内容正文:
章末复习方案
一、化学反应与能量
1.化学能与热能
2.化学能转化为电能的装置——原电池
二、化学反应速率和限度(化学平衡)
素能提升一 原电池中的有关计算
有关原电池的计算本质就是氧化还原反应的计算,其主要计算类型有:两极产物的定量计算、电解质溶液浓度的计算、相对原子质量或阿伏加德罗常数的测定计算、根据电荷量求产物的量或根据产物的量求电荷量等。具体计算方法有:
1.根据总反应计算。写出总反应,列比例式计算。
2.根据关系式计算。由得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁,列关系式。
3.利用电量Q=It、一个电子的电量(1.60×10-19C)及阿伏加德罗常数NA (6.02×1023 mol-1)解决相关的综合问题。
【典例1】(2021·河北改编)K-O2电池结构如图,a和b为两个电极,其中之一为单质钾片。已知,铅酸蓄电池反应2PbSO4+2H2OPb+PbO2+2H2SO4。关于该电池,下列说法错误的是( )
A.隔膜允许K+通过,不允许O2通过
B.放电时,电流由b电极沿导线流向a电极
C.产生1 Ah电量时,生成KO2的质量与消耗O2的质量比值约为2.22
D.用此电池为铅酸蓄电池充电,消耗3.9 g钾时,铅酸蓄电池消耗0.9 g水
答案 D
解析 由题图可知,自发的氧化还原反应为K+O2===KO2,所以单质钾片为负极,即a电极为负极,且在b极生成KO2,所以隔膜允许K+通过,不允许O2通过,A项正确;放电时a为负极,b为正极,电流由b电极沿导线流向a电极,B项正确;根据电池反应原理,生成KO2的质量与消耗O2的质量比值恒为Pb+PbO2+2H2SO4,由得失电子守恒可知,转移0.1 mol电子,铅酸蓄电池消耗0.1 mol水,质量为1.8 g,D项错误。≈2.22,C项正确;根据K+O2===KO2,消耗3.9 g钾时,转移0.1 mol电子,铅酸蓄电池反应2PbSO4+2H2O
【变式1】 由铜片、锌片和300 mL稀硫酸组成的原电池中,当铜片上放出3.36 L气体(标准状况)时,硫酸恰好用完,则产生这些气体时消耗锌________g,有________个电子通过导线,原稀硫酸的物质的量浓度为________mol·L-1。
解析 电池总反应离子方程式为:Zn+2H+===Zn2++H2↑,设消耗Zn的质量为x,通过导线的电子数为y,稀硫酸的物质的量浓度为z,则:
Zn~H2~2e-~2H+
1 1 2 2
得=z×0.3 L
==
解得x=9.75 g,y=1.806×1023,z=0.5 mol·L-1。
答案 9.75 1.806×1023 0.5
素能提升二 有关化学反应速率的计算
“三段式法”的解题模型
对于反应mA(g) +nB(g)((pC(g) +qD(g),开始t0s时A的浓度为a mol·L-1, B的浓度为b mol·L-1,反应进行至t1 s时,A消耗了x mol·L-1,则化学反应速率可计算如下:
mA(g) +nB(g)((pC(g) +qD(g)
t0 s/mol·L-1 a b 0 0
转化/mol·L-1 x
t1 s/mol·L-1 a-x
则:v(A)=mol·L-1·s-1
v(B)=mol·L-1·s-1
v(C)=mol·L-1·s-1
v(D)=mol·L-1·s-1
【典例2】(2019·全国Ⅰ,节选)环戊二烯容易发生聚合生成二聚体,该反应为可逆反应()。不同温度下,溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.T1>T2
B.a点的反应速率小于c点的反应速率
C.a点的正反应速率小于b点的逆反应速率
D.b点时二聚体的浓度为0.45 mol·L-1
答案 D
解析 由ct图像的变化趋势可看出相同时间内,T2时,环戊二烯浓度的变化趋势大,因此T2>T1,A项错误;由a、c点环戊二烯的浓度可判断a点的反应速率大于c点的反应速率,B项错误;相同温度下,随着时间的延长,反应物的浓度逐渐减小,反应速率逐渐减小,因此a点的正反应速率大于b点的逆反应速率,C项错误;由图像知,开始时环戊二烯的浓度为1.5 mol·L-1,b点时的浓度为0.6 mol·L-1,设环戊二烯转化的物质的量浓度为2x mol·L-1,则有:
初始物质的量浓度( mol·L-1) 1.5 0
转化物质的量浓度( mol·L-1) 2x x
b点物质的量浓度( mol·L-1) 0.6 x
则有1.5-2x=0.6,解得x=0.45,D项正确。
【变式2】