人教版高中化学选修四全册导学案(精品)

人教 A 版高中化学选修四全册导学案目 录第一章 化学反应与能量 .1第二章 化学反应速率和化学平衡 .6第三章 电离平衡 .13第一节 弱电解质的电离 .13第二节 水的电离和溶液的 pH 值 .14第三节 盐类的水解（课时 1、2 ） .19第三节 盐类的水解（课时 3、4 ） .22第三节 盐类的水解（课时 5、6 ） .26第四节 溶解平衡（第 1、2 课时） .34第四章 电化学基础 .38第一节 原电池 .38第二节 化学电源 .40第三节 电解池 .44第四节 金属的电化学腐蚀与防护 .49第 1 页 共 53 页第一章 化学反应与能量 知识要点：一、 焓变（H） 反应热在一定条件下，某一化学反应是吸热反应还是放热反应，由生成物与反应物的焓差值即焓变（H）决定。在恒压条件下，反应的热效应等于焓变。放热反应 H 0 吸热反应 H 0焓变（H）单位：KJ/mol二、 热化学方程式定义：能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。书写时应注意：1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）。2所有反应物和产物都用括号注明它们在反应时的状态。3各物质前的系数指实际参加反应的物质的量，可以是整数也可以是分数。4H 单位 KJ/mol 中每摩尔指的是每摩尔反应体系，非每摩尔某物质，其大小与反应物的物质的量成正比。5对于可逆反应中的H 指的是正向完全进行时的焓变。三、燃烧热定义：25、101KPa 时，1mol 纯物质完全燃烧生成稳定化合物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。单位：KJ/mol注意点：1测定条件：25、101KPa，非标况。2量：纯物质 1mol3最终生成稳定的化合物。如 CCO 2，HH 2O（l）书写燃烧热化学方程式应以燃烧 1mol 纯物质为标准来配平其余物质的化学计量数。四、中和热定义：在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成 1mol H2O 时所释放的热量称为中和热。强酸与强碱反应生成可溶性盐的热化学方程式为： H+（aq）+ OH - (aq) = H2O(l) H= -57.3KJ/mol实验：中和热的测定 见课本第 45 页第 2 页 共 53 页思考：1.环形玻璃棒的作用 2.烧杯间填满碎泡沫塑料的作用 3.大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值 （填“偏大” 、 “偏小”或“ 无影响”）五、化学反应热的计算盖斯定律：不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。即化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应途径无关。假设反应体系的始态为 S，终态为 L，若 SL，H 0；则 LS， H0。练习题：一、选择题1下列说法正确的是（ ）A吸热反应不加热就不会发生B需要加热才能发生的反应一定是吸热反应C反应是放热还是吸热必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小D放热的反应在常温下一定很容易发生2下列说法错误的是（ ）A热化学方程式各物质前的化学计量数不表示分子个数只代表物质的量 B热化学方程式未注明温度和压强时，H 表示标准状况下的数据C同一化学反应，化学计量数不同，H 不同，化学计量数相同而状态不同，H也不相同D化学反应过程所吸收或放出的热量与参加反应的物质的物质的量成正比3已知：C(石墨)C(金刚石) H0，则可以判断 （ ）A金刚石比石墨稳定 B一样稳定C石墨比金刚石稳定 D无法判断4下列变化属于吸热反应的是 液态水汽化 将胆矾加热变为白色粉末 浓硫酸稀释 氯酸钾分解 生石灰跟水反应 （ ）A B C D5已知：2H 2(g)+O2(g)=2H2O(l) ;H= -571.6 KJ/mol, 则 2H2O(l) =2H2(g)+O2(g) ;H的说法中正确的是（ ）A该反应 H 大于 0 BH= -571.6 KJ/mol C该反应可表示 36g 液态水分解的热效应 D该反应中化学计量数表示分子个数6在 100g 碳不完全燃烧所得气体中，CO 占 1/3，CO 2 占 2/3，且 C(s)+1/2O2(g)=CO(g);H=-110.35kJ/mol CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g);H=-282.57 kJ/mol，与这些碳完全燃烧相比，损失的热量是 （ ） 第 3 页 共 53 页A392.92kJ B2489.44kJ C784.92kJ D3274.3kJ7已知：CH 4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ;H1 , 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ;H2,2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ;H3。