2013-2014学年高中化学（人教版 选修4）同步课时检测 （共34份）

化学反应与能量专项训练
一、能源及其利用
1． 下列关于能源和作为能源的物质叙述错误的是 (　　)
A．化石能源物质内部蕴涵着大量的能量
B．绿色植物进行光合作用时，将太阳能转化为化学能“贮存”起来
C．物质的化学能可以在不同的条件下转化为热能、电能被人类利用
D．吸热反应没有利用价值
2． 形成节约能源和保护生态环境的产业结构是人类与自然和谐发展的重要保证，你认为下列行为中有悖于这一保证的是 (　　)
A．开发太阳能、水能、风能等新能源，减少使用煤、石油等化石燃料
B．研究采煤、采油新技术，提高产量以满足工业生产的快速发展
C．在农村推广使用沼气
D．减少资源消耗、增加资源的重复使用和资源的循环再生
3． 太阳能是清洁的新能源，为了环保，我们要减少使用像煤炭这样的常规能源而大力开发新能源。
(1)划分下列能源的类别。
煤、石油、水力、汽油、铀、薪柴、酒精、天然气、液化气、热水、煤气、蒸汽、风力、
电
一次能源
二次能源
燃料能源
非燃料能源
(2)煤、石油、天然气和生物能作为能源的共同特点是________________________，能量形成和转换利用过程基本上是____________________。
(3)为了消除大气污染，节约燃料，缓解能源危机，化学家提出了利用太阳能促使燃料循环使用的构想图，该设想的物质循环中太阳能最终转化为________，主要需解决的问题是____________________________________________________________________。
二、中和热和燃烧热的概念
4． 下列说法或表示方法中正确的是 (　　)
A．等质量的硫蒸气和硫黄分别完全燃烧，后者放出的热量多
B．氢气的燃烧热为285.8 kJ·mol－1，则氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
C．Ba(OH)2·8H2O(s)＋2NH4Cl(s)===BaCl2(s)＋2NH3(g)＋10H2O(l)　ΔH<0
D．已知中和热为57.3 kJ·mol－1，若将含0.5 mol H2SO4的浓溶液与含1 mol NaOH的溶液混合，放出的热量要大于57.3 kJ
5． 已知反应热：
①25 ℃、101 kPa时，2C(s)＋O2(g)===2CO(g)
ΔH＝－221 kJ·mol－1
②稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)
ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
弱电解质电离时吸热。下列结论正确的是 (　　)
A．C的燃烧热大于110.5 kJ·mol－1
B．①的反应热为221 kJ·mol－1
C．稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为
－57.3 kJ·mol－1
D．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出57.3 kJ热量
三、热化学方程式书写正误判断
6． 已知在1.01×105 Pa、298 K条件下，2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ的热量，下列热化学方程式正确的是 (　　)
A．H2O(g)===H2(g)＋O2(g)
ΔH＝＋242 kJ·mol－1
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－484 kJ·mol－1
C．H2(g)＋O2(g)===H2O(g)
ΔH＝＋242 kJ·mol－1
D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)
ΔH＝＋484 kJ·mol－1
7． 已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量b kJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是 (　　)
A．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－2b kJ·mol－1
B．C2H2(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)
ΔH＝＋2b kJ·mol－1
C．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－4b kJ·mol－1
D．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝＋b kJ·mol－1
8． 下列热化学方程式正确的是 (　　)
A．甲烷的标准燃烧热为890.3 kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
B．500 ℃、30 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，其热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－38.6 kJ·mol－1
C．已知在120 ℃、101 kPa下，1 g H2燃烧生成水蒸气放出121 kJ热量，其热化学方程式为H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－242 kJ·mol－1
D．25 ℃，101 kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJ·mol－1，硫酸溶液与氢氧化钾溶液反应的热化学方程式为H2SO4(aq)＋2KOH(aq)===
K2SO4(aq)＋2H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
四、盖斯定律在反应热计算中的典型应用
9． 已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热分别是285.8 kJ·mol－1、1 411.0 kJ·mol－1和1 366.8 kJ·mol－1，则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的ΔH为 (　　)
A．－44.2 kJ·mol－1 B．＋44.2 kJ·mol－1
C．－330 kJ·mol－1 D．＋330 kJ·mol－1
10．S(单斜)和S(正交)是硫的两种同素异形体。
已知：①S(单斜，s)＋O2(g)===SO2(g)
ΔH1＝－297.16 kJ·mol－1
②S(正交，s)＋O2(g)===SO2(g)
ΔH2＝－296.83 kJ·mol－1
③S(单斜，s)===S(正交，s)　ΔH3
下列说法正确的是 (　　)
A．ΔH3＝＋0.33 kJ·mol－1
B．单斜硫转化为正交硫的反应是吸热反应
C．S(单斜，s)===S(正交，s)　ΔH3<0，正交硫比单斜硫稳定
D．S(单斜，s)===S(正交，s)　ΔH3>0，单斜硫比正交硫稳定
11．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)＋5H2O(l)　ΔH＝＋Q1 kJ·mol－1，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．Q1五、化学反应与能量有关知识的综合应用
12．接触法制硫酸工艺中，其主反应在450 ℃并有催化剂存在下进行：
2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)　ΔH＝－190 kJ·mol－1。
(1)该热化学反应方程式的意义是______________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)已知单质硫16 g燃烧放热为149 kJ，写出硫燃烧的热化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)由S(s)生成3 mol SO3(g)的ΔH＝_________________________________________。
13．化学反应中的能量变化，是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同所致。下图为N2(g)和O2(g)生成NO (g)过程中的能量变化：
(1)人们通常把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱，则N≡N键的键能为________kJ·mol－1。根据上图写出N2(g)和O2(g)生成NO(g)的热化学方程式：________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)NO(g)分解生成N2(g)和O2(g)的热化学方程式为
________________________________________________________________________；
当有16 g O2(g)生成时，该反应中放出的热量为______________________________kJ。
14．为了合理利用化学能，确保安全生产，化工设计需要充分考虑化学反应的焓变，并采取相应措施。化学反应的焓变通常用实验进行测定，也可进行理论推算。
(1)实验测得，5 g甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5 kJ的热量，试写出甲醇燃烧的热化学方程式：____________________________________
____________________。
(2)由气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量叫键能。从化学键的角度分析，化学反应的过程就是反应物的化学键的断裂和生成物的化学键的形成过程。在化学反应过程中，拆开化学键需要消耗能量，形成化学键又会释放能量。已知反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH＝a kJ·mol－1。
化学键
H—H
N—H
N≡N
键能(kJ·mol－1)
436
391
945
试根据表中所列键能数据估算a的数值：_____________________________________。
(3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。
已知：
C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1 ①
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH2＝－571.6 kJ·mol－1 ②
2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH3＝－2 599 kJ·mol－1 ③
根据盖斯定律，计算298 K时由C(石墨，s)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反应的焓变：________________________________________________________________________。
15．研究NOx、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
(1)处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质S。已知：
①CO(g)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH＝－283.0 kJ·mol－1
②S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－296.0 kJ·mol－1
此反应的热化学方程式是____________________________________________________。
(2)氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。已知：
CO(g)＋NO2(g)===NO(g)＋CO2(g)
ΔH＝－a kJ·mol－1(a>0)
2CO(g)＋2NO(g)===N2(g)＋2CO2(g)
ΔH＝－b kJ·mol－1(b>0)
若用标准状况下3.36 L CO还原NO2至N2(CO完全反应)的整个过程中转移电子的物质的量为________mol，放出的热量为__________kJ(用含有a和b的代数式表示)。
(3)用CH4催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染。例如：
CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－574 kJ·mol－1①
CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH2＝？②
若1 mol CH4还原NO2至N2，整个过程中放出的热量为867 kJ，则ΔH2＝______________。
答案
1．D　2．B
3．(1)
一次能源
二次能源
燃料能源
煤、石油、薪柴、天然气
汽油、酒精、液化气、煤气
非燃料能源
水力、铀、风力
热水、蒸汽、电
(2)来自太阳辐射的能量　太阳能辐射―→化学能―→热能
(3)化学能　利用太阳能使燃烧产物经化学反应重新组合，使之变成CH4、CH3OH、NH3等
4．D　5．A 6．A　7．C　8．C　9．A　10．C　11.A
12．(1)在450 ℃时，2 mol SO2气体和1 mol O2气体完全反应生成2 mol SO3气体时放出的热量为190 kJ
(2)S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－298 kJ·mol－1
(3)－1 179 kJ·mol－1
13．(1)946　N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋180 kJ·mol－1
(2)2NO(g)===N2(g)＋O2(g)　ΔH＝－180 kJ·mol－1　90
14．(1)2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝－1 452.8 kJ·mol－1
(2)－93　(3)ΔH＝＋226.7 kJ·mol－1
15．(1)2CO(g)＋SO2(g)===S(s)＋2CO2(g)　ΔH＝－270 kJ·mol－1
(2)0.3　3(2a＋b)/80
(3)－1 160 kJ·mol－1
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章末检测
(时间：90分钟　满分：100分)
第Ⅰ卷(选择题，共45分)
一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45分；每小题只有一个选项符合题意)
1． 能源可划分为一级能源和二级能源，直接来自自然界的能源称为一级能源；需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。氢气是一种高效而没有污染的二级能源，它可以由自然界中大量存在的水来制取：2H2O(l)2H2(g)＋O2(g)，该反应需要吸收大量的热，下列叙述正确的是 (　　)
A．水煤气是二级能源 B．水力是二级能源
C．天然气是二级能源 D．电能是一级能源
2． 下列措施不符合节能减排的是 (　　)
A．大力发展火力发电，解决电力紧张问题
B．在屋顶安装太阳能热水器为居民提供生活用热水
C．用石灰对煤燃烧后形成的烟气脱硫，并回收石膏
D．用杂草、生活垃圾等有机废弃物在沼气池中发酵产生沼气，作家庭燃气
3． 下列性质中，不能说明乙醇宜作燃料的是 (　　)
A．燃烧时发生氧化还原反应
B．充分燃烧的产物不污染环境
C．乙醇是一种可再生能源
D．燃烧时放出大量的热
4． 在下列各说法中，正确的是 (　　)
A．ΔH>0表示放热反应，ΔH<0表示吸热反应
B．热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量，可以是分数
C．1 mol H2SO4与1 mol Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀时放出的热叫做中和热
D．1 mol H2与0.5 mol O2反应放出的热就是H2的燃烧热
5． 已知298 K时，合成氨反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH＝－92.0 kJ·mol－1，将此温度下的1 mol N2和3 mol H2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应。测得反应放出的热量为(假定测量过程中没有能量损失) (　　)
A．一定小于92.0 kJ B．一定大于92.0 kJ
C．一定等于92.0 kJ D．无法确定
6． 已知1 g H2完全燃烧生成水蒸气放出热量121 kJ，且O2中1 mol O===O键完全断裂时吸收热量496 kJ，水蒸气中形成1 mol H—O键时放出热量463 kJ，则H2中1 mol H—H键断裂时吸收的热量为 (　　)
A．920 kJ B．557 kJ C．436 kJ D．188 kJ
7． 下列变化为放热的化学反应的是 (　　)
A．H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－44.0 kJ·mol－1
B．2HI(g)===H2(g)＋I2(g)
ΔH＝＋14.9 kJ·mol－1
C．形成化学键时共放出862 kJ能量的化学反应
D．能量变化如右图所示的化学反应
8． 已知：
2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ·mol－1
Na2O2(s)＋CO2(g)===Na2CO3(s)＋O2(g)
ΔH＝－266 kJ·mol－1
根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是 (　　)
A．CO的燃烧热为283 kJ
B．右图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系
C．2Na2O2(s)＋2CO2(s)===2Na2CO3(s)＋O2(g)　ΔH>－532
kJ·mol－1
D．CO(g)与Na2O2(s)反应放出549 kJ热量时，电子转移数
为6.02×1023
9． 白磷会对人体造成严重的烧伤，白磷(P4)分子结构为。下列说法不正确的是
(　　)
A．白磷着火点低，在空气中可自燃
B．白磷、红磷互为同素异形体
C．31 g白磷中，含P—P键1.5 mol
D．已知P4(白磷，s)＋3O2(g)===2P2O3(s)　ΔH＝－Q kJ·mol－1，则白磷的燃烧热为Q kJ·mol－1
10．下列热化学方程式中ΔH表示可燃物燃烧热的是 (　　)
A．CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283 kJ·mol－1
B．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－802.3 kJ·mol－1
C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
D．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)
ΔH＝－184.6 kJ·mol－1
11．在298 K、1.01×105 Pa下，将22 g CO2通入750 mL 1 mol·L－1 NaOH 溶液中充分反应，测得反应放出x kJ的热量。已知在该条件下，1 mol CO2通入1 L 2 mol·L－1 NaOH溶液中充分反应放出y kJ的热量，则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式正确的是 (　　)
A．CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq)
ΔH＝－(2y－x) kJ·mol－1
B．CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq)
ΔH＝－(2x－y) kJ·mol－1
C．CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq)
ΔH＝－(4x－y) kJ·mol－1
D．CO2(g)＋2NaOH(l)===2NaHCO3(l)
ΔH＝－(8x－2y) kJ·mol－1
12．用CH4催化还原NOx，可以消除氮氧化物的污染。例如：
①CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－574 kJ·mol－1
②CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－1 160 kJ·mol－1
下列说法不正确的是 (　　)
A．若用标准状况下4.48 L CH4还原NO2生成N2和水蒸气，放出的热量为173.4 kJ
B．由反应①可推知：CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH<－574 kJ·mol－1
C．反应①②转移的电子数相同
D．反应②中当4.48 L CH4反应完全时转移的电子总数为1.60 mol
13．根据以下三个热化学方程式：
2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－Q1 kJ·mol－1
2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(l)
ΔH＝－Q2 kJ·mol－1
2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(g)
ΔH＝－Q3 kJ·mol－1
判断Q1、Q2、Q3三者关系正确的是 (　　)
A．Q1>Q2>Q3 B．Q1>Q3>Q2
C．Q3>Q2>Q1 D．Q2>Q1>Q3
14．有如下三个热化学方程式：
H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝a kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝b kJ·mol－1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝c kJ·mol－1
关于它们的下列表述正确的是 (　　)
A．它们都是吸热反应 B．a、b和c均为正值
C．a＝b D．2b＝c
15．已知3.6 g碳在6.4 g氧气中燃烧，至反应物耗尽，测得放出热量a kJ。又知12.0 g碳完全燃烧，放出热量为 b kJ。则热化学方程式C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝Q中Q等于
(　　)
A．－(a－b) kJ·mol－1 B．－(a＋b) kJ·mol－1
C．－(5a－0.5b) kJ·mol－1 D．－(10a－b) kJ·mol－1
第Ⅱ卷(非选择题，共55分)
二、非选择题(本题包括4小题，共55分)
16. (13分)为了研究化学反应A＋B===C＋D的能量变化情况，某同学设计
了如图所示装置。当向盛有A的试管中滴加试剂B时，看到U形管中
甲处液面下降乙处液面上升。试回答下列问题：
(1)该反应为____________反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)A和B的总能量比C和D的总能量____________(填“高”或
“低”)。
(3)物质中的化学能通过______转化成______释放出来。
(4)反应物化学键断裂吸收的能量________(填“高”或“低”)于生成物化学键形成放出的能量。
(5)写出一个符合题中条件的化学方程式：_____________________________________
________________________________________________________________________。
17．(14分)据《参考消息》报道，有科学家提出硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”的观点。
(1)晶体硅在氧气中燃烧的热化学方程式为Si(s)＋O2(g)===SiO2(s)　ΔH＝－989.2 kJ·mol
－1，有关键能数据如下表：
化学键
Si—O
O===O
Si—Si
键能/kJ·mol－1
x
498.8
176
则x的值为____________。
(2)硅光电池作为电源已广泛应用于人造卫星、灯塔和无人气象站等。硅光电池是一种把________能转化为________能的装置。
(3)假如硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用，关于其有利因素的下列说法中，你认为不妥当的是_________________________________________________________。
A．硅便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料
B．硅的来源丰富，易于开采，且可再生
C．硅燃烧放出的热量大，且燃烧产物对环境污染程度低，容易有效控制
D．寻找高效新催化剂，使硅的生产耗能很低，是硅能源开发利用的关键技术
(4)工业制备纯硅的反应为2H2(g)＋SiCl4(g)===Si(s)＋4HCl(g)　ΔH＝＋240.4 kJ·mol－1，生成的HCl通入100 mL 1 mol·L－1的NaOH溶液恰好反应，则反应过程中________(填“吸收”或“释放”)的热量为__________kJ。
18．(14分)已知下列热化学方程式：
①CaCO3(s)===CaO＋CO2(g)　ΔH＝＋177.7 kJ
②C(s)＋H2O(s)===CO(g)＋H2(g)
ΔH＝－131.3 kJ·mol－1
③H2SO4(l)＋NaOH(l)===Na2SO4(l)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
④C(s)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
⑤CO(g)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH＝－283 kJ·mol－1
⑥HNO3(aq)＋NaOH(aq)===NaNO3(aq)＋H2O(l)
ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
⑦2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－517.6 kJ·mol－1
(1)上述热化学方程式中，不正确的有________________________________________，
不正确的理由分别是________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)根据上述信息，写出C转化为CO的热化学方程式：
________________________________________________________________________。
(3)上述反应中，表示燃烧热的热化学方程式有_________________________________
________________________________________________________________________；
表示中和热的热化学方程式有______________________________________________。
19．(14分)白磷、红磷是磷的两种同素异形体，在空气中燃烧得到磷的氧化物，空气不足时生成P4O6，空气充足时生成P4O10。
(1)已知298 K时白磷、红磷完全燃烧的热化学方程式分别为P4(白磷，s)＋5O2(g)===P4O10(s)
ΔH1＝－2 983.2 kJ·mol－1
P(红磷，s)＋O2(g)===P4O10(s)
ΔH2＝－738.5 kJ·mol－1
则该温度下白磷转化为红磷的热化学方程式为__________________________________
________________________________________________________________________。
(2)已知298 K时白磷不完全燃烧的热化学方程式为P4(白磷，s)＋3O2(g)===P4O6(s)　ΔH＝－1 638 kJ·mol－1。在某密闭容器中加入62 g白磷和50.4 L氧气(标准状况)，控制条件使之恰好完全反应。则所得到的P4O10与P4O6的物质的量之比为__________，反应过程中放出的热量为__________。
(3)已知白磷和PCl3的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能(kJ·mol－1)：P—P 198，Cl—Cl 243，P—Cl 331。
　
则反应P4(白磷，s)＋6Cl2(g)===4PCl3(s)的反应热ΔH＝______________。
答案
1．A　2.A　3.A　4.B　5.A 6．C　7．D　8．C　9．D　10．A　11．C　12.D　13.A 14．D 15．C
16．(1)放热　(2)高　(3)化学反应　热能　(4)低　(5)2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑(或2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑或NaOH＋HCl===NaCl＋H2O等合理答案均可)
17．(1)460　(2)光(或太阳)　电　(3)D　(4)吸收　6.01
18．(1)①②③
①中CaO没标状态，ΔH＝＋177.7 kJ·mol－1；②中H2O的状态应为“g”。③中除H2O外其他物质的状态不是“l”应为“aq”
(2)C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－110.5 kJ·mol－1
(3)④⑤　⑥
19．(1)P4(白磷，s)===4P(红磷，s)　ΔH＝－29.2 kJ·mol－1
(2)3∶1　1 323.45 kJ　(3)－1 326 kJ·mol－1
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第一章　化学反应与能量
训练1　焓变　反应热
[基础过关]
一、放热反应和吸热反应
1． 下列说法不正确的是 (　　)
A．化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化
B．对于ΔH>0的反应，反应物的能量小于生成物的能量
C．放热反应都不需要加热就能发生
D．吸热反应在一定条件(如常温、加热等)下也能发生
2． 下列反应属于吸热反应的是 (　　)
A．炭燃烧生成一氧化碳
B．中和反应
C．锌粒与稀硫酸反应制取H2
D．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
3． 下列变化一定为放热的化学反应的是 (　　)
A．H2O(g)===H2O(l)放出44 kJ热量
B．ΔH>0的化学反应
C．形成化学键时共放出能量862 kJ的化学反应
D．能量变化如图所示的化学反应
二、反应热、焓变
4． 下列说法中正确的是 (　　)
A．焓变是指1 mol物质参加反应时的能量变化
B．反应放热时，ΔH>0；反应吸热时，ΔH<0
C．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总焓与生成物的总焓一定不同
D．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总焓总是高于生成物的总焓
5． 在相同条件下，下列两个反应放出的热量分别用ΔH1和ΔH2表示：
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH2
则 (　　)
A．ΔH2>ΔH1 B．ΔH1>ΔH2
C．ΔH1＝ΔH2 D．无法确定
6. 科学家已获得了极具理论研究意义的N4分子，其结构为正四面体(如图
所示)，与白磷分子相似。已知断裂1 mol N—N键吸收193 kJ热量，断
裂1 mol N≡N键吸收941 kJ热量，则 (　　)
A．N4的熔点比P4高
B．1 mol N4气体转化为N2时要吸收724 kJ能量
C．N4是N2的同系物
D．1 mol N4气体转化为N2时要放出724 kJ能量
三、热化学方程式
7． 已知H2(g)＋F2(g)===2HF(g)　ΔH＝－270 kJ·mol－1，下列说法正确的是 (　　)
A．2 L氟化氢气体分解成1 L氢气与1 L氟气吸收270 kJ热量
B．1 mol氢气与1 mol氟气反应生成2 mol液态氟化氢放出的热量小于270 kJ
C．在相同条件下，1 mol氢气与1 mol氟气的能量总和大于2 mol氟化氢气体的能量
D．1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢气体分子放出270 kJ热量
8． 由氢气和氧气反应生成1 mol水蒸气放出241.8 kJ的热量，1 g水蒸气转化为液态水放出
2.45 kJ的热量，则下列热化学方程式书写正确的是 (　　)
A．H2(g)＋O2(g)===H2O(l)
ΔH＝－285.9 kJ·mol－1
B．H2(g)＋O2(g)===H2O(l)
ΔH＝－241.8 kJ·mol－1
C．H2(g)＋O2(g)===H2O(l)
ΔH＝＋285.9 kJ·mol－1
D．H2(g)＋O2(g)===H2O(g)
ΔH＝＋241.8 kJ·mol－1
9． 根据热化学方程式：S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝a kJ·mol－1(a＝－297.2)。分析下列说法，其中不正确的是 (　　)
A．S(s)在O2(g)中燃烧的反应是放热反应
B．S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝b kJ·mol－1，则a>b
C．1 mol SO2(g)所具有的能量低于1 mol S(s)与1 mol O2(g)所具有的能量之和
D．16 g固体硫在空气中充分燃烧，可吸收148.6 kJ的热量
[能力提升]
10．白磷与氧气可发生如下反应：P4＋5O2===P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为
P－P：a kJ·mol－1、P—O：b kJ·mol－1、
P===O：c kJ·mol－1、O===O：d kJ·mol－1。
根据下图所示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH，其中正确的是 (　　)
A．(6a＋5d－4c－12b) kJ·mol－1
B．(4c＋12b－6a－5d) kJ·mol－1
C．(4c＋12b－4a－5d) kJ·mol－1
D．(4a＋5d－4c－12b) kJ·mol－1
11．已知断裂1 mol H—H键吸收的能量为436 kJ，断裂1 mol H—N键吸收的能量为391 kJ，根据化学方程式：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，则断裂1 mol N≡N键吸收的能量是 (　　)
A．431 kJ B．945.6 kJ
C．649 kJ D．869 kJ
12．化学反应N2＋3H2??2NH3的能量变化如图所示，该反应的热化学方程式是 (　　)
A．N2(g)＋3H2(g)??2NH3(l)
ΔH＝2(a－b－c)kJ·mol－1
B．N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)
ΔH＝2(b－a)kJ·mol－1
C．N2(g)＋H2(g)??NH3(l)
ΔH＝(b＋c－a)kJ·mol－1
D．N2(g)＋H2(g)??NH3(g)
ΔH＝(a＋b)kJ·mol－1
13．根据下图所示，写出反应的热化学方程式并回答问题：
(1)反应过程①的热化学方程式：_____________________________________________
_______________________________________________________________________；
(2)反应过程②的热化学方程式：____________________________________________
________________________________________________________________________；
(3)Q与Q1的关系：Q________Q1(填“大于”、“小于”或“等于”)。
[拓展探究]
14．化学键的键能是原子间形成(或断裂)1 mol化学键时释放(或吸收)的能量。以下是部分共价键键能的数据：H—S：364 kJ·mol－1、S—S：266 kJ·mol－1、S===O：522 kJ·mol－1、H—O：464 kJ·mol－1。
(1)试根据这些数据计算下面这个反应的反应热：2H2S(g)＋SO2(g)===3S(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－Q kJ·mol－1，反应产物中的S实为S8，实际分子是一个8元环状分子(即
)，则Q＝______________。
