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化學　必修 第二冊（魯科）
一　原電池正、負極的判斷及常見誤區
1.原電池中正、負極的判斷依據
判斷依據 負極 正極
電極材料 活動性較強的金屬 活動性較弱的金屬或能導電的非金屬
發生反應 失電子發生氧化反應 得電子發生還原反應
電流方向 電流流入的一極 電流流出的一極
電子流向 電子流出的一極 電子流入的一極
離子的移動方向 陰離子移向的一極 陽離子移向的一極
反應現象 電極(活潑金屬)溶解 電極增重或有氣體放出
2.有關原電池的常見誤區
誤區一　誤認為原電池的負極材料一定參加反應
有些原電池的負極材料不參加反應，如燃料電池。在燃料電池中，電極材料均不發生反應，故兩極均可用惰性材料。
誤區二　誤認為在原電池中相對活潑的金屬一定做負極，相對不活潑的金屬一定做正極
在判斷原電池正、負極時，既要考慮金屬活動性的相對強弱，也要考慮電解質溶液的性質。如Mg－Al－HCl溶液構成的原電池中，Mg為負極；但Mg－Al－NaOH溶液構成的原電池中，Al為負極，Mg為正極；Cu－Al(Fe)－濃硝酸構成的原電池中，Cu為負極。
誤區三　誤認為電子由原電池負極流出，流到原電池正極，再通過電解質溶液到達原電池負極
電子不能通過電解質溶液，電解質溶液中靠陰、陽離子的定向移動形成閉合回路。
誤區四　誤認為氧化還原反應都可以設計成原電池
只有自發進行的氧化還原反應才能設計成原電池，非自發的氧化還原反應不能設計成原電池。
誤區五　原電池工作時，負極材料質量一定減輕
大多數原電池反應負極材料質量減輕，但也有可能質量不變或質量增加。
　鉛蓄電池常用作汽車電瓶，其構造如圖所示，工作時該電池總的方程式為：
Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O
按要求回答下列問題：
(1)負極材料是________，正極材料是________，電解質溶液是________。
(2)工作時，電解質溶液中的H＋移向________極。
(3)工作時，電解質溶液中硫酸的濃度________(填“增大”“減小”或“不變”)。
(4)當鉛蓄電池向外電路提供2 mol e－時，理論上負極板的質量增加________ g。
1.銀鋅電池是一種常見化學電源，其反應原理：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。其工作示意圖如圖所示。下列說法不正確的是(　　)
A.Zn電極是負極
B.Ag2O電極發生還原反應
C.Zn電極的電極反應式：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2
D.放電前后電解質溶液的pH保持不變
2.“直接煤燃料電池”能夠將煤中的化學能高效、清潔地轉化為電能，如圖用固體氧化物作“直接煤燃料電池”的電解質。有關說法正確的是(　　)
A.電極b為電池的負極
B.電池總反應式：C＋CO2===2CO
C.電子由電極a沿導線流向電極b
D.煤燃料電池比煤直接燃燒發電能量利用率低
二　化學平衡狀態的判斷方法
可逆反應達到化學平衡狀態時有兩個主要的特征：
一是正反應速率和逆反應速率相等；
二是反應混合物中各組成成分的百分含量保持不變。這兩個特征就是判斷可逆反應是否達到化學平衡狀態的核心依據。
判斷可逆反應是否達到平衡狀態的具體方法見下表。
化學反應模型 mA(g)＋nB(g)??pC(g)＋qD(g)
混合物體系中各成分的含量 各物質的物質的量或各物質的物質的量分數一定 平衡
各物質的質量或各物質的質量分數一定 平衡
各氣體的體積或各氣體的體積分數一定 平衡
總體積、總壓強、總物質的量一定 不一定平衡
正、逆反應速率的關系 在單位時間內消耗了m mol A，同時也生成了m mol A 平衡
在單位時間內消耗了n mol B，同時也消耗了p mol C 平衡
v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q 不一定平衡
在單位時間內生成了n mol B，同時消耗了q mol D 不一定平衡
壓強 m＋n≠p＋q時，總壓強一定(其他條件不變) 平衡
m＋n＝p＋q時，總壓強一定(其他條件不變) 不一定平衡
混合氣體的平均相對分子質量(r) m＋n≠p＋q時，Mr一定 平衡
m＋n＝p＋q時，Mr一定 不一定平衡
溫度 絕熱體系溫度一定(其他條件不變) 平衡
氣體的密度(ρ) 密度一定 不一定平衡
顏色 反應體系內有色物質的顏色穩定不變 平衡
　H2(g)＋I2(g)??2HI(g)已經達到平衡狀態的標志是________(填序號)。
①c(H2)＝c(I2)＝c(HI)
