无机合成化学的理论基础
化学中的有机反应和无机化学的基础知识
化学中的有机反应和无机化学的基础知识在化学领域中，有机反应和无机化学是非常重要的两个分支。
它们覆盖了化学的几乎所有方面，为广大科学家提供了丰富的研究空间。
本文将深入介绍化学中的有机反应和无机化学的基础知识。
一、有机反应有机反应指的是在有机分子中发生的反应。
有机分子由碳和氢组成，可以包括其他元素，例如氧、氮、硫和卤素。
有机反应可以分为加成反应、消除反应、取代反应和重排反应等。
1、加成反应加成反应是一种将两个不同物质合成为一个较大分子的反应。
例如，我们可以将甲烷和氯气反应产生氯甲烷，反应方程式如下：CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl这种反应被称为加成反应，因为它是通过将两个分子中的化学键连接在一起来创造一个新的分子的。
2、消除反应消除反应是将一个分子分解成两个或多个较小的分子的反应。
例如，丙烯可以发生消除反应，产生丁烯和氢气：CH2 = CHCH3 → CH3CH2CH3 + H2这种类型的反应通常需要外部能量，例如热或光线，才能发生。
3、取代反应取代反应是指当一个原子或基团被另一个原子或基团所取代时发生的反应。
例如，甲烷可以与氯化氢反应，产生氯甲烷和盐酸：CH4 + HCl → CH3Cl + H2O这种反应是通过将氯离子从氯化氢中释放出来，并将其替换为甲基基团来发生的。
4、重排反应在重排反应中，原子或基团在分子中重新排列。
例如，甲醇可以进行重排反应，产生甲基醚：CH3OH → CH3OCH3 + H2O甲基醚的形成是通过水分子从甲醇中取走一个氢离子，并与甲醇中的甲基离子结合而实现的。
二、无机化学基础知识无机化学是研究无机化合物的组成，结构和性质的科学分支。
无机化合物包括无机酸，盐，氧化物和氢氧化物等。
1、金属元素和离子金属元素是组成无机化合物的重要元素。
其中一些元素形成了离子，例如氢离子，钠离子和铁离子。
这些离子可以通过与其他离子或具有相反电荷的分子形成化合物。
2、离子反应离子反应是指在反应物和产物之间发生离子交换的反应。
无机化合物的合成方法与反应机理
无机化合物的合成方法与反应机理无机化合物是由无机元素组成的化合物，具有重要的应用价值。
本文将介绍几种常见的无机化合物的合成方法和反应机理。
一、金属氧化物的合成金属氧化物是由金属离子和氧离子组成的化合物，在实验室中可以通过以下几种方法进行合成：1. 燃烧法：将金属样品置于氧气的环境中进行燃烧反应，生成金属氧化物。
例如，将铝片点燃后生成氧化铝。
2. 氧化法：将金属溶解在酸中，然后通过氧化剂氧化金属离子，生成金属氧化物。
例如，将铜片溶解在硝酸中，然后加热，生成氧化铜。
3. 沉淀法：通过两种溶液反应生成沉淀，沉淀即为金属氧化物。
例如，将钠水溶液和铜硝酸溶液混合，生成沉淀，过滤后得到氧化铜。
金属氧化物的合成反应机理主要涉及金属离子和氧离子的反应过程，具体机理需要通过实验和理论分析相结合来研究。
二、氧化还原反应的合成氧化还原反应是无机化合物合成中常见的反应类型，它涉及电子的转移过程。
以下是几种常见的氧化还原反应合成方法：1. 直接反应法：将金属与非金属或氧化剂直接反应，生成相应的氧化物。
例如，将金属钠与氧气反应，生成氧化钠。
2. 置换反应法：通过一种金属离子置换另一种金属离子，生成不同的化合物。
例如，将铜片放入含有银离子的溶液中，银离子被铜离子置换，生成铜盘。
3. 过渡金属配合物合成：过渡金属离子可以与配体形成配合物，合成各种无机化合物。
例如，钴离子与氨配体形成六水合钴离子。
氧化还原反应的机理涉及电子的转移过程，需要深入研究反应物的电子结构和反应条件的影响。
