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人教版高中化学选修四全套最全考点全集打印版
(人教版)高中化学选修四(全册)最全考点汇总(打印版)
考点1用盖斯定律进行有关反应热的计算
【考点定位】本考点考查用盖斯定律进行有关反应热的计算,巩固对盖斯定律的理解,提升应用盖斯定律解决问题的能力,重点是灵活应用盖斯定律.
【精确解读】
1.内容:
化学反应不管是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的;即化学反应热只与其反应的始态和终态有关,而与具体反应进行的途径无关;
2.应用:
a.利用总反应和一个反应确定另一个反应的热效应;
b.热化学方程式之间可以进行代数变换等数学处理;
3.反应热与键能关系
①键能:
气态的基态原子形成1mol化学键释放的最低能量.键能既是形成1mol化学键所释放的能量,也是断裂1mol化学键所需要吸收的能量.
②由键能求反应热:
反应热等于断裂反应物中的化学键所吸收的能量(为“+”)和形成生成物中的化学键所放出的能量(为“-”)的代数和.即△H=反应物键能总和-生成物键能总和=∑E反-∑E生
③常见物质结构中所含化学键类别和数目:
1molP4中含有6molP-P键;1mol晶体硅中含有2molSi-Si键;1mol金刚石中含有2molC-C键;1mol二氧化硅晶体中含有4molSi-O键.
【精细剖析】
1.盖斯定律的使用方法:
①写出目标方程式;
②确定“过渡物质”(要消去的物质);
③用消元法逐一消去“过渡物质”.
例如:
①Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2△H1
②3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g)△H2
③Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g)△H3
求反应FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g)△H4的焓变
三个反应中,FeO、CO、Fe、CO2是要保留的,而与这四种物质无关的Fe2O3、Fe3O4要通过方程式的叠加处理予以消去,
先②+③×2-①×3先消除Fe3O4,再消除Fe2O3,得到④6Fe(s)+6CO2(g)=6FeO(s)+6CO(g)△H5,④逆过来得到
⑤6FeO(s)+6CO(g)=6Fe(s)+6CO2(g)-△H5,再进行⑤÷6,得到△H4=-
;
2.计算过程中的注意事项:
①热化学方程式可以进行方向改变,方向改变时,反应热数值不变,符号相反;
②热化学方程式中物质的化学计量数和反应热可以同时改变倍数;
③热化学方程式可以叠加,叠加时,物质和反应热同时叠加;
④当对反应进行逆向时,反应热数值不变,符号相反.
【典例剖析】己知:
Mn(s)+O2(g)═MnO2(s)△Hl
S(s)+O2(g)═SO2(g)△H2
Mn(s)+S(s)+2O2(g)═MnSO4(s)△H3
则下列表述正确的是( )
A.△H2>0
B.△H3>△H1
C.Mn+SO2═MnO2+S△H=△H2-△H1
D.MnO2(s)+SO2(g)═MnSO4(s)△H═△H3-△H2-△H1
【答案】D
【变式训练】2CO(g)+4H2(g)═2CH4(g)+O2(g)△H=+71kJ•mol-1
CO(g)+2H2(g)═CH3OH(l)△H=-90.5kJ•mol-1
已知CH4(g)的燃烧热为-890 kJ•mol-1,则CH3OH(l)的燃烧热为( )
A.-1 528 kJ•mol-1B.-764 kJ•mol-1
C.-382 kJ•mol-1D.无法计算
【答案】B
【解析】CH4(g)的燃烧热为-890 kJ•mol-1,即CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890kJ/mol,已知:
①2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g)△H1=-71kJ/mol,②CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l)△H2=-90.5kJ/mol,③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H3=-890kJ/mol,根据盖斯定律,③×2-①-②×2得2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)△H=2×(90.5kJ/mol)+2×(-890kJ/mol)+71kJ/mol=-1528kJ/mol,所以CH3OH(l)的燃烧热为-764 kJ•mol-1,故答案为B.
