半导体与光催化

常温下导电性能介于导体(conductor)与绝缘体(insulator)之间的材料，叫做半导体（semiconductor）．

什么是光催化？

光触媒[PHOTOCATALYSIS]是光 [Photo=Light] + 触媒(催化剂)[catalyst]的合成词。光触媒是一种在光的照射下，自身不起变化，却可以促进化学反应的物质，光触媒是利用自然界存在的光能转换成为化学反应所需的能量，来产生催化作用，使周围之氧气及水分子激发成极具氧化力的自由负离子。几乎可分解所有对人体和环境有害的有机物质及部分无机物质，不仅能加速反应，亦能运用自然界的定侓，不造成资源浪费与附加污染形成。最具代表性的例子为植物的"光合作用"，吸收对动物有毒之二氧化碳，利用光能转化为氧气及水。

半导体光催化氧化的原理

目前，研究最多的半导体材料有TiO2、Zno、CdS、WO3、SnO2等。由于TiO2的化学稳定性高、耐光腐蚀，并且具有较深的价带能级，催化活性好，可以使一些吸热的化学反应在光辐射的TiO2表面得到实现和加速，加之TiO2对人体无毒无害，并且通常成本较低，所以尤以纳米二氧化钛的光催化研究最为活跃。

我们知道当入射光的能量大于半导体本身的带隙能量（Bandgap）时，在光的照射下半导体价带（Valence band）上的电子吸收光能而被激发到导带（Conduction）上，即在导带上产生带有很强负电性的高活性电子，同时在价带上产生带正电的空穴（h+），从而产生具有很强活性的电子--空穴对，形成氧化还原体系。这些电子--空穴对迁移到催化剂表面后，与溶解氧及H2O发生作用，最终产生具有高度化学氧化活性的羟基自由基(.OH)，利用这种高度活性的羟基自由基便可参与加速氧化还原反应的进行，可以氧化包括生物氧化法难以降解的各类有机污染物并使之完全无机化，以TiO2为便说明有机物在光催化体系中的反应属于自由基反应。

　TiO2光催化反应机理包括以下几个过程：

（1）光激发过程：

　TiO2的带隙能Eg=3.2eV,可利用波长λ<=387.5nm的光子激发。在溶液中TiO2吸入λ<=387.5nm的光子后，即产生e- --h+(电子空穴)对。

　TiO2 + hv----->e- + h+

（2）吸附过程：

　TiO2在溶液中会发生如下的吸附反应：

　Ol2-+Ti(IV) <----->OlH-+Ti(IV) --- OH-

　Ti(IV)+H2O <----->Ti(IV) --- H2O

（3）复合过程：

　e- + h+ <----->heat

（4）捕集过程：

当TiO2粒子于水接触时，表面被羟基化，即h+可将吸附在TiO2表面的OH-离子和H2O分子氧化为.OH自由基，并仍吸附在TiO2表面。顺磁共振研究证明，在TiO2表面的确存在大量.OH自由基：

Ti(IV) -- OH- +h+ ----->Ti(IV) -- OH.

Ti(IV) -- H2O + h+ ----->Ti(IV) -- OH. + H+

与此同时，Ti(IV)吸收e-还原为Ti(III)若体系中有O2（溶解氧）存在，O2作为电子受体，生成过氧化物离子自由基：

Ti(IV) + e- <----->Ti(III)

Ti(III) + O2 <----->Ti(IV) -- O2-

（5） 其它自由基反应

Ti(IV) —— O2- .近一步还原生成H2O2：

　Ti(IV) -- O2- + 2h+ <----->Ti(IV) --H2O2-

　Ti(IV) -- O2- + h+ <----->Ti(IV) --H2O.

在溶液中，.OH、HO2.和H2O2之间可互相转化：

　H2O2 + .OH <----->H2O + HO2.

