高二化学知识点总结

httpsresourceetiantiancomett20schoolmanageservicequestionviewquestionjspqID5712570知识点总结年级高二化学化学反应原理复习一知识讲解第1章化学反应与能量转化化学反应的实质是反应物化学键的断裂和生成物化学键的形成化学反应过程中伴随着能量的释放或吸收一化学反应的热效应1化学反应的反应热1反应热的概念当化学反应在一定的温度下进行时反应所释放或吸收的热量称为该反应在此温度下的热效应简称反应热用符号Q表示2反应热与吸热反应放热反应的关系Q0时反应为吸热反应Q0时反应为放热反应3反应热的测定测定反应热的仪器为量热计可测出反应前后溶液温度的变化根据体系的热容可计算出反应热计算公式如下QCT2T1式中C表示体系的热容T1T2分别表示反应前和反应后体系的温度实验室经常测定中和反应的反应热2化学反应的焓变1反应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kJmol1反应产物的总焓与反应物的总焓之差称为反应焓变用H表示2反应焓变H与反应热Q的关系对于等压条件下进行的化学反应若反应中物质的能量变化全部转化为热能则该反应的反应热等于反应焓变其数学表达式为QpHH反应产物H反应物3反应焓变与吸热反应放热反应的关系H0反应吸收能量为吸热反应H0反应释放能量为放热反应4反应焓变与热化学方程式把一个化学反应中物质的变化和反应焓变同时表示出来的化学方程式称为热化学方程式如H2gO2gH2OlH298K2858kJmol1书写热化学方程式应注意以下几点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化学方程式后面写上反应焓变HH的单位是Jmol1或kJmol1且H后注明反应温度热化学方程式中物质的系数加倍H的数值也相应加倍3反应焓变的计算1盖斯定律对于一个化学反应无论是一步完成还是分几步完成其反应焓变一样这一规律称为盖斯定律2利用盖斯定律进行反应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H为上述各热化学方程式的H的代数和3根据标准摩尔生成焓fHm计算反应焓变H对任意反应aAbBcCdDHcfHmCdfHmDafHmAbfHmB二电能转化为化学能电解1电解的原理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应和还原反应的过程叫做电解电能转化为化学能的装置叫做电解池2电极反应以电解熔融的NaCl为例阳极与电源正极相连的电极称为阳极阳极发生氧化反应2ClCl22e阴极与电源负极相连的电极称为阴极阴极发生还原反应NaeNa总方程式2NaCl熔2NaCl22电解原理的应用1电解食盐水制备烧碱氯气和氢气阳极2ClCl22e阴极2HeH2总反应2NaCl2H2O2NaOHH2Cl22铜的电解精炼粗铜含ZnNiFeAgAuPt为阳极精铜为阴极CuSO4溶液为电解质溶液阳极反应CuCu22e还发生几个副反应ZnZn22eNiNi22eFeFe22eAuAgPt等不反应沉积在电解池底部形成阳极泥阴极反应Cu22eCu3电镀以铁表面镀铜为例待镀金属Fe为阴极镀层金属Cu为阳极CuSO4溶液为电解质溶液阳极反应CuCu22e阴极反应Cu22eCu三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2CuZn原电池的工作原理如图为CuZn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应原理为Zn失电子负极反应为ZnZn22eCu得电子正极反应为2H2eH2电子定向移动形成电流总反应为ZnCuSO4ZnSO4Cu3原电池的电能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锌锰干电池负极反应ZnZn22e正极反应2NH42e2NH3H22铅蓄电池负极反应PbSO42PbSO42e正极反应PbO24HSO422ePbSO42H2O放电时总反应PbPbO22H2SO42PbSO42H2O充电时总反应2PbSO42H2OPbPbO22H2SO43氢氧燃料电池负极反应2H24OH4H2O4e正极反应O22H2O4e4OH电池总反应2H2O22H2O3金属的腐蚀与防护1金属腐蚀金属表面与周围物质发生化学反应或因电化学作用而遭到破坏的过程称为金属腐蚀2金属腐蚀的电化学原理生铁中含有碳遇有雨水可形成原电池铁为负极电极反应为FeFe22e水膜中溶解的氧气被还原正极反应为O22H2O4e4OH该腐蚀为吸氧腐蚀总反应为2FeO22H2O2FeOH2FeOH2又立即被氧化4FeOH22H2OO24FeOH3FeOH3分解转化为铁锈若水膜在酸度较高的环境下正极反应为2H2eH2该腐蚀称为析氢腐蚀3金属的防护金属处于干燥的环境下或在金属表面刷