1、专题一 吸热反应和放热反应图解1.从物质能量高低角度理解2.从化学键角度理解【例 1】化学反应的本质是旧化学键断裂和新化学键形成,前者吸热,后者放热,从这个角度上讲,图中 a 表示 ;b 表示 ;c 表示 。答案:断裂旧化学键吸收的能量 形成新化学键放出的能量 该反应放出的能量迁移训练 1(1)如图 1 所示是 1 mol NO2 和 1 mol CO 反应生成1 mol CO2 和 1 mol NO 过程中能量变化示意图,则该反应 (填“吸收”或“放出”)热量 。图 1(2)图 2 中表示 1 mol 氧、硫、硒、碲分别生成氢化物时放出或吸收的能量数据(正值表示吸收的热量,负值表示放出的热量
2、),根据图中数据可确定 a、b、c、d 分别代表的元素是 。图 2解析:(1)根据反应物的能量比生成物的能量高,可知该反应为放热反应,放出的热量为 368 kJ-134 kJ=234 kJ。(2)氧、硫、硒、碲与氢气化合越来越难,生成的氢化物越来越不稳定。生成对应氢化物时放出热量越多,生成的氢化物越稳定;吸收的热量越多,生成的氢化物越不稳定。所以 a、b、c、d 分别代表碲、硒、硫、氧。答案:(1)放出 234 kJ(2)碲、硒、硫、氧专题二 原电池原理图解1.原电池的工作原理2.原电池正负极判断【例 2】科学家们在研制一种吸气式的锂-空气电池,工作时吸收空气中的氧气在多孔金制成的正极表面发生
3、反应。总反应可表示为 2Li+O2Li2O2,下列有关说法正确的是()A.该电池可进行无限次充放电B.放电时,吸收空气中 22.4 LO2,就有 2 mol e-从电池负极流出C.放电时,Li+从负极向正极移动D.该电池可使用含 Li+的水溶液作电解质溶液解析:充电电池的充放电次数是有限的,即充电电池使用寿命是有限的,A 项错误;B 项没有指出 22.4 L O2 所处的外界条件,错误;放电时阳离子由负极移向正极,C 项正确;Li 能与水反应,故不能用含Li+的水溶液作电池的电解质溶液,D 项错误。答案:C解析:该原电池总反应为 Zn+CuSO4Cu+ZnSO4,故 CuSO4浓度减小,ZnS
4、O4 浓度增大;Zn 失去电子被氧化,电子沿导线从 Zn 极流向 Cu 极,在原电池内部,负极产生 Zn2+,Zn2+通过隔膜向正极区移动;由反应方程式可以看出,每消耗 1 mol Zn 则生成 1 mol Cu,故 D选项正确。答案:B迁移训练 2 如图为一原电池示意图,在原电池两极之间设有隔膜,离子可以自由通过。则下列说法不正确的是()A.Zn2+通过隔膜从负极区向正极区移动B.电子由 Cu 极通过导线流向 Zn 极C.一段时间后,ZnSO4 溶液浓度增大,CuSO4 溶液浓度减小D.Cu2+与 Zn2+的物质的量之和保持不变迁移训练 3 将纯锌片和纯铜片按下图方式插入 100 mL 相同
5、浓度的稀硫酸中一段时间,回答下列问题:(1)下列说法中正确的是 (填序号)。A.甲、乙均为化学能转变为电能的装置B.乙中铜片上没有明显变化C.甲中铜片质量减小、乙中锌片质量减小D.两烧杯中 H+的浓度均减小(2)在相同时间内,两烧杯中产生气泡的速率:甲 乙(填“”“乙。(3)甲中,铜电极上氢离子得电子生成氢气,电极反应式为2H+2e-H2,根据电极反应式知,通过电子的物质的量=1.12 L22.4 Lmol-12=0.1 mol,通过导线的电子数目为 0.1NA或 6.021022。(4)当乙中产生 1.12 L(标准状况)即 0.05 mol 氢气时,根据2H+H2,则消耗的氢离子物质的量是
6、 0.1 mol,剩余的氢离子是 0.1mol,所以原稀硫酸中,氢离子的物质的量是 0.2 mol,硫酸的物质的量是 0.1 mol,原稀硫酸中 c(H2SO4)=0.1mol0.1 L=1.0 molL-1。答案:(1)BD(2)(3)0.1NA(或 6.021022)(4)1.0 molL-1专题三 化学反应速率图像1.化学反应速率图像题的解题技巧化学反应速率图像是化学反应速率变化状况在直角坐标系中以图的形式表达的结果,是化学反应速率变化规律的反映。认识和应用化学反应速率图像时,要立足于化学反应方程式,应用化学反应速率变化的规律,分析直角坐标系及其图像的含义。例如:某温度时,在定容(V L
