内容正文:
化学反应与能量
第六章
章末复习方案
章末知识图解
章末素能整合
章末知识图解
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章末素能整合
素能提升1 原电池中的有关计算
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素能提升2 有关化学反应速率的计算
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素能提升3 化学反应速率和反应限度的图像分析
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化学 必修 第二册
制 作 者:状元桥
适用对象:高中学生
制作软件:Powerpoint2003、
Photoshop cs3
运行环境:WindowsXP以上操作系统
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)
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·河北卷)(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+2H2Oeq \o(,\s\up21(充电),\s\do21(放电))Pb+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eq \f(39+16×2,16×2)≈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+2H2Oeq \o(,\s\up21(充电),\s\do21(放电))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。
【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eq \f(x,65 g·mol-1)=eq \f(3.36 L,22.4 L·mol-1)=eq \f(y,2NA)=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