
TOC \ "1-2" \h \u \l "_Tc15935" PAGEREF _Tc15935 \h 1
\l "_Tc1122" 【考向一】熱化學(xué)方程式及反應(yīng)熱的計(jì)算 PAGEREF _Tc1122 \h 1
\l "_Tc15494" 【考向二】有關(guān)反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率、速率常數(shù)的計(jì)算 PAGEREF _Tc15494 \h 5
\l "_Tc16034" 【考向三】分壓平衡常數(shù)(Kp)計(jì)算 PAGEREF _Tc16034 \h 9
\l "_Tc6689" 【考向四】平衡圖像曲線受溫度、壓強(qiáng)影響的原因分析 PAGEREF _Tc6689 \h 12
\l "_Tc32219" 【考向五】平衡圖像中最佳反應(yīng)條件選擇的原因分析 PAGEREF _Tc32219 \h 17
\l "_Tc23801" 【考向六】平衡圖像中轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率變化的原因分析 PAGEREF _Tc23801 \h 19
\l "_Tc6634" 【考向七】電解質(zhì)溶液中有關(guān)電離(水解)平衡常數(shù)的計(jì)算 PAGEREF _Tc6634 \h 22
\l "_Tc10409" 【考向八】溶度積( Ksp)的相關(guān)計(jì)算 PAGEREF _Tc10409 \h 27
\l "_Tc28264" 【考向九】電極方程式書(shū)寫(xiě) PAGEREF _Tc28264 \h 31
\l "_Tc16164" PAGEREF _Tc16164 \h 35
【考向一】熱化學(xué)方程式及反應(yīng)熱的計(jì)算
【典例1】(2023上·上海奉賢)回答下列問(wèn)題。
(1)①C(s)+O2(g)=CO2(g) =-437.3kJ/ml
②H2(g)+O2(g)=H2O(g) =-285.8 kJ/ml
③CO(g)+O2(g)=CO2(g) =-283.0 kJ/ml
固態(tài)碳和水蒸氣反應(yīng)生成CO和H2的熱化學(xué)方程式為 。
(2)根據(jù)鍵能數(shù)據(jù)估算CH4(g)+4F2(g)=CF4(g)+4HF(g)的反應(yīng)熱為 。
(3)標(biāo)準(zhǔn)狀況下,3.36L僅由C、H元素組成的某氣體質(zhì)量4.5g完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l)時(shí),放出233.97kJ的熱量。該氣體的分子式為 ,熱值為 kJ/g,該氣體燃燒熱的熱化學(xué)方程式為 。
1.書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式的“五環(huán)節(jié)”
2.利用蓋斯定律書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式的步驟和方法
3.常用關(guān)系式
4.ΔH的三種計(jì)算式
(1)ΔH=生成物總能量-反應(yīng)物總能量=H(生成物)-H(反應(yīng)物)
(2)ΔH=反應(yīng)物總鍵能之和-生成物總鍵能之和
常見(jiàn)物質(zhì)中的化學(xué)鍵數(shù)目
(3)ΔH=E1-E2,E1為正反應(yīng)的活化能,E2為逆反應(yīng)的活化能
【變式1-1】鐵觸媒催化合成氨經(jīng)歷下圖所示①⑧步基元反應(yīng)(從狀態(tài)I至狀態(tài)Ⅶ):
上圖中“ad”表示吸附在催化劑表面的物質(zhì)。完成下列問(wèn)題:
(1)催化反應(yīng)往往經(jīng)過(guò)物質(zhì)在催化劑表面的“吸附”過(guò)程和脫離催化劑表面的“脫附”過(guò)程。其中,“吸附”過(guò)程是上圖中的第 步基元反應(yīng),“脫附”過(guò)程是 (填“吸熱”或“放熱”)過(guò)程。
(2)根據(jù)上圖計(jì)算合成氨反應(yīng)的焓變: △H= 。
【變式1-2】(2023上·河南濮陽(yáng)·高二濮陽(yáng)一高??迹┝准捌浠衔飸?yīng)用廣泛,磷元素有白磷、紅磷、黑磷等單質(zhì)。
(1)一定條件下,紅磷在氯氣中燃燒的產(chǎn)物有兩種(和),反應(yīng)過(guò)程中的能量變化關(guān)系如圖所示。回答下列問(wèn)題:
寫(xiě)出固態(tài)紅磷在一定量的中完全燃燒生成氣態(tài)物質(zhì)()的熱化學(xué)方程式: 。(用圖中字母表示)
(2)白磷()在中燃燒有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系。
其中 (用含和的代數(shù)式表示)。
(3)已知:(s,白磷)(s,黑磷);
(s,白磷)(s,紅磷);
由此推知,其中最穩(wěn)定的磷單質(zhì)是 (填“白磷”、“黑磷”或“紅磷”)。
【考向二】有關(guān)反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率、速率常數(shù)的計(jì)算
【典例2】(2023·江蘇南通·統(tǒng)考二模)在催化劑作用下,以、為原料合成,其主要反應(yīng)有:
反應(yīng)1 kJ·ml
反應(yīng)2 kJ·ml
將體積比為1∶1的、混合氣體按一定流速通過(guò)催化反應(yīng)管,測(cè)得、的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的關(guān)系如圖所示。
已知的選擇性
下列說(shuō)法正確的是
A.圖中曲線①表示轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化
B.720~800℃范圍內(nèi),隨溫度的升高,出口處及的量均增大
C.720~800℃范圍內(nèi),隨溫度的升高,的選擇性不斷增大
D.其他條件不變,加入或選用高效催化劑,均能提高平衡時(shí)產(chǎn)率
1.有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算公式的理解
對(duì)于反應(yīng)mA(g)+nB(g)===cC(g)+dD(g)
(1)計(jì)算公式:v(A)=
(2)同一反應(yīng)用不同的物質(zhì)表示反應(yīng)速率時(shí),數(shù)值可能不同,但意義相同。不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率,存在如下關(guān)系:v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶c∶d
(3)注意事項(xiàng)
①濃度變化只適用于氣體和溶液中的溶質(zhì),不適用于固體和純液體
②化學(xué)反應(yīng)速率是某段時(shí)間內(nèi)的平均反應(yīng)速率,而不是瞬時(shí)速率,且計(jì)算時(shí)取正值
2.化學(xué)平衡計(jì)算中常用公式
對(duì)于可逆反應(yīng):對(duì)以下反應(yīng):mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),令A(yù)、B起始物質(zhì)的量(ml)分別為a、b,達(dá)到平衡后,A的消耗量為mx ml,容器容積為V L
mA(g) + nB(g)pC(g)+qD(g)
起始/ml a b 0 0
變化/ml mx nx px qx
平衡/ml a-mx b-nx px qx
平衡常數(shù):K=eq \f(cp?C?·cq?D?,cm?A?·cn?B?)=eq \f(?\f(px,V)?p·?\f(qx,V)?q,?\f(a-mx,V)?m·?\f(b-nx,V)?n) (固體和純液體的濃度為常數(shù),不計(jì)入化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式中)
反應(yīng)物(A)的轉(zhuǎn)化率:α(A)= eq \f(n(轉(zhuǎn)化),n(起始)) ×100%= eq \f(c(轉(zhuǎn)化),c(起始)) ×100%=eq \f(mx,a)×100%
3.化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)及應(yīng)用
(1)速率常數(shù)含義:反應(yīng)速率常數(shù)(k)是指在給定溫度下,反應(yīng)物濃度皆為1 ml·L-1時(shí)的反應(yīng)速率。在相同的濃度條件下,可用反應(yīng)速率常數(shù)大小來(lái)比較化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率
