高二化学下学期知识点总结思维导图

空城旧人

2023-04-06

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高二化学下学期知识点总结

化学

高二

知识点

总结

化学是一门历史悠久、充满活力的一个学科,它的成就是我们社会文明的重要标志。

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思维导图大纲

高二化学下学期知识点总结

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。

Q>0时，反应为吸热反应;Q<0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：Q=-C(T2-T1)

式中C表示体系的热容，T1、T2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kJ·mol-1。

反应产物的总焓与反应物的总焓之差称为反应焓变，用ΔH表示。

(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：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，反应吸收能量，为吸热反应。

ΔH<0，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：H2(g)+O2(g)=H2O(l);ΔH(298K)=-285.8kJ·mol-1

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计算反应焓变ΔH。

对任意反应：aA+bB=cC+dD

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

第2章、化学平衡

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：v=△c/△t

(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Ea>0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1×107Pa～1×108Pa 之间，并采用N2与H2分压为1∶2.8的投料比。

三、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。

(2)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

ΔVg=0的反应，改变压强，化学平衡状态不变。

ΔVg≠0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。

四、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ΔH<0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CaO、CO2。

2、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ΔS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

ΔH-TΔS<0反应能自发进行。

ΔH-TΔS=0反应达到平衡状态。

ΔH-TΔS>0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ΔH-TΔS<0的方向进行，直至平衡状态。

高二化学下学期易错知识点

物质分类中的"不一定"

1。同种元素组成的物质不一定是单质，同种元素组成的物质也不一定是纯净物。因为可以是同种元素组成的几种单质的混合物。如由碳元素组成的金刚石、石墨等同素异形体的混合物。

2。用同一化学式表示的物质不一定是纯净物。因为同分异构体的化学式相同，它们混合时则是混合物。如正丁烷与异丁烷的混合等。

3。浓溶液不一定是饱和溶液，稀溶液不一定是不饱和溶液。因为溶质可能不同，如KNO3的浓溶液不一定是饱和溶液，因KNO3的溶解度较大。

Ca(OH)2的饱和溶液浓度很小，因Ca(OH)2微溶于水。

4。同一种物质的饱和溶液不一定比不饱和溶液浓。因为温度没确定。

5。饱和溶液降温后不一定有晶体析出。如Ca(OH)2随着降温溶解度增大，其饱和溶液就变成不饱和溶液，故没有晶体析出。

6。能电离出氢离子的物质不一定是酸。如NaHSO4、H2O、苯酚等。

能电离出氢氧根离子的物质不一定是碱。如Mg(OH)Cl、H2O等。

7。金属氧化物不一定是碱性氧化物。如Mn2O7是酸性氧化物，Al2O3是两性氧化物，Na2O2是过氧化物，Fe3O4是特殊氧化物。

非金属氧化物不一定是酸性氧化物。如H2O、CO、NO等。

酸性氧化物不一定是非金属氧化物。如Mn2O7CrO3等。

8。酸酐不一定都是酸性氧化物。如有机酸的酸酐：乙酸酐等有三种元素组成，不是氧化物。酸酐不一定都是非金属氧化物。如Mn2O7、有机酸酐等。

9。碱不一定都有对应的碱性氧化物。如NH3·H2O以及有些含氮元素的有机物碱就没有相应的碱性氧化物。

10。酸分子中的氢原子个数不一定就是酸的"元数"。如CH3COOH不是四元酸，而属于一元酸。

11。盐不一定都是离子化合物。活泼金属与活泼非金属组成的化合物不一定是离子化合物。如AlCl3是盐，不是离子化合物，属于共价子化合物。

12。能透过滤纸的不一定是溶液。如胶体可透过滤纸。

13。常温下收集的NO2气体不一定是纯净物。因为气体中存在化学平衡：2NO2 N2O4，故所收集到的是混合气体。

14。由不同原子组成的纯净物不一定是化合物。如HD、HT等则是单质。

15。含碳元素的化合物不一定是有机物。如CO、CO2、H2CO3以及碳酸盐等均含有碳元素，属于无机物。

离子共存的"四不能"

有关溶液中离子能否共存问题是中学化学中的常见问题。近几年高考几乎每年都设置判断离子共存问题的试题。题不难，但这类题上能否得分差异较大。

一、由于发生复分解反应，离子不能大量共存。

1。有气体产生。

如CO32-、S2-、HS-、HSO3-、等弱酸的酸根或酸式酸根与H+不能大量共存：CO32-+2H+==CO2↑+H2O、HS-+H+==H2S↑。

2。有沉淀生成。

钾(K+)、钠(Na+)、硝(NO3-)、铵(NH4+) 溶，硫酸(SO42-)除钡(Ba2+)、铅(Pb2+)(不溶)，盐酸(Cl- )除银(Ag+)、亚汞(Hg22+)(不溶)，其他离子基本与碱同。

如：

Ba2+、Ca2+等不能与SO42-、CO32-等大量共存：

Ba2++CO32== CaCO3↓、

Ca2++ SO42-==CaSO4(微溶);

