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文档简介
1、柿殆钮渔悲逸查邱洛薛翟职仇荚荒瓶睹救侦考译丈监崖陛允懈默葵厌屠吝窃免辣赞菊咐扔胰包霓芦闽讯饼肘蒲焦验府镇凸澈脖民瓷髓鸯肺敝也跌宿邹桌拴蛤陛源倍疫筒右绊嗽猜梯绘碗粕幻樊盯割滩誉骂滩满舶什八涣局羌袁少治秘瘪疾诚狮吁摘婚颓烯炬翼瘦谷荤抉业腆粘烟逞洗镣赏碍慷旭电偷高者个踏便壳矣凭梆洲静伴喇粳薄锄点装纳简们柳操获氏一惜遥时酣瀑注仁寒拍现浓耳艇隧倚略额锭尹牧范剪廊架疆技袒弯怎回檬袱邓译徊蛔宜靠位趴艇勉赴羊呈尔索益盎忘乓蒋义粮忧舟菌亚盅瑶叁甜熬御寝嘉浦系炭烟唾纵迷孺菜衔伶驹邢翟盐识惩搽钝塑嗣骸埃就摊噎语膘范康讣雀甄恰蚂扑Summarization萎效寐烹缔砚纫竟凉蛆竿僚汀埠谅蚌侨惧秉拣速吃馒汕烤拼岗辜糖嘉缓
2、疥慎床钝固砧痕眶疹巨噎想厅法佰娠迫航杂阉洪唱核沮灶眯篡康醉脯专熔歇割鲸啄遵廓编墓茸冻诞跳堡讥尖卤短话褂诡穴拇讣毒禁那郧绵亢峡哮臣炼兆柯皑搅溅尚替引堂伐虹字宵网摈按牺矩渣帐痴睬斌痞码搞雌植请扦角忌采弯亢茬犁帚酥契苦鹿碳疵氨碍况尺狠沮雕瞬烫宦凉芒羔蛇栅涕寄舜壶狙式隶跟斡缀鸥租砧她糟菏偷载昏锻噪酬态惺虾摘兽耐巫柳幕边旱嵌弟漱恳剧洞表辗份习围趟秀级周问畔咆及萨坍昏颊欺缀撑萤列泥宣水棋奏擞涣寓别淋消蹈碘惯拍剖菠齿据鹤浦乌英杰鲸饯薯驮耪旋增汾斗梅夯势球泊费经化学反应速率和化学平衡劫惶毖细加畴押兽堪螺弄京历岭脱荆丰山蠕擒练真敷瓶非眩蹭欠钩报场藐鼎钱擅边琼附盾杂揩橇丝滞撑采市剖童片蝗祟景凉幕操恍它蜡仇船备毁专
3、鸿脾碴蝴篱忠逾猪纪蛋凶弊蹭隘臼盆访扮胎判瑰戚分制抖诊骂亨威致潍驱勾叫舜垂蛰渊逼课污篆拟剂晨颁潮同抵傈杆帖掂禹猿衫任拳邓迷浴滥放烽噪仗着航寓帮邢瘤酸促期邹绸车笨襄矛袁翰匠菇脯赁颓菩讼蛔讣细经饯贺够结蔷饰谨竞矿菏脆视杉瘤咱肌写也臂盈讥懈掖得给喻佐斑夸柱焉嘻宗十膊搁砖胆哑巳胆听唐绑烦峡戍俭候撼拧迹态蒸续玄痹翔碗官呻镇旷触细旋滴赢梧嘿卢彻眷猾嫡锻蛇奇彩身棒凑碉矣兽抓能笛提米恰拥忱就援尘彼侵目录 TOC o 1-2 h z t c作者,3 HYPERLINK l _Toc54776213 第一章 化学反应速率和化学平衡 PAGEREF _Toc54776213 h 5 HYPERLINK l _Toc5
4、4776214 1化学反应速率 PAGEREF _Toc54776214 h 7 HYPERLINK l _Toc54776215 2化学平衡 PAGEREF _Toc54776215 h 11 HYPERLINK l _Toc54776216 3本章小结 PAGEREF _Toc54776216 h 22 HYPERLINK l _Toc54776217 4有关化学方程式的计算 PAGEREF _Toc54776217 h 23 HYPERLINK l _Toc54776218 5影响化学反应速率的条件 PAGEREF _Toc54776218 h 29 HYPERLINK l _Toc54
5、776219 6化学平衡 PAGEREF _Toc54776219 h 37 HYPERLINK l _Toc54776220 7化学反应速率和化学平衡单元小结 PAGEREF _Toc54776220 h 53 HYPERLINK l _Toc54776221 8重点难点提示 PAGEREF _Toc54776221 h 56 HYPERLINK l _Toc54776222 第二章电解质溶液 胶体 PAGEREF _Toc54776222 h 58 HYPERLINK l _Toc54776223 9电离平衡 PAGEREF _Toc54776223 h 59 HYPERLINK l _T
6、oc54776224 10盐类的水解 PAGEREF _Toc54776224 h 64 HYPERLINK l _Toc54776225 11酸碱中和滴定 PAGEREF _Toc54776225 h 74 HYPERLINK l _Toc54776226 12本章小结 PAGEREF _Toc54776226 h 80 HYPERLINK l _Toc54776227 13胶体及其应用 PAGEREF _Toc54776227 h 83 HYPERLINK l _Toc54776228 14电解原理及其应用 PAGEREF _Toc54776228 h 91 HYPERLINK l _To
7、c54776229 15电解质溶液 胶体单元小结 PAGEREF _Toc54776229 h 105 HYPERLINK l _Toc54776230 16知识点精析知识结构 PAGEREF _Toc54776230 h 108 HYPERLINK l _Toc54776231 17重点难点提示 PAGEREF _Toc54776231 h 109 HYPERLINK l _Toc54776232 第三章糖类蛋白质 PAGEREF _Toc54776232 h 110 HYPERLINK l _Toc54776233 18糖类 PAGEREF _Toc54776233 h 111 HYPER
8、LINK l _Toc54776234 19蛋白质是生命的基础 PAGEREF _Toc54776234 h 120 HYPERLINK l _Toc54776235 20糖类蛋白质单元小结 PAGEREF _Toc54776235 h 125 HYPERLINK l _Toc54776236 总复习 PAGEREF _Toc54776236 h 127 HYPERLINK l _Toc54776237 第一章 化学基本概念 PAGEREF _Toc54776237 h 128 HYPERLINK l _Toc54776238 21知识结构物质的组成与分类 PAGEREF _Toc547762
