3 化学反应过程
化学反应动力学的基本理论
化学反应动力学的基本理论化学反应是指化学物质间的相互作用导致化学变化的过程。
在这些反应过程中,各种不同的反应物混合在一起,产生一个新的组合物和反应产物,这个过程被称为化学反应。
化学反应动力学研究的就是这个过程的速度和机制。
化学反应动力学的基本概念
1. 反应速率
反应速率指的是化学反应的速度。
化学反应速率取决于反应物的浓度、温度、压力、催化剂和表面积等因素。
化学反应速率可以用化学反应方程式表示。
反应速率=反应物浓度的变化量/时间
2. 化学反应过程
在化学反应过程中,反应物被转化为反应产物,其中涉及到化学键的破裂和形成。
化学反应过程的速率受到温度、反应物浓度、催化剂等因素的
影响。
反应速率的变化可以通过反应物浓度和时间之间的关系来
确定。
3. 反应机理
反应机理是指化学反应过程的步骤。
每个步骤都有自己的速率
常数,这些步骤构成了一个完整的反应过程。
反应机理有助于我们了解反应的步骤,从而预测反应的主要产物。
反应机理可以通过物理实验、计算机模拟和其他方法来确定。
4. 反应活化能
反应活化能是指化学反应过程中必须克服的能量障碍。
活化能
越高,反应速率就越低。
化学反应需要一定的能量才能开始进行,这个能量称为活化能。
活化能是一种储存在反应物之间化学键中的能量。
当反应物遭受
足够高的能量撞击时,化学键破裂,反应物开始转化为产物。
大学有机化学反应历程0.
+ C H3O H
H+
H+
C H2 =C H C H C H2 C H3O Cl
C H2 C H =C H C H3O
C H2 Cl
【例8】
H3C Cl
C H2
HCl
H3C Cl
Cl CH3 +
H3C Cl
C H3 Cl
【解】
H3C Cl CH 2
HCl
H3C Cl
+
CH 3
①
按 ①
Cl
H 3C Cl
Cl:Cl
(2) 链的传递
hv or
+
2 Cl.
Cl .
CH3
+
H
H Cl CH3Cl
+
+
CH3 .
CH3 .
Cl2
Cl.
(3) 链的终止
Cl . CH3. CH3.
+ +
Cl . CH3. Cl .
Cl2 CH3CH3 CH3Cl
+
【例1】
C6H5C H2C H3 + C l2 hν C6H5C HC H 3 Cl 14.5 + C6H5C H2C H2C l 1
C H2C H3
H+
C H3
思考题:
七、羰基的亲核加成反应
羰基的亲核加成反应历程可分为简单亲核加成反应和加成
-消去反应历程。
(一) 简单亲核加成反应 这里包括与HCN、NaHSO3、ROH的加成,其中以与 ROH的加成(即:缩醛反应)最为重要。 【例13】写出下面反应的反应历程。
C H2C H2C H2C HO OH + C H3C H2O H
有机化学第三章反应机理
例如:
CH3 CH3
重排
CH3 C H CH2
CH3
C
CH3
由不够稳定的伯碳正离子重排为较稳定的叔碳
正离子。
4、碳负离子
由于烷基是供电子基团,所以碳负离子连接烷基 愈多,则愈不稳定(负电荷集中)。 碳负离子稳定性顺序为:
( CH3)3 C
由不够稳定的碳正离子重排为较为稳定的碳正离子。
CH3 CH3 CH CH CH2
H
CH3 CH3CHCHCH3
Cl
CH3 CH3CHCHCH3 Cl
CH3 CH3CHCHCH3
重排
CH3 CH3CCH2CH3
Cl
CH3 CH3CCH2CH3 Cl
( b ) 与卤素加成 ( Br2反式加成 )
实验事实:
R—X
RCO—X
SO3
(1)卤代反应历程 (Cl2 ,Br2 . FeCl3催化剂)
Br2
+
FeBr3
δ Br
+
δ BrFeBr3
Br
+
H
+
δ Br
+
δ BrFeBr3
-
FeCl4
H
Br
Br
+
H
(2)硝化反应历程
硝化反应通常在混酸(硝酸+硫酸)条件下进行。
H2SO4
+
HONO2
H
ONO2 H
+
HSO4
1° H 氯 代 2 5 ° ,h ν 溴 代 125° , hν 1 .0 1 .0 2° H 3 .8 82 3° H 5 .0 600
2023届高三化学高考备考二轮研讨微专题化学反应历程与阿伦尼乌斯公式课件
学习任务三:化学反应的速率变化---阿伦尼乌斯公式应用
例3.在1L的密闭容器中加入1mol 随时间变化
和2molBr2,对于反应①,
