非基元反应
2024届高三化学新高考大二轮复习教师用书 专题五 选择题专攻 1-物质能量、能垒变化图像分析
1.物质能量、能垒变化图像分析1．基元反应与非基元反应例如H＋＋OH－===H2O，反应几乎没有过程，瞬间平衡一步到位，称为简单反应；而2HI===H2＋I2的实际机理是分两步进行的，每一步都是一个基元反应：2HI―→H2＋2I·、2I·―→I2，存在未成对电子的微粒称为自由基，反应活性高，寿命短，2HI===H2＋I2称为非基元反应。
2．过渡态A＋B—C―→[A…B…C]―→A—B＋C备注：(1)以上为一种基元反应，其中正反应活化能E a正＝b－a，逆反应活化能E a逆＝b－c，ΔH＝E a正－E a逆。
(2)过渡态(A…B…C)不稳定。
3．中间体备注：处于能量最高点的是反应的过渡态，在多步反应中两个过渡态之间的是中间体，中间体很活泼，寿命很短，但是会比过渡态更稳定些。
4．催化机理能垒图(1)在催化机理能垒图中，有几个活化状态，就有几个基元反应。
可以用图中每步基元反应前后的活性物质，写出其热化学方程式。
注意：如果纵坐标相对能量的单位是电子伏特(eV)，焓变应转化成每摩尔。
(2)每步基元反应的快慢取决于其能垒的大小，能垒越大，反应速率越慢。
例如：在Rh催化下，甲酸分解制H2反应的过程如图所示。
其中带“*”的物种表示吸附在Rh表面，该反应过程中决定反应速率步骤的化学方程式为HCOOH*===HCOO*＋H*；甲酸分解制H2的热化学方程式可表示为HCOOH(g)===CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－0.16N A eV·mol－1(阿伏加德罗常数的值用N A表示)。
应用示例我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了CO2与H2在TiO2/Cu催化剂表面生成CH3OH 和H2O的部分反应历程，如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用标注。
反应历程中最小能垒(活化能)E正＝________ eV。
写出历程②的化学方程式及焓变：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
非基元反应
非基元反应
非基元反应是指除原子核以外的原子间发生的各种交互作用过程，是物理和化学界探索物质本质的重要研究方向之一。
这种反应可以分为原子间和分子间两种形式，原子间反应主要包括电离反应、吸引力反应和自由电子反应等，而分子间反应则包括化学反应、化学动力学等。
原子间反应是一种充满活力的反应过程，主要是由电子或电子密度发生变化，从而引起原子间的结构变化，最后发生的变化涉及原子的局域环境和整个分子的结构。
例如，电离反应就是原子之间的互换电子过程，比如氢原子和氧原子之间的水分子形成过程。
另外，分子间反应也涉及到原子间反应，它是一种由分子互相作用引起的反应，可以分为化学反应和物理反应，其中化学反应是指分子的化学结构发生变化，而物理反应就是分子结构没有改变，但是它们之间发生物理作用，可以分为布拉格机制反应和伦琴机制反应等。
另外，近年来随着科学研究的深入，科学家们发现了原子间反应中的各种新机制和新形式，如量子反应、超分子反应、区域反应、屏蔽反应、反常分子反应等，这些反应在各类化学反应中扮演着重要的角色。
在实际应用中，非基元反应也有其重要性。
它不仅可以帮助我们深入了解物质的本质，而且可以用于各种实际应用，如柔性电子器件、无机复合物、材料等，这些非基元反应可以提升材料性能，从而应用于更多的领域。
因此，非基元反应是物理和化学研究的重要研究方向，以及实际应用的重大发展。
未来对其的更多研究和应用将有助于促进全球的科技进步和经济发展。
第七章 化学动力学 章末习题
第七章 化学动力学章末总结一、内容提要1. 基本概念（1）化学动力学的研究对象研究化学反应的速率和机理以及影响速率的各种因素，如温度、浓度、压力、催化剂、介质和分子结构等。
