化学反应的“多向”、“多步”与化学方程式的“加合”，本文主要内容关键词为：化学方程式论文,化学反应论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
在化学反应中，有的在正反两个方向上都能进行（即可逆反应，又称对峙反应），有的反应物同时平行地进行不同的反应（即平行反应），有的经过连续几步才完成的，前一步的生成物就是下一步的反应物，如此连续地进行（即连串反应）。这些多向、多步进行的复杂反应，在书写化学方程式时，是否可以“加合”，在什么条件下可以“加合”？为此，笔者通过实例分析探讨如下。
例1 镁与硝酸反应，实验测得其气相产物有H[，2]、N[，2]、NO和NO[，2]，液相产物有Mg（NO[，3]）、NH[，4]NO[，3]和H[，2]O。生成这些产物的硝酸浓度范围为：H[，2]：c＜6.6mol/L;H[，2]和NH[，4][+]:c＜10mol/L;NO:0.1mol/L＜c＜10mol/L;NO[，2]:c＞0.1mol/L。各气相产物成分及含量随硝酸浓度变化曲线如图所示。
Mg-HNO[，3]、H[，2]O体系气体产率曲线图
解析 镁在硝酸中发生的反应有：
由此式可得气相产物H[，2]、N[，2]、NO和NO[，2]的体积比应为1:1:2:1。而事实并非如此。由实验结果及上图可知，镁与不同浓度的硝酸反应，不仅产物不完全相同，而且各产物的量各不相同。以镁与4mol\L的硝酸反应为例，此时气相产物虽有H[，2]、N[，2]、NO和NO[，2]等产生，但其体积比约为1:3:5:1。因此，镁与硝酸发生的平行反应，一般并不可以相加。
例2 锌粒投入1mol/LFeCl[，3]溶液（PH值≈2），立即有气泡产生，片刻后出现大量红褐色沉淀。
解析 以上实验可能发生反应的化学方程式有：
上述反应中，①和②及①和③为平行反应，②和③为连串反应。在这些反应中，反应②是一个可逆反应，反应过程中吸收热量，反应①和③自发、快速、放热，但③比①反应快、放热多，又是②的连串反应，因而反应②和③互相促进、互相依存（反应②为反应③提供反应物盐酸，反应③为反应②提供热能），进行得很完全、很彻底。因此反应②和③可以相加得下式④。
3Zn+2FeCl[，3]+6H[，2]O=3ZnCl[，2]+2Fe（OH）[，3]↓+3H[，2]↑ ④
平行反应①和②及①和③（或①和④），从实验结果即H[，2]和Fe（OH）[，3]的大量生成，可以推出反应以②③（或④）为主，①和它们是不能相加的。
例3 镁条投入5mL 0.2mol/LCuSO[，4]溶液中，其表面立即有气泡产生，周围有红色固体出现。片刻后底部有大量蓝色沉淀生成。待较长时间反应后，若镁条过量，液体蓝色消失，有白色沉淀生成，气泡继续产生，而红色固体量并没有明显增加。
解析 以上实验可能发生反应的化学方程式有
说明上述平行反应以反应②和③为主，也进一步说明平行反应的化学方程式一般是不能相加的。那么，连串反应②和③、②和④，他们一定能相加吗？我们知道，镁条在CuSO[，4]溶液里，随着反应的进行，溶液中的Cu[2+]浓度逐渐减小，而OH[-]离子和Mg[2+]离子浓度逐渐增大，反应进行到一定程度，就会出现两种情形。若CuSO[，4]溶液过量，待镁条反应完后，溶液中的Cu[2+]离子浓度尚较大，出现了
即Cu（OH）[，2]停止生成后，有白色沉淀Mg（OH）[，2]生成。在这种情况下，反应②生成的OH[-]离子，先与Cu[2+]结合，后又与Mg[2+]结合，那么反应②和③、②和④就不能相加。
综上所述，在复杂反应中，平行反应的化学方程式一般不能加合（当且仅当平行反应按化学方程式化学计量数的比例进行时，才可加合），而连串反应只有当前一反应的生成物全部作为下一反应的反应物参与反应时，才可加合。在多步反应计算中，对可加合的化学方程式，运用“加合”方法可直接找到已知物与未知物之间的转化关系或某种守恒关系，使计算一步到位，达到速解、巧解的目的，收到事半功倍的效果。