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高中三年级化学

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首页 高中三年级化学知识 盖斯定律 影响化学反应速率的因素 化学平衡常数 原电池电极反应式的书写 电解饱和氯化钠溶液 试题正文
  • 填空题
    近年来，碳和碳的化合物在生产生活实际中应用广泛。
    （1）甲烷燃烧放出大量的热，可作为能源用于人类的生产和生活。已知
    ① 2CH4(g) + 3O2(g) ＝2CO (g) + 4H2O(l) △H1 = －1214.6 KJ/mol
    ② 2CO (g) + O2(g) ＝ 2CO2(g) ΔH2 = －566 kJ/mol
    则反应CH4(g) + 2O2(g) ＝ CO2(g) + 2H2O (l) 的△H =_____________。
    （2）将两个石墨电极插入KOH溶液中，向两极分别通入CH4和O2，构成甲烷燃料电池。通入CH4的一极，其电极反应式是：CH4+ 10OH-― 8e-＝CO32-+ 7H2O；通入O2的一极，其电极反应式是________________________。
    （3）若用石墨做电极电解500ml饱和食盐水，写出电解反应的离子方程式为：__________________；电解一段时间后两极共收集到标准状况下的气体1.12 L(不考虑气体的溶解)。停止通电，假设反应前后溶液体积不变，则所得溶液的pH=______________________。
    （4）将不同量的CO(g) 和H2O(g) 分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应
    CO(g) ＋H2O(g)CO2(g) ＋H2(g)，得到如下三组数据

    ① 实验1中以υ(H2) 表示的反应速率为__________________。
    ② 实验2中的平衡常数是________________（计算结果保留两位小数）。
    ③ 该反应的正反应为______________（填“吸”或“放”）热反应。
    ④ 若实验3要达到与实验2相同的平衡状态（即各物质的质量分数分别相等），则a、b应满足的关系是
    __________________ （用含a、b的数学式表示）。
    本题信息：2011年江苏模拟题化学填空题难度极难 来源:于丽娜
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本试题 “近年来，碳和碳的化合物在生产生活实际中应用广泛。（1）甲烷燃烧放出大量的热，可作为能源用于人类的生产和生活。已知① 2CH4(g) + 3O2(g) ＝2CO (g) + 4H2O(...” 主要考查您对

盖斯定律

影响化学反应速率的因素

化学平衡常数

原电池电极反应式的书写

电解饱和氯化钠溶液

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  • 盖斯定律
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  • 原电池电极反应式的书写
  • 电解饱和氯化钠溶液
盖斯定律的内容：

不管化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。换句话说，化学反应的反应热只与反应的始态和终态有关，而与反应进行的途径无关。如果一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一一步完成时的反应热是相同的，这就是盖斯定律。

盖斯定律的意义：

利用盖斯定律可以间接计算某些不能直接测得的反应的反应热。例如：的△H无法直接测得，可以结合下面两个反应的△H，利用盖斯定律进行计算。

根据盖斯定律，就可以计算出所给反应的△H。分析上述两个反应的关系，即知


盖斯定律在反应热大小比较中的应用:

1．同一反应生成物状态不同时

若按以下思路分析：

2．同一反应物状态不同时

3．两个有联系的不同反应相比

并且据此可写出下面的热化学方程式：

影响化学反应速率的因素：

1．内因：参加反应的物质的结构及性质。
2．外因：主要是指浓度、温度、压强和催化剂，另外还有光、超声波、激光、搅拌、固体表面积、形成原电池等。
(1)浓度：其他条件相同时，增大反应物浓度，化学反应速率增大；减小反应物浓度，化学反应速率减小。在一定温度下，同体、纯液体的浓度视为定值，如C与CO2的反应、Na与H2O的反应中，C的量和Na、H2O 的量减少并不意味着其“浓度”减小，即不冈其量的增减而影响反应速率，但会因固体表面积的变化而改变反应速率。
(2)温度：其他条件相同时，升高温度，可以加快反应速率，实验测得，温度每升高10℃，化学反应速率通常增大到原来的2～4倍。
经验公式为
(3)压强：对于气体反应，当温度不变时，增大压强可以加快反应速率。对于气体反应体系，压强改变时有以下几种情况：
 
(4)催化剂：催化剂是能改变化学反应速率但在反应前后本身的质量和化学性质都不变的物质。对于某些化学反应，使用正催化剂能显著加快化学反应速率。
(5)其他因素：增大同体的表面积(如将块状改为粉末状)，可增大反应速率；光照一般也可增大某些反应的速率；形成原电池可以加快反应速率；此外，超声波、放射线、电磁波等因素也能影响反应速率。
3．外因对化学反应速率影响的微观解释

定义：

在一定温度下，可逆反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，也不管反应物起始浓度大小，最后都达到平衡，这时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值是个常数，用K表示，这个常数叫化学平衡常数。