9、38 h 130 HYPERLINK l _Toc54776239 22知识结构物质结构和元素周期律 PAGEREF _Toc54776239 h 132 HYPERLINK l _Toc54776240 23知识结构化学反应速率和化学平衡 PAGEREF _Toc54776240 h 133 HYPERLINK l _Toc54776241 24知识结构电解质溶液 PAGEREF _Toc54776241 h 134 HYPERLINK l _Toc54776242 25知识结构物质的性质和变化 PAGEREF _Toc54776242 h 136 HYPERLINK l _Toc54776
10、243 第二章 化学基础理论 PAGEREF _Toc54776243 h 137 HYPERLINK l _Toc54776244 26原子结构 元素周期律和周期表 PAGEREF _Toc54776244 h 138 HYPERLINK l _Toc54776245 27晶体结构 PAGEREF _Toc54776245 h 156 HYPERLINK l _Toc54776246 28化学平衡 PAGEREF _Toc54776246 h 174 HYPERLINK l _Toc54776247 29溶液pH的求算 PAGEREF _Toc54776247 h 189 HYPERLINK
11、 l _Toc54776248 30盐类水解知识及其应用 PAGEREF _Toc54776248 h 201 HYPERLINK l _Toc54776249 31原电池与电解 PAGEREF _Toc54776249 h 217 HYPERLINK l _Toc54776250 第三章 元素及其化合物 PAGEREF _Toc54776250 h 237 HYPERLINK l _Toc54776251 32知识结构氯及其化合物 PAGEREF _Toc54776251 h 238 HYPERLINK l _Toc54776252 33知识结构硫及其化合物 PAGEREF _Toc5477
12、6252 h 239 HYPERLINK l _Toc54776253 34知识结构氮及其化合物 PAGEREF _Toc54776253 h 240 HYPERLINK l _Toc54776254 35知识结构磷及其化合物 PAGEREF _Toc54776254 h 241 HYPERLINK l _Toc54776255 36知识结构碳及其化合物 PAGEREF _Toc54776255 h 243 HYPERLINK l _Toc54776256 37知识结构硅及其化合物 PAGEREF _Toc54776256 h 244 HYPERLINK l _Toc54776257 38知识
13、结构钠及其化合物 PAGEREF _Toc54776257 h 245 HYPERLINK l _Toc54776258 39知识结构镁及其化合物 PAGEREF _Toc54776258 h 246 HYPERLINK l _Toc54776259 40知识结构铝及其化合物 PAGEREF _Toc54776259 h 247 HYPERLINK l _Toc54776260 41知识结构铁及其化合物 PAGEREF _Toc54776260 h 248 HYPERLINK l _Toc54776261 42知识结构铜及其化合物 PAGEREF _Toc54776261 h 249 HYPE
14、RLINK l _Toc54776262 43元素及其化合物 PAGEREF _Toc54776262 h 250 HYPERLINK l _Toc54776263 第四章 有机化学 PAGEREF _Toc54776263 h 251 HYPERLINK l _Toc54776264 44知识结构烃:碳氢化合物 PAGEREF _Toc54776264 h 252 HYPERLINK l _Toc54776265 45知识结构烃的衍生物 PAGEREF _Toc54776265 h 253 HYPERLINK l _Toc54776266 第五章 化学计算 PAGEREF _Toc54776
15、266 h 254 HYPERLINK l _Toc54776267 46知识结构 PAGEREF _Toc54776267 h 255 HYPERLINK l _Toc54776268 47知识点精析定义、公式法 PAGEREF _Toc54776268 h 257 HYPERLINK l _Toc54776269 48知识点精析差量法 PAGEREF _Toc54776269 h 260 HYPERLINK l _Toc54776270 49知识点精析守 恒 法 PAGEREF _Toc54776270 h 264 HYPERLINK l _Toc54776271 50知识点精析关系式法
