电化学反应器范文

电化学反应器范文（精选12篇）

电化学反应器 第1篇

1 清洗工艺

1.1 清洗方案的确定

传统清洗反应器的方法是采用喷淋头在储罐里喷淋清洗。通过工程实践发现, 当用一个喷淋头时, 由于反应器内部的复杂结构会有过多的死角没有清洗到。如果完全采用清洗液注射反应器夹层, 由于反应器内部的两层盘管之间以及盘管和内壁之间的距离太小, 则存在着过多的清洗死角。故通过软管喷淋的方法, 按照反应器内部的结构, 把软管盘到反应器的内部, 并在软管上钻出喷淋孔, 然后朝反应器试水。使用软喷淋5min后停泵, 并浸泡洗液, 拿手电筒检查反应器两壁之间的清洗效果。综合以上的清洗方案, 转盘反应器的清洗工艺为:反冲洗碱洗水冲洗试水、试压酸洗水冲洗脱脂漂洗中和干燥。在清洗过程中, 实时监测内外壁之间洗液的温度与p H以防止对出口处橡胶管的酸碱腐蚀。

1.2 清洗回路

本次清洗回路采用反应器水浴加热相反的进水方式, 即出水箱与进水箱功能互换, 水流由原先的反应器下部进水、上部出水变为上部进水, 下部出水。这样不仅实现了反冲洗的目的。同时, 由于水从上而下采用重力流的模式, 效果类似于淋浴冲洗, 能实现较大的冲洗接触面积。

2 冲洗过程

1) 反冲洗。检查好反应器各泵、管线接口后, 开始进行反冲洗。调节泵的进水流速在0.2~0.4m/s。经过40min反冲洗后, 将内外壁间夹杂的沉砂清洗出。

2) 碱洗。将配好的碱液打到进水箱中, 由于碱有较强的腐蚀性, 所以将泵的流速调制0.4~0.5m/s以减少强碱清洗剂在反应器内外壁间的停留时间。使其刚好能满足清洗吸附在内外壁上的污染物而又不会过度腐蚀内外壁材质。在碱洗30、60、120min三个时间点时清洗出的污染物较少, 而到了90min时污染物则呈现出大量的白色泡沫, 清洗后溶液较为非透明乳白色悬浮液。其主要原因为:在前60min内, 强碱溶液仅对贴附在内外壁的污染物起到轻微的溶解作用, 加之流速的限制, 污染物与碱液有效接触时间较少。到了90min时, 经过前段时间碱液的充分浸泡, 内外壁的污染物已大量溶解, 强碱破坏了细菌中的细胞壁, 是内外压不平衡造成了细菌的裂解, 裂解后的细胞残骸通过出水口排除, 其部分细胞与碱反应生成, 故在排解也中存在大量气泡。碱洗至120min时, 内外壁外部的污染物已基本排除。

3) 水冲洗。水冲洗的目的是内外壁间的洗液恢复至正常的p H水平, 并进一步冲洗碱洗过程中预留的残渣。

4) 酸洗。在先前的碱洗中, 强碱对于淤积在内外壁间的污染物具有很好的溶解去除作用, 但由于污染物中存在着大量不溶性颗粒、解离的微生物颗粒、不同于碱的污染物等物质。因此使用酸洗来进一步去除污染物是非常有必要的。酸洗的方式类似于碱洗。同样控制好泵的流速减少酸对反应器的腐蚀。经过酸洗的洗液非常澄清, 主要是碱洗阶段以去除大量污染物, 余下较少部分的污物由于量较小能很快滴溶解于高浓度的酸洗液中。

5) 脱脂漂洗。脱脂漂洗的目的是除去被清洗内外壁上所沾染的机油、防锈油等油垢, 且可除去有机物等的物理附着污物, 使酸洗过程中的作用成分更完全、彻底的同清洗对象内表面接触, 从而促进金属氧化物溶解, 保证达到均一的清洗效果。脱脂的步聚为排尽清洗水, 将新鲜水充满系统, 循环并加热。逐渐加入肥皂水, 开启清洗泵使药剂混合均匀, 并开始循环, 150min后即可结束脱脂漂洗。经过脱脂漂洗后, 排出的冲洗液中含有少量白色固体颗粒。这可能是酯与污物中的金属离子发生的反应所生成。

3 清洗效果分析

3.1 控制指标与测定方法

本次清洗主要目的在于清洗反应器内外壁的污物, 使水温度的热量能正常传递至内部反应器, 以确保反应的正常进行。因此将监控内壁温度作为控制指标, 并同时监测洗液的p H变化。洗液使用标准温度计测定, 洗液p H使用p H计测定。

3.2 清洗效果

初始水浴箱中加热棒控制温度为42℃, p H为8.48。在碱洗期间内壁温度有着明显的上升, 其主要原因为:首先, 强碱洗液释放的热量增进了内壁表面的温度。由于使用了1MNa OH的强碱洗液, 其在清洗的过程中放出大量的热量, 使反应器内比在整个清洗期间温度由初始的24.3℃增加至28.2℃。其次, 强碱洗液对附着在内外壁间的污物造成了极大的腐蚀溶解和p H冲击, 大部分的污物在此阶段得到去除, 使得水浴箱中的高温水进水能更有效地将热量传递至内壁。此外, 在此期间大量去离子水洗液进入内外壁, 不仅清除了碱洗阶段预留的残渣, 还降低先前洗液的温度, 是反应器内壁温度有轻微下降。此阶段后洗液p H大幅下降至初始水平。为后续阶段的酸洗创造条件。

酸洗阶段内壁温度在50min时呈现出剧烈的下降趋势, 而后逐渐在27.4℃左右波动。产生其主要原因为:在酸洗初始阶段, 大量的酸洗液中和了上一阶段停留在反应器内外壁间的残留液 (p H=8.12) 。形成了酸碱中和, 消耗了大量酸洗液, 导致温度回落。随着碱的消耗, 与酸液的增加, 温度稳定至27.4℃左右。二次水冲洗后内壁温度基本维持在27℃左右。

后续阶段的脱脂漂洗在开始阶段内壁温度受到脂类清除内壁附着的机油和溶于脂类有机物污染物去除的原因, 温度开始呈上升趋势, 在前80min内升至整个清洗过程最高的28.5℃。后续受到脂类与残存的无机物金属离子生成的沉淀所造成的组热作用, 温度有小幅回落, 降幅为0.3℃。后经中和冲洗, 整个内壁在全阶段冲洗后温度最终稳定在28℃左右。

经过整个清洗过程内壁温度由原先初始的24.3℃增至28℃。增幅达到15.22%, 有效疏通了反应器内外壁间的污物, 并提高了反应器内壁的保温效果, 为反应器内的反应创造了较好的温度条件。

4 结论

1) 初期反冲洗能大量去除积淤在反应器中的泥砂等不溶物, 具有较快的清除效率。2) 强碱能有效去除反应器内外壁间的污物, 并大幅提升反应器内壁温度, 是整个清晰的关键步骤。3) 脱脂漂洗过程中, 产生的沉淀物需及时通过后期的水冲洗出。否则, 易影响内壁的保温效果。

参考文献

[1]马路军, 黄彦民.化学清洗在氢化反应系统中的应用[J].清洗世界, 2005.

西施与电化学反应 第2篇

发布时间： -11-24 作者：秩名

请细想一下感觉发生的科学理论意味着什么。我们看到西施翩若惊鸿，但我们“实际上”看到的却只是从视网膜传递到皮质的一串电化学反应。克里克说：“你看到的东西并不真正存在，而是你的大脑认为它存在” 33页。当然，也不能说西施不存在，只不过她“实际上”是一堆原子、夸克，或不知什么物自体，美目盼兮巧笑倩兮则都是我们的主观感觉，别说不长眼睛的X光线，西施东施照出来都是一个样子，就算猪狗长了眼睛，仍然分不出西施东施。〔从地球上某个角度来看到星星是这个样子，这纯属偶然。〕

那西施本身是什么样子?西施本身谈不上样子不样子，她只在观看者的眼睛里有样子。即使我们不说本来无一物，但至少可以说：本来无样子。电视里模拟狗所感受到的世界。

当然，我们先不要急着说“主观感觉”。我们以后再来讨论“主观”这个概念。现在只说：通常情况下，感觉和主观感觉有别。最浅近的区别是这样：你们都觉得西施比我的情人漂亮多了，可我情人眼里出西施，偏觉得我的情人和西施一样漂亮，你们就会说，那只是我的主观感觉而已。那么说，人多就客观啦?人们经常会举出例子来说明有时候多数人的感觉是错的，少数人的感觉倒是对的。

还有，你一时的感觉和持久的感觉。我可以坚持说，不管西施本身是什么样子，但她在我看来是这样的，而且总是这样。这样就区别于幻觉了。然而，不是这样，人老珠黄。

主观感觉和幻觉有何区别?无论感觉多么区别于幻觉，感觉的确是易变的，无论易变是不是个缺陷。

西施漂亮不漂亮，也许可以争论，但西施长得是这个样子，是这样的鼻子，这样的眼睛，似乎是些无可争论的事实。西施是美的，是，真。到底在哪个层次上有“是”、“存在”。

两种建构

罗素和克里克都谈感觉的建构。但它们显然非常不同的建构。克里克说西施由光子和电化学反应建构起来的，罗素说西施是由一些简单感觉建构起来的。克里克所讲的建构是机制的建构，克里克并不是主张我们实际上能看见光子或钠离子浓度的涨落，他不会说我们实际上看到的是神经的电化学反应，除非是在一种转义上使用“看见”，他会说，是电化学反应使我们看到了天安门，无论我们看见西施还是东施，在看这种心理活动的下面都有一个生理/物理机制。这个机制是怎么工作的，这一点我们虽然有时可以放开胆子去想象，但绝大多数时候猜和想是不管用的，我们得观察、实验、计算，得和物理学、化学、神经科学等多种学科打交道。罗素的理论则显然不是这样，他没有去作实验，没有去计算，从简单感觉到复合感觉的学说，不是一个科学理论，而是一种逻辑理论或哲学理论。我们在这里有一个典型事例可借以了解科学理论和哲学理论的不同之处。

那么，能不能说这两种建构是不同层次上的建构?生理学研究下层建构，直到我们产生了原子感觉，罗素接过来继续研究原子感觉到复杂感觉的建构?显然，不是我拿电化学反应建构起了红色和鹅蛋脸的曲线。DD是谁?咱们再说。那么，是不是我用红色和鹅蛋脸的曲线建构出了西施的形象?的确，有各种层次的建构。〔这是索绪尔的结构主义中的一条主要原则。当今的解构主义者混淆是非，不分层次地解构。〕建构一个理论解释依赖于无需建构的事实，就像建构一个事实依赖于无需建构的看见的东西。我用我看到的一些局部建构一个故事，这和克里克所说的感觉建构不在一个层次上。然而，生理学家从来没有为原子感觉提供过证据，他也无法提供，我们直接看到了什么，直接看到了红色还是直接看到了西施，生理学家并不比我们知道得更多。不管我看到西施这件事是不是由光子和我的视网膜等等建构起来的，对于我来说，看到西施似乎是亲知，是原始情况。这里是罗素混淆了科学还原论和逻辑还原论。

〔建构是个认识论概念，我用结构谈物质结构。〕〔感觉的建构是另一个层次的，和概念建构不是一个层次。概念层次的建构，原型。一般意义上，不能说西施由光子和电化学反应建构起来。〕

我们为什么要建构

不过，对于这两种(如果真有所谓从原子感觉开始的建构)建构来说，倒是有一个共同的问题，那就是，我们为什么要建构?之所以提出这个问题，是因为两种建构理论都试图告诉我们什么是实际所是，也同时告诉我们，建构是会出错的，从建构的一般原则就能看到，建构的确会出错，我们当然希望建成的结构是正确的，但不能不考虑及时性，经济性等等。既然要建构，就没有办法保证永远正确。那么，我们为什么不直接去看到实际所是，而要费力去进行一番建构，结果反而可能弄出错来?我们为什么不直接对光子进行反应，或直接反映原子感觉?既然在这个层次上我们不会错。

让我们设想，我们不在西施的水平上和现实打交道，而是在光子的水平上作出反应。这当然是一种奇怪的设想，然而，光子屏幕就是在这个层次上作出反应的。铁见着氧就化合，见着氢就不化合，在这个意义上，它也会“识别”，而且，铁原子不犯错误，它的“识别”永远是正确的。当然，我们会给“识别”打上引号，但为什么?草履虫或螺旋杆菌直接对某种光线的强弱、某种气味、某种化学刺激作出反应，它们会犯错误吗?它们正确吗?

