鲁科版高中化学选修四--化学反应原理全册学案

这是一份化学选修4 化学反应原理本册综合学案设计，共141页。学案主要包含了学习目标，教学策略，知识梳理，典例解析，随堂演练，能力提升，交流·研讨，活动·探究等内容，欢迎下载使用。

第一章 化学反应的热效应
【学习目标】
1、理解反应热和焓的含义。
2、理解测量反应热的实验原理。
3、掌握热化学方程式的书写和焓变的计算
【教学策略】
授课时数：1课时
教学重点：反应热、焓变、热化学方程式。
教学难点：热化学方程式的书写和焓变的计算。
【知识梳理】　　
1、反应热：
概念：
符号：
2、理论计算反应的反应热：
　　化学反应的实质：旧键 和新键 ，前者 热量，后者 热量。故一个反应是吸热反应还是放热反应，就取决于断键吸收的热量多，还是形成新键放出的热量多。
需要用这些键的键能计算，以H2与Cl2反应生成HCl为例分析。
　　分析：已知H－H、Cl－Cl、H－Cl键的键能分别为436kJ/mol、243kJ/mol、431kJ/mol，反应方程式为：H2＋Cl2＝2HCl。由反应知每1molH2、1molCl2反应生成2molHCl。1molH2、1molCl2的化学键断裂时吸收的总能量为：Q吸＝1mol×436kJ/mol＋1mol×243kJ/mol＝679kJ。生成2molHCl放出的热量为：Q放＝2mol×431kJ/mol＝862kJ。可知，放出的热量大于吸收的热量。该反应为放热反应，共放出热量：862kJ－679kJ＝183kJ。　　
3、测反应的反应热：
用量热计进行测定，如下图为简易量热计示意图，测定方法是：反应物溶液加入量热计内筒并迅速混合、搅拌，测量反应前后溶液温度的变化值，利用公式： 计算，式中c为体系的比热容。
　　
热容：当物质吸收热量使温度每升高1K 所吸收的热量称为该物质的热容，用符号c表示，单位是J·K-1。单位质量的物质的热容称为比热容，简称比热，单位是J·K-1·g-1。常温下，液态水的比热为4.18J·K-1·g-1，该数据可代入上式用于计算。
实验探究：测定中和反应的反应热：
(1)量热计内筒中加入100mL、1.0mol/L的盐酸，记录初始温度T1。
(2)取100mL、1.1mol/L的NaOH 溶液，温度与T1相同(NaOH 的浓度稍大些，是为了保证酸完全反应)。
(3)碱溶液迅速倒入量热计的内筒中，匀速搅拌，记录体系达到的最高温度T2。
　　(4)计算反应热。此处，可假设溶液的比热等于水的比热，用同样方法分别测定KOH溶液与盐酸、NaOH溶液与硝酸反应的反应热。发现这三个反应的反应热相同。因为三者都是强酸与强碱的反应。反应实质都为： H＋＋OH－＝H2O，故反应热相同。
二、化学反应的焓变：
1、焓与焓变
　　(1)焓：
(2)焓变：
符号及单位
解释数学表达式为QP＝ΔH(QP表示在压强不变的条件下化学反应的反应热)成立条件：

QP＝H（生成物）—H（反应物）=ΔH
可见，焓变ΔH能表示反应热，用ΔH表示反应的吸热或放热。
ΔH＞0，反应产物的焓 反应物的焓，反应 热量，为 反应。
ΔH＜0，反应产物的焓 反应物的焓，反应 热量，为 反应。
ΔH、Q都可以表示吸热反应、放热反应，二者表示角度不同，结果一致。
　2、热化学方程式：
(1)概念：
含义：
(2)热化学方程式的书写
①要注明反应的温度和压强，若反应是在298K和1.013×105Pa条件下进行，可不予注明。
②要注明反应物和生成物的聚集状态或晶型。常用s、l、g分别表示固体、液体、气体。
③ΔH与方程式计量系数有关，注意方程式中的化学计量系数与对应ΔH不要弄错，计量系数以“mol”为单位，可以是小数或分数。若反应逆向进行，ΔH改变符号，绝对值不变。
④在所写化学反应计量方程式后写下ΔH的数值和单位，方程式与ΔH应用分号隔开。
⑤当ΔH为“－”或ΔH＜0时，为放热反应，当ΔH为“＋”或ΔH＞0时，为吸热反应。
　　
三、反应焓变的计算。
1、盖斯定律：

2、计算化学反应的焓变
　盖斯定律表明反应的热效应与途径无关，可以利用该定律分析热效应。
如：H2(g)＋O2(g)＝H2O(l)；ΔH=－285.5kJ/mol
该反应可看成如下过程：

反应分步进行的热效应如下：
1、H2(g)＝2H(g)；　　　　ΔH1＝＋431.8kJ/mol
2、O2(g)＝O(g)；　　　　ΔH2＝＋244.3kJ/mol
3、2H(g)＋O(g)＝H2O(g)；　ΔH3＝－917.9kJ/mol
4、H2O(g)＝H2O(l)；　　　ΔH4＝－44.0kJ/mol
这4个反应合并出总反应为：H2(g)＋O2(g)＝H2O(l)；ΔH＝＋431.8kJ/mol＋(＋244.3kJ/mol)＋
(－917.9kJ/mol)＋(－44.0kJ/mol)＝—285.8kJ/mol　　上述过程验证了盖斯定律，同时运用盖斯定律，可任意计算一个反应的反应热。
【典例解析】
例1、下列说法正确的是(　　 )
A、需要加热才能发生的反应一定是吸热反应。
B、任何放热反应在常温条件下一定能发生反应。
C、反应物和生成物所具有的总能量决定了反应是放热还是吸热。
D、吸热反应在一定条件下(如高温、加热等)也能发生反应。
例2、 试利用298K时，下述反应焓变的实验数据，计算在此温度下C(S，石墨)＋O2(g)＝CO(g)的反应焓变。
C(S，石墨)＋O2(g)＝CO2(g)；　　ΔH1＝－393.5kJ/mol
CO(g)＋O2(g)＝CO2(g)；　　　ΔH2＝－283.0kJ/mol
　
　　例3、下列热化学方程式书写正确的是（　　　）
　A、2SO2＋O2SO3；ΔH＝－196.6kJ/mol-1
　　 B、H2(g)＋O2(g)＝H2O(1)；ΔH＝－241.8kJ·mol-1
　　 C、H2(g)＋ O2(g)＝H2O(g)；ΔH ＝－285.8kJ·mol-1
　　 D、2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(1)；ΔH＝－571.6kJ·mol-1
　　 E、C(s)＋O2(g)＝CO2(g)；ΔH＝393.5kJ·mol -1
【随堂演练】
1、反应C(石墨) C(金刚石)是吸热反应，由此可知(　　 )
A、石墨比金刚石稳定。 　　　　　B、石墨比金刚石不稳定。
C、石墨和金刚石可以相互转化。 　D、石墨和金刚石不可以相互转化。
2、今有如下三个热化学方程式：
H2(g)＋O2(g)＝H2O(g)；ΔH＝akJ/mol
H2(g)＋O2(g)＝H2O(1)；ΔH＝bkJ/mol
2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(1)；ΔH＝ckJ/mol
关于它们的下列表述正确的是(　　 )
A、它们都是吸热反应。　　　B、a，b和c均为正值。
C、a＝b　 D、2b＝c
3、已知反应X＋Y＝M＋N为放热反应，该反应的下列说法正确的是(　　 )
A、X的能量一定高于M。
　B、Y的能量一定高于N。
　　C、X和Y的总能量一定高于M和N的总能量。
D、因该反应为放热反应，所以一定不必加热就可以发生。
4、已知在25℃，101kPa下，1gC8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40kJ热量，表示上述反应的热化学方程式正确的是(　　 )
A、C8H18(1)＋O2(g)＝8CO2(g)＋9H2O(g)　　ΔH＝－48.40kJ·mol-1
B、C8H18(1)＋O2(g)＝8CO2(g)＋9H2O(1)　　ΔH＝－5518kJ·mol-1
C、C8H18(1)＋O2(g)＝8CO2(g)＋9H2O(1)　　ΔH＝＋5518kJ·mol-1
　　 D、C8H18(1)＋O2(g)＝8CO2(g)＋9H2O(1)　　ΔH＝－48.40kJ·mol-1
　　 5、在同温同压下，下列各组热化学方程式中，a＜b(a＞0，ｂ＞0)的是（　　　）　
　A、S(s)＋O2(g)＝SO2(g)；　　　ΔH＝－akJ/mol
S(g)＋O2(g)＝SO2(g)；　　　　　ΔH＝－b kJ/mol
B、2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(1)；　　ΔH＝－akJ/mol
2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g)；　　　ΔH＝－bkJ/mol
C、H2(g)＋Cl2(g)＝ 2HCl(g)；　ΔH＝－akJ/mol
H2(g)＋Cl2(g)＝HCl(g)；　ΔH＝－bkJ/mol
D、C(s)＋O2(g)＝CO2(g)；　　ΔH＝－akJ/mol
C(s)＋O2(g)＝CO(g)；　　　ΔH ＝－bkJ/mol
6、已知方程式 2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(1)；ΔH1＝－571.6kJ·mol-1，则关于方程式2H2O(1)＝2H2(g)＋O2(g)；ΔH2＝？的说法中正确的是(　　 )
A、方程式中化学计量数表示分子数。　　　　　B、该反应ΔH2大于零。
C、该反应ΔH2＝－571.6kJ·mol-1。　　　　　D、该反应可表示36g水分解时的热效应。
【能力提升】
7、甲烷是一种高效清洁的新能源，0.25molCH4完全燃烧生成液态水时放出222.5kJ热量，则下列方程式正确的是(　　 )
A、2CH4(g)＋4O2(g)＝2CO2(g)＋4H2O(1)　　　ΔH＝＋890kJ·mol-1
　　 B、CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(1)　　　　ΔH＝＋890kJ·mol-1
　　 C、CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(1)　　　　ΔH＝－890kJ·mol-1
　　 D、CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g)　　　　ΔH＝－890kJ·mol-1
　　 8、已知：2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(1)　　　　　　ΔH＝－571.6kJ·mol-1
　　 CO(g)＋O2(g)＝CO2(g)　　　　　　　　　　ΔH＝－282.8kJ·mol-1
　　 现有CO、H2和CO2组成的混合气体67.2L(标准状况)经完全燃烧后放出的总热量为710.0kJ。并生成18g液态水。则燃烧前混合气体中CO的体积分数为(　　 )
A、80%　　　B、50%　　　C、60%　　　D、20%
9、下列各组热化学方程式中，化学反应的△H前者大于后者的是( )
①C(s)＋O2(g)===CO2(g)；△H1 C(s)＋O2(g)===CO(g)；△H2
②S(s)＋O2(g)===SO2(g)；△H3 S(g)＋O2(g)===SO2(g)；△H4
③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)；△H5 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)；△H6
④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)；△H7 CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)；△H8
A．① B．④ C．②③④ D．①②③
10、我国发射的“神舟五号”载人飞船的燃料是铝粉与高氯酸铵的混合物。点燃时，铝粉氧化放热引发高氯酸铵反应2NH4ClO4=N2↑+4H2O+Cl2↑+O2↑；△H<0。关于该反应叙述不正确的是 （ ）
A．该反应属于分解反应、氧化还原反应、放热反应
B．该反应瞬间能产生大量高温气体，推动飞船飞行
C．从能量变化上看，该反应是化学能转变为热能和动能
D．反应中NH4ClO4只起到氧化剂的作用
11、50mL0.50mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·L-1NaOH溶液在图所示的装置中进行中和反应，通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热，回答下列问题：
　　　　
　　(1)从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是　　　　　。
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是　　　　　　　　　　　　　。
(3)大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值将　　　　　　　(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(4)实验中改用 60mL0.50mol·L-1盐酸跟50mL0.55mol·L-1NaOH 溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量　　　　　　(填“相等”或“不相等”) ，所求中和热　　　　　　(填“相等”或“不相等”)，简述理由　　　　　　　　　　。
　　(5)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会　　　；用50mL0.50mol· L-1NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会　　　　　　　。(均填“偏大”、“偏小”或“无影响”)
12、. 2003年10月17日晨6时许，载着航天英雄杨利伟的“神舟”五号飞船在内蒙古大草原成功着陆，我国首次载人航天飞行取得圆满成功。发射“神舟”飞船的长征2号火箭用了肼（N2H4）作燃料，N2H4与NH3有相似的化学性质。
（1）写出肼与盐酸反应的离子方程式 。
（2）用拉席希法制备肼，是将NaClO和NH3按物质的量之比1：2反应生成肼，试写出该反应的化学方程式 。该反应中 氧化产物是 。
（3）发射火箭时肼（N2H4）为燃料，二氧化氮作氧化剂，两者反应生成氮气和气态水。已知4gN2H4（g）在上述反应中放出71kJ的热量，写出热化学方程式 。
（4）为使宇航员有良好的生存环境，宇宙飞船中装有盛Na2O2颗粒的供氧装置，如用KO2（超氧化钾）代替Na2O2，能达到同样的目的。写出KO2与CO2反应的方程式 。
若仅从飞船携带物品宜轻便考虑，这两种物质中哪种更好，请用计算结果加以说明： 。



第2节 电能转化为化学能——电解
【学习目标】
1、理解电解的原理。
2、掌握几种类型电解池的电极反应和电池反应书写。
3、理解电解的应用。
【教学策略】
授课时数：2课时
教学重点：电解的原理、类型及应用。
教学难点：不同电解质溶液电解的实质及电解在工业生产中的应用。

第 1 课 时 电解的原理
一、电解的原理
【交流·研讨】　　电解熔融NaCl制备金属Na。
　　下图为电解熔融NaCl的装置，容器中盛有熔融的NaCl，两侧分别插入石墨片和铁片作为电极材料，且石墨，铁片分别与电源的正极、负极相连。
　　
　　思考：
　　1、熔融的NaCl中存在的微粒是什么？它们处于怎样的状态？
　　2、接通电源后，这些微粒如何运动？会发生什么变化？
　　3、若在导线上接一个小灯泡，会出现什么现象？
　总结出如下概念：
　　1、电解池：
由电解熔融NaCl的装置可知，构成电解池的要素为：
2、电解：
　　电解是把  能转变为 能，通过得失电子发生氧化还原反应，每个电极上发生的得失电子的反应为电极反应。
　　3、电极反应：每个电极上进行的得电子或失电子的半反应为电极反应。
(1)阳极反应：
由电解熔融NaCl知，石墨电极为阳极，在阳极上为 失电子发生 反应的电极。
电极反应：　　
　　(2)阴极反应：
电解熔融的NaCl中， 为阴极，阴极上 得电子发生 反应：
电极反应：
　　
　电解质溶液进行电解时，情况就稍复杂些，如食盐水中除Na＋、Cl－外，还原水电离的H＋、OH－。在电极上该什么离子得失电子需要比较不同离子得失电子能力的大小，即放电能力的强弱。
　4、电极产物的判断
　　(1)阳极产物判断
　　首先看 ，如果是 电极（指金属活动顺序表Ag以前的金属电极），则电极材料失电子，电极被溶解，溶液中的阴离子不能失电子。如果是 电极(Pt、Au、石墨)，则要再看溶液中的阴离子的失电子能力，此时根据阴离子放电顺序加以判断。
　　(阴离子放电顺序： ）
　　⑵阴极产物的判断
　　直接根据 顺序进行判断，阳离子放电顺序：
　　Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋＞Pb2＋＞Sn2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋
　　 根据阴阳离子放电顺序，对不同类型的电解质溶液电解时，可分成如下四种不同的类型。
　　5、用惰性电极电解电解质溶液的规律
　　(1)电解水型：含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐（如NaOH、H2SO4、K2SO4等）的电解。
　　阴极：4H+＋ 4e-＝2H2↑
　　阳极：4OH－－4e－＝O2↑＋2H2O
　　总反应：
　　(2)分解电解质型：无氧酸型(除HF外)、不活泼的无氧酸盐(氟化物除外)，如：HCl、CuCl2等溶液的电解。以电解CuCl2溶液为例：
　　阴极：Cu2＋＋2e－＝Cu
　　阳极：2Cl－－2e－＝Cl2↑
　　总反应：
　　(3)放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐(氟化物除外)(如NaCl、MgBr2)溶液的电解。如电解KCl溶液：
　　阴极：2H＋＋2e－＝H2↑
　　阳极：2Cl－－2e－＝Cl2
　　总反应：
　　(4)放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4、AgNO3等)溶液的电解。如电解CuSO4溶液：
　　阴极：2Cu2＋＋ 4e－＝2Cu
　　阳极：4OH－－4e－＝O2↑＋2H2O
　　总反应：
【典例解析】
例1、将两个铂电极插入500mL CuSO4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢离子浓度约为
　　A、4×10-3mol/L　 B、2×10-3mol/L　 C、1×10-3mol/L　 D、1×10-7mol/L \
解析：根据电解规律可知阴极反应:Cu2++2e-=Cu，增重0.064gCu，应是Cu的质量,根据总反应方程式:
2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4--->4H+
　　 　　　　　　　　　2×64g　　　　　　4mol
　　　　　　　　　　 　0.064g　　　　 　　x　
　x=0.002mol
　　[H+]= =4×10-3mol/L　　正确答案为A
例2、有三个烧杯，分别盛有氯化铜，氯化钾和硝酸银三种溶液；均以Pt作电极，将它们串联在一起电解一定时间，测得电极增重总和2.8克，这时产生的有色气体与无色气体的物质的量之比为
A、4：1　　 B、1：1　　 C、4：3　　 D、3：4
解析：串联电路中，相同时间内各电极得或失的电子的物质的量相同，各电极上放出气体的物质的量之比为定值。不必注意电极增重是多少。只要判断出生成何种气体及生成该气体一定物质的量所得失电子的物质的量，就可以通过电子守恒，判断气体体积之比，第一个烧杯中放出 ，第二烧杯中放出Cl2和H2，第三烧杯中放出O2。在有1mol电子转移下，分别是0.5 mol，0.5 mol，0.5 mol和0.25mol。所以共放出有色气体0.5+0.5=1(mol)(Cl2)，无色气体0.5+0.25=0.75(mol)(O2和H2)
答案：C
例3、图中X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现 a 极板质量增加，b 极板处有无色无臭的气体放出，符合这一情况的是


a 极板
b 极板
X 极
Z 溶液
A
锌
石墨
负极
CuSO4
B
石墨
石墨
负极
NaOH
C
银
铁
正极
AgNO3
D
铜
石墨
正极
CuCl2





解析：a极质量增加的原因是：电解池的阴极板a上发生还原反应即阳极离子（本题中的Cu2+、Ag+）得到电子后析出金属。阴极a连接电源负极X。在阳极板b处有无色、无臭气体放出的A与B；C中阳极材料铁为活泼电极（铂、金、石墨除外的金属），电极反应失去电子。答案：A
例4、甲、乙两个容器中，分别加入0.1mol/LNaCl溶液与0.1mol/LAgNO3溶液后，以Pt为电极进行电解时，在A、B、C、D各电极上生成物的物质的量之比为:_____________　　
解析：此装置相当于两个电解槽串联到一起,在整个电路中电子转移总数相等.首先判断各极是阳极还是阴极，即电极名称，再分析各极发生的反应.A极(阴极)反应:2H++2e-=H2↑，B极(阳极)反应:2Cl--2e-=Cl2↑；C极(阴极)反应：Ag++ e- =Ag；D极(阳极)反应:4OH--4e-=2H2O+O2↑，根据电子守恒法可知,若整个电路中有4mol电子转移,生成H2、Cl2、Ag、O2的物质的量分别为：2mol、2mol、4mol、1mol因此各电极上生成物的物质的量之比为：2:2:4:1。

【随堂演练】
1、将分别盛有熔融的KCl、MgCl2、Al2O3的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为（ ）　　
A、1：2：3　 B、3：2：1 　C、6：3：1 　D、6：3：2
2、电解4.55%的氢氧化钠溶液1000g,一段时间后,溶液浓度为5%,则阳极产生的气体在标准状况下的体积是:
A、112L　 B、56L　 C、28L　　 D、168L　　
3、电解2L4mol/L的NaCl溶液，当电路中通过0.02mol电子时，若不考虑由于电解而引起的溶液体积的变化，则溶液的pH值为：
A、2　 B、7　 C、11　 D、12
4、Na2SO4和CuSO4的混合溶液1L，硫酸根离子的浓度为2mol/L，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4L(标准状况)气体,则原溶液中[Na+]为:
A、0.5mol/L　 B、1mol/L　 C、1.5mol/L　 D、2mol/L
5、用惰性电极电解某金属的硫酸盐溶液时，在阴极上析出ag金属，同时在阳极上析出0.8g气体，如果该金属的原子量为b，则其化合价为：
A、a×b　B、 　C、20a/b　 D、b/10a
6、用铂作电极电解一定浓度的下列物质的水溶液，电解结束后，向剩余电解液中加适量的水，能使溶液和电解前相同的是：　
A、AgNO3　 B、H2SO4　 C、NaOH　 D、NaCl
7、用两支惰性电极插入500mL AgNO3溶液中通电电解，当电解液的pH由6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出)，且电解液在电解前后体积变化可以忽略)电极上应析出银的质量是
A、27mg　　 B、108mg　　 C、54mg　　 D、216mg
8、将两个铂电极插入500mLCuSO4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)。此时溶液中氢离子浓度约为
A、4×10-3mol·L-1 B、2×10-3 mol·L-1
C、1×10-3 mol·L-1 D、1×10-7 mol·L-1
9、用石墨作电极，电解1mol·L-1下列物质的溶液，溶液的pH值保持不变的是
A、HCl B、NaOH C、Na2SO4 D、NaCl
【能力提升】
10、将质量分数为0.052(5.2%)的NaOH溶液1L（密度为1.06g/mL）用铂电极电解，当溶液中的NaOH的质量分数改变了0.010(1.0%)时停止电解，则此时溶液中应符合的关系是

NaOH的质量分数
阳极析出物的质量（g）
阴极析出物的质量（g）
A
0.062(6.2%)
19
152
B
0.062(6.2%)
152
19
C
0.042(4.2%)
1.2
9.4
D
4.2%
9.4
1.2
11、下列关于铜电极的叙述 正确的是
A、铜锌原电池中铜是正极
B、用电解法精炼粗铜时铜作阳极
C、在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极
D、电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极
12、用惰性电极电解M（NO3）x的水溶液，当阴汲上增重 a g 时，在阳极上
同时产生b L氧气（标准状况）：从而可知M的相对原子质量为
A.22.4ax/b　　　　　　　B11.2ax/b　　　　　　　　　　　　　
C.5.6ax/b　 D.2.5ax/b
13、A、B、C是三种金属，根据下列①、②两个实验，确定它们的还原性强弱顺序为
①将A与B浸在稀硫酸中用导线相连，A上有气泡逸出，B逐渐溶解
②电解物质的量浓度相同的A、C盐溶液时，阴极上先析出C(使用惰性电极)
A、A>B>C B、B>C>A C、C>A>B D、B>A>C
14、若某池（电解池或原电池）的总反应离子反应式是Cu＋2H+==Cu2+＋H2↑，关于此电池的有关说法正确的是
A、该池可能是原电池，也可能是电解池
B、该池只能是原电池，且电解质溶液为硝酸
C、该池只能是电解池，且金属铜为该电解池的阳极
D、该池只能是电解池，电解质溶液可以是硝酸
15、在外界提供相同电量的条件，Cu2+或Ag+分别按Cu2++2e→Cu或Ag++e→Ag在电极上放电，基析出铜的质量为1.92g，则析出银的质量为
A．1.62g B.6.48g C.3.24g D.12.96g
16、下列关于实验现象的描述不正确的是
A、把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡
B、用铜板做电极电解硫酸铜溶液，阴极铜板质量增加
C、把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁
D、把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率会快。
17、在原电池和电解池的电极上所发生的反应，同属氧化反应或同属还原反应的是
A．原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应
B．原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应
C．原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应
D．原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应
18、用惰性电极实现电解，下列说法正确的是
A 电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液p H不变
B 电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH－，故溶液pH减小
C 电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:2
D 电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:1
19、如下图所示的装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。
接通电源后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色。试回答下列问题：
（1）A是外加电源的 极，B是 极。
（2）甲是什么装置？写出电极反应式和电解反应的总反应方程式。
（3）如果收集乙装置中产生的气体，则阴极和阳极产生的气体在相同状态下体积比为：
。
（4）欲用丙装置给铜镀银，铜件是 （填G或H）极，电镀液是 溶液。
（5）装置丁是什么装置，可以观察到什么现象，可以说明什么原因问题？



参考答案（第二节第一课时）
1、D　 2、B　 3、D　 4、D　 5、D　 6、B、C　 7、C 8、A 9、C 10、B 11、AC 12、A 13 D 14、CD 15、B 16、C 17、BC 18、D 19、（1）A为正极 B为负极 （2）电解池 2CuSO4 + 2H2O =2Cu + O2↑ + 2H2SO4 （3）1：1 （4）H；AgNO3 （5）电泳；Y极附近颜色变深；X附近颜色变浅，说明氢氧化铁胶体带正电荷

第二课时 电解的应用

二、电解原理的应用
　　1、电解食盐水制备烧碱、氢气和氯气
【实验】
　　在U形管里装入饱和食盐水，滴入几滴酚酞试液，用一根碳棒作阳极，一根铁棒作阴极（如图）。把湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极附近。接通直流电源后，注意观察管内发生的现象及试纸颜色的变化。
　　现象：

　　电极反应：
　　阳极：
　　 阴极：
　　电解食盐水的总反应为：
　　工业上利用这一反应原理，制取NaOH、Cl2和H2。
注意 在上面的电解饱和食盐水的实验中，电解产物之间能够发生化学反应，如NaOH溶液和Cl2能反应生成NaClO，H2和Cl2混合遇火能发生爆炸。在工业生产中，为避免这几种产物混合，需要使反应在特殊的电解槽中进行。
2、铜的电解精炼：
　 如右图为电解法精炼铜的装置，其中阳极为 ，阴极为 ，电解质溶液为 溶液，粗铜中含Fe、Zn、Ni、Ag、Pt、Au等少量杂质金属。
阳极发生的主要反应为： －。（杂质Fe、Zn、Ni也发生电极反应：Fe＝Fe2＋＋2e－。Zn＝Zn2＋＋2e－，Ni＝Ni2＋＋2e－。由于Pt、Ag、Au的金属性比Cu弱且量又少，这三种金属不反应，以单质的形式沉积在底部，得到阳极泥）。
　阴极的反应为 。（由于Fe2＋、Zn2＋、Ni2＋得电子能力比 Cu2＋弱且量又少，故Fe2＋、Zn2＋、Ni2＋不反应，以离子的形式留在溶液中，经过上述反应，粗铜中的杂质被除去，变成了精铜，能满足作为导线的要求，这就是铜的精炼）。
　3、电镀
【活动·探究】
　　根据电解原理和铜的精炼的操作，利用如下材料：铁制品、铜片、CuSO4溶液、导线、直流电源，试设计一个实验，在铁钉表面镀上一层铜。
　　思路：铜的精炼中，粗铜为阳极，Cu失电子变成以Cu2＋，溶液中的Cu2＋在阴极得电子，生成Cu单质，即在阴极上析出了铜。故要在铁制品表面镀铜，可让 做阳极， 为阴极， 溶液为电解质溶液，设计成如下图所示的装置。
　　现象：
　　电极反应：
　　阳极：
　　 阴极：
　　该过程就是电镀。
　　(1)电镀：。
　　(2)构成要素：
电极：
电镀溶液：
【典例解析】
　例1、如下图装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，a极附近溶液呈红色。

(1)试分析电源的正负极、CuSO4溶液的pH变化及CuSO4溶液中各离子浓度的变化情况。
（2）其中B装置为何要用U形管？
（3）若电源输出电子0.5mol，求A中析出铜多少克，B中产生气体多少升。
解析：此题是典型的电解装置，根据现象不难推断，a、b为惰性电极，a附近溶液红色，即a附近溶液碱性，析出H2，发生还原反应，是阴极，故电源X是负极，Y是正极。在A装置中，铂极是阴极，铜极是阳极，阳极是Cu，活性电极本身放电，阴极是Cu2＋放电，即阳极：Cu－2e－＝Cu2＋(氧化反应)，阴极：Cu2＋＋2e－＝Cu（还原反应），故A装置是典型的电镀装置，pH无变化，各离子浓度也无变化。B用U形管是为了让H2和Cl2分开，防止爆炸，电解方程式：2NaCl＋2H2O＝
　　根据电子守恒，故在A装置中转移电子数也为0.5mol，故析出Cu为0.25mol，质量为：0.25mol×64g/mol=16g ，在B中转移电子数也为0.5mol, 产生气体为：L/mol=11.2L
　　答案：(1)X是负极， Y是正极。pH无变化，各离子浓度也无变化。
　　(2)防止H2、Cl2接触爆炸。
(3)16g、11.2L。
　例2、请用下图所示仪器装置设计一个包括：电解饱和食盐水并测定电解时产生的氢气的体积和检验氯气的氧化性的实验装置。　　
　　(1)所选仪器连接时，各接口的顺序是（填各接口的代号字母）：A接　　　　　、　　　　　接　　　　　；B 接　　　　　　　、　　　　　　　接 　　　　　　。
　　(2)实验时，装置中的石墨电极接电源的　　　极，所发生的反应为　　　　　　；铁电极接电源的　　　极，所发生的反应为　　　　　　　　；此电解总反应方程式为　　　　　　　　。
　　(3)实验测得产生的氢气体积（已折算成标准状况）为5.60mL，电解后溶液的体积恰好为50.0mL，则溶液的pH 值为　　　　　　　。
解析：本题考查按实验要求设计组装合理实验装置的能力，并根据制得的H2的体积，计算电解后溶液的pH值。
　　根据电解饱和食盐水阳极所发生的反应式：2Cl－―2e－＝Cl2↑，为防止电极被腐蚀，实验中一般选用石墨作阳极。阴极发生的是水电离出的H＋离子被还原，2H＋＋2e－＝H2↑，从而破坏水的电离平衡，在阴极区域里形成氢氧化钠，显碱性，阴极通常使用铁电极。电解的总是反应方程式为：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
　　原题U型管反应器中的两个电极未限定哪个是阳极或阴极，可任意选用。而反应器两边连接哪些仪器及其连接顺序，取决于A、B为哪种电极以及电极产物和实验要求。
　　设A上电极为铁质阴极、B上电极为石墨阳极，则反应器两边所选用的各仪器接口连接顺序为：A接贮气瓶的G端，把水挤入量筒，用量筒测量出的水量，以测定产生的H2体积。B接洗气瓶的D端，生成的Cl2氧化洗气瓶里的淀粉KI溶液，以证明其氧化性，多余的Cl2通入烧杯里的C导管，借助氢氧化钠吸收Cl2，防止污染大气。
　　已知电解产生H25.6mL，相当于
　　2NaCl＋2H2O=2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
　　　　　　　　2mol　1mol
　　　　　　　　 x　0.00025mol
　　x＝2×0.00025mol＝0.0005mol
　　c(OH－)＝
　　pOH=2　　　∴pH＝14－2＝12。
　答案：(1)A接G、F接H；B接D、E接C。
　　(2)正极，2Cl－―2e－＝Cl2↑；负极，2H＋＋ 2e－＝H2↑；2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
　　(3)pH=12.
【随堂演练】
　　1、用铂作电极电解一定浓度下的下列物质水溶液，电解结束后，向剩余电解质溶液中加入适量水。能使溶液和电解前相同的是（　　 ）
　　A、AgNO3　　　B、H2SO4　　　　C、NaOH　　　　D、NaCl
　　2、用石墨作作电极，电解1mol·L－1下列物质的溶液，溶液的pH保持不变（　　　）
　　A、HCl　　　B、NaOH　　　C、Na2SO4　　　D、NaCl
　　3、将分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联 , 在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为( 　)
　　A、1∶2∶3　　　B、3∶2∶1　　　C、6∶3∶1　　　D、6∶3∶2
　　4、用惰性电极解下列溶液，一段时间后，再加入一定质量的另一种物质(中括号内)，溶液能与原来溶液完全一样的是(　　　 )
A、CuCl2［CuSO4］ 　　B、NaOH［NaOH］　　　
C、NaCl［HCl］　　　 D、CuSO4［Cu(OH)2］
　　5、实验室用铅蓄电池作电源 电解饱和食盐水制取氯气，已知铅蓄电池放电时发生如下反应：
　　负极：Pb＋SO42－＝PbSO4＋2e
　　正极：PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e＝PbSO4＋H2O
　　今若制取0.050molCl2，这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是( 　)
　　A、0.025mol　　　　　　B、0.050mol
　　C、0.10mol　　　　　　 D、0.20mol
　　6、烧杯中盛放浓度均为0.10mol/L 的氯化钠和硝酸铜的混合液。现将该溶液以惰性电极进行电解，当Cu2＋全部在阴极上转变为金属铜时，整个溶液（摇匀）的pH值为（　　　）
　　A、7.00　　　　B、1.00　　　　C、0.70　　　　D、1.30
　　7、在水中加入等物质的量的 Ag＋、Pb2＋、Na＋、SO42－、NO3－、Cl－。该溶液放在用惰性材料做电极的电解槽中，通电片刻，则氧化产物与还原产物的质量为(　　 )
　　A、35.5∶10.8　　　B、16∶207　　　C、8∶1　　　　D、108∶35.5
【能力提升】　
8、用石墨作电极电解100mLH2SO4和CuSO4的混合液，通电一段时间后，两极均收集到2.24L气体（标准状况），则原混合液中Cu2＋的物质的量浓度为( 　　)
　　A、1mol·L－1　　　　　B、2mol·L－1
　　 C、3mol·L－1　　　　　D、4mol·L－1
9、用石墨电极在一定温度下电解K2SO4饱和溶液mg，当阴极产生amol气体时，从溶液中析出ng无水晶体，则剩余溶液的溶质质量分数是( 　　)
　　
10、某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使C12被完全吸收制得有较强杀毒能力的消毒液，设计了如右图所示的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是(　　 )
　　A、a为正极,b为负极；NaClO和NaCl 　　
B、a为负极,b为正极；NaClO和NaCl
C、a为阳极,b为阴极；HClO和NaCl 　　　
D、a为阴极,b为阳极；HClO和NaCl
11、能够使反应Cu ＋ 2H2O = Cu(OH)2 ＋ H2↑发生的是
A、铜片作原电池的负极，碳棒作原电池的正极,氯化钠作电解质荣膺
B、铜锌合金在潮湿的空气中发生电化学腐蚀
C、用铜片作阴阳电极，电解硫酸钠溶液
D、用铜片作阴、阳电极，电解硫酸铜溶液
12、实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气,已知铅蓄电池放电时发生如下反应:


今若制得Cl20.050 mol，这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是
A、 0.025mol B、0.050 mol C、0.10 mol D、)0.20 mol
13、氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生污染的铜镍电池。氢镍电池的总反应式是
(1/2)H2 + NiO(OH) Ni)(OH)2。根据此反应式判断，下列叙述中正确的是 　
A.电池放电时，电池负极周围溶液的OH不断增大 　B.电池放电时，镍元素被氧化
C.电池充电时。氢元素被还原　　　　　　　　　 D.电池放电时，H2是负极
14、用石墨电极电解某酸、或某碱或某盐的溶液时，在相同条件下，阴阳两极收集到的气体体积比为2 ：1，则下列结论正确的是
A、阴极一定是H2，阳极一定O2 B、电解后溶液的pH一定变大
C、电解后溶液的pH一定不变 D、电极后溶液的浓度一定变大
15、将含有 和0.4 mol KCl的水溶液1 L，用惰性电极电解一段时间后，在一个电极上析出0.3 mol Cu，此时在另一电极上放出气体的体积约为（标准状况）（ ）
A．5.6 L　B．6.72 L　C．2.8 L　D．13.44 L
16、下图是两种溶液进行电解的装置。电极A是由金属M制成的，M的硝酸盐的化学式为M(NO3)2，B，C，D都是铂电极，P，Q是电池的两极，电路接通后，电极B上金属M沉淀出来：电极反应为______，同时电极C产生______，电极反应为______，电极D产生______，电极反应为______。
（1）电池中P是______极，Q是______极。
（2）A极上电极反应为______。
（3）当电路中通过2.408×1022个电子时，B极上沉淀出1.27gM，则M的计算式为______。
（4）如果将电池的正负极交换，接入原电路通过1.204×1022个电子时，看到B极上______．电极反应为______，A极上析出______ g ______，电极反应为______（假设M为Cu）。
【参考答案】（第二节 第二课时）
1、 BC；2、C；3、D；4、C；5、C；6、B；7、C；8、A；9、C；10、B
11、A 12、C 13、CD 14、A 15、A
16、M2++2e=M；氧气；4OH--4e=2H2O+O2↑；氢气；2H++2e=H2↑；
　　
出氧气，4OH--4e=2H2O+O2↑；A极析出0.63g，铜；Cu2+-2e=Cu


第3节 化学能转化为电能——原电池
【学习目标】
1、理解原电池的工作原理。
2、了解几种重要的原电池的电极反应和电池反应。
3、理解金属腐蚀的原理。
4、掌握金属防腐的原理。
【教学策略】
授课时数：2课时
教学重点：原电池的原理及各种常见的电池。
教学难点：书写各种电池的电极反应式及金属腐蚀的原因、防护。

第 1 课 时 原电池的工作原理

一、 原电池的工作原理
实验1、如图，把一锌片和一铜片插入稀H2SO4中。　　
现象： 。
反应 。
失电子生成 ， 得电子生成 。




实验2、把上图中的Zn、Cu用一导线连接起来，中间接一电流计G。　　
现象： 。
结论： 。　　　　1、原电池： 。
这种得失电子的反应为电极反应，上述原电池中的电极反应为：
　　负极： 　
　正极：
总反应：
2、原电池的构成要素：　　








分析图示的原电池　　
现象为：
正极反应：
负极反应：
总反应为：
也可以用如下表示式表示该原电池：
　　(－)Zn|CuSO4|Cu(＋)
【交流·研讨】
问题：如下图装置，是否构成了原电池呢？
　　　
分析：装置中虽有两个电极和电解质溶液，但未构成闭合回路，形不成电流，所以，不能构成原电池。可在中间加一个盐桥就满足了原电池的构成条件（如下图），Zn仍为负极，Cu为正极，可表示为(－)Zn|ZnSO4||CuSO4|Cu(＋)，其中“||”表示盐桥。　　


