汽车剧烈碰撞时,安全气囊中发生反应:10NaN3+2KNO3=K2O+5Na2O+16N2↑。若氧化产物比还原产物多1.75mol,则下列判断不正确的是
A.生成44.8L N2(标准状况)
B.有0.25 mol KNO3被还原
C.转移电子的物质的量为1.75mol
D.被氧化的N原子的物质的量为3.75mol
C
【解析】
该反应中,NaN3为还原剂,KNO3为氧化剂。根据反应方程式为10NaN3+2KNO3=K2O+5Na2O+16N2↑,10molNaN3中的N均化合价升高得到氧化产物N2,根据N原子守恒,氧化产物有15molN2,2molKNO3中的N化合价降低,得到还原产物N2,还原产物有1molN2;可知每生成16molN2,氧化产物比还原产物多了15-1mol=14mol。现氧化产物比还原产物多1.75mol,设生成的N2的物质的量为x,有,得x=2mol。
【详解】
A. 计算得生成2mol N2,在标况下的体积为2mol×22.4L·mol-1=44.8L,A正确;
B. KNO3做氧化剂,被还原;生成2mol N2,需要0.25mol KNO3参加反应,B正确;
C. 2molKNO3参加反应转移10mol电子,生成16molN2。现生成2molN2,则有0.25molKNO3参与反应,转移1.25mol电子,C错误;
D. 被氧化的N原子为NaN3中的N原子,0.25mol KNO3参加反应,则有1.25mol NaN3参加反应,所以被氧化的N原子有3×1.25mol=3.75 mol,D正确;
故合理选项为C。
【点睛】
该题中,氧化产物、还原产物都是N2,但是0价N原子的来源及途径不同,所以要仔细分析氧化产物比还原产物多的说法。
氧化还原反应:
有电子转移(得失或偏移)的反应;(无电子转移(得失或偏移)的反应为非氧化还原反应)
反应历程:
氧化还原反应前后,元素的氧化数发生变化。根据氧化数的升高或降低,可以将氧化还原反应拆分成两个半反应:氧化数升高的半反应,称为氧化反应;氧化数降低的反应,称为还原反应。氧化反应与还原反应是相互依存的,不能独立存在,它们共同组成氧化还原反应。
有电子转移(得失或偏移)的反应;(无电子转移(得失或偏移)的反应为非氧化还原反应)
电子的得失过程:
其过程用核外电子排布变化情况可表示为:
氧化还原反应中存在以下一般规律:
强弱律:氧化性:氧化剂>氧化产物;
还原性:还原剂>还原产物。
价态律:元素处于最高价态,只具有氧化性;元素处于最低价态,只具有还原性;处于中间价态,既具氧化性,又具有还原性。
转化律:同种元素不同价态间发生归中反应时,元素的氧化数只接近而不交叉,最多达到同种价态。
优先律:对于同一氧化剂,当存在多种还原剂时,通常先和还原性最强的还原剂反应。守恒律:氧化剂得到电子的数目等于还原剂失去电子的数目。
氧化还原性的强弱判定:
物质的氧化性是指物质得电子的能力,还原性是指物质失电子的能力。物质氧化性、还原性的强弱取决于物质得失电子的能力(与得失电子的数量无关)。从方程式与元素性质的角度,氧化性与还原性的有无与强弱可用以下几点判定:
(1)从元素所处的价态考虑,可初步分析物质所具备的性质(无法分析其强弱)。最高价态——只有氧化性,如H2SO4、KMnO4中的S、Mn元素;最低价态,只有还原性,如Cl-、S2-等;中间价态——既有氧化性又有还原性,如Fe、S、SO2等。
(2)根据氧化还原的方向判断:氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物。
(3)根据反应条件判断:当不同的氧化剂与同一种还原剂反应时,如氧化产物中元素的价态相同,可根据反应条件的高、低进行判断,如是否需要加热,是否需要酸性条件,浓度大小等等。
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