高中化学选修4第一章知识点总结及精练精析

1化学选修4化学反应与原理知识点详解一、本模块内容的特点1.理论性、规律性强2.定量3.知识的综合性强4.知识的内容较深二、本模块内容详细分析第一章化学反应与能量章节知识网络一、焓变反应热1．反应热：化学反应过程中所放出或吸收的热量，任何化学反应都有反应热，因为任何化学反应都会存在热量变化，即要么吸热要么放热。反应热可以分为（燃烧热、中和热、溶解热）2．焓变(ΔH)的意义：在恒压条件下进行的化学反应的热效应.符号：△H.单位：kJ/mol，即：恒压下：焓变=反应热，都可用ΔH表示，单位都是kJ/mol。3.产生原因：化学键断裂——吸热化学键形成——放热放出热量的化学反应。(放热吸热)△H为“-”或△H0吸收热量的化学反应。（吸热放热）△H为“+”或△H0也可以利用计算△H来判断是吸热还是放热。△H=生成物所具有的总能量—反应物所具有的总能量=反应物的总键能—生成物的总键能=反应物的活化能—生成物的活化能☆常见的放热反应：①所有的燃烧反应②所有的酸碱中和反应③大多数的化合反应④金属与水或酸的反应⑤生石灰（氧化钙）和水反应⑥铝热反应等☆常见的吸热反应：①晶体Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl②大多数的分解反应③条件一般是加热或高温的反应☆区分是现象（物理变化）还是反应（生成新物质是化学变化），一般铵盐溶解是吸热现象，别的物质溶于水是放热。4.能量与键能的关系：物质具有的能量越低，物质越稳定，能量和键能成反比。5.同种物质不同状态时所具有的能量：气态液态固态6.常温是指25，101.标况是指0,101.7.比较△H时必须连同符号一起比较。二、热化学方程式书写化学方程式注意要点:①热化学方程式必须标出能量变化，即反应热△H，△H对应的正负号都不能省。②热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态（s,l,g分别表示固态，液态，气态，水溶液中溶质用aq表示）反应热焓变化学反应与能量化学反应热计算焓变燃烧热盖斯定律热化学方程式焓变节约能源的意义开发新能源能源燃料的使用12③热化学反应方程式不标条件，除非题中特别指出反应时的温度和压强。④热化学方程式中的化学计量数表示物质的量，不表示个数和体积，可以是整数，也可以是分数⑤各物质系数加倍，△H加倍，即：△H和计量数成比例；反应逆向进行，△H改变符号，数值不变。⑥热化学方程式中的△H与化学反应的条件无关。6.表示意义：物质的量—物质—状态—吸收或放出热量。三、燃烧热1．概念：101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物（二氧化碳、二氧化硫、液态水H2O）时所放出的热量。燃烧热的单位用kJ/mol表示。※注意以下几点：①研究条件：101kPa②反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物。③燃烧物的物质的量：1mol④研究内容：放出的热量。（ΔH0，单位kJ/mol）2.燃烧热和中和热的表示方法都是有ΔH时才有负号。3.石墨和金刚石的燃烧热不同。不同的物质燃烧热不同。四、中和热1．概念：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1molH2O，这时的反应热叫中和热。2．强酸与强碱的中和反应其实质是H+和OH-反应，其热化学方程式为：H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)ΔH=－57.3kJ/mol3．弱酸或弱碱电离要吸收热量，所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3kJ/mol。4．中和热的测定实验：看课本装置图（1）一般用强酸和强碱做实验，且碱要过量（如果酸和碱的物质的量相同，中和热会偏小），一般中和热为57.3kJ/mol。（2）若用弱酸或弱碱做实验，放出的热量会偏小，中和热会偏小。（3）若用浓溶液做实验，放出的热量会偏大，中和热会偏大。(4)在试验中，增大酸和碱的用量，放出的热量会增多但中和热保持不变。五、盖斯定律1．