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一、一周知识概述 1、化学反应速率及其表示方法  化学反应速率是研究化学反应在单位时间内反应物或生成物浓度的变化量,即反应进行的快慢。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;单位是
mol·L-1·s-1或 mol·L-1·min-1或mol·L-1·h-1。对于反应,分别以三种物质来表示:   (1)同一化学反应用不同的物质来表示的速率,数值可能不同,但表示的意义相同。(2)反应体系中,以不同物质表示的化学反应速率数值之比等于化学反应方程式中各物质的化学计量数之比。 (3)在化学计算中用到的速率,都是指某一段时间内的平均速率;只有在有关反应速率的图象中,用到瞬时速率。(4)对于纯固体或纯液体参加的化学反应,因其密度不变,在反应中浓度也不改变,故不用纯固体、纯液体表示反应速率。(5)化学反应速率的研究对象可以是可逆反应,也可以是进行完全的反应。 2、影响化学反应速率的因素  


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(1)浓度的影响  浓度对化学反应速率的影响规律:其他条件不变时,增大反应物浓度,可增大化学反应速率;减小反应物浓度,可减小化学反应速率。  此规律只适用于气体反应或溶液中的反应,对纯液体或固体反应物一般不适用(它们的浓度是常数)。因为固体体积与所含微粒个数成正比,增加固体物质的量,它的浓度几乎没有变化,不影响化学反应速率。一般情况下,将固体物质在一定温度下的浓度视为一常数,纯液体也视作浓度不变。但如果增大固体物质与其它反应物的接触面积,(如将块状加工成粉末状),可以使反应速率增大。(2)压强的影响  压强对化学反应速率的影响规律:对于有气体的化学反应,其他条件不变,增大压强,可增大反应速率;减小压强,可减小反应速率。  此规律只适用于有气体参加或生成的反应,不适用于固体和溶液(压强的变化对它们的浓度几乎无影响)。对于既有气体参加,又有气体生成的可逆反应,增大压强,正反应速率、逆反应速率都增大;减小压强,两者都减小。(3)温度的影响  温度对化学反应速率的影响规律:当其他条件不变时,升高温度,可以增大反应速率;降低温度,可以减慢反应速率。  无论是吸热反应还是放热反应,温度升高,反应速率都增大,只不过增大的幅度不同,吸热反应增大的幅度大,放热反应增大的幅度小。由实验测知,温度每年高10℃,反应速率通常增大到原来的2~4倍。(4)催化剂的影响  催化剂分为正催化剂和负催化剂,正催化剂可以同等增大正、逆反应的速率,负催化剂可以同等减小正、逆反应的速率。若无特别说明,我们通常所说的都是指正催化剂,它可以使反应速率成千上万倍地增大。  必须明确:催化剂是参加反应的;使用催化剂时,要选择催化剂所需要的适宜温度,要防止催化剂中毒失效。(5)其它因素的影响  如使反应物颗粒变小从而增大表面积;加大光照强度;采用不同的溶剂、电化学原理、超声波射线、激光、电磁波等对反应速率均有影响。(6)惰性气体对反应速率的影响。  稀有气体或其他非反应气体,充入反应容器中,分以下两种情况讨论:   ①若容器恒温、恒容,则充入的稀有气体或其他不反应气体虽改变了容器内气体压强,但却没有改变反应气体产生的分压,即并没改变反应物的浓度,不影响化学反应速率。  ②若容器恒温、恒压,则充入的稀有气体或其他不反应气体,就会使容器容积扩大,虽未减少容器内气体压强,但却减小了反应气体产生的分压,即降低了反应物的浓度,故能使反应速率降低。二、重难点知识归纳及讲解 1、有效碰撞  物质发生化学反应时,首先是分子(或离子)必须接触碰撞,对气体分子而言,分子间碰撞的机率很大,但每次碰撞不一定能发生反应,只有那些有足够能量的分子,在一定的取向上碰撞,化学键断裂,原子(或离子)形成了新的化学键,才发生了化学反应,事实上能够发生反应的碰撞是很少的,有些物质,它的分子发生碰撞,但没有反应发生,例如:常温、常压下H2和O2的混合气体并不反应。  有效碰撞:能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞。 2、活化分子  把发生有效碰撞的分子叫做活性化分子。  在一定的温度下,一种物质的分子具有一定的平均能量。对某一反应而言,必须有一部分具有比平均能量高的分子,它们才能发生有效碰撞,这种分子就是活化分子。 3、活化分子发生的碰撞不一定都是有效碰撞  反应物分子之间发生有效碰撞,必须同时满足两个条件,一是反应物分子的能量必须达到某一临界数值,二是反应物分子必须按一定的方向互相碰撞。前者是能量因素,后者是空间因素。 4、活化能  活化能:活化分子具有的最低能量与分子平均能量之差,叫做活化能。 5、活化能与反应热的关系
  E2-E1>0 正反应是放热反应,逆反应是吸热反应。  E2-E1<0 正反应是吸热反应,逆反应是放热反应。


