影响化学反应的重要因素：温度

梁军

摘  要：本文旨在总结课本知识和试题中关于温度对化学反应影响的考查知识点，让学生规范答题，提高教学效率。

关键词：温度;化学反应;知识点;规范答题

对于任何一个化学反应来说，温度都是影响反应的最重要因素，在高考中考查也是最频繁的。通过温度的变化，可以引发化学反应，并改变反应进行的速度、使反应方向发生变化、原料的利用率或产物的产率发生变化。因此，工农业生产中具有不可估量的作用，正确认识温度对化学反应的影响，是化学考试中的重点，在历年试题中均有体现。本文旨在总结课本知识和试题中关于温度对化学反应影响的考查知识点，并进行分类、归纳、总结，从而提高教学效率，规范学生的作答。

一、控温的方法：

化学反应需要一定的温度，有加热和降温两种形式。

（1）高中常见的加热方法

直接加热法：用酒精灯直接加热，控温在600℃左右，缺点是：受热不均，控温不准。

水浴加热法：用水浴加热，温度控制在-5℃——100℃之间，能准确控温。

油浴加热法：用矿物油加热，温度控制在100℃——400℃之间，能准确控温。

蒸气加热法：将物质汽化（气化）或热气流对反应物进行加热的方法。

例1：2019年全国I卷27题节选：硫酸铁铵[NHFe（SO）·xHO]是一种重要铁盐。为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下：

温度保持80～95 ℃，采用的合适加热方式是__________。

本题考查温度要保持在80～95 ℃的常规加热法。例1答案：热水浴加热。

例2：海水中提溴用到的吹空气法：

从海水中提溴的知识中，通入热空气和水蒸气吹出的方法就属于蒸气加热法，将含Br低的溶液中的溴单质，通过热气流将Br转化为气体随空气逸出，再用SO溶液吸收，从而获得含溴元素浓度大的溶液，這一过程又叫溴的富集，这是一种常见的气体富集方法。

（2）常见的降温的方法

蒸馏或化学反应中需要利用气体物理性质进行降温：常用降温物质有：冰水、冷水、或冷的乙二醇。通过对体系进行降温处理使物质从体系中分离出来，常见降温方法是对气体或溶液来说的，具体如下：

冰水浴的使用，是对反应体系进行降温，或对易液化气体降温形成液体达到分离的目在的，这里利用的是物质的沸点。

降温结晶：无机物从水溶液中进行分离时，利用物质溶解性随温度变化对物质进行分离提纯。

二、控温的原因：

1、从反应速率方向思考：引发反应，使催化剂处于最佳工作温度，并能保持较快的反应速率

对于大多数反应来说，引发反应进行需要达到一定的温度，这样才能让反应“启动”起来。

例3：可燃物的燃烧，在常温下是自发进行的反应，但需要达到着火点才能引发反应。

例4：合成氨工业中，用氮气和氢气在500℃左右、高压、催化剂条件下反应：

合成氨工业中保持体系温度在500℃左右的目的：能保证反应正常进行，催化剂的催化效率最高，具有较快的反应速率，有利于工业生产。

对于一些特殊的化学反应，不仅要“启动”反应，还要对反应不断加热，一旦加热停止，反应也会停止。

例5：Na+KCl=NaCl+K，这个反应需要保持一定的温度，使Na、KCl、NaCl都是液态，而K是气态，根据勒夏特列原理，K蒸气从体系中脱离出来，使反应得以不断进行。

2、温度对可逆反应的影响要从平衡移动方向思考：改变温度可以控制反应进行的程度或方向，使反应向有利于我们需要的方向移动

对可逆反应来说，降温使平衡向着放热方向进行，升高温度使平衡向着吸热方向进行，因些通过控制温度，使可逆反应向着有利于生产的方向移动，同时还能提高原料的利用率或产物的产率或纯度，有利于降低工业生产成本。