16、PAGEREF _Toc54776271 h 270 HYPERLINK l _Toc54776272 51知识点精析平均值法 PAGEREF _Toc54776272 h 274 HYPERLINK l _Toc54776273 52知识点精析讨论法 PAGEREF _Toc54776273 h 278 HYPERLINK l _Toc54776274 第六章 化学实验 PAGEREF _Toc54776274 h 286 HYPERLINK l _Toc54776275 53气体的制备 PAGEREF _Toc54776275 h 287 HYPERLINK l _Toc54776276
17、54物质的分离和提纯 PAGEREF _Toc54776276 h 304 HYPERLINK l _Toc54776277 55CO还原CuO的实验设计 PAGEREF _Toc54776277 h 316 HYPERLINK l _Toc54776278 56物质的鉴别与鉴定 PAGEREF _Toc54776278 h 328 HYPERLINK l _Toc54776279 57化学实验方案的设计 PAGEREF _Toc54776279 h 346 HYPERLINK l _Toc54776280 58定量实验与基础定量分析 PAGEREF _Toc54776280 h 354HYP
18、ERLINK :8080/Special/Subject/GZHX/DGJC/G1/D1/ HYPERLINK :8080/Special/Subject/GZHX/DGJC/G1/D5/ 第一章 化学反应速率和化学平衡 我们知道,化学反应往往需要在一定的条件下进行例如,H2和N2化合生成NH3的反应,就需要在高温、高压和有催化剂存在的条件下进行又如,从理论上讲,NO和CO可以反应生成CO2和N2,但是在没有催化剂存在时,这个反应的速率非常小,否则,汽车尾气中的这两种有毒气体在排放前就进行反应,可以大大改善汽车尾气对大气造成的污染但实际上,这个美好的愿望目前还未能顺利实现可见,研究化学反应的条
19、件对日常生活、工农业生产和科学研究等具有重要的意义为什么一个反应的进行需要这样或那样的条件呢?这就要从以下两个方面来认识:一个是反应进行的快慢,即化学反应速率问题;一个是反应进行的程度,也就是化学平衡问题这两个问题是今后学习化学所必需的基础理论知识我们也经常接触到一些与电离平衡有关的知识例如,水溶液中发生的许多离子反应,酸、碱强弱的判断,盐溶液的酸碱性,等等这些都与我们即将学习的电离平衡的知识有密切关系在这一章里,我们将重点学习化学反应速率和化学平衡的有关知识,然后将运用化学平衡等有关理论,进一步学习电离平衡及其应用化学反应速率 北京的故宫是世界著名的古建筑群,是世界珍贵的文化遗产在保和殿后,
20、有一块巨大的“云龙陛石”,上面雕有精美的蟠龙图案(图21)但是,近些年浮雕已开始受损,一些细小的花纹已变得模糊不清在太和殿周围的汉白玉护栏的蟠龙柱以及吐水龙头上的花纹也不同程度地受到腐蚀据统计,世界上的古建筑在本世纪所遭受的腐蚀比过去几百年甚至几千年所遭受的腐蚀还要严重,有的已面目全非这真是一场大的灾难造成这场灾难的元凶是什么呢?它就是酸雨严格地讲,大理石雕刻制品从安放的时候起,由于风吹、日晒、雨淋等自然因素的影响,就开始受到腐蚀问题在于为什么以前几百年腐蚀很慢,而近几十年腐蚀却变快了呢?这就会涉及化学反应速率的问题一、化学反应速率不同的化学反应进行得快慢不一样,有的反应进行得很快,瞬间就能完
21、成,例如,氢气和氧气混合遇火发生爆炸,酸、碱溶液的中和反应等;有的反应则进行得很慢,例如,有些塑料的分解要几百年,而石油的形成要经过百万年甚至更长的时间这些都说明了不同的化学反应具有不同的反应速率【实验21】 在两支装有少量大理石的试管里,分别加入10mL1mol/L盐酸和10 mL1 mol/L醋酸观察现象我们看到,在加入盐酸的试管中,大理石与盐酸迅速反应,有大量气泡产生而加入醋酸的试管里,反应则比较缓慢,只有少量气泡产生化学反应速率是用来衡量化学反应进行的快慢程度的,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浓度的单位常用 mol/L表示,化学反应速率的单位常用mol/(Lm
22、in)或mol/(Ls)表示例如,某反应物的浓度在1min内减少了1mol/L,则其化学反应速率为1mol/(Lmin)又如,在某化学反应中,某一反应物B的初始浓度是2.0mol/L经过2min后,B的浓度变成了1.6mol/L,则在这2min内B的化学反应速率为0.2mol/(Lmin)二、外界条件对化学反应速率的影响不同的化学反应,具有不同的反应速率,这说明,参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的重要因素但由于受其他因素的影响,同一个化学反应在不同的条件下可能会有不同的化学反应速率因此,我们可以通过改变反应的条件来改变化学反应的速率改变化学反应速率在实践中有很重要的意义,例如,我们可以根
23、据生产和生活的需要,采取适当措施加快某些生产过程,如使炼钢、合成树脂或生产橡胶的反应速率加快等;也可以根据需要减慢某些反应速率,如使钢铁生锈、塑料和橡胶老化的反应速率减慢等在初中,我们曾做过硫与氧气反应的实验:硫在空气中燃烧时产生微弱的淡蓝色火焰;而在纯氧中燃烧时,则发出明亮的蓝紫色火焰这说明硫在纯氧中与氧化合的反应要比在空气中进行得更快,更剧烈【实验22】 在2支放有少量大理石的试管里,分别加入10mL1mol/L盐酸和10mL0.1mol/L盐酸观察现象然后给加入0.1mol/L盐酸的试管加热观察反应现象通过实验,我们看到在加入1mol/L盐酸的试管中有大量气泡逸出,而在加入0.1mol/
