高中化学选修知识点分章总结Word格式文档下载.docx
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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。
※注意以下几点:
①研究条件:
101kPa
②反应程度:
完全燃烧,产物是稳定的氧化物。
③燃烧物的物质的量:
1mol
④研究内容:
放出的热量。
(ΔH<
0,单位kJ/mol)
四、中和热
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。
4.中和热的测定实验
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,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成的反应热是相同的。
2.盖斯定律的应用
盖斯定律的应用主要是以热化学方程式为依托的对特定化学反应过程的焓变的计算,运用盖斯定律时的注意事项如下:
①热化学方程式同乘以某一个数时,反应热数值也应该乘上该数;
②热化学方程式相加减时,同种物质之间可以相加减,反应热也随之相加减;
③将一个热化学方程式颠倒时,△H的“+”、“-”号必须随之改变.
本章难点点拨:
难点一:
焓变及其计算
难在:
不能全面把握焓变要素,不能把方程与焓变对应起来
吸放与“+、-”,反应方向、状态变化与焓变的关系
解决规律小结:
1、方程加,焓变加,方程减,焓变减。
2、反应的向变符不符:
方向不同,焓变变号。
3、质变对不对:
反应前后物质不同,焓变值不同。
4、态变符不符:
状态不同,焓变值不同。
晶型不同,焓变不同。
5、量变配不配(焓变符号、焓变值、焓变单位):
焓变值为按系数完全进行的值。
对可逆反应是不可能完全反应的,但焓变数值是对应与方程系数完全反应的数据。
6、反应条件符不符:
如燃烧热对应于101kPa、25℃
难点二:
反应方向——(恒压条件下)焓变、熵变以及温度对反应方向的影响
难在:
1、ΔH和ΔS的理解
2、反应方向判椐的理解和应用
ΔH-TΔS<
0,反应能自发进行
ΔH-TΔS=0,反应达到平衡
ΔH-TΔS>
0,反应不能自发进行
3、易产生焓变正负、熵变正负、反应自发与否的片面关系
解决策略:
关键在于理解并接受,加上适当的训练。
对本难点切勿“一意孤行”,以自己理解为标准,要能听得进老师正确的指引并欣然接受,哪怕自己觉得不可思议!
习题训练
1.(2011浙江高考12)下列说法不正确的是
A.已知冰的熔化热为6.0kJ/mol,冰中氢键键能为20kJ/mol,假设1mol冰中有2mol氢键,且熔化热完全用于破坏冰的氢键,则最多只能破坏冰中15%的氢键
B.已知一定温度下,醋酸溶液的物质的量浓度为c,电离度为α,
。
若加入少量醋酸钠固体,则CH3COOH
CH3COO-+H+向左移动,α减小,Ka变小
C.实验测得环己烷(l)、环己烯(l)和苯(l)的标准燃烧热分别为-3916kJ/mol、-3747kJ/mol和-3265kJ/mol,可以证明在苯分子中不存在独立的碳碳双键
D.已知:
Fe2O3(s)+3C(石墨)
2Fe(s)+3CO(g),△H=+489.0kJ/mol。
CO(g)+
O2(g)
CO2(g),△H=-283.0kJ/mol。
C(石墨)+O2(g)
CO2(g),△H=-393.5kJ/mol。
则4Fe(s)+3O2(g)
2Fe2O3(s),△H=-1641.0kJ/mol
解析:
A.正确,熔化热只相当于0.3mol氢键。
B.错误。
Ka只与温度有关,与浓度无关。
C.正确。
环己烯(l)与环己烷(l)相比,形成一个双键,能量降低169kJ/mol,苯(l)与环己烷(l)相比,能量降低691kJ/mol,远大于169×
3,说明苯环有特殊稳定结构
D.正确。
热方程式①=(③-②)×
3-④÷
2,△H也成立。
答案:
B
【评析】本题为大综合题,主要考察了物质的键能分析应用,化学反应能量变化的盖斯定律的应用,以及弱电解质溶液的电离平衡分析。
2.(2011北京高考10)25℃、101kPa下:
①2Na(s)+1/2O2(g)=Na2O(s)△H1=-414KJ/mol
②2Na(s)+O2(g)=Na2O2(s)△H2=-511KJ/mol
下列说法正确的是
A.①和②产物的阴阳离子个数比不相等
B.①和②生成等物质的量的产物,转移电子数不同
C.常温下Na与足量O2反应生成Na2O,随温度升高生成Na2O的速率逐渐加快
D.25℃、101kPa下,Na2O2(s)+2Na(s)=2Na2O(s)△H=-317kJ/mol
Na2O是由Na+和O2-构成的,二者的个数比是2:
1。
Na2O2是由Na+和O22-构成的,二者的个数比也是2:
1,选项A不正确;
由化合价变化可知生成1molNa2O转移2mol电子,而生成1molNa2O2也转移2mol电子,因此选项B不正确;
常温下Na与O2反应生成Na2O,在加热时生成Na2O2,所以当温度升高到一定程度时就不在生成Na2O,所以选项C也不正确;
由盖斯定律知①×
2-②即得到反应
Na2O2(s)+2Na(s)=2Na2O(s)△H=-317kJ/mol,因此选项D正确。
D
3.(2011重庆)SF6是一种优良的绝缘气体,分子结构中只存在S-F键。
