高中化学 化学反应原理第13章考点总结 新人教版选修4.docx

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高中化学化学反应原理第13章考点总结新人教版选修4

化学反应原理第1---3章考点总结

一、化学反应与能量变化

1、能量变化的本质

化学反应中能量变化的根本原因是生成物和反应物总能量大小不同或断键吸收的能量与成键放出的能量不同。

化学反应是吸热还是放热与反应条件没有直接的关系，有些吸热反应常温下也可进行，如：

Ba（OH）2.8H2O和NH4Cl的反应。

【例1】（08海南卷）白磷与氧可发生如下反应：

P4+5O2=P4O10。

已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：

P—PakJ·mol—1、P—ObkJ·mol—1、P=OckJ·mol—1、O=OdkJ·mol—1。

根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的△H，其中正确的是（）

A．（6a+5d－4c－12b）kJ·mol—1B（4c+12b－6a－5d）kJ·mol—1

C．（4c+12b－4a－5d）kJ·mol—1D．（4a+5d－4c－12b）kJ·mol—1

[思路分析]反应热产生的根本原因是化学键的断裂和合成，反应物中的化学键的断裂需要吸热，而生成物中的化学键的合成需要放热，它们的差值就是反应热

[解析]由图可以看出：

P4中有6mol的P－P，5mol的O2中含有5molO＝O，1mol的P4O10中含有4mol的P＝O，12mol的P－O，所以△H＝（6a＋5d－4c－12b）kJ·mol－1。

【答案】A。

2、热化学方程式的书写

【例2】已知在25℃，101kPa下，lgC8H18（辛烷）燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40kJ热量。

表示上述反应的热化学方程式正确的是（）

A.C8H18

（1）＋22.5O2（g）＝8CO2（g）＋9H2O（g）；△H＝－48.40kJ·mol－1

B.C8H18

（1）＋22.5O2（g）＝8CO2（g）＋9H2O

（1）；△H＝－5518kJ·mol－1

C.C8H18

（1）＋22.5O2（g）＝8CO2（g）＋9H2O

（1）；△H＝＋5518kJ·mol－1

D.C8H18

（1）＋22.5O2（g）＝8CO2（g）＋9H2O

（1）；△H＝－48.40kJ·mol－1

【解析】根据题目条件，生成的水为液态，所以A错，1gC8H18燃烧后放出热量48.40kJ，故1molC8H18完全燃烧放出热量5518kJ，放热用“—”表示，故C错。

【答案】B

【评析】热化学方程式的书写较难，书写时不能忽视反应物、生成物的状态，要注意系数与反应物的关系。

【例3】（08四川卷）下列关于热化学反应的描述中正确的是（）

A．HCl和NaOH反映的中和热△H＝－57.3kJ/mol，则H2SO4和Ca（OH）2反映的中和热△H＝2×（－57.3）kJ/mol

B．CO（g）的燃烧热是283.0kJ/mol，则2CO2（g）===2CO（g）＋O2（g）反应的△H＝2×283.0kJ/mol

C．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应

D．1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热

[思路分析]中和热和燃烧热是重要的反应热，本题考查其概念及表示意义。

[解析]选项A中中和热是指在一定条件下强酸于强碱的稀溶液反应生成1molH2O所放出的热量，与酸和碱的元数无关；选项C中加热是化学反应的条件，与反应是为否放热和吸热无关，如：

Fe＋S

FeS，它属于放热反应；选项D中燃烧热是指1mol的物质完全燃烧生成稳定的化合物所放出的热量，这里的稳定化合物包含两层意思，一是化合物稳定，如C燃烧可生成CO和CO2，其中CO2比CO稳定，二是化合物的状态稳定，如气态的水就不如液态的水稳定。

【答案】B。

3、反应热大小的比较

【例4】在同温同压下，下列各组热化学方程式中Q2＞Q1的是（）

A.2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（g）；△H＝－Q1；2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（l）；△H＝－Q2

