《化學(xué)反應(yīng)原理》課件

化學(xué)反應(yīng)原理歡迎來(lái)到化學(xué)反應(yīng)原理的奇妙世界！課程簡(jiǎn)介1深入化學(xué)反應(yīng)的奧秘學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)的原理、速率、平衡和影響因素。2掌握化學(xué)反應(yīng)的預(yù)測(cè)和控制了解化學(xué)反應(yīng)的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)，掌握預(yù)測(cè)和控制化學(xué)反應(yīng)的能力。3拓展化學(xué)思維和解決問(wèn)題的能力通過(guò)化學(xué)反應(yīng)原理的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)化學(xué)思維和解決問(wèn)題的能力?；瘜W(xué)反應(yīng)基礎(chǔ)概念物質(zhì)變化過(guò)程，涉及原子、分子重排。反應(yīng)方程式表示反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物?；瘜W(xué)計(jì)量學(xué)：反應(yīng)物與生成物之間的量化關(guān)系。反應(yīng)速率定義反應(yīng)速率是指在一定條件下，反應(yīng)物濃度或生成物濃度隨時(shí)間變化的速率。影響因素溫度、濃度、催化劑等因素都會(huì)影響反應(yīng)速率。測(cè)量方法可以通過(guò)測(cè)量反應(yīng)物或生成物的濃度變化來(lái)確定反應(yīng)速率。反應(yīng)速率的影響因素溫度溫度升高，反應(yīng)速率加快。溫度越高，反應(yīng)物分子越活躍，碰撞頻率和有效碰撞數(shù)越多，反應(yīng)速率越高。濃度反應(yīng)物濃度越大，反應(yīng)速率越快。濃度越大，反應(yīng)物分子之間的碰撞頻率越高，反應(yīng)速率也越高。催化劑催化劑可以改變反應(yīng)速率，但本身不參與反應(yīng)。催化劑通過(guò)降低活化能，加速反應(yīng)速率?；罨芊磻?yīng)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)需要克服能量勢(shì)壘?；罨芊磻?yīng)物分子達(dá)到活化狀態(tài)所需最小能量。吉布斯自由能反應(yīng)自發(fā)性吉布斯自由能衡量一個(gè)反應(yīng)的自發(fā)性，即反應(yīng)是否會(huì)自發(fā)進(jìn)行。焓變與熵變吉布斯自由能由焓變和熵變組成，反映了反應(yīng)的能量變化和混亂程度。溫度影響吉布斯自由能受溫度影響，溫度越高，熵變的影響越大?；瘜W(xué)平衡可逆反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)在一定條件下，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)體系中各物質(zhì)的濃度不再改變，達(dá)到平衡狀態(tài)。這種反應(yīng)稱(chēng)為可逆反應(yīng)。平衡常數(shù)平衡常數(shù)K是衡量反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)各物質(zhì)濃度的相對(duì)大小，反映了反應(yīng)進(jìn)行的程度。平衡移動(dòng)當(dāng)外界條件改變時(shí)，平衡體系會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，以減弱外界條件變化的影響，稱(chēng)為平衡移動(dòng)。平衡常數(shù)定義在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)物和生成物的濃度之比為一個(gè)常數(shù)，稱(chēng)為平衡常數(shù)。表示符號(hào)K影響因素溫度勒夏特列原理平衡移動(dòng)當(dāng)改變化學(xué)平衡體系的條件時(shí)，平衡會(huì)向減弱這種改變的方向移動(dòng)。