已知:
1molS(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ,断裂1molF-F、S-F键需吸收的能量分别为160kJ、330kJ。
则S(s)+3F2(g)=SF6(g)的反应热△H为
A.-1780kJ/molB.-1220kJ/mol
C.-450kJ/molD.+430kJ/mol
本题考察反应热的有关计算。
在化学反应中断键需要吸热,而形成新的化学键需要放热。
由题意的1molS(s)和3molF2(g)形成S原子和F原子共需要吸收能量是280kJ+3×
160kJ=760kJ。
而生成1molSF6(g)时需形成6molS-F键,共放出6×
330kJ=1980kJ,因此该反应共放出的热量为1980kJ-760kJ=1220kJ,所以该反应的反应热△H=-1220kJ/mol,选项B正确。
4.(2011海南)已知:
2Zn(s)+O2(g)=2ZnO(s)△H=-701.0kJ·
mol-1
2Hg(l)+O2(g)=2HgO(s)△H=-181.6kJ·
mol-1
则反应Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l)的△H为
A.+519.4kJ·
mol-1B.+259.7kJ·
C.-259.7kJ·
mol-1D.-519.4kJ·
[答案]C
命题立意:
考查盖斯定律。
反应的焓值由盖斯定律直接求出。
即(△H1-△H2)/2=-259.7kJ·
mol-1。
【误区警示】本题中两负数相减易出错,此外系数除以2时,焓值也要除2。
5.(2011海南)某反应的△H=+100kJ·
mol-1,下列有关该反应的叙述正确的是
A.正反应活化能小于100kJ·
B.逆反应活化能一定小于100kJ·
C.正反应活化能不小于100kJ·
D.正反应活化能比逆反应活化能大100kJ·
[答案]CD
活化能理解考查
在可逆反应过程中活化能有正反应和逆反应两种,焓与活化能的关系是△H=Σ(反应物)-Σ(生成物)。
题中焓为正值,过程如图
所以CD正确
【技巧点拨】关于这类题,比较数值间的相互关系,可先作图再作答,以防出错。
6.(2011上海)据报道,科学家开发出了利用太阳能分解水的新型催化剂。
下列有关水分解过程的能量变化示意图正确的是
分解水属于吸热反应,催化剂可以降低活化能。
7.(2011上海)根据碘与氢气反应的热化学方程式
(i)I2(g)+H2(g)
2HI(g)+9.48kJ(ii)I2(S)+H2(g)
2HI(g)-26.48kJ
下列判断正确的是
A.254gI2(g)中通入2gH2(g),反应放热9.48kJ
B.1mol固态碘与1mol气态碘所含的能量相差17.00kJ
C.反应(i)的产物比反应(ii)的产物稳定
D.反应(ii)的反应物总能量比反应(i)的反应物总能量低
反应是可逆反应,反应物不能完全转化;
利用盖斯定律可得出1mol固态碘与1mol气态碘所含的能量相差35.96kJ;
同一种物质的能量在相同条件下,能量一样多。
同样利用盖斯定律可得出选项D正确。
8.(2011江苏高考20,14分)氢气是一种清洁能源,氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.2kJ·
mol-1
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=-247.4kJ·
2H2S(g)=2H2(g)+S2(g)△H=+169.8kJ·
(1)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。
CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为。
(2)H2S热分解制氢时,常向反应器中通入一定比例空气,使部分H2S燃烧,其目的是
。
燃烧生成的SO2与H2S进一步反应,生成物在常温下均非气体,写出该反应的化学方程式:
(3)H2O的热分解也可得到H2,高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图11所示。
图中A、B表示的物质依次是。
(4)电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢的装置示意图见图12(电解池中隔膜仅阻止气体通过,阴、阳极均为惰性电极)。
电解时,阳极的电极反应式为。
(5)Mg2Cu是一种储氢合金。
350℃时,Mg2Cu与H2反应,生成MgCu2和仅含一种金属元素的氢化物(其中氢的质量分数为0.077)。
Mg2Cu与H2反应的化学方程式为。
本题以新能源为背景涉及元素化合物性质、热化学方程式和电极反应方程式的书写、读图读表的综合题,是以化学知识具体运用的典型试题。
(1)利用盖斯定律即可得出;
(2)H2S热分解制氢属于吸热反应,需要提供能量;
(3)在很高的温度下,氢气和氧气会分解生成氢原子和氧原子;
(4)阳极失去电子,在碱性溶液中碳原子变成CO32-。
【备考提示】高三复习一定要关注生活,适度加强综合训练与提升。
(1)CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)△H=165.0kJ·