　这样光能就可在短时间内以化学能的形式贮藏起来，实现光能与化学能之间的转化。

（6）羟基自由基氧化有机物：

大量事实表明，半导体光催化氧化并不是通过空穴直接进行，而是通过其中的.OH自由基发生作用。

Ti(IV) -- OH- + R1.ads ----->Ti(IV) --R2.ads

.OH + R1.ads ----->R2.ads

Ti(IV) -- OH- + R1 ----->R2

.OH + R1 ----->R2

　.OH基是强氧化剂（E0=+3.07V），可将脂肪族碳链氧化为醇、醛、酸，最后脱羧生成CO2。对于芳香族化合物，OH.首先将苯环羟基化，然后与O2作用生成苯环上的过氧化自由基，进而开环生成脂肪族化合物，并随着氧化程度的加深，碳链逐步断裂，最终产物为CO2。 四、光催化氧化的潜在优势及其应用前景

由于光催化氧化法对于水中的烃、卤代有机物（包括卤代脂肪烃、卤代羧酸、卤代芳香烃）、羧酸、表面活性剂、除草剂、染料、含氮有机物、有机磷杀虫剂等有机物，以及氰离子、金属离子等无机物均有很好的去除效果，一般经过持续反应可达到完全无机化。所以半导体光催化氧化技术作为一种高级氧化技术，与生物法和其它高级化学氧化法相比，具有以下的显著优势： 1.以太阳光为最终要求的辐射能源，把太阳能转化为化学能加以利用。由于太阳光，对于人类来说取之不尽、用之 　不竭，因此大大降低了处理成本，是一种节能技术。

2.光激发空穴产生的.OH是强氧化自由基，可以在较短的时间内成功的分解水中包括难降解有机物在内的大多数有　机物，它还具有将水中微量有机物分解的作用，因此是一种具有普遍实用性的高效处理技术。

3.半导体光催化剂具有高稳定性、耐光腐蚀、无毒的特点，并且在处理过程中不产生二次污染，从物质循环的角度　看，有机污染物能被彻底的无机化，因此是一种洁净的处理技术。

4.对环境要求低，对PH值，温度等没有特别要求。

5.处理负荷没有限制，即可以处理高浓度废水，也可以处理微污染水源水。

可见，半导体光催化技术既可以在处理废水时单独使用，也可作为对生物处理法的补充和完善，两种方法结合起来使用。

中国国土面积约为600多万平方公里，太阳能年辐射总量每平方厘米超过60万焦，开发利用前景十分广阔。在注重将太阳能转化为电能和热能应用的同时，也应注重将太阳能转化为化学能加以利用。

同时，根据我国目前净化水市场的发展情况看，半导体光催化易于在宾馆、办公室、家庭用净化器上首先取得成功。

总之，半导体光催化技术为彻底解决水污染提供了新的思路和新的方法，具有良好的应用前景。 五、光催化氧化染料废水的可生化研究进展

最理想的废水处理组合工艺是当今社会面临的一大挑战。一方面许多不同种类废水组成的问世，另一方面又要面对处理当中各种各样的问题。根据水的质量、最终需求和经济方面的要求，只用单一的处理技术是不可能完全达到要求或者是不经济的。例如，固体物质、油类和脂类的物理分离以及生物处理方法已经显示出在大多数情况下的经济性和可行性（市政废水、食品及农业加工废水等等），然而，也有一些情况下一友谊赛方法的处理效率并不理想。由此通常利用化学方法处理废水，其中大多数的原理是氧化--还原反应，而且已经转化为应用技术。台氯化、臭氧化和紫外照射过程，电化学处理以及利用.OH自由基氧化的方法，通过研究发现是一种去除有毒可溶性物质有效的方法。上述处理方法中的大多数已经被证实在该领域是十分有价值的，在去除污染物方面得到很好的结果。但是化学处理方法中也存在很多缺点，如需要大量氧化剂、能量及耗时等问题，与物理和生物方法相比仍显得价格较高。

使用如臭氧或.OH自由基这类的氧化剂进行对有机化合物的氧化，通常会产生新的氧化产物，在大多数情况下新生成的氧化产物比前者更容易被生物降解。

所以，考虑将化学氧化过程和生物氧化相结合。一方面，化学氧化过程可以有效的去除污染物的毒性，降低COD和色度等，有利于生物氧化过程的进行；另一方面，在投资和运行费用上，生物过程比化学过程便宜的多。生物过程的投资费用比采用如臭氧或过氧化物的化学过程要少五到十倍。与此同时，运行费用将少三到十倍。而且生物处理技术已经日臻成熟，已广泛的应用于水处理中。将光催化氧化技术与生物技术相结合必将是以后水处理的一个发展方向。