（2）动力学曲线动力学曲线即反应物或生成物的浓度随时间的变化曲线。
（3）转化速率对应于指明的化学计量方程，反应进度ξ在t 时刻的变化率称为该反应的转化速率，用d dtξ表示，单位为1mol s - 。
（4）化学反应速率 单位体积内的转化率称为反应速率，1d r V dt ξ=。
（5）基元反应与非基元反应① 基元反应：反应物分子一经碰撞直接变成产物。
② 非基元反应：若反应物到产物，必须经过中间步骤称为非基元反应或复杂反应。
（6）反应的速率方程表示反应速率与浓度等参数之间的关系，或表示浓度等参数与时间的关系的方程称为反应的速率方程。
（7）速率系数速率方程中的比例系数称为速率系数或速率常数，用k 表示。
①k 的物理意义：数值上相当于反应物均为单位浓度时的反应速率。
②特点：A. k 数值与反应物的浓度无关。
在催化剂等其他条件确定时，k 的数值仅是温度的函数；B. k 的单位随着反应级数的不同而不同；C. k 的数值直接反映了反应速率的快慢。
（8）质量作用定律基元反应的速率与各反应物浓度的幂乘积成正比，其中各浓度项的方次即为反应方程中各物质的系数，这就是质量作用定律，它只适用于基元反应。
（9）反应级数在反应的速率方程中，所有浓度项方次的代数和称为该反应的级数，用n 表示。
n 可以是正数、负数、整数、分数或零，也有的反应无法说出其反应级数。
（10）反应分子数在基元反应中，反应物分子数之和称为反应分子数，其数值为1，2或3。
2. 具有简单级数反应的特点（1）零级反应定义：反应速率与反应物浓度的零次方成正比，即与反应物的浓度无关。
特点：微分式 0dx k dt= 积分式 0x k t = 线性关系 ~x t半衰期 1022a t k =0k 的单位 3m o l d m - 或 [ -1浓度][时间] （2）一级反应定义：反应速率与反应物浓度的一次方成正比。
化学反应工程_中国石油大学(华东)中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
化学反应工程_中国石油大学（华东）中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.反应平衡常数随温度变化关系，与（）成正比。
答案:反应热2.关于动力学方程，以下正确的认识是：答案:一般反应的动力学方程和计量方程间无必然联系3.停留时间分布密度函数E(t)没有单位答案:错误4.对于一恒容反应，以下说法正确的是：答案:达到相同的转化率时，在间歇式反应器中进行需要的反应时间与在平推流反应器中进行需要的空时相等5.以下对离析流模型描述正确的是答案:宏观流体可以采用离析流模型计算_离析流模型中流体粒子可看做间歇釜反应器_离析流模型中流体粒子之间不存在物质交换6.影响轴向分散系数D的因素包括答案:湍流扩散_分子扩散_流体速率分布7.如果一个反应的瞬时收率与反应物浓度关系曲线有极大值，采用全混流-平推流进行串联也是个不错的选择。
答案:正确8.轴向分散系数与分子扩散系数，下面论述正确的是答案:分子扩散系数是物质本身的一种属性_两者实质上是不同的_轴向分散系数是与流动有关系的9.从反应器停留时间分布测定中求得无因次方差为0.99，反应器可视为答案:全混流10.二个相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值为答案:0.511.由示踪实验测得一反应器的停留时间分布密度函数【图片】可计算流体在该反应器内平均停留时间为 min。
