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2007年3月4日星期日

中学化学中的一些定量实验

中学化学中的一些定量实验
  高中化学课本中的定量实验数目不多,除配制一定体积、一定物质的量浓度的溶液(见化学基本操作)外,主要的定量实验是中和滴定、硫酸铜晶体结晶水含量的测定以及盐的溶解度的测定。中和滴定,旨在初步学会中和滴定的操作和运用,巩固中和滴定的计算技能。结晶水的测定和盐的溶解度的测定,旨在运用天平称量等操作技能,学习测定晶体里结晶水含量和盐的溶解度的实验方法与计算方法。学习这些定量的化学实验,要注意培养宏观与微观结合、定性与定量结合等化学思想、化学方法;必须以严谨、求实的科学态度对待实验问题和实验结果;要坚持探索、创新的精神去完成定量实验问题的设计、实施与实验结果的评价。定量实验应该做到:准确运用化学实验基本操作技能,使实验结果在该实验设备条件下达到相对准确,减少误差;对实验操作引起的误差或失败的原因作出客观的判断与合理的解释;能够将以上定量实验的思想与方法,适当迁移运用到某些类似的定量实验中去,解决一些原理和操作较简单的定量问题。
  1.中和滴定
  滴定的操作过程大致是:首先称取一定质量的试样制成溶液(或者取一定体积的试样溶液),然后通过滴定管将已知浓度的溶液逐滴加到被测溶液中去(也可把待测液滴入已经浓度的标准溶液中),根据指示剂颜色的变化而终止滴定。最后,可通过有关溶液的浓度和所用体积算出被测试样的含量或被测溶液的浓度。滴定包括中和滴定、氧化还原滴定、络合滴定等。
  酸碱中和滴定,是利用酸碱中和反应的原理测定酸、碱的含量或酸、碱溶液浓度的滴定方法。
  (1)中和滴定的实验程序(以标准盐酸溶液滴定未知浓度的氢氧化钠溶液为例)
  ①仪器的洗涤
  将滴定需用的滴定管、移液管和锥形瓶均洗涤干净,。滴定管、移液管再用少量要盛的溶液洗2~3次,备用。
  ②滴定的操作
  在酸式滴定管中注入标准盐酸,使尖嘴部分充满溶液后,记录起始读数。
  用碱式滴定管或移液管量取一定体积的未知浓度的NaOH溶液,放入锥形瓶中,并加入少量适当的酸碱指示剂(例如2~3滴无色酚酞试液),振荡、摇匀。
  滴定时,在锥形瓶下垫一白纸。右手沿同一方向摇动锥形瓶,眼睛集中观察瓶内指示剂颜色的变化,以确定滴定终点。常用的简单方法是:滴入盐酸到酚酞由红色变为浅粉红色,最后刚刚变为无色为止。此外,还可在滴入1滴盐酸后,酚酞由红色变为无色,再反滴入1滴NaOH溶液时,酚酞又由无色变红色,即达滴定终点。如果用NaOH溶液滴定盐酸(仍用酚酞作指示剂),当滴入1滴NaOH溶液后,瓶内溶液由无色变浅粉红色且摇动时在半分钟内颜色不消失,即达滴定终点。滴定后观测、记录已知标准溶液消耗的体积数。
  (2)中和滴定应注意的几个问题
  作为定量实验,关键要力求实验数值和测定结果准确,努力减少误差。为此,应特别注意以下几点:
  ①滴定管不能漏水,酸式滴定管的活塞应该转动灵活。滴定管中加入液体后,应该从下面放出液体,调节到尖嘴部分充满溶液,并使滴定管内部没有气泡,再把起始时液面的读数记录下来。
  ②滴定过程中,要小心摇动锥形瓶,确保所有滴加的液体进入瓶内溶液,不能有任何的溶液从瓶内溅出。
  ③要恰当地选择酸碱指示剂。各种酸碱指示剂都有一定的变色范围。
  一般说来,用适当浓度的一元强酸与一元强碱相互滴定时,使用酚酞或甲基橙较易掌握(由于石蕊的紫色与蓝色不易区分,一般不用石蕊作中和滴定的指示剂);一元弱酸(如乙酸)滴定一元强碱(如NaOH)时,因生成的盐水解,溶液显弱碱性,通常使用酚酞作指示剂相对好一些;一元弱碱(如氨水),滴定一元强酸(如盐酸)时,因生成的盐水解,溶液显弱酸性,使用甲基橙作指示剂相对好一些。   ④滴定操作,应重复适当的次数,至少应重做一次。取两次或多次测定数据的平均值去计算待测试样的含量或待测溶液的浓度。

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中学化学常见气体性质归纳

中学化学常见气体性质归纳
1、有色的气体:F2(淡黄绿色),Cl2(黄绿色),NO2(棕色),溴蒸气(红棕色)。其余均为无色气体。
2、有刺激性的气体:HF,HCl,HBr,HI,NH3,SO2,NO2,F2,Cl2,溴蒸气。有臭鸡蛋气味的气体:H2S
3、易溶于水的气体:HF,HCl,HBr,HI,NH3,SO2和NO2。能溶于水的气体:CO2,Cl2,H2S和溴蒸气。
4、易液化的气体:NH3,SO2,Cl2
5、有毒的气体:F2,HF,Cl2,H2S,SO2,CO,NO,NO2和溴蒸气。
6、在空气中易形成白雾的气体:HF,HCl,HBr,HI
7、常温下由于发生化学反应而不能共存的气体:H2S和SO2,H2S和Cl2,HI和Cl2,NH3和HCl,NO和O2,F2和H2
8、其水溶液呈酸性且能使紫色石蕊试液变红色的气体:HF,HCl,HBr,HI, H2S,SO2,CO2,NO2和溴蒸气。可使紫色石蕊试液先变红后褪色的气体:Cl2。可使紫色石蕊试纸变蓝且水溶液呈弱碱性的气体:NH3
9、 有漂白作用的气体:Cl2(有水时)和SO2。
10、能使澄清石灰水变浑浊的气体:CO2,SO2,HF。
11、能使无水CuSO4变蓝的气体:水蒸气。
12、在空气中可燃的气体:H2,CH4,C2H2,C2H4,CO,H2S。在空气中点燃后火焰呈淡蓝色的气体:H2S,CH4,CO,H2。
13、具有氧化性的气体:F2,Cl2,溴蒸气,NO2,O2。具有还原性的气体:H2S,H2,CO,NH3,HI,HBr,HCl,NO。SO2和N2通常既可显示氧化性又可显示还原性。
14、与水可发生反应的气体:Cl2,F2,NO2,溴蒸气,CO2,SO2,NH3。 其中Cl2,F2,NO2,溴蒸气和水的反应属于氧化还原反应。
15、在空气中易被氧化变色的气体:NO。
16、能使湿润的KI淀粉试纸变蓝的气体:Cl2,NO2,溴蒸气。
17、遇AgNO3溶液可产生沉淀的气体:H2S,Cl2,溴蒸气,HCl,HBr,HI, NH3。其中NH3通入AgNO3溶液产生的沉淀当NH3过量时会溶解。
18、能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色的气体:H2S,SO2,C2H2,C2H4。
19、由于化学性质稳定,通常可作为保护气的气体:N2和Ar。20、制得的气体通常为混合气的是:NO2和N2O4。

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高考常考知识点

高考常考知识点
1、 化学史:
(1) 分析空气成分的第一位科学家——拉瓦锡;
(2) 近代原子学说的创立者——道尔顿(英国);
(3) 提出分子概念——何伏加德罗(意大利);
(4) 候氏制碱法——候德榜(1926年所制的“红三角”牌纯碱获美国费城万国博览会金奖);
(6) 金属钾的发现者——戴维(英国);
(7) C2的发现者——舍勒(瑞典);
(9) 在元素相对原子量的测定上作出了卓越贡献的我国化学家——张青莲;
(10) 元素周期律的发现,
(11) 元素周期表的创立者——门捷列夫(俄国);
