选修4化学反应原理 章末总结 学案.doc

第一章 化学反应与能量 章末总结 学案（人教版选修4） 专题一利用键能求反应热方法点拨：在化学反应中，旧化学键断裂时，需要吸收能量；当原子重新组合，形成新化学键生成新物质时，又要释放能量。断裂1 mol化学键吸收的能量或形成1 mol化学键释放的能量，就是该化学键的键能。【例1】某些化学键的键能如下表(kJmol1)键HHBrBrIIClClHClHIHBr键能436193151247431299356(1)1 mol H2在2 mol Cl2中燃烧，放出热量_kJ。(2)在一定条件下，1 mol H2与足量的Cl2、Br2、I2分别反应，放出热量由多到少的顺序是_。ACl2Br2I2 BI2Br2Cl2预测1 mol H2在足量F2中燃烧比在Cl2中放热_。解析本题涉及键能与吸、放热的关系。考查了键能与反应热的定量关系。(1)1 mol H2在2 mol Cl2中燃烧，参加反应的H2和Cl2都是1 mol，生成HCl 2 mol。则放出热量：436 kJmol11 mol247 kJmol11 mol431 kJmol12 mol179 kJ。(2)反应H2X2=2HX中，若1 mol H2和1 mol X2反应生成2 mol HX，就有1 mol HH和XX键断裂，2 mol HX键生成。放出的热量Qp(HX)E(HH)E(XX)2E(HX)。将表中数据代入可算得：Qp(HCl)Qp(HBr)Qp(HI)。故H2在Cl2中燃烧放热最多，在I2中放热最少，选A。由此预测H2在F2中燃烧放热比在Cl2中放热多。答案(1)179(2)A多专题二热化学方程式的书写及正误判断书写热化学方程式是本章学习中的一个难点，这种“难”主要体现在书写时常有如下易错之处：(1)漏写反应物或生成物的聚集状态，其根本原因是没有认识到反应热与物质的聚集状态有关。(2)将H的正、负混淆，其关键是没有体会到“”“”分别表示吸收或放出热量后使体系本身的能量升高或降低了。(3)未注意到化学计量数不同，其反应热的数值也不同。如：H2(g)Cl2(g)=2HCl(g) H184.6 kJmol1H2(g)Cl2(g)=HCl(g) H92.3 kJmol1另外要看清题目的要求，写热化学方程式，答案不是惟一的，但写表示燃烧热的热化学方程式，可燃物的化学计量数必须为1，答案是惟一的。【例2】在25、101 kPa下，1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ，下列热化学方程式书写正确的是()ACH3OH(l)O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H725.76 kJmol1B2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l)H1 451.52 kJmol1C2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l)H725.76 kJmol1D2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l)H1 451.52 kJmol1解析1 g甲醇燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放热22.68 kJ，则1 mol甲醇(32 g)燃烧放热22.68 kJ32725.76 kJ，相同条件下，2 mol甲醇燃烧放热725.76 kJ21 451.52 kJ。答案B【例3】在298 K、1.01105 Pa下，将22 g CO2通入750 mL 1 molL1 NaOH 溶液中充分反应，测得反应放出x kJ的热量。