高二化学寒假作业选修4.docx

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高二化学寒假作业选修4

高中化学选修4

第一章化学反应与能量

第一节化学反应与能量的变化

知识点回顾：

一、反应热（焓变）

1.定义:

条件下,反应的等于。

2.符号:

。

3.单位:

。

4.反应热的表示方法:

ΔH为“+”或ΔH>0时为⑥吸热反应;ΔH为“-”或ΔH<0时为⑦放热反应。

反应热（ΔH）的确定通常是通过测定的。

5.ΔH计算的三种表达式

（1）ΔH=反应物化学键断裂所吸收的总能量-生成物化学键生成所释放的总能量

（2）ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量

（3）ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和

二、热化学方程式

1.定义:

表明反应所的化学方程式叫作热化学方程式。

如:

H2（g）+I2（g）

2HI（g）　ΔH=-14.9kJ·mol-1。

2.书写热化学方程式的注意事项

（1）需注明反应的和。

因反应的和不同时,其ΔH也不同。

特别提醒

没有注明温度、压强的热化学方程式,一般都是指在25℃、101kPa条件下。

（2）要注明反应物和生成物的状态。

物质的聚集状态与它们所具有的能量有关,固态、液态、气态、溶液（用符号表示）。

（3）热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示,只表示,它可以是整数也可以是分数。

对于反应,当化学计量数不同时,其ΔH也不同。

三、中和热

1.中和热

（1）概念:

在中,酸跟碱发生中和反应生成1molH2O,这时的反应热叫中和热。

____，符号________。

（2）中和热的表示:

H+（aq）+OH-（aq）

H2O（l）　ΔH=-57.3kJ·mol-1。

①中和热不包括离子化合时的生成热、电解质电离时吸热所伴随的热效应。

②中和反应的实质是H+和OH-结合生成H2O（l）,若反应过程中有其他物质生成,则这部分反应热不属于中和热。

四、中和热的测量

1.仪器:

量热计（环形玻璃搅拌棒、温度计、烧杯）

2.原理:

Q=-C（T2-T1）（C为热容）或Q=-cm（T2-T1）（c为比热容）

中和热Q==,与酸、碱的用量无关。

3.步骤

（1）组装量热器

在大烧杯底部垫碎泡沫塑料（或碎纸条）,使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平（防止热量扩散,造成误差）。

然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或碎纸条）,大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板,在板中间开两个小孔,正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过,如图所示。

（2）药品取用

用一个量筒量取50mL1.0mol·L-1盐酸,倒入小烧杯中,并用温度计测量盐酸的温度,记录数据。

然后把温度计上的酸用水冲洗干净。

用另一个量筒量取50mL1.0mol·L-1NaOH溶液,并用温度计测量NaOH溶液的温度,记录数据。

（3）酸碱混合

把量筒中的NaOH溶液迅速倒入量热计（注意不要洒到外面）,立即盖上盖板,用环形玻璃搅拌棒上下轻轻搅动溶液,并准确读取混合溶液的最高温度,记为终止温度。

（4）数据处理

（5）重复以上实验两次

（6）误差分析

①量取溶液的体积有误差;②药品的选用不当引起误差;③实验过程中有液体洒在外面;④混合酸、碱溶液时,动作缓慢;⑤隔热操作不到位,致使实验过程中热量损失而导致误差;⑥测了酸后的温度计未用水清洗便立即测碱的温度,致使热量损失而引起误差。

