化学反应的一般原理(4)
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化学反应的反应机理化学反应是指发生在化学物质之间的物质变化过程。
在化学反应中,反应物进入反应体系后,通过一定的反应机理进行转化,产生新的化学物质,同时原有的化学键被断裂或形成新的化学键。
了解化学反应的反应机理对于深入理解化学反应的过程和研究新的反应方法具有重要意义。
化学反应的反应机理主要包括两个方面,即反应的分子层面机理和宏观层面的反应速率。
下面将详细介绍这两个方面的内容。
一、反应的分子层面机理反应的分子层面机理是指反应的微观过程,包括反应物的相互作用、化学键的断裂和形成以及反应中间体的生成等。
在化学反应中,反应物初级步骤是吸附和活化过程。
当反应物接触到反应体系中的固体催化剂或在溶液中被溶剂分子包围时,其分子会与催化剂或溶剂分子发生吸附作用,从而形成吸附复合物。
吸附使得反应物分子距离更近,相互作用增强,有利于进一步发生化学反应。
在吸附的基础上,反应物进一步发生活化过程,化学键的断裂和形成是活化过程的关键步骤。
当反应物分子吸附在催化剂表面时,活化能得到降低,反应物分子的化学键容易断裂,从而使得反应更容易发生。
断裂的化学键形成由反应物分子解离生成自由基、离子或是中性分子。
在这个过程中,生成的自由基、离子或中性分子通过与其他反应物分子相互作用,形成新的化学键,从而完成化学反应。
反应的分子层面机理还包括反应中间体的生成。
在一些复杂的反应中,反应物分子可能经历多个步骤的转化,在不同的步骤中会生成一些中间体。
中间体是反应过程中的稳定物种,可以参与其他的反应步骤,并最终转化为最终产物。
中间体的生成往往是通过一系列的反应步骤实现的,不同的反应步骤之间可能形成不同类型的化学键。
二、宏观层面的反应速率宏观层面的反应速率描述的是反应物物质的转化速率。
在化学反应中,反应速率是指单位时间内反应物消失或产物增加的量。
反应速率受到多种因素的影响,如反应物浓度、温度、催化剂和表面积等。
反应物浓度增加可以提高反应速率,因为反应物浓度的增加会提高反应物之间的碰撞频率,从而增加化学反应的机会。
化学反应的基本原理第2章化学反应的基本原理(Fundamentals of Chemical Reactions)化学是研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的科学。
在研究化学反应时,⼈们主要关⼼化学反应的⽅向、限度、速率以及化学反应中所伴随发⽣的能量变化,本章通过对化学热⼒学、动⼒学基础知识的学习,要求掌握化学热⼒学的基本概念、基本原理,能够正确判断化学反应进⾏的⽅向、进⾏的程度以及改变化学反应速率的⽅法。
2.1化学反应中的能量关系任何化学反应的发⽣总是伴随着形式多样的能量变化,如:酸碱中和要放出热量,氯化铵溶于⽔要吸收热量等。
2.1.1热⼒学基本概念(1)体系与环境在研究化学反应的能量变化关系时,为了研究的⽅便,常常把研究的对象与周围部分区分开来讨论。
在化学上把所研究的对象称为体系(system),⽽把体系之外的、与体系密切相关的部分称为环境(surrounding)。
例如:研究在溶液中的反应,则溶液就是我们研究的体系,⽽盛溶液的容器以及溶液上⽅的空⽓等都是环境。
根据体系与环境之间物质和能量的交换情况不同,可以把体系分为以下三类:敞开体系(open system):体系与环境之间,既有物质交换,⼜有能量交换。
封闭体系(close system):体系与环境之间,没有物质交换,只有能量交换。
孤⽴体系(isolated system):体系与环境之间,既没有物质交换,也没有能量交换。
例如:⼀个盛⽔的⼴⼝瓶,则为⼀个敞开体系,因为瓶⼦内外既有能量的交换,⼜有物质的交换(瓶中⽔的蒸发和瓶外空⽓的溶解);如在此瓶上盖上瓶塞,则此时瓶内外只有能量的交换⽽⽆物质的交换,这时成为⼀个封闭体系;如将上述瓶⼦换为带盖的杜⽡瓶(绝热),由于瓶内外既⽆物质的交换,⼜⽆能量的交换,则构成⼀个孤⽴体系。
体系与环境之间可以有确定的界⾯,也可以是假想存在的界⾯。
体系与环境因研究的对象改变亦可以发⽣改变。
(2)过程和途径体系的状态发⽣变化时,状态变化的经过称为过程(process)。
第一章化学反应的一般原理1.是非题(对的在括号内填 +,错的填 -)(1) 已知下列过程的热化学方程式为:UF 6 (l) → UF 6 (g) θ1r m 30.1kJ mol H -∆=⋅则此温度时蒸发 1mol UF 6 (l),会放出热 30.1 kJ. ( )(2) 在定温定压条件下,下列两化学反应放出的热量相同。
( ) 2221H (g)O (g)H O (l)2+→ 2222H (g)O (g)2H O (l)+→(3) ∆r S 为正值的反应都是自发反应。