在湿法腐蚀的过程中，通过使用特定的熔液与需要腐蚀的薄膜材料进行化学反应，进而除去没有被光刻胶覆盖区域的薄膜。 湿法腐蚀的优点是工艺简单，但是在湿法腐蚀中所进行的化学反应没有特定方向，所以会形成各向同性的腐蚀效果。各向同性是湿法腐蚀固有的特点，也可以说是湿法腐蚀的缺点。湿法腐蚀通常还会使位于光刻胶边缘下边的薄膜也被腐蚀，这也会使腐蚀后的线条宽度难以控制，选择合适的腐蚀速度，可以减小对光刻胶边缘下边薄膜的腐蚀。 在进行湿法腐蚀的过程中，熔液里的反应剂与被腐蚀薄膜的表面分子发生化学反应，生成各种反应产物。这些反应产物应该是气体，或者是能溶于腐蚀液中的物质。这样，这些反应产物就不会再沉积到被腐蚀的薄膜上。控制湿法腐蚀的主要参数包括：腐蚀溶液的浓度、腐蚀的时间、反应温度以及溶液的搅拌方式等。由于湿法腐蚀是通过化学反应实现的，所以腐蚀液的浓度越高，或者反应温度越高，薄膜被腐蚀的速率也就越快。此外，湿法腐蚀跌反应通常会伴有放热和放气。反应放热会造成局部反应温度的升高，使反应速度加快；反应速率加快又会加剧反应放热，使腐蚀反应处于不受控制的恶性循环中，其结果将导致腐蚀的图形不能满足要求。反应放气产生的气泡会隔绝局部的薄膜与腐蚀的接触，造成局部的反应停止，形成局部的缺陷。因此，在湿法腐蚀中需要进行搅拌。此外，适当的搅拌（例如使用超声波震荡），还可以在一定程度上减轻对光刻胶下方薄膜的腐蚀。 目前常用的湿法腐蚀的材料包括：Si，SiO2和Si2N4等，下面我们将对此进行简要讨论。 一、Si的湿法腐蚀 在湿法腐蚀Si的各种方法中，大多数都是采用强氧化剂对Si进行氧化，然后利用HF酸与SiO2反应来去除SiO2，从而达到对硅的腐蚀目的。最常用的腐蚀溶剂是硝酸与氢氟酸和水（或醋酸）的混合液，化学反应方程式为 Si+HNO3+6HF——H2SiF4+HNO2+H2O+H2 其中，反应生成的H2SiF4可溶于水。在腐蚀液中，水是作为稀释剂，但最好用醋酸（CH3COOH），因为醋酸可以抑制硝酸的分解，从而使硝酸的浓度维持在较高的水平。对于HF-HNO3混合的腐蚀液，当HF的浓度高而HNO3的浓度低时，Si膜腐蚀的速率由HNO3浓度决定（即Si的腐蚀速率基本上与HF浓度无关），因为这时有足量的HF去溶解反应中生成的SiO2.当HF的浓度低而HNO3浓度高时，Si腐蚀的速率取决于HF的浓度（即取决于HF溶解反应生成的SiO2的能力）。 对Si的湿法腐蚀还可以用KOH的水溶液与异丙醇（IPA）相混合来进行。对于金刚石或闪锌矿结构，（111）面的原子比（100）面排的更密，因而（111）面的腐蚀速度应该比（100）面的腐蚀速率小。 采用SiO2层作为掩膜对（100）晶向的硅表面进行腐蚀，可以得到V形的沟槽结构。如果SiO2上的图形窗口足够大，或者腐蚀的时间比较短，可以形成U形的沟槽。如果被腐蚀的是（110）晶向的硅片，则会形成基本为直壁的沟槽，沟槽的侧壁为（111）面。这样就可以利用腐蚀速率对晶体取向的依赖关系制得尺寸为亚微米的器件结构。不过，这种湿法腐蚀的方法大多采用在微机械元件的制造上，在传统的集成电路工艺中并不多见。 二、SiO2的湿法腐蚀 SiO2的湿法腐蚀可以使用氢氟酸（HF）作为腐蚀剂，其反应方程式为： SiO2+6HF——SiF4+2H2O+H2 在上述的反应过程中，HF不断被消耗，因此反应速率随时间的增加而降低。为了避免这种现象的发生，通常在腐蚀液中加入一定的氟化氨作为缓冲剂（形成的腐蚀液称为BHF）。氟化氨分解反应产生HF，从而维持HF的浓度。NH4F分解反应方程式为 NH4F——NH3+HF 分解反应产生的NH3以气态被排除掉。 在集成电路工艺中，除了需要对热氧化和CVD等方式得到的SiO2进行腐蚀外，还需要对磷硅玻璃（简称PSG）和硼磷硅玻璃（简称BPSG）等进行腐蚀。因为这些二氧化硅层的组成成分并不完全相同，所以HF对这些SiO2的腐蚀速率也就不完全一样。基本上以热氧化方式生成的二氧化硅层的腐蚀速率最慢。 三、Si3N4的湿法腐蚀 Si3N4也是一种常用湿法腐蚀的材料。Si3N4可以使用加热的磷酸（130-150度的H3PO4）来进行腐蚀。磷酸对Si3N4的腐蚀速率通常大于对SiO2的腐蚀速率。