（1）酸、碱混合时,要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入,目的是减少热量损失。

（2）实验中不能用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒,因为铜丝易导热,使热量损失较大。

（3）若实验中使用50mL1.1mol·L-1NaOH溶液,可以保证盐酸完全反应,测得的中和热数值会更加准确。

综合练习：

1.下列各图所表示的反应是吸热反应的是（）

2.下列说法不正确的是（）

A.化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化

B.对于ΔH＞0的反应，反应物的能量小于生成物的能量

C.放热反应都不需要加热就能发生

D.吸热反应在一定条件（如常温、加热等）下也能发生

3.下列反应属于吸热反应的是（）

A.炭燃烧生成一氧化碳

B.中和反应

C.锌粒与稀H2SO4反应制取H2

D.Ba（OH）2·8H2O与NH4Cl反应

4.沼气是一种能源，它的主要成分是CH4。

0.5molCH4完全燃烧生成CO2和液态水时放出445kJ的热量，则下列热化学方程式中正确的是（）

A.2CH4（g）+4O2（g）====2CO2（g）+4H2O（l）ΔH=+890kJ·mol-1

B.CH4（g）+2O2（g）====CO2（g）+2H2O（l）ΔH=+890kJ·mol-1

C.CH4（g）+2O2（g）====CO2（g）+2H2O（l）ΔH=-890kJ·mol-1

D.1/2CH4（g）+O2（g）====1/2CO2（g）+H2O（l）ΔH=-890kJ·mol-1

5.依据事实，写出下列反应的热化学方程式。

（1）1molN2（g）与H2（g）完全反应，生成NH3（g），放出92.2kJ热量。

_______________________________________

（2）1molN2（g）与适量O2（g）反应，生成NO2（g），吸收68kJ热量。

_______________________________________

（3）64gCu（s）与适量O2（g）反应，生成CuO（s），放出157kJ热量。

6.已知H+（aq）+OH-（aq）====H2O（l）ΔH=-57.3kJ/mol。

回答有关中和反应的问题。

（1）用0.1molBa（OH）2配成稀溶液与足量稀硝酸反应，能放出______kJ热量。

（2）如图装置中仪器A的名称______，作用是___________________________________________________；

仪器B的名称______，作用是____________________；

碎泡沫塑料的作用是____________。

（3）若通过实验测定中和热的ΔH，其结果常常大于-57.3kJ/mol，其原因可能是__________________________________________________；。

（4）用相同浓度和体积的氨水（NH3·H2O）代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会________（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。

第二节燃烧热能源

知识点回顾：

1、燃烧热

（1）概念:

在101kPa时,物质完全燃烧生成

稳定的氧化物时所放出的热量,叫作该物质的燃烧热。

燃烧热的单位一般用表示。

完全燃烧,是指物质中某些元素完全转变生成稳定的氧化物:

C→CO2,H→H2O（l）,S→SO2等。

（2）表示的意义:

例如C的燃烧热为393.5kJ·mol-1,表示在101kPa时,1molC完全燃烧放出393.5kJ的热量。

2、使用化石燃料的利弊及新能源的开发

1.重要的化石燃料:

煤、石油、天然气。

2.煤作燃料的利弊

（1）煤是重要的化工原料,把煤作燃料简单烧掉太可惜,应该综合利用。

（2）煤直接燃烧时产生SO2等有毒气体和烟尘,对环境造成严重污染。

（3）煤作为固体燃料,燃烧反应速率小,热利用率低,且运输不方便。

（4）可以通过清洁煤技术,如煤的液化和气化,以及实行烟气净化脱硫等,大大减少燃煤对环境造成的污染,提高煤燃烧的热利用率。

3.新能源的开发

（1）调整和优化能源结构,降低燃煤在能源结构中的比例,节约油气资源,加强科技投入,加快开发水电、核电和新能源。

（2）最有希望的新能源是太阳能、燃料电池、风能和氢能等。

这些新能源的特点是资源丰富,且有些可以再生,为再生性能源,对环境没有污染或污染少。

综合练习：

1.以节能减排为基础的低碳经济是保持社会可持续发展的战略举措。

下列做法违背发展低碳经济的是（）

A.发展氢能和太阳能

B.限制塑料制品的使用

C.提高原子利用率，发展绿色化学

D.尽量用纯液态有机物代替水作溶剂

2.1.5g火箭燃料二甲基肼（CH3—NH—NH—CH3）完全燃烧放出50kJ热量，则二甲基肼的燃烧热为（）

A.1000kJ/molB.1500kJ/mol

C.2000kJ/molD.3000kJ/mol

3.对于2C4H10（g）+13O2（g）====8CO2（g）+10H2O（l）ΔH=-5800kJ/mol的叙述错误的是（）

A.该反应的反应热为ΔH=-5800kJ/mol，是放热反应

B.该反应的ΔH与各物质的状态有关，与化学计量数也有关

C.该式的含义为：

25℃、101kPa下，2molC4H10气体完全燃烧生成CO2和液态水时放出热量5800kJ

D.该反应为丁烷燃烧的热化学方程式，由此可知丁烷的燃烧热为5800kJ/mol

4.由氢气和氧气反应生成1mol水蒸气放热241.8kJ，写出反应的热化学方程式：

__________________________________。

若1g水蒸气转化成液态水放热2.444kJ，则反应H2（g）+O2（g）H2O（l）的ΔH=______kJ·mol-1，

氢气的燃烧热为______kJ·mol-1。

5.近二十年来，对以氢气作为未来的动力燃料——氢能源的研究获得了迅速发展，像电一样，氢是一种需要依靠其他能源如石油、煤等的能量来制取的二次能源，而存在于自然界的可以提供现成形式能量的能源称为一次能源，如煤、石油、太阳能等。

