PAGEPAGE1第2章化學(xué)反應(yīng)與能量一、原電池正負(fù)極的推斷及電極反應(yīng)式的書寫1．正負(fù)極的推斷2．電極反應(yīng)式的書寫(2)困難電極反應(yīng)式的書寫eq\x(困難電極反應(yīng)式)＝eq\x(總反應(yīng)式)－eq\x(較簡潔一極的電極反應(yīng)式)如CH4酸性燃料電池中，有關(guān)反應(yīng)式為CH4＋2O2=CO2＋2H2O……總反應(yīng)式2O2＋8H＋＋8e－=4H2O……正極反應(yīng)式CH4＋2H2O－8e－=CO2＋8H＋……負(fù)極反應(yīng)式(1)書寫電極反應(yīng)式時，留意介質(zhì)是否參與反應(yīng)。堿性介質(zhì)的電極反應(yīng)中不能出現(xiàn)H＋，酸性介質(zhì)的電極反應(yīng)中不能出現(xiàn)OH－。(2)燃料電池的正極(O2作氧化劑)反應(yīng)一般式為：①酸性條件：O2＋4e－＋4H＋=2H2O。②堿性或中性條件：O2＋4e－＋2H2O=4OH－。③高溫?zé)o水固體電解質(zhì)：O2＋4e－=2O2－。(2024·南昌市其次中學(xué)月考)Al-Ag2O電池是一種可用作水下動力的優(yōu)良電源，其原理如圖所示。該電池工作時總反應(yīng)式為2Al＋3Ag2O＋2NaOH=2NaAlO2＋6Ag＋H2O，則下列說法錯誤的是()A．工作時正極發(fā)生還原反應(yīng)，且正極質(zhì)量漸漸減小B．當(dāng)電極上生成1.08gAg時，電路中轉(zhuǎn)移的電子為0.1molC．Al電極的反應(yīng)式為Al－3e－＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2OD．工作時電解液中的Na＋移向Ag2O/Ag電極【解析】原電池工作時，正極發(fā)生還原反應(yīng)，該反應(yīng)中氧化銀被還原為銀，正極的質(zhì)量削減了，A正確；Ag2O中Ag的化合價為＋1價，被還原的單質(zhì)銀為0價，當(dāng)電極上析出1.08gAg即0.01mol時，電路中轉(zhuǎn)移的電子為0.01mol，B錯誤；原電池工作時Al被氧化，應(yīng)為電池的負(fù)極，電極反應(yīng)式為Al－3e－＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O，C正確；鋁為負(fù)極，Ag2O/Ag為電池的正極，原電池工作時陽離子向正極移動，即Na＋向Ag2O/Ag極移動，D正確。【答案】B二、化學(xué)平衡狀態(tài)的推斷1．干脆推斷依據(jù)2．間接推斷依據(jù)以mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)為例類型推斷依據(jù)平衡狀態(tài)混合物體系中各成分的含量①各物質(zhì)的物質(zhì)的量或各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)肯定平衡②各物質(zhì)的質(zhì)量或各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)肯定平衡③各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)肯定平衡正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系①在單位時間內(nèi)消耗了mmolA同時生成mmolA，即v(正)＝v(逆)平衡②在單位時間內(nèi)消耗了nmolB同時生成pmolC，則v(正)不肯定等于v(逆)不肯定③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q，v(正)不肯定等于v(逆)不肯定④在單位時間內(nèi)生成nmolB，同時消耗qmolD，因二者變更均表示v(逆)，所以v(正)不肯定等于v(逆)不肯定壓強(qiáng)①m＋n≠p＋q時，總壓強(qiáng)肯定(其他條件肯定)平衡②m＋n＝p＋q時，總壓強(qiáng)肯定(其他條件肯定)不肯定平均相對分子質(zhì)量(eq\x\to(M)r)①m＋n≠p＋q時，eq\x\to(M)r肯定平衡②m＋n＝p＋q時，eq\x\to(M)r肯定不肯定氣體密度①m＋n≠p＋q時，恒溫恒壓時，密度保持不變平衡②m＋n＝p＋q時，密度保持不變不肯定溫度體系溫度肯定(其他條件不變)平衡顏色反應(yīng)體系內(nèi)有色物質(zhì)的顏色肯定平衡(1)明確eq\x\to(M)r、ρ的含義，即eq\x\to(M)r＝eq\f(m總,n總)，ρ＝eq\f(m總,V容器)。(2)應(yīng)用v(正)＝v(逆)時，要留意反應(yīng)描述的反應(yīng)方向和不同物質(zhì)的計量關(guān)系。(3)對可逆反應(yīng)N2＋3H22NH3，若某一時刻，v正(N2)＝v逆(NH3)和3v正(N2)＝v正(H2)均不能說明達(dá)到平衡。因?yàn)棰俚谝环N狀況N2、NH3的化學(xué)計量數(shù)不等。v正(N2)＝v逆(NH3)時，正、逆反應(yīng)速率并不相等，而是正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率。平衡時應(yīng)為2v正(N2)＝v逆(NH3)。②其次種狀況也不是平衡狀態(tài)。因?yàn)镹2和H2都是反應(yīng)物，在反應(yīng)的任何時段都會有3v正(N2)＝v正(H2)。若是3v正(N2)＝v逆(H2)，才是平衡狀態(tài)。