【典例解析】
例1、从某铝镁合金上剪下一小片（其质量为0.2g），立刻投入盛有20mL 5 mol·L-1氢氧化钠溶液的小烧杯中。
（1）由反应开始到反应结束，可能观察到烧杯中的现象依次为 。
（2）反应开始时，合金片表面产生气泡较慢，其原因是 ，一段时间后反应速率相当快，其原因是 。
（3）写出合金片与溶液反应时可能形成的微电池的负极材料是 ，正极的电极反应式： 。
（4）若要利用该反应来测定合金中铝的质量分数，还应测定哪些数据（如有多种可能，请逐一写出）？答： 。
解析（1）切口断面上先产生少量气泡；氧化膜能溶于NaOH溶液导致反应会逐渐加快；后来反应剧烈，产生气体较多，导致小合金片在溶液中在溶液中上下翻动；反应放热导致溶液发烫；烧杯底会有少量黑色固体残留。（2）影响反应速率的因素有多方面。开始时由于表面氧化膜存在，反应速率较慢，后来氧化膜溶解，NaOH浓度大，铝镁合金片表面形成原电池，反应放热使溶液的温度升高等因素综合起来，使反应速率加快。（3）铝；6H2O＋6e-==3H2↑＋6OH-。（4）至少有以下四种可能测定出任何一个值都可以计算出铝的质量分数：（a）测定残留固体的质量 （b）测定产生H2的体积 （c）测定生成的NaAlO2的物质的量；（d）测定反应后溶液中NaOH的浓度。
例2 由于Fe (OH) 2被极易氧化，所以实验室很难用亚铁盐与烧碱反应制得白色纯净的Fe (OH) 2沉淀，应用右图电解实验可制得白色的纯净Fe (OH) 2沉淀，两极的材料分别为石墨和铁。
（1）a 电极材料应为 ；
b 电极的电极反应式为 。
（2）电解液 c 可以是（填编号）
A、纯水 B、NaCl溶液 C、NaOH溶液 D、CuCl2溶液
（3）d 为苯，其作用为 ，
在加苯之前，对 c 溶液应作何简单处理： 。
（4）为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是 。
A、改用稀硫酸作电解液 B、适当增大电源的电压
C、适当减小两极间的距离 D、适当降低电解液的浓度
（5）若C中Na2SO4溶液，当电解一段时间看到白色Fe(OH)2沉淀后,在反接电源电解,除了电极上看到气泡外,混合物中另一明显现象为： 。
解析：此题考查电解池中电极的名称、电极反应式以及Fe (OH) 2易被氧化的化学性质。既有学科内的知识综合，又有学科间的知识点相互渗透
答案：（1）a 极为Fe b 极为石墨 b 极反应式为：2H+＋2e-==H2↑
（2）B、C
（3）隔开空气，防止生成的氢氧化亚铁，被氧化生成氢氧化铁，加热c，以除去溶解的O2
（4）B、C
（5）白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变为红褐色。

【随堂演练】
1、下列关于原电池的叙述中，正确的是 （ ）
A. 原电池中，正极就是阳极，负极就是阴极
B. 形成原电池时，在负极上发生氧化反应
C. 原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动
D. 电子从负极流向正极
2、下列关于原电池的叙述正确的是 （ ）
A. 构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属
B. 原电池是化学能转变为电能的装置
C. 在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原
D. 原电池放电时，电流的方向是从负极到正极
3、在用Zn、Cu片和稀H2SO4组成的原电池装置中，经过一段时间工作后，下列说法中正确的是 ( )
A. 锌片是正极，铜片上有气泡产生
B. 电流方向是从锌片流向铜片
C. 溶液中H2SO4 的物质的量减少
D. 电解液的PH保持不变
4、一个原电池的总反应的离子方程式是Zn＋Cu2+＝Zn2+＋Cu，该反应的原电池的正确组成是

A
B
C
D
正极
Zn
Cu
Zn
Fe
负极
Cu
Zn
Ag
Zn
电解质溶液
CuCl2
H2SO4
CuSO4
CuCl2
5、以Mg片和Al片为电极，并用导线连接，同时插入NaOH溶液中，下列说法正确的是（ ）
A. Mg片作负极，电极反应：Mg－2e－＝Mg2+
B. Al片作负极，电极反应：Al＋4OH－－3e－＝AlO2－＋2H2O
C. 电子从Mg电极沿导线流向Al电极
D. Mg片上有气泡产生
6、下列事实能说明Al的金属活动性比Cu强的是 （ ）
A、常温下将铝和铜用导线连接组成原电池放入到氢氧化钠溶液中
B、常温下将铝和铜用导线连接组成原电池放入到稀盐酸溶液中
C、与氯气反应时，铝失去3个电子，而铜失去2个电子
D、常温下，铝在浓硝酸中钝化而铜不发生钝化
【能力提升】
7、有A、B、C、D四种金属，当A、B组成原电池时，电子流动方向A →B ；当A、D组成原电池时，A为正极；B与E构成原电池时，电极反应式为：E2-+2e-=E，B-2e-=B2+则A、B、D、E金属性由强到弱的顺序为（ ）
A、A﹥B﹥E﹥D B、A﹥B﹥D﹥E
C、D﹥E﹥A﹥B D、D﹥A﹥B﹥E
8、航天技术上使用一种氢氧燃料电池，它具有高能、轻便，不污染环境等优点，该电池总的化学方程式为 ，其负极变化过程可表示为（ ）
　　A．　　B．
　　C．　　D．
9、原电池的正负极的判断：
①由组成原电池的两极材料判断。一般是 的金属为负极，活泼性 的金属或能 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 流向 ；电子流动方向是由 极流向 极。
③根据原电池里电解质溶液内离子的定向流动方向。在原电池的电解质溶液内，阳离子移向的极是 极，阴离子移向的极为 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 电子发生氧化反应，其正极总是 电子发生 反应。
10、从能量转化角度看，原电池是一种由______的装置．例如由银锌组成的原电池，银为______极，发生______反应，电子从______极流向______极．
11、近年我国首创以Al──空气──海水为能源的新型电池，以海水为电解液．靠空气中的氧使铝不断氧化而产生电流．其工作时电极总反应式为：4Al + 3O2 + 6H2O = 4Al(OH)3；请判断：
（1）原电池的负极是______；
（2）工作时原电池的两极反应：A．负极______ ；B．正极______ ；
（3）工作时原电池正极附近pH______（增大，减小，不变）．

【参考答案】 第三节 第1课时1、BD 2、B 3、C 4、D 5、BD 6、B 7、D 8、D
9、活泼、弱、导电、正极、负极、负、正、正、负、失、得、还原
10、化学能转变为电能；正；还原；锌，银．
11、（1）Al，
　（2）Al-3e=Al3+；O2+2H2O+4e=4OH-
　（3）增大

第 二 课 时 化学电源与金属的防护
二、化学电源
日常生活及高科技领域使用的各种电池，都是在原电池的原理上设计出来的。
1、实用电池应具有的特点是：
能产生稳定而具有较高电压的电流；安全、耐用且便于携带；能够适用于特殊用途；便于回收处理，不污染环境或对环境产生的影响较小。
2、常用原电池
(1)干电池
干电池即普通的锌锰电池，它是用锌制的圆筒形外壳作负极，位于中央的盖有铜帽的石墨棒作正极，圆筒内填充 ZnCl2、NH4Cl和淀粉糊作电解质，还填有MnO2作去极化剂(吸收正极放出的H2，防止产生极化现象)。
电极反应：
负极：
　　 正极： 。
（淀粉糊的作用：提高阴、阳离子在两个电极间的迁移速度）
电池总反应式为：
(2)蓄电池
①铅蓄电池
铅蓄电池是用硬橡胶或透明塑料制成长方形外壳，在正极板上附着一层棕褐色PbO2，负极板上是海绵状金属铅，两极均浸在密度为1.28g·cm-3、浓度为30%的硫酸溶液中，且两极间用微孔橡胶或微孔塑料隔开。
负极：
　　 正极：
电池总反应：
②银锌蓄电池
　　银锌蓄电池是形似“干电池“的充电电池，其负极为锌，正极为附着Ag2O的银，电解液为40%的KOH溶液。电极反应：
负极：
　 　 正极： －
　　 电池总反应：
(3)微型锂电池
常用于心脏起搏器的一种微型电池叫锂电池，它是用金属锂作负极，石墨作正极，电解质溶液是由四氯化铝锂 (LiAlCl4)溶解在亚硫酰氯(SOCl2)中组成。
电池的总反应式为：8Li＋3SOCl2＝6LiCl＋Li2SO3＋2S
这种电池容量大，电压稳定，能在－56.7～71.1℃温度范围内正常工作。
(4)氢氧燃料电池
氢氧燃料电池是一种高效低污染的新型电池，主要用于航天领域。它的电极材料一般为惰性电极，但具有很强的催化活性，如铂电极、活性炭电极等。电解质溶液为40%的KOH溶液。电极反应为：
负极：
正极：
　　 电池的总反应式为：
(5)甲烷氧燃料电池
该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极，又在两极上分别通甲烷和氧气。电极反应为：　　负极：
　　 正极：
电池总反应式：
(6)海水电池
　1991年，我国首创以铝－空气－海水为能源的新型电池，用作航海标志灯的电源。该电池以取之不尽的海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。
电极反应式为：
负极：
　　 正极：
　　电池反应式为：
(7)发展中的化学电源
　　当今发展新型化学电源，不仅要在其高比能量、高比容量、长寿命方面取得长足的进步，而且更重要的是向“绿色电池”方向发展。除了前面介绍的锂电池、燃料电池外，还有可充式镍氢电池，它的化学成分主要由镍和稀土组成，不含汞，无污染，是“绿色电池”的佼佼者。它可连续充放电500次，每次充放电成本低，而且对环境减少了汞污染。
三、金属的腐蚀与防护
1、金属腐蚀：
金属的腐蚀　 。
金属腐蚀常见的类型 。
化学腐蚀是 ，电化学腐蚀是指
2、电化学腐蚀
　(1)概念：当两种金属（或合金）相接触且又同时暴露在潮湿空气里或与电解质溶液接触时，由于形成原电池而发生的腐蚀就是电化学腐蚀。
　电化学腐蚀过程中由于电解质溶液的不同，又可分为 和 两种。　　
(2)吸氧腐蚀　　　　
如上图：表示的是一块铆有铁铆钉的铜板暴露在潮湿空气中的腐蚀情况，其中 为负极， 为正极，铜板表面凝结有一层水膜，空气中CO2及沿海地区空气中的NaCl等物质溶解在水膜中形成电解质溶液，从而构成原电池。
电极反应为：负极： 　　
正极： 　　
然后OH－与Fe2+结合为Fe(OH)2，
故该原电池的总反应为： 　
　　 Fe(OH)2与潮湿空气中的水、氧气反应生成Fe(OH)3：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2＝4Fe(OH)3
　　 生成的Fe(OH)3分解，从而生成铁锈(Fe2O3·nH2O)，该过程主要消耗O2，称为吸氧腐蚀。
　　(3)析氢腐蚀
　　同样是上述腐蚀，若空气中SO2含量较高，处于酸雨的环境下，使水膜酸度较高，即电解质溶液为酸性溶液，正极反应就变为：
总反应为： 该过程为析氢腐蚀。
　　无论是析氢腐蚀，还是吸氧腐蚀，都使活泼金属成为原电池的负极，金属失电子变为金属阳离子而被腐蚀，且金属越活泼越易发生电化学腐蚀，明白了金属腐蚀的原因，也就可以找到金属防护的方法。
3、金属的防护
　　金属的腐蚀主要是电化学腐蚀，只要破坏了原电池的构成要素就可减少电化学腐蚀的发生，常见有以下几种金属防护方法：
(1)让金属制品处于干燥的环境。该方法破坏了电解质溶液的存在，金属不易被腐蚀。
(2)在金属表面加一层保护层。常见的方法是刷一层油漆、搪瓷、陶瓷、塑料、橡胶等保护层，效果较好的方法还有在金属表面镀上一层金属防护层。
(3)牺牲阳极保护法：
利用原电池原理，让被保护的金属为 ，用还原性强的金属为 ，负极金属被消耗，被保护的金属避免腐蚀。如：镀锌铁可以保护铁，但镀锡铁一旦镀层损坏后会使铁更易腐蚀。航海船只的般底四周嵌锌块，就是利用牺牲阳极保护法来保护船体的。
(4)外加电流阴极保护法：
电解原理中，阳极金属发生氧化反应，阴极金属再活泼也不参与反应。故可让被保护金属与外加直流电源的 相连让其成为 ，从而得到防护，该方法为外加电流阴极保护法。
　　生产生活中，金属防护常是上述方法的综合使用，以便最大限度地减少金属的腐蚀。金属的防护仍然是一个重大课题，还需寻找更加完美的方法来防护金属。
【典例分析】
例1、下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是(　　 )
A、a电极是负极。
B、b电极的电极反应为：4OH－―4e－＝2H2O＋O2↑。
C、氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源。
　　D、氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置。

解析：a电极上发生反应：H2－2e－＝2H＋，是负极，ｂ电极上发生反应：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－，是正极。氢氧燃料电池的能量效率较高，而且产物H2O是一种无污染物质，是一种具有应用前景的绿色电源。氢氧燃料电池通入 H2、O2就能工作，无需将H2、O2储藏在电池内部。
　　答案：B。
例2、钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上发生的电极反应是(　　 )
A、2H＋＋2e－＝H2↑　　　　　B、Fe2+＋2e－＝Fe
C、2H2O＋O2＋4e－＝4OH－　　　D、Fe3＋＋e－＝Fe2+
　　解析：吸氧腐蚀是在极弱酸性或中性电解质溶液中，空气中的O2溶解在水膜里引起的钢铁腐蚀。
负极反应：2Fe－e－＝2Fe2+，正极反应：O2＋4e－＋2H2O＝4OH－。
答案：C。
　　例3、一般说来，根据一个氧化还原反应便可以设计一个电池。例如，某种燃料电池的总反应式是2C2H2＋5O2＋8OH-==4CO32-＋6H2O。在此燃料电池中，向正极通入的物质是
；负极发生的电极反应式是 ；可选择的电解质溶液是 。
解析：本题主要考查学生利用氧化还原反应设计原电池的能力。其一般步骤为：（1）先根据总的离子方程式找出发生氧化反应、还原反应的物质。（2）确定失去电子的物质在负极上发生氧化反应，得到电子的物质在正极上发生还原反应，分别写出电极反应式。（3）从总反应式可得C2H2做还原剂在负极上发生氧化反应，O2做氧化剂在正极上发生还原反应。本题根据化合价的变化可知1molC2H2失去10mole转化为2molCO32-，OH-离子参加反应，所以应选择KOH或NaOH溶液作电解质溶液，负极上的电极反应为2C2H2－20e-＋28OH-=4CO32-＋16H2O，正极上的电极反应为O2＋20e-＋10H2O==20OH-。答案：略
例4、（2000年理科综合）熔盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气体为阴极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：
阳极反应式：2CO＋2CO32- 4CO2＋4e-
阴极反应式： 。
总电池反应式： 。
解析：本题要求写出熔盐燃料电池的电极反应和总反应式。解此题的关键在于先写出总电池反应式：2CO＋O2==2CO2，然后用简单的“减法”就可推出另一极的电极反应式，切莫被“阴、阳”极所迷惑，本题主要是借概念的“错位”对化学基本概念在另一层面上的考查。无论是原电池还是电解池，发生氧化反应的极就是“阳极”，而对原电池而言，习惯上称为“负极”。
答案：O2＋2CO2＋4e-===2CO32- 2CO＋O2===2CO2

【随堂演练】
1、下列叙述中正确的是(　 　)
A、原电池的负极得电子，发生还原反应。　　　B、原电池中较活泼的金属做正极。
C、原电池中的电极一定要由两种不同的金属组成。
D、原电池中发生氧化反应的电极是负极。
2、把金属M放入盐N(NO3)2溶液中，发生如下反应：M＋N2＋＝M2＋＋N，以下叙述正确的是（　
A、常温下金属M和N都不跟水反应。
B、M和N用导线连接放入稀H2SO4中，一定构成原电池，且N上有H2放出。
C、M和N用导线连接并平行放入N(NO3)2溶液中，一定构成原电池
D、由M和N构成的原电池，M一定是负极，且N上一定产生H2。
3、某原电池的总反应离子方程式为2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋,不能实现该反应的原电池是(    )
A、正极为Cu、负极为Fe, 电解质溶液为FeCl3溶液。
B、正极为Cu、负极为Zn，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液。
C、正极为Cu、负极为Fe，电解质为Fe(NO3)3溶液。
D、正极为Ag、负极为Fe，电解质为CuSO4溶液。
4、家用炒菜铁锅用水清洗放置后，出现红棕色的锈斑，在此变化过程中不发生的化学反应是（ 　）
A、4Fe(OH)2＋2H2O＋O2＝4Fe(OH)3↓
B、2Fe＋H2O＋O2＝2Fe(OH)2
　　C、2H2O＋O2＋4e＝4OH－
　　 D、Fe－3e＝Fe3＋
　　 5、燃料电池是燃料(如H2、CO、CH4等)跟氧气(或空气)起反应将化学能转变为电能的装置，电解质溶液是强碱溶液(如KOH)，下面关于甲烷燃料电池的说法不正确的是(　　 )
A、正极反应式为：O2＋2H2O+4e－＝4OH－
　　 B、负极反应式为：CH4＋10OH－－8e－＝CO32－＋7H2O　　
C、随着放电进行，溶液的pH值不变。
D、甲烷燃料电池的能量利用率比甲烷燃烧的大。
6、下列现象与电化学腐蚀无关的是（　　 ）
A、黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易生铜绿。
B、生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易生锈。
C、铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈。
D、银质奖牌在空气中久置后表面变暗。
7、已知空气－锌电池的电极反应为：锌片：Zn+2OH－－2e－＝ZnO＋H2O，石墨：O2＋H2O＋2e－＝2OH－据此判断，锌片是（　 ）
A、负极，并被氧化。　　 B、负极，并被还原
C、正极，并被氧化。　　 D、正极，并被还原。
8、在被二氧化硫严重污染的空气环境中，钢铁的电化腐蚀明显加快，则此时正极的电极反应为(　 )
A、2H＋＋2e＝H2↑　　　　　 　　B、4OH－－4e＝2H2O＋O2↑
C、2H2O＋O2＋4e＝4OH－　　　　D、Fe－2e＝Fe2+
　　 9、下列现象中，不是由于原电池反应造成的是(　　 )
A、含杂质的锌与盐酸反应比纯锌与盐酸反应速率快。
B、金属在潮湿的空气中易腐蚀。
C、纯铁和盐酸反应，如滴入几滴硫酸铜溶液，则可加快反应速率。
D、化工厂中的铁锅炉易腐蚀而损坏。
【能力提升】
10、生物体中细胞膜内的葡萄糖与细胞膜外的富氧液体及细胞膜构成微型原电池，下列有关电极反应及产物的判断正确的是（　　 ）
A、负极反应可能是O2＋4e－＋2H2O→4OH－
　　 B、负极反应的产物主要是C6H12O6被氧化生成的CO32－、HCO3－、H2O
C、正极反应可能是C6H12O6－24e－＋24OH－→6CO2＋18H2O
D、正极反应的产物主要是葡萄糖生成的CO2、CO32－和H2O 　　
11、银器皿日久表面逐渐变黑，这是由于生成硫化银。有人设计用原电池原理加以除去，其处理方法为：将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中，再将变黑的银器浸入溶液中，放置一段时间后，黑色会褪去而银不会损失。
试回答：在此原电池反应中，负极发生的反应为　　　　　,  正极发生的反应为　　　　　,反应过程中产生臭鸡蛋气味的气体，原电池总反应方程式为　　　　　　　　　。 　
12、某学生在A、B、C、D四只小烧瓶中分别放入：干燥的细铁丝；浸过食盐水的细铁丝；浸过清水的细铁丝；食盐水及细铁丝，并使铁丝完全浸没在食盐水中。然后装配成如图所示的四套装置，每隔一段时间测量导管中水面上升的高度，结果如下表所示（表中所列数据为导管中水面上升的高度/cm）

　　　　　　　　　　　　　不同时间水面上升的高度
　　　　(1)导管中水面为什么会上升？　　　　　　　　　　　　　。
(2)上述实验中，铁生锈的速率由大到小的排列顺序为（填小烧瓶号）：　　　　　　　。
(3)实验中的铁生锈属于电化学腐蚀的　　　　　　　　　　(填腐蚀类型)。
13．下列事实不能用电化学理论解释的是______
①轮船水线以下的船壳上镶嵌有一定量的锌块
②镀锌的铁制品比镀锡的铁制品耐用 　　
③铝片不用特殊方法保存
④常温下铝跟稀硫酸快速反应，跟浓硫酸几乎不反应
14．如下图所示，烧杯中都盛有稀硫酸。
（1）中反应的离子方程式为 ，
（2）中的电极反应：Fe： 、Sn：
Sn极附近溶液的pH（填增大、减小或不变） ，
（3）中被腐蚀的金属是 、其电极反应式为 。
比较（1）、（2）、（3）中纯铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是


【参考答案】第三节第二课时
1、D；2、AC；3、BD；4、D；5、C；6、D；7、A；8、A；9、D；10、B；
11、负极：Al→Al3＋＋3e－，正极：Ag2S＋2e－→2Ag＋S2－，总反应：3Ag2S＋2Al＋6H2O＝6Ag＋2Al(OH)3↓＋3H2S↑
12、(1)铁生锈时与空气中O2反应，消耗了O2而使烧瓶中气体压强减小，(2)B＞C＞A＝D
(3)吸氧腐蚀。
13．③④
14．(1)Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑
(2)Fe - 2e- → Fe2+ 2H+ + 2e- → H2↑ 增大
(3)Zn Zn - 2e- →Zn2+ 2 1 3





















第二章 化学反应的方向、限度和速率
第1节 化学反应的方向
【学习目标】
1 .根据定义能够判断日常生活中的自发和非自发过程。
2 .能够通过实例说明化学反应自发的内在推动力是焓变和熵变。
3 .给出化学反应△H、△S，能够运用等温、等压下化学反应方向的判据判断化学反应是否发生。
【教学策略】
授课时数：1课时
教学重点：焓减和熵增与化学反应方向的关系。
教学难点：自发和非自发过程的概念；熵的概念。
【知识梳理】
一、反应的自发性：
　　人们的实践经验表明，自然界中发生的过程都具有一定的方向性。例如，水由高处往低处流，而决不会自动地从低处往高处流；电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动，其反方向也是不会自动进行的。这种在一定条件下不需外力作用就能自动进行的过程，我们称它为自发过程。夏天将冰块放置室内，它会熔化；温度超过100℃水就变成水蒸气；铁器暴露于潮湿的空气中会生锈；甲烷和氧的混合气体遇火就燃烧。总而言之，这些都是自发过程，而它们的逆过程就是非自发的。因为谁也没见过25℃的一杯水中会产生冰块；生锈的铁器从不会自动变成无锈的；天然气燃烧的产物(CO2和H2O)不会自发反应而重新变成甲烷和氧气。
　　若能够知道化学反应是否能自发进行，对于人类利用自然和改造自然会有很大的帮助。研究发现，反应进行的方向与 有关。
自发过程是 的过程。
非自发过程必须 否则，过程就会停止，这样的过程才叫做“非自发过程”。
【共同讨论总结】 自发过程的特征：1.
2．
答案：反应焓变、熵变；在一定条件下，不需外力能自动发生；外界持续做功；
有明确的方向性，要逆转必须借助外界做功；具有做功的本领。
二、反应焓变与反应方向：
1、反应焓变与反应热：
反应热是用来描述 的物理量。具体是用焓变表示反应的反应热，表达式为Qp＝ΔH＝ 。若ΔH＞0，说明反应为 反应，ΔH＜0说明反应为 反应。ΔH用于书写化热化学方程式，而且，根据盖斯定律，可进行ΔH的有关计算。
　2、反应焓变与反应方向：
　　有人曾认为决定化学反应能否自发进行的因素是 ，即放热反应都 自发进行，吸热反应都 自发进行。现在发现该观点有失偏颇。
　　(1)多数能自发进行的反应是放热反应。
　　如铁生锈等缓慢氧化的反应放热，能自发进行，反应为：
　　2Fe(s)＋O2(g)＝Fe2O3(s)；ΔH(298K)＝－824kJ·mol-1
　　 Fe(OH)2常温下很快能被氧化为Fe(OH)3，该反应也是自发进行的放热反应：
　　 4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)＝4Fe(OH)3(s)；ΔH(298K)＝－444.3kJ·mol-1。
　　(2)部分吸热反应也能自发进行。
　　NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)＝CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)；ΔH(298K)＝37.30kJ·mol-1
　　 (3)还有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行，但在较高温度下则能自发进行。如：
　　CaCO3(s)＝CaO(s)＋CO2(g)　　　　ΔH(298K)＝178.2kJ·mol-1
　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　ΔH(1200K)＝176.5kJ·mol-1
　　可见， 影响反应能否自发进行，除该因素外，还有 。
答案：反应有关的能量变化； H(产物)－H(反应物)；能；不能；反应焓变；熵变决定反应方向。
三、反应熵变与反应方向：
　　1、熵：熵是 的量度，用 表示。
　　体系 越低，有序性越高，熵值就越 。如：对同一种物质来说，固态时分子排列成晶态，熵值较低；液态时可做小幅度运动，熵值稍高；处于气态时，运动最剧烈，混乱度最大，熵值最大。即同一物质的熵与 有关，S( )＞S( )＞S( )。
　　固体溶解的过程也是溶质由有序变为无序，混乱度增大，熵值也增大。固体的溶解过程、水的汽化过程、墨水的扩散过程和气体的扩散过程，都是体系混乱度 的过程，即熵 增加的过程。
　　2、反应熵变与反应方向
　　(1)熵变：
　　熵变为 之差，用ΔS表示，即ΔS＝ 。对于确定的反应，在一定条件下具有确定的熵变。
　　(2)熵变与反应进行的方向
　　产生气体的反应、气体物质的量增大的反应，熵变的数值通常是正值，为熵 的反应，因为产生气体，混乱度明显增大，熵值增大。
　　熵增加有利于反应自发进行。有的是常温常压可自发进行，如下列反应：
　　2H2O2(aq)＝2H2O(l)＋O2(g)；ΔS＝57.16J·mol-1· K-1
　　 NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)＝CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)；　ΔS=184.0J·mol-1·K-1
　　 有些熵增加的反应在常温、常压下不能自发进行，但在较高温度下可以自发进行，如下列反应：
　　CaCO3(s)＝CaO(s)＋CO2(g)；　　 　　　ΔS＝169.6J·mol-1· K-1
　　 C(s，石墨)＋H2O(g)＝CO(g)＋H2O(g)；　ΔS＝133.8J·mol-1· K-1
　　 有些熵减小的反应在一定条件下也可以自发进行，如：
　　2Al(s)＋Fe2O3(s)＝Al2O3(s)＋2Fe(s)；　ΔS＝－39.35J·mol-1·K-1
　　 熵变、焓变都能影响反应是否可以自发进行，若二者一致，反应容易判断，若二者不一致，就需要综合考虑。
答案：体系混乱度；S；混乱度；低；其聚集状态及外界条件；反应产物总熵与反应物总熵；S(生成物)－S(反应物)；增大；　 S(g)＞S(l)＞S(s)　 ；

四、焓变与熵变对反应方向的共同影响：
　　焓变ΔH和熵变ΔS共同决定反应的方向，具体是比较ΔH和TΔS的大小：
　　ΔH－TΔS＜0，反应 ；
　　ΔH－TΔS＝0，反应 ；
　　ΔH－TΔS＞0，反应 。
　　规律是： .
　　1、放热反应和熵增加反应一定能自发进行。
　　放热反应的ΔH＜0，熵增加的反应ΔS＞0，二者共同决定ΔH－TΔS一定小于0，反应一定能自发进行。
　　例如：2KClO3(s)＝2KCl(s)＋3O2(g)
　　ΔH＝－78.03kJ·mol-1　　　　ΔS＝494.4J·mol-1·K-1
　　 2、吸热反应和熵减少反应一定不能自发进行。
　　例如：CO(g)＝C(s，石墨)＋O2(g)
　　ΔH＝110.5kJ·mol-1　　　　ΔS＝－89.36J·mol－1·K－1
　　 3、当焓变和熵变作用相反时，若二者大小悬殊，看谁占主导地位。
　　例如： 4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)＝4Fe(OH)3(s)
　　ΔH＝－444.3kJ·mol－1　　　ΔS＝－280.1J·mol－1·K－1
　　 可知，焓变对反应的方向起决定作用；ΔH－TΔS＜0常温常压能自发进行。
　　NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)＝CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)
　　ΔH(298K)＝37.30kJ·mol-1　　　　ΔS＝184.0J·mol-1·K-1
　　可知，熵变对反应的方向起决定作用，ΔH－TΔS＜0，常温常压下能自发进行。
　　4、当焓变和熵变的作用相反且相差不大时，温度对反应的方向起决定作用。
　　可用下表总结上述四种情况：
　　
　　分析反应时应看清条件，上述四种情况主要是介绍常温、常压下的反应，若条件改变再具体看待。ΔH－TΔS只能用于温度、压强一定的条件下的反应，而且用焓变、熵变判断的某反应能自动发生，是指具有能自动发生的趋势，实际能否自发发生，还要看反应速率问题，后面再专门分析。
答案： 能自发进行；达到平衡状态；不能自发进行；在温度和压强一定的条件，自发反应总是向ΔH－TΔS＜0的方向进行，直至达到平衡状态。知识小节
　反应能否自发进行或反应向哪一方向进行，可以由焓变和熵变来决定。多数自发进行的化学反应为放热反应，故ΔH＜O的反应是自发进行的反应，但也有部分吸热反应能自发进行。熵变也影响反应的进行，熵增加有利于反应的自发进行。一个反应的方向是由焓变与熵变共同决定的，具体规律是：
　　ΔH－TΔS＜O，反应能自发进行；
　　ΔH－TΔS＝O，反应达到平衡；
　　ΔH－TΔS＞O，反应不能自发进行。
【典例解析】
例1、求反应：2HCl(g)＝H2(g)＋Cl2(g)的标准熵变，已知HCl、H2、Cl2的熵分别为：187J·K－1·mol－1、130J·K－1·mol－1、233J·K－1·mol－1。
　　解析：本题考查熵、熵变的关系，熵变是反应生成物的总熵与反应物总熵之差，代入数据可进行计算。
　　由熵变的含义可知：ΔS＝S(H2)＋S(Cl2)－2S(HCl)＝130J·mol－1·K－1＋223J·mol－1·K－1－2×187J·mol－1·K－1＝－21J·mol－1·K－1。
例2、汽车尾中的主要污染物是 NO 及燃料不完全燃烧产生的CO，为了减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气：2NO(g)＋2CO(g)＝N2(g)＋2CO2(g)。
　　已知298K、100KPa下，该反应：ΔH＝－113.0kJ·mol－1，ΔS＝－145.3J·mol－1·K－1，试判断上述反应能否自发进行，并分析如何具有可操作性。
　　解析：反应能否自发进行，是焓变、熵变共同决定的，用ΔH－TΔS是否小于0判断。即使反应能自发进行，也是理论上具有发生的可能性，实际能否发生，还要涉及反应速率问题。对常温常压下速率慢的反应，在不改变温度、压强的情况下，可加入催化剂来使反应实际发生。
　　答案：该反应为：ΔH－TΔS＝－113.0kJ·mol－1－298K×(－145.3J·mol－1·K－1)＝－69.7kJ·mol－1＜0，故室温下反应能自发进行。
　　由于该反应速率极慢，生成的产物量很少，NO、CO还是大量放出，起不到减少污染的作用。可加入催化剂，可用贵金属为催化剂，装入汽车尾气净化器中，并将净化器与汽车尾气排放管道连接在一起，有效地将汽车尾气中的污染物NO、CO同时除去。
 例3、（化学与日常生活）高炉炼铁中常用焦炭还原Fe2O3。请运用所学知识判断用焦炭还原Al2O3炼制金属铝的可能性，并判断其有无利用价值。
已知298K时
　　
　　
解析：
因此室温下不能自发向右进行。
假设焓变和熵变不随温度而变化，则要使此反应自发向右进行，则，所以
当温度高于1958.3K时，此反应能自发向右进行。达到如此高的温度要消耗大量的能源，并对生产设备有较高的要求，因此工业生产中不采用焦炭还原Al2O3的方法生产铝，而是采用电解Al2O3的方法生产铝。
答案：室温下不能自发向右进行，当温度高于1958.3K时能自发向右进行，但此时要消耗大量的能源，并且对生产设备有较高要求，因此无利用价值。
例4．灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。已知：
①Sn(s、白)＋2HCl(aq)＝SnCl2(aq)＋H2(g) △H1
②Sn(s、灰)＋2HCl(aq)＝SnCl2(aq)＋H2(g) △H2
③Sn(s、灰)Sn(s、白) △H3＝＋2.1kJ/mol
下列说法正确的是
A △H1＞△H2
B 锡在常温下以灰锡状态存在
C 灰锡转化为白锡的反应是放热反应
D 锡制器皿长期处于低于13.2℃的环境中，会自行毁坏
解析：②-①可得③，△H2-△H1＞0，故△H2＞△H1 ，A错，根据③，在常温下，灰锡会向白锡转化故常温下以白锡状态存在，正反应为吸热反应，故B、C错，当锡制器皿长期处于低于13.2℃的环境中会转化为灰锡，灰锡以粉末状存在，故会自行毁坏。
答案：D
【随堂演练】
1、下列说法不正确的是(　　 )
　　A、放热反应都可以自发进行，吸热反应都不能自发进行。
　　B、反应焓变是与反应能否自发进行有关的因素，但不是唯一因素。
　　C、在一定条件下，不借助外部力量就能自动进行的过程称为自发过程。
　　D、对同一物质来说，S(g)＞S(l)＞S(s)。
2、焓变、熵变对反应方向都有影响，下列反应中常温常压不能自发进行的是(　　 )
　A、NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)＝CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)
　　ΔH(298K)＝37.30kJ·mol－1　　　ΔS＝184.0J·mol－1·K－1
　　 B、CaCO3(s)＝CaO(s)＋CO2(g)；ΔH(298K)＝178.2kJ·mol－1　　　ΔS＝169.6J·mol－1·K－1
　　 C、2KClO3(s)＝KCl(s)＋3O2(g)；ΔH＝－78.03kJ·mol－1　　　　ΔS＝494.4J·mol－1·K －1
　　 D、4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)＝4Fe(OH)2(s)　　
　　ΔH＝－444.3kJ·mol－1　　ΔS＝－280.1J·mol－1·K－1
　3、下列变化中熵减小的过程是( 　)
　　A、蔗糖溶于水　　　　　B、墨水的扩散
　　C、气体增加的反应　　　D、HCl气体变为液态HCl
4、已知下列热化学方程式：
　Fe2O3(s)＋3CO(g)＝2Fe(s)＋3CO2(g)　　　　　ΔH＝－25kJ·mol－1
　　 3Fe2O3(s)＋CO(g)＝2Fe3O4(s)＋CO2(g)　　　　ΔH＝－47kJ·mol－1
　　 Fe3O4(s)＋CO(g)＝3FeO(s)＋CO2(g)　　　　　ΔH＝＋19kJ·mol－1
　　 不用查表，计算下列反应的ΔH：
　　FeO(s)＋CO(g)＝Fe(s)＋CO2(g)
5、 下列过程是非自发的是（　　）
A．水由高处向低处流　　　　　　B. 天然气的燃烧
C. 铁在潮湿空气中生锈　　　　Ｄ. 室温下水结成冰
6、下列反应中，在高温下不能自发进行的是（　　）
A. 　　　　
Ｂ.
C.
D.
7、下列说法中正确的是（　　）
A．凡是放热反应都是自发的，凡是吸热反应是非自发的
B．自发反应一定是熵增大，非自发反应是熵减小或不变
C．自发反应在恰当条件下才能实现
D．自发反应在任何条件下都能实现
8、试判断下列体系的熵变大于０，还是小０？ （ ）
（1）水蒸气冷凝成冰
（2）
（3）乙烯聚合成聚乙烯
（4）
9、已知　
，设此反应的△H和△Ｓ不随温度而变化，试求此反应在500℃时能否自发进行？
*10、已知反应：CaCO3(s)＝CaO(s)＋CO2(g)；　
　　ΔH(298K)＝178.2kJ·mol－1　　　ΔS(298K)＝169.6J·mol－1·K－1
　　 试判断该反应常温常压下能否自发进行，若不能，温度升至多少时能自发进行(假定反应焓变与熵变不随温度变化)。


【能力提升】
11、吸热反应一定是（　　）
　A. 非自发的化学反应　　　B. 释放能量　　C. 贮存能量　　D. 反应需要加热
12、△H－T△S作为化学反应方向的判据，它适用的条件是（　）
Ａ、温度、压强一定　　Ｂ、压强一定　
Ｃ、温度、体积一定　 Ｄ、体系中物质的状态一定
13、水的三态的熵值的大小关系正确的是（　　）
Ａ、　　　Ｂ、
Ｃ、　　　Ｄ、
14、对于反应　，在常温、常压下反应能自发进行，对反应的方向起决定性作用的是（　　）
　Ａ、熵变　　　Ｂ、温度　　　　Ｃ、压强　　　　Ｄ、焓变
15、我们主要从三个方面讨论一个化学反应的原理，其中不属于这三个方面的是（　　）
Ａ、反应进行的方向　　　Ｂ、反应的快慢　　
Ｃ、反应进行的限度　　Ｄ、反应物的多少
16、下列变化中熵增加的是（　　）
Ａ、NaCl晶体溶解于水　　　　Ｂ、氢气在氧气中燃烧生成水
Ｃ、碳酸氢铵分解　　　　　　　Ｄ、水蒸气冷凝为水
17、过程的自发性的作用是（　　）
Ａ、判断过程的方向　　　　　Ｂ、确定过程是否一定发生
Ｃ、判断过程发生的速率　　　Ｄ、判断过程的热效应
18、下列关于判断过程的方向的说法正确的是（　　）
Ａ、所有自发进行的化学反应都是放热反应
Ｂ、高温高压下可以使石墨转化为金刚石是自发的化学反应
Ｃ、由能量判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程
Ｄ、同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同
19、对于温度与反应方向的关系，下列判断不正确的是（　　）
Ａ、△H<0 ，△S>0，所有温度下反应自发进行
Ｂ、△H>0 ，△S>0，所有温度下反应自发进行
Ｃ、△H<0 ，△S＜0，低温下反应自发进行
Ｄ、△H＞0 ，△S＜0，所有温度下反应不能自发进行
*20、已知石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：
　　　　

