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高中化学中如何判断两种物质是否可以发生反应?

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发表于 2022-11-27 09:52:11 | 显示全部楼层 |阅读模式
一、规律
不同于初中阶只有有化合、置换、分解和置换四种反应类型。高中阶段无机化学部分95%以上的反应都是以下两类,一类是复分解反应,一类是氧化还原反应。有机部分由于其反应是否发生取决于反应物中的官能团,后面有时间再单独分析。
1.1 复分解反应发生的条件有以下三种:

  • 生成沉淀;
  • 生成气体;
  • 生成弱电解质;
又因为绝大复分解反应都是离子反应,可以看做离子间的重新组合,因此只要已知的物质中的离子在自由组合的过程中会生成上述类型的物质,那么我们就可以判断已知物质是可以反应的。举个例子:

  • Ba(OH)2和Na2SO4
    提供Ba2+、OH-、Na+、SO42-,其中Ba2+和SO42-可以结合生成BaSO4(沉淀),因而可以反应
  • Na2CO3和HCl
    提供Na+、CO32-、H+、Cl-,其中CO32-和H+可以结合生成H2CO3并分解产生CO2(气体),因而可以反应;
  • Ba(OH)2和HCl
    提供Ba2+、OH-、H+、Cl-,其中H+和OH-可以结合生成水(弱电解质),因而可以反应;
那么,对于部分不发生复分解反应的电解质或者非电解质,如何判断是否发生反应呢?
那就要提到高中化学的另一种主要反应-氧化还原了。
1.2 氧化还原反应发生的条件:有强氧化剂(强还原剂)存在或者同时存在。
常见的强氧化剂和强还原剂:
氧化剂:

  • 活泼的非金属单质:O2、Cl2、F2
  • 金属氧化物:MnO2、Fe2O3、CuO等
  • 高价含氧金属酸根:MnO4-、ClO3-、FeO42-
  • 部分金属离子:Fe3+、Ag+、Cu2+
  • 特殊:Na2O2、ClO-(含对应酸和盐)、浓硫酸、浓/稀硝酸
还原剂:

  • 金属:K,Ca
  • 部分金属离子:Fe2+
  • 部分非金属离子:S2-、I-、Br-(含对应酸和盐)
  • 其他:CO、H2、SO2、NH3
基于这一规律,我们很容易判断以下反应的发生

  • SO2通入到酸性KMnO4溶液中导致溶液褪色(KMnO4具有强氧化性,SO2具有强还原性);
  • H2通入装有CuO 粉末的玻璃管导致粉末变为红色(H2具有强还原性,CuO具有氧化性);
基于上述的这两条规律,其实可以理解平时遇到的绝大多数反应(包括陌生的反应)是否可以发生。但是高中化学比较难的一点就在于,在一般规律之外,往往还有很多特例,这就只能依赖于平时的积累
二、平时积累
由于高中化学存在一大特点-““一般规律之外常常存在特例”。
因此如果想准确地判断物质之间是否发生反应,以及甚至判断反应如何发生,仅仅靠解基本规律是远远不够的,还需要平时一步一个脚印的积累
举个例子,H2O2是高中化学中一个比较常见的物质,由于分子中O元素是-1价,既有升价也有降价的可能,因而在判断Fe2+和H2O2的反应时很多同学就犯了难。
在这个反应中,既然H2O2既可能作氧化剂也可能作还原剂,那么就存在两种可能:

  • H2O2作氧化剂:Fe2++H2O2→Fe3+ + H2O
  • H2O2作还原剂:Fe2++H2O2→Fe + O2
这个时候仅凭上述规律就难以判断了,因此需要通过看教辅或老师的讲解,在理解的基础上从而掌握这一反应(Fe2+氧化性不足,因此在该反应中H2O2作氧化剂)。
类似的相对熟悉但具体情况不甚确定的反应还有一些,属于化学科目中常见的“一般规律之外的特例”,只能在理解的基础上通过复习或练习进行掌握。
可能有同学会好奇,如果题目给的反应是完全陌生的,无法判断反应类型或者产物怎么办?
相信我,这一类题目中一定会给出一些“线索”,比如产物的结构、用途、性质等“特征信息”,从而保证你能够确定主要产物,至于反应中的副产物的判断,则是另一个话题了,有时间再结合具体题目做专题讲解。

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沙发???
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