(2)标准状况下，将a L H2S与b L SO2混合进行上述反应，当a>2b时，反应放热______kJ·mol－1；当a<2b时，反应放热________kJ·mol－1。
(3)H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44 kJ·mol－1，试写出H2S和SO2反应生成H2O(g)的热化学方程式：__________________________________________________________________。
答案
1．C　2.D　3.D　4.C　5.B 6．D　7．C　8．A　9．D　10．A　11．B　12．A
13．(1)A2(g)＋B2(g)===C(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1
(2)C(g)===A2(g)＋B2(g)　ΔH＝＋Q1 kJ·mol－1
(3)等于
14．(1)154　(2)　
(3)2H2S(g)＋SO2(g)===3S(s)＋2H2O(g)
ΔH＝－66 kJ·mol－1
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训练2　中和反应的反应热及其测定
[基础过关]
一、中和反应反应热
1． 已知H＋＋OH－===H2O生成1 mol H2O放出热量57.3 kJ，下列反应中能放出57.3 kJ热量的是 (　　)
A．1 mol稀H2SO4与足量NaOH溶液反应
B．稀盐酸与氨水反应生成1 mol H2O
C．稀盐酸与稀Ba(OH)2溶液反应生成1 mol水
D．稀NaOH与95%浓硫酸反应生成1 mol水
2． 含有11.2 g KOH的稀溶液与1 L 0.1 mol·L－1的H2SO4溶液反应，放出11.46 kJ的热量，表示该反应的中和热的热化学方程式为 (　　)
A．KOH(aq)＋H2SO4(aq)===K2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－11.46 kJ·mol－1
B．2KOH(aq)＋H2SO4(aq)===K2SO4(aq)＋2H2O(l)
ΔH＝－11.46 kJ·mol－1
C．2KOH(aq)＋H2SO4(aq)===K2SO4(aq)＋2H2O(l)
ΔH＝－114.6 kJ·mol－1
D．KOH(aq)＋H2SO4(aq)===K2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
二、中和反应反应热的测定
3． 实验室进行中和热的测定实验时除需要大烧杯(500 mL)、小烧杯(100 mL)外，所用的其他仪器和试剂均正确的一组是 (　　)
A．0.50 mol·L－1盐酸，0.50 mol·L－1 NaOH溶液，100 mL量筒1个
B．0.50 mol·L－1盐酸，0.55 mol·L－1 NaOH溶液，100 mL量筒2个
C．0.50 mol·L－1盐酸，0.55 mol·L－1 NaOH溶液，50 mL量筒1个
D．0.50 mol·L－1盐酸，0.55 mol·L－1 NaOH溶液，50 mL量筒2个
4． 用50 mL 0.50 mol·L－1盐酸和50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液反应，实验中测得起始温度为20.1 ℃，终止温度为23.4 ℃，反应后溶液的比热容为4.18 J·g－1·℃－1，盐酸和NaOH溶液的密度都近似认为是1 g·cm－3，则中和反应生成1 mol水时放热 (　　)
A．55.2 kJ B．391 kJ C．336 kJ D．1.38 kJ
5． 将V1 mL 1.00 mol·L－1 HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如图所示(实验中始终保持V1＋V2＝50 mL)。下列叙述正确的是
(　　)
A．做该实验时环境温度为22 ℃
B．该实验表明化学能可以转化为热能
C．NaOH溶液的浓度约为1.00 mol·L－1
D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应
三、反应热与物质能量的关系
6． 已知25 ℃、101 kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为
C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH＝－393.51 kJ·mol－1①
C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH＝－395.41 kJ·mol－1②
据此判断，下列说法正确的是 (　　)
A．由石墨制备金刚石是吸热反应；石墨的能量比金刚石的低
B．由石墨制备金刚石是吸热反应；石墨的能量比金刚石的高
C．由石墨制备金刚石是放热反应；石墨的能量比金刚石的低
D．由石墨制备金刚石是放热反应；石墨的能量比金刚石的高
7． 下列依据热化学方程式得出的结论正确的是 (　　)
A．已知2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)为放热反应，则SO2的能量一定高于SO3的能量
B．已知C(石墨，s)===C(金刚石，s)　ΔH>0，则金刚石比石墨稳定
C．已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则任何酸碱中和反应的热效应均为57.3 kJ
D．已知2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g)　ΔH1,2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH2，则ΔH1<ΔH2
8． 已知氯气、溴蒸气分别跟氢气反应的热化学方程式如下(Q1、Q2均为正值)：
H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－Q1
H2(g)＋Br2(g)===2HBr(g)　ΔH＝－Q2
有关上述反应的叙述正确的是 (　　)
A．Q1B．生成物总能量均高于反应物总能量
C．生成1 mol HCl气体时放出Q1热量
D．1 mol HBr(g)具有的能量大于1 mol HBr(l)具有的能量
[能力提升]
9． 某实验小组用0.50 mol·L－1 NaOH溶液和0.50 mol·L－1硫酸溶液进行中和热的测定。
Ⅰ.配制0.50 mol·L－1 NaOH溶液
(1)若实验中大约要使用245 mL NaOH溶液，至少需要称量NaOH固体________g。
(2)从下图中选择称量NaOH固体所需要的仪器(填字母)：__________。
名称
托盘天平(带砝码)
小烧杯
坩埚钳
玻璃棒
药匙
量筒
仪器
序号
a
b
c
d
e
f
Ⅱ.测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的实验装置如下图所示。
(1)写出该反应的热化学方程式(中和热为57.3 kJ·mol－1)：_________________________
________________________________________________________________________。
(2)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验，实验数据如下表。
①请填写下表中的空白：
温度
实验次数　
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
温度差平均值(t2－t1)/℃
H2SO4
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
30.1
2
27.0
27.4
27.2
31.2
3
25.9
25.9
25.9
29.8
4
26.4
26.2
26.3
30.4
②近似认为0.50 mol·L－1 NaOH溶液和0.50 mol·L－1硫酸溶液的密度都是1 g·cm－3，中和后生成溶液的比热容c＝4.18 J·g－1·℃－1。则中和热ΔH＝_______________________
(取小数点后一位)。
③上述实验数值结果与57.3 kJ·mol－1有偏差，产生偏差的原因可能是(填字母)____________。
a．实验装置保温、隔热效果差
b．量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
10．下表中的数据是断裂1 mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ)：
物质
Cl2
Br2
I2
H2
HCl
HI
HBr
键能/kJ·mol－1
243
193
151
436
431
298
366
根据上述数据回答(1)～(4)题。
(1)下列物质本身具有的能量最低的是 (　　)
A．H2 B．Cl2 C．Br2 D．I2
(2)下列氢化物本身具有的能量最低的是 (　　)
A．HCl B．HBr C．HI D．HF
(3)X2＋H2===2HX(X代表Cl、Br、I)的反应是________反应(填“吸热”或“放热”)。
(4)相同条件下，X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出的热量最多的是______________________________________________________。
11. 写出下列反应的热化学方程式。
(1)16 g CH4(g)与适量O2(g)反应生成CO2(g)和H2O(l)，放出890.3 kJ热量________________________________________________________________________。
(2)1 L 1 mol·L－1 KOH溶液中和1 L 1 mol·L－1 HNO3溶液，放出57.3 kJ热量________________________________________________________________________。
(3)若适量的N2和O2完全反应，每生成23 g NO2需要吸收16.95 kJ热量________________________________________________________________________。
(4)已知拆开1 mol H—H键，1 mol N—H键，1 mol N≡N键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N2(g)与H2(g)反应生成NH3(g)的热化学方程式为
________________________________________________________________________。
12．红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如下图所示(图中的ΔH表示生成1 mol产物的数据)。
根据上图回答下列问题：
(1)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式是____________________________________
________________________________________________________________________。
(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式是____________________________________
________________________________________________________________________。
(3)P和Cl2分两步反应生成1 mol PCl5的ΔH3＝______，P和Cl2一步反应生成1 mol PCl5的ΔH4____________________________________________________________________
ΔH3(填“大于”、“小于”或“等于”)。
[拓展探究]
13．0.3 mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，生成固态的三氧化二硼和液态水，放出649.5 kJ热量，其热化学方程式为_______________________________________。
已知H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44 kJ·mol－1。则11.2 L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是__________kJ。
答案
1．C　2．D　3．D　4.A　5.B　6.A 7．D　8．D
9．Ⅰ.(1)5.0　(2)abe
Ⅱ.(1)H2SO4(aq)＋2NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋2H2O(l)　ΔH＝－114.6 kJ·mol－1
(2)①4.0　②－53.5 kJ·mol－1　③acd
10．(1)A　(2)D　(3)放热　(4)Cl2
11．(1)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
(2)KOH(aq)＋HNO3(aq)===KNO3(aq)＋H2O(l)
ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
(3)N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)
ΔH＝＋67.8 kJ·mol－1
(4)N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)
ΔH＝－92 kJ·mol－1
12．(1)Cl2(g)＋P(s)===PCl3(g)
ΔH＝－306 kJ·mol－1
(2)PCl5(g)===PCl3(g)＋Cl2(g)
ΔH＝＋93 kJ·mol－1
(3)－399 kJ·mol－1　等于
13．B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l)
ΔH＝－2 165 kJ·mol－1　1 016.5
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训练3　燃烧热　能源
[基础过关]
一、能源的分类
1． 关于能源，以下说法不正确的是 (　　)
A．煤、石油、天然气等燃料属不可再生能源
B．煤、石油、水煤气可从自然界直接获取，属一级能源
C．太阳能是一级能源，新能源，可再生能源
D．潮汐能来源于月球引力做功
2． 以节能减排为基础的低碳经济是保持社会可持续发展的战略举措。下列做法违背发展低碳经济的是 (　　)
A．发展氢能和太阳能
B．限制塑料制品的使用
C．提高原子利用率，发展绿色化学
D．尽量用纯液态有机物代替水作溶剂
3． 21世纪人类正由“化石能源时代”逐步向“多能源时代”过渡，下列不属于新能源的
是 (　　)
A．电力 B．核能 C．太阳能 D．氢能
二、燃烧热的概念及判断
4． 下列说法中正确的是 (　　)
A．物质燃烧放出的热量是燃烧热
B．1 mol C燃烧生成CO时放出的热量就是C的燃烧热
C．1 mol H2燃烧生成水时放出的热量是H2的燃烧热
D．相同条件下，1 mol H2O(l)完全分解吸收的热量与H2、O2化合生成1 mol H2O(l)放出的热量值相等
5． 下列关于反应热的描述中正确的是 (　　)
A．HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH＝2×(－57.3)kJ·mol－1
B．CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol－1，则2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH＝＋2×283.0 kJ·mol－1
C．反应热有正负之分，燃烧热ΔH全部是正值
D．1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
6． 下面均是正丁烷与氧气反应的热化学方程式(25 ℃，101 kPa)：
①C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l)
ΔH＝－2 878 kJ·mol－1
②C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(g)
ΔH＝－2 658 kJ·mol－1
③C4H10(g)＋O2(g)===4CO(g)＋5H2O(l)
ΔH＝－1 746 kJ·mol－1
④C4H10(g)＋O2(g)===4CO(g)＋5H2O(g)
ΔH＝－1 526 kJ·mol－1
由此判断，正丁烷的燃烧热ΔH为 (　　)
A．－2 878 kJ·mol－1 B．－2 658 kJ·mol－1
C．－1 746 kJ·mol－1 D．－1 526 kJ·mol－1
7． 已知25 ℃、101 kPa下，碳、氢气、乙烯和葡萄糖的燃烧热依次是393.5 kJ·mol－1、285.8 kJ·mol－1、1 411.0 kJ·mol－1、2 800 kJ·mol－1，则热化学方程式正确的是 (　　)
A．C(s)＋O2(g)===CO(g)
ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)
ΔH＝＋571.6 kJ·mol－1
C．C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－1 411.0 kJ·mol－1
D．C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l)
ΔH＝－1 400 kJ·mol－1
三、燃烧热的计算
8． 已知在一定条件下，CO的燃烧热为283 kJ·mol－1，CH4的燃烧热为890 kJ·mol－1，由1
mol CO和3 mol CH4组成的混合气体在上述条件下充分燃烧，释放的热量为 (　　)
A．2 912 kJ B．2 953 kJ
C．3 236 kJ D．3 867 kJ
9． 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－890 kJ·mol－1
现有H2与CH4的混合气体112 L(标准状况)，使其完全燃烧生成CO2和H2O(l)，若实验测得反应热为3 695 kJ。则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是 (　　)
A．1∶1 B．1∶3 C．1∶4 D．2∶3
[能力提升]
10．航天飞船可用肼(N2H4)和过氧化氢(H2O2)为动力源。已知1 g液态肼和足量液态过氧化氢反应生成氮气和水蒸气时放出20.05 kJ的热量。下列说法中错误的是 (　　)
A．该反应中肼作还原剂
B．液态肼的燃烧热为20.05 kJ·mol－1
C．该动力源的突出优点之一是生成物对环境无污染
D．肼和过氧化氢反应的热化学方程式为
N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－641.6 kJ·mol－1
11．一些烷烃的燃烧热如下表：
化合物
燃烧热
(kJ·mol－1)
化合物
燃烧热
(kJ·mol－1)
甲烷
891.0
正丁烷
2 878.0
乙烷
1 560.8
异丁烷
2 869.6
丙烷
2 221.5
2-甲基丁烷
3 531.3
下列说法正确的是 (　　)
A．正戊烷的燃烧热大约是3 540 kJ·mol－1
B．热稳定性：正丁烷>异丁烷
C．乙烷燃烧的热化学方程式为
2C2H6(g)＋7O2(g)===4CO2(g)＋6H2O(g)
ΔH＝－1 560.8 kJ·mol－1
D．相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越多
12．已知25 ℃、101 kPa时，乙烯和乙炔(C2H2)燃烧的热化学方程式分别为
C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－1 411 kJ·mol－1
2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(ln)
ΔH＝－2 600 kJ·mol－1，又知燃烧时火焰的温度乙炔高于乙烯。据此，下列说法不正确的是 (　　)
A．物质的燃烧热热值越大，火焰温度越高
B．相同条件下等体积乙烯和乙炔完全燃烧时，乙炔放热较少
C．25 ℃、101 kPa时，1 mol乙烯完全燃烧生成气态产物时，放出的热量小于1 411 kJ
D．乙烷(C2H6)的燃烧热ΔH<－1 411 kJ·mol－1
13．5.7 g汽油[主要成分是辛烷(C8H18)，平均相对分子质量为114]完全燃烧生成液态水和CO2放出275.9 kJ的热量，汽油的燃烧热ΔH＝________。由于石油资源有限，且汽油燃烧会产生严重的污染，未来用氢气作为燃料来取代汽油，生产21世纪环保汽车。已知：
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)
ΔH＝－483.6 kJ·mol－1，
H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44 kJ·mol－1。
(1)写出氢气和氧气反应生成液态水的热化学方程式
________________________________________________________________________。
(2)若要得到857.4 kJ的热量，需氢气的质量为
________________________________________________________________________，
这些氢气在标准状况下的体积为
________________________________________________________________________。
[拓展探究]
14．城市使用的燃料，现大多用煤气、液化石油气。煤气的主要成分是一氧化碳和氢气的混合气体，它由煤炭与水(蒸气)反应制得，故又称水煤气。
(1)试写出制取水煤气的主要化学方程式：____________________________________
________________________________________________________________________。
(2)液化石油气的主要成分是丙烷，丙烷燃烧的热化学方程式为C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－2 220.0 kJ·mol－1，已知CO气体燃烧的热化学方程式为CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－282.57 kJ·mol－1，则相同物质的量的C3H8和CO燃烧产生的热量比值约为______________。
(3)已知氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，则相同质量的氢气和丙烷燃烧，产生的热量的比值约为______________。
(4)氢气是未来的能源，除产生的热量大之外，还具有的优点是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
1．B　2.D　3.A 4．D　5．B　6．A　7．D　8.B　9.B 10．B　11．A 12．A
13．－5 518 kJ·mol－1　(1)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－571.6 kJ·mol－1　(2)6 g　67.2 L
14．(1)C＋H2O(g)CO＋H2
(2)7.9∶1　(3)2.8∶1
(4)①H2来源丰富；②产物不污染环境，可以反复使用；③不产生CO2，不引起温室效应
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训练4　化学反应热的计算
[基础过关]
一、由反应热比较物质的稳定性
1． 化学反应：C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH1<0
CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2<0
C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH3<0；
下列说法中不正确的是(相同条件下) (　　)
A．56 g CO和32 g O2所具有的总能量大于88 g CO2所具有的总能量
B．12 g C所具有的能量一定大于28 g CO所具有的能量
C．ΔH1＋ΔH2＝ΔH3
D．将两份质量相等的碳燃烧，生成CO2的反应比生成CO的反应放出的热量多
2． 已知25 ℃、101 kPa条件下：
(1)4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)
ΔH＝－2 834.9 kJ·mol－1
(2)4Al(s)＋2O3(g)===2Al2O3(s)
ΔH＝－3 119.1 kJ·mol－1
由此得出的正确结论是 (　　)
A．等质量的O2比O3能量低，由O2变O3为吸热反应
B．等质量的O2比O3能量高，由O2变O3为放热反应
C．O3比O2稳定，由O2变O3为吸热反应
D．O2比O3稳定，由O2变O3为放热反应
3． 灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。
已知：
①Sn(白，s)＋2HCl(aq)===SnCl2(aq)＋H2(g)　ΔH1
②Sn(灰，s)＋2HCl(aq)===SnCl2(aq)＋H2(g)　ΔH2
③Sn(灰，s)Sn(白，s)
ΔH3＝＋2.1 kJ·mol－1
下列说法正确的是 (　　)
A．ΔH1>ΔH2
B．锡在常温下以灰锡状态存在
C．灰锡转化为白锡的反应是放热反应
D．锡制器皿长期处在低于13.2 ℃的环境中，会自行毁坏
二、盖斯定律的应用
4． 已知：
①2C(s)＋O2(g)===2CO(g)
ΔH＝－221.0 kJ·mol－1；
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)
ΔH＝－483.6 kJ·mol－1。
则制备水煤气的反应C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)的ΔH为 (　　)
A．＋262.6 kJ·mol－1 B．－131.3 kJ·mol－1
C．－352.3 kJ·mol－1 D．＋131.3 kJ·mol－1
5． 能源问题是人类社会面临的重大课题，H2、CO、CH3OH都是重要的能源物质，它们的燃烧热依次为285.8 kJ·mol－1、282.5 kJ·mol－1、726.7 kJ·mol－1。已知CO和H2在一定条件下可以合成甲醇CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l)。则CO与H2反应合成甲醇的热化学方程式为 (　　)
A．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l)
ΔH＝－127.4 kJ·mol－1
B．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l)
ΔH＝＋127.4 kJ·mol－1
C．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)
ΔH＝－127.4 kJ·mol－1
D．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)
ΔH＝＋127.4 kJ·mol－1
6． 已知：H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝Q1 kJ·mol－1
C2H5OH(g)===C2H5OH(l)　ΔH＝Q2 kJ·mol－1
C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)
ΔH＝Q3 kJ·mol－1
若使46 g酒精液体完全燃烧，最后恢复到室温，则放出的热量为 (　　)
A．－(Q1＋Q2＋Q3) kJ
B．－0.5(Q1＋Q2＋Q3) kJ
C．－(0.5Q1－1.5Q2＋0.5Q3) kJ
D．－(3Q1－Q2＋Q3) kJ
三、根据热化学方程式计算反应热
7． 已知：
H2(g)＋O2(g)===H2O(l)
ΔH＝－285.83 kJ·mol－1
CO(g)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH＝－282.9 kJ·mol－1
若氢气与一氧化碳的混合气体完全燃烧可生成5.4 g H2O(l)，并放出114.3 kJ热量，则混合气体中CO的物质的量为 (　　)
A．0.22 mol B．0.15 mol C．0.1 mol D．0.05 mol
8． 已知下列热化学方程式：
C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)
ΔH＝－483.6 kJ·mol－1
现有0.2 mol的炭粉和氢气组成的气、固混合物在氧气中完全燃烧，共放出63.53 kJ热量，则炭粉与氢气的物质的量之比为 (　　)
A．1∶1 B．1∶2 C．2∶3 D．3∶2
9． 已知：
①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH1
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH2
③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH3
常温下取体积比为4∶1的甲烷和氢气的混合气体11.2 L(标准状况)，经完全燃烧恢复至室温，放出的热量为 (　　)
A．－(0.4 mol×ΔH1＋0.05 mol×ΔH3)
B．－(0.4 mol×ΔH1＋0.05 mol×ΔH2)
C．－(0.4 mol×ΔH1＋0.1 mol×ΔH3)
D．－(0.4 mol×ΔH1＋0.1 mol×ΔH2)
10．人体内葡萄糖的消耗可用下列热化学方程式表示：C6H12O6(s)＋6O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l)　ΔH＝－2 800.6 kJ·mol－1，如果某人每天消耗12 540 kJ的热量，则他每天至少需摄入葡萄糖的质量为 (　　)
A．806 g B．1 000 g C．1 250 g D．15 000 g
[能力提升]
11．依据叙述，写出下列反应的热化学方程式。
(1)在25 ℃、101 kPa下，1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为____________________________________________________。
(2)用NA表示阿伏加德罗常数，在C2H2(气态)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中，每有5NA个电子转移时，放出650 kJ的热量。其热化学方程式为______________________
________________________________________________________________________。
12．发射卫星时可用肼(N2H4)为燃料和二氧化氮(NO2)作氧化剂，两者反应生成氮气和气态水。
已知：
N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)
ΔH＝＋67.7 kJ·mol－1①
N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－543 kJ·mol－1②
H2(g)＋F2(g)===HF(g)　ΔH＝－269 kJ·mol－1③
H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－242 kJ·mol－1④
(1)肼和二氧化氮反应的热化学方程式为________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)有人认为若用氟气代替二氧化氮作氧化剂，反应释放的能量更大，试写出肼和氟气反应的热化学方程式：
________________________________________________________________________。
13．“西气东输”是西部开发的重点工程，这里的气是指天然气，其主要成分是甲烷。工业上将C与水在高温下反应制得水煤气，水煤气的主要成分是CO和H2，两者的体积比约为1∶1。
已知：1 mol CO气体完全燃烧生成CO2气体放出283 kJ热量；1 mol H2完全燃烧生成液态水放出285.8 kJ热量；1 mol CH4气体完全燃烧生成CO2气体和液态水放出890 kJ热量。
(1)写出H2完全燃烧生成液态水的热化学方程式：_______________________________
________________________________________________________________________；
若1 mol CH4气体完全燃烧生成CO2气体和水蒸气，放出的热量__________890 kJ(填“>”、“＝”或“<”)。
(2)忽略水煤气中其他成分，相同状况下若得到相等的热量，所需水煤气与甲烷的体积比约为________；燃烧生成的CO2的质量比约为________。
(3)以上数据和计算说明，以天然气代替水煤气作民用燃料，突出的优点是________________________________________________________________________。
14．把煤作为燃料可通过下列两种途径：
途径Ⅰ　C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1<0①
途径Ⅱ　先制成水煤气：
C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH2>0②
再燃烧水煤气：
2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH3<0③
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH4<0④
请回答下列问题：
(1)途径Ⅰ放出的热量理论上________(填“大于”、“等于”或“小于”)途径Ⅱ放出的热量。
(2)ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的数学关系式是_____________________________________。
(3)已知：
①C(s)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1
②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)
ΔH2＝－566 kJ·mol－1
③TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(s)＋O2(g)
ΔH3＝＋141 kJ·mol－1
则TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(s)＋2CO(g)的ΔH＝__________________。
[拓展探究]
15．(1)许多运动会使用的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)碳(s)在氧气供应不足时，生成CO同时还部分生成CO2，因此无法通过实验直接测得反应：C(s)＋O2(g)===CO(g)的ΔH。但可设计实验、利用盖斯定律计算出该反应的ΔH，计算时需要测得的实验数据有________________。
答案
1．B 2．A　3．D　4．D　5.A　6.D　7.C 8．A　9．A　10．A
11．(1)CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－725.76 kJ·mol－1
(2)C2H2(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)
ΔH＝－1 300 kJ·mol－1
12．(1)2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－1 153.7 kJ·mol－1
(2)N2H4(g)＋2F2(g)===N2(g)＋4HF(g)
ΔH＝－1 135 kJ·mol－1
13．(1)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1　<
(2)3∶1　3∶2　(3)燃烧热值高，减少了CO2的排放量，有利于保护环境
14．(1)等于　(2)ΔH1＝ΔH2＋(ΔH3＋ΔH4)/2
(3)－80 kJ·mol－1
15．(1)①－　②C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－2 215.0 kJ·mol－1　③1∶3
(2)碳和CO的燃烧热
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水溶液中的离子平衡专项训练
一、弱电解质的电离平衡
1． 室温下向10 mL pH＝3的醋酸溶液中加水稀释后，下列说法正确的是 (　　)
A．溶液中导电粒子的数目减少
B．溶液中不变
C．醋酸的电离程度增大，c(H＋)亦增大
D．再加入10 mL pH＝11的NaOH溶液，混合液pH＝7
2． 将浓度为0.1 mol·L－1 HF溶液加水不断稀释，下列各量始终保持增大的是 (　　)
A．c(H＋) B．Ka(HF)