(2)速率常數(shù)的影響因素:與濃度無(wú)關(guān),但受溫度、催化劑、固體表面性質(zhì)等因素的影響,但溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響是顯著的,速率常數(shù)是溫度的函數(shù),同一反應(yīng),溫度不同,速率常數(shù)將有不同的值,一般溫度越高,反應(yīng)速率常數(shù)越大。通常反應(yīng)速率常數(shù)越大,反應(yīng)進(jìn)行得越快。不同反應(yīng)有不同的速率常數(shù)
(3)速率方程
①定義:一定溫度下,化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度以其計(jì)量數(shù)為指數(shù)的冪的乘積成正比
②表達(dá)式:對(duì)于反應(yīng):aA(g)+bB(g)gG(g)+hH(g),則v正=k正·ca(A)·cb(B)(其中k正為正反應(yīng)的反應(yīng)速率常數(shù)),v逆=k逆·cg(G)·ch(H)(其中k逆為逆反應(yīng)的反應(yīng)速率常數(shù))
如:反應(yīng):2NO2(g)2NO(g)+O2(g),v正=k正·c2(NO2),v逆=k逆·c2(NO)·c(O2)。
(4)速率常數(shù)與化學(xué)平衡常數(shù)之間的關(guān)系
①K與k正、k逆的關(guān)系
對(duì)于反應(yīng):aA(g)+bB(g)pC(g)+qD(g),
則:v正=k正·ca(A)·cb(B) (k正為正反應(yīng)速率常數(shù))
v逆=k逆·cp(C)·cq(D) (k逆為逆反應(yīng)速率常數(shù))
反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)v正=v逆,此時(shí):k正·ca(A)·cb(B)=k逆·cp(C)·cq(D),即:
②Kp與k正、k逆的關(guān)系
以2NO2N2O4為例,v正=k正·p2(NO2),v逆=k逆·p(N2O4)
反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)v正=v逆,此時(shí):k正·p2(NO2)=k逆·p(N2O4)eq \f(k正,k逆)=eq \f(p?N2O4?,p2?NO2?)=Kp,即:Kp=eq \f(k正,k逆)
【變式2-1】(2023上·江蘇鹽城·高三校聯(lián)考)一定條件下合成乙烯:6H2(g)+2CO2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)。已知溫度對(duì)CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和催化劑催化效率的影響如圖所示,下列說(shuō)法不正確的是
A.生成乙烯的速率:v(M)一定小于v(N)
B.當(dāng)溫度高于250℃,升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),催化劑的催化效率降低
C.平衡常數(shù):KM>KN
D.若投料比n(H2):n(CO2)=3:1,則圖中M點(diǎn)乙烯的體積分?jǐn)?shù)為7.7%。
【變式2-2】(2023·云南·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))工業(yè)上可通過(guò)甲醇羰基化法制取甲酸甲酯(HCOOCH3):,在容積固定的密閉容器中,投入等物質(zhì)的量CH3OH和CO,測(cè)得相同時(shí)間內(nèi)CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化如圖實(shí)線所示(圖中虛線表示相同條件下CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化)。下列說(shuō)法不合理的是
A.適當(dāng)增大壓強(qiáng)可增大甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率
B.c點(diǎn)反應(yīng)速率
C.反應(yīng)速率,平衡常數(shù)
D.生產(chǎn)時(shí)反應(yīng)溫度控制在80~85℃為宜
【考向三】分壓平衡常數(shù)(Kp)計(jì)算
【典例3】(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))用測(cè)壓法在剛性密閉容器中研究T ℃時(shí)4NO(g) N2(g)+2NO2(g)的分解反應(yīng),現(xiàn)將一定量的NO充入該密閉容器中,測(cè)得體系的總壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化如下表所示:
(1)20 min時(shí),NO的轉(zhuǎn)化率α= %
(2)T ℃時(shí),4NO(g) N2(g)+2NO2(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp== (Kp為以分壓表示的平衡常數(shù))
1.分壓平衡常數(shù)(Kp)
(1)氣體的分壓p(B):相同溫度下,當(dāng)某組分氣體B單獨(dú)存在且具有與混合氣體總體積相同的體積時(shí),該氣體B所具有的壓強(qiáng),稱為氣體B的分壓強(qiáng),簡(jiǎn)稱氣體B的分壓。符號(hào)為p(B),單位為Pa或kPa或MPa
(2)分壓定律
①分壓定律:混合氣體的總壓等于相同溫度下各組分氣體的分壓之和
p(A)+p(B)+p(C)+p(D)+…=p
②氣體的分壓之比等于其物質(zhì)的量之比: eq \f(p(B),p(D)) = eq \f(n(B),n(D))
③某氣體的分壓p(B)與總壓之比等于其物質(zhì)的量分?jǐn)?shù): eq \f(p(B),p) = eq \f(n(B),n) =x(B)
則:氣體的分壓=氣體總壓×體積分?jǐn)?shù)=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)
(3)分壓平衡常數(shù)Kp (只受溫度影響)
一定溫度下,氣相反應(yīng):mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)達(dá)平衡時(shí),氣態(tài)生成物分壓冪之積與氣態(tài)反應(yīng)物分壓
冪之積的比值為一個(gè)常數(shù),稱為該反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù),用符號(hào)Kp表示,Kp的表達(dá)式如下:
,其中p(A)、p(B)、p(C)、p(D)分別為A、B、C、D各氣體的分壓
2.Kp計(jì)算的兩種方法:
方法1.根據(jù)“某氣體的分壓=氣體總壓強(qiáng)×該氣體的體積分?jǐn)?shù)(或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))”計(jì)算壓強(qiáng)平衡常數(shù)
方法2.直接根據(jù)分壓強(qiáng)計(jì)算壓強(qiáng)平衡常數(shù)
N2(g) + 3H2(g)2NH3(g)
p(始): p0 3p0 0
Δp: p 3p 2p
p(平): p0-p 3p0-3p 2p
Kp=
【變式3-1】(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))活性炭還原NO2的反應(yīng)為2NO2(g)+2C(s) N2(g)+2CO2(g),在恒溫條件下,1 ml NO2和足量活性炭發(fā)生該反應(yīng),測(cè)得平衡時(shí)NO2和CO2的物質(zhì)的量濃度與平衡總壓的關(guān)系如圖所示:
計(jì)算C點(diǎn)時(shí)該反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp= (Kp是用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))
【變式3-2】(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))在容積恒為2 L的密閉容器中充入2 ml CH3OH(g)和2 ml CO(g),在一定溫度下發(fā)生反應(yīng)CH3OH(g)+CO(g) HCOOCH3(g),測(cè)得容器內(nèi)的壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化如下表所示
在此條件,0~4 min的v(CH3OH)= kPa·min-1,該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp= (kPa)-1 (以分壓表示,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))
【考向四】平衡圖像曲線受溫度、壓強(qiáng)影響的原因分析
【典例4】(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))對(duì)于 ,且壓強(qiáng)。下列圖像中曲線變化錯(cuò)誤的是
A.B.