7、)容器中,X、Y、Z 三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图像可进行如下计算:(1)平衡时,某物质的平均速率、转化率,如 v(X)=1-33 molL-1s-1,Y 的转化率=2-32 100%。(2)确定化学方程式中各物质的化学计量数之比如 X、Y、Z 三种物质的化学计量数比为(n1-n3)(n2-n3)n2。特别提醒分析化学反应速率的图像,应注意以下几个方面:(1)看起点:分清反应物和生成物,浓度减小的是反应物,浓度增大的是生成物,生成物多数以原点为起点。(2)灵活应用“反应速率之比=化学计量数之比=浓度变化量之比=物质的量变化量之比”这一公式求算化学反应速率、确定物质的化学计
8、量数、书写化学方程式。2.化学反应速率图像题的一般类型(1)物质的量(或浓度)时间图像。根据物质的量(或浓度)时间图像,找出起始投料的各物质的物质的量(或浓度),如果某物质的物质的量(或浓度)从零开始增加,说明反应起始未加该物质,该物质是生成物;然后分析一段时间后物质的量(或浓度)的变化,由此能计算反应物的转化率、这段时间内各物质的反应速率(已知 V 且恒定),进一步依据各物质的速率关系还能得出反应的方程式等;曲线达到平台,即物质的物质的量(或浓度)不再随时间变化,故反应达到平衡状态。(2)化学反应速率时间图像。从图像中直接找出反应速率,进一步依据各物质的速率关系还能得出反应的方程式等;曲线达
9、到平台,即反应速率不再变化,故反应达到平衡状态。(3)化学反应速率时间图像的含义。将化学反应速率的定义公式 v(A)=(A)变形得到c(A)=v(A)t,图像中纵坐标代表反应速率,横坐标代表反应时间,从某时间作垂线与反应速率曲线相交,纵坐标、横坐标、速率曲线、垂线之间围成的图形面积代表浓度改变量 c(A)。(4)实际反应中的速率图像分析。实际反应过程中,各物质的浓度不断变化,反应温度也可能改变,因此同时影响化学反应速率的外因可能有两个或多个,化学反应速率发生变化的原因不能取决于某一个外因,而是要分析哪个因素起主导作用,也就是抓住矛盾的主要方面分析,忽略或弱化矛盾的次要方面。【例 3】一定温度下
10、,在 2 L 的密闭容器中,X、Y、Z 三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示:下列描述正确的是()A.反应的化学方程式为:X(g)+Y(g)Z(g)B.反应开始到 10 s,用 Z 表示的反应速率为 0.158 molL-1s-1C.反应开始到 10 s,X 的物质的量浓度减少了 0.79 molL-1D.反应开始到 10 s,Y 的转化率为 79.0%解析:选项 A 考查化学方程式的确定,由化学反应速率确定化学方程式分两步进行:一要确定反应物和生成物;二要根据反应速率与各物质的化学计量数确定化学方程式。由题给图像知 X 和 Y 为反应物,Z 为生成物。X、Y、Z 的化学计量数之比=v(
11、X)v(Y)v(Z)=n(X)n(Y)n(Z)=(1.20-0.41)mol(1.00-0.21)mol(1.58-0)mol=112,所以该反应的化学方程式为 X(g)+Y(g)2Z(g),A 项错误。选项 B 考查反应速率的计算,特别要注意速率数学表达式中各字母的意义,反应开始到 10 s,v(Z)=(Z)=(Z)=(1.58-0)mol2 L10 s=0.079 molL-1s-1,B 项错误,错因主要是忽略了容器的体积。选项 C 考查平衡浓度的计算,反应开始到 10s,c(X)=1.20mol-0.41mol2 L=0.395 molL-1,C 项错误。选项 D 考查转化率的计算,反应
12、物 Y 的转化率应为 Y 的转化量与 Y 起始量的比值,故有1.00mol-0.21mol1.00mol100%=79.0%,D 项正确。答案:D迁移训练 4 如图 1、2 所示是 425 时,在 1 L 密闭容器中发生化学反应的速率随时间变化示意图。下列叙述错误的是()图 1 中起始加入的是 H2(g)和 I2(g)图 2 中起始加入的是 H2(g)和 I2(g)图 1 与图 2 中起始反应物不同图 1、2 中当时间到达 t 时刻时,反应就停止了A.B.C.D.解析:从图 1 和图 2 的图像分析得,图 1 表示 HI 的分解反应最后达到平衡状态,图 2 表示合成碘化氢的反应最后达到平衡状态,故图 1 与图 2 中起始反应物不同。答案:D迁移训练 5 把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器中,产生 H2 的速率可用下图表示。在下列因素中对产生 H2 速率有影响的是()盐酸的浓度 镁条的表面积 溶液的温度 Cl-的浓度A.B.C.D.答案:C
