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高中三年级化学

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首页 高中三年级化学知识 四氧化三铁 61. 其它金属及化合物（锌、锰、钙、金等） 盖斯定律 化学平衡常数 电解池电极反应式的书写 试题正文
  • 填空题
    (1)用甲烷制氢是一种廉价的制氢方法。有关的热化学方程式如下
    CH4(g)+1/2O2(g)CO(g)+2H2(g)；△H= -36kJ/mol ①
    CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)；△H= +216kJ/mol ②
    ①下列说法正确的是_________。
    A．2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) △H=+504kJ/mol
    B．当反应①中υ(CH4)正=υ(CO)正时，表明该反应达平衡状态
    C．其它条件不变时，增大体系压强，反应①②中甲烷的转化率均增大
    D．为维持恒定温度（不考虑热量损失），某反应器中同时发生反应①与②时，消耗甲烷的物质的量之比为6∶1
    ②某温度下，在100L反应器中充入甲烷和水蒸汽的物质的量分别为100mol和300mol 时，假定只发生反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。当甲烷的转化率为0.5时，此时平衡常数为__________。
    (2)发蓝液是由NaNO3、NaNO2及NaOH配成的，在加热条件下，通过三步反应使铁表面生成一层致密的
    Fe3O4：
    3Fe+NaNO2+5NaOH3Na2FeO2+H2O+NH3↑ ①；
    8Fe+3NaNO3+5NaOH+2H2O4Na2Fe2O4+3NH3↑ ②；
    以及第三步生成四氧化三铁。请补充第三步反应的方程式并配平：______________________。
    (3)为了使铝表面形成较厚的氧化膜，工业上常用电解硫酸溶液的方法，在阳极上生成氧化铝，写出此时阳极的电极反应：_________________。
    (4)将固体草酸锰MnC2O4·2H2O放在一个可以称出质量的容器里加热。固体质量随温度的变化关系如下图所示（质量单位为g）：则214℃时，剩余固体的成分为____________。（填化学式）；在280℃时，剩余固体的成分为____________。（填化学式）

    本题信息：2011年0110模拟题化学填空题难度较难 来源:于丽娜
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本试题 “(1)用甲烷制氢是一种廉价的制氢方法。有关的热化学方程式如下CH4(g)+1/2O2(g)CO(g)+2H2(g)；△H= -36kJ/mol ①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)；△H= +216kJ/mol ②①下...” 主要考查您对

四氧化三铁

61. 其它金属及化合物（锌、锰、钙、金等）

盖斯定律

化学平衡常数

电解池电极反应式的书写

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四氧化三铁：

又称磁性氧化铁，具有磁性的黑色晶体，不溶于水，具有优良的导电性。



四氧化三铁的性质：

(1)色态：具有磁性的黑色晶体
(2)别名：磁性氧化铁、氧化铁黑、磁铁、磁石、吸铁石、偏铁酸亚铁
(3)矿物：磁铁矿
(4)溶解性：不溶于水，与酸反应生成+2、+3铁盐
(5)稳定性：稳定
(6)还原性：在高温下，易氧化成三氧化二铁。4Fe3O4+O26Fe2O3
(7)氧化性：在高温下可与还原剂H2、CO、Al、C等反应。




铁的氧化物：

化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4
俗称 —— 铁红 磁性氧化铁
色态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体
铁的价态 +2 +3 +2、+3
水溶性 不溶 不溶 不溶
与酸反应 FeO+2H+==Fe2++H2O Fe2O3+6H+==2Fe3++3H2O Fe3O4+8H+==Fe2++2Fe3++4H2O
用途 玻璃色料 油漆、颜料 做颜料和抛光剂
氧化性 高温时都能与C、CO、H2反应，被还原生成Fe单质

锌的单质及化合物:

①单质锌：
物理性质：锌化学符号是Zn，它的原子序数是30。锌是一种蓝白色金属。密度为7.14克/立方厘米，熔点为419.5℃。在室温下，性较脆；100～150℃时，变软；超过200℃后，又变脆。锌的化学性质活泼，在常温下的空气中，表面生成一层薄而致密的碱式碳酸锌膜，可阻止进一步氧化。当温度达到225℃后，锌氧化激烈。燃烧时，发出蓝绿色火焰。锌易溶于酸，也易从溶液中置换金、银、铜等。锌的氧化膜熔点高，但金属锌熔点却很低，所以在酒精灯上加热锌片，锌片熔化变软，却不落下，正是因为氧化膜的作用。锌是第四常见的金属，仅次于铁、铝及铜。
化学性质：2Zn+O22ZnO Zn+X2ZnX2(X=F、Cl、Br、I) 3Zn+2PZn3P2 Zn+SZnS
②氢氧化锌 Zn2++2NaOH==Zn(OH)2+2Na+ Zn(OH)2+2H+==Zn2++H2O Zn(OH)2+2OH-==[Zn(OH)4]2- Zn(OH)2+4NH3+2NH4+==[Zn(NH3)4]2++2H2O Zn(OH)2==ZnO+H2O
[Zn(NH3)4]2++2OH-==Zn(OH)2+4NH3↑
③氯化锌 ZnO+2HClZnCl2+H2O ZnCl2+2H2O===Zn(OH)Cl+2HCl ZnCl2+H2O=H2[ZnCl2(OH)2] FeO+H2[ZnCl2(OH)2]==Fe[ZnCl2(OH)]2+H2O Zn+CuCl2=ZnCl2+Cu
④硫化锌 2ZnO+2S==2ZnS+O2 Zn2++(NH4)2S==ZnS+2NH4+  ZnSO4+BaS==ZnS+BaSO4  Zn2++H2S==ZnS+2H+
⑤锌的配合物(a)[Zn(NH3)4]2+、(b)[Zn(CN)4]2-

