化学反应中的物质变化和能量变化重要的氧化剂和还原剂 [重要知识点] 1．熟悉常见的氧化剂和还原剂。 2．重要的氧化剂和还原剂的常见反应。 3．熟练使用单线桥分析氧化还原反应及电子转移情况。 [知识点精析] 一．化学反应的分类 二、重要的氧化剂和还原剂 1．氧化还原反应的基本概念 氧化还原反应从化合价的角度来说是指有元素化合价升降的化学反应；从本质上来看则是指有电子转移（得失或偏移）的反应。涉及氧化剂、还原剂、氧化性、还原性、氧化产物、还原产物等概念。 （1）氧化剂、还原剂37\n 氧化剂是指在反应中得到电子（或电子对偏向）的反应物，表现为反应后所含某些元素化合价降低。氧化剂具有氧化性，在反应中本身被还原，其生成物叫还原产物。 还原剂是指在反应中失去电子（或电子对偏离）的反应物，表现为反应后所含某些元素化合价升高，还原剂具有还原性，反应中本身被氧化，生成物是氧化产物。 如下图所示： （2）氧化剂和还原剂是性质相反的物质 在氧化还原反应中，还原剂把电子转移给氧化剂，即还原剂是电子的给予体，氧化剂是电子的接受体。 如下图所示： （3）氧化还原反应中各概念间的关系 2．氧化还原反应的判断和分析 （1）氧化还原反应的判断 判断一个化学反应是否为氧化还原反应，常根据反应中有无元素的化合价变化（有升有降）来判断。 判断一个反应是否为氧化还原反应的技巧： ①当有单质参加反应，或有单质生成时可认为该反应一般是氧化还原反应(但同素异形体间的转化除外，如白磷变红磷就不是氧化还原反应)。 ②有机物发生的反应，当分子中引入氧或失去氢被氧化，反之分子中失去氧或得到氢被还原。 （2）氧化还原反应的分析 在氧化还原反应化学方程式里，除了可用箭头表明同一元素原子的电子转移情况外(即：双线桥法)，还可以用箭头表示不同原子的电子转移情况(称为“单线桥法”)。 用箭头表明同一元素原子的电子转移情况即大家熟悉的“双线桥”。如： 37\n 用箭头表示不同原子的电子转移情况——“单线桥”。如： 更好地体现了氧化剂和还原剂在反应中的电子转移的关系。再如： ①单线桥分析氧化还原反应可简单表示为 ②反应中电子转移总数即为还原剂给出的电子总数，也是氧化剂接受的电子总数。 ③在单线桥中不写“得”或“失”。 3．常见的氧化剂、还原剂 （1）物质在反应中是作为氧化剂还是作为还原剂，主要取决于元素的化合价。 ①元素处于最高价时，它的原子只能得到电子，因此该元素只能作氧化剂，如、。 ②元素处于中间价态时，它的原子随反应条件不同，既能得电子，又能失电子，因此该元素既能作氧化剂，又能作还原剂，如和。 ③元素处于最低价时，它的原子则只能失去电子，因此该元素只能作还原剂，如。 （2）重要的氧化剂 ①活泼非金属单质，如F2、Cl2、Br2、O2等。 ②元素处于高价时的氧化物、高价含氧酸及高价含氧化酸盐等，如MnO2，NO2；浓H2SO4，HNO3；KMnO4，KClO3，FeCl3等。 ③过氧化物，如Na2O2，H2O2等。 （3）重要的还原剂 ①金属单质，如Na，K，Zn，Fe等。 ②某些非金属单质，如H2，C，Si等。 ③元素处于低化合价时的氧化物，如CO，SO237\n等。 ④元素处于低化合价时的酸，如HCl（浓），HBr，HI，H2S等。 ⑤元素处于低化合价时的盐，如Na2SO3，FeSO4等。 三、重要氧化剂和还原剂的常见反应 1．实验分析 （1）Cl2，Br2，I2氧化性的比较。 卤素单质氧化性顺序按F2，Cl2，Br2，I2的顺序逐渐减弱。 [问题讨论] 当把Cl2和HBr混合会有何现象？若将碘化钾淀粉试纸置于盛Cl2的集气瓶上一定有变化吗？若想观察到期望的现象应如何操作？若熏久了又会有何现象？ [简析] Cl2可与HBr反应：Cl2+2HBr==2HCl+Br2，可看到有橙红色液滴生成，且Cl2的黄绿色变淡。干燥的碘化钾淀粉试纸与Cl2不反应，因为该反应为离子反应，需在溶液中进行；故需将试纸先用蒸馏水湿润。但熏久了，由于Cl2还可氧化湿润的I2而使变蓝的试纸又褪色。 （2）Fe，Fe2+，Fe3+间的氧化还原反应。 Fe与强氧化剂（足量）直接反应可被氧化为，而与弱氧化剂（如H+，S等）反应被氧化为；且可被强氧化剂（如Cl2，Br2，HNO3、H2SO4(浓)等氧化为。 [问题讨论] ①Fe与浓硫酸反应一定只能得到Fe2(SO4)3吗？ ②FeSO4溶液中加溴水可氧化Fe2+为Fe3+，改用氯水、碘水行吗？ ③铁盐（Fe3+）如何转化为亚铁盐（Fe2+）？向FeCl3溶液中加Cu粉行吗？通入SO2行吗？ ④FeCl3溶液可与KSCN溶液反应而使溶液呈血红色，还有什么溶液也可与FeCl3溶液反应而发生颜色变化？ 答： ①Fe3+有较强的氧化性，Fe有较强的还原性，所以，铁过量时会与生成的Fe2(SO4)3反应得FeSO4。 ②氯水可代替溴水，碘水不行，因：2Fe3++2I－==2Fe2++I2。 ③加入还原剂可还原Fe3+，Fe或Cu粉或SO2均能还原Fe3+得到Fe2+。 ④苯酚溶液中加入FeCl3溶液呈紫色。 2．氧化剂、还原剂之间反应规律 （1）对于氧化剂来说，同族元素的非金属原子，它们的最外层电子数相同而电子层数不同时，电子层数越多，原子半径越大，就越难得电子。因此，它们单质的氧化性越弱。即：同主族非金属单质的氧化性从上到下37\n逐渐减弱。 （2）金属单质的还原性强弱一般与金属活动顺序相一致。 （3）元素处于高价的物质具有氧化性，在一定条件下可与还原剂反应，在生成的新物质中该元素的化合价降低。 （4）元素处于低价的物质具有还原性，在一定条件下可与氧化剂反应，在生成的新物质中该元素的化合价升高。 （5）稀硫酸与活泼金属单质反应时，是氧化剂，起氧化作用的是，被还原生成H2，浓硫酸是强氧化剂，与还原剂反应时，起氧化作用的是，被还原后一般生成SO2。 （6）不论浓硝酸还是稀硝酸都是氧化性极强的强氧化剂，几乎能与所有的金属或非金属发生氧化还原反应，反应时，主要是得到电子被还原成NO2，NO等。一般来说浓硝酸常被还原为NO2，稀硝酸常被还原为NO。 （7）变价金属元素，一般处于最高价时的氧化性最强，随着化合价降低，其氧化性减弱，还原性增强。 氧化剂与还原剂在一定条件下反应时，一般是生成相对弱的还原剂和相对弱的氧化剂，即在适宜的条件下，可用氧化性强的物质制取氧化性弱的物质，也可用还原性强的物质制取还原性弱的物质。见下图： 常见的氧化剂、还原剂及其还原产物、氧化产物氧化剂还原产物还原剂氧化产物O2，O2-，O22-活泼金属金属离子Cl2，Br2，I2Cl－，Br－，I－H2H2O，浓H2SO4SO2，S，H2SCCO，CO2HNO3NO，NO2，NHSiSiO2，SiF4MnOMn2+，MnO2、MnOCOCO2Fe3+Fe2+，FeFe2+Fe3+Na2O2，H2O2O2-，H2OSO2，SOSO3，SO37\n 四、判断氧化剂或还原剂强弱的依据 1．根据方程式判断 氧化性：氧化剂>氧化产物 还原性：还原剂>还原产物 2．根据反应条件判断 当不同氧化剂作用于同一还原剂时，如氧化产物价态相同，可根据反应条件的难易来进行判断。越易反应，则氧化剂的氧化性越强。如： 4HCl（浓）+MnO2MnCl2+2H2O+Cl2↑ 16HCl（浓）+2KMnO4==2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑ 则氧化性：KMnO4>MnO2。 判断还原剂还原性的原理类似。 3．由氧化产物的价态高低来判断 当还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时，可由氧化产物元素价态的高低来判断氧化剂氧化性的强弱。即：在相同条件下，使还原剂价态升得越高，则氧化剂的氧化性越强。如： 2Fe+3Cl22FeCl3 Fe+SFeS 则氧化性：Cl2>S。 判断还原剂还原性的原理类似。 4．根据元素周期表判断 （1）同主族元素（从上到下）：非金属原子（或单质）氧化性逐渐减弱，对应阴离子还原性逐渐增强；金属原子（或单质）还原性逐渐增强，对应阳离子氧化性逐渐减弱。 （2）同周期元素（从左到右）：原子或单质还原性逐渐减弱，氧化性逐渐增强。阳离子的氧化性逐渐增强，阴离子的还原性逐渐减弱。 [解题能力培养] 1．氧化还原反应中电子转移的方向和数目 例1．标出反应11P+15CuSO4+24H2O==5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4的电子转移方向和数目，该反应中氧化剂为________________，还原剂为_____________，1molCuSO4能氧化P原子的物质的量是_____________。 [分析] 可以先标出有变价的元素的化合价，发现P元素的化合价有升有降，则其既作了氧化剂又作了还原剂，CuSO4中的Cu元素化合价降低，故CuSO4也是氧化剂。因为1molCuSO4在反应中只有Cu能获得1mole－，而1mol37\nP被氧化时能提供5mole－，故1molCuSO4能氧化0.2molP。 2．氧化剂、还原剂的确定 例2．氢阴离子（H－）能和NH3反应：H－+NH3==NH+H2↑。根据上述反应事实可以得到的正确结论是（ ） A．NH3具有还原性 B．H－是很强的还原剂 C．该反应的还原产物是H2 D．该反应属于置换反应 [分析] 液氨中NH3分子能发生如下的电离NH3=NH+H+，H－与NH3分子的反应实质上就是H－和NH3分子电离出来的H+发生反应生成H2，由于H－失电子能力强，所以H－是很强的还原剂。