的转化率在不同温度下的
初始浓度/mol
12
0
转化浓度/mol
xx
x
平衡浓度/mol 1-x-4x 2-x-4x x
初始浓度/mol
12
0
转化浓度/mol
4x 4x
化学反应历程与阿伦尼乌斯公式应用
课标要求
1.认识构成物质的微粒之间存在相互作用。 2.认识化学键的断裂和形成是化学反应中物质变化的 实质及能量变化的主要原因。 3.了解温度和催化剂对化学反应速率的影响。 4.知道化学反应是有历程的,认识基元反应活化能对 化学反应速率的影响。
近几年命题情况
内容 反应物 生成物 中间产物 催化剂 反应速率
22年山东 √ √ √ √
21年山东 √ √ √
√
20年山东 √ √ √ √ √
布鲁纳:“学习最好的刺激是对所学的教材兴趣。”
学习目标
1.构建反应机理模型,准确在新情境图像中提取反应物、产物,分 析各步反应过程。 2.能运用基元反应的能量图,分析分析温度和活化能对化学反应速 率的影响。 3.以丁二烯与溴加成反应为例,能从微粒变化和能量变化两个角度 (阿伦尼乌斯公式)进行化学反应速率的综合分析实际问题。
4x
当转化率为0.1为平衡状态所以x+4x=0.1 x=0.02
【拓展思考】2.(1)为探究催化剂m、n的催化效率,进行 了相应的实验,依据实验数据获得图1曲线。在催化剂m作 用下,该反应的活化能_______J・mol-1。假设催化剂n的催 化效率大于m的催化效率,请在图1中画出催化剂n的相应曲 线图和标注。
从化学基本概念理解三羧酸循环的进行过程
从化学基本概念理解三羧酸循环的进行过程各种营养物质从高分子经消化变成小分子后,吸收入血变为乙酰辅酶,最后经过三羧酸循环和氧化磷酸化变成CO2和H2O,放出大量的ATP。
三羧酸循环本质上仍然是一个氧化还原反应,这个氧化反应如果在体外进行,直接用燃烧的方法就行了,但在体内则是一个复杂的生物氧化,也就是说,机体CO₂的生成与体外燃烧生成Co2的过程截然不同。
本文想从基本化学概念来理解这个反应过程。
以葡萄糖为例,1摩葡萄糖变成3摩乙酰辅酶后,乙酰辅酶不能再直接氧化成CO2和H2O了,乙酸基中的碳必须通过脱羧反应变成CO2,氢元素则需由酶先把氢脱下来再由呼吸链一步步传递给氧气生成H2O,这是生物氧化的基本途径。
首先考虑脱羧反应是怎样进行的:脱羧反应生在酮酸化合物中,乙酰基没有酮酸结构,不能直接脱羧。
所以,我们理解的第一点是:乙酰辅酶必须和其他化合物生成有酮酸结构的化合物。
当时,发现加入草酰乙酸能加速三羧酸循环,由这个事实,推想是否由草酰乙酸和乙酰辅酶相化合生成了柠檬酸呢?后来又有实验证明加入柠檬酸可以加速三羧酸循环的事实,说明这个猜想是对的;但柠檬酸本身也没有酮酸结构,所以要设法使它变成酮酸。
思考的第二点是:这个循环的反应物应当是乙酰辅酶,柠檬酸是一个中间产物,草酰乙酸则像催化剂一样,它“搭载着乙酰辅酶生成柠檬酸进行反应”,循环结束后又生成草酰乙酸,这样,线粒体内的草酰乙酸不会被消耗,循环得以继续进行。
思考的第三点是整个循环的总线索:乙酰辅酶和草酸乙酰怎样生成柠檬酸,然后又怎样能让柠檬酸一步步生成草酰乙酸,这样去理解和记忆那些反应的先后顺序就有一个清晰的思路了。
现在,我们来一步步分析理解各步反应的进行。
第一步:柠檬酸的生成CH2COOH CH2COOH| |C—COOH + H2OHO—C—COOH 顺乌头酸脱水CH2 + C O ASH 酮戊二酸复合脱氢酶CH2 +CO2 + NADH + H+ | |O=C—COOH O=C-S-C O A第六步反应:琥珀酰辅酶生成琥珀酸这一步的催化剂是琥珀酰合C O A合成酶,因为反应物琥珀酰辅酶有高能硫酯健水解,释放的自由能在细菌和高等生物中是先转给ADP再生成ATP,在哺乳动物中,先生成GTP,再生成ATP,都属于底物水平磷酸化,此时,琥珀酰-CoA生成琥珀酸和辅酶A。
第三章 化学反应原理
上式说明,恒压过程中系统热量 Qp 的变化等于 终态和始态的 (U + pV) 值之差。
热力学中将 (U + pV) 定义为焓,符号为 H。
H = U + pV
焓 H 在系统状态变化过程中的变化值就是H, H 在热力学中称焓变,即
Qp = H2 H1 = H
焓的变化 H 在数值上等于等压过程中吸收 或放出的热量,即 H>0,表示系统吸热,
思考:以下哪些反应的恒压反应热不是生成焓(反应物和 生成物都是标准态)?
