第一篇:高三化学教案:平衡的计算
高三化学教案:平衡的计算
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本文题目:高三化学教案:平衡的计算
化学平衡
(5化学平衡的计算)
【归纳与整理】
一、化学平衡常数------平衡混合物中各组分的物质的量浓度之间的限制关系
1.概念
在一定温度下,当一个可逆反应达到 时,生成物 与反应物 的比值是一个常数,这个常数就是该反应的化学平衡常数(简称平衡常数),用符号 表示。
2.表达式
对于可逆反应mA(g)+ nB(g)pC(g)+ qD(g)在一定温度条件下达到平衡时:
K=
3.平衡浓度
只写浓度可变的溶液相和气相,纯固态和纯液态物质不写入(浓度视为1):
CaCO3(s)CaO(s)+ CO2(g)K
Cr2O72-(aq)+ H2O(l)2 CrO4 2-(aq)+ 2 H+(aq)K
4.K的意义
平衡常数是表明化学反应在一定条件下进行的最大程度(即反应限度)的特征值,一般可认为,K越大,表示化学反应达到平衡时生成物浓度对反应物浓度的比值越大,也就是反应进行的程度越大;反之,K越小,表示反应进行的程度越小。
一般地说,KK 时,该反应进行得就基本完全了。
F2 + H2 2HF K=6.51095
Cl2 + H2 2HCl K=2.571033
Br2 + H2 2HBr K=1.911019
I2 + H2 2HI K=8.67102
5.影响K的因素
浓度 压强 催化剂 温度
放热反应,温度升高,平衡常数______________(变大、变小
吸热反应,温度升高,平衡常数______________(变大、变小))6.平衡常数K的表达
(1)化学 计量数扩大 2 倍,K
N2 + 3 H2 2 NH3 K=
1/2 N2 + 3/2 H2 NH3 K=
(2)互逆反应,其平衡常数
2NO2 N2O4 K=
N2O4 2NO2 K=
(3)反应方程式相加(减),平衡常数相
NH4I NH3 + HI ①K1=
2HI H2 + I2 ②K2=
2NH4I NH3 + I2 + H2 ③K3=(4)用实际参加反应的粒子进行表达
Cl2 + H2O H+ + Cl-+ HClO K=
7.平衡常数K的应用
(1)判断可逆反应进行的限度
(2)判断一个可逆反应是否达到平衡
若用起始时各物质浓度幂之积的比值(用Q表示)与K比较,可判断可逆反应进行的方向。
当Q=K时,可逆反应;
当QK时,可逆反应;当Q
二、平衡转化率
某个指定反应物的转化率=
三、化学平衡计算
化学平衡计算三步曲
mA(g)+ nB(g)pC(g)+ qD(g)
n起始/mol a b c d
n变化/mol mx nx px qx
n平衡/mol a-mx b-nx c+px d+qx
【例1】已知在800K时,反应:
CO(g)+ H2O(g)H2(g)+ CO2(g)
若起始浓度c(CO)= 2molL-1,c(H2O)= 3molL-1,则反应达平衡时,CO转化成CO2的转化率为60%,如果将H2O的起始浓度加大为6 molL-1,试求此时CO转化为CO2的转化率。
【基本练习】
转化率有关的计算
1.将1mol气体A和3mol气体B在一定条件下发生反应:A(g)+ 3B(g)2C(g)(△H0)。达到平衡时,B的转化率为50%,则A的转化率为
A.25% B.30% C.40% D.50%
2.将2mol气体A和3mol气体B在一定条件下发生反应:A(g)+3B(g)2C(g)(△H0)。达到平衡时,B的转化率为50%,则A的转化率为
A.25% B.30% C.40% D.50%
3.在一定条件下进行的合成氨反应,当反应达到平衡时,实验测得N2的转化率为25%,而H2的转化率为37.5%。则起始时N2和H2的物质的量之比为:
A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.2∶1
4.在一定温度下,在密闭容器中使NO2分解,2NO2 2NO + O2,反应达到平衡时,容器内压强为原来的1.4倍,则NO2的分解率为
A.20% B.40% C.50% D.80%
5.在一密闭容器中,用等物质的量的A 和B 发生如下反应:A(g)+ 2B(g)2C(g),反应达到平衡时,若混和气体中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
A.40% B.50% C.60% D.70%
6.X、Y、Z为三种气体,把a mol X 和 b mol Y充入一密闭容器中,发生反应:X + 2Y 2Z,达到平衡时,若它们的物质的量满足n(X)+ n(Y)= n(Z),则Y的转化率为
A.B.C.D.7.如右下图所示两个等体积的容器,A为恒压容器,B为恒容容器。在相同温度下,分别将1 mol N2 和3 mol H2 混合气体充入A、B容器中,发生如下反应: N2(g)+3 H2(g)2NH3(g);△H=-92.4 kJ/mol。
保持温度不变,A、B容器中的反应均达到平衡状态。平衡时,A容器中气体体积为起始时的4/5,平衡状态记为P。
试回答下列问题:
(1)平衡时A容器中NH3 的体积分数是。若要使B容器中NH3 的体积分数与 A容器中相同,可采取的措施是。
(2)若保持温度不变,向B容器中补加c mol NH3,再次达到平衡时,A、B两容器中压强恰好相等,则c=。
(3)若保持温度不变,开始时向容器A中加入a mol N2、b mol H2和c mol NH3,要使反应向逆反应方向进行,且达到平衡后各气体的物质的量与原A平衡状态P相同,则起始时,c的取值范围是。
(4)若保持温度不变,开始时向容器B中加入a mol N2、b mol H2 和 1 mol NH3,平衡时,测得放出的热量为23.1 kJ,NH3 的体积分数与A容器平衡状态P相同,则a + b 的值是。化学平衡常数有关的计算
1.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);△H0。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。2.在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应: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
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=
(2)该反应△H 0
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是
A.容器内压强不变 B.混合气体中c(CO)不变
C.v正(H2)=v逆(H2O)D.c(CO2)=c(CO)
(4)某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)c(H2)=c(CO)c(H2O),此时t= ℃
3.(2018广东省茂名二模)反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)的平衡常数为K1;反应Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)的平衡常数为K2。在不同温度时K1、K2的值如下表:
温度(绝对温度)K1 K2
973 1.47 2.38
1173 2.15 1.67
(1)推导反应CO2(气)+H2(气)CO(气)+H2O(气)的平衡常数K与K1、K2的关系式:。