关于金刚石和石墨的相互转化，下列说法正确的是（　　）
A．石墨转化成金刚石是自发进行的过程　　　B. 金刚石转化成石墨是自发进行的过程
C. 石墨比金刚石能量低　　　　　　　　　　D. 金刚石比石墨能量低
21、 电子工业中清洗硅片上的SiO2(s)的反应是
　　　　

设△H和△Ｓ不随温度而变化，试求此反应自发进行的温度条件。
22、水银的沸点是630K，它的蒸发热是，在沸点时，水银变化的△Ｓ是_________J.mol-1.K-1。
23、在温度、压强一定条件下，化学反应方向的判据为__________，当________时，反应能自发进行；当___________时，反应达到平衡状态，当________时，反应不能自发进行。该判据指出的是化学反应自发进行的____________；能否实际发生还涉及到___________问题。
24、室温下冰自动融化为液态水，而低于0℃时，水又能结为冰，试用所学知识解释：_________________________________________________________________________________。
*25、汽车尾气(含有碳氢化合物、SO2、CO和NO等)是城市空气的重要污染之一，治理的方法之一是在汽车的排气管口装一个催化转化器（用铂、钯合金做催化剂），它的特点是使CO和NO反应，生成可参与大气生态循环的无毒气体，并促使碳氢化合物充分燃烧及SO2的转化。
　　(1)已知298K、101kPa下，该反应的ΔH＝－113.0kJ·mol－1，ΔS＝－145.3J·mol－1·K－1，试判断上述反应能否自发进行。
　　(2)写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　。
　　(3)“催化转化器”的缺点是在一定程度下可提高空气的酸度，其原因是　　　　　　　　　　　。
　　(4)控制城市汽车尾气污染的主要方法有：　　　　　　　　。
　　①开发利用氢能源　　　②使用电动车
　　③植树造林　　　　　　④戴上呼吸面具
　　(5)汽车尾气污染中还有一种污染是　　　(填元素名称)污染，近来我国许多城市禁止汽车使用此类汽油。
参考答案
1、A 2、B 3、D 4、　ΔH＝－11kJ·mol－1 5、Ｄ 6、Ａ
7、Ｃ 8、（1）　　　（2）　　　（3）　　（4）
9、能自发进行
*10、　答案：ΔH－TΔS＝178.2kJ·mol－1－298K×169.6J·mol－1·K－1＝128kJ·mol－1＞0，室温下反应不能自发进行。
　　升高温度可使ΔH－TΔS＜0，反应达到自发进行，已知焓变与熵变不随温度变化，则当ΔH－TΔS＝0时，
　　T＝，则当T＞1051K 时，ΔH－TΔS＜0，CaCO3
的分解反应能自发进行。
11、C 12、A 13、C 14、Ｄ 15、D 16、AC 17、A 18、Ｃ 19、B *20、BC
21、解析：要使反应能够自发进行，则，即


答案：
22、解析：沸点时，　
已知
　　
答案：94.29
23、答案：△H—T△S；△H—T△S<0；△H—T△S=0；△H—T△S>0；趋势；反应速率
24、答案：冰融化为水的过程为吸热过程，且混乱度增大，即△H>0，△S>0，根据△H—T△S的判断依据，高温条件下为自发过程。而水结为冰的过程为放热过程，且混乱度减小，即△H<0，△S<0，根据△H—T△S的判断依据，低温条件下为自发过程
*25、答案：(1)ΔH－TΔS＝－69.7kJ·mol－1＜0反应能自发进行。
　　 (2)CO、NO都是有毒气体，相互反应后变为无毒气体N2、CO2， 方程式为：2CO＋2NON2＋2CO2
　　 (3)提高酸度的原因是SO2被氧化为SO3，SO3生成H2SO4酸雾。
　　 (4)①②　　(5)铅


第2节 化学反应的限度
【学习目标】
1．知道化学平衡常数的涵义及表示方法，能利用化学平衡常数计算反应物的转化率。
2．运用平衡常数分析浓度、温度、压强如何引起平衡移动。
【教学策略】
授课时数：3课时
教学重点：平衡常数、反应物转化率的计算及平衡的移动。
教学难点：运用平衡常数分析浓度、温度、压强如何引起平衡移动。
第1课时 化学平衡常数、反应物转化率
【知识梳理】
　　工业生产中除考虑反应进行的方向，还要定量分析反应进行的限度，可用化学平衡常数来具体体现。
　　一、化学平衡常数
　　【交流·研讨】
　　对反应N2O4(g) 2NO2(g)，373K时，测出如下几组数据：
　　
　　由上述三组数据，分别计算发现约为一定值，该数值就是373K时该反应的平衡常数。
1、化学平衡常数
　　温度一定时，可逆反应达到平衡时， 为一常数，该常数为化学平衡常数。
　　2、化学平衡常数的含义
　　平衡常数是生成物浓度与反应物浓度的比例关系，故平衡常数的大小反映了 ，也就是 。平衡常数的数值越大，说明反应进行得越 。
3、运用化学平衡常数应注意的问题
　　(1)化学平衡常数是用浓度表示的，但影响平衡常数的因素主要是温度，即在一定温度下，不论起始浓度如何，也不管反应从哪个方向开始，达到平衡时，平衡常数 。当温度变化时，平衡常数也 。
　　(2)平衡常数中各物质的浓度是气体或溶液的浓度，固体或纯液体的浓度视为常数1，故平衡常数的表达式中只包括 物质和溶液中 的浓度，如：
　　CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(l)　　K＝
　　由各物质平衡浓度计算的平衡常数为浓度平衡常数，用符号 表示，将由各物质平衡分压算得的平衡常数称为压强平衡常数，用 表示。
　　(3)平衡常数表达式与化学方程式的书写有关：
　　N2O4(g) 2NO2(g) 　　　K1＝
　　N2O4(g)NO2(g)　　 　 K2＝
　　2NO2(g)N2O4(g)　　 　K3＝
　　可看出，K1＝
　　(4)化学平衡常数，可以判断一个化学反应是否达到化学平衡状态。
　　对任意反应：aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，已知某一状态时，A 、B、C、D的浓度分别为c(A)、c(B)、c(C)、c(D)，该状态时的值称为浓度商，用 表示。
　　若QC＝K，表明反应 。
　　若QC＞K，则反应 进行，即 反应自发进行。
　　若QC＜K，则反应 进行，即 反应自发进行。
　　用平衡常数估计反应进行的可能性，判断反应的限度，只能得到一个大致结果。若定量分析，可用平衡转化率体现反应转化的程度。
　　二、平衡转化率
　　1、概念：
　　平衡转化率是指平衡时 之比。平衡转化率可表示反应的 。
2、计算公式：
　　对反应aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)
　　
A的平衡转化率α(A)＝
　　
B的平衡转化率α(B)＝
3、平衡转化率与化学反应的关系：
　　(1)对某一个具体反应，在温度一定时，只有一个化学平衡常数；但不同反应物的平衡转化率可能不同。故必须指明是哪一反应物的平衡转化率。
　　(2)对任意化学反应，aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)
　　若A、B的起始浓度之比为a∶b，则α(A)＝α(B)。
　　平衡转化率的计算往往涉及化学平衡常数，后面详细举例说明有关平衡转化率的计算。
知识小节
　　可逆反应进行的程度，可用化学平衡常数表示。对某一化学反应aA＋bBcC＋dD，K＝，平衡常数是用浓度表示，只要温度一定，平衡常数不随浓度的变化而变化。根据化学平衡常数，可计算反应混合物中各物质的平衡浓度及反应物的转化率，转化率可表示反应物转化的程度。
【典例解析】
　　例1、化学反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)是硫酸制造工业的基本反应。将0.050molSO2(g)和0.030molO2(g) 注入体积为1.0L的密闭反应器，并置于温度为850K的恒温环境中，达化学平衡后，测得反应器中有0.044molSO3(g)，求850K时该反应的平衡常数及SO2、O2的平衡转化率。
　　解析：　　　　　　　　　2SO2(g)　＋　　O2(g)　　2SO3(g)
　　初始浓度/mol·L－1　　　　0.050　　　　　0.030　　　　0
　　平衡浓度/mol·L－1　　0.050－0.044　　0.030－0.022　0.044
　　　　　　　　　　　　　　＝0.006　　　　　＝0.008
　　KC＝＝6.7×103mol－1×L
　　a(SO2)＝
　　＝
　　a(O2)＝
　　＝
　　答案：850K时该反应的平衡常数为6.7×103mol－1·L，SO2的平衡转化为88％，O2的平衡转化率为73％。
例2、把 6mol A 和 5mol B 的混合气体通入容积为4L的密闭容器中，在一定条件下发生如下反应：5A(g) 4B(g)6C(g)＋xD(g)，经5min后反应达到平衡，此时生成C3mol，并测得D的平均反应速率为0.1mol·L－1·min－1。下列说法正确的是(　 )
　　 A、x＝2　　　　　　　　　　　　　　B、A的转化率为41.67%。
　　 C、B的平衡浓度为0.75mol·L－1。　　 D、反应前后混合气体的压强比为 。
　　解析：根据反应方程式中反应物和生成物的关系式与达平衡时C的生成量和D的平均速率推算出 5min 后反应物，生成物的变化量和平衡量：
　　　　　　 　　　　 5A(g)＋4B(g)6C(g)＋xD(g)
　　起始量/mol： 　　　 6　　 5　　　 　0　　　　0
　　变化量/mol：　　　 2.5　　2　　　 　3　　　　2
　　平衡量/mol：　　　　3.5　 3 　　　　 3　　　　2
　　依C和D的关系量可知：；∴x=4　　　故A选项不正确。
　　A的转化率为：　　B正确。
　　B的平衡浓度：mol/L　　　C正确。
　　反应前后混合气体的压强比：　　D项不正确。
　　答案：B、C
【随堂演练】
1、对于可逆反应：，在一定温度下其平衡常数为K，下列条件的变化中，能使Ｋ发生变化的是（　　）
A. 将C（s）的表面积增大　　　　B. 增大体系压强
C. 升高体系温度　　　　　　　　Ｄ.使用合适的催化剂
2、对于可逆反应，在一定温度下达到平衡时，其平衡常数表示式正确的是（　　）
A. 　　　Ｂ. C. D.
3、在一密闭容器中，用等物质的量的Ａ和Ｂ发生如下反应：，反应达到平衡时，若混合气体中Ａ 和Ｂ的物质的量之和与Ｃ的物质的量相等，则Ａ的转化率为（　　）
A、40% B、50% C、60% Ｄ、70%
4、在一固定容积的密闭容器中，加入2LX和3LY的气体，发生如下反应。反应达到平衡时，测知X和Ｙ的转化率分别为 60％和 50％，则化学方程式中的n值为（　　）
Ａ、２　　　Ｂ、３　　　　Ｃ、４　　　　　Ｄ、５

5、关于化学平衡常数的叙述正确的是（　　）
Ａ、温度一定，一个化学反应的平衡常数是一个常数
Ｂ、两种物质反应，不管怎样书写化学方程式，平衡常数不变
Ｃ、温度一定时，对于给定的化学反应，正逆反应的平衡常数互为倒数
Ｄ、浓度商Qc< Kc，
6、在密闭容器中，将0.020mol·Ｌ－１CO和0.020mol·Ｌ－１H2O（g）混合加热到773Ｋ时，达到下列平衡，求CO的转化率是多少？
7、在一定温度下的密闭容器中存在如下反应：
，知，经测定该反应的该温度下的平衡常数K≈19，试判断：
（1）SO2转化率为50%时，该反应是否达到平衡状态，若未达到，向哪个方向进行？
（2）达平衡状态时，SO2的转化率为应为多少？
8、在一定密闭容器中进行如下反应的起始浓度是的起始浓度为当80%的SO2转化为SO３时反应即达平衡，求平衡时三种气体的浓度和平衡常数。

【能力提升】
9、对于一般的可逆反应mA＋nBpC＋qD，在一定温度下达到平衡时，反应物及生成物浓度满足下面关系， ＝K，式中K为化学平衡常数，在密闭容器中给CO和水蒸气的混合物加热到800℃时，有下列平衡：CO＋H2OCO2＋H2, 且K=1；若用2molCO和10molH2O(气)相混合并加热到800℃，则CO的转化率为（ ）
　　A、16.7%　　　B、50%　　　C、66.7%　　　D、83%
10、二氧化氮在加热条件下能够分解成一氧化氮和氧气。该反应进行到45秒时，达到平衡(NO2浓度约为0.0125mol·L－1). 下图中的曲线表示二氧化氮分解反应在前25秒内的反应进程.
　　二氧化氮浓度与时间的关系:
　　
　　(1)请计算前20秒内氧气的平均生成速率。
　　(2)若反应延续至70秒，请在图中用实线画出25秒至70秒的反应进程曲线。
　　(3)若在反应开始时加入催化剂(其他条件都不变)，请在图上用虚线画出加入催化剂后的反应进程曲线。
　　(4)写出该反应的化学平衡常数表达式：　　　　　　　　　　　。
11、高炉炼铁中发生的基本反应之一如下：
　　FeO（固）＋CO（气）Fe（固）＋CO2(气) △H>0　　其平衡常数可表达为K=，已知1100℃时，K=0.263。
　　(1)温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，高炉内CO2和CO体积比值　　　　，平衡常数K值　　　　（本小题空格均备选：“增大”、“减小”或“不变”）。
　　(2)1100℃时测得高炉中c(CO2)＝0.025mol·L－1，c(CO)＝0.1mol·L－1，在这种情况下，该反应是否处于化学平衡状态　　　　　　（填“是”或“否”），此时，化学反应速度是V正　　　V逆（填“大于”、“小于”或“等于”），其原因是　　　　　　。
*12．(1)化学平衡常数K表示可逆反应的进行程度，K值越大，表示_________________，
K值大小与温度的关系是：温度升高，K值______________
(填一定增大、一定减小、或可能增大也可能减小)。
（2）在一体积为10L的容器中，通人一定量的CO和H2O，在850℃时发生如下反应：
CO(g)十H2O(g) CO2(g)十H2 (g) △H<0
CO和H2O浓度变化如下图，则 0—4min的平均反应速率v(CO)＝______ mol／(L·min)

（3)t℃(高于850℃)时，在相同容器中发生上述反应，容器内各物质的浓度变化如上表。
①表中3min—4min之间反应处于_________状态；
C1数值_________0.08 mol／L (填大于、小于或等于)。
②反应在4min—5min问，平衡向逆方向移动，可能的原因是________(单选)，
表中5min—6min之间数值发生变化，可能的原因是__________(单选)。
a．增加水蒸气 b．降低温度
c．使用催化剂 d．增加氢气浓度
**13、（化学与经济科技）为了缓解目前能源紧张，可用甲醇代替汽油作为汽车的燃料。工业上可用CO和H2在763K，3.04×104kPa条件下合成CH3OH，存在下列平衡：

当原料中CO和H2的比例不同时，对CO的转化率及平衡混合物中甲醇的体积分数都有影响。
m
a
y
1
0.25
①
2
0.45
②
3
③
19.35%

（1）该反应的平衡常数表达式为____________。设H2和CO起始物质的量之比为m，平衡时CO的转化率为a，平衡混合物中甲醇的体积分数为y，则m、a、y三者的关系式为__________。
（2）将下表已知数据代入上述关系中进行计算，将计算结果填入表格的空栏中（即①、②、③中）。
（3）根据表中提供的数据，可得出反应物的比例对CO转化率以及平衡混合物中甲醇的体积分数影响的结果论，并选择最佳反应物配比。结论____________________________________________________________；最佳配比____________________________________________________。

*14、在一定体积的密闭容器中，进行如下反应：，其化学平衡常数K和t的关系如下表：

回答下列问题：
（1）该反应的化学平衡常数表达式为K=______________。
（2）该反应为______________反应（选填“吸热”或“放热”）。



（3）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是________________。
T/℃
700
800
830
1000
1200
k
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
a. 容器中压强不变　　　b.　混合气体中c（CO）不变
c. d．
（4）某温度下，平衡浓度符合下式：，试判断此时的温度为__________℃。
15．PCl5的热分解反应如下：
PCl5（g） PCl3(g) + Cl2(g)
(1)  写出反应的平衡常数表达式；
(2)  已知某温度下，在容积为10.0L的密闭容器中充入2.00mol PCl5，达到平衡后，测得容器内PCl3的浓度为0.150mol/L。计算该温度下的平衡常数。
参考答案
1、C 2、D 3、A 4、C 5、ＡC 6、75%
7、（1）未达平衡状诚；向正反应方向进行　　（2）80%
8、
　　　
9、D
10、解析：前20秒内，NO2的浓度变化值0.040mol·L－1－0.018mol·L－1＝0.022mol·L－1，以NO2浓度变化表示的平均反应速率为0.022mol·L－1÷20s＝1.1×10－3mol·L－1·s－1，以O2浓度变化表示的平均反应速率为：×1.1×10－3mol·L－1·s－1＝5.5×10－4mol·L－1·s－1。
　　 (2)在画反应进程曲线时必须注意：①与原曲线自然连结；②到达45秒时NO2值为0.0125mol·L－1；③45～70秒数值保持不变；④曲线要光滑。
　　
　　(3)应注意：①曲线在同一线上画出；②0秒和45秒在同一点；③其余各点，应在原曲线的下方；
　　(4)化学平衡常数表达式为
　答案：(1)5.5×10－4mol·L－1·s－1
　　 (2)图中实线；
　　 (3)图中虚线
　　 (4)
11、(1)增大；增大。
　　(2)否；大于；＝0.25＜0.263，因温度不变，K值不变，为增大比值，则V正＞V逆。
12、解析：（1）根据平衡常数的定义可以作出回答。
（2）V(CO)= （3）由题设表格中数据分析3～4min时各物质的浓度没变，说明处于平衡状态；根据题给表中数据0～2minc(CO)每分钟少，根据速率与浓度的关系，随浓度的减小，CO的变化速率减小，所以第3min时，c(CO)>0.138mol/L－0.031mol/L>0.08mol/L。4～5min间平衡逆向移动，根据平衡移动的影响因素和题给条件分析应该是加入了生成物，即d；5～6min之间c(CO)减小，而c(H2O)和c(CO2)增大，说明一定是增加水蒸气，使平衡向正反应方向移动了。
答案：
(1) 可逆反应的进行程度越大 可能增大也可能减小
(2) 0.03 (3) ①平衡 > ②d a
13、答案：（1）　
（2）①16.67% ②21.43% ③0.558
（3）m越大，a越大；当0＜m＜2时，m增大，y也随着增大，当m＞2时，m增大，y减小，当m=2时，y最大 m=2 a=0.45
14、解析：
（1）根据化学平衡常数的表达式，即可写出K的表达式。
（2）由化学平衡常数K和温度t的关系可以看出，温度越高，平衡常数越大，说明反应混合物中CO和水蒸气的浓度越大，即升高温度，有利于向正反应方向进行，则正反应为吸热反应。
（3）化学平衡状态的特征是，各组分的浓度保持不变，以此作为依据可判断：容器内的压强不应根据反应前后气体的物质的量是否改变而定。
（4）当时，即Ｋ＝１。
答案：（1）　　（2）吸热　　（3）bc （4）830


15、解析：对于反应: mA + nB pC + qD
　　1、定义： 在一定温度时，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物平衡浓度的幂之积与反应物平衡浓度的幂之积的比值是一个常数，这个常数称为化学平衡常数简称平衡常数。
　　2.数学表达式：
　　平衡常数的数学表达式
　答案：（1）K==
（2） PCl5（g） PCl3(g) + Cl2(g)
c(起始)(mol/L) =0.200 0 0
c(变化)(mol/L) 0.150 0.150 0.150
c(平衡)(mol/L) 0.050 0.150 0.150
所以平衡常数K==＝＝0.45


　 第二课时 化学反应的限度——化学平衡

【知识梳理】

一、可逆反应
1．可逆反应： 的化学反应。
的反应叫正反应， 的反应叫逆反应。
可逆反应的前提是 ，如果条件不同，即使可以向逆方向进行，也不是可逆反应，如；，因为反应条件不同，不属于可逆反应。
2．可逆反应在写化学方程式时不用“”而用“”。例如：
，。
二、化学反应的限度——化学平衡状态
1．概念：在一定条件下，可逆反应进行到 ， 的状态叫化学平衡状态。
2．化学平衡状态的特点——可用“逆、等、动、定、变”描述。
①逆—— 。
②等—— 。
③动—— 。
④定—— 。
⑤变—— 。
　纵上所述，可知平衡建立的实质是速率相等，可用图象表示为：
　　　　　　　　　　　　　　　

三、化学反应限度的改变——化学平衡的移动
1、化学平衡
　　对可逆反应，随反应的进行， 逐渐减小， 逐渐增大，当二者达到相等时，反应混合物中各组分的浓度保持不变，该状态称为化学平衡状态。
　　化学平衡状态是一定条件下建立的平衡，当温度、压强、浓度等条件发生变化时，平衡状态就可能被破坏，这就是平衡的 。
2．化学平衡移动的原因
可逆反应达到化学平衡的根本原因是v（正）=v（逆），因此如果我们改变影响化学反应速率的一个因素，使v（正）v（逆），则化学平衡状态被打破，反应进行的限度就会改变。这就给我们控制化学反应限度提供了理论基础。
3．影响化学平衡的客观条件
化学反应体系的平衡状态是可以通过改变反应条件（温度、浓度、气体反应的压强）而发生变化的。这种现象称作平衡状态的移动，简称平衡移动。
（1）温度对平衡移动的影响
　　【实验·探究】
　　分别将两只充有NO2的密闭烧瓶浸入冷水和热水中，持续一段时间，直至颜色不再发生变化为止(已建立平衡)。
　　现象： 。
　　分析：放入热水的烧瓶中气体颜色深，说明温度升高时，NO2含量多，即升高温度，促进N2O4转化为NO2。
　　NO2与N2O4转化的反应为：2NO2(g)N2O4(g)　　　ΔH＝－57.2kJ·mol－1
　　 结论： 。
　　对上述可逆反应，升温使［NO2］增大，［N2O4］减小，化学平衡常数KC＝减小。若可逆反应为N2O4(g)2NO2(g)　　　ΔH＝＋57.2kJ·mol－1，升温同样使［NO2］增大，［N2O4］减小，化学平衡常数增大，可知，温度对化学平衡的影响是通过改变 实现的。
(2 ) 浓度对化学平衡的影响
　　【实验·探究】
　　将0.01mol·L－1FeCl3溶液与0.03mol·L－1KSCN溶液等体积混合，平衡后观察溶液的颜色，将上述溶液分置于两支试管中，向一支试管中加入少量1mol·L－1KSCN溶液，向另一支试管中加入少量1mol·L－1FeCl3溶液。
　　现象： 。
　　分析：FeCl3与KSCN溶液混合后溶液呈血红色，是因为其中存在平衡，Fe3＋＋nSCN－［Fe(SCN)n］3＋(n ＝1～6)。
　　分别增加c(Fe3＋)、 c(SCN－)，颜色都加深，说明平衡都正向移动。
　　结论： 。
　　理论分析：温度一定时，反应的平衡常数为一定值。当增加某一反应物浓度时，其它物质浓度不变，此时QC就小于KC，平衡状态被破坏，只有增大生成物浓度或减小反应物浓度，即平衡向消耗反应物的方向移动，才会使QC减小，达到QC＝KC，反应重新建立平衡。
　　总结：浓度对化学平衡移动的影响规律是：
　　增大反应物或减小生成物浓度，平衡 移动。
　　增大生成物或减小反应物浓度，平衡 移动。
　(3) 压强对化学平衡的影响
　　【实验·探究】
　　三支针筒中均抽入10cm3NO2气体，然后将第一支针筒活塞推至5cm3处，第二支试管针筒拉至20cm3处，第三支针筒不变，对比气体颜色的变化。
　　现象： 。
　　分析：第一支针筒体积压缩一半，压强增加一倍，浓度增加一倍，颜色应迅速变深，但又逐渐变浅，说明NO2有一部分又转化为N2O4，即增大压强平衡向生成N2O4的方向移动。第二支针筒体积增加一倍，气体压强减小一半，颜色迅速变浅，但又逐渐加深，说明N2O4又生成一部分NO2，即减小压强使平衡向生成NO2的方向移动。
　　结论：对可逆反应：2NO2(g)N2O4，增大压强，平衡向 移动，即平衡向气体体积减小的方向移动；减小压强，平衡向 移动，即平衡向气体体积增大的方向移动。
　　对任意化学反应：aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)
　　若a＋b＝c＋d，即ΔVg＝0时，压强商，化学平衡状态 。
　　若a＋b＞c＋d，即ΔVg＞0时，压强商，化学平衡 移动，即增大压强，平衡向 的方向移动。
　　若a＋b＜c＋d，即ΔVg＜0时，压强商，化学平衡 移动，即减小压强，平衡向 的方向移动。
四、勒夏特列原理
　　在密闭体系中，如果仅改变平衡系统的一个条件(如温度、浓度、压强)，平衡向减弱这个改变的方向移动，该规律为勒夏特列原理。
知识小节
1．化学平衡是动态平衡，外界条件变化，平衡随之发生移动，具体规律是：平衡能向减弱改变的方向移动。
2．勒夏特列原理的具体体现如下：
　　(1)增加反应物浓度或减小生成物浓度，QC＜KC，平衡正向移动，增加生成物浓度或减小反应物浓度，QC＞KC，平衡逆向移动。
　　(2)改变压强，若 QP＞KP，平衡逆向移动，若QP＜KP，平衡正向移动。
　　(3)升高温度，平衡向吸热方向移动，降低温度，平衡向放热方向移动。
【典例解析】
例1、在一定条件下，可逆反应2A2(g)+2B2(g)3C2(g)+D2(g)在容积不变的容器中进行。达到平衡的标志是（　 ）
　　A. 单位时间内生成2n mol B2，同时消耗3n mol C2
　　B. 容器内压强不随时间变化
　　C. 混合气的密度不随时间变化
　　D. 混合气的平均摩尔质量不随时间变化
　　E. 单位时间内断裂2 mol A-A键，同时断裂3 mol C-C键
解析：在任何时刻，单位时间内生成2n mol B2的同时必然消耗3n mol C2，两个速率的指向相同，不能作为到达平衡的标志，所以A选项错；该反应的特征是反应前后气体体积不变，恒温恒容时在任何时刻气体物质的量均不变，压强均不变，又因为密闭体系质量守恒，所以平均摩尔质量不变；又因为恒容，所以密度不变，所以B、C、D不能作为判断标志；消耗2 mol A的同时必生成3 mol C，则C的生成速率等于C的消耗速率，所以E可以作为到达平衡的标志。
答案：E
例2、某温度下，在一容积可变的容器中，反应2A(g)＋B(g)2C(g)达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为4mol、2mol、4mol。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量作如下调整，可使平衡右移的是( 　)
　　Ａ、均减半　　　B、均加倍　　　C、均增加1mol　　　D、均减少1mol
解析：在保持温度和压强不变时，对平衡混合物均加倍或均减半，浓度均没有发生变化，平衡不移动。若均增加 1mol，相当于只增加B，平衡右移。同理D中使平衡左移。
答案：C。
例3、下列反应处于平衡状态时，升温或减压时哪个反应的平衡都能正向移动（　 ）
　　A. 2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)　　　(正反应吸热)
　　B. N2(g)+O2(g)2NO(g) 　　　　(正反应吸热)
　　C. CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) (正反应吸热)
　　D. CaO(s)+CO2(g)CaCO3(s) 　　(正反应放热)
解析：升温平衡正向移动，反应正向应为吸热反应，由此排除D。减压平衡正向移动，反应正向应为气体体积增大的方向，由此确定A。
答案： A
例4：反应NH4HS(s)H2S(g)+NH3(g)在某温度下达到平衡，下列各种情况下，平衡不发生移动的是（　 ）
　　A. 移走一部分NH4HS　　
　　B. 其他条件不变，通入SO2气体
　　C. 容积不变，充入氮气　　
　　D. 保持压强不变，充入氮气
解析：NH4HS为固体，加入或移走不影响平衡的移动。通入SO2气体，与H2S反应，H2S浓度减小，平衡右移。体积不变充入氮气，相关气体浓度不变，平衡不动。恒压条件下充入氮气，体积扩大相当于减压，平衡右移。答案：AC

【随堂演练】　　
1、乙酸蒸气能形成二聚分子：2CH3COOH(g)(CH3COOH)2(g)＋Q，现欲测定乙酸的相对分子质量，应采用的条件为（　　 ）
　　A、高温低压　　　B、低温高压　　　C、低温低压　　　D、高温高压
2、在容积相同且固定不变的四个密闭容器中，进行同样的可逆反应：2A(g)+B(g)3C(g)+2D(g)起始时四个容器所盛A、B的量分别是(　　 )
　　
　　在相同温度下建立平衡时，A或B的转化率大小关系正确的是（　　 ）
　　A、A的转化率：甲＜丙＜乙＜丁。　　　B、A的转化率：甲＜乙＜丙＜丁。
　　C、A的转化率：甲＜乙＝丙＜丁。　　　D、B的转化率：甲＞丙＞乙＞丁。
3、在一密闭容器中，反应aA(g)bB(g)达平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，当达到新的平衡时，B的浓度是原来的60%，则(    )
　　A、平衡向正反应方向移动了。                B、物质A的转化率减少了。
　　C、物质B的质量分数增加了。                 D、a＞b。
4、压强变化不会使下列化学反应的平衡发生移动的是( 　　)
　　A、H2(g)＋I2(g)2HI(g)　　　　B、3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)
　　C、2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　　　D、C(s)＋CO2(g)2CO(g)
5、对已达化学平衡的下列反应2X(g)＋Y(g)2Z(g),减小压强时，对反应产生的影响是(    )
　　A、逆反应速率增大，正反应速率减小，平衡向逆反应方向移动。
　　B、逆反应速率减小，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动。
　　C、正、逆反应速率都减小，平衡向逆反应方向移动。
　　D、正、逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动。
6、恒温恒压下，在容积可变的器皿中，反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡后，再向容器内通入一定量NO2，又达到平衡时，N2O4的体积分数（　）
　　A、不变　　　B、增大　　　C、减小　　　D、无法判断
7、反应A(g)+3B(g)2C(g)；ΔH＜0达平衡后，将气体混合物的温度降低，下列叙述正确的是( 　)
　　A、正反应速率加大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动。
　　B、正反应速率变小，逆反应速率加大，平衡向逆反应方向移动。
　　C、正反应速率和逆反应速率都变小，平衡向正反应方向移动。
　　D、正反应速率和逆反应速率都变小，平衡向逆反应方向移动。
8、在容积一定的密闭容器中，反应2AB(g)＋C(g)达到平衡后，升高温度容器内气体的密度增大，则下列叙述正确的是（   ）
　　A、正反应是吸热反应，且A不是气态。
　　B、正反应是放热反应，且A气态。
　　C、其他条件不变，加入少量C，该平衡向逆反应方向移动。
　　D、改变压强对该平衡的移动无影响。
9、t℃时，将一定量的混合气体在密闭容器中发生反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，平衡后测得B气体的浓度为0.6mol·L－1。恒温下，将密闭容器的容积扩大1倍，重新达到平衡后，测得B气体浓度为0.4 mol·L－1，下列叙述正确的是（　　）
　　A、重新达到平衡时，D 的体积分数减小。　　　B、a ＋ b ＜ c ＋ d
　　C、平衡向右移动。　　　　　　　　　　　　　D、重新达到平衡时， A 气体浓度增大。
10、如下图所示，烧杯甲中盛放100mL，6mol·L－1的HCl溶液，烧杯乙中盛放100ｍL冷水，现向烧杯甲的溶液中放入25gNaOH固体，同时向烧杯乙中放入25gNH4NO3固体，搅拌使之溶解。
　　
　　(1)A瓶中气体颜色　　　　　　　；简述理由　　　　　　　。
　　(2)B瓶中气体颜色　　　　　　　；简述理由　　　　　　。

【能力提升】
11．在一定温度下，可逆反应A(气)＋3B(气)2C(气)达到平衡的标志是(　　 )
　　A、C生成的速率与C分解的速率相等
　　B、单位时间生成nmolA，同时生成3nmolB
　　C、A、B、C的浓度不再变化
　　D、A、B、C的分子数比为1∶3∶2
12．一定温度下，反应达到平衡的标志是（ ）
A. 单位时间内生成nmolA2同时生成nmolAB
B. 容器内的总压强不随时间的变化而变化
C. 单位时间内生成2nmolAB同时生成nmolB2
D. 单位时间内生成nmolA2同时生成nmolB2
13． 在373K时，把0.5molN2O4通入体积为5L的真空密闭容器中，立即出现棕色。反应进行到2s时，NO2的浓度为。在60s时，体系已达平衡，此时容器内压强为开始时的1.6倍。下列说法正确的是（ ）
A. 前2s以N2O4的浓度变化表示的平均反应速率为
B. 在2s时体系内的压强为开始时的1.1倍
C. 在平衡时体系内含N2O40.25mol
D. 平衡时，N2O4的转化率为40%
14．加热A2B5气体按下式分解：
　　A2B5(g) A2B3(g)+B2(g)　 ①
　　A2B3(g) A2B(g)+B2(g)　 ②
　　在容积为2 L的密闭容器中将4mol A2B3加热至t℃达到平衡后，B2的浓度为0.5mol/L，A2B5浓度为0.7mol/L，则t℃时A2B3的浓度是（　 ）
　　A．0.1mol/L　　 B．0.2mol/L　　 C．0.9mol/L　　 D．1.5mol/L
15、某温度下，红热焦炭跟过量水蒸气发生下列反应：
　　C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)　 ①
　　CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　 ②
　　当反应达到平衡时，测得c(H2)=1.9mol/L, c(CO)=0.1mol/L，则CO2的浓度为（　 ）
　　A．0.1mol/L　　B．0.9mol/L　　 C．1.8mol/L　　 D．1.9mol/L
16 、下列方法中可以证明2HI(g)H2(g)+I2(g)已达平衡状态的是
　　① 单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol HI
　　② 一个H-H键断裂的同时有两个H-I键断裂
　　③ 百分组成HI%=I2%
　　④ 反应速率υ(H2)=υ(I2)=0.5υ(HI)时
　　⑤ c(HI)：c(H2)：c(I2)=2：1：1
　　⑥ 温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化
　　⑦ 温度和体积一定时，容器内压强不再变化
　　⑧ 条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化
　　⑨ 温度和体积一定时混合气体的颜色不再变化
　　⑩ 温度和压强一定时混合气体密度不再变化
17．在容积相同的两个密闭容器中，分别充入2mol SO2和1mol O2，使它们在相同的温度下发生反应：
　　 并达到平衡，在反应过程中，若A容器保持体积不变，B容器保持压强不变，当A中SO2转化率为25%时，B容器中SO2的转化率应是（　 ）
　　（A）25%　　　　 （B）>25%　　　 （C）<25%　　　 （D）12.5%
18 ．某温度下，反应N2O4(气)2NO2(气)　△H＞0在密闭容器中达平衡。下列说法不正确的是
　　A.加压时（体积变小），正反应速率增大
　　B.保持体积不变，加入少许NO2，将使正反应速率减小
　　C.保持体积不变，加入少许N2O4，再达平衡时，颜色加深
　　D.保持体积不变，升高温度，再达平衡时，颜色加深
19．下列说法正确的是（　　）
　　A、其他条件不变，增大某一反应物的浓度，反应物的转化率一定都增大
　　B、对于有气体参加的反应，其他条件不变，增大压强体积缩小，体系中各气体的浓度一定增大
　　C、对于有气体参加的反应，改变压强使平衡向右移动，生成的气体的浓度一定增大
　　D、增大反应物的浓度，平衡向右移动，生成物的体积分数一定增大
20．某体积可变的密闭容器中，盛有适量的A和B的混合气体，在一定条件下发生反应A（g）＋3B（g） 2C（g），若维持温度和压强不变，当达到平衡时，容器的体积为VL，其中C气体的体积占10%，下列推断正确的是（　　）。
　　①原混合气体的体积为1.2VL，②原混合气体的体积为1.1VL，③反应达平衡时气体A消耗掉0.05VL，④反应达平衡时气体B消耗掉0.05VL。
　　A、②③　　B、②④　　C、①③　　D、①④
窗体底端
窗体顶端
*21．把氢氧化钙放入蒸馏水中，一定时间后达到如下平衡：Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq)
　　加入以下溶液，可使Ca(OH)2减少的是（　　）。
　　A、Na2S溶液　　　　B、AlCl3溶液
　　C、NaOH溶液　　　　D、CaCl2溶液
22．化合物HIn在水溶液中因存在以下电离平衡，故可用作酸碱指示剂：
　　HIn(溶液) H+(溶液)＋In-(溶液)
　　红色　　　　　　　　　　　　 黄色
　　浓度均为0.02mol/L的下列各溶液：①盐酸，②石灰水，③NaCl溶液，④NaHSO4溶液，⑤NaHCO3溶液，⑥氨水。其中能使该指示显红色的是（　　）。
　　A、①④⑤　　B、②⑤⑥　　C、①④　　D、②③⑥
23．反应2A(g) 2B(g)+E(g)（正反应吸热），达到平衡时，要使正反应速率降低，A的浓度增大，应采取的措施是（　　）。
　　A、加压　　　　　　B、减压　　
　　C、减小Ｅ的浓度　　D、降温
窗体底端
窗体顶端
24．二氧化氮中存在平衡2NO2 N2O4（正反应放热），在测定NO2的相对分子质量时，下列条件较为适宜的是（　　）。
　　A、温度130℃，压强3.03×105Pa
　　B、温度25℃,压强1.01×105Pa
　　C、温度130℃,压强5.05×104Pa
　　D、温度0℃，压强5.05×104Pa
窗体底端
窗体顶端
25．在密闭容器内加热NO2和N2O4混合气体，在温度升高过程中，气体颜色先由浅变深，其化学反应方程式为 　　　；然后，又由深变浅，直至无色，其反应化学方程式为 　　　　。停止加热后，随着温度的逐步下降，气体颜色又由无色逐渐变深，最后再变浅。
26．在一固定容积的密闭容器中，充入3molA和2molB发生反应：
3A(g)+2B(g) xC(g)
达到平衡后，C的物质的量分数为w%。若维持容器容积和温度不变，以0.6mol A, 0.4mol B和0.8mol C为起始物质，达到平衡后，C的物质的量分数也为w%，则x的值为_________。
*27。在一定温度下，把2mol SO2和1mol O2通入一个固定容积的密闭容器里，发生如下反应：
2SO2+O22SO3，当此反应进行到一定程度时，反应混合物就处于化学平衡状态。现在该容器中维 持温度不变，令a, b, c分别代表初始加入的SO2、O2和SO3的物质的量（mol）。如a,b,c取不同的数值。它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到一定程度时，反应混合物中三种气体的体积分数仍跟上述平衡时的完全相同，填写下列空白：
　　（1）若a=0, b=0, 则c=_________。
　　（2）若a=0.5，则b=________和c=_________。
　　（3）a,b,c必须满足的一般条件是（请用两个方程式表示，其中一个只含a和c，另一
个只含b和c）______、______。

