氢氧化合的机理

时间:2023-03-23 10:46:27 松涛 数学毕业论文 我要投稿
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氢氧化合的机理

  在平时的学习中,是不是经常追着老师要知识点?知识点就是一些常考的内容,或者考试经常出题的地方。相信很多人都在为知识点发愁,以下是小编帮大家整理的氢氧化合的机理,仅供参考,欢迎大家阅读。

  本文为证明能量守恒和转化定律不能成立的3个方法中能量存储的失效的说明文件。本文主要从力学原理说明氢氧化合反应的微观能量过程,提出氢氧化合反应过程中,释放能量的过程主要在氧分子分解或化合成其它物质的过程。该文的分析过程所采用的氧原子核模型为球壳式原子核结构模型 ——和原子核外电子的力学分布方法中的16O(2),在原子核原子的结构的分析中,可参见该文。

  水

  水包括天然水(河流、湖泊、大气水、海水、地下水等),人工制水(通过化学反应使氢氧原子结合得到水)。水(化学式:H2O)是由氢、氧两种元素组成的无机物,在常温常压下为无色无味的透明液体。水是地球上最常见的物质之一,是包括人类在内所有生命生存的重要资源,也是生物体最重要的组成部分。水在生命演化中起到了重要的作用。

  水在1个大气压(atm,1atmosphere)时(101.325kPa),温度在0 ℃以下为固体(固态水),0℃为水的冰点。从0℃~100℃之间为液体(通常情况下水呈现液态)。100℃以上为气体(气态水),100℃为水的沸点。纯水在0℃时密度为999.87kg/m3,在沸点时水的密度为958.38kg/m3,密度减小4%。在4℃是密度最大,为1 000kg/m3。水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)

  水分子式: H2O 分子量:18.02

  沸点:100℃(一个标准大气压下)

  化学性质

  1.稳定性:在2 000℃以上才开始分解。

  水的电离:纯水中存在下列电离平衡:H2O==可逆==H++OH-或H2O+H2O==可逆==H3O++OH-

  注:"H3O+"为水合氢离子,为了简便,常常简写成H+,纯水中氢离子物质的量浓度为10^-7mol/L。

  2.水的氧化性:水跟较活泼金属或碳反应时,表现氧化性,氢被还原成氢气2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

  Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑

  3Fe+4H2O(水蒸气)=Fe3O4+4H2↑

  C+H2O=CO↑+H2↑(高温)

  3.水的还原性:

  最活泼的非金属氟可将水中负二价氧,氧化成氧气,水表现还原性 2F2+2H2O=4HF+O2↑

  4.水的电解:

  水在电流作用下,分解生成氢气和氧气,工业上用此法制纯氢和纯氧 2H2O=2H2↑+O2↑

  5.水化反应:

  水可跟活泼金属的碱性氧化物、大多数酸性氧化物以及某些不饱和烃发生水化反应。

  H2O2Na2O+H2O=2NaOH

  CaO+H2O=Ca(OH)2

  SO3+H2O=H2SO4

  P2O5+3H2O=2H3PO4

  CH2=CH2+H2O←→C2H5OH

  6.水解反应

  氮化物水解:Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑

  碳化钙水解: CaC2(电石)+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑

  卤代烃水解: C2H5Br+H2O←→C2H5OH+HBr

  醇钠水解:C2H5ONa+H2O→C2H5OH+NaOH

  酯类水解:CH3COOC2H5+H2O←→CH3COOH+C2H5OH

  多糖水解:(C6H10O5)n+nH2O←→nC6H12O6

  7.水分子的直径

  数量级为10的负十次方,一般认为水的直径为2~3个此单位.。

  水的性质

  水在常温常压下为无色无味的透明液体。在自然界,纯水是罕见的,水通常多是酸、碱、盐等物质的溶液,习惯上仍然把这种水溶液称为水。纯水可以用铂或石英器皿经过几次蒸馏取得,当然,这也是相对意义上纯水,不可能绝对没有杂质。水是一种可以在液态、气态和固态之间转化的物质。固态的水称为冰;气态叫水蒸气。水汽温度高于374.2℃时,气态水便不能通过加压转化为液态水。