三、酸碱中和反应的合成酸碱中和反应是无机化合物合成中常见的反应类型，它涉及酸、碱之间的中和反应。
以下是几种常见的酸碱中和反应合成方法：1. 酸与碱中和反应：在适当的反应条件下，酸和碱反应生成盐和水。
例如，硫酸与氢氧化钠中和反应，生成硫酸钠和水。
2. 酸碱沉淀反应：酸和碱反应生成不能溶解于水的沉淀物。
例如，硫酸与氯化钠反应，生成无溶解度的氯化铅沉淀。
酸碱中和反应的机理涉及氢离子和氢氧根离子之间的结合，并通过电荷平衡生成中性的盐。
化学技术中如何进行无机合成研究
化学技术中如何进行无机合成研究在化学技术领域中，无机合成研究是一项非常重要的课题。
无机合成研究旨在合成和设计新的无机化合物，用于各种领域的应用，如材料科学、能源领域、环境保护等。
本文将探讨无机合成研究的方法和技术，并介绍一些相关的案例和应用。
一、无机合成的基本原理无机合成是指通过化学反应合成无机化合物的过程。
在无机合成研究中，常用的原料包括金属盐和无机酸、碱等。
通过选择合适的反应条件和控制反应过程，可以得到理想的产物。
无机合成的过程中需要考虑合成路线的选择、反应条件的控制和产物纯度的提高等问题。
二、无机合成的方法和技术1. 水热合成水热合成是一种常用的无机合成方法，它利用高温高压下的水环境进行反应。
水热合成具有反应速度快、产物纯度高等优点，常用于制备无机纳米材料和无机配合物等。
2. 气相合成气相合成是将气体作为反应物，在高温高压条件下进行反应。
气相合成可以用于制备气体、金属氧化物等无机化合物。
常见的气相合成方法包括气相沉积、溅射法等。
3. 溶液合成溶液合成是将溶液中的化合物通过加热或者化学反应得到所需的产物。
溶液合成具有操作简便、反应时间短等特点，适用于制备无机固体材料、催化剂等。
4. 固相合成固相合成是将反应物固定在固体基质中，通过加热或者化学反应获得产物。
固相合成适用于制备无机晶体、新型催化剂等。
通过调控反应温度和时间等条件，可以控制产物的尺寸和形态。
三、无机合成研究的应用和案例分析无机合成研究在材料科学、能源领域、环境保护等方面具有广泛的应用。
以下将介绍几个典型的案例。
1. 材料科学中的应用无机合成为材料科学提供了丰富的材料资源。
例如，通过溶液合成方法可以制备出具有高催化活性和选择性的纳米材料。
这些新型材料在能源存储、催化剂等方面具有重要应用价值。
2. 环境保护中的应用无机合成可以用于制备环境友好型的催化剂。
例如，通过控制催化剂的结构和成分，可以提高催化剂的催化活性和选择性，从而实现废气的治理和能源的高效利用。
化学物质无机合成
化学物质无机合成化学物质是现代社会中不可或缺的一部分，它们广泛应用于医药、农业、工业等各个领域。
其中，无机合成是一项重要的化学技术，涉及到合成无机化合物和材料。
本文将探讨化学物质无机合成的原理、方法和应用。
一、无机合成的原理无机合成是指通过无机化学原理和方法，将不同的无机物质反应生成目标无机物质的过程。
无机合成涉及到多种反应类型，包括酸碱中和反应、氧化还原反应、置换反应、络合反应等。
在无机合成中，化学反应的速度和产率是重要的考虑因素。
因此，在设计无机合成的过程中，需要选择合适的反应条件和催化剂，以促进反应的进行。
此外，反应物的纯度和比例也是影响合成效果的重要因素。
二、无机合成的方法无机合成方法繁多，下面介绍几种常见的方法。
1. 溶液法溶液法是一种常用的无机合成方法。
在溶液中，通过控制反应物的加入顺序和条件，可以合成出各种无机化合物。
同时，溶液法也可用于合成纳米材料，通过调控溶液中的反应条件，可以控制纳米材料的粒径和形貌。
2. 沉淀法沉淀法是通过加入一种沉淀剂，使溶液中的某些离子沉淀下来形成固体产物的方法。
此方法常用于制备无机颗粒材料和无机薄膜材料。
3. 水热合成法水热合成法是一种在高温高压水环境下进行的无机合成方法。