C(石墨) O2(g) CO2 (g)
CO(g)
1 2
O
2
(
g
)
CO
1、 盖斯定律
化学反应的反应热(恒压或恒容下)只与物质的始态或终态 有关而与变化的途径无关。
1
H2(g) + —2 O2(g)
ΔrH1θ
2H(g) + O(g)
ΔrHθ
ΔrH2θ
H2O(l)
ΔrH3θ
H2O(g)
ΔrHθ = ΔrH1θ + ΔrH2θ + ΔrH3θ
盖斯定律计算实例
(1) H2(g)+ O2 = 2H(g)+O(g) (2) 2H(g)+O(g) = H2O(g) (3) H2O(g) = H2O(l)
热力学能:又称内能,系统物质内部运动能 量的总和,内部运动包括分子的平动、转动、 振动以及电子运动和核运动。
符号:U 热力学能的变化:ΔU 单位:能量的单位(J或kJ)
内能的特征: 状态函数 无绝对力下,前者放在
10000m高空,以400m/s飞行的飞机上,后者静止在地面上。 两者的内能相同吗?
热力学第一定律
化学反应的还原
化学反应的还原化学反应是物质之间发生变化的过程,其中包括还原反应。
还原是指化学物质中的原子或离子减少氧化态的过程。
本文将探讨化学反应的还原过程及其应用。
一、还原的定义和原理化学反应中,还原是指一种物质中的原子或离子失去氧化态的过程。
在还原反应中,电子会从氧化剂(受氧化的物质)转移到还原剂(进行还原的物质),从而实现化学反应。
还原反应遵循一些基本原理,包括以下几个方面:1. 电子转移:还原反应涉及电子的转移,通常是从氧化剂到还原剂。
2. 氧化态改变:在还原反应中,氧化态发生改变。
氧化剂的氧化态增加,而还原剂的氧化态减少。
3. 反应过程:还原反应主要涉及原子、离子或分子之间的交换,以形成新的物质。
二、还原反应的应用还原反应在多个领域都有广泛的应用。
以下是一些常见的还原反应应用:1. 冶金工业:还原反应在冶金工业中广泛应用。
例如,铁的冶炼过程中,铁矿石经过还原反应转化为纯铁。
还原反应还用于提取其他金属,如铝、铜等。
2. 燃料和能源产生:还原反应在燃料和能源产生过程中发挥重要作用。
例如,燃煤和燃气发电厂中,燃料燃烧时进行还原反应,产生能量。
3. 电池和电解:许多电池和电解过程也涉及还原反应。
在电池中,化学能转化为电能,这涉及还原反应。
而在电解中,电能转化为化学能。
4. 化学合成:还原反应用于化学合成过程中。
例如,还原剂可以将醛类化合物还原为醇。
5. 环境保护:还原反应在环境保护中起着关键作用。
例如,在废水处理中,还原反应可以将有害物质转化为无害物质。
三、还原反应的实例1. 锌和硫酸反应:Zn + H2SO4 -> ZnSO4 + H2↑在这个反应中,锌(Zn)失去了氧化态,成为了ZnSO4,并释放出氢气作为副产物。
2. 氢气和氧气的反应:2H2 + O2 -> 2H2O这是一个常见的还原反应,氢气(H2)和氧气(O2)反应生成水(H2O),在反应过程中,氢气发生了氧化态的减少。
3. 还原焦炭苦土:Na4C + 2AlCl3 -> 3NaCl + 2Al + 4C↑这个反应中,苦土(Na4C)经过还原反应生成了氯化钠(NaCl)、铝(Al)和碳(C),其中苦土作为还原剂发生了氧化态的减少。
压轴题03 化学反应机理 历程 能垒图分析(解析版)
压轴题03 化学反应机理/历程能垒图分析近几年来新高考地区有关反应历程和反应机理的选择题,通过构建模型,进行类比迁移考查考生的化学学科素养。
反应历程是指化学反应中的反应物转化为最终产物通过的途径,反应机理是化学中用来描述某一化学变化所经由的全部基元反应,机理详细描述了每一步转化的过程,包括过渡态的形成,键的断裂和生成,以及各步的相对速率大小等。
完整的反应机理需要考虑到反应物、催化剂、反应的立体化学、产物以及各物质的用量。
试题常以图像为载体,以陌生的反应历程方程式或示意图为主要信息源,高起点(题目陌生度高,往往用词新颖) ,低落点(考查的思维简单) ,从微观视角来考查反应机理,考查点集中在题目信息采集处理、能量、速率、平衡、结构、反应等关键考点,问题涉及到催化剂、中间产物的判断、化学反应方程式的书写及反应过程的化学键断裂与形成情况。
由于命题形式比较新颖,能较好的考察学生阅读和理解题目信息能力,且考察难度、深度比较容易调控,广度易于辐射到各模块,预计该题型在今后的高考中仍会是命题热点。
解答时注意题干信息的理解应用,通过分析化学反应过程,明确反应过程中反应物、生成物、中间物种(或中间体)、催化剂的作用和能量变化、化学键的变化等。
