高中化学选修各章知识点归纳与总结

高中化学选修4知识点归纳总结

第一章化学反应与能量

第一节化学反应与能量的变化

一、熔变反应热

知识点一焰变、反应热

1.焰变、反应热

(1)熔(H)：是与拓质内能有关的物理量，是物质固有的性质。

(2)焰变：生成物与反应物的焰值之差。燧变决定了在一定条件下的某一化学反应是吸

热反应还是放热反应。

①符号：用AH表示。

②单位：常用kJ/mol或kJmol\

③表示方法：”|=出生成物)一出反应物)。

(3)反应热：化学反应过程中放出或吸收的能量。

(4)反应热与熔变的关系：

在恒压条件下进行的化学反应，反应过程中的反应热等于焰变，所以我们常用焙变(川)

表示反应热。

(5)反应热和熔变的比较

反应热焙变

化学反应中生成物所具有的燃与反

含义化学反应中吸收或放出的热量应物所具有的焰之差

符号QAH

单位kJmol-1kJmol1

与能量变Q>0,反应吸收热量△H>0,反应吸收热量

化的关系Q<0,反应放出热量△H<0,反应放出热量

是化学反应在恒定压强下(即敞口容器中进行的化学反应)且不与外

三者的相△H

界进行电能、光能等其他能量的转化时的反应热，即恒压条件下进行

互联系

的反应的反应热Q就是焙变AH«高中阶段二者通用

2.化学反应中能量变化的原因

(1)从化学键的角度(微观角度)看：在化学反应中当反应物分子中旧化学键断裂时，需要

克服原子间的相互作用而吸收能量；当原子重新组成生成物分子，新化学键形成时，又要释

放能量。即化学反应的反应热=(反应物所有键能之和)一(生成物所有键能之和)。

如图：

436kJ-mol13®断裂假想的中

能量至©生⑥间物质

243kJ•moP

能量/

431kJ•mol

能量

1molH2分子和1molCl2分子中化学键断裂时吸收总能量为：436kJ+243kJ=679kJ；

2molHCI分子中的化学键形成时释放总能量为：431kJ+431kJ=862kJ；

1

H2(g)+CI2(g)===2HCI(g)反应过程释放的能量为：862kJmol-679kJmol'=183

1

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kJmol。

（2）从反应物和生成物所具有能量的相对大小来考虑（宏观角度）：如果反应物所具有的总

能量大于生成物所具有的总能量，反应物转化为生成物时放出热量，反应为放热反应；如果

反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量，反应物转化为生成物时吸收热量，反应

为吸热反应。

反应热=（所有生成物能量之利）一（所有反应物能量之和）

两者联系：分子中键能越大，物质能量越低，性质越稳定；反之，键能越小，物质能量越高，

性质越活泼。

3.理解反应热、焰变要注意的问题

（1）反应热描述的是化学反应前后的热量变化。（2）反应热描述的是

一定温度下的热量变化。（3）任何化学反应都有反应热，不存在不发

生能量变化的化学反应。

（4）△H的单位为kJmol-1或Jmol—1,式中的“mol-1'不能理解为每摩尔反应物或生

成物，应理解为每摩尔反应二

（5）焰是物质固有的性质之一，不能进行测量，但焰变（即反应热）可以直接测量，其测量

仪器叫作量热计。

知识点二吸热反应与放热反应

1.放热反应和吸热反应的比较

用E（反应物）、E（生成物）分别代表反应物、生成物的总能量；Q（吸）、Q（放）分别代表反应物

断键吸收的热量、生成物成键放出的热量。

放热反应吸热反应

定义放出热量的化学反应吸收热量的化学反应

比较E（反应物）＞E（生成物）E（反应物）＜E（生成物）

能量反应物能量

生或物.

宏观

角度图示

U生成物1

I反应物J■

,反应过程0反应过3

微观角度Q（1吸）＜Q（放）Q（吸）＞Q（放）

表示方法AH<0AH>0

2.常见的放热反应和吸热反应

（1）常见的放热反应。

①绝大多数化合反应，如CaO+H2Q===Ca（OH）20

点燃

②所有的燃烧反应，如CH4+2O2=====CO2+2H2O»

