人教选修4同步练习22份打包

1-1-1焓变　反应热
一、选择题
1．(2012·试题调研)已知反应X＋Y===M＋N为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是(　　)
A．X的焓一定高于M
B．Y的焓一定高于N
C X和Y的总焓一定高于M和N的总焓
D．因为该反应为放热反应，故不必加热反应就可发生
答案：C
点拨：放热反应是反应物的总焓大于生成物的总焓的反应。
2．关于化学反应本质的说法正确的是(　　)
A．都有新物质生成
B．都有能量变化
C．是旧键断裂新键形成的过程
D．都需要加热
答案：C
3．(2012·试题调研)石墨和金钢石都是碳元素的单质，石墨在一定条件下可转化为金刚石。已知12 g石墨完全转化成金刚石时，要吸收E kJ的能量，下列说法正确的是(　　)
A．石墨不如金刚石稳定
B．金刚石不如石墨稳定
C．等质量的石墨与金刚石完全燃烧，金刚石放出的能量少
D．等质量的石墨与金刚石完全燃烧，二者放出的热量相等
答案：B
点拨：石墨转化成金刚石要吸收能量，说明金刚石含有的能量多，则不稳定，A不确定，B正确；燃烧等量的石墨和金刚石，金刚石放出的能量多。C、D均不正确。
4．(2012·经典习题选萃)由图分析，有关叙述正确的是(　　)
A．A―→B＋C和B＋C―→A两个反应吸收或放出的能量不等
B．A―→B＋C是放热反应
C．A具有的能量高于B和C具有的能量总和
D．A―→B＋C是吸热反应，B＋C―→A是放热反应
答案：D
点拨：本题考查化学反应中的能量变化，由图可知，B＋C的能量高于A的能量，则反应B＋C―→A一定是放热反应；反之，A―→B＋C则是吸热反应。根据能量守恒定律，两反应的反应热在数值上相等，符号相反。
5．下列变化属于吸热反应的是(　　)
①液态水汽化　②将胆矾加热变为白色粉末　③浓硫酸稀释　④氯酸钾分解　⑤生石灰跟水反应
A．②④　　　　　　　 B．①④
C．②③ D．①④⑤
答案：A
点拨：常见的吸热反应有分解反应等，所以②④是吸热反应。③浓硫酸稀释的确放热，但是不属于反应。
6．(2012·经典习题选萃)下列反应既是氧化还原反应，又是吸热反应的是(　　)
A．铝片与稀硫酸反应
B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
C．灼热的炭与CO2反应
D．甲烷在O2中的燃烧反应
答案：C
点拨：已知属吸热反应的是B和C，但B反应方程式为Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O，是非氧化还原反应，C反应方程式为C＋CO22CO，是氧化还原反应。
7．下列过程一定释放出能量的是(　　)
A．化合反应 B．分解反应
C．分子拆成原子 D．原子构成分子
答案：D
点拨：形成化学键释放能量，原子结合成分子放出能量，化合、分解反应有可能是放热反应，也有可能是吸热反应。
8．(2012·上海高三模拟)下列对化学反应的认识错误的是(　　)
A．有化学键破坏的一定是化学反应
B．会产生新的物质
C．可能会引起物质状态的变化
D．一定伴随着能量的变化
答案：A
点拨：化学反应的实质是反应物化学键断裂同时生成物化学键生成，如食盐的熔化过程中只有离子键的断裂，但是没有化学键的生成，食盐的熔化是物理变化。
9．下列反应中符合图示能量变化的是(　　)
A．电解Al2O3得到Al和O2
B．HCl分解为H2和Cl2
C．Na与水反应
D．工业上用H2还原Fe2O3制Fe
答案：C
点拨：由图示能量变化可知，该反应为放热反应。A、B、C、D四个选项中只有C为放热反应，其他均为吸热反应。
10．已知H2(g)＋Br2(l)===2HBr(g)　ΔH＝－72 kJ·mol－1，蒸发1 mol Br2(l)需要吸收的能量为30 kJ，其他相关数据如下表：
H2(g)
Br2(g)
HBr(g)
1 mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ
436
a
369
则表中a为(　　)
A．404 B．260
C．230 D．200
答案：D
点拨：化学反应的实质是旧键断裂(吸收能量)和新键形成(放出能量)，故有ΔH＝(436＋30＋a－369×2)kJ·mol－1＝－72kJ·mol－1，a＝200，D项正确。
二、非选择题
11．(2012·试题调研)如下图所示，把试管放入盛有25℃饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再滴入5 mL稀盐酸。试回答下列问题：
(1)实验中观察到的现象是_______________________________ _________________________________________；
(2)产生上述现象的原因是______________________________ __________________________________________；
(3)写出有关反应的离子方程式_____________________ __________________________________________________；
(4)由实验推知，MgCl2溶液和H2的总焓______(填“大于”、“小于”或“等于”)镁片和盐酸的总焓。
答案：(1)①镁片上有大量气泡产生；②镁片逐渐溶解；③烧杯中溶液变浑浊　(2)镁片与盐酸反应产生氢气，该反应为放热反应，Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低，故析出Ca(OH)2固体，溶液变浑浊　(3)Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑　(4)小于
12．(2012·经典习题选萃)在一定条件下，A和B反应可生成C和D，其能量变化如下：
(1)下列有关反应A＋B===C＋D的说法正确的是(　　)
A．反应前后原子的种类和数目一定不变
B．该反应若有热量变化，则一定是氧化还原反应
C．若该反应为放热反应，则不需加热反应就一定能自发进行
D．反应物的总质量与生成物的总质量一定相等，且遵循能量守恒
(2)若E1”、“<”或“＝”)反应物的总能量，为______(填“吸热”或“放热”)反应。
答案：(1)AD　(2)>　吸热　
点拨：(1)依据质量守恒和能量守恒，AD正确；B项氧化还原反应的特征是元素化合价发生变化；C项放热反应有些也需要加热。(2)E113．(2012·安徽高三四校联考)已知某反应A(g)＋B(g)??C(g)＋D(g)过程中的能量变化如图所示，回答问题。该反应是______(填“吸热”或“放热”)反应，该反应的ΔH＝______kJ·mol－1(用含E1、E2的代数式表示)，1 mol气体A和1 mol气体B具有的总能量比1 mol气体C和1 mol气体D具有的总能量______(填“一定高”、“一定低”或“高低不一定”)。
答案：吸热　E1－E2　一定低
点拨：由于反应物吸收的能量大于产物放出的能量，所以该反应为吸热反应，吸热反应的焓变大于零，从图像中看出反应物的能量低，产物的能量高，该反应一定为吸热反应。
14．已知化学反应N2＋3H2＝2NH3的能量变化如图所示。
(1)1 mol N和3 mol H生成1 mol NH3(g)是______能量的过程(填“吸收”或“释放”)。
(2)N2(g)＋H2(g)??NH3(g)
ΔH＝____________.
(3)N2(g)和H2生成NH3(l)的热化学方程式为____________________________。
答案：(1)释放　(2)a－b kJ·mol－1
(3)N2(g)＋3H2(g)===2NH3(l)　ΔH＝2(a－b－c) kJ·mol－1
15．(2012·经典习题选萃)已知：H2(g)＋O2(g)===H2O(g)，反应过程中能量变化如图所示，请回答下列问题。
(1)a、b、c分别代表什么意思？
a：___________；b：___________；c：___________。
(2)该反应是________(填“放热”或“吸热”)，ΔH______0(填“>”“<”或“＝”)。
答案：(1)代表旧键断裂吸收的能量　代表生成新键放出的能量　代表反应热　(2)放热　<
点拨：a、b、c表示反应过程中能量的变化。反应前后能量变化决定反应放热还是吸热。
16．(2012·试题调研)已知下列化学键的键能：
化学键　　　　 键能(kJ/mol)
H—H 436
N—H 391
N≡N 946
(1)通过计算判断合成氨反应是放热还是吸热？
(2)计算：1 mol N2完全反应生成NH3的反应热为________，1 mol H2完全反应生成NH3的反应热为________。
答案：(1)放热　(2)ΔH＝－92 kJ/mol
ΔH＝－30.6 kJ/mol
点拨：(1)反应N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)过程中，共断裂1 mol N≡N和3 mol H—H，形成6 mol N—H，则断键共吸热为946 kJ/mol×1 mol＋436 kJ/mol×3 mol＝2 254kJ，
形成N—H共放热＝391 kJ/mol×6 mol＝2 346 kJ，
由于放出热量>吸收热量，故反应放热。
(2)1 mol N2完全反应生成NH3的反应热为ΔH＝－(2 346－2 254)kJ/mol＝－92 kJ/mol，而1 mol H2只与mol N2反应，所以1 mol H2完全反应生成NH3的反应热为：
ΔH＝－92 kJ/mol×＝－30.6 kJ/mol。
航天器化学能推进剂
发射“嫦娥二号”探月卫星使用的“长三甲”火箭一、二级发动机推进剂为偏二甲肼/四氧化二氮，三级发动机推进剂为液氢/液氧。不同级别的发动机采用了不同的推进剂，这其中有什么区别呢？
一、二级发动机推进剂为偏二甲肼(C2H8N2)/四氧化二氮(N2O4)，其中C2H8N2为燃烧剂，N2O4为氧化剂。它们在发动机燃烧室内发生反应(C2H8N2＋2N2O4===2CO2＋4H2O＋3N2)，产生大量高温燃气。偏二甲肼属Ⅲ级毒性物质，可对人体中枢神经系统、肝脏等造成伤害。N2O4常温下会分解为红棕色NO2气体，我们在电视直播画面上看到火箭在发射前几秒钟会放出红棕色的“烟”就是这个原因。N2O4也有毒，可对神经系统造成伤害。
偏二甲肼/四氧化二氮作推进剂的最大优点是无需高温点火，燃烧剂与氧化剂接触即自动点火，不会存在中途熄火的问题，而且在常温下就能方便地贮存和运输；缺点是有剧毒、易通过皮肤吸收而使人致癌。因此，偏二甲肼/四氧化二氮推进剂在生产、运输、贮存、加注和火箭发射过程等各个环节中均会因泄漏或不完全燃烧而造成污染。
“长三甲”火箭三级发动机推进剂为液氢/液氧。其中液氢为燃烧剂，液氧为氧化剂(2H2＋O2===2H2O)。
与传统的肼类推进剂相比，液氢/液氧推进剂的突出优点是无毒无污染、高比冲(单位秒流量的推进剂产生的推力比使用其他推进剂更高)。缺点是使用成本高、技术要求高，贮存、加注程序复杂：液氢和液氧需在低温下保存，临近发射才能加注进入箭体贮箱；液氢温度低于－253℃，液氧温度低于－183℃，因此尽管燃料贮箱进行了水平极高的保温设计，火箭周围的空气还是会迅速地被冷凝成水汽，为了防止结冰，要不停地用氮气吹除；同时，在常温下不断汽化的液氢液氧，会使贮箱的压力越来越高，而一粒沙子从一米高处落下来的能量就能引起爆炸，因此需要一边加注一边泄压，不停地把汽化后的燃料导入燃烧池烧掉，直至发射前的最后几秒。
1-1-1焓变　反应热
一、选择题
1．(2012?试题调研)已知反应X＋Y===M＋N为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是(　　)
A．X的焓一定高于M
B．Y的焓一定高于N
C X和Y的总焓一定高于M和N的总焓
D．因为该反应为放热反应，故不必加热反应就可发生
答案：C
点拨：放热反应是反应物的总焓大于生成物的总焓的反应。
2．关于化学反应本质的说法正确的是(　　)
A．都有新物质生成
B．都有能量变化
C．是旧键断裂新键形成的过程
D．都需要加热
答案：C
3．(2012?试题调研)石墨和金钢石都是碳元素的单质，石墨在一定条件下可转化为金刚石。已知12 g石墨完全转化成金刚石时，要吸收E kJ的能量，下列说法正确的是(　　)
A．石墨不如金刚石稳定
B．金刚石不如石墨稳定
C．等质量的石墨与金刚石完全燃烧，金刚石放出的能量少
D．等质量的石墨与金刚石完全燃烧，二者放出的热量相等
答案：B
点拨：石墨转化成金刚石要吸收能量，说明金刚石含有的能量多，则不稳定，A不确定，B正确；燃烧等量的石墨和金刚石，金刚石放出的能量多。C、D均不正确。

4．(2012?经典习题选萃)由图分析，有关叙述正确的是(　　)
A．A―→B＋C和B＋C―→A两个反应吸收或放出的能量不等
B．A―→B＋C是放热反应
C．A具有的能量高于B和C具有的能量总和
D．A―→B＋C是吸热反应，B＋C―→A是放热反应
答案：D
点拨：本题考查化学反应中的能量变化，由图可知，B＋C的能量高于A的能量，则反应B＋C―→A一定是放热反应；反之，A―→B＋C则是吸热反应。根据能量守恒定律，两反应的反应热在数值上相等，符号相反。
5．下列变化属于吸热反应的是(　　)
①液态水汽化　②将胆矾加热变为白色粉末　③浓硫酸稀释　④氯酸钾分解　⑤生石灰跟水反应
A．②④　　　　　　　 B．①④
C．②③ D．①④⑤
答案：A
点拨：常见的吸热反应有分解反应等，所以②④是吸热反应。③浓硫酸稀释的确放热，但是不属于反应。
6．(2012?经典习题选萃)下列反应既是氧化还原反应，又是吸热反应的是(　　)
A．铝片与稀硫酸反应
B．Ba(OH)2?8H2O与NH4Cl反应
C．灼热的炭与CO2反应
D．甲烷在O2中的燃烧反应
答案：C
点拨：已知属吸热反应的是B和C，但B反应方程式为Ba(OH)2?8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O，是非氧化还原反应，C反应方程式为C＋CO22CO，是氧化还原反应。
7．下列过程一定释放出能量的是(　　)
A．化合反应 B．分解反应
C．分子拆成原子 D．原子构成分子
答案：D
点拨：形成化学键释放能量，原子结合成分子放出能量，化合、分解反应有可能是放热反应，也有可能是吸热反应。
8．(2012?上海高三模拟)下列对化学反应的认识错误的是(　　)
A．有化学键破坏的一定是化学反应
B．会产生新的物质
C．可能会引起物质状态的变化
D．一定伴随着能量的变化
答案：A
点拨：化学反应的实质是反应物化学键断裂同时生成物化学键生成，如食盐的熔化过程中只有离子键的断裂，但是没有化学键的生成，食盐的熔化是物理变化。

9．下列反应中符合图示能量变化的是(　　)
A．电解Al2O3得到Al和O2
B．HCl分解为H2和Cl2
C．Na与水反应
D．工业上用H2还原Fe2O3制Fe
答案：C
点拨：由图示能量变化可知，该反应为放热反应。A、B、C、D四个选项中只有C为放热反应，其他均为吸热反应。
10．已知H2(g)＋Br2(l)===2HBr(g)　ΔH＝－72 kJ?mol－1，蒸发1 mol Br2(l)需要吸收的能量为30 kJ，其他相关数据如下表：
H2(g) Br2(g) HBr(g)
1 mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ 436 a 369
则表中a为(　　)
A．404 B．260
C．230 D．200
答案：D
点拨：化学反应的实质是旧键断裂(吸收能量)和新键形成(放出能量)，故有ΔH＝(436＋30＋a－369×2)kJ?mol－1＝－72kJ?mol－1，a＝200，D项正确。
二、非选择题
11．(2012?试题调研)如下图所示，把试管放入盛有25℃饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再滴入5 mL稀盐酸。试回答下列问题：

(1)实验中观察到的现象是_______________________________ _________________________________________；
(2)产生上述现象的原因是______________________________ __________________________________________；
(3)写出有关反应的离子方程式_____________________ __________________________________________________；
(4)由实验推知，MgCl2溶液和H2的总焓______(填“大于”、“小于”或“等于”)镁片和盐酸的总焓。
答案：(1)①镁片上有大量气泡产生；②镁片逐渐溶解；③烧杯中溶液变浑浊　(2)镁片与盐酸反应产生氢气，该反应为放热反应，Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低，故析出Ca(OH)2固体，溶液变浑浊　(3)Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑　(4)小于
12．(2012?经典习题选萃)在一定条件下，A和B反应可生成C和D，其能量变化如下：

(1)下列有关反应A＋B===C＋D的说法正确的是(　　)
A．反应前后原子的种类和数目一定不变
B．该反应若有热量变化，则一定是氧化还原反应
C．若该反应为放热反应，则不需加热反应就一定能自发进行
D．反应物的总质量与生成物的总质量一定相等，且遵循能量守恒
(2)若E1”、“<”或“＝”)反应物的总能量，为______(填“吸热”或“放热”)反应。
答案：(1)AD　(2)>　吸热　
点拨：(1)依据质量守恒和能量守恒，AD正确；B项氧化还原反应的特征是元素化合价发生变化；C项放热反应有些也需要加热。(2)E113．(2012?安徽高三四校联考)已知某反应A(g)＋B(g)??C(g)＋D(g)过程中的能量变化如图所示，回答问题。该反应是______(填“吸热”或“放热”)反应，该反应的ΔH＝______kJ?mol－1(用含E1、E2的代数式表示)，1 mol气体A和1 mol气体B具有的总能量比1 mol气体C和1 mol气体D具有的总能量______(填“一定高”、“一定低”或“高低不一定”)。

答案：吸热　E1－E2　一定低
点拨：由于反应物吸收的能量大于产物放出的能量，所以该反应为吸热反应，吸热反应的焓变大于零，从图像中看出反应物的能量低，产物的能量高，该反应一定为吸热反应。
14．已知化学反应N2＋3H2＝2NH3的能量变化如图所示。
(1)1 mol N和3 mol H生成1 mol NH3(g)是______能量的过程(填“吸收”或“释放”)。
(2)12N2(g)＋32H2(g)??NH3(g)
ΔH＝____________.
(3)N2(g)和H2生成NH3(l)的热化学方程式为____________________________。

答案：(1)释放　(2)a－b kJ?mol－1
(3)N2(g)＋3H2(g)===2NH3(l)　ΔH＝2(a－b－c) kJ?mol－1
15．(2012?经典习题选萃)已知：H2(g)＋12O2(g)===H2O(g)，反应过程中能量变化如图所示，请回答下列问题。

(1)a、b、c分别代表什么意思？
a：___________；b：___________；c：___________。
(2)该反应是________(填“放热”或“吸热”)，ΔH______0(填“>”“<”或“＝”)。
答案：(1)代表旧键断裂吸收的能量　代表生成新键放出的能量　代表反应热　(2)放热　<
点拨：a、b、c表示反应过程中能量的变化。反应前后能量变化决定反应放热还是吸热。
16．(2012?试题调研)已知下列化学键的键能：
化学键　　　　 键能(kJ/mol)
H—H 436
N—H 391
N≡N 946
(1)通过计算判断合成氨反应是放热还是吸热？
(2)计算：1 mol N2完全反应生成NH3的反应热为________，1 mol H2完全反应生成NH3的反应热为________。
答案：(1)放热　(2)ΔH＝－92 kJ/mol
ΔH＝－30.6 kJ/mol
点拨：(1)反应N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)过程中，共断裂1 mol N≡N和3 mol H—H，形成6 mol N—H，则断键共吸热为946 kJ/mol×1 mol＋436 kJ/mol×3 mol＝2 254kJ，
形成N—H共放热＝391 kJ/mol×6 mol＝2 346 kJ，
由于放出热量>吸收热量，故反应放热。
(2)1 mol N2完全反应生成NH3的反应热为ΔH＝－(2 346－2 254)kJ/mol＝－92 kJ/mol，而1 mol H2只与13mol N2反应，所以1 mol H2完全反应生成NH3的反应热为：
ΔH＝－92 kJ/mol×13＝－30.6 kJ/mol。

航天器化学能推进剂
发射“嫦娥二号”探月卫星使用的“长三甲”火箭一、二级发动机推进剂为偏二甲肼/四氧化二氮，三级发动机推进剂为液氢/液氧。不同级别的发动机采用了不同的推进剂，这其中有什么区别呢？
一、二级发动机推进剂为偏二甲肼(C2H8N2)/四氧化二氮(N2O4)，其中C2H8N2为燃烧剂，N2O4为氧化剂。它们在发动机燃烧室内发生反应(C2H8N2＋2N2O4===2CO2＋4H2O＋3N2)，产生大量高温燃气。偏二甲肼属Ⅲ级毒性物质，可对人体中枢神经系统、肝脏等造成伤害。N2O4常温下会分解为红棕色NO2气体，我们在电视直播画面上看到火箭在发射前几秒钟会放出红棕色的“烟”就是这个原因。N2O4也有毒，可对神经系统造成伤害。
偏二甲肼/四氧化二氮作推进剂的最大优点是无需高温点火，燃烧剂与氧化剂接触即自动点火，不会存在中途熄火的问题，而且在常温下就能方便地贮存和运输；缺点是有剧毒、易通过皮肤吸收而使人致癌。因此，偏二甲肼/四氧化二氮推进剂在生产、运输、贮存、加注和火箭发射过程等各个环节中均会因泄漏或不完全燃烧而造成污染。
“长三甲”火箭三级发动机推进剂为液氢/液氧。其中液氢为燃烧剂，液氧为氧化剂(2H2＋O2===2H2O)。
与传统的肼类推进剂相比，液氢/液氧推进剂的突出优点是无毒无污染、高比冲(单位秒流量的推进剂产生的推力比使用其他推进剂更高)。缺点是使用成本高、技术要求高，贮存、加注程序复杂：液氢和液氧需在低温下保存，临近发射才能加注进入箭体贮箱；液氢温度低于－253℃，液氧温度低于－183℃，因此尽管燃料贮箱进行了水平极高的保温设计，火箭周围的空气还是会迅速地被冷凝成水汽，为了防止结冰，要不停地用氮气吹除；同时，在常温下不断汽化的液氢液氧，会使贮箱的压力越来越高，而一粒沙子从一米高处落下来的能量就能引起爆炸，因此需要一边加注一边泄压，不停地把汽化后的燃料导入燃烧池烧掉，直至发射前的最后几秒。
1-1-1焓变　反应热
一、选择题
1．(2012?试题调研)已知反应X＋Y===M＋N为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是(　　)
A．X的焓一定高于M
B．Y的焓一定高于N
C X和Y的总焓一定高于M和N的总焓
D．因为该反应为放热反应，故不必加热反应就可发生
答案：C
点拨：放热反应是反应物的总焓大于生成物的总焓的反应。
2．关于化学反应本质的说法正确的是(　　)
A．都有新物质生成
B．都有能量变化
C．是旧键断裂新键形成的过程
D．都需要加热
答案：C
3．(2012?试题调研)石墨和金钢石都是碳元素的单质，石墨在一定条件下可转化为金刚石。已知12 g石墨完全转化成金刚石时，要吸收E kJ的能量，下列说法正确的是(　　)
A．石墨不如金刚石稳定
B．金刚石不如石墨稳定
C．等质量的石墨与金刚石完全燃烧，金刚石放出的能量少
D．等质量的石墨与金刚石完全燃烧，二者放出的热量相等
答案：B
点拨：石墨转化成金刚石要吸收能量，说明金刚石含有的能量多，则不稳定，A不确定，B正确；燃烧等量的石墨和金刚石，金刚石放出的能量多。C、D均不正确。

4．(2012?经典习题选萃)由图分析，有关叙述正确的是(　　)
A．A―→B＋C和B＋C―→A两个反应吸收或放出的能量不等
B．A―→B＋C是放热反应
C．A具有的能量高于B和C具有的能量总和
D．A―→B＋C是吸热反应，B＋C―→A是放热反应
答案：D
点拨：本题考查化学反应中的能量变化，由图可知，B＋C的能量高于A的能量，则反应B＋C―→A一定是放热反应；反之，A―→B＋C则是吸热反应。根据能量守恒定律，两反应的反应热在数值上相等，符号相反。
5．下列变化属于吸热反应的是(　　)
①液态水汽化　②将胆矾加热变为白色粉末　③浓硫酸稀释　④氯酸钾分解　⑤生石灰跟水反应
A．②④　　　　　　　 B．①④
C．②③ D．①④⑤
答案：A
点拨：常见的吸热反应有分解反应等，所以②④是吸热反应。③浓硫酸稀释的确放热，但是不属于反应。
6．(2012?经典习题选萃)下列反应既是氧化还原反应，又是吸热反应的是(　　)
A．铝片与稀硫酸反应
B．Ba(OH)2?8H2O与NH4Cl反应
C．灼热的炭与CO2反应
D．甲烷在O2中的燃烧反应
答案：C
点拨：已知属吸热反应的是B和C，但B反应方程式为Ba(OH)2?8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O，是非氧化还原反应，C反应方程式为C＋CO22CO，是氧化还原反应。
7．下列过程一定释放出能量的是(　　)
A．化合反应 B．分解反应
C．分子拆成原子 D．原子构成分子
答案：D
点拨：形成化学键释放能量，原子结合成分子放出能量，化合、分解反应有可能是放热反应，也有可能是吸热反应。
8．(2012?上海高三模拟)下列对化学反应的认识错误的是(　　)
A．有化学键破坏的一定是化学反应
B．会产生新的物质
C．可能会引起物质状态的变化
D．一定伴随着能量的变化
答案：A
点拨：化学反应的实质是反应物化学键断裂同时生成物化学键生成，如食盐的熔化过程中只有离子键的断裂，但是没有化学键的生成，食盐的熔化是物理变化。

9．下列反应中符合图示能量变化的是(　　)
A．电解Al2O3得到Al和O2
B．HCl分解为H2和Cl2
C．Na与水反应
D．工业上用H2还原Fe2O3制Fe
答案：C
点拨：由图示能量变化可知，该反应为放热反应。A、B、C、D四个选项中只有C为放热反应，其他均为吸热反应。
10．已知H2(g)＋Br2(l)===2HBr(g)　ΔH＝－72 kJ?mol－1，蒸发1 mol Br2(l)需要吸收的能量为30 kJ，其他相关数据如下表：
H2(g) Br2(g) HBr(g)
1 mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ 436 a 369
则表中a为(　　)
A．404 B．260
C．230 D．200
答案：D
点拨：化学反应的实质是旧键断裂(吸收能量)和新键形成(放出能量)，故有ΔH＝(436＋30＋a－369×2)kJ?mol－1＝－72kJ?mol－1，a＝200，D项正确。
二、非选择题
11．(2012?试题调研)如下图所示，把试管放入盛有25℃饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再滴入5 mL稀盐酸。试回答下列问题：

(1)实验中观察到的现象是_______________________________ _________________________________________；
(2)产生上述现象的原因是______________________________ __________________________________________；
(3)写出有关反应的离子方程式_____________________ __________________________________________________；
(4)由实验推知，MgCl2溶液和H2的总焓______(填“大于”、“小于”或“等于”)镁片和盐酸的总焓。
答案：(1)①镁片上有大量气泡产生；②镁片逐渐溶解；③烧杯中溶液变浑浊　(2)镁片与盐酸反应产生氢气，该反应为放热反应，Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低，故析出Ca(OH)2固体，溶液变浑浊　(3)Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑　(4)小于
12．(2012?经典习题选萃)在一定条件下，A和B反应可生成C和D，其能量变化如下：

(1)下列有关反应A＋B===C＋D的说法正确的是(　　)
A．反应前后原子的种类和数目一定不变
B．该反应若有热量变化，则一定是氧化还原反应
C．若该反应为放热反应，则不需加热反应就一定能自发进行
D．反应物的总质量与生成物的总质量一定相等，且遵循能量守恒
(2)若E1”、“<”或“＝”)反应物的总能量，为______(填“吸热”或“放热”)反应。
答案：(1)AD　(2)>　吸热　
点拨：(1)依据质量守恒和能量守恒，AD正确；B项氧化还原反应的特征是元素化合价发生变化；C项放热反应有些也需要加热。(2)E113．(2012?安徽高三四校联考)已知某反应A(g)＋B(g)??C(g)＋D(g)过程中的能量变化如图所示，回答问题。该反应是______(填“吸热”或“放热”)反应，该反应的ΔH＝______kJ?mol－1(用含E1、E2的代数式表示)，1 mol气体A和1 mol气体B具有的总能量比1 mol气体C和1 mol气体D具有的总能量______(填“一定高”、“一定低”或“高低不一定”)。

答案：吸热　E1－E2　一定低
点拨：由于反应物吸收的能量大于产物放出的能量，所以该反应为吸热反应，吸热反应的焓变大于零，从图像中看出反应物的能量低，产物的能量高，该反应一定为吸热反应。
14．已知化学反应N2＋3H2＝2NH3的能量变化如图所示。
(1)1 mol N和3 mol H生成1 mol NH3(g)是______能量的过程(填“吸收”或“释放”)。
(2)12N2(g)＋32H2(g)??NH3(g)
ΔH＝____________.
(3)N2(g)和H2生成NH3(l)的热化学方程式为____________________________。

答案：(1)释放　(2)a－b kJ?mol－1
(3)N2(g)＋3H2(g)===2NH3(l)　ΔH＝2(a－b－c) kJ?mol－1
15．(2012?经典习题选萃)已知：H2(g)＋12O2(g)===H2O(g)，反应过程中能量变化如图所示，请回答下列问题。

(1)a、b、c分别代表什么意思？
a：___________；b：___________；c：___________。
(2)该反应是________(填“放热”或“吸热”)，ΔH______0(填“>”“<”或“＝”)。
答案：(1)代表旧键断裂吸收的能量　代表生成新键放出的能量　代表反应热　(2)放热　<
点拨：a、b、c表示反应过程中能量的变化。反应前后能量变化决定反应放热还是吸热。
16．(2012?试题调研)已知下列化学键的键能：
化学键　　　　 键能(kJ/mol)
H—H 436
N—H 391
N≡N 946
(1)通过计算判断合成氨反应是放热还是吸热？
(2)计算：1 mol N2完全反应生成NH3的反应热为________，1 mol H2完全反应生成NH3的反应热为________。
答案：(1)放热　(2)ΔH＝－92 kJ/mol
ΔH＝－30.6 kJ/mol
点拨：(1)反应N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)过程中，共断裂1 mol N≡N和3 mol H—H，形成6 mol N—H，则断键共吸热为946 kJ/mol×1 mol＋436 kJ/mol×3 mol＝2 254kJ，
形成N—H共放热＝391 kJ/mol×6 mol＝2 346 kJ，
由于放出热量>吸收热量，故反应放热。
(2)1 mol N2完全反应生成NH3的反应热为ΔH＝－(2 346－2 254)kJ/mol＝－92 kJ/mol，而1 mol H2只与13mol N2反应，所以1 mol H2完全反应生成NH3的反应热为：
ΔH＝－92 kJ/mol×13＝－30.6 kJ/mol。

