高二化学选修4复习学案(全1-4章可直接打印).doc

第一章化学反应与能量复习课一、焓变与反应热1.化学反应中的能量变化【思考】化学反应中的两大变化、两大守恒、能量转化形式是什么?(1)化学反应中的两大变化:变化和变化。(2)化学反应中的两大守恒:守恒和守恒。(3)化学反应中的能量转化形式:、光能、电能等。通常主要表现为的变化。2.焓变【思考】焓变的定义、符号、单位是什么?(1)定义:在 条件下进行的反应的 。(2)符号: 。 (3)单位: 或 。3.吸热反应和放热反应(1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析,如图所示:(2)从反应热的量化参数键能的角度分析:(3)记忆常见的放热反应和吸热反应【回顾】常见的放热反应和吸热反应有哪些?【跟踪练习1】某反应的H=+100kJmol-1,下列有关该反应的叙述正确的是()A.正反应活化能小于100kJmol-1 B.逆反应活化能一定小于100kJmol-1C.正反应活化能不小于100kJmol-1 D.正反应活化能比逆反应活化能小100kJmol-1【跟踪练习2】SF6是一种优良的绝缘气体,分子结构中只存在SF键。已知:1molS(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ,断裂1molFF、SF键需要吸收的能量分别为160kJ、330kJ,则S(s)+3F2(g)SF6(g)的反应热H为。【练后反思】1.正确理解活化能与反应热的关系(1)E1为正反应活化能,E2为逆反应活化能,H=E1-E2;(2)催化剂能降低反应所需活化能,但不影响焓变的大小。2.熟记反应热H的基本计算公式H=生成物的总能量-反应物的总能量 H=反应物的总键能之和-生成物的总键能之和二、热化学方程式【思考】热化学方程式的概念、意义及书写时的注意事项有哪些?1.概念:表示参加反应和的关系的化学方程式。2.意义:表明了化学反应中的变化和变化。如:2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=-571.6kJmol-1表示:氢气和氧气反应生成液态水时放出kJ的热量。3.书写注意事项:(1)注明反应时的温度和压强。反应热与测定条件(温度、压强等)有关,若在25、101kPa下进行的反应,可不注明。(2)注明物质状态。常用、分别表示固体、液体、气体、溶液。(3)方程式右边必须写上H,并注意符号、单位。H应包括“+”或“-”、数字和单位(kJmol-1)。(4)注意守恒关系。原子守恒和得失电子守恒。(5)区别于普通方程式。一般不注“”“”以及“点燃”“加热”等。(6)注意热化学方程式的化学计量数。热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量,可以是整数,也可以是分数。且化学计量数必须与H相对应,如果化学计量数加倍,则H数值也要加倍。【跟踪练习3】已知化学反应A2(g)+B2(g)2AB(g)的能量变化如图所示,请写出该反应的热化学方程式:。【跟踪练习4】在298K、101kPa时,充分燃烧一定量的丁烷,放出热量QkJ(Q0),经测定完全吸收生成的二氧化碳需要消耗5molL-1的KOH溶液100mL,且恰好生成正盐。则此条件下,下列热化学方程式正确的是()A.C4H10(g)+132O2(g)4CO2(g)+5H2O(l)H=-16QkJmol-1 B.C4H10(g)+132O2(g)4CO2(g)+5H2O(l)H=-8QkJmol-1C.C4H10(g)+132O2(g)4CO2(g)+5H2O(l)H=-QkJmol-1D.C4H10(g)+132O2(g)4CO2(g)+5H2O(g)H=-QkJmol-1【练后反思】“五看”判断热化学方程式的正误:(1)看热化学方程式是否配平; (2)看各物质的聚集状态是否正确;(3)看H的“+”“-”符号是否正确; (4)看反应热的单位是否为kJmol-1;(5)看反应热的数值与化学计量数是否对应。三、两类重要反应热燃烧热、中和热1.燃烧热【思考】燃烧热的概念、意义是什么?如何正确书写表示燃烧热的热化学方程式以及进行燃烧热的相关计算?(1)概念:在101kPa时,纯物质完全燃烧生成稳定的时所放出的热量。燃烧热的单位一般用kJmol-1表示。燃烧热的限定词有恒压(101kPa时)、可燃物的物质的量(1mol)、完全燃烧、稳定的氧化物等,其中的“完全燃烧”,是指可燃物中的下列元素完全转变成对应的氧化物:CCO2(g),HH2O(l),SSO2(g)等。(2)表示的意义:例如C的燃烧热H=-393.5kJmol-1,表示在101kPa时,1molC燃烧393.5kJ的热量。