我们为什么要建构?一张脸出现在十字窗泻竺妫为什么不满足于看到四个一小块脸而要“想象”出一张完整的脸呢?因为只有整张的脸才有意义，我们对整张脸作出反应。

然而，我们为什么要有意义地作出反应呢?我们为什么不像碳原子那样作出反应?这不是一个问题。我们就是我们的所是，不为什么。你可以发现我们是怎样进化到这种反应方式的，但这不是这里的关心所在。你要是进一步论证这种反应方式带来物种存活的优势，那我要说你错了，不过，这仍然不是关心所在。我现在关心的是，我们是对“完形”作出反应，而完形是由意义来定义的。〔语言意义也在这里，我们在语言层面上确定所是，确定意义。〕

当然，我们会出错。但我们只会在完形的层面上出错。我们只在同一平面上比较对错，你看见骡子，我看成了马，我看错了。说铁原子从来不出错而我们会出错或比较我们和螺旋杆菌哪个容易出错毫无意义。我们从来不说病毒比我们更少犯错误。当然，草履虫在另一个意义上远比我们容易犯错误，就是说，我们很容易欺骗它，让它出错。

我们总是在意义-完形的层次上看，被看到的东西总是作为某种东西被看到的，或者尚未作为某种东西被看到。我们看到妻子或女人，骡子或驴子，星星或灯光，或者看到好像是骡子又好像是驴子，或看到不知是驴子还是骡子的一头牲畜，或看见不知是牲畜、草垛还是石头的什么，看见不知什么东西。在逻辑上，女人和妻子是含蕴的关系，在感觉领域，看作女人却和看作妻子却是不相容的，她要么作为妻子显象，要么作为女人显象，不是作为很多女人的共相显象，而是说，这个形象的意蕴较为贫寡。你可以说，我们从来看不见女人或人，我们看到的永远是一个个具体的人，你妻子，你妹妹或一个陌生的女人。然而这种说法却仍然太逻辑化了。人也是一个完形。你我合伙偷窃，我撬门你放风，你看见一个人，你说“有人来了”，这时候，人是有意义的，男人女人熟人陌生人都不打紧。你我到火车站接个半生不熟的客人，你说，“有人来了”，我不知道你在说什么。

在逻辑上，我看到我妻子就一定看见了一个女人，但我看到一个女人不一定看到了我妻子，但这不能推出实际上我看到我妻子之前必须先看到一个女人。我就是看见妻子走过来，而不是看见一个一般的`女人或一个影子走过来，然后把她看作我妻子，尽管我承认有时把一个陌生女人错看成了自己的妻子。我们不是逐步看见影子，然后看见人，看见女人，最后看见妻子。当然有这样的情况：我看见一个女人，有点像我妻子，但我不能确定，也有这样的情况，我看见一个人影，有点像个女人，但我不能确定她是个女人，但至少能确定那是个影子。【这样的过程有时会发生。然而，就像有时候出现骗着不意味着步步都是骗着一样，有时候我们逐步看清不意味着我们总是以上述方式来看。】〔这一切是随环境而定的，出差在外，在人群里看见妻子令我吃惊，是她突然出现，在街口等她，是我在把好多人往我妻子那里看。我正在行窃，这时我要留意的层次是有没有人走过来，至于谁走过来倒在其次;我站在街口等我妻子，这时我要看的是我妻子，有人走过来，有好多人走过来，都不是我要看的。〕我不否认，的确有这样的时候，我在暮色中看见一头牛，后来发现那不是牛，是个草垛，我会承认，我当时没有真正看到牛，我当时真正看到的是草垛。这话是什么意思我不解释了，但它肯定不等于我当时就看清了那是个草垛，否则一开始我就会说我看见一头牛。

看到一头牛后来发现自己看错了是一种情况，看见一个影子特别想弄清楚是另一种情况。我们在平行的意义上说“视作”。我可以把一只狗视作宠物，意思是说，不只是看作一个小动物。从看不清是什么东西的东西到看清是头牛，不是并列，是纵列。但和感觉材料仍不一样，它是还原的，但不是分析的。不是影子构成了牛。

形象就是有意义的形象，只有有意义的我们才叫作形象。我们是把一个小白点视作启明星或星星吗?或：我们真正看见的只是个小白点吗?你不是既看到一个亮点，又看到一颗星星，仿佛星星是在亮点之上又加上了一点什么，你要就看到一颗星星，要就只看到一个亮点。我妻子不是一个女人再加上某些特征。我妻子是一个完形。

你可以把一个图形既看作一只兔子头又看作一个鸭头，这时一般说有时有时，但你不能既把它看作一个感觉的原始材料又把它看作一个构建形象，当然，在有时有时的意义上有一点可能，但不是那么回事。

如果我们的眼睛是这样设计的：只能看见女人而不能看出妻子，那么在逻辑上，我们的确可以少犯错误。就像草履虫的分辨能力。但这种少犯错误有什么意义呢?我们不肯犯错误是为了哪一桩呢?我还是非常感谢我们眼睛实际上的设计，它们允许我辨认美人和丑人，辨认有才的人和庸才，辨认高尚的敌人和无聊的吹捧者，它们让这个世界以诸多缤纷的形象映入眼帘，虽然它们同时也会看错。

但是，草履虫真的比我们更容易保持正确吗?这里完全失去了标准。原则上，只有我说那是金星你说那是火星，才有谁正确的问题，如果我说那是星星，或那是一个亮点，我有什么可更正确的?

我说我看见一颗星星，结果我错了，如果当时我说看见一个亮点，我是否就避免了错误?可是，我当时的确以为自己看见了一颗星星，而不是看见一个普普通通的亮点。不说看到星星而说看到亮点，这不是感觉得更切实了，只是说话更谨慎或更迂腐或更刁滑了。在这些例子里经常掺杂语言的因素，我们眼下尽可能不去考虑它。我们将在讨论语言的时候再次讨论这个问题。现在要说的是，这肯定不只是个语言的表达问题，并非我看见的东西就是那么些东西，只是我有时把它叫作白点有时把它叫作启明星。为了避免出错，我每次都不说我看见了星星而说我看见了白点，并不能让我在心里避免错误，至少，尽管科学家必须在某一方面比常人严谨，但你肯定不是靠每次都说白点不说星星变成科学家的。但若我真的不看到星星而只看到亮点呢?那当然需要一番修炼，只不过这种修炼仍然不是让我感觉得更切实了，而只是让我越来越没有感觉了。感觉随着意义一起流失了。

总的说来，建构的目标是获得有意义的形象。然而，有意义就一定正确吗?有意义的形象都是真相吗?实际上，上面谈到的几条建构原则已经表明，合理的建构或解释要求满足多项要求，正确性不是唯一的标准。〔合理，合情合理，必须满足这些要求，而不是逻辑上唯一正确的。这些条件，迅速和经济等，不只是外在的，虽然在和逻辑对偶的意义上是外在的。)但是，我们还要追问，正确性本身的标准是什么?这是一个具有普遍性的问题，〔这一点的一种表达是：主观不一定对，但提供意义，客观反之。〕我还会不断从各种角度返回这个问题。就眼下来说，我想我们的初步结论是，我们在各个层次上进行建构，并且在各个层次上都可能会有多种合理建构。〔由于信息不足，更有趣的是由于无论多少信息都可能有多种不同解释。〕

你在什么意义上谈论正确呢?草履虫的反应更正确还是人的反应更正确?这是个没有意义的问题。人的认识没有绝对的根据。这话是说人的认识无所谓对错或“归根到底”无所谓对错?是说相对于上帝的全知，人的认识会犯错误?不是相对于上帝的绝对正确而言。上帝怎么认识的，我们不知道。人出错，简简单单相对于正确的正当的人类认识。

如果意义要从情境加以说明，人生还有没有终极意义?祓除了绝对怎样不陷入“相对主义”呢?往大里说，这是我们时代最具普遍性的问题。宗教、道德、艺术、政治甚至科学，都面临相应的挑战。

有限性是人必须承担起来的天命。其实，只因为我们是有限的，才会出现意义问题，也只有从有限出发，才能解答意义问题。我们不再从绝对的出发点，用上帝的全知的眼睛来看待世界，而是用人的眼睛来看待世界。

图画在哪里，副现象这幅图画，一个较高层次上的符号描述，必须在大脑中的某处产生。但不知道脑如何把各种刺激组合为一个图象。164页，更不知道大脑如何把不同视相理解为同一物体，56页。(胡塞尔对这个问题极感兴趣。)极复杂的视觉机器也远不能作到这一点。这件事逻辑上可能，这意味着画面潜在于暗含于信息之中，大脑高层次要赋予这些潜在因素以明晰的形式，“神经细胞的发放必须能较为直接地表征这种信息，因此，要看景物’，我们就需要它的明晰的、多层次的符号化解释”，35页。

但这一切都没有说明屏幕上有一个象。对于电视屏幕来说，画面是副现象。就是说，画面只是消极地随着电子的活动改变，但它不影响电子的活动，即使根本不安装屏幕，一个熟练的打字员仍可以正常操作。但出现直线仍然是副现象。然而人所看见的画面却不是副现象，它将指导我们下一步怎样行动。我们看是为了反应。

要有象，还还需要经验和目的。只因为有了我们，才把屏幕设计成这样，使它像世界一样成象。

我们实际上看到了什么，视作现在来面对我们的核心问题：我们实际上看到了什么。

这个“实际上”(包括“其实”、“真正说来”等等)是个捉摸不定的词儿，然而在哲学、科学和日常对话中到处都会碰上它们：人实际上是机器，存在其实是被感知，其实并不是太阳在转，你别看他对你凶，其实他很爱你，等等等等。亚里士多德说，哲学是关于真的科学，如果这个“真正”不是个真正让人困惑的词儿，这个问题就太容易了，就用不着为它建立一门科学了。哲学就要在各个层次各个角落来察看什么是真正的。在这里就是要问：更一般的问题是，哪些是我们实际看见的，哪些是我们推论出来的。罗素说得很明确，我们实际上看到的是简单感觉，真正看到的是简单感觉，复合感觉是从简单感觉推论出来的。〔换言之，哪个是直接给予的，直接性与间接性。从哪里开始。〕

说西施是由一些简单感觉建构起来的是正确地使用了建构概念，这里发生的不是关于实体机制的争论，而是哲学争论或逻辑争论，就像怀疑主义者说，当一个人说他知道某事的时候，他实际上说的是他以为他知道某事。原子感觉不是感觉，而是有所感觉所依赖的逻辑前提，逻辑上在先的东西。

所谓逻辑建构，就是说，一定的前提蕴含着某些结论，〔这里还不用涉及是否必然蕴含的问题，〕也就是进行了一定的推论。

罗素是一种逻辑建构，但不是从我们实际所看到的原子感觉推论出复杂感觉，而是从我们实际上原始具有的复杂感觉推论出原子感觉。这种推论有什么意义?作为一个理论毫无意义。这只是一种夸张。因为在有些时候，我们可以追问：你真正亲见的是什么，而这个什么，是更基础的感觉。更有甚者，可以通过推论指出我们看错了，例如太阳。

