1、第一节化学能与热能目标导航1.知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。2.了解化学反应中热量变化的实质，理解化学反应吸热或放热的原因。3.了解化学能与热能的相互转化，理解中和热的概念。4.了解人类能源利用的历史和前景，提高节能意识。一、化学键与化学反应中能量变化的关系1化学反应中能量变化的原因微观角度(1)化学反应的实质原子的重新组合，即反应物中旧化学键的断裂和生成物中新化学键的形成过程。(2)化学反应中能量变化的原因原因实例断裂1 mol HH键(HH2H)吸收436 kJ能量，形成1 mol HH键(2HHH)放出436 kJ能量；断裂4 mol CH键(CH4C4H)吸收1
2、 660 kJ能量，形成1 mol CH键(CHCH)放出415 kJ能量。结论化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂和形成。2化学反应中能量变化的决定因素宏观角度结论：化学反应中的能量变化决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。点拨物质具有的能量越低，断开其中的化学键需要的能量越多，该物质越稳定；物质具有的能量越高，断开其中的化学键需要的能量越少，该物质越不稳定。【议一议】1判断正误(1)化学键断裂需要吸收能量，化学键形成会放出能量。()(2)化学反应必然伴随能量变化。()(3)相同条件下由原子形成1 mol HCl 键所放出的能量与断开1 mol HCl 键吸收的能量相等。()
3、(4)放出能量越多的反应通常生成物越不稳定。()答案(1)(2)(3)(4)二、化学能与热能的相互转化1两个基本自然规律“质量守恒”和“能量守恒”(1)质量守恒定律：自然界中的物质发生转化时总质量保持不变。(2)能量守恒定律：不同形式的能量发生转换时总能量保持不变。2吸热反应和放热反应(1)定义。吸热反应：吸收热量的化学反应；放热反应：放出热量的化学反应。(2)实验探究。铝和稀盐酸的反应。实验现象有气泡产生；用温度计测量，水银柱上升离子反应2Al6H=2Al33H2实验结论活泼金属与酸反应是放热反应Ba(OH)28H2O和氯化铵反应。实验现象闻到刺激性气味，烧杯壁发凉；玻璃片和烧杯黏结在一起，
4、混合物呈糊状化学反应Ba(OH)28H2O2NH4Cl=BaCl22NH310H2O实验结论该反应是吸热反应盐酸与氢氧化钠反应。实验现象混合后溶液温度比原两种溶液的温度高离子反应HOH=H2O实验结论酸碱中和反应是放热反应3.中和热：酸和碱发生中和反应生成1_mol水时所释放的热量。点拨常见的吸热反应有：大多数的分解反应，C和CO2、C和H2O的反应，Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应等。常见的放热反应有：大多数的化合反应，酸碱中和反应，金属与酸或水的反应，燃烧反应，爆炸反应等。【议一议】2(1)做实验时，不管是吸热反应还是放热反应都可能用到酒精灯，怎样根据加热的方法判断该反应是吸热反应
5、还是放热反应？放热反应加热的目的是什么？(2)放热反应一定容易发生，吸热反应一定难发生吗？答案(1)持续用酒精灯加热，撤掉酒精灯反应就停止的反应是吸热反应；开始用酒精灯加热，反应开始后，撤去酒精灯仍能继续反应的反应是放热反应。放热反应加热的目的一般是引发反应进行或加快反应速率。(2)不一定。反应放热和吸热与反应的条件无关，有些放热反应必须加热才能发生，如木炭的燃烧；而有些吸热反应在常温下就能发生，如Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应。一、化学反应中的能量变化【例1】化学反应A2B2=2AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是()A该反应是吸热反应B断裂1 mol AA键和1 mol B
6、B键放出x kJ的能量C断裂2 mol AB键需要吸收y kJ的能量D2 mol AB的总能量高于1 mol A2和1 mol B2的总能量答案C解析从题图可以看出，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应是放热反应，A、D项错误；断键时需要吸收能量，B项错误，C项正确。规律总结如果反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量，反应物转化为生成物时化学反应放出能量，反之，化学反应吸收能量。如图所示：变式训练1根据下面的信息，判断下列叙述正确的是()A氢气跟氧气反应生成水的同时释放能量B氢气跟氧气反应生成水的同时吸收能量C1 mol H2跟 mol O2反应生成1 mol H2O一定释放能量24
7、5 kJD2 mol H2(g)跟1 mol O2(g)反应生成2 mol H2O(g)吸收能量490 kJ答案A解析由题中信息可知，1 mol H2(g)的共价键断裂吸收能量436 kJ， mol O2(g)的共价键断裂吸收能量249 kJ，两项共吸收能量685 kJ；1 mol H2(g)与mol O2(g)形成1 mol H2O(g)共释放能量930 kJ。在1 mol H2(g)跟 mol O2(g)反应生成1 mol H2O(g)的过程中，放出的能量比吸收的能量多245 kJ，C项中缺少物质的状态，所以释放的能量不一定是245 kJ。二、放热反应和吸热反应理解【例2】下列说法正确的是
8、()A需要加热方能发生的反应一定是吸热反应B放热的反应在常温下一定很容易发生C反应是放热还是吸热必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小D吸热反应在一定的条件下也能发生答案CD解析化学反应的能量变化主要表现为放热和吸热。反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。放热反应和吸热反应在一定条件下都能发生。反应开始时需要加热的反应可能是吸热反应，也可能是放热反应。比如，木炭的燃烧需加热引燃，一旦反应开始便会放热。规律总结1易错点提示(1)“三个不一定”。需加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如碳和氧气的反应；放热反应常温下不一定容易发生，如铝热反应；吸热反应也不一定需要
9、加热，如Ba(OH)28H2O晶体和NH4Cl晶体的反应。(2)吸热反应和放热反应都是化学变化，如NaOH固体溶于水是放热过程，但不是放热反应；如升华、蒸发等过程是吸热过程，但不是吸热反应。2常见的放热反应和吸热反应变式训练2下列变化中属于吸热反应的是_。液态水汽化将胆矾加热变为白色粉末苛性钠固体溶于水氯酸钾分解制氧气生石灰跟水反应生成熟石灰干冰升华答案解析水汽化是物理变化，不属于吸热反应。CuSO45H2O受热分解生成CuSO4和H2O，属于吸热反应。是放热反应，均为物理变化。1下列各图中，表示该化学反应是吸热反应的是()答案A解析吸热反应中反应物的总能量小于生成物的总能量，A项正确。2已知
10、断裂1 mol共价键所需要吸收的能量分别为HH：436 kJ，II：151 kJ，HI：299 kJ，下列对H2(g)I2(g)2HI(g)的反应类型判断错误的是()A放出能量的反应 B吸收能量的反应C氧化还原反应 D可逆反应答案B解析依题意，断裂1 mol HH键和1 mol II键吸收的能量为436 kJ151 kJ587 kJ，生成2 mol HI键放出的能量为299 kJ2598 kJ，因为598 kJ587 kJ，所以，该反应的正反应是放出能量的反应，即该反应是放出能量的反应；根据反应式可知该反应是可逆反应，也是氧化还原反应。3下列说法正确的是()A对于吸热反应，反应物所具有的总能量
11、总是低于生成物所具有的总能量B任何放热反应在常温条件下一定能发生反应C形成生成物化学键释放的能量大于破坏反应物化学键所吸收的能量时，反应为吸热反应D等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出的热量多答案A解析放热反应在常温下不一定能发生，如煤的燃烧，B错误。形成生成物化学键释放的能量大于破坏反应物化学键所吸收的能量时，反应为放热反应，C错误；等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出的热量少，D错误。4(1)在1 mol氢分子中，含有_mol氢原子，含有_mol HH键。(2)已知在25 和101 kPa条件下，由2 mol H原子形成1 mol HH键时，放出436 kJ的能量。若要使1 m
12、ol氢分子变为2 mol氢原子时，需要断开1 mol HH键，其能量变化是_。(3)在CH4中，断开1 mol CH键要吸收415 kJ的能量。若要形成1 mol CH4中的CH键其能量变化是_。答案(1)21(2)吸收436 kJ的能量(3)放出4 mol415 kJmol11 660 kJ的能量5某同学做如下实验，以检验反应中的能量变化。(1)实验中发现反应后，(a)中温度升高，由此可以判断(a)中反应是_热反应；(b)中温度降低，由此可以判断(b)中反应是_热反应。(2)写出铝与盐酸反应的离子方程式_。(3)根据能量守恒定律，(b)中反应物的总能量应该_其生成物的总能量。答案(1)放吸(
13、2)2Al6H=2Al33H2(3)低于解析(1)反应后(a)中温度升高，(b)中温度降低，说明(a)中反应为放热反应，(b)中反应为吸热反应。(2)铝与盐酸反应的离子方程式为2Al6H=2Al33H2。(3)(b)中反应为吸热反应，根据能量守恒定律，(b)中反应物的总能量应该低于其生成物的总能量。经典基础题题组1化学变化的判断1下列对化学反应的认识错误的是()A会引起化学键的变化B会产生新的物质C必然引起物质状态的变化D必然伴随着能量的变化答案C解析化学反应的本质是化学键的断裂和形成，表现为有新物质生成，并伴随着能量的变化，而化学变化中的反应物和生成物的状态在反应前后可能相同，也可能不相同，
14、故正确答案为C。2从宏观来看化学变化的本质是有新物质生成。从微观角度来看，下列变化不能说明发生了化学变化的是()A变化时有电子的得失或共用电子对的形成B变化过程中有化学键的断裂和形成C变化时释放出能量D变化前后原子的种类和数目没有改变，分子种类增加了答案C解析某些物理变化也能释放能量，如浓H2SO4、NaOH等溶于水放出热量，白炽灯工作时发光发热等。题组2放热反应、吸热反应的判断3下列变化过程吸收能量的是()ANaNa BClClCHClHCl DH2HH答案D4.下列说法正确的是()A任何化学反应都伴随着能量的变化BH2O(g)H2O(l)该过程放出大量的热，所以该过 程是化学变化C化学反应
15、中能量的变化都表现为热量的变化D对于如图所示的过程，是吸收能量的过程答案A解析任何化学反应都有能量的变化，但有能量变化的过程不一定是化学变化，如物质的三态变化，虽然存在能量变化，但不存在旧化学键的断裂与新化学键的形成，故不是化学变化，所以A项正确，B项错误；化学反应中能量变化的形式有多种，除热能外，还有光能、电能等，C项错误；由图像知，该过程中反应物的总能量大于生成物的总能量，故该过程中放出了能量，D项错误。5下列反应一定属于放热反应的是()A氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应B能量变化如图所示的反应C化学键断裂吸收的能量比化学键形成放出的能量少的反应D不需要加热就能发生的反应答案C解析氢氧化钡晶
16、体和氯化铵晶体的反应属于吸热反应；生成物的总能量比反应物的总能量大的反应为吸热反应；化学键断裂吸收的能量比化学键形成放出的能量少的反应为放热反应；不需要加热就能发生的反应可能为吸热反应，也可能为放热反应。题组3化学键、能量变化、物质的稳定性6石墨和金刚石都是碳的单质，石墨在一定条件下可以转化为金刚石。已知12 g石墨完全转化为金刚石时，要吸收a kJ的能量。下列说法中正确的是()石墨不如金刚石稳定金刚石不如石墨稳定等质量的石墨和金刚石完全燃烧，金刚石放出的能量多等质量的石墨和金刚石完全燃烧，石墨放出的能量多A B C D答案B解析由石墨完全转化为金刚石时吸热，说明石墨的能量比金刚石低，石墨比金
17、刚石更稳定；同质量的石墨和金刚石完全燃烧时，消耗氧气的量相同，生成同样多的二氧化碳，由于金刚石的能量高，所以金刚石燃烧后放出的能量要多。7已知2 mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量484 kJ，且氧气中1 mol O=O键完全断裂时吸收能量496 kJ，水蒸气中1 mol HO键形成时放出能量463 kJ，则氢气中1 mol HH键断裂时吸收能量为()A920 kJ B557 kJ C436 kJ D188 kJ答案C解析设1 mol HH键断裂时吸收能量为x kJ。首先写出化学反应方程式2H2O22H2O，然后分析过程，2HHO=O2HOH，由过程可知2 mol氢气完全燃烧生成水蒸气时应
18、该拆开2 mol HH键、1 mol O=O键，吸收的能量为(2x496)kJ；生成2 mol H2O形成4 mol HO键，放出的能量为4463 kJ1 852 kJ，依据能量守恒定律放出能量484 kJ1 852 kJ(2x496)kJ，即可求出x436。8已知化学反应2C(s)O2(g)2CO(g)、2CO(g)O2(g)2CO2(g)都是放热反应。据此判断，下列说法不正确的是(其他条件相同)()A12 g C所具有的能量一定高于28 g CO所具有的能量B56 g CO和32 g O2所具有的总能量大于88 g CO2所具有的总能量C12 g C和32 g O2所具有的总能量大于44
19、g CO2所具有的总能量D将一定质量的C燃烧，生成CO2比生成CO时放出的热量多答案A解析放出热量的化学反应，反应物的总能量一定高于生成物的总能量。C和CO的燃烧反应都是放热反应，所以CO2CO2必然是放热反应，因此，B、C两项的说法正确。12 g C并不代表反应物的全部，O2也是反应物，所以A项不正确。由于CCO放热、COCO2放热，所以CCO2比CCO放出的热量要多，即D项说法正确。9在25 、101 kPa的条件下，断裂1 mol HH键吸收436 kJ能量，断裂1 mol ClCl键吸收243 kJ能量，形成1 mol HCl键放出431 kJ能量。H2Cl2=2HCl的化学反应可用下
