第6章 实验活动6 化学能转化成电能(学案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程化学必修第二册同步学习指导(人教版2019)

说明各气体的物质的量不变，反应达到平衡状态，B项正确： 等于化学计量数之比，5mm后物质的量不再改变，说明该反 容器内气体的密度始终不变，C项错误：容器内气体C的物质 应可逆，反应的化学方程式为3X(g)+Y(g)一2Z(g) 的量分数保持不变，说明各组分的物质的量不变，反应达到平 (2)从反应开始至5mim,Y的物质的量减少0.2ml,Y的平 衡状态，D项正确 均反应速率为2025n三0.02ml·1·min'5mim内X 微专题4解答化学反应速率图像题的思路 的物质的量减少0.6ml,X的转化率为6g×100%= 对点精练 60%。(3)同温，同体积下，压强之比等于物质的量之比，反应 1.B0-5min内，用N表示的平均反应速率为：5mim I mol 达平衡时体系的压强是开始时的8牛0304=倍 0.2mdl·L-↓·mim,A正确：5mim后，N的物质的量还在增 1+1+0.1 加，说明此时反应还在正向进行，M的正反应速率大于M的 (4)恒温容器，温度是恒量，容器内温度不变，反应不一定达到 逆反应速率，B错误：反应2M(g)N(g)是气体体积减小 平衡状态，放不选①：反应前后气体总质量不变，容器体积不 的反应，5mn-10mim内.平衡正向移动.气体总体积减小， 变，密度是恒量，混合气体的密度不变，反应不一定达到平衡 压强减小，则5min时容器内压强大于10mim容器内压强，C 状态，故不选②：反应前后气体分子数之和不同，容器体积不 正确：25mn后N的物质的量不变，说明正逆反应速率相等 变，压强是变量，混合气体的压强不变，反应一定达到平衡状 反应达到平衡，D正确。故选B 态，放适③：反应前后气体总质量不变，反应首后气体分子数 2.D反应过程中X减少，为反应物：Y增加，为生成物：4mn时 之和不同，混合气体的平均相对分子质量是变量，混合气体的 平均相对分子质量不变，反应一定达到平衡状态，故选④：反 达到平衡，X的改变量为0.5ml,Y的改变量为0.5ol,反应 的化学方程式为X(g)一Y(g):故A错误：，时，该反应未 应达到平衡状态，各物质浓度不再改变，乙(g)的物质的量浓 度不变，反应一定达到平衡状态，做选⑤：容器内X、Y、Z三种 达到平衡，E>建，故B错误：4mn时反应达到化学平衡.反 应设有停止，故C错误；若其他条件不变，减小容器体积，反应 气体的浓度之比为3：1：2，不能判断浓度是否改变，反应不 物的浓度增大，化学反应速率加快，故D正确。故选D 一定达到平衡状态，故不选⑥；某时刻r(X)=3和(Y),不能判 3.(1)0.05mml·L-·mim(2)X(g)+3Y(g）2Z(g) 断正，逆反应速率是否相等，反应不一定达到平衡状态，故不 选⑦：单位时问内生成2nmlZ,同时生成3nmlX,正，逆反 【解析】(1)反应开始2min内，Z的物质的量增加0.2mol, 应速率相等，反应一定达到平衡状态，故透⑧。(5)催化剂能 用气体Z表示的反应速率2儿×2m 0.2 mol =0.05mol·L-'. 加快反应速率，故进A:降低温度，反应速率减慢，故不选B:体 mim。(2)反应过程中，X,Y减少，Z物质的量增加，X,Y是 积不变，充入X,反应物浓度增大，反应速率加快，故选C:体积 反应物，Z是生成物：2min内X减少0.1mwl,Y减少0.3mol 不变，从容器中分离出Y,反应物浓度降低，反应速率减慢，故 Z增加0.2ml,变化量比等于系数比，反应方程式为X(g）+ 不选D 3Y(g),2Z(g) 实验活动6化学能转化成电能 4.(1)A-B该反应是放热反应，1mi加后溶液温度明显升高， 反应速率加快2mm后反应物硝酸浓度的减小成为影响反 四 应速率的主要原因，反应物浓度逐渐减小，反应速率逐渐变慢 1.