化学 必修 第二册（鲁科）
一 原电池正、负极的判断及常见误区
1.原电池中正、负极的判断依据
判断依据 负极 正极
电极材料 活动性较强的金属 活动性较弱的金属或能导电的非金属
发生反应 失电子发生氧化反应 得电子发生还原反应
电流方向 电流流入的一极 电流流出的一极
电子流向 电子流出的一极 电子流入的一极
离子的移动方向 阴离子移向的一极 阳离子移向的一极
反应现象 电极(活泼金属)溶解 电极增重或有气体放出
2.有关原电池的常见误区
误区一 误认为原电池的负极材料一定参加反应
有些原电池的负极材料不参加反应，如燃料电池。在燃料电池中，电极材料均不发生反应，故两极均可用惰性材料。
误区二 误认为在原电池中相对活泼的金属一定做负极，相对不活泼的金属一定做正极
在判断原电池正、负极时，既要考虑金属活动性的相对强弱，也要考虑电解质溶液的性质。如Mg－Al－HCl溶液构成的原电池中，Mg为负极；但Mg－Al－NaOH溶液构成的原电池中，Al为负极，Mg为正极；Cu－Al(Fe)－浓硝酸构成的原电池中，Cu为负极。
误区三 误认为电子由原电池负极流出，流到原电池正极，再通过电解质溶液到达原电池负极
电子不能通过电解质溶液，电解质溶液中靠阴、阳离子的定向移动形成闭合回路。
误区四 误认为氧化还原反应都可以设计成原电池
只有自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池，非自发的氧化还原反应不能设计成原电池。
误区五 原电池工作时，负极材料质量一定减轻
大多数原电池反应负极材料质量减轻，但也有可能质量不变或质量增加。
铅蓄电池常用作汽车电瓶，其构造如图所示，工作时该电池总的方程式为：
Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O
按要求回答下列问题：
(1)负极材料是________，正极材料是________，电解质溶液是________。
(2)工作时，电解质溶液中的H＋移向________极。
(3)工作时，电解质溶液中硫酸的浓度________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)当铅蓄电池向外电路提供2 mol e－时，理论上负极板的质量增加________ g。
1.银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。其工作示意图如图所示。下列说法不正确的是( )
A.Zn电极是负极
B.Ag2O电极发生还原反应
C.Zn电极的电极反应式：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2
D.放电前后电解质溶液的pH保持不变
2.“直接煤燃料电池”能够将煤中的化学能高效、清洁地转化为电能，如图用固体氧化物作“直接煤燃料电池”的电解质。有关说法正确的是( )
A.电极b为电池的负极
B.电池总反应式：C＋CO2===2CO
C.电子由电极a沿导线流向电极b
D.煤燃料电池比煤直接燃烧发电能量利用率低
二 化学平衡状态的判断方法
可逆反应达到化学平衡状态时有两个主要的特征：
一是正反应速率和逆反应速率相等；
二是反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变。这两个特征就是判断可逆反应是否达到化学平衡状态的核心依据。
判断可逆反应是否达到平衡状态的具体方法见下表。
化学反应模型 mA(g)＋nB(g)??pC(g)＋qD(g)
混合物体系中各成分的含量 各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定 平衡
各物质的质量或各物质的质量分数一定 平衡
各气体的体积或各气体的体积分数一定 平衡
总体积、总压强、总物质的量一定 不一定平衡
正、逆反应速率的关系 在单位时间内消耗了m mol A，同时也生成了m mol A 平衡
在单位时间内消耗了n mol B，同时也消耗了p mol C 平衡
v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q 不一定平衡
在单位时间内生成了n mol B，同时消耗了q mol D 不一定平衡
压强 m＋n≠p＋q时，总压强一定(其他条件不变) 平衡
m＋n＝p＋q时，总压强一定(其他条件不变) 不一定平衡
混合气体的平均相对分子质量(r) m＋n≠p＋q时，Mr一定 平衡
m＋n＝p＋q时，Mr一定 不一定平衡
温度 绝热体系温度一定(其他条件不变) 平衡
气体的密度(ρ) 密度一定 不一定平衡
颜色 反应体系内有色物质的颜色稳定不变 平衡
H2(g)＋I2(g)??2HI(g)已经达到平衡状态的标志是________(填序号)。
①c(H2)＝c(I2)＝c(HI)
②c(H2)∶c(I2)∶c(HI)＝1∶1∶2
③c(H2)、c(I2)、c(HI)不再随时间而改变
④单位时间内生成n mol H2的同时生成2n mol HI
