2. 化学反应速率
⑴概念:化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量。
⑵表示方法: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(也可用单位时间内反应物的变化量或生成物的变化量来表示)。
公式:v =△C/△t(△C表示物质的物质的量浓度变化,△t表示时间变化)
单位:mol·L-1·S-1、mol·L-1·min-1、mol·L-1·h-1等
⑶注意事项:①同一反应中,用不同物质来表示反应速率时,其数值可能不同,但其表达的意义是相同的,都表示在同一段时间内的平均反应速率而不是瞬时速率。因此表示化学反应速率时,必须指明用反应物或生成物中哪种物质做标准,且一般不能用固体物质做标准。②用不同物质表示同一反应的速率时,速率的比值等于化学方程式中相应的化学计量数之比。
如对于反应:mA + nB = pC + qD
v(A) =△CA/△t v(B) =△CB/△t v(C) =△CC/△t v(D) =△CD/△t
且:v(A) :v(B): v(C) :v(D)=m:n:p:q
③比较反应速率的快慢,要转化为同一物质的速率来比较。
1. 化学反应的发生(只作了解)
⑴基元反应:能够一步完成的反应称为基元反应。
⑵反应机理与总反应:基元反应构成的反应序列称为反应历程(又称反应机理),基元反应的总和称为总反应,由几个基元反应组成的总反应也称复杂反应。反应不同,反应历程就不相同;同一反应在不同条件下的反应历程也可能性不同,反应物的结构和反应条件决定着一个反应的反应历程。
⑶有效碰撞:能够发生化学反应的碰撞叫有效碰撞。
⑷活化分子:只有具有较高能量(能量超过活化能)的分子,才能发生有效碰撞,能发生有效碰撞的分子叫做活化分子。
⑸活化能:普通分子变成活化分子至少需要吸收的能量称为活化能。不同反应有不同的活化能,基元反应的活化能是活化分子平均能量与普通分子平均能量之差。一定温度下,反应的活化能越高,活化分子数越少,反应速率就越慢,反之亦然。
3.焓变与熵变对反应方向的共同影响(只作了解)
一定条件下,一个反应能否自发进行,既与反应的焓变有关,又与反应熵变有关。
⑴反应方向的判断依据:ΔH – TΔS
①ΔH – TΔS<0 反应能自发进行 ②ΔH – TΔS = 0 反应达到平衡状态 ③ΔH – TΔS> 0 反应不能自发进行
⑵反应方向的判断依据ΔH – TΔS 只适用于温度,压强一定条件下的反应,不能用于其它条件(如温度,体积)一定条件下的反应。判断温度、压强一定条件下反应的方向时,应同时考虑焓变与熵变两个因素。
①反应放热和熵增加都有利于反应自发进行,所以放热的熵增加反应一定能自发进行。
如:2KClO3(s) = 2KCl(s)+ 3O2(g)
ΔH=-78.03kJ·mol-1 ΔS =494.4J·K-1·mol-1
②吸热的熵减少反应一定不能自发进行
如: CO(g) = C(s,石墨)+ 1/2O2(g) ΔH=110.5kJ·mol-1 ΔS =-89.36J·K-1·mol-1
③当熵变和焓变作用相反时,二者相差悬殊,由某一因素主导。
如:常温下的放热反应:
4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)= 4Fe(OH)3(s)
ΔH=-444.3kJ·mol-1 ΔS =-280.1J·K-1·mol-1
焓变对反应的方向起决定性作用。
⑶ΔH – TΔS 这一判断依据指出的是一定条件下,自发发生反应的可能性,并不能说明实际是否一定能发生反应。
2.熵变与反应方向(只作了解)
⑴熵:描述体系混乱度的一个物理量,用S表示。
⑵熵与混乱度的关系:①熵值越大体系的混乱度越大。②在同一条件下不同的物质熵不同。③同一物质的熵与其聚集状态及外界条件有关。对同一物质,S(g) > S(l) > S(s)。
⑶反应的熵变:生成物总熵与反应物总熵之差。
⑷熵与反应方向的关系:熵变是判断反应能否自发进行的另一因素,也不是惟一的因素。熵增加有利于反应自发进行,但不是一定能自发进行。
1.焓变与反应方向(只作了解)