③酸碱中和反应，如NaOH+HCI===NaCI+H2Qo

④活泼金属与酸或水的反应，如2Na+2H2O===2NaOH+H2t。

加热，

⑤中学阶段所学的置换反应多为放热反应（除C+H2O===；=CO+H2，H2+CUO=====CU

+心。等）

⑥部分特殊反应，如铝热反应、过氧化钠与水或CO2的反应、氨的催化氧化等。

2

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(2)常见的吸热反应。

高温

①绝大多数分解反应，如CaCO3=====CaO+CO21«

②镀盐与碱的反应，如

2NH4CI(s)+Ba(OH)26H2O(s)===BaCI2+2NH31+10H2O«

局温加热

③某些特殊的化合反应：如N2+O2===：==2NOAH>0,CO2+C=====2COAH>0

④以C、CO和H2为还原剂的氧化还原反应，如

高温

C(s)+H2O(g)=====CO(g)+H2(g)»

3.吸热反应与放热反应判断(1)必须是化学反应，

不是一般物理吸热、放热过程。

(2)比较反应物、生成物总能量高低、大小。AH>0时，反应吸热，△H<0时，反应放

(3)比较反应物、生成物总键能大小。(4)

对照常见的吸热反应、放热反应分析。

4.对化学反应中的能量变化的正确认识

(1)放热反应、吸热反应都属于化学反应。

(2)并非所有的分解反应都为吸热反应，如双氧水的分解为放热反应。

△

(3)并非所有的化合反应都为放热反应，如C02+C=====2C0为吸热反应。

重点记忆

1.反应热工要素”

(1)符号：AM

(2)常用单位：“kJ/mol或'"kJ•md”；

(3)正、负号：AH<0为放热反应，AH>0为吸热反

2.反应热计算应。“两公式”

(1)△由生成物的总能量一反应物的总能量；

(2)AH=反应物的键能总和一生成物的键能总和。3.理解化学反应中能量变

化的两个原因：(1)反应物和生成物的能量不同。(2)破坏旧化学键吸收能

量，形成新化学键释放能量，二者不可能完全相同。4.牢记反应热和焰变

的表示方法，理解二者的相互关系

恒压条件下进行的反应的反应热Q就是焰变AU高中阶段二者通用。

5.牢记三个重要的吸热或放热反应：

(1)放热反应：硝酸钱爆炸分解、过氧化氢分解。

高温

⑵吸热反应：C+C02=====2C0O

反应热的实质及简单计算方法

1.化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。由键能求反应热：4^|=反

应物的键能总和一生成物的键能总和。

2.AH=E(生成物具有的总能量)一E(反应物具有的总能量)。

3

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二、热化学方程式

知识点一热化学方程式

1.热化学方程式的定义

能表示参加反应物质的量利反应热的关系的化学方程式，叫做热化学方程式。

2.热化学方程式表示的意义

热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化，还

说明了物质的“量”与“能量”之间的数量关系。

AH

例如：在25℃、101kPa时，H2(g)+Jo2(g)===H2O(l)=-285.8kJ/mol,表示298

K,101kPa时，1mol士⑼与;mol02(g)反应生成1molWO。)，放出热量2858kJ0

3.热化学方程式书写三步骤：

一一写出配平的化学方程式

?

——注明物质的聚集状态

?

三束——计算出AH的数值，并写出单位及符号

4.思考与交流一一热化学方程式的有关问题

(1)热化学方程式与普通化学方程式的区别

(2)书写热化学方程式时应注意的问题

化学方程式热化学方程式

化学只能是整数，既表示微粒个数既可以是整数，也可以是分数，只表示

计量数又表示该物质的物质的量物质的物质的量

状态不要求注明必须在化学式后注明

AH的正

无必须注明

负号、数

(右端无反应热)(右端有反应热)

值及单位

既表明了化学反应中的物质变化，也表

意义表明了化学反应中的物质变化

明了化学反应中的能量变化

①热化学方程式的基础是化学方程式，因此必须遵循化学方程式的要求，如原子守恒、

元素守恒等。

②要在物质的化学式后用括号注明反应物和生成物的聚集状态。一般用英文字母g、|

和s分别表示物质的气态、液态和固态，水溶液中的溶质则用aq表示。化学方程式一般不

写反应条件。

③要在化学方程式的右边标出熔变(AH)。放热反应，AH为“一”；吸热反应，AH为

“+”。AH的单位是kJ/mol(或kJmol方程式与AH应用空格隔开。

④由于AH与测定条件有关，因此应在AH后注明反应温度和压强。在25℃,101kPa下进

行的反应，可不注明。

⑤热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，并不表示

物质的分子数或原子数，因此化学计量数可以是整数，也可以是分数，一般不用小数。

⑥根据焙变的性质，若热化学方程式中各物质前的化学计量数加倍，则AH的数值也加

倍；若反应逆向进行，则AH改变符号，但绝对值不变。

例如：已知IJ.I\LJc小

H2(g)x+9C)2(g)===H2C)(l)