一、定义：

用化学式（有机化学中有机物一般用结构简式）来表示化学反应的式子，叫做化学方程式。

二、内涵：

化学方程式不仅表明了反应物、生成物和反应条件，同时，化学计量数代表了各反应物、生成物物质的量关系，通过相对分子质量或相对原子质量还可以表示各物质之间的质量关系，即各物质之间的质量比。对于气体反应物、生成物，还可以直接通过化学计量数得出体积比。

三、初中化学方程式汇总

（一）、 氧气的性质：

（1）单质与氧气的反应：（化合反应）

1. 镁在空气中燃烧：2Mg + O2 点燃 2MgO

2. 铁在氧气中燃烧：3Fe + 2O2 点燃 Fe3O4

3. 铜在空气中受热：2Cu + O2 加热 2CuO

4. 铝在空气中燃烧：4Al + 3O2 点燃 2Al2O3

5. 氢气中空气中燃烧：2H2 + O2 点燃 2H2O

6. 红磷在空气中燃烧（研究空气组成的实验）：4P + 5O2 点燃 2P2O5

7. 硫粉在空气中燃烧： S + O2 点燃 SO2

8. 碳在氧气中充分燃烧：C + O2 点燃 CO2

9. 碳在氧气中不充分燃烧：2C + O2 点燃 2CO

（2）化合物与氧气的反应：

10. 一氧化碳在氧气中燃烧：2CO + O2 点燃 2CO2

11. 甲烷在空气中燃烧：CH4 + 2O2 点燃 CO2 + 2H2O

12. 酒精在空气中燃烧：C2H5OH + 3O2 点燃 2CO2 + 3H2O

（3）氧气的来源：

13．玻义耳研究空气的成分实验 2HgO 加热 Hg+ O2 ↑

14．加热高锰酸钾：2KMnO4 加热 K2MnO4 + MnO2 + O2↑（实验室制氧气原理1）

15．过氧化氢在二氧化锰作催化剂条件下分解反应： H2O2 MnO22H2O+ O2 ↑（实验室制氧气原理2）

（二）、自然界中的水：

16．水在直流电的作用下分解（研究水的组成实验）：2H2O 通电 2H2↑+ O2 ↑

17．生石灰溶于水：CaO + H2O == Ca(OH)2

18．二氧化碳可溶于水： H2O + CO2==H2CO3

（三）、质量守恒定律：

19．镁在空气中燃烧：2Mg + O2 点燃 2MgO

20．铁和硫酸铜溶液反应：Fe + CuSO4 === FeSO4 + Cu

21．氢气还原氧化铜：H2 + CuO 加热 Cu + H2O

22. 镁还原氧化铜：Mg + CuO 加热 Cu + MgO

（四）、碳和碳的氧化物：

（1）碳的化学性质

23. 碳在氧气中充分燃烧：C + O2 点燃 CO2

24．木炭还原氧化铜：C+ 2CuO 高温 2Cu + CO2↑

25． 焦炭还原氧化铁：3C+ 2Fe2O3 高温 4Fe + 3CO2↑

（2）煤炉中发生的三个反应：（几个化合反应）

26．煤炉的底层：C + O2 点燃 CO2

27．煤炉的中层：CO2 + C 高温 2CO

28．煤炉的上部蓝色火焰的产生：2CO + O2 点燃 2CO2

（3）二氧化碳的制法与性质：

29．大理石与稀盐酸反应（实验室制二氧化碳）：

CaCO3 + 2HCl == CaCl2 + H2O + CO2↑

30．碳酸不稳定而分解：H2CO3 == H2O + CO2↑

31．二氧化碳可溶于水： H2O + CO2== H2CO3

32．高温煅烧石灰石（工业制二氧化碳）：CaCO3 高温 CaO + CO2↑

33．石灰水与二氧化碳反应（鉴别二氧化碳）：

Ca(OH)2 + CO2 === CaCO3 ↓+ H2O

（4）一氧化碳的性质：

34．一氧化碳还原氧化铜：CO+ CuO 加热 Cu + CO2

35．一氧化碳的可燃性：2CO + O2 点燃 2CO2

其它反应：

36．碳酸钠与稀盐酸反应（灭火器的原理）:

Na2CO3 + 2HCl == 2NaCl + H2O + CO2↑

（五）、燃料及其利用：

37．甲烷在空气中燃烧：CH4 + 2O2 点燃 CO2 + 2H2O

38．酒精在空气中燃烧：C2H5OH + 3O2 点燃 2CO2 + 3H2O

39． 氢气中空气中燃烧：2H2 + O2 点燃 2H2O

（六）、金属

（1）金属与氧气反应：

40． 镁在空气中燃烧：2Mg + O2 点燃 2MgO

41． 铁在氧气中燃烧：3Fe + 2O2 点燃 Fe3O4

42. 铜在空气中受热：2Cu + O2 加热 2CuO

43. 铝在空气中形成氧化膜：4Al + 3O2 = 2Al2O3

（2）金属单质 + 酸 -------- 盐 + 氢气 （置换反应）

44. 锌和稀硫酸Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑

45. 铁和稀硫酸Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑

46. 镁和稀硫酸Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2↑

47. 铝和稀硫酸2Al +3H2SO4 = Al2(SO4)3 +3 H2↑

48. 锌和稀盐酸Zn + 2HCl == ZnCl2 + H2↑

49. 铁和稀盐酸Fe + 2HCl == FeCl2 + H2↑

50. 镁和稀盐酸Mg+ 2HCl == MgCl2 + H2↑

51．铝和稀盐酸2Al + 6HCl == 2AlCl3 + 3 H2↑

（3）金属单质 + 盐（溶液） ------- 新金属 + 新盐

52. 铁和硫酸铜溶液反应：Fe + CuSO4 == FeSO4 + Cu

53. 锌和硫酸铜溶液反应：Zn + CuSO4 ==ZnSO4 + Cu

54. 铜和硝酸汞溶液反应：Cu + Hg(NO3)2 == Cu(NO3)2 + Hg

（3）金属铁的治炼原理：

55．3CO+ 2Fe2O3 高温 4Fe + 3CO2↑

（七）、酸、碱、盐

1、酸的化学性质

（1）酸 + 金属 -------- 盐 + 氢气（见上）

（2）酸 + 金属氧化物-------- 盐 + 水

56. 氧化铁和稀盐酸反应：Fe2O3 + 6HCl ==2FeCl3 + 3H2O

57. 氧化铁和稀硫酸反应：Fe2O3 + 3H2SO4 == Fe2(SO4)3 + 3H2O

58. 氧化铜和稀盐酸反应：CuO + 2HCl ==CuCl2 + H2O

59. 氧化铜和稀硫酸反应：CuO + H2SO4 == CuSO4 + H2O

（3）酸 + 碱 -------- 盐 + 水（中和反应）

60．盐酸和烧碱起反应：HCl + NaOH == NaCl +H2O

61. 盐酸和氢氧化钙反应：2HCl + Ca(OH)2 == CaCl2 + 2H2O

62. 氢氧化铝药物治疗胃酸过多：3HCl + Al(OH)3 == AlCl3 + 3H2O

63. 硫酸和烧碱反应：H2SO4 + 2NaOH == Na2SO4 + 2H2O

（4）酸 + 盐 -------- 另一种酸 + 另一种盐

64．大理石与稀盐酸反应：CaCO3 + 2HCl == CaCl2 + H2O + CO2↑

65．碳酸钠与稀盐酸反应: Na2CO3 + 2HCl == 2NaCl + H2O + CO2↑

66．碳酸氢钠与稀盐酸反应：NaHCO3 + HCl== NaCl + H2O + CO2↑

