化学选修四知识点总结归纳.doc
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1、 化学选修 4 化学反应与原理 第一章 化学反应与能量 一、焓变一、焓变 反应热反应热 1反应热:一定条件下,一定物质的量的反应物之间完全反应所放 出或吸收的热量 2焓变(H)的意义:在恒压条件下进行的化学反 应的热效应 (1).符号: H (2).单位: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H 放热)H 为“+”或H 0 常见的放热反应:所有的燃烧反应 酸碱中和反应 大多数 的化合反应 金属与酸的反应 生石灰和水反应 浓硫酸稀 释、氢氧化钠固体溶解等 常见的吸热反应: 晶体 Ba(OH)28H2O 与 NH4Cl 大多数的
2、 分解反应 以 H2、CO、C 为还原剂的氧化还原反应 铵盐溶解等 二、热化学方程式二、热化学方程式 书写化学方程式注意要点: 热化学方程式必须标出能量变化。 热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态(g,l,s 分别 表示固态,液态,气态,水溶液中溶质用 aq 表示) 热化学反应方程式要指明反应时的温度和压强。 热化学方程式中的化学计量数可以是整数,也可以是分数 各物质系数加倍,H 加倍;反应逆向进行,H 改变符号,数值 不变 三、燃烧热三、燃烧热 1概念:25 ,101 kPa 时,1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定的化 合物时所放出的热量。燃烧热的单位用 kJ/mol 表示。 注意
3、以下几点: 研究条件:101 kPa 反应程度:完全燃烧,产物是稳定的氧化 物。 燃烧物的物质的量:1 mol 研究内容:放出的热量。(H10 5时,该反应就进行得基本完全了。 2、可以利用 K 值做标准,判断正在进行的可逆反应是否平衡及不平 衡时向何方进行建立平衡。 (Q:浓度积) Q K:反应向正反应方向进行; Q = K:反应处于平衡状态 ; Q K:反应向逆反应方向进行 3、利用 K 值可判断反应的热效应 若温度升高, K 值增大, 则正反应为吸热反应;若温度升高, K 值减小, 则正反应为放热反应 四、等效平衡四、等效平衡 1、概念:在一定条件下(定温、定容或定温、定压) ,只是起始
4、加入 情况不同的同一可逆反应达到平衡后, 任何相同组分的百分含量均相 同,这样的化学平衡互称为等效平衡。 2、分类 (1)定温,定容条件下的等效平衡 第一类:对于反应前后气体分子数改变的可逆反应:必须要保证化学 计量数之比与原来相同; 同时必须保证平衡式左右两边同一边的物质 的量与原来相同。 第二类:对于反应前后气体分子数不变的可逆反应:只要反应物的物 质的量的比例与原来相同即可视为二者等效。 (2)定温,定压的等效平衡 只要保证可逆反应化学计量数之比相同即可视为等效平衡。 五、化学反应进行的方向五、化学反应进行的方向 1、反应熵变与反应方向: (1) 熵:物质的一个状态函数, 用来描述体系的
5、混乱度, 符号为S. 单 位:J mol -1 K-1 (2)体系趋向于有序转变为无序,导致体系的熵增加,这叫做熵增加 原理,也是反应方向判断的依据。. (3)同一物质,在气态时熵值最大,液态时次之,固态时最小。即 S(g)S(l)S(s) 2、反应方向判断依据 在温度、压强一定的条件下,化学反应的判读依据为: H-TS0,反应能自发进行;H-TS=0,反应达到平衡状态; H-TS0,反应不能自发进行 注意: (1)H 为负,S 为正时,任何温度反应都能自发进行 (2)H 为正,S 为负时,任何温度反应都不能自发进行 第三章第三章 水溶液中的离子平衡水溶液中的离子平衡 一、弱电解质的电离一、弱
