知识讲解
化学反应是指有新物质生成的变化过程。在化学反应中，分子破裂成原子，原子重新组合成新的分子。化学反应遵循质量守恒定律，即反应前后原子的种类、数目和质量都不变。
⚖️ 质量守恒定律
参加化学反应的各物质的质量总和，等于反应后生成的各物质的质量总和。
反应物总质量 = 生成物总质量
反应前后原子种类不变
反应前后原子数目不变
反应前后原子质量不变
🔄 化学反应的基本类型
➕ 化合反应
两种或两种以上的物质生成一种物质的反应。
A + B → AB
2H₂ + O₂ → 2H₂O
CaO + H₂O → Ca(OH)₂
➖ 分解反应
一种物质生成两种或两种以上物质的反应。
AB → A + B
2H₂O₂ → 2H₂O + O₂↑
CaCO₃ → CaO + CO₂↑
🔄 置换反应
一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物。
A + BC → AC + B
Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂↑
Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu
⚗️ 复分解反应
两种化合物互相交换成分，生成另外两种化合物。
AB + CD → AD + CB
NaOH + HCl → NaCl + H₂O
AgNO₃ + NaCl → AgCl↓ + NaNO₃
⚡ 氧化还原反应
氧化还原反应是一类重要的化学反应，其本质是电子的转移。失去电子的过程称为氧化，得到电子的过程称为还原。
🔑 氧化还原反应特征
- 氧化：失去电子，化合价升高
- 还原：得到电子，化合价降低
- 氧化剂：得到电子，被还原，化合价降低
- 还原剂：失去电子，被氧化，化合价升高
常见氧化剂与还原剂
| 类型 |
常见物质 |
变化 |
| 氧化剂 |
O₂（氧气） |
0 → -2 |
| Cl₂（氯气） |
0 → -1 |
| KMnO₄（高锰酸钾） |
Mn: +7 → +2/+4/+6 |
| 还原剂 |
H₂（氢气） |
0 → +1 |
| C（碳） |
0 → +2/+4 |
| CO（一氧化碳） |
C: +2 → +4 |
示例：CuO + H₂ → Cu + H₂O
• CuO是氧化剂，铜从+2价降到0价，被还原
• H₂是还原剂，氢从0价升到+1价，被氧化
🧪 酸碱中和反应
酸和碱作用生成盐和水的反应称为中和反应，是复分解反应的一种特殊类型。
📝 中和反应实质
H⁺ + OH⁻ → H₂O
酸中的氢离子与碱中的氢氧根离子结合生成水。
强酸与强碱中和：
HCl + NaOH → NaCl + H₂O
强酸与弱碱中和：
2HCl + Cu(OH)₂ → CuCl₂ + 2H₂O
弱酸与强碱中和：
CH₃COOH + NaOH → CH₃COONa + H₂O
中和反应的应用
- 调节土壤酸碱度，改良酸性土壤
- 处理工业废水中的酸或碱
- 治疗胃酸过多（服用碱性药物）
- 蚊虫叮咬后涂抹碱性溶液止痒
⏱️ 化学反应速率
化学反应速率表示化学反应进行的快慢程度，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。
🎛️ 影响反应速率的因素
- 浓度：浓度越大，反应速率越快
- 温度：温度越高，反应速率越快（一般每升高10°C，速率增加2-4倍）
- 压强（气体）：压强越大，反应速率越快
- 催化剂：改变反应速率，但本身质量和化学性质不变
- 接触面积：固体反应物颗粒越小，接触面积越大，反应速率越快
🔬 碰撞理论
化学反应发生的条件是反应物分子之间发生有效碰撞。有效碰撞需要满足：
- 分子具有足够的能量（达到活化能）
- 分子以合适的取向相互碰撞
🔄 化学平衡
可逆反应在一定条件下，正反应速率与逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再变化的状态称为化学平衡。
⚖️ 勒夏特列原理
如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强或温度），平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。
| 条件改变 |
平衡移动方向 |
| 增加反应物浓度 |
向生成物方向（正向）移动 |
| 增加生成物浓度 |
向反应物方向（逆向）移动 |
| 升高温度（吸热反应） |
向正反应方向移动 |
| 升高温度（放热反应） |
向逆反应方向移动 |
| 增大压强（气体分子数多→少） |
向分子数少的方向移动 |
| 使用催化剂 |
不改变平衡位置，只加快达到平衡 |
🧩 趣味问答
1. 下列反应属于哪种基本类型？2H₂ + O₂ → 2H₂O
A. 化合反应
B. 分解反应
C. 置换反应
D. 复分解反应
2. 在氧化还原反应中，氧化剂的特点是？
A. 失去电子，被氧化
B. 得到电子，被还原
C. 化合价升高
D. 失去氧
3. 中和反应的实质是？
A. H₂ + O₂ → H₂O
B. Na⁺ + Cl⁻ → NaCl
C. H⁺ + OH⁻ → H₂O
D. CO₂ + H₂O → H₂CO₃