导图社区 化学反应基本原理
化学反应基本原理的思维导图,主要内容有:化学反应的方向和吉布斯函数、化学反应的限度和化学平衡、化学反应速率、环境化学和绿色化学,考试适用哦。
关于热化学的思维导图,包含热化学概述:几个基本概念、热效应及其测量;反应热与焓:热力学第一定律;反应的标准摩尔焓变等内容,加强记忆,非常实用。
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第14章DNA的生物合成读书笔记
化学反应基本原理
化学反应的方向和吉布斯函数
熵和吉布斯函数
自发过程
在给定条件下能向着一定的方向自动进行的反应(或过程)叫做自发反应
都体现从一个状态到另一个状态自发变化的方向
反应能否自发进行,与给定的条件有关
系统倾向于取得最低的势能
放热越多反应越易自发进行
熵
自发的向着混乱程度增加的方向变化
系统中有序的运动易变成无序的运动
系统倾向于取得最大的混乱度
系统处于某一状态时,内部物质微观粒子的混乱度确定,可用状态函数熵S来表达
玻尔兹曼定理
在隔离系统中发生的自发反应必伴随着熵的增加,或隔离系统的熵总是趋向于极大值,称为熵增加原理。
熵判据
S>0 自发进行
S=0 平衡状态
S<0 非自发进行
在0 K时,一切纯物质的完美晶体的熵值都等于0
规定处于标准状态下水合H+的标准摩尔熵值为零
吉布斯函数
G=H-TS
反应自发性的判断
吉布斯函数判断
小于0,自发过程,过程能向正方向进行
等于0,平衡状态
大于0,非自发进行,过程能向逆方向进行
在等温,等压下,一个封闭系统所能做的最大非体积功等于其吉布斯函数的减少
当H和S同号时,温度对反应的自发性有绝对性影响,存在一个最低或最高温度,称为转变温度
反应的标准摩尔吉布斯函数变
在标准状态时,由指定单质生成单位物质的量的纯物质时反应的吉布斯函数变,称为该物质的标准摩尔吉布斯函数
化学反应的限度和化学平衡
反应限度和平衡常数
反应限度
化学平衡的热力学标志或称反应限度的判据
标准平衡常数
K值越大,说明该反应可以进行得越彻底,反应物的转化率越高。
K只是温度的函数
kp,kc为经验平衡常数
多重平衡规则
如果某个反应可以表示为两个(或更多个)反应之和(差),则总反应的平衡常数等于各平衡常数的相乘(除)
化学平衡的有关计算
许多重要的工程实际过程,都涉及化学平衡 或需借助平衡产率以衡量实践过程的完善程度
化学平衡的移动及温度对平衡常数的影响
这种因条件的改变使化学反应从原来的平衡状态转变到新的平衡状态的过程叫做化学平衡移动
化学反应速率
化学反应速率和速率方程
反应速率的定义
速率方程和反应级数
化学反应分为基元反应和非基元反应
反应机理指明某复合反应由那些基元反应组成
反应级数就是反应物系数之和
一级反应
化学反应速率与反应物浓度的一次方成正比,即为一级反应
反应物消耗一半所用的时间称为半衰期
温度对反应速率的影响
活化能较大的反应,温度对反应速率的影响较显著,升高温度能显著加快反应速率
反应的活化能和催化剂
活化能的意义
根据气体分子运动理论,只有具有足够高能量的反应物分子(或原子)的碰撞有可能发生反应。这种能够发生反应的碰撞叫做有效碰撞
活化络合物分子与反应物分子平均能量之差称为活化能
热力学稳定性与动力学稳定性
加快反应速率的方法
增大浓度(或气体压力)
升高温度
降低活化能
催化剂
催化剂(又称触媒)是能显著增加化学反应速率而本身的组成、质量和化学性质在反应前后保持不变的物质
主要是因为催化剂能与反应物生成不稳定的中间络合物,改变了原来的反应历程,为反应提供一条能垒较低的反应途径,从而降低了反应的活化能
主要特点
能改变反应途径,降低活化能,使反应速率显著增大
只能加速达到平衡而不能改变平衡的状态
有特殊的选择性
催化剂对少量杂质特别敏感
催化酶
大多数酶是动植物和微生物产生的、具有高效催化性能的蛋白质
催化酶比一般催化反应更具特色
高度的选择性
高度的催化活性
特殊的温度效应
反应条件温和
链反应和光化反应
链反应(连锁反应)
由链引发,链传递和链终止三个阶段组成
根据反应中链的持续方式不同,可分为直链反应和支链反应
光化反应
在光的作用下发生的化学反应称为光化反应或光化学反应
速率主要决定于光的强度而受温度影响小
光能使某些吉布斯函数增加的过程得以实现
光化反应热反应更具有选择性
环境化学和绿色化学
大气污染与环境化学
环境化学主要研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法
清洁生产与绿色化学
若能从废物的末端处理改变为对生产全过程的控制,这是符合可持续发展方向的一个战略性转变