(1)工作原理：负极失去电子发生氧化反应，电子通过导线流 (2)0.225(3)大于(4)C 入正极，溶液中的阳离子在正极上得到电子发生还原反应。 【解析】(1)相同时间内，A~B段产生的气体最多，故A一B (2)构成要素：①化学反应：自发进行氧化还原反应。②装置 段反应速率最快：反应速率还与浓度，温度有关，Im加后A一 条件：a.活动性不同的电极，b.电解质溶液，.形成闭合回路。 B段反应速率逐渐加快，除产物可能有倦化作用外，还可能因 2.Zn:负极，Zm-2e=Zm2;Cu:正极，2H+2e一H2↑： 为反应放热，体系温度升高，2mn后反应物硝酸浓度的减小 电池总反应：Zm+2H'—乙m2++H,↑。 成为影响反应速率的主要原因，反应物浓度逐浙减小，反应速 :3.可以，铁片代替锌片后，铁能够与稀硫酸反应，仍然具备构成 率逐渐变慢。(2)1-3min内生成的V(N02）=252ml 原电池的条件，仍然有电流产生。 n(N02)=0.01125ml,由离子方程式可知n(H)= 负极：Fe-2e“=Fe:正极：2H+2e=H2↑：电池总反 .0.0225mdl 2n(N0,)=0.0225mml,(H*）-0.0sL×2mn=0.25m 应：fe+2H'—Fe2+H2↑。 4.①电极材料活动性不同，且至少有一极能与电解质溶液发生 L1·im·。(3)向反应溶液中加入固体KNO,硝酸根离子 氧化还原反应；②电极可用导线连接或直接接触。 浓度增大，反应速率加快，1min时测将V(NO2)大于84mL。 (4)使用Cu粉代替C山块，接触面积增大，反应速率加快，A不 对点精练 L.DD项中没有构成完整的闭合回路，不能构成原电池。 符合题意：使用含有石墨的粗铜代替纯铜，构成原电池，反应 2.D和b不连接时，铁片直接在溶液中与疏酸铜发生反应， 速率加快，B不符合题意：使用稀晴酸代替浓硝酸，反应产生 NO,不产生NO2,C符合题意：在硝酸中加入少量浓纯酸，H 不会产生氢气，A项错误：a和b用导线连接时，构成原电池， 的浓度增大，反应速率加快，D不符合题意 铁比铜活泼，铁为负极，则电子由b流向，铁片上发生的反应 5.(1)3X(g）+Y(g)2Z(g)(2)0.02mol·L.-'·mim 为Fe-2eFe“,BC项错误：无论a和b是否连接，铁片 均会溶解，都生成Fe·,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色，D项 60% (3)1(4)3458(5AG 正确。 【解析】(I)根据图像可知，5加内X的物质的量减少3.B锌失去电子，被氧化，锌片作电池的负极，A正确：原电池 0.6ol,Y的物质的量减少0.2mol、Z的物质的量塘加 中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，所以电池工作时。 0.4ol,X、Y是反应物、Z是生成物，物质的量的化量之比 电解质溶液中O州向负极移动，B错误：氧气在正极发生得到 290 电子的还原反应，C正确：1mol氧气在反应中得到4mol电 应速率=815,69.5m=0.6l·。,速率减小的原因 子，理论上每转移1mol电子消耗0.25ml氧气，标准状况下 208 的体积为5.6L,D正确。 是随反应的不断进行，H,O,溶液的浓度逐渐降低，反应速率 4.(1)CuCu-2e—Cu2·氧化反应石墨棒（或Ag、铂 减小。 金等，任选一种)Ag”+心ˉ=Ag还原反应硝酸银溶液 章末整合 素能提升 (2)2H+NO,+e一NO↑+H,0正极A1在浓硝酸 中发生钝化，形成的氧化膜阻止了A!