理论化学 ΔH与mol

CO₂ 的相对分子质量为 12+16×2=44，所以 0.50 mol 的质量是 44×0.50=22 g。44 g 是把它与 1 mol 混淆而设下的陷阱。要机械地套用“质量＝摩尔质量×物质的量”。

标准状况下 1 mol 气体约占 22.4 L，所以 11.2÷22.4=0.50 mol。反过来除成 22.4÷11.2=2.0 是最常见的失误。记牢“体积÷22.4”的方向。

物质的量浓度×体积(L)＝物质的量，所以 0.20×0.500=0.10 mol。忘记把 500 mL 换算成 0.5 L 而答 0.20 mol 是典型错误。诀窍是一上来就先做 mL→L 的换算。

取溶液 1 L＝1000 cm³，其质量为 1800 g，其中 98% 是 H₂SO₄，即 1764 g，再除以相对分子质量 98，得 18 mol/L。忘记乘密度就会得到 1.8 之类的错误答案。按“取 1 L→溶液质量→溶质质量→物质的量”三步来解。

由 PV=nRT 得 n=PV/RT=(8.3×10⁴×3.0)/(8.3×10³×300)=0.10 mol。若把 27 直接代入，数量级就会出错。必须换成热力学温度 T=27+273=300 K，这是铁律。

1 个水分子中有 2 个 H 原子，所以 6.0×10²³×2=1.2×10²⁴ 个。6.0×10²³ 是把它与“分子的个数”混淆而设的陷阱。别忘了“分子数×每个分子中的原子数”。

按物质的量分数加权平均：28×0.80＋32×0.20＝22.4＋6.4＝28.8。直接取算术平均得 30.0 是最大的陷阱。同时记住空气的平均相对分子质量约为 29，可以用来验算。

体心立方中，处于中心的原子与立方体 8 个顶点上的原子相接触，所以配位数是 8。12 是面心立方最密堆积和六方最密堆积的配位数，很容易混淆。成对背下来：“体心＝8，面心・六方＝12”。

顶点 8 处×1/8＋面心 6 处×1/2＝1＋3＝4 个。把顶点或面上的原子整个算作 1 个，就会得到 8 或 6。一定要用晶胞的均摊法（顶点 1/8、面心 1/2、棱 1/4）。

石墨中每个碳原子的 4 个价电子里有 1 个能在平面层结构中自由移动，因此能导电。同样是碳单质，金刚石的电子全部用于成键，所以是绝缘体。记住“石墨是共价键晶体里唯一的例外”。

与电负性很大的 O 相连的 H，会跟相邻分子的 O 形成氢键，要把它们分开就需要很大的能量。共价键的强弱与沸点（把分子彼此拉开）是两回事，别被绕进去。记住“连在 F、O、N 上的 H 会形成氢键”。

N 把孤对电子单方面提供给 H⁺ 而形成的键就是配位键。形成之后它与其他 N–H 共价键完全无法区分，这一点也是常考内容。抓住“由一方提供电子对的共价键＝配位键”。

面心立方中原子沿面对角线相接触，面对角线长度 √2a 正好等于 4 个原子半径。√3a 是体心立方（沿立方体体对角线相接触）的关系，是出现频率最高的陷阱。对着图记：“面心用面对角线，体心用体对角线”。

放热反应中体系向外放出能量，体系的焓减小，所以 ΔH 为负。过去的热化学方程式把放热写成 ＋Q，符号正好相反，这是最容易混淆的地方。记住“热跑出去了，所以取负号”。

每 1 mol 放热 891 kJ，所以 0.50 mol 放出 891×0.50≒446 kJ。注意即使 ΔH 是负值，“放出的热量”也要用正值来回答。用“热量＝|ΔH|×物质的量”来处理。

目标反应＝(式1)−(式2)，所以 ΔH＝−394−(−283)＝−111 kJ。把两式相加得到 −677 是典型错误。要有意识地运用盖斯定律的操作：“相减，使 CO₂ 被消去”。

催化剂提供了一条活化能更低的新途径，使能翻过“山口”的分子所占比例增大。ΔH（起点与终点的高度差）不会因催化剂而改变，这是常设的陷阱。可以想象成“催化剂把山口压低，却不改变山谷的深浅”。

