化學反應原理歸納系統總結化學反應基本原理課程概述1學習目標掌握化學反應基礎理論2內容結構七大板塊循序漸進學習方法第一部分：化學反應基礎基礎概念反應物與生成物表示方法化學方程式書寫反應類型四大基本反應化學反應的定義本質特征物質組成、性質發生改變物理變化區別分子結構重組、能量變化化學反應的表示方法化學方程式表示反應物、生成物及比例關系離子方程式顯示溶液中實際反應粒子結構式展示分子結構變化過程化學反應的基本類型化合反應簡單物質或化合物結合分解反應復雜物質分解為簡單物質置換反應活潑元素置換出化合物中元素復分解反應兩化合物交換組分形成新物質氧化還原反應電子轉移得失電子過程1氧化劑得電子物質2還原劑失電子物質3酸堿反應1阿倫尼烏斯理論電離產生H+或OH-2布朗斯特-勞里理論質子給體與受體3路易斯理論電子對給體與受體沉淀反應離子相遇溶液中陽離子與陰離子結合固相形成離子積大于溶度積沉淀析出難溶性鹽類形成第二部分：化學反應與能量1自發性判斷吉布斯自由能2能量計算蓋斯定律3熱力學效應熵變與焓變化學反應的能量變化放熱反應系統放出能量吸熱反應系統吸收能量化學反應熱1定義反應過程中吸收或放出的熱量2單位kJ/mol3標準生成焓標準狀態下形成1摩爾物質的熱效應燃燒熱定義物質完全燃燒放出的熱量測定方法熱量計法應用燃料效能評估結合熱與分解熱結合熱簡單物質生成化合物釋放熱量分解熱化合物分解為簡單物質吸收熱量關系數值相等、符號相反蓋斯定律1基本原理反應熱與路徑無關2數學表達總熱效應等于各步驟熱效應之和3應用價值計算難以直接測量的反應熱化學反應熱的計算1確定反應方程式配平化學方程式2查找標準熱數據生成焓或燃燒熱3應用蓋斯定律計算總熱效應熵與熵變無序度系統混亂程度的量度溫度關系溫度升高熵增大計算方法產物熵減去反應物熵吉布斯自由能1數學表達ΔG=ΔH-TΔS2反應自發性ΔG<0反應自發進行3平衡條件ΔG=0系統處于平衡狀態第三部分：化學反應速率速率概念反應物濃度變化速度影響因素濃度、溫度、催化劑反應機理微觀粒子反應路徑反應速率的概念定義單位時間內反應物濃度的變化數學表達v=-Δc/Δt單位mol/(L·s)影響反應速率的因素濃度反應物濃度增加速率加快1溫度溫度升高速率增大2催化劑降低活化能加快反應3表面積增大接觸面積提高速率4濃度對反應速率的影響1一級反應速率與一種反應物濃度成正比2二級反應速率與兩種反應物濃度乘積成正比0零級反應速率與反應物濃度無關溫度對反應速率的影響溫度(℃)反應速率催化劑正催化劑加快反應速率負催化劑降低反應速率反應速率方程一般表達式v=k[A]^m[B]^n速率常數反映反應速度快慢級數確定根據實驗數據確定反應機理基元反應單步反應過程中間產物反應過程中生成后又消耗的物質速率決定步驟最慢的基元反應第四部分：化學平衡可逆反應定義正逆反應可同時進行正反應反應物轉化為生成物逆反應生成物轉化為反應物化學平衡的概念動態平衡正逆反應速率相等1宏觀特征宏觀性質不變2微觀本質分子不斷轉化3化學平衡常數1表達式K=[C]^c[D]^d/[A]^a[B]^b2物理意義反應進行程度3數值大小K>1反應正向為主化學平衡的移動1勒沙特列原理系統抵抗平衡被破壞的趨勢2濃度影響增加反應物濃度正向移動3壓強影響增壓使氣體分子減少方向移動4溫度影響升溫使吸熱方向移動溫度對化學平衡的影響放熱反應升溫平衡逆向移動吸熱反應升溫平衡正向移動壓強對化學平衡的影響氣相分子增加增壓平衡逆向移動氣相分子減少增壓平衡正向移動氣相分子不變壓強無影響催化劑對化學平衡的影響對平衡位置無影響對達到時間縮短達到平衡時間工業意義提高生產效率化學平衡的應用合成氨低溫高壓催化劑硫酸生產催化氧化最大轉化率環境治理調控污染物轉化條件第五部分：水溶液中的離子平衡1沉淀溶解平衡溶度積原理2鹽類水解酸堿性形成3電離平衡弱電解質電離電解質的電離強電解質完全電離弱電解質部分電離離子積常數水的電離H?O?H?+OH?離子積表達式Kw=[H?][OH?]25℃時數值Kw=1.0×10?1?酸的電離1一元弱酸HA?H?+A?2電離常數Ka=[H?][A?]/[HA]3酸強弱Ka越大酸性越強堿的電離一元弱堿BOH?B?+OH?電離常數Kb=[B?][OH?]/[BOH]堿強弱Kb越大堿性越強pH值鹽類水解強酸強堿鹽不水解中性弱酸強堿鹽陰離子水解堿性強酸弱堿鹽陽離子水解酸性弱酸弱堿鹽酸堿性由水解常數決定緩沖溶液組成弱酸與其共軛堿或弱堿與其共軛酸原理抵抗pH變化的能力應用生物體系、化學分析、生產過程沉淀-溶解平衡溶度積定義沉淀與其飽和溶液中離子濃度乘積1表達式K_sp=[A^m+]^a[B^n-]^b2應用判斷沉淀生成條件3沉淀的生成和溶解1沉淀生成條件離子積>溶度積2沉淀溶解條件離子積<溶度積3同離子效應加入含相同離子的化合物抑制溶解第六部分：電化學原電池化學能轉化為電能電解池電能轉化為化學能腐蝕與防護電化學原理應用氧化還原反應復習1氧化數計算根據電負性確定2氧化還原反應類型電子得失過程3半反應方程式分別表示氧化過程和還原過程原電池陽極氧化反應發生陰極還原反應發生鹽橋維持電路中性電極電勢電化學序活潑金屬標準電極電勢越負越活潑置換反應活潑金屬置換出化合物中不活潑金屬腐蝕傾向電極電勢越負越易被腐蝕電解池構造電解質溶液、陰極、陽極、電源陽極反應失電子氧化反應陰極反應得電子還原反應法拉第定律第一定律電解質量與通過電量成正比第二定律電解質量與電化當量成正比計算公式m=MIt/nF電鍍和電解精煉電鍍表面覆蓋金屬薄層電解精煉提純金屬應用裝飾、防腐、導電腐蝕與防護第七部分：實驗技能1反應原理理解實驗的理論基礎2操作技巧掌握標準實驗步驟3數據處理科學記錄和分析數據4安全規范遵守實驗室安全規則化學反應速率的測定氣體法測量氣體體積變化滴定法定期取樣分析濃度平衡常數的測定1分光光度法測量特征吸收光譜2電導法測量溶液電導變化3色度法觀察溶液顏色變化pH值的測定pH試紙簡便快速比色pH計精確數