常温下取体积比为 4：1 的甲烷和氢气的混合气体 11.2L（已折合成标准状况） ，经完全燃烧后恢复至常温 ，则放出热量为 （ ） A0.4H 1 + 0.05H3 B 0.4H1 + 0.05H2 C0.4 H1 + 0.1H3 D 0.4H1 + 0.2H3 8一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出的热量为 Q，它所生成的 CO2 用过量的饱和石灰水完全吸收可得 100gCaCO3 沉淀，则完全燃烧 1mol 无水乙醇时放出的热量是 （ ）A0.5Q B Q C 2Q D5Q9在一定条件下，CO 和 CH4 燃烧的热化学方程式为：CO(g)+1/2O 2=CO2(g) ；H = -283KJ/molCH4(g)+ 2O2=CO2(g) +2H2O(g) ；H = -890KJ/mol，现有 4mol CO 和 CH4 组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时，释放的热量为 2953 KJ，则 CO 和 CH4的体积比 （ ）A1:3 B3:1 C1:2 D2:110下列说法中，正确的是 （ ）A1 mol H 2SO4 与 1 mol Ba（OH） 2 完全中和所放出的热量为中和热B中和反应都是放热反应，盐类水解反应都是吸热反应C在 101 kPa 时，1 mol 碳燃烧所放出的热量一定叫碳的燃烧热DCO 燃烧是吸热反应11下列说法正确的是（ ）A在 101 kPa 时，1 mol 物质完全燃烧时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热B酸和碱发生中和反应生成 1 mol 水，这时的反应热叫中和热C燃烧热或中和热是反应热的种类之一D在稀溶液中，1 mol CH 3COOH 和 1 mol NaOH 完全中和时放出的热量为573 kJ12已知 Zn（s） O2（g）= ZnO（s ） ；H= 350 kJ/mol，则1 g Zn在氧气中燃烧放出的热量约为（ ） A54 kJ B350 kJ C35 kJ D85 kJ 13根据热化学方程式：S（s）O 2（g）=SO 2（g） ；H=29723 kJ/mol，分析下列说法中不正确的是（ ）AS 的燃烧热为 29723 kJ/mol21第 4 页 共 53 页BS（g）O 2（g）=SO 2（g）放出的热量大于 29723 kJCS（g）O 2（g）=SO 2（g）放出的热量小于 29723 kJD形成 1 mol SO2 的化学键所释放的总能量大于断裂 1 mol S（s）和 1 mol O2（g）的化学键所吸收的总能量14已知 2H2（g）O 2（g）=2H 2O（l） ；H=5696 kJmol1 ，2H 2O（g）=2H 2（g）O 2（g） ；H=4821 kJmol 1 。现有 1 g 液态 H2O，蒸发时吸收的热量是（ ）A243 kJ B486 kJ C43 8 kJ D875 kJ15已知 H-H 键键能（断裂时吸收或生成时释放的能量）为 436 kJmol1 ，H-N 键键能为 391 kJmol1 ，根据化学方程式：N 2（ g）+3H 2（g）=2NH 3（g）; H=92.4kJmol 1 。则 NN键的键能是 （ ）A431kJmol 1 B946kJmol 1 C649kJmol 1D896kJmol 116分析右图的能量变化示意图，下列热化学方程式正确的是 （ ）A2A（g）+B（g）=2C（g）; H = a (a0) B2A（g）+B （g）=2C（g）; H = a (a0) C2A + B = 2C ; H = a (a0) D2C = 2A + B ; H = a (a0)17下列各组热化学方程式中，化学反应的 H 前者大于后者的是（ ）C(s)O 2(g)=CO2(g)； H1 C(s)O 2(g)=CO(g)； H2S(s)O 2(g)=SO2(g)； H3 S(g)O 2(g)=SO2(g)； H4H2(g)O 2(g)=H2O(l)； H5 2H2(g)O 2(g)=2H2O(l)； H6CaCO3(s)=CaO(s)CO 2(g)； H7 CaO(s)H 2O(l)=Ca(OH)2(s)； H8A B C D18强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应：H +（aq）+ OH - (aq) = H2O(l) H= -57.3KJ/mol，向 1L 