已知在该条件下，1 mol CO2通入1 L 2 molL1 NaOH溶液中充分反应放出y kJ的热量，则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式正确的是()ACO2(g)NaOH(aq)=NaHCO3(aq) H(2yx) kJmol1BCO2(g)NaOH(aq)=NaHCO3(aq) H(2xy) kJmol1CCO2(g)NaOH(aq)=NaHCO3(aq) H(4xy) kJmol1DCO2(g)2NaOH(l)=2NaHCO3(l) H(8x2y) kJmol1答案C解析0.5 mol CO2与0.75 mol NaOH反应生成0.25 mol Na2CO3和0.25 mol NaHCO3，反应放出的热量为x kJ，则生成1 mol Na2CO3和1 mol NaHCO3放出热量4x kJ；1 mol CO2通入含2 mol NaOH溶液中，生成1 mol Na2CO3，放出y kJ的热量，则1 mol CO2与1 mol NaOH溶液反应放出的热量为(4xy) kJ；D项中NaOH和NaHCO3的状态标注错误，方程式的书写也是错误的。【变式训练1】已知在298 K,100 kPa下，1 g C8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40 kJ热量。表示上述反应的热化学方程式正确的是()AC8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(g) H48.40 kJmol1BC8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(l) H5 518 kJmol1CC8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(l) H5 518 kJmol1DC8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(l) H48.40 kJmol1答案B解析在热化学方程式中，各物质化学式前的化学计量数表示物质的量。1 g C8H18燃烧生成二氧化碳和液态水时放热48.40 kJ，则1 mol C8H18燃烧放热48.40 kJ1145 518 kJ，所以A、D错误；放热反应的H0，为负值，所以C错误，答案为B。【变式训练2】沼气是一种能源，它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2气体和液态H2O时，放出445 kJ热量，则下列热化学方程式中正确的是()A2CH4(g)4O2(g)=2CO2(g)4H2O(l) H890 kJmol1BCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H890 kJmol1CCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H890 kJmol1D.CH4(g)O2(g)=CO2(g)H2O(l) H890 kJmol1答案C解析0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2气体和液态H2O时，放出445 kJ热量，即1 mol CH4完全燃烧生成CO2气体和液态H2O时，放出890 kJ热量。根据书写热化学方程式的规定，要注明物质的聚集状态，标出反应的热效应，只有C项正确。【变式训练3】以下几个热化学方程式，能表示固态碳和气态氢气燃烧时的燃烧热的热化学方程式是()AC(s)O2(g)=CO(g) H110.5 kJmol1BC(s)O2(g)=CO2(g) H393.5 kJmol1C2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H571.6 kJmol1DH2(g)O2(g)=H2O(g) H241.8 kJmol1答案B解析A项C(s)燃烧未生成稳定氧化物CO2(g)，故其反应热不能叫燃烧热；B项符合燃烧热的定义；C项H2虽然转变成了稳定的氧化物H2O(l)，但由于其反应热表示的是2 mol H2完全燃烧时的热量变化，故不能叫燃烧热；D项参加燃烧的H2虽然是1 mol，但其生成H2O(g)，而不是H2O(l)，故它的反应热也不为H2的燃烧热。专题二盖斯定律的应用化学反应无论是一步完成还是分几步完成，其反应焓变是一样的。也就是说，化学反应的反应热只与反应物的始态(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，则各步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热相同，这就是盖斯定律。