反应物:通过一个箭头进入整个历程的物质一般是反应物;生成物:通过一个箭头最终脱离整个历程的物质多是产物;中间体:通过一个箭头脱离整个历程,但又生成的是中间体,通过两个箭头进入整个历程的中间物质也是中间体,中间体有时在反应历程中用“[]”标出催化剂:催化剂在机理图中多数是以完整的循环出现的,以催化剂粒子为主题的多个物种一定在机理图中的主线上一、选择题:本题共20小题,每小题只有一个选项符合题意。
1.(2022·山东·高考真题)在NO 催化下,丙烷与氧气反应制备丙烯的部分反应机理如图所示。
下列说法错误的是A .含N 分子参与的反应一定有电子转移B .由NO 生成HONO 的反应历程有2种C .增大NO 的量,38C H 的平衡转化率不变D .当主要发生包含②的历程时,最终生成的水减少 【答案】D【详解】A .根据反应机理的图示知,含N 分子发生的反应有NO+∙OOH=NO 2+∙OH 、NO+NO 2+H 2O=2HONO 、NO 2+∙C 3H 7=C 3H 6+HONO 、HONO=NO+∙OH ,含N 分子NO 、NO 2、HONO 中N 元素的化合价依次为+2价、+4价、+3价,上述反应中均有元素化合价的升降,都为氧化还原反应,一定有电子转移,A 项正确;B .根据图示,由NO 生成HONO 的反应历程有2种,B 项正确;C .NO 是催化剂,增大NO 的量,C 3H 8的平衡转化率不变,C 项正确;D .无论反应历程如何,在NO 催化下丙烷与O 2反应制备丙烯的总反应都为2C 3H 8+O 2NO2C 3H 6+2H 2O ,当主要发生包含②的历程时,最终生成的水不变,D 项错误; 答案选D 。
化学反应工程 第三章
t xAf
x cA cAf 图3-3 等温间歇液相反应 过程反应时间t的图解积分4 cA0
图3-2 等温间歇液相反应 过程t/cA0的图解积分
1. 等温等溶液相单一反应 在间歇反应器中,若进行等容液相单一不可逆 反应,则关键反应物A的反应速率式为:
dc A (rA )V k c f (c A ) dt c Af dcA 所需反应时间为:t c k f (c ) A0 c A
2. 增加组分B的回收费用,所以这也是一个需优化的参数。
17
4. 反应温度 对于间歇釜式反应器,可以在反应时间的不同 阶段,反应物系处于不同组成时,调整反应温度。 一般说来,高转化率时,反应物的浓度减少,反应 速率也随之减少,可以通过提高反应温度,促进反 应速率常数增大而增加反应速率。 如间歇釜式反应器中的硝化反应,在反应前期, 温度为40~45℃;反应中期,温度为60℃;而反应 后期,温度提高到70℃。
19
解:首先计算原料处理量V0根据题给的乙酸乙酯产量, 12000 可算出每小时乙酸需用量为 16.23kmol / h
88 24 0.35
由于原料液中乙酸:乙醇:水=1:2:1.35,当乙酸为1kg 时,加入的总原料为1+2+1.35=4.35kg 由此可求单位时间需加入反应器的原料液量为:
rA 1.045c kmol /(m h)
2 A 3
对1kmol A而言,投料情况是:
醋 酸 A 1kmol 60kg 0.062m3
正丁醇 B
4.96kmol
368kg
0.496m3
可求出,投料总体积VR=0.559m3
c A0 nA0 1.79kmol / m3 VR
caco3加hcl化学方程式
caco3加hcl化学方程式
Caco3加Hcl化学方程式是一种非常基本的化学反应,它是化学学科中非常重要的一种反应类型。
这篇文章将会分步骤阐述这个反应,带大家一起来了解这种化学反应究竟应该如何进行。
首先,我们需要了解的是Caco3和Hcl之间的物理特性。
Caco3是一种白色粉末,很难溶于水,而Hcl是一种有毒的无色液体,它可以溶于水并且会产生强烈的酸性。
在日常生活中,我们使用盐酸来代替Hcl,因为盐酸更加安全。
当Caco3和Hcl混合时,它们会发生化学反应。
这个反应的完整过程如下:
步骤一: Hcl和Caco3混合并且产生碳酸氢根离子(HCO3-)和离子Ca2+;
CaCo3 + HCl → CaCl2 + HCO3-
步骤二:碳酸氢根离子(HCO3-)还会接着和更多的Hcl产生反应;
HCO3- + HCl → CO2 + H2O + Cl-
步骤三:反应过程中产生的气体二氧化碳(CO2)会释放出来。
这就是为什么,当我们在化学实验中混合Hcl和CaCo3时,会观察到管子里面产生的气泡。
综上所述,Caco3加Hcl化学方程式是一种非常基本的化学反应,它的
步骤主要有三步,其中第一步产生的离子扮演着非常重要的角色。