进一步反应 真题体验 【解析】(1)根据Cu+2Ag一=2Ag+C可知，Cu应为负 1.C燃烧放热，2C0+0,点慧2C0,属于放热反应，A正确：2C0 极，失电子被氧化，正极可为石墨棒、Ag等，正极上Ag”得电 子生成Ag,电解质溶液为AgNO1溶被。(2)正授上N01得电 +0,槛2C0,反应，C0中C元素化合价升高，氧气中氧元 子发生还原反应，故电极反应式为2H+NO,+e” 素价态降低，属于氧化还原反应，B正确：2C0+0,慧2C0, NO2↑+H,0:由图2可知1时刻电流方向政变，说明原电泡 属于放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，C错 的正、负薇发生变化，A!因为在浓硝酸中发生纯化不能进 误：断键吸热、成键放热，化学键的断裂与形成是该反应中能 步发生反应，则时刻后Cu片与浓HNO,反应，Cu片作负 量变化的主要原因，D正确。 授，A1片作正极。 2,B由题图分析可知，Ag极Ag-e+CAgC,Ag为负 极，A错误：电子由负极Ag经活性炭流向正极A,B正确：溶 实验活动7化学反应速率的影响因索 液为酸性，故A表而发生的电极反应为02+4H·+4e°一 五1.越快2.越快3.加快 2H,0.C错误：每消耗标准状况下11.2L的0，转移2ml电 六，1.S0+2H·—S02↑+S↓+H20:溶液浑浊出现的快 子，最多去除2 mol Cl,D错误。 慢或溶液中氢离子浓度的变化(pH的变化)快慢。 :3.B海水中含有丰富的电解质，如氯化钠、氯化镁等，可作为电 2,为了使混合后溶液，总体积相同.从而使混合后只有硫代硫 解质溶液，故A正确：N为正极，电极反应主要为0，+2H,0+ 酸钠溶液浓度不同，其余因素均相同。 4e一4OH,故B错误：Li为活泼金属，易与水反应，玻璃 3.红热的铁与水蒸气可发生反应生成F,0和H,是因为 陶瓷的作用是防止水和山反应，并能传导离子，故C正确：该 反应温度高，反应速率大，且反应物H,0为气态，铁与水 电池不可充电，属于一次电池，故D正确。 蒸气的接触面积大，反应速率大，说明反应条件及反应物 4.A根据图示的电池结构和题目所给信息可知，Ⅲ区乙m为电 状态对化学反应速率有重要影响。 池的负极，电极反应为Zm-2e+40H一Zm(0H)2,I区 对点精练 MnO2为电池的正极，电极反应为MnO2+2e+4用 1,A无论是吸热反应还是放热反应，升高温度都会加快化学反 M2++2H,0。K*从Ⅲ区通过隔膜向Ⅱ区迁移，A错误；1 应速率，A正确：压强只可能对有气体参加或生成的反应速率 区的SOˉ通过隔膜向Ⅱ区移动，B正确：MO,电极的电极反 有影响，所以增大压强反应速率不一定加快，B错误：增大反 应式为Mn02+2e+4H'Mn2++2H20,C正确：电池的 应物的量不一定增大反应物的浓度（如加人的是某种固体反 总反应为Z知+40H°+MO,+4H'=Zn(OH)2+Mn2+ 应物)，反应速率不一定加快，C错误：催化剂有正催化剂和负 2H20.D正确。 催化剂之分，故使用催化剂不一定加快化学反应速率，D 错误。 5.B根据题意，△c(A)=0.2mol·L,则2min内A的速率为 2,D接触而积越大，反应速率越快.CD的接触面积大于A,B: (A)=Ae(A)=0.2 mal .1. △1 2 min =0.1mal·L·min',根据 温度越高，反应速率越快，C,D温度高于A、B温度：浓度越 速率之比和物质的化学计量系数成正比可知，2min内B的平 大，反应速率越快，D的浓度大于C的，所以由题干表中信息 均反应速率r(B)=3r(A)=0.3ml·L·min 可知，开始时反应速率最快的是D。故选D。 6.C图像中可以得到单位时间内的浓度变化，反应速率是单位 3.B硝酸与Mg反应不生成H,.A错误：Mg的金属性比Fe强， 时间内物质的浓度变化计算得到，从“，c两点坐标可求得从 反应温度最高，c(H)最大，反应速率最快，B正确：金属性强 到心时间间隔内该化学反应的平均速率，A正确：山点处切线 弱是决定反应速率的内因，F的金属性比Mg弱.