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高中化学选修4常识点总结

时候:2021-07-30 12:53:39 化学 我要投稿
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对高中化学选修4常识点总结

  第1章、化学反映与能量转化

对高中化学选修4常识点总结

  化学反映的本色是反映归天学键的断裂和天生归天学键的组成,化学反映进程中伴跟着能量的开释或接收。

  一、化学反映的热效应

  1、化学反映的反映热

  (1)反映热的观点:

  当化学反映在必然的温度下停止时,反映所开释或接收的热量称为该反映在此温度下的热效应,简称反映热。用标记Q表现。

  (2)反映热与吸热反映、放热反映的干系。

  Q>0时,反映为吸热反映;Q<0时,反映为放热反映。

  (3)反映热的测定

  测定反映热的仪器为量热计,可测出反映前后溶液温度的变更,按照系统的热容可计较出反映热,计较公式以下:

  Q=-C(T2-T1)

  式中C表现系统的热容,T1、T2别离表现反映前和反映后系统的温度。尝试室常常测定中和反映的反映热。

  2、化学反映的焓变

  (1)反映焓变

  物资所具备的能量是物资固有的性子,能够或许用称为“焓”的物理量来描写,标记为H,单元为kJ·mol-1。

  反映产品的总焓与反映物的总焓之差称为反映焓变,用ΔH表现。

  (2)反映焓变ΔH与反映热Q的干系。

  对等压前提下停止的化学反映,若反映中物资的能量变更全数转化为热能,则该反映的反映热即是反映焓变,其数学抒发式为:Qp=ΔH=H(反映产品)-H(反映物)。

  (3)反映焓变与吸热反映,放热反映的干系:

  ΔH>0,反映接收能量,为吸热反映。

  ΔH<0,反映开释能量,为放热反映。

  (4)反映焓变与热化学方程式:

  把一个化学反映中物资的变更和反映焓变同时表现出来的化学方程式称为热化学方程式,如:H2(g)+O2(g)=H2O(l);ΔH(298K)=-285.8kJ·mol-1

  誊写热化学方程式应注重以下几点:

  ①化学式前面要申明物资的堆积状况:固态(s)、液态(l)、气态(g)、溶液(aq)。②化学方程式前面写上反映焓变ΔH,ΔH的单元是J·mol-1或 kJ·mol-1,且ΔH后申明反映温度。

  ③热化学方程式中物资的系数更加,ΔH的数值也响应更加。

  3、反映焓变的计较

  (1)盖斯定律

  对一个化学反映,不论是一步实现,仍是分几步实现,其反映焓变一样,这一纪律称为盖斯定律。

  (2)操纵盖斯定律停止反映焓变的计较。

  罕见题型是给出几个热化学方程式,归并出标题问题所求的热化学方程式,按照盖斯定律可知,该方程式的ΔH为上述各热化学方程式的ΔH的代数和。

  (3)按照规范摩尔天生焓,ΔfHmθ计较反映焓变ΔH。

  对肆意反映:aA+bB=cC+dD

  ΔH=[cΔfHmθ(C)+dΔfHmθ(D)]-[aΔfHmθ(A)+bΔfHmθ(B)]

  二、电能转化为化学能——电解

  1、电解的道理

  (1)电解的观点:

  在直流电感化下,电解质在两上电极上别离发生氧化反映和复原反映的进程叫做电解。电能转化为化学能的装配叫做电解池。

  (2)电极反映:以电解熔融的NaCl为例:

  阳极:与电源正极相连的电极称为阳极,阳极发生氧化反映:2Cl-→Cl2↑+2e-。阴极:与电源负极相连的电极称为阴极,阴极发生复原反映:Na++e-→Na。总方程式:2NaCl(熔)2Na+Cl2↑