在这个反应中,Hcl和CaCo3混合时,最终会产生CaCl2,HCO3-, CO2, H2O,以及Cl-。
由于这个反应过程过程中会释放出大量的气体,因此需要确保实验室空间充足并且通风良好,从而避免气体的积聚与危险的物质反应。
化学动力学中的反应过程
化学动力学中的反应过程化学反应是指一种物质与另一种物质接触,进而发生物理或化学变化的过程。
反应速率是描述化学反应快慢的重要参数。
化学动力学研究反应的速率随着反应条件变化而发生的规律性变化,以及反应的机理。
在本文中,我们将详细探讨化学动力学中的反应过程。
1. 反应速率与反应物浓度反应速率与反应物的浓度有密切的关系。
如果将反应物的浓度增加,反应速率也会随之增加。
反之,如果反应物的浓度降低,则反应速率也会降低。
这是因为反应物浓度的增加会导致反应物分子之间的碰撞频率增加,从而增加反应的速率。
2. 反应机理反应机理是指在反应过程中,反应物内部分子间的转化方式。
化学反应可以通过分步反应或者一步反应进行,其中的步骤因反应物而异。
如下面这个氧化亚氮的反应机理图:NO(g) + 1/2O2(g) → NO2(g) 的反应是一个分步反应,其中一个可能的反应机理如下所示:第一步:NO(g) + O2(g) → NO3(g)第二步:NO3(g) + NO(g) → 2NO2(g)第三步:NO2(g) + O2(g) → NO3(g)3. 反应速率与温度反应速率和温度也有密切的关系。
温度的升高会使反应速率增加。
这是因为温度的升高会导致反应物分子热运动的增加,从而提高反应物分子之间的碰撞频率,促进反应的进行。
根据阿累尼乌斯方程,反应速率常数k与温度T之间存在以下关系:k = Aexp(-Ea/RT)其中,k为反应速率常数,A为表征反应物相互碰撞的概率因子,Ea为活化能,R为气体常数,T为温度。
4. 反应速率与催化剂催化剂是指能够增加反应速率的物质。
催化剂通过提供反应过程中的新反应路径,并且能够降低反应的活化能。
由于催化剂能够提供新的反应路径,因此可以多次参与反应,从而降低反应活化能。
这样可以提高反应的速率。
总结:反应速率取决于反应物浓度、反应机理、温度和催化剂四个因素。
化学动力学研究这四个因素是如何影响反应速率的,从而揭示化学反应的本质规律和机理。
化学反应的基础知识
化学反应的基础知识化学反应是化学中最基本的过程之一,它涉及物质之间的转化和变化。
本文将介绍化学反应的基础知识,包括化学反应的定义、化学反应的类型、化学反应方程式的表示方法,以及常见的化学反应实例。
一、化学反应的定义化学反应是指物质在一定条件下发生变化的过程。
在化学反应中,原有的物质转变为新的物质,伴随着能量的变化。
化学反应也称化学变化,是化学研究的基础。
二、化学反应的类型1. 合成反应(Combination Reaction):两种或多种物质结合生成一种物质的过程。
例如,氢气与氧气发生合成反应生成水:2H₂(g) + O₂(g) → 2H₂O(l)2. 分解反应(Decomposition Reaction):一种物质分解为两种或多种物质的过程。
例如,水分解为氢气和氧气:2H₂O(l) → 2H₂(g) + O₂(g)3. 位移反应(Single Replacement Reaction):一种物质中的原子或离子被另一种离子取代的过程。
例如,铜与盐酸发生位移反应生成铜盐和氢气:Cu(s) + 2HCl(aq) → CuCl₂(aq) + H₂(g)4. 双位移反应(Double Replacement Reaction):两种物质中的阳离子和阴离子交换位置的过程。
例如,氯化银与硝酸钠发生双位移反应生成氯化钠和硝酸银:AgCl(aq) + NaNO₃(aq) → AgNO₃(aq) + NaCl(aq)5. 氧化还原反应(Redox Reaction):涉及到电子转移的反应,包括氧化和还原两个过程。
例如,铁与氧气发生氧化还原反应生成三氧化二铁:4Fe(s) + 3O₂(g) → 2Fe₂O₃(s)三、化学反应方程式的表示方法化学反应方程式用化学符号和化学式表示反应物和生成物之间的关系。
方程式由反应物和生成物的化学式组成,用化学平衡符号“→”表示反应过程。
例如,氢气与氧气生成水的方程式为:2H₂(g) + O₂(g) → 2H₂O(l)化学反应方程式中的系数表示反应物和生成物的摩尔比例关系,必须经过平衡处理才能符合实际反应过程。
化学反应概述
第3章 化学反应概述3.1 化学反应、化学反应方程式及计量关系3.1.1化学反应和化学变化化学反应的特点:1)在反应中物质会发生变化,即旧的物质的破坏和新的物质的生成;2)在化学反应的过程中伴随有物质结构的变化。