答案:1012.理想活塞流反应器E(t)曲线的方差是答案:13.停留时间分布函数F(t)取值范围是答案:[0, 1]14.关于我们选择反应器类型时需要考虑的因素，以下描述对不对？答案:以上因素均需要考虑15.对于在间歇式反应器中进行的不可逆反应，以下说法正确的是答案:一级反应的转化率与反应物的初始浓度无关16.对于不可逆气相反应A+2B→2C，在一的全混流反应器中进行，若进料中A与B的摩尔比为1：3，空时为8min，反应器出口A的转化率为80%，则物料在反应器中的平均停留时间为：答案:等于10min17.关于一个反应器的物料衡算方程，以下说法正确的是答案:对着眼组分i的物料衡算方程表达为：单位时间内i组分流入控制体积的摩尔数+单位时间内控制体积内因反应而生成的i组分的摩尔数=单位时间内流出控制体积的i的摩尔数+单位时间内控制体积内累积的i组分的摩尔数_方程中i组分累积的速率是指控制体积中i组分单位时间内增加的摩尔数18.不管哪种反应器类型，某反应物的转化率都可根据器内该组分摩尔数的变化来计算答案:错误19.对于不可逆气相反应A+2B→2C，在一恒温恒压的平推流反应器中进行，若进料中A与B的摩尔比为1：3，空时为8min，反应器出口A的转化率为80%，则物料在反应器中的平均停留时间为：答案:不能确定其具体数值20.对于平行-连串反应A+B→R，R+B→S，如果要有利R的生成，A应该采用平推流侧线小股进料。
北理无机化学第3章-化学动力学基础
基元反应
§3.2 浓度对反应速率的影响
NO2(g)+CO(g) NO(g)+CO2(g)
v=kc(NO2)c(CO)
反应级数 n = 2
基元反应 2NO(g)+O2(g)2NO2(g)
v=kc(NO)2c(O2)
反应级数 n = 3
第三章 化学动力学基础
3．注意
§3.2 浓度对反应速率的影响
或
lg{k}
Ea 2.303RT
lg{k0}
k： 反应速率常数，由反应的性质和温度决定；
Ea：实验活化能，单位为kJ·mol-1，是表示反应特性 的常数；
k0：指数前因子，频率因子，对指定反应为一常数。
第三章 化学动力学基础
§3.3 温度对反应速率的影响
3.3.2 Arrhenius 方程式的应用
vB ΔcB Δt
vC
ΔcC
t
vD ΔcD Δt
浓度的单位：mol·L-1 时间的单位：s（h、min）
第三章 化学动力学基础
例：
起始浓度/（mol·L-1）
§3.1 反应速率的意义
N2 + 3H2 → 2NH3
13
0
2秒后浓度/（mol·L-1）
0.8 2.4 0.4
同一反应，可用不同物质的浓度的变化表示反应速率，其 值可能不同。
vN2
-
(0.8-1) 2
0.1mol
L-1
S-1
vH2
-
(2.4- 3) 2
0.3 mol
L-1
S-1
vNH3
(0.42
0)
0.2 mol
L-1
S-1
第三章 化学动力学基础
制药工艺学复习重点
名词解释：一．①半合成：由具有一定基本结构的天然产物经化学结构改造和物理处理过程制得复杂化合物的过程。
②全合成：以化学结构简单的化工产品为起始原料，经过一系列化学反应和物理处理过程制得复杂化合物的过程。
二．①基元反应：反应物分子在碰撞中一步直接转化为生物分子的反应。
②非基元反应：反应物分子经过若干步，即若干个基元反应才能转化为生成物的反应。
三．①简单反应：由一个基元反应组成的化学反应。
②复杂反应：由两个以上基元反应组成的化学反应，又可分为可逆反应、平行反应和连续反应。
四．①生化需氧量（BOD）：是指在一定条件下微生物分解水中有机物时所需的氧量。
②化学需氧量（COD）：是指在一定条件下用强氧化剂使污染物氧化所消耗的氧量，单位mg/L. 五．①临界菌体浓度：是氧传递速率随菌体浓度变化曲线和摄氧速率随菌体浓度变化曲线的交叉点处的菌体浓度。
②临界氧浓度：是不影响呼吸或产物合成的最低溶解氧浓度。
一般在0.02到0.005m mol/L之间，发酵液的溶解氧浓度大于比浓度。
可能的简答题：一．反应浓度与配料比的确定：①可逆反应可采取增加反应物之一的浓度，或从反应系统中不断除去生成物之一的办法，以提高反应速度和增加产物的收率；②当反应生成物的生成量取决于反应液中某一反应物的浓度时，则增加其配料比。
最适合的配料比应是收率较高，同时又是单耗较低的某一范围内；③若反应中，有一反应不稳定，则可增加其用量，以保证有足够的量参与主反应；④当参与主、副反应的反应物不尽相同时，应利用这一差异，增加某一反应的用量，以增加主反应的竞争力。