C.D.
1.影響化學(xué)平衡的因素
(1)若其他條件不變,改變下列條件對(duì)化學(xué)平衡的影響
(2)“惰性氣體”對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響
①恒溫、恒容下:加入惰性氣體體系總壓增大,但體積不變,各反應(yīng)物、生成物的濃度均未改變,故反應(yīng)速率不變,V正、V逆也不變,化學(xué)平衡也不發(fā)生移動(dòng)
②恒溫、恒壓下:加入惰性氣體體積增大各反應(yīng)物濃度減少反應(yīng)速率減小,V正、
V逆均減小,等效于降壓,故化學(xué)平衡向氣體總體積增大的方向移動(dòng)
2.掌握三類(lèi)平衡移動(dòng)圖像:反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),m+n>p+q,且ΔH>0
(1)速率—時(shí)間圖【注意斷點(diǎn)】
t1時(shí)增大反應(yīng)物的濃度,正反應(yīng)速率瞬間增大,然后逐漸減小,而逆反應(yīng)速率逐漸增大;t2時(shí)升高溫度,對(duì)任何反應(yīng),正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率均增大,吸熱反應(yīng)的正反應(yīng)速率增大較快;t3時(shí)減小壓強(qiáng),容器容積增大,濃度變小,正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率均減??;t4時(shí)使用催化劑,正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率均瞬間增大
(2)轉(zhuǎn)化率(或含量)—時(shí)間圖【先拐先平】
甲表示壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的影響,對(duì)于氣體反應(yīng)物化學(xué)計(jì)量數(shù)之和大于氣體生成物化學(xué)計(jì)量數(shù)之和的反應(yīng),壓強(qiáng)越大,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大;乙表示溫度對(duì)反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的影響,對(duì)于吸熱反應(yīng),溫度越高,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大;丙表示催化劑對(duì)反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的影響,催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率,不能改變反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率
(3恒壓(溫)線【定一議二】
分析時(shí)可沿橫軸作一條平行于縱軸的虛線,即:為等壓線或等溫線,然后分析另一條件變化對(duì)該反應(yīng)的影響
【答題模板及剖析】
【變式4-1】(2023上·重慶北碚)在某一恒溫、恒容的密閉容器中通入1mlN2和3mlH2發(fā)生反應(yīng):3H2(g)+N2(g) 2NH3(g)ΔH0
【變式6-2】(2023·廣東·惠州一中校聯(lián)考三模)向一恒容密閉容器中加入和一定量的,發(fā)生反應(yīng):。的平衡轉(zhuǎn)化率按不同投料比隨溫度的變化曲線如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是
A.平衡時(shí)的濃度:
B.b、c兩點(diǎn)的正反應(yīng)速率:
C.此反應(yīng)在任意溫度下都可自發(fā)進(jìn)行
D.當(dāng)容器內(nèi)氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變時(shí),反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)
【考向七】電解質(zhì)溶液中有關(guān)電離(水解)平衡常數(shù)的計(jì)算
【典例7】(2024上·山東菏澤·高三山東省鄄城縣第一中學(xué)??迹┏叵拢跛岬?,,用固體調(diào)整0.01的溶液的(設(shè)體積不發(fā)生改變)。下列說(shuō)法正確的是是
A.0.01溶液中的電離度約為10%
B.溶液:
C.溶液:
D.當(dāng)溶液的時(shí):
1.電離常數(shù)與水解常數(shù)的關(guān)系
(1)電離常數(shù)表達(dá)式
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①一元弱酸(HA): HAH++A-
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②二元弱酸(H2A):H2AH++HA-
HA—H++A2-
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③一元弱堿(BOH):BOHB++OH-
(2)電離常數(shù)(K電離)與電離度(α)的關(guān)系——以一元弱酸HA為例
25 ℃,c ml·L-1的弱酸HA,設(shè)電離度為α
HA H+ + A-
起始濃度/ml·L-1 c 0 0
變化濃度/ml·L-1 c酸·α c酸·α c酸·α
平衡濃度/ml·L-1 c酸-c酸·α c酸·α c酸·α
電離平衡常數(shù)Ka=eq \f(?c酸·α?2,c酸·?1-α?)=eq \f(c酸·α2,1-α),由于α很小,可認(rèn)為1-α≈1
則Ka=c酸·α2,α=eq \r(\f(Ka,c酸)) (越稀越電離),則:c(H+)=c酸·α=
(3)電離常數(shù)與水解常數(shù)的關(guān)系
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①對(duì)于一元弱酸HA,Ka與Kh的關(guān)系:Kh= eq \f(KW,Ka)
如:CH3COONa:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②對(duì)于二元弱酸H2B,Kal(H2B)、Ka2(H2B)與Kh(HB-)、Kh(B2-)的關(guān)系: ;
B2-+H2OHB-+OH-,Kh1(B2-)=eq \f(c?OH-?·c?HB-?,c?B2-?)=eq \f(c?H+?·c?OH-?·c?HB-?,c?H+?·c?B2-?)=eq \f(Kw,Ka2)
HB-+H2OH2B+OH-,Kh2(HB-)=eq \f(c?OH-?·c?H2B?,c?HB-?)=eq \f(c?H+?·c?OH-?·c?H2B?,c?H+?·c?HB-?)=eq \f(Kw,Kal)
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③強(qiáng)酸弱堿鹽:Kh= eq \f(KW,Kb)
如:NH4Cl:NH4++H2ONH3·H2O+H+
(4)水解常數(shù)(Kh)與溶度積常數(shù)(Ksp)的關(guān)系——強(qiáng)酸多元弱堿鹽:Kh=
如:AlCl3:Al3++3H2OAl(OH)3+3H+
2.計(jì)算電離常數(shù)的常見(jiàn)類(lèi)型
(1)起點(diǎn)時(shí)刻:巧用三段式
(2)遇中性時(shí)刻:電荷守恒配合物料守恒兩步搞定
(3)恰好完全反應(yīng)時(shí)刻:水解三段式法或利用水解常數(shù)和電離常數(shù)的關(guān)系
【變式7-1】(2023上·河北邯鄲·高三磁縣第一中學(xué)??迹?5℃時(shí),用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)醋酸溶液的,實(shí)驗(yàn)測(cè)得溶液中、的分布系數(shù)與的關(guān)系如圖所示。其中。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.25℃,的電離常數(shù)
B.曲線2代表
C.溶液中始終存在
D.
