内容正文:
高一化学期中必背知识清单(第六章)
知识点一 化学反应速率
1.化学反应速率及其表示方法
(1)概念
用来衡量化学反应进行快慢的物理量。化学反应正方向(从左向右)进行的反应速率称为正反应速率;化学反应逆方向(从右向左)进行的反应速率称为逆反应速率。
(2)表示方法
定性描述:根据化学反应的实验现象进行描述,能用来表示速率快慢的实验现象有①冒气泡快慢②颜色变化快慢③固体物质的减少快慢④出现浑浊的快慢⑤温度变化快慢,如钠、钾与水的反应,前者剧烈反应,能快速放出气泡,后者剧烈反应不但能快速放出气泡还会发生爆炸,显然钾与水反应的速率快。
定量表示:化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量(均取正值)来表示。
(3)计算公式及单位
v=或v= 单位:mol/(L·s) 或 mol/(L·min) 或 mol/(L·h)
其中,v:物质的化学反应速率,∆c:表示反应物或生成物的浓度变化量,∆n:表示反应物或生成物的物质的量变化量,V:表示反应体系的总体积,∆t:表示反应时间的变化。
2.化学反应速率大小的比较方法
(1)归一法:若单位不统一,则要换算成相同的单位;若为不同物质表示的反应速率,则要根据化学计量数换算成同一物质来表示反应速率,再比较数值的大小。
(2)比值法:比较化学反应速率与化学计量数的比值,如aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g),比较与,若>,则说明用A表示的化学反应速率大于用B表示的化学反应速率。
知识点二 影响化学反应速率的因素
影响化学反应速率的因素
规律(在其他条件相同时)
内因
化学性质
反应物的化学性质越活泼,化学反应速率越快;反之则越慢
外因
温度
升高温度,化学反应速率加快;反之减慢
催化剂
使用催化剂,化学反应速率改变
反应物的浓度
增大反应物的浓度,化学反应速率加快;反之减慢
气态反应物的压强
增大气态反应物的压强,化学反应速率加快;反之减慢
固体反应物的表面积
增大固体反应物的表面积,化学反应速率加快;反之减慢
原电池
有原电池形成时,化学反应速率加快
其他
电磁波、超声波、溶剂等会影响化学反应速率
知识点三 可逆反应
1.概念
同一条件下既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的化学反应。
2.表示方法
可逆反应在写化学方程式时不用“===”而用“”。如工业制硫酸时,SO2与O2的反应是可逆反应,化学方程式为2SO2+O22SO3。
3.可逆反应的特点
①双向:向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行。
②双同:由正反应和逆反应2个反应组成,分别用v(正)和v(逆)来衡量各自反应进行的快慢,并同时进行。
③共存:反应不能进行到底,反应物和生成物同时存在。
④相反:正反应和逆反应的热效应相反。
⑤限度:若条件保持一定,最终都会建立一个化学平衡状态,即可逆反应在一定条件下有限度,任一组分的转化率都小于100%,即不能全部转化。
知识点四 化学平衡
1.化学平衡状态的建立
(1)只加入反应物从正向建立的平衡
浓度
速率变化
v正、v逆关系
开始
反应物浓度最大
v正最大
v正>v逆
生成物浓度为0
v逆为0
变化
反应物浓度减小
v正减小
v正>v逆
生成物浓度增大
v逆增大
平衡
反应物浓度不变
v正不变
v正=v逆
生成物浓度不变
v逆不变
(2)用速率变化图像表示化学平衡状态的建立
图像
①反应开始时
c反应物最大
v正最大
c生成物=0
v逆=0
②反应进行中
c反应物减小
v正减小
c生成物增大
v逆增大
③平衡时
c反应物不变
v正=v逆≠0
c生成物不变
v逆=v正≠0
2.化学平衡状态概念
在一定条件下可逆反应进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率相等,反应物和生成物浓度不再发生变化,这种状态称为化学平衡状态。
3.化学平衡的特征
①逆
研究对象是可逆反应。
②等
正、逆反应速率相等(即v(正)=v(逆)),即同一时间内对某一物质来说,生成的量和消耗的量相等。
