内容正文:
第六章化学反应与能量知识点填空练习题
第一节 化学反应与能量变化
(一)化学反应与热能
一、放热反应与吸热反应
1.化学反应除了物质变化,还伴随着 变化。
2.实验6-1,在一支试管中加入2mL2mol/L盐酸,并用温度计测其温度。再向试管中放入用砂纸打磨光变的镁条,原因是防止 (说明氧化镁与盐酸反应也是放热反应),现象是先产生少量的气泡,然后 。并用温度计测溶液的温度,结果溶液的温度 ,用手触摸试管壁,试管 。后来气泡越来越少,原因是盐酸的 。
3.实验6-2,将20gBa(OH)2·8H2O晶体研细后(研细是为了 ,)与10gNH4Cl晶体一起放入烧杯中,并将烧杯放在滴有几滴水的木片上。用玻璃棒快速搅拌,闻到有 气味的气体后迅速用玻璃片盖上烧杯,用水触摸壁下部,感觉 ,试着用拿起烧杯,烧杯与木片黏在一起,烧杯与木片间的水 。反应方程式为:
4. 放热反应:把 热量的化学反应称为放热反应。有的放热反应有进需要加热才能进行。
吸热反应:把 热量的化学反应称为吸热反应。有的吸收反应不需要加热也能进行。
5.常见的放热与吸热的物理、化学变化
物理变化
化学变化
吸热
1 盐溶于水②NaHCO3溶于水③相变:
1 铵盐与碱反应②盐酸与 反应③常见的几个分解反应: 的热分解
④金属的冶炼⑤C+CO2、CO+H2O⑥氨气溶于水
放热
①NaOH溶于水② ,的稀释③相变:
1 烧烧、 ②中和反应 ③金属与酸反应生成 。
④常见的氧化物与水或酸或碱反应: 等
⑤常温下自发的置换反应 ⑥常见单质间的化合反应⑦其他自发的化合反应
二、化学反应中存在能量变化的原因
1、化学反应中的能量变化
旧键断裂 能量假设为E1,新键形成 能量假设为E2。一个反应是放热反应还是吸热反应,取决这两个数值的大小。
若E1>E2,反应 能量(吸热反应);
若E1<E2,反应 能量(放热反应)。
2.能量 越稳定。
3.能量变化图像
从反应物与生成物的能量高低:图1 是 反应,图2是 反应。
从反应过程与能量变化分析:图3是 反应,图4是 反应。
三、人类对能源的利用
1.人类利用能源的三个阶段
人类利用化学反应中热能始于 的发现。从早期以树枝杂草为主要能原,现现代以 为主要能源,人类利用热能的主要途径都是通过 。理想的新能源应具有 等特点。新能源有 、风能、地热能、海洋能和氢能等。社会越发展,每天人均耗能越 。
2.人类利用化石燃料过程中亟待解决的问题
一是短期内不能再生,储量有限, 之间的矛盾日益突显。二是煤和石油产品燃烧排放的 、CO等会污染环境。
3.节能减排
节能:(1)燃料燃烧阶段,通过改进锅炉的炉型和燃料空气比、清理积灰等方法提高燃料的 。(2)能量利用阶段,通过使用 ,改进电动机的材料和结构,以及发电厂、钢铁厂余热与城市供热联产等措施促进能源循环利用, 。
4.从中国煤炭消费量、我国二氧化碳排放量体会节能减排(可以理解为减小CO2排放)的重要性。
(二)化学反应与电能
一、火力发电——化学能间接转化为电能
(1)能量转化过程。
化学能 能 能电能。
(2)能量转化的关键: (氧化还原反应)。
(3)弊端:能源浪费,污染,能量经多次转化,利用率低。
二、实验活动6
(1)按下图实验
图1 图2 图3 图4
图1、图3电流计指针不能偏转,原因是没有形成 。
图2、图4电流计指针不能偏转,电子不能发生转移。
实验时注意:电极要实验环境要干燥。
(2)按下图实验,描述实验现象
图1 图2 图3 图4
图1、图3、图4中中现象:锌片有 产生。图2、图3、图4铜片和石黑现象: 。
(3)按下图实验,描述实验现象
图1 图2 图3
图3 (教师实验时:注意不能长时间放置,否则指针会偏转)。
图1、图2中锌片有气泡,铜和石墨棒上 ,电流计指针 。说明电流计有电流通过。
(4)构成原电池的条件。
①电路必须是闭合回路。
2 有活泼性不同的两个电极(电极相同时,通入两极上的物质必须不同);