(2)计算K值:温度为973开时K=;1173开时:K=。通过K值的计算(1)反应是 反应(填吸热或放热)。
(3)在一体积为10L的密闭容器中,加入一定量的CO2和H2O(气),在1173开时发生反应并记录前5min的浓度,第6min时改变了反应的条件。各物质的浓度变化如下表:
时间/min CO2 H2O CO H2
0 0.2000 0.3000 0 0 0.1740 0.2740 0.0260 0.0260 c1 c2 c3 c3 c1 c2 c3 0.0727 0.1727 0.1273 0.1273 0.0350 0.1350 0.1650
①前2min,用CO表示的该化学反应的速率是:。
②在3~4min之间,反应处于 状态(填平衡或非平衡)。
③第6min时,平衡向 方向移动,可能的原因是。
4.(2018山东省泰安市期末)合成氨工业对化学工业和国防工业具有重要意义,对我国实现农业现代化起着重要作用。根据已学知识回答下列问题:
已知N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g)△H =-92.4kJmol-1
(1)合成氨工业采取的下列措施不可用平衡移动原理解释的是(填序号);
A.采用较高压强(20MPa ~50MPa)
B.采用500℃的高温
C.用铁触媒作催化剂
D.将生成的氨液化并及时从体系中分离出来
(2)合成氨工业中采用了较高压强(20MPa ~50MPa),而没有采用100MPa或者更大压强,试解释没有这么做的理由;
(3)在容积均为2L(容器体积不可变)的甲、乙两个容器中,分别加入2molN2、6molH2和1molN2、3molH2,在相同温度、催化剂下使其反应。最终达到平衡后,两容器N2转化率分别为甲、乙,则甲容器中平衡常数表达式为(用含甲的代数式表示),此时甲 乙(填、=)。
5.(2018上海市调研)
甲烷蒸气转化反应为:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),工业上可利用此反应生产合成氨原料气H2。
已知温度、压强和水碳比[ ]对甲烷蒸汽转化反应的影响如下图:
图1(水碳比为3)图2(水碳比为3)图3(800℃)
(1)该反应平衡常数K表达式为________________________。
(2)升高温度,平衡常数K__________(选填增大、减小或不变,下同),降低反应的水碳比,平衡常数K__________。
(3)图2中,两条曲线所示温度的关系是:t1_____t2(选填、=或在图3中画出压强为2 MPa时,CH4平衡含量与水碳比之间关系曲线。
(4)工业生产中使用镍作催化剂。但要求原料中含硫量小于510-7%,其目的是____________________________。
参考答案:
1【解析】D
2【解析】A
3【解析】B
4【解析】D
5【解析】A
6【解析】B
15【解答】(1)25% 增加N2、H2或降低温度(3)0.8
化学平衡常数有关的计算
1【解析】本题为05上海高考题25
(2)0.5
(1)K = c2(HI)c(H2)c(I2)
(2)0.167mol/Lmin
(3)① 减小 c ② f
(4)见右图
2【解析】
3【解答】(1)K=K1/K2
(2)0.62;1.29;吸热
(3)①v(CO)=0.0130molL-1nin-1 ②平衡
③右或正反应;升高温度(或减少了H2的浓度)
4【解答】(1)B、C
(2)压强越大,消耗的动力越大,对设备的要求越高,而总体经济效益提高不大
(3);
第二篇:高三化学教案:弱电解质的电离平衡
高三化学教案:弱电解质的电离平衡
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本文题目:高三化学教案:弱电解质的电离平衡
专题1 弱电解质的电离平衡
【考点扫描】
1、理解电解质和非电解质、强电解质和弱电解质。
2、掌握弱电解质的电离方程式;能正确书写电离方程式。
3、理解弱电解质的电离平衡以及影响因素。
4、电离平衡常数的表示、判断及计算
【知识梳理】
一、电解质和非电解质的比较
1、定义:
电解质:_______________________________________________
非电解质: ___________________________________
2、问题讨论: ①、氨气的水溶液是否能导电?氨气是否是电解质?(类似问题还有二氧化硫,二氧化碳等非金属氧化物的水溶液是否能导电?其本身是否是电解质?)
②、下列化合物只能在水溶液中导电的电解质是
第一组选项 :A.氯化氢 B.乙醇 C.氯化钠 D.氨气
第二组选项 :A.二氧化硫 B.氢氧化钾 C.甘油 D.碳酸氢钠
③、下列属于电解质的是:
A.硫酸溶液 B.食盐晶体 C.金属铜 D.氯化氢气体
3、归纳总结:
电解质 非电解质
定义
物质种类
溶质粒子
导电条件
导电实质
举例分析
二、强电解质和弱电解质
1、定义
强电解质:______________________________________
弱电解质:______________________________________________
2、问题讨论:(1)现有三种较稀的酸溶液a、b、c,分别加入足量的等量镁条,(a)盐酸(b)醋酸(c)硫酸
试讨论下列两种情况放出H2的初速率和放出H2的总量.初速率 氢气物质的量
(1)同体积同物质的量浓度
(2)同体积同pH值
(2)判断电解质强弱的方法:
3、归纳总结:
强电解质 弱电解质
电离程度
溶液中存在微粒种类
物质种类
结构特点
电离方程式 HnA HnA
三、电解质溶液导电能力的强弱
1、①电解质溶液的导电机理:
② 溶液的导电能力:。
③溶液导电能力的影响因素:
内因:。
外因:。
2、问题讨论:几个一定和几个不一定:
①溶液的导电性 与溶液中自由移动离子的浓度成正比
②相同温度,相同浓度的强电解质溶液的导电性 强于弱电解质溶液的导电性
③强电解质的导电性 强(如硫酸钡,碳酸钡等难溶性盐溶液),弱电解质的导电性 弱
④强电解质溶液的导电性 就比弱电解质溶液的导电性强,反之亦然.3、归纳总结:
电解质 非电解质(如氨气)金属
导电条件
导电微粒 影响因素
四、弱电解质的电离平衡
1、弱电解质的电离平衡建立:
以醋酸为例,说明弱电解质的电离平衡建立过程。
2、问题讨论:
3、归纳总结:
(1)电离平衡的特点:
(2)影响电离平衡的因素:
越热越电离: 电离是(吸热或放热)过程,因此,升高温度使平衡向 移动。
越稀越电离: 稀释弱电解质溶液,平衡向 移动。
同离子效应: 增大阴、阳离子的浓度,平衡向 移动;
减小阴、阳离子的浓度,平衡向 移动。
加入能反应的物质:平衡向 移动。
(3)相同物质的量浓度、相同体积的一元强酸(如烟酸)与一元弱酸(如醋酸)的比较:
C(H+)pH 中和碱的能力 与足量活泼金属产生H2的量 开始与金属反应的速率
一元强酸
一元弱酸
(4)相同pH、相同体积的一元强酸(如烟酸)与一元弱酸(如醋酸)的比较:
C(H+)C(酸)中和碱的能力 与足量活泼金属产生H2的量 开始与金属反应的速率
一元强酸
一元弱酸
五、电离方程式和离子方程式
1、电离方程式:强电解质完全电离,书写时用 弱电解质部分电离,书时用 号。多元弱酸是分步电离;所以应当分步书写电离方程式。多元弱碱也是分步电离,但可按一步电离写出。
2、离子分程式书写时,强电解质(除难溶性盐)一律写 符号;弱电解质,不论是在反应物中,还是在生成物中,都一律写其。
六、电离平衡常数
1、定义:。
2、电离常数的意义:。
