初中化学党一定知道，活泼金属能够和酸发生置换反应，生成氢气和盐。活泼金属和酸反应的置换反应图像问题，乍一看十分友好，而当出题者偷偷换掉横坐标后，斜率和终点所表示的意义就完全不一样啦！来来来，啥也不说了，上例题！生成氢气质量与时间的图像例1下图是X、Y、Z三种等质量的金属，与足量相同质量分数的盐酸溶液充分反应，生成氢气质量随时间的变化图示，请根据该图示判断三种金属活动性强弱的顺序是_______。解析：图中上升段的斜率为H2的质量/时间t，即单位时间内生成氢气的质量。斜率越大，单位时间内生成的氢气的质量也就越多，反应就越剧烈，金属活动性越强。所以结论为三种金属活动性强弱顺序为Y＞X＞Z。拓展：通过图像的终点可以看出生成氢气的质量大小顺序为X＞Y＞Z，那么我们思考，在金属质量相等，与足量相同质量分数的盐酸溶液充分反应，影响生成氢气质量的原因有哪些？我们假设一种金属M可以与稀盐酸发生反应且只与稀盐酸中的HCl发生置换反应，它的化合价为a，相对原子质量为b，反应后生成的氢气质量为m，那么我们可以得到化学方程式如下：M+aHCl=MCla+a/2H2↑1a/2质量比：bm通过上式可得，m=a/2b。结论：等质量的金属与足量相同质量分数盐酸充分反应生成的氢气质量，只和它的化合价变化量及相对原子质量的比值有关，我们把这个比值叫做等质价比，等质价比越大，产生的氢气质量就越多。思考：等物质的量的镁、铝、铁三种金属，与足量相同质量分数的盐酸溶液充分反应，生成氢气质量随时间的变化图像该怎么画？思路：判断斜率要根据金属的活动性顺序，判断终点要比较化合价对生成物物质的量的影响。结论：等物质的量的金属与足量相同质量分数盐酸充分反应生成的氢气质量，只和它的化合价变化量有关，这个值越大，产生的氢气质量就越多。图像如下：练习1判断下图是否正确反映了“等物质的量的大小相同的锌片，铝片分别与足量且质量分数相同的稀硫酸反应解析：这里题目给出的条件是，物质的量相同，大小相同，而横坐标是时间，那么可以得出，斜率是由金属活动性顺序得出，所以斜率错误；而对于终点，物质的量相同，生成氢气质量只与化合价变化量有关，所以Al生成氢气的质量大于Zn生成氢气的质量，终点正确。所以此图没有正确表示此反应的现象。生成的氢气质量与酸的质量的图像例2向等物质的量的铝，镁，铁三种金属中滴加相同质量分数的盐酸，小明认为生成的氢气质量与加入盐酸的质量关系如下图所示，试判断图像对错。解析：我们先对斜率进行分析，这里的斜率代表的是，当盐酸量不足，单位质量的盐酸和足量的金属反应生成氢气的质量，很明显，根据化学方程式及质量守恒定律，当盐酸的量不足时，生成氢气的量要根据盐酸的量来计算，拿铁来举例，若盐酸的质量为m，则生成氢气的质量为m/2，和其他量并无关系：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑mm/2即此题的斜率，单位质量的盐酸和足量的金属充分反应生成氢气的量是一样的。再看终点，此时盐酸是足量的，铝，镁，铁完全反应，等物质的量的金属和足量盐酸完全反应得到氢气的质量只和化合价变化量有关，所以二价的镁和铁生成氢气的质量相同，而三价的铝比镁和铁生成氢气的质量要多，所以Al图像的终点要高一些。思考：联系到拓展中得到的结论，如果将例2中的条件“等物质的量”改为“等质量”，得到的图像是怎样的呢？此时的斜率和终点又是什么意义呢？解析：图像如下对于斜率，我们在例2的解析中已经研究过，此题的斜率，单位质量的盐酸和足量的金属充分反应生成氢气的量，是一样的。再来看终点，参照例1拓展的结论，等质量的金属与足量相同质量分数盐酸反应生成的氢气质量只和等质价比有关，可求得等质价比：Al：3/27Mg：2/24Fe：2/56，而3/27＞2/24＞2/56，故等质量的Al，Mg和Fe和足量的盐酸充分反应，生成氢气的质量：Al＞Mg＞Fe，即图像终点：Al＞Mg＞Fe。练习2已知等质量的铝和镁，分别与足量，质量分数相同的稀硫酸充分反应，下图能否正确反映生成氢气的质量和加入稀硫酸的质量关系？解析：题目给出信息，横坐标为酸的质量，前面已经分析过，当酸不足时，生成氢气的质量和加入稀硫酸的质量成正比，所以这里的斜率是固定的，又因为，等质量的金属与足量质量分数相同的稀硫酸充分反应生成的氢气质量只和等质价比有关，所以终点是Al大于Mg，故此图像正确。生成的氢气质量与金属质量的图像例3向一定质量分数的稀盐酸中不断加入铝、镁、铁三种金属粉末，生成氢气的质量和加入金属质量的图像关系如下图，试分析，图像的斜率和终点分别代表什么？解析：我们取反应停止之前X轴上一点P，做垂直与X轴的一条虚线，这条虚线和三个图像分别有一个交点，我们通过这个交点可以得到结论：金属质量相等（为P）时，生成氢气的质量大小顺序为：Al＞Mg＞Fe，和前两类得到的结论一致，即等质量的金属和足量酸充分反应得到氢气的量和等质价比有关，等质价比越大，图像斜率越大。金属粉末继续添加，当酸被反应完，不再继续产生氢气，这里的终点意义是：当金属足量，稀盐酸不足时，生成氢气的质量和加入稀盐酸的质量成正比，即终点是一样的。练习3向一定质量分数的稀盐酸中不断加入锌、铁两种金属粉末，小明将生成氢气的质量和加入金属质量的图像关系绘制如下图，试判断图像正误解析：这里横坐标是加入金属的质量，纵坐标是氢气的质量，斜率的意义是：等质量的金属与足量相同质量分数盐酸反应生成的氢气质量，而此值只和它的等质价比有关，又因为Zn的等质价比小于Fe，即斜率：Fe＞Zn，故图像斜率错误。再看图像的终点，当金属足量，稀盐酸不足时，生成氢气的质量和加入稀盐酸的质量成正比，即：Fe和Zn的终点是一样的，终点正确。故此图错误。说了这么多，记性不好的同学估计已经蒙圈了，上面的分析太细致？不着急，记住下面的总结图就可以哒！总结：（以Al，Mg，Fe为例）
本文编辑：佚名
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