（1）为了有效发展民用氢能源，首先必须制得廉价的氢气，下列可供开发又比较经济且资源可持续利用的制氢气的方法是______。

A.电解水B.锌和稀硫酸反应

C.光解海水D.以石油、天然气为原料

（2）氢气燃烧时耗氧量小，发热量大。

已知碳和氢气

燃烧的热化学方程式为：

C（s）+O2（g）====CO2（g）ΔH=-393.5kJ·mol-1

H2（g）+O2（g）====H2O（l）ΔH=-285.8kJ·mol-1

试通过计算说明等质量的氢气和碳燃烧时产生热量的比是______。

第三节化学反应热的计算

知识点回顾：

一、盖斯定律

1.定义:

化学反应的反应热只与反应的（各反应物）和（各生成物）有关,而与具体反应进行的途径无关,这就是盖斯定律。

2.意义:

利用盖斯定律可以间接计算反应热。

3.应用:

很多反应很难直接测其反应热,可用盖斯定律计算。

例如:

C（s）+O2（g）

CO2（g）　ΔH1

C（s）+O2（g）

CO（g）　ΔH2

CO（g）+O2（g）

CO2（g）　ΔH3

依据盖斯定律,有:

ΔH1=。

二、反应热大小的比较方法

依据

比较方法

实例

反应物的

本质

等物质的量的不同物质与同一种物质反应时,性质不同其反应热不同

如等物质的量的不同金属或非金属与同一物质反应,金属或非金属越活泼反应越容易发生,放出的热量就越多,ΔH

反应规律

和影响ΔH

大小的

因素

（1）吸热反应的ΔH肯定比放热反应的大;

（2）2molH2完全燃烧放出的热量肯定比1molH2完全燃烧放出的热量多;（3）生成同一种液态产物比气态产物放出的热量多

盖斯定律

依据盖斯定律,对热化学方程式进行运算,即得ΔH相关的计算式,依据运算得到的化学反应的特点判断ΔH计算式与零的关系,即判断ΔH的大小

注意事项

ΔH的符号、数值和单位属于一个整体,不能随意分割,在比较两个热化学方程式中的ΔH大小时,要带正、负号进行比较;在比较两个反应热效应的大小时,应取ΔH的绝对值进行比较