计算反应热时，盖斯定律可简单理解为：如果一个化学方程式可由另外几个化学方程式相加减而得到，则该化学反应的焓变也可由这几个化学反应的焓变相加减而得到。【例4】用CH4催化还原NOx，可以消除氮氧化物的污染。例如：CH4(g)4NO2(g)=4NO(g)CO2(g)2H2O(g) H574 kJmol1CH4(g)4NO(g)=2N2(g)CO2(g)2H2O(g) H1 160 kJmol1下列说法不正确的是()A若用标准状况下4.48 L CH4还原NO2生成N2和水蒸气，放出的热量为173.4 kJB由反应可推知：CH4(g)4NO2(g)=4NO(g)CO2(g)2H2O(l)H574 kJmol1C反应转移的电子数相同D反应中当4.48 L CH4反应完全时转移的电子总数为1.60 mol解析根据盖斯定律，将相加得到如下热化学方程式：CH4(g)2NO2(g)=N2(g)CO2(g)2H2O(g)H867 kJmol1，标准状况下4.48 L CH4的物质的量为0.2 mol，放出的热量为0.2 mol867 kJmol1173.4 kJ；由于液态水生成气态水需要吸收热量，所以生成液态水的反应放出的热量多，放热越多，则H越小，即H”、“T1，正反应为放热反应。B表示p1c。例3T时，A、B、C三种气体在反应过程中浓度变化如图()所示，若保持其他条件不变，温度分别为T1和T2时，B的体积分数与时间的关系如图()所示，则下列结论正确的是()A在(t110) min时，保持其他条件不变，增大压强，平衡向逆反应方向移动B其他条件不变，升高温度时，正、逆反应速率增大，且A的转化率增大CT时，在相同容器中，若由0.4 molL1A、0.4 molL1B、0.2 molL1C反应，达到平衡后，C的浓度也为0.4 molL1D(t10) min时，保持压强不变，通入稀有气体，平衡不移动听课记录：变式训练3如图表示反应2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)H0的正反应速率随时间的变化情况，试根据此曲线判断下列说法可能正确的是()At1时增加了SO2和O2的浓度，平衡向正反应方向移动Bt1时降低了温度，平衡向正反应方向移动Ct1时减小了压强，平衡向逆反应方向移动Dt1时减小了SO2的浓度，增加了SO3的浓度，平衡向逆反应方向移动参考答案例1(1)加催化剂达到平衡的时间缩短，平衡时A的浓度未变温度升高达到平衡的时间缩短，平衡时A的浓度减小(2)40%(或0.4)0.060 molL1(3)温度升高，平衡向正反应方向移动，故该反应是吸热反应(4)0.014 molL1min10.009 molL1min1解析(1)与相比，反应物A的起始浓度和平衡浓度相同，但达到平衡所用的时间缩短，说明化学平衡没有发生移动，只是反应速率加快了，由于该反应是在溶液中进行的，改变压强不会影响化学反应速率，改变温度会改变化学反应速率和使化学平衡移动，所以反应应为使用了催化剂；与相比，平衡时间缩短，A的平衡浓度减小，说明化学平衡向正反应方向移动了，故改变的反应条件为升高了温度，该反应的正反应是吸热反应。(2)对于实验A2BC 0.100 0.200 0 0.040 0.080 0.040 0.060 0.120 0.040故B的平衡转化率为100%40%对于实验A2BC 0.100 0.200 0 0.060 0.120 0.060 0.040 0.080 0.060即实验达到平衡时C的浓度为0.060 molL1。(4)该反应进行到4 min时，实验中，A的浓度为0.072 molL1，减少了0.028 molL1，则参加反应的B的量为0.056 molL1，故vB0.014 molL1min1；实验中，A的浓度为0.064 molL1，减少了0.036 molL1，生成C的浓度为0.036 molL1，vC0.009 molL1min1。