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浅谈中学化学反应条件

来源:未知作者:黄惠 点击:所属专题: 化学反应 反应条件
化学反应的进行需要一定的条件,今简要谈谈中学化学反应中常见的条件。 一、常见的反应条件 (一)常温 常温,在我们国家主要是指 20 ℃ ,由于这样的反应不需要额外附加条件,所以经常就不写常温了,但不能认为没有条件。如 2NO+O 2 =2NO 2 的条件就是常温。 ( 二)加

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化学反应的进行需要一定的条件,今简要谈谈中学化学反应中常见的条件。

一、常见的反应条件

(一)常温

常温,在我们国家主要是指20℃,由于这样的反应不需要额外附加条件,所以经常就不写常温了,但不能认为没有条件。如2NO+O2=2NO2的条件就是常温。

(二)加热

很多物质在常温下比较稳定,但受热时可以发生反应,一旦热源撤去,反应就会停止,所以就需要通过酒精灯等热源给反应物提供热量使其发生反应,这样的反应条件是加热。加热时给反应物提供的温度并不是很高,一般都在300~500℃之间。但很多反应采用酒精灯直接对反应容器加热,则往往因受热不均,温度升高过快,会产生炸裂,或因热传递不良,会使加热物质受热不均匀,从而影响实验效果。为此,除了给部分容器垫石棉网以外,还经常采用热浴的方法对反应物进行加热。在实验室常用的热浴方法有水浴、油浴、沙浴等。

1.水浴
水浴就是使用水作为热浴物质的热浴方法。由于水温在标准大气压下,最高为100°C,所以水浴最高温度为100°C。应用水浴处理容器产品的方法是:将需水浴的容器浸没在盛有水的较大容器中,需水浴的容器不得与较大容器直接接触,再将较大容器置于热源上加热,至适当温度时停止加热,待冷却后取出水浴容器即可,如银镜反应等应在水浴中进行。

2.油浴
油浴就是使用油作为热浴物质的热浴方法。常用的油有豆油、棉籽油等。油浴最高温度比水浴高,一般在100°C250°C之间。油浴操作方法与水浴相同,不过进行油浴尤其要操作谨慎,防止油外溢或油浴升温过高,引起失火。

3.沙浴
沙浴就是使用沙石作为热浴物质的热浴方法。沙浴一般使用黄沙,沙升温很高,可达350°C以上。沙浴操作方法与水浴基本相同,但由于沙比水、油的传热性差,故需沙沙浴的容器宜半埋在沙中,其四周沙宜厚,底部沙宜薄。

(三)高温

反应所需温度较高,超过650℃,这样的反应条件属于高温。一般提供的热源为酒精喷灯或煤气灯。酒精喷灯的温度在500~800℃,煤气灯的温度在800~1000℃。如碳酸钙的分解温度为800~900℃,就需要在高温条件下进行。

(四)点燃

物质燃烧过程中都要放热,且放出的热量能继续维持反应的进行。因此只需提供一定的温度使其达到着火点即可,这时的条件记作点燃。点燃一般指的是易燃物燃烧时的条件,CO在O2中的燃烧等。

(五)通电

通电是指将两个电极插入反应体系中,使反应微粒在阴阳两极分别发生氧化反应和还原反应的过程。如水分解所需温度较高,应用电解方法,可以使其分解成H2和O2,这时条件为通电。

(六)光照

光照简单地说就是用光线进行照射。光照可以分为自然光照与人工光照,日照即为自然光照,灯光照明等为人工光照。

在中学化学中有部分反应通过光照就很容易发生反应。如H2和Cl2的混合气体在光照条件下会发生爆炸。

(七)放电

当电场强到一定程度,空气就会被电离成为导体,并产生电流,使电荷被消耗或中和,发出光和热,并产生声音等,这个过程就是放电。如N2和O2在放电条件下会生成NO。

(八)催化剂

某些化学反应要加快反应速率,加入催化剂,这也是反应条件。中学化学中常见的催化剂有:MnO2、H2SO4、Fe粉、V2O5、Pt,Ni、Cu,Ag、Pt丝等。

1.MnO2催化剂KClO3分解制取氧气;过氧化氢分解。

2.H2SO4催化剂乙烯的实验室制取;硝基苯的制取;乙酸乙酯的制取;纤维素硝酸酯的制取;乙酸乙酯的水解;糖类(包括二糖、淀粉和纤维素)水解等。

3.Fe催化剂溴苯的制取(实际上起催化作用的是溴与铁反应后生成的溴化铁);氨气的合成用铁触媒作催化剂。

4.V2O5催化剂工业合成硫酸时,SO2的催化氧化。

5.Pt,Ni催化剂有机物中不饱和键与氢的加成反应。

6.Cu,Ag催化剂醇的催化氧化。

7.Pb丝催化剂氨的催化氧化。

(九)研磨如将S和Na在研钵中进行研磨就可发生反应生成Na2S

(十)电弧由焊接电源供给的,在两极间产生强烈而持久的气体放电叫电弧。如工业生产CaC2的过程就是将电石用焦加入电弧炉中,在电弧热和电阻热的高温(1800-2200℃)作用下,和石灰石发生复杂的发应,生成熔融状态的碳化钙(电石)。

需要说明的是,工业上很多化学反应为了使其各方面效益的最大化,需要对反应条件进行优化,很多化学反应是在多个条件同时存在下进行的。如工业上合成氨等是在高温、高压和相应的催化剂存在下进行;二氧化硫的催化氧化,氨的催化氧化等是在高温和催化剂存在下进行的。

三、其他反应条件

1.反应物的浓稀如溴水和苯酚的反应一般是浓溴水和稀苯酚;酯化反应得催化剂是浓硫酸;糖发生水解时催化剂一般为稀硫酸等。

2.反应物的用量如C和足量O2反应时生成CO2,与少量O2反应时生成CO等。

3.反应物的状态如Cl2和CH4反应应是氯蒸汽;Fe与H2O的反应是水蒸气;电解NaCl时必须是熔融态NaCl等。

4.反应物的添加顺序如制Fe(OH)3胶体的制备是要将FeCl3饱和溶液滴入到沸水中等。

四、需要辨析清的几个概念

1.加热、高温、点燃、燃烧

加热是最常用的方法,一般的反应都需要加热的,加快化学反应速率。高温多出现在有机化学中,比如一些加成反应等。高温使一些常温不易发生的,在高温条件发生。点燃是指提供一定的温度使其达到着火点,使易燃物进行燃烧,比如H2等可燃物的燃烧;有机物的燃烧等。燃烧是反应现象,指反应过程中发光、发热等现象,燃烧不是反应条件。

2.通电、电解、放电

通电是指将两个电极插入反应体系中,使反应微粒在阴阳两极分别发生氧化反应和还原反应的过程。

电解是通过通电的条件使反应物发生氧化反应和还原反应。因此笔者认为电解不能作为反应条件,反应条件应为通电。

当电场强到一定程度,空气就会被电离成为导体,并产生电流,使电荷被消耗或中和,发出光和热,并产生声音等,这个过程就是放电。

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