选修4及化学反应原理学案(共12个)

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名称 选修4及化学反应原理学案(共12个)
格式 rar
文件大小 465.9KB
资源类型 教案
版本资源 苏教版
科目 化学
更新时间 2009-10-03 10:43:00

文档简介

电能转化为化学能(学案)
一、课标解读
1、理解电解原理
2、了解氯碱工业反应原理及氯碱工业简介
3、了解铜的电解精炼与镀铜
二、知识再现
1、电解池构成条件:
2、电极名称及确定:
阳极:
阴极:
3、电极反应式:
阳极:(1)惰性电极
(2)活性金属电极
阴极:
4、电解各类电解质溶液(惰性电极)的情况是归纳见下表:
电解类型 实例 阴极 阳极 电解反应式 溶液pH 恢复
电解水 H2SO4 加H2O
NaOH
NaNO3
电解自身 HBr 通入HBr气体
CuCl2 加入CuCl2固体
生碱析氢 NaCl 通入HCl气体
生酸放氧 CuSO4 加入CuO固体或CuCO3固体
5、电镀:
三、典题解悟
例1、熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视,可用LiCO3和Na2CO3的熔融盐混合物做电解质,CO为阴极燃气,空气与CO2的混合气为阳极燃气,制得在650℃下工作的燃料电池,完成有关的电池反应式:
阴极反应式:2CO+2CO32- 4CO2+4e-
阳极反应式 ;总反应
分析:根据教材提到的“牺牲阳极的阴极保护法”知,阳极也即是负极,阴极也即是正极,将原电池的材料拆分,阴极为:2CO+2CO32--4e-=4CO2;
阳极为:O2+2CO2+4e-=2CO32-,电池反应为2CO+O2=2CO2,氧化剂含适量CO的O2就是为了平衡,保持电解质溶液组成,浓度恒定。
答案:O2+2CO2+4e-=2CO32-,2CO+O2=2CO2
四、夯实双基
1、在外界提供相同电量的条件下,Cu2+或Ag+分别按Cu2++2e Cu或Ag++e Ag在电极上放电,若析出铜的质量为1.92g,则析出Ag的质量为( )
A、1.62g B、6.48g C、3.24g D、12.96g
2、用惰性电极电解M(NO3)x的水溶液,当阴极上增重ag时,在阳极上同时产生bL氧气(标况),从而可知M的相对原子质量为( )
A、 B、 C、 D、
3、氢镍电池是近年开发出来的可充电电池,它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍电池的总反应式是:1/2H2+NiO(OH) Ni(OH) 2
根据此反应判断,下列叙述中正确的是( )
A、电池放电时,是池负极周围溶液的pH不断增大
B、电池放电时,镍元素被氧化
C、电池充电时,氢元素被还原 D、电池放电时,H2是负极
4、将分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联,在一定条件下,通电一段时间后,析出钾、镁、铝的物质的量之比为( )
A、1:2:3 B、3:2:1 C、6:3:1 D、6:3:2
5、附图中X,Y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增加,b极板处有无色无臭气体放出,符合这一情况的是附表中的( )
附表 可供选择的极板、电极和溶液组
组合 a极板 b极板 X电极 Z溶液
A 锌 石墨 负极 CuSO4
B 石墨 石墨 负极 NaOH
C 银 铁 正极 AgNO3
D 铜 石墨 负极 CuCl2
6、下列关于铜电极的叙述正确的是( )
A、铜锌原电池中铜是正极 B、用电解法精炼粗铜时粗铜做阴极
C、在镀件上电镀铜时,可用金属铜做阳极 D、电解稀硫酸制H2,O2时铜做阳极
7、银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源,它的充电和放电过程可表示为:
Ag+Zn(OH)2 Ag2O+Zn+H2O在此电池放电时,负极上发生的反应的物质是( )
A、Ag B、Zn(OH)2 C、Ag2O D、Zn
8、某电解池内盛有Cu(NO3)2溶液,插入两根电解,接通直流电源后,欲达到如下要求:(1)阳极质量不变;(2)阴极质量增加;(3)电解液pH减小,则应选用的电极是( )
A、阴极两极都用石墨 B、铜作阳极铁作阴极
C、铁作阳极铜作阴极 D、铂作阳极铜作阴极
9、用石墨作电极,电解1mol·L-1下列物质的溶液,溶液的pH保持不变的是( )
A、HCl B、NaOH C、Na2SO4 D、NaCl
10、我国工业上大多采用立式隔膜电解槽来电解食盐水制烧碱和Cl2。电解槽中用 作阳极,用 作阴极。设置石棉网的作用的是 电解食盐水的总的离子方程式为 。
11、从H+、Cu2+、Na+、SO42-、Cl-五种离子中恰当地组成电解质,按下列要求进行电解:
(1)以碳棒为电极,使电解质质量减少,水质量不变,进行电解,则可采用的电解质是 。
(2)以碳棒为电极,使电解质质量不变,水质量减少,进行电解,则可采用的电解质是 。
(3)以大棒为阳极,铁棒为阴极,使电解质和水质量都减少,进行电解,则电解质为 。
11、甲烷燃料电池是一种新型化学电源,该电池以铂丝为电极,KOH为电解质溶液,然后向两极分别通入甲烷和氧,该电池的电极反应为:X极:CH4+10OH--8e- CO32-+7H2O。Y极:2O2+4H2O+8e-
8OH
关于此燃料电池的下列说法不正确的是( )
A、通入CH 4的X极为电池的负极 B、电池工作过程中溶液的pH下降
C、电池的总化学反应为:CH4+2O2+2KOH K2CO3+3H2O
D、标准状况下每消耗5.6L CH4时,必消耗11.2L O2,并可提供3.85×105C的电量
12、某电解池中盛有CuCl2溶液,插入电极进行电解,若达到下列要示:①一电极质量减轻,另一电极质量增加;②电解质的组成不变。则应选用的电极是( )
A、阳极铜、阴极铜 B、阳极石墨、阴极铜
C、阳极铁、阴极铜 D、阳极铜、阴极铁
13、从H+、Cu2+、Na+、SO42-、Cl-中恰当地组成电解质,按下列要求进行电解。
(1)以碳棒为电极,使电解质质量减少,水量不变进行电解,采用的电解质是 。
(2)以碳棒为电极,使水量减少,电解质质量不变进行电解,采用的电解质是 。
(3)以碳棒为阳极,铁棒为阴极,使电解质和水量都减少进行电解,则电解质是 。
14、图装置中,
(1)当A键断开,B、C闭合时,甲
为 池,乙为 池;
(2)当A、C两键断开时,乙中铁极
增重1.6g,则被氧化的铁有 g;
(3)将乙中两极都换成石墨,硫酸铜溶液换H2SO4后断开B、C两键,闭合A键,则甲为 池,乙为 池,当甲中锌极减轻6.5g时,乙中共放出气体 mL(标况)。
15、用惰性电极电解下列溶液,电解一段时间后,阴极质量增加,电解液的pH下降的是( )
A、CuCl2 B、AgNO3 C、BaCl2 D、H2SO4
16、将两个铂电极插入500mLCuSO4溶液中进行电解,通电一定时间后,某一电极增重0.064g(设电解时该电极无氢气析出,且不考虑水解和溶液体积变化)。此时,溶液中H+浓度约为( )
A、4×10-3mol·L-1 B、2×10-3mol·L-1
C、1×10-3mol·L-1 D、1×10-7mol·L-1
17、1Lna2SO4和CuSO4的混合液中,c(SO42-)=2mol·L-1,用石墨做电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到22.4L(标准状况)气体,则原溶液中c(Na+)为( )
A、0.5mol·L-1 B、1 mol·L-1 C、1.5 mol·L-1 D、2 mol·L-1
18、右图为氢氧燃料电池原理示意图,按照此图
的提示,下列叙述不正确的是( )
A、a电极是负极
B、b电极的电极反应为:4OH--4e-=2H2O+O2
C、氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
D、氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂
全部储藏在电池内的新型发电装置
19、碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用。锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液。电池总反应式为:
Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l) Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)
下列说法错误的是( )
A、电池工作时,锌失去电子
B、电池正极的电极反应式为:2MnO2(s)+H2O(l)+2e- Mn2O3(s)+2OH-(aq)
C、电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极
D、负电路中每通过0.2mol电子,锌的质量理论上减少6.5g
20、下图中能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是( )
五、能力提高
1、用惰性电极实现电解,下列说法正确的是( )
A、电解稀硫酸,实质上是电解水,故溶液pH不变
B、电解稀NaOH溶液,要消耗OH-,故溶液pH减小
C、电解Na2SO4溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:2
D、电解CuCl2溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:1
2、用两支惰性电极插入500mLAgNO3溶液中,通电电解。当电解液的pH从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出,且电解液在电解前后体积变化可以忽略),电极上应析出银的质量是( )
A、1:2:3 B、3:2:1 C、6:3:1 D、6:3:2
3、甲、乙两个电解池均以Pt为电极且互相串联。甲池盛有AgNO3溶液,乙池盛有一定量的某盐溶液,通电一段时间后,测得甲池阴极质量增加2.16g,乙池电极析出0.64g金属,则乙池中溶质可能是( )(相对原子质量:Cu—64 Mg—24 Al—27 Na—23)
A、CuSO4 B、MgSO4 C、Al(NO3)2 D、Na2SO4
4、通以相等的电量,分别电解等浓度的硝酸银和硝酸亚汞(亚汞的化合价为-1)溶液,若被还原的硝酸银和硝酸亚汞的物质的量之比n(硝酸银):n(硝酸亚汞)=2:1,则下列表述正确的是( )
A、在两个阴极上得到的银和汞的物质的量之比n(硝酸银):n(硝酸亚汞)=2:1
B、在两个阳极上得到的产物的物质量不相等
C、硝酸亚汞的分子式为HgNO3 D、硝酸亚汞的分子式为Hg2(NO3)2
5、铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2,电解液为硫酸,工作时反应为Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+
2H2O,下列结论正确的是( )
A、Pb为正极被氧化 B、SO42-只向PbO2极移动
C、电池液密度不断减小 D、溶液的pH值不断减小
6、如图:通电5min后,电池5质量
增加2.16g,试回答:
(1)电源:a 极 C池 池
A池电极反应:
C池电极反应:
(2)若B槽中共收集到224mL气体(标况),且溶液体积为200mL(设电解过程中溶液体积不变),则通电前溶液中的Cu2+物质的量浓度为 。
(3)若A池溶液体积为200mL,且电解过程中溶液体积不变,则电解后,溶液pH为 。
7、用Pt作电极,电解串联电路中分装在甲、乙两个烧杯中的200mL 0.3mol·L-1的NaCl溶液和300mL 0.2mol·L-1的AgNO3溶液,当产生0.56L(标况)Cl2时,停止电解,取出电极,将两杯溶液混合,混合液的pH为(混合后溶液体积为500mL)。( )
A、1.4 B、5.6 C、7 D、12.6
8、将500mL pH=5的CuSO4溶液用惰性电极电解一段时间,溶液的pH变为2,若使溶液的浓度、pH与电解前相同,可采取的方法是(   )
A、向溶液中加入0.245g Cu(OH)2 B、向溶液中加入0.31g CuCO3
C、向溶液中加入0.0025mol H2SO4 D、向溶液中加入0.2g CuO
9、镍—镉(Ni—Cd)可充电电池可以发生如下反应Cd(OH)2+2Ni(OH)2 Cd+2NiO(OH)+2H2O由此可知,该电池的负极材料是( )
A、Cd B、NiO(OH) C、Cd(OH) 2 D、Ni(OH)2
10、根据下列事实:(1)X+Y2+=X2++Y;(2)Z+2H2O Z(OH)2+H2↑ (3)Z2+氧化性比X2+弱;(4)由Y、W电极组成的原电池,电极反应为:W2++2e=W,Y-2e=Y2+,可知X、Y、Z、W的还原性由强到弱的顺序是( )
A、X>Z>Y>W B、Z>W>X>Y
C、Z>X>Y>W D、Z>Y>X>W
六、高考聚焦
1、用惰电极电解AgNO3溶液500mL;当电解液的pH值从6.0变为3.0(设电解时无氢气逸出,且电解液在电解前后体积变化可以忽略),电极上析出银的质量为( )
A、27mg B、54mg C、108mg D、216mg
2、某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器,用石墨作电极电解饱和氧化钠溶液,通电时,为使Cl2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液,设计了如图的装置,则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是( )
A、a为正极,b为负极;NaClO和NaCl
B、a为负极,b为正极;NaClO和NaCl
C、a为阳极,b阴极,HClO和NaCl
D、a为阴极,b为阳极,HClO和NaCl
3、通以相等的电量,分别电解等浓度的硝酸银和硝酸亚汞(亚汞的化学价为+1)溶液,若被还原的硝酸银和硝酸亚汞的物质的量之比n(硝酸银):n(硝酸亚汞)=2:1,则下列表述正确的是( )
A、在两个阴极上得到的银和汞的物质量之比n(Ag):n(Hg)=2:1
B、在两个阳极上得到的产物的物质的量不相等
C、硝酸亚汞的分子式为HgNO3 D、硝酸亚汞的分子式为Hg2(NO3)2
参考答案
四、夯实双基
1、B 2、C 3、CD 4、D 5、A 6、AC 7、D 8、AD 9、C
10、石墨;铁网;防止H2和O2混合又避免O2和NaOH作用;
2Cl-+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH-
11、(1)HCl、CuCl2 (2)H2SO4、Na2SO4 (3)CuSO4、NaH
12、D 13、AD 14、(1)原电,原电 (2)1.4 (3)原电;电解;3360
15、B 16、A 17、D 18、B 19、C 20、D
五、能力提高
1、D 2、B 3、A 4、D 5、C
6、(1)负 电解
A:阳极:2Cl—2e-Cl2↑ 阴极:2H++2eH2↑
C:阳极:Cu-2e-Cu2+ 阴极:Ag++e-Ag
(2)0.025mol·L-1 (3)B
7、C 8、BD 9、A 10、C
六、高考聚焦
1、B 2、B 3、D
放电
充电
放电
充电
放电
充电