综合练习：

1.下列关于盖斯定律描述不正确的是（）

A.化学反应的反应热不仅与反应体系的始态和终态有关，也与反应的途径有关

B.盖斯定律遵守能量守恒定律

C.利用盖斯定律可间接计算通过实验难测定的反应的反应热

D.利用盖斯定律可以计算有副反应发生的反应的反应热

2.已知H2（g）+Cl2（g）====2HCl（g）ΔH=-184.6kJ·mol-1,则反应HCl（g）====H2（g）+

Cl2（g）的ΔH为（）

A.+184.6kJ·mol-1B.-92.3kJ·mol-1

C.-369.2kJ·mol-1D.+92.3kJ·mol-1

3.已知热化学方程式：

C（金刚石，s）+O2（g）====CO2（g）ΔH1①

C（石墨，s）+O2（g）====CO2（g）ΔH2②

C（石墨，s）====C（金刚石，s）

ΔH3=+1.9kJ·mol-1③

下列说法正确的是（）

A.石墨转化成金刚石的反应是吸热反应

B.金刚石比石墨稳定

C.ΔH3=ΔH1-ΔH2

D.ΔH1＞ΔH2

4.根据以下三个热化学方程式：

2H2S（g）+3O2（g）====2SO2（g）+2H2O（l）

ΔH=-Q1kJ/mol,

2H2S（g）+O2（g）====2S（s）+2H2O（l）

ΔH=-Q2kJ/mol,

2H2S（g）+O2（g）====2S（s）+2H2O（g）

ΔH=-Q3kJ/mol。

判断Q1、Q2、Q3三者关系正确的是（）

A.Q1>Q2>Q3B.Q1>Q3>Q2

C.Q3>Q2>Q1D.Q2>Q1>Q3

5.在101kPa时，1molCH4完全燃烧生成CO2和液态水，放出890kJ的热量。

（1）CH4的燃烧热为______，燃烧热的热化学方程式为___________

___________

（2）1000LCH4（标准状况）燃烧后所产生的热量______。

6.发射卫星时可用肼（N2H4）为燃料和二氧化氮（NO2）作氧化剂，两者反应生成氮气和气态水。

已知：

N2（g）+2O2（g）====2NO2（g）ΔH=+67.7kJ/mol

N2H4（g）+O2（g）====N2（g）+2H2O（g）ΔH=-543kJ/mol

H2（g）+F2（g）====HF（g）ΔH=-269kJ/mol

H2（g）+O2（g）====H2O（g）ΔH=-242kJ/mol

（1）肼和二氧化氮反应的热化学方程式为：

_______；

（2）有人认为若用氟气代替二氧化氮作氧化剂，反应释放的能量更大，试写出肼和氟气反应的热化学方程式：

______________________________________________。

第二章化学反应速率和化学平衡

第一节化学反应速率

知识点回顾：

一、化学反应速率

1．化学反应速率的涵义：

化学反应速率是用来衡量化学反应______________________。

2．化学反应速率的表示方法：

定性：

根据反应物消耗，生成物产生的快慢（用气体、沉淀等可见现象）来粗略比较

定量：

用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增大来表示。

表达式：

v＝_____________　单位：

_________________、_______________等

☆特别提醒：

（1）v表示△t时间内的平均速率，取正值。

（2）同一化学反应的速率可以用不同物质浓度的变化来表示，其数值可能不同，但其意义相同。

数值之比等于方程式各物质的化学计量数比。

如：

aA＋bB

cC＋dD

v（A）︰v（B）︰v（C）︰v（D）＝a︰b︰c︰d

即

v（A）＝

v（B）＝

v（C）＝

v（D）

（3）比较反应速率的大小时，不仅要看反应速率数值的大小，还要结合方程式中物质的化学计量数的大小进行比较；同时注意单位的统一。

（4）一般不用固体和纯液体物质表示化学反应速率，因固体和纯液体（不是溶液）的浓度可视为不变的常数，无浓度变化而言。

综合练习：

1.下面有关化学反应速率的说法中正确的是（）

A.对任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显

B.化学反应速率通常用单位时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加来表示

C.若某化学反应的反应速率为0.5mol·L-1·s-1，就是指在该时间内反应物和生成物的浓度变化都为

0.5mol·L-1·s-1

D.化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的尺度

2.甲、乙两容器都在进行A→B的反应，甲容器内每

分钟减少4molA，乙容器内每分钟减少2molA，则甲

容器内的反应速率比乙容器内的反应速率（）

A.快B.慢

C.相等D.无法判断

3.在2L密闭容器内，某气体反应物在2s内由8mol变

为7.2mol，则用该气体表示该反应的平均反应速率为（）

A.0.4mol/（L·s）B.0.3mol/（L·s）

C.0.2mol/（L·s）D.0.1mol/（L·s）

4.已知：

4NH3+5O2

4NO+6H2O，若反应速率分别用v（NH3）、v（O2）、

v（NO）、v（H2O）表示，则正确的关系是（）

A.4v（NH3）=5v（O2）B.5v（O2）=6v（H2O）

C.3v（NH3）=2v（H2O）D.5v（O2）=4v（NO）

5.某温度时，在2L容器中X、Y、Z

三种气体物质的物质的量（n）