3)伴随有不同程度的能量变化(通常以热能形式表现)。
这种能量与结构的变化趋势与所发生的化学反应有着本质上的内在联系:一般而言,一个化学反应在一定的条件下要正向进行,总是趋向于使体系稳定:尽可能使体系能量降低;尽可能使产物结构稳定。
3.1.2化学反应方程式化学反应方程式的作用是以正确而简洁的方式定性和定量地描述化学变化过程。
++222Ag (aq)+H S(aq)Ag S(s)+2H (aq)3.1.3化学反应中有关量的研究——质量和能量1. 质量守恒定律在化学变化过程中,没有质量的增加或减少——质量守恒。
学习要求:1. 基本概念:化学热力学的基本概念,状态和状态函数及其特点、过程、途径2.化学反应自发进行的方向:热力学第一定律,热力学能;化学反应热,焓吉布斯自由能和熵;吉布斯自由能与化学反应进行的方向3.化学反应进行的程度化学平衡,化学平衡常数;标准平衡常数与化学热力学的关系化学平衡的移动4. 化学反应速率化学反应速率、有关理论;影响化学反应速率的因素5. 有关计算体系与环境 2.能量守恒定律不同形式的能量,例如热能、光能、机械能以及化学能可以彼此相互转换但是不能创造或消失——能量守恒。
3.元素分析——定组成定律和倍比定律定比定律(或定组成定律):当元素化合成一种化合物时,各化合元素间的质量比是不变的。
3.1.4化学反应方程式中的计量关系——物质不灭的实质化学方程式表示在化学反应中每种元素的原子数是不变的;通过化学反应,既不会产生净电荷,也不会使之消失。
22313N +H NH 22→ +2+2Zn+2H Zn +H →↑3.2 化学反应进行的方向3.2.1化学热力学基本概念热力学是研究各种形式的能量相互转化规律的科学。
nahco3和caoh2反应的化学方程式
nahco3和caoh2反应的化学方程式标题:NaHCO3和Ca(OH)2反应的化学方程式及解释引言:在化学反应中,不同物质之间的相互作用会产生新的物质,并伴随着能量的变化。
本文将探讨NaHCO3和Ca(OH)2之间的化学反应,并给出相应的化学方程式,同时解释该反应的原理和特点。
一、NaHCO3和Ca(OH)2的化学方程式NaHCO3和Ca(OH)2反应的化学方程式如下所示:2NaHCO3 + Ca(OH)2 → 2NaOH + CaCO3 + H2O二、反应原理和解释1. 反应类型:本反应属于酸碱中和反应。
2. 反应物:NaHCO3(碳酸氢钠,俗称小苏打)和Ca(OH)2(氢氧化钙,俗称石灰)。
NaHCO3是一种弱酸性物质,而Ca(OH)2则是一种强碱性物质。
3. 反应过程:NaHCO3和Ca(OH)2反应时,酸碱中和反应发生。
碳酸氢钠中的氢氧根离子(HCO3-)与氢氧化钙中的钙离子(Ca2+)结合,形成水和碳酸钙沉淀。
解释:碳酸氢钠(NaHCO3)是一种弱酸性物质,它在水中部分离解为氢氧根离子(HCO3-)和钠离子(Na+)。
氢氧化钙(Ca(OH)2)是一种强碱性物质,完全离解为钙离子(Ca2+)和氢氧根离子(OH-)。
当NaHCO3和Ca(OH)2混合时,氢氧根离子(HCO3-)与钙离子(Ca2+)结合形成水和碳酸钙(CaCO3)。
化学方程式中的系数表示了反应物的摩尔比例。
根据方程式可知,2mol的NaHCO3与1mol的Ca(OH)2反应,生成2mol的NaOH、1mol的CaCO3和1mol的H2O。
这表明反应物的摩尔比例对于反应的进行是至关重要的。
三、反应特点和应用1. 沉淀的生成:碳酸钙(CaCO3)是一种不溶于水的白色沉淀物质,在反应中生成的CaCO3会在溶液中沉淀出来。
这种沉淀物在工业生产中常被用于制造石膏板、涂料和橡胶等产品。
2. 酸碱中和反应:NaHCO3和Ca(OH)2反应是一种酸碱中和反应,通过该反应可以实现酸碱中和的效果。
cefco3氧化焙烧化学方程式
cefco3氧化焙烧化学方程式氧化焙烧是一种重要的化学反应过程,其中氧气在高温下与物质发生氧化反应。
本文将重点讨论氧化焙烧中的一种反应,即氧化铈(III)碳酸铈(III)的化学方程式及其解释。
氧化铈(III)碳酸铈(III)的化学方程式为:2CeCO3(s) → CeO2(s) + 2CO2(g)在这个反应中,氧化铈(III)碳酸铈(III)固体被加热至高温,发生分解反应,生成氧化铈(III)固体和二氧化碳气体。
具体来说,氧化铈(III)碳酸铈(III)是一种碳酸盐,当受热时,碳酸盐分解,释放出二氧化碳气体,并生成相应的氧化物。