可逆反應(yīng)：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)在體積固定的密閉容器中進(jìn)行，達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)記的是()①單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時生成2nmolNO2②單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時生成2nmolNO③用NO2、NO、O2表示的反應(yīng)速率的比為2∶2∶1的狀態(tài)④混合氣體的顏色不再變更的狀態(tài)⑤混合氣體的密度不再變更的狀態(tài)⑥混合氣體的壓強(qiáng)不再變更的狀態(tài)⑦混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變更的狀態(tài)A．①④⑥⑦ B．②③⑤⑦C．①③④⑤ D．全部【解析】①單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時生成2nmolNO2，說明正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；②單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時生成2nmolNO，反應(yīng)正向進(jìn)行NO、O2的速率之比就是2∶1，不能說明正逆反應(yīng)速率關(guān)系，不能推斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)；③NO2、NO、O2表示的反應(yīng)速率的比為2∶2∶1的狀態(tài)是反應(yīng)進(jìn)行到任何時刻都成立的關(guān)系，不能說明反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)；④混合氣體的顏色不變，說明NO2的濃度不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；⑤該反應(yīng)前后氣體總質(zhì)量不變，容器的體積不變，混合氣體密度始終不變，不能由密度不變推斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)；⑥該反應(yīng)是氣體分子數(shù)增多的反應(yīng)，混合氣體的壓強(qiáng)不變，說明各氣體的濃度不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；⑦混合氣體平均相對分子質(zhì)量與平均摩爾質(zhì)量數(shù)值相等，混合氣體的平均摩爾質(zhì)量M＝eq\f(m總,n總)，氣體的總質(zhì)量不變，氣體的總物質(zhì)的量不變時反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故平均摩爾質(zhì)量不變時，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。綜上所述，①④⑥⑦是達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)記，故選A項(xiàng)。【答案】A三、化學(xué)平衡的計算——“三段法”1．解題步驟(1)寫出有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的方程式。(2)確定各物質(zhì)的起始量、變更量和平衡量。(3)依據(jù)問題建立相應(yīng)的式子進(jìn)行解答。2．詳細(xì)方法如mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A(yù)、B起始物質(zhì)的量濃度分別為amol/L、bmol/L，達(dá)到平衡后消耗A的物質(zhì)的量濃度為mxmol/L。mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)起始(mol/L)ab00變更(mol/L)mxnxpxqx平衡(mol/L)a－mxb－nxpxqx3．說明(1)反應(yīng)物：c平＝c始－c變，生成物：c平＝c始＋c變。(2)各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化濃度之比等于化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)之比。(3)平衡時各物質(zhì)的反應(yīng)速率v＝eq\f(Δc,Δt)。(4)轉(zhuǎn)化率＝eq\f(反應(yīng)物轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量濃度,反應(yīng)物起始的物質(zhì)的量濃度)×100%。(5)列式時要留意單位的統(tǒng)一(一般都用濃度，有時也可用物質(zhì)的量)。在容積可變的密閉容器中，2molN2和8molH2在肯定條件下發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到平衡時，H2的轉(zhuǎn)化率為25%，則平衡時氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)接近于()A．5% B．10%C．15% D．20%【解析】由題給數(shù)據(jù)知：參與反應(yīng)的H2物質(zhì)的量為：8mol×25%＝2mol。N2＋3H22NH3始態(tài)：2mol8mol0變更量