③定
在一定条件下的平衡体系中,各组分的含量(即反应物与生成物的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数等)保持一定
④动
平衡后,正、逆反应仍在进行,即正、逆反应速率相等但不为零,平衡为动态平衡。
⑤变
由于速率受条件的影响,当改变外界条件时,速率发生变化,正、逆反应速率可能不再相等(即v(正)≠v(逆)),平衡就会发生变化,这就是平衡移动。
知识点五 化学平衡的移动
1.化学平衡移动的概念
在一定条件下,当可逆反应达到化学平衡状态后,如果改变反应条件(如浓度、温度、压强等),平衡状态被破坏,平衡体系的物质组成也会随着改变,直至达到新的平衡状态,这种由原有的平衡状态达到新的平衡状态的过程称为化学平衡的移动。
2.化学平衡移动方向的判断
(1)根据v正、v逆的关系
外界条件改变
若v正=v逆,平衡不移动
若v正>v逆,平衡向正反应方向移动
若v正<v逆,平衡向逆反应方向移动
3.浓度、温度对平衡移动的影响
改变条件
平衡移动方向
增大反应物浓度(或减小生成物浓度)
正反应方向
减小反应物浓度(或增大生成物浓度)
逆反应方向
升高温度
吸热方向
降低温度
放热方向
知识点六化学反应条件的控制
(一)工业制硫酸的反应原理
1.二氧化硫的制取
如果以硫黄为原料,化学方程式为 S+O2SO2 。
如果以硫铁矿(FeS2)为原料,化学方程式为 4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 。
2.二氧化硫的转化,化学方程式为 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) 。
3.硫酸的生成,化学方程式为 SO3+H2O=H2SO4 。
根据工业制硫酸的反应原理,生产过程通常可以分为 造气 、 转化 、 吸收 三个主要阶段。
(二)硫酸生产中的“三”
①三种原料:硫铁矿、硫磺、含硫工业废物
②三个主要生产步骤:造气、接触氧化、三氧化硫吸收
③三个反应:
造气:FeS2(s)+11/4O2(g) 1/2Fe2O3(s)+2SO2(g) + Q1 Q1= 853KJ·mol-1
接触氧化: 2SO2(气)+ O2(气)====2SO3(气)+ Q2 Q2= 196.6KJ·mol-1
SO3的吸收:SO3 + H2O == H2SO4 + Q3 Q3= 130.3KJ ·mol-1
④三种主要生产设备:沸腾炉、转化室、吸收塔
⑤三个适宜条件:温度、压强、催化剂
沸腾炉 转化室 吸收塔
(二)工业制硫酸的原料选择
1.工业制硫酸的主要原料有 硫黄 、 硫铁矿 、冶炼烟气、硫化氢以及工业废气等。
2.以硫铁矿为原料制硫酸,生产中会产生“三废”( 废气 、 废液 、 废渣 ),存在治理成本大,能耗高,硫资源利用低等问题, 硫黄 是生产硫酸的优质原料。
(三)工业制硫酸的详细生产过程
1.SO2的制取与净化
工业上,可以燃烧硫黄制得SO2,也可以从冶炼烟气中获得SO2,还可以使用硫铁矿在 沸腾炉 中煅烧,得到SO2。SO2在进行转化之前,必须通过 除尘 、 干燥 等净化处理,要目的是防止 催化剂中毒 、
腐蚀设备 。
2.SO2氧化成SO3
这一步反应是在 转化器 里进行的,反应条件是 催化剂(V2O5),高温 。写出下图A、B、C三处气体的主要成分:A SO2、O2 ,B SO2、O2 ,C SO2、O2、SO3 。
3.SO3的吸收和硫酸的生成
工业上一般用 98.3%的浓硫酸 来吸收三氧化硫,若用水或稀硫酸吸收三氧化硫,容易形成 酸雾 ,影响吸收效率。
(四)控制反应条件的目的和措施
1.控制反应条件的目的
①促进有利反应
提高反应速率
提高反应物的转化率即原料的利用率
②抑制有害反应
降低反应速率
控制副反应的发生
减少甚至消除有害物质的产生
2.控制反应条件的基本措施
(1)基本措施
①控制化学反应速率的措施
通过改变反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)、固体的表面积以及使用催化剂等途径调控反应速率。
②提高转化率的措施