C. D.
3． 常温下0.1 mol·L－1醋酸溶液的pH＝a，下列能使溶液pH＝(a＋1)的措施是 (　　)
A．将溶液稀释到原体积的10倍
B．加入适量的醋酸钠固体
C．加入等体积0.2 mol·L－1盐酸
D．提高溶液的温度
4． 室温下，将1.000 mol·L－1盐酸滴入20.00 mL 1.000 mol·L－1氨水中，溶液pH和温度随加入盐酸体积变化曲线如下图所示。下列有关说法正确的是 (　　)
A．a点由水电离出的c(H＋)＝1.0×10－14 mol·L－1
B．b点：c(NH)＋c(NH3·H2O)＝c(Cl－)
C．c点：c(Cl－)＝c(NH)
D．d点后，溶液温度略下降的主要原因是NH3·H2O电离吸热
二、溶液的酸碱性与pH的计算
5． 下列说法中正确的是 (　　)
A．某溶液中c(H＋)＝c(OH－)＝10－8 mol·L－1，该溶液呈中性
B．溶液中若c(H＋)>10－7 mol·L－1，则c(H＋)>c(OH－)，溶液显酸性
C．c(H＋)越大，则pH越大，溶液的酸性越强
D．pH为0的溶液，其中只有H＋，无OH－
6． 常温下，将0.02 mol·L－1的Ba(OH)2溶液100 mL和0.02 mol·L－1的NaHSO4溶液100 mL混合，若忽略溶液体积变化，则混合后的溶液 (　　)
A．pH＝12
B．pH＝2
C．由水电离产生的c(H＋)＝1.0×10－2 mol·L－1
D．溶质的物质的量浓度为0.02 mol·L－1
7． 常温下用pH为3的某酸溶液分别与pH都为11的氨水、氢氧化钠溶液等体积混合得到a、b两种溶液，关于这两种溶液酸碱性的描述正确的是 (　　)
①b不可能显碱性　②a可能显酸性或碱性　③a不可能显酸性　④b可能显碱性或酸性
A．①② B．③④ C．①③ D．②④
三、盐类水解及其应用
8． 关于浓度均为0.1 mol·L－1的三种溶液：①氨水、②盐酸、③氯化铵溶液，下列说法不正确的是 (　　)
A．c(NH)：③>①
B．水电离出的c(H＋)：②>①
C．①和②等体积混合后的溶液：c(H＋)＝c(OH－)＋c(NH3·H2O)
D．①和③等体积混合后的溶液：c(NH)>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋)
9． 室温时，将浓度和体积分别为c1、V1的NaOH溶液和c2、V2的CH3COOH溶液相混合，下列关于该混合溶液的叙述错误的是 (　　)
A．若pH＞7，则一定是c1V1＝c2V2
B．在任何情况下都是c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)
C．当pH＝7时，若V1＝V2，则一定是c2＞c1
D．若V1＝V2，c1＝c2，则c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)＝c(Na＋)
10．对于0.1 mol·L－1Na2SO3溶液，正确的是 (　　)
A．升高温度，溶液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
四、难溶电解质的溶解平衡
11．含有较多Ca2＋、Mg2＋和HCO的水称为暂时硬水，加热可除去Ca2＋、Mg2＋，使水变为软水。现有一锅炉厂使用这种水，试判断其水垢的主要成分为 (　　)
(已知Ksp(MgCO3)＝6.8×10－6，Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12)
A．CaO、MgO B．CaCO3、MgCO3
C．CaCO3、Mg(OH)2 D．CaCO3、MgO
12．海水中含有丰富的镁资源。某同学设计了从模拟海水中制备MgO的实验方案：
模拟海水中的离子浓度/mol·L－1
Na＋
Mg2＋
Ca2＋
Cl－
HCO
0.439
0.050
0.011
0.560
0.001
注：溶液中某种离子的浓度小于1.0×10－5 mol·L－1，可认为该离子不存在；
实验过程中，假设溶液体积不变。
Ksp(CaCO3)＝4.96×10－9
Ksp(MgCO3)＝6.82×10－6
Ksp[Ca(OH)2]＝4.68×10－6
Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12
下列说法正确的是 (　　)
A．沉淀物X为CaCO3
B．滤液M中存在Mg2＋，不存在Ca2＋
C．滤液N中存在Mg2＋、Ca2＋
D．步骤②中若改为加入4.2 g NaOH固体，沉淀物Y为Ca(OH)2和Mg(OH)2的混合物
五、综合应用
13．某温度(T ℃)时，测得0.01 mol·L－1 NaOH溶液的pH＝11，则该温度下水的Kw＝_____。在此温度下，将pH＝a的NaOH溶液Va L与pH＝b的H2SO4溶液Vb L混合。
(1)若所得混合液为中性，且a＝11，b＝3，则Va∶Vb＝________。
(2)若所得混合液为中性，且Va∶Vb＝10∶1，则a＋b＝__________。
(3)若所得混合液的pH＝10，且a＝12，b＝2，则Va∶Vb＝________。
答案
1．B　2．D 3．B　4．C　5．A　6.A 7．A　8．B　9.A　10.D 11．C　12．A
13．10－13　(1)1∶10　(2)12　(3)1∶9
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章末检测
(时间：90分钟　满分：100分)
第Ⅰ卷(选择题，共45分)
一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45分；每小题只有一个选项符合题意)
1． 下列物质中属于电解质，但在给定条件下不能导电的是 (　　)
A．液态溴化氢 B．蔗糖
C．铝 D．稀硝酸
2． 下列事实能说明亚硝酸是弱电解质的是 (　　)
①25 ℃时亚硝酸钠溶液的pH大于7
②用HNO2溶液做导电试验，灯泡很暗
③HNO2溶液不与Na2SO4溶液反应
④0.1 mol·L－1 HNO2溶液的pH＝2.1
A．①②③ B．②③④ C．①④ D．①②④
3． 水是最宝贵的资源之一。下列表述正确的是 (　　)
A．4 ℃时，纯水的pH＝7
B．温度升高，纯水中的c(H＋)增大，c(OH－)减小
C．水的电离程度很小，纯水中主要存在形态是水分子
D．向水中加入酸或碱，都可抑制水的电离，使水的离子积减小
4． 常温下，把1 mL 0.1 mol·L－1的H2SO4加水稀释制成2 L溶液，在此溶液中由水电离产生的H＋浓度接近于 (　　)
A．1.0×10－4 mol·L－1
B．1.0×10－8 mol·L－1
C．1.0×10－11 mol·L－1
D．1.0×10－10 mol·L－1
5． 下列有关实验操作的说法错误的是 (　　)
A．中和滴定时盛待测液的锥形瓶中有少量水对滴定结果无影响
B．在酸碱中和滴定实验中，滴定管都需润洗，否则引起误差
C．滴定时，左手控制滴定管活塞，右手握持锥形瓶，边滴边振荡，眼睛注视滴定管中的液面
D．称量时，称量物放在称量纸上，置于托盘天平的左盘，砝码放在托盘天平的右盘
6． 在由水电离出的c(OH－)＝1×10－13 mol·L－1的溶液中，能大量共存的离子组是
(　　)
A．Fe2＋　Na＋　NO　Cl－
B．Ba2＋　Na＋　NO　Cl－
C．SO　SO　NH　Na＋
D．Mg2＋　Na＋　Br－　ClO－
7． 下列各组离子在相应的条件下可能大量共存的是 (　　)
A．能使pH试纸变红的溶液中：CO、K＋、Cl－、Na＋
B．由水电离产生的c(OH－)＝1×10－10 mol·L－1的溶液中：NO、Mg2＋、Na＋、SO
C．在c(OH－)/c(H＋)＝1×1012的溶液中：NH、Fe2＋、Cl－、NO
D.＝10－10 mol·L－1的溶液中：Na＋、HCO、Cl－、K＋
8． 在相同温度，等物质的量浓度的NaHCO3与Na2CO3溶液中，下列判断不正确的是
(　　)
A．均存在电离平衡和水解平衡
B．存在的粒子种类相同
C．c(OH－)前者大于后者
D．分别加入NaOH固体，恢复到原温度，c(CO)均增大
9． 向一种一元强酸HA溶液中加入一种碱MOH，溶液呈中性，下列判断正确的是
(　　)
A．加入的碱过量
B．生成的盐发生水解
C．反应后溶液中c(A－)＝c(M＋)
D．混合前酸与碱中溶质的物质的量相等
10．下列说法不正确的是 (　　)
A．有固体Mg(OH)2存在的饱和溶液中加入NH4Cl固体，能使Mg(OH)2固体减少
B．为了避免电解液中CuSO4因水解发生沉淀，可加入适量稀硫酸抑制水解
C．在蒸发皿中加热蒸干碳酸钠溶液，可以得到碳酸钠固体
D．溶液导电过程是电解的过程，强电解质的导电能力一定比弱电解质的导电能力强
11．已知同温度下的溶解度：Zn(OH)2>ZnS，MgCO3>Mg(OH)2，溶解或电离出S2－的能力为FeS>H2S>CuS，下列离子方程式错误的是 (　　)
A．Mg2＋＋2HCO＋2Ca2＋＋4OH－===Mg(OH)2↓＋2CaCO3↓＋2H2O
B．Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋
C．Zn2＋＋S2－＋2H2O===Zn(OH)2↓＋H2S↑
D．FeS＋2H＋===Fe2＋＋H2S↑
12．25 ℃时有三瓶溶液：pH＝3的盐酸、pH＝3的醋酸溶液和pH＝11的氢氧化钠溶液，下列说法正确的是 (　　)
A．中和等体积的pH＝11的氢氧化钠溶液，所需pH＝3的醋酸溶液的体积大于pH＝3的盐酸的体积
B．往上述盐酸、醋酸溶液中分别加入少量相同的锌粒，盐酸中的锌粒先反应完全
C．将上述醋酸溶液、氢氧化钠溶液混合得到pH＝7的溶液，该溶液中c(Na＋)大于c(CH3COO－)
D．25 ℃时pH＝3的盐酸、pH＝3的醋酸溶液中水电离出的c(H＋)均为10－11 mol·L－1
13．下列叙述中不正确的是 (　　)
A．一定浓度的醋酸钠溶液可使酚酞溶液变红，其原因是发生了如下反应：CH3COO－＋H2O??CH3COOH＋OH－，使得溶液中的c(OH－)>c(H＋)
B．在常温下，10 mL 0.02 mol·L－1盐酸与10 mL 0.02 mol·L－1 Ba(OH)2溶液充分混合，若混合后溶液的体积为20 mL，则溶液的pH＝12
C．在0.1 mol·L－1 NH4Cl溶液中：c(H＋)＋c(NH)＝c(Cl－)＋c(OH－)
D．5 mL 1 mol·L－1 CH3COONa溶液与5 mL 1 mol·L－1盐酸混合液中c(Cl－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)
14．已知常温时CH3COOH的电离平衡常数为K。该温度下向20 mL 0.1
mol·L－1 CH3COOH溶液中逐滴加入0.1 mol·L－1 NaOH溶液，其
pH变化曲线如图所示(忽略温度变化)。下列说法中错误的是
(　　)
A．a点表示的溶液中c(CH3COO－)略小于10－3 mol·L－1
B．b点表示的溶液中c(CH3COO－)>c(Na＋)
C．c点表示CH3COOH和NaOH恰好反应完全
D．b、d点表示的溶液中均等于K
15．下列溶液中各微粒的浓度关系正确的是 (　　)
A．pH相等的①NH4Cl　②(NH4)2SO4　③NH4HSO4溶液，NH大小顺序为①>②>③
B．pH相等的NaF与CH3COOK溶液：[c(Na＋)－c(F－)]>[c(K＋)－c(CH3COO－)]
C．0.2 mol·L－1的Na2CO3溶液：c(OH－)＝c(HCO)＋c(H＋)＋c(H2CO3)
D．0.2 mol·L－1 HCl与0.1 mol·L－1 NaAlO2溶液等体积混合：c(Cl－)>c(Na＋)>c(Al3＋)>c(H＋)>c(OH－)
第Ⅱ卷(非选择题，共55分)
二、非选择题(本题包括5小题，共55分)
16．(13分)室温下，用0.10 mol·L－1 KOH溶液滴定10.00 mL 0.10 mol·L－1 H2C2O4(二元弱酸)溶液所得滴定曲线如
图(混合溶液的体积可看成混合前溶液的体积之和)。请回
答下列问题：
(1)点①所示溶液中，Kw＝__________。
(2)点②所示溶液中的电荷守恒式为________________。
(3)点③所示溶液中存在________种平衡。
(4)点④所示溶液中的物料守恒式为0.10 mol·L－1＝
________________________________________________________________________。
(5)点⑤所示溶液中各离子浓度的大小顺序为________________________________
____________________。
(6)上述5点所示溶液中，水的电离程度最大的是______________________________，
最小的是________(用序号回答)。
17．(12分)现有pH＝2的醋酸甲和pH＝2的盐酸乙：
(1)取10 mL的甲溶液，加入等体积的水，醋酸的电离平衡________(填“向左”、“向右”或“不”)移动，若加入少量的冰醋酸，醋酸的电离平衡________(填“向左”、“向右”或“不”)移动，若加入少量无水醋酸钠固体，待固体溶解后，溶液中c(H＋)/c(CH3COOH)的值将________(填“增大”、“减小”或“无法确定”)。
(2)相同条件下，取等体积的甲、乙两溶液，各稀释100倍。稀释后的溶液，其pH大小关系为pH(甲)______pH(乙)(填“大于”、“小于”或“等于”，下同)。若将甲、乙两溶液等体积混合，溶液的pH＝________。
(3)各取25 mL的甲、乙两溶液，分别用等浓度的NaOH稀溶液中和至pH＝7，则消耗的NaOH溶液的体积大小关系为V(甲)________V(乙)。
(4)取25 mL的甲溶液，加入等体积pH＝12的NaOH溶液，反应后溶液中c(Na＋)、c(CH3COO－)的大小关系为c(Na＋)______c(CH3COO－)。
18．(10分)25 ℃时，将体积为Va、pH＝a的某一元酸与体积Vb、pH＝b的某一元碱混合，请完成下列各题。
(1)若a＋b＝14,2Va＝Vb，碱是NaOH，反应后所得溶液pH小于7。由此你能得到的结论是____________________________________________________________________。
(2)若a＋b＝13，酸是盐酸，碱是KOH，现用盐酸滴定50.00 mL KOH溶液，当滴定到溶液的pH＝2时，消耗盐酸11.11 mL。则b＝________。
(3)若已知Va19．(10分)已知在25 ℃时，醋酸、次氯酸、碳酸和亚硫酸的电离平衡常数分别为
醋酸K＝1.75×10－5
次氯酸K＝2.95×10－8
碳酸K1＝4.30×10－7　K2＝5.61×10－11
亚硫酸K1＝1.54×10－2　K2＝1.02×10－7
(1)写出碳酸的第一级电离平衡常数表达式
K1＝__________。
(2)在相同条件下，等浓度的CH3COONa、NaClO、Na2CO3和Na2SO3溶液中碱性最强的是________。等浓度的Na2CO3和NaHCO3的混合溶液中各离子浓度大小顺序为________________________________________________________________________。
(3)若保持温度不变，在醋酸溶液中通入少量HCl，下列量会变小的是________。
a．c(CH3COO－)　b．c(H＋)　c．醋酸的电离平衡常数
(4)下列离子方程式中错误的是________。
a．少量CO2通入次氯酸钠溶液中：CO2＋H2O＋ClO－===HCO＋HClO
b．少量SO2通入次氯酸钙溶液中：Ca2＋＋2ClO－＋SO2＋H2O===CaSO3↓＋2HClO
c．过量CO2通入澄清石灰水中：CO2＋OH－===HCO
20．(10分)某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。请回答下列问题：
(1)下列说法正确的是__________。
A．加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点
B．通过蒸发可以使溶液由d点变到c点
C．d点无BaSO4沉淀生成
D．a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp
(2)将100 mL 1 mol·L－1 H2SO4加入100 mL含Ba2＋ 0.137 g 的溶液中充分反应后，过滤出沉淀，滤液中残留的Ba2＋的物质的量浓度为____________。
(3)将沉淀用100 mL纯水或100 mL 0.01 mol·L－1的H2SO4分别洗涤，两种情况下损失的BaSO4的质量之比为________。
答案
1．A　2.C 3．C　4．D　5．C　6．B　7．B　8.C 9．C　10．D　11．C　12．D　13．D 14.C　15.D
16．(1)1.0×10－14
(2)c(K＋)＋c(H＋)＝c(HC2O)＋2c(C2O)＋c(OH－)
(3)3
(4)c(K＋)＋c(H2C2O4)＋c(HC2O)＋c(C2O)
(5)c(K＋)>c(C2O)>c(OH－)>c(HC2O)>c(H＋)
(6)⑤　①
17．(1)向右　向右　减小　(2)小于　2　(3)大于　(4)小于
18．(1)酸是一种弱酸　(2)12　(3)19．(1)
(2)Na2CO3　c(Na＋)>c(HCO)>c(CO)>c(OH－)>c(H＋)　(3)a　(4)b
20．(1)C　(2)2.02×10－10 mol·L－1　(3)103∶1
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第三章 水溶液中的离子平衡
训练1　弱电解质的电离
[基础过关]
一、强电解质和弱电解质的判断
1． 下列叙述中，能证明某物质是弱电解质的是 (　　)
A．熔融时不导电
B．水溶液的导电能力很差
C．不是离子化合物，而是极性共价化合物
D．溶液中已电离的离子和未电离的分子共存
2． 下列说法正确的是 (　　)
A．HR溶液的导电性较弱，HR属于弱酸
B．某化合物溶于水导电，则该化合物为电解质
C．根据电解质在其水溶液中能否完全电离，将电解质分为强电解质和弱电解质
D．食盐是电解质，食盐的水溶液也是电解质
二、电离平衡状态的判断
3． 将1 mol冰醋酸加入到一定量的蒸馏水中最终得到1 L溶液。下列各项中，表明已达到电离平衡状态的是 (　　)
A．醋酸的浓度达到1 mol·L－1
B．H＋的浓度达到0.5 mol·L－1
C．醋酸分子的浓度、醋酸根离子的浓度、H＋的浓度均为0.5 mol·L－1
D．醋酸分子电离成离子的速率和离子重新结合成醋酸分子的速率相等
4． 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．溶液中无醋酸分子
C．氢离子浓度恒定不变
D．溶液中CH3COOH和CH3COO－共存
三、外界条件改变对电离平衡的影响
5． 向0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液中加入少量的CH3COONa晶体时，会引起 (　　)
A．溶液的pH增大
B．溶液中的c(H＋)增大
C．溶液的导电能力减弱
D．溶液中的c(OH－)减小
6． 在25 ℃时，用蒸馏水稀释1 mol·L－1氨水至0.01 mol·L－1，随溶液的稀释，下列各项中始终保持增大趋势的是 (　　)
A. B．
C. D．c(OH－)
四、选取措施使电离平衡定向移动
7． 欲使醋酸溶液中的CH3COO－浓度增大，电离平衡向右移动，且不放出气体，可向醋酸溶液中加入少量固体 (　　)
A．NaOH B．NaHCO3
C．CH3COOK D．Mg
8． 在醋酸中存在电离平衡：CH3COOH??CH3COO－＋H＋，要使电离平衡右移且c(H＋)增大，应采取的措施是 (　　)
A．加入NaOH(s) B．加入盐酸
C．加蒸馏水 D．升高温度
9． 已知0.1 mol·L－1的醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOH??CH3COO－＋H＋，要使溶液中c(H＋)/c(CH3COOH)值增大，可以采取的措施是 (　　)
①加少量烧碱固体　②升高温度
③加少量冰醋酸　　④加水
A．①② B．②③ C．③④ D．②④
五、电离平衡常数的应用
10．已知25 ℃下，醋酸溶液中各微粒存在下述关系：K＝＝1.75×10－5
下列有关说法可能成立的是 (　　)
A．25 ℃下，向该溶液中加入一定量的盐酸时，K＝8×10－5
B．25 ℃下，向该溶液中加入一定量的盐酸时，K＝2×10－4
C．标准状况下，醋酸溶液中K＝1.75×10－5
D．升高到一定温度，K＝7.2×10－5
11．已知下面三个数据：7.2×10－4、4.6×10－4、4.9×10－10分别是下列有关的三种酸的电离常数，若已知下列反应可以发生：NaCN＋HNO2===HCN＋NaNO2　NaCN＋HF===HCN＋NaF　NaNO2＋HF===HNO2＋NaF。
由此可判断下列叙述中不正确的是 (　　)
A．K(HF)＝7.2×10－4
B．K(HNO2)＝4.9×10－10
C．根据两个反应即可得出一元弱酸的强弱顺序为HF>HNO2>HCN
D．K(HCN)[能力提升]
12．已知HClO是比H2CO3还弱的酸，氯水中存在下列平衡：
Cl2＋H2O??H＋＋Cl－＋HClO、HClO??H＋＋ClO－，达到平衡后：
(1)要使HClO的浓度增大，可加入下列哪种物质(填代号)______。
A．SO2　　B．NaHCO3　　C．HCl　　D．NaOH
(2)由此说明在实验室里可用排饱和食盐水收集Cl2的理由是_______________________
________________________________________________________________________。
13．一定温度下，冰醋酸加水稀释过程中溶液的导电能力有如右图所示曲
线，请回答。
(1)“O”点为什么不导电：___________________________________
__________________________________________________________。
(2)a、b、c三点的氢离子浓度由小到大的顺序为
___________________________________________________________________。
(3)a、b、c三点中，醋酸的电离程度最大的一点是
________________________________________________________________________。
(4)若使c点溶液中的c(CH3COO－)提高，在如下措施中，可选择 (　　)
A．加热 B．加很稀的NaOH溶液
C．加固体KOH D．加水
E．加固体CH3COONa F．加Zn粒
(5)在稀释过程中，随着醋酸浓度的降低，下列始终保持增大趋势的量是 (　　)
A．c(H＋) B．H＋个数
C．CH3COOH分子数 D.
[拓展探究]
14．下表是几种常见弱酸的电离平衡常数(25 ℃)。
酸
电离方程式
电离平衡常数
CH3COOH
CH3COOH??CH3COO－＋H＋
1.76×10－5
H2CO3
H2CO3??H＋＋HCO
HCO??H＋＋CO
K1＝4.4×10－7
K2＝4.7×10－11
H2S
H2S??H＋＋HS－
HS－??H＋＋S2－
K1＝1.3×10－7
K2＝7.1×10－15
H3PO4
H3PO4??H＋＋H2PO
H2PO??H＋＋HPO
HPO??H＋＋PO
K1＝7.1×10－3
K2＝6.3×10－8
K3＝4.20×10－13
回答下列问题：
(1)当温度升高时，K值________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)在温度相同时，各弱酸的K值不同，那么K值的大小与酸性的相对强弱有何关系？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若把CH3COOH、H2CO3、HCO、H2S、HS－、H3PO4、H2PO、HPO都看作是酸，其中酸性最强的是____________，最弱的是____________。
(4)多元弱酸是分步电离的，每一步都有相应的电离平衡常数，对于同一种多元弱酸的K1、K2、K3之间存在着一定的规律，此规律是____________，产生此规律的原因是________________________________________________________________________。
答案
1．D　2.C 3．D　4．C　5．A　6．A　7．A 8．D　9．D 10．D　11．B
12．(1)B
(2)由于氯水中存在下列平衡：Cl2＋H2O??H＋＋Cl－＋HClO，饱和食盐水中，c(Cl－)很大，平衡左移
13．(1)因为冰醋酸未电离，无离子　(2)c(4)ACEF　(5)BD
14．(1)增大　(2)K值越大，电离出的氢离子浓度越大，所以酸性越强　(3)H3PO4　HS－　
(4)K1?K2?K3
上一级电离产生的H＋对下一级电离起抑制作用
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训练2　水的电离　溶液的酸碱性与pH
[基础过关]
一、水的离子积的应用
1． 如果25 ℃时，Kw＝1.0×10－14，某温度下Kw＝1.0×10－12。这说明 (　　)
A．某温度下的电离常数较大
B．前者的c(H＋)较后者大
C．水的电离过程是一个放热过程
D．Kw和K电离无直接关系
2． 水的电离过程为H2O??H＋＋OH－，在25 ℃时，水的离子积Kw＝1.0×10－14，在35 ℃时，水的离子积Kw(35 ℃)＝2.1×10－14，则下列叙述正确的是 (　　)
A．c(H＋)随着温度的升高而降低
B．35 ℃时，c(H＋)C．35 ℃时的水比25 ℃时的水电离程度小
D．水的电离是吸热的
3． 25 ℃时，在0.01 mol·L－1的硫酸溶液中，水电离出的H＋浓度是 (　　)
A．5×10－13 mol·L－1 B．0.02 mol·L－1
C．1×10－7 mol·L－1 D．1×10－12 mol·L－1
4． 在某温度时，测得纯水中的c(H＋)＝2.0×10－7 mol·L－1，则c(OH－)为 (　　)
A．2.0×10－7 mol·L－1
B．0.1×10－7 mol·L－1
C．1.0×10－14/2.0×10－7 mol·L－1
D．无法确定
二、水的电离平衡移动
5． 能影响水的电离平衡，并使溶液中的c(H＋)>c(OH－)的操作是 (　　)
A．向水中投入一小块金属钠
B．将水加热煮沸
C．向水中通入二氧化碳气体
D．向水中加食盐晶体
6． 向纯水中加入少量NaHSO4，在温度不变时，溶液中 (　　)
A．c(H＋)/c(OH－)增大
B．c(H＋)减小
C．水中c(H＋)与c(OH－)的乘积增大
D．c(OH－)增大
7． 将纯水加热至较高温度，下列叙述正确的是 (　　)
A．水的离子积变大、pH变小、呈酸性
B．水的离子积不变、pH不变、呈中性
C．水的离子积变小、pH变大、呈碱性
D．水的离子积变大、pH变小、呈中性
三、溶液酸碱性的判断
8． 下列说法正确的是 (　　)
A．强酸的水溶液中不存在OH－
B．pH＝0的溶液是酸性最强的溶液
C．在温度不变时，水溶液中c(H＋)和c(OH－)不能同时增大
D．某温度下，纯水中c(H＋)＝2×10－7 mol·L－1，其呈酸性
9． 在25 ℃时，某稀溶液中由水电离产生的H＋浓度为1.0×10－13 mol·L－1，下列有关该溶液的叙述，正确的是 (　　)
A．该溶液可能呈酸性
B．该溶液一定呈碱性
C．该溶液的pH一定是1
D．该溶液的pH不可能为13
10．25 ℃的下列溶液中，碱性最强的是 (　　)
A．pH＝11的溶液
B．c(OH－)＝0.12 mol·L－1
C．1 L中含有4 g NaOH的溶液
D．c(H＋)＝1×10－10 mol·L－1的溶液
[能力提升]
11．有一学生在实验室测某溶液的pH。实验时，他先用蒸馏水润湿pH试纸，然后用洁净干燥的玻璃棒蘸取试样进行检测。
(1)该学生的操作是__________(填“正确的”或“不正确的”)，其理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)如不正确，请分析是否一定有误差。
答：____________________________________________________________________。
(3)若用此法分别测定c(H＋)相等的盐酸和醋酸溶液的pH，误差较大的是__________，
原因是____________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
12. (1)某温度(t ℃)时，水的Kw＝1×10－12，则该温度(填“>”、“<”或“＝”)______25 ℃，其理由是____________________________________________________________。
(2)该温度下，c(H＋)＝1×10－7 mol·L－1的溶液呈____(填“酸性”、“碱性”或“中
性”)；若该溶液中只存在NaOH溶质，则由H2O电离出来的c(OH－)＝
____________mol·L－1。
13．在水的电离平衡中，c(H＋)和c(OH－)的关系如图所示：
(1)A点水的离子积为1×10－14，B点水的离子积为______________________________
