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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 氧化还原反应的配平 影响化学反应速率的因素 化学平衡常数 金属、非金属的有关计算 化学反应速率的计算 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，氧化亚铁可以与一氧化碳发生下列反应：
    Fe2O3（s）＋3CO（g）2Fe（s）＋3CO2（g）ΔH＞0
    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)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_________

    (3)Fe3+盐和Al3+盐在性质上有很多相似的地方，如遇碱都生成难溶的胶状沉淀，可用于净水；也有不同之处，如Fe3+既有氧化性又有还原性，Al3+只有氧化性。但Fe3+只有在碱性介质中才能被氧化为FeO42-，请完成下列方程式：

    (4)若将ag Fe和Al的混合物溶于2mol/L的足量的硫酸中，再往溶液中加入足量的6mol/L的NaOH溶液，充分反应，过滤，洗涤，干燥灼烧，称量所得固体的质量仍为ag，则原混合物中Al的质量分数为_________
    本题信息：2011年福建省月考题化学填空题难度较难 来源:于丽娜
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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，氧化亚铁可以与一氧化碳发生下列反应：Fe2O3（s）＋3CO（g）2Fe（s）＋3CO2（...” 主要考查您对

氧化还原反应的配平

影响化学反应速率的因素

化学平衡常数

金属、非金属的有关计算

化学反应速率的计算

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配平简介：
化学反应方程式严格遵守质量守恒定律，书写化学反应方程式写出反应物和生成物后，往往左右两边各原子数目不相等，不满足质量守恒定律，这就需要通过配平来解决。


配平原则：
(1)电子守恒原则：反应中还原剂失去电子的总数与氧化剂得到电子的总数相等
(2)电荷守恒原则：若为离子反应，反应前后离子所带正负电荷总数相等
(3)质量守恒原则：反应前后各元素的原子个数相等

配平步骤：
(1)一标：标明反应前后化合价有变化的元素的化合价
(2)二等：通过求最小公倍数使化合价升降总值相等
(3)三定：确定氧化剂与还原剂的化学计量数
氧化剂(还原剂)化学计量数=降(升)价的最小公倍数÷1mol氧化剂(还原剂)降(升)价总数
(4)四平：用观察法配平其他物质的化学计量数
(5)五查：检查质量与电荷、电子是否分别守恒

配平技巧：
(1)逆向配平法：部分氧化还原反应、自身氧化还原反应等可用逆向配平法，即选择氧化产物、还原产物为基准物来配平（一般从反应物很难配平时，可选用逆向配平法）
例：
通过表明氧化产物、还原产物化合价的升降，确定CrCl3、Cl2的计量数为2和3，然后再用观察法配平。
(2)设“1”配平法：设某一反应物或生成物(一般选用组成元素较多的物质作基准物)的化学计量数为1，其余各物质的化学计量数可根据原子守恒原理列方程求得。
例：P4O+Cl2→POCl3+P2Cl6
可令P4O前的系数为1，Cl2的系数为x，则
1P4O+xCl2→POCl3+3/2P2Cl6 ，再由Cl原子守恒得2x=3+3/2×6 得x=6 即可配平
(3)零价配平法：先令无法用常规方法确定化合价的物质中各元素均为零价，然后计算出各元素化合价的升降值，并使元素化合价升降总数相等，最后用观察法配平其他物质的化学计量数。
例：Fe3C+HNO3＝Fe(NO3)3+CO2↑+NO2↑+H2O
复杂化合物Fe3C按照常规方法分析，无法确定其Fe和C的具体化合价，此时可令组成物质的各元素化合价为零价，根据化合价升降法配平。

再用观察法确定物质的化学计量数。
(4)整体标价法：当某元素的原子在某化合物中有数个时，可将它作为一个整体对待，根据化合物中元素化合价代数和为零原则予以整体标价。
例：S+Ca(OH)2→CaSx+Ca2S2O3+H2O
生成物CaSx、Ca2S2O3中的Sx、S2作为一个整体标价为-2、+4价，则化合价升降关系为：
Sx  0→-2  降2×2
S2  0→+4  升4×1
即可配平。
(5)缺项配平法：一般先确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量系数，再通过比较反应物与生成物，确定缺项（一般为H2O、H+或OH-），最后观察配平。
(6)有机氧化还原反应的配平：有机物中元素的化合价一般来讲，氢元素显+1价，氧元素显-2价，然后再根据化合价的代数和为零求酸碳元素的平均化合价。



氧化还原反应方程式配平的一般方法与步骤：

  1. 一般方法：从左向右配。
  2. 步骤：标变价，找变化，求总数，配系数。
  • 标出元素化合价变化的始态和终态
  • 求升价元素或降价元素化合价的变化数
  • 求化合价变化数的最小公倍数，分别作为氧化剂或还原剂的系数
  • 配平变价元素
  • 用观察法配平其他元素
  • 检查配平后的方程式是否符合质量守恒定律（离子方程式还要看电荷是否守恒）
    如：