温度升高使分子动能的分布向高能一侧展开，能翻过“山口”的分子比例急剧增加。活化能本身并不随温度改变（改变它的是催化剂）。区分记忆：“升温→比例增大，催化剂→山口降低”。

硝酸铵溶解时从周围吸收热量，是吸热过程，速冷冰袋就利用了它。燃烧、中和、金属被氧化都是典型的放热反应。成套记忆：“冰袋＝NH₄NO₃ 溶解＝ΔH＞0”。

增大压强时，平衡会向能使压强减小、即气体总分子数减少的方向（左边 4 个分子→右边 2 个分子）移动。注意改变压强并不会改变平衡常数。用“勒夏特列原理＝向削弱这一改变的方向移动”来判断。

升温时平衡向吸收热量、削弱温度升高的吸热方向（逆反应，向左）移动。不能想成“升温反应更快，所以向右”。诀窍是把反应速率和平衡移动分开看，这是两个不同的问题。

催化剂使正反应和逆反应的速率以相同的倍数加快，所以平衡的位置和平衡常数都不变。认为“加催化剂能提高 NH₃ 的产率”是典型错误。记住催化剂的好处只有一条：更快地到达平衡。

平衡常数是“生成物／反应物”，各物质的浓度都要以其化学计量数为指数。把系数当成乘数，或者漏掉指数，是常见的错误。一边默念“系数要写到右上角”，一边组装表达式。

生成了 1.6 mol HI，说明反应掉的 H₂、I₂ 各为 0.80 mol，剩余各 0.20 mol。K＝(1.6)²／(0.20×0.20)＝2.56／0.04＝64（该反应两边分子数相等，体积可以约去）。“列出反应量 x 的三段式表格”是平衡计算的正路；把 HI＝2x 误当成 x，就会算出 16 之类的答案。

[H⁺]＝浓度×电离度＝0.10×0.010＝1.0×10⁻³ mol/L，所以 pH＝3。忽略电离度、当作强酸处理而答 pH＝1，是最大的陷阱。要分清“弱酸用 cα，强酸直接用浓度”。

pH＝12 则 [H⁺]＝10⁻¹² mol/L，由水的离子积得 [OH⁻]＝10⁻¹⁴÷10⁻¹²＝10⁻² mol/L。把 [H⁺] 的数值 10⁻¹² 直接答上去就是陷阱。用“pH＋pOH＝14”可以立刻得到 pOH＝2。

取 H 为＋1、O 为−2，由 (＋1)×2＋S＋(−2)×4＝0 得 S＝＋6。容易与 SO₂ 中的＋4、H₂S 中的−2 混淆。基本做法是从“化合物中各元素化合价的代数和＝0”反推。

取 O 为−2，由 Mn＋(−2)×4＝−1 得 Mn＝＋7。面对离子时，忘记“代数和＝离子所带的电荷”而偏到＋8 的失误很多。连着理由一起记：KMnO₄ 之所以是强氧化剂，正是因为 Mn 处在最高价＋7。

只有金属活动性排在 H₂ 之前的金属，才能与稀酸反应放出氢气。Zn 排在 H 前面，Cu 排在 H 后面，所以 Cu 不溶。务必背牢金属活动性顺序中 H 的位置：钾 钙 钠 镁 铝 锌 铁 锡 铅 (氢) 铜 汞 银 铂 金。

金属活动性较强的 Zn 变成 Zn²⁺ 溶解（被氧化）并放出电子，所以是负极。“电子流出的一极＝负极＝发生氧化反应”这一对应关系很容易搞混。记住“金属活动性强的一方作负极”。

放电时两极表面都生成并附着硫酸铅 PbSO₄，所以两极质量都增大。以为“溶解了所以变小”正是陷阱：Pb²⁺ 并不进入溶液，而是就地变成 PbSO₄。成套记忆：“放电＝两极都生成 PbSO₄ 而增重，稀硫酸被消耗而变稀”。

Na⁺ 的金属活动性太强，不会被还原，取而代之的是水被还原生成 H₂。以为“阴极所以会析出 Na”是典型错误。记住“在活动性很强的阳离子的水溶液中，阴极放出的是氢气”。

