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    研究化学反应原理的思路与方法--概念模型法. 教科书介绍了合理简化的概念模型以及如何运用概念模型学习化学反应原理.对该段内容的处理可分三步进行: (1)建立简化的有效碰撞模型的设想:为了突出化学反应最重要的内涵.忽略其他因素的干扰作用.选择气相反应体系作为研究有效碰撞的基础模型.其优点是:气体分子运动空间远大于自身体积所占有的空间.环境影响因素相对较少.该概念模型最重要的内涵也更加突出.更容易掌握.如在水溶液中的反应.水是较大量的.研究水溶液中的化学反应就不能忽略水分子的作用. (2)模型的基本构架 模型的建构:在一洁净的容器中.使氢气与氧气按体积比2∶1的比例混合.气体分子因自由运动而不断发生碰撞--这是发生化学反应的必要条件. 假设与事实:研究结果表明.从分子的热运动来看.分子发生碰撞的机会很多.如在常温常压下每个氢分子.氧分子自身或它们之间的碰撞几率为2.355×1010次/秒.假如每次碰撞都能发生化学反应.则化学变化瞬间即可完成.但事实并非如此. 立论:并不是每次分子间的碰撞都会引发化学反应.只有其中部分的气体分子碰撞是有效的.即有效碰撞--这是发生化学反应的充分条件. (3)活化分子和活化能 对该模型的进一步认识可结合教科书上的图示(图1).具有足够能量的分子--活化分子的碰撞是有效碰撞的必要条件.但不充分.只有当活化分子采取适合的取向进行碰撞时才能反应. 活化分子--具有较高能量.能够发生有效碰撞的分子. 活化能--活化分子高出反应物分子平均能量部分 教科书以活化能为0的反应从另一个侧面说明有效碰撞模型的合理性.进一步说明了活化能的大小与化学反应速率的关系. 结论:某一化学反应的速率大小与单位时间内有效碰撞次数有关,而有效碰撞次数的多少与单位体积内反应物中活化分子的多少有关,活化分子的多少又与该反应的活化能的大小有关.活化能的大小是由反应物分子的性质决定的.而反应物分子的性质又与分子的内部结构密切相关.可以说.反应物分子的内部结构是决定化学反应速率的内因.那么.对于一个特定反应.人类如何使用和控制.还需要研究外部条件对它的影响.这将在后面的学习中继续讨论. 最后教科书特别指出:化学反应的活化能可以用实验方法测定.当实验条件不同时.会得出不同的结果.催化剂的应用就是实例之一.人们尚未掌握化学反应活化能的有效的理论推算方法.这种留有缺憾的教学观点值得关注.既有利于学生客观地认识科学规律.也有利于培养学生的科学精神. 关于催化剂.在化学2中已有介绍.这里着重说明催化剂的作用.意义.在第二章中进一步从由于催化剂的参与改变了活化能.从而改变了反应速率来认识催化剂的作用. 【查看更多】

     

    题目列表(包括答案和解析)

    （2010?杭州一模）对一个化学反应的研究需要从反应条件、限度、速率、定量关系等因素进行综合分析，下列是关于化学反应原理的系列研究，请根据相关信息回答有关问题．

    （1）关于反应生成物的定量研究：
    已知反应：Br2+2Fe2+═2Br-+2Fe3+，向10mL 0.1mol?L-1的FeBr2溶液中通入0.001mol Cl2，反应后，溶液中除含有Cl-外，还一定
    C
    C
    ．（填字母序号）
    A．含Fe2+，不含Fe3+B．含Fe3+，不含Br-C．含Fe3+，含有Br-
    （2）关于反应限度的研究：
    已知在773K、固定体积的容器中，反应CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）过程中能量变化如图1．曲线Ⅱ表示使用催化剂时的能量
    变化．若投入a mol CO、2a mol H2，平衡时能生成0.1a mol CH3OH，反应就具工业应用价值．
    ①若按上述投料比使该反应具有工业应用价值，CO的平衡转化率最小为
    10%
    10%
    ；
    ②在容器容积不变的前提下，欲提高H2的转化率，可采取的措施（答两项即可）：
    增大CO浓度
    增大CO浓度
    、
    适当降低温度或及时分离CH3OH
    适当降低温度或及时分离CH3OH
    ；
    （3）关于反应速率的研究：
    氧化还原反应中实际上包含氧化和还原两个过程．下面是HNO3发生 的一个还原过程的反应式：NO3-+4H++3e-→NO+2H2O
    ①KMnO4、Na2CO3、CuO、KI四种物质中的
    KI
    KI
     （填化学式）能使上述还原过程发生．
    ②欲用图2装置测算硝酸被还原的速率，当反应物的浓度、用量及其他影响速率的条件确定之后，可以通过测定
    单位时间内收集的气体体积（或收集一定体积的气体所用的时间）
    单位时间内收集的气体体积（或收集一定体积的气体所用的时间）
    推（计）算反应速率．

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    下列对有机物结构或性质的描述，错误的是（　　）
    A、一定条件下，Cl2可在甲苯的苯环或侧链上发生取代反应B、可以用铜丝燃烧法判断有机物中是否含有硫元素C、沸点：正丁烷＞异丁烷＞乙烷D、同位素示踪法可用于研究化学反应原理