我们实际上看到了什么?Cornelia亲眼看见Jacky开枪打到Simon腿上，然而，她还是看错了。她真正亲眼看到的是什么呢?你亲眼看见A用刀杀了B，A仍然可能不是B杀的。你上过哲学课，你变得谨慎了，也许，看见Jacky打伤了Simon这话太粗糙了，Cornelia应该说她亲眼看见Jacky开了枪，看见Simon的腿部流出好多红色液体来，〔后来表明，那的确不是血，而是红墨水，〕或者更精确一点，她亲眼看见一个如此这般相貌的人〔你不能断定那人是Jacky，也不能断定那人是个女人，她只是像个女人，像Jacky，〕掏出了如此这般的一个器物，右手食指板动枪机，不，还是不太好，应当说，那个像食指似的东西以如此这般的速度沿着如此这般的路线移动了一毫米，又移动了一毫米，然后。我亲眼看见他用一个闪亮的似乎坚硬而锋利的器具向她的心脏那个方向一次又一次移动，一个如此这般的色块和如此那般的色块以如此这般的组合如此这般地移动了一毫米，在同样的方向上又移动了一毫米，然后向右转0.05度又移动了0.4毫米，然后。这比较精确了，但离原子感觉还差得远。可是要精确到哪里才是原子感觉呢，一微米?一纳米?我们分辨不出一微米，Cornelia也没有看见手指一毫米一毫米地移动，既没有好像看见。

如果是这样，你还敢说你亲眼看到任何东西吗?我亲眼看见苏东帝国的崩溃，不，你只看到柏林墙的倒塌，不，你只看到一小段柏林墙的倒塌，不，你只看到。废话，谁能同时看到几十公里的墙倒塌。

Cornelia实际上看见了什么?她看见Jacky开枪。与其说她从手指一毫米一毫米的移动推论出开枪这个整体事实，不如说她可以从开枪这个事实推论出那手指一定曾移动过，并且是一毫米一毫米地移动过。

然而，Cornelia的确看错了。她在哪儿错了?如果她说她看见的是一个如此这般形状的活动物体作了如此这般的动作是不是能避免作出错误的证词?〔那根本不是证词。〕

Cornelia亲眼看见Jacky开枪打到Simon腿上，然而，她还是看错了。她真正亲眼看到的是什么呢?她是从她真正亲眼看见的东西推论出Jacky打了Simon一枪吗?这显然是个很奇怪的说法。Poirot不会说：你推论错了，而只会简简单单说：你看错了，或你被蒙骗了。两个互相无关的证人都眼看到他捅了她几刀，这是一个直接的证据，不是从这个场面推断是他杀的。Cornelia看到的，就是通常开了一枪打伤了腿的样子。然而这一次看却节外生枝。是个圈套，或是在排戏，或是在演魔术，等等。平常我们说杀人就是这个意思，捅了几刀而人接着死了是杀人这一概念的主要内容，

那我们有没有办法看得更正确?当然，例如有时你看得太潦草，那你可以看得更仔细些，例如你是一个校对员，经过审稿的特殊训练，或其他人在其他感觉方面受过特殊训练。但是没有什么办法让你一定不看错。

那我们有没有办法知道自己这一次看错了?当然，Poirot就让Cornelia知道她自己看错了。或者有人告诉你那是在演戏，也许你自己后来看出那是在演戏，或看到了其它未经注意的线索。

有各种各样的看错，我是说，看错包含着各种各样的问题，有各种各样的修正解决途径。最接近“感觉分析”的，大概是这样一种情况。把中提琴听成小提琴了。〔我在人家客厅里和主人聊天，音响里放出背景音乐，我说，这段小提琴挺忧伤的，主人问：你再听听，那是小提琴吗?我注意听了一下，才想起那是一段中提琴。〕我们没有作什么别的事情，只是更认真地听，更认真地看，注意以后发现。但这和一直注意看到原子感觉还有很大距离。再比较接近的是牛，有时候只要看得再仔细一点就可以了，但通常，光看得更仔细还不够，还需要走得再近些，等等。筷子弯，太阳动，则再仔细也没用。

化学反应速率、化学平衡的图象 第3篇

一、解答速率、平衡图象题的一般思路

1.要看清并读懂图象

一要看清楚横坐标和纵坐标所表示的物理量;

二要看懂线的走向、变化趋势;

三要注意变化点，如线是否通过原点，两条线的交点及线的拐点;

四要善于借助辅助线（如等温线、等压线）;

五要看清楚定量图象中有关量的多少。

2.要学会联想规律

3.能正确判断

即依题意仔细分析进行正确判断。

二、图象类型及分析方法

1.化学反应浓度速率图象

（1）浓度—时间图

该类图象能说明平衡体系中各组分在反应过程中的变化情况。如图1所示，解该类图象题要注意各物质曲线出现折点（达到平衡）的时刻相同，各物质浓度变化的内在联系及比例符合化学方程式中的化学计量数关系，正确书写出化学方程式：aA+bB■cAB。

（2）速率—时间图

如Zn与足量盐酸的反应，反应速率随时间的变化出现如图2所示的情况，解释原因：AB段（v渐增），因反应为放热反应，随着反应的进行，温度渐高，导致反应速率增大;BC段（v渐小），则主要原因是随反应的进行，溶液中c（H+）渐小，导致反应速率减小？圳故分析时要抓住各阶段的主要变化规律，认真分析。

2.化学平衡移动图象

（1）速率—时间图，即v-t图

图3特点：该图象的横坐标是时间，纵坐标为速率，图象表示的是改变条件时，v（正）、v（逆）与时间的关系.

分析方法：

首先，看v（正）、v（逆）的大小判断移动的方向，若v（正）>v（逆），平衡向正反应方向移动;若v（正）

其次，看v（正）、v（逆）的连续或断点，判断影响平衡的条件，如果v（正）、v（逆）有一个连续，有一个断点，那么一般是因改变浓度条件引起的;如果v（正）、v（逆）同时有断点，则可能是压强、温度或催化剂等条件改变引起的。

（2）压强（温度）—温度（压强）—物质的含量图

图4特点：该图象的横坐标是压强或温度，纵坐标是反应物或生成物中一种物质的含量，图象表示的是随压强或温度变化时，物质的含量的变化。

分析方法：

“定一議二”，当有多条曲线及两个以上条件时，要固定其中一个条件，分析其他条件之间的关系，必要时作辅助线分析。

（3）物质的含量—时间图

图5特点：该图象的纵坐标是反应物或生成物中一种物质的含量，横坐标是时间，图像表示的是在不同的压强或温度下，反应达到平衡时所需的时间与平衡时物质含量的关系。

首先，用斜率绝对值大小判断压强大小或温度高低，即斜率绝对值越大，表示反应速率越大，所以对应的压强越大或温度越高（如上图中p1

其次，利用两平衡线高低判断正反应是吸热反应还是放热反应，或者是化学方程式中气体物质反应前后计量数的大小。

参考文献：

电化学反应原理与电子流向的判断 第4篇

如何突破难点而提高学习效果,是教师不断探究的课题,也是学生需努力思考的问题,在电化学知识的教学过程中,对于易混淆的一些概念,笔者作了化解问题的实践,.现就电化学反应原理和电子的流向问题说说自己的教学体会.

一、关于原电池和电解池的概念和电极反应

概念是对事物认识的浓缩和升华.要想从容地解决电化学的问题,必须重视电化学知识涵和外延,一句话就是概念要清晰.高中电化学理论的基本概念包括:原电池、电解池、电解、电镀、正极、负极、阳极、阴极、化学电源、金属腐蚀、化学腐蚀、电化学腐蚀等.

首先,我们来认识这些基本概念的内涵以及由此而引出的电化学原理.“电化学”的主干内容就是介绍通过化学反应供电,或利用直流电来进行化学反应.我们知道,带电粒子定向移动就形成了电流.而化学反应中,有电子转移的化学反应是氧化还原反应,所以电化学研究的反应对象只是氧化还原反应.氧化还原反应又分为自发的和不能自发的氧化还原反应,能自发的氧化还原反应,只要把它放在一定特

定装置中进行,让它的电子沿着外电路定向转移,它就能供电,这个特定装置就是“原电池”;而不能自发的氧化还原反应,若亦把它放在另一个外接直流电源的特定装置中,迫使它发生反应,这个特定的装置就是“电解池(或槽)”.因为任何化学反应都伴随着能量的转变,若从能量变化的角度下定义,那就是:把化学能转变成电能的装置叫原电池;把电能转变成化学能的装置叫做电解池;早在初中物理学的电学部分我们就得到这样的认识:电流方向和电子流动方向相反,电流从正极流向负极,那么电子就从负极经外电路流向正极.我们规定,在原电池中,能发生氧化反应,元素化合价升高,能在此电极上失去电子并能往外输出电子的电极定为“负极”;相应地,能发生还原反应,元素化合价降低,有电子输入并有物质去接受了.电子的电极定为“正极”.

二、电解池与原电池的联系与区别

从电流的产生方式的不同,我们应该清楚,电源分为物理电源和化学电源,若把原电池的原理实用化就成了化学电源.若将原电池作为电解时所需要的外接电源,那么,电解池中与原电池的负极相连接的那个电极有电子流入,根据电荷的性质,该电极能吸引电解质溶液中阳离子而致使阳离子移向它的周围.正负相吸引,阴阳相伴随,所以,我们就顺其自然地称此极为电解池的“阴极”.在阴极周围的阳离子能接受输入阴极上的电子而发生还原反应;同理推之,电解池的另一电极就应称“阳极”,它与原电池正极相连接,该阳极有电子输出,这些电子来自于移向它的阴离子失去电子或电极材料本身失去电子,为此,阳极发生了氧化反应.以图1的形式概括以上所述和揭示原电池和电解池的联系和区别:

三、电极类型及其导电过程

仔细阅读以上内容后我们发现,不管是原电池还是电解池,它们的电解质溶液(称为内电路)中是没有电子通过的,但是整个线路却能形成电流回路.难道是电子不会“游泳”所导致的?回答是有趣的,电子不是不会游泳,而是不需要游过“河”去.其原因在以上的表述中已经涉及到,在这里可以再明确一下,金属导体包括石墨(称为第一类导体)是通过自由电子的定向移动而导电,而电解质溶液(称为第二类导体)是通过溶液中阴、阳离子定向移动而导电.说明两点:①阴、阳离子移向相反;②在原电池中阴离子移向负极,阳离子移向正极(为什么呢);而离子移动至电极后还会发生得失电子,也就是发生了化学反应,阳离子在某一极把输入的电子“吃”掉了变成还原产物,阴离子在另一极又“吐”出电子变成了氧化产物,结果就保证了电路中的第一类导体有电子循环,整个线路就有了电流形成.为此,我们还清楚了第一类导体导电前后没有发生变质,而第二类导体在导电过程中是发生了氧化还原反应的,是生成了新物质的.

综上所述,我们对电化学的一些重要概念和基本原理进行学习时,应该注意它们的联系和区别,弄清反应实质,会不断的提高运用和创新电化学知识学习能力的.

参考文献

[1]人民教育出版社化学室.全日制普通高级中学教科书(必修加选修)·化学第二册.北京:人民教育出版社,2008.