(12) 1828年首次用无机物氰酸铵合成了有机物尿素的化学家——维勒(德国);
(13) 苯是在1825年由英国科学家——法拉第首先发现,
(14) 德国化学家——凯库勒定为单双健相间的六边形结构;
(15) 镭的发现人——居里夫人。
(16) 人类使用和制造第一种材料是——陶
2、 俗名3
无机部分:
纯碱、苏打、天然碱 、口碱:Na2CO3
小苏打:NaHCO3
大苏打:Na2S2O3
石膏(生石膏):CaSO4.2H2O
熟石膏:2CaSO4•.H2O  
莹石:CaF2
重晶石:BaSO4(无毒)
碳铵:NH4HCO3
石灰石、大理石:CaCO3
生石灰:CaO
食盐:NaCl
熟石灰、消石灰:Ca(OH)2
芒硝:Na2SO4•7H2O (缓泻剂)
烧碱、火碱、苛性钠:NaOH
绿矾:FaSO4•7H2O
干冰:CO2
明矾:KAl (SO4)2•12H2O
漂白粉:Ca (ClO)2 、CaCl2(混和物)
泻盐:MgSO4•7H2O
胆矾、蓝矾:CuSO4•5H2O 双氧水:H2O2
皓矾:ZnSO4•7H2O
硅石、石英:SiO2
刚玉:Al2O3
水玻璃、泡花碱、矿物胶:Na2SiO3
铁红、铁矿:Fe2O3
磁铁矿:Fe3O4
黄铁矿、硫铁矿:FeS2
铜绿、孔雀石:Cu2 (OH)2CO3
菱铁矿:FeCO3 赤铜矿:Cu2O
波尔多液:Ca (OH)2和CuSO4
石硫合剂:Ca (OH)2和S
玻璃的主要成分:Na2SiO3、CaSiO3、SiO2
过磷酸钙(主要成分):Ca (H2PO4)2和CaSO4
重过磷酸钙(主要成分):Ca (H2PO4)2
天然气、沼气、坑气(主要成分):CH4 水煤气:CO和H2
硫酸亚铁铵(淡蓝绿色):Fe (NH4)2 (SO4)2 溶于水后呈淡绿色
光化学烟雾:NO2在光照下产生的一种有毒气体
王水:浓HNO3:浓HCl按体积比1:3混合而成。
铝热剂:Al + Fe2O3或其它氧化物。 尿素:CO(NH2)2
有机部分:
氯仿:CHCl3 电石:CaC2 电石气:C2H4 (乙炔)
TNT:三硝基甲苯
氟氯烃:是良好的制冷剂,有毒,但破坏O3层。
酒精、乙醇:C2H5OH
裂解气成分(石油裂化):烯烃、烷烃、炔烃、H2S、CO2、CO等。
焦炉气成分(煤干馏):H2、CH4、乙烯、CO等。 醋酸:CH3COOH
甘油、三醇 :C3H8O3 石炭酸:苯酚 蚁醛:甲醛 CH2O
福尔马林:35%—40%的甲醛水溶液 蚁酸:甲酸 CH2O2
葡萄糖:C6H12O6 果糖:C6H12O6
蔗糖:C12H22O11 麦芽糖:C12H22O11
淀粉:(C6H10O5)n
硬脂酸:C17H35COOH 油酸:C17H33COOH 软脂酸:C15H31COOH
草酸:乙二酸 HOOC—COOH (能使蓝墨水褪色,呈强酸性,受热分解成CO2和水,能使KMnO4酸性溶液褪色)。
4、 颜色
铁:铁粉是黑色的;一整块的固体铁是银白色的。
Fe2+——浅绿色 Fe3O4——黑色晶体 Fe(OH)2——白色沉淀
Fe3+——黄色 Fe (OH)3——红褐色沉淀 Fe (SCN)3——血红色溶液
FeO——黑色的粉末 Fe (NH4)2(SO4)2——淡蓝绿色
Fe2O3——红棕色粉末
铜:单质是紫红色
Cu2+——蓝色 CuO——黑色 Cu2O——红色
CuSO4(无水)—白色 CuSO4•5H2O——蓝色
Cu2(OH)2CO3 —绿色
Cu (OH)2——蓝色 [Cu(NH3)4]SO4——深蓝色溶液
FeS——黑色固体
BaSO4 、BaCO3 、Ag2CO3 、CaCO3 、AgCl 、 Mg (OH)2 、三溴苯酚均是白色沉淀
Al(OH)3 白色絮状沉淀 H4SiO4(原硅酸)白色胶状沉淀
Cl2、氯水——黄绿色 F2——淡黄绿色气体 Br2——深红棕色液体
I2——紫黑色固体 HF、HCl、HBr、HI均为无色气体,在空气中均形成白雾
CCl4——无色的液体,密度大于水,与水不互溶
Na2O2—淡黄色固体 Ag3PO4—黄色沉淀 S—黄色固体 AgBr—浅黄色沉淀
AgI—黄色沉淀 O3—淡蓝色气体 SO2—无色,有剌激性气味、有毒的气体
SO3—无色固体(沸点44.8度) 品红溶液——红色 氢氟酸:HF——腐蚀玻璃
N2O4、NO——无色气体 NO2——红棕色气体
NH3——无色、有剌激性气味气体
5、 现象:
1、铝片与盐酸反应是放热的,Ba(OH)2与NH4Cl反应是吸热的;
2、Na与H2O(放有酚酞)反应,熔化、浮于水面、转动、有气体放出;
3、焰色反应:Na 黄色 、K紫色(透过蓝色的钴玻璃) 、Cu 绿色、Ca砖红;
4、Cu丝在Cl2中燃烧产生棕色的烟; 5、H2在Cl2中燃烧是苍白色的火焰;
6、Na在Cl2中燃烧产生大量的白烟; 7、P在Cl2中燃烧产生大量的白色烟雾;
8、SO2通入品红溶液先褪色,加热后恢复原色;
9、NH3与HCl相遇产生大量的白烟; 10、铝箔在氧气中激烈燃烧产生刺眼的白光;
11、镁条在空气中燃烧产生刺眼白光,在CO2中燃烧生成白色粉末(MgO),产生黑烟;
12、铁丝在Cl2中燃烧,产生棕色的烟; 13、HF腐蚀玻璃;
14、Fe(OH)2在空气中被氧化:由白色变为灰绿最后变为红褐色;
15、在常温下:Fe、Al 在浓H2SO4和浓HNO3中钝化;
16、向盛有苯酚溶液的试管中滴入FeCl3溶液,溶液呈紫色;苯酚遇空气呈粉红色。
17、蛋白质遇浓HNO3变黄,被灼烧时有烧焦羽毛气味;
18、在空气中燃烧:S——微弱的淡蓝色火焰 H2——淡蓝色火焰
CO——蓝色火焰 CH4————明亮并呈蓝色的火焰
S在O2中燃烧——明亮的蓝紫色火焰。
6、 考试中经常用到的规律:
1 溶解性规律——见溶解性表;
2 常用酸、碱指示剂的变色范围:
指示剂 PH的变色范围
甲基橙 <3.1红色 3.1——4.4橙色 >4.4黄色
酚酞 <8.0无色 8.0——10.0浅红色 >10.0红色
石蕊 <5.1红色 5.1——8.0紫色 >8.0蓝色
5 在惰性电极上,各种离子的放电顺序:
阴极(夺电子的能力):Au3+ >Ag +>Hg2+ >Cu2+ >Pb2+ >Fa2+ >Zn2+ >H+ >Al 3+>Mg2+ >Na+ >Ca2+ >K+
阳极(失电子的能力):S2- >I- >Br – >Cl- >OH- >含氧酸根
注意:若用金属作阳极,电解时阳极本身发生氧化还原反应(Pt、Au除外)
6 电荷平衡:溶液中阴阳离子所带的正负电荷总数应相等。
例:C mol / L的NaHCO3溶液中:
C(Na+) +C(H+) = C(HCO3-) +2C(CO32-) + C(OH-)
7 物料平衡:某组分的原始浓度C应等于它在溶液中各种存在形式的浓度之和。
例:C mol / L NaHCO3溶液中: C = C(Na+) = C(HCO3-) + C(CO32-) + C(H2CO3)
C mol / L Na2S溶液中: C(Na+) = 2C = 2[ C(S2-) + C(HS-) + C(H2S)
注意:此二平衡经常相互代换,衍变出不同的变式。
9 双水解离子方程式的书写:(1)左边写出水解的离子,右边写出水解产物;
