条件微变对化学反应现象的影响

　　这篇化学反应论文发表了条件微变对化学反应现象的影响，化学反应受到环境条件的影响，不同的条件会造成不同的现象和产物，这篇论文对条件改变会导致化学反应产生不同的现象和产物的主要反应类型进行归纳和总结。

　　关键词：化学反应论文,科学论文发表

　　化学反应总是在一定的条件下发生，当反应条件改变时常常会导致化学反应产生不同的现象和产物，正所谓“失之毫厘，谬以千里”，下面就条件改变会导致化学反应产生不同的现象和产物的主要反应类型进行归纳和总结。

　　一、反应物用量不同导致现象和产物不同

　　1.“未充分反应产物”能与过量的酸(或碱)继续反应生成新的化合物。例如：

　　(1)NaHCO3溶液与少量的Ca(OH)2溶液反应生成Na2CO3、CaCO3和水，NaHCO3溶液与足量的Ca(OH)2溶液反应生成NaOH、CaCO3和水;Ca(HCO3)2溶液与少量的NaOH溶液反应生成NaHCO3、CaCO3和水，Ca(HCO3)2溶液与足量的NaOH溶液反应生成Na2CO3、CaCO3和水。

　　(2)铝盐与强碱溶液反应:强碱少量时生成Al(OH)3白色沉淀;强碱过量时则生成偏铝酸盐无色溶液。

　　(3)偏铝酸盐与强酸溶液反应:强酸少量时生成Al(OH)3白色沉淀;强酸过量时则生成铝盐无色溶液。

　　(4)Na2CO3溶液中滴加稀盐酸反应:当滴加少量的稀盐酸时生成NaHCO3溶液;当滴加足量的稀盐酸时则有无色的CO2气体生成。(5)往澄清石灰水中通入CO2气体:通入少量CO2气体时生成CaCO3白色沉淀;通入过量CO2气体时则生成Ca(HCO3)2五色溶液。

　　(6)多元弱酸与强碱溶液反应：当碱的用量不同时可能生成不同的酸式盐或正盐，例如：H2CO3与NaOH反应，二者的物质的量之比由1：1逐变为1：2时，主要产物由NaHCO3逐渐变为Na2CO3;H3PO4与NaOH反应，二者的物质的量之比由1：1逐变为1：3时，主要产物由NaH2PO4逐渐变为Na2HPO4，直至变为Na3PO4。

　　(7)五氯化磷水解，当水的量较少时五氯化磷部分水解生成POCl3和HCl;当水的量较多时五氯化磷全部水解生成H3PO4和HCl。

　　2.“未充分反应产物”能与过量的氧化剂(或还原剂)继续反应生成新的化合物，特别是某些元素具有可变化合价，随着反应物用量的不同，可能生成不同价态的化合物。例如：

　　(1)硫化氢与少量氧气反应时生成硫单质和H2O硫化氢与足量氧气反应时生成SO2和H2O。

　　(2)木炭与O2、H2O、CuO等氧化剂反应时，木炭不足时生成CO2木炭充足则生成CO。(3)烃类燃烧时，氧气不足生成C、CO和H2O氧气充足则生成CO2和H2O。

　　(4)磷在少量的氧气中燃烧生成P2O3，磷在足量的氧气中燃烧生成P2O5;磷在少量的氯气中燃烧生成PCl3，磷在足量的氯气中燃烧生成PCl5。

　　(5)稀硝酸与少量铁反应生成NO和Fe(NO3)3;稀硝酸与足量铁反应生NO和Fe(NO3)2。(6)FeBr2溶液中通入Cl2反应，当FeBr2与Cl2的物质的量之比为2：1时，产物为FeBr3和FeCl3，当FeBr2与C12的物质的量之比为2：3时，产物为Br2和FeCl3;FeI2溶液中通入Cl2反应，当FeI2与Cl2的物质的量之比为1：1时，产物为I2和FeCl2当FeI2与Cl2的物质的量之比为2：3时，产物为I2和FeCl3。3.未充分反应产物能与过量的反应物发生其他类型的反应。例如，硝酸银与稀氨水反应，当氨水不足时生成氧化银沉淀;当氨水过量时因发生配合反应而生成银氨溶液。又如，往沸水中滴加饱和三氯化铁溶液制氢氧化铁胶体时，滴加少量饱和三氯化铁溶液即可制成氢氧化铁胶体，若滴加过量饱和三氯化铁溶液则会因为过多的FeCl3产生带电的离子，使得胶体发生聚沉，生成Fe(OH)3沉淀。

