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1、人教版化学选修四笔记第一章 化学反应与能量第一节 化学反应与能量变化一 、物质能量与键能1、键能：破坏1mol化学键所需要的能量称为键能2、物质能量与键能的关系键能越大，物质能量越低，稳定性越好键能越小、物质能量越高，稳定性越差3、化学键的破坏与形成破坏化学键需要吸收能量 形成化学键必然放出能量二、焓变：H1、化学反应中主要的能量变化为热量变化，也称为焓变2、焓变的计算1）化学反应中，断裂反应物中的化学键需要吸收能量，形成生成物中的新化学键会放出能量，吸收与放出的能量差值即为焓变2）计算公式H=反应物键能生成物键能，高键能生成低键能吸热，反之放热H=生成物能量反应物能量，高能量生成低能量放热，

2、反之吸热3、焓变大小与反应吸放热的关系H0，反应吸热 H0，反应放热三 、反应热量变化与反应类型1、常见的放热反应1）绝大部分化合反应 2）活泼金属与酸或水的反应3）绝大部分置换反应 4）酸碱中和5）燃烧反应2、常见的吸热反应1）绝大部分分解反应 2）含碳物质还原金属氧化物的反应3）铵盐和碱的反应四 、热化学方程式1、含义：能表示化学反应热量变化的式子2、与化学方程式的区别1）各物质标注状态，气体：g，液体：l，固体：s2）一般不标注反应条件3）标注焓变，且焓变值与方程系数成比例4）方程系数可以是分数例如1 mol Cu（s）与适量O2（g）反应，生成CuO（g），放出157kJ热量Cu（s）

3、+O2（g）= CuO（g） H= - 157 kJ/mol第二节 燃烧热 能源一 、燃烧热1、反应热分类按照反应类型的不同，反应热分为：燃烧热、中和热、溶解热等等2、燃烧热25、101 kPa 状态下1 mol纯物质完全与氧气反应，生成稳定氧化物，放出的热量称为该物质的燃烧热；其关键点可总结为：一、完、稳3、中和热25、101 kPa 状态下在稀溶液中强酸和强碱发生中和反应，生成1 mol水时，放出的热量称为中和热；其关键点可总结为：稀、强、一4、用热化学方程式表示燃烧热例：甲烷的燃烧热为890.31 kJ，用热化学方程式表示为：CH4（g）+2O2（g）= CO2（g）+2H2O（l） H

4、= - 890.31 kJ/mol氢气的燃烧热为285.8 kJ，用热化学方程式表示为：H2（g）+O2（g）=H2O（l） H= - 285.8 kJ/mol二 、能源1、一次能源：从自然界获得，不需经过改变或转化就可以直接利用的能源，例如：原煤、天然气、太阳能、风能、潮汐能等2、二次能源：将一次能源经过加工或转化得到的其他种类或形式的能源，例如：电能、煤气、汽油、柴油、蒸汽、核电等3、可再生能源：从自然界可无限制获取，且用之不尽的能源，如：太阳能、风能、水能4、不可再生能源：人类开发利用后，不能再生的能源，如：煤炭、石油、核能、天然气等5、能量转化1）太阳能转化为电能2）化学能转化为热能3

5、）热能转化为机械能4）重点掌握热电厂能量转化形式：化学能热能机械能电能第三节 化学反应热计算一 、盖斯定律1、内容：化学反应过程中的能量变化只与初始状态和最终状态有关，与过程无关例：由固态碳生成气体二氧化碳过程中放出的热量固定，无论由碳直接生成二氧化碳，或是先生成一氧化碳再生成二氧化碳，放出的能量始终一致2、盖斯定律的计算应用计算整体过程或单步过程中的热量变化例如： C（s）+O2（g）=CO2（g） H1= -393.5 kJ/molCO（g）+O2（g）=CO2（g） H2= -283.0 kJ/molC（s）+O2（g）=CO（g） H3=？由盖斯定律可得：反应式=+，所以H3=H1 -

