1、第3节 化学反应的快慢和限度 能力课时2 原电池电极方程式的书写 化学反应速率及化学平衡的图像问题 第2章 化学键 化学反应规律 探究任务1.了解常见化学电源的工作原理，能正确写出其电极反应式，培养“宏观辨识与微观探析”的化学学科核心素养。2.了解化学反应速率及化学平衡图像的种类及解答技巧，培养“证据推理与模型认知”的化学学科核心素养。探究要点典例合作细解 NO.1探究任务1 探究任务2 原电池电极方程式的书写 一般电极反应式的书写方法【例 1】(1)今有 2H2O2=KOH 2H2O 反应，构成燃料电池，则负极通的应是_，正极通的应是_，电极反应式分别为_、_。(2)如把 KOH 改为稀 H
2、2SO4 作电解质溶液，则电极反应式为_、_。(3)如把 H2 改为甲烷、KOH 作导电物质，则电极反应式为：_、_。解析 根据电池反应式可知 H2 在反应中被氧化，O2 被还原，因此 H2 应在负极上反应，O2 应在正极上反应。又因为是碱性溶液，此时应考虑不可能有 H参加或生成，故负极反应为 2H24OH4e=4H2O，正极反应为 O22H2O4e=4OH。若将导电物质换成酸性溶液，此时应考虑不可能有 OH参加或生成，故负极反应为2H24e=4H，正极反应为 O24H4e=2H2O。如把 H2 改为甲烷，用 KOH 作导电物质，根据反应 CH42O2=CO22H2O，则负极为发生氧化反应的
3、CH4，正极为发生还原反应的 O2，由于有KOH 存在，此时不会有 CO2 放出。答案(1)H2 O2 负极：2H24OH4e=4H2O正极：O22H2O4e=4OH(2)负极：2H24e=4H正极：O24H4e=2H2O(3)负极：CH410OH8e=CO23 7H2O正极：2O24H2O8e=8OH1锂电池是一种新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应式为 LiMnO2=LiMnO2，下列说法中正确的是()ALi 是正极，电极反应为 Lie=LiBLi 是负极，电极反应为 Lie=LiCLi 是负极，电极反应为 MnO2e=MnO2DLi
4、 是负极，电极反应为 Li2e=Li2B 分析锂电池的总反应式可知：Li 发生氧化反应(作负极)，MnO2 发生还原反应(作正极)。2MgAgCl 电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是()A负极反应式为 Mg2e=Mg2B正极反应式为 Age=AgC电池放电时 Cl由正极向负极迁移D负极会发生副反应 Mg2H2O=Mg(OH)2H2B 正极反应为 AgCle=AgCl。1化学电源中正、负极是什么物质得、失电子？提示：正极：阳离子得到电子生成单质或 O2。负极：活泼金属或 H2 失去电子。2氢氧燃料电池在酸性电解质和碱性电解质中的总反应实质相同吗？提示：相同，都为 2H2O
5、2=2H2O。3电解质溶液的酸碱性对书写电极反应式有何影响？提示：(1)中性溶液反应物中无 H或 OH。(2)酸性溶液反应物，生成物均无 OH。(3)碱性溶液反应物，生成物中均无 H。(4)水溶液不能出现 O2。化学反应速率及化学平衡的图像问题 正确理解化学反应速率及化学平衡概念，准确分析图像中的起点、拐点、平衡点的含义，联系反应与图像的关系解答关于反应速率与平衡的问题。化学反应速率与平衡图像问题的基本方法：(1)借助于化学方程式掌握化学反应的特征；(2)掌握该化学反应的速率变化与平衡移动的规律；(3)掌握图中符号的含义，图中符号项目主要包括纵坐标、横坐标和图像，对图像要弄清楚其起点、拐点、交
6、点、终点和走向(即“四点一向”)的含义。【例 2】(2021合肥高一期末)某温度时，在一个 10 L 恒容容器中，X、Y、Z 均为气体，三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据填空：(1)该反应的化学方程式为_。(2)反应开始至 2 min，以气体 X 表示的平均反应速率为_。(3)平衡时容器内气体的压强与起始时比_(填“变大”“变小”或“相等”，下同)，混合气体的密度与起始时比_。(4)a mol X 与 b mol Y 的混合气体发生上述反应，反应到某时刻各物质的量恰好满足：n(X)n(Y)2n(Z)，则原混合气体中 ab_。解析(1)根据图像可知，X 和 Y 的物质的量减