【變式7-2】(2023上·河南鄭州·高三統(tǒng)考)常溫下,用濃度為的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定濃度均為的和的混合溶液,滴定過(guò)程中溶液的隨的變化曲線如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.b點(diǎn):
B.c點(diǎn):
C.水的電離程度:
D.常溫下的水解平衡常數(shù)約為
【考向八】溶度積( Ksp)的相關(guān)計(jì)算
【典例8】(2023上·貴州·高三清華中學(xué)校聯(lián)考)常溫下,向溶液中逐滴加入等濃度的氨水。反應(yīng)過(guò)程中,或與加入氨水體積的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是
A.a(chǎn)點(diǎn)溶液中:
B.已知,則b點(diǎn)溶液的pH約為8
C.從b到c的過(guò)程中,水的電離程度增大
D.m點(diǎn)溶液中:
類(lèi)型一、由溶度積求飽和溶液溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度——比較溶解度的大小
類(lèi)型二、已知溶度積、溶液中某離子的濃度,求溶液中的另一種離子的濃度
類(lèi)型三、判斷沉淀的生成或沉淀是否完全
類(lèi)型四、常溫下,計(jì)算氫氧化物沉淀開(kāi)始和沉淀完全時(shí)的pH
類(lèi)型五、計(jì)算沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù),并判斷沉淀轉(zhuǎn)化的程度
類(lèi)型六、 溶度積常數(shù)(Ksp)與水解常數(shù)(Kh)的關(guān)系——強(qiáng)酸多元弱堿鹽:Kh=
類(lèi)型七、溶度積與溶解度的相互計(jì)算
【變式8-1】(2024上·山東菏澤·高三山東省鄄城縣第一中學(xué)??迹┰诓煌瑴囟认碌某恋砣芙馄胶馇€如圖所示()。下列說(shuō)法不正確的是
A.溫度為時(shí),B.的溶解度:
C.的溶解過(guò)程吸收能量D.將Z溶液升溫可以得到Y(jié)溶液
【變式8-2】(2023上·河北滄州·高三泊頭市第一中學(xué)校聯(lián)考)一定溫度下,和的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。
或
下列說(shuō)法正確的是
A.,
B.a(chǎn)點(diǎn)能生成沉淀,不能生成沉淀
C.b點(diǎn)時(shí),
D.向、均為的混合溶液中滴加溶液,先產(chǎn)生沉淀
【考向九】電極方程式書(shū)寫(xiě)
【典例9】(2023上·上海黃浦·高三格致中學(xué)??计谥校┪覈?guó)科學(xué)家研發(fā)出一種新系統(tǒng),通過(guò)鈉離子電池“溶解”水中的二氧化碳,以觸發(fā)電化學(xué)反應(yīng),可有效減少碳的排放,其工作原理如圖所示。其中鈉超離子導(dǎo)體,除了明顯的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性外它們還表現(xiàn)出異常高的離子電導(dǎo)率。
(1)b極區(qū)是 極,系統(tǒng)工作時(shí),b極區(qū)參與的電極總反應(yīng)式為 。
(2)工作是b極區(qū)可能會(huì)有少量固體析出,分析原因 。
一、原電池中電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)
1、先確定原電池的正負(fù)極,列出正負(fù)極上的反應(yīng)物質(zhì),并標(biāo)出相同數(shù)目電子的得失。
2、注意負(fù)極反應(yīng)生成的陽(yáng)離子與電解質(zhì)溶液中的陰離子是否共存。若不共存,則該電解質(zhì)溶液中的陰離子應(yīng)寫(xiě)入負(fù)極反應(yīng)式:若正極上的反應(yīng)物質(zhì)是O2,且電解質(zhì)溶液為中性或堿性,則水必須寫(xiě)入正極反應(yīng)式中,且O2生成OH-,若電解質(zhì)溶液為酸性,則H+必須寫(xiě)入正極反應(yīng)式中,O2生成水。
3、正負(fù)極反應(yīng)式相加得到電池反應(yīng)的總反應(yīng)式。若已知電池反應(yīng)的總反應(yīng)式,可先寫(xiě)出較易書(shū)寫(xiě)的電極反應(yīng)式,然后在電子守恒的基礎(chǔ)上,總反應(yīng)式減去較易寫(xiě)出的書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式,即得到較難寫(xiě)出的書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式。
二、電解池中電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)
1、首先看陽(yáng)極材料,如果陽(yáng)極是活潑電極(金屬活動(dòng)順序表Ag以前),則應(yīng)是陽(yáng)極失電子,陽(yáng)極不斷溶解,溶液中的陰離子不能失電子。
2、如果陽(yáng)極是惰性電極(Pt、Au、石墨),則應(yīng)是電解質(zhì)溶液中的離子放電,應(yīng)根據(jù)離子的放電順序進(jìn)行書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式。
陽(yáng)極(惰性電極)發(fā)生氧化反應(yīng),陰離子失去電子被氧化的順序?yàn)椋篠2->SO>I->Br->C1->OH->水電離的OH->含氧酸根離子>F-。
陰極發(fā)生還原反應(yīng),陽(yáng)離子得到電子被還原的順序?yàn)椋篈g+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>(酸電離出的H+)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(水電離出的H+)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。
注:在水溶液中A13+、Mg2+、Na+、Ca2+、K+這些活潑金屬陽(yáng)離子不被還原,這些活潑金屬的冶煉往往采用電解無(wú)水熔融態(tài)鹽或氧化物而制得。
三、燃料電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)
電極:惰性電極。
燃料包含:H2;烴如:CH4;醇如:C2H5OH等。
電解質(zhì)包含:①酸性電解質(zhì)溶液如:H2SO4溶液:②堿性電解質(zhì)溶液如:NaOH溶液:③熔融氧化物如:Al2O3;④熔融碳酸鹽如:K2CO3等。
第一步:寫(xiě)出電池總反應(yīng)式
燃料電池的總反應(yīng)與燃料的燃燒反應(yīng)一致,若產(chǎn)物能和電解質(zhì)反應(yīng)則總反應(yīng)為加合后的反應(yīng)。
如氫氧燃料電池的總反應(yīng)為:2H2+O2=2H2O:甲烷燃料電池(電解質(zhì)溶液為NaOH溶液)的反應(yīng)為:
①CH4 +2O2=CO2 +2H2O
②CO2 +2NaOH=Na2CO3 +H2O
①式+②式得燃料電池總反應(yīng)為:CH4+2O2+2NaOH=Na2CO3+3H2O
第二步:寫(xiě)出電池的正極反應(yīng)式
根據(jù)燃料電池的特點(diǎn),一般在正極上發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)都是O2,隨著電解質(zhì)溶液的不同,其電極反應(yīng)有所不同,其實(shí),我們只要熟記以下四種情況:
(1)酸性電解質(zhì)溶液環(huán)境下電極反應(yīng)式:O2+4H++4e-=2H2O
(2)堿性電解質(zhì)溶液環(huán)境下電極反應(yīng)式:O2+2H2O+4e-=40H-
(3)固體電解質(zhì)(高溫下能傳導(dǎo)O2-)環(huán)境下電極反應(yīng)式:O2+4e-=2O2-
(4)熔融碳酸鹽(如:熔融K2CO3)環(huán)境下電極反應(yīng)式:O2+2CO2+4e-=2CO。
第三步:根據(jù)電池總反應(yīng)式和正極反應(yīng)式寫(xiě)出電池的負(fù)極反應(yīng)式
電池的總反應(yīng)和正、負(fù)極反應(yīng)之間有如下關(guān)系:電池的總反應(yīng)式=電池正極反應(yīng)式+電池負(fù)極反應(yīng)式
