研究化學反應原理的思路與方法--概念模型法. 教科書介紹了合理簡化的概念模型以及如何運用概念模型學習化學反應原理.對該段內容的處理可分三步進行: (1)建立簡化的有效碰撞模型的設想:為了突出化學反應最重要的內涵.忽略其他因素的干擾作用.選擇氣相反應體系作為研究有效碰撞的基礎模型.其優(yōu)點是:氣體分子運動空間遠大于自身體積所占有的空間.環(huán)境影響因素相對較少.該概念模型最重要的內涵也更加突出.更容易掌握.如在水溶液中的反應.水是較大量的.研究水溶液中的化學反應就不能忽略水分子的作用. (2)模型的基本構架 模型的建構:在一潔凈的容器中.使氫氣與氧氣按體積比2∶1的比例混合.氣體分子因自由運動而不斷發(fā)生碰撞--這是發(fā)生化學反應的必要條件. 假設與事實:研究結果表明.從分子的熱運動來看.分子發(fā)生碰撞的機會很多.如在常溫常壓下每個氫分子.氧分子自身或它們之間的碰撞幾率為2.355×1010次/秒.假如每次碰撞都能發(fā)生化學反應.則化學變化瞬間即可完成.但事實并非如此. 立論:并不是每次分子間的碰撞都會引發(fā)化學反應.只有其中部分的氣體分子碰撞是有效的.即有效碰撞--這是發(fā)生化學反應的充分條件. (3)活化分子和活化能 對該模型的進一步認識可結合教科書上的圖示(圖1).具有足夠能量的分子--活化分子的碰撞是有效碰撞的必要條件.但不充分.只有當活化分子采取適合的取向進行碰撞時才能反應. 活化分子--具有較高能量.能夠發(fā)生有效碰撞的分子. 活化能--活化分子高出反應物分子平均能量部分 教科書以活化能為0的反應從另一個側面說明有效碰撞模型的合理性.進一步說明了活化能的大小與化學反應速率的關系. 結論:某一化學反應的速率大小與單位時間內有效碰撞次數(shù)有關,而有效碰撞次數(shù)的多少與單位體積內反應物中活化分子的多少有關,活化分子的多少又與該反應的活化能的大小有關.活化能的大小是由反應物分子的性質決定的.而反應物分子的性質又與分子的內部結構密切相關.可以說.反應物分子的內部結構是決定化學反應速率的內因.那么.對于一個特定反應.人類如何使用和控制.還需要研究外部條件對它的影響.這將在后面的學習中繼續(xù)討論. 最后教科書特別指出:化學反應的活化能可以用實驗方法測定.當實驗條件不同時.會得出不同的結果.催化劑的應用就是實例之一.人們尚未掌握化學反應活化能的有效的理論推算方法.這種留有缺憾的教學觀點值得關注.既有利于學生客觀地認識科學規(guī)律.也有利于培養(yǎng)學生的科學精神. 關于催化劑.在化學2中已有介紹.這里著重說明催化劑的作用.意義.在第二章中進一步從由于催化劑的參與改變了活化能.從而改變了反應速率來認識催化劑的作用. 【查看更多】

 

題目列表(包括答案和解析)

