江苏省扬中高级中学2011届高三化学备课组教案2

江苏省扬中高级中学2011届高三化学一轮复习教学案
第十一讲 氧化还原反应
【目标导航】
教学要求 考试说明
1、能根据反应前后元素化合价有无变化，判断反应是否为氧化还原反应，能列举常见氧化还原反应2、能判断氧化剂和还原剂，理解物质被氧化、被还原的涵义，判断氧化产物和还原产物，比较氧化性和还原性强弱3、根据实验事实了解氧化还原反应的本质是电子的转移4、能配平简单的氧化还原反应方程式，初步学会用单线桥、双线桥表示电子转移的方向和数目5、电子得失守恒原理在化学计算等方面的应用 理解氧化还原反应的本质，了解氧化还原反应在生产、生活中的应用。
【课前预习】 【笔记与反思】
一、基本概念：
氧化还原反应的特征：
本质：
氧化还原反应中各个概念间的联系：
反应物 表现性质 反应实质 基本特征 反应过程 生成物
氧化剂 性 电子 化合价 被 发生 反应 产物
还原剂 性 电子 化合价 被 发生 反应 产物
+ = +
常见的氧化剂和还原剂。
（1）常见的氧化剂：
（2）常见的还原剂：
二、氧化还原反应中电子转移的表示方法
1、双线桥法:： 3Cl2＋8NH3＝6NH4Cl＋N2
2、单线桥法: 3Cl2＋8NH3＝6NH4Cl＋N2
三、氧化还原反应的几条基本规律
⑴电子得失守恒规律：
⑵“以强制弱”规律：
⑶同种元素化合价升降：不交叉规律
如：KClO3+6HCl=KCl+3Cl2+3H2O
注：同种元素相邻价态物质间不发生氧化还原反应
⑷反应先后规律：在溶液中存在几种不同的还原剂且其浓度
相差不大时，加入氧化剂，还原性较强的先被氧化。同时存
在几种不同的氧化剂且其浓度相差不大时，加入还原剂，氧
化性较强的先被还原。
四、氧化性、还原性判断方法
1．物质氧化性还原性的强弱取决于 ，与 无关。例如：还原性钠 铝
2.氧化性、还原性强弱比较方法：
（1）根据反应方程式：氧化性：氧化剂>氧化产物 还原性：还原剂>还原产物
（2）根据金属活动性顺序来判断:
（3）根据非金属活动性顺序来判断:
（4）根据氧化还原反应发生的条件来判断:
如：Mn02+4HCl(浓)　 MnCl2+C12↑+2H20
2KMn04+16HCl(浓)=2MnCl2+5C12↑+8H2O
后者比前者容易(不需要加热)，可判断氧化性 KMn04>Mn02
（5）根据被氧化或被还原的程度来判断:如：，，
即氧化性:Cl2>S。
(6) 根据原电池的正负极来判断：
在原电池中，作负极的金属的还原性一般比作正极金属的还原性强。
(7)根据电解池中溶液里阴、阳离子在两极放电顺序来判断。
如:Cl-失去电子的能力强于OH-，还原性:。
(8) 根据元素在周期表中位置判断：
(1)对同一周期金属而言，从左到右其金属活泼性依次减弱。如Na、Mg、A1金属性依次减弱，其还原性也依次减弱。
(2)对同主族的金属而言，从上到下其金属活泼性依次增强。如Li、Na、K、Rb、Cs金属活泼性依次增强，其还原性也依次增强。
（3）对同主族的非金属而言，从上到下其非金属活泼性依次减弱。如F、Cl、Br、I非金属活泼性依次减弱，其氧化性也依次减弱。
(9) 根据（氧化剂、还原剂）元素的价态进行判断：
元素处于最高价只有氧化性，最低价只有还原性，处于中间价态既有氧化又有还原性。
一般来说，同种元素价越高，氧化性越强；价越低还原性越强。如氧化性:Fe3+>Fe2+>Fe,
还原性:H2S>S>SO2，但是氯元素例外，氧化性：HClO4< HClO34< HClO24< HClO
（10）根据物质浓度大小比较：
一般，同种氧化剂（或还原剂）浓度越大，氧化性（或还原性）越强。氧化性：HNO3（浓）＞HNO3（稀），还原性：浓盐酸>稀盐酸
五、氧化还原反应方程式配平
（1）配平原则：①标变价②列升降③求相等④观察计量数
（2）缺项确定：一般先确定氧化剂、还原剂、氧化产物、
还原产物的化学计量数,再通过比较反应物与生成物，确定
缺项(一般为H2O、H+或OH—)，最后观察配平。
例： K2Cr2O7+ HCl(浓)— KCl+ CrCl3+ Cl2+ H2O
NH4NO3— N2+ HNO3+ H2O
FeS2+ O2— Fe2O3+ SO2
H2O2+ Cr2(SO4)3+ — K2SO4+ K2CrO4+ H2O
CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液，加热，生成CuCl沉淀。制备CuCl的离子方程式是
【课堂互动】
知识点一：氧化还原反应基本概念
例1：（2010安徽高考）亚氨基锂(Li2NH)是一种储氢容量高、安全性好的固体储氢材料，基储氢原理可表示为：Li2NH + H2LiNH2 + LiH，下列有关说法正确的是 （ ）
　A．Li2NH中N的化合价是－1 B.该反应中H2既是氧化剂又是还原剂
　C.Li+和H+离子半径相等 D.此储氢与钢瓶储氢原理相同
例2：Cl2 和NH3 能发生下列反应：3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2
（1）该反应中氧化剂是 ，还原剂是 。（2）若有6.8g NH3 参加了反应，则被氧化的NH3 为 mol，生成氧化产物 mol。
知识点二：氧化性、还原性强弱
例3：（2010海南高考）下列物质中既有氧化性又有还原性的是
　A、HClO B、Al2O3 C、N2O3 D、SiO2
例4：已知：①2BrO3－+Cl2=Br2+2ClO3－ ②5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl
③ClO3－+5Cl－+6H+=3Cl2↑+3H2O下列按物质氧化性顺序由强到弱排列正确的是（ ）
　A. Cl2>BrO3－>ClO3－>IO3－ B. BrO3－>ClO3－>Cl2>IO3－
　C. ClO3－>BrO3－>IO3－>Cl2 D. BrO3－>Cl2>ClO3－>IO3－
例5：(2009·全国卷Ⅱ)含有a mol FeBr2的溶液中，通入x mol Cl2.下列各项为通Cl2过程中，溶液内发生反应的离子方程式，其中不正确的是 (　　)
A．x＝0.4a,2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
B．x＝0.6a,2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－
C．x＝a,2Fe2＋＋2Br－＋2Cl2===Br2＋2Fe3＋＋4Cl－
D．x＝1.5a,2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Br2＋2Fe3＋＋6Cl－
知识点三：氧化还原反应方程式的书写及配平
例6：（2010全国高考II）若(NH4)2SO4在强热时分解的产物是SO2、N2、NH3和H2O，则该反应中化合价发生变化和未发生变化的N原子数之比为 （ ）
　A．1:4 B. 1: 2 C. 2:1 D. 4:1
例7：做实验时不小心粘了一些高锰酸钾，皮肤上的斑很久才能消除，如果用草酸的稀溶液洗涤马上可以复原，其离子方程式为：MnO＋C2O＋H＋―→CO2↑＋Mn2＋＋，关于此反应的叙述正确的是 (　 　)
A．该反应的氧化剂是C2O B．该反应右边方框内的产物是OH－
C．该反应电子转移总数是5e－ D．配平该反应式后，H＋的系数是16
知识点四：得失电子守恒应用
例8：用Na2SO3还原MnO4-，如果还原含有2.4×10-3molMnO4-的溶液时，消耗30mL0.2mol/LNa2SO3溶液，则Mn元素在还原产物中的化合价是 ( )
A、+1 B、+2 C、+4 D、+5
【课堂演练】
1．下列说法正确的是 ( )
A．阳离子只有氧化性，阴离子只有还原性
B．金属单质在化学反应中只作还原剂，非金属单质只作氧化剂
C．氧化还原反应中肯定有一种元素被氧化，另一种元素被还原
D．有单质参加的反应不一定是氧化还原反应
2．下列物质转化需要加入还原剂才能实现的是 ( )
A．SO32- →SO2 B． HCl→Cl2 C．Na →Na+ D．SO2→S
3．据最新报道，科学家发现了如下反应：O2 + PtF6 = O2（PtF6），已知O2（PtF6）为离子化
合物，其中Pt为＋5价，对于此反应，下列说法正确的是 （ ）
A．在此反应中，O2氧化剂，PtF6是还原剂
B．O2（PtF6）中氧元素的化合价为＋1价
C．在此反应中，每生成1 mol O2（PtF6） 则转移1 mol电子
D．在O2（PtF6）中不存在共价键
4．向CuSO4溶液中逐滴加入过量KI溶液，观察到产生白色沉淀，溶液变为棕色。再向反
应后的混合物中不断通入SO2气体，溶液逐渐变成无色。则下列分析中正确的是 （ ）
A．白色沉淀是CuI2，棕色溶液含有I2
B．滴加KI溶液时，转移1mole－时生成1mol白色沉淀
C．通入SO2时，SO2与I2反应，I2作还原剂
D．上述实验条件下，物质的氧化性：Cu2＋＞I2＞SO2
5．对于反应14CuSO4 +5FeS2 +12H2O =7Cu2S +5FeSO4 +12H2SO4 ,下列结论正确的是( )
A、FeS2 既是氧化剂，又是还原剂 B、只有CuSO4 作氧化剂
C．被氧化的硫和被还原的硫质量比是3：7 D、被氧化的硫和被还原的硫质量比是1：1
6．将3.48克四氧化三铁完全溶解在100毫升1摩/升的硫酸中，然后加入K2Cr2O7溶液25毫升，恰好使溶液中Fe2+全部氧化成Fe3+， Cr2O72-全部转化成Cr3+，则K2Cr2O7溶液的物质的量的浓度是 ( )
A．0.05摩/升 B．0.1摩/升 C．0.2摩/升 D．0.3摩/升
7.Cu2S与一定浓度的HNO3反应，生成Cu(NO3)2、CuSO4、NO2、NO和H2O，当NO2和
NO的物质的量之比为1∶1时，实际参加反应的Cu2S与HNO3的物质的量之比为 ( )
A．1∶7 B．1∶9 C．1∶5 D．2∶9
8（2010江苏卷）正极材料为LiCoO2的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。但钴的资源匮乏限制了其进一步发展。
（1）橄榄石型LiFePO4是一种潜在的锂离子电池正极材料，它可以通过(NH4)2Fe(SO4)2、H3PO4与LiOH溶液发生共沉淀反应，所得沉淀经80℃真空干燥、高温成型而制得。
①共沉淀反应投料时，不将(NH4)2Fe(SO4)2和LiOH溶液直接混合的原因是 。
②共沉淀反应的化学方程式为 。
③高温成型前，常向LiFePO4中加入少量活性炭黑，其作用除了可以改善成型后的LiFePO4的导电性能外，还能 。
（2）废旧锂离子电池的正极材料试样（主要含有LiCoO2及少量AI、Fe等）可通过下列实验方法回收钴、锂。
在上述溶解过程中，S2O32-被氧化成SO42-，LiCoO2在溶解过程中反应的
化学方程式为
还原产物
氧化产物
还原剂
氧化剂
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1江苏省扬中高级中学2011届高三化学一轮复习教学案
第十九讲 沉淀溶解平衡
【目标导航】
教学要求 考试说明
1、知道难溶物在水中的溶解情况及沉淀溶解平衡的建立过程，能描述沉淀溶解平衡。2、知道沉淀转化的本质。3、知道沉淀溶解平衡在生产、生活中的应用（沉淀的生成和分步沉淀，沉淀的溶解和转化）。 知道难溶电解质的沉淀溶解平衡及其应用。
【课前预习】 【笔记与反思】
一、沉淀溶解平衡
1．在20℃时电解质的溶解性与溶解度的关系如下：
溶解性 易溶 可溶 微溶 难溶
溶解度
2．溶解平衡的概念： 在一定温度下，当沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时，形成溶质的饱和溶液，达到平衡状态。
3．写出AgCl、Mg(OH)2的溶解平衡表达式：
4．溶解平衡的特征：动、等、定、变
5．生成难溶电解质的离子反应的限度
习惯上将溶解度小于0.01g的称为难溶电解质。对于常量的化学反应来说，0.01g是很小的，所以一般情况下，相当量的离子互相反应生成难溶电解质，就可以认为反应完全了。
化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于10-5mol/L，沉淀就达完全。
二、影响沉淀溶解平衡的因素
（1）内因： 难溶电解质本身的性质
（2）外因：遵循勒夏特列原理
①浓度：加水，平衡向 移动。
②温度：绝大数难溶盐的溶解是 过程，升高温度，多数平衡向 方向移动。少数平衡向生成沉淀的方向移动，如Ca(OH)2的溶解平衡。
③同离子效应：向平衡体系中加入相同的离子，使平衡向 移动。例如：BaSO4饱和溶液中加入Na2SO4固体，有BaSO4固体析出。
④盐效应：加入不含相同离子的强电解质，使沉淀溶解度增大。例如：BaSO4过饱和溶液中加入KNO3固体，BaSO4溶解度增大。
【例1】将足量BaCO3分别加入：① 30mL 水 ②10mL 0.2mol/LNa2CO3溶液 ③50mL 0.01mol/L 氯化钡溶液 ④100mL 0.01mol/L盐酸中溶解至溶液饱和。请确定各溶液中Ba2+的浓度由大到小的顺序为：
三、溶度积（Ksp）和溶度积规则
（1）概念：在一定温度下，难溶强电解质MmAn溶于水形成饱和溶液时，溶质的离子与该固态物质之间建立动态平衡，这时的离子浓度幂的乘积是一个常数，叫作溶度积常数，简称溶度积。符号为KSP
（2）表达式：对于沉淀溶解平衡MmAn mMn+ (aq)+ nNm－(aq)，Ksp =
（3）意义：溶度积KSP反映了难溶电解质在水中的溶解能力，KSP的大小和溶质的溶解度不同，它只与 有关，与 无关。
（4）溶度积规则：比较Ksp与溶液中有关离子浓度幂的乘积（离子积Qc）判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解。
Qc＞Ksp时，溶液 ，平衡向 沉淀的方向移动——沉淀 。
Qc＝Ksp时，溶液 ，处于 状态。
Qc＜Ksp时，溶液 ，平衡向沉淀 的方向移动——沉淀 。
【例2】25℃时，电离常数Ka(HF)＝3.6×10-4 mol·L-1，溶度积常数KSP(CaF2)＝1.46×10-10。现向1L 0.2 mol·L-1HF溶液中加入1L 0.2 mol·L-1CaCl2溶液，则下列说法中，正确的是( )
A．25℃时，0.1 mol·L－1HF溶液中pH＝1 B．KSP(CaF2)随温度和浓度的变化而变化
C．该体系中有CaF2沉淀产生 D．该体系中KSP(CaF2)＝
四、沉淀溶解平衡的应用
1.沉淀的生成
①沉淀生成的应用：在涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域中，常利用生成沉淀达到分离或某些离子的目的。
②沉淀的方法
a调节PH法：例如除去硫酸铜溶液中混有的少量铁离子，可向溶液中加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3，调节PH至3～4，铁离子会全部转化为氢氧化铁沉淀除去。
b加沉淀剂法：加入适当沉淀剂，如，除钡离子中毒，用5.0%硫酸钠溶液
【小结】沉淀的生成
A、当溶液中Qc _____ Ksp时，平衡向_________的方向移动——有沉淀生成。
B、要使溶液中的某离子生成沉淀而除去，可增大能与之结合成更难溶物质的离子浓度。
2.沉淀的溶解
①沉淀溶解的原理：根据平衡移动原理，对于处在水中的难溶电解质，只要不断 溶解平衡体系中的相应离子，平衡就向 方向移动，从而使沉淀 。即：Qc Ksp
【例3】牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：Ca5(PO4)3OH(固) 5Ca2++3PO43-+OH- 进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是 。 已知Ca5(PO4)3F（固）的溶解度比上面的矿化产物更小，质地更坚固。请用离子方程式表示，当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因： 。根据以上原理，请你提出一种其它促进矿化的方法： 。
3.沉淀的转化
①沉淀的转化是由一种难溶物转化为另一种难溶物的过程，其实质是沉淀溶解平衡的移动。一般说来，溶解度 沉淀转化成溶解度 的沉淀容易实现。
②沉淀转化在工业中的应用：
在工业废水处理过程中，用FeS等难溶物作沉淀剂除去废水中的重金属离子。
BaSO4中加入饱和Na2CO3溶液使BaSO4转化为BaCO3，再将BaCO3溶于盐酸。（BaSO4溶解能力小于BaCO3）
【小结】沉淀的生成、溶解、转化本质上都是沉淀溶解平衡的移动问题，其基本依据主要有：
①浓度：加水，平衡向溶解方向移动。 ②温度：升温，多数平衡向溶解方向移动。
③加入相同离子，平衡向沉淀方向移动。 ④加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子。使平衡向溶解的方向移动。
【课堂演练】
1（10山东）某温度下，Fe(OH)3(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液pH，金属阳离子浓度的变化如图所示。据图分析，下列判断错误的是（ ）
A. Ksp[Fe(OH)3]＜Ksp[Cu(OH)2]
B.加适量NH4Cl固体可使溶液由a点变到b点
C.c、d两点代表的溶液中c(H+)与c(OH－)乘积相等
D. Fe(OH)3、Cu(OH)2分别在b、c两点代表的溶液中达到饱和
2（10海南）已知：Ksp(AgCl)=1.8×10—10，Ksp(AgI)=1.5×10—16 ，Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10—12，则下列难溶盐的饱和溶液中，Ag+浓度大小顺序正确的是 （ ）
A、AgCl>AgI> Ag2CrO4 B、AgCl> Ag2CrO4>AgI　
C、Ag2CrO4>AgCl>AgI D、Ag2CrO4>AgI>AgCl
3（10北京）自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液，向地下深层渗透，遇到难溶的ZnS或PbS，慢慢转变为铜蓝（CuS）。下列分析正确的是（ ）
A．CuS的溶解度大于PbS的溶解度
B．原生铜的硫化物具有还原性，而铜蓝没有还原性
C．CuSO4与ZnS反应的离子方程式是Cu2++S2－====CuS↓
D．整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应
4（09浙江）已知：25℃时，K[Mg（OH）2]=5．61×10-12，K[MgF2]=7．43×10-11。下列说法正确的是 （ ）
A．25℃时，饱和Mg（OH）2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c（Mg2+）大
B．25℃时，在Mg（OH）2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体，c（Mg2+）增大
C．25℃时，Mg（OH）2固体在20 mL 0．01 mol·L-1氨水中的K比在20 mL 0．01 mol·L-1 NH4Cl溶液中的K小
D．25℃时，在Mg（OH）2悬浊液中加入NaF溶液后，Mg（OH）2不可能转化为MgF2
5（09广东）硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如下。下列说法正确的是（ ）
A．温度一定时，Ksp(SrSO4)随SO4的增大而减小
B．三个不同温度中，313K时Ksp(SrSO4)最大
C．283K时，图中a点对应的溶液是不饱和溶液
D．283K下的SrSO4饱和溶液升温到363K后变为不饱和溶液
6．下列排列顺序正确的是 （ ）
A．常温下将0.1 mol·L－1 NH4Cl溶液与0.05 mol·L－1 NaOH溶液等体积混合，
c (Cl－)> c (Na+)> c(NH4+)> c (OH－)> c (H+)
B．常温下物质的量浓度相等的①NH4HSO4②CH3COONH4③NH4Cl三种溶液中c(NH4＋)：
①＞③＞②
C．0.1mol·L－1的NaHA溶液，其pH=11，则溶液中：c(HA－)＞c(OH－)＞c(A2－)＞c(H2A)
D．在相同条件下，将足量AgCl加入等体积的①0.01 mol·L－1 KCl②0.1 mol·L－1 KCl溶液
③蒸馏水三种液体中，所能溶解的AgCl质量关系为：①＞②＞③