航天器化学能推进剂
发射“嫦娥二号”探月卫星使用的“长三甲”火箭一、二级发动机推进剂为偏二甲肼/四氧化二氮，三级发动机推进剂为液氢/液氧。不同级别的发动机采用了不同的推进剂，这其中有什么区别呢？
一、二级发动机推进剂为偏二甲肼(C2H8N2)/四氧化二氮(N2O4)，其中C2H8N2为燃烧剂，N2O4为氧化剂。它们在发动机燃烧室内发生反应(C2H8N2＋2N2O4===2CO2＋4H2O＋3N2)，产生大量高温燃气。偏二甲肼属Ⅲ级毒性物质，可对人体中枢神经系统、肝脏等造成伤害。N2O4常温下会分解为红棕色NO2气体，我们在电视直播画面上看到火箭在发射前几秒钟会放出红棕色的“烟”就是这个原因。N2O4也有毒，可对神经系统造成伤害。
偏二甲肼/四氧化二氮作推进剂的最大优点是无需高温点火，燃烧剂与氧化剂接触即自动点火，不会存在中途熄火的问题，而且在常温下就能方便地贮存和运输；缺点是有剧毒、易通过皮肤吸收而使人致癌。因此，偏二甲肼/四氧化二氮推进剂在生产、运输、贮存、加注和火箭发射过程等各个环节中均会因泄漏或不完全燃烧而造成污染。
“长三甲”火箭三级发动机推进剂为液氢/液氧。其中液氢为燃烧剂，液氧为氧化剂(2H2＋O2===2H2O)。
与传统的肼类推进剂相比，液氢/液氧推进剂的突出优点是无毒无污染、高比冲(单位秒流量的推进剂产生的推力比使用其他推进剂更高)。缺点是使用成本高、技术要求高，贮存、加注程序复杂：液氢和液氧需在低温下保存，临近发射才能加注进入箭体贮箱；液氢温度低于－253℃，液氧温度低于－183℃，因此尽管燃料贮箱进行了水平极高的保温设计，火箭周围的空气还是会迅速地被冷凝成水汽，为了防止结冰，要不停地用氮气吹除；同时，在常温下不断汽化的液氢液氧，会使贮箱的压力越来越高，而一粒沙子从一米高处落下来的能量就能引起爆炸，因此需要一边加注一边泄压，不停地把汽化后的燃料导入燃烧池烧掉，直至发射前的最后几秒。
1-3化学反应热的计算
一、选择题
1．(2012·经典习题选萃)已知：①2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH1，②2CO(g)＋O2(g)===2O2(g)　ΔH2。下列说法中正确的是(　　)
A．碳的燃烧热为0.5ΔH1 kJ/mol
B．②能表示CO燃烧的热化学方程式
C．碳的燃烧热ΔH＝0.5(ΔH1＋ΔH2)
D．碳的燃烧热小于CO的燃烧热
答案：C
2．已知胆矾溶于水时溶液温度降低。胆矾分解的热化学方程式为CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)＋5 H2O(l)
ΔH＝＋Q1 kJ/mol，室温下，若将1 mol 无水硫酸铜溶解为溶液时放热Q2 kJ，则(　　)
A．Q1>Q2 B．Q1＝Q2
C．Q1答案：A
3．(2012·试题调研)已知1 mol白磷(s)转化为1 mol红磷，放出18.39 kJ热量，又知：
4P(白，s)＋5O2(g)===2P2O5(s)　ΔH1
4P(红，s)＋5O2(g)===2P2O5(s)　ΔH1
则ΔH1和ΔH2的关系正确的是(　　)
A．ΔH1＝ΔH2 B．ΔH1>ΔH2
C．ΔH1<ΔH2 D．无法确定
答案：C
点拨：白磷转化为红磷，放热，则说明白磷能量高于红磷，燃烧等量的白磷和红磷，白磷放出的热量多，但ΔH为负，所以ΔH1<ΔH2。
4．(2012·昆明高二期中)已知在298 K时下述反应的有关数据：C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH1＝－110.5 kJ/mol；C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2＝－393.5 kJ/mol，
则C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的ΔH(　　)
A．＋283.5 kJ/mol B．＋172.5 kJ/mol
C．－172.5 kJ/mol D．－504 kJ/mol
答案：B
点拨：第一个方程式乘以2，然后减去第2个方程式，ΔH＝2×(－110.5 kJ·mol－1)－(－393.5 kJ·mol－1)
＝＋172.5 kJ·mol－1。
5．已知：铝热反应是放热反应，又知，常温下：
4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)　ΔH1
4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)　ΔH2
下面关于ΔH1、ΔH2的比较正确的是(　　)
A．ΔH1>ΔH2 B．ΔH1<ΔH2
C．ΔH1＝ΔH2 D．无法计算
答案：B
点拨：第一个方程式减去第二个方程式，得4Al(s)＋2Fe2O3(s)===2Al2O3(s)＋4Fe(s)　ΔH　ΔH＝ΔH1－ΔH2，因铝热反应是放热反应，则ΔH<0即ΔH1－ΔH2<0，ΔH1<ΔH2。
6．N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)
ΔH1＝＋67.7 kJ·mol－1
N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)
ΔH2＝－534 kJ·mol－1，则2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g)的ΔH是(　　)
A．－1 135.7 kJ·mol－1
B．601.7 kJ·mol－1
C．－466.3 kJ·mol－1
D．1 000.3 kJ·mol－1
答案：A
点拨：ΔH＝ΔH2×2－ΔH1＝－1 135.7 kJ·mol－1。
7．(2012·湖北黄岗中学)已知化学反应的热效应与反应物的初始状态和生成物的最终状态有关，例如图(1)所示：ΔH1＝ΔH2＋ΔH3。根据上述原理和图(2)所示，判断对应的各反应热关系中不正确的是(　　)
A．A―→F　ΔH＝－ΔH6
B．A―→D　ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
C．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0
D．ΔH1＋ΔH6＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5
答案：D
8．已知热化学方程式2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH1<0，则关于2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH2的说法不正确的是(　　)
A．热化学方程式中的化学计量数只表示分子数
B．该反应的ΔH2应大于零
C．该反应的ΔH2＝－ΔH1
D．该反应可表示36 g液态水完全分解生成气态氢气和氧气的热效应
解析：热化学方程式中各物质的化学计量数只表示物质的物质的量的多少，A项错误；题干中的两个热化学方程式是相反的两个变化过程，热效应符号相反，而数值相等，B、C项正确；D项描述符合热化学方程式的意义，D项正确。
答案：A
点拨：由盖斯定律可知：对于两个逆向的化学反应方程，其反应热的数值相等，而符号相反。
9．假定反应体系的始态为S，终态为L，它们之间变化如图所示：SL，则下列说法不正确的是(　　)
A．若ΔH1<0，则ΔH2>0
B．若ΔH1<0，则ΔH2<0
C．ΔH1和ΔH2的绝对值相等
D．ΔH1＋ΔH2＝0
答案：B
10．1 mol CH4气体完全燃烧放出的热量为802 kJ，但当不完全燃烧生成CO和H2O时，放出的热量为519 kJ。如果1 mol CH4与一定量O2燃烧生成CO、CO2、H2O，并放出731.25 kJ的热量，则一定量O2的质量为(　　)
A．40 g B．56 g
C．60 g D．无法计算
解析：CH4的燃烧可分为两部分，由题意写出热化学方程式：
①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－802 kJ/mol
②CH4(g)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－519 kJ/mol
本题的解法可有几种，可采用列方程组的方法，也可用十字交叉法，下面用十字交叉法解答此题。
即两者比为3:1，
即在①②两反应中参加反应的CH4的比例为3:1，故消耗O2的质量为m(O2)＝×32 g/mol＝60 g。
答案：C
点拨：解此类题的依据是热化学方程式，运用热化学方程式中反应物的量和反应热的定量关系列比例式或列方程组计算。若已知反应物的量可求反应热，也可由已知反应热求反应物的量。计算时要特别注意热化学方程式中，反应物化学计量数。
11．乙醇的燃烧热为ΔH1，甲醇的燃烧热为ΔH2，且ΔH1<ΔH2，若乙醇和甲醇的混合物1 mol完全燃烧，反应热为ΔH3，则乙醇和甲醇的物质的量之比为(　　)
A. B.
C. D.
答案：B
点拨：设乙醇物质的量为x，则甲醇的物质的量为1－x，x·ΔH1＋(1－x)·ΔH2＝ΔH3
解得x＝，本题也可以用十字交叉法：
则得乙醇和甲醇的物质的量之比为。
二、非选择题
12．(2012·昆明高二期中)由盖斯定律结合下述反应方程式，回答问题：
(1)已知：①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝ΔH1；
②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)
ΔH＝ΔH2；
③TiO2(g)＋2Cl2(g)===TiCl4(s)＋O2(g)
ΔH＝ΔH3；
则TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(s)＋2CO(g)的ΔH＝________。(列出关于ΔH1、ΔH2、ΔH3的表达式)
(2)已知Na2CO3·10H2O(s)===Na2CO3(s)＋10H2O(g)　ΔH3＝＋532.36 kJ/mol
Na2CO3·10H2O(s)===Na2CO3·H2O(s)＋9H2O(g)
ΔH4＝＋473.63 kJ/mol
写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式：
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案：(1)2ΔH1－ΔH2＋ΔH3
(2)Na2CO3·H2O(s)===Na2CO3(s)＋H2O(g)
ΔH＝＋58.73 kJ/mol
点拨：(1)①×2－②＋③即目标方程式，ΔH也如此。(2)Na2CO3·H2O脱水的方程式为Na2CO3·H2ONa2CO3＋H2O，此时H2O应为气态，所以Na2CO3·H2O(s)===Na2CO3(s)＋H2O(g)，把题目中的第一个方程式减去第2个方程式即得目标方程式。ΔH＝＋532.36 kJ/mol－(＋473.63 kJ/mol)＝＋58.73 kJ/mol。
13．(2012·经典习题选萃)2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的ΔH＝－99 kJ·mol－1
请回答下列问题：
(1)图中A、C分别表示：______、______；
(2)图中ΔH＝______kJ·mol－1；
(3)已知单质硫的燃烧热为296 kJ·mol－1，计算由S(s)生成3 mol SO3(g)的ΔH________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(要求计算过程)。
答案：(1)反应物能量　生成物能量
(2)－198
(3)S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1＝－296 kJ·mol－1①
SO2(g)＋O2(g)===SO3(g)　ΔH2＝－99 kJ/mol－1②
①×3＋②×3得　3S(s)＋O2(g)===3SO3(g)
ΔH＝(ΔH1＋ΔH2)×3＝－1 185 kJ·mol－1
点拨：(1)由图可知，反应物总能量高于生成物总能量为放热反应；(2)图中表示的是2 mol SO2的反应，因此ΔH＝－99 kJ·mol－1×2＝－198 kJ·mol－1。
14．(2012·广东高二检测)
(1)广州亚运会“潮流”火炬内熊熊大火来源于丙烷的燃烧，丙烷是一种优良的燃料。试回答下列问题：
①如图是一定量丙烷完全燃烧生成CO2和1 mol H2O(l)过程中的能量变化图，请在附图中的括号内填入“＋”或“－”。
②写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式：
_____________________________________________________。
③二甲醚(CH3OCH3)是一种新型燃料，应用前景广阔。1 mol二甲醚完全燃烧生成CO2和液态水放出1 455 kJ 热量。若1 mol丙烷和二甲醚的混合气体完全燃烧生成CO2和液态水共放出1 645 kJ热量，则混合气体中，丙烷和二甲醚的物质的量之比为______。
(2)盖斯定律认为：不管化学过程是一步完成或分n步完成，整个过程的总热效应相同。试运用盖斯定律回答下列问题：
已知：H2O(g)===H2O(l)　ΔH1＝－Q1 kJ/mol
C2H5OH(g)===C2H5OH(l)　ΔH2＝－Q2 kJ/mol
C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)
ΔH3＝－Q3 kJ/mol
若使23 g液态无水酒精完全燃烧，并恢复到室温，则整个过程中放出的热量为______kJ。
答案：(1)①－　②C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－2 215 kJ/mol
③1:3
(2)0.5(Q3－Q2＋3Q1)
点拨：(1)①因反应物能量高于生成物的能量，故该反应为放热反应，ΔH<0。
②因为1 mol C3H8完全燃烧生成4 mol H2O(l)，所以放出热量为553.75 kJ×4＝2 215 kJ，所以丙烷燃烧热的热化学方程式为C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－2 215 kJ/mol。
③
所以C3H8与二甲醚物质的量之比为190:570＝1:3。
(2)设已知三个方程式分别为a、b、c，则据盖斯定律知：c＋b＋3a得到：
C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　反应热ΔH＝－Q3－(－Q2)＋3(－Q1)＝－(Q3－Q2＋3Q1) kJ/mol所以23 g(即0.5 mol)液态无水乙醇完全燃烧生成液态H2O时放出热量为0.5(Q3－Q2＋3Q1)kJ。
15．(2012·试题调研)20年来，对以氢气作为未来的动力燃料氢能源的研究获得了迅速发展，像电一样，氢是一种需要依靠其他能源如石油、煤、原子能等的能量来制取的所谓“二级能源”，而存在于自然界的可以提供现成形式能量的能源称为一级能源，如煤、石油、太阳能和原子能等。
(1)为了有效发展民用氢能源，首先必须制得廉价的氢气，下列可供开发又较经济且资源可持续利用的制氢气的方法是(　　)
A．电解水　　　　　　 B．锌和稀硫酸反应
C．光解海水 D．以石油、天然气为原料
(2)氢气燃烧时耗氧量小，发热量大。已知碳和氢气燃烧的热化学方程式为：
C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
试通过计算说明等质量的氢气和碳燃烧时产生热量的比是___________。
(3)氢能源有可能实现能源的贮存，也有可能实现经济、高效的输送。研究表明过渡金属型氢化物(又称间充氢化物)，在这类氢化物中，氢原子填充在金属的晶格间隙之间，其组成不固定，通常是非化学计量的，如：LaH2.76、TiH1.73、CeH2.69、ZrH1.98、PrH2.85、TaH0.78。已知标准状况下，1体积的钯粉大约可吸收896体积的氢气(钯粉的密度为10.64 g·cm－3，相对原子质量为106.4)，试写出钯(Pd)的氢化物的化学式______________。
答案：(1)C　(3)4.36:1　(3)PdH0.8
点拨：(1)光解海水法：利用特殊催化剂，模拟生物光合作用制取氢气，是经济且资源可持续使用的制氢方法。
(2)由热化学方程式可知，相同质量的氢气和碳完全燃烧时放出的热量之比为(285.8 kJ·mol－1×): (393.5 kJ·mol－1×)＝4.36:1。
(3)由题意可知，1 cm3钯粉可吸收896 cm3的氢气，n(Pd) :n(H)＝:×2＝1:0.8，故氢化物的化学式为PdH0.8。
盖斯简介
盖斯，瑞士化学家，1802年8月8日生于瑞士日内瓦市一个画家家庭，三岁时随父亲定居俄国莫斯科，因而在俄国上学和工作。1825年毕业于多尔帕特大学医学系，并获得医学博士学位。1826年弃医专攻化学，并到瑞典斯德哥尔摩柏济力阿斯实验室专修化学，从此与柏济力阿斯结成了深厚的友谊。回国后到乌拉尔做地质调查和勘探工作，后又到伊尔库茨克研究矿物。1828年由于在化学上的卓越贡献被选为圣彼得堡科学院院士，旋即被聘为圣彼得堡工艺学院理论化学教授兼中央师范学院和矿业学院教授。
盖斯早年从事分析化学的研究，曾对巴库附近的矿物和天然气进行分析，作出了一定成绩，之后还曾发现蔗糖可氧化成糖二酸。1830年专门从事化学热效应测定方法的改进，曾改进拉瓦锡和拉普拉斯的冰量热计，从而较准确地测定了化学反应中的热量。1840年经过许多次实验，他总结出一条规律：在任何化学反应过程中的热量，不论该反应是一步完成的还是分步进行的，其总热量变化是相同的。这就是举世闻名的盖斯定律。
2-1化学反应速率
一、选择题
1．(2012·试题调研)甲、乙两个容器内都在进行A→B的反应，甲中每分钟减少4mol A，乙中每分钟减少2mol A，则两容器中的反应速率(　　)
A．甲快 B．乙快
C．相等 D．无法确定
答案：D
点拨：因为v＝＝，两容器的体积不确定，故无法比较两容器内的反应速率，D正确。
2．(2012·浙江高二检测)在2A(g)＋B(g)??3C(g)＋4D(g)反应中，表示该反应速率最快的是(　　)
A．vA＝0.5mol·L－1·s－1
B．vB＝0.3mol·L－1·s－1
C．vC＝0.8mol·L－1·s－1
D．vD＝1.0mol·L－1·s－1
答案：B
点拨：将A、C、D的反应速率都用v(B)表示，数值分别为0.25、0.27、0.25，故B项反应速率最快。
3．(2012·湖北高二检测)反应A(g)＋3B(g)??2C(g)在2L密闭容器中反应，半分钟内C的物质的量增加了0.6mol，有关反应速率正确的是(　　)
A．v(A)＝0.005mol·L－1·s－1
B．v(C)＝0.02mol·L－1·s－1
C．v(B)＝v(A)/3
D．v(A)＝0.01mol·L－1·s－1
答案：A
点拨：v(C)＝0.6mol÷2L÷30s＝0.01mol·L－1·s－1，则v(A)＝v(C)÷2＝0.005mol·L－1·s－1，v(B)＝3v(A)，故A正确。
4．(2012·经典习题选萃)将5.6 g铁粉投入盛有100mL 2mol/L稀硫酸的烧杯中，经2min反应完全。如果反应前后浓液的体积不变，则该反应的平均反应速率可表示为(　　)
A．v(Fe)＝0.5mol/(L·min)
B．v(H2SO4)＝1mol/(L·min)
C．v(FeSO4)＝0.5mol/(L·min)
D．v(H2)＝0.5mol/(L·min)
答案：C
点拨：(1)易错选项分析
易错选A的原因在于只注重了数值的运算，而忽略了铁是固体，不能用固体表示化学反应速率。
(2)其他错误选项分析
错误选项
错因剖析
B
错选B的原因在于没有判断铁与稀硫酸反应时过量的问题，而是直接用硫酸的物质的量进行了求算，实际上，硫酸过量，铁粉不足，应根据铁粉的物质的量计算。
D
错选D的原因在于忽视了反应生成的氢气逸出，不在溶液中，所以无法用氢气表示反应速率。
5.反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)经一段时间后，SO3的浓度增加了0.4mol/L，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04mol/(L·s)，则这段时间为(　　)
A．0.1s　　　 B．2.5s　　　
C．10s　　　 D．5s
答案：D
点拨：根据题意，SO3的浓度增加了0.4mol/L，则O2的浓度减少了0.2mol/L，
v(O2)＝
Δt＝＝＝5s。
6．合成SO3反应：2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)其反应速率可以分别用v(SO2)、v(O2)、v(SO4)表示(单位：mol·L－1·s－1)，则正确的关系为(　　)
A．v(SO2)＝v(O2)＝v(SO3)
B．v(O2)＝2v(SO3)
C．v(SO2)＝v(SO3)
D．v(O2)＝2v(SO2)
答案：C
点拨：根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，v(SO2):v(O2) :v(SO2)＝2:1:2，A项不正确，v(O2)＝v(SO3)，B项不正确；v(SO2)＝v(SO3)，C项正确；v(O2)＝v(SO2)，D项不正确。
7．在密闭容器中进行可逆反应，A与B反应生成C，其反应速率分别用为v(A)、v(B)、v(C)(mol·L－1·s－1)表示，且v(A)、v(B)v(C)之间有如下所示的关系：v(B)＝3v(A)；3v(C)＝2v(B)。则此反应可表示为(　　)
A．2A＋3B??2C　　　　　 B．A＋3B??2C
C．3A＋B??2C D．A＋B??C
答案：B
点拨：此题要求学生掌握一个化学反应可用不同的物质来表示反应速率，其值不同，意义相同，这些速率值之比与其对应的化学计量数之比相等，即v(A) :v(B) :v(C)＝1:3:2。
8．在比较化学反应速率时，不可以利用的相关性质为(　　)
A．气体的体积和体系压强
B．颜色的深浅
C．固体物质的量是多少
D．反应的剧烈度
答案：C
9．(2012·经典习题选萃)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
2s末浓度/mol·L－1　　　 0.6　　 1.8　　　　 1.0
4s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．2s末氨气的反应速率＝0.4mol·(L·s)－1
B．前2s时间内氨气的平均反应速率＝0.4mol·(L·s)－1
C．前4s时间内氨气的平均反应速率＝0.3mol·(L·s)－1
D．2～4s时间内氨气的平均反应速率＝0.2mol·(L·s)－1
答案：A
点拨：本题考查学生对化学反应速率是平均速率，而不是瞬时速率的理解。
10．将4mol A气体和2mol B气体在2L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：2A(g)＋B(g)===2C(g)。若经2s后测得C的浓度为0.6mol·L－1，现有下列几种说法：
①用物质A表示的反应的平均速率为0.3mol·L－1·s－1　②用物质B表示的反应的平均速率为0.6mol·L－1·s－1　③2s时物质A的转化率为70%　④2s时物质B的浓度为0.7mol·L－1
其中正确的是(　　)
A．①③　　　B．①④　　　C．②③　　　D．③④
答案：B
点拨：v(A)＝0.3mol·(L·s)－1，v(B)＝0.15mol·(L·s)－1，A消耗1.2mol，转化率为30%，B消耗0.6mol,2s时B的浓度为0.7mol·L－1。
11．(2012·中山高二检测)已知反应4NH3＋5O2??4NO＋6H2O，若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，则下列关系正确的是(　　)
A．4v(NH3)＝5v(O2) B．5v(O2)＝6v(H2O)
C．3v(NH3)＝2v(H2O) D．5v(O2)＝4v(NO)
答案：C
点拨：在化学反应中，用不同物质表示的化学反应速率之比等于其化学计量数之比，A项应为5v(NH3)＝4v(O2)，B项应为6v(O2)＝5v(H2O)，D项应为4v(O2)＝5v(NO)，C项正确。
12．在容积为2L的密闭容器中充入2molsO2和一定量O2，发生反应2SO2＋O2??2SO3，当反应进行到4min时，测得n(SO2)＝0.4mol。若反应进行到2min时，容器中SO2的物质的量是(　　)
A．等于1.6mol B．等于1.2mol
C．大于1.6mol D．小于1.2mol
答案：D
点拨：由题意可求得4min内SO2的平均反应速率v(SO2)＝＝0.2mol·(L·min)－1。若按照这个反应速率计得，2min时转化的SO2的物质的量为0.2min·(L·min)－1×2min×2L＝0.8mol，但由于前2min比后2min的反应速率大，所以2min时，n(SO2)<2mol－0.8mol＝1.2mol。
二、非选择题
13．如下图表示800℃时，A、B、C三种气体物质的浓度随时间的变化情况。试回答：
(1)该反应的反应物是________。
(2)该反应的化学方程式为________________。
(3)若t＝2，A物质的平均反应速率是__________________。
答案：(1)A　(2)2A??B＋3C
(3)0.6mol/(L·min)
点拨：(1)由图可知，随时间的增加，A的浓度减少，而B、C的浓度增加，说明A是反应物，B、C是生成物。(2)A的浓度变化量Δc(A)＝1.2mol/L，B的浓度变化量Δc(B)＝0.4mol/L，C的浓度的变化量Δc(C)＝1.2mol/L。浓度变化量之比为3:1:3，所以反应方程式为3A??B＋3C。
(3)(A)＝＝0.6mol/(L·min)。
14．(2012·天津高二检测)将4mol A气体和2mol B气体在2L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：2A(g)＋B(g)??2C(g)。若经2s后测得C的浓度为0.6mol·L－1，则
(1)用物质A表示的反应的平均速率为__________；
(2)用物质B表示的反应的平均速率为__________；
(3)2s时物质B的转化率为__________；
(4)2s时物质A的浓度为__________。
答案：(1)0.3mol·L－1·s－1
(2)0.15mol·L－1·s－1
(3)30%　(4)1.4mol/L
点拨：根据题意可知初始时c(A)＝2mol/L
c(B)＝1mol/L
经2s后测得C的浓度为0.6mol/L则有：
　　　2A(g)＋B(g)??2C(g)
c(初)　 (2)　　(1)　　0
Δc 0.6 0.3 0.6
c未 1.4 0.7 (0.6)
v(A)＝＝0.3mol·L－1·s－1
v(B)＝0.15mol·L－1·s－1,2s时物质B的转化率为×100%＝30%,2s时物质A的浓度为2mol/L－0.6mol/L＝1.4mol/L。
15．下列数据是高温下金属镁和镍分别与氧气进行氧化反应时，在金属表面生成氧化膜的实验记录：
反应时间t/h
1
4
9
16
25
MgO层厚y/nm
0.05a
0.2a
0.45a
0.80a
1.25a
NiO层厚y′/nm
b
2b
3b
4b
5b
a、b均为与温度无关的常数。请回答：
(1)金属高温氧化的腐蚀速率可用金属氧化膜的生长速率来表示，理由是_________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________。
(2)金属氧化膜的膜厚y与时间t所呈现的关系是：MgO氧化膜的膜厚y属于______型(填“直线”或“抛物线”，下同) ；NiO氧化膜的膜厚y′属于____型。
(3)Mg和Ni比较，金属______更耐腐蚀，原因是_____________ ____________________________________________________________________________________________________________________。
答案：(1)化学反应速率可用反应物的消耗速率表示，也可用生成物的生成速率表示
(2)直线　抛物线
(3)Ni　它的腐蚀速率随时间的增大比镁慢
点拨：(1)金属因高温发生氧化反应，遭到破坏是常见的一种腐蚀现象。然而，不同的金属因其形成的氧化膜致密程度不同，它们的耐腐蚀性也不同。化学反应速率即可由反应物的消耗速率表示，也可由生成物的生成速率表示。显然金属的腐蚀速率可用其氧化膜的生长速率表示。
(2)根据题给数据不难推导出以下数学关系：MgO膜厚y与时间t的关系为y＝0.05at；NiO膜厚y′与时间t的关系为y′＝bt。由函数的表达式知：前者为直线型。后者为抛物线型。
(3)据此可知y′随时间增大要比y随时间增大的慢，故镍的耐高温氧化腐蚀性要比镁的好。
16．一密闭容器内装有SO2和O2，反应开始时，SO2浓度为2mol/L ，O2浓度为2mol/L，两分钟后，测得SO2浓度为1.8mol/L，则两分钟内SO2的平均反应速率是多少？O2和SO3的平均反应速率又分别是多少？通过计算，比较三者速率有何联系？
答案：v(SO2)＝0.1mol/(L·min)
v(O2)＝0.05mol/(L·min)
v(SO3)＝0.1mol/(L·min)
三者的速率之比为2:1:2，比值等于化学方程式中相应的化学计量数之比。
点拨：　　　　　　　　　2SO2＋O2??2SO3
起始浓度(mol/L)　　　　　2　　　2　　　0
变化浓度(mol/L)　　　　　0.2　 0.1　　0.2
2min后浓度(mol/L)　　　 1.8　　1.9　　0.2
所以：v(SO2)＝＝0.1mol/(L·min)
v(O2)＝＝0.05mol/(L·min)
v(SO3)＝＝0.1mol/(L·min)
v(SO2) :v(O2) :v(SO3)＝2:1:2，其比值等于化学方程式中相应的化学计量数之比。
快速化学反应
快速的化学反应一般指发生在少于千分之一秒内的化学反应。大部分的化学反应是通过一系列中间步骤，产生一系列高活性的反应中间物的过程。化学动力学就必须设法检测到这些转瞬即逝的反应中间物的各种状态以及尽可能找出其浓度随时间的变化关系。有3位化学家因发明研究快速化学反应的技术而获1967年诺贝尔化学奖。他们是M·艾根、R·G·W·诺里什和G·波特。
1972年出生的德国物理化学家M·艾根(Eigen/Manfred)于1954年提出所谓驰豫技术来研究极为快速的化学反应。他研究的第一反应是氢离子H＋和氢氧根离子OH－形成水分子的反应。对反应速率的计算弄清楚了单纯的H＋和OH－离子碰撞并不产生水。M·艾根进一步指出反应离子是意外的大离子H9O和H7O，它们分别是有4个水分子的水合质子和有3个水分子的氢氧根离子。由于这项成就，M·艾根和乔治·波特和罗纳德·诺里什共享了1967年诺贝尔化学奖。
1920年出生的英国化学家波特(Porter/sir George)和英国化学家诺里什(Norrish /Ronald George Wreyford,1897－1978)于1949年至1955年期间，开始研究多种非常快速的化学反应，他们对于某个处于平衡状态的气体体系进行研究，用超短的闪光照射这个体系。这引起暂短的不平衡，然后测量重新建立平衡所需要的时间。用这种方法可以研究只有十亿分之一秒时间内发生的化学反应。结果，诺里什和波特共同分享了1967年诺贝尔化学奖金的一半，另一半归于M·艾根，因为他独立地做了相同的工作。
2-2影响化学反应速率的因素
一、选择题
1．(2012·江苏盐城高二期中检测)下列过程中化学反应速率的加快对人类有益的是(　　)
A．金属的腐蚀 B．食物的腐败
C．塑料的老化 D．氨的合成
答案：D
2．(2012·广东高二期中检测)如下图所示，相同温度下，在容器Ⅰ和Ⅱ中分别充入等物质的量的HI，发生反应2HI(g)??H2(g)＋I2(g)。下列关于反应起始时容器Ⅰ和Ⅱ中活化分子的说法正确的是(　　)
A．Ⅰ中活化分子数比Ⅱ中多
B．Ⅰ中活化分子数比Ⅱ中少
C．Ⅰ中活化分子百分数比Ⅱ中少
D．Ⅰ和Ⅱ中活化分子百分数相等
答案：D
3．(2012·广西桂林高二期中检测)对于反应4A＋2B===3C，下列说法中正确的是(　　)
A．某温度时，化学反应速率无论用A、B、C中任何物质表示，其数值都相同
B．其他条件不变时，降低温度，化学反应速率减慢
C．其他条件不变时，增大压强，化学反应速率一定加快
D．若增大或减A的物质的量，化学反应速率一定会发生明显的变化
答案：B
4．(2012·陕西高二期中检测)100mL 6mol·L－1的硫酸跟过量锌粒反应，在一定温度下，为了减慢反应进行的速率，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．碳酸氢钠溶液 D．氨水
答案：B
5．(2012·江苏期中)下列说法中有明显错误的是(　　)
A．对有气体参加的化学反应，增大压强，体系体积减小，可使单位体积内活化分子数增加，因而反应速率增大
B．活化分子之间发生的碰撞一定为有效碰撞
C．升高温度，一般可使活化分子的百分数增大，因而反应速率增大
D．加入适宜的催化剂，可使活化分子的百分数大大增加，从而增大反应速率
答案：B
点拨：活化分子间有合适取向的碰撞才是有效碰撞。
6．将20mL 0.5mol·L－1盐酸与一块状大理石反应，下列的措施不能提高化学反应速率的是(　　)
A．加入10mL 3mol·L－1盐酸
B．给反应混合物加热
C．将所用的大理石研磨成粉末
D．加入10mL蒸馏水
答案：D
点拨：增大反应物浓度、加热、增大固体的表面积都会增大反应速率，加水稀释会降低反应速率。
7．(2012·广州高二检测)下列反应中，开始时放出氢气的速率最大的是(　　)
选项
金属
酸溶液的浓度和体积
温度/℃
A
2.4 g锌片
3mol·L－1硫酸100mL
40
B
2.4 g锌粉
1mol·L－1硫酸300mL
30
C
2.4 g锌粉
3mol·L－1硫酸100mL
40
D
5.6 g锌片
3mol·L－1硫酸200mL
30
答案：C
点拨：C选项中锌的表面积大，硫酸的浓度大，温度高，故反应速率最快。
8．(2012·河北高二检测)接触法制硫酸，接触室中反应为：2SO2＋O2??2SO3。对该反应的有关说法错误的是(　　)
A．该反应是可逆反应
B．反应中SO2能全部转化为SO3
C．催化剂能加快该反应的速率
D．升高温度能加快该反应的速率
答案：B
点拨：可逆反应不可能进行到底，反应中的SO2不可能全部转化为SO3。
9．(2012·福建高二检测)下列说法正确的是(　　)
A．某一反应的活化分子百分数是个定值
B．升高温度会加快化学反应速率，其原因是增加了活化分子百分数
C．活化分子之间发生的碰撞一定为有效碰撞
D．对有气体参加的化学反应，若缩小反应容器的体积，可增加活化分子百分数，从而使反应速率增大
答案：B
10．在实验Ⅰ和实验Ⅱ中，用定量、定浓度的盐酸与足量的石灰石反应，并在一定的时间内测量反应所放出的CO2的体积。实验Ⅰ用的是块状石灰石，实验Ⅱ用的是粉末状石灰石。下列哪个图像能正确反映两种实验的结果(　　)
答案：B
二、非选择题
11．(2012·经典习题选萃)下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据：
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：___________________________________________ ______________________________________________________________________________________________。
答案：(1)固体反应物的表面积　表面积越大　1和2
(2)1、3、4、6、8或2、5
(3)开始反应温度　6和7或8和9
(4)一定量的金属与足量的硫酸反应放出的热量相同
点拨：(1)4和5的区别是金属的状态不相同，粉末状态的反应速率快。1和2也属于此类情况。(2)研究浓度对反应速率的影响，必须保证其他条件一样。分析表格可知1、3、4、6、8为一组，2和5为一组。(3)6、7和8、9两组可以看出温度也是影响反应速率的外部条件。(4)金属与酸的反应是放热反应。一定量的该金属与足量的稀硫酸反应放出热量相同。
12．在一密闭容器中充入1mol H2和1mol I2，压强为p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H2(g)＋I2(g)===2HI(g)
(1)保持容器容积不变，向其中充入1mol H2，反应速率________。
(2)升高温度，反应速率____________。
(3)扩大容器体积，反应速率____________。
(4)保持容器内气体压强不变，向其中充入1mol H2(g)和1mol I2(g)，反应速率__________。
答案：(1)增大　(2)增大　(3)减小　(4)不变
点拨：(1)在容器容积不变时，充入1mol H 2即c(H2)增大，化学反应速率增大；
(2)升高温度，反应速率增大；
(3)扩大容积的体积，各组成成分浓度减小，反应速率减小。
(4)中压强不变，充入H2(g)、I2(g)各1mol，体积增大，压强未变，浓度也不变，则反应速率不变。
13．(2012·山西太原高二期中检测)可逆反应2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)是工业上制取H2SO4的重要反应。
(1)在恒压条件下，该反应分组实验的有关条件如下表：
反应条件
温度
容积体积
起始n(SO2)
起始n(O2)
其他条件
Ⅰ组
500℃
1L
1mol
2mol
无
Ⅱ组
500℃
1L
1mol
2mol
已知Ⅰ、Ⅱ两组实验过程中，SO3气体的体积分数φ(SO3)随时间t的变化曲线如图所示
①Ⅱ组与Ⅰ相比不同的条件是__________；
②将Ⅰ组实验中温度变为800℃，则φ(SO3)达到a%所需时间______t1(填“小于”、“大于”或“等于”)。
(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排列顺序正确的是__________。
甲：在500℃时，10molsO2和10mol O2反应
乙：在500℃时，用V2O5作催化剂，10molsO2和10mol O2反应
丙：在450℃时，8molsO2和5mol O2反应
丁：在500℃时，8molsO2和5mol 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：(1)①使用催化剂(其他合理答案也可)　②小于　(2)C
点拨：(1)由题意可知，两组实验的压强、温度和起始浓度均相同，而由曲线图可看出Ⅱ组实验的反应速率快，所以Ⅱ组具备的其他条件是使用了催化剂，加快了化学反应速率。温度升高后，化学反应速率加快，所以φ(SO3)达到a%所需的时间比原来短。
(2)有催化剂且温度较高的乙容器中反应速率最快，其次是温度高、浓度大的甲容器，温度低的丙容器化学反应速率最慢。
14．(2012·试题调研)某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。
分组实验
催化剂
①
10mL 5% H2O2溶液
无
②
10mL 2% H2O2溶液
无
③
10mL 5% H2O2溶液
1mL 0.1mol·L－1
FeCl3溶液
④
10mL 5%H2O2溶液＋少量HCl溶液
1mL 0.1mol·L－1
FeCl3溶液
⑤
10mL 5% H2O2溶液＋少量NaOH溶液
1mL 0.1mol·L－1
FeCl3溶液
(1)催化剂能加快化学反应速率的原因是____________________ ____________________________________________________________________________________________________________________。
(2)实验①和②的目的是探究______对反应速率的影响。
实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示，通常条件下H2O2稳定，不易分解。为了达到实验目的，你对原实验方案的改进是_______________________________________________ _____________________________________________________________________________________________。
(3)实验③、④、⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图。
分析上图能够得出的实验结论①______环境能增大H2O2分解的速率；②________环境能减小H2O2分解速率。
答案：(1)降低了反应的活化能
(2)浓度
向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中)
(3)碱性　酸性
点拨：(1)催化剂能加快化学反应速率的原因是降低了反应的活化能，从而增大了活化分子的百分数。
(2)实验①和②的差别是H2O2溶液的浓度不同，故目的是探究浓度对反应速率的影响；由于通常条件下H2O2稳定，不易分解，所以为了加快反应速率，可向反应物中加入等量的同种催化剂或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中。
(3)据图可以看出在碱性条件下反应最快，在酸性条件下反应最慢。
15．(2012·经典习题选萃)在锌与某浓度的盐酸起反应的实验中，一个学生得到下面的结果：
锌的质量(g)
锌的形状
温度(℃)
溶解于酸花的时间(s)
A
2
薄片
5
400
B
2
薄片
15
200
C
2
薄片
25
100
D
2
薄片
35
50
E
2
薄片
45
25
F
2
粉末
15
5
利用从A到F的结果：
(1)画一幅以时间对温度的曲线图(纵轴表示时间，横轴表示温度)。
(2)利用你所画成的曲线图，你能得出关于温度影响反应速率的什么结论？
(3)20℃时，2 g锌箔溶解于酸中需花多长时间？
(4)对比结果B与F，解释结果F为什么那么快？
答案：(1)可作如下图：
(2)从这5组实验数据可归纳出，温度对该反应速率影响的规律为：温度每升高10℃，反应速率加快到原来的两倍。
(3)题目要求用已得有关反应速率的规律来求解20℃时的反应时间。根据(1)中的图像可求得，当温度为20℃时，反应时间约需150s。
(4)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2 g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中锌是块状，F中锌是粉末状，粉末状时锌与酸溶液的接触面要比块状时的接触面大得多。
“炉火纯青”的解释
人们很早就知道从燃烧火焰的颜色变化来观察温度的变化，炉火温度在500 ℃以下呈暗黑色，升到700℃时，火焰变为紫红色，也就是俗称的“炉火通红”，再上升到800～900℃后，火焰由红变黄，1 200 ℃时，火焰发亮，逐渐变白，继续升到接近3 000 ℃后，呈白热化，相当于灯泡钨丝发亮的温度，如果超过3 000℃，火焰由白转蓝，这就是“炉火纯青”了，是燃烧温度的最高阶段。一般来说，提高温度可以加快绝大多数化学反应的反应速率，但是，过分提高温度是一种不经济的方法。如今，化学工业上，都是通过采用催化剂技术提高化学反应速率，而非单纯提高反应温度。古代的炼丹家们不懂催化剂的催化原理，往往认为火焰达到“炉火纯青”，就能炼得长生不老的丹药，实际上，那时的耐火材料是很难达到这样高的温度的。因此，无论炼丹家如何努力，“炉火纯青”最终只能是一厢情愿。
2-3-1化学平衡状态
一、选择题
1．在一定条件下，使NO和O2在一密闭容器中进行的反应，下列说法中不正确的是(　　)
A．反应开始时，正反应速率最大，逆反应速率为0
B．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后为0
C．随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，最后不变
D．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后不变
答案：B
点拨：化学平衡建立的过程：随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，最后不变，但都不为零。
2．下列各组两个反应互为可逆反应的是(　　)
①2H2＋O22H2O与2H2O2H2↑＋O2↑
②H2SO4(浓)＋2HBr===2H2O＋Br2＋SO2↑
与Br2＋SO2＋H2O===2HBr＋H2SO4
③2NO2??N2O4与N2O4??2NO2
④2SO2＋O22SO3与2SO32SO2＋O2
A．①②　　　B．②③　　　C．③④　　　D．②④
答案：C
点拨：可逆反应必须是在同一条件下同时向两个方向进行的反应。
3．在一定条件下，某容器中充入N2和H2合成NH3，以下叙述错误的是(　　)
A．开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零
B．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后减小为零
C．随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，最后保持恒定
D．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后与逆反应速率相等且都保持恒定
答案：B
点拨：随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，后保持恒定，但最后不可能减小为零。
4．在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如下图所示，下列表述正确的是(　　)
A．反应的化学方程式为2M??N
B．t2时，正、逆反应速率相等，达到平衡
C．t3时，正反应速率大于逆反应速率
D．t1时，N的浓度是M浓度的2倍
答案：D
点拨：由曲线可知，N物质的量减少，是反应物；M物质的量增加，是生成物，A不正确。横轴t2时应纵轴数值为4，纵轴是物质的量轴，不是速率轴，B不正确。t3时刻以后，M、N物质的量不再改变，反应达到平衡状态，v(正)＝v(逆)，C不正确。t1时刻，N的物质的量为6mol，M的物质的量为3mol，D正确。
5．对于可逆反应：M＋N??Q达到平衡时，下列说法正确的是(　　)
A．M、N、Q三种物质的浓度一定相等
B．M、N全部变成了Q
C．反应中混合物各成分的百分组成不再变化
D．反应已经停止
答案：C
点拨：平衡时，M、N、Q三种物质的浓度不一定相等，可逆反应不能进行到底，B错误，化学平衡为动态平衡，D错误。
6．可逆反应N2＋3H2??2NH3的正逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列关系中能说明反应已达到平衡状态的是(　　)
A．v正(N2)＝v 逆(NH3) B．3v正(N2)＝v 正(H2)
C．2v正(H2)＝3v 逆(NH3) D．v正(N2)＝3v 逆(H2)
答案：C
点拨：如果对于同一物质的v(正)＝v(逆)相等，或各物质的速率之比等于其化学计量数之比，那么就可以判断反应达到平衡状态。显然只有答案C符合题意。
7．在温度不变的条件下，密闭容器中发生如下反应：2SO2＋O2??2SO3，下列叙述能够说明反应已经达到平衡状态的是(　　)
A．容器中SO2、O2、SO3共存
B．SO2与SO3的浓度相等
C．容器中SO2、O2、SO3的物质的量之比为2:1:2
D．反应容器中压强不随时间变化
答案：D
点拨：对于反应前后计量数不等的反应，可以利用压强不变来判断反应是否达到平衡。
8．在已达到平衡的可逆反应2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)的体系中，充入由18O组成的氧气一段时间后，18O存在下列物质中的(　　)
A．SO2 B．O2
C．SO3 D．SO2、SO3、O2
答案：D
9．在一定温度下，可逆反应A(g)＋3B(g)??2C(g)，达到平衡的标志是(　　)
A．C的生成速率与C的分解速率相等
B．单位时间内生成1mol A，同时生成3mol B
C．单位时间内生成B的速率，与生成C的速率相等(数值)
D．单位时间内生成1mol A，同时生成2mol C
答案：AD
点拨：C的生成速率指正反应速率，C的分解速率指逆反应速率，同一种物质的正、逆反应速率相等故达到平衡，A正确；单位时间内生成1mol A指逆反应速率，同时生3mol B也是逆反应速率，故无法判断是否达到平衡状态，B不正确；单位时间内生成B的速率为逆反应速率，单位时间内生成C的速率为正反应速率；二者之比为3?2时反应达平衡状态，二者相等(数值)不是平衡状态，C不正确；单位时间内生成1mol A为逆反应速率，同时生成2mol C为正反应速率，二者之比为1:2，等于化学计量数之比，故达平衡状态，D正确。
10．下列说法中可以充分说明反应：P(g)＋Q(g)??R(g)＋S(g)在恒温下已达平衡状态的是(　　)
A．P、Q、R、S的浓度不再变化
B．P、Q、R、S的分子数之比为1:1:1:1
C．反应容器内P、Q、R、S共存
D．反应容器内总物质的量不随时间而变化
答案：A
解析：A符合化学平衡状态的概念，故正确；B、C只是说明容器中四者的存在情况，不知道正、逆反应速率是否相等，故无法判断反应是否达到平衡；由于该反应前后的化学计量数相等，反应容器中总物质的量不随时间而变化，故不能判断其是否平衡，D不正确。
点拨：大家还应注意化学平衡状态是维持在一定条件下的，一旦条件发生变化，平衡状态就将遭到破坏。动态平衡也体现了辩证唯物主义的基本观点，即运动是绝对的，而静止是相对的。
11．下列说法可以证明反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)，已达平衡状态的是(　　)
A．1个N≡N键断裂的同时，有3个H—H键形成
B．1个N≡N键断裂的同时，有3个H—H键断裂
C．1个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键断裂
D．1个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键形成
答案：AC
点拨：1个N≡N键断裂为正反应速率，有3个H—H键形成为逆反应速率，二者之比为1:3，等于化学计量数之比，故反应达到平衡状态，即A正确；1个N≡N键断裂，有3个H—H键断裂都为正反应速率，故无法判断反应状态，即B不正确；1个N≡N键断裂为正反应速率，同时有6个N—H键断裂为逆反应速率，相应物质的物质的量之比为1:2，等于化学计量数之比，故达到平衡状态，即C正确；1个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键形成，二者描述的都是正反应速率，故无法判断反应状态，即D不正确。
12．298K时，合成氨反应的热化学方程式为：
N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH＝－92.4kJ/mol，在该温度下，取1mol N2和3mol H2放在密闭容器内反应。下列说法正确的是(　　)
A．在有催化剂存在的条件下，反应放出的热量为92.4kJ
B．有无催化剂该反应放出的热量都为92.4kJ
C．反应放出的热量始终小于92.4kJ
D．若再充入1mol H2，到达平衡时放出的热量应为92.4kJ
答案：C
点拨：该反应为可逆反应，正向不可能进行到底，所以1mol N2和3mol H2反应放出的热量始终小于92.4kJ，C正确。
13．一定温度下在恒容的容器中发生如下反应：
A(s)＋2B(g)??C(g)＋D(g)，当下列物理量不发生变化时，能表明该反应已达到平衡状态的是(　　)
①混合气体的密度　②混合气体的压强　③混合气体的总物质的量　④B的物质的量浓度
A．①④ B．②③
C．②③④ D．仅④
答案：A
点拨：根据ρ＝，ρ不变，说明m(气)不变，即生成A(s)的速率等于消耗A(s)的速率，①符合题意。这是一个等积反应，反应过程中压强始终保持不变，所以压强不变不能说明是否已达平衡。
14．(2012·江西高二期末考试)一定条件下，在体积为1L的密闭容器中，1mol X和1mol Y进行反应：2X(g)＋Y(g)??Z(g)，下列叙述能证明该反应已达到化学平衡状态的是(　　)
A．X的百分含量不再发生变化
B．c(X) :c(Y) :c(Z)＝2:1:1
C．容器内原子总数不再发生变化
D．同一时间内消耗2nmol X的同时生成nmol Z
答案：A
点拨：反应过程中原子个数守恒，所以C不合题意。消耗2nmol X与生成nmol Z是同一反应方向，也不能说明反应已达平衡。浓度之比为2:1:1，不能说明浓度保持不变。
15．对于恒容密闭容器中发生的可逆反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH<0，能说明反应达到化学平衡状态的为(　　)
A．断开一个NN键的同时有6个N—H键生成
B．混合气体的密度不变
C．混合气体的平均相对分子质量不变
D．N2、H2、NH3分子数比为1:3:2的状态
答案：C
点拨：断开NN键与生成N—H键是同一个反应方向，A不对；平均相对分子质量＝，反应过程中m始终不变，若不变，则n不变，说明反应已达平衡。密闭容器混合气体密度始终不变。
二、选择题
16．(2012·山西高二检测)在水溶液中橙色的Cr2O与黄色的CrO有下列平衡关系：Cr2O＋H2O??2CrO＋2H＋，把重铬酸钾(K2Cr2O7)溶于水配成的稀溶液是橙色的。
(1)向上述溶液中加入NaOH溶液，溶液呈________色。
(2)向已加入NaOH溶液的(l)溶液中再加入过量稀H2SO4，则溶液呈______色。
(3)向原溶液中逐渐加入足量Ba(NO3)2溶液(已知BaCrO4为黄色沉淀)，则平衡______(填“向左移动”或“向右移动”)，溶液颜色将____________________。
答案：(1)黄　(2)橙
(3)向右移动　由橙色逐渐变浅，直至无色
点拨：加碱中和溶液中的H＋，平衡右移，溶液中的c(CrO)增大；加酸使平衡左移，溶液中的c(Cr2O)增大；加Ba(NO3)2，发生的反应为：Ba2＋＋CrO===BaCrO4(黄色)↓，平衡向右移动，溶液颜色将由橙色逐渐变浅，直至无色。
17．(2012·宁夏高二检测)有可逆反应A＋B??2C在不同温度下经过一定时间，混合物中C的百分含量与温度关系如图所示，那么：
(1)反应在________时达到化学平衡；
(2)此正反应为________热反应；
(3)由T1向T2变化时，v(正)______v(逆)(填“>”、“<”或“＝”，下同)；
(4)由T3向T4变化时，v(正)______v(逆)。
答案：(1)T3　(2)放　(3)>　(4)<
点拨：在T3时，混合物中C的百分含量达到最大值，说明反应达到平衡，再升高温度，C的百分含量减小，说明平衡向逆反应方向移动，故逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应；由T1向T2变化时，平衡向正反应方向进行，则v(正)>v(逆)，由T3向T4变化时，平衡向逆反应方向移动，则v(正)>v(逆)。
18．现有反应：mA(B)＋nB(g)??pC(g)，达到平衡后，当升高温度时，B的转化率变大；当减小压强时，混合体系中C的质量分数也减小，则：
(1)该反应的逆反应为______热反应，且m＋n______p(填“>”、“＝”或“<”)；
(2)若加入催化剂，平衡时气体混合物的总物质的量______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)若B是有色物质，A、C均无色，平衡后加入C(体积不变)时混合物颜色______(填“变深”、“变浅”或“不变”)；若维持容器内压强不变，充入氖气时，平衡______移动(填“向左”、“向右”或“不”)。
答案：(1)放　>　(2)不变　(3)变深　向左
点拨：(1)升高温度(向吸热反应方向移动)，B的转化率增大(向正反应方向移动)，所以正反应为吸热反应，则逆反应为放热反应；减小压强(向气体体积增大的方向移动)，C的质量分数减小(向逆反应方向移动)，所以逆反应为气体体积增大的反应，即m＋n>p。
(2)加入催化剂，平衡不发生移动，故混合气体的总物质的量不变化。
(3)若向密闭容器中加入C，则平衡向逆反应方向移动，B的浓度增大，混合气体颜色加深，若保证压强不变，当充入氖气时，容器体积增大，平衡向左移动。
法国科学家勒夏特列简介
勒夏特列是一位精力旺盛的法国科学家，他研究过水泥的煅烧和凝固、陶器和玻璃器皿的退火、磨蚀剂的制造以及燃料、玻璃和炸药的发展等问题。从他研究的内容也可看出他对科学和工业之间的关系特别感兴趣。此外，他对乙炔进行了研究，并发明了氧炔焰发生器，迄今还用于金属的切割和焊接。勒夏特列对水泥、陶瓷和玻璃的化学原理很感兴趣，也为防止矿井爆炸而研究过火焰的物化原理。这就使得他要去研究热和热的测量。1877年他提出用热电偶测量高温。它是由两根金属丝组成的，一根是铂，另一根是铂铑合金，两端用导线相接，一端受热时，即有一微弱电流通过导线，电流强度与温度成正比。他还利用热体会发射光线的原理发明了一种测量高温的光学高温计。这种热电偶和光学高温计可顺利地测定3 000℃以上的高温。
勒夏特列在1888年宣布了一条遐迩闻名的定律，那就是勒夏特列原理。勒夏特列原理的应用可以使某些工业生产过程的转化率达到或接近理论值，同时也可以避免一些并无实效的方案(如高炉加高的方案)，其应用非常广泛。这个原理可以表达为：“把平衡状态的某一因素加以改变之后，将使平衡状态向抵消原来因素改变的效果的方向移动。”换句话说，如果把一个处于平衡状态的体系置于一个压力会增加的环境中，这个体系就会尽量缩小体积，重新达到平衡。由于这个缘故，这时压力就不会增加得像本来应该增加的那样多。又例如，如果把这个体系置于一个会正常增加温度的环境里，这个体系就会发生某种变化，额外吸收一部分热量。因此，温度的升高也不会像预计的那样大。
勒夏特列原理因可预测特定变化条件下化学反应的方向，所以有助于化学工业的合理化安排和指导化学家们最大限度地减少浪费，生产所希望的产品。例如哈伯借助于这个原理设计出他的从大气氮中生产氨的反应，这是个关系到战争与和平的重大发明，也是勒夏特列本人差不多比哈伯早二十年就曾预料过的发明。
2-3-2化学平衡的移动
一、选择题
1．(2012·试题调研)在容积一定的密闭容器中，反应2A??B(g)＋C(g)达到平衡后，升高温度，容器气体的密度增大，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是气态
C．其他条件不变，加入少量C，物质A的转化率增大
D．改变压强对该平衡的移动无影响
答案：A
点拨：升高温度，容器内气体的密度增大，说明气体的物质的量增大，则A一定不是气体，且平衡正向移动，即正反应方向为吸热反应，A选项正确；加了少量的C，平衡逆向移动，A的转化率减小，C选项错误；该反应为气体的体积增大的反应，则改变压强可以使平衡移动，D选项错误。
2．(2012·经典习题选萃)有一处于平衡状态的反应X(g)＋3Y(g)??2Z(g)　ΔH<0，为了使平衡向生成Z的方向移动，应选择的条件是(　　)
①高温　②低温　③高压　④低压　⑤加催化剂
⑥分离出Z
A．①③⑤ B．②③⑤
C．②③⑥ D．②④⑥
答案：C
点拨：使化学平衡正向移动，应增大压强。因正向是放热反应，所以降温平衡正向移动。减小Z的浓度，平衡也正向移动。符合题意的有②③⑥。
3．(2012·经典习题选萃)对已达到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．逆反应速率加大，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，正反应速率加大，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
答案：C
点拨：本题考查了影响化学平衡的因素。减小压强，气体体积增大，反应物和生成物的浓度均降低，则正、逆反应速率都减小。减小压强，平衡向体积增大的方向移动，即平衡向逆反应方向移动，则v(逆)>v(正)，即趋势相同，但程度不同。
4．在密闭容器中发生反应：aA(g)??cC(g)＋dD(g)反应达平衡后，将气体体积压缩到原来的一半，当再次达到平衡时，D的浓度为原平衡的1.8倍。下列叙述正确的是(　　)
A．A的转化率变大 B．平衡向正反应方向移动
C．D的体积分数变大 D．a答案：D
点拨：气体压强为原来的一半(即增大压强)，若平衡不移动，则D浓度应为原来的2倍。再次平衡时，D的浓度为原来的1.8倍，说明增大压强，平衡逆向移动，则a5．已知反应A2(g)＋3B2(g)??2AB3(g)　ΔH<0，下列说法正确的是(　　)
A．升高温度，正向反应速率增加，逆向反应速率减小
B．升高温度有利于反应速率增加，从而缩短达到平衡的时间
C．达到平衡后，升高温度或增大压强都有利于该反应平衡正向移动
D．达到平衡后，降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正向移动
答案：B
点拨：升温，正逆反应速率均增加，A错；升温，反应速率增加，缩短到达平衡的时间，B对；升温，平衡逆向移动，C错；减小压强，平衡向增大体积的方向移动，即向逆向移动，D错。
6．下图表示反应X(g)??4Y(g)＋Z(g)　ΔH<0，在某温度时X的浓度随时间变化的曲线：
下列有关该反应的描述正确的是(　　)
A．第6min后，反应就终止了
B．X的平衡转化率为85%
C．若升高温度，X的平衡转化率将大于85%
D．若降低温度，v(正)和v(逆)将以同样倍数减小
答案：B
点拨：A项，6min时反应达平衡，但反应未停止，故A错；B项，X的平衡转化率为：×100%＝85%，正确；C项，ΔH<0，正反应方向为放热，升温，平衡逆向移动，X的转化率减小，故C项错；D项，温度变化对正、逆反应速率的影响不是同等倍数变化，故D错。
7．现有反应：mA(g)＋nB(g)??pC(g)，达平衡后，当升高温度时，B的转化率变大；当减小压强时，混合体系中C的质量分数也减小，则：
(1)该反应的逆反应为______热反应，且m＋n____p(填“>”、“<”或“＝”)。
(2)减压时，A的质量分数______。(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)
(3)若加入B(体积不变)，则A的转化率______，B的转化率______。
(4)若升高温度，则平衡时B、C的浓度之比将________。
(5)若加入催化剂，平衡时气体混合物的总物质的量__________。
(6)若B是有色物质，A、C均无色，则加入C(体积不变)时混合物颜色________，而维持容皿内压强不变，充入氖气时，混合物颜色______(填“变深”、“变浅”或“不变”)。
【答案】　(1)放　>　(2)增大　(3)增大　减小　(4)变小　(5)不变　(6)变深　变浅
点拨：升高温度，B的转化率变大，说明此反应的正反应为吸热反应；减小压强，混合体系中C的质量分数减小，说明减压平衡向逆反应方向移动，即m＋n>p。
8．(2012·经典习题选萃)COCl2(g)??CO(g)＋Cl2(g)　ΔH>0。当反应达到平衡时，下列措施：①升温
②恒容通入惰性气体　③增加CO浓度　④减压
⑤加催化剂　⑥恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是(　　)
A．①②④ B．①④⑥
C．②③⑤ D．③⑤⑥
答案：B
点拨：要提高COCl2的转化率，必须使平衡向正反应方向移，在题目所给条件中，只有升温、减压、恒压通入惰性气体能使平衡向正方向移动，B项正确。
9．体积完全相同的两个容器A和B，已知A装有SO2和O2各1 g，B只装有SO2和O2各2 g，在相同温度下反应达到平衡时A中SO2的转化率为a%，B中SO2的转化率为b%，则A、B两容器中SO2转化率的关系正确的是(　　)
A．a%>b% B．a%＝b%
C．a%答案：C
点拨：本题考查了勒夏特列原理的应用。容器发生反应2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g)。要比较A、B两容器中SO2转化率，可以对B容器的反应过程进行如下虚拟设计：
即先将B容器中的体积扩大一倍，使状态Ⅱ与A容器达到等同平衡(状态Ⅱ相当于两个独立的容器A)，两者SO2的转化率相等。再将状态Ⅱ体积压缩为原体积，根据勒夏特列原理，平衡向体积减小的方向移动，平衡向正反应方向移动，状态Ⅲ平衡时SO2转化率大于状态Ⅱ(也就是容器A)的转化率。而B容器先扩大体积再压缩回原状，转化率是相同的，所以a%10．可用下面示意图像表示的是(　　)
反应
纵坐标
甲
乙
A
SO2与O2在同温、同体积容器中反应
SO2的转化率
2molsO2
和1mol O2
2molsO2和2mol O2
B
2molsO2与1mol O2在同温、体积可变的恒压容器中反应
SO2的转化率
1×106Pa
1×105Pa
C
相同质量的氨，在同一固定容积的容器中反应
氨气的
浓度
400℃
500℃
D
体积比为1?3的N2、H2在同温、体积可变的恒压容器中反应
氨气的浓度
活性高的催化剂
活性一般的催化剂
答案：C
点拨：A项中在SO2量相同的条件下，由于乙中O2量大，故乙中SO2转化率高，A错；B项中由于甲压强大，反应快，到达平衡时间短，不符合；D项中平衡时NH3浓度应相同，因为催化剂不改变平衡的限度。
二、非选择题
11．在10℃和4×105 Pa的条件下，当反应aA(g)??d D(g)＋e E(g)建立平衡后，维持温度不变，逐步增大体系的压强，在不同压强下该反应建立平衡后，物质D的浓度见下表(在增大压强的过程中无其他副反应发生)：
压强/Pa
4×105
6×105
1×106
2×106

