1、化学反应与能量 专题一 原 电 池 电 极 反 应 式 的 书 写 专题归纳 1正负极判断。 (1)根据电极材料判断。 一般来讲，活动性较强的金属为负极，活动性较弱的金属或能导电的非金属为正极。 (2)根据电流方向或电子流动方向来判断。 在外电路(导线)上，电流由正极流向负极，电子流动方向是由负极流向正极。 (3)根据反应类型判断。 原电池的负极总是失电子发生氧化反应，正极总是得电子发生还原反应。 (4)根据现象判断。 溶解的一极为负极，增重或有气泡放出的一极为正极。 2书写方法。 按照负极发生氧化反应，正极发生还原反应的规律，根据原电池总反应判断出两极反 应的产物，然后结合电解质溶液所能提供
2、的离子，依据质量守恒、电荷守恒配平电极反应 式。 (1)具体步骤为：列物质，标得失；选离子，配电荷；配个数，巧用水；两式 加，验总式。 (2)写电极反应式时应注意： 两极得失电子数相等； 电极反应常用“= =”，不用“ ” ； 电极反应中若有气体生成，需加“” ；若有固体生成，一般不标“” 。 例 1 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气作用生成水和 二氧化碳。该电池负极发生的反应是( ) ACH 3OHO 22e =H2OCO 22H BO 24H 4e =2H2O CCH 3OHH 2O6e =CO26H DO 22H 2O4e =4OH 解析：原电池电极反应式的书写技巧
3、。 (1)将氧化还原反应分解为氧化反应和还原反应两个半反应，氧化反应为负极反应，还 原反应为正极反应。 (2)两极反应的电荷守恒、元素守恒，两极反应的电子得失守恒。结合电解质溶液的 酸碱性，配平两极反应以及确定氧化产物和还原产物的存在形式。 (3)首先写出较易写的电极反应式，然后用总反应式减去该电极反应式即得到另一电 极的反应式。 (4)一般有机物失去电子数比较难定，所以采用该物质的燃烧方程式，由氧气所得到的 电子数来确定有机物所失去的电子数。 负极发生氧化反应是 CH3OH 失电子；正极发生还原反应，是 O2得到电子，故答案选择 C 项。 答案：C 专题训练 1碱性电池具有容量大、放电电流大
4、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)2MnO 2(s)H 2O(l)=Zn(OH)2(s) Mn 2O3(s)。下列说法错误的是(C) A电池工作时，锌失去电子 B电池正极的电极反应式为：2MnO 2(s)H 2O(l)2e =Mn2O3(s)2OH (aq) C电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 D外电路中每通过 0.1 mol 电子，锌的质量理论上减小 3.25 g 2某化学兴趣小组为了探究铝电极在电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验， 实验结果记录如下。 编号 电极材料 电解质溶液 电流计指针偏转方向 1 Mg、Al 稀盐酸
5、 偏向 Al 2 Al、Cu 稀盐酸 偏向 Cu 3 Al、C(石墨) 稀盐酸 偏向石墨 4 Mg、Al 氢氧化钠溶液 偏向 Mg 5 Al、Zn 浓硝酸 偏向 Al 试根据表中的实验现象回答下列问题。 (1)实验 1、2 中 Al 所作的电极(正极或负极)_(选填“相同”或“不相同”)。 (2)对实验 3 完成下列填空。 铝为_极，电极反应式：_； 石墨为_极，电极反应式：_； 电池总反应式：_。 (3)实验 4 中铝作_，理由是_。 写出铝电极的电极反应式：_。 (4)解释实验 5 中电流计指针偏向铝的原因： _。 (5)根据实验结果总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素： _。 答案：
6、(1)不相同 (2)负 2Al6e =2Al3 正 6H 6e =3H2 2Al6HCl= =2AlCl33H 2 (3)负极 铝可与氢氧化 钠溶液发生氧化还原反应，而镁不与氢氧化钠溶液发生化学反应 Al3e 4OH =AlO 2H 2O (4)铝在浓硝酸中被钝化，锌在浓硝酸中被氧化，即在浓硝酸中 Zn 比 Al 活泼， 2 Zn 作原电池的负极，Al 作原电池的正极，所以电流计指针偏向铝 (5)另一个电极材料 的活动性；铝电极与电解质溶液能否发生自发的氧化还原反应 专题二 守 恒 法 在 原 电 池 中 的 应 用 专题归纳 电子守恒法是依据氧化还原反应中氧化剂得到的电子总数与还原剂失去的电
7、子总数相 等这一原则进行计算的。电子守恒法是氧化还原反应计算的最基本的方法。而原电池反应 就是一种典型的氧化还原反应，只不过氧化反应和还原反应在负极和正极分别发生。因此 可以利用电子守恒法来处理原电池的有关计算。具体来说就是正极得到的电子总数与负极 失去的电子总数相等。 例 2 (1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。 锌片上发生的电极反应为：_。 银片上发生的电极反应为：_。 (2)若该电池中两电极的总质量为 60 g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥 后称重，总质量为 47 g，试计算：产生氢气的体积 (标准状况)；通过导线的电量。 (已知 NA6.0210