__________。造成水的离子积变化的原因是____________________________________
________________________________________________________________________。
(2)100 ℃时，若向溶液中滴加盐酸，能否使体系处于B点位置？为什么？
(3)100 ℃时，若盐酸中c(H＋)＝5×10－4 mol·L－1，则由水电离产生的c(H＋)是多少？
14．已知室温时，0.1 mol·L－1的某一元酸HA在水中有 0.1% 发生电离，回答下列各问题：
(1)该溶液的pH＝________。
(2)HA的电离平衡常数K＝________。
(3)升高温度时，K将________(填“增大”、“减小”或“不变”)，pH将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)由HA电离出的c(H＋)约为水电离出的c(H＋)的________倍。
[拓展探究]
15．中学化学实验中，淡黄色的pH试纸常用于测定溶液的酸碱性。在25 ℃时，若溶液的pH＝7，试纸不变色；若pH<7，试纸变红色；若pH>7，试纸变蓝色。而要精确测定溶液的pH，需用pH计。pH计主要通过测定溶液中H＋浓度来测定溶液的pH。
(1)已知水中存在如下平衡：
H2O＋H2O??H3O＋＋OH－　ΔH>0
现欲使平衡向右移动，且所得溶液呈酸性，选择的方法是________(填字母)。
A．向水中加入NaHSO4
B．向水中加入Cu(NO3)2
C．加热水至100 ℃[其中c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1]
D．在水中加入(NH4)2SO4
(2)现欲测定100 ℃沸水的pH及酸碱性，若用pH试纸测定，则试纸显__________色，溶液呈__________(填“酸”、“碱”或“中”)性；若用pH计测定，则pH______7(填“>”、“<”或“＝”)，溶液呈______(填“酸”、“碱”或“中”)性。
答案
1．A　2．D　3．A　4．A　5.C　6.A 7．D　8．C　9．A　10．B
11．(1)不正确的　若溶液不显中性，则H＋或OH－被稀释，测出的不是溶液中H＋或OH－对应的pH
(2)不一定有误差，当溶液为中性时则不产生误差
(3)盐酸　因为在稀释过程中醋酸继续电离产生H＋，使得溶液中c(H＋)较盐酸溶液中的c(H＋)大，误差较小
12．(1)>　升温促进水电离，Kw增大
(2)碱性　1×10－7
13．(1)1×10－12　水的电离要吸热，温度升高，水的电离程度增大，即离子积增大
(2)否，在盐酸中c(H＋)≠c(OH－)，所以不可能处于B点。
(3)2×10－9 mol·L－1
14．(1)4　(2)1×10－7　(3)增大　减小　(4)106
15．(1)BD　(2)淡黄　中　<　中
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训练3　溶液pH的计算
[基础过关]
一、溶液pH的计算
1． 温度为25 ℃时，将0.23 g钠投入到100 g水中充分反应，假设反应后溶液体积为100 mL，则该溶液的pH为 (　　)
A．1 B．13
C．12 D．10
2． 已知在100 ℃的温度下(本题涉及的溶液其温度均为100 ℃)，水的离子积Kw＝1.0×
10－12。下列说法中正确的是 (　　)
A．0.05 mol·L－1的H2SO4溶液，pH＝1
B．0.001 mol·L－1的NaOH溶液，pH＝11
C．0.005 mol·L－1的H2SO4溶液与0.01 mol·L－1的NaOH溶液等体积混合，混合溶液的pH为6，溶液显酸性
D．完全中和pH＝3的H2SO4溶液50 mL，需要pH＝11的NaOH溶液50 mL
3． 常温下，将pH＝1的硫酸溶液平均分成两等份，一份加入适量水，另一份加入与该硫酸溶液物质的量浓度相同的氢氧化钠溶液，两者pH都升高了1。则加入水和加入NaOH溶液的体积比约为 (　　)
A．11∶1 B．10∶1 C．6∶1 D．5∶1
4． 室温时，将x mL pH＝a的稀NaOH溶液与y mL pH＝b的稀盐酸充分反应。下列关于反应后溶液pH的判断，正确的是 (　　)
A．若x＝y，且a＋b＝14，则pH>7
B．若10x＝y，且a＋b＝13，则pH＝7
C．若ax＝by，且a＋b＝13，则pH＝7
D．若x＝10y，且a＋b＝14，则pH>7
二、溶液稀释pH的变化规律
5． 将10 mL pH＝1的CH3COOH加水稀释至100 mL后，溶液的pH为 (　　)
A．2 B．2C．16． pH相等的盐酸溶液和醋酸溶液都稀释相同的倍数后，pH的大小关系是 (　　)
A．盐酸>醋酸 B．醋酸>盐酸
C．盐酸＝醋酸 D．无法判断
7． 有关pH计算结果一定正确的是 (　　)
①强酸pH＝a，加水稀释到10n倍，则pH＝a＋n
②弱酸pH＝a，加水稀释到10n倍，则pH③强碱pH＝b，加水稀释到10n倍，则pH＝b－n
④弱碱pH＝b，加水稀释到10n倍，则pH>b－n(b－n>7)
A．①② B．②③ C．③④ D．②④
三、强酸与弱酸(或强碱与弱碱)的比较与判断
8． pH＝2的两种一元酸x和y，体积均为100 mL，稀释过程中pH与溶液体积的关系如下图所示。分别滴加NaOH溶液(c＝0.1 mol·L－1)至pH＝7，消耗NaOH溶液的体积为Vx、Vy，则 (　　)
A．x为弱酸，VxVy
C．y为弱酸，VxVy
9． pH＝3的两种一元酸HX和HY溶液，分别取50 mL加入足量的镁粉，充分反应后，收集到H2的体积分别为V(HX)和V(HY)，若V(HX)>V(HY)，则下列说法正确的是
(　　)
A．HX可能是强酸
B．HY一定是强酸
C．HX的酸性强于HY的酸性
D．反应开始时二者生成H2的速率相等
10．室温时，下列混合溶液的pH一定小于7的是 (　　)
A．pH＝3的盐酸和pH＝11的氨水等体积混合
B．pH＝3的盐酸和pH＝11的氢氧化钡溶液等体积混合
C．pH＝3的醋酸和pH＝11的氢氧化钡溶液等体积混合
D．pH＝3的硫酸和pH＝11的氨水等体积混合
[能力提升]
11．为更好地表示溶液的酸碱性，科学家提出了酸度(AG)的概念，AG＝lg，则下列叙述正确的是 (　　)
A．中性溶液的AG＝1
B．酸性溶液的AG＜0
C．常温下0.1 mol·L－1 NaOH溶液的AG＝12
D．常温下0.1 mol·L－1盐酸溶液的AG＝12
12．有pH＝12的NaOH溶液100 mL，要使它的pH降为11。(假设溶液混合体积等于稀释前两液体体积之和)
(1)若加入蒸馏水，应加________mL。
(2)若加入pH为10的NaOH溶液，应加________mL。
(3)若加入0.01 mol·L－1的盐酸，应加________mL。
13．某温度(t ℃)时，水的离子积为Kw＝1×10－13。若将此温度下pH＝11的苛性钠溶液a L与pH＝1的稀硫酸b L混合(设混合后溶液体积的微小变化忽略不计)，试通过计算填写以下不同情况时两种溶液的体积比。
(1)若所得混合溶液为中性，则a∶b＝________________________________________；
此溶液中各种离子的浓度由大到小的排列顺序是_________________________________
________________________________________________________________________。
(2)若所得混合溶液的pH＝2，则a∶b＝______________________________________。
此溶液中各种离子的浓度由大到小的排列顺序是_________________________________
________________________________________________________________________。
14．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，＝________________________________________________(填数值)；
(2)若x＋y＝13，＝_______________________________________________(填数值)；
(3)若x＋y>14，＝_______________________________________________(表达式)，
且Vx________Vy(填“>”、“<”或“＝”)(题中x≤6，y≥8)。
[拓展探究]
15．25 ℃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．B　2.A　3.C 4．D　5．C　6．A　7．D 8．C　9．D　10．C 11．D
12．(1)900　(2)1 000　(3)81.8
13．(1)10∶1　c(Na＋)>c(SO)>c(H＋)＝c(OH－)
(2)9∶2　c(H＋)>c(SO)>c(Na＋)>c(OH－)
14．(1)1　(2)　(3)10x＋y－14　>
15．(1)否　若a＝3，b＝6，溶液显酸性，与题意不符，故a≠3
(2)否　若a＝5，c(H＋)a＝10－5 mol·L－1，则b＝10，c(OH－)b＝10－4 mol·L－1，＝>1，不符合题意，故a≠5
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训练4　酸碱中和滴定
[基础过关]
一、滴定管的使用
1． 准确量取25.00 mL酸性高锰酸钾溶液，可选用的仪器是 (　　)
A．500 mL量筒 B．10 mL量筒
C．50 mL酸式滴定管 D．50 mL碱式滴定管
2． 有一支50 mL酸式滴定管，其中盛有溶液，液面恰好在10.0 mL刻度处，把滴定管中的溶液全部流下排出，盛接在量筒中，量筒内溶液的体积是 (　　)
A．大于40.0 mL B．40.0 mL
C．大于10.0 mL D．10.0 mL
3． 某学生用碱式滴定管量取0.1 mol·L－1的NaOH溶液，开始时仰视液
面读数为1.00 mL，取出部分溶液后，俯视液面，读数为11.00 mL，
该同学在操作中实际取出的液体体积为 (　　)
A．大于10.00 mL
B．小于10.00 mL
C．等于10.00 mL
D．等于11.00 mL
二、中和滴定操作
4． 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在锥形瓶中加入25 mL待测NaOH溶液　③加入几滴石蕊试液作指示剂　④取
一支酸式滴定管，洗涤干净　⑤直接往酸式滴定管中注入标准酸溶液，进行滴定　⑥左
手旋转滴定管的玻璃活塞，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
5． 用已知浓度的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液时，下列操作中正确的是 (　　)
A．酸式滴定管用蒸馏水洗净后，直接加入已知浓度的盐酸
B．锥形瓶用蒸馏水洗净后，用NaOH溶液润洗后再加入待测液
C．滴定时，没有逐出滴定管下口的气泡
D．读数时，视线与滴定管内液体的凹液面最低处保持水平
6． 两人用同一瓶盐酸滴定同一瓶NaOH溶液。甲将锥形瓶用NaOH待测液润洗后，使用水洗过的碱式滴定管取碱液于锥形瓶中；乙则用甲用过的滴定管取碱液于刚用蒸馏水洗过且存有蒸馏水的锥形瓶中，其他操作及读数均正确，你的判断是 (　　)
A．甲操作有错 B．乙操作有错
C．甲测定数值一定比乙小 D．乙实际测得值较不准确
7． 以酚酞试液作指示剂，对某新制NaOH溶液进行中和滴定实验，数据记录如下表：
实验
编号
待测液
消耗标准盐酸(0.01 mol·L－1) 的体积
①
20 mL NaOH溶液
V1 mL
②
20 mL NaOH溶液＋
10 mL H2O
V2 mL
③
敞口隔夜放置的
20 mL NaOH溶液
V3 mL
则该新制的NaOH溶液的浓度c(mol·L－1)计算合理的是 (　　)
A．c＝0.01×(V1＋V2＋V3)/(3×20)
B．c＝0.01×(V1＋V2)/(2×20)
C．c＝0.01×(V1＋V3)/(2×20)
D．c＝0.01×V1/20
三、中和滴定误差分析
8． 用标准的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液，下列操作不会引起实验误差的是 (　　)
A．用蒸馏水洗净酸式滴定管后，装入标准盐酸进行滴定
B．用蒸馏水洗净锥形瓶后，再用NaOH溶液润洗，后装入NaOH溶液进行滴定
C．用碱式滴定管取10.00 mL NaOH溶液放入用蒸馏水洗净的锥形瓶中，再加入适量蒸馏水进行滴定
D．用酚酞作指示剂滴至红色刚变无色时即停止加盐酸
9． 用已知浓度的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液，选用酚酞作指示剂，下列操作会导致测定结果偏低的是 (　　)
A．酸式滴定管未润洗就装标准液滴定
B．锥形瓶未用待测液润洗
C．读取标准液读数时，滴前仰视，滴定到终点后俯视
D．滴定前酸式滴定管尖嘴处有气泡未排除，滴定后气泡消失
10．用已知浓度的NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸，由于碱式滴定管起始读数时仰视，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
[能力提升]
11．如下图是常见仪器的部分结构。
(1)写出仪器名称A________，B________，C________，D________。
(2)使用前需检查是否漏水的仪器有__________。
12．某学生欲用已知物质的量浓度的盐酸来测定未知物质的量浓度的NaOH溶液时，选择甲基橙作指示剂。请填写下列空白：
(1)用标准盐酸滴定待测NaOH溶液时，左手握酸式滴定管的活塞，右手轻轻摇动锥形瓶，眼睛注视___________________________________________________________
________________________________________________________________________
____________。直到因加入一滴盐酸后，溶液由黄色变为橙色，并______________为止。
(2)下列操作中可能使所测NaOH溶液的浓度数值偏低的是________(填字母序号)。
A．酸式滴定管未用标准盐酸润洗就直接注入标准盐酸
B．滴定前盛放NaOH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
(3)若滴定开始和结束时，酸式滴定管中的液面如图所示，则起始读数为________mL，终点读数为________mL；所用盐酸溶液的体积为________mL。
13．如图为10 mL一定物质的量浓度的盐酸，用一定浓度的
NaOH溶液滴定的图示。
(1)盐酸的浓度为____________。
(2)NaOH溶液的浓度为____________。
(3)当滴加NaOH溶液至26 mL时，溶液的pH为______。
(4)从图中pH变化曲线可知：中和滴定的速度只能是
__________，过量一滴引起的pH变化________。
14．在标准状况下充满HCl的烧瓶做完喷泉实验后得到稀盐酸，用标准碳酸钠溶液滴定这种盐酸测定它的准确浓度，请你回答下列问题：
(1)用标准Na2CO3溶液滴定这种盐酸时，Na2CO3溶液应装在________式滴定管中，若用甲基橙作指示剂，达到滴定终点时，溶液从________色变为__________色。
(2)现配制三种浓度的标准Na2CO3溶液，你认为最合适的是下列第______种(填序号)。
①2.500 mol·L－1　②0.25 mol·L－1
③0.025 mol·L－1
(3)若采用上述合适浓度的标准Na2CO3溶液滴定，用c(Na2CO3)表示，滴定时实验数据列表如下：
实验
编号
待测盐酸
体积(mL)
滴入Na2CO3
溶液体积(mL)
1
20.00
18.80
2
20.00
16.95
3
20.00
17.05
求这种待测稀盐酸的物质的量浓度(用数据和符号列式即可)：c(HCl)＝______________。
[拓展探究]
15．乙二酸俗名草酸，下面是化学学习小组的同学对草酸晶体(H2C2O4·xH2O)进行的探究性学习的过程，请你参与并协助他们完成相关学习任务。
该组同学的研究课题是：探究测定草酸晶体(H2C2O4·xH2O)中的x值。通过查阅资料和网络查询得，草酸易溶于水，水溶液可以用酸性KMnO4溶液进行滴定：
2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O
学习小组的同学设计了滴定的方法测定x值。
①称取1.260 g纯草酸晶体，将其制成100.00 mL水溶液为待测液。
②取25.00 mL待测液放入锥形瓶中，再加入适量的稀H2SO4。
③用浓度为0.100 0 mol·L－1的酸性KMnO4标准溶液进行滴定，达到终点时消耗10.00 mL。
(1)滴定时，将酸性KMnO4标准液装在如图中的________(填“甲”或“
乙”) 滴定管中。
(2)本实验滴定达到终点的标志可以是
________________________________________________________________ _________________________________________________________。
(3)通过上述数据，求得x＝________。
讨论：①若滴定终点时俯视滴定管刻度，则由此测得的x值会________(填
“偏大”、“偏小”或“不变”，下同)。
②若滴定时所用的酸性KMnO4溶液因久置而导致浓度变小，则由此测得的x值会________。
答案
1． C　2．A　3．A　4．D　5．D　6.A　7.B　8.C 9．C　10．C
11．(1)量筒　容量瓶　滴定管　温度计　(2)BC
12．(1)锥形瓶内溶液颜色的变化　在半分钟内不变色
(2)D　(3)0.00　26.10　26.10
13．(1)0.09 mol·L－1　(2)0.03 mol·L－1
(3)2＋lg3　(4)先快后慢，不能成线流　很大
14．(1)碱　红　橙　(2)③　(3)1.7c(Na2CO3)
15．(1)甲　(2)当滴入最后一滴酸性KMnO4溶液时，溶液由无色变为紫色，且半分钟内不褪色，即达滴定终点　(3)2　偏大　偏小
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训练5　盐类水解的实质与规律
[基础过关]
一、盐类水解的概念
1． 在盐类水解的过程中，下列说法正确的是 (　　)
A．盐的电离平衡被破坏
B．水的电离程度一定会增大
C．溶液的pH一定会增大
D．c(H＋)与c(OH－)的乘积一定会增大
2． 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
3． 下列各物质的溶液显酸性的是 (　　)
A．NaHCO3 B．(NH4)2SO4
C．NaCl D．CH3COOK
4． 下列操作会促进H2O的电离，且使溶液pH>7的是 (　　)
A．将纯水加热到90 ℃
B．向水中加少量NaOH溶液
C．向水中加少量Na2CO3溶液
D．向水中加少量FeCl3溶液
5． 实验室有下列试剂，其中必须用带橡胶塞的试剂瓶保存的是 (　　)
①NaOH溶液　②水玻璃　③Na2S溶液　④Na2CO3溶液
⑤NH4Cl溶液　⑥澄清石灰水　⑦浓HNO3
⑧浓H2SO4
A．①⑥ B．①②③④⑥
C．①②③⑥⑦⑧ D．⑤⑦⑧
二、盐类水解离子方程式的书写
6． 下列物质在常温下发生水解时，对应的离子方程式正确的是 (　　)
①Na2CO3：CO＋2H2O??H2O＋CO2↑＋2OH－
②NH4Cl：NH＋H2O??NH3·H2O＋H＋
③CuSO4：Cu2＋＋2H2O??Cu(OH)2＋2H＋
④NaF：F－＋H2O===HF＋OH－
A．①④ B．②③ C．①③ D．②④
7． 下列各项中的离子方程式，书写正确的是 (　　)
A．AlCl3水解：Al3＋＋3H2O===Al(OH)3＋3H＋
B．NaHCO3电离：NaHCO3??Na＋＋HCO
C．固体Ca(OH)2与NH4Cl共热：NH＋OH－===NH3＋H2O
D．过量的CO2气体通入饱和石灰水中：CO2＋OH－===HCO
三、盐类水解规律的综合应用
8． 下列各组溶液混合后，溶液显碱性的是 (　　)
A．10 mL 0.1 mol·L－1 NH3·H2O与10 mL 0.1 mol·L－1 HCl
B．10 mL 0.1 mol·L－1 K2S与10 mL 0.1 mol·L－1 K2SO4
C．10 mL 0.1 mol·L－1 KOH与10 mL 0.1 mol·L－1 KHCO3，再加入10 mL 0.1 mol·L－1 BaCl2
D．10 mL 0.1 mol·L－1 NaOH与5 mL 0.1 mol·L－1 H2SO4
9． 等物质的量浓度的下列五种溶液：①CH3COOH
②(NH4)2CO3　③NaHSO4　④NaHCO3　⑤Ba(OH)2，溶液中水的电离程度由大到小排列正确的是 (　　)
A．⑤③①④② B．⑤③①②④
C．②④③①⑤ D．②④①③⑤
10．有四种物质的量浓度相等且都由一价阳离子A＋和B＋及一价阴离子X－和Y－组成的盐溶液。据测定常温下AX和BY溶液的pH＝7，AY溶液的pH>7，BX溶液的pH<7，由此判断不水解的盐是 (　　)
A．BX B．AX C．AY D．BY
[能力提升]
11．(1)某二元酸(化学式用H2A表示)在水中的电离方程式是H2A===H＋＋HA－　HA－??H＋＋A2－
试完成下列问题：
Na2A溶液显________(填“酸性”、“中性”或“碱性”)。理由是_______________
(用离子方程式表示)。
(2)pH＝5的NH4Cl溶液与pH＝5的HCl溶液中由水电离出的c(H＋)分别是___________、____________。
12．室温下，pH＝2的某酸HnA(A为酸根)与pH＝12的某碱B(OH)m等体积混合，混合液的pH变为8。
(1)写出生成的正盐的分子式：__________。
(2)该盐中存在着一种水解的离子，该离子的水解方程式为______________________。
(3)简述该混合液呈碱性的原因：______________________________________________
________________________________________________________________________。
13．常温下，如果取0.1 mol·L－1 HA溶液与0.1 mol·L－1NaOH溶液等体积混合(忽略混合后溶液体积的变化)，测得混合溶液的pH＝8，试回答以下问题：
(1)混合溶液的pH＝8的原因(用离子方程式表示)：
________________________________________________________________________。
(2)混合溶液中由水电离出的c(H＋)____(填“>”、“<”或“＝”)0.1 mol·L－1 NaOH溶液中由水电离出的c(H＋)。
(3)已知NH4A溶液为中性，HA溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出，试推断(NH4)2CO3溶液的pH____7(填“>”、“<”或“＝”)。
[拓展探究]
14．某实验小组拟定用pH试纸验证醋酸是弱酸。甲、乙两同学的方案分别是
甲：①准确配制0.1 mol·L－1的醋酸钠溶液100 mL；
②用pH试纸测出该溶液的pH，即可证明醋酸是弱酸。
乙：①量取一定量的冰醋酸准确配制pH＝1的醋酸溶液100 mL；
②取醋酸溶液1 mL，加水稀释为10 mL；
③用pH试纸测出②中溶液的pH，即可证明醋酸是弱酸。
(1)两个方案的第①步中，都要用到的定量仪器是____________________________，
简要说明pH试纸的使用方法：____________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)甲方案中，说明醋酸是弱酸的理由是测得醋酸钠溶液的pH______7(选填“<”、“>”或“＝”，下同)，乙方案中，说明醋酸是弱酸的理由是测得醋酸溶液的pH______2。
(3)请你评价乙方案的不妥之处：______________________________________________。
答案
1．B　2．A　3．B　4．C　5.B　6.B 7．D　8．B　9．D 10．B
11．(1)碱性　A2－＋H2O??HA－＋OH－
(2)10－5 mol·L－1　10－9 mol·L－1
12．(1)BnAm(或BA)
(2)Bm＋＋mH2O??B(OH)m＋mH＋
(3)酸与碱等体积反应，碱过量，则最后混合液中溶质是正盐BnAm与碱B(OH)m的混合物，呈碱性
13．(1)A－＋H2O??HA＋OH－　(2)>　(3)>
14．(1)100 mL容量瓶　把小块pH试纸放在表面皿上，用洁净的玻璃棒蘸取待测液点在试纸中部，试纸变色后，与标准比色卡比较来确定溶液的pH
(2)>　<
(3)难以配制pH＝1的醋酸溶液，稀释之后用pH试纸测量不易读出准确数值
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训练6　影响盐类水解的因素和盐类水解的应用
[基础过关]
一、盐类水解的应用
1． 下列做法中用到物质氧化性的是 (　　)
A．明矾净化水 B．纯碱除去油污
C．臭氧消毒餐具 D．食醋清洗水垢
2． 下列说法正确的是 (　　)
A．将AlCl3溶液和Al2(SO4)3溶液分别加热、蒸干、灼烧，所得固体成分相同
B．配制FeSO4溶液时，将FeSO4固体溶于稀盐酸中，然后稀释至所需浓度
C．用加热的方法可以除去KCl溶液中的Fe3＋
D．洗涤油污常用热的碳酸钠溶液
3． 在蒸发皿中加热蒸干并灼烧(低于400 ℃)下列物质的溶液，可以得到该固体物质的是
(　　)
A．氯化铝 B．碳酸氢钠
C．硫酸铁 D．高锰酸钾
4． 下列哪组离子能在水溶液中大量共存 (　　)
A．K＋、CO、HS－、S2－、Al3＋、AlO
B．MnO、Na＋、SO、K＋、Cl－
C．SO、Ag＋、SO、S2－、AlO、K＋
D．Fe2＋、Cl－、H＋、NO
5． 同时对农作物施用含N、P、K的三种化肥，给定下列化肥：①K2CO3、②KCl、③Ca(H2PO4)2、
④(NH4)2SO4、⑤NH3·H2O，其中最合理的组合方式是 (　　)
A．①③④ B．②③④ C．①③⑤ D．②③⑤
二、外界条件对水解平衡的影响
6． 在未知溶液中再溶入CH3COONa晶体，测得c(Na＋)与c(CH3COO－)几乎相等，则原来的溶液可能是 (　　)
A．HCl溶液 B．NaOH溶液
C．KCl溶液 D．KOH溶液
7． 下列关于FeCl3水解的说法错误的是 (　　)
A．水解达到平衡时(不饱和)，加氯化铁溶液达饱和，溶液的酸性会增强
B．浓度为5 mol·L－1和0.5 mol·L－1的两种FeCl3溶液，其他条件相同时，Fe3＋的水解程度前者比后者小
C．有50 ℃和20 ℃的同浓度的两种FeCl3稀溶液，其他条件相同时，Fe3＋的水解程度前者比后者小
D．为抑制Fe3＋的水解，较好地保存FeCl3溶液，应加少量盐酸
8． 在CH3COONa溶液里，加入下列物质使水解平衡向左移动，并且pH变大的是
(　　)
A．加入适量纯CH3COOH
B．加入少量NaCl固体
C．加入少量NaOH固体
D．加水稀释
9． 在一定条件下，Na2CO3溶液中存在水解平衡：CO＋H2O??HCO＋OH－。下列说法正确的是 (　　)
A．稀释溶液，上述可逆反应平衡常数不变
B．通入CO2，溶液pH增大
C．加入NaOH固体，平衡向正反应方向移动
D．升高温度，不变
10．为了使CH3COONa溶液中Na＋的浓度与CH3COO－的浓度比为1∶1，可在CH3COONa溶液中加入 (　　)
①适量的盐酸　②适量的NaCl　③适量的醋酸　④适量的CH3COONa
A．①② B．③ C．③④ D．④
[能力提升]
11．已知K2HPO4溶液呈碱性，即HPO结合H＋的能力大于其电离产生H＋的能力。溶液中存在如下平衡：HPO＋H2O??PO＋H3O＋。下列操作能使该溶液中c(H3O＋)增大的是 (　　)
A．加水 B．加热
C．加消石灰 D．加K2HPO4
12．现有25 ℃时0.1 mol·L－1的氨水，请回答以下问题：
(1)若向氨水中加入少量硫酸铵固体，此时溶液中________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)若向氨水中加入稀硫酸，使其恰好中和，写出反应的离子方程式：_____________；
所得溶液的pH________7(填“>”、“<”或“＝”)，用离子方程式表示其原因：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若向氨水中加入稀硫酸至溶液的pH＝7，此时c(NH)＝a mol·L－1，则c(SO)为
________。
13．(1)为了提高生活用水的质量，自来水厂常用Cl2和FeSO4·7H2O对水进行消毒、净化，以改进水质。简述原因并写出有关反应的离子方程式。
(2)试用离子方程式和简要文字表述以下事实：
①改进碱性土壤用石膏。
②盛NH4F试剂要用塑料瓶而不能用玻璃瓶。