7．一定温度下的难溶电解质AmBn在水溶液中达到沉淀溶解平衡时，其平衡常数Ksp＝cm(An＋)×cn(Bm－)，称为难溶电解质的离子积。在25℃时，AgCl的白色悬浊液中，依次加入等浓度的KI溶液和Na2S溶液，观察到的现象是先出现黄色沉淀，最后生成黑色沉淀。已知有关物质的颜色和溶度积如下：下列叙述不正确的是 （ ）
物质 AgCl AgI Ag2S
颜色 白 黄 黑
KSP（25℃） 1.8×10－10 1.5×10－16 1.8×10－50
A．溶度积小的沉淀可以转化为溶度积更小的沉淀
B．若先加入Na2S溶液，再加入KI溶液，则无黄色沉淀产生
C．25℃时，饱和AgCl、AgI、Ag2S溶液中所含Ag＋的浓度相同
D．25℃时，AgCl固体在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2 溶液中的溶度积相同
8（08江苏卷）工业上制备BaCl2的工艺流程图如下：
某研究小组在实验室用重晶石（主要成分BaSO4）对工业过程进行模拟实验。查表得
BaSO4(s) + 4C(s)4CO(g) + BaS(s) △H1 = 571.2 kJ·mol-1 ①
BaSO4(s) + 2C(s)2CO2(g) + BaS(s) △H2= 226.2 kJ·mol-1 ②
⑴气体用过量NaOH溶液吸收,得到硫化钠。Na2S水解的离子方程式为 。
⑵向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr，当两种沉淀共存时，= 。
[Ksp(AgBr)=5.4×10-13，Ksp(AgCl)=2.0×10-10]
⑶反应C(s) + CO2(g)2CO(g)的△H2= kJ·mol-1。
⑷实际生产中必须加入过量的炭，同时还要通入空气，其目的是
， 。
9、小组成员为探究Cu2+、Al3+在溶液中是否可以依次转化为沉淀而析出，设计了如下实验：向含有0.01molHNO3、0.001molCu（NO3）2、0.045molAl（NO3）3的溶液中逐滴加入一定浓度的NH3·H2O溶液，使混合溶液的PH值不断升高，当加至溶液的体积为45 mL时Al3+开始反应生成沉淀，当加至溶液的体积为50 mL时Cu2+开始反应生成沉淀。（不考虑溶液的体积变化）
【查阅资料】常温下Ksp[Al(OH)3]＝1.0×10-33mol·L－4，Ksp[Cu（OH）2]＝2.0×10－20mol·L－3。
①Al（OH）3开始析出时溶液的PH值？
②若溶液中离子的浓度约为1.0×10-5 mol·L－1时可视为沉淀完全，则当Al（OH）3沉淀完全时Cu（OH）2是否析出？
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1江苏省扬中高级中学2011届高三化学一轮复习教学案·公开课教学案
化学平衡图像
江苏省扬中高级中学 杨香涛 2010.11.26
【考试说明】
1、利用图像、数据等描述化学平衡的建立过程。
2、能用正确的图表、模型、图形等表达化学问题解决的过程和成果，并做出解释的能力。
3、能够通过对自然界、生产、生活和科学实验中化学现象以及相关模型、图形和图表等的观察，获取有关的感性知识和印象，并运用分析、比较、概括、归纳等方法对所获取的信息进行初步加工和应用的能力。
【教学重点难点】
化学平衡图像建立及分析方法
【教学过程】
一、常见的化学平衡图像
1、常见化学平衡图像
方法归纳：
2、典型示例分析：
【例1】一定温度下，在容积恒定的密闭容器中，一定量的N2和H2反应达到平衡后，改变某一外界条件，反应速率与时间的关系如下图所示，其中t4 ﹑t5 ﹑t7时刻所对应的实验条件改变分别是
t4 t5 t7
【变式1】一定温度下，在2 L的密闭容器中发生如下反应：A(s)+2B(g) xC(g)
△H＜0，B、C的物质的量随时间变化的关系如图1，达平衡后在t1、t2、t3、t4时都只改变了一种条件，逆反应速率随时间变化的关系如图2。下列有关说法正确的是
A．x＝2，反应开始2 min内，v(B)＝0.1 mol/(L·min)
B．t1时改变的条件是降温，平衡向右移动
C．t2时改变的条件可能是增大c(C)，平衡时B的物质的量分数增大
D．t3时可能是减小压强，平衡不移动；t4时可能是使用催化剂，c(B)不变
【例2】有一可逆反应mA(g)+nB(g) PC(g)+qD(g),下图表示的是转化率与压强、温度的关系。判断：
(1)m+n与p+q的大小。
(2)正反应是放热还是吸热反应
【变式2】一定条件下，2NO（g）+O2（g） 2NO2 （g） △H < 0反应中NO的转化率与温度的关系如图所示，图中A、B、C、D、E五点中表示未达到平衡且v正 > v逆的点是
A、A点或E点 B、B点
C、C点 D、D点
【例3】一定条件下在某容积不变的密闭容器中发生反应A(g) + B(g) xC(g) 根据右图判断下列说法正确的是
A．温度: T1C．正反应是放热反应 D．x>1
【变式3】某密闭容器中，加入一定量的N和Y，发生如下反应：2N+Y2 Z。不同温度时产物Z的生成情况如右图所示，a为T1℃时的情况，b为T2℃时的情况，c为T2℃时从时间t3开始加压的情况，下列叙述正确的是
A．Z一定为气体，正反应是放热反应
B．Z为气体，N一定为非气体
C．升高温度，化学平衡向正反应方向移动
D．T1℃时的平衡常数大于T2℃时的平衡常数
【变式4】已知NO2和N2O4可以相互转化2NO2(g) N2O4(g)；△H＜0。现将一定量NO2和 N2O4的混合气体通入容积为1 L的恒温密闭容器中，反应物和生成物浓度随时间的变化关系如右图所示。下列有关说法中错误的是
A．图中共有两条曲线X和Y，其中曲线X表示NO2浓度随时间的变化
B．a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是b和d
C．若要达到与d相同的状态，在25 min时还能采取的措施是适当缩小容器体积
D．反应进行至25 min时，曲线发生变化的原因是加入0.4 mol N2O4
二、真题演练
1、在容积不变的密闭容器中存在如下反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) △H＜0，某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是：
A.图I研究的是t0时刻增大O2的浓度对反应速率的影响
B.图II研究的是t0时刻加入催化剂后对反应速率的影响
C.图III研究的是催化剂对平衡的影响，且甲的催化效率比乙高
D.图III研究的是温度对化学平衡的影响，且乙的温度较高
2、已知：4NH3(g) + 5O2(g) = 4NO(g) + 6H2O(g)，△H = —1025kJ/mol，该反应是一个可逆反应，若反应物起始的物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正确的是
3、某密闭容器中加入0．3 mol A、0．1 mol C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如图甲所示［t0～t1阶段 c（B）未画出］。图乙为t2后改变互不相同的某一条件反应速率随时间变化的关系图，t3～t4阶段使用了催化剂。下列说法错误的
A．若 t1＝15 s，生成物C在 t0～t1时间段的平均反应速率为 0．004mol·L－1·s－1
B．t4～t5阶段改变的条件为减小压强，t5～t6改变的条件是升高化学反应的温度
C．B的起始物质的量为0．02mol
D．该化学反应的表达式为：3A B + 2C
4、根据下列有关图象，说法正确的是
A.由图Ⅰ知，反应在T1、T3处达到平衡，且该反应的△H ＜0
B.由图Ⅱ知，反应在t6时，NH3体积分数最大
C.由图Ⅱ知，t3时采取降低反应体系压强的措施
D.Ⅲ在10L容器、850℃时反应，由图知，到4min时，反应放出51.6kJ的热量
5、一定温度和压强下，下列各可逆反应达到化学平衡状态，各反应有如图所示的对应关系：
（1）N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)；ΔH＜0（曲线Ⅰ）
（2）H2(g)＋I2(g) 2HI(g)；ΔH＞0（曲线Ⅱ）
（3）2SO3(g) 2SO2(g) +O2(g)；ΔH＞0（曲线Ⅲ）
则下列y轴的表达意义均符合上述三个平衡状态的是
A.平衡混合气中一种生成物的体积分数
B.平衡混合气中一种反应物的体积分数；
C.平衡混合气的平均相对分子质量
D.平衡混合气中一种反应物的转化率
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第十八讲 盐类水解
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教学要求 考试说明
1、认识盐类水解的原理，能解释强酸弱碱盐和强碱弱酸盐的水解。2、运用比较、分类、归纳、概括等方法得出盐类水解规律，探究影响盐类水解程度的主要因素。3、能运用盐类水解的规律判断常见盐溶液的酸碱性。4、会书写常见的盐水解的离子方程式。5、能举例说明盐类水解在生产、生活中的应用。 了解盐类水解的原理，能说明影响盐类水解程度的主要因素，认识盐类水解在生产、生活中的应用
【课前预习】 【笔记与反思】
一、盐类的水解
1．概念：在水溶液中盐电离产生的离子与水电离产生的H+或OH－结合生成弱电解质的反应。
2．实质：盐电离产生的离子与水电离产生的氢离子或氢氧根离子结合生成弱电解质，促进了水的电离平衡。
3．水解发生的条件：有“弱”才水解，即盐中具有弱碱的阳离子或弱酸的酸根离子。
4．盐类水解反应方程式的书写（单离子水解）
⑴盐类水解一般很微弱，要用“ ”号相连，产物不标“↓”或“↑”。
⑵多元弱酸根离子分步水解，以第一步水解为主。
5.盐类水解的规律：有弱才水解，无弱不水解；越弱越水解，谁强显谁性。
【特别提醒】盐溶液之间混合在考虑水解前优先考虑三种情况：
1.发生氧化还原反应：如Fe3+与S2－、Fe2+与ClO-等；
2.发生配合反应：如Fe3+与SCN－等；
3.生成新盐的溶解度很小：如Cu2+与S2－等。
【例1】下列盐类水解吗？如水解写出其水解方程式。
①AlCl3_________________ _， ②NaHCO3__________________________
③Na2CO3____________________ ， ④NaHSO4_____ ___________
⑤CH3COONH4
6、 对水的电离平衡的影响：酸或碱_____________ _，能水解的盐_____________
【例2】在PH都等于9的氢氧化钠和醋酸钠两种溶液中，由水电离产生的OH－离子浓度分别是Amol/L和Bmol/L，则A和B的关系为( )
A. A＞B B. A＝10－4B C. B＝10－4A D. A＝B
7、酸式盐溶液的酸碱性
①只电离不水解：如HSO4- 显 性
②电离程度＞水解程度，显 性 （如: HSO3- 、H2PO4-）
③水解程度＞电离程度，显 性 （如：HCO3- 、HS- 、HPO42-）
8、双水解反应：即弱酸弱碱盐，双水解反应相互促进，水解程度较大，有的甚至水解完全。
常见的双水解反应完全的为：Fe3+、Al3+与AlO2-、CO32-(HCO3-)、S2-(HS-)、SO32-(HSO3-)、ClO-；NH4+与AlO2-。其特点是相互水解成沉淀或气体，产物之间不反应。如：2Al3+ + 3S2- + 6H2O == 2Al(OH)3↓+ 3H2S↑
二、影响盐类水解的因素：
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。
【例3】Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H+
条件 移动方向 H＋数 PH Fe3＋水解率
升温
通HCl
加H2O
加Fe粉
加NaHCO3
加FeCl3
三、盐类水解的应用
1、判断物质水溶液的酸碱性
2、某些物质水溶液的配制
（1）配制氯化铁溶液时，常将氯化铁先溶于 ，然后加水稀释。
（2）配制硫酸铜溶液时，常将硫酸铜先溶于 ，然后加水稀释。
（3）配制硫化钠溶液时，常滴入几滴 。
3、铝盐（明矾）、铁盐净水的原理
铝盐： 。
铁盐： 。
4、化肥的使用
（1）长期使用（NH4）2SO4的土壤酸化：
（2）草木灰不能与铵态氮肥一起使用：
5、泡沫灭火器的原理：
〖思考〗泡沫灭火器中盛放硫酸铝溶液的内筒为什么用塑料筒，而不使用铁桶？
6、热的纯碱溶液去污能力较强：
7、实验室制备氢氧化铁胶体：
8、除杂：除去CuCl2溶液中混有的少量FeCl3：
9、氯化铵溶液中加镁条产生气体原因：
10、盐溶液蒸干析出物质
（1）FeCl3、Fe（NO3）3、AlCl3、MgCl2、CuCl2溶液蒸干析出 ，灼烧生成
（2）CuSO4、Na2CO3、NaAlO2溶液蒸干析出 ，继续灼烧得到 。
（3）NaHCO3、KHCO3等溶液蒸干灼烧析出 。
（4）Na2SO3溶液蒸干得到 。
四、离子浓度大小比较
溶液中的三个重要的平衡关系：
（1）电荷守恒：溶液总是呈电中性，即阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数。
（2）物料守恒（或原子守恒）：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和，如浓度为NaHCO3溶液中，c(Na)=c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)。
（3）质子守恒（或水的电离守恒）由水电离出来的c(H+)和c(OH-)始终相等
【课堂演练】
1、一定条件下，Na2CO3溶液存在水解平衡：CO32-+H2OHCO3-+OH-下列正确是（ ）
　A.稀释溶液，水解平衡常数增大 B.通入CO2，平衡朝正反应方向移动
　C.升高温度，c（CO32-）减小 D.加入NaOH固体，溶液PH减小
2（09全国）现有等浓度的下列溶液：①醋酸，②苯酚，③苯酚钠，④碳酸，⑤碳酸钠，⑥碳酸氢钠。按溶液pH由小到大排列正确的是 （ ）
A.④①②⑤⑥③ B.④①②⑥⑤③ C.①④②⑥③⑤ D.①④②③⑥⑤
3、在0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液中，下列关系式正确的是 （ ）
A．c（Na+）＞c（HCO3-）＞c（H+）＞c（OH-）
B．c（Na+）＋（H+）＝c（HCO3-）＋c（OH-）＋2c（CO32-）
C．c（Na+）＝c（HCO3-）＞c（OH-）＞c（H+）
D．c（Na+）＝c（HCO3-）＋c（H2CO3）＋c（CO32-）
4．已知酸式盐NaHB在水溶液中存在下列反应：①NaHB == Na+ + HB－，
②HB－ H＋＋B2－，③HB－＋H2O H2B＋OH－且溶液中c（H＋）>c(OH－)，则下列说法一定正确的是 （ ）
A．NaHB为强电解质　　　　　 B．H2B为强酸
C．H2B为弱电解质　　　　　　 D．HB－的电离程度小于HB－的水解程度
5（09广东）下列浓度关系正确的是 （ ）
　A．氯水中：c(Cl2)=2[c(ClO－)+c(Cl－)+C(HClO)]
　B．氯水中：c(Cl－)＞c(H+)＞c(OH－)＞c(ClO－)
　C．等体积等浓度的氢氧化钠与醋酸混合：c（Na+）=c（CH3COO－）
　D． Na2CO3溶液中：c(Na+)＞c(CO32－)＞c(OH－)＞c(HCO3－)＞c(H+)
6、将0.2mol·l-1的NH4NO3溶液与0.1mol·l-1的NaOH溶液等体积混合，下列有关混合溶液中微粒的浓度关系正确的 （ ）
A．c（NH4+）=c（Na+）＞c（OH－）＞c（NH3·H2O）
B．c（NH4+）=c（Na+）＞c（NH3·H2O） ＞c（OH－）
C．c（NH4+）＞c（Na+）＞c（NH3·H2O） ＞c（OH－）
C．c（NH4+）+c（Na+）+c（H+）＝c（OH－）+c（NO3－）
7、.用2mol·l-1的NaOH溶液滴定pH=5的HCN溶液100mL至中性，此时溶液中各离子浓度关系正确的是 （ ）
A．c（Na＋）>c（CN－）>c（OH－）>c（H＋） B．c（CN－）=c（Na＋）>c（H＋）=c（OH－）
C． c（Na＋）+c（CN－）=2mol·l-1　　 　D．c（Na＋）+c（OH－）= c（CN－）+c（H＋）
8（2010上海卷）下列溶液中微粒浓度关系一定正确的是 （ ）
A．氨水与氯化铵的pH=7的混合溶液中：[Cl-]>[NH4+]
B．pH=2的一元酸和pH=12的一元强碱等体积混合： [OH-]= [H+]
C．0.1 mol·L-1的硫酸铵溶液中：[NH4+]>[SO42-]>[H+]
D．0.1 mol·L-1的硫化钠溶液中：[OH-]=[H+]+[HS-]+[H2S]
9(09全国)用0.10 mol·L－1的盐酸滴定0.10 mol·L－1的氨水，滴定过程中不可能出现的结果是 （ ）
A．c(NH4+)＞c(Cl－)，c(OH－)＞c(H+) B．c(NH4+)＝c(Cl－)，c(OH－)＝c(H+)
C．c(Cl－)＞c(NH4+)，c(OH－)＞c(H+) D．c(Cl－)＞c(NH4+)，c(H+)＞c(OH－)
10（09北京）有4中混合溶液，分别由等体积0.1mol/L的2种溶液混合而成：①CH3COONa与HCl；②CH3COONa与NaOH③CH3COONa与NaCl④CH3COONa与NaHCO3。下列各项排序正确的是 （ ）
　A．pH：②＞③＞④＞① B．c(CH3COO－)：②＞④＞③＞①
　C．溶液中c(H+)：①＞③＞②＞④ D．c(CH3COOH)：①＞④＞③＞②
11（2010江苏卷）常温下，用 0.1000 mol·LNaOH溶液滴定 20.00mL0.1000 mol·L CH3COOH溶液所得滴定曲线如右图。下列说法正确的是( )
A．点①所示溶液：c(CH3COO-)+ c(OH－)= c(CH3COOH)+c(H＋)
B．点②所示溶液中：c（Na＋）= c（CH3COOH）+ c（CH3COO-）
C．点③所示溶液中：c(Na＋)> c(OH－)> c(CH3COO-)> c(H＋)
D．滴定过程中可能出现：
C(CH3COOH)>c(CH3COO-)> c(H＋)> c(Na＋)> c(OH－)
12下列溶液中有关微粒的物质的量浓度关系正确的是 ( )
A．NaHSO3和NaHCO3的中性混合溶液(S和C均用R表示):c(Na＋)＝c(HRO3－)＋2c(RO32－)
B．常温下将醋酸钠、盐酸两溶液混合后，溶液呈中性，则：c(Na＋)＞c(Cl—)＞c(CH3COOH)
C．常温下物质的量浓度相等的①(NH4)2CO3、②(NH4)2SO4、③(NH4)2Fe(SO4)2三种溶液中c(NH4＋)：①＜③＜②
D．等体积等物质的量浓度的NaClO(aq)与NaCl(aq)中离子总数多少：N前13．25℃时，下列各溶液中有关物质的量浓度关系正确的是 （ ）
A．pH=2的醋酸溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合：
c(Na+)+ c(H+)＞ c(OH－)+c(CH3COO－)
B．PH=11的Na2CO3溶液中：c(Na+) —2c(CO32—) —c(HCO3—) = 10－3 —10－11
C．NH4HSO4溶液中滴加NaOH至溶液恰好呈中性：
c(Na+)＞c(SO42－) ＞c(NH4+) ＞c(OH－) ＝c(H+)
D．pH相同的CH3COONa溶液、C6H5ONa溶液、Na2CO3溶液、NaOH溶液：
c(CH3COONa)＞c(Na2CO3) ＞c(C6H5ONa ) ＞c(NaOH )
14．下列溶液中各微粒的浓度关系正确的是 （ ）
A．等pH的氨水、KOH溶液、Ba(OH)2溶液中：c(NH4+)=c(K+)=c(Ba2+)
B．0.1 mol/L pH=9的NaNO2溶液中：c(Na+)>c(NO2－)>c(OH－) >c(H+)
C．向NH4HCO3溶液中滴加NaOH溶液至pH=7：c(NH4+)+c(Na+)= c(HCO3－)+2c(CO32－)
D．将10 mL 0.1 mol/LNa2CO3溶液逐滴滴加到10 mL 0.1 mol/L盐酸中：
c(Na+)>c(Cl－)>c(HCO3－)>c(CO32－)
15．某酸性溶液中只有Na＋、CH3COO－、H＋、OH－四种离子。则下列描述正确的是( )
A．该溶液由pH=3的CH3COOH与pH=11的NaOH溶液等体积混合而成
B．该溶液由等物质的量浓度、等体积的NaOH溶液和CH3COOH溶液混合而成
