内容正文:
第2章 化学键 化学反应规律
第3节 化学反应的快慢和限度
讲评拓展课2 原电池电极反应式的书写、化学反应速率及化学平衡的图像问题
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探究任务 1.了解常见化学电源的工作原理,能正确写出其电极反应式,培养“宏观辨识与微观探析”的化学学科核心素养。
2.了解化学反应速率及化学平衡图像的种类及解答技巧,培养“证据推理与模型认知”的化学学科核心素养。
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探究任务1 电极反应与电池总反应的书写步骤、技巧以及注意事项
探究任务2 化学反应速率和化学平衡图像题的解题“三步骤”
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电极反应与电池总反应的书写步骤、技巧以及注意事项
1.电极反应式书写的一般步骤
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2.书写技巧
(1)拆分法
若已知电池的总反应方程式,先分析元素化合价,确定正、负极的反应物和生成物以及电子转移数目,将氧化还原反应拆分为氧化反应(负极发生氧化反应)和还原反应(正极发生还原反应),根据电荷守恒、原子守恒配平,从而得出正、负极的电极反应式。
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(2)加减法
正极反应式加负极反应式等于总反应式,如果已知电池的总反应式,要求写出电极反应式,可以先写出较易写出的电极反应式,然后用总反应式减去较易写出的电极反应式,即可得出较难写出的复杂的电极反应式。
如:CH3OCH3(二甲醚)酸性燃料电池中,利用总反应式与易写的正极反应式得出负极反应式。
总反应式:CH3OCH3+3O2===2CO2+3H2O
正极反应式:3O2+12H++12e-===6H2O
负极反应式:CH3OCH3+3H2O-12e-===2CO2+12H+
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3.注意事项
(1)两电极得失电子数目相等。
(2)电极反应式常用“===”而不用“―→”表示。
(3)电极反应式中若有气体生成,需要加“↑”;而弱电解质或难溶物均以化学式表示,其余用离子符号表示。
(4)书写电极反应式时要保证电荷守恒、原子守恒,可在电极反应式一端根据需要添加H+、OH-或H2O。
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【典例1】 现有以下两种乙醇(C2H5OH)燃料电池。按要求回答下列问题。
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(1)碱性乙醇燃料电池
①碱性乙醇燃料电池中,电池的总反应为______________________
_______________,电极a上发生的电极反应为__________________
________________________。
②在碱性乙醇燃料电池中,消耗5.6 L(标准状况下)的氧气,电路中有________ mol的电子发生了转移。
③开始放电时,正极附近溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。
C2H5OH+3O2+4OH-===
2C+5H2O
C2H5OH-12e-+16OH-
===2C+11H2O
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[解析] ①在碱性环境中二氧化碳与氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水,碱性乙醇燃料电池的总反应为C2H5OH+3O2+4OH-===
2C+5H2O;电极a是负极,电极反应为C2H5OH-12e-+16OH-===2C+11H2O。②在碱性乙醇燃料电池中,消耗5.6 L(标准状况下)的氧气即=0.25 mol,转移电子的物质的量为0.25 mol×4
=1 mol。③放电时,正极上氧气得电子生成氢氧根离子,所以正极附近溶液的pH增大。
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(2)酸性乙醇燃料电池中,电极b上发生的电极反应为
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