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河南会考化学知识点如下:
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)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。
6、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。
7、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。
8、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。
9、盖斯定律内容:化学反应的反应热只与反应的始态和终态有关,而与具体反应进行的途径无关,如果一个反应可以分几步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成的反应热是相同的。
10、燃烧热概念:25℃,101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。燃烧热的单位用kJ/mol表示。
11、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。
12、铜的电解精炼。粗铜(含Zn、Ni、Fe、Ag、Au、Pt)为阳极,精铜为阴极,CuSO4溶液为电解质溶液。
13、结晶和重结晶:利用物质在溶液中溶解度随温度变化较大,如NaCl,KNO3。
14、增加法:把杂质转化成所需要的物质:CO2(CO):通过热的CuO;CO2(SO2):通过NaHCO3溶液。
15、吸收法:用做除去混合气体中的气体杂质,气体杂质必须被药品吸收:N2(O2):将混合气体通过铜网吸收O2。
化学反应的基本规律
一、内容提要:本讲主要是讲解化学反应速率、焓、熵与熵变、吉布斯自由能、化学平衡等问题。
二、本讲的重点是:影响化学反应速率的因素、热力学能与热力学第一定律、焓、化学平衡特征及平衡常数表达式、影响化学平衡的移动的因素。
本讲的难点是:熵与熵变、吉布斯自由能、反应温度对吉布斯自由能变及反应方向的影响、反应的标准摩尔吉布斯自由能变
三、内容讲解:
1、 化学反应速率
化学反应速率:通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。浓度一般用摩尔浓度,时间则根据反应的快慢用秒、分或小时等。
影响化学反应速率的因素:
(一)浓度对反应速率的影响
质量作用定律:对一些简单的化学反应来说,反应速率与反应物浓度(以方程式中该物质的系数为指数)的乘积成正比。这一结论叫做质量作用定律。
对于某一反应一般可表示为:aA+bB→eE+dD
v=k·[A]a·[B]b—反应速率方程式,又称作质量作用定律表达式。
式中k是一个比例常数,叫做反应速率常数,它的物理意义是各反应物浓度等于1mol·dm-3时,反应速率的大小,对于一个给定的反应,k值与反应物的浓度无关,只随温度而变。
在反应速率方程式中,浓度项的指数总和(a+b)叫做反应的级数。
注意:上面的关系式只适用于基元反应。
基元反应:反应物分子只经过一步反应就直接转变为产物分子(这种由一个基元反应组成的反应叫做简单反应)。
在化学反应中,只有极少数的反应,反应物到生成物是一步完成的,即反应为分子相互作用,直接生成生成物分子,但极大多数反应是分成几步的,即几个连续过程来进行的,是非基元反应,也可说是几个基元反应组成的复杂反应,这时的质量作用定律虽然适用于每一个过程,但往往不适用于总的反应。
例如:反应:2NO十2H2→N2+2H20
由实验测得:v=k·[NO]2·[H2] 级数=3
经研究它是由下面两个连续的过程进行的。
(1)2NO+H2→N2十H202(慢)
(2) H202+H2→2H20 (快)
在这两个过程中,第二个过程进行得很快,但是要使第二个过程发生,必须先有H202生成,而生成 H202的过程因进行得较缓慢,成为控制整个反应速率的过程,所以总的反应速率取决于生成H202的速度,即v=k·[NO]2·[H2] 。
化学反应速率和反应物浓度之间的定量关系,除适用于气体反应之外,也适用于溶液中的反应。
在多相反应中,对纯固体或纯液体,它们的密度是一定的,也就是说它的浓度是一定的。因此,在质量作用定律表达式中,通常不包括固态或液态纯物质的浓度(即这些浓度是常数,可并入速率常数内)例:C(s)+O2(g) →CO2(g)
v=k[O2]
(二)温度和反应速率的关系——阿仑尼乌斯公式
除了少数反应之外,反应速率一般随温度的升高而增大,例如:在室温下,H2和02作用极慢,以致几年都观察不出有反应发生,但如果温度升高到6000C,它们立即起反应甚至发生爆炸,这表明,当反应物浓度一定时,温度改变,反应速率也会随着改变,升高温度,反应速率一般随着增大,显然反应速率常数k一般也增大。
瑞典化学家,阿仑尼乌斯(rhenius)根据实验,提出在给定的温度变化范围内反应速率与温度之间
(三)反应的活化能和催化剂
发生反应的先决条件是反应物分子间的相互碰撞。一般说来,在气相反应体系中,反
应物分子间的相互碰撞机会还是比较多的,但并非每一次碰撞都能发生反应。因为在化学
反应过程中,反应物原子间的化学键必须先减弱以致破裂,然后再与其他原子形成新的化
学键,生成新物质。因此,只有那些具有足够能量的反应物分子(或原子)间的碰撞才有可能引发反应。这种能够发生反应的碰撞叫做有效碰撞。
根据气体分子运动理论,在任何给定的温度下,体系中各分子具有的动能是不同的,但分子能量的分布却有一定的规律,而且体系中分子具有一定的平均能量,对许多反应来说,在通常情况下,大多数分子的动能不够大,它们间的碰撞不能发生化学反应,而只有少数能量足够高的分子才有可能发生有效碰撞,从而发生反应,这种分子叫做活化分子,通常把活化分子所具有的最低限能量与反应物分子平均能量之差称为活化能E。。
现代反应速率理论认为:当反应物的活化分子相互碰撞或彼此接近时,先形成“活化
络合物”:AB+C→[A…B…C]→A+BC
反应物 活化络合物 产物
这种活化络合物能量高,不稳定,寿命短促,一经生成就很快变成产物。如下图所示,
简单表示出反应体系中的活化能,E1表示反应物分子的平均能量,E2表示活化分子所具有的最低限能量,E3表示产物分子的平均能量。则E2一E1表示反应活化能Ea。E3-E1表示反应的热效应Q,图中表示Q<0(放热反应)。
一般化学反应的活化能在60~240kJ·mol-1之间。可以预料,反应的活化能愈小,反应速率愈大。
通过上述讨论可以说明浓度,温度和催化剂对反应速率的影响:
(1) 当反应物浓度增大时,单位体积内分子总数增多,活化分子数相应增多,单位时间内有效碰撞次数也增多,因此,反应速率就加快。
(2)当温度升高时,反应物分子运动速度增加,使单位时间内分子间的碰撞次数增加。更重要的是分子的平均能量增加了,使活化分子所占的百分数大大增加,温度即使升高不多往往会使活化分子的。百分数成倍、成十倍地增加,因此升高温度常能使反应速率迅速地增加。
(3)催化剂:是能增加化学反应速率,而本身的组成,质量和化学性质在反应前后保持不变的物质。催化剂能改变反应的历程,降低反应的活化能,从而大大增加了活化分子的百分数,明显增加反应速率。
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