电解盐类的水解学案(一)
学案编写人 马世泉
[课标解读]
课标解读 学习目标
认识盐类水解的原理。归纳影响盐类水解程度的主要因素。 理解盐类水解的实质。学会正确书写盐类水解的离子方程式。3. 掌握影响水解平衡的因素
[知识再现]
知识点一:盐类水解概念:
1.在溶液中 电离出来的离子跟 所电离出来的H+或 OH-结合生成 的反应,叫做盐类的水解。
2.盐类的水解反应是 反应的逆反应,也是水溶液中存在的一种重要的化学平衡过程。
知识点二:盐类水解的实质
1.在溶液中,由于盐的离子与水电离出来的 或 生成弱电解质,从而破坏了水的 使溶液显示不同程度酸性、碱性或中性。
2.NH4Cl溶于重水后,产生的一水合氨和水合氢离子可表示为
知识点三:盐类水解的离子方程式的写法规律:
1.首先它符合离子方程式的书写规律,其次是盐的水解一般是可逆的,但双水解例外。
2.多元弱酸阴离子的水解是 进行的。一般第 步水解的程度很小,往往可以忽略。
3.多元弱碱阳离子也是 水解的,但这类阳离子的水解反应一般比较复杂,通常以 表示。
4.写出下列盐的水解方程式或离子方程式:
CH3COONa NH4Cl:
AlCl3: Na2CO3:
AlCl3溶液和Na2CO3溶液混合:
知识点四:影响盐类水解因素:
主要因素是 ,组成盐的酸根对应的酸越 (或阳离子对应的碱越 ),水解程度越 。另外还受温度、浓度及外加酸碱等因素的影响。
1、温度:盐的水解是 反应,因此升高温度水解程度 .
2、浓度:盐的浓度越小,水解程度越 。
3、外加酸碱能促进或抑制盐的水解。例如水解显酸性的盐溶液,若加入碱,就会中和溶液中的 ,使平衡向 方向移动而 水解,若加酸则 水解。
4.针对下列平衡体系回答问题
Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H+
条件 移动方向 H+数 PH Fe3+水解率 现象
升温
通HCl
加H2O
加Fe粉
加NaHCO3
加FeCl3
[典型解悟]
题目编写人 齐军
[例1]相同温度、相同物质的量浓度的四种溶液:①CH3COONa②NaHSO4③NaCl④C6H5-ONa,按pH值由大到小的顺序排列,正确的是:( )
A、④>①>③>② B、①>④>③>②
C、①>②>③>④ D、④>③>①>②
解析:此题是分析四种钠盐的酸碱性,对于NaHSO4是酸式强酸强碱盐,虽不水解,但在水中电离后,使溶液显酸性。NaHSO4Na++H++SO42-故NaHSO4相当于一价一元强酸。NaCl是强酸强碱盐,不水解,溶液显中性。对于CH3COONa与,,它们均为强碱弱酸盐,水解后溶液显碱性,由于CH3COOH的酸性强于的酸性,故溶液的碱性强于CH3COONa溶液的碱性。所以,四种溶液pH值由大到小的顺序是④>①>③>②,答案应选A。
[例2]能够说明氨水是弱碱的事实是:
A、氨水具有挥发性
B、1mol/L氨水溶液的pH=10
C、1mol/L NH4Cl溶液的pH=5
D、氨水与AlCl3溶液反应生成Al(OH)3沉淀
解析:弱电解质的电离,可以从两个方面认识,一是正面看,二是从它的盐溶液分析它的根的水解情况。正面看,B项,pH=10,说明[OH-]=10-4mol/L,而氨水的浓度为1mol/L,说明大部分未电离;从侧面看,C项,pH=5,说明溶液显酸性,知道Cl-不水解,只有NH4+水解所致,说明该碱是弱碱。答案为BC
[例3] 欲使0.1mol/L K2CO3溶液中[K+]==2[CO32-],应采取的措施是( )
A、加少量盐酸 B、加适量KOH C、加适量水 D、加适量NaOH
解析:题中提供的(A),提供H+,(C)加适量水均促进水解故不是选项。(B)与(D)提供OH-离子,但提供KOH,又增加了K+离子而不符合题意,故只有采取加入适量NaOH的方法,才可使溶液中[K+]=2[CO32-]。故答案应选D。
[夯实双基]
题目编写人 马洪燕
1.在pH为3的FeCl3溶液,pH为11的Na2CO3溶液和pH为3的盐酸中由水电离出来的H+的浓度分别为:C1、C2、C3它们之间的关系是
 A.C1<C2<C3        B.C1=C2>C3
 C.C1>C2>C3        D.无法判断
2. 在一定条件下发生下列反应,其中属于盐类水解反应的是
 A.NH4++2H2O NH3·H2O+H3O+
 B.HCO3-+ H2O H3O+ + CO32-
 C.HS-+H+=== H2S
 D.Cl2+H2O H++Cl-+HClO
3. 物质的量浓度相同的下列溶液中,NH4+浓度最大的是
 A. NH4Cl B. NH4HSO4 C. CH3COONH4 D. NH4HCO3
4. 蒸干FeCl3水溶液后再强热,得到的固体物质主要是
 A.FeCl3 B.FeCl3·6H2O C. Fe(OH)3 D. Fe2O3
5. 一元酸HA溶液中,加入一定量强碱MOH溶液后,恰好完全反应,反应后的溶液中,下列判断正确的是()
 A.c(A-) ≥ c(NH4+)           B. c(A-) ≤ c(M+) 
 C. 若MA不水解,则c( OH―)<c(A-)   D.若MA水解,则c( OH―)>c(A-)
6. 把氢氧化钙放入蒸馏水中,一定时间后达到如下平衡:
    Ca(OH)2(s) Ca2++2OH-
加入以下溶液,可使Ca(OH)2减少的是
 A. Na2S溶液 B. AlCl3溶液 C. NaOH溶液 D. CaCl2溶液
7. 当Mg(OH)2在水中达到溶解平衡时:Mg(OH)2 Mg2++2OH- 要使Mg(OH)2进一步溶解,应向溶液中加少量的固体是
 A. NH4Cl B. NaOH C. Na2CO3 D.干冰
8. 某氨水中c(NH4+ )=0.5 mol / L时达到电离平衡,若向其中加入c(NH4+)=0.5 mol / L的NH4Cl溶液后,NH3·H2O的电离程度将
 A.增大 B. 减少 C.不变 D.无法判断
9. 下列物质的水溶液在加热时pH值变小的是
 A. 氯化铁 B.氯化钠 C.盐酸 D. 碳酸钠
10. 盛有0.1mol / L的NaHCO3溶液和酚酞试液的试管,在室温时,溶液为无色,加热时为粉红色,这是因为
 A. NaHCO3在加热时变成碱性更强的Na2CO3  B.水分蒸发使NaHCO3的浓度增大
 C. 加热促进NaHCO3的水解,碱性增强 D. NaHCO3在加热时变成红色
11.已知K2HPO4溶液中,HPO42―的水解程度大于电离程度,对于平衡:
HPO42― + H2O H3O++ PO43-,欲使溶液中c(HPO42-)、c(H3O+)、c(PO43-) 三种离子溶度均减小,可采用的方法是()
A.加水 B.加热 C.加消石灰 D.加硝酸银
12. 下列离子方程式正确的是
 A.钠和冷水反应 Na+2H2O====Na++2OH-+H2↑
 B.氯气与水反应 Cl2+H2O====2H++Cl-+ClO-
 C.硫酸铝溶液和小苏打溶液反应 Al3++3HCO3- ====Al(OH)3↓+3CO2↑
 D.向Ca(ClO)2溶液中通入SO2 Ca2++2ClO-+SO2+H2O====CaSO3↓+2HclO
13. 将氨水逐滴加入到稀盐酸中,使溶液为中性,则此时
 A [NH4+]=[Cl-] B [NH4+]>[Cl-] C [NH4+]<[Cl-] D [NH4+]与[Cl-]之间关系不确定
14. 物质的量浓度相同的三种盐NaX、NaY和NaZ的溶液,其pH值依次为8、9、10,则HX、HY、HZ的酸性由强到弱的顺序是
 A. HX、HZ、HY B. HZ、HY、HX
 C. HX、HY、HZ D. HY、HZ、HX
15. 浓度均为0.1 mol / L的①NaHCO3、②Na2CO3、③NaCl、④NaHSO4四种溶液,按pH值由小到大排列的顺序是
 A. ①②③④ B.④③①② C.③④①② D.②①④③
16. 物质的量浓度均为1mol/L的下列电解质溶液,各取10 mL混合后,pH值小于7的是
  A.Na2S、NaCl、HCl B. Na2CO3、HCl、HNO3
  C.CaCl2、NaCl、NH4Cl D. Na2CO3、HCl、CH3COOH
17. 用一价离子组成四种盐,AC、BD、AD、BC的1mol·L-1 溶液,在室温下前两种溶液的pH=7,第三种溶液的pH >7,最后一种溶液的pH< 7,则()
A B C D
碱性 AOH>BOH AOHBOH AOH酸性 HC>HD HC>HD HC18. 下列各组物质能一起混合施用的是
 A. 铵态氮肥和草木灰(含K2CO3)混合施用
 B. 化肥和农家肥(如绿肥)混合施用
 C. 重钙施入碱性土壤中
 D. 复合肥(如磷酸氢二铵)和生石灰一起施用
19. 水玻璃在工业上可作粘合剂,当它与NH4Cl溶液接触时,会很快凝结。原因是
20. 浓度均为0.1mol/L的8种溶液:①HNO3 ②H2SO4 ③HCOOH ④Ba(OH)2 ⑤NaOH ⑥CH3COONa ⑦KCl ⑧NH4Cl,溶液pH值由小到大的顺序是:(填写编号)_________________________。
参考答案:1.B 2.A 3.B 4.D 5.BC 6.B 7.AD 8.A 9.A 10.C 11.C 12.C 13.A 14.C 15.B 16.C 17.A 18.B 19. NH4Cl溶液因NH4+发生水解而呈酸性,水玻璃与其接触时,SiO2与H+结合生成硅酸胶体而凝结。20. ②①③⑧⑦⑥⑤④
[能力提高]
题目编写人 齐军
1.下列物质在常温下发生水解时,对应的离子方程式正确的是 ( )
A.Na2CO3:CO32-+2H2OH2O+CO2↑+2OH-
B.NH4Cl: NH4++H2ONH3·H2O+H+
C.NaF: F-+H2O===HF+OH-
D.CuSO4: Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+
2.将物质的量浓度相同的NaHCO3和NaHSO3两种溶液(前者呈碱性,后者呈酸性)比较时,下列关系中正确的是 ( )
A.[HSO3-]=[HCO3-] B.[SO32-]=[CO32-]
C.[Na+]相等 D.水的电离度相等
3、为了配制NH4+的浓度与Cl-的浓度比为1∶1的溶液,可在NH4Cl溶液中加入①适量的HCl;②适量的NaCl;③适量的氨水④适量的NaOH. ( )
A.①② B.③ C.③④ D.④
4.溶液中HS-+H2O=H3O++S2-达平衡时,要使[S2-]增大,应加入 ( )
A.H2O B.Cu2+ C.OH- D. Fe2+
5.在盐类发生水解的过程中正确的说法是 ( )
A.盐的电离平衡被破坏 B.水的电离度逐渐增大.
C.溶液的pH发生改变 D.没有中和反应发生
6.下列溶液中,含离子数目最多的是 ( )
A.30mL 0.lmol/L的AlCl3 B.10mL 0.2mol/L的CaCl2
C.30mL 0.2mol/L的CH3COOH D.40mL 冰醋酸
7.现有0.01mol/L的下列溶液:①CH3COOH②NaHCO3③NaHSO4④KOH⑤H2SO4按pH由小到大的顺序排列的是 ( )
A.⑤③①②④ B.③⑤①②④
C.⑤②③①④ D.④②①③⑤
8.下列物质能跟镁反应并产生氢气的是 ( )
A.甲酸溶液 B.氢氧化钠溶液
C.氯化铵溶液 D.碳酸钠溶液
9.下面提到的问题中,与盐的水解无关的正确说法是 ( )
①明矾和FeCl3可作净水剂.
②为保存FeCl3溶液,要在溶液中加少量盐酸.
③实验室配制AlCl3溶液时,应先把它溶在盐酸中,而后加水稀释.
④NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接中的除锈剂.
⑤实验室盛放Na2CO3、Na2SiO3等溶液的试剂瓶应用橡皮塞,而不能用玻璃塞.
⑥用NaHCO3与Al2(SO4)3两种溶液可作泡沫灭火剂.
⑦在NH4Cl或AlCl3溶液中加入金属镁会产生氢气.
⑧长期使用硫铵,土壤酸性增强;草木灰与铵态氮肥不能混合施用.
⑨比较NH4Cl和Na2S等溶液中离子浓度的大小或某些盐溶液的酸碱性.
A.①④⑦ B.②⑤⑧ C.③⑥⑨ D.全有关.
10.明矾水溶液呈____性,原因是_ __ ;小苏打水溶液呈____性,原因是_ _ _.
把上述两溶液混合后呈现的现象有 _,反应现象的离子方程式是_ __ .
参考答案:1.BD 2.C 3.B 4. BC 5.BC 6.A 7.A 8.AC 9.D
10. 酸、Al3+ + 3H2OAl(OH)3 + 3H+ 、碱、HCO3-+H2OH2CO3+OH-、
气体和白色沉淀产生、Al3++3HCO3-== Al(OH)3↓+3CO2↑
[高考聚集]
题目编写人 朱兆燕
1.(05年全国卷三)能正确表示下列反应的离子方程式是 ( )
A.甲酸钠溶液和盐酸反应:HCOO-+H+ HCOOH
B.硫化钠的第一步水解:S2-+2H2O H2S+2OH-
C.醋酸钡溶液和硫酸反应:Ba2++SO BaSO4↓
D.氢氧化钙溶液和碳酸氢镁反应:Ca2++OH-+HCO3- CaCO3↓+H2O
2.(05年北京卷)下列有关pH变化的判断中,正确的是
A 随着温度的升高,碳酸钠溶液的pH减小 B 随着温度的升高,纯水的pH增大
C 新氯水制经光照一段时间后,pH减小 D 氢氧化钠溶液久置于空气中,pH增大
3.(05年全国卷一)欲使0.1mol/L的NaHCO3溶液中c(H+)、c(CO32 )、c(HCO3 )都减少,其方法是( )
A、通入二氧化碳气体 B、加入氢氧化钠固体
C、通入氯化氢气体 D、加入饱和石灰水溶液
4.(03年上海卷)相同温度下等物质的量浓度的下列溶液中,pH值最小的是
A.NH4Cl B NH4HCO3 C NH4HSO4 D (NH4)2SO4
5.(05年春季高考)A、B、C、D为常见气态单质。已知:①A和B可以在放电条件下发生化合反应,其产物还可以与B化合生成红棕色气体;
②C分别与A、B反应生成的两种化合物分子中都含有10个电子;
③C和D反应生成的化合物易溶于水,在其溶液中滴加AgNO3溶液,生成白色沉淀。
请回答:
(1)C和D反应生成的化合物的电子式是 。
(2)上述②中化合物的热稳定性 强于 (写化学式)。
(3)将D通入B、C生成的化合物中,发生反应的化学方程式是 。
(4)A、C、D所含元素可组成一种离子化合物,该化合物发生水解反应的离子方程式是

答案:1.A 2 C 3 D 4 C 5(1)
(2)H2O; NH3 (3)Cl2+H2O=HCl+HClO (4)NH4++H2ONH3·H2O+H+盐类的水解学案(二)
学案编写人 马世泉
[课标解读]
课标解读 学习目标
归纳盐类水解的规律2.能举例说明盐类水解在生产、生活中的应用. 掌握盐类水解的规律利用盐类水解规律解决以下问题:判断溶液的酸碱性。判断不同弱电解质的相对强弱比较溶液中离子浓度解释某些化学现象及在生产生活中的应用
[知识再现]
知识点一:盐类的水解规律
可概括为:有 才水解,无 不水解;越 越水解,谁 显谁性。
(1)强酸强碱盐 水解,其正盐的水溶液显 性;而酸式盐的水溶液显 性。
如:K2SO4 NaCl的水溶液显 性;NaHSO4的水溶液显 性。
(2)弱酸强碱盐, 离子水解,其溶液显 性。如:Na2CO3溶液 、CH3COONa溶液均显 性
(3)强酸弱碱盐,离子水解,其水溶液显 性。如:(NH4)2SO4溶液和NH4Cl溶液均显 性
(4)弱酸弱碱盐, 和 都水解。其水溶液的酸碱性应由生成的弱酸和弱碱的电离程度的相对大小来判断。例如:CH3COONH4溶液,CH3COOH和NH3· H2O的电离程度相同,因此CH3COONH4溶液显 性;
而 (NH4)2CO3溶液中,由于NH3·H2O和HCO3-的电离程度前者大,故NH4+ 比CO32-的水解程度 ,
(NH4)2CO3溶液显 性。
知识点二: 盐类水解的应用:
1.相同物质的量浓度的溶液NaCl Na2CO3 NH4Cl HCl Ba(OH)2 pH值由大到小的顺序为:          
2.在Na2CO3溶液中,写出各种离子浓度由大到小的顺序         
3.配制FeCl3溶液时,需加( )可使水解平衡向不利于水解的方向移动从而抑制盐的水解。
4.有些盐(如Al2S3 Mg3N2 等……)会完全水解,生成沉淀和气体,无法在溶液中制取,只能由        制取。
5.AlCl3溶液加热蒸干后灼烧,最后产物 。(如果是硫酸铝呢?)FeCl3溶液加热蒸干后灼烧产物     。(如果是硫酸铁呢?)
6.已知物质的量浓度相同的两种盐溶液,NaA和NaB,其溶液的pH前者大于后者,则酸HA和HB的酸性强弱为:   
7。金属镁与FeCl3、 AlCl3、 NH4Cl溶液均能反应产生H2,原因                 
8.利用盐类水解制取胶体。如:将FeCl3饱和溶液滴入沸水中,可制得Fe(OH)3胶体。有关化学方程式:         
9.化肥合理使用有时要考虑盐的水解。如K2CO3
水解呈碱性,不能与铵态氮肥混合施用。有关的离子方程式为
               ,             
10。判断离子大量共存,有时要考虑盐类的水解。
如Al3+和AlO2-不能共存,原因是             Fe3+和CO32-不能共存,原因是              
11.盐类的水解在工农业生产和日常生活中有广泛的应用。如泡沫灭火器原理、某些盐做净水剂、某些盐的分离除杂等。
[典型解悟]
题目编写人 齐军
[例1]在25℃时,浓度1mol/L的(NH4)2SO4、(NH4)2CO3、(NH4)2Fe(SO4)2的溶液中,测得其
[NH4 +]分别为a、b、c(单位为mol/L)。下列判断正确的是( )
A、a=b=c B、a>b>c C、a>c>b D、c>a>b
提示:三种溶液中均存在水解平衡:NH4+H2ONH3·H2O+H+
说明:常见能水解的离子有:

参考答案:由于溶液中均有NH4+,即均存在水解平衡:NH4++H2ONH3·H2O+H+对于(NH4)2CO3,因CO32-+H+HCO3-,使上述平衡向右移动;对于(NH4)2Fe(SO4)2,Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+,[H+]增大,抑制NH4+的水解。故答案为D。
[例2]盐与其它物质的离子是否共存?
(1)在pH=0的溶液中,能大量存在的离子组是
A、AlO2-、CO32-、K+、Na+ B、SO42-、NH4+、Al3+、Cl-
C、HS-、S2-、K+、NH4+ D、NH+、Na+、SO42-、Fe3+
(2)下列离子在溶液中不能大量存在的是
A、K+、MnO4-、Cl-、H+ B、AlO2-、Na+、Al3+、Cl-
C、Fe2+、SO42-、Cl-、Na+ D、OH-、AlO2-、Na+、Cl-
说明:几种离子在溶液里,若离子间不发生反应,就能共存,否则不能共存。例如:
1、离子间能生成难溶物质,难电离物质和挥发性物质的,离子不能共存。
2、离子间能发生氧化还原反应的不能共存。
3、离子间能发生双盐水解的不能大量共存。
4、彼此间能生成络离子的也不能大量共存。离子的颜色,溶液是否透明,及酸碱性环境,在解题时都必须周密考虑。
把高考试题中,近十年的离子共存问题编在一起。总结其共同点有①讨论的离子都是常见的离子,没有似是而非的情况。②难度都不太大。③涉及到的反应有产生沉淀,生成气体,及难电离的物质的复分解反应;有氧化-还原反应,涉及到离子:作氧化剂的有MnO4-、NO3-、Fe3+、ClO-,还原剂有Fe2+、S2-、I- 等,值得一提的还有H+与S2O32-之间的反应。④在题干上总提供酸性或碱性条件,有时对溶液的颜色还有要求。
①离子间是否发生氧化还原反应,例如:在酸性条件下,NO3-等氧化性离子可将Fe2+、S2-、I-等离子氧化,Fe3+可以将I-、S2-氧化,ClO-甚至可将Cl-氧化,SO32-可将S2-氧化;即使在中性或碱性条件下,ClO-也能将S2-等氧化。
②离子间能否生成难电离(包括水)或难溶物质。例如:Ba2+跟SO42-或H+、OH-、HS-、S2-。
③离子间能否形成弱酸弱碱盐。例如:Al3+或Fe3+跟HCO3-、CO32-或S2-;NH4+、Al3+或Fe3+跟AlO2-。
参考答案:(1)pH=0,即[H+]=1mol/L是强酸的溶液,因此A中AlO2-与H+反应,AlO2-水解呈碱性,就是在碱性溶液中稳定。CO32-、S2-、HS-、 HCO3-水解:
CO32-+H2OHCO3-+OH- S2-+H2OHS-+OH-不能在强酸性中存在。
H++ S2- HS-+H2OH2S+OH- H++ CO32- HCO3-+H2OH2CO3+OH-不能在强酸性中存在 也不能存在于强碱性溶液中。
其它像Al3+、NH4+、Fe3+也水解但呈酸性,所以B、D能大量共存。
(2)选项A中,MnO4-与H+是强氧化剂可能氧化氯离子。B中:
Al3++3H2OAl(OH)3+3H+
AlO2-+H++H2OAl(OH)3↓
或Al3++ 3AlO2-+6H2O4Al(OH)3↓,Al3+与 AlO2-,前者水解呈酸性,后者水解呈碱性,发生双水解。故,答案为:(1)A、C (2)A、B
[例3]在Na2S溶液中下列关系不正确的是( )
A、[Na+]=2[HS-]+2[S2-]+[H2S]
B、[Na+]+[H+]=[OH-]+[HS-]+2[S2-]
C、[Na+]>[S2-]>[OH-]>[HS-]
D、[OH-]=[HS-]+[H+]+[H2S]
说明:在比较溶液中离子浓度时,还常常用到电解质溶液中的两个重要守恒关系:电荷守恒,物料守恒。即:
电荷守恒:电解质溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数。
物料守恒:某一分子或离子的原始浓度应等于它在溶液中各种存在形式的浓度之总和,即元素的原子守恒。
参考答案:Na2S溶液中存在下列平衡:Na2S===2Na++S2-
H2O H++OH-
S2-+H2OHS-+OH-
HS-+H2OH2S+OH-
①根据电荷守恒:
[Na+]+[H+]=2[S2-]+[HS-]+[OH-],所以B正确;
②根据物料守恒:(钠与硫的物质的量2∶1)
[Na+]==2[S2-]+2[HS-]+2[H2S],所以A错;
根据由水电离产生H+与OH-守恒:(①②两式相减)
[OH-]==[HS-]+[H+]+2[H2S],所以D错。
[例4]20ml 1mol/L醋酸溶液与40ml 0.5mol/L烧碱溶液混合后,溶液中离子浓度的关系正确的是 ( )
A、[Na+]>[CH3COO-]>[OH-]>[H+]
B、[Na+]>[OH-]>[H+]>[CH3COO-]
C、[Na+]+[H+]>[CH3COO-]+[OH-]
D、[Na+]+[H+]=[CH3COO-]+[OH-]
提示:醋酸为一元弱酸,氢氧化钠为一元强碱,物质的量相同,恰好完全反应生成可溶性的强碱弱酸盐--醋酸钠。
参考答案:
因CH3COO-+H2OCH3COOH+OH- ,所以[Na+]>[CH3COO-]>[OH-]>[H+]。
因为,在电解质溶液中,阳离子带的正电荷数,等于阴离子带的负电荷数,所以,[Na+]+[H+]=[CH3COO-]+[OH-]。故此题应选A、D。
[例5] 把三氯化铁溶液蒸干灼烧,最后得到的固体产物是( )
A、无水三氯化铁 B、氢氧化铁 C、氧化亚铁 D、三氧化二铁
说明:把FeCl3溶液蒸干灼烧,最后得到的固体产物主要是Fe2O3,因为FeCl3是挥发性酸--盐酸所形成的盐,也是强酸弱碱盐,由于生成的盐酸挥发而使得水解完全。请想想,如果是将Fe2(SO4)3溶液蒸干灼烧,最后得到的固体是什么?
参考答案:在三氯化铁的溶液中存在着盐类的水解平衡FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl-Q在蒸发去水的过程中,由于水解是吸热的,又由于HCl气体的不断逸出,而使水解平衡不断的向水解的方向移动,当蒸干溶液时,水解完全,而生成Fe(OH)3.又由于Fe(OH)3是难溶碱,灼烧时分解为Fe2O3及水。2Fe(OH)3Fe2O3 +3H2O所以把氯化铁溶液蒸干灼烧,最后得到的固体产物是三氧化二铁。答案:应选D。
[夯实双基]
题目编写人 马洪燕
1. 与50 mL 0.2 mol / L NH4Cl溶液中的NH4+浓度相同的是
 A. 50 mL 0.2 mol / L CH3COONH4溶液    B. 50 mL 0.25 mol / L (NH4)2SO4溶液
 C. 100 mL 0.2 mol / L NH4NO3溶液 D. 50 mL 0.2 mol / L NH3·H2O
2. 将0.1mol/L的醋酸钠溶液20mL与0.1mol/L盐酸10mL混合后,溶液显酸性,则溶液中有关微粒的浓度关系正确的是
 A c (Ac-)>c (Cl-)>c (H+)>c (HAc)
 B c (Ac-)>c (Cl-)>c (HAc)>c(H+)
 C c (Ac-)=c (Cl+)>c (H+)>c (HAc)
 D c (Na+)+c (H+)=c (Ac-)+c (Cl-)+c (OH-)
3.某氨水的pH=X,某盐酸的pH=Y,已知X+Y=14,将上述氨水与盐酸等体积混合后,所得溶液中各种离子浓度的关系正确的是
 A. c( NH4+ )>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+) B. c( NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
 C. c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-) D. c( NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
4. 把0.02mol/LHAc溶液和0.01mol/LNaOH溶液等体积混合,则混合溶液中微粒浓度关系正确的是
 A.c(Ac-)>c(Na+)           B.c(HAc)>c(Ac-)
 C.2c(H+)=c(Ac-)-c(HAc)       D.c(HAc)+ c(Ac-)=0.01mol·L-1
5. 0.1mol/LKHSO4和0.1mol/LNa2S溶液等体积混合后,溶液能使pH试纸变蓝,则离子浓度关系正确的是
 A. c(SO42―) >c(HS―)>c( OH―)>c(H+)
 B. c(Na+) > c(K+) >c(H+)>c( OH―)
 C. c(Na+) =c(S2―)+c(H2S)+c(HS―)+c(SO42―)
 D .c(Na+) +c(K+)+c(H+)=c(SO42―)+c(S2―)+c(HS―)+c( OH―)
6. 在溶液中能共存,加OH-有沉淀析出,加H+能放出气体的是
 A. Na+、Cu2+、Cl-、SO42- B. Ba2+、K+、OH-、NO3-
 C. H+、Al3+、NH4+、CO32- D. Na+、Ca2+、Cl-、HCO3-
7. 下列各组离子在溶液中能大量共存的是
 A.Ca2+、HCO3-、C1-、K+ B.AI3+、AlO2-、HCO3-、Na+
 C.Fe2+、S2-、NH4+、SO42- D.Fe3+、SCN-、Na+、CO32-
8. 在蒸发皿中加热蒸干并灼烧(低于400℃)下列物质的溶液,可以得到该物质固体的是
 A.氯化铝 B.碳酸氢钠 C.硫酸镁 D.高锰酸钾
9. 等体积等浓度的MOH强碱溶液和HA弱酸溶液混和后,混和液中有关离子的浓度应满足的关系是
 A. c(M+)>c( OH―)>c(A-)>c(H+)    B. c(M+)>c(A-)>c(H+)>c( OH―)
 C. c(M+)> c(A-)>c( OH―)>c(H+)    D. c(M+)>c(H+) =c( OH―)+ c(A-)
10. 某无色透明溶液中,由水电离出来的c(H+)=1×10-3mol/L,在该溶液中一定能够大量共存的离子组是
 A.K+、Na+、MnO4-、NO3-     B.Fe3+、A13+、Cl-、HS-
 C、NH4+、A1O2-、Na+、CH3COO-    D.K+、Na+、SO42-、NO3-
11. 为了同时对某农作物施用分别含有N、P、K三种元素的化肥,对于给定的化肥.①K2CO3 ②KCl ③Ca(H2PO4)2 ④(NH4)2SO4 ⑤氨水,最适合的组合是
 A.①③④ B.②③④ C.①③⑤ D.②③⑤
12. 在相同温度下等体积、等物质的量的浓度的4种稀溶液:①Na2SO4,②H2SO3,③NaHSO3,④Na2S中所含带电微粒数由多到少的顺序是
 A.①=④>③=② B.④=①>③>②
 C.①>④>③>② D.④>①>③>②
13. FeCl3溶液于下列物质的反应,其中与Fe3+水解无关的是
①紫色石蕊试液②KI ③煮沸的蒸馏水 ④硫化氢 ⑤苯酚钠溶液 ⑥铜粉 ⑦小苏打溶液 ⑧镁粉
 A.②④⑧ B.①②④ C.③⑧ D.②④⑤⑥
14.. 0.02mol·L-1的HCN溶液与0.02mol·L-1的NaCN溶液等体积混合,已知混合液中[CN-]<[Na+],则下列关系正确的是
 A.[Na+]>[CN-]>[OH-]>[H+] B.[HCN]+[CN-]=0.04 mol·L-1
 C.[Na+]+[H+]=[CN-]+[OH-] D.[CN-]>[HCN]
15. 某种一元酸(HA)溶液中,加入一定量的一种强碱(MOH)溶液后恰好完全反应,则有关反应后溶液的判断中,一定正确的是
 A.c(A-) ≤ c(M+)  B.c(A-) ≥ c(M+)
 C.若MA不水解,则c(OH-)< c(A-)   D.若MA会水解,则c(OH-)> c(A-)
16. 要求设计实验证明,某种盐的水解是吸热的,下列回答正确的是
 A. 将硝酸铵晶体溶于水,若水温下降,说明硝酸铵水解是吸热的
 B. 在盐酸中加入相同浓度的氨水,若混合液温度下降,说明盐类水解是吸热的
 C. 在醋酸钠溶液中加入醋酸钠晶体,若溶液温度下降,说明盐类水解是吸热的
 D.在醋酸钠溶液中滴入酚酞试液,加热后若红色加深,说明盐类水解是吸热的
17. 已知当物质的量浓度相同时,碳酸中c(CO32-)比偏铝酸中c(AlO2-)大得多,则下列推论中正确的是
 A.通入适量CO2于AlO2-溶液中,有CO32-生成
 B. 含CO32-的溶液容易使Al(OH)3溶解变成AlO2-
 C.HCO3-只能与Al3+反应而不能和AlO2-反应
 D.NH4+、AlO2-和HCO3-能大量共存于同一溶液中
18. 某二元酸(H2A)按下式发生电离:H2A=H++HA-;HA- H++A2-。关于下列四种溶液的说法正确的是
①0.01mol/L的H2A溶液
②0.01mol/L的NaHA溶液
③0.02mol/L的HCl溶液与0.04mol/L的NaHA溶液等体积混合
④0.02mol/L的NaOH溶液与0.02mol/L的NaHA溶液等体积混合
 A.四种溶液中c(HA-)浓度大小:③>①>②>④
 B.溶液①中一定不存在OH-
 C.溶液②中存在水解平衡:HA—+H2OH2A+OH—
 D.溶液③中有关离子浓度关系:c(HA-)+c(A2-)=c(Na+)
19. 0.1 mol·L-1盐酸分别跟20 mL NaOH和20 mL NH3·H2O反应,都消耗了20 mL盐酸,这表明NaOH溶液和氨水的关系
 A.物质的量浓度相同 B.氢氧根离子浓度相同
 C.pH相同 D.溶液中离子浓度相同
20. 已知某溶液中只存在OH一、H+、NH4+、Cl一四种离子,某同学推测其离子浓度大小顺序有如下四种关系:
①(Cl一)>c(NH4+)> c(H+)> c(OH-) ②c(Cl一) >c(NH4+)> c(OH-)> c(H+)
③c(NH4+)>c(Cl一)> c(OH-)> c(H+) ④ c(Cl一) >c(H+)> c(NH4+)> c(OH-)
填写下列空白:
(1)由若溶液中只溶解了一种溶质,则该溶质是__________,上述四种离子浓度的大小顺序为_______________(填序号)
(2)若上述关系中③是正确的,则溶液中的溶质为____________________;
若上述关系中④是正确的,则溶液中的溶质为________________________。
(3)若该溶液是由体积相等的稀盐酸和氨水混合而成,且恰好呈中性,则混合前c(HCl)
___________c(NH3·H2O)(填“大于”、“小于”或“等于”、下同),混合前酸中c(H+)和碱中c(OH-)的关系:c(H+)____________ c(OH-)。
参考答案:1.C 2.BD 3.AD 4.AD 5.A 6.D 7.A 8.C 9.C 10.D 11.B 12.D 13.D 14.A 15.AC 16.D 17.A 18.AD 19.A 20. (1) NH4Cl, ① (2) NH4Cl、NH3·H2O; NH4Cl、HCl (3) 小于, 大于。
[能力提高]
题目编写人 齐军
1.下列说法正确的是 ( )
①弱酸弱碱盐是弱电解质
②两种不同的酸溶液混合,溶液也可能显中性.
③pH=3和pH=11的溶液等体积混合后,溶液显中性.
④两种不同的强酸溶液混合后,溶液的pH可能增大.
⑤强酸与盐反应一定得弱酸.
⑥同浓度的钾盐溶液,酸式盐的pH必定小于其正盐的pH.
⑦0.3mol/L CH3COOH溶液中的[H+]是0.1mol/LCH3COOH溶液中[H+]的3倍
⑧pH相同的不同弱酸,酸的物质的量浓度最大的,酸性相对越弱.
A.①③⑤⑦ B.②④⑥⑧ C.②③⑥⑦ D.①④⑤⑧
2.在一种一元碱ROH的溶液中,加入一种一元酸HA溶液,当反应后溶液呈现中性,下列判断中一定正确的是 ( )
A.加入的一元酸HA过量 B.生成的盐RA不能发生水解
C.加入的酸与碱的物质的量相等 D.反应后溶液中[A-]=[R+]
3.室温时,若0.1mol·L-1的一元弱碱的电离度为1%,则下列说法正确的是 ( )
A.该溶液的pH=11 B.该溶液的pH=3
C.加入等体积0.1mol·L-1HCl后所得溶液的pH=7
D.加入等体积0.1mol·L-iHCl后所得溶液的pH>7
4.能证明醋酸是一种弱电解质的实验是 ( )
A.醋酸和水以任意比例溶解
B.中和10 mL 0.1 mol·L-1的CH3COOH须用0.1 mol·L-1 10 mL NaOH溶液
C.1 mol·L-1 CH3COONa溶液的pH大约是9
D.1 mol·L-1 CH3COOH溶液能使石蕊试液变红
5、下列说法中正确的是 ( )
A、所有酸式盐水溶液都显酸性 B、可溶性碳酸盐都能水解
C、钾盐、钠盐和硝酸盐不能水解 D、硝酸钠水溶液显中性
6、在甲酸溶液中加入一定量NaOH溶液,恰好完全反应,对于生成的溶液,下列判断一定正确的是 ( )
A.[HCOO-]<[Na+] B.[HCOO-]>[Na+] C.[OH-]>[HCOO-] D.[OH-]<[HCOO-]
7、Al3+ + 3H2O Al(OH)3 +3 H+ 的平衡体系中,要使平衡向水解方向移动,且使溶液的pH值增大,应采取的措施是 ( )
A、加热 B、加适量NaOH溶液 C、通入氯化氢气体 D、加入固体三氯化铝
8、某氨水的pH=x,某盐酸的pH=y,已知x+y=14,且x>11,将上述氨水与盐酸等体积混合后,所得溶液中各种离子的浓度由大到小的顺序为( )
A、[Cl-]>[NH4+]>[OH-]>[H+] B、[Cl-]>[NH4+]>[H+]>[OH-]
C、[NH4+]>[Cl-]>[H+]>[OH-] D、[NH4+]>[Cl-]>[OH-]>[H+]
9.用NH4Cl进行如下实验,试判断发生的现象,并简单说明原因.
(l)用玻璃棒蘸取少量NH4Cl溶液与pH试纸接触时,试纸显示的颜色与标准比色卡相比,可发现NH4Cl溶液pH_____7,显_____性,其原因可用离子方程式表示为______.
(2)在NH4Cl溶液中加入锌粒,可观察到有_____生成,其成分主要是_____,有关反应的离子方程式_ ____.
(3)若对NH4Cl溶液进行测定,溶液中浓度最大的是_____离子,微粒个数最少的是_____离子.
10.某二元弱酸(简写为H2A)溶液,按下式发生一级和二级电离:H2A H++HA-  HA- H++A2-
  已知相同浓度时的电高度a(H2A)>d(HA-),设有下列四种溶液:
 A.0.01mol.L-1的H2A溶液
 B.0.01mol.L-1的NaHA溶液
 C.0.01mol.L-1的HCl与0.04mol.L-1的NaHA溶液等体积混合液
 D.0.02mol.L-1的NaOH与0.02 mol.L-1的NaHA溶液等体积混合液
 据此,填写下列空白(填代号)
 (1) [H+]最大的是______________________,最小的是______________________。
 (2)[H2A]最大的是______________________,最小的是______________________。
 (3)[A2-]最大的是______________________,最小的是______________________。
参考答案1.B 2.D 3.A 4.C 5.B 6.A 7.B 8.D 9. <、酸、NH4++H2ONH3·H2O+H+、气体、H2、2H++Zn==Zn2++H2↑、氯、铵根 10. (1)A,D (2)C,D(3)D,A
[高考聚集]
题目编写人 朱兆燕
1(05年江苏卷).常温下将稀NaOH溶液与稀CH3COOH溶液混合,不可能出现的结果是
A.pH > 7,且c(OH—) > c(Na+) > c(H+) > c(CH3COO—)
B.pH > 7,且c(Na+) + c(H+) = c(OH—) + c(CH3COO—)
C.pH < 7,且c(CH3COO—) >c(H+) > c(Na+) > c(OH—)
D.pH = 7,且c(CH3COO—) > c(Na+) > c(H+) = c(OH—)
2.(03年全国卷)将20mL 0.4mol/L硝酸铵溶液跟50mL 0.1mol/L氢氧化钡溶液混合,则混合溶液中各离子浓度的大小顺序是
A. c(NO3-)>c(OH-)>c(NH4+)>c(Ba2+)
B. c(NO3-)>c(Ba2+)>c(OH-)>c(NH4+)
C. c(Ba2+)>c(NO3-)>c(OH-)>c(NH4+)
D. c(NO3-)>c(Ba2+)>c(NH4+)>c(OH-)
3.(03年上海卷).在10mL0.1mol·L-NaOH溶液中加入同体积、同浓度的HAc溶液,反应后溶液中
各微粒的浓度关系错误的是
A. C(Na+)>C(Ac-)>C(H+)>C(OH-)
B. C(Na+)>C(Ac-)>C(OH-)>C(H+)
C. C(Na+)=C(Ac-)>C(HAc)
D. C(Na+)+C(H+)=C(Ac-)+C(OH-)
4.(04年湖南卷)物质的量浓度相同的下列溶液中,符合按pH由小到大顺序排列的是
A.Na2CO3 NaHCO3 NaCl NH4Cl
B.Na2CO3 NaHCO3 NH4Cl NaCl
C.(NH4)2SO4 NH4Cl NaNO3 Na2S
D.NH4Cl (NH4)2SO4 Na2S NaNO3
5.(05年上海卷)海水的综合利用可以制备金属镁,其流程如下图所示:
(1)若在空气中加热MgCl2·6H2O,生成的是Mg(OH)Cl或MgO,写出相应反应的化学方程
式。
用电解法制取金属镁时,需要无水氯化镁。在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O时,能得到无水MgCl2,其原因是

(2)Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去?写出实验步骤。

(3)实验室里将粗盐制成精盐的过程中,在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到
玻璃棒,分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的;
溶解时: 。
过滤时: 。
蒸发时: 。
6.(05年北京卷) 某校化学小组学生利用下图所列装置进行“铁与水反应”的实验,并利用产物进一步制取FeCl3·6H2O晶体。(图中夹持及尾气处理装置均已略去)
(1)装置B中发生反应的化学方程式是 。
(2)装置E中的现象是 。
(3)停止反应,待B管冷却后,取其中的固体,加入过量稀盐酸充分反应,过滤。简述检验滤液中Fe3+的操作方法:
(4)该小组学生利用上述滤液制取FeCl3·6H2O晶体,设计流程如下:
滤液→FeCl3溶液→FeCl3·6H2O晶体
①步骤I中通入Cl2的作用是 。
②步骤II从FeCl3稀溶液中得到FeCl3·6H2O晶体的主要操作包括:

③该流程中需保持盐酸过量,主要原因是(结合离子方程式简要说明)

答案: 1.AD 2.B 3AC 4.C
5.(1)MgCl2·6H2O Mg(OH)Cl+HCl↑+5H2O↑
MgCl2·6H2O MgO+HCl↑+5H2O↑
或Mg(OH)Cl MgO+HCl↑
在干燥的HCl气流中,抑制了MgCl2水解,且带走MgCl2·6H2O受热产生的水气,故能得到无水MgCl2。
(2)加入MgCl2溶液,充分搅拌,过滤,沉淀用水洗涤。
(3)搅拌,加速溶解
使待滤液体沿玻璃棒流入漏斗,防止外洒。
搅拌,防止因局部过热液滴或晶体飞溅。
6.(1)3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2 (2)黑色固体变红,右端管壁有水珠
(3)取少量滤液,滴入几滴KSCN溶液,观察溶液是否变红色
(4)①将Fe2+氧化成Fe3+ ②加热浓缩。冷却结晶,过滤
③3Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+,过量盐酸抑制FeCl3水解