（2010?杭州一模）對一個化學反應的研究需要從反應條件、限度、速率、定量關系等因素進行綜合分析，下列是關于化學反應原理的系列研究，請根據相關信息回答有關問題．

（1）關于反應生成物的定量研究：
已知反應：Br2+2Fe2+═2Br-+2Fe3+，向10mL 0.1mol?L-1的FeBr2溶液中通入0.001mol Cl2，反應后，溶液中除含有Cl-外，還一定
C
C
．（填字母序號）
A．含F(xiàn)e2+，不含F(xiàn)e3+B．含F(xiàn)e3+，不含Br-C．含F(xiàn)e3+，含有Br-
（2）關于反應限度的研究：
已知在773K、固定體積的容器中，反應CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）過程中能量變化如圖1．曲線Ⅱ表示使用催化劑時的能量
變化．若投入a mol CO、2a mol H2，平衡時能生成0.1a mol CH3OH，反應就具工業(yè)應用價值．
①若按上述投料比使該反應具有工業(yè)應用價值，CO的平衡轉化率最小為
10%
10%
；
②在容器容積不變的前提下，欲提高H2的轉化率，可采取的措施（答兩項即可）：
增大CO濃度
增大CO濃度
、
適當降低溫度或及時分離CH3OH
適當降低溫度或及時分離CH3OH
；
（3）關于反應速率的研究：
氧化還原反應中實際上包含氧化和還原兩個過程．下面是HNO3發(fā)生 的一個還原過程的反應式：NO3-+4H++3e-→NO+2H2O
①KMnO4、Na2CO3、CuO、KI四種物質中的
KI
KI
 （填化學式）能使上述還原過程發(fā)生．
②欲用圖2裝置測算硝酸被還原的速率，當反應物的濃度、用量及其他影響速率的條件確定之后，可以通過測定
單位時間內收集的氣體體積（或收集一定體積的氣體所用的時間）
單位時間內收集的氣體體積（或收集一定體積的氣體所用的時間）
推（計）算反應速率．

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下列對有機物結構或性質的描述，錯誤的是（　�。�
A、一定條件下，Cl2可在甲苯的苯環(huán)或側鏈上發(fā)生取代反應B、可以用銅絲燃燒法判斷有機物中是否含有硫元素C、沸點：正丁烷＞異丁烷＞乙烷D、同位素示蹤法可用于研究化學反應原理

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請運用化學反應原理的相關知識研究碳及其化合物的性質．
（1）請完成該反應的化學方程式：（系數(shù)按順序填在答題卷上）
 
C+
 
 KMnO4+
 
H2SO4→
 
CO2↑+
 
MnSO4+
 
K2SO4+
 
H2O
（2）焦炭可用于制取水煤氣．測得12g 碳與水蒸氣完全反應生成水煤氣時，吸收了131.6kJ熱量．該反應的熱化學方程式：
 

（3）活性炭可處理大氣污染物NO．在2L密閉容器中加入NO和活性炭（無雜質），生成氣體E和F，E和F均為空氣的組成成分．當溫度分別在T1和T2時，測得各物質平衡時物質的量如下表：
物質
溫度		 活性炭（mol） NO（mol） E（mol） F（mol）
初始 2.030 0.100 0 0
T1 2.000 0.040 0.030 0.030
T2 2.005 0.050 0.025 0.025
①寫出NO與活性炭反應的化學方程式
 
．
②根據上述信息判斷，溫度T1和T2的關系是（填序號）
 
．
a．T1＞T2            b．T1＜T2         c．無法比較
（4）CO2經常用氫氧化鈉溶液來吸收，現(xiàn)有0.4molCO2，若用200mL 3mol/L NaOH溶液將其完全吸．回答下列問題：
①所得溶液的溶質是
 
（填化學式）．
②溶液中下列關系正確的是
 
（填字母序號）．
a．c（Na+）＞c（CO
 
2-
3
）＞c（OH-）＞c（HCO
 
-
3
）
b．c（Na+）＞c（HCO
 
-
3
）＞c（CO
 
2-
3
）＞c（OH-）
c．c（Na+）=2c（CO
 
2-
3
）+c（HCO
 
-
3
）+c（H2CO3）
d．c（H+）+c（Na+）=c（OH-）+2c（CO
 
2-
3
）+c（HCO
 
-
3
）
（5）CO2在自然界循環(huán)時可與CaCO3反應，CaCO3是一種難溶物質，其Ksp=3.8×10-9．CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，現(xiàn)將等體積的一定濃度的CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合，若混合前Na2CO3溶液的濃度為1.9×10-4mol/L，則混合后若生成沉淀所需原CaCl2溶液的最小濃度為
 