故根據(jù)第一、二步寫(xiě)出的反應(yīng),有:電池的總反應(yīng)式-電池正極反應(yīng)式=電池負(fù)極反應(yīng)式,注意在將兩個(gè)反應(yīng)式相減時(shí),要約去正極的反應(yīng)物O2。
四、可充電電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)及應(yīng)用
(一)可充電電池試題必備知識(shí)
1.對(duì)可充電電池充電和放電兩過(guò)程認(rèn)識(shí):放電是原電池反應(yīng),充電是電解池反應(yīng)。要能根據(jù)題給總反應(yīng)式,寫(xiě)出原電池總反應(yīng)式和電解池總反應(yīng)式。
2.對(duì)可充電電池電極極性和材料的判斷:判斷電池放電時(shí)電極極性和材料,可先標(biāo)出放電(原電池)總反應(yīng)式電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目,失去電子的一極為負(fù)極,該物質(zhì)即為負(fù)極材料:得到電子的一極為正極,該物質(zhì)即為正極材料。若判斷電池充電時(shí)電極極性和材料,方法同前,失去電子的一極為陽(yáng)極,該物質(zhì)即為陽(yáng)極材料;得到電子的一極為陰極,該物質(zhì)即為陰極材料。
3.可充電電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)方法:
書(shū)寫(xiě)可充電電池電極反應(yīng)式,一般都是先書(shū)寫(xiě)放電的電極反應(yīng)式。書(shū)寫(xiě)放電的電
極反應(yīng)式時(shí),一般要遵守三步:第一,先標(biāo)出原電池總反應(yīng)式電子轉(zhuǎn)移的方向和
數(shù)目,指出參與負(fù)極和正極反應(yīng)的物質(zhì);第二,寫(xiě)出一個(gè)比較容易書(shū)寫(xiě)的電極反
應(yīng)式(書(shū)寫(xiě)時(shí)一定要注意電極產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液共存);第三,在電子守恒
的基礎(chǔ)上,總反應(yīng)式減去寫(xiě)出的電極反應(yīng)式即得另一電極反應(yīng)式。
充電的電極反應(yīng)與放電的電極反應(yīng)過(guò)程相反,充電的陽(yáng)極反應(yīng)為放電止極反應(yīng)的逆過(guò)程,充電的陰極反應(yīng)為放電負(fù)極反應(yīng)的逆過(guò)程。
對(duì)可充電電池某電極是發(fā)生氧化還是還原反應(yīng)及某元素被氧化還是被還原的判斷:可根據(jù)電極反應(yīng)式進(jìn)行分析,放電(原電池)的負(fù)極及充電(電解池)的陽(yáng)極均失去電子,發(fā)生了氧化反應(yīng),其變價(jià)元素被氧化;放電(原電池)的正極及充電(電解池)的陰極均得到電子,發(fā)生了還原反應(yīng),其變價(jià)元素被還原。
5.對(duì)溶液中離子的移動(dòng)方向判斷:放電時(shí),陰離子移向負(fù)極,陽(yáng)離子移向正極;充電時(shí),陰離子移向陽(yáng)極,陽(yáng)離子移向陰極。
6.可充電電池充電時(shí)與電源的連接:可充電電池用完后充電時(shí),原電池的負(fù)極與外電源的負(fù)極相連,原電池的正極與外電源的正極相連。
7.有關(guān)電化學(xué)的計(jì)算:有關(guān)電化學(xué)的計(jì)算都必須利用電子守恒,要注意各電極轉(zhuǎn)移的電子數(shù)均相等。這類(lèi)計(jì)算通常有計(jì)算電極的增重或較少量、溶液的PH、溶液的離子濃度、電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目等。
五、特殊情況電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)
在書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式時(shí),一定要注意一些特殊情況。
1、注意溶液中的離子濃度的改變會(huì)引起離子放電順序的改變?nèi)芤褐械碾x子濃度改變,有時(shí)可導(dǎo)致離子放電順序的改變。
2、注意電解質(zhì)溶液的改變會(huì)引起電極正負(fù)的改變?cè)谠姵刂?,一般較活潑金屬作負(fù)極,但當(dāng)電解質(zhì)溶液發(fā)生改變時(shí),較活潑金屬就不一定作負(fù)極了。
【變式9-1】Ⅰ.與MnO2—Zn電池類(lèi)似,K2FeO4—Zn也可以組成堿性電池,K2FeO4在電池中作為正極材料,其電極反應(yīng)式為 ,該電池總反應(yīng)的離子方程式為 。
Ⅱ.以Al和NiO(OH)為電極,NaOH溶液為電解液組成一種新型電池,放電時(shí)NiO(OH)轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2,該電池反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。
【變式9-2】2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給在鋰離子電池發(fā)展方面作出突出貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家,頒獎(jiǎng)詞中說(shuō):他們創(chuàng)造了一個(gè)可再充電的世界。下面是最近研發(fā)的Ca-LiFePO4可充電電池的工作示意圖,鋰離子導(dǎo)體膜只允許Li+通過(guò),電池反應(yīng)為:xCa2++2LiFePO4xCa+2Li1-xFePO4+2xLi+。
負(fù)極反應(yīng): ;正極反應(yīng): ;陽(yáng)極反應(yīng): ;陰極反應(yīng): 。
1.(2023·全國(guó)卷)一定溫度下,AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。
下列說(shuō)法正確的是
A.a(chǎn)點(diǎn)條件下能生成Ag2CrO4沉淀,也能生成AgCl沉淀
B.b點(diǎn)時(shí),c(Cl-)=c(CrO),Ksp(AgCl)=Ksp(Ag2CrO4)
C.Ag2CrO4+2Cl-2AgCl+CrO的平衡常數(shù)K=107.9
D.向NaCl、Na2CrO4均為0.1ml·L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液,先產(chǎn)生Ag2CrO4沉淀
2.(2023·全國(guó)卷)室溫鈉-硫電池被認(rèn)為是一種成本低、比能量高的能源存儲(chǔ)系統(tǒng)。一種室溫鈉-硫電池的結(jié)構(gòu)如圖所示。將鈉箔置于聚苯并咪唑膜上作為一個(gè)電極,表面噴涂有硫黃粉末的炭化纖維素紙作為另一電極。工作時(shí),在硫電極發(fā)生反應(yīng):S8+e-→S,S+e-→S,2Na++S+2(1-)e-→Na2Sx
下列敘述錯(cuò)誤的是
A.充電時(shí)Na+從鈉電極向硫電極遷移
B.放電時(shí)外電路電子流動(dòng)的方向是a→b
C.放電時(shí)正極反應(yīng)為:2Na++S8+2e-→Na2Sx
D.炭化纖維素紙的作用是增強(qiáng)硫電極導(dǎo)電性能
3.(2023·全國(guó)卷)下圖為和在水中達(dá)沉淀溶解平衡時(shí)的關(guān)系圖(;可認(rèn)為離子沉淀完全)。下列敘述正確的是
A.由點(diǎn)可求得
B.時(shí)的溶解度為
C.濃度均為的和可通過(guò)分步沉淀進(jìn)行分離
D.混合溶液中時(shí)二者不會(huì)同時(shí)沉淀
4.(2023·全國(guó)卷)向飽和溶液(有足量固體)中滴加氨水,發(fā)生反應(yīng)和,與的關(guān)系如下圖所示(其中M代表、、或)。
下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.曲線I可視為溶解度隨濃度變化曲線
B.的溶度積常數(shù)
C.反應(yīng)的平衡常數(shù)K的值為
D.時(shí),溶液中
5.(2023·天津卷)已知,如圖下表是幾種不同有機(jī)酸的大小,由此產(chǎn)生的推斷,正確的是
A.對(duì)鍵合電子吸引力:B.酸性:
C.D.堿性:
6.(2023·天津卷)在濃度為的溶液中,如下說(shuō)法正確的是
A.溶液中濃度最大的離子是
B.