6、 H2= -110.5 kJ/mol二 、反应热其他计算方式1、根据化学方程式计算例：1 g H2在O2中完全燃烧放出142.9 kJ热量，则2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的反应热H= 2、根据燃烧热计算例：已知乙醇的燃烧热为 -1366.8 kJ/mol ，在25 、101 kPa状况下1 kg 乙醇完全燃烧放出的热量为：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1、概念的提出化学反应有快有慢，快如氢氧混合爆炸，几乎转瞬完成；慢如氯酸钾的受热分解，需要几小时才能分解一定量，因为如此，反应速率才具有存在的意义，并用来描述反应进行的快慢2、化学反应速率表达式1

7、s内某物质的物质的量浓度的改变量，或1 min内某物质的物质的量浓度的改变量，表达式为：，单位：mol/Ls 或mol/Lmin微观概念里，反应速率是单位时间内生成或消耗物质的粒子数，或单位时间内断裂或结合成的新化学键的数目注：化学反应速率是平均速率，并非瞬时速率化学反应速率不仅仅可以衡量可逆反应，也适用于彻底反应3、化学反应速率之间的关系在同一个反应中，各物质的反应速率之比与反应方程中个物质的系数之比相等4、化学反应速率的计算（三段式）N2（g）+3H2（g） 2NH3（g） 历经时间：t min起始 c01 c02 c03变化 c1 c2 c3终态 c11 c12 c13变化：c1= c0

8、1 - c11，c2= c02 - c12，c3= c03 - c13，c1：c2：c3=1：3：2速率： 二 、化学反应速率适用范围1、有气体反应或生成的情况2、溶液环境注：如某物质在反应中的浓度保持不变，则不能用反应速率衡量其反应快慢，如：液态水，纯固体物质第二节 影响化学反应速率的因素一 、影响反应速率的内在因素（内因）：物质的性质例如：锌和稀盐酸，镁和稀盐酸反应速率不同，主要原因是镁的还原性比锌强二 、影响反应速率的外在因素（外因）1、微观1）活化分子：吸收足够能量，可以发生化学反应的分子单位体积内活化分子越多，化学反应速率越快改变活化分子数的措施：改变温度2）有效碰撞：活化分子在合适

9、的碰撞方向下才能发生反应，这样的碰撞称为有效碰撞单位时间内有效碰撞次数越多，化学反应速率越快改变有效碰撞次数的措施：改变浓度、可引起浓度改变的压强变化3）活化能：从初始态到可自发进行反应状态，分子所需要吸收的能量相同状态下，活化能越低，化学反应速率越快改变活化能的措施：使用催化剂 综述：发生反应的分子吸收足够能量（活化能）、成为活化分子、发生有效碰撞才能发生化学反应2、宏观因素1）温度（改变活化分子数）升高温度，反应速率增大；降低温度，反应速率降低2）浓度（改变有效碰撞次数）增大浓度，反应速率增大；减小浓度，反应速率降低3）压强（可改变浓度的压强变化）（可改变有效碰撞次数）增大压强，反应速率增

10、大；减小压强，反应速率降低4）催化剂（改变反应所需的活化能）使用催化剂，反应速率增大整体规律：增大影响速率的因素，化学反应速率增大，反之则速率降低注：规律适用于彻底反应和可逆反应，在可逆反应中，增大影响速率的因素，正逆反应速率都增大，反之都降低第三节 化学平衡一 、化学平衡概念1、研究对象：可逆反应（在相同条件下可同时从正逆两方向进行的反应）2、化学平衡含义：可逆反应进行到正逆反应速率相等时的状态3、平衡转化率：=4、化学平衡特征1）等：达到化学平衡时，正反应速率等于逆反应速率2）动：达到化学平衡时，可逆反应处于动态平衡，并非反应已停止3）定：达到化学平衡时，各组分的浓度、百分含量，保持恒定不

11、变4）变：达到化学平衡后，如外界条件改变，化学平衡状态会发生移动直至达到新的平衡状态，再次达到平衡后不再移动5、判断化学平衡1）正逆反应速率相等（适用于所有化学平衡）注：所用判断平衡的两个速率必须表示正、逆两方向，同时比例关系要与反应系数比例相等2）某物质浓度保持恒定不变注：如反应体系中有纯液体或固体，其浓度始终为恒定值，不能用于判断平衡3）某物质的百分含量保持恒定不变当某物质的质量分数、物质的量分数或体积分数保持恒定时，可判断该反应已达到平衡4）反应体系压强保持不变有气体参与或生成的可逆反应，当反应体系的压强保持不变时，可判断反应已达到平衡注：a、若可逆反应先后气体体积无改变，此规律不适用b