(3)书写热化学方程式:燃烧热是以1mol纯物质完全燃烧所放出的热量来定义的,因此在书写它的热化学方程式时,应以燃烧1mol纯物质为标准来配平其余物质的化学计量数。例如:C8H18(l)+252O2(g)8CO2(g)+9H2O(l)H=-5518kJmol-1,即C8H18的燃烧热H=。(4)燃烧热的计算:可燃物完全燃烧放出的热量的计算公式为Q放=n(可燃物)H(燃烧热),式中:Q放为;n为;H为。2.中和热【思考】中和热的概念,以及中和热的测定原理装置图是怎样的?(1)概念:在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成H2O时的反应热。(2)注意几个限定词:;产物是;用离子方程式可表示为。(3)中和热的测定:测定原理:H=。式中:c=4.18J(g)-1=4.1810-3kJ(g)-1;n为。实验装置如图:【跟踪练习5】下列说法中,正确的画“”,错误的画“”(以下H的数值均正确)。(1)S(s)+32O2(g)SO3(g)H=-315kJmol-1(燃烧热)()(2)NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)H=-57.3kJmol-1(中和热)()(3)已知H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) H=-57.3kJmol-1,则H2SO4和Ba(OH)2反应的反应热H=2(-57.3)kJmol-1()(4)已知CH3OH(g)+12O2(g)CO2(g)+2H2(g)H=-192.9kJmol-1,则CH3OH(g)的燃烧热H=-192.9kJmol-1()(5)H2(g)的燃烧热H=-285.8kJmol-1,则2H2O(g)2H2(g)+O2(g)H=+571.6kJmol-1()(6)葡萄糖的燃烧热H=-2800kJmol-1,则12C6H12O6(s)+3O2(g)3CO2(g)+3H2O(l)H=-1400kJmol-1()(7)已知101kPa时,2C(s)+O2(g)2CO(g)H=-221kJmol-1,则该反应的反应热为221kJmol-1()(8)已知稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)H=-57.3kJmol-1,则稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量()(9)已知HCl和NaOH反应的中和热H=-57.3kJmol-1,则98%的浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水时放出的热量为57.3kJ()(10)CO(g)的燃烧热H=-283.0kJmol-1,则2CO2(g)2CO(g)+O2(g)反应的H=+(2283.0)kJmol-1()【练后反思】1.反应热答题规范指导(1)用“焓变(H)”表示反应热时,H0表示吸热,H0表示放热,因而,H后所跟数值需要带“+”“-”号。(2)描述反应热时,无论是用“反应热”表示还是用“焓变”表示,其后所跟数值需要带“+”“-”号。2.正确理解中和热,注意实验操作与计算细节(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。(2)酸、碱溶液应当用稀溶液(0.10.5molL-1)。若溶液浓度过大,溶液中阴、阳离子间的相互牵制作用就大,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时,测完一种溶液后,必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。(5)取多次实验所得t1、t2的平均值代入公式计算,而不是求结果的平均值,计算时应注意单位的统一。四、有关反应热的比较、计算1.H的比较方法比较H的大小时需考虑,对放热反应,放热越多,H;对于吸热反应,吸热越多,H。2.反应热的有关计算(1)根据热化学方程式计算:反应热与反应物的物质的量成;(2)根据求算。【强调】应用盖斯定律进行简单计算时,关键在于设计反应过程,同时注意:参照新的热化学方程式(目标热化学方程式),结合原热化学方程式(一般23个)进行合理“变形”,如热化学方程式颠倒或乘、除以某一个数,然后将它们相加减,得到目标热化学方程式,得目标热化学方程式的H与原热化学方程式之间H的换算关系。当热化学方程式乘、除以某一个数时,H也应相应地乘、除以某一个数;当热化学方程式进行加减运算时,H也同样要进行加减运算,且要带“+”“-”符号运算,即把H看作一个整体进行运算。