0.085
0.126
0.200
0.440
(1)压强从4×105 Pa增加到6×105 Pa时平衡应向______(填“正”或“逆”)反应方向移动，理由是__________________________。
(2)压强从1×106 Pa增加到2×106 Pa时，平衡向______(填“正”或“逆”)反应方向移动。此时平衡向该方向移动的两个必要条件是①______________，②______________。
答案：(1)逆　加压时生成物D浓度增大的倍数小于压强增大的倍数
(2)正　①a>d　②生成物E在该条件下的状态为非气态
点拨：压强从4×105 Pa增加到6×105 Pa时，由于容器体积缩小，D的浓度应增加到×0.085mol·L－1＝0.1275mol·L－1，平衡时D的浓度小于0.1275mol·L－1，所以平衡向逆反应方向移动，a12．如图，甲、乙、丙分别表示在不同条件下可逆反应A(g)＋B(g)??xC(g)的生成物C在反应混合物中的百分含量w(C)和反应时间(t)的关系。
(1)若甲图中两条曲线分别表示有催化剂和无催化剂的情况，则________曲线表示无催化剂时的情况，原因是___________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)若乙图表示反应达到平衡后分别在恒温恒压条件下和恒温恒容条件下充入氦气后的情况，则________曲线表示恒温恒容的情况，原因是_________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________。
(3)根据丙图可以判断该可逆反应的正反应是______热反应，化学计量数x的值________。
(4)丁图表示在某固定容积的密闭容器中上述可逆反应达到平衡后某物理量随着温度(T)的变化情况，根据你的理解，丁图的纵坐标可以是________，原因为
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案：(1)b　b达到平衡所用时间长，说明b的反应速率小于a
(2)a　a中充入氦气，w(C)不变，平衡不移动
(3)吸　大于2
(4)w(C)或C的浓度或反应物的转化率　温度升高，平衡向吸热即正反应方向移动
点拨：(1)催化剂能加快反应速率，缩短到达平衡的时间，所以a曲线表示有催化剂，b曲线表示无催化剂；(2)恒温恒容条件下，向平衡体系中充入氦气，平衡不移动。恒温恒压条件下充入氦气，相当于对原平衡减压，则平衡向体积增大的方向移动；(3)由丙可知，恒压下升温，平衡向正向移动，所以正反应为吸热反应。恒温下加压，平衡逆向移动，所以正反应为体积增大的反应，x>z。(4)升温，平衡向正反应方向移动，C的浓度增大，w(C)增大等。
13．(2012·经典习题选萃)如下图所示，烧杯甲中盛放100mL 6mol/L的HCl溶液，烧杯乙中盛放100mL冷水，现向烧杯甲的溶液中放入25 g NaOH固体，同时向烧杯乙中放入25 g NH4NO3固体，搅拌使之溶解。
(1)A瓶中气体的颜色________，简述理由：_________________ ______________________________________________________；___________________________________________________________
(2)B瓶中气体的颜色________，简述理由：_________________ ___________________________________________________；
___________________________________________________________
答案：变深　NaOH溶解放热，中和HCl也放热，溶液及甲中气体温度升高，2NO2??N2O4　ΔH<0，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，2NO2??N2O4　ΔH<0，平衡向右移动，NO2浓度减小，颜色变浅
点拨：甲中盐酸与氢氧化钠发生中和反应，放出热量；乙中NH4NO3固体溶解要吸收热量。2NO2??N2O4　ΔH<0，温度升高，平衡向逆反应方向进行，颜色加深。
14．对于A＋2B(g)??nC(g)在一定条件下达到平衡后，改变下列条件，请回答：
(1)A量的增减，平衡不移动，则A为______态。
(2)增压，平衡不移动，当n＝2时，A为______态；当n＝3时，A为______态。
(3)若A为固态，增大压强，C的组分含量减少，则n______。
(4)升温，平衡向右移，则该反应的逆反应为______热反应。
答案：(1)固　(2)固或液　气　(3)n>2或n≥3　(4)放
15．一定条件下，可逆反应A2(g)＋B2(g)??2C(g)达到平衡时，各物质的平衡浓度为c(A2)＝0.5mol/L；c(B2)＝0.1mol/L；c(C)＝1.6mol/L。若用a、b、c分别表示A2、B2、C的初始浓度(mol/L)，则：
(1)a、b应满足的关系是______________；
(2)a的取值范围是___________________。
答案：(1)a＝b＋0.4　(2)0.4≤b≤1.3
点拨：(1)设转化过程中，A2(g)转化浓度为xmol/L，则B2(g)转化浓度也为xmol/L。平衡浓度：a－x＝0.5，b－x＝0.1，则有：a＝b＋0.4。
(2)考虑两种极端情况：①A2、B2为起始物质；②A2、C为起始物质。
　　　　　　　　 A2(g)＋B2(g)??2C(g)
物质的平衡浓度(mol/L)0.5　　　0.1　　　1.6
①A2、B2为起始物质　0.5＋0.8 0.1＋0.8　 0
②A2、C为起始物质　0.5－0.1 0　　1.6＋0.2
故a的取值范围为0.4≤b≤1.3。
平衡移动原理的应用
1．化学平衡移动的分析方法
改变条件
应用上述规律分析问题时应注意：
(1)不要把v(正)增大与化学平衡向正反应方向移动等同，只有v(正)>v(逆)时，才使化学平衡向正反应方向移动。
(2)不要把化学平衡向正反应方向移动与反应物转化率的提高等同，当反应物总量不变时，化学平衡向正反应方向移动，反应物的转化率提高；当增大一种反应物的浓度，使化学平衡向正反应方向移动时，会使另一种反应物的转化率提高，而本身的转化率降低。
2．化学平衡移动原理
外界条件对化学平衡的影响可概括为“勒夏特列原理”：如果改变影响化学平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等)，化学平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。
(1)对原理中“减弱这种改变”的正确理解应当是升高温度时，化学平衡向吸热反应的方向移动；增加反应物，化学平衡向反应物减少的方向移动；增大压强时，化学平衡向体积缩小的方向移动。
(2)移动的结果只是减弱了外界条件的变化，而不能完全抵消外界条件的变化。达到平衡时，此物理量更靠近改变的方向。如增大反应物A的浓度，化学平衡右移，但达到新化学平衡时，A的浓度比原化学平衡时大；同理，若改变的条件是温度或压强等，其变化也相似。
2-3-3化学平衡常数
一、选择题
1．(2012·试题调研)下列关于平衡常数K的说法中，正确的是(　　)
①平衡常数K只与反应本身及温度有关　②改变反应物浓度或生成物浓度都会改变平衡常数K　③加入催化剂不改变平衡常数K　④平衡常数K只与温度有关，与反应的本身及浓度、压强无关
A．①② B．②③
C．③④ D．①③
答案：D
点拨：平衡常数K是一个温度常数，只与反应本身及温度有关，催化剂不能改变化学平衡，故加入催化剂不改变平衡常数K。
2．(2012·经典习题选萃)25℃时，在含有Pb2＋、Sn2＋的某溶液中，加入过量金属锡(Sn)，发生反应：Sn(s)＋Pb2＋(aq)??Sn2＋(aq)＋Pb(s)，体系中c(Pb2＋)和c(Sn2＋)变化关系如图所示。下列判断正确的是(　　)
A．往平衡关系中加入少量金属铅后，c(Pb2＋)增大
B．往平衡关系中加入少量Sn(NO3)2固体后，c(Pb2＋)变小
C．升高温度，平衡体系中c(Pb2＋)增大，说明该反应ΔH>0
D．25℃时，该反应的平衡常数K＝2.2
答案：D
点拨：A项金属铅是固体，其量的多少对平衡没有影响；B项往平衡体系中加入少量Sn(NO3)2固体，体系中c(Sn2＋)增大，是使平衡逆向移动，c(Pb2＋)增大；C项中升高温度c(Pb2＋)增大，说明平衡逆向移动，则ΔH小于零；D项该反应的平衡常数表达式为：
K＝＝＝2.2
故D项正确。
3．在容积可变的密闭容器中，2mol N2和8mol H2在一定条件下反应，达到平衡时，H2的转化率为25%，则平衡时氢气的体积分数接近于(　　)
A．5% B．10%
C．15% D．20%
答案：C
点拨：由题给数据知：增加反应的H2的物质的量为：
8mol×25%＝2mol
　　　 N2　＋　3H2　??　2NH3
始态　　2mol　　8mol　　　0
变化量 mol 2mol mol
平衡量 mol 6mol mol
平衡时N2的体积分数为：
×100%＝15%
故C项正确。
4．对于3Fe(s)＋4H2O(g)??Fe3O4(s)＋4H2(g)，反应的化学平衡常数的表达式为(　　)
A．K＝
B．K＝
C．K＝
D．K＝
答案：D
点拨：固体不写入表达式中。
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不是一个常数
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Q答案：C
点拨：K是温度的函数，平衡常数的表达式与化学方程式的书写方式有关。正、逆反应的平衡常数互为倒数，如H2(g)＋I2(g)??2HI(g)，K正＝，K逆＝，所以K正＝。浓度商Qv(逆)。
6．X、Y、Z为三种气体，把amol X和bmol Y充入一密闭容器中， 发生反应X＋2Y??2Z。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
点拨：　　　 　　X　＋　2Y??2Z
起始物质的量/mol　a　　　b　　　0
转化物质的量/mol　x　　　2x　 　2x
平衡物质的量/mol　a－x　 b－2x　2x
据题意：(a－x)＋(b－2x)＝2x
解得x＝，故Y的转化率为×100%＝×100%。
7．将4molsO2与2mol O2放入4L的密闭容器中，在一定条件下反应达到平衡：2SO2＋O2??2SO3，测得平衡时SO3的浓度为0.5mol/L。则此条件下的平衡常数K为(　　)
A．4　　　 B．0.25　　　
C．0.4　　　 D．0.2
答案：A
点拨：　　　2SO2＋O2??2SO3
初(mol)：　　4　　　2　　　0
转(mol)：　　2　　　1　　　2
平(mol)：　　2　　　1　　　2
平衡时各自的浓度c(SO2)＝0.5mol/L，
c(O2)＝0.25mol/L，c(SO3)＝0.5mol/L
K＝＝4。
8．已知下列反应的平衡常数：①H2(g)＋S(s)??H2S(g)，K1；②S(s)＋O2(g)??SO2(g)，K2；则反应H2(g)＋SO2(g)??O2(g)＋H2S(g)的平衡常数是(　　)
A．K1＋K2 B．K1－K2
C．K1×K2 D.
答案：D
点拨：K1＝，K2＝，第三个方程式的平衡常数K3＝＝K1×＝。
9．在一定温度下的密闭容器中存在：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，已知c(SO2)始＝0.4mol·L－1，c(O2)始＝1mol·L－1，经测定该反应在该温度下的平衡常数K＝19，此反应中SO2的转化量为(　　)
A．0.24mol·L－1 B．0.28mol·L－1
C．0.32mol·L－1 D．0.26mol·L－1
答案：C
点拨：　　　　　　　 2SO2(g)＋O 2(g)2SO3(g)
起始量/(mol·L－1)：　 0.4　　　1　　　　　　　0
变化量/(mol·L－1)：　 x　　　 0.5x　　　 x
平衡量/(mol·L－1)：　 0.4－x　　　 1－0.5x　　　 x
由平衡常数的定义：K＝＝＝19，解得x＝0.32mol·L－1。
10．汽车尾气净化中的一个反应如下：NO(g)＋CO(g)??N2＋CO2(g)　ΔH＝－373.4kJ·mol－1
在恒容的密闭容器中，反应达到平衡后，改变某一条件，下列示意图正确的是(　　)
答案：C
点拨：该反应为气体化学计量数减小的放热反应。升温，平衡逆向移动，生成物浓度减小，反应物浓度增大，平衡常数减小，同时，CO的转化率减小，故A项、B项都错；平衡常数只与温度有关，与物质的量无关，C项正确；增加氮气的物质的量，平衡逆向移动，NO的转化率减小，D项错。
三、非选择题
11．(2012·福建高二检测)T℃时，在一个体积为2L的容器中，A气体与B气体反应生成C气体，反应过程中A、B、C浓度变化如图所示。
(1)写出该反应的化学方程式：____________________________ ___________________________________________；
(2)该温度下该反应的平衡常数为_________________________ _______________________________________________；
(3)已知：K(300℃)>K(350℃)，该反应是________热反应；
(4)0～4分钟时，A的平均反应速率为____________；
(5)到达平衡时B的转化率为____________；
(6)恒容条件下，下列措施中能使降低的有__________。
A．充入氦气
B．使用催化剂
C．再充入2.4mol A和1.6mol B
D．降低温度
答案：(1)2A(g)＋B(g)??C(g)
(2)0.52　(3)放
(4)0.05mol·L－1·min－1
(5)25%　(6)C、D
点拨：(1)据图可知t1时刻反应达到平衡，这段时间内A、B、C的物质的量变化值为0.8mol、0.4mol、0.4mol，故反应为2A(g)＋B(g)??C(g)。
(2)因平衡时A、B、C的物质的量浓度分别为0.8mol/L、0.6mol/L、0.2mol/L，所以平衡常数
K＝
＝0.52mol－2·L2 。
(3)因为K(300℃)>K(350℃)，该反应为放热反应。
(4)0～4分钟时，A的平均反应速率为(2.4mol－2.0mol)÷2L÷4min＝0.05mol·L－1·min－1。
(5)到达平衡时B的转化率为0.4mol÷1.6mol×100%＝25%。
(6)恒容条件下充入氦气和使用催化剂，平衡不发生移动，不变；再充入2.4mol A和1.6mol B时，平衡正向进行的程度增大，反应物的转化率增大，故降低；降低温度，平衡向正反应方向移动，降低。
12．已知可逆反应CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)，
(1)写出该反应的化学平衡常数表达式：K＝______ 。
(2)830k时，若起始时：c(CO)＝2mol/L，c(H2O)＝3mol/L，平衡时CO的转化率为60%，水蒸气的转化率为________；K值为______。
(3)830k时，若只将起始时c(H2O)改为6mol/L，则水蒸气的转化率为__________。
答案：(1)
(2)40%　1
(3)25%
点拨：(1)根据平衡常数的定义可写出K＝
(2)　　　　　CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)
c(初)mol/L　　2　　　3　　　　　 0 　　 0
Δcmol/L 1.2 1.2 1.2 1.2
c(平)mol/L 0.8 1.8 1.2 1.2
K＝＝1，
H2O的转化率为×100%＝40%。
(3)设H2O(g)的转化率为x，则
　　　　 CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)
c(初)mol/L　　2　　　6　　　　　 0 　　　0
Δcmol/L 6x 6x 6x 6x
c(平)mol/L 2－6x 6－6x 6x 6x
则K＝＝1，
解得x＝25%。
13．(2012·经典习题选萃)高炉炼铁过程中发生的主要反应为Fe2O3(s)＋CO(g)??Fe(s)＋CO2(g)。
温度/℃
1 000
1 150
1 300
平衡常数
4.0
3.7
3.5
请回答下列问题：
(1)该反应的平衡常数表达式K＝______________，ΔH＝______0(填“>”、“<”或“＝”)；
(2)在一个容积为10L的密闭容器中，1 000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol，反应经过10min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)＝______、CO的平衡转化率＝______；
(3)欲提高(2)中CO的平衡转化率，可采取的措施是______。
A．减少Fe的量
B．增加Fe2O3的量
C．移出部分CO2
D．提高反应温度
E．减小容器的容积
F．加入合适的催化剂
答案：(1)　<　(2)0.006mol·(L·min)－1　60%　(3)C
点拨：(1)注意物质的状态，随着温度升高K逐渐减小，所以此反应是放热反应。
(2)三段式：
　　　　　　　Fe2O3(s)＋CO(g)??Fe(s)＋CO2(g)
始态/(mol·L－1)：　　　　 0.1　　　　　　 0.1
终态/(mol·L－1): 0.1－x 0.1＋x
反应/(mol·L－1): x x
温度为1 000℃，所以K＝＝＝4.0，所以x＝0.06，
v(CO2)＝＝0.006min·L－1·min－1。
(3)Fe2O3、Fe均是固体，改变Fe、Fe2O3的量不影响反应速率和化反平衡，故A、B反应速率、化学平衡均不改变；C移出部分CO2，平衡右移，正确；D此反应为放热反应，升高温度，平衡左移，错误；E减小容器容积，相当于加压，平衡不移动，错误；F催化剂只影响化学反应速率，对平衡移动无影响，错误。
14．铁和铝是两种重要的金属，它们的单质及化合物有着各自的性质。
(1)在一定温度下，氧化铁可以与一氧化碳发生下列反应：
Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)
①反应的平衡常数表达式为K＝________。
②该温度下，在2L盛有Fe2O3粉末的密闭容器中通入CO气体，则10min内CO2的平均反应速率为0.015mol·L－1·min－1,10min后生成了单质铁______g。
(2)可用上述的以应中某种物理量来说该反应已达到平衡状态的是________。
A．CO的生成速率与CO2的生成速率相等
B．CO的生成速率与CO2的消耗速率相等
C．CO的质量不变
D．体系的压强不再发生变化
E．气体密度不再变化
答案：(1)①　②11.2　(2)ACE
点拨：(1)①固体没有浓度，只有气体、水溶液用浓度表示，所以K中不出现Fe2O3(s)和Fe(s)，K＝；
②10min 内生成CO2的物质的量为0.015mol·L－1·min－1·10min×2L＝0.3mol，以下关系式：
　2Fe　～ 3CO2
2mol 3mol
0 .2mol 0.3mol
m(Fe)＝0.2mol×56 g·mol－1＝11.2 g
(2)CO生成速率为逆反应速率，CO2生成速率为正反应速率且CO、CO2前系数相等，则v正(CO2)＝v逆(CO)，达到化学平衡；v生成(CO)＝v逆(CO)，v消耗(CO2)＝v逆(CO2)，无法说明是否达到化学平衡；m(CO)不变，则n(CO)不变，n(CO)不变，反应达到平衡；该反应是气体体积不变的反应，反应任意时刻，体系的压强均相同；ρ＝，当m(气体)不变时，反应即达到平衡，达到平衡时ρ也不变。
易错案例警示
【案例】　体积为2L的密闭容器中，A与B在一定条件下反应生成C：A(g)＋2B(s)??2C(g)。
(1)反应达到平衡时，平衡常数表达式K＝________；
(2)在不同温度下达到平衡时生成物C的物质的量如下图所示，则该反应是______反应(填“放热”或“吸热”)，降低温度，K______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)若将容器的体积压缩为1L，平衡向______方向移动，K________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)在500℃，从反应开始到平衡，C的平均反应速率v(C)＝______________。
【解析】　
题号
内　容
(1)
易错答案
K＝
错因剖析
没有认真看题，误把B当做气体，或者根本就不知固体物质不能写入平衡常数表达式中。
(2)
易错答案
K减小
错因剖析
错误认为不管反应特点如何，升高温度K增大，降低温度K减小；实际上，据图像可知，升高温度，C的物质的量降低，说明平衡向逆反应方向移动，说明该反应为放热反应，故降低温度，平衡正向移动，K增大。
(3)
易错答案
K减小
错因剖析
误认为增大压强，平衡向逆反应方向移动，K就减小，忽略了K仅是温度的函数。
(4)
易错答案
0.05
错因剖析
忘记了化学反应速率的单位。
【答案】　(1)　(2)放热　增大
(3)逆反应　不变　(4)0.05mol/(L·min)
2-4-1化学反应进行的方向
一、选择题
1．(2012·吉林高二期中检测)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
答案：C
2．(2012·吉林延边高二期中检测)下列反应中，在高温下不能自发进行的是(　　)
A．CO(g)===C(s)＋O2(g)
B．NH4Cl(s)NH3(g)↑＋HCl(g)↑
C．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)
D．MgCO3(s)===MgO(s)＋CO2(g)
答案：A
3．(2012·山东高二检测)下列过程中属于熵增加的是(　　)
A．火柴散落在地面上
B．H2燃烧生成水
C．一定条件下水由气态变为液态
D．CO点燃时生成CO2
答案：A
点拨：凡是产生气体的反应、气体的物质的量增大的反应，熵变通常都是正值，为熵增加反应；反之，为熵减小的反应，结合四个选项可知A正确。
4．(2012·南京高二检测)下列说法完全正确的是(　　)
A．吸热反应均要加热才能自发进行
B．熵增的反应均是自发反应
C．物质的量增加的反应为熵增反应
D．如果焓和熵都增加时，当温度升高时，反应可能自发进行
答案：D
5．(2012·河北高二检测)已知反应：
2CO(g)===2C(s)＋O2(g)。设ΔH和ΔS不随温度而变化，下列说法中正确的是(　　)
A．低温下是自发反应
B．高温下是自发反应
C．低温下是非自发反应，高温下是自发反应
D．任何温度下都是非自发反应
答案：D
点拨：因为碳的不完全燃烧是放热反应，故该反应是吸热反应，且是熵减反应，在任何温度下都是非自发反应。
6．下列对熵的理解不正确的是(　　)
A．水由液态凝结为冰，熵减小
B．体系越有序，熵值越小；越混乱，熵值越大
C．与外界隔离的体系，自发过程将导致体系的熵减小
D．25℃、1.01×105Pa时，2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)是熵增的反应
答案：C
7．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
答案：C
8．(2012·试题调研)知道了某过程有自发性之后，则(　　)
A．可判断出过程的方向
B．可确定过程是否一定会发生
C．可预测过程发生完成的快慢
D．可判断过程的热效应
答案：A
点拨：判断某反应是否自发，只是判断反应的方向，与是否会发生、反应的快慢、反应的热效应无关。
9．下列关于焓变的叙述中正确的是(　　)
A．化学反应的焓变与反应的方向性无关
B．化学反应的焓变直接决定了反应的方向
C．焓变为正值的反应都是吸热反应
D．焓变为正值的反应都能自发进行
答案：C
点拨：ΔH>0，说明反应为吸热反应，C对。焓判据只是判断反应方向的一个依据，所以A、B说法均片面。
10．冰融化为水的过程的焓变和熵变正确的是(　　)
A．ΔH>0，ΔS<0　　　　 B．ΔH<0，ΔS>0
C．ΔH>0，ΔS>0 D．ΔH<0，ΔS<0
答案：C
点拨：冰融化为水是熵增，该过程中吸热，ΔH>0。
11．下列自发反应可用焓判据来解释的是(　　)
A．2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)
ΔH＝＋56.7kJ·mol－1
B．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)
ΔH＝＋74.9kJ·mol－1
C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－572kJ·mol－1
D．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)
ΔH＝＋178.2kJ·mol－1
答案：C
点拨：焓判据是指ΔH<0的反应一般是自发的。只有C项符合题意。
12．已知石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为
①C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5kJ/mol
②C(s，金刚石)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－395.4kJ/mol
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的过程
B．金刚石转化成石墨是自发的过程
C．石墨比金刚石能量高
D．金刚石比石墨稳定
答案：B
点拨：由①－②得C(s，石墨)===C(s，金刚石)　ΔH＝＋1.9kJ/mol，根据焓判据，则说明金刚石变成石墨是自发的，B正确。ΔH>0，说明石墨变成金刚石需吸收能量，则说明金刚石比石墨能量高、不稳定。
13．25℃、1.01×105Pa时，反应2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋56.7kJ/mol，能自发进行的原因是(　　)
A．是吸热反应 B．是放热反应
C．是熵减少的反应 D．熵变影响大于焓变影响
答案：D
点拨：该反应是吸热反应，根据焓判据是不能自发的，而该反应之所以能够自发进行是由于熵增大的影响，说明熵变影响大于焓变影响。
14．(2012·江苏高二期中)某化学反应其ΔH＝－122kJ·mol－1，ΔS＝－431 J·mol－1·K－1，则以下关于此反应的自发性描述中正确的是(　　)
A．在任何温度下都能自发进行
B．仅在低温下自发进行
C．仅在高温下自发进行
D．在任何温度下都不能自发进行
答案：B
点拨：ΔH<0，ΔS<0，低温有利于自发。
15．对下列过程的熵变的判断不正确的是(　　)
A．溶解少量食盐于水中：ΔS>0
B．纯碳和氧气反应生成CO(g)：ΔS>0
C．水蒸气变成液态水：ΔS>0
D．CaCO3(s)加热分解为CaO(s)和CO2(g)：ΔS>0
答案：C
点拨：水蒸气变成液态水是熵减小的过程。
二、非选择题
16．(2012·山东济南高二检测)在化学反应A(g)＋B(g)??2C(g)＋D(g)　ΔH＝QkJ/mol过程中的能量变化如下图所示，回答下列问题。
(1)Q______0(填“>”、“<”或“＝”)；
(2)熵变ΔS______0(填“>”、“<”或“＝”)；
(3)该反应______自发进行(填“能”或“不能”)；
(4)升高温度平衡常数K______(填“增大”、“减小”或“不变”)，平衡向______方向移动。
答案：(1)<　(2)>　(3)能　(4)减小　逆反应
点拨：根据图像可知，该反应是放热反应，故Q<0。据反应特点可知，该反应是熵增大的反应；据此可知该反应能自发进行；升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小。
17．(2012·经典习题选萃)已知一个可逆反应，若正反应为自发过程，则其逆反应为非自发过程，反之，亦然。
(1)已知2CO(g)??CO2(g)＋C(g)　ΔH<0，T＝980k时ΔH－TΔS＝0。当体系温度低于980k时，估计ΔH－TΔS______0(填“大于”、“小于”或“等于”，下同)；
(2)电子工业中清洗硅片上的SiO2(s)的反应为SiO2(s)＋4HF(g)===SiF4(g)＋2H2O(g)　ΔH(298.15k)＝－94.0kJ/mol　ΔS(298.15k)＝－75.8J /(mol·K)，设ΔH和ΔS不随温度而变化，则此反应自发进行的温度范围是________。
答案：(1)小于　(2)小于1 240k
点拨：(1)因为2CO(g)??CO2(g)＋C(s)为放热反应，ΔH<0，且该反应ΔS<0，则当T<980k时，ΔH－TΔS<0。(2)由题给信息，要使反应能自发进行，须有ΔH－TΔS<0，即－94.0kJ/mol－T×[－75.8 J/(mol·K)]×10－3kJ/J<0，则
T<＝1.24×103K。
18．化学反应自发的综合判据是自由能变化ΔG，已知ΔG＝ΔH－TΔS<0(ΔH为焓变，ΔS为熵变，T为反应进行时所需的温度)，反应能自发。工业上用赤铁矿生产铁，可以选择的还原剂有C和H2：
Fe2O3(s)＋C(s)===2Fe(s)＋CO2(g)
ΔH＝＋233.8kJ·mol－1　ΔS＝279 J·mol－1·K－1
Fe2O3(s)＋3H2(g)===2Fe(s)＋3H2O(g)
ΔH＝＋98kJ·mol－1　ΔS＝144.2 J·mol－1·K－1
问：哪一种还原剂可使反应自发进行的温度低？(要求计算过程)(取整数即可)
答案：ΔG＝ΔH－TΔS<0为自发过程。
ΔH－TΔS＝0为平衡过程。用C作还原剂时，
ΔH－T1ΔS＝0，T1＝
＝
＝838k
即C为还原剂时，T1>838k能自发进行。
用H2作还原剂时，
T2＝
＝
＝680k
即H2作还原剂时T2>680k能自发进行。
所以用氢气作还原剂，反应自发进行的温度较低。
熵的生物学意义
熵的概念对于生命的认识有重要的意义。生命体与环境不断交换着物质(物质流)和能量(基本上是热流)，同时还交换着熵(熵流)。机体摄入的食物如蛋白质、淀粉、核苷酸等，都是结构复杂的高分子物质，它们的熵值很小。机体排泄的都是小分子代谢产物，它们的熵值很大。假设排泄的总量等于摄入的总量，摄入物来自环境，排泄物回到环境，机体的生命活动将使环境的熵增大。机体还不断向环境释放出生化反应产生的热，这也使环境的熵增大。与此同时，机体本身的熵也发生了变化。机体不断产生新的复杂结构(发育成长)，是熵减小，而细胞死亡和代谢过程将结构复杂的生化物质转化为简单的小分子，则是熵增大。机体总的熵变取决于年龄的增长。当机体处于生长发育阶段时(年轻人)，熵要减小；当机体处于发育成熟阶段时(成年人)，熵变几乎等于零；当机体处于衰老阶段时(老年人)，熵会增大；机体老死时，熵增至极大。这正如量子化学奠基人薛定谔所说：“一个生命有机体不断地……产生正的熵……因此就势必接近具有极大熵值的危险状态，即死亡。……新陈代谢作用最基本的内容是有机体成功地使自身释放出它活着时不得不产生的全部熵。”此话不但精辟地指出熵这一热力学概念对理解生命的意义，而且也启示了熵的概念对所有过程的重要意义。
3-1弱电解质的电离
一、选择题
1．(2012·试题调研)下列说法正确的是(　　)
A．电解质的电离是在通电的条件下进行的
B．在水溶液中和熔融状态能够导电的化合物是电解质
C．电解质电离的条件是溶于水或受热熔化
D．强电解质能够电离，弱电解质不能电离
答案：C
点拨：电离的条件是水溶液中或加热熔融，A错，C对。水溶液或熔融状态下能够导电的化合物是电解质，B错。强弱电解质的区别在于电离程度，D错。
2．下列溶液中加入少量NaOH固体导电能力变化不大的是(　　)
A．盐酸　　　　　　　　 B．CH3COOH
C．NH3·H2O D．H2O
答案：A
3．在含酚酞的0.1mol/L氨水中加入少量NH4Cl晶体，则溶液颜色(　　)
A．变蓝色 B．变深
C．变浅 D．不变
答案：C
4．(2012·经典习题选萃)已知25℃时，下列酸的电离常数：
醋酸(CH3COOH)：1.75×10－5
氢氰酸(HCN)：4.93×10－10
氢氟酸(HF)：7.2×10－4
甲酸(HCOOH)：1.77×10－4
物质的量浓度均为0.1mol·L－1的上述溶液，酸性最强的是(　　)
A．醋酸 B．氢氰酸
C．氢氟酸 D．甲酸
答案：C
点拨：组成相似时酸的电离常数越大，酸电离的程度越大，同浓度时，电离出的c(H＋)越大，酸性越强。
5．(2012·经典习题选萃)下列说法中，正确的是(　　)
A．强电解质的水溶液一定比弱电解质的水溶液的导电能力强
B．强电解质都是离子化合物，弱电解质都是共价化合物
C．强电解质的水溶液中不存在溶质分子
D．不溶性盐都是弱电解质，可溶性酸和具有极性键的化合物都是强电解质
答案：C
点拨：(1)易错选项分析
本题易错选A的原因是不明确影响溶液导电性的因素。溶液的导电性取决于溶液中离子浓度的大小和离子所带电荷的多少，强电解质虽然在水溶液中完全电离，但在其浓度较小时，电离出的离子浓度也较小，导电能力也较弱。弱电解质在水溶液中部分电离，在其浓度较大时，导电能力也可能较强。
(2)其他错误选项分析
错误选项
错因剖析
B项
原因在于强电解质也可以是共价化合物，如HCl、HNO3。
D项
原因在于不溶性盐在水中的溶解度较小，但溶于水的那部分都完全电离时，属于强电解质。
6.下列关于电离平衡常数(K)的说法中正确的是(　　)
A．组成相似时电离平衡常数(K)越小，表示弱电解质电离能力越弱
B．电离平衡常数(K)与温度无关
C．不同浓度的同一弱电解质，其电离平衡常数(K)不同
D．多元弱酸各步电离平衡常数相互关系为K1答案：A
点拨：电离平衡常数K是温度的函数，所以B错。只要温度一定，不同浓度的同一弱电解质电离平衡常数K相同，所以C错。多元弱酸各步电离平衡常数相互关系应为K1>K2>K3，所以D错。
7．(2012·经典习题选萃)在醋酸溶液中，CH3COOH的电离达到平衡的标志是(　　)
A．溶液显电中性
B．溶液中无CH3COOH分子
C．氢离子浓度恒定不变
D．溶液中CH3COOH和CH3COO－共存
答案：C
点拨：CH3COOH溶液中阴、阳离子所带负、正电荷总数相同，使溶液呈电中性，与其是否达到电离平衡无关，故A项错误；CH3COOH是弱电解质，不完全电离，因此溶液中一定有CH3COOH和CH3COO－，但不一定达到电离平衡，故B项和D项错误；c(H＋)恒定不变，说明CH3COOH达到电离平衡，故C项正确。
8．(2012·试题调研)下列说法正确的是(　　)
A．电离平衡常数受溶液浓度的影响
B．电离平衡常数可以表示弱电解质的相对强弱
C．电离常数大的酸溶液中c(H＋)一定比电离常数小的酸中大
D．H2CO3的电离常数表达式：K＝
答案：D
点拨：K与温度有关，A错；电离度可以表示弱电解质的相对强弱，B错。
9．下列电离方程式中正确的是(　　)
A．NH3·H2O??NH＋OH－
B．NaHCO3===Na＋＋H＋＋CO
C．H2S??2H＋＋S2－
D．NaOH??Na＋＋OH－
答案：A
点拨：NaHCO3电离出Na＋和HCO，电离方程式为NaHCO3===Na＋＋HCO；H2S为二元弱酸，属于弱电解质，应分步电离：H2S??H＋＋HS－，HS－??H＋＋S2－；NH3·H2O为弱碱，在水溶液中存在电离平衡，而NaOH为强电解质，即NaOH===Na＋＋OH－。
10．有关电离平衡的理解不正确的是(　　)
A．电解质在溶液中达到电离平衡时，分子浓度和离子的浓度相等
B．电离平衡状态下溶液中各微粒的物质的量浓度和质量分数均保持不变
C．电离平衡是动态平衡，弱电解质分子电离成离子和其离子结合成分子的过程均在进行
D．改变条件时，电离平衡会发生移动，在新的条件下建立新的平衡
答案：A
点拨：电解质在溶液中达到电离平衡后，各种分子和离子的浓度不再发生变化，但不一定相等。
11．下列说法正确的是(　　)
A．根据溶液中有CH3COOH、CH3COO－和H＋即可证明CH3COOH达到电离平衡状态
B．根据溶液中CH3COO－和H＋的物质的量浓度相等可证明CH3COOH达到电离平衡状态
C．当NH3·H2O达到电离平衡时，溶液中NH3·H2O、NH和OH－的浓度相等
D．H2CO3是分步电离的，电离程度依次减弱
答案：D
点拨：电离平衡状态是离子结合成分子的速率等于分子电离成离子的速率。A项，只能证明CH3COOH存在电离平衡。CH3COOH电离的CH3COO－与H＋浓度始终相同，无论平不平衡。
12．(2012·经典习题选萃)已知下面三个数据：7.2×10－4、4.6×10－4、4.9×10－10分别是三种酸的电离平衡常数，若已知这些酸可发生如下反应：
①NaCN＋HNO2===HCN＋NaNO2，
②NaCN＋HF===HCN＋NaF，
③NaNO2＋HF===HNO2＋NaF。
由此可判断下列叙述中，不正确的是(　　)
A．HF的电离平衡常数为7.2×10－4
B．HNO2的电离平衡常数为4.9×10－10
C．根据①③两个反应即可知三种酸的相对强弱
D．HNO2的电离平衡常数比HCN大，比HF小
答案：B
点拨：相同温度下的弱电解质的电离平衡常数是比较弱电解质相对强弱的依据之一。由此三个化学反应方程式可以得出：HF、HNO2、HCN的酸性依次减弱。酸性越强，电离平衡常数越大，据此可以将三个K值与酸对应起来。以上三个反应中，第①个反应说明HNO2>HCN，第③个反应说明HF>HNO2，只根据这两个反应即可作出比较。
13．下列说法正确的是(　　)
A．电解质在溶液中存在电离平衡状态
B．电离平衡状态时v(结合)＝v(电离)＝0
C．弱电解质溶液中，既存在离子也存在分子
D．电解质的电离是可逆过程
答案：C
点拨：B项，v(结合)＝v(电离)≠0；弱电解质存在电离平衡，既存在离子也存在分子，A错C对。
二、非选择题
14．(2012·经典习题选萃)有相同物质的量浓度、相同体积的盐酸和醋酸的稀溶液，分别与足量的锌反应：
(1)开始反应时，产生氢气的速率关系是：盐酸______(填“大于”、“小于”或“等于”，下同)醋酸。
(2)充分反应后，产生氢气的量的关系是：盐酸______醋酸。
答案：(1)大于　(2)等于
点拨：(1)盐酸是强电解质溶液，醋酸是弱电解质溶液。浓度相同时，盐酸中氢离子浓度大于醋酸中的氢离子浓度，所以，开始反应时盐酸产生氢气的速率较快。(2)虽然醋酸只有部分电离，但锌与醋酸电离出的H＋反应生成氢气后，破坏了醋酸的电离平衡，使平衡右移即醋酸还要继续电离出H＋参与反应，因此产生氢气的总量是由醋酸的物质的量决定的。盐酸和醋酸的物质的量相等，所以产生氢气的量也相等。
15．写出下列物质的电离方程式(在水溶液中)。
(1)H2SO4_____________________________________________；
(2)H2CO3_____________________________________________；
(3)NaHSO4___________________________________________；
(4)NaHCO3___________________________________________；
(5)Cu(OH)2___________________________________________。
答案：(1)H2SO4===2H＋＋SO
(2)H2CO3??H＋＋HCO；
HCO??H＋＋CO
(3)NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO
(4)NaHCO3===Na＋＋HCO
HCO??H＋＋CO
(5)Cu(OH)2??Cu2＋＋2OH－
点拨：H2SO4是强酸，NaHSO4是强酸的酸式盐，二者均是强电解质，完全电离；H2CO3是弱酸，Cu(OH)2是弱碱，二者均是弱电解质，部分电离；NaHCO3是弱酸的酸式盐，第一步电离是完全的，第二步电离是部分电离。
16．(2012·试题调研)在a、b两支试管中，分别装入形态相同、质量相等的足量锌粒，然后向两支试管中分别加入相同物质的量浓度、相同体积的稀盐酸和稀醋酸。填写下列空白：
(1)a、b两支试管中的现象：相同点是______________________ _______________________________________________；
不同点是_____________________________________________；
原因是_________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________。
(2)a、b两支试管中生成气体的速度开始时是v(a)________ v(b)；原因是_______________________________________________ ________________________________________________________________________________________________。
(3)反应完后生成气体的总体积是V(a)_______________________ _______________________________________________V(b)；原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案：(1)两试管均有气泡产生　a试管比b试管反应剧烈　HCl是强电解质，醋酸是弱电解质，同浓度的稀盐酸和稀醋酸，盐酸中H＋浓度大，反应较剧烈
(2)大于　开始时，盐酸电离出的H＋浓度远大于醋酸电离出的H＋浓度，故盐酸产生H2的速率快
(3)等于　由于n(HCl)＝n(CH3COOH)，所以盐酸和醋酸与Zn反应产生H2的体积相等
点拨：锌粒与酸反应的实质是Zn与酸电离出的H＋发生置换反应产生H2，c(H＋)越大，产生H2的速率越快。盐酸是强电解质，醋酸是弱电解质，在起始的物质的量浓度相同时，盐酸电离出的H＋浓度远大于醋酸电离出的H＋浓度，但由于醋酸中存在电离平衡CH3COOH??CH3COO－＋H＋，随着Zn与H＋的反应，CH3COOH不断电离出H＋，平衡右移，Zn继续与H＋反应，故反应后期醋酸产生H2的速率大，由于n(HCl)＝n(CH3COOH)，所以盐酸和醋酸与Zn反应产生H2的体积相等。
腌菜的酸味是怎么产生的
冬天，许多人都要做些腌菜，这些菜除了清脆可口以外，还略带酸味，能刺激食欲。为什么腌菜会有一股酸味呢？
原来在空气中经常有许多微生物，像流浪汉一样到处流浪。其中有一种叫乳酸菌，另一种叫酵母菌，当它们一降落到腌菜缸里，就会定居下来。
当腌菜缸中的盐水较浓时，这些小家伙是活不成的，如果盐水的浓度降低到3%～4%时，就正对乳酸菌的“胃口”，乳酸菌就会大量的繁殖起来。
在缺氧的坛内，特别有利于它的繁殖，因为乳酸茵是怕氧的。乳酸菌在生长过程中，会使一部分糖类物质转变成乳酸，因为这种酸最初是在酸牛乳中发现的，所以叫乳酸。至于酵母菌也会使蔬菜中的一些糖类转变成乳酸和醋酸。乳酸和醋酸的味道都是挺酸的，怪不得有的腌菜吃起来时酸溜溜的。
3-2-1水的电离　溶液的酸碱性与pH
一、选择题
1．(2012·试题调研)柠檬是有药用价值的水果之一，对人体十分有益。鲜柠檬维生素含量极为丰富，是美容的天然佳品，能防止和消除皮肤色素沉着，具有美白作用。已知在常温下柠檬水中的c(OH－)＝1×10－11mol/L，则其pH等于(　　)
A．11 B．7
C．5 D．3
答案：D
点拨：c(OH－)＝10－11mol/L，则c(H＋)＝＝＝1×10－3(mol/L)，pH＝3。
2．下列说法正确的是(　　)
A．水的电离方程式：H2O===H＋＋OH－
B．升高温度，水的电离程度增大
C．在NaOH溶液中没有H＋
D．在HCl溶液中没有OH－
答案：B
点拨：水是极弱的电解质，只有少部分电离，应用“??”表示，A错误；水的电离是吸热的，所以升高温度，电离程度增大，B正确；在NaOH溶液中c(OH－)>c(H＋)，在HCl溶液中c(H＋)>c(OH－)，在酸性或碱性溶液中都存在H＋和OH－，C、D均错误。
3．如果25℃时KW＝1.0×10－14,100℃时KW＝1.0×10－12，这说明(　　)
A．100℃时水的电离常数较大
B．前者c(H＋)较后者大
C．水的电离是一个放热过程
D．KW与温度无直接关系
答案：A
点拨：由题意知，温度升高，KW变大，即c(H＋)·c(OH－)变大，说明H2O??H＋＋OH－向右移动，水的电离是吸热过程。
4．向蒸馏水中滴入少量盐酸后，下列说法中错误的是(　　)
A．c(H＋)·c(OH－)不变
B．pH增大了
C．c(OH－)降低了
D．水电离出的c(H＋)减小了
答案：B
点拨：c(H＋)·c(OH－)＝KW，KW只与温度有关，与溶液的酸碱性无关，A正确；滴入少量盐酸后，c(H＋)增大，pH减小，B错误；因c(H＋)·c(OH－)＝KW，c(H＋)增大，则c(OH－)减小，C正确；滴入盐酸，会抑制水的电离，水电离出的c(H＋)减小，D正确。
5．常温下，下列溶液中酸性一定最弱的是(　　)
A．pH＝4
B．c(H＋)＝1×10－3mol·L－1
C．c(OH－)＝1×10－11mol·L－1
D.＝1012
答案：A
6．如果25℃时KW＝1.0×10－14,100℃时KW＝1.0×10－12，这说明(　　)
A．100℃时水的电离程度小
B．前者c(H＋)较后者大
C．水的电离过程是一个吸热过程
D．KW和温度无直接关系
答案：C
点拨：KW＝c(H＋)·c(OH－)，100℃时的离子积大于25℃的离子积，说明升温水的电离程度增加，C正确。
7．下列溶液一定呈中性的是(　　)
A．pH＝7的溶液
B．c(H＋)＝c(OH－)的溶液
C．由强酸、强碱等物质的量反应得到的溶液
D．非电解质溶于水得到的溶液
答案：B
点拨：c(H＋)＝c(OH－)溶液呈中性。等物质的量的强酸与强碱，由于它们的元数未知，因此无法判断它们混合后溶液的酸碱性，故C错误。非电解质溶于水，可以使溶液显酸性、碱性、中性，如SO2溶于水生成H2SO3溶液显酸性，NH3溶于水生成NH3·H2O溶液显碱性，乙醇、蔗糖等溶于水，溶液显中性，故D错误。
8．用pH试纸测定某无色溶液的pH时，规范的操作是(　　)
A．用pH试纸放入溶液中，观察其颜色变化，跟标准比色卡比较
B．将溶液倒在pH试纸上跟标准比色卡比较
C．用干燥洁净的玻璃棒蘸取溶液，滴在pH试纸上，跟标准比色卡比较
D．在试管内放入少量溶液，煮沸，把pH试纸放在管口，观察颜色，跟标准比色卡比较
答案：C
点拨：用pH试纸测量溶液的pH时不得将试纸放入溶液中，以免污染溶液，不能将溶液直接倒在试纸上以免浪费溶液。
9．下列说法正确的是(　　)
A．c(H＋)>1.0×10－7mol·L－1的溶液一定呈酸性
B．c(H＋)·c(OH－)＝1.0×10－14的溶液一定呈中性
C．中性溶液中的c(H＋)一定等于1.0×10－7mol·L－1
D．c(H＋)＝c(OH－)的溶液一定是中性溶液
答案：D
点拨：中性溶液中c(OH－)＝c(H＋)
10．常温下某溶液中由水电离出的c(H＋)为1.0×10－12mol·L－1，下列说法正确的是(　　)
A．一定是酸的溶液
B．一定是碱的溶液
C．一定是中性溶液
D．可能是酸性溶液也可能是碱性溶液
答案：D
点拨：常温下水电离出的c(H＋)为1.0×10－12mol·L－1<1.0×10－7mol·L－1说明抑制了水的电离，可能是加入了OH－或H＋，所以溶液可能是碱性溶液也可能是酸性溶液。
11．25℃，0.01mol·L－1的H2SO4溶液中，水电离出的c(H＋)是(　　)
A．0.01mol·L－1
B．0.02mol·L－1
C．1.0×10－12mol·L－1
D．5.0×10－13mol·L－1
答案：D
点拨：水电离出OH－的同时也电离出等量的H＋。0.01mol·L－1的H2SO4溶液中c(H＋)＝0.02mol·L－1
＝2×10－2mol·L－1。
c(OH－)＝＝
＝5.0×10－13mol·L－1。
12．对室温下pH相同、体积相同的醋酸溶液和盐酸分别采取下列措施，有关叙述正确的是(　　)
A．加适量的醋酸钠晶体后，两溶液的pH均增大
B．使温度都升高20℃后，两溶液的pH均不变
C．加水稀释2倍后，两溶液的pH均减小
D．加足量的锌充分反应后，两溶液中产生的氢气一样多
答案：A
点拨：加入CH3COONa，醋酸的电离平衡左移，c(H＋)减小，pH增大，盐酸与CH3COONa反应生成CH3COOH，c(H＋)减小，pH增大，A正确。升温，CH3COOH电离程度增大，c(H＋)增大，pH应减小，B错；加水稀释，pH均增大，C错；加入Zn，CH3COOH产生的H2多，D错。
13．已知NaHSO4在水中的电离方程式为：NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO。某温度下，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为2。下列对该溶液的叙述中不正确的是(　　)
A．该温度高于25℃
B．由水电离出来的H＋的浓度是1.0×10－10mol·L－1
C．NaHSO4晶体的加入抑制了水的电离
D．该温度下加入等体积pH为12的NaOH溶液可使该溶液恰好呈中性
答案：D
点拨：pH＝6的蒸馏水，说明该温度高于25℃。此时溶液pH＝2，则说明c(H＋)＝1.0×10－2mol·L－1，此温度下水的离子积KW＝1.0×10－12，则c(OH－)＝1.0×10－10mol·L－1，则水电离出的c(H＋)＝1.0×10－10mol·L－1。NaHSO4电离出H＋抑制了水的电离。
14．某温度下，相同pH的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释，平衡pH随溶液体积变化的曲线如图所示。据图判断正确的是(　　)
A．Ⅱ为盐酸稀释时pH变化曲线
B．b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强
C．a点KW的数值比c点KW的数值大
D．b点酸溶液的总浓度大于a点酸溶液的总浓度
答案：B
点拨：盐酸是强酸，醋酸是弱酸，根据弱电解质电离的特点，盐酸加水稀释比醋酸溶液加水稀释的pH增大的程度较大，故Ⅰ是盐酸的，Ⅱ是醋酸溶液的，A错；b点溶液中的离子浓度大于c点，故b点溶液的导电性强，B对；温度相同时，KW值相同，C错；pH相同时，醋酸溶液的浓度大，稀释相同倍数后仍是醋酸溶液的浓度大，因此b点酸溶液的浓度小于a点酸溶液的浓度，D错。
二、非选择题
15．某温度下，纯水中的c(H＋)＝2.0×10－7mol·L－1，则此时溶液的c(OH－)是______mol·L－1，这种水显______(填“酸”、“碱”或“中”)性，其理由是______；若温度不变，滴入稀盐酸使c(H＋)＝5.0×10－6mol·L－1，则c(OH－)＝________mol·L－1。
答案：2.0×10－7　中　c(H＋)＝c(OH－)　8×10－9
点拨：此温度时，水电离的c(OH－)＝c(H＋)＝2×10－7mol·L－1，则KW＝2×10－7×2×10－7＝4×10－14；c(H＋)＝5.0×10－6mol·L－1，则c(OH－)＝4×10－14/5.0×10－6＝8×10－9(mol·L－1)。
16．水的电离平衡曲线如图所示：
若以A点表示25℃时水电离平衡时的离子的浓度，当温度升高到100℃时，水的电离平衡状态到B点，则此时水的离子积从________增加到________，造成水的离子积增大的原因是_________ ____________________________________________________________________________________________________________________。
答案：1×10－14　1×10－12
水的电离是吸热过程，温度升高，电离程度增大，水电离出的c(H＋)、c(OH－)增大，离子积常数增大
点拨：25℃时，KW＝1×10－7×1×10－7＝1×10－14,100℃时，KW＝1×10－6×1×10－6＝1×10－12，故水的离子积增大，原因是温度升高，水的电离程度增大，水电离出来的c(H＋)与c(OH－)增大，KW增大。
17．(2012·经典习题选萃)有一学生甲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。
学生乙对学生甲操作的评价为：操作错误，测定结果一定有误差。学生丙对学生甲操作的评价为：操作错误，但测定结果不一定有误差。请回答：
(1)你支持乙同学还是丙同学的观点？理由是什么？
(2)若用此法分别测定c(H＋)相等的盐酸和醋酸溶液的pH，谁的误差较大？原因是什么？
(3)如何用pH试纸区分0.1mol·L－1的硫酸和0.001mol·L－1的硫酸？简述操作过程。
(4)常温下用pH试纸测定某溶液的pH时，pH试纸显红色，能否确定溶液的酸碱性？
答案：(1)支持丙同学的观点，用pH试纸测溶液的pH时，试纸不能润湿，否则，相当于将溶液稀释，若原溶液呈酸性，则测得的pH偏大，若原溶液呈碱性，则测得的pH偏小，若原溶液呈中性，则测得的pH不变。
(2)盐酸。用湿润的pH试纸测量溶液的pH时，对强电解质溶液pH的影响更大，因为弱电解质溶液在稀释过程中要继续电离，稀释后的弱电解质溶液中H＋浓度比强电解质溶液中H＋浓度更接近未稀释时的H＋浓度。
(3)用玻璃棒分别蘸取两种溶液点在两张pH试纸上，与标准比色卡比较其pH，pH较大的为0.001mol·L－1的硫酸。
(4)可以，pH试纸显红色，说明溶液显酸性。
“不小心”与科学发现
著名的化学家波义耳有一次倾倒浓盐酸时，不小心把酸溅到了紫罗兰的花瓣上。
为了洗掉花瓣上的酸，他把花浸在盛水的杯子里。结果他发现蓝色的花竞变成了红色。受到这一现象的启发，他从各种花、地衣以及树皮和植物的根里制取了不同颜色的浸出液，用这些浸出液去检验各种溶液是酸还是碱，这就是最早的酸碱指示剂。
如红椰菜除了可供食用外，它的色素对酸碱非常敏感，只要用热水作为溶剂把红椰菜的色素提炼出来，它的色素便会在不同的酸碱值(pH)呈现不同的颜色：pH＝1，深红；pH＝2～3，紫红；pH＝4～6，浅红；pH＝7～9，蓝色；pH＝10，绿色；pH＝11，黄绿；pH＝12～14，黄色。
3-2-2溶液pH的计算
一、选择题
1．将10mL pH＝1的CH3COOH加水稀释至100mL后，溶液的pH为(　　)
A．2 B．2C．1答案：C
点拨：因为CH3COOH为弱酸，存在着电离平衡，当溶液稀释10倍时，假如电离平衡不移动，则其pH＝2，但加水稀释时，醋酸又电离出氢离子，故12．25℃时，pH＝5的盐酸和pH＝9的氢氧化钠溶液以体积比11?9混合，混合液的pH为(　　)
A．7.2 B．8
C．6 D．无法计算
答案：C
点拨：pH＝5的盐酸c(H＋)与pH＝9的NaOH溶液中c(OH－)均为1×10－5mol·L－1，二者以体积比为11?9混合反应后，盐酸过量，因此反应后溶液中c(H＋)＝

