2023年化学选修四所有知识点总结

化学选修四所有知识点总结2023-０9-25HＹPEＲLINK""第1章、化学反映与能量转化

化学反映的实质是反映物化学键的断裂和生成物化学键的形成,化学反映过程中随着着能量的释放或吸取。一、化学反映的热效应

１、化学反映的反映热

(1)反映热的概念:ﻫ当化学反映在一定的温度下进行时,反映所释放或吸取的热量称为该反映在此温度下的热效应,简称反映热。用符号Q表达。ﻫ(2）反映热与吸热反映、放热反映的关系。ﻫQ>0时，反映为吸热反映；Q<0时，反映为放热反映。

(3)反映热的测定

测定反映热的仪器为量热计,可测出反映前后溶液温度的变化,根据体系的热容可计算出反映热,计算公式如下:

Q=－Ｃ(T2-T1)ﻫ式中C表达体系的热容,T1、T２分别表达反映前和反映后体系的温度。实验室经常测定中和反映的反映热。２、化学反映的焓变

(1)反映焓变

物质所具有的能量是物质固有的性质,可以用称为“焓”的物理量来描述,符号为H,单位为ｋJ·mol－1。

反映产物的总焓与反映物的总焓之差称为反映焓变，用ΔH表达。

（2)反映焓变ΔH与反映热Q的关系。

对于等压条件下进行的化学反映,若反映中物质的能量变化所有转化为热能,则该反映的反映热等于反映焓变，其数学表达式为：Qｐ＝ΔＨ=Ｈ(反映产物）－Ｈ(反映物）。ﻫ(３)反映焓变与吸热反映，放热反映的关系：ﻫΔH>0，反映吸取能量，为吸热反映。ﻫΔＨ＜０，反映释放能量,为放热反映。

（４）反映焓变与热化学方程式：ﻫ把一个化学反映中物质的变化和反映焓变同时表达出来的化学方程式称为热化学方程式，如：H2（g)＋O2(g)=Ｈ2Ｏ(l)；ΔＨ(298K)＝-２85.8ｋＪ·mｏｌ-1ﻫ书写热化学方程式应注意以下几点：

①化学式后面要注明物质的聚集状态：固态（s)、液态(l）、气态(ｇ)、溶液(ａq)。

②化学方程式后面写上反映焓变ΔH，ΔＨ的单位是J·mｏl－1或

kＪ·moｌ－1,且ΔH后注明反映温度。ﻫ③热化学方程式中物质的系数加倍，ΔＨ的数值也相应加倍。3、反映焓变的计算

（１)盖斯定律

对于一个化学反映,无论是一步完毕,还是分几步完毕,其反映焓变同样,这一规律称为盖斯定律。

(2)运用盖斯定律进行反映焓变的计算。

常见题型是给出几个热化学方程式，合并出题目所求的热化学方程式，根据盖斯定律可知,该方程式的ΔＨ为上述各热化学方程式的ΔH的代数和。

(3)根据标准摩尔生成焓，ΔfＨｍθ计算反映焓变ΔH。

对任意反映：aA＋bB=cC＋ｄＤﻫΔH=［ｃΔfＨｍθ(Ｃ)+ｄΔｆHmθ(D)］-[ａΔｆＨmθ(Ａ)+bΔｆＨmθ(B)］第2章、化学平衡ﻫ一、化学反映的速率1、化学反映是如何进行的

(1)基元反映:可以一步完毕的反映称为基元反映，大多数化学反映都是分几步完毕的。ﻫ（2)反映历程:平时写的化学方程式是由几个基元反映组成的总反映。总反映中用基元反映构成的反映序列称为反映历程,又称反映机理。ﻫ(3)不同反映的反映历程不同。同一反映在不同条件下的反映历程也也许不同，反映历程的差别又导致了反映速率的不同。2、化学反映速率

