化学反应基本规律包括以下几方面:
1,质量守恒定律:
内容:在任何与周围环境隔绝的孤立系统中,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。
解释:化学反应的过程是参加反应的各反应物的原子重新组合成为各个生成物的过程。反应前后原子的种类不会改变,原子的数目也没有变化,所以化学反应前后各个物质的质量总和必然相等。例如,把碳在氧气中燃烧,燃烧前碳的质量与燃烧时空气中消耗的氧的质量之和准确地等于燃烧后所生成的二氧化碳的质量。
2,能量守恒定律(热力学第一定律):
内容:在一个封闭(孤立)系统的总能量保持不变。总能量一般包括静止能量(固有能量)、动能、势能等。能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到其他物体,而能量的总量保持不变。
示例:化学反应中,如果是放热反应,反应物的总能量高于生成物的总能量,反应过程中会释放出热量;如果是吸热反应,反应物的总能量低于生成物的总能量,反应过程中会吸收外界的热量。
3,反应方向的规律:
热力学角度:化学反应总是朝着使体系的自由能降低的方向进行。如果一个反应的自由能变化(ΔG)小于零,则该反应在给定条件下是自发的;如果 ΔG 大于零,则反应是非自发的;如果 ΔG 等于零,反应处于平衡状态。例如,氢气和氧气反应生成水的过程是自发的,因为该反应释放出大量的能量,使体系的自由能降低。
动力学角度:反应速率较快的反应更容易发生。即使一个反应在热力学上是有利的,但如果反应速率极慢,在实际条件下可能也难以观察到明显的反应。例如,氢气和氧气在常温下可以稳定共存,只有在点燃或有催化剂等条件下,反应速率加快,才能迅速发生反应生成水。
4,反应速率的规律:
影响因素:
内因:反应物的性质,包括反应物的化学结构、化学键的强度、反应物的浓度等。例如,金属钠与水的反应非常剧烈,而铁与水的反应则相对缓慢,这是由于钠的化学性质比铁更活泼。
外因:包括温度、浓度、压力、催化剂等。一般来说,温度升高,反应速率加快;反应物浓度增加,反应速率也会加快;对于有气体参与的反应,压力增大,反应速率可能加快;催化剂可以显著改变反应速率,正催化剂能加快反应速率,负催化剂则减慢反应速率。
5,化学平衡的规律:
动态平衡:在一定条件下,当一个可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时,反应体系中各物质的浓度不再发生变化,达到一种表面上静止的状态,称为化学平衡。但实际上,正反应和逆反应仍在不断进行,只是它们的速率相等,所以是一种动态平衡。
平衡移动:当外界条件改变时,化学平衡会被破坏,反应会朝着减弱这种改变的方向移动,直到建立新的平衡。例如,对于一个放热反应,升高温度会使平衡向逆反应方向移动,降低温度则会使平衡向正反应方向移动;增加反应物的浓度,会使平衡向正反应方向移动,增加生成物的浓度则会使平衡向逆反应方向移动。
6,反应类型的规律:
化合反应:由两种或两种以上的物质反应生成一种新物质的反应,其特征是 “多变一”。例如,氢气和氧气反应生成水,碳和氧气反应生成二氧化碳等。
分解反应:一种物质分解成两种或两种以上其他物质的反应,特征是 “一变多”。例如,碳酸钙分解成氧化钙和二氧化碳,过氧化氢分解成水和氧气等。
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的反应。通常按照活动性强的置换活动性弱的方式进行,例如,铁和硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁。
复分解反应:两种化合物相互交换成分,生成另外两种化合物的反应。复分解反应总是自发地向着体系中自由移动的离子数目减少的方向进行,例如,盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水。

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