磁场中的电化学反应 第5篇

辽宁省营口市 辽宁省实验中学营口分校高二二班张启明。指导教师：黄满龙

摘要

现有制造电池、蓄电池的原理是电化学反应。电极是不同种元素、不同种化合物构成，产生电流不需要磁场的参与。目前有磁性材料作电极的铁镍蓄电池（注1），但铁镍蓄电池放电时没有外加磁场的参与。通过数次实验证明，在磁场中是可以发生电化学反应的。本实验报告是研究电化学反应发生在磁场中，电极是用同种元素、同种化合物。磁场中的电化学反应不同于燃料电池、磁流体发电。

一、实验目的：

通过实验证实，产生电流与磁场有关，电流流动的方向与磁体的位置有关。电极的两极是用的同种金属，当负极消耗后又补充到正极，由于两极是同种金属，所以总体来说，电极没有发生消耗。这是与以往的电池的区别所在。而且，正极与负极可以随磁体位置的改变而改变，这也是与以往的电池区别所在。

磁场中电化学反应电源的正极与负极可以循环使用。

二、实验器材：

1、长方形塑料容器一个。约长100毫米、宽40毫米、高50毫米。

2、磁体一块，上面有一根棉线，棉线是作为挂在墙上的钉子上用。还有铁氧体磁体Φ30*23毫米二块、稀土磁体Φ12*5毫米二块、稀土磁体Φ18*5毫米一块。

3、塑料瓶一个，内装硫酸亚铁，分析纯。

4、铁片两片。（对铁片要进行除锈处理，用砂纸除锈、或用刀片除锈、或用酸清洗。）用的罐头铁皮，长110毫米、宽20毫米。表面用砂纸处理。

5、电流表，0至200微安。

用微安表，由于要让指针能向左右移动，用表头上的调0螺丝将指针向右的方向调节一定位置。即通电前指针在50微安的位置作为0，或者不调节。

“磁场中的电化学反应”装置是直流电源，本实验由于要使用电流表，一般的电流表指针的偏转方向是按照电流流动方向来设计的，（也有随电流流动方向改变，电流表指针可以左右偏转的电流表。电流流动方向改变，电流表指针可以向左或向右偏转的电流表）。因此本演示所讲的是电流流动方向，电流由“磁场中的电化学反应”装置的正极流向“磁场中的电化学反应”装置的负极，通过电流表指针的偏转方向，可以判断出“磁场中的电化学反应”装置的正极、负极。

三、实验步骤：

1、手拿磁体，靠近塑料瓶，明显感到有吸引力，这是由于塑料瓶中装了硫酸亚铁，说明硫酸亚铁是铁磁性物质。

2、将塑料瓶中的硫酸亚铁倒一些在纸上，压碎硫酸亚铁晶体，用磁体靠近硫酸亚铁，这时有一部分硫酸亚铁被吸引在磁体上，进一步说明硫酸亚铁是铁磁性物质。

3、将磁体用棉线挂在墙上一个钉子上让磁体悬空垂直不动，用装有硫酸亚铁的塑料瓶靠近磁体，当还未接触到悬空磁体时，可以看到悬空磁体已开始运动，此事更进一步说明硫酸亚铁是铁磁性物质。（注：用另一个塑料瓶装入硫酸亚铁饱和溶液产生的现象同样）

4、通过步骤1、2、3我们得到这样的共识，硫酸亚铁是铁磁性物质。

5、将塑料瓶中的硫酸亚铁适量倒在烧杯中，加入蒸溜水溶解硫酸亚铁。可以用饱和的硫酸亚铁溶液，然后倒入一个长方形的塑料容器中。实验是用的饱和硫酸亚铁溶液。装入长方形容器中的液面高度为40毫米。

6、将铁片分别放在塑料容器中的硫酸亚铁溶液两端中，但要留大部分在溶液之上，以便用电流表测量电流。由于两个电极是用的同种金属铁，没有电流的产生。

7、然后，在塑料容器的外面，将铁氧体磁体放在某一片铁片的附近，让此铁片处在磁埸中。用电流表测量两片铁片之间的电流，可以看到有电流的产生。（如果用单方向移动的电流表，注意电流表的正极应接在放磁体的那一端），测量出电流强度为70微安。为什么同种金属作电极在酸、碱、盐溶液中有电流的产生？电位差是怎样形成的？我是这样看这个问题的：由于某一片铁片处在磁埸中，此铁片也就成为磁体，因此，在此铁片的表面吸引了大量的带正电荷的铁离子，而在另一片铁片的表面的带正电荷的铁离子的数量少于处在磁埸中的铁片的带正电荷的铁离子数量，这两片铁片之间有电位差的存在，当用导线接通时，电流由铁离子多的这一端流向铁离子少的那一端，（电子由铁离子少的那一端铁片即电源的负极流向铁离子多的那一端铁片即电源的正极）这样就有电流产生。可以用化学上氧化－还原反应定律来看这个问题。处在磁埸这一端的铁片的表面由于有大量带

正电荷的铁离子聚集在表面，而没有处在磁埸的那一端的铁片的表面的带正电荷的铁离子数量没有处在磁埸中的一端多，当接通电路后，处在磁埸这一端的铁片表面上的铁离子得到电子（还原）变为铁原子沉淀在铁片表面，而没有处在磁埸那一端的铁片失去电子（氧化）变为铁离子进入硫酸亚铁溶液中。因为在外接的电流表显示，有电流的流动，可以证明有电子的转移，而电子流动方向是由电源的负极流向电源的正极，负极铁片上铁原子失去电子后，就变成了铁离子，进入了硫酸亚铁溶液中。

8、确定“磁场中的电化学反应”的正、负极，确认正极是处在磁体的位置这一端。这是通过电流表指针移动方向来确定的。

9、改变电流表指针移动方向的实验，移动铁氧体磁体实验，将第7步骤中的磁体从某一片上移开（某一片铁片可以退磁处理，如放在交变磁埸中退磁，产生的电流要大一些）然后放到另一片铁片附近，同样有电流的产生，注意这时正极的位置发生了变化，电流表的指针移动方向产生了变化。

如果用稀土磁体，由于产生的电流强度较大，电流表就没有必要调整0为50毫安处。而用改变接线的方式来让电流表移动。

改变磁体位置：如果用磁体直接吸引铁片电极没有浸在液体中的部份的方式来改变磁体位置，铁片电极不退磁处理也行。

磁体位置改变，电流表指针偏转方向改变。证明电流流动方向改变，磁场中电化学反应成立。电流流动方向说明了磁体在电极的正极位置。

四、实验结论

此演示实验产生的电流是微不足道的，我认为此演示的重点不在于产生电流的强度的大小，而重点是演示出产生电流流动的方向随磁体的位置变动而发生方向性的改变，这就是说此电源的正极是随磁体在电源的那一极而正极就在磁体的那一极。因此，可以证明，“磁场中的电化学反应”是成立的，此电化学反应是随磁体位置发生变化而产生的可逆的电化学反应。请特别注意“可逆”二字，这是本物理现象的重点所在。

通过磁场中的电化学反应证实：物理学上原电池的定律在恒定磁场中是不适用的（原电池两极是用不同种金属，而本实验两极是用相同的金属）。

通过磁场中的电化学反应证实：物理学上的洛仑兹力（洛伦兹力）定律应修正，洛仑兹力对磁性运动电荷是吸引力，而不是偏转力。并且洛仑兹力要做功。

通过实验证实，产生电流与磁场有关，电流流流动的方向与磁体的位置有关。电极的两极是用的同种金属，当负极消耗后又补充到正极，由于两极是同种金属，所以总体来说，电极没有发生消耗。这是与以往的电池的区别所在。而且，正极与负极可以随磁体位置的改变而改变，这也是与以往的电池区别所在。

磁场中电化学反应电源的正极与负极可以循环使用。

产生的电能大小所用的计算公式应是法拉弟电解定律，法拉第电解第一定律指出，在电解过程中，电极上析出产物的质量，和电解中

通入电流的量成正比，法拉第电解第二定律指出：各电极上析出产物的量，与各该物质的当量成正比。法拉第常数是１克当量的任何物质产生（或所需）的电量为９６４９３库仑。而移动磁体或移动电极所消耗的功应等于移动磁体或移动电极所用的力乘以移动磁体或移动电极的距离。

参考文献

专题八 化学反应速率和化学平衡 第6篇

例1 某探究小组利用丙酮的溴代反应（CH3COCH3+Br2[HCl]CH3COCH2Br+HBr）来研究反应物浓度与反应速率的关系。反应速率v（Br2）通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。在一定温度下，获得如下实验数据：

[实验序号&初始浓度c/mol·L-1&溴的颜色消失所需的时间t/s &CH3COCH3&HCl &Br2&①&0.80&0.20&0.0010&290&②&1.60&0.20&0.0010&145&③&0.80&0.40&0.0010&145&④&0.80&0.20&0.0020&580&]

分析实验数据所得出的结论不正确的是（ ）

A．增大c（CH3COCH3），v（Br2）增大

B．实验②和③的v（Br2）相等

C．增大c（HCl），v（Br2）增大

D．增大c（Br2），v（Br2）增大

解析 从表中数据看：①④中CH3COCH3、HCl的浓度是相同的，而④中Br2比①中的大，结果是溴颜色消失所需的时间变长，即速率变小了，D项错误。其他选项依次找出表中两组相同的数据，看一个变量对另一个变量的影响即可。

答案 D

点拨 利用有色物质的颜色变化来测定化学反应速率是常用的方法，解决本题需要找准表中两组数据进行比较，注意寻找一个变量进行分析。而具体的测定反应速率的关键是找准物质的量或物质的量浓度的变化值。

考点2 可逆反应达到平衡平衡状态的依据

例2 可逆反应：2NO2（g）⇌2NO（g）+O2（g），在体积固定的密闭容器中，达到平衡状态的标志是（ ）

①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2 ②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO ③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1 ④混合气体的颜色不再改变 ⑤混合气体的密度不再改变 ⑥混合气体的压强不再改变 ⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变

A. ①④⑥⑦ B. ②③⑤⑦

C. ①③④⑤ D. 全部

解析 单位时间内生成n mol O2必消耗2n mol NO2，而生成2n mol NO2时，必消耗n mol O2，能说明反应达到平衡，①能说明，②不能说明；无论达到平衡与否，化学反应速率都等于化学计量系数之比，③不能说明；有颜色的气体颜色不变，则表示物质的浓度不再变化，④能说明；体积固定，气体质量反应前后守恒，密度始终不变，⑤能说明；反应前后[ΔV≠0]，压强不变，意味着各物质的含量不再变化，⑥能说明；由于气体的质量不变，气体的平均相对分子质量不变时，说明气体中各物质的量不变，该反应[ΔV≠0]，⑦能说明。

答案 A

点拨 化学平衡状态的根本标志是：v（正）=v（逆）；各组分百分含量不变。在解题时要牢牢抓住这两个根本标志，并明确气体的颜色、密度、压强、平均相对分子质量的变化与根本标志的关系。

考点3 等效平衡

例3 在一真空密闭容器中盛有1 mol PCl5，加热到200 ℃时发生如下反应：PCl5（g）=PCl3（g）+Cl2（g），反应达到平衡时，PCl5所占体积分数为m%。若在同一温度和同一容器中，最初投入的是2 mol PCl5，反应平衡时，PCl5所占体积分数为n%，则m和n的关系是（ ）

A．m>n B．m

解析 可建立虚拟路径如下：

[2 mol PCl5][2 mol PCl5][1 mol PCl5] [T、P1、V][T、P1、2V][T、P2、V][可建立

等效平衡][缩小容

器体积][（相当于

增大压强）]

答案 B

点拨 分析等效平衡的关键是分清全等平衡和等比平衡，利用等效平衡方法解化学平衡有关问题时常采用“虚拟法”。若遇到将两个状态进行比较这类问题时，可以“虚拟”一个中间过程，如一个容器、一个隔板等，然后再进行比较。

考点4 化学反应速率和化学平衡图象

例4 对于mA（g）+nB（g）⇌pC（g） ΔH=Q kJ·mol-1有如下图所示的变化，则：

[c%][t][T1、P1][T1、P2][T2、P2][O]