⑤单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol I2
⑥反应速率v(H2)＝v(I2)＝v(HI)
⑦一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂
⑧温度和体积一定时，容器内压强不再变化
⑨温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化
⑩温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化
一定条件，混合气体的平均相对分子质量不再变化
3.一定条件下在密闭容器中进行的可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，能说明反应已达到平衡状态的是( )
A.各物质体积分数相等
B.c(NH3)保持不变
C.各物质浓度相等
D.c(NH3)∶c(N2)∶c(H2)＝2∶1∶3
4.一定温度下，可逆反应：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)在容积恒定的密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是________(填序号)。
①单位时间内生成n mol O2，同时生成2n mol NO2
②单位时间内生成n mol O2，同时生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2∶2∶1
④混合气体的密度不再改变
⑤混合气体的颜色不再改变
⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变
⑦NO2的物质的量分数不再改变
⑧混合气体总物质的量不再变化
三 化学反应速率与限度的图像分析
1.三步法解决有关化学反应速率与限度图像问题
第一步：看 一看——看图像：①看面，弄清横、纵轴的含义；②看线，弄清线的走向；③看点，弄清曲线上点的含义；④看量的变化，弄清是浓度变化还是物质的量变化
第二步：想 二想——想规律：联想外界条件对化学反应速率的影响规律
第三步：判 三判——判正误：根据上述分析最终做出正确的判断
2.简单的速率图像及应用
合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)(正反应为放热反应)，673 K、30 MPa下，n(NH3)和n(H2)随时间t变化的关系如图所示。
下列叙述中正确的是( )
A.c点处正反应速率和逆反应速率相等
B.a点的正反应速率比b点的大
C.d点(t1时刻)和e点(t2时刻)处n(N2)不同
D.在t2时刻，正反应速率大于逆反应速率
5.在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间的变化曲线如图，下列表述中正确的是( )
A.反应的化学方程式为2M??N
B.t2时，正、逆反应速率相等，反应达到平衡
C.t3时，正反应速率大于逆反应速率
D.t1时，N的浓度是M的浓度的2倍
6.如图是可逆反应X2＋3Y2??2Z在反应过程中反应速率(v)与时间(t)的关系曲线，下列叙述正确的是( )
A.t1时，只发生正方向的反应
B.t2时，反应未达到最大限度
C.t2～t3时，反应不再发生
D.t2～t3时，各物质的浓度不再发生变化
7化学 必修 第二册（鲁科）
一 原电池正、负极的判断及常见误区
1.原电池中正、负极的判断依据
判断依据 负极 正极
电极材料 活动性较强的金属 活动性较弱的金属或能导电的非金属
发生反应 失电子发生氧化反应 得电子发生还原反应
电流方向 电流流入的一极 电流流出的一极
电子流向 电子流出的一极 电子流入的一极
离子的移动方向 阴离子移向的一极 阳离子移向的一极
反应现象 电极(活泼金属)溶解 电极增重或有气体放出
2.有关原电池的常见误区
误区一 误认为原电池的负极材料一定参加反应
有些原电池的负极材料不参加反应，如燃料电池。在燃料电池中，电极材料均不发生反应，故两极均可用惰性材料。
误区二 误认为在原电池中相对活泼的金属一定做负极，相对不活泼的金属一定做正极
在判断原电池正、负极时，既要考虑金属活动性的相对强弱，也要考虑电解质溶液的性质。如Mg－Al－HCl溶液构成的原电池中，Mg为负极；但Mg－Al－NaOH溶液构成的原电池中，Al为负极，Mg为正极；Cu－Al(Fe)－浓硝酸构成的原电池中，Cu为负极。
误区三 误认为电子由原电池负极流出，流到原电池正极，再通过电解质溶液到达原电池负极
电子不能通过电解质溶液，电解质溶液中靠阴、阳离子的定向移动形成闭合回路。
误区四 误认为氧化还原反应都可以设计成原电池
只有自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池，非自发的氧化还原反应不能设计成原电池。