3 两电极插入到 溶液里或熔融电解质中;
④必须要有自发进行的 反应发生;
3.P36页实验6-3
电极材料
锌
铜
电极名称
电极反应
反应类型
外电路电子流向
由 片沿导线流向 片
内电路离子移向
溶液中 向正极移动,在铜片上被还原为 ;SO42-向 极移动
原电池总反应
4.简易电池的设计与制作(注意对比Zn-Cu-稀硫酸电池)
电极材料:铜片、铁片、铝片、石墨等。电解质:水果。用电器:LED灯、电子音乐卡等、耳机等。
例如:柠檬汁- 电解质;铁片- 极、铜片- 极,耳极-用电器。
电极反应:负极: ,正极:
5.简单自发的氧化还原反应的半反应书写(目前常用的几个)
氧化反应
还原反应
Fe+Cu2+=Fe2++Cu
Fe+2Fe3+=2Fe2+
2Al+2OH-+6H2O=2Al(OH)-+3H2↑
三、原电池原理的应用
1.比较金属活动性强弱
一般情况下,负极质量减小或讲溶解,酸性电极只讲正极上产生 ,电极质量不变,或电极质量增加(析出金属)。负极活泼性 正极(不含两电极相同情况)。
2.加快氧化还原反应的速率
如在Zn和稀硫酸反应时,滴加少量CuSO4溶液,则Zn置换出的铜和锌能构成 ,从而 Zn与稀硫酸反应的速率。
四、化学电源
1.一次电池
(1)特点:电池放电之后 充电(内部的氧化还原反应无法逆向进行),如锌锰干电池属于一次电池。不能再充电利用。
(2)锌锰干电池的构造如图所示:
负极: ,Zn-2e-+2NH3=Zn(NH3)22+,
正极: , 被还原,反应:2MnO2+2e-+2NH4+=Mn2O3+2NH3+H2O 或MnO2+e-+2NH4+=MnOOH+2NH3
2.二次电池(充电电池) -铅酸蓄电池
总反应:
3.燃料电池
是一种将 和 的化学能直接转化为 的装置。具有清洁、安全、能量转化率高等特点。能量转化率高达80%。其供电量易于调节,能适用用电器负载的变化,而且不需要很长时间。
第二节 化学反应速率与限度
一、化学反应速率及其表示方法
1.化学反应的快慢
爆炸反应 完成,而 要成百上千年,牛奶的变质可能要几天,钢铁的生锈快的也要几小时,长的要几个月甚至几年。
人们希望 有利的化学反应,需要加快化学反应的速率, 有害的化学反应。
如食物的变质、橡胶和塑料的老化、金属的腐蚀,应当 反应的速率。
如氨、硫酸、硝酸等化工生产,应当 其化学反应的速率。
影响化学反应速率的主要素是: ,反应物的化学性质越活泼,化学反应速率 ;反之化学反应速率 。
2.化学反应速率
(1)化学反应速率是用来衡量化学反应过程进行 的物理量。
(2)表示方法:通常用单位时间内 来表示。
(3)表达式:v=
(4)常用单位:mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1等。
(5)注意事项
①对一个反应,化学计量数不同,速率不同,必须说明是是 。
②化学讲的速率一般是平均某一时间内的 。作业时要瞬时速率还是平均速率。
③对于固体和纯液体物质,通常情况下认为浓度为1,所以速率是不变量。但我们用质量的变化量来描述。
④一种物质的化学反应速率就代表了整个化学反应的反应速率。
3. 对于同一化学反应,用不同的物质表示其化学反应速率在数值上可能不同,但其意义相同,化学反应速率之比等于化学计量系数之比。如对于反应:
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),
1 物质的量的 之比是方程式前计量系数比:
ΔΔn(A):Δn(B):Δn(C):Δn(D)= m∶n∶p∶q。
同一反应所在容器相同,体积相同,物质的量的变化量除以体积得到浓度:
2 物质的量浓度的 之比是方程式前计量系数之比:
ΔcΔCcCCCccCccc cCccCcccCCccccccCCccccccccCCCCXCXZXCCCCcccccccCCcccCCC ccccc(A):Δc(B):Δc(C):Δc(D)= m∶n∶p∶q。