(2)为H2S热分解反应提供热量2H2S+SO2=2H2O+3S(或4H2S+2SO2=4H2O+3S2)
(3)H、O(或氢原子、氧原子)
(4)CO(NH2)2+8OH--6e-=CO32-+N2↑+6H2O
(5)2Mg2Cu+3H2
MgCu2+3MgH2
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物质的量的变化
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)
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):
反应所处的外界条件
2.外界条件对化学反应速率影响的变化规律
※注意:
1.
化学反应速率是标量,只有大小而没有方向;
2.
一般计算出来的化学反应速率是一段时间内的平均速率,不同时刻的化学反应速率是不相同的;
3.
对于固体或气体反应中的液体物质,反应在其表面进行,压强的变化对浓度几乎无影响,是不变的,因此一般不用固体、纯液体表示化学反应速率;
4.
对于同一化学反应,用不同的物质表示其化学反应速率可能不相同,但其化学反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比。
5.惰性气体对于速率的影响:
(该处知识为学生的易错点,请注意)
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
(一)1.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,体系内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
逆(研究前提是可逆反应)
等(同一物质的正逆反应速率相等)
动(动态平衡)
定(各物质的浓度与质量分数恒定)
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
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
平衡
②各物质的质量或各物质质量分数一定
③各气体的体积或体积分数一定
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)
②在单位时间内消耗了nmolB同时消耗了pmolC,则V(正)=V(逆)
③V(A):
V(B):
V(C):
V(D)=m:
n:
p:
q,V(正)不一定等于V(逆)
④在单位时间内生成nmolB,同时消耗了qmolD,因均指V(逆)
压强
①m+n≠p+q时,总压力一定(其他条件一定)
②m+n=p+q时,总压力一定(其他条件一定)
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
②Mr一定时,但m+n=p+q时
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)
体系的密度
密度一定
其他
如体系颜色不再变化等
(二)影响化学平衡移动的因素
1、浓度对化学平衡移动的影响
(1)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
(2)增加固体或纯液体的量,由于浓度不变,所以平衡不移动
(3)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
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。
(1)改变压强不能使无气态物质存在的化学平衡发生移动
(2)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
(一)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比值。
符号:
K
(二)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变化的浓度,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“1”而不代入公式。
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。
(三)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。
(Q:
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
若温度升高,K值减小,则正反应为放热反应
*四、等效平衡(此为选学高考考点可能性较小,学有余力者可视情况而情况而定)
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。
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。
(2)定温,定压的等效平衡
只要保证可逆反应化学计量数之比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:
(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.