油漆陶瓷沥青塑料及电镀一层耐腐蚀性强的金属防护层破坏原电池形成的条件从而达到对金属的防护也可以利用原电池原理采用牺牲阳极保护法也可以利用电解原理采用外加电流阴极保护法第2章化学反应的方向限度与速率12节原电池的反应都是自发进行的反应电解池的反应很多不是自发进行的如何判定反应是否自发进行呢一化学反应的方向1反应焓变与反应方向放热反应多数能自发进行即H0的反应大多能自发进行有些吸热反应也能自发进行如NH4HCO3与CH3COOH的反应有些吸热反应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CaOCO22反应熵变与反应方向熵是描述体系混乱度的概念熵值越大体系混乱度越大反应的熵变S为反应产物总熵与反应物总熵之差产生气体的反应为熵增加反应熵增加有利于反应的自发进行3焓变与熵变对反应方向的共同影响HTS0反应能自发进行HTS0反应达到平衡状态HTS0反应不能自发进行在温度压强一定的条件下自发反应总是向HTS0的方向进行直至平衡状态二化学反应的限度1化学平衡常数1对达到平衡的可逆反应生成物浓度的系数次方的乘积与反应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表示2平衡常数K的大小反映了化学反应可能进行的程度即反应限度平衡常数越大说明反应可以进行得越完全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应正逆反应的平衡常数互为倒数4借助平衡常数可以判断反应是否到平衡状态当反应的浓度商Qc与平衡常数Kc相等时说明反应达到平衡状态2反应的平衡转化率1平衡转化率是用转化的反应物的浓度与该反应物初始浓度的比值来表示如反应物A的平衡转化率的表达式为A2平衡正向移动不一定使反应物的平衡转化率提高提高一种反应物的浓度可使另一反应物的平衡转化率提高3平衡常数与反应物的平衡转化率之间可以相互计算3反应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降低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2浓度的影响增大生成物浓度或减小反应物浓度平衡向逆反应方向移动增大反应物浓度或减小生成物浓度平衡向正反应方向移动温度一定时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加某一价廉易得的反应物浓度来提高另一昂贵的反应物的转化率3压强的影响Vg0的反应改变压强化学平衡状态不变Vg0的反应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如果改变影响平衡的一个条件浓度压强温度等平衡向能够减弱这种改变的方向移动例题分析例1已知下列热化学方程式1Fe2O3s3COg2Fes3CO2gH25kJmol23Fe2O3sCOg2Fe3O4sCO2gH47kJmol3Fe3O4sCOg3FeOsCO2gH19kJmol写出FeOs被CO还原成Fe和CO2的热化学方程式解析依据盖斯定律化学反应不管是一步完成还是分几步完成其反应热是相同的我们可从题目中所给的有关方程式进行分析从方程式3与方程式1可以看出有我们需要的有关物质但方程式3必须通过方程式2有关物质才能和方程式1结合在一起将方程式32方程式2可表示为322得2Fe3O4s2COg3Fe2O3sCOg6FeOs2CO2g2Fe3O4sCO2gH19kJmol247kJmol整理得方程式4Fe2O3sCOg2FeOsCO2gH3kJmol将14得2COg2Fes3CO2g2FeOsCO2gH25kJmol3kJmol整理得FeOsCOsFesCO2gH11kJmol答案FeOsCOsFesCO2gH11kJmol例2熔融盐燃料电池具有高的发电效率因而得到重视可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作用电解质CO为阳极燃气空气与CO2的混合气体为阴极助燃气制得在650下工作的燃料电池完成有关的电池反应式阳极反应式2CO2CO324CO24e阴极反应式总电池反应式解析作为燃料电池总的效果就是把燃料进行燃烧本题中CO为还原剂空气中O2为氧化剂电池总反应式为2COO22CO2用总反应式减去电池负极即题目指的阳极反应式就可得到电池正极即题目指的阴极反应式O22CO24e2CO32答案O22CO24e2CO322COO22CO2例3下列有关反应的方向说法中正确的是A放热的自发过程都是熵值减小的过程B吸热的自发过程常常是熵值增加的过程C水自发地从高处流向低处是趋向能量最低状态的倾向D只根据焓变来判断化学反应的方向是可以的解析放热的自发过程可能使熵值减小增加或无明显变化故A错误只根据焓变来判断反应进行的方向是片面的要用能量判据熵判据组成的复合判据来判断D错误水自发地从高处流向低处是趋向能量最低状态的倾向是正确的有些吸