选修4化学反应原理复习案含答案

1、选修4 化学反应原理复习案第一章化学反应与能量复习案第一节 化学反应与能量的变化1能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子，活化分子比普通分子所多出的那部分能量称做活化能。2我们用H表示反应热，其单位：kJ/mol 。放热反应：H 0。 3表示参加反应的物质的量和反应热关系的化学方程式，叫做热化学方程式。4. 中和热的定义：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1molH2O时放出的热量。 例1由金红石（TiO2）制取单质Ti，涉及到的步骤为：TiO2TiCl4 Ti 已知C(s)+O2(g)CO2(g) H393.5 kJ/mol 2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)H566 kJ/mol TiO

2、2(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+O2(g) H+141kJ/mol则TiO2(s)+2Cl2(g) + 2C(s)TiCl4(g)+ 2CO(g)的H 。高温反应TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti在Ar气氛中进行的理由是 。参考答案 第一章 第一节 化学反应与能量的变化例180 kJ/mol 防止高温下Mg(Ti)与空气中的O2（或CO2、N2）作用第二节 燃烧热 能源 1101KPa时，1mol 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热，单位为kJ/mol ，通常可利用仪器由实验测得。2 能源就是能提供能量的资源，它包括化石燃料（煤、石油、天然气 ）、阳光

3、、风力、流水、潮汐以及柴草等。3 新能源有太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物质能等。例2CO、CH4均为常见的可燃气体。（1）等体积的CO和CH4在相同条件下分别完全燃烧，转移的电子数之比为 。（2）已知在101 kPa时，CO的燃烧热为283 kJ/mol。相同条件下，若2 molCH4完全燃烧生成液态水，所放出的热量为1mol CO完全燃烧放出热量的6.30倍，CH4完全燃烧的热化学方程式是 。 （3）120、101 kPa下，a mL由CO和CH4组成的混合气体在b mLO2中完全燃烧后，恢复到原温度和压强。若混合气体与O2恰好完全反应，产生b mLCO2，则混合气体中CH4的体积

4、分数为 （保留2位小数）。若燃烧后气体体积缩小了mL，则a与b关系的数学表示是 。参考答案 第一章 第二节 燃烧热 能源例2（1）1 : 4 （2）CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) H891.45 kJ/mol （3）0.33 b第三节 化学反应热的计算 1、1840年，瑞士化学家盖斯通过大量实验证明，不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。 换句话说，化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。 这就是盖斯定律。 2、反应热的计算方法： （1） H=反应物的键能总和 生成物的键能总和 （2） H=生成物物的总能量 反应物的总能量 （3

5、）燃烧热的计算：HQ放 / n（可燃物） （4）中和热的计算: HQ放 / n(H2O)cmt / n(H2O) （5）利用盖斯定律计算： 虚拟路径法 H = H1 + H2 + H3 加合法: 运用所给方程式通过加减的方法得到所求热化学方程式 。例3为了提高煤热效率，同时减少煤燃烧时的环境污染，一般先将煤转化为洁净的燃料。将煤转化为水煤气是通过化学方法将煤转为洁净燃料的方法之一，主要化学反应为：C+H2OCO+H2，C(s)、CO(g)、H2(g)燃烧的热化学方程式分别为：C(s)+ O2(g)= CO2(g) H 13935 kJ/mol H2(g)+O2(g)=H2O(g) H 2242

6、.0 kJ/molC(s)+H2O(g) + O2(g) CO2(g) + H2O(g)H 4CO(g) + O2(g) +H2(g) CO(g) + H2O(g) O2(g)H 3CO(g) + O2 (g) = CO2 (g) H 3283.0kJ/mol根据盖斯定律可得下列循环图 试回答：（1）根据以上数据，请你写出C(s)与水蒸气反应的热化学方程 。（2） 比较反应热数据可知，1molCO(g)和1molH2(g)完全燃烧放出的热量之和比1molC(g)完全燃烧 放出的热量 （填“多”或“少”）。 （3） 请你判断H 1、H 2、H 3、H 4之间的关系式 。（4）甲同学据此认为：“煤

