普通化学第二章 化学反应的基本原理

第二章化学反应的一般原理(The General Principle of Chemical Reaction)学习要求1．理解反应进度ξ、系统与环境、状态与状态函数的概念；2．掌握热与功的概念和计算，掌握热力学第一定律的概念；3．掌握Q p、∆U、∆r H m、∆r H m、∆f H m、∆r S m、∆r S m、S m、∆r G m、∆r G m、∆f G m的概念及有关计算和应用；4．掌握标准平衡常数K 的概念及表达式的书写；掌握∆r G m与K 的关系及有关计算；5．了解反应速率、基元反应、反应级数的概念；理解活化分子、活化能、催化剂的概念；了解影响反应速率的因素及其应用。

在化学反应的研究中，常涉及到化学反应进行的方向、程度以及反应过程中的能量变化关系和化学反应进行的快慢即化学反应的速率两个问题。

一个化学反应从始态到终态能否发生，反应的完全程度如何，是吸热反应还是放热反应等等，属于化学热力学的研究范畴；而化学反应的速率，反应从始态到终态所经历的途径即化学反应机理等问题则属于化学动力学的研究范畴。

人们总是希望有利的反应进行得快一点、完全一点；而不利的反应进行得慢一点、或尽可能抑制它的进行。

这就必须研究化学热力学和化学动力学的问题。

本章通过化学热力学、化学动力学的一般原理介绍，引出化学反应的焓变、熵变和吉布斯函数变的概念及其与平衡常数的关系，反应速率方程、反应级数、活化能等的概念及有关的计算。

无机及分析化学2.1 基本概念和术语2.1.1 化学反应进度1.化学反应计量方程式在化学中，满足质量守恒定律的化学反应方程式称为化学反应计量方程式。

在化学反应计量方程式中，用规定的化学符号①和相应的化学式将反应物(reactant)与生成物(product)联系起来。

例如，对任一已配平的化学反应方程式，质量守恒定律可用下式表示：0 = B BB ∑ν (2-1) 式中B 为化学反应方程式中任一反应物或生成物的化学式，称物质B ；νB 为物质B 的化学计量数(stoichiometric number)（当B 为具体的物质时也可表示在圆括号内，如ν(NH 3)），是出现在化学反应方程式(2-1)式中的物质B 的化学式前的系数（整数或简分数），是化学反应方程式特有的物理量，其量纲为一，单位为1①。

第二章 化学反应的基本原理和大气污染1、是非题（对的在括号内填“+”号，错的填“-”号）（1）r S ∆ 为正值的反应均是自发反应。

（-） （2）某一给定反应达到平衡后，若平衡条件不变，分离除去某生成物，待达到新的平衡，则各反应物和生成物的分压或浓度分别保持原有定值。

（-）（3）对反应系统122()()()(),(298.15)131.3r mC s H O g CO g H g H K kJ mol θ-+=+∆=。

由于化学方程式两边物质的化学计量数（绝对值）的总和相等，所以增加总压力对平衡无影响。

（-） （4）上述（3）中反应达到平衡后，若升高温度，则正反应速率v （正）增加，逆反应速率v （逆）减小，结果平衡向右移动。

（-）（5）反应的级数取决于反应方程式中反应物的化学计量数（绝对值）。

（-）（6）催化剂能改变反应历程，降低反应的活化能，但不能改变反应的rmG θ∆。

（+）（7）在常温常压下，空气中的N 2 和O 2 能长期存在而不化合生成NO 。

且热力学计算表明22()()2()N g O g NO g +=的(298.15)0r mG K θ∆，则N 2 和O 2混合气必定也是动力学稳定系统。

（+）（8）已知4CCl 不会与2H O 反应，但422()2()()4()CCl l H O l CO g HCl aq +=+的1(298.15)379.93r m G K kJ mol θ-∆=-，则必定是热力学不稳定而动力学稳定的系统。