20、图表示：请回答下列有关问题：(1)反应物断键吸收的总能量为_。(2)生成物成键放出的总能量为_。(3)判断H2Cl2=2HCl是_(填“吸收”或“放出”)能量。(4)反应物的总能量_(填“”，“”或“”)生成物的总能量。答案(1)679 kJ(2)862 kJ(3)放出(4)解析(1)反应物断键吸收的总能量应该是断裂1 mol HH键与1 mol ClCl键吸收的能量之和，即436 kJ243 kJ679 kJ。(2)生成物成键放出的总能量为2431 kJ862 kJ。(3)、(4)由于吸收的总能量小于放出的总能量，所以反应放热即反应物的总能量大于生成物的总能量。能力提升题10在人类生产、生活
21、对能量的需求日益增长的今天，研究化学反应及其能量变化，对合理利用常规能源和开发新能源具有十分重要的意义。能源是人类赖以生存和发展不可缺少的因素。请完成下列问题：(1)人类利用能源分为三个阶段，即_、_、_。(2)矿物能源是现代人类社会赖以生存的重要物质基础。目前，全球仍主要处于化石能源时期。下列不属于化石能源的是_。(填序号，下同)A石油 B煤 C天然气 D生物质能(3)下列对能源的看法合理的是()A化石能源属于不可再生能源，只会越用越少B生物能是一种可再生能源，有广泛的前景C太阳能、氢能、核能、地热能都属于新能源D我国人口众多、资源相对匮乏、环境承载能力较弱，因此要建设节约型社会答案(1)柴
22、草时期化石能源时期多能源结构时期(2)D(3)ABCD解析人类利用能源的三个阶段在教材中有介绍；生物质能不属于化石能源。112012年发射的“神舟九号”宇宙飞船有两个重大使命，一是航天员在太空首次进行手动交会对接，二是实现航天员在“天宫一号”内进行实验操作。“神舟”系列火箭用偏二甲肼(C2H8N2)作燃料，四氧化二氮作氧化剂，生成氮气和二氧化碳气体。(1)写出反应的化学方程式：_。(2)该反应是_(填“放热”或“吸热”)反应，反应物的总能量_(填“大于”、“小于”或“等于”)生成物的总能量，断开化学键_的总能量_(填“大于”、“小于”或“等于”)形成化学键_的总能量。答案(1)C2H8N22N
23、2O42CO23N24H2O(2)放热大于吸收小于放出12在一个小烧杯里加入约20 g已研磨成粉末的氢氧化钡晶体Ba(OH)28H2O，将小烧杯放在事先已滴有34滴水的玻璃片上，然后向烧杯内加入约10 g氯化铵晶体，并立即用玻璃棒迅速搅拌。试回答下列问题：(1)写出反应的化学方程式：_。(2)实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是_。(3)如果实验中没有看到“结冰”现象，可能的原因是(答出三个或三个以上原因)_。(4)如果没有看到“结冰”现象，我们还可以采取哪些方式来说明该反应吸热？_(答出两种方案)。(5)“结冰”现象说明该反应是一个_(填“放出”或“吸收”)能量的反应。即断开旧化学键_(填“
24、吸收”或“放出”)的能量_(填“”或“放出(6)有的吸热反应不需要加热也可发生解析本题考查了化学反应中的能量变化以及吸热反应、放热反应与反应条件的关系。以Ba(OH)28H2O与NH4Cl固体的反应为背景考查了分析问题、解决问题的能力和实验设计能力。反应放出或吸收的热量可以通过触觉感知，也可以通过温度计测量。第二节化学能与电能第1课时化学能转化为电能目标导航1.熟悉能源的分类和化学能与电能的转化关系。2.知道原电池是利用氧化还原反应将化学能转化为电能的装置，通过实验会说明原电池的原理，以及判断原电池的正、负极。3.会正确书写电极反应式，熟知原电池的应用。一、一次能源和二次能源1能源按其来源可分
25、为一次能源和二次能源。能源类别定义实例一次能源直接从自然界中取得的能源太阳能、风能、地热能、潮汐能、煤、石油、天然气等二次能源由一次能源经过加工、转换得到的能源电能(水电、火电、核电)、蒸汽能、机械能等2.二次能源火力发电(1)火力发电原理：首先通过化石燃料燃烧，使化学能转变为热能，加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，然后带动发电机发电。(2)能量转换过程：化学能热能机械能电能。其中能量转换的关键环节是燃烧。(3)火力发电弊端：煤属于不可再生资源，用一点少一点，用煤发电会造成资源的浪费。能量经过多次转化，利用率低，能量损失大。煤燃烧会产生有害物质(如SO2、CO、NO2、粉尘等)，污染环境。【
26、议一议】1判断正误(1)根据一次能源和二次能源的划分，氢气为二次能源。()(2)电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源。()(3)火力发电是化学能间接转化为电能的过程。()(4)水力发电是将化学能转化为电能的过程。()答案(1)(2)(3)(4)二、化学能直接转化为电能1按要求完成下列实验，并填表实验步骤现象解释或说明锌片逐渐溶解，表面有气泡；铜片表面无气泡锌与稀硫酸发生置换反应产生H2，而铜则不能锌片逐渐溶解，铜片表面有气泡，电流计指针发生偏转锌与稀硫酸反应，但氢气在铜片上产生，导线中有电流两锌片逐渐溶解且表面都有气泡，电流计指针不偏转锌与稀硫酸反应，但导线中无电流无
27、现象乙醇是非电解质，与Zn、Cu都不反应2.原电池(1)概念：是将化学能转化为电能的装置；原电池的反应本质是氧化还原反应。(2)构成条件原电池反应必须是自发的氧化还原反应，具有活动性不同的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属)，两电极均插入电解质溶液中，电解质溶液、电极、导线形成闭合回路。(3)原电池的工作原理原电池总反应式：Zn2H=Zn2H2。(4)能量转化过程：原电池在工作时，负极失电子，电子通过导线流向正极，被氧化性物质得到，闭合回路中形成电流，化学能转变为电能。【议一议】2判断正误：(1)HClNaOH=NaClH2O是放热反应，可以设计成原电池。()(2)将铜片和锌片用导线连
28、接插入酒精中，电流表指针发生偏转。()(3)在铜锌稀硫酸原电池中，电子由锌通过导线流向铜，再由铜通过电解质溶液到达锌。()(4)原电池中阳离子向正极移动。()(5)原电池中的负极反应一定是电极材料失电子。()答案(1)(2)(3)(4)(5)3原电池中作负极的一定是活泼金属，作正极的一定是不活泼金属吗？答案不一定。在原电池中的两极可以都是活泼金属(如ZnFe稀硫酸，Zn作负极)，也可以都是不活泼金属(如CuAgAgNO3，Cu作负极)也可以是一种金属和一种能导电的非金属(如CuCAgNO3，Cu作负极)。三、原电池原理的应用1加快氧化还原反应的速率因为形成原电池后，氧化反应和还原反应分别在两极
29、进行，使溶液中的粒子运动时相互间的干扰减小，使反应速率增大。2比较金属活动性的强弱例如：有两种金属a、b，用导线相连后插入稀硫酸中，能溶解的金属活动性较强，表面出现较多气泡的金属活动性较弱。3用于金属的防护原理：使被保护的金属制品作原电池的正极而得到保护。实例：要保护一个铁质的输水管道，可用导线将其与锌块相连，使锌作原电池的负极，铁质管道作原电池的正极。4设计原电池根据原电池的构成条件，可把自发的氧化还原反应设计为原电池。点拨原电池正负极判断的注意点：原电池中发生氧化反应的一极为负极，发生还原反应的一极为正极。判断电极时，不能简单地依据金属的活泼性来判断，要看反应的具体情况，如：a.Al在强碱
30、性溶液中比Mg更易失电子，Al作负极，Mg作正极；b.Fe、Al在浓HNO3中钝化后，比Cu等金属更难失电子，Cu等金属作负极，Fe、Al作正极。【议一议】4(1)在大海中航行的轮船，钢制船壳上常镶嵌一定量的锌块，目的是什么？(2)如何利用Fe2FeCl3=3FeCl2设计原电池？答案(1)钢的成分是铁碳合金，轮船在大海中航行，钢铁与海水接触，形成铁碳原电池，能加速铁的腐蚀。由于锌比铁活泼，在船壳上镶嵌锌块后，形成铁锌原电池，锌作负极被腐蚀，从而保护了轮船不被腐蚀。(2)该氧化还原反应可拆分为如下两个半反应：氧化反应(负极反应)：Fe2e=Fe2。还原反应(正极反应)：2Fe32e=2Fe2。
31、故Fe作负极，活泼性比Fe差的材料作正极，如Cu、C等，FeCl3溶液作电解质溶液，如图。 一、原电池的工作原理【例1】如图所示，电流计指针发生偏转，同时A极质量减少，B极上有气泡产生，C为电解质溶液，下列说法错误的是()AB极为原电池的正极BA、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸CC中阳离子向A极移动DA极发生氧化反应答案C解析原电池中，负极金属失去电子，溶解，质量减小，故A极是负极，B极是正极，根据构成情况可判断A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸，A、B两项正确；离子移动方向：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，C项错误；负极发生氧化反应，正极发生还原反应，D项正确。知识归纳1原电池的
32、工作原理(1)反应类型：负极发生氧化反应，正极发生还原反应。(2)电子的移动方向：负极流出，经导线流向正极。(3)离子的移动方向：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。2原电池正负极的判断变式训练1关于原电池的叙述中正确的是()A构成原电池的两个电极必须是两种不同的金属B原电池是将化学能转变为电能的装置C原电池工作时总是负极溶解，正极上有物质生成D原电池的正极是还原剂发生反应，总是溶液中的阳离子在此被还原答案B解析构成原电池电极的也可以是非金属导体，A项错；燃料电池中负极不溶解，C项错；D选项应是氧化剂在原电池的正极上发生还原反应。二、原电池原理的应用【例2】有a、b、c、d四个金属电极，有关的
33、实验装置及部分实验现象如下：实验装置部分实验现象a极质量减小，b极质量增大b极有气体产生，c极无变化d极溶解，c极有气体产生电流从a极流向d极由此可判断这四种金属的活动性顺序是()Aabcd BbcdaCdabc Dabdc答案C解析装置一是原电池，a极质量减小，说明a极金属易失去电子形成离子，故a极金属比b极金属活泼；装置二没有形成原电池，可知b比c活泼，且c位于金属活动性顺序表中氢的后面；装置三和四均形成原电池，易知d比c活泼，d比a活泼。因此四种金属的活动性顺序为dabc，选C。归纳总结原电池原理的应用(1)比较金属活动性作负极的金属活动性强，作正极的金属活动性弱。(2)改变化学反应速率
34、如：在Zn和稀硫酸反应时，滴加少量CuSO4溶液，则Zn置换出的铜和锌能构成原电池的正负极，从而加快Zn与稀硫酸反应的速率。(3)设计原电池如：把Fe2Fe3=3Fe2设计成原电池，可用Fe作负极，铜(或石墨)作正极，FeCl3溶液作电解质溶液。(4)保护金属设备如：船体是钢铁材料，在海水中易被腐蚀，在船体外壳焊接上比铁活泼的金属(如Zn)，则构成以Zn、Fe为电极的原电池，Zn被消耗掉而Fe得到保护。变式训练2100 mL 2 molL1的盐酸与过量的锌反应，为加快速率，又不影响产生氢气的总量，可采用的方法是()A加入适量的6 molL1的盐酸B加入数滴氯化铜溶液C加入适量的蒸馏水D加入适量
35、的氯化钠溶液答案B解析A项能加快反应速率，但增加了氢气的总量；C、D两项不影响H2的量，但稀释了盐酸，降低了反应速率；B项发生反应Cu2Zn=Zn2Cu，形成CuZn原电池，加快了反应速率。1下列装置能形成原电池的是()A BC D答案A解析装置不能形成闭合回路；装置不具有两个活动性不同的电极，只能发生氧化还原反应；装置中酒精不是电解质溶液。2将纯锌片和纯铜片按下图所示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是()A两个装置都构成了原电池B甲装置构成了原电池，乙装置没有构成原电池C两烧杯中的锌片上都有大量气泡产生D产生气泡的速率甲比乙慢答案B解析甲中构成了铜锌原电池，锌作负极，失电子；
36、铜作正极，H在铜极上得电子，生成H2；总反应式为ZnH2SO4=ZnSO4H2，乙装置没有构成原电池，因为没有形成闭合电路。构成原电池后生成H2的速率加快。3X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X和Y组成原电池时，Y为电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为()AXYZ BXZYCYXZ DYZX答案C解析根据原电池原理，负极的金属比正极活泼，可知YX，根据金属活动性顺序和置换反应原理，可知XZ，故有YXZ。4已知金属锈蚀的原理是在潮湿空气中金属表面形成水膜，金属与杂质和水膜中溶解的电解质组成原电池，从而使金属锈蚀加快，下列制品的镀层损坏后，金属腐蚀速率最快的是
37、()A镀铝塑扣 B食品罐头盒(镀锡铁盒)C白铁水桶(镀锌) D镀银铜质奖章答案B解析在构成原电池反应中，被腐蚀的是较活泼的作负极的金属，根据金属活动顺序表，Zn、Al比Fe较活泼，Fe比Sn(锡)、Cu比Ag较活泼，而Fe比Cu活泼，故镀锡铁盒镀层破坏后腐蚀最快。5现有如下两个反应：(A)NaOHHCl=NaClH2O(B)Cu2Ag=2AgCu2(1)根据两反应本质，判断能否设计成原电池_。(2)如果不能，说明其原因_。(3)如果可以，则写出正、负极材料、其电极反应式、反应类型(“氧化反应”或“还原反应”)：负极：_，_，_。正极：_，_，_。答案(1)(A)不能，(B)可以(2)(A)为非
38、氧化还原反应，没有电子转移(3)CuCu2e=Cu2氧化反应碳棒、Ag、铂、金(任选一)2Ag2e=2Ag还原反应解析(1)只有自发的氧化还原反应才能设计成原电池，(B)是氧化还原反应且能自发进行；(3)根据电池反应式Cu2Ag=2AgCu2可知，Cu失电子作负极，负极材料是Cu，正极材料应是比铜不活泼的金属或导电的非金属；Ag得电子，所以此电解质溶液只能为AgNO3溶液。经典基础题题组1能源判断1下列有关能源的说法错误的是()A风能是人类通过风车等工具获取的能源，但属于一次能源B在即将到来的新能源时代，核能、太阳能、氢能将成为主要能源C月球土壤中含有丰富的质量数为3的氦，它可作为未来核能的重