Cu2+、Fe3+等不能与OH-大量共存：

Cu2++2OH-==Cu(OH)2↓，Fe3++3OH-==Fe(OH)3↓等。

3。有弱电解质生成。

能生成弱酸的离子不能大量共存，

如OH-、CH3COO-、PO43-、HPO42-、H2PO-等与H+不能大量共存，

一些酸式弱酸根不能与OH-大量共存：

HCO3-+OH-==CO32-+H2O、

HPO42-+OH-=PO43-+H2O、

NH4++OH-==NH3·H2O等。

4。一些容易发生水解的离子，在溶液中的存在是有条件的。

如AlO2-、S2-、CO32-、C6H5O-等必须在碱性条件下才能在溶液中存在;如Fe3+、Al3+ 等必须在酸性条件下才能在溶液中存在。

这两类离子因能发生"双水解"反应而不能同时存在于同一溶液中，

如3AlO2-+3Al3++6H2O==4Al(OH)3↓等。

二、由于发生氧化还原反应，离子不能大量共存

1。具有较强还原性的离子不能与具有较强氧化性的离子大量共存。

如I- 和Fe 3+不能大量共存：2I-+2Fe3+==I2+2Fe2+。

2。在酸性或碱性介质中由于发生氧化还原反应而不能大量共存。

如NO3- 和I- 在中性或碱性溶液中可以共存，但在有大量H+ 存在情况下则不能共存;SO32- 和S2- 在碱性条件下也可以共存，但在酸性条件下不能共存：2S2-+SO32-+6H+=3S↓+3H2O。

三、由于形成络合离子，离子不能大量共存

中学化学中还应注意有少数离子可形成络合离子而不能大量共存的情况。如Fe3+ 和 SCN-，由于Fe3++3SCN- Fe(SCN)3(可逆反应)等络合反应而不能大量共存(该反应常用于Fe3+ 的检验)。

四、能水解的阳离子跟能水解的阴离子在水溶液中不能大量共存：

Al3+ 和HCO3-，Al3+ 和S2- 等。

解题技巧

1。首先必须搞清楚离子反应的规律和"离子共存"的条件。在中学化学中要求掌握的离子反应规律主要是离子间发生复分解反应和离子间发生氧化反应，以及在一定条件下一些微粒(离子、分子)可形成络合离子等。"离子共存"的条件是根据上述三个方面统筹考虑、比较、归纳整理而得出。

2。审题时应注意题中给出的附加条件

①酸性溶液(H+ )、碱性溶液(OH- )、加入铝粉后可放出气体的溶液、由水电离出的H+或OH-=1×10-10 mol/L的溶液等。

②有色离子MnO4- ，Fe3+ ，Fe2+，Cu2+ 。

③MnO4- 、NO3- 等在酸性条件下具有强氧化性。

④S2O32- 在酸性条件下发生氧化还原反应：S2O32- +2H+ =S↓+SO2↑+H2O 。

⑤注意题目要求"能大量共存"、"不能大量共存"或者"可能大量共存"。

高二化学实验操作注意事项

1.注意加热方式

有机实验往往需要加热，而不同的实验其加热方式可能不一样。

⑴酒精灯加热。酒精灯的火焰温度一般在400～500℃，所以需要温度不太高的实验都可用酒精灯加热。教材中用酒精灯加热的有机实验是："乙烯的制备实验"、"乙酸乙酯的制取实验""蒸馏石油实验"和"石蜡的催化裂化实验"。

⑵酒精喷灯加热。酒精喷灯的火焰温度比酒精灯的火焰温度要高得多，所以需要较高温度的有机实验可采用酒精喷灯加热。教材中用酒精喷灯加热的有机实验是："煤的干馏实验"。 ⑶水浴加热。水浴加热的温度不超过100℃。教材中用水浴加热的有机实验有："银镜实验(包括醛类、糖类等的所有的银镜实验)"、" 硝基苯的制取实验(水浴温度为6 0℃)"、" 酚醛树酯的制取实验(沸水浴)"、"乙酸乙酯的水解实验(水浴温度为70℃～80℃)"和" 糖类(包括二糖、淀粉和纤维素等)水解实验(热水浴)"。

⑷用温度计测温的有机实验有："硝基苯的制取实验"、"乙酸乙酯的制取实验"(以上两个实验中的温度计水银球都是插在反应液外的水浴液中，测定水浴的温度)、"乙烯的实验室制取实验"(温度计水银球插入反应液中，测定反应液的温度)和" 石油的蒸馏实验"(温度计水银球应插在具支烧瓶支管口处，测定馏出物的温度)。

2、注意催化剂的使用

⑴ 硫酸做催化剂的实验有："乙烯的制取实验"、 "硝基苯的制取实验"、"乙酸乙酯的制取实验"、"纤维素硝酸酯的制取实验"、"糖类(包括二糖、淀粉和纤维素)水解实验"和"乙酸乙酯的水解实验"。

其中前四个实验的催化剂为浓硫酸，后两个实验的催化剂为稀硫酸，其中最后一个实验也可以用氢氧化钠溶液做催化剂

⑵铁做催化剂的实验有：溴苯的制取实验(实际上起催化作用的是溴与铁反应后生成的溴化铁)。

⑶氧化铝做催化剂的实验有：石蜡的催化裂化实验。

3、注意反应物的量

有机实验要注意严格控制反应物的量及各反应物的比例，如"乙烯的制备实验"必须注意乙醇和浓硫酸的比例为1：3，且需要的量不要太多，否则反应物升温太慢，副反应较多，从而影响了乙烯的产率。

4、注意冷却

有机实验中的反应物和产物多为挥发性的有害物质，所以必须注意对挥发出的反应物和产物进行冷却。

⑴需要冷水(用冷凝管盛装)冷却的实验："蒸馏水的制取实验"和"石油的蒸馏实验"。 ⑵用空气冷却(用长玻璃管连接反应装置)的实验："硝基苯的制取实验"、"酚醛树酯的制取实验"、"乙酸乙酯的制取实验"、"石蜡的催化裂化实验"和 "溴苯的制取实验"。

这些实验需要冷却的目的是减少反应物或生成物的挥发，既保证了实验的顺利进行，又减少了这些挥发物对人的危害和对环境的污染。