在水热条件下，反应速度加快，反应物更容易溶解和反应，从而促进无机合成的进行。
这种方法适用于合成金属氧化物、金属硫化物等材料。
4. 气相沉积法气相沉积法是通过将反应物的气态前体物质在高温下分解或反应，生成目标无机材料的方法。
此方法常用于制备薄膜材料和纳米颗粒。
三、无机合成的应用无机合成在各个领域都有广泛应用。
1. 医药领域无机合成用于合成药物的中间体或活性成分。
许多药物，如抗癌药物、抗生素等，都需要通过无机合成来制备。
2. 农业领域农业领域需要大量的无机化合物，如肥料、农药等。
通过无机合成，可以制备出高效、环保的农药和肥料，提高农作物的产量和质量。
3. 工业领域工业领域需要大量的无机材料，如金属氧化物、金属硫化物等。
无机合成原理及技术
无机合成原理及技术无机合成原理及技术无机合成是指通过化学反应使一种或多种无机物在一定条件下合成新的无机物的化学反应过程。
无机合成广泛应用于矿物学、地球化学、生态学、材料科学、工业药品生产和材料学等领域。
它是现代科技和社会发展的重要组成部分之一。
一、无机合成原理无机合成原理涉及了无机化学各个领域，主要可以从化学官能团、化学键和反应机理三个方面来进行讨论。
1. 化学官能团原理无机合成的化学官能团原理主要涉及了无机物中的离子（阳离子、阴离子）和桥配体（分子中两个或多个原子的配位点上配位取代的化学物质）等。
通过这些离子和配体的反应，可以得到新的无机物。
阳离子和阴离子的反应通常是直接组成盐或离子络合物。
例如，硝酸铜和氯化铁反应后可以得到硝酸铁和氯化铜：Cu(NO3)2 + FeCl3 → Fe(NO3)3 + CuCl2分子内配位取代的化学物质如果具有桥配性，将能促使化学反应的进行。
例如，二价的硫化物离子（S2-）在配位时可与两个质子配位形成硫氢盐，而氧化物离子则可以强烈协同桥配M（ox）2，如BaM（ox）2（M指金属离子）。
2. 化学键原理在无机化学反应中，形成化学键是至关重要的。
在不同的反应条件下，使用不同类型和性质的反应试剂可形成不同种类的化学键，以此来合成不同种类的无机物。
在利用化学键原理进行无机合成时，我们通常会碰到这样的情况：一个阳离子和一个阴离子之间，由于一种离子间作用力的存在（静电力）将会形成一种带电的复合物。
这种离子间作用力，通常会在化学反应中扮演重要的角色。
例如在硫酸钠和硝酸银反应时：Na2SO4 + AgNO3 → Ag2SO4 + 2NaNO3硫酸根离子与银离子反应之后，在产物中形成了银硫酸盐沉淀，而硝酸根离子则与钠离子结合形成了稳定的溶液。
3. 反应机理原理在无机化学反应过程中，反应机理通常具有很大的影响。
不同的反应机理可能会导致不同类型的反应产物，或者同一组反应试剂在不同反应条件下，可能会导致不同的反应机理。
化学实验室中的无机合成
化学实验室中的无机合成化学实验室是进行科学研究和教学实践的重要场所。
在实验室中，无机合成是一项常见的实验活动。
本文将介绍无机合成的基本原理和步骤，并说明实验室中常见的无机合成反应。
一、无机合成的基本原理无机合成是通过化学反应将两个或多个无机物质转化为目标产物的过程。
无机合成可以通过不同的反应类型实现，包括酸碱中和、氧化还原和沉淀反应等。
无机合成的目的是合成出纯净的产物，以便进行后续的分析和研究。
二、无机合成的步骤1. 实验准备：在进行无机合成实验之前，需要仔细阅读实验手册，了解实验目的、反应方程式和所需试剂。
同时，需要准备好必要的实验器材，如烧杯、试管、洗瓶等，并进行适当的清洗和消毒。
2. 试剂配制：根据实验要求，仔细称取所需的试剂，并按照实验方程式计算比例配制。
在配制试剂时，要注意安全操作，避免接触有毒或腐蚀性物质。
3. 反应进行：将所需试剂按照实验方程式加入反应容器中，然后进行适当的搅拌或加热。