通过改变可逆反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)等改变可逆反应的限度,从而提高转化率。
(2)实际案例
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
温度
压强
温度较低
实际
压强较大
实际
有利:氨的产率较高
不利:反应速率小,生产成本高
常用温度400~500 ℃
有利:氨的产率较高
不利:对动力和生产设备的要求高
常用压强
10 MPa~30 MPa
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高一化学期中必背知识清单(第六章)
知识点一 化学反应速率
1.化学反应速率及其表示方法
(1)概念
用来衡量化学反应进行 的物理量。化学反应正方向(从左向右)进行的反应速率称为 反应速率;化学反应逆方向(从右向左)进行的反应速率称为 反应速率。
(2)表示方法
定性描述:根据化学反应的实验现象进行描述,能用来表示速率快慢的实验现象有①冒 快慢② 变化快慢③ 物质的减少快慢④出现 的快慢⑤ 变化快慢,如钠、钾与水的反应,前者剧烈反应,能快速放出气泡,后者剧烈反应不但能快速放出气泡还会发生爆炸,显然钾与水反应的速率 。
定量表示:化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的 量或生成物浓度的 量(均取 值)来表示。
(3)计算公式及单位
v= 或v= 单位: 或 或
其中,v:物质的化学反应速率,∆c:表示反应物或生成物的浓度变化量,∆n:表示反应物或生成物的物质的量变化量,V:表示反应体系的总体积,∆t:表示反应时间的变化。
2.化学反应速率大小的比较方法
(1)归一法:若单位不统一,则要换算成相同的单位;若为不同物质表示的反应速率,则要根据化学计量数换算成同一物质来表示反应速率,再比较数值的大小。
(2)比值法:比较化学反应速率与化学计量数的 ,如aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g),比较与,若>,则说明用A表示的化学反应速率大于用B表示的化学反应速率。
知识点二 影响化学反应速率的因素
影响化学反应速率的因素
规律(在其他条件相同时)
内因
化学性质
反应物的化学性质越活泼,化学反应速率越快;反之则越慢
外因
温度
升高温度,化学反应速率加快;反之减慢
催化剂
使用催化剂,化学反应速率改变
反应物的浓度
增大反应物的浓度,化学反应速率加快;反之减慢
气态反应物的压强
增大气态反应物的压强,化学反应速率加快;反之减慢
固体反应物的表面积
增大固体反应物的表面积,化学反应速率加快;反之减慢
原电池
有原电池形成时,化学反应速率加快
其他
电磁波、超声波、溶剂等会影响化学反应速率
知识点三 可逆反应
1.概念
下既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的化学反应。
2.表示方法
可逆反应在写化学方程式时不用“===”而用“”。如工业制硫酸时,SO2与O2的反应是可逆反应,化学方程式为 。
3.可逆反应的特点
①双向:向正反应方向进行, 又能向逆反应方向进行。
②双同:由正反应和逆反应2个反应组成,分别用v(正)和v(逆)来衡量各自反应进行的快慢,并 进行。
③共存:反应不能进行到底,反应物和生成物 。
④相反:正反应和逆反应的 相反。
⑤限度:若条件保持一定,最终都会建立一个化学平衡状态,即可逆反应在一定条件下有限度,任一组分的转化率都 100%,即 全部转化。
知识点四 化学平衡
1.化学平衡状态的建立
(1)只加入反应物从正向建立的平衡
浓度
速率变化
v正、v逆关系
开始
反应物浓度
v正
v正 v逆
生成物浓度
v逆
变化
反应物浓度
v正
v正 v逆
生成物浓度
v逆
平衡
反应物浓度
v正
v正 v逆
生成物浓度
v逆
(2)用速率变化图像表示化学平衡状态的建立
图像
①反应开始时
c反应物
v正
c生成物=
v逆=
②反应进行中
c反应物
v正
c生成物
v逆
③平衡时
c反应物
v正=v逆 0
c生成物
v逆=v正 0
2.化学平衡状态概念