（+）2、选择题（将所有正确答案的标号填入空格内）（1）真实气体行为接近理想气体性质的外部条件是 （b ）（a ）低温高压 （b ）高温低压 （c ）低温低压 （d ）高温高压 （2）某温度时，反应22()()2()H g Br g HBr g +=的标准平衡常数2410K θ-=⨯，则反应2211()()()22HBr g H g Br g =+的标准平衡常数K θ等于 （b ）（a ）21410-⨯ （b 2410-⨯ （c ）2410-⨯ （3）升高温度可以增加反应速率，最主要是因为 （b ）（a ）增加了分子总数（b ）增加了活化分子的百分数 （c ）降低了反应的活化能 （d ）促使平衡向吸热方向移动(4)已知汽车尾气无害化反应221()()()()2NO g CO g N g CO g +=+的(298.15)0r m H K θ∆≤，要有利于取得有毒气体NO 和CO 的最大转化率，可采取的措施是 ( c) （a ）低温低压 （b ）高温高压 （c ）低温高压 （d ）高温低压（5）温度升高而一定增大的量是 (bc )（a ） r m G θ∆ （b ）吸热反应的平衡常数K θ（c ）液体的饱和蒸气压 （d ）反应的速率常数k（6）一个化学反应达到平衡时，下列说法中正确的是 ( a) （a ）各物质的浓度或分压不随时间而变化（b ）r m G θ∆=0（c ）正、逆反应的速率常数相等（d ）如果寻找到该反应的高效催化剂，可提高其平衡转化率3、填空题（1）对于反应： 1223()3()2();(298)92.2r mN g H g NH g H K kJ mol θ-+=∆=- 若升高温度(约升高100 K)，则下列各项将如何变化(填写：不变，基本不变，增大或减小。

第二章 化学反应的基本原理和大气污染1、是非题（对的在括号内填“+”号，错的填“-”号）（1）r S ∆ 为正值的反应均是自发反应。

（-） （2）某一给定反应达到平衡后，若平衡条件不变，分离除去某生成物，待达到新的平衡，则各反应物和生成物的分压或浓度分别保持原有定值。

（-）（3）对反应系统122()()()(),(298.15)131.3r m C s H O g CO g H g H K kJ mol θ-+=+∆= 。

由于化学方程式两边物质的化学计量数（绝对值）的总和相等，所以增加总压力对平衡无影响。

（-） （4）上述（3）中反应达到平衡后，若升高温度，则正反应速率v （正）增加，逆反应速率v （逆）减小，结果平衡向右移动。

（-）（5）反应的级数取决于反应方程式中反应物的化学计量数（绝对值）。

（-） （6）催化剂能改变反应历程，降低反应的活化能，但不能改变反应的rmG θ∆。

（+）（7）在常温常压下，空气中的N 2 和O 2 能长期存在而不化合生成NO 。

且热力学计算表明22()()2()N g O g NO g +=的(298.15)0r m G K θ∆ ，则N 2 和O 2混合气必定也是动力学稳定系统。

（+）（8）已知4CCl 不会与2H O 反应，但422()2()()4()CCl l H O l CO g HCl aq +=+的1(298.15)379.93r m G K kJ mol θ-∆=- ，则必定是热力学不稳定而动力学稳定的系统。