②c(H2)∶c(I2)∶c(HI)＝1∶1∶2
③c(H2)、c(I2)、c(HI)不再隨時間而改變
④單位時間內生成n mol H2的同時生成2n mol HI
⑤單位時間內生成n mol H2的同時生成n mol I2
⑥反應速率v(H2)＝v(I2)＝v(HI)
⑦一個H—H鍵斷裂的同時有兩個H—I鍵斷裂
⑧溫度和體積一定時，容器內壓強不再變化
⑨溫度和體積一定時，混合氣體的顏色不再變化
⑩溫度和壓強一定時，混合氣體的密度不再變化
一定條件，混合氣體的平均相對分子質量不再變化
3.一定條件下在密閉容器中進行的可逆反應N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，能說明反應已達到平衡狀態的是(　　)
A.各物質體積分數相等
B.c(NH3)保持不變
C.各物質濃度相等
D.c(NH3)∶c(N2)∶c(H2)＝2∶1∶3
4.一定溫度下，可逆反應：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)在容積恒定的密閉容器中反應，達到平衡狀態的標志是________(填序號)。
①單位時間內生成n mol O2，同時生成2n mol NO2
②單位時間內生成n mol O2，同時生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2的物質的量濃度變化表示的反應速率之比為2∶2∶1
④混合氣體的密度不再改變
⑤混合氣體的顏色不再改變
⑥混合氣體的平均相對分子質量不再改變
⑦NO2的物質的量分數不再改變
⑧混合氣體總物質的量不再變化
三　化學反應速率與限度的圖像分析
1.三步法解決有關化學反應速率與限度圖像問題
第一步：看 一看——看圖像：①看面，弄清橫、縱軸的含義；②看線，弄清線的走向；③看點，弄清曲線上點的含義；④看量的變化，弄清是濃度變化還是物質的量變化
第二步：想 二想——想規律：聯想外界條件對化學反應速率的影響規律
第三步：判 三判——判正誤：根據上述分析最終做出正確的判斷
2.簡單的速率圖像及應用
　合成氨工業對國民經濟和社會發展具有重要的意義。對于密閉容器中的反應：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)(正反應為放熱反應)，673 K、30 MPa下，n(NH3)和n(H2)隨時間t變化的關系如圖所示。
下列敘述中正確的是(　　)
A.c點處正反應速率和逆反應速率相等
B.a點的正反應速率比b點的大
C.d點(t1時刻)和e點(t2時刻)處n(N2)不同
D.在t2時刻，正反應速率大于逆反應速率
5.在一定溫度下，容器內某一反應中M、N的物質的量隨反應時間的變化曲線如圖，下列表述中正確的是(　　)
A.反應的化學方程式為2M??N
B.t2時，正、逆反應速率相等，反應達到平衡
C.t3時，正反應速率大于逆反應速率
D.t1時，N的濃度是M的濃度的2倍
6.如圖是可逆反應X2＋3Y2??2Z在反應過程中反應速率(v)與時間(t)的關系曲線，下列敘述正確的是(　　)
A.t1時，只發生正方向的反應
B.t2時，反應未達到最大限度
C.t2～t3時，反應不再發生
D.t2～t3時，各物質的濃度不再發生變化
7化學　必修 第二冊（魯科）
一　原電池正、負極的判斷及常見誤區
1.原電池中正、負極的判斷依據
判斷依據 負極 正極
電極材料 活動性較強的金屬 活動性較弱的金屬或能導電的非金屬
發生反應 失電子發生氧化反應 得電子發生還原反應
電流方向 電流流入的一極 電流流出的一極
電子流向 電子流出的一極 電子流入的一極
離子的移動方向 陰離子移向的一極 陽離子移向的一極
反應現象 電極(活潑金屬)溶解 電極增重或有氣體放出
2.有關原電池的常見誤區
誤區一　誤認為原電池的負極材料一定參加反應
有些原電池的負極材料不參加反應，如燃料電池。在燃料電池中，電極材料均不發生反應，故兩極均可用惰性材料。
誤區二　誤認為在原電池中相對活潑的金屬一定做負極，相對不活潑的金屬一定做正極
在判斷原電池正、負極時，既要考慮金屬活動性的相對強弱，也要考慮電解質溶液的性質。如Mg－Al－HCl溶液構成的原電池中，Mg為負極；但Mg－Al－NaOH溶液構成的原電池中，Al為負極，Mg為正極；Cu－Al(Fe)－濃硝酸構成的原電池中，Cu為負極。
誤區三　誤認為電子由原電池負極流出，流到原電池正極，再通過電解質溶液到達原電池負極
電子不能通過電解質溶液，電解質溶液中靠陰、陽離子的定向移動形成閉合回路。
誤區四　誤認為氧化還原反應都可以設計成原電池
只有自發進行的氧化還原反應才能設計成原電池，非自發的氧化還原反應不能設計成原電池。
誤區五　原電池工作時，負極材料質量一定減輕