高温原电池-化学能转化为电能
一、课标解读:
1、理解原电池原理
2、了解日常生活中常用的化学电源和新型化学电池
3、了解金属的电化学腐蚀
二、知识再现
1、原电池构成条件:
2、电极名称及确定:
负极:
正极:
3、电极反应式:
负极:
正极:(1)酸性溶液:
(2)弱酸或中性:
(3)较不活泼金属盐:
4、金属的腐蚀与防护
吸氧腐蚀:条件
负极:
正极:
析氢腐蚀:条件
负极:
正极:
三、典题解悟
例1、银器皿日久表面逐渐变黑色,这是由于生成硫代银,有人设计用原电池原理加以除去,其处理方法为:将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中,再将变黑的银器浸入溶液中,放置一段时间后,黑色会褪去而银不会损失。
试回答:在此原电池反应中,负极发生的反应为 ;正极发生的反应为 ;
反应过程中产生臭鸡蛋气味的气体,原电池总反应方程式为
解析:由题意“黑色褪去而银不会损失”发生变化Ag2S→Ag,显然这是考察原电池的正极反应:Ag2S+2e-
=2Ag+S2-,负极反应为活泼金属发生氧化反应:Al-3e-=Al3+。正极生成的S2-和负极生成的Al3+在溶液中发生双水解:2Al3++3S2-+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2S↑。
答案:Al-2e-=Al3+ Ag2S+2e-=2Ag+S2-
3Ag2S+2Al+6H2O=6Ag+2Al(OH)3↓+3H2S↑
四、夯实双基
1、氢氧燃料电池是将H2和O2分别通入电池,穿过浸入20%~40%的KOH溶液的多孔碳电极,其电极反应式为:H2+2OH--2e-=2H2O和1/2O2+H2O+2e-=2OH-,则下列叙述正确的是( )
A、通H2的一极是正极,通O2的一极是负极 B、通O2的一极是正极,通H2的一极是负极
C、工作一段时间后电解质溶液pH增大 D、工作时负极区附近pH减小
2、将锌片和银片接触放入相同物质的量浓度的下列溶液中,反应一段时间后,溶液质量减轻的是( )
A、氯化铝 B、硫酸铜 C、硝酸银 D、稀硫酸
3、在空气中,钢铁与食盐水接触,发生电化腐蚀,在正极上发生的电极反应是( )
A、Fe-2e- Fe2+ B、2H+2e- H 2↑
C、Na++e- Na D、2H2O+O2+4e- 4OH-
4、锂电池是新型高能电池,它以质轻、容量大而受到重视。目前已经制成多种功能的锂电池。某种锂电池的总反应可表示为:Li+MnO2 LiMnO2。若该电池提供0.5C电量,则消耗正极材料的质量约为(其他损耗忽略不计)( )
A、3.5g B、7g C、4.52×10-4g D、43.5g
5、银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源,它的充电和放电过程可以表示为( )
2Ag+Zn(OH)2 Ag2O+Zn+H2O
在此电池放电时,负极上发生反应的物质是( )
A、Ag B、Zn(OH)2 C、Ag2O D、Zn
6、下图各容器中盛有海水,铁在其中腐蚀时由快到慢的顺序是( )
A、(4)>(2)>(1)>(3) B、(2)>(1)>(3)>(4)
C、(4)>(2)>(3)>(1) D、(3)>(2)>(4)>(1)
7、某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器,用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液,通电时,为使Cl2被完全吸收,制得有较强杀菌能力的消毒液,设计了如图的装置,则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是( )
A、a为正极,b为负极;NaClO和NaCl
B、a为负极,b为正极;NaClO和NaCl
C、a为阳极,b为阴极;HClO和NaCl
D、a为阴极,b为阳极;HClO和NaCl
8、右图是电解CuCl2溶液的装置,其中c、d为石墨电极。则下列有关的判断正确的是( )
A、a为负极、b为正极
B、a为阳极、b为阴极
C、电解过程中,d电极质量增加
D、电解过程中,氯离子浓度不变
9、随着人们生活质量的不断提高,废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程,其首要原因是( )
A、利用电池外壳的金属材料 B、防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染
C、不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品
D、回收其中石墨电极
10、钢铁发生电化学腐蚀时,负极发生的反应是( )
A、2H++2e- H 2 B、2H2O+O2+4e- 4OH-
C、Fe-2e- Fe2+ D、4OH--4e- 2H2O+O2
11、下列叙述正确的是( )
①锌跟稀硫酸反应制取氢气,加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率 ②镀层破损后,白铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易腐蚀 ③电镀时,应把镀件置于电解槽的阴极 ④冶炼铝时,把氧化铝加入液态冰晶石中成为熔融体后电解 ⑤钢铁表面常易锈蚀生成Fe2O3·nH2O
A、①②③④⑤ B、①③④⑤ C、①③⑤ D、②④
12、燃料电池是燃料(例如CO,H2,CH4等)跟氧气或空气起反应,将此反应的化学能转变为电能的装置,电解质通常是KOH溶液。下列关于甲烷燃料电池的说法不正确的是( )
A、负极反应式为CH4+10OH--8e=CO32-+7H2O
B、正极反应式为O2+2H2O+4e=4OH-
C、随着不断放电,电解质溶液碱性不变
D、甲烷燃料电池的能量利用率比甲烷燃烧的能量利用率大
13、如图所示,在大试管里放入一段光亮无锈的弯成
螺旋状的铁丝,把试管倒插入水中,把这个装置这样放置
约一周后,观察到铁丝发生的变化是 ,
原因是 。试管里的水面会上升,
最终上升高约为 ,原因是 。
14、从某铝镁合金上剪下一小片(其质量为2.0g),立刻投入盛有20mL5mol·L-1氢氧化钠溶液的小烧杯中。
(1)由反应开始到反应结束,可能观察到烧杯中的现象依次为 。
(2)反应开始时,合金片表面产生气泡较慢,其原因是 ,一段时间后反应速率相当快,其原因是 。
(3)写出合金片与溶液反应时可能形成的微电池的负极材料是 ,正极的电极反应式: 。
(4)若要利用该反应来测定合金中铝的质量分数,还应测定哪些数据(如有多种可能,请逐一写出)?答: 。
15、有人设计以铂和锌为电极材料,埋入人体作某种心脏病人的心脏起搏器的能源,它依靠人体血液中有一定浓度的O2和H2O进行工作。
(1)正极材料是 ,电极反应为 。
(2)负极材料是 ,电极反应为 。
16、工业上处理含Cr2O72-的酸性工业废水用以下方法:①往工业废水中加入适量的NaCl,搅拌均匀;②用Fe为电极进行电解,经过一段时间有Cr(OH)3和Fe(OH) 3沉淀生成,③过滤回收沉淀,废水达排放标准,试回答:
(1)电解时的电极反应,阳极 ,阴极 。
(2)写出Cr2O72-转变成Cr3+的离子反应
(3)电解过程中Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀是怎样产生的?
(4)能否将Fe电极改成石墨电极?为什么?
17、碘缺乏症遍及全球,多发于山区,为控制该病的发生,我国政府规定在食盐中添加碘酸钾(KIO3)。据此回答下列问题。
(1)可用盐酸酸化的碘化钾淀粉溶液检验食盐中的碘酸钾,反应的化学方程式为 ,现象是 。
(2)可用电解方法制得碘酸钾。以石墨为阳极,不锈钢为阴极来电解KI溶液,总反应方程式为KI+3H2O
KIO3+3H2↑。若计划每分钟生产5.35g KIO3,电流强度应不低于 A。
(3)碘元素位于周期第 周期 主族。其最高价氧化物的水化物酸性比HClO4 (填强或弱),其氢化物的还原性比HCl (填强或弱)。
18、航天技术中使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便、无污染等优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种,它们放电时的总反应均可表示为:2H2+O2 2H2O。酸式燃料电池中的电解质是酸,其负极反应为:2H2-4e-
4H+。电池的电解质是碱,其正极反应为:O2+2H2O+4e- 4OH-,则负极反应为