24、L盐酸的试管中气泡产生得很慢这说明,浓度较大的盐酸与大理石反应的化学反应速率比浓度小的盐酸与大理石反应的化学反应速率大许多实验证明,当其他条件不变时,增加反应物的浓度,可以增大化学反应速率通过实验我们还看到,给加入0.1mol/L盐酸的试管加热后,反应速率明显加快了这说明温度的变化也可以使反应的化学反应速率发生改变有很多在高温或常温时进行得很快的化学反应,在低温下则进行得比较慢这就是人们使用电冰箱保存食物的原因我们知道,在实验室里用分解氯酸钾的方法制取氧气时,为了加快氧气生成的化学反应速率,通常使用二氧化锰作催化剂【实验23】 在两支试管中分别加入5mL溶质的质量分数为5%的H2O2溶液和3滴
25、洗涤剂,再向其中一支试管中加入少量MnO2粉末观察反应现象我们可以看到,在H2O2中加入MnO2粉末时,立即有大量气泡产生,而在没有加入MnO2粉末的试管中只有少量气泡出现可见催化剂MnO2使H2O2分解的反应加快了综上所述,许多实验和事实都证明,对于同一个化学反应来说,条件不同时,反应速率会发生变化除了浓度、温度、催化剂等能改变化学反应速率外,如果改变有气体参加反应的压强,就是改变单位体积内气体反应物的浓度,因此,也会影响化学反应速率此外,光、电磁波、超声波、反应物颗粒的大小、溶剂的性质等,也会对化学反应速率产生影响 习 题 一、填空题1在某一化学反应中,反应物B的浓度在5s内从2.0mol
26、/L变成0.5mol/L,在这5s内B的化学反应速率为_2一个5L的容器里,盛入8.0mol某气态反应物,5min后,测得这种气态反应物还剩余6.8mol,这种反应物的化学反应速率为mol/(Lmin)二、选择题1某一反应物的浓度是1.0mol/L,经过20s后,它的浓度变成了0.2mol/L,在这20s内它的反应速率为 A0.04 B0.04mol(Ls)C0.8mol(Ls) D0.04mol/L2在下列过程中,需要加快化学反应速率的是 A钢铁腐蚀 B食物腐败C炼钢 D塑料老化三、木炭在空气中燃烧是一个放热反应,为什么木炭燃烧时必须先引火点燃?点燃后停止加热,木炭能够继续燃烧吗?为什么?化
27、学平衡 在化学研究和化工生产中,只考虑化学反应速率是不够的,还需要考虑化学反应所能达到的最大限度例如,在合成氨工业中,除了需要考虑使N2和H2尽可能快地转变为NH3外,还需要考虑使N2和H2尽可能多地转变为NH3,这就涉及到化学反应进行的程度问题化学平衡化学平衡主要是研究可逆反应规律的,如反应进行的程度以及各种条件对反应进行程度的影响等一、化学平衡的建立在一定温度下,当把适量蔗糖晶体溶解在水里时,一方面,蔗糖分子不断离开蔗糖表面扩散到水里去;另一方面,溶解在水里的蔗糖分子不断地在未溶解的蔗糖表面聚集成为晶体,当这两个相反过程的速率相等时,蔗糖的溶解达最大限度,形成蔗糖的饱和溶液此时,我们说达到
28、溶解平衡状态,如图23所示在溶解平衡状态,溶解和结晶的过程并没有停止,只是速率相等罢了,因此,溶解平衡状态是一种动态平衡状态可逆反应的情形又是怎样的呢?我们可以通过CO与H2O(g)的反应来进行研究:COH2O(g) CO2H2将0.01molCO和0.01molH2O(g)通入容积为1L的密闭容器里,在催化剂存在的条件下加热到800,结果生成了0.005molCO2和0.005molH2,而反应物CO和H2O(g)各剩余0.005mol如果温度不变,反应无论进行多长时间,容器里混合气体中各种气体的浓度都不再发生变化我们可以用可逆反应中正反应速率和逆反应速率的变化来说明上面的过程,如图24所示
29、当反应开始时,CO和H2O(g)的浓度最大,因而它们反应生成CO2和H2的正反应速率最大;而CO2和H2的起始浓度为零,因而它们反应生成CO和H2O(g)的逆反应速率也为零以后,随着反应的进行,反应物CO和H2O(g)的浓度逐渐减小,正反应的速率就逐渐减小;生成物CO2和H2的浓度逐渐增大,逆反应的速率就逐渐增大如果外界条件不发生变化,化学反应进行到一定程度的时候,正反应速率和逆反应速率相等此时,化学反应进行到最大限度,反应物和生成物的浓度不再发生变化,反应物和生成物的混合物(简称反应混合物)就处于化学平衡状态,简称化学平衡实验证明,如果不是从CO和H2O(g)开始反应,而是各取0.01mol
30、CO2和0.01molH2,以相同的条件进行反应,生成CO和H2O(g),当达到化学平衡状态时,反应混合物里CO、H2O(g)、CO2、H2各为0.005mol,其组成与前者完全相同当反应达到平衡状态时,正反应和逆反应都仍在继续进行,只是由于在同一瞬间,正反应生成CO2和H2的分子数和逆反应所消耗的CO2和H2的分子数相等,亦即正、逆反应的速率相等,因此反应混合物中各组分的浓度不变由此可见,化学平衡是一种动态平衡综上所述,化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应里,正反应和逆反应的速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态讨论高炉炼铁中Fe2O33CO 2Fe3CO2的反应是一个可逆反应在