(1)概念：ﻫ单位时间内反映物的减小量或生成物的增长量可以表达反映的快慢，即反映的速率,用符号v表达。ﻫ(２）表达式:v=△ｃ/△t

（３）特点

对某一具体反映，用不同物质表达化学反映速率时所得的数值也许不同,但各物质表达的化学反映速率之比等于化学方程式中各物质的系数之比。3、浓度对反映速率的影响ﻫ（１)反映速率常数(K)ﻫ反映速率常数(K)表达单位浓度下的化学反映速率,通常,反映速率常数越大,反映进行得越快。反映速率常数与浓度无关，受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响。

(2)浓度对反映速率的影响ﻫ增大反映物浓度,正反映速率增大,减小反映物浓度，正反映速率减小。

增大生成物浓度，逆反映速率增大,减小生成物浓度，逆反映速率减小。

（3)压强对反映速率的影响

压强只影响气体，对只涉及固体、液体的反映,压强的改变对反映速率几乎无影响。

压强对反映速率的影响,事实上是浓度对反映速率的影响,由于压强的改变是通过改变容器容积引起的。压缩容器容积,气体压强增大,气体物质的浓度都增大,正、逆反映速率都增长;增大容器容积，气体压强减小；气体物质的浓度都减小，正、逆反映速率都减小。4、温度对化学反映速率的影响ﻫ(１)经验公式

阿伦尼乌斯总结出了反映速率常数与温度之间关系的经验公式：

式中A为比例系数,e为自然对数的底,R为摩尔气体常数量,Ea为活化能。

由公式知,当Ea＞0时,升高温度,反映速率常数增大，化学反映速率也随之增大。可知，温度对化学反映速率的影响与活化能有关。

(2）活化能Ea。ﻫ活化能Ea是活化分子的平均能量与反映物分子平均能量之差。不同反映的活化能不同,有的相差很大。活化能

Ea值越大,改变温度对反映速率的影响越大。５、催化剂对化学反映速率的影响ﻫ(1)催化剂对化学反映速率影响的规律:ﻫ催化剂大多能加快反映速率，因素是催化剂能通过参与反映，改变反映历程，减少反映的活化能来有效提高反映速率。

(2)催化剂的特点:

催化剂能加快反映速率而在反映前后自身的质量和化学性质不变。

催化剂具有选择性。ﻫ催化剂不能改变化学反映的平衡常数,不引起化学平衡的移动，不能改变平衡转化率。

二、化学反映条件的优化——工业合成氨1、合成氨反映的限度ﻫ合成氨反映是一个放热反映,同时也是气体物质的量减小的熵减反映,故减少温度、增大压强将有助于化学平衡向生成氨的方向移动。2、合成氨反映的速率ﻫ（1)高压既有助于平衡向生成氨的方向移动,又使反映速率加快,但高压对设备的规定也高,故压强不能特别大。ﻫ(2)反映过程中将氨从混合气中分离出去,能保持较高的反映速率。

(3)温度越高，反映速率进行得越快,但温度过高，平衡向氨分解的方向移动，不利于氨的合成。ﻫ（4)加入催化剂能大幅度加快反映速率。3、合成氨的适宜条件

在合成氨生产中，达成高转化率与高反映速率所需要的条件有时是矛盾的，故应当寻找以较高反映速率并获得适当平衡转化率的反映条件:一般用铁做催化剂，控制反映温度在700K左右，压强范围大体在1×107Ｐａ~１×108Pa

之间,并采用N2与Ｈ2分压为１∶２.8的投料比。

二、化学反映的限度1、化学平衡常数ﻫ（1)对达成平衡的可逆反映，生成物浓度的系数次方的乘积与反映物浓度的系数次方的乘积之比为一常数,该常数称为化学平衡常数，用符号K表达。

(2)平衡常数K的大小反映了化学反映也许进行的限度（即反映限度)，平衡常数越大，说明反映可以进行得越完全。

(3)平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。对于给定的可逆反映,正逆反映的平衡常数互为倒数。