3、电离常数的影响因素:。
4、多元弱酸的电离常数之间关系:一般K1 K2 K3,因此,计算多元弱酸溶液的C(H+)或比较弱酸酸性相对强弱时,通常只考虑 电离。
【典例精析】
【例1】下列物质既能导电又属电解质的是()
A.硝酸钾溶液 B.硫酸铜晶体 C.溶融的氯化钠 D.无水乙醇
【例2】下列叙述中,能证明某物质是弱电解质的是()
A.溶化时不导电
B.水溶液的导电能力很差
C.不是离子化物,而是极性共价化合物
D.溶液中已电离的离子和未电离的分子共存
【例3】有等体积、等pH的Ba(OH)
2、NaOH和NH3H2O三种碱溶液,滴加等浓度的盐酸将它们恰好中和,用去酸的体积分别为V1、V2、V3,则三者的大小关系正确的是()
A.V3V1 B.V3=V2=V1
C.V3V2=V1 D.V1=V2V3
【例4】下列电离方程式书写正确的是:()
A.NaHCO3=Na++H++CO32-B.(NH4)2SO4 2NH4++SO42-
C.H2S 2H++S2-D.Al(OH)3 H++AlO2-+H2O
【例5】在等浓度的两种一元弱酸钠盐溶液中分别通入适量CO2,发生如下反应:
NaR+CO2+H2OHR+NaHCO3,NaR+CO2+H2OHR+Na2CO3则两弱酸酸性强弱比较正确的是:()
A.HR较强 B.HR较强 C.两者差别不大 D.无法比较
【例6】试用简单的实验证明,在醋酸溶液中存在着CH3COOH CH3COO-+H+的电离平衡(要求写出简要操作,现象及实验能说明的问题)。
【反馈练习】
1.(07上海)判断下列有关化学基本概念的依据正确的是
A 氧化还原反应:元素化合价是否变化 B 共价化合物:是否含有共价键
C 强弱电解质:溶液的导电能力大小 D 金属晶体:晶体是否能够导电
2.(07上海)下列关于盐酸与醋酸两种稀溶液的说法正确的是
A 相同浓度的两溶液中c(H+)相同
B 100mL 0.1mol/L的两溶液能中和等物质的量的氢氧化钠
C pH=3的两溶液稀释100倍,pH都为5
D 两溶液中分别加人少量对应的钠盐,c(H+)均明显减小
3.(07上海)已知0.1mol/L的醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOH CH3COO-+H+要使溶液中c(H+)/c(CH3COOH)值增大,可以采取的措施是
A 加少量烧碱溶液 B 升高温度 C 加少量冰醋酸 D 加水
4.(06全国)在0.1molL-1CH3COOH溶液中存在如下电离平衡:
CH3COOH CH3COO-+H+,对于该平衡,下列叙述正确的是
A.加入水时,平衡向逆反应方向移动
B.加入少量NaOH固体,平衡向正反应方向移动
C.加入少量0.1molL-1HCl溶液,溶液中c(H+)减小
D.加入少量CH3COONa固体,平衡向正反应方向移动
5.(05全国)相同体积的pH=3的强酸溶液和弱酸溶液分别跟足量的镁完全反应,下列说法正确的是 A.弱酸溶液产生较多的氢气 B.强酸溶液产生较多的氢气
C.两者产生等量的氢气 D.无法比较两者产生氢气的量
6.(04全国)将0.l molL-1醋酸溶液加水稀释,下列说法正确的是
A.溶液中c(H+)和c(OH-)都减小 B.溶液中c(H+)增大
C.醋酸电离平衡向左移动 D.溶液的pH增大
7.(04广东)pH相同的盐酸和醋酸两种溶液中,它们的
A.H+的物质的量相同 B.物质的量浓度相同
C.H+的物质的量浓度不同 D.H+的物质的量浓度相同
8.(04广东)甲酸和乙酸都是弱酸,当它们的浓度均为0.10mol/L时,甲酸中的c(H+)约为乙酸中c(H+)的3倍。现有两种浓度不等的甲酸溶液a和b,以及0.10mol/L的乙酸,经测定它们的pH从大到小依次为a、乙酸、b。由此可知 A.a的浓度必小于乙酸的浓度 B.a的浓度必大于乙酸的浓度
C.b的浓度必小于乙酸的浓度 D.b的浓度必大于乙酸的浓度
9.(05上海)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
10.(04江苏)用pH均为2的盐酸和醋酸溶液,分别中和等体积、等物质的量浓度的氢氧化钠溶液,当氢氧化钠恰好被完全中和时,消耗盐酸和醋酸溶液的体积分别为Vl和V2,则Vl和V2的关系正确的是
A.V1V2 B.V1
11.(03全国)用0.01mol/L NaOH溶液完全中和pH=3的下列溶液各100mL。需NaOH溶液体积最大的是
A.盐酸 B.硫酸 C.高氯酸 D.醋酸
12.(03广东)在甲烧杯中放入盐酸,乙烧杯中放入醋酸,两种溶液的体积和pH都相等,向两烧杯中同时加入质量不等的锌粒,反应结束后得到等量的氢气。下列说法正确的是
A.甲烧杯中放入锌的质量比乙烧杯中放入锌的质量大
B.甲烧杯中的酸过量
C.两烧杯中参加反应的锌等量
D.反应开始后乙烧杯中的c(H+)始终比甲烧杯中的c(H+)小
第三篇:高三化学教案:化学计算复习教案
高三化学教案:化学计算复习教案
【课前自主复习与思考】
1.阅读《必修1》课本或教参,自己整理以物质的量为中心的有关计算网络关系。
用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是()
A.常温常压下的33.6L氯气与27g铝充分反应,转移电子数为3NA
B.标准状况下,22.4L己烷中共价键数目为19NA
C.由CO2和O2组成的混合物中共有NA个分子,其中的氧原子数为2NA
D.1L浓度为1molL-1的Na2CO3溶液中含有NA个CO32-
根据2018年江苏考试说明,化学计算的分值约占总分的12%。因此,值得重视。有些同学 【考纲点拨】
由于水平和时间关系,往往放弃计算,其实不是明智之举。近年来,计算考查难度下降,步骤简单,或许计算的数值有点繁琐,但计算的思维确实简单。
考查热点:
Ⅰ以NA为载体的计算;
Ⅱ守恒计算,如原子守恒、电荷守恒等;
Ⅲ多步计算寻找首尾关系,多见于氧化还原滴定;
Ⅳ反应热和盖斯定律、化学平衡常数和用化学平衡常数计算反应物的转化率、Ksp等。
【自主研究例题】
工业上以海水为原料可获得金属镁及其多种化合物。其中Mg(OH)2是制备镁盐、耐火材料和阻燃剂等的重要原料。已知:①25℃时,Mg(OH)2的溶度积Ksp=5.610-12;
②Mg(OH)2(s)=MgO(s)+H2O(g)△H= +81.5kJmol-1。试回答下列问题:
(1)下列叙述正确的是。(填字母序号)
A.从海水中获得Mg(OH)2工业上选择 NaOH作沉淀剂
B.Mg(OH)2能用作阻燃剂主要因为分解吸热且生成MgO覆盖可燃物
C.工业上由Mg(OH)2制金属镁的流程如下:
(2)已知酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如下:
pH 8.0 8.0~9.6 9.6
颜色 黄色 绿色 蓝色
25℃时,Mg(OH)2的饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂,溶液所呈现的颜色为。(3)达喜是中和胃酸的常用药物,其有效成分是铝和镁的碱式碳酸盐。现进行如下实验确定化学式:
实验一:取该碱式盐3.01 g充分灼烧至恒重,测得固体质量减少了1.30 g;
实验二:再取该碱式盐3.01 g使其溶于足量的盐酸中,产生CO2的体积为112 mL(标准状况);
实验三:向实验二的溶液中加入足量的NaOH溶液得到1.74 g白色沉淀。
①达喜中Mg2+与Al3+的物质的量之比为。②计算达喜的化学式。
【高考链接】
【例1】(2018江苏高考第5题)设 为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是()