B.S（g）＋O2（g）＝SO2（g）；△H＝－Q1；S（s）＋O2（g）＝SO2（g）；△H＝－Q2

C.C（s）＋1/2O2（g）＝CO（g）；△H＝－Q1；C（s）＋O2（g）＝CO2（g）；△H＝－Q2

D.H2（g）＋Cl2（g）＝2HCl（g）；△H＝－Q1；1/2H2（g）＋1/2Cl2（g）＝HCl（g）；△H＝－Q2。

【解析】A中，由于气态水转变为液态水要放出热量，所以生成液态水比生成气态水放出的热量要多，即Q2＞Q1；B中，由于固态硫转变为气态硫要吸收热量，所以气态硫燃烧放出的热量比固态硫燃烧放出的热量多，即Q1＞Q2；C中，生成CO放热，因氧气过量会与CO反应也放出热量，所以Q2＞Q1，D中Q1=2Q2。

【答案】AC

4、盖斯定律的应用

【例5】已知胆矾溶于水时，溶液温度降低。

在室温下将1mol无水硫酸铜制成溶液时，放出热量为Q1kJ，而胆矾分解的热化学方程式是CuSO4·5H2O（s）＝CuSO4（s）＋5H2O（l）；△H＝＋Q2kJ/mol，则Q1与Q2的关系是（）

A.Q1＞Q2B.Q1＜Q2C.Q1＝Q2D.无法确定

【解析】由已知得CuSO4·5H2O（s）＝Cu2+（aq）+SO42-（aq）+5H2O（l）；△H＝+Q（Q＞0）……①，

CuSO4（s）＝Cu2+（aq）+SO42-（aq）；△H＝—Q1……②，

①—②得CuSO4·5H2O（s）＝CuSO4（s）＋5H2O（l）；△H＝Q1+Q，根据盖斯定律：

Q1+Q=Q2，故B正确。

【答案】B

二、化学平衡

1、化学平衡状态标志

例举反应

mA（g）+nB（g）

pC（g）+qD（g）

混合物体系中各成分的含量

各物质的物质的量或各物质的质量分数一定

平衡

各物质的质量或物质的质量分数一定

平衡

各气体的体积或体积分数一定

平衡

总体积、总压强、总物质的量一定

不一定平衡

正、逆反应速率相等

在单位时间内消耗了mmolA，同时也生成了mmolA，即v（正）=v（逆）

平衡

在单位时间内消耗了nmolB，同时也消耗了pmolC，即v（正）=v（逆）

平衡

v（A）：

v（B）：

v（C）：

v（D）=m：

n：

p：

q，v（正）不一定等于v（逆）

不一定平衡

在单位时间内生成了nmolB，同时也消耗了pmolC，因均指v（逆）

不一定平衡

压强

m+n≠p+q时，总压强一定（其他条件一定）

平衡

m+n=p+q时，总压强一定（其他条件一定）

不一定平衡

混合气体的平均相对分子质量Mr

Mr一定时，且m+n≠p+q时（非气体的不算）

平衡

Mr一定时，且m+n=p+q时（非气体的不算）

不一定平衡

温度

任何化学反应都伴有能量的变化，当体系温度一定时（其他不变）

平衡

气体的密度

密度一定

不一定平衡

颜色

反应体系内有色物质的颜色稳定不变

平衡

【例1】H2（g）+I2（g）

2HI（g）已经达到平衡状态的标志。

①c（H2）=c（I2）=c（HI）时

②c（H2）:

c（I2）:

c（HI）=1:

1:

2时

③c（H2）、c（I2）、c（HI）不再随时间而改变

④单位时间内生成nmolH2的同时生成2nmolHI

⑤单位时间内生成nmolH2的同时生成nmolI2

⑥反应速率v（H2）=v（I2）=

v（HI）

⑦一个H-H键断裂的同时有两个H-I键断裂

⑧温度和体积一定时，容器内压强不再变化

⑨温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化

⑩温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化

⑾条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化

[解析]