在一定条件下可逆反应进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率 ,反应物和生成物浓度不再发生变化,这种状态称为化学平衡状态。
3.化学平衡的特征
①逆
研究对象是 反应。
②等
正、逆反应速率 (即 ),即同一时间内对某一物质来说,生成的量和消耗的量 。
③定
在一定条件下的平衡体系中,各组分的含量(即反应物与生成物的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数等)保持
④动
平衡后,正、逆反应仍在进行,即正、逆反应速率 但不为 ,平衡为动态平衡。
⑤变
由于速率受条件的影响,当改变外界条件时,速率发生变化,正、逆反应速率可能不再 (即 ),平衡就会发生变化,这就是平衡移动。
知识点五 化学平衡的移动
1.化学平衡移动的概念
在一定条件下,当可逆反应达到化学平衡状态后,如果改变 (如浓度、温度、压强等),平衡状态被 ,平衡体系的物质组成也会随着改变,直至达到新的平衡状态,这种由原有的平衡状态达到新的平衡状态的过程称为化学平衡的 。
2.化学平衡移动方向的判断
(1)根据v正、v逆的关系
外界条件改变
若v正=v逆,平衡不移动
若v正>v逆,平衡向 方向移动
若v正<v逆,平衡向 方向移动
3.浓度、温度对平衡移动的影响
改变条件
平衡移动方向
增大反应物浓度(或减小生成物浓度)
减小反应物浓度(或增大生成物浓度)
升高温度
降低温度
知识点六化学反应条件的控制
(一)工业制硫酸的反应原理
1.二氧化硫的制取
如果以硫黄为原料,化学方程式为 。
如果以硫铁矿(FeS2)为原料,化学方程式为 2。
2.二氧化硫的转化,化学方程式为 。
3.硫酸的生成,化学方程式为 。
根据工业制硫酸的反应原理,生产过程通常可以分为 、 、 三个主要阶段。
(二)硫酸生产中的“三”
①三种原料:硫铁矿、硫磺、含硫工业废物
②三个主要生产步骤:造气、接触氧化、三氧化硫吸收
③三个反应:
造气:FeS2(s)+11/4O2(g) 1/2Fe2O3(s)+2SO2(g) + Q1 Q1= 853KJ·mol-1
接触氧化: 2SO2(气)+ O2(气)====2SO3(气)+ Q2 Q2= 196.6KJ·mol-1
SO3的吸收:SO3 + H2O == H2SO4 + Q3 Q3= 130.3KJ ·mol-1
④三种主要生产设备:沸腾炉、转化室、吸收塔
⑤三个适宜条件:温度、压强、催化剂
沸腾炉 转化室 吸收塔
(二)工业制硫酸的原料选择
1.工业制硫酸的主要原料有 、冶炼烟气、硫化氢以及工业废气等。
2.以硫铁矿为原料制硫酸,生产中会产生“三废”( ),存在治理成本大,能耗高,硫资源利用低等问题 是生产硫酸的优质原料。
(三)工业制硫酸的详细生产过程
1.SO2的制取与净化
工业上,可以燃烧硫黄制得SO2,也可以从冶炼烟气中获得SO2,还可以使用硫铁矿在 中煅烧,得到SO2。SO2在进行转化之前,必须通过 、 等净化处理,要目的是防止 、 。
2.SO2氧化成SO3
这一步反应是在 里进行的,反应条件是 。写出下图A、B、C三处气体的主要成分:A ,B ,C 。
3.SO3的吸收和硫酸的生成
工业上一般用 来吸收三氧化硫,若用水或稀硫酸吸收三氧化硫,容易形成 ,影响吸收效率。
(四)控制反应条件的目的和措施
1.控制反应条件的目的
①促进有利反应
反应速率
提高反应物的 即原料的利用率
②抑制有害反应
反应速率
控制 的发生
减少甚至消除 物质的产生
2.控制反应条件的基本措施
(1)基本措施
①控制化学反应速率的措施
通过改变反应体系的 、溶液的 、气体的 、固体的 以及使用 等途径调控反应速率。
②提高转化率的措施
通过改变可逆反应体系的 、溶液的 、气体的 等改变可逆反应的限度,从而提高转化率。
(2)实际案例
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
温度
压强
温度较低
实际
压强较大
实际
有利:氨的产率较
不利:反应速率 ,生产成本高
常用温度 ℃
有利:氨的产率较
不利:对动力和生产设备的要求高
常用压强
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