　　二、反应物浓度不同导致反应现象和产物不同

　　一些物质的部分性质在浓度不同时会表现出不同的强度，由此可导致反应生成不同的产物。

　　1.不同浓度的氧化性强酸的氧化性不同，它们与金属反应时会产生不同的现象和产物：浓硝酸与铜、锌等金属反应时，产生红棕色气体，HNO3被还原为NO2;稀硝酸与铜、锌等金属反应时，产生无色气体，HNO3被还原为NO;常温下浓硝酸不与铁和铝反应(钝化)，而稀硝酸则能与铁和铝反应生成相应的硝酸盐、NO和H2O;C与浓硝酸反应生成NO2、CO2和H2O，而C与稀硝酸反应生成NO、CO2和H2O。又如，浓硫酸能与铜反应生成CuSO4、SO2和H2O，而稀硫酸则不会与铜发生反应;常温下浓硫酸不与铁和铝反应(钝化)，而稀硫酸则能与铁和铝反应生成相应的硫酸盐和H2;浓硫酸与锌反应生成ZnSO4、SO2和H2O，稀硫酸与锌反应生成ZnSO4和H2;炭与浓硫酸反应生成SO2、CO2和H2O，而炭与稀硫酸则不能反应。再如，MnO2与稀盐酸不反应，而与浓盐酸在加热条件下却能反应生MnCl2、Cl2和H2O。

　　2.在氧化反应中，氧气含量的多少也会导致反应的剧烈程度不同。如，铁丝、铜丝和铝箔在空气中加热虽然都会被氧化成相应的金属氧化物，但不能燃烧，若将铁丝、铜丝和铝箔伸入盛有氧气(或富含氧气的空气)的集气瓶中点燃却都能剧烈燃烧。

　　三、温度不同导致现象和产物不同

　　在许多化学反应中，温度对反应的影响是不可忽略的关键问题，其中有些反应及产物的不同是因为产物在不同温度下的稳定性不同而造成的。例如：

　　(1)钠与氧气在常温下反应生成灰白色的Na2O，而在加热或点燃条件下则生成淡黄色的Na2O2。

　　(2)炭与足量的氧气反应通常生成CO2，但在高温下氧气不足的条件生成CO;铁在氧气中燃烧通常生成黑色的四氧化三铁，但在高温(例如炼钢时在钢水中吹氧)时生成氧化亚铁。

　　(3)氯气通入冷的NaOH溶液中生成NaClO和NaCl，氯气通入热的NaOH溶液中则生成NaClO3和NaCl。

　　(4)硝酸铵受热分解反应在不同温度下产物不同：110℃时生成NH3和HNO3;185～200℃时生成N2、O2和H2O;400℃以上时生成N2、O2和H2O同时有弱光;400℃以上时，生成N2、NO2和H2O并发生爆炸。有些反应则是由于反应物本身对温度的敏感性不同造成的。