NH3分子中的H+得到电子，它是氧化剂。H2是H－失电子的氧化产物，也是H+得电子的还原产物，因此H2既是氧化产物又是还原产物。由于该反应中无单质参加，该反应不符合置换反应的定义。 正确答案：B 3．判断氧化剂、还原剂的相对强弱 例3．根据下列反应，判断M、N、P、Q的还原性由强到弱的顺序是（ ） ①NCl2+P=N+PCl2 ②2MCl3+3N=2M+3NCl2 ③3QCl2+2M=2MCl3+3Q A．M>N>P>Q B．P>N>M>Q C．Q>P>N>M D．N>M>P>Q [分析] 根据氧化还原剂反应的规律可知，当一个氧化还原反应按正反应方向进行时，一般情况下，氧化性是：氧化剂>氧化产物；还原性是：还原剂>还原产物。对于反应①，还原剂是P，还原产物N，因此还原性是P>N；对于反应②，还原剂是N，还原产物是M，还原性是N>M，以此类推反应③中还原性M>Q。根据以上关系可得：还原性是P>N>M>Q。 正确答案：B 例4．现有下列三个氧化还原反应存在： ①2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2； ②2FeCl2+Cl2=2FeCl3； ③2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl237\n↑。 若某溶液中有Fe2+和I－共存，要氧化除去I－而又不影响Fe2+和Cl－。下列试剂中，可加入的试剂是（ ） A．Cl2 B．KMnO4 C．FeCl3 D．HCl [分析] 可由三个反应方程式得出如下结论：氧化性：MnO>Cl2>Fe3+>I2；还原性：Mn2+<Cl－<Fe2+<I－。所以MnO可氧化Cl－、Fe2+、I－，Cl2能氧化Fe2+、I－，只有Fe3+只能氧化I－，因而符合题意的氧化剂只能为C。 4．氧化还原反应的分析 例5．在新生代的海水里有一种铁细菌，它们摄取海水中的Fe2+，把它转变为它们的皮鞘（可以用Fe2O3来表示其中的铁），后来便沉积下来形成铁矿，这个用酶为催化剂的反应的另一反应物是CO2，它在反应后转变成有机物（用甲醛表示），写出该反应的离子方程式并标出电子转移的方向和数目。 [分析] 题意可得，该反应的反应物有Fe2+、CO2等，氧化产物为Fe2O3，还原产物为HCHO，有无其他反应物或生成物呢？我们可以先初步写出一个不完整的方程式：Fe2++CO2——Fe2O3+HCHO，不难看出，由原子守恒可知缺少含H的反应物，那是H+呢还是H2O呢？根据新生代海水中不可能有强酸存在，猜测H2O更合理，于是将上反应进一步写成：Fe2++CO2+H2O——Fe2O3+HCHO，然后进行配平，根据氧化还原方程式配平的一般步骤：①先考虑电子守恒，配平发生氧化还原反应的氧化剂、还原剂的化学计量数为：4Fe2++1CO2+?H2O——2Fe2O3+1HCHO；②再考虑电荷守恒，使左右两边净电荷相等，易知右边尚缺阳离子，显然为H+。③最后考虑原子守恒以观察法配平修正所有物质的化学计量数。 5．有关氧化还原反应的计算 例6．在3BrF3+5H2O=HBrO3+Br2+9HF+O2↑反应中，若有5mol水作还原剂时，则由水还原的BrF3的物质的量为多少？ [分析] 对于本题的回答，很多同学会稍加思索后回答为3mol，该答案是错误的。因为仔细分析本反应就可发现反应物BrF3既作氧化剂，又作还原剂，而H2O只有一部分作还原剂，还有一部分仅作反应物而没有发生化合价的变化。在该反应中3molBrF3，其中1mol作还原剂，2mol作氧化剂，5molH2O中只有2molH2O作还原剂，也就是在反应中是2molH2O、1molBrF3共同还原2molBrF3。因此要回答5molH2O还原多少BrF3可从得失电子数目来计算。5molH2O共失去电子2e－×5mol=10mole－，而1mol→得电子3e－×1mol=3mole－，根据电子守恒则由水还原的BrF3的物质的量为mol。离子反应的本质责编：顾振海37\n [重点难点] 离子反应的本质；离子反应发生的条件。 [知识点精析] 一、离子反应的本质 离子反应的本质是反应物的某些离子浓度的减小。 离子反应是指有离子参加（或生成）的反应。 水溶液中的离子反应是指电解质溶解在水中，通过它们电离出来的离子的互换或结合而发生复分解反应以及它们的离子之间、离子与分子、离子与原子之间发生的氧化还原反应或离子与离子间、离子与分子间的络合反应、离子间的相互促进水解等。 从本质上说，如果反应物的某些离子间能反应生成新物质而使溶液中的这些离子浓度减小，就会发生离子反应。 二、离子反应发生的条件 1．离子反应发生的条件 研究离子反应发生的条件，实质上就是研究在什么条件下可以使反应物的某些离子浓度减小。总起来讲，具备下列条件之一就可以使反应物的某些离子浓度降低。 （1）生成更难溶的物质 生成更难溶的物质可以使某些离子浓度减小，因此离子反应能够发生。例如：向NaCl溶液中滴入硝酸酸化的AgNO3溶液，发生下列反应： Ag++Cl－=AgCl↓（可溶→难溶，使Cl-浓度降低） 再如： 向Na2SO4溶液中加入酸化的AgNO3溶液也能生成白色沉淀（此时微溶物Ag2SO4为沉淀，使SO浓度降低），其离子反应式为： 2Ag++SO=Ag2SO4↓（可溶→微溶） 由微溶物生成难溶物的离子反应也能发生，如向澄清石灰水中通CO2气体则发生如下反应：Ca2++2OH－+CO2=CaCO3↓+H2O，如果向石灰乳中加入Na2CO3溶液，则发生反应为：Ca(OH)2+CO=CaCO3↓+2OH－。 常见的难溶物除了一些金属、非金属（如Fe、S、Si等）和氧化物（如Al2O3、SiO2等）外，主要还有两类：一类是碱，而另一类是盐。此外，H2SiO4也难溶于水。 微溶物在离子反应中的处理： ①当溶液呈浑浊或在生成物中出现时，一般将其视为沉淀物。如向CaCl2溶液中加入饱和Na2SO4溶液则发生：Ca2++SO=CaSO4↓。 ②当以溶液形式出现在反应物中时，与普通易溶物一样处理。如向澄清石灰水中加入Na2CO337\n溶液，则写出反应方程式为：Ca2++CO=CaCO3↓。 ③当以固体形式出现在反应物中时，则写成不溶物的形式，如向Ag2SO4沉淀中加盐酸，则发生反应：Ag2SO4+2Cl－=2AgCl↓+SO。 （2）生成更难电离的物质 生成更难电离的物质（如更弱的酸、更弱的碱或生成水等）可以降低某些离子的浓度，故能发生离子反应。 例如下列反应： ①向苯酚钠溶液中通入CO2气体：C6H5O－+H2O+CO2→C6H5OH+HCO，生成了比H2CO3更弱的酸--石炭酸。 ②向氯化铵溶液中加入烧碱稀溶液：NH+OH－NH3·H2O由强碱制得难电离的弱碱。 ③盐酸和烧碱中和反应：H++OH－=H2O生成难电离的水。 中学阶段常见的难电离物质并不多，除H2O外，还有H2CO3、NH3·H2O、C6H5OH以及CH3COOH等。 H2SO3、H3PO4等中强酸和HCl、H2SO4等强酸相比也属于难电离的物质。 难电离物质与沉淀和挥发性物质不同，比如说BaSO4为常见沉淀，但其在水中溶解的部分完全电离，当然在熔融状态下也完全电离；又如NH3为易挥发性的物质，但一水合氨NH3·H2O为难电离物质。因此所谓难电离物质一般指“弱电解质”。 （3）生成挥发性的物质 若离子间能结合而生成气体，则可以降低某些离子的浓度，离子反应也就能够发生。一般来说判断依据是生成不稳定的酸（H2CO3、H2SO3等）、生成不稳定的碱（如NH3·H2O）和生成挥发性的酸（如H2S）等。 例如下列反应： ①盐酸与碳酸钠溶液反应：2H++CO=H2O+CO2↑ ②为排除SO对SO检验干扰先加盐酸并搅动：SO+2H+=H2O+SO2↑ ③氯化铵溶液中加入浓烧碱液并加热：NH+OH－NH3↑+H2O 生成挥发性的物质的反应，常见的多为先生成不稳定的或难电离的物质（如H2CO3、H2SO3、NH3·H2O、H2S等），然后难电离的物质分解产生气体或直接挥发。所以该反应条件与生成难电离的物质在本质上是相同的。 [问题讨论]37\n ①实验室常用固态的铵盐和熟石灰共热来制备NH3，该反应可用NH+OH－NH3↑+H2O表示。这种说法对吗? ②工业制铝是将熔融的Al2O3电解。试问该反应原理是否为离子反应，如是，写出离子方程式。 [答案] ①该反应的实质虽然是离子间的互换反应，但一般不用离子方程式表示；如果是强碱与铵盐在溶液中反应并加热则可以用上式表示。 ②是离子反应，高温下Al2O3完全电离，其反应式为：Al2O32Al3++3O2-。并在阴阳两极发生氧化还原反应，其反应式为：4Al3++6O2-4Al+3O2↑。 （4）发生氧化还原反应 离子间能否发生氧化还原反应取决于反应物的氧化性或还原性的强弱。一般地，氧化性强的物质能够制取氧化性弱的物质，还原性强的物质能够制取还原性弱的物质，具备上述条件的离子可以通过氧化还原反应使某些离子浓度降低而发生离子反应。例如：氧化性Cl2>Br2，还原性Br－>Cl－，故能够发生Cl2+2Br－=Br2+2Cl－。又如，氧化性Fe3+>I2，还原性：I－>Fe2+，因此能够发生反应2Fe3++2I－=I2+2Fe2+。 对下列常见物质的氧化还原能力的准确记忆有助于解决一些常见的氧化还原反应所引起的离子反应： 氧化性：F2>Cl2>Br2>Fe3+>I2>S 还原性：F－<Cl－<Br－<Fe2+<I－<S2- 酸性高锰酸钾（H+、MnO）的氧化性强于Cl2，硝酸盐溶液中加酸会使溶液有强氧化性（NO、H+）。 ⑸电解反应、电极反应、相互促进水解反应等。 