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[小学教育]第1章 化学反应的基本原理

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 第一章第五节 化学反应的速率及其控制 在催化和非催化条件下H2O2分解的活化能示意图 第一章第五节 化学反应的速率及其控制 自(动)催化反应: 不需另加催化剂而自动发生催化作用的催化反应。如:H2O2中加入KMnO4的酸性溶液,开始几乎观察不到反应的发生,但经过一段时间后,反应速度加快, KMnO4的颜色很快褪去,这是由于反应生成的Mn2+对反应有催化作用,这类反应称为自(动)催化反应。 第一章第五节 化学反应的速率及其控制 2) 非均相催化反应 催化剂与反应物不是处于同一物相的反应称为非均相催化反应,又称多相催化。多相催化与表面吸附有关,所以表面积越大催化效率越高。工业上,催化剂往往制成极细的粉末,有时也将附着于一些不活泼的多孔物质上,这种多孔物质称为催化剂的载体。常用的无机催化剂载体有硅藻土、高岭土、分子筛。 第一章第五节 化学反应的速率及其控制 3) 酶催化反应 酶的催化作用在生物学中有很重要的意义。动植物体内经历的各种生物学变化(如消化、新陈代谢、呼吸、光和作用等),都与酶的催化作用有着紧密的联系。 酶是相对分子质量范围为104~106的蛋白质类化合物。酶的选择性比无机催化更严格。 酶的催化作用也是降低了反应的活化能。机理为:作为底物(或基质)的反应物分子被酶上特殊的活性位置吸附,形成酶-底物配合物,然后底物转化为产物,从酶上释放。 第一章第五节 化学反应的速率及其控制 催化酶 反应物 酶催化作用下的锁钥模型 酶催化模型:把酶比作一把锁,把底物比作钥匙,当底物的分子结构与活性中心的几何排列相适应时,恰似“锁与钥匙”的搭配。同时,这也是造成酶中毒的主要因素之一。当有与反应物分子构型相似的物质存在时,它也可能被酶吸收,使主反应不能进行,从而发生生物体中毒现象。 催化剂只能催化自发进行的反应,对热力学上不允许的反应是无能力的。催化剂同等程度的改变正、逆反应速率,不改变反应的平衡位置,只是加速了平衡的到达。 第一章第五节 化学反应的速率及其控制 催化剂不利的一面: 臭氧(O3)主要存在于同温层中,其主要作用就是吸收紫外线辐射分解为O2,而O2吸收紫外线后离解为O原子,O原子结合O2生成O3,使得同温层中的O3浓度相对稳定,从而使人类受紫外线辐射维持在安全限内。但汽车尾气、工业废气等氮氧化物以及空调冰箱的氟利昂等扩散到同温层中,加速O3分解,降低O3浓度,使紫外线辐射剂量增加。催化原理如下: 思考题与习题: 30页:5、6、8、10、11. * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 第一章第四节 化学反应的程度及其转化率提高 注意事项: 计算多重平衡常数时应注意,如方程式计量数有变动,对应的标准平衡常数应有方次的变动。 多重平衡中,有些物质同时参加多个化学平衡,但由于是在一个系统中,每种物质的浓度或分压只有一个值,同时满足各平衡式。 第一章第四节 化学反应的程度及其转化率提高 1.4.3平衡常数的计算 平衡常数可以用来求算反应体系中有关物质的浓度和某一反应物的平衡转化率(又称理论转化率),以及从理论上计算欲达到一定转化率所需的合理原料配比等。 某一反应物的平衡转化率是指化学反应达到平衡后,该反应物转化为生成物理论上能达到的最大转化率。 第一章第四节 化学反应的程度及其转化率提高 注意: 转化率越大,表示正反应进行的程度越大。 转化率与平衡常数有所不同,转化率与反应体系的起始状态有关,而且必须明确指出反应物中的那种物质的转化率。 改变一个反应物的浓度可以改变其他反应物的转化率。 第一章第四节 化学反应的程度及其转化率提高 始态浓度/(mol·L-1) 变化浓度/(mol·L-1) 平衡浓度/(mol·L-1) 第一章第四节 化学反应的程度及其转化率提高 则: 所以平衡时各物质的浓度为 I2的平衡转化率为 第一章第四节 化学反应的程度及其转化率提高 始态浓度/(mol·L-1) 平衡浓度/(mol·L-1) 则: 因温度不变,故Kc值仍为45.7。 所以当开始时H2和I2若以1.6:1.0的浓度混合,I2的平衡转化率可达90%。 第一章第四节 化学反应的程度及其转化率提高 1.4.4 化学平衡的移动 化学平衡是在一定条件下,正、逆反应速率相等时的一种动态平衡,一旦维持平衡的条件改变,反应将向新条件下的另一平衡态转化。将这种由于条件改变,化学反应从一个平衡态转化到另一个平衡态的过程称为化学平衡的移动。 影响化学平衡的因素: 1. 浓度 2. 压力 3. 温度 4. 催化剂 第一章第四节 化学反

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