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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 氢氧化铝 达到化学平衡的标志 化学平衡常数 铝热反应 试题正文
  • 填空题
    铁和铝是两种重要的金属，它们的单质及化合物有着各自的性质。
    (1)在一定温度下，氧化铁可以与一氧化碳发生下列反应：
    ①该反应的平衡常数表达式为：K=_______________；
    ②该温度下，在2L盛有粉末的密闭容器中通入CO气体，10min后，生成了单质铁11.2g。则10min内CO的平均反应速率为________________。
    (2)请用上述反应中某种气体的有关物理量来说明该反应已达到平衡状态：
    ①____________________________；②____________________________。
    (3)某些金属氧化物粉末和Al粉在镁条的引燃下可以发生铝热反应。下列反应速率(v) 和温度(T)的关系示意图中与铝热反应最接近的是______________。
    a.
    b.
    c.
    d.
    (4)写出氢氧化铝在水中发生酸式电离的电离方程式：_____________________________；欲使上述体系中浓度增加，可加入的物质是__________________________。
    本题信息：2009年上海高考真题化学填空题难度一般 来源:刘平
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本试题 “铁和铝是两种重要的金属，它们的单质及化合物有着各自的性质。(1)在一定温度下，氧化铁可以与一氧化碳发生下列反应：①该反应的平衡常数表达式为：K=_________...” 主要考查您对

氢氧化铝

达到化学平衡的标志

化学平衡常数

铝热反应

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  • 化学平衡常数
  • 铝热反应

氢氧化铝的性质：

不溶于水的白色胶状物质；能凝聚水中的悬浮物，可用作净水剂、可治疗胃酸过多、作糖的脱色剂等；既能与酸反应，又能与碱反应。
(1)与酸反应：Al(OH)3+3H+==Al3++3H2O
(2)与碱反应：Al(OH)3+OH-==AlO2-+2H2O


氢氧化铝的性质：

  • 氢氧化铝是一种白色不溶于水的胶状沉淀，它能凝聚水中的悬浮物，并能吸附色素。
  • 氢氧化铝既能与强酸反应也能与强碱反应，是两性氢氧化物。
  • 氢氧化铝是医用的胃酸中和剂的一种，它的碱性不强，不至于对胃壁产生强烈的刺激或腐蚀作用，但却可以与酸反应，是胃液酸度降低，起到中和过多胃酸的作用。
  • 氢氧化铝受热是分解成氧化铝和水。2Al(OH)3=(加热)=Al2O3+3H2O

氢氧化铝的制备：

 实验室制法：Al2(SO4)3+6NH3·H2O==(NH4)2SO4+Al(OH)3↓
其他制法：①AlO2-+HCO3-+H2O=Al(OH)3↓+CO32-
②2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-
③AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-
④3AlO2-+Al3++6H2O==4Al(OH)3↓
例题：用稀H2SO4、NaOH溶液和金属铝为原料制取Al(OH)3。
甲、乙、丙三个学生的制备途径分别是　　　
甲：　　　
乙：　　　
丙：　
若要得到等量的Al(OH)3，则(　B　) 　　　
A．三者消耗的原料相同　　　B．甲消耗的原料的总物质的量最多　　　C．乙消耗的原料的总物质的量最少　　　D．丙消耗的原料的总物质的量最多　　　


有关Al(OH)3的计算及图象分析：

解答有关Al(OH)3的图象和计算问题要注意以下三点：
(1)“铝三角”关系图中各物质转化方程式中的化学计量数关系。
(2)铝元素的存在形式。
(3)图象分析时：首先要看清横、纵坐标的含义，其次要对图象进行全面的分析，尤其需要关注的是特殊点(起点、折点、顶点、终点)的含义。
1、铝盐与强碱溶液作用生成Al(OH)3沉淀的计算
反应关系如下：
(1)Al3++3OH-==Al(OH)3(生成沉淀)
(2)Al(OH)3+OH-==AlO2-+2H2O(沉淀溶解)
(3)Al3++4OH-==AlO2-+2H2O(生成沉淀，又恰好溶解) 
分析以上三个化学反应方程式，所得Al(OH)3沉淀的物质的量与n(Al3+)、n(OH-)的关系为：
当≤3时，所得沉淀的物质的量：n[Al(OH)3]=n(OH-)
当≥4时，所得沉淀的物质的量：n[Al(OH)3]=0

当3<<4时，所得沉淀的物质的量：n[Al(OH)3]=4n(Al3+)-n(OH-)