(2)配平:在左边先配平电荷,再在右边配平其它原子;(3)H、O不平则在那边加水。
例:当NaCO3与AlCl3溶液混和时:
3 CO32- + 2Al3+ + 3H2O = 2Al(OH)3↓ + 3CO2↑
7、写电解总反应方程式的方法:(1)分析:反应物、生成物是什么;(2)配平。
例:电解KCl溶液: KCl + H2O → H2 + Cl2 + KOH
配平: 2KCl + 2H2O = H2 ↑+ Cl2 ↑+2 KOH
8、将一个化学反应方程式分写成二个电极反应的方法:(1)按电子得失写出二个半反应式;(2)再考虑反应时的环境(酸性或碱性);(3)使二边的原子数、电荷数相等。
例:蓄电池内的反应为:Pb + PbO2 + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O 试写出作为原电池(放电)时的电极反应。
写出二个半反应: Pb – 2e- → PbSO4 PbO2 +2e- → PbSO4
分析:在酸性环境中,补满其它原子:
应为: 负极:Pb + SO42- -2e- = PbSO4
正极: PbO2 + 4H+ + SO42- +2e- = PbSO4 + 2H2O
注意:当是充电时则是电解,电极反应则为以上电极反应的倒转:
为: 阴极:PbSO4 +2e- = Pb + SO42-
阳极:PbSO4 + 2H2 -2e- = PbO2 + 4H+ + SO42-
9、在解计算题中常用到的恒等:原子恒等、离子恒等、电子恒等、电荷恒等、电量恒等,用到的方法有:质量守恒、差量法、归一法、极限法、关系法、十字交*法 和估算法。(非氧化还原反应:原子守恒、电荷平衡、物料平衡用得多,氧化还原反应:电子守恒用得多)
10、电子层结构相同的离子,核电荷数越多,离子半径越小;
11、晶体的熔点:原子晶体 >离子晶体 >分子晶体 中学学到的原子晶体有: Si、SiC 、SiO2=和金刚石。原子晶体的熔点的比较是以原子半径为依据的:
金刚石 > SiC > Si (因为原子半径:Si> C> O).
12、分子晶体的熔、沸点:组成和结构相似的物质,分子量越大熔、沸点越高。
13、胶体的带电:一般说来,金属氢氧化物、金属氧化物的胶体粒子带正电,非金属氧化物、金属硫化物的胶体粒子带负电。
14、氧化性:MnO4- >CL2 >Br2 >Fe3+ >I2 >S=4(+4价的S)
例: I2 +SO2 + H2O = H2SO4 + 2HI
15、含有Fe3+的溶液一般呈酸性。
16、能形成氢键的物质:H2O 、NH3 、HF、CH3CH2OH 。
17、含有10个电子的物质:CH4 NH3 NH4+ H2O O2- H3O+ OH- HF F- Ne Na+ Mg2+ Al3+ 。
18、离子是否共存:(1)是否有沉淀生成、气体放出;(2)是否有弱电解质生成;(3)是否发生氧化还原反应;(4)是否生成络离子[Fe(SCN)2 、Fe(SCN)3 、Ag(NH3)+ [Cu(NH3)4]2+ 等];(5)是否发生双水解。
19、地壳中:
含量最多的元素是—— O ; 含量第二的元素是—— Si
含量最多的金属元素是—— Al HClO4(高氯酸)——是最强的酸
20、熔点最低的金属是Hg (-38.9c),;熔点最高的是W(钨3410c);密度最小(常见)的是K;密度最大(常见)是Pt。
21、雨水的PH值小于5.6时就成为了酸雨。
22、有机酸酸性的强弱:乙二酸 >甲酸 >苯甲酸 >乙酸 >碳酸 >苯酚 >HCO3-
23、有机鉴别时,注意用到水和溴水这二种物质。
例:鉴别:乙酸乙酯(不溶于水,浮)、溴苯(不溶于水,沉)、乙醛(与水互溶),则可用水。
24、取代反应包括:卤代、硝化、磺化、卤代烃水解、酯的水解、酯化反应等;
25、最简式相同的有机物,不论以何种比例混合,只要混和物总质量一定,完全燃烧生成的CO2、H2O及耗O2的量是不变的。恒等于单一成分该质量时产生的CO2、H2O和耗O2量。
26、可使溴水褪色的物质如下,但褪色的原因各自不同:
烯、炔等不饱和烃(加成褪色)、苯酚(取代褪色)、乙醇、醛、甲酸、草酸、葡萄糖等(发生氧化褪色)、有机溶剂[CCl4、氯仿、溴苯、CS2(密度大于水),烃、苯、苯的同系物、酯(密度小于水)]发生了萃取而褪色。
27、能发生银镜反应的有:醛、甲酸、甲酸盐、甲酰铵(HCNH2O)、葡萄溏、果糖、麦芽糖,均可发生银镜反应。(也可同Cu(OH)2反应)
计算时的关系式一般为:—CHO —— 2Ag
注意:当银氨溶液足量时,甲醛的氧化特殊: CH2O —— 4Ag ↓ + H2CO3
反应式为:HCHO +4[Ag(NH3)2]OH = (NH4)2CO3 + 4Ag↓ + 6NH3 ↑+ 2H2O
28、胶体的聚沉方法:(1)加入电解质;(2)加入电性相反的胶体;(3)加热。
常见的胶体:液溶胶:Fe(OH)3、AgI、牛奶、豆浆、粥等;气溶胶:雾、云、烟等;固溶胶:有色玻璃、烟水晶等。
29、聚合反应种种:(1)烯烃、二烯烃的加聚;(2)酚醛聚合;(3)羧酸与醇的聚;(4)成肽的聚合等。
30、大气成分:N2:78%、O221%、稀有气体0.94%、CO2 0.03%
31、污染大气气体:SO2、CO、NO2 ,其中SO2、NO2形成酸雨。
32、环境污染:大气污染、水污染、土壤污染、食品污染、固体废弃物污染、噪声污染。工业三废:废渣、废水、废气。
33、在室温(20C)时溶解度在10克以上——易溶;大于1克的——可溶;小于1克的——微溶;小于0.01克的——难溶。
34、人体含水约占人体质量的2/3。地面淡水总量不到总水量的1%。当今世界三大矿物燃料是:煤、石油、天然气。石油主要含C、H地元素。
35、生铁的含C量在:2%——4.3% 钢的含C量在:0.03%——2% 。粗盐:是NaCl中含有MgCl2和 CaCl2,因为MgCl2吸水,所以粗盐易潮解。浓HNO3在空气中也形成白雾。固体NaOH在空气中易吸水形成溶液。
36、气体溶解度:在一定的压强和温度下,1体积水里达到饱和状态时气体的体积。
37、氨水的密度小于1,硫酸的密度大于1,98%的浓硫酸的密度为:1.84g/cm3。
六、重要的化学反应方程式:
① 2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2↑
2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2↑
Cl2 + H2O = HCl + HClO
Ca(OH)2 + 2Cl2 = Ca(ClO)2 + CaCl2 + 2H2O
4HCl(浓)+MnO2 == MnCl2 + 2H2O + Cl2↑
2KMnO4 == K2MnO4 + MnO2 + O2↑
2KmnO4 + 16HCl(浓) = 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2↑+ 8H2O
② 2Al+NaOH+2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑
Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + 2H2O
Al(OH)3+ NaOH = NaAlO2 + 2H2O
2Al(OH)3 == Al2O3 + 3H2O
Al2(SO4)3 +6 NH3.H2O = 2Al(OH)3↓+3(NH3)2SO4
③ 2H2S + SO2 = 3S + 2H2O
H2S + Cl2 = S + 2HCl Cu + S == Cu2S
2H2SO4(浓)+ Cu == CuSO4 + 2H2O + SO2↑
2H2SO4(浓)+ C == CO2 ↑+ SO2 ↑+ 2H2O
SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O
2 Si + 2NaOH +H2O = Na2SiO3 + 2H2
2H2O2 === 2H2O + O2↑
NaCO3 + SiO2 ===Na2SiO3 + CO2↑
④ 4NH3 + 5O2 === 4NO + 6H2O
4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3
4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3
Cu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O
3Cu + 8HNO3(稀)= 3Cu(NO3)2+2NO ↑+ 4H2O
4HNO3(浓)+ C = 2H2O + 4NO2 ↑+ CO2↑
Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2 ↑+ S↓ + H2O
Cu(NO3)2 === CuO + 4NO2 ↑+ O2↑
2AgNO3 === 2Ag + NO2 ↑+ O2↑
⑤ FeCl3 + 3KSCN = Fe(SCN)3 + 3KCl
2Al + Fe2O3 === 2Fe + Al2O3
3Fe + 4H2O(g) === Fe3O4 + 4H2
FeO + 4HNO3(浓) = Fe(NO3)3 + NO2 ↑+ 2H2O
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3
2FeCl3 + Cu = CuCl2 + 2FeCl2
2FeCl3 + H2S = 2FeCl2 + S↓ + 2HCl
2Cu + O2 + H2O + CO2 = Cu2(OH)2CO3
4CuO === 2Cu2O + O2 ↑
CuSO4 + 4NH3.H2O = [Cu(NH3)4]SO4 + 4H2O
2Hg === 2Hg + O2 ↑ 2Ag2O ===4Ag + O2 ↑
MgO + C === Mg + CO↑
⑥ FeCl3 +3H2O === Fe(OH)3(胶体)+3HCl
6FeSO4 + 3Br2 = 2Fe2(SO4)3 +2FeBr3
2FeSO4 + 2HNO3(浓)+ H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 2NO2 ↑+ 2H2O
4FeS2 + 11O2 === 2Fe2O3 + 8SO2
SO2 + 2NH3 + H2O = (NH3)2SO3
(NH4)2SO3 + H2SO4 = (NH4 )2SO4 + SO2 ↑+ H2O
⑺ CH2=CH2 + Br2 → CH2BrCH2Br
nCH2=CH2 ——→ [-CH2-CH2-]n
卤代烃同NaOH的水溶液反应:C2H5Br + H—OH → C2H5—OH + HBr
卤代烃同NaOH的醇溶液反应:C2H5Br + NaOH ——→ CH2=CH2 + NaBr + H2O
2CH3CH2OH + O2 ——→ 2CH3CHO + 2H2O CH3CH2OH ——→ CH2=CH2 + H2O
CH3CHO + H2 ——→ CH3CH2OH 2CH3CHO + O2 ——→ 2CH3COOH
CH3CHO + 2Ag(NH3)2OH ——→ CH3COONH4 + 2Ag↓ + 3NH3 + H2O
CH3CHO + 2Cu(OH)2 ——→ CH3COOH + Cu2O + 2H2O
CH3COOH + HO-C2H5 CH3COOC2H5
CH3COOC2H5 + H2O CH3COOH + C2H5OH

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勒沙特列原理

勒沙特列原理㈠ 溶解平衡
⒈ 饱和溶液 达到溶解平衡状态的溶液就是饱和溶液。此时,在一定条件下单位时间内扩散到溶剂中的溶质微粒数等于回到溶质表面的微粒数,即物质溶解速率与结晶速率相等。如50℃时100g水中最多能溶解NH4Cl 50g,降低温度至10℃,NH4Cl的溶解度降为33g,这时多余的17g NH4Cl就从水中结晶析出,形成浓度较低的饱和溶液,但溶解过程并未中止,固体结晶与溶解之间存在动态平衡,双方速率相等而已,析出的17g NH4Cl结晶物的质量保持不变,而晶体形状由于动态平衡完全可能发生变化。
⒉ 影响因素
⑴ 内因——物质的本性
① 见溶解性表
② “相似相溶”规律(经验规律):极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂,非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂。如S、P4易溶于CS2,微溶于酒精,难溶于水;烃类分子极性很弱或非极性,所以都难溶于水,但相互之间混溶;低级醇、多元醇、低级脂肪酸、低级醛和酮、氨基酸等都有极性基团,都溶于水,随着碳原子数增多它们在水中的溶解性减小。此外还可考虑溶质分子和水分子间能否形成氢键,能否反应等因素而增大了溶解性。
⑵ 外因
① 温度:大多数固体随着温度升高溶解性增强(如KNO3),少数固体受温度影响不大(如NaCl),个别固体随温度升高溶解性减小[如Ca(OH)2];气体一般随温度升高溶解性减小。
② 压强:固体溶解性受压强影响不大,气体溶解性随压强增大而加大。
㈡ 化学平衡
⒈ 运用勒沙特列原理(亦称平衡移动原理)时要注意的一些问题。
⑴ 此原理使用的前提是已经达到平衡的体系。
例如,两种气体单质X和Y能直接化合成气体Z,X和Y按一定比例混合,在不同温度下经过7s,混合物中X的含量如图变化。试确定合成Z的反应是__热反应。
解与析 T0点以前反应尚未达平衡,反应一直向生成Z的方向进行,所以c(X)不断减小。T0时达到平衡,这时再改变外界条件,平衡移动的趋势才可用勒沙特列原理解释。T0点以后c(X)不断增加,说明升温,平衡向生成X的方向移动,所以生成Z的方向应为放热反应。如果对平衡出现以前的曲线用勒沙特列原理解释,就得出相反的错误结果。
⑵ 只有改变影响平衡的条件时,才能使平衡发生移动。
例如,试判断在FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl的平衡混合物里,加入少量KCl晶体能否使平衡向左移动?