如： ①电解反应：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑ 其离子方程式为：2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑ ②电极反应：Fe-2e-=Fe2+ ③相互促进水解反应：Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑ 2．离子反应的类型 根据离子反应发生的条件，概括起来中学阶段离子反应常见有以下几类： （1）离子间的交换反应（复分解反应） ①生成沉淀反应。如H2S+Cu2+=CuS↓+2H+ ②生成难电离物。如ClO－+CO2+H2O=HClO+HCO37\n ③生成易挥发物。如NH+OH－NH3↑+H2O （2）离子间氧化还原反应 如银镜反应：2[Ag(NH3)2]++2OH－+CH3CHOCH3COO－+NH+2Ag↓+3NH3+H2O （3）水解反应。 如： S2-+H2OHS－+OH－（第一步为主） Al3++3H2OAl(OH)3（不写↓）+3H+ Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+（不可逆） Al3++3AlO+6H2O=4Al(OH)3↓（不可逆） 如果同时存在弱酸根和弱碱阳离子则二者水解互相促进，假如它们的水解产物以沉淀或挥发性气体与溶液脱离，则水解不写可逆号且生成物可用↓或↑表示生成沉淀或气体。 （4）络合反应（中学少见。）。 如Fe3+的检验：Fe3++6SCN－=Fe(SCN)（血红色） （5）电极反应。 如钢铁腐蚀：（-）2Fe－4e－=2Fe2+；（+）O2+2H2O+4e－=4OH－ 三、离子共存的判断 离子在溶液中能否大量共存，归根到底就是一句话：离子间能够发生化学反应(离子间结合生成新物质)的就不能共存。凡能使溶液中因反应发生使有关离子浓度显著改变的均不能大量共存，如生成难溶、难电离、气体物质或转变成其他种类的离子(包括氧化还原反应)。此时问题转化成“哪些离子间会发生反应”，“发生什么反应”，“产物是什么”等一系列问题。即： 1．离子间能发生复分解反应的不能大量共存。如有沉淀、气体、弱电解质生成的反应。 ①相互反应生成沉淀的离子间不能大量共存。如：Ba2+、Ag+、Ca2+与CO32-、SO32-、SiO32-、SO42-、PO43-等；Ag+与Cl-、Br-、I-等；Ca+与F-、C2O42-等。 ②相互反应生成气体的离子间不能共存，如H+跟HSO3-、HCO3-、HS-；NH4+和OH-(加热)等。 ③相互反应生成难电离物质的离子间不能共存，如H+跟OH-、CH3COO-、ClO-、F-；OH-和NH4+等。 2．若阴、阳离子间能发生氧化还原反应则不能大量共存，如：①Fe3+与I-、S2-；②KMnO4(H+)与I-、S2-、Cl-、Br-、Fe2+、SO32-等；③NO3-(H+)与I-、S2-、SO32-、Fe2+等；④S2-、SO32-、H+之间。⑤S2-与ClO-、H+、⑥I-与ClO-等。 3．在强酸性条件下,不能共存的阴离子有：OH-(大量)及弱酸根阴离子如CO32-、HCO3-、S2-、HS-、SO32-、HSO3-37\n等。 4．在强碱性条件下，不能共存的离子有：H+(大量)、HCO3-、HS-、NH4+、及弱碱阳离子如Mg2+、Al3+、Zn2+、Fe3+、Fe2+、Cu2+、Ag+等。 5．多元弱酸的酸式阴离子在酸性较强或碱性较强的溶液中均不能大量共存，它们遇强酸(H+)均会生成弱酸分子，遇强碱(OH-)生成正盐和水。如：HSO3-、HS-、HCO3-、H2PO4-、HPO42-等。 6．若阴、阳离子能发生互促水解反应，则不能大量共存。如：Al3+与HCO3-、AlO2-、S2-、CO32-、HS-、ClO-、SiO32-等；Fe3+与CO32-、AlO2-、SiO32-、ClO-；HCO3-等；NH4+、与AlO2-、ClO-、SiO32-等。 7．因络合反应形成络合物(或络离子)的离子或其他反应在溶中不能大量共存，如：Fe3+与SCN-、C6H5O-等。 8．H2PO4-与PO43-会生成HPO42-，两者不共存。 四、离子方程式正误判断可总结为“八查” 1．一查反应是否符合客观事实，如钠投入CuSO4溶液中： 2Na+Cu2+=2Na++Cu (×) 2Na+Cu2++2H2O＝2Na++Cu(OH)2↓+H2↑ (√) 2．二查原子是否守恒、电荷是否守恒、得失电子是否守恒，如将氯气通入氯化亚铁溶液中： Fe2++Cl2＝Fe3++2Cl- (×) 2Fe2++Cl2＝2Fe3++2Cl- (√) 3．三查化学符号(↑、↓、=、、化学式、离子形式)使用是否正确，如碳酸氢钙溶液与盐酸反应： Ca(HCO3)2+2H+＝Ca2++2H2O+2CO2↑ (×) HCO3-+H+=H2O+CO2↑ (√) 4．四查是否忽略隐离子反应，如CuSO4溶液和Ba(OH)2溶液反应： Ba2++SO42-＝BaSO4↓ (×) Cu2++SO42-+Ba2++2OH-＝Cu(OH)2↓+BaSO4↓ (√) 5．五查阴、阳离子配比是否正确，如稀H2SO4和Ba(OH)2溶液反应： H++SO42-+OH-+Ba2+＝BaSO4↓+H2O (×) 2H++SO42-+2OH-+Ba2+＝BaSO4↓+2H2O (√) 6．六查反应物用量与其反应是否一致，如：碳酸氢钙溶液中加入少量氢氧化钠： Ca2++2HCO3-+2OH-=CaCO3↓+CO32-+2H2O (×) Ca2++HCO3-+OH-=CaCO3↓+H2O (√) 7．七查加入试剂顺序与其反应是否一致，如往Na2CO3溶液中滴入少量稀盐酸： 2H++CO32-＝H2O+CO2↑ (×) H++CO32-=HCO3- (√) 8．八查反应条件与其反应是否一致，如往氯化铵溶液中滴入烧碱溶液： NH4++OH-=NH3↑+H2O 37\n (×) NH4++OH-NH3·H2O (√) [解题能力培养] 1．离子方程式的书写及其正误判断 例1、下列离子方程式，正确的是（ ） A．碳酸氢钙和盐酸两溶液混合：CO+2H+=CO2↑+H2O B．磷酸二氢钙跟氢氧化钙溶液混合：H2PO+2OH－=PO+2H2O C．氢碘酸中通入氯气：2I－+Cl2=2Cl－+I2 D．铁与稀硫酸反应制备氢气：2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑ [分析] 离子方程式常见的错误主要是由以下几点原因造成的： （1）反应的原理不正确。审题时应注意反应是否符合客观事实。不可主观臆造反应及产物。如本题D答案应生成Fe2+。 （2）不能正确使用分子式与离子符号来表示参加反应的物质。如本例A答案HCO不能写成CO+H+，但应注意HSO通常在水溶液中是不存在的而应写成SO+H+。 （3）不能正确使用“═”，“”，“↑”，“↓”等符号。 （4）没有做到三个守恒：即得失电子得失守恒、电荷守恒和原子个数守恒。如FeCl2溶液与Cl2反应不能写成下式：Fe3++Cl2=Fe2++2Cl－，其仅满足了原子守恒而不满足电子得失守恒和电荷守恒。 除此以外以下两点是一般同学在解题时应特别留意的： （1）看是否遗漏了离子反应。如本例B项中遗漏了生成Ca3(PO4)2沉淀的反应。其正确的离子方程式应该写成：2H2PO+4OH－+3Ca2+=Ca3(PO4)2↓+4H2O。 （2）注意反应物用量的影响。如“过量”、“少量”、“等物质的量”等词语，以及某些特定试剂进行反应时滴加顺序不同对方程式的影响。如往FeBr2溶液中通入少量的Cl2的离子方程式应写成2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl－，往其中通入足量Cl2则写成2Fe2++4Br－+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl－。再如向烧碱溶液中加少许AlCl3溶液，写成Al3++4OH－=AlO+2H2O，而向AlCl3溶液中加少许NaOH溶液的离子方程式则为： Al3++3OH－=Al(OH)3↓。 综上所述，我们易知本题正确答案应为C。 2．离子共存问题 例2、37\n下列各组离子： ①I－、ClO－、NO、H+； ②K+、NH、HCO、OH－； ③SO、SO、Cl－、OH－； ④Fe3+、Cu2+、SO、Cl－； ⑤H+、K+、AlO、HSO； ⑥Ca2+、Na+、SO、CO。 在水中能大量共存的是（ ） A．①和⑥ B．③和④ C．②和⑤ D．①和④ [分析] 离子在溶液中能大量共存的条件是离子之间不能发生离子反应，通常不能共存的离子有： ①发生复分解反应的； ②发生氧化还原反应的； ③发生双水解反应的； ④发生络合反应的。 本例中 ①组因为H+的存在会生成难电离的HClO分子，且HClO及酸性条件下的NO都有强烈的氧化性可氧化有较强还原性的I－，因而①组离子不能共存； ②组中应注意任何酸式盐均可继续与强碱或强酸起反应，因此HCO与OH－不能共存； ③组④组离子均可共存； ⑤组中能发生H++AlO+H2O=Al(OH)3↓，甚至Al(OH)3又溶于过量H+而生成Al3+的反应，以及H++HSO=H2SO3，H2SO3=SO2↑+H2O的反应而不能共存； ⑥组中则易生成CaCO3沉淀，即使没有CO，由于CaSO4是微溶物也不能有Ca2+和SO大量共存的可能。 