△H(298K)=-285.8kJ/mol

2

则H2O(l)===H2(g)+~°(9)

△H(298K)=+285.8kJ/mol

2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)

4

精品资料精品学习资料第4页，共100页

AH=(298K)=-571.6kJ/mol

特别提示

①物质的状态不同，自身具有的能量也不同，一般说来，气态时能量最高，液态次之，

固态最小。

②不管化学反应是可逆反应还是不可逆反应，热化学方程式中的反应热都是指反应完全

时的反应热。

如300℃时，氢气和碘蒸气反应的热化学方程式为H2(g)+12(g)2HI(g)AH=-9.48

kJmol，它不代表在300℃时,将1mol内⑼和1moll2(g)反应就有9.48kJ的热量放出,

而是代表有2moiHl(g)生成时，才有9.48kJ的热量放出。

5.热化学方程式书写的正误判断一一六个“必看”

(1)看物质的化学变化是否符合客观事实。例如：CH4完全燃烧，生成的碳的氧化物是

C02而不是co；N2与反应(放电)的产物是NO而不是N02«

(2)看表示物质化学变化的部分是否配平。热化学方程式同时表达了化学反应中的物质

变化和能量变化，因此它应同时符合质量守恒定律和能量守恒定律。

(3)看物质的表示形式是否正确。例如：NaOH与HCI在稀溶液里反应的热离子方程式

为OH(aq)+H(aq)===H2O(l)AH<0：NaOH与CH3COOH在稀溶液里反应的热离子方程

式为OH-(aq)+CH3COOH(aq)===H2O(|)+CH3CCX/(aq)AH<0。

(4)看物质聚集状态的标注是否正确。任何物质都可以呈现不同的聚集状态，如固态、

液态、气态。一种物质在固态与液态、液态与气态、固态与气态等之间转化时，也要伴随着

能量的变化。因此，热化学方程式中的物质必须在化学式右边的括号内标注其所呈现的聚集

状态，否则，AH的值就无意义。

(5)看AH的正、负号是否正确。在热化学方程式中，放热反应的AH为\"；吸热反应

的AH为斗”。

(6)看AH值(包括数值和单位)与有关物质的物质的量是否对应一致(与化学计量数是否

对应)。

知识点二中和反应反应热的测定

1.中和反应的反应热

(1)定义：在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1mol水时的反应热叫作中和热。

(2)示例：1L1molL1的盐酸与1L1molL'的NaOH溶液发生中和反应时，放出57

kJ的热量，该反应的热化学方程式为HCI(aq)+NaOH(aq)===NaCI(aq)+H2O(I)AH=-57

kJmo|T

2.中和反应反应热的测定

(1)实验目的：测定强酸与强碱反应的反应热，体验化学

反应的热效应。

(2)实验用品：(以盐酸和NaOH溶液反应为例)

大烧杯(500mL)、小烧杯(100mL)、温度计、量筒(50mL)两个、碎泡沫塑料或纸条、泡

沫塑料板或硬纸板(中心有两个小孔卜环形玻璃搅拌棒。0.50molL一盐酸、0.55molL

NaOH溶液。

(3)实验装置如图：

台环形玻璃

温度计搅拌棒

碎泡沫

「塑料

(4)实验原理:

精品资料精品学习资料第5页，共100页

实验时，先分别测出盐酸和氢氧化钠溶液的温度，求其平均温度L,两溶液混合充分反

应后，读取混合液最高温度t2,再根据公式由=--伫吐」与之虑]-跟得中和热。

(5)实验步骤:

①按上图所示组装量热计。

②用一个量筒量取50mL0.50mol/L盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，

记入下表。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。

③用另一个量筒量取50mL0.55mol/LNaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，

记入下表。

④把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放入盛盐酸的小烧杯中，并把量筒中的NaOH

溶液一次倒入小烧杯中，盖好盖板。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液

的最高温度，记为终止温度，记入下表。

⑤亚或塞验步骤⑵〜④三次.

度起蛀&度/,/X终止汹度温度显

实验次数、'、、HC1\i»OH平均值〃/匕

第1次实怜

第2次实验

第3次交脸

说明：上表中数据源「实验.本朽将其略.