热反应也可以自发进行如在25和101105Pa时2N2O5g4NO2gO2gH567kJmolNH42CO3sNH4HCO3sNH3gH749kJmol上述两个反应都是吸热反应又都是熵增的反应所以B也正确答案BC化学反应原理复习二知识讲解第2章第34节一化学反应的速率1化学反应是怎样进行的1基元反应能够一步完成的反应称为基元反应大多数化学反应都是分几步完成的2反应历程平时写的化学方程式是由几个基元反应组成的总反应总反应中用基元反应构成的反应序列称为反应历程又称反应机理3不同反应的反应历程不同同一反应在不同条件下的反应历程也可能不同反应历程的差别又造成了反应速率的不同2化学反应速率1概念单位时间内反应物的减小量或生成物的增加量可以表示反应的快慢即反应的速率用符号v表示2表达式3特点对某一具体反应用不同物质表示化学反应速率时所得的数值可能不同但各物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的系数之比3浓度对反应速率的影响1反应速率常数K反应速率常数K表示单位浓度下的化学反应速率通常反应速率常数越大反应进行得越快反应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浓度对反应速率的影响增大反应物浓度正反应速率增大减小反应物浓度正反应速率减小增大生成物浓度逆反应速率增大减小生成物浓度逆反应速率减小3压强对反应速率的影响压强只影响气体对只涉及固体液体的反应压强的改变对反应速率几乎无影响压强对反应速率的影响实际上是浓度对反应速率的影响因为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应速率都增加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应速率都减小4温度对化学反应速率的影响1经验公式阿伦尼乌斯总结出了反应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Ea0时升高温度反应速率常数增大化学反应速率也随之增大可知温度对化学反应速率的影响与活化能有关2活化能Ea活化能Ea是活化分子的平均能量与反应物分子平均能量之差不同反应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应速率的影响越大5催化剂对化学反应速率的影响1催化剂对化学反应速率影响的规律催化剂大多能加快反应速率原因是催化剂能通过参加反应改变反应历程降低反应的活化能来有效提高反应速率2催化剂的特点催化剂能加快反应速率而在反应前后本身的质量和化学性质不变催化剂具有选择性催化剂不能改变化学反应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应条件的优化工业合成氨1合成氨反应的限度合成氨反应是一个放热反应同时也是气体物质的量减小的熵减反应故降低温度增大压强将有利于化学平衡向生成氨的方向移动2合成氨反应的速率1高压既有利于平衡向生成氨的方向移动又使反应速率加快但高压对设备的要求也高故压强不能特别大2反应过程中将氨从混合气中分离出去能保持较高的反应速率3温度越高反应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4加入催化剂能大幅度加快反应速率3合成氨的适宜条件在合成氨生产中达到高转化率与高反应速率所需要的条件有时是矛盾的故应该寻找以较高反应速率并获得适当平衡转化率的反应条件一般用铁做催化剂控制反应温度在700K左右压强范围大致在1107Pa1108Pa之间并采用N2与H2分压为128的投料比第3章物质在水溶液中的行为一水溶液1水的电离H2OHOH水的离子积常数KWHOH25时KW101014mol2L2温度升高有利于水的电离KW增大2溶液的酸碱度室温下中性溶液HOH10107molL1pH7酸性溶液HOHH10107molL1pH7碱性溶液HOHOH10107molL1pH73电解质在水溶液中的存在形态1强电解质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主要包括强酸强碱和绝大多数盐书写电离方程式时用表示2弱电解质在水溶液中部分电离的电解质在水溶液中主要以分子形态存在少部分以离子形态存在存在电离平衡主要包括弱酸弱碱水及极少数盐书写电离方程式时用表示二弱电解质的电离及盐类水解1弱电解质的电离平衡1电离平衡常数在一定条件下达到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到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2影响电离平衡的因素以CH3COOHCH3COOH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2水解类型及规律强酸弱