第四部分 有机反应
一、烃 1.甲烷
甲烷的制取:CHCaO
3COONa+NaOH △ Na2CO3+CH4↑
烷烃通式:CnH2n-2
(1)氧化反应 点燃
甲烷的燃烧:CH4+2O2 CO2+2H2O 甲烷不可使酸性高锰酸钾溶液及溴水褪色。 (2)取代反应
一氯甲烷:CH光
4+Cl2 光
CH3Cl+HCl 二氯甲烷:CH3Cl+Cl2 光 CH2Cl2+HCl
三氯甲烷:CH2Cl2+Cl2 光 CHCl3+HCl(CHCl3又叫氯仿) 四氯化碳:CHCl3+Cl2 CCl4+HCl (3)分解反应 高温
甲烷分解:CH4 C+2H2
2.乙烯
浓硫酸
乙烯的制取:CH3CH2OH 170 ℃ H2
C=CH2↑+H2O 烯烃通式:CnH2n (1)氧化反应
高温 乙烯的燃烧:H2C=CH2+3O2 2CO2+2H2O 乙烯可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,发生氧化反应。 (2)加成反应
与溴水加成:H2C=CH2+Br2 催化剂 CH2Br—CH2Br 与氢气加成:H2C=CH2+H2 △ CH3CH3 与氯化氢加成:H2C=CH2+HCl CH3CH2Cl 与水加成:H2C=CH2+H2O CH3CH2OH (3)聚合反应 一定条件 乙烯加聚,生成聚乙烯:n H2C=CH2 CH 2 - CH n 2 3.乙炔
乙炔的制取:CaC2+2H2O HC≡CH↑+Ca(OH)2 炔烃的通式:CnH2n-2 (1)氧化反应
乙炔的燃烧:HC≡CH+5O点燃 2 4CO2+2H2O 乙炔可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,发生氧化反应。 (2)加成反应
与溴水加成:HC≡CH+Br2 HC=CH Br Br
CHBr=CHBr+Br2 CHBr2—CHBr2
与氢气加成:HC≡CH+H2 催化剂 H2C=CH2 与氯化氢加成:HC≡CH+HCl
CH2=CHCl (3)聚合反应
△Cl 一定条件 氯乙烯加聚,得到聚氯乙烯:nCH2=CHCl 一定条件 CH 2 — CH n
乙炔加聚,得到聚乙炔:n HC≡CH CH=CH n
4.苯
苯的同系物通式:CnH2n-6 (1)氧化反应
点燃
图1 乙烯的制取
图2 乙炔的制取
注意:制取乙烯、乙炔均用排水法收集;乙烯、乙炔的加成反应一般都需要催化剂(溴除外)。
苯的燃烧:2C6H6+15O2 12CO2+6H2O 苯不能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色。 (2)取代反应 ①苯与溴反应
+BrFe —Br
2 +HBr
(溴苯)
②硝化反应
浓H +HO—NO2SO4 —NO2
2 60 ℃ +H2O (硝基苯)
苯硝化反应生成硝基苯,它是一种带有苦杏仁味、无色油状液体,有毒。 ③磺化反应
+HO—SO70℃ ~80 ℃ — SO 3+HH 3H 2O
(苯磺酸) (3)加成反应
(环己烷) 苯还可以和氯气在紫外光+3H 催化剂
2 △ ...照射下发生加成反应,生成C6H6Cl6(剧毒农药)。 5.甲苯
(1)氧化反应
甲苯的燃烧:C点燃
7H8+9O2 7CO2+4H2O
甲苯不能使溴水褪色,但可以使酸性高锰酸钾溶液褪色。 (2)取代反应
甲苯硝化反应生成CH3 2,4,6-三硝基甲苯,简称三硝基甲苯,又叫梯恩梯(CH3 TNT是一种淡黄色晶体,不溶于水。它是一种烈性炸药,广泛用于国防、开矿等。| 浓硫酸 |
),O
+3HNO2
N— —NO2 +3H注意CH3 2O | :3 甲苯在光照条件下发生侧链的取代,而在催化剂条件下发生苯环上的取代| CH3(3)加成反应+3HHO3S— NO|
。2 —SO3H 2SO4 +3H2O CH| 3
| (甲基环己烷)SO3H 二、烃的衍生物+3H催化剂
2 △ —CH3
6.溴乙烷
纯净的溴乙烷是无色液体,沸点38.4℃,密度比水大。 (1)取代反应 溴乙烷的水解:CNaOH
2H5—Br+H2O C2H5—OH+HBr
(2)消去反应
溴乙烷与NaOH溶液反应:CH醇
3CH2Br+NaOH △ CH2=CH2↑+NaBr+H2O 注意:检验卤代烃中的卤原子时,需取水解液滴入HNO3酸化,再滴加AgNO3 溶液。一是中和多余的NaOH,二则检验沉淀是否溶于稀硝酸。 7.乙醇 (1)与钠反应
乙醇与钠反应:2CH3CH2OH+2Na 2CH3CH2ONa+H2↑(乙醇钠) (2)氧化反应
乙醇的燃烧:CH3CH2OH+3O2 催化剂 2CO
2+3H2O
乙醇的催化氧化:2CH3CH2OH+O2 △ 2CH3CHO+2H2O (乙醛) 注意:当2-丙醇发生催化氧化时,会生成丙酮,而非丙醛。
OH | O 2CH—CH—CH催化剂
|| 33+O2
2CH3—C—CH3+2H2O
△(丙酮)
注意:甲醇、乙醇为可再生能源,甲醇有毒;乙二醇和丙三醇无色、粘稠、有甜味、与水和酒精以任意比互溶,丙三醇(甘油)还有护肤作用。
(3)消去反应
乙醇在浓硫酸作催化剂的条件下,加热到170℃生成乙烯。
注意:该反应加热到140℃时,乙醇进行另一种脱水方式,生成乙醚。
2C2H5OH C2H5—O—C2H5+H2O (乙醚) (4)取代反应
140℃ 浓硫酸
H+