（+）2、选择题（将所有正确答案的标号填入空格内）（1）真实气体行为接近理想气体性质的外部条件是 （b ）（a ）低温高压 （b ）高温低压 （c ）低温低压 （d ）高温高压 （2）某温度时，反应22()()2()H g Br g HBr g +=的标准平衡常数2410K θ-=⨯，则反应2211()()()22HBr g H g Br g =+的标准平衡常数K θ等于 （b ）（a ）21410-⨯ （b （c ）2410-⨯ （3）升高温度可以增加反应速率，最主要是因为 （b ）（a ）增加了分子总数（b ）增加了活化分子的百分数 （c ）降低了反应的活化能 （d ）促使平衡向吸热方向移动(4)已知汽车尾气无害化反应221()()()()2NO g CO g N g CO g +=+的(298.15)0r m H K θ∆≤，要有利于取得有毒气体NO 和CO 的最大转化率，可采取的措施是 ( c) （a ）低温低压 （b ）高温高压 （c ）低温高压 （d ）高温低压（5）温度升高而一定增大的量是 (bc )（a ） r m G θ∆ （b ）吸热反应的平衡常数K θ（c ）液体的饱和蒸气压 （d ）反应的速率常数k（6）一个化学反应达到平衡时，下列说法中正确的是 ( a) （a ）各物质的浓度或分压不随时间而变化（b ）r m G θ∆=0（c ）正、逆反应的速率常数相等（d ）如果寻找到该反应的高效催化剂，可提高其平衡转化率3、填空题（1）对于反应： 1223()3()2();(298)92.2r m N g H g NH g H K kJ mol θ-+=∆=-若升高温度(约升高100 K)，则下列各项将如何变化(填写：不变，基本不变，增大或减小。