（1）P1与P2的关系是 ；

（2）m+n与p的关系是 ；

（3）T1与T2的关系是 ；

（4）Q与0的关系是 。

解析 本题解答时应遵循两个原则：“先拐先平”“定一议二”。在温度均为T1时，P2达到平衡需要的时间短，因此P2＞P1；压强越大，C的百分含量越大，说明正反应是体积增大的反应，即m+n>p。在P2保持不变时，T1达到平衡需要的时间短，因此T1＞T2；温度越高，C的百分含量越小，而升高温度平衡向吸热反应方向移动，说明正反应是放热反应，即Q＜0。

答案 （1）P2＞P1 （2）m+n>p （3）T1＞T2 （4）Q＜0

点拨 对于化学反应速率和化学平衡的有关图象问题，可按以下的方法进行分析：①看图象，弄清纵、横坐标所代表的意义，并与勒夏特列原理挂钩;②紧扣可逆反应的特征——正反应方向是吸热还是放热，体积是增大还是减小或不变，有无固体、纯液体物质参加或生成等;③看清起点、拐点、终点，看清曲线的变化趋势;④先拐先平;⑤定一议二。

考点5 转化率、平衡常数的计算及应用

例5 能源问题是当前世界各国所面临的严重问题，同时全球气候变暖，生态环境问题日益突出，开发氢能、研制燃料电池、发展低碳经济是化学工作者的研究方向。氢气通常用生产水煤气的方法制得。其中CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g） ΔH＜0。在850 ℃时，平衡常数K=1。

（1）若降低温度到750 ℃时，达到平衡时K 1。（填“大于”“小于”或“等于”）

（2）850 ℃时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0 mol CO、3 mol H2O、1.0 mol CO2和x mol H2，则：

①当x=5.0时，上述反应向 （填“正反应”或“逆反应”）方向进行；

②若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是 ；

③850 ℃时，若设x=5.0和x=6.0，其它物质的投料不变，当上述反应达到平衡后，测得H2的体积分数分别为a%、b%，则a b（填“大于”“小于”或“等于”）。

解析 （1）该反应为放热反应，温度越低，反应进行的程度越高，化学平衡常数越大。

（2）因反应在同一容器内进行，体积相同，方程式中各物质的化学计量数都是1，所以在以下计算中均可用物质的量数值代替浓度数值。①将数值代入浓度商的表达式： [Qc=c(CO2)⋅c(H2)c(CO)⋅c(H2O)=1×51×3=53＞1]，平衡向逆反应方向移动。②若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则浓度商[Qc=c(CO2)⋅c(H2)c(CO)⋅c(H2O)]应小于1，代入数值，可得x＜3。③增大一种生成物（氢气）的体积分数，反应向逆反应方向移动，但平衡移动的结果是降低这种增大的幅度，故平衡后氢气的体积分数还是大于原来的。

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答案 （1）大于 （2）逆反应 x<3 小于

点拨 化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变，与反应物浓度、是否含有催化剂等无关。计算时，要看清对应的化学方程式，不要看反了，否则算出的化学平衡常数是其倒数。

考点6 化学反应进行的方向

例6 已知碳酸钙的分解CaCO3（s）=CaO（s）+CO2（g） ΔH1仅在高温下自发；氯酸钾的分解2KClO3（s）=2KCl（s）+3O2（g） ΔH2在任何温度下都自发，下面有几组焓变数据，其中可能正确的（ ）

A．ΔH1=-178.32 kJ·mol-1 ΔH2=-78.3 kJ·mol-1

B．ΔH1=+178.32 kJ·mol-1 ΔH2=-78.3 kJ·mol-1

C．ΔH1=-178.32 kJ·mol-1 ΔH2=+78.3 kJ·mol-1

D．ΔH1=+178.32 kJ·mol-1 ΔH2=+78.3 kJ·mol-1

解析 既是放热又是熵增的反应一定自发，既是吸热又是熵减的反应一定不自发，吸热的熵增反应仅在高温时自发，故只有B项正确。

答案 B

点评 在判断反应是否自发时，焓变和熵变都是与反应能否自发进行有关的因素，但又都不能独立地作为反应自发性的判据，要判断反应进行的方向，必须综合考虑体系的焓变和熵变对反应方向的综合影响。此外，还应注意催化剂与化学反应方向的问题。

[【专题练习】]

1. 关于反应2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g），下列说法正确的是（ ）

①单位时间内每生成2 mol SO2，同时生成1 mol O2，则反应处于化学平衡状态 ②SO2生成速率等于SO2消耗速率，则反应处于化学平衡状态 ③SO2、O2、SO3的体积分数不再发生变化，则反应处于化学平衡状态 ④SO2、O2、SO3的分子数之比为2∶1∶2，则反应处于化学平衡状态

A. ①③ B. ②④ C. ②③ D. ③④

2. 在一固定体积的密闭容器中，加入2 mol A和1 mol B，发生反应如下；2A（g）+B（g）⇌3C（g）+D（s），当反应达到平衡时，C的浓度为w mol·L-1。若维持容器体积和温度不变，按下列四种配比作为起始物质，达平衡后，C的浓度仍为w mol·L-1是（ ）

A. 4 mol A+3 mol B

B. 2 mol A+1 mol B+3 mol C+1 mol D

C. 3 mol A+1 mol B+1 mol C

D. 3 mol C+2 mol D

3. 下列说法正确的是（ ）

A．在常温下，放热反应一般能自发进行，吸热反应都不能自发进行

B．NH4HCO3（s）=NH3（g）+H2O（g）+CO2（g） ΔH=+185.7 kJ·mol-1能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向

C．因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据

D．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的方向

4. 用于净化汽车尾气的反应：2NO（g）+2CO（g）⇌2CO2（g）+N2（g），己知该反应速率极慢，570 K时平衡常数为1×1059。下列说法正确的是（ ）

A．装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有NO或CO

B．提高尾气净化效率的常用方法是升高温度

C．提高尾气净化效率的最佳途径是研制高效催化剂

D．570 K时及时抽走CO2、N2，平衡常数将会增大，尾气净化效率更佳

5. 在1 L的密闭容器中充入1 mol A（g）和1 mol B（g），于T ℃时进行如下反应：A（g）+B（g）⇌C（g）+D（g） ΔH＜0达到平衡时，A转化了50％。在T ℃时，将1 mol A（g）和4 mol B（g）充入同样的容器中，记录0～8 min内容器中各物质的量如下表。t min时为改变条件后达平衡时所测得的数据。下列说法正确的是（ ）

[时间/min&0&4&6&8&t&n[A(g)]/mol&1&0.25&n1&n1&0.15&n[B(g)]/mol&4&3.25&n2&n2&3.15&n[C(g)]/mol&0&0.75&n3&n3&0.85&n[D(g)]/mol&0&0.75&n4&n4&0.85&]

A．反应在第4 min时处于化学平衡状态

B．前4 min，用A（g）表示的化学反应速率为0.0625 mol·L-1·min-1

C．8 min时，混合气体中C（g）的体积分数为16％

D．t min时，反应所处的温度高于T℃

6. 某密闭容器中充入等物质的量的气体A和B，一定温度下发生反应：A（g）+xB（g）⇌2C（g），达到平衡后，只改变反应的一个条件，测得容器中物质的浓度、反应速率随时间变化如下图所示。下列说法中正确是（ ）

A. 30 min时降低温度，40 min时升高温度

B. 8 min前A的平均反应速率为0.08 mol·L-1·s-1

C. 反应方程式中的x=l，正反应为吸热反应

D. 20～40 min间该反应的平衡常数均为4

7. 一定温度下，将一定量的混合气体充入密闭容器中，发生反应aA（g）+bB（g）⇌cC（g）+dD（g）达到平衡时，测得B的浓度为0.6 mol·L-1。恒温下将密闭容器的容积扩大一倍，重新达到平衡时，测得气体B的浓度为0.4 mol·L-1，下列叙述正确的是（ ）

A. a+b

B. 重新达到平衡时，气体A的浓度增大

C. 平衡向右移动

D. 重新达到平衡时，D的体积分数减小

8. 一定温度下的密闭容器中存在如下反应：2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）。已知c（SO2）始=0.4 mol·L-1，c（O2）始=1 mol·L-1，经测定该反应在该温度下的平衡常数K≈19，试判断：

（1）当SO2转化率为50%时，该反应是否达到平衡？若未达到平衡，向哪个方向进行？

（2）达到平衡时，SO2的转化率应为多少？

9. 在2 L密闭容器中，800℃时反应2NO（g）+O2（g）⇌2NO2（g）体系中，n（NO）随时间的变化情况如表：[n(NO)/mol&0.020&0.010&0.008&0.007&0.007&0.007&]

（1）写出该反应的平衡常数表达式：K= 。已知：K（300℃）＞K（350℃），该反应是 热反应。

（2）右图中表示NO2的浓度变化曲线是 。用O2表示从0~2 s内该反应的平均速率v= 。

[c(mol·L-1)][t(s)][1 2 3 4][O][0.010

0.005] [a][b][c][d]

（3）能说明该反应已经达到平衡状态的是 。

a. v（NO2）=2v（O2） b. 容器内压强保持不变

c. v逆（NO）=2v正（O2） d. 容器内的密度保持不变

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（4）为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是 。

a. 及时分离出NO2气体 b. 适当升高温度

c. 增大O2的浓度 d. 选择高效的催化剂

10. “碘钟”实验中，3I-+S2O82-=I3-+2SO42-的反应速率可以用I3-与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量，t越小，反应速率越大。某探究性学习小组在20℃时进行实验，得到的数据如下表：

[实验编号&①&②&③&④&⑤&c(I-)/mol·L-1&0.040&0.080&0.080&0.160&0.120&c(S2O82-)/mol·L-1&0.040&0.040&0.080&0.020&0.040&t/s&88.0&44.0&22.0&44.0&T1&]

回答下列问题：

（1）该实验的目的是 ；

（2）显色时间t1= ；

（3）温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律，若在40 ℃下进行编号③对应浓度的实验，显色时间t2的范围为 （填字母）；

A. 小于22.0 sB. 22.0～44.0 s

C. 大于44.0 sD. 数据不足，无法判断

（4）通过分析比较上表数据，得到的结论是 。

11. 工厂使用石油热裂解的副产物甲烷来制取氢气，其生产流程如下图：

[ⅠⅡ][水蒸气][水蒸气][纯净氢气][转化炉][吸附塔][甲烷]

（1）此流程的第Ⅱ步反应为：CO（g）+H2O（g）⇌H2（g）+CO2（g），该反应的化学平衡常数表达式为K= ；反应的平衡常数随温度的变化如下表：

[温度/℃&400&500&830&1000&平衡常数K&10&9&1&0.6&]

此反应是 （填“吸”“放”）热反应。在830 ℃下，若开始时向恒容密闭容器中充入CO与H2O均为1 mo1，则达到平衡后CO的转化率为 。

（2）此流程的第Ⅱ步反应CO（g）+H2O（g）⇌H2（g）+CO2（g），在830℃，以下表的物质的量（单位为mol）投入恒容反应器发生上述反应，其中反应开始时，向正反应方向进行的有 （填实验编号）；

[实验编号&n(CO)&n(H2O)&n(H2)&n(CO2)&A&1&5&2&3&B&2&2&1&1&C&3&3&0&0&D&0.5&2&1&1&]（3）若400℃时，第Ⅱ步反应生成l mol氢气的热量数值为33.2（单位为kJ），第Ⅰ步反应的热化学方程式为： CH4（g）+H2O（g）=3H2（g）+CO（g） [Δ]H=-103.3 kJ·mol-1。则400℃时，甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为 。

电化学反应器 第7篇

关键词：瞬时速率,化学平衡移动

所谓基元反应是指反应物粒子(原子、离子、分子、自由基等)在碰撞中相互作用直接转变为新产物的反应.对于某基元反应mA+nB=pC+qD瞬时速率公式可表示为:v=kC(A)mC(B)n,公式中k是反应速率常数,k值与反应浓度、压强无关,只与反应的性质、温度及催化剂等因素有关.