【参考答案】
　　1、A；2 A；3、AC；4、A；5、C；6、A；7、C；8、AC；9、A；　　
10、(1)变深；NaOH溶解放热，中和HCl也放热，甲中溶液及A中气体温度升高，2NO2N2O4＋Q，平衡向左移动，NO2浓度增大，颜色加深。
　　(2)变浅：NH4NO3溶解吸热，乙中溶液及B中气体温度降低，使反应2NO2N2O4＋Q向右移动，NO2浓度减小，颜色变浅。
11． A、C 12． C 13． B 14． A 15、B 16 、②⑥⑨ 17、B 18、B 19．B
20． A *21、B 22． C 23． D 24． C
25．解析：因N2O42NO2
　　　　　　(无色)　(红棕色)
　　正反应方向为吸热，所以升高温度平衡向正反应方向移动，气体的颜色由浅变深，继续升温，由于
　　　2NO2　　2NO＋O2
　　(红棕色)　　(无色)
　　所以颜色又由深变浅直至无色。停止加热后随温度的逐步下降，由于两平衡均向左移动，气体颜色又由无色逐渐变深，最后再变浅。
答案：N2O42NO2；2NO22NO＋O2。
26．解析：由于两次平衡后C的含量相同，应采用一边倒法。根据方程式：3A(g)+2B(g) xC(g)，若0.8molC全部转化为A和B，则转化的A与0.6mol之和应为3mol（或转化的B与0.4mol之和应为2mol）。
根据化学方程式有： ，解得：x=1。
当x=5时，A和B符合原比也可以
答案1或5
*27、解析：等效平衡法：2SO2(g)+O2 2SO3(g)
　　原始物质的量/mol　　 　2　　 1　　 　0
　　起始物质的量/mol　　 　a　　 b　　 　c
　　等效起始的量/mol　 　a+c　 b+ 　　 0
故①a+c=2mol，②b+ =1mol。即为第（3）问的解答。
（1）把a=0中b=0代入①、②得：c=2mol.
（2）把a=0.5mol代入①、②得：c=1.5mol, b=0.25mol.
答案：（1）c=2mol　 （2）b=0.25mol　 （3）a+c=2mol; 2b+c=2mol

第3课时 平衡移动专题
【知识梳理】
一、关于化学平衡图象
　　(一)运用图象理论分析——速率与平衡移动的关系
　　1)其他条件不变，只改变浓度
　　
　　移动原因 增大c(反应物)　　增大c(生成物)　　　减小c(反应物)　　　减小c(生成物)
　　速率变化 υ正瞬时↑　　　　υ逆瞬时↑　　　　　υ正瞬时↓≠0　　　　υ逆瞬时↓≠0
　　　　 υ逆从平衡点逐渐↑ 　υ正从平衡点逐渐↑  υ逆从平衡点逐渐 　　υ正从平衡点逐渐↓
　　　　　 υ正ˊ>υ逆ˊ　　　　 　υ逆ˊ> υ正ˊ 　　　　 υ逆ˊ>υ正ˊ　　　　 υ正ˊ>υ逆ˊ
　　移动　　 正向　　　　　　　　逆向　　　　　　　　逆向　　　　　　　正向
　　最终　　υII >υI　　　　　 　 　υII >υI　　 　　　　 　 υII <υI　　　　　　　υII <υI　　

　　2)其他条件不变，只改变温度
　　
　　移动原因 　　升温　　　　升温　　　　　　　降温　　　　　　 　 降温
　　正向热效应　 吸热　　　　 放热　　　　　　　吸热　　　　　　　　放热
　　速率变化　υ吸υ放同时↑　υ吸υ放同时↑　　　 υ吸υ放同时↓　　　 υ吸υ放同时↓
　　　　　　　υ吸ˊ>υ放ˊ　υ吸ˊ>υ放ˊ 　　　　 υ吸ˊ<υ放ˊ　　　 υ吸ˊ<υ放ˊ
　　移动　 　　　正向　　　　 逆向　　　　　　　逆向　　　　　　 　正向
　　最终　　　　υII >υI　　　　 υII >υI　　　　　　υII <υI　　　　　　　υII <υI

　　3)其他条件不变，只改变压强(适用于有气体参加的反应)　　



　　
移动原因　 　加压　　　　　　 加压　　　　 　　　　减压　　　　　　　减压
　　正向体积　 　减小　　 　　　　增大　　 　　　　　　增大　　　　 　　　 减小
　　速率 　　　υ正υ逆同时↑　　 υ正υ逆同时↑　　　　υ正υ逆同时↓　　 　　υ正υ逆同时↓
　　　　　 　　υ正ˊ>υ逆ˊ　　　υ逆ˊ>υ正ˊ 　　　　υ正ˊ<υ逆ˊ　　 　　 υ逆ˊ<υ正ˊ
　　移动方向　　正向　　　　　　 逆向　　　　　　　　正向　　　　 　　　 　逆向
　　最终　　　　υII >υI　　　　　 υII >υI　　　 　　　　 　υII <υI　　　　　 　　 υII <υI

　　特例：对于反应前后气体分子数不变的反应：H2(g)+I2(g) 2HI(g)
　　
　　　　　　　加压　　　　 　　　　　　　 减压
　　∴平衡不移动

　　(二)解决速率平衡图象题应注意六点问题
　　①看坐标系，确定纵、横坐标所代表的含义。
　　②分析反应的特征，搞清正反应方向是吸热还是放热；体积增大还是减小、不变；有无固体或纯液体物质参加或生成等。
　　③分清楚自变量和因变量，弄明白始态、终态。必要时建立中间变化量以便使二者联系，并与勒夏特列原理挂钩。
　　④看清三点(起点、拐点、终点),分清极值、最值，比较斜率，把握曲线的变化趋势。
　　⑤定一议二。当图像中有三个量时，先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。
　　⑥检验结论是否正确。

　例1．在N2＋3H22NH3(正反应为放热反应)平衡体系中，使逆反应速率逐渐增大到第二次平衡的措施是 (　 )
　　(A)增加N2的浓度　　　(B)减少NH3的浓度
　　(C)减压　　　　　　 (D)升温
解析：对本反应来说，若升温，V正、V逆均是突然都增大，减压V正、V逆均是突然都减低，减少NH3的浓度、V逆也是突然降低，只有增加N2的浓度，V正突然增大，而这一瞬间V逆是从原平衡点开始逐渐增大，直到第二次平衡。用以下图象说明。
答案：A
　　
例2．下列四个反应都符合右图两个图象的(C%表示某反应物的百分含量，V表示速率、P表示压强，t表示时间)是(　 )
　　

　

解析：
　　从图象(I)可看出压强增大向逆反应方向移动，选项中只能排除(B)。
　　从图象(II)中可看出600℃时达平衡后的C%即反应物的百分含量是高的说明平衡是向左移动的，升温平衡向逆反应方向移动的在(A)(C)(D)中只有(C)。
答案：C
二、关于等效平衡
　　1．定义：
　　在一定条件下(温度、浓度、压强均相同)，对同一可逆反应，不论从正反应、逆反应或正逆反应同时进行，均能达到同一平衡状态，即平衡时任何组分的含量(体积、物质的量、浓度)均相同，这样的化学平衡问题称为等效平衡。

　　2．等效平衡的类型
　　1)恒温恒容，且反应前后气体分子数不相等的反应
　　只要通过化学计量数比将投料量换算成原物质的物质的量，只要与原投料量相同，则二者等效，能达到同一平衡状态。

　　2)恒温恒容，且反应前后气体分子数相等的反应
　　只要投料量与原平衡的投料量成比例，即为等效平衡(达到平衡时只是各组分的百分含量相同)。

　　3) 恒温恒压下的等效平衡
　　只要投料量与原平衡的投料量成比例，即为等效平衡(达到平衡时只是各组分的百分含量相同)。

例3．在一固定体积的密闭容器中，加入2 mol A和1 mol B发生反应2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g)，达到平衡，c的浓度为w mol/L。若维持容器体积和温度不变，下列四种配比作为起始物质，达平衡后，c的浓度仍为
w mol/L 的是
　　A.4 mol A +2 mol B
　　B.1 mol A+0.5 mol B+1.5 mol C+0.5 mol D
　　C.3 mol C+1 mol D +1 mol B
　　D.3 mol C+1 mol D
解析 根据题意: 2A(g)+B(g)==3C(g)+D(g) (反应1)<==> 2A(g)+B(g)==3C(g)+ D(g)(反应2)
　　　　　　　2mol　1mol　 0　　 0　　　　　　　　0　　 0　 3mol　 1mol
　　　　　　　2A(g)+ B(g)==3C(g)+D(g)(反应3)<==>2A(g)+B(g)==3C(g) +D(g)(反应4)
　　　　　　　1mol　0.5mol　0　 0　　　　　　　　　0　 0　　1.5mol 0.5mol

　　在恒温恒容下，反应(1)的浓度和压强均是反应(3)的2倍，不满足条件相同，显然不等效，若要变成等效，有两条途径：
　　①对反应(3)增加1molA和0.5 molB，使投料量与反应(1)相同。
②因反应(3)与反应(4)等效，增加1.5molC和0.5 molD相当于增加1molA和0.5 molB，使投料量与反应(1)相同。则反应(3)变成
　　2A(g)+B(g)==3C(g)+D(g) (反应1)<==>　 2A(g) + B(g) == 3C(g) + D(g)(反应3)
　　2mol　 1mol　 0　　 0　　　　　　　　　1mol　 0.5mol　 1.5mol　 0.5mol
所以，以3 mol C+1 mol D或以1mol A+0.5 mol B+1.5mol C+0.5 mol D作为起始物质均可形成与反应(1)等效的平衡。
答案：BD
例4．恒温恒容下，可逆反应2HIH2+I2(气)达平衡。下列四种投料量均能达到同一平衡，请填写：
　
起始状态物质的量n/mol
平衡时HI的物质的量n/mol
H2
I2
HI
1
2
0
a
①
2
4
0
　
②
　
　
1
0.5a
③
m
g(g≥2m)
　
　
解析：
　∵题干n(H2)起始:n(I2)起始:n(HI)平衡=1:2:a<==>2:4:2a
　　∴n(HI)平衡=2a
　　根据反应：2HIH2+I2(气)，起始状态1mol HI<==>0.5molH2+0.5molI2
　　根据题干n(H2)起始:n(I2)起始:n(HI)平衡=1:2:a
　　　　 则 n(H2)起始:n(I2)起始:n(HI)平衡=0.5:1:0.5a
　　则H2和I2原有物质的量应为0和1-0.5=0.5mol
　　设起始HI为x mol
　　∵x mol HI<==>0.5x molH2+0.5x molI2
　　∴n(H2)起始=(m+0.5x) mol
　　n(I2)起始=(g+0.5x) mol
　　又∵n(H2)起始:n(I2)起始=(m+0.5x): (g+0.5x)=1:2
　　∴x=2(g-2m)
　　设n(HI)平衡为ymol，
　　则n(I2)起始: n(HI)平衡=2:a= (g+0.5x):y
　　∴y=(g-m)a

答案：
　
起始状态物质的量n/mol
平衡时HI的物质的量n/mol
H2
I2
HI
1
2
0
a
①
2
4
0
2a
②
0
0.5
1
0.5a
③
m
g(g≥2m)
2(g-2m)
(g-m)a
三、关于等效模型问题及其解题思路
　　在化学平衡中经常会遇到对已达平衡的某反应继续投入一定量的反应物或生成物，再次达到平衡后求其压强、转化率、浓度等与第一次平衡时的比较。一般解题思路是在这两次反应中建立一个中间状态，此中间状态和第一次反应达到的平衡为等效平衡，和第二次反应之间有明确的移动关系和相关量的变化，可通过中间状态的移动来判断改变条件后的移动方向和相关量的变化。

　　例5．体积相同的甲乙两个容器中，分别充有等物质的量的SO2、O2，使压强刚好与外界相等。在相同温度下，发生2SO2+O22SO3并达到平衡。在这个过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变。若甲容器中SO2的转化率为P%，则乙容器中SO2的转化率为
　　A.=P%　 B.>P%　 C.
解析：
　　

　　该反应是体积减小的反应，等温等压过程达到的平衡I体积比等温等容过程达到的平衡II体积要小，从平衡II到平衡I要减小体积，相当于加压，平衡右移，SO2的转化率上升，> P%。此处平衡II相当于中间状态。
答案：B

四、关于化学平衡计算
　　1．基本关系式(阿伏加德罗定律及推论)
　　同T同P: n1/n2=V1/V2　 (n:气体物质的量 V:气体的体积)
　　同T同P: M1/M2=ρ1/ρ2　(M:气体相对分子量 ρ:气体的密度)
　　同T同V: P1/P2=n1/n2 　(n:气体物质的量 P:气体的压强)
　　基本公式：m=ρV　 n=m/M

　　2．转化率
　　

　　3．三个浓度的关系
　　反应物：起始浓度－转化浓度=平衡浓度
　　生成物：起始浓度＋转化浓度=平衡浓度

　　例6．恒温下，将a mol N2与b mol H2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：
　　N2 (g) + 3 H2(g)2NH3(g)
　　(1)若反应达平衡时某时刻t时，nt (N2) = 13mol，nt (NH3) = 6mol，计算a的值。
　　(2)反应达平衡时，混合气体的体积为716.8L(标况下)，其中NH3的含量(体积分数)为25%。计算平衡时NH3的物质的量。
　　(3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写出最简整数比，下同)，n(始)∶n(平) = 　　。
　　(4)原混合气体中，a∶b = 　　。
　　(5)达到平衡时，N2和H2的转化率之比，α(N2)∶α (H2)= 　　。
　　(6)平衡混合气体中，n(N2)∶n(H2)∶n(NH3) = 　　。
解析：
⑴解法一：由反应的化学方程式得知，反应掉的N2和生成NH3的物质的量之比为1∶2，设反应掉的N2的物质的量为x mol。
　　则 x∶6 = 1∶2 解之x = 3　 a = 13 + 3 = 16
解法二：N2 + 3H2 2NH3
　　开始时 a　　 b　　 　　0
　　t时　　13　　　　　　　6
　　在t时生成 6 mol NH3，消耗了3 mol N2，所以a = 13 + 3 = 16

⑶5∶4　　　 ⑷2∶3　　　 ⑸1∶2　　　 ⑹ 3∶3∶2


【随堂演练】
1．密闭容器中，保持一定温度，进行如下反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。已知加入1molN2和3molH2，在恒压条件下，达到平衡时生成amolNH3［见下表中编号(1)的一行］；在恒容条件下，达到平衡时生成bmolNH3［见下表中编号(4)的一行］。若相同条件下，达到平衡时混合物中各组分的百分含量不变，请填空：

起始时各物质的物质的量(mol)
平衡时NH3的物质的量(mol)
编号
X(N2)
Y(H2)
Z(NH3)
恒压
1
1
3
0
a
2
3
　
0
　
3
　
　
0.2
0.5a
X、Y、Z取值必须满足的一般条件：
恒容
5
1
3
0
b
6
0
0
　
b
7
　
2.25
　
b
X、Y、Z取值必须满足的一般条件(只含X和Z，只含Y和Z)：
a和b的关系：a　　 b(填>、<、=)

　　2．在一定温度下，一定体积的密闭容器中有如下平衡：H2(g)+I2(g) 2HI(g)，已知H2和I2的起始浓度均为0.1mol/L时，达平衡时HI的浓度为0.16mol/L。若H2和I2的起始浓度均变为0.2mol/L，则平衡时H2的浓度
(mol/L)是
　　A．0.16　　 B．0.08　　 C．0.04　　 D．0.02

　　3．在一个固定体积的密闭容器中，充入2molA和1molB发生反应：2A(g)+B(g)XC(g)，达到平衡后，C的体积分数为W%。若维持容器体积和温度不变，按0.6molA、0.3molB和1.4molC为起始物质，达到平衡后，C的体积分数也为W%，则X的值
　　A．1　　　 B．2　　　 C．3　　　 D．4

　　4．一定条件下，向一个带活塞密闭容器中充入2mol SO2和1mol O2，发生下列反应：
　　2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)达到平衡后改变下述条件，SO3平衡浓度不改变的是
　　A．保持温度和容器体积不变，充入1mol SO3(g)
　　B．保持温度和容器内压强不变，充入1mol SO3(g)
　　C．保持温度和容器内压强不变，充入1mol O2(g)
　　D．保持温度和容器内压强不变，充入1mol Ar(g)

　　5．体积相同的甲乙两个容器中，分别充有等物质的量的SO2、O2，使压强刚好与外界相等。在相同温度下，发生2SO2+O22SO3并达到平衡。在这个过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变。若甲容器中SO2的转化率为α，则乙容器中SO2的转化率为
　　A．等于α　　 B．大于α　　 C．小于α　　 D．无法确定
6．某温度下，在一容积可变的容器中，反应2A(g)+B(g)2C(g)达到平衡，A、B、C的物质的量分别为4mol、2mol和4mol。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是
　　A．均减半　 B．均加倍　 C．均增加1mol　 D．均减少1mol
7．两个体积相同的定容的密闭容器A、B，在A中充入SO2和O2各1g，在B中充入SO2和O2各2g，加热到相同温度发生反应：2SO2(g)+O2 (g)2SO3(g)。对此反应达到平衡时，下列说法不正确的是
　　A．反应速率A 　　C．平衡时各组分含量A=B　　 D．平衡时容器内压强A 8．在恒温时，一固定容积的容器内发生如下反应：2NO2(g)N2O4(g)，达到平衡时，再向容器内通入一定量的N2O4(g)，重新达到平衡后，与第一次平衡时相比，NO2与N2O4的物质的量的之比
　　A．不变　　 B．增大　　 C．减小　　 D．无法判断
9．一定温度下，在固定容积的密闭容器中发生可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)，测得平衡时n(A):n(B):n(C)=3:3:1。保持温度不变，以3:3:1的物质的量之比再充入A、B、C，下列变化正确的是
　　A．充入时体系压强先增大后逐渐减小　　B．达到新平衡后混合物密度不变
　　C．达到新平衡后C的体积分数减小　　　 D．刚充入时υ正增大，υ逆减小
【能力提升】
10、可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)+Q，开始时在容器中充入A和B或C和D，图1和图2分别表示平衡后，改变温度T和压强P对反应速率υ与化学平衡的影响。下列关系正确的是（　 ）

　　A. 开始充入A和B 　m+n>p+q　 (正反应放热)　
　　B. 开始充入A和B 　m+n>p+q　 (正反应吸热)
　　C. 开始充入C和D 　m+n>p+q　 (正反应吸热)　
　　D. 开始充入C和D 　m+n
11、X%为气体生成物在平衡体系中的体积百分含量，符合曲线的反应是（　 ）

　　A. N2(g)+O2(g)2NO(g) 　　　　(正反应吸热)
　　B. CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)　(正反应放热)
　　C. C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) 　 (正反应吸热)
　　D. N2(g)+3H2(g)2NH3(g) 　　　(正反应放热)
12、容积相同的四个密闭容器中，进行同样的可逆反应：2A(g)+B(g)3C(g)+2D(g)；起始时甲、乙、丙、丁四个容器所装A和B的量分别为：甲：A 2mol，B 1mol；乙：A 1mol，B 1mol；丙：A 2mol，B 2mol；丁：A 1mol，B 2mol。在相同温度下建立平衡时，A或B的转化率大小关系为（　 ）
　　A. A的转化率为甲<丙<乙<丁　　　　
　　B. A的转化率为甲<乙<丁<丙
　　C. B的转化率为甲>乙>丙>丁　　　　
　　D. B的转化率为甲<丙<乙<丁
13．某温度下，反应N2O4(气)2NO2(气)；△H>0，在密闭容器中达平衡。下列说法不正确的是（　　）
　　A、加压时（体积变小），正反应速率增大
　　B、保持体积不变，加入少许NO2，将使正反应速率减小
　　C、保持体积不变，加入少许N2O4，再达平衡时，颜色加深
　　D、保持体积不变，升高温度，再达平衡时，颜色加深
14、对于可逆反应2A(g)+B(g)2C(g)；△H<0，到达平衡后，当升高温度时，平衡逆向移动，其原因是（　　）
　　A、正反应速率增加，逆反应速率下降
　　B、逆反应速率上升，正反应速率下降
　　C、正逆反应速率同时增大且倍数一样
　　D、正逆反应速率同时增大，逆反应速率增加的更快
15、图中表示外界条件（T, P）的变化对下列反应的影响：
　　L(s)+G(g) 2R(g)（正反应为吸热反应），则y轴表示的是
　　A．平衡时，混合气体中R的百分含量
　　B．平衡时，混合气体中G的百分含量
　　C．G的转化率
　　D．L的转化率

　　



16、已知反应.3A(g)+B(g) C(s)+4D(g)（正反应为放热反应），
　如图所示，a, b表示在一定条件下，D的体积分数随时间(t)的变化情况。
　　若使曲线b变为曲线a，可采取措施是（　 ）
　　A．增大B的浓度　　　　　　B．升高温度
　　C．缩小反应容器的容积　　 D．加入催化剂

窗体底端
窗体顶端
17．反应2X(g)+Y(g) 2Z(g)（正反应放热），在不同温度(T1)和(T2)及压强(P1)和(P2)下，产物Ｚ的物质的量(nZ)与反应时间ｔ的关系如图所示。下述判断正确的是（　　）。
　　 　
　A、T1P2 　　　 C、T1>T2, P1>P2　　　 D、T1>T2, P1 窗体底端
窗体顶端

18．反应SO2(g)+NO2(g) NO(g)+SO3(g)，在一定条件下达到平衡，再向容器中通入一定量O2，下列说法正确的是（　 ）
　　A、平衡向正反应方向移动，达到新平衡时容器内压强一定减小
　　B、平衡向逆反应方向移动，容器内压强一定不增大
　　C、平衡不移动，只增大容器内压强
　　D、平衡向正反应方向移动，容器内压强不一定增大
窗体底端
窗体顶端
19．漂白粉在溶液中存在下列平衡ClO－＋H2O HClO＋OH－下列措施能提高其漂白效果的是（　 ）
　　A、加水稀释　　　　B、通入SO2
　　C、加适量盐酸　　　D、加少量NaOH
20．甲萘醌(维生素K)有止血作用，它可用2-甲基萘氧化制得，反应中常用乙酸作催化剂，该反应放热， 在某次合成实验反应中，用1.4g(0.01mol)的2-甲基萘才制得0.17g(0.001mol)甲萘醌.已知该次反庆的速率是快的.导致产率低的主要原因是 ( )
A．使用了过量的氧化剂
B．把反应混合物加热
C．没有用乙酸作催化剂而改用其它的催化剂
D．所生成的甲萘醌为沉淀物
21．如图所示，三个烧瓶中分别充满等量的NO2气体并分别放置在盛有水的烧杯中，在甲中加入CaO固体，在乙中加入NH4NO3晶体，在丙中加入NaCl固体。下列叙述正确的是


A．甲烧瓶中气体颜色变浅
B．乙烧瓶中气体颜色变深
C．丙烧瓶中气体压强明显增大
D．上述三种说法都不正确
22．某温度下，密闭容器中发生反应aX(g) bY(g)＋cZ(g)，达到平衡后，保持温度不变，将容器的容积压缩到原来容积的一半，当达到新平衡时，物质Y和Z的浓度均是原来的1.8倍。则下列叙述正确的是  
A．可逆反应的化学计量数数：a＞b＋c 
B．压缩容器的容积时，v正增大，v逆减小
C．达到新平衡时，物质X的转化率减小        
D．达到新平衡时，混合物中Z的质量分数增大
*23．可逆反应3A(g) ３B(？)+C(？)；△H＞0，随着温度的升高，气体平均相对分子质量有变小趋势，则下列判断中正确的是
A．B和C可能都是固体                 B．B和C一定都是气体
C．若C为固体，则B不一定是气体       D．B和C可能都是气体
24．化学反应速率υ和反应物浓度的关系是用实验方法测定的，H2+Cl2=2HCl的反应速率υ可表示为：υ=K[H2]m[Cl2]n，式中K为常数，m、n值可用表中数据确定之。
[H2] / (mol·L－1)
[Cl2] / (mol·L－1)
υ/ (mol·L－1·s－1)
1.0
1.0
1.0K
2.0
1.0
2.0K
2.0
4.0
4.0K





由此可推断m、n值正确的是
A、m=1 n=1 B、m=1/2 n=1/2
C、m=1/2 n=1 D、m=1 n=1/2
25．某化学反应2AB＋D在四种不同条件下进行，B、D起始浓度为0，反应物A的浓度（mol/L）随反应时间（min）的变化情况如下表：
实验
序号

0
10
20
30
40
50
60
1
800℃
1.0
0.80
0.67
0.57
0.50
0.50
0.50
2
800℃
1.0
0.60
0.50
0.50
0.50
0.50
0.50
3
800℃
c
0.92
0.75
0.63
0.60
0.60
0.60
4
T℃
1.0
0.40
0.25
0.20
0.20
0.20
0.20
根据上述数据，判断下列说法不正确的是
A．实验1中，10至20分钟时间内A的平均反应速率为0.013mol·L-1min-1
B．实验2中，隐含的反应条件可能是缩小容器的体积，也可能使用催化剂
C．实验3中，A的起始浓度一定大于1.0mol/L，起始速率也一定大于实验1
D．实验4中，反应温度一定大于800℃，上述反应为吸热反应
*26．如图所示，将4mol SO2和 2 mol O2混合置于体积可变的等压容器中，在一定温度下发生反应2SO2 + O2 2SO3（放热反应），该反应达到平衡状态A时，测得气体总的物质的量为4.2 mol，若SO2、O2的起始物质的量分别用A．B．c表示，试回答：
（1）达到平衡状态A的容器中通入少量O2，体系中SO2的体积分数将_________，若要使SO2的体积分数再变至与原平衡状态A相同，可采用的措施有____________或___________。
（2）若起始时a = 1.2mol，b = 0.6mol，且达到平衡后各气体的体积分数与平衡状态A相同，则起始时c的取值为_____________
（3）若起始时a = 0.6mol，c = 4.8mol，则b = _________，在此情况下，反应起始时将向__________方向进行，
（4）若原平衡状态A是在恒温恒容下达到的，现要使反应开始时向逆方向进行，且达到 的平衡状态与A相同，则起始时C的取值范围为_____________。

**27．将1molBr2(g)和2molH2置于2L某闭容器中，于一定温度下发生反应Br2(g)＋H2(g) 2HBr(g); △H










①达平衡时，Br2(g)的转化率为　　　　　
②若改变反应条件，使Ⅱ曲线变成Ⅰ曲线的条件可能是　　，使Ⅱ曲线变成Ⅲ曲线的条件可能是　　　　　。
A．恒容条件下升高温度　 B．恒容条件下降低温度
C．恒温条件下缩小反应容器体积　D．恒温恒容时充入Ar
E．恒温恒容条件下，加入适当正催化剂
F．恒温条件下，扩大反应容器体积
③若保持温度不变，在另一相同的2L密闭容器中加入amol Br2(g),bmol H2和cmol HBr（a.b.c均大于0）发生反应达平衡时，HI的体积分数仍为0.60，则a、b、c的关系是　　。
　【参考答案】
　　1．
恒压
(2)
　
9
　
3a
(3)
0.4
1.2
　
　
x、y、z取值必须满足的一般条件：y=3x (x≥0);z ≥0(x、y、z不同时为0)
恒容
(5)
　
　
2
　
(6)
0.75
　
0.5
　
x、y、z取值必须满足的一般条件(一个只含x、z,另一个只含y、z)：2x+z=2; 2y+3z=6.
　
a与b的关系是：a>b

　　2．C　 　　3．BC　 　　4．B　 　　5．B　　　 6．C　　　 7．C　　　 8．C　　　　 9．A　10、解析：图1表示升温平衡正向移动，所以正反应吸热，排除A。图2表示加压平衡逆向移动，所以m+n 11、C 12、AC 13．B 14、D 15、B 16、CD窗体底端窗体顶端
17． C 18． D 19． C 20． B 21． D 22． C *23． D 24． D 25． B
*26．解析：这是恒温恒压条件下的等效平衡问题，由题意可计算出达到平衡状态A时其中含SO2 0.4mol，O2 0.2mol，SO3 3.6mol，n（SO2）∶n（O2）∶N（SO3） = 2∶1∶18。
（1）因平衡右移，故SO2的体积分数减小，在恒压条件下，要使SO2的体积分数复原，可采取的措施有加热和加入少量SO2气体。
（2）由于SO2和O2反应只生成SO3一种物质，所以在恒温恒压下只要满足就可以了，对SO3没有用量限制，即c≥0。
（3）因=2，这一条件必须满足，显然b = 0.3mol；由于此时a∶b∶c = 2∶1∶16较平衡状态A，SO3的含量低，因此反应起始时将向正反应方向进行。
（4）是关于恒温恒容下的等效平衡的，按照“一边倒”原则，4 mol SO2和2 mol O2可折合成4 mol SO3，故c≤4mol，另外，由于原平衡状态A中含SO3 3.6 mol，欲使反应开始时向逆反应方向进行，故c＞3.6 mol，因此c的取值范围为3.6mol＜c≤4mol。
**27． 答案：①90％　②CE，B　③C＝2b-4a
[解析]①设Br2(g)转化率为x
H2(g)+Br2(g) 22HBr（g） (等体积反应)
1×x 2x
2x=3×60%
x=90%
②Ⅰ与Ⅱ比，含量不变，即平衡不移动，但平衡时间缩短，即速度加快了，C、E符合;Ⅲ与Ⅱ比，含量虽提高，但达平衡时间变长，即速度减慢，B符合
③属于等效平衡问题
C mol HI相当于I2:mol H2:mol
则I2有:mol H2:mol
据气体体积不变的可逆反应达到等效平衡的特点，有
即2b-4a=c











第3节 化学反应的速率
【学习目标】
1. 了解化学反应速率的概念，学会化学反应速率的表示方法和简单计算。
2. 知道浓度、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响，会对简单问题作出判断，了解如何调控化学反应的快慢。
【教学策略】
授课时数：2课时
教学重点：
1.化学反应速率的概念、表示方法及简单计算。
2.外界条件对化学反应速率的影响。
教学难点：外界条件对化学反应速率的影响。
　　 第1课时 化学反应速率
【知识梳理】
一、化学反应是怎样进行的
1、基元反应
　　 的反应称为基元反应。大多数反应都是分步完成的。很少存在基元反应。总反应为基元反应的主要有：H＋＋OH－＝H2O。
2、总反应
称为总反应，由几个基元反应组成的总反应称为复杂反应。对复杂反应，可分解为基元反应，由基元反应构成的反应序列称为反应历程，又称为反应机理。
总结：不同的化学反应，反应机理不同，即使是同一反应，在不同条件下的反应历程也可能不同。平时写的方程式是总反应的化学方程式，只有写出反应历程，才能揭示出反应的实质。正因为不同反应的反应历程不同，造成了化学反应速率的不同。
　　二、化学反应速率
　　1、化学反应速率的表示
　　用 的变化量来表示化学反应速率。通常是用 的增加来表示。
　　2、化学反应速率的计算式
　　 v=
　　式中：Δc——浓度变化，一般以mol·L－1为单位：Δt——时间，单位可用s、min、h表示。因此，反应速率v的单位一般为 、 、 等。
3、对化学反应速率的理解
　　(1)化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的尺度。它与两个因素有关：一个是 ；另一个是 。反应物的浓度随着反应的不断进行而减少，生成物的浓度则不断增加。
　　(2)在同一反应中用不同的物质来表示反应速率时，其数值可以是不同的，但这些数值所表示的都是同一个反应速率。因此，表示化学反应的速率时，必须说明用反应物或生成物中哪种物质做标准。不同物质速率的比值一定等于化学方程式中相应的化学计量数之比。如：化学反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)的v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝ 。
　　(3)一般来说，化学反应速率随反应的进行而逐渐减慢。因此，某一段时间内的反应速率，实际是一段时间内的平均速率，而不是指瞬时速率。
　　同一化学反应，在不同条件下有不同的化学反应速率，通过研究影响化学反应速率的因素，可指导人们如何有效提高反应速率，其中影响反应速率的因素主要是浓度、温度、催化剂等。
知识小节
化学反应分为只由一个基元反应组成的反应和由几个基元反应组成的复杂反应。化学反应的速率是用单位时间内反应物的变化量或生成物的变化量来表示的，通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示，即 v。对某一具体反应，不同物质表示的化学反应速率的数值往往不同，但各物质的反应速率之比等于化学方程式中各物质的系数之比。
【典例解析】
例1．已知某条件下，合成氨反应的数据如下：
　　　　　　　　　　　　　　N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
　　起始浓度/mol·L-1　　　 1.0　 3.0　　 　　0.2
　　2 s末浓度/mol·L-1　　 0.6　 1.8　　 　　1.0
　　4 s末浓度/mol·L-1　　 0.4　 1.2　　 　　1.4
当用氨气浓度的增加来表示该反应的速率时，下列说法中错误的是（　 ）
　A．2 s末氨气的反应速率=0.4mol/(L·s)
　　B．前2 s时间内氨气的平均反应速率=0.4mol/(L·s)
　　C．前4 s时间内氨气的平均反应速率=0.3mol/(L·s)
　　D．2 s～4 s时间内氨气的平均反应速率=0.2mol/(L·s)
解析：A不符合平均反应速率的定义，2 s末的速率是瞬时速率，本题条件下是不能求解的。氨气在0～2s时间内，浓度的增加值=1.0mol/L—0.2mol/L=0.8mol/L，故前2 s氨气的平均反应速率=0.8mol/L÷2s=0.4mol/(L·s)，故B项正确。前4 s内氨气的平均反应速率=(1.4-0.2)mol/L÷4 s=0.3mol/(L·s)，故C正确。2～4 s内氨气的平均反应速率=(1.4-1.0)mol/L÷(4-2)s=0.2mol/(L·s)，故D正确。
答案：A
例2．将5.6g铁粉投入足量的100mL 2mol/L稀硫酸中，2 min时铁刚好完全溶解，下列有关这个反应的速率表示正确的是（　 ）
　　A．铁的反应速率=0.5mol/(L·min)
　　B．硫酸的反应速率=0.5mol/(L·min)
　　C．硫酸亚铁的反应速率=0.5mol/(L·min)
　　D．氢气的反应速率=0.5mol/(L·min)
解析：根据反应速率计算公式要计算2 min时间内反应物浓度的变化量，在反应Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑中，溶液中的溶质浓度发生变化的只有反应物硫酸和生成物硫酸亚铁。5.6g Fe的物质的量= =0.1mol，故反应消耗H2SO4的物质的量=生成FeSO4的物质的量=0.1mol。H2SO4消耗速率=FeSO4的生成速率= =0.5mol/(L·min)。
答案：BC
例3．反应A+3B=4C+2D，在不同条件下反应，其平均反应速率v(X)（表示反应物的消耗速率或生成物的生成速率）如下，其中反应速率最快的是（　 ）
　　A．v(A)=0.4mol/(L·s)　　　B．v(B)=0.8mol/(L·s)
　　C．v(C)=1.2mol/(L·s)　　　 D．v(D)=0.7mol/(L·s)
解析：根据选项A可设体积为1 L，时间为1 s，则A的物质的量减少了0.4mol，由此可知B减少了1.2mol，C增加了1.6mol，D增加了0.8mol，即v(A)=0.4mol/(L·s)时，v(B)=1.2mol/(L·s), v(C)=1.6mol/(L·s), v(D)=0.8mol/(L·s)。
答案：A
例4．反应A+3B=2C+2D在四种不同情况下的反应速率分别为：
　　①v(A)=0.15mol/(L·s)　　②v(B)=0.6mol/(L·s)
　　③v(C)=0.4mol/(L·s)　　 ④v(D)=0.45mol/(L·s)
该反应进行的快慢顺序为_________________（填序号）。
解析：将不同物质表示的反应速率换算为同一物质表示的反应速率来确定反应的快慢。若以物质A为标准，将其他物质表示的反应速率换算为用A物质表示的反应速率，则有：
v(A)∶v(B)=1∶3，则②的反应速率为v(A)=v(B)× =0.2mol/(L·s)
v(A) ∶v(C)=1∶2，则③的反应速率为v(A)=v(C)× =0.2mol/(L·s)
v(A) ∶v(D)=1∶2，则④的反应速率为v(A)=v(D)× =0.225mol/(L·s)
①②③④四种情况下A的反应速率数值大小关系为：0.15<0.2=0.2<0.225，故反应速率快慢顺序为④>②=③>①。