【实战演练】
1.在298K、100kPa时,已知:
2H2O(g)=O2(g)+2H2(g)△H1
Cl2(g)+H2(g)=2HCl(g)△H2
2Cl2(g)+2H2O(g)=4HCl(g)+O2(g)△H3
则△H3与△H1和△H2间的关系正确的是( )
A.△H3=△H1+2△H2B.△H3=△H1+△H2
C.△H3=△H1-2△H2D.△H3=△H1-△H2
【答案】A
2.在25℃、1.01×105Pa下,将22g CO2通入到750mL 1.0mol•L-1的NaOH溶液中充分反应,放出x kJ热量.在该条件下1molCO2通入到2L 1.0mol•L-1的NaOH溶液中充分反应,放出ykJ热量,则CO2与NaOH反应生成NaHCO3的热化学反应方程式为( )
A.CO2(g)+NaOH(aq)═NaHCO3(aq)△H=-(2y-x) kJ•mol-1
B.CO2(g)+NaOH(aq)═NaHCO3(aq)△H=-(4x-y) kJ•mol-1
C.CO2(g)+NaOH(aq)═NaHCO3(aq)△H=-(2x-y) kJ•mol-1
D.CO2(g)+NaOH(aq)═NaHCO3(aq)△H=-(8x-2y) kJ•mol-1
【答案】B
【解析】根据题意,22gCO2通入1mol•L-1NaOH溶液750mL中充分反应,n(CO2)=
=0.5mol,n(NaOH)=1mol•L-1×0.75L=0.75mol,该反应既生成碳酸钠又生成碳酸氢钠,方程式为2CO2+3NaOH═NaHCO3+Na2CO3+H2O,由0.5molCO2反应放出热量为xKJ,则2molCO2反应放出热量为4xKJ,即热化学反应方程式为2CO2(g)+3NaOH(aq)═NaHCO3(aq)+Na2CO3(aq)+H2O(l)△H=-4xKJ/mol①,又1molCO2通入2mol•L-1NaOH溶液2L中充分反应放出ykJ的热量,则热化学方程式为2NaOH(aq)+CO2(g)═Na2CO3(aq)+H2O(l)△H=-yKJ/mol②,由盖斯定律可知,①-②可得,NaOH(aq)+CO2(g)═NaHCO3(aq)△H=-(4x-y)KJ/mol,故答案为B.
3.Zn还原SiCl4的反应如下:
下列说法正确的是( )
SiCl4(g)+2Zn(l)⇌Si(s)+2ZnCl2(g)△H1
SiCl4(g)+2Zn(g)⇌Si(s)+2ZnCl2(g)△H2.
A.Zn(l)=Zn(g)△H=
(△H1-△H2 )
B.用硅制作的太阳能电池是将化学能转化为电能
C.增加Zn(g)的量,△H2变大
D.以Zn片、铜片和稀硫酸构成的原电池,Zn片表面有气泡产生
【答案】A
【自我反思】
考点2反应热的比较
【考点定位】本考点考查化学反应中反应热的大小比较,涉及对热化学方程式的意义和盖斯定律的理解与应用,重点是反应物的状态及热化学方程式前的系数对焓变的影响.
【精确解读】
1.比较反应热大小的方法
①根据反应物和生成物的聚集状态比较
物质由固体变成液态,由液态变成气态,都必定吸收热量;而由液态变成固态,由气态变成液态,或由气态直接变成固态,则放出热量.因此在进行反应热计算或大小比较时,应特别注意各反应物或生成物的状态,存在同素异形体的要注明其同素异形体的名称.
②根据热化学方程式中化学计量数比较
热化学方程式中的化学计量数不表示分子数,而是表示反应物和生成物的物质的量,可以是分数.当化学计量系数发生变化(如加倍或减半)时,反应热也要随之变化.互为可逆的热化学反应,其反应热数值相等,符号相反.
③根据反应物和生成物的性质比较
对互为同素异形体的单质来说,由不稳定状态单质转化为稳定状态的单质要放出热量,因为能量越低越稳定;对于同一主族的不同元素的单质来说,与同一物质反应时,生成物越稳定或反应越易进行,放出的热量越多;而有些物质,在溶于水时吸收热量或放出热量,在计算总反应热时,不要忽视这部分热量.
④根据反应进行的程度比较
对于分步进行的反应来说,反应进行的越彻底,其热效应越大.如果是放热反应,放出的热量越多;如果是吸热反应,吸收的热量越多.如等量的碳燃烧生成一氧化碳放出的热量少于生成二氧化碳时放出的热量.对于可逆反应来说,反应进行的程度越大,反应物的转化率越高,吸收或放出的热量也越多.
【精细剖析】
1.根据热化学反应方程式,比较反应热及热量时注意正负号,依据热化学方程式书写原则分析,反应系数变化,焓变随之变化,反应方向变化,焓变要变化符号;焓变小于零的反应是放热的,大于零的反应是吸热的,据此分析解答.
2.注意反应物或生成物的状态对反应热的影响,必要时可借助于盖斯定律进行判断.