将一个热化学方程式颠倒书写时,H的符号也随之改变,但数值不变。在设计反应过程中,会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化,状态由固液气变化时,会吸热;反之会放热。(3)根据物质的燃烧热进行计算:Q(放)=n(可燃物)H(燃烧热)【跟踪练习6】若向三份等体积0.1000molL-1NaOH溶液中分别加入稀醋酸,浓硫酸,稀硝酸至恰好完全反应,则上述过程中的焓变H1、H2、H3的大小关系为。【跟踪练习7】已知胆矾溶于水时,溶液温度降低。在室温下将1mol无水硫酸铜制成溶液时,放出热量为Q1kJ,而胆矾分解的热化学方程式是CuSO45H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l)H=+Q2kJmol-1,则Q1与Q2的大小关系为。五、能源【思考】能源的概念、发展阶段、分类及目前面临的能源问题和解决能源问题的措施有哪些?1.概念:能提供能量的资源。2.发展阶段:柴草时期化石能源时期多能源结构时期。3.分类:(1)化石燃料:种类:、。 特点:蕴藏量有限,且再生。(2)新能源:种类:、氢能、风能、地热能、海洋能和等。特点:资源丰富,再生,没有污染或污染很小。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,而且不可再生,最终将会枯竭。(2)化石燃料的大量使用带来严重的环境污染问题。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。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;二是保证燃料与空气有足够大的接触面积,如将固体燃料粉碎成粉末,将液体燃料喷成雾状等。(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。随堂检测1.某反应过程中体系的能量变化如图所示,下列说法错误的是()A.反应过程可表示为A+BC(反应物)ABC(过渡态)AB+C(生成物)B.E1为反应物的平均能量与过渡态的能量差,称为正反应的活化能C.正反应的热效应H=E1-E20,所以正反应为放热反应D.此图中逆反应的热效应H=E1-E2v逆时,;当v正0,反应速率v1;N2+3H22NH3,H27专题4溶液中离子浓度大小的比较【例4】醋酸钡(CH3COO)2BaH2O是一种媒染剂,下列有关0.1molL-1醋酸钡溶液中粒子浓度大小的比较,其中错误的是()A.c(Ba2+)c(CH3COO-)c(OH-)c(H+) B.c(H+)+2c(Ba2+)=c(CH3COO-)+c(OH-)C.c(H+)=c(OH-)-c(CH3COOH) D.2c(Ba2+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)【当堂检测4】标准状况下将2.24LCO2缓慢通入100mL1.5molL-1的NaOH溶液中(溶液体积变化忽略不计),充分反应后,下列关系正确的是()A.c(CO32-)c(HCO3-) B.c(CO32-)+c(HCO3-)=1molL-1C.c(H+)c(OH-) D.c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)专题5盐类水解利用中应注意的问题【例5】已知NaHSO3溶液和Na2CO3溶液混合加热煮沸能产生CO2气体。下列说法中正确的是()A.NaHSO3溶液因水解而呈碱性B.两溶液混合后产生CO2的原因是二者发生相互促进的水解反应C.向NaHSO3溶液中加入三氯化铁溶液既有沉淀生成,又有气体生成D.0.1molL-1NaHSO3溶液中:c(HSO3-)+2c(SO32-)+c(OH-)-c(H+)=0.1molL-1【当堂检测5】25时0.1molL-1的醋酸溶液的pH约为3,当向其中加入醋酸钠晶体,等晶体溶解后发现溶液的pH增大。对上述现象有两种不同的解释:甲同学认为醋酸钠水解呈碱性,c(OH-)增大了,因而溶液的pH增大;乙同学认为醋酸钠溶于水电离出大量醋酸根离子,抑制了醋酸的电离,使c(H+)减小,因此溶液的pH增大。(1)上述两种解释中(填“甲”或“乙”)正确。(2)为了验证上述哪种解释正确,继续做如下实验:向0.1molL-1的醋酸溶液中加入少量下列物质中的(填字母),然后测定溶液的pH。A.固体CH3COOKB.固体CH3COONH4C.气体NH3D.固体NaHCO3(3)若(填“甲”或“乙”)的解释正确,溶液的pH应(填“增大”“减小”或“不变”)。