A.常温下,1L1molL-1的 溶液中氮原子数为0.2 B.1mol羟基中电子数为10
C.在 反应中,每生成3mol 转移的电子数为6
D.常温常压下,22.4L乙烯中 键数为4
【例2】(2018江苏小高考第23题)某溶液中可能含有下列6种离子中的某几种:Cl-、SO42-、CO32-、NH4+、Na+、K+。为确认溶液组成进行如下实验:(1)200 mL上述溶液,加入足量BaCl2溶液,反应后将沉淀过滤、洗涤、干燥,得沉淀4.30 g,向沉淀中加入过量的盐酸,有2.33 g沉淀不溶。(2)向(1)的滤液中加入足量的NaOH溶液,加热,产生能促使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体1.12 L(已换算成标准状况,假定产生的气体全部逸出)。由此可以得出关于原溶液组成的正确结论是
A.一定存在SO42-、CO32-、NH4+,可能存在Cl-、Na+、K+
B.一定存在SO42-、CO32-、NH4+、Cl-,一定不存在Na+、K+
C.c(CO32-)=0.01 molL-1,c(NH4+)c(SO42-)
D.如果上述6种离子都存在,则c(Cl-)c(SO42-)
【例3】(江苏2009高考第20题)联氨(N2H4)及其衍生物是一类重要的火箭燃料,N2H4与N2O4反应能放出大量的热。
⑴已知:2NO2(g)= N2O4(g)△H= 52.70KJmol1。一定温度下,在密闭容器中反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡。其他条件不变时,下列措施能提高NO2转化率的是(填字母)。A.减小NO2的浓度 B.降低温度 C.增加NO2的浓度 D.升高温度
⑵25℃时,1.00g N2H4(l)与足量N2O4(l)完全反应生成N2(g)和H2O(l),放出19.14KJ的热量。则反应2 N2H4(l)+ N2O4(l)= 3N2(g+ 4H2O(l)的△H= KJmol1。
⑶17℃、1.01105Pa,密闭容器中N2O4 和NO2的混合气体达到平衡时,c(NO2)=0.0300
molL-
1、c(N2O4)=0.0120 molL-1。计算反应2NO2(g)N2O4(g)的平衡常数K。⑷现用一定量的铜与足量的浓硝酸反应,制得1.00L已达到平衡的N2O4 和NO2的混合气体(17℃、1.01105Pa),理论上至少消耗Cu多少克?
【例4】(江苏2018高考第20题)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,将容器中的混合气体通过过量NaOH溶液,气体体积减少了21.28L;再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收O2,气体的体积又减少了5.6L(以上气体体积均为标准状况下的体积)。(计算结果保留一位小数)
请回答下列问题:
(1)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
(2)欲提高SO2的转化率,下列措施可行的是。(填字母)
a.向装置中再充入N2 b.向装置中再充入O2
c.改变反应的催化剂 d.升高温度
(3)求该反应达到平衡时SO3的转化率(用百分数表示)。
(4)若将平衡混合气体的5%通入过量的BaCl2溶液,生成沉淀多少克?
【例5】(江苏2018高考第14题)某有机样品3.1g完全燃烧,燃烧后的混合物通入过量的澄清石灰水,石灰水共增重7.1g,经过滤得到10g沉淀。该有机样品可能是()
A.乙二醇 B.乙醇 C.乙醛 D.甲醇和丙三醇的混合物
【例6】(江苏2018高考第13题)研究反应物的化学计量数与产物之间的关系时,使用类似数轴的方法可以收到的直观形象的效果。下列表达不正确的是 A.密闭容器中CuO和C高温反应的气体产物:
B.Fe在Cl2中的燃烧产物:
C.AlCl3溶液中滴加NaOH后铝的存在形式:
D.氨水与SO2反应后溶液中的铵盐:
【例7】(江苏2018高考第20题)以水氯镁石(主要成分为)为原料生产碱式碳酸镁的主要流程如下:
(l)预氨化过程中有Mg(OH)2沉淀生成,已知常温下Mg(OH)2的,若溶液中,则溶液中 =。
(2)上述流程中的滤液浓缩结晶,所得主要固体物质的化学式为。
(3)高温煅烧碱式碳酸镁得到。取碱式碳酸镁4.66g,高温煅烧至恒重,得到固体2.00g和标准状况下 0.896L,通过计算确定碱式碳酸镁的化学式。
(4)若热水解不完全,所得碱式碳酸镁中将混有,则产品中镁的质量分数 ▲(填 升高、降低或不变)。
【自我检测】
1.用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是()
A.常温常压下11g CO2中共用电子对的数目为NA
B.11.2L乙烯、乙炔的混合物中C原子数为NA
C.1 L1 molL-1Na2CO3溶液中含CO32-离子数为NA
D.1mol乙醇和1mol乙酸反应生成的水分子数为NA
2.用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是()
A.3.6g碳与3.36LO2一定条件下恰好完全反应,生成CO分子数一定为0.3 NA
B.6.9g钠与足量的CO2和H2O(g)混合气体充分反应,转移的电子数一定为0.3NA C.25℃时,0.15mol/L的Na2CO3溶液中,Na+数目为0.3NA
D.标准状况下,2.24L氯仿中含有C-Cl数目为0.3NA
3.用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法中正确的是()
A.1L 0.1molL-1的FeCl3溶液中有0.1NA个Fe3+
B.Na2O2与H2O反应生成11.2LO2,反应中转移的电子数约为2NA
C.60g二氧化硅中SiO键个数为2NA
D.在标准状况下,Cl2和H2的混合气22.4升,光照后原子总数为2NA个
4.用NA表示阿伏伽德罗常数的值。下列叙述正确的组合是()
① 2.3 g Na和足量的O2完全反应,在常温和燃烧时,转移电子数均为0.1NA ② 含0.2 mol H2SO4的浓硫酸与足量铜反应,生成SO2的分子数为0.1 NA
③ 标准状况下,2.24L Cl2通入足量H2O或NaOH溶液中转移的电子数均为0.1NA。
④ 25℃时,pH=13的1.0LBa(OH)2溶液中含有的OH-数目为0.2NA
⑤ 100 mL 1 molL-1 AlCl3溶液中含阳离子数大于0.1NA
⑥ 含有NA个NO2、N2O4分子的混合气体,降低温度,混合气体的分子总数小于NA
A.①②⑥ B.②④⑥ C.③⑤⑥ D.①⑤⑥
5.今有一混合物的水溶液,只可能含有以下离子中的若干种:K+、NH4+、Cl-、Mg2+、Ba2+、CO32-、SO42-,现取三份100mL溶液进行如下实验:
(1)第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生
(2)第二份加足量NaOH溶液加热后,收集到气体0.04mol
(3)第三份加足量BaCl2溶液后,得干燥沉淀6.27g,经足量盐酸洗涤、干燥后,沉淀质量为2.33g。根据上述实验,以下推测正确的是
A K+一定存在 B 100mL溶液中含0.01mol CO32-
C Cl-可能存在 D Ba2+一定不存在,Mg2+可能存在
6.用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()