一、基元反应瞬时速率公式在化学反应速率中应用

浓度:增大反应物浓度由公式v=kC(A)mC(B)n可知化学反应速率加快.

压强:对于有气体参加的反应如,mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g)改变压强的措施.如果是改变容器容积来实现的,则公式v=kC(A)mC(B)n中A和B的浓度才会随之改变.即增大压强(缩小容积)反应速率加快;减小压强(增大容积)反应速率减慢.

温度与催化剂:温度或催化剂的改变可以影响公式中的k值,升高温度(使用正催化剂)k值增大,反应速率加快;降低温度(使用负催化剂)k值减小,反应速率减慢.

二、基元反应瞬时速率公式在化学平衡中的应用

对于可逆反应正向的瞬时速率v正=k正C(A)mC(B)n,而C、D是逆反应的反应物,故v逆=k逆C(C)pC(D)q

浓度:当一可逆反应达到平衡状态后,某时刻增大反应物(A或B)浓度,则该时刻v正增大而该时刻生成物浓度不变,所以v逆不变,平衡正向移动,随着反应正向进行反应物浓度减小而生成物浓度随之增大,故减小而增大,某时刻重新达到平衡.v-t图如图1;某时刻减小反应物(A或B)浓度,则该时刻v正减小而v逆不变,随着反应逆向进行反应物浓度增大而生成物浓度随之减小,故减小而随之增大,某时刻重新达到平衡,v-t图如图2;与此类似平衡后某时刻增大生成物(C或D)浓度,v-t图如图3,v-t图如图4.

压强:对于有气体参加的可逆反应如,达到化学平衡后某时刻增大压强(缩小容器容积),体系中各物质浓度同等幅度的增大.此时v正、v逆均增大,但根据v正=k正C(A)mC(B)n、v逆=k逆C(C)pC(D)q,v正、v逆增大的幅度应根据m+n和p+q的大小来确定,如m+n=p+q,则该时刻v正、v逆增大的幅度相同,平衡不移动;如果m+n>p+q,则v正增大的幅度大于v逆,平衡正向移动,v-t图如图5,同样是加压,如果m+np+q和m+n

温度:当某时刻升高温度瞬时速率v正=k正C(A)mC(B)n,v逆=k逆C(C)pC(D)q中的k正、k逆均升高,降低温度k正、k逆均减小,但始终遵循改变温度对吸热方向的影响幅度大.当某可逆反应(g),ΔH<0正方向为放热反应而逆方向吸热反应,当升高温度时k正、k逆均升高,但k逆增大的幅度大,所以在v正、v逆均增大的前提下,v逆增大的幅度也大于v正增大的幅度.故平衡在这一时刻之后逆向移动,直至达到新平衡.对于同样的可逆反应,如果降低温度k正、k逆均减小,v正、v逆均减小的前提下,v逆减小的幅度也大于v正减小的幅度,故平衡正向移动.当,ΔH>0升温和降温的v-t图同理分析,这边不做赘述.

催化剂:催化剂的使用是改变了反应历程,即降低活化能,反映到瞬时速率公式中即对k正、k逆有影响,影响一致且同幅度.故使用催化剂可同程度的改变反应速率,但平衡不移动.

聚焦化学反应速率与化学平衡 第8篇

化学反应速率与化学平衡是中学化学的重要内容, 也是历年高考的必考内容, 并且占有非常大的比重。下面将其进行全面总结, 希望对同学们的备考有所帮助。

一、化学反应速率及其影响因素

1.化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的, 通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示, 是一段时间内的平均速率。固体或纯液体 (不是溶液) 的浓度可视为不变的常数, 故一般不用固体或纯液体表示化学反应速率。用不同物质表示同一反应的化学反应速率时, 其数值可能不同 (因此, 必须指明具体物质) , 但各种物质表示的速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。

2. 参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要因素, 外界条件对化学反应速率也有影响。

(1) 浓度对化学反应速率的影响只适用于气体反应或溶液中的反应;

(2) 压强对化学反应速率的影响只适用于有气体参加的反应;

(3) 温度对化学反应速率的影响:实验测得, 其他条件不变时, 温度每升高10℃, 化学反应速率通常增加到原来的2-4倍;

(4) 使用催化剂, 使原来难以进行的化学反应分步进行 (本身参与了反应, 但反应前后化学性质不变) , 从而大幅度改变了化学反应速率;

(5) 光、电磁波、超声波、反应物颗粒的大小、溶剂的性质等也会对化学反应速率产生影响。

3. 浓度和压强的改变仅仅改变了单位体积内活化分子的数目, 温度的改变和催化剂的存在却能改变单位体积内反应物分子中活化分子所占的百分数。

例1.已知汽车尾气无害化处理反应为2NO (g) +2CO (g) N2 (g) +2CO2 (g) 。下列说法不正确的是 ()

A.升高温度可使该反应的逆反应速率降低

B.使用高效催化剂可有效提高正反应速率

C.反应达到平衡后, NO的反应速率保持恒定

D.单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时, 反应达到平衡

解析:升高温度、使用催化剂都会使化学反应速率增大, 既包括正反应速率, 又包括逆反应速率, 故A项错误, B项正确。反应达到平衡后, 正反应速率和逆反应速率相等, 因此C、D项都是正确的。

答案:A

二、化学平衡的建立及外界条件对化学平衡的影响

1. 化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应里, 正反应和逆反应的速率相等, 反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。

化学平衡状态的特征, (1) 逆:化学平衡研究的对象是可逆反应, 可逆反应不能进行到底, 即反应过程中反应物 (生成物) , 不能全部转化为生成物 (反应物) 。 (2) 动:化学平衡是动态平衡, 化学反应达到平衡时正反应和逆反应仍在继续进行。 (3) 等:指反应体系中的用同一种物质来表示的正反应速率和逆反应速率相等。对于不同种物质而言, 速率不一定相等。 (4) 定:平衡混合物中各组分的物质的量、质量、物质的量浓度, 各组分的百分含量 (体积分数、质量分数) 、转化率等不随时间变化而改变。 (5) 变:改变影响化学平衡的条件, 平衡发生移动。 (6) 化学平衡的建立与反应的途径无关, 化学平衡状态的标志是化学平衡状态特征的具体体现。

2. 平衡移动原理:如果改变影响平衡的一个条件 (如浓度、压强或温度等) , 平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。它是浓度、压强和温度等外界条件对平衡移动影响的概括和总结, 只适用于已经达到平衡状态的可逆反应, 未处于平衡状态的体系不能用此原理分析, 但它也适用于其他动态平衡体系, 如溶解平衡、电离平衡和水解平衡等。催化剂能够同等程度地增加正反应速率和逆反应速率, 因此它对化学平衡的移动没有影响。

例2.已知:C (s) +CO2 (g) 幑幐2CO (g) ;ΔH>0。该反应达到平衡后, 下列条件有利于反应向正方向进行的是 ()

A.升高温度和减小压强

B.降低温度和减小压强

C.降低温度和增大压强

D.升高温度和增大压强

解析:本题考查了条件改变对平衡移动的影响。由题意知, 该反应为吸热反应, 故升高温度有利于反应向正方向进行;又知该反应为气体体积增大的反应, 故减小压强有利于反应向正方向进行。

答案:A

三、化学平衡常数 (浓度平衡常数) 及转化率的应用

1. 化学平衡常数

(1) 化学平衡常数的数学表达式。

对于一般可逆反应:mA+nBpC+qD

(2) 化学平衡常数表示的意义。

平衡常数数值的大小可以反映可逆反应进行的程度大小, K值越大, 反应进行越完全, 反应物转化率越高, 反之则越低。

2. 化学平衡的基本计算

(1) 物质浓度的变化关系。

反应物:平衡浓度=起始浓度-转化浓度;生成物:平衡浓度=起始浓度+转化浓度。

其中, 各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中物质的计量数之比。

(4) 计算模式:

(5) 化学平衡计算的关键是准确掌握相关的基本概念及它们相互之间的关系。化学平衡的计算步骤, 通常是先写出有关的化学方程式, 列出反应起始时或平衡时有关物质的浓度或物质的量, 然后再通过相关的转换, 分别求出其他物质的浓度或物质的量和转化率。概括为:建立解题模式、确立平衡状态方程。说明: (1) 反应起始时, 反应物和生成物可能同时存在; (2) 由于起始浓度是人为控制的, 故不同的物质起始浓度不一定呈化学计量数比, 若反应物起始浓度呈计量数比, 则隐含反应物转化率相等, 且平衡时反应物的浓度呈计量数比; (3) 起始浓度、平衡浓度不一定呈计量数比, 但物质之间是按计量数反应和生成的, 故各物质的浓度变化一定呈计量数比, 这是计算的关键。

例3.将固体NH4I置于密闭容器中, 在一定温度下发生下列反应: (1) NH4I (s) 幑幐NH3 (g) +HI (g) ; (2) 2HI (g) 幑幐H2 (g) +I2 (g) 。达到平衡时, c (H2) =0.5molL-1, c (HI) =4molL-1, 则此温度下反应 (1) 的平衡常数为 ()

A.9 B.16

C.20 D.25

解析:求 (1) 的平衡常数的关键是求氨气的平衡浓度, 若碘化氢不分解时, NH3 (g) 和HI (g) 的平衡浓度是相等的, 因此2c (H2) 与容器中平衡浓度c (HI) 之和即为氨气的平衡浓度, c (NH3) =5molL-1, 故此温度下反应 (1) 的平衡常数为20。

答案:C

四、学习化学平衡应注意的三个问题

1. 等效平衡:在两种不同的初始状态下, 同一个可逆反应在一定条件 (恒温、恒容或恒温、恒压) 下分别达到平衡时, 各组成成分的物质的量 (或体积) 分数相等的状态。在恒温恒容条件下, 建立等效平衡的一般条件是:反应物投料量相当;在恒温恒压条件下, 建立等效平衡的条件是:相同反应物的投料比相等。

2. 平衡移动的思维基点:

(1) 先同后变。进行判断时, 可设置相同的平衡状态 (参照标准) , 再根据题设条件观察变化的趋势。

(2) 不为零原则。对于可逆反应而言, 无论使用任何外部条件, 都不可能使其平衡体系中的任何物质浓度变化到零。

3.在实际生产中, 需要综合考虑反应速率、化学平衡、原料选择、产量和设备等各方面情况, 以确定最佳生产条件。合成氨选择的适宜条件通常是:20MPa-50MPa、500℃左右、铁触媒;及时补充N2和H2, 及时将生成氨分离出来。

A.0.5mol CO+2mol H2O (g) +1mol CO2+1mol H2

B.1mol CO+1mol H2O (g) +1mol CO2+1mol H2

C.0.5mol CO+1.5mol H2O (g) +0.4mol CO2+0.4mol H2

D.0.5mol CO+1.5mol H2O (g) +0.5mol CO2+0.5mol H2

解析:本题考查了等效平衡的相关知识。若维持容器的体积和温度不变, 采用极端假设法, 将CO2和H2转化为CO和H2O (g) , 若CO和H2O (g) 的物质的量之比为1∶2, 则与原平衡等效。对于A选项, 极端假设过来为1.5mol CO+3mol H2O (g) , CO和H2O (g) 的物质的量之比为1∶2, 所以与原平衡等效, 故达到平衡时CO的体积分数等于x;对于B选项, 极端假设过来为2mol CO+2mol H2O (g) , CO和H2O (g) 的物质的量之比为1∶1, 所以达到平衡时CO的体积分数大于x;对于C选项, 极端假设过来为0.9mol CO+1.9mol H2O (g) , CO和H2O (g) 的物质的量之比小于1∶2, 所以达到平衡时CO的体积分数小于x;对于D选项, 极端假设过来为1mol CO+2mol H2O (g) , 与原来的量一样, 所以达到平衡时CO的体积分数等于x。