12、、当反应容器体积可变时，此规律不适用5）混合气体的颜色深浅保持不变有带颜色的气体参与或生成的可逆反应，当混合气体的颜色深浅不再变化时，可判断反应已达到平衡6）反应放出的热量值保持恒定不变可逆反应放出的热量保持恒定不变时，可判断反应已达到平衡7）断裂或形成化学键速率相等断裂旧化学键或生成新化学键的速率保持不变时，可判断反应已达到平衡二 、化学平衡移动1、化学平衡移动原理（勒夏特列原理）针对已达到平衡的可逆反应，外界发生条件改变时，反应会向着减小这种改变的方向移动如N2（g）+3H2（g） 2NH3（g） H 0，a、升高温度：正向移动，正逆速率增大b、降低温度：逆向移动，正逆速率降低Q p+q，

13、a、增大压强：正向移动，正逆速率增大b、减小压强：逆向移动，正逆速率降低m+n = p+q，c、压强变化：平衡不移动，升压速率增大，反之降低m+n 0时，温度增大，K增大，反之减小；Q K，平衡逆向移动；QC = K，平衡不移动；QC K，平衡正向移动四 、等效平衡以m A（g）+n B（g） p C（g）+q D（g） H=Q为例1、等效平衡的含义两个平衡状态中，各物质浓度两两对应相等或比例相等，这两个平衡互为等效2、等效平衡条件1）恒温恒压容器（m+n p+q）若加入物质的起始浓度之比相等，则两平衡等效2）恒温恒容容器若加入物质的起始浓度相等，则两平衡等效3）特殊情况若m+n = p+q，

14、则只要加入物质的起始浓度之比相等，无论处在何种容器，都等效例：1 mol N2、3 mol H2充入一恒温恒容容器，另将0.5 mol N2、1.5 mol H2、1 mol NH3充入相同容器，则两容器内反应达到平衡后等效（将1mol NH3归零到N2和H2，其量分别为0.5 mol、1.5 mol，累加后与原加入量相等，即浓度相等）若反应容器为恒温恒压，则归零后，只要N2和H2物质的量比例等于1:3即等效第四节 化学反应的自发性一 、自发反应与非自发反应1、自发反应：不需要人为改变条件就能发生的反应2、非自发反应：需要人为改变条件才能发生的反应注：自发与否与反应的吸、放热情况无关，吸热反应

15、未必需要加热才能发生，放热反应也未必需要冷却才能发生二 、自发反应的判断1、熵：物质的无序程度，一般认为：固体无序度小于液体无序度，液体无序度小于气体无序度；单质无序度小于化合物无序度；少量粒子数无序度小于大量粒子的无序度2、判断公式：G=H TS，G 0非自发温度T为开氏温度，单位为K，高中阶段视为T始终大于零，与摄氏温度的转换关系为：T=t+273GHTS自发情况高温000高温自发低温非自发000任何温度都非自发00任何温度都自发低温00p+q m+n 0、升温 b、Q 0、降温 c、Q 0、升温 d、Q c (OH - )，溶液呈酸性c (H+) = c (OH - )，溶液呈中性c (

16、H+) c (OH - )，溶液呈碱性在未指明温度情况下，仅从pH值无法判断溶液的酸碱性酸性溶液未必是酸溶液碱性溶液未必是碱溶液四 、溶液的pH计算1、pH标准计算公式： pH仅与氢离子浓度有关：c (H+)增大，pH减小；c (H+)减小，pH增大2、变式（由c (OH - )和Kw计算）由，得， 则: 若， 3、混合溶液pH计算1）强酸和强酸混合体积为V1 L，pH= m的强酸A和体积为V2 L，pH=n的强酸B混合，混合后其2）强碱和强碱混合常温下，体积为V1 L，pH= x 的强碱A和体积为V2 L，pH= y的强碱B混合，混合后其3）强酸和强碱混合原理：比较混合前酸、碱中氢离子和氢氧

