初中化學(xué)反應(yīng)速率快慢及反應(yīng)先后規(guī)律初探

摘要在初中化學(xué)考試中，通過燃燒反應(yīng)速率判斷 、置換反應(yīng)中的反應(yīng)速率及先后 、復(fù)分解反應(yīng)中的先后等問題，快速解答化學(xué)反應(yīng)速率快慢及反應(yīng)先后題型。

中圖分類號(hào):G633.91文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

近年來，初中化學(xué)素質(zhì)和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰惣爸锌贾校瘜W(xué)反應(yīng)速率快慢及反應(yīng)先后題型屢屢出現(xiàn)，不少同學(xué)在解題中經(jīng)常犯錯(cuò)。針對(duì)以上題型如何快速解答，筆者在此進(jìn)行歸納探究。

1 燃燒反應(yīng)速率的判斷

例1 燃燒現(xiàn)象不同是許多因素造成的，如在空氣中鎂帶燃燒比木炭燃燒要?jiǎng)×遥且驗(yàn)槲镔|(zhì)的性質(zhì)不同，鐵絲在氧氣中可以燃燒而在空氣中不能燃燒，這是因?yàn)檠鯕鉂舛炔煌?新制的很細(xì)的鐵粉也可以在空氣中燃燒，這是因?yàn)榭扇嘉锱c氧氣的接觸面增大。

分析:可燃物燃燒的速率快慢的因素取決于:

①可燃物的性質(zhì);②氧氣的濃度;③接觸面積;④溫度等。

2 置換反應(yīng)中的反應(yīng)速率及先后問題

2.1 金屬與酸的反應(yīng)速率判斷

例2 等質(zhì)量的A、B兩種活潑金屬(化合價(jià)均為+2價(jià))與足量稀鹽酸反應(yīng)時(shí)，生成H2的質(zhì)量與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如下圖所示。

(1)A、B兩種金屬的活動(dòng)性大小是A>B;(2)A、B兩種金屬元素的相對(duì)原子質(zhì)量大小是A>B;(3)在Mg和Fe，Zn和Fe，Zn和Cu中A、B兩種金屬可能是Zn和Fe。

分析:規(guī)律，金屬活動(dòng)性越強(qiáng)，越容易發(fā)生置換反應(yīng)，與酸反應(yīng)生成H2的速率越快。由圖像可知，開始一段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生等質(zhì)量的H2時(shí)，A用的時(shí)間較短，說明A與酸應(yīng)的速率快，A是金屬活動(dòng)性較大的金屬。再由等質(zhì)量的金屬與足量鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生H2的質(zhì)量關(guān)系，有Mg>Fe>Zn，Cu與HC1不反應(yīng)，便可得出以上結(jié)論。

2.2 金屬與鹽溶液反應(yīng)的先后問題(K，Ca，Na除外)

金屬與不同的鹽在溶液中進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，兩者間隔越遠(yuǎn)，越優(yōu)先反應(yīng)。此類化學(xué)反應(yīng)不是快慢問題而是先后問題，越靠后的金屬，越容易被其它金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來。

例3 某溶液僅含有AgNO3和Cu(NO3)2兩種溶質(zhì)，某校初三學(xué)生課外活動(dòng)小組的同學(xué)將其分為A、B、C三份，各加入一定量的鐵粉，充分反應(yīng)后過濾、洗滌，分別得到濾渣和濾液。

①若將A得到的濾渣加入到稀鹽酸中有氣泡產(chǎn)生，則濾液中一定有Fe(NO3)2。

②若將B得到的濾渣加入到稀鹽酸中沒有氣泡產(chǎn)生，則濾液中一定有Ag。

③若向C得到的濾液中滴加稀鹽酸，有白色沉淀生成，則濾液中含有的溶質(zhì)是Fe(NO3)2、AgNO3、Cu(NO3)2。濾渣中含有的物質(zhì)是Ag。

分析:①當(dāng)濾渣加鹽酸有氣泡時(shí)，則鐵有剩余，濾液中一定只有Fe2+。

②當(dāng)濾渣中加鹽酸無(wú)氣泡時(shí)，則濾渣中一定有銀，可能有銅，濾液中一定有Fe(NO3)2，可能有AgNO3，Cu(NO3)2。

③若向?yàn)V液中加鹽酸有沉淀，說明濾液中剩有AgNO3尚未完全反應(yīng)，則濾液中一定有AgNO3，尚未反應(yīng)的Cu(NO3)2及生成的Fe(NO3)2。

3 復(fù)分解反應(yīng)中的先后問題

3.1 生成氣體和水的復(fù)分解反應(yīng)(例4)

在堿性條件下，酸與堿和碳酸鹽的混合溶液反應(yīng)時(shí)，酸堿中和生成水的反應(yīng)在先，只有把堿完全反應(yīng)才可能與碳酸鹽反應(yīng)產(chǎn)生CO2。