＝1×10－6mol·L－1，所以混合溶液pH＝6。
3．常温下，将0.1mol·L－1氢氧化钠溶液与0.06mol·L－1硫酸溶液等体积混合，该混合溶液的pH等于(　　)
A．1.7 B．2.0
C．12.0 D．12.4
答案：B
点拨：设两溶液的体积均为1L，OH－的物质的量为0.1mol·L－1×1L＝0.1mol，因H＋的浓度是硫酸浓度的2倍，即0.06mol·L－1×2＝0.12mol·L－1，故H＋物质的量为0.12mol·L－1×1L＝0.12mol，H＋的物质的量大于OH－的物质的量，混合后溶液呈酸性，混合反应剩余H＋的物质的量浓度为(0.12mol－0.1mol)÷(1L＋1L)＝0.01mol·L－1，溶液的pH＝－lgc(H＋)＝2.0。
4．下列试纸使用时，不宜先用水润湿的是(　　)
A．pH试纸 B．红色石蕊试纸
C．淀粉碘化钾试纸 D．蓝色石蕊试纸
答案：A
点拨：若pH试纸先用水润湿会稀释待测液，使测量的结果不准确。
5．(2012·经典习题选萃)在常温下，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
答案：D
点拨：本题考查有关混合溶液pH计算。有关稀溶液混合，总体积近似等于两种溶液体积之和。强碱溶液混合，应按c(OH－)计算：c混(OH－)＝(1×10－6mol·L－1＋1×10－4mol·L－1)/2≈5.05×10－5mol·L－1。
c混(H＋)＝KW/c(OH－)≈2×10－10mol·L－1，pH＝9.7。
易出现错解：c混(H＋)＝(1×10－8mol·L－1＋1×10－10mol·L－1)/2≈5.05×10－9mol·L－1，pH＝8.3。错选A。
特别警示：按c(H＋)计算是错误的，因为在碱溶液中，c(OH－)大，故可忽略不计水电离出的c(OH－)。但此时c(H＋)很小，所以忽略水电离的c(H＋)会造成误差。上述错解显然忽略了水电离产生的c(H＋)。所以，强碱溶液混合，应先计算出c(OH－)，再求c(H＋)，最后求pH。
6．甲溶液的pH＝3，乙溶液的pH＝4，甲溶液与乙溶液的c(OH－)之比为(　　)
A．10?1 B．1?10
C．2?1 D．1?2
答案：B
点拨：甲溶液c(H＋)＝1.0×10－3mol·L－1，乙溶液c(H＋)＝1.0×10－4mol·L－1，甲、乙溶液中c(OH－)之比为1?10。
7．如图所示，能表示人体大量喝水时，胃液的pH变化的图像是(　　)
答案：A
点拨：胃液中含有酸，无论怎么稀释都不可能为碱性。
8．常温时，取浓度相同的NaOH和HCl溶液，以3?2体积比相混合，所得溶液的pH等于12，则原溶液的浓度为(　　)
A．0.01mol·L－1 B．0.017mol·L－1
C．0.05mol·L－1 D．0.50mol·L－1
答案：C
点拨：pH＝12，说明溶液为碱性，设原溶液物质的量浓度为x，则HCl溶液中c(H＋)＝x，NaOH溶液中c(OH－)＝x，混合后溶液显碱性，c(OH－)＝1.0×10－2mol·L－1
＝1.0×10－2mol·L－1，x＝0.05mol·L－1。
9．(2012·经典习题选萃)下列液体均处于25℃，有关叙述正确的是(　　)
A．某物质的溶液pH<7，则该物质一定是酸或强酸弱碱盐
B．pH＝4.5的番茄汁中c(H＋)是pH＝6.5的牛奶中c(H＋)的100倍
C．将1L 0.1mol·L－1的Ba(OH)2溶液稀释为2L，pH＝12
D．pH＝8的NaOH溶液稀释100倍，其pH＝6
答案：B
点拨：强酸的酸式盐如NaHSO4溶液的pH<7，A错误；pH＝4.5的溶液中c(H＋)＝10－4.5mol·L－1，pH＝6.5的溶液中c(H＋)＝10－6.5mol·L－1，B正确；C项，0.1mol·L－1Ba(OH)2溶液稀释到2L时，c(OH－)＝mol·L－1＝0.1mol·L－1，c(H＋)＝10－13mol·L－1，pH＝13；D项，NaOH是碱溶液，无论怎么稀释，pH在常温下不可能成为6，只能无限接近于7。
10．将pH＝2的盐酸平均分为2份，一份加入适量水，另一份加入与该盐酸物质的量浓度相同的适量氢氧化钠溶液后，pH都升高了1，则加入的水与氢氧化钠溶液的体积比为(　　)
A．9?1 B．10?1
C．11?1 D．12?1
答案：C
点拨：设每份盐酸的体积为1L，将pH＝2的盐酸加水，pH升高1，说明加入水的体积为原溶液的9倍；另一份加入与盐酸物质的量浓度相同的适量氢氧化钠后，pH升高1，可设加入氢氧化钠溶液的体积为x，则0.1mol·L－1×1L－0.1mol·L－1×x＝0.01mol·L－1×(1＋x)，解得x＝9/11，所以加入的水与氢氧化钠溶液的体积比为9?9/11＝11?1。
二、非选择题
11．(2012·山东高二月考)下表是不同温度下水的离子积数据：
温度/℃
25
t1
t2
水的离子积KW
1×10－14
a
1×10－12
试回答以下问题：
(1)若25”、“<”或“＝”)，作此判断的理由是____________________________________________ __________________________________________________________________________________________________。
(2)25℃下，某Na2SO4溶液中c(SO)＝5×10－4mol·L－1，取该溶液1mL加水稀释至10mL，则稀释后溶液中c(Na＋)?c(OH－)＝________。
(3)在t2℃下pH＝10的NaOH溶液中，水电离产生的OH－浓度为c(OH－)水＝________。
(4)t2℃下，将pH＝11的苛性钠溶液V1L与pH＝1的稀硫酸V2L混合(设混合后溶液的体积为原两溶液体积之和)，所得混合溶液的pH＝2，则V1?V2＝________。
答案：(1)>　水的电离为吸热过程，温度升高，水的电离程度变大，离子积增大　(2)1 000?1
(3)1×10－10mol·L－1　(4)9?11
点拨：(1)升温，KW变大。
(2)c(SO)＝5×10－4mol·L－1，则c(Na＋)＝2c(SO)＝1×10－3mol·L－1，稀释10倍，则c(Na＋)＝1×10－4mol·L－1。25℃时，Na2SO4溶液中c(OH－)＝1×10－7mol·L－1，稀释10倍后仍然为1×10－7mol·L－1，则c(Na＋)?c(OH－)＝103?1。
(3)pH＝10的NaOH溶液c(H＋)＝10－10mol·L－1，NaOH溶液中c(H＋)来于水的电离，水电离出H＋的同时也电离出等量的OH－。
(4)t2℃时，pH＝2，说明溶液为酸性，酸过量。
t2℃时，pH＝11的NaOH溶液，c(OH－)＝0.1mol·L－1，