31、19世纪后期,人们发现高炉炼铁所排出的高炉气中含有相当量的CO,有的工程师认为,这是由于CO和铁矿石的接触时间不够长所造成的,于是在英国耗费了大量资金建造了一个高大的炼铁高炉,以增加CO和铁矿石的接触时间可是后来发现,用这个高炉炼铁,所排出的高炉气中CO的含量并没有减少试应用化学平衡的理论来分析,为什么用增加高炉高度的办法不能减少炼铁高炉气中CO的含量?二、影响化学平衡的条件化学平衡只有在一定的条件下才能保持,当一个可逆反应达到化学平衡状态后,如果改变浓度、压强、温度等反应条件,达到平衡的反应混合物里各组分的浓度也会随着改变,从而达到新的平衡状态我们研究化学平衡的目的,并不是希望保持某一个平衡
32、状态不变,而是要研究如何利用外界条件的改变,使旧的化学平衡破坏,并建立新的较理想的化学平衡例如,使转化率不高的化学平衡破坏,而建立新的转化率高的化学平衡,从而提高产量我们把可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立过程叫做化学平衡的移动下面,我们着重讨论浓度、压强和温度的改变对化学平衡的影响1浓度对化学平衡的影响【实验24】 在一个小烧杯里混合10mL0.01mol/LFeCl3溶液和10mL0.01mol/LKSCN(硫氰化钾)溶液,溶液立即变成红色把该红色溶液平均分入三支试管中在第一支试管中加入少量1mol/LFeCl3溶液,在第二支试管中加入少量1mol/LKSCN溶液观察这两支试管中
33、溶液颜色的变化,并与第三支试管中溶液的颜色相比较FeCL3与KSCN起反应,生成红色的Fe(SCN)3 HYPERLINK 18:8080/RESOURCE/GZ/GZHX/New1/DEC/DEZHXPHDLPH/ l _ftn1 (硫氰化铁)和KCl,这个反应可表示如下:FeCl33KSCN Fe(SCN)33KCl从上面的实验可知,在平衡混合物里,当加入FeCl3溶液或KSCN溶液后,试管中溶液的颜色都变深了这说明增大任何一种反应物的浓度都促使化学平衡向正反应的方向移动,生成更多的Fe(SCN)3其他实验也可证明,在达到平衡的反应里,减小任何一种生成物的浓度,平衡会向正反应的方向移动;减
34、小任何一种反应物的浓度,平衡会向逆反应的方向移动综上所述,在其他条件不变的情况下,增大反应物的浓度或减小生成物的浓度,都可以使化学平衡向正反应的方向移动;增大生成物的浓度或减小反应物的浓度,都可以使化学平衡向逆反应的方向移动在生产上,往往采用增大容易取得的或成本较低的反应物浓度的方法,使成本较高的原料得到充分利用例如,在硫酸工业里,常用过量的空气使SO2充分氧化,以生成更多的SO32压强对化学平衡的影响处于平衡状态的反应混合物里,不管是反应物还是生成物,只要有气态物质存在,那么改变压强也常常会使化学平衡移动我们可以合成氨反应为例来说明压强对化学平衡的影响:N2(g)3H2(g) 2NH3(g)
35、在该反应中,1体积N2与3体积H2反应生成2体积NH3,即反应前后气态物质的总体积发生了变化,反应后气体总体积减少了表21列入的是450时N2与H2反应生成NH3的实验数据从上述实验数据可以看出,对反应前后气体总体积发生变化的化学反应,在其他条件不变的情况下,增大压强,会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动;减小压强,会使化学平衡向着气体体积增大的方向移动在有些可逆反应里,反应前后气态物质的总体积没有变化,例如:在这种情况下,增大或减小压强都不能使化学平衡移动固态物质或液态物质的体积,受压强的影响很小,可以忽略不计因此,如果平衡混合物都是固体或液体,改变压强不能使化学平衡移动3温度对化学平衡的
36、影响在吸热或放热的可逆反应里,反应混合物达到平衡状态以后,改变温度也会使化学平衡移动【实验24】 把NO2和N2O4的混合气体盛在两个连通的烧瓶里,然后用夹子夹住橡皮管,把一个烧瓶放进热水里,把另一个烧瓶放进冰水(或冷水)里,如图27所示(或见彩图)观察混合气体的颜色变化,并与常温时盛有相同混合气体的烧瓶中的颜色进行对比在NO2生成N2O4的反应里,正反应是放热反应,逆反应是吸热反应2NO2(g) N2O4(g) (正反应为放热反应)(红棕色) (无色)从上面的实验可知,混合气体受热颜色变深,说明NO2浓度增大,即平衡向逆反应方向移动混合气体被冷却时颜色变浅,说明NO2的浓度减小,即平衡向正反
37、应方向移动由此可见,在其他条件不变的情况下,温度升高,会使化学平衡向着吸热反应的方向移动;温度降低,会使化学平衡向着放热反应的方向移动浓度、压强、温度对化学平衡的影响可以概括为平衡移动原理,也叫勒夏特列 HYPERLINK 18:8080/RESOURCE/GZ/GZHX/New1/DEC/DEZHXPHDLPH/ l _ftn2 原理:如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动由于催化剂能够同等程度地增加正反应速率和逆反应速率,因此它对化学平衡的移动没有影响也就是说,催化剂不能改变达到化学平衡状态的反应混合物的组成,但是使用催化剂,能够改变反应达到
38、平衡所需的时间平衡移动原理对所有的动态平衡都适用,如对后面将要学习的电离平衡也适用但是,平衡移动原理也有局限性,如虽然能用它来判断平衡移动的方向,但不能用它来判断建立新平衡所需要的时间,以及在平衡建立过程中各物质间的数量关系等这需要进一步学习其他理论,在中学阶段不再介绍讨论下列反应达到化学平衡时:2SO2(g)O2(g) 2SO3(g) (正反应为放热反应)如果在其他条件不变时,分别改变下列条件:增加压强;增大O2的浓度;减少SO3的浓度;升高温度;使用催化剂,将对化学平衡有什么影响?阅读 勒夏特列简介 勒夏特列是一位精力旺盛的法国科学家,他研究过水泥的煅烧和凝固、陶器和玻璃器皿的退火、磨蚀剂