化学反应基本原理化学反应是物质之间发生的变化过程，是化学研究的核心内容之一。

了解化学反应的基本原理对于理解化学现象和应用化学知识都具有重要意义。

本文将介绍化学反应的基本原理，包括反应速率、化学平衡以及化学反应机制等。

一、反应速率反应速率描述了化学反应进行的快慢程度，是物质转化的速度指标。

反应速率受多种因素影响，包括物质浓度、温度、催化剂和物质间的碰撞频率等。

在物质浓度保持不变的情况下，温度升高会加快反应速率，因为分子动能增加，碰撞频率增加，有效碰撞的几率增大。

催化剂是能够在反应中降低活化能的物质，通过提供新的反应路径降低反应活化能，从而提高反应速率。

二、化学平衡化学反应不一定一直进行下去，当反应物转化为产物的速率与产物转化为反应物的速率相等时，达到了化学平衡。

化学平衡是指化学反应处于动态平衡状态，反应物与产物的浓度不再变化。

化学平衡的条件是温度、压力和浓度等参数保持不变。

达到平衡后，反应物和产物浓度的比值保持恒定，称为平衡常数。

平衡常数的数值取决于反应物和产物的浓度比。

三、化学反应机制化学反应机制描述了化学反应的具体步骤和过程。

它通过分子层次解释了反应物转化为产物的细节。

反应机制通常包括初级步骤和次级步骤。

初级步骤是反应过程中最基本、最关键的步骤，参与更多分子之间的碰撞和反应。

次级步骤是在初级步骤发生后产生的中间体继续反应，形成最终产物。

了解化学反应机制对于控制和优化反应过程具有重要意义。

总结：本文介绍了化学反应的基本原理，包括反应速率、化学平衡以及化学反应机制等。

反应速率取决于物质浓度、温度、催化剂和物质碰撞频率等因素。

化学平衡是指反应物和产物浓度保持恒定的状态，平衡常数决定了反应的平衡位置。

化学反应机制描述了反应的具体步骤和过程，对于控制反应过程非常重要。

通过深入了解化学反应的基本原理，我们可以更好地理解和应用化学知识。

化学选修《化学反应原理》知识点总结一、化学反应的基本原理1.化学反应速率：反应速率是指单位时间内反应物消失或产物生成的物质的量。

影响反应速率的因素包括浓度、温度、压力和催化剂的作用等。

2.反应机理：反应机理是指化学反应中的中间体和过渡态的产生、消失和转化的过程。

理解反应机理有助于揭示反应的本质和规律。

3.化学平衡：化学平衡是指反应物和生成物之间的浓度、压力和温度达到一定比例，并且它们的物质量不再发生变化。

平衡常数反映了在平衡条件下反应物和生成物的浓度之间的关系。

二、反应动力学1.反应速率方程：反应速率方程描述了反应速率和反应物浓度之间的关系。

根据实验数据，可以确定反应速率方程的指数、速率常数和速率常数方程等。

2.反应速率常数：反应速率常数是指反应速率与反应物浓度之间的比例系数。

它受到温度、催化剂和反应条件的影响。

3.反应级数：反应级数是指反应速率方程中各个反应物的指数。

通过实验数据可以确定反应级数，从而了解反应的复杂程度。

4.速率常数方程：速率常数方程是描述反应速率常数和温度之间的关系。

它常用于计算反应速率常数在不同温度下的数值。

5.反应活化能：反应活化能是指反应物转化为产物所需的最小能量。

它可以通过速率常数和速率常数方程计算出来。

6.反应速率控制步骤：反应速率控制步骤是指在复杂的反应中，最慢的步骤决定整个反应的速率。

理解反应速率控制步骤有助于解释反应的速率规律和优化反应条件。

三、化学平衡1.化学平衡常数：化学平衡常数是指在特定温度下，反应物和生成物的浓度之间的比例。

它可以通过反应物和生成物的摩尔比来计算。

2.平衡常数和温度的关系：平衡常数与温度之间存在一定的关系，可以用于预测在不同温度下反应物和生成物浓度的变化。

3. 影响化学平衡的因素：温度、压力、浓度和物质的添加等因素都会影响化学平衡。

根据Le Chatelier原理，平衡系统会通过调整反应条件来保持平衡。

4.平衡转移：平衡转移是指通过改变反应条件，使得化学平衡向预期方向转移的过程。

化学反应的基本原理化学反应是化学领域中至关重要的概念，它涉及物质之间发生的转变和变化。

了解化学反应的基本原理对于理解化学现象、加深对化学知识的掌握以及应用化学于实际生活中都非常重要。

本文将介绍化学反应的基本原理，包括反应物、生成物、摩尔比和化学方程式等。

1. 反应物和生成物在化学反应中，反应物是指参与反应的起始物质，生成物则是指在反应中形成的新物质。

例如，在氧化铁的制备过程中，铁（Fe）和氧气（O2）是反应物，而生成的氧化铁（Fe2O3）是生成物。

反应物和生成物的种类可以各不相同，取决于具体的化学反应类型。

2. 摩尔比和化学方程式化学反应的发生需要满足一定的摩尔比。

摩尔比是指反应物之间在化学反应中的相对数量关系。

化学方程式是用化学符号和化学式表示化学反应的方法。

例如，用化学方程式表示氢气与氧气的反应为：2H2 + O2 -> 2H2O其中，2H2表示2个氢气分子，O2表示1个氧气分子，2H2O表示2个水分子。

方程式中的系数代表反应物和生成物的摩尔比，通过这个比例关系，可以推断出反应物的化学量和生成物的化学量。

3. 反应类型化学反应可以分为多种类型，包括酸碱反应、氧化还原反应、置换反应等。

不同类型的反应具有不同的特点和条件。

例如，在酸碱反应中，酸和碱发生中和反应，生成盐和水。

在氧化还原反应中，电子的转移导致物质的氧化和还原。

在置换反应中，原子或离子的位置发生交换。

了解不同类型的反应有助于预测反应的产物和了解化学反应的机理。

4. 反应速率和能量变化化学反应的速率是指单位时间内物质转化的量。

反应速率受到多种因素的影响，包括温度、浓度、催化剂和表面积等。

高温、高浓度、适当的催化剂和较大的表面积通常会加快反应速率。

反应过程中还伴随着能量的变化，包括放热反应和吸热反应。

放热反应释放能量，而吸热反应则吸收能量。

5. 化学平衡在化学反应中，反应物和生成物之间可能达到一种动态平衡，即化学反应同时进行正反两个方向，但反应物和生成物的浓度保持一定的稳定状态。