③铵态氮肥不能与草木灰混用。
14．10 ℃时加热NaHCO3饱和溶液，测得该溶液的pH发生如下变化：
温度(℃)
10
20
30
加热煮沸后冷却到50 ℃
pH
8.3
8.4
8.5
8.8
甲同学认为，该溶液pH升高的原因是HCO的水解程度增大，故碱性增强，该反应的
离子方程式为_____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
乙同学认为，溶液pH升高的原因是NaHCO3受热分解，生成了Na2CO3，并推断Na2CO3的水解程度______(填“大于”或“小于”)NaHCO3，该分解反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
丙同学认为甲、乙的判断都不充分。丙认为：
(1)只要在加热煮沸的溶液中加入足量的BaCl2溶液，若产生沉淀，则乙判断正确。为什么？能不能选用Ba(OH)2溶液？______________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)将加热后的溶液冷却到10 ℃，若溶液的pH______(填“大于”、“小于”或“等于”)8.3，则__________(填“甲”或“乙”)判断正确。
[拓展探究]
15．已知H2O2、KMnO4、NaClO、K2Cr2O7均具有强氧化性。将溶液中的Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋沉淀为氢氧化物，需溶液的pH分别为6.4、9.6、3.7。现有含FeCl2杂质的氯化铜晶体(CuCl2·2H2O)，为制取纯净的CuCl2·2H2O，首先将其制成水溶液，然后按图示步骤进行提纯：
请回答下列问题：
(1)本实验最适合的氧化剂X是________(填序号)。
A．K2Cr2O7 B．NaClO
C．H2O2 D．KMnO4
(2)物质Y是________。
(3)本实验用加碱沉淀法能不能达到目的？______，原因是______________________。
(4)除去Fe3＋的有关离子方程式是_____________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)加氧化剂的目的是______________________________________________________。
(6)最后能不能直接蒸发结晶得到CuCl2·2H2O晶体？________，应如何操作？
________________________________________________________________________。
答案
1．C　2．D　3．C 4．B　5．B 6．D　7．C　8．C　9.A 10．B　11．A
12．(1)减小　(2)NH3·H2O＋H＋===NH＋H2O　<　NH＋H2O??NH3·H2O＋H＋
(3)a/2 mol·L－1
13．(1)Cl2与Fe2＋反应生成Fe3＋，Fe3＋水解生成的Fe(OH)3胶体吸附水中悬浮杂质一起沉积到水底，达到净化水的目的；同时过量的Cl2与H2O反应生成HClO，可杀灭水中的病菌。离子方程式：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，Fe3＋＋3H2O??Fe(OH)3(胶体)＋3H＋，Cl2＋H2O??H＋＋Cl－＋HClO。
(2)①土壤显碱性是因为CO＋H2O??HCO＋OH－，加入石膏，其中的Ca2＋与CO结合生成难溶性CaCO3，从而消除产生碱性的根源：Ca2＋＋CO===CaCO3↓；②NH4F遇水发生一定程度的双水解，生成的氢氟酸腐蚀玻璃：F－＋H2O??HF＋OH－，NH＋H2O??NH3·H2O＋H＋，H＋＋OH－===H2O；③草木灰的主要成分K2CO3水解显碱性，促进铵态氮肥中的NH的水解，生成NH3·H2O：CO＋H2O??HCO＋OH－，NH＋OH－??NH3·H2O，NH3·H2O易挥发而降低了N的含量。
14．HCO＋H2O??H2CO3＋OH－　大于
2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
(1)若原因是HCO水解程度增大，则溶液中几乎没有CO，所以可用BaCl2溶液检验溶液中是否含有CO来推知乙的观点是否正确，但不能选用Ba(OH)2溶液，因为Ba2＋＋OH－＋HCO===BaCO3↓＋H2O，若用Ba(OH)2检验，无论哪种观点都会有沉淀产生
(2)等于　甲(或大于　乙)
15．(1)C
(2)CuO[或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3]
(3)不能　因加碱的同时也会使Cu2＋生成Cu(OH)2沉淀
(4)Fe3＋＋3H2O??Fe(OH)3＋3H＋，CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O[或Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O等]
(5)将Fe2＋氧化为Fe3＋，便于生成沉淀而与Cu2＋分离
(6)不能　应在HCl气流中加热蒸发
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训练7　盐类水解在化学实验中的典型应用
[基础过关]
一、单一溶液中离子浓度大小比较
1． 在氯化铵溶液中，下列关系式正确的是 (　　)
A．c(Cl－)>c(NH)>c(H＋)>c(OH－)
B．c(NH)>c(Cl－)>c(H＋)>c(OH－)
C．c(Cl－)＝c(NH)>c(H＋)＝c(OH－)
D．c(NH)＝c(Cl－)>c(H＋)>c(OH－)
2． 下列表示0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液中有关微粒浓度(mol·L－1)的关系式中，不正确的是
(　　)
A．c(Na＋)>c(HCO)>c(CO)>c(H＋)>c(OH－)
B．c(HCO)＋c(CO)＋c(H2CO3)＝0.1 mol·L－1
C．c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCO)＋2c(CO)＋c(OH－)
D．c(Na＋)＝c(HCO)＋c(CO)＋c(H2CO3)
3． 在0.1 mol·L－1的Na2CO3溶液中，下列关系正确的是 (　　)
A．c(Na＋)＝2c(CO)
B．c(OH－)＝2c(H＋)
C．c(HCO)>c(H2CO3)
D．c(Na＋)二、混合溶液中粒子浓度大小比较
4． 已知乙酸(HA)的酸性比甲酸(HB)弱，在物质的量浓度均为0.1 mol·L－1的NaA和NaB混合溶液中，下列排序正确的是 (　　)
A．c(OH－)>c(HA)>c(HB)>c(H＋)
B．c(OH－)>c(A－)>c(B－)>c(H＋)
C．c(OH－)>c(B－)>c(A－)>c(H＋)
D．c(OH－)>c(HB)>c(HA)>c(H＋)
5． 把0.02 mol·L－1 CH3COOH溶液和0.01 mol·L－1 NaOH溶液以等体积混合，混合溶液中粒子浓度关系正确的是 (　　)
A．c(CH3COO－)>c(Na＋)
B．c(CH3COOH)>c(CH3COO－)
C．2c(H＋)＝c(CH3COO－)－c(CH3COOH)
D．c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)＝0.02 mol·L－1
6． 在25 ℃时，将pH＝11的NaOH溶液与pH＝3的CH3COOH溶液等体积混合后，下列关系式中正确的是 (　　)
A．c(Na＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)
B．c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)
C．c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)>c(H＋)
D．c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)
7． 25 ℃时，将一定浓度的盐酸和一定浓度的氨水按2∶1的体积比混合，若混合溶液中
c(NH)＝c(Cl－)，则溶液的pH (　　)
A．大于7 B．小于7
C．等于7 D．无法确定
三、不同溶液中同一离子浓度大小的比较
8． 相同温度下，相同物质的量浓度的下列溶质：①CH3COONa、②NH4Cl、③Na2SO4、
④NaHSO4、⑤NH3·H2O，按pH由大到小顺序排列正确的是 (　　)
A．⑤①③②④ B．④②③①⑤
C．①⑤③②④ D．①⑤③④②
9． 在25 ℃时，NH浓度相等的NH4Cl、CH3COONH4、NH4HSO4的溶液中，其对应溶液中溶质的物质的量浓度分别为a、b、c(单位为mol·L－1)，下列判断正确的是 (　　)
A．a＝b＝c B．a＝c>b
C．b>a>c D．c>a>b
[能力提升]
10．常温下，0.1 mol·L－1某一元酸(HA)溶液的pH＝3。下列叙述正确的是 (　　)
A．该溶液中：c2(H＋)≠c(H＋)·c(A－)＋Kw
B．由pH＝3的HA溶液与pH＝11的NaOH溶液等体积混合，所得溶液中：c(Na＋)>c(A－)>c(OH－)>c(H＋)
C．浓度均为0.1 mol·L－1的HA和NaA溶液等体积混合，所得溶液中：c(A－)>c(HA)>c(Na＋)>c(OH－)>c(H＋)
D．0.1 mol·L－1 HA溶液与0.05 mol·L－1 NaOH溶液等体积混合，所得溶液中：2c(H＋)＋c(HA)＝c(A－)＋2c(OH－)
11．在0.5 mol·L－1的NaHSO3溶液中滴入石蕊，溶液变红。试回答下列问题：
(1)该溶液中HSO的电离程度________(填“大于”、“小于”或“等于”)HSO的水解程度。
(2)溶液中Na＋、HSO、H＋、OH－、SO等离子的浓度由大到小的顺序为
________________________________________________________________________。
(3)在Na2SO3溶液中滴入酚酞，溶液变红。若在该溶液中再滴入过量的BaCl2溶液，所观察到的现象是__________________________________________________________
________________________________________________________________________。
其原因是(以离子方程式及简要文字说明)______________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
12．已知某溶液中存在OH－、H＋、NH、Cl－四种离子，某同学推测其离子浓度大小顺序有如下四种关系：
①c(Cl－)>c(NH)>c(H＋)>c(OH－)
②c(Cl－)>c(NH)>c(OH－)>c(H＋)
③c(NH)>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋)
④c(Cl－)>c(H＋)>c(NH)>c(OH－)
填写下列空白：
(1)若溶液中只溶解了一种溶质，则该溶质是________，上述四种离子浓度的大小顺序
为________(填序号)。
(2)若上述关系中③是正确的，则溶液中的溶质为________________；若上述关系中④是正确的，则溶液中的溶质为______________。
(3)若该溶液是由体积相等的稀盐酸和氨水混合而成，且恰好呈中性，则混合前c(HCl)______c(NH3·H2O)(填“大于”、“小于”或“等于”)。
13．将0.2 mol·L－1 HA溶液与0.1 mol·L－1 NaOH溶液等体积混合，测得混合溶液中c(Na＋)>c(A－)，则(用“>”、“<”或“＝”)填写下列空白：
(1)混合溶液中c(A－)______c(HA)。
(2)混合溶液中c(HA)＋c(A－)______0.1 mol·L－1。
(3)混合溶液中，由水电离出的c(OH－)____0.2 mol·L－1 HA溶液中由水电离出的c(H＋)。
(4)25 ℃时，如果取0.2 mol·L－1 HA溶液与0.1 mol·L－1 NaOH溶液等体积混合，测得混合溶液的pH<7，则HA的电离程度______NaA的水解程度。
[拓展探究]
14．现有室温下浓度均为1×10－3 mol·L－1的几种溶液：①盐酸、②硫酸、③醋酸、④氯化铵、⑤氨水、⑥NaOH溶液。回答下列问题：
(1)上述6种溶液中，水电离出的c(H＋)最大的是________，最小的是__________。
(2)将③、⑥混合后，若溶液呈中性，则消耗两溶液的体积为③____⑥(填“>”、“<”或“＝”)，溶液中的离子浓度由大到小的顺序为______________________________。
(3)将等体积的①、⑤混合，则溶液的pH______7(填“>”、“<”或“＝”)，用离子方程式说明其原因：__________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)向相同体积的①、②、③溶液中分别加入相同的且足量的锌粒，反应的初始速率由快到慢的顺序为____________，最终产生H2总量的关系为_____________________。
(5)向相同体积的①、③溶液中分别加入相同浓度、相同体积的CH3COONa溶液，充分混合后，混合液的pH大小关系为①______③(填“>”、“<”或“＝”，下同)。
(6)若将等体积的⑤、⑥溶液加热至相同温度后，溶液的pH大小关系为⑤______⑥。
答案
1．A　2.A 3．C　4．A　5．A 6．D　7．C　8．A 9．C　10．D
11．(1)大于
(2)c(Na＋)>c(HSO)>c(H＋)>c(SO)>c(OH－)
(3)产生白色沉淀，且红色褪去
在Na2SO3溶液中，SO水解：SO＋H2O??HSO＋OH－，溶液呈碱性，滴入酚酞变红；加入BaCl2后，Ba2＋＋SO===BaSO3↓(白色)，由于c(SO)减小，SO水解平衡左移，c(OH－)减小，酚酞褪色
12．(1)NH4Cl　①
(2)NH4Cl和NH3·H2O　NH4Cl和HCl　(3)小于
13．(1)<　(2)＝　(3)>　(4)>
14．(1)④　②
(2)>　c(Na＋)＝c(CH3COO－)>c(H＋)＝c(OH－)
(3)<　NH＋H2O??NH3·H2O＋H＋
(4)②①③　②>①＝③　(5)<　(6)<
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训练8　沉淀溶解平衡与溶度积
[基础过关]
一、物质的溶解性
1． 下列属于微溶物质的是 (　　)
A．AgCl B．BaCl2 C．CaSO4 D．Ag2S
2． 下列物质的溶解度随温度升高而减小的是 (　　)
①KNO3　②Ca(OH)2　③BaSO4　④CO2
A．①② B．②④ C．①③ D．①④
二、沉淀溶解平衡及其影响因素
3． 下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是 (　　)
A．反应开始时，溶液中各离子浓度相等
B．沉淀溶解达到平衡时，沉淀的生成和溶解的速率相等
C．沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等，且保持不变
D．沉淀溶解达到平衡时，如果再加入难溶的该沉淀物，将促进溶解
4． 在AgCl饱和溶液中尚有AgCl固体存在，当向溶液中加入0.1 mol·L－1的盐酸时，下列说法正确的是 (　　)
A．AgCl沉淀溶解平衡正向移动
B．AgCl溶解度增大
C．溶液中c(Ag＋)增大
D．溶液中c(Cl－)增大
5． 在一定温度下，Mg(OH)2固体在水溶液中达到下列平衡：Mg(OH)2(s)??Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，若使固体Mg(OH)2的量减少，而c(Mg2＋)不变，可采取的措施是 (　　)
A．加MgCl2 B．加H2O
C．加NaOH D．加HCl
6． 硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如下，下列说法正确的是 (　　)
A．温度一定时，Ksp(SrSO4)随c(SO)的增大而减小
B．三个不同温度中，313 K时Ksp(SrSO4)最大
C．283 K时，图中a点对应的溶液是饱和溶液
D．283 K下的SrSO4饱和溶液升温到363 K后变为不饱和溶液
三、溶度积常数
7． 下列有关溶度积常数Ksp的说法正确的是 (　　)
A．常温下，向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体，BaCO3的Ksp减小
B．溶度积常数Ksp只受温度影响，温度升高Ksp减小
C．溶度积常数Ksp只受温度影响，温度升高Ksp增大
D．常温下，向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体，Mg(OH)2的Ksp不变
8． 在CaCO3饱和溶液中，加入Na2CO3固体，达到平衡时 (　　)
A．c(Ca2＋)＝c(CO)
B．c(Ca2＋)＝c(CO)＝
C．c(Ca2＋)≠c(CO)，c(Ca2＋)·c(CO)＝Ksp(CaCO3)
D．c(Ca2＋)≠c(CO)，c(Ca2＋)·c(CO)≠Ksp(CaCO3)
9． 已知：Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(AgI)＝1.5×10－16 ，Ksp(Ag2CrO4)＝2.0×10－12，则下列难溶盐的饱和溶液中，Ag＋浓度大小顺序正确的是 (　　)
A．AgCl>AgI>Ag2CrO4
B．AgCl>Ag2CrO4>AgI
C．Ag2CrO4>AgCl>AgI
D．Ag2CrO4>AgI>AgCl
[能力提升]
10．18 ℃时，Mg(OH)2的Ksp＝1.8×10－11，其饱和溶液中Mg2＋的物质的量浓度是多少？
11．已知在Ca3(PO4)2的饱和溶液中存在平衡：
Ca3(PO4)2(s)??3Ca2＋(aq)＋2PO(aq)
(1)溶度积Ksp＝__________________________________________________________；
(2)若一定温度下，饱和溶液中c(Ca2＋)＝2.0×10－6 mol·L－1，c(PO)＝1.58×10－6 mol·L
－1，则Ksp＝________________。
12．已知在室温时，PbI2的溶度积(Ksp)为7.1×10－9，计算室温下PbI2饱和溶液中Pb2＋和I－
的浓度。
[拓展探究]
13．从铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如下：
请回答下列问题：
(1)流程甲加入盐酸后生成Al3＋的化学方程式为_______________________________
________________________________________________________________________。
(2)流程乙加入烧碱后生成SiO的离子方程式为________________________________
________________________________________________________________________。
(3)验证滤液B中含Fe3＋，可取少量滤液并加入______(填试剂名称)。
(4)滤液E、K中溶质的主要成分是__________(填化学式)，写出该溶液的一种用途
________________________________________________________________________。
(5)已知298 K时，Mg(OH)2的溶度积常数Ksp＝5.6×10－12，取适量的滤液B，加入一定量的烧碱达到沉淀溶解平衡，测得pH＝13.00，则此温度下残留在溶液中的c(Mg2＋)是多少？
答案
1．C　2．B　3．B　4．D　5.B 6．B　7．D 8．C　9．C
10．1.65×10－4 mol·L－1
11．(1)c3(Ca2＋)·c2(PO)　(2)2.0×10－29
12．Pb2＋和I－的浓度分别为1.2×10－3 mol·L－1和2.4×10－3 mol·L－1。
13．(1)Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O
(2)SiO2＋2OH－===SiO＋H2O
(3)硫氰化钾(或苯酚溶液等合理答案均可)
(4)NaHCO3　制纯碱(或作发酵粉等合理答案均可)
(5)5.6×10－10 mol·L－1
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训练9　沉淀反应的应用
[基础过关]
一、沉淀溶解平衡的应用
1． 工业废水中常含有不同类型的污染物，可采用不同的方法处理。以下处理措施和方法都正确的是 (　　)
选项
污染物
处理措施
方法类别
A
废酸
加生石灰中和
物理法
B
Cu2＋等重金属离子
加硫酸盐沉降
化学法
C
含苯废水
用活性炭吸附
物理法
D
含纯碱的废水
加石灰水反应
化学法
2.25 ℃时，已知下列三种金属硫化物的溶度积常数(Ksp)分别为Ksp(FeS)＝6.3×10－18；Ksp(CuS)＝1.3×10－36；Ksp(ZnS)＝1.6×10－24。下列关于常温时的有关叙述正确的是
(　　)
A．硫化锌、硫化铜、硫化亚铁的溶解度依次增大
B．将足量的ZnSO4晶体加入到0.1 mol·L－1的Na2S溶液中，Zn2＋的浓度最大只能达到1.6×10－23 mol·L－1
C．除去工业废水中含有的Cu2＋，可采用FeS固体作为沉淀剂
D．向饱和的FeS溶液中加入FeSO4溶液后，混合液中c(Fe2＋)变大、c(S2－)变小，但Ksp(FeS)变大
3． 已知：25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12，Ksp[MgF2]＝7.42×10－11。下列说法正确的
是 (　　)
A．25 ℃时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2＋)大
B．25 ℃时，Mg(OH)2的悬浊液加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2＋)增大
C．25 ℃时，Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 mol·L－1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol·L－1NH4Cl溶液中的Ksp小
D．25 ℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化成为MgF2
4． 已知几种难溶电解质的溶度积常数Ksp(25 ℃)见下表：
难溶
电解质
AgCl
AgBr
AgI
Ag2SO4
Ag2CrO4
Ksp
1.8×10－10
5.4×10－13
8.5×10－17
1.4×
10－5
1.12×
10－12
下列叙述不正确的是 (　　)
A．由溶度积常数可判断在相同条件下一些物质的溶解性大小
B．将等体积的4×10－3 mol·L－1的AgNO3溶液和4×10－3 mol·L－1的K2CrO4溶液混合，有Ag2CrO4沉淀产生
C．向AgCl的悬浊液中滴加饱和NaBr溶液可以得到黄色AgBr悬浊液
D．向100 mL 0.1 mol·L－1的Na2SO4溶液中加入1 mL 0.1 mol·L－1的AgNO3溶液，有白色沉淀生成
5． 根据实验回答问题：
(1)在一支试管中加入2 mL 0.1 mol·L－1的ZnSO4溶液，再滴加1 mol·L－1的Na2S溶液可观察到的现象是____________________。
(2)静置后倾去上层清液，并用蒸馏水洗涤沉淀2～3次，然后向白色沉淀中滴加适量的0.1 mol·L－1的CuSO4溶液，振荡试管。观察到的现象是________________________。
(3)上述实验中反应的离子方程式是
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
(4)试用沉淀溶解平衡的原理分析解释(2)中实验现象的变化。
二、分步沉淀
6． 在Cl－和CrO离子浓度都是0.100 mol·L－1的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液(忽略体积改变)时，问AgCl和Ag2CrO4哪一种先沉淀？当Ag2CrO4开始沉淀时，溶液中Cl－离子浓度是多少？
已知：Ksp(AgCl)＝1.56×10－10
Ksp(Ag2CrO4)＝9.0×10－12。
7． 一溶液中含有Fe3＋和Fe2＋，它们的浓度都是0.050 mol·L－1。如果要求Fe3＋沉淀完全而Fe2＋不生成沉淀Fe(OH)2，需控制pH在何范围？
已知：Ksp[Fe(OH)3]＝1.1×10－36
Ksp[Fe(OH)2]＝1.64×10－14
(提示：当某离子浓度小于10－5 mol·L－1时可以认为该离子沉淀完全了)
8． 试利用平衡移动原理解释下列事实：
(1)FeS不溶于水，但能溶于稀盐酸中__________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)分别用等体积的蒸馏水和0.010 mol·L－1硫酸洗涤BaSO4沉淀，用水洗涤造成BaSO4的损失量大于用稀硫酸洗涤造成的损失量______________________________________
________________________________________________________________________。
[能力提升]
9． 某小型化工厂生产皓矾(ZnSO4·7H2O)的工艺流程如下图所示：
已知：开始生成氢氧化物沉淀到沉淀完全的pH范围分别为Fe(OH)3：2.7～3.7；Fe(OH)2：7.6～9.6；Zn(OH)2：5.7～8.0。
试回答下列问题：
(1)加入的试剂①应是________，其目的是___________________________________。
(2)加入的试剂②，供选择使用的有：氨水、NaClO溶液、20% H2O2溶液、浓硫酸、浓硝酸等，应选用________，其理由是_________________________________________。
(3)加入的试剂③是________，目的是_________________________________________。
10．已知在25 ℃的水溶液中，AgX、AgY、AgZ均难溶于水，但存在溶解平衡。当达到平衡时，溶液中离子浓度的乘积是一个常数(此常数用Ksp表示，Ksp和水的Kw相似)。
如：AgX(s)??Ag＋(aq)＋X－(aq)
Ksp(AgX)＝c(Ag＋)·c(X－)＝1.8×10－10
AgY(s)??Ag＋(aq)＋Y－(aq)
Ksp(AgY)＝c(Ag＋)·c(Y－)＝1.0×10－12
AgZ(s)??Ag＋(aq)＋Z－(aq)
Ksp(AgZ)＝c(Ag＋)·c(Z－)＝8.7×10－17
(1)根据以上信息，判断AgX、AgY、AgZ三者的溶解度(用已被溶解的溶质的物质的量/1 L溶液表示)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100 mL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)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：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
11．工业废水中常含有一定量的Cr2O和CrO，它们会对人类及生态系统产生很大危害，必须进行处理。还原沉淀法是常用的一种方法，其过程如下：
CrOCr2OCr3＋Cr(OH)3↓
(1)转化过程中存在平衡：2CrO＋2H＋??Cr2O＋H2O。能说明该反应达平衡状态的是________。
a．Cr2O和CrO的浓度相同
b．2v(Cr2O)＝v(CrO)
c．溶液的pH保持不变
(2)若1 L废水转化后所得溶液中含铬元素的质量为28.6 g，CrO有转化为Cr2O(已知铬的相对原子质量为52)。
①转化后所得溶液中c(Cr2O)＝__________。
②已知：常温时该反应的平衡常数K＝1014。上述转化后所得溶液的pH＝________。
(3)若在还原过程中还原1 mol Cr2O，需要________mol的FeSO4·7H2O。
(4)沉淀过程中生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr(OH)3(s)??Cr3＋(aq)＋3OH－(aq)，常温下，Cr(OH)3的溶度积Ksp＝10－32，要使c(Cr3＋)降至10－5 mol·L－1，溶液的pH应调至________。
[拓展探究]
12．难溶性杂卤石(K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O)属于“呆矿”，在水中存在如下平衡：