  2、电解道理的操纵

  (1)电解食盐水制备烧碱、氯气和氢气。

  阳极:2Cl-→Cl2+2e-

  阴极:2H++e-→H2↑

  总反映:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑

  (2)铜的电解精辟。

  粗铜(含Zn、Ni、Fe、Ag、Au、Pt)为阳极,精铜为阴极,CuSO4溶液为电解质溶液。阳极反映:Cu→Cu2++2e-,还发生几个副反映

  Zn→Zn2++2e-;Ni→Ni2++2e-

  Fe→Fe2

  ++2e-

  Au、Ag、Pt等不反映,堆积在电解池底部组成阳极泥。

  阴极反映:Cu2++2e-→Cu

  (3)电镀:以铁外表镀铜为例

  待镀金属Fe为阴极,镀层金属Cu为阳极,CuSO4溶液为电解质溶液。阳极反映:Cu→Cu2++2e-

  阴极反映: Cu2++2e-→Cu

  三、化学能转化为电能——电池

  1、原电池的任务道理

  (1)原电池的`观点:

  把化学能转变为电能的装配称为原电池。

  (2)Cu-Zn原电池的任务道理:

  如图为Cu-Zn原电池,此中Zn为负极,Cu为正极,组成闭合回路后的景象是:Zn片逐步消融,Cu片上有气泡发生,电流计指针发生偏转。该原电池反映道理为:Zn失电子,负极反映为:Zn→Zn2++2e-;Cu得电子,正极反映为:2H++2e-→H2。电子定向挪动组成电流。总反映为:Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu。

  (3)原电池的电能

  若两种金属做电极,活跃金属为负极,不活跃金属为正极;若一种金属和一种非金属做电极,金属为负极,非金属为正极。

  2、化学电源

  (1)锌锰干电池

  负极反映:Zn→Zn2++2e-;

  正极反映:2NH4++2e-→2NH3+H2;

  (2)铅蓄电池

  负极反映:Pb+SO42-PbSO4+2e-

  正极反映:PbO2+4H++SO42-+2e-PbSO4+2H2O

  放电时总反映:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。

  充电时总反映:2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4。

  (3)氢氧燃料电池

  负极反映:2H2+4OH-→4H2O+4e-

  正极反映:O2+2H2O+4e-→4OH-

  电池总反映:2H2+O2=2H2O

  3、金属的侵蚀与防护

  (1)金属侵蚀

  金属外表与四周物资发生化学反映或因电化学感化而受到粉碎的进程称为金属侵蚀。

  (2)金属侵蚀的电化学道理。

  生铁中含有碳,遇有雨水可组成原电池,铁为负极,电极反映为:Fe→Fe2++2e-。水膜中消融的氧气被复原,正极反映为:O2+2H2O+4e-→4OH-,该侵蚀为“吸氧侵蚀”,总反映为:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2,Fe(OH)2又当即被氧化:4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,Fe(OH)3分化转化为铁锈。若水膜在酸度较高的情况下,正极反映为:2H++2e-→H2↑,该侵蚀称为“析氢侵蚀”。

  (3)金属的防护

  金属处于枯燥的情况下,或在金属外表刷油漆、陶瓷、沥青、塑料及电镀一层耐侵蚀性强的金属防护层,粉碎原电池组成的前提。从而到达对金属的防护;也能够或许操纵原电池道理,接纳就义阳极掩护法。也能够或许操纵电解道理,接纳外加电流阴极掩护法。

  第2章、化学反映的标的目的、限制与速度(1、2节)

  原电池的反映都是自觉停止的反映,电解池的反映良多不是自觉停止的,若何鉴定反映是不是自觉停止呢?