同一反应经过的时间相同,物质的量浓度的变化量同除以时间,得化学反应的速率:
3 化学反应的 之比是是方程式前计量系数之比
v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q。
二、P43页,探究, 影响化学反应速率的外界因素
1.温度对化学反应速率的影响
实验操作
试管中均为2mL5%的H2O2溶液,滴加3滴1mol/LFeCl3溶液。
实验现象
1 产生气泡速率
2 产生气泡速率
实验结论
其他条件相同时,用水浴加热,化学反应速率 ,降温,化学反应速率
2.浓度对化学反应速率的影响(控制其它条件相同)
编号
5%5%的H2O2
水
1mol/LFeCl3溶液
实验现象
结论
①
2mL
0
3滴
产生气泡速率
增大浓度,化学反应速率 ,
②
1mL
1mL
3滴
产生气泡速率
减小浓度,化学反应速率
3.反应物状态及浓度对化学反应速率的影响(控制其它条件相同)(教材中浓度太小)
编号
盐酸浓度
大理石及质量
记录实验现象及固体消失的时间
结论
①
4mol/L,20mL
块状,2g
增大接触面积,化学反应的速率 。
②
4mol/L,20mL
粉末,2g
③
2mol/L,20mL
粉末,2g
1 是探究 对化学反应速率的影响。
②③是探究 对化学反应速率的影响。
4.P57页,化学反应速率的影响因素(变量控制)
反应的原理:硫代硫酸钠与硫酸的反应
化学方程式:
离子方程式:
这个反应 氧化还原反应。
编号
0.1mol/LNa2S2O3溶液体积
加入水的体积
0.1mol/LNa2S2O3溶液体积
水俗的温度
出现浑浊所用的时间
①
2
0
2
200C
②
1
1
2
200C
③
2
0
2
400C
1 是探究 对化学反应速率的影响。
①③是探究 对化学反应速率的影响。
5.P43、P57页催化剂对化学反应速率的影响
均取5%的H2O2溶液2mL。分别加入:
编号
①
②(增加的实验)
③
④
加入的物质
空白对照
CuSO4溶液3滴
FeCl3溶液3滴
MnO2固体粉末1g
现象
几科无现象
少量气泡
大量气泡
瞬间完成
催化效果最好的是 。
5.压强
对于有气体参加的反应,缩小体积(增大压强),相当 (单位体积内气体的分子数增多),化学反应的速率增大。增大体积(减小压强),相当于减小浓度(单体积内气体的分子数减小),化学反应的速率 。充入不参加反应的气体,如果体积不变, 浓度,对化学反应的速率就 。如压强不变,体积增大,相当减小浓度,速率 。
6.影响化学反应速率的外界因素结论:
浓度
增大的浓度,化学反应速率 ;减小的浓度,化学反应速率
温度
升高温度,化学反应速率 ;降低温度,化学反应速率
催化剂
一般来说,使用催化剂能 反应速率
固体的表面积
增大固体反应物的表面积,化学反应速率
压强(改变体积)
缩小体积(增大压强),化学反应的速率 。增大体积(减小压强),化学反应的速率 。
三、化学反应的了限度
(一)可逆反应
1.概念:在相同条件下,既能向 ,同时又能 的反应。
例如:Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3
与加热时NaHCO3的分解反应2NaHCO3= Na2CO3+CO2↑+H2O不能认是可逆反应,因为 不相同。
2.特征:三同:相同条件下:
①正、逆反应 ,
2 反应物、生成物同时 ;
③反应不能进行完全,即任一反应物的转化率均 100%。
3.表示:化学方程式中用 “ ” 表示。
4.很多化学反应在进行时都有一定的可逆性,不同反应的可逆性不同,有些化学反应在同一条件下可逆程度很小,如 2Na +2H2O ==2 NaOH+H2↑,视为“不可逆”反应。
教材中出现的典型的可逆反应有:
Cl2+H2O ,
Br2+H22HBr,H2+I2 ,