化学表平衡达式：

对于可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)来说，化学平衡表达式：
化学平衡常数的意义：

①表示该反应在一定温度下，达到平衡时进行的程度，K值越大，正反应进行的越彻底，对反应物而言转化率越高。
②某一温度下的K′与K比较能够判断反应进行的方向
K′>K，反应正向进行；K′<K，反应逆向进行；K′=K，反应处于平衡状态
(3)化学平衡常数与浓度、压强、催化剂无关，与温度有关，在使用时必须指明温度。
(4)在计算平衡常数时，必须是平衡状态时的浓度。
(5)对于固体或纯液体而言，其浓度为定值，可以不列入其中。
(6)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数，若反应方向改变，则平衡常数改变，且互为倒数关系。如：在一定温度下，



化学平衡常数的应用：

1．K值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，正向反应进行的程度越大，反应物转化率越大；反之，正向反应进行的程度就越小，反应物转化率就越小，即平衡常数的大小可以衡量反应进行的程度，判断平衡移动的方向，进行平衡的相关计算。
2．若用浓度商(任意状态的生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，符号为Qc)与K比较，可判断可逆反应是否达到平衡状态和反应进行的方向。
3．利用K值可判断反应的热效应若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。
4．计算转化率及浓度依据起始浓度(或平衡浓度)和平衡常数可以计算平衡浓度(或起始浓度)，从而计算反应物的转化率。
原电池电极反应式的书写：

(1)以铜锌原电池为例：
负极（Zn）：Zn-2e-=Zn2+
正极（Cu）：2H++2e-=H2↑
(2)正负极反应式的书写技巧：
①先确定原电池的正负极，在两极的反应物上标出相同数目的电子得失。
②根据物质放电后生成物的组成和电解质溶液中存在的离子，找到电极反应中还需要的其它离子。此时要注意溶液的酸碱性，从而判断应该是H+、OH-还是H2O参与了反应。因Zn反应后生成了Zn(OH)2，而KOH为电解质，可知负极上OH-参与了反应。MnO2生成了MnO(OH)，即增加了氢元素，可知正极上有水参与了反应。
③根据电子守恒和电荷守恒写出电极反应式，即要注意配平和物质的正确书写形式，应按照离子方程式的书写要求进行。②中反应的电极反应式为：
负极：Zn+2OH--2e-＝Zn(OH)2 正极：2MnO2+2H2O+2e-＝2MnO(OH)+2OH-
（若只要求写正极的反应式，也可以写成MnO2+H2O+e-＝MnO(OH)+OH-）
原电池总反应式的书写：将正负电极反应相加，即为原电池总反应式。

原电池正、负极的判断方法：

原电池有两个电极，一个是正极，一个是负极，判断正极和负极的方法有以下几种。
1．由组成原电池的两极材料判断一般相对较活泼的金属为负极，相对不活泼的金属或能导电的非金属为正极。
2．根据电流方向或电子流动方向判断在外电路，电流由正檄流向负极；电子由负极流向正极
3．根据原电池里电解质溶液中离子的定向移动方向判断在原电池的电解质溶液内，阳离子移向正极，阴离子移向负极。
4．根据原电池两极发生的变化来判断原电池的负极总是失电子发生氧化反应，正极总是得电子发生还原反应。
5．X极增重或减轻工作后，X极质量增加，说明X极有物质析出，X 极为正极：反之，X极质量减少，说明X极金属溶解，X 极为负极
6．X极有气泡冒出工作后，x极上有气泡冒出，一般是发生了析出H，的电极反应，说明x极为正极。
7．X极附近pH的变化析氢或吸氧的电极反应发生后，均能使该电极附近电解质溶液的pH增大，因而工作后，X极附近pH增大了，说明X极为正极。
8．特例在判断金属活泼性的规律中，有一条为“当两种金属构成原电池时，活泼金属作负极，不活泼金属作正极”，但这条规律也有例外情况，如Mg和Al为原电池的两极，KOH为电解质溶液时，虽然Mg比Al活泼，但因Mg不和KOH反应，所以Mg作原电池的正极等。


电解饱和氯化钠溶液：

在小烧杯(或U型管)里装入饱和食盐水，滴入几滴酚酞试液。用导线把碳棒、电池、电流表和铁钉相连(如图)。接通直流电源后，注意观察电流表的指针是否偏转，以及小烧杯内发生的现象，并用湿润的碘化钾淀粉试纸检验阳极放出的气体。

注：粗铁钉要与直流电源的阴极相连，碳棒与阳极相连。
用玻璃棒沾湿润的KI淀粉试纸检验阳极气体。
(1)饱和食盐水电解时，电流表指针发生偏转，阴、阳极均有气体放出，阳极气体有刺激性气味，并能使湿润的KI淀粉试纸变蓝，且阴极区溶液变红。
(2) 阳极：2Cl-－2e-==Cl2↑
阴极：2H++2e-==H2↑(或2H2O+2e-==2OH-+H2↑)
总反应式：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
(3)阴极区溶液变红的原因：这是由于饱和食盐水中，水所电离出的H+在阴极放电，破坏了水的电离平衡
(H2OH++OH-)致使阴极区附近溶液中的OH-相对较多，溶液呈碱性，故酚酞变红。
(4)例用电解饱和食盐水溶液可制取氢气、氯气和烧碱。

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