正确答案：B 3．有条件的离子共存问题 例3、在pH=1的无色透明溶液中，不能大量共存的离子组是（ ） A．Al3+、Ag+、NO、Cl－37\n B．Mg2+、NH、NO、Cl－ C．Ba2+、I－、F－、S2O D．Zn2+、Na+、NO、SO [分析] 解答有条件的离子共存问题时，应注意以下几点： ①溶液的颜色。 若为无色溶液，则应首先排除下列有色离子的存在：Cu2+（蓝色）、Fe2+（浅绿色）、Fe3+（黄色）、MnO（紫色）； ②溶液的酸碱性。 若为酸性溶液，需额外考虑H+的大量存在直接造成了下列离子不可能大量存在：CO、HCO、SO、HSO、ClO－、PO、HPO、H2PO、AlO、SiO、CH3COO－、C6H5O－、[Ag(NH3)2]+、S2-、HS－等；还应考虑到在酸性介质中NO不能与Fe2+、S2-、I－、SO等有还原性的离子大量共存，因为此时相当于有稀HNO3存在。 若为碱性条件，则不能大量存在离子有：Fe3+、Fe2+、Cu2+、Mg2+、Al3+、Ag+、Zn2+、NH和HS－、HCO、H2PO、HPO、HSO等酸式酸根离子。 本例选项A中Ag+与Cl－能产生AgCl沉淀，不能大量共存，C项中因S2O可发生下列反应2H++S2O=SO2↑+S↓+H2O而不能大量存在于酸性条件下。 正确答案：A、C化学反应中的能量变化 [重点难点] 1．反应热——从能量的角度考虑化学反应的问题，多分析几个常见放热反应、吸热反应并运用化学键知识理解反应热的涵义。 2．热化学方程式的书写和应用——培养热化学方程式书写技能的训练，注意热化学方程式书写的规范。 [知识点讲解] 一、反应热 1．反应热的概念 在化学反应中，发生物质变化的同时，还伴随有能量变化，这种能量变化，常以热能的形式表现出来。在化学反应过程中放出或吸收的能量，通常叫做反应热。反应热用符号△H37\n表示，单位一般采用“kJ/mol”。 许多化学反应的反应热可以直接测量，其测量仪器叫做量热计。中学阶段，一般研究的是在一定的温度和压强下，在敞开容器中发生的反应所放出或吸收的热量。 反应热符号有正负之分，当△H<0时，为放热反应，△H>0时，为吸热反应。 2．反应热的微观解释 化学变化一定生成新的物质，形成新的化学键，故必然要破坏旧的化学键。化学反应在本质上来说也就是旧键的断裂和新键的形成过程。破坏旧键时需要克服原子间的相互作用，这需要吸收能量；形成新键时又要释放能量。在不做其他功的情况下，当前者大于后者时，就是吸热反应；当前者小于后者时，为放热反应。 放热反应的反应物具有的总能量大于生成物所具有的总能量，导致反应物转化为生成物时放出热量；吸热反应是由于反应物具有的总能量小于生成物所具有的总能量，反应物需通过加热、光照等条件吸收能量，而使反应物本身的能量升高才能转化为生成物。 化学变化过程中的能量变化如下图： 二、热化学方程式 1．热化学方程式的意义 热化学方程式是用来表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式。因此热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。 例如： 热化学方程式：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)；△H=－92.38kJ·mol-1，表示的意义为1mol氮气与3mol氢气反应完全生成2mol氨气，放出92.38kJ的热量。再如H2(g)+O2(g)=H2O(1)；△H=－285.8kJ·mol-1，表示的意义为1mol氢气与mol氧气反应生成1mol液态水，放出285.8kJ的热量。 2．热化学方程式书写 （1）应注意反应温度和压强，因为反应的温度和压强不同时，其△H也不同，但中学阶段所用的△H一般都是在101kPa和25℃37\n时的数据，故常常不特别注明。 （2）要注明反应物和生成物的聚集状态。因为物质呈现哪一种聚集状态，与它们所具有的能量有关，物质的三态之间的变化本身就伴随有吸热或放热的过程。例如：冰熔化成水时需吸收热量，水蒸发成水蒸气时，也需吸收热。 常以g、s、l、aq分别表示气、固、液态及水溶液。若物质有同素异形体或几种晶型，也应注明是哪一种。 （3）要有表明反应热的“+”、“－”符号，并用“；”号将化学方程式与△H隔开。 （4）与一般化学方程式不同，热化学方程式各物质化学式前的化学计量数不是表示分子个数而是表示其物质的量，故化学计量数可以是整数，也可以是分数。对于相同物质的反应，当化学计量数不同，其△H也不同。 （5）热化学方程式的各物质化学式前的化学计量数与反应热成正比。例如：相同物质的下列化学反应，前者的反应热是后者的两倍。 H2(g)+Cl2(g)==2HCl(g)；△H=－184.6kJ·mol-1 H2(g)+Cl2(g)==HCl(g)；△H=－92.3kJ·mol-1” 三、反应热在高考中的体现 在高考中有关热化学方程式的试题类型主要有3种： （1）已知一定量的物质参加反应的吸、放热量，写出其热化学方程式或判断所给的热化学方程式的正误。在判断热化学方程式的正误时，一要注意是否标明反应中各物质的状态；二是要注意在热化学方程式右端是否注明热量的变化，△H的“+”或“－”号是否正确，三是热化学方程式中各物质前面的系数只要同后面的热量值相对应，则无论系数为整数、分数还是小数，都应该是正确的。 （2）已知相关的热化学方程式，要求写出新的热化学方程式；这种类型题的解题思路是：先比较要写的热化学方程式与已知的相关热化学方程式的主要不同，找出无关的物质并变换系数使其相同，再通过对已知热化学方程式加减消去，然后算出新方程式的热量。 （3）依据热化学方程式进行有关计算：这类题目是求一定量物质燃烧放出的热量，求混和气体成分或含量，在进行计算时，应把反应热量看成一种产物，按一般化学方程式的计算要求进行计算。 例．观察下列几个热化学方程式的写法，并注意其中书写规律。 （1）石墨在空气中燃烧： C(石墨)+O2(g)=CO2(g)；△H=－393.5kJ/mol 或2C(石墨)+2O2(g)=2CO2(g)；△H＝－787kJ/mol （2）金刚石与氧气反应： ①C(金刚石)+O2(g)=CO2(g)；△H=－395.4kJ/mol ②C(金刚石)+O2(g)=CO2(g)；△H=－197.737\nkJ/mol （3）由氢气燃烧生成液态水： ①H2(g)+O2(g)=H2O(l)；△H=－285.8kJ/mol ②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)；△H=－571.6kJ/mol （4）氢气燃烧生成水蒸气： H2(g)+O2(g)=H2O(g)；△H=－241.8kJ/mol （5）水蒸气分解为氢气及氧气： H2O(g)=H2(g)+O2(g)；△H=＋241.8kJ/mol 注意： （1）当反应系数加倍或减半时，△H也相应的加倍或减半，相当于△H亦是方程式系数中的一部分，但不论怎么变，其单位终是kJ/mol。 （2）逆反应的热效应，与正反应热效应的数值相同而符号相反。 [解题能力培养] 1．反应热的涵义 例1．已知破坏各1molN≡N键、H—H键和N—H键分别需吸收的能量为946kJ、436kJ、391kJ。计算1molN2(g)和3molH2(g)完全转化为NH3(g)的反应热的理论值。 [分析] N2(g)与H2(g)反应的化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，使1mol的N≡N键断裂吸收946kJ的能量，使3molH—H键断裂共需吸收436kJ·mol-1×3mol＝1308kJ的能量，因此使1molN2(g)和3molH2(g)反应物的化学键断裂共需吸收的能量为946kJ＋1308kJ＝2254kJ。而2molNH3（g）中含6molN－H键，形成6molN－H键时放出能量为391kJ·mol-1×6mol＝2346kJ。因此反应热应等于生成物分子形成时所释放的总能量2346kJ·mol-1与反应物分子断裂时所吸收的总能量2254kJ·mol-1之差，即放出了92kJ·mol-1的能量。 [解] △H=391kJ·mol-1×6mol－436kJ·mol-1×3mol－946kJ＝－92kJ·mol-1 例2．298K、101kPa时，合成氨反应的热化学方程式为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)；△H=－92.38kJ·mol-1。在该温度下，取1molN2(g)和3molH2(g)放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量总是少于92.38kJ，其原因是什么？ [分析] 根据反应热的定义可知合成氨的反应热就应该是1molN2和3molH2生成2molNH3所放出的热量是92.38kJ·mol-137\n。由于在密闭容器中进行合成氨反应是可逆反应，对于可逆反应来说，反应热的数据仍然应当以完全反应时测得的数据表示。而密闭容器中1molN2和3molH2在该条件下不可能完全反应而生成2molNH3，所以放出热量总小于92.38kJ。 [解] 该反应是可逆反应，在密闭容器中进行该反应将达到平衡状态，1molN2(g)和3mol的H2(g)不能完全反应生成2molNH3(g)，因而放出的热量总小于92.38kJ。 