2SO2+O2 ,SO2+H2O ,
N2+3H2 ,NH3+H2O ,
C+CO2 ,C+H2O ,CO2+H2O 等。
(二)化学平衡状态(简称化学平衡)
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 ,反应物的浓度和生成物的浓度都 的状态。
(1)速率时间图像
1 t1前反应在 ,t1时刻后为 。
2 积是变化的 。
3 v(正)> v(正)表示反应 进行。
4 线的斜率,体现反应的 ,可以用直接用 判断反应的快慢。
(2)化学平衡状态的特征判断化学平衡状态。
①动态标志——“正、逆 ”(v正=v逆≠0)。反应仍在进行中。
注意事项:必须有 反应速率,当物质不同时,要换算再判断。
②静态标志——“变量不变”。 反应物的浓度和生成物的浓度都 的状态。
(3)即其它判断一个量可不可以视为可逆到达平衡时,关键点:
可变到不变才是判断的依据,如果列式结果始终为不变量,就不能作为判断的依据。
例如恒容时的体积,恒压时的压强,全为气体时气体的质量,只一种气体时,气体的摩尔质量等。
其他部分:如果一个量是随反应进行而改变的(即 ),当其“不变”时反应就达到平衡状态,即“变量”不变可说明达到平衡状态。
A.平衡体系中各物质的质量、物质的量、浓度及百分含量等保持不变。
B.一定条件下的气体密度、总压强、气体的平均相对分子质量等保持不变。
C.有色体系的颜色保持不变。
3.化学反应的限度
(1)化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到的或完成的 ,即该反应进行的限度。反应物在该条件下转化为生成物的最大 。
(2)转化率:已被转化的反应物的物质的量与其 的物质的量之比。
五、化工生产中反应条件的调控
1.考虑因素。
化工生产中调控反应条件时,需要考虑控制反应条件的 和 。
2.实例(合成氨工业生产条件的选择)。
温度控制在 ,压强控制在 。
3.调控燃烧反应的条件(以煤为例)
考虑因素
调控方法
煤的状态
煤被研得越细,与空气中氧气的 越大,燃烧越充分,反应速率越大
空气用量
适当过量的空气有利于煤的充分燃烧。过多的空气会带走大量的热量,降低反应温度,减小燃烧速率,甚至会使燃烧停止(当温度达不到煤的着火点时);少量的空气则会使煤燃烧不充分,造成能源浪费
炉(灶)膛材料的选择
炉(灶)膛材料采用隔热的耐高温材料。隔热可以减少热量的损失,耐高温材料可以防止炉(灶)膛熔融(或熔裂)而脱离
烟道废气中热能的利用
燃烧后废气中的热量可用于供暖或发电等
4.炼铁高炉尾气之迷
增加炉的高度不能减少尾气中CO含量的原因是:
是可逆反应。
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第六章化学反应与能量知识点填空练习题
第一节 化学反应与能量变化
(一)化学反应与热能
一、放热反应与吸热反应
1.化学反应除了物质变化,还伴随着能量变化。
2.实验6-1,在一支试管中加入2mL2mol/L盐酸,并用温度计测其温度。再向试管中放入用砂纸打磨光变的镁条,原因是防止MgO对反应产生影响(说明氧化镁与盐酸反应也是放热反应),现象是先产生少量的气泡,然后气泡越来越多,反应越来越快。并用温度计测溶液的温度,结果溶液的温度升高,用手触摸试管壁,试管发热。后来气泡越来越少,原因是盐酸的浓度越来越小,速率越来越慢。
3.实验6-2,将20gBa(OH)2·8H2O晶体研细后(研细是为了能混合均匀,增大接触面积,)与10gNH4Cl晶体一起放入烧杯中,并将烧杯放在滴有几滴水的木片上。用玻璃棒快速搅拌,闻到有刺激性气味的气体后迅速用玻璃片盖上烧杯,用水触摸壁下部,感觉很冷,试着用拿起烧杯,烧杯与木片黏在一起,烧杯与木片间的水凝结成冰。反应方程式为:
Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=2NH3↑ +10H2O+BaCl2