C.
D.磷酸第二步電離平衡的平衡常數(shù)表達(dá)式為
7.(2023·全國(guó)卷)硫酸亞鐵在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有許多用途,如可用作農(nóng)藥防治小麥黑穗病,制造磁性氧化鐵、鐵催化劑等。回答下列問(wèn)題:
(1)在氣氛中,的脫水熱分解過(guò)程如圖所示:
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果,可知 , 。
(2)已知下列熱化學(xué)方程式:
則的 。
(3)將置入抽空的剛性容器中,升高溫度發(fā)生分解反應(yīng):(Ⅰ)。平衡時(shí)的關(guān)系如下圖所示。時(shí),該反應(yīng)的平衡總壓 、平衡常數(shù) 。隨反應(yīng)溫度升高而 (填“增大”“減小”或“不變”)。
(4)提高溫度,上述容器中進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)(Ⅱ),平衡時(shí) (用表示)。在時(shí),,則 , (列出計(jì)算式)。
8.(2023·全國(guó)卷)甲烷選擇性氧化制備甲醇是一種原子利用率高的方法?;卮鹣铝袉?wèn)題:
(1)已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:
①
②
反應(yīng)③的 ,平衡常數(shù) (用表示)。
(2)電噴霧電離等方法得到的(等)與反應(yīng)可得。與反應(yīng)能高選擇性地生成甲醇。分別在和下(其他反應(yīng)條件相同)進(jìn)行反應(yīng),結(jié)果如下圖所示。圖中的曲線是 (填“a”或“b”。、時(shí)的轉(zhuǎn)化率為 (列出算式)。
(3)分別與反應(yīng),體系的能量隨反應(yīng)進(jìn)程的變化如下圖所示(兩者歷程相似,圖中以示例)。
(ⅰ)步驟Ⅰ和Ⅱ中涉及氫原子成鍵變化的是 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(ⅱ)直接參與化學(xué)鍵變化的元素被替換為更重的同位素時(shí),反應(yīng)速率會(huì)變慢,則與反應(yīng)的能量變化應(yīng)為圖中曲線 (填“c”或“d”)。
(ⅲ)與反應(yīng),氘代甲醇的產(chǎn)量 (填“>”“<”或“=”)。若與反應(yīng),生成的氘代甲醇有 種。
1.(2024上·甘肅酒泉)氨是最重要的化學(xué)品之一,我國(guó)目前氨的生產(chǎn)能力位居世界首位。回答下列問(wèn)題:
能量轉(zhuǎn)換關(guān)系
(1)根據(jù)如圖數(shù)據(jù)判斷H—H的鍵能為 。
(2)合成氨反應(yīng),根據(jù)上述反應(yīng)機(jī)理,使用催化劑,該反應(yīng)的 (填“增大”“減小”或“不變”),寫(xiě)出(ⅱ)步的熱化學(xué)方程式: ;計(jì)算反應(yīng)的 。
(3)用催化還原還可以消除氮氧化物的污染。
寫(xiě)出被還原生成的熱化學(xué)方程式: 。
2.(2023下·湖北武漢·高三華中師大一附中校聯(lián)考)一定溫度下,向容器相同的恒容密閉容器中充入1ml M和W的混合物氣體和4ml N,發(fā)生如下反應(yīng)
反應(yīng)Ⅰ.
反應(yīng)Ⅱ.
實(shí)驗(yàn)測(cè)得起始充入的與M和W的平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是
A.曲線表示起始充入的與M的平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系
B.x>1
C.若M和W的轉(zhuǎn)化率均處于b點(diǎn)狀態(tài)時(shí),反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ均存在
D.若縮小容器的容積,達(dá)到新平衡后P的體積分?jǐn)?shù)與原平衡相等
3.Binist等進(jìn)行了H2S熱分解實(shí)驗(yàn):2H2S(g) 2H2(g)+S2(g),開(kāi)始時(shí),當(dāng)1 ml H2S與23.75 ml Ar混合,在101 kPa及不同溫度下反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)H2、H2S及S2(g)的體積分?jǐn)?shù)如圖所示,該反應(yīng)在Q點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下的平衡常數(shù)Kp= kPa(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù),分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后兩位)
4.(2022上·山西呂梁·高三統(tǒng)考)下列圖示與對(duì)應(yīng)的敘述相符的是
A.圖一表示反應(yīng)在一定溫度下達(dá)到平衡時(shí)B的轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)變化的關(guān)系,x點(diǎn)的反應(yīng)速率比y點(diǎn)的快
B.圖二表示反應(yīng)的速率一時(shí)間圖象,在時(shí)刻改變的條件可,能是加入催化劑或增大壓強(qiáng)
C.圖三表示反應(yīng)中A的百分含量與溫度(T)的變化情況,則該反應(yīng)的
D.圖四所示圖中的陰影部分面積的含義是()
5.(2024上·江蘇南通·高三校聯(lián)考)二氧化碳的資源化利用對(duì)實(shí)現(xiàn)“雙碳”有著重要意義。二氧化碳加氫制甲烷過(guò)程中的主要反應(yīng)為
在密閉容器中,、時(shí),平衡轉(zhuǎn)化率、在催化劑作用下反應(yīng)相同時(shí)間所測(cè)得的實(shí)際轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如題圖所示。的選擇性可表示為。下列說(shuō)法正確的是
A.反應(yīng)
B.的選擇性一定隨著溫度的升高而增加
C.用該催化劑催化二氧化碳反應(yīng)的最佳溫度約為的原因是此溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率接近100%
D.時(shí),提高的值或增大壓強(qiáng),均能使平衡轉(zhuǎn)化率達(dá)到X點(diǎn)的值
6.(2023·河北衡水)兩個(gè)容積均為2L的密閉容器I和II中充入NO和CO氣體,發(fā)生反應(yīng):2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH,各物質(zhì)的起始物質(zhì)的量見(jiàn)下表。實(shí)驗(yàn)測(cè)得兩容器在不同溫度下達(dá)到平衡時(shí)CO2的物質(zhì)的量如圖所示。下列說(shuō)法正確的是
A.ΔH>0
B.N點(diǎn)的平衡常數(shù)為0.08
C.若將容器I的容積改為1L,T1溫度下達(dá)到平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率為25%
D.圖中M點(diǎn)所示條件下,再通入CO、N2各2ml,此時(shí)v(正)>v(逆)
7.(2023·上海金山)在體積均為1.0L的恒容密閉容器甲、乙中,起始投料量如表,在不同溫度下發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+C(s)2CO(g)。CO的平衡濃度隨溫度的變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是
A.曲線Ⅰ對(duì)應(yīng)的是甲容器
B.a(chǎn)、b兩點(diǎn)所處狀態(tài)的壓強(qiáng)大小關(guān)系:9pa>14pb
C.c點(diǎn):CO的體積分?jǐn)?shù)>
D.900K時(shí),若起始向容器乙中加入CO、CO2、C各1ml,則v(正)>v(逆)
8.(2024·陜西西安·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))常溫下,,向溶液中滴加鹽酸,下列有關(guān)說(shuō)法正確的是
A.滴定前,
B.V(鹽酸)時(shí),溶液
C.當(dāng)?shù)味ㄖ寥芤撼手行詴r(shí),
D.滴定過(guò)程中變化曲線如圖