8、 23mol1 ，电子电荷为 1.601019 C) 解析：(1)在锌片、银片、稀硫酸组成的原电池中，锌片作负极，其电极反应为 Zn2e =Zn2 ；银片作正极，其电极反应为 2H 2e =H2；则电池总反应式为 Zn2H =Zn2 H 2。 (2)根据电极反应式找出已知量与电量之间的定量关系进行计算。锌片与银片减少的 质量等于生成氢气所消耗的锌的质量，设产生的氢气体积为 x。则： Zn2H =Zn2 H 2 65 g 22.4 L 60 g47 g13 g x x13 g22.4 L65 g4.48 L。 反应消耗的锌为 13 g65 gmol1 0.20 mol。1 mol Zn 变为 Z
9、n2 时，转移 2 mol e ，则通过的电量为 0.20 mol26.021023 mol1 1.601019 C3.8510 4 C。 答案：(1)Zn2e =Zn2 2H 2e =H2 (2)4.48 L 3.8510 4C 专题训练 3锌稀硫酸铜组成的原电池装置中，当导线中有 1 mol 电子通过时，理论上的 两极变化是(A) 锌片溶解了 32.5 g 锌片增重 32.5 g 铜片上析出 1 g H2 铜片上析出 1 mol H2 A和 B和 C和 D和 专题三 化 学 反 应 速 率 和 平 衡 图 像 专题归纳 有关图象的化学题，是化学基础知识，基本规律以平面直角坐标系中的图象为载
10、体进 行表达的题目。图象化学题一般综合性强，难度较大。解题时，重点是理解图象的意义和 特点。归纳起来，图象题的解答方法与思路是： 1理解图象中的面、线、点。 (1)理解面。 理解各坐标轴所代表的量的意义及曲线所表示的是哪些量的关系。 (2)理解线。 理解曲线“平”与“陡”的意义，即斜率大小的意义；理解曲线的变化趋势并归纳出 规律。如图中有拐点，先拐先平，较早出现拐点的曲线表示先达平衡，对应温度高、压强 大；图中有 3 个量，定 1 议 2(即先确定 1 个量不变，再讨论另两个量的关系)；“吸热大 变、放热小变” ，即在速率温度图象中，温度改变时，吸热反应速率变化大，放热反应速率 变化小。 (3
11、)理解点。 理解曲线上点的意义，特别是某些特殊点，如坐标轴的交点，几条曲线的交叉点、极 值点、转折点等。 2联系规律。 联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律，作出正确判断。 例 3 合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应： N2(g)3H 2(g)2NH 3(g)，673 K、30 MPa 时， n(NH3)和 n(H2)随时间变化的关系如下图 所示。下列叙述正确的是( ) A点 a 的正反应速率比点 b 的小 B点 c 处反应达到平衡 C点 d(t1时刻)和点 e(t2时刻)处 n(N2)不一样 D其他条件不变，773 K 下反应至 t1时刻，(H 2)
12、比图中 d 点的值大 解析：a 点的 H2浓度比 b 点大，反应速率较大，故 A 项错；c 点时 NH3有增大趋势、H 2 有减小趋势，反应未达平衡，故 B 项错误；d、e 两点都是反应达平衡时的点，反应物和生 成物浓度都不变，故 C 项错误；温度升高，化学反应速率增大，(H 2)增大，故 D 项正确。 答案：D 例 4 为了研究碳酸钙与稀盐酸反应的反应速率，一位同学通过实验测定反应中生 成的 CO2气体体积随时间变化的情况，绘制出了如下图所示的曲线。请分析讨论以下问题。 (1)在 O t1、 t1 t2、 t2 t3各相同的时间段里，反应速率最慢的是_时 间段，收集到气体最多的是_时间段。
13、(2)试分析三个时间段里，反应速率不同的可能原因(该反应是放出热量的反应)。 (3)在 t4后，为什么收集到的气体的体积不再增加？ 解析：(1)首先明确横、纵坐标的含义，特别是纵坐标并不是速率，因此从曲线的斜率 大小来判断反应的快慢， t2 t3时间段的斜率最小，反应最慢。 (2)一个反应速率的大小受制于若干条件，有的阶段某种因素的影响起主要作用，另一 阶段可能就被另一种影响因素所代替。 (3)当反应停止时，收集到的气体体积不再发生变化。 答案：(1) t2 t3 t1 t2 (2)由于反应放热， O t1时间段：反应物浓度高，但温度较低，所以速率较慢； t1 t2时间段：温度升高，反应速率变
14、快； t2 t3时间段：随反应物浓度的下降，速率又 变慢。 (3)t4以后反应物中至少有一种已经消耗完，反应停止。 专题训练 4把在空气中久置的铝片 5.0 g 投入盛有 500 mL 0.5 molL1 硫酸溶液的烧杯中， 该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间的关系可用下图所示的坐标曲线来表示。请 回答下列问题。 (1)曲线由 O a 段不产生氢气的原因是_。 有关反应的化学方程式为_。 (2)曲线由 a c 段，产生氢气的速率增加较快的主要原因是_ _。 (3)曲线由 c 以后产生氢气的速率逐渐下降的主要原因是 _。 答案：(1)硫酸首先和氧化铝反应，不产生氢气 Al 2O33H 2SO4=Al2(SO4)33H 2O (2) a c 段，反应放热，温度升高，使反应速率增大 (3)曲线 c 以后，硫酸的浓度逐渐变小， 该因素变为影响反应速率的主要因素，使反应速率减小 5如下图表示某可逆反应达到平衡过程中某一反应物的 vt 图象，我们知道 v ； c t 反之， c v t。请问下列 vt 图象中的阴影面积表示的意义是(C) A从反应开始到平衡时，该反应物的浓度 B从反应开始到平衡时，该生成物的浓度 C从反应开始到平衡时，该反应物实际减小的浓度 D从反应开始到平衡时，该反应物实际增大的浓度