7、小，说明是反应物，Z 的物质的量增大，说明是生成物，化学反应速率之比等于系数之比，同时间同体积，物质的量变化之比等于系数之比，即三者物质的量的变化为(10.7)(10.9)0.20.30.10.2312，反应的化学方程式为 3XY2Z。(2)v(X)0.3210 mol/(Lmin)0.015 mol/(Lmin)。(3)根据化学方程式可知，平衡时容器内气体的压强与起始时相比变小；组分都是气体，容积不变，气体的质量不变，因此反应前后气体密度不变。(4)设 X 的变化量为 3x mol，则：3X Y2Z起始量/mol ab 0变化量/mol 3xx2x某时刻量/mol a3xbx2x因 n(X)
8、n(Y)2n(Z)，则有 a3x4x，bx4x，解得 a7x，b5x，因此 ab7x5x75。答案(1)3XY2Z(2)0.015 mol/(Lmin)(3)变小 不变(4)751(双选)如图是可逆反应 X23Y22Z2 在反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线，下列叙述正确的是()At1 时，只发生正反应Bt2 时，反应达到限度Ct2t3，反应不再发生Dt2t3，各物质的浓度不再发生变化BD t1 时，既发生正反应，又发生逆反应，故 A 错误；t2 时，反应达到平衡状态，反应达到限度，故 B 正确；化学平衡是动态平衡，平衡时 v 正v 逆0，故 C 错误；t2t3，反应达到平衡状态
9、，各物质的浓度不再发生变化，故 D 正确。2H2O2 分解速率受多种因素影响。实验测得 70 时不同条件下 H2O2 浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是()甲 乙丙 丁A图甲表明，其他条件相同时，H2O2 浓度越小，其分解速率越快B图乙表明，其他条件相同时，溶液碱性越弱，H2O2 分解速率越快C图丙表明，少量 Mn2存在时，溶液碱性越强，H2O2 分解速率越快D图丙和图丁表明，碱性溶液中，Mn2对 H2O2 分解速率的影响大D A 错，由甲图可知，过氧化氢浓度越大，分解越快。B 错，由乙图可知，溶液碱性越强，H2O2 分解越快。C 错，由丙图可知，有一定浓度的 Mn2存在时，并不是溶液
10、碱性越强，H2O2 分解越快。D 对，由丙图可知，碱性溶液中 Mn2对过氧化氢分解有影响，丁图说明 Mn2浓度越大，过氧化氢分解越快，故由丙图和丁图可知，碱性溶液中，Mn2对 H2O2 分解速率的影响大。1如何根据 nt 或 ct 图像书写化学反应的方程式？提示：根据图像中物质的量或物质的量浓度增大或减少判断反应物和生成物，同时间段内不同物质的 n 或 c 之比等于化学方程式的系数比。2如何根据 vt 图像判断平衡移动的方向？提示：若 v 正v 逆，平衡向右移动；若 v 正v 逆平衡向左移动。3如何判断 ct 图像中速率的大小？提示：依据图像中各点斜率的大小，可判定即时速率。能力过关随堂评估自
11、测 NO.21 2 3 4 5 1在如图所示的装置中，电流表指针发生偏转。下列说法错误的是()A铁是负极，发生氧化反应 Fe2e=Fe2B溶液中 Cu2向银电极移动C一段时间后，银电极质量会增加D该装置发生的反应为 Fe2Ag=Fe22Ag1 2 3 4 5 D 该装置中 Fe 失电子作负极，发生氧化反应，电极反应为 Fe2e=Fe2，故 A 正确；Cu2向正极银电极移动，故 B 正确；Ag作正极，电极反应为 Cu22e=Cu，一段时间后，银电极质量会增加，故 C 正确；该装置发生的反应为 FeCu2=Fe2Cu，故 D错误。1 2 3 4 5 2钮扣电池可作计算器、电子表等的电源。有一种钮扣
12、电池，其电极分别为 Zn 和 Ag2O，用 KOH 溶液作电解质溶液，电池的总反应为ZnAg2O=2AgZnO。关于该电池的下列叙述不正确的是()A正极反应为 Ag2O2eH2O=2Ag2OHBZn 极发生氧化反应，Ag2O 极发生还原反应C使用时电子由 Zn 极经外电路流向 Ag2O 极，Zn 是负极D使用时溶液中电流的方向是由 Ag2O 极流向 Zn 极1 2 3 4 5 D 银元素的化合价降低被还原，Ag2O 为正极，正极反应为Ag2OH2O2e=2Ag2OH，故 A 正确；Zn 失电子作负极，发生氧化反应，Ag2O 得电子作正极，发生还原反应，故 B 正确；Zn作负极，Ag2O 作正极