  一、化学反映的标的目的

  1、反映焓变与反映标的目的

  放热反映大都能自觉停止,即ΔH<0的反映大多能自觉停止。有些吸热反映也能自觉停止。如NH4HCO3与CH3COOH的反映。有些吸热反映室温下不能停止,但在较低温度下能自觉停止,如CaCO3低温下分化天生CaO、CO2。

  2、反映熵变与反映标的目的

  熵是描写系统紊乱度的观点,熵值越大,系统紊乱度越大。反映的熵变ΔS为反映产品总熵与反映物总熵之差。发生气体的反映为熵增添反映,熵增添有益于反映的自觉停止。

  3、焓变与熵变对反映标的目的的配合影响

  ΔH-TΔS<0反映能自觉停止。

  ΔH-TΔS=0反映到达均衡状况。

  ΔH-TΔS>0反映不能自觉停止。

  在温度、压强必然的前提下,自觉反映老是向ΔH-TΔS<0的标的目的停止,直至均衡状况。

  二、化学反映的限制

  1、化学均衡常数

  (1)对到达均衡的可逆反映,天生物浓度的系数次方的乘积与反映物浓度的系数次方的乘积之比为一常数,该常数称为化学均衡常数,用标记K表现 。

  (2)均衡常数K的巨细反映了化学反映能够或许停止的水平(即反映限制),均衡常数越大,申明反映能够或许停止得越完整。

  (3)均衡常数抒发式与化学方程式的誊写体例有关。对给定的可逆反映,正逆反映的

  均衡常数互为倒数。

  (4)借助均衡常数,能够或许判定反映是不是到均衡状况:当反映的浓度商Qc与均衡常数Kc相称时,申明反映到达均衡状况。

  2、反映的均衡转化率

  (1)均衡转化率是用转化的反映物的浓度与该反映物初始浓度的比值来表现。如反映物A的均衡转化率的抒发式为:

  α(A)=

  (2)均衡正向挪动不必然使反映物的均衡转化率进步。进步一种反映物的浓度,能够或许使另外一反映物的均衡转化率进步。

  (3)均衡常数与反映物的均衡转化率之间能够或许彼此计较。

  3、反映前提对化学均衡的影响

  (1)温度的影响

  升低温度使化学均衡向吸热标的目的挪动;下降温度使化学均衡向放热标的目的挪动。温度对化学均衡的影响是经由过程转变均衡常数实现的。

  (2)浓度的影响

  增大天生物浓度或减小反映物浓度,均衡向逆反映标的目的挪动;增大反映物浓度或减小天生物浓度,均衡向正反映标的目的挪动。

  温度必然时,转变浓度能引发均衡挪动,但均衡常数稳定。化工出产中,常经由过程增添某一价廉易得的反映物浓度,来进步另外一高贵的反映物的转化率。

  (3)压强的影响

  ΔVg=0的反映,转变压强,化学均衡状况稳定。

  ΔVg≠0的反映,增大压强,化学均衡向气态物资体积减小的标的目的挪动。

  (4)勒夏特列道理

  由温度、浓度、压强对均衡挪动的影响可得出勒夏特列道理:若是转变影响均衡的一个前提(浓度、压强、温度等)均衡向能够或许削弱这类转变的标的目的挪动。

  【例题阐发】

  例1、已知以下热化学方程式:

  (1)Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=-25kJ/mol

  (2)3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g)ΔH=-47kJ/mol

  (3)Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g)  ΔH=+19kJ/mol

  写出FeO(s)被CO复原成Fe和CO2的热化学方程式 。

  剖析:根据盖斯定律:化学反映不论是一步实现仍是分几步实现,其反映热是不异的。咱们可从标题问题中所给的有关方程式停止阐发:从方程式(3)与方程式(1)能够或许看出有咱们须要的有关物资,但方程式(3)必须经由过程方程式(2)有关物资能力和方程式(1)连系在一路。将方程式(3)×2+方程式(2);可表现为(3)×2+(2)

  得:2Fe3O4(s)+2CO(g)+3Fe2O3(s)+CO(g)=6FeO(s)+2CO2(g)+2Fe3O4(s)+CO2(g);ΔH=+19kJ/mol×2+(-47kJ/mol)

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