【随堂演练】
　　1、某温度下，反应2N2O54NO2＋O2开始进行时［N2O5］＝0.0408mol·L－1。经1分钟后，［N2O5］＝0.030mol·L－1。则该反应的反应速率为(　　 )
　　A、v（N2O5）＝1.8×10－4mol·L－1·s－1
　　B、v（O2）＝1.08×10－4mol·L－1·s－1
　　C、v（N2O5）＝1.8×10－2mol·L－1·s－1
　　D、v（NO2）＝2v(N2O5)
　　2、把 0.6molX气体和0.4molY气体混合于2L容器中，使它们发生如下反应3X(g)+Y(g)nZ(g)＋2W(g)，5min末已生成0.2molW，若测知以Z浓度变化来表示的反应平均速率为0.01mol·(L·min)－1，则
　　(1)上述反应中Z气体的计量系数n的值是（　 ）
　　A.1　　　　B.2　　　　C.3　　　　D.4
　　(2)上述反应在5min末时，已反应用去的y值占原来的百分比是(　　 )
　　A、20%　　　B、25%　　　C、33%　　　D、50%
　　3、在N2＋3H22NH3的反中，经过一段时间后，NH3的浓度增加了0.6mol·L－1，则此时间内用H2表示的平均速率为0.45mol·L－1·s－1，则此段时间值是( 　)
　　A、1s　　　B、2s　　　C、0.44s　　　D、1.33s
　　4、100mL6mol·L－1H2SO4跟过量锌粉反应，在一定温度下，为了减缓反应进行的速率，但又不影响生成氢气的总量。可向反应物中加入适量的(　 )
　　A、碳酸钠(固体)　　　B、水　　　C、硫酸钾溶液　　　D、硫酸铵(固体)
　　5、对某一可逆反应来说，使用催化剂的作用是(　 )
　　A、提高反应物的平衡转化率。　　　　　　　B、以同等程度改变正、逆反应的速率。
　　C、增大正反应速率，减小逆反应速率。　　　D、改变平衡混合物的组成。
　　6、设C＋CO22CO；ΔH＞0，反应速率为v1；N2＋3H22NH3；ΔH＜0反应速率为v2，对于上述反应，当温度升高时，v1和v2的变化情况为( 　　)
　　A、同时增大。　　　B、同时减小。　　　C、v1增大，v2减小。　　　D、v1减小，v2增大。
　　7、反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是( 　　)
　　①．增加C的量；②．将容器的体积缩小一半；③．保持体积不变，充入N2使体系压强增大；④．保持压强不变，充入N2使容器体积增大。
　　A、①④　　　B、②③　　　C、①③　　　D、②④
　　8、把下列4种X溶液，分别加入4个盛有10mL2mol·L－1盐酸的烧杯中，并分别加水稀释至500mL，此时X和盐酸缓和地进行反应。其中反应最快的是(　 )
　　A、20mL3mol·L－1　　　　　　B、20mL2mol·L－1
　　 C、10mL4mol·L－1　　　　　　D、10mL2mol·L－1
　　 9、某温度时，在2L容器中X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如下图所示。由图中数据分析，该反应的化学方程式为　　　　　。反应开始至2min,Z的平均反应速率为　　　　　　　。
　　
　　10、氯酸钾和亚硫酸氢钠发生氧化还原反应生成Cl（－1价）和S（+6价）的速率如图所示，已知这个反应速率随着溶液中c（H＋）增大而加快。
　　
　　（1）反应开始时反应速率加快的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
　　（2）反应后期反应速率下降的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
　　11、把除去氧化膜的镁条投入到盛有稀盐酸的试管中，发现生成氢气的速率变化如图所示，其中t1～t2速率变化的主要原因是　　　　　　　　　，t2～t3速率变化的主要原因是　　　　　　　　　　　　。
　　
　　12、在锌与盐酸反应的实验中，得到下面的结果：
　　
　　利用从A到F的结果：
　　(1)你能得出关于温度影响反应速率的什么结论？
　　(2)20℃时，2g锌箔溶解于酸中需花多长时间？
　　(3)对比结果B与F，解释结果F为什么那么快？
　
【能力提升】
13．下列措施肯定能使反应速率增大的是
　　A．增大反应物的量　　　 B．增大压强
　　C．适当升高温度　　　　 D．使用催化剂
14、反应3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是（　 ）
　　A．增加Fe的量
　　B．将容器的容积缩小一半
　　C．保持容积不变，充入N2使体系压强增大
　　D．压强不变，充入N2使容器容积增大
15、在2升密闭容器中加入4摩A和6摩B，发生下列反应：4A(气)＋6B(气)4C(气)＋5D(气)，若经过5秒钟后，剩下的A是2.5摩，则B的反应速率是(　 )
　　A、0.45摩/升·秒　　　　 　B、0.15摩/升·秒
　　C、0.225摩/升·秒　　　　　D、0.9摩/升·秒

16．在2L密器中加入4molA和6molB，发生下列反应：4A(气)＋6B(气)4C(气)＋5D(气)，若经5s后，剩下的A是2.5mol，则B的反应速率是( 　)
　　A、0.45mol·L－1·s－1　　　　　　　B、0.15mol·L－1·s－1　
　　C、0.225mol·L－1·s－1　　　　　　　D、0.9mol·L－1·s－1
　
17、 在A+BC（正反应是放热反应）中，如图所示，能正确表示反应速率（纵坐标）与温度（横坐标）关系的是（ ）

18．下列因素一定会使化学反应速率加快的是
　　①增加反应物物质的量 ②升高温度 ③缩小容器体积 ④加入生成物
　　（A）①②③④　　　 （B）②③④
　　（C）②③　　　　　 （D）②
19 ．在2A+B=3C+4D反应中，表示该反应速率最快的是（　 ）
　　（A）υA=0.5mol/L·s　　　 （B）υB=0.3mol/L·s
　　（C）υC=0.8mol/L·s　　　 （D）υD=1mol/L·s
20．一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时，为了减缓反应速率且不影响生成H2的总量，可向盐酸中加入定量的（　 ）
　　（A）Na2CO3粉末　　　　（B）水
　　（C）NH4Cl固体　　　　 （D）K2SO4溶液

t(min)
0
2
4
6
0.1
0.2
0.3
0.35
nCO2(mol)
*21、CaCO3与稀盐酸反应（放热反应）CaCO3+2HCl = CaCl2 + CO2+H2O，生成CO2的量与反应时间的关系如右图所示。下列结论不正确的是( )
A.反应开始2分钟内平均反应速率最大
B.可用C(Ca2+)或c(H+)的变化表示该反应速率
C.反应4分钟后平均反应速率最小
D.反应在第2min到第4min间生成CO2的平均
反应速率为V CO2=0.1mol/（ L. min）

22．酶是活细胞产生的具有催化能力的一类特殊蛋白质，它对生物体内新陈代谢的正常进行有着极其重要的作用。
　　
　　（1）简述酶的特性？
　　（2）用酶做催化剂的某化学反应的反应速率（v）随温度（T）而变化的曲线如下图所示。请对曲线所示的变化情况进行解释。
　　
　　（3）pH对胃蛋白酶（Ⅰ）和胰蛋白酶（Ⅱ）催化活性的影响如下图所示。
　
　　
　　请回答：
　　①人体胃蛋白酶的活性最强pH为　　　　　　　。
　　A、5.8　　　B、1.8　　　C、7　　　D、8.8 
　　②胃蛋白酶进入小肠后是否能继续消化蛋白质？为什么？

23． 反应A+3B=2C+2D在四种不同情况下的反应速率分别为（ ）
①
②
③
④
该反应进行的快慢顺序为______________________。
24. 把除去氧化膜的镁条放入盛有一定浓度的稀盐酸的试管中，发现H2的生成速率v随时间t的变化关系如图所示，其中t1~t2速率变化的原因是___________________；t2~t3速率变化的原因是___________________。


25、某温度时，在2L容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。由图中数据分析：该反应的化学方程式为_________________。反应开始至2min，用Z表示的平均反应速率为____________。



　【参考答案】
　　1、AD；2、(1)A，(2)B；3、B；4、BC；5、B；6、A；7、C；8、A
　　9、3X＋Y2Z；v(Z)＝0.05mol·L－1·min－1
　　 10、(1)溶液中H＋的浓度增大，使反应速率加快。(2)反应后期虽然H＋浓度较大，但ClO3－和HSO3－浓度越来越小，使化学反应速率减慢。
　　11、镁条与盐酸反应放热，温度升高使反应速率加快；盐酸浓度减小，反应速率减慢。
　　12、（1）对于该反应，温度每上升10℃，反应速率加快到原来的两倍。
　　(2)约150s。
　　(3)对比B和F，反应温度相同，酸的浓度也相同，锌的质量也相同。但B中2g锌全部溶解用了200s时间，而F中只需要5s时间，F中反应速率比B中反应速率快了40倍。这是因为B中锌是片状，F中锌是粉末状，粉末状时锌与酸溶液的接触面要比片状时的接触面大得多。
13． C 14、AC 15、C 16． C 17、B 18．D 19 、B 20、BD *21、A
22．解析：（1）酶的特性：高效性，专一性，多样性。
　　（2）根据温度对反应速率影响的规律，温度升高，反应速率加快，故曲线开始一段反应速率增大； 但温度过高，会使酶这种特殊的蛋白质发生变性而失去催化作用，故当温度超过一定范围时，随着温度的升高，反应速率减小。
　　（3）①B；②人体小肠内的pH值略大于7，适宜于胰蛋白酶的催化，有利于蛋白质在小肠内的消化吸收，而胃蛋白酶进入小肠后即失去活性，失去了消化蛋白质的能力。
23． 答案：④>③=②>①
24.答案：t1~t2时，盐酸浓度变化不大，但反应放热，使温度升高，反应速率增大。t2~t3时，已达到一定的温度，温度变化不会太大，但此时随反应的进行，盐酸中降低，故反应速率又减小。
25、解析：由图可知，X、Y的物质的量随反应的进行而减小，Z的物质的量随反应的进行而增大，则X和Y为反应物，Z为生成物。
∵


∴反应方程式为：3X+Y＝2Z。


第2课时 影响化学反应速率的因素
【知识梳理】
【活动·探究】
　　认识化学反应的快慢
　　实验目的：比较不同反应进行的快慢，比较同一反应在不同条件下反应的快慢。
　　实验试剂：表面积大致相同的铜箔、镁条、铁片、过氧化氢溶液(3％)、盐酸(0.5mol·L-1)、盐酸(3mol·L-1)、FeCl3溶液、块状CaCO3、CaCO3粉末、MnO2粉末。
　　仪器：试管、药匙、镊子、胶头滴管、酒精灯、试管夹、导管、水槽、量筒。
　　实验方案：
　　ⅰ、对比Cu、Mg、Fe与HCl反应的快慢。
　　ⅱ、对比Fe片分别与不同浓度盐酸的反应。
　　ⅲ、对比块状CaCO3和粉末状CaCO3分别与同浓度盐酸的反应。
　　ⅳ、对比不加任何物质双氧水的分解，和加入FeCl3或MnO2的双氧水的分解。
　　
　　由以上可知，反应物本身的性质是影响反应速率的主要因素， 、 、 ------------- 是影响反应速率的外界因素，另外， 、 对反应速率也产生影响。
　　一、浓度对化学反应速率的影响
　　铁丝在空气中加热只能看到红热现象，在充满O2的集气瓶中铁丝就可以剧烈燃烧，火星四射，可见，增大O2的浓度，铁丝与O2反应的情况明显不同。浓度影响反应速率，二者是否存在定量关系呢？
　　【实验·研讨】
　　在298K时，实验测得反应H2O2＋2HI＝2H2O＋I2，在不同浓度时的化学反应速率如下表所示：
　　　　　　　　　　　　　不同浓度时的化学反应速率
　　
　　总结：(1)c(HI)一定时，c(H2O2)每增加一倍，反应速率增加一倍。
　　 (2)c(H2O2)一定时，c(HI)每增加一倍，反应速率增加一倍。
　　1、浓度与化学反应速率的关系
　　化学反应速率与浓度成正比，可用下式表示：
　　v＝
　　式中比例系数K为反应速率常数，表示单位浓度下的化学反应速率。
　　(1)反应速率常数K越 ，反应进行得越快。
　　(2)反应速率常数K与浓度 ，只受温度、催化剂、固体表面积等因素的影响。
　　(3)总反应的化学反应速率与反应物的浓度关系式是实验测定的结果，关系式中浓度的方次与方程式中的系数并无确定关系。
　　(4)改变浓度对化学反应速率的影响规律为：
　　增加反应物浓度， 增加。
　　增加生成物浓度， 增加。
　　(5)固体或纯液体的浓度可以为常数，则固体量的增多，不影响反应速率，反应速率还与固体表面积的大小和生成物扩散的速率有关。
　二、压强对反应速率的影响
　　改变气体压强的方法主要是改变容器的 ，当容器容积被压缩至一半时，压强变为原来的2倍，此时容器内各气体物质的浓度都增加，反应速率发生改变。
　　(1)压强对反应速率的影响，实际上是 对反应速率的影响，改变压强时，反应物、生成物的浓度都相应改变。
　　(2)对于有气体参加的反应，当其他条件不变时，增加压强时，气体的体积减小，浓度增大，分子间的有效碰撞机会增多，故反应速率加快。
　　(3)由于压强对固体，液体的体积几乎无影响，因此，对无气体参加的反应，压强对化学反应速率的影响可忽略不计。
　　三、温度对反应速率的影响
　　1、阿伦尼乌斯经验规律
　　范托夫曾总结出一条温度对反应速率影响的近似规律：温度每升高10K，反应速率增加2～4倍，但该规律适用范围有限，阿伦尼乌斯找到了反应速率常数与温度之间的经验公式：
　　K＝
　　式中K为反应速率常数，A为比例系数，e为自然对数的底，R为摩尔气体常数，Ea为活化能。
　　该公式的含义：当Ea＞0时，升高温度，反应速率常数 ，化学反应速率相应 。
　　2、活化能Ea
　　(1)概念：
　　活化能是 所吸收的能量，对基元反应而言，其活化能是 分子平均能量与普通反应物分子平均能量的差值。
　　(2)活化能与反应速率的关系：
　　化学反应一般需要一个活化的过程，即能发生反应的分子，必须是先吸收能量后形成活化分子。活化能越高，反应越 进行，反应速率常数越 。可见，活化能是决定化学反应速率的内因。
　　由于不同反应的活化能Ea值不同，故升高相同温度时不同化学反应的速率增加的倍数不同。尤其是对放热和吸热反应影响程度不同。由经验公式知，Ea值越大，改变温度对反应速率的影响程度越 。
　　3、温度对反应速率的影响规律
　　升高温度，V正、V逆一般均 ，吸热反应增加的倍数 放热反应增加的倍数。降低温度，V正、V逆一般均 ，且吸热反应减小的倍数 放热反应减小的倍数。
　　四、催化剂对化学反应速率的影响
　　1、催化剂在化学反应中的作用
　　催化剂能 化学反应速率，但反应前后催化剂本身的质量和化学性质不变。催化剂就是通过参与化学反应改变反应历程降低反应的活化能来提高反应速率。故有催化剂的化学反应包括两个阶段：先是催化剂参与反应生成中间产物，接着是中间产物又使催化剂重新生成。
　　2、催化剂改变反应速率的特点
　　(1)催化剂 改变正、逆反应速率。
　　(2)使用正催化剂，反应速率显著增大；使用负催化剂，反应速率显著减慢。只要不特殊说明，催化剂一般指正催化剂。
　　(3)催化剂 引起平衡移动， 改变化学平衡常数， 改变平衡转化率。
　　(4)催化剂具有选择性。某反应中的催化剂不一定适用于其它反应，故工业生产中，常需要选取特定的催化剂来提高生产效率。
　　3、酶催化
　　酶是一类具有催化功能的蛋白质，生物体内的一些反应往往是在酶催化下很快完成。酶催化时具有如下三个显著特点：
　　(1)催化效率高。例如：H2O2分解时，实验室常用MnO2或Pt做催化剂，而过氧化氢酶的催化效率约是铂催化效率的2万多倍。
　　(2)专一性。酶具有比一般催化剂更高的选择性，如：淀粉酶只能催化淀粉水解。
　　(3)反应条件温和。生物体内的反应，大多是在常温常压下进行的，故酶做催化剂时对反应条件要求的较低。工业生产大多是在高温高压下进行，为降低成本，酶在工业生产中逐渐发挥着越来越大的作用。
　　除以上因素能影响反应速率外，增大一定量固体的表面积(如块状变为片状或粉碎)能增大反应速率， 、 、 等对反应速率也有影响，生产中需综合考虑上述因素，从而达到最佳的生产效率。
知识小节
影响化学反应速率的因素是浓度、温度、催化剂等。浓度与反应速率的关系可通过的反应速率常数K体现，温度对反应速率的影响，可用阿伦尼乌斯公式表示： ，Ea为活化能，温度对反应速率的影响与活化能有关。催化剂是通过参与反应，改变反应历程，降低反应的活化能来提高化学反应速率。但催化剂不能改变反应的平衡常数，即不引起平衡的移动，催化剂具有选择性。
用碰撞理论解释影响化学反应速率的因素
变化量
条件
单位体积活化分子数
活化分子百分数
单位时间有效碰撞数
反应速率
增大浓度




增大压强




增大温度




使用催化剂





[典例解析]
例1．反应C（S）+H2O（g）CO（g）+H2（g）在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对反应速率几乎没有影响的是（ ）
A．增加C的量
B．将容器的容积缩小为一半
C．保持容器容积不变，充入氮气使体系的压强增大
D．保持压强不变，充入氮气使容器的体积增大
解析：增加固体C的量以及保持容器容积不变,充入氮气使体系的压强增大，并不能增大反应物浓度，所以对反应速率几乎没有影响。将容器的体积缩小为一半，反应物H2O（g）的浓度增大一倍，反应速率增大。保持压强不变,充入氮气使容器的体积增大，反应物H2O（g）的浓度减小，反应速率减小。
答案：AC
例2．对于反应NO2(气)＋SO2(气)NO(气)＋SO3(气)＋Q，下列叙述正确的是 [ ]
　A．使用催化剂不能改变反应速率 B．改变压强对反应速率没有影响
　C．升高温度能加快反应速率 D．减小压强会降低反应速率
解析：这是一个有气体物质参加的化学反应，因此，浓度、温度、压强、催化剂等因素能影响该反应的反应速率。
答案：C、D
例3．煅烧硫铁矿产生SO2的生成速率，下列措施可行的是( )
A．把铁矿石碾成粉末
B．增大O2压强，向炉内喷吹氧气
C．使用Fe2O3作催化剂
D．降低温度
解析：增加固体接触面积和增大气体的压强，可加快正反应速率，故A、B正确。而C中Fe2O3不是该反应的催化剂，D项中降温可减小速率。故选A、B。
答案：A、B
[随堂演练]
1．合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应： N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，673K，30MPa下n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如下图所示。下列叙述正确的是
n
t2
·
·
·
·
·
a
b
c
d
e
NH3
H2
0
t1
t









A．点a的正反应速率比点b的大
B．点 c处反应达到平衡
C．点d (t1时刻) 和点 e (t2时刻) 处n(N2)不一样
D．其他条件不变，773K下反应至t1时刻，n(H2)比上图中d点的值大
  
2．容积为aL的密闭容器里,开始时加入下列各组物质, 在一定温度下发生可逆反应:
2A(气) + B(气) 2C(气),当反应达到平衡时,逆反应速率最大的一组物质是( )
A．2molA和1molB B．1molA和2molB
C．2molA和2molB D．1molA、1molB和2molC
3．对达到平衡状态的可逆反应X+YZ+W，在其他条件不变的情况下，增大压强，反应速率变化图象如图1所示，则图象中关于X、Y、Z、W四种物质的聚集状态为（ ）
A．Z、W均为气体，X、Y中有一种是气体
B．Z、W中有一种是气体，X、Y皆非气体
C．X、Y、Z、W皆非气体
D．X、Y均为气体，Z、W中有一种为气体


4．向2L密闭容器里充入2mol M和一定量的N，发生如下反应：
M（g）+N（g） E（g）；当反应进行到4min时，测知M的浓度为0．2mol/L；反应进行到2min时，密闭容器中M的物质的量浓度为 （ ）
A．等于0．6mol/L B．小于0．6mol/L
C．等于0．8mol/L D．大于0．8mol/L
5．氯气溶于水，为什么难溶于饱和食盐水？
v
t(时间)
t1
0
*6．一定质量Mg条投入某浓度的盐酸溶液（本反应为放热）中，测得该反应速率随时间的变化如下图，试解释v变化的原因。





[能力提升]
7．可逆反应aX(g)+bY(s)cZ(g)在一定温度下的一密闭容器内达到平衡后，t0时改变某一外界条件，化学反应速率(v)一时间(t)图象如右图。则下列说法中正确的是（ ）
A.若a＋b＝c，则t0时只能是增大了容器的体积
B.若t0时只是加入了催化剂，则a＋b＝c或a=c或a＋b≠c
C.若a≠c，则t0时可能是升高温度
D.若a≠c，则t0时只能是增大了容器的压强
8．氯酸钾和亚硫酸氢钾能发生氧化还原反应ClO3-+HSO3-→SO42-+Cl-+H+（未配平）。已知该反应的速率随c（H+）的增大而加快。下列为用ClO3-在单位时间内物质的量浓度变化表示的该反应V-t图。下列说法中不正确的是 （ ）
A．反应开始时速率增大可能是c（H+）所致
B．纵坐标为v（H+）的V-t曲线与图中曲线完全重合
C．后期反应速率下降的主要原因是反应物浓度减小
D．图中阴影部分“面积”可以表示t1-t2时间为n（Cl-）增加
9．A(g)+B(g)C(g)+Q平衡后，若使温度由T1升到T2，(其他不变)，则υ正与υ逆的变化曲线是（　　）


10．一定温度下，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下图所示：

下列描述正确的是
A、反应开始到10s，用Z表示的反应速率为0.158mol/(L·s)
B、反应开始到10s，X的物质的量浓度减少了0.79mol/L
C、反应开始到10s时，Y的转化率为79.0％
D、反应的化学方程式为：X（g）+ Y（g） Z（g）
11．容积为aL的密闭容器里,开始时加入下列各组物质, 在一定温度下发生可逆反应:
2A(气) + B(气) 2C(气),当反应达到平衡时,逆反应速率最大的一组物质是( )
A．2molA和1molB B．1molA和2molB
C．2molA和2molB D．1molA、1molB和2molC
12．对可逆反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)，下列叙述正确的是( )
A．达到化学平衡时，4ν正(O2)=5ν逆(NO)
B．若单位时间内生成xmol NO的同时，消耗xmolNH3，则反应达到平衡状态
C．达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大
D．化学反应速率关系是2ν正(NH3)=3ν正(H2O)
13．甲萘醌(维生素K)有止血作用，它可用2-甲基萘氧化制得，反应中常用乙酸作催化剂，该反应放热， 在某次合成实验反应中，用1.4g(0.01mol)的2-甲基萘才制得0.17g(0.001mol)甲萘醌.已知该反应的速率是快的.导致产率低的主要原因是 ( )
A．使用了过量的氧化剂
B．把反应混合物加热
C．没有用乙酸作催化剂而改用其它的催化剂
D．所生成的甲萘醌为沉淀物
14．把下列四种X溶液分别加入四只盛有10 mL 2 mol·L－1的盐酸的烧杯中，均加水稀释到50 ml。此时，X和盐酸缓慢地进行反应，其中反应最快的是(　　)
A.10 ℃ 20 mL 3 mol·L－1的X溶液
B.20 ℃ 30 mL 2 mol·L－1的X溶液
C.20 ℃ 10 mL 4 mol·L－1的X溶液
D.10 ℃ 10 mL 2 mol·L－1的X溶液
15．化学反应速率υ和反应物浓度的关系是用实验方法测定的，H2+Cl2=2HCl的反应速率υ可表示为：υ=K[H2]m[Cl2]n，式中K为常数，m、n值可用表中数据确定之。
[H2] / (mol·L－1)
[Cl2] / (mol·L－1)
υ/ (mol·L－1·s－1)
1.0
1.0
1.0K
2.0
1.0
2.0K
2.0
4.0
4.0K





由此可推断m、n值正确的是
A、m=1 n=1 B、m=1/2 n=1/2
C、m=1/2 n=1 D、m=1 n=1/2
16．氯酸钾和亚硫酸氢钠发生氧化还原反应生成Cl2(－1价)和S(＋6价)的速率如图表示。已知这个反应速率随着溶液中c(H＋)增大而加快。
(1)反应开始速率加快的原因是　。
(2)反应后期速率下降的原因是　。

*17.下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据：
实验序号
金属
质量/g
金属状态
C(H2SO4)
/mol·L-1
V（H2SO4）
/mL
溶液温度/℃
金属消失的时间/s
反应前
反应后
1
0.10
丝
0.5
50
20
34
500
2
0.10
粉末
0.5
50
20
35
50
3
0.10
丝
0.7
50
20
36
250
4
0.10
丝
0.8
50
20
35
200
5
0.10
粉末
0.8
50
20
36
25
6
0.10
丝
1.0
50
20
35
125
7
0.10
丝
1.0
50
35
50
50
8
0.10
丝
1.1
50
20
34
100
9
0.10
丝
1.1
50
20
44
40
分析上述数据，回答下列问题：
（1）实验4和5表明，                   对反应速率有影响，                   反应速率越快，能表明同一规律的实验还有                   （填实验序号）；
（2）仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有                   （填实验序号）；
（3）本实验中影响反应速率的其他因素还有            ，其实验序号是                   。
（4）实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值（约15℃）相近，推测其原因：                                                                    。
18. “碘钟”实验中，3I－＋S2O82－＝I3－＋2SO42－的反应速率可以用I3－与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量，t越小，反应速率越大。某探究性学习小组在20℃进行实验，得到的数据如下表：
实验编号
①
②
③
④
⑤
c(I－)/mol·L－
0.040
0.080
0.080
0.160
0.120
c(S2O32-)/mol·L－
0.040
0.040
0.080
0.020
0.040
t /s
88.0
44.0
22.0
44.0
t2
回答下列问题：
（1）该实验的目的是 。
（2）显色时间t2＝ 。
（3）温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律，若在40℃下进行编号③对应浓度的实验，显色时间t2的范围为 （填字母）
A <22.0s B 22.0～44.0s C ＞44.0s D 数据不足，无法判断
（4）通过分析比较上表数据，得到的结论是 。
参考答案
1． A、D 2． D 3． A．4． B
5． 答案：氯气溶于水，与水反应有如下的化学平衡：
　　Cl2＋H2O⇔ HClO＋H+＋Cl－
　　食盐是强电解质，饱和食盐水提供的Cl－使上述可逆反应生成物浓度增大，平衡向逆反应方向移动。正因为这样，所以实验室制氯气时不能用排水法集气，但可用排饱和食盐水法收集氯气。
*6．解析：根据图知，当t 却逐渐减小。显然，影响该反应速率的因素只有盐酸的浓度和反应的热效应。
反应一旦开始，盐酸的浓度总是减小，所以反应速率必定减小。但盐酸与镁条反应是
放热，导致体系的温度升高，所以反应速率一定增大，二者互相矛盾。故当t 7、B 8．B D 9．A 10、C 11．D 12．A 13．B 14．B 15．D
16．解析：把问题(1)作为已知考虑，开始时反应速率的加快有哪些因素能引起反应速率的加快呢？①增大浓度；②增压；③升温；④加催化剂。联系题意可排除②④；由于题意中不涉及热量变化，故不需考虑③；接下来考虑①，但题中无外加物，所以只考虑C(H＋)的变化，KClO3―→Cl－，NaHSO3―→SO＋H＋＋Na＋，C(H＋)增大，反应速率v增大。
答案：(1)2KClO3＋6NaHSO3―→3Na2SO4＋2KCl＋3H2SO4，溶液中C(H＋)增大，化学反应速率加快。
(2)H2SO4和NaHSO3之间的反应使H＋和HSO的浓度减小，化学反应的速率减慢。
*17.
解析：比较表中实验1和2、实验4和5，其他条件都一样，只是金属状态由丝变成了粉末，金属消失的时间就少了很多，反应速率变快很多，也就是说明金属固体的表面积越大，速率就越快。同理，比较表中各项数据进行分析不难得出正确答案。
答案：（1）固体反应物的表面积 表面积越大 1和2
（2）3和4（3）开始反应温度 6和7
（4）一定量的金属跟足量的硫酸反应放出的热量相同
18. 解析：难度，易。由题目中表格数据可分析出c(I－)、 c(S2O32-)浓度越大，反应速率越快，显蓝色所需时间越少，故实验目的应是研究反应物I－与S2O82－的浓度对反应速率的影响，因反应速率与反应物起始浓度乘积成正比（或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比），由①⑤中数据可列关系：显色时间t2＝0.040·0.040·88.0/0.120·0.040=29.3 s，升高温度，反应速率加快，故显色时间t2<22.0s。07年广东高考在选择题方面减弱了考查，只有第18题的选项C、D中提到。在第二卷中也一改前二年的化学平衡图象题，改为化学反应速率的表格分析题，实际要求仍是考查学生运用所学化学反应速率与化学平衡思想解决指定问题的能力。
答案：（1）研究反应物I－与S2O82－的浓度对反应速率的影响 （2）29.3s
（3）A （4）反应速率与反应物起始浓度乘积成正比（或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比）
第4节 化学反应条件的优化－－工业合成氨
【学习目标】
1.应用化学反应速率和化学平衡原理来选择适宜的化工生产条件的一般原则。
2.了解合成氨生产的主要流程。
3.通过对资料和事实的处理，培养学生的科学抽象思维能力，自学能力。
4.渗透辩证唯物主义观点；关心环境、能源。
【教学策略】
授课时数：1课时
教学重点：结合反应速率和平衡转化率进行合成氨工业条件的选择。
教学难点：如何根据反应的限度和反应速率综合分析合成氨的条件。
【知识梳理】
工业生产中要使经济效益最大化，既要考虑平衡转化率，使原料利用率较高，又要考虑反应速率，使反应进行的较快，合成氨工业是充分利用上述原理进行的工业化生产。
　　一、合成氨反应的限度
　　 【分析·研讨】
　　合成NH3反应的热化学方程式为：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)
　　ΔH(298K)＝－92.2kJ·mol－1　　　ΔS＝－198.2J·K－1·mol－1
　　 试分析，该反应在298K下能否自发进行，利用化学平衡移动的知识，分析有利于NH3合成的条件。
　　1、反应的方向
　　根根合成NH3反应的焓变和熵变可进行计算：ΔH－TΔS＝ kJ·mol－1 0
　　可知，反应能自发进行。
2、反应的限度
　　（1）合成氨反应中ΔH＝－92.2kJ·mol－1＜0。为 反应，则 温度有利于化学平衡向生成NH3的方向移动。
（2）该反应为气体物质的量减小的反应， 压强有利于化学平衡向生成NH3的方向移动。
（3）由方程式中N2、H2反应的物质的量之比为1∶3时能恰好完全反应。故所配原料气中N2、H2的浓度之比为1∶3时，平衡混合物中NH3的合量较高。
　　工业合成NH3除需考虑反应的限度，还要考虑反应的速率。
　　二、合成氨反应的速率
　　1、浓度对合成NH3反应速率的影响
　　合成氨反应的速率与参与反应的物质的浓度的关系式为：
　　v＝Kc(N2)c(H2)1.5c(NH3)－1
　　由该关系式知，合成氨反应的速率与N2浓度的1次方成正比，与H2浓度的1.5次方成正比，与NH3浓度的1次方成反比。故反应过程中应及时补充原料气N2、H2，同时应降低NH3的浓度，可采取将NH3从混合气中分离出去的方法。
　　2、温度对合成NH3反应速率的影响
　　温度越高，反应物分子之间碰撞的机会越多，反应越易发生，即反应的速率越快，同时，温度升高，催化剂的催化活性强，反应速率也快。
　　3、催化剂对合成NH3反应速率的影响
　　测定无催化剂时Ea＝335kJ·mol－1，有催化剂时Ea＝167kJ·mol－1，两种反应速率常数之比为：K(催)/K(无)＝3.4×1012。可知，使用催化剂可以使合成NH3反应的速率提高上万亿倍，故必须研究有效的催化剂。
　　合成氨的催化历程，一般要经历反应物扩散至催化剂表面，催化剂表面吸附，发生表面反应、产物从催化剂表面脱附，产物扩散离开反应区等五个步骤：
　　(1)第一步：氮的吸附分解需活化能最高，是控制总反应速率的关键步骤。
　　(2)适时分离NH3，降低NH3的分压，从而提高NH3的脱附速率。
　　(3)催化剂易造成中毒而失去活性，故合成气必须经净化后才能进入合成塔。
　　三、合成氨的适宜条件
　　综合上面的讨论和合成氨工业生产的实际情况，比较具体地研究关于合成氨条件的选择问题。
　　1、压强
　　由上面的讨论我们知道上，增大压强既有利于增大合成氨的化学反应速率，又有使化学平衡向着正反应方向移动，有利于NH3的合成，因此，从理论上讲，合成氨时压强越大越好。例如，有研究结果表明，在400℃、压强超过 200MPa时，不必使用催化剂，氨的合成反应就能顺利进行。但在实际生产中，压强越大，需要的动力越大，对材料的强度和设备的制造要求也越高，这将会大大增加生产的投资，并可能降低综合经济效益。目前合成氨生产中，为耐高压，合成塔的钢板厚度已达10cm左右，如果再增大压强，H2就会穿透如此厚的钢板而泄漏，而且即使使用特种钒合金钢，也难以承受如此巨大的压强。因此，受动力、材料、设备等条件的限制，目前我国的合成氨厂一般采用的压强是 MPa～ MPa。
　　2、温度
　　由上面的讨论可以知道，当压强一定、温度升高时，虽然能增大合成氨的反应速率，但由于合成氨反应是放热反应，升高温度会降低平衡混合物中NH3的含量。因此，从反应的理想条件来看，氨的合成反应在较低温度下进行有利，但是温度过低，反应速率很小，需要很长的时间才能达到平衡状态，这在工业生产上是很不经济的。所以综合考虑上述因素，在实际生产上，合成氨反应一般选择在 左右的温度下进行。
　　3、催化剂
　　我们知道，N2的分子结构比较稳定，即使在高温、高压下，N2与H2的化合反应仍然进行得十分缓慢。通常，为了加快N2与H2的化合反应速率，都采用加入催化剂的方法，以降低反应所需的能量，使反应物在较低温度时能较快地进行反应。
　　目前，合成氨工业中普遍使用的主要是以铁为主体的多成分催化剂，又称铁触媒。铁触媒在500℃左右时的活性最大，这也是合成氨反应一般选择在500℃左右进行的重要原因之一。
　　即使是在500℃和30MPa时, 合成氨平衡混合物中NH3的体积分数也只为26.4％，即转化率仍不够大。在实际生产中，还需要考虑浓度对化学平衡的影响等。例如，采取迅速冷却的方法，使气态氨变成液氨后及时从平衡混合气体中分离出去，以促使化学平衡向生成NH3的方向移动。
　　此外，如果让N2和H2混合气体只一次通过合成塔起反应也是很不经济的，应将NH3分离后的原料气循环使用，并及时补充N2和H2，使反应物保持一定的浓度，以有利于合成氨反应。
　　用N2和H2为原料实现合成氨的工业化生产曾是一个很艰巨的课题。从第一次实验室研制到工业化生产，经历了从18世纪末到20世纪初的一百多年的时间。由于化学反应速率、化学平衡、催化剂等基础理论的发展，高温、高压等工业技术条件的改善, 以及许多研究工作者的反复试验，德国化学家哈伯终于在1913年实现了合成氨的工业化生产。以后合成氨技术又有很多改进，现仍在不断地研究并取得进展。
　　合成氨工业虽不易进行，而自然界里，豆类植物在根瘤菌做生物固氮酶催化剂的情况下，常温常压下就可以把空气中的氮进行化合，即生物固氮。这就促使科学家们一直在探寻仿生固氮酶催化剂，合成氨工业还有更广阔的发展前景。
四. 合成氨的适宜条件
合成氨的适宜条件： 、 、 ；循环操作过程；N2与H2浓度比约为1∶3（因为在一定温度和压强下，原料气配比符合化学方程式中的系数比时，产物的平衡产量可达最高值，实际为 ）。
五. 生产流程
（1）造气 原料气中的氮气来自于空气，而氢气来自于含氢的天然气、煤、炼油产品。以天然气为原料时，反应可简单表示为：
CH4＋H2O＝CO＋3H2 ； CO＋H2O＝CO2＋H2
（2）净化：消除造气过程夹带的杂质，防止催化剂中毒。
（3）合成氨：包括终端产品——氨的分离，氮气、氢气的循环利用，热交换原理的应用等。
知识小结
工业上用N2、H2合成NH3，该反应是一个放热的可逆反应，同时是气体物质的量减小的熵减反应。从化学平衡角度分析，降低温度、增大压强有利于化学平衡向生成NH3的方向移动。从化学反应速率角度分析，升高温度，使用催化剂，适时分离产物氨和提高N2、H2的浓度能加快反应速率。工业生产中，既要考虑原料的转化率，又要考虑反应速率，故需寻找较快的反应速率同时又有较高的平衡转化率的条件。目前，一般用Fe做催化剂，控制反应温度在700K左右，压强大致在1×107Pa～1×108Pa之间，N2、H2的分压为1∶2.8的投料比进行生产。