67. 硫酸和氯化钡溶液反应：H2SO4 + BaCl2 == BaSO4 ↓+ 2HCl

2、碱的化学性质

（1） 碱 + 非金属氧化物 -------- 盐 + 水

68．苛性钠暴露在空气中变质：2NaOH + CO2 == Na2CO3 + H2O

69．苛性钠吸收二氧化硫气体：2NaOH + SO2 == Na2SO3 + H2O

70．苛性钠吸收三氧化硫气体：2NaOH + SO3 == Na2SO4 + H2O

71．消石灰放在空气中变质：Ca(OH)2 + CO2 == CaCO3 ↓+ H2O

72. 消石灰吸收二氧化硫：Ca(OH)2 + SO2 == CaSO3 ↓+ H2O

（2）碱 + 酸-------- 盐 + 水（中和反应，方程式见上）

（3）碱 + 盐 -------- 另一种碱 + 另一种盐

73. 氢氧化钙与碳酸钠：Ca(OH)2 + Na2CO3 == CaCO3↓+ 2NaOH

3、盐的化学性质

（1）盐（溶液） + 金属单质------- 另一种金属 + 另一种盐

74. 铁和硫酸铜溶液反应：Fe + CuSO4 == FeSO4 + Cu

（2）盐 + 酸-------- 另一种酸 + 另一种盐

75．碳酸钠与稀盐酸反应: Na2CO3 + 2HCl == 2NaCl + H2O + CO2↑

碳酸氢钠与稀盐酸反应：NaHCO3 + HCl== NaCl + H2O + CO2↑

（3）盐 + 碱 -------- 另一种碱 + 另一种盐

76. 氢氧化钙与碳酸钠：Ca(OH)2 + Na2CO3 == CaCO3↓+ 2NaOH

（4）盐 + 盐 ----- 两种新盐

77．氯化钠溶液和硝酸银溶液：NaCl + AgNO3 == AgCl↓ + NaNO3

78．硫酸钠和氯化钡：Na2SO4 + BaCl2 == BaSO4↓ + 2NaCl

四、化学方程式的书写与配平：

（一）、化学方程式的书写步骤

（1）正确书写反应物与生成物的化学式（注意左反应右生成）；（2）配上适当的化学计量数（一般为整数）；（3）注明反应发生的外加条件（如加热、点燃、催化剂、高温、通电等）；（4）用等号把反应物与生成物连接起来；（5）生成物中的气体和沉淀要用“↑”和“↓”标明；（6）检查：等号两端原子个数是否相等、原子种类是否相同。

（二）、化学方程式配平和方法

1、最小公倍数法

配平思路：第一步：入手点——找左右两边各出现1次且原子数变化较大的元素；

第二步：求该元素原子个数的最小公倍数；

第三步：推求化学式系数。

练一练：P + O2——P2O5 Fe + O2—— Fe3O4 Mg + O2——MgO

2、奇偶配平法

配平思路：第一步：入手点——找次数出现多且原子总数总是一奇一偶的元素，从该元素原子数为奇数个的化学式入手，配最小偶数“2”；

第二步：逐一推求其它化学式系数。

练一练： C2H2 + O2——CO2 + H2O FeS2+ O2——Fe2O3+ SO2

3、观察法

配平思路：第一步：入手点——从组成或原子数较复杂的化学式入手，令其系数为“1”；

第二步：推求其它化学式系数。

练一练：Fe + H3PO4 —— Fe3( PO4)2 + H2 KMnO4 —— K2MnO4 + MnO2 + O2

C3H8 + O2 —— CO2 + H2O Cu2(OH)2CO3—— CuO+ CO2+ H2O

CH3OH + O2——CO2 + H2O CH3COOH+ O2—— CO2 + H2O

4、分析法：主要运用于“氧化—还原反应”的配平。

用H2还原金属氧化物(RmOn)：在左边的H2前配上n右边的H2O前配上n，R前配上m.