4. 放热反应:把释放热量的化学反应称为放热反应。有的放热反应有进需要加热才能进行。
吸热反应:把吸收热量的化学反应称为吸热反应。有的吸收反应不需要加热也能进行。
5.常见的放热与吸热的物理、化学变化
物理变化
化学变化
吸热
①铵盐溶于水②NaHCO3溶于水③相变:s→l→g
①铵盐与碱反应②盐酸与NaHCO3反应③常见的几个分解反应:CaCO3、NH4HCO3、NH4Cl、KMnO4、KClO3的热分解
④金属的冶炼⑤C+CO2、CO+H2O⑥氨气溶于水
放热
①NaOH溶于水②浓硫酸的稀释③相变:g→l→s
①烧烧、爆炸 ②中和反应 ③金属与酸反应生成H2。
④常见的氧化物与水或酸或碱反应:CaO、Na2O2、SO3等
⑤常温下自发的置换反应 ⑥常见单质间的化合反应⑦其他自发的化合反应
二、化学反应中存在能量变化的原因
1、化学反应中的能量变化
旧键断裂吸收能量假设为E1,新键形成放出能量假设为E2。一个反应是放热反应还是吸热反应,取决这两个数值的大小。
若E1>E2,反应吸收能量(吸热反应);
若E1<E2,反应放出能量(放热反应)。
2.能量越低越稳定。
3.能量变化图像
从反应物与生成物的能量高低:图1 是放热反应,图2是吸热反应。
从反应过程与能量变化分析:图3是放热反应,图4是吸热反应。
三、人类对能源的利用
1.人类利用能源的三个阶段
人类利用化学反应中热能始于火的发现。从早期以树枝杂草为主要能原,现现代以煤石油天然气为主要能源,人类利用热能的主要途径都是通过物质的燃烧。理想的新能源应具有资源丰富、可能再生、对环境无污染等特点。新能源有太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等。社会越发展,每天人均耗能越多。
2.人类利用化石燃料过程中亟待解决的问题
一是短期内不能再生,储量有限,能源消费量与储量之间的矛盾日益突显。二是煤和石油产品燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等会污染环境。
3.节能减排
节能:(1)燃料燃烧阶段,通过改进锅炉的炉型和燃料空气比、清理积灰等方法提高燃料的燃烧效率。(2)能量利用阶段,通过使用节能灯,改进电动机的材料和结构,以及发电厂、钢铁厂余热与城市供热联产等措施促进能源循环利用,有效提高能源利用率。
4.从中国煤炭消费量、我国二氧化碳排放量体会节能减排(可以理解为减小CO2排放)的重要性。
(二)化学反应与电能
一、火力发电——化学能间接转化为电能
(1)能量转化过程。
化学能热能机械能电能。
(2)能量转化的关键:燃烧(氧化还原反应)。
(3)弊端:能源浪费,污染,能量经多次转化,利用率低。
二、实验活动6
(1)按下图实验
图1 图2 图3 图4
图1、图3电流计指针不能偏转,原因是没有形成闭合回路。
图2、图4电流计指针不能偏转,电子不能发生转移。
实验时注意:电极要实验环境要干燥。
(2)按下图实验,描述实验现象
图1 图2 图3 图4
图1、图3、图4中中现象:锌片有气泡产生。图2、图3、图4铜片和石黑现象:无现象。
(3)按下图实验,描述实验现象
图1 图2 图3
图3无现象(教师实验时:注意不能长时间放置,否则指针会偏转)。
图1、图2中锌片有气泡,铜和石墨棒上有气泡,电流计指针偏转。说明电流计有电流通过。
(4)构成原电池的条件。
①电路必须是闭合回路。
②有活泼性不同的两个电极(电极相同时,通入两极上的物质必须不同);
③两电极插入到电解质溶液里或熔融电解质中;
④必须要有自发进行的氧化还原反应发生;
3.P36页实验6-3
电极材料
锌
铜
电极名称
负极
正极
电极反应
Zn-2e-=Zn2+
2H++2e-=H2↑
反应类型
氧化反应
还原反应
外电路电子流向
由锌片沿导线流向铜片
内电路离子移向