(4)借助平衡常数，可以判断反映是否到平衡状态：当反映的浓度商Qc与平衡常数Ｋｃ相等时,说明反映达成平衡状态。2、反映的平衡转化率ﻫ(1）平衡转化率是用转化的反映物的浓度与该反映物初始浓度的比值来表达。如反映物Ａ的平衡转化率的表达式为:

α(Ａ)＝

(2）平衡正向移动不一定使反映物的平衡转化率提高。提高一种反映物的浓度,可使另一反映物的平衡转化率提高。

(3)平衡常数与反映物的平衡转化率之间可以互相计算。3、反映条件对化学平衡的影响

(1)温度的影响

升高温度使化学平衡向吸热方向移动;减少温度使化学平衡向放热方向移动。温度对化学平衡的影响是通过改变平衡常数实现的。ﻫ（2)浓度的影响ﻫ增大生成物浓度或减小反映物浓度,平衡向逆反映方向移动;增大反映物浓度或减小生成物浓度，平衡向正反映方向移动。

温度一定期，改变浓度能引起平衡移动,但平衡常数不变。化工生产中，常通过增长某一价廉易得的反映物浓度，来提高另一昂贵的反映物的转化率。

(３)压强的影响

ΔVg＝0的反映,改变压强，化学平衡状态不变。

ΔVg≠０的反映，增大压强，化学平衡向气态物质体积减小的方向移动。

(4)勒夏特列原理

由温度、浓度、压强对平衡移动的影响可得出勒夏特列原理:假如改变影响平衡的一个条件(浓度、压强、温度等)平衡向可以减弱这种改变的方向移动。三、化学反映的方向1、反映焓变与反映方向ﻫ放热反映多数能自发进行，即ΔＨ<0的反映大多能自发进行。有些吸热反映也能自发进行。如NH４ＨCＯ3与ＣＨ3COＯH的反映。有些吸热反映室温下不能进行,但在较高温度下能自发进行，如CaＣO3高温下分解生成CaO、CO２。2、反映熵变与反映方向ﻫ熵是描述体系混乱度的概念，熵值越大，体系混乱度越大。反映的熵变ΔS为反映产物总熵与反映物总熵之差。产气愤体的反映为熵增长反映,熵增长有助于反映的自发进行。3、焓变与熵变对反映方向的共同影响

ΔＨ-TΔＳ<0反映能自发进行。

ΔH－TΔS=０反映达成平衡状态。

ΔH-TΔS>0反映不能自发进行。ﻫ在温度、压强一定的条件下,自发反映总是向ΔH－TΔS＜０的方向进行,直至平衡状态。第3章、水溶液中的电离平衡一、水溶液1、水的电离

Ｈ2Ｏ⇌Ｈ+＋OH－

水的离子积常数ＫW＝[H+]［OH-］，2５℃时,KW＝1.0×10－１4ｍoｌ2·L－2。温度升高，有助于水的电离，

KＷ增大。２、溶液的酸碱度

室温下,中性溶液:[H+]=［ＯH－］=1.０×10－7mol·Ｌ-1，pＨ＝7ﻫ酸性溶液：［H+]＞［ＯH－］，［

H＋］＞１.0×１0-7mol·L－1,pH<7

碱性溶液：[H+］＜[OH－］,［ＯＨ－]＞1.0×10-７mｏｌ·L-1,pＨ＞73、电解质在水溶液中的存在形态ﻫ（１）强电解质ﻫ强电解质是在稀的水溶液中完全电离的电解质，强电解质在溶液中以离子形式存在，重要涉及强酸、强碱和绝大多数盐,书写电离方程式时用“＝”表达。ﻫ(2）弱电解质ﻫ在水溶液中部分电离的电解质，在水溶液中重要以分子形态存在,少部分以离子形态存在，存在电离平衡，重要涉及弱酸、弱碱、水及很少数盐，书写电离方程式时用“⇌”表达。二、弱电解质的电离及盐类水解１、弱电解质的电离平衡。