内容：化学反应的反应热只与反应的始态（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，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成的反应热是相同的。六、能源注：水煤气是二次能源。本章难点点拨：难点一：焓变及其计算难在：不能全面把握焓变要素，不能把方程与焓变对应起来难在：吸放与“+、-”，反应方向、状态变化与焓变的关系解决规律小结：1、方程加，焓变加，方程减，焓变减。2、反应的向变符不符：方向不同，焓变变号。3、质变对不对：反应前后物质不同，焓变值不同。4、态变符不符：状态不同，焓变值不同。晶型不同，焓变不同。5、量变配不配（焓变符号、焓变值、焓变单位）：焓变值为按系数完全进行的值。对可逆反应是不可能完3全反应的，但焓变数值是对应与方程系数完全反应的数据。6、反应条件符不符：如燃烧热对应于101kPa、25℃难点二：反应方向——（恒压条件下）焓变、熵变以及温度对反应方向的影响难在:1、ΔH和ΔS的理解2、反应方向判椐的理解和应用ΔH-TΔS0，反应能自发进行ΔH-TΔS=0，反应达到平衡ΔH-TΔS0，反应不能自发进行3、易产生焓变正负、熵变正负、反应自发与否的片面关系解决策略：关键在于理解并接受，加上适当的训练。对本难点切勿“一意孤行”，以自己理解为标准，要能听得进老师正确的指引并欣然接受，哪怕自己觉得不可思议！习题训练1．（2011浙江高考12）下列说法不正确．．．的是（）A．已知冰的熔化热为6.0kJ/mol，冰中氢键键能为20kJ/mol，假设1mol冰中有2mol氢键，且熔化热完全用于破坏冰的氢键，则最多只能破坏冰中15％的氢键B．已知一定温度下，醋酸溶液的物质的量浓度为c，电离度为α，2()(1)acKc。若加入少量醋酸钠固体，则CH3COOHCH3COO－＋H＋向左移动，α减小，Ka变小C．实验测得环己烷(l)、环己烯(l)和苯(l)的标准燃烧热分别为－3916kJ/mol、－3747kJ/mol和－3265kJ/mol，可以证明在苯分子中不存在独立的碳碳双键D．已知：Fe2O3(s)＋3C(石墨)2Fe(s)＋3CO(g)，△H＝＋489.0kJ/mol。CO(g)＋12O2(g)CO2(g)，△H＝－283.0kJ/mol。C(石墨)＋O2(g)CO2(g)，△H＝－393.5kJ/mol。则4Fe(s)＋3O2(g)2Fe2O3(s)，△H＝－1641.0kJ/mol2.（2011北京高考10）25℃、101kPa下：①2Na(s)＋1/2O2(g)=Na2O(s)△H1=－414KJ/mol②2Na(s)＋O2(g)=Na2O2(s)△H2=－511KJ/mol下列说法正确的是（）A.①和②产物的阴阳离子个数比不相等B.①和②生成等物质的量的产物，转移电子数不同C.常温下Na与足量O2反应生成Na2O，随温度升高生成Na2O的速率逐渐加快D.25℃、101kPa下，Na2O2（s）+2Na（s）=2Na2O（s）△H=－317kJ/mol3.（2011重庆）SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S-F键。已知：1molS(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ,断裂1molF-F、S-F键需吸收的能量分别为160kJ、330kJ。则S(s)＋3F2(g)=SF6(g)的反应热△H为（）A.-1780kJ/molB.-1220kJ/molC.-450kJ/molD.+430kJ/mol4.（2011海南）已知：2Zn（s）+O2（g）=2ZnO（s）△H=-701.0kJ·mol-12Hg（l）+O2（g）=2HgO（s）△H=-181.6kJ·mol-1则反应Zn（s）+HgO（s）=ZnO（s）+Hg（l）的△H为（）A.+519.4kJ·mol-1B.+259.7kJ·mol-1C.-259.7kJ·mol-1D.-519.4kJ·mol-15.（2011海南）某反应的△H=+100kJ·mol-1，下列有关该反应的叙述正确的是（）A.正反应活化能小于100kJ·mol-1B.逆反应活化能一定小于100kJ·mol-1C.