＝0.01mol·L－1　9V2＝11V1，＝。
12．(1)25℃时，将pH＝9的NaOH溶液与pH＝4的H2SO4溶液混合，若所得混合溶液的pH＝7，则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为________。
(2)100℃时，KW＝1×10－12，若100体积pH1＝a的某强酸与1体积pH2＝b的某强碱溶液混合后溶液呈中性，则混合前，该强酸的pH1与强碱的pH2之间应满足的关系是____________________。
答案：(1)10?1　(2)a＋b＝14或pH1＋pH2＝14
点拨：(1)25℃时所得混合溶液的pH＝7，溶液呈中性，即n(OH－)＝n(H＋)，则V(NaOH)×1×10－5mol·L－1＝V(H2SO4)×1×10－4mol·L－1，得V(NaOH)?V(H2SO4)＝10?1。
(2)要注意100℃时，水的离子积常数为1×10－12，即c(H＋)·c(OH－)＝1×10－12，则等体积强酸与强碱反应至中性时pH酸＋pH碱＝12。根据100℃时混合后溶液呈中性，由100×1×10－a＝1×1×10b－12，即：10－a＋2＝10b－12，得以下关系：a＋b＝14或pH1＋pH2＝14。
13．25℃时，若体积为Va、pH＝a的某一元强酸与体积为Vb、pH＝b的某一元强碱混合，恰好中和，且已知Va(1)a值可否等于3(填“可”或“否”)________，其理由是______________________；
(2)a值可否等于5(填“可”或“否”)________，其理由是______________________；
(3)a的取值范围是__________________。
答案：(1)否　若a＝3，由a＝0.5b，可推知b＝6，溶液显酸性，与题干矛盾
(2)否　若a＝5，酸溶液中c(H＋)＝10－5mol·L－1，由a＝0.5b，则b＝10，碱溶液中c(OH－)＝10－4mol·L－1，10－5Va＝10－4Vb，Va?Vb＝10>1，与题干矛盾　(3)7/2点拨：本题考查酸碱中和反应，溶液pH与数学思维方法结合能力。利用数学中反证法解题：
(1)若a＝3，由a＝0.5b，可推知b＝6，溶液显酸性，与题意相悖，故a≠3。
(2)若a＝5，酸溶液中c(H＋)＝10－5mol·L－1，由a＝0.5b，则b＝10，碱溶液中c(OH－)＝10－4mol·L－1,10－5Va＝10－4Vb，Va?Vb＝10>1，不符合题意，故a≠5。
(3)由a＝0.5b，则b＝2a>7，故a>7/2；又因为Va/Vb＝10(a＋b－14)<1，所以a＋b－14<0，而将b＝2a代入后，有3a<14，a<14/3，则a的取值范围为7/214．一定温度下，有：a.盐酸、b.硫酸、c.醋酸三种酸。
(1)当其物质的量浓度相同时，c(H＋)由大到小的顺序是________。
(2)同体积、同物质的量浓度的三种酸溶液，中和NaOH的能力由大到小的顺序是________。
(3)当其c(H＋)相同时，物质的量浓度由大到小的顺序为________。
(4)当c(H＋)相同、体积相同时，分别加入足量锌，相同状况下产生的气体体积由大到小的顺序为____。
答案：(1)b>a>c　(2)b>a＝c　
(3)c>a>b　(4)c>a＝b
点拨：(1)物质的量浓度相同，盐酸和硫酸是强酸，完全电离，硫酸又是二元酸，而醋酸是一元酸，不完全电离，所以c(H＋)大小关系为：b>a>c。(2)酸中和碱的能力是依据酸与碱反应方程式的化学计量数来决定的，所以同体积、同浓度的盐酸、醋酸中和NaOH的能力相等，且小于硫酸的。(3)c(H＋)浓度相等，因醋酸为弱酸，其物质的量浓度远大于溶液中的c(H＋)；由于盐酸是一元强酸，硫酸是二元强酸，所以物质的量浓度：c>a>b。(4)锌足量，产生氢气的体积由n(H＋)决定，所以c>a＝b。
15．(2012·河北高二检测)常温下某强酸溶液pH＝a，强碱溶液pH＝b，已知a＋b＝12，酸碱溶液混合pH＝7，求酸溶液体积V(酸)和碱溶液体积V(碱)的关系。
答案：V(碱)＝100 V(酸)
点拨：酸碱溶液混合后pH＝7，说明n(H＋)＝n(OH－)，即1×10－amol·L－1×V(酸)＝mol·L－1×V(碱)，解得：V(碱)＝100V(酸)。
pH试纸简介
1.pH试纸的制备：pH试纸是将试纸用多种酸碱指示剂的混合溶液浸透，经晾干制成的。
2.pH试纸的使用方法：取一片pH试纸，放在洁净的表面皿或玻璃片上，用玻璃棒蘸取待测液滴在试纸中部，然后与标准比色卡对照读数。
3.pH试纸的种类。常用的pH试纸有广泛pH试纸和精密pH试纸。此外还有用于酸性、中性或碱性溶液的专用pH试纸。
4.pH试纸的pH范围：广泛pH试纸的pH范围是1～14(最常用)或0～10，可以识别的pH差值约为1；精密pH试纸的pH范围较窄，可以判别0.2或0.3的pH差值。
3-2-3pH的应用
一、选择题
1．下图表示中和滴定时某同学的一个操作，下列叙述正确的是(　　)
A．这是一个错误操作
B．该操作是为了排出滴定管内气泡
C．该操作是为了防止滴定管漏液
D．该操作是为了调节滴定管内液体的液面高低
答案：B
点拨：该操作是为了排出碱式滴定管尖嘴内的气泡。
2．下面是一段关于酸碱中和实验操作的叙述：
①取一锥形瓶，用待测NaOH溶液润洗两次。
②在一锥形瓶中加入25mL待测NaOH溶液。
③加入几滴石蕊试剂作指示剂。
④取一支酸式滴定管，洗涤干净。
⑤直接往酸式滴定管注入标准酸溶液，进行滴定。
⑥左手旋转滴定管的活塞，右手不停摇动锥形瓶。
⑦两眼注视着滴定管内盐酸溶液液面下降，直至滴定终点。文中所述操作有错误的序号为(　　)
A．④⑥⑦　　　　　　 B．①⑤⑥⑦
C．③⑤⑦ D．①③⑤⑦
答案：D
点拨：锥形瓶不能用待测NaOH溶液润洗，①错误；石蕊试剂因颜色变化不明显，不能用作指示剂，③错误；酸式滴定管注入标准酸溶液前应先润洗2～3次，⑤错误；滴定过程中两眼应注视锥形瓶内液体的颜色变化，以确定滴定终点，⑦错误。
3．下列有关滴定操作的顺序正确的是(　　)
①检查滴定管是否漏水
②用蒸馏水洗涤玻璃仪器
③用标准溶液润洗盛标准溶液的滴定管，用待测液润洗盛待测液的滴定管
④装标准溶液和待测液并调整液面(记录初始读数)
⑤取一定体积的待测液于锥形瓶中
⑥滴定操作
A．①③②④⑤⑥ B．①②③④⑤⑥
C．②③①④⑤⑥ D．④⑤①②③⑥
答案：B
点拨：滴定操作的顺序为：检漏→水洗→润洗→注标准液→排气泡→调液面→记初始读数→装待测液→加指示剂→滴定。
4．某学生用碱式滴定管量取0.1mol/L的NaOH溶液，开始时仰视液面，读数为11.00mL，取出部分溶液后，俯视液面，读数为19. 00mL，实际取出液体的体积是(　　)
A．大干8.00mL B．小于8.00mL
C．等于8. 00mL D．无法确定
答案：A
5．以下是几种酸碱指示剂变色的pH范围：①甲基橙3.1～4.4；②甲基红4.4～6.2；③酚酞8.2～10，现用0. 1000mol·L－1NaOH溶液滴定浓度相近的甲酸时(已知甲酸钠溶液显碱性)，上述指示剂(　　)
A．都可以用 B．只能用③
C．可以用①或② D．可以用②或③
答案：B
点拨：选择指示剂时，应使酸碱恰好反应时溶液的pH落在指示剂变色的pH范围之内，故应选用碱性条件下变色的指示剂酚酞。
6．(2012·天津模拟)下列说法正确的是(　　)
A．25℃时NH4Cl溶液的KW大于100℃时NaCl溶液的KW
B．SO2通入碘水中，反应的离子方程式为SO2＋I2＋2H2O===SO＋2I－＋2H＋
C．加入铝粉能产生H2的溶液中，可能存在大量的Na＋、Ba2＋、AlO、NO
D．100℃时，将pH＝2的盐酸与pH＝12的NaOH溶液等体积混合，溶液显中性
答案：C
7．将pH试纸用蒸馏水润湿后，再测定某溶液的pH，该溶液的pH将会(　　)
A．偏高 B．偏低
C．不变 D．上述三种情况均有可能
答案：D
点拨：pH试纸用蒸馏水润湿，相当于稀释溶液，若溶液呈酸性，稀释后pH将会升高；若碱性，则pH将降低，若是中性，则pH不变。
8．用已知浓度的NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸，由于碱式滴定管调零时仰视读数，使计算出的盐酸浓度与实际浓度比较(　　)
A．偏高 B．准确
C．偏低 D．可能偏高或偏低
答案：C
点拨：V(NaOH)(aq)＝V2－V1，开始仰视读数，所以V1偏大，则V(NaOH)(aq)偏低。
c(HCl)＝，则c(HCl)偏低。
9．现用0.10mol·L－1的HCl溶液滴定10mL 0. 05mol·L－1的NaOH溶液，若酸式滴定管未润洗，达到终点时所用盐酸的体积应是(　　)
A．10mL B．5mL
C．大于5mL D．小于5mL
答案：C
点拨：酸式滴定管未润洗，相当于酸被稀释，中和NaOH溶液所需要的体积应大于5mL。
10．用已知物质的量浓度的HCl溶液滴定未知浓度的NaOH溶液时，下列操作会导致测定结果偏小的是(　　)
①酸式滴定管用蒸馏水洗后未用待装液润洗；
②碱式滴定管用蒸馏水洗后未用待装液润洗；
③滴定前酸式滴定管尖嘴处未充满溶液，滴定终点充满溶液；
④取碱液时滴定管尖嘴处未充满溶液，取完后，充满溶液；
⑤锥形瓶用蒸馏水洗后再用待测液润洗；
⑥滴定时摇晃锥形瓶将液体溅出瓶外；
⑦滴定过程中，滴定管漏出液体，溅至锥形瓶外；
⑧读取标准溶液体积时，滴定前仰视，滴定后俯视。
A．②④ B．①③⑤⑦
C．④⑧ D．②④⑥⑧
答案：D
点拨：解答此类题目时，一般主要分析标准溶液消耗的体积大小，消耗的标准溶液的体积大，待测溶液的浓度偏大，反之，则待测溶液的浓度偏小。如：用已知浓度的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液时，c(NaOH)＝，把其他因素的影响都归结到V(HCl)上讨论c(NaOH)偏大、偏小。
用HCl滴定NaOH溶液时，c(NaOH)＝，主要分析c(HCl)、V(HCl)、V(NaOH)对c(NaOH)的影响。
①使标准盐酸稀释必然消耗更多的盐酸，即V(HCl)偏大，c(NaOH)偏大；②使待测碱溶液稀释，滴定时消耗盐酸体积减小，因而c(NaOH)偏小；③将有部分盐酸补满尖嘴，即V(HCl)偏大，则c(NaOH)偏大；④将出现待测液实际量偏小，消耗V(HCl)偏小，则c(NaOH)偏小；⑤将使待测液量增多，滴定时用去标准HCl的体积增大，则c(NaOH)偏大；⑥将使待测液量减少，滴定时用去标准HCl的体积减小，则c(NaOH)偏小；⑦将使V(HCl)增大，则c(NaOH)偏大；⑧读取标准HCl溶液体积时，滴定前仰视，滴定后俯视，这样读取的标准HCl的体积偏小，则c(NaOH)偏小。
二、非选择题
11．(2012·浙江高二检测)某课外兴趣小组欲测定某NaOH溶液的浓度，其操作步骤如下：
①将碱式滴定管用蒸馏水洗净，用待测溶液润洗后，再注入待测溶液，调节滴定管的尖嘴部分充满溶液，并使液面处于“0”刻度以下的位置，记下读数；将锥形瓶用蒸馏水洗净后，用待测溶液润洗锥形瓶2～3次；从碱式滴定管中放入20.00mL待测溶液到锥形瓶中。
②将酸式滴定管用蒸馏水洗净，再用标准酸液润洗2～3次后，向其中注入0. 100 0mol·L－1标准盐酸，调节滴定管的尖嘴部分充满溶液，并使液面处于“0”刻度以下的位置，记下读数。
③向锥形瓶中滴入酚酞作指示剂，进行滴定。滴定至指示剂刚好变色，且半分钟内颜色不再改变为止，测得消耗盐酸的体积为V1mL。
④重复以上过程，但在滴定过程中向锥形瓶加入5mL的蒸馏水，测得所耗盐酸的体积为V2mL。
试回答下列问题：
(1)锥形瓶中的溶液从________色变为________色时，停止滴定。
(2)该小组在步骤①中的错误是________，由此造成的测定结果________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
(3)如图是某次滴定时的滴定管中的液面，其读数为________mL。
(4)根据下列数据：
滴定次数
待测液体积/mL
标准盐酸体积/mL
滴定前读数(mL)
滴定后读数(mL)
第一次
20.00
0.50
25.40
第二次
20.00
4.00
29.10
请计算待测烧碱溶液的浓度为________mol·L－1。
答案：(1)红　无
(2)锥形瓶用待测液润洗　偏高
(3)22. 60　(4)0.1250
点拨：(1)锥形瓶中的溶液从红色变为无色时，表明达到滴定终点。
(2)该小组在步骤①中的错误是将锥形瓶润洗，这样会使锥形瓶中的氢氧化钠偏多，从而多消耗盐酸，使计算出的氢氧化钠的浓度偏高。
(3)滴定管读数时要使视线和凹液面的最低点相切，因此读数为22. 60。
(4)V(HCl)＝[(25.40mL－0.50mL)＋(29.10mL－4.00mL)]/2＝25.00mL，根据：c(NaOH)·V(NaOH)＝c(HCl)·V(HCl)得：c(NaOH)＝0.1250mol/L。
12．DIS系统即数字化信息系统，某学习小组用DIS系统测定食用白醋中醋酸的物质的量浓度，以溶液的导电能力来判断滴定终点。实验步骤如下：
(1)用________(填仪器名称)量取10. 00mL的食用白醋，在烧杯中用水稀释后转移到100mL________(填仪器名称)中定容，然后将稀释后的溶液倒入试剂瓶中。
(2)量取20.00mL的上述溶液倒入烧杯中，连接好DIS系统(如上图Ⅰ)，向烧杯中滴加浓度为0.1000mol·L－1的氨水，计算机屏幕上显示出溶液导电能力随氨水体积变化的曲线(见上图Ⅱ)。
①用滴定管盛氨水前，滴定管要用________润洗2～3遍。
②氨水与醋酸反应的离子方程式是_________________________
____________________________________________________________________________________________________________________。
③食用白醋中醋酸的物质的量浓度是________。
答案：(1)酸式滴定管　容量瓶
(2)①0.100 0mol·L－1的氨水
②CH3COOH＋NH3·H2O===CH3COO－＋NH＋H2O
③1.000mol·L－1
点拨：(1)食用白醋主要成分为醋酸，故用酸式滴定管量取，精确配制溶液需用容量瓶。
(2)滴定管需用待测液或标准液润洗；根据反应方程式CH3COOH＋NH3·H2O===CH3COO－＋NH＋H2O可知，随着氨水的加入，溶液的导电性逐渐增强，恰好反应时，离子浓度最大，导电性最强，继续加入氨水，溶液被稀释，导电性减弱。c(CH3COOH)·V(CH3COOH)＝c(NH3·H2O)·V(NH3·H2O)得：c(CH3COOH)＝0.1000mol·L－1，原食用白醋中醋酸的物质的量浓度为0.1000mol·L－1×10＝1.000mol·L－1。
13．某学生欲用已知物质的量浓度的盐酸测定未知物质的量浓度的氢氧化钠溶液时，选择酚酞作指示剂。请填写下列空白：
(1)用标准的盐酸滴定待测的氢氧化钠溶液时，左手控制酸式滴定管的活塞，右手摇动锥形瓶，眼睛注视________。到达滴定终点时的现象是_________________________________________________
_________________________________________________________。
(2)下列操作中可能使所测氢氧化钠溶液的浓度数值偏低的是________(填序号)。
A．酸式滴定管未用标准盐酸溶液润洗就直接注入标准盐酸
B．滴定前盛放氢氧化钠溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥
C．酸式滴定管在滴定前有气泡，滴定后气泡消失
D．读取盐酸体积时，开始仰视读数，滴定结束时俯视读数
E．滴定过程中，锥形瓶的振荡过于激烈，使少量溶液溅出
(3)若滴定开始和结束时，酸式滴定管中的液面如上图所示：则起始读数为________mL，终点读数为________mL。
(4)若用c(HCl)＝1×10－2mol/L的盐酸标定100mL的氢氧化钠溶液，测得c(NaOH)为________mol/L。
答案：(1)锥形瓶内液体的颜色变化　溶液由粉红变为无色，且半分钟内不再变化
(2)D、E　(3)9.00　26.10
(4)1.71×10－3
点拨：易错分析：
题号
内容
(1)
易错
答案
滴定管内液面的变化。
错因
剖析
忽视滴定终点的判断依据是锥形瓶内溶液颜色的变化。消耗的滴定管内溶液的体积是计算待测液浓度的依据。
(2)
易错
答案
B项
错因
剖析
原因是某些学生认为锥形瓶未用待测液润洗，待测液被稀释，所用标准液体积偏小，造成滴定结果偏低。实际上若用待测液润洗后，锥形瓶内溶质的量偏大，消耗标准液偏多，测定结果偏高。
(2)
易错
答案
9　26.1
错因
剖析
未注意滴定管的精确度。
14.用中和滴定法测定烧碱的纯度，若烧碱中不含有与酸反应的杂质，试根据实验回答：
(1)准确称取烧碱样品5.0 g，将样品配成250mL的待测液。需要的仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、__________、________、________
(填仪器)。
(2)取10. 00mL待测液，用____________量取注入锥形瓶中(填仪器)，加适当的指示剂。
(3)用0.2000mol/L标准盐酸溶液滴定待测烧碱溶液，滴定时左手________，右手________，两眼注视________，直到滴定终点。
(4)根据下列测定数据，分析得到合理数据，计算待测烧碱溶液的浓度：_____________________________________________。
滴定次数
待测液体积/mL
标准盐酸体积/mL
滴定前读数(mL)
滴定后
读数(mL)
第一次
10.00
0.50
20.40
第二次
10.00
4.00
24.10
第三次
10.00
4.20
25.70
(5)根据上述测定数据，分析得到合理数据，计算烧碱的纯度________。
答案：(1)250mL容量瓶　胶头滴管　天平
(2)碱式滴定管或移液管
(3)旋转酸式滴定管的玻璃活塞　不停地摇动锥形瓶　锥形瓶中溶液颜色的变化
(4)0.4000mol/L
(5)80%
点拨：(1)用NaOH固体配制250mL溶液，需用天平、量筒、烧杯、玻璃棒、250mL容量瓶、胶头滴管等仪器。
(2)取10.00mL NaOH溶液，需用碱式滴定管来量取，也可使用移液管来量取。
(3)滴定过程中，左手旋转酸式滴定管的玻璃活塞，右手不停地摇动锥形瓶，两眼注视锥形瓶中溶液颜色的变化，直到滴定终点。
(4)第三次所测数据与第一次、第二次相差较大，数据不合理应舍去，V(NaOH)＝10.00mL，V(HCl)＝[(20.40mL－0.50mL)＋(24.10mL－4.00mL)]/2＝20.00mL，根据：
c(NaOH)·V(NaOH)＝c(HCl)·V(HCl)，则c(NaOH)＝0.4000mol/L。
(5)样品中m(NaOH)＝0.4000mol/L×0.250 L×40 g/mol＝4.0 g
则烧碱的纯度为：4.0 g/5.0 g×100%＝80%
15．在25℃时，有pH为x的盐酸和pH为y的NaOH溶液，取Vx L该盐酸同该NaOH溶液中和，需Vy L NaOH溶液，问：
(1)若x＋y＝14，Vx/Vy＝________(填数值)。
(2)若x＋y＝13，Vx/Vy＝________(填数值)。
(3)若x＋y>14，Vx/Vy＝________(填表达式)，且Vx________Vy(填“>”，“<”或“＝”)(题中x≤6，y≥8)。
答案：(1)1　(2)
(3)10x＋y－14　>
点拨：pH＝x，c(H＋)＝10－xmol·L－1，
pH＝y，c(H＋)＝10－ymol·L－1，
c(OH－)＝mol·L－1＝10y－14mol·L－1。
由10－x·Vx＝×Vy
得＝＝10x＋y－14，
如x＋y＝14，则10x＋y－14＝1，
如x＋y＝13，则10x＋y－14＝10－1＝。
16．(2012·试题调研)某学生用0. 2000mol·L－1的标准NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸，其操作为如下几步：
①用蒸馏水洗涤碱式滴定管，并立即注入NaOH溶液至“0”刻度线以上
②固定好滴定管并使滴定管尖嘴充满液体
③调节液面至“0”或“0”刻度线稍下，并记下读数
④移取20. 00mL待测液注入洁净的锥形瓶中，并加入3滴酚酞溶液
⑤用标准液滴定至终点，记下滴定管液面读数
请回答：
(1)以上步骤有错误的是(填编号)________，该错误操作会导致测定结果(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)________。
(2)步骤⑤中，在记下滴定管液面读数时，滴定管尖嘴有气泡，测定结果(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)________。
(3)判断滴定终点的现象是：______________________________
___________________________________________________________
(4)如图是某次滴定时的滴定管中的液面，其读数为_____mL。
答案：(1)①　偏大
(2)偏小
(3)滴入最后一滴NaOH溶液，混合液由天色变为红色且半分钟内不变色
(4)22.60
点拨：(1)碱式滴定管必须用待装液润洗。若不润洗则相当于稀释NaOH溶液，则会使结果偏大。
(3)滴定终点由无色变为红色且半分钟内不变色。
(4)读数准确至0.01mL。
pH的应用
pH的测定和控制在工农业生产、科学实验和医疗等方面都很重要。在工业上，例如，氯碱工业生产中所用食盐水的pH主要控制在12左右，以除去其中的Ca2＋和Mg2＋等杂质。在无机盐的生产中，为了分离所含的杂质Fe3＋，常把无机盐溶液的pH调到5左右，此时Fe3＋形成Fe(OH)3沉淀而分离析出，其他阳离子却留在溶液中。在农业上，土壤的pH关系到农作物的生长，有的作物如芝麻、油菜、萝卜等可以生长在较大的pH范围内，有的却对土壤的pH反应非常敏感，如茶树适宜在pH约为4.0～5.5的土壤中生长。在医疗上，测定血液等pH可以帮助诊断疾病。例如，人体内血液的pH一般在7. 35～7. 45范围内，如果超过这个范围，便属于病理现象，在科学实验中pH是影响某些反应过程的重要因素，因此测定和控制溶液的pH，就如控制温度和浓度等同样重要。
3-3-1盐类的水解
一、选择题
1．下列各物质的溶液显酸性的是(　　)
A．NaHCO3 B．(NH4)2SO4
C．NaCl D．CH3COOK
答案：B
点拨：(NH4)2SO4为强酸弱碱盐，其溶液显酸性。
2．“84”消毒液在日常生活中被广泛使用。该消毒液无色，pH大于7，对某些有色物质有漂白作用。你认为它可能的有效成分是(　　)
A．SO2 B．Na2CO3
C．KMnO4 D．NaClO
答案：D
点拨：ClO－＋H2O??HClO＋OH－，NaClO溶液呈碱性，HClO具有漂白性，故D符合题意。
3．常温下，下列溶液的pH大于7的是(　　)
A．NH4Cl B．H3PO4
C．NaHCO3 D．Na2SO4
答案：C
4．在医院里，为酸中毒病人输液一定不能采用(　　)
A．0.9%氯化铵溶液 B．0.9%氯化钠溶液
C．1.25%碳酸氢钠溶液 D．5%葡萄糖溶液
答案：A
点拨：酸中毒不应再输入酸性液体，而A项NH4Cl溶液显酸性。
5．下列物质的水溶液中，除了水分子外，不存在其他分子的是(　　)
A．HCl B．NH4NO3
C．Na2S D．HClO
答案：A
点拨：A项HCl完全电离；B项NH水解，NH＋H2O??
NH3·H2O＋H＋，有NH3·H2O分子；C项S2－水解，产生H2S分子；D项HClO是弱电解质，不完全电离，有HClO分子。
6．下列物质在常温下发生水解时，对应的水解方程式正确的是(　　)
A．Na2CO3：CO＋H2O??2OH－＋CO2↑
B．NH4NO3：NH＋H2O??NH3·H2O＋H＋
C．CuSO4：Cu2＋＋2H2O??Cu(OH)2↓＋2H＋
D．KF：F－＋H2O===HF＋OH－
答案：B
点拨：A项，CO水解不会有CO2生成，错误；C项，不能生成Cu(OH)2沉淀，不用标“↓”符号；D项，应用“??”。
7．下列方程式属于水解反应方程式的是(　　)
A．H2CO3??HCO＋H＋
B．HCO＋H2O??H3O＋＋CO
C．HCO＋OH－===H2O＋CO
D．CO＋H2O??HCO＋OH－
答案：D
点拨：A项H2CO3??HCO＋H＋，是H2CO3的电离方程式；B项是HCO的电离方程式；C项是离子反应方程式。
8．下列反应既不是水解反应，又不是氧化还原反应的是(　　)
A．NH＋H2O??NH3·H2O＋H＋
B．HS－＋H2O??H2S＋OH－
C．Br2＋H2O??HBr＋HBrO
D．H2S＋H2O??H3O＋＋HS－
答案：D
点拨：A项为NH的水解反应；B项是HS－的水解反应；C项是Br2与水的反应，属于氧化还原反应；D项为H2S的电离。
9．下列关于盐类水解的叙述中，错误的是(　　)
A．盐类水解是中和反应的逆反应
B．盐类水解过程中吸热过程
C．含有弱酸根盐的水溶液一定显碱性
D．盐溶液的酸碱性主要取决于形成盐的酸和碱的相对强弱
答案：C
10．下列操作中，能使水的电离平衡向右移动，而且所得溶液显酸性的是(　　)
A．在水中加入少量氯化钠，并加热到100 ℃
B．在水中滴入稀硫酸
C．在水中加入小苏打
D．在水中加入氯化铝固体
答案：D
点拨：A项溶液显中性；B项，加入稀H2SO4抑制水的电离；C项加入NaHCO3，HCO水解溶液显碱性；D项AlCl3中的Al3＋水解，促进H2O的电离，且溶液显酸性。
11．下列说法中正确的是(　　)
A．HCO在水溶液中只电离，不水解
B．硝酸钠溶液水解后呈中性
C．可溶性的铝盐都能发生水解反应
D．可溶性的钠盐都不发生水解反应
解析：HCO既能发生电离又能发生水解，HCO??H＋＋CO、HCO＋H2O??H2CO3＋OH－，A选项错误；NaNO3不发生水解，B选项错误；弱酸对应的钠盐可发生水解，如：Na2CO3溶液可发生水解反应，所以D选项错误；Al3＋属于弱碱的阳离子，一定能水解。
答案：C
点拨：判断盐溶液是否可水解以及水解后溶液的酸碱性的一般思路为：首先看组成盐的阳离子或阴离子是否是弱碱离子或弱酸离子，只要有一个离子是弱的，就能发生水解反应，即“有弱才水解”；其次根据“谁强显谁性”，判断溶液的酸碱性。
12．(2012·湖北高二期末检测)A、B、C、D四种无色溶液，它们分别是CH3COONa溶液、NH4Cl溶液、NaHSO4溶液和BaCl2溶液中的一种，已知A、B溶液的pH相同，A、C溶液混合后溶液变浑浊。下列说法正确的是(　　)
A．D溶液的pH<7
B．C溶液中的溶质溶于水促进了水的电离
C．溶液A滴入到碳酸氢钠溶液中产生气体
D．溶液B进行焰色反应呈黄色
答案：C
13．下列各组溶液混合后，溶液显碱性的是(　　)
A．10mL 0.1mol·L－1 NH3·H2O与10mL 0.1mol·L－1 HCl
B．10mL 0.1mol·L－1 K2S与10mL 0.1mol·L－1 K2SO4
C．10mL 0.1mol·L－1 KOH与10mL 0.1mol·L－1 KHCO3，再加入10mL 0.1mol·L－1 BaCl2
D．10mL 0.1mol·L－1 NaOH与5mL 0.1mol·L－1 H2SO4
答案：B
解析：A项正好完全反应，生成的NH4Cl水解显酸性；B项K2S水解显碱性；C项反应生成BaCO3沉淀、KCl和H2O，显中性；D项恰好中和显中性。
二、非选择题
14．浓度均为0.1mol/L的8种溶液：①HNO3　②H2SO4
③CH3COOH　④Ba(OH)2　⑤NaOH　⑥CH3COONa　⑦KCl　⑧NH4Cl，其溶液的pH由小到大的顺序是________。
答案：②①③⑧⑦⑥⑤④
点拨：溶液显酸性的是①HNO3、②H2SO4、
③CH3COOH、⑧NH4Cl，浓度相同时，溶液中H＋浓度的大小顺序为②H2SO4>①HNO3>③CH3COOH>⑧NH4Cl；溶液显中性的是⑦KCl；溶液显碱性的是④Ba(OH)2、⑤NaOH、⑥CH3COONa，浓度相同时，溶液中OH－浓度的大小顺序为④Ba(OH)2>⑤NaOH>⑥CH3COONa。
15．现有S2－、SO、NH、Al3＋、Na＋、SO、AlO、Fe3＋、HCO、Cl－等离子，请按要求填空：
(1)在水溶液中，该离子水解呈碱性的是________。
(2)在水溶液中，该离子水解呈酸性的是________。
(3)既能在酸性较强的溶液里大量存在，又能在碱性较强的溶液里大量存在的离子有____________。
(4)既不能在酸性较强的溶液里大量存在，又不能在碱性较强的溶液里大量存在的离子有________________。
答案：(1)S2－、SO、AlO、HCO
(2)NH、Al3＋、Fe3＋
(3)Na＋、SO、Cl－
(4)HCO
点拨：(1)水解呈碱性的是弱酸的酸根离子：S2－、SO、AlO、HCO。
(2)水解呈酸性的是弱碱的阳离子：NH、Al3＋、Fe3＋。
(3)与酸和碱均不反应的是强酸的酸根离子或强碱的阳离子：Na＋、SO、Cl－。
(4)与酸和碱均反应的是弱酸的酸根离子：HCO。
16．(2012·经典习题选萃)化学方程式是化学用语中重要的部分，它包括电离方程式、化学反应方程式、水解方程式等，准确、规范书写各种方程式是学好化学的保证。请按要求写出下列方程式。
(1)NaHCO3在水中的电离方程式：
_____________________________________________________。
(2)实验室制取NH3的化学反应方程式：
_____________________________________________________。
(3)用离子方程式表示AlCl3溶液显酸性的原因：
_____________________________________________________。
答案：(1)NaHCO3===Na＋＋HCO
(2)Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2H2O＋2NH3↑
(3)Al3＋＋3H2O??Al(OH)3＋3H＋
点拨：(1)NaHCO3的电离方程式，注意HCO是不完全电离；(2)实验室是用Ca(OH)2和NH4Cl加热来制备NH3的；(3)AlCl3溶液显酸性是因为Al3＋水解。
17．(2012·经典习题选萃)如图所示三个烧瓶中分别装入含酚酞的0. 01mol·L－1CH3COONa溶液，并分别放置在盛有水的烧杯中，然后向烧杯①中加入烧碱，向烧杯③中加入NH4NO3晶体，烧杯②中不加任何物质。
(1)含酚酞的0. 01mol·L－1CH3COONa溶液显浅红色的原因为______。
(2)实验过程中发现烧杯①中溶液红色变深，烧瓶③中溶液红色变浅，则下列叙述正确的是________。
A．水解反应为放热反应
B．水解反应为吸热反应
C．NH4NO3溶于水时放出热量
D．NH4NO3溶于水时吸收热量
(3)向0.01mol·L－1CH3COONa溶液中分别加入少量浓盐酸、NaOH固体、Na2CO3固体、FeSO4固体，使CH3COO－水解平衡移动的方向分别为________、________、________、________(填“左”、“右”或“不移动”)。
答案：(1)CH3COO－＋H2O??CH3COOH＋OH－，使溶液显碱性
(2)BD
(3)右　左　左　右
点拨：(1)CH3COONa中CH3COO－水解使溶液显碱性，酚酞试液遇碱显红色。(2)烧碱溶于水放出大量的热，根据烧杯①中溶液的红色变深，判断水解平衡向右移动，说明水解反应是吸热反应，同时烧杯③中溶液红色变浅，则NH4NO3溶于水时吸收热量。(3)酸促进CH3COO－的水解；碱抑制CH3COO－的水解；CO与CH3COO－带同种电荷，水解相互抑制；Fe2＋与CH3COO－带异种电荷，水解相互促进。
如何计算醋酸溶液中的c(H＋)和c(OH－)
在CH3COOH溶液中同时存在水的电离平衡和醋酸的电离平衡，其中醋酸的电离能力远强于水的电离能力。醋酸电离出较多的H＋，促使水的电离平衡向结合成水分子的方向移动，抑制了水的电离，因此CH3COOH溶液中绝大部分的H＋是由醋酸电离产生的，由水电离产生的H＋极少。当然，溶液中还存在着极少量由水电离产生的OH－。
利用电离平衡常数可以计算醋酸溶液中H＋和OH－的浓度。25℃时，醋酸的电离常数Ka为1.7×10－5mol·L－1，设浓度为0.10mol·L－1的CH3COOH溶液中醋酸电离达到平衡时H＋的浓度为x。
　　　　　CH3COOH　??　H＋＋CH3COO－
初始浓度 0.10mol·L－1 0 　　0
平衡浓度 0.10mol·L－1－x x 　　x
Ka＝＝
当Ka数值很小时，x的数值很小，可做近似处理：
0．10mol·L－1－x≈0.10mol·L－1
所以Ka＝
x＝
＝
＝1.3×10－3mol·L－1
即c(H＋)＝1.3×10－3mol·L－1
c(OH－)＝＝
＝7.7×10－12mol·L－1
3-3-2影响盐类水解的主要因素　盐类水解反应的利
一、选择题
1．下列关于盐类水解的应用中，说法正确的是(　　)
A．加热蒸干Na2CO3溶液，最后可以得到NaOH和Na2CO3的混合固体
B．除去MgCl2中的Fe3＋，可以加入NaOH固体
C．明矾净水的反应：Al3＋＋3H2O??Al(OH)3＋3H＋
D．加热蒸干KCl溶液，最后得到KOH固体(不考虑CO2的反应)
答案：C
点拨：A项，加热蒸发Na2CO3溶液，得不到NaOH。虽然加热促进CO水解，但生成的NaHCO3与NaOH又反应生成了Na2CO3；B项，引入了新杂质Na＋，应用MgO或MgCO3固体；D项，KCl不水解，不可能得到KOH固体。
2．等物质的量浓度的下列各溶液中，NH的浓度最大的是(　　)
A．NH4HCO3 B．NH4HSO4
C．NH4Cl D．NH3·H2O
答案：B
点拨：A项中NH与HCO水解相互促进，B项中H＋抑制了NH的水解，C项中NH水解，D项中NH3·H2O电离产生NH，但电离程度较小，故c(NH)由大到小为：B>C>A>D。
3．已知H2S为弱酸，关于硫化氢水溶液，下列说法不正确的是(　　)
A．常温下，pH小于7
B．存在关系式：c(H＋)＝2c(S2－)＋c(HS－)＋c(OH－)
C．25 ℃时，由水电离产生的c(H＋)＞1×10－7mol·L－1
D．向溶液中加入少量NaOH固体，c(S2－)增大
答案：C
点拨：H2S为弱酸，常温下pH小于7，A对；根据电荷守恒，B项正确；C项，H2S为酸，抑制水的电离，由水电离产生的c(H＋)＜1×10－7mol·L－1，C不正确；加入NaOH，与H2S反应生成Na2S，c(S2－)增大，D正确。
4．(2012·试题调研)对于0.1mol·L－1Na2SO3溶液，正确的是(　　)
A．升高温度，溶液的pH降低
B．c(Na＋)＝2c(SO)＋c(HSO)＋c(H2SO3)
C．c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(SO)＋2c(HSO)＋c(OH－)
D．加入少量NaOH固体，c(SO)与c(Na＋)均增大
答案：D
点拨：Na2SO3为弱酸强碱盐，水解显碱性，水解是吸热反应，所以温度升高，水解程度增大，其pH增大，A不正确；B项考查物料守恒，正确的表达式为c(Na＋)＝2c(SO)＋2c(HSO)＋2c(H2SO3)，故B不正确；C项考查电荷守恒，其正确的表达式为c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(SO)＋c(HSO)＋c(OH－)，故C不正确；加入少量NaOH固体，抑制其水解，水解程度降低，c(SO)与c(Na＋)均增大，故D正确。
5．物质的量浓度都为0.1mol·L－1的CH3COOH与NaOH溶液等体积混合后，下列关系式不正确的是(　　)
A．c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(CH3COO－)
B．c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(H＋)＞c(OH－)
C．c(OH－)＝c(H＋)＋c(CH3COOH)
D．c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)＝c(Na＋)
答案：B
点拨：等浓度的CH3COOH与NaOH溶液等体积混合后，恰好反应生成CH3COONa，因CH3COONa水解，溶液呈碱性，B错误；A为电荷守恒，D为原子守恒，C为质子守恒。
6．(2011·江苏高考)下列有关电解质溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是(　　)
A．在0.1mol·L－1NaHCO3溶液中：c(Na＋)>c(HCO)>c(CO)>
c(H2CO3)
B．在0.1mol·L－1Na2CO3溶液中：c(OH－)－c(H＋)＝c(HCO)＋2c(H2CO3)
C．向0.2mol·L－1NaHCO3溶液中加入等体积0.1mol·L－1NaOH溶液：c(CO)>c(HCO)>c(OH－)>c(H＋)
D．常温下，CH3COONa和CH3COOH混合溶液[pH＝7，c(Na＋)＝0.1mol·L－1]：c(Na＋)＝c(CH3COO－)>c(CH3COOH)>c(H＋)＝c(OH－)
答案：BD