则反应速率 的斜率是此时刻物质浓度除以此时刻时间，为反应物B的瞬 慢，C错误：Mg、H,S0,浓度都与选项B中相同，但温度低，反 时速率，B正确：由化学反应速率之比等于化学方程式中化学 应速率慢，D错误 计量数之比分析，3(B)=2(X),C错误：维持温度，容积、反 4.（1)2H,0,化2H,0+0,↑ 应物起始的量不变，向反应体系中加入催化剂，反应速率增 (2)探究能化剂对反应速案的影响探究温度对反成速案的 大，D正确 影响 7.C1min内M减少1.5mal,N减少0.5mwl,Q增多1mol,所 (3)0.750.6随反应的不断进行，H,0,溶液的浓度逐渐降 以M和N是反应物、Q是生成物，变化量之比等于化学计量 低，反应速率减小 数之比，所以该反应的化学方程式：3M+N一2Q,A正确： 【解析】(2)由表可知实验甲和实验乙除雀化剂不同外其他 条件都相司，所以实验甲和实验乙是探究能化剂对反应速率 1min内N减少0.5mal,N的平均反应速率为2×1mn= 的影响：实验甲和实验丙豫温度不间外其他条件均相司，则实 0.25mal·L·min',B正确：充入He,容器内压强增大，容 险甲和实验丙是探究温度对反应速率的彩响。(3)0~205的 器体积不变，反应物浓度不变，则化学反应速率不变，C错误： 反应速事=y=15,0m血=0.75mL·。,10120s的反 反应达到平衡状态，各物质浓度保持不变，当容器内M的物 △ 208 质的量保持不变时，化学反应达到平衡状态，D正确。 291实验活动G!化学能转化成电能 ! deª5 "#理解氧化还原反应在化学能转化成电能过程中的作用$体会化学的价值' $#认识原电池的构成要素及其作用' # de°±z²³ "#仪器+烧杯"导线"电流表' $#试剂+锌片"铜片"石墨棒"稀硫酸' % de¬­ "#电极材料的实验 )"*用导线将电流表分别与锌片"铜片相连接$使锌片与铜片接触$观察电流表指针是否发生偏转,用石墨棒代 替铜片进行上述实验' 解释所观察到的现象' 电极材料 电流表指针是否发生偏转 解释 锌片"铜片 否 锌片"石墨棒 否 没有电解质溶液$不能发生原电池反应 )$*按如图所示的装置实验$记录实验现象并解释原因' 实验装置 实验现象 解释 锌片溶解$表面产生无色气泡 锌的还原性比,$ 强$溶液中的, <直接得到J9失去 的电子生成, $ ! 锌片溶解$表面产生无色气泡, " 铜片表面无明显现象 铜的还原性比, $ 弱$不能置换出, $ $, <在锌片表面 被还原成, $ ! 锌片溶解$表面产生无色气泡, " 石墨棒表面无明显现象 石墨为惰性材料$不能置换出, $ $, <在锌片表面被还 原成, $ $#原电池实验 按如图所示的装置实验$记录实验现象并解释原因' 实验材料 实验现象 解释 J9"&3" , $ '+ 2 ! 锌片溶解, " 铜片不溶解$表面产生无色气泡, # 电流表指针偏转 锌失去的电子通过导线转移至铜片表面产生电流$溶液 中的,<在铜片表面获得电子生成, $ J9"石墨" , $ '+ 2 ! 锌片溶解, " 石墨棒表面产生无色气泡, # 电流表指针偏转 锌失去的电子通过导线转移至石墨棒表面产生电流$溶 液中的,<在石墨棒表面获得电子生成, $ &3"石墨" , $ '+ 2 铜片不溶解$电流表指针不偏转 铜的还原性比,$ 弱$不能发生氧化还原反应$没有电子转移$因而不能产生电流 !*( & HI®¯ "#根据以上实验$说明原电池的工作原理和构成要素' $#指出原电池实验中铜锌原电池的正负电极的材料$并写出电极反应和电池总反应' %#能否用铁片作为电极代替铜锌原电池中的锌片( 为什么( 若能产生电流$写出电极反应和电池总反应' 2#组装原电池时的操作应注意哪些问题( 5 JKLM 原电池正+负极的判断 !