分析反应“进程” 正确解决问题

2018-08-06江苏李万春

教学考试(高考化学) 2018年3期

江苏李万春

化学反应是一个动态的变化过程，随着反应的进行，反应的条件(如浓度、温度等)会发生变化，导致生成的产物、反应速率等随之变化，这类问题可统称为化学反应的“进程”问题。分析化学反应的“进程”，可以更深入地理解化学反应的本质。有关化学反应“进程”的试题能很好地考查宏微结合、变化观念、证据推理和实验探究等化学核心素养，是指导学生复习中需要重点关注的题型。

一、影响化学反应“进程”的常见原因

1．物质的性质

当一种物质与多种可与之反应的物质相遇时，发生化学反应的先后顺序是由这几种物质的酸性、碱性、氧化性、还原性等相对强弱决定的。在其他条件相差不大的情况下，反应按先强后弱的顺序进行。

(1)以酚酞试液为指示剂，用NaOH溶液滴定盐酸，OH-先和盐酸(强酸)反应，基本完成后再与酚酞(弱酸)反应。

(4)往FeBr2溶液中通入Cl2，Cl2先将Fe2+氧化为Fe3+，反应完成后Cl2再将Br-氧化为Br2，因为还原性：Fe2+>Br-。

(5)向含Fe3+、Cu2+的溶液中加入过量还原性铁粉，Fe先与Fe3+反应，然后再与Cu2+反应，因为氧化性：Fe3+>Cu2+。

(6)用Zn、Cu合金作电解装置中的阳极，Zn先被氧化成Zn2+进入溶液，最后Cu才被氧化，因为还原性：Zn>Cu。

2．反应物的浓度

随着化学反应的进行，反应物的浓度减小，生成物的浓度增大，溶液的酸碱性也可能发生变化，导致生成的产物或反应的“进程”发生改变。

(1)浓硫酸具有强氧化性，其氧化性是由硫酸分子中处于最高价态的+6价的硫元素产生的，加热时能氧化许多物质，浓硫酸的还原产物一般为SO2。稀硫酸溶液中不存在H2SO4分子，溶液中的H+有弱氧化性，只能和较活泼的金属发生置换反应，稀硫酸的还原产物为H2。

(3)盐酸中的H+具有弱氧化性，Cl-具有还原性，其还原性的强弱与盐酸浓度有关。实验室制备Cl2时MnO2为氧化剂将浓盐酸中的Cl-氧化为Cl2。该实验成败的关键在于盐酸的浓度，当HCl浓度小于一定值时，反应不能发生，故实验中必须选用浓盐酸。

3．反应体系的温度

很多化学反应的“进程”都与温度有关，温度不同，即使其他条件完全相同，反应的产物、反应速率或反应进行的程度也有所不同。

(1)在低温下，Na在空气中被O2氧化为Na2O；在加热时，被氧化为Na2O2。

(2)P2O5与冷水反应生成HPO3，与热水反应生成H3PO4。

(3)Cl2与NaOH溶液在低温下反应生成NaClO，在温度较高时反应生成NaClO3。

(4)NaCl晶体与浓硫酸在微热或不加热时反应生成NaHSO4和HCl，在较高温度时反应生成Na2SO4和HCl。

(5)在浓硫酸的作用下，C2H5OH在140℃时发生分子间脱水(取代反应)反应生成乙醚(CH3CH2OCH2CH3)，在170℃时发生分子内脱水(消去反应)反应生成乙烯。

(6)Fe、Al在冷的浓硫酸或浓硝酸中发生钝化，加热时反应放出气体。

(7)化学反应中放出的热量会加快化学反应速率，如Mg与盐酸的反应呈现慢、快、慢的变化趋势，因为该反应是放热反应，开始时，温度较低，反应速率较慢，一段时间后，温度升高大于盐酸浓度减小对反应速率的影响，所以反应速率加快，随着反应继续进行，盐酸浓度降低为主要因素，反应速率随之减慢。

(8)化学反应中总是伴随着能量的变化，对于密闭、绝热容器中进行的可逆反应，反应中的热量变化对化学平衡势必会产生影响。

4．反应物的相对用量

两种反应物之间发生化学反应，当其中一种反应物可与生成物继续反应时，则两反应物相对量的多少会影响反应的“进程”。

(1)可溶性多元弱酸(或其酸酐)与碱溶液反应。如将CO2通入NaOH溶液中：

(2)多元弱酸(或其酸酐)与更弱酸的盐溶液反应。如将CO2通入NaAlO2溶液中：

(3)多元弱酸盐与强酸反应。如Na2CO3溶液与稀盐酸反应：

(4)铝盐溶液与强碱溶液的反应：

(5)NaAlO2溶液与强酸溶液的反应：

(6)Fe与稀HNO3溶液的反应：

(7)H2S与O2反应：

(8)磷与Cl2反应：

(9)Cl2与NH3反应：

(10)AgNO3溶液与氨水反应：

因为很多离子反应与反应物的量有关，导致反应物的混合方式不同时反应的“进程”不同。例如，将NaOH溶液逐滴加入到AlCl3溶液中直至过量，开始即产生沉淀，沉淀达最大值后又开始减少，直到沉淀完全溶解；而将AlCl3溶液加到NaOH溶液中至过量时，开始无明显现象，接着产生沉淀至最大量。因此，一些溶液可以利用试剂滴加的顺序进行鉴别。