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高中三年级化学

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    黄铁矿(FeS2,其中S为-1价)是工业生产硫酸的重要原料。FeS2在高温下与氧气反应:

    (1)若有1molFeS2参加反应,转移电子的物质的量为_________________。
    (2)硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3
    已知T℃时,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(P)的关系如图所示。根据图回答下列问题:

    ①T℃时,将2.0molSO2和1.0molO2置于10L密闭恒容反应器中,反应达平衡后,体系总压强为0.10MPa,计算该反应的平衡常数(写出计算过程,计算结果保留两位有效数字):
    ②T℃时,平衡由A点变到B点时,平衡常数K(A)_____K(B) (填“>”、“<”或“=”)。
    ③已知1g二氧化硫完全反应生成气态三氧化硫,放出热量 1.536kJ,则上述反应的反应热△H=_______________ 。
    (3)某科研小组利用原电池原理,用SO2、O2和H2O来制备硫酸,装置如图,电极A、B为多孔的材料,能吸附气体,同时也能使气体与电解质溶液充分接触。请问

    ①B电极的电极反应为__________;
    ②溶液中H+的移动方向是由_____极池到_____极池(填A、B)。
    本题信息:2012年模拟题化学填空题难度较难 来源:于丽娜
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本试题 “黄铁矿(FeS2,其中S为-1价)是工业生产硫酸的重要原料。FeS2在高温下与氧气反应:(1)若有1molFeS2参加反应,转移电子的物质的量为_________________。(2)硫酸...” 主要考查您对

化学平衡常数

原电池原理

氧化还原反应的计算

化学反应热的计算

化学平衡的有关计算

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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:

1.定义:将化学能转化为电能的装置。
2.工作原理:
以铜-锌原电池为例
(1)装置图:

(2)原理图:

3.实质:化学能转化为电能。
4.构成前提:能自发地发生氧化还原反应。
5.电极反应:
负极:失去电子;氧化反应;流出电子
正极:得到电子;氧化反应;流入电子
6.原电池正负极判断的方法:
①由组成原电池的两级材料判断,一般是活泼金属为负极,活泼性较弱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,电流是由正极流向负极,电子流动方向是由负极流向正极。
③根据原电池里电解质溶液内离子的定向移动方向,在原电池的电解质溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极。
④根据原电池两级发生的变化来判断,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。
⑤X极增重或减重:X极质量增加,说明溶液中的阳离子在X极(正极)放电,反之,X极质量减少,说明X极金属溶解,X极为负极。
⑥X极有气泡冒出:发生可析出氢气的反应,说明X极为正极。
⑦X极负极pH变化:析氢或吸氧的电极发生反应后,均能使该电极附近电解质溶液的pH增大,X极附近的pH增大,说明X极为正极。 

原电池中的电荷流动:

在外电路(电解质溶液以外),电子(负电荷)由负极经导线(包括电流表和其他用电器)流向正极,使负极呈正电性趋势、正极呈负电性趋势。在内电路(电解质溶液中),阳离子(带正电荷)向正极移动,阴离子 (带负电荷)向负极移动。这样形成了电荷持续定向流动,电性趋向平衡的闭合电路。


氧化还原反应的计算:

(1)比较典型的计算有:求氧化剂、还原剂物质的量之比或质量比,计算参加反应的氧化剂货还原剂的量,确定反应前后某一元素的价态变化等。
(2)计算的依据是:氧化剂得电子数等于还原剂失电子数,列出守恒关系式求解。

氧化还原反应的基本规律:

1.守恒规律
氧化还原反应中有物质失电子必有物质得电子,且失电子总数等于得电子总数。或者说氧化还原反应中,有元素化合价升高必有元素化合价降低,且化合价升高总数必等于降低总数。有关得失电子守恒(化合价守恒)的规律有如下应用:
(1)求某一反应中被氧化与被还原的元素原子个数之比,或求氧化剂与还原剂的物质的量之比及氧化产物与还原产物的物质的量之比。
(2)配平氧化还原反应方程式。
(3)进行有关氧化还原反应的计算:
2.强弱规律
较强氧化性的氧化剂跟较强还原性的还原剂反应,生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧化产物。应用:在适宜条件下,用氧化性较强的物质制备氧化性较弱的物质,或用还原性较强的物质制备还原性较弱的物质,也可用于比较物质间氧化性或还原性的强弱。
3.价态规律
元素处于最高价,只有氧化性;元素处于最低价,只有还原性;元素处于中间价态,既有氧化性又有还原性,但主要表现一种性质。物质若含有多种元素,其性质是这些元素性质的综合体现。
4.转化规律
氧化还原反应中,以元素相邻价态之间的转化最容易;不同价态的同种元素之间发生反应,元素的化合价只靠近,不交叉;相邻价态的同种元素之间不发生氧化还原反应。如
 
5.难易规律
越易失去电子的物质,失去后就越难得到电子;越易得到电子的物质,得到后就越难失去电子。一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时,还原性最强的优先发生反应;同理,一种还原剂同时与多种氧化剂相遇时,氧化性最强的优先发生反应,如向FeBr2溶液中通入Cl2时,发生离子反应的先后顺序为:


应用盖斯定律进行计算的方法:

用盖斯定律结合已知反应的反应热求解一些相关反应的反应热时,其关键是设计出合理的反应过程,将已知热化学方程式进行适当数学运算得未知反应的方程式及反应热,使用盖斯定律时应注意以下问题:
(1)当反应方程式乘以或除以某数时,△H也应乘以或除以某数。
(2)反应方程式进行加减运算时,△H也同样要进行加减运算,且要带“+”“-”符号,即把△H看做一个整体进行运算
(3)通过盖斯定律计算并比较反应热的大小时,同样要把△H看做一个整体
(4)在设计的反应过程中常会遇到同一物质固、液、气三态的相互互转化,状态由固→液→气变化时。会吸热;反之会放热
(5)当设计的反应逆向进行时,其反应热与正反应的反应热数值相等,符号相反。

反应焓变(反应热)的简单计算:

1.根据热化学方程式计算焓变与参加反应的各物质的物质的量成正比。
2.根据反应物和生成物的能量计算
△H生成物的能量总和一反应物的能量总和。
3.根据反应物和生成物的键能计算
△H反应物的总键能-生成物的总踺能。
4.根据盖斯定律计算
将两个或两个以上的热化学方程式进行适当的数学运算,以求得所求反应的反应热。
5.根据比热公式进行计算
 
6.反应焓变的大小比较在比较两个热化学方程式中,△H的大小时要带 “+”“-”,比较反应放出或吸收的热量多少时要去掉 “+”“-” .

1molH2完全燃烧生成气态水时放出的热量Q1小于2molH完全燃烧生成气态水时放出的热量Q2,即.
化学平衡计算的一般思路和方法:

有天化学平衡的计算一般涉及各组分的物质的量、浓度、转化率、百分含量,气体混合物的密度、平均摩尔质量、压强等。通常的思路是写出反应方程式,列出相关量(起始量、变化量、平衡量),确定各量之间的火系,列出比例式或等式或依据平衡常数求解,这种思路和方法通常称为“三段式法”、如恒温恒压下的反应mA(g)+nB(g)pC(g)+ qD(g)
(1)令A、B的起始物质的量分别为amol,bmol 达到平衡后,A的消耗量为m·xmol,容器容积为VL。

则有:

(2)对于反应物,对于生成物
(3)
(4)A的转化率
(5)平衡时A的体积(物质的量)分数

(6)
(7)
(8)

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