2024年高中化学选修4知识点总结.docx

高中化学选修4知识点总結

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，化学反应过程中伴伴随能量的释放或吸取。

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時，反应所释放或吸取的热量称為该反应在此温度下的热效应，简称反应热。用符号Q表达。

(2)反应热与吸热反应、放热反应的关系。

Q＞0時，反应為吸热反应；Q＜0時，反应為放热反应。

(3)反应热的测定

测定反应热的仪器為量热计，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：

Q＝－C(T2－T1)

式中C表达体系的热容，T1、T2分别表达反应前和反应后体系的温度。试验室常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，可以用称為“焓”的物理量来描述，符号為H，单位為kJ·mol-1。

反应产物的总焓与反应物的总焓之差称為反应焓变，用ΔH表达。

(2)反应焓变ΔH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所有转化為热能，则该反应的反应热等于反应焓变，其数学体現式為：Qp＝ΔH＝H(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：

ΔH＞0，反应吸取能量，為吸热反应。

ΔH＜0，反应释放能量，為放热反应。

(4)反应焓变与热化学方程式：

把一种化学反应中物质的变化和反应焓变同步表达出来的化学方程式称為热化学方程式，如：H2(g)＋O2(g)＝H2O(l)；ΔH(298K)＝－285.8kJ·mol－1

书写热化学方程式应注意如下几点：

①化学式背面要注明物质的汇集状态：固态(s)、液态(l)、气态(g)、溶液(aq)。

②化学方程式背面写上反应焓变ΔH，ΔH的单位是J·mol－1或kJ·mol－1，且ΔH后注明反应温度。

③热化学方程式中物质的系数加倍，ΔH的数值也对应加倍。

3、反应焓变的计算

(1)盖斯定律

对于一种化学反应，无论是一步完毕，还是分几步完毕，其反应焓变同样，这一规律称為盖斯定律。

(2)运用盖斯定律进行反应焓变的计算。

常見題型是給出几种热化学方程式，合并出題目所求的热化学方程式，根据盖斯定律可知，该方程式的ΔH為上述各热化学方程式的ΔH的代数和。

(3)根据原则摩尔生成焓，ΔfHmθ计算反应焓变ΔH。

对任意反应：aA＋bB＝cC＋dD

ΔH＝［cΔfHmθ(C)＋dΔfHmθ(D)］－［aΔfHmθ(A)＋bΔfHmθ(B)］

二、电能转化為化学能——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。电能转化為化学能的装置叫做电解池。

(2)电极反应：以电解熔融的NaCl為例：

阳极：与电源正极相连的电极称為阳极，阳极发生氧化反应：2Cl－→Cl2↑＋2e－。

阴极：与电源负极相连的电极称為阴极，阴极发生还原反应：Na＋＋e－→Na。

总方程式：2NaCl(熔)2Na＋Cl2↑

2、电解原理的应用

(1)电解食盐水制备烧碱、氯气和氢气。

阳极：2Cl－→Cl2＋2e－

阴极：2H＋＋e－→H2↑

总反应：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑

(2)铜的电解精炼。

粗铜(含Zn、Ni、Fe、Ag、Au、Pt)為阳极，精铜為阴极，CuSO4溶液為电解质溶液。

阳极反应：Cu→Cu2＋＋2e－，还发生几种副反应

Zn→Zn2＋＋2e－；Ni→Ni2＋＋2e－

Fe→Fe2＋＋2e－

Au、Ag、Pt等不反应，沉积在电解池底部形成阳极泥。

阴极反应：Cu2＋＋2e－→Cu

(3)电镀：以铁表面镀铜為例

待镀金属Fe為阴极，镀层金属Cu為阳极，CuSO4溶液為电解质溶液。

阳极反应：Cu→Cu2＋＋2e－

阴极反应：Cu2＋＋2e－→Cu

三、化学能转化為电能——电池

1、原电池的工作原理

(1)原电池的概念：

把化学能转变為电能的装置称為原电池。

(2)Cu－Zn原电池的工作原理：

如图為Cu－Zn原电池，其中Zn為负极，Cu為正极，构成闭合回路后的現象是：Zn片逐渐溶解，Cu片上有气泡产生，电流计指针发生偏转。该原电池反应原理為：Zn失电子，负极反应為：Zn→Zn2＋＋2e－；Cu得电子，正极反应為：2H＋＋2e－→H2。电子定向移动形成电流。总反应為：Zn＋CuSO4＝ZnSO4＋Cu。

(3)原电池的电能

若两种金属做电极，活泼金属為负极，不活泼金属為正极；若一种金属和一种非金属做电极，金属為负极，非金属為正极。

2、化学电源

(1)锌锰干电池

负极反应：Zn→Zn2＋＋2e－；

正极反应：2NH4＋＋2e－→2NH3＋H2；

(2)铅蓄电池

负极反应：Pb＋SO