( )(4) 在常温常压下,空气中的N 2和O 2长期存在而不会生成NO ,这表明此时该反应的吉布斯函数变是负值。
( )(5) 反应 C(s) + H 2O (g) = CO (g) + H 2 (g),θ1r m (298.15K)131.3kJ mol H -∆=⋅,由于方程式两边物质的化学计量数的总和相等,所以增加总压力对平衡无影响。
( )(6) 上述反应达平衡后,若升高温度,则正反应速率增加,逆反应速率减小,即平衡向右移动。
( )(7) 反应的级数取决于反应方程式中反应物的化学计量数。
( )2. 选择题(将所有正确答案的标号填入空格内)(1) 下列反应中,反应 ______ 放出的热量最多。
(A) 4222CH (l)2O (g)CO (g) + 2H O (g)+=(B) 4222CH (g)2O (g)CO (g) + 2H O (g)+=(C) 4222CH (g)2O (g)CO (g) + 2H O (l)+= (D) 4223CH (g)O (g)CO(g) + 2H O (l)2+= (2) 定温定压下,某反应的θ1r m ()10kJ mol G T -∆=⋅,这表明该反应 _______。
(A) 能自发进行。
(B) 不能自发进行。
(C) 能否自发进行,还需要具体分析。
(3) 某温度时,反应 H 2 (g) + Br 2 (g) = 2HBr (g) 的标准平衡常数 K θ = 4⨯10-2,则反应 HBr (g) = 2211H (g)+Br (g)22的标准平衡常数K θ = _______。
高中化学化学反应原理
化学反应原理是指描述化学反应发生的基本规律和原理的理论体系。
在化学反应中,物质之间发生相互作用,并且原有的化学键被打断,新的化学键形成。
化学反应有多种类型,包括氧化还原反应、置换反应、加成反应等。
氧化还原反应是指在化学反应中,参与反应的物质发生电子的转移。
在这种反应中,一个物质被氧化,失去电子;而另一个物质被还原,获得电子。
氧化还原反应中,氧化剂是指能够接受电子的物质,而还原剂是指能够提供电子的物质。
氧化还原反应的进行是通过电子转移实现的。
置换反应是指在化学反应中,一个离子或原子从一个化合物中置换出来并代替另一个离子或原子进入另一个化合物中。
在置换反应中,置换反应的进行与离子或原子的活动性有关。
活动性较高的离子或原子可以在化学反应中置换活动性较低的离子或原子。
加成反应是指在化学反应中,两个或多个物质之间的共有键(σ键)断裂,然后新的原子或原子团连接到断裂的原子上形
成新的化学键。
加成反应在有机化学中尤为常见,是有机合成中的重要反应类型。
除了上述几种反应类型,化学反应还有其他类型,如水解反应、分解反应、络合反应等。
每种类型的化学反应都有其特定的化学反应原理,这些原理是描述化学反应中物质变化过程的基本
规律。
通过了解化学反应原理,我们可以更好地理解和预测化学反应的发生过程。
专题一:化学反响与能量变化一、反响热、焓变1.反响热:化学反响过程中放出或吸收的热量,叫反响热。
包括燃烧热和中和热。
电离 : 注意:水解 : 吸热反响的发生不一定需要 常见的吸热反响: 铵盐与碱的反响:如NH 4Cl 与Ba(OH)2•8H 2O 加热才能进展。
大多数的分解反响:CaCO 3== CaO + CO 2 生产水煤气:C + H 2O == CO+H 2 碳和二氧化碳的反响:C+CO 2=2CO燃烧反响金属与酸〔或水〕的反响常见的放热反响: 酸碱中和反响 自发的氧化复原反响 CaO(Na 2O 、Na 2O 2)与水的反响 浓酸与强碱溶于水2、焓变:在恒温恒压的条件下,化学反响过程中吸收或放出的热量称为反响的焓变。
符号:用ΔH 表示 单位:kJ/mol放热反响:ΔH= —QkJ/mol ;或ΔH<0 吸热反响:ΔH= +QkJ/mol ;或ΔH>0 3、反响热产生的原因:宏观:反响物和生成物所具有的能量不同,ΔH=_____________________________微观:化学反响过程中化学键断裂吸收的能量与新化学键生成所放出的能量不同,ΔH=____________ 二、热化学方程式1.热化学方程式的概念:能表示反响热的化学方程式,叫做热化学方程式。
热化学方程式不仅表示了化学反响中的物质变化,也说明了化学反响中的能量变化。
2.书写热化学方程式时的注意点〔1〕需注明ΔH 的“+〞与“—〞,“+〞表示,“—〞表示;比较ΔH 的大小时,要考虑ΔH 的正负。
〔3〕要注明反响物和生成物的状态:g 、l 、s 、aq〔3〕各物质前的化学计量数表示物质的量,不表示分子个数,因此,可以是整数也可以是分数,但系数与ΔH 的值一定要相对应。
〔4〕要注明反响温度和压强,但中学化学中所用ΔH 的数据一般都是在101kPa 和25℃时的数据,因此可不特别注明;〔5〕对于可逆反响,其ΔH 同样要与系数相对应,但假设按系数投料反响,则由于可逆反响不能进展完全,其反响热的数值会比ΔH 的数值要小。