在反应过程中，需要控制反应温度和时间，以获得理想的反应产物。
4. 产物分离：完成反应后，将反应溶液进行过滤或离心等操作，以分离出产物。
根据实验要求，也可以进一步进行晶体生长或溶剂蒸发等步骤，以得到纯净的产物。
5. 产物分析：对合成产物进行适当的分析和表征，可以使用质谱、红外光谱、核磁共振等手段进行分析。
通过分析产物的物理和化学性质，可以判断合成反应的成功与否，并进一步探究反应机制和性质。
三、实验室中常见的无机合成反应1. 酸碱中和反应：酸和碱反应生成盐和水的反应。
例如，将氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水。
2. 氧化还原反应：包括氧化和还原两个过程，其中氧化剂得到电子，还原剂失去电子。
例如，将亚硫酸钠与氯气反应生成硫酸钠和盐酸。
3. 沉淀反应：两种溶液中的阳离子和阴离子发生反应形成沉淀的反应。
例如，将硝酸银与氯化钠反应生成氯化银沉淀和硝酸钠。
四、在无机合成实验中的注意事项1. 实验室安全：在进行无机合成实验时，要严格遵守实验室安全规定，佩戴适当的防护装备，如实验手套、护目镜和实验大衣等。
【优质文档】无机合成化学复习总结完善版
无机合成总体概括1~2章基础3~6章常见的重要合成方法7~10章合成对象★★第一章绪论无机合成化学的定义、研究内容、思想方法、问题定义:~又称无机制备，是研究无机物质和不同物态的合成原理、合成技术、合成方法及合成产物进行分离、提纯、鉴定和表征的一门科学。
研究内容: ①方法:经典合成方法、极端条件下（超高温、超高压、等离子体、溅射、激光等）的合成方法、特殊合成方法（电化学合成、光化学合成、微波合成、生物合成等）、软化学与绿色化学合成方法②对象:典型无机化合物的合成、典型无机材料的合成、新材料的设计合成思想方法:开拓新的合成方法、元素的掺杂和置换、突破体系、体系杂化、学科交叉基本问题:无机合成化学与反应规律问题，无机合成中的实验技术和方法问题，无机合成中的分离和纯化问题，无机合成中的结构鉴定和表征问题。
热点领域：特种结构无机材料的制备；软化学和绿色合成方法；极端条件下的合成；无机功能材料的制备；特殊聚集态材料的制备；特种功能材料的分子设计；仿生合成；纳米粉体材料的制备。
★★第二章气体和溶剂气体和溶剂在合成中的作用:①气体:用作载气，保护气氛和燃料②溶剂:提供反应场所、改变化学平衡与速率、催化作用。
气体除杂净化的方法和对象:①净化方法： a.化学〔吸收〕除杂（设计原则：特效性，灵敏性，高的选择性）b.气体的分级分离净化（包括：低温下的分级冷凝、低温下的分级蒸发、应用分馏柱进行分级蒸发、气体色谱法）c.吸附分离和净化（吸附剂对气体混合物中各组分的吸附能力差异）②对象：液雾，固体微粒，水和杂质（氧、氮等）。
干燥〔除水分〕，用沸石分子筛，其优点: 吸水能力大，较稳定；即使在低水蒸汽压和高温下，吸水能力都较好选择干燥剂考虑①因素：吸附容量越大越好；吸附速率越快越好；吸附后残留水蒸汽压越小越好；再生能力，越易再生越好。
②原则:干燥过程中成分不要减少，不要引入新杂质。
无水无氧实验操作：①应用的条件: 合成具有强还原性的特殊低价化合物对溶剂和气氛要求特别高⑴无水无氧操作室（手套箱）；②装置: 真空系统或手套箱或煦兰克装置。
无机合成方法知识点
第一部分无机合成的基础知识知识点：溶剂的作用与分类例如：根据溶剂分子中所含的化学基团，溶剂可以分为水系溶剂和氨系溶剂根据溶剂亲质子性能的不同，可将溶剂分为碱性溶剂、酸性溶剂、两性溶剂和质子惰性溶剂。
例如：丙酮属于（）溶剂：A 氨系溶剂 B 水系溶剂 C 酸性溶剂 D 无机溶剂进行无机合成，选择溶剂应遵循的原则：（1）使反应物在溶剂中充分溶解，形成均相溶液。