C．加入适量NaOH，溶液中离子浓度为c(CH3COO－)＞c(Na＋)＞c(OH－)＞c(H＋)
D．加入适量氨水，c(CH3COO－)一定大于c(Na＋)、c(NH4＋)之和
16．常温下，0.1mol / L的KH2PO4和0.1mol / L的K2HPO4溶液pH分别约为4和11。将等物质的量的KH2PO4和K2HPO4混合后溶于足量的水形成溶液，下列推测合理的是( )
A、上述溶液的pH范围为4~7
B、上述溶液中：c(K+)>c(H2PO4—)>c(HPO42—)>c (OH—)>c(H+)
C、上述溶液中：c(K+)∶[c(H2PO4—)+c(HPO42—)] = 3∶2
D、上述溶液中：c(K+) +c(H+)=c(H2PO4—)+2c(HPO42—)+3c(PO43—)+c (OH—)
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4江苏省扬中高级中学2011届高三化学一轮复习教学案
第十五讲 化学反应速率及化学平衡
第一课时 化学反应速率和化学反应的方向
【目标导航】
教学要求 高考说明
1、知道化学反应速率的概念及其定量表示方法，能进行有关化学反应速率的简单计算。2．了解测定化学反应速率的方法，通过实验测定某些化学反应的速率。3、通过实验探究温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。4、能初步利用焓变和熵变说明化学反应的方向。 1．了解化学反应速率的概念和平均反应速率的定量表示方法。2．了解温度、浓度、压强和催化剂等影响化学反应速率的一般规律。（删除活化能）3、认识催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。4、能用焓变和熵变说明常见化学反应的方向。
课前预习 （课本知识梳理）及课堂互动
一、化学反应速率
（一）化学反应速率
1. 定义：用来衡量 的物理量，单位时间内
2. 公式： 单位： 。
3.特点：(1)是平均速率,均取正值;(2) 或 不适宜用来表示速率
(3)同一反应中用不同的物质表示的速率,其数值可能不同.但意义一样。
4.计算方法：(1)用定义式 (2)不同物质的速率比等于系数比
对于任一化学反应：aA +bB==cC +dD可用υ（A）、υ（B）、υ（C）、υ（D）表示其速率，则有υ（A）:υ（B）:υ（C）:υ（D）== a:b:c:d，即化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的系数之比（还可等于其学其浓度变化之比或物质的量变化之比）。
【例1】A与B反应生成C，假定反应由A、B开始，它们的起始浓度均为1 mol/L，反应进行2min后A的浓度为0.8 mol/L，B的浓度为0.6 mol/L，C的浓度为0.6 mol/L。
（1）2min内反应的平均速率υ(A)= υ(B) = υ(C) =
（2）三者数值之间的关系是：υ(A)= υ(B) = υ(C)。
（3）该反应的化学方程式为
【例2】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
（二）影响反应速率因素
1.内因（决定因素）：参加反应物质本身的性质
2外因：
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，
⑵压强：对有气体参加的化学反应，在其他条件不变时，
⑶温度：任何反应，在其他条件不变时，
⑷催化剂是：在其他条件不变时， 。
⑸其它：搅拌、辐射、电弧、研磨和磁场等
（三）催化剂的特点
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。
【例3】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
【例4】NO和CO都是汽车尾气中的有害物质，它们能缓慢起反应，方程式为2CO+2NO=N2+CO2,为了控制大气污染，提出下列建议： A.使用催化剂B.改变压强C.提高反应温度。你认为可行的方法是， 理由是 。
二、反应焓变与反应方向
（1）多数能自发进行的化学反应是放热反应。如氢氧化亚铁的水溶液在空气中被氧化为氢氧化铁的反应是自发的，其△H（298K）==－444.3kJ·mol—1
（2）部分吸热反应也能自发进行。
如NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)==CH3COONH4(aq)+CO2(g)+H2O(l)，其△H（298K）== +37.30kJ·mol—1。
（3）有一些吸热反应在常温下不能自发进行，在较高温度下能自发进行。如碳酸钙的分解。
因此，反应焓变不是决定反应能否自发进行的唯一依据。
2.反应熵变与反应方向
（1）熵：描述大量粒子混乱度的物理量，符号为S，熵值越大，体系的混乱度越大。
（2）化学反应的熵变（△S）：反应产物的总熵与反应物总熵之差。
（3）反应熵变与反应方向的关系
①多数熵增加的反应在常温常压下均可自发进行。产生气体的反应、气体物质的量增加的反应，熵变都是正值，为熵增加反应。
②有些熵增加的反应在常温下不能自发进行，但在较高温度下则可自发进行。如碳酸钙的分解。
③个别熵减少的反应，在一定条件下也可自发进行。如铝热反应的△S== —133.8 J·mol—1·K—1，在点燃的条件下即可自发进行。
④同一物质熵值：S(固) S(液) S(气)
3.焓变和熵变对反应方向的共同影响
【例5】下列变化过程中，ΔS<0的是
A.氯化钠溶于水中 B.NH3和HCl反应生成NH4Cl(固)
C.干冰的升华 D.碳酸钙分解为CaO和C02
【例6】以下自发反应可用能量判据来解释的是
A．硝酸铵自发地溶于水
B．2N2O5(g) = 4NO2(g)+ O2(g) △H=+56.7kJ/mol
C．(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) △H=+74.9 kJ/mol
D．2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l) △H=－571.6 kJ/mol
三、化学平衡状态
1.可逆反应：在 相同 条件下，既能向正反应方向又能向逆反应方向进行的反应。
2．化学平衡状态
⑴概念：在一定条件下可逆反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化，这种状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。
⑵特征（四字）： “动” ，“等”v(正)=v(逆)≠0， “定”，“变”——任何化学平衡状态均是暂时的、相对的、有条件的（与浓度、压强、温度等有关）。而与达平衡的过程无关（化学平衡状态既可从正反应方向开始达平衡，也可以从逆反应方向开始达平衡）。
⑶可逆反应达到平衡状态的标志：
①等――即v(正)=v(逆)≠0 ②定――即平衡体系的混合物中，各组成成分的含量（即反应物与生成物的物质的量，物质的量浓度，质量分数，体积分数等）保持一定而不变（即不随时间的改变而改变）。
【例7】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
【练习巩固】
1. 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
2.在其它条件不变时，10℃时以某物质表示的反应速率为3 mol·L－１·S－1 ，已知温度每升高10℃反应速率是原来的2倍，则温度为50℃时，该反应的速率为
A．48 mol·L－１·S－1 B．36 mol·L－１·S－1 C．24 mol·L－１·S－1 D．12 mol·L－１·S－1
3. 下列叙述不正确的是
A．往下水道中倾倒硫酸溶液，会加快铁制管道的腐蚀
B．钢铁的表面涂一层油脂或油漆，可以减慢钢铁的腐蚀
C．镁与稀盐酸反应剧烈，加入醋酸钠晶体可以减慢反应速率
D．铁放入稀硫酸中，再加入硝酸钠可以加快铁与稀硫酸反应放出氢气的速率
4.设C＋CO22CO－Q1(吸热反应)反应速率为 1，N2＋3H22NH3＋Q2(放热反应)反应速率为 2，对于上述反应，当温度升高时，1和2的变化情况为
A. 同时增大 B.同时减小 C.增大，减小 D.减小，增大
5、（2010福建卷，12）化合物Bilirubin在一定波长的光照射下发生分解反应，反应物尝试随反应时间变化如右图所示，计算反应4~8 min间的平均反应速率和推测反应16 min 反应物的浓度，结果应是
A 2.5和2.0
B 2.5和2.5
C 3.0和3.0
D 3.0和3.0
6、将一定量的SO2和含0.7mol氧气的空气（忽略CO2）放入一定体积的密闭容器中，550℃时，在催化剂作用下发生反应：2SO2+O2 2SO3（正反应放热）。反应达到平衡后，判断该反应达到平衡状态的标志是 。（填字母）
a．SO2和SO3浓度相等 b．SO2百分含量保持不变
c．容器中气体的压强不变 d．SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等
e．容器中混合气体的密度保持不变
7、（2010天津卷10）二甲醚是一种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物（水煤气）合成二甲醚。
请回答下列问题：
⑴ 煤的气化的主要化学反应方程式为：___________________________。
⑵ 煤的气化过程中产生的有害气体H2S用Na2CO3溶液吸收，生成两种酸式盐，该反应的化学方程式为：________________________________________。
⑶ 利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：
① 2H2(g) + CO(g) CH3OH(g)；ΔH ＝ －90.8 kJ·mol－1
② 2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)；ΔH＝ －23.5 kJ·mol－1
③ CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)；ΔH＝ －41.3 kJ·mol－1
总反应：3H2(g) + 3CO(g) CH3OCH3(g) + CO2 (g)的ΔH＝ ___________；
一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，要提高CO的转化率，可以采取的措施是__________（填字母代号）。
a．高温高压 b．加入催化剂
c．减少CO2的浓度 d．增加CO的浓度 e．分离出二甲醚
⑷ 已知反应②2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)某温度下的平衡常数为400 。此温度下，在密闭容器中加入CH3OH ，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：
物质 CH3OH CH3OCH3 H2O
浓度/（mol·L－1） 0.44 0.6 0.6
① 比较此时正、逆反应速率的大小：v正 ______ v逆 （填“>”、“<”或“＝”)。
② 若加入CH3OH后，经10 min反应达到平衡，此时c(CH3OH) ＝ _________；该时间内反应速率v(CH3OH) ＝ __________。
8、（1）已知：N2（g）+O2（g）=2NO（g）; △H=+180．5 kJ·mol-1
4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（g）；△H=-905 kJ·mol-1
2H2（g）十O2（g）=2H2O（g）：△H=--483．6 kJ·mol-1
则N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）的△H= 。
（2）在一定条件下，将2mol N2与5mol H2混合于一个10 L的密闭容器中，反应情况如图1所示：
①求5min内的平均反应速率v（NH3） ；
②达到平衡时NH3的体积分数为 。
图1 图2 电解法合成氨装置
（3）近年来科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+）为介质，用吸附在它内外表面上的金属钯多品薄膜做电极，实现了高转化率的电解法合成氨（装置如图2）。钯电极A上发生的电极反应式是 。
专题：化学平衡图像
【考试说明】
1、利用图像、数据等描述化学平衡的建立过程。
2、能用正确的图表、模型、图形等表达化学问题解决的过程和成果，并做出解释的能力。
3、能够通过对自然界、生产、生活和科学实验中化学现象以及相关模型、图形和图表等的观察，获取有关的感性知识和印象，并运用分析、比较、概括、归纳等方法对所获取的信息进行初步加工和应用的能力。
【教学重点难点】
化学平衡图像建立及分析方法
【教学过程】
一、常见的化学平衡图像
1、常见化学平衡图像
2、.典型示例分析：
【例1】在密闭容器,一定条件下进行反应mA（g）+nB（g） pC（g）+qD（g）。若增大压强或升高温度,重新达到平衡,变化过程均如图所示,则对该反应叙述正确的是 （ ）
A．正反应是吸热反应
B．逆反应是吸热反应
C．m+n>p+q
D．m+n【变式1。2011宿迁一模】一定温度下，在2 L的密闭容器中发生如下反应：A(s)+2B(g)
xC(g) △H＜0，B、C的物质的量随时间变化的关系如图1，达平衡后在t1、t2、t3、t4时都只改变了一种条件，逆反应速率随时间变化的关系如图2。下列有关说法正确的是
A．x＝2，反应开始2 min内，v(B)＝0.1 mol/(L·min)
B．t1时改变的条件是降温，平衡向右移动
C．t2时改变的条件可能是增大c(C)，平衡时B的物质的量分数增大
D．t3时可能是减小压强，平衡不移动；t4时可能是使用催化剂，c(B)不变
图1 图2
【例2】一定条件下在某容积不变的密闭容器中发生反应A(g) + B(g) xC(g) 根据右图判断下列说法正确的是
A．温度: T1C．正反应是放热反应 D．x>1
【变式1】mA（g）+ nB（g） xC（g）。观察右图，判断正反应是 反应。
【变一变】若将纵坐标改为A%或C%，情况如何？
【再变一变】可逆反应A2+2B2（g） 2C（g）在密闭容器中进行，正反应是放热反应。
(1)若A2为气体（在甲、丙坐标中作图）。 (2)若A2为固体 (在乙坐标系中作图）
甲 乙
【变式2】mA（g）+ nB（g） xC（g）。根据图像判断：
⑴P1 P2
⑵m+n x
【变式3】对于热化学方程式: SO3（g） SO2（g）+1/2O2（g）△H>0的描述有如下四个图像,其中正确的是(y轴表示SO2的含量) （ ）
A B C D
【变式4】有一可逆反应mA（g）+nB（g） PC（g）+qD（g）,
右图表示的是转化率与压强、温度的关系。判断:
(1)正反应是放热还是吸热反应
(2)m+n与p+q的大小.
【变式5】一定条件下，2NO（g）+O2（g） 2NO2 （g） △H < 0，
反应中NO的转化率与温度的关系如图所示，图中A、B、C、
D、E五点中表示未达到平衡且v正 > v逆的点是
A、A点或E点 B、B点
C、C点 D、D点
3.方法归纳：
二、真题演练
1、（无锡市一中期中考试）某密闭容器中加入0．3 mol A、0．1 mol C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如图甲所示［t0～t1阶段 c（B）未画出］。图乙为t2后改变互不相同的某一条件反应速率随时间变化的关系图，t3～t4阶段使用了催化剂。下列说法错误的是
A．若 t1＝15 s，生成物C在 t0～t1时间段的平均反应速率为 0．004mol·L－1·s－1
B．t4～t5阶段改变的条件为减小压强，t5～t6改变的条件是升高化学反应的温度
C．B的起始物质的量为0．02mol
D．该化学反应的表达式为：3A B + 2C
2、（08四川卷）在密闭的容器中进行如下的反应：H2(G＋I2(g)2HI(g)，在温度T1和T2时，产物的量彧时间的关系如下图所示，符合图象的正确的判断是( )
A．T1＞T2，△H＞0 B．T1＞T2，△H＜0
C．T1＜T2，△H＞0 D．T1＜T2，△H＜0
3．（08全国Ⅰ卷）已知：4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2(g). △H=-1025kJ/mol该反应是一个可逆反应。若反应物起始物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正确的是( )
4.（09江苏）I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I-(aq)I3－(aq)。某I2、、KI混合溶液中，I3－ 的物质的量浓度c(I3－)与温度T的关系如图所示（曲线上任何一点都表示平衡状态）。下列说法正确的是
反应I2(aq)＋I-(aq)I3－(aq)w的△H>0
B．若温度为T1、T2，反应的平衡常数分别为K1、K2则K1>K2
C．若反应进行到状态D时，一定有v正>v逆
D．状态A与状态B相比，状态A的c(I2)大
5、（2010天津卷）下列各表述与示意图一致的是
A．图①表示25℃时，用0.1 mol·L－1盐酸滴定20 mL 0.1 mol·L－1 NaOH溶液，溶液的pH随加入酸体积的变化
B．图②中曲线表示反应2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)；ΔH < 0 正、逆反应的平衡常数K随温度的变化
C．图③表示10 mL 0.01 mol·L－1 KMnO4 酸性溶液与过量的0.1 mol·L－1 H2C2O4溶液混合时，n(Mn2+) 随时间的变化
D．图④中a、b曲线分别表示反应CH2＝CH2 (g) + H2(g)CH3CH3(g)；ΔH< 0使用和未使用催化剂时，反应过程中的能量变化
第三课时 化学平衡常数及化学平衡的移动
【目标导航】
教学要求 高考说明
1．认识可逆反应及其限度。2．能描述化学平衡建立的过程。3、知道化学平衡常数的涵义及表示方法，能利用化学平衡常数计算反应物的转化率。不要求应用高次方程进行有关计算。4、通过实验探究温度、浓度和压强对化学平衡的影响，并能用相关理论加以解释。5、理解化学平衡移动原理，能运用该原理对化学平衡的移动情况进行分析。 1．了解化学反应的可逆性。2．理解化学平衡和化学平衡常数的含义，能用化学平衡常数计算反应物的转化率。3、理解浓度、温度、压强、催化剂等对化学平衡影响的一般规律。4、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。
课前预习 （课本知识梳理）
一、化学平衡常数（K）的理解及应用
1.表达式：aA +bB c cC+dD K=
2. 意义：K的大小说明反应进行的程度（限度），K越大反应进行越 。
3.影响：只与 有关，与反应物或生成物的浓度无关。
4、转化率
5. 应用
（1）利用平衡常数解释浓度改变对化学平衡的影响。
【例1】A 、B、 C、D为四种易溶物质，它们在稀溶液中建立如下平衡：A+2B+H2OC+D。当加水稀释时，平衡向 （填“正”或“逆”）反应方向移动，理由是 。
（2）利用平衡常数判断反应的热效应和比较反应速率及求解转化率
①若升高温度，Ｋ值增大，则正反应为 反应
②若升高温度，Ｋ值减小，则正反应为 反应
【例2】在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：其化学平衡常数K与温度t的关系如下：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：
t℃ 700 800 830 1000 1200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
请回答下列问题：
（1）该反应的化学平衡常数K = 。
（2）该反应为 反应。（填“吸热”或“放热”）
（3）800℃，固定容器的密闭容器中，放入混合物，其始浓度为c(CO) =0.01mol/L, c(H2O) =0.03mol/L, c(CO2) =0.01mol/L, c(H2) =0.05mol/L ,则反应开始时,H2O的消耗速率比生成速率
(填＂大＂＂小＂或＂不能确定＂)
(4)830℃,在1L的固定容器的密闭容器中放入2molCO2和1molH2,平衡后CO2的转化率为 , H2的转化率为 .