39、要原料D原电池把化学能直接转化为电能，所以由原电池提供的电能是一次能源答案D解析风能是直接从自然界中取得的能源，属于一次能源，原电池提供的电能是由化学能转化而得到的，不是直接获得的，属于二次能源，A正确，D错误；随着时代的发展，化石能源逐渐枯竭，所以新能源时代污染小的核能、太阳能、氢能将成为主要能源，B、C正确。题组2原电池及正负极的判断2下列装置可以构成原电池的是()答案C3下列叙述中正确的是()A原电池的负极发生得电子的还原反应B原电池中较活泼的金属作正极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答案D解析原电池的两极可以是两种活泼性不同的金属，也可以是由
40、金属与非金属(例如石墨)构成，原电池的负极失去电子发生氧化反应，故A、B、C选项错；只有D选项正确。4.在如右图所示的装置中，a的金属活泼性比氢要强，b为碳棒，关于此装置的各种叙述不正确的是()A碳棒上有气体放出，溶液pH变大Ba是正极，b是负极C导线中有电子流动，电子从a极到b极Da极上发生了氧化反应答案B解析本题考查原电池基本知识，难度不大，但概念容易混淆。没有扎实的基础知识容易搞错，显然，电极a、b与电解质溶液稀H2SO4组成原电池。因活泼性ab(碳棒)，所以a为电池的负极，b为正极。电极反应式：a(负)极：ane=an(氧化反应)b(正)极：nHne=H2(还原反应)由于正极放电消耗H
41、，溶液中c(H)减小，pH增大，在外电路中，电子由a极流出经电流计A流向b极。5下列关于原电池的叙述中正确的是()A正极和负极必须是两种不同的金属B电子流入的一极为正极C原电池工作时，正极和负极上发生的都是氧化还原反应D锌、铜和盐酸构成的原电池工作时，锌片上有6.5 g锌溶解，正极上就有0.1 g氢气生成答案B解析原电池中电子从负极流出，从正极流入。它的正、负极可以是两种活泼性不同的金属，也可以是金属与非金属；原电池工作时负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应；当锌片上有6.5 g锌溶解时，正极上析出0.2 g氢气。题组3原电池工作原理及应用6.如右图所示装置，电流表指针发生偏转，同时A极逐渐
42、变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的()AA是Zn，B是Cu，C为稀硫酸BA是Cu，B是Zn，C为稀硫酸CA是Fe，B是Ag，C为稀AgNO3溶液DA是Ag，B是Fe，C为稀AgNO3溶液答案D解析A极逐渐变粗，说明A极为原电池的正极，溶液中的金属阳离子得到电子后在A极上析出；B极逐渐变细，说明B极为原电池的负极，失去电子后变成离子进入溶液中。A和B两项中的反应为ZnH2SO4=ZnSO4H2，则A选项中A极变细，B选项中A极不变。C和D两项中的反应为Fe2AgNO3=2AgFe(NO3)2，其中C选项中A极变细，D选项A极变粗。7一个原电池的总反应的离子方程式是Z
43、nCu2=Zn2Cu，该原电池的合理组成是()正极负极电解质溶液AZnCuCuCl2BCuZnH2SO4CCuZnCuSO4DZnFeCuCl2答案C解析由总反应式知，Zn被氧化作原电池的负极，符合条件的有B、C两项，电解质溶液中Cu22e=Cu，B选项中是2H2e=H2，故应选C。8各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为()A BC D答案C解析实质均为原电池装置。中Fe为正极，被保护；中Fe为负极，均被腐蚀。但相对来说，Fe和Cu的金属活动性差别较Fe和Sn的差别大，故FeCu原电池中的Fe被腐蚀得更快；中不能构成原电池，仅发生化学腐蚀反应。9根据下列事实：AB2=A2B；D2H
44、2O=D(OH)2H2；以B、E为电极与E的盐溶液组成原电池，电极反应为E22e=E，B2e=B2，由此可知A2、B2、D2、E2的氧化性强弱关系是_。答案E2B2A2D2解析由金属活泼性的判断条件，中AB；D是很活泼的金属；中BE；所以金属性为DABE，对应阳离子的氧化性恰好相反。10利用反应2CuO22H2SO4=2CuSO42H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池。(1)负极材料是_(写名称)，电极反应为_。(2)正极电极反应式为_。(3)溶液中SO向_极移动。答案(1)铜Cu2e=Cu2(2)O24e4H=2H2O(3)负解析该氧化还原反应中还原剂为Cu，故负极是铜，电极反应为
45、Cu2e=Cu2，氧化剂是O2，故正极反应为O24e4H=2H2O，溶液中阴离子SO向负极移动。能力提升题11.如图所示的装置，在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡。小心地往烧杯中央滴入CuSO4溶液。(1)片刻后可观察到的现象是(指悬吊的金属圈)_。A铁圈和银圈左右摇摆不定B保持平衡状态不变C铁圈向下倾斜D银圈向下倾斜(2)产生上述现象的原因是_。(3)写出反应的化学方程式：_。答案(1)D(2)加入CuSO4溶液后，构成FeAg原电池，铁溶解，质量减轻，Cu2在银圈上得电子，生成Cu沉积在其上，质量增加(3)FeCuSO4=FeSO4Cu解析加入CuSO4溶液后
46、，构成FeAg原电池，Fe失电子作负极，质量减轻，Cu2在正极银圈上得电子，生成金属铜沉积在上面使其质量增加。12某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下。编号电极材料电解质溶液电流表指针偏转方向1Al、Mg稀盐酸偏向Al2Al、Cu稀盐酸偏向Cu3Al、C(石墨)稀盐酸偏向石墨4Al、Mg氢氧化钠溶液偏向Mg5Al、Zn浓硝酸偏向Al试根据上表中的实验现象回答下列问题：(1)实验1、2中Al所作的电极(正极或负极)是否相同(填“是”或“否”)？_。(2)对实验3完成下列填空：铝为_极，电极反应式：_。石墨为_极，电极反应式：_。电池总反应式：
47、_。(3)实验4中铝作负极还是正极_，理由是_。写出铝电极的电极反应式：_。(4)解释实验5中电流表指针偏向铝的原因：_。(5)根据实验结果总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素：_。答案(1)否(2)负2Al6e=2Al3正6H6e=3H22Al6HCl=2AlCl33H2(3)负极在NaOH溶液中，活动性AlMgAl3e4OH=AlO2H2O(4)Al在浓硝酸中发生钝化，Zn在浓硝酸中发生反应，被氧化，即在浓硝酸中活动性ZnAl，Al是原电池的正极(5)另一个电极材料的活动性；电解质溶液解析在这样的原电池中，相对较活泼的金属材料作负极。在稀盐酸中的活动性MgAl、AlCu。由实验1和2可
48、知，原电池中电流表指针是偏向正极。在实验3中电流表指针偏向石墨，由上述规律可知，Al是负极，石墨是正极。化学反应是Al失去电子被氧化为Al3，盐酸中的H得到电子被还原为H2。在NaOH溶液中活动性AlMg，则Al是负极，Mg是正极。Al在浓硝酸中发生钝化，Zn在浓硝酸中被氧化，即在浓硝酸中活动性ZnAl，Zn是负极，Al是正极，所以在实验5中电流表指针偏向铝。第2课时发展中的化学电源目标导航1.知道干电池、充电电池、燃料电池等发展中的化学电源的特点。2.认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性。3.能正确书写简单化学电源的电极反应式。一、常见的化学电源1锌锰干电池(1)结
49、构：锌锰干电池是以锌筒为负极，石墨棒为正极，在石墨棒周围填充糊状的MnO2和NH4Cl作电解质。(2)原理：锌锰电池是一次性电池，放电之后不能充电，内部的氧化还原反应是不可逆的。负极发生的电极反应为Zn2e=Zn2，正极发生的电极反应为2MnO22NH2e=Mn2O32NH3H2O。(3)缺陷与改进：锌锰干电池电量小，而且在放电过程中容易发生气涨或漏液，会导致电器设备的腐蚀。改进措施：在外壳套上防腐金属筒或塑料筒制成防漏电池；将电池内的电解质NH4Cl换成湿的KOH，并在构造上进行改进，制成碱性锌锰电池。2充电电池(1)充电电池又称二次电池。充电电池在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时又逆向
50、进行，生成物重新转化为反应物，使充电、放电可在一定时间内循环进行。充电电池中能量的转化关系是：化学能电能。(2)常见的充电电池铅蓄电池负极是Pb，正极是PbO2，电解质溶液是硫酸溶液，常作汽车电瓶，电压稳定，使用方便安全。镍镉电池以Cd为负极，NiO(OH)为正极，以KOH为电解质，寿命比铅蓄电池长，但镉是致癌物质，废弃镍镉电池如不回收，会严重污染环境。碱金属中的Li是最轻的金属，活泼性极强，是制造电池的理想物质。锂离子电池是新一代可充电的绿色电池。3燃料电池(1)燃料电池是通过燃料与氧化剂分别在两个电极上发生氧化还原反应，将化学能直接转化为电能的装置。(2)燃料电池与火力发电相比，其燃料的利
51、用率高、能量转化率高。与干电池或者蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂等。(3)以30%的KOH溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池的电极反应如下：负极：2H24OH4e=4H2O(氧化反应)；正极：O22H2O4e=4OH(还原反应)；总反应：2H2O2=2H2O。【议一议】1判断正误(1)锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细。()(2)氢氧燃料电池是将热能直接转变为电能。()(3)氢氧燃料电池工作时氢气在负极上被氧化。()(4)太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅。()答案(1)(2)(3)(4)二、原电池电极反应式的书写方法1负极反应式的书写先判断负极材料
52、，然后再分析其反应特点，并注意电解质溶液的成分对电极产物的影响。(1)锌锰干电池(ZnCNH4Cl)的负极是Zn，其负极反应特点是锌本身失去电子生成Zn2，Zn2与电解质溶液成分不反应，负极反应式是Zn2e=Zn2。(2)铅蓄电池(PbPbO2H2SO4)的负极是Pb，其负极反应特点是Pb失去电子生成Pb2，Pb2与电解质溶液中的SO反应生成PbSO4，负极反应式是Pb2eSO=PbSO4。(3)氢氧燃料电池(PtPtKOH)的负极是Pt，其负极反应特点是燃料氢气在惰性电极(Pt)上失去电子生成H，H与电解质溶液中的OH反应生成H2O，负极反应式是H22e2OH=2H2O。2正极反应式的书写(
53、1)首先判断在正极发生反应的物质当负极材料与电解质溶液能自发的发生氧化反应时，在正极上发生电极反应的物质是电解质溶液中的某种微粒；当负极材料与电解质溶液不能自发的发生氧化反应时，在正极上发生电极反应的物质是溶解在电解质溶液中的O2。(2)然后再根据具体情况写出正极反应式，在书写时也要考虑正极反应产物是否与电解质溶液反应的问题，若参与反应要叠加在一起书写。(3)甲烷燃料电池用铂作电极插入KOH溶液中，其正极反应式是O22H2O4e=4OH；铜锌原电池(ZnCuH2SO4)的正极反应式是2H2e=H2。【议一议】2有人设计以铂和锌为电极材料，植入人体做某种心脏病人的心脏起搏器的能源，它依靠人体血液
54、中有一定浓度的O2和H2O进行工作。请讨论解答：(1)负极材料是_，电极反应为_。(2)正极材料是_，电极反应为_。答案(1)锌2Zn4e=2Zn2(2)铂O22H2O4e=4OH解析以铂和锌为电极材料，植入人体做某种心脏病人的心脏起搏器的能源，正极是铂，负极是锌，电解质溶液是人体血液，工作时，负极锌被氧化，血液中的O2得到电子被还原。正极的反应为O24e2H2O=4OH；负极的反应为2Zn4e=2Zn2。一、原电池电极反应式的书写【例1】锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到普遍重视，目前已成功研制多种锂电池。某种锂电池的总反应为LiMnO2=LiMnO2，下列说法正确的是()A
55、Li是正极，电极反应为Lie=LiBLi是负极，电极反应为Lie=LiCMnO2是负极，电极反应为MnO2e=MnODLi是负极，电极反应为Li2e=Li2答案B解析根据原电池中，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，再结合总反应可知，Li失去电子生成Li被氧化，为负极；MnO2得到电子被还原，为正极。归纳总结书写原电池电极反应式时注意的问题：(1)正确判断原电池的负极和正极，确定两极上分别发生的具体反应。(2)确认电极得失电子后的产物是否与电解质溶液发生反应，若能反应，则应写与电解质溶液反应后的电极反应式。(3)在正极上，若是电解质溶液中的某种离子被还原，提供该离子的电解质无论电离难易如何，一
56、律写离子符号(而在原电池反应中，要遵循离子方程式的书写规则，只有易溶的强电解质用离子符号表示)。变式训练1可用于电动汽车的铝空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解质溶液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是()A以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：O22H2O4e=4OHB以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al3OH3e=Al(OH)3C以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解质溶液的碱性保持不变D电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极答案A解析当电解质溶液显碱性或中性时，该燃料电池的正极发生的反应均为O22H2O4e=4OH，A项是正确的
57、；铝作负极，负极反应应该是铝失去电子变为铝离子，在氢氧化钠的溶液中铝离子继续与过量的碱反应生成偏铝酸根，因此负极反应为Al4OH3e=AlO2H2O，B项是错误的；该电池在碱性条件下工作时，消耗了碱，反应的化学方程式为4Al3O24OH=4AlO2H2O，溶液的碱性减弱，C项是错误的；电池工作时，电子从负极流出来经过外电路流向正极，D项是错误的。二、燃料电池【例2】燃料电池是燃料(如CO、H2、CH4等)跟氧气(或空气)起反应将化学能转变为电能的装置，若电解质溶液是强碱溶液，下面关于甲烷燃料电池的说法正确的是()A负极反应式：O22H2O4e=4OHB负极反应式：CH48OH8e=CO26H2