特殊技巧：

配平时若同一物质内既有元素的化合价上升又有元素的化合价下降，若从左向右配平较困难，可以采用从右向左配平，成为逆向配平法。



影响化学反应速率的因素：

1．内因：参加反应的物质的结构及性质。
2．外因：主要是指浓度、温度、压强和催化剂，另外还有光、超声波、激光、搅拌、固体表面积、形成原电池等。
(1)浓度：其他条件相同时，增大反应物浓度，化学反应速率增大；减小反应物浓度，化学反应速率减小。在一定温度下，同体、纯液体的浓度视为定值，如C与CO2的反应、Na与H2O的反应中，C的量和Na、H2O 的量减少并不意味着其“浓度”减小，即不冈其量的增减而影响反应速率，但会因固体表面积的变化而改变反应速率。
(2)温度：其他条件相同时，升高温度，可以加快反应速率，实验测得，温度每升高10℃，化学反应速率通常增大到原来的2～4倍。
经验公式为
(3)压强：对于气体反应，当温度不变时，增大压强可以加快反应速率。对于气体反应体系，压强改变时有以下几种情况：
 
(4)催化剂：催化剂是能改变化学反应速率但在反应前后本身的质量和化学性质都不变的物质。对于某些化学反应，使用正催化剂能显著加快化学反应速率。
(5)其他因素：增大同体的表面积(如将块状改为粉末状)，可增大反应速率；光照一般也可增大某些反应的速率；形成原电池可以加快反应速率；此外，超声波、放射线、电磁波等因素也能影响反应速率。
3．外因对化学反应速率影响的微观解释

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。
金属，非金属的相关计算：

包括金属及化合物、金属与非金属化合物、非金属化合物之间的反应的计算，解此类题的关键是正确的写出反应方程式，明确物质间的等量关系。明确物质之间的反应，正确写出方程式，此类题可迎刃而解。

AlCl3与NaOH反应的相关计算：

 
1、求Al(OH)3沉淀的量


2、求反应物碱的量

铝与酸、碱反应的计算规律：

铝分别与盐酸、氢氧化钠溶液反应的原理：
 
(1)等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为
(2)足量的锅分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为
(3)一定量的铝分别和一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，若产生氢气的体积比为，则必定是：
①铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；
②铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而氢氧化钠过量。

解有关硝酸与金属反应的计算题的技巧：

1.灵活运用得失电子守恒、原子守恒及溶液中的电荷守恒关系例如Cu与HNO3反应中就有以下等量关系：
(1)N原子守恒：反应前所有的N只存在于HNO3中；反应后含N的物质有HNO3的还原产物(假设此处有NO3、NO)和Cu(NO3)3，若HNO3过量，则过量HNO3中也含一部分N，则有：n(N)=n(NO2)+ n(NO)+2n[Cu(NO3)3]+n剩(HNO3)。
(2)得失电子守恒：在反应中失去电子的是参加反应的Cu，；得到电子的是被还原的HNO3(假设还原产物为NO2、NO)，NO3-+e→ NO2、NO3-+3e→NO。根据得失电子守恒，则有：
(3)溶液中的电荷守恒：在任何溶液中，阴离子所带负电荷总数与阳离子所带正电荷总数在数值上是相等的。在Cu与HNO3反应后的溶液中，若HNO3不过量，阳离子只有Cu2+，阴离子只有NO3-(此类计算不考虑H2O电离出的极少量的H+、OH-)；若HNO3过量，溶液中阳离子有Cu2+和H+，阴离子只有NO3-。则有：
①若HNO3不过量：
②若HNO3过量：
2．铁与稀HNO3的反应规律


(2)上述反应可以认为先发生反应①，若Fe有剩余则发生①×2+ ③即得反应②，所以，无论是反应①还是反应②，被还原的HNO3皆占参加反应的HNO3的。


有关镁、铝的图像集锦：

Al(OH)3与Al3+、AlO2-之间的转化，是建立在 Al(OH)3两性基础上的，有关相互转化的配比和沉淀Al(OH)3的质量变化，见下表：



化学反应速率的求算：

首先要熟练掌握化学反应速率的含义，明确中各个量的含义和单位，如：以具体某一种物质 B表示的化学反应速率为。△c的单位一般用mol/L表示，而△t的单位一般用s(秒)、min (分钟)、h(小时)等表示，所以v的单位可以是等。对于反应，有，利用这一关系，可以很方便地求算出不同物质表示的v的数值：


化学反应速率图像及其应用:

1．物质的量(或浓度)一时间图像及应用此类图像能说明反应体系各组分(或某一组分)在反应过程中的浓度变化情况。如A(g) +B(g)3C(g)的反应情况如图所示，

要注意此类图像各曲线的折点(达平衡)时刻相同，各物质浓度变化符合化学方程式中的计量数关系。例如：某温度时，在恒容(VL)容器中，X、Y、z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如下图所示。

根据图像可进行如下计算：
(1)计算某物质在O一t3刻的平均反应速率、转化率，如 Y的转化率为.
(2)确定化学方程式中各物质的化学计量数之比如X、Y、z三种物质的化学计量数之比为： (n1一n3)：(n2一n3)：n2。
2．全程速率一时间图像如Zn与足量盐酸的反应，反应速率随时间的变化出现的情况，如图所示，

解释原因：AB段(v增大)，因反应为放热反应，随反应的进行，温度升高，导致反应速率增大；BC段(v减小)，则主要因为随反应的进行，溶液中 c(H+)减小，导致反应速率减小。故分析时要抓住各阶段的主要矛盾，认真分析。
3．速率一温度(压强)图像这类图像有两种情况：一是不隐含时间变化的速率一温度(压强)图，二是隐含时间变化的速率一温度 (压强)图。以，△H< 0为例，V一T(P)图像如下：

发现相似题
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