化学反应条件控制的技巧-《基础化学》

在生产和生活中，人们希望促进有利的化学反应（提高反应物的转化率即原料的利用率，加快反应速率等），抑制有害的化学反应（减缓反应速率，减少甚至消除有害物质的产生，控制副反应的发生等），这就涉及反应条件的控制。

思考与交流　回忆你在实验室进行过或观察过的化学实验，及在生活中见到过的涉及化学变化的现象或事例，要使反应（包括有利的和有害的）符合或接近人们的期望，你认为考虑和探索的条件有哪些？

下面我们以“提高煤的燃烧效率”为例，分析研究（有些问题可以在课后通过查阅资料和实际调查来进行）。

（1）煤的状态与煤燃烧的速率有何关系？

（2）空气用量对煤的充分燃烧及热能利用有什么影响？原因是什么？

（3）应该选择什么样的炉（灶）膛材料？理由是什么？

（4）如何充分利用煤燃烧后烟道废气中的热量？

你还能想到其他与提高煤燃烧效率有关的问题及措施吗？

通过分析讨论，我们可以将“提高燃料的燃烧效率”的措施归纳为以下两个方面：

（1）尽可能使燃料充分燃烧，提高能量的转化率。关键是燃料与空气或氧气要尽可能充分地接触，且空气要适当过量。

（2）尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出的热能，提高热能的利用率。

提高燃料的燃烧效率实质上是多方面控制燃烧反应的条件（包括环境）。它的意义在于节约能源、节省资源、减少污染（如煤在气化过程中可以脱硫、除去灰分等）。

课堂反馈

1.下列关于化学平衡的叙述，正确的是（　）。

A.化学平衡是动态平衡

B.正、逆反应速率都为零

C.各反应物的浓度等于各生成物的浓度

D.反应物和生成物的浓度不再发生变化，反应已经停止

2.在一定条件下的平衡体系中，若改变压强，平衡不发生移动的是（　）。

3.在一定条件下的平衡体系中，降温或加压都能使平衡向左移动的反应是（　）。

4.化学反应速率通常是用_________________________或_______________________来表示，单位是__________、_________或____________。

5.影响化学反应速率的因素主要有________、________、________、__________等。

6.可逆反应是指在____________条件下，能同时向______________进行的反应。

知识梳理

一、化学反应的速率

1.定义：通常用单位时间内______________________或_________________________来表示（或单位时间内反应物或生成物浓度的改变）。

2.表达式：v=Δc/Δt（一定是浓度和时间的变化量）

3.单位：mol/（L·s）或mol/（L·min）

注意：化学反应速率可选用同一反应的不同物质表示，数值不一定相同，但意义相同，均表示该反应在这段反应时间内的速率，且数值比等于化学计量系数比。

4.有关化学反应速率的计算：

A.据公式计算

B.据关系式计算：各物质的速率之比等于化学计量数之比

①据系数比求其他物质的速率

②据速率比求系数比

5.速率大小比较：

二、影响化学反应速率的因素

1.内因：______的性质——决定因素

注意：

对于化学反应的快慢，可以借助于化学反应现象变化的快慢来判断。

如对于有气体产生的化学反应，可以通过观察气泡的快慢来判断化学反应的快慢。

对于有沉淀产生的化学反应，可通过观察沉淀产生的快慢来判断化学反应的快慢。

对于有颜色变化的化学反应，可以通过观察颜色变化的快慢来判断化学反应的快慢。

2.外因——影响因素

（1）温度：温度越高，反应速率越__________（规律：当其他条件不变，升高温度，反应速率加快，降低温度，反应速率减慢。）

注意：一般温度每升高10℃，反应速率增加2～4倍。

（2）浓度：浓度越大，反应速率越__________（规律：当其他条件不变时，增大反应物浓度，可以增大化学反应速率；减小反应物浓度，可以减小化学反应速率。）

注意：对于______和_____反应物，其浓度是常数，因此改变它们的量不会改变化学反应速率。

（3）压强：压强越大，反应速率越__________（规律：对于反应物有气体参加的反应，当其他条件不变，增大压强，反应速率加快，减小压强，反应速率减慢。）

注意：对于纯液体、溶液或固体反应物，由于压强的变化对它们的浓度几乎无影响，可以____________认为反应速率不变。压强的改变，只有能引起浓度的改变才能引起反应速率的改变。