①浓度相等，不能说明已达到平衡状态；

②浓度之比与平衡状态无必然联系；

③浓度不变，说明已达平衡。

注意不要把浓度不变与①、②两种情况混淆；

④“生成nmolH2”指逆反应，“生成2nmolHI”指正反应，且v正=v逆，正确；

⑤“生成nmolH2”、“生成nmolI2”都指逆反应，不能判断；

⑥无论是v正、v逆，用不同物质表示时，一定和化学计量数成正比，与是否达到平衡状态无关。

⑦从微观角度表示v正=v逆，正确；

⑧由于Δν（g）=0，压强始终不改变；

⑨颜色不变，说明I2（g）浓度不变，可以判断；

⑩由于Δν（g）=0，体积始终不变，且反应混合物总质量始终不变，密度不变，不能判断是否达到平衡。

⑾反应前后气体的物质的量、质量均不变，所以平均分子量始终不变，不一定达到平衡状态。

解答：

③④⑦⑨

2、化学平衡的计算

有关化学平衡的基本计算：

　　“初”、“转”、“平”“三行式”计算的技巧（一般表示如下：

）

mA（g）+nB（g）

pC（g）+qD（g）

“初”始浓度：

abcd

“转”化浓度：

mxnxpxqx

“平”衡浓度：

a－mxb－nxc+pxd+qx

此三种浓度中，只有“转”化浓度之比等于计量数之比，常常要用平衡时候的数据求其他的值：

（1）如求A物质的平衡转化率α（A）α（A）＝

（2）在恒温、等容的条件下，反应前后的压强比等于物质的量比。

（3）求B物质平衡时的体积分数

（B），

（B）＝

【例2】把6molA气体和5molB气体混合放入4L密闭容器中，在一定条件下发生反应：

3A（气）+B（气）

2C（气）+

（气）经

达到平衡，此时生成C为

，测定D的平均反应速率为0.1mol/L•min，下列说法中错误的是（）

A.x=2B.B的转化率为20%

C.平衡时A的浓度为0.8mol/LD.恒温达平衡时容器内压强为开始时的85%

[解析]

本题是一道有关化学平衡的基础计算题，解题的关键是弄清各量的含义。

因

，所以

。

3A（气）+B（气）

2C（气）+2D（气）

起始量（mol）6500

变化量（mol）3122

平衡量（mol）3422

B的转化率为：

平衡时A的浓度：

，所以

[答案]C、D

【例3】（08海南卷）X、Y、Z三种气体，取X和Y按1：

1的物质的量之比混合，放入密闭容器中发生如下反应：

X+2Y

2Z，达到平衡后，测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3：

2，则Y的转化率最接近于（）

A．33%B．40%C．50%D．65%

[解析]由可知：

X+2Y

2Z

起始：

110

转化：

a2a2a

平衡：

1－a1－2a2a

根据题意有：

=

，a＝

，Y的转化率最接近65%。

【答案】D。

【例4】一定温度下，反应

，达到平衡时，

。

缩小体积，反应再次达到平衡时，

，

，此时

的物质的量应是（）

A.0.4molB.0.6molC.0.8molD.1.2mol

思路分析：

对于反应

，再次达到化学平衡时，

，所以化学平衡向正反应方向移动。

设原平衡

分别为

。

平衡移动过程中消耗

为a。

则列三行式：

原平衡2x3x4x

转化2aa2a

新平衡2x-2a3x-a4x+2a

则平衡时

解得

。

。

答案选A。

【例5】在密闭容器中的一定量混合气体发生反应：

aA（g）+bB（g）

cC（g），达到平衡后，测得A的浓度为0.7mol·L－1，在温度不变的情况下，将容器的容积扩大到原来的两倍，测得A的浓度为0.4mol·L－1，则下列判断正确的是（）

A.a+b＜cB.C的体积分数下降

C.B的浓度增大D.A的转化率增大

分析：

假设改变条件平衡不发生移动，则A的浓度应该为0.35mol·L－1，但现在为0.4mol·L－1，说明平衡向生成A的方向（逆向）移动了，则C的体积分数下降，A、B的转化率减小；扩大容积等效于减小压强，所有物质的浓度均减小，反应速率均减慢；减小压强平衡向逆反应方向移动，说明左边气体的化学计量数之和大于右边，即a+b＞c。

答案：

B

【例6】一容积恒定的密闭容器中盛有1molPCl5，加热到200℃时发生反应：

PCl5（g）

PCl3（g）+Cl2（g），反应达到平衡时，PCl5所占体积百分数为M%，若在同一温度下和同一容器中，最初投入的是2molPCl5，反应达到平衡时，PCl5所占体积百分数为N%，则M和N的正确关系是（）