练一练： Fe2O3 + H2——Fe + H2O H2 + Fe3O4 —— Fe + H2O

用CO还原金属氧化物(RmOn)：在左边的CO前配上n右边的CO2前配上n，R前配上m.

练一练： Fe2O3 + CO ——Fe + CO2 CO + Fe3O4 —— Fe + CO2

练 习

一、最小公倍数法：

（找出两边同种原子的个数最多的原子，然后求最小公倍数，得原子个数。）

1、 Al + O2—— Al2O32、Al + Fe3O4 —— Fe + Al2O3

3、 Fe + O2—— Fe3O44、Al + MnO2 —— Mn + Al2O3

5、 N2 + H2—— NH3 6、Al + H2SO4 —— Al2（SO4）3 + H2

二、观察法：

（观察顺序：从复杂入手，推导其它）（具体观察顺序——O、C、Fe）

1、 CO + Fe2O3 —— Fe + CO2 2、 C + Fe2O3—— Fe + CO2

3、 CO + Fe3O4 —— Fe + CO2 4、 C + Fe3O4—— Fe + CO2

5、 CO + FexOy —— Fe + CO26、 C + FexOy—— Fe + CO2

7、 H2 + Fe2O3 —— Fe + H2O 8、H2 + Fe3O4—— Fe + H2O

9、 H2 + FeXOY —— Fe + H2O10、H2 + WO3—— W + H2O

11、 CO + O2 —— CO212、Fe + H2O—— H2+ Fe3O4

13、 Al（OH）3+ HCl ——AlCl3 + H2O

三、奇数配偶法：

（找出左右两边出现次数较多的元素，该元素的原子个数在两边为一基数一偶数）

1、 FeS2 + O2 —— Fe2O3 + SO2 2、 C2H2 + O2——CO2+ H2O

3、 C + Fe2O3 —— Fe + CO2

4、 MnO2 + HCl—— MnCl2 + Cl2 + H2O

5、 Cl2 + Ca（OH）2 —— CaCl2 + Ca（ClO）2 + H2O

四、归一法：

（找出化学式中原子数目最多的化学式，使其化学计量数为“1”，观察配平，若是分数再进行通分去掉分母，保证最后得到最简整数比）

1、 C2H2 + O2 ——CO2 + H2O2、C6H6 + O2 —— CO2 + H2O

3、 C22H46 + O2 ——CO2 + H2O 4、 NH3 + Cl2 —— NH4Cl + N2

5、 As2O3+ Zn + HCl——AsH3+ ZnCl2+ H2O

6、CXHY+ O2——CO2+ H2O

综 合 练 习：

1、配平下列化学方程式：

（1） C2H4 + O2 ——__CO2 + H2O

（2） Al + H2SO4 —— Al 2(SO4)3 + H2

（3） NH3+ O2 ———— NO+H2O

（4） KClO3—— KCl+ O2

（5） H2O+ C—— CO+ H2

（6） MnO2+ HCl—— MnCl2+ H2O+ Cl2

（7） H2S+ SO2—— H2O+S

（8） H2S+ O2—— H2O+ SO2

（9） Al2O3+ H2SO4—— Al2(SO4)3+ H2O

（10） Na+H2O——___NaOH+___H2

2、人在剧烈运动后，血液中产生较多的乳酸（化学式为C3H6O3），使肌肉酸痛。放松一段时间后，由于乳酸与吸入的氧气反应而生成二氧化碳和水，使肌肉的酸痛感消失。 写出化学方程式：

3、判断下列化学方程式，是否书写正确？并指出错误。

（1）H2 + O2 === H2O（）

（2）C + O2 ==== CO2 （）

（3）KClO3 ==== KCl + O2 ( )

(4) NaCO3 +2HCl === NaCl2 + H2O + CO2 ( )

4、由于上游河床含有的某种物质R在水中氧的作用下发生反应，使西班牙的瑞奥汀河成为一条酸河，其反应方程式为：2R+2H2O+7O2===2FeSO4+2H2SO4，则R的化学式为。