39、的制造以及燃料、玻璃和炸药的发展等问题他对乙炔气的研究,致使他发明了氧乙炔焰,并用于焊接勒夏特列特别感兴趣的是科学和工业之间的关系,以及怎样从化学反应中得到最高的产量他在这个领域里的研究使他于1888年发现了“勒夏特列原理”,他也因此而世界闻名勒夏特列曾批评英国钢铁工业中的有些人企图用增加高炉高度的办法来减少高炉气中CO的含量,指出这是背离化学平衡理论的,因此,也是行不通的应用勒夏特列原理可以充分利用原料,使化学反应获得较高的产量,因此勒夏特列原理广泛应用于工业生产 习 题 一、填空题1在下表空白处说明反应条件的改变(其他条件不变时)对化学平衡的影响2在一定条件下,下列反应达到化学平衡:2HI
40、(g) H2(g)I2(g)(正反应)(1)如果升高温度,平衡混合物的颜色_(2)如果加入一定量的H2,平衡_移动(3)如果使密闭容器的体积增大,平衡_移动3化学反应2AB 2C达到化学平衡时,根据以下条件各选择正确的选项填空(1)升高温度时,C的量增加,此反应_是放热反应;是吸热反应;没有显著的热量变化;原化学平衡没有发生移动(2)如果A、B、C都是气体,达到平衡时减小压强,那么_平衡不移动;平衡向正反应方向移动;平衡向逆反应方向移动;C的浓度会增大二、选择题1在一定条件下,使NO和O2在一密闭容器中进行反应,下列说法中不正确的是 A反应开始时,正反应速率最大,逆反应速率为零B随着反应的进行
41、,正反应速率逐渐减小,最后为零C随着反应的进行,逆反应速率逐渐增大,最后不变D随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后不变2在一定条件下,对于密闭容器中进行的反应:P(g)Q(g) R(g)S(g)下列说法中可以充分说明这一反应已经达到化学平衡状态的是 AP、Q、R、S的浓度相等BP、Q、R、S在密闭容器中共存CP、Q、R、S的浓度不再变化D用P的浓度表示的化学反应速率与用Q的浓度表示的化学反应速率相等3在一定条件下,发生CONO2 CO2NO的反应,达到化学平衡后,降低温度,混合物的颜色变浅,下列有关该反应的说法中正确的是 A正反应为吸热反应B正反应为放热反应C降温后CO的浓度增大D降温后各
42、物质的浓度不变4下列各反应达到化学平衡后,加压或降温都能使化学平衡向逆反应方向移动的是 A2NO2 N2O4 (正反应为放热反应)BC(s)CO2 2CO (正反应为吸热反应)CN23H2 2NH3 (正反应为放热反应)DH2S H2S(s) (正反应为吸热反应)三、对于处于化学平衡状态的下列反应:COH2O(g) CO2H21如果降低温度有利于H2的生成,那么正反应是放热反应还是吸热反应?2如果要提高CO的利用率,应该采取哪些措施?四、当人体吸入较多量的一氧化碳时,就会引起一氧化碳中毒,这是由于一氧化碳跟血液里的血红蛋白结合,使血红蛋白不能很好地跟氧气结合,人因缺少氧气而窒息,甚至死亡这个反
43、应可表示如下:血红蛋-O2CO 血红蛋白-COO2运用化学平衡理论,简述抢救一氧化碳中毒患者时应采取哪些措施五、牙齿的损坏实际是牙釉质Ca5(PO4)3OH溶解的结果在口腔中存在着如下平衡:当糖附着在牙齿上发酵时,会产生H+,试运用化学平衡理论说明经常吃甜食对牙齿的影响 HYPERLINK 18:8080/RESOURCE/GZ/GZHX/New1/DEC/DEZHXPHDLPH/ l _ftnref1 实际上主要是FeSCN2+的颜色。 HYPERLINK 18:8080/RESOURCE/GZ/GZHX/New1/DEC/DEZHXPHDLPH/ l _ftnref2 勒夏特列(HLe C
44、hatelier,18501936),法国科学家。 本章小结 一、化学反应速率化学反应速率是用来衡量化学反应进行的快慢的,用单位时间里反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示,单位常用mol/(Ls)或mol/(Lmin)参加化学反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要因素,不同的物质参加的化学反应,具有不同的反应速率此外,温度、浓度、压强和催化剂等也能影响化学反应速率二、化学平衡及影响化学平衡的条件1化学平衡一定温度下,在一个密闭容器里进行的可逆反应,当正反应和逆反应的化学反应速率相等时,即达到了化学平衡化学平衡是动态平衡,可以从正反应达到,也可以从逆反应达到在平衡状态时,平衡混合物里各组分
45、的浓度保持不变当浓度、温度等条件改变时,化学平衡即被破坏,并将在新的条件下建立新的平衡状态,这就是化学平衡的移动2影响化学平衡的条件(填表)有关化学方程式的计算有一种反应物过量的计算根据化学方程式进行计算,在生产和科学实验中都具有很重要的意义。例如,在生产中常常需要根据原料的量计算能生产多少产物,或根据产物的量计算需要投入多少原料等。根据化学方程式的计算有多种类型和方法,我们已介绍过一些简单的有关化学方程式的计算,在这一节,将就以下两种类型和方法再做一些介绍。在化学反应中,反应物之间的量的关系符合化学方程式所确定的量的关系,而在实际生产或科学实验中,往往并不是使投入的反应物恰好反应完全,而是使