K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O(s)??2Ca2＋＋2K＋＋Mg2＋＋4SO＋2H2O
为能充分利用钾资源，用饱和Ca(OH)2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下：
(1)滤渣主要成分有________和________以及未溶杂卤石。
(2)用化学平衡移动原理解释Ca(OH)2溶液能溶解杂卤石浸出K＋的原因：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)“除杂”环节中，先加入________溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入__________溶液调滤液pH至中性。
(4)不同温度下，K＋的浸出浓度与溶浸时间的关系见右图。由
图可得，随着温度升高，①___________，②___________。
(5)有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：
CaSO4(s)＋CO??CaCO3(s)＋SO
已知298 K时，Ksp(CaCO3)＝2.80×10－9，Ksp(CaSO4)＝
4.90×10－5，求此温度下该反应的平衡常数K(计算结果保留
三位有效数字)。
答案
1． D　2．C　3．B　4．D
5． (1)有白色沉淀生成　(2)白色沉淀变为黑色沉淀
(3)①Zn2＋＋S2－===ZnS ↓
②ZnS(s)＋Cu2＋===CuS(s)＋Zn2＋
(4)第一次生成的白色沉淀为ZnS，在水中建立了沉淀溶解平衡：ZnS(s)??Zn2＋(aq)＋S2－(aq)，Ksp＝1.6×10－24，此时Qc＝Ksp(ZnS)。加入CuSO4溶液后，Cu2＋、S2－的离子积Qc大于Ksp(CuS)。[Ksp(CuS)＝1.3×10－36]；故Cu2＋、S2－结合生成CuS沉淀，即ZnS白色沉淀转化为溶度积更小的CuS黑色沉淀。
6． AgCl先沉淀；当Ag2CrO4开始沉淀时，溶液中Cl－离子浓度是1.64×10－5 mol·L－1
7． 溶液的pH控制在3.7～7.8之间。
8． (1)FeS(s)??Fe2＋(aq)＋S2－(aq)，加入稀盐酸后，S2－＋2H＋===H2S↑，破坏了FeS的溶解平衡，使上述平衡向正方向移动，故FeS溶解
(2)BaSO4(s)??Ba2＋(aq)＋SO(aq)，用水洗涤使BaSO4的溶解平衡向正反应方向移动，造成BaSO4的损失；而用H2SO4洗涤，H2SO4===2H＋＋SO，SO的存在抑制了BaSO4的溶解，故BaSO4的损失量少
9． (1)Zn　将Cu2＋、Fe3＋、Fe2＋等杂质离子除去
(2)20% H2O2溶液　H2O2作氧化剂，可将Fe2＋氧化为Fe3＋，且不引入其他杂质　(3)ZnO或Zn(OH)2(答案合理即可)　调节溶液的pH，使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀
10．(1)S(AgX)>S(AgY)>S(AgZ)　(2)减小
(3)1.0×10－6 mol·L－1　(4)能，因为Ksp(AgY)＝1.0×10－12>Ksp(AgZ)＝8.7×10－17
11．(1)c　(2)①0.25 mol·L－1　②6　(3)6　(4)5
12．(1)Mg(OH)2　CaSO4
(2)加入Ca(OH)2溶液，Mg2＋与OH－结合生成Mg(OH)2沉淀，Mg2＋浓度减小，平衡正向移动，K＋增多
(3)K2CO3　H2SO4
(4)①溶浸平衡向右移动　②K＋的溶浸速率增大
(5)CaSO4(s)＋CO??CaCO3(s)＋SO的平衡常数K＝，据Ksp(CaSO4)、Ksp(CaCO3)可知，c(SO)＝，c(CO)＝，则有K＝＝＝＝1.75×104。
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第二章　化学反应速率和化学平衡
训练1　化学反应速率
[基础过关]
一、化学反应速率的概念和大小比较
1． 用纯净的CaCO3与1 mol·L－1 100 mL稀盐酸反应制取CO2。关于此反应，下列说法不正确的是 (　　)
A．可以用单位时间内CaCO3质量的减少表示该反应的反应速率
B．可以用单位时间内生成H2的量表示该反应的反应速率
C．可以用单位时间内溶液中Ca2＋浓度的增加表示该反应的反应速率
D．可以用单位时间内CaCO3浓度的变化表示该反应的反应速率
2． 对于化学反应3W(g)＋2X(g)===4Y(g)＋3Z(g)，下列反应速率关系中，正确的是 (　　)
A．v(W)＝3v(Z) B．2v(X)＝3v(Z)
C．2v(X)＝v(Y) D．3v(W)＝2v(X)
3． 在2A＋B===3C＋4D反应中，表示该反应速率最快的数据是 (　　)
A．v(A)＝0.5 mol·L－1·s－1
B．v(B)＝0.3 mol·L－1·s－1
C．v(C)＝0.8 mol·L－1·s－1
D．v(D)＝1.0 mol·L－1·s－1
二、化学反应速率的计算
4． 某一反应物的浓度是1.0 mol·L－1，经过20 s后，它的浓度变成了0.2 mol·L－1，在这20 s内用该物质浓度变化表示的化学反应速率为 (　　)
A．0.04 B．0.04 mol·L－1·s－1
C．0.08 mol·L－1·s－1 D．0.04 mol·L－1
5． 在密闭容器里，A与B反应生成C，其反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示，已知3v(B)＝2v(A)、2v(C)＝3v(B)，则此反应可表示为 (　　)
A．2A＋3B===2C B．A＋3B===2C
C．3A＋2B===3C D．A＋B===C
6． 将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L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2 s后测得C的浓度为0.6 mol·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0.3 mol·L－1·s－1
②用物质B表示的反应的平均速率为0.6 mol·L－1·s－1
③2 s时物质B的浓度为0.7 mol·L－1
④2 s末，物质A的转化率为70%
其中正确的是 (　　)
A．①④ B．①③ C．②④ D．③④
7． 将固体NH4Br置于密闭容器中，在某温度下，发生反应：NH4Br(s)??NH3(g)＋HBr(g)，2HBr(g)??Br2(g)＋H2(g)，2 min后，测知H2的浓度为0.5 mol·L－1，HBr的浓度为4 mol·L－1，若上述反应速率用v(NH3)表示，则下列速率正确的是 (　　)
A．0.5 mol·L－1·min－1 B．2.5 mol·L－1·min－1
C．2 mol·L－1·min－1 D．1.25 mol·L－1·min－1
三、化学反应速率图像
8． 一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列描述正确的是 (　　)
A．反应在0～10 s内，用Z表示的反应速率为
0．158 mol·L－1·s－1
B．反应在0～10 s内，X的物质的量浓度减少了
0．79 mol·L－1
C．反应进行到10 s时，Y的转化率为79.0%
D．反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)??Z(g)
9． 某温度时，在V L密闭容器中，A、B、C三种物质的物质的量
随时间变化的曲线如图所示，由图中数据分析：
(1)反应的化学方程式为_________________________________。
(2)从开始到t1 min末，用物质C表示的反应速率为
_________________________________________________________
_______________。
[能力提升]
10．根据反应4FeS2＋11O2===2Fe2O3＋8SO2，试回答下列问题。
(1)常选用哪些物质来表示该反应的化学反应速率________________。
(2)当生成SO2的速率为0.64 mol·L－1·s－1时，则氧气减少的速率为______________。
(3)如测得4 s后O2的浓度为2.8 mol·L－1，此时间内SO2的速率为0.4 mol·L－1·s－1，则开始时氧气的浓度为__________。
11．在25 ℃时，向100 mL含14.6 g氯化氢的盐酸溶液里放入5.60 g纯铁粉(不考虑反应前后溶液体积的变化)，反应开始至2 min末，收集到1.12 L(标准状况)氢气。在此之后，又经过4 min，铁粉完全溶解。则：
(1)在前2 min内用FeCl2表示的平均反应速率是___________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在后4 min内用HCl表示的平均反应速率是___________________________________
________________________________________________________________________。
(3)前2 min与后4 min相比，反应速率较快的是____________，其原因是________________________________________________________________________。
12．在一密闭容器中(容积为5 L)，充入氨气和氧气，使其物质的量之比为1∶2，并发生如下反应：4NH3＋5O24NO＋6H2O(g)，此反应在一定条件下进行2 min后，测得NH3的物质的量为2 mol，NH3的转化率为20%。
(1)以NO的浓度变化表示该反应的平均反应速率是
________________________________________________________________________。
(2)O2在2 min时的浓度是____________。
13．在容积为2 L的密闭容器中进行如下反应：
A(g)＋2B(g)??3C(g)＋nD(g)，开始时A为4 mol，B为6 mol；5 min末时测得C的物质的量为3 mol，用D表示的化学反应速率v(D)为0.2 mol·L－1·min－1。
计算：
(1)5 min末A的物质的量浓度为____________________________________________。
(2)前5 min内用B表示的化学反应速率v(B)为_________________________________。
(3)化学方程式中n值为_____________________________________________________。
(4)此反应在四种不同情况下的反应速率分别为
①v(A)＝5 mol·L－1·min－1
②v(B)＝6 mol·L－1·min－1
③v(C)＝4.5 mol·L－1·min－1
④v(D)＝8 mol·L－1·min－1
其中反应速率最快的是______________(填编号)。
[拓展探究]
14．在10 L密闭容器中充入4 mol N2、12 mol H2，控制条件发生反应：N2＋3H2??2NH3,4 min时测得c(NH3)＝0.2 mol·L－1，问：
(1)4 min时c(N2)、c(H2)分别是多少？
(2)4 min内该反应的反应速率有几种表示方式？它们之间的关系是怎样的？把结果填入下表中：
N2
H2
NH3
变化浓度/mol·L－1
反应速率/mol·L－1·min－1
反应速率数值之间的关系
(3)所计算出的反应速率是否是4 min时该反应的瞬时速率？为什么？
答案
1．D　2．C　3.B 4．B　5．C　6．B 7．B　8．C
9．(1)4A＋2B??3C　(2) mol·L－1·min－1
10．(1)SO2或O2　(2)0.88 mol·L－1·s－1
(3)5.0 mol·L－1
11．(1)0.250 mol·L－1·min－1　(2)0.250 mol·L－1·min－1　(3)前2 min　随着反应的进行，反应物浓度减小，反应速率减慢
12．(1)0.05 mol·L－1·min－1　(2)0.875 mol·L－1
13．(1)1.5 mol·L－1　(2)0.2 mol·L－1·min－1
(3)2　(4)①
14．(1)c(N2)＝0.3 mol·L－1，c(H2)＝0.9 mol·L－1
(2)
N2
H2
NH3
变化浓度/mol·L－1
0.1
0.3
0.2
反应速率/mol·L－1·min－1
0.025
0.075
0.05
反应速率数值之间的关系
v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)
＝1∶3∶2
(3)不是，因为所求反应速率是用4 min内浓度的改变量来表示的，所以其是4 min内的平均反应速率，不是4 min末的瞬时速率。
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化学反应速率和化学平衡专项训练
一、化学平衡状态的建立及其移动
1． 对于可逆反应H2(g)＋I2(g)??2HI(g)，在温度一定下由H2(g)和I2(g)开始反应，下列说法正确的是 (　　)
A．H2(g)的消耗速率与HI(g)的生成速率之比为2∶1
B．反应进行的净速率是正、逆反应速率之差
C．正、逆反应速率的比值是恒定的
D．达到平衡时，正、逆反应速率相等
2． 一定条件下，在密闭容器中，能表示反应X(g)＋2Y(g)??2Z(g)一定达到化学平衡状态的是 (　　)
①X、Y、Z的物质的量之比是1∶2∶2
②X、Y、Z的浓度不再发生变化
③容器中的压强不再发生变化
④单位时间内生成n mol Z，同时生成2n mol Y
A．①② B．①④ C．②③ D．③④
3． 对于X＋Y??Z的平衡，若增大压强，Y的转化率增大，则X和Z可能的状态是(　　)
A．X为液态，Z为气态
B．X为固态，Z为气态
C．X为气态，Z为气态
D．无法确定
4． 从植物花汁中提取的一种有机物，可简化表示为HIn，在水溶液中因存在下列平衡，故可用作酸、碱指示剂：
 ??H＋(溶液)＋
在上述溶液中加入下列物质，最终能使指示剂显黄色的是 (　　)
A．盐酸 B．NaHCO3溶液
C．NaHSO4溶液 D．Na2O2(固体)
二、化学平衡图像
5． 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．往平衡体系中加入金属铅后，c(Pb2＋)增大
B．往平衡体系中加入少量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
6． 向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应SO2(g)
＋NO2(g)??SO3(g)＋NO(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示
意图如右图所示。由图可得出的正确结论是 (　　)
A．反应在c点达到平衡状态
B．反应物浓度：a点小于b点
C．反应物的总能量低于生成物的总能量
D．Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段
7． 一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是 (　　)
A．CO2(g)＋2NH3(g)??CO(NH2)2(s)＋H2O(g)　ΔH<0
B．CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g)　ΔH>0
C．CH3CH2OH(g)??CH2===CH2(g)＋H2O(g)　ΔH>0
D．2C6H5CH2CH3(g)＋O2(g)??2C6H5CH===CH2(g)＋2H2O(g)　ΔH<0
三、化学平衡常数与转化率
8． 700 ℃时，向容积为2 L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O，发生反应：CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)
反应过程中测定的部分数据见下表(表中t2＞t1)：
反应时间/min
n(CO)/mol
n(H2O)/mol
0
1.20
0.60
t1
0.80
t2
0.20
下列说法正确的是 (　　)
A．反应在t1 min内的平均速率为
v(H2)＝ mol·L－1·min－1
B．保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.60 mol CO和1.20 mol H2O，达到平衡时n(CO2)＝0.40 mol
C．保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20 mol H2O，与原平衡相比，达到新平衡时CO转化率不变，H2O的体积分数不变
D．温度升高至800 ℃，上述反应平衡常数为0.64，则正反应为吸热反应
9． 在一固定体积的密闭容器中，充入2 mol CO2和1 mol H2发生如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数与温度(T)的关系如下表：
T/℃
700
800
830
1 000
1 200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答下列问题：
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K＝_____________________________________。
(2)若反应在830 ℃下达到平衡，则CO2气体的转化率为________。
(3)若绝热时(容器内外没有热量交换)，平衡发生移动的结果是使容器内CO的浓度增大，则容器内气体温度________(填“升高”、“降低”或“不能确定”)。
(4)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是_____________________________。
A．容器内压强不变
B．混合气体中c(CO)不变
C．v正(H2)＝v逆(H2O)
D．c(CO2)＝c(CO)
E．c(CO2 )·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)
10．已知可逆反应：M(g)＋N(g)??P(g)＋Q(g)　ΔH＞0，请回答下列问题：
(1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为c(M)＝1 mol·L－1，c(N)＝2.4 mol·L－1。达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为____________。
(2)若反应温度升高，M的转化率__________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c(M)＝4 mol·L－1，c(N)＝a mol·L－1；达到平衡后，c(P)＝2 mol·L－1，a＝____________。
(4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为c(M)＝c(N)＝b mol·L－1，达到平衡后，M的转化率为________。
11．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(298.15 K)＝－94.0 kJ·mol－1　ΔS(298.15 K)＝－75.8 J·mol－1·K－1，设ΔH和ΔS不随温度而变化，则此反应自发进行的温度是_____________________________________。
四、化学反应速率和化学平衡的综合应用
12．某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵(NH2COONH4)分解反应平衡常数和水解反应速率的测定。
(1)将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s)??2NH3(g)＋CO2(g)
实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：
温度/℃
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
平衡总压强/kPa
5.7
8.3
12.0
17.1
24.0
平衡气体总
浓度/mol·L－1
2.4×10－3
3.4×10－3
4.8×10－3
6.8×10－3
9.4×10－3
①可以判断该分解反应已经达到平衡的是________。
A．2v(NH3)＝v(CO2)
B．密闭容器中总压强不变
C．密闭容器中混合气体的密度不变
D．密闭容器中氨气的体积分数不变
②根据表中数据，列式计算25.0 ℃时的分解平衡常数：_______________________。
③取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中，在25.0 ℃下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积，氨基甲酸铵固体的质量将________(填“增加”、“减少”或“不变”)。
④氨基甲酸铵分解反应的焓变ΔH____0(填“>”、“＝”或“<”)，熵变ΔS____0(填“>”、“＝”或“<”)。
(2)已知：NH2COONH4＋2H2O??NH4HCO3＋NH3·H2O，该研究小组分别用三份不同初始浓度的氨基甲酸铵溶液测定水解反应速率，得到c(NH2COO－)随时间的变化趋势如下图所示。
⑤计算25.0 ℃时，0～6 min氨基甲酸铵水解反应的平均速率：__________。
⑥根据图中信息，如何说明该水解反应速率随温度升高而增大：
________________________________________________________________________。
13．利用光能和光催化剂，可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外光照射时，在不同催化剂(Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ)作用下，CH4产量随光照时间的变化如下图所示。
(1)在0～30小时内，CH4的平均生成速率vⅠ、vⅡ、vⅢ从大到小的顺序为
________________；反应开始后的12小时内，在第______种催化剂作用下，收集的CH4
最多。
(2)将所得CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器，发生反应：CH4(g)＋H2O(g)??CO(g)
＋3H2(g)。该反应ΔH＝＋206 kJ·mol－1。
①在下列坐标图中，画出反应过程中体系能量变化图(进行必要标注)。
②将等物质的量的CH4和H2O(g)充入1 L恒容密闭反应器，某温度下反应达平衡，平
衡常数K＝27，此时测得CO的物质的量为0.10 mol，求CH4的平衡转化率(计算结果
保留两位有效数字)。
(3)已知：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－802 kJ·mol－1
写出由CO2生成CO的热化学方程式：_______________________________________
________________________________________________________________________。
答案
1．B　2．C 3．C　4．B　5．D　6.D　7.A 8．B
9．(1)　(2)33.3%　(3)降低　(4)BC
10．(1)25%　(2)增大　(3)6　(4)41.4%
11．小于1 240 K
12．(1)①BC　②K＝c2(NH3)·c(CO2)＝2·＝×(4.8×10－3)3≈1.6×10－8　③增加　
④>　>
(2)⑤0.05 mol·L－1·min－1
⑥25 ℃时反应物的起始浓度较小，但0～6 min的平均反应速率(曲线的斜率)仍比15.0 ℃时的大
13．(1)vⅢ>vⅡ>vⅠ　Ⅱ
(2)①　②91%
(3)CO2(g)＋3H2O(g)??CO(g)＋2O2(g)＋3H2(g)　ΔH＝＋1 008 kJ·mol－1
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章末检测
(时间：90分钟　满分：100分)
第Ⅰ卷(选择题，共45分)
一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45分；每小题只有一个选项符合题意)
1． 下列过程中，属于非自发过程的是 (　　)
A．N2和O2混合
B．常温、常压下，石墨转化为金刚石
C．H2和O2化合生成H2O
D．C＋O2CO2
2． 以下对影响反应方向因素的判断不正确的是 (　　)
A．有时焓变对反应的方向起决定性作用
B．有时熵变对反应的方向起决定性作用
C．焓变和熵变是判断反应方向的两个主要因素
D．任何情况下，温度都不可能对反应的方向起决定性作用
3． 对于可逆反应：2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)，下列措施能使反应物中活化分子百分数、化学反应速率和化学平衡常数都变化的是 (　　)
A．增大压强 B．升高温度
C．使用催化剂 D．多充入O2
4． 在恒温、体积为2 L的密闭容器中进行反应：2A(g)??3B(g)＋C(g)，若反应物在前20 s
由3 mol降为1.8 mol，则前20 s的平均反应速率为 (　　)
A．v(B)＝0.03 mol·L－1·s－1
B．v(B)＝0.045 mol·L－1·s－1
C．v(C)＝0.03 mol·L－1·s－1
D．v(C)＝0.06 mol·L－1·s－1
5． 下列叙述中一定能判断某化学平衡发生移动的是 (　　)
A．混合物中各组分的浓度改变
B．正、逆反应速率改变
C．混合物中各组分的含量改变
D．混合体系的压强发生改变
6． 将等物质的量的X、Y气体充入一个密闭容器中，在一定条件下发生如下反应并达到平衡：X(g)＋Y(g)??2Z(g)
ΔH<0。当改变某个条件并达到新平衡后，下列叙述正确的是 (　　)
A．升高温度，X的体积分数减小
B．增大压强(缩小容器体积)，Z的浓度不变
C．保持容器体积不变，充入一定量的惰性气体，Y的浓度不变
D．保持容器体积不变，充入一定量的Z，X的体积分数增大
7． X、Y、Z三种气体，取X和Y按1∶1的物质的量之比混合，放入密闭容器中发生如下反应：X＋2Y??2Z，达到平衡后，测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3∶2，则Y的转化率最接近于 (　　)
A．33% B．40% C．50% D．65%
8． 在一定温度、不同压强(p19． 符合图1、图2的反应是 (　　)
A．X＋3Y??2Z　ΔH>0
B．X＋3Y??2Z　ΔH<0
C．X＋2Y??3Z　ΔH<0
D．5X＋3Y??4Z　ΔH<0
10．已知甲为恒温、恒压容器，乙为恒温、恒容容器。两容器中均充入1 mol N2、3 mol H2，初始时两容器的温度、体积相同。一段时间后反应达到平衡，为使两容器中的N2在平衡混合物中的物质的量分数相同，下列措施中可行的是 (　　)
A．向甲容器中充入一定量的氦气
B．向乙容器中充入一定量的N2
C．升高乙容器的温度
D．增大甲容器的压强
11．在相同温度下(T＝500 K)，有相同体积的甲、乙两容器，且保持体积不变，甲容器中充入1 g SO2和1 g O2，乙容器中充入2 g SO2和2 g O2。下列叙述中错误的是 (　　)
A．化学反应速率：乙>甲
B．平衡时O2的浓度：乙>甲
C．平衡时SO2的转化率：乙>甲
D．平衡时SO2的体积分数：乙>甲
12．下列事实，不能用勒夏特列原理解释的是 (　　)
A．氨水中加酸，NH的浓度增大
B．合成氨工业中不断从反应混合物中液化分离出氨气
C．实验室中常用排饱和食盐水的方法收集Cl2
D．合成氨控制在500 ℃左右的温度
13．右图是温度和压强对X＋Y??2Z反应影响的示意图。图中横
坐标表示温度，纵坐标表示平衡混合气体中Z的体积分数。
下列叙述正确的是 (　　)
A．上述可逆反应的正反应为放热反应
B．X、Y、Z均为气态
C．X和Y中最多只有一种为气态，Z为气态
D．上述反应的逆反应的ΔH＞0
14．在一密闭烧瓶中，在25 ℃时存在如下平衡：2NO2(g)??N2O4(g)　ΔH<0，将烧瓶置于
100 ℃的水中，则下列几项性质中不会改变的是 (　　)
①颜色　②平均相对分子质量　③质量　④压强
⑤密度
A．①和③ B．②和④ C．④和⑤ D．③和⑤
15．某温度时，N2＋3H2??2NH3的平衡常数K＝a，则此温度下，NH3??3/2H2＋1/2N2的平衡常数为 (　　)
A．a－1/2 B．a1/2 C.a D．a－2
第Ⅱ卷(非选择题，共55分)
二、非选择题(本题包括5小题，共55分)
16．(10分)在密闭容器中，使2 mol N2和6 mol H2混合发生下列反应：N2(g)＋3H2(g)??