二、化学平衡的移动
1.定义：平衡移动就是一个“平衡状态→不平衡状态→新的平衡状态”的过程。一定条件下的平衡体系，条件改变后，可能发生平衡移动。可总结如下：
2. 外因对平衡移动的影响
（1）浓度：
增大反应物浓度或减少生成物浓度, 平衡 移动；
减少反应物浓度或增大生成物浓度, 平衡 移动。
（2）温度： 升温,平衡向 方向移动；
降温,平衡向 方向移动。
（3）压强：
对于有气体参加的可逆反应，加压,平衡向气体体积 方向移动；减压,平衡向气体体积 方向移动。
（4）催化剂: 对化学平衡 ，但能缩短到达平衡所需的时间.
【总结】勒夏持列原理：如果改变影响化学平衡的一个因素，平衡将向能够减弱这种改变的方向移动。
【例3】（09年山东）运用化学反应原理研究氮、氧等单质及其化合物的反应有重要意义。
（1）合成氨反应N2(g)＋3H2(g) ( http: / / www. / )2NH3(g)，若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，平衡 移动（填“向左”、“向右”或“不”）；使用催化剂 反应的△H（填“增大”、“减小” 或“不改变”）。
（2）已知：O2(g) = O2+(g)+e－ H1=1175.7 kJ·mol-1
PtF6(g)+e－=PtF6－(g) H2=-771.1 kJ·mol-1
O2PtF6(S)=O2+(g)+PtF6－(g) H3=482.2 kJ·mol-1
则反应O2(g)+PtF6(g) = O2+PtF6－(s)的H=_____________ kJ·mol-1。
3.平衡移动对平衡体系的性质的影响：
对于可逆反应N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g) ΔH<0，当达到平衡时，改变下列条件，试分析外界条件的变化对平衡体系造成的影响：（设起始投料为：n(N2)=1mol n(H2)=3mol）
平衡时 α (N2) α (H2) 压强（p） 密度（ρ）
增加n(N2) (等温等容) 减小 增大 增大 增大
增加n(H2) (等温等容) 增大 减小 增大 增大
增加n(NH3) (等温等容) 增大 增大
缩小体积（等温） 增大 增大 增大 增大 增大
升高温度（等容） 减小 减小 增大 不变 减小
三、等效平衡
1.什么是“等效平衡”
当外界条件（恒温恒容或恒温恒压）一定时, 同一可逆反应无论从正反应开始还是从逆反应开始,平衡时平衡混合物中任何相同组分的分数（体积、物质的量）均相等，这样的化学平衡互称为等效平衡。
2.建立等效平衡的条件
⑴在恒温恒容条件下，只改变起始时加入物质的物质的量，通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边的物质的物质的量，与原平衡相同，则两平衡等效。
N2＋3H22NH3

；则①②③的量相当。
【例4】某温度下，在1L的密闭容器中加入1mol N2、3mol H2，使反应N2+3H2 2NH3达到平衡，测得平衡混合气中N2、H2、NH3分别为0.6 mol、1.8 mol、0.8 mol，如果温度不变，只改变初始加入的物质的量而要求达到平衡时N2、H2、NH3的物质的量仍分别为0.6 mol、1.8mol、0.8 mol，则N2、H2、NH3的加入量用X、Y、Z表示时应满足的条件：
（1）若X=0，Y=0，则Z=___________。
（2）若X=0.75，则Y=__________。
（3）X、Y、Z应满足的一般条件是（用含X、Y、Z的关系式表示） 。
⑶在恒温恒压时，改变起始时加入物质的物质的量，只要按化学计量数换算成同一半边的物质的物质的量之比与原平衡相同，两平衡等效。例如N2O（g）＋2O2（g）N2O5（g）
①中n（N2O）∶n（O2）=2∶3
②中n（N2O）∶n（O2）=3∶4.5＝2∶3
③n（N2O）∶（O2）=（2.5+1.5）∶（3+3）=2∶3；则①②③的量相当。
【例5】在一个固定容积的密闭容器中，加入2molA和1molB，发生反应2A(g)+B(g)≒3C(g)+D(g)，达到平衡时C的浓度为cmol/L，若维持容器的容积和温度不变，按下列4种配比作为起始物质，达到平衡时C的浓度仍为cmol/L的是
A. 4molA+2molB B.1molA+0.5molB+1.5molC+1molD
C. 2molC+1molD+1molB D.3molC+1molD
【规律总结】当题中出现同一反应的两个平衡状态中某一物质的质量（或体积）分数、浓度、物质的量相同或两种反应的起始量经转化存在相等量时，则首先想到等效平衡问题，然后再分析反应的条件及反应前后的化学计量数是否相等而归为等效平衡的类型，最后再根据等效平衡中存在的关系或要求解答即可。
【巩固练习】
1．（08北京卷）工业上制备纯硅反应的热化学方程式如下：
SiCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(g)；△H＝＋QkJ·mol－1(Q＞0)
某温度、压强下，将一定量的反应物通入密闭容器进行以上的反应(此条件下为可逆反应)，下列叙述正确的是( )
A．反应过程中，若增大压强能提高SiCl4的转化率
B．若反应开始时SiCl4为1mol，则达到平衡时，吸收热量为QkJ
C．反应至4min时，若HCl的浓度为0.12mol·L－1，则H2的反应速率为0.03mol/(L·min)
D．当反应吸收热量为0.025QkJ时，生成的HCl通入100mL1mol·L－1的NaOH恰好
2．（08广东卷）将H2(g)和Br2(g)充入恒容密闭容器，恒温下发生反应H2（g）+Br2(g) 2HBr（g）g平衡时Br2(g)的转化率为a；若初始条件相同，绝热下进行上述反应，平衡时Br2(g)的转化率为b。a与b的关系是
A．a＞b B．a=b C．a＜b D．无法确定
3．（08宁夏卷）将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：
①NH4I(s)NH3(g)＋HI(g)；②2HI(g)H2(g)＋I2(g)。
达到平衡时，c(H2)＝0.5mol·L－1，c(HI)＝4mol·L－1，则此温度下反应①的平衡常数
A．9 B．16 C．20 D．25
4．（08山东卷）高温下，某反应达平衡，平衡常数K=.恒容时，温度升高，H2浓度减小。下列说法正确的是
A．该反应的焓变为正值 B．恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小
C．升高温度，逆反应速率减小D．该反应化学方程式为CO+H2O=CO2+H2
5、（09海南）在25℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表：
物质 X Y Z
初始浓度/mol·L－1 0.1 0.2 0
平衡浓度/mol·L－1 0.05 0.05 0.1
下列说法错误的是：w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
A．反应达到平衡时，X的转化率为50％
B．反应可表示为X+3Y2Z，其平衡常数为1600
C．增大压强使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大
D．改变温度可以改变此反应的平衡常数
6.（09天津）人体血液内的血红蛋白(Hb)易与O2结合生成HbO2,因此具有输氧能力，CO吸入肺中发生反应：CO+HbO2O2+HbCO ，37 ℃时，该反应的平衡常数K=220 。HbCO的浓度达到HbO2浓度的0.02倍，会使人智力受损。据此，下列结论错误的是
A.CO与HbO2反应的平衡常数K=c(O2)c(HbCO)/c(CO)c(HbO2)
B.人体吸入的CO越多，与血红蛋白结合的O2越少
C.当吸入的CO与O2浓度之比大于或等于0.02时，人的智力才会受损
D.把CO中毒的病人放入高压氧仓中解毒，其原理是使上述平衡向左移动
7、（2010重庆卷10） 当反应达到平衡时，下列措施：①升温 ②恒容通入惰性气体 ③增加CO的浓度 ④减压 ⑤加催化剂 ⑥恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是
A．①②④ B．①④⑥ C．②③⑥ D．③⑤⑥
8、（08上海卷）在2L密闭容器中，800℃时反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如表：
(1)写出该反应的平衡常数表达式：K＝___________________。
已知：K(300℃)＞K(350℃)，该反应是________热反应。
(2)下图中表示NO2的变化的曲线是____________。
用O2表示从0～2s内该反应的平均速率v＝___________。
(3)能说明该反应已经达到平衡状态的是___________。
a、v(NO2)=2v(O2) b、容器内压强保持不变
c、v逆(NO)＝2v正(O2) d、容器内的密度保持不变
(4)为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的 。
a、及时分离出NO2气体 b、适当升高温度 c、增大O2的浓度 d、选择高效的催化剂
9、恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应：A(g)+B(g)≒C(g)
(1)若开始时放入1molA+1molB，到达平衡后，生成amolC，这时A的物质的量为___mol。高考资源网
(2)若开始时放入3molA和3molB，到达平衡后，生成C的物质的量为________mol。
(3)若开始时放入xmolA，2molB和1molC，到达平衡后，A和C的物质的量分别为ymol和3amol，则x=_____mol，y=_____mol。平衡时，B的物质的量 （选填一个编号）。
(甲)大于2mol (乙)等于2mol
(丙)小于2mol (丁)可能大于、等于或小于2mol
(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3molC，待再次达到平衡后，C的物质的量分数是 。
10、（2010山东卷28）硫一碘循环分解水制氢主要涉及下列反应：
Ⅰ SO2+2H2O+I2===H2SO4+2HI ，Ⅱ 2HIH2+I2 ，Ⅲ 2H2SO42===2SO2+O2+2H2O
（1）分析上述反应，下列判断正确的是 。
a．反应Ⅲ易在常温下进行 b．反应Ⅰ中氧化性比HI强
c．循环过程中需补充H2O d．循环过程中产生1mol O2的同时产生1mol H2
（2）一定温度下，向1L密闭容器中加入1mol HI（g），发生反应Ⅱ，H2物质的量随时间的变化如图所示。 0~2 min内的平均反应速率v（HI）= 。该温度下，H2（g）+I2（g）2HI（g）的平衡常数K= 。相同温度下，若开始加入HI（g）的物质的量是原来的2倍，则 是原来的2倍。
a．平衡常数 b．HI的平衡浓度
c．达到平衡的时间 d．平衡时H2的体积分数
（3）实验室用Zn和稀硫酸制取H2，反应时溶液中水的电离平衡 移动（填“向左”“向右”或者“不”）；若加入少量下列试剂中的 ，产生H2的速率将增大。
a．NaNO3 b．CuSO4 c．Na2SO4 d．NaHSO3
（4）以H2为燃料可制成氢氧燃料电池。
已知 2H2（g）+O2（g）===2H2O(I) △H=-572KJ．mol-1
某氢氧燃料电池释放228．8KJ电能时，生成1mol液态水，该电池的能量转化为 。
11、醇脱水反应在不同温度条件下得到的产物组成不同。下表是常压、某催化剂存在条件下，分别以等量乙醇在不同温度下进行脱水实验获得的数据，每次实验反应时间均相同。
已知：乙醇和乙醚(CH3CH2OCH2CH3)的沸点分别为78.4℃和34.5℃。试分析：
（1）乙醇脱水制乙烯的反应是 （填“放热”、“吸热”）反应，若增大压强，平衡
（选填 “正向”、“逆向”、“不”）移动。
（2）写出乙醇脱水制乙醚的反应的平衡常数表达式K= 。
当乙醇起始浓度相同时，平衡常数K值越大，表明 （填序号）。
a．乙醇的转化率越高 b．反应进行得越完全
c．达到平衡时乙醇的浓度越大 d．化学反应速率越快
（3）根据表中数据分析，150℃时乙醇催化脱水制取的乙醚产量 （选填“大于”、“小
于”、“等于”）125℃时；为了又快又多地得到产品，乙醇制乙醚合适的反应温度区域是 。
·
C
D
E
·
P1
t
A2
转
化
率
y
300℃
500℃
笔记与反思
·
· A
NO
的
转
化
率
温度
B
105Pa
104Pa
106Pa
T (温度)
A
转
化
率
反应时间
500℃
300℃
t
y
300℃
500℃
t
y
300℃
500℃
t
y
A转
化
率
P2
压强
温度
C%
0
温度
·
第 1 页 共 13 页江苏省扬中高级中学2011届高三化学一轮复习教学案
第十四讲 物质结构部分（不含选修内容）
【目标导航】
教学要求 考试说明
1、知道元素、核素、同位素、质量数的涵义。2、了解原子核外电子的排布，会画原子结构示意图。3、能结合有关数据和实验事实（原子核外电子排布、原子半径、元素的主要化合价、最高价氧化物对应的水化物的酸碱性、元素的金属性与非金属性等）认识元素周期律。4、了解原子结构与元素性质的关系。5、知道周期与族的概念，能描述元素周期表的结构。知道主族元素在周期表中的位置与其原子核外电子排布的关系6、知道金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质的递变规律。 了解元素、核素和同位素的含义。知道原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的数量关系。了解原子核外电子排布，能用原子结构示意图表示原子和简单离子结构。了解元素周期表的结构及其应用。认识元素周期律的本质。掌握同一周期、同一主族元素的原子结构与元素性质递变规律的关系。解元素（主族和零族）原子结构、在周期表中的位置及其性质递变的规律。
【课前预习】 【笔记与反思】
一、原子的构成
2. 原子显__________性，核电荷数=__________=___________ =___________
对于阳离子：质子数= + ；阴离子：质子数= —
3.原子的质量主要集中在__________上，质子和中子的相对质量都近似为____，电子的质量可忽略；质量数(A)=_____数(Z) + _____数(N)
4.元素概念：
核素概念：
同位素概念： ，举例：
同位素特征：①物理性质： ②化学性质：
元素周期表的结构 位置与结构的关系
周期 短周期 第一周期 2种 ；第二周期 8种 第三周期 8种 周期数=
长周期 第四周期 18种 ；第五周期 18种 ；第六周期 32种 ；第七周期 32种（如果排满）
族 主族 ⅠA族～ⅦA族 由长周期和短周期元素共同构成的族 最外层电子数= =价电子数
零 族 6种（暂时） 最外层电子数均为8个（He为2个除外）
副族 IB族～ⅦB族 只由长周期元素构成的族 最外层电子数一般不等于族序数（第ⅠB族、ⅡB族除外）；最外层电子数只有1～2个。
第Ⅷ族 有三列元素（8、9、10三个纵行）
二、元素周期表的结构
三、元素周期律
含义：元素性质随着元素原子序数的递增而呈周期性变化
实质：元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布的周期性变化。
核外电子排布 最外层电子数由1递增至8(若K层为最外层则由1递增至2)而呈现周期性变化。
原子半径 （稀有气体元素除外)同一周期，随着原子序数递增，原子半径 ，同一主族，随着原子序数递增，原子半径
主要化合价 最高正价由 递变到 ，从中部开始（IVA族）有负价，从 递变至 。呈周期性变化。元素主要化合价由元素原子的最外层电子数决定，一般存在下列关系：最高正价数＝ ，非金属元素的负价= 。
元素性质 同一周期，随着原子序数递增，金属性 ，非金属性 ；同一主族，随着原子序数递增，金属性 ，非金属性
1、半径比较：电子层数越多，半径越大；电子层数相同，核电荷数越多，半径越小
2、金属性强弱判断依据：
①根据单质与水（或酸）反应，置换出氢的难易程度来判断：越容易，金属性越强
②根据元素最高价氧化物对应水化物（氢氧化物）的碱性强弱判断：碱性越强，金属性越强。
③根据金属活动性顺序判断
3、非金属性强弱判断依据：
①根据单质与H2化合生成气态氢化物难易程度或生成的气态氢化物的稳定性强弱来判断：
单质与H2化合越容易，生成的气态氢化物越稳定，则对应的非金属元素的非金属性越强；
②根据元素最高价氧化物对应水化物（含氧酸）酸性强弱来判断：酸性越强，非金属性越强。
③根据非金属单质的氧化性强弱判断
【特别提醒】元素性质和物质结构的常用的突破口
（1）形成化合物种类最多的元素是碳。常温下呈液态的非金属单质是溴，金属单质是汞。
（2）某元素的最高价氧化物的水化物能与其气态氢化物化合生成盐，该元素是N。
（3）在地壳中含量最多的元素是氧，在地壳中含量最多的金属元素是铝。
（4）气态氢化物最稳定的元素是氟。单质的硬度最大的元素是碳。
（5）三种元素最高氧化物对应的水化物两两皆能反应，则必定含有Al元素。
（6）焰色反应呈黄色的元素是Na，焰色反应呈紫色的元素是K。
（7）最高价氧化物对应水化物酸性最强的元素是Cl。
（8）化学式为A2B2形的化合物，则只可能为Na2O2、H2O2、C2H2。
4、对角线规则：在元素周期表中，某些主族元素与右
下方的主族元素的性质有些相似，其相似性甚至超过
了同主族元素，被称为“对角线规则”。
实例：① 锂与镁的相似性超过了它和钠的相似性，如：LiOH为中强碱而不是强碱，Li2CO3难溶于水等等。
② Be、Al的单质、氧化物、氢氧化物均表现出明显的“两性”；Be 和Al单质在常温下均能被浓H2S04钝化；A1C13和BeCl2均为共价化合物等。
③ 晶体硼与晶体硅一样，属于坚硬难熔的原子晶体。
5、半导体元素在金属与非金属分区线附近，如：Si、Ge、Ga等。农药中常用元素在右上方，如：F、Cl、S、P等。催化剂和耐高温、耐腐蚀合金材料主要在过渡元素中找。
四、微粒之间的相互作用
1、化学键概念： 的相互作用
2、离子键与共价键比较
化学键类型 金属键 离子键 共价键
(1)概念 金属阳离子与自由电子之间强烈的相互作用 间通过 作用所形成的化学键 间通过 所形成的化学键
⑵形成条件 金属（合金）内部 活泼金属与活泼非金属 非金属元素的原子之间
⑶存在 金属晶体 离子化合物 分子晶体、原子晶体、部分离子晶体中
⑷作用力大小比较 金属阳离子半径越小，价电子数越多，金属键越强 一般阴、阳离子电荷数越多，离子半径越小，核间距越小，作用力越强 原子半径越小，键能越大，作用力越强
⑸特点 自由电子属于整块金属，无方向性、饱和性 无方向性、饱和性 有方向性、饱和性
⑹实例 Fe 、Mg NaCl、MgCl2 HCl、H2SO4
3、电子式书写
H2O： 、NH3： 、CH4： 、H2O2： 、HClO (结构式？)
NaOH： 、Na2O2： 、NH4Cl： 、—OH： 、CH3+：
4、分子间作用力
分子间存在着 ，这种作用力称分子间作用力。
分子内相邻原子间存在化学键，分子间是分子间作用力
氢键是一种特殊的分子间作用力，由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一分子中电负性很强的原子之间的作用力，易形成氢键的有：O—H、N—H、F—H；氢键不仅存在于分子与分子之间，也可存在于分子内。与化学键相比，氢键是一种较弱的作用力，但比范德华力大。
5、比较“三同”：同素异形体
同分异构体
同位素
6、不同类型晶体
分子晶体 离子晶体 原子晶体 金属晶体
实例 绝大部分非金属单质及形成的氧化物，酸，非金属氢化物、常温下熔沸点较低的物质 离子化合物 金刚石、晶体硅、二氧化硅、碳化硅、氮化硅 金属
熔沸点 较低 较高 很高 有高有低
硬度 较小 硬而脆 较大 有硬有软
【课堂互动】
知识点一：原子结构
例1： 我国稀土资源丰富。下列有关稀土元素与的说法正确的是（ ）.w.w.k.s.5.u.c.o.m
A. 与互为同位素 B. 与的质量数相同
C. 与是同一种核素 D. 与的核外电子数和中子数均为62
知识点二：元素周期律、周期表
例2（2010广东）短周期金属元素甲~戊在元素周期表中的相对位置如右表所示，下面判断正确的是 （ ）
A．原子半径： 丙＜丁＜戊 B．金属性：甲＞丙
C．氢氧化物碱性：丙＞丁＞戊 D．最外层电子数：甲＞乙
例3（2010全国卷1）下列判断错误的是 ( )
A．沸点：NH3>PH3>AsH3 B．熔点：Si3N4>NaCl>SiI4
C．酸性：HClO4>H2SO4>H3PO4 C．碱性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
【课堂演练】
1（2010上海）几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表，叙述正确的是（ ）
元素代号 X Y Z W
原子半径/pm 160 143 70 66
主要化合价 +2 +3 +5、+3、-3 -2
A．X、Y元素的金属性 XC．Y的最高价氧化物对应的水化物能溶于稀氨水
D．一定条件下，W单质可以将Z单质从其氢化物中置换出来
2（2010江苏）已知A、B、C、D、E是短周期中原子序数依次增大的5种主族元素，其中元素A、E的单质在常温下呈气态，元素B的原子最外层电子数是其电子层数的2倍，元素C在同周期的主族元素中原子半径最大，元素D的合金是日常生活中常用的金属材料。下列说法正确的是 （ ）A．元素A、B组成的化合物常温下一定呈气态
B．一定条件下，元素C、D的最高价氧化物对应的水化物之间能发生反应
C．工业上常用电解法制备元素C、D、E的单质
D．化合物AE与CE古有相同类型的化学键