乙醇与卤化氢取代:CH3CH2OH+HBr CH3CH2Br+H2O 注意:乙醇不可以和卤素单质发生取代反应。 8.苯酚
苯酚是无色晶体,露置在空气中会因氧化显粉红色。苯酚具有特殊的气味, 熔点43℃,水中溶解度不大,易溶于有机溶剂。苯酚有毒,是一种重要的化工原料。 (1)苯酚的酸性
— ONa (苯酚钠) —OH +NaOH +H2O 苯酚(俗称石炭酸)的电离:
—OH
+H2O苯酚钠与CO2反应:
—ONa —OH
+CO2+H2O +NaHCO3
注意:该反应只能生成NaHCO3,因为HCO3酸性弱于苯酚。 (2)取代反应 OH +3Br2 | ↓+3HBr
—OH Br— —Br
(三溴苯酚) (3)显色反应 9.乙醛
乙醛是无色,具有刺激性气味的液体,沸点20.8℃,密度比水小,易挥发。 (1)加成反应
O || 催化剂
乙醛与氢气反应:CH3—C—H+H2 CH3CH2OH
(2)氧化反应
△
-—O - +
+H3O
注意:凡是含有羟基的有机物,一般均可与钠反应。
溴水与酚类易取代,不易加成,且易在苯环邻、对位上取代。
| Br 苯酚能和FeCl3溶液反应,使溶液呈紫色。
乙醛的燃烧:2CH3CHO+5O2 4CO2+4H2O
O || 催化剂
乙醛的催化氧化:2CH3—C—H+O2 2CH3COOH (乙酸) 乙醛的银镜反应:
△
△
点燃
CH3CHO +2Ag(NH3)2OH CH3COONH4+2Ag+3NH3+H2O (乙酸铵) 注意:硝酸银与氨水配制而成的银氨溶液中含有Ag(NH3)2OH(氢氧化二氨合银), 这是一种弱氧化剂,可以氧化乙醛,生成Ag。有关制备的方程式: Ag++NH3·H2O===AgOH↓+NH4
AgOH+2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]++OH+2H2O
△
乙醛还原氢氧化铜:CH3CHO+2Cu(OH)2 CH3COOH+Cu2O+2H2O (3)
-
+乙醛自身加聚:nCH3CHO —CH(聚乙醛) [—O— ] n
|
CH3 OH
甲醛与苯酚反应:nHCHO + n — | + 2nH2O (酚醛树脂)
催化剂 —OH 10.乙酸 —CH2— [] n △
(1)乙酸的酸性 乙酸的电离:CH3COOH
CH3COO+H+
-
一定条件
(2)酯化反应
O O || || 浓硫酸
CH3—C—OH+C2H5—OH CH3—C—OC2H5+H2O (乙酸乙酯) 注意:酸和醇起作用,生成酯和水的反应叫做酯化反应。 附加:酯化反应简介
(1)反应条件:一般需加热,用浓硫酸作催化剂和吸水剂。
(2)反应物:醇是任意的醇,酸既可以是有机酸,也可以是无机含氧酸。如: CH2—OH CH2—ONO2 | | 催化剂
OH 2O 3HO—NO3+ CH — △ CH — ONO 2 +3H| |
(3)反应机理:一般是羧酸脱羟基醇脱氢,且羧基与醇羟基数目比为1:1。如: CH2—OH CH2—ONO2 —OH H—OC2H5 浓硫酸 O=C—OC2H5 +2H2O O=C
| | + (乙二醇二乙酯) △
H—OC2H5 O=C—OH O=C—OC2H5
(4)反应方式
<1>一元醇与一元羧酸按通式反应; R—COOH+HO—R’→RCOOR’+H2O
<2>二元羧酸与二元醇,可以酯化成链,并形成高分子化合物。如:
O O || || 浓硫酸
n] nHO—CH2CH2—OH+nHOOC— — COOH —C[ — — C — OCH 2 CH 2 — O —+2H2O n 也可酯化成环状小分子酯。
△
△
CH2CH2
O O OO|| || 浓硫酸 C—C + CH2—CH2 △ CC| | | |
<3>羟基羧酸可自身酯化成环状内酯。如: OH OH OH OH
O OCH2—CH2—COOH OCH2—C + HO || 2浓硫酸
也可分子间酯化形成环状小分子酯或链状高分子化合物(酯),如:
△ | | |
OH CH2—O 浓硫酸 2CH3—CH—COOH △
| 3 CHCH3 O
| OH | ||
nHO—CH—COOH —+nHO [ O—CH—C—] n 2
11.乙酸乙酯
乙酸乙酯是一种带有香味的无色油状液体。 (1)水解反应 (2)中和反应
CH3COOC2H5+NaOH CH3COONa+C2H5OH 附加:烃的衍生物的转化 三、糖类、油脂、蛋白质 12.葡萄糖 结构:CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO 物理性质:白色晶体,易溶于水,有甜味。 水解 氧化 卤代烃 醇 醛 羧酸 还原 化学性质:①具有还原性:能发生银镜反应,能与新制的氢氧化铜反应;②加成 R—X R—OH R—CHO RCOOH 加 反应:与H2反应;③酯化反应:与羧酸反应;④分解反应:在酒化酶作用下,分 氧化 水解 酯化 CH3COOC2H5+H2O CH3COOH+C2H5OH
无机酸
酯化 水解 酯RCOOR’ 消加成 去CO成消 解为乙醇和CO2;⑤燃烧生成2和H2O。 葡萄糖的燃烧:C去H O+6O→6CO+6HO 61262不饱和烃 葡萄糖的氧化:CH2OH(CHOH)4CHO+2Ag(NH3)2OH
CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2
葡萄糖的还原:CH2OH(CHOH)4 + H2