2NH3(g)　ΔH<0
(1)当反应达到平衡时，N2和H2的浓度比是________；N2和H2的转化率比是________。
(2)升高平衡体系的温度(保持体积不变)，混合气体的平均相对分子质量__________，密度__________。(填“变大”、“变小”或“不变”)
(3)当达到平衡时，充入氩气，并保持压强不变，平衡将________(填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
(4)若容器恒容、绝热，加热使容器内温度迅速升至原来的2倍，平衡将________(填“向左移动”、“向右移动”或“不移动”)。达到新平衡后，容器内温度________(填“大于”、“小于”或“等于”)原来的2倍。
17．(6分)T ℃时，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(Ⅰ)所示，若保持其他条件不变，温度分别为T1和T2时，B的体积分数与时间的关系如图(Ⅱ)所示。
根据以上条件，回答下列问题：
(1)A与B反应生成C的化学方程式为_______________________________________，
正反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)t1 min后，改变下列某一条件，能使平衡向逆反应方向移动的有__________(填字母编号)。
A．保持其他条件不变，增大压强
B．保持容器总体积不变，通入少量稀有气体
C．保持其他条件不变，升高温度
18．(10分)一定条件下，在体积为3 L的密闭容器中化学反应
CO(g)＋2H2(g)??CH3OH(g)达到平衡状态。
(1)该反应的平衡常数表达式K＝__________；根据右图，升高
温度，K值将__________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)500 ℃时，从反应开始到达到化学平衡，以H2的浓度变化
表示的化学反应速率是______________(用nB，tB表示)。
(3)判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是______(填字母)。
a．v生成(CH3OH)＝v消耗(CO)
b．混合气体的密度不再改变
c．混合气体的平均相对分子质量不再改变
d．CO、H2、CH3OH的浓度均不再变化
(4)300 ℃时，将容器的容积压缩到原来的1/2，在其他条件不变的情况下，对平衡体系产生的影响是________(填字母)。
a．c(H2)减小
b．正反应速率加快，逆反应速率减慢
c．CH3OH的物质的量增加
d．重新平衡时c(H2)/c(CH3OH)减小
19．(15分)一定温度下，在容积固定的V L密闭容器中加入n mol A、2n mol B，发生反应：A(g)＋2B(g)??2C(g)　ΔH<0，反应达平衡后测得平衡常数为K，此时A的转化率为x。
(1)一段时间后上述反应达到平衡。则下列说法中正确的是________(填字母)。
A．物质A、B的转化率之比为1∶2
B．起始时刻和达到平衡后容器中的压强之比为3n∶(3n－nx)
C．当2v正(A)＝v逆(B)时，反应一定达到平衡状态
D．充入惰性气体(如Ar)，平衡向正反应方向移动
(2)K和x的关系满足K＝______________。在保证A浓度不变的情况下，扩大容器的体积，平衡________(填字母)。
A．向正反应方向移动
B．向逆反应方向移动
C．不移动
(3)该反应的逆反应速率与时间的关系如图所示。
①由图可知，反应在t1、t3、t7时都达到了平衡，而t2、t8时都改变了一种条件，试判断改变的条件：
t2时____________________________________________________________________；
t8时____________________________________________________________________。
②t2时平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
③若t4时降压，t5时达到平衡，t6时增大反应物的浓度，请在图中画出t4～t6时逆反应速率与时间的关系线。
20．(14分)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反应：Fe2O3(s)＋3CO(g)??2Fe(s)＋3CO2(g)。已知该反应在不同温度下的平衡常数如下表：
温度/℃
1 000
1 150
1 300
平衡常数
64.0
50.7
42.9
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10 L的密闭容器中，1 000 ℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol，反应经过10 min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)＝________，CO的平衡转化率为________。
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
(2)某些金属氧化物粉末和Al粉在镁条的引燃下可以发生铝热反应，下列反应速率(v)和温度(T)的关系示意图中与铝热反应最接近的是________。
(3)写出氢氧化铝在水中发生碱式电离的电离方程式：
________________________________________________________________________。
欲使上述体系中Al3＋浓度增加，可加入的物质是______________________________。
答案
1．B　2．D　3．B　4．B　5．C　6．C　7.D 8．D　9．B　10．A　11．D 12．D　13．C 14．D　15．A
16．(1)1∶3　1∶1　(2)变小　不变　(3)逆向
(4)向左移动　小于
17．(1)A(g)＋3B(g)??2C(g)　放热　(2)C
18．(1)　减小
(2) mol·L－1·min－1　(3)cd　(4)cd
19．(1)BC　(2)　C　(3)①升温或增大C的浓度　使用催化剂　②逆反应
③
20．(1)①c3(CO2)/c3(CO)　<　②0.006 mol·L－1·min－1　60%　③C
(2)b　(3)Al(OH)3??Al3＋＋3OH－　盐酸(合理即可)
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训练2　影响化学反应速率的因素
[基础过关]
一、反应物的性质是决定化学反应速率的主要因素
1． 决定化学反应速率的内因是 (　　)
①温度　②压强　③催化剂　④浓度
⑤反应物本身的性质
A．①②③④⑤ B．⑤
C．①④ D．①②③④
2．下列说法不正确的是 (　　)
A．具有较高能量的反应物分子称为活化分子
B．升高温度增大了活化分子百分数
C．催化剂能够改变化学反应途径
D．增大压强能提高活化分子的浓度
二、影响化学反应速率的外界因素
3． 在恒温恒容条件下，能使A(g)＋B(g)??C(g)＋D(s)反应速率加快的是 (　　)
A．减少C或D的物质的量
B．增大D的物质的量
C．减少B的物质的量
D．增大A或B的物质的量
4． 四个试管中都装有5 mL 0.1 mol·L－1 Na2S2O3溶液，分别在不同温度下加入0.1 mol·L－1硫酸和一定量水，最先出现浑浊的是 (　　)
A．20 ℃，10 mL硫酸
B．20 ℃，5 mL硫酸和5 mL水
C．30 ℃，10 mL硫酸
D．30 ℃，5 mL硫酸和5 mL水
5． 其他条件不变时只改变下列条件，一定能使反应速率加快的是 (　　)
①增加反应物的物质的量　②升高温度　③缩小反应容器的体积　④加入生成物　⑤加入MnO2
A．全部 B．①②⑤ C．② D．②③
6． 用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加大的是 (　　)
A．对该反应体系加热
B．不用稀硫酸，改用98%的浓硫酸
C．向H2SO4中通入HCl气体
D．不用铁片，改用铁粉
三、外界条件对化学反应速率影响规律的应用
7． 下列方法对2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)的反应速率没有影响的是 (　　)
A．加入SO3 B．容积不变，充入N2
C．压强不变，充入N2 D．降低温度
8． 把镁条直接投入到盛有盐酸的敞口容器中，产生H2的速率如右
图所示，在下列因素中，影响反应速率的因素是 (　　)
①盐酸的浓度　②镁条的表面积
③溶液的温度　④Cl－的浓度
A．①④ B．③④
C．①②③ D．②③
9． 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，按正反应速率由大到小顺序排列正确的是 (　　)
甲．在500 ℃时，SO2和O2各10 mol
乙．在500 ℃时，用V2O5作催化剂，10 mol SO2和10 mol O2
丙．在450 ℃时，8 mol SO2和5 mol O2
丁．在500 ℃时，8 mol SO2和5 mol O2
A．甲、乙、丙、丁 B．乙、甲、丙、丁
C．乙、甲、丁、丙 D．丁、丙、乙、甲
10．从下列实验事实所引起的相应结论不正确的是 (　　)
选项
实验事实
结论
A
其他条件不变，0.01 mol·L－1的酸性KMnO4溶液分别与0.1 mol·L－1的H2C2O4溶液和0.2 mol·L－1的H2C2O4溶液反应，后者褪色时间短
当其他条件不变时，增大反应物浓度可以使化学反应速率加快
B
其他条件不变，分别将等体积、等物质的量浓度的Na2S2O3溶液和H2SO4混合液放在冷水和热水中，放在热水中的混合液先出现浑浊
当其他条件不变时，反应体系的温度越高，化学反应速率越快
C
将少量MnO2粉末加入盛有10%双氧水的锥形瓶内，在化学反应前后，MnO2的质量和化学性质都没有发生改变
催化剂虽然可以加快化学反应的速率，但一定不参与化学反应过程
D
一定条件下，分别在容积为1 L和容积为2 L的两个密闭容器中加入等量的氢气和碘蒸气，发生如下反应：H2(g)＋I2(g)??2HI(g)，获得等量HI时需要的时间前者少
当其他条件不变时，气态反应体系的压强越大，化学反应速率越快
[能力提升]
11．反应3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，试回答：
(1)增加Fe的量，其反应速率________(填“增大”、“不变”或“减小”，下同)。
(2)将容器的体积缩小一半，其反应速率____________。
(3)保持体积不变，充入N2使体系压强增大，其反应速率____________。
(4)保持压强不变，充入N2使容器的体积增大，其反应速率____________。
12．某同学做浓度对化学反应速率的影响的实验时，将3支试管分别编号为①②③，并按下表中物质的量进行实验，记录下的时间数据是16 s、28 s、33 s。请将3个数据填入下面的适当位置，并写出实验结论。
试管
编号
加3%
Na2S2O3
加H2O
加H2SO4
(1∶5)
出现浑浊
时间
①
3 mL
3 mL
5滴
(a)
②
4 mL
2 mL
5滴
(b)
③
5 mL
1 mL
5滴
(c)
(1)将对应①、②、③的时间分别写出：
(a)____________，(b)__________，(c)__________。
(2)实验结论：_____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)写出反应的化学方程式：_________________________________________________
________________________________________________________________________。
[拓展探究]
13．某同学进行了硫代硫酸钠与硫酸反应的有关实验，实验过程的数据记录如下(见表格)，请结合表中信息，回答有关问题：
实验
序号
反应温
度/℃
参加反应的物质
Na2S2O3
H2SO4
H2O
V/mL
c/mol·L－1
V/mL
c/mol·L－1
V/mL
A
20
10
0.1
10
0.1
0
B
20
5
0.1
10
0.1
5
C
20
10
0.1
5
0.1
5
D
40
5
0.1
10
0.1
5
(1)根据你所掌握的知识判断，在上述实验中，反应速率最快的可能是______________(填实验序号)。
(2)在比较某一因素对实验产生的影响时，必须排除其他因素的变动和干扰，即需要控制好与实验有关的各项反应条件，其中：
①能说明温度对该反应速率影响的组合是__________(填实验序号，下同)；
②A和B、A和C的组合比较，所研究的问题是________________________________
________________________________________________________________________；
③B和C的组合比较，所研究的问题是________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)教材中利用了出现黄色沉淀的快慢来比较反应速率的快慢，请你分析为何不采用排水法测量单位时间内气体体积的大小进行比较：______________________________。
答案
1．B　2.A　3.D　4.C　5.C 6．B　7．B　8．C　9．C　10．C
11．(1)不变　(2)增大　(3)不变　(4)减小
12．(1)33 s　28 s　16 s
(2)反应物浓度越大，反应速率越快
(3)Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O
13．(1)D　(2)①B和D　②相同温度条件下浓度对该反应速率的影响　③相同温度条件下，该反应速率更大程度上取决于哪种反应物的浓度　(3)SO2可溶于水，测定不精确(或：实验装置较复杂，不易控制)
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训练3　化学平衡状态
[基础过关]
一、化学平衡状态的建立与特征
1． 在一定条件下，使NO和O2在一密闭容器中进行反应，下列说法中不正确的是 (　　)
A．反应开始时，正反应速率最大，逆反应速率为零
B．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后为零
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
2． 哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。现向一密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2，在一定条件下使该反应发生：N2＋3H22NH3，下列有关说法正确的是 (　　)
A．达到化学平衡时，N2将完全转化为氨
B．达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等
C．达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化
D．达到化学平衡时，正、逆反应速率都为零
3． 14CO2与碳在高温条件下发生反应：14CO2＋C??2CO，达到平衡后，平衡混合物中含14C的粒子有 (　　)
A．14CO2 B．14CO2、14CO
C．14CO2、14CO、14C D．14CO
4． 在密闭容器中进行反应X2(g)＋Y2(g)??2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.2 mol·L－1、0.2 mol·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是 (　　)
A．Z为0.2 mol·L－1
B．Y2为0.35 mol·L－1
C．X2为0.3 mol·L－1
D．Z为0.4 mol·L－1
二、化学平衡状态的判断
5． 在一定温度下，向a L密闭容器中加入1 mol O2和2 mol NO，发生如下反应：O2(g)＋2NO(g)??2NO2(g)，此反应不一定达平衡的是 (　　)
A．容器内压强不随时间变化
B．容器内各物质的浓度不随时间变化
C．容器内O2、NO、NO2的浓度之比为1∶2∶2
D．单位时间内生成1 mol O===O，同时生成2 mol NO2
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。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是 (　　)
A．3v正(N2)＝v正(H2)
B．v正(N2)＝v逆(NH3)
C．2v正(H2)＝3v逆(NH3)
D．v正(N2)＝3v逆(H2)
7． 一定条件下，在体积为1 L的密闭容器中，1 mol X和1 mol 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2n mol X的同时生成n mol Z
8． 恒温恒容的情况下，反应A2(g)＋B2(g)??2AB(g)达到平衡状态的标志是 (　　)
A．容器内气体的密度不随时间而变化
B．容器内的总压强不随时间而变化
C．单位时间内生成2n mol AB的同时，生成n mol的B2
D．A2、B2、AB的反应速率比为1∶1∶2的状态
9． 下列说法中，可以证明反应N2＋3H2??2NH3已达到平衡状态的是 (　　)
①1个N≡N键断裂的同时有3个H—H键形成
②N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2
③1个N≡N键断裂的同时有6个N—H键形成
④N2、H2、NH3的浓度不再变化
A．①④ B．②③ C．①③ D．②④
[能力提升]
10．在两个恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应：
甲：C(s)＋H2O(g)??CO(g)＋H2(g)；
乙：CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)
现有下列状态：①混合气体平均相对分子质量不再改变
②恒温时，气体压强不再改变　③各气体组成浓度相等
④反应体系中温度保持不变　⑤断裂氢氧键速率是断裂氢氢键速率的2倍　⑥混合气体密度不变　⑦单位时间内，消耗水蒸气质量与生成氢气质量比为9∶1
其中能表明甲、乙容器中反应都达到平衡状态的是 (　　)
A．①②⑤ B．③④⑥ C．⑥⑦ D．④⑤
11．在一定条件下，可逆反应A2(g)＋B2(g)??2C(g)达到平衡时，各物质的平衡浓度c(A2)＝0.5 mol·L－1、c(B2)＝0.1 mol·L－1、c(C)＝1.6 mol·L－1，若用a、b、c分别表示A2、B2、C的初始浓度(mol·L－1)，则：
(1)a、b应满足的关系是___________________________________________________；
(2)a的取值范围是________________________________________________________。
12．一定温度下，在2 L的恒容密闭容器内发生的反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。
请回答下列问题：
(1)该反应的化学方程式为_________________________________________________。
(2)在t2时刻存在的等量关系是______________，此时反应是否达到化学平衡状态？________(填“是”或“否”)。
(3)在t3时刻v正________v逆(填“>”、“<”或“＝”)，理由是________________。
[拓展探究]
13．698 K时，向V L的密闭容器中充入2 mol H2(g)和2 mol I2(g)，发生反应：H2(g)＋I2(g)??2HI(g)　ΔH＝－26.5 kJ·mol－1，测得各物质的物质的量浓度与时间变化的关系如图所示。
请回答下列问题：
(1)V＝__________。
(2)该反应达到最大限度的时间是________，该时间内平均反应速率v(HI)＝______________。
(3)该反应达到平衡状态时，________(填“吸收”或“放出”)的热量为__________。
答案
1．B　2．C　3．C　4.A　5.C 6．C　7．A　8．C　9．A 10．D
11．(1)a＝b＋0.4　(2)0.4≤a≤1.3
12．(1)2N??M　(2)n(M)＝n(N)　否
(3)＝　M和N的物质的量不再发生变化，所以反应已达到平衡状态，故v正＝v逆
13．(1)2　(2)5 s　0.316 mol·L－1·s－1
(3)放出　41.87 kJ
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训练4　影响化学平衡移动的因素(一)
浓度、压强对化学平衡移动的影响
[基础过关]
一、化学反应速率改变与平衡移动的关系
1． 对处于化学平衡的体系，由化学平衡与化学反应速率的关系可知 (　　)
A．化学反应速率变化时，化学平衡一定发生移动
B．化学平衡发生移动时，化学反应速率一定变化
C．正反应进行的程度大，正反应速率一定大
D．改变压强，化学反应速率一定改变，平衡一定移动
2． 某温度下反应N2O4(g)??2NO2(g)(正反应吸热)在密闭容器中达到平衡，下列说法不正确的是 (　　)
A．加压时(体积变小)，将使正反应速率增大
B．保持体积不变，加入少许NO2，将使正反应速率减小
C．保持体积不变，加入少许N2O4，再达到平衡时，颜色变深
D．保持体积不变，通入He，再达平衡时颜色不变
二、浓度对化学平衡移动的影响
3． 在一密闭容器中发生反应：2A(g)＋2B(g)??C(s)＋3D(g)
ΔH<0，达到平衡时采取下列措施，可以使正反应速率v正增大、D的物质的量浓度c(D)增大的是 (　　)
A．移走少量C
B．扩大容积，减小压强
C．缩小容积，增大压强
D．体积不变，充入“惰”气
4． 在容积为2 L的密闭容器中，有反应mA(g)＋nB(g)??pC(g)＋qD(g)，经过5 min达到平衡，此时各物质的变化为A物质的量浓度减少a mol·L－1，B的平均反应速率v(B)＝a/15 mol·L－1·min－1，C物质的量浓度增加2a/3 mol·L－1，这时若增大系统压强，发现A与C的百分含量不变，则m∶n∶p∶q为 (　　)
A．3∶1∶2∶2 B．1∶3∶2∶2
C．1∶3∶2∶1 D．1∶1∶1∶1
三、压强对化学平衡移动的影响
5． 某温度下，将2 mol A和3 mol B充入一密闭容器中，发生反应：aA(g)＋B(g)??C(g)＋D(g)，5 min后达到平衡。若温度不变时将容器的体积扩大为原来的10倍，A的转化率不发生变化，则 (　　)
A．a＝2 B．a＝1
C．a＝3 D．无法确定a的值
6． 恒温下，反应aX(g)??bY(g)＋cZ(g)达到平衡后，把容器体积压缩到原来的一半且达到新平衡时，X的物质的量浓度由0.1 mol·L－1增大到0.19 mol·L－1，下列判断正确的是
(　　)
A．a>b＋c B．aC．a＝b＋c D．a＝b＝c
7． 在一密闭容器中，反应aA(g)??bB(g)达平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，当达到新的平衡时，B的浓度是原来的60%，则 (　　)
A．平衡向逆反应方向移动了
B．物质A的转化率减少了
C．物质B的质量分数增大了
D．a>b
8． 下列叙述及解释正确的是 (　　)
A．2NO2(g)(红棕色)??N2O4(g)(无色)　ΔH<0，在平衡后，对平衡体系采取缩小容积、增大压强的措施，因为平衡向正反应方向移动，故体系颜色变浅
B．H2(g)＋I2(g)??2HI(g)　ΔH<0，在平衡后，对平衡体系采取增大容积、减小压强的措施，因为平衡不移动，故体系颜色不变
C．FeCl3＋3KSCN??Fe(SCN)3(红色)＋3KCl，在平衡后，加少量KCl，因为平衡向逆反应方向移动，故体系颜色变浅
D．对于N2＋3H2??2NH3，平衡后，压强不变，充入O2，平衡左移
[能力提升]
9． 现有mA(s)＋nB(g)??qC(g)　ΔH<0的可逆反应，在一定温度下达平
衡时，B的体积分数φ(B)和压强p的关系如图所示，则有关该反应
的下列描述正确的是 (　　)
A．m＋nB．n>q
C．x点的混合物中v正D．x点比y点的混合物的正反应速率小
10．已知NO2和N2O4可以相互转化：2NO2(g)??N2O4(g)
ΔH<0。现将一定量NO2和N2O4的混合气体通入一体积为1 L的恒温密闭容器中，反应物浓度随时间变化关系如下图所示。X与Y两条曲线中，Y表示N2O4浓度随时间的变化，则下列说法不正确的是 (　　)
A．如混合气体的压强不再发生改变，说明反应已达化学平衡状态
B．a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是b点
C．25～30 min内用NO2表示的平均化学反应速率是0.08 mol·L－1·min－1
D．反应进行至25 min时，曲线发生变化的原因是增加N2O4的浓度
11．在一定条件下，可逆反应：mA＋nB??pC达到平衡，若：
(1)A、B、C都是气体，减小压强，平衡向正反应方向移动，则m＋n和p的关系是________________________________________________________________________。
(2)A、C是气体，增加B的量，平衡不移动，则B为____态。
(3)A、C是气体，而且m＋n＝p，增大压强可使平衡发生移动，则平衡移动的方向是____________。
12．在密闭容器中进行如下反应：CO2(g)＋C(s)2CO(g)　ΔH>0，达到平衡后，若改变下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化。
(1)增加C，平衡________，c(CO2)________。
(2)缩小反应容器的容积，保持温度不变，则平衡______________________________，
c(CO2)__________。
(3)保持反应容器的容积和温度不变，通入N2，则平衡________，c(CO2)____________。
13．在10 ℃和2×105 Pa的条件下，反应aA(g)??dD(g)＋eE(g)建立平衡后，再逐步增大体系的压强(温度不变)。下表列出了不同压强下平衡时物质D的浓度。
压强(Pa)
2×105
5×105
1×106
浓度(mol·L－1)
0.085
0.20
0.44
根据表中数据，回答下列问题：
(1)压强从2×105 Pa增加到5×105 Pa时，平衡移动方向是__________，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)压强5×105 Pa增加到1×106 Pa时，平衡移动的方向是__________，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
14．在2 L恒容密闭容器中，800 ℃时反应2NO(g)＋O2(g)??2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如下表：
时间(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)(mol)
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
(1)如图中表示NO2的变化的曲线是________。
(2)能说明该反应已经达到平衡状态的是________。
a．v(NO2)＝2v(O2)
b．容器内压强保持不变
c．v(NO)逆＝2v(O2)正
d．容器内的密度保持不变
(3)能够使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是________。
a．及时分离出NO2气体
b．增大O2的浓度
[拓展探究]
15．反应A(s)＋D(g)??E(g)　ΔH<0，其逆反应速率随时间的变化情形如图所示。
试根据此曲线填写下表：
时刻
时间
可能采取的人为措施
体系中平衡
移动方向
3
3～4
5
5～6
7
答案
1．B　2．B　3．C　4．A　5.B　6.A 7．C　8．D　9．D 10．D
11．(1)m＋n12．(1)不移动　不变　(2)向左移动　增大　(3)不移动　不变
13．(1)左　D浓度增大的倍数小于压强增大的倍数
(2)右　D浓度增大的倍数大于压强增大的倍数，此时压强增大可能使E液化，使生成物的气体体积减小
14．(1)b　(2)bc　(3)b
15.
时刻
时间
可能采取的人为措施
体系中平衡
移动方向
3
减小了D的浓度
3～4
向逆方向移动
5
生成物E减少的同时，
增大反应物D的浓度
5～6
向正方向移动
7
减压(体积增大)
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训练5　影响化学平衡移动的因素(二)
温度、催化剂对化学平衡移动的影响
[基础过关]
一、勒夏特列原理的应用
1． 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 (　　)
A．光照新制的氯水时，溶液的pH逐渐减小
B．加催化剂，使N2和H2在一定条件下转化为NH3
C．可用浓氨水和氢氧化钠固体快速制取氨气
D．增大压强，有利于SO2与O2反应生成SO3
2． 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 (　　)
A．打开汽水瓶时，有大量气泡溢出
B．在配制硫酸亚铁溶液时往往要加入一定量铁粉
C．氨水应密闭保存于低温处
D．实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气
二、温度对化学平衡移动的影响
3． 对于任何一个化学平衡体系，采取以下措施，一定会使平衡发生移动的是 (　　)
A．加入一种反应物
B．增大体系的压强
C．升高温度
D．使用催化剂
4． 如图所示的直型石英玻璃封管中充有CO气体，左端放置不纯的镍(Ni)粉。在一定条件下，Ni可以与CO(g)发生如下反应：Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)，但Ni粉中的杂质不与CO(g)发生反应。玻璃管内左右两端的温度分别稳定在350 K和470 K，经过足够长时间后，右端的主要物质是 (　　)
A．纯Ni(s)和Ni(CO)4(g)
B．纯Ni(s)和CO(g)
C．不纯Ni(s)和CO(g)
D．不纯Ni(s)和Ni(CO)4(g)
5． 如图所示，三个烧瓶中分别充满NO2气体并分别放置在盛有下列物质的烧杯(烧杯内有水)中：在(1)中加入CaO，在(2)中不加其他任何物质，在(3)中加入NH4Cl晶体，发现(1)中红棕色变深，(3)中红棕色变浅，下列叙述正确的是 (　　)
A．2NO2??N2O4是放热反应
B．NH4Cl溶于水时放出热量
C．烧瓶(1)中平衡混合气的平均相对分子质量增大
D．烧瓶(3)中气体的压强增大
三、采取措施使化学平衡定向移动
6． 利用反应：2NO(g)＋2CO(g)??2CO2(g)＋N2(g)　ΔH＝－746.8 kJ·mol－1，可净化汽车尾气，如果要同时提高该反应的速率和NO的转化率，采取的措施是 (　　)
A．降低温度
B．增大压强同时加催化剂
C．升高温度同时充入N2
D．及时将CO2和N2从反应体系中移走
7． 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，其中能提高COCl2转化率的是 (　　)
A．①②④ B．①④⑥ C．②③⑤ D．③⑤⑥
8． 右图曲线a表示放热反应2X(g)??Z(g)＋M(g)＋N(s)进行过程
中X的转化率随时间变化的关系。若要改变起始条件，使反应
过程按b曲线进行，不可能采取的措施是 (　　)
A．升高温度 B．X的投入量增加
C．加催化剂 D．减小容器体积
9． 对于平衡CO2(g)??CO2(aq)　ΔH＝－19.75 kJ·mol－1，为增大二
氧化碳气体在水中的溶解度，应采用的方法是 (　　)
A．升温增压 B．降温减压
C．升温减压 D．降温增压
四、条件改变对化学反应速率和化学平衡的综合影响
10．右图是关于反应A2(g)＋B2(g)??2C(g)＋D(g)　ΔH<0的平衡移动图
像，影响平衡移动的原因可能是 (　　)
A．升高温度，同时加压
B．压强不变，降低温度
C．压强、温度不变，充入一些与之不反应的惰性气体
D．温度 、压强不变，充入一些A2(g)
11．某密闭容器中发生如下反应：X(g)＋3Y(g)??2Z(g)　ΔH<0。下图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中正确的是 (　　)
A．t2时加入催化剂
B．t3时降低了温度
C．t5时增大了压强
D．t4～t5时间内转化率一定最低
[能力提升]
12．现有反应：mA(g)＋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的质量分数减小，则：
(1)该反应的逆反应为______反应(填“吸热”或“放热”)，且m＋n______p(填“>”、“＝”或“<”)。
(2)减压使容器体积增大时，A的质量分数________。(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)
(3)若容积不变加入B，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____________________________。
13． PCl3与PCl5均是有机合成的重要中间体，两者存在以下相互转化关系：PCl5(g)??PCl3(g)＋Cl2(g)　ΔH＝a kJ·mol－1，在210 ℃时，将4 mol PCl5气体充入2 L真空密闭容器中发生上述反应，得到如下数据：
时间(s)
0
20
40
60
n(PCl5)
4
2.8
2
2
(1)已知上述反应在温度较高时才能自发进行，则a____0(填“>”、“＝”或“<”)。
(2)计算从20 s至40 s共20 s的时间内，用PCl3表示的平均反应速率为__________。
(3)反应进行至60 s后，将混合物的温度降低，重新达到平衡后氯气浓度将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)欲增大PCl5的量，可采取的措施有(填序号)_________________________________。
A．降低温度
B．向混合气体中通入Cl2
C．使用高效催化剂
D．升高温度
(5)如图是210 ℃时容器中PCl5物质的量的变化曲线，请在该图中补画出该反应在160 ℃时PCl5物质的量的变化曲线。
14．在一定条件下，可逆反应A＋B??mC变化如右图所示。
已知纵坐标表示在不同温度和压强下生成物C在混合物中的质量
分数，p为反应在T2温度时达到平衡后容器内压强的变化情况，
问：
(1)温度T1________T2(填“大于”、“等于”或“小于”)，正反
应是________反应(填“吸热”或“放热”)。
(2)如果A、B、C均为气体，则m________2(填“大于”、“等
于”或“小于”)。
(3)当温度和容积不变时，如向平衡体系中加入一定量的某稀有气体，则体系的压强________(填“增大”、“减小”或“不变”)，平衡________移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”，下同)。
(4)当温度和压强不变时，如向平衡体系中加入一定量的某稀有气体，平衡________移动。
[拓展探究]
15．在一容积为2 L的密闭容器中，加入0.2 mol的N2和0.6 mol的H2，在一定条件下发生如下反应：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH<0。反应中NH3的物质的量浓度的变化情况如图所示，请回答下列问题：
(1)根据图像，计算从反应开始到平衡时，用NH3表示的平均反应速率v(NH3)＝____________。
(2)该反应达到平衡时H2的转化率为_________________________________________。
(3)反应达到平衡后，第5 min末，若保持其他条件不变，仅改变反应温度，则NH3的物质的量浓度不可能为__________________________________________________。
(填序号)
a．0.20 mol·L－1 b．0.12 mol·L－1
c．0.10 mol·L－1 d．0.08 mol·L－1
(4)反应达到平衡后，第5 min末，若保持其他条件不变，只把容器的体积缩小一半，平衡________移动(填“向逆反应方向”、“向正反应方向”或“不”)。
(5)在第5 min末将容器的体积缩小一半后，若在第8 min末达到新的平衡(此时NH3的浓度约为0.25 mol·L－1)，请在图中画出第5 min末到平衡时NH3浓度的变化曲线。
答案
1．B 2．B　3．C　4．B 5．A　6．B　7．B　8.A　9.D　10.D 11．A
12．(1)放热　>　(2)增大　(3)增大　减小　(4)减小 (5)不变
13．(1)>　(2)0.02 mol·L－1·s－1　(3)减小　(4)AB (5)如图所示