9.(2024上·內(nèi)蒙古呼和浩特·高三統(tǒng)考期末)常溫下,向溶液和溶液中分別滴加0.1ml?L-1的AgNO3溶液。滴加過(guò)程中或與所加AgNO3溶液體積之間的關(guān)系如下圖所示(已知:Ag2CrO4為磚紅色沉淀)。下列說(shuō)法正確的是
A.曲線②可視為隨的變化曲線
B.常溫下,
C.若只增大AgNO3溶液的濃度,則圖中a點(diǎn)、b點(diǎn)將向上平移
D.用AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定NaCl溶液時(shí),可用K2CrO4溶液作指示劑
10.填空。
(1)微生物燃料電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。某微生物燃料電池的工作原理如圖所示:
①在硫氧化菌作用下轉(zhuǎn)化為的電極反應(yīng)式是 。
②若維持該微生物電池中兩種細(xì)菌的存在,則電池可以持續(xù)供電,原因是 。
(2)氨氧燃料電池具有很大的發(fā)展?jié)摿?,其工作原理如圖所示。
①a電極的電極反應(yīng)式是 ;
②一段時(shí)間后,需向裝置中補(bǔ)充,請(qǐng)依據(jù)反應(yīng)原理解釋原因: 。
化學(xué)鍵
C-H
C-F
H-F
F-F
鍵能kJ/ml
414
489
565
155
一寫(xiě)方程式
寫(xiě)出配平的化學(xué)方程式
二標(biāo)狀態(tài)
用s、l、g、aq標(biāo)明物質(zhì)的聚集狀態(tài)
三定條件
確定反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)并在ΔH后注明(101kPa、25℃時(shí)可不標(biāo)注)
四標(biāo)ΔH
在方程式后寫(xiě)出ΔH,并根據(jù)信息注明ΔH的“+”或“-”
五標(biāo)數(shù)值
根據(jù)化學(xué)計(jì)量系數(shù)寫(xiě)出ΔH的值
(1)步驟
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①對(duì)比:
對(duì)比分析目標(biāo)熱化學(xué)方程式和已知熱化學(xué)方程式,調(diào)整已知熱化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量系數(shù)與目標(biāo)熱化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量系數(shù)一致
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②疊加:
根據(jù)目標(biāo)熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)物和生成物加減所調(diào)整的熱化學(xué)方程式
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③計(jì)算:
按照“疊加”步驟中的調(diào)整方法,焓變也隨之作相應(yīng)變化
(2)方法
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①倒:
為了將熱化學(xué)方程式相加得到目標(biāo)熱化學(xué)方程式,可將熱化學(xué)方程式顛倒過(guò)來(lái),反應(yīng)熱的數(shù)值不變,但符號(hào)相反。這樣,就不用再做減法運(yùn)算了,實(shí)踐證明,方程式相減時(shí)往往容易出錯(cuò)
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②乘:
為了將熱化學(xué)方程式相加得到目標(biāo)熱化學(xué)方程式,可將方程式乘以某個(gè)倍數(shù),反應(yīng)熱也要相乘
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③加:
上面的兩個(gè)步驟做好了,只要將熱化學(xué)方程式相加即可得目標(biāo)熱化學(xué)方程式,反應(yīng)熱也要相加
熱化學(xué)方程式
焓變之間的關(guān)系
aA===B ΔH1
A===eq \f(1,a)B ΔH2
ΔH2=eq \f(1,a)ΔH1或ΔH1=aΔH2
aA===B ΔH1
B===aA ΔH2
ΔH1=-ΔH2
ΔH=ΔH1+ΔH2
物質(zhì)
CO2(C==O)
CH4(C-H)
P4(P-P)
SiO2(Si-O)
石墨
金剛石
Si
S8(S-S)
鍵數(shù)
2
4
6
4
1.5
2
2
8
反應(yīng)時(shí)間/min
0
10
20
30
40
壓強(qiáng)/MPa
15.00
14.02
13.20
12.50
12.50
第一步
根據(jù)“三段式”法計(jì)算平衡體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量或物質(zhì)的量濃度
第二步
計(jì)算各氣體組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)或體積分?jǐn)?shù)。
第三步
根據(jù)分壓計(jì)算公式求出各氣體物質(zhì)的分壓,某氣體的分壓=氣體總壓強(qiáng)×該氣體的體積分(或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))
第四步
根據(jù)平衡常數(shù)計(jì)算公式代入計(jì)算。例如,N2(g)+3H2(g)2NH3(g),壓強(qiáng)平衡常數(shù)表達(dá)式為Kp=eq \f(p2(NH3),p(N2)·p3(H2))
t/min
0
2
4
6
8
10
12
14
p/kPa
P0
-
0.8P0
-
-
0.7P0
0.7P0
0.7P0
改變的條件(其他條件不變)
化學(xué)平衡移動(dòng)的方向
濃度
增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度
向正反應(yīng)方向移動(dòng)
減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度
向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
壓強(qiáng)(對(duì)有氣體參加的反應(yīng))
反應(yīng)前后氣體體積改變
增大壓強(qiáng)
向氣體分子總數(shù)減小的方向移動(dòng)
減小壓強(qiáng)
向氣體分子總數(shù)增大的方向移動(dòng)
反應(yīng)前后氣體體積不變
改變壓強(qiáng)
平衡不移動(dòng)
溫度
升高溫度
向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)
降低溫度
向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)
催化劑
同等程度改變v正、v逆,平衡不移動(dòng)
恒壓線(恒溫線)
答題策略
敘特點(diǎn)(反應(yīng)特點(diǎn)或容器特點(diǎn))→變條件→定方向→得結(jié)論(或結(jié)果)
答題模板
該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小(或增大)的反應(yīng),當(dāng)溫度一定時(shí),增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),因此×××(得結(jié)論)
經(jīng)典例題
乙烯氣相水合反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為C2H4(g)+H2O(g)===C2H5OH(g) ΔH=-45.5 kJ·ml-1,下圖是乙烯氣相水合法制乙醇中乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系[其中n(H2O)∶n(C2H4)=1∶1]。圖中壓強(qiáng)(p1、p2、p3、p4)的大小順序?yàn)開(kāi)_________,理由是______________
標(biāo)注答案
p1<p2<p3<p4,反應(yīng)正方向是分子數(shù)減少的反應(yīng),相同溫度下,壓強(qiáng)升高乙烯轉(zhuǎn)化率提高
例1.HR是一元酸。室溫時(shí),用0.250 ml·L-1 NaOH溶液滴定25.0 mL HR溶液時(shí),溶液的pH變化情況如圖所示。其中,b點(diǎn)表示兩種物質(zhì)恰好完全反應(yīng)。計(jì)算的電離常數(shù)Ka=5×10-6