例6：（2017高考题节选）LiTiO和LiFePO都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO，还含有少量MgO、SiO等杂质）来制备，工艺流程如下：

TiO·xHO沉淀与双氧水、氨水反应40 min所得实验结果如下表所示：

分析40 ℃时TiO·xHO转化率最高的原因___________。

本题考查温度对水解反应速率和平衡移动的影响，以及某些化合物在水中溶解性随温度的变化情况。

例7：（2019年江苏高考20题节选）CO催化加氢合成二甲醚是一种CO转化方法，其过程中主要发生下列反应：

反应Ⅰ：CO（g）+H（g）CO（g）+HO（g）  ΔH =41.2 kJ·mol

反应Ⅱ：2CO（g）+6H（g）CHOCH（g）+3HO（g）  ΔH =﹣122.5 kJ·mol

在恒压、CO和H的起始量一定的条件下，CO平衡转化率和平衡时CHOCH的选择性随温度的变化如图。其中：

温度高于300 ℃，CO平衡转化率随温度升高而上升的原因是          。

本题考查温度对可逆反应的影响，以及不同反应在温度变化时速度变化的不同。

3、从物质本身性质思考：

物质本身的物理性质包括溶解性、挥发性（易气化）、升华等，化学性质包括不稳定性，氧化性、还原性等，在制备或生产中要严格控制反应体系的温度，才能有效提高原料的利用率，降低生产成本。

例8：（2019年江苏高考19题节选）实验室以工业废渣（主要含CaSO·2HO，还含少量SiO、AlO、FeO）为原料制取轻质CaCO和（NH）SO晶体，其实验流程如下：

（1）废渣浸取在如图所示的装置中进行。控制反应温度在60～70 ℃，搅拌，反应3小时。温度过高将会导致CaSO的转化率下降，其原因是       ;

本题考查温度对水解反应的影响。

例9：过氧化尿素是一种新型漂白、消毒剂，广泛应用于农业、医药、日用化工等领域。用低浓度的双氧水和饱和尿素溶液在一定条件下可以合成过氧化尿素：反应的方程式为：

CO（NH）+HOCO（NH）·HO。过氧化尿素的部分性质如下：

分子式

外观

热分解温度

熔点

溶解性

CO（NH）∙HO

白色晶体

45℃

75～85℃

溶于水和有机溶剂

（1）水槽中的水温应该控制在_______，原因是           ：

（2）步骤① 采用减压蒸发的原因是                ;

本题考查控温的方法及原因（考虑物质的稳定性），以及分离提纯时对温度的要求。

还有课本实例：溴苯的制取中一般不加热，本反应是放热反应，加热后体系中的溴单质、苯挥发影响反应;酚醛树酯合中，用沸水浴加热，防止甲醛和HCl挥发。

4、从反应的竞争方向思考：防止副反应的发生，提高原料利用率

在化学反应中，温度变化可能使物质的性质发生变化，从而引起很多副反应，这些反应的发生，有些可以加以利用，有些则是有害的。

例10：氯气与NaOH溶液在常温在进行反应可制取NaClO，这是一个放热反应，不控制温度的话，随着反应的进行，体系温度会不断上升，到50℃以上就会引发副反应生成NaClO;若要氯气与NaOH溶液反应制备NaClO，则要将温度控制在60℃左右。利用这一情况，可以通过控制反应的温度达到生产的要求，又可以提高原料的利用率、产品的纯度，还可以降低生产成本。

例11：有机合成中，大多数反应都要保持一定的温度，就是为了防止副反应的发生。（1）以酒精为原料制备乙烯，反应温度控制在170℃，（2）合成硝基苯中温度控制50—60℃。

不管是有机化学反应不是无机化学反应，不同温度下反应的实质可能是不同，只有准确的控制温度，才能让反应向着有利于我们的方向发展。

总结：

化学反应是受温度影响的，通过上面节选的试题及课本介绍的一些反应，总结实验室中常見的控温方法以及需要思考的温度对反应的影响。