知识讲解卡片
这一组卡片用于解释实时模拟背后的机理与趋势,强调“看懂规律”,不逐帧刷新。
知识展示区
基元反应与决速步
高中选修
示例固定使用 NO 氧化的示意机理:最慢步骤决定总速率,但这并不表示所有反应都能直接套用同样的机理框架。
快平衡
2NO ⇌ N₂O₂
速率表达式:v₁ = k₁[NO]²,逆速率 v₋₁ = k₋₁[N₂O₂]
→
决速步
N₂O₂ + O₂ → 2NO₂
总速率受最慢步骤限制,近似得到 v ≈ k′[NO]²[O₂]
课堂说明:这里使用的是示意机理,用于解释“最慢步骤决定总速率”,帮助把微观碰撞与宏观速率联系起来,不作为任意反应的通用机理模板。
反应级数概念
高中选修
零级、一级、二级反应使用内置示例数据对比浓度-时间曲线,不提供任意公式推导;反应级数由实验规律确定,不一定等于化学方程式计量数。
零级:c = c₀ - kt
一级:c = c₀e⁻ᵏᵗ
二级:1/c 与 t 线性
k₁、k₂ 与 K 的关系
高中选修
课堂说明:K = k₁ / k₂ 在这里作为教学示意关系,用于帮助学生把“速率常数”和“平衡常数”放到同一张图景里。
参数演示与比较
这一组模块强调“先调参数,再看图,再读结论”,适合课堂推理与口头追问。
参数演示区
比较前提与判读提示
讨论边界
这里讨论的是同一可逆反应体系,在相同外界条件设定下比较不同初始组成的平衡走向。结论依赖于相同温度、相同压强/体积约束以及相同元素守恒前提。
- “等效”只表示在当前课堂预设下具有相同守恒约束或等比例条件,并不意味着任意投料都可互换。
- “非等效”强调初始组成改变后,平衡组成与转化率会不同,不能离开反应背景绝对化。
- 读图时先看外界条件是否一致,再比较 Qc 与 Kc 的关系和最终组成。
教学边界与使用提醒
收束说明
- 速率常数、K、吸光度与能量峰均为教学示例值,便于比较,不代表工业精确数据。
- Van’t Hoff 与 ΔG° 模块采用课堂近似:默认所示温区内 ΔH 可近似看作恒定,并且 ΔG° 只对应标准态判断。
- 统一免责声明见页尾,这里只保留和本模块直接相关的使用边界。
K-T 关系与热力学教学卡片
参数演示区
当前图表模式
载入中
这里会解释当前温度变化对 K 的影响方向,以及为什么某条曲线会上升或下降。
放热反应:升温时 K 倾向减小
吸热反应:升温时 K 倾向增大
吉布斯自由能
等待参数载入
ΔG° = ΔH° - TΔS° = -RT lnK
当前结论
温度与熵项共同作用
这里会根据当前 ΔH°、ΔS°、T 解释为什么 ΔG° 为正或为负。
ΔH° 影响反应热效应ΔS° 影响体系无序度T 放大熵项贡献
范特霍夫计算器
先设参数,再计算
输入 ΔH°、参考温度和 K₁,用来判断温度改变后平衡常数 K 的变化方向。这里采用课堂近似,默认所示温区内 ΔH° 近似恒定。
计算结果
等待参数载入
范特霍夫方程:ln(K₂/K₁) = -ΔH°/R · (1/T₂ - 1/T₁)
ΔG° 与自发性
参数联动
拖动滑块调节 ΔH°、ΔS°、T。温度-`lnK` 图下方会同步显示标准态下的吉布斯自由能与当前结论,这里强调的是课堂近似,不等同于任意实际条件下的 ΔG。
教学说明:本区重点演示 Van't Hoff 关系和 ΔG° 判断的趋势;默认在所示温区内把 ΔH° 近似看作恒定,图像与计算优先服务课堂比较,不代表全温区严格精确关系。
可操作路径图
图中反馈会跟随筛选与路径结果变化
起点
终点
当前路径
被筛除的边
同分异构体展示
输入、对比与教学提示
先确认“共同分子式”,再比较碳骨架、官能团、位置或立体差异。结果区会补充为什么互为同分异构体,以及课堂上值得优先讲的比较点。
先看共同点,再看差异
输入与预设库
手动输入分子式,或从内置分子式库中选择一个课堂常见示例。
边界提示
用于帮助判断当前分子式是否落在本页已收录的课堂示例范围内。
结构边界提示用于边界检查
查询操作
确认分子式后,系统会显示已收录的常见结构,并补充对比提示。
查询反馈
等待查询
输入或选择分子式后,这里会提示找到多少种常见结构以及建议优先比较的方向。
支持范围与使用说明
当前版本
当前支持范围
- 路径图覆盖高中常见官能团节点与内置转化路径,会优先展示最短推荐路径。
- 同分异构体示例使用内置数据:含苯环体系碳原子数 ≤ 15,不含苯环体系碳原子数 ≤ 8。
- 筛选项会同步影响路径搜索、路径图明暗状态和右侧详情反馈。
建议使用方式
- 先从一条主线示例路径出发,再通过筛选讨论“哪些转化属于必修、哪些进入选修”。
- 讲同分异构体时,先比较“分子式相同”,再引导学生观察碳骨架、官能团和位置变化。
- 点击路径图连线后,右侧详情区可配合逐步播放讲解每一步条件与方程式。
暂不覆盖内容
- 典型有机合成路线设计辅助
- 高分子合成预测或复杂推断题自动生成
- 未收录路径和未收录分子式的自动扩展推断