高中化学选修4第一章知识点总结及精练精析.docx
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高中化学选修4第一章知识点总结及精练精析
高中化学选修4第一章知识点总结及精练精析
化学选修4化学反应与原理知识点详解
一、本模块内容的特点
1.理论性、规律性强
2.定量
3.知识的综合性强
4.知识的内容较深
二、本模块内容详细分析
第一章化学反应与能量
章节知识网络
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(ΔH)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ΔH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<0
吸收热量的化学反应。
(吸热>放热)△H为“+”或△H>0
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=反应物的活化能—生成物的活化能
☆常见的放热反应:
①所有的燃烧反应②所有的酸碱中和反应③大多数的化合反应④金属与水或酸的反应⑤生石灰(氧化钙)和水反应⑥铝热反应等
☆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条件一般是加热或高温的反应
☆区分是现象(物理变化)还是反应(生成新物质是化学变化),一般铵盐溶解是吸热现象,别的物质溶于水是放热。
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.同种物质不同状态时所具有的能量:
气态>液态>固态
6.常温是指25,101.标况是指0,101.
7.比较△H时必须连同符号一起比较。
二、热化学方程式
书写化学方程式注意要点:
①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。
②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)
③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。
④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
⑤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。
⑥热化学方程式中的△H与化学反应的条件无关。
6.表示意义:
物质的量—物质—状态—吸收或放出热量。
三、燃烧热
1.概念:
101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物(二氧化碳、二氧化硫、液态水H2O)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)
2.燃烧热和中和热的表示方法都是有ΔH时才有负号。
3.石墨和金刚石的燃烧热不同。
不同的物质燃烧热不同。
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。
4.中和热的测定实验:
看课本装置图
(1)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。
(2)若用弱酸或弱碱做实验,放出的热量会偏小,中和热会偏小。
(3)若用浓溶液做实验,放出的热量会偏大,中和热会偏大。
(4)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。
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。
六、能源
注:
水煤气是二次能源。
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
难在:
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
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
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/molC.-450kJ/molD.+430kJ/mol
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·mol-1C.-259.7kJ·mol-1D.-519.4kJ·mol-1
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·mol-1B.逆反应活化能一定小于100kJ·mol-1
C.正反应活化能不小于100kJ·mol-1D.正反应活化能比逆反应活化能大100kJ·mol-1
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()
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
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。
已知:
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.2kJ·mol-1
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=-247.4kJ·mol-1
2H2S(g)=2H2(g)+S2(g)△H=+169.8kJ·mol-1
(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。
参考答案
1、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、解析:
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。
答案:
D
3、解析:
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。
答案:
B
4、[答案]C命题立意:
考查盖斯定律。
解析:
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、[答案]CD命题立意:
活化能理解考查
解析:
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、解析:
分解水属于吸热反应,催化剂可以降低活化能。
答案:
B
7、解析:
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。
答案:
D
8、解析:
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。
答案:
(1)CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)△H=165.0kJ·mol-1
(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
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- 高中化学 选修 第一章 知识点 总结 精练
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