答案:B

五、化学反应速率与化学平衡图像题

解题策略: (1) 首先要看清楚横轴和纵轴的意义 (特别是纵轴, 表示转化率和表示反应物的百分含量情况就完全相反) 以及曲线本身属等温线还是等压线。 (当有多余曲线及两个以上条件时, 要注意“定一议二”) (2) 找出曲线上的特殊点, 并理解其含义。 (如“先拐先平”) (3) 根据纵轴随横轴的变化情况, 判定曲线正确走势, 以淘汰错误的选项。

例5.取5等份NO2, 分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中, 发生反应:2NO2 (g) 幑幐N2O4 (g) ;ΔH<0。反应相同时间后, 分别测定体系中NO2的百分量 (NO2%) , 并作出其随反应温度 (T) 变化的关系图。下列示意图中, 可能与实验结果相符的是 ()

解析:在恒容状态下, 在5个相同的容器中同时通入等量的NO2, 反应相同时间, 那么有两种可能:一是已达到平衡状态, 二是还没有达到平衡状态, 仍然在向正反应方向移动。若5个容器在反应相同时间下, 均已达到平衡, 因为该反应是放热反应, 温度升高, 平衡向逆反应方向移动, NO2的百分含量随温度升高而升高, 所以B项正确。若5个容器中有未达到平衡状态的, 那么温度升高, 反应速率增大, 会出现温度高的NO2转化得快, 导致NO2的百分含量减少的情况, 在D图中转折点为平衡状态, 转折点左则为未平衡状态, 右则为平衡状态, D项正确。

答案:BD

【跟踪训练】

A.K2和K1的单位均为molL-1

B.K2>K1

C.c2 (CO) =c2 (H2O)

D.c1 (CO) >c2 (CO)

3. 在一个容积固定的密闭容器中, 发生反应:CO (g) +2H2 (g) 幑幐CH3OH (g) ;ΔH<0。第2min时只改变一个条件, 反应情况如下表:

下列说法不正确的是 ()

A.第4min至第6min该化学反应处于平衡状态

B.第2min时, 如果只改变某一条件, 则改变的条件可能是降低温度

C.第2min时, 如果只改变某一条件, 则改变的条件可能是使用催化剂

D.第6min时, 其他条件不变, 如果升高温度, 正反应速率增大

A.t1时减小了SO2的浓度, 增加了SO3的浓度

B.t1时降低了温度, 平衡向正反应方向移动

C.t1时减小了压强, 平衡向逆反应方向移动

D.t1时增加了SO2和O2的浓度, 平衡向正反应方向移动

(1) 缩小容器容积 (2) 升高温度 (3) 增加A的浓度

A.仅 (1) B. (1) (3)

C. (1) (2) (3) D.都不能

A.刚充入时, 反应速率v (正) 减小, v (逆) 增大

B.达到新的平衡时, 反应混合物中A、B的物质的量分数增加

C.达到新的平衡时, [A]∶[B]∶[Q]仍为1∶1∶2

D.达到新的平衡过程中, 体系压强先增大, 后逐渐减小

7.在一定温度下, 将等量的气体分别通入起始体积相同的密闭容器Ⅰ (恒容) 和Ⅱ (恒压) 中, 使其发生反应, t0时容器Ⅰ达到化学平衡, X、Y、Z的物质的量的变化如下图所示, 则下列有关推断正确的是 ()

B.若两容器中均达到平衡后, 两容器的体积V (Ⅰ) <V (Ⅱ) , 则容器Ⅱ达到平衡所用时间小于t0

C.若两容器中均达到平衡时, 两容器中Z的物质的量分数相同, 则Y为固态或液态

D.达平衡后, 若对容器Ⅱ升高温度时其体积增大, 说明Z发生的反应为吸热反应

8. 把1mol CO2和3mol H2通入1L的密闭容器中, 在某温度下发生反应:

测得CO2和CH3OH的浓度随时间变化如下图所示, 下列说法正确的是 ()

A.3min时, v正=v逆

B.0~10min内, 氢气的平均反应速率为0.225molL-1min-1

C.该温度下, 反应的平衡常数K=5.3mol-2L2

D.若升高温度, CO2的平衡转化率大于75%

(1) K和x的关系满足K=。在保证A浓度不变的情况下, 增大容器的体积, 平衡 (填字母) 。

A.向正反应方向移动

B.向逆反应方向移动

C.不移动

(2) 若该反应的逆反应速率与时间的关系如下图所示:

(1) 可见反应在t1、t3、t7时都达到了平衡, 而t2、t8时都改变了一种条件, 试判断改变的是什么条件:

t2时, t8时;

(2) t2时平衡向 (填“正反应”或“逆反应”) 方向移动;

(3) 若t4时降压, t5时达到平衡, t6时增大反应物的浓度, 请在图中画出t4t6时逆反应速率与时间的关系线。

参考答案:

1.C解析:A项, P1时先达到平衡状态, 反应速率快, 故P1>P2;B项, 该反应是放热反应, 升高温度平衡向逆反应方向移动, N2转化率减小, 而图示是增加;C项, 增加N2的浓度, 正反应速率突然增大, 逆反应速率从原平衡点逐渐增大, 平衡向正反应方向移动, 正确;D项, 有催化剂时达到平衡时间应短。

2.C解析:该反应是放热反应, 升高温度平衡左移, 所以K2<K1;此反应是等物质的量浓度的CO和H2O (g) 反应, 因此无论温度升降、压强变化, c (CO) =c (H2O) ;升高温度平衡左移, 因此c2 (CO) 比c1 (CO) 大。

3.B解析:根据表中数据得, 第4min后体系中各物质的浓度保持不变, 即反应达到平衡状态;该反应在24min内的反应速率大于02min内的反应速率, 即第2min时反应速率增大, 因此改变的条件不可能为降低温度, 可能为使用催化剂;6min时, 升高温度, 正、逆反应速率均增大。

4.A解析:由于t2时刻, 反应再次达到平衡后的反应速率大于原平衡时的反应速率, 则可判断t1时正反应速率减小, 而逆反应速率增大, 平衡向逆反应方向移动。

5.A解析:缩小容器容积使这两个反应向正反应方向移动, A的转化率增大;升高温度, 反应 (Ⅰ) 向逆反应方向移动, A的转化率减小; (3) 使A的转化率都减小。

6.D解析:由题意可知反应物、生成物的浓度增大相同的倍数, 所以此题相当于增大压强, 正、逆反应速率均增大, 平衡右移, 所以A、B、C项均错误。

7.C解析:由物质的量时间曲线图可知该反应中Z是反应物, X和Y是生成物, 故正确的化学方程式为3Z幑幐3X+2Y, A项错;若平衡后V (Ⅰ) <V (Ⅱ) , 则p (Ⅰ) >p (Ⅱ) , 压强越大反应速率越快, 由此可知容器Ⅱ达到平衡所用时间大于t0;选项C可依据等效平衡判断是正确的;由于生成物的状态未知, 且温度升高气体均会膨胀, 因此通过题给条件无法判断反应的热效应。

8.BC解析:

3min时, 未达平衡, v正≠v逆, A项错;此反应为放热反应, 升高温度平衡左移, CO2的平衡转化率降低, D项错。

解析: (1) 该反应达到平衡时, 平衡常数K=c2 (C) /[c (A) c2 (B) ], 增大容器体积时, c (B) 和c (C) 等比例减小, 由于A的浓度不变, 此时c2 (C) /[c (A) c2 (B) ]的值仍然等于K, 所以平衡不移动。 (2) 由于纵坐标只表示v逆, 为了便于求解, 在解题时可把v正补上, t2时平衡逆向移动, 采用的条件可以是升温或增大C的浓度;t8时平衡不移动, 采用的条件是使用了催化剂。

电化学反应器 第9篇

可是从教科书到教师参考书到学生练习册, 凡是涉及到电解水溶液时由水产生的H+或OH-参与电极反应时均写为2H++2e-=H2↑或者4OH--4e-=2H2O+O2↑.典型代表如, 电解Na Cl、Na OH等溶液的阴极反应, 电解Cu SO4、H2SO4等溶液时的阳极反应就是如此.笔者认为这是错误的书写格式, 需要纠正.正确的书写格式应该是改“2H++2e-=H2↑”为“2H2O+2e-=H2↑+2OH-”, 改“4OH--4e-=2H2O+O2↑”为“4H2O-4e-=4H++2H2O+O2↑, 可以简化为2H2O-4e-=4H++O2↑”.

下面就以电解Na Cl溶液为例说明.首先Na Cl溶液中的H+由何而来?没有人不说是由水电离产生的, 可是我们必须清楚其主体是水, 其H+通常情况下为10-7mol/L左右, 所以不能用这样含量的H+代表绝大多数的存在形式水分子.如果有人说它实际参与反应的是H+, 便要用H+来直接表示相关反应, 则将必然导致我们认为弱电解质如CH3COOH等参与离子反应时便可用书写H+代表CH3COOH, 这显然是错误的.因为弱电解质在通常情况下电离度一般小于10%, 所以在书写相关离子反应时要书写其分子形式来表示该弱电解质.为何要这样理解呢?因为不论是哪个离子反应书写规则和道理都是一样的.那么到底怎样书写电解Na Cl溶液的阴极反应?如果按教科书所书写的阴极反应2H++2e-=H2↑、阳极反应2Cl--2e-=Cl2↑, 则两极反应相加就成为2H++2Cl-=Cl2↑+H2↑, 这看起来就像电解盐酸的离子反应;同时从电极反应也无法理解阴极区显碱性的原因, 如果用它来表示电解Na Cl溶液的电解反应不错才真是错.如果按改正后的阴极反应2H2O+2e-=H2↑+2OH-、阳极反应仍为2Cl--2e-=Cl2↑, 则两极反应相加就是2H2O+2Cl-=2OH-+Cl2↑+H2↑.不难看出这才是电解Na Cl溶液的离子反应.同时通过这个电极反应也很好的解释了阴极区显碱性的原因.

化学反应原理中化学平衡思维方法 第10篇

一、极限转化思维, 化繁为简

极限思维就是从某种极限状态出发, 进行分析、推理、判断的一种思维方法.通常把研究对象或过程, 假设到一种理想的极限情况, 使问题之间的关系变得明显, 从而得到速解.应用于化学平衡中也称“一边倒”法, 即通过假设反应完全进行, 将反应物或生成物完全转化为另一边的物质, 把两个不同的初始状态进行比较.

例1在相同温度和压强下, 对反应CO2 (g) +H2 (g) CO (g) +H2O (g) 进行甲、乙、丙、丁四组实验, 实验起始时放入容器内各组分的物质的量见表1.

上述四种情况达到平衡后, n (CO) 的大小顺序是 ()

(A) 乙=丁>丙=甲 (B) 乙>丁>甲>丙

(C) 丁>乙>丙=甲 (D) 丁>丙>乙>甲

解析:化学平衡的研究对象是可逆反应的反应限度, 所谓等效平衡是指无论反应从正反应开始, 还是从逆反应开始 (或是从两边同时开始) , 只要按照化学方程式中各物质计量数的相同倍数进行投料, 达到平衡时各物质的浓度都相等.甲从正反应开始, 丙从逆反应开始, 将CO和H2O完全转化为CO2和H2, 结果与甲投料完全相同是等效平衡, 达到平衡后n (CO) 的大小是丙=甲.丁是从两边开始的, 同样的方法将丁中的CO和H2O完全转化为CO2和H2, 结果与乙的投料完全相同是等效平衡, 达到平衡后n (CO) 的大小是乙=丁.对比甲和乙的投料, 乙与甲相比相当于增加反应物的量, 增大了氢气的转化率, 平衡正向移动, n (CO) 增大, 从而得出结论:乙=丁>丙=甲.

