高二學(xué)期有關(guān)化學(xué)必修三的知識點
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高二學(xué)期有關(guān)化學(xué)必修三的知識點1
一、化學(xué)反應(yīng)的速率
1、化學(xué)反應(yīng)是怎樣進行的
(1)基元反應(yīng)：能夠一步完成的反應(yīng)稱為基元反應(yīng)，大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)都是分幾步完成的。
(2)反應(yīng)歷程：平時寫的化學(xué)方程式是由幾個基元反應(yīng)組成的總反應(yīng)。總反應(yīng)中用基元反應(yīng)構(gòu)成的反應(yīng)序列稱為反應(yīng)歷程，又稱反應(yīng)機理。
(3)不同反應(yīng)的反應(yīng)歷程不同。同一反應(yīng)在不同條件下的反應(yīng)歷程也可能不同，反應(yīng)歷程的差別又造成了反應(yīng)速率的不同。
2、化學(xué)反應(yīng)速率
(1)概念：
單位時間內(nèi)反應(yīng)物的減小量或生成物的增加量可以表示反應(yīng)的快慢，即反應(yīng)的速率，用符號v表示。
(2)表達式：
(3)特點
對某一具體反應(yīng)，用不同物質(zhì)表示化學(xué)反應(yīng)速率時所得的數(shù)值可能不同，但各物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的系數(shù)之比。
3、濃度對反應(yīng)速率的影響
(1)反應(yīng)速率常數(shù)(K)
反應(yīng)速率常數(shù)(K)表示單位濃度下的化學(xué)反應(yīng)速率，通常，反應(yīng)速率常數(shù)越大，反應(yīng)進行得越快。反應(yīng)速率常數(shù)與濃度無關(guān)，受溫度、催化劑、固體表面性質(zhì)等因素的影響。
(2)濃度對反應(yīng)速率的影響
增大反應(yīng)物濃度，正反應(yīng)速率增大，減小反應(yīng)物濃度，正反應(yīng)速率減小。
增大生成物濃度，逆反應(yīng)速率增大，減小生成物濃度，逆反應(yīng)速率減小。
(3)壓強對反應(yīng)速率的影響
壓強只影響氣體，對只涉及固體、液體的反應(yīng)，壓強的改變對反應(yīng)速率幾乎無影響。
壓強對反應(yīng)速率的影響，實際上是濃度對反應(yīng)速率的影響，因為壓強的改變是通過改變?nèi)萜魅莘e引起的。壓縮容器容積，氣體壓強增大，氣體物質(zhì)的濃度都增大，正、逆反應(yīng)速率都增加;增大容器容積，氣體壓強減小;氣體物質(zhì)的濃度都減小，正、逆反應(yīng)速率都減小。
4、溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
(1)經(jīng)驗公式
阿倫尼烏斯總結(jié)出了反應(yīng)速率常數(shù)與溫度之間關(guān)系的經(jīng)驗公式：
式中A為比例系數(shù)，e為自然對數(shù)的底，R為摩爾氣體常數(shù)量，Ea為活化能。
由公式知，當(dāng)Ea>0時，升高溫度，反應(yīng)速率常數(shù)增大，化學(xué)反應(yīng)速率也隨之增大?？芍?，溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響與活化能有關(guān)。
(2)活化能Ea。
活化能Ea是活化分子的平均能量與反應(yīng)物分子平均能量之差。不同反應(yīng)的活化能不同，有的相差很大?；罨蹺a值越大，改變溫度對反應(yīng)速率的影響越大。
5、催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
(1)催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率影響的規(guī)律：
催化劑大多能加快反應(yīng)速率，原因是催化劑能通過參加反應(yīng)，改變反應(yīng)歷程，降低反應(yīng)的活化能來有效提高反應(yīng)速率。
(2)催化劑的特點：
催化劑能加快反應(yīng)速率而在反應(yīng)前后本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變。
催化劑具有選擇性。
催化劑不能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)，不引起化學(xué)平衡的移動，不能改變平衡轉(zhuǎn)化率。
二、化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化——工業(yè)合成氨
1、合成氨反應(yīng)的限度
合成氨反應(yīng)是一個放熱反應(yīng)，同時也是氣體物質(zhì)的量減小的熵減反應(yīng)，故降低溫度、增大壓強將有利于化學(xué)平衡向生成氨的方向移動。
2、合成氨反應(yīng)的速率
(1)高壓既有利于平衡向生成氨的方向移動，又使反應(yīng)速率加快，但高壓對設(shè)備的要求也高，故壓強不能特別大。
(2)反應(yīng)過程中將氨從混合氣中分離出去，能保持較高的反應(yīng)速率。
(3)溫度越高，反應(yīng)速率進行得越快，但溫度過高，平衡向氨分解的方向移動，不利于氨的合成。