#下图各装置中$溶液均为稀硫酸$不能构成原电池的是 )!!* "#某小组为研究原电池原理$设计了如图所示装置' 下列叙述正确的是 )!!* -#*和B不连接时$铁片上会有, $ 产生 .#*和B用导线连接时$铁片上发生的反应为&3$ < <$5 ### ? &3 &#*和B用导线连接时$电子由*流向B /#无论*和B是否连接$铁片均会溶解$溶液从蓝色逐渐变成浅绿色 ##某锌0空气电池反应为$J9 <+ ### $ $J9+$电解质溶液为)*+,溶液' 下列说法错误的是 )!!* -#锌片作电池的负极 .#电池工作时$电解质溶液中+,?向正极移动 &#氧气在正极发生还原反应 /#理论上每转移" =>(电子消耗标准状况下氧气的体积为:#G N $#)"*将反应&3 <$-0 ### < $-0<&3 $ <设计成原电池$写出正"负极材料$电极反应式及反应类型)-氧化反应. 或-还原反应.*$电解质溶液名称' 负极+!!!!$!!!!!!!!$!!!!' 正极+!!!!$!!!!!!!!$!!!!' 电解质溶液+ !' !*) )$*常温下$将除去表面氧化膜的-("&3片插入浓,)+ % 中组成 原电池)图"*$测得原电池的电流强度)0*随时间)+*的变化 如图$所示' 反应过程中有红棕色气体产生' 1Y+ " 时$原电池的负极是-(片$此时$正极的电极反应式是 !$ 溶液中的,<向!!!!移动,+ " 时$原电池中电子流动方向 发生改变$其原因是 ! !' 实验活动M!化学反应速率的影响因素 ! deª5 "#体验浓度"温度和催化剂对化学反应速率的影响' $#理解改变反应条件可以调控化学反应的速率' # de°±z²³ "#仪器+烧杯"试管"量筒"试管架"胶头滴管"温度计"药匙"秒表' $#试剂+1#" =>(/N?" )* $ ' $ + % 溶液"1#" =>(/N?" , $ '+ 2 溶液""1! , $ + $ 溶液"" =>(/N?" 45&( % 溶液"89+ $ 粉末" 蒸馏水' % deÃ. "#硫代硫酸钠与硫酸的反应 硫代硫酸钠与硫酸反应会生成不溶于水的硫+)* $ ' $ + % <, $ '+ ### 2 )* $ '+ 2 <'+ $ ) <' $ <, $ + 反应生成的硫使溶液出现乳白色浑浊$比较浑浊现象出现所需时间的长短$可以判断该反应进行的快慢' 在不 同浓度和温度条件下分别进行上述反应$并比较其反应快慢$可以看出反应物浓度和温度对该反应速率的 影响' $#过氧化氢分解会产生氧气$在有或无催化剂存在下进行对比实验$通过观察氧气产生的快慢可以看出催化剂对 该反应速率的影响' & –\èR !为了比较实验中溶液出现浑浊的快慢$可以先在一张白纸上用黑色记号笔在 合适的位置画上粗细"深浅一致的-十.字$衬在反应容器)锥形瓶*的底部' 实验以)* $ ' $ + % 和, $ '+ 2 两溶液相混合时开始计时$到溶液出现的浑浊将锥 形瓶底部的-十.字完全遮盖时结束)如图*' 通过比较记录反应所需时间$可 以判断反应速率的大小' 5 de¬­ "#浓度对化学反应速率的影响 取两支大小相同的试管$分别加入$ =N和" =N1#" =>(/N?" )* $ ' $ + % 溶液$向盛有" =N)* $ ' $ + % 溶液的试管 中加入" =N蒸馏水$摇匀' 再同时向上述两支试管中加入$ =N1#" =>(/N?" , $ '+ 2 溶液$振荡' 观察"比较 两支试管中溶液出现浑浊的快慢' 实验 编号 加入1#" =>(/ N?" )* $ ' $ + % 溶液的体积P=N 加入水的 体积P=N 加入1#" =>(/ N?" , $ '+ 2 溶液的体积P=N 出现浑 浊的 快慢 结论 " $ 1 $ 较快 $ " " $ 较慢 其他条件不变时$反应物浓度越 大$反应速率!!!! !**