（2）反应产物不能同溶剂作用（3）使副反应最少（4）溶剂与产物易于分离（5）溶剂的纯度要高、粘度要小、挥发要低、易于回收、价廉、安全等试剂的等级及危险品的管理方法例如酒精属于（）A 一级易燃液体试剂B二级易燃液体试剂C三级易燃液体试剂D四级易燃液体试剂真空的基本概念和获得真空的方法低温的获得及测量高温的获得及测量第二部分溶胶-凝胶合成溶胶－凝胶法：用含高化学活性组分的化合物作前驱体，在液相下将这些原料均匀混合，并进行水解/醇解、缩聚化学反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂，形成凝胶。
凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。
金属醇盐是介于无机化合物和有机化合物之间的金属有机化合物的一部分，可用通式M(OR)n来表示。
M是价态为n的金属，R代表烷基。
*金属醇盐可看作是醇ROH中羟基的H被金属M置换而形成的一种诱导体*金属氢氧化物M（OH）n中羟基的H被烷基R置换而成的一种诱导体。
*金属醇盐具有很强的反应活性，能与众多试剂发生化学反应，尤其是含有羟基的试剂。
例如：关于溶胶-凝胶合成法中常用的金属醇盐，以下说法错误的是(D )A金属醇盐可看作是醇ROH中羟基的H被金属M置换而形成的一种诱导体B金属醇盐可看作是金属氢氧化物M(OH)n中羟基的H被烷基R置换而成的一种诱导体。
C金属醇盐具有很强的反应活性，能与众多试剂发生化学反应，尤其是含有羟基的试剂。
D 异丙醇铝不属于金属醇盐溶胶-凝胶合成法的应用溶胶一凝胶法作为低温或温和条件下合成无机化合物或无机材料的重要方法，在软化学合成中占有重要地位。
无机化学合成与制备技术
无机化学合成与制备技术无机化学合成与制备技术是一门研究无机化合物合成方法和制备工艺的学科，对于无机材料的研发和应用具有重要意义。
本文将介绍无机化学合成与制备技术的基本原理、实验方法以及在材料科学领域的应用。
一、无机化学合成的基本原理无机化学合成是指通过化学反应将不同的无机物质合成为目标化合物。
基本原理包括选择适当的反应物、控制反应条件以及合理选择反应路径。
1.选择适当的反应物：无机化学合成的第一步是选择适当的反应物。
反应物的选择需要考虑目标化合物的化学性质、晶体结构以及产率等因素。
通常情况下，反应物需要满足化学反应平衡和速率条件。
2.控制反应条件：反应条件对于无机化学合成具有重要影响。
反应条件包括温度、压力、溶剂、催化剂等因素。
通过调控这些条件可以实现反应的选择性和高产率。
3.合理选择反应路径：无机化学合成可以通过不同的反应路径来实现。
常见的反应路径包括溶液法、气相法、固相法等。
选择合适的反应路径可以提高合成效率，获得纯度较高的产物。
二、无机化学制备技术的实验方法无机化学制备技术的实验方法主要包括溶液法、气相法、固相法以及溶胶-凝胶法等。
1.溶液法：溶液法是最常用的无机化学制备技术。
它通过将适量的反应物溶解于溶剂中，然后通过调节反应条件（如温度、pH值等）来实现化学反应。
溶液法具有反应条件易于控制和产物纯度高的优点。
常见的溶液法包括沉淀法、溶胶-凝胶法等。
2.气相法：气相法是通过气体相反应进行制备的技术。
气相法通常需要在高温下进行，利用气体反应物的高扩散性以及高活性来进行反应。
气相法适用于制备高纯度的产物，但需要考虑反应温度和压力等因素。
3.固相法：固相法是指通过固体相反应进行制备的技术。
固相法通常需要将适量的反应物混合均匀，然后在高温下进行反应。
固相法适用于制备晶体材料和多相材料，但通常需要较长的反应时间。
4.溶胶-凝胶法：溶胶-凝胶法是一种通过控制溶液中的溶胶聚集来制备材料的方法。
它可以制备出具有高比表面积和均匀微结构的材料。
无机合成基础
