如何正確理解化學方程式?

時間 2021-05-31 11:20:11

1樓:寒天0305

過氧化氫溶液中,過氧化氫發生分解是自發的。首先過氧化氫會在水裡電解成氫離子、過氧化氫根離子(O2H-),以及再次電離產生的過氧根離子(電解比例很小),由於過氧化氫根離子存在乙個氧原子間的共價鍵,又從氫原子處獲得了兩個電子,形成了每個氧原子周圍都有八個電子的滿軌道。但同時,由於氧原子的穩定化合價為負二價和0價,所以負一價的過氧化氫根離子同時具有氧化性和還原性,所以當有兩個過氧化氫根離子時,在溶液中就會相互氧化還原,一邊的過氧根離子失去兩個電子變成氧氣,一邊的過氧化氫根離子得到兩個電子變成兩個氧離子和兩個氫離子結合形成兩個氫氧根離子。

由於過氧化氫在水溶液中電解的比例很小(似乎比水還小),所以溶液中過氧化氫根離子的比例很小,所以雖然反應後生存氧氣始終在消耗過氧根離子,但是反應速度特別慢。

當然,如果溶液中只有乙個過氧根離子就不會發生上述反應,因為乙個過氧根離子只能充當氧化劑或者還原劑,無法做出自我氧化還原。圖一為反應機理。(ps,畫圖的時候忘了初步電離產生的過氧化氫根離子比二次電離後產生的過氧根離子多,反正反應是相近的沒什麼區別。

)至於純過氧化氫液體,我高中時沒學過。

而二氧化錳的催化,某種意義上是參與了反應。

首先,過氧根離子具有較強的氧化性,而二氧化錳中錳是正四價,而錳的穩定價態有正二,正四,正六,正七四個,而過氧根先會把正四價的二氧化錳氧化到正六價,變成錳酸H2MnO4,但錳酸溶於酸性的過氧化氫溶液(過氧化氫溶液理論上會呈非常弱的酸性,因為過氧化氫溶於水後會變成氫離子和過氧化氫離子(O2H-)和過氧根離子)會與過氧化氫迅速反應再次生存二氧化錳和氧氣還有水,這裡過氧化氫會失去電子做還原劑。

聽起來很像脫了褲子放屁,但會這樣反應的原因,是這樣反應更快,溶液中的過氧化氫電離出來的離子與二氧化錳的接觸面積比兩個過氧根(過氧化氫根)更大(畢竟二氧化錳就在那原地不動,而溶於水電離後的離子跑的賊快了,一邊是乙個不動乙個亂動,一邊是兩邊都在亂動,相遇概率大的肯定是不動的那個),同時,反應的啟動能量也會更少。所以雖說催化劑反應前後物質不變,但鬼知道變完之後的氧原子來自過氧化氫還是依舊是原來的氧原子(其實這一點可以證明的,可以用氧的同位素進行驗證,比如二氧化錳的氧是18而過氧化氫是16,是不是發生了氧原子的替換就看催化劑反應完質量有沒有變輕,反正我學的時候沒講過(或者講了我忘了))

2樓:烯醇和酮

單個化學方程式很少能夠描繪出分子在微觀上的反應機理對於這樣的方程式,我認為最好從乙個巨集觀的反應系統的角度去理解它反應系統從巨集觀上看的成分,比例,條件,催化劑……等元素都被表示了出來其實關於二氧化錳催化過氧化氫的微觀機理至今都在爭論中,金屬氧化物的表面化學等問題都是困擾大家的難題,這裡就不多做贅述了。所以對於單個過氧化氫分子究竟發生了什麼。。。題主可以去查查,這個需要進一步的研究~

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