(6)数据处理

①取三次测量所得数据的平均值作为计算依据。

z2/V

②计算反应热。为了计算简便，我们近似地认为实验所用酸、碱溶液的密度和比热容与

水相同，并忽略实验装置的比热容，则：

a.500mL0.50mol/L盐酸的质量ml-50g,50mL0.55mol/LNaOH溶液的质量m2=50g»

b.中和后生成的溶液的比热容c=4.18J/(g°C)•，上述盐酸与NaOH溶液发生中和反应时放

出的热量为：(m1+m2)«c(t2-t1)=0.418(t2-t1)kJ

(।a]xt7—11

生成1molH2O时的反应热为：AH='°八匕'kJ/mol

(7)误差分析

由于在本实验中涉及量筒、温度计两种计量仪器，故其实验误差主要来源于:(1)体积、

温度测量不准；(2)仪器保温效果不好或操作缓慢造成热量损失；(3)实验过程中液体外溅等。

特别提示中和反应的反应热的测

定易错提示

①实验中改变酸碱的用量时，反应放出的热量发生改变，误认为中和反应的反应热也发

生改变，因为中和反应的反应热是酸碱发生中和反应生成1molH2O(I)的反应热，故中和反

应的反应热与酸碱用量无关。

②误认为中和反应的反应热的数值是57.3kJ/mol是针对所有酸碱中和反应，57.3kJ/mol

是稀的强酸和强碱反应生成可溶性盐和水时的反应热，浓酸或浓碱溶于水时也要放热，中和

反应的反应热数值会大于57.3kJ/mol,而弱酸或弱碱参与的中和反应，因弱酸或弱碱电离时

要吸收热量，则中和反应的反应热数值小于57.3kJ/mol«

③误认为酸碱混合后立即读数即是终止温度，实际是读取反应混合液的最高温度是终止

温度。

④操作时动作要快，尽量减少热量的散失。

第二节燃烧热能源

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知识点一燃烧热

0教材解读

1.定义

在25℃、101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫作

该物质的燃烧热。

2.理解燃烧热的定义时注意以下几点

(1)研究条件；25℃、101kPa。

(2)标准：可燃物的用量为1mol纯物质。

(3)反应程度：完全燃烧，并生成稳定的氧化物。

Cp)"一CO,g),而不是CC^g)

如：H2(g厂~电0(1)而不是H2O(g)

---SO2©)而不是SQs(g)

(4)单位：kJmol1

(5)表示方法：

“l=—akJmo「‘文字叙述燃烧热时，用正值；用AH表示时，带上负号。如CH’的燃

烧热为890.31kJmol1或AH=-890.31kJmor1.