A.标准状况下,22.4L乙醇中含有的碳原子数目为2NA
B.1mol CnH2n含有的共同电子对数为(3n+1)NA
C.1mol CO2与1mol Na2O2完全反应时,转移的电子数目为NA
D.1mol/L的FeCl3溶液中,所含Fe3+的数目小于NA 7.一定条件下用甲烷可以消除氮氧化物(NOx)的污染。已知:
① CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=一574 kJmol-1
② CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=一1 160 kJmol一1。
下列正确的选项是()
A.CH4(g)+2NO2(g)= N2(g)+CO2(g)+2H2O(l)△H=一867 kJmol-1
B.CH4催化还原NOx为N2的过程中,若x=1.6,则转移的电子总数为3.2 mol
C.若0.2 mol CH4还原NO2至N2,在上述条件下放出的热量为173.4 kJ
D.若用标准状况下4.48L CH4 还原NO2至N2,整个过程中转移的电子总数为3.2 mol 8.在密闭容器中,将1.0 mol CO与1.0 mol H2O混合加热到800℃,发生下列反应:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。一段时间后该反应达到平衡,测得CO的物质的量为0.5 mol。则下列说法正确的是()
A.800℃下,该反应的化学平衡常数为0.25
B.427℃时该反应的平衡常数为9.4,则该反应的△H0
C.800℃下,若继续向该平衡体系中通入1.0 mol的CO(g),则平衡时CO物质的量分数为33.3%
D.800℃下,若继续向该平衡体系中通入1.0 mol的H2O(g),则平衡时CO转化率为66.7%
9.氯化铁是常见的水处理剂,无水FeCl3的熔点为555K、沸点为588K。工业上制备无水FeCl3的一种工艺如下:
(1)试写出吸收塔中反应的离子方程式:____________________________。(2)已知六水合氯化铁在水中的溶解度如下:
温度/℃ 0 10 20 30 50 80 100
溶解度(g/100gH20)74.4 81.9 91.8 106.8 315.1 525.8 535.7
从FeCl3溶液中获得FeCl36H2O的方法是:。
(3)捕集器中温度超过673K,存在相对分子质量为325的物质,该物质的分子式为:。
(4)室温时在FeCl3溶液中滴加NaOH溶液,当溶液pH为2.7时,Fe3+开始沉淀;当溶液pH为4时,c(Fe3+)= mol/L(已知:Ksp[Fe(OH)3]= 1.110-36)。
(5)FeCl3的质量分数通常可用碘量法测定:称取m克无水氯化铁样品,溶于稀盐酸,再转移到100mL容量瓶,用蒸馏水定容;取出10mL,加入稍过量的KI溶液,充分反应后,滴入某一指示剂并用c mol/L Na2S2O3溶液滴定用去V mL。
(已知:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)
①滴定终点的现象是:____________________________。
②样品中氯化铁的质量分数为:。
10.工业上生产硫酸时,利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是一个关键步骤。
(1)SO2转化为SO3是在接触室(如右图)里进行的,中部是一个热交换器,它是由导热性能良好的管状材料(如铜管)制成。温度低的气体A从管外流过,上层催化剂反应后的热气体从管内流过,通过导热材料进行气体与气体的热交换。实验室里有很多实验也需要进行热交换(除直接加热外),如在进行气体和气体热交换时,通常使用玻璃导管,气体和液体热交换时,通常使用(填仪器名称),请你举一例有液体与液体热交换的化学实验(填实验名称)。
(2)某温度下,2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g)△H=196 kJmol-1。开始时在100L的密闭容器中加入4.0molSO2(g)和10.0molO2(g),当反应达到平衡时共放出热量196kJ。此时二氧化硫的转化率为,该温度下平衡常数K=___________;(3)一定温度下,向体积为1L的密闭容器中充入2molSO2(g)和1molO2(g),发生下列反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),达到平衡时SO2的体积分数为a。若保持温度不变,以下列量作为起始量发生反应,达到平衡后SO2体积分数仍为a的是(填字母)。
A.向体积为1L的容器中充入2molSO3
B.向体积为1L的容器中充入4molSO2和2molO2
C.向体积为1L的容器中充入1.8molSO2、0.9mol O2、0.2mol SO3
D.向体积为0.5L的容器中充入1molSO2和0.5molO2
E.向体积为0.5L的容器中充入2molSO3和1molN2
(4)某学生设想以右图所示装置的电化学原理生产硫酸,写出通入O2一极的电极反应式。
(5)若通入SO2的速率为2.24Lmin-1(标准状况),为稳定持续生产,硫酸溶液的质量分数应维持50%,则左侧水的流入速率应为 mLmin-1。
11.硫酸钙是一种用途非常广泛的产品。
(1)已知25℃时,Ksp(CaSO4)=7.1010-5。在1L0.1molL-1CaCl2溶液中加入1L0.2molL-1的Na2SO4溶液,充分反应后(假设混合后溶液的体积变化忽略不计)溶液中Ca2+物质的量的浓度为 molL-1。
(2)某校课外活动小组为测定已部分脱水的生石膏的组成(xCaSO4yH2O),做如下实验:将固体放在坩埚中加热,经测量剩余固体质量随时间变化如图所示。
则x:y=_________。t2~t3时间段固体的化学式为。t5~t6时间段固体质量减轻的原因是产生了两种气体,其中一种能使品红溶液褪色,则该时间段所发生反应的化学方程式为。
12.一化学研究性学习小组对某工厂生产印刷电路板后所得废液进行探究(生产原理:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+)。请按要求完成下列探究报告。[探究目的]
从废液中回收铜,并重新得到FeCl3溶液。
[资料获悉]
①3Fe2++NO3-+4H+==3Fe3++NO+2H2O
②有关金属离子从开始沉淀到沉淀完全时溶液的pH:
Fe3+:2.7~3.7 Cu2+:5.2~6.4 Fe3+:7.6~9.6
[探究思路]
(1)先确定废液的组成及各金属离子的浓度;
(2)选择合适试剂回收铜,并重新得到FeCl3溶液。
[实验探究]
取几滴废液于试管中,加水稀释后,滴加KSCN溶液出现血红色,可知废液中除含有
Fe2+、Cu2+外,还含有Fe3+。
甲同学取10 mL废液,向其中加入足量的AgNO3溶液,得到的沉淀经过滤、洗涤、干燥,称重得8.61 g;乙同学另取10 mL废液,加入某试剂将pH调至4.0,使其中Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,而Fe2+、Cu2+仍留在废液中,沉淀经过滤、洗涤、灼烧,冷却后称重得0.32 g。通过计算可知废液中c(Fe3+)= mol/L,c(Fe2+)= mol/L,c(Cu2+)= mol/L。
[交流讨论]
如何回收1 L废液中含有的铜,并重新得到FeCl3溶液?
