内容正文:
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专题1 化学反应速率的影响因素和化学平衡状态的判断特征
一、影响化学反应速率的因素
1.内因
反应物自身的性质。
2.外因
二、化学平衡状态的判断
1.直接标志
(1)v(正)=v(逆)≠0
①同一种物质的生成速率等于其消耗速率。
②在化学方程式同一边的物质中,一种物质的生成速率与另一种物质的消耗速率之比等于化学计量数之比。
③在化学方程式两边的不同物质的生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比。
④单位时间内同一物质断裂的化学键与形成的化学键的物质的量相等。
(2)各组分的浓度保持一定
①各组分的浓度不随时间的改变而改变。
②各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数不随时间的改变而改变。
③各组分的质量、物质的量、气体体积不随时间的改变而改变。
2.间接标志——“变量不变”
(1)反应体系中的总压强不随时间的改变而变化(适用于有气体参与且反应前后气体的体积不相等的可逆反应)。(2)混合气体的密度不随时间的改变而变化(适用于①恒压且反应前后气体的体积不等的可逆反应;②恒容且有固体、液体参与或生成的可逆反应)。
(3)对于反应混合物中存在有颜色物质的可逆反应,若体系的颜色不再改变,则反应达到平衡状态。
(4)体系中某反应物的转化率或某生成物的产率达到最大值且不再随时间而变化。
3.定量不能作为判据
(1)恒容容器中,对于全部是气体的反应体系,密度不变不能作为反应达到化学平衡状态的标志。
(2)恒容容器中,对于反应前后气体的体积不变的反应,压强不变不能作为反应达到化学平衡状态的标志。
(3)对于全部是气体的反应体系,若反应物和生成物的化学计量数之和相等,则气体的平均相对分子质量不变不能作为反应达到化学平衡状态的标志。
[对点练习]
1.一定温度下,在一个恒容密闭容器中进行下列反应:A2(g)+3B2(g) 2AB3(g),下列描述中能说明反应处于平衡状态的是
A.容器中混合气体的密度保持不变
B.消耗n mol A2同时生成2n mol AB3
C.容器中各物质的反应速率均相等
D.容器中各物质浓度保持不变
解析 该反应的反应物和生成物都是气体,反应前后气体的总质量不变,容器的体积不变,所以混合气体的密度始终不变,无法确定是否达到化学平衡状态,A选项错误;消耗A2和生成AB3都表示的是正反应速率,无法确定正、逆反应速率是否相等,B选项错误;平衡的标志是正、逆反应速率相等,而不是所有物质的速率相等,C选项错误;可逆反应达到化学平衡状态时,各组分的浓度保持不变,D选项正确。
答案 D
2.一定温度下,在容积恒定的密闭容器中进行反应A(s)+2B(g) C(g)+D(g),下列叙述能表明该反应已达到平衡状态的是
①混合气体的密度不变 ②容器内气体的压强不变 ③混合气体的总物质的量不变 ④B的物质的量浓度不变 ⑤v正(C)=v逆(D) ⑥v正(B)=2v逆(C)
A.①④⑤⑥ B.②③⑥C.②④⑤⑥ D.只有④
解析 ①容积恒定的密闭容器中,混合气体密度不变,也就是质量不变,对于有固体参加或者有固体生成的反应来说,质量不变说明已经达到平衡。②这是一个反应前后压强不变的反应,压强不变不能说明反应达到平衡。③该反应是反应前后气体的化学计量数不变的反应,也就是气体物质的量不变的反应,不能用物质的量是否变化衡量反应是否达到平衡。④B的物质的量浓度不变说明生成B的量与消耗B的量相等,也就是正、逆反应速率相等,此时反应达到平衡。⑤v正(C)=v逆(D),说明正、逆反应速率相等,此时反应达到平衡。⑥v正(B)=2v逆(C),说明正、逆反应速率相等,此时反应达到平衡。
答案 A
专题2 原电池
1.常见化学电源电极反应式
(1)普通锌锰干电池(如图1)
负极:Zn-2e-===Zn2+
正极:
2MnO2+2NH+2e-===Mn2O3+2NH3+H2O总反应:Zn+2MnO2+2NH===Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O
(2)铅蓄电池(如图2)
负极(Pb):Pb+SO-2e-===PbSO4
正极(PbO2):
PbO2+4H++SO+2e-===PbSO4+2H2O
总反应:Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O
工作原理:放电时,二氧化铅电极上发生还原反应,铅电极发生氧化反应。充电时,二氧化铅电极上发生氧化反应,铅电极发生还原反应。
(3)氢氧燃料电池
酸性
碱性
负极
2H2-4e-===4H+
2H2+4OH--4e-===4H2O
正极O2+4H++4e-===2H2O
O2+2H2O+4e-===4OH-
总反应
2H2+O2===2H2O
2.电极反应式的书写
(1)原电池负极反应式