2．热化学方程式 例3．下列对热化学方程式H2(g)+I2(g)====HI(g)；△H=+26kJ·mol-1的叙述中，正确的是（ ） A．1mol氢气和1mol碘蒸气完全反应需要吸收26kJ的热量 B．1个氢分子和1个碘分子完全反应需要吸收52kJ的热量 C．1molH2(g)与1molI2(g)完全反应生成2mol的HI气体需吸收52kJ的热量 D．molH2(g)与molI2(g)完全反应放出26kJ的热量 [分析] 热化学方程式的具体形式是表示一定物质的量的、一定聚集状态的反应物完全反应生成一定聚集状态的生成物时的放热、吸热情况。只要依据书写热化学方程式的六点注意事项，对于本例题就不难作出判断。在A、B、D三个选项中均未指明生成物的状态；且D将反应错认为是放热反应；A则未将反应的化学计量数与△H正确对应起来；B则无视热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数的前提。因此合理答案只有C。 例4．0.3mol气态高能燃料乙硼烷（分子式B2H6），在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ的热量，则其热化学方程式为________________。又已知H2O(l)===H2O(g)；△H=＋44kJ·mol-1，则11.2L标准状况下的乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是__________kJ。 [分析] 1molB2H6（g）完全燃烧，生成液态水放出的热量为649.5kJ÷0.3＝2165kJ。因此热化学方程式为B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l)；△H=－2165kJ·mol-1。若反应生成的3molH2O(l)全部转化为气态水，则需吸收热量44kJ·mol-1×3mol=132kJ，则0.5molB2H6(g)完全燃烧生成气态水时放出的热量为：(2165kJ－132kJ)×=1016.5kJ。 [解] B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l);△H=－2165kJ·mol-1。1016.5 3．反应热的有关计算 例5．硝化甘油（C3H5N3O9）分解时产物为N2、CO2、O2和H2O，它的分解反应方程式为___________；已知20℃37\n时，2.27g硝化甘油分解放出15.4kJ的热量，则每生成1mol气体伴随放出的热量为_________kJ。 [分析] 本题主要是考查有关反应热的计算。根据反应热的定义可知硝化甘油的反应热应为×15.4kJ=1540kJ·mol-1，而根据题意可得配平的化学方程式为4C3H5N3O9===6N2↑+12CO2↑+O2↑+10H2O；其对应的热化学方程式应为4C3H5N3O9(l)===6N2(g)↑+12CO2(g)↑+O2(g)↑+10H2O(l)；△H=－6160kJ·mol-1。则每生成1mol气体时放出的热量应为上述生成总共19mol(即：6+12+1)的气体时放出热量的，为6160kJ·mol-1×mol=324kJ。 [解] 4C3H5N3O9===6N2↑+12CO2↑+O2↑+10H2O，324kJ 例6．已知甲烷和一氧化碳的混合气共0.75mol，完全燃烧后，生成二氧化碳气体和18g液态水，并放出515kJ的热量，若甲烷的燃烧热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);△H=－890kJ·mol-1，则CO气体燃烧的热化学方程式为_________________________ [分析] 要写出CO燃烧的热化学方程式，关键在于算出混合气体中CO为多少摩，燃烧后放出多少热量，由混合气体燃烧产生18g水以及CH4的热化学方程式可计算出CH4的物质的量及燃烧放出的热量。这样就可算出混合气体中的CO的物质的量及其燃烧放出的热量，从而就能写出CO燃烧的热化学方程式。 [解] 设混合气体中含CH4xmol，燃烧产生的热量为ykJ。由CH4燃烧的热化学方程式可知： CH4～2H2O(l)～△H 1mol2×18g -890kJ xmol18g ykJ 得：xmol∶1mol=18g∶(2×18)g=ykJ∶－890kJ 解之得：x=0.5；y=－445 故CO燃烧放出的热量为515kJ－445kJ=70kJ 因为CO占0.75mol－0.5mol=0.25mol，由其燃烧放出的热为70kJ可求得1molCO燃烧放出的热量为70kJ/0.25mol=280kJ。故CO燃烧的热化学方程式为：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)；△H=－560kJ·mol。燃烧热和中和热 [重点难点] 1．理解燃烧热的概念，利用热化学方程式进行有关燃烧热的计算。 2．理解中和热的概念，熟练写出稀溶液中强酸与强碱中和反应的热化学方程式。 [知识讲解] 一、燃烧热37\n 在101kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。燃烧热是反应热的一种。 燃烧热所涉及的燃烧反应是指可燃物在氧气中充分燃烧的狭义燃烧，像H2在Cl2中燃烧不属于燃烧热的范畴，但属于反应热的范畴。 “生成稳定的氧化物”的两层涵义： ①指燃烧产物不能再燃烧（如生成CO2、H2O、SO2、N2等）； ②是生成物的聚集状态在燃烧热测定条件下处于稳定状态，一般燃烧热常用298K时数据，如H2的燃烧热是指1mol氢气完全燃烧生成液态水时放出的热量。 燃烧热的计算标准是以可燃物为1mol来进行测量和计算的，因此在计算燃烧热时，热化学方程式里的化学计量数常常出现分数。 二、中和热 在稀溶液中，酸和碱发生中和反应生成1molH2O，这时的反应热叫做中和热，中和热也是反应热的一种。 强酸和强碱在稀溶液中的中和反应实质是H+(aq)+OH-(aq)=H2O(1)；△H=－57.3kJ·mol-1 中和热的标准是以生成1molH2O所放出的热量来衡量的。 弱酸或者弱碱在稀溶液中发生中和反应时，由于弱电解质的电离需要吸收更多的热量，它们的中和热一般低于57.3kJ·mol-1；而如果是浓硫酸与碱反应，则由于浓硫酸溶解时表现为放热，则测得的中和热要高于上值。 三、使用化石燃料的利弊和新能源的开发 1．能源及其分类 凡是能提供某种形式能量的物质或物质的运动，统称为能源。它是人类取得能量的来源，包括已开采出来的可供使用的自然资源与经过加工或转换的能量的来源，尚未开采出的能量资源不列入能源的范畴，只是能源资源。 能源的分类方法有多种： (1)一次能源与二次能源。 从自然界直接取得的天然能源叫一次能源，如原煤、原油、流过水坝的水等；一次能源经过加工转换后获得的能源称为二次能源，如各种石油制品、煤气、蒸汽、电力、氢能、沼气等。 (2)常规能源与新能源。 在一定历史时期和科学技术水平下，已被人们广泛利用的能源称为常规能源，如煤、石油、天然气、水能、生物能等。随着科技的不断发展，才开始被人类采用先进的方法加以利用的古老能源以及新发展的利用先进技术所获得的能源都是新能源，如核聚变能、风能、太阳能、海洋能等。 (3)可再生能源与非再生能源。 可连续再生、永远利用的一次能源称为可再生能源，如水力、风能等；经过亿万年形成的、短期内无法恢复的能源，称为非再生能源，如石油、煤、天然气等。 2．燃料37\n 广义地讲，能够发生燃烧反应放出热量的物质都可称为燃料。 3．化石燃料 煤、石油、天然气是当今世界上重要的化石燃料。 4．煤作燃料的利弊 （1）从化学的角度来看，煤虽然燃烧发热量高，但燃烧反应速率小，热量利用效率低，且煤是重要的化工原料，把煤作燃料简单烧掉不仅会产生SO2等有毒气体和烟尘，且太浪费资源。 （2）从资源、环境的角度来看，煤是我国储量最多的能源资源，应充分利用该资源为国家建设服务，但煤的形成需经数亿年的时间，属于不可再生的资源，用一些就少一些，且大量开采虽成本较低，但会造成地面塌陷。煤的直接燃烧是一种低效的利用，对环境还会造成污染。 （3）从综合经济效益角度来分析，通过清洁煤技术，如煤的液化和气化，以及实行烟气净化脱硫等，大大减少燃烧煤对环境的污染，提高煤燃烧的热利用率。 4．新能源开发 （1）新能源特点：资源丰富、可再生，对环境无污染或很少污染。 （2）最有希望的新能源：太阳能、燃料电池、风能和氢能等。 （3）我国调整和优化能源结构方向是降低燃煤、节约油气、加快开发水电、核电和新能源。 四、中和热的测定实验 1．实验用品37\n 大烧杯1个(500mL)、小烧杯1个(100mL)、温度计、量筒2个(50mL)、泡沫塑料或硬纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中心有两个小孔)、环形玻璃搅拌棒。 0.50mol/L盐酸、0.55mol/LNaOH溶液。 2．实验原理 在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应而生成1molH2O，这时的反应热叫中和热。实验中通过酸碱中和反应，测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。 H+(aq)十OH—(aq)＝H2O(1)；△H≈—57.3kJ/mol 3．