7、炭燃烧时加少量水，可以使煤炭燃烧放出更多的热量”。 乙同学据此认为：“将煤转化为水煤气再燃烧放出的热量，与直接燃烧煤放出的热量一样多。” 仅从能量观点看，甲、乙两同学观点正确的是 ， 出现错误观点的原因是 。参考答案 第三节 化学反应热的计算例3（1）C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) H+131.5kJmol （2）多 （3）H 1H 2+H 3+H 4 （4）乙 甲同学忽略了煤与水蒸气反应是一个吸热反应 第二章 化学反应速率与化学平衡复习案 第一节 化学反应速率 1化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的浓度变化来表示， 其数学表达式为：v=c /t或 v=n / Vt 单位

8、：mol/(Ls)或mol/(Lmin)或mol/(Lh)2化学反应速率之比 = 化学计量数之比 = 浓度变化之比 = 物质的量变化之比例4将物质的量均为3.00mol物质A、B混合于5L容器中，发生如下反应：3A+B 2C，在反应过程中C的物质的量分数随温度变化如图所示：（1）T0对应的反应速率v（正） v（逆）（用“”、“”或“”表示，下同）；（2）此反应的正反应为 热；（填“放”或“吸”）（3）X、Y两点A物质正反应速率的大小关系是Y X；（4）温度TT0时，C%逐渐增大的原因是： ；（5）若Y点的C的物质的量分数为25%，则参加反应的A物质的量为 mol； 若Y点时所消耗时间为2min

9、，则B物质的反应速率为 。YXC%T/T0参考答案 第二章 化学反应速率和化学平衡第一节 化学反应速率例4（1） （2）放 （3） （4）反应未达平衡，仍在向正反应方向移动（5）1.8 0.06mol/(Lmin) 第二节 影响化学反应速率的因素 1内因：反应物本身的性质。2 外因：（1）其他条件相同时，增大反应物的浓度化学反应速率增大，减小反应物的浓度化学反应速率减小。 （2）对于气体反应，其他条件不变时，增大压强（减小容器容积）相当于增大反应物的浓度，化学反应速率加快； 减小压强（增大容器容积）相当于减小反应物的浓度，化学反应速率减慢。（3）其他条件相同时，升高温度反应速率增大，降低温度反

10、应速率减小。 解释: 升高温度，一方面通过提高温度使分子获得更高能量，活化分子百分数提高；另一个是因为含较高 能量的分子间的碰撞几率也随之提高。这两方面都使分子间有效碰撞的几率提高，反应速率因此增大。（4） 催化剂能使发生反应所需的活化能降低，使反应体系中含有的活化分子百分数提高，从而使有效碰撞的 几率提高，反应速率增大。（5） 其它外界条件：光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨等例5硼氢化钠（NaBH4）不能与水共存，也不能与酸共存。（1）将NaBH4投入水中，可生成偏硼酸钠（NaBO2）和氢气，写出该反应的化学方程式 。这一反应的实质是 。（2）将NaBH4放入强酸溶液中，其

11、反应速率比跟水反应 ，其理由是 。例6氯酸钾和亚硫酸氢钠发生氧化还原反应：ClO+3HSO3SO42-+3H+ + Cl，该反0t1t2tv(ClO)应的反应速率受H+浓度的影响，如图是用ClO在单位时间内物质的量浓度的变化来表示反应速率的图像。（1）反应开始时速率增大的原因是 。（2）纵坐标为v(Cl)的vt曲线与上图中曲线 （填“能”或“不能”）完全重合。参考答案 第二节 影响化学反应速率的因素 例5（1）NaBH42H2ONaBO24H2；H2O中1价氢与NaBH4中1价氢发生氧化还原反应 （2）大强酸溶液中c(H+)比水中c(H+)大得多。 例6.（1）ClO+3HSO3SO42+3H

12、+ + Cl，开始时随反应进行，溶液中H+浓度增大，使ClO氧化性增强，从而使反应速率增大。（2）能第三节 化学平衡 1、化学平衡状态的定义：在一定条件下，当正、逆两个方向的反应速率相等时，反应体系中所有参加反应的物质的 质量或浓度可以保持恒定。这时的状态就是化学平衡状态。 2、化学平衡的标志和判断方法： （1）“等”：即V正 =V逆，达到平衡状态 （2）“定”：各组分的浓度不随时间变化而改变 （3）“变量”：变量不变时达到平衡，恒量不变时不一定平衡。3、影响化学平衡的因素： （1）其它条件不变时，增大反应物浓度或减少生成物浓度，平衡向正反应方向移动； 增大生成物浓度或减少反应物浓度，平衡向逆