【典例剖析】强酸与强碱的稀溶液发 生中和反应的热效应:
H+(aq)+OH-(aq)=H2O
(1)△H=-57.3kJ/mol.向1L0.5mol/L的NaOH溶液中加入下列物质:
①稀醋酸 ②浓硫酸 ③稀硝酸,恰好完全反应时的热效应△H1、△H2、△H3的关系正确的是( )
A.△H1>△H2>△H3B.△H1<△H3<△H2
C.△H1<△H2<△H3D.△H1>△H3>△H2
【答案】D
【剖析】强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应:
H+(aq)十OH-(aq)=H2O;△H=一57.3kJ/mol,
分别向1L 0.5mol/L的NaOH溶液中加入:
①稀醋酸;②浓H2SO4;③稀硝酸,醋酸的电离吸热,浓硫酸溶于水放热,则恰好完全反应时的放出的热量为②>③>①,所以△H1>△H3>△H2,故答案为D.
【变式训练】已知1mol白磷(s)转化为1mol红磷(s),放出18.39kJ热量,又知:
4P(白,s)+5O2(g)═2P2O5(s);△H1
4P(红,s)+5O2(g)═2P2O5(s);△H2
△H1△H2关系正确的是( )
A.△H1<△H2B.△H1=△H2C.△H1>△H2D.无法确定
【答案】A
【解析】①4P(白)+5O2═2P2O5△H1;②4P(红)+5O2=2P2O5△H2,①-②得到4P(白)=4P(红)△H=△H1-△H2,已知1mol白磷变成1mol红磷放出18.39KJ的热量,所以△H1-△H2<0;△H1<△H2,故答案为A.
【实战演练】
1.相同温度下,有下列三个热化学方程式:
(1)2H2(l)+O2(g)═2H2O(l)△H1=-Q1 kJ•mol-1
(2)2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H1=-Q2 kJ•mol-1
(3)2H2(l)+O2(g)═2H2O(g)△H1=-Q3 kJ•mol-1
则Q1、Q2、Q3的关系表示正确的是( )
A.Q1=Q2<Q3B.Q2>Q1>Q3C.Q3>Q2>Q1D.Q1=Q2=Q3
【答案】B
2.在同温同压下,下列各组热化学方程式中,△H2>△H1的是( )
A.2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H12H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H2
B.S(g)+O2(g)═SO2(g)△H1S(s)+O2(g)═SO2(g)△H2
C.C(s)+
O2(g)═CO(g)△H1C(s)+O2(g)═CO2(g)△H2
D.2HCl(g)═H2(g)+Cl2(g)△H1
H2(g)+
Cl2(g)═HCl(g)△H2
【答案】B
3.已知N2和H2合成氨的反应是放热反应,破坏1mol N≡N键消耗的能量为Q1kJ,破坏1mol H-H键消耗的能量为Q2kJ,形成1mol N-H键放出的能量为Q3kJ,下列关系式中正确的是( )
A.Q1+3Q2>6Q3B.Q1+3Q2<6Q3C.Q1+Q2<Q3D.Q1+Q2=Q3
【答案】B
【解析】破坏1molN≡N键消耗的能量为Q1kJ,则N≡N键能为Q1kJ/mol,破坏1molH-H键消耗的能量为Q2kJ,则H-H键键能为Q2kJ/mol,形成1molH-N键释放的能量为Q3kJ,则H-N键能为Q3kJ/mol,对于3H2(g)+N2(g)═2NH3(g),反应热△H=反应物的总键能-生成物的总键能,故:
反应热△H=3Q2kJ/mol+Q1kJ/mol-6Q3kJ/mol=(3Q2+Q1-6Q3)KJ/mol,反应热△H<0,即(3Q2+Q1-6Q3)<0,所以3Q2+Q1<6Q3,故答案为B.
【自我反思】
考点3化学反应速率和化学计量数之间的关系
【考点定位】本考点考查化学反应速率和化学计量数之间的关系,巩固对化学反应速率的概念及计算的应用,重点是利用反应速率推断化学反应原理及比较反应速率的快慢.
【精确解读】
1.同一化学反应,用不同物质的浓度变化表示的化学反应速率之比等于反应方程式中相应的物质的化学计量数之比,这是有关化学反应速率的计算或换算的依据.
如:
对于化学反应aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g),有下列恒等式:
v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d=△n(A)∶△n(B)∶△n(C)∶△n(D)=△c(A)∶△c(B)∶△c(C)∶△c(D)
【精细剖析】
1.反应速率的计算步骤:
①准确找出有关化学平衡的化学方程式;
②找出各物质的初始量、转化量、平衡量(物质的量浓度或物质的量);
③根据已知条件建立等式关系进行解答.