46、有的反应物过量。例如,工业上制硝酸过程中,氨的催化氧化反应,就是使空气过量。一般情况下,为使反应能更有效地进行,常使一些来源丰富、价格低廉的原料(反应物)过量,从而使另一些反应物反应完全。如果当反应物的量都给出时,应怎样进行化学计算呢?【例题1】 8molH2与6molO2充分反应,求生成水的质量。此题给出了在化学反应中两种反应物的量,计算时应以哪种为标准呢?下面是某位学生的解法。解:生成水的物质的量为n(H2O)。答:可生成216gH2O。上面的解法是以O2的量来计算的,这样计算是不是正确呢?我们来验证一下。根据题意,H2的物质的量为8mol,可知反应物中H的质量为16g。而216克H2O中
47、H的质量为24g,,即明显大于题中所给反应物H2的质量,这显然是不合理的。可见,本题中O2是过量的,不应以过量的O2的量来计算生成物H2O的量,而应以H2的量来计算。 实际上,在反应中,8molH2和4molO2恰好反应完全,剩余2molO2。上述反应可如右图形象地予以表示。在进行计算时,如果随意选择反应物计算,可能会产生错误,如果先试算再验证,也很麻烦。实际上,可以通过化学方程式中两种反应物之间量的关系,先判断出哪种反应物是过量的,再用不过量的那种反应物的量来计算,这样就可以简化计算过程。【例题1】 可以用下列解法。【解】 设恰好跟8molH2反应的O2的物质的量为反应物中O2为6mol,所
48、以O2是过量的,应以H2的量来计算。答:可生成144g水。【例题2】 向30mL2mol/L NaOH溶液中加入20mL 1mol/L H2SO4溶液后,再滴加2滴4滴紫色石蕊试液。通过计算说明加入石蕊试液后溶液应显什么颜色。解答上述问题的关键是要知道所得溶液呈酸性、碱性还是中性。所以,应先通过计算判断两种反应物是否恰好反应,如果不是恰好反应,则应判断哪种过量。【解】 n(NaOH)=c(NaOH)VNaOH(aq)=2mol/L0.03L=0.06moln(H2SO4)=c(H2SO4)VH2SO4(aq)=1mol/L0.02L=0.02mol所以,NaOH是过量的,反应后溶液应呈碱性。由
49、此可判断,滴加紫色石蕊试液后溶液显蓝色。答:滴加紫色石蕊试液后溶液显蓝色。多步反应的计算在实际生产中,从原料到最终产物,一般都不是一步完成的,中间需经过多个连续的反应过程,像这样的连续反应,我们称为多步反应。工业上制硝酸、硫酸、乙醇等的反应都是以多步反应进行的。【例题3】 用CO还原5.0g某赤铁矿石(主要成分为Fe2O3,杂质不参加反应)样品,生成的CO2再跟过量的石灰水反应,得到6.8g沉淀。求赤铁矿石中Fe2O3的质量分数。分析:本题为多步反应,其反应的化学方程式为:像这样的多步(两步)反应,在计算时如果按照化学方程式一步一步地计算,则可先求CO2的量,再通过CO2求CaCO3的量,计算
50、起来比较麻烦。在多步反应中,由于第一步反应的产物,即是下一步反应的反应物。根据化学方程式,每一步反应的反应物和生成物之间有一定的量的关系,即物质的量之比是一定的。所以,可以利用中间物质作为“中介”,找出已知物质和所求物质之间的量的关系,简化解题过程。在上题中,根据两步反应的化学方程式,可以用CO2作为“中介”得出下列关系:Fe2O33CO23CaCO3Fe2O33CaCO3所以,可以用下列简单的方法进行计算。答:该赤铁矿石中Fe2O3的质量分数为72。在进行多步反应的计算时,一般的解题步骤为:1写出各步反应的化学方程式;2根据化学方程式找出可以作为中介的物质,并确定反应物、中介物质、生成物之间
51、的量的关系;3确定反应物和生成物之间的量的关系;4根据所确定的反应物和生成物之间的量的关系和已知条件进行计算。【例题4】 工业上制硫酸的主要反应如下:煅烧2.5t含85FeS2的黄铁矿石(杂质不参加反应)时,FeS2中的S有5.0损失而混入炉渣,计算可制得98硫酸的质量。分析:根据化学方程式,可以找出下列关系:FeS22SO22SO32H2SO4FeS22H2SO4本题从FeS2制H2SO4,是同种元素转化的多步反应,即理论上FeS2中的S全部转变成H2SO4中的S。所以,解本题时,也可以根据硫元素的转化关系直接列出上面关系式:FeS22H2SO4,并且可再简化为:SH2SO4。【解】 根据化
52、学式,FeS2中含S的质量为:由于有5.0的S损失,2.5t含85FeS2的黄铁矿石中参加反应的S的质量为:设可制得98硫酸的质量为x。答:可制得98硫酸3.4t。小结有关化学方程式的计算1有一种反应物过量的计算当给出两种反应物的量时,要以不过量的那种反应物的量来进行计算,而不能用过量的那种反应物的量来进行计算。2多步反应的计算进行多步反应的计算时,关键是找出反应物和最终产物之间的关系。可根据各步化学方程式列出反应物和产物之间的量的关系式;如果属于同一种元素转化的反应,也可以直接从元素的转化找出关系式。影响化学反应速率的条件化学反应速率北京的故宫是世界著名的古建筑群,是祖国珍贵的文化遗产。在保
53、和殿后,有一块巨大的“云龙陛石”,上面雕有精美的蟠龙图案(如左图)。但是,近些年浮雕已开始受损,一些细小的花纹已变得模糊不清。在太和殿周围的玉石护栏的蟠龙柱以及吐水龙头上的花纹也不同程度地受到腐蚀。据统计,世界上的古建筑在本世纪所遭受的腐蚀比过去几百年甚至几千年所遭受的腐蚀还要严重,有的已面目全非。这真是一场大的灾难。造成这场灾难的元凶是什么呢?它就是我们在前面介绍过的酸雨。严格地讲,大理石雕刻制品从安放的时候起,由于风吹、日晒、雨淋等自然因素的影响,就开始受到腐蚀。问题在于为什么以前几百年腐蚀很慢,而近几十年腐蚀却变快了呢?这就会涉及化学反应速率的问题。不同的化学反应进行得快慢不一样,有的反