22CH2OH(CHOH)4COONH4+2Ag↓ + 3NH3+ H2O CH2OH(CHOH)4COOH + Cu2O↓+ 2H2O
CH2OH(CHOH)4CH2OH
葡萄糖的分解:C6H12O6 13.蔗糖、麦芽糖
2CH3CH2OH + 2CO2
催化剂
蔗糖的水解:C12H22O11+H2O——→C6H12O6+C6H12O6
蔗糖 葡萄糖 果糖
催化剂
麦芽糖的水解:C12H22O11+H2O——→2C6H12O6
麦芽糖 葡萄糖
注意:蔗糖不含醛基,不可以发生银镜反应;麦芽糖可以发生银镜反应。 14.淀粉、纤维素
淀粉的水解:(C6H10O5)n+nH2O——→nC6H12O6 葡萄糖分解:C6H12O6——→2C2H5OH+2CO2 葡萄糖 乙醇
催化剂
淀粉 葡萄糖
催化剂
催化剂
纤维素的水解:(C6H10O5)n+nH2O——→nC6H12O6 纤维素 葡萄糖 淀粉的酯化反应:
15.油脂 (1)氢化反应
C17H33COO—CH2 C17H35COO—CH2
| | 催化剂
C17H33COO—CH +3H 2 C17H35COO—CH
加热、加压油酸甘油酯(油) 硬脂酸甘油酯(脂肪) | |
C17H35COO—CH2 CH33COO—CH(217)水解反应 2
C17H35COO—CH2—OH 硬脂酸甘油酯 2 硬脂酸 CH 甘油
| | 浓硫酸 皂化反应: —CH + 3HO 3CHCOOH + CHC17H35COO — OH 21735
硬脂酸甘油酯 2 硬脂酸钠 C17H35COO—CH| | CH2—OH
| 2 | —OH 16. —CHC氨基酸CH2浓硫酸 17H35COO
C17H35COO—CH + 3NaOH 3C17H35COONa + CH — OH 氨基酸中的—NH| 2和—COOH发生脱水缩合,生成多肽。 | C17H35COO—CH2
CH2—OH
甘氨酸
+ + H2O
+ + H2O
丙氨酸
+ + H2O
+ + H2O
(两种不同的氨基酸进行缩合,可产生4种不同的多肽)
第五部分 离子反应
(按字母顺序排列)Ag++H2OAgOH+H+ Ag++NH3·H2O=AgOH↓+NH4 Ag++2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]+H2O
Ag++Cl=AgCl↓
-
Ag++Br=AgBr↓
-
Ag++I=AgI↓
-
3Ag++PO4=Ag3PO4↓ 2Ag++CO3=Ag2CO3↓ Ag2CO3+2H+=2Ag++CO2↑+H2O Ag3PO4+3H+=3Ag++H3PO4 2Ag[(NH3)2]++2OH+CH3CHO
-
3Cl2+H2O=Cl+H++HClO
-
2Cl2+2OH=Cl+ClO+H2O Cl2+2OH=Cl+ClO+H2O Cl2+2I=2Cl+I2
CH3COO+NH4+2Ag↓
------
---
Cl2+H2SO3+H2O=2Cl+SO4+4H+
-
2+3NH3+H2O
2Ag[(NH3)2]++2OH+CH2OH(CHOH)4CHO
-
Cl2+H2S=2Cl+2H++S↓
-
CH2OH(CHO
Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl(向FeBr2溶液中少量Cl2)
-
H)4COO+NH4+2Ag↓+3NH3+H2O Ba
-
3Cl2+2Fe2++4Br=2Fe3++2Br2+6Cl(足量Cl2)
---
2Cl2+2Fe2++2Br=2Fe3++Br2+4Cl(当n(FeBr2)/n(Cl2)=1:1时)
-
Ba2++SO24=BaSO4↓ Ba2++CO23=BaCO3↓ 3Ba2++2PO34=Ba3(PO4)2↓ Ba2++2OH-+CO2=BaCO3↓+H2O
Ba2++2OH-
+2H++SO24=BaSO4↓+2H2O(NaHSO4溶液中加Ba(OH)2,使溶液呈中性)
Ba2++OH-
+H++SO24=BaSO4↓+H2O(NaHSO4溶液中加
Ba(OH)2,使Ba2+全部沉淀) BaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
Br
2Br-+Cl2=2Cl-
+Br2
Br2+SO2+2H22O=2Br-+2H++SO4
4Br-+2Fe2++3Cl-
2=2Fe3++2Br2+6Cl(足量Cl2)
2Br-+2Fe2++2Cl-2=2Fe3++Br2+4Cl(当n(FeBr2)/n(Cl2)=1:1时)
10Br-+6Fe2++8Cl-
2=6Fe3++5Br2+16Cl(当n(FeBr2)/n(Cl2)=3:4
时)
C
CO2+3+2Ag=Ag2CO3↓
CO22+3+Ba=BaCO3↓
CO23+Ca2+=CaCO3↓
CO23+2H+=CO2↑+H2O
CO2+H+OH-32OHCO3 3CO23+2Al3++3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑
3CO23+3+2Fe+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑
CO+AlO222+3H2O=2Al(OH)3↓+CO3
CO2+AlO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3