A.M＞NB.M＜NC.M=ND.无法比较

分析：

两个容积相同的容器各装有1molPCl5，建立完全相同的平衡状态，PCl5所占体积百分数为M%；以M%的两个状态（I）合并成过渡状态（Ⅱ），因外界条件不变，状态（Ⅱ）中PCl5的体积百分数仍为M%；恒温下加压，使状态（Ⅱ）体积缩小一半，则构成状态（Ⅲ），它相当于在原容器中加入2molPCl5后达到的平衡状态。

在状态（Ⅱ）→状态（Ⅲ）的过程中，因压强增加，状态（Ⅱ）中化学平衡向逆反应方向移动，PCl5的体积百分数增大，即N%＞M%。

其思路可用下图表示：

答案：

B

三、水溶液中的离子平衡

1、特别提醒：

常见的弱电解质

弱酸：

如H2S、H2CO3、CH3COOH、HF、HCN、HClO等。

HF酸是具有强极性共价键的弱电解质。

H3PO4、H2SO3从其酸性强弱看属于中强酸，但仍属于弱电解质。

弱碱：

NH3·H2O，多数不溶性的碱[如Fe（OH）3、Cu（OH）2等]、两性氢氧化物[如Al（OH）3、Zn（OH）2等]。

个别的盐：

如HgCl2，HgBr2等。

水：

是由强极性键构成的极弱的电解质。

2、强酸与弱酸溶液有哪些“同”与“不同”？

答：

（1）中和同浓度、同体积的盐酸和醋酸。

需同浓度的NaOH溶液的体积相同。

（2）中和pH相同、体积相同的盐酸和醋酸，需同浓度的NaOH溶液的体积不同；盐酸需要的体积少些，醋酸需要的体积多些。

（3）pH相同的盐酸和醋酸分别跟等物质的量的NaOH溶液反应，则消耗两种酸的体积不同，消耗HCl的体积大于醋酸的体积。

（4）同物质的量浓度，同体积的HCl和CH3COOH，分别和等量的锌反应完全时，两个反应的速率不同，盐酸速率快，但完全反应后产生氢气的体积相同。

（5）同体积、同pH的HCl和CH3COOH，分别和足量的锌反应时，开始时反应速率相同。

随着反应的进行，由于CH3COOH

CH3COO—+H+的电离平衡发生移动，c（H+）变化比HCl的小，整个反应阶段的反应速率不同，CH3COOH反应速率大于HCl。

（6）c（H+）和c（OH—）相等的酸溶液和碱溶液等体积混合时，溶液呈酸性，其原因可能是弱酸有剩余；若溶液呈碱性，其原因可能是弱碱有剩余

3、用实验证明某酸为弱酸,可从下列四个方手进行

（1）利用弱电解质不能全部电离;

（2）用电离平衡移动原理,即在外界条件发生时发生移动;

（3）综合利用强酸制备弱酸以电解质不能完全电离;

（4）利用盐类水解。

以醋酸为例讨论,供参考。

利用弱电解质不能全部电离

（1）测量已知浓度（如0.1mol·L-1）的醋酸pH值,若0.1mol·L-1的醋酸pH>1,说明

在水中部分电离,为弱酸。

（2）比较同一温度下,等物质的量浓度的醋酸、盐酸分别与同样的锌粉反应的速率,该反应的锌粉及温度都是相同的,反应速率仅由氢浓度决定,醋酸与锌粉反应的速率小于盐酸反应的速率,说明醋酸只有部分电离。

（3）取相同物质的量浓度的醋酸溶液与盐酸在同条件下比较导电性,醋酸的导电能力弱于盐酸,说明醋酸溶液中离子浓度小于盐酸离子浓度,说明醋酸只有部分电离,为弱酸。

（4）取相同物质的量浓度的醋酸溶液与盐酸,分别测两酸的pH值,醋酸的pH值大于盐酸的pH值,说明醋酸只有部分电离,为弱酸。

利用电离平衡移动原理,即在外界条件变化时弱酸发生电离平衡移动

（1）取等pH的醋酸溶液与盐酸溶液在一定范围内稀释相同的倍数后,再测定pH,与原液比较,醋酸的pH值变化小,说明醋酸稀释时平衡向电离的方向移动了,亦即说明醋酸是弱酸。

