单质与氧气的反应:
1.镁在空气中燃烧:2Mg+O2点燃2MgO
2.铁在氧气中燃烧:3Fe+2O2点燃Fe3O4
3.铜在空气中受热:2Cu+O2加热2CuO
4.铝在空气中燃烧:4Al+3O2点燃2Al2O3
5.氢气中空气中燃烧:2H2+O2点燃2H2O
6.红磷在空气中燃烧:4P+5O2点燃2P2O5
7.硫粉在空气中燃烧:S+O2点燃SO2
8.碳在氧气中充分燃烧:C+O2点燃CO2
9.碳在氧气中不充分燃烧:2C+O2点燃2CO
化学反应条件的优化——工业合成氨
1、合成氨反应的限度
合成氨反应是一个放热反应,同时也是气体物质的量减小的熵减反应,故降低温度、增大压强将有利于化学平衡向生成氨的方向移动。
2、合成氨反应的速率
(1)高压既有利于平衡向生成氨的方向移动,又使反应速率加快,但高压对设备的要求也高,故压强不能特别大。
(2)反应过程中将氨从混合气中分离出去,能保持较高的反应速率。
(3)温度越高,反应速率进行得越快,但温度过高,平衡向氨分解的方向移动,不利于氨的合成。
(4)加入催化剂能大幅度加快反应速率。
3、合成氨的适宜条件
在合成氨生产中,达到高转化率与高反应速率所需要的条件有时是矛盾的,故应该寻找以较高反应速率并获得适当平衡转化率的反应条件:一般用铁做催化剂,控制反应温度在700K左右,压强范围大致在1×107Pa~1×108Pa之间,并采用N2与H2分压为1∶2.8的投料比。
化学平衡常数
(1)对达到平衡的可逆反应,生成物浓度的系数次方的乘积与反应物浓度的系数次方的乘积之比为一常数,该常数称为化学平衡常数,用符号K表示。
(2)平衡常数K的大小反映了化学反应可能进行的程度(即反应限度),平衡常数越大,说明反应可以进行得越完全。
(3)平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。对于给定的可逆反应,正逆反应的平衡常数互为倒数。
(4)借助平衡常数,可以判断反应是否到平衡状态:当反应的浓度商Qc与平衡常数Kc相等时,说明反应达到平衡状态。
1、2P+3Cl22PCl3(Cl2不足);2P+5Cl22PCl5(Cl2充足)
2、2H2S+3O22H2O+2SO2(O2充足);2H2S+O22H2O+2S(O2不充足)
3、4Na+O22Na2O2Na+O2Na2O2
4、Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O;Ca(OH)2+2CO2(过量)==Ca(HCO3)2
5、C+O2CO2(O2充足);2C+O22CO(O2不充足)
6、8HNO3(稀)+3Cu==2NO↑+2Cu(NO3)2+4H2O4HNO3(浓)+Cu==2NO2↑+Cu(NO3)2+2H2O
7、AlCl3+3NaOH==Al(OH)3↓+3NaCl;AlCl3+4NaOH(过量)==NaAlO2+2H2O
8、NaAlO2+4HCl(过量)==NaCl+2H2O+AlCl3NaAlO2+HCl+H2O==NaCl+Al(OH)3↓
9、Fe+6HNO3(热、浓)==Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2OFe+HNO3(冷、浓)→(钝化)
10、Fe+6HNO3(热、浓)Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O
Fe+4HNO3(热、浓)Fe(NO3)2+2NO2↑+2H2O
11、Fe+4HNO3(稀)Fe(NO3)3+NO↑+2H2O3Fe+8HNO3(稀)3Fe(NO3)3+2NO↑+4H2O
12、C2H5Cl+NaOHh2oC2H5OH+NaCl
C2H5Cl+NaOHCH2=醇CH2↑+NaCl+H2O
13、6FeBr2+3Cl2(不足)==4FeBr3+2FeCl32FeBr2+3Cl2(过量)==2Br2+2FeCl3
1、状态:
固态:饱和高级脂肪酸、脂肪、葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉、维生素、
醋酸(16.6℃以下);
气态:C4以下的烷、烯、炔烃、甲醛、一氯甲烷、新戊烷;
液态:油状:乙酸乙酯、油酸;
粘稠状:石油、乙二醇、丙三醇.
2、气味:
无味:甲烷、乙炔(常因混有PH3、H2S和AsH3而带有臭味);
稍有气味:乙烯;特殊气味:甲醛、乙醛、甲酸和乙酸;香味:乙醇、低级酯;
3、颜色:白色:葡萄糖、多糖黑色或深棕色:石油
4、密度:
比水轻:苯、液态烃、一氯代烃、乙醇、乙醛、低级酯、汽油;
比水重:溴苯、CCl4,氯仿(CHCl3).
5、挥发性:乙醇、乙醛、乙酸.
6、水溶性:
不溶:高级脂肪酸、酯、溴苯、甲烷、乙烯、苯及同系物、石油、CCl4;
易溶:甲醛、乙酸、乙二醇;与水混溶:乙醇、乙醛、甲酸、丙三醇(甘油).
化学反应的焓变
(1)反应焓变
物质所具有的能量是物质固有的性质,可以用称为“焓”的物理量来描述,符号为H,单位为kJ·mol-1。
反应产物的总焓与反应物的总焓之差称为反应焓变,用ΔH表示。
(2)反应焓变ΔH与反应热Q的关系。
对于等压条件下进行的化学反应,若反应中物质的能量变化全部转化为热能,则该反应的反应热等于反应焓变,其数学表达式为:Qp=ΔH=H(反应产物)-H(反应物)。
(3)反应焓变与吸热反应,放热反应的关系:
ΔH>0,反应吸收能量,为吸热反应。
ΔH<0,反应释放能量,为放热反应。
(4)反应焓变与热化学方程式:
把一个化学反应中物质的变化和反应焓变同时表示出来的化学方程式称为热化学方程式,如:H2(g)+O2(g)=H2O(l);ΔH(298K)=-285.8kJ·mol-1
书写热化学方程式应注意以下几点:
①化学式后面要注明物质的聚集状态:固态(s)、液态(l)、气态(g)、溶液(aq)。
②化学方程式后面写上反应焓变ΔH,ΔH的单位是J·mol-1或kJ·mol-1,且ΔH后注明反应温度。
③热化学方程式中物质的系数加倍,ΔH的数值也相应加倍。