变式训练1(1)CuSO4Zn=ZnSO4Cu，ZnH2SO4=ZnSO4H2(2)CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn形成CuZn微电池，加快了氢气产生的速率(3)Ag2SO4(4)升高反应温度、适当增加硫酸的浓度、增加锌粒的比表面积等(答两种即可)(5)301017.5灰黑暗红当加入一定量的CuSO4后，生成的单质Cu会沉积在Zn的表面，降低了Zn与溶液的接触面积解析(1)在稀硫酸中加入硫酸铜后发生了两个反应：CuSO4Zn=ZnSO4Cu、ZnH2SO4=ZnSO4H2。(2)由于Zn与反应生成的Cu及硫酸铜溶液组成了CuZn微电池，大大加快了生成氢气的反应速率。(3)只要是比锌的金属性差的金属都可以与锌组成原电池，都可以加快生成氢气的反应速率，故在所给的物质中只有Ag2SO4符合题意。(4)要加快生成氢气的反应速率，还可以采取如下措施：升高温度、适当增大硫酸的浓度、增加锌粒的比表面积等。(5)因为要研究硫酸铜的量对反应速率的影响，故应保持硫酸的浓度在各组实验中相同，则硫酸溶液的体积均取30 mL，根据F中增加的水与硫酸铜溶液的体积之和为20 mL，可以求得各组实验中V610 mL，V819.5 mL，V917.5 mL，V1015 mL。当溶液中析出少量的铜时，因不能形成铜的晶体，故铜显示的颜色是灰黑色，E中析出较多的铜，则显示了铜晶体的颜色：暗红色。由于析出的铜的量较多，会覆盖在锌的表面，使得锌与稀硫酸接触面积大大减小，故反应速率反而减慢了。例2(1)c(CO2)/c(CO)(2)0.006 molL1min160%(3)C变式训练2(1) molL1min1 molL1min1(2)2316(3)100%(4)(5)增大体积减小，反应物的浓度增大，因而使反应速率增大减小体积减小，气体的压强增大，平衡向气体分子数减少的方向(即逆反应方向)移动，因而使反应物转化率减小解析(1)vA molL1min1vB molL1min1同样可得vD molL1min1vCvA molL1min1(2)由化学反应速率之比等于化学方程式中化学计量数之比可得xypqvAvBvCvD2316。(3)当D为2a mol时，B减少了a mol，因此B的转化率为100%100%。(4)其他条件不变只升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，由题意知原平衡时D为2a mol，升高温度达到新平衡时，D为1.5a mol，可见反应向逆反应方向移动，因此正反应是放热反应，即HT2，且温度越高，B%越大，则该反应正向为放热反应，则升温后平衡逆向移动，A转化率减小，B错误；假设C正确，则达到平衡时C为0.4 molL1，同时A为0.3 molL1，B为0.1 molL1，各种物质的平衡浓度与图象完全相同，则假设正确；平衡后，保持压强不变，通入稀有气体，平衡向气体体积增大的方向移动，D错误。变式训练3D由图象可知，t1时刻时正向速率突然间减小，在t2时刻达到新平衡时的正向速率大于原平衡时的正向速率，故A项、B项、C项错，D项正确。第三章 水溶液中的离子平衡 章末总结 学案（人教版选修4）专题一一元强酸与一元弱酸的比较1c(酸)相同、体积相同时2.pH相同、体积相同时例1在甲烧杯中放入盐酸，乙烧杯中放入醋酸。两种溶液的体积和pH都相等，向两烧杯中同时加入质量不等的锌粒，反应结束后得到等量的氢气。下列说法中正确的是()A甲烧杯中放入锌粒的质量比乙烧杯中放入锌粒的质量小B甲烧杯中的酸过量C两烧杯中参加反应的锌等量D反应开始后乙烧杯中的c(H)始终比甲烧杯中的c(H)小听课记录：变式训练1在等体积、物质的量浓度均为0.3 molL1的H2SO4、HCl、HNO3、CH3COOH溶液中，加入足量的Zn，下列说法中正确的是()A硫酸中放出的氢气量最多B醋酸中放出的氢气量最多C盐酸中放出的氢气量最多D盐酸和硝酸中放出的氢气量相等专题二强酸、强碱混合后溶液pH的计算1计算公式：依据化学反应计算n(H)或c(H)、n(OH)或c(OH)。酸过量：c(H)；碱过量：c(OH)；恰好中和：n(H)n(OH)，pH7。2等体积混合规律pHa的强酸溶液与pHb的强碱溶液等体积混合，由1014ab，可知：若ab14，则混合溶液呈中性(恰好中和)；若ab14，则混合溶液呈碱性(碱过量)。