3（2010浙江）有X、Y、Z、W、M五种短周期元素，其中X、Y、Z、W同周期， Z、M同主族； X+与M2-具有相同的电子层结构；离子半径：Z2-＞W-；Y的单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要的半导体材料。下列说法中，正确的是 （ ）
A. X、M两种元素只能形成X2M型化合物
B. 由于W、Z、M元素的氢气化物相对分子质量依次减小，所以其沸点依次降低
C. 元素Y、Z、W的单质晶体属于同种类型的晶体
D. 元素W和M的某些单质可作为水处理中的消毒剂
4（2010山东）下列说法正确的是 （ ）
A．形成离子键的阴阳离子间只存在静电吸引力
B．HF、HCL、HBr、HI的热稳定性和还原性从左到右依次减弱
C．第三周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强
D．元素周期律是元素原子核外电子排布周期性变化的结果
5（2010四川）下列说法正确的是 （ ）
A.原子最外层电子数为2的元素一定处于周期表IIA族
B.主族元素X、Y能形成XY2型化合物，则X与Y 的原子序数之差可能为2或5
C.氯化氢的沸点比氟化氢的沸点高
D.同主族元素形成的氧化物的晶体类型均相同
6（09江苏）X、Y、Z、W、R是5种短周期元素，其原子序数依次增大。X是周期表中原子半径最小的元素，Y原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，Z、W、R处于同一周期，R与Y处于同一族， Z、W原子的核外电子数之和与Y、R原子的核外电子数之和相等。下列说法正确的是 （ ）
A．元素Y、Z、W具有相同电子层的离子，其半径依次增大
B．元素X不能与元素Y形成化合物X2Y2
C．元素Y、R分别与元素X形成的化合物的热稳定性：XmY> XmR
D．元素W、R的最高价氧化物的水化物都是强酸
7（09北京） W、X、Y、Z均为短周期元素，W的最外层电子数与核外电子总数之比为7：17；X与W同主族；Y的原子序数是W和X的原子序数之和的一半；含Z元素的物质焰色反映为黄色。下列判断正确的是 （ ）
A．金属性：YZ B 氢化物的沸点：X>W
C．离子的还原性：X>W D 原子及离子半径：Z>Y>X
8（09山东）元素在周期表反映了元素的原子结构和元素的性质，下列说法正确的是（ ）A.同一元素不可能既表现金属性，又表现非金属性高考资源网
B.第三周期元素的最高正化合价等于它所处的主族序数高考资源
C.短周期元素形成离子后，最外层电子都达到8电子稳定结构
D.同一主族的元素的原子，最外层电子数相同，化学性质完全相同
9（09广东）元素X、Y、Z原子序数之和为36，X、Y在同一周期，X＋与Z2－具有相同的核外电子层结构。下列推测不正确的是 （ ）
A．同周期元素中X的金属性最强 B．原子半径X＞Y，离子半径X＋＞Z2－
C．同族元素中Z的氢化物稳定性最高 D．同周期元素中Y的最高价含氧酸的酸性最强
10（09四川）X、Y、Z、M是元素周期表中前20号元素，其原子序数依次增大，且X、Y、Z相邻。X的核电荷数是Y是核外电子数的一半，Y与M可形成化合物M2Y。下列说法正确的是 （ ）
A. 还原性：X的氧化物>Y的氧化物>Z的氢化物
B. 简单离子的半径：M的离子>Z的离子>Y的离子>X的离子
C. YX2、M2Y都是含有极性键的极性分子
D. Z元素的最高价氧化物的水化物的化学式为HZO4
11（2010天津卷）X、Y、Z、L、M五种元素的原子序数依次增大。X、Y、Z、L是组成蛋白质的基础元素，M是地壳中含量最高的金属元素。回答下列问题：
⑴ L的元素符号为________ ；M在元素周期表中的位置为________________；五种元素的原子半径从大到小的顺序是____________________（用元素符号表示）。
⑵ Z、X两元素按原子数目比l∶3和2∶4构成分子A和B，A的电子式为_ _，B的结构式为____________。
⑶ 硒（se）是人体必需微量元素，与L同一主族，Se比L多两个电子层，Se的原子序数为_______，其最高价氧化物对应水化物化学式为_______。该族2 ~ 5周期元素单质分别与H2反应生成l mol气态氢化物的反应热如下，表示生成1 mol硒化氢反应热的是_ __（填字母代号）。a．+99.7 mol·L－1 b．+29.7 mol·L－1 c．－20.6 mol·L－1 d．－241.8 kJ·mol－1
⑷ 用M单质作阳极，石墨作阴极，NaHCO3溶液作电解液进行电解，生成难溶物R，R受热分解生成化合物Q 。写出阳极生成R的电极反应式：_______ _______；由R生成Q的化学方程式：_______________________________________________。
12（2010福建卷）J、L、M、R、T是原子序数依次增大的短周期主族元素，J、R在周期表中的相对位置如右表；J元素最低负化合价的绝对值与其原子最外层电子数相等；M是地壳中含量最多的金属元素。
（1）M的离子结构示意图为_____;元素T在周期表中位于第_____族。
（2）J和氢组成的化合物分子有6个原子，其结构简式为_ ___（3）M和T形成的化合物在潮湿的空气中冒白色烟雾，化学方程式为__
（4）L的最简单气态氢化物甲的水溶液显碱性。
①在微电子工业中，甲的水溶液可作刻蚀剂H2O2 的清除剂，所发生反应的产物不污染环境，其化学方程式为____ __。
②一定条件下，甲在固定体积的密闭容器中发生分解反应（△H>0）并达平衡后，仅改变下表中反应条件x，该平衡体系中随x递增y递减的是_______（选填序号）。
选项 a b c d
x 温度 温度 加入H2的物质的量 加入甲的物质的量
y 甲的物质的量 平衡常数K 甲的转化率 生成物物质的量总和
（5）由J、R形成的液态化合物JR2 0.2mol在O2中完全燃烧，生成两种气态氧化物，298K时放出热量215kJ。 该反应的热化学方程式为_____ ___。
13（2010四川）短周期元素形成的常见非金属固体单质A与常见金属单质B，在加热条件下反应生成化合物C，C与水反应生成白色沉淀D和气体E，D既能溶于强酸，也能溶于强碱。E在足量空气中燃烧产生刺激性气体G，G在大气中能导致酸雨的形成。E被足量氢氧化钠溶液吸收得到无色溶液F。溶液F在空气中长期放置发生反应，生成物之一为H。H与过氧化钠的结构和化学性质相似，其溶液显黄色。请回答下列问题：
（1）组成单质A的元素位于周期表中第 周期，第 族
（2）B与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为：
G与氯酸钠在酸性条件下反应可生成消毒杀菌剂二氧化氯。该反应的氧化产物为 ，当生成2HYPERLINK " http://www./" EMBED Equation.DSMT4 二氧化氯时，转移电子 HYPERLINK " http://www./" EMBED Equation.DSMT4 。
（3） 溶液F在空气中长期放置生成H的化学反应方程式为：
（4） H的溶液与稀硫酸反应产生的现象为
14（2010重庆卷）金属钙线是炼制优质钢材的脱氧脱磷剂，某钙线的主要成分为金属M和Ca，并含有3.5%（质量分数）CaO．
（1）Ca元素在周期表中位置是 ，其原子结构示意图 ．
（2）Ca与最活跃的非金属元素A形成化合物D，D的电子式为 ，D的沸点比A与形成的化合物E的沸点 ．
（3）配平用钙线氧脱鳞的化学方程式：
P+ FeO+ CaO + Fe
（4）将钙线试样溶于稀盐酸后，加入过量NaOH溶液，生成白色絮状沉淀并迅速变成灰绿色，最后变成红褐色M(OH)n，则金属M为___ ___；
检测Mn+的方法是___ __（用离子方程式表达）．
（5）取1.6g钙线试样，与水充分反映，生成224ml.（标准状况），在想溶液中通入适量的CO2，最多能得到CaCO3 g．
中子 (中子不带电)
1. 原子
核外电子 (一个电子带一个单位的____电荷)
原子核
质子 (一个质子带一个单位____电荷)
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3江苏省扬中高级中学2011届高三化学一轮复习教学案
第十三讲 化学能与电能的转化
【目标导航】
教学要求 高考说明
1．了解原电池工作原理，能正确书写简单原电池正、负极的电极反应式及电池反应方程式。2．通过查阅资料等途径了解常见化学电源的种类及工作原理，认识化学能转化为电能的实际意义。 1．理解原电池的工作原理，能写出常见的简单电极反应和电池反应方程式。2．了解常见的化学电源，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。
第一课时 原电池的工作原理 化学电源
课前预习 （课本知识梳理）
一、原电池
1.定义：_____________________________。
基本组成：由电极材料和电解质溶液形成两个半电池，两个隔离的半电池通过盐桥连接。
(1)构成原电池的条件：
①两个活泼性不同的电极，②电解质溶液，
③构成闭合回路（或在溶液中接触），
④能发生自发的氧化还原反应。
(2)电子流向：负极 正极；
电流方向：正极 负极；
离子迁移：阳离子 正极。
(3)正、负极判断（以Zn│H2SO4│Cu）
负极：______________(_____反应)
（4）现象：锌片质量减小，铜片上有红色物质析出，铜片质量增加；电流表指针发生偏转。
正极：______________(_____反应)
总反应： 。
2.电极判断：
①由组成原电池的两极电极材料判断。一般活泼的金属为_________极，活泼性较弱的金属或者能导电的非金属为__________极。
②根据电流的方向或电子流动的方向判断。电流由________极流向_____极；电子流动的方向是由______极流向______极。
③原电池输出电能的能力，取决于
3.原电池设计：
根据下列所示氧还反应设计原电池：Zn(s) + Fe2+(aq)= Zn2+(aq)+ Fe(aq)
要求：采用烧杯和盐桥，注明正负极和电子流向
负极：
正极： 总电池反应：
4.应用：①制作各种电池 ②加快反应速率 ③金属防腐
二、化学电源
1.分类： ， 和 电池等。
2. 几种常见新型原电池
化 学 反 应 特 点
锌—锰电池 负极：（锌筒）： 正极：（碳棒）： 总反应：Zn+2MnO2+2 H2O =2MnOOH+Zn(OH)2 书选修4：P15-P17
铅蓄电池 负极： 正极： 总反应： Pb + PbO2 + 2H2SO4 ==== 2PbSO4 + 2H2O
锌银电池 Zn|KOH|Ag2O 负极： 正极： 总反应：Zn + Ag2O + H2O = 2Ag + Zn(OH)2
锂电池新型电池 负极： 正极： 总反应： Li+ MnO2=LiMnO2
氢氧燃料电 池 电解质溶液为30%的氢氧化钾溶液：负极： 正极： 电解质溶液为酸性溶液：负极： 正极：
甲烷燃料电 池 电解质溶液为氢氧化钾溶液：负极： 正极： 总反应：
三、金属的腐蚀
吸氧腐蚀 析氢腐蚀
负极反应式 Fe－2e－=Fe2+ Fe－2e－=Fe2+
正极反应式
电解液的性质
相互关系 自然现象中吸氧腐蚀和析氢腐蚀通常是同时存在的，以吸氧腐蚀为主。
1.定义：金属或合金跟周围接触到的化学物质发生化学反应而腐蚀损耗的过程。
2.实质：M－n e－ ＝Mn +
3.金属腐蚀的类型
化学腐蚀和电化腐蚀的本质区别是有无电流，即是否能形成原电池。
4. 钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀的比较
【特别提醒】金属腐蚀的一般规律
⑴在同一电解质溶液中，电解引起的腐蚀>原电池引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀。
⑵在不同溶液中，金属在电解质溶液中的腐蚀>金属在非电解质溶液中的腐蚀；金属在强电解质溶液中的腐蚀>金属在弱电解质溶液中的腐蚀。
⑶有保护措施的条件下，无防护条件的腐蚀>有一般防护条件下的腐蚀>牺牲阳极的阴极保护法条件下的腐蚀>外接电源的阴极保护法条件下的腐蚀。
⑷对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。
⑸由于金属表面一般不会遇到酸性较强的溶液，故吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式，只有在金属活动性顺序表中排在氢以前的金属才可能发生析氢腐蚀，而位于氢之后的金属腐蚀时只能是吸氧腐蚀。
5. 了解金属的防护
(1)改变金属内部结构(如把钢中加Cr、Ni制成不锈钢)(2)在金属表面覆盖保护层
（3）电化学保护法
①外加电流的阴极保护法(把被保护的设备与外接电源的负极相连)
②牺牲阳极的阴极保护法(被保护的设备与活泼的金属相连接)
课堂互动
一、原电池的工作原理
【例1】（2008·广东）用铜片、银片、Cu (NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂-KNO3的U型管）构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是
①在外电路中，电流由铜电极流向银电极 ②正极反应为：Ag++e-=Ag③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
A. ①② B.②③ C.②④ D.③④
【例2】（2008·重庆）如题12图所示，将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中，再加入含有适量酚酞和NaCl的琼脂热溶液，冷却后形成琼胶（离子在琼胶内可以移动）。下列叙述正确的是
A、a中铁钉附近呈现红色
B、b中铁钉上发生还原反应
C、a中铜丝上发生氧化反应
D、b中铝条附近有气泡产生
二、电极的判断及电极反应式的书写
【例3】（2008·灾区）在碱性锌锰干电池中,已知氢氧化钾为电解质,发生的电池总反应为
Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2
下列该电池的电极反应正确的是
A．负极反应为Zn-2e－=Zn2+ B．负极反应为Zn+2H2O-2e－= Zn(OH)2+H+
C．正极反应为2MnO2+2H++ 2e－=2MnOOH
D．正极反应为2MnO2+2H2O + 2e－=2MnOOH+2OH－
【例4】（09广东化学14）可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是
A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al＋3OH－－3e-＝Al(OH)3↓
C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变
D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极
三、原电池的应用及新型电池
【例5】（2008·北京）据报道，我国拥有完全自主产权的氢氧燃料电池车将在北京奥运会期间为运动员提供服务。某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液。下列有关该电池的叙述不正确的是
A.正极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH―
B.工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变
C.该燃料电池的总反应方程式为：2H2+O2=2H2O
D.用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24LCl2（标准状况）时，有0.1mol电子转移
【例6】（09海南卷15）Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4—SOCl2。电池的总反应可表示为：4Li+2SOCl2 = 4LiCl +S +SO2。请回答下列问题：(1)电池的负极材料为 ，发生的电极反应为 ；
(2)电池正极发生的电极反应为 ；
(3)SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。 如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是 ，反应的化学方程式为 ；
(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是 。
四、金属的腐蚀与防护
【例7】（09北京卷6）下列叙述不正确的是
A．铁表面镀锌，铁作阳极B．船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀
C．钢铁吸氧腐蚀的正极反应：
D．工业上电解饱和和食盐水的阳极反应：
【例8】（2008·海南）如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁锈蚀的影响因素，某同学做了如下探究实验：
序号 内容 实验现象
1 常温下将铁丝放在干燥空气中一个月 干燥的铁丝表面依然光亮
2 常温下将铁丝放在潮湿空气中一小时 铁丝表面依然光亮
3 常温下将铁丝放在潮湿的空气中一个月 铁丝表面已变得灰暗
4 将潮湿的铁丝放在常温的氧气流中一小时 铁丝表面略显灰暗
5 将潮湿的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时 铁丝表面已变得灰暗
6 将浸过氯化钠溶液的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时 铁丝表面灰暗程度比实验5严重
回答以下问题：
(1)上述实验中发生了电化学腐蚀的是(填实验序号) __________; 在电化学腐 蚀中，负极反应是________________; 正极反应是_______________________；
(2)由该实验可知，可以影响铁锈蚀速率的因素是___________________________； (3)为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是______________(答两种方法)
【课堂演练】
1．（2010浙江卷）Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为： 2Li++FeS+2e-＝Li2S+Fe 有关该电池的下列中，正确的是
A. Li-Al在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为+1价
B. 该电池的电池反应式为：2Li+FeS＝Li2S+Fe
C. 负极的电极反应式为Al-3e-=Al3+
D. 充电时，阴极发生的电极反应式为：
2．（2010广东理综卷）铜锌原电池（如图9）工作时，下列叙述正确的是
A 正极反应为：Zn—2e-=Zn2+
B电池反应为：Zn+Cu2+=Zn2+ +CU
C 在外电路中，电子从负极流向正极
D 盐桥中的K+移向ZnSO4溶液
3．（2010安徽卷）某固体酸燃料电池以CaHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H2＋O2＝2H2O，下列有关说法正确的是
A.电子通过外电路从b极流向a极
B.b极上的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
C.每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2
D.H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极
4．（2010福建卷）铅蓄电池的工作原理为：
研读右图，下列判断不正确的是
A．K 闭合时，d电极反应式：
B．当电路中转移0．2mol电子时，I中消耗的为0．2 mol
C．K闭合时，II中向c电极迁移
D．K闭合一段时间后，II可单独作为原电池，d电极为正极
5．（2010江苏卷）右图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是
A．该系统中只存在3种形式的能量转化
B．装置Y中负极的电极反应式为：
C．装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生
D．装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化
练习：
1．（09广东理科基础25）钢铁生锈过程发生如下反应：w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2；②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；
③2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O。下列说法正确的是
A．反应①、②中电子转移数目相等 B．反应①中氧化剂是氧气和水
C．与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀
D．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀
2．（09江苏卷12）以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的
叙述正确的是
A．该电池能够在高温下工作
B．电池的负极反应为：
C．放电过程中，从正极区向负极区迁移
D．在电池反应中，每消耗1mol氧气，理论上能生成标准状况下气体
3．（09浙江卷12）市场上经常见到的标记为Li-ion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导Li的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应为：Li+2Li