CO-2+OH=HCO
3CO-
2+Ba2++2OH=BaCO3↓+H2O
CO-22+2OH=CO3+H2O
3CO-
22+5OH=2CO3+HCO3+2H2O(当n(CO2)/n(NaOH)=3:5时) CO22+SiO3+2H2O=H4SiO4↓+
CO23
Ca
Ca2++2OH-+CO2=CaCO3↓+H2O
Ca2++2OH-
+SO2=CaSO3↓+H2O
Ca2++2ClO-
+SO-
2+H2O=CaSO4↓+HClO+H++Cl(少量
SO2)
Ca2++2ClO-+2SO-
22+4H2O=CaSO4↓+2Cl+4H++SO4(足量
SO2)
Ca2++2ClO-
+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO
CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O Cl
8Cl--
2+6Fe2++10Br=6Fe3++5Br2+16Cl(当n(FeBr2)/n(Cl2)=3:4
时)
Cl--
2+2I=2Cl+I2
Cl--2+2I=I2+2Cl(向FeI2溶液中通入少量Cl2)
3Cl--2+2Fe2++4I=2Fe3++2I2+6Cl(足量Cl2)
4Cl--2+2Fe2++6I=2Fe3++3I2+8Cl(当n(FeI2)/n(Cl2)=3:4时) 2Cl-+4H++MnO2=Mn2++Cl2↑+2H2O Cl-
+Ag+=AgCl↓
ClO-+H+=HClO
ClO-+SO2+H2O=2H++Cl-
+SO24
ClO-
+H2O
HClO+OH-
Cr Cr2++2O7+6Fe+14H=6Fe3++2Cr3++7H2O
Cu
Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+
3Cu+2NO3+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O Cu2++2H2O
Cu(OH)2+2H+
Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+ Cu2++2Na+2H2O=2Na++Cu(OH)2↓+H2↑ Cu2++H2S=2H++CuS↓ Cu2++Fe=Cu+Fe2+ Cu2++2OH-
=Cu(OH)2↓
CuO+2H+=Cu2++H2O
CxHyOz C-
6H5O+H2O
C6H5OH+OH-
C-6H5O+CO2=C6H5OH+HCO3 CH-
3CHO+2Ag[(NH3)2]++2OHCH-
3COO+NH4+2Ag↓+3
NH3+H2O
CH3CHO+2Cu(OH)2
CH3COOH+Cu2O↓+2H2O
2CH-3COOH+CaCO3=2CH3COO+Ca2++CO2↑+H2O CH-
2OH(CHOH)4CHO+2Ag[(NH3)2]++2OH
CH-
2OH(CHOH)4COO+NH4+2Ag↓+3NH3+H2O CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2
CH2OH(CHOH)4COOH+Cu2O↓+2H2O
5C2H4+12MnO+4+36H=12Mn2++10CO2↑+28H2O 5C2+2O4+2MnO4+16H=2Mn2++10CO2↑+8H2O Fe
Fe+2H+=Fe2++H2↑ Fe+Cu2+=Fe2++Cu Fe+2Fe3+=3Fe2+
Fe2++2OH-
=Fe(OH)2↓
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
2Fe2++Br2=2Fe3++2Br
-
4Fe2++O2+4H+=Fe3++2H2O
12Fe2++3O2+6H2O=8Fe3++4Fe(OH)3↓ 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
6Fe2++Cr2O7+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O 5Fe2++MnO4+8H+=5Fe3++Mn2+4H2O 3Fe2++NO3+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O Fe2++S2=FeS↓
-
HCO3+H+=CO2↑+H2O
3HCO3+Al3+=Al(OH)3↓+3CO2↑
3HCO3+Fe3+=Fe(OH)3↓+3CO2↑
22HCO3+Ca2++2OH=CaCO3↓+2H2O+CO3(向NaHCO3
溶液中加入少量澄清石灰水)
HCO3+Ca2++OH=CaCO3↓+H2O(足量澄清石灰水)
HCO3+Ca2++OH=CaCO3↓+H2O(向Ca(HCO3)2溶液中
加入少量NaOH溶液)
-
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl(向FeBr2溶液中通入少量Cl2) 2Fe2++4Br+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl(足量Cl2)
----
2HCO3+Ca2++2OH=CaCO3↓+2H2O+CO3(Ca(HCO3)2溶液中加入足量NaOH溶液)