解与析 有些人认为加入少量KCl晶体增大了KCl的浓度,根据勒沙特列原理可知能使平衡向左移,并且实验时也发现加少量KCl晶体后确实使溶液的颜色变浅了。但若把上式改写成离子方程式Fe3++3SCN- Fe(SCN)3,则很容易看出KCl并未参与上述平衡反应,所以加入少量KCl晶体不能使平衡向左移。加入少量KCl晶体后溶液颜色变浅,显然不能简单地用勒沙特列原理解释,必有其它深层原因存在。
⑶ 平衡移动的结果是“减弱”影响,而非“消除”影响。
例如,将封有一段NO2和N2O4的混合气体的注射器活塞往外拉,看到的现象是:混合气体的颜色先变浅再变深,但颜色仍比未拉动活塞前浅。
解与析 这是由于活塞外拉时平衡未来得及移动,导致NO2浓度减小,所以颜色先变浅。以后由于压强减小使平衡向生成NO2的方向移动,直至建立新的平衡,由于NO2的浓度增加而使混合气体颜色又加深,但平衡移动后NO2的浓度虽有所增大,但仍比未拉动活塞前小,所以颜色仍比原先要浅。
⑷ 当同时改变影响平衡的几个条件时,勒沙特列原理对每个条件来说仍然适用,但平衡实际移动的方向是多个条件综合影响的结果,并决定于主要的影响因素。
例如,在N2+3H2 2NH3平衡体系中,增大NH3的浓度,平衡应该向逆反应方向移动,但增大NH3的浓度,也增大了体系压强,压强变化使平衡向正反应方向移动,但浓度变化的影响是最主要的,最终是平衡向逆反应方向移动。
⑸ 对于一个有气体参加的平衡体系,怎样正确应用压强改变来判断平衡移动方向?要注意压强的改变是要通过体积改变来实现的,即压强改变要引起混合气体各组成成分浓度相应的改变,若压强的改变不引起浓度同样的改变,则不能用压强条件来判断。
例如,向平衡体系N2+3H2 2NH3充入氩气(Ar)将对平衡有什么影响?
解与析 ①定温定容的密闭容器:向平衡体系中充入氩气,压强虽然增大了,但体系中N2、H2、NH3的浓度均不变,平衡就不会发生移动。②定温定压的密闭容器:向平衡体系中充入氩气,这时气体总物质的量增加,欲维持总压不变,气体体积必然增大,N2、H2、NH3物质的量虽没有增加,但由于体积变大,浓度变小,平衡定会发生移动。可反应物、生成物浓度均减小,如何判断平衡移动方向呢?勒沙特列原理有其广泛性,由于单位体积内气体分子数减少,根据勒沙特列原理,应朝着气体分子数增多的方向即逆反应方向移动。
⒉ 等效平衡问题
⑴ 等效平衡的含义:在一定条件下(定温定容或定温定压下)只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后,任何相同组分的分数(体积分数、物质的量分数)均相同,这样的化学平衡互称等效平衡。若结果导致相同组分的浓度也相同,则这样的化学平衡实为同一平衡(或相同平衡)。
⑵ 反应前后气体分子数变化的可逆反应
情况一:恒温恒容条件下,只要通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡式左右两边同一边物质的物质的量与原平衡相同,则二平衡等效。
例如,在一固定容积的密闭容器中加入xmolA和ymolB发生如下反应并达平衡:mA(气)+nB(气) pC(气)+qD(气)。现保持温度不变,令a、b、c、d分别代表初 始加入的A、B、C、D的物质的量(mol)。为保证达到平衡时混合物中四种气体的体积分数仍跟上述平衡时的完全相同,则a、b、c、d满足的一般条件是:
情况二:恒温恒压条件下,只要按化学计量数换成平衡式左右两边同一边物质的量之比与原平衡相同,则达平衡后与原平衡等效。
例如,上述容器改为具有活塞的密闭容器(即恒温恒压容器),则a、b、c、d满足的一般条件是:
⑶ 反应前后气体分子数不变的可逆反应,由于压强改变不能引起平衡移动,所以恒温恒容与恒温恒压条件下,解答问题的方法完全相同,即只要按化学计量数换成平衡式左右两边同一边物质的物质的量之比与原平衡相同,则平衡后与原平衡等效。
㈢ 电离平衡
⒈ 温度影响产生的误区
例如,“弱电解质的电离度随温度的升高而增大,则加热可促使弱电解质的电离”。
解与析 学习中一般的思维定势为电离度随温度升高而增大,而忽视弱电解质本身的其他性质,如挥发性。易挥发弱电解质的溶解度随温度升高而下降,当加热到沸腾或达到饱和状态时,溶解与逸出平衡建立,升高温度时逸出速率远大于电离速率。所以对易挥发弱电解质溶液加热时分析电离程度,要分清是微热还是煮沸,是稀溶液还是饱和溶液,应综合考虑这些因素。
⒉ 加水稀释产生的误区
例如,“加水稀释可使弱电解质电离度增大,溶液中离子数增加,离子浓度增大。”
解与析 加水稀释只能使弱电解质电离度微弱增大,溶液中离子数增加,但稀释必然使溶液体积较大幅度增加,因而溶液中各离子浓度呈下降趋势。当然对浓溶液加水稀释或纯电解质加水溶解或稀释,其离子浓度变化情况就不同了,如图所示:
⒊ 加入弱电解质本身产生的误区
例如,“0.1mol·L-1CH3COOH溶液中加入少量冰醋酸,使CH3COOH H++CH3COO-平衡正向移动,故CH3COOH的电离度增大。”
解与析 弱电解质的电离度是弱电解质在水溶液中达到电离平衡时,已电离的电解质分子数占电解质分子总数的百分数。加入冰醋酸后平衡正向移动,已电离的电解质分子数的确增多了,但最初的电解质分子总数增加得更多,故电离度反而是减小的。
⒋ 加入H+或OH-产生的误区
例如,“0.1mol·L-1CH3COOH溶液中加入0.1mol·L-1HCl溶液后使CH3COOH H++CH3COO-平衡左移,溶液中H+数减少,c(H+)下降,pH上升。”
解与析 加入盐酸就是加入H+,对醋酸的电离起抑制作用,由醋酸产生的H+数减少,但加入盐酸的本身使溶液中H+数大幅度增加,所以整个溶液中H+数是增加而不是减少。故c(H+)将上升,pH将下降。