2.计算方法--“三段式”
例:
mA+nB⇌pC+qD
起始:
a b 0 0
转化:
mx nx px qx
平衡:
a-mx b-nx px qx
3.化学反应速率快慢的比较,难度不大,常用比较方法为:
1、归一法,即转化为同一物质表示的速率比较,2、比值法,某物质表示的速率与该物质的化学计量数的比值,比值越大,速率越快.
【典例剖析】反应4A(s)+3B(g)⇌2C(g)+D(g),经2min B的浓度减少0.6mol•L-1.对此反应速率的正确表示是( )
A.用A表示的反应速率是0.8 mol•L-1•s-1
B.分别用B、C、D表示反应的速率,其比值是3:
2:
1
C.在2 min末时的反应速率,用反应物B来表示是0.3 mol•L-1•min-1
D.在这2 min内用B和C表示的反应速率的值都是相同的
【答案】B
【剖析】A.2min内,B的浓度减少0.6mol/L,故v(B)=
=0.3mol/(L•min),速率之比等于化学计量数之
【变式训练】一定温度下,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示:
(1)反应开始到10s,Z的反应速率为_________________________;
(2)该反应的化学方程式为_________________________.
【答案】
(1)0.079mol/(L•s)
(2)X+Y⇌2Z
【解析】
(1)反应开始到10s,用Z表示的反应速率为:
v=
=0.079mol/(L•s);
(2)由图象可以看出X、Y的物质的量减小,Z的物质的量增多,则X、Y为反应物,Z为生成物,化学反应中各物质的物质的量变化量与化学计量数之比呈正比,则有Y:
X:
Z=(1.20mol-0.41mol):
(1.0mol-0.21mol):
1.58mol=1:
1:
2,则反应的化学方程式为X+Y⇌2Z.
【实战演练】
1.反应A(g)+3B(g)═2C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为:
①v(A)=0.45mol•L-1•min-1 ②v(B)=0.6mol•L-1•s-1
③v(C)=0.4mol•L-1•s-1 ④v(D)=0.45mol•L-1•s-1
下列有关反应速率的比较中正确的是( )
A.④>③=②>①B.③=②<④<①C.①>②>③>④D.④>③>②>①
【答案】 A
【解析】①v(A)=0.45mol•L-1•min-1=0.0075mol•L-1•min-1,
=0.0075;②
=
=0.2;③
=
=0.2;④
=
=0.225,故反应速率:
④>②=③>①,故答案为A.
2.将化合物A的蒸气1mol充入0.5L容器中加热分解:
2A(g)⇌B(g)+nC(g).反应到3min时,容器内A的浓度为0.8mol•L-1,测得这段时间内,平均速率ν(C)=0.6mol•L-1•min-1,则化学方程式中的n值为_________,ν(B)=_________mol•L-1•min-1..
【答案】 30.2
【解析】反应到3min时,容器内A的浓度为0.8mol•L-1,则v(A)=
=0.4mol•L-1•min-1,这段时间内,平均速率ν(C)=0.6mol•L-1•min-1,速率之比等于化学计量数之比,故0.4:
0.6=2:
n,解得n=3,v(B)=
v(A)=0.2mol•L-1•min-1.
3.已知:
4NH3+5O2═4NO+6H2O,若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示,则下列关系正确的是( )
A.4v(NH3)=5v(O2)B.5v(O2)=6v(H2O)
C.3v(NH3)=2v(H2O)D.5v(O2)=4v(NO)
【答案】C
【自我反思】
考点4化学反应速率的调控作用
【考点定位】本考点考查化学反应速率的调控作用,进一步理解化学反应速率的概念及其影响因素,明确内因是影响反应速率的本质因素,重点是化学反应速率在现实生活中的应用.
【精确解读】
1.影响化学反应速率的因素:
(1)内因:
物质本身的性质;
(2)外因:
浓度、温度、压强、催化剂、物质状态、接触面积及其他因素
2.外因对化学反应速率的影响:
(1)浓度:
浓度增大,单位体积内活化分子数增加,有效碰撞次数增加,反应速率增大.但固体或液体的浓度是个定值,因此增加固体或液体浓度不能增大反应速率.
(2)温度:
温度升高,活化分子百分数提高,有效碰撞增加,反应速率加快,升高10℃,速率增加2~4倍.