58、OC随着放电的进行，溶液的氢氧根浓度不变D放电时溶液中的阴离子向负极移动答案D解析O22H2O4e=4OH应为正极反应式。燃料氧化生成的二氧化碳不可能从强碱溶液中逸出，它将进一步反应转化成碳酸根。所以负极反应式为CH410OH8e=CO7H2O。由于部分碱液和二氧化碳反应，所以溶液的c(OH)将减小。归纳总结常见的燃料电池有氢氧燃料电池、甲烷燃料电池、甲醇燃料电池等。燃料电池的正极反应物一般为氧气。电解质不同，电极反应就不同，如氢氧燃料电池以碱为电解质，其放电原理为：负极(H2)反应式：2H24e4OH=4H2O(氧化反应)正极(O2)反应式：O22H2O4e=4OH(还原反应)电池总反应式：
59、2H2O2=2H2O氢氧燃料电池以酸为电解质，其放电原理为：负极(H2)反应式：2H24e=4H(氧化反应)正极(O2)反应式：O24H4e=2H2O(还原反应)电池总反应式：2H2O2=2H2O变式训练2燃料电池是目前电池研究的热点之一。现有某课外小组自制的氢氧燃料电池，如图所示a、b均为惰性电极。下列叙述不正确的是()Aa极是负极，该电极上发生氧化反应Bb极反应是O24OH4e=2H2OC总反应的化学方程式为2H2O2=2H2OD氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源答案B解析A项a极通H2为负极，电极反应为：2H24OH4e=4H2O发生氧化反应；B项，b极通O2为正极，电极反应为：O
60、22H2O4e=4OH，B项不正确；C项：正负极电极反应式相加得总反应为2H2O2=2H2O；D项：氢氧燃料电池的能量高，且产物为水，对环境无污染，故是具有应用前景的绿色电源。1对化学电源的叙述正确的是()A化学电源比火力发电对化学能的利用率高B化学电源所提供的电能居于人类社会现阶段总耗电量的首位C化学电源均是安全、无污染的D化学电源即为可充电电池答案A解析由于是化学能与电能的直接转化，节省了许多中转环节，所以化学电源对化学能的利用率比火力发电高得多，但火力发电仍居世界耗电量的首位；化学电源一般较安全，但含重金属的电源如果随意丢弃，将会给环境带来严重的污染；有些化学电源是可充电电源(如镍镉电池
61、)，有些是不可充电的(如干电池)。2废电池处理不当不仅造成浪费，还会对环境造成严重污染，对人体健康也存在极大的危害。有同学想变废为宝，他的以下想法你认为不正确的是()A把锌皮取下洗净用于实验室制取氢气B碳棒取出洗净用作电极C把铜帽取下洗净回收利用D电池内部填有NH4Cl等化学物质，将废电池中的黑色糊状物作化肥施用答案D解析虽然氯化铵是一种化学肥料，但电池内部还有其他有害物质，如果用作化肥，会污染土壤，进入生物链后，影响人体健康。3.右图为生活中常用的锌锰干电池的示意图，下列有关说法中不正确的是()A电池内部含有电解质B锌是负极，石墨棒是正极C电池用完后可埋入土壤D锌锰干电池是一次性电池答案C解
62、析锌锰干电池是一次性电池，负极材料是Zn，正极材料是石墨棒，电解质溶液是NH4Cl糊。因为废电池中含有多种重金属、酸、碱等有害物质，随意丢弃对生态环境和公众健康危害很大，故应对废电池进行集中处理，不能埋入土壤。4汽车的启动电源常用铅蓄电池。其结构如下图所示，放电时的电池反应如下：PbO2Pb2H2SO4=2PbSO42H2O根据此反应判断下列叙述中正确的是()APbO2是电池的负极BPb是负极CPbO2得电子，被氧化D电池放电时，溶液酸性增强答案B解析根据电池反应知放电过程中铅失去电子，因此它是原电池的负极，其电极反应式为PbSO2e=PbSO4，故B项正确；PbO2在放电过程中得到电子被还原
63、，所以它是原电池的正极，因此A、C两项错误；由于原电池放电的过程中消耗硫酸，所以溶液的酸性减弱，故D项错误。5(1)高铁电池是一种新型可充电电池，与普通电池相比，该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：3Zn2K2FeO48H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH。请回答下列问题：高铁电池的负极材料是_。放电时，正极发生_(填“氧化”或“还原”)反应：已知负极反应为Zn2e2OH=Zn(OH)2，则正极反应为_。放电时，_(填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。(2)某种燃料电池的工作原理示意如图所示，a、b均为惰性电极。使用时，空气从_口通入(填“A”或“B”)；假设
64、使用的“燃料”是甲醇(CH3OH)，a极的电极反应式为_；答案(1)Zn还原FeO3e4H2O=Fe(OH)35OH正(2)BCH3OH6e8OH=CO6H2O解析(1)高铁电池放电时为原电池，负极发生氧化反应，正极发生还原反应。总反应式减去负极反应式得正极反应式，正极生成OH，故此极附近溶液碱性增强。(2)由电子流动方向可知a为负极，b为正极，空气应从B口通入，容易写出总反应式和正极反应式，两者相减得出负极反应式。经典基础题题组1电池及电极判断1下列化学电池不易造成环境污染的是()A氢氧燃料电池 B锌锰电池C镍镉电池 D铅蓄电池答案A2下列说法正确的是()A镍氢电池、锂电池和碱性锌锰干电池都
65、是二次电池B燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型电池C化学电池的反应基础是氧化还原反应D铅蓄电池放电的时候正极材料是Pb，负极材料是PbO2答案C解析碱性锌锰干电池是一次电池，燃料电池是一种高效且不会污染环境的新型电池，铅蓄电池放电的时候正极材料是PbO2，负极材料是Pb。3已知空气锌电池的电极反应为锌片：Zn2OH2e=ZnOH2O；碳棒：O2H2O2e=2OH，据此判断，锌片是()A正极并被还原 B正极并被氧化C负极并被还原 D负极并被氧化答案D解析Zn失电子作负极，被氧化。4据报道，锌电池可能将会取代目前广泛使用的铅蓄电池，因为锌电池容量更大，而且没有铅污染。其电池反应为2ZnO2=2
66、ZnO，原料为锌粒、电解质溶液和空气。则下列叙述正确的是()A锌为正极，空气进入负极反应B负极反应为Zn2e=Zn2C正极发生氧化反应D电解质溶液为强酸答案B解析Zn与O2反应的电子转移情况为=2ZnO，所以Zn作负极，负极发生氧化反应，Zn2e=Zn2。O2是正极反应物，发生还原反应。若电解质溶液是强酸，电池的化学反应不是2ZnO2=2ZnO，而是Zn2H= Zn2H2。题组2各种燃料电池的突破5镁燃料电池具有比能量高、使用安全方便、原材料来源丰富、成本低、燃料易于贮运等特点。研究的燃料电池可分为镁空气燃料电池，镁海水燃料电池，镁过氧化氢燃料电池，镁次氯酸盐燃料电池。如图为镁次氯酸盐燃料电池
67、的工作原理图，下列有关说法不正确的是()A放电过程中OH移向正极B电池的总反应式为MgClOH2O=Mg(OH)2ClC镁电池中镁均为负极，发生氧化反应D镁过氧化氢燃料电池，酸性电解质中正极反应为：H2O22H2e=2H2O答案A解析根据图像判断反应过程，判断正、负极，正确书写电极反应式。镁燃料电池，镁作负极失电子，产物由电解质溶液决定，若为酸性溶液生成Mg2，碱性溶液生成Mg(OH)2。ClO在正极反应，由图可知有Cl和OH生成， OH向负极移动，生成Mg(OH)2。6右图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量侦测与控制的功能，非常适合进行现场酒精检测。下列说法不正确的是()A该
68、电池的负极反应式为：CH3CH2OH3H2O 12e =2CO212HB该电池的正极反应式为：O24e4H=2H2OC电流由O2所在的铂电极经外电路流向另一电极D微处理器通过检测电流大小而计算出被测气体中酒精的含量答案A解析本题的关键是读图。由图示可知，呼气时进去的是CH3CH2OH出来的是CH3COOH，负极的电极反应为：CH3CH2OH4eH2O=CH3COOH4H，A错误；氧气由正极通入，酸性条件下生成H2O，B正确；电流由正极流向负极，C正确；酒精含量高，转移的电子数多，电流大，D正确。72012年6月16日18时37分24秒，神舟九号成功发射。飞船的能量部分来自太阳能电池，另外内部还
69、配有高效的MCFC型燃料电池。该燃料电池可同时供应电和水蒸气，其所用燃料为氢气，电解质为熔融的碳酸钾。已知该燃料电池的总反应为2H2O2=2H2O，负极反应为H2CO2e=CO2H2O，则下列推断正确的是 ()A电池工作时，CO向负极移动B电池放电时，电子经外电路由通氧气的正极流向通氢气的负极C正极的电极反应为4OH2e=O22H2OD通氧气的电极为正极，发生氧化反应答案A解析原电池放电时，电子由负极经外电路流向正极，B错误；正极反应为O24e2H2O=4OH，C错误；通氧气一极为正极，发生还原反应，D错误。题组3有关电池的计算8实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取Cl2，已知铅蓄电池放电
70、时发生如下反应：负极：PbSO2e=PbSO4正极：PbO24HSO2e=PbSO42H2O今欲制得Cl2 0.050 mol，这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是()A0.025 mol B0.050 molC0.10 mol D0.20 mol答案C解析要求得硫酸的量，需首先找出铅蓄电池的总反应。将上述两个电极反应合并可得：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。而在制取Cl2时，每生成1 mol Cl2，电子转移2 mol，现需要转移电子0.050 mol20.100 mol。由铅蓄电池总反应可知，每转移0.100 mol电子，将消耗0.100 mol硫酸。9燃料电池是目前
71、正在探索的一种新型电池。它主要是利用燃料在燃烧过程中把化学能直接转化为电能，目前已经使用的氢氧燃料电池的基本反应是x极：O2(气)2H2O(液)4e=4OHy极：H2(气)2OH2e=2H2O(液)回答下列问题：(1)x是_极，发生_反应。(填“氧化”或“还原”，下同)(2)y是_极，发生_反应。总反应方程式为_。(3)若反应后得到5.4 g液态水，此时氢氧燃料电池转移的电子数为_。答案(1)正还原(2)负氧化2H2O2=2H2O(3)0.6 NA解析(1)x极：O2得电子发生还原反应，所以为正极。(2)y极：H2失电子发生氧化反应，所以为负极。x极，y极得失电子应相同，故x极电极方程式与y极
72、电极方程式乘以2相加得总反应方程式为2H2O2=2H2O。(3) 4 mol e2H2O 4 mol 218 g n(e) 5.4 gn(e)0.6 mol。能力提升题10ZnMnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2NH4Cl混合溶液。(1)该电池的负极材料是_。电池工作时，电子流向_(填“正极”或“负极”)。(2)若ZnCl2NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2，会加速其电极的腐蚀，其主要原因是_。欲除去Cu2，最好选用下列试剂中的_(填代号)。ANaOH BZn CFe DNH3H2O答案(1)Zn(或锌)正极(2)锌与还原出的铜形成铜锌原电池而加快锌的腐蚀B解析(1)负极是失电子的
73、一极，Zn失电子由负极经外电路流向正极。(2)锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀。除杂的基本要求是不能引入新杂质，所以应选Zn将Cu2置换为单质而除去。11如下图所示，可形成氢氧燃料电池。通常氢氧燃料电池有酸式(当电解质溶液为硫酸时)和碱式当电解质溶液为NaOH(aq)或KOH(aq)时两种。试回答下列问题：(1)酸式电池的电极反应：负极_，正极_；电池总反应： _；电解质溶液pH的变化_(填“变大”“变小”或“不变”)。(2)碱式电池的电极反应：负极_，正极_；电池总反应：_；电解质溶液pH的变化_(填“变大”“变小”或“不变”)。答案(1)2H24e=4HO24e4H=2H2O
74、2H2O2=2H2O变大(2)2H24e4OH=4H2OO24e2H2O=4OH2H2O2=2H2O变小解析(1)正极上，O2得电子变为O2，溶液中O2不能单独存在，酸性条件下与H结合生成H2O；负极上，H2失电子变为H，H进入电解质溶液。电池总反应为H2和O2生成水的反应，由于有水生成，溶液将逐渐变稀，故pH增大。(2)正极上，O2得电子变为O2，溶液中O2不能单独存在，碱性条件下与H2O分子结合生成OH；负极上，H2失去电子变为H，碱性条件下H不能大量存在，与OH结合生成水。电池总反应也是H2和O2生成水的反应。同样，由于有水生成，c(OH)变小，pH变小。12LiSOCl2电池可用于心脏
75、起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解质溶液是LiAlCl4SOCl2。电池的总反应可表示为4Li2SOCl2=4LiClSSO2。请回答下列问题：(1)电池的负极材料为_，发生的电极反应为_；(2)电池正极发生的电极反应为_；(3)SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是_，反应的化学方程式为_；(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是_。答案(1)LiLie=Li(2)2SOCl24e=4ClSSO2(3)出现白雾，有刺激性气味的气体生成SOCl2 H2O=SO2 2HCl(4)因为构成
76、电池的主要成分Li能和氧气、水反应，且SOCl2也与水反应解析分析反应的化合价变化，可得Li为还原剂，SOCl2为氧化剂。(1)负极材料为Li(还原剂)，发生反应：Lie=Li。(2)正极反应式可由总反应减去负极反应式得到：2SOCl24e=4ClSSO2。(3)题中给出有碱液吸收时的产物，则没有碱液而用水吸收时的产物应为SO2和HCl，所以现象应该为出现白雾和有刺激性气味的气体生成。(4)因为构成电池的两个主要成分Li能和氧气、水反应，且SOCl2也与水反应。第三节化学反应的速率和限度第1课时化学反应的速率目标导航1.了解化学反应速率的含义及其表示方法。2.了解影响化学反应速率的因素。3.初