0.5mol/L 的 NaOH 溶液中加入稀醋酸、浓硫酸、稀硝酸，则恰好完全反应时的热效应 H1、H 2、H 3 的关系正确的是（ ）2A（g）+B（g）2A（g）+B（g）2C（ g） 高低物质所具有的总能量11第 5 页 共 53 页AH 1H2H3 B H1H3H2C H2H1H3 D H1H3H219甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)； H= + 490 kJmol 1CH3OH(g)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g)； H=1929 kJmol 1下列说法正确的是 （ ）ACH 3OH 的燃烧热为 1929 kJmol 1B反应 中的能量变化如右图所示C CH3OH 转变成 H2 的过程一定要吸收能量D根据推知反应： CH3OH(l)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g)的H1929kJmol 1二、填空题（24 分）20家用液化气中主要成分之一是丁烷。在 101 kPa 时，10 kg 丁烷完全燃烧生成 CO2 和 H2O（l）放出热量 5105 kJ，丁烷的燃烧热为_，丁烷燃烧的热化学方程式为_ 。21100 L 100 molL 1 H2SO4 溶液与 200 L 100 molL 1 NaOH 溶液完全反应，放出 1146 kJ 的热量，由此可推知 H2SO4 与 NaOH 发生中和反应的中和热为_，表示该中和热的热化学方程式为 。220.3mol 气态高能燃料乙硼烷（B 2H6）在 O2 中燃烧，生成固态的 B2O3 和液态水，放出 649.5kJ 热量，其燃烧热化学方程式为 。又已知：H 2O（l）= H2O（g）H=44 kJ/mol ，则 11.2L（标准状况）乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是_kJ 。231mol 气态钠离子和 1mol 气态氯离子结合生成 1mol 氯化钠晶体所释放出的热能为氯化钠晶体的晶格能。(1)下列热化学方程式中，能直接表示出氯化钠晶体的晶格能的是 A. Na+(g)+Cl-(g)=NaCl(s) H B. Na(s)+1/2Cl2(g)=NaCl(s) H1C.Na(s)=Na(g) H2 D. Na(g)-e-=Na+(g) H3E.1/2 Cl2(g)= Cl(g) H4 F. Cl(g)+ e-= Cl-(g) H5(2)写出 H 与 H1、H 2、 H3、H 4、 H5 之间的关系式 24硝化甘油(C 3H5N3O9)分解的产物为 N2、CO 2、 O2 和 H2O，它的分解反应方程式为 。已知 20时， 2.27 g 硝化甘油分解放出热量为 15.4 kJ，则每生成 1 mol 气体伴随放出的热量为_ kJ。第 6 页 共 53 页25已知：H 2(g)+ O2(g)=H2O(g), 反应过程中 能量变化如图。 问：（1）a、b、 c 分别代表什么意义？a b c (2)该反应是放热还是吸热？ H 大于 0 还是小于 0？ 第二章 化学反应速率和化学平衡【知识要点】一、化学反应速率1、化学反应速率（1）概念：化学反应速率是用来衡量化学反应进行的快慢的物理量。通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示化学反应速率。（2）表示方法： vct 固体或纯净液体 vn t（用不同物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中的各物质的化学计量系数比。）2、影响化学反应速率的因素（1）内因（主要因素）是指参加反应的物质的性质。（2）外界条件对化学反应速率的影响1） 浓 度 ： 其 他 条 件 相 同 时 ， 增 大 反 应 物 浓 度 反 应 速 率 增 大 ， 减 小 反 应 物 浓 度 反应 速 率 减 小 。有关解释：在其他条件不变时，对某一反应，活化分子在反应物中所占的百分数是一定的。单位体积内活化分子的数目与单位体积内反应物分子的总数成正比。当反应物浓度增大时，单位体积内分子数增多，活化分子数也相应增大，单位体积内的有效碰撞次数也相应增多，化学反应速率增大。2）压强：对有气体参加的化学反应，若其他条件不变，增大压强，反应速率加快，减小压强，反应速率减慢。能量反应过程abc2H (g) +O (g)H2(g) +O 2(g)12H2O21第 7 页 共 53 页有 关 解 释 ： 当 温 度 一 定 时 ， 一 定 物 质 的 量 的 气 体 的 体 积 与 其 所 受 的 压 强 成 反 比 。若 气 体 的 压 强 增 大 到 原 来 的 2 倍 ， 体 积 就 缩 小 到 原 来 的 一 半 ， 单 位 体 积 内 的 分 子数 就 增 大 到 原 来 的 2 倍 。 