17、根的物质的量：若c (H+)大于c (OH - )，则混合后溶液呈酸性；若c (H+)等于c (OH - )，则混合后溶液呈中性；若c (H+)小于c (OH - )，则混合后溶液呈碱性。4）等体积酸碱混合a、t时，Kw=110 - m，pH=a的某强酸和pH=b的某强碱等体积混合，若a+b=m，则混合后溶液呈中性b、t时，Kw=110 - m，pH=a的某强酸和pH=b的某强碱混合，若混合后溶液呈中性，则消耗的酸和碱的体积比：V酸：V碱=10a：10m - b5）溶液稀释a、pH=a的强酸溶液，稀释10m倍后，其pH=a+m （a+m 7） pH=a的弱酸溶液，稀释10m倍后，其pH范围：a

18、+m -1 pH a+m (a+m 7） pH=b的弱碱溶液，稀释10 m倍后，其pH范围：b - m pH 7 )第三节 酸碱中和滴定原理及其实验一 、滴定原理用已知浓度的物质与另一未知浓度物质反应，通过消耗量与参加反应物质比例，计算未知浓度。二 、实验过程1、实验仪器：酸式、碱式滴定管、滴定管夹（蝴蝶夹）、移液管、锥形瓶或小烧杯2、药品：0.01 mol/L 盐酸溶液、未知浓度的氢氧化钠溶液、酚酞试液3、实验操作1）检漏：检查滴定管是否漏水，方法：将蒸馏水加入两支滴定管，关闭酸式滴定管阀门，如尖嘴没有连续滴水，证明滴定管不漏液；2）洗涤：用蒸馏水洗涤滴定管和锥形瓶23次3）润洗：分别用已知

19、浓度的盐酸和未知浓度的氢氧化钠溶液润洗酸式、碱式滴定管23次4）移液：用移液管吸取一定量盐酸、氢氧化钠溶液分别加到酸式滴定管、碱式滴定管，并排除滴定管尖嘴气泡5）调刻线：分别将酸式、碱式滴定管页面调节至某一刻度线，分别记录酸式、碱式滴定管的刻度值6）滴定：放出10 mL 氢氧化钠溶液至锥形瓶，加入23滴酚酞试液，将锥形瓶移到酸式滴定管尖嘴下方，慢速滴加盐酸溶液7）滴定终点：当加入最后一滴盐酸，溶液恰好变为无色，且30秒内颜色不恢复，说明达到滴定终点8）记录：记录酸式滴定管液面刻度值，计算出消耗盐酸溶液的体积9）重复：重复上述过程23次4、计算c(NaOH）= V酸c酸 / V碱5、误差分析1）

20、未润洗：酸式：滴定管内留有残存蒸馏水，致使盐酸溶液浓度下降，耗酸体积增大，最终计算浓度偏大碱式：残存蒸馏水稀释氢氧化钠，导致放出氢氧化钠的溶质的量减少，消耗盐酸体积减小，最终计算浓度偏小2）未排气泡： 酸式：由于气泡存在，使最终盐酸液面刻度偏大，耗酸体积变大，最终计算浓度偏大 碱式：导致放出氢氧化钠实际体积减小，耗酸体积减小，浓度偏小3）仰视刻线： 酸式：a、调刻线时仰视刻线，耗酸体积偏小，最终浓度偏小 b、滴定终点读数时仰视刻线，耗酸体积偏大，最终浓度偏大 碱式：a、调刻线时仰视刻线，放出碱液体积偏大，最终浓度偏大 b、放液终点时仰视刻线，放出碱液体积偏小，最终浓度偏小4）俯视刻线： 酸式：a、调刻线时俯视刻线，耗酸体积偏大，最终浓度偏大 b、滴定终点读数时俯视刻线，耗酸体积偏小，最终浓度偏小 碱式：a、调刻线时俯视刻线，放出碱液体积偏小，最终浓度偏小 b、放液终点时俯视刻线，放出碱液体积偏大，最终浓度偏