22Fe2++2Br+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl(当n(FeBr2)/n(Cl2)=1:1时) HCO 3 +OH=CO3+H2O(向NH4HCO3溶液中加入少26Fe2++10Br-+8Cl-
2=6Fe3++5Br2+16Cl(当n(FeBr2)/n(Cl2)=3:4
时)
2Fe2++4I-+3Cl-2=2Fe3++2I2+6Cl(向FeI2溶液中足量Cl2)
2Fe2++6I-+4Cl-
2=2Fe3++3I2+8Cl(当n(FeI2)/n(Cl2)=3:4时) Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓ 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ 2Fe3++Fe=3Fe2+ 2Fe3++Zn=2Fe2++Zn2+ 2Fe3++3Zn=2Fe+3Zn2+
Fe3++3HCO3=Fe(OH)3↓+3CO2↑
Fe3++3AlO2+6H2O=Fe(OH)3↓+3Al(OH)3↓ 2Fe3++3CO23+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑ 2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+ 2Fe3++S2-
=2Fe2++S↓
2Fe3++2I-
=2Fe2++I2
2Fe3++SO22+2H2O=2Fe2++SO4+4H+ Fe3++3SCN-
=Fe(SCN)3(红色溶液)
Fe3++3H2O=Fe(OH)3(胶体)+3H+ FeO+2H+=Fe2++H2O Fe2O3+6H+=Fe3++3H2O Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O FeS+2H+=Fe2++H2S↑
H2O
H++OH-
=H2O
2H=2Na++2OH-2O+2Na+H2↑ 2H-2O+2Na2O2=4Na++4OH+O2↑ H2O+Na-
2O=2Na++2OH
H-
2O+Cl2=Cl+H++HClO H2O2
H-
2O2+2I+2H+=I2+2H2O
H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O
5H2O2+2MnO+2+4+6H=2Mn+5O2↑+8H2O H2O2+Cl2=2H++2Cl-
+O2↑
H22O2+SO2=2H++SO4 H2CO3系列 H2CO3
H++HCO3
HCO+CO23H+3
H22O+CO3HCO3+OH
HCOOH3+H22CO3+OH
HCOOH=CO23+3+H2O
量NaOH溶液)
HCO+2OH=CO23+NH43+H2O+NH3·H2O(向
NH4HCO3溶液中加入足量NaOH溶液) 2HCO23+SO2=SO3+CO2↑+H2O HCO+AlO232+H2O=Al(OH)3↓+CO3
H3PO4系列 H3PO4
H++H2PO4
HPO4H++HPO224 HPO2H+34+PO4 H3PO4+OH=H2PO4+H2O
H22PO4+OH=HPO4+H2O
HPO234+OH=PO4+H2O
PO34+H2O
HPO24+OH HPO2+HH+OH
42O2PO4H4+H2OH3PO4+OH2PO H++PO324=HPO4
H++HPO24=H2PO4
H++H2PO4=H3PO4
H2S系列 H-
2SH++HS
HS
-H++S2-
H++S2-
=HS- H++HS-
=H2S H-
-
2O+S2
HS+OH
HS-+H2O
H2S+OH
H--2S+OH=HS+H2O HS-+OH-=S2-
+H2O H-
2S+Cl2=2Cl+2H++S↓
2H2S+SO2=3S↓+2H2O 2H2S+O2=2S↓+2H2O H2S+Cu2+=2H++CuS↓
H2S+(CH3COO)2Pb=PbS↓+2CH3COOH H2S+2OH-=S2-
+2H2O
3HS-
+Al3++3H2O=Al(OH)3↓+3H2S↑
H2SO3系列
H2SO3
H++HSO3
HSO++SO23H3
HSO3+H2OH2SO3+OH-
HSO-SO23+OH=3+H2O HSO3+H+=SO2↑+H2O
H2SO3+Cl2+H2O=2Cl-
+SO2+4+4H I
2I-+2Fe3+=2Fe2++I2
2I-+Cl-
2=2Cl+I2 2I-
+Br2=2Br-+I2 I-
+Ag+=AgI↓
2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O
5I-
+IO-
+6H+=3I2+3H2O
I---
2+2OH=I+IO+H2O
I-
2+5Cl2+6H2O=12H++10Cl+2IO3
Mg
Mg+2H+=Mg2++H2↑ Mg2++2OH-
=Mg(OH)2↓
Mg2++CO23=MgCO3↓ MgCO3+2H+=Mg2++CO2↑+H2O MgO+2H+=Mg2++H2O Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O Mn
MnO-
2+2Cl+4H+=Mn2++Cl2↑+2H2O