6、电解质的电离 1、定义:电解质:在水溶液中或熔化状态下能导电的化合物,叫电解 质。 非电解质 :在水溶液中或熔化状态下都不能导电的化合物。 强电解质 :在水溶液里全部电离成离子的电解质。 弱电解质:在水溶液里只有一部分分子电离成离子的电解质。 物质 单质 化合 物 电解 质 非电解质:非金属氧化物,大部分有机物 。如 SO3、CO2、C6H12O6、CCl4、CH2=CH2 强电解质:强酸,强碱,大多数盐。如 HCl、NaOH、NaCl、BaSO4 弱电解质: 弱酸, 弱碱, 极少数盐, 水 。 如 HClO、 NH3 H2O、 Cu(OH)2、 H2O 混和物 纯净 物 2、电解质与非电解质
7、本质区别: 电解质离子化合物或共价化合物 非电解质共价化合物 注意:电解质、非电解质都是化合物 SO2、NH3、CO2等属于非电 解质 强电解质不等于易溶于水的化合物(如 BaSO4不溶于水,但 溶于水的 BaSO4全部电离,故 BaSO4为强电解质)电解质的强弱电解质的强弱 与导电性、溶解性无关。与导电性、溶解性无关。 3、电离平衡:在一定的条件下,当电解质分子电离成离子的速率和 离子结合成时,电离过程就达到了平衡状态,这叫电离平衡。 4、影响电离平衡的因素: A、温度:电离一般吸热,升温有利于电离。 B、浓度:浓度越大,电离程度越小;溶液稀释时,电离平衡向着电 离的方向移动。 C、同离子效
8、应:在弱电解质溶液里加入与弱电解质具有相同离子的 电解质,会减弱电离。 D、其他外加试剂:加入能与弱电解质的电离产生的某种离子反应的 物质时,有利于电离。 5、电离方程式的书写:用可逆符号 弱酸的电离要分布写(第一步 为主) 6、电离常数:在一定条件下,弱电解质在达到电离平衡时,溶液中 电离所生成的各种离子浓度的乘积, 跟溶液中未电离的分子浓度的比 是一个常数。叫做电离平衡常数, (一般用 Ka 表示酸,Kb 表示碱。 ) 表示方法:ABA +B- Ki= A+ B-/AB 7、影响因素: a、电离常数的大小主要由物质的本性决定。 b、电离常数受温度变化影响,不受浓度变化影响,在室温下一般变
9、化不大。 C、同一温度下,不同弱酸,电离常数越大,其电离程度越大,酸性 越强。如:H2SO3H3PO4HFCH3COOHH2CO3H2SHClO 二、水的电离和溶液的酸碱性二、水的电离和溶液的酸碱性 1、水电离平衡:: 水的离子积:KW =cH +cOH- 25时, H +=OH- =10-7 mol/L ; K W = H +OH- = 1*10-14 注意:KW只与温度有关,温度一定,则 KW值一定 KW不仅适用于纯水,适用于任何溶液(酸、碱、盐) 2、水电离特点: (1)可逆 (2)吸热 (3)极弱 3、影响水电离平衡的外界因素: 酸、碱 :抑制水的电离 KW1*10 -14 温度:促进
10、水的电离(水 的电离是吸热的) 易水解的盐:促进水的电离 KW 1*10 -14 4、溶液的酸碱性和 pH: (1)pH=-lgcH+ (2)pH 的测定方法: 酸碱指示剂 甲基橙 、 石蕊 、 酚酞 。 变色范围:甲基橙 3.14.4(橙色) 石蕊 5.08.0(紫色) 酚酞 8.210.0(浅红色) PH 试纸操作:玻璃棒蘸取未知液体在试纸上,然后与标准比色卡对 比即可。 注意:事先不能用水湿润 PH 试纸;广泛 pH 试纸只能读取整数值 或范围 三三 、混合液的、混合液的 pHpH 值计算方法公式值计算方法公式 1、强酸与强酸的混合: (先求H +混:将两种酸中的 H+离子物质的量 相加
11、除以总体积,再求其它) H +混 =(H+ 1V1+H + 2V2)/(V1+V2) 2、强碱与强碱的混合: (先求OH -混:将两种酸中的 OH-离子物质的 量相加除以总体积,再求其它) OH -混(OH- 1V1+OH - 2V2)/ (V1+V2) (注意 :不能直接计算H+混) 3、强酸与强碱的混合: (先据 H + + OH- =H 2O 计算余下的 H +或 OH-, H +有余,则用余下的 H+数除以溶液总体积求H+混;OH-有余,则用 余下的 OH -数除以溶液总体积求OH-混,再求其它) 四、稀释过程溶液四、稀释过程溶液 pHpH 值的变化规律:值的变化规律: 1、强酸溶液:
12、稀释 10 n倍时,pH 稀 稀 = pH 原原+ n (但始终不能大 于或等于 7) 2、弱酸溶液:稀释 10 n倍时,pH 稀 稀 pH 原原+n (但始终不能大 于或等于 7) 3、强碱溶液:稀释 10 n倍时,pH 稀 = pH 原n (但始终不能 小于或等于 7) 4、弱碱溶液:稀释 10 n倍时,pH 稀 pH 原n (但始终不能 小于或等于 7) 5、不论任何溶液,稀释时 pH 均是向 7 靠近(即向中性靠近) ;任何 溶液无限稀释后 pH 均接近 7 6、稀释时,弱酸、弱碱和水解的盐溶液的 pH 变化得慢,强酸、强碱 变化得快。 五、强酸(五、强酸(pH1pH1)强碱()强碱(
13、pH2pH2)混和计算规律)混和计算规律 w.w.w.k.s.5.u.c.o.m 1、若等体积混合 pH1+pH2=14 则溶液显中性 pH=7 pH1+pH215 则溶液显碱性 pH=pH2-0.3 pH1+pH213 则溶液显酸性 pH=pH1+0.3 2、若混合后显中性 pH1+pH2=14 V 酸:V 碱=1:1 pH1+pH214 V 酸:V 碱=1:10 14-(pH1+pH2) 六、酸碱中和滴定:六、酸碱中和滴定: 1 1、中和滴定的原理、中和滴定的原理 实质:H +OH=H 2O 即酸能提供的 H +和碱能提供的 OH-物质的量相等。 2 2、中和滴定的操作过程:、中和滴定的操
14、作过程: (1)仪滴定管的刻度,O 刻度在 上 ,往下刻度标数越来越大, 全部容积 大于 它的最大刻度值,因为下端有一部分没有刻度。 滴定时,所用溶液不得超过最低刻度,不得一次滴定使用两滴定管酸 (或碱) ,也不得中途向滴定管中添加。滴定管可以读到小数点后 一位 。 (2)药品:标准液;待测液;指示剂。 (3)准备过程: 准备:检漏、洗涤、润洗、装液、赶气泡、调液面。 (洗涤:用洗液 洗检漏:滴定管是否漏水用水洗用标准液洗(或待测液洗) 装溶液排气泡调液面记数据 V(始) (4)试验过程 3 3、酸碱中和滴定的误差分析、酸碱中和滴定的误差分析 误差分析:利用n酸c酸V酸=n碱c碱V碱进行分析
15、式中:n酸或碱中氢原子或氢氧根离子数;c酸或碱的物质的 量浓度; V酸或碱溶液的体积。当用酸去滴定碱确定碱的浓度时,则: c碱= Vn Vcn 上述公式在求算浓度时很方便, 而在分析误差时起主要作用的是分子 上的V酸的变化,因为在滴定过程中 c 酸为标准酸,其数值在理论上 是不变的,若稀释了虽实际值变小,但体现的却是V酸的增大,导致 c酸偏高;V碱同样也是一个定值,它是用标准的量器量好后注入锥 形瓶中的,当在实际操作中碱液外溅,其实际值减小,但引起变化的 却是标准酸用量的减少,即V酸减小,则c碱降低了;对于观察中出 现的误差亦同样如此。综上所述,当用标准酸来测定碱的浓度时,c 碱的误差与V酸的
16、变化成正比,即当V酸的实测值大于理论值时,c 碱偏高,反之偏低。 同理,用标准碱来滴定未知浓度的酸时亦然。 七、盐类的水解七、盐类的水解(只有可溶于水的盐才水解) 1、盐类水解:在水溶液中盐电离出来的离子跟水电离出来的 H +或 OH- 结合生成弱电解质的反应。 2、水解的实质:水溶液中盐电离出来的离子跟水电离出来的 H +或 OH- 结合,破坏水的电离,是平衡向右移动,促进水的电离。 3、盐类水解规律: 有 弱 才水解,无弱不水解,越弱越水解;谁 强显谁性,两弱都 水解,同强显中性。 多元弱酸根, 浓度相同时正酸根比酸式酸根水解程度大, 碱性更强。 (如:Na2CO3 NaHCO3) 4、盐
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