⒌ 加入盐溶液产生的误区
例如,“已知0.01mol·L-1的NaHA溶液呈碱性,故加入到0.01mol·L-1的酸溶液H2A中,可以中和酸溶液的H+,使H2A的电离平衡正向移动,故H2A的电离度增大。”
解与析 盐溶液加入弱电解质溶液中需考虑几种情况:①不含有弱电解质离子的中性盐溶液,如在CH3COOH溶液中加NaCl溶液,则相当于加水稀释,CH3COOH的电离度略有增大。②不含有弱电解质离子的酸性或碱性盐溶液,如在CH3COOH溶液中加Na2S碱性溶液,则可增大CH3COOH的电离度;若在CH3COOH溶液中加NH4Cl酸性溶液,则可使CH3COOH电离度减小。③含有与弱电解质具有相同离子的盐类,如本题的在H2A溶液中加NaHA溶液,则属“同离子效应”,大量HA-的存在可以抑制H2A电离,使电离平衡H2A H++HA-逆向移动,故H2A的电离度减小。
⒍ 溶液稀释后求pH值产生的误区
例如,将[H+]=1×10-3mol·L-1盐酸溶液稀释1×105倍后,求溶液的pH值。
错解一:稀释后[H+]=1×10-3mol·L-1×1×10-5=1×10-8mol·L-1,得pH=-lg(1×10-8)=8
剖析 此解错误在于只考虑了盐酸自身[H+]的变化而忽略了水电离产生的[H+]。
错解二:稀释后[H+]=1×10-3mol·L-1×1×10-5+1×10-7mol·L-1=1.1×10-7mol·L-1,得pH=-lg(1.1×10-7)=6.96
剖析 虽然考虑了水的电离,但把水电离产生的[H+]仍视为1×10-7mol·L-1忽视了由于盐酸的存在会对水的电离产生抑制作用,使[H+]水<1×10-7mol·L-1
正确解法 设水电离出的[H+]=xmol·L-1则[OH-]=xmol·L-1根据kw=1×10-14得(x+1×10-8)x=1×10-14,x=9.51×10-8(mol·L-1)所以溶液中[H+]=1×10-8+9.51×10-8=1.051×10-7(mol·L-1),得pH=-lg(1.051×10-7)=6.98
所以当酸电离出的[H+]或碱电离出的[OH-]稀释到接近1×10-7mol·L-1时,一定要考虑水的电离。
㈣ 水解平衡
⒈ 判断离子在溶液中能否大量共存问题
弱酸阴离子水解使溶液显碱性,弱碱阳离子水解使溶液显酸性,当两者在溶液中相遇时水解反应会相互促进,但两者究竟在溶液中能否大量共存,还需具体情况具体分析。如NH4+与HCO3-,NH4+与CH3COO-,NH4+与F-,NH4+与S2-,Mg2+与F-,Cu2+与CH3COO-等,由于确实存在NH4HCO3溶液、CH3COONH4溶液、NH4F溶液、(NH4)2S溶液、MgF2溶液、Cu(CH3COO)2溶液,所以它们均能大量共存。但也有一些情况是相互促进水解反应进行到底,如Al3+与HCO3-,Al3+与CO32-,Al3+与S2-,Al3+与AlO2-,Fe3+与HCO3-,Fe3+与CO32-等,它们在溶液中就不能大量共存。
⒉ 比较盐溶液中各离子浓度大小的问题
⑴ 电离产生的离子的浓度要比被电离的离子的浓度小;⑵ 水解产生的离子的浓度要比被水解的离子的浓度小;⑶ 阴、阳离子均水解的盐由于水解程度比单个离子水解程度大,故离子浓度减小。
例如,物质的量浓度相同的下列溶液:①Na2CO3②NaHCO3③H2CO3④(NH4)2CO3⑤NH4HCO3,按[CO32-]由小到大的顺序是__________
解与析 ①、④直接电离出CO32-,由于④中NH4+存在促进了CO32-水解,故[CO32-]为①>④;②、⑤由HCO3-间接电离出CO32-,由于⑤中NH4+促进HCO3-水解,使[HCO3-]为②>⑤,继而使[CO32-]为②>⑤;H2CO3需两次部分电离才得CO32-,应最少。故答案为③<⑤<②<④<①。
⒊ 酸式盐溶液的酸碱性问题
⑴ 强酸的酸式盐只电离,不水解,一定显酸性。⑵ 弱酸的酸式盐溶液的酸碱性是由酸式酸根离子电离能力和水解能力相对大小来决定的。若电离能力强于水解能力,溶液显酸性,如HSO3-、H2PO4-;若电离能力小于水解能力,则溶液显碱性,如HCO3-、HS-、HPO42-。
⒋ 盐溶液与盐溶液反应问题
应注意先考虑有无氧化—还原反应的可能,再考虑是否有沉淀、气体、水生成的复分解反应,最后考虑水解反应。如:Cu2++S2-+2H2O=Cu(OH)2↓+H2S↑,2Fe3++3S2-+6H2O=2Fe(OH)3↓+3H2S↑。这两个反应式的错误均在于未考虑反应的优先问题,正确的反应式为:Cu2++S2-=CuS↓,2Fe3++S2-=2Fe2++S↓。
⒌ 弱酸或弱碱与其对应盐溶液(等浓度)混合后溶液的酸碱性问题
⑴ 一般情况:弱酸(或弱碱)的电离程度大于其对应盐的水解程度。如CH3COOH与CH3COONa等浓度混合液显酸性;氨水与NH4Cl等浓度混合液显碱性。
⑵ 特殊情况:HCN是种极弱酸,其对应盐的水解程度特别大,故HCN与NaCN等浓度混合液显碱性。
⒍ 将水解的盐溶液蒸干并灼烧的问题
⑴ 要考虑盐本身的热稳定性问题。如NaHCO3不稳定,受热易分解,则将小苏打溶液蒸干并灼烧得Na2CO3;将Ca(HCO3)2溶液蒸干并灼烧可得CaO。
⑵ 要考虑盐与空气反应的可能性。如Na2SO3易被空气中的氧气氧化成Na2SO4,若Na2SO3溶液蒸干则得到Na2SO4。
⑶ 要考虑水解产物是否具有挥发性。如将AlCl3溶液蒸干并灼烧得到Al2O3固体,但将Al2(SO4)3溶液蒸干并灼烧仍得到Al2(SO4)3固体。原因在于:AlCl3+3H2O Al(OH)3+3HCl,加热蒸发时由于氯化氢气体逸出,促使水解平衡不断右移,最后水解到底得Al(OH)3,灼烧时Al(OH)3分解得Al2O3。而在Al2(SO4)3溶液中:Al2(SO4)3+6H2O Al(OH)3+3H2SO4,H2SO4不是挥发性酸,虽然开始时由于升温水解程度确实增大了,但由于H2O不断减少,Al(OH)3、H2SO4浓度不断增大,反而使水解平衡逆向移动,最终仍得到Al2(SO4)3。