MnO2++3+2+
4+5Fe+8H=5Fe+Mn4H2O
2MnOO=2Mn2++5SO2+4+5SO2+2H24+4H
2MnO4+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O
12MnO4+5C2H4+36H+=12Mn2++10CO2↑+28H2O
2MnO2+2+4+5C2O4+16H=2Mn+10CO2↑+8H2O
Na
2Na+2H2O=2Na++2OH-
+H2↑
2Na+Cu2++2H2O=2Na++Cu(OH)2↓+H2↑
NH3系列
NH+H2O
NH3·H2O+H+4 2NH24+SiO3+H2O=H4SiO4↓+2NH3↑
NH4+AlO2+H2O=Al(OH)3↓+NH3↑
NH-=CO24+HCO3+2OH3+H2O+NH3·H2O(向
NH4HCO3溶液中加入足量NaOH溶液) NH3+H2ONH3·H2O
NH3·H2ONH-4+OH
NH3·H2O+Ag
+
=AgOH↓+NH4+
2AgOH=Ag2O+H2O(AgNO3溶液中加入少量氨水) 2NH3·H2O+Ag+=[Ag(NH3)2]++H2O(足量氨水)
2NH3·H2O+Cu2+=Cu(OH)2↓+2NH4(向CuSO4溶液中加入少量氨水)
4NH3·H2O+Cu2+=[Cu(NH3)4]2++4H2O(足量氨水) 2NH3·H2O+Zn2+=Zn(OH)2↓+2NH4+(向ZnCl2溶液中加入少量氨水)
4NH3·H2O+Zn2+=[Zn(NH3)4]2++4H2O(足量氨水) 3NH3·H2O+Al3+=Al(OH)3↓+3NH4 2NO-
2+2I+4H+=2NO↑+I2+2H2O
5NOMnO2+24+6H+=2Mn2++5NO3+3H2O
NO3+3Fe2++4H+=3Fe3++NO↑+2H2O
2NO23+3SO2+2H2O=3SO4+2NO↑+4H+
2NO3+3Cu+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O
O
OH+H+=H2O
OH+CO2=HCO3 O2+2H2S=2S↓+2H2O O2+2S2-
+4H+=S↓+2H2O
O-
2+2HS+2H+=S↓+2H2O
O2+4Fe2++4H+=Fe3++2H2O
3O2+12Fe2++6H2O=8Fe3++4Fe(OH)3↓ O22+2SO3=2SO24 O-3+2I+2H+=I2+O2+H2O
P
PO3+4+3Ag=Ag3PO4↓
2PO34+3Ba2+=Ba3(PO4)2↓
2PO32+4+3Ca=Ca3(PO4)2↓
2PO34+3Mg2+=Mg3(PO4)2↓
PO3+
=HPO24+H4
PO3+2H+
=H42PO4
PO3+4+3H=H3PO4
Pb2++SO24=PbSO4↓
Pb2++S2-
=PbS↓
PbO-
2+2Cl+4H+=Pb2++Cl2↑+2H2O
(CH3COO)2Pb+H2S=PbS↓+2CH3COOH S
3S+6OH-=2S2-
+SO23+3H2O
S2-+H--
2O
HS+OH
3S2-+2Al3++6H2O=2Al(OH)3↓+3H2S↑ S2-
+2Fe3+=2Fe2++S↓
SO2+Ca2++2ClO-+H2O=CaSO4↓+HClO+H++Cl-
(少量SO2)2SO2+Ca2++2ClO-+4H-
2O=CaSO4↓+2Cl+4H++SO24(足量
SO2)
SO22+2Fe3++2H2O=2Fe2++SO+4+4H SO22+2HCO3=SO3+CO2↑+H2O SO-
22+2OH=SO3+H2O
SO-
2+OH=HSO3
SO2+Br22+2H2O=2Br-+2H++SO
4SO2+I2+2H2O=2I-
+2H++SO24
SO2+H2O2=2H++SO24
3SO22+2NO3+2H2O=3SO+4+2NO↑+4H SO--
22+ClO+H2O=2H++Cl+SO4 SO2+2H2S=3S↓+2H2O SO2+H2O
H2SO3
5SO+2MnO22+
4+2H2O=2Mn2++5SO4+4HSO23+2H+=SO2↑+H2O
SO2-3+H2OHSO3+OH SO22+4+Ba=BaSO4↓
SO2+2H++Ba2++2OH-4=BaSO4↓+2H2O(NaHSO4溶液中加Ba(OH)2,使溶液呈中性) SO2+2+-4+H+Ba+OH=BaSO4↓+H2O(NaHSO4溶液中加
Ba(OH)2,使Ba2+全部沉淀)
S2O3+2H+=S↓+SO2↑+H2O
Si
Si+2OH-
+H2O=SiO23+2H2↑
SiO-
22+2OH=SiO3+H2O
SiO23+2NH4+H2O=H4SiO4↓+2NH3↑
SiO2-3+CO2+2H2O=H4SiO4↓+CO32 SiO23+2H++H2O=H4SiO4↓
3SiO23+3+2Fe=Fe2(SiO3)2↓
3SiO23+2Al3+=Al2(SiO3)2↓
Zn
Zn+2H+=Zn2++H2↑ Zn+2OH-
=ZnO22+H2↑
Zn+2Fe3+=2Fe2++Zn2+(少量Zn片)
第六部分 电极反应方程式
一、原电池电极反应方程式1.Cu─H2SO4─Zn原电池 正极: 2H+ + 2e-
== H2↑
负极: Zn—2e-
== Zn2+