实验步骤 (1)在大烧杯底部垫泡沫塑料(或纸条)，使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料(或纸条)，大烧杯上用泡沫塑料板(或硬纸板)作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和玻璃搅拌棒通过，以达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的，如图3—1所示，该实验也可在保温杯中进行。 (2)用一个量筒量取50mL0.50mol/L盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。 (3)用另一个量筒量取50mL0.55mol/LNaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。 (4)把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯(注意不要洒到外面)。用环形玻璃搅拌捧轻轻搅动溶液，并准确读出混合溶液的最高温度，作为终止温度，记入下表。 (5)重复实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。实验次数起始温度t1/℃终止温度t2/℃温度差（t2—t1）/℃HClNaOH平均值1 2 3 (6)根据买验数据计算中和热。 4．数据处理 为了使计算简便一些，我们近似地认为： (1)0.50mol/L盐酸和0.55mol/LNaOH溶液的密度都是1g/cm3，所以50mL0.50mol/L盐酸的质量m1＝50g，50mL0.55mol/LNaOH溶液的质量m2＝50g。 (2)中和后生成的溶液的比热容c＝4.18J/(g·℃)，由此可以计算出，50mL0.50mL/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液发生中和反应时放出的热量为：(m1十m2)·c·(t2—t1)＝0.418(t2—t1)kJ。 又因50mL0.50mol/L盐酸中含有0.025mol的HCl，0.025mol的HCl与0.025molNaOH发生中和反应，生成0.025molH2O，放出的热量是0.418(t2—t1)kJ，所以生成1molH237\nO时放出的热量即中和热为： 。 5．注意事项 (1)为了保证0.50mol/L的盐酸完全被NaOH中和，采用0.55mol/LNaOH溶液，使碱稍稍过量。 (2)实验中若用弱酸代替强酸，或用弱碱代替强碱，因中和过程中还有弱酸（碱）电离吸热，会使测得中和热的数值偏低。 [解题能力培养] 1．燃烧热的有关计算 例1．在101kPa时，完全燃烧1g甲烷气体，生成液态水和二氧化碳气体，放出55.6kJ的热量，计算CH4的燃烧热并写出热化学方程式；若完全燃烧5mol甲烷气体，能放出多少热量？ [分析] 1g甲烷的物质的量为mol，完全燃烧molCH4(g)能放出55.6kJ的热量，则完全燃烧1molCH4(g)能放出55.6kJ×16=889.6kJ的热量，即CH4的燃烧热为889.6kJ·mol-1，故其热化学方程式为：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1);△H=－889.6kJ·mol-1。若完全燃烧5mol甲烷，则放出的热量为889.6kJ·mol-1×5mol=4448kJ。 [解] 甲烷的燃烧热为889.6kJ·mol-1 CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1)；△H=－889.6kJ·mol-1，完全燃烧5mol甲烷气体放出热量4448kJ。 例2．在101kPa时，完全燃烧一定量的丁烷气体放出的热量为QkJ，经测定完全吸收它生成的CO2(g)需消耗5mol·L-1的KOH(aq)100mL恰好生成正盐，求丁烷的燃烧热，并写出热化学方程式。 [分析] 解决本例题的关键是找出已知量和未知量之间的关系式。由C4H10(g)～4CO2及CO2(g)～2KOH(aq)，可得C4H10(g)～8KOH(aq)的关系，本题中消耗KOH的物质的量为5mol·L-1×0.1L=0.5mol。假设1molC4H10(g)完全燃烧放出热量为Q'kJ，则： C4H10(g)～8KOH(aq)～△H 1mol 8mol Q'kJ 0.5mo lQkJ 解之得Q'==16QkJ [解] 丁烷的燃烧热为16QkJ·mol-1，C4H10(g)+O2=4CO2(g)+5H2O(1);△H=－16QkJ·mol-137\n 例3．已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)；△H=－571.6kJ·mol-1，C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(1)；△H=－2220kJ·mol-1。设有氢气和丙烷的混合气体5mol，完全燃烧时放出热量为3847kJ，则混合气体中氢气与丙烷的体积比是（ ） A．1∶3 B．3∶1 C．1∶4 D．1∶1 [分析] 本题为涉及燃烧热和混合物计算问题，常规解法可设混合气体中氢气和丙烷分别为xmol和ymol，由燃烧的热化学方程式可知H2的燃烧热为285.8kJ·mol-1，则可得下列方程式： x+y=5……………………………………………………… ① 285.8kJ·mol-1×xmol+2220kJ·mol×ymol=3847kJ…………② 联立解得：x=3.75(mol);y=1.25(mol)。因而合适答案为B。 混合物计算的另一种常规思维方法是平均值法——十字交叉法，即将5mol混合气看作某纯净气体，该气体的平均燃烧热为：3847kJ/5mol=769.4kJ·mol-1，有： 得V(H2)∶V(C3H8)=1450.6∶483.6=3∶1 答案：B 2．中和热 例4．由于实验测得当1L1mol·L-1的稀盐酸跟1L1mol·L-1的NaOH溶液起中和反应时，放出的热量为57.3kJ，因此当1L1mol·L-1的醋酸和1L1mol·L-1的NH3·H2O完全反应，放出的热量也必然是57.3kJ。上述叙述是否正确？为什么？ [分析] 所谓中和热，就是在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1mol水的反应热，对于盐酸和氢氧化钠来说，它们分别是强酸与强碱，因此57.3kJ是强酸与强碱发生中和反应生成1mol水时放出热量。对于醋酸和NH3·H2O来说，它们分别为弱酸、弱碱，它们在溶液中仅是部分电离，但由于弱酸、弱碱的电离是个吸热过程，且生成的醋酸铵是弱酸弱碱盐，在溶液中要水解，水解反应也是一个吸热过程，因此当1L1mol·L-1的醋酸和1L1mol·L-1的NH3·H2O恰好完全反应时放出的热量小于57.3kJ。故题中的叙述是错误的。 例5．50mL0.50mol·L-1盐酸和50mL0.55mol·L-1烧碱溶液在如图所示的装置中进行中和反应，通过测定反应过程所放出的热量可计算中和热，回答下列问题： （1）从实验装置上看，图中尚缺少一种玻璃仪器是____________。 （2）烧杯间填满碎纸屑的作用是___________________________。 （3）大烧杯若不盖硬纸板，求得的中和热数值将_____________（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。 （4）若三次平行操作测得数据中起始时盐酸与烧碱溶液平均温度相同，而终止温度与起始温度差(t2-t137\n)分别为①2.3℃②2.4℃③2.9℃，则最终代入计算式的温差均值为__________℃。 [分析] 作为量热器的仪器装置，至少需要测量温度的仪器——温度计，且其保温隔热的效果一定要好。因此在烧杯间填满碎纸屑以利于保温、隔热，减少热量损失；并用纸板盖住烧杯以防止对流散热，减小误差，否则由于热量散失未能全部用于升高混合液温度，最后将导致根据△H= kJ·mol-1求算时，由于t2偏小而导致△H偏大，即中和热的值偏小。第（4）问涉及了定量实验中数据处理的常识，一般来说，定量实验总要平行操作多次，取测量值的平均值代入计算以减小误差，但还应注意如果某个测量值离平均值相等较大，则可能在取得该值的操作中存在较严重的失误，应舍去；此问所给的③2.9℃应舍去。 [答] （1）带0.1分刻度的温度计 （2）减少实验过程中放出热量的损失 （3）偏小 （4）2.35化学反应中的物质变化和能量变化能力测试题第I卷（选择题，共60分） 一．选择题 1．在pH=1的无色溶液中能大量共存的离子组是( ) A．NH4+、Mg+、SO42-、Cl- B．Ba2+、K+、OH-、NO3- C．Al3+、Cu2+、SO42-、Cl- D．Na+、Ca2+、Cl-、AlO2- 2．下列反应的离子方程式书写不正确的是( ) A．次氯酸钙溶液中，通入过量的二氧化碳气体：Ca2++2ClO-+H2O+CO2＝CaCO3↓+2HClO B．醋酸和碳酸氢钠溶液混合：CH3COOH+HCO3-=H2O+CO2↑+CH3COO- C．氯化亚铁溶液中通入氯气：2FeCl2+Cl2＝2Fe3++6Cl- D．金属钠跟水反应2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑ 3．