19、铅蓄电池放电时的总反应方程式为:PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4+2H2O
据此判断其正极是 ,负极是 ,电解质溶液是 ,正极反应是 ,负极反应是 ,当转移0.5N A个电子时,蓄电池内消耗H2SO4的物质的量为 。
20、由铜片、锌片和200mL稀H2SO4组成的原电池中,若锌片发生电化学腐蚀,则当铜片上放出3.36L(标态)气体时,硫酸恰好全部作用完。试计算:
(1)产生这些气体消耗了多少克锌
(2)有多少个电子通过了导线
(3)200mL稀H2SO4的物质的量浓度是多少。
五、能力提高
1、常用的钮扣式银锌电池,放电时的电极反应式分别为:
Zn极:Zn+2OH-+2e- Zn(OH)2
Ag2O极:Ag2O+H2O+2e- 2Ag+2OH-则下列说法中不正确的是( )
A、放电过程中[OH-]不变 B、Zn为负极而Ag2O为正极
C、电解质溶液呈碱性 D、电子从Ag2O流出经用电器流入Zn极
2、下图各烧杯中盛有海水,铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为( )
A、②①③④ B、④③①② C、④②①③ D、③②④①
3、铁钉和碳棒用导线连接后,浸入0.01mol·L-1的食盐溶液中,可能发生( )
A、碳棒上放出Cl2 B、碳棒附近产生OH-
C、碳棒上放出O2 D、铁钉被氧化
4、以下现象与电化腐蚀无关的是( )
A、黄铜(铜锌)制作的铜锣不易产生铜绿 B、生铁比纯铁易生锈
C、铁质器件附有铜质配件,在接触处易生铁锈 D、银质奖牌久置后表面变暗
5、关于金属腐蚀的如下各叙述中,正确的是( )
A、金属被腐蚀的本质是:M+nH2O=M(OH)n+H2↑
B、马口铁(锡铁)镀层破损后被腐蚀时,首先是镀层被氧化
C、金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀
D、常温下,置于空气中的金属主要发生化学腐蚀
6、微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用。有一种银锌电池,其电极分别为Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH,电极反应为:Zn+2OH--2e- ZnO+H2O,Ag2O+H2O+2e- 2Ag+2OH-,总反应式为:Ag2O+
Zn 2Ag+ZnO。根据上述反应式,下列说法正确的是( )
A、在使用过程中,电池负极区溶液的pH减小
B、使用过程中,电子由Ag2O极经外电路流向Zn极
C、Zn是负极,Ag2O是正极
D、Zn电极发生还原反应,Ag2O电极发生氧化反应
7、有甲、乙、丙、丁四种金属。将甲、乙用导线相连放入稀H2SO4中可以看到乙慢慢地溶解,而甲的表面有气体逸出。把丁放到乙的硝酸盐溶液中后,丁的表面覆盖一层乙的单质。用石墨电极电解含相同物质的量浓度的甲和丙两种金属的盐溶液,丙的单质先析出。将甲放入稀盐酸中有H2析出。已知四种金属中有一种是铜。根据以上实验判断铜是( )
A、甲 B、乙 C、丙 D、丁
8、在25℃时,将两个铂电极插入一定量的饱和Na2SO4溶液中,进行电解,通电一段时间后,在阳极逸出amol气体,同时有WgNa2SO4·10H2O析出,若温度不变,则此时剩余硫酸钠溶液的质量百分比浓度为( )
A、 B、
C、 D、
9、美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池
是一种新型的化学电池,其构造如图所示;两个电极
均由多孔性碳制成,通入的气体由孔隙中逸出,并在
电极表面放电。
(1)a极是 极,b极是 极,电极
反应式分别为 , 。
(2)飞船上宇航员的生活用水由燃料电池提供。已知这种电池发1度电时能生成350g水,试计算能量转化率。
[2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)+572kJ]
(3)这种电池的输出电压为1.2V。要使标有1.2V,1.5W的小灯泡连续发光0.5h,应消耗标准状况下的H2多少升?
(4)氢气是燃料电池最简单的燃料,虽然使用方便,却受到价格和来源的限制。常用的燃料,往往是某些碳氢化合物,如甲烷(天然气)、汽油等。请写出将图中H2换成CH4时所构成的甲烷燃料电池中a极的电极反应式: 。此时电池内总的反应方程式为 。
10、将含有KCl、CuBr2、Na2SO4三种物质的水溶液(分别为1mol/L)用铂电极电解,且电解足够长的时间。有以下结论:
①溶液中几乎没有Br-;②电解液变为无色;③最终溶液显碱性;④K+、Na+和SO42-的浓度几乎没有变化。其中正确的是( )
A、①②③ B、只有③ C、①④ D、①②③④
六、高考聚焦
1、镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用,它的充放电反应按下式进行:
Cd(OH)2+2Ni(OH)2 Cd+2NiO(OH)+2H2O
由此可知,该电池放电时的负极材料是( )
A、Cd(OH)2 B、Ni(OH) 2 C、Cd D、NiO(OH)
2、熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物做电解质,CO为阳极燃气,空气与CO2的混合气为阴极助燃气,制得在650℃下工作的燃料电池,完成有关的电池反应式:
阳极反应式:2CO+2CO32- 4CO2+4e-
阴极反应式:
总电池反应:
3、下列关于铜电极的叙述不正确的是( )
A、铜锌原电池中铜是正极 B、用电解法精炼铜时铜作阳极
C、在镀件上镀铜时可用铜作阳极 D、电解稀H2SO4制H2、O2时铜做阳极
参考答案
四、夯实双基
1、BD 2、AC 3、D 4、C 5、D 6、A 7、B 8、C 9、B
10、C 11、B 12、C
13、铁丝表面形成一层红褐色铁锈;发生吸氧腐蚀;试管体积的;铁和氧气反应,时间足够时铁消耗空气中全部氧气,在空气中O2约占总体积的。
14、(1)切口断面上先产生少量气泡;氧化膜能溶于NaOH溶液导致反应会逐渐加快;后来反应剧烈,产生气体较多,导致小合金片在溶液中上下翻动;反应放热导致溶液会发烫;烧杯底会有少量黑色固体残留。(2)影响反应速率的因素有多方面。开始时由于表面氧化膜存在,反应速率慢,后来氧化膜溶解,NaOH浓度大,铝镁合金片表面形成原电池,反应放热使溶液温度升高等因素综合起来,使反应速率加快。(3)铝;6H2O+6e- 3H2↑+6OH-。(4)至少有以下四种可能测出任一个值都可计算出铝的质量分数:(a)测定残留固体质量;(b)测定产生H2的体积;(c)测定生成的NaAlO2的物质的量;(d)测定反应后溶液中NaOH的浓度。
15、(1)铂 O2+2H2O+4e-4OH- (2)锌 Zn-2e-Zn2+
16、(1)阳极:金属电极溶解 Fe-2e-Fe2+,阴极:生成气体 2H++2e-H2↑
(2)6Fe2++Cr2O72-+14H+ 6Fe3++2Cr3++7H2O
(3)由于阴极H+放电,破坏了水的电离平衡,H2O H++OH-,逐渐增大并向阳极移动,与Fe3+、Cr3+形成Fe(OH)3 Cr(OH)3沉淀。(4)不能用碳电极代替Fe电极。因为Fe电极在电解过程中产生还原性的Fe2+,将溶液中Cr2O72-还原为Cr3+而除去,若改用石墨电极,不能产生还原性微粒。
17、(1)5KI+KIO3+6HCl6KCl+3I2+3H2O。由于I2遇淀粉变蓝,所以溶液变为蓝色。
(2)根据电解总反应KI+3H2O KIO3+3H2↑可得:KIO3 ~ 6e-
216 6
5.35 x x=0.15mol
I=
(3)碘元素位于第五周期第VIIA族,HIO4的酸性比HClO4弱,HI的还原性HCl强。
18、O2+4H++4e-=2H2O 2H2+4OH--4e=4H2O
19、PbO2 Pb H2SO4 PbO2+4H+SO42-+2e-=PbSO4+H2O
Pb+SO42--2e-=PbSO4 0.5mol
20、(1)9.75g (2)1.846×1023个 (3)0.75mol·L-1
五、能力提高
1、D 2、C 3、BD 4、D 5、C 6、AC 7、C 8、A
9、(1)负 正 2H2+4OH--4e-=4H2O O2+2H2O+4e-=4OH-
(2)64.7% (3)0.325L
(4)CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O
10、D
六、高考聚焦
1、C 2、2CO2+O2+4e-=2CO2- 2CO+O2=2CO2 3、D
电解
放电
充电
电解
充电
放电
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8化学键与化学反应 化学反应的热效应
实验中学 王树山
课标解读
课标要求 学习目标
知道键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。通过生产、生活中的实例了解化学能与热能的相互转化。能举例说明化学能与热能的相互转化,了解反应热和焓变的含义,能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。 1.化学反应中物质变化和能量变化的实质学会从微观角度认识化学反应的反应热及焓变。2.热化学方程式及其书写、燃烧热及中和热的定义。3.掌握盖斯定律及焓变的简单计算。
知识再现
知识点1、化学变化中的物质变化与能量变化.
物质变化的实质:旧化学键的断裂和新化学键的生成.
能量变化的实质:破坏旧化学键需要吸收能量,形成新化学键需要放出能量,化学反应过成中,在发生物质变化的同时必然伴随着能量变化.如下图:
也可以从物质能量的角度来理解:
概念:
1. 反应热: 化学反应过程中所释放或吸收的能量,都可以用热量(或换算成相应的热量)来表示,叫反应热.
2. 放热反应: 化学反应过程中释放能量的反应叫放热反应.
3. 吸热反应: 化学反应过程中吸收能量的反应叫吸热反应.
4. 燃烧热:25°C、101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量叫做该物质的燃烧热.单位:kJ/mol或J/mol.
提示: (1)规定要在25°C,101kPa下测出热量,因为温度、压强不定反应热的数值也不相同.
(2)规定可燃物的物质的量为1mol.
(3)规定可燃物完全燃烧生成稳定的化合物所放出的热量为标准.所谓完全燃烧,是指物质中下列元素完全转化成对应的物质:C----CO2 ,H----H2O ,S----SO2 ,等.
5. 中和热:在稀溶液中,酸和碱发生反应时生成1molH2O,这时的反应热叫做中和热.
提示: (1)必须是酸和碱的稀溶液,因为浓酸和浓碱在相互稀释的时候会放热;
(2)强酸和强碱的稀溶液反应才能保证中和热是57.3kJ/mol,而弱酸或弱碱在中和反应中电离吸收热量,其中和热小于57.3kJ/mol;
(3)以1mol水为基准,所以在写化学方程式的时候应该以生成1mol水为标准来配平其余物质的化学计量数.即H2O的系数为1.
常见的吸热反应和放热反应:
吸热反应:其特征是大多数反应过程需要持续加热,如CaCO3分解等大多数分解反应,H2
和I2、S、P等不活泼的非金属化合,Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl固体反应,CO2和C的反应。
放热反应:燃烧、中和、金属和酸的反应、铝热反应等。
说明:吸热反应有的不需要加热如:Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl固体反应,多数需要加热,放热反应有的开始时需要加热以使反应启动。即反应的吸、放热与反应条件无关。
知识点2、化学反应的焓变
概念:
1. 焓:用于表示物质所具有的能量的这一固有性质的物理量,叫做焓。
2. 化学反应的焓变:化学反应过程中反应物总能量与生成物总能量的变化叫做反应的焓变。热化学研究表明,对于在等压条件下进行的化学反应,如果反应中物质的能量变化全部转化为热能(同时可能伴随着反应体系体积的改变),而没有转化为电能、光能等其他形式的能,则该反应的反应热就等于反应前后物质的焓的变化。表达为: Qp=△H
其中:Qp表示在压强不变的条件下化学反应的反应热。
△H=H(反应产物)-H(反应物)
△H为反应产物的总焓与反应物的总焓之差,称为化学反应的焓变。
知识点3、热化学方程式及其书写
概念:热化学方程式:能表示参加反应物质的量和反应热之间的关系的化学方程式。
意义:既表明了化学反应中的物质变化,也表明了化学反应中的能量变化。
书写注意事项:
(1) 要注明反应物和生成物的聚集状态(若为同素异形体、要注明名称),因为物质呈现哪一种聚集状态,与它们所具有的能量有关,即反应物的物质相同,状态不同,△H也不同。
(2) 要注明反应温度和压强。因为△H的大小和反应的温度、压强有关,如不注明,即表示在101kPa和25°C。
(3) 热化学方程式中的化学计量数不表示分子个数,而是表示物质的量,故化学计量数可以是整数,也可以是分数。相同物质的化学反应,当化学计量数改变时,其△H也同等倍数的改变。
(4) △H的表示:在热化学方程式中△H的“+”“-”一定要注明,“+”代表吸热,“-”代表放热。△H的单位是:kJ/mol或J/mol。
知识点4、焓变的计算――盖斯定律及其应用
1. 盖斯定律:化学反应不管是一步完成还是几步完成,其反应热是相同的,也就是说,化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与具体的反应进行的途径无关。如果一个反应可以分几步进行,则各分步反应的反应热和该反应一步完成的反应热相同,这就是盖斯定律。
2. 盖斯定律的应用
盖斯定律在科学研究中具有重要意义。因为有些反应进行的很慢,有些反应不容易直接发生,有些反应的产品不纯(有副反应发生),这给测定反应热造成了困难。此时如果应用盖斯定律,就可以间接的把它们的反应热计算出来。例如:
C(S)+0.5O2(g)=CO(g)
上述反应在O2供应充分时,可燃烧生成CO2、O2供应不充分时,虽可生成CO,但同时
还部分生成CO2。因此该反应的△H无法直接测得。但是下述两个反应的△H却可以直接测得: C(S)+O2(g)=CO2(g) ; △H1=-393.5kJ/mol
CO(g) +0.5 O2(g)=CO2(g) ;△H2=-283.0kJ/mol
根据盖斯定律,就可以计算出欲求反应的△H。
分析上述反应的关系,即知
△H1=△H2+△H3
△H3=△H1-△H2=-393.5kJ/mol -(-283.0kJ/mol)
=-110.5kJ/mol
由以上可知,盖斯定律的实用性很强。
3.反应热计算
根据热化学方程式、盖斯定律和燃烧热的数据,可以计算一些反应的反应热。
(1) 反应热、燃烧热的简单计算都是以它们的定义为基础的,只要掌握了它们的定义的内涵,注意单位的转化即可。
(2) 关于热化学方程式的简单计算的依据
a热化学方程式中化学计量数之比等于各物质物质的量之比;还等于反应热之比。
b热化学方程式之间可以进行加减运算。
典题解悟
例1、 下列说法正确的是
A. 物质发生化学变化都伴随着能量变化
B. 伴有能量变化的物质变化都是化学变化
C. 在一个确定的化学反应关系中,反应物的总能量与生成物的总能量一定不同
D. 在一个确定的化学反应关系中,反应物的总能量总是高于生成物的总能量
〔解析〕该题主要考察化学反应中能量变化的理解与应用。
物质发生化学反应都伴随着能量变化,伴有能量变化的物质变化不一定是化学变化,物质发生物理变化、核变化(如原子弹的爆炸)也都伴随者能量变化。在一个确定的化学反应中反应物的总能量(设为x)与生成物的总能量(设为y)之间的关系为:①x>y,化学反应为放热反应;②x答案:AC
例2、 已知化学反应2C(s)+O2(g)=2CO(g)、2CO(g)+O2=2 CO2(g)都是放热反应据此判断,下列说法不正确的是(其他条件相同)
A. 12gC所具有的能量一定高于28gCO所具有的能量
B. 56gCO和32gO2所具有的总能量大于88gCO2所具有的总能量
C. 12gC和32gO2所具有的总能量大于44g CO2所具有的总能量
D. 将一定量的C燃烧、生成CO2比生成CO时放出的热量多
〔解析〕放出热量的化学反应,反应物的总能量一定高于生成物的总能量。C和CO的燃烧反应都是放热反应因此,B、C两项的说法正确。12g并不是全部的反应物,所以A项的说法不正确。由于C CO放热、CO CO2放热,根据盖斯定律得C CO2比C CO放热多,即D项说法正确。
本题考察的主要是化学反应中的能量变化及其原理的理解和应用。
答案:A
例3、1g炭与适量的水蒸气反应生成一氧化碳和氢气,吸收10.94kJ的热量,相应的热化学方程式为
A. C+H2O=CO+H2; △H=+10.94kJ/mol
B. C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g); △H=+10.94kJ/mol
C. C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g); △H=+131.3kJ/mol
D. 0.5C(s)+0.5H2O(g)=0.5CO(g)+0.5H2(g); △H=-65.65kJ/mol
〔解析〕热化学方程式的书写应注意:需表明反应物、生成物的状态;放热与吸热,热量数值与反应物的量有关。
答案:C
变形题:沼气是一种能源,它主要是CH4。0.5mol CH4完全燃烧生成CO2和H2O时,放出445kJ的热量,则下列热化学方程式中正确的是( )
A. 2 CH4(g)+4O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l); △H=+890kJ/mol
B. CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l); △H=+890kJ/mol
C. CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l); △H=-890kJ/mol
D. 0.5CH4(g)+O2(g)=0.5CO2(g)+H2O(l); △H=-890kJ/mol
〔解析〕0.5mol CH4完全燃烧生成CO2和H2O时放出445kJ热量,即1mol CH4完全燃烧生成CO2和H2O时,放出890kJ的热量。根据热化学方程式的有关规定,要标明聚集状态,要标出热效应,故符合题意的是C项。
答案:C
例4、 在同温同压下,下列各组热化学方程式Q2>Q1的是
A. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g); △H=-Q1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); △H=-Q2
B. S(g)+ O2(g)=SO2(g); △H=-Q1
S(s)+ O2(g)=SO2(g); △H=-Q2
C. C(s)+0.5O2(g)=CO(g);△H=-Q1
C(s)+O2(g)=CO2(g); △H=-Q2
D. H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=-Q1
0.5H2(g)+0.5Cl2(g)=HCl(g)△H=-Q2
〔解析〕应根据热化学方程式特性来分析此问题。①首先分析同一物质不同状态转化的能量变化。例如:A中因H2O(g)    H2O(l)放热、故Q2>Q1;B中S(s)      S(g) 吸热,而且S在燃烧时必须由固态变为气态才能燃烧。故Q2<Q1;②其次分析化学计量数的影响,例如:D中Q1=2Q2;③再分析不同物质在反应中相互关系及反应热的影响。例如:C中碳不完全燃烧生成CO,而CO还可以燃烧放出热量,故Q2>Q1。
答案:AC
例5、 已知:Zn(s)+S(斜方)=ZnS(s);△H1=-206.0kJ/mol
ZnS(s)+2 O2=ZnS O4(s);△H2=-776.8kJ/mol
试求由单质反应生成ZnS O4(s)的反应热,即Zn(s)+S(斜方)+2 O2=ZnS O4(s)的△H
〔解析〕虽然这个反应不能直接发生,但是将已知的两个反应式相加:即得:
Zn(s)+S(斜方)+2 O2(g)=ZnS O4(s)
根据盖斯定律:△H=△H1+△H2=-206.0kJ/mol+(-776.8kJ/mol)=-982.8kJ/mol
答案:由单质生成ZnS O4(s)的反应热△H=-982.8kJ/mol
变形题 已知热化学方程式:
(1) Fe2O3(s)+3CO(s)=2Fe(s)+3CO2(g);△H=-25kJ/mol
(2) 3Fe2O3(s)+CO(s)=2 Fe3O4(s)+CO2(g);△H=-47kJ/mol
(3) Fe3O4(s)+CO(s)=4 FeO(s)+CO2(g);△H=+19kJ/mol
写出FeO(s)被CO还原成Fe和CO2的热化学方程式 。
〔解析〕依据盖斯定律:不管反应是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的。我们可以从题目中的有关方程式分析:从方程式(3)与方程式(1)可看出有我们需要的物质。但是方程式(3)必须通过方程式(2)有关物质才能和方程式(1)结合起来。
答案:将方程式(1)×1/2-方程式(2)×1/6-方程式(3)×1/3;
可表示为(1)×1/2-(2)×1/6-(3)×1/3得:
FeO(s)+CO(s)= Fe(s)+CO2;△H=(-25kJ/mol)×1/2-(-47kJ/mol)×1/6-(+19kJ/mol)×1/3=-11kJ/mol
夯实双基
1. 已知下列三个热化学方程式
①C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g);△H=+131.5kJ/mol
②1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g);△H=-92.3kJ/mol
③ H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g);△H=-241.8kJ/mol
则以上三个反应的反应热大小关系正确的是 ( )
A.①>②>③ B.③>②>① C.③>①>② D.①>③>②
2.下列过程中△H小于零的是 ( )
A. NO2转化为N2O4 B. 醋酸的电离
C. 硝酸铵的水解 D.氯酸钾分解制氧气
3.有如下三个反应方程式: ( )
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g);△H=akJ/mol
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l);△H=bkJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); △H=ckJ/mol
关于它们的下列叙述正确的是
A. 它们都是吸热反应 B. a、b、c均为正值
C. a=b D. 2b=c
4.下列说法正确的是 ( )
A. 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B. 放热反应在常温下一定很容易发生
C. 反应是放热还是吸热由反应物和生成物所具有的总能量的相对大小决定
D. 吸热反应在一定条件下也能发生
5.固体碘在受热时发生升华现象,有关叙述正确的是 ( )
A. 破坏的是分子间作用力,未破坏I-I共价键,因此未发生吸热反应
B. 碘受热升华,吸收热量,发生了吸热反应
C. 碘受热升华,未破坏共价键不供应热量也能发生
D. 碘受热升华,热能转化为化学能
6.在100g炭不完全燃烧所得气体中CO和CO2的体积比为1:2.已知:
C(s)+1/2O2(g)=CO(g);△H1= -110.35kJ/mol
CO(g)+1/2O2= CO2(g);△H2= -282.57kJ/mol
则与100g炭完全燃烧相比,损失的热量是。 ( )
A. 392.93kJ B. 2489.42kJ C. 784.92kJ D. 3274.3kJ
7.已知CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);△H=-890kJ/mol。当一定量的CH4(g)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)所放出的热量为74kJ时,所需要空气在标况下的体积约为(空气中N2:O2体积比为4:1计算) ( )
A. 37.24L B. 18.62L C. 9.3L D. 20.50L
8.含NaOH20.0g的稀溶液与足量的稀盐酸反应,放出28.7kJ的热量,表示该反应的热化学方程式是( )
A. NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l);△H=+28.7kJ/mol
B. NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l);△H=-28.7kJ/mol
C. NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l);△H=+57.4kJ/mol
D. NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l);△H=-57.4kJ/mol
9.已知方程式2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H1=-571.6kJ/mol,则关于方程式
2H2O(l)=2H2(g)+O2(g); △H2= 的说法正确的是 ( )
A. 方程式中化学计量数表示分子数
B. 该反应的△H2大于零
C. 该反应△H2=-571.6kJ/mol
D. 该反应与上述反应属于可逆反应
10.在一定条件下CO、CH4燃烧热化学方程式分别为
CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g);△H=-283kJ/mol
CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+H2O(l);△H=-890kJ/mol
现有标况下的89.6LCO、CH4组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时释放的热量为2953kJ,则CO、CH4的体积比为 ( )
A. 1:3 B. 3:1 C. 1:2 D. 2:1
11.下列说法中,正确的是 ( )
A. 1molH2SO4与1molBa(OH)2完全中和所放出的热量为中和热
B. 中和反应都是放热反应,盐类的水解都是吸热反应
C.在101kPa时,1mol碳燃烧所放出的热量一定叫碳的燃烧热
D.CO燃烧是吸热反应
12.已知2H2O(l)=2H2(g)+O2(g);△H1=+571.6kJ/mol
CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l);△H2=-890.3kJ/mol
1gH2和1gCH4分别燃烧后放出的热量之比约是 ( )
A. 1:3.4 B. 1:1.7 C. 2.3:1 D. 4.6:1
13.在做中和热的测定实验时,使用下列用品不是为了减少实验误差的是 ( )
A. 碎塑料泡沫 B. 环形玻璃棒 C. 底部垫纸条 D.两个量筒
14.红磷(P)和白磷(P4)均为磷的同素异形体。已知:
①两者在氯气中燃烧,均有白烟雾产生;
②P4(s)+5O2=P4O10(s);△H1= -2983.2kJ/mol
P(s)+5/4O2=1/4P4O10(s);△H1= -738.5kJ/mol
(1) 写出红磷在氯气中燃烧的化学方程式: ,
(2)写出白磷转化为红磷的热化学方程式: ,
由此可知,红磷比白磷 (填“稳定”或“不稳定”)。
15.写出下列热化学方程式
(1)SiH4是一种无色的气体,遇到空气能发生爆炸性自燃,生成SiO2(s)和H2O(l),已知室温下2gSiH4自燃放出热量89.2kJ,其热化学方程式为: 。
(2)沼气是一种能源,它主要成分是CH4 。0.5mol CH4 完全燃烧生成CO2和液态水时,放出445kJ热量,则其燃烧的热化学方程式为: 。
16.已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);△H=-484kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H=-572kJ/mol
若在标况下,将H2和O2的混合气体点燃爆炸后在恢复到标况下,气体体积减少33.6L,求反应放出的热量。
17.把温度为13°C,浓度为1.0mol/L的酸溶液和1.1mol/L的碱溶液各50mL混合〔溶液密度均为1g/mL,生成的溶液的比热容为c=4.184J/(g·°C)〕轻轻搅动。测得酸碱混合液的温度变化数据如下:
反应物 起始温度t1/°C 终了温度t1/°C 中和热
HCl+NaOH 13 19.8 △H1
HCl+NH3·H2O 13 19.3 △H2
(1)试计算上述两组实验测出的中和热:△H1= ;△H1 。
(2)实验中碱过量的目的是 。
(3)两组实验结果差异的原因是 。
能力提高
1.“摇摇冰”是一种即用即冷的饮料。吸食时将饮料罐隔离层中的化学物质和水混合后摇动即会制冷。该化学物质是 ( )
A. 氯化钠 B. 固体硝酸铵 C. 固体氢氧化钠 D. 生石灰
2.下列属于放热反应的是 ( )
A. Al+稀盐酸 B. Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl(s) C. KClO3受热分解 D. CaO+H2O
3.天然气(CH4),液化石油气(C3H8)燃烧的化学方程式为CH4+2O2 CO2+2H2O
C3H8+5O2=3 CO2+4H2O,现在有一套以天然气为燃料的灶具,欲改为燃烧液化石油气,应采取的正确措施是 ( )
A. 减少空气进入量,增大石油气进入量
B. 增大空气进入量,减少石油气进入量
C. 增大空气进入量,也增大石油气进入量
D. 增大空气进入量,或减少石油气进入量
4.已知葡萄糖的燃烧热是2804kJ/mol,当它氧化生成1g水时放出的热量是 ( )
A. 26.0kJ B. 51.9kJ C. 155.8kJ D. 567.3kJ
5.在25°C、101kPa下,1g甲醇燃烧生成CO2和液态水放热22.68kJ,下列热化学方程式正确的
( )
A. CH3OH(l)+3/2O2=CO2(g)+2H2O(l);△H =+725.8kJ/mol
B. 2CH3OH(l)+3O2=2CO2(g)+4H2O(l);△H =-1452kJ/mol
C. 2CH3OH(l)+3O2=2CO2(g)+4H2O(l);△H =-725.8kJ/mol
D. 2CH3OH(l)+3O2=2CO2(g)+4H2O(l);△H =+1452kJ/mol
6.已知H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=-184.6kJ/mol,则反应:
HCl(g)=1/2H2(g)+1/2Cl2(g)的△H=? ( )
A. +184.6 kJ/mol B. -92.3 kJ/mol C. 369.2 kJ/mol D.+92.3 kJ/mol
7.由氢气和氧气反应生成1mol水蒸气放热241.8kJ写出该反应的热化学方程式:
。若1g水蒸气转化为液态水放热2.44kJ,则反应H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)的△H= kJ/mol,氢气的燃烧热为 kJ/mol。
8.已知酒精燃烧的热化学方程式是C2H5OH(l)+3O2=2CO2(g)+3H2O(l);△H =-1370.3kJ/mol
现燃烧0.1g酒精,生成CO2(g)和H2O(l),放出的燃料能使100g水温度升高多少度?已知水的比热容为c=4.184J/(g·°C)
高考聚焦
1.(2005江苏 4.)氢气(H2)、一氧化碳(CO)、辛烷(C8H18)、甲烷(CH4)的热化学方程式分别为:
H2 (g) + 1/2O2(g) == H2O (l); △H = -285.8 KJ/mol
CO(g) + 1/2O2(g) == CO2(g); △H = -283 KJ/mol
C8H18 (l) + 25/2O2(g) == 8CO2(g) + 9H2O (l); △H = -5518 KJ/mol
CH4 (g) + 2O2(g) == CO2(g) + 2H2O (l); △H = -890.3 KJ/mol
相同质量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃烧时,放出热量最少的是
A.H2 (g) B.CO(g) C.C8H18 (l) D.CH4 (g)
答案:B
2. (2005全国13.)已知充分燃烧ag乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量bkJ,则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是
A 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l);ΔH=-2bkJ/mol
B C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+ H2O(l);ΔH=2bkJ/mol
C 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l);ΔH=-4bkJ/mol
D 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l);ΔH=bkJ/mol
答案:A
3.(2005天津 29.)(14分)磷在氧气中燃烧,可能生成两种固态氧化物。3.1 g的单质磷(P)在3.2 g氧气中燃烧,至反应物耗尽,并放出X kJ热量。
(1)通过计算确定反应产物的组成(用化学式表示)是 ,其相应的质量(g)为 。
(2)已知单质磷的燃烧热为Y kJ/mol,则1mol P与O2反应生成固态P2O3的反应热
ΔH= 。
(3)写出1mol P与O2反应生成固态P2O3的热化学方程式: 。
答案:(1)P2O3 P2O5 2.75 3.55
(2)-(20X-Y)kJ/mol
(3)P(s)+O2(g)=P2O2(s);△H=-(20X-Y)kJ/mol
4. (2005江苏21.)(8分)通常人们把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱,也可以估算化学反应的反应热(△H),化学反应的△H等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。
化学键 Si-O Si-Cl H-H H-Cl Si-Si Si-C
键能/kJ·mol-1 460 360 436 431 176 347
请回答下列问题:
(1)比较下列两组物质的熔点高低(填“>”或“<”)
SiC______Si;SiCL4_________SiO2
(2)右图立方体中心的“●”表示硅晶体中的一个原子,请在立方体的顶点用“●”表示出与之紧邻的硅原子。
(3)工业上用高纯硅可通过下列反应制取:SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)
该反应的反应热△H=_____________kJ/mol
答案:(1)> <
(2)
(3)+236
夯实双基答案:1-5: C、A、D、CD、A 6-10: C、B、D、B、A
11-13: B、C、D、
14.(1)2P+3Cl2=2PCl3、2P+5Cl2=2PCl5
(2) P4(s)=4P(s);△H=-29.2kJ/mol; 稳定
15. SiH4(g)+2O2(g)=SiO2(s)+2H2O(l);△H=-1427.2kJ/mol
CH4(g)+2O2(g)=CO2(s)+2H2O(l);△H=-890kJ/mol
16. 286kJ
17. (1) △H1=-56.9kJ/mol △H2=-52.7kJ/mol
(2) 碱过量是为了提高实验准确度,因NaOH溶液易吸收CO2而使NaOH浓度下降,NH3·H2O则易挥发也使NH3·H2O浓度下降。
(3) NaOH是强碱,在水溶液中完全电离,跟HCl反应时放热较多;NH3·H2O是弱碱,只有部分电离,发生电离时要吸热,中和时放热较少。
能力提高答案:1-6:B AD D A B D
7. H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g);△H=-241.8kJ/mol;-285.7; 285.7
8. 7.12°C
化学反应的快慢 化学反应速率
德州市实验中学 王淑芹
课表解读
课表要求 学习目标
1、知道化学反应速率的涵义和定量表示法2、认识外界条件影响化学反应速率的一般规律 1、能够运用反应速率的定义式进行简单计算2、解释温度、浓度、压强、催化剂对化学反应速率的影响3、了解活化能、化学反应速率常数的基本涵义4、认识催化剂在生产、生活和科学领域中的重大作用
知识再现
知识点1、化学反应速率
1、化学反应有快慢之别
⑴ 对于不同的化学反应,进行的快慢有很大的差别,有些反应进行的很快,甚至可在瞬间完成,如离子反应,爆炸反应等;有些反应则进行的很慢,基本上看不出变化,如金属的腐蚀、橡胶的老化等;还有些反应开始时很慢,但反应进行一段时间后,不断加快,如自催化反应等。
⑵从化学反应实质看化学反应速率 化学反应的实质就是反应物分子中的原子重新组合成生成物分子的过程,也就是反应物分子中化学键的断裂,生成物分子中化学键的生成过程。如果反应物分子的结构稳定,即反应物的化学键键能较大,则反应物就较难发生化学反应,相对来说反应速率就慢些。
⑶从化学反应的过程看化学反应速率 大多数化学反应都是分若干步完成,即在一定条件下,某反应物间的化学反应,都有自己特殊的反应历程。反应物的结构和性质以及反应条件共同决定着一个化学反应的历程,而反应历程的差别又造成了化学反应速率的不同。即不同的反应物,有不同的反应历程;相同的反应物,在不同的条件下,也会有不同的反应历程,因而其化学反应速率也不一样。
2、化学反应速率
⑴.基本概念
化学反应速率是用来衡量化学反应进行的快慢的物理量。化学反应速率可以用单位时间内反应物的变化量或生成物的变化量来表示。即:
v=⊿n/⊿t
式中:⊿t表示某段时间间隔;⊿n表示该时间间隔内反应物或生成物的物质的量的变化。
对于体积不变的化学反应体系,通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示化学反应速率。即
v=⊿c/⊿t
⑵.表示方法
对任意一个化学反应:mA+nB=pY+qZ,反应体系中各物质的浓度分别表示为c(A)、c(B)、c(Y)、和c(Z),则反应速率分别表示为:
v(A)=⊿c(A)/⊿t,v(B)=⊿c(B)/⊿t, v(Y)=⊿c(Y)/⊿t, v(Z)=⊿c(Z)/⊿t。
关于反应速率的几点说明:
① 一个确定的化学反应涉及反应物和生成物多种物质,在中学化学里,通常笼统地说化学反应速率快慢时,往往是对整体化学反应而言,如HCl+NaOH=NaCl+H20反应很快,而 CH3COOH+CH3CH2OH=CH3COOC2H5+H20反应很缓慢。定量表示化学反应速率时,是对某种具体物质而言,如在N2+3H2=2NH3中,v(N2)=0.5mol/(L min)等。