下列说法不正确的是
A．放电时，负极的电极反应式：Li-e=Li
B．充电时，Li既发生氧化反应又发生还原反应
C．该电池不能用水溶液作为电解质 D．放电过程中Li向负极移动
4．（09广东理科基础34）下列有关电池的说法不正确的是
A．手机上用的锂离子电池属于二次电池
B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极
C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能 D．锌锰干电池中，锌电极是负极
5．（09福建卷11） 控制适合的条件，将反应设计成如右图所示的原电池。下列判断不正确的是
A. 反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应
B. 反应开始时，甲中石墨电极上Fe3+被还原
C. 电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态
D. 电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固定，乙中石墨电极为负极
6．（09上海卷13）右图装置中，U型管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是
A．生铁块中的碳是原电池的正极
B．红墨水柱两边的液面变为左低右高
C．两试管中相同的电极反应式是：
D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀
7. (09上海理综11)茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、Pt-Fe合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中①铝合金是阳极 ②铝合金是负极www.③海水是电解液 ④铝合金电极发生还原反应
A．②③ B．②④ C．①② D．①④
8．（2008·江苏5）镍镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd + 2NiOOH + 2H2OCd(OH)2 + 2Ni(OH)2，有关该电池的说法正确的是
A．充电时阳极反应：Ni(OH)2 －e— + OH- == NiOOH + H2O
B．充电过程是化学能转化为电能的过程
C．放电时负极附近溶液的碱性不变 D．放电时电解质溶液中的OH-向正极移动
9．（2008·海南7）关于铅蓄电池的说法正确的是：
A．在放电时，正极发生的反应是 Pb(s) +SO42—（aq）= PbSO4(s) +2e—　　　
B．在放电时，该电池的负极材料是铅板 C．在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小
D．在充电时，阳极发生的反应是 PbSO4(s)+2e—= Pb(s)+ SO42—（aq）
10（2008·宁夏10）。一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是
A．CH3OH(g)+O2(g)=H2O(1)+CO2(g)+2H+(aq)+2e_ B．O 2(g)+4H+(aq)+4e_=2H2O(1)
C．CH3OH(g)+H2O(1)=CO2(g)+6H+(aq)+6e_ D．O2(g)+2H2O(1)+4e_=4OH
11. (09天津卷10)（14分）氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。
下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，
性质稳定，请回答：
（1）氢氧燃料电池的能量转化主要形式是　　　　　　，在导线中电子流动方向为
　　　　　（用a、b 表示）。
（2）负极反应式为　　　　　　　　。
（3）电极表面镀铂粉的原因为　　　　　 。
（4）该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
Ⅰ.2Li+H22LIH Ⅱ.LiH+H2O==LiOH+H2↑
①反应Ⅰ中的还原剂是　　　　　，反应Ⅱ中的氧化剂是　　　　　。
②已知LiH固体密度为0.82g/cm3。用锂吸收224L（标准状况）H2，生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为　　　　　　　　。
③由②生成的LiH与H2O作用，放出的H2用作电池燃料，若能量转化率为80％，则导线中通过电子的物质的量为　　　　 　mol。
12.（09山东卷29）（Zn-MnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。
（1）该电池的负极材料是　　　　。电池工作时，电子流向　　　（填“正极”或“负极”）。
（2）若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是　　　　。欲除去Cu2+，最好选用下列试剂中的　　　　（填代号）。
a.NaOH b.Zn　　　　c.Fe d.NH3·H2O
(3)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式是
　　　　。若电解电路中通过2mol电子，MnO2的理论产量为　　　　。
第二课时 电解池的工作原理及应用
【目标导航】
教学要求 高考说明
1．了解电池工作原理，能正确书写简单原电池正、负极的电极反应式及电池反应方程式。 1．理解电解池的工作原理，能写出常见的简单电极反应和电池反应方程式。
课前预习 （课本知识梳理）
一、电解池
1.概念定义：实现 向 能转化的装置(在外加电场的作用下使电解质发生氧化还原反应）
2.电极判断:
阳极: 相连,发生 反应。
阴极: 相连,发生 反应。
3.电解时电极产物的判断
(1) 阳极产物判断
首先看电极材料,活泼金属做电极则金属失电子被氧化。如果是惰性电极则是溶液中易失电子的阴离子失电子被氧化。
(2) 阴极产物判断
根据阳离子放电顺序进行判断, 氧化性强的阳离子首先在阴极得电子被还原。
（3）放电顺序：
阴极（得电子能力）Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+> K+，（电镀时通过控制条件（如离子浓度等），Fe2+和Zn2+可以先与H+放电。）
阳极（失电子能力）：S2->I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子及F－。
注意：① 上述顺序为各离子浓度相近时的放电顺序
②当阳极为活泼电极（石墨、铂、金以外）时，在电解时阳极本身将优先溶液中阳离子失电子变为金属离子“溶”入溶液，而阴极材料则不管。
4．电解各类电解质溶液（惰性电极）的情况归纳见下表：
电解类型 实例 阴极 阳极 电解反应式 电解后溶液pH变化 恢复
电解水 H2SO4 加入
NaOH
NaNO3
电解自身 HBr 通入
CuCl2 加入
生碱析氢 NaCl 通入
生酸放氧 CuSO4 加入
【练习】从H+、Cu2+、Na+、SO42-、Cl-、5种中两两恰当地组合成电解质，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，则采用的电解质是 。(2)以碳棒为电极，使电解质质量不变，水量减少进行电解 ，则可采用的电解质是 。
(3)以铂为电极，使电解质和水量都减少进行电解，则电解质是 。
二、电解原理的应用
1．电解熔融氯化钠
阳极: 阴极:
电解反应：
2．以石墨为电极，电解氯化铜溶液
2.实验分析：
⑴现象：
⑵电极反应：
① 极（石墨）： （氧化反应）
② 极（铜片）： （还原反应）
3．氯碱工业 （电解饱和食盐水）
⑴电极反应式：阳极 ，阴极为 ，电解方程式为 ，与电源负极相连的电极附近，溶液的pH
⑵ 工业食盐含Ca 2+、Mg2+等杂质。精制过程发生反应的离子方程式为__________。
⑶如果粗盐中SO42-含量较高，必须添加钡试剂除去它，该钡试剂可以是
a、Ba(OH)2 b、Ba(NO3)2 c、BaCl2
⑷脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过 、冷却、 (填写操作名称)除去NaCl
⑸若采用无隔膜电解冷的食盐水时，Cl2与NaOH充分接触，产物仅是NaClO和H2，相应的化学方程式为 。
4. ⑴电镀时，须用镀层金属作 极，镀件作 极，电镀液中含有 。 电镀过程中，电镀液中金属离子浓度理论上保持不变。
⑵电解精炼制高纯度金属时，须用粗金属作 极，纯金属作 极，电解液中含该金属的离子。
.电解精炼(电解精炼铜为例)
阳极：
阴极：
【思考】电解过程中CuSO4 溶液浓度如何变化？
5.电解法冶炼金属（Al和Na）
三、原电池与电解池的比较
项 目 原 电 池 电 解 池
反应性质 氧化还原反应
自发进行的反应 多为非自发，但也可以是自发反应
装置性质 化学能转为电能 电能转为化学能
电极名称 负极和正极 阴极和阳极
电极反应式 负极：失电子氧化反应 阴极：得电子还原反应
正极：得电子还原反应 阳极：失电子氧化反应
离子迁移方向 阳离子移向正极， 阴离子移向负极 阳离子移向阴极， 阴离子移向阳极
课堂互动
知识点一：电解池工作原理
【例1】如图所示，下列叙述正确的是（ ）
A.Y为阴极，发生还原反应
B.X为正极，发生氧化反应
C.Y与滤纸接触处有氧气生成
D.X与滤纸接触处变红
【例2】从H+、Cu2+、Na+、SO42-、Cl-、5种中两两恰当地组合成电解质，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，则采用的电解质是 。(2)以碳棒为电极，使电解质质量不变，水量减少进行电解 ，则可采用的电解质是 (3)以铂为电极，使电解质和水量都减少进行电解，则电解质是______。
知识点二：电极反应式的书写及相关计算
【例3】某种蓄电池的充放电过程可表示为：
Fe+NiO2+2H2OFe(OH)2 +Ni(OH)2，该电池充电时，阳极是 ，电极反应式为
【例4】如图：通电5min后，电极5质量增加2.16g，试回答：
（1）电源：a 极 C池 池
4电极反应： 2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 。
知识点三：电解原理的应用
【例5】若要在铜片上镀银，下列说法错误的是（ ）
①将铜片接电源正极②将银片接在电源正极③在铜片上：Ag++e-=Ag④在银片上发生的反应是4OH—4e-=O2+2H2O⑤可用CuSO4 溶液作电解质溶液⑥可用AgNO3溶液作电解质溶
【例6】如图a、、b、c．d均为石墨电极，通电进行电解。下列说法正确的是 （ ）
A．甲中a的电极反应为：4OH－-4e－=O2↑+2H2O
B．电解时向乙中滴入酚酞试剂，c电极附近先变红。
C．当d电极产生2g气体时，b极有32g物质析出。
D．电解后向乙中通入适量HCl气体，溶液组成可以恢复到原电解前的状态。
【巩固练习】
1、将质量分数为0.052（5.2%）的NaOH溶液1 L（密度为1.06 g·cm-3）用铂电极电解，当溶液中NaOH的质量分数改变了0.010（1.0%）时停止电解，则此时溶液中应符合的关系是（ ）
NaOH的质量分数 阳极析出物的质量（g） 阴极析出物的质量（g）
A 0.062 19 152
B 0.062 152 19
C 0.042 1.2 9.4
D 0.042 9.4 1.2
2．实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气，已知铅蓄电池放电时发生如下反应负极Pb+SO42-=PbSO4+2e－ 正极PbO2+4H++SO42-+2e－=PbSO4+2H2O，今若制Cl2 0.050 mol，这时电池内消耗H2SO4的物质的量至少
（A）0.025 mol （B）0.050 mol （C）0.10 mol （D）0.20 mol
3．（2007全国高考上海卷16）某学生设计了一个"黑笔写红字"的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙述正确的是
A、铅笔端作阳极，发生还原反应
B、铂片端作阴极，发生氧化反应
C、铅笔端有少量的氯气产生
D、a点是负极，b点是正极
4．（2008·全国Ⅱ）右图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊试液，下列实验现象中正确的是
A. 逸出气体的体积a电极的小于b电极的
B. 一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体
C. a电极附近呈红色，b电极附近出现蓝色
D. a电极附近呈蓝色，b电极附近出现红色
5．（09安徽卷12）Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取.Cu2O的电解池示意图如下，点解总反应：2Cu+H2O==Cu2O+H2O。下列说法正确的是
A.石墨电极上产生氢气 B.铜电极发生还原反应
C.铜电极接直流电源的负极
D.当有0.1mol电子转移时，有0.1molCu2O生成。
6．三氧化二镍（Ni2O3）可用于制造高能电池，其电解法制备过程如下：用NaOH调NiCl2溶液PH至7.5，加放适量硫酸钠后进行电解。电解过程中产生的Cl2在弱碱条件下生成ClO－，把二价镍氧化为三价镍。以下说法正确的是
A、可用铁作阳极材料 B、电解过程中阳极附近溶液的PH升高
C、阳极反应方程式为：2Cl－－2e－ ＝ Cl2 D、1mol二价镍氧化为三价镍，失去1mol电子
7．某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，他们的物质的量之比为3：1，用石墨电极电解该混合液。下列叙述不正确的是 （ ）
A、阴极自始至终均析出H2 B、阳极先析出Cl2，后析出O2
C、电解最后阶段为电解水 D、溶液PH不断增大，最后为7
8．（2010山东卷）对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。
（1）以下为铝材表面处理的一种方法：
①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是
（用离子方程式表示）。为将碱洗槽液中铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中 。
a．NH3 b．CO2 c．NaOH d．HNO3
②以铝材为阳极，在H2SO4 溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应为____。取少量废电解液，加入NaHCO，溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是 _。
（2）镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是____ __。
（3）利用右图装置，可以模拟铁的电化学防护。
若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于______处。
若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为_______。
（2010安徽卷）锂离子电池的广泛应用使回收利用锂货源成为重要课题：某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如下：
（1）第②步反应得到的沉淀X的化学式为 。（2）第③步反应的离子方程式是 。（3）第④步反应后，过滤Li2CO3所需的玻璃仪器有 。若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因： 、 。
（4）若废旧锂离子电池正极材料含LiNB2O4的质量为18.1 g第③步反应中加入20.0mL3.0mol·L-1的H2SO4溶液。定正极材料中的锂经反应③和④完全为Li2CO3,剩至少有 Na2CO3参加了反应。
笔记与反思
笔记与反思
沿导线
沿导线
第 2 页 共 10 页江苏省扬中高级中学2011届高三化学一轮复习教学案
第十二讲 化学反应与能量（热量）变化
【目标导航】
教学要求 考试说明
1、了解化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因2、能说出常见能量转化形式，能举例说明化学能与热能的相互转化3、了解反应热和焓变的涵义，了解焓变的表示符号 (ΔH )及其常用单位（kJ/mol），认识“ΔH>0”、“ΔH<0”与“吸热反应”、“放热反应”的对应关系。4、认识热化学方程式的意义，能正确书写热化学方程式并利用热化学方程式进行简单计算。5、了解盖斯定律的涵义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。 能正确书写化学方程式，并能根据质量守恒定律进行有关计算。能说明化学反应中能量转化原因，知道化学变化中常见的能量转化形式。了解化学能与热能的相互转化及其应用。了解吸热反应、放热反应、反应热（焓变）等概念。能正确书写热化学方程式，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。
【课前预习】 【笔记与反思】
一、化学反应中的能量变化
1、化学反应都有伴有能量的变化，大多表现为热量的变化
据此可把反应分为： 反应、 反应
2、能量变化的原因：
（1）从物质本身能量看：
反应物总能量 生成物总能量，反应放热。
反应物总能量 生成物总能量，反应吸热。
（2）从化学键角度看（本质原因）：
新键生成释放的能量 旧键断裂吸收的能量，则反应放热。
新键生成释放的能量 旧键断裂吸收的能量，则反应吸热。
3、常见吸热反应：⑴Ba(OH)2·8H2O＋NH4Cl ⑵C＋CO2或H2O（g）
⑶大多数分解反应都是吸热反应 ⑷电离 ⑸水解等。
4、常见放热反应：⑴燃烧反应 ⑵活泼金属＋酸或水→H2
⑶中和反应 ⑷CaO＋H2O ⑸一般化合反应是放热反应 ⑹铝热反应等。
二、反应热（可用量热计直接测量）
1.定义：化学反应过程中吸收或放出的热量，叫做反应热。
用 表示，单位为 。
2.规定：△H＜ 0，则为 反应；△H＞ 0，则为 反应。
注：比较△H时，代“＋”或“－”比较。
三、热化学方程式
1.定义：表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式
2.热化学方程式的书写、正误判断的注意事项：
a. 注明反应的温度和压强（若在101kPa和298K条件下进行，
可不予注明），注明△H的“＋”与“－”
b. △H写在方程式右边，并用“；”隔开。
c. 必须标明物质的聚集状态（气体用“g”，液体用“l”，
固体用“s”，溶液用“aq”）。
d. 各物质前的计量系数不表示分子数目只表示物质的量的关系。
△H与计量数成正比关系。同样的反应，计量系数不同，△H也不同
四、标准燃烧热
在101kp下， 物质 燃烧的反应热。
燃烧产物必须是稳定的物质，一般为氧化物。
例：C－ , H－ , S－ ，N－ ，Cl－ 。
注：燃烧热的热化学方程式强调燃烧物前的计量数为1
如：H2的燃烧热的热化学方程式：H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(l)；△H＝－286kJ·mol－1
H2的燃烧热为286kJ·mol－1
了解：1g物质完全燃烧所放出的热量——热值
五、盖斯定律
有：△H1＝△H2＋△H3＋△H4
应用：计算无法直接实验测量的反应的反应热。
六、能源的充分利用
可再生能源（如水能）
不可再生能源（如煤炭、石油、天然气等）
可再生能源（如太阳能、风能、生物质能等）
不可再生能源（如核燃料）
煤制品（如焦炭、煤气等）
石油制品（如汽油、煤油、柴油、液化石油气等）
其他：如电力、氢能、沼气、蒸汽等
新能源应具有资源丰富、可再生、无污染或少污染等特点
七、反应热的计算
①利用键能：△H＝反应物总键能—生成物总键能
②利用盖斯定律
【课堂互动】
知识点一：放热反应和吸热反应
例1：（2010山东）下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是 （ ）
　A.生成物能量一定低于反应物总能量
　B.放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率
　C.应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变
　D.同温同压下，H2(g)+Cl(g)＝2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同
知识点二：热化学方程式的书写
例2：（2010浙江）下列热化学方程式或离子方程式中，正确的是： （ ）
　A、甲烷的标准燃烧热为-890.3kJ·mol-1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：
　　　CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g) △H=-890.3kJ·mol-1
　B、500℃、30MPa下，将0.5molN2和1.5mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3kJ，其热化学方程式为：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-38.6kJ·mol-1
C、氯化镁溶液与氨水反应：Mg2++2OH－＝Mg(OH)2↓