O O
N
C (CH2)5 NH
• • • • •
含-OH的分子：醇类和酚类 含NH或NH2的胺类； 含-COOH的羧酸类； 每个官能团=一个成键点 因此要求分子中必须有两个或两个以上的这类官 能团才能作为高分子单体，常用的多元醇、多元 胺和多元酚、多元酸以及不同官能团组合后的分 子都是理想的高分子材料单体，如乙二醇、乙二 胺、对苯二甲酸、氨基酸等
溶剂的分类
• • • • • 惰性溶剂 配位溶剂 质子溶剂 离子溶剂 离解溶剂
合理的溶剂
• • • • • • • 一种好的溶剂应具有： 对原料的适当溶解能力、 反应选择性高无副反应发生、 反应条件温和、 易分离回收、 挥发性小且无毒。 常用的溶剂有各种烃类、卤代烃类，如脂肪烃、 芳香烃，还有醇类、醚类、酯类、胺类、酸和酸 酐类以及杂环类等。
单质合成中应用
• 单质在材料合成中主要用于： 各类合金制备； 化合物的制备； 强还原剂 催化剂。 单质在材料合成中的最大优势在于过程无 污染，原料的利用率高。
氧化物原料
• 在元素周期表中，除碱金属和重碱土金属外，其 它金属和非金属都常以氧化物形式提供。 • 固体氢氧化物和含氧酸这类原料种类相对有限 • 氧化物在制备氧化物和复合氧化物材料时具有无 废气、废渣和废水的特点，原料利用于高。 • 氢氧化物或含氧酸作为合成原料时的作用与氧化 物相似
蛋白质类天然高分子原料
• 常见的蛋白质类天然高分子材料有丝、毛、皮 • 主要成份：氨基酸、肽链； • -CO和-NH之间：分子内氢键、分子间氢键、范德 华力。 导致分子极性的下降、水溶性降低 导致分子构型和构象上的差异，形成不同结构， 单分子链通过构建一系列超分子结构聚集成整根 纤维。
气体的净化方法
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G （ T ）可简化为 r m
r G m ( T ) r H m ( 2 9 8) T r S m ( 2 9 8) r C p m (ln 2 9 8 / T 1 2 9 8 / T )
r G m ( T ) I A ' T B ' T ln T
对于工业生产中较常遇到的恒温、恒压或恒温、恒 容过程，可使用吉布斯函数或亥姆霍兹函数来准确判断 其过程方向性。这两个函数可理解为系统恒温、恒压或 恒温、恒容下环境提供最大有用功的能力，而所有系统 都有自发降低其做功能力的趋势，即恒温、恒压下:
rG m r H
m
T rSm <0
第2章 无机合成化学的理论基础
1. 化学反应方向的判断
自发过程
影响热力学过程自发进行方向因素有两个： 一是热量因素，另一个则是系统的混乱度因素。 任何自发过程都是倾向于： （1）降低系统的能量； （2）增加系统的混乱度。
系统的熵及熵判据
熵（S）是系统的一个状态函数，一定条件下系统有 一固定的熵值，系统发生变化时，其过程的熵变等于可 逆热与温度的商值，即热温熵 。
自发过程 平衡状态 非自发过程
rG m r H
m
T rSm =0
rG m r H
m
T rSm >0
恒温、恒容下
r Am rU
m
T rSm <0
自发过程 平衡状态 非自发过程
r Am rU r Am rU
m
T rSm =0 T rSm >0
T 298
rC
dT T pm
T
T dT
298
上述式中
rC
pm
r
C
pm
为参加反应各物质定压摩尔热容的代数和，即
pm
[l r C
pm
( L ) m rC
( M )] [ a r C
pm
( A) b rC
pm
(B)
i
i
，就可用上述公式计算某一反应在不同温 度下的 G （ T ）。
系统的内能、焓、亥姆霍兹函数、吉布斯函数
焓
H=U+PV A =U-TS G =H-TS
基本热力学函数