77、步了解控制化学反应速率的常用方法。一、化学反应速率1表示化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示。(1)计算公式：vA。(2)常用单位：mol/(Ls)或mol/(Lmin)。2意义化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量，同一化学反应用不同的物质来表示化学反应速率时，其数值可以不同，但这些数值所表示的意义相同。3规律对于同一反应，用不同的物质来表示反应速率，其比值一定等于化学方程式中相应的化学计量数之比。如对于反应：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，v(A)v(B)v(C)v(D)mnpq。点拨(1)一个确定的化学反应涉及反应物、生成物等多种
78、物质，因而定量表示一个化学反应的反应速率时，必须指明是用哪一种反应物或哪一种生成物来表示。(2)无论是用某一反应物表示还是用某一生成物表示，其化学反应速率都取正值，而且是某一段时间内的平均速率，不是某一时刻的瞬时速率。(3)在一定温度下，对于固体和纯液体物质来说，其单位体积里的物质的量不会改变，即它们的物质的量浓度为常数，故一般不用固体或纯液体物质来表示反应速率。警示计算反应速率时，若给出的是物质的量的变化值，不要忘记转化为物质的量浓度的变化值。【议一议】1(1)某一化学反应在第5 s时的反应速率是0.2 molL1s1的说法正确吗？(2)一个化学反应的速率可以用任何一种反应物或生成物来表示吗
79、？答案(1)不正确。通常所说的化学反应速率是指一定时间段内的平均反应速率，而不是某一时刻的瞬时速率。(2)由于c表示的是物质的物质的量浓度的变化，而固态物质和纯液态物质的浓度在一定温度下是常量，所以这种表示化学反应速率的方法不适合固态物质和纯液态物质。二、影响化学反应速率的因素1温度对化学反应速率影响的探究实验操作试管中均为23 mL相同浓度的滴有FeCl3溶液的H2O2溶液实验现象产生气泡速率最慢产生气泡速率较快产生气泡速率最快实验结论对于反应2H2O22H2OO2来说，温度越高，H2O2的分解速率越快2.催化剂对化学反应速率影响的探究实验操作实验现象有少量气泡出现产生大量气泡产生大量气泡实
80、验结论MnO2、FeCl3可以使H2O2分解的速率加快3.影响化学反应速率的因素：除温度和催化剂外，还有反应物浓度、反应物的状态、固体表面积、压强、溶剂、光照等许多因素。人们可以通过这些因素来调控化学反应速率。点拨1.升高温度，无论对于吸热反应还是放热反应，都能加快化学反应速率。2催化剂分为正催化剂和负催化剂，正催化剂可以加快化学反应速率，负催化剂可以减慢化学反应速率。【议一议】2在下列事实中，什么因素影响了化学反应的速率？(1)集气瓶中有H2和Cl2的混合气体，在瓶外点燃镁条时发生爆炸： _。(2)黄铁矿煅烧时需粉碎成细小的矿粒：_ _。(3)KI晶体和HgCl2晶体混合后无明显现象，若一起
81、投入水中，很快生成红色HgI2： _。(4)熔化的KClO3放出气泡很慢，撒入少量MnO2很快产生气体：_ _。(5)同浓度、同体积的盐酸中放入同样大小的锌粒和镁块，产生气体有快有慢： _。(6)同样大小的石灰石分别在0.1 molL1的盐酸和1 molL1的盐酸中反应速率不同：_。(7)夏天的食品易变霉，冬天就不易发生该现象：_ _。(8)葡萄糖在空气中燃烧时需要较高的温度，可是在人体内，在正常体温(37 )时，就可以被氧化，这是因为：_ _。答案(1)光(2)反应物的接触面积(3)在溶液中，水作溶剂，增大了接触面积(4)催化剂(5)反应物本身的性质(6)反应物的浓度(7)反应温度(8)人体
82、里的生物酶起催化作用，可以降低葡萄糖氧化反应所需要的能量，所以在人体温度的范围内就可以发生反应解析影响化学反应速率的因素除了浓度、温度、压强、催化剂以外，光、电磁波、超声波、反应物颗粒的大小、溶剂的性质等，也会对化学反应速率产生影响。一、化学反应速率的计算和比较【例1】将4 mol A和2 mol B在2 L的密闭容器中混合，并在一定条件下发生如下反应：2A(s)B(g)2C(g)，反应2 s后测得C的浓度为0.6 molL1。下列说法正确的是()A用物质A表示2 s内的平均反应速率为03 molL1s1B用物质B表示2 s内的平均反应速率为06 molL1s1C2 s时v(C)0.3 mol
83、L1s1D2 s时物质B的浓度为0.7 molL1答案D解析不能用固体物质的浓度表示化学反应速率，A错误；化学反应速率是平均值不是瞬时值，C错误；据题目条件知v(C)0.6 molL12 s0.3 molL1s1，则v(B)0.3 molL1s120.15 molL1s1，则2 s时物质B的浓度为2 mol2 L0.6 molL120.7 molL1，B错误，D正确。归纳总结1化学反应速率的计算方法(1)根据v(A)计算。(2)根据同一化学反应不同物质的速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比计算。2反应速率大小比较的两种方法同一化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同，比较化学反应速率的快慢
84、不能只看数值大小，还要进行一定的转化：(1)换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。(2)比较化学反应速率与化学计量数的比值。如反应aAbBcC，要比较v(A)与v(B)的相对大小，即比较与的相对大小，若，则用v(A)表示的反应速率比用v(B)表示的反应速率大。变式训练1反应：3A(g)B(g)=2C(g)2D(g)，在不同条件下，用不同物质表示其反应速率，分别为：v(A)0.6 molL1min1；v(B)0.45 molL1min1；v(C)0.015 molL1min1；v(D)0.45 molL1min1则此反应在不同条件下进行最快的是()A B C D答案D解析化学反应速率之比
85、等于化学反应方程式中的化学计量数之比，即v(A)v(B)v(C)v(D)3122，则用A表示的化学反应速率分别为：v(A)0.6 molL1min1；中v(A)3v(B)0.45 molL1min131.35 molL1min1；中v(A)v(C)0.015 molL1min10.022 5 molL1min1；中v(A)v(D)0.45 molL1min10.675 molL1min1，所以在不同条件下，进行最快的是，D项正确。二、影响化学反应速率的因素【例2】向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2，开始反应时，按反应速率由大到小的排列顺序正确的是()甲：500 ，10 mo
86、l SO2和5 mol O2反应乙：500 ，V2O5作催化剂，10 mol SO2和5 mol O2反应丙：450 ，8 mol SO2和5 mol O2反应丁：500 ，8 mol SO2和5 mol O2反应A甲、乙、丙、丁 B乙、甲、丙、丁C乙、甲、丁、丙 D丁、丙、乙、甲答案C解析温度高，浓度大，且使用催化剂，反应速率最快，乙组最快。其次是甲，最慢的是丙。归纳总结化学反应速率影响因素注意点(1)主要因素(内因)不同的化学反应，具有不同的反应速率，因此，参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要因素。(2)外界因素(外因)温度：当其他条件不变时，升高温度，可以增大化学反应速率；降低温
87、度，可以减小化学反应速率。催化剂：当其他条件不变时，使用适当的催化剂通常能极大地加快化学反应速率。浓度：当其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大化学反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应速率。压强：对于有气体参加的反应，当其他条件不变时，增大气体的压强，可以增大化学反应速率；减小气体的压强，可以减小化学反应速率。固体表面积：固体颗粒越小，其单位质量的表面积越大，与其他反应物的接触面积越大，化学反应速率越大。反应物状态：一般来说，配成溶液或反应物是气体，都能增大反应物之间的接触面积，有利于增大反应速率。形成原电池，可以增大氧化还原反应的反应速率。变式训练2为了说明影响化学反应快慢的因素
88、，甲、乙、丙、丁四位同学分别设计了如下四个实验，你认为结论不正确的是()A将铜片放入稀硫酸中，无现象。若再向所得溶液中加入硝酸银溶液，一段时间后，由于形成原电池，可看到有氢气生成B将除去氧化膜的大小相同、质量相同的镁条和铝条与相同浓度盐酸反应，前者速率大于后者C两支试管中分别加入相同质量的氯酸钾，其中一支试管中再加入少量二氧化锰，同时加热，产生氧气的快慢不同D相同条件下等质量的块状和粉末状大理石与相同浓度盐酸反应时，粉末状的反应速率快答案A解析加入硝酸银溶液后，铜在酸性条件下与硝酸根离子(相当于稀硝酸)反应产生NO，不可能生成H2，错误。1下列关于化学反应速率的说法正确的是()A化学反应速率是
89、指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加B化学反应速率为0.8 molL1s1所表示的意思是：时间为1 s时，某物质的浓度为0.8 molL1C根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢D对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显答案C解析化学反应速率是指单位时间内反应物物质的量浓度的减少或生成物物质的量浓度的增加，是平均速率，可以表示化学反应的快慢；因为固体和纯液体的浓度是一个常数，所以不能用固体和纯液体表示反应速率，所以A、B两项错误，C项正确。对无明显现象的化学反应来说，无法通过现象来体现反应速率的大小。2在某一化学反应中，反应物A的浓度在10 s内
90、从0.8 molL1变为0.2 molL1，则在这10 s内A的化学反应速率为()A0.02 molL1 B0.02 molL1s1C0.06 molL1s1 D0.06 molL1min1答案C解析10 s内A的化学反应速率为(0.8 molL10.2 molL1)10 s0.06 molL1s1。3在反应C(s)CO2(g)2CO(g)中，不可能使反应速率明显增大的措施是()A增大压强 B升高温度C增大CO2的浓度 D增加碳的量答案D解析增大压强、升高温度、增大CO2的浓度均能增大反应速率，增加固体的用量，因其浓度是常数，故反应速率不会增加，选D。4把镁条投入盛有盐酸的敞口容器中，产生氢气
91、的速率变化曲线如图所示。下列因素中，影响该反应速率的是 ()盐酸的浓度镁条的表面积溶液的温度Cl的浓度A B C D答案C解析镁与盐酸反应的离子方程式为Mg2H=Mg2H2，与H有关，与Cl无关。在镁与盐酸的反应中，刚开始时H的浓度最大，反应速率应最大，但由于此反应为放热反应，温度升高，化学反应速率还会增大，随着化学反应的进行，H浓度逐渐减小，化学反应速率又逐渐减慢。5.某温度下，在2 L密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质发生化学反应时，物质的量随时间变化的关系曲线如图所示：(1)由图中的数据分析，该反应的化学方程式为_。(2)5 min内用Z表示的平均反应速率为_。(3)化学反应速率受到很多
92、因素的影响，例如：实验室制取氢气时一般用粗锌替代纯锌和稀硫酸反应，这是利用_原理加快了氢气生成的速率。答案(1)3XY3Z (2)0.06 molL1min1 (3)原电池解析据图可知，X、Y是反应物，Z是生成物，三者的物质的量变化量分别是0.6 mol、0.2 mol、0.6 mol，且该反应是可逆反应，故该反应的化学方程式是3XY3Z。5 min内Z的反应速率是0.6 mol2 L5 min0.06 molL1min1。粗锌中含碳，与锌、稀硫酸构成原电池，加快电子的转移，从而加快了化学反应速率。经典基础题题组1化学反应速率及计算1下列关于化学反应速率的说法，不正确的是()A化学反应速率是衡
93、量化学反应进行快慢程度的物理量B化学反应速率的大小主要取决于反应物的性质C化学反应速率可以用单位时间内生成某物质的质量的多少来表示D化学反应速率常用单位有molL1s1和molL1min1答案C解析化学反应速率用单位时间内反应物或生成物的浓度变化来表示，而不采用物质的质量或物质的量。2反应4NH3(g)5O2(g)=4NO(g)6H2O(g)在10 L密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45 mol，则此反应的速率可表示为()Av(NH3)0.01 molL1s1Bv(O2)0.001 molL1s1Cv(NO)0.001 molL1s1Dv(H2O)0.045 molL1s1
94、答案C解析根据化学反应速率的计算公式：v(H2O)0.45 mol/(10 L30 s)0.001 5 molL1s1，则v(NH3)v(NO)v(H2O)0.001 molL1s1，v(O2)v(H2O)0.001 25 molL1s1，故选C。3已知某反应的各物质浓度数据如下：aA(g)bB(g)2C(g)起始浓度(molL1) 3.0 1.0 02 s末浓度(molL1) 1.8 0.6 0.8据此可推算出上述反应化学方程式中，各物质的化学计量数之比是() A934 B312 C213 D321答案B解析各物质的反应速率之比等于它们在化学方程式中的化学计量数之比。v(A)0.6 mol/
95、(Ls)，v(B)0.2 mol/(Ls)，v(C)0.4 mol/(Ls)。化学计量数之比为0.60.20.4，即312。题组2化学反应速率快慢比较4在2AB3C4D反应中，表示该反应速率最快的是()Av(A)0.5 molL1s1Bv(B)0.3 molL1s1Cv(C)0.8 molL1s1Dv(D)1 molL1s1答案B解析正确的思路应是根据反应速率与化学方程式中化学计量数之间的关系将各物质的反应速率转化为用同一种物质表示的速率。A项中据v(A)推知v(B)0.25 molL1s1，C项中据v(C)推出v(B)0.27 molL1s1，D项中据v(D)推出v(B)0.25 molL1