一个化学反应在某种条件下能否自发进行,以及在什么条件下有可能按预期方向发生是可以预测的。其中焓变是影响反应方向的因素之一,但不是惟一的因素。多数能自发进行的化学反应是放热反应。如:氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁的反应,活泼金属与酸的反应等。但也有不少的吸热反应也能自发进行。如:铵盐与强碱的反应等。还有一些反应在室温下不能自发进行,但在较高温度下则能自发进行。如碳酸钙的分解等。总之,无论是放热反应还是吸热反应都有可能自发进行。
34.下图是某同学为了研究酵母菌的细胞呼吸所设计的一个实验装置。开始时锥形瓶中装满了质量分数为5%的蔗糖溶液,并在其中加入了适量的酵母菌,将装置密封并静置一段时间后记录下初始液面的数据,实验过程中液体会进入玻璃管,从玻璃管的刻度上可以读出进入玻璃管的液体量。表中是该同学在不同的温度条件下进行实验时所记录的数据与初始液面数据的差值。(单位:mL)
时间(min) |
4℃ |
10℃ |
20℃ |
35℃ |
55℃ |
90℃ |
5 |
0 |
0.2 |
0.4 |
0.7 |
0 |
0 |
10 |
0 |
1.0 |
1.3 |
1.2 |
0.1 |
0 |
15 |
0.1 |
1.9 |
2.2 |
2.8 |
0.2 |
0 |
20 |
0.2 |
3.1 |
3.3 |
4.4 |
0.3 |
0 |
25 |
0.3 |
4.0 |
4.5 |
5.0 |
0.4 |
0 |
(1)该同学作了以下四种假设,你认为最合理的假设是( )
A、温度对酵母菌有氧呼吸有影响 B、温度对酵母菌无氧呼吸有影响
C、氧浓度对酵母菌有氧呼吸有影响 D、氧浓度对酵母菌无氧呼吸有影响
(2)假设实验的过程中产生的气体在溶液中的溶解度很低,则表中数据可以反映酵母菌呼吸作用产生的 的量。
(3)从表中数据分析得知最有利于酵母菌发酵的温度是 ,实验过程中应该用 方法控制温度,不可直接加热。对于在90℃条件下的实验数据,你认为原因是 。
(4)实验开始前,实验装置必须密封并静置一段时间,以便消耗装置中的 。
(5)请写出该实验条件下酵母菌细胞呼吸的反应式:
33.下图表示生物体内呼吸作用的过程,图中a-d表示某种物质,①-⑤表示相关生理过程,据图回答:
(1)①-⑤过程,能在人体细胞中进行的是 ;在线粒体中进行的是 ;在细胞质基质中进行的是 ;释放能量最多的是 。
(2)图中a物质表示 ,将一只实验小鼠放入含有放射性18O2气体的容器内,18O2进入细胞后,最先出现的放射性化合物是[ ] 。
(3)简要说明人类体温的维持和细胞呼吸的关系 。
(4)用染料 可使活细胞中的线粒体染成蓝绿色。
31 (10分)仔细观察下图,回答下列相关问题: (注:在[ ]中标填上序号)。
(1)此图表示___________细胞的模式图,因为此细胞具有
[ ] __________而没有__________。
(2)如果该图是可以产生分泌蛋白的腺细胞,向该细胞内注射有放射性同位素3H标记的氨基酸,放射性同位素将在细胞器中出现,在细胞器中出现的顺序依次为[ ]_________、[ ]_ _______及[ ]_______。在此过程中所消耗的能量主要由[ ]______________提供。
(3)[ 6 ]__________与_____________形成有关。
(4)此图若是蓝藻细胞,只应该有的细胞器是[ ]
32.(9分)下图分别是蓝藻(左图)和衣藻(右图)的结构模式图。请据图回答:
(1)两者虽然在结构上都具有 、 、 等,但
是衣藻属于真核生物,因为: 。
(2)蓝藻有好多种,水体富营养化,海水中出现的“________”现象就含有很多种此类生物。团藻、颤藻、念珠藻,属于蓝藻的是 。
(3)蓝藻细胞中含有 和 两种物质,也能够进行光合作用,属于
(自养/异养)型生物。
30、下图能够表示洋葱表皮细胞在质壁分离及其复原过程中,液泡体积变化的是( )
29、将同一新鲜马铃薯块茎切成4根粗细相同长度为5cm的条,再将这4根马铃薯条分别放在不同浓度的KNO3溶液中,依次是30 min和4 h后测量每一根的长度,结果如图所示。下列结论错误的是( )
A.a条马铃薯细胞通过渗透作用吸水
B.b条马铃薯细胞质壁分离逐渐复原
C.c条马铃薯细胞质壁分离
D.d条马铃薯细胞浸泡液浓度增加
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