高中化学论文：无机学中的竞争反应先后规律及应用.doc

无机化学中的竞争反应先后规律及应用 　 摘要：无机中的竞争反应包括争夺电子、争夺质子、争夺沉淀试剂等类型，这类反应是高中化学中的重点，也是高考中的热点，本文结合近几年高考试题将这几类反应归纳总结，使大家对它们有更好的认识。 关键词：竞争反应 公平竞争 非公平竞争 当今社会竞争越来越激烈，在竞争中存在“公平竞争”和“不公平竞争”，这种常见的社会现象在化学反应中也普遍存在，我们称之为“竞争反应”。近几年竞争反应也越来越受到高考的青睐，现针对教材中出现比较多的竞争反应，结合近几年的高考试题来讨论，使大家对这一类反应有更好的理解。 1 对无机中竞争反应的概念理解 化学中的竞争反应指的是在一个体系中，如果两个化学反应都有可能发生，并且消耗的反应物有相同的，那么两个反应为竞争反应，也叫平行反应。竞争反应通常指的是有机中的反应，如卤代烃的水解和消去就是一对同时共存的竞争反应。实际上，在无机反应中也存在许多不被人注意的竞争反应。无机反应中，当一种物质加入到含有多种能与其反应物质的溶液中，反应就存在一个先后的顺序问题，本文把这种反应称之为无机中的“竞争反应”。 竞争反应通常受很多因素制约：如温度、浓度、压强、酸碱性等。当这些条件发生变化时反应的方向、顺序等往往也可能随之变化，这是导致学生难以理解这类反应的最主要原因。在这些因素中最常出现的是浓度变化引起的反应顺序改变，所以借鉴社会现象，把其它条件不变下，浓度相近或相等时的竞争反应称之为“公平竞争”反应，而把浓度相差悬殊的竞争反应称之为“非公平竞争”反应。 2 公平竞争，强者胜 2.1竞争电子反应 氧化还原反应的先后规律：在浓度相近的溶液中，同时含有几种还原剂时，若加入氧化剂，则它首先与还原性最强的还原剂作用，然后再与弱还原剂反应；同理，同时含有几种氧化剂时加入还原剂，则它先与溶液中氧化性最强的氧化剂反应。这个过程就是多种氧化剂或还原剂在反应中竞争电子的过程。 例1（09全国卷Ⅱ13） 含有a mol FeBr2的溶液中，通入x mol Cl2。下列各项为通Cl2过程中，溶液内发生反应的离子方程式，其中不正确的是（ ） A．x＝0.4a，2Fe2++Cl2＝2Fe3++2Cl- B．x＝0.6a，2Br-+ Cl2＝Br2+2Cl- C．x=a，2Fe2＋+2Br-+2Cl2＝Br2+2Fe3＋+4Cl－ D．x=1.5a，2Fe2＋+4Br－+3Cl2＝2Br2+2Fe3＋+6Cl－ 分析与解答 本题是一道涉及氧化还原反应方程式书写及判断生成物的题目。只有准确判断反应的先后顺序，才能结合电子得失守恒法，通过建立等式来顺利解答。由于Fe2＋的还原性强于Br－，故根据氧化还原反应的先后顺序知，Cl2先氧化Fe2＋,然后再氧化Br－。2Fe2＋ + Cl2 2Fe3＋ + 2Cl－,2Br－ + Cl2 Br2 + 2Cl－，2FeBr2 + 3Cl2 2FeCl3 + 2Br2 。当x/a ≤0.5时，Cl2仅氧化Fe2＋；当x/a ≥1.5时，Fe2＋和Br－全部被氧化；介于两者之间时， Cl2把Fe2＋全部氧化后还要氧化部分Br－，则要分步书写方程式，然后进行叠加得总反应。 所以正确选项为B。 竞争电子反应也可延伸到原电池的电极判断和电解池中的电极放电顺序比较。对于原电池而言就是两种还原剂（电极）遇到了一种氧化剂（电解质溶液），还原性强的金属先失电子给电解质离子成为负极。对于电解池而言，当电源的负极将电子流入到阴极时，溶液中得电子能力最强的氧化剂（阳离子）载阴极上优先反应；当电源的正极要把阳极的电子收回去时，还原性最强的还原剂（活性电极和电解质中阴离子）在阳极上优先反应。因此原电池的电极判断和电解池中电解产物的确定实际上就是氧化还原中先后规律的具体应用。 例2（08年全国理综I·13）电解 100 mL 含c(H＋)=0.30 mol·L－1 的下列溶液，当电路中通过0.04 mol 电子时，理论上析出金属质量最大的是（ ） A．0.10mol·L－1 Ag＋ B．0.20 mol·L－1 Zn2＋ C．0.20 mol·L－1 Cu2＋ D．0.20 mol·L－1 Pb2＋ 分析与解答 这道题考察电解池中阴极上阳离子的放电顺序和电子得失守恒定量计算。根据题意可得，上述离子氧化性由强到弱顺序为Ag＋ Cu2＋ H＋ Pb2＋ Zn2＋，转移0.04 mol电子可以是0.03molH+和0.01molAg+放电，或0.03molH+和0.005molZn2+放电，或0.02molCu2+放电，0.03molH+和0.005molPb2+放电。 所以正确答案为C 2．2 争夺质子反应 由争夺电子也可让我们联想到酸碱盐溶液中的反应，当溶液中有多种离子都能与H+或OH-反应时，随着酸或