96、s1，故反应速率最快的是B选项。5反应A3B=2C2D在四种不同情况下的反应速率可分别为v(A)0.15 mol/(Ls)v(B)0.6 mol/(Ls)v(C)0.4 mol/(Ls)v(D)0.45 mol/(Ls)该反应进行的快慢顺序为_。答案解析根据反应速率之比等于各反应物、生成物的化学计量数之比，把各种不同物质表示的反应速率转化为同一物质(本题中以物质A为标准)表示的反应速率，则有v(A)v(B)13，则表示的反应速率为v(A)0.2 mol/(Ls)；v(A)v(C)12，则表示的反应速率为v(A)0.2 mol/(Ls)；v(A)v(D)12，则表示的反应速率为v(A)0.225
97、 mol/(Ls)。故反应进行的快慢顺序为。题组3影响化学反应速率的因素6通过控制或改变反应条件可以加快、减缓甚至阻止反应的进行，使化学反应有利于人类的生存和生活质量的提高。下列各图所示的措施中，是为了增大化学反应速率的是()答案C解析A项为防止铁门生锈，B项为防止橡胶老化，D项为防止木头腐烂，三者均为了减慢化学反应速率。C项是为了使炉火更旺，加快化学反应速率。7为了探究温度对化学反应速率的影响，下列实验方案可行的是()答案D解析A项没有对比实验，错误；B项中催化剂不同，温度不同，无法比较，错误；C项，前者没有催化剂，后者有催化剂，且温度不同，无法比较，错误；D项中只有温度不同，其他条件都相同
98、，该方案可行。8硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为：Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SO2SH2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是()实验反应温度/Na2S2O3溶液稀H2SO4H2OV/mLc/(molL1)V/mLc/(molL1)V/mLA2550.1100.15B2550.250.210C3550.1100.15D3550.250.210答案D解析影响化学反应速率的因素众多，本题从浓度和温度两个因素考查，非常忠实于必修2，只要抓住浓度越大，温度越高，反应速率越大，便可以选出正确答案D。9用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加快的是()A加热B不用稀硫酸，
99、改用98%浓硫酸C滴加少量CuSO4溶液D不用铁片，改用铁粉答案B解析加热、发生原电池反应、增大固体反应物的表面积，都能加快反应速率；浓硫酸使铁发生钝化，阻止了进一步的反应。故正确答案为B。能力提升题10.一般情况下，金属越活泼，与酸反应的速率越快。为了探究金属Mg、Zn、Fe与酸反应的快慢，某研究性学习小组设计了如下的实验：取A、B、C三支试管，分别加入2 mL浓度相同的盐酸溶液。分别加入足量的、质量相等的Mg粉、Zn粉、Fe粉，立即把三个相同的气球分别套在各试管口上。(1)写出铁与盐酸反应的化学方程式： _。(2)气球膨胀速度最快的是_(填试管编号)。(3)该实验表明，实验室一般选用锌而不
100、选用镁、铁制取氢气的主要原因是_。(4)步骤是实验获得成功的关键，你认为在操作过程中各小组成员之间应该如何操作？答案(1)Fe2HCl=FeCl2H2(2)A(3)镁与盐酸反应产生氢气过快不易控制，而铁与盐酸反应产生氢气较慢影响实验时间(4)应把金属粉末先分别放入气球中再将气球套在试管上，同时将气球提起，让金属同时落入盐酸中以保证反应同时开始又不损失氢气。11(1)在反应A(g)3B(g)=2C(g)中，若以物质A表示的该反应的化学反应速率为0.2 molL1min1，则以物质B表示此反应的化学反应速率为_ molL1min1。(2)在2 L的密闭容器中，充入2 mol N2和3 mol H2
101、，在一定条件下发生反应，3 s后测得N2为1.9 mol，则以H2的浓度变化表示的反应速率为_ _。(3)将10 mol A和5 mol B放入容积为10 L的密闭容器中，某温度下发生反应：3A(g)B(g)2C(g)，在最初2 s内，消耗A的平均速率为0.06 molL1s1，则在2 s时，容器中有_ mol A，此时C的物质的量浓度为_。答案(1)0.6(2)0.05 molL1s1(3)8.80.08 molL1解析(1)根据化学方程式中的计量数关系，v(B)3v(A)30.2 molL1min10.6 molL1min1。(2)解法一：3 s内消耗的N2的物质的量为2 mol1.9 m
102、ol0.1 mol，根据化学方程式N23H22NH3，可以计算出3 s内消耗的H2的物质的量为0.3 mol，根据化学反应速率的计算公式，v(H2)0.05 molL1s1。解法二：先计算出以N2表示的化学反应速率v(N2) molL1s1，再根据化学方程式的计量数关系，计算出以H2表示的化学反应速率v(H2)3v(N2)0.05 molL1s1。(3)3A(g)B(g)2C(g) 1.0 0.5 0 0.04 0.08 0.08则2 s时，n(A)0.88 molL110 L8.8 molc(C)0.08 molL1。12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(H
103、2SO4)/ (molL1)V(H2SO4)/mL溶液温度/金属消失的时间/s反应前反应后10.10丝0.550203450020.10粉末0.55020355030.10丝0.750203625040.10丝0.850203520050.10粉末0.85020362560.10丝1.050203512570.10丝1.05035505080.10丝1.150203410090.10丝1.150304440分析上述数据，完成下列问题：(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
104、)(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：_。答案(1)固体反应物的表面积表面积越大1、2(2)1、3、4、6、8或2、5(3)反应温度6、7或8、9(4)因为所有反应中，金属的质量和硫酸溶液体积均相等，并且硫酸过量，产生的热量相等，所以溶液的温度变化值相近解析本题考查影响化学反应速率的因素，同时考查分析图表、解决问题的能力。既要注意表格中金属的状态不同，又要通过对比各种数据，综合分析得出答案。第2课时化学反应的限度化学反应条件的控制)目标导航1.了解可逆反应的含义及其特征。2.认识化学反应的限度
105、，知道外界条件改变时化学反应限度能发生改变。3.初步了解化学反应达到平衡状态的标志。4.了解控制反应条件在生产和科研中的作用。一、化学反应的限度1可逆反应：(1)概念：在同一条件下正反应方向和逆反应方向均能进行的化学反应。(2)特征：反应不能进行到底，或者在一定条件下反应物与生成物同时存在。2化学平衡状态(1)建立过程：如对于可逆反应2SO2O22SO3，在一定温度下，将2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)通入一定体积的密闭容器中。其化学平衡建立的过程如图所示。反应开始时，正反应速率最大，原因是反应物浓度最大；逆反应速率为0，原因是生成物浓度为0。反应进行中，正反应速率的变化是逐渐
106、减小，原因是反应物浓度逐渐减小；逆反应速率的变化是逐渐增大，原因是生成物浓度逐渐增大。反应一段时间(t1)后，正反应速率和逆反应速率的关系是大小相等，反应物的浓度不再改变，生成物的浓度不再改变。(2)概念：对于可逆反应，如果外界条件(温度、浓度、压强等)不发生改变，当可逆反应进行到一定程度时，正反应速率与逆反应速率相等，反应物的浓度与生成物的浓度不再改变，达到一种表面静止的状态，称为“化学平衡状态”，简称化学平衡，化学平衡状态是化学反应所能进行的最大限度。(3)特征：等：v正v逆0。动：化学平衡状态是一种动态平衡。达到平衡状态时，反应并没有停止，这时正反应和逆反应都依然在进行。定：反应物的浓度
107、和生成物的浓度不再改变。变：外界条件(温度、浓度、压强等)一旦改变，化学平衡状态就会被破坏，并在新的条件下建立新的化学平衡。点拨化学反应速率改变，平衡不一定发生移动，如反应前后气体体积不变的反应增大压强或使用催化剂，正逆反应速率变化程度相同，v(正)v(逆)，平衡不移动；平衡发生移动，化学反应速率一定发生改变，移动的根本原因是外界条件改变，使v(正)v(逆)。【议一议】1判断正误：(1)任何可逆反应都有一定的限度。()(2)化学反应达到限度时，正、逆反应速率相等。()(3)化学反应的限度与时间的长短无关。()(4)化学反应的限度是不可改变的。()答案(1)(2)(3)(4)二、反应条件的控制1
108、化学反应条件的控制(1)目的：促进有利的化学反应，抑制有害的化学反应。(2)基本措施改变化学反应速率：改变反应体系的温度、物质的浓度、气体的压强、固体的表面积以及催化剂的合理使用等。改变可逆反应进行的限度：改变可逆反应体系的温度、物质的浓度、气体的压强等。2提高煤的燃烧效率(1)煤燃烧时，将煤块粉碎成煤粉目的是增大与空气中O2的接触面积增大，煤粉燃烧更充分，反应速率快；通入适当过量的空气可以使煤粉充分燃烧，生成CO2，放出更多的热量；若空气不足，会造成煤燃烧不完全，生成CO，产生热量减少，且会造成污染。(2)选择保温隔热且耐热的炉(灶)膛材料的主要目的是防止热量散失。(3)充分利用煤燃烧后的废
109、气中的热量可采取的措施是将燃烧后的废气通过热交换装置，供其他方面使用。【议一议】2(1)有两个化学反应：2H2O22H2O，2H2O2H2O2，它们属于可逆反应吗？(2)可逆反应达到平衡后，正反应和逆反应是不是都停止了？答案(1)不是。可逆反应是在同一条件下，正向反应和逆向反应同时进行的化学反应。以上两个反应是分别在点燃和电解两个不同条件下的反应，不属于可逆反应。(2)不是。可逆反应达到平衡后，正反应和逆反应都仍然进行，只是正反应使反应物的减少量(生成物的增加量)与逆反应使反应物的增加量(生成物的减少量)相等，从表面看没有变化。一、化学平衡状态【例1】可逆反应：2NO22NOO2在体积固定的密
110、闭容器中进行，达到平衡状态的标志是()单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为221的状态混合气体的颜色不再改变的状态混合气体的密度不再改变的状态混合气体的压强不再改变的状态混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A BC D全部答案A解析中单位时间内生成n mol O2的同时必消耗2n mol NO2，知v(正)v(逆)，所以能说明达到平衡状态；所描述的都是指正反应方向的速率，无法判断；无论达到平衡与否，物质的反应速率之比等于化学方程式中物质的化学计量数之比；有色气体的颜色不
111、变能够说明达到了化学平衡；因容器体积固定，密度是一个常数，所以不能说明；该反应是一个反应前后气体体积不等的反应，容器的体积又固定，所以均能说明达到平衡。规律总结化学平衡状态的判断1直接标志(1)v(正)v(逆)。同一种物质的生成速率等于消耗速率在化学方程式同一边的不同物质的生成速率与消耗速率之比等于化学计量数之比在化学方程式两边的不同物质的生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比(2)各组分的浓度保持一定各组分的浓度不随时间的改变而改变各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数不随时间的改变而改变2间接标志(1)反应体系中的总压强不随时间的改变而变化(适用于反应前后气体体积不等的反应)。(2)混
112、合气体的密度不随时间的改变而变化(适用于反应前后气体体积不等且无固体、液体参与或生成的反应)。(3)对于反应混合物中存在有颜色变化的物质的可逆反应，若体系中颜色不再改变，则反应达到平衡状态。(4)全是气体参加的反应前后化学计量数改变的可逆反应，平均相对分子质量保持不变。(5)对同一物质而言，断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等。变式训练1在一定温度下，反应H2(g)I2(g)2HI(g)达到化学平衡状态的标志是()A单位时间内生成n mol H2，同时就有n mol HI生成B单位时间内有n mol H2生成，同时就有n mol I2生成C容器内气体的总压强不随时间的变化而变化D1个
113、HH键断裂的同时，有2个HI键断裂答案D解析选项A，生成H2是逆反应，生成HI是正反应，根据化学方程式中的化学计量数关系，如果正、逆反应速率相等，则生成n mol H2的同时应有2 n mol HI生成，因此A选项并没有达到化学平衡。选项B，生成H2和生成I2均是逆反应，没有说明正反应速率，且不管平衡是否建立，只要反应进行，生成H2和I2的物质的量之比始终为11。因此B选项并不一定达到化学平衡。选项C，该反应前后气体总的物质的量保持不变，在其他条件一定时，反应从开始到反应达到平衡状态时，压强就一直保持不变，故气体总的压强不变不能说明反应已经达到平衡状态。选项D，断裂HH键是正反应，断裂HI键是
114、逆反应，根据化学方程式的化学计量数关系，断裂1个HH键的同时，有2个HI键断裂，其正反应速率等于逆反应速率，因此D选项一定达到了化学平衡状态。二、有关化学平衡的简单计算【例2】X、Y、Z为三种气体，把a mol X和b mol Y充入一密闭容器中，发生反应X2Y2Z。达到平衡时，若它们的物质的量满足：n(X)n(Y)n(Z)，则Y的转化率为()A.100% B.100%C.100% D.100%答案B解析设反应达平衡时消耗Y物质的量为x。则：X2Y2Z起始量/mol a b 0转变量/mol x x平衡量/mol a bx x依题意可得：(bx)xx molY的转化率为：100%100%，选B