【典例解析】
　　例1、合成氨工业中，原料气(N2、H2、及少量CO、NH3的混合气)在进入合成塔前常用醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液来吸收原料气中的CO，其反应是：
　　[Cu(NH3)2Ac]＋CO＋NH3[Cu(NH3)3]Ac·CO 　　　ΔH＜0
　　(1)必须除去原料气中的CO的原因是　　　　　　　　　　　　　　。
　　(2)醋酸二氨合铜(Ⅰ)吸收CO的生产适宜条件是　　　　　　　　　。
　　(3)吸收CO后的醋酸铜氨溶液经过适当的处理又可再生，恢复吸收CO的能力以供循环使用。醋酸铜氨盐再生的适宜条件应是　　　　　　　　　。
　　解析：分析吸收CO的反应的特点：正反应是气体体积缩小的放热反应。对于这样一个可逆反应，用化学平衡原理及有关知识解答。
　　答案：(1)除CO的原因是防止合成塔中的催化剂中毒；(2)吸收CO的适宜条件应选择：低温、高压；(3)醋酸铜氨再生的适宜条件是：高温、低压。
　　例2、氮气和氢气以1∶1的物质的量比混匀后分成四等分，分别同时充入A、B、C、D四个装有催化剂的真空容器中(容器的容积固定)，在保持相同温度条件下，四个容器中的合成氨反应相继达到平衡状态。分析表中实验数据后回答问题（用A、B、C、D填空）。
　　
　　（1）都达平衡时，　　　　　容器中NH3的物质的量所占的比例最大。
　　（2）达到平衡时，所需时间最长的容器是　　　　　　。
　　（3）四个容器的容积由小到大的顺序是：　　　　　　　　。
　　解析：先求出平衡时物质N2或H2的转化率，转化率越大，说明压强越大，体积越小，浓度越大，反应速率越快，达到平衡时间越短。
　　
　　
N2的转化率：A＞D＞B＞C
　　所以体积：VA＜VD＜VB＜VC
　　速率：VA＞VD＞VB＞VC
　　平衡时间：tA＜tD＜tB＜tC
　　答案：(1)A；(2)C；(3)A＜D＜B＜C
例3. 在一定条件下，可逆反应N2（g）＋3H2（g）2NH3（g） （正反应放热）达到平衡，当单独改变下列条件后，有关叙述中错误的是（ ）
A. 加催化剂，v正、v逆都变化，且变化的倍数相等
B. 加压，v正、v逆都增大，且v正增大的倍数大于v逆增大的倍数
C. 降温，v正、v逆都减小，且v正减小的倍数大于v逆减小的倍数
D. 加入氩气，v正、v逆都增大，且v正增大的倍数大于v逆增大的倍数
解析：催化剂的加入，同等倍数的改变正、逆反应速率，A正确；而加压，平衡将向右移动，故v正增大的倍数大于v逆增大的倍数，B正确；降温，平衡向放热的方向——向右移动，v正减小的倍数小于v逆减小的倍数，C错误；恒温、恒容通氩气，各物质浓度不变，平衡不移动，v正、v逆都不变，D错误。
答案：CD
例4. 合成氨工业中，常加热至500℃,下列有关叙述正确的是（ ）
A. 为加快反应速率，缩短达到平衡所需要的时间
B. 加快v正，减小v逆
C. 使平衡向合成氨的方向移动
D. 提高原料转化率
解析：合成氨是放热反应，采用500℃的高温，从化学平衡上看，由于合成氨反应放热，不利于氨的合成。但是为了提高反应速率，更快、更多的生成氨，也采用适当的高温。
答案：A
例5. 在一定条件下，合成氨反应达到平衡后，混合气体中NH3的体积分数为25%。若反应前后保持条件不变，则反应后缩小的气体体积与原反应物体积的比值是（ ）
A. 1/5 B. 1/4 C. 1/3 D. 1/2
解析：设平衡后混合气体的体积为100mL，则其中氨的体积为25mL。由反应的化学方程式N2＋3H2 2NH3 可以看出，每生成2体积的NH3，反应体系的总体积也缩小2体积，从而推知，反应后缩小的气体体积和平衡后混合气体中NH3的体积相等，即缩小的气体体积为25mL，则反应前的气体体积为100mL＋25ml＝125mL.反应后缩小的气体体积与原反应物体积的比值是25∶125＝1/5，即选项A正确。
答案：A
例6. 在容积相同的四个容器中，按下列要求充入各气体，并加入适当的催化剂，在400℃时分别建立平衡，四种情况下H2的转化率由大到小的顺序是_______________。
①1molN2＋3H2 ②2molN2＋3H2 ③1molN2＋4H2 ④1molN2＋4H2＋0.5molNH3
解析：②是在①中增加N2，故H2的转化率增大，即②＞①。③是在①中增加H2，故H2的转化率减小，即①＞③。而④是在 ③基础上增加氨，平衡向逆反应方向移动，H2的转化率变小，有 ③＞④。由此可知H2的转化率由大到小顺序为 ②＞①＞③＞④。
答案：②＞①＞③＞④

【随堂演练】
1. 合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H＜0，在合成氨工业生产中应采取的适宜条件是（ ）。
A. 低温、高压、催化剂 B. 高温、高压
C. 尽可能的高温、高压 D. 适宜的温度、高压、催化剂
2. 合成氨中使用铁催化剂的作用（ ）。
A. 降低反应温度 B. 提高氨气的纯度
C. 加快反应速率 D. 提高平衡时氨气的浓度
3. 合成氨反应中，可以提高N2转化率的措施是（ ）。
A. 尽可能延长反应时间 B. 通入过量的N2
C. 通入过量的H2 D. 升高温度
4. 工业上合成氨时一般采用5000C左右的温度，其原因是（ ）。
（1）提高合成氨的速率（2）提高氢气的转化率（3）提高氨的产率 （4）催化剂在5000C时活性最大
A. 只有（1） B.（1）（2） C.（2）（3）（4） D.（1）（4）
5. 在合成氨工业中，下列变化过程中与平衡移动无关的是（ ）。
A. 为增加NH3的日产量，不断将NH3分离出来
B. 为增加NH3的日产量，使用催化剂
C. 为增加NH3的日产量，采用5000C左右的高温
D. 为增加NH3的产量而采用2 ×107 ～ 5 ×107Pa的压强
6. 要使反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H＜0的化学平衡向正反应方向移动，且提高氨的产率，可采取的措施是（ ）。
A. 保持体积不变充入惰性气体 B. 将氨气从反应体系中分离出来
C. 通入HCl气体 D. 容器体积扩大
7. 合成氨工业上采用循环操作主要是因为（ ）。
A. 加快化学反应速率 B. 能提高氨的平衡浓度
C. 降低氨气的沸点 D. 提高氮气和氢气的利用率
8. a mol N2和b mol H2反应在一定条件下达到平衡生成c mol NH3，则氨在平衡体系中质量分数是（ ）。
  
9. 在某温度下，反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的△H＜0，在密闭容器中达到平衡，下列说法中正确的是( )
A. 温度不变，缩小体积，N2的转化率增大
B. 温度不变，增大体积，NH3的产率提高
C. 升高温度，增大体积，有利于平衡向正反应方向移动
D. 降低温度，体积不变，H2的转化率降低
10. 合成氨厂所需H2可由焦炭与水反应制得，其中有一步反应为CO(g)+H2O(g) 1 CO2(g)+H2(g)△H＜0。欲提高CO的利用率，可采用的方法是（ ）。
 （1)降低温度（2）增大压强（3）使用催化剂 （4）增大CO的浓度（5）增大水蒸气的浓度
A.（1）（2）（3） B.（4）（5） C.（1）（5） D.（5）
11.哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。N2+3H22NH3△H<0。下列关于工业合成氨的说法中正确的是 。
①合成原料来源：分离空气制得氮气，电解水可得到氢气；②增加氮气量可以提高氢气的转化率，氮七本身转化率会降低；③使用铁作催化剂能提高合成氨经济效益；④因为正反应放热，所以工业上应采用低温合成；⑤升高温度，逆反应速率增大，正反应速率减小，所以平衡向逆反应方向移动；⑥在一定条件下，当生成氨气速率和生成氮气的速率相等时，反应达到平衡状态；⑦反应开始时氮气、氢气浓度分别为1mol·L-1，3 mol·L-1，没有氨气，平衡时各物质浓度比c(N2)：c(H2)：c(NH3)可能为1：3：2
12.合成氨反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，在一定条件下已达到平衡状态。
（1）若降低温度，会使上述化学平衡向生成氨的方向移动，则正反应是 反应（填“放热”、“吸热”），生成1mol氨的反应热是46.1kJ，则该反应的热化学方程式是 。
（2）保持反应温度、容器体积不变，而将平衡体系中的混合气体的浓度增大一倍，则上述平衡 （填“正向”或“逆向”或“不”）移动；若向平衡体系中通入氦气，则上述平衡 （填“正向”或“逆向”或“不”）移动。
*13.在密闭容器中，通入amolN2和bmolH2，在一定条件下达到平衡，容器中还剩余cmolN2。
（1）生成NH3的物质的量为 。
（2）H2的平衡转化率为 。
（3）若把容器的体积减小一半，则正反应速率 （填“增大”、“减小”或“不变”，下同），逆反应速率 ，N2的转化率 。
*14.在密闭容器内，使1mol N2和3mol H2混合发生下列反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H（298）=－92.2kJ·mol-1
（1）当反应达到平衡时，N2和H2的浓度之比为 。
（2）保持体积不变，升高温度，平衡 （填“正向”、“逆向”或“不”）移动，密度 （填“变大”、“变小”或“不变”）。
（3）当反应达到平衡时，保持温度、体积不变，充入氩气，平衡 （填“正向”或“逆向”或“不”）移动。
（4）当反应达到平衡时，并保持温度、压强不变，充入氩气，平衡 （填“正向”、“逆向”或“不”）移动。
（5）当反应达到平衡时，保持温度、体积不变，充入氮气，平衡 （填“正向”、“逆向”或“不”）移动；氢气的转化率 （填“增大”、“减小”或“不变”）。
15. 合成氨工厂常通过测定反应前后混合气体的密度来确定氨的转化率。某工厂测得合成塔中N2、H2混合气体的密度为0.5536g·L-1（标准状况）。从合成塔中出来的混合气体在相同条件下密度为0.693g·L-1。求该合成氨厂氮气的转化率。

【能力提升】
16. 在密闭容器中进行合成氨的反应，达到平衡后，将体系中各物质的浓度增大到原来的2倍，则产生的结果是（ ）
A. 平衡向正反应方向移动 B. 平衡向逆反应方向移动
C. 平衡不移动 D. NH3 的百分含量增加
17. 合成氨所需要的氨气可由煤与水反应制得，其中有如下反应：CO（g）＋H2O（g）＝CO2（g）＋H2（g），△H＞0. 欲提高CO的转化率可采用的方法是（ ）
①降低温度 ②增大压强7 ③使用催化剂 ④增大CO的浓度 ⑤增大水蒸气的浓度
A. ①②③ B. ④⑤ C. ①⑤ D. ⑤
18. 下列有关合成氨工业的说法中，正确的是（ ）
A. 从合成塔出来的混合气体。其中氨气只占13%－14%，所以生产氨的工厂的效率都很低
B. 由于氨易液化，氮气、氢气是循环使用的，总体来讲氨的产率比较高
C. 合成氨反应温度控制在500℃左右，目的是使化学平衡向正方向移动
D. 合成氨采用的压强是2×107~5×107Pa，因为该压强下铁触媒的活性最大
19. 1molN2和3molH2混合发生反应N2＋3H22NH3，达到平衡时，测得平衡混合物的密度是同温.同压下H2的5倍，则N2的转化率为（ ）
A. 75% B 25% C 30% D 10%
20. 有平衡体系CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g），△H＜0。为了增加甲醇的日产量，从理论上来讲应该采取的正确措施是（ ）
A. 高温、高压 B. 适宜的温度、高压、催化剂
C. 低温、高压 D. 高温、高压、催化剂
21. 以焦炭为主要原料合成氨，为了使通入合成塔的N2和H2 保持1：3的体积比，则焦炭与空气的物质的量之比约为（ ）
A. 1∶3 B. 3∶2 C. 6∶5 D. 4∶3
22. 在一定条件下，向密闭容器中加入30mLCO和20mL水蒸气，使其发生反应，当CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）达到平衡时，水蒸气的体积分数与H2的相等，则下列叙述错误的是（ ）
A. 平衡后CO的体积分数为40% B. 平衡后CO的转化率为25%
C. 平衡后水蒸气的转化率为50% D. 平衡后混合气体的平均相对分子质量为24
23. 在一定条件下，可逆反应A（g）＋3B（g）2C（g）达到平衡时有50%的B转化为气体C。若A的转化率为25%，则起始时冲入容器中的A与B的物质的量之比为（ ）
A. 3∶2 B. 1∶2 C. 1∶3 D. 2∶3
24. 将混合物A放入密闭容器中加热，在一定条件下存在如下两种平衡：A（s）2B（g）＋C（g）2C（g）D（g）＋3E（g）经测定，这时C的浓度为0.01mol·L－1，E的浓度为0.015 mol·L－1 ，则B的浓度（ ）
A. 0.02 mol·L－1 B. 0.025 mol·L－1 C. 0.03 mol·L－1 D. 0.04mol·L－1
25. 在带有活塞的密闭容器中加入5molH2和5molN2，在某温度下反应生成2molNH3，若此时容器的压强不变，则容器的体积是反应前的（　　　）
A. 2倍 B. 1.5倍 C. 0.8倍 D. 0.5倍
26. 在体积为VL的密闭容器中，充入a molN2和b molH2，经3分钟生成c molNH3。
（1）v（N2）应表示为_______________ （2）H2的转化率为_______________
（3）NH3的体积分数为_____________ （4）反应前后的压强比为____________
27. 在密闭容器中，N2、H2 起始的物质的量分别为10mol、30mol，达到平衡时N2的转化率为25％，若反应从NH3的分解开始，在相同条件下欲使平衡时各成分百分含量相同，则应加入氨的物质的量为__________，氨的转化率为__________。
28. 在830K时，下列反应的平衡体系具有某些特殊性：CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）
①若起始浓度分别为c（CO）＝3 mol·L－1，c（H2O）＝0.75mol·L－1，达到平衡后CO的转化率为20%
②若起始浓度分别为c（CO）＝3 mol·L－1，c（H2O）＝4.5mol·L－1，达到平衡后CO的转化率为60%
设830K时，以起始浓度分别以c（CO）＝3a mol·L－1，c（H2O）＝b mol·L－1投料，发生以上反应，测得平衡后c（H2）＝c mol·L－1.
请注意上述数据，总结出其中规律，填写以下空白。
（1）选择填空：在多次试验中，若保持b不变而减小a,则达到平衡时CO的转化率________ 水蒸气的转化率________.
A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 无法确定
（2）当a＝4，c＝1.5时，b＝______________.
（3）当a＝2b时，a∶c＝______________.
（4）a、b、c在该平衡中的关系式是__________________.
29.在合成氨反应中，入口气体中N2 、H2、NH3的体积比为6∶18∶1，出口气体中N2 、H2、NH3的体积比为9∶27∶8，求H2的转化率。

参考答案
1. D 2. C 3. C 4. D 5. B 6. B 7. D 8. B 9. A 10. C
11. ②③⑦
12.（1）放热；N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.2 kJ·mol-1（2）正向 ；不
13.（1）2（a－c）mol (2)3（a－c）/b (3) 增大；增大；增大
14.（1）1：3 （2）逆向；不变 （3）不 （4）逆向 （5）正向；增大
15. 设氮气、氢气起始时的总物质的量为1mol，N2为x mol，H2为（1-x）mol，由题意得：
28g·mol-1x+2 g·mol-1 (1mol-x)=0.5536g·L-1×22.4L·mol-1
解得：x=0.4mol，H2的物质的量为0.6mol。
又设0.4mol N2有y mol发生了反应，则H2有3y mol参加反应，
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
起始物质的量/mol 0.4 0.6 0
平衡物质的量/mol 0.4-y 0.6-3y 2y
反应达平衡时，n(总)=（0.4mol-y）+（0.6mol -3y）+2y=(1mol-2y)
反应前后气体的总质量一定，则有关系式：
1 mol×22.4 L·mol-1×0.5536 g·L-1=(1mol-2y)×22.4 L·mol-1×0.693 g·L-1
解得：y=0.1mol-1
因此氮气的转化率为α(N2)=0.1mol/0.4mol×100%=25%。

16. AD 17. D 18. B 19. C 20. B 21. C 22. B 23. D 24. D 25. C
26. （1）c/（6V）mol/（L·min） （2）150c/b% （3）100c/（a＋b＋c）%
（4）（a＋b）/（a＋b－c）
27. 20mol；75％28. （1）A；B （2）2.4 （3）3∶1 （4）c/a ＋c/b＝1
29.25％










第三章 物质在水溶液中的行为
第1节 水溶液
【学习目标】
1、掌握水的离子积KW和PH的概念及电解质在水中的存在形态。
2、掌握酸碱性溶液的特征与PH的关系。
3、掌握弱电解质在水溶液中存在的电离平衡。
4、了解电解质在水溶液中的存在形式。
【教学策略】
授课时数：3课时
教学重点：
1、掌握水的离子积KW
2、酸碱性溶液的本质
教学难点：
1、PH的实质和意义
2、PH的有关计算
第1课时 水的电离及溶液的酸碱性
【知识梳理】
问题一、水的电离
1、探究水的电离及其电离方程式
水的电离方程式为：H2O ＋ ，或 ＋ 。
[规律总结]水的电离的特点：
⑴水的电离是由水分子与水分子之间的相互作用引起的。
⑵极难电离，通常只有极少数水分子发生电离。
⑶由水分子电离出和O数目相等。
⑷水的电离过程是可逆的、吸热的。
2、探究水的离子积
水的电离是一个可逆过程，在一定条件下可以达到电离平衡，平衡常数表达式为：
式中的KW称为水的离子积常数，简称水的离子积。KW反映了水中[]和[]的关系。
[规律总结]⑴常温（25℃）时，水电离出的[]＝[]＝mol/L，水的离子积KW＝[][]＝。
⑵任何水溶液中均存在着水的电离平衡，即任何水溶液中均存在着和。水的离子积是水电离平衡时具有的性质，不仅适用于纯水，也适用于其它稀的水溶液。如酸、碱、盐溶液中都有KW＝[][]＝（常温）。其中均[]、[]表示整个溶液中的[]和[]。
⑶KW是温度函数，与[]、[]的变化无关。温度升高，KW增大；温度降低，KW减小。
⑷一定温度下，在不同的溶液中都有KW＝[][]，故[]和[]成反比，但在任何溶液中，由水电离的和的浓度一定相等。
3、探究水的离子积的影响因素
⑴温度：升高温度，水的电离平衡向右移动。[]和[]同时 ，但因为由水电离出的[]和[]始终 ，故溶液呈 。
⑵加入酸（或碱）：向纯水中加入酸（或碱），使水电离向 移动，从而水的电离程度 ，但温度未变，则KW＝[][] 。
⑶加入活泼的金属：活泼的金属钠可与水电离产生的 反应，使水的电离向右移动。
问题二、溶液的酸碱性
1、探究溶液的酸碱性的实质
溶液酸碱性的实质取决于溶液中的 与 的相对大小。
[误区警示]
⑴溶液的酸碱性与酸和碱的酸碱性含义不同：溶液的酸碱性是指溶液中的[]与[]的相对大小；而酸和碱的酸碱性是指酸或碱电离出的或的能力。
⑵强酸溶液的酸性不一定比弱酸溶液的酸性强；酸性强的溶液不一定是强酸溶液。
2、探究溶液的酸碱性的表示方法—PH值
⑴PH值的定义：PH＝ 。PH的大小可表示溶液的酸碱性的强弱。
⑵PH值的范围
由于当[]（或[]）的浓度小于或等于1mol/L时，应用不方便，即引入PH值是为了方便应用的，故PH值的范围是 。
[误区警示]判断溶液的酸碱性关键是看溶液中[]与[]的相对大小；而PH与7的关系仅适用于常温25℃时的判断。
（3）探究PH值的测定方法
①利用酸碱指示剂粗略的测定。
指示剂
PH值的变色范围及其颜色变化
甲基橙
红色←3.1—橙色—4.4→黄色
石蕊
红色←5.0—紫色—8.0→蓝色
酚酞
无色←8.2—粉红色—10.0→红色
②用PH试纸粗略地测定
其使用方法是：取一小块试纸放在玻璃片或点滴板上，用洁净的玻璃棒蘸取溶液点在试纸的中央，等颜色变化后与标准比色卡对比来判断溶液的PH值的大小。
③PH计法。可通过PH计精确的测定。
【典例解析】
例1、某温度下，纯水的[]＝2×mol/L，则此时溶液中[]为 mol/L；若温度不变，滴入盐酸使[]＝5×mol/L，则此时溶液中[]为 mol/L。
〖点拨〗依据水的电离的性质知，由水电离出的和O浓度始终相等，由纯水中的[]与[]先求出KW，而KW只是温度的函数，温度不变，依据KW进行计算即可。
例2、有一学生在实验室测某溶液的pH。实验时，他先用蒸馏水润湿pH试纸，然后用洁净干燥的玻璃棒蘸取试样进行检测。
（1）该学生的操作是________（填“正确的”或“错误的”），其理由是_________________。
（2）如不正确，请说明理由，同时请分析是否一定有误差？答:_________________
（3）若用此法分别测定c(H+)相等的盐酸和醋酸溶液的pH，误差较大的是___________,原因是______________。
〖点拨〗（1）不正确；若溶液不显中性，则H+或OH-被稀释，测出的不是溶液中H+或 OH-对应的pH。
（2）不一定有意误差，当溶液为中性时则不产生误差。
（3）测得的盐酸的pH误差较大；因为在稀释过程中醋酸继续电离产生H+，使得溶液中c(H+)较盐酸溶液中的c(H+)大，误差较小。
【随堂演练】
1、室温下，在PH＝2的某碱溶液中，由水电离的C(OH-)为 （ ）
A．1.0×10-7 mol/L B．1.0×10-6 mol/L
C．1.0×10-2 mol/ L D．1.0×10-12 mol/L
2、在0.1 mol/L的氢氧化钠溶液和0.1 mol/L的盐酸中，水的电离程度 ( )
A．前者大 B．前者小 C．一样大 D．无法确定
3、在下列的各种叙述中，不正确的是 ( )
A．在任何条件下，纯水的PH=7 B．在任何条件下，纯水都呈中性
C．在100℃时，纯水的PH<7 　D．在100℃时，纯水中C(H+)<1.0×10－7 mol/L
4、下列溶液肯定显酸性的是　（　　）　　　　　　　　　　　
A．含H+的溶液 B．能使酚酞显无色的溶液
C．PH＜7的溶液 D．C(H+) ＞C(OH－)的溶液
5、下列说法正确的是 （ ）
A．HCl溶液中无 B．NaOH溶液中无H+
C．NaCl溶液中既无也无H+
D．常温下，任何物质的水溶液中都有H+和，且KW＝1×。
6、常温下，下列溶液中酸性最弱的是 （ ）
A．pH＝4 B．[H+]＝1×10-3 mol·L-1
C．[OH- ]＝1×10-12 mol·L-1 D．[OH- ] 1×10-14
【能力提升】
7、下列叙述中正确的是 （　　）
A．使甲基橙试液变黄色的溶液一定是碱性溶液
B．使酚酞试液变红色的溶液一定是碱性溶液
C．使甲基橙试液变红色的溶液一定是酸性溶液
D．使紫色石蕊试液不变色的溶液一定是中性溶液
8、给蒸馏水中滴入少量盐酸后，下列说法中错误的是（ ）
A．[H+][OH-]乘积不变 B．pH增大了
C．[OH-]降低了 D．水电离出的[H+]增加了
9、某酸溶液的pH=3，则该酸溶液的物质的量浓度为（ ）
A．一定大于0.001 mol·L-1 B．一定等于0.001 mol·L-1
C．一定小于0.001 mol·L-1 D．以上说法均欠妥
10、能影响水的电离平衡，并使溶液中的C(H+)＞C(OH－)的措施是 ( )
A．向纯水中投入一小块金属钠 B．将水加热煮沸
C．向水中通入SO2 D．向水中加入NaCl
11、为了更好地表示溶液的酸碱性，科学家提出了酸度(AG)的概念，AG＝lg[C(H+)/C(OH－)]，下列有关酸度的叙述中正确的是( )
A．中性溶液的AG＝0
B．酸性溶液的AG＜0
C．常温下，0.1 mol/L NaOH溶液的AG＝12
D．常温下，0.1 mol/L盐酸溶液的AG＝12
12、与纯水相似，液氨中存在着微弱的电离：2NH3= NH2-- + NH4+，据此判断以下叙述错误是 （ 　　）
A．液氨中含NH3、NH2－、NH4+等微粒
B．一定温度下液氨中C(NH2--)与C(NH4+)的乘积为一定值
C．液氨的电离达平衡时C(NH3)=C(NH2－)=C(NH4+)
D．不添加任何物质时C(NH2－)=C(NH4+)
13、将50mLPH=10的KOH溶液跟50mLPH=8的Ba(OH)2溶液混合，所得混合溶液的PH为 ( )
A．9.7 B．10 C．10.3 D．10.7
14、中和相同体积、相同pH的H2SO4、HNO3、和HCOOH三种溶液，所用相同浓度KOH溶液的体积分别为V1、V2、V3则下列关系中正确的是 （ ）
A．V1＝2V2＜V3 B．V1＝V2＞V3
C．V3＞V2＞V1 　　 　 D．V1＝V2＜V3
15、25℃ 时，某强酸溶液pH=a，强碱溶液pH=b，且a+b=12，酸碱溶液混合后溶液的pH=7，则酸溶液的体积（V1）与碱溶液的体积（V1）的关系是 （ ）
A．V1=102V2　　　　　　　　　　 B．V2=102V1　　　　　　 C． V1=2V2　　　　　　　　　　 D． V2=2 V1
16、如同"pH为溶液中的c(H+)的负对数"一样，"pOH则是溶液中c(OH－)的负对数"。在下列所表示的溶液中，一定呈中性的是 （ ）
　A．由等体积、等物质的量浓度的一元酸跟氢氧化钠溶液混合所形成的溶液
　B．c(H+)==1×10－7mol·L－1的溶液
　C．pH==14—pOH的溶液   
　D．pH==pOH的溶液
17、下列事实可证明氨水是弱碱的是
A.氨水能跟氯化亚铁溶液反应生成氢氧化亚铁
B.铵盐受热易分解
C.0.1 mol·L－1氨水可以使酚酞试液变红
D.0.1 mol·L－1氯化铵溶液的pH约为5
18、在相同温度时100 mL 0.01 mol·L－1的醋酸溶液与10 mL 0.1 mol·
L－1的醋酸溶液相比较，下列数值前者大于后者的是
A.中和时所需NaOH的量 B.电离度
C.H＋的物质的量 D.CH3COOH的物质的量
19、将硫酸钾、硫酸铝、硫酸钾铝三种盐混合溶于硫酸酸化的水中，测得c()＝0.105 mol / L，c(Al3+)＝0.055 mol / L，溶液的pH＝2.0(假设溶液中H2SO4完全电离为H+和)，则c(K+)为 ( )
A. 0.045 mol / L B. 0.035 mol / L C. 0.055 mol / L D. 0.040 mol / L
*20、常温下有一pH为12的NaOH的溶液100mL，如果将其PH降为11，
　(1)若用蒸馏水应加入          mL
　(2)若用pH=10的NaOH溶液应加入     mL
　(3)若用pH＝2的盐酸应加入     mL；
　(4)若用0．01m01·L－1H2SO4应加入     mL。
答案：1 、D 2、 C 3、 A D 4、 D 5、 D 6、 A 7、 BC 8、 BD 9、 D 10 、C 11、 AD 12 、C 13、 A 14、 D 15、 B 16、 D 17、D18、BC 19、B
20、900；1000；81.8；42.9
第二课时 溶液PH值的计算
【知识梳理】
问题一、强酸、强碱溶液PH值的计算
1、强酸溶液PH值的计算
c（酸）c（H+）PH。
2、强碱溶液PH值的计算
c、（碱）c（）c（H+）PH。
问题二、强酸、强碱混合溶液PH值的计算
1、强酸与强酸混合溶液PH值的计算
⑴通常两稀溶液混合，可认为混合后体积为两者之和。
⑵若两强酸等体积混合，当两溶液的PH相差2时，则可近似计算为：PH混＝PH小＋0.3。
2、强碱与强碱混合溶液PH值的计算
⑴通常两稀溶液混合，可认为混合后体积为两者之和。
⑵若两强碱混合时，混合后应首先求出混合后的c（），然后再依据水的离子积计算出混合后的c（H+），进而计算混合后溶液的PH值。
⑶若两强碱等体积混合，当两溶液的PH相差2时，则可近似计算为：PH混＝PH大－0.3。
3、强酸与强碱混合溶液PH值的计算
⑴强酸与强碱恰好中和，完全反应，则溶液呈中性，PH＝7。

⑵强酸过量，先求[H+]混合＝，然后再求溶液的PH。

⑶强碱过量，先求[]混合＝，再求[H+]混合＝，最后求溶液的PH。
[规律总结]强酸与强碱混合溶液，先判断酸或碱恰好完全反应，还是谁过量，然后再进行有关计算。
[诱思探究]强酸、强碱溶液PH值的计算的有关规律
[探究1]强酸、强碱加水稀释后的PH值。
⑴强酸溶液每稀释倍，[H+]减小为原来的，PH稀＝PH原＋n；
⑵强碱溶液每稀释倍，[]减小为原来的，PH稀＝PH原－n；
⑶强酸和强碱无限稀释时，由于水的电离不能忽略，故混合后的PH只能无限接近于7，或约等于7，但不能超过7。
[探究2]混合溶液的PH值计算的0.3规则。
⑴无论是强酸与强酸，或强酸与水，只要是等体积混合且两溶液的PH相差2时，则可近似计算为：PH混＝PH小＋0.3。
⑵无论是强碱与强碱，或强碱与水，只要是等体积混合且两溶液的PH相差2时，则可近似计算为：PH混＝PH大－0.3。
[探究3]PH＝a的强酸与PH＝b的强碱，等体积混合后溶液的酸碱性。
⑴若a＋b 14，则混合后的PH＝7；
⑵若a＋b 14，则混合后的PH＞7；
⑶若a＋b 14，则混合后的PH＜7。
[探究4] PH＝a的强酸与PH＝b的强碱混合溶液呈中性时，两溶液体积的比例关系。
⑴若a＋b＝14，则V（酸）∶V（碱）＝ ；
⑵若a＋b＝15，则V（酸）∶V（碱）＝ ；
⑶若a＋b＝13，则V（酸）∶V（碱）＝ 。
【典例解析】
例题1、 计算下列溶液的PH值：
⑴若PH为2和PH为4两盐酸等体积混合，则混合后PH＝ ；
⑵若PH为8和PH为13两NaOH溶液等体积混合，则混合后PH＝ ；
⑶若PH为13的强碱溶液和PH为2的强酸溶液以1∶9体积比混合，则混合后PH＝ .
〖点拨〗求强酸与强碱混合后溶液的PH的计算大使，应注意酸先求混合后的[H+]，碱应先求混合后的[]，酸碱混合，首先确定是否完全反应，再计算混合后的[H+]，最后求PH。
【随堂演练】
1、PH＝2的盐酸和PH＝6的硫酸溶液等体积混合后，溶液的PH是多少？