(3)压强:
对于有气体参与的反应,增大压强,体积减小,浓度增大,反应速率加快.
注意:
①没有气体参加的反应,压强的改变不应现反应速率.
②惰性气体对反应速率的影响:
恒温恒容充入惰性气体,反应物浓度不变,反应速率不变;恒温恒压充入惰性气体,体积增大,反应物浓度减小,反应速率减小.
(4)催化剂:
加入正催化剂,降低活化能,活化分子百分数增加,有效碰撞次数增多,反应速率加快.若题目未指出,一般催化剂均指正催化剂.
(5)固体表面积:
增加固体表面积可以增加反应速率.
3.化学反应速率的调控作用在生产、生活和科学上的应用
在生产生活中,为提高产量,需要增大反应速率,为减小损耗,避免浪费,节约资源,需要减少损耗的反应速率,因此化学反应速率的调控作用显得很重要.
①增大化学反应速率的措施:
增加反应物浓度,升高温度,增大压强,加入催化剂,将块状改为粉末状,形成原电池等;
②减小化学反应速率的措施:
减小反应物浓度,降低温度,减小压强,将粉末状改为块状,添加抑制剂等.
【精细剖析】
1.关于该考点,需要注意以下几点:
①升高温度一定能加快反应速率;增加物质浓度不一定能改变反应速率(固体、纯液体和不参与反应的物质不行);增大压强不一定能加快反应速率(注意两种情况:
①无气体参与的反应;②加入惰性气体);催化剂有正负之分;
②当反应速率受多个因素影响时,要分情况讨论.
【典例剖析】氯酸钾和亚硫酸氢钾溶液能发生氧化还原反应:
ClO3-+3HSO3-═3SO42-+Cl-+3H+.已知该反应的速率随c(H+)的增大而加快.下列为用ClO3-在单位时间内物质的量浓度变化表示的该反应v-t图.下列说法中不正确的是( )
A.反应开始时速率增大可能是c(H+)所致
B.纵坐标为v(Cl-)的v-t曲线与图中曲线完全重合
C.图中阴影部分的面积表示t1-t2时间内ClO3-的物质的量的减少量
D.后期反应速率下降的主要原因是反应物浓度减少
【答案】C
【变式训练】用锌块和稀硫酸反应制备氢气时,下列措施可加快氢气生成速率的是( )
A.将稀硫酸换成98.3%的浓硫酸
B.向稀硫酸中加入少量的Na2SO4固体
C.将锌块磨成锌粉
D.降低温度
【答案】C
【解析】A.改用98%的浓硫酸,锌与浓硫酸不发生氢气,不能加快生成氢气的反应速率,故A错误;B.向稀硫酸中加入少量的Na2SO4固体,氢离子浓度不变,反应速率不变,故B错误;C.将锌块磨成锌粉,固体表面积增大,反应速率增大,故C正确;D.降低温度,反应速率减小,故D错误;故答案为C.
【实战演练】
1.NO和CO都是汽车尾气里的有害物质,它们能缓慢地起反应生成氮气和二氧化碳气体,2NO+2CO=N2+2CO2,对此反应,下列有关说法正确的是( )
A.使用催化剂能使有害物质完全转化
B.改变压强对该反应速率没有影响
C.冬天气温低,反应速率降低,汽车尾气对人体危害更大
D.外界任何条件怎样改变,均对此化学反应速率无影响
【答案】C
2.反应3Fe(s)+4H2O(g)⇌Fe3O4 (s)+4H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是( )
A.升高温度
B.将容器的容积缩小一半
C.保持容积不变,充入N2使体系压强增大
D.压强不变,充入N2使容器的容积增大
【答案】C
【解析】A.升高温度,增大反应速率,故A不选;B.将容器的容积缩小一半,气体浓度增大,反应速率增大,故B不选;C.保持容积不变,充入N2使体系压强增大,但参加反应气体的浓度不变,反应速率不变,故C选;D.压强不变,充入N2使容器的容积增大,导致体积增大,参加反应气体的浓度减小,则反应速率减小,故D不选;故答案为C.
3.在密闭容器中发生合成氨反应:
N2+3H2⇌2NH3.下列关于该反应的说法正确的是( )
A.增加N2的浓度能加快反应速率
B.降低体系温度能加快反应速率
C.使用催化剂不影响反应速率
D.N2能100%转化为NH3
【答案】A
【自我反思】
考点5化学平衡移动原理
【考点定位】本考点考查化学平衡移动原理的理解,重点是对勒夏特列原理的认识与应用,涉及平衡的影响因素,
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