(1）电离平衡常数ﻫ在一定条件下达成电离平衡时,弱电解质电离形成的各种离子浓度的乘积与溶液中未电离的分子浓度之比为一常数，叫电离平衡常数。

弱酸的电离平衡常数越大,达成电离平衡时，电离出的H＋越多。多元弱酸分步电离,且每步电离都有各自的电离平衡常数,以第一步电离为主。ﻫ（２)影响电离平衡的因素，以CH３COOH⇌ＣＨ3COO-＋H+为例。

加水、加冰醋酸,加碱、升温,使CH3CＯOＨ的电离平衡正向移动，加入ＣH３COＯNａ固体，加入浓盐酸,降温使ＣH3ＣOＯH电离平衡逆向移动。2、盐类水解

(1)水解实质

盐溶于水后电离出的离子与水电离的H＋或OH-结合生成弱酸或弱碱，从而打破水的电离平衡，使水继续电离，称为盐类水解。ﻫ（2）水解类型及规律ﻫ①强酸弱碱盐水解显酸性。ﻫNH4Cl+H2O⇌NH3·H2O＋HＣl②强碱弱酸盐水解显碱性。ﻫＣH3COＯNa+H2O⇌CH3ＣOOＨ＋NａOH

③强酸强碱盐不水解。

④弱酸弱碱盐双水解。ﻫAl2Ｓ３＋6H2O＝2Al(OH)3↓+３H2S↑ﻫ(3)水解平衡的移动

加热、加水可以促进盐的水解，加入酸或碱能抑止盐的水解，此外,弱酸根阴离子与弱碱阳离子相混合时互相促进水解。三、离子反映1、离子反映发生的条件

(1)生成沉淀

既有溶液中的离子直接结合为沉淀,又有沉淀的转化。

（２)生成弱电解质ﻫ重要是H+与弱酸根生成弱酸,或ＯH－与弱碱阳离子生成弱碱，或H＋与OH-生成Ｈ２O。ﻫ（３)生成气体

生成弱酸时，很多弱酸能分解生成气体。ﻫ(4)发生氧化还原反映

强氧化性的离子与强还原性离子易发生氧化还原反映,且大多在酸性条件下发生。２、离子反映能否进行的理论判据ﻫ(１)根据焓变与熵变判据

对ΔH－TΔＳ<0的离子反映,室温下都能自发进行。ﻫ（2)根据平衡常数判据

离子反映的平衡常数很大时，表白反映的趋势很大。3、离子反映的应用ﻫ(1)判断溶液中离子能否大量共存

互相间能发生反映的离子不能大量共存，注意题目中的隐含条件。

（2)用于物质的定性检查

根据离子的特性反映,重要是沉淀的颜色或气体的生成，定性检查特性性离子。ﻫ(３)用于离子的定量计算ﻫ常见的有酸碱中和滴定法、氧化还原滴定法。ﻫ(4)生活中常见的离子反映。ﻫ硬水的形成及软化涉及到的离子反映较多，重要有：

Ｃa2+、Ｍｇ2＋的形成。ﻫCaＣＯ3+CO２+Ｈ2Ｏ=Ｃａ2++2HCＯ３－ﻫMgCO3+ＣO2＋H2O=Mg２＋+２HCO3-

加热煮沸法减少水的硬度:

Ca2＋+2HＣO3-=CaCO3↓＋CＯ２↑＋H2OMg2＋＋2HCＯ3-＝ＭｇＣO3↓+CＯ2↑＋H2O或加入Na2CO3软化硬水：ﻫCa2＋+CO32-＝CａCO3↓，Mg２++ＣO3２－＝ＭgCＯ3↓四、沉淀溶解平衡1、沉淀溶解平衡与溶度积