溫度改變升溫會(huì)使吸熱反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，降溫會(huì)使放熱反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)。濃度改變?cè)黾臃磻?yīng)物濃度會(huì)使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，減少反應(yīng)物濃度會(huì)使平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。壓強(qiáng)改變?cè)龃髩簭?qiáng)會(huì)使氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)方向移動(dòng)，減小壓強(qiáng)會(huì)使氣體分子數(shù)增加的反應(yīng)方向移動(dòng)。酸堿的定義阿倫尼烏斯定義在水中電離產(chǎn)生氫離子的物質(zhì)稱(chēng)為酸。阿倫尼烏斯定義在水中電離產(chǎn)生氫氧根離子的物質(zhì)稱(chēng)為堿。布朗斯特-勞里定義能給出質(zhì)子的物質(zhì)稱(chēng)為酸，能接受質(zhì)子的物質(zhì)稱(chēng)為堿。路易斯定義能接受電子對(duì)的物質(zhì)稱(chēng)為酸，能給出電子對(duì)的物質(zhì)稱(chēng)為堿。酸堿的強(qiáng)弱強(qiáng)酸完全電離的酸，如鹽酸、硫酸、硝酸。弱酸部分電離的酸，如醋酸、碳酸、氫氟酸。強(qiáng)堿完全電離的堿，如氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋇。弱堿部分電離的堿，如氨水、氫氧化銅、氫氧化鋁。中和反應(yīng)1中和酸和堿反應(yīng)生成鹽和水2鹽酸中氫離子被金屬離子或銨根離子替代3水氫離子與氫氧根離子結(jié)合生成水緩沖溶液抵御pH變化緩沖溶液能夠抵抗少量酸或堿的添加，從而保持溶液的pH值相對(duì)穩(wěn)定。組成緩沖溶液通常由弱酸及其共軛堿或弱堿及其共軛酸組成。應(yīng)用緩沖溶液在生物化學(xué)、醫(yī)藥、工業(yè)等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用，例如人體血液的pH值調(diào)節(jié)。pH的測(cè)定1酸堿指示劑指示劑是根據(jù)溶液的pH值改變顏色的物質(zhì)。例如，石蕊試紙?jiān)谒嵝匀芤褐凶兗t，在堿性溶液中變藍(lán)。2pH計(jì)pH計(jì)是一種精確測(cè)量pH值的電子儀器，它使用電極來(lái)檢測(cè)溶液的氫離子濃度。3pH試紙pH試紙是一種浸在溶液中以測(cè)量pH值的薄紙。試紙上涂有不同的指示劑，根據(jù)顏色變化指示溶液的酸堿度。電解質(zhì)溶液溶液中存在離子的溶液能夠?qū)щ姷娜芤河呻娊赓|(zhì)溶解在溶劑中形成電離平衡弱電解質(zhì)在溶液中部分電離的物質(zhì)稱(chēng)為弱電解質(zhì)，例如醋酸、氨水。強(qiáng)電解質(zhì)在溶液中完全電離的物質(zhì)稱(chēng)為強(qiáng)電解質(zhì)，例如鹽酸、硫酸。平衡狀態(tài)電解質(zhì)的電離是一個(gè)可逆反應(yīng)，在一定條件下，電離和結(jié)合速率相等，達(dá)到平衡狀態(tài)。溶解度平衡定義固體物質(zhì)在一定溫度下溶解于溶劑達(dá)到飽和狀態(tài)，此時(shí)溶液中溶質(zhì)的濃度不再發(fā)生改變，稱(chēng)為溶解度平衡。影響因素溫度、壓力、溶劑的性質(zhì)、共同離子效應(yīng)等因素都會(huì)影響溶解度平衡。氧化還原反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移氧化還原反應(yīng)的核心是電子轉(zhuǎn)移，其中一個(gè)物質(zhì)失去電子，另一個(gè)物質(zhì)得到電子。氧化與還原失去電子的過(guò)程稱(chēng)為氧化，得到電子的過(guò)程稱(chēng)為還原。氧化劑是接受電子的物質(zhì)，還原劑是失去電子的物質(zhì)。