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【种花家务·化学】1-2-11置换反应——『数理化自学丛书66版』

2022-12-11 16:27 作者:山嵓  | 我要投稿

【阅前提示】本书由于是大半个世纪前的教材,很多概念已经与如今迥异,因此不建议零基础学生阅读。但很适合像我这样已接受过基础教育但很不扎实的学酥重新查漏补缺。 另外,黑字是教材原文,彩字是我写的备注。

第二章、氧和氢  

§2-11置换反应

        前面讲到的实验室里用稀硫酸和锌作用制取氢气的化学方程式是:%5Cce%7BZn%20%2B%20H2SO4%3D%3DH2%E2%86%91%20%2B%20ZnSO4%7D

【山注,B站公式代码\ce{Zn + H2SO4=H2↑ + ZnSO4}】

        从这个化学方程式可以看出,这个反应既不同于分解反应(§1-5),也不同于化合反应(§2-3)。在这个反应里,一种单质(锌)和一种化合物(硫酸)相互作用,生成一种新的单质(氢气)和新的化合物(硫酸锌),象这种类型的化学反应,称做置换反应。

        根据原子-分子论观点,锌和硫酸置换反应的实质是:单质锌的原子代替了硫酸分子里氢原子(共2个)的位置,变成硫酸锌分子;而硫酸分子里的氢原子被替换出来后,每2个氢原子结合成为1个氢气分子,如下图(图215)所示:

图2-15锌和硫酸置换反应的示意图

        工业上用水蒸气和炽热的铁屑或煤炭制取氢气的化学反应,也是属于置换反应的类型。

%5Cce%7B3Fe%20%2B%204H2O%EF%BC%88%E6%B0%B4%E8%92%B8%E6%B0%94%EF%BC%89%3D%E9%AB%98%E6%B8%A9%3DFe3O4%20%2B%204H2%E2%86%91%7D%20%5C%5C%5Cce%7BC%20%2B%20H2O%EF%BC%88%E6%B0%B4%E8%92%B8%E6%B0%94%EF%BC%89%3D%E9%AB%98%E6%B8%A9%3DCO%E2%86%91%20%2B%20H2%E2%86%91%7D%20

【山注,B站专栏公式代码\ce{3Fe + 4H2O(水蒸气)=高温=Fe3O4 + 4H2↑} \\\ce{C + H2O(水蒸气)=高温=CO↑ + H2↑} 】    

习题2-11

1、用原子-分子论的观点来说明置换反应,化合反应和分解反应的区别。

2、在下列化学反应里,哪些是置换反应?哪些是分解反应?哪些是化合反应?

    %5Cbegin%7Beqnarray%7D%20%0A%26%26(1)%5Cce%7BS%20%2B%20O2%3D%3DSO2%7D%5C%5C%0A%26%26(2)%5Cce%7BFe%20%2B%202HCl%3D%3DFeCl2%20%2B%20H2%E2%86%91%7D%5C%5C%0A%26%26(3)%5Cce%7BCaCO3%3D%3DCaO%20%2B%20CO2%E2%86%91%7D%5C%5C%0A%26%26(4)%5Cce%7BZn%20%2B%20CuSO4%3D%3DCu%20%2BZnSO4%7D%5C%5C%0A%26%26(5)%5Cce%7BCu(OH)2%3D%3DCuO%20%2B%20H2O%7D%5C%5C%0A%26%26(6)%5Cce%7BN2%20%2B%203H2%3D%3D2NH3%7D%5C%5C%0A%5Cend%7Beqnarray%7D

【山注,B站专栏公式代码\begin{eqnarray} &&(1)\ce{S + O2==SO2}\\&&(2)\ce{Fe + 2HCl==FeCl2 + H2}\\&&(3)\ce{CaCO3==CaO + CO2}\\&&(4)\ce{Zn + CuSO4==Cu +ZnSO4}\\&&(5)\ce{Cu(OH)2==CuO + H2O}\\&&(6)\ce{N2 + 3H2==2NH3}\\\end{eqnarray}】 

【山答】置换反应2/4;分解反应3/5;化合反应1/6。

3、为什么说水蒸气和炽热的铁或炭的作用是属于置换反应的类型?

【山答】因为该反应是单质铁或碳的原子替换化合物水(分子)中的氢原子,从而生成新的单质氢气以及新的化合物,这完全符合置换反应的定义。

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