  在20℃时,水的热导率为0.006J/(s·cm·K),冰的热导率为0.023 J/(s·cm·K),在雪的密度为0.1×103kg/m3时,雪的热导率为0.00029J/(s·cm·K)。水的密度在3.98℃时最大,为1×103kg/m3,温度高于3.98℃时,水的密度随温度升高而减小 ,在4℃时,水的密度最大,在0~3.98℃时,水不服从热胀冷缩的规律,密度随温度的升高而增加。水在0℃时,密度为0.99987×103kg/m3,冰在0℃时,密度为0.9167×103kg/m3。因此冰可以浮在水面上。

  过氧化氢

  分子

  分子式:H2O2

  分子结构:O原子以sp3杂化轨道成键、分子为共价极性分子。

  相对分子质量: 34.01

  H.O两种元素的质量比:(1×2):(16×2)=2:32=1:16

  外观与性状: 水溶液为无色透明液体,有微弱的特殊气味。纯过氧化氢是淡蓝色的油状液体。

  理化特性

  主要成分: 工业级分为27.5%、35%两种。熔点(℃): -0.89℃(无水)

  沸点(℃): 152.1℃(无水)

  折射率:1.4067(25℃)

  相对密度(水=1): 1.46(无水)

  饱和蒸气压(kPa): 0.13(15.3℃)

  溶解性:能与水、乙醇或乙醚以任何比例混合。不溶于苯、石油醚。

  结构:H-O-O-H 没有手性,由于-O-O-中O不是最低氧化态,故不稳定,容易断开。

  溶液中含有氢离子,而过氧根在氢离子的作用下会生成氢氧根离子,其中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度。

  毒性LD50(mg/kg):大鼠皮下700。

  燃爆危险: 本品助燃,具强刺激性。

  分解产生氧气

  1.取5ml5%的过氧化氢溶液于试管中,将带火星的木条伸入试管中,木条没有复燃。

  2.取5ml5%的过氧化氢溶液于试管中,加热,再将带火星的木条伸入试管中,木条复燃。

  3.取5ml5%的过氧化氢溶液于试管中,加入少量二氧化锰,再将带火星的木条伸入试管中,木条复燃。二氧化锰做催化剂,和过氧化氢反应生成氧气和水。

  (一)、过氧化氢

  1、过氧化氢的分子结构 过氧化氢是含有极性键和非极性键的极性分子,其结构式为H—O—O—H,电子式为:

  2、过氧化氢的物理性质 过氧化氢是一种无色黏稠的液体,它的水溶液俗称双氧水。

  3、过氧化氢的化学性质:

  (1)H2O2是二元弱酸,具有酸性

  (2)氧化性

  H2O2+2KI+2HCl=2KCl+I2+2H2O

  2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O

  H2O2+H2S=S↓+2H2O H2O2+SO2=H2SO4

  注:在酸性条件下H2O2的还原产物为H2O,在中性或碱性条件其还原产物为氢氧化物。

  (3)还原性

  2KMnO4+5H2O2+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+5O2↑+8H2O

  H2O2+Cl2=2HCl+O2注:H2O2的氧化产物为O2

  (4)不稳定性

  4、 H2O2的保存方法 实验室里常把H2O2装在棕色瓶内避光并放在阴凉处。

  5、H2O2的用途作消毒、杀菌剂,作漂白剂、脱氯剂,纯H2O2还可作火箭燃烧的氧化剂等。

  电解反应

  电解双氧水会生成臭氧和水,同时水又生成氢气和氧气。

  分步反应化学方程式:

  一、3H2O2=(通电)=3H2O+O3↑

  二、2H2O=(通电)=2H2↑+O2↑

  总反应化学方程式为:

  6H2O2=(通电)=6H2↑+2O3↑+3O2↑

  首次生成的臭氧颜色为橙黄。

  主要用途

  在不同的情况下可有氧化作用或还原作用。可用氧化剂、漂白剂、消毒剂、脱氯剂,并供火箭燃料、有机或无机过氧化物、泡沫塑料和其他多孔物质等。

  医用双氧水(3%左右或更低)是很好的消毒剂。

  工业用是10%左右用于漂白,作强氧化剂,脱氯剂,燃料等。

  实验用做制O2原料。

  详细见过氧化氢

  超氧化氢

  化学式:HO2

  由臭氧和水反应而得。

  H2O + O3——2HO2

  近来意大利科学家发现O4后,又有一新的制取方法:

  H2+ O4——2HO2(条件只需微热)

  反应在冷凝管中进行,可稳定保存在棕色细口瓶中。

  蓝色液体,氧化性很强,又拟卤素氢化物的性质:

  HO2+ AgNO3——AgO2↓(微溶) + HNO3

  8HO2+ 2MnO2——2HMnO4+ 3H2↑ +6O2↑

  电解:2HO2——H2↑ + O4↑

  将活泼金属投入其中会燃烧起来,同时在表面分解产生的氢气也会燃烧,有时甚至会发生爆炸。因此超氧化氢又被称为“火氢水”。

  据说0.5%~2%的火氢水杀毒效果不亚于双氧水,因此火氢水可能成为一种新的消毒剂使用。

  另外,反应8HO2+ 2MnO2——2HMnO4+ 3H2↑ +6O2↑ 可用于制氧气(利用向上排空气法可除去氢气)。

  一般以双分子形式存在,十分不稳定,加热会爆炸。

  一种弱酸,也是一种自由基,具有极高的活性。超氧化物(超氧化钾/铷/铯/钙/锶/钡)于冷水或稀酸反应可生成,常温存在时间极短,很快分解成水和氧气。4HO2=2H2O+3O2↑。因而是很强的氧化剂。

  超氧酸分子中含有未成对电子,因此具有顺磁性,中心氧原子为sp3杂化,不能形成π键,是和左右的原子分别形成两个σ键。

  与氢有关的化学方程式:

  Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑

  现象:有可燃烧的气体生成

  通过上面的讲解希望同学们能很好的学习,相信同学们会学习的很好,预祝大家很好的参加考试。

  初中化学关于自然界中水的方程式汇总

  下面是对有关自然界中的水的方程式汇总学习,希望同学们很好的掌握下面的知识。

  自然界中的水:

  17.水在直流电的作用下分解(研究水的组成实验):2H2O 通电 2H2↑+ O2 ↑

  18.生石灰溶于水:CaO + H2O == Ca(OH)2

  19.二氧化碳可溶于水: H2O + CO2==H2CO3

  相信上面对自然界中的水的相关化学方程式的讲解,同学们已经能很好的掌握了吧,相信同学们会从中学习的很好的哦。

  初中化学中氧气的性质方程式汇总讲解

  对于化学方程式中,关于氧气的性质知识的方程式学习,同学们认真看看下面的内容。

  氧气的性质:

  (1)单质与氧气的反应:(化合反应)

  1. 镁在氧气中燃烧:2Mg + O2 点燃 2MgO

  2.铁在氧气中燃烧:3Fe + 2O2 点燃 Fe3O4

  3. 铜在氧气中受热:2Cu + O2 加热 2CuO

  4. 铝在氧气中燃烧:4Al + 3O2 点燃 2Al2O3

  5. 氢气在氧气中燃烧:2H2 + O2 点燃 2H2O

  6. 红磷在氧气中燃烧(研究空气组成的实验):4P + 5O2 点燃 2P2O5

  7.硫在氧气中燃烧: S + O2 点燃 SO2

  8. 碳在氧气中充分燃烧:C + O2 点燃 CO2

  9. 碳在氧气中不充分燃烧:2C + O2 点燃 2CO

  (2)化合物与氧气的反应:

  10.一氧化碳在氧气中燃烧:2CO + O2 点燃 2CO2

  11. 甲烷在氧气中燃烧:CH4 + 2O2 点燃 CO2 + 2H2O

  12. 酒精在氧气中燃烧:C2H5OH + 3O2 点燃 2CO2 + 3H2O

  (3)氧气的

  13.拉瓦锡研究空气的成分实验 2HgO 加热 2Hg+ O2 ↑

  14.加热高锰酸钾:2KMnO4 加热 K2MnO4 + MnO2 + O2↑(实验室制氧气原理1)

  15.加热氯酸钾和二氧化锰混合物:2KClO3 =加热 MnO2= 2KCl+3O2 ↑ (实验室制氧气原理2)

  16.过氧化氢在二氧化锰作催化剂条件下分解反应: 2H2O2 =MnO2= 2H2O+ O2 ↑(实验室制氧气原理3)

  植物的光合作用:6CO2+6H2O 阳光/叶绿素 6O2+C6H12O6

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