2、将0.3mol/L的Ba（OH）2溶液50mL 与0.02 mol/L 的H2SO4溶液100mL混合后，求混合后溶液的PH。


3、在0.005 mol/L 的H2SO4溶液100mL，它的PH为（ ）
A．2.3 B．2 C．3.3 D．2.7
4、 25℃时，将pH＝8的NaOH溶液与pH＝10的NaOH溶液等体积混合后，溶液的pH最接近于（ ）
A．8.3 B．8.7       C．9 　　 　D．9.7
5、 25℃时，pH＝5和pH＝3的两种盐酸以1∶2体积比混合，该混合液的pH为（ ）
A．3.2 　 B．4.0    C．4.2 　D．5.0
6、某溶液中已电离的水是10-13 mol/L．此溶液中肯定能共存的离子组是（ ）
A．K+、Na+、 Cl-                      B．Mg2+、K+、 Cl-
C．Na+、Fe2+、Cl-          D．Na+、HCO3- 、Cl-
【能力提升】
7、使45 mL 0.1 mol/L盐酸溶液和5 mL0.5 mol/L氢氧化钡溶液混合后稀释到500mL，所得溶液的pH等于（ ）
A．2.4 　 B．3    C．11　 D．12
*8、有甲乙两种溶液，甲溶液的PH值是乙溶液的两倍，则甲溶液中的[H+]与乙溶液中的[H+]
的关系是（ ）
A．2∶1 B．100∶1 C．1∶100 D．无法确定
*9、两种不同浓度的NaOH溶液，c(H+)分别为1.0×10-14 mol/L和c(H+)＝1.0×10-10 mol/L，将此两溶液等体积混合后，所得溶液中的c(H+)是 ( )
A．1.0×(10-14 +10-10)mol/L B．0.5×(10-14 +10-10) mol/L
C．2.0×10-10 mol/L D．2.0×10-14 mol/L
10、下列溶液中与1.0×10-5 mol/L的NaOH溶液的PH相同的是（　　　）
A．把PH=6的盐酸稀释1000倍
B．把PH=10的Ba(OH)2溶液稀释10倍
C．把PH=8和PH=10的NaOH溶液等体积混合
D．把PH=8的NaOH溶液稀释10倍
11、对某酸雨水的水样分析的数据如下：c(NH4＋)＝2.0×10-5 mol/L、c(Na＋)＝1.9×10-5 mol/L、c(Cl-)＝6.0×10-5 mol/L、c(NO3－)＝2.3×10-5 mol/L、c(SO42－)＝2.8×10-5 mol/L，则此酸雨水的pH约为（ ）
A．3 B．4       C．5 　　 　D．6
12、25℃时，某溶液中由水电离出的c(H+)=1×10-12 mol·L-1，则该溶液的pH可能是（ ）。
A．12 B．7 C．6 D．2
13、99℃时，向PH=6的蒸馏水中，加入NaHSO4晶体，保持温度不变，测得溶液的PH=2，下列叙述不正确的是( )
A．此时水的离子积KW=1.0×10－14 B．水电离出的C(H+)=1.0×10－10 mol/L
C．水的电离程度随温度升高而增大 D．C(Na+)=C(SO42－)
14、若溶液中由水电离产生的C(OH－)= 1.0×10－14 mol/L，满足此条件的溶液中一定可以大量共存的离子组是 ( )
A．Na+、Al3+、NO3－、Cl－　　　　 B．Na+、K+、NO3－、Cl－
C．Na+、K+、Al(OH)4－、Cl－ D．NH4+、K+、SO42-、NO3－
*15、取pH均等于2的盐酸和醋酸各100 mL分别稀释2倍后，再分别加入0.03 g 锌粉，在相同条件下充分反应，有关叙述正确的是
A.醋酸与锌反应放出氢气多
B.盐酸和醋酸分别与锌反应放出的氢气一样多
C.醋酸与锌反应速率大
D.盐酸和醋酸分别与锌反应的速率一样大
16、把80 mL NaOH溶液加入到120 mL盐酸中，所得溶液的pH值为2．如果混合前NaOH溶液和盐酸的物质的量浓度相同，它们的浓度是 ( )
A. 0.5 mol / L B. 0.1 mol / L C. 0.05 mol / L D. 1 mol / L
17、在25℃时，⑴若10体积某强酸溶液与1体积某强碱溶液混合后，溶液呈中性，则混合之前，该酸的pH与强碱的pH之间应满足的关系是________。
⑵若强酸与强碱的PH之和为13，混合后呈中性，则强酸与强碱的体积比为 。答案：1、2.3；2 13.2；3、B；4、D；5、A；6、A；7、C；8、D；9、D；10、B 11、B
12 、AD 13 、A 14、B　　15、BC;16、C；
第3课时 电解质在水溶液中的存在形态
【知识梳理】
问题一、溶液的导电性
电解质溶液之所以导电，是由于溶液里有能够自由移动的离子存在，溶液导电性的强弱跟溶液里自由移动的离子的多少有关。即在相同的温度下，溶液导电性的强弱跟溶液里自由移动的离子的浓度有关。
问题二、强电解质与弱电解质
1、强电解质与弱电解质的概念
⑴强电解质： ⑵弱电解质：
[误区警示]⑴与其溶解度无关，某些难溶或微溶于水的盐，如AgCl、BaSO4等虽然难溶于水，但溶于水的部分是完全电离的，这类物质是强电解质；⑵与溶液的导电性无必然联系，导电性强的不一定是强电解质的溶液，强电解质溶液不一定导电能力强。
2、强电解质和弱电解质与化合物的类型
⑴强电解质与化合物的类型：①大多数的盐，包括可溶性盐和难溶性盐，如钾盐、钠盐、铵盐、硝酸盐等可溶性盐及其AgCl、BaSO4等难溶性盐；②强酸③强碱④碱性氧化物。
⑵弱电解质与化合物的类型：①水；②弱酸，如H2CO3、HF、CH3COOH等；③弱碱，如NH3·H2O；
[误区警示]电解质在熔融状态或水溶液中能导电，只是外表的现象，是一种宏观判断的一种方法。其导电的根本原因在于化合物在这种条件下电离了，产生了自由移动的离子，而且只有离子达到一定程度才能表现出“导电”这一现象。因此判断某一化合物是不是电解质关键看它是否能电离。而且离子是它本身电离产生的，不是化合物与水反应生成新化合物电离出的离子。如，SO2、NH3的水溶液均能导电，但发生电离的不是SO2和NH3，而是“H2SO3和NH3·H2O”，所以H2SO3和NH3·H2O”是电解质，而SO2和NH3是非电解质。
问题三、电离方程式的书写。
⑴电离方程式的书写规则
①强电解质的电离方程式用“＝”，弱电解质的电离方程式用“”。
②多元弱酸的电离是分步的，其方程式要分步书写，如H2CO3 H＋＋HCO3－，HCO3－ H＋＋CO32－；多元弱碱的电离也是分步的，但由于中间产物比较复杂，故书写时，往往一步写成，如Al（OH）3 Al3＋＋3OH－。
⑵电解质溶于水后形成的离子或分子并不是单独存在的，而是与水分子相互吸引、相互结合，以“水合离子”或“水合分子”的形态存在。这种溶质分子或溶剂相互吸引的作用叫做溶剂化作用。但在电离方程式中一般仍以单独离子的形式书写，在热化学方程式中一般要注明“aq”。
[诱思探究1]同体积同浓度的强酸（碱）与弱酸（碱）的PH值的大小
⑴相同物质的量浓度、相同元数的酸的PH ：PH（强酸） PH（弱酸）；
⑵相同物质的量浓度、相同元数的碱的PH ：PH（强碱） PH（弱碱）；
⑶相同物质的量浓度、相同元数的酸（或碱），虽然电离出来的H＋（或OH－）的量不同，但它们所蕴藏的“H＋”（或“OH－”）的量是相同的，因而中和能力是相同的，与金属反应产生气体的量也是相同的。
⑷相同物质的量浓度、相同元数的酸（或碱），加水稀释时的PH变化：△PH[强酸（或碱）] △PH[弱酸（或碱）]。
[诱思探究2]PH值相同的、元数相同的强酸（或碱）与弱酸（或碱）的浓度的大小
⑴PH值相同的、元数相同的强酸（或碱）与弱酸（或碱）的浓度的大小：c[强酸（或碱）] c[弱酸（或碱）]。
⑵PH值相同的、元数相同的强酸（或碱）与弱酸（或碱），虽然电离出来的H＋（或OH－）的量相同，但它们所蕴藏的“H＋”（或“OH－”）的量是不同的，弱酸（或碱）所蕴藏的“H＋”（或“OH－”）的量多，因而中和能力是弱酸（或碱）的多，与金属反应产生气体的量也是弱酸（或碱）的多。
⑶PH值相同的、元数相同的强酸（或碱）与弱酸（或碱），加水稀释时的PH变化：△PH[强酸（或碱）] △PH[弱酸（或碱）]。
【典例解析】
例题1、下列说法正确的是（ ）
A．强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液导电能力强
B．因为醋酸是弱电解质，盐酸是强电解质，所以，中和等体积等物质的量浓度的醋酸和盐酸时，中和醋酸消耗NaOH比盐酸消耗NaOH用量少
C．足量的锌分别和等体积等物质的量浓度的盐酸和醋酸反应时，产生H2的量相等，放出H2的速率不等
D．物质的量浓度相同的磷酸钠和磷酸溶液中的PO43－的物质的量浓度相同
〖点拨〗电解质的强弱在于是否完全电离，与导电性强弱无必然的联系；而中和能力的关键在于最终所释放出的“H＋”（或“OH－”）的量。反应的速率则看“H＋”（或“OH－”）的浓度大小。
【随堂演练】
*1、关于强、弱电解质的有关叙述错误的是（ ）
A．强电解质在溶液中完全电离成阴、阳离子
B．在溶液中，导电能力强的电解质是强电解质
C．对同一弱电解质来说，当溶液的温度和浓度不同时，其导电能力也不同
D．纯净的强电解质在液态时，有的导电。有的不导电
2、下列说法正确的是（ ）
A．碳酸钙难溶于水，放入水中不导电，且碳酸钙960℃时分解不存在熔融状态导电的性质，故碳酸钙是非电解质
B．SO2溶于水后得到的水溶液能导电，所以它是电解质
C．NaHSO4的电离方程式是：NaHSO4 Na＋＋H＋＋ SO42－
D．NH3·H2O是虽然极易溶于水，但在水中是部分电离的，所以它是弱电解质
3、下列物质能导电的是（ ）
A．熔融的氯化钠 B．硝酸钾溶液 C．硫酸铜晶体 D．酒精溶液
4、在NaHSO4的稀溶液中和熔融状态下都存在的离子是（ ）
A．Na＋ B．H＋ C．SO42－ D．HSO4－
*5、若将pH=2的酸溶液和pH=12的NaOH溶液等体积混和。混和液中的pH值为 （ ）
A．等于7 B．大于等于7 C．小于等于7 D．无法判断
6、下列事实中，能证明氯化氢是共价化合物的是（ ）
A．氯化氢易溶于水 B．氯化氢水溶液能导电
C．液态氯化氢不导电 D．氯化氢不易分解
【能力提升】
*7、在下列叙述中，能说明醋酸是弱酸的是（ ）
A． 将pH=4的盐酸和醋酸稀释成pH=5的溶液，醋酸所需加入的水量多
B． 盐酸和醋酸都可用相应的钠盐与浓酸酸反应制取
C．相同pH值的盐酸和醋酸溶液中分别加入相应的钠盐固体，醋酸的pH值变化大
D． 相同pH值的盐酸和醋酸分别跟锌反应时，产生氢气的起始速度相等
8、下列各溶液中pH最大的是（ ）
A．pH＝4醋酸和pH＝10烧碱溶液等体积混合 B．pH＝5的盐酸稀释100倍
C．pH＝9的烧碱溶液稀释100倍 D．pH＝9的氨水稀释100倍
9、将pH=3的弱酸溶液稀释100倍，该溶液的pH范围为：__________________。
10、pH = 2的A、B两种酸溶液各1mL, 分别加水稀释到1000mL, 其溶液的pH与溶液体积(V)的关系如右图所示, 则下列说法正确的是（ ）
A．A、B两种酸溶液物质的量浓度一定相等
B．稀释后A酸溶液的酸性比B酸溶液强
C．若a = 5时, A是强酸, B是弱酸
D．若A、B都是弱酸, 则5 > a >2
11、常温下重水(D2O)的离子积为1.6×10－15，可以用PH一样的定义来定义PD=－lgC(D+),以下叙述正确的是（ ）
A．中性溶液的PD=7
B．含0.01 mol/ L NaOD的D2O溶液1L，其PD=12.0
C．溶解0.01 mol DCl的D2O溶液1L，其PD=2.0
D．在100ml 0.25 mol/ L DCl重水溶液中，加入50 ml 0.2 mol/ L NaOD的重水溶液，其PD=1.0
*12、室温下，下列溶液等体积混合后，所得溶液的pH一定大于7的是
A 0.1mol/L的盐酸和0.1mol/L的氢氧化钠溶液
B 0.1mol/L的盐酸和0.1mol/L的氢氧化钡溶液
C pH＝4的醋酸溶液和pH＝10的氢氧化钠溶液
D pH＝4的盐酸和pH＝l0的氨水
13、有人曾建议用AG表示溶液的酸度(acidity grade)，AG的定义为AG＝lg。下列表述正确的是 ( D )
A. 在25℃时，若溶液呈中性，则pH＝7，AG＝1
B. 在25℃时，若溶液呈酸性，则pH＜7，AG＜0
C. 在25℃时，若溶液呈碱性，则pH＞7，AG＞0
D. 在25℃时，溶液的pH与AG的换算公式为AG＝2(7－pH)
14、在25℃时，有pH为a的盐酸和pH为b的NaOH溶液，取VaL该盐酸，同该NaOH溶液中和，需Vb L NaOH溶液，填空：
⑴若a+b=14，则Va∶Vb=____________（填数字）。
⑵若a+b=13，则Va∶Vb=____________（填数字）。
⑶若a+b>14，则Va∶Vb=_____________（填表达式），且Va_________ Vb（填：>、<、=）（题中a≤6、b≥8）。
15、25℃时，若体积为Va、pH=a的某一元强酸与体积Vb、pH=b的某一元强碱混合，恰好中和，且已知Va ⑴a值可否等于3（填“可”或“否”）_________，其理由是___________________
⑵a值可否等于5（填“可”或“否”）________，其理由是____________________
⑶a的取值范围是_______________________________________。
16、今有a．盐酸 b．硫酸 c．醋酸三种酸：
（1）在同体积，同pH的三种酸中，分别加入足量的碳酸钠粉末， 在相同条件下产生CO2的体积由大到小的顺序是_________________。
（2）在同体积、同浓度的三种酸中，分别加入足量的碳酸钠粉末，在相同条件下产生CO2的体积由大到小的顺序是_________________。
（3）物质的量浓度为0.1 mol·L-1的三种酸溶液的pH由大到小的顺序是___________；如果取等体积的0.1 mol·L-1的三种酸溶液，用0.1 mol·L-1的NaOH溶液中和，当恰好完全反应时，消耗NaOH溶液的体积由大到小的顺序是______________（以上均用酸的序号填写）。
答案：1、B；2D；3、AB；4、A；5、C；6、C；7、AC；8、D；9、3--5；10、CD 11、CD
12BD; 13D、
15: 答. (1) 否；若a＝3，b＝6，溶液显酸性，与题意不符，故a≠3 (2) 否；若a＝5，c(H+)a＝10-5 mol·L-1，则b＝10，c(OH-)b＝10-4 mol·L-1，
＞1，不符合题意，故a≠5
＝10(a+b-14)＜1
所以(a＋b－14)＜0，而a＝0.5b，即3a＜14，a＜。
又pH＝b＝2a＞7，a＞。所以，＜a＜

16:c>a=b b=2c=2a c>a>b b=2c=2a


第2节 弱电解质的电离 盐类的水解

【学习目标】
1、能分析盐类水解的各种类型。
2、掌握盐类水解的应用及实例
3.掌握外界条件对电离平衡的影响
4、掌握盐的水解原理及规律
5、掌握水解的表示方法，并能正确书写水解方程式
6. 掌握外界条件对盐的水解的影响
【教学策略】
授课时数：3课时
教学重点：1、盐的水解规律 2、水解方程式的书写3、盐类水解的应用
教学难点：1、影响电离平衡的因素2、外界条件对盐的水解的影响
第1课时弱电解质的电离和影响电离平衡的因素
【知识梳理】
1、 弱电解质电离平衡的建立及特征
电离平衡是化学平衡的一种，因此同样具有“等”、“定”、“动”、“变”的特征。
2、电离平衡常数
（1）电离平衡是水溶液中的一种重要的_______。在一定条件下达到______时，弱电解质电离形成的各种_______的浓度的_______与溶液中未电离的_______的浓度之比是一个常数，这个常数称为电离平衡常数，简称电离常数。电离常数服从化学平衡常数的一般规律，它受________影响，与溶液的__________无关。温度一定时，弱电解质具有确定的__________。电离常数表征了弱电解质的_______能力，根据相同温度下电离常数的大小，可以判断弱电解质电离能力的_____________。
（2）弱酸在水中的电离常数通常用Ka表示。例如：CH3COOHH+＋CH3COO-
Ka 弱酸的电离常数越________，达到电离平衡时电离出的__________越多，酸性越_________；反之，酸性越__________。
（3）多元酸的电离是__________进行的，每一步电离都有各自的_______，通常用Ka1，K a2，…来表示。 多元弱酸的各级电离常数逐级_____且一般相差___________，所以其水溶液中的H+主要由_______步电离产生的。
对于弱碱来说，也有类似弱酸的规律。弱酸在水中的电离常数通常用________表示。例如：NH3·H2O NH4+＋OH- Kb(NH3·H2O)= 室温下Kb(NH3·H2O)=1.70×10-5 mol·L-1
注：在计算公式中，离子浓度都是平衡浓度；
①　 电离平衡常数的数值与温度有关，与浓度无关；弱电解质的电离是吸热的，一般温度越高，电离平衡常数越大；
②　 电离平衡常数反映弱电解质的相对强弱，通常用Ka表示弱酸的电离平衡常数，用Kb表示弱碱的电离平衡常数。Ka越大，弱酸的酸性越强；Kb越大，弱碱的碱性越强。
③　 多元弱酸是分布电离的，每一级电离都有相应的电离平衡常数（用Ka1、Ka2等表示），且电离平衡常数逐级减小。
3、电离度
弱电解质在水中的电离达到平衡状态时，已电离的溶质的分子数占原有溶质分子总数（包括已电离的和未电离的）的百分率，称为电离度，通常用表示。
电离度是衡量离程度的物理量，电离度越大，表明电离程序越大，相反则反之。电离平衡移动，电离度也移动。平衡向电离方向移动，电离度增大；平衡向逆向移动，电离度减小。弱电解质的电离度与溶液的浓度有关，一般而言，浓度越大，电离度越小 ；浓度越小，电离度越大。
4、影响电离平衡的因素
（1）、内因：____________
（2）、外因条件：
①温度：升高温度，平衡向_______的方向移动，这是因为电离的方向是______方向，升温向______方向移动。
②浓度：在一定温度下，浓度的变化会影响电离平衡。对于同一弱电解质来说，溶液越______，离子相互_________结合成分子的机会越_________，弱电解质的电离程度就越_______。因此，稀释溶液会促使弱电解质的电离平衡向_______的方向移动。
③加入其它电解质： 加入与弱电解质电离出的离子相同的离子，电离平衡逆向移动，电离度减小；加入与弱电解质电离出的离子反应的离子，电离平衡正向移动，电离度增大。
【典例解析】
25℃，0.1 mol·L-1醋酸溶液中，CH3COOHH+＋CH3COO-

移动方向
n(H+)/mol
[H+]/mol·L-1
pH
导电能力
加水





加冰醋酸





升温





加少量NaOH固体





加少量Na2CO3固体





通入HCl





【随堂演练】
1、下列关于弱电解质的电离常数的叙述中，不正确的是（ ）
A．弱电解质的电离常数就是电解质加入水后电离出的各种离子的浓度的乘积与未电离的分子的浓度的比值
B．弱电解质的电离常数只与弱电解质的本性及外界温度有关
C．同一温度下，弱酸的电离平衡常数越大，酸性越强；弱碱的电离平衡常数越大，碱性越强
D．多元弱酸的各级电离平衡常数是逐级减小的，且差别很大
2、下列电解质在溶液中存在分子（水分子除外）的是（ ）
A．Ba(OH)2 B．CH3COOH C．Ca(OH)2 D．NH3·H2O
3、将1 mol冰醋酸加入到一定量的蒸馏水中最终得到1 L溶液。下列各项中，表征已达到电离平衡状态的是（ ）
A．醋酸的浓度达到1 mol·L-1
B．H+的浓度均为0.5 mol·L-1
C．醋酸的浓度、醋酸根离子的浓度、H+的浓度均为0.5 mol·L-1
D．醋酸分子电离成离子的速率和离子重新结合成分子速率相等
4、25℃时，物质的量浓度均为0.1 mol·L-1的溶液里某些弱电争质的电离度分别为：为8%，为7.16%，为1.32%，为4.24%。试比较以上弱酸的酸性强弱顺序。
5、锌粒和盐酸反应，若向盐酸中加入一定量固体CH3COONa，产生H2的速率为（ ）
A．变快 B．变慢 C．不变 D．先变快后变慢
6、在含有酚酞的0.1 mol·L-1氨水中加入少量的NH4Cl晶体，则溶液颜色（ ）
A．变蓝色 B．变深 C．变浅 D．不变
【能力提升】
7、用水稀释0.1 mol·L-1氨水时，溶液中随着水量的增加而减小的是（ ）
A．[OH-]/[NH3·H2O]
B．[NH3·H2O]/ [OH-]
C．[H+]·[OH-]
D．n(OH-)
8、对某弱酸稀溶液加热时，下列叙述错误的是（ ）
A．弱酸的电离平衡右移
B．弱酸分子的浓度减小
C．溶液的c(OH-)增大
D．溶液的导电性增强
* 9、取pH均等于2的盐酸和醋酸各100 mL分别稀释2倍后，再分别加入1.3 g锌粉，在相同条件下充分反应，有关叙述正确的是（ ）
A．醋酸与锌反应放出氢气多
B．盐酸和醋酸分别与锌反应放出的氢气一样多
C．醋酸与锌反应在速率大
D．盐酸和醋酸分别与锌反应的速率一样大
10、25℃时，相同物质的量浓度下列溶液中，水的电离程度由大到小排列顺序正确的是
　　①KNO3　　　②NaOH　 　　③NH4Ac　　 ④NH4Cl
　　A、①>②>③>④　　　 B、④>③>①>②
　　C、③>④>②>①　　　 D、③>④>①>②
11、已知0.1mol/LNaHCO3溶液的pH为8.4，0.1mol/LNa2CO3溶液的pH为11.4，则NaHCO3溶液中由H2O电离出c(OH-)是Na2CO3溶液中由H2O电离出的c(OH-)的
　　A、3倍　　 B、1/3倍　　 C、103倍　　 D、10-3倍
12、pH=5的NH4Cl溶液由水电离出来的c(H+)为a。pH=5的HCOOH溶液由水电离出来的c(H+)为b，下列a和b的关系正确的是
　　A、a=b　　 B、a=104b　　 C、a=10-4b　　 D、b=10-4a
13、用食用白醋（醋酸浓度约1 mol·L－1）进行下列实验，能证明醋酸为弱电解质的是
A．白醋中滴入石蕊试液呈红色
B．白醋加入豆浆中有沉淀产生
C．蛋壳浸泡在白醋中有气体放出
D．pH试纸显示白醋的pH为2~3
14、在一定温度下，冰醋酸加水稀释过程中，溶液的导电能力如图所示，请回答：
（1）“O”点导电能力0的理由__________________。
（2）a、b、c三点溶液的pH由小到大的顺序为_________。
（3）中电离度最大的是________。
（4）若使c点溶液的[CH3COO-]增大，溶液的pH也增大，可采取的措
施为①_____________；②_____________；③_______________。
答案：1、A；2 BD；3、D；4、HF >HNO2 >HCOOH >CH3COOH
5、B；6、C；7、B；8、C；9、A C；10、D 11、D 12、BD13、D
14:(1)无自由移动的离子(2)bac (3)c (4)氢氧化钠固体；醋酸钠固体；活泼金属

第2课时 水解原理、规律及外界条件对盐水解的影响
【知识梳理】
1、盐类的水解定义：
在溶液中盐电离出来的______与水电离出来的____或_____结合生成__________的反应，叫做盐类的水解。
2、盐类的水解实质：
在溶液中盐电离出来的弱酸_____离子或弱碱____离子与水电离出来的___或_____结合生成弱电解质，从而破坏了水的电离平衡，____了水的电离度。大多数盐的水解使得溶液中______浓度和______离子不相等，从而使溶液显示出不同程度的酸碱性。
如：醋酸钠电离产生的______可以与水电离产生的____结合成_____—_____，消耗溶液中的_____，使水的电离平衡向________的方向移动，最终导致溶液中____大于____，因而CH3COONa溶液显_____性。
氯化铵电离产生的______可以与水电离产生的OH-结合成_________，消耗溶液中的_______，使水的电离平衡向________方向移动，最终导致溶液中_______大于_______，因而NH4Cl溶液显____性。
中和
水解
盐类的水解反应可看做中和反应的逆反应：盐+水酸+碱
3、盐类的水解条件
①____________________________________________________
②____________________________________________________
4、盐类的水解特点
①___________；②___________；③___________；④___________。
5、盐类的水解规律： 。
6、盐类的水解表示方法
（1）用化学方程式表示：______________________________
（2）用离子方程式表示：______________________________
（3）书写水解反应的离子方程式的注意事项
①通常用“”。因为水解是中和反应的逆反应，是____________。
②通常不标____或_____。因为水解是微弱的、无气体和沉淀生成。
③剧烈的、相互促进的水解用______，标_____、_____。
④多元弱酸根阴离子_____水解，应______书写，不能合成一步。
⑤多元弱碱阳离子水解复杂，书写其水解反应的离子方程式时，可看成___步。
7、外界条件对盐的水解的影响
（1）、影响盐类水解的内因
盐本身的性质，组成盐的酸或碱越_____，则水解程度越大。
（2）、影响盐类水解的外因
温度：因水解是_____过程，故升高温度可______水解，使水解平衡向_____移动，水解百分率_________。
浓度：增大盐的浓度，水解平衡向____移动，水解百分率_______。
酸碱度：向盐溶液中加入H+，可以促进____离子水解，换制____离子水解；向盐溶液中加入OH-，可以促进____离子水解，换制____离子水解。
【典例解析】
根据所学知识，完成下表。
（1）不同条件对FeCl3水解平衡的影响
条件
移动方向
n(H+)
pH
Fe3+水解程度
现象
备注
升温






通HCl






加H2O






加Fe粉






加NaHCO3






（2）不同条件对CH3COONa溶液水解平衡的影响
水解平衡离子方程式

条件改变内容
v(正),v(逆)关系
平衡移动方向
[OH-]变化
增大[CH3COO-]
v(正)____v(逆)


减小[CH3COO-]
v(正)____v(逆)


增大[OH-]
v(正)____v(逆)


减小[OH-]
v(正)____v(逆)


增加[CH3COOH]
v(正)____v(逆)


减小[CH3COOH]
v(正)____v(逆)


加水
v(正)____v(逆)


升高温度
v(正)____v(逆)


降低温度
v(正)____v(逆)


【随堂演练】
*1、NH4Cl溶于重水后，产生的一水合氨和水合氢离子均正确的是（ ）
A．NH2D·H2O和D3O+ B．NH3·D2O和HD2O+
C．NH3HDO和D3O+ D．NH2D·HDO和H2DO+
2、已知物质的量浓度相同三种盐溶液：NaX、NaY、NaZ，它们的pH依次为：8、9、10，则这三种盐相对应的酸的酸性递减的顺序正确的是（ ）
A．HX>HY>HZ B．HZ>HY>HX C．HY>HX>HZ D．HY>HZ>HX
3、物质的量浓度相同下列溶液中，符合按pH由小到大顺序排列的是（ ）
A．Na2CO3 NaHCO3 NaCl NH4Cl
B．Na2CO3 NaHCO3 NH4Cl NaCl
C、(NH4)2SO4 NH4Cl NaNO3 Na2S
D．NH4Cl (NH4)2SO4 Na2S NaNO3
4、下列反应不属于水解反应或水解方程式不正确的是（ ）
①HCl+H2OH3O++Cl- ②ZnCl2+2H2O===Zn(OH)2+2HCl
③Na2CO3+2H2OH2CO3+2NaOH ④Al2(CO3)3+6H2O2Al(OH)3↓+3H2CO3
A．①② B．③④ C．①②④ D．全部
*5、在0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中，下列各关系式正确的是（ ）
A．[Na+] > [HCO3-] > [H+] > [OH-]
B．[Na+] + [H+] = [OH-] + [HCO3-] + 2[CO32-]
C．[Na+] = [HCO3-] > [OH-] > [H+]
D．[Na+] = [HCO3-] + [CO32-] + [H2CO3]
6、在Na2S溶液中存在如下平衡：S2-+H2OHS-+OH-，HS-+H2OH2S+OH-，若使溶液中[Na+]/[S2-]的比值变小，可加入的物质是（ ）
A．适量NaOH B．适量盐酸 C．适量KOH D．适量KHS
【能力提升】
*7、CH3COOH与CH3COONa等物质的量混合配制成的稀溶液，pH为4.7，下列说法错误的是（ ）
A．CH3COOH的电离作用大于CH3COONa的水解作用
B．CH3COONa的水解作用大于CH3COOH的电离作用
C．CH3COOH的存在抑制了CH3COONa的水解
D．CH3COONa的存在抑制了CH3COOH的电离
*8．下列水解离子方程式正确的是（　 ）
A．Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+　 B．Br－+H2OHBr+OH－
C．CO32－+2H2OH2CO3+2OH－　　 D．NH4++2H2ONH3·H2O+H3O+
9、下列各组中的比值等于2∶1的是（　 ）
A．pH约为12的烧碱溶液与Ba(OH)2溶液的物质的量浓度之比
B．K2S溶液中，c(K+)与c(S2－)之比
C．相同温度下0.2 mol/L醋酸溶液与0.1 mol/L醋酸溶液中的c(H+)之比
D．10 mL 0.5 mol/L的盐酸与5 mL 0.5 mol/L盐酸溶液中的c(H+)之比
10、能使H2OH++OH－电离平衡向正反应方向移动，而且所得溶液显酸性的是（　 ）
　 A．将水加热到99℃，使水的pH=6.1　 B．在水中滴入H2SO4
　 C．在水中加入小苏打　　　　　 　　　D．在水中加入氯化铝、
*11、下列离子反应方程式中，不属于水解反应的是
　　A、NH4+ + H2ONH3žH2O + H+　 　　B、NH3žH2ONH4+ + OH—
　　C、HCO3—+H2OH3O+ + CO32— 　　D、AlO2—+2H2OAl(OH)3 + OH—
12、若室温时，0.1mol/L的盐NaX溶液的pH=9。则该溶液中发生水解的X—占全部的X—的
　　A、0.01%　　 B、0.09%　　 C、1.0%　　 D、无法确定
*13、下列各组数据中，其比值为2：1的是　
　A、常温下pH=7的氨水与硫酸铵的混合液中c(NH4+)与c(SO42-)之比
B、同温下0.2mol/L HCOOH溶液与0.1mol/L HCOOH溶液中c(H+)之比
　 C、Na2S溶液中，c(Na+)与c(S2-)之比
　 D、pH=12的KOH溶液与pH=12的Ba(OH)2溶液溶质的物质的量浓度之比
*14、下列微粒中，不能促进水电离的是　
　 A、所有离子中半径最小的离子
　 B、含有的电子数和质子数均与Na+相同，共含有5个原子核的微粒
　 C、还原性最弱的非金属阴离子
　 D、含有2个原子核，10个电子的阴离子
*15、下列叙述正确的是
　A、强酸与盐反应一定得到弱酸
　B、向0.1mol/LNaNO3溶液中滴加稀盐酸，使溶液的pH＝5，此时混合液中c(Na+)＝c(NO3－)
　C、同浓度碳酸钠溶液室温时的pH大于60℃时的pH
　D、同浓度的钾盐溶液中，酸式盐的pH必定小于其正盐的pH
16、物质的量浓度相同时，下列既能跟ＮａＯＨ溶液反应、又能跟盐酸反应的溶液中ｐＨ最大的是
Ａ．Na2CO3溶液 Ｂ．NH4HCO3溶液 Ｃ．NaHCO3溶液 Ｄ．NaHSO4溶液
17、在25℃时将pH＝11 的NaOH 溶液与pH＝3 的CH3COOH溶液等体积混合后，下列关系式中正确的是
A．c (Na+)==c(CH3COO－)+c(CH3COOH)
B．c(H+)==c(CH3COO－)+c(OH一)
C．c (Na+) > c (CH3COO－)>c(OH－)>c(H+)
D．c (CH3COO－)>c(Na+)>c(H+)>c(OH－)
答案：1、C ；2 A；3、C；4、D；5、BD；6、CD；7、B；8、AD；9、A；10、D 11、BC 12.A13、AD14、AD 15BD 16 C 17 D


第3课时 盐类水解的应用
【知识梳理】
盐类水解的应用
一、判断溶液的酸碱性及其强弱：
　例1、等物质的量浓度的下列物质的溶液，其pH由大到小的顺序是①NaCl　②CH3COONa　 ③NH4Cl　④AlCl3　⑤Na2SiO3　⑥Ba(OH)2　 ⑦Na2CO3　 ⑧NaHSO4　 ⑨NaOH　　⑩H2SO4　
例2、物质的量浓度相同的三种钠盐，NaX、NaY、NaZ的溶液，其pH依次为8、9、10，则HX、HY、HZ的酸性由强到弱的顺序是（ ）　　
A．HX、HZ、HY　 B．HZ、HY、HX　
C．HX、HY、HZ　 D、HY、HZ、HX
二、比较溶液中离子浓度的大小：
（1）多元弱酸溶液，根据多步电离分析，以第一步电离为主，每一步电离依次减弱，如H3PO4：
　c(H+)＞c(H2PO4－)＞c(HPO42－)＞c(PO43－)
　　（2）多元弱酸的正盐溶液，首先以电离为主，再根据弱酸根的分步水解分析，如Na2CO3溶液：
　c(Na+)＞c(CO32－)＞c(OH－)＞c(HCO3－)
　　（3）不同溶液中同一种离子浓度的比较，要看溶液中其他离子对其影响的因素。
例3、相同物质的量浓度的下列铵盐中，c(NH4+)最大的是（ ）　
A NH4HCO3　B NH4HSO4 C NH4NO3　 D．CH3COONH4
　　（4）混合溶液中各离子浓度的比较，要综合分析电离因素和水解因素：
例4、在0.1 mol/L Na2CO3溶液中，各种微粒之间存在下列关系，其中不正确的是（ ）
A．c(Na+)+c(H+)=2c(CO32－)+c(HCO3－)+c(OH－)
　　B．c(Na+)=2{c(CO32－)+c(HCO3－)+c(H2CO3)}
　　C．c(OH－)=c(H+)+c(HCO3－)+2c(H2CO3)
　　D．c(Na+)=c(HCO3－)=c(OH－)=c(H+)
　（5）混合液中各离子浓度的比较，若能发生化学反应，则优先考虑化学反应：
例5、把0.2 mol/L NH4Cl溶液与0.1 mol/L NaOH溶液等体积混合后溶液中下列微粒的物质的量浓度的关系正确的是（ ）　　 A．c(NH4+)=c(Na+)=c(OH－)＞c(NH3·H2O)
B．c(NH4+)=c(Na+)＞c(NH3·H2O)＞c(OH－)
C．c(NH4+)＞c(Na+)＞c(OH－)＞c(NH3·H2O)
D．c(NH4+)＞c(Na+)＞c(NH3·H2O)＞c(OH－)
三、互促水解
　　
①反应生成H+和②反应生成OH－反应生成H2O，使①反应中c(H+)和②反应中c(OH－)都减小，因此①②两反应都正向移动，使①反应生成Al(OH)3沉淀，②反应的H2CO3聚集到一定的浓度分解成CO2气体，两个平衡体系都被破坏。
总反应：3HCO3－+3Al3+=Al(OH)3↓+3CO2↑能够发生类似反应的还有：
　　　　　　　　NH4++SiO32－
四、判断溶液中离子能否大量共存( )　　
例6、下列各组离子能够在指定的环境下大量共存的是
　　A．在pH=0的溶液中：Na+、K+、MnO4－、Cl－
　　B．和Al反应能产生氢气的溶液：K+、NH4+、Cl－、S2O32－
　　C．中性溶液：Al3+、K+、SO42－、HCO3－
　　D．c(H+)＜c(OH－)的溶液：Na+、K+、SO32－、S2－　　注意：
①判断离子是否大量共存还有许多隐含的条件，如“无色透明”、“强酸性”、“强碱性”、“pH=X”等。有色离子通常有：Cu2+、Fe3+、Fe2+、MnO4－　　
②既可以是强酸性也可以是强碱性的条件是：能溶解Al(OH)3、和Al反应能生H2的溶液（除H+、NO3－和Al产生NO而不产生H2）、水电离产生c(H+)和c(OH－)浓度都小于10－7 mol/L的溶液、水电离出c(H+)和c(OH－)的乘积小于10－14 mol/L的溶液
五、判断酸式盐溶液的酸碱性的方法
（1）强酸的酸式盐只电离，不水解，一定显酸性
（2）弱酸的酸式盐存在两种趋势：
HR－H++R2－（电离、显酸性）
HR－+H2OH2R+OH－（水解，显碱性）
很显然如果电离的趋占优势，则显酸性。如H2PO4－、HSO3－等；如果水解的趋势占优势，则显碱性，如：HCO3－、HS－、HPO42－。
六、配制某些盐的溶液:实验室在配制某些盐溶液时，常要加入少量酸或碱，以抑制盐的水解。如配制CuSO4溶液时，先加入少量稀H2SO4。配制FeCl3溶液时，先加入少量HCl溶液。
七、某些盐的制取
（1）当某些组成盐的阴阳离子对应的酸、碱都是很弱电解质时，不能利用复分解反应来制取。如制取Al2S3，应用2Al+3SAl2S3，而不能用AlCl3与Na2S的复分解反应制取，因为，它们在水溶液中发生了：2AlCl3+3Na2S+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2S↑+6NaCl
（2）对某些易发挥的强酸弱碱盐，不能用加热蒸发其水溶液的方法得到它们的固体。如：AlCl3+3H2O 　Al(OH)3+3HCl，升温有利于盐的水解，且加热条件下，水解生成的盐酸易挥发，从而进一步促进水解，加热灼烧，最终得到的固体是Al2O3。
例7、将FeCl3溶液蒸干灼烧，最后得到固体产物是( )　
　A．无水FeCl3　 B．Fe(OH)3　 C．FeO　 D．Fe2O3　　
小结：易挥发性酸所生成的盐在蒸干时水解趋于完全不能得到其晶体。例如： FeCl3；而高沸点酸所生成的盐，可得到相应的晶体，例：CuSO4、NaAlO2。
八、化肥的使用
　草木灰不能和铵态氮肥混合施用，因为草木灰主要成分是K2CO3，其水溶液由于CO32－水解而呈碱性，CO32－+H2OHCO3－+OH－，若与铵态氮肥混合使用，其中NH4+会与OH－结合，生成NH3·H2O，在外界条件影响下，逸出NH3，而使氮肥肥效降低。NH4++OH－=NH3↑+H2O。
盐类水解的类型
(1)强碱弱酸盐的水解：（如：醋酸钠）弱酸阴离子与水电离出的氢离子结合生成弱电解质的反应。平衡时，氢氧根离子浓度>氢离子浓度。
(2)强酸弱碱盐的水解(如：氯化铵)
实质：组成盐的弱碱阳离子跟水电离出的氢氧根离子结合生成弱电解质的反应。氢离子浓度>氢氧根离子浓度，溶液显酸性。
(3)弱酸弱碱盐的水解：（如：醋酸铵）NH4+ + Ac- + H2O === NH3·H2O + HAc
由于一水合氨和醋酸的电离度相近，因此铵离子、醋酸跟离子水解程度相近，从而溶液显中性。
(4)强酸强碱盐不水解。
【随堂演练】
1.在水中加入下列物质，可使水的电离平衡向电离方向移动的是（　 ）　　
A．H2SO4　 B．KOH　 C．FeCl3　 D．Ba(NO3)2
2、判断下列盐类水解的叙述中正确的是（　 ）
A．溶液呈中性的盐一定是强酸、强碱生成的盐
B．含有弱酸根的盐，水溶液一定呈碱性
C．发生水解的盐溶液的酸碱性主要决定于形成盐的酸和碱的相对强弱
D．碳酸溶液中氢离子的物质的量浓度是碳酸根离子物质的量浓度两倍
3．物质的量浓度相同的下列溶液中，含微粒种类最多的是（　 ）
　　A．CaCl2　 B．CH3COONa　 C．NH3　 D．K2S
4、下列各组离子，在强碱性溶液中可以大量共存的是（　 ）
　　A．K+、Na+、HSO3－、Cl－　　 B．Na+、Ba2+、Al3+、NO3－
　　C．NH4+、K+、Cl－、NO3－　　 D．K+、Ba2+、Cl－、S2－
5、为了使Na2S溶液中c(Na+)/c(S2－)的比值变小，可加入的物质是（　 ）A．适量盐酸　B．适量NaOH溶液 C．适量KOH溶液　D．适量KHS溶液
6．pH=4的醋酸和氯化铵溶液中，水的电离程度的关系前者与后者比较（　 ）　A．大于　 B．小于　 C．等于　 D．无法确定
【能力提升】
7、能证明醋酸是弱酸的事实是（　 ）
A．醋酸能使紫色石蕊试液变红　 B．醋酸能被弱碱氨水中和
C．醋酸钠溶液的pH大于7　　 D．常温下，0.1 mol/L醋酸溶液中的c(H+)=1.32×10－3
8、(1)将位于同一周期的主族元素A和B的氯化物AClX和BClY配制成等物质的量浓度的溶液，测得AClX溶液的pH小于BClY溶液的pH。试判断A、B两元素原子序数的大小关系_________
　(2)pH=2的某酸HnA与pH=12的某碱B(OH)m等体积混合后，溶液的pH=6
　①反应所生成的正盐的化学式为__________
　②该盐中________离子一定水解，水解的离子方程式为__________
9、相同物质的量浓度的下列铵盐中c(NH4+)最大的是
　　A、NH4Al(SO4)2　 B、NH4HSO4　 C、NH4NO3　 D、CH3COONH4
10、下列离子组中因相互促进水解而不能共存的离子是：( )　　
A．H2PO4－、Na+、Cl－、OH－　　B．Al3+、Na+、HCO3－、SO42－
C．H+、Fe2+、NO3－、SO42－　　 D．S2－、Na+、Cl－、Al3+
E．Na+、NH4+、HCO3－、Cl－
11、在由水电离产生的H＋浓度为1×10－13mol·L－1的溶液中，一定能大量共存的离子组是
① K＋、Cl－、NO3－、S2－ ② K＋、Fe2＋、I－、SO42－ ③ Na＋、Cl－、NO3－、SO42－
④Na＋、Ca2＋、Cl－、HCO3－ ⑤ K＋、Ba2＋、Cl－、NO3－
A．①③ B．③⑤ C．③④ D．②⑤
12、有 ① Na2CO3溶液 ② CH3COONa溶液 ③ NaOH溶液各25mL，物质的量浓度均为0.1 mol·L－1，下列说法正确的是
A．3种溶液pH的大小顺序是 ③＞②＞①
B．若将3种溶液稀释相同倍数，pH变化最大的是②
C．若分别加入25 mL 0.1 mol·L－1盐酸后，pH最大的是①
D．若3种溶液的pH均为9，则物质的量浓度的大小顺序是③＞①＞②
13、常温下将0.01 mol NH4Cl和0.002 mol NaOH溶于水配成1 L溶液。
（1）该溶液中存在的3个平衡体系是__________、__________、__________。
（2）溶液中共有________种不同粒子。
（3）这些粒子中浓度为0.01 mol/L的是________，浓度为0.002 mol/L的是________。
（4）物质的量之和为0.01 mol的两种粒子是__________、__________。
（5）两种粒子之和比OH－多0.008 mol的是_______、_______。
答案：1、C；2 C；3、D；4、D；5、CD；6、B；7、CD；8、；A＜B（1）BnAm（2）An-　 An-+H2O=HA（n-1）+OH-
9、B；10、BD 11、B 12、C
13、⑴H2OH++OH- NH3·H2ONH4++OH-
NH4++H2ONH3·H2O
⑵8 ⑶Cl- ⑷NH3、NH4+ NH3·H2O ⑸H+ NH4+