故 增 大 压 强 ， 就 是 增 加 单 位 体 积 里 反 应 物 的 物 质 的 量 ，即 增 大 反 应 物 的 浓 度 ， 反 应 速 率 相 应 增 大 ； 相 反 ， 减 小 压 强 ， 气 体 的 体 积 就 扩大 ， 反 应 物 浓 度 减 小 ， 反 应 速 率 随 之 减 小 。说明： 若参加反应的物质为固体、液体或溶液，由于压强的变化对它们的浓度几乎无影响，可以认为反应速率不变。与化学反应无关的气体对化学反应速率是否有影响，要分情况而定。在一定温度下于密闭容器中进行的化学反应 N2(g)+3H2(g) 2 NH3 (g)：a、充入 He 并保持容器的容积不变时，虽容器内气体的总压增大，但由于气体的容积不变，反应物气体的物质的量浓度不变，化学反应速率不变，平衡不移动。b、充入 He 并保持容器内的总压不变时，必然是容器的容积增大。而气体容积的增大，引起反应物浓度的减小，化学反应速率减小，平衡左移。3）温度：当其他条件不变时，升高温度反应速率增大；降低温度反应速率减小。经验规律：一般来说，温度每升高 10，反应速率增大 24 倍。有关解释：在浓度一定时，升高温度，反应物分子的能量增加，使一部分原来能量较低的分子变成活化分子，从而增加了反应物分子中活化分子的百分数，使有效碰撞次数增多，反应速率增大。温度升高，分子的运动加快，单位时间里反应物分子间碰撞次数增加，反应也相应地加快，前者是反应速率加快的主要原因。说 明 ： 温 度 对 反 应 速 率 的 影 响 规 律 ， 对 吸 热 、 放 热 反 应 都 适 用 ， 且 不 受 反 应物 状 态 的 限 制 。4）催化剂：催化剂能参与反应，改变反应历程，降低活化能，也就等于提高了活化分子的百分数，从而提高了有效碰撞频率，加快了反应速率。5）其他因素对化学反应速率的影响例如，通过光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨等等。总之，向反应体系输入能量，都有可能改变化学反应速率。二、化学平衡移动原理（勒夏特列原理）：如果改变影响化学平衡的一个条件(如浓度、温度、压强等)，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。1、浓度：增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动。减小反应物浓度或增大生成物浓度，平衡向逆反应方向移动。2、压强：对于有气体参加的反应，增大压强平衡向气体体积减小的方向移动，减小压强平衡向气体体积增大的方向移动。（ 对 于 没 有 气 体 参 加 的 可 逆 反 应 及 反 应 前 后 气 体 体 积 不 变 的 反 应 ， 改 变 压 强 化第 8 页 共 53 页学 平 衡 不 移 动 。 ）3、温度：升高温度平衡向吸热方向移动，降低温度平衡向放热方向移动。无论是吸热反应还是放热反应，升高温度反应速率都加快；降低温度反应速率则减慢。三、等效平衡：在一定条件（定温、定容或定温、定压）下，只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后，任何相同组分的分数（体积、物质的量）均相同，这样的化学平衡互称为等效平衡。（1）定温、定容：反应前后气体体积改变：转化成平衡式同一边物质物质的量与原平衡数值相同。反应前后气体体积不变：转化成平衡式同一边物质物质的量与原平衡比值相同。（2）定温、定压：转化成平衡式同一边物质物质的量与原平衡比值相同。四、化学平衡常数1、定义：在一定温度下，当一个可逆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，这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数），用符号 K 表示。 如：mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)（注意：对于有固体或纯液体参加的反应，它们的浓度不列入 K 的表达式。K 值与浓度无关，只受温度影响。不指明温度，K 值无意义。对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数。）应用：判断反应进行的程度：K 值越大，反应进行的程度越大，反应物转化率越高。判断反应热效应：T 升高，K 值增大，则正反应为吸热反应。T 降低，K 值减小，则正反应为放热反应。五、化学反应自发进行的方向的判断根据体系存在着力图使自己的能量趋于“最低” 和“有序” 的自然规律，由焓变和熵变判据组合的复合判据适合于所有的过程。即G=HTS 0 0 低温0，高温0 0 任何温度都不能自发0 0，低温0 较低温度能自发【巩固练习】1、对于反应 A(g)+3B(g) 2C(g)，下列各数据表示不同条件下的反应速率，其中反应进行得最快的是（ ）A、v(A)=0.01 mol/(Ls) B、