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高中二年级化学

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    在化学反应中,只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应,这些分子称为活化分子,使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能,其单位通常用kJ/mol表示。 请认真观察下图,然后回答问题。

    (1)图中所示的反应是____(填“吸热”或“放热”)反应,该反应___(填“需要”或“不需要”)加热,该化学反应的反应热△H=___(用含反应物的总能量E1、生成物的总能量E2的代数式表示反应热)。
    (2)已知热化学方程式:H2(g)+0.5O2(g)==H2O(g) △H= -241. 8kJ/mol,该反应的活化能为167. 2kJ/ mol,则其逆反应的活化能为____。
    (3)对于同一反应,图I中虚线a与实线b相比,活化能大大降低,活化分子的百分数增多,反应速率加快,你认为最可能的原因是____。
    (4)20世纪30年代,Eyring和Pelzer在碰撞理论的基础上提出化学反应的过渡态理论:化学反应并不是通过,简单的碰撞就能完成的,而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量的过渡态。图Ⅱ是NO2和 CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式:___________。
    本题信息:2011年同步题化学填空题难度较难 来源:杨云霞
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本试题 “在化学反应中,只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应,这些分子称为活化分子,使普通分子变成活化分子所需提供的最低限...” 主要考查您对

吸热反应、放热反应

热化学方程式

活化分子、活化能、有效碰撞

影响化学反应速率的因素

化学反应热的计算

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  • 吸热反应、放热反应
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吸热反应:

吸收热量的反应,即生成物的总能量大于反应物的总能量,反应需要吸收能量

放热反应:

放出热量的反应,即生成物的总能量小于反应物的总能量,反应释放出能量

放热反应和吸热反应的比较:


热化学方程式:

1.定义表示反应所放出或吸收热量的化学方程式,叫做热化学方程式。
2.表示意义不仅表明了化学反应中的物质变化,也表明厂化学反应中的能量变化。例如:,表示在25℃、101kPa下,2molH2(g)和1mol O2(g)完全反应生成2molH2O(l)时要释放571.6kJ 的能量。
热化学反应方程式的书写:

热化学方程式与普通化学方程式相比,在书写时除厂要遵守书写化学方程式的要求外还应注意以下问题:
1.注意△H的符号和单位 △H只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边。若为放热反应,△H为“-”;若为吸热反应,△H为“+”。△H的单位一般为kJ/moJ。
2.注意反应条件反衄热△H与测定条件(温度、压强等)有关。因此书写热化学方程式时应注明△H的测定条件。绝大多数△H是是25℃、101kPa下测定的,此条件下进行的反应可不注明温度和压强。
3.注意物质的聚集状态反应物和生成物的聚集状态不同,反应热△H不同。因此,必须注明物质的聚集状态才能完整地体现出热化学方程式的意义。气体用“g”,液体用:l“,固体用“s”,溶液用“aq”。
4.注意热化学方程式的化学计量数
(1)热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量,并不表示物质的分子数或原子数,因此化学计量数可以是整数,也可以是分数。
(2)热化学方程式中的反应热表示反应已完成时的热量变化,由于△H与反应完成的量有关,所以方程式中化学式前面的化学计量数必须与△H相对应,如果化学计量数加倍,则△H也要加倍。当反应逆向进行时,其反应热与正反应的反应热数值相等,符号相反。

有效碰撞与活化分子:

1.化学反应过程就是反应物分子分裂成原子,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断裂、生成物分子中化学键形成的过程。
2.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。反应物分子(或离子)问的碰撞是化学反应发生的先决条件,但并不是反应物分子的每次碰撞都能发生化学反应。
3.能够发生化学反应的分子碰撞叫做有效碰撞,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(非活化分子)更高的能量。活化分子在碰撞后有可能使原子问的化学键断裂,从而导致化学反应的发生。但并不是活化分子的每次碰撞都能引起化学反应。
4.分子间的自由碰撞必然会有不同的碰撞取向。研究发现,有效的分子碰撞,分子除了要有足够的能量以外,还要有合适的碰撞取向。从分子能量的方面来看,活化分子具备发生有效碰撞的条件。从分子碰撞取向的方向来看,活化分子的某次碰撞并不一定能引发化学反应。若活化分子碰撞取向合适,才能发生化学反应;若活化分子碰撞取向不合适,则化学反应不能发生。也就是说,只有活化分子以合适的取向发生碰撞,才能使分子内的化学键断裂,从而引发化学反应。或者说,具有较高能量的活化分子按照合适的取向所发生的有效碰撞才能引发化学反应。
5.为了把“有效碰撞”概念具体化,人们把能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子,同时把活化分子所多出来的那部分能量叫做活化能,因此活化能是活化分子平均能量与普通反应物分子平均能量的差值。
6.活化能相当于化学反应的“门槛”,对于同一化学反应,其活化能越低,反应速率越快。催化剂就是通过参与反应,改变反应历程,降低反应的活化能来提高反应速率的。
影响化学反应速率的因素:

1.内因:参加反应的物质的结构及性质。
2.外因:主要是指浓度、温度、压强和催化剂,另外还有光、超声波、激光、搅拌、固体表面积、形成原电池等。
(1)浓度:其他条件相同时,增大反应物浓度,化学反应速率增大;减小反应物浓度,化学反应速率减小。在一定温度下,同体、纯液体的浓度视为定值,如C与CO2的反应、Na与H2O的反应中,C的量和Na、H2O 的量减少并不意味着其“浓度”减小,即不冈其量的增减而影响反应速率,但会因固体表面积的变化而改变反应速率。
(2)温度:其他条件相同时,升高温度,可以加快反应速率,实验测得,温度每升高10℃,化学反应速率通常增大到原来的2~4倍。
经验公式为
(3)压强:对于气体反应,当温度不变时,增大压强可以加快反应速率。对于气体反应体系,压强改变时有以下几种情况:
 
(4)催化剂:催化剂是能改变化学反应速率但在反应前后本身的质量和化学性质都不变的物质。对于某些化学反应,使用正催化剂能显著加快化学反应速率。
(5)其他因素:增大同体的表面积(如将块状改为粉末状),可增大反应速率;光照一般也可增大某些反应的速率;形成原电池可以加快反应速率;此外,超声波、放射线、电磁波等因素也能影响反应速率。
3.外因对化学反应速率影响的微观解释

应用盖斯定律进行计算的方法:

用盖斯定律结合已知反应的反应热求解一些相关反应的反应热时,其关键是设计出合理的反应过程,将已知热化学方程式进行适当数学运算得未知反应的方程式及反应热,使用盖斯定律时应注意以下问题:
(1)当反应方程式乘以或除以某数时,△H也应乘以或除以某数。
(2)反应方程式进行加减运算时,△H也同样要进行加减运算,且要带“+”“-”符号,即把△H看做一个整体进行运算
(3)通过盖斯定律计算并比较反应热的大小时,同样要把△H看做一个整体
(4)在设计的反应过程中常会遇到同一物质固、液、气三态的相互互转化,状态由固→液→气变化时。会吸热;反之会放热
(5)当设计的反应逆向进行时,其反应热与正反应的反应热数值相等,符号相反。

反应焓变(反应热)的简单计算:

1.根据热化学方程式计算焓变与参加反应的各物质的物质的量成正比。
2.根据反应物和生成物的能量计算
△H生成物的能量总和一反应物的能量总和。
3.根据反应物和生成物的键能计算
△H反应物的总键能-生成物的总踺能。
4.根据盖斯定律计算
将两个或两个以上的热化学方程式进行适当的数学运算,以求得所求反应的反应热。
5.根据比热公式进行计算
 
6.反应焓变的大小比较在比较两个热化学方程式中,△H的大小时要带 “+”“-”,比较反应放出或吸收的热量多少时要去掉 “+”“-” .

1molH2完全燃烧生成气态水时放出的热量Q1小于2molH完全燃烧生成气态水时放出的热量Q2,即.
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