误区五 原电池工作时，负极材料质量一定减轻
大多数原电池反应负极材料质量减轻，但也有可能质量不变或质量增加。
铅蓄电池常用作汽车电瓶，其构造如图所示，工作时该电池总的方程式为：
Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O
按要求回答下列问题：
(1)负极材料是________，正极材料是________，电解质溶液是________。
(2)工作时，电解质溶液中的H＋移向________极。
(3)工作时，电解质溶液中硫酸的浓度________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)当铅蓄电池向外电路提供2 mol e－时，理论上负极板的质量增加________ g。
[解析] 负极每个铅原子失去2e－，就生成一个PbSO4，负极增加一个SO，SO的摩尔质量为96 g·mol－1。
[答案] (1)Pb PbO2 H2SO4溶液 (2)PbO2电(正) (3)减小 (4)96
1.银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。其工作示意图如图所示。下列说法不正确的是( )
A.Zn电极是负极
B.Ag2O电极发生还原反应
C.Zn电极的电极反应式：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2
D.放电前后电解质溶液的pH保持不变
答案 D
解析 根据化学方程式可知消耗水，且KOH未参加反应，氢氧根离子浓度增大，放电后电解质溶液的pH升高，D错误。
2.“直接煤燃料电池”能够将煤中的化学能高效、清洁地转化为电能，如图用固体氧化物作“直接煤燃料电池”的电解质。有关说法正确的是( )
A.电极b为电池的负极
B.电池总反应式：C＋CO2===2CO
C.电子由电极a沿导线流向电极b
D.煤燃料电池比煤直接燃烧发电能量利用率低
答案 C
解析 燃料电池中，加入燃料的电极是负极、通入氧化剂的电极是正极，所以a是负极、b是正极，故A错误；电解质为氧化物，则负极反应式为C－4e－＋2O2－===CO2↑，正极反应式为O2＋4e－===2O2－，电池总反应式为C＋O2===CO2，故B错误；在外电路，电子由负极a沿导线流向正极b，故C正确；煤燃料电池能将化学能直接转化为电能，而煤燃烧发电时，化学能先转化为热能再转化为电能，能量损耗较大，所以煤燃料电池比煤直接燃烧发电能量利用率高，故D错误。
二 化学平衡状态的判断方法
可逆反应达到化学平衡状态时有两个主要的特征：
一是正反应速率和逆反应速率相等；
二是反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变。这两个特征就是判断可逆反应是否达到化学平衡状态的核心依据。
判断可逆反应是否达到平衡状态的具体方法见下表。
化学反应模型 mA(g)＋nB(g)??pC(g)＋qD(g)
混合物体系中各成分的含量 各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定 平衡
各物质的质量或各物质的质量分数一定 平衡
各气体的体积或各气体的体积分数一定 平衡
总体积、总压强、总物质的量一定 不一定平衡
正、逆反应速率的关系 在单位时间内消耗了m mol A，同时也生成了m mol A 平衡
在单位时间内消耗了n mol B，同时也消耗了p mol C 平衡
v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q 不一定平衡
在单位时间内生成了n mol B，同时消耗了q mol D 不一定平衡
压强 m＋n≠p＋q时，总压强一定(其他条件不变) 平衡
m＋n＝p＋q时，总压强一定(其他条件不变) 不一定平衡
混合气体的平均相对分子质量(r) m＋n≠p＋q时，Mr一定 平衡
m＋n＝p＋q时，Mr一定 不一定平衡
温度 绝热体系温度一定(其他条件不变) 平衡
气体的密度(ρ) 密度一定 不一定平衡
颜色 反应体系内有色物质的颜色稳定不变 平衡
H2(g)＋I2(g)??2HI(g)已经达到平衡状态的标志是________(填序号)。
①c(H2)＝c(I2)＝c(HI)
②c(H2)∶c(I2)∶c(HI)＝1∶1∶2
③c(H2)、c(I2)、c(HI)不再随时间而改变
④单位时间内生成n mol H2的同时生成2n mol HI
⑤单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol I2
⑥反应速率v(H2)＝v(I2)＝v(HI)
⑦一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂
⑧温度和体积一定时，容器内压强不再变化
⑨温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化