点拨：A项，NaHCO3溶液呈碱性，HCO的水解程度大于电离程度，c(CO)应小于c(H2CO3)，A项错误；B项，在0.1mol·L－1Na2CO3溶液中的质子守恒式为：c(OH－)＝c(HCO)＋2c(H2CO3)＋c(H＋)，将质子守恒式变形可得：c(OH－)－c(H＋)＝c(HCO)＋2c(H2CO3)，B项正确；C项，向0.2mol·L－1NaHCO3溶液中加入等体积0.1mol·L－1NaOH溶液，所得溶液为等物质的量浓度的Na2CO3、NaHCO3的混合溶液，该溶液中CO的水解程度远大于HCO的电离程度，c(CO)应小于c(HCO)，C项错误；D项，相同状况下，醋酸的电离程度大于醋酸钠的水解程度，该溶液pH＝7，则醋酸的浓度应小于醋酸钠的浓度，又根据电荷守恒可知：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)，又pH＝7，c(H＋)＝c(OH－)则c(Na＋)＝c(CH3COO－)，D项正确。
7．下列浓度关系正确的是(　　)
A．氯水中：c(Cl2)＝2[c(ClO－)＋c(Cl－)＋c(HClO)]
B．氯水中：c(Cl－)>c(H＋)>c(OH－)>c(ClO－)
C．等体积等浓度的氢氧化钠与醋酸混合：c(Na＋)＝c(CH3COO－)
D．Na2CO3溶液中：c(Na＋)>c(CO)>c(OH－)>c(HCO)>c(H＋)
答案：D
点拨：在氯水中，氯元素绝大多数以Cl2形式存在，不会存在此等式，故A不正确。氯气与水反应生成HCl和HClO，HCl完全电离生成H＋和Cl－，HClO部分电离，即c(H＋)>c(Cl－)>c(ClO－)>c(OH－)，B项错。C项完全反应后相当于CH3COONa溶液，由于CH3COO－水解导致c(Na＋)>c(CH3COO－)，C项错。D项中，由于CO水解，1/2c(Na＋)>c(CO)；从反应CO＋H2O??HCO＋OH－、HCO＋H2O??H2CO3＋OH－可知，c(OH－)与c(HCO)大小相近，但c(OH－)>c(HCO)；H＋的来源是水的电离(极弱)、HCO的电离(弱于水解)，c(H＋)很小，远小于c(OH－)，而c(HCO)与c(OH－)相近，所以c(HCO)>c(H＋)，D项正确。
8．在CH3COONa溶液中，各离子的浓度由大到小排列顺序正确的是(　　)
A．c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)>c(H＋)
B．c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(OH－)>c(H＋)
C．c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(H＋)>c(OH－)
D．c(Na＋)>c(OH－)>c(CH3COO－)>c(H＋)
答案：A
点拨：在CH3COONa溶液中，由于CH3COO－的水解，使得c(Na＋)>c(CH3COO－)；并且由于水解，使溶液显碱性，故c(OH－)>c(H＋)；由于盐的水解程度比较小，所以c(CH3COO－)>c(OH－)，即A项正确。
9．(2012·广东模拟)下列溶液中微粒的浓度关系正确的是(　　)
A．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－)
B．物质的量浓度相等的(NH4)2SO4、NH4HSO4、NH4Cl溶液中c(NH)：(NH4)2SO4>NH4HSO4>NH4Cl
C．1.0mol·L－1Na2CO3溶液：c(OH－)＝c(HCO)＋c(H＋)＋
2c(H2CO3)
D．某二元弱酸的酸式盐NaHA溶液中：c(H＋)＋c(Na＋)＝c(OH－)＋c(HA－)＋c(A2－)
答案：BC
点拨：A中不符合电荷守恒，c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(H＋)>c(OH－)，则c(Na＋)＋c(H＋)>c(CH3COO－)＋c(OH－)，A错误；NH4HSO4溶液中NH的水解受到抑制，所以c(NH)由大到小的顺序为(NH4)2SO4>NH4HSO4>NH4Cl，B正确；Na2CO3溶液中存在电荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCO)＋c(OH－)＋2c(CO)，又存在物料守恒：c(Na＋)＝2c(CO)＋2c(HCO)＋2c(H2CO3)，二者联立得到：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCO)＋2c(H2CO3)，C正确；NaHA溶液中存在电荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HA－)＋2c(A2－)，D错误。
10．(2012·广东模拟)下列关系的表述中，正确的是(　　)
A．0.1mol·L－1NaHSO4溶液中：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(SO)＋c(OH－)
B．中和pH和体积都相同的盐酸和醋酸，消耗NaOH的物质的量之比为1?1
C．pH＝3的盐酸和pH＝3的FeCl3溶液中，水电离的c(H＋)不相等
D．0.1mol·L－1NaHCO3溶液中：c(Na＋)>c(HCO)>c(CO)>c(H2CO3)
答案：C
点拨：NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO，H2O??H＋＋OH－，分析得到NaHSO4溶液中存在Na＋、H＋、SO、OH－，它们遵循电荷守恒，c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋2c(SO)，A错误；CH3COOH是弱电解质，相同pH的醋酸和盐酸中，c(CH3COOH)>c(HCl)，所以中和相同pH和体积的醋酸、盐酸时，消耗的NaOH不等量，醋酸消耗的多；pH＝3的HCl中，c(H＋)H2O＝c(OH－)H2O＝c(OH－)＝＝1.0×10－11mol·L－1，pH＝3的FeCl3溶液中，c(H＋)H2O＝c(H＋)＝1.0×10－3mol·L－1，C正确；NaHCO3溶液呈碱性，则说明HCO的水解能力大于 HCO的电离能力，则水解产生的c(H2CO3)比电离产生的c(CO)大，D错误。
11．用0.10mol·L－1的盐酸滴定0.10mol·L－1的氨水，滴定过程中不可能出现的结果是(　　)
A．c(NH)>c(Cl－)，c(OH－)>c(H＋)
B．c(NH)＝c(Cl－)，c(OH－)＝c(H＋)
C．c(Cl－)>c(NH)，c(OH－)>c(H＋)
D．c(Cl－)>c(NH)，c(H＋)>c(OH－)
答案：C
点拨：此题可利用电荷守恒，以B项为参照点进行解题：溶液中不可能二种阴离子都多于阳离子(C项错)，也不可能二种阴离子都少于阳离子。
12．在0.1mol·L－1Na2CO3溶液中，欲使CO的浓度尽量接近0.1mol·L－1，则应向溶液中加(　　)
A．HCl B．Na2CO3
C．NaCl D．KOH
答案：D
点拨：在Na2CO3溶液中存在水解：CO＋H2O??HCO＋OH－，HCO＋H2O??H2CO3＋OH－。向溶液中加入KOH可以抑制CO的水解，使CO的浓度尽量接近0.1mol·L－1。
二、非选择题
13．按要求作答：
(1)Fe2(SO4)3水溶液呈________性，原因是(用离子方程式表示)：__________________________；实验室在配制Fe2(SO4)3溶液时，需要加入________来抑制水解。
(2)泡沫灭火器中装有Al2(SO4)3溶液、NaHCO3溶液及起泡剂。写出使用时发生反应的离子方程式：
_____________________________________________________。
答案：(1)酸　Fe3＋＋3H2O??Fe(OH)3＋3H＋　稀硫酸
(2)Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑
点拨：(1)Fe3＋＋3H2O??Fe(OH)3＋3H＋，溶液呈酸性，为抑制Fe3＋水解，需加入相应的酸；(2)Al3＋与3HCO发生相互促进的水解反应。
14．常温下，将某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合，两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如表
实验编号
HA物质的量浓度(mol/L)
NaOH物质的量浓度(mol/L)
混合溶液的pH
①
0.1
0.1
pH＝9
②
c
0.2
pH＝7
③
0.2
0.1
pH<7
请回答：
(1)从①组情况分析，HA是________(填“强酸”或“弱酸”)。
(2)②组情况表明，c________0.2mol/L(选填“大于”、“小于”或“等于”)。混合溶液中离子浓度c(A－)与c(Na＋)的大小关系
________________________。
(3)从③组实验结果分析，说明HA的电离程度________NaA的水解程度(选填“大于”、“小于”或“等于”)，该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是____________________________________
_________________________________________________________。
答案：(1)弱酸
(2)大于　c(A－)＝c(Na＋)
(3)大于　c(A－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)
点拨：(1)从①组情况分析，等体积等物质的量浓度的HA和NaOH溶液混合后，溶液显碱性，说明生成强碱弱酸盐，说明HA是弱酸。
(2)②组中NaOH的物质的量浓度为0.2mol/L，混合后溶液显中性，说明HA稍过量，HA的物质的量浓度应大于0.2mol/L。根据电中性原理，混合液中离子浓度c(A－)＝c(Na＋)。
(3)第③组实验相当于等体积等物质的量浓度的HA和NaA溶液混合，pH<7说明HA的电离程度大于NaA的水解程度，溶液中离子浓度由大到小的顺序是c(A－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)。
15．现有25 ℃时0.1mol/L的氨水，请回答下列问题：
(1)若向氨水中加入稀硫酸，使其恰好完全中和，写出反应的离子方程式：______________________________________________；
所得溶液的pH________(填“＞”、“＜”或“＝”)7，用离子方程式表示其原因：_________________________________________
_________________________________________________________。
(2)若向氨水中加入稀硫酸至溶液的pH＝7，此时c(NH)＝amol/L，则c(SO)＝________。
(3)若向氨水中加入pH＝1的硫酸，且氨水与硫酸的体积比为1:1，则所得溶液中各离子的物质的量浓度由大到小的顺序是________________。
答案：(1)NH3·H2O＋H＋===NH＋H2O　＜
NH＋H2O??NH3·H2O＋H＋
(2)a/2mol·L－1
(3)c(NH)＞c(SO)＞c(H＋)＞c(OH－)
点拨：(1)氨水与H2SO4恰好完全反应生成(NH4)2SO4，NH水解：NH＋H2O??NH3·H2O＋H＋，使溶液显酸性。
(2)根据电荷守恒推知c(NH)＋c(H＋)＝c(OH－)＋2c(SO)，当c(H＋)＝c(OH－)时，c(SO)＝1/2c(NH)＝a/2mol·L－1。
(3)0.1mol/L的氨水与pH＝1的H2SO4等体积混合时，能恰好完全反应生成(NH4)2SO4，NH部分发生水解反应，因此溶液中离子浓度大小顺序为c(NH)＞c(SO)＞c(H＋)＞c(OH－)。
16．BiCl3水解生成BiOCl：
(1)写出BiCl3水解反应方程式：_______________________。
(2)医药上把BiOCl叫做次氯酸铋。你同意此名称吗？说出理由。____________________。
(3)如何配制BiCl3溶液？________________________________。
(4)把适量固体BiCl3置于浓NaCl溶液可得澄清溶液，请说出可能的原因__________________________。
答案：(1)BiCl3＋H2O??BiOCl＋2HCl
(2)不同意。因为BiOCl中的Cl为－1价而不是＋1价
(3)将BiCl3溶解于含适量HCl的蒸馏水中
(4)增大溶液中Cl－浓度，抑制了BiCl3的水解
水解平衡常数
水解反应的平衡常数叫做水解平衡常数或水解常数，用Kh表示。Kh表示水解反应趋势的大小：Kh数值越大，水解趋势越大。水解常数Kh可由与水解平衡相关的平衡常数导出。例如，CH3COO－的水解常数可按以下方法求得：
H2O??OH－＋H＋　　　　　　KW＝1.0×10－14mol2·L－2
CH3COO－＋H＋??CH3COOH ＝
CH3COO－＋H2O??OH－＋CH3COOH
Kh＝KW·＝＝5.9×10－10mol·L－1
对于二元弱酸酸根离子CO的水解来说，其第一步的水解常数为1.8×10－4mol·L－1，第二步的水解常数为2.4×10－8mol·L－1，二者相差很大，因此可以忽略第二步水解。其他多元弱酸酸根离子的水解也有类似情况。
3-4难溶电解质的溶解平衡
一、选择题
1．下列关于沉淀溶解的说法正确的是(　　)
A．只有难溶电解质才存在沉淀溶解平衡过程
B．沉淀溶解平衡过程是可逆的
C．在平衡状态时，v(溶解)＝v(结晶)＝0
D．达到沉淀溶解平衡的溶液一定是饱和溶液
答案：BD
点拨：无论难溶电解质还是易溶电解质，都存在沉淀溶解平衡状态，例如，NaCl过饱和溶液中就存在沉淀溶解平衡状态，故A错；电解质的沉淀溶解平衡状态是可逆的，故B对；沉淀溶解平衡状态v(溶解)＝v(结晶)≠0，故C错；沉淀溶解平衡状态，电解质也达到饱和了，故D项正确。
2．如下对“难溶”的理解正确的是(　　)
A．在水中难溶的物质，在其他溶剂中也是难溶的
B．难溶就是绝对不溶
C．难溶就是溶解度相对较小，没有绝对不溶于水的电解质
D．如果向某溶液中加入足量另一种试剂时，生成了难溶性的电解质，则说明原溶液中的相应离子已沉淀完全
答案：C
点拨：难溶是指溶解度小于0.01 g。
3．向AgCl饱和溶液中加水，下列叙述正确的是(　　)
A．AgCl的溶解度增大　　
B．AgCl的溶解度、Ksp均不变
C．AgCl的Ksp增大
D．AgCl的溶解度、Ksp均增大
答案：B
点拨：物质的溶解度和溶度积都是温度的函数，与溶液的浓度无关。所以向AgCl饱和溶液中加水，AgCl的溶解度和Ksp都不变，故B项对。
4．在2mL物质的量浓度相等的NaCl和NaI溶液中滴入几滴AgNO3溶液，发生的反应为(　　)
A．只有AgCl沉淀生成
B．只有AgI沉淀生成
C．生成等物质的量的AgCl和AgI沉淀
D：两种沉淀都有，但以AgI为主
答案：B
点拨：在同浓度的NaCl和NaI溶液中c(Cl－)＝c(I－)，但滴入几滴AgNO3溶液后，由于Ksp(AgI)Ksp(AgI)，先生成沉淀AgI。故B项正确。
5．已知Mg(OH)2的溶解度大于Fe(OH)3的溶解度。要除去混在MgCl2溶液中的FeCl3，可以边搅拌边加入一种试剂，这种试剂是(　　)
A．Na2CO3 B．NaOH
C．Mg(OH)2 D．NH3·H2O
答案：C
点拨：含有Fe3＋的溶液因Fe3＋的水解而显酸性。向溶液中加入Mg(OH)2，可发生反应：Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O，使溶液中OH－浓度增大，由于Mg(OH)2的溶解度大于Fe(OH)3的溶解度，因此可析出Fe(OH)3沉淀，从而除去Fe3＋。
6．对“AgCl(s)??Ag＋(aq)＋Cl－(aq)”的理解正确的是(　　)
A．说明AgCl没有完全电离，AgCl是弱电解质
B．说明溶解的AgCl已完全电离，AgCl是强电解质
C．说明Ag＋与Cl－的反应不能完全进行到底
D．说明Ag＋与Cl－的反应可以完全进行到底
答案：C
点拨：该式表示AgCl的溶解平衡，说明Ag＋与Cl－的反应不能完全进行到底。
7．向盛有0.1mol/L AgNO3溶液的试管中滴加0.1mol/L Na2S溶液至沉淀完全，再向上层清液中滴加足量NaCl溶液，产生的现象或生成的物质是(　　)
A．黑色沉淀完全转化为白色沉淀
B．既有氯化银也有硫化银
C．不能看到黑色沉淀转化为白色沉淀
D．只有氯化银白色沉淀
答案：C
点拨：Ag2S的溶解度远比AgCl小，不会生成氯化银沉淀。
8．下列化学原理的应用，主要用沉淀溶解平衡原理来解释的是(　　)
①Al(OH)3具有两性
②误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2]当作食盐食用后，常用0.5%的Na2SO4溶液解毒
③蛋壳能溶于食醋
④碳酸钡不能作“钡餐”而硫酸钡则能
A．②③④ B．①②③
C．①③④ D．①②③④
答案：D
点拨：①H＋＋AlO＋H2O??Al(OH)3(s)??Al3＋＋3OH－，加强酸或强酸分别使上述平衡向碱式电离或酸式电离方向移动；②因能形成更难溶解的BaSO4而解毒；③CaCO3(s)??Ca2＋＋CO，加入CH3COOH，消耗CO，使上述平衡正向移动；④BaCO3能溶于胃酸，而BaSO4不能。
9．下列有关AgCl沉淀的溶解平衡的说法中，不正确的是(　　)
A．AgCl 沉淀的生成和溶解在不断进行，但速率相等
B．AgCl难溶于水，溶液中没有Ag＋和Cl－
C．升高温度，AgCl的溶解度增大
D．向AgCl沉淀的溶解平衡体系中加入NaCl固体，AgCl的溶解度不变
答案：B
点拨：在一定温度下，难溶电解质溶液中，当溶解与沉淀的速率相等时，建立了固体与溶液中离子之间的动态平衡，叫做沉淀溶解平衡。AgCl难溶于水但仍有少量溶解，溶液中有Ag＋和Cl－。升高温度，AgCl沉淀溶解平衡向溶解的方向移动，溶解度增大。加入NaCl固体，产生同离子效应，AgCl的溶解度减小。
10．已知CuSO4溶液分别与Na2CO3溶液、Na2S溶液的反应情况如下：
(1)CuSO4＋Na2CO3
主要：Cu2＋＋CO＋H2O===Cu(OH)2↓＋CO2↑
次要：Cu2＋＋CO===CuCO3↓
(2)CuSO4＋Na2S
主要：Cu2＋＋S2－===CuS↓
次要：Cu2＋＋S2－＋2H2O===Cu(OH)2↓＋H2S↑
则下列几种物质的溶解度大小的比较中，正确的是(　　)
A．CuSB．CuS>Cu(OH)2>CuCO3
C．Cu(OH)2>CuCO3>CuS
D．Cu(OH)2答案：A
点拨：阴、阳离子是发生相互促进水解反应生成难溶碱还是直接结合成难溶盐，取决于碱和盐溶解度的相对大小，溶解度小的优先析出。
11．在100mL 0.01mol/L KCl溶液中，加入1mL 0.01mol·L－1 AgNO3溶液，下列说法正确的是(AgCl的Ksp＝1.8×10－10)(　　)
A．有AgCl沉淀析出 B．无AgCl沉淀析出
C．无法确定 D．有沉淀但不是AgCl沉淀
答案：A
点拨：由QC＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝×0.01＝1×10－6>Ksp。故应有AgCl沉淀析出。
12．已知Ag2SO4的KW为2.0×10－5，将适量Ag2SO4固体溶于100mL水中至刚好饱和，该过程中Ag＋和SO浓度随时间变化关系如右图所示[饱和Ag2SO4溶液中c(Ag＋)＝0.034mol·L－1]。若t1时刻在上述体系中加入100mL 0.020mol·L－1Na2SO4溶液，下列示意图中，能正确表示t1时刻后Ag＋和SO浓度随时间变化关系的是(　　)
答案：B
点拨：根据溶度积原理，可以判断溶液中沉淀的生成和溶解。这里注意离子积Qc是非平衡状态下离子浓度的乘积，所以Qc值不固定。
Ag2SO4刚好为100mL的饱和溶液，因为c(Ag＋)＝0.034mol·L－1，所以c(SO)＝0.017mol·L－1；当加入100mL 0.020mol·L－1Na2SO4溶液后，c(SO)＝0.0185mol·L－1，c(Ag＋)＝0.017mol·L－1(此时Qc13．某温度时，AgCl在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，又知：Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(Ag2S)＝6.3×10－50。下列说法正确的是(　　)
A．加入NaCl可以使溶液由a点变到b点
B．b点和d点均无AgCl沉淀生成
C．a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp
D．向0.1mol/L 的硝酸银溶液中滴加0.1mol/L 的NaCl溶液至不再有白色沉淀生成，再向其中滴加0.1mol/L 的Na2S溶液，白色沉淀转化为黑色沉淀。其沉淀转化的反应方程式为：
2AgCl(s)＋S2－(aq)??Ag2S(s)＋2Cl－(aq)
答案：D
点拨：a、c两点表示处于溶解平衡状态，b点表示过饱和状态，应有沉淀析出，d点表示未达到饱和状态，不会有沉淀析出，B错误；加入NaCl，Cl－的浓度增大，而a点变到b点，Cl－的浓度不变，A错误；Ksp只与温度有关，a、c两点的Ksp相等，C错误；Ag2S比AgCl更难溶于水，故AgCl可转化为Ag2S，D正确。
二、非选择题
14．有甲、乙两同学做了如下实验：甲同学在制得的Mg(OH)2沉淀中加入浓的NH4Cl溶液，结果沉淀溶解；乙同学在制得的Mg(OH)2沉淀中加入浓的CH3COONH4溶液，结果沉淀也完全溶解。对此甲、乙两同学用学过的有关知识各自解释了上述实验事实：甲同学的解释为：因为在NH4Cl溶液中，NH4Cl===NH＋Cl－，NH＋H2O??NH3·H2O＋H＋，且Mg(OH)2(s)??Mg2＋＋2OH－；又H＋＋OH－===H2O，所以Mg(OH)2溶解平衡向右移动，促进Mg(OH)2的溶解。
乙同学的解释为：因为CH3COONH4===CH3COO－＋NH，且Mg(OH)2(s)??Mg2＋＋2OH－；NH＋OH－??NH3·H2O，所以Mg(OH)2溶解平衡向右移动，促进Mg(OH)2的溶解。你认为哪一位同学的解释是正确的？请说明理由。
_____________________________________________________。
答案：乙同学的解释是正确的。甲同学认为由NH的水解所提供的H＋中和了由Mg(OH)2电离出来的OH－，而忽视了NH4Cl电离的NH也能结合OH－，且电离的NH也能结合OH－，且电离的NH浓度又远远大于NH水解出来的H＋浓度。由于CH3COONH4溶液呈中性，不可能是溶液的水解产生的酸碱性影响Mg(OH)2沉淀的溶解
点拨：NH4Cl电离的NH浓度远远大于由NH水解出来的H＋浓度，NH＋OH－??NH3·H2O是主要反应；另外由于CH3COONH4溶液呈中性，不可能是溶液水解产生的酸碱性影响Mg(OH)2沉淀的溶解。
15．(2012·经典习题选萃)已知在25℃的水溶液中，AgX、AgY、AgZ均难溶于水，且Ksp(AgX)＝1.8×10－10，Ksp(AgY)＝1.0×10－12，Ksp(AgZ)＝8.7×10－17；
(1)根据以上信息，判断AgX、AgY、AgZ三者的溶解度S(AgX)、S(AgY)、S(AgZ)的大小顺序为：______________________________。
(2)若向AgY的饱和溶液中加入少量的AgX固体，则c(Y－)
________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)在25℃时，若取0.188 g的AgY(相对分子质量188)固体放入100mL水中(忽略溶液体积的变化)，则溶液中Y－的物质的量浓度为______________。
(4)①由上述Ksp判断，在上述(3)的体系中，能否实现AgY向AgZ的转化？并简述理由：________________________________________
_________________________________________________________。
②在上述(3)的体系中，能否实现AgY向AgX的转化？
下面根据你的观点选答一项。
若不能，请简述理由：___________________________________。
若能，则实现转化的必要条件是：__________________________
____________________________________________________________________________________________________________________。
答案：(1)S(AgX)>S(AgY)>S(AgZ)
(2)减小　(3)1.0×10－6mol·L－1
(4)①能，Ksp(AgY)＝1.0×10－12>Ksp(AgZ)＝8.7×10－17
②当溶液中c(X－)≥1.8×10－4mol·L－1时，AgY开始向AgX转化
点拨：(1)对同类型的难溶电解质，在相同温度下，Ksp越大，溶解度就越大；Ksp越小，溶解度就越小。则S(AgX)>S(AgY)>S(AgZ)。
(2)向AgY的饱和溶液中加入少量的AgX固体，S(AgX)>S(AgY)，AgX的溶解度大于AgY，溶液中的c(Ag＋)增大，AgY的溶解平衡向着形成沉淀的方向移动，c(Y－)减小。
(3) AgY饱和溶液中，c(Ag＋)＝＝
＝1.0×10－6(mol·L－1)，假设AgY固体完全溶解，c(Ag＋)＝1.0×10－2mol·L－1，故0.188 g AgY不能完全溶解，其溶液中
c(Y－)＝1.0×10－6mol·L－1。
(4)①Ksp(AgY)＝1.0×10－12>
Ksp(AgZ)＝8.7×10－17，故能转化。
②当溶液中c(X－)>mol·L－1
＝1.8×10－4mol·L－1时，AgY开始向AgX转化。
16．在1 L含0.001mol/L SO的溶液中加入0.01mol BaCl2，能否使SO沉淀完全？此时溶液中SO的浓度是多少？[已知Ksp(BaSO4)＝1.08×10－10]
答案：能，1.20×10－8mol/L
点拨：平衡时Ba2＋浓度用c(Ba2＋)平表示，SO浓度用c(SO)平表示，则有：c(Ba2＋)平＝0.01－[0.001－c(SO)平]＝0.009＋c(SO)平，Ksp＝1.08×10－10＝c(Ba2＋)平·c(SO)平＝[0.009＋c(SO)平]×c(SO)平，c(SO)平＝1.20×10－8mol/L<10－5mol/L，故能使SO沉淀完全。
含氟牙膏与预防龋齿
牙膏是生活必需品之一。
牙膏有很多种，如中草药牙膏，预防龋齿的含氟牙膏等。含氟牙膏为什么可以预防龋齿呢？
实践证明，氟化物与牙齿接触后，使牙齿组织中易被酸溶解的羟(基)磷灰石形成不易溶的氟磷灰石，从而提高了牙齿的抗腐蚀能力。有研究证明，常用这种牙膏，龋齿发病率降低40%左右。虽然含氟牙膏对预防龋齿有一定的作用，但要知道氟是一种有毒物质，如果人体吸收过多会引起氟中毒。国家规定，加氟牙膏游离氟应在400～1 200 pm之间，特别注意，3～4岁前的儿童不宜使用，因为1/8～1/4的牙膏可能被他们吞入胃中，对身体造成危害。
4-1原电池
一、选择题
1．下列装置不可以组成原电池的是(　　)
答案：C
点拨：C中的装置不能形成闭合回路。
2．如图所示装置，下列说法正确的是(　　)
A．Cu为正极，Cu片上发生还原反应
B．Cu为正极，Cu片上发生氧化反应
C．Cu为负极，Cu片上发生还原反应
D．Cu为负极，Cu片上发生氧化反应
答案：A
点拨：原电池中活泼性较差的一极作正极，正极上发生还原反应。
3．下列叙述中正确的是(　　)
A．任何化学反应都能设计成原电池
B．任何氧化还原反应都能设计成原电池
C．原电池反应一定是氧化还原反应
D．两个不同的金属电极插入到电解质溶液中就能形成原电池
答案：C
点拨：形成原电池的反应是氧化还原反应，故A错。原电池反应必须是自发的、放热的，吸热的氧化还原反应不能设计成原电池，故B错。根据原电池的形成条件必须形成闭合回路，故D错。
4．下列反应不可用于设计成原电池的是(　　)
A．CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O
B．2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O
C．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
D．4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3
答案：A
点拨：自发氧化还原反应都可以设计成原电池。A项为非氧化还原反应，不能设计成原电池。
5．某原电池总反应的离子方程式为：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，能实现该反应的原电池是(　　)
A．正极为Cu，负极为Fe，电解质为FeCl2溶液
B．正极为C，负极为Fe，电解质为Fe(NO3)3溶液
C．正极为Fe，负极为Zn，电解质为Fe2(SO4)3溶液
D．正极为Ag，负极为Fe，电解质为CuSO4溶液
答案：B
点拨：将电池反应拆分为两个半反应，正极：Fe3＋＋e－===Fe2＋(还原反应)，负极：Fe－2e－===Fe2＋(氧化反应)，所以负极材料必须是Fe，正极材料只要是比铁不活泼的金属或非金属即可，电解质溶液为可溶性的三价铁盐。所以B可以，A、C、D不行。
6．某电池的总反应为：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，能实现该反应的原电池是(　　)
正极
负极
电解质溶液
A
Cu
Fe
FeCl3溶液
B
C
Fe
Fe(NO3)2溶液
C
Fe
Zn
Fe2(SO4)3溶液
D
Ag
Fe
CuSO4溶液
答案：A
答案：能实现反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋原电池应符合以下条件：①负极为Fe，正极材料的活泼性比Fe差；②电解质溶液应为含Fe3＋的溶液。B、D两项，电解质溶液选错；C项负极材料选错。
7．有A、B、C、D四种金属。将A与B用导线连接起来浸入电解质溶液中，B不易腐蚀。将A、D分别投入等浓度盐酸中，D比A反应剧烈。将铜浸入B的盐溶液里，无明显变化。如果把铜浸入C的盐溶液里，有金属C析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是(　　)
A．D>C>A>B B．D>A>B>C
C．D>B>A>C D．B>A>D>C
答案：B
点拨：A、B连结放入电解质溶液中，B不易腐蚀，说明活泼性：A>B。A、D与等浓度盐酸反应，D比A反应剧烈，说明活泼性：D>A。将铜浸入B的盐溶液里，无明显变化，说明活泼性：B>铜。铜浸入C的盐溶液里，C析出，说明活泼性：铜>C。综合比较，活泼性由强到弱的顺序是：D>A>B>C。
8．(2012·湖北高二期末检测)下列叙述正确的是(　　)
A．反应AlCl3＋4NaOH===NaAlO2＋3NaCl＋2H2O，可以设计成原电池
B．Zn和稀硫酸反应时，加入少量CuSO4溶液能加快产生H2的速率
C．把Fe片和Cu片放入稀硫酸中，并用导线把二者相连，观察到Cu片上产生大量气泡，说明Cu与H2SO4能发生反应而Fe被钝化
D．金属镀层破损后，镀锌铁比镀锡铁更易被腐蚀
答案：C
9．(2012·经典习题选萃)根据下图，下列判断中正确的是(　　)
A．烧杯a中的溶液pH升高
B．烧杯b中发生氧化反应
C．烧杯a中发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑
D．烧杯b中发生的反应为2Cl－－2e－===Cl2↑
答案：AB
点拨：Zn比Fe活泼，所以Zn作负极，发生氧化反应，电极反应式为：Zn－2e－===Zn2＋；Fe作正极，氧气在该电极上发生还原反应，电极反应式为：2H2O＋O2＋4e－===4OH－，反应后a中溶液pH升高。
10．获得“863”计划和中科院一百人计划”支持的环境友好型铝碘电池已研制成功，电解质为AlI3溶液，已知电池总反应为：2Al＋3I2===2AlI3。下列说法不正确的是(　　)
A．该电池负极的电极反应为：Al－3e===Al3＋
B．电池工作时，溶液中的铝离子向负极移动
C．消耗相同质量的金属，用锂作负极时，产生电子的物质的量比铝多
D．正极的电极材料是单质碘
答案：BD
点拨：由电池总反应方程式和电池中离子的移动方向可知A正确，B不正确；锂提供的电子数与其质量的比是金属中最大的，C正确；碘单质能溶于水，是正极反应的物质，而不能作为电极材料，所以D不正确。
11．如图所示装置中观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是(　　)
M
N
P
A
锌
铜
稀硫酸溶液
B
铜
铁
稀盐酸溶液
C
银
锌
硝酸银溶液
D
锌
铁
硝酸铁溶液
答案：C
点拨：N棒变细，说明被腐蚀，N极活泼性大于M极，A、D均不合题意。M棒变粗，说明有金属单质析出，B不合题意。
12．用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂—KNO3的U型管)构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是(　　)
①在外电路中，电流由铜电极流向银电极
②正极反应为：Ag＋＋e－===Ag
③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作
④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
A．①② B．②③
C．②④ D．③④
答案：C
点拨：该原电池中Cu作负极，Ag作正极，负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，正极反应式为Ag＋＋e－===Ag，因此②对；在外电路中，电子由Cu电极流向Ag电极，而电流方向与电子流向相反，所以①错；没有盐桥，原电池不能继续工作，所以③错；无论是否为原电池，反应实质相同，均为氧化还原反应，所以④对。
二、非选择题
13．某研究性学习小组欲探究原电池的形成条件，按如下图所示装置进行实验并得到下表实验结果：
实验
序号
A
B
烧杯中的液体
灵敏电流计指针是否偏转
1
Zn
Zn
乙醇
无
2
Zn
Cu
稀硫酸
有
3
Zn
Zn
稀硫酸
无
4
Zn
Cu
苯
无
5
Cu
C
氯化钠溶液
有
6
Mg
Al
氢氧化钠溶液
有
分析上述实验，回答下列问题：
(1)实验2中电流由________极流向________极(填“A”或“B”)。
(2)实验6中电子由B极流向A极，表明负极是________(填“镁”或“铝”)电极。
(3)实验5表明________。
A．铜在潮湿空气中不会被腐蚀
B．铜的腐蚀是自发进行的
(4)分析上表有关信息，下列说法不正确的是________。
A．相对活泼的金属一定作负极
B．失去电子的电极是负极
C．烧杯中的液体必须是电解质溶液
D．原电池中，浸入同一电解质溶液中的两个电极，是活泼性不同的两种金属(或其中一种非金属)
答案：(1)B　A　(2)铝　(3)B　(4)A
点拨：(1)电流是由正极流向负极，实验2中，Cu为正极，Zn为负极；(2)电子由负极流向正极，实验6中电子由B极流向A极，表明负极是B(Al)；(3)实验5是铜的吸氧腐蚀，说明铜的腐蚀是自发进行的；(4)判断原电池负极时，不能简单地比较金属的活动性，要看反应的具体情况，如Al在强碱性溶液中比Mg更易失电子，Al作负极，Mg作正极；在原电池中溶液中比Mg更易失电子，Al作负极，Mg作正极；在原电池中负极失去电子，发生氧化反应；必须有电解质溶液形成闭合回路；活泼性不同的两种金属，或一种金属和一种能导电的非金属都可以作电极。
14．(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：
①产生氢气的体积(标准状况)；
②通过导线的电量。(已知NA＝6.02×1023/mol,1个电子所带的电量为1.60×10－19C)
答案：(1)Zn－2e－===Zn2＋　2H＋＋2e－===H2↑
(2)①产生氢气的体积是4.5 L
②通过导线的电量为3.85×104C
点拨：(1)锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，锌片作负极，失电子发生反应：Zn－2e－===Zn2＋；溶液中H＋在正极上得电子生成氢气。(2)①锌片与银片减少的质量等于生成氢气所消耗的锌的质量，设产生的氢气体积在标准状况下为x。
Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
65 g 22.4 L
60 g－47 g＝13 g x
x＝13 g×22.4 L÷65 g≈4.5 L
②反应消耗的锌为13 g÷65 g/mol＝0.2mol,1mol Zn变为Zn2＋时，转移2mol e－，则通过的电量为：0.20mol×2×6.02×1023mol－1×1.60×10－19C＝3.85×104C。
