选修四笔记

选修四笔记1第一章化学反应与能量第一节化学反应与能量变化一、焓变与反应热1.焓变（△H）：焓是与内能有关的物理量。在一定条件下，某一化学反应是吸热反应还是放热反应，由化学反应中的生成物与反应物的焓值差即焓变（△H）决定的，△H的单位常用KJ/mol2.反应热：化学反应过程中所放出或吸收的能量，叫做反应热。3.焓变与反应热的关系：恒压条件下，反应的热效应等于焓变。因此，常用△H表示反应热。4.焓的决定因素：反应物本身的性质物质的状态：gls温度：T↑→H↑压强：P↑→H↑5.规定：放热反应：ΔH＜0或ΔH为“－”（使体系能量降低）吸热反应：ΔH＞0或ΔH为“＋”（使体系能量升高）6.焓变与键能的关系△H=反应物的键能总和-生成物的键能总和7、反应热与物质能量的关系（宏观）△H=∑E生成物-∑E反应物※化学键键能越高，分子自身的能量越低，分子越稳定。二、热化学方程式1.能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式叫做热化学方程式2.注意：热化学方程式包含物质变化和能量变化两个部分，二者缺一不可。普通化学方程式只包含物质变化一个部分。热化学方程式需注明反应时的温度和压强。对于25℃101kPa时进行的可不注明。普通化学方程式不需注明温度和压强。热化学方程式需注明各物质的状态。普通化学方程式不需注明物质的状态。④热化学方程式中化学计量数表示参加反应的各物质的物质的量，可为整数或分数,其△H与系数对应成比例。普通化学方程式中化学计量数宏观上表示各物质的物质的量，微观上表示原子分子数目，只能为整数，不能为分数。∆H(KJ/mol)它表示每摩尔反应所放出的热量。三、中和热酸和碱的中和反应有热量放出，可以通过实验测得中和反应的反应热。当1L1mol反应物生成物反应过程△H＜0放热反应物生成物能量反应过程吸热△H＞0选修四笔记2／L的稀盐酸跟1L1mol／L的NaOH溶液起中和反应时，能放出57.3kJ的热量。NaOH(aq)＋HCI(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH=－57.3kJ／mol1．定义：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应，生成1mol水时的反应热叫做中和热。2.中和热的表示：H+(aq)+OH-(aq)=H2O(1);△H=-57.3kJ／mol3.要点：Ⅰ、条件：稀溶液。稀溶液是指溶于大量水的离子Ⅱ、反应物：（强）酸与（强）碱。中和热不包括离子在水溶液中的生成热、电解质电离的吸热所伴随的热效应Ⅲ、生成1mol水。中和反应的实质是H+和OH-化合生成H20，若反应过程中有其他物质生成，这部分反应热也不在中和热之内Ⅳ、放出的热量：57.3kJ/mol4.中和热的测定（1）主要仪器大烧杯（500ml）、小烧杯（100ml）温度计、量筒（50ml）两个、泡沫塑料或硬纸板（中心有两个孔）、环形玻璃搅拌棒（2）实验步骤组装仪器量取50ml0.5mol/L的盐酸和50ml0.55mol/L的氢氧化钠溶液，记录起始温度t1。将盐酸倒入内层的小烧杯中。一次性将量取的氢氧化钠溶液倒入内层小烧杯中，使之与盐酸混合反应并准确测量最高温度，并记录为t2④重复实验两次，取平均值⑤计算△H：为了计算方便，盐酸和氢氧化钠溶液的密度和比热容与水相同。忽略实验装置的比热容。50ml0.5mol/L的盐酸质量为50g。50ml0.55mol/L的氢氧化钠溶液质量为50g，反应后溶液的比热容c=4.18J/(g.℃),则实验中反应放出的热量为（m1+m2）.c.(t2-t1),生成1molH2O时反应热为Q=mcΔt5.注意（1）应注意实验过程中的隔热保温效果。（2）用0.1分刻度的温度计，读数时要估读到小数点后第二位。（3）盐酸与氢氧化钠溶液浓度的配置准确，且浓度不宜过大，氢氧化钠溶液浓度要稍大于盐酸的浓度，或者盐酸的浓度要稍大于氢氧化钠溶液浓度。（4）操作动作要迅速。6.常见问题（1）若改用100mL0.50mol/L的盐酸和100mL0.55mol/L的NaOH溶液，所测中和热的数值是否约为本实验结果的二倍（假定各步操作没有失误）？