(6)燃烧热表示的意义：

例如：H2的燃烧热AH=-285.8kJmol7所表示的含义是25℃、101kPa时，1molH2

完全燃烧生成液态水放出的热量是285.8kJ。

3.研究燃烧热的意义：

在工业生产上，许多过程需要热量，这些热量大多数是通过可燃物燃烧产生的。热量多

了既造成浪费又可能对生产不利，热量少了不能满足工业生产的要求，对生产也不利。因此，

研究燃烧热可实现合理使用能源，充分利用能源，节约能源，减少环境污染。

4.燃烧热的热化学方程式的书写

书写表示燃烧热的热化学方程式时，以燃烧1mol纯物质为标准来配平其余物质的化学

计量数。例如：

25-1

C8HI8(I)+~O2(g)===8CO2(g)+9H2O(I)由=-5518kJmol

特别提示

(1)判断某物质燃烧热的热化学方程式书写是否正确可从以下三个方面着手：①是否注

明反应条件，若没写反应条件，说明是在25弋、101kPa条件下；②可燃物的化学计量数

是否为1；③产物是否为稳定的氧化物。

(2)热化学方程式V燃烧热的热化学方程式的比较___________________________________________

热化学方程式燃烧热的热化学方程式

相同点都要标明反应条件、物质状态、反应燧变等

反应物的化学计量数可为整数或分可燃物的化学计量数只能为1；条件必须

不同点数；条件不一定为25℃、101kPa；是在25匕、101kPa下；产物一定是稳

产物不一定是稳定的氧化物定的氧化物

5.燃料充分燃烧的条件

(1)要有足够的空气。(2)燃料与空气要

有足够大的接触面积。6.提高燃料燃

烧的效率应采取的措施

(1)通入足够空气，使燃料充分燃烧。空气足量但要适当，否则，过量的空气会带走部

分热量。

(2)增大燃料与空气的接触面积。通常将大块固体燃料粉碎、液体燃料雾化。(3)将煤气

化或液化。煤的气化或液化更易增大燃料与空气的接触面积，使燃烧更充分。

同时又防止煤炭直接燃烧产生的SO2和烟尘污染环境。

7.选择燃料的标准

根据物质的燃烧热，燃料的储量、开采、储存条件、价格，对生态环境的影响等综合考

7

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虑。

8.燃烧热与中和热的比较

燃烧热中和热

能量变化放热反应

相

同△H及

占△HV0,单位均为kj・mol1

其单位

反应物的电1mol不一定为1mol

生成物的量不确定生成水的H为1mol

25V,101kPa时.1mol

在稀溶液里.强酸与强碱

不反应热纯物质完全燃烧生成稳

发生中和反应生成1mol

同的含义定的氧化物时所放出的

白水时所放出的热量

热量

燃烧热为akJ•mol1中和热为57.3kJ•mol

表示方法

或AH=—〃kJ•mol1或AH--57.3kJ•mol

9.有关燃烧热的计算

由燃烧的定义可知，相同状态下，可燃物完全燃烧产生的热量=可燃物的物质的量X其

燃烧热的绝对值，即Q放=11（可燃物）X|A期物质的燃烧AH==_:显

知识点二能源

1.能源的含义

能源就是提供能量的资源，它包括化石燃料（煤、石油、天然气卜阳光、风力、流水、

潮汐以及柴草等。

2.能源的分类

标准分类定义举例

煤、石油、天然气等化石能源，

一次能源从自然界直接取得的自然资源水能、风能、生物质能、太阳能

按转换等

过程分

一次能源经过加工转换后获得的各种石油制品、煤气、蒸汽、电

二次能源

能源力、氢能、沼气等

可再生可持续再生、永远利用的一次能风能、水能、生物质能、太阳能、

按是否

能源源潮汐能等

可再生

分

不可再经过亿万年形成的短期内无法恢石油、煤、天然气等化石能源，

8

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生能源复的能源核能

在一定历史时期和科学技术水平煤、石油、大然气、水能、生物

常规能源

下，已被人们广泛利用的能源质能等

按利用着科技的不断发展，才开始被

历史分人类采用先进的方法加以利用的地热能、氢能、核能、风能、太

新能源

古老能源以及新发展的利用先进阳能、海洋能等

技术所获得的能源

太阳能、煤、石油、天然气、生

来自太阳辐射的能量

物质能、风能

按来源分来自地球内部的能量地热能、核能、水能

来自天体的引力能量潮汐能

3.我国的能源状况

我国目前使用的主要能源是化石燃料，它们的蕴藏量有限，而且不能再生，最终将会枯

竭。解决的办法是开源节流，即开发新的能源和节约现有的能源，提高能源的利用率。

4.当前化石燃料的利用中存在着亟待解决的问题

通常燃料燃烧放出的热量不可能全部被有效利用，总有部分热量转化为废热排出或损耗

掉。此外，燃料利用还存在着下列亟待解决的问题：

(1)煤和石油燃烧时，常发生不完全燃烧，排放出大量烟尘和CO气体。

(2)有些煤的含灰量大，水分多，产热值较低。

(3)某些燃料燃烧排出的废气中含有二氧化硫和氮的氧化物，直接被排放到大气中会污染空

气并形成酸雨。

5.解决能源危机的方法(1)加强科技投入，提高管理水平，改善开

采、运输、加工等各个环节。

(2)科学地控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，提高能源的使用效率是节约能源的重要措

施。

(3)寻找新的能源，现在正在探索的新能源有太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和

生物质能等。它们资源丰富，可以再生，没有污染或很少污染，是未来的主要能源。

6.化石能源与新能源特点比较

化石能源新能源

贮量有限，最终枯竭资源丰富

能否再生不能再生可再生

污染程度对环境的污染和破坏程度大没有污染或很少污染

7.几种常见新能源的比较

能源优点缺点

①能量巨大，取之不尽，用之不竭；

①能量密度低；

太阳能②清洁无污染；

②受地域和季节的影响大

③不需开采和运输

①燃烧热值高；

①制取成本高；

氢能②资源丰富；

②储存、运输困难

③无毒、无污染

地热能蕴藏丰富开发成本较高

①不稳定；

风能能量巨大

②受地区、季节、气候影响大

8.能源之间的相互转化关系

9

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第三节化学反应热的计算

知识点一盖斯定律

1.能量守恒定律能

量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一

个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。能量守恒定律是自然界最普遍、

最重要的基本定律之一，只要有能量转化，就一定服从能量守恒定律。

2.盖斯定律

一个化学反应不论是一步完成还是分几步完成，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（各反应物）和终态（各生成物）有关，而与反应的途径无关。

盖斯定律是质量守恒定律和能量守恒定律的共同体现。

3.盖罗定律的理解

理解角度|图示|