丙同学认为应该先向废液中加入w g铁粉[w =c(Cu2+)1 L 56 gmol-1],使之充分反应置换出铜,过滤,得金属铜。再向滤液中加入适量的稀硝酸,将Fe2+全部氧化为Fe3+,并进行尾气处理,即可达实验目的。有些同学认为丙同学的方案不可行,请你评价丙同学的方案有哪些不妥之处?(不一定填满)
该小组同学根据讨论得到的合理方案进行操作,最终达到了预期目的。(方案内容略)
[拓展延伸]
请画出1 L废液中加入铁粉的物质的量与废液中铜离子的物质的量的关系曲线,并利用图像计算,当铜离子的物质的量减少一半时,加入铁粉的质量是 g。
第四篇:高三化学教案:原电池
高三化学教案:原电池
【】欢迎来到高三化学教案栏目,此栏目中汇集了大量有关化学的教案,在此小编为您编辑了此文:高三化学教案:原电池,希望可以给大家的学习或教学提供更多的帮助
本文题目:高三化学教案:原电池
【要点扫描】
1.了解原电池工作原理及构成条件,能正确判断电极名称、电子流向、电流方向。会正确书写电极反应式及总反应方程式。
2.根据电极反应方程式,正确判断电解质溶液中离子的迁移方向和溶液的PH值变化。
3.了解常见化学电源的工作原理,了解新型化学电源
4.根据电极反应,理解原电池工作时基本定量关系。
【知识梳理】
一.原电池
1.工作原理:
2.基本组成:
3.构成条件:
4.原电池正负极的判断方法:
原电池有两个电极,一个是正极,一个是负极。判断正极和负极的方法是
5.电极反应式和总反应式的书写:
例。已知下列原电池的总反应式,请写出其电极反应式,并归纳如何根据原电池的总反应式正确书写电极反应式。
① Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu
② 2Zn+4NH4Cl+4MnO2=[Zn(NH3)4]Cl2+ZnCl2+2Mn2O3+2H2O
③ CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O
【归纳】根据总反应式书写电极反应式的基本思路:
负极:还原剂 氧化产物(要不要介质参与?)
正极:氧化剂 还原产物(要不要介质参与?)分享:
(1)若总反应式中没有H+参加反应,则若一极消耗H+,另一极必定生成H+。
(2)若总反应式中没有OH-参加反应,则若一极消耗OH-,另一极必定生成OH-。
(3)氢氧不够,水来凑。
6.PH值变化:
二.常见化学电源
(1)一次电池:一次电池的活性物质消耗到一定程度,就不能使用了。
如普通的锌锰电池:
碱性锌锰电池:
(2)二次电池:二次电池又称充电电池或蓄电池,放电后可以再充电使活性物质获得再生。这类电池可以多次重复使用。
如铅蓄电池:
(3)燃料电池
燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化成电能的化学电池。它与一般化学电池不同,一般化学电池的活性物质储存在电池内部,故而限制了电池的容量,而燃料电池的电极本身不包含活性物质,它工作时,燃料和氧化剂连续不断地由外部供给,在电极上不断地进行电极反应,生成物不断地被排除,于是电池就连续不断地提供电能。
如氢氧燃料电池:
a.电解质溶液为硫酸时:负极;正极
b.电解质溶液为强碱时:负极;正极
c.电解质溶液为水时: 负极;正极
如乙醇燃料碱性电池:负极;正极
小结:一次电池、二次电池、燃料电池的优缺点:
【典例精析】
例1.下列关于原电池的叙述,正确的是()
A.构成原电池的正极和负极必须是两种活泼性不同的金属
B.电子从负极流向正极,电流从正极流向负极
C.在电解质溶液中,阴离子从负极向正极移动,阳离子从正极向负极移动
D.原电池工作时,正极发生还原反应,负极发生氧化反应
解题体会:
例2.把铁钉和碳棒用铜线联接后,浸入0.01 mol / L的食盐溶液中,可能发生的现象是
A.碳棒上放出氯气 B.碳棒近旁产生OH-()
C.碳棒上放出氧气 D.铁钉上放出氢气 E.铁钉被氧化
解题体会:
例3.一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丁烷气体:电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO3)晶体,在熔融状态下能传导O2-。下列对该燃料电池说法正确的是
A.在熔融电解质中,O2--由负极移向正极
B.电池的总反应是:2C4H10+13O2 8CO2+10H2O
C.通入空气的一极是正级,电极反应为:O2+4e-2O2--
D.通入丁烷的一极是正极,电极反应为:C4H10+26e--+13O2--4CO2+SH2O
解题体会:
【反馈练习】
1.下列各组金属和溶液,能组成原电池的是
A Cu、Cu、稀硫酸 B Zn、Cu、稀硫酸
C Cu、Zn、酒精 D Zn、Cu、CuSO4溶液
2.一个原电池的总反应的离子方程式是Zn+Cu2+══Zn2++Cu,该反应的原电池的组成正确的是
(A)(B)(C)(D)
正极 Zn Ag Cu Cu
()
负极 Cu Cu Zn Zn
电解质溶液 CuCl2 H2SO4 CuSO4 FeCl2
3.由铜、锌和稀硫酸组成的原电池工作时,电解质溶液的pH怎样变化()
A 不变 B 先变小后变大
C 逐渐变大 D 逐渐变小
4.将铁片和银片用导线连接置于同一稀盐酸溶液中,并经过一段时间后,下列各叙述正确的是()
A 负极有Cl2逸出,正极有H2逸出
B 负极附近Cl的浓度减小
C 正极附近Cl的浓度逐渐增大
D 溶液中Cl的浓度基本不变
5.关于如图所示装置的叙述,正确的是()
A 铜是阳极,铜片上有气泡产生
B 铜片质量逐渐减少
C 电流从锌片经导线流向铜片
D 氢离子在铜片表面被还原
6.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(1)+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 外电路中每通过0.2 mol电子,锌的质量理论上减小6.5 g
7.高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为:
3Zn+2K2FeO4+8H2O 3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH
下列叙述不正确的是()
A 放电时负极反应为:Zn-2e-+2OH-====Zn(OH)2
B 充电时阳极反应为:Fe(OH)3-3e-+5OH-====FeO42-+4H2O
C 放电时每转移3mol电子,正极有1molK2FeO4被氧化
D 放电时正极附近溶液的碱性增强
8.锂离子电池已经成为新一代实用化的蓄电池,该电池具有能量密度大、电压高的特性。锂离子电池放电时的电极反应式为
负极反应:C6Li-xe-C6Li1-x+x Li+(C6Li表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料)
正极反应:Li1-xMO2+xLi++xe-LiMO2(LiMO2表示含锂的过渡金属氧化物)