在这个反应中,氧化铈(III)碳酸铈(III)分解为氧化铈(III)和二氧化碳。
氧化焙烧是一种广泛应用的反应过程,在材料科学、冶金工业等领域都有重要的应用。
在氧化焙烧过程中,通过加热使固体物质发生氧化反应,从而改变其物理化学性质。
例如,氧化焙烧可以用于制备氧化物粉末、陶瓷材料等。
在工业生产中,氧化焙烧也常用于矿石的热处理和冶炼过程。
氧化铈(III)碳酸铈(III)的氧化焙烧反应是一种重要的化学反应过程。
在这个反应中,通过加热氧化铈(III)碳酸铈(III),可以得到氧化铈(III)和二氧化碳。
氧化铈(III)是一种重要的稀土金属氧化物,具有广泛的应用价值,如用于催化剂、材料颜料等。
通过氧化焙烧反应可以有效地制备氧化铈(III)。
总的来说,氧化焙烧是一种重要的化学反应过程,通过加热固体物质使其发生氧化反应,改变其物理化学性质。
氧化铈(III)碳酸铈(III)的氧化焙烧反应是其中的一个例子,通过这个反应可以制备氧化铈(III)。
这种反应在材料科学、冶金工业等领域具有重要的应用,为我们理解和利用氧化焙烧过程提供了重要的参考。
化学反应的过程(精选5篇)
化学反应的过程(精选5篇)化学反应的过程范文第1篇如氨氧化制硝酸、甲苯氧化制苯甲酸、乙烯氧化制环氧乙烷等。
(1)氧化的火灾不安全性①氧化反应需要加热,但反应过程又是放热反应,特别是催化气相反应,一般都是在250~600℃的高温下进行,这些反应热如不适时移去,将会使温度快速上升甚至发生爆炸。
②有的氧化,如氨、乙烯和甲醇蒸气在空中的氧化,其物料配比接近于爆炸下限,假如配比失调,温度掌控不当,极易爆炸起火。
③被氧化的物质大部分是易燃易爆物质。
如乙烯氧化制取环氧乙烷中,乙烯是易燃气体,爆炸极限为2.7%~34%,自燃点为450℃;甲苯氧化制取苯甲酸中,甲苯是易燃液体,其蒸气易与空气形成爆炸性混合物,爆炸极限为1.2%~7%;甲醇氧化制取甲醛中,甲醇是易燃液体,其蒸气与空气的爆炸极限是6%~36.5%。
④氧化剂具有很大的火灾不安全性。
如氯酸钾,高锰酸钾、铬酸酐等都属于氧化剂,如遇高温或受撞击、摩擦以及与有机物、酸类接触,皆能引起着火爆炸;有机过氧化物不仅具有很强的氧化性,而且大部分是易燃物质,有的对温度特别敏感,遇高温则爆炸。
⑤氧化产品有些也具有火灾不安全性。
如环氧乙烷是可燃气体;硝酸虽是腐蚀性物品,但也是强氧化剂;含36.7%的甲醛水溶液是易燃液体,其蒸气的爆炸极限为7.7%~73%。
另外,某些氧化过程中还可能生成不安全性较大的过氧化物,如乙醛氧化生产醋酸的过程中有过醋酸生成,过醋酸是有机过氧化物,性质极度不稳定,受高温、摩擦或撞击便会分解或燃烧。
(2)氧化过程的防火措施①氧化过程中如以空气或氧气作氧化剂时,反应物料的配比(可燃气体和空气的混合比例)应严格掌控在爆炸范围之外。
空气进入反应器之前,应经过气体净打扮置,除去空气中的灰尘、水汽、油污以及可使催化剂活性降低或中毒的杂质,以保持催化剂的活性,削减着火和爆炸的不安全。
②氧化反应接触器有卧式和立式两种,内部填装有催化剂。
一般多采纳立式,由于这种形式催化剂装卸便利,而且安全。
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以不同组分表示的反应速率受化学计量方程式的约束。
反应进度:对于间歇系统中的某反应,若反应混合物中
某组分的起始物质的量为ni0,反应后该组分的物质的量
为ni,则定义反应进度为:
ξ ni ni 0
mol
νi
或写成:
ni ni0 ni iξ
则:
d dnA dnB dnS
即:
ri
1 V
dni dt
[mol /(m3 s)]
在多相系统中,可以采用单位相界面积(两相流体系统)、单位 固体表面积(流固相非催化反应)、单位催化剂内表面积(流固 相催化反应)或单位质量固体或催化剂(流固系统)来表示反应 速率,其一般式即可表示为:
ri
1 B
dni dt
(定A义组用分的生基成准的)摩(尔时数间)
• 研究工业化学反应过程,不仅要考虑微观动力 学因素,还同时需要考虑设备结构、传递过程 等宏观动力学因素
• 过程传递理论:动量传递、热量传递、质量传 递。
3.3 化学反应过程的主要技术指标
(1) 转化率:指某一反应物参加反应转化的数量占 该反应物起始量的百分数,用符号x表示。
某一反应物的转化量 X 该反应物的起始量 100% 转化率是表示反应物反应程度的指标。
3 化学反应过程
化工生产的核心
3.1 化学反应过程的分类
• 按反应特性分类,有氧化、还原 、加氢、脱氢、 歧化、异构化、烷基化、羟基化、水解、水合、 偶合等;