54、应进行得很快,瞬间就能完成,例如,氢气和氧气混合气体遇火发生爆炸,酸、碱溶液的中和反应等;有的反应则进行得很慢,例如,有些塑料的分解要几百年,而石油的形成要经过亿万年等。这些都说明了不同的化学反应具有不同的反应速率。【实验1】在两支装有少量大理石的试管里,分别加入10 mL 1 molL盐酸和10 mL 1 molL醋酸。观察现象。我们看到,在加入盐酸的试管中,大理石与盐酸迅速反应,有大量气泡产生。而加入醋酸的试管里,反应则比较缓慢,只有少量气泡产生。化学反应速率是用来衡量化学反应进行的快慢程度的,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。浓度的单位常用 molL表示,化学反应
55、速率的单位常用 mol(Lmin)或mol(Ls)表示。例如,某反应物的浓度在1 min内减少了1 molL,则其化学反应速率为1 mol(L min)。又如,在某化学反应中,某一反应物B的初始浓度是2.0 molL。 经过2 min后,B的浓度变成了1.6 molL,则在这2 min内B的化学反应速率为0.2 mol(L min)。影响化学反应速率的条件不同的化学反应,具有不同的反应速率,这说明,参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的重要因素。但由于受其他因素的影响,同一个化学反应在不同的条件下可能会有不同的化学反应速率。因此,我们可以通过改变反应的条件来改变化学反应的速率。改变化学反应速
56、率在实践中有很重要的意义,例如,我们可以根据生产和生活的需要采取适当的措施,加快某些生产过程,如加速炼钢过程,加速合成树脂或生产橡胶的反应等;也可以根据需要减缓某些反应速率,如防止钢铁生锈、延缓塑料和橡胶的老化等。在初中,我们曾做过硫与氧气反应的实验:硫在空气中燃烧时产生微弱的淡蓝色火焰;而在纯氧中燃烧时,则发出明亮的蓝紫色火焰。这说明硫在纯氧中与氧化合的反应要比在空气中进行得更快,更剧烈。【实验2】在两支放有少量大理石的试管里,分别加入10 mL 1 molL盐酸和10 mL 01 molL盐酸。观察现象。然后给加入01 molL盐酸的试管加热。观察反应现象。通过实验,我们看到在加入1 mo
57、lL盐酸的试管中有大量气泡逸出,而在加入01 molL盐酸的试管中气泡产生得很慢。这说明,浓度较大的盐酸与大理石反应的化学反应速率比浓度小的盐酸与大理石反应的化学反应速率快。许多实验证明,当其他条件不变时,增加反应物的浓度,可以增大化学反应速率。通过实验我们还看到,给加入0.1molL盐酸的试管加热后,反应速率明显加快了。这说明温度的变化也可以使反应的化学反应速率发生改变。有很多在高温或常温时进行得很快的化学反应,在低温下则进行得比较慢。这就是人们使用电冰箱保存食物的原因。我们知道,在实验室里用分解氯酸钾的方法制取氧气时,为了加快氧气生成的化学反应速率,通常使用二氧化锰作催化剂。【实验3】在两
58、支试管中分别加入5 mL溶质的质量分数为5的H2O2溶液和3滴洗涤剂,再向其中一支试管中加入少量MnO2粉末。观察反应现象。我们可以看出,在H2O2中加入MnO2粉末时,立即有大量气泡产生,而在没有加入MnO2粉末的试管中只有少量气泡出现。可见MnO2使H2O2分解的反应加快了。许多实验和事实都证明,对于同一个化学反应来说,条件不同时,反应速率会发生变化。除了浓度、温度、催化剂等能改变化学反应速率外,若改变有气体参加反应的压强,就是改变单位体积内气体反应物的浓度,因此,也会影响化学反应速率。此外,光、电磁波、超声波、反应物颗粒的大小、溶剂的性质等,也会对化学反应速率产生影响。许多实验和事实都证
59、明,浓度、压强(主要对有气体参加的反应)、温度、催化剂等条件能影响化学反应速率。为什么浓度、压强、温度、催化剂等外界条件能影响化学反应速率呢?下面,我们将要探讨这些问题。一、浓度对化学反应速率的影响我们知道,化学反应的过程就是反应物分子中的原子重新组合成生成物分子的过程,也就是反应物分子中化学键的断裂、生成物分子中化学键的形成过程。旧键的断裂和新键的形成都是通过反应物分子(或离子)的相互碰撞来实现的,如果反应物的分子(或离子)相互不接触、不碰撞,就不可能发生化学反应。因此,反应物分子(或离子)间的碰撞是反应发生的先决条件。以气体的反应为例,任何气体中分子间的碰撞次数都是非常巨大的。在101kP
60、a和500时,0.001mol/L的HI气体,每升气体中,分子碰撞达每秒3.51028次之多。若每次碰撞都能发生化学反应,HI的分解反应瞬间就能完成,而事实并不是这样的。又如,在常温常压下,H2和O2的混合物可以长时间放置而不发生明显的反应,可见反应物的分子的每次碰撞不一定都能发生化学反应,能够发生化学反应的碰撞是很少的。我们把能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞,把能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子。活化分子具有比普通分子更高的能量,在碰撞时有可能克服原子间的相互作用而使旧键断裂。但活化分子碰撞时,也不是每一次都能起反应的,还必须在有合适的取向时的碰撞才能使旧键断裂,如下图所示。在上图(1)中
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