增大
单位体积里总数目增多,百分数不变
增大
减小
单位体积里总数目减少,百分数不变
减小
气体反应
物的压强
增大
单位体积里总数目增多,百分数不变
增大
减小
单位体积里总数目减少,百分数不变
减小
反应物
的温度
升高
百分数增大,单位体积里总数目增多
增大
降低
百分数减小,单位体积里总数目减少
减小
反应的
催化剂
使用
百分数剧增,单位体积里总数目剧增
剧增
撤去
百分数锐减,单位体积里总数目锐减
锐减
其他
光、电磁波、超声波、固体反应物颗粒的大小、溶剂
有影响
注意:
⑴参加反应的物质为固体和液体,由于压强的变化对浓度几乎无影响,可以认为反应速率不变。
⑵惰性气体对于速率的影响
①恒温恒容时:
充入惰性气体→总压增大,但是各分压不变,各物质浓度不变→反应速率不变。
②恒温恒体时:
充入惰性气体→体积增大→各反应物浓度减小→反应速率减慢。
二、化学平衡
㈠化学平衡状态
1.定义:
一定条件下,当一个可逆反应进行到正逆反应速率相等时,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。
2.化学平衡的特征
⑴逆(研究对象是可逆反应)⑵等(同一物质的正逆反应速率相等)
⑶动[动态平衡,v(正)=v(逆)≠0]⑷定(各物质的浓度与质量分数恒定)
⑸变(条件改变,平衡发生变化)
3.判断平衡的依据
判断可逆反应达到平衡状态的方法和依据
例举反应[来源:
学科网]
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
混合物体系中[
各成分的含量
①各物质的物质的量或各物质的物质的量的分数一定[来源*网]
平衡[来源om]
②各物质的质量或各物质质量分数一定
平衡
③各气体的体积或体积分数一定
平衡
④总体积、总压力、总物质的量一定
不一定平衡
正、逆反应
速率的关系
①在单位时间内消耗了mmolA同时生成mmolA,即v(正)=v(逆)
平衡
②在单位时间内消耗了nmolB同时消耗了pmolC,则v(正)=v(逆)
平衡
③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q,v(正)不一定等于v(逆)
不一定平衡
④在单位时间内生成nmolB,同时消耗了qmolD,因均指v(逆)
不一定平衡
压强
①m+n≠p+q时,总压力一定(其他条件一定)
平衡
②m+n=p+q时,总压力一定(其他条件一定)
不一定平衡
混合气体平均相对分子质量Mr
①Mr一定时,只有当m+n≠p+q时
平衡
②Mr一定时,但m+n=p+q时
不一定平衡
温度
任何反应都伴随着能量变化,当体系温度一定时(其他不变)
平衡
体系的密度
密度一定
不一定平衡
其他
如体系颜色不再变化等
平衡
㈡影响化学平衡移动的因素
1.浓度对化学平衡移动的影响
⑴影响规律:
在其他条件不变的情况下,增大反应物的浓度或减少生成物的浓度,都可以使平衡向正方向移动;增大生成物的浓度或减小反应物的浓度,都可以使平衡向逆方向移动。
⑵增加固体或纯液体的量,由于浓度不变,所以平衡不移动。
⑶在溶液中进行的反应,如果稀释溶液,反应物浓度减小,生成物浓度也减小,v(正)减小,v(逆)也减小,但是减小的程度不同,总的结果是化学平衡向反应方程式中化学计量数之和大的方向移动。
2.温度对化学平衡移动的影响
影响规律:
在其他条件不变的情况下,温度升高会使化学平衡向着吸热反应方向移动,温度降低会使化学平衡向着放热反应方向移动。
3.压强对化学平衡移动的影响
影响规律:
其他条件不变时,增大压强,会使平衡向着体积缩小方向移动;减小压强,会使平衡向着体积增大方向移动。
注意:
⑴改变压强不能使无气态物质存在的化学平衡发生移动。
⑵气体减压或增压与溶液稀释或浓缩的化学平衡移动规律相似。
4.催化剂对化学平衡的影响:
由于使用催化剂对正反应速率和逆反应速率影响的程度是等同的,所以平衡不移动。
但是使用催化剂可以影响可逆反应达到平衡所需的时间。
5.勒夏特列原理(平衡移动原理):
如果改变影响平衡的条件之一(如温度,压强,浓度),平衡向着能够减弱这种改变的方向移动。
三、化学平衡常数
㈠定义:
在一定温度下,当一个反应达到化学平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数。
符号为K。
㈡使用化学平衡常数K应注意的问题:
1.表达式中各物质的浓度是平衡时的浓度,不是起始浓度也不是物质的量。
2.K只与温度(T)有关,与反应物或生成物的浓度无关。
3.反应物或生产物中有固体或纯液体存在时,由于其浓度是固定不变的,可以看做是常数而不写入公式。
4.稀溶液中进行的反应,如有水参加,水的浓度不必写在平衡关系式中。
㈢化学平衡常数K的应用:
1.化学平衡常数值的大小是可逆反应进行程度的标志。
K值越大,说明平衡时生成物的浓度越大,它的正向反应进行的程度越大,即该反应进行得越完全,反应物转化率越高。
反之,则相反。
一般地,K>105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进行建立平衡。
浓度积Q<K,反应向正反应方向进行;Q=K,反应处于平衡状态;Q>K,反应向逆反应方向进行。
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(正反应的ΔH>0)。
若温度升高,K值减小,则正反应为放热反应(正反应的ΔH<0)。
四、等效平衡
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.类型
⑴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:
必须保证一边倒后反应物的物质的量与原来相同。
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比例与原来相同即可视为二者等效。
⑵定温,定压的等效平衡
只要保证一边倒之后反应物的物质的量之比与原来相同即可视为等效平衡。
五、化学反应进行的方向
1.反应熵变与反应方向:
⑴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:
J·mol-1·K-1。
⑵体系趋向于有序转变为无序,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。
⑶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)。
2.反应方向判断依据
在温度、压强一定的条件下,化学反应的判读依据为:
ΔH-TΔS<0反应能自发进行
ΔH-TΔS=0反应达到平衡状态
ΔH-TΔS>0反应不能自发进行
注意:
⑴ΔH为负,ΔS为正时,通常状况下反应都能自发进行。
⑵ΔH为正,ΔS为负时,任何温度下反应都不能自发进行。
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能导电的化合物。
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电离成离子的电解质。
物质
单质
化合物
电解质
混合物
纯净物
非电解质
强电解质
弱电解质
强电解质:
强酸、强碱、大多数盐,如HCl、NaOH、NaCl、(NH4)2SO
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