（2）将醋酸溶液稀释一定倍数,测定稀释前后溶液的pH值,如取pH=1的醋酸溶液稀释100倍,用pH试纸测得其pH<3。

说明在稀释过程中,弱酸的电离平衡向离子化方向移动,使电离出的H+增多,H+浓度减少的倍数小于溶液浓度减少的倍数。

（3）往加了石蕊的醋酸溶液中加入醋酸钠固体,观察溶液的颜色变化,若溶液颜色变浅,说明加入醋酸钠固体后,醋酸的电离平衡向逆方向移动,说明醋酸是弱酸。

综合利用强酸制备弱酸以及弱电解质不能完全电离

在稀盐酸溶液中加入醋酸钠固体,测定前后pH值的变化,反应后pH值变大,说明生成的醋酸未能全部电离,证明醋酸是弱酸。

利用盐类水解原理

测定醋酸钠溶液的pH值,或检验醋酸钠溶液的酸碱性。

溶液呈碱性,说明醋酸粮离子发生了水解,证明醋酸是弱酸。

确定某酸是否为一弱酸,用以上一种方法若不能确定,则可以综合利用以上方法。

值得注意的是,无论用哪种方法确定某酸是否为弱酸,需要考虑在实际操作中的可行性。

4、从以下几个方面关注离子浓度大小比较问题

（1）关注三个守恒

电荷守恒：

电解质溶液中所有阳离子所带有的正电荷数与所有的阴离子所带的负电荷数相等。

如NaHCO3溶液中：

n（Na+）＋n（H+）＝n（HCO3-）＋2n（CO32-）＋n（OH-）推出：

c（Na+）＋c（H+）＝c（HCO3-）＋2c（CO32-）＋c（OH-）

物料守恒：

电解质溶液中由于电离或水解因素，离子会发生变化变成其它离子或分子等，但离子或分子中某种特定元素的原子的总数是不会改变的。

如NaHCO3溶液中n（Na+）：

n（c）＝1：

1，推出：

c（Na+）＝c（HCO3-）＋c（CO32-）＋c（H2CO3）

质子守恒：

电解质溶液中分子或离子得到或失去质子（H+）的物质的量应相等。

例如在NH4HCO3溶液中H3O+、H2CO3为得到质子后的产物；NH3、OH-、CO32-为失去质子后的产物，故有以下关系：

c（H3O+）+c（H2CO3）=c（NH3）+c（OH-）+c（CO32-）。

例1在Na2S溶液中下列关系不正确的是

A．c（Na+）=2c（HS－）+2c（S2－）+c（H2S）

B．c（Na+）+c（H+）=c（OH－）+c（HS－）+2c（S2－）

C．c（Na+）＞c（S2－）＞c（OH－）＞c（HS－）

D．c（OH－）=c（HS－）+c（H+）+c（H2S）

解析：

电荷守恒：

c（Na+）+c（H+）=c（OH－）+c（HS－）+2c（S2－）；

物料守恒：

c（Na+）=2c（HS－）+2c（S2－）+2c（H2S）；

质子守恒：

c（OH－）=c（HS－）+c（H+）+2c（H2S），

选AD

（2）关注混合后溶液的酸碱性

混合后溶液的酸碱性取决于溶质的电离和水解的情况，一般判断原则是：

若溶液中有酸或碱存在，要考虑酸和碱的电离，即溶液相应地显酸性或碱性；若溶液中的溶质仅为盐，则考虑盐水解情况；对于特殊情景要按所给的知识情景进行判断。

例2下列混合溶液中，各离子浓度的大小顺序正确的是

A10mL0.1mol·L－1氨水与10mL0.1mol·L－1盐酸混合：

c（Cl－）>c（NH4+）>c（OH－）>c（H+）

B．10mL0.1mol·L－1NH4Cl与5mL0.2mol·L－1NaOH溶液混合：

c（Na+）=c（Cl-）>c（OH-）>c（H+）

C．10mL0.1mol·L－1CH3COOH溶液与5mL0.2mol·L－1NaOH溶液混合：

c（Na+）=c（CH3COO-）>c（OH-）>c（H+）