(已知25时,CH3COONH4溶液呈中性)随堂检测1.下列溶液一定呈中性的是()A.pH=7的溶液B.c(H+)=c(OH-)=10-6molL-1的溶液C.使酚酞呈无色的溶液D.由强酸与强碱等物质的量反应得到的溶液2.室温下下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是()A.pH=1的溶液中:Fe2+、NO3-、SO42-、Na+B.由水电离出的c(H+)=110-14molL-1的溶液中:Ca2+、Cl-、HCO3-、K+C.c(H+)c(OH-)=11012的溶液中:NH4+、Cl-、NO3-、Al3+D.c(Fe3+)=0.1molL-1的溶液中:K+、ClO-、SO42-、SCN-3.对于室温下pH=3的乙酸溶液,下列说法正确的是()A.c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)B.加水稀释到原体积的10倍后溶液的pH变为4C.加入少量乙酸钠固体,溶液pH减小D.与等体积pH=11的NaOH溶液混合后所得溶液中:c(Na+)=c(CH3COO-)4.现有室温下的四种溶液,有关叙述不正确的是()编号pH111133溶液氨水氧氧化钠溶液醋酸溶液盐酸A.相同体积的溶液分别与NaOH完全反应,消耗NaOH的物质的量:B.分别加水稀释10倍,四种溶液的pH:C.两溶液等体积混合,所得溶液中:c(Cl-)c(NH4+)c(OH-)c(H+)D.VaL溶液与VbL溶液混合近似认为混合溶液体积=(Va+Vb)L,若混合后溶液的pH=4,则VaVb=1195.下列说法正确的是()A.已知0.1molL-1的醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,加少量烧碱溶液可使溶液中c(H+)c(CH3COOH)值增大。B.25时,向水中加入少量固体CH3COONa,水的电离平衡:H2OH+OH-逆向移动,c(H+)降低C.取c(H+)=0.01molL-1的盐酸和醋酸各100mL,分别稀释2倍后,再分别加入0.03g锌粉,在相同条件下充分反应,醋酸与锌反应的速率大D.向硝酸钠溶液中滴加稀盐酸得到的pH=5的混合溶液中:c(Na+)c(Na+)+c(H+)B.由水电离出的c(OH-)=1.010-12molL-1C.与等体积pH=2的醋酸混合后所得溶液显碱性D.与等体积0.01molL-1氯化铵溶液混合后所得溶液中:c(Na+)=c(NH4+)7.向20mL0.5molL-1的醋酸溶液中逐滴加入等物质的量浓度的烧碱溶液,测定混合溶液的温度变化如图所示。下列关于混合溶液的相关说法错误的是()A.醋酸的电离常数:b点a点B.由水电离出的c(OH-):b点c点C.从a点到b点,混合溶液中可能存在:c(CH3COO-)=c(Na+)D.b点到c点,混合溶液中一直存在:c(Na+)c(CH3COO-)c(OH-)c(H+)8.(1)已知Ksp(BaSO4)110-10,Ksp(BaCO3)510-9,则向BaSO4悬浊液中逐渐加入Na2CO3固体至c(CO32-)=molL-1时,BaSO4开始向BaCO3沉淀转化。(2)若25时某一元酸HA的电离平衡常数Ka=110-8,相同物质的量浓度的HA和NaA两溶液等体积混合后,溶液显性(填“酸”“碱”或“中”)。9.现有浓度均为0.1molL-1的下列溶液:硫酸、醋酸、氢氧化钠、氯化铵、醋酸铵、硫酸氢铵、氨水,请回答下列问题:(1)四种溶液中由水电离出的H+浓度由大到小的顺序是(填序号)。(2)四种溶液中NH4+浓度由大到小的顺序是(填序号)。(3)将和按体积比12混合后,混合液中各离子浓度由大到小的顺序是。(4)已知t时,KW=110-13,则t(填“”“”或“=”)25。在t时将pH=11的NaOH溶液aL与pH=1的H2SO4溶液bL混合(忽略混合后溶液体积的变化),若所得混合溶液的pH=2,则ab=。10.(1)在2mL0.1molL-1的NaCl溶液中,加入2mL0.1molL-1的AgNO3溶液,可观察到,此反应的离子方程式为。将此混合液过滤,滤渣加入2mL0.1molL-1的KI溶液,搅拌,可观察到,反应的离子方程式为。(2)对于Ag2S(s)2Ag+(aq)+S2-(aq),其Ksp的表达式为。(3)下列说法不正确的是。A.用稀盐酸洗涤AgCl沉淀比用水洗涤损耗AgCl小B.物质的溶解度随温度的升高而增加,故物质的溶解都是吸热的C.对于Al(OH)3(s)Al(OH)3(aq)Al3+3OH-,前者为溶解平衡,后者为电离平衡D.除去溶液中的Mg2+,用OH-沉淀Mg2+比用CO32-效果好,说明Mg(OH)2的溶解度比MgCO3大E.