下列反应中，氧化产物是有色单质的是( ) A．2KI+Br2=2KBr+I2 B．CuCl2+Zn＝ZnCl2+Cu C．2NO+O2=2NO2 D．2HCl+Fe=FeCl2+H2↑ 4．1克氢气燃烧生成液态水，放出142.9kJ热，下列表示该反应的热化学方程式正确的是( ) 5．下列实验中：Al3++3AlO2-+6H2O＝4Al(OH)3↓可以发生的是( 37\n) A．向铝盐溶液中不断地加入NaOH溶液 B．向NaOH溶液中不断地加入铝盐 C．向铝盐溶液中不断地加入Na2CO3溶液 D．向铝盐溶液中不断地加入氨水 二、选择题 6．取相同体积的KI、Na2S和FeBr2溶液分别通入适量的Cl2，当反应恰好完全时，三种溶液消耗Cl2的体积相同(同温同压下)，则KI、Na2S和FeBr2三溶液的物质的量浓度之比是( ) A．1：1：2 B．1：2：3 C．6：3：2 D．2：1：3 7．新华社1999年11月17日电，在兰州召开的一次能源地质国际研讨会传出信息：“可燃冰”将帮助人类摆脱临近的能源危机。“可燃冰”是水与天然气相互作用形成的晶体物质，主要存在于冻土层和海底大陆坡中；据测定每0.1m3固体“可燃冰”可释放出20m3的甲烷气体。由此可判断下列说法中不正确的是( ) A．“可燃冰”将成为人类新的后续能源 B．“可燃冰”是水变油，属于化学变化 C．“可燃冰”具有使用方便，清洁卫生等优点 D．青藏高原的冻土层可能存在“可燃冰” 8．已知Cl-、Fe2+、H2O2、I-、SO2均具有还原性，且在酸性溶液中的还原性依次增强。下列各反应不可能发生的是( ) A．2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- B．2Fe3++SO2+2H2O＝2Fe2++SO42-+4H+ C．H2O2+H2SO4=SO2↑+O2↑+2H2O D．SO2+I2+2H2O＝H2SO4+2HI 9．G、Q、X、Y、Z均为氯的含氧化合物，我们不了解它们的分子式或化学式，但知道它们在一定条件下具有如下的转换关系(未配平)： (1)G→Q+NaCl (2)Y+NaOH→G+Q+H2O (3) (4)Z+NaOH→Q+X+H2O 这五种化合物中氯的化合价由低到高的顺序为( ) A．QGZYX B．GYQZX C．GYZQX D．ZXGYQ 10．最近，科学家用巨型计算机进行模拟后确定，由60个N原子可结合成N60分子，N60变成N2时放出巨大能量，下列说法中不正确的是( ) A．N60与N2都是氮的同素异形体 B．1个N60分子中含60个N原子 C．N60的相对分子质量为840，属高分子化合物 D．N60变为N2的反应是放热反应，说明N60比N2稳定 11．某溶液能溶解Al(OH)3，则在此溶液中一定能大量共存的离子组是( ) A．Na+、Br-、SO42-、Cl- B．Na+、Fe3+、Mg2+、I-37\n C．K+、Na+、HCO32-、NO3- D．NH4+、K+、NO3-、AlO2- 12．在一定条件下，分别以高锰酸钾、氯酸钾、过氧化氢为原料制取氧气，当制得同温、同压下相同体积的氧气时，三个反应中转移的电子数之比为( ) A．1∶1∶1 B．2∶2∶1 C．2∶3∶1 D．4∶3∶2 13．重金属离子有毒性。实验室有甲、乙两种废液，均有一定毒性。甲废液经化验呈碱性，主要有毒离子为Ba+离子，如将甲、乙废液按一定比例混合，毒性明显降低。乙废液中可能含有的离子是( ) A．Cu2+和SO42- B．Cu2+和Cl- C．K+和SO42- D．Ag+和NO3- 14．强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应：H+(aq)+OH-(aq)＝H2O；△H＝一57.3kJ/mol。分别向1L0.5mol/L的NaOH溶液中加入：①稀醋酸；②浓H2SO4；③稀硝酸，恰好完全反应时的热效应分别为△H1、△H2、△H3，它们的关系表示正确的是( ) A．△H1＞△H2＞△H3 B．△H2＜△H3＜△H1 C．△H1＝△H2＝△H3 D．△H2＞△H3＞△H1 15．已知在酸性溶液中，下列物质氧化KI时，自身发生如下变化：Fe3+→Fe2+；MnO4-→Mn2+；Cl2→2Cl-；HNO2→NO如果分别用等物质的量的这些物质氧化足量的KI，得到I2最多的是( ) A．Fe3+ B．MnO4- C．Cl2 D．HNO2第Ⅱ卷(非选择题，共90分) 三、填空题 (本题包括2小题) 16．发射卫星时可用肼(N2H4)为燃料，二氧化氮作为氧化剂，这两种物质反应生成氮气和水蒸气。 已知： N2(g)+2O2(g)＝2NO2(g)；△H1＝+67.7kJ/mol(注：N2与O2不直接反应生成NO2，此为理论计算值) N2H4(g)+O2(g)＝N2(g)+2H2O(g)；△H2＝一534kJ/mol 试计算1mol肼和二氧化氮完全反应时放出的热量为_____kJ；写出肼与二氧化氮反应的热化学方程式_____。 17． (1)1985年，化学上第一次用非电解法制得氟气，试配平该反应的化学方程式： ［ ］K2MnF6+［ ］SbF5→［ ］KSbF6+［ ］MnF3+［ ］F2↑ 反应中_______元素被还原。 (2)氰(CN)2、硫氰(SCN)2的化学性质和卤素(X2)很相似，化学上称为拟卤素。如： (SCN)2+H2OHSCN+HSCNO 它们阴离子的还原性强弱为：Cl-＜Br-＜CN-＜SCN－＜I-。 试写出： ①(CN)2与KOH溶液反应的化学方程式：_______； ②NaBr和KSCN混合溶液中加入(CN)237\n，反应的离子方程式：_______。 四、实验题 (本题包括3小题) 18．高锰酸钾和氢溴酸溶液可发生下列反应： KMnO4+HBr→Br2+MnBr3+KBr+H2O，其中还原剂是_______。若消耗0.1mol氧化剂，则被氧化的还原剂的物质的量是_______mol。 19．在密闭容器中，由一定起始浓度的氙(Xe)和F2反应，可得到3种氟化物。各种生成物在平衡体系内的分压与反应温度的关系如图所示（己知气体的分压之比等于物质的量之比）。（1）420K时，发生反应的化学方程式为：____________________________；若反应中消耗lmolXe，则转移电子______________mol。（2）600～800K时，会发生反应：XeF6（g）XeF4（g）+F2（g），其反应热△H_______0（填“>”“=”或“<”）。理由是____________________________________。（3）900K时，容器中存在的组分有_____________________________________________。 20．化学实验中，如使某步中的有害产物作为另一步的反应物，形成一个循环，就可不再向环境排放该种有害物质。例如： 37\n (1)在上述有编号的步骤中，需用还原剂的是_______，需用氧化剂的是_______(填编号)。 (2)在上述循环中，既能与强酸反应又能与强碱反应的物质是_______(填化学式)。 (3)完成并配平步骤①的化学方程式；标出电子转移的方向和数目： Na2Cr2O7+KI+HCl→CrCl3+NaCl+KCl+I2+_______ 五、计算题 (本题包括2小题) 21．已知热化学方程式： ；△H＝-241.8kJ/mol C(s)+O2(g)＝CO2(g)；△H＝-393.5kJ/mol欲得到相同的热量，需要分别燃烧固体碳和氢气的质量比是多少? 22．某固态物质A是隐形飞机上吸收微波的物质的主要成分，为分析其组成，进行如下实验：①实验测得A的相对分子质量为204，分子中只含有三种元素。②取4.08gA样品在6.72LO2(过量)中充分燃烧得到CO2、SO2、H2O(液态)，气体体积减少0.448L。将反应后的气体用足量碱石灰吸收，气体体积又减少4.48L(所有气体体积均在标准状况下测定)。求：(1)A的分子式。(2)若A的分子中有两个完全相同的五元环且A最多可跟3molH2发生加成反应。写出A的结构简式。 六、计算题 (本题包括2小题) 23．红磷放在氯中燃烧，若P与Cl2按物质的量之比为1：1.8混合，待充分反应后，生成物中PCl3与PCl5的物质的量之比是多少? 24．为了测定某铜银合金的成分，将30.0g合金溶于80mL，13.5mol/L的浓HNO3中，待合金完全溶解后，收集到气体6.72L(标准状况)，并测得溶液的pH＝0，假设反应后溶液的体积仍为80mL，试计算： (1)被还原的硝酸的物质的量。(2)合金中银的质量分数。 参考答案 1． 答案：A 解析： 溶液pH＝1说明溶液中存在较多的H＋离子，凡是可相互反应的离子或与H＋反应的离子均不能大量共存。可根据题示“无色溶液”排除含有色离子的C选项，B、D中有OH-、AlO2-均与H＋反应，否定掉。 2． 答案：AC 解析： A中因为CO2过量，最终应生成Ca(HCO3)2。C中FeCl237\n为可溶性强电解质，要拆开成离子形式。 3． 答案：A 解析： 注意氧化产物是有色单质，A中在溶液里I2呈褐色且为单质。B的还原产物为红色的铜而不是氧化产物；D的氧化产物虽然有色，但FeCl2是化合物；C中NO2有色但它既是氧化产物又是还原产物，也是化合物。 4． 答案：A 解析： 将1克氢气燃烧放出的热转化成1mol氢气燃烧放出的热。 5． 