D．10mL0.5mol·L－1CH3COONa溶液与6mL1mol·L－1盐酸混合：

c（Cl-）>c（Na+）>c（OH-）>c（H+）

解析：

A项中氨水与盐酸混合恰好反应生成氯化铵，所以溶液显酸性，A错。

B项中NH4Cl与NaOH溶液混合恰好反应生成NH3·H2O和NaCl，溶液显碱性，B正确。

C项混合后溶液中溶质为CH3COONa，CH3COO-要水解，C错。

D项混合后溶质为CH3COOH、HCl、NaCl，溶液现酸性，D错。

例3将0.2mol·L－1HCN溶液和0.1mol·L－1的NaOH溶液等体积混合后，溶液显碱性，下列关系式中正确的是

A.c（HCN）c（CN－）

C.c（HCN）－c（CN－）＝c（OH－）D.c（HCN）＋c（CN－）＝0.1mol·L－1

解析：

上述溶液混合后，溶质为HCN和NaCN，由于该题已说明溶液显碱性，所以不能再按照HCN的电离处理，而应按NaCN水解为主。

所以c（Na＋）>c（CN－），选BD

（3）关注所给物质的量是物质的量浓度还是pH

在审题时，要关注所给物质的量是“物质的量浓度”还是“pH”，否则会很容易判断错误。

例4设氨水的pH＝x，某盐酸的pH＝y，已知x+y＝14，且x>11。

将上述两溶液分别取等体积充分混合后，所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序是

A.c（Cl－）>c（NH4+）>c（H+）>c（OH－）B.c（NH4+）>c（Cl－）>c（H+）>c（OH－）

C.c（NH4+）>c（Cl－）>c（OH－）>c（H+）D.c（Cl－）>c（NH4+）>c（OH－）>c（H+）

解析：

由于x+y＝14，且x>11，所以氨水c（OH－）和盐酸中的c（H+）相等。

两者等体积混合后，氨水过量，溶液显碱性，选C

（4）关注所给酸与碱的相对强弱

对于未指明所给的酸和碱的相对强弱，要考虑两种情况，一是强电解质，二是弱电解质。

例5一元酸HA溶液中，加入一定量强碱MOH溶液后，恰好完全反应，反应后的溶液中，下列判断正确的是（）

A．[A-]≥[M+]B．[A-]≤[M+]

C．若MA不水解,则[OH-]<[A-]D．若MA水解,则[OH-]>[A-]

解析：

因为没有告知一元酸HA的相对强弱，因此要考虑两种情况，若是强酸，则[A-]=[M+]，若是弱酸则[A-]＜[M+]，还要考虑MA的水解，所以选BC

（5）关注弱酸弱碱的稀释问题

一定温度下，将一定质量的冰醋酸加水稀释过程中，溶液的导电能力变化如图所示.从图示中看出ob段导电能力增强，此时醋酸的电离程度增加的倍数大于溶液体积增大的倍数，所以此段溶液中C（H+）增大，bc段的导电能力随着加水量的增加而减弱，即醋酸的电离程度增加的倍数小于溶液体积增大的倍数，但醋酸的电离仍是增大的。

理解了此问题，有关弱酸或弱碱的稀释的问题就可以解决。

例6用水稀释0.1mol·L－1氨水时，溶液中随着水量的增加而减小的是

A.c（OH－）/c（NH3·H2O）B.c（NH3·H2O）/c（OH－）

C.c（H+）和c（OH－）的乘积D.OH－的物质的量

解析：

由上述醋酸的稀释可知，在对0.1mol·L－1氨水稀释的过程中，OH－的物质的量增加，但c（OH－）减小。

c（NH3·H2O）也减小，但减小的程度要小于c（OH－）减小的程度，所以c（NH3·H2O）/c（OH－）增大，选B。

（6）关注未知二元酸的电离情况

对所给的二元酸的电离要关注电离的程度：

是否完全电离。

例7某二元酸（化学式用H2A表示）在水中的电离方程式是：