Unit 4 · 化学反应练习题 · Chemical Reactions

判断的依据是有没有生成新物质（原子是否重新组合）。A 中 Zn 和 HCl 变成了 $\ce{ZnCl2}$ 和 $\ce{H2}$；D 中 $\ce{H2O2}$ 分解成 $\ce{H2O}$ 和 $\ce{O2}$（$\ce{MnO2}$ 是催化剂）。B 是升华，C 是结晶，物质都还是 $\ce{I2}$、NaCl；E 是分子间作用力让分子排得更紧，仍是乙醇和水。有气体、有颜色出现都只是可能的证据，要看是不是新物质。

可溶的强电解质 $\ce{Na3PO4}$、$\ce{CaCl2}$、NaCl 在溶液中都以离子存在；真正发生的变化只是 $\ce{Ca^2+}$ 和 $\ce{PO4^3-}$ 结合成 $\ce{Ca3(PO4)2}$ 沉淀，$\ce{Na+}$ 和 $\ce{Cl-}$ 是旁观离子。沉淀是电中性的：3 × (+2) + 2 × (−3) = 0，所以离子按 3 : 2 结合。A 是化学方程式，不是净离子方程式；B 中 NaCl 易溶，不会沉淀；D 的电荷不守恒（左边 2 − 3 = −1，右边 0），化学式也不对。

净离子方程式要求：强电解质拆成离子、弱电解质和沉淀写化学式、删去旁观离子、原子和电荷都守恒。A：HF 是弱酸，保留分子形式，正确。B：$\ce{HNO2}$ 也是弱酸，不能写成 $\ce{H+}$，应为 $\ce{HNO2 +}$ $\ce{OH- ->}$ $\ce{NO2- +}$ $\ce{H2O}$。C 正确。D 没有删去旁观离子 $\ce{NO3-}$、$\ce{K+}$。E 电荷不守恒（左边 +1，右边 +2），应为 $\ce{Mg +}$ $\ce{2H+ ->}$ $\ce{Mg^2+ +}$ $\ce{H2 ^}$。

数一数：反应前 3 个 $\ce{N2}$、2 个 $\ce{O2}$，反应后 4 个 NO、还剩 1 个 $\ce{N2}$。剩下的 $\ce{N2}$ 没有参加反应，不写进方程式。实际反应的是 2 个 $\ce{N2}$ 和 2 个 $\ce{O2}$，生成 4 个 NO，化成最简整数比：$\ce{N2 +}$ $\ce{O2 ->}$ $\ce{2NO}$。检查：反应前后都是 N 6 个、O 4 个。A 把剩余的 $\ce{N2}$ 也写了进去；C 没有约简；D 两边原子数不相等。

化学变化的本质是化学键断开、原子重新组合。HCl 溶于水时，H–Cl 共价键（平均键焓 431 kJ/mol）断开，H⁺ 转移给水分子，形成新的 O–H 键，生成了新的粒子 $\ce{H3O+}$ 和 $\ce{Cl-}$。糖溶于水时糖分子保持完整，只克服分子间作用力，两者不同。任何化学反应都不会出现新元素（C 的理由不成立）；放热只是可能的证据，溶解本身也可能放热（D 的理由不充分）。

先换成物质的量：n(Al) = 4.00 ÷ 27 = 0.148 mol；n($\ce{Cl2}$) = 10.0 ÷ 71 = 0.141 mol。0.148 mol Al 需要 $\ce{Cl2}$ 0.148 × 3/2 = 0.222 mol，比现有的多，所以 $\ce{Cl2}$ 不足，是限量反应物。n($\ce{AlCl3}$) = 0.141 × 2/3 = 0.0939 mol，m = 0.0939 × 133.5 = 12.5 g。按 Al 计算会得到 19.8 g，超出了 $\ce{Cl2}$ 能提供的量。

共轭酸碱对的两种粒子只相差一个 $\ce{H+}$。$\ce{H2PO4-}$ 把一个 $\ce{H+}$ 交给 $\ce{NH3}$，自己变成 $\ce{HPO4^2-}$：$\ce{H2PO4-}$ 是酸，$\ce{HPO4^2-}$ 是它的共轭碱。$\ce{NH3}$ 接受 $\ce{H+}$ 变成 $\ce{NH4+}$：$\ce{NH3}$ 是碱，$\ce{NH4+}$ 是它的共轭酸。B 是两个反应物（一个酸、一个碱）；C 是两个碱；D 是两个酸。

$\ce{H2SO4 +}$ $\ce{2NaOH ->}$ $\ce{Na2SO4 +}$ $\ce{2H2O}$，$\ce{H2SO4}$ 和 NaOH 按 1 : 2 反应。

c = 0.001570 mol ÷ 0.02500 L = 0.06280 mol/L。数据都是 4 位有效数字。忘了 1 : 2 会得到 0.1256 mol/L。

残留的水把 NaOH 稀释了，同样多的酸要消耗更多体积的碱。计算时仍按标签浓度乘以消耗的体积，得到的 NaOH 物质的量偏大，酸的浓度也偏高。比如 NaOH 被稀释到原来的 0.95，结果会偏高约 5.3%。B 说的是装进去的那部分溶液，但计算用的是“标签浓度 × 消耗体积”，这个乘积变大了。

有元素的氧化数发生变化的反应才是氧化还原反应。B：Na 从 0 升到 +1，Cl 从 0 降到 −1。D：$\ce{H2O2}$ 中 O 是 −1，一部分降到 −2（$\ce{H2O}$），一部分升到 0（$\ce{O2}$），同一种元素既被氧化又被还原。A（分解）、C（沉淀）、E（化合）中每种元素的氧化数都没变，所以不是氧化还原反应；分解或化合反应可能是、也可能不是氧化还原反应。

$\ce{Cr2O7^2-}$ 中 Cr 的氧化数：2x + 7 × (−2) = −2，x = +6。每个 Cr 从 +6 降到 +3，得到 3 个电子，2 个 Cr 共得 6 个。每个 $\ce{Fe^2+}$ 失去 1 个电子变成 $\ce{Fe^3+}$，6 个共失去 6 个。得失电子数相等，所以转移 6 个电子。H 和 O 的氧化数没有变。

Mn 从 +4（$\ce{MnO2}$）降到 +2（$\ce{MnCl2}$），得到 2 个电子，被还原，$\ce{MnO2}$ 是氧化剂。Cl 在 HCl 中是 −1：进入 $\ce{Cl2}$ 的 2 个升到 0，被氧化，共失去 2 个电子；进入 $\ce{MnCl2}$ 的 2 个仍是 −1。所以 HCl 一半作还原剂、一半起酸的作用。H 一直是 +1，生成的气体是 $\ce{Cl2}$ 而不是 $\ce{H2}$。