② 某一段时间内的化学反应速率,实际上是指这一段时间内反应的平均反应速率,而不是指某一时刻的瞬时速率。
③ 化学反应速率是标量,无论是反应物还是生成物,其化学反应速率值都取正值,不取负值。
④ 在一定温度下,固体或纯净液体物质,单位体积内的物质的量保持不变,即物质的量浓度为常数,因此,它们的化学反应速率不适合用单位时间内物质的量浓度变化来表示,但可以用单位时间内的物质的量的变化来表示.
⑤ 由于一个化学反应里各物质之间化学计量数不一定相同,所以在同一个化学反应里,用不同物质来表示的化学反应速率不一定相同.例如,2SO2+O2 2SO3,在1min内的时间里,当SO2的浓度减少0.5mol/L时,O2浓度减少0.25 mol/L,SO3浓度增加0.5mol/L,v(SO2)=v(SO3)=0.5mol/L,V(O2)=0.25mol/L。因此,在同一个化学反应里,虽然用不同的物质表示的化学反应速率值不一定相同,但它们的实际意义却是完全相同的,即一种物质的化学反应速率也就代表整个化学反应的速率,而且,用不同物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中的各物质的化学计量系数比。
知识点2、影响化学反应速率的因素
1、影响化学反应速率的因素有内因(主要因素)和外因两个方面,内因是指参加反应的物质的性质,外因是指反应进行时所处的外界条件,如温度、浓度、压强和催化剂等。
2、外界条件对化学反应速率的影响
⑴浓度:对气体或溶液中发生的化学反应,在其他条件不变时,增大反应物浓度,可以增大反应速率,而与反应物总量无关。
例如:在298K时,反应H2O2+2HI=2H2O+I2的 反应速率v与反应物浓度有以下关系
v=kc(H2O2)×c(HI),其中,比例系数k称为反应速率常数。可见,在k一定的条件下,反应速率随反应物浓度的增大而增大。
有关解释:在其他条件不变时,对某一反应来说,活化分子在反应物中所占的百分数是一定的,因此,单位体积内活化分子的数目与单位体积内反应物分子的总数成正比,也就是和反应物的浓度成正比。当反应物浓度增大时,单位体积内分子数增多,活化分子数也相应增大。譬如,原来每单位体积里有100个反应物分子,其中只有5个活化分子,如果每单位体积内的反应物分子增加到200个,其中必有10个活化分子,那么,单位体积内的有效碰撞次数也相应增多,化学反应速率就增大。因此,增大反应物的浓度可以增大化学反应速率。
说明:①反应速率常数表示单位浓度下的化学反应速率。通常,反应速率常数越大,反应进行的越快。
②反应速率常数与浓度无关,但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响。
③总反应的化学反应速率与参与反应的物质的浓度的关系式是实验测定的结果,不能随意根据反应的化学方程式直接写出。对于很多反应,这种关系式中浓度的方次与化学方程式中的系数并无确定的关系。
⑵压强:对有气体参加的化学反应,若其他条件不变,增大压强,反应速率加快,减小压强,反应速率减慢。
有关解释:对于气体来说,当温度一定时,一定物质的量的气体的体积与其所受的压强成正比。也就是说,如果气体的压强增大到原来的2倍,气体的体积就缩小到原来的1/2,单位体积内的分子数就增大到原来的2倍,所以增大压强,就是增加单位体积里反应物的物质的量,即增大反应物的浓度,反应速率相应增大;相反,减小压强,气体的体积就扩大,反应物浓度就减小,反应速率也随之减小。
说明: ①若参加反应的物质为固体、液体或溶液,由于压强的变化对它们的浓度几乎无影响,可以认为反应速率不变。
②改变压强的涵义,一般是指:
a.气体物质的量不变,改变容器的容积,比如像SO2(g)+2H2S(g)=3S(s)+2H2O(l),多种反应物都为气体的反应,改变容器的容积后,各种气体的压强、浓度同时并同倍数的变化。
b.气体的容器容积不变,充入气体。比如像 SO2(g)+2H2S(g)=3S(s)+2H2O(l)的反应,气体的容器容积不变,充入SO2气体,p(SO2)、c(S02)都增大;充入O2气体,p(O2)、c(02)都增大;同时充入SO2和O2气体,p(SO2)、p(O2)、与c(S02)、c(02)都增大。
③像化学反应:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑生成物中有气体,反应物中没有气体,增大压强,速率不增大;减小压强,速率也不减小。
④与化学反应无关的气体对化学反应速率是否有影响,要分情况而定。在一定温度下于密闭容器中进行的化学反应SO2(g)+2H2S(g)=3S(s)+2H2O(l):
a.充入N2并保持容器的容积不变时,虽然容器内气体的总压增大,但由于气体的容积不变,反应物气体的物质的量浓度不变,所以化学反应速率不变。
b.充入N2并保持容器内的总压不变时,必然是容器的容积增大。而气体容积的增大,一定引起反应物浓度的减小,所以化学反应速率减小。
⑤密闭容器的涵义 是指容器全封闭不漏气,容器内外之间没有物质传递。密闭容器不等于容器体积不变。
⑶温度:当其他条件不变时,升高温度可以增大反应速率;降低温度可以减小反应速率。
范托夫经验规律:一般地,温度每升高10℃,反应速率增大2~4倍。
阿伦尼乌斯经验公式: 1889年,阿伦尼乌斯在长期大量实验的基础上,提出了反应速率常数与温度的定量关系:
          k=Ae-Ea/RT
式中:k为反应速率常数;A为比例系数;e为自然对数的底; R为摩尔气体常量;Ea为活化能,单位为J/mol或KJ/mol。
该经验公式表明:当Ea>0时,升高温度,反应速率常数增大,化学反应速率随之增大。
有关解释:在浓度一定时,升高温度,反应物分子的能量增加,使一部分原来能量较低的分子变成活化分子,从而增加了反应物分子中活化分子的百分数,使有效碰撞次数增多,因而反应速率增大。当然,由于温度升高,会使分子的运动加快,这样单位时间里反应物分子间碰撞次数增加,反应也会相应地加快,但这不是反应速率加快的主要原因,而前者才是反应速率加快的主要原因。
说明:温度对反应速率的影响规律,对吸热反应、放热反应都适用,且不受反应物状态的限制。
⑷催化剂:决定化学反应速率的主要因素是反应活化能的大小。催化剂改变反应速率的原因与浓度、温度对反应速率的影响是不同的。不论浓度还是温度都不能改变反应的活化能,而催化剂则能参与反应,改变反应历程,降低活化能,也就等于提高了活化分子的百分数,从而提高了有效碰撞频率,加快了反应速率。
说明:①催化剂具有选择性 某催化剂对某一反应可能具有很强的催化活性,但对其他反应就不一定具有催化作用。
②催化剂只有在一定温度下才能最大限度地显示其催化作用,不同的催化剂对温度的要求不一定相同。
③催化剂中毒:催化剂的催化活性往往因接触少量杂质而明显下降甚至遭到破坏,这种现象叫做催化剂中毒。工业上为了防止催化剂中毒而把原料进行净化处理以除去使催化剂中毒的物质。
④催化剂不能改变化学平衡常数,不能改变平衡转化率。
知识点3、其他因素对化学反应速率的影响
影响化学反应速率的条件很多,除了浓度、压强、温度、催化剂以外,还有很多行之有效的改变化学反应速率的方法,例如,通过光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨等等,总之,向反应体系输入能量,都有可能改变化学反应速率。
知识点小结
典题解悟
例1、在密闭容器中进行合成氨的反应,开始时的氮气浓度为8mol/L,氢气的浓度为20mol/L,5分钟后氮气的浓度为6mol/L,求v(N2)、v(NH3)、v(H2)。
[解析]在这个反应中,⊿t=5min, ⊿c(N2)=2mol/L,所以v(N2)= ⊿c(N2)/⊿t=2mol/L÷5min=0.4mol/(L min),再根据γ(N2):γ(H2):γ(NH3)=1:3:2得,⊿c(H2)=6 mol/L ,⊿c(NH3)=4 mol/L,所以 v(NH3)=0.8 mol/(L min),v(H2)= 1.2mol/(L min)
答案:在此反应中,N2、H2 、NH3的反应速率分别为0.4mol/(L min)、1.2mol/(L min)、0.8 mol/(L min)。
变形题 对于反应A(g)+3B(g)=2C(g),下列各数据表示不同条件下的反应速率,其中反应进行得最快的是( )
A.v(A)=0.01 mol/(L s) B.v(B)=0.02 mol/(L s)
C.v(B)=0.60mol/(L min) D.v(C)=1.0mol/(L min)
[解析]对于同一反应在不同条件下的反应速率进行比较时,必须选定同一种速率单位和同一种物质,这样比较才有意义。
如选择B物质和单位mol/(L min),并依据“各物质的速率比等于化学方程式中计量系数比”进行必要的换算。
A中,v(B)=3v(A)=3×60×0.01 mol/(L s)=1.8mol/(L min)
B中,v(B)=60×0.02mol/(L s)=1.2mol/(L min)
C中,v(B)=3v(C)/2=1.5 mol/(L min),因此,应选A。
答案:A
例2、在mA+nB=pC的反应中,经过10s的反应后,各物质的浓度变化为:A减少amol/L,B减少0.5amol/L,C增加amol/L,则该反应的化学方程式为______________________。
[解析]根据单位时间内各物质浓度的变化比等于各对应物质的化学计量数之比,即m:n:p=2:1:2。故反应的化学方程式为:2A+B=2C
答案:2A+B=2C
例3、对10ml1mol/L盐酸与一小块大理石的化学反应CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O,下列措施能使化学反应速率提高的是( )
A.加入一定量的CaCl2 B.加入1.5mol/L的盐酸5ml
C. 加入0.5 mol/L的盐酸5ml D. 加入5mlH2O
[解析] CaCl2是反应的生成物,其浓度的最大不能增大反应速率。1.5mol/L的盐酸使1mol/L的盐酸浓度增大,0.5 mol/L的盐酸使1mol/L的盐酸浓度变小。水从一个方面讲它使反应的生成物,其增加不能增大反应速率;从另一方面讲它是反应物HCl的溶剂,其增加使HCl浓度减小。
答案:B
变形题 在温度不变,恒容容器中进行反应H2 2H, 若反应物浓度从0.1mol/L降到0.06mol/L需20s,那么由降到,所需时间应为( )
A.等于10s B. 等于12s C. 大于12s D. 小于12s
[解析]若反应以相同的速率进行,所需时间为t=0.024÷0.04×20s=12s,而实际上反应速率随浓度的减小而减小,故浓度由0.06mol/L降到0.036mol/L实际需要的时间大于12s。
答案:C
例4、对于反应N2+O2=2NO,在密闭容器中进行,下列哪些条件能加快该反应的速率( )
A.缩小体积使压强增大 B.体积不变充入氮气使压强增大
C.体积不变充入氦气使压强增大 D.压强不变充入氮气体积增大
[解析]压强对速率的影响,本质是对浓度的影响。A缩小反应体系的体积,总压增大,各物质的浓度均增大,故反应速率加快。B体积不变,充入氮气反应物浓度增大,反应速率加快。C体积不变,充入氦气,总压虽增大,但体系中各物质浓度均没有改变,故反应速率不变。D压强不变,充入氮气,导致体积增大,各物质的浓度除氮气不变外,其余均减小,故反应速率减慢。
答案:AB
变形题 根据化学反应2SO2+O2 2SO3,取n(SO2)、n(O2)相同,总质量也相同的混合气体(不含SO3)两等份,分别置于密闭容器A、B内,A、B两容器均能使其中的温度保持不变,A还能使其中的压强不变,B能使其容积保持不变。设A、B中的正反应速率分别为a、b,逆反应速率分别为a’、b’。下列关系中正确的是( )
A.a=b B.a>b C.a’>b’ D.a’=b’
[解析]反应从正反应开始,随着反应时间的延长,气体物质的量减小,A中温度不变,压强不变,容积变小了,B中温度不变,容积不变,压强变小了,a>b正确。该可逆反应中的正、逆反应速率都能受压强的影响,a’>b’也正确。
答案:BC
例5把除去氧化膜的镁条放入盛有一定浓度的稀盐酸的试管中,
发现H2的生成速率v随时间t的变化如图所示,
其中t1~t2速率变化的原因是______________________;
t2~t3速率变化的原因是_________________________。
[解析]镁与盐酸溶液的反应是放热反应。该反应中并存两
个影响反应速率的外因,一是反应放出的热使反应体系
温度升高,化学反应速率加快;二是反应使盐酸的物质
的量浓度降低,化学反应速率减慢。由图像可知,在t1~t2的时间内温度变化是影响化学反应速率的主要外因,在t2~t3的时间内,盐酸浓度的降低是影响化学反应速率的主要外因。
答案:反应是放热反应,温度升高使化学反应速率升高;HCl物质的量浓度变小使化学反应速率降低。
例6、对某一可逆反应来说使用催化剂的作用是( )
A.提高生成物的含量 B.以同样的程度改变v正和v逆
C.增大v正,减小v逆 D.增大v正,v逆不变
夯实基础
1.对于可逆反应2SO2+O2 2SO3(正反应为放热反应),决定反应速率的最主要因素是 ( )
A.温度 B.SO2、O2的性质
C.压强 D.催化剂
2.在可逆反应中,改变下列条件一定能加快反应速率的是 ( )
A.增大反应物的量 B.升高温度
C.增大压强 D.使用催化剂
3.在2L的密闭容器中发生下面反应:A(g)+2B(g)=3C(g),经过3min后A的物质由10mol
变为7mol,则下面表示的反应速率正确的是 ( )
A.vA=1mol·L-1·min-1 B.vB=1mol·L-1·min-1
C.vC=2mol·L-1·min-1 D.vB=2mol·L-1·min-1
4.可逆反应4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g),若反应速率分别用
表示,则关系正确的是 ( )
A. B.
C. D.
5.在2A+B 3C+4D的反应中,下列用不同物质的变化表示该反应的速率最快的是( )
A.vA=0.5mol·L-1·min-1 B.vB=0.3mol·L-1·min-1
C.vC=0.8mol·L-1·min-1 D.vD=1mol·L-1·min-1
6.在一密闭容器中充入一定量的H2和N2发生反应N2+3H2 2NH3 ,经测定3秒末的氢气的反应速率为0.3mol·L-1·S-1,则6秒末NH3的浓度为 ( )
A.1.2mol/L B.大于1.2mol/L C.小于1.2mol/L D.不能确定
7.有如下反应:mA(g) nB(g)—Q当加压后,反应速率如图所示,推断系数m和n
关系是 ( )
A.m>n
B.mC.m=n
D.无法确定
8.一定温度下,向一个容积为2L的事先装入催化剂的真空密闭容器中通入1mol氮气和3mol氢气,3min后测得容器内的压强是起始时压强的0.9倍,在此时间内,用氢气的量的变化来表示该反应的平均速率为 ( )
A.0.2mol·L-1·min-1 B.0.6mol·L-1·min-1
C.0.1mol·L-1·min-1 D.0.3mol·L-1·min-1
9.在a、b两个相同的容器中,分别加入相同量的A和B,发生可逆反应:A(g)+2B(g)
3C(g)(正反应为放热反应),两容器中C的体积分数与时间的关系如图所示,则a、b两曲线不同的可能原因是 ( )
A.a的温度高于b
B.a使用了催化剂,而b未用
C.a的压强大于b
D.a的温度低于b
10.可逆反应mX(g)+nY(g) pZ(g),在不同的温度(T1、T2)和不同的压强(P1、P2)下,产物Z的物质的量(n)与时间(t)的关系如图所示,则下列判断正确的是 ( )
A.m+nB.m+n>p
C.增大压强平衡向正反应方向移动
D.升高温度平衡向正反应方向移动
11.将固体NH4I置于密闭容器中,在某温度下发生下列反应:NH4I(s) NH3(g)+HI(g)。当达到平衡时,c(H2)=0.5mol·L—1,c(HI)=3mol·L—1,则NH3的浓度为 ( )
A.3.5mol·L—1 B.4mol·L—1 C.4.5mol·L—1 D.5mol·L—1
12.升高温度时,化学反应速率加快,是因为 ( )
A.分子运动速率加快,使反应物分子间的碰撞机会增多
B.反应物分子的能量增加,活化分子百分数增大,有效碰撞次数增多,化学反应速率加快
C.该反应的过程是吸热的
D.该反应的过程是放热的
13.铁与稀硫酸反应制取氢气,下列措施能使生成氢气的速率加快的是 ( )
A.增加铁的量 B.增大硫酸的浓度 C.加热 D.增大压强
14.在气体反应中,能使反应物中活化分子数和活化分子百分数同时增加的方法是 ( )
①增大反应物浓度 ②升高温度 ③增大压强 ④移去生成物 ⑤加入催化剂
A.①③ B.②⑤ C.②④ D.①⑤
15.地球外层空间存在着微量的臭氧和氧原子,该臭氧层的存在能吸收和阻止太阳的有害紫外线辐射,可是人为的大气污染物会破坏臭氧层,如超音速飞机排放物中的氮的氧化物,它们和臭氧及氧原子发生如下反应:
O3+NO=NO2+O2 NO2+O=NO+O2
这两个反应反复循环,请回答:
⑴以上两个反应的总方程式为________________________,由此可见氮氧化物在破坏臭氧层的过程中起________________作用。
⑵氮氧化物的作用使总反应分为两步进行,作用的实质是_______。
A.降低了每步反应所需的能量 B.提高了反应物的平均能量
C.增大了反应物的碰撞次数 D.降低了反应物的平均能量
16.(3分)某温度时,2L的溶器中X、Y、Z三种物质的量随时间的变化如图所 示。由图中数据分析,该反应的化学方程式为 ,反应开始至1min,Z的平均反应速率为 。
17.(5)一定温度下,在一密闭器中充入NO2发生发反:2NO2 2NO+O2达平衡时,混合气体中NO2的浓度为0.06mol·L-1,O2的浓度为0.12mol·L-1。
求:(1)NO2的起始浓度。(2)达到平衡时NO2的转化率。
能力提高
1.反应2SO2 + O2 2SO3经过一段时间后,SO3的浓度增加到了0.4mol/L,在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04mol/(L s),则这段时间为 ( )
A.0.1 s  B.2.5 s C.5 s D.10 s
2.按温度每升高10℃,化学反应速率增大2倍来计算,若某反应由50℃升温到80℃,反应速率比原来增大 ( )
A.4 倍  B.6 倍 C.8 倍 D.9 倍
3.对于A2 + 3B2 2C的反应来说,以下化学反应速率中,最快的是: ( )
A.v(B2) = 0.8 mol/(L s) B.v(A2) = 0.4 mol/(L s)
C.v(C) = 0.6 mol/(L s) D.v(B2) = 0.2 mol/(L s)
4.在3L密闭容器中充入2 molSO2和一定量O2,反应生成SO3气体,当进行到6 min时,测得n(SO2)= 0.4mol,若反应只进行到3 min时,容器内n(SO2)为: ( )
A.小于1.2 mol B.0.8 mol C大于0.8 mol. D.小于0.8 mol
5.把体积相同,c(H+)相同的两份酸溶液,甲为盐酸,乙为醋酸,分别与锌反应,若反应后放出氢气一样多,有一份中锌有剩余,以下判断正确的是 ( )
①反应所需时间乙>甲 ②开始反应速率甲>乙
③参加反应的锌的质量甲=乙 ④整个阶段平均反应速率乙>甲
⑤盛盐酸溶液中锌有剩余 ⑥盛醋酸的锌有剩余
A.①②③ B.①③⑥ C.②③⑥ D.③④⑤
6.已知可逆反应A+2B 2M+N(正反应为放热反应),在一定条件下达到平衡时,A在反应混合物中的质量分数为a%,若要通过改变条件使A的质量分数变为2a%,则下列各项可改变的条件中,一定能达到目的的是(其中a<50) ( )
A.增大容器体积 B.增大反应容器内压强
C.升高反应温度 D.使用适量催化剂
7. 把镁带投入盛有稀HCl的容器里,产生H2的速率与下列因素:①盐酸浓度,②温度,③镁带的表面积,④容器的密闭情况,⑤溶液的氯离子浓度,有关系的是 ( )
A.①② B.③④ C.①②③④ D.①②③④⑤
8.对于反应:A + B = C ,下列条件的改变一定能使化学反应速率加快的是 ( )
A.增加A的物质的量 B.升高体系的温度
C.增加体系的压强 D.减少c的物质的量
9.一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时,为了减缓反应速率,且不影响生成氢气的总量可向盐酸中加入适量的 ( )
A.NaOH(固体) B.极稀的盐酸 C.CH3COONa(固体) D.H2O
10.对于在密闭容器中进行的反应:N2+O22NO,下列条件中不能加快该反应速率的是 ( )
A.缩小体积 B.充入更多的NO
C.体积增大到原来的2倍 D.升高温度
11.氯化氢和氧气在一定条件下反应可得到氯气,现将氯化氢和氧气混合于一密闭容器中,在温度120℃、压强1.01105P条件下使之反应,,经过5min后,测定物质的浓度分别为:c(HCl) = 0.25mol/L,c(O2) = 0.2mol/L,c(Cl2) = 0.1mol/L。则:
(1)反应的化学方程式为 ____________________________________________;
(2)开始时c(HCl) = _________________,c(O2) = ____________________;
(3)从开始反应到5min后,这段时间,v(HCl) = _________________,以HCl、O2、Cl2分别表示的反应速率的数值之比为______________;
12.丙酮(CH3COCH3)和碘在酸性溶液中发生如下反应:CH3COCH3+I2→CH3COCH2I+H++I-。25℃时,该反应的速率由下列经验式决定:V=k·c(CH3COCH3)·c(H+),式中k=2.73×10-5。已知开始时c(I2)= 0.01 mol/L,c(CH3COCH3)= 0.1 mol/L,c(H+)=0.01 mol/L。问25℃时,当溶液中的I2反应掉一半时,通过计算回答反应速率比开始时是快还是慢?
高考聚焦
1、(2005年全国理综)11.已知反应A2(g)+2B2(g) 2AB2(g)的△H<0,下列说法正确的是 ( )
A.升高温度,正向反应速率增加,逆向反应速率减小
B.升高温度有利于反应速率增加,从而缩短达到平衡的时间
C.达到平衡后,升高温度或增大压强都有利于该反应平衡正向移动
D.达到平衡后,降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正向移动
2、 (2005年广东)对可逆反应4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g),下列叙述正确的是 ( )
A.达到化学平衡时,4v正(O2)=5v逆(NO)
B.若单位时间内生成x mol NO的同时,消耗x mol NH3,则反应达到平衡状态
C.达到化学平衡时,若增加容器体积,则正反应速率减小,逆反应速率增大
D.化学反应速率关系是:2v正(NH3)=3v正(H2O)
3.(2004年全国理综)反应2SO2+O2 2SO2经一段时间后,SO3的浓度增加了0.4mol·L-1,在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04mol·L-1·s-1,则这段时间为 ( )
A.0.1s B.2.5s C.5s D.10s
4.(2004年全国理综)在恒温恒容条件下,能使A(g) + B(g) C(g) + D (g)正反应速率增大的措施是 ( )
A、减小C或D的浓度 B、增大D的浓度
C、减小B的浓度 D、增大A或B的浓度
答案部分
夯实基础
1 2 3 4 5 6 7
B B B C B C B
8 9 10 11 12 13 14
C BC BC B B C B
15.⑴O3+O=2O2;催化剂 ⑵A
16.3X+Y 2Z;0.1mol·L-1·min-1
17.(1)0.3mol·L-;(2)20%
能力提高
1 2 3 4 5
C C B A D
6 7 8 9 10
C C B CD C
11.⑴.4HCl+O22Cl2+2H2O(g);⑵.0.45mol/L、0.25mol/L;
⑶.0.04mol/(L.min)、4∶1∶2;⑷.13/14
12.I2反应掉一半时
反应速率
而开始时因此比开始时快。
高考聚焦
1 2 3 4
B A C D
化学反应的方向与限度
实验中学 王金峰
课标解读
课标要求 学习目标
1.了解反应能否自发进行的判据---焓变和熵变判据,能用焓变和熵变说明化学反应自发进行的方向. 2. 认识反应条件控制在化学研究中的意义和作用,初步掌握控制反应条件的一些方法。 1.通过实验探究,理解浓度对化学平衡的影响;了解温度、压强对化学平衡的影响;掌握化学平衡移动原理。2.通过实验探究,理解浓度、温度、催化剂、介质对化学反应速率的影响.
知识再现
知识点1化学反应自发进行的方向的判断
科学家根据体系存在着力图使自己的能量趋于“最低”和“有序”的自然规律。发掘出相互关联的焓变和熵变判据为反应自发进行的依据。
反应热 混乱度 自发性 举例
放热放热吸热吸热 增大减小增大减小 任何温度都自发较低温度时候能自发较高温度时候能自发任何温度都不能自发 2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)N2 + 3H2 2NH3CaCO3=CaO+CO2
可见由焓变和熵变判据组合的复合判据适合于所有的过程。即
ΔH-TΔS <0, 反应能自发进行
ΔH-TΔS =0,反应处于平衡状态
ΔH-TΔS <0 反应不能自发进行。
知识点2 化学平衡移动原理
化学平衡移动原理(勒夏特列原理):如果改变影响化学平衡的一个条件(如浓度、温度、压强等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
1.浓度
  增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡向正反应方向移动。减小反应物浓度或增大生成物浓度,平衡向逆反应方向移动。    
例:AgCl在溶液中存AgCl Ag+ + Cl- 的平衡,当向其中加入氨水时,NH3和Ag+结合存在:Ag+ + 2NH3 [Ag(NH3)2]+ 的平衡。因此,当NH3达到一定浓度时(较大), AgCl就溶解了。用总反应式 AgCl+ 2NH3 [Ag(NH3)2]+ + Cl- 来说明,当NH3浓度增大时,平衡向右移动,AgCl溶解。
2.压强
对于有气体参加的反应,增大压强平衡向气体体积减小的方向移动,减小压强平衡向气体体积增大的方向移动。
  对于没有气体参加的可逆反应及反应前后气体体积不改变的反应,改变压强化学平衡不移动。
例:工业合成氨 N2 + 3H2 2NH3 ,采取的条件之一是高压,目的就是通过增大压强使平衡向右移动,增加原料气的转化率,提高平衡混合气中NH3的含量。
3.温度
升高温度平衡向吸热方向移动,降低温度平衡向放热方向移动。
  无论是吸热反应还是放热反应,升高温度反应速率都加快,达到化学平衡的时间就短,降低温度反应速率则减慢,达到化学平衡状态所需时间就长。
例:在一恒容密闭容器中存在 2NO2 N2O4(放热) 的平衡,当给容器加热时,可以看到混合气体颜色加深;当降低温度时,混合气体颜色变浅。
典题解悟
例1 (天津.2004) 一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入2mol SO2和1molO2,发生下列反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)达到平衡后改变下述条件,SO3气体平衡浓度不改变的是
A. 保持温度和容器体积不变,充入1mol SO2(g)
B. 保持温度和容器内压强不变,充入1mol SO3(g)
C. 保持温度和容器内压强不变,充入1mol O2(g)
D. 保持温度和容器内压强不变,充入1mol Ar(g)
解析:A项体积不变,充入 SO2即增加反应物浓度,平衡向右移动,SO3的浓度增大。B项压强不变,充入 SO3时,虽然平衡向左移动,但由于开始加入的SO2与O2的物质的量之比为2:1,达新平衡时,其平衡状态与原平衡相同,所以SO3的浓度也与原来相等。C项压强不变,充入 O2,一方面平衡向左移动SO3的量增加,另一方面气体体积增大使物质的浓度减小,我们可以用极限法来思考,当加入无限多的O2时,SO3的浓度应趋于零,即SO3的浓度应是逐渐减小的。D项压强不变,充入 Ar气,相当于扩大容器体积,平衡向左移动,SO3的量减少,SO3的浓度也减少。
答案:B
变形题1(北京.2005)在一定温度不同压强(p1<p2)下,可逆反应2X(g) 2Y(g)+Z(g)中,生成物Z在反应混合物中的体积分数()与反应时间(t)的关系有以下图示,正确的是
答案:B
例2 (全国卷二.2005)已知反应A2(g)+2B2(g)2AB2(g)的△H<0,下列说法正确的是
A. 升高温度,正向反应速率增加,逆向反应速率减小
B. 升高温度有利于反应速率增加,从而缩短达到平衡的时间
C. 达到平衡后,升高温度或增大压强都有利于该反应平衡正向移动
D. 达到平衡后,降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正向移动
解析: A项升高温度,正逆反应速率都增加;B项升高温度反应速率增加,达到平衡所用的时间缩短;C项,此反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,D项,此反应为气体体积减少的反应,减小压强平衡向逆反应方向移动。
答案:B
变形题1(北京春季.2003)反应:A(气)+3B(气) 2C(气)+Q达平衡后,将气体混和物的温度降低,下列叙述中正确的是
A.正反应速率加大,逆反应速率变小,平衡向正反应方向移动
B.正反应速率变小,逆反应速率加大,平衡向逆反应方向移动
C.正反应速率和逆反应速率变小,平衡向正反应方向移动
D.正反应速率和逆反应速率变小,平衡向逆反应方向移动
答案:C
例3 (广东.2000) 用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,下列措施不能使氢气生成速率加大的是
A 加热 B 不用稀硫酸,改用98%浓硫酸
C 滴加少量CuSO4溶液 D 不用铁片,改用铁粉
解析:A项的温度升高及D项的增加固体反应物的表面积都可以加快反应速率;B项铁与浓硫酸在常温下发生钝化,加热时反应产物是SO2,不能得到氢气;C项中铁可以置换铜并附着在铁表面形成Fe-Cu原电池使反应速率加快。
答案:B
变形题1(北京春季.2000) 100mL浓度为2mol.L-1的盐酸跟过量的锌片反应,为加快反应速率,又不影响生成氢气的总量,可采用的方法是
A 加入适量的6mol.L-1的盐酸 B 加入数滴氯化铜溶液
C 加入适量蒸馏水 D 加入适量的氯化钠溶液
答案:B
夯实双基
1. 100ml, 6mol/L H2SO4 跟过量锌粉反应,在一定温度下,为了减缓反应进行的速度,但又不影响生成氢气的总量,可向反应物中加入适量的
A 碳酸钠(固体) B 水 C 硫酸钾溶液 D 硫酸铵(固体)
2.设C+CO2=2CO(吸热反应)反应速率为v1 N2+3H2=2NH3(放热反应)反应速率为v2 对于上述反应,当温度升高时,v1和v2的变化情况为
A 同时增大 B 同时减小 C v1增大,v2减小 D v1减小,v2增大
3.可逆反应N2+3H2 2NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是
A. B.
C. D.
4.一定温度下,反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)达到化学平衡状态的标志是
A.c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2
B.N2,H2和NH3的物质的量分数不再改变
C.N2与H2的物质的量之和是NH3的物质的量的2倍
D.单位时间里每增加1molN2,同时增加3molH2
5.把氢氧化钙放入蒸馏水中,一定时间后达到如下平衡 Ca(OH)2(固) Ca2+ + 2OH-
 加入下列溶液,可使Ca(OH)2固体减少的是
 A Na2S溶液 B AlCl3溶液 C NaOH溶液 D CaCl2溶液
6.体积相同的甲.乙两个容器中,分别都充有等物质的量的SO2和O2, 在相同温度下发生反应 2SO2+O2=2SO3并达到平衡,在这过程中甲容器保持体积不变,乙容器保持压强不变,若甲容器中SO2的转化率为P%,则乙容器中SO2的转化率
 A 等于P% B 大于P% C 小于P% D 无法判断
7.二氧化氮存在下列平衡:2NO2 N2O4 +Q在测定NO2的相对分子质量时,下列条件中较为适宜的是
A.温度130℃、压强3.03×105Pa B.温度 25℃、压强1.01×105Pa
C.温度130℃、压强5.05×104Pa D.温度 0℃、压强5.05×104Pa
8.在一定体积的密闭容器中放入3L 气体R和5L气体Q,在一定条件下发生反应
2R(g)+5Q(g) 4X(g)+nY(g) 反应完全后,容器温度不变,混合气体压强是原来的87.5%,则化学方程式中的n值是
A.2 B.3 C.4 D.5
9.某容积可变的密闭容器中放入一定量的A和B的混合气体, 在一定条件下发生反应:A(气)+2B(气)=2C(气).若维持温度和压强不变,当达到平衡时, 容器的体积为V,此时C气体的体积占40%,则下列推断正确的是
A.原混合气体的体积为1.1V B.原混合气体体积为1.2V
C.反应达到平衡时,气体A消耗了0.2V D.反应达到平衡时,气体B消耗了0.2V
10.在某稀溶液中含有4molKNO3和4molH2SO4,往其中加入1.2mol金属铜,充分反应后产生的气体在标准状况下的体积为
A.8.96L B.17.92L C.22.4L D.26.88L
11.在一定温度下,把2molSO2和1molO2通入一个一定容积的密闭容器里。发生如下反应:2SO2+O2 2SO3当此反应进行到一定程度时,反应混合物就处于化学平衡状态,现在该容器中,维持温度不变,令a,b,c,分别代表初始加入的SO2、O2、SO3的物质的量(mol)如果a、b、c取不同的数值,它们必须满足一定的相互关系,才能保证达到平衡时,反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时的完全相同,请填写下列空白:
 <1>若a=0 b=0 则c=___
 <2>若a=0.5 则b=___ 和c=___
 <3>a、b、c取值必须满足的一般条件是(请用两个方程式来表示,其中一个只含a和c,L另一个只含b和c) ___________________ ____________________
12. 已知Cl2在70℃的NaOH水溶液中,能发生氧化还原反应,反应完全后测得溶液中NaClO与NaClO3的物质的量比为4∶1。现有49.7g Cl2,将其通入到足量70℃的NaOH水溶液中,反应完全后得500 ml溶液。
(1)写出Cl2在70℃的NaOH水溶液中符合上述条件的总反应方程式。
(2)计算完全反应后生成物NaClO3的物质的量浓度。
能力提高
1.某温度下,在一容积可变的容器中,反应2A(g)+B(g) 2C(g)达到平衡时,A、B和C的物质的量分别为4mol、2 mol和4 mol。保持温度和压强不变,对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整,可使平衡右移的是
A.均减半 B.均加倍 C.均增加1 mol D.均减少1 mol
2.在恒温、恒容的条件下,有反应2A(气)+2B(气) C(气)+3D(气),现从两条途径分别建立平衡。途径I:A、B的起始浓度为2mol/L 途径Ⅱ:C、D的起始浓度分别为2mol/L 和6mol/L;则以下叙述中正确的是
A.两途径最终达到平衡时,体系内混合气百分组成相同
B.两途径最终达到平衡时,体系内混合气百分组成不同
C.达到平衡时,途径I的反应速率V(A)等于途径Ⅱ的反应速率为V(A)
D.达到平衡时,途径I所得混合气的密度为途径Ⅱ所得混合气密度的1/2
3.在密闭的容器中,对于反应2SO2(g)+Q2(g) 2SO3(g),SO2和O2起开始时分别为20mol和10mol;达平衡时SO2的转化率为80%。若从SO3开始进行反应,在相同的温度下,欲使平衡时各成分的百分含量与前者相同,则起始时SO3的物质的量及其转化率为
A.10mol和10% B.20mol和20% C.20mol和40% D.20mol和80%
4.反应 2X(气)+Y(气)=2Z(气)+热量,在不同温度(T1和T2)及
压强(P1和P2)下, 产物Z的物质的量(nZ)与反应时间(t)的关
系如图所示.下列判断正确的是
 A T1P2
 C T1>T2 P1>P2 D T1>T2 P15.在密闭容器中通人A、B两种气体,在一定条件下反应:
2A(g)+B(g) 2C(g) △H<0
达到平衡后,改变一个条件,下列量(Y)的变化一定符合图中曲线的是
6.关节炎病因是在关节滑液中形成尿酸钠晶体,尤其在寒冷季节易诱发关节疼痛其化学机理为:
①HUr+H2O Ur-+H3O+
②Ur-(aq)+Na+(aq) NaUr(s)
下列对反应②叙述中正确的是
A.反应的△H>0 B.反应的△H<0
C.升高温度平衡向正反应方向移动 D.降低温度平衡向正反应方向移动
7.在加热条件下,木炭与浓H2SO4反应,产生的气体所具有的性质是
A.能使BaCl2溶液变浑浊 B.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.能使品红试液褪色 D.能使灼热的氧化铜变为亮红色
8.a mol铜跟含b molHNO3的硝酸溶液恰好完全反应,则被还原的HNO3的物质的量一定是
A.(b-2a)mol B.b/4 mol C.2a/3 mol D.2a mol
9.下列关于浓硫酸的叙述正确的是
A.浓硫酸具有吸水性,因而能使蔗糖炭化
B.浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体
C.浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥氨气、氢气等气体
D.浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化
10.将2mol H2O和2molCO置于1L容器中,在一定条件下,加热至高温,发生如下可逆反应:
2H2O(g) 2H2+O2 2CO+O2 2CO2
(1)当上述系统达到平衡时,欲求混合气体的平衡组成,则至少还需要知道两种气体的平衡浓度,但这两种气体不能同时是__________和_________,或_______和_________。(填它们的分子式)
(2)若平衡时O2和CO2的物质的量分别为n(O2)平=a mol,n(CO2)平=b mol。试求:
n(H2O)平=__________________。(用含a b的代数式表示)
11.实验室可用氯气与铁粉反应制备无水氯化铁,该化合物显棕红色,易潮解,100°C左右升华。下图是两套实验装置,左边相同,右边产品收集装置不同,分别如图(Ⅰ)和(Ⅱ)所示:
试回答:
(1)B中反应的化学方程式为 ,
或 。
(2)D中反应前,需排除装置中空气,应采取的方法是