答案：B 解析： A项，Al3+与OH-先生成Al(OH)3↓，Al(OH)3进一步溶于过量的强碱溶液：Al(OH)3+3OH-＝AlO2-+2H2O； B项，当Al3+加入到强碱中，过量的强碱将Al3+转化为AlO2-：Al3++4OH-=AlO2-+2H2O，直至OH-离子消耗完后，当再滴加含Al3+的溶液时，便会发生题干所表达的Al3+和AlO2-双水解的反应； C项，Al3+与CO32-发生双水解：2Al3++3CO32-+3H2O＝2Al(OH)3↓+3CO2↑。 D项，AI3+与NH3·H2O仅生成Al(OH)3↓，沉淀并不溶于弱碱NH3·H2O：Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+。 6． 答案：C 解析： 设三种溶液的物质的量浓度分别为c1、c2、c3。因反应中，KI溶液：2I-→I2；Na2S溶液：S2-→S；FeBr2溶液：Fe2+→Fe3+，2Br-→Br2。根据氧化还原反应电子得失守恒，所以有：n(Cl2)＝c1·V·1＝c2·V·2＝c3·V·3，即：c1：c2：c3＝6∶3∶2。 另析： 由反应的化学方程式 2KI+Cl2=2KCl+I2 Na2S+Cl2=2NaCl+S↓ 2FeBr2+3Cl2=2FECl3+Br2 可设有3molCl2参加反应。则有下面的对应关系 3Cl2～6KI～3Na2S～2FeBr2 很容易看到： 消耗等量的氯气(3molCl2)时耗KI、Na2S、FeBr2物质的量之比为6∶3∶2，又由于三种溶液体积相同，则、、三者的物质的量浓度之比为6∶3∶2。 7． 答案：37\nB 解析： 可燃冰中的燃料为CH4而不是H2O。 8． 答案：C 解析： 在酸性溶液中的还原性依次增强意味着还原性Cl-＜Fe2+＜H2O2＜I-＜SO2，则氧化性Cl2>Fe3+>H2O2>I2>H2SO4(稀)；依据“前面的氧化剂能氧化后面氧化剂对应的还原产物”氧化还原反应才能发生，容易判断出不能发生的反应为C。 9． 答案：B 解析： 本题考查同种元素之间发生氧化还原反应时价态变化的规律： ①歧化时，反应物的价态居于两生成物价态之间； ②归中时，生成物价态居于两反应物价态之间。 ⑴为歧化反应，可知价态G<Q； ⑵为歧化反应，结合⑴的结论可知价态G<Y<Q；由⑶可知，因H2O中H得电子，Q中Cl元素必失去电子，化合价升高，故价态Q<X。又由⑷为歧化反应，结合⑶的结论可知价态Q<Z<X。所以选B。 10． 答案：C、D 解析： 依题述，N60是由氮元素构成的单质，所以B选项说法正确；结合同素异形体的概念，A选项说法也正确。由于N60→N2放出热量，说明N60的能量高，不稳定，N60的相对分子质量不大，不属于高分子化合物，所以C、D选项说法错误。 11． 答案：A 解析： 能溶解Al(OH)3，说明溶液既可能呈酸性，又可能呈强碱性。B中Fe3+、H+、I-不共存，C中HCO3-、H+或OH-不共存，D中AlO2-、H+不共存。 12． 答案：B 解析： “同温、同压下相同体积的氧气”，说明生成氧气的物质的量一定。设分别生成O21mol。由 KMnO4中：37\n KClO3中： H2O2中： 可见：得到等量的O2时，三者转移电子数之比依次为2∶2∶1 13． 答案：A 解析： 设法将重金属离子转为沉淀，就可使毒性明显降低。要沉淀Ba2+，必须提供SO42-，而在A、C两选项中均含有SO42-，但C项中K+无毒性，A项中Cu2+可与甲废液中的OH-反应生成Cu(OH)2沉淀，从而降低毒性。 14． 答案：B 解析： 等物质的量的NaOH与稀CH3COOH、浓H2SO4、稀HNO3恰好反应生成等物质的量的水，若不考虑物质的溶解热和弱电解质电离吸热，应放出相同的热量。但在实际反应中。浓H2SO4溶于水时放热，使其总放出的热量增多；CH3COOH是弱酸，只是少部分电离，电离过程中要吸热，故中和时放热较少。放热越多，△H的值的值越小。 15． 答案：B 解析： 氧化剂氧化KI反应时，把自身发生的反应，分别写成：Fe3++e-→Fe2+；MnO4-+5e-→Mn2+；Cl2+2e-→2Cl-；HNO2+e-→NO，如果氧化剂各1mol，根据得失电子守恒的原理，可以氧化的KI的物质的量依次是lmol、5mol、2mol、1mol。生成I2物质的量依次是0.5mol、2.5mol、1mol、0.5mol。 离子反应方程式，2Fe3++2I-=2Fe2++I2， 2MnO4-+10I-+16H+=2Mn2++5I2+8H2O， Cl2+2I-=2Cl-+I2， 2HNO2+2I-+2H+＝2NO+I2+H2O。 16． 答案： 567.8kJ；2N2H4(g)+2NO2(g)＝3N2(g)+4H2O(g)；△H＝-1135.7kJ/mol。 解析： 由题意可知： N2(g)+2O2(g)＝2NO2(g)；△H1＝+67.7kJ/mol ① N2N4(g)+O2(g)＝N2(g)+2H2O(g)；△H2＝一534kJ/mol ② 根据盖斯定律，为在反应物中消去O2并得到N2H4和NO2的反应。 令②×2一①得： 2N2H4(g)-N2(g)＝2N2(g)+4H2O(g)-2NO2(g)；△H＝2△H2-△H1 整理得：2N2H4(g)+2NO2(g)＝3N2(g)+4H237\nO(g)； △H＝2△H1-△H2＝一534kJ/mol×2-67.7kJ/mol＝-1135.7kJ/mol 则1molN2H4反应放出的热量为 17． 答案： （1）2，4，4，2，1；Mn（或锰）； （2）①(CN)2+2KOH=KCN+KCNO+H2O；②2SCN-+(CN)2=2CN-+(SCN)2。 解析： ①(CN)2与KOH反应，相当于Cl2与KOH反应，依Cl2+2KOH=KCl+KClO+H2O，即可得(CN)2与KOH反应的方程式。 ②由于阴离子还原性顺序为Br-<CN-<SCN-，所以单质氧化性顺序为：Br2>(CN)2>(SCN)2，故(CN)2，只能氧化SCN-而不能氧化Br-。 18． 答案： HBr，0.5mol 解析： 利用得失电子守恒原理：0.1×(7-2)=x×(1-0)，x=0.5 19． 答案：(1)Xe+3F2==XeF6 6(2)＞ 随着温度的升高，XeF6（g）XeF4(g)+F2(g)平衡向右移动，根据温度升高平衡向吸热反应方向移动的原理，则该反应的ΔH＞0。(3)XeF6、XeF4、XeF2、Xe、F2提示：由图知，在1000K前，XeF6的分压随温度而变化，说明生成物生成XeF6的反应是可逆的，所以混合体系中还含Xe。由于在420K时生成XeF6很多，可以⑴的方程式可不用可逆号。 20． 答案： （1）①；④ （2）Cr(OH)3 （3）Na2Cr2O7+6KI+14HCl=2CrCl3+2NaCl+6KCl+3I2+7H237\nO 解析： （1）据①变化：知需用还原剂，据④变化：知需用氧化剂。据②、③、⑤变化，反应前后元素的化合价无变化，知均为非氧化还原反应。 （2）Cr(OH)3+3HCl=CrCl3+3H2O；Cr(OH)3+NaOH=NaCrO2+2H2O （3）根据元素守恒，容易看到生成物中应有水；采用化合价升降法配平即可！即： 2Cr：+6→+3↓6×1 2I：-1→0 ↑2×3 有1Na2Cr2O7+KI+HCl→CrCl3+NaCl+KCl+3I2+H2O 进一步观察可配平。 21． 答案： m(C)：m(H2)=12：3.25 解析： 利用已知两个热化学方程式，根据它们反应放出热量相等，计算n(C)：n(H2)再将其转化为质量比。 另析： 根据热化学方程式，可设各放出热量为393.5kJ，对应需要C的质量为12克。由 H2 ～ △H 2g -241.8kJ m(H2) -393.5kJ m(C)∶m(H2)=12∶3.25 22． 答案： （1）分子式为：C6S4H4。 （2）A分子的结构简式为： 37\n解析： 根据题示信息：A在6.72LO2（过量）中充分燃烧得到CO2、SO2、H2O等三种物质，说明A含有C、S、H三种元素，设其分子式为CxSyHz，则有 则x+z=10…………①，y=4…………②，由②并结合题设的分子CxHySz有12x+32z=204-4……③，联立①③解之得：x=6，z=4，所以该物质的分子式为C6S4H4。又由题干知，此分子结构非常对称，其与3molH2加成，知含3molC=C或2molCC，综合可得结构简式见答案。 23． 答案： 7∶3 解析： P、Cl原子守恒，设生成PCl3 xmol，生成PCl5 ymol，则（x+y）∶(3x+5y)=1∶（1.8×2），x∶y=7∶3。 24． 答案： （1）0.3mol；（2）35% 解析： （1）硝酸被还原后的产物是NO或NO2，又因为1molHNO3被还原得到1molNO或NO2。因此产生的气体的物质的量即是被还原的HNO3的物质的量： （2）因为pH=0，所以c(H+)=1mol/L说明HNO3过量。参加反应的HNO3的物质的量n(HNO3)=13.5×0.080-1×0.080=1mol。设合金中Ag的物质的量为xmol，Cu为ymol。因为合金质量为30.0g，所以有108x+64y=30.0。 由（1）知：1mol参加反应的HNO3中有0.3mol被还原，有0.7mol起酸的作用，生成硝酸盐，而本题中参加反应的硝酸为1mol，故有x+2y=0.7，联立108x+64y=30.0和x+2y=0.7解得x=0.1，y=0.3 37