溶液中H+向正极移动,在铜片上被还原为H2;SO42-向负极移动
原电池总反应
Zn+2H+=Zn2++H2↑
4.简易电池的设计与制作(注意对比Zn-Cu-稀硫酸电池)
电极材料:铜片、铁片、铝片、石墨等。电解质:水果。用电器:LED灯、电子音乐卡等、耳机等。
例如:柠檬汁-酸性电解质;铁片-负极、铜片-正极,耳极-用电器。
电极反应:负极:Fe-2e-=Fe2+,正极:2H++2e-=H2↑
5.简单自发的氧化还原反应的半反应书写(目前常用的几个)
氧化反应
还原反应
Fe+Cu2+=Fe2++Cu
Fe-2e-=Fe2+
Cu2++2e-=Cu
Fe+2Fe3+=2Fe2+
Fe-2e-=Fe2+
Fe3++e-=Fe2+
2Al+2OH-+6H2O=2Al(OH)-+3H2↑
Al-3e-+4OH-= Al(OH)-
2H2O+2e-=H2↑+2OH-
三、原电池原理的应用
1.比较金属活动性强弱
一般情况下,负极质量减小或讲溶解,酸性电极只讲正极上产生气泡,电极质量不变,或电极质量增加(析出金属)。负极活泼性大于正极(不含两电极相同情况)。
2.加快氧化还原反应的速率
如在Zn和稀硫酸反应时,滴加少量CuSO4溶液,则Zn置换出的铜和锌能构成原电池,从而加快Zn与稀硫酸反应的速率。
四、化学电源
1.一次电池
(1)特点:电池放电之后不能充电(内部的氧化还原反应无法逆向进行),如锌锰干电池属于一次电池。不能再充电利用。
(2)锌锰干电池的构造如图所示:
负极:锌筒,Zn-2e-+2NH3=Zn(NH3)22+,
正极:石墨棒,二氧化锰被还原,反应:2MnO2+2e-+2NH4+=Mn2O3+2NH3+H2O 或MnO2+e-+2NH4+=MnOOH+2NH3
2.二次电池(充电电池) -铅酸蓄电池
总反应Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O
3.燃料电池
是一种将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的装置。具有清洁、安全、能量转化率高等特点。能量转化率高达80%。其供电量易于调节,能适用用电器负载的变化,而且不需要很长时间。
第二节 化学反应速率与限度
一、化学反应速率及其表示方法
1.化学反应的快慢
爆炸反应瞬间完成,而熔洞、煤与石油的形成要成百上千年,牛奶的变质可能要几天,钢铁的生锈快的也要几小时,长的要几个月甚至几年。
人们希望促进有利的化学反应,需要加快化学反应的速率,抑制有害的化学反应。
如食物的变质、橡胶和塑料的老化、金属的腐蚀,应当减慢反应的速率。
如氨、硫酸、硝酸等化工生产,应当加快其化学反应的速率。
影响化学反应速率的主要素是:反应物本身性质,反应物的化学性质越活泼,化学反应速率越大;反之化学反应速率越小。
2.化学反应速率
(1)化学反应速率是用来衡量化学反应过程进行快慢的物理量。
(2)表示方法:通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增大来表示。
(3)表达式:v=
(4)常用单位:mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1等。
(5)注意事项
①对一个反应,化学计量数不同,速率不同,必须说明是是哪一种物质。
②化学讲的速率一般是平均某一时间内的平均速率。作业时要瞬时速率还是平均速率。
③对于固体和纯液体物质,通常情况下认为浓度为1,所以速率是不变量。但我们用质量的变化量来描述。
④一种物质的化学反应速率就代表了整个化学反应的反应速率。
3. 对于同一化学反应,用不同的物质表示其化学反应速率在数值上可能不同,但其意义相同,化学反应速率之比等于化学计量系数之比。如对于反应:
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),