(1）概念ﻫ当固体溶于水时，固体溶于水的速率和离子结合为固体的速率相等时,固体的溶解与沉淀的生成达成平衡状态,称为沉淀溶解平衡。其平衡常数叫做溶度积常数，简称溶度积,用Ksp表达。ﻫPbI2(s）⇌Pb２＋（aq)+2I－（aq)Kｓp＝［Ｐb２＋］［I-］２=7.1×10－9mol3·Ｌ-3ﻫ(2）溶度积Ksp的特点

Ｋsp只与难溶电解质的性质和温度有关，与沉淀的量无关,且溶液中离子浓度的变化能引起平衡移动，但并不改变溶度积。ﻫKｓp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。2、沉淀溶解平衡的应用

（1）沉淀的溶解与生成

根据浓度商Qc与溶度积Kｓp的大小比较，规则如下：

Qc=Ｋｓｐ时,处在沉淀溶解平衡状态。

Qc＞Kｓp时，溶液中的离子结合为沉淀至平衡。

Ｑc＜Ksp时，体系中若有足量固体,固体溶解至平衡。ﻫ(2）沉淀的转化

根据溶度积的大小,可以将溶度积大的沉淀可转化为溶度积更小的沉淀,这叫做沉淀的转化。沉淀转化实质为沉淀溶解平衡的移动。

第四章

电化学一、化学能转化为电能——电池１、原电池的工作原理

(１)原电池的概念：

把化学能转变为电能的装置称为原电池。

(2）Ｃu-Zn原电池的工作原理:ﻫ

如图为Cu－Zｎ原电池,其中Zn为负极，Cu为正极，构成闭合回路后的现象是：Ｚn片逐渐溶解,Cu片上有气泡产生,电流计指针发生偏转。该原电池反映原理为:Ｚn失电子，负极反映为:Zｎ→Ｚn2++２e－;Ｃｕ得电子,正极反映为：2Ｈ＋＋2e-→H2。电子定向移动形成电流。总反映为：Ｚn＋CuＳO4=ZｎSO4+Cu。

(3)原电池的电能ﻫ若两种金属做电极，活泼金属为负极，不活泼金属为正极；若一种金属和一种非金属做电极，金属为负极，非金属为正极。２、化学电源

(1)锌锰干电池ﻫ负极反映：Zn→Zn2＋+２ｅ－；

正极反映:2NH4+＋2e-→2NH３＋H2;ﻫ(２）铅蓄电池

负极反映:Pb＋ＳＯ42－＝PbＳO4＋２e－ﻫ正极反映:PbO２+４H++ＳO4２-+2ｅ－=PｂSO4＋2H2Ｏ

放电时总反映：Ｐｂ＋ＰbＯ２＋2H2SＯ4=2ＰｂSO４＋2H2Ｏ。ﻫ充电时总反映:2PbSO4+２H２Ｏ=Pb+ＰbＯ２+2H2SO４。

(3)氢氧燃料电池

负极反映:２H2+4OH-→4H2O+４e－

正极反映：O2+２H２O+４ｅ-→4ＯＨ-

电池总反映：２H2+Ｏ2=２H2Oﻫ二、电能转化为化学能——电解ﻫ１、电解的原理ﻫ(1)电解的概念:

在直流电作用下，电解质在两上电极上分别发生氧化反映和还原反映的过程叫做电解。电能转化为化学能的装置叫做电解池。ﻫ(2)电极反映:以电解熔融的ＮａCl为例：ﻫ阳极:与电源正极相连的电极称为阳极,阳极发生氧化反映:2Cｌ－→Cl２↑+2e-。

阴极：与电源负极相连的电极称为阴极,阴极发生还原反映：Na+＋e-→Na。ﻫ总方程式:2NaCl（熔)=(电解)2Na＋Cl2↑

ﻫ２、电解原理的应用ﻫ(1)电解食盐水制备烧碱、氯