总反应式: Zn + 2H+ == Zn2+ + H2↑ 2.Cu─FeCl3─C原电池 正极: 2Fe3+ + 2e-
== 2Fe2+
负极: Cu —2e-
== Cu2+
总反应式: 2Fe3+ + Cu == 2Fe2+ + Cu2+ 3.钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀 正极:O--
2 + 2H2O + 4e == 4OH 负极:2Fe— 4e- == 2Fe2+
总反应式:2Fe + O2 + 2H2O == 2Fe(OH)2↓4.钢铁在潮湿的空气中发生析氢腐蚀
正极:2H+ +2e-
== H2↑ 负极:Fe —2e-
== Fe2+
总反应式:Fe +2H+ == Fe2+ +H2↑ 5.氢氧燃料电池(中性介质) 正极:O2 + 2H--
2O + 4e == 4OH 负极:2H-2—4e== 4H+
总反应式:2H2 + O2 == 2H2O 6.氢氧燃料电池(酸性介质) 正极:O2 + 4H+ + 4e-
== 2H2O
负极:2H-
2 — 4e== 4H+
总反应式:2H2 + O2 == 2H2O 7.氢氧燃料电池(碱性介质) 正极:O-
-2 + 2H2O + 4e == 4OH 二、电解电极反应方程式1.电解CuCl2溶液 阳极:2Cl- — 2e- == Cl2↑ 阴极:Cu2+ + 2e- == Cu
总反应式:2Cl- + Cu2+ ==== Cl电解
2↑ + Cu 2.电解精炼铜
阳极(粗铜):Cu —2e-
== Cu2+
阴极 (纯铜) :Cu2+ + 2e-
== Cu
总反应式:无 3.电镀铜
3Zn+2Fe3+=2Fe+3Zn2+(过量Zn片) Zn2++2H2O
Zn(OH)2+2H+
Zn2++2OH-
=Zn(OH)2↓
Zn2++2NH3·H2O=Zn(OH)2↓+2NH4(少量氨水) Zn2++4NH3·H2O=[Zn(NH3)4]2++4H2O(足量氨水) Zn(OH)2+2H+=Zn2++2H2O Zn(OH)22+2OH=ZnO2+2H2O ZnO+2H+=Zn2++H2O ZnO+2OH=ZnO22+H2O
负极:2H--
2 — 4e + 4OH == 4H2O 总反应式:2H2 + O2 == 2H2O 8.铅蓄电池(放电)
正极 (PbO) :PbO-222 + 2e + SO4 + 4H+ == PbSO4↓ +
2H2O
负极 (Pb) :Pb—2e- + SO24 == PbSO4↓
总反应式:Pb + PbO22 + 4H+ + 2SO4 == 2PbSO4↓ + 2H2O9.Al─NaOH─Mg原电池 正极:6H--
2O + 6e == 3H2 ↑+ 6OH
负极:2Al — 6e- + 8OH- == 2AlO2+ 4H2O
总反应式:2Al + 2OH-
+ 2H2O == 2AlO2+ 3H2↑
10 . CH 4 燃料电池 (碱性介质) 正极:2O--
2 + 4H2O + 8e == 8OH
负极:CH--24 —8e + 10OH ==CO3 + 7H2O
总反应式:CH + 2OH-4 + 2O2 == CO23 + 3H2O
11.熔融碳酸盐燃料电池
(Li2CO3和Na2CO3熔融盐作电解液,CO作燃料): 正极:O-
22 + 2CO2 + 4e == 2CO3(持续补充CO2气体)
负极:2CO + 2CO2-
3 — 4e == 4CO2
总反应式:2CO + O2 == 2CO2 12.银锌纽扣电池(碱性介质)
正极 (Ag--
2O) :Ag2O + H2O + 2e == 2Ag + 2OH负极 (Zn) :Zn + 2OH- —2e- == ZnO + H2O
总反应式:Zn + Ag2O == ZnO + 2Ag
阳极(纯铜):Cu— 2e-
== Cu2+
阴极(待镀金属,如Fe):Cu2+ + 2e-
== Cu
总反应式:无
4.电解饱和食盐水 阳极:2Cl- —2e-
== Cl2↑
阴极:2H--2O + 2e == H2↑ + 2OH
总反应式:2Cl- + 2H电解
-
2O ==== H2↑+ Cl2↑ + 2OH 5.电解HCl溶液 阳极:2Cl- - 2e- == Cl2↑
阴极:2H+ + 2e- == H2↑
总反应式:2Cl-
+ 2H+==== Cl电解
2↑ + H2↑ 6.电解NaOH溶液
阳极:4OH- —4e-
== O2↑ + 2H2O 阴极:4H--2O + 4e == 2H电解
2↑ + 4OH 总反应式:2H2O ==== 2H2↑+ O2↑ 7.电解H2SO4溶液
阳极:2H-2O — 4e == O2↑ + 4H+
阴极:4H+ +4e-
== 2H2↑
总反应式:2H电解
2O ==== 2H2↑ + O2↑ 8.电解KNO3溶液
阳极:2H-
2O —4e == O2↑ + 4H+
阴极:4H--
2O + 4e == 2H电解
2↑ + 4OH 总反应式:2H2O ==== 2H2↑ + O2↑
第七部分 热反应方程式
C
C(石墨,s) +O2(g) =CO2(g);ΔH= -393.5kJ·mol -1 C(金刚石,s) +O2(g) =CO2(g);ΔH= -395.4kJ·mol -1C(金刚石,s) =C(石墨,s);ΔH= -1.90kJ·mol -1 C(s) +H2O(g) =CO(g) +H2(g);ΔH= +131.3kJ·mol -1