13、反应方向移动。 （2）其它条件不变时，升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动； 降低温度，化学平衡向放热反应方向移动。 （3）对于有气体参加的反应，其它条件不变时，增大压强化学平衡向气体体积缩小的方向移动； 减小压强化学平衡向气体体积扩大的方向移动； 4、 如果改变影响平衡的条件之一（如温度、压强，以及参加反应的化学物质的浓度），平衡就向着能够减弱这种 改变的方向移动，这就是著名的勒夏特列原理。5、催化剂能够同等程度地增加正反应速率和逆反应速率，因此它对化学平衡的移动没有影响。6、化学平衡常数定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积 的比值是一个常数，

14、这个常数就是该反应的化学平衡常数。7、化学平衡常数的表达式：对于一般可逆反应，mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)，当在一定温度下达到平衡时， 化学平衡常数K= 。K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。8、浓度商（Qc）：任意状态下生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值。 Qc K ，反应向正反应方向进行 Qc = K ，反应处于平衡状态 Qc K ，反应向逆反应方向进行 9、 等效平衡： （1）定义：相同条件下的同一可逆反应，不管从正反应开始，还是从逆反应开始，达到平衡时， 任何相同物质的含量(体积分数、质量分数或物质的量分数)都相同的化学平衡互称等效平衡。 （2）分类

15、：一个全等等效、两个相似等效。 条件 等效条件 结果恒温恒容(V(g)0）投料换算成相同物质表示时量相同两次平衡时各组分百分量、n、C均相同恒温恒容(V(g)=0) 投料换算成相同物质表示时等比例两次平衡时各组分百分量相同，n、C同比例变化恒温恒压投料换算成相同物质表示时等比例两次平衡时各组分百分量、C相同，n同比例变化 例7（1）已知N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) ； H 92.4kJmol1。请回答： 当合成氨反应达到平衡后，改变某一外界条件（不改变N2、H2和NH3的量），反应速率与时间的关系如右图所示。图中tl 时引起平衡移动的条件可能是 。 t0 t1 t2 t3 t4

16、 t5 t6其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段时 间是 。温度为T 时，将2a mol H2和a mol N2放入0.5L密闭容器中，充分反应后测得N2的转化率为50。则该反应的化学平衡常数的数值为 。 （2）工业上常用纯碱溶液来吸收硝酸厂尾气中的二氧化氮， 吸收产物中有亚硝酸钠、硝酸钠和二氧化碳， 该化学方程为 ；还可以利用氢气在催化剂下把氮的氧化物还原为 和水。 例8.（1）已知 ：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H92.4 kJmol1。 在500、2.02107Pa和铁催化条件下向一密闭容器中充入1molN2和3molH2,充分反应后， 放出的热量_(填“”“=)92.

17、4kJ， 理由是 。为有效提高氢气的转化率，实际生产中宜采取的措施有 。A降低温度 B最适合催化剂活性的适当高温 C增大压强D降低压强 E循环利用和不断补充氮气 F及时移出氨（2）已知铂铑合金网未预热也会发热。写出氨催化氧化的化学方程式： ，该反应的化学平衡常数表达式K= ，当温度升高时，K值 （增大、减小、无影响）。（3） 在一定温度和压强的密闭容器中，将平均相对分子质量为8.5的H2和N2混合，当该反应达到平衡时，测出平衡混合气的平均相对分子质量为10，请计算此时H2的转化率（写出计算过程）：参考答案第三节 化学平衡例7（1）增大压强 t2-t3 4/a2 （2）2NO2+Na2CO3=N

18、aNO3+NaNO2+CO2 氮气例8（1） 在1atm和298K条件下，1mol氮气和3mol氢气完全反应生成2mol氨气，放出92.4kJ热量，该反应为可逆反应，反应物不能全部变为生成物；又因为反应温度为500，所以放出的热量小于92.4kJ； CEF（2）4NH3+5O2 4NO+6H2O K=减小（因为氨的催化氧化反应是放热反应，所以升高温度K会减小）（3）设充入气体总量为1mol，氮气为xmol，则氢气为（1x）mol。则有： 28x+2(1-x)=8.5（或用十字交叉法）解得：N2：x=0.25mol H2：1mol-0.25mol=0.75mol 又设平衡时N2转化ymol，则：