①物质的量的变化量之比是方程式前计量系数比:
ΔΔn(A):Δn(B):Δn(C):Δn(D)= m∶n∶p∶q。
同一反应所在容器相同,体积相同,物质的量的变化量除以体积得到浓度:
②物质的量浓度的变化量之比是方程式前计量系数之比:
ΔcΔCcCCCccCccc cCccCcccCCccccccCCccccccccCCCCXCXZXCCCCcccccccCCcccCCC ccccc(A):Δc(B):Δc(C):Δc(D)= m∶n∶p∶q。
同一反应经过的时间相同,物质的量浓度的变化量同除以时间,得化学反应的速率:
③化学反应的速率之比是是方程式前计量系数之比
v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q。
二、P43页,探究, 影响化学反应速率的外界因素
1.温度对化学反应速率的影响
实验操作
试管中均为2mL5%的H2O2溶液,滴加3滴1mol/LFeCl3溶液。
实验现象
①产生气泡速率较慢
②产生气泡速率较快
实验结论
其他条件相同时,用水浴加热,化学反应速率增大,常温,化学反应速率减小
2.浓度对化学反应速率的影响(控制其它条件相同)
编号
5%5%的H2O2
水
1mol/LFeCl3溶液
实验现象
结论
①
2mL
0
3滴
产生气泡速率较快
增大浓度,化学反应速率增大,
②
1mL
1mL
3滴
产生气泡速率较慢
减小浓度,化学反应速率减小
3.反应物状态及浓度对化学反应速率的影响(控制其它条件相同)(教材中浓度太小)
编号
盐酸浓度
大理石及质量
记录实验现象及固体消失的时间
结论
①
4mol/L,20mL
块状,2g
增大接触面积,化学反应的速率加快。
②
4mol/L,20mL
粉末,2g
③
2mol/L,20mL
粉末,2g
①②是探究接触面积对化学反应速率的影响。
②③是探究浓度对化学反应速率的影响。
4.P57页,化学反应速率的影响因素(变量控制)
反应的原理:硫代硫酸钠与硫酸的反应
化学方程式:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O
离子方程式:S2O32-+2H+= SO2↑+S↓+H2O
这个反应不是氧化还原反应。
编号
0.1mol/LNa2S2O3溶液体积
加入水的体积
0.1mol/LNa2S2O3溶液体积
水俗的温度
出现浑浊所用的时间
①
2
0
2
200C
②
1
1
2
200C
③
2
0
2
400C
①②是探究浓度对化学反应速率的影响。
①③是探究温度对化学反应速率的影响。
5.P43、P57页催化剂对化学反应速率的影响
均取5%的H2O2溶液2mL。分别加入:
编号
①
②(增加的实验)
③
④
加入的物质
空白对照
CuSO4溶液3滴
FeCl3溶液3滴
MnO2固体粉末1g
现象
几科无现象
少量气泡
大量气泡
瞬间完成
催化效果最好的是MnO2。
5.压强
对于有气体参加的反应,缩小体积(增大压强),相当增大浓度(单位体积内气体的分子数增多),化学反应的速率增大。增大体积(减小压强),相当于减小浓度(单体积内气体的分子数减小),化学反应的速率减小。充入不参加反应的气体,如果体积不变,不改变浓度,对化学反应的速率就没有影响。如压强不变,体积增大,相当减小浓度,速率变小。
6.影响化学反应速率的外界因素结论:
浓度
增大的浓度,化学反应速率增大;减小的浓度,化学反应速率减小
温度
升高温度,化学反应速率增大;降低温度,化学反应速率减小
催化剂
一般来说,使用催化剂能增大反应速率
固体的表面积
增大固体反应物的表面积,化学反应速率增大
压强(改变体积)
缩小体积(增大压强),化学反应的速率增大。增大体积(减小压强),化学反应的速率减小。
三、化学反应的了限度
(一)可逆反应
1.概念:在相同条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应。