(4)加入催化劑能大幅度加快反應(yīng)速率。
3、合成氨的適宜條件
在合成氨生產(chǎn)中，達到高轉(zhuǎn)化率與高反應(yīng)速率所需要的條件有時是矛盾的，故應(yīng)該尋找以較高反應(yīng)速率并獲得適當(dāng)平衡轉(zhuǎn)化率的反應(yīng)條件：一般用鐵做催化劑，控制反應(yīng)溫度在700K左右，壓強范圍大致在1×107Pa～1×108Pa之間，并采用N2與H2分壓為1∶2.8的投料比。
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1.中和熱概念：在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成1molH2O，這時的反應(yīng)熱叫中和熱。
2.強酸與強堿的中和反應(yīng)其實質(zhì)是H+和OH-反應(yīng)，其熱化學(xué)方程式為：
H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)ΔH=-57.3kJ/mol
3.弱酸或弱堿電離要吸收熱量，所以它們參加中和反應(yīng)時的中和熱小于57.3kJ/mol。
4.蓋斯定律內(nèi)容：化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)(各反應(yīng)物)和終態(tài)(各生成物)有關(guān)，而與具體反應(yīng)進行的途徑無關(guān)，如果一個反應(yīng)可以分幾步進行，則各分步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和與該反應(yīng)一步完成的反應(yīng)熱是相同的。
5.燃燒熱概念：25℃，101kPa時，1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時所放出的熱量。燃燒熱的單位用kJ/mol表示。
注意以下幾點：
①研究條件：101kPa
②反應(yīng)程度：完全燃燒，產(chǎn)物是穩(wěn)定的氧化物。
③燃燒物的物質(zhì)的量：1mol
④研究內(nèi)容：放出的熱量。(ΔH<0，單位kJ/mol)
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一、汽車的常用燃料——汽油
1.汽油的組成:分子中含有5—11個碳原子的烴的混合物
主要是己烷、庚烷、辛烷和壬烷
2.汽油的燃燒
思考：①汽油的主要成分是戊烷，試寫出其燃燒的化學(xué)方程式?
②汽車產(chǎn)生積碳得原因是什么?
(1)完全燃燒——生成CO2和H2O
(2)不完全燃燒——有CO和碳單質(zhì)生成
3.汽油的作用原理
汽油進入汽缸后，經(jīng)電火花點燃迅速燃燒，產(chǎn)生的熱氣體做功推動活塞往復(fù)運動產(chǎn)生動力，使汽車前進。
4.汽油的來源:(1)石油的分餾(2)石油的催化裂化
思考：①汽油的抗爆震的程度以什么的大小來衡量?
②我們常說的汽油標(biāo)號是什么?
③汽油中所含分子支鏈多的鏈烴、芳香烴、環(huán)烷烴的比例越高，它的抗爆震性就越好嗎?
④常用抗爆震劑是什么?
5.汽油的標(biāo)號與抗震性
①汽油的抗爆震的程度以辛烷值的大小來衡量。
②辛烷值也就是我們常說的汽油標(biāo)號。
③汽油中所含分子支鏈多的鏈烴、芳香烴、環(huán)烷烴的比例越高，它的抗爆震性越好.
④常用抗爆震劑
四乙基鉛[Pb(C2H5)4]
甲基叔丁基醚(MTBE).
6、汽車尾氣及處理措施
思考：進入汽缸的氣體含有什么物質(zhì)?進入的空氣的多少可能會有哪些危害?
①若空氣不足，則會產(chǎn)生CO有害氣體;
②若空氣過量則產(chǎn)生氮氧化合物NOx，如
N2+O2=2NO，2NO+O2=2NO2
其中CO、NOx，都是空氣污染物。
汽車尾氣中的有害氣體主要有哪些?CO、氮氧化合物、SO2等
如何進行尾氣處理?
在汽車的排氣管上安裝填充催化劑的催化裝置，使有害氣體CO、NOx轉(zhuǎn)化為CO2和N2，
例如：2CO+2NO=2CO2+N2
措施缺陷：
①無法消除硫的氧化物對環(huán)境的污染，還加速了SO2向SO3的轉(zhuǎn)化，使排出的廢氣酸度升高。
②只能減少，無法根本杜絕有害氣體產(chǎn)生。
二、汽車燃料的清潔化
同學(xué)先進行討論：①汽車燃料為什么要進行清潔化?②如何進行清潔化?
1.汽車燃料清潔化的原因
使用尾氣催化裝置只能減小有害氣體的排放量，無法從根本上杜絕有害氣體的產(chǎn)生，而要有效地杜絕有害氣體的產(chǎn)生，汽車燃料就必須清潔化。
2.清潔燃料車：
壓縮天然氣和石油液化氣為燃料的機動車
清潔燃料車的優(yōu)點?
①大大降低了對環(huán)境的污染(排放的CO、NOx等比汽油汽車下降90%以上);
②發(fā)動機汽缸幾乎不產(chǎn)生積炭現(xiàn)象;
③可延長發(fā)動機的使用壽命。
3.汽車最理想的清潔燃料——氫氣
討論為什么說H2是汽車最理想的清潔燃料?
(1)相同質(zhì)量的煤、汽油和氫氣，氫氣釋放能量最多
(2)氫氣燃燒后生成水，不會污染環(huán)境。
氫作燃料需要解決的哪些問題?
1、大量廉價氫的制取
2、安全貯氫
介紹兩種方便的制氫方法：
①光電池電解水制氫
②人工模仿光合作用制氫
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