钙的单质及化合物:

①单质钙：活泼金属
②氧化钙：俗称生石灰，白色块状固体；与水反应放出大量热，块状固体变成粉末状CaO+H2O==Ca(OH)2
③氢氧化钙：俗称熟石灰，常用来检验二氧化碳气体Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O
④碳酸钙：俗称石灰石，白色固体，不溶于水，常用的建筑材料，实验室常用其和稀盐酸反应制取二氧化碳CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2O

银的单质及化合物:

①物理性质：银是一种化学元素，化学符号Ag，原子序数47，是一种银白色的贵金属。银性质稳定，质软富有延展性。导热，导电率高，不易受酸碱的腐蚀
②化学性质：银的特征氧化数为+1，其化学性质比铜差，常温下，甚至加热时也不与水和空气中的氧作用。但当空气中含有硫化氢时，银的表面会失去银白色的光泽，这是因为银和空气中的H2S化合成黑色Ag2S的缘故。其化学反应方程式为： 4Ag+H2S+O2=2Ag2S+2H2O
银不能与稀盐酸或稀硫酸反应放出氢气，但银能溶解在硝酸或热的浓硫酸中：2Ag+2H2SO4(浓)Ag2SO4+SO2↑+2H2O
银在常温下与卤素反应很慢，在加热的条件下即可生成卤化物：
2Ag+F22AgF暗棕色
2Ag+Cl22AgCl白色
2Ag+Br22AgBr淡黄色
2Ag+I22AgI黄色
银对硫有很强的亲合势，加热时可以与硫直接化合成Ag2S：2Ag+SAg2S
银易溶于硝酸和热的浓硫酸，微溶于热的稀硫酸而不溶于冷的稀硫酸。盐酸和王水只能使银表面发生氯化，而生成氯化银薄膜。
银具有很好的耐碱性能，不与碱金属氢氧化物和碱金属碳酸盐发生作用。


盖斯定律的内容：

不管化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。换句话说，化学反应的反应热只与反应的始态和终态有关，而与反应进行的途径无关。如果一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一一步完成时的反应热是相同的，这就是盖斯定律。

盖斯定律的意义：

利用盖斯定律可以间接计算某些不能直接测得的反应的反应热。例如：的△H无法直接测得，可以结合下面两个反应的△H，利用盖斯定律进行计算。

根据盖斯定律，就可以计算出所给反应的△H。分析上述两个反应的关系，即知


盖斯定律在反应热大小比较中的应用:

1．同一反应生成物状态不同时

若按以下思路分析：

2．同一反应物状态不同时

3．两个有联系的不同反应相比

并且据此可写出下面的热化学方程式：

定义：

在一定温度下，可逆反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，也不管反应物起始浓度大小，最后都达到平衡，这时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值是个常数，用K表示，这个常数叫化学平衡常数。

化学表平衡达式：

对于可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)来说，化学平衡表达式：
化学平衡常数的意义：

①表示该反应在一定温度下，达到平衡时进行的程度，K值越大，正反应进行的越彻底，对反应物而言转化率越高。
②某一温度下的K′与K比较能够判断反应进行的方向
K′>K，反应正向进行；K′<K，反应逆向进行；K′=K，反应处于平衡状态
(3)化学平衡常数与浓度、压强、催化剂无关，与温度有关，在使用时必须指明温度。
(4)在计算平衡常数时，必须是平衡状态时的浓度。
(5)对于固体或纯液体而言，其浓度为定值，可以不列入其中。
(6)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数，若反应方向改变，则平衡常数改变，且互为倒数关系。如：在一定温度下，



化学平衡常数的应用：

1．K值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，正向反应进行的程度越大，反应物转化率越大；反之，正向反应进行的程度就越小，反应物转化率就越小，即平衡常数的大小可以衡量反应进行的程度，判断平衡移动的方向，进行平衡的相关计算。
2．若用浓度商(任意状态的生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，符号为Qc)与K比较，可判断可逆反应是否达到平衡状态和反应进行的方向。
3．利用K值可判断反应的热效应若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。
4．计算转化率及浓度依据起始浓度(或平衡浓度)和平衡常数可以计算平衡浓度(或起始浓度)，从而计算反应物的转化率。
电极反应式的书写:
1.根据装置书写电极反应式
(1)根据电源确定阴、阳两极→确定阳极是否是活性电极→据电极类型及电解质溶液中阴、阳离子的放电顺序写出电极反应式。
(2)在确保阴、阳两极转移电子数目相同的条件下，将两极电极反应式合并即得总反应式。
2.由氧化还原反应方程式书写电极反应式
(1)找出发生氧化反应和还原反应的物质→确定两极名称和生成物→利用电子守恒分别写出两极反应式。
(2)若写出一极反应式，而另一极反应式不好写，可用总反应式减去已写出的电极反应式，即得另一电极反应式。
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