亥姆霍兹函数 吉布斯函数
m
标态下： 非标态下：
rG m r H
T rSm
r G m r G m RT ln Q a
不过，化工合成中很多反应并非在室温下进行，尤其是高温 反应在合成中十分常见。由于物质的等压热容是温度的函数，即
2. 化学反应动力学
热力学只考虑反应的始态、终态，不管反应的过 程，只能告诉我们反应的可能性和反应的限度，而无 法告诉我们反应的速度及反应的机理。 而化学动力学就是研究参加反应各物质的浓度、 反应温度、压力及催化剂等因素对化学反应速率的影 响，以及反应进行时要经过哪些具体的反应步骤即反 应机理的一门科学。
将反应产物之一在生成后立即分离出去或转移到另 一相中去，也是提高转化率的一个办法，只要不造成工 艺上的太大麻烦，工业生产上最好采用这种办法。此外， 对于有气体参加的反应，如果反应前后气体物质的化学 计量数不相等，则增加压力会有利于反应向气体计量数 小的方向进行，例如合成氨的反应：
dS dQ
r
/T
从物理意义上讲，熵是量度系统无序度的函数，也 可以说是系统混乱度的宏观量度。系统的混乱度小或者 处在较有序的状态，其熵值就小；混乱度大或者处在较 无秩序的状态，对应的熵值就大。
熵是一状态函数从状态Ⅰ到状态Ⅱ的变化过程中， 熵变△S=SⅡ-SⅠ一定值，与变化的可逆与否无关。因此， 以Q/T与△S相比较，就可了解到过程进行的情况，即 Q/T =△S ——可逆过程，系统处于平衡状态； Q/T﹤△S ——不可逆过程，系统为自发过程； Q/T﹥△S ——非自发过程。
C pm a bT cT
rH
m
2
dT
3
(T ) r H
m
(298)
T 298
rC
T 298
pm
dT
r S m (T ) r S m ( 2 9 8 )
。
rC
pm
dT
r G m (T ) r H
m
(298) T r S m (298)
r m
当数据不齐全或无必要精确计算时，往往作近似 计算，可有两种方法。
1.如果反应的△rCpm≈0，则可视
r G m (T ) r H
m
rH、 m
r S 为常数。 m
(298) T r S m (298) A B T
2. 如果反应的△rCpm为常数，则
A kC A C B
a b
浓度对反应速率的影响 对于一个可逆反应 A B L M ，增加A或B的浓度 可以使平衡向右移动，增加L或M的浓度则使平衡向左 移动；同样降低某一正反应物（生成物）的浓度，也 能改变平衡点。实际上，产生气体或沉淀的反应之所 以是单向反应，就是因为由于气体或沉淀的生成，避 免了逆反应的发生。
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以△rGm判据为例，对于一个化学反应来说，反应 过程的△rHm和△rSm随温度的变化往往不是很大，因此 △rGm、△rHm、△rSm间可能有下列几种情况。
种类 1 2 3 4 ΔH － + + － ΔS + － + － ΔG = ΔH – TΔS － + 低温 + 高温－ 低温 － 高温 + 反应的自发性 自发 (任何温度) 非自发 (任何温度) 反应在高温下 能自发进行 反应在低温下 能自发进行 举例 2H2O2(g) = 2H2O(g) +O2(g) 2CO(g) = 2C(s) + O2(g) CaCO3(s)=CaO(s) + CO2(g) NO(g)+ O 2(g) = NO2(g)
以反应进度(ξ)来表示化学反应进行的程度，以单 位时间内反应进度的变化来表示反应速率(υ)，如果反 应是在体积(V)恒定的容器内进行，也可以单位体积 中反应进度随时间的变化来定义反应速率。
d dt
d Vdt
反应物经过一步反应直接转化为生成物的反应成为基 元反应，这类反应的速率方程按质量作用定律可表示为：