碱盐水解显酸性NH4ClH2ONH3H2OHCl强碱弱酸盐水解显碱性CH3COONaH2OCH3COOHNaOH强酸强碱盐不水解弱酸弱碱盐双水解Al2S36H2O2AlOH33H2S3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另外弱酸根阴离子与弱碱阳离子相混合时相互促进水解三沉淀溶解平衡1沉淀溶解平衡与溶度积1概念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到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表示PbI2sPb2aq2IaqKspPb2I271109mol3L32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Ksp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QcKsp时处于沉淀溶解平衡状态QcKsp时溶液中的离子结合为沉淀至平衡QcKsp时体系中若有足量固体固体溶解至平衡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四离子反应1离子反应发生的条件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生成弱电解质主要是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H2O3生成气体生成弱酸时很多弱酸能分解生成气体4发生氧化还原反应强氧化性的离子与强还原性离子易发生氧化还原反应且大多在酸性条件下发生2离子反应能否进行的理论判据1根据焓变与熵变判据对HTS0的离子反应室温下都能自发进行2根据平衡常数判据离子反应的平衡常数很大时表明反应的趋势很大3离子反应的应用1判断溶液中离子能否大量共存相互间能发生反应的离子不能大量共存注意题目中的隐含条件2用于物质的定性检验根据离子的特性反应主要是沉淀的颜色或气体的生成定性检验特征性离子3用于离子的定量计算常见的有酸碱中和滴定法氧化还原滴定法4生活中常见的离子反应硬水的形成及软化涉及到的离子反应较多主要有Ca2Mg2的形成CaCO3CO2H2OCa22HCO3MgCO3CO2H2OMg22HCO3加热煮沸法降低水的硬度Ca22HCO3CaCO3CO2H2OMg22HCO3MgCO3CO2H2O或加入Na2CO3软化硬水Ca2CO32CaCO3Mg2CO32MgCO3例题分析例1在一定条件下将2molLSO2和1molLO2放入密闭容器中反应2SO2O22SO3在2s时测得物质的量浓度cSO208molL求用SO2O2SO3表示该反应的速率分别是多少解析根据化学反应速率的表示方法若用反应物表示则v反应物若用生成物表示则v生成物解2SO2gO2g2SO3g起始浓度2molL1molL0变化浓度12molL06molL12molL2s末时浓度08molL04molL12molL例225下在100L030molLAgNO3溶液中加入050L0060molL的CaCl2溶液能否生成AgCl沉淀生成AgCl的质量是多少最后溶液中cAg为多少解析1两溶液混合后离子被稀释离子积QspcAgcCl0020molL0040molL80104molL2查表可知KspAgCl1801010QspKspAgCl所以有AgCl生成则AgClsAgaqClaq开始浓度molL00200040变化浓度molL0020x0020x平衡浓度molLx0040002x2因为cClcAg所以Cl是过量的没有达到沉淀平衡时溶液中cAg0020molLKspAgClx0040002x1801010x90109cAgxmolL90109molL析出AgCl质量为mAgCl002090109molL150L1435gmol43g答能生成AgCl沉淀生成的AgCl的质量是43g最后溶液中cAg是90109molL例3有一包固体粉末可能含有的离子有KSO42Fe3NaClNO3S2HCO3取试样加蒸馏水全部溶解溶液呈无色透明用硝酸酸化无明显现象取上述酸化后的溶液分别做以下两个实验先加入BaNO32溶液无明显象然后加入AgNO3溶液有白色沉淀产生浓缩后加入铜片浓硫酸共热有红棕色气体产生对试样进行焰色反应火焰呈浅紫色试回答下列问题1这包粉末中肯定不存在的离子是肯定存在的离子是2写出试验中有关的离子方程式实验中的化学方程式解析因溶液无色透明肯定无Fe3用硝酸酸化无明显现象肯定无S2和HCO3加BaNO32无现象说明没有SO42加AgNO3溶液有白色沉淀产生说明存在Cl加铜片浓硫酸共热有红棕色气体产生也不能说明原溶液有NO3因为加硝酸酸化时引入了NO3焰色反应呈浅紫色说明有K答案1Fe3S2HCO3SO42ClK2AgClAgClKNO3H2SO4浓HNO3KHSO4Cu4HNO3浓CuNO322NO22H2O