下列有关说法正确的是()
A 锂离子电池充电时电池反应为C6Li+Li1-xMO2 LiMO2+C6Li1-x
B 电池反应中,锂、锌、银、铅各失去1 mol电子,金属锂所消耗的质量小
C 锂离子电池放电时电池内部Li+向负极移动
D 锂离子电池充电时阴极反应为C6Li1-x+x Li++x e-C6Li
9.如图所示的装置,在铁圈和银圈的焊接处,用一根棉线将其悬吊在盛水的烧杯中,使之平衡。小心地向烧杯中央滴入CuSO4溶液,片刻后可观察到的现象是()
A 铁圈和银圈左右摇摆不定
B 保持平衡状况
C 铁圈向下倾斜
D 银圈向下倾斜
10.将等质量的两份锌粉a、b,分别加入过量的稀硫酸,同时向a中加少量CuSO4溶液,下列各图中产生H2的体积v(L)与时间t(min)的关系如图,其中正确的是()
11.根据右图所示的装置,回答下列问题:
(1)铁片与铜片不用导线连接,现象是,反应的化学方程式为。
(2)用导线把金属片连接起来,现象是,电极反应式为:负极,正极,反应的化学方程式为。
12.(1)将两铂片插入KOH溶液中作为电极,在两极区分别通入甲烷(或氢气、一氧化碳等可燃性气体)和氧气构成燃料电池,则通入甲烷气体的极是原电池的,该极的电极反应是,电池工作时的总反应的离子方程式是。
(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的熔融盐混合物作电解质,CO为负极燃气,空气与CO2的混合气体为正极助燃气,制得650℃下工作的燃料电池,完成下列反应式:正极:,负极:2CO+2CO32-==4CO2+4e-。总反应:。
(3)铅蓄电池(原电池)工作时,总反应为:PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O由此可以判断。
A 原电池的电极材料:① 正极;② 负极。
B 电极反应式:正极PbO2+4H++SO42-+2e-==PbSO4+2H2O,负极电极反应式为。
C 工作后,蓄电池里电解质溶液的pH(填变大变小或不变)。
理由是。
13.如右图所示组成一种原电池,试回答下列问题(灯泡功率合适)。
(1)电解质溶液为稀硫酸时,灯泡(填亮或不亮,填亮做a题,填不亮做b题)。
a.若灯泡亮,则Mg电极上发生的反应为;
Al电极上发生的反应为。
b.若灯泡不亮,其理由为。
(2)电解质溶液为NaOH溶液时,灯泡(填亮或不亮,填亮做a题,填不亮做b题)。
a.若灯泡亮,则Mg电极上发生的反应为;
Al电极上发生的反应为。
b.若灯泡不亮,其理由为。
14.化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。
(1)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池,其电池总反应可以表示为:
Cd+2NiO(OH)+2H2O 2Ni(OH)2+Cd(OH)2
已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水但能溶于酸,以下说法中正确的是
① 以上反应是可逆反应 ② 以上反应不是可逆反应
③ 充电时化学能转变为电能 ④ 放电时化学能转变为电能
A ①③ B ②④ C ①④ D ②③
(2)废弃的镍镉电池已成为重要的环境污染物,有资料表明一节废镍锡电池可以使一平方米面积的耕地失去使用价值。在酸性土壤中这种污染尤为严重。这是因为
(3)另一种常用的电池是锂电池(很是一种碱金属元素,其相对原子质量为7,由于它的比容量(单位质量电板材料所能转换的电量)特别大而广泛应用于心脏起搏器,一般使用时间可长达十年。它的负极用金属锂制成;电池总反应可表示为:Li+MnO2LiMnO2
试回答:锂电池比容量特别大的原因是
锂电池中的电解质溶液需用非水溶剂配制,为什么这种电池不能使用电解质的水溶液?请用化学方程式表示其原因
15.由铜片、锌片和200mL稀H2SO4组成的原电池,当在铜片上共放出3.36L(标准状况)气体时,H2SO4恰好全部用完。(假设锌片不放出气体)求:
(1)消耗锌的质量;(2)通过导线的电子数;(3)稀H2SO4的物质的量浓度。
原电池 第一课时 参考答案
[典例精析]
例1 BD 例2 BE 例3 BC
[反馈练习]
1.BD 2.C 3.C 4.D 5.D 6.C 7.C 8.BD
9.D 10.A
11.(1)Fe片溶解,周围有气泡逸出 Cu周围无明显现象
(2)Fe片溶解 Cu周围有气泡逸出 负极 Fe 2e-= Fe2+
正极2H+ + 2e-= H2 Fe + 2H+ = H2 + Fe2+
12.(1)负极 CH4 8e-+ 10OH-= CO32-+ 7 H2O
CH4 + 2O2 +2OH-= CO32-+ 3H2O
(2)2CO+ 2CO32--4e-=4CO2 2CO+O2=2CO2
(3)A.PbO2 Pb
B.Pb-2e-+SO42-=PbSO4
C.变大,在过程中消耗了H2SO4
13.(1)亮
a.Mg2e-= Mg2+ 2H+ + 2 e-= H2(2)亮
a.2H2O + 2e-= H2 +2OH-Al 3e-+ 4 OH-= AlO2-+ 2H2O
14.(1)B(2)Ni(OH)2和Cd(OH)2能溶于酸性溶液。
(3)锂的摩尔质量小 :2Li+ZH2OLiOH+H2
15.9.75g 0.3mol e-0.75mol/L
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第五篇:高三化学教案:过渡元素
高三化学教案:过渡元素
1.NO3-与Fe2+在酸性条件下,不能共存。
2.过量的Fe与硝酸作用,或在Fe和Fe2O3的混合物中加入盐酸,要注意产生的Fe3+还可以氧化单质Fe这一隐含反应:Fe+2Fe3+=3Fe2+。
3.注意FeCl3、Fe2(SO4)3的水溶液蒸干所得剩余固体的区别。
FeCl3溶液加热浓缩时,因Fe3+水解和HCl的挥发,得到的固体为Fe(OH)3,如灼烧后得到红色的Fe2O3固体。但Fe2(SO4)3溶液蒸干时,因硫酸是难挥发性酸,将不能得到Fe(OH)3固体。
4.忽视亚铁盐及Fe(OH)2易被空气中氧气氧化成三价铁的化合物。如某溶液中加入碱溶液后,最终得到红褐色沉淀,并不能断定该溶液中一定含有Fe3+,而也可能含有Fe2+。
5.忽视铁单质与强氧化性物质反应时,也有生成二价铁化合物的可能性。反应中若铁为足量,最终铁元素将以二价铁形式存在,因为2Fe3++Fe=3Fe2+。
【典型例题评析】
例1久置于空气中的下列物质,因被氧化而呈黄色的是(2000年全国高考题)
A.浓HNO3B.氯化亚铁溶液C.溴苯D.溴化银
思路分析:本题考查的是常见的“黄色体系”有四种固体:溴化银、硫、过氧化钠、三硝基甲苯;外加几种黄色溶液:浓HNO3(因溶液中有NO2气体)、工业盐酸(含Fe3+离子)、不纯的硝基苯(因溶有NO2)、亚铁盐溶液(因含Fe3+离子)等。对于该题除考查物质的物理性质颜色之外,还附加了一个条件:“因被氧化”,因此,只能考虑B选项。
答案:B