正反应活化能不小于100kJ·mol-1D.正反应活化能比逆反应活化能大100kJ·mol-16．（2011上海）据报道，科学家开发出了利用太阳能分解水的新型催化剂。下列有关水分解过程的能量变化示意图正确的是（）47．（2011上海）根据碘与氢气反应的热化学方程式(i)I2(g)+H2(g)2HI(g)+9.48kJ(ii)I2(S)+H2(g)2HI(g)-26.48kJ下列判断正确的是（）A．254gI2(g)中通入2gH2(g)，反应放热9.48kJB．1mol固态碘与1mol气态碘所含的能量相差17.00kJC．反应(i)的产物比反应(ii)的产物稳定D．反应(ii)的反应物总能量比反应(i)的反应物总能量低8.(2011江苏高考20，14分)氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。已知：CH4(g)＋H2O(g)＝CO(g)＋3H2(g)△H＝+206.2kJ·mol－1CH4(g)＋CO2(g)＝2CO(g)＋2H2(g)△H＝-247.4kJ·mol－12H2S(g)＝2H2(g)＋S2(g)△H＝+169.8kJ·mol－1(1)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为。(2)H2S热分解制氢时，常向反应器中通入一定比例空气，使部分H2S燃烧，其目的是。燃烧生成的SO2与H2S进一步反应，生成物在常温下均非气体，写出该反应的化学方程式：。(3)H2O的热分解也可得到H2，高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图11所示。图中A、B表示的物质依次是。(4)电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢的装置示意图见图12（电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极）。电解时，阳极的电极反应式为。(5)Mg2Cu是一种储氢合金。350℃时，Mg2Cu与H2反应，生成MgCu2和仅含一种金属元素的氢化物（其中氢的质量分数为0.077）。Mg2Cu与H2反应的化学方程式为。5参考答案1、解析：A．正确，熔化热只相当于0.3mol氢键。B．错误。Ka只与温度有关，与浓度无关。C．正确。环己烯(l)与环己烷(l)相比，形成一个双键，能量降低169kJ/mol，苯(l)与环己烷(l)相比，能量降低691kJ/mol，远大于169×3，说明苯环有特殊稳定结构D．正确。热方程式①＝(③－②)×3－④÷2，△H也成立。答案：B【评析】本题为大综合题，主要考察了物质的键能分析应用，化学反应能量变化的盖斯定律的应用，以及弱电解质溶液的电离平衡分析。2、解析：Na2O是由Na＋和O2－构成的，二者的个数比是2：1。Na2O2是由Na＋和O22－构成的，二者的个数比也是2：1，选项A不正确；由化合价变化可知生成1molNa2O转移2mol电子，而生成1molNa2O2也转移2mol电子，因此选项B不正确；常温下Na与O2反应生成Na2O，在加热时生成Na2O2，所以当温度升高到一定程度时就不在生成Na2O，所以选项C也不正确；由盖斯定律知①×2－②即得到反应Na2O2（s）+2Na（s）=2Na2O（s）△H=－317kJ/mol，因此选项D正确。答案：D3、解析：本题考察反应热的有关计算。在化学反应中断键需要吸热，而形成新的化学键需要放热。由题意的1molS(s)和3molF2(g)形成S原子和F原子共需要吸收能量是280kJ+3×160kJ＝760kJ。而生成1molSF6(g)时需形成6molS-F键，共放出6×330kJ＝1980kJ，因此该反应共放出的热量为1980kJ－760kJ＝1220kJ,所以该反应的反应热△H＝－1220kJ/mol，选项B正确。答案：B4、[答案]C命题立意：考查盖斯定律。解析：反应的焓值由盖斯定律直接求出。即(△H1-△H2)/2=-259.7kJ·mol-1。【误区警示】本题中两负数相减易出错，此外系数除以2时，焓值也要除2。5、[答案]CD命题立意：活化能理解考查解析：在可逆反应过程中活化能有正反