例如:Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3
与加热时NaHCO3的分解反应2NaHCO3= Na2CO3+CO2↑+H2O不能认是可逆反应,因为条件不相同。
2.特征:三同:相同条件下:
①正、逆反应同时进行,
②反应物、生成物同时存在;
③反应不能进行完全,即任一反应物的转化率均小于100%。
3.表示:化学方程式中用 “” 表示。
4.很多化学反应在进行时都有一定的可逆性,不同反应的可逆性不同,有些化学反应在同一条件下可逆程度很小,如 2Na +2H2O ==2 NaOH+H2↑,视为“不可逆”反应。
教材中出现的典型的可逆反应有:
Cl2+H2OHCl+HClO,
Br2+H22HBr,H2+I22HI ,
2SO2+O22SO3,SO2+H2OH2SO3,
N2+3H22NH3,NH3+H2ONH3﹒H2O,
C+CO22CO,C+H2OCO+H2,CO2+H2OH2CO3等。
(二)化学平衡状态(简称化学平衡)
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,反应物的浓度和生成物的浓度都不再改变的状态。
(1)速率时间图像
①t1前反应在进行,t1时刻后为平衡。
②面积是变化的浓度。
③v(正)> v(正)表示反应正向进行。
④曲线的斜率,体现反应的快慢,可以用直接用曲线的斜率判断反应的快慢。
(2)化学平衡状态的特征判断化学平衡状态。
①动态标志——“正、逆相等”(v正=v逆≠0)。反应仍在进行中。
注意事项:必须有正逆反应速率,当物质不同时,要换算再判断。
②静态标志——“变量不变”。 反应物的浓度和生成物的浓度都不再改变的状态。
(3)即其它判断一个量可不可以视为可逆到达平衡时,关键点:
可变到不变才是判断的依据,如果列式结果始终为不变量,就不能作为判断的依据。
例如恒容时的体积,恒压时的压强,全为气体时气体的质量,只一种气体时,气体的摩尔质量等。
其他部分:如果一个量是随反应进行而改变的(即变量),当其“不变”时反应就达到平衡状态,即“变量”不变可说明达到平衡状态。
A.平衡体系中各物质的质量、物质的量、浓度及百分含量等保持不变。
B.一定条件下的气体密度、总压强、气体的平均相对分子质量等保持不变。
C.有色体系的颜色保持不变。
3.化学反应的限度
(1)化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到的或完成的最大程度,即该反应进行的限度。反应物在该条件下转化为生成物的最大转化率。
(2)转化率:已被转化的反应物的物质的量与其初始的物质的量之比。
五、化工生产中反应条件的调控
1.考虑因素。
化工生产中调控反应条件时,需要考虑控制反应条件的成本和实际可能性。
2.实例(合成氨工业生产条件的选择)。
温度控制在4000C~5000C,压强控制在10MPa~30MPa。
3.调控燃烧反应的条件(以煤为例)
考虑因素
调控方法
煤的状态
煤被研得越细,与空气中氧气的接触面积越大,燃烧越充分,反应速率越大
空气用量
适当过量的空气有利于煤的充分燃烧。过多的空气会带走大量的热量,降低反应温度,减小燃烧速率,甚至会使燃烧停止(当温度达不到煤的着火点时);少量的空气则会使煤燃烧不充分,造成能源浪费
炉(灶)膛材料的选择
炉(灶)膛材料采用隔热的耐高温材料。隔热可以减少热量的损失,耐高温材料可以防止炉(灶)膛熔融(或熔裂)而脱离
烟道废气中热能的利用
燃烧后废气中的热量可用于供暖或发电等
4.炼铁高炉尾气之迷
增加炉的高度不能减少尾气中CO含量的原因是:C+CO22CO,Fe2O3+3CO2Fe+3CO2是可逆反应。
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