2、有关Al(OH)3的图像分析
①向溶液中滴加溶液

O～A段：
A～B段：
②向强碱溶液中滴入铝盐溶液

O～A段：
A～B段：
③向铝盐溶液中滴入氨水或向氨水中滴加铝盐溶液
A. 向铝盐中滴加氨水时，当氨水增加到时，产生最大沉淀量

B. 向氨水中滴加铝盐溶液时，开始时氨水过量，如图所示


分析得：氢氧化铝不溶于弱碱氨水中。
④向偏铝酸盐溶液中滴入强酸

O～A段：
O～B段：
⑤向盐酸中滴加偏铝酸盐溶液

O～A段：
A～B段：


方法与技巧：

  1. 利用互滴顺序不同，现象不同可检验的溶液
    (1)AlCl3溶液和盐酸
    (2)NaAlO2溶液和盐酸
    (3)Na2CO3溶液和盐酸
    (4)AgNO3溶液和氨水
  2. 当溶液中有多种离子时，要考虑离子之间的反应顺序，如向含有H+、NH4+、Mg2+、Al3+的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，NaOH先与H+反应，再与Mg2+、Al3+反应生成沉淀，再与NH4+反应，最后才溶解Al(OH)3沉淀。一般是按生成水、沉淀、气体的顺序反应。可用图像表示为：
  3. AlO2-与HCO3-的反应不属于水解相互促进的反应，而是HCO3-电离出的H+与AlO2-发生的反应：AlO2-+HCO3-+H2O=Al(OH)3↓+CO32-

化学平衡移动的含义：

1．当一个可逆反应达到平衡状态后，如果改变温度、压强、浓度等反应条件．原来的平衡状态会被破坏，化学平衡会发生移动，平衡混合物中各组成物质的质量分数也就随着改变，在一段时间后达到新的平衡状态，这种由原平衡状态向新平衡状态的变化过程。就是化学平衡的移动。以上过程可归纳如下：
 
2．化学平衡移动与化学反应速率的关系
当与化学平衡体系有天的外界条件改变以后，>，化学平衡向正反应方向移动；，化学平衡不移动；，化学平衡向逆反应方向移动。

化学平衡状态:

(1)定义：在一定条件下的可逆反应中，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态，叫做化学平衡状态，简称化学平衡。
(2)化学平衡的建立对于可逆反应，不管从正反应开始(只投入反应物)，还是从逆反应开始(只投入生成物)，或从正、逆反应同时开始(同时投入反应物和生成物)，在一定条件下都会达到的状态。当相等时，单位时间内同一物质消耗与生成的量完全相等，因而各物质的浓度和百分含量保持一定，即达到化学平衡状态。构成化学平衡体系的基本要求是反应物和所有的生成物均处于同一反应体系中，反应条件(温度、浓度、压强等)保持不变。

化学平衡的特征:

(1)逆：只有可逆反应才能达到化学平衡状态。
(2)动：是动态平衡，正、逆反应仍在不断进行。
(3)等：。
(4)定：各组分的浓度及百分含量保持一定。
(5)变：当影响化学平衡的外界条件发生变化使时，平衡便会发生移动而使各组分的浓度、百分含量发生变化，直至建立新的平衡。
化学平衡状态的判断：

1．指的是同一物质的正反应速率与逆反应速率相等。
2．反应混合物中各组分的含量(质量分数、体积分数、物质的量分数)保持不变。
3．反应类型分析对于密闭容器中的反应qD(g)，根据对化学平衡概念的理解，判断下列各情况是否达到平衡。


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。
铝热反应：

铝热法是一种利用铝的还原性获得高熔点金属单质的方法。可简单认为是铝与某些金属氧化物（如Fe?O?、Fe?O?、Cr?O?、V?O?等）在高热条件下发生的反应。铝热反应常用于冶炼高熔点的金属，并且它是一个放热反应其中镁条为引燃剂，氯酸钾为助燃剂。镁条在空气中可以燃烧，氧气是氧化剂。但插入混合物中的部分镁条燃烧时，氯酸钾则是氧化剂，以保证镁条的继续燃烧，同时放出足够的热量引发氧化铁和铝粉的反应。

实验原理：

镁条在空气中可以燃烧，氧气是氧化剂。但插入混合物中的部分镁条燃烧时，氯酸钾则是氧化剂，以保证镁条的继续燃烧，同时放出足够的热量引发氧化铁和铝粉的反应。由于该反应放出大量的热，只要反应已经引发，就可剧烈进行，放出的热使生成的铁熔化为液态。但是，氯酸钾不能用高锰酸钾代替，因为高锰酸钾氧化性太强，高温会和强还原剂镁反应，发生爆炸。铝热剂：铝与金属氧化物的混合物（比例约为1:2.95）
铝热剂着火点较高，需要引燃。常见的是用镁条引燃（若氧气不足镁燃烧不充分的话，亦可再混入适量氯酸钾或过氧化钡，但易自燃），亦可用高温喷枪点燃。
实验反应化学方程式:
氧化铁:
四氧化三铁:
二氧化锰:
五氧化二钒：
氧化铬：
(铝热反应配平技巧：取反应物和生成物中氧化物中两边氧的最小公倍数，即可快速配平，如中，可取Fe?O?和Al?O?中氧的最小公倍数12，则Fe?O?前应为3Al?O?前应为4，底下便可得到Al为8，Fe为9）


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