SO₄²⁻ 很难被氧化，因此是水被氧化并放出 O₂。铜的析出是阴极一侧的变化，不要混淆。判断规则是“阳极：有 Cl⁻ 就生成 Cl₂，没有就生成 O₂（电极为 Pt 或 C 时）”。

电量为 0.50×1930＝965 C，电子为 965÷96500＝0.010 mol。由 Cu²⁺＋2e⁻→Cu 可知，铜是电子的一半，即 0.0050 mol，质量为 0.0050×64＝0.32 g。忘掉“2 个 e⁻ 对应 1 个 Cu”的系数而答 0.64 g，是出现频率最高的失误。

MnO₄⁻ 为 0.020×0.010＝2.0×10⁻⁴ mol。令得失电子数相等，则 MnO₄⁻ : H₂O₂＝2 : 5，所以 2.0×10⁻⁴×5/2＝5.0×10⁻⁴ mol。想当然地认为物质的量之比是 1:1 就是陷阱；“得电子数＝失电子数”定系数才是铁律。

NH₃ 比空气轻，而且极易溶于水，所以用向下排空气法（把集气瓶倒置）收集。排水法只适用于“难溶于水的气体”，对 NH₃ 不能用。按三类来判断：“比空气轻→向下排空气法，比空气重→向上排空气法，难溶于水→排水法”。

Na 呈鲜明的黄色，过去公路隧道的照明也利用了这一点。红色是 Li 或 Sr，青绿色是 Cu，紫红色（需透过蓝色钴玻璃观察）是 K，很容易混淆。整套一起背下来：Li 红、Na 黄、K 紫红（透过蓝色钴玻璃）、Cu 青绿、Ca 砖红、Sr 洋红、Ba 黄绿。

Cl₂ 是黄绿色、有刺激性气味的气体，自来水消毒也用它。NH₃ 和 H₂S 都是无色的（分别为刺激性气味和臭鸡蛋气味），NO₂ 是红棕色，所以靠颜色就能区分。记住“有颜色的气体大致只有 Cl₂（黄绿）、NO₂（红棕）、O₃（淡蓝）”，会非常管用。

Cu²⁺ 是即使在酸性条件下也能生成 CuS 黑色沉淀的代表性离子。Zn²⁺ 只有在中性～碱性条件下才会沉淀出 ZnS（白色），条件的差别是常考的陷阱。整理成“酸性条件下也能沉淀＝金属活动性弱的金属（Cu、Ag、Pb 等）”。

氧化性（夺取电子的能力）在周期表中越靠上越强，F₂ 最强。所以把 Cl₂ 通入 KBr 溶液能置换出 Br₂（反过来则不会发生）。与实验一起记：“位于上方的卤素能把下方卤素的卤离子置换出来”。

这是弱碱的盐与强碱的反应，弱碱 NH₃ 被赶出来而放出（实验室制法的经典）。只看到“氯化”两个字就选氯气或 HCl，正是陷阱。“弱者被强者赶出来”是这类气体制法的原理。

Ag⁺ 与 Cl⁻ 生成 AgCl 白色沉淀，由于具有感光性，见光分解而发黑（这正是照相的原理）。Cu²⁺ 和 Fe³⁺ 加盐酸不会产生沉淀。成套记忆：“遇 Cl⁻ 生成沉淀的是 Ag⁺ 和 Pb²⁺”。

Fe、Ni、Al 在浓硝酸中会钝化，反应随即停止。以为“硝酸是强氧化剂，所以铁也应该溶解”正是陷阱；相反，铜和银反倒能溶于浓硝酸。把三种会钝化的金属当作一组记住：铁 Fe、镍 Ni、铝 Al。

NH₃ 是碱性气体，要用碱性干燥剂碱石灰。浓硫酸和五氧化二磷都是酸性的，会与 NH₃ 反应；中性的氯化钙也不行，因为它会与 NH₃ 生成加合物（CaCl₂・8NH₃），属于特例。记住“干燥剂与气体在酸碱性上不能相冲，CaCl₂ 与 NH₃ 是例外”。