3呈中性规律VaLpHa的强酸与VbLpHb的强碱溶液混合，若混合后溶液呈中性，则有Va10aVb10(14b)，即10ab14，那么，ab14时，VaVb；ab14时，VaVb；ab14时，Va7B若10xy ，且ab13，则pH7C若axby，且ab13，则pH7D若x10y，且ab14，则pH7专题三溶液中离子浓度大小比较的常见题型与对策1多元弱酸溶液，根据多步电离分析如在H3PO4的溶液中，c(H)c(H2PO)c(HPO)c(PO)。2一种盐溶液中各种离子浓度的相对大小(1)当盐中阴、阳离子等价时c(不水解的离子)c(水解的离子)c(水解后显某性的离子(如H或OH)c(显性相对离子(如OH或H)实例：CH3COONa溶液：c(Na)c(CH3COO)c(OH)c(H)NH4Cl溶液：c(Cl)c(NH)c(H)c(OH)(2)当盐中阴、阳离子不等价时要考虑是否水解，水解分几步。如多元弱酸根的水解，则是“几价分几步，为主第一步”。实例：Na2S水解分两步，各种离子浓度大小顺序为：c(Na)c(S2)c(OH)c(HS)c(H)3不同溶液中同一离子浓度的比较，要看溶液中其他离子对其影响的因素如在相同的物质的量浓度的下列溶液中： NH4Cl，CH3COONH4，NH4HSO4；c(NH)由大到小的顺序是。4混合溶液中各离子浓度的比较，要进行综合分析，如电离因素、水解因素等(1)首先考虑电荷守恒，如盐酸和氨水混合，无论谁过量均有c(NH)c(H)c(Cl)c(OH)。(2)考虑离子间的反应。(3)酸、碱混合时考虑是完全反应还是有一种过量。(4)等物质的量混合时要考虑是电离为主还是水解为主。常见的有三对：等浓度的CH3COOH与CH3COONa的混合溶液：弱酸的电离大于其对应弱酸盐的水解，溶液呈酸性。等浓度的NH3H2O与NH4Cl的混合溶液：弱碱的电离大于其对应弱碱盐的水解，溶液呈碱性。等浓度的HCN与NaCN的混合溶液：弱酸的电离小于其对应弱酸盐的水解，溶液呈碱性。例3关于浓度均为0.1 molL1的三种溶液：氨水、盐酸、氯化铵溶液，下列说法不正确的是()Ac(NH)：B水电离出的c(H)：C和等体积混合后的溶液：c(H)c(OH)c(NH3H2O)D和等体积混合后的溶液：c(NH)c(Cl)c(OH)c(H)听课记录：变式训练3下列有关二元弱酸H2A的盐溶液的说法中，正确的是()A在NaHA溶液中一定有：c(Na)c(HA)c(OH)c(H)B在NaHA溶液中一定有：c(Na)c(HA)c(H)c(OH)C在Na2A溶液中：c(Na)c(HA)c(OH)2c(A2)D在Na2A溶液中：c(OH)c(H)c(HA)2c(H2A)专题四沉淀反应的应用1沉淀的生成(1)原理在难溶电解质溶液中，如果电解质电离出来的离子浓度幂的乘积(离子积Qc)大于难溶物的溶度积Ksp，就会表现出生成沉淀。在涉及无机物制备和提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域中，常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。(2)方法加入沉淀剂使QcKsp产生沉淀调节溶液的pH产生沉淀2沉淀的溶解如果难溶电解质的离子积Qc小于其溶度积Ksp，就会表现出沉淀溶解。将沉淀直接溶解变成易溶的物质或离子，若将沉淀转化为另一种沉淀后再溶解为易溶的物质或离子是沉淀溶解的两种主要途径。3沉淀的转化沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。一般来说，溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。两种沉淀的溶解度差别越大，沉淀转化越容易。例4以MnO2为原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2、Pb2、Cd2等金属离子，通过添加过量难溶电解质MnS，可使这些金属离子形成硫化物沉淀，经过滤除去包括MnS在内的沉淀，再经蒸发、结晶，可得纯净的MnCl2。根据上述实验事实，可推知MnS具有的相关性质是()A具有吸附性B溶解度与CuS、PbS、CdS相同C溶解度大于CuS、PbS、CdSD溶解度小于CuS、PbS、CdS听课记录：变式训练4含有较多Ca2、Mg2和HCO的水称为暂时硬水，