C(s) +
1 O2 (g) =CO(g);ΔH= -110.5kJ·mol -12 C(s) +O2(g) =CO2(g);ΔH= -393.5kJ·mol -1
CO(g) +
12O2(g) =CO2(g);ΔH= -283kJ·mol -1 CaC2(s) +2H2O(l) =C2H2(g) +Ca(OH)2(s); ΔH= -127kJ·mol -1
CH4(g) +2O2(g) =CO2(g) +2H2O(l); ΔH= -890.3kJ·mol -1
C2H4(g) +3O2(g) =2CO2(g) +2H2O(l); ΔH= -1411kJ·mol -1
C2H52(g) +
2O2(g) =2CO2(g) +H2O(l); ΔH= -1300kJ·mol -1
C3H8(g) +5 O2 (g) =3CO2(g) +4H2O(l); ΔH= -2220.0kJ·mol -1
C8H2518(l) +
2O2(g) =8CO2(g) +9H2O(l); ΔH= -5518kJ·mol -1 CH33OH(l) +
2O2(g) =CO2(g) +2H2O(l); ΔH= -725.8kJ·mol -1
C2H5OH(l) +3O2(g) =2CO2(g) +3H2O(l); ΔH= -1367kJ·mol -1
C6H12O6(s) +6O2(g)=6CO2(g) +6H2O(l); ΔH= -2800kJ·mol -1 H
H2(g) +Cl2(g) =2HCl(g);ΔH= -184.6kJ·mol -1
2H2(g) +O2(g) =2H2O(g);ΔH= -483.6mol·L -1
9.电解CuSO4溶液
阳极:2H-
2O—4e == O2↑ + 4H+
阴极:2Cu2+ + 4e-
== 2Cu↓
总反应式:2Cu2+ + 2H电解
2O ==== 2Cu↓ + O2↑+ 4H+ 10.电解AgNO3溶液
阳极:2H2O— 4e-
== O2↑ + 4H+
阴极:4Ag+ + 4e-
== 4Ag↓电解
总反应式:4Ag+ + 2H
2O ==== 4Ag↓ + O2↑ + 4H+ 11.铅蓄电池充电
阳极:PbSO-
24 —2e+ 2H2O == PbO2 +SO4+ 4H+
阴极:PbSO-24 + 2e == Pb + SO电解4
总反应式:2PbSO2
4 + 2H2O ==== Pb + PbO2 + 4H+ + 2SO4B2H6(g) + 3O2(g) ==== B2O3(s) + 3H2O(l);ΔH = - 2165 kJ·mol-
1
H12(g) +
2O2(g) =H2O(l);ΔH= -241.8kJ·mol -1 2H2(g) +O2(g) =2H2O(l);ΔH= -571.6kJ·mol -1 H12(g) +
2O2(g) =H2O(l);ΔH= -285.8kJ·mol -1 2H2O(g) =2H2(g) +O2(g);ΔH= +483.6kJ·mol -1 H12O(g) =H2(g) +
2O2(g);ΔH= +241.8kJ·mol -1 2H2O(l) =2H2(g) +O2(g);ΔH= +571.6kJ·mol -1 H12O(l) =H2(g) +
O2(g);ΔH= +285.8kJ·mol -12 H2O(l) =H2O(g);ΔH= +44kJ·mol -1 H2O(g) =H2O(l);ΔH= -44kJ·mol -1 HCl(aq) +NaOH(aq) =NaCl(aq) +H2O(l);ΔH= -57.3kJ·mol
-1
H +(aq) +OH-
(aq) =H2O(l);ΔH= -57.3kJ·mol -1 N
N2(g) +O2(g)=NO2(g);ΔH= +180.7kJ·mol -1
N催化剂
2(g) +3H2(g) 高温、高压 2NH 3(g);ΔH= -92.4kJ·mol -1 4NH催化剂 3(g) +5O2(g)==== 4NO(g) +6H2O(g);ΔH= -907kJ·mol -1
△
2NO(g) +O2(g)=2NO2(g);ΔH= -113kJ·mol -1
3NO2(g) +H2O(l)=2HNO3(l) +NO(g);ΔH= -136kJ·mol -1. N2H4(g) +O2(g) =N2(g) +2H2O(g);ΔH= -534kJ·mol -1 N2H4(l) +2H2O2(l) =N2(g) +4H2O(g); ΔH= -641.6kJ·mol -1
2N2H4(g) +2NO2(g) =3N2(g) +4H2O(g); ΔH= -1135.7kJ·mol -1. P
P4(白磷,s) =4P(红磷,s);ΔH= -66.8kJ·mol -1. S
S(g) +O(g)==== SO点燃
22(g);ΔH= -297kJ·mol -1
高温
FeS2(s) +
111O2(g)==== Fe2O3(s) +2SO2(g); 42催化剂
ΔH= -853kJ·mol -1
1SO2(g) +O2 (g)
2 SO3(g);ΔH= -98.3kJ·mol -1
SO3(g) +H2O(l) =H2SO4(l);ΔH= -130.3kJ·mol -1
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