沉淀反应中常加过量的沉淀剂,其目的是使沉淀完全第四章电化学基础复习课学习目标1.能正确判断原电池的正、负极,能正确书写电极方程式。2.能熟练掌握电解原理和电解方程式的书写。3.能解释金属发生电化学腐蚀的原因。4.掌握金属防护的方法。学习过程一、原电池和电解池的知识比较【例1】(双选)在原电池和电解池的电极上所发生的反应,同属氧化反应或同属还原反应的是()A.原电池正极和电解池阳极所发生的反应B.原电池正极和电解池阴极所发生的反应C.原电池负极和电解池阳极所发生的反应D.原电池负极和电解池阴极所发生的反应【练习1】某同学为了使反应2HCl+2Ag2AgCl+H2能进行,设计了下列四个装置,你认为可行的方案是()二、电极反应方程式的书写1.碱性锌锰电池电池总反应:Zn+2MnO2+2H2O2MnOOH+Zn(OH)2负极反应: 。正极反应: 。2.纽扣电池(银锌电池)电池总反应:Ag2O+Zn+H2OZn(OH)2+2Ag负极反应: 。正极反应 。3.锂电池(Li-SOCl2电池)电池总反应:8Li+3SOCl26LiCl+Li2SO3+2S负极反应: 。正极反应: 。4.铅蓄电池(1)放电过程放电过程总反应:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l)负极反应: 。正极反应: 。(2)充电过程充电过程总反应:2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)阴极反应: 。阳极反应: 。铅蓄电池的充、放电过程:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l)5.氢氧燃料电池总反应式:O2+2H22H2O(1)酸性介质负极反应: 。正极反应: 。(2)碱性介质负极反应: 。正极反应: 。(3)中性介质负极反应: 。正极反应: 。三、有关电化学的计算【例2】用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液,通电一段时间后,向所得的溶液中加入0.1molCu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH。则电解过程中转移的电子数为()A.0.1molB.0.2molC.0.3molD.0.4mol【练习2】将两支惰性电极插入500mL的AgNO3溶液中,通电电解。当电解质溶液的pH由6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出,且电解液在电解前后体积变化可以忽略),则电极上析出银的质量是()A.27mg B.54mg C.108mg D.216mg四、关于电解问题的解题步骤【例3】用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液,电解一段时间后,再加入W,能使溶液恢复到电解前的状态,下列符合题意的一组是()组号XYZWACFeNaClH2OBPtCuCuSO4CuSO4溶液CCCH2SO4H2ODAgFeAgNO3AgNO3晶体【练习3】用惰性电极电解CuSO4溶液,当Cu2+浓度下降至原来一半时停止通电,要想使CuSO4溶液恢复原浓度,应加入的物质是()A.CuSO4 B.CuO C.Cu(OH)2 D.CuSO45H2O随堂检测1.化学用语是学习化学的重要工具,下列用来表示物质变化的化学用语中,正确的是()A.惰性电极电解饱和食盐水时,阳极的电极反应式为:2Cl-2e-Cl2B.氢氧燃料电池的负极反应式为:O2+2H2O+4e-4OH-C.粗铜精炼时,与电源正极相连的是纯铜,电极反应式为:Cu-2e-Cu2+D.钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式为:Fe-2e-Fe2+2.下列叙述中,正确的是()电解池是将化学能转变成电能的装置原电池是将电能转变成化学能的装置金属和石墨导电均为物理变化,电解质溶液导电是化学变化不能自发进行的氧化还原反应,通过电解的原理有可能实现电镀过程相当于金属的“迁移”,可视为物理变化A.B.C.D.3.下列各装置中铜电极上能产生气泡的是()4.下列说法不正确的是()A.充电电池充电时,发生电解反应;放电时,发生原电池反应B.电镀时,应将镀层金属与电源正极相连C.电解饱和NaCl溶液时,阳极上放出黄绿色气体的同时还产生大量的氢氧化钠D.利用电化学原理保护金属主要有两种方法,分别是牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法5.如图所示