点评:该题考查极限思维方法在化学平衡中的应用以及学生对化学平衡建立过程的理解, 即一个反应可以从正反应开始建立平衡, 也可以从逆反应开始建立平衡, 还可以从两边开始.极限法在解决化学平衡题中具有十分重要的实用价值, 是一种处理稍复杂化学平衡题的好方法.

二、数形结合思维, 化虚为实

数形结合就是将复杂或抽象的数学关系和直观的图形在方法上相互渗透, 并在一定条件下互相转化和补充的思想.数形结合思想就是要通过“以形助数”或“以数解形”, 即通过抽象思维与形象思维的结合, 可以使复杂问题简单化, 抽象问题具体化, 从而起到提高学生思维能力的目的.

例2 I2在KI溶液中存在下列平衡:

.某I2、KI溶液中, I3-的物质的量浓度c (I3-) 与温度T的关系如图1所示 (曲线上任何一点都表示平衡状态) .下列说法正确的是 ()

(B) 若温度为T1、T2, 反应的平衡常数分别为K1、K2, 则K1>K2

(C) 若反应进行到状态D时, 一定有v正>v逆

(D) 状态A与状态B相比, 状态A的c (I2) 大

解析:该题的考点主要有 (1) 化学平衡的移动; (2) 平衡常数的应用.先观察图象的横坐标和纵坐标, 再看曲线的变化趋势, 可得出结论:该反应随温度的升高c (I3-) 降低, 即升高温度平衡向逆反应方向移动, 即正反应为放热反应, 所以 (A) 项错误.温度越高平衡常数越小, 所以 (B) 项正确.在图中曲线上的点即为该温度下的平衡状态点, D点位于该温度下平衡状态点A的下面所以反应仍需向正反应进行, 所以 (C) 项正确.A点在B点的上面, 从状态A到状态B, c (I3-) 降低平衡逆向移动, 状态B的c (I2) 大, 所以 (D) 项错误.

点评:图象题以图形的形式将一些相关物理量之间的关系通过形象的直观曲线表示出来, 把习题中的化学原理抽象为数学问题, 旨在考查学生对曲线的数学意义和化学原理之间对应关系的分析、理解和运用能力.

电化学反应器 第11篇

一、浓度——时间图

此类图像能说明各平衡体系组分在反应过程中的变化情况。解题时要分清反应物和生成物，注意各物质曲线的折点，各物质浓度变化的内在联系及比例符合化学方程式中化学计量数关系等情况。

例1600℃时，A、B、C三种气体在密闭容器中浓度的变化情况如图1所示，仅从图上分析不能得出有关A的结论的是（ ）。

图1A.A是反应物

B.前4 min A是分解速率是0.1 mol·（L·min）-1

C.4 min后，若升高温度，A的转化率增大

D.4 min后，若增大压强，A的转化率减小

解析根据图像可知：A随着反应的进行不断减少，但没有完全反应，而B、C随着反应的进行不断增加，因此，该反应是由A生成B、C的可逆反应，故A正确；

再由图像可知，每消耗1份A的同时，生成1份B和0.5份C，则反应的化学方程式为：2A2B+C，则达平衡后，若增大压强，平衡向逆反应方向移动，所以A的转化率减小，故D正确。

前4 min A的浓度减少了0.4 mol/L，分解速率为0.1 mol·（L·min）-1。

根据图像不能确定反应是放热还是吸热，则不能判断温度对平衡移动的影响，所以不能判断A的转化率的变化，故C错误。故选C。

点评本题考查化学平衡图像问题，题目难度不大，本题注意根据图像书写反应的化学方程式的方法，把握图中的曲线仅是物质的量浓度的变化曲线，不能判断温度对平衡移动的影响。

二、速率——时间图

此类图像定性地揭示了v正、v逆随时间（含条件改变对速率的影响）而变化的规律，体现了平衡的“动、等、定、变”的基本特征，以及平衡移动的方向。解答此类题目的关键是掌握反应的变化趋势。

例2向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，在一定条件下使反应SO2（g）+NO2（g）SO3（g）+NO（g）达到平衡，正反应速率图2随时间变化的示意图如图2所示。

由图2可得出的正确结论是 （）。

A.反应在c点达到平衡状态

B.反应物浓度：a点小于b点

C.反应物的总能量低于生成物的总能量

D.Δt1=Δt2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段

解析这是一个反应前后体积不变的可逆反应，因此在本题中只考虑温度和浓度的影响。由图可以看出随着反应的进行正反应速率逐渐增大，这说明此时温度的影响是主要的，由于容器是绝热的，因此只能是放热反应，从而导致容器内温度升高反应速率加快，所以选项C不正确；但当到达c点后正反应速率反而降低，此时反应物浓度的影响是主要的，因为反应物浓度越来越小了。但反应不一定达到平衡状态，所以选项A、B均不正确；正反应速率越快，消耗的二氧化硫就越多，因此选项D是正确的。

三、物质的转化率（或百分含量）-时间-温度（或压强）图

解这类题的关键是：

1.看清起点、拐点、终点。

2.先拐先平。

3.遵循“定一议二”原则。

4.分析引起平衡移动的因素，以及条件改变时对反应物的转化率的影响。

例3对于反应mA（g）+nB （g）pC（g），ΔH=Q kJ·mol-1，有如图3所示的变化。

图3则：①p1与p2的关系是；

②m+n与p的关系是；

③T1与T2的关系是；

④Q与0的关系是。

解析本题解答时应遵循两个原则：“先拐先平”“定一议二”原则。在温度均为T1时，p2达到平衡需要的时间短，因此p2>p1；压强增大，C的百分含量越大，平衡右移，说明正反应是体积减小的反应，即m+n>p；在p2保持不变时，T1达到平衡需要的时间短，因此T1>T2，温度越高，C的百分含量越小，而升高温度平衡向吸热反应方向移动，说明正反应是放热反应，即Q小于0。

答案：p2>p1；m+n>p；T1>T2；Q<0。

四、物质的转化率（或百分含量）-温度（或压强）图

这类图像反映了反应物或生成物的量在不同温度（压强）下对时间的关系，解题时要注意一定条件下物质含量不再改变时，应是化学反应达到平衡的特征。

例4一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合图4所示的是（）。

图4A.CO2（g）+2NH3（g）CO（NH2）2（g）+H2O（g）ΔH<0

B.CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g）ΔH>0

C.CH2CH2OH（g）CH2=CH2（g）+H2O（g）ΔH>0

D.2C6H5CH2CH3（g）+O2（g）

2C6H5CH=CH2（g）+2H2O（g）ΔH<0

解析考查平衡移动原理，涉及图像分析。由图4甲知，达到平衡时T2高于T1，说明随着温度升高，n（H2O）减小，平衡逆向移动，正反应是一个放热反应；由图4乙知，达到平衡时，p1高于p2，说明随着压强升高，n（H2O）增大，平衡正向移动，正反应是气体分子数减小的反应；符合的反应是A，选择A。

五、物质的转化率（或百分含量）——时间图

例5已知：4NH3（g）+5O2（g）4NO（g）+6H2O（g）ΔH=-1025 kJ/ mol，该反应是一个可逆反应。若反应物起始物质的量相同，图5中关于该反应的示意图不正确的是（）。

电化学反应器 第12篇

1 选择由环己醇制备环己酮的合适反应式

环己酮是一种重要的有机化工产品, 环己酮的主要用途是用来生产己内酰胺和己二酸, 进而制备聚酰胺产品尼龙-6和尼龙-66纤维;也可以用作油漆的溶剂和稀释剂。由环己醇氧化制备环己酮, 一般实验室常采用重铬酸盐氧化法来制备, 反应式 (1) 如下。

该氧化反应是一个放热反应, 必须控制反应温度在55℃~60℃, 以免反应过于剧烈。

由于液体酸对反应设备具有较强的腐蚀作用, 上述由环己醇采用重铬酸盐氧化法来制备环己酮的方法不适合于工业化生产。

制备环己酮的另一重要方法是采用环己醇催化脱氢来制备环己酮, 催化剂为固体金属, 目前一般采用新型Cu-Zn催化剂 (CuO-ZnO-Al2O3) , 反应式 (2) 如下。

该反应是一个吸热反应, 必须加热到较高温度反应才能进行;但是, 由于反应 (2) 采用了固体金属催化剂, 避免了对反应设备的腐蚀作用, 并且Cu-Zn催化剂具有较高的选择性, 所以, 由环己醇催化脱氢来制备环己酮的方法适合于工业化生产。下面以制备环己酮的反应 (2) 为例, 利用热力学数据来估算该反应的最低反应温度, 并确定适宜的反应温度范围。

2 热力学数据估算反应的最低反应温度

从化学工程手册中查得反应物质环己醇、环己酮以及氢气的标准热力学数据:标准生成热∆fH mΘ (298.15K) 及标准熵SΘm (298.15K) 以及恒压摩尔热容Cp, m表达式, 数据见表1。 (1) 由标准生成热∆fH mΘ (298.15K) 来计算标准反应热∆rHmΘ (298.15K) ; (2) 由标准熵SmΘ (298.15K) 来计算化学反应熵变∆rSΘm (298.15K) ; (3) 由反应热和反应熵变来计算化学反应吉布斯函数变∆rGmΘ, 根据∆rGmΘ的符号判断反应在常温常压下能否进行; (4) 若反应在常温常压下不能进行, 估算常压下反应能够进行的最低温度。

有关计算数学表达式如下。

将表1数据代入数学表达式计算, 结果如下。

因反应∆rGmΘ (298.15K) >0, 根据热力学第二定律, 反应在常温常压下不能进行;需提高反应温度, 使得∆rGmΘ (T) 0, 反应才有可能进行。又因反应的∆rHmΘ和∆rSmΘ随温度变化不大, 可近似为常数, 因此由∆rGmΘ (T) =∆rHmΘ-T∆rSmΘ0, 可计算得出T≥4 69.4K, 说明热力学计算得出的常压下最低反应温度为469.4K (196.2℃) 。

3 确定适宜的反应温度范围

由于Cu-Zn催化剂适用于反应温度为220℃~280℃, 具有较好的活性, 且催化剂使用寿命长达一年半;而铜的烧结温度为280℃, 若反应温度超过280℃, 催化剂将失去活性。综合热力学计算和催化剂的活性温度范围, 我们选择环己醇脱氢制备环己酮反应的最低反应温度为220℃, 下面在温度220℃~250℃范围内, 计算反应的平衡常数KΘ及平衡转化率α。有关计算数学表达式如下。

氢生成环己酮反应在不同温度 (220℃~250℃) 下的反应热∆rHΘm、反应吉布斯函数变∆rGmΘ、平衡常数KΘ, 以及原料为纯环己醇时对应的平衡 (理论) 转化率α, 计算结果见表2。

由表2的计算结果可知, 当反应在220℃以上进行时, 反应的平衡 (理论) 转化率达76%;当反应温度超过230℃时, 反应的平衡转化率变化不大。由于环己醇脱氢反应是一个强吸热反应, 能耗高;所以综合考虑反应转化率、反应速率以及能耗问题, 确定适宜的反应温度范围为220℃~240℃。

目前, 我国已有许多己内酰胺生产厂家采用环己醇催化脱氢来生产环己酮中间体, 这些装置的实际反应温度在230℃~250℃之间, 环己醇的实际转化率为50%左右, 采用Cu-Zn催化剂的选择性为99%左右。不过, 环己醇的实际转化率远低于理论转化率, 有待进一步改进生产工艺, 降低设备投资和能耗物耗, 提高环己醇的实际转化率和环己酮的产率, 扩大生产能力, 降低生产成本。

摘要：对环己醇催化脱氢制备环己酮的反应进行了热力学分析, 利用热力学数据估算了该反应的最低反应温度, 综合考虑反应转化率、反应速率以及能耗问题, 确定了适宜的反应温度范围为220～240℃;并结合生产实际, 指出环己醇催化脱氢反应的生产工艺有待进一步改进。