【能力训练】
1、已知CuSO4溶液分别与Na2CO3溶液、Na2S溶液的反应情况如下:⑴CuSO4+Na2CO3:Cu2++CO32-+H2O=Cu(OH)2↓+CO2↑(主要),Cu2++CO32-=CuCO3↓(次要) ⑵ CuSO4+Na2S:Cu2++S2-=CuS↓(主要),Cu2++S2-+2H2O=Cu(OH)2↓+H2S↑(次要)。下列几种物质溶解度大小的比较中,正确的是()
A.Cu(OH)2>CuCO3>CuS B.Cu(OH)2<CuCO3<CuS
C.CuS>Cu(OH)2>CuCO3 D.CuS<Cu(OH)2<CuCO3
2、彩电荧光屏中的蓝色荧光粉是掺有约0.0001%氯化银的ZnS晶体,某学生对此晶体进行分析,如果要使ZnS溶解且保证氯化银溶解的量尽量少(25℃时,氯化银在水中溶解度为1.84×10-4g),所用试剂最适宜的是()
A.稀硫酸 B.盐酸 C.硝酸 D.AgNO3溶液
3、 A、B均是不与水反应的物质,在T3℃时,将A、B两物质分别溶于100g水中,刚好制成饱和溶液,然后降温(A、B物质的溶解度随温度变化的曲线如图)试根据曲线判断下列A与B的比较中正确的是()
A.T3℃时,由A物质形成的溶液物质的量浓度最大
B.降至T2℃时,由A、B两物质所形成的溶液里溶质的质量分数相等
C.降至T1℃时,由B物质形成的溶液里溶质的质量分数最小
D.由T3℃降至T1℃时,A、B两物质所形成的溶液的质量均不变
4、下列事实不能用勒沙特列原理来解释的是()
A.氮、氢合成氨需要较高温度(约500℃)
B. 饱和NaCl溶液中通入HCl气体有晶体析出
C.要用稀盐酸来配制FeCl3溶液
D.用排饱和NaHCO3溶液法收集CO2气体
5、在一个固定容积的密闭容器中,保持一定温度进行如下反应:H2(气)+Br2(气) 2HBr(气)。已知加入1molH2和2molBr2达到平衡后,生成了amolHBr。在相同条件下,若起始时加入的H2、Br2、HBr分别为xmol、ymol、zmol(均不为零),且保持平衡时各组分百分含量都不变。以下推断中一定正确的是:①x、y应满足的关系是y=2x ②x、y、z应满足的关系是4x+z=2y ③达到平衡时HBr的物质的量为a(x+y+z)/3mol ④达到平衡时HBr的物质的量为amol()
A.①、④  B.①、②、④  C.①、②、③  D.②、③
6、反应:A2+B2 2AB+QkJ在不同温度和不同压强时产物的生成情况如图所示,下列叙述正确的为:()
A.AB为气体,A2、B2均为气体,Q>0
B.AB为气体,A2、B2其中有一种为气体,Q<0
C.AB为气体,A2、B2其中有一种为气体,Q>0
D.AB为气体,A2、B2其中至少有一种为气体,Q>0
7、HA和HB两种酸的溶液分别加水稀释时,pH值的变化如图所示。又知稀释到100倍时,HB的电离度为10%。下列叙述不正确的是()
A.HA是一种强酸
B.未加水时,HA的物质的量浓度为HB的10倍
C.HB在原溶液中的电离度为1%
D.在x点[A-]=[B-]
8、室温下,0.1mol·L-1NH4CN溶液的pH=9.23。据此,在室温下,下列说法错误的是()
A.上述溶液能使甲基橙试剂变黄色
B.室温下,NH3·H2O是比HCN更弱的电解质
C.上述溶液中CN-的水解程度大于NH4+的水解程度
D.室温下,0.1mol·L-1NaCN溶液中CN-的水解程度小于上述溶液中CN-的水解程度
9、某合成氨反应在恒容容器中达平衡时N2、H2、NH3的物质的量分别为a、3a、0.5amol。
⑴ 再往容器中通入0.2molN2、0.6molH2、0.1molNH3,平衡移动
⑵ 改往容器中通入0.2molN2、0.6molH2、0.4molNH3,平衡移动()
A.向正方向 B.向逆方向 C.不发生 D.方向无法确定
10、已知t℃、pkPa时,在容积为VL密闭容器内充有1molA和1molB,保证恒温恒压,使反应A(气)+B(气) C(气)达到平衡时,C的体积分数为40%。试回答有关问题:
⑴ 欲使温度和压强在上述条件下恒定不变,在密闭容器内充入2molA和2molB,则反应达平衡时,容器的容积为,C的体积分数为。
⑵ 若另选一容积固定的密闭容器,仍控制温度为t℃,使1molA和1molB反应达到平衡状态时,C的体积分数仍为40%,则该密闭容器的容积为。
11、某二元弱酸(简写为H2A)溶液,按下式发生一级和二级电离:H2A =H++HA-,HA- =H++A2-。已知相同浓度时的电离度α(H2A)>α(HA-)。设有下列四种溶液:
A.0.01mol·L-1的H2A溶液
B.0.01mol·L-1的NaHA溶液
C.0.02mol·L-1的HCl与0.04mol·L-1的NaHA溶液等体积混合液
D.0.02mol·L-1的NaOH与0.02mol·L-1的NaHA溶液等体积混合液
据此填写下列空白填代号
⑴ [H+] 最大的是 ,最小的是 ;
⑵ [H2A]最大的是 ,最小的是 ;
⑶ [A2-]最大的是 ,最小的是 。

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等效平衡三规律

等效平衡三规律
一.什么是等效平衡?
对于相同条件下的同一可逆反应,只要起始时加入物质的量不同,而达到化学平衡时同种物质的含量相同,这样的平衡称为等效平衡。
二..等效平衡形成的原因是什么?