　　例如：(1)苯的硝化反应对温度的要求十分严格，因此需要水浴加热控制温度在55~60℃，如果温度超过60℃，将有二硝基苯、苯磺酸等生成。

　　(2)五氧化二磷与冷水反应生成HPO3，与热水反应则生成H3PO4。

　　(3)乙醇与浓硫酸混合加热到170℃左右时，乙醇发生分子内脱水生成乙烯;如果是加热到140℃，乙醇发生的则是分子间脱水生成乙醚。

　　四、反应物状态不同导致现象和产物不同

　　对于相同的反应物在不同的聚集状态下，反应可能发生，也可能不发生。例如：

　　(1)铁丝、铜丝和铝箔在空气中加热虽然都会被氧化成相应的金属氧化物，但不能燃烧;而在空气中加热铁粉、铜粉和铝粉则都能燃烧。

　　(2)氯化钠和硝酸钠在溶液中都不会与硫酸反应，而氯化钠和硝酸钠固体与浓硫酸在微热条件下可以分别生成盐酸和硝酸。

　　(3)在气相条件中，碘化氢和硫反应生成硫化氢和碘，在溶液中反应反向进行硫化氢和碘反应生成碘化氢和硫的反应。

　　五、介质不同导致反应现象和产物不同

　　1.相同溶液不同溶剂对反应的影响。例如，卤代烃与氢氧化钠的水溶液共热发生取代反应生成相应的醇和卤化钠;而卤代烃与氢氧化钠的醇溶液共热发生的则是消去反应生成相应的烯烃(或炔烃)及卤化钠。

　　2.介质的pH对反应的影响。例如，高锰酸钾在不同酸碱条件下的氧化性不同，导致其在不同酸碱条件下反应的产物也不相同，在碱性溶液中生成MnO42-，在中性溶液中生成棕色的MnO2固体，在酸性溶液中生成肉色(近乎无色)的Mn2+。又如，醛类物质与新制Cu(OH)2悬浊液反应时，只有在碱性环境中反应才能生成砖红色的Cu2O沉淀。

　　3.原电池中不同电解质对电极反应的影响。例如，同是甲醇氧气燃料电池，其电解质分别为KOH溶液、H2SO4溶液、熔融碳酸盐和掺杂Y2O3的ZrO3的固体电解质时，其电极反应式各不相同。

　　六、滴加等操作顺序不同导致现象和产物不同

　　1.往AlCl3溶液中逐滴滴加NaOH溶液时，产生白色沉淀Al(OH)3，当沉淀量达最大值后继续滴加NaOH溶液，白色沉淀逐渐溶解最终完全消失生成NaAlO2;而往NaOH溶液中逐滴滴加AlCl3溶液时，产生白色沉淀，但白色沉淀立即消失生成NaAlO2，若继续滴加AlCl3溶液又会出现白色沉淀Al(OH)3。

　　2.往NaAlO2溶液中逐滴滴加稀盐酸时，先产生白色沉淀Al(OH)3，当沉淀量达最大值后继续滴加稀盐酸，白色沉淀逐渐溶解最终完全消失生成NaAlO2;而往稀盐酸中逐滴滴加NaA-lO2溶液时，产生白色沉淀，但白色沉淀立即消失生成AlCl3，若继续滴加NaAlO2溶液又会出现白色沉淀Al(OH)3。

　　3.往Na2CO3溶液中逐滴滴加稀盐酸时，开始一段时间无气泡产生，当滴加的稀盐酸达一定量时才产生无色气体CO2;而往稀盐酸中逐滴滴加Na2CO3溶液时，立即产生无色气体CO2。

　　4.向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸，产生白色胶状沉淀;向稀盐酸中滴加Na2SiO3溶液，形成无色透明溶液(胶体)。

　　5.向NaI和CCl4的混合液中滴加少量氯水，振荡后CCl4层显紫色;向氯水中滴加少量NaI和CCl4的混合液，振荡后CCl4层仍是无色，因为过量的氯水将碘单质氧化成碘酸。

　　七、其他条件导致反应现象和产物不同光照、微波辐射、磁场，超声波等可以使反应物分子中的特定部位活性增大而影响反应现象和产物。例如，用FeCl做催化剂时，苯与氯气发生取代反应生成氯苯;紫外光照射条件下，苯与氯气发生加成反应生成六环己烷。此部分由于超出中学化学考纲要求，故简单了解即可。

　　作者：寸待罗 单位：腾冲市民族完全中学

　　推荐阅读：《中国生物化学与分子生物学报》(Chin J Biochem Mol Biol) (原名生物化学杂志)1985年创刊，是中国科学技术协会主管，中国生物化学与分子生物学会和北京大学共同主办的国家生物学类/基础医学类核心期刊(月刊)。