115、。规律总结解答有关化学反应速率和化学平衡的计算题时，一般需要写出化学方程式，列出起始量、变化量及平衡量，再根据题设其他条件和定律列方程求解。如：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)起始/mol a b 0 0转化/mol mx nx px qx平衡/mol amx bnx px qx(1)关于反应物转化率的计算A的转化率100%(计算式中A的量可以指反应物的物质的量、质量、浓度、体积等)(2)关于某组分的体积分数的计算A的体积分数100%注意转化量与化学方程式中各物质的化学计量数成比例；这里a、b可指物质的量、浓度、体积等；对反应物：平衡时的量起始的量转化的量；对生成物：平衡时的量起始的量
116、转化的量。同时要注意差量法、守恒法等简单计算方法在化学平衡中的应用。变式训练2在容积可变的密闭容器中，2 mol N2和8 mol H2在一定条件下发生反应，达到平衡时，H2的转化率为25%，则平衡时氮气的体积分数接近于()A5% B10% C15% D20%答案C解析达到平衡时，H2转化的物质的量为8 mol25%2 mol。在一定条件下，N2与H2发生反应：N23H22NH3起始物质的量/mol 2 8 0转化物质的量/mol 2 平衡物质的量/mol 6 同温同压下，气体的体积比等于其物质的量之比，故平衡时氮气的体积分数为100%15%。1可逆反应达到化学平衡状态的重要特征是()A反应停
117、止了B正、逆反应的速率都为0C正、逆反应都还在进行D正、逆反应的速率相等且不为0答案D2在一定温度下的恒容密闭容器中，能说明反应X2(g)Y2(g)2XY(g)已达到平衡的是()A容器内的总压强不随时间变化B容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化CXY气体的物质的量分数不变DX2和Y2的消耗速率相等答案C解析该反应的特点：一是可逆反应；二是反应前后气体体积相等。根据气体压强之比等于气体物质的量之比推断，该反应在整个反应过程中总压强是不变的，A不能说明该反应已经达到平衡；同理推断，容器中气体的平均相对分子质量始终不随时间变化而变化，B不能说明该反应已经达到平衡；X2和Y2的化学计量数相等且均为
118、反应物，其消耗速率始终相等。3下列说法中不正确的是()A当一个可逆反应达到平衡状态时，就是这个反应在该条件下所能达到的限度B当一个可逆反应达到平衡状态时，这个反应的正反应速率和逆反应速率相等C可以通过控制反应条件，使2 mol SO2与1 mol O2反应生成2 mol SO3D化学反应的限度可以通过改变条件来改变答案C解析对于可逆反应，达到平衡状态时，正、逆反应速率相等，反应物的转化率最大，A、B项正确；2SO2O22SO3是可逆反应，无论怎样控制条件，反应物的转化率不可能达到100%，即2 mol SO2与1 mol O2反应不会生成2 mol SO3，C项错；化学反应的限度可通过改变条件
119、，如温度、压强等来改变，D项正确。4(双选)下列说法不正确的是()A化石燃料在任何条件下都能充分燃烧B化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体C直接燃烧煤不如将煤进行深加工后燃烧效果好D固体煤变为气体燃料后，燃烧效率将更低答案AD解析化石燃料只有在适当的温度和有足量氧气存在的情况下才能充分燃烧，化石燃料不经处理直接燃烧可产生CO、SO2等有害气体。化石燃料(煤)经深加工后变为气体燃料，不仅减少SO2的排放，而且能提高燃烧效率，所以A、D选项的说法是错误的。故答案为AD。5将等物质的量的氢气和碘蒸气放入密闭容器中进行反应：H2(g)I2(g)2HI(g)(正反应放热)，反应经过
120、5分钟测得碘化氢的浓度为0.5 molL1，碘蒸气的浓度为0.25 molL1。请填写以下空白：(1)v(HI)_；v(H2)_；氢气的起始浓度_。(2)若上述反应达到平衡时，则平衡浓度c(HI)、c(I2)、c(H2)的关系是_(填“相等”、“211”或“均为恒量”)。答案(1)0.1 molL1min10.05 molL1min10.5 molL1(2)均为恒量经典基础题题组1控制反应条件1煤本身是可燃物质，但是块状的煤用明火靠近都不燃烧，而当煤变为粉末状态时，在空气中达到一定的浓度遇明火即迅速爆炸，其原因是()A粉末状态的煤比块状煤的着火点低B粉末状态的煤比块状煤放出的热量多C粉末状态的
121、煤比块状煤的总表面积大D粉末状态的煤呈气态，属于可燃性气体答案C解析煤变为粉末状态时，总表面积大，与空气中的氧气密切接触时，一旦遇见火源，便发生剧烈的氧化还原反应。2下列反应中可判断为可逆反应的是()A氢气在氯气中燃烧生成氯化氢，氯化氢受热分解生成氢气和氯气B氮气与氢气在高温、高压、催化剂作用下可以生成氨气，同时氨气又分解为氮气和氢气C单质溴可以置换出碘，氯气又可以置换出溴D氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，次氯酸在光照条件下可分解为盐酸和氧气答案B题组2正确理解化学平衡状态3下列关于化学反应限度的叙述错误的是()A不同的化学反应，限度可能不同B可以通过改变温度来控制化学反应的限度C可以通过延长化
122、学反应的时间来改变反应的限度D当一个化学反应在一定条件下达到限度时，正、逆反应便停止不再进行答案CD解析不同的化学反应，限度会有所不同。限度可以通过改变温度、浓度等条件来改变，但时间对化学反应的限度没有影响，因为反应达到限度后，正、逆反应速率均已相等(但不为零)，不再随时间的延长而改变。4在一定温度下，向密闭容器中充入一定量的NO2和SO2，发生反应：NO2SO2NOSO3，当化学反应达到平衡时，下列叙述正确的是()ASO2和SO3的物质的量一定相等BNO2和SO3的物质的量一定相等C反应混合物的总物质的量一定等于反应开始时NO2和SO2的总物质的量DSO2、NO2、NO、SO3的物质的量一定
123、相等答案C解析题中没有给出各物质的投料情况，NO2、SO2和SO3的量之间没有必然的关系，可能相等，也可能不等，A、B、D项错；该反应反应前后气体分子数不变，故反应混合物的总物质的量一定等于反应开始时NO2和SO2的总物质的量，C项正确。题组3化学平衡状态标志的判断5在一定温度下，可逆反应2A(g)3B(g)2C(g)达到平衡的标志是()AA的生成速率与C的分解速率相等B单位时间生成2n mol A，同时生成3n mol BCA、B、C的浓度不再变化DA、B、C的分子数之比为232答案C解析A项，A的生成速率与C的分解速率都表示逆反应速率；B项，不管反应是否平衡，单位时间内生成n mol A的
124、同时一定生成3n mol B，即v(正)不一定等于v(逆)；A、B、C的浓度不再变化，表明已达到平衡状态；但平衡状态时A、B、C的分子数之比不一定为232，故D不正确。6下列说法可充分说明P(g)Q(g)S(g)R(g)在恒温下，某恒容密闭容器中的反应已达平衡的是()A容器里P、Q、R、S四种物质共存B容器里Q、R的体积分数不再改变C容器内气体压强、密度不随时间变化D单位时间内同时生成n mol P和n mol S答案BD解析由化学平衡特征可知，B即“定”的直接判断；D即“等”v(正)v(逆)。7一定温度下在一定体积的密闭容器中，下列叙述不能作为可逆反应A(g)3B(g)2C(g)达到平衡状态
125、标志的是()C的生成速率与C的消耗速率相等单位时间内生成a mol A，同时生成3a mol BA、B、C的浓度不再变化C的物质的量不再变化混合气体的总压强不再变化混合气体的总物质的量不再变化单位时间消耗a mol A，同时生成3a mol BA、B、C的分子数之比为132A B C D答案A解析关于平衡状态的判断，一定要根据实际反应分析选项，判断是否达到平衡状态，只有在平衡状态下具备的性质才能作为“标志”。本题中的反应是一个反应前后气体物质的量不等的可逆反应。在反应过程中的任意时刻都符合。可能是平衡状态，也可能不是平衡状态。题组3有关化学平衡的计算8一定条件下，对于反应X(g)3Y(g)2Z
126、(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)。达平衡时，X、Y、Z浓度分别为0.1 molL1、0.3 molL1和0.08 molL1，则下列判断不合理的是()c1c213平衡时，Y和Z的生成速率之比23X和Y的转化率不相等c1的取值范围为0c10.14 molL1A B C D答案D解析分析浓度变化关系：X(g)3Y(g)2Z(g)c起始/(molL1) c1 c2 c3c平衡/(molL1) 0.1 0.3 0.08反应的化学方程式中反应物化学计量数之比为13，所以反应中X和Y必然以13消耗，因为达平衡时X和Y浓度之比为13，故c1c213，正确；平衡时Y和Z的生成速
127、率之比应该和化学方程式对应化学计量数之比相等，故Y和Z的生成速率之比为32，错误；由于起始时反应物是按化学方程式化学计量数之比配料，故X和Y转化率相等，错误；运用极限法，假设Z完全转化为反应物，c1的极限值为0.14 molL1，而题设c10，反应又是可逆的，故也正确。9在一定温度下，发生如下反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)，起始时，充入的N2和H2的物质的量分别是3.0 mol和6.0 mol，平衡时生成NH3的物质的量是2.4 mol。已知容器的容积为5.0 L，试求：(1)H2的转化率是_。(2)平衡时混合气体中N2的体积分数是_。答案(1)60%(2)27.3%解析N23H2
128、2NH3起始 3.0 mol 6.0 mol 0 mol转化 1.2 mol 3.6 mol 2.4 mol平衡 1.8 mol 2.4 mol 2.4 mol(1)H2的转化率100%60%。(2)N2的体积分数100%27.3%。能力提升题10.已知：工业上合成氨：N23H22NH3的反应为可逆反应；铁触媒是合成氨反应的催化剂，能同等程度地加快合成氨的正、逆反应速率，但不能改变合成氨反应的限度；在一定条件下进行的合成氨反应的速率随反应时间变化的曲线如图所示。(1)上述合成氨反应进行到_时刻达到最大反应限度。(2)t3时，向反应混合物中加入了铁触媒，请你在图中画出t3后的速率随反应时间变化的
129、曲线图。答案(1)t2(2)11.在某一容积为5 L的密闭容器内，加入0.2 mol的CO和0.2 mol的H2O(g)，在催化剂存在的条件下高温加热，发生如下反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)，反应放出热量。反应中CO2的浓度随时间变化的情况如图所示：(1)根据图中数据，从反应开始至达到平衡时，CO的化学反应速率为_；反应平衡时c(H2)_。(2)判断该反应达到平衡的依据是_(填序号)。CO减小的化学反应速率和CO2减小的化学反应速率相等CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化正、逆反应速率都为零答案(1)0.003 molL1mi
130、n10.03 molL1(2)解析(1)由图可知10 min时反应达到平衡，所以v(CO)0.003 molL1min1，反应时转化的浓度之比化学方程式中化学计量数之比，所以c(H2)c(CO)0.03 molL1。(2)达到平衡的标志是各物质的物质的量分数保持一定，浓度不变，正、逆反应速率相等且不为零。CO减小的化学反应速率是正反应速率，CO2减小的化学反应速率是逆反应速率，所以选。12在2 L密闭容器内，800 时反应2NO(g)O2(g)2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如表：时间(s)012345n(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007(
131、1)下图表示NO2的变化的曲线是_。用O2表示从02 s内该反应的平均速率v_。(2)能说明该反应已达到平衡状态的是_。av(NO2)2v(O2) b容器内压强保持不变cv逆(NO)2v正(O2) d容器内密度保持不变(3)为使该反应的反应速率增大，下列措施正确的是_。a及时分离出NO2气体 b适当升高温度c增大O2的浓度 d选择高效催化剂答案(1)b1.5103 mol(Ls)1(2)bc(3)bcd解析(1)NO2的起始浓度为c(NO2)0，2 s时c(NO2)可根据图表中n(NO)的变化量求解，c(NO2)molL10.006 molL1，故答案选b。由图表可求02 s内v(NO) mo
132、l(Ls)10.003 mol(Ls)1，故v(O2)1.5103mol(Ls)1。(2)a：在任意状态下，都存在v(NO2)2v(O2)这样的速率关系，不能作为平衡状态的标志，故a错。b：因该反应为气体体积不等的反应，故压强不变可作为平衡状态的标志。c：由v逆(NO)2v正(O2)，可推出v逆(NO)v正(NO)，说明已达到平衡状态。d：由于平衡体系中全是气体，容器体积固定，故任意状态下密度不变，故d错。(3)及时分离出NO2气体，只能使平衡向正反应方向移动，不能增大反应速率，故a错；因该反应为放热反应，适当升高温度，虽使反应速率增大，但平衡向逆反应方向移动，故b错；增大O2的浓度既能增大反
133、应速率，又能使平衡向正反应方向移动，故c正确；催化剂只能增大反应速率，不能影响化学平衡的移动，故d错。章末检测(时间：90分钟满分：100分) 一、选择题(本题包括16个小题，每个小题3分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)1下列关于能量转换的认识中，不正确的是()A电解水生成氢气和氧气时，电能转化为化学能B绿色植物进行光合作用时，太阳能转化为化学能C煤燃烧时，化学能主要转化为热能D白炽灯工作时，电能全部转化为光能答案D解析白炽灯工作时，会发热，因此一部分电能转化为热能。2下列说法不正确的是()A原电池负极被氧化B任何化学反应都能设计成原电池C化学反应的速率和限度均可通过改变化学反应条件而
134、改变D化学反应达到平衡状态时，只要条件不改变，各物质的浓度就不再改变答案B解析原电池反应的本质是氧化还原反应，因此非氧化还原反应是不能设计成原电池的。3已知2SO2O22SO3为放热反应，关于该反应的下列说法正确的是()AO2的能量一定高于SO2的能量BSO2和O2的总能量一定高于SO3的总能量CSO2的能量一定高于SO3的能量D因该反应为放热反应，故不必加热反应就可发生答案B解析放热反应只表明反应物的总能量比生成物的总能量高，而加热是反应的条件，二者无必然联系，许多放热反应也必须加热才能发生，故B项正确，D项错误。4下列反应条件的控制中不恰当的是()A为防止铁生锈，在其表面涂一层防锈油漆B为