二．温度对速率的影响：①反应速度随温度的升高而逐渐加快，他们之间是指数关系，这类反应最常见；②有爆炸极限的化学反应，反应开始时温度影响小，当达到一定温度极限时，反应即以爆炸速度进行；③温度不高时k随T的增高而加速，但达到某一高温以后，再生高温度，反应速度反而下降。
④温度升高，反应速度反而下降。
三．影响催化剂活性的因素:①温度：温度对催化剂活性影响较大，温度太低，催化剂的活性很小，反应速度很慢；②助催化剂：是一类能改善活性组分的催化性能的物质；③载体：在多数情况下，常常把催化剂负载于某种惰性物质上，这种惰性物质称为载体；④催化剂中毒：催化剂在使用过程中，因某些物理和化学作用破坏了催化剂原有的组织和构造，催化剂会降低或丧失活性，这种现象称为催化剂衰退或催化剂失活。
无机化学 知识点总结
无机化学（上） 知识点总结第一章 物质存在的状态 一、气体1、气体分子运动论的基本理论①气体由分子组成，分子之间的距离>>分子直径； ②气体分子处于永恒无规则运动状态；③气体分子之间相互作用可忽略，除相互碰撞时； ④气体分子相互碰撞或对器壁的碰撞都是弹性碰撞。
碰撞时总动能保持不变，没有能量损失。
⑤分子的平均动能与热力学温度成正比。
2、理想气体状态方程①假定前提：a 、分子不占体积；b 、分子间作用力忽略 ②表达式：pV=nRT ；R ≈8.314kPa ²L ²mol1-²K1-③适用条件：温度较高、压力较低使得稀薄气体 ④具体应用：a 、已知三个量，可求第四个；b 、测量气体的分子量：pV=M W RT （n=MW ） c 、已知气体的状态求其密度ρ：pV=M W RT →p=MV WRT →ρMVRT=p3、混合气体的分压定律①混合气体的四个概念a 、 分压：相同温度下，某组分气体与混合气体具有相同体积时的压力；b 、 分体积：相同温度下，某组分气体与混合气体具有相同压力时的体积c 、 体积分数：φ=21v v d 、 摩尔分数：xi=总n n i②混合气体的分压定律a 、 定律：混合气体总压力等于组分气体压力之和；某组分气体压力的大小和它在混合气体中体积分数或摩尔数成正比 b 、 适用范围：理想气体及可以看作理想气体的实际气体c 、 应用：已知分压求总压或由总压和体积分数或摩尔分数求分压、 4、气体扩散定律①定律：T 、p 相同时，各种不同气体的扩散速率与气体密度的平方根成反比：21u u =21p p =21M M (p 表示密度) ②用途：a 、测定气体的相对分子质量；b 、同位素分离二、液体 1、液体①蒸发气体与蒸发气压A 、饱和蒸汽压：与液相处于动态平衡的气体叫饱和气，其气压叫做饱和蒸汽压简称饱和气；B、特点：a、温度恒定时为定值；b、气液共存时不受量的变化而变化；c、物质不同，数值不同②沸腾与沸点A、沸腾：当温度升高到蒸汽压与外界压力相等时，液体就沸腾，液体沸腾时的温度叫做沸点；B、特点：a、沸点的大小与外界压力有关；外界压力等于101kPa时的沸点为正常沸点；b、沸腾是液体表面和内部同时气化的现象2、溶液①溶液与蒸汽压a、任何物质都存在饱和蒸汽压；b、纯物质的饱和蒸汽压只与物质本身的性质和温度有关；c、一定温度下饱和蒸汽压为常数；d、溶液蒸汽压的下降：△p=p纯液体-p溶液=K²m②溶液的沸点升高和凝固点的下降a、定量描述：沸点升高△Tb =Kb²m凝固点下降△Tf =Kf²m仅适用于非电解质溶液b、注意：①Tb 、Tf的下降只与溶剂的性质有关②Kb 、Kf的物理意义：1kg溶剂中加入1mol难挥发的非电解质溶质时，沸点的升高或凝固点下降的度数c、应用计算：i、已知稀溶液的浓度，求△Tb 、△Tfii、已知溶液的△Tb 、△Tf求溶液的浓度、溶质的分子量d、实际应用：i、制冷剂：电解质如NaCl、CaCl2ii、实验室常用冰盐浴：NaCl+H2O→22°CCaCl2+H2O→-55°Ciii、防冻剂：非电解质溶液如乙二醇、甘油等③渗透压a、渗透现象及解释：渗透现象的原因：半透膜两侧溶液浓度不同；渗透压：为了阻止渗透作用所需给溶液的额外压力b、定量描述：Vant'Hoff公式：∏V=nRT ∏=VnRT即∏=cRT ∏为溶液的渗透压，c 为溶液的浓度，R 为气体常量，T 为温度。