随着时间（t）变化的曲线如图所示。

（1）则该反应的化学方程式为____________；

（2）反应开始至2min，用Z表示的平均反应速率为______。

6.在容积为2L的密闭容器中进行如下反应：

A（g）+2B（g）

3C（g）+nD（g），开始时A为4mol，B为6mol；5min末时测得C的物质的量为3mol，用D表示的化学反应速率v（D）为0.2mol/（L·min）。

计算：

（1）5min末A的物质的量浓度为_____。

（2）前5min内用B表示的化学反应速率v（B）为___。

（3）化学方程式中n值为_____。

（4）此反应在四种不同情况下的反应速率分别为：

①v（A）=5mol/（L·min）

②v（B）=6mol/（L·min）

③v（C）=4.5mol/（L·min）

④v（D）=8mol/（L·min）

其中反应速率最快的是_____（填编号）。

第二节影像化学反应速率的因素

知识点回顾：

一、影响化学反应速率的因素

1．有效碰撞

（1）化学反应是通过反应物微粒之间的相互碰撞来完成的，但不是所有的碰撞都能发生化学反应，微粒间能够____________________的碰撞叫有效碰撞。

（2）能够________________________的分子属于活化分子。

（3）反应物分子（离子）间发生反应的先决条件是_____________________________

（4）发生有效碰撞的条件是___________________________和______________________

2．影响化学反应速率的内因是____________________，它是决定化学反应速率的主要因素。

3．影响化学反应速率的外因主要有________________________________

（1）浓度对化学反应速率的影响：

在其他条件不变时，增加反应物的浓度，单位体积内___________的数目增多，单位时间内___________次数增多，化学反应速率增大。

减小反应物的浓度，单位体积内___________的数目减少，单位时间内________次数减少，化学反应速率减小。

☆特别提醒：

改变反应体系中固体或纯液体的量，一般认为对反应速率无影响。

（2）压强对化学反应速率的影响：

对气体参加的化学反应而言，增大压强，则气体体积________，相当于________浓度，单位体积内的活化分子数增加，单位时间内有效碰撞次数增多，化学反应速率加快。

减小压强，则气体体积________，相当于________浓度，单位体积内的活化分子数减少，单位时间内有效碰撞次数减少，化学反应速率减小。

☆特别提醒：

对于有气体参加的反应而言，改变压强，对化学反应速率产生影响的根本原因是引起浓度改变所致。

所以讨论压强对反应速率影响时，应区分引起压强改变的原因，这种改变对反应体系的浓度产生何种影响，由此判断出对反应速率有何影响。

对于气体反应体系，有以下几种情况：

①恒温时：

增大压强

体积缩小

浓度增大

反应速率加快。

②恒容时：

a．充入气体反应物

浓度增大

总压增大

速率加快；

b．充入“惰气”

总压强增大，但各反应物浓度不变，所以反应速率不变。

③恒压时，充入“惰气”

体积增大

各反应物浓度减少

反应速率减慢。

（3）温度对化学反应速率的影响：

温度对任何反应的速率都有影响，升高温度可使非活化分子吸收能量转化为________从而增加单位积内的活化分子________，单位时间内有效碰撞次数增多，化学反应速率随之加快。

实验证明：

温度每升高10℃，化学反应速率通常会增大到原来的2～4倍。

（4）催化剂对化学反应速率的影响：

催化剂能够降低反应所需能量，这样就会使更多的反应物分子转化为________，大大增加了单位体积内的活化分子________，从而成千上万倍的改变化学反应速率。

（5）其他因素对化学反应速率的影响：

影响化学反应速率的条件很多，除了浓度、压强、温度、催化剂以外，还有光、超声波、激光、放射线电磁波、反应物颗粒大小、扩散速率、溶剂等对反应速率也有影响。

总结：

增大浓度、压强（能引起浓度的增大）、升温、加入正催化剂会增大化学反应速率，且V（正）、V（逆）都增大。

综合练习：

1.设C+CO2

2CO-Q1（吸热反应）反应速率为v1，N2+3H2

2NH3+Q2（放热反应）反应速率为v2，对于上述反应，当温度升高时，v1和v2的变化情况为（）

A.同时增大B.同时减小

C.增大，减小D.减小，增大

2.用3g块状大理石与30mL3mol/L盐酸反应制取CO2气体，若要增大反应速率，不可采取的措施是（）

A.再加入30mL3mol/L盐酸

B.改用30mL6mol/L盐酸

C.改用3g粉末状大理石

D.适当升高温度

3.下列说法不正确的是（）

A.增大压强，活化分子百分数不变，化学反应速率增大

B.升高温度，活化分子百分数增大，化学反应速率增大

C.加入反应物，活化分子百分数增大，化学反应速率增大

D.使用催化剂，活化分子百分数增大，化学反应速率增大

4.对于反应2SO2（g）+O2（g）

2SO3（g），当其他条件不变时，只改变一个反应条件，将生成的SO3的反应速率的变化填入下表空格内（填“增大”、“减小”或“不变”）。

5.用如图所示装置进行如下实验：

（1）在检查装置的气密性后，向试管a中加入10mL6mol·L-1的稀HNO3和1g铜片，立即用带有导管的橡皮塞塞紧试管口。

请写出在试管a中有可能发生的所有反应的化学方程式__________________。

2）在实验过程中常常反应开始时速率缓慢，随后逐渐加快，