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首页 高中化学知识 盖斯定律 达到化学平衡的标志 化学反应的限度 化学平衡常数 原电池电极反应式的书写 电解池电极反应式的书写 试题正文
  • 填空题
    （实验班必做，平行班选作）

    魔方格

    甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上一般可采用如下反应来合成甲醇：CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）．
    （1）分析该反应并回答下列问题：
    ①平衡常数的表达式为K=______．
    ②下列各项中，不能说明该反应已经达到平衡的是______（填字母编号）．
    a．恒温、恒容条件下，容器内的压强不发生变化
    b．一定条件下，CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等
    c．恒温、恒容条件下，CO、H2和CH3OH的浓度保持不变
    d．一定条件下，单位时间内消耗1mol CO，同时生成1mol CH3OH
    （2）如图1是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线．该反应的△H______0（填“＞”、“＜”或“=”）；T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1______K2（填“＞”、“＜”或“=”）．若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是______（填字母编号）．
    a．升高温度              b．将CH3OH（g）从体系中分离
    c．使用合适的催化剂      d．充入He（g），使压强增大
    （3）已知在常温常压下：
    ①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=-a kJ•mol-1
    ②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-b kJ•mol-1
    ③H2O（g）=H2O（l）△H=-c kJ•mol-1
    则CH3OH（l）和O2生成CO和H2O（l）的热化学方程式是：______．
    （4）2009年10月，中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破，组装出自呼吸电池及主动式电堆．甲醇燃料电池的工作原理如图2所示．该电池工作时，b口通入的物质是______，正极上的电极反应式为______．
    （5）以上述电池做电源，用如图3所示装置，在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理的过程中，发现溶液逐渐变浑浊，原因是（用相关的电极反应式和离子方程式表示）：______．
    本题信息：2011年济南一模化学填空题难度一般 来源:未知
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本试题 “（实验班必做，平行班选作）甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上一般可采用如下反应来合成甲醇：CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）．（1）分...” 主要考查您对

盖斯定律

达到化学平衡的标志

化学反应的限度

化学平衡常数

原电池电极反应式的书写

电解池电极反应式的书写

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  • 达到化学平衡的标志
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  • 原电池电极反应式的书写
  • 电解池电极反应式的书写
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：

化学平衡移动的含义：

1．当一个可逆反应达到平衡状态后，如果改变温度、压强、浓度等反应条件．原来的平衡状态会被破坏，化学平衡会发生移动，平衡混合物中各组成物质的质量分数也就随着改变，在一段时间后达到新的平衡状态，这种由原平衡状态向新平衡状态的变化过程。就是化学平衡的移动。以上过程可归纳如下：
 
2．化学平衡移动与化学反应速率的关系
当与化学平衡体系有天的外界条件改变以后，>，化学平衡向正反应方向移动；，化学平衡不移动；，化学平衡向逆反应方向移动。

化学平衡状态:

(1)定义：在一定条件下的可逆反应中，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态，叫做化学平衡状态，简称化学平衡。
(2)化学平衡的建立对于可逆反应，不管从正反应开始(只投入反应物)，还是从逆反应开始(只投入生成物)，或从正、逆反应同时开始(同时投入反应物和生成物)，在一定条件下都会达到的状态。当相等时，单位时间内同一物质消耗与生成的量完全相等，因而各物质的浓度和百分含量保持一定，即达到化学平衡状态。构成化学平衡体系的基本要求是反应物和所有的生成物均处于同一反应体系中，反应条件(温度、浓度、压强等)保持不变。

化学平衡的特征:

(1)逆：只有可逆反应才能达到化学平衡状态。
(2)动：是动态平衡，正、逆反应仍在不断进行。
(3)等：。
(4)定：各组分的浓度及百分含量保持一定。
(5)变：当影响化学平衡的外界条件发生变化使时，平衡便会发生移动而使各组分的浓度、百分含量发生变化，直至建立新的平衡。
化学平衡状态的判断：

1．指的是同一物质的正反应速率与逆反应速率相等。
2．反应混合物中各组分的含量(质量分数、体积分数、物质的量分数)保持不变。
3．反应类型分析对于密闭容器中的反应qD(g)，根据对化学平衡概念的理解，判断下列各情况是否达到平衡。


化学反应的限度:

研究可逆反应所能达到的最大程度。也就是化学平衡状态。
达到反应限度的判断：

(1)v正=v逆
(2)体系中各组分的物质的量浓度或体积分数、物质的量分数保持不变。
(3)全是气体参加的、前后化学计量数改变的可逆反应，压强、平均相对分子量保持不变。
(4)对于有颜色的物质参加或生成的可逆反应，颜色不随时间发生变化
(5)对于同一物质而言，断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等

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。


电极反应式的书写:
1.根据装置书写电极反应式
(1)根据电源确定阴、阳两极→确定阳极是否是活性电极→据电极类型及电解质溶液中阴、阳离子的放电顺序写出电极反应式。
(2)在确保阴、阳两极转移电子数目相同的条件下，将两极电极反应式合并即得总反应式。
2.由氧化还原反应方程式书写电极反应式
(1)找出发生氧化反应和还原反应的物质→确定两极名称和生成物→利用电子守恒分别写出两极反应式。
(2)若写出一极反应式，而另一极反应式不好写，可用总反应式减去已写出的电极反应式，即得另一电极反应式。
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