19、 N2 + 3H2 2NH3 起始 0.25mol 0.75mol 0 变化 y mol 3ymol 2ymol 平衡 (0.25-y)mol (0.75-3y)mol 2ymol 则有： 解得：y=0.075mol 则氢气的转化率为： 第四节 化学反应进行的方向 1、自发过程的共同特点：体系趋向于从高能状态转变为低能状态， 在密闭条件下，体系有从有序自发地转化为无序的倾向。2、化学反应进行方向的判据 (1)焓判据：多数放热反应是自发进行的，有些吸热反应也是自发进行的， 因此，只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的； (2)熵判据：许多熵增的反应是自发进行的，有些熵减的反应也是自发进行的，

20、因此，只根据熵变来判断反应进行的方向也是不全面的。3由焓判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程。4.恒温恒压下，化学反应自发性的判据为： HTS 0反应不能自发进行 （其中H为焓变，S为熵变，T为热力学温标，单位为K） 例9铁锈的主要成分为Fe2O3 xH2O，已知298K时，由单质生成Fe2O3的H824 kJ/mol且HTS742.4 kJ/mol。计算说明在150的空气中铁是否发生锈蚀？参考答案第四节 化学反应进行的方向 例9S273.8J(molK)，在150时HTS790.32kJ/mol，故能自发进行。 第3章 水溶液中的离子平衡复习案第一节 弱电解质的电离 1弱电解

21、质电离平衡的建立：在一定条件( 如温度和浓度)下，当电解质分子电离成离子的速率与离子重新结合 成分子的速率相等时，电离过程就达到平衡状态。2写出电离方程式：氢氧化钠： ；氢氧化钡： ； 一水合氨： ；硫酸： ； 硝酸： ；碳酸： ；次氯酸： ；醋酸： 。例10已知多元弱酸在水溶液中的电离是分步进行的，且第一步电离程度远大于第二步电离程度，第二步电离远大于第三步电离程度今有HA、H2B、H3C 3种一元、二元、三元弱酸，根据“较强酸+较弱酸盐=较强酸盐+较弱酸”的反应规律，它们之间发生下列反应：HA +HC2(少量)=A+H2C H2B(少量)+2 A=B2+2 HA H2B(少量)+H2C=H

22、B+H3C 回答下列问题：（1）相同条件下，HA、H2B、H3C 3种酸中酸性最强的是 。（2）A、B2、C3、HB、H2C、HC2 6种离子中，最易结合H+的是 ，最难结合H+的是 。（3）下列反应的离子方程式中正确的是 。 AH3C+3A=3HA+C3 BHB+ A=HA+ B2 CH3C+ B2= HB+ H2C （4）完成下列反应的离子方程式：H3C+OH（过量）= 。HA（过量）+ C3= 。参考答案第三章 水溶液中的离子平衡第一节 弱电解质的电离例10（1）H2B （2）C3 HB （3）B、C （4）C3+3H2O 2A+H2C 第二节 水的电离和溶液的酸碱性1 精确的导电性实验

23、表明，水是极弱的电解质，能发生微弱的电离，电离方程式为H2O H2O H3O OH，可简写为 H2O H + OH 。 酸、碱抑制水的电离，易水解的盐促进水的电离，升高温度促进水的电离。2水的离子积常数的表达式为Kw = c(H)c(OH)，室温下，Kw=110143常温下，酸性溶液中，c(H+) c(OH-)， c(H+) 110-7mol/L 中性溶液中，c(H+) = c(OH-) = 110-7mol/L 碱性溶液中，c(H+) c(OH-)，c(H+) Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出 QcKsp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态； QcS2IBrClOH(水)含氧酸根F (2)在阴极

24、：氧化性强的离子先得电子Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+(酸)Pb2+Sn2+Fe2+ Zn2+H+(水)Al3+Mg2+Na+K+5电镀时，通常把待镀的金属制品作阴极，把镀层金属作阳极，用含有镀层金属离子的溶液作电解液。6电解精炼铜时，纯铜板作阴极，粗铜板作阳极，用CuSO4溶液作电解液，最后纯铜在阴极上析出。 7金属冶炼的方法（1）热分解法：适用于冶炼金属活动性较差的金属，如汞与银（2） 热还原法：适用于金属活动性介于锌铜之间的大多数金属的冶炼 是用还原剂（如碳、一氧化碳、氢气、铝等）还原金属氧化物（3） 电解法：适用于冶炼活动性很强的金属，如钠、镁、铝等 2NaCl(熔融) 2NaCl