15．判断原电池的正负极时，不仅要看金属活动性顺序，还要注意此金属在电解质溶液中的活动性。试回答下列问题：
(1)用铝、铜和稀硫酸组成的原电池中，________是负极，________是正极；原因是____________________。
(2)将铝片和铜片用导线连接，一组插入浓硝酸中，一组插入氢氧化钠溶液中，分别形成了原电池，则在这两个原电池中，负极分别是____________________。
A．铝片、铜片 B．铜片、铝片
C．铝片、铝片 D．铜片、铜片
答案：(1)铝　铜　铝的金属活动性在氢前面，且比铜强　(2)B
点拨：此题考查了原电池正、负极的判断。特别要注意金属的特殊性质。
1．下图所示装置能否实现化学能向电能的转化？
上图所示装置也是一种铜锌原电池。锌片插入ZnSO4溶液中，铜片插入CuSO4溶液中，分别构成两个电极。锌片和铜片用导线连接构成外电路(电池的外部电路)；ZnSO4溶液和CuSO4溶液用盐桥连接，构成内电路(电池的内部电路)。当盐桥插入后，检流计的指针偏转，显示有电流产生，反应释放的能量转化为电能。在这种原电池中，两个电极反应是在彼此隔离的条件下进行的，锌与Cu2＋不直接发生反应，这样可以更彻底地将反应所释放的能量转化为电能。
由铜锌原电池可知，原电池中的氧化反应和还原反应分别在两个电极上进行。发生氧化反应的电极是阳极，发生还原反应的电极是阴极。在铜锌原电池的内电路，锌极发生氧化反应，锌极是阳极；铜极发生还原反应，铜极是阴极。对于电池来说，电子流出的电极是负极，电子流入的电极是正极。在铜锌原电池的外电路，电子由锌极流向铜极，锌极是负极，铜极是正极。在原电池中，正极上得电子的数目和负极上失电子的数目相等。原电池的两个电极反应组成电池的总反应，这个总反应叫做电池反应。
(1)盐桥
将热的琼脂溶液(可以是KCl溶液或NH4NO3溶液)倒入U形管中(注意不要产生裂隙)，将冷却后的U型管浸泡在KCl饱和溶液或NH4NO3饱和溶液中，即可得到盐桥。
离子在盐桥中能够定向移动。通过盐桥将两个隔离的电解质溶液连接起来，可使电流持续传导。
(2)原电池的表示式
以上装置的铜锌原电池可以用下式表示：
(一)Zn/ZnSO4/CuSO4/Cu(＋)
负极在左，正极在右；“|”表示电极材料与电解质溶液的界面；“‖”通常表示盐桥。必要时，还可加注电解质溶液的浓度等信息。
Zn2＋在锌片表面的溶解和沉积过程同时进行
2．原电池的电流是怎样产生的
我们以铜锌原电池为例来分析原电池的电流是怎样产生的。
锌片上和ZnSO4溶液中都存在Zn2＋。在锌片和溶液的接触面上，水分子与金属表面的Zn2＋相互吸引，发生水合作用，使部分Zn2＋离开锌片进入溶液：
Zn―→Zn2＋＋2e－
溶液中的Zn2＋也可以沉积到锌片的表面：
Zn2＋＋2e－―→Zn
由于前一过程的趋势大于后一过程，并且锌片上的电子不能自由进入溶液，因而锌片带负电荷。又由于异性电荷的吸引作用，锌片上的电子与溶液中的Zn2＋在金属一水界面的两侧聚积，最终在锌片和ZnSO4溶液的界面达到溶解与沉积的平衡状态：
Zn??Zn2＋＋2e－
此时，由于锌片与溶液的界面两侧电荷不均等，便产生了电势差。
铜原子和锌原子失电子的能力不同，因此铜电极和锌电极的溶解一沉积平衡状态不一样，两个电极材料与其溶液间的电势差不相等。由于锌原子比铜原子容易失电子，在锌电极的锌片表面上积累的电子比铜电极的铜片表面上积累的电子多，因此将两极接通后，电子由锌片流向铜片。电子的移动破坏了两极的溶解一沉积平衡，锌极的平衡由于电子移走而向溶解方向移动，铜极的平衡由于电子移入而向沉积方向移动；结果使电子持续流动形成电流。
4-2化学电源
一、选择题
1．下列有关电池的说法不正确的是(　　)
A．手机上用的锂离子电池属于二次电池
B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极
C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能
D．锌锰干电池中，锌电极是负极
答案：B
点拨：二次电池，即可充电电池，所以A项对。B中，在原电池中，活泼金属Zn是负极，负极失电子发生氧化反应，因此电子的流向是由负极(锌电极)流向正极(铜电极)，B项错。
2．电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是(　　)
A．锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细
B．氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能
C．氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化
D．太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅
答案：C
点拨：因为锌锰干电池中锌棒为负极，锌棒变细，碳棒不变，A错；原电池是将化学能直接转变为电能，B错；氢氧燃料电池负极反应为H2－2e－===2H＋，C正确；太阳能电池采用硅材料制作，D错。
3．利用生活中常见的材料可以制作出一些有实际应用价值的装置来，如废铝罐和碳棒、食盐水等材料制作用于驱动玩具的电池。上述电池工作时，有关说法正确的是(　　)
A．铝罐将逐渐被腐蚀
B．碳棒上发生的反应为：O2＋4e－===2O2－
C．碳棒应与玩具电机的负极相连
D．该电池工作一段时间后碳棒的质量会减轻
答案：A
点拨：该电池的负极是Al，工作时铝将被腐蚀，A对；正极上O2得电子，但不会形成O2－，B错；碳棒是该电池的正极，与玩具电机正极相连，C错；碳棒不参与反应，质量不会减轻，D错。
4．(2012·三明一中高二检测)氢镍电池的总反应式是H2＋2NiO(OH)2Ni(OH)2。根据此反应判断，下列叙述中不正确的是(　　)
A．电池放电时，镍元素被氧化
B．电池充电时，氢元素被还原
C．电池放电时，镍元素被还原
D．电池放电时，H2在负极放电
答案：A
点拨：电池放电时，Ni元素化合价降低被还原，A错，C对；充电时，H元素化合价从＋1→0，化合价降低，被还原，B对；放电时，H元素化合价升高，在负极被氧化，D对。
5．微型锂碘电池可用于植入某些心脏病人体内的心脏起搏器所用的电源。这种电池中的电解质是固体电解质LiI，其中的导电离子是I－。下列有关说法正确的是(　　)
A．正极反应：2Li－2e－===2Li＋
B．负极反应：I2＋2e－===2I－
C．总反应是：2Li＋I2===2LiI
D．金属锂作正极
答案：C
点拨：该电池中Li的活泼性强，作负极，其反应为：2Li－2e－===2Li＋，B、D均错。正极反应为：I2＋2e－===2I－，A错。总反应为2Li＋I2===2LiI，C正确。
6．一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2－。下列对该燃料电池说法不正确的是(　　)
A．在熔融电解质中，O2－移向正极
B．电池的总反应是：2C4H10＋13O2===8CO2＋10H2O
C．通入空气的一极是正极，电极反应为：O2＋4e－===2O2－
D．通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10＋13O2－－26e－===4CO2↑＋5H2O
答案：BC
点拨：该燃料电池中，O2在正极得到电子变成O2－，所以O2－应由正极移向负极，A项错；丁烷是还原剂，所以通入丁烷的一极应是负极，D项错。
7．阿波罗号宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池，其电池反应为：2H2＋O2===2H2O，电解质溶液为KOH溶液，反应保持在较高温度，使水蒸发，则下列叙述中正确的是(　　)
A．此电池能发出蓝色火焰
B．H2为正极，O2为负极
C．工作时，电解质溶液的pH不断减小
D．电极反应为：负极2H2＋4OH－－4e－===4H2O；正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
答案：D
点拨：氢氧燃料电池在放电时，氢气和氧气在铂的催化下反应，并不燃烧；根据氢气和氧气在反应中化合价的变化，可以确定氢气在负极上反应，而氧气在正极上反应；电极反应式为：负极2H2＋4OH－－4e－===4H2O，正极O2＋2H2O＋4e－===4OH－，总反应2H2＋O2===2H2O；因为反应生成的水蒸发，所以KOH溶液的浓度保持不变，故整个溶液的pH保持不变。
8．铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解液为H2SO4溶液，工作时的反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，下列结论正确的是(　　)
A．Pb为正极，被氧化
B．溶液的pH不断减小
C．SO离子浓度不变
D．电解质溶液密度不断减小
答案：D
点拨：蓄电池工作时相当于原电池，Pb作负极，被氧化，A错。H2SO4不断被消耗，pH增大，B错。SO在正、负极上生成PbSO4，SO离子浓度减小，C错。消耗H2SO4，密度不断减小，D正确。
9．将两个铂电极插入KOH溶液中，向两极分别通入CH4和O2，即可构成CH4燃料电池。已知通入CH4一极的电极反应式是：CH4＋10OH－===CO＋7H2O＋8e－；通入O2一极的电极反应式是：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。下列有关叙述中，不正确的是(　　)
A．通入CH4的电极为负极
B．正极发生氧化反应
C．溶液中的OH－向负极移动
D．工作一段时间后应补充KOH
答案：B
点拨：该燃料电池正极发生还原反应，B不正确。根据题中电极反应式知CH4发生氧化反应，通入CH4的电极为负极，A正确；原电池工作时，电解质溶液中阴离子移向负极，C正确；该电池总反应为CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O，工作时消耗KOH，D正确。
10．(2012·经典习题选萃)镁及其化合物一般无毒(或低毒)、无污染，且镁电池放电时电压高而平稳，越来越成为人们研制绿色电池的关注焦点。其中一种镁充电电池的反应。为：MgxMo3S4xMg＋Mo3S4
下列关于镁充电电池的说法错误的是(　　)
A．放电时，Mg2＋向正极迁移
B．放电时的正极反应为：Mo3S－2xe－===Mo3S4
C．充电时，电池的负极接外电源的负极
D．放电时，负极反应为：Mg－2e－===Mg2＋
答案：B
点拨：放电时正极得电子，发生还原反应，电极反应式为Mo3S4＋2xe－===Mo3S，B项错。原电池工作时，电池内部阳离子移向正极，A正确。负极放电时失电子被氧化，D正确。充电时得电子被还原，应与外接电源负极相连，C正确。
11．关于下图所示的原电池，下列说法正确的是(　　)
A．电子从锌电极通过电流计流向铜电极
B．盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移
C．锌电极发生还原反应，铜电极发生氧化反应
D．铜电极上发生的电极反应是2H＋＋2e－===H2↑
答案：A
点拨：图示原电池中，Zn为负极发生氧化反应，Cu为正极发生还原反应，故A项正确，C项错；原电池工作时，ZnSO4溶液中的Zn2＋浓度增大，所以盐桥中的阴离子向ZnSO4溶液中迁移，B项错；铜电极上发生的反应是Cu2＋＋2e－===Cu，D项错。
12．电动自行车由于灵活、快捷、方便，已成为上班族的主要代步工具，其电源常采用铅蓄电池。反应原理为：
Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l)。
根据此反应判断下列叙述错误的是(　　)
A．放电时负极反应为：Pb(s)＋SO(aq)－2e－===PbSO4(s)
B．充电时与电源的正极相连的电极发生氧化反应
C．放电时，电解液的密度增大
D．充电时，电解液的pH减小
答案：C
点拨：铅蓄电池放电时负极发生氧化反应，且铅失去电子后生成的铅离子与溶液中的硫酸根离子结合成硫酸铅，A正确；正极放电时发生还原反应，充电时则发生氧化反应，B正确；放电时，消耗硫酸，电解质溶液密度减小，C不正确；充电时又生成硫酸，电解液的pH减小，D正确。
13．美国海军海底战事中心与麻省理工大学共同成功研制了用于潜航器的镁－过氧化氢燃料电池系统。其工作原理如图所示。以下说法中错误的是(　　)
A．电池的负极反应为：Mg－2e－===Mg2＋
B．电池工作时，H＋向负极移动
C．电池工作一段时间后，溶液的pH增大
D．电池总反应是：Mg＋H2O2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O
答案：B
点拨：该电池中镁为还原剂，作为负极，A对；电池工作时，阳离子移向正极，B错；电池工作过程为Mg＋H2O2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O，该过程中不断消耗氢离子，溶液的pH增大，C、D对。
二、非选择题
14．氯铝电池是一种新型的燃料电池，电解质溶液是KOH溶液，试回答下列问题：
(1)通入氯气的电极是________极(填“正”或“负”)，电极反应式为：_________________________________________________。
(2)加入铝的电极是________极(填“正”或“负”)，电极反应式为：_________________________________________________。
(3)电子从________极流向________极(填“Al”或“Cl2”)。
答案：(1)正　3Cl2＋6e－===6Cl－
(2)负　2Al－6e－＋8OH－===2AlO＋4H2O
(3)Al　Cl2
点拨：根据Cl2和Al的反应方程式：3Cl2＋2Al===2AlCl3可知，铝易失电子被氧化，为负极，但电解液为KOH溶液，故负极反应为：2Al－6e－＋8OH－===2AlO＋4H2O，Cl2易得电子被还原，为正极，电极反应为3Cl2＋6e－===6Cl－。在外电路中电子从负极(铝极)流出沿导线流向正极(Cl2极)。
15．燃料电池是利用燃料(如CO、H2、CH4等)与氧气反应，将反应产生的化学能转变为电能的装置，通常用氢氧化钾作为电解质溶液。完成下列关于甲烷(CH4)燃料电池的填空：
(1)甲烷与氧气反应的化学方程式为：_____________________
____________________________________________________________________________________________________________________。
(2)已知燃料电池的总反应式为CH4＋2O2＋2KOH===K2CO3＋3H2O，电池中有一极的电极反应式为CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O，这个电极是燃料电池的________(填“正极”或“负极”)，另一个电极上的电极反应式为：_______________________
_________________________________________________。
(3)随着电池不断放电，电解质溶液的碱性________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)通常情况下，甲烷燃料电池的能量利用率________(填“大于”、“小于”或“等于”)甲烷燃烧的能量利用率。
答案：(1)CH4＋2O2===CO2＋2H2O
(2)负极　O2＋2H2O＋4e－===4OH－
(3)减小　(4)大于
点拨：燃料电池和原电池一样，氧化还原反应中的还原剂作为负极，反应为CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O；氧化剂作为正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－；由电池反应式可知反应过程中消耗氢氧化钾，因此，随着电池不断放电，电解质溶液的碱性将减弱；燃料电池的能量利用率(80%)比燃料燃烧的能量利用率(30%)高。
16．(2012·试题调研)微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用。有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应为：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－
根据上述反应式，做下列题目。
(1)判断下列叙述中正确的是________。
A．在使用过程中，电解质KOH被不断消耗
B．使用过程中，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极
C．Zn是负极，Ag2O是正极
D．Zn电极发生还原反应，Ag2O电极发生氧化反应
(2)写出电池的总反应式：________________________________
________________________________________________________________________________________________________________。
(3)使用时，负极区的pH________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，正极区的pH________，电解质溶液的pH________。
答案：(1)C　(2)Zn＋Ag2O===ZnO＋2Ag
(3)减小　增大　不变
点拨：(1)由两电极反应相加得电池总反应式：Zn＋Ag2O===ZnO＋2Ag，由总反应式知，在使用过程中KOH不被消耗，A错；由电极反应式，可知Zn是负极，发生氧化反应，Ag2O是正极，发生还原反应，电子由Zn极流向Ag2O极。C对，B、D均错。
(3)电解质溶液为KOH溶液，使用时，负极区消耗OH－，pH减小；正极区产生OH－，pH增大，消耗和产生的量相等，H2O的量不变，电解质溶液的pH不变。
17．科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电力的重要途径，美国已计划将甲醇燃料电池用于军事目的。一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作为电极催化剂，在稀硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。
回答下列问题：
(1)这种电池放电时发生的化学反应方程式是：
_____________________________________________________。
(2)此电池的正极发生的电极反应式是______________________
__________________________________________________；
负极发生的电极反应式是___________、_________________。
(3)电解液中的H＋向________极移动；向外电路释放电子的电极是________。
(4)比起直接燃烧燃料产生电力，使用燃料电池有许多优点，其中主要有两点：首先是燃料电池的能量转化效率高，其次是______
________________________________________________________。
答案：(1)2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O
(2)3O2＋12H＋＋12e－===6H2O
2CH3OH＋2H2O－12e－===2CO2＋12H＋
(3)正　负极　(4)对环境无污染
点拨：甲醇燃料电池实质就是利用CH3OH燃料在氧气中反应来提供电能。CH3OH在负极发生氧化反应，电极反应式为2CH3OH＋2H2O－12e－===2CO2＋12H＋；氧气在正极反应：3O2＋12H＋＋12e－===6H2O，两反应式相加即得总反应式。在电池中，负极释放出电子移动到正极上，故向外电路释放电子的电极为负极。在原电池的内电路中，阳离子向正极移动，故H＋向正极移动。甲醇反应产物为CO2和H2O，对环境无污染。
18．(2012·经典习题选萃)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。右图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。
请回答：
(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是________________，在导线中电子流动方向为________________(用a、b表示)。
(2)负极反应式为_____________________________________。
(3)电极表面镀铂粉的原因为____________________________。
(4)该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：
Ⅰ.2Li＋H22LiH
Ⅱ.LiH＋H2O===LiOH＋H2↑
①反应Ⅰ中的还原剂是________，反应Ⅱ中的氧化剂是_____。
②已知LiH固体密度为0.82 g·cm－3，用锂吸收224 L(标准状况)H2，生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为_______________。
③由②生成的LiH与H2O作用，放出的H2用作电池燃料，若能量转化率为80%，则导线中通过电子的物质的量为_________mol。
答案：(1)由化学能转变为电能　由a到b
(2)2H2＋4OH－－4e－===4H2O
(或H2＋2OH－－2e－===2H2O)
(3)增大电极单位面积吸附H2、O2分子数，加快电极反应速率
(4)①Li　H2O　②(或8.71×10－4)　③32
点拨：(1)氢氧燃料电池中，负极通H2，正极通O2，所以导线中电子由a到b。
(2)负极H2被氧化，写电极反应式时要注意电解质溶液的组成。
(3)本题考查读题能力，铂粉作用在题设中有说明。
(4)②2Li＋H22LiH
22.4 L 16 g
吸收224 L H2时，生成的LiH的质量为160 g，LiH体积与被吸收的H2体积比为：
?224 L＝1?1 148
③LiH＋H2O===LiOH＋H2↑
8 g 1mol
160 g LiH与H2O作用生成20mol H2，H2完全被氧化失40mol电子，若能量转化率为80%，则导线中通过的电子的物质的量为40mol×80%＝32mol。
氢氧燃料电池中的电极反应
氢氧燃料电池的负极上发生的是氢气被氧化为H＋的反应，如果该反应是在碱性条件下进行的，生成的H＋瞬即与溶液中大量存在的OH－结合生成水。因此，实际发生的电极反应为：
H2＋2OH－―→2H2O＋2e－
如果在酸性条件或中性条件下，电极反应为：
H2―→2H＋＋2e－
类似地，在氢氧燃料电池的正极，氧气中氧元素被还原为－2价。通常情况下，－2价的氧原子在水溶液中不能独立存在，它只能存在于含氧化合物中。在氢氧燃料电池中，－2价的氧原子则只能存在于水分子和OH－中。如果是酸性条件，还原产生的－2价的氧原子与周围的H＋结合生成水，电极反应为：
O2＋4H＋＋4e－―→2H2O
如果反应条件为中性或碱性，－2价的氧原子主要存在于OH－中，因此电极反应为：
O2＋2H2O＋4e－―→4OH－
由此可见，书写电极反应式时，除了应该考虑反应前后有电子转移的元素的原子得失电子的情况外，还必须考虑这些元素形成的物质在溶液中的主要存在形式。
4-3-1电解原理
一、选择题
1．用石墨作电极，分解电解下列各物质的溶液：①CuCl2　②CuSO4　③NaBr　④NaNO3　⑤盐酸　⑥H2SO4
⑦KOH。其中只有水被电解的有(　　)
A．①②⑤ B．③④⑥⑦
C．④⑥⑦ D．③⑤⑥⑦
答案：C
点拨：只有水被电解即是在阴极上H＋放电(溶液中阳离子是较活泼的金属离子)，同时在阳极上OH－放电(溶液中含有含氧酸根离子或F－)。
2．(2012·试题调研)用石墨做电极电解CuCl2溶液，下列说法正确的是(　　)
A．在阳极上析出金属铜
B．在阴极上析出金属铜
C．在阴极上产生有刺激性气味的气体
D．阳极上发生还原反应
答案：B
点拨：根据电解原理，阳极发生氧化反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极发生还原反应：Cu2＋＋2e－===Cu。因此阳极上产生有刺激性气味的气体——氯气，在阴极上析出铜。故B项正确。
3．下列叙述正确的是(　　)
①电解池是将化学能转变成电能的装置
②原电池是将电能转变成化学能的装置
③金属和石墨导电均为物理变化，电解质溶液导电是化学变化
④电解池两个电极材料可以相同
A．①②③④ B．③④
C．②③④ D．③
答案：B
点拨：电解质溶液导电发生了氧化还原反应，是化学变化；金属导电仅是电子的定向移动，是物理变化。电解池的两极只要能导电即可。
4．如图所示的装置能够组成电解池的是(　　)
答案：D
点拨：电解池要有外接电源，形成闭合回路。
5．如下图所示是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则下列有关判断中正确的是(　　)
A．c为正极，d为负极
B．阳极的电极反应式：Cu2＋＋2e－===Cu
C．电解过程中，d电极质量增加
D．电解过程中，氯离子浓度不变
答案：C
点拨：根据电流方向判断出a是电源正极，c为阳极，2Cl－－2e－===Cl2↑；b是电源负极，d为阴极，Cu2＋＋2e－===Cu。A、B、D错误。
6．用惰性电极电解下列溶液一段时间后，再加入一定量的某种物质(括号内物质)，能够使溶液恢复到原来的成分和浓度的是(　　)
A．AgNO3(AgNO3) B．NaOH(NaOH)
C．KCl(KCl) D．CuSO4(CuO)
答案：D
点拨：对于选项A,4 AgNO3＋2H2O4Ag↓＋O2↑＋4HNO3，脱离反应体系的物质是“Ag和O2”，所以应当加入适量Ag2O才能复原；B项，实质是电解水，应加水；C项，2KCl＋2H2O2KOH＋H2↑＋Cl2↑，应通入适量HCl气体。
7．同温、同压下，用惰性电极在U形管中电解下列物质的水溶液，消耗相同的电量，生成气体体积量大的是(　　)
A．饱和食盐水 B．CuCl2溶液
C．CuSO4溶液 D．NaOH溶液
答案：A
点拨：电解饱和食盐水，两极分别产生氢气和氯气，假设转移2mol电子，生成氢气和氯气各1mol，共2mol；而电解CuCl2溶液产生的气体只有氯气，转移2mol电子，生成氯气1mol；电解CuSO4溶液，产生的气体只有氧气，转移2mol电子，生成氧气0.5mol；电解NaOH溶液，两极分别产生氢气和氧气，转移2mol电子，生成氢气1mol、氧气0.5mol，共1.5mol。
8．(2012·试题调研)如图所示，X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a极极板质量增加，b极极板处有无色无味的气体放出，符合这一情况的是(　　)
a极板
b极板
X电极
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
负极
CuCl2
答案：A
点拨：本题突破口是“a极极板质量增加”，据此判断a极一定是阴极，则b极一定是阳极。A是惰性阳极电解CuSO4，符合题意；B的实质是电解水，两极都产生气体，不符合题意；C的阳极是铁，是活性电极，不符合题意；D的阳极生成氯气，是有刺激性气味的气体，不符合题意。
9．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，故溶液的pH不变
B．电解稀NaOH溶液，要消耗OH－，故溶液的pH减小
C．电解Na2SO4溶液，在阴极和阳极上析出产物的物质的量之比为1:2
D．电解CuCl2溶液，在阴极和阳极上析出产物的物质的量之比为1:1
答案：D
点拨：电解稀硫酸，实质是电解水，因溶剂减少，H2SO4浓度将增大，故溶液的pH变小；电解稀氢氧化钠溶液，虽然OH－在阳极放电，但H＋同时也在阴极放电，其实质同样是电解水，溶液的浓度将变大，故溶液的pH变天；电解Na2SO4溶液，其实质也是电解水，在阴、阳极上分别析出H2、O2，两者的物质的量之比为2:1，而非1:2；电解CuCl2溶液，在阴、阳两极上分别析出Cu和Cl2，两者的物质的量之比为1:1。
10．用如图所示的装置进行实验，反应一段时间后断开K，向烧杯中加入0.1mol CuO后CuSO4溶液恰好恢复到反应前的浓度和pH。下列说法中不正确的是(　　)
A．铜棒为正极，其电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑
B．烧杯右侧碳棒为阴极，其电极表面有红色物质析出
C．反应中消耗锌的质量为13 g
D．导线中通过电子的物质的量为0.1mol
答案：D
点拨：图中左侧装置为原电池，铜棒为正极，其电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，锌为负极；右侧装置为电解池，右侧碳棒为阴极，电极反应式Cu2＋＋2e－===Cu，该极析出0.1mol Cu时，向烧杯中加入0.1mol CuO后CuSO4溶液恰好恢复到反应前的浓度和pH，电路中通过的电子为0.2mol。则Zn－2e－===Zn2＋，锌溶解6.5 g。
二、非选择题
11．(2012·经典习题选萃)如下图所示，常温下电解5min后，铜电极质量增加2.16g。试回答：
(1)电源电极X名称为________(填“正极”或“负极”)。
(2)电解池B中阳极的电极反应式是________。
(3)若A中KCl溶液的体积是200mL，电解后溶液的pH＝________(忽略电解前后溶液体积的变化)。
若要使电解后的溶液恢复到与电解前完全相同，应加入________。
答案：(1)负极　(2)Ag－e－===Ag＋
(3)13　氯化氢
点拨：铜电极质量增加，铜电极为阴极，X即为负极；则电解池B中银为阳极，电极反应式是Ag－e－===Ag＋；析出2.16g银，电路中通过的电子为0.02mol；A中阴极电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，通过的电子为0.02mol，则生成0.02mol氢氧根离子，氢氧根离子浓度为0.02mol/0.2L＝0.1mol/L，pH为13；要使电解后的溶液恢复到电解前完全相同，应通入0.02mol氯化氢。
12．仔细分析如图装置，完成下面的填空。
(1)一段时间后，可能发现的现象是：甲池，Zn棒逐渐溶解，碳棒上有________产生。与Zn棒相连的碳棒质量________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)甲池Zn极为________极，电极反应式：__________________
_____________________________________________________________________________________________________________________
乙池中C1为________极，电极反应式为：___________________
___________________________________________________________________________________________________________________，
乙池总反应式为：____________________________________。
答案：(1)气体(或气泡)　增大
(2)负　Zn－2e－===Zn2＋　阳
2Cl－－2e－===Cl2↑　CuCl2Cu＋Cl2↑
点拨：根据原电池和电解池的形成条件可知，甲是原电池，乙是电解池，甲中Zn作负极，所以乙中与Zn相连的C2是阴极，另一个C1棒是阳极。
13．(2012·试题调研)分别回答下列问题：
(1)从H＋、Na＋、Cu2＋、Cl－、SO中选出两种离子组成电解质，按下列要求进行电解(使用惰性电极)，用电解质的化学式填空：(只写一种即可)
①电解过程中溶液颜色变浅且水量不变________；
②电解过程中电解质的量不变，水量减少________；
③电解过程中两极析出气体的体积比为1?1____。
(2)①用惰性电极电解CuSO4溶液，若阴极上有1.6 g Cu析出，则阳极上产生的气体在标准状况下的体积为________。
②用铂电极电解0. 02mol/L CuSO4溶液，直到Cu完全析出，所得溶液中氢离子浓度为________。(忽略溶液体积的变化)。
答案：(1)①CuCl2
②H2SO4或Na2SO4　③HCl或NaCl
(2)①0.28 L　②0.04mol/L
点拨：(1)惰性电极电解电解质溶液的类型有电解水型、电解电解质型，放氢气生碱型和放氧气生酸型。①水量不变应为电解电解质型，②水量减少，电解质的量不变，则为电解水型，③两极都产生气体，且气体体积比为1?1，应为放氢气生碱型或电解电解质型。
(2)①2CuSO4＋2H2O2Cu＋ O2↑＋2H2SO4
128 g 22.4 L
1.6 g V
128 g:1.6 g＝22.4 L:V　V＝0.28 L
②由2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4可知，铜完全析出，生成硫酸的物质的量与电解前硫酸铜的物质的量相等，即c(H2SO4)＝c(CuSO4)＝0.02mol/L，所以c(H＋)＝0.04mol/L。
14．从NO、SO、H＋、Cu2＋、Ba2＋、Ag＋、Cl－等离子中选出适当的离子组成电解质，采用惰性电极对其溶液进行电解。
(1)若两极分别放出H2和O2时，电解质的化学式可能是_____；
(2)若阴极析出金属，阳极放出O2，电解质的化学式可能是________；
(3)若两极分别放出气体，且体积比为1?1，电解质的化学式可能是________。
答案：(1)HNO3、H2SO4、Ba(NO3)2、Ba(OH)2中的一种
(2)AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4中的一种
(3)HCl、BaCl2中的一种
点拨：题中提供的电解质离子是七种，其实还包括OH－，即八种。这些离子放电的顺序是：
阳极：Cl－>OH－>(NO、SO)
阴极：Ag＋>Cu2＋>H＋>Ba2＋
(1)两极分别放出H2和O2，即H＋和OH－放电，实质是电解H2O，水中的溶质应是起导电作用而又不改变H＋和OH－放电的顺序，它可以是HNO3、Cu(NO3)2、Ba(NO3)2、Ba(OH)2中的任意一种，但不是BaSO4。
(2)阴极析出金属，即Ag＋或Cu2＋放电；阳极放出O2，即OH－放电。水中的溶质可以是AgNO3、Cu(NO3)、CuSO4中的任意一种，但不是Ag2SO4。
(3)两极都生成气体，且气体体积比为1?1，则放电的离子应是Cl－和H＋。水中的溶质可以是HCl、BaCl2中的任意一种。
15．由于Fe(OH)2极易被氧化，所以实验室很难用亚铁盐溶液与碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀，应用右图所示的电解实验来探究能否制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀，两电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d可以是________(填编号)。
A．纯水 B．NaOH溶液
C．NaCl溶液 D．CuCl2溶液
(3)c为苯，其作用是____________________，在加入苯之前，对d溶液应作何简单处理：________。这是为什么？可否用其他试剂来代替？__________。
(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．适当减小两电极间的距离
D．适当降低电解液的浓度
(5)若d改为Na2SO4溶液，当电解一段时间，看到白色沉淀后，再反接电源，继续电解，除了电极上看到气泡外，另一明显的现象为________。
答案：(1)Fe　2H＋＋2e－===H2↑　(2)BC
(3)隔开空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化成为Fe(OH)3
加热d　以除去其中溶解的O2；可以考虑用汽油、煤油等密度比水溶液小的试剂来代替
(4)BC
(5)白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色
点拨：这是一道实验分析题。我们可以通过实验现象讨论制备的方法。(4)要加快电解的速率，可以增大电解液的浓度，但不能用稀硫酸，因为它可溶解氢氧化亚铁，而增大电压和缩小两极板间的距离，均可以使电解的速率加快。(5)当电解一段时间后将电源反接，则为电解水：2H2O2H2↑＋O2↑，生成的氧气将氢氧化亚铁氧化为氢氧化铁，现象为白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变成红褐色。