(3)D中反应的化学方程式为 。
(4)装置(Ⅰ)的主要缺点是 。
(5)装置(Ⅱ)的主要缺点是 。
如选用此装置来完成实验,则必须采取的改进措施是:

12.恒温、恒压下,在一个可变容积的容器中发生如下发应:
A(气)+B(气) C(气)
(1)若开始时放入1molA和1molB,到达平衡后,生成a molC,这时A的物质的量为 mol。
(2)若开始时放入3 molA和3molB,到达平衡后,生成C的物质的量为 mol。
(3)若开始时放入x molA,2molB和1molC,到达平衡后,A和C的物质的量分别是ymol和3a mol,则x= mol,y= mol。
平衡时,B的物质的量 (选填一个编号)
(甲)大于2 mol (乙)等于2 mol
(丙)小于2 mol (丁)可能大于、等于或小于2mol
作出此判断的理由是 。
(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3molC,待再次到达平衡后,C的物质的量分数是 。
II.若维持温度不变,在一个与(1)反应前起始体积相同、且容积固定的容器中发生上述反应。
(5)开始时放入1molA和1molB到达平衡后生成b molC。将b与(1)小题中的a进行比较 (选填一个编号)。
(甲)ab
(丙)a=b (丁)不能比较a和b的大小
作出此判断的理由是 。
高考聚焦
1.(2005广东14.)在一定条件下,固定容积的密闭容器中反应:
2NO2(g) 2NO(g) + O2(g);△H>0,达到平衡。当改变
其中一个条件X,Y随X的变化符合图中曲线的是
A.当X表示温度时,Y表示NO2的物质的量
B.当X表示压强时,Y表示NO2的转化率
C.当X表示反应时间时,Y表示混合气体的密度
D.当X表示NO2的物质的量时,Y表示O2的物质的量
答案:A
2.( 2005广东17.)对可逆反应4NH3(g) + 5O2(g) 4NO(g) + 6H2O(g),下列叙述正确的是
A.达到化学平衡时,4v正(O2) = 5v逆(NO)
B.若单位时间内生成x mol NO的同时,消耗x mol NH3,则反应达到平衡状态
C.达到化学平衡时,若增加容器体积,则正反应速率减小,逆反应速率增大
D.化学反应速率关系是:2v正(NH3) = 3v正(H2O)
答案:A
3.(2005黑龙江、吉林、广西)已知反应A2(g)+2B2(g)2AB2(g)的△H<0,下列说法正确的是
A 升高温度,正向反应速率增加,逆向反应速率减小
B 升高温度有利于反应速率增加,从而缩短达到平衡的时间
C 达到平衡后,升高温度或增大压强都有利于该反应平衡正向移动
D 达到平衡后,降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正向移动
答案:B
4.(2005江苏15.)哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。现向一密闭容器中充人1mol N2和3mol H2,在一定条件下使该反应发生。下列有关说法正确的是
A 达到化学平衡时,N2将完全转化为NH3
B 达到化学平衡时,N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等
C 达到化学平衡时,N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化
D 达到化学平衡时,正反应和逆反应的速率都为零
答案:C
5.(2005上海25.)在某一容积为2L的密闭容器内,加入0.8mol的H2和0.6mol的I2,在一定的条件下发生如下反应:
H2(g)+I2(g)2HI(g),△H<0
反应中各物质的浓度随时间变化情况如图1:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为 ;
(2)根据图1数据,反应开始至达到平衡时,平均速率v(HI)为 ;
(3)反应达到平衡后,第8分钟时:
①若升高温度,化学平衡常数K(填写增大、减小或不变)HI浓度的变化正确 ;
(用图2中a~c的编号回答)
②若加入I2,H2浓度的变化正确的是 。(用图2中d~f的编号回答)
(4)反应达到平衡后,第8分钟时,若反容器的容积扩大一倍,请在图3中画出8分钟后HI浓度的变化情况。
夯实双基答案:
1.BC 2.A 3.C 4.B 5.B 6.B 7.C 9.BC 10.B
11.(1)c=2 (2)b=0.25和c=1.5 (3)a+c=2 2b+c=2
12. (1)7Cl2 + 14NaOH = 4NaClO + NaClO3 + 9NaCl +7H2O
(2)c(NaClO3)
能力提高
1.C 2.AD 3.B 4.C 5.AC 6.BD 7.BC 8.A 9.D
10.(1)H2O H2, CO CO2 (2)(2-2a-b) mol
11.(1)