D、氧化铝溶于NaOH溶液：Al2O3+2OH－+3H2O＝2Al(OH)4—
知识点三：反应热的计算
例3：（2010广东）在298K、100kPa时，已知：2H2O(g)＝O2(g)＋2H2(g)　　ΔH1
Cl2(g)＋H2(g)＝2HCl(g) ΔH2 2Cl2(g)＋2H2O(g)＝4HCl(g)＋O2(g) ΔH3
则⊿H3与⊿H1和⊿H2间的关系正确的是 （ ）
　A、⊿H3=⊿H1+2⊿H2 B、⊿H3=⊿H1+⊿H2
　C、⊿H3=⊿H1－2⊿H2 D、⊿H3=⊿H1－⊿H2
例4：（2010重庆）已知H2(g)+Br2(l)=2HBr(g);△H=－72KJ/mol，蒸发1molBr2(l)需要吸收的能量为30KJ，其他的相关数据如下表：
H2(g) Br2(g) HBr(g)
1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ 436 a 369
则表中a为 ( )
　A．404 B． 260 C．230 D．200
【课堂演练】
1．（09上海）已知氯气、溴蒸气分别跟氢气反应的热化学方程式如下（均为放热反应）：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H＝Q1 H2(g)＋Br2(g)=2HBr(g) △H＝Q2有关上述反应的叙述正确的是 （ ）
A．Q1 < Q2
B．生成物总能量均高于反应物总能量
C．生成1molHCl气体时放出Q1热量
D．1mol HBr(g)具有的能量大于1mol HBr（1）具有的能量
2．1g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. 1/2C（s）＋1/2H2O（g）＝1/2CO（g）＋1/2H2（g） △H＝－65.65kJ/mol
3．下列说法或表示法正确的是　 （ ）
A．等量的白磷蒸气和白磷固体分别完全燃烧，后者放出热量多
B．由C（石墨）→C（金刚石） ΔH ＝ ＋1.19 kJ· mol—1可知，金刚石比石墨稳定
C．在稀溶液中：H＋（aq）＋OH－（aq）＝ H2O（l） ΔH＝－57.3 kJ· mol—1，若将含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3 kJ
D．在101 kPa时，2g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2（g）＋O2（g）＝ 2H2O（l） ΔH＝－285.8 kJ· mol—1
4．（09全国）已知：2H2（g）+ O2(g)=2H2O(l) ΔH= -571.6KJ·mol-1
CH4（g）+ 2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l) ΔH= -890KJ·mol-1
现有H2与CH4的混合气体112L（标准状况），使其完全燃烧生成CO2和H2O(l),若实验测得反应放热3695KJ，则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是 （ ）
　A．1∶1 B．1∶3　　　　　　C．1∶4 D．2∶3
5．（09天津）已知：2CO（g）+O2（g）=2CO2（g） ΔH=-566 kJ/mol
Na2O2（s）+CO2（g）=Na2CO3（s）+ 1/2O2(g) ΔH=-226 kJ/mol
根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是（ ）
A．CO的燃烧热为283 kJ
B．右图可表示为CO生成CO2的反应过程和能量关系
C．2Na2O2（s）+2CO2（s）=2Na2CO3（s）+O2（s）ΔH＞452 kJ/mol
D．CO（g）与Na2O2（s）反应放出509 kJ热量时，电子转移数为6.02×1023
6．（09海南）已知：Fe2O3+3/2C(s)＝3/2CO2(g)+2Fe(s)，ΔH＝234.1kJ mol-1
C(s)+O2(g)＝CO2(g)；ΔH＝－393.5kJ mol-1
则2Fe(s)+ 3/2O2(g)＝Fe2O3(g)的ΔH是 （ ）
A、－824.4 kJ mol-1　　B、－627.6kJ mol-1 C、-744.7kJ mol-1　　D、-169.4kJ mol-1
7. （09四川）25℃，101 k Pa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJ/mol，辛烷的燃烧热为5518 kJ/mol。下列热化学方程式书写正确的是 （ ）
　A．2H+(aq) +SO42－(aq)+Ba2+(aq)+2OH－(aq)=BaSO4(s)+2H2O(1);ΔH=－57.3 kJ/mol
　B．KOH(aq)+1/2 H2 SO4(aq)= 1/2K2SO4(aq)+H2O(I);ΔH=－57.3kJ/mol
　C．C8H18(I)+25/2 O2(g)=8CO2(g)+ 9H2O; ΔH=－5518 kJ/mol
　D． 2C8H18(g)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(1); ΔH=－5518 kJ/mol
8、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2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（l）的
△H＝ kJ/mol,氢气的燃烧热为 kJ/mol。
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
则反应SiCl4(g)＋2H2(g)Si(s)＋4HCl(g)△H＝ kJ/mol
9、（09宁夏）2SO2(g)+O2(g) =2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1mol SO2(g)氧化为1mol SO3的ΔH=-99kJ·mol-1.请回答下列问题：
（1）图中A、C分别表示 、 ，
E的大小对该反应的反应热有无影响？ 。该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点升高还是降低？ ，理由是 ；
（2）图中△H= KJ·mol-1；
（3）V2O5的催化循环机理可能为：V2O5氧化SO2时，自身被还原为四价钒化合物；四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式 、
（4）如果反应速率υ（SO2）为0.05 mol·L-1·min-1,则υ（O2）= mol·L-1·min-1、
υ(SO3)= mol·L-1·min-1；
（5）已知单质硫的燃烧热为296 KJ·mol-1，计算由S(s)生成3 molSO3(g)的△H=
（要求计算过程）。
新能源
常规能源
（传统能源）
二次能源
一次能源
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1江苏省扬中高级中学2011届高三化学备课组教案
第一部分 化学基本概念
2-11电解原理及其应用 2010、11、9
考点要求：
1． 理解电解持的工作原理，能写出常见的简单电极反应和电池反应方程式
2． 认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用
知识梳理：
2-11电解原理及其应用
一、电解池的工作原理
1．实验：《化学反应原理》P－19 以石墨为电极电解CuCl2溶液。
2．实验分析：
现象：阴极上有红色固体析出，阳极上产生气泡，有刺激性气味，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。
电极反应：阳极（石墨）：2Cl－ －2e－ ＝ Cl2 ↑ （氧化反应）
阴极（石墨）：Cu2＋ ＋2e－ ＝ Cu （还原反应）
3．电解的知识规律
（1）概念：在直流电的作用下，在两电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程叫电解。
（2）构成电解池的条件：直流电源；两个电极（与电源正极相连的为正极，与电源负极相连的为阴极）；电解质溶液或熔融状态电解质。
（3）放电顺序：阳极——若为活泼电极，则电极自身放电（如Cu、Zn等）；若为惰性
电极，则电解质溶液中的阴离子放电：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>NO3－
【2SO42―－2e－ ＝S2O82－】
阴极——K＋（4）电子方向、电流方向。离子迁移。
例1：三氧化二镍（Ni2O3）可用于制造高能电池，其电解法制备过程如下：用NaOH调NiCl2溶液PH至7.5，加放适量硫酸钠后进行电解。电解过程中产生的Cl2在弱碱条件下生成ClO－，把二价镍氧化为三价镍。以下说法正确的是 （ ）
A、可用铁作阳极材料 B、电解过程中阳极附近溶液的PH升高
C、阳极反应方程式为：2Cl－－2e－ ＝ Cl2 D、1mol二价镍氧化为三价镍，失去1mol电子
例2：Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取.Cu2O的电解池示意图如下，电解总反应：2Cu+H2O ＝ Cu2O+H2O。下列说法正确的是 （ ）
A、石墨电极上产生氢气
B、铜电极发生还原反应
C、铜电极接直流电源的负极
D、当有0.1mol电子转移时，有0.1molCu2O生成。
二、电解的常见类型（以惰性电极为例）
电解类型 实例 阴极 阳极 电解反应式 溶液PH变化 恢复
电解水 H2SO4、NaOH、NaNO3
电解自身 HBr、CuCl2
生碱析氢 NaCl
生酸放氧 CuSO4
例3：某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，他们的物质的量之比为3：1，用石墨电极电解该混合液。下列叙述不正确的是 （ ）
A、阴极自始至终均析出H2 B、阳极先析出Cl2，后析出O2
C、电解最后阶段为电解水 D、溶液PH不断增大，最后为7
例4：用惰性电极电解溶液的装置
如右图所示。阳极区放出的气体的成分为 。
（填化学式）写出电极反应_______________________
三、电解原理的应用
1．电解精炼铜
（1）装置组成： 电极材料（阳极——粗铜；阴极——纯铜）
电解质溶液（CuSO4溶液）
（2）原理：阳极有Zn、Fe、Ni、Cu放电，金、银沉积；阴极Cu2＋放电，Zn2＋在溶液中
（3）特征：CuSO4溶液的浓度几乎不变。
2．电镀
（1）装置组成：镀层金属（如银）与电源正极相连作阳极，镀件（如铁制品）与电源负极相连，作阴极。
电解质溶液（含有镀层金属的阳离子）
（2）原理：
（3）特征：电镀过程中电解质（AgNO3）溶液浓度几乎不变。
3．电解冶炼铝
（1）原料：冰晶石、氧化铝
（2）原理：
（3）设备：电解槽（阳极C、阴极Fe）
4．氯碱工业
（1）离子交换膜电解池的组成：以石墨为阳极，以钢棒为阴极，精制的饱和食盐水为电解质溶液，用阳离子交换膜将电解槽隔成阴极室和阳极室。
（2）反应机理：电极反应
（3）电解饱和食盐水的精致：粗盐——除泥沙（沉降）——除SO42－（过量BaCl2溶液）——除Mg2＋（过量NaOH溶液）——除Ca2＋（过量Na2CO3溶液）——除沉淀（过滤）——除过量CO32－（适量盐酸）——进一步除去少量Ca2＋、Mg2＋（阳离子交换塔）——精制食盐水
（4）阳离子交换膜的作用：将电解槽隔成阴极室和阳极室，只允许阳离子（Na＋）通过，而且阻止阴离子（Cl－、OH－）和气体通过。既可以防止H2、Cl2相混而引起爆炸，又能避免Cl2与NaOH作用生成NaClO而影响烧碱的质量。
小结：略
2-11电解原理及其应用 班级__________姓名__________
1．三氧化二镍（Ni2O3）可用于制造高能电池，其电解法制备过程如下：用NaOH调NiCl2溶液PH至7.5，加放适量硫酸钠后进行电解。电解过程中产生的Cl2在弱碱条件下生成ClO－，把二价镍氧化为三价镍。以下说法正确的是 （ ）
A、可用铁作阳极材料 B、电解过程中阳极附近溶液的PH升高
C、阳极反应方程式为：2Cl－－2e－ ＝ Cl2 D、1mol二价镍氧化为三价镍，失去1mol电子
2．Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取.Cu2O的电解池示意图如下，电解总反应：2Cu+H2O ＝ Cu2O+H2O。下列说法正确的是 （ ）
A、石墨电极上产生氢气
B、铜电极发生还原反应
C、铜电极接直流电源的负极
D、当有0.1mol电子转移时，有0.1molCu2O生成。
3．某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，他们的物质的量之比为3：1，用石墨电极电解该混合液。下列叙述不正确的是 （ ）
A、阴极自始至终均析出H2 B、阳极先析出Cl2，后析出O2
C、电解最后阶段为电解水 D、溶液PH不断增大，最后为7
4．用惰性电极电解溶液的装置
如右图所示。阳极区放出的气体的成分为 。
（填化学式）写出电极反应_______________________
5．（2010山东卷）对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。
（1）以下为铝材表面处理的一种方法：
①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是_____________
__________________（用离子方程式表示）。为将碱洗槽液中铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的____________。a．NH3 b．CO2 c．NaOH d．HNO3
②以铝材为阳极，在H2SO4 溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应为___________________。取少量废电解液，加入NaHCO，溶液后产生气泡和白色沉淀，
产生沉淀的原因是______________________________________________________。
（2）镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是________________。
（3）利用右图装置，可以模拟铁的电化学防护。
若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于______处。
若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为_______。
6.（2010安徽卷）锂离子电池的广泛应用使回收利用锂货源
成为重要课题：某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如下：
（1）第②步反应得到的沉淀X的化学式为 。（2）第③步反应的离子方程式是 。（3）第④步反应后，过滤Li2CO3所需的玻璃仪器有 。若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因： 、 。
（4）若废旧锂离子电池正极材料含LiNB2O4的质量为18.1 g第③步反应中加入20.0mL3.0mol·L-1的H2SO4溶液。定正极材料中的锂经反应③和④完全为Li2CO3,剩至少有 Na2CO3参加了反应。
7.（2010四川理综卷）
碘被称为“智力元素”，科学合理地补充碘
可防止碘缺乏病。碘酸钾(KIO3)是国家规定的食盐加碘剂，它的晶体
为白色，可溶于水。碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢或碘化物作用均
生成单质碘。以碘为原料，通过电解制备碘酸钾的实验装置如右图所示。
请回答下列问题：
(1)碘是 (填颜色)固体物质，实验室常用
方法来分离提纯含有少量杂质的固体碘。
(2)电解前，先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液，溶解时发生反应：
3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O，将该溶液加入阳极区。另将氢氧化钾溶液加入阴极区，电解槽用水冷却。电解时，阳极上发生反应的电极反应式为 ；阴极上观察到的实验现象是 。
(3)电解过程中，为确定电解是否完成，需检验电解液中是否有I—。请设计一个检验电解液中是否有I—的实验方案，并按要求填写下表。
要求：所需药品只能从下列试剂中选择，实验仪器及相关用品自选。
试剂：淀粉溶液、碘化钾淀粉试纸、过氧化氢溶液、稀硫酸。
实验方法 实验现象及结论
(4)电解完毕，从电解液中得到碘酸钾晶体的实验过程如下：
步骤②的操作名称是 ，步骤⑤的操作名称是 。步骤④洗涤晶体的目的是
8.（2010重庆卷）钒（V）及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域．
（1）V2O5是接触法制硫酸的催化剂．
①一定条件下，SO2与空气反映t min后，SO2和SO3物质的量浓度分别为a mol·L－1和b mol·L－1, 则SO2起始物质的量浓度为 mol·L－1 ；生成SO3的化学反应速率为 mol/(L·min) ． ②工业制硫酸，尾气SO2用_______吸收．
（2）全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置，其原理如图所示．
①当左槽溶液逐渐由黄变蓝，其电极反应式为 ．
②充电过程中，右槽溶液颜色逐渐由 色变为 色．
③放电过程中氢离子的作用是 和 ；充电时若转移
的电子数为3.011023个，左槽溶液中n(H+)的变化量为 ．
- 4 -江苏省扬中高级中学2011届高三化学备课组教案
第一部分 化学基本概念
2-10 原电池原理及其应用 2010、11、8
考点要求：
1． 理解原电池的工作原理，能写出常见的简单电极反应和电池反应方程式
2． 了解常见的化学电源，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要作用
3． 认识金属腐蚀的危害，理解金属发生电化学腐蚀的原因，能运用恰当的措施防止铁、铝等金属腐蚀。
4． 了解提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型化学电源的重要性。
知识梳理：
2-10 原电池原理及其应用
一、原电池的工作原理
1．实验装置 ：《化学反应原理》P—13
2．实验分析：
(1)现象：锌片质量减小，铜片有红色物质析出，铜片质量增加；电流表指针发生偏转。
（2）电极反应：负极（Zn）：Zn－2e－ ＝ Zn2＋ （氧化反应）
正极（Cu）：Cu2＋＋2e－ ＝Cu （还原反应）
3．原电池的知识规律：
（1）定义 把化学能转变为电能的装置
（2）组成 电极材料、电解质溶液构成两个半电池、盐桥【含有KCl饱和溶液的琼脂】
（3）构成条件 a 两个活泼性不同的电极【形成电势差】
b 电解质溶液 【自由离子导电】
c 构成闭合回路
d 能自发发生的氧化还原反应
（4）电子方向 ：负极——正极 ；电流方向：Cu——Zn ；离子迁移：？ PH变化？
归纳：原电池的正负极判断方法：
（1） 由电极材料判断
（2） 根据电流方向或电子流动方向判断
（3） 根据原电池里电解质溶液内离子的定向移动方向判断
（4） 根据原电池两极发生的变化判断【失电子为负极。。】
（5） 根据现象判断【溶解的一般为负极；增重或有气泡放出为正极】
例1：铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解质溶液为稀硫酸，工作时总反应式为Pb＋PbO2
＋2H2SO4＝2PbSO4＋2H2O。下列结论正确的是 （ ）
A、Pb为正极，被氧化 B、SO42－向PbO2极移动
C、电解质溶液密度不断减小 D、溶液的PH不断减小
例2：（2010安徽卷）11.某固体酸燃料电池以CaHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H2＋O2＝2H2O，下列有关说法正确的是 （ ）
A、电子通过外电路从b极流向a极
B、b极上的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
C、每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2
D、H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极
例3：11. 控制适合的条件，将反应
设计成如右图所示的原电池。下列判断不正确的是
A. 反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应
B. 反应开始时，甲中石墨电极上Fe3+被还原
C. 电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态
D. 电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中石墨电极为负极
二、化学电源
1．一次电池（指不能充电，不能反复使用的电池）
（1）碱性锌锰电池（Zn、MnO2、KOH）
正极： 负极：
总反应式：Zn＋2MnO2＋2KOH＝2MnOOH＋Zn(OH)2
（2）钮扣式电池——银锌电池（Zn、Ag2O、KOH）
正极 负极
总反应式：Zn ＋ Ag2O ＝ 2Ag ＋ ZnO
（3）锂电池（Li、石墨、LiAlCl4溶解在SOCl2中）
负极 8Li－8e－＝8Li＋ 正极 3SOCl2＋88e－＝SO32－＋2S＋6Cl－