（4）催化剂：催化剂能大大加快反应速率。

（5）其他条件对化学反应速率的影响。

反应物颗粒的大小、接触面积、溶剂的性质等也会对化学反应速率产生影响。某些反应也会受光、超声波、磁场等影响而改变反应速率。

三、化学反应的限度

1.可逆反应(www.xing528.com)

（1）概念：在相同条件下同时向正、反两个方向进行的化学反应，叫做可逆反应。

（2）特点：反应物和生成物共存（即同一条件，同时进行；反应物不能完全转化为生成物）。

注意：

什么是正反应？（向________进行的化学反应，即反应物→生成物）

什么是逆反应？（向________进行的化学反应，即生成物→反应物）

2.化学平衡

（1）定义：一定条件下的可逆反应，当正反应速率与逆反应速率相等时，反应物和生成物的____________浓度不再发生变化的状态，称为化学平衡状态。

（2）化学平衡的特征：逆、等、动、定、变

（3）判断可逆反应是否达到化学平衡的依据和办法：

①各组分的含量（如：质量、物质的量、体积、浓度、质量分数等）保持不变；

②正逆反应速率相等（包括反应方向相对和反应速率对应相等）。

3.化学反应限度

化学平衡状态是可逆反应达到的一种特殊状态，在给定条件下，反应物和生成物的量不再变化，化学反应达到了最大程度，也就是说反应达到了极限。我们称之为化学反应的限度。化学平衡状态就是在给定条件下的该反应的限度。

（1）定义：在一定条件下，可逆反应达到平衡状态时反应完成的程度。

化学反应的限度决定了反应物在该条件下的最大转化率。同一条件，不同的化学反应的限度是不同的。

（2）特征：化学反应的限度是化学反应在该条件下的最大进行程度。

知识检测站

1.下列对可逆反应的认识正确的是（　）。

A互为可逆反应

B.既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应

C.在同一条件下，同时向正、逆两个方向进行的反应叫可逆反应

D.在一定条件下SO2被氧化成SO3的反应是可逆反应

2.下列关于化学反应速率的说法正确的是（　）。

A.化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物的物质的量的减少或任何一种生成物的物质的量的增加

B.化学反应速率为0.8mol·L-1·s-1是指1秒钟时某物质的浓度为0.8mol·L-1

C.根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢

D.对于任何一个化学反应，反应速率越快，反应现象越明显

3.对于可逆反应达到平衡时，下列说法正确的是（　）。

A.M，N，Q三种物质的浓度一定相等　B.M、N全部变成了Q

C.反应物和生成物的浓度都保持不变　D.反应已经停止

4.在一定条件下，某容器中充入N2和H2合成NH3，以下叙述错误的是（　）。

A.开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零

B.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后减小为零

C.随着反应的进行逆反应速率逐渐增大，后保持恒定

D.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后与逆反应速率相等且都保持恒定

5.对于可逆反应，在混合气体中充入一定量的18O2，足够长的时间后，18O原子（　）。

A.只存在于O2中　B.只存在于O2和SO3中

C.只存在于O2和SO2中　D.存在于O2、SO2和SO3中

6.一定温度下，反应达到化学平衡状态的标志是（　）。

A.c（N2）∶c（H2）∶c（NH3）=1∶3∶2

B.N2与H2物质的量之和是NH3物质的量的2倍

C.N2、H2和NH3的质量分数不再改变

D.单位时间里每增加1mol N2，同时增加3mol H2

7.反应：3A（g）+B（g）=2C（g）+2D（g），在不同条件下的反应速率分别为：

①v（A）=0.6mol/（L·s）；②v（B）=0.5mol/（L·s）；③v（C）=0.4mol/（L·s）；④v（D）=6mol/（L·min）

则此反应在不同条件下，进行得最快的是（　）。

A.②　B.①和③　C.④　D.①

8.下列说法，你认为正确的是（　）。

A.如果反应是放热的，则不需要加热反应既会发生

B.合成氨反应中使用催化剂，使原来不能发生的反应变成可发生的反应

C.对于反应，当压强不再变化时，就达到化学平衡状态

D.对于反应体积SO2与足量O2反应，能生成2体积SO3