• 按反应机理,分简单反应和复杂反应; • 按反应的方向,分可逆和不可逆反应; • 按反应物系的相态,分均相和非均相; • 是否催化反应; • 热效应,分吸热和放热反应; • 化学动力学角度分类,分单分子反应、双分子反
rA
1 V
dnA dt
1 V
nA0dxA dt
用转化率表示反应进度: nA0 xA A
2. 连续系统:反应物和产物在整个反应器内处于连续 流动状态,系统达到定态后,物料在反应器内没有积累, 系统中的浓度、温度等参数在一定位置处是定值,即不 随时间而变化,但在反应器中不同位置这些参数是不同 的。因此,对连续系统,物系中各参数是空间位置的函 数 连。续系统中反应速率可以表示为单位反应体积中某一反 应物或产物的摩尔流量的变化。即:
A
B
S
用反应进度表示反应速率: r d
V dt 所有反应物和产物的反应进度都是相等的。
转化率:组分A反应掉的物质的量与其开始时物质的量nA,0之比。
xA
nA0 nA nA0
nA nA0
A
nA0
nA nA0 (1 xA )
当反应体积不变时: C A C A0 (1 xA )
用转化率表示反应速率:
组分A在反应器中的转化量
XA, tot
新鲜原料中A的量 100%
• (2) 选择性:体系中转化成目标产物的某一反应 物量与参加所有反应而转化的该反应物总量之 百分数。
转化为目的产物R的某一反应物的量
SR
该反应物的总的转化量
100%
• 选择性表达了主、副反应进行程度的大小,能 反映原料的利用是否合理
还可以表示为单位质量固体(或催化剂)上某一反应物或产物 的摩尔流量的变化。即:
ri
dqn,i dW
[mol /(kg s)]
这里的B可以是面积S或是质量W。
当用于液相反应时,反应过程中反应混合物的体积变化可忽略,
因此:
ri
1 V
dni dt
dci dt
[mol /(m3 s)]
对于多组分反应系统: A A BB LL M M
有:
rA : rB : rL : rM A : B : L : M
或写成:
1 dcA 1 dcB 1 dcL 1 dcM
• 化学反应原理包括的理论体系:
1)化学热力学(chemical thermodynamics)
1.判断化学反应能否发生以及进行的方向 2.化学反应过程进行的最大限度 3.热效应
• 2)化学动力学(chemical kinetics)
• 1.化学反应过程进行的机理 • 2.确定化学反应速率与其影响因素的函数关系
同一反应,不同反应组分的转化率在数值上可能 不 同。
关键反应物是反应物中价值最高的组分,为 使其尽可能转化,常使其他组分过量。
• 单程转化率:表示反应物一次通过反应器,参加反 应的某种原料量站通入反应器的反应物总量的百 分数。
组分A在反应器中的转化量 XA 反应器进口物料中组分A的量100%
• 全程转化率:新鲜原料进入到离开反应系统所达 到的转化率。
ri
dqn,i dVR
[mol /(m3 s)]
对于均相反应,反应体积指反应混合物在反应器中所占据的体积; 对于气-固相催化反应,反应体积指反应器中催化剂床层的体积。
化学反应速率的表示方式
也可以表示为单位反应表面积上某一反应物或产物的摩尔 流量的变化。即:
ri
dqn , i dS
[mol /(m2 s)]
(3) 收率
• 收率(yield)指按反应物进行量计算,生成目的 产物的百分数。
• 收率=(目的产物生成量/反应物进料量×100%。
• 收率与转化率及选择性的关系为:收率=转化率× 选择性
• 收率=(产品量/原料总量)=((总转化量-损失量) /原料总量)=转化率-损失率
(4) 反应速率
化学反应速率:单位时间内单位反应混合物体积中反应 物的反应量或产物的生成量。其表示方法因反应在间歇或 连续系统中进行而不同。
1. 间歇系统:反应物一次加入反应器,经历一定的反应时间达 到所要求的转化率后,产物一次卸出,生产是分批进行的。 若搅拌系统效果良好,则反应物系的组成,温度,压力等参 数在每一瞬间都是一致的,但随反应的进行,其值随时间而 变,故独立变量为时间。
在间歇系统中,反应速率可以表示为单位反应时间内单
位反应混合物体积中反应物A的反应量或产物的生成量。
应和个别三分子反应;零级反应、一级反应、二 级反应和分数级反应;
• 按反应过程控制的温度条件,分为等温反 应过程、绝热反应过程和非绝热变温反应 过程;
• 依据压力条件,分常压、负压、加压(高 压、中压、低压)反应过程;
• 依据操作方式的不同分类,分为间歇反应 过程、连续反应过程和半连续反应过程;
3.2 有关化学反应过程的理论