5、物质X燃烧的化学方程式为：X+2O2===CO2+2H2O，推求X的化学式为（ ）

A、CH4 B、C2H5OH C、CH3OH D、CH3COOH

6、要在化学方程式aC2H6+bO2====mCO2+nH2O，各化学式前的化学计量数之间的关系正确的是（ ）

A、2m=a B、3a=n C、3m=2nD、2b=m+n

7、（1）在纳米技级的某种氧化物的作用下，可以使汽车尾气中的CO和NO反应，并转化为两种气体，其中一种可以参与植物的光合作用，另一种是空气中含量最多的气体，这两种气体是 和（填写化学式），该反应的化学方程式为： 。

（2）如何大量、廉价地制备氢气是各国正在努力研究的课题。目前科学家已开发出一种镍氧化物半导体粉末，将少量的这种粉末放入水中，用波长为402纳米的可见光照射，能够不断在将水分解为氢气和氧气。

在上述过程中，这种氧化物粉末的作用是。

写出该反应的化学方程式：。

8、氨气（NH3）是一种无色有刺激性气味的气体，密度小于空气，极易溶于水，氨气在化学工业中用途广泛，例如制化肥，纯碱，还可用于环境治理。

（1）氨气可用法来收集。

（2）“候氏制碱法”关键一步的反应原理可表示为NH3+CO2+H2O+NaCl==NaHCO3+A，则A的化学式为： 。其是氮元素的氢元素的质量比为 。

（3）在细菌的作用下，用氨处理含甲醇的工业废水，使其变为无毒的氮气和二氧化碳，从而消除对环境的污染，有关的反应为6NH3+5CH3OH+12B====3N2+5CO2+19H2O，则B的化学式为 。

（4）400℃时，在催化剂存在的条件下，用氨气可将有毒气体NO还为N2和H2O，试写出该反应的化学方程式 。

题 型 变 化：

1、3Cu+8HNO3 ==3Cu（NO3）2+2X↑+4 H2O，求X的化学式为 。

2、R+3O2==2CO2+3H2O 求R的化学式为 。

3、4K2Cr2O8==4K2CrO4+2R+3O2 求R的化学式为 。

4、a C3H6+b O2==c CO2+d H2O 找出a、b、c 之间的等量关系。

六、根据信息书写化学方程式练习：

1、发射卫星的火箭用联氨（N2H4）作燃料，以四氧化二氮（N2O4）作氧化剂，燃烧尾气由氮气和水蒸气组成。试写出反应的化学方程式 。

2、用粮食作原料酿酒时，往往发现制得的酒发酸，这实际上是因为酒精（C2H5OH）在酶的作用下与空气中的氧气作用，生成了醋酸（CH3COOH）和水，请你写出该反应的化学方程式为。

3、工业上常用接触法制硫酸（H2SO4），所使用的原料是硫铁矿（主要含FeS）。在高温下，将硫铁矿的粉末与氧气充分反应生成三氧化二铁和二氧化硫，再经过一系列转化可生成硫酸。试写出硫铁矿与氧气反应的化学方程式 。

4、壁画颜料中的铅白[Pb2(OH)2CO3]由于受到空气中硫化氢气体的作用而变成黑色硫化铅（PbS），影响画面的色泽。当用双氧水处理时就可以使黑色的硫化铅氧化成白色硫酸铅和水，试写出双氧水处理硫化铅的化学方程式 。

5、哥伦比亚号航天飞机曾用金属铝和高氯酸铵（NH4ClO4）的混合物作为固体燃料。加热铝粉使其被氧气氧化，放出大量的热，促使混合物中的高氯酸铵受热分解，同时生成四种气体：两种气体是空气中的主要成分，一种气体是Cl2，还有一种气体是化合物（常温下是液态），因而产生巨大的推动力。试写出其中涉及的化学方程式：

⑴、铝粉被氧气氧化成三氧化二铝：；

⑵、高氯酸铵受热分解： ；

6、在通常情况下，碳单质的化学性质稳定，但它在常温下可与一种叫高氯酸的物质发生反石墨，产物除水是液体外，其余都是气体，一种是有毒的氯气（Cl2），一种是无色无毒的化合物。请写出此反应的化学方程式： 。

7、砷化氢AsH3是一种很强的还原剂，在室温下它能在空气中自燃，其氧化产物是砒霜（As2O3），写出该反应的化学方程式：

8、将黑色氧化铜粉末装入试管中加热，通入氨气（NH3）则生成红色的铜、水和一种气体单质，该反应的化学方程式：

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