⑩温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化
一定条件，混合气体的平均相对分子质量不再变化
[解析]
①c(H2)＝c(I2)＝c(HI)不能体现正、逆反应速率相等，也不能体现各物质浓度保持不变，不是反应达到平衡状态的标志。②c(H2)∶c(I2)∶c(HI)＝1∶1∶2不能体现正反应速率与逆反应速率相等，也不能体现各物质浓度保持不变，不是反应达到平衡状态的标志。⑤只能体现逆反应速率，不是反应达到平衡状态的标志。⑥v(H2)＝v(I2)＝v(HI)，首先速率之比不等于化学计量数之比，其次不能体现正、逆反应速率相等，不是反应达到平衡状态的标志。⑧该反应前后分子数相等，温度与体积一定时，压强一直不变，故压强不变不是反应达到平衡状态的标志。⑩该反应前后分子数相等，温度和压强一定时，混合气体的密度一直不变，不是反应达到平衡状态的标志。 一定条件，平均相对分子质量一直不变，不是反应达到平衡状态的标志。
[答案] ③④⑦⑨
3.一定条件下在密闭容器中进行的可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，能说明反应已达到平衡状态的是( )
A.各物质体积分数相等
B.c(NH3)保持不变
C.各物质浓度相等
D.c(NH3)∶c(N2)∶c(H2)＝2∶1∶3
答案 B
解析 平衡时各物质的体积分数、浓度比取决于反应开始时物质的投料比以及反应的程度，不能用来作为判断是否达到平衡状态的依据；达到化学平衡状态时，正、逆反应速率相等，各物质的浓度不再发生改变。
4.一定温度下，可逆反应：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)在容积恒定的密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是________(填序号)。
①单位时间内生成n mol O2，同时生成2n mol NO2
②单位时间内生成n mol O2，同时生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2∶2∶1
④混合气体的密度不再改变
⑤混合气体的颜色不再改变
⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变
⑦NO2的物质的量分数不再改变
⑧混合气体总物质的量不再变化
答案 ①⑤⑥⑦⑧
三 化学反应速率与限度的图像分析
1.三步法解决有关化学反应速率与限度图像问题
第一步：看 一看——看图像：①看面，弄清横、纵轴的含义；②看线，弄清线的走向；③看点，弄清曲线上点的含义；④看量的变化，弄清是浓度变化还是物质的量变化
第二步：想 二想——想规律：联想外界条件对化学反应速率的影响规律
第三步：判 三判——判正误：根据上述分析最终做出正确的判断
2.简单的速率图像及应用
合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)(正反应为放热反应)，673 K、30 MPa下，n(NH3)和n(H2)随时间t变化的关系如图所示。
下列叙述中正确的是( )
A.c点处正反应速率和逆反应速率相等
B.a点的正反应速率比b点的大
C.d点(t1时刻)和e点(t2时刻)处n(N2)不同
D.在t2时刻，正反应速率大于逆反应速率
[解析] c处之后NH3与H2的物质的量均有变化，未达到平衡状态，故正、逆反应速率不相等，A错误；相同条件下，反应物浓度越大，反应速率越大，故a点正反应速率比b点的大，B正确；d点(t1时刻)与e点(t2时刻)均处于平衡状态，n(N2)相同，C错误；t2时刻反应处于平衡状态，正、逆反应速率相等，D错误。
[答案] B
5.在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间的变化曲线如图，下列表述中正确的是( )
A.反应的化学方程式为2M??N
B.t2时，正、逆反应速率相等，反应达到平衡
C.t3时，正反应速率大于逆反应速率
D.t1时，N的浓度是M的浓度的2倍
答案 D
解析 由图像可知，反应中M的物质的量逐渐增多，N的物质的量逐渐减少，则在反应中N为反应物，M为生成物，故A错误；t2时，反应没有达到平衡，此时反应继续向正反应方向进行，正反应速率大于逆反应速率，故B错误；t3时，反应达到平衡，正、逆反应速率相等，故C错误；t1时，N的物质的量为6 mol，M的物质的量为3 mol，二者处于同一容器，浓度之比等于物质的量之比，N的浓度是M的浓度的2倍，故D正确。
6.如图是可逆反应X2＋3Y2??2Z在反应过程中反应速率(v)与时间(t)的关系曲线，下列叙述正确的是( )
A.t1时，只发生正方向的反应
B.t2时，反应未达到最大限度
C.t2～t3时，反应不再发生
D.t2～t3时，各物质的浓度不再发生变化
答案 D
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