第3节 沉淀溶解平衡
【学习目标】
1、掌握沉淀溶解平衡原理及规律2、掌握外界条件对沉淀溶解平衡的影响
3、沉淀溶解平衡的应用4、利用溶度积常数和浓度商判断沉淀溶解情况
【教学策略】
重点：溶度积常数及沉淀溶解平衡的应用。
难点：利用溶度积常数和浓度商判断沉淀溶解情况。
【知识梳理】
一、沉淀溶解平衡 　　　
1、沉淀溶解平衡
　　难溶性固体溶于水后，当离子离开固体表面进入溶液的速率(即溶解的速率)与溶液中的离子在固体表面沉积下来的速率(即沉淀的速率)达到相等时，固体的量不再变化，这种动态平衡叫沉淀溶解平衡。沉淀溶解平衡同化学平衡类似，也是一种 ，当温度改变或与之相关离子浓度改变时，沉淀溶解平衡会被打破，直至重新建立平衡。
2、溶度积常数
(1)沉淀溶解平衡的常数叫溶度积常数，简称为溶度积，用符号Ksp表示。其意义是：一定温度下，难溶强电解质饱和溶液中离子浓度的系数次方之积为一常数。
(2)Ksp反映了难溶电解质在水中的 能力。当化学式所表示的组成中 时， Ksp数值越大，电解质在水中的溶解能力越强。 (3)溶度积和溶解度之间可以换算
(4)Ksp只与难溶电解质的性质和 有关，与沉淀量无关。
　　溶度积常数与化学平衡常数相似，溶液中离子浓度变化，能引起平衡移动，但并不改变 。温度改变， Ksp发生变化：温度升高，难溶电解质的Ksp一般增大。
　3、影响溶解平衡的因素
（1）内因：
①绝对不溶的电解质是没有的。
②易溶电解质做溶质时只要是饱和溶液也可存在溶解平衡。
（2）外因：遵循平衡移动原理
①浓度：加水，平衡向 方向移动。
②温度：升温，多数平衡向溶解方向移动。
③同离子效应：向沉淀溶解平衡体系中，加入相同的离子，使平衡向 方向移动，但 不变。
④其他：向沉淀溶解平衡体系中，加入可与体系中某些离子反应生成更难溶物质或气体的离子，使平衡向溶解的方向移动，Ksp不变。 （二）、沉淀溶解平衡的应用
　1、沉淀的溶解与生成
　　(1)溶度积规则
　　Qc＝Ksp时，饱和溶液沉淀溶解与离子生成沉淀处于平衡状态。
　　 时，过饱和溶液，溶液中的离子生成沉淀，使Qc减小至平衡状态，达到饱和。
　　Qc＜Ksp时，不饱和溶液，体系中若有足量固体存在，固体溶解直至平衡状态达到饱和。
　 (2)溶度积规则在生活中的应用：生活中，BaSO4用做钡餐，BaCO3不行。原因是BaCO3能溶于胃酸(主要成分为盐酸)，原理为：　

可见，胃酸消耗CO32－，使溶液中［CO32－］降低，则Qc＜Ksp，从而使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移动，［Ba2＋］增大引起人体重金属中毒。中毒后可服用Na2SO4溶液(5.0%)洗胃。此时Qc＞Ksp(BaSO4)，故SO42－与Ba2＋结合BaSO4沉淀。可缓解Ba2＋对人体的毒害。
　　溶度积除有上述应用外，还可以进行沉淀间的转化。 　2、沉淀的转化 ：在一支试管中加入2mL0.1mol·L－1的ZnSO4溶液，再滴加1mol·L－1的Na2S溶液，可看到白色沉淀。静置后倾去上层清液，并用蒸馏水洗沉淀2～3次，然后向白色沉淀中滴加适量的0.1mol·L－1的CuSO4溶液，振荡试管。 现象：白色沉淀变为黑色沉淀。
　　 反应：ZnS(s)Zn2＋(aq)＋S2－(aq)
　　　　　　　　　　　　　　　　＋
　　　　　　　　　　　　　　　 Cu2＋(aq)
　　　 　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　 CuS(s)
　　总反应为：ZnS(s)＋Cu2＋(aq)＝CuS(s)＋Zn2＋(aq)
　　(1)沉淀的转化
　　在沉淀中加入某一试剂，与试剂中某一离子结合为溶度积更小的物质，叫做沉淀的转化。
　　(2)沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。当两种难溶物的溶解能力差别越大，这种转化的趋势越大；如 AgCl、AgBr、AgI、Ag2S的Ksp分别为：1.8×10－10mol2·L－2、5.0×10－13mol2·L－2、8.3×10－17mol2·L－2、6.3×10－50mol2·L－2，故可以实现AgCl→AgBr→AgI →Ag2S的转化。
　　(3)沉淀转化在生活中的应用
　　工业废水处理过程中，重金属离子可利用沉淀转化原理用FeS等难溶物转化为HgS、Ag2S、PbS等沉淀。以 Hg2＋为例，沉淀转化反应为：
　　FeS(s)＋Hg2＋(aq)＝HgS(s)＋Fe2＋(aq)
　　又如：水垢的形成过程涉及到沉淀转化，加热硬水时，Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2分别分解生成CaCO3、MgCO3沉淀。但MgCO3又与CO32－水解生成的OH－结合为更难溶的Mg(OH)2，故水垢的主要成分不是CaCO3、MgCO3，而是 CaCO3、Mg(OH)2。
【典例解析】　例1、试通过计算说明水垢中的沉淀为Mg(OH)2而不是MgCO3，并分析为何用食醋可除去水垢。
　　解析：MgCO3和Mg(OH)2中阴、阳离子的个数比不同，它们的溶解能力不能直接用Ksp来比较，但可以通过计算各自处于沉淀溶解平衡状态的饱和溶液中的共同离子——Mg2＋的浓度来比较。
　　解：MgCO3饱和溶液中，［Mg2＋］＝＝2.6×10－3mol·L－1
　　Mg(OH)2饱和溶液中，［Mg2＋］＝＝1.1×10－4mol·L－1
　　 Mg(OH)2饱和溶液中的Mg2＋浓度比MgCO3饱和溶液中的小，表明Mg(OH)2更难溶。 【随堂演练】
1、试根据溶度积分析：AgF、AgCl、AgBr、AgI中溶解能力最弱的是(　 )
　　A、AgF　　　　B、AgCl　　　　C、AgBr　　　　D、AgI
2、PbI2加入蒸馏水，充分溶解后，再加入KI溶液，又出现黄色沉淀，下列说法不正确的是(　 )
　　A、又生成黄色沉淀说明又生成的PbI2。
　　B、又生成的黄色沉淀为I－被氧化又得到的I2单质。
　　C、加入的I－使PbI2溶解沉淀平衡发生了移动。
　　D、PbI2的量虽然改变，但溶度积未发生变化。
3、服用BaCO3能造成人体中毒，服用Na2SO4溶液后可解毒，这是因为Ba2＋、SO42－的浓度商Qc与溶度积Ksp的大小关系为(　 )
　　A、Qc＞Ksp　　　　B、Qc＜Ksp　　　　C、Qc＝Ksp　　　　D、无法判断
4、下列沉淀间的转化不正确的是(　 )
　　A、AgCl→Ag2S　B、ZnS→CuS　C、MgCO3→Mg(OH)2　D、HgS→FeS
5、硬水煮沸后的水垢主要是(　 )
　　A、Ca(HCO3)2　　　　　　　　B、Ca(OH)2，Mg(OH)2　
　　C、MgCO3、CaCO3　　　　　　　 　D、CaCO3，Mg(OH)2
【能力提升】 6、MgCl2和NaHCO3按物质的量之比为1∶2混合制成溶液，加热蒸干得到的固体是(　 )
　　A、Mg(HCO3)2和NaCl　　　　　B、Mg(OH)2和NaCl
　　C、MgCl2和Na2CO3　　　　　　　　 D、MgCO3和NaCl
7、将等体积的4×10－3mol·L－1的AgNO3和4×10－3mol·L－1K2CrO4混合，是否能析出Ag2CrO4沉淀。（Ag2CrO4 Ksp＝9.0×10－12mol3·L－3）






8、某溶液中含0.10mol·L－1Cd2＋和0.10mol·L－1Zn2＋。计算说明能否通过沉淀法分离两种离子？为使Cd2＋完全沉淀而与Zn2＋分离，S2－离子的浓度应在什么范围？Ksp(CdS)＝3.6×10－29、Ksp(ZnS)＝1.2×10－23　






9、NaCl与AgNO3溶液混合后，出现白色沉淀。白色沉淀中加入适量NaI，发现沉淀变为黄色，再加入适量的 Na2S溶液，沉淀变为黑色，试写出沉淀转化的化学方程式。






10、25℃时，晴纶纤维生产的某种溶液中，C(SO42-)为 6. 0×10-4 mol·L-1. 若在 40.0L该溶液中，加入 0.010 mol·L-1 BaCl2溶液 10.0L ，问是否能生成 BaSO4 沉淀？

参考答案：1、D；2 B；3、A；4、D；5、D；6、B；
7、　解：混合后因Ag2CrO4=2Ag++CrO42-
　　c(Ag+)=2×10-3mol·L-1，
　　c(CrO42-)=2×10-3mol·L-1
　　Qi=c2(Ag+)×c(CrO42-)
　　=(2×10-3)2×2×10-3=8×10-9
　　Qi>Ksp ∴有沉淀析出。
　　答：能析出Ag2CrO4沉淀。

8、3.6×10－24---1.2×10－22　9、
10、





第4节 离子反应
【学习目标】
1、离子反应发生的条件
2、离子反应能否进行的理论判据
3、离子反应的应用
4、中和滴定实验原理、操作
5、酸碱中和滴定的误差分析
【教学策略】
授课时数：2课时
教学重点：离子反应的应用
教学难点：中和滴定实验原理、操作
第1课时 离子反应
【知识梳理】
1、离子反应发生的条件
如果离子之间结合能生成 、 、 或者发生氧化还原反应；本质是使某种或某些离子浓度降低，就会发生离子反应。
2、 离子反应能否进行的理论判据
（1） 焓变和熵变判据
利用ΔH－TΔS判断离子反应能否自发进行。当 则离子反应都能自发进行。
（2） 平衡常数判据
平衡常数越大，反应趋势越大，反应可自发进行，从Q和K之间的关系看，当Q 3、 离子反应的应用
（1）用于物质检验与含量的测定
利用离子反应的特征可以检验一些离子在溶液中是否存在即定性检验。例如Fe3+与KSCN溶液生成血红色溶液来检验Fe3+,写出离子方程式：
，利用离子反应还可以检验Ba2+、Ca2+、Cu2+、Fe2+、NH4+、Ag+、Al3+、CO32-、SO42-、Cl-、Br-等离子，还可以用于定量检验，例如，生成沉淀，测沉淀的质量，酸碱中和滴定，氧化还原滴定等。
（2）用于物质制备与纯化
离子反应可以用于制备一些酸、碱、盐、气体，如BaSO4、FeSO4、CO2、SO2、H2S等。
（3）生活中的离子反应
在生活中，离子反应随处可见。如胃酸过多，服用适量的胃舒平；硬水的形成和软化；漂白粉的使用等。
【典例解析】
例1、下列离子方程式中不正确的是
[ ]
A．亚硫酸钡与盐酸反应：BaSO3＋2H+＝Ba2+＋SO2↑＋H2O
B．铁与足量稀盐酸反应：2Fe＋6H+＝2Fe3+＋3H2↑
C．澄清的石灰水跟盐酸反应：H+＋OH-＝H2O
D．亚硫酸氢钠溶液与NaOH溶液：
例2、在无色透明的酸性溶液中，不能大量共存的离子组是[ ]


例3、能正确表示下列反应的离子方程式是（ ）
A．醋酸钠的水解反应　CH3COO–+H3O+CH3COOH+ H2O
B．碳酸氢钙与过量的NaOH溶液反应　Ca2++2HCO3–+2OH–CaCO3↓+ 2H2O+ CO32–
C．苯酚钠溶液与二氧化碳反应　C6H5O–+ CO2+ H2OC6H5OH+CO32–
D．稀硝酸与过量的铁屑反应　3Fe+8H++2NO3–3Fe3++2NO↑+4 H2O
点拨：CH3COO–+H3O+CH3COOH+ H2O，即CH3COO–+H+CH3COOH，不是水解反应，是醋酸钠与强酸的反应。苯酚钠溶液与二氧化碳反应不可能生成碳酸盐，只能生成碳酸氢盐，因为：C6H5OH+CO32–C6H5O–+ HCO3–。稀硝酸与铁反应，当铁过量时，不可能生成铁盐，只能生成亚铁盐，因为：2Fe3++ Fe3Fe2+。此外，C、D的共同错误是电荷不守恒。
【随堂演练】
1、在pH＝1的溶液中，可以大量共存的离子是( )
A．K+ Na+ SO42— S2O32— B．NH4+ Mg2+ SO42— Cl—
C．Na+ K+ HCO3— Cl— D．K+ Na+ AlO2— NO3—
2、某溶液中存在较多的H＋、SO42—、NO3—，则该溶液中还可能大量存在的离子组是( )
A．Al3+、CH3COO—、Cl— B．Mg2+、Ba2+、Br— C．Mg2+、Cl—、I— D．Na+、NH4+、Cl—
3、在碱性溶液中能大量共存且为无色透明的溶液是 （ ）
A．K、Cl－、MnO4－、SO42－ B．Na+、SiO32－、NO3－、CO32－
C．Na+、NO3－、SO42－、HCO3－ D．Cu2+、SO42－、S2－、Cl－
4、某工厂排放的工业废水中可能含有K+、Ag+、NH4+、Mg2+、SO42－、Cl－、NO3－、HCO3－等
离子。经检测废水呈明显的碱性，则可确定该厂废水中肯定不含有的离子组合是（ ）
Ａ．Ag+、K+、NO3－、HCO3－ 　　 Ｂ．K+、NH4+、NO3－、SO42－
Ｃ．Ag+、NH4+、Mg2+、HCO3－ Ｄ．K+、Mg2+、SO42－、Cl－
5、下列反应的离子方程式正确的是( )
A．向沸水中滴加FeCl3溶液制备Fe(OH)3胶体：Fe3+＋3H2OFe(OH)3↓＋3H+
B．用小苏打治疗胃酸过多：HCO3－＋H＋＝CO2↑＋H2O
C．实验室用浓盐酸与MnO2反应制Cl2：MnO2＋2H+＋2Cl－Cl2↑＋Mn2+＋H2O
D．用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板：Fe3+＋Cu＝Fe2+＋Cu2+
6、下列离子方程式正确的是( )
A．碳酸氢钠溶液与少量石灰水反应：HCO3－＋Ca2+＋OH- ＝CaCO3↓＋H2O
B．氯化铵与氢氧化钠两种浓溶液混合加热：NH4＋＋OH- ＝ H2O＋NH3
C．氢氧化镁与稀硫酸反应：H+ ＋OH- ＝H2O
D．单质铜与稀硝酸反应：Cu＋2H+ ＋2NO3－＝Cu2+ ＋2NO↑＋H2O
【能力提高】
7、下列化学方程式中，不能用离子方程式 Ba2＋ +SO42―===BaSO4 ↓ 表示的是(  )
A．Ba(NO3)2+H2SO4==BaSO4↓+2HNO3 B．BaCl2+Na2SO4==BaSO4↓+2NaCl
C．BaCO3+H2SO4==BaSO4↓+H2O+CO2↑ D．BaCl2+H2SO4==BaSO4↓+2HCl
8、下列离子方程式中，正确的是( )
A．向氯化亚铁溶液中通入氯气 Fe2+＋Cl2＝Fe3+＋2Clˉ
B．三氯化铁溶液跟过量氨水反应 Fe3+＋3NH3?H2O＝Fe(OH)3↓＋3NH4+
C．碳酸氢钙溶液跟稀硝酸反应 Ca(HCO3)2＋2H+＝Ca2+＋2H2O＋2CO2↑
D．氯气通入冷的氢氧化钠溶液中 2Cl2＋2OH－＝3Cl－＋ClO－＋H2O
9、下列反应的离子方程式正确的是( )
A．铝片跟氢氧化钠溶液反应：Al＋2OH－＝AlO2－＋H2↑
B．硫酸镁溶液跟氢氧化钡溶液反应：SO42－＋Ba2＋＝BaSO4↓
C．碳酸钙跟醋酸反应：CaCO3＋2CH3COOH＝Ca2＋＋2CH3COO－＋H2O＋CO2↑
D．铜片跟稀硝酸反应：Cu＋NO3－＋4H＋＝Cu2＋＋NO↑＋2H2O
10、能正确表示下列化学反应的离子方程式是( )
A．用碳酸钠溶液吸收少量二氧化硫：2CO32－＋SO2＋H2O＝2HCO3－＋SO32－
B．金属铝溶于盐酸中：Al＋2H＋＝Al3＋＋H2↑
C．硫化钠溶于水中：S2－＋2H2O＝H2S↑＋2OH－
D．碳酸镁溶于硝酸中：CO32－＋2H＋＝H2O＋CO2↑
11、下列反应的离子方程式正确的是
A．锌片插入硝酸银溶液中： Zn＋Ag＋＝Zn2＋＋Ag
B．碳酸氢钙溶液加到醋酸中：Ca(HCO3)2＋2CH3COOH＝Ca2＋＋2CH3COO－＋2CO2↑＋2H2O
C．少量金属钠加到冷水中： Na＋2H2O＝Na＋＋OH－＋H2↑
D．氢氧化铜加到盐酸中： Cu(OH)2＋2H＋＝Cu2＋＋2H2O
12、室温时，下列混合溶液的pH一定小于7的是
A．pH＝3的盐酸和pH＝11的氨水等体积混合
B．pH＝3的盐酸和pH＝11的氢氧化钡等体积混合
C．pH＝3的醋酸和pH＝11的氢氧化钡等体积混合
D．pH＝3的硫酸和pH＝11的氨水等体积混合
13、下列过程或现象与盐类水解无关的是
A 纯碱溶液去油污 B 铁在潮湿的环境下生锈
C 加热氯化铁溶液颜色变深 D 浓硫化钠溶液有臭味
14、离子检验的常用方法有三种：
检验方法
沉淀法
显色法
气体法
含义
反应中有沉淀产生或溶解
反应中有颜色变化
反应中有气体产生
下列离子检验的方法不合理的是
A NH4＋－气体法 B I－－沉淀法 C Fe3＋－显色法 D Ca2＋－气体法
15、下列反应的离子方程式正确的是
A 氢氧化钠溶液中通入少量二氧化硫：SO2＋OH－→HSO3－
B 碳酸氢钠溶液与足量氢氧化钡溶液混合：HCO3－＋Ba2＋＋OH－→BaCO3↓＋H2O
C 盐酸滴入氨水中：H＋＋OH－→H2O
D 碳酸钙溶解于稀硝酸中：CO32－＋2H＋→CO2↑＋H2O
16、下列反应的离子方程式书写正确的是
A．浓烧减溶液中加入铝片：Al + 2OH－＝AlO2－+H2↑
B．以石墨作电极电解氯化铝溶液：2Cl－+2H2O 2OH－+H2↑+Cl2↑
C．硫酸亚铁溶液与稀硫酸、双氧水混合：2Fe2++H2O2 +2H+＝2Fe3++2H2O
D．硫酸氢钠溶液与足量氢氧化钡溶液混合：2H++SO42－+Ba2++2OH－＝BaSO4↓+2H2O
17、对下列反应①KHCO3溶液与石灰水反应、②Na2SO3溶液与稀盐酸反应、③Si与烧碱溶液反应、④Fe与稀硝酸反应，改变反应物用量，不能用同一个离子方程式表示的是
A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④
18、下列化学反应的离子方程式正确的是
A 用小苏打治疗胃酸过多：HCO3－＋H＋＝CO2↑＋H2O
B 往碳酸镁中滴加稀盐酸：CO32－＋2H＋＝CO2↑＋H2O
C 往氨水中滴加氯化铝：Al3＋＋4OH－＝AlO2－＋2H2O
D 氢氧化钡溶液与稀硫酸反应：Ba2＋＋SO42－＋H＋＋OH－＝BaSO4↓＋H2O
19、下列各溶液中，微粒的物质的量浓度关系正确的是
A 1.0mol/L Na2CO3溶液：c(OH－)＝c(HCO3－)＋c(H＋)＋2c(H2CO3)
B 1.0mol/LNH4Cl溶液：c(NH4＋)＝c(Cl－)
C 向醋酸钠溶液中加入适量醋酸，得到的酸性混合溶液：c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(H＋)＞c(OH－)
D 向硝酸钠溶液中滴加稀盐酸得到的pH＝5的混合溶液：c(Na＋)＝c(NO3－)
20、向存在大量Na+、Cl－的溶液中通入足量的NH3后，该溶液中还可能大量存在的离于组是［ ］
A．K＋、Br－、CO B．Al3＋、H＋、MnO
C．NH、Fe3＋、SO D．Ag＋、Cu2＋、NO
21、一定能在下列溶液中大量共存的离子组是
A 含有大量Al3＋的溶液：Na＋、NH4＋、SO42－、Cl－
B c(H＋)＝1×10—13mol·L—1的溶液：Na＋、Ca2＋、SO42－、CO32－
C 含有大量Fe3＋的溶液：Na＋、Mg2＋、NO3－、SCN－
D 含有大量NO3－的溶液：H＋、Fe2＋、SO42－、Cl－
22、某无色透明溶液中可能大量存在Ag＋，Mg2＋，Cu2＋中的几种离子。
（1）不做任何实验就可以肯定原溶液中不存在的离子是_____ ____。
（2）取少量原溶液加入过量稀盐酸，有白色沉淀生成，再加入过量稀硝酸，白色沉淀
不消失，说明原溶液中肯定有的离子是_______，有关的离子反应式为_____ _____。
（3）取（2）的滤液加入过量NaOH溶液，出现白色沉淀，说明原溶液中肯定存在的离
子有_______________。
（4）原溶液中可能大量存在的阴离子是下列A－D中的（填序号）________。
Ａ．Cl－ Ｂ．NO3－ Ｃ．CO32－ Ｄ．OH－
23、有一固体混合物，可能由Na2CO3、Na2SO4、CuSO4、CaCl2、NaCl等混合而成，为检验它们做了如下实验：
（1）将固体混合物溶于水，搅拌后得无色透明溶液
（2）往此溶液中滴加硝酸钡溶液，有白色沉淀生成
（3）过滤，将沉淀物置于稀硝酸中，发现沉淀全部溶解，试判断：
固体混合物中肯定有 ，肯定没有 ，可能有 ，对可能有的物质，可采用滤液中滴加 溶液方法来检验。
参考答案
1、B 2、D 3、B 4、C 5、B 6、B 7、C 8、B 9、C 10、A 11、D 12、C 13、B 14、D 15、B
16、C 17、B 18、A 19、AD 20、A
21、Cu2＋ ；Ag＋；Mg2＋，B
22、Na2CO3；Na2SO4、CuSO4、CaCl2；NaCl；；AgNO3 HNO3


第2课时 中和滴定实验
【知识梳理】
1、中和滴定实验
（1）、中和滴定的原理
定量分析：化学上把测定物质各组成成分的含量过程，称为定量分析过程。中和滴定是定量分析的一种方法。
中和滴定：用已知物质的量浓度的酸（或碱）来测定未知物质的量浓度的碱（或酸）的方法就叫酸碱中和滴定。
实质：H++OH—=H2O即酸中的H+和碱中的OH-物质的量相等。
计算原理：mHnR + nM(OH)m = MnRm+mnH2O
m n
C1·V1 C2·V2
则有:n·C1·V1 = m·C2·V2 其中C1、C2分别表示酸和碱的浓度，V1、V2 分别表示酸和碱的体积。
（2）、中和滴定的操作过程：
仪器：酸式、碱式滴定管，滴定管夹， ，烧杯，铁架台。酸式滴定管： 活塞；碱式滴定管：不能用玻璃活塞。
注意：①酸式滴定管不能盛放碱液、氢氟酸以及Na2SiO3、Na2CO3等碱性溶液；碱式滴定管不能盛放酸性溶液和强氧化性溶液。②滴定管的刻度， 刻度在上，往下刻度标数越来越大，全部容积大于它的最大刻度值，因为下端有一部分没有刻度。滴定时，所用溶液不得超过最低刻度，不得一次滴定使用两滴定管酸（或碱），也不得中途向滴定管中添加。③滴定管可以读到小数点后
药品：标准液；待测液； 。
准备过程：
准备： 、洗涤、润洗、 、赶气泡、调液面。（洗涤：用洗液洗→检漏：滴定管是否漏水→用水洗→用标准液洗（或待测液洗）→装溶液→排气泡→调液面→记数据V(始)
注意：为什么用水洗后，还要用标准液洗？ 但锥形瓶不能用待测液洗？
滴定方法：手的姿势、速度先快后慢
注意：①手眼：左手操作活塞或小球，右手振荡锥形瓶，眼睛注视锥形瓶中溶液的颜色变化
②速度先快后慢
终点确定：最后一滴刚好使指示剂颜色发生明显变化。30s内不恢复原色
数据处理与误差分析：读数：两位小数。因一次实验误差较大，所以应取多次实验的平均值。
2、酸碱中和滴定的误差分析
误差分析：利用n酸c酸V酸=n碱c碱V碱进行分析
式中：n——酸或碱中氢原子或氢氧根离子数；c——酸或碱的物质的量浓度；
V——酸或碱溶液的体积。当用酸去滴定碱确定碱的浓度时，则：
c碱=
上述公式在求算浓度时很方便，而在分析误差时起主要作用的是分子上的V酸的变化，因为在滴定过程中c酸为标准酸，其数值在理论上是不变的，若稀释了虽实际值变小，但体现的却是V酸的增大，导致c酸偏高；V碱同样也是一个定值，它是用标准的量器量好后注入锥形瓶中的，当在实际操作中碱液外溅，其实际值减小，但引起变化的却是标准酸用量的减少，即V酸减小，则c碱降低了；对于观察中出现的误差亦同样如此。综上所述，当用标准酸来测定碱的浓度时，c碱的误差与V酸的变化成正比，即当V酸的实测值大于理论值时，c碱偏高，反之偏低。
即：c碱==BV酸
同理，用标准碱来滴定未知浓度的酸时亦然，即c酸=BV碱。
下面是用标准酸滴定待测碱而引起的结果变化情况 ：
实验操作情况
对c碱的影响
①开始滴定时滴定管尖嘴处留有气泡

②读数开始时仰视，终止时俯视
偏低
③到滴定终点尚有一滴酸挂在滴定管尖嘴外而未滴入锥瓶

④洗净的酸管未用标准液润洗
偏高
⑤洗净的锥瓶用待测碱润洗

⑥不小心将标准液滴至锥瓶外
偏高
⑦不小心将待测碱液溅至锥瓶外

⑧滴定前向锥形瓶中加入10 mL蒸馏水，其余操作正常
无影响
分析：对于表中①③④⑤⑥各项，标准液的实际用量V酸均超出其理论所需用量，即体积读数增大。V酸增大，根据c碱=BV酸，则所得待测碱液的浓度c碱的数据较其实际浓度偏高；对于第⑦项V酸实际用量减少，则c碱偏低；对于⑧项，向待测液中加水稀释，虽然稀释后原待测液的浓度减小了，但溶液中OH－的物质的量并未发生变化，因而所需标准酸的体积亦不发生变化，对待测碱液的浓度便不产生影响。
在读数时，应将滴定管放正，两眼平视，视线与溶液凹面最低处水平相切。但在实际操作中，可能会出现视线偏高（俯视）或视线偏低（仰视）的情况 ，从而使数据不准而造成误差。值得注意的是，这种情况在量筒、容量瓶和滴定管的读数时均有可能出现，只不过滴定管的零刻度与前两种不同，与量筒恰好相反，读数结果亦相反，先仰视后俯视则导致V酸数据偏小，c碱偏低
【典例解析】
例1、下列是一段关于中和滴定的实验叙述：
　　⑴ 取一锥形瓶，用待测NaOH溶液润洗两次；
　　⑵ 在锥形瓶中放入25 ml待测液NaOH溶液；
　　⑶ 加入几滴石蕊试剂作指示剂；
　　⑷ 取一支酸式滴定管，洗涤干净后；
　　⑸ 直接往其中注入标准酸溶液，进行滴定；
　　⑹ 左手旋转滴定管的玻璃活塞，右手不停摇动锥形瓶；
　　⑺ 两眼注视着滴定管内盐酸溶液液面下降，直至滴定终点；
　　其中错误的是（    ）
　　（A）⑷⑹⑺     （B）⑴⑸⑹⑺　　（C）⑶⑸⑺    （D）⑴⑶⑸⑺
　解析：考察中和滴定的实验操作能力。
操作⑴的锥形瓶只能用水洗。
　　操作⑶中不能用石蕊作为中和滴定的指示剂，因为它的显色效果不明显。
　　操作⑸中滴定管必须用标准液润洗后才能注入标准液。
　　操作⑺中两眼应主要注视锥形瓶中溶液颜色的变化。
　　答案： D
【随堂演练】
1、为测定苛性钾的纯度，取0.56 样品溶于水制成 溶液。取此溶液25.00 用去 溶液 ，恰好反应完全，则苛性钾的纯度为（杂质不与酸反应）（　）
　　A．96%     B．48%      C．9.6 %    D．56%
2、准确量取25.00 mL 高锰酸钾溶液，可选择的仪器是（       ）
　　A．50mL 量筒　　　B．10 mL 量筒　　　C．50 mL 酸式滴定管 　　D．50 mL 碱式滴定管
3、实验室用标准盐酸溶液测定某 溶液的浓渡，用酚酞作指示剂。下列操作可能使测定结果偏低的是________（填写标号）。
　　A．酸式滴定管在装液前未用标准盐酸溶液润洗2次～3次。
　　B．开始实验时，酸式滴定管尖嘴部分有气泡，在滴定过程中，气泡消失。
　　C．滴定过程中，锥形瓶内溶液立即褪成无色且颜色不再变红。
　　D．达到滴定终点时，俯视溶液凹面最低点读数。
　　E．盛 溶液润洗。
4、用0.1mol·L-1 NaOH溶液滴定0.1mol·L-1盐酸，如达到滴定的终点时不慎多加了1滴的NaOH溶液（1滴溶液的体积约为0.05mL），继续加水至50mL，所得溶液的pH值是
　　A．4      B．7.2    C．10    D．11.3
5、中和相同体积、相同pH的Ba(OH)2、NaOH和NH3·H2O三种溶液，所用相同物质的量的浓度的盐酸的体积分别为 和 ，则三者关系为（    ）。
　　A．     B．
C．     D．
6、在盐酸滴定NaOH溶液的实验中，以甲基橙为指示剂，滴定到终点时的颜色变化是（    ）。
　　A．由黄色变成红色    B．由黄色变成橙色
　　C．由橙色变成红色    D．由红色变成橙色
7、有一支50 mL酸式滴定管，其中盛的溶液恰好在10.00 mL刻度处，现把管内溶液全部流下排出，并用量筒接，所得溶液的体积为（    ）。
　　A．10 mL    B．小于10 mL   C．40 mL    D．大于40 mL
8、当用酸滴定碱时，下列操作中使测定结果（碱的浓度）偏低的是（    ）。
　　A．酸式滴定管滴至终点后，俯视读数
　　B． 碱液移入锥形瓶后，加入了10mL蒸馏水再滴定
　　C．酸式滴定管用蒸馏水润洗后，未用操作液洗
　　D．酸式滴定管注入酸液后，尖嘴留有气泡，开始滴定
9、为了在酸碱中和滴定中，提高所没溶液浓度的精确度，减小误差，必须（    ）。
　　A．标准液浓度要大　　B．待测液浓度要大
　　C．对等测液要预热　　D．进行重复实验，计算其平均值
10、进行中和滴定实验操作的下列仪器，用蒸馏水洗涤后使用，不会引起实验误差的是（    ）。
　　A．酸式滴定管    B．碱式滴定管    C．锥形瓶     D．容量瓶
11、用已知浓度的盐酸来测定某碳酸钠溶液的浓度，若配制Na2CO3溶液时所用Na2CO3中分别有①NaOH   ②NaCl   ③NaHCO3  ④K2CO3杂质时，所测结果偏低的原因是含有杂质（    ）。
　　A．①  B．②    C．②③   D．②③④
12、下面是一段关于中和滴定的实验叙述：取25 mL未知浓度的HCl溶液，（a）放入锥形瓶中，此瓶需事先用蒸馏水洗净；（b）并经该待测液润洗过；（c）加入n滴酚酞作指示剂；（d）取一支酸式滴定管，经蒸馏水洗净后；（e）直接往其中加入标准的NaOH溶液，进行滴定；（f）一旦发现溶液由无色变为粉红色，即停止滴定， 记下数据。文中划线的操作中，有错的是（    ）。
A．b、c、e、f    B．b、d、e    C．b、d、e、f    D．d、e、f
13、用标准盐酸滴定未知浓度的烧碱溶液，若测定结果是浓度偏高，其原因可能是
　　A．锥形瓶未用待测液润洗
　　B．酸式滴定管尖嘴部分滴定前有气泡，滴定后气泡消失
　　C．滴定前仰视读数滴定后俯视读数
　　D．酸式滴定管未用待测液润洗
　【能力提高】
14、已知NH4Cl浓度小于0.1 mol/L时，溶液pH值>5.1，现用0.1 mol/L HCl滴定10 mL 0.05 mol/L氨水，用甲基橙作指示剂，达到终点时，所用盐酸的体积应为_____5ml（用“＞”、“=”或“＜”表示＝。
15、用酸碱中和滴定法测定氢氧化钠溶液的浓度时，取得等体积的两份待测碱液，其中一份已在空气中敞口放置一段时间，此溶液的pH值要_____（增大、减小、不变），原因是_____。
　　若用标准硫酸溶液滴定上述曾在空气中放置一段时间的一份氢氧化钠溶液，消耗标准酸液体积为 ，滴定未敞口放置的另一份氢氧化钠溶液，消耗标准酸液体积为 。那么：
　　（1）以甲基橙为指示剂时， 和 的关系是_________。
　　（2）以酚酞为指示剂时， 和 的关系是___________。
16、有标准 溶液滴定待测盐酸的下列错误操作：①碱式滴定管用蒸馏水洗净后，未经标准液润洗就注入标准 溶液。②用酸式滴定管取用待测酸液前，尖嘴部分有气泡，取用过程中气泡消失。③滴定前，读碱液体积时视线低于碱式滴定管中的液面，满定后读出碱液体积时，视线高于碱式滴定管中的液面。④锥形瓶用待测酸液润洗两次。
　　 哪些错误操作会使盐酸浓度的测定值偏低？答_____________________。
　　 哪些错误操作会使盐酸浓度的测定值偏高？答_____________________。
17、某烧碱样品中含有少量不与酸作用的可溶性杂质，为了测定其纯度，进行以下滴定操作：
　　A．在250mL容量瓶中定量成250mL烧碱溶液
　　B．用移液管移取 烧碱溶液于锥形瓶中并滴加几滴甲基橙指示剂
　　C．在天平上准确称取烧碱样品wg，在烧坏中加蒸馏水溶解
　　D．将物质的量浓度为 的标准 溶液装入酸式滴定管，调整液面，记下开始刻度数为
　　E．在锥形瓶下垫一张白纸，滴定到终点，记录终点耗酸体积
　　回答下列问题：
　　（l）正确的操作步骤的顺序是（用字母填写）___________，→_________，→________，→D→___________。
　　（2）滴定管读数应注意____________________。
　　（3）操作中的雏形瓶下垫一张白纸的作用是__________________。
　　（4）操作中液面应调整到__________，尖嘴部分应___________。
　　（5）滴定终点时锥形瓶内溶液的pH约为_____________，终点时颜色变化是__________。
　　（6）若酸式滴定管没有用标准 润洗，会对测定结果有何影响_____________（填偏高、偏低或无影响，其他操作均正确）。
　　（7）该烧碱样品的纯度计算式是_____________。
　18、用已知物质的量浓度的 溶液来滴定未知物质的量浓度的 溶液，其操作过程中：
　　（l）主要仪器有__________、_________、__________等，其中__________只能用水洗涤，其余仪器都应先用水洗，之后要用盛装的溶液润洗。
　　（2）一般标准液放入_____________，待测液放入___________。操作时，左手_________，右手_____________，眼睛注视_______________。
　　（3）应选择_______________为指示剂（石蕊或酚酞）。
　　（4）滴定终点的标志是_____________。
　　（5）达到滴定终点时酸碱__________恰好反应（填是或不是），而是__________________稍微过量；若溶液由红色褪至无色停止滴定，测得 溶液的物质的量浓度有______________的可能性（偏高或偏低）。
19、用已知浓度的盐酸滴定未知浓度的氢氧化钠溶液，滴定过程中进行如下操作，分别指出该项操作对滴定结果的影响（用“偏高”“偏低”“无影响”等）。
　　（1）滴定前，滴定管尖嘴处有气泡，滴定后气泡消失。______
　　（2）滴定管经蒸馏水洗涤后，即装入标准溶液进行滴定。_______
　　（3）滴定前锥形瓶用蒸馏水洗涤后未用待测液润洗。________
　　（4）用量筒取待测液后，用蒸馏水洗涤后未用待测液润洗。______
　　（5）滴定过程中由于振荡过于剧烈，使少量溶液溅出锥形瓶外。_______
　　（6）滴定过程中再用10 mL蒸馏水冲洗锥形瓶内壁。_______
　　（7）滴定管读数时，终点俯视。_______
　　（8）滴定完毕，滴定管尖嘴外留有液滴。_______
20、用标准的NaOH滴定未知浓度的盐酸，选用酚酞为指示剂，造成测定结果偏高的原因可能是 。
A. 配制标准溶液的氢氧化钠中混有Na2CO3杂质； B. 滴定终点读数时，俯视滴定管的刻度，其它操作均正确； C. 盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过，未用待测液润洗； D. 滴定到终点读数时发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液；E. 未用标准液润洗碱式滴定管；
21、取未知浓度硫酸10 mL，进行中和滴定，当滴入25 mL氢氧化钠溶液时已过量，再用1 mol/L的盐酸回滴，加入5 mL正好中和过量的碱。已知用同样浓度的盐酸滴定10 mL上述氢氧化钠溶液要消耗盐酸24 mL，求最初硫酸的物质的量的浓度。
　
22、现有NaOH和Ba(OH)2的混合溶液10 mL，用0.1 mol/L的盐酸滴定，至终点时消耗盐酸30 mL，若此溶液中加入足量的硫酸则生成0.233 g沉淀。求此混合液中NaOH溶液的浓度。
　　

参考答案
1、A 2、C 3、D 4、C 5、C 6、B 7、D 8、A 9、D 10、CD 11、D 12、C 13、BD
14：> 15： = <
16:2、3;1、4
17：（1）C→A→B→D→E；
（2）眼睛平视液面最低点；（3）便于观察溶液颜色变化；（4）零刻度稍靠下的某一确定刻度；充满溶液；（5）偏高；碱的物质的量浓度大于确定体积所给定的值，导致多消耗标准酸溶液；（6）%。
18：酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶；锥形瓶。
滴定管、锥形瓶、握住活塞、摇动锥形瓶、锥形瓶中的颜色变化。
酚酞。 粉红色变为无色，且半分钟内不恢复原色。不是、氢氧化钠、偏低。
19：偏高、偏高、无影响、无影响、偏低、无影响、偏低、偏高。
20：ADE
21：2.75mol/L
22：0.1mol/L