2025-05-20 09:47:16
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△G的符号和大小不但取决于△H和△S的符号和大小,也与温度密切相关,可能出现表所示的四种情况。
表△H、△S及T对反应自发性的影响
类型
△H
△S
△G(△H-T△S)
正反应的自发性
实 例
I
-
+
永远是负
任何温度均自发
2O3(g)=3O2(g)
Ⅱ
+
-
永远是正
任何温度均不自发
CO(g)=C(s)+O2(g)
Ⅲ
+
+
低温为正,
高温为负
低温非自发
高温自发
CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)
Ⅳ
-
-
低温为负,
高温为正
低温自发
高温非自发
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)
(三)化学平衡的建立  (1)化学平衡研究的对象——可逆反应进行的程度。  (2)化学平衡状态  化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应里,正反应速率等于逆反应速率,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。  (3)化学平衡的特征  可逆反应在一定条件下建立平衡状态时,正反应、逆反应均未停止,只是正逆反应速率相等而已。   ①“动”,化学平衡是动态平衡,即处于化学平衡状态时,化学反应并没有停止,而是正逆反应速率相等罢了。  ②“定”,由于达到化学平衡状态时的正逆反应速率相等,所以,该状态下反应混合物中各组分的质量分数保持一定,不再改变。  ③“变”,化学平衡是有条件的,即“定”是相对的、暂时的,而“动”则是绝对的。当改变影响化学平衡的某一个条件(如温度、压强、浓度)时,原有的化学平衡状态会被破坏,直至在新的条件下建立新的平衡状态。(4)化学平衡状态的判断  本质:υ正=υ逆  现象:   ①各组成成份的含量保持不变;  ②各物质浓度不随时间改变而改变;  ③各物质的物质的量不随时间改变而改变;  ④对于有气体参加,且反应前后气体体积有改变的反应,混合气体的体积或压强或气体物质的量不随时间改变而改变。对于反应:,压强不随时间改变而改变不能作为判断化学平衡状态的标志。


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一、一周内容概述   本周学习了化学平衡移动,重点介绍了:化学反应速率的改变与化学平衡移动的关系;影响化学平衡的条件;合成氨工业等。二、重难点知识剖析
(一)化学反应速率的改变与化学平衡移动的关系(1)化学平衡移动的概念  一定条件下的化学平衡(υ正=υ逆,各组分含量保持一定)平衡破坏(υ正≠υ逆)新的条件下建立新的平衡状态(υ正′=υ逆′)各组分含量保持新的一定。  (2)影响化学平衡的条件   ①浓度  增大反应物浓度、正逆反应速率都加快,但υ正>υ逆,因此,平衡向正反应方向移动。如图所示。
  ②压强  对于反应没有气体参加的可逆反应及反应前后气体体积不改变的反应,改变压强化学平衡不移动。对于反应前后气体体积有改变的反应,如:,增大压强,反应物、生成物压强都相应增大,正逆反应速率都加快,但υ正>υ逆,平衡向正反应方向移动,如图所示。



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③温度  无论是吸热反应还是放热反应,升高温度反应速率都加快,达到化学平衡的时间就短,降低温度反应速率则减慢,达到化学平衡状态所需时间就长。  例如:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ;△H<0,升高温度。如图所示。
  υ正′=υ逆′,平衡向吸热反应方向移动。
(二)影响化学平衡的条件 1、浓度:  增大反应物浓度或减小生成物浓度都会使平衡向正反应方向移动。 2、温度:
  升高温度平衡向吸热反应方向移动,降低温度平衡向放热反应方向移动。 3、压强:  对于有气体参加的反应,增大压强平衡向气体体积减小的反应方向移动,减小压强平衡向气体体积增大的反应方向移动。 4、催化剂  催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率,因此不影响化学平衡,但可大大地 缩短反应达到平衡所需的时间。 5、勒夏特列原理  如果改变影响平衡的一个条件,平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。  注意:勒夏特列原理的适用范围是:化学平衡,电离平衡,溶解平衡,水解平衡,状态平衡等。
(三)合成氨条件的选择 1、该反应的原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ;△H<0 2、该反应的特点:气体体积缩小、放热的可逆反应 3、选择提高反应速率的措施: (1)增加反应物浓度; (2)升高温度; (3)加大压强; (4)使用催化剂。


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4、选择提高反应物转化率的措施: (1)增大反应物的浓度; (2)降低温度; (3)增大压强; (4)减少生成物氨气的浓度。
5、综合3、4,兼顾催化剂的活性和设备的要求,考虑生产条件为: (1)增大氮气、氢气浓度,及时将生成的氨气分离出来; (2)温度为500℃左右; (3)压强为2×107Pa~5×107Pa; (4)铁作催化剂。


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