(2)B中的反应进行一段时间后,看到共绿色气体充满装置,再开始加热D
(3)
(4)导管易被产品堵塞,尾气排入空气,易造成环境污染
(5)产品易受潮解 在瓶E和F之间连接装有干燥剂的装置
12.(1)(1-a) (2)3a (3)2 3-3a 丁
若,B的物质的量小于2mol; 若,B的物质的量等于2mol;
若,B的物质的量大于2mol
(4)
(5)乙 因为(5)小题中容器容积不变,而(1)小题中容器的容积缩小,所以(5)
小题的容器中的压力小于(1)小题容器中的压力,有利于逆向反应,故反应达到平衡
后。
化学反应的利用
实验中学 赵士喜
课标解读
课标要求 学习目标
1、认识化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。 1、应用化学反应速率和化学平衡原理,选择工业合成氨的适宜条件2、了解应用化学原理选择化工生产条件的适宜条件3、培养学生分析、解决问题的能力及对所学理论的应用能力。
知识再现
知识点1、合成氨反应分析:
压强 温度 催化剂 浓度
为增大合成氨的反应速率 增大 升高 加入 增加N 2、H2的浓度
为提高平衡混合物中NH3的含量 增大 降低 减小平衡混合物中NH3的浓度
实际生产中 20~50MPa 700K左右 铁触媒(700K左右时活性最大) 使气态NH3变为液态NH3,并及时从平衡混合物中分离出去,及时补充N2和H2
知识点2、合成氨适宜条件的选择:
(1)反应特点:
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=92.2kJ/mol
N2、H2反应速率慢
是可逆反应
正向是气体体积数缩小的反应
正反应是放热反应。
(2)适宜条件:
(1)适宜压强(20 Mpa-50 MPa)
(2)适宜温度(700K左右)
(3)使用催化剂(以铁触媒为催化剂)
(4)及时补充N2、H2并将NH3分离出来。
知识点3、化学平衡的有关计算类型
(1)浓度计算
(2)转化率和产率的计算
(3)压强和气体体积的计算
(4)方程式中物质计量系数的确定。
典题解悟
例1 、某条件合成氨达平衡时氨的体积分数为25%,若反应前后条件保持不变,则反应后缩小的气体体积与原反应物体积的比是()
A.1/5 B.1/4 C.1/3 D1/2
[解析] 通过假设反应前N2、H2的物质的量,结合反应过程中转化率与化学方程式中计量系数的关系,列方程求算。设起始时H2为amol,N2为bmol,平衡时NH3为xmol,则
3H2+N22NH3
起始时: a b 0
平衡后:a-3x/2 b-x/2 x
依题意可得方程:x/[(a-3x/2)+(b-x/2)+x]=25%
化简得:x/(a+b)=1/5
答案:A
变形题1: 在一定温度下,将2molN2和6molH2充入固定体积的密闭容器中,发生如下反应:N2(气)+3H2(气)2NH3(气),达到平衡后,若保持温度不变,令a、b、c分别为初始加入的N2、H2、NH3的物质的量,重新建立平衡,混合物中物质的量仍和上述相同。请填空:
(1)若a=0,b=0,则c=____;
(2)若a=1,c=2,则b=____;
(3)a、b、c取值必须满足的一般条件是(用两个式子表示:其中一个只含a和c,另一个只含b和c) ____、____;
答案 (1)4 (2)3 (3)a+c/2=2 b+3c/2=6
例2 在一定温度下,向一个2L的真空密闭容器中事先装入催化剂,通入1molN2和3molH2,经过一段时间后,测得容器内压强为反应起始的0.9倍,在此时间内以H2表示的平均速率为0.1mol L-1 min-1,则所经过的时间是多少?
解析:设平衡时气体总物质的量为x,反应时间为t,因为在等温等容条件下,压强比等于物质的量的比,所以x/(1+3)=0.9 x=3.6
所以 △x=4-3.6=0.4
N2+3H22NH3 △n
1 3 1 2
n 0.4
n=0.6mol
所以 H2的浓度变化值为0.6mol/2L =0.3mol/L
V(H2)=△C(H2)/t=0.3/t t=3min
答案:3min
例3 在一定温度下,在定压容器a与定容容器b中,分别盛入体积比为1:3的N2和H2,开始时体积相同,达到平衡时,N2的转化率应该是 ____
a大 B.b大 C.a、b一样大 D.不一定
解析:设定容容器b中N2的转化率为α,对定压容器a先进行等容操作,此时N2的转化率为α,因为该反应为气体分子数减少的反应,则此时压强变小,为保持压强不变,需压缩气体增大压强,此时平衡向右移动,N2的转化率进一步增大。所以α大,
答案 : A
变形题1:有密闭容器A和B,A保持恒压,B保持恒容,起始时向容积相等的A、B中分别通入体积比为2:1的等量的SO2与O2,发生2SO2+O22SO3的反应,并达到平衡,则(填>、=、<,逆、正或不变)
(1)SO2的转化率α(A)____ α(B)
(2)起始时两容器的反应速率v(A)___v(B),反应过程中反应速率v(A)___v(B)
(3)达到平衡时,分别通入等量的Ar气,A中平衡向____反应方向移动,B中的化学反应速率____
答案 :(1)> (2)=、 > (3)逆、不变
例4 恒温下,将amolN2与bmolH2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器内,发生如下反应N2+3H22NH3
(1)若反应到某时刻t时,n(N2)=13mol n(NH3)=6mol 求a的值。
(2)反应到达平衡时,混合气体体积为716.8L(标况)其中NH3的含量(体积分数)为25%,计算平衡时NH3的物质的量。
(3)混合气体中a:b=______
(4)平衡混合气体中n(N2):n(H2):n(NH3)=_____
解析:(1)t时刻时,NH3生成6mol
N2+3H22NH3
1 3 2
t时刻: 3 9 6
平衡 : 4 12 8
所以:a=13+3=16(mol)
(2)平衡时 n(NH3)=(716.8×25%)/22.4=8mol
则由化学方程式知生成8molNH3需消耗N2 4mol H2 12mol
最后剩余N2:16-4=12mol
剩余H2为716.8/22.4-8-12=12
则总共H2为:b=12+12=24mol
所以 a:b=16:24=2:3
(3)平衡时:n(N2):n(H2):n(NH3)=12:12:8=3:3:2
夯实基础
1、对于合成氨工业,只从提高原料转化率看,从下列条件中选择最适宜的组合是( )
①高温 ②低温 ③低压 ④高压 ⑤催化剂 ⑥加氨 ⑦除氨
A.②④⑤ B.②④⑦ C.①④⑤ D.②③⑥
2、在一定条件下,可逆反应N2+3H22NH3 △H<0达到平衡,当单独改变下列条件后,有关叙述错误的是( )
A.加入催化剂,U正、V逆都发生变化,且变化的倍数相等
B.加压,U正、V逆都增大,且U正增大的倍数大于V逆增大的倍数
C.降温,U正、V逆都减小,且U正减少倍数大于V逆减少倍数
D.加入氩气,U正、V逆都增且U正增大倍数大于V逆增大倍数
3、合成氨所需的H2由炭和水蒸气反应制得,其中一步反应为CO+H2O(g)CO2+H2 △H<0,欲使CO的转化率提高,同时提高H2的产率,可以采取的措施是( )
A.增大水蒸气的浓度 B.升高温度 C.增大CO浓度 D.增大压强
4、在一定温度和压强下,在密闭容器中充入H2、N2、NH3,开始时其物质的量之比为3:1:1,反应达平衡后,H2、N2、NH3的物质的量之比为9:3:4,则此时N2的转化率为( )
A.10% B.20% C.15% D.30%
5、在一定条件下,2NH33H2+N2达到平衡时,NH3的转化率为50%,此时平衡混合气的密度与NH3未分解时的密度之比为( )
A.1:1 B.2:3 C.3:2 D.2:1
6、在密闭容器中进行如下反应已达平衡,N2+3H22NH3 △H<0,其他条件不变时,若将平衡混合物中各物质的浓度都增大到原来的2倍,则下列说法中正确的是( )
A.平衡不移动 B.平衡向正方向移动 C.平衡向逆反应方向移动 D.NH3的百分含量增加
7、在一定条件下,进入氨合成塔的混合气体中含N2的体积分数为22%,含H2的体积分数为78%,经过合成反应达到平衡后,在相同的温度和压强下,气体的体积缩小至原体积的95%,N2的转化率与下面接近的数值是( )
A.12.5% B.11.4% C.10.5% D.9%
8、工业合成氨反应是700K左右进行的,这主要原因是( )
A、700K时此反应速率最快
B、700K时氨的平衡浓度最大
700K时氨的转化率最高
700K该反应的催化剂能发挥最大的作用
9、下列所述情况表示合成氨反应达到平衡状态的是( )
A.H2的消耗速率与NH3的生成速率之比为3:2
B.混合气体的平均相对分子质量不再改变
C.N2的生成速率与NH3的生成速率之比为1:2
D.密闭容器中H2、N2、NH3的物质的量之比为3:1:2
10、在一密闭容器中,用等物质的量的A和B发生如下反应:
A(气)+2B(气) 2C(气)
反应达到平衡时。若混合气体中A和B的物质的量之和与C的物质的量相等,则这时A的转化率为( )
70% B.40% C.50% D.60%
11、对某一可逆反应来说,使用催化剂的作用是( )
提高反应物的平衡转化率
以同样程度改变正逆反应的速率
增大正反应速率,减小逆反应速率
改变平衡混合物的组成
12、在密闭容器内,使1mol N2 3mol H2混合发生下列反应:3H2+N22NH3 △H<0
(1)当反应达到平衡时,N2和H2的浓度比是 ______。
(2)保持体积不变,升高温度时,混合气体的平均式量_____,密度_____。
(3)当达到平衡时,充入Ar气,并保持体积不变,平衡将_______移动。
(4)当达到平衡时,充入Ar气,并保持压强不变,平衡将______移动。
(5)当达到平衡时,充入N2并保持压强不变,平衡将________移动。
(6)当达到平衡时,将c(N2)、c(H2)、c(NH3)同时增大1倍,平衡将____移动。
13、在一定条件下把3 mol N2和3 mol H2通入一个容积一定的密闭容器中,发生如下反应:N2+3H22NH3,当达到平衡时容器内气体的压强为PO。若在上述完全相同的容器中,保持温度不变,通入1 mol NH3和_______mol N2,_______mol H2也能使容器的压强为P0。平衡时N2的物质的量的取值范围是 _______mol,NH3的取值范围是______,达到平衡时,H2和NH3均为1.5mol是否可能?_______。
14、在体积相同的四个容器,按下列要求充入各气体,并加入适当催化剂,①1 mol N2+3 mol H2 ②2 mol N2+3mol H2 ③1 mol H2+4 mol H2 ④1mol N2+4mol H2+0.5mol NH3在700K时分别建立平衡,四种情况下H2的转化率由大到小的顺序是_______。
15、合成氨反应,在一定条件下密闭容器中加入a molN2,b molH2,达到平衡时生成c molNH3,则消耗N2的物质的量为______,消耗H2的物质的量为_______,N2的转化率为_______,若反应过程中保持恒定体积,恒定温度,则平衡容器内压强是原压强的______倍,容器中剩余N2的物质的量为______mol。
16、N2与H2以2:5的体积比混合,在一定条件下于密闭容器中合成氨,达到平衡时测得反应混合气的平均相对分子质量为12,求H2的转化率。
17、在400℃,1.01X105Pa时,将SO2和14molO2 压入一个装有催化剂的VL密闭反应器中,发生2SO2+O22SO3的反应,并且在10min后达到平衡时,测得容器内有2molSO2和12molO2:
(1)SO2的起始浓度为_______,SO3(气)的平衡浓度为_________;
(2)SO2的转化率为________,O2的平均反应速率为________;
(3)平衡时SO3(气)占总体积的百分数为__________,此时体系压强为反应起始时体系压强的________倍;
(4)达平衡后再加入2molSO2、12molO2和4molSO3(气),此时正反应速率将_______,逆反应速率将_______,平衡_______移动。
能力提高
1、在一定条件下将含1molNH3的体积不变的密闭容器加热,发生反应2NH3N2+3H2,一段时间后达到平衡,此时NH3的体积分数为x%。若在该容器中再加入1molNH3后密封,加热到相同温度,使反应达到平衡,设此时NH3的体积分数为y%,则x和y的关系正确的是( )
A.x﹤y B. x>y C. x=y D. x≧y
2、将V1L的H2和V2L的N2在一定条件下发生反应,达到平衡后,混合气体总体积为V3L(气体体积均在相同条件下测定),则生成NH3的体积是( )
A.(V1+V2-V3)L B.(V1+V2+V3)L C.(V1+V2-2V3)L D.[V3-(V1+V2)]L
3、在一定条件下,合成氨反应达到平衡后,混合气体中NH3的体积分数为25%。若反应前后条件保持不变,则反应后缩小的气体体积与原反应物体积的比值是()
A.1/5 B.1/4 C.1/3 D.1/2
4、CO2和H2的混合气体加热到850℃时,可建立下列平衡:
CO2+H2CO+H2O
在一定温度下,反应平衡时有90%的氢气变成水,已知平衡常数K=1,则原混合气体中CO2和H2的分子数之比是
1:1 B.5:1 C.9:1 D.1:10
5、将一定质量的Ag2SO4固体置于容积不变的容器中,在某温度下发生了下列反应:
Ag2SO4(s) Ag2O(s)+SO3(g), 2SO3(g) 2SO3(g)+O2(g),经10min后,反应达到平衡时,c(SO3)=0.4mol/L,c(SO2)=0.1mol/L,则下列陈述不正确的是()
A.SO3的分解率为20%
10min内v(O2)=0.005mol/(L.min)
容器内气体的密度为40g/L
加压,容器内固体的质量不变
6、在一定条件下,在容积为2L的密闭容器中,将2molL气体和3molM气体向混合,发生如下反应:2L(气)+3M(气) xQ(气)+3R(气),4s后该反应达到平衡时,生成2.4molR,并测得Q的反应速率为0.1mol/(L·s),下列有关叙述正确的是( )
A..x的值为2
B.混合气体的密度变大
C.L的转化率为80%
D.平衡时M的浓度为0.6mol/L
7、取1molA和a molB,按反应:A(g)+aB(g) bC(g)经性反应,在同温同压时,当A的转化率为50%时,测得混合气体的密度为原来的4/3。则a、b的值可能是( )
A.a=1,b=1 B.a=3,b=3 C.a=2.b=3 D.a=3,b=2
8、向一个容积为5L的密闭容器中充入NH3和O2,它们的物质的量之比为1:2,发生如下反应: 4NH3+5O24NO+6H2O(g)。
(1)上述反应在一定条件下2min后达到平衡,NH3为2mol,NH3的转化率为20%。所以NO的浓度变化表示该反应的平均反应速率为______,O2的平衡浓度为_____。
(2)在达到平衡后,加入相当于原组成气体1倍的惰性气体。如果容器的体积不变,平衡_____移动,如果总压强保持不变,平衡_____移动。
9、在有AgCl沉淀存在的AgCl饱和溶液中,达到如下平衡:AgCl(固) Ag++Cl-。在下列条件下,AgCl沉淀的量如何变化(用增多、减少、不变):
(1)加入KCl固体,沉淀会_____;
(2)加入KI固体,AgCL沉淀会_____;
(3)加入氨水,沉淀会_____;
(4)加入AgNO3溶液,沉淀会______;
(5)加热,沉淀会_______;
(6)加压,沉淀会_______。
10、在体积为VL的容器里加入一定量的气体A和B,加热使其发生如下反应,mA(气)+nB(气) pC(气)+qD(气) ,经ts后达到平衡,测得平衡混合气体中A为xmol,B为ymol,C为zmol。求:(1)反应前加入容器中A、B两种气体的物质的量分别为_________和_______;
(2)在ts内,反应速率VA:VB:VC:VD_______;
(3)若各个物质的量不变,减小容器的体积会降低D的产量,则m、n与p、q的关系是________;
(4)当A、B充入容器后,加热到反应发生立即停止加热,反应仍能继续进行,达平衡时,若降低温度,则A的转化率将会_________。
高考聚焦
1、(2003,广东)恒温恒压下,在容积可变的容器中反应2NO2(g)=N2O4(g)达到平衡后,再向容器内通入一定量NO2,又达到平衡时N2O4的体积分数______
不变 B.增大 C.减小 D.无法判断
2、(2004,北京)在一定温度下,一定体积的密闭容器中有如下平衡,H2(g)+I2(g) 2HI(g),已知H2与I2的起始浓度均为0.1mol/L时,达到平衡时HI的浓度为0.16mol/L,若H2和I2的起始浓度均变为0.20mol/L,则平衡时H2的浓度(mol/L)是______
A.0.16 B.0.08 C.0.04 D.0.02
3、(2004,天津)在一定条件下,向一带活塞的密闭容器内充入2molSO2和1molO2,发生下列反应 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) 达到平衡后改变如下述条件,SO3气体的平衡浓度不变的是_______
保持温度和容器体积不变,充入1molSO2(g)
保持温度和容器内压强不变,充入1mol SO3(g)
保持温度和容器内压强不变,充入1molO2(g)
保持温度和容器内压强不变,充入1molAr(g).
夯实基础 答案
1、B 2、CD 3、A 4、A 5、B 6、BD 7、B 8、D 9、BC 10、B 11、B
12、(1)1:3 (2)减少 不变 (3)不 (4)逆向 (5)正向 (6)正向
13、2.5 1.5 2~3 0~2 不可能
14、②①③④
15、c/2mol、3c/2mol、c/2a×100%、(a+b-c)/(a+b)、a-(c/2)
16、设平衡时转化掉H2为3xmol
N2+3H2=2NH3
开 2 5 0
平(2-x)(5-3x) 2x
M=(28×2+2×5)/(7-2x)=12
解得:x=3/4
则H2的转化率为:H2%=3x/5×100%=(3/4×3)/5×100%=45%
17、(1)6/Vmol·L-1,4/Vmol·L-1
(2)66.67%, 0.2/Vmol·L-1·min-1
(3)22.22%,0.9倍
(4)增大,增大,向右(或正反应方向)
能力提高
1、A 2、A 3、A 4、C 5、D 6、B、C
7、A、D
8、(1)0.05mol/(L·min);0.875mol/L
(2)不;正。
9、(1)增多 (2)减少 (3)减少 (4)增多 (5)减少 (6)不变
10、(1)(2m/p+x)mol (zn/p+y)mol (2)m:n:p:q (3)m+n高考聚焦
1、A 2、C 3、B




吸热
反应过程
生成物总能量
反应物总能量
放热
反应过程
吸热
反应
放热
反应
生成物总能量
生成物总能量
生成物总能量
反应物总能量
反应物总能量
反应物总能量
化学反应速率
降低反应所需
要的能量
反应物所需要的能量
催化剂
反应物的性质(内因)