方法探究:此題根據(jù)縱坐標(biāo)所給的數(shù)據(jù),起點(diǎn)時(shí)刻pH=3,HR中和一半時(shí)的pH=4.7,可以優(yōu)先考慮起點(diǎn)時(shí)刻計(jì)算電離常數(shù),常用方法:三段式
解析:根據(jù)題意,b點(diǎn)時(shí)酸堿恰好完全反應(yīng),則c(HR)=0.250 ml·L-1×0.02 L÷0.025 L=0.2 ml·L-1,即0.2 ml·L-1的HR溶液的pH=3
HR H++ R—
起始:0.2 0 0
轉(zhuǎn)化:10-3 10-3 10-3
平衡:0.2-10-3 10-3 10-3
HR的電離常數(shù)Ka==eq \f(10-3×10-3,0.2-10-3)=5×10-6
例2.在25℃下,aml·L-1的氨水與0.01ml·L-1的鹽酸以體積比3:4混合,此時(shí)溶液中c(NHeq \\al(+,4))=c(Cl-),則溶液顯中性(填“酸”、“堿”或“中”);用含a的代數(shù)式表示NH3·H2O的電離常數(shù)Kb=
方法探究:中性時(shí)刻采取電荷守恒和物料守恒,解題時(shí)建議用物質(zhì)的量守恒去寫(xiě),因?yàn)樵诜磻?yīng)過(guò)程中體積已經(jīng)發(fā)生了變化
解析:根據(jù)電荷守恒得c(H+)+c(NHeq \\al(+,4))=c(Cl-)+c(OH-),因?yàn)閏(NHeq \\al(+,4))=c(Cl-),所以c(H+)=c(OH-),故溶液顯中性。
電荷守恒得:n(H+)+n(NHeq \\al(+,4))=n(Cl-)+n(OH-),則:n(NHeq \\al(+,4))=n(Cl-)=0.01×4=0.04 ml
物料守恒得:3a=n(NHeq \\al(+,4))+n(NH3·H2O),則:n(NH3·H2O)=(3a—0.04) ml
Kb=
例3、25 ℃時(shí),0.1 ml·L-1的HCOONa溶液的pH=10,則HCOOH的電離常數(shù)Ka=10-7
方法探究:方法 = 1 \* ROMAN \* MERGEFORMAT I、直接列水解三段式求解
方法 = 2 \* ROMAN \* MERGEFORMAT II、先求出水解常數(shù),再利用水解常數(shù)和電離常數(shù)的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算
方法 = 1 \* ROMAN \* MERGEFORMAT I、直接列水解三段式求解
HCOO—+H2OHCOOH+OH-
起始: 0.1 0 0
轉(zhuǎn)化: 10-4 10-4 10-4
平衡: 0.1-10-4 10-4 10-4
Ka==
方法 = 2 \* ROMAN \* MERGEFORMAT II、先求出水解常數(shù),再利用水解常數(shù)和電離常數(shù)的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算
利用左邊的三段式,先求出HCOO—的水解常數(shù)
Kh==
Ka=
計(jì)算技巧
飽和溶液時(shí)的物質(zhì)的量濃度與Ksp的關(guān)系
1:1型
1:2型或2:1型
1:3型或3:1型
計(jì)算技巧
某溫度下AgCl的Ksp=a,在0.1 ml·L-1的NaCl溶液中加入過(guò)量的AgCl固體,達(dá)到平衡后c(Ag+)==10a ml·L-1
計(jì)算技巧
①把離子濃度數(shù)據(jù)代入Ksp表達(dá)式得Qc,若Qc>Ksp,則有沉淀生成;若Qc105,則認(rèn)為沉淀完全轉(zhuǎn)化)
已知常溫下,ZnS和CuS的Ksp分別為1.6×10-24和6.4×10-36,判斷常溫下反應(yīng):
ZnS(s)+Cu2+(aq)===CuS(s)+Zn2+(aq)能否進(jìn)行
該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= eq \f(c(Zn2+),c(Cu2+)) = eq \f(c(Zn2+)·c(S2-),c(Cu2+)·c(S2-)) = eq \f(Ksp(ZnS),Ksp(CuS)) = eq \f(1.6×10-24,6.4×10-36) =2.5×1011>105,故反應(yīng)能完全轉(zhuǎn)化
計(jì)算技巧
Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+(aq),平衡常數(shù)
計(jì)算
技巧
①由飽和溶液的物質(zhì)的量濃度c(ml·L-1)飽和溶液的溶解度S(g)
以AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)為例,飽和溶液的物質(zhì)的濃度c=1.34×10-5ml·L-1
即:1L溶液中含有1.34×10-5 ml的AgCl溶質(zhì),也就是(1.34×10-5×143.5)g=1.92×10-3g
即:1L溶液中溶解的AgCl為1.92×10-3g,由于溶液極稀,其溶液近似等于水的密度,ρ=1g/cm3
即:1000g溶液中溶解了1.92×10-3g的AgCl,100g水中溶解了1.92×10-4g的AgCl
即:AgCl的溶解度S(AgCl)=1.92×10-4g
②飽和溶液的溶解度S(g)由飽和溶液的物質(zhì)的量濃度c(ml/L)KSP
20℃時(shí),S(AgCl)=1.5×10-4g,即:100g水中溶解了AgCl的質(zhì)量為1.5×10-4g,由于溶液極稀,其溶液近似等于水的密度,ρ=1g/cm3,也即是:0.1L水中溶解了AgCl的質(zhì)量為1.5×10-4g,也即是:0.1L溶液中溶解了AgCl的質(zhì)量為1.5×10-4g,此時(shí)n(AgCl)=,,c(AgCl)=1.05×10-5 ml·L-1,KSP=c(Ag+)·c(Cl-)=1.05×10-5×1.05×10-5=1.1×10-10
有機(jī)酸
pKa
2.66
2.86
2.86
4.74
容器
起始物質(zhì)的量
NO
CO
I
1ml
3ml
II
6ml
2ml
容器
n(CO2)/ml
n(C)/ml
n(CO)/ml
甲
0.1
0.3
0
乙
0
0
0.4
這是一份新高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)題型歸納與變式演練題型17 化學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合(2份打包,原卷版+解析版),文件包含新高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)題型歸納與變式演練題型17化學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合原卷版docx、新高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)題型歸納與變式演練題型17化學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合解析版docx等2份試卷配套教學(xué)資源,其中試卷共117頁(yè), 歡迎下載使用。
這是一份新高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)題型歸納與變式演練題型16 無(wú)機(jī)化工流程綜合分析(2份打包,原卷版+解析版),文件包含新高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)題型歸納與變式演練題型16無(wú)機(jī)化工流程綜合分析原卷版docx、新高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)題型歸納與變式演練題型16無(wú)機(jī)化工流程綜合分析解析版docx等2份試卷配套教學(xué)資源,其中試卷共68頁(yè), 歡迎下載使用。
這是一份新高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)題型歸納與變式演練題型14 電解質(zhì)溶液(2份打包,原卷版+解析版),文件包含新高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)題型歸納與變式演練題型14電解質(zhì)溶液原卷版docx、新高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)題型歸納與變式演練題型14電解質(zhì)溶液解析版docx等2份試卷配套教學(xué)資源,其中試卷共78頁(yè), 歡迎下載使用。
微信掃碼,快速注冊(cè)
注冊(cè)成功