非基元反应定义
非基元反应定义非基元反应是化学反应中的一个重要概念。
在化学反应中，基元反应是指只涉及一个分子的反应步骤，而非基元反应则是涉及两个或多个分子的反应步骤。
非基元反应在化学反应研究中具有重要的意义。
它们可以帮助我们理解复杂反应过程的机理，预测反应的产物和速率，并为合成新的化合物提供指导。
非基元反应的研究可以通过理论计算和实验方法进行。
理论计算可以通过量子化学计算方法，如密度泛函理论（DFT）和分子力学方法，来模拟反应过程的能量变化和反应路径。
实验方法可以通过测量反应物和产物的浓度随时间的变化，来确定反应的速率和产物的选择性。
非基元反应可以分为连续反应和并行反应两种类型。
连续反应是指一个反应步骤紧接着另一个反应步骤进行，产生一个或多个中间体，最终生成产物。
并行反应是指两个或多个反应步骤同时进行，产生不同的中间体和产物。
非基元反应的速率常常受到反应物浓度、温度和催化剂等因素的影响。
反应物浓度越高，反应速率越快；温度越高，反应速率越快；催化剂可以降低反应的活化能，加快反应速率。
非基元反应在生物化学中也起着重要的作用。
生物体内的许多反应都是非基元反应，如酶催化的反应和代谢途径中的反应。
通过研究非基元反应在生物体内的机理和调控，可以揭示生命活动的基本原理。
非基元反应的研究对于工业化学和环境科学也具有重要的意义。
在工业化学中，通过研究非基元反应的机理和调控，可以设计更高效和环保的合成方法。
在环境科学中，研究非基元反应可以帮助我们理解大气和水体中的化学反应过程，评估其对环境的影响。
非基元反应是化学反应中的重要概念，对于理解反应机理、预测反应产物和速率，以及指导合成和环境应用具有重要意义。
通过研究非基元反应，我们可以深入了解化学反应的本质，为化学科学的发展和应用提供基础。
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18
注意： 1、质量作用定律只适用于基元反应，复杂反应 的速率方程由实验确定。 2、已知反应机理的复杂反应，速率方程根据最 慢的基元反应来写。该反应称为决速步骤。 3、纯固体、纯液体的浓度视为常数，不写入速 率方程。
19
例1
编 号
1
2NOg 2H2 g N2 g 2H2Og
11
2、基元反应的质量作用定律 在一定温度下，基元反应的反应速率与 反应物浓度以其计量数为指数的幂的连乘积 成正比。这就是基元反应的质量作用定律。
12
基元反应
aA ＋ bB→gG ＋ hH
v＝ kca(A) cb (B)
该式为质量作用定律的数学表达式，也是基元反应的速 率方程。
k—反应速率常数
13
16
反应级数与反应分子数是两个不同的概 念。反应级数是指速率方程中浓度项的幂指 数之和，可利用实验测定，它体现了反应物 浓度对反应速率的影响，其数值可能是整数、 分数或零，也可能是负数。反应分子数是对 基元反应而言的，它是由反应机理所决定的， 其数值只可能是 1、2、3 。在基元反应中， 反应级数和反应分子数是一致的。
第二章
化学反应的基本原理
§2.4
化学反应速率
1
对于化学研究而言，一个化学反应能否被利用，需要考虑以下三 个问题：
１、反应能否发生。 ２、反应的产率问题，即化学平衡的问题。对于我们需要 的反应，应尽可能多地使反应物转化为生成物，提高 原材料的利用率，降低成本。 以上1和2，是化学热力学问题。
３、反应进行的速率。对于有益的化学反应，需要提高反 应速率，节省反应时间，提高经济效益。对于不利的 化学反应或者我们不需要的化学反应，要采取措施减 慢反应速率。 3是化学动力学的问题。
反应级数：在速率方程中，各反应物浓度的指数 之和称为该反应的反应级数。
☆