J•••mol-1•K-1
(2)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。
.
(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)
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:
(1)ΔH为负,ΔS为正时,任何温度反应都能自发进行
(2)ΔH为正,ΔS为负时,任何温度反应都不能自发进行
本章难点点拨
化学反应速率——表示和影响因素
大小比较,用活化能、有效碰撞理论解释
规律索引:
1、速率比等于系数比,相等;
速率比高出系数比,速率大;
速率比低于系数比,速率小
2、速率测量实验的原理:
围绕测物质的浓度变化,围绕测反应时间。
3、用活化能、有效碰撞理论理解影响速率的因素必须要注意思路
反应限度——化学平衡的定义、平衡常数的计算、影响化学平衡的因素
1、化学平衡状态的识别
2、平衡常数及其计算,转化率、产率计算
3、影响化学平衡的因素的定性定量解释
4、等效平衡
解题对策:
1、化学平衡的定义抓住“反向速率比等于系数比”的标志
2、理解平衡常数、转化率、产率的定义,注重在方程式中用变化量计算转变为用起始量和平衡量表达变化量进行计算的训练.
3、定性定量解释影响化学平衡的因素加强训练,提高对这类知识的熟练程度。
4、理解等效平衡,务必理解清晰。
5、熟练掌握解决化学反应速率和化学平衡的简单计算问题的模式——三阶段法
1.(2011江苏高考12)下列说法正确的是
A.一定温度下,反应MgCl2
(1)=Mg
(1)+Cl2(g)的△H>0△S>0
B.水解反应NH4++H2O
NH3·
H2O+H+达到平衡后,升高温度平衡逆向移动
C.铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生还原反应
D.对于反应2H2O2=2H2O+O2↑,加入MnO2或升高温度都能加快O2的生成速率
本题是化学反应与热效应、电化学等的简单综合题,着力考查学生对熵变、焓变,水解反应、原电池电解池、化学反应速率的影响因素等方面的能力。
A.分解反应是吸热反应,熵变、焓变都大于零,内容来源于选修四化学方向的判断。
B.水解反应是吸热反应,温度越高越水解,有利于向水解方向移动。
C.铅蓄电池放电时的负极失电子,发生氧化反应。
D.升高温度和加入正催化剂一般都能加快反应速率。
AD
2.(2011江苏高考15)700℃时,向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O,发生反应:
CO(g)+H2O(g)
CO2+H2(g)
反应过程中测定的部分数据见下表(表中t1>t2):
反应时间/min
n(CO)/mol
H2O/mol
1.20
0.60
t1
0.80
t2
0.20
A.反应在t1min内的平均速率为v(H2)=0.40/t1mol·
L-1·
min-1
B.保持其他条件不变,起始时向容器中充入0.60molCO和1.20molH2O,到达平衡时,n(CO2)=0.40mol。
C.保持其他条件不变,向平衡体系中再通入0.20molH2O,与原平衡相比,达到新平衡时CO转化率增大,H2O的体积分数增大
D.温度升至800℃,上述反应平衡常数为0.64,则正反应为吸热反应
【分析】本题属于基本理论中化学平衡问题,主要考查学生对速率概念与计算,平衡常数概念与计算,平衡移动等有关内
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