答案：否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成1molH2O时放出的热量，其数值与反应物的量的多少无关，故所测结果应基本和本次实验结果相同（若所有操作都准确无误，且无热量损失，则二者结果相同）。ΔH=－0.418（t2－t1）0.025kJ/mol选修四笔记3（2）本实验中若把50mL0.50mol/L的盐酸改为50mL0.50mol/L醋酸，所测结果是否会有所变化？为什么？答案：会有所变化。因为醋酸为弱电解质，其电离时要吸热，故将使测得数值偏小。（3）温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲洗后的溶液能否倒入小烧杯？为什么？因为该温度计还要用来测碱液的温度，若不冲洗，温度计上的酸会和碱发生中和反应而使热量散失，故要冲洗干净；冲洗后的溶液不能倒入小烧杯，若倒入，会使总溶液的质量增加，而导致实验结果误差。（4）实验中所用HCl和NaOH的物质的量比为1∶1,但在实际操作过程中往往会取0.55mol/L的NaOH，你知道为什么吗？HCl过量行吗？为了保证0.50mol/L的盐酸完全被NaOH中和，采用0.55mol/LNaOH溶液，使碱稍稍过量。若使盐酸过量，亦可。第二节燃烧热一、燃烧热1.定义：在25℃,101kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。单位：KJ/mol2.表示的意义：CH4的燃烧热为890.3KJ/mol.含义:在101KPa时,1molCH4完全燃烧时,放出890.3KJ的热量.3.计算Q放=n(可燃物)ⅹ△H4.对比二、能源1、能源就是提供能量的物质，它包括化学燃料（煤、石油、天然气）、阳光、风力、流水、潮汐及柴草等。2、能源分类：一级能源、二级能源一级能源：来自自然界未经转化的能源。二级能源：一级能源经过转化得到的能源形式。选修四笔记4第三节化学反应热的计算盖斯定律内容化学反应不管是一布完成还是分几步完成，其反应热是相同的或者说，化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。第二章化学反应速率和化学平衡第一节化学反应速率一、化学反应速率的表示化学反应速率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。化学反应速率常用单位:mol/(L·s)或mol/(L·min)表达式：v=△c/△tv=△n/(V·△t)注意：1、通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示，所以反应速率是正值。2、中学阶段的化学反应速率是平均速率。3、浓度仅指溶液或气体的，固体、纯液体无浓度可言。（水气态时可以，液态时不行。98%的硫酸可看作纯液体）4、同一个反应，用不同的物质来表示反应速率，数值是不一样的，所以应注明是由哪种物质表示的。同一反应中，各物质的速率之比等于他们在化学方程式中的化学计量数之比。所以：在同一反应中，反应速率的大小不能单纯地看数值大小。应化为同一种物质的反应速率再进行比较。二、化学反应速率的测定测定方法有∶１、直接观察某些性质（如释放出气体的体积和体系压强）；２、科学仪器测定（如颜色的深浅、光的吸收和发射、导电能力等）；３、溶液中，常利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。第二节影响化学反应速率的因素一、有效碰撞理论1、什么是有效碰撞？引起分子间的化学反应的碰撞结论：分子间的碰撞是发生化学反应的必要条件;而有效碰撞是发生化学反应的充分条件推论：某一化学反应的速率大小与单位时间内有效碰撞的次数有关2、活化分子具有较高能量，能够发生有效碰撞的分子结论：发生有效碰撞的分子一定是活化分子，但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞。推论：有效碰撞次数的多少与单位体积内反应物中活化分子的多少有关。选修四笔记53、活化能：活化分子高出反应物分子平均能量的部分结论：活化分子的多少与该反应的活化能的大小有关，活化能的大小是由反应物分子的性质决定。