因为化学平衡状态只与平衡条件有关,而与建立平衡的途径无关,所以,同一可逆反应,无论从什么状态开始,只要达到平衡时的条件(浓度、温度、压强等)完全相同,就可形成等效平衡。
三.等效平衡三规律:
规律一:恒温恒容下,对于任何(无论反应前后气体分子数是否相同)可逆反应,如果起始加入物质的物质的量不同,按化学方程式中的的化学计量关系折算成同一方向的物质(即“一边倒”)后,各组分的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效,平衡时,同种组分的体积分数、物质的量浓度、物质的量均相同。
如: mA(g)+nB(g)≒pC(g)+qD(g)
① mmol nmol 0 0
② 0 0 pmol qmol
上述两种情况投料不同,但是,将②中投料“左边倒”后,四种物质的物质的量均同①相同,因此,两种情况可达到等效平衡,平衡时,同种组分(如A)的体积分数、物质的量浓度、物质的量均相同。
规律二:恒温恒压下,对于任何(无论反应前后气体分子数是否相同)可逆反应,如果起始加入物质的物质的量不同,按化学方程式中的的化学计量关系“一边倒”后,各组分的物质的量之比与原平衡相同,则两平衡等效,平衡时同种组分的体积分数、物质的量浓度相同,但物质的量不同。
mA(g)+nB(g)≒pC(g)+qD(g)
① mmol nmol 0 0
② 0 0 0.5pmol 0.5qmol
③ 0.1mmol 0.1nmol 0.2 pmol 0.2qmol

三种情况投料不同,但②、③两种情况“左边倒”后,n(A):n(B)均同①相同,因此,三种情况可达到等效平衡,平衡时,同种组分(如A)的物质的量浓度、体积分数相同,但物质的量不同。
规律三:恒温恒容下,对于反应前后气体分子数相同的可逆反应,如果起始加入物质的物质的量不同,按化学方程式中的的化学计量关系“一边倒”后,各组分的物质的量之比与原平衡相同,两平衡等效,平衡时,同种组分的体积分数相同,但物质的量浓度、物质的量均不相同。
如: H2 (g) + I2(g) ≒ 2IH(g)
① 1mol 1mol 0
② 0 0 4mol
③ 0.5mol 0.5mol 0
上述三种情况投料不同,但是,将②中投料“左边倒”后,三种情况下n(H2)和n(I2)的比值相同,②可认为①容积减半(压强加倍)得到;③可认为①容积加倍(压强减半)得到,压强改变平衡不移动,所以,三种情况可达等效平衡。三种情况达到平衡时,同种组分(如H2)的体积分数相同,物质的量及物质的量浓度不相同。
例1. 有甲、乙两个容积相等的恒容密闭容器,向甲容器中通入6molA和2molB,向乙容器中通入1.5molA、0.5molB和3molC,将两容器的温度恒定在770K,使反应
3A(g)+B(g) ≒xC(g)达到平衡,此时,测得甲、乙两容器中C的体积分数都是0.2,试回答下列有关问题:
(1) 若平衡时,甲、乙两容器中A的物质的量相等,则x=______;若平衡时甲、乙两容器中A的物质的量不相等,则x=______。
(2) 平衡时甲、乙两容器中A、B的物质的量之比是否相等?____(填“相等”或“不相等”),平衡时甲中A的体积分数为________。
(3) 若平衡时两容器中的压强不相等,则两容器中压强之比为_________。
<解析> (1).平衡时C的体积分数相同,A的体积分数也相同。因为恒容密闭容器,若A的物质的量相同,符合规律一,两种投料“一边倒”后同种物质物质的量相同,求得x=2;若A的物质的量不相等,则符合规律三,即反应前后气体分子数相同,此时x=3。
(2).因两容器按化学计量数比投料,反应按化学计量数进行,平衡时两容器中A、B的物质的量之比相等。A的体积分数为(1-0.2)×3/4=0.6。
(3).若平衡时两容器中的压强不相等,符合规律三,该反应反应前后气体分子数相同,由阿佛加德罗定律可知P(甲):P(乙)=(6mol+2mol):(1.5mol+0.5mol+3mol)=8:5
例2. 恒温、恒压下,在一个可变容积的密闭容器中发生如下反应:A(g)+B(g)≒C(g)
开始时放入1molA和1molB,达到平衡后,生成amolC。(1)若开始时放入3molA和3molB,达到平衡后,生成C的物质的量为____mol。 (2)若开始时放入xmolA、2molB和1molC,达到平衡后,A和C的物质的量分别是ymol和3amol,则x=____,y=_____.
<解析> 因为是恒温恒压,由规律二可知,(1)和题设投料比相同,最终达等效平衡。
(1):由规律二可知,平衡时,各组分浓度同题干条件平衡时相同,但体积是题干条件平衡时的三倍,所以,C的物质的量为3amol。
(2):因最终C的物质的量相同,所以(2)和(1)是等效平衡。由规律二可知(2)中相当于放入3molA和3molB,故x+1=3,即x=2;y=3-3a。
《综合练习》
1.在一容积恒定的密闭容器中充入2molA和1molB发生反应2A(g)+B(g)≒xC(g),达平衡后,C的体积分数为w%;若维持容器的容积和温度不变,按起始物质的量A:0.6mol,B:0.3mol,C:1.4mol充入容器,达到平衡后,C的体积分数为w%,则x的值为 ( )
A:1; B:2; C:3; D:4
2. 恒温恒容下,有反应2A(g)+2B(g)≒C(g)+3D(g),现从两条途径分别建立平衡。
途径Ⅰ:A、B的起始浓度均为2mol/L。途径Ⅱ:C、D的起始浓分别为2mol/L和6mol/L,
下列叙述错误的是 ( )
A. 平衡时,体系内混合气体的百分组成相同
B. 平衡时,途径Ⅰ所得各组分浓度为途径Ⅱ所得各组分浓度的一半
C. 平衡时,途径Ⅰ的反应速率v(A)等于途径Ⅱ的反应速率v(A).
D. 平衡时,途径Ⅰ所得混合气体密度为途径Ⅱ所得混合气体密度的一半。
3.已知T0C、PkPa时,容积为VL的密闭容器中充有1molA和1molB。保持恒温、恒压,
反应A(g)+B(g)≒C(g)达到平衡时,C的体积分数为40%,试回答下列问题:
(1)欲使温度、压强在上述条件下不变,在密闭容器中充入2molA和2molB,则达平衡时,容器容积为_____,C的体积分数_____.
(2)若另选一容积固定不变的密闭容器,仍控制温度为T0C,使1molA和1molB反应达平衡时C的体积分数仍为40%,则该密闭容器的容积为_____.
参考答案:
1. B(反应前后气体分子数不同),C(反应前后气体分子数相同)
2. C 3.(1)10V/7(L);40% (2) 5V/7(L)<提示>由题意:在题设条件下,2moL气体所占体积是VL。平衡时,n(C)=4/7 moL,n(A)=n(B)=3/7 moL, n(总)=10/7 moL, 所占体积应是5V/7 L。
(1)反应物物质的量加倍,又因是恒温恒压,同题设条件达等效平衡,所以,平衡时C的体积分数仍为40%;但n(总)=20/7 moL,所占体积是10V/7 L。
(2)(略)

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