應(yīng)用廣泛氧化還原反應(yīng)在化學(xué)、生物、工業(yè)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，例如電池、電解、燃燒等。電化學(xué)電池1化學(xué)能電化學(xué)電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。2氧化還原反應(yīng)電化學(xué)電池的原理是基于氧化還原反應(yīng)。3電極電池由兩個(gè)電極組成，分別發(fā)生氧化和還原反應(yīng)。4應(yīng)用電池廣泛應(yīng)用于各種設(shè)備，例如手機(jī)、筆記本電腦和電動(dòng)汽車(chē)。電解反應(yīng)電流驅(qū)動(dòng)電解反應(yīng)利用外加電流驅(qū)動(dòng)非自發(fā)化學(xué)反應(yīng)。電極反應(yīng)在電解池中，電極上發(fā)生氧化還原反應(yīng)。應(yīng)用廣泛電解反應(yīng)用于金屬冶煉、電鍍、合成化學(xué)品等領(lǐng)域。常見(jiàn)無(wú)機(jī)化合物氧化物由金屬或非金屬與氧元素化合形成的化合物，例如水（H2O）、二氧化碳（CO2）、氧化鋁（Al2O3）。酸在水溶液中能電離出氫離子的化合物，例如鹽酸（HCl）、硫酸（H2SO4）、硝酸（HNO3）。堿在水溶液中能電離出氫氧根離子的化合物，例如氫氧化鈉（NaOH）、氫氧化鉀（KOH）、氫氧化鈣（Ca(OH)2）。鹽由金屬陽(yáng)離子和酸根陰離子組成的化合物，例如氯化鈉（NaCl）、硫酸銅（CuSO4）、碳酸鈣（CaCO3）。有機(jī)化合物概述碳原子有機(jī)化合物以碳原子為骨架，碳原子可以與其他原子形成四條共價(jià)鍵。烴烴類(lèi)是僅由碳和氫組成的有機(jī)化合物，是其他有機(jī)化合物的基本結(jié)構(gòu)單元。官能團(tuán)官能團(tuán)是指在有機(jī)化合物中具有特定化學(xué)性質(zhì)的原子或原子團(tuán)，決定了有機(jī)化合物的性質(zhì)。烷烴由碳和氫兩種元素組成的鏈狀飽和烴，通式為CnH2n+2碳原子之間以單鍵連接，形成鏈狀結(jié)構(gòu)主要用作燃料，如天然氣、石油、液化石油氣烯烴結(jié)構(gòu)特點(diǎn)烯烴分子中含有碳碳雙鍵，雙鍵是由一個(gè)σ鍵和一個(gè)π鍵構(gòu)成的。由于π鍵的存在，使烯烴分子具有平面結(jié)構(gòu)，并且π鍵比σ鍵容易斷裂，因此烯烴具有較高的反應(yīng)活性。主要反應(yīng)烯烴可以發(fā)生加成反應(yīng)、氧化反應(yīng)、聚合反應(yīng)等。加成反應(yīng)是烯烴最重要的反應(yīng)，包括與鹵素、鹵化氫、水等反應(yīng)。重要性質(zhì)烯烴的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)比相應(yīng)的烷烴高，但比相應(yīng)的炔烴低。烯烴不溶于水，但溶于有機(jī)溶劑。炔烴定義炔烴是含有碳碳叁鍵的烴類(lèi)化合物，通式為CnH2n-2。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)炔烴的碳碳叁鍵由一個(gè)σ鍵和兩個(gè)π鍵組成，空間構(gòu)型為直線型。主要性質(zhì)炔烴具有較高的反應(yīng)活性，可發(fā)生加成反應(yīng)、氧化反應(yīng)等。芳香烴苯環(huán)結(jié)構(gòu)特殊穩(wěn)定性芳香性醇結(jié)構(gòu)特點(diǎn)醇類(lèi)化合物結(jié)構(gòu)中含有羥基(-OH)，與烴基連接在一起。種類(lèi)根據(jù)羥基所連烴基的不同，醇可以分為飽和醇、不飽和醇、芳香醇等。性質(zhì)醇類(lèi)一般具有較高的沸點(diǎn)、可溶于水、具有較強(qiáng)的反應(yīng)活性。醛酮醛醛類(lèi)化合物中，羰基與一個(gè)烴基和一個(gè)氫原子相連。酮酮類(lèi)化合物中，羰基與兩個(gè)烴基相連。性質(zhì)醛酮具有較高的極性，可溶于水，但隨著碳鏈增長(zhǎng)，溶解度降低。羧酸羧酸是含有羧基(-COOH)的有機(jī)化合物。羧基的結(jié)構(gòu)決定了羧酸的酸性。羧酸可以分為脂肪酸和芳香酸。