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    请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质．
    （1）请完成该反应的化学方程式：（系数按顺序填在答题卷上）
     
    C+
     
     KMnO4+
     
    H2SO4→
     
    CO2↑+
     
    MnSO4+
     
    K2SO4+
     
    H2O
    （2）焦炭可用于制取水煤气．测得12g 碳与水蒸气完全反应生成水煤气时，吸收了131.6kJ热量．该反应的热化学方程式：
     

    （3）活性炭可处理大气污染物NO．在2L密闭容器中加入NO和活性炭（无杂质），生成气体E和F，E和F均为空气的组成成分．当温度分别在T1和T2时，测得各物质平衡时物质的量如下表：
    物质
    温度    		 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写出NO与活性炭反应的化学方程式
     
    ．
    ②根据上述信息判断，温度T1和T2的关系是（填序号）
     
    ．
    a．T1＞T2            b．T1＜T2         c．无法比较
    （4）CO2经常用氢氧化钠溶液来吸收，现有0.4molCO2，若用200mL 3mol/L NaOH溶液将其完全吸．回答下列问题：
    ①所得溶液的溶质是
     
    （填化学式）．
    ②溶液中下列关系正确的是
     
    （填字母序号）．
    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在自然界循环时可与CaCO3反应，CaCO3是一种难溶物质，其Ksp=3.8×10-9．CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，现将等体积的一定浓度的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若混合前Na2CO3溶液的浓度为1.9×10-4mol/L，则混合后若生成沉淀所需原CaCl2溶液的最小浓度为
     
    ．

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    （2013?淄博一模）请运用化学反应原理的相关知识研究元素及其化合物的性质．
    （1）工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇，该反应的热化学方程式为：
    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
    则甲醇的燃烧热为
    -739kJ?mol-1
    -739kJ?mol-1
    ．
    （2）T℃时，向2L密闭容器中充入4mol CO和6mol H2，5min后达平衡时CH3OH物质的量为2mol．该反应的速率v（H2）为
    0.4mol/（L?min）
    0.4mol/（L?min）
    ；下列措施中有利于增大该反应的反应速率且提高转化率的是
    d
    d
    ．
    a．随时将CH3OH与反应混合物分离
    b．降低反应温度
    c．使用高效催化剂
    d．增大体系压强
    （3）在密闭容器中充有10mol CO与20mol H2，在催化剂作用下反应生成甲醇，CO的转化率（a）与温度（T）、压强（P）的关系如图所示．
    ①A、C两点都表示达到的平衡状态，则自反应开始到达平衡状态所需的时间，tA
    大于
    大于
    tc（填“大于”、“小于’’或“等于“）．
    ②若A点时容器的体积为10L，该温度下B点的平衡常数K=
    1
    1
    ．
    （4）Na2SO3的水溶液呈
    碱
    碱
    （填“酸”、“中”、‘‘碱”）性，原因是（用离子方程式表示）：
    SO32-+H2O?HSO3-+OH-
    SO32-+H2O?HSO3-+OH-
    ；把CaCO3浊液滴入l.0mol/L的Na2SO3溶液中，能否产生CaSO3沉淀？若不能，说明原因；若可行，请简述判断依据及转化过程
    可行，判断依据是：由Ksp（CaSO3）/Ksp（CaCO3）=50知，当CaSO3与CaCO3的混合液中c（SO32-）＞50c（CO32-）时，即发生由CaCO3向CaSO3的转变；转化过程为：把CaCO3浊液滴入0.1mol/L的Na2SO3溶液中时，溶液中的c（Ca2+）与c（SO32-）之积大于Ksp（CaSO3），生成CaSO3沉淀，导致溶液中c（Ca2+）减小，使CaCO3的沉淀溶解平衡CaCO3?Ca2++CO32-，向着溶解的方向移动，导致CaCO3溶解．
    可行，判断依据是：由Ksp（CaSO3）/Ksp（CaCO3）=50知，当CaSO3与CaCO3的混合液中c（SO32-）＞50c（CO32-）时，即发生由CaCO3向CaSO3的转变；转化过程为：把CaCO3浊液滴入0.1mol/L的Na2SO3溶液中时，溶液中的c（Ca2+）与c（SO32-）之积大于Ksp（CaSO3），生成CaSO3沉淀，导致溶液中c（Ca2+）减小，使CaCO3的沉淀溶解平衡CaCO3?Ca2++CO32-，向着溶解的方向移动，导致CaCO3溶解．

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

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    研究化学反应原理对于生产生活是很有意义的．
    （1）请设计一个实验装置，使铜与稀硫酸反应生成硫酸铜与氢气．在下面的方框内画出装置图，并标明电极材料名称和电解质溶液名称．
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    （2）钢铁生锈现象随处可见，钢铁的电化学腐蚀原理如图1所示：
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    ①写出石墨电极的电极反应式：
     
    ．
    ②将该装置作简单修改即可成为钢铁电化学防护的装置，请在图中虚线框内所示位置作出修改
     
    ．
    ③写出修改后石墨电极的电极反应式：
     
    ．
    （3）利用如图2装置，可以模拟铁的电化学防护．若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为
     
    ．

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