推论：活化能越小则一般分子成为活化分子越容易，则活化分子越多，则单位时间内有效碰撞越多，则反应速率越快。化学反应速率和单位时间内有效碰撞的次数有关二、影响反应速率的因素（1）内因（主要因素）：参加反应物质的性质化学反应的本质：反应物分子中的化学键断裂、生成物分子中的化学键形成过程旧键断裂，新键生成（2）外因：①浓度：②压强：③温度：④催化剂：⑤其他因素：光、颗粒大小、溶剂等。1、浓度对反应速率的影响在其他条件不变时，增大反应物浓度，可以增大反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应的速率。反应物浓度增大，单位体积内活化分子数增多，有效碰撞的频率增加，反应速率增大。注意：a、此规律只适用于气体或溶液的反应，对于纯固体或液体的反应物，一般情况下其浓度是常数，因此改变它们的量一般不会改变化学反应速率。b、一般来说，固体反应物表面积越大，反应速率越大，固体反应物表面积越小，反应速率越小。c、随着化学反应的进行，反应物的浓度会逐渐减小，因此一般反应速率也会逐渐减小。2、压强对反应速率的影响其他条件不变，增大压强，气体体积缩小，浓度增大，反应速率加快。压强对于反应速率的影响是通过对浓度的影响实现的：P增大→C成比例增大，P减小→C成比例减小压强只对于有气体参加的反应的速率有影响（紧扣对C的影响）特别注意：对于气体有下列几种情况:（1）恒温时：增大压强→体积减少→C增大→反应速率增大（2）恒容时：A、充入气体反应物→反应物浓度增大→总压增大→反应速率增大；B、冲入“无关气体”（如He、N2等）→引起总压增大，但各反应物的分压不变，各物质的浓度不变→反应速率不变（3）恒压时：冲入“无关气体”（如He等）→引起体积增大，→各反应物浓度减少→反应速率减慢。3、温度对反应速率的影响其他条件不变，温度升高，反应速率加快温度对反应速率影响的规律，对吸热反应，放热反应都适用。反应若是可逆反应，升高温度，正、逆反应速率都加快，降低温度，正、逆反应速率都减小。选修四笔记6升高温度，一部分非活化分子吸收能量转化为活化分子，使得活化分子百分数提高，活化分子间的有效碰撞频率变大，故反应速率增大。友情提醒：温度对任何反应的反应速率皆有影响，但对于吸热或放热反应影响的程度不同，对吸热反应影响程度较大。V×倍数值（t2-t1)/10=变化后的反应速率4、催化剂对反应速率的影响催化剂：能改变化学反应速率而自身的化学组成和质量在反应前后保持不变正催化剂：加快化学反应速率（注：不说明指正催化剂）负催化剂：减慢化学反应速率友情提醒：所需时间。5、其他因素对化学反应速率的影响光、超声波、放射线、电磁波、反应物颗粒大小、溶剂等对反应速率也有影响。第三节化学平衡一、可逆反应1.概念：在相同条件下，既能向正反应方向进行又能向逆反应方向进行的反应。2.特征：（1）相同条件下，正、逆反应同时进行。（2）反应不能进行到底，反应物不能完全转化。（3）各反应组分同时存在于同一反应体系中。二、化学平衡状态1.如果把某一反映的反应物装入密闭容器，其反应过程如下：（1）反应开始时：V正最大V逆为零（2）反应进行时：反应物浓度减小→V正逐渐减小生成物浓度由零逐渐增大→V逆从零开始逐渐增大（3）反应达到平衡时：V正=V逆，反应混合物中各组分浓度不再发生变化。2.化学平衡的概念在一定条件下的可逆反应里，当正、逆两个方向的反应速率相等时，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持恒定的状态。(正)增.(负)减。减增减增减增反应速率改变活化能使用催化剂活化分子百分数降低温度活化分子百分数升高温度活化分子总数减小压强（气体）活化分子总数增大压强（气体）活化分子总数减小反应物浓度活化分子总数增大反应物浓度原因条件影响选修四笔记73.化学平衡的特征（1）逆：研究对象必须是可逆反应（2）动：化学平衡是动态平衡，即当反应达到平衡时，正反应和逆反应都仍在继续进行。（3）等：V正=V逆判断反应是否处于平衡状态的因素（4）变：条件变化，化学平衡状态亦发生变化（5）各组分的浓度或其百分含量为定值三、化学平衡移动的条件1、浓度的变化对化学平衡的影响（1）增大