总反应式 ：8Li＋3SOCl2＝6Li Cl6 ＋2S＋ Li 2SO3
2．二次电池（指可多次充电，能反复使用的电池）
（1）铅蓄电池
负极 正极
总反应式：Pb ＋ PbO2 ＋ 2H2SO4 ＝2PbSO4 ＋ 2H2O
思考：1、溶液PH变化？
2、充电的电极反应？
（2）镍－镉碱性蓄电池（Cd、NiOOH、电解液）
负极 正极
总反应式：2NiOOH ＋ 2H2O ＋ Cd ＝2Ni(OH)2 ＋ Cd(OH)2
例4：（2010浙江卷）Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为： 2Li++FeS+2e-＝Li2S+Fe 有关该电池的下列中，正确的是 （ ）
A、Li-Al在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为+1价
B、该电池的电池反应式为：2Li+FeS＝Li2S+Fe
C、负极的电极反应式为Al-3e-=Al3+
D、充电时，阴极发生的电极反应式为：
3．燃料电池
（1）氢氧燃料电池（碱性介质；酸性介质）
（2）CH3OH燃料电池（KOH介质）
负极 正极
总反应式：2CH3OH ＋ 3O2 ＋4KOH ＝ 2K2CO3 ＋ 6H2O
三、金属的腐蚀
1．定义：金属或合金跟周围接触到的化学物质发生化学反应而腐蚀损耗的过程。
2．类型：化学腐蚀和电化腐蚀【含义、条件、电子转移、电流现象】
3．钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀【电极反应、电解质溶液、相互关系】
4．金属的防护【改变金属内部结构；金属表面覆盖保护层；电化学保护】
小结：略
2-10 原电池原理及其应用 班级__________姓名__________
1．（2010全国卷1）右图是一种染料敏化太阳能电池的示意图。电池的一个点极由有机光敏燃料（S）涂覆在TiO2纳米晶体表面制成，另一电极由导电玻璃镀铂构成，电池中发生的反应为：
（激发态）
下列关于该电池叙述错误的是： （ ）
A、电池工作时，是将太阳能转化为电能
B、电池工作时，I－离子在镀铂导电玻璃电极上放电
C、电池中镀铂导电玻璃为正极 D、电池的电解质溶液中I－和I3-的浓度不会减少
2．（2010浙江卷） Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为： 2Li++FeS+2e-＝Li2S+Fe 有关该电池的下列中，正确的是 （ ）A、Li-Al在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为+1价
B、该电池的电池反应式为：2Li+FeS＝Li2S+Fe C、负极的电极反应式为Al-3e-=Al3＋D、充电时，阴极发生的电极反应式为：
3．（2010广东理综卷）铜锌原电池（如图）工作时，下列叙述正确的是 （ ）
A、 正极反应为：Zn—2e-=Zn2+
B、电池反应为：Zn+Cu2+=Zn2+ +CU
C、 在外电路中，电子从负极流向正极
D、 盐桥中的K+移向ZnSO4溶液
4．（2010安徽卷）某固体酸燃料电池以CaHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H2＋O2＝2H2O，下列有关说法正确的是 （ ）
A.电子通过外电路从b极流向a极
B.b极上的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
C.每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2
D.H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极
5．（2010福建卷）铅蓄电池的工作原理为：研读右图，下列判断不正确的是 （ ）
A、K 闭合时，d电极反应式：
B、当电路中转移0．2mol电子时，I中消耗的为0．2 mol
C、K闭合时，II中向c电极迁移
D、K闭合一段时间后，II可单独作为原电池，d电极为正极
6．（2010江苏卷）下列说法不正确的是 （ ）
A、铅蓄电池在放电过程中，负极质量减小，正极质量增加
B、常温下，反应不能自发进行，则该反应的
C、一定条件下，使用催化剂能加快反应速率并提高反应物的平衡转化率
D、相同条件下，溶液中、、的氧化性依次减弱
7．（2010江苏卷）右图是一种航天器能量储存系统
原理示意图，下列说法正确的是 （ ）
A、该系统中只存在3种形式的能量转化
B、装置Y中负极的电极反应式为：
C、装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生
D、装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化
8．（2010天津卷）X、Y、Z、L、M五种元素的原子序数依次增大。X、Y、Z、L是组成蛋白质的基础元素，M是地壳中含量最高的金属元素。
回答下列问题：
⑴ L的元素符号为________ ；M在元素周期表中的位置为________________；五种元素的原子半径从大到小的顺序是____________________（用元素符号表示）。
⑵ Z、X两元素按原子数目比l∶3和2∶4构成分子A和B，A的电子式为___，B的结构式为____________。
⑶ 硒（se）是人体必需的微量元素，与L同一主族，Se原子比L原子多两个电子层，则Se的原子序数为_______，其最高价氧化物对应的水化物化学式为_______。该族2 ~ 5周期元素单质分别与H2反应生成l mol气态氢化物的反应热如下，表示生成1 mol硒化氢反应热的是__________（填字母代号）。
a．+99.7 mol·L－1 b．+29.7 mol·L－1 c．－20.6 mol·L－1 d．－241.8 kJ·mol－1
⑷ 用M单质作阳极，石墨作阴极，NaHCO3溶液作电解液进行电解，生成难溶物R，R受热分解生成化合物Q 。写出阳极生成R的电极反应式：______________；由R生成Q的化学方程式：_______________________________________________。
- 2 -江苏省扬中高级中学2011届高三化学一轮复习教学案
第十七讲 弱电解质的电离平衡和溶液的酸碱性
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教学要求 考试说明
1、了解强电解质、弱电解质在水溶液中电离程度的差异，能判断常见的强电解质和弱电解质。2、了解电离平衡概念，能描述弱电解质在水溶液中的电离平衡。3、会书写常见弱电解质的电离方程式。4、知道水的离子积常数Kw及其与温度的关系。5、了解溶液的pH、溶液中氢离子和氢氧根离子浓度大小、溶液酸碱性三者之间的关系。能进行溶液pH的简单计算。初步掌握测定溶液pH的方法。6、初步掌握中和滴定的原理和方法。了解酸碱滴定过程中溶液pH的变化规律。 了解电离、电解质、强电解质和弱电解质的概念。了解弱电解质在水溶液中的电离平衡。了解水的电离和水的离子积常数。了解溶液pH的定义，能进行pH的简单计算。初步掌握中和滴定的原理和方法。
【课前预习】 【笔记与反思】
一、弱电解质的电离平衡
1．电离平衡：在一定条件 (如温度，压强) 下，当电解质分子离解成离子的速率和离子结合成分子的速率 时，电离过程就达到了平衡状态，这种状态叫做电离平衡状态。
2．电离平衡的特征：动、等、定、变
3．弱电解质电离平衡的移动：弱电解质的电离平衡符合勒夏特列原理
影响弱电解质电离平衡的因素有：
1 温度：温度升高， 电离
2 浓度：浓度越大， 电离 ；加水稀释， 电离
3 同离子效应：增大生成离子浓度， 电离
4 加入能反应的物质：根据勒夏特列原理分析。
【例1】0.1mol/L 的醋酸中存在：CH3COOHCH3COO— + H+
平衡移动 H+数目 C（H+） C（CH3COO—） Ka 电离程度 导电能力
NaAc(s)
加热
冰醋酸
水
二、电离度
1. 定义公式：
α=
2. 经验公式
一元弱酸：C（H+）= 一元弱碱：C（OH-）=
【例2】一定温度下，A、B两瓶乙酸的浓度分别是1mol/L和0.1mol/L，则A、B两瓶乙酸溶液中[H+]之比 10（填“<”、“>”或“=”）
三、电离常数：电离常数能用来计算弱酸溶液中的H+的浓度及比较弱酸酸性相对强弱。
1.一元弱酸和弱碱的电离平衡常数
如：CH3COOH CH3COO— + H+ 则Ka=
NH3·H2O NH4+ +OH— 则Kb=
注：①K只与 有关，不随浓度改变而改变。
②在一定的温度下，弱电解质浓度相同时，K越大，离子浓度 ，表示该弱电解质越 电离。所以可以用Ka或Kb的大小判断弱酸或弱碱的相对强弱。
例如，醋酸，碳酸和硼酸298K时的电离常数分别是1.75×10-5，4.4×10-7 (第一步电离)和5.8×10-10。由此可知，醋酸，碳酸和硼酸的酸性依次减弱。
2.多元弱酸（碱）分步电离，酸（碱）性主要由第一步电离决定。
【例3】(1)相同物质的量浓度、相同体积的HCl与CH3COOH的比较
HCl CH3COOH
C（H+）
中和酸所用NaOH的物质的量
与过量Zn反应产生H2的体积
与Zn反应的起始反应速率
(2) 相同PH、相同体积的HCl与CH3COOH的比较
HCl CH3COOH
酸的浓度
中和所用NaOH的物质的量
与过量Zn反应产生H2的体积
与Zn反应 起始反应速率
反应过程速率
四、水的电离
1．水是一种 电解质，其电离方程式为 ，水电离出的氢离子浓度等于氢氧根浓度，水的离子积Kw＝
Kw只随温度变化而不随浓度变化，水的电离是 热过程，25℃时，Kw=
2．影响水的电离平衡的因素
⑴温度
⑵酸、碱
⑶易水解的盐
【例4】分析下列条件的改变对水的电离平衡的影响：
项目条件 平衡移动方向 C(H+)变化 C(OH－)变化 C(H+)与C(OH－)大小比较 Kw 溶液酸碱性
升温
加入少量H2SO4
加入少量NaOH
加入少量Na2CO3
加入少量FeCl3
【例5】⑴某温度下纯水中C(H+) = 2×10－7 mol/L，则此时溶液中的C(OH－)=
⑵若温度不变，滴入稀盐酸使C(H+) = 5×10－6 mol/L，则此时溶液中的C(OH－)=
此溶液中水电离产生的c (H+)＝ ，水电离产生的C(OH－) =
五、溶液的酸碱性和pH
1、溶液的酸碱性取决于溶液中 和 的相对大小。
酸性溶液：C(H+) C(OH－)，中性溶液：C(H+) C(OH－)，碱性溶液：C(H+) C(OH－)
2、（1）pH＝ ，pH大小反映了溶液中 浓度大小，即反映溶液的 性强弱。
（2）25℃时，酸性溶液：pH ，中性溶液：pH ，碱性溶液：pH 。
（3）同种溶质的稀溶液：c(酸)越大，酸性越 ，pH越 ；
c(碱)越大，碱性越 ，pH越 。
（4）相同pH的酸(或碱)，若酸(或碱)越弱，其物质的量浓度越 。
3、pH的计算：①已知酸碱浓度求pH ②稀释计算 ③混合计算
【例6】（2010全国卷）下列叙述正确的是 （　　　）
A．在醋酸溶液的pH=a，将此溶液稀释1倍后，溶液的pH=b，则a>b
B．在滴有酚酞溶液的氨水里，加入NH4Cl至溶液恰好无色，则此时溶液的pH<7
C．1.0×10-3mol/L盐酸的pH=3.0，1.0×10-8mol/L盐酸的pH=8.0
D．若1mL pH=1的盐酸与100mLNaOH溶液混合后，溶液的pH=7则NaOH溶液的pH=11
4. pH的测定方法：①pH试纸（广泛、精密）；②pH计等。
使用pH试纸的方法：
【注】广泛PH试纸测定的PH数值为整数，精密PH试纸数值精确到0.1，PH试纸不能湿润
六、酸碱中和滴定
1.中和滴定
⑴定义：用已知浓度的酸（或碱）来测定未知浓度的碱（或酸）的浓度的实验方法。
⑵原理：在中和反应中虽然表面上没有明显现象，但PH发生很大的变化，在滴定过程中会发生因PH突变而使指示剂发生颜色变化。通过溶液的颜色变化判断终点，测出酸（或碱）溶液的体积，根据化学方程式中酸碱物质的量之比求出未知溶液的浓度。
若用A代表酸，B代表碱，反应的酸碱的物质的量与它们的化学计量数之间的关系是：
N(H) ·C(酸) · V (酸) = N(OH) ·C(碱) ·V (碱)，N(H)、N(OH)为对应酸或碱的元数
当酸和碱都为一元时，前面的关系式可简化为：C(酸) · V (酸) = C(碱) ·V (碱)
⑶关键：准确测定参加反应的酸（或碱）溶液的体积；准确判断滴定终点。
2.中和滴定的仪器及试剂
⑴仪器： 酸式滴定管(盛放酸性溶液和强氧化性溶液)、
碱式滴定管(盛放碱性溶液)、锥形瓶、铁架台、滴定管夹、烧杯等
⑵试剂 标准溶液、待测液、 指示剂
3.中和滴定操作(以标准盐酸滴定NaOH溶液为例)
⑴准备：
①滴定管：ａ.检验滴定管是否漏水；
ｂ.滴定管洗涤：先用蒸馏水洗涤，再用所盛溶液润洗2～3次。
ｃ.向 式滴定管中注入标准液至"0"刻度上方2~3cm处；
d.赶气泡后，将液面调节至"0"刻度或"0"刻度以下某一刻度，记录读数；
②锥形瓶：洗涤方式 只用蒸馏水洗涤，不能润洗。
⑵滴定：
a．锥形瓶中注入待测NaOH溶液，加入酚酞（或甲基橙）2～3滴。
b.滴定时左手旋转玻璃活塞，右手不断旋转振荡锥形瓶，眼睛注视锥形瓶中溶液的颜
色变化。当加入最后一滴时，指示剂由浅红色褪成无色（或由黄色变为橙色），且30S内不恢复（或褪色），反应即达到终点，停止滴定。
⑶读数：平视滴定管中凹液面最低点，读取溶液体积。
⑷计算：平行滴定2~3次，取平均值求出结果。
4. 指示剂选用：
①变色要灵敏，变色范围要小，且变色范围尽量与所生成盐的溶液酸碱性一致。（因此中和滴定一般选用酚酞、甲基橙，而不用石蕊试液。）
②用酸滴定Na3CO3溶液，酚酞作指示剂，终点产物为NaHCO3和NaCl，而用甲基橙作指示剂终点产物为NaCl、H2O、CO2
5.酸碱中和滴定误差分析：
【例７】用已知物质的量浓度的盐酸滴定未知物质的量浓度的NaOH溶液（酚酞作指示剂）。下列情况会使测定结果偏高的是 。
①酸式滴定管用水洗后便装盐酸进行滴定；②碱式滴定管用水洗后便用来量取待测NaOH；
③锥形瓶用蒸馏水洗涤后，又用待测NaOH润洗；④盐酸在的滴定时溅出锥形瓶外；
⑤滴定过快，将碱液溅到锥形瓶壁而又未摇匀洗下；⑥滴加盐酸，颜色不足半分钟即变色；
⑦滴定前，酸式滴定管有气泡，滴定后消失；⑧纪录起始体积，仰视读数，终点时俯视读数。
【课堂演练】
１（08上海）常温下，某溶液中由水电离的c（H+）=1×10-13mol/L，该溶液可能是（ ）
①二氧化硫水溶液 ②氯化铵水溶液 ③硝酸钠水溶液 ④氢氧化钠水溶液
A．①④ B．①② C．②③ D．③④
２（2010福建卷）10．下列关于电解质溶液的正确判断是 （ ）
A．在pH = 12的溶液中，K+、Cl-、HCO3-、Na+可以常量共存
B．在pH＝ 0的溶液中，Na+、NO3-、SO32-、K+可以常量共存
C．由0．1 mol·L-1一元碱BOH溶液的pH＝10,可推知BOH溶液存在BOH＝B++ OH-
D．由0．1 mol·L-1一元碱HA溶液的pH＝3, 可推知NaA溶液存在A- + H2O HA + OH-
3. （09上海）对于常温下pH为1的硝酸溶液，下列叙述正确的是（ ）
A．该溶液lmL稀释至100mL后，pH等于3
B．向该溶液中加入等体积、pH为13的氢氧化钡溶液恰好完全中和
C．该溶液中硝酸电离出的C(H+)与水电离出的C(H+)之比值为10－12
D．该溶液中水电离出的C(H+)是pH为3的硝酸中水电离出的C(H+)的100倍
4.（09海南） 室温时，0.1mo1/L一元酸HA在水中有0.1%发生电离，叙述错误的是（　　）
A．该溶液的pH=4　　　B．升高温度，溶液的pH增大
C．此酸的电离平衡常数约为1×10-7
D．由HA电离出的c(H+)约为水电离出的c(H+)的106倍
5. （09山东）某温度下，相同pH值的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释，平衡pH值随溶液体积变化的曲线如图（2－7－1）所示。据图判断正确的是高（ ）考资源 网
A.Ⅱ为盐酸稀释时pH值变化曲线高考资源网
B.b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强高考资源网
C.a点Kw的数值比c点Kw的数值大高考资源网
D.b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度高考资源网
8．（08北京）下列叙述正确的是( )。
A.将稀氨水逐滴加入稀硫酸中，当溶液pH=7时，c(SO42-)>c(NH4+)
B.两种醋酸溶液的物质的量浓度分别为c1和c2，pH分别为a和a+1，则c1=10c2
C.pH=11的NaOH溶液与pH=3的醋酸溶液等体积混合，滴入石蕊溶液呈红色
D.向0.1 mol/L的氨水中加入少量硫酸铵固体，则溶液中c(OH-)/c(NH3·H2O)增大
“弱电解质的电离平衡和溶液的酸碱性”课时作业
1．醋酸是电解质，下列事实能说明醋酸是弱电解质的组合是 ( )
①醋酸与水能以任意比互溶 ②醋酸溶液能导电
③醋酸溶液中存在醋酸分子 ④0.1 mol·L-1醋酸的pH比0.1 mol·L-1盐酸pH大
⑤醋酸能和碳酸钙反应放出CO2 ⑥0.1 mol·L-1醋酸钠溶液pH=8.9
⑦大小相同的锌粒与相同物质的量浓度的盐酸和醋酸反应，醋酸产生H2速率慢
A．②⑥⑦ B．③④⑤⑥ C．⑨④⑥⑦ D．①②
2、取浓度相同的NaOH和HCl溶液，以3:2体积比相混合，所得溶液的pH等于12，则原溶液的浓度为 （ ）
A、0.01mo1/L B、0.017mo1/L C、0.05mo1/L D、0.50mo1/L
3．高氯酸、硫酸、硝酸和盐酸都是强酸，其酸性在水溶液中差别不大。以下是某温度下这四种酸在冰醋酸中的电离常数
酸 HClO4 H2SO4 HCl HNO3
Ka 1.6×10-5 6.3×10-9 1.6×10-9 4.2×10-10
从以上表格中判断下列说法正确的是 （ ）
A．在冰醋酸中这四种酸都没有完全电离
B．在冰醋酸中高氯酸是这四种酸中最弱的酸
C．在冰醋酸中硫酸的电离方程式为H2SO4=2 H+ +SO42-
D．水对于这四种酸的强弱没有区分能力，但醋酸可以区别这四种酸的强弱
4．在体积均为1L，pH均等于2的盐酸和醋酸溶液，分别投入0.23g Na，则下图中比较符合反应事实的曲线是 （ ）
5．已知25℃时有关弱酸的电离平衡常数：
弱酸化学式 CH3COOH HCN H2CO3
电离平衡常数（25℃） 1.8×l0＿5 4.9×l0＿10 K1=4.3×l0＿7K2=5.6×l0＿11
则下列有关说法正确的是 （ ）
A．等物质的量浓度的各溶液pH关系为：pH（NaCN）＞pH（Na2CO3）＞pH（CH3COONa）
B．a mol·L—1 HCN溶液与b mol·L—1 NaOH溶液等体积混合后，所得溶液中
c(Na＋)＞c(CN－)，则a一定大于b
C．冰醋酸中逐滴加水，则溶液的导电性、醋酸的电离度、pH均先增大后减小
D．NaHCO3和Na2CO3混合溶液中，一定有c(Na＋)+ c(H＋)=c(OH－)+ c(HCO3－) +2c(CO32－)
6．盐酸、醋酸和碳酸氢钠是实验室里常见的药品。下列表述正确的是 ( )
A．在NaHCO3溶液中加入与其等物质的量的NaOH，溶液中的阴离子只有CO32-和OH-
B．NaHCO3溶液中：c(H+)+c(H2CO3)=c(OH-)+c(CO32-)
C．10 mL0.10 mol·L-1CH3COOH溶液加入等物质的量的NaOH后，溶液中离子的浓度由大到的顺序是：c(Na+)>c(CH3COOH)>c(OH-)>c(H+)
D．中和体积与pH都相同的HCl溶液和CH3COOH溶液所消耗的NaOH物质的量相同
7．已知甲酸钠（HCOONa）溶液呈碱性。室温下用pH相同、体积相同的盐酸与甲酸（HCOOH）溶液分别进行如下实验，下列相关叙述正确的是 （ ）
A．分别加入等体积水稀释，盐酸中c（H+）比甲酸中c（H+）小
B．分别用等物质的量浓度的NaOH溶液中和，盐酸比甲酸消耗的碱液少
C．分别跟等质量铝粉反应，盐酸比甲酸的起始反应速率快
D．分别跟过量的锌粒反应，盐酸比甲酸产生氢气的量多
8．(10分)(1)已知pH=2的高碘酸(H5IO6)溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合，所得溶液呈酸性：0.01 mol·L-1的HIO3或HMnO4溶液与pH=12的Ba(OH)2溶液等体积混合所得溶液均呈中性。
①H5IO6是 电解质(填“强”或“弱”)
②已知H5IO6和MnSO4在溶液中反应生成高锰酸、碘酸和硫酸，反应的离子方程式为
9（2010浙江卷）已知：①25℃时弱电解质电离平衡数：Ka（CH3COOH）＝1.8×10-5，
Ka（HSCN）＝0.13；难溶电解质的溶度积常数：Kap（CaF2）＝1.5×10-10
②25℃时，mol·L-1氢氟酸水溶液中，调节溶液pH（忽略体积变化），得到c（HF）、c（F-）与溶液pH的变化关系，如下图所示：
请根据以下信息回答下旬问题： 图2
（1）25℃时，将20mL 0.10 mol·L-1 CH3COOH溶液和20mL 0.10 mol·L-1HSCN溶液分别与20mL 0.10 mol·L-1NaHCO3溶液混合，实验测得产生的气体体积（V）随时间（t）变化的示意图为图2所示：
反应初始阶段，两种溶液产生CO2气体的速率存在明显差异的原因是 ，
反应结束后所得两溶液中，c（CH3COO-） c（SCN-）（填“＞”、“＜”或“＝”）
（2）25℃时，HF电离平衡常数的数值Ka ，列式并说明得出该常数的理由 。
（3） mol·L-1HF溶液与 mol·L-1 CaCl2溶液等体积混合，调节混合液pH为4.0（忽略调节混合液体积的变化），通过列式计算说明是否有沉淀产生。
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