25、2 第4节 金属的腐蚀与防护 1、金属的腐蚀一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。2、钢铁的电化学腐蚀 （1）析氢腐蚀 条件：水膜酸性较强 电极反应： 负极： Fe2e-=Fe2+ (氧化反应) 正极：2H+2e-=H2 (还原反应) 离子方程式 Fe+2H+=H2+Fe2+ (析氢腐蚀) （2）吸氧腐蚀 条件：水膜酸性很弱或呈中性 电极反应： 负极： 2Fe4e-=2Fe2+ (氧化反应) 正极：O2+2H2O+4e-=4 (还原反应) 化学方程式 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 (吸氧腐蚀) 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O +

26、（3-x) H2O (铁锈的生成过程) 3、 金属的防护方法: (1）金属的电化学防护 牺牲阳极的阴极保护法 外加电流的阴极保护法 (2)改变金属的内部结构 如不锈钢 (3）在金属表面覆盖保护层如喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等 4、金属腐蚀快慢的判断方法 在同一电解质溶液中：电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防腐措施的腐蚀。 对同一金属来说，强电解质弱电解质非电解质。 活泼性不同的金属，活动性差别越大，腐蚀越快。 对同一电解质，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快例14分析、归纳、探究是学习化学的重要方法和手段之一。下面就电解质A回答有关问题(假定以下都是室温时的溶液)。(1)电

27、解质A的化学式为NanB，测得浓度为c mol/L的A溶液的pHa当a10时，A溶液呈碱性的原因是(用离子方式程式表示) 。当a10，n1时，A溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为 ，c(OH)c(HB)_ mol/L。当n1、c0.1，溶液中c(HB)c(B)199时，A溶液的pH为 (保留整数值)。(2) 已知难溶电解质A的化学式为X2Y3，测得其饱和溶液中X3离子的浓度为c mol/L，则该难溶物X2Y3的溶度积常数为Ksp_。例14答案(1)BnH2OHB(n1)OHc(Na)c(B)c(OH)c(H)；11010 11 (2)c5例15I. 下图是在101 kPa，298K条件下1mo

28、l NO2(g)和1mol CO(g)反应生成1mol CO2(g)和1mol NO(g)过程中的能量变化示意图。 已知：N2(g) O2(g) =2NO(g) H 179.5 kJ/mol2NO(g) O2(g) =2NO2(g) H 112.3 kJ/mol请写出NO与CO反应生成无污染气体的热化学方程式：_。. 一种光化学电池的结构如上图，当光照在表面涂有氯化银的银片上时，AgCl(s)Ag(s)Cl(AgCl)，Cl(AgCl)表示生成的氯原子吸附在氯化银表面，接着Cl(AgCl)e Cl(aq)，Pt电极周围溶液变蓝。若将光源移除，电池会立即回复至初始状态。光照时，电流由 极流向 极

29、（填X或Y） 光照时，电池总反应为 。. 在一定的温度下，把2体积N2和6体积H2分别通入一个带活塞的体积可变的容器中，活塞的一端与大气相通容器中发生如下反应： N2(g)3H2(g) 2NH3(g) H0反应达到平衡后，测得混合气体为7体积。请据此回答下列问题：(1)保持上述反应温度不变，设a、b、c分别表示加入的N2、H2 和NH3的体积，如果反应达到平衡后混合气体中各物质的量仍与上述平衡时完全相同。a1，c2，则b 。在此情况下，反应起始时将向 反应方向（填“正”或“逆”）进行。若需规定起始时反应向逆方向进行，则c的取值范围是 。(2) 在上述恒压装置中，若需控制平衡后混合气体为6.5体积，则可采取的措施是 ，原因是 。例15答案I2NO(g) 2CO(g) =N2(g) 2 CO2(g) H 759.8 kJ/mol （2分）IIX （1分） Y（1分） AgCl(s)Cu(aq)Ag(s)Cu2(aq)Cl（2分）III 3 （2分） 逆 （1分） 1c4 （2分）降低温度（1分）降低温度平衡向正反应方向移动，气体总分子数减少（2分）例16按要求回答下列各题:25时将0.4mol/L CH3COOH 溶液和0.2mol/L NaOH 溶液各 100mL 混