反应级数越大，则反应物浓度对反应速率的 影响越大。 反应级数可以是整数，也可是分数或零。零 级反应中反应物浓度对反应速率无影响，如 多相催化反应。 常见的简单反应级数有：零级反应、一级反 应、二级反应、三级反应。
☆
☆
15
反应分子数:在基元反应中,参加反应的反应物 分子总数。 反应分子数常为时速率的测定可以由作图法得到。
8
二、浓度对反应速率的影响
1、基元反应与非基元反应
基元反应：反应物分子在有效碰撞中经过一次 化学变化就能直接转化为产物的反应。 NO2＋CO → NO＋CO2 2NO2 → 2NO＋O2 反应从反应物转化为生成物，是一步完 成的都是基元反应，又称简单反应。 例如
6.3610-3 9.5610-3 0.4810-3 1.9210-3 4.3010-3
20
试根据表中数据，推出该反应的速率方程式。
解： 设反应速率方程式为
=k [c(NO)]m [c(H2)]n
根据表中数据1和2，推出n=1。
根据表中数据4和5，推出m=2。
因此该反应的速率方程式为：
其中，B为化学计量系数。 2. 瞬时速率 当Δt 趋于无限小时的平均速率。
cB dcB lim t 0 t B dt B
4
单位：
浓度：mol· m-3、mol· L-1； 时间：s，min 或 h ； 反应速率： mol· m-3· s-1 、 mol· L-1· s-1 。
17
k 的物理意义：在一定的条件下(温度、催化 剂)，反应物浓度均为 1 mol/L 时的反应速率。
不随浓度而变。 受温度影响。通常温度升高， k 增大。 与催化剂有关。通常加催化剂， k 急剧增大。 反应级数不同，k的量纲不同。
零级反应 k的量纲为 mol· L-1 · s-1 一级反应 k的量纲为 s-1； 二级反应 k的量纲为 (mol· L -1)-1 · s-1； ……
瞬时速率精确表示化学反应在某一指定 时刻的速度，更重要。
5
dc B dt
为导数，它
的几何意义是 c-t 曲线
c
反应物
上某点的斜率。
t
6
▼ 用反应中的任何物质表示反应速率数值上都是 一样的。
1 dcA 1 dcD ν = - —. —— = - —. —— a dt d dt 1 dcG 1 dcH = — . —— = — . —— g dt h dt
2
一、化学反应速率及其表示法
化学反应速率：反应速率是指在给定条件下反应物 转化为产物的速率，常用单位时间内反应物浓度的 减少或产物浓度的增加来表示。
c
反应物 产物
产物
反应物
t
3
1. 平均速率
对反应 aA + dD = gG + hH
1 cA 1 cD 1 cG 1 cH 1 cB A t D t G t H t B t
1073 k
初始浓度/mol· L-1 c(NO)
6.0010-3
v/mol· L-1s-1
c(H2) 1.0010-3 3.1910-3
2 3 4 5 6
6.0010-3 6.0010-3 1.0010-3 2.0010-3 3.0010-3
2.0010-3 3.0010-3 6.0010-3 6.0010-3 6.0010-3
3、非基元反应的速率方程式
对于非基元化学反应 aA + dD gG + hH
反应速率方程式可写为：
k.c .c
m A
n D
其中， m和n值由实验测出。即对非基元反应，反应速率方 程式应由实验测出。 m 或 n 可以为正整数，负整数，也可以为分数和零。 m+n 为反应级数。
14
= k[c(NO)] c(H2 )
2
21
注意：即使速率方程与按基元反应的质量作 用定律写出的速率方程完全一致，也不能确 定该反应为基元反应。 应由实验确定。
9
非基元反应：反应物分子需经几步反应才能转 化为生成物的反应。
例如
由三个步 骤组成
大多数反应是分步完成的，称为非基元反应，或复杂反应。
这三个基元反应表示了总反应所经历的途径称为反应机理，或 反应历程。化学动力学的重要任务之一就是研究反应机理，确定反 应历程，揭示反应速率的本质。
10
非基元反应特点：实验可检测到中间产物,但 中间产物被后面的一步或几步基元反应消耗 掉,不出现在总反应方程式中。