方法要领:本题是“氧化”概念与化合物的物理、化学性质的结合。该题看似简单,但很容易选错,关键注意答题时要看清题目的限制条件,并把握全面。抓住“氧化”这一特征便可。
例2某溶液中有NH4+、Mg2+、Fe2+和Al3+4种离子,若向其中加入过量的NaOH溶液,微热并搅拌,再加入过量的盐酸,溶液中大量减少的阳离子是(2018年全国高考题)
A.NH4+B.Mg2+C.Fe2+D.Al3+
思路分析:各离子在加入NaOH溶液和HCl的变化过程中,离子变化为:NH4+→NH3;Mg2+→Mg(OH)2→Mg2+;Fe2+→Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe3+;Al3+→AlO2-→Al3+。只有A和C的离子数减小。
答案:A、C
方法要领:题中涉及多种阳离子在强酸、强碱溶液中的发生的变化。分析各离子的变化过程,从而搞清数目是否改变。注意试剂的用量及反应条件,如微热。
本题考查了两个知识点:(1)NH4+在碱性受热条件下不稳定;(2)Fe2+易变质,特别在碱性条件下Fe(OH)2→Fe(OH)3速率极快。例3将铁屑溶于过量盐酸后,再加入下列物质,会有三价铁生成的是(2018年全国高考题)
A.硫酸B.氯水C.硝酸锌D.氯化铜
思路分析:本题考查Fe2+与Fe3+相互转化。其中A项中加入硫酸,无任何反应;若加入B项中氯水,因2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,故有Fe3+生成;C项中加入Zn(NO3)2,因溶液中有H+,发生反应:3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O,C正确;D项中加入CuCl2无反应发生。
答案:B、C
方法要领:Fe2+有较强的还原性,易被氧化成Fe3+;对于NO3-的隐蔽氧化性,应用时应高度警惕;在离子共存、离子方程式正误判断,及还原性物质在酸性环境中遇NO3-时,往往要考虑其氧化性。
例4制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”:发生的反应为2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉,反应结束后,下列结果不可能出现的是
A.烧杯中有铜无铁B.烧杯中有铁无铜
C.烧杯中铁、铜都有D.烧杯中铁、铜都无
思路分析:向盛有FeCl3溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉,由于Fe的还原性比Cu强,Fe3+首先应与Fe反应,如果Fe3+有剩余,剩余的Fe3+再与Cu反应。铁粉未反应完时铜粉就不会被氧化,所以不可能出现烧杯中有铁无铜的现象,故应选B。其他三个选项的情况都可能再现。当FeCl3过量或恰好完全反应时,Fe、Cu均无剩余,即选项D,反应后溶液中有Fe3+、Fe2+、Cu2+或Fe2+、Cu2+。当FeCl3不足量时,有两种情况:①Fe粉有剩余,则Cu尚未参加反应,即选项C,反应后溶液中只有Fe2+(不考虑H+、OH-);②铁粉无剩余,则Cu反应了一部分或尚未参加反应,即选项A,反应后溶液中有Fe2+、Cu2+或只有Fe2+。
答案:B
方法要领:此题涉及氧化还原反应的一个规律:当一种氧化剂氧化几种还原剂时,首先氧化最强的还原剂,待最强的还原剂完全氧化后,多余的氧化剂再依次氧化次强的还原剂。一种还原剂还原几种氧化剂时与此类似。
金属越活泼,还原性越强,不过对变价金属所形成的中间价态的阳离子与高价态的阳离子其氧化性是不同的。常见的金属阳离子氧化性顺序为:
K+
由上表知,Fe3+的氧化性比Cu2+强,才会发生题中介绍的印刷电路腐蚀原理的反应。
例5在由Fe、FeO、和Fe2O3组成的混合物中加入100mL2mol/L的盐酸,恰好使混合物完全溶解,并放出448mL气体(标准状况),此时溶液中无Fe3+离子,则下列判断正确的是(2018年上海高考题)
A.混合物里3种物质反应时消耗盐盐酸的物质的量浓度之比为1:1:3
B.反应后所得溶液中的Fe2+离子与Cl-离子的物质的量浓度之比为1:2
C.混合物里,FeO的物质的量无法确定,但Fe比Fe2O3的物质的量多
D.混合物里,Fe2O3的物质的量无法确定,但Fe比FeO的物质的量多
思路分析:根据题意,n(HCl)=0.2mol,生成n(H2)=0.448L/22.4L.mol-1=0.02mol。
因氧化性:Fe3+>H+,所以Fe先与Fe3+反应后再还原H+,由Fe+2Fe3+=3Fe2+(1molFe还原1molFe2O3),和Fe与H+反应放出H2,可知n(Fe)>n(Fe2O3);由反应后溶液中溶质全为FeCl2知,n(Fe2+):n(Cl-)=1:2;至于混合物中Fe、Fe2O3及FeO之间量的关系,无从知道。
答案:B、C
方法要领:可用图示分析反应过程,以帮助理解:
例6下图中的每一方格表示有关的一种反应物或生成物,其中粗框表示初始反应物(反应时加入或生成的水,以及生成沉淀J时的其他产物均已略去)。(1994年全国高考题)
请填写下列空白:
(1)物质B是、F是________、J是。
(2)反应①的离子方程式是_____________________。
思路分析:饱和食盐水电解的产物是NaOH、Cl2、H2。三者之间存在的反应是:H2+Cl2=2HCl、2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O,由图示:B能与另外两种生成物反应,所以B为Cl2;又B与A反应产物有两种所以C一定为H2,A为NaOH,G为HCl;再由F+Cl2→I,F+HCl→H+H2,H+Cl2→I,可推知F为变价金属,可确定为Fe;H和I分别为FeCl2和FeCl3;最后注意理解D与H、I反应。由题知D、E为NaCl、NaClO,通过上述分析可认定D应NaClO,有关反应为:I→J:Fe3++3ClO-+3H2O=Fe(OH)3↓+3HClO,发生了双水解反应。而H→J可理解为生成Fe(OH)2,但HClO有强氧化性而将Fe(OH)2氧化为Fe(OH)3。
答案:(1)Cl2(或氯气),Fe(或铁),Fe(OH)3(或氢氧化铁)(2)Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O
方法要领:本题的难点,是确定F为何种物质。其推断方法:先推断F为何种类型的物质,因F+Cl2→I,F+HCl→H+H2,所以F必为金属。再推断这种金属的特点,因I、H均为氯化物,又H+Cl2→I,所以F是变价金属,而我们熟知的变价金属是铁。先确定物质的种类,再确认具体物质,这是解推断题中常用的方法。因为它能分解难点,使一步推断的目标更具体、更明确。思路也变得非常清晰。
例7Cu+在酸性溶液中不稳定,可发生自身氧化还原反应生成Cu2+和Cu。现有浓硫酸、浓硝酸、稀硫酸、稀硝酸、FeCl3稀溶液及pH试纸,简述如何用简便的实验方法来检验CuO经氢气还原所得红色产物中是否含有碱性氧化物Cu2O。