16．(2012·经典习题选萃)下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100 g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100 g 10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。
(1)接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10. 47%，乙中c电极质量增加。据此回答问题：
①电源的N端为________极。
②电极b上发生的电极反应为______________。
③列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积：______。
④电极c的质量变化是________g。
⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因：
甲溶液______________________________________________；
乙溶液______________________________________________；
丙溶液_______________________________________________。
(2)如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？
________________________________________________________________________________________________________________。
答案：(1)①正
②4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
③水减少的质量：100 g×(1－)＝4.5 g
生成O2体积：××22.4 L·mol－1＝2.8 L
④16
⑤甲：碱性增大，因为电解后，水量减少，溶液中NaOH浓度增大
乙：酸性增大，因为阳极上OH－失电子生成O2，溶液中H＋浓度增加
丙：酸碱性大小没有变化，因为K2SO4是强酸强碱盐，浓度增加不影响溶液的酸碱性
(2)能继续进行，因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液，反应也就变为水的电解反应
点拨：(1)c电极质量增加是此题的突破口，说明c处有Cu析出，即c为阴极。由此可推出b为阳极(OH－失电子)、a为阴极、M为负极、N为正极。
丙中K2SO4浓度的变化，是此题计算的关键。电解K2SO4溶液相当于电解水，据溶质守恒有：100×10%＝[100－m(水)]×10.47%，得m(水)＝4.5 g，即电解水0.25mol。
根据电子守恒有如下关系：
2H2O(丙)～4e－～O2(b极)～2Cu(c极)
 ＝＝
解得：V(O2)＝2.8 L，m(Cu)＝16 g。
水的电离与电解
水是一种极弱的电解质。在水中，水分子能电离出极少量的H＋和OH－。水的电离过程可以表示为：H2O??H＋＋OH－，H＋、OH－和H2O处于平衡状态。当H＋和OH－的浓度改变时，该平衡会发生移动。
由于水中H＋和OH－的浓度极小，电解水时需要加入强电解质帮助导电。如果加入的是硫酸钠，电极反应可以表示为：
阴极　4H＋＋4e－―→2H2↑
阳极　4OH－―→O2↑＋2H2O＋4e－
电解水的总反应为：2H2O2H2↑＋O2↑
4-3-2电解原理的应用
一、选择题
1．关于电解法精炼铜的下列说法正确的是(　　)
A．粗铜作阳极，纯铜作阴极，硫酸铜为电解质溶液
B．纯铜作阳极，粗铜作阴极，硫酸铜为电解质溶液
C．电解结束后，溶液中Cu2＋浓度不变
D．电解结束后，溶液中Cu2＋浓度变大
答案：A
点拨：电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，CuSO4为电解质溶液，因粗铜中活泼金属失电子形成的阳离子如Zn2＋，会逐渐代替Cu2＋。c(Cu2＋)将会有所减小。
2．下列关于铜电极的叙述正确的是(　　)
A．铜锌原电池中铜是负极
B．用电解法精炼粗铜时粗铜作阴极
C．在镀件上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
答案：C
点拨：铜锌原电池中，铜不如锌活泼，铜为正极；用电解法精炼粗铜时粗铜作阳极；电解稀硫酸制H2、O2时应用惰性电极，如把铜放在阳极，铜就会首先放电，阳极就不能产生氧气。
3．下列说法中，不正确的是(　　)
A．在冶金工业上，常用电解法得到钠、镁、铝等金属
B．在金属冶炼时，除电解法外，还有热分解、热还原等方法
C．工业上用电解氯化钠溶液的方法制钠单质
D．电解法制钠时，钠在阴极上生成
答案：C
点拨：制备Na单质，是电解熔融的氯化钠。
4．将一直流电源的正、负极(电极材料为Pt)，用玻璃片分别压在一张用食盐水、碘化钾、淀粉溶液和石蕊试液浸透的滤纸上，经过一段时间后，两极附近滤纸的颜色分别是(　　)
A
B
C
D
阳极
蓝
白
红
蓝
阴极
白
蓝
蓝
蓝
答案：D
点拨：题中所述装置相当于电解食盐水装置。阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑，Cl2使湿润的KI淀粉变蓝。阴极：2H＋＋2e－===H2↑阴极附近溶液呈碱性石蕊试液变蓝。
5．下列图示中关于铜电极的连接错误的是(　　)
答案：C
点拨：铜锌原电池中锌作负极，铜作正极，A正确；电解精炼铜时，粗铜作阳极，精铜作阴极，B正确；镀件上镀铜时，铜作阳极，镀件作阴极，C错误；电解氯化铜溶液时，石墨作阳极，铜作阴极，D错误。
6．学生欲完成反应Cu＋H2SO4===CuSO4＋H2↑而设计了下列四个实验，你认为可行的是(　　)
答案：C
点拨：Cu＋H2SO4===CuSO4＋H2↑是非自发氧化还原反应，为使该反应能发生，应采用电解装置。Cu被腐蚀，应接电源的正极作为阳极。电解质溶液选用H2SO4溶液。
7．如图两装置中，溶液体积均为200mL，开始时，电解质溶液的浓度0.1mol/L，工作一段时间后，测得导线上都通过0.02mol e－。若不考虑溶液体积的变化，则下列叙述中正确的是(　　)
A．同条件时产生气体体积：①＝②
B．电极上析出固体质量：①<②
C．电极反应式：①中阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
②中负极：2H＋＋2e－===H2↑
D．溶液的pH变化：①变小　②增大
答案：D
点拨：图①为电解池，电极反应阴极：Cu2＋＋2e－===Cu，阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O。图②为原电池，电极反应为正极：2H＋＋2e－===H2↑负极：Zn－2e－===Zn2＋，导线上通过0.02mol e－时①中阴极生成0.01mol Cu，阳极生成0.005mol O2；②中正极生成H2 0.01mol，负极溶解Zn 0.01mol，①中OH－放电使溶液中c(H＋)变大，pH变小，②中c(H＋)减小，pH变大。
8．金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量的Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述中正确的是(已知氧化性Fe2＋A．阳极发生还原反应，其电极反应式为：Ni2＋＋2e－===Ni
B．电解过程中，阳极质量减少与阴极质量的增加相等
C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋
D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt
答案：D
点拨：阳极发生氧化反应。电解后溶液中的阳离子主要为Ni2＋。根据金属原子的还原性顺序和金属阳离子的氧化性顺序知，阳极反应为：Zn－2e－===Zn2＋，Fe－2e－===Fe2＋，Ni－2e－===Ni2＋，Cu、Pt在该条件下不失电子，阴极反应为Ni2＋＋2e－===Ni，Fe2＋、Zn2＋在该条件下不得电子。两电极通过电量相等，但阳极减少质量与阴极增加质量不等。
9．用铂电极分别电解KCl溶液和K2SO4溶液时，都会出现的现象或实验结果是(　　)
A．溶液中K＋离子浓度都不变
B．溶液的pH都不变
C．阳极上都生成能使湿润的碘化钾淀粉试纸变成蓝色的无色气体
D．阴极上都生成可燃的气体
答案：D
点拨：用Pt电极电解KCl溶液，反应为2KCl＋2H2O2KOH＋H2↑＋Cl2↑，溶液的pH将增加，B错。用惰性电极电解K2SO4溶液，相当于电解水，K＋浓度将增加，A错。电解KCl溶液，阴极上产生H2，阳极上产生黄绿色气体Cl2，电解K2SO4溶液，阴极上产生H2，阳极上产生O2，所以C错。二者阴极均产生的可燃气体H2，D对。
10．如图装置分别通电一段时间后，溶液的质量增加的是(　　)
答案：D
点拨：A项实质是电解水，2H2O2H2↑＋O2↑，溶液质量减少。B项电解CuCl2，CuCl2Cu＋Cl2↑，溶液质量减少。C项，阳极是活性电极Cu，电极反应Cu－2e－===Cu2＋；阴极反应：Cu2＋＋2e－===Cu溶液质量无变化。D项阳极是活性电极Ag，电极反应2Ag－2e－===2Ag＋，阴极反应Cu2＋＋2e－===Cu，总反应2Ag＋Cu(NO3)22AgNO3＋Cu，溶液质量增大。
11．Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如图所示，电解总反应为：2Cu＋H2OCu2O＋H2↑。下列说法正确的是(　　)
A．石墨电极上产生氢气
B．铜电极发生还原反应
C．铜电极接直流电源的负极
D．当有0.1mol电子转移时，有0.1mol Cu2O生成
答案：A
点拨：由电解总反应可知，Cu参加了反应，所以Cu作电解池的阳极，发生氧化反应，B选项错误；石墨作阴极，阴极上是溶液中的H＋反应，电极反应为：2H＋＋2e－===H2↑，A选项正确；阳极与电源的正极相连，C选项错误；阳极反应为2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O，当有0.1mol电子转移时，有0.05mol Cu2O生成，D选项错误。
12．电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法，如图是电解污水的实验装置示意图，实验用污水中主要含有可被吸附的悬浮物(不导电)。下列有关推断明显不合理的是(　　)
A．阴极的电极反应式为：O2＋4e－＋2H2O===4OH－
B．通电过程中烧杯内产生可以吸附悬浮物的Fe(OH)3
C．通电过程中会产生气泡，把悬浮物带到水面形成浮渣弃去
D．如果实验用污水导电性不良，可加入少量Na2SO4固体以增强导电性
答案：A
点拨：A项中阴极H2O电离出的H＋得电子，电极反应式为：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑。
二、非选择题
13．(2012·经典习题选萃)如图，X和Y均为石墨电极。(1)若电解液为滴有酚酞的饱和食盐水，电解反应的离子方程式为________；电解过程中________(填“阴”或“阳”)极附近会出现红色。
(2)若电解液为500mL含A溶质的某蓝色溶液，电解一段时间，观察到X电极表面有红色的固态物质生成，Y电极有无色气体生成。溶液中原有溶质完全电解后，停止电解，取出X电极，洗涤、干燥、称量，电极质量增加1.6 g。
①电解后溶液的pH为________；要使电解后溶液恢复到电解前的状态，需加入一定量的________(填加入物质的化学式)。(假设电解前后溶液的体积不变)
②Y电极产生气体的体积为________L。
③请你推测原溶液中所含的酸根离子可能是________；并设计实验验证你的推测，写出实验的操作步骤、现象和结论：_________
_________________________________________________________。
答案：(1)2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑　阴(2)①1　CuO(或CuCO3)　②0.28　③硫酸根离子　取少量待测液于试管中，滴加盐酸无明显现象，继续加入氯化钡溶液，若有白色沉淀产生，则证明是硫酸根离子(或：硝酸根离子　取少量待测液于试管中，加热浓缩后滴加浓硫酸和铜粉，若有红棕色气体产生，则证明是硝酸根离子)
点拨：(1)电解饱和食盐水的离子方程式：2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑，在阴极区生成NaOH，使酚酞溶液变红。
(2)蓝色溶液中可能含有Cu2＋，并且在电解过程中析出红色固体，进一步验证析出的是铜；Y电极上析出无色气体，应该是O2，电解离子方程式：2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋。
①根据电解离子方程式得：n(H＋)＝2n(Cu2＋)＝2×＝0.05mol，故溶液中c(H＋)＝＝0.1mol·L－1，溶液的pH＝1。要使溶液恢复到以前，可以加入CuO或CuCO3。
②根据电解离子方程式得：n(O2)＝×n(Cu)＝0.0125mol，在标准状况下的体积V(O2)＝22.4 L·mol－1×0.0125mol＝0.28 L。
③溶液中存在的必须是含氧酸根离子，可以是SO或NO；然后利用实验进行检验。
14．如下图所示中的A为直流电源，B为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸，C为电镀槽，接通电路后，发现B上的c点显红色，请填空：
(1)电源A上的a为________极。
(2)滤纸B上发生的总化学反应方程式为：________________。
(3)欲在电镀槽中实现在铁上镀锌，接通K点，使c、d两点短路，则电极e上发生的反应为________，电极f上发生的反应为________，槽中盛放的电镀液可以是________溶液或________溶液(只要求填两种电解质溶液)。
答案：(1)正
(2)2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH
(3)Zn－2e－===Zn2＋　Zn2＋＋2e－===Zn
ZnSO4　Zn(NO3)2
点拨：根据c点酚酞变红，则该极的反应为2H＋＋2e－===H2↑，即该极为阴极，与电源的负极相连，所以a点是正极。(2)滤纸B上发生的总反应方程式为2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH。(3)c、d两点短路后，e为阳极，反应为Zn－2e－===Zn2＋。阴极上镀锌，则阴极反应为Zn2＋＋2e－===Zn。电解液用含镀层离子的电解质，所以可用ZnSO4溶液或Zn(NO3)2溶液等。
15．(2012·试题调研)工业上电解饱和食盐水能制取多种化工原料，其中部分原料可用于制备多晶硅。
(1)如图是离子交换膜法电解饱和食盐水示意图，电解槽阳极产生的气体是________；NaOH溶液的出口为________(填字母)；精制饱和食盐水的进口为________(填字母)；干燥塔中应使用的液体是________。
(2)多晶硅主要采用SiHCl3还原工艺生产，其副产物SiCl4的综合利用受到广泛关注。
①SiCl4可制气相白炭黑(与光导纤维主要原料相同)，方法为高温下SiCl4与H2和O2反应，产物有两种，化学方程式为____________
________________________________________________________。
②SiCl4可转化为SiHCl3而循环使用。一定条件下，在20 L恒容密闭容器中的反应：
3SiCl4(g)＋2H2(g)＋Si(s)??4SiHCl3(g)
达平衡后，H2与SiHCl3物质的量浓度分别为0. 140mol·L－1和0. 020mol·L－1，若H2全部来源于离子交换膜法的电解产物，理论上需消耗纯NaCl的质量为______________kg。
(3)采用无膜电解槽电解饱和食盐水，可制取氯酸钠，同时生成氢气，现制得氯酸钠213.0 kg，则生成氢气________m3(标准状况)。
答案：(1)氯气　a　d　浓硫酸
(2)①SiCl4＋2H2＋O2SiO2＋4HCl　②0.351
(3)134.4
点拨：(1)根据图示装置可知在d处加入的应是饱和食盐水，在阴极和阳极分别发生还原反应和氧化反应，即阴极和阳极产物分别是H2和Cl2，并在阴极出口a处得到NaOH溶液；阳极产生的Cl2可用浓硫酸干燥处理。
(2)①根据信息可知白炭黑为SiO2，再据氧化还原反应原理可以写出制备气相白炭黑的反应。
②生成SiHCl3消耗的n(H2)＝0.010×20＝0.2mol，则起始时n(H2)＝0.2＋0.140×20＝3.0(mol)；根据2NaCl～H2和H2为3mol，可以求得消耗NaCl为0.351kg。(3)根据3H2～3Cl2～NaClO3及213.0kg NaClO3可以求得生成的H2为134.4m3。
16．(2012·试题调研)工业上为了处理含有Cr2O的酸性工业废水，采用下面的处理方法：
往工业废水中加入适量的NaCl，以Fe为电极进行电解，经过一段时间，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成，工业废水中铬的含量已低于排放标准。请回答下列问题。
(1)两极发生的电极反应式
(2)写出Cr2O变为Cr3＋的离子方程式：__________________。
(3)工业废水由酸性变为碱性的原因是_____________________
__________________________________________________________________________________________________________________。
(4)________(填“能”或“不能”)改用石墨电极，原因是________________________。
答案：(1)Fe－2e－===Fe2＋　2H＋＋2e－===H2↑
(2)Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O
(3)H＋不断放电，Cr2O与Fe2＋反应时消耗H＋，打破了水的电离平衡，使溶液中c(OH－)>c(H＋)
(4)不能　用石墨作电极无Fe2＋产生，不能还原Cr2O
点拨：本题除铬的思路：Cr2OCr3＋Cr(OH)3↓。电解时阳极被氧化而生成Fe2＋，Fe2＋显然还原剂，将Cr2O还原为Cr3＋，本为被氧化为Fe3＋；反应式为：Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。该反应消耗了溶液中的H＋，另外阳极H＋放电生成H2，又会使溶液中的OH－溶液增大。完成了工业废水从弱酸性到碱性的转变，进而发生了如下的离子反应：Cr3＋＋3OH－===Cr(OH)3↓(铬被除去)，Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓。
电镀的妙用
电镀在工业的应用已经遍及国民经济各个生产领域中，如机械制造、无线电通讯、交通运输及轻工业系统，这些工业系统中使用金属镀层的目的是多种多样的。其中应用最多的是为了防止金属制品及其组合件的腐蚀。例如，一辆解放牌载重汽车上，零部件的受镀面积可达10m2左右，其主要目的是防止金属锈蚀。一些产品使用金属镀层则具有防护和装饰的双重目的，像自行车、钟表等。在一些特殊情况下，电镀金属层则是为了赋予制品一定的物理、机械性能，如增加金属表面反光能力、提高表面导电能力、增加抗磨损能力、提高金属的热稳定性等。
4-4金属的电化学腐蚀与防护
一、选择题
1．关于金属腐蚀的叙述中，正确的是(　　)
A．金属被腐蚀的本质是M＋nH2O===M(OH)n＋H2↑
B．马口铁镀(锡铁)镀层破损后被腐蚀时，首先是镀层被氧化
C．金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀
D．常温下，置于空气中的金属主要发生化学腐蚀
答案：C
点拨：金属腐蚀的本质，主要是金属原子失电子被氧化，腐蚀的内因是金属的化学性质比较活泼，外因是金属与空气、水和其他腐蚀性的物质相接触，腐蚀主要有化学腐蚀和电化学腐蚀。A中金属腐蚀的本质应包括化学腐蚀和电化学腐蚀，为M－ne－===Mn＋；B选项中Sn、Fe构成电化学腐蚀，主要是Fe－2e－===Fe2＋，铁先被腐蚀。常温下，空气中的金属主要发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，难以和非金属氧化剂(Cl2、S)等反应，发生化学腐蚀。
2．钢铁发生腐蚀时，正极上发生的反应是(　　)
A．2Fe－2e－===2Fe2＋
B．2Fe2＋＋4e－===2Fe
C．2H2O＋O2＋4e－===4OH－
D．Fe3＋＋e－===Fe2＋
答案：C
点拨：钢铁发生的腐蚀主要是吸氧腐蚀，其正极氧气得电子，发生还原反应，电极反应式为：2H2O＋O2＋4e－===4OH－
3．下列各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时，由快到慢的顺序是(　　)
A．4>2>1>3>5>6 B．4>6>2>1>3>5
C．5>4>2>3>1>6 D．6>3>5>2>4>1
答案：B
点拨：铁被腐蚀由快到慢顺序：电解池的阳极(4)>原电池的负极(2与6，金属活泼性相差越大，负极腐蚀速率越快，则6>2)>吸氧腐蚀(1)>原电池的正极(3)>电解池的阴极(5)，故选B。
4．光亮的铁钉在下列情况下最易生锈的是(　　)
答案：B
点拨：雨水酸性较强，铁钉更容易被腐蚀。植物油为非电解质，保护了铁钉，最不容易被腐蚀。
5．铁生锈是一种常见的自然现象，其主要的化学反应方程式为4Fe＋3O2＋xH2O===2Fe2O3·xH2O。如右图为放在水槽中的铁架，水位高度如图。最容易生锈的铁架横杆是(　　)
A．①　　　　　　　　 B．②
C．③ D．④
答案：C
点拨：④处没有和电解质溶液接触，不能构成原电池，锈腐速率较慢；①②③处已与电解质溶液接触，但①②处含O2较少，所以③处腐蚀最快。
6．(2012·试题调研)下列说法正确的是(　　)
A．铅蓄电池放电时铅电极发生还原反应
B．电解饱和食盐水在阳极得到氯气，阴极得到金属钠
C．给铁钉镀铜可采用CuSO4作电镀液
D．生铁浸泡在食盐水中发生析氢腐蚀
答案：C
点拨：铅蓄电池放电时铅电极作负极，负极发生氧化反应，A错误；电解饱和食盐水的方程式为2NaCl＋2H2OH2↑＋2NaO＋Cl2↑，B错误；食盐水是中性溶液，该条件下发生铁的吸氧腐蚀，D错误。
7．下列关于铁器的使用注意事项不正确的是(　　)
A．避免长期接触潮湿空气
B．避免与酸性物质接触
C．不能接触干燥的空气
D．用水经常冲洗自行车防锈
答案：CD
点拨：铁制品的腐蚀主要是电化学腐蚀，包括析氢腐蚀(在酸性条件下)，吸氧腐蚀(在中性条件下)，但主要是吸氧腐蚀。为了防止腐蚀，就要切断发生电化学腐蚀的条件，隔绝空气(如在金属表面涂油漆、矿物油等或镀层进行保护)，使金属制品表示保持干燥。A中防腐方法正确；B中如果与酸性物质接触，会发生化学腐蚀，所以要避免与酸性物质接触；C项错误；D项中经常用水冲洗自行车，如果不及时擦干也容易生锈。
8．钢铁生锈过程发生如下反应：①2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2；②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3；③2Fe(OH)3===Fe2O3＋3H2O。下列说法正确的是(　　)
A．反应①②中电子转移数目相等
B．反应①中氧化剂是氧气和水
C．与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀
D．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀
答案：A
点拨：反应①中水既不是氧化剂，也不是还原剂，B项错。选项C中钢质(主要成分是Fe)水管与铜质(主要成分是Cu)水龙头构成原电池，较活泼的钢质水管腐蚀速率加快，C项错。钢铁可认为是铁碳合金，在潮湿的空气中构成了原电池，易发生电化学腐蚀而使铁生锈。
9．为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩内保存一星期后，下列对实验结束时现象描述不正确的是(　　)
A．装置Ⅰ左侧的液面一定会上升
B．左侧液面装置Ⅰ比装置Ⅱ的低
C．装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重
D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀
答案：B
点拨：Ⅰ中铁钉发生吸氧腐蚀，左端液面上升；Ⅱ中盐酸挥发，和铁钉反应生成H2，腐蚀最严重，Ⅱ中左端下降；Ⅲ中浓硫酸吸水，而铁钉在干燥空气中几乎不腐蚀。
10．钢铁制品露置在潮湿的空气中，下列变化不可能发生的是(　　)
A．Fe－2e－===Fe2＋
B．2H＋＋2e－===H2↑
C．4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
D．4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
答案：C
点拨：钢铁制品露置在潮湿的空气中既可能发生析氢腐蚀，也可能发生吸氧腐蚀，但负极反应都是Fe－2e－===Fe2＋(氧化反应)。析氧腐蚀的正极反应2H＋＋2e－===H2↑(还原反应)，吸氧腐蚀的正极反应为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，最后生成Fe(OH)2，Fe(OH)2继续与空气中O2作用生成Fe(OH)3；4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3。
二、非选择题
11．钢铁工业是国家工业的基础。请回答钢铁冶炼、腐蚀、防护过程中的有关问题。
(1)工业用热还原法炼铁，写出由CO还原赤铁矿(主要成分为Fe2O3)的化学方程式：___________________________________。
(2)铁在潮湿的空气中容易被腐蚀为铁锈(Fe2O3·xH2O)，反应的化学方程式为：__________________________________________。
(3)生产中可用盐酸来除铁锈。现将一生锈的铁片放入盐酸中，当铁锈被完全除尽后，溶液中继续发生的化合反应的化学方程式为：____________________________________________________。
答案：(1)3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2
(2)4Fe＋3O2＋2xH2O===2Fe2O3·xH2O
(3)2FeCl3＋Fe===3FeCl2
点拨：铁在潮湿的空气中生锈既有氧气参加又有水参加，发生的反应较为复杂，可以写出总的化学方程式；盐酸除去铁锈后，溶液中的氯化铁与铁可以继续发生反应。
12．钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的1/4。
(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，写出该腐蚀过程中的电极反应式。
正极：______________________________________________；
负极：______________________________________________。
(2)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用下图所示的甲方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用________。(请写出具体金属名称)
(3)下图中乙方案也可降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的________极。
答案：(1)O2＋2H2O＋4e－===4OH－
Fe－2e－===Fe2＋
(2)锌　(3)负
点拨：甲是利用原电池原理对金属防护，被保护的铁闸门必须作正极，焊接在铁闸门上的固体材料R作负极，必须比铁活泼且不与水反应。乙是利用电解池原理对金属防护，被保护的金属作阴极。
13．如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁锈蚀的影响因素，某同学做了如下探究实验：
序号
内容
实验现象
1
常温下将铁丝放在干燥空气中一个月
干燥的铁丝表面依然光亮
2
常温下将铁丝放在潮湿空气中一小时
铁丝表面依然光亮
3
常温下将铁丝放在潮湿的空气中一个月
铁丝表面已变得灰暗
4
将潮湿的铁丝放在常温的氧气流中一小时
铁丝表面略显灰暗
5
将潮湿的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时
铁丝表面已变得灰暗
6
将浸过氯化钠溶液的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时
铁丝表面灰暗程度比实验5严重
回答以下问题：
(1)上述实验中发生了电化学腐蚀的是(填实验序号)________；在电化学腐蚀中，负极反应是________；正极反应是________；
(2)由该实验可知，可以影响铁锈蚀速率的因素有：
_____________________________________________________；
(3)为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是________(答两种方法)。
答案：(1)3、4、5、6　Fe－2e－===Fe2＋
(或2Fe－4e－===2Fe2＋)2H2O＋O2＋4e－===4OH－
(2)湿度、温度、O2的浓度、电解质溶液存在
(3)电镀、发蓝等表面覆盖保护层，牺牲阳极的阴极保护法等
点拨：(1)不纯的金属与电解质溶液接触，因发生原电池反应，较活泼的金属失电子而被氧化，分析题中实验可知，3、4、5、6发生了电化学腐蚀。负极反应Fe－2e－===Fe2＋，正极反应O2＋2H2O＋4e－===4OH－。(2)1和3可得出湿度增大，可使铁锈蚀速率加快；对比实验3、4可知增大O2浓度可加快铁锈蚀的速率；对比实验4、5可知升高温度可加快铁锈蚀的速率；对比实验5、6可知电解质溶液的存在会使铁锈蚀的速率加快。第(3)题，为防止铁的锈蚀，根据铁锈蚀的类型，可采用牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法，还可把铁制成不锈钢(合金)、亦可采用喷油漆、涂油脂、电镀、表面钝化等方法使铁与空气、水等物质隔离，以防止金属腐蚀。
14．(2012·试题调研)
(1)对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。
①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是________(用离子方程式表示)。为将碱洗槽液中的铝以沉淀的形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的________。
a. NH3 b．CO2
c. NaOH d．HNO3
②以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为____________________________________。
(2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极材料的原因是________________________________________________。
(3)利用下图装置，可以模拟铁的电化学防护。
若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于________处。若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为__________________
____________________________________________________。
答案：①2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑　b
②2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋
(2)阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu2＋，使电解质溶液中的Cu2＋保持不变
(3)N　牺牲阳极的阴极保护法
点拨：(1)①冒气泡的原因是Al与NaOH发生反应，离子方程式为：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑；使AlO转变成Al(OH)3沉淀，最好是通入CO2，若加HNO3沉淀容易溶解。
②阳极是Al发生氧化反应，要生成氧化膜还必须有H2O参加，故电极反应式为：2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋；
(2)电镀时，阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu2＋。
(3)铁被保护，可以是作原电池的正极，或者电解池的阴极，故若X为碳棒，开关K应置于N处，Fe作阴极受到保护；若X为锌，开关K置于M处，铁作正极，称为牺牲阳极的阴极保护法。
15．(2012·经典习题选萃)金属由于其优良的物理化学性能，在工农业生产以及国防中大量使用。钢铁是应用最广的金属材料，但是钢铁材料的腐蚀也使我们损失惨重。因此对其的防护是十分必要的。防止或减少钢铁的腐蚀有多种方法：如制成耐腐蚀合金，表面“烤蓝”，电镀另一种金属以及电化学保护等方法。
(1)钢铁的腐蚀主要是吸氧腐蚀，请写出钢铁吸氧腐蚀的电极反应：
负极：_____________________________________________；
正极：_____________________________________________。
(2)合金的性能各种各样，人们根据需要生产出种类繁多的合金材料。
请回答：①作为建筑材料的铝合金利用了该合金的哪些特性(至少回答两点)?
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
②由于人体摄入较多的Al，对人的健康有害，所以现在不主张使用铝制炊具。你认为生产炊具的材料最好是________，理由是____________________________________________________________________________________________________________________。
(3)钢铁表面常电镀一层Cr而达到防腐蚀的目的，这是由于Cr具有优良的抗腐蚀性能。请回答：电镀过程中，阴极是________，电解质一定含有________离子，阳极材料是________；电镀Cr时，不能使用CrO或Cr2O作为镀液，请说明原因：_________________
____________________________________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________。
答案：(1)2Fe－4e－===2Fe2＋
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
(2)①主要利用了合金的强度较高、密度小、耐腐蚀等特点
②不锈钢　不锈钢强度高、耐腐蚀，无有害健康的离子进入食物
(3)镀件　Cr3＋　纯铬
由于CrO、Cr2O均带有负电荷，电镀过程中向阳极移动，不能在阴极上放电析出Cr
点拨：根据原电池反应原理，不难回答问题(1)，对于(2)注意联系日常生活接触到的铝和不锈钢知识。问题(3)考查电解电镀原理，阴极发生的是还原反应，故可以使Cr3＋还原成Cr而析出，由于电解液中的Cr3＋不断消耗，因此要有阳极溶解补充。故阳极应为Cr。同时要掌握电解过程中阴阳离子的定向移动问题。
补牙剂与原电池
常用的补牙剂中有一种汞合金，它含有几乎等质量的汞、银、锡、铜和锌。这种补牙剂十分坚固，耐腐蚀，不产生有毒物质或可溶性物质。但是，用了这种补牙剂的人可能会碰到一个麻烦，当他们享用口香糖或糖果时，如果补过的牙不小心咬到包装用的铝箔——啊！疼！
据牙科医生说，两颗坏牙上的补牙剂接触时也会产生疼痛。这是为什么呢？
补牙剂汞合金中含有组成大致为Ag2Hg3、Ag3Sn、SnxHg(x＝7～9)的物质，它们可能发生电极反应，如：
3Hg＋4Ag＋6e－??2Ag2Hg3
Sn2＋＋3Ag＋2e－===Ag3Sn
铝比汞合金中任何一种金属都活泼，可能发生的电极反应为：
Al??Al3＋＋3e－
当铝与这种补牙剂接触时，唾液充当电解液，铝电极发生氧化反应成为负极，补牙剂中的合金发生还原反应成为正极，形成一个微电池。微电池产生的微电流刺激牙神经，就产生了疼痛感。