大多數原電池反應負極材料質量減輕，但也有可能質量不變或質量增加。
　鉛蓄電池常用作汽車電瓶，其構造如圖所示，工作時該電池總的方程式為：
Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O
按要求回答下列問題：
(1)負極材料是________，正極材料是________，電解質溶液是________。
(2)工作時，電解質溶液中的H＋移向________極。
(3)工作時，電解質溶液中硫酸的濃度________(填“增大”“減小”或“不變”)。
(4)當鉛蓄電池向外電路提供2 mol e－時，理論上負極板的質量增加________ g。
[解析]　負極每個鉛原子失去2e－，就生成一個PbSO4，負極增加一個SO，SO的摩爾質量為96 g·mol－1。
[答案]　(1)Pb　PbO2　H2SO4溶液　(2)PbO2電(正)　(3)減小　(4)96
1.銀鋅電池是一種常見化學電源，其反應原理：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。其工作示意圖如圖所示。下列說法不正確的是(　　)
A.Zn電極是負極
B.Ag2O電極發生還原反應
C.Zn電極的電極反應式：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2
D.放電前后電解質溶液的pH保持不變
答案　D
解析　根據化學方程式可知消耗水，且KOH未參加反應，氫氧根離子濃度增大，放電后電解質溶液的pH升高，D錯誤。
2.“直接煤燃料電池”能夠將煤中的化學能高效、清潔地轉化為電能，如圖用固體氧化物作“直接煤燃料電池”的電解質。有關說法正確的是(　　)
A.電極b為電池的負極
B.電池總反應式：C＋CO2===2CO
C.電子由電極a沿導線流向電極b
D.煤燃料電池比煤直接燃燒發電能量利用率低
答案　C
解析　燃料電池中，加入燃料的電極是負極、通入氧化劑的電極是正極，所以a是負極、b是正極，故A錯誤；電解質為氧化物，則負極反應式為C－4e－＋2O2－===CO2↑，正極反應式為O2＋4e－===2O2－，電池總反應式為C＋O2===CO2，故B錯誤；在外電路，電子由負極a沿導線流向正極b，故C正確；煤燃料電池能將化學能直接轉化為電能，而煤燃燒發電時，化學能先轉化為熱能再轉化為電能，能量損耗較大，所以煤燃料電池比煤直接燃燒發電能量利用率高，故D錯誤。
二　化學平衡狀態的判斷方法
可逆反應達到化學平衡狀態時有兩個主要的特征：
一是正反應速率和逆反應速率相等；
二是反應混合物中各組成成分的百分含量保持不變。這兩個特征就是判斷可逆反應是否達到化學平衡狀態的核心依據。
判斷可逆反應是否達到平衡狀態的具體方法見下表。
化學反應模型 mA(g)＋nB(g)??pC(g)＋qD(g)
混合物體系中各成分的含量 各物質的物質的量或各物質的物質的量分數一定 平衡
各物質的質量或各物質的質量分數一定 平衡
各氣體的體積或各氣體的體積分數一定 平衡
總體積、總壓強、總物質的量一定 不一定平衡
正、逆反應速率的關系 在單位時間內消耗了m mol A，同時也生成了m mol A 平衡
在單位時間內消耗了n mol B，同時也消耗了p mol C 平衡
v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q 不一定平衡
在單位時間內生成了n mol B，同時消耗了q mol D 不一定平衡
壓強 m＋n≠p＋q時，總壓強一定(其他條件不變) 平衡
m＋n＝p＋q時，總壓強一定(其他條件不變) 不一定平衡
混合氣體的平均相對分子質量(r) m＋n≠p＋q時，Mr一定 平衡
m＋n＝p＋q時，Mr一定 不一定平衡
溫度 絕熱體系溫度一定(其他條件不變) 平衡
氣體的密度(ρ) 密度一定 不一定平衡
顏色 反應體系內有色物質的顏色穩定不變 平衡
　H2(g)＋I2(g)??2HI(g)已經達到平衡狀態的標志是________(填序號)。
①c(H2)＝c(I2)＝c(HI)
②c(H2)∶c(I2)∶c(HI)＝1∶1∶2
③c(H2)、c(I2)、c(HI)不再隨時間而改變
④單位時間內生成n mol H2的同時生成2n mol HI
⑤單位時間內生成n mol H2的同時生成n mol I2
⑥反應速率v(H2)＝v(I2)＝v(HI)
⑦一個H—H鍵斷裂的同時有兩個H—I鍵斷裂
⑧溫度和體積一定時，容器內壓強不再變化
⑨溫度和體積一定時，混合氣體的顏色不再變化
⑩溫度和壓強一定時，混合氣體的密度不再變化
一定條件，混合氣體的平均相對分子質量不再變化
[解析]　