例4 研究性學(xué)習(xí)課題:探究實(shí)驗(yàn)室中久置的NaOH的變質(zhì)程度。

[探究方案]先稱取13.3g的NaOH樣品(雜質(zhì)為Na2CO3)，配成溶液，然后溶液中逐滴加入質(zhì)量2分?jǐn)?shù)為14、6%的稀鹽酸，根據(jù)生成的CO2質(zhì)量測(cè)定Na2CO3的質(zhì)量。從而進(jìn)一步確定樣品中NaOH的變質(zhì)程度。

[解決問題]實(shí)驗(yàn)測(cè)得加入稀鹽酸的質(zhì)量與產(chǎn)生CO2氣體的質(zhì)量關(guān)系如下圖所示。

填寫下表:(計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后面一位)

[繼續(xù)探究]計(jì)算實(shí)驗(yàn)過程中與NaOH反應(yīng)消耗的鹽酸的質(zhì)量。

解:設(shè)13.3g樣品中Na2CO3的質(zhì)量為x

Na2CO3 + 2HCl=2NaCl + CO2↑+ H2O

106 44

X 2.2g

= x == 5.3g

則樣品中NaOH為:13.3g - 5.3g = 8.0g

又設(shè)與NaOH反應(yīng)消耗鹽酸的質(zhì)量為y

HCl + NaOH = NaCl+H2O

36.540

y€?4.6%8.0g

= y == 50.0g(下轉(zhuǎn)第243頁(yè))(上接第238頁(yè))再設(shè)變質(zhì)的NaOH質(zhì)量為Z

CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O

80106

Z 5.3 g

= ;Z == 4.0g

[發(fā)現(xiàn)問題]

根據(jù)“與NaOH反應(yīng)消耗的鹽酸的質(zhì)量”，對(duì)照?qǐng)D象，你發(fā)現(xiàn)了什么問題?NaOH被鹽酸中和后，繼續(xù)滴加稀鹽酸為什么沒有立即產(chǎn)生CO2氣體?

3.2 生成沉淀和水的復(fù)分解反應(yīng)(例5、例6)

在酸性條件下，堿與酸和鹽的混合溶液反應(yīng)時(shí)，堿與酸中和生成的水優(yōu)先進(jìn)行，只有把酸完全消耗后，才可能堿和鹽反應(yīng)生成沉淀。

例5 已知某混合物由HCl、Na2CO3、H2SO4、CuCl2中的2種混合而成，向該溶中滴加Ba(OH)2溶液，產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量與加入Ba(OH)2溶液體積的關(guān)系如右圖所示。

該溶液中不可能存在的物質(zhì)是__________。

其理由是___________________。

分析:此題中HCl、H2SO4與NaCO3不能共存，CuCl2與Na2CO3不能共存，加入Ba(OH)2并不立即產(chǎn)生沉淀故不可能有硫酸，必須有鹽酸，而鹽酸又與Na2CO3反應(yīng)，混合物中有兩種物質(zhì)混合而成，另一種物質(zhì)只能是CuCl2，故物質(zhì)組成為:HCl與CuCl2，這兩種物質(zhì)的組合才會(huì)在消耗NaOH溶液以后產(chǎn)生Cu(OH)2沉淀。

例6 向HCl和FeCl3的混合溶液中不斷加入NaOH溶液，下圖曲線正確的是(D)

分析:向溶液中加入NaOH溶液，PH應(yīng)不斷增大，當(dāng)過量時(shí)PH會(huì)超過7，而A中PH沒超過7，故不符合題意。原混合溶液是酸性，PH應(yīng)小于7，而B圖起點(diǎn)PH大于7，不符合題意。C圖起點(diǎn)為0，在酸性條件下加入堿不可能立即產(chǎn)生Fe(OH)3沉淀不符合題意。故答案為D。

小結(jié):根據(jù)以上3道例題，我們可以理解為:當(dāng)在一道題目中出現(xiàn)2個(gè)反應(yīng):1個(gè)反應(yīng)生成水、另1個(gè)反應(yīng)生成氣體，或者是1個(gè)反應(yīng)生成水，另1個(gè)反應(yīng)生成沉淀時(shí)，酸堿生成水的反應(yīng)優(yōu)先進(jìn)行，而另一個(gè)生成氣體或沉淀的反應(yīng)，在酸堿中和反應(yīng)完畢后才能進(jìn)行。在坐標(biāo)圖中會(huì)表現(xiàn)為消耗掉一定量加入的酸或堿以后才會(huì)有氣體或沉淀的出現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]化學(xué)九年級(jí)下冊(cè)教師教學(xué)用書.人民教育出版社.

[2]奧賽經(jīng)典解題金鑰匙系列——初中化學(xué).湖南師范大學(xué)出版社.

[3]新課程初中化學(xué)導(dǎo)學(xué)與評(píng)測(cè).蘇州大學(xué)出版社.