13、，所以电子由 Zn 极经外电路流向 Ag2O 极，C正确；溶液中是离子的定向移动形成电流，使用时溶液中电流的方向是由 Zn 极流向 Ag2O 极，故 D 不正确。1 2 3 4 5 3一定条件下，在容积为 10 L 的固定容器中发生反应 N2(g)3H2(g)2NH3(g)，反应过程如图。下列说法正确的是()At min 时正、逆反应速率相等BX 曲线表示 NH3 的物质的量随时间的变化关系C08 min，H2 的平均反应速率 v(H2)0.75 molL1min1D1012 min，N2 的平均反应速率 v(N2)0.25 molL1min11 2 3 4 5 B t min 时，X、Y 的
14、浓度相等，此时没有达到平衡状态，正、逆反应速率不相等。根据题给图像，X 的物质的量增加，属于生成物，因此 X 为 NH3 的曲线。08 min 时，v(NH3)0.6 mol10 L8 min0.007 5 molL1min1，根据化学反应速率之比等于系数之比，则 v(H2)v（NH3）230.011 25 molL1min1。1012 min，v(NH3)0.7 mol0.6 mol10 L2 min0.005 molL1min1，v(N2)v（NH3）20.002 5 molL1min1。1 2 3 4 5 4对水样中 M 的分解速率的影响因素进行研究。在相同温度下，M 的物质的量浓度c(
15、M)随时间(t)的变化如图所示。下列说法错误的是()A水样酸性越强，M 的分解速率越快B水样中添加 Cu2，能加快 M 的分解速率C由得，反应物浓度越大，M 的分解速率越快D在 020 min 内，中 M 的分解速率为 0.015 molL1min11 2 3 4 5 C A 对，根据知，M 浓度相同时，pH 越小，相同时间内浓度的变化量越大，则 M 的分解速率越快。B 对，根据知，pH 相同时，含有 Cu2的水样相同时间内浓度的变化量大，则 M 分解速率快。C 错，由知，反应物浓度、溶液的 pH 均不同，无法判断反应物的浓度与 M 分解速率快慢的关系。D 对，020 min 内，中 M 的分
16、解速率 vct0.40 molL10.10 molL120 min0.015 molL1min1。1 2 3 4 5 5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：(1)写出该反应的化学方程式：_。(2)010 s 内，用 X 表示的反应速率是_。1 2 3 4 5(3)下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是_。aX 与 Y 的反应速率之比为 11b混合气体中 X 的浓度保持不变cX、Y、Z 的浓度之比为 112(4)为使该反应的反应速率增大，可采取的措施是_。a适当降低温度b扩大容器的体积c充入一定量 Z1 2 3 4 5 解析(1)由题图可知该反应的
17、反应物为 X 和 Y，生成物为 Z，010 s 内，|n(X)|1.20 mol0.41 mol0.79 mol，|n(Y)|1.00 mol 0.21 mol 0.79 mol，n(Z)1.58 mol，所 以|n(X)|n(Y)|n(Z)112，该反应的化学方程式为 XY2Z。(2)010 s 内|n(X)|0.79 mol，用 X 表示的反应速率为0.79 mol2 L10 s0.039 5 molL1s1。(3)X 与 Y 的反应速率之比为 11，1 2 3 4 5 没有说明反应方向，不能说明正反应速率逆反应速率，故 a 错误；混合气体中 X 的浓度保持不变，能说明反应达到平衡状态，故 b 正确；X、Y、Z 的浓度之比为 112，不能说明各组分浓度不再改变，故 c 错误。(4)适当降低温度，反应速率减小，故 a 错误；扩大容器的体积，相当于减小压强，反应物浓度减小，反应速率减小，故 b 错误；充入一定量 Z，增大了 Z 的浓度，反应速率增大，故 c 正确。答案(1)XY2Z(2)0.039 5 molL1s1(3)b(4)c点击右图进入 能 力 课 时 落 实 谢谢观看 THANK YOU!