135、防止火灾，在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火C为加快KClO3的分解速率，加入MnO2D为加快H2O2的分解速率，把反应容器放到冷水中冷却答案D解析冷水温度低，会降低反应速率。5在可逆反应CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)(正反应为放热反应)中，改变下列条件，不能使v正增大的是()A升高温度 B降低温度C使用催化剂 D增大CO浓度答案B解析不论反应是放热还是吸热，升高温度会增大反应速率，而降低温度会减慢反应速率；增大反应物浓度，会加快反应速率。6在一定温度下，某容积固定的密闭容器中，建立下列化学平衡：C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)。下列叙述中不能说明上述可逆反应已达到化学平衡
136、状态的是()A体系的压强不再发生变化Bv正(CO)v逆(H2O)C生成n mol CO的同时生成n mol H2D1 mol HH键断裂的同时断裂2 mol HO键答案C解析选项A，由于该反应是一个气体体积增大的反应，当体系的压强不再发生变化时，说明反应达到化学平衡状态；选项B，根据v正(CO)v逆(H2O)，可知CO的消耗量等于其生成量，说明反应达到化学平衡状态；选项C，二者表示的都是正反应，不能说明反应达到化学平衡状态；选项D，1 mol HH键断裂的同时断裂2 mol HO键，即消耗1 mol H2，同时消耗了1 mol H2O，可知H2的消耗量等于其生成量，说明反应达到化学平衡状态。7
137、一定条件下，可逆反应2AB3C，在下列四种状态中，处于平衡状态的是()正反应速率逆反应速率AvA2 molL1min1vB2 molL1min1BvA2 molL1min1vC2 molL1min1CvA1 molL1min1vB2 molL1min1DvA1 molL1min1vC1.5 molL1min1答案D解析将逆反应速率根据化学方程式统一换算成A表示的反应速率，即A的生成速率。D项，正反应速率即A的消耗速率vA1 molL1min1，逆反应速率vC1.5 vA(逆)，vA(逆)1 molL1min1二者相等，说明反应达到了平衡状态。8在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反
138、应时间变化的曲线如图所示，下列表述正确的是()A化学方程式为：2MNBt2时，正逆反应速率相等，达到平衡Ct3时，正反应速率大于逆反应速率Dt1时，N的浓度是M浓度的2倍答案D解析由图像可知N为反应物，M为生成物，然后找出在相同时间段内变化的M、N的物质的量之比(与是否达平衡无关)以确定M、N在化学方程式中的化学计量数之比，即该反应的化学方程式是：2NM。t2时刻M、N的物质的量相等，但此时M、N的物质的量仍在发生变化，反应未达到平衡状态，因此正反应速率不等于逆反应速度。t3时刻及t3时刻之后，M、N的物质的量不再改变，证明已达平衡状态，此时正、逆反应速率相等。9某学生将电流表用导线与两个电极
139、连接在一起，再将两个电极同时插入某种电解质溶液中，能观察到有电流产生的是()A用铜片、铅笔芯作电极插入稀硫酸中B用两个铜片作电极插入硝酸银溶液中C用锌片、铜片作电极插入番茄中D用铜片、铁片作电极插入酒精中答案C解析要构成原电池，除要形成闭合回路外，还需要有两个活动性不同的电极材料，其中一个电极要能与电解质溶液发生自发的氧化还原反应。A项，铜和石墨与稀硫酸均不反应；B项，电极材料相同；D项，酒精是非电解质；C项，一些水果中含有有机酸，可作电解质溶液。10茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、PtFe合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中
140、()铝合金是阳极铝合金是负极海水是电解质溶液铝合金电极发生还原反应A B C D答案A解析分析航标灯的电源结构，活泼金属铝合金作负极，相对不活泼金属PtFe合金作正极，电解质溶液是海水。铝合金作负极发生的是氧化反应，故错误，正确。11下列措施对增大反应速率明显有效的是()ANa与水反应时增大水的用量BFe与稀硫酸反应制取氢气时，改用浓硫酸C在K2SO4与BaCl2两溶液反应时，增大压强D将铝片改为铝粉，做铝与氧气反应的实验答案D解析水的浓度可视为固定不变，因此增加水的用量反应速率不变；铁遇浓硫酸会产生钝化现象，不再产生氢气；压强的改变只能适用于有气体参加的反应；增大固体的表面积可以加快反应速率
141、。12下列描述的化学反应状态，不一定是平衡状态的是()AH2(g)Br2(g)2HBr(g)恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变B2NO2(g)N2O4(g)恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变CCaCO3(s)CO2(g)CaO(s)恒温、恒容下，反应体系中气体的密度保持不变D3H2(g)N2(g)2NH3(g)反应体系中H2与N2的物质的量之比保持31答案D解析A项，该反应体系在恒温、恒容下气体的颜色保持不变，即Br2的百分含量保持不变，反应处于平衡状态；B项，该反应在恒温、恒容下气体的压强保持不变，说明NO2和N2O4的物质的量保持不变，反应处于平衡状态；C项，该反应在恒温、
142、恒容下气体的密度保持不变，说明CO2的质量保持不变，反应处于平衡状态；D项，对于化学反应3H2(g)N2(g) 2NH3(g)，如果开始时加入的物质的物质的量之比是n(H2)n(N2)31的混合气体，或加入的是纯NH3，在反应从开始到化学平衡状态，始终是n(H2)n(N2)31，因此，n(H2)n(N2)31的状态不一定是平衡状态。13在密闭容器中进行反应：X2(g)3Y2(g)2Z(g)，其中X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 molL1、0.3 molL1、0.2 molL1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是()Ac(Z)0.5 molL1 Bc(Y2)0.5 mol
143、L1Cc(X2)0.2 molL1 Dc(Y2)0.6 molL1答案B解析若反应向正反应方向进行，0.1 molL1 X2与0.3 molL1 Y2完全转化可生成0.2 molL1 Z，这表明平衡时Z的浓度应小于0.4 molL1；若反应向逆反应方向进行，0.2 molL1 Z全部分解转化生成0.1 molL1 X2和0.3 molL1 Y2，这表明平衡时X2的浓度应小于0.2 molL1，Y2的浓度应小于0.6 molL1。14如图所示的装置中，M为金属活动性顺序表中位于氢之前的金属，N为石墨棒，下列关于此装置的叙述中不正确的是()AN上有气体放出BM为负极，N为正极C是化学能转变为电能的
144、装置D导线中有电流通过，电流方向是由M到N答案D解析原电池中活泼金属为负极，失去电子，即M为负极；溶液中的氢离子在正极得到电子被还原为H2，则N为正极。电流方向应由正极(N)流向负极(M)。15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()增加C的量将容器的体积减小一半保持体积不变，充入氮气使体系的压强增大保持压强不变，充入氮气使体系的体积增大A B C D答案C解析C为固态物质，增加其用量对反应速率几乎无影响；容器的体积减小，则体系的压强增大，反应速率增大；充入氮气使体系的压强增大，但由于容器体积不变，反应混合物中各成分
145、的浓度不变，所以化学反应速率不变；保持压强不变，充入氮气使体系的体积增大，反应混合物中各成分的浓度减小，反应速率变慢。16如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有(显中性的)食盐水和(显酸性的)氯化铵溶液，各加入生铁(含C、Fe)块，a、b中均能构成原电池而使铁分别被O2和H腐蚀，放置一段时间。下列有关描述错误的是 ()A生铁块中的碳是原电池的正极B红墨水柱两边的液面变为左低右高C两试管中相同的电极反应式是Fe2e=Fe2Da试管中O2得电子，b试管中H得电子答案B解析a为中性环境，Fe失电子，O2得电子，氧气被消耗，气体压强减小；b中酸性较强，Fe失电子，H得e，有H2放出，气体压
146、强增大，所以红墨水柱两边液面变为左高右低，故B项错。二、非选择题(本题共5个小题，共52分)17(10分)(1)下列反应中，属于放热反应的是_，属于吸热反应的是_。煅烧石灰石木炭燃烧炸药爆炸酸碱中和生石灰与水作用制熟石灰食物因氧化而腐败(2)用铜、银与硝酸银设计一个原电池，此电池的负极是_，负极的电极反应式是_。(3)用锌片、铜片连接后浸入稀硫酸溶液中，构成了原电池，工作一段时间，锌片的质量减少了3.25 g，铜表面析出了氢气_L(标准状况)，导线中通过_mol电子。(4)某化学反应，设反应物的总能量为E1，生成物的总能量为E2，若E1E2，则该反应为_热反应，该反应过程可以看成_。中和反应都
147、是_热反应，其实质是_。答案(1)(2)铜Cu2e=Cu2(3)1.120.1(4)放储存在物质内部的能量转化为热能等释放出来放酸电离出的H与碱电离出的OH结合生成弱电解质水：HOH=H2O18(11分)在200 时，将a mol H2(g)和b mol I2(g)充入到体积为V L的密闭容器中，发生反应：I2(g)H2(g)2HI(g)。(1)反应刚开始时，由于c(H2)_，c(I2)_，而c(HI)_，所以化学反应速率_最大而_最小(为零)(填“v正”或“v逆”)。(2)随着反应的进行，反应混合物中各组分浓度的变化趋势为c(H2)_，c(I2)_，而c(HI)_，从而化学反应速率v正_，而
148、v逆_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(3)当反应进行到v正与v逆_时，此可逆反应就达到了最大限度，若保持外界条件不变时，混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率及体系的总压强(或各组分的分压)都将_。答案(1) molL1 molL10v正v逆(2)减小减小增大减小增大(3)相等保持不变解析在化学平衡建立的过程中，开始时，c(H2)和c(I2)为最大值，正反应速率最大，由于此时没有HI，逆反应速率最小为0，随反应进行c(H2)和c(I2)逐渐减小，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，直到平衡时，v正v逆，反应体系中各组分的浓度、百分含量
149、、各组分的分压等不发生变化。19(10分)氢气是未来最理想的能源，科学家最近研制出利用太阳能产生激光，并在二氧化钛(TiO2)表面作用使海水分解得到氢气的新技术：2H2O2H2O2。制得的氢气可用于燃料电池。试回答下列问题：(1)分解海水时，_能转变为_能，二氧化钛作_。生成的氢气用于燃料电池时，_能转变为_能。水分解时，断裂的化学键为_键，分解海水的反应属于_反应(填“放热”或“吸热”)。(2)某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应如下：A极：2H22O24e=2H2OB极：O24e=2O2则A极是电池的_极；电子从该极_(填“流入”或“流出”)。答案(1)太阳
150、化学催化剂化学电HO吸热(2)负流出解析科学家利用太阳能使海水分解，所以是太阳能转变为化学能；生成的氢气用于燃料电池时是把化学能转变为电能。A极是失去电子发生氧化反应的电极，所以A极是负极，又电子的流向与电流方向相反，故电子从该极流出。20(10分)经研究知Cu2对H2O2分解也具有催化作用，为比较Fe3和Cu2对H2O2分解的催化效果，某研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。回答相关问题：(1)定性分析：如图甲可通过观察_，定性比较得出结论。有同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理，其理由是_，写出H2O2在二氧化锰催化作用下发生反应的化学方程式：_ _。(2)定量分析：
151、如图乙所示，实验时均以生成40 mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略。图中仪器A的名称为_，实验中需要测量的数据是_。答案(1)反应产生气泡的快慢控制阴离子相同，排除阴离子的干扰2H2O22H2OO2(2)分液漏斗收集40 mL气体所需要的时间21(11分)(1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。锌片上发生的电极反应_银片上发生的电极反应_(2)若该电池中两电极的总质量为60 g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为47 g，试计算：产生氢气的体积(标准状况)；通过导线的电量。(已知NA6.021023 mol1，电子电荷为1.601019
152、C)答案(1)Zn2e=Zn22H2e=H2(2)4.48 L3.9104 C解析(1)在锌片、银片、稀硫酸组成的原电池中，锌片作负极，其电极反应为Zn2e=Zn2；银片作正极，其电极反应为2H2e=H2。电池总反应式为Zn2H=Zn2H2。(2)根据电极反应式找出已知量与电量之间的定量关系进行计算。锌片与银片减少的质量等于生成氢气所消耗的锌的质量，设产生的氢气体积为x。Zn2H=Zn2 H265 g22.4 L60 g47 g13 gxx13 g22.4 Lmol165 gmol14.48 L。反应消耗的锌为13 g65 gmol10.20 mol1 mol Zn变为Zn2时，转移2 mol e，则通过的电量为0.20 mol26.021023 mol11.61019 C3.9104 C。