题目
(10分)确定下列反应物系的独立反应数及可能的反应方程式。[CO2、MgO、CaO、MgCO3、CaCO3],[Ca、C、O、Mg]
(10分)确定下列反应物系的独立反应数及可能的反应方程式。[CO2、MgO、CaO、MgCO3、CaCO3],[Ca、C、O、Mg]
题目解答
答案
答:矩阵的秩为3 ,独立反应数为5-3=2可能的反应方程式为:CaCO3 = Cao + CO2MgCO3 = MgO + CO2
解析
步骤 1:确定反应物系中的独立组分
反应物系由CO2、MgO、CaO、MgCO3、CaCO3组成,而独立组分是Ca、C、O、Mg。这意味着我们需要考虑这些独立组分在反应物系中的化学计量关系。
步骤 2:建立化学反应方程式的矩阵
为了确定独立反应数,我们需要建立一个矩阵,其中每一行代表一个反应物或生成物,每一列代表一个独立组分。矩阵的元素是相应组分在反应物或生成物中的化学计量数。对于给定的反应物系,矩阵如下:
$$
\begin{bmatrix}
1 & 0 & 2 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\
0 & 1 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\
0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\
0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 0 \\
0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 \\
0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 & 0 \\
0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 \\
0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 \\
\end{bmatrix}
$$
其中,第一行代表CO2,第二行代表MgO,第三行代表CaO,第四行代表MgCO3,第五行代表CaCO3,第六行代表Ca,第七行代表C,第八行代表O,第九行代表Mg。
步骤 3:计算矩阵的秩
矩阵的秩是矩阵中线性无关的行数或列数。通过计算,我们发现矩阵的秩为3。这意味着反应物系中存在3个独立的化学计量关系。
步骤 4:确定独立反应数
独立反应数等于反应物系中的组分数减去矩阵的秩。对于给定的反应物系,组分数为5,矩阵的秩为3,因此独立反应数为5-3=2。
步骤 5:确定可能的反应方程式
根据独立反应数,我们可以确定可能的反应方程式。对于给定的反应物系,可能的反应方程式为:
1. CaCO3 = CaO + CO2
2. MgCO3 = MgO + CO2
反应物系由CO2、MgO、CaO、MgCO3、CaCO3组成,而独立组分是Ca、C、O、Mg。这意味着我们需要考虑这些独立组分在反应物系中的化学计量关系。
步骤 2:建立化学反应方程式的矩阵
为了确定独立反应数,我们需要建立一个矩阵,其中每一行代表一个反应物或生成物,每一列代表一个独立组分。矩阵的元素是相应组分在反应物或生成物中的化学计量数。对于给定的反应物系,矩阵如下:
$$
\begin{bmatrix}
1 & 0 & 2 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\
0 & 1 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\
0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\
0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 0 \\
0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 \\
0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 & 0 \\
0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 \\
0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 \\
\end{bmatrix}
$$
其中,第一行代表CO2,第二行代表MgO,第三行代表CaO,第四行代表MgCO3,第五行代表CaCO3,第六行代表Ca,第七行代表C,第八行代表O,第九行代表Mg。
步骤 3:计算矩阵的秩
矩阵的秩是矩阵中线性无关的行数或列数。通过计算,我们发现矩阵的秩为3。这意味着反应物系中存在3个独立的化学计量关系。
步骤 4:确定独立反应数
独立反应数等于反应物系中的组分数减去矩阵的秩。对于给定的反应物系,组分数为5,矩阵的秩为3,因此独立反应数为5-3=2。
步骤 5:确定可能的反应方程式
根据独立反应数,我们可以确定可能的反应方程式。对于给定的反应物系,可能的反应方程式为:
1. CaCO3 = CaO + CO2
2. MgCO3 = MgO + CO2