①c(H2)＝c(I2)＝c(HI)不能體現正、逆反應速率相等，也不能體現各物質濃度保持不變，不是反應達到平衡狀態的標志。②c(H2)∶c(I2)∶c(HI)＝1∶1∶2不能體現正反應速率與逆反應速率相等，也不能體現各物質濃度保持不變，不是反應達到平衡狀態的標志。⑤只能體現逆反應速率，不是反應達到平衡狀態的標志。⑥v(H2)＝v(I2)＝v(HI)，首先速率之比不等于化學計量數之比，其次不能體現正、逆反應速率相等，不是反應達到平衡狀態的標志。⑧該反應前后分子數相等，溫度與體積一定時，壓強一直不變，故壓強不變不是反應達到平衡狀態的標志。⑩該反應前后分子數相等，溫度和壓強一定時，混合氣體的密度一直不變，不是反應達到平衡狀態的標志。 一定條件，平均相對分子質量一直不變，不是反應達到平衡狀態的標志。
[答案]　③④⑦⑨
3.一定條件下在密閉容器中進行的可逆反應N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，能說明反應已達到平衡狀態的是(　　)
A.各物質體積分數相等
B.c(NH3)保持不變
C.各物質濃度相等
D.c(NH3)∶c(N2)∶c(H2)＝2∶1∶3
答案　B
解析　平衡時各物質的體積分數、濃度比取決于反應開始時物質的投料比以及反應的程度，不能用來作為判斷是否達到平衡狀態的依據；達到化學平衡狀態時，正、逆反應速率相等，各物質的濃度不再發生改變。
4.一定溫度下，可逆反應：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)在容積恒定的密閉容器中反應，達到平衡狀態的標志是________(填序號)。
①單位時間內生成n mol O2，同時生成2n mol NO2
②單位時間內生成n mol O2，同時生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2的物質的量濃度變化表示的反應速率之比為2∶2∶1
④混合氣體的密度不再改變
⑤混合氣體的顏色不再改變
⑥混合氣體的平均相對分子質量不再改變
⑦NO2的物質的量分數不再改變
⑧混合氣體總物質的量不再變化
答案　①⑤⑥⑦⑧
三　化學反應速率與限度的圖像分析
1.三步法解決有關化學反應速率與限度圖像問題
第一步：看 一看——看圖像：①看面，弄清橫、縱軸的含義；②看線，弄清線的走向；③看點，弄清曲線上點的含義；④看量的變化，弄清是濃度變化還是物質的量變化
第二步：想 二想——想規律：聯想外界條件對化學反應速率的影響規律
第三步：判 三判——判正誤：根據上述分析最終做出正確的判斷
2.簡單的速率圖像及應用
　合成氨工業對國民經濟和社會發展具有重要的意義。對于密閉容器中的反應：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)(正反應為放熱反應)，673 K、30 MPa下，n(NH3)和n(H2)隨時間t變化的關系如圖所示。
下列敘述中正確的是(　　)
A.c點處正反應速率和逆反應速率相等
B.a點的正反應速率比b點的大
C.d點(t1時刻)和e點(t2時刻)處n(N2)不同
D.在t2時刻，正反應速率大于逆反應速率
[解析]　c處之后NH3與H2的物質的量均有變化，未達到平衡狀態，故正、逆反應速率不相等，A錯誤；相同條件下，反應物濃度越大，反應速率越大，故a點正反應速率比b點的大，B正確；d點(t1時刻)與e點(t2時刻)均處于平衡狀態，n(N2)相同，C錯誤；t2時刻反應處于平衡狀態，正、逆反應速率相等，D錯誤。
[答案]　B
5.在一定溫度下，容器內某一反應中M、N的物質的量隨反應時間的變化曲線如圖，下列表述中正確的是(　　)
A.反應的化學方程式為2M??N
B.t2時，正、逆反應速率相等，反應達到平衡
C.t3時，正反應速率大于逆反應速率
D.t1時，N的濃度是M的濃度的2倍
答案　D
解析　由圖像可知，反應中M的物質的量逐漸增多，N的物質的量逐漸減少，則在反應中N為反應物，M為生成物，故A錯誤；t2時，反應沒有達到平衡，此時反應繼續向正反應方向進行，正反應速率大于逆反應速率，故B錯誤；t3時，反應達到平衡，正、逆反應速率相等，故C錯誤；t1時，N的物質的量為6 mol，M的物質的量為3 mol，二者處于同一容器，濃度之比等于物質的量之比，N的濃度是M的濃度的2倍，故D正確。
6.如圖是可逆反應X2＋3Y2??2Z在反應過程中反應速率(v)與時間(t)的關系曲線，下列敘述正確的是(　　)
A.t1時，只發生正方向的反應
B.t2時，反應未達到最大限度
C.t2～t3時，反應不再發生
D.t2～t3時，各物質的濃度不再發生變化
答案　D
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