．

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（2013?淄博一模）請運用化學反應原理的相關知識研究元素及其化合物的性質．
（1）工業(yè)上一般以CO和H2為原料合成甲醇，該反應的熱化學方程式為：
CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H1=-116KJ?mol-1
又知：CO（g）+
1
2
O2（g）═CO2（g）△H2=-283KJ?mol-1
      H2（g）+
1
2
O2（g）═H2O（g）△H3=-242KJ?mol-1
      H2（g）+
1
2
 O2（g）═H2O（g）△H4=-286KJ?mol-1
則甲醇的燃燒熱為
-739kJ?mol-1
-739kJ?mol-1
．
（2）T℃時，向2L密閉容器中充入4mol CO和6mol H2，5min后達平衡時CH3OH物質的量為2mol．該反應的速率v（H2）為
0.4mol/（L?min）
0.4mol/（L?min）
；下列措施中有利于增大該反應的反應速率且提高轉化率的是
d
d
．
a．隨時將CH3OH與反應混合物分離
b．降低反應溫度
c．使用高效催化劑
d．增大體系壓強
（3）在密閉容器中充有10mol CO與20mol H2，在催化劑作用下反應生成甲醇，CO的轉化率（a）與溫度（T）、壓強（P）的關系如圖所示．
①A、C兩點都表示達到的平衡狀態(tài)，則自反應開始到達平衡狀態(tài)所需的時間，tA
大于
大于
tc（填“大于”、“小于’’或“等于“）．
②若A點時容器的體積為10L，該溫度下B點的平衡常數(shù)K=
1
1
．
（4）Na2SO3的水溶液呈
堿
堿
（填“酸”、“中”、‘‘堿”）性，原因是（用離子方程式表示）：
SO32-+H2O?HSO3-+OH-
SO32-+H2O?HSO3-+OH-
；把CaCO3濁液滴入l.0mol/L的Na2SO3溶液中，能否產生CaSO3沉淀？若不能，說明原因；若可行，請簡述判斷依據及轉化過程
可行，判斷依據是：由Ksp（CaSO3）/Ksp（CaCO3）=50知，當CaSO3與CaCO3的混合液中c（SO32-）＞50c（CO32-）時，即發(fā)生由CaCO3向CaSO3的轉變；轉化過程為：把CaCO3濁液滴入0.1mol/L的Na2SO3溶液中時，溶液中的c（Ca2+）與c（SO32-）之積大于Ksp（CaSO3），生成CaSO3沉淀，導致溶液中c（Ca2+）減小，使CaCO3的沉淀溶解平衡CaCO3?Ca2++CO32-，向著溶解的方向移動，導致CaCO3溶解．
可行，判斷依據是：由Ksp（CaSO3）/Ksp（CaCO3）=50知，當CaSO3與CaCO3的混合液中c（SO32-）＞50c（CO32-）時，即發(fā)生由CaCO3向CaSO3的轉變；轉化過程為：把CaCO3濁液滴入0.1mol/L的Na2SO3溶液中時，溶液中的c（Ca2+）與c（SO32-）之積大于Ksp（CaSO3），生成CaSO3沉淀，導致溶液中c（Ca2+）減小，使CaCO3的沉淀溶解平衡CaCO3?Ca2++CO32-，向著溶解的方向移動，導致CaCO3溶解．

（已知：Ksp（CaSO3）=1.4×10-7，Ksp（CaCO3）=2.8×10-9）．

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研究化學反應原理對于生產生活是很有意義的．
（1）請設計一個實驗裝置，使銅與稀硫酸反應生成硫酸銅與氫氣．在下面的方框內畫出裝置圖，并標明電極材料名稱和電解質溶液名稱．
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（2）鋼鐵生銹現(xiàn)象隨處可見，鋼鐵的電化學腐蝕原理如圖1所示：
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①寫出石墨電極的電極反應式：
 
．
②將該裝置作簡單修改即可成為鋼鐵電化學防護的裝置，請在圖中虛線框內所示位置作出修改
 
．
③寫出修改后石墨電極的電極反應式：
 
．
（3）利用如圖2裝置，可以模擬鐵的電化學防護．若X為鋅，開關K置于M處，該電化學防護法稱為
 
．

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