14．(1)大于　放热　(2)大于　(3)增大　不　(4)向正反应方向
15．(1)0.025 mol·L－1·min－1　(2)50%
(3)ac　(4)向正反应方向
(5)如图
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训练6　化学平衡常数
[基础过关]
一、化学平衡常数的含义
1． 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．生成物浓度幂的乘积与反应物浓度幂的乘积的比值小于K时，v正2． 化学平衡常数可以用K来表示，下列关于化学平衡常数的说法中正确的是 (　　)
A．K越大，反应物的转化率越小
B．K与反应物的浓度有关
C．K与生成物的浓度有关
D．K与温度有关
3． 某温度下，可逆反应mA(g)＋nB(g)??pC(g)的平衡常数为K，下列对K的说法正确的
是 (　　)
A．K值越大，表明该反应越有利于C的生成，反应物的转化率越大
B．若缩小反应器的容积，能使平衡正向移动，则K增大
C．温度越高，K一定越大
D．如果m＋n＝p，则K＝1
4． 当把晶体N2O4放入密闭容器中气化，并建立了N2O4(g)??2NO2(g)平衡后，保持温度不变，再通入若干N2O4气体，待反应达到新的平衡时，则新平衡与旧平衡相比，其值 (　　)
A．变大 B．不变
C．变小 D．无法确定
二、化学平衡常数的计算
5． 将4 mol SO2与2 mol O2放入4 L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0.5 mol·L－1。则此条件下的平衡常数K为
(　　)
A．4 B．0.25 C．0.4 D．0.2
6． 在一定温度下，反应H2(g)＋X2(g)??HX(g)的平衡常数为10。若将1.0 mol的HX(g)通入体积为1.0 L的密闭容器中，在该温度时HX(g)的最大分解率接近于 (　　)
A．5% B．17% C．25% D．33%
三、化学平衡常数的综合应用
7． 在淀粉-KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I－(aq)??I(aq)。测得不同温度下该反应的平衡常数K如表所示：
t/℃
5
15
25
35
50
K
1 100
841
689
533
409
下列说法正确的是 (　　)
A．反应I2(aq)＋I－(aq)??I(aq)的ΔH>0
B．其他条件不变，升高温度，溶液中c(I)减小
C．该反应的平衡常数表达式为K＝
D．25 ℃时，向溶液中加入少量KI固体，平衡常数K小于689
8． 某可逆反应正向反应过程中能量变化如图所示，下列说法
正确的是 (　　)
A．该反应为吸热反应
B．当反应达到平衡时，降低温度，A的转化率减小
C．升高温度，平衡常数K增大；压强增大，平衡向正反
应方向移动
D．加入催化剂，反应速率增大，E1减小，E2减小，反应热不变
9． 已知反应①：CO(g)＋CuO(s)??CO2(g)＋Cu(s)和反应②：H2(g)＋CuO(s)??Cu(s)＋H2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2，该温度下反应③：CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)的平衡常数为K。则下列说法正确的是 (　　)
A．反应①的平衡常数K1＝
B．反应③的平衡常数K＝
C．对于反应③，恒容时，温度升高，H2浓度减小，则该反应的焓变为正值
D．对于反应③，恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小
[能力提升]
10．温度为t ℃时，在体积为10 L的真空容器中通入1.00 mol氢气和1.00 mol碘蒸气，20
min后，反应达到平衡，此时测得碘蒸气的浓度为0.020 mol·L－1。涉及的反应可以用下面的两个化学方程式表示：
①H2(g)＋I2(g)??2HI(g)
②2H2(g)＋2I2(g)??4HI(g)
下列说法正确的是 (　　)
A．反应速率用HI表示时，v(HI)＝0.008 mol·L－1·min－1
B．两个化学方程式的意义相同，但其平衡常数表达式不同，不过计算所得数值相同
C．氢气在两个反应方程式中的转化率不同
D．第二个反应中，增大压强平衡向生成HI的方向移动
11．已知尿酸是一种有机酸(以HUr表示)，能溶于水。关节炎的原因归结于在关节滑液中形成了尿酸钠晶体(NaUr)。发生的反应如下：
HUr??Ur－＋H＋①
Ur－(aq)＋Na＋(aq)??NaUr(s)②
(1)关节炎大都是阴冷天气时发作，这说明反应②是
________________________________________________________________________
反应(填“放热”或“吸热”)。简述你得出该结论的理由：
________________________________________________________________________。
(2)当温度升高时，反应②的化学平衡常数________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)写出反应②的平衡常数表达式K＝________________________________________。
12．工业合成氨N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)反应过程中的能量变化如图所示，据图回答下列问题：
(1)该反应通常用活性铁作催化剂，加活性铁会使图中B点升高还是降低________，理由是____________________________________________________________________。
(2)该反应平衡常数表达式为K＝____________，当某时刻______K(填“<”、“>”或“＝”)时，反应向右进行。
(3)450 ℃时该反应的平衡常数________500 ℃时的平衡常数(填“<”、“>”或“＝”)。
(4)一定条件下的密闭容器中，该反应达到平衡，要提高H2的转化率，可以采取的合理措施有________(填字母代号)。
a．高温高压 b．加入催化剂
c．增加N2的浓度 d．增加H2的浓度
e．分离出NH3
[拓展探究]
13．某温度下，在一密闭容器中充入一定量CO2，并加入足量铁
粉，发生反应：Fe(s)＋CO2(g)??FeO(s)＋CO(g)，测得CO2
和CO浓度随时间的变化如图所示：
(1)0～8 min，v(CO)＝__________mol·L－1·min－1。
(2)下列措施中，能够改变平衡时c(CO)/c(CO2)的比值的是
________(填序号)。
A．温度 B．铁粉的量(足量)
C．压强 D．CO的量
(3)已知：反应Fe(s)＋CO2(g)??FeO(s)＋CO(g)的平衡常数为K1；反应Fe(s)＋H2O(g)??FeO(s)＋H2(g)的平衡常数为K2。不同温度时K1、K2的值如下表：
温度/K
K1
K2
973
1.47
2.38
1 173
2.15
1.67
根据表中数据，计算反应CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g)的K。
①温度为973 K时：K＝_________________________________________________；
②温度为1 173 K时：K＝________________________________________________；
③反应CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g)是______反应(填“吸热”或“放热”)。
答案
1．C　2．D　3．A　4．B　5．A　6.B 7．B　8．D　9．B　10．A
11.(1)放热　阴冷天气易发病，说明温度降低，反应②平衡右移，有利于NaUr结晶，说明该反应为放热反应
(2)减小　(3)
12．(1)降低　催化剂能降低反应的活化能
(2)　<　(3)>　(4)ce
13．(1)0.062 5　(2)A　(3)①0.62　②1.29　③吸热
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训练7　化学平衡图像、等效平衡
[基础过关]
一、速率—时间图像
1． 制取水煤气的反应为C(s)＋H2O(g)??CO(g)＋H2(g)　ΔH＞0；
在一定条件下达化学平衡后，在时间为t时突然改变条件，反
应速率的变化如图所示，在t时所改变的条件是 (　　)
A．加压
B．升温
C．增大水蒸气浓度
D．增大碳的物质的量
2． 向一体积不变的密闭容器中充入H2和I2，发生反应H2(g)＋I2(g)??2HI(g)　ΔH<0，当达到平衡后，t1时刻改变反应的某一条件(混合气体总物质的量不变)，造成容器内压强增大，则下列说法正确的是 (　　)
A．容器内气体的颜色变深，混合气体的密度增大
B．平衡不发生移动
C．I2(g)转化率增大，HI平衡浓度变小
D．改变条件前后，速率图像如图所示
3． 对于达到平衡的可逆反应：X＋Y??W＋Z，其他条件不变时，增
大压强，正、逆反应速率变化的情况如图所示。下列对X、Y、
W、Z四种物质状态的描述正确的是 (　　)
A．W、Z均为气体，X、Y中只有一种为气体
B．X、Y均为气体，W、Z中只有一种为气体
C．X、Y或W、Z中均只有一种为气体
D．X、Y均为气体，W、Z均为液体或固体
二、含量—时间—温度(或压强)图像
4． T ℃时，A、B、C三种气体在反应过程中浓度变化如图(Ⅰ)所示；若保持其他条件不变，温度分别为T1和T2时，B的体积分数与时间的关系如图(Ⅱ)所示，则下列结论正确的是 (　　)
A．在(t1＋10) min时，保持其他条件不变，增大压强，平衡向逆反应方向移动
B．其他条件不变，升高温度时，正、逆反应速率增大，且A的转化率增大
C．T ℃时，在相同容器中，若由0.4 mol·L－1A、0.4 mol·L－1B、0.2 mol·L－1C反应，达到平衡后，C的浓度也为0.4 mol·L－1
D．(t1＋10) min时，保持压强不变，通入稀有气体，平衡不移动
5． 在密闭容器中进行下列反应：M(g)＋N(g)??R(g)＋2L，此反应符合
右边图像。下列叙述正确的是 (　　)
A．正反应吸热，L是气体
B．正反应吸热，L是固体
C．正反应放热，L是气体
D．正反应放热，L是液体
三、等温(或等压)线图像
6． 有一化学平衡mA(g)＋nB(g)??pC(g)＋qD(g)，如图表示的是A的转
化率与压强、温度的关系。下列叙述正确的是 (　　)
A．正反应是放热反应；m＋n>p＋q
B．正反应是吸热反应；m＋nC．正反应是放热反应；m＋nD．正反应是吸热反应；m＋n>p＋q
7． 在体积恒定的密闭容器中发生反应N2O4(g)??2NO2(g)
ΔH(ΔH>0)，在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数
随压强变化的曲线如图所示。下列说法正确的是 (　　)
A．A、C两点的反应速率：A>C
B．A、C两点气体的颜色：A浅，C深
C．由状态B到状态A，可以用加热的方法
D．A、C两点气体的平均相对分子质量：A>C
四、多图像综合应用
8． 可逆反应aA(g)＋bB(g)??cC(g)＋dD(g)　ΔH，同时符合下列两图中各曲线的是
(　　)
A．a＋b>c＋d　T1>T2　ΔH>0
B．a＋b>c＋d　T1C．a＋bT2　ΔH>0
D．a＋b9．对于可逆反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH<0，下列研究目的和图示相符的是
(　　)
选项
A
B
研究
目的
压强对反应的影响
温度对反应的影响
图示
选项
C
D
研究
目的
平衡体系中增加
N2对反应的影响
催化剂对反应的影响
图示
五、等效平衡
10．在相同温度和压强下，对反应CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g)进行甲、乙、丙、丁四组实验，实验起始时放入容器内各组分的物质的量见下表：
物质
物
质
的
量
实验
CO2
H2
CO
H2O(g)
甲
a mol
a mol
0 mol
0 mol
乙
2a mol
a mol
0 mol
0 mol
丙
0 mol
0 mol
a mol
a mol
丁
a mol
0 mol
a mol
a mol
上述四种情况达到平衡后，n(CO)的大小顺序是 (　　)
A．乙＝丁>丙＝甲 B．乙>丁>甲>丙
C．丁>乙>丙＝甲 D．丁>丙>乙>甲
11．在一个固定容积的密闭容器中，保持一定温度进行如下反应：H2(g)＋Br2(g)??2HBr(g)，已知加入1 mol H2和2 mol Br2达到平衡后，生成x mol HBr，在相同条件下若起始时加入的H2、Br2、HBr分别为a、b、c(均不为0)且保持平衡时，各组分含量都不变，以下推断正确的是 (　　)
①a、b、c应满足的关系是4a＋c＝2b　②平衡时HBr为x mol　③a、b、c应满足的关系是a＋b＝c　④平衡时HBr为x mol
A．① B．①② C．①④ D．②③
[能力提升]
12．二甲醚是一种重要的清洁燃料，可以通过CH3OH分子间脱
水制得：2CH3OH(g)??CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH＝－23.5
kJ·mol－1。在t1 ℃，恒容密闭容器中建立上述平衡，体系中
各组分浓度随时间变化如图所示。
(1)该条件下反应平衡常数表达式K＝__________________；
在t1 ℃时，反应的平衡常数为________。
(2)相同条件下，若改变起始浓度，某时刻各组分浓度依次为
c(CH3OH)＝0.4 mol·L－1、c(H2O)＝0.6 mol·L－1、c(CH3OCH3)＝1.2 mol·L－1，此时正、逆
反应速率的大小：v正________v逆(填“>”、“<”或“＝”)。
13．某温度时，在一个容积为2 L 的密闭容器中，X、Y、Z三种
物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据，
试填写下列空白：
(1)该反应的化学方程式为
____________________________________________________ ____________________。
(2)反应开始至2 min，气体Z的平均反应速率为
________________________________________________________________________。
(3)若X、Y、Z均为气体，反应达到平衡时：
①压强是开始时的________倍；
②若此时将容器的体积缩小为原来的倍，达到平衡时，容器内温度将升高(容器不与外界进行热交换)，则该反应的正反应为________反应(填“放热”或“吸热”)。
(4)若上述反应在2 min后的t1～t6内反应速率与反应
时间图像如右，在每一时刻均改变一个影响反应速率
的因素，则 (　　)
A．在t1时增大了压强
B．在t3时加入了催化剂
C．在t4时降低了温度
D．t2～t3时A的转化率最高
[拓展探究]
14．某合成气的主要成分是一氧化碳和氢气，可用于合成甲醚等清洁燃料。由天然气获得该合成气过程中可能发生的反应有
①CH4(g)＋H2O(g)??CO(g)＋3H2(g)
ΔH1＝＋206.1 kJ·mol－1
②CH4(g)＋CO2(g)??2CO(g)＋2H2(g)
ΔH2＝＋247.3 kJ·mol－1
③CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)　ΔH3
请回答下列问题：
(1)在一密闭容器中进行反应①，测得CH4的物质的量浓
度随反应时间的变化如图1所示。
反应进行的前5 min内，v(H2)＝____________；10 min
时，改变的外界条件可能是______________________。
(2)如图2所示，在甲、乙两容器中分别充入等物质的量
的CH4和CO2，使甲、乙两容器初始容积相等。在相同温度下发生反应②，并维持反
应过程中温度不变。已知甲容器中CH4的转化率随时间的变化如图3所示，请在图3
中画出乙容器中CH4的转化率随时间变化的图像。
答案
1．B　2．D　3.B 4．C　5．C　6．D　7．C 8．B　9．C　10．A　11.A
12．(1)　5　(2)>
13．(1)3X＋Y??2Z　(2)0.05 mol·L－1·min－1
(3)①0.9　②放热　(4)B
14．(1)0.3 mol·L－1·min－1　升高温度(或充入水蒸气)
(2)

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训练8　化学反应进行的方向
[基础过关]
一、自发过程的判断
1． 下列过程是非自发的是 (　　)
A．水由高处向低处流
B．天然气的燃烧
C．铁在潮湿的空气中生锈
D．室温下液态水结成冰
2． 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
二、化学反应进行的方向与焓变、熵变的关系
3． 下列说法中正确的是 (　　)
A．凡是放热反应都是能自发进行的反应，而吸热反应都是非自发进行的反应
B．自发反应一定是熵增加的反应，非自发反应一定是熵减小或不变的反应
C．熵增加且放热的反应一定是自发反应
D．非自发反应在任何条件下都不能发生
4． 下列自发反应可用焓判据来解释的是 (　　)
A．2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)
ΔH＝＋56.7 kJ·mol－1
B．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)
ΔH＝＋74.9 kJ·mol－1
C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－572 kJ·mol－1
D．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)
ΔH＝＋178.2 kJ·mol－1
5． 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
6． 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
7． 25 ℃、1.01×105 Pa时，反应2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)
ΔH＝＋56.7 kJ·mol－1自发进行的原因是 (　　)
A．是吸热反应
B．是放热反应
C．是熵减小的反应
D．熵增大效应大于能量效应
三、复合判据的应用
8． 下列关于化学反应的自发性叙述正确的是 (　　)
A．焓变小于0而熵变大于0的反应肯定是自发的
B．焓变和熵变都小于0的反应肯定是自发的
C．焓变和熵变都大于0的反应肯定是自发的
D．熵变小于0而焓变大于0的反应肯定是自发的
9． 已知在等温等压条件下，化学反应方向的判据为
ΔH－TΔS<0　反应能自发进行
ΔH－TΔS＝0　反应达到平衡状态
ΔH－TΔS>0　反应不能自发进行
设反应A===D＋E　ΔH－TΔS＝(－4 500＋11T) J·mol－1，要防止反应发生，温度必须
(　　)
A．高于409 K B．低于136 K
C．高于136 K而低于409 K D．低于409 K
10．已知反应2CO(g)===2C(s)＋O2(g)的ΔH为正值，ΔS为负值。设ΔH和ΔS不随温度而变，下列说法中正确的是 (　　)
A．低温下能自发进行
B．高温下能自发进行
C．低温下不能自发进行，高温下能自发进行
D．任何温度下都不能自发进行
[能力提升]
11．在一定条件下，对于反应mA(g)＋nB(g)??cC(g)＋dD(g)，C物
质的浓度(C%)与温度、压强的关系如图所示，下列判断正确的
是 (　　)
A．ΔH<0　ΔS>0 B．ΔH>0　ΔS<0
C．ΔH>0　ΔS>0 D．ΔH<0　ΔS<0
12．在图Ⅰ中A、B两容器里，分别收集着两种互不作用的理想气体。若将中间活塞打开，如图Ⅱ，两种气体分子立即都占有了两个容器。这是一个不伴随能量变化的自发过程。关于此过程的下列说法不正确的是 (　　)
理想气体的自发混合
A．此过程是从混乱程度小的状态向混乱程度大的状态变化过程，即熵增大的过程
B．此过程为自发过程，而且没有热量的吸收或放出
C．此过程是自发可逆的
D．此过程从有序到无序，混乱度增大
13．灰锡结构松散，不能用于制造器皿；而白锡结构坚固，可以制造器皿。现把白锡制造的器皿放在0 ℃、101 kPa的室内存放，它会不会变成灰锡而不能继续使用 (　　)
(已知在0 ℃、101 kPa条件下白锡转化为灰锡的反应，焓变和熵变分别为ΔH＝－2 180.9 J·mol－1，ΔS＝－6.61 J·mol－1·K－1)
A．会变 B．不会变
C．不能确定 D．升高温度才会变
14．某化学兴趣小组专门研究了氧族元素及其某些化合物的部分性
质，所查资料信息如下：
①酸性：H2SO4>H2SeO4>H2TeO4
②氧、硫、硒与氢气化合越来越难，碲与氢气不能直接化合
③由某元素的单质生成等物质的量的氢化物的焓变情况如图所示。
请回答下列问题：
(1)H2与S化合的反应________热量(填“放出”或“吸收”)。
(2)已知H2Te分解反应的ΔS>0，请解释为什么Te和H2不能直接化合：
________________________________________________________________________。
(3)上述资料信息中能够说明硫元素的非金属性强于硒元素的是________(填序号)。
[拓展探究]
15．工业上用赤铁矿生产铁，可以选择的还原剂有C和H2。根据所学知识判断：哪一种还原剂可使反应自发进行的温度较低？
已知：Fe2O3(s)＋C(s)===2Fe(s)＋CO2(g)
ΔH＝＋233.8 kJ·mol－1，ΔS＝＋0.279 kJ·mol－1·K－1
Fe2O3(s)＋3H2(g)===2Fe(s)＋3H2O(g)
ΔH＝＋98 kJ·mol－1，ΔS＝＋0.144 2 kJ·mol－1·K－1
答案
1．D　2．A　3．C　4．C　5．C　6．C　7．D　8．A 9．A　10．D 11．A　12．C　13．A
14．(1)放出　(2)因为化合时ΔH>0，ΔS<0，ΔH－TΔS>0，故反应不能自发进行　(3)①②③
15．用H2作还原剂时反应自发进行的温度较低。
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电化学基础专项训练
一、原电池工作原理
1． 为将反应2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑的化学能转化为电能，下列装置能达到目的的是(铝条均已除去了氧化膜) (　　)
2． 日常所用的干电池，其电极分别为碳棒(上面有帽)和锌(皮)，以糊状NH4Cl和ZnCl2作为电解质溶液(其中加入MnO2吸收H2)，电极反应可简化为Zn－2e－===Zn2＋，2NH＋2e－===2NH3↑＋H2↑(NH3与Zn2＋结合)，根据上面叙述判断下列说法正确的是
(　　)
A．Zn为正极，碳为负极
B．负极反应为2NH＋2e－===2NH3↑＋H2↑
C．工作时电子由碳极经外电路流向锌极
D．长时间连续使用时，内装的糊状物可能流出腐蚀电器
二、新型电池的结构与原理
3． 据报道，锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，因为锌电池容量更大，而且没有铅污染，其电池反应为2Zn＋O2===2ZnO，原料为锌粒、电解液和空气，则下列叙述正确的是 (　　)
A．锌为正极，空气进入负极反应
B．负极反应为Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O
C．正极发生氧化反应
D．电解液可以是强酸也可以是强碱
4． 燃料电池的基本组成为电极、电解液、燃料和氧化剂。此种电池的能量利用率可高达80%(一般柴油发电机只有40%左右)，产物污染也少。下列有关燃料电池的说法错误的是 (　　)
A．上述燃料电池的负极反应物是氢气、甲烷、乙醇等物质
B．氢氧燃料电池常用于航天飞行器，原因之一是该电池的产物为水，经过处理之后可供宇航员使用
C．乙醇燃料电池的电解液常用KOH溶液，该电池的负极反应为C2H5OH－12e－===2CO2↑＋3H2O
D．甲烷碱性燃料电池的正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
5． LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车。电池反应为FePO4＋LiLiFePO4，电池的正极材料是LiFePO4，负极材料是石墨，含Li＋导电固体为电解质。下列有关LiFePO4电池说法正确的是 (　　)
A．可加入硫酸以提高电解液的导电性
B．放电时电池内部Li＋向负极移动
C．充电过程中，电池正极材料的质量增加
D．放电时电池正极反应为FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4
三、电解原理及其应用
6． 如图中，两电极上发生的电极反应为a极：Cu2＋＋2e－===Cu　b极：Fe－
2e－===Fe2＋，下列说法中不正确的是 (　　)
A．该装置可能是电解池
B．a极上一定发生还原反应
C．a、b可能是同种电极材料
D．该过程中能量的转换一定是化学能转化为电能
7． 下列图示中关于铜电极的连接错误的是 (　　)
8． 如下图，a、b是石墨电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色。下列说法正确的是
(　　)
A．Pt为阴极，Cu为阳极
B．b极的电极反应式是2H＋＋2e－===H2↑
C．电解过程中CuSO4溶液的pH逐渐增大
D．Pt极上有6.4 g Cu析出时，b极产生2.24 L(标准状况)气体
9． 取一张用饱和NaCl溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，
接通直流电源，一段时间后，发现a电极与试纸接触处出现一
个双色同心圆，内圆为白色，外圈呈浅红色。则下列说法错误
的是 (　　)
A．b电极是阴极
B．a电极与电源的正极相连接
C．电解过程中，水是氧化剂
D．b电极附近溶液的pH变小
10．下列各组溶液电解一段时间后，再加入相关物质，溶液能恢复原状况的是(　　)
电解质溶液
阳极
阴极
加入的物质
A
NaCl溶液
碳
铁
盐酸
B
NaOH溶液
碳
碳
水
C
硫酸铜溶液
铜
碳
硫酸铜
D
硫酸
铁
碳
H2O
四、金属的腐蚀与防护
11．有关金属腐蚀的论述，正确的是 (　　)
A．金属的腐蚀一定伴有电流产生
B．Fe在干燥的氯气里比在潮湿的空气里更易被腐蚀
C．发生化学能转变为电能的腐蚀时较活泼的金属总是作正极而被腐蚀
D．发生电化学腐蚀时都有能量的转变，且被腐蚀的金属总是失电子
12．下列叙述不正确的是 (　　)
A．铁表面镀锌，铁作阳极
B．船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀
C．钢铁吸氧腐蚀的正极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．工业上电解饱和食盐水的阳极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑
13．下列各种方法中，能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的是 (　　)
①金属表面涂抹油漆　②改变金属内部结构　③保持金属表面清洁干燥　④金属表面进行电镀　⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜
A．①②③④ B．①③④⑤
C．①②④⑤ D．全部
14．下列有关金属腐蚀与防护的说法不正确的是 (　　)
A．纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗
B．当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用
C．海轮外壳连接锌块以保护外壳不受腐蚀
D．可将地下输油钢管与外加直流电源的负极相连以保护它不受腐蚀
五、电化学基础知识综合应用
15．图中的A为直流电源，B为渗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中a点为________极。
(2)滤纸B上发生的总反应方程式为________________________________________。
(3)欲在电镀槽中实现铁上镀锌，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________或__________(只要求填两种电解质溶液)。
16．铁是用途最广的金属材料之一，但生铁易生锈。请讨论电化学实验中有关铁的性质。
(1)①某原电池装置如下图所示，右侧烧杯中的电极反应式为
________________________________________________________________________，
左侧烧杯中的c(Cl－)________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②已知下图甲、乙两池的总反应式均为Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，且在同侧电极(指均在“左电极”或“右电极”)产生H2。请在两池上标出电极材料(填“Fe”或“C”)。
(2)装置丙中，易生锈的是______点(填“a”或“b”)。装置丁中可观察到的实验现象是
________________________________________________________________________。
17．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。
接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4的质量分数为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。
答案
1．B　2．D　3．B　4．C　5.D　6.D 7．C　8．B　9.D　10.B 11．D　12．A　13．D 14．B
15．(1)正　(2)2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH
(3)Zn－2e－===Zn2＋　Zn2＋＋2e－===Zn
ZnSO4溶液　ZnCl2溶液
16．(1)①2H＋＋2e－===H2↑　增大
②甲池中：左——Fe，右——C
乙池中：左——Fe，右——C
(2)a　铁屑表面生成红棕色锈斑，试管内液面上升
17．(1)正　(2)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
(3)水减少的质量：100 g×＝4.5 g　生成O2的体积：××22.4 L·mol－1＝2.8 L　(4)16
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章末检测
(时间：90分钟　满分：100分)
第Ⅰ卷(选择题，共45分)
一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45分；每小题只有一个选项符合题意)
1． 下列关于实验现象的描述不正确的是 (　　)
A．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀H2SO4中，铜片表面出现气泡
B．用锌片作阳极，铁片作阴极，电解ZnCl2溶液，铁片表面出现一层锌
C．把铜片插入FeCl3溶液中，在铜片表面出现一层铁
D．把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴CuCl2溶液，气泡放出速率加快
2． 如图是Zn和Cu形成的原电池，则下列结论中正确的是 (　　)
①铜为阳极，锌为阴极；②铜极上有气泡；③SO向铜极移动；④若有
0.5 mol电子流经导线，则可产生0.25 mol气体；⑤电子的流向是铜到
锌；⑥正极反应式：Cu＋2e－===Cu2＋。
A．①②③ B．②④
C．④⑤⑥ D．③④⑤
3． 下列关于电解池的说法正确的是 (　　)
A．电源的负极就是阴极
B．与直流电源正极相连的是电解池的阴极
C．与直流电源负极相连的电极上发生还原反应
D．阳极上发生还原反应
4． 用铂作电极电解一定浓度的下列物质的水溶液，电解结束后，向剩余电解液中加适量水，能使溶液和电解前相同的是 (　　)
A．CuSO4 B．H2SO4 C．CuCl2 D．NaCl
5． 近来科学家研制了一种新型的乙醇电池(DEFC)，它用磺酸类质子作溶剂，在200 ℃左右时供电，乙醇电池比甲醇电池效率高出32倍且更加安全。电池总反应式为C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O，下列说法不正确的是 (　　)
A．C2H5OH在电池的负极上参加反应
B．1 mol乙醇被氧化转移6 mol电子
C．在外电路中电子由负极沿导线流向正极
D．电池正极的电极反应为4H＋＋O2＋4e－===2H2O
6． 某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构见下图，电池总反应可表示为2H2＋O2===2H2O，下列有关说法正确的是 (　　)
A．电子通过外电路从b极流向a极
B．b极上的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．每转移0.1 mol电子，便消耗1.12 L的H2
D．H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极
7． 用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液，电解一段时间后，再加入W，能使溶液恢复到电解前的状态，符合题意的一组是 (　　)
X
Y
Z
W
A
C
Fe
NaCl
H2O
B
Pt
Cu
CuSO4
CuSO4溶液
C
C
C
H2SO4
H2O
D
Ag
Fe
AgNO3
AgNO3晶体
8． X、Y、Z、M、N代表五种金属。有以下化学反应：
①水溶液中：X＋Y2＋===X2＋＋Y
②Z＋2H2O(冷)===Z(OH)2＋H2↑
③M、N为电极与N盐溶液组成原电池，发生的电极反应为：M－2e－===M2＋
④Y可以溶于稀H2SO4中，M不被稀H2SO4氧化，则这五种金属的活动性由弱到强的顺序是 (　　)
A．M＜N＜Y＜X＜Z B．N＜M＜X＜Y＜Z
C．N＜M＜Y＜X＜Z D．X＜Z＜N＜M＜Y
9． 实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取Cl2，已知铅蓄电池放电时发生如下反应：
负极：Pb＋SO－2e－===PbSO4
正极：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O
今欲制得Cl2 0.050 mol，这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是 (　　)
A．0.025 mol B．0.050 mol
C．0.100 mol D．0.200 mol
10．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pH不变
B．电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH－，故溶液pH减小
C．电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2
D．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1
11．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NaCl，以铁为电极进行电解，经过一段时间，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成，工业废水中铬元素的含量可低于排放标准。关于上述方法，下列说法错误的是
(　　)
A．阳极反应：Fe－2e－===Fe2＋
B．阴极反应：2H＋＋2e－===H2↑
C．在电解过程中工业废水由酸性变为碱性
D．可以将铁电极改为石墨电极
12．早在1807年化学家戴维用电解熔融氢氧化钠制得钠，4NaOH(熔融)4Na＋O2↑＋2H2O；后来盖·吕萨克用铁与熔融氢氧化钠作用也制得钠，反应原理为3Fe＋4NaOH(熔融)Fe3O4＋2H2↑＋4Na↑。下列有关说法正确的是 (　　)
A．电解熔融氢氧化钠制钠，阳极发生电极反应为2OH－－2e－===H2↑
＋O2↑
B．盖·吕萨克法制钠原理是利用铁的还原性比钠强
C．若戴维法与盖·吕萨克法制得等量的钠，则两反应中转移的电子总数也相同
D．目前工业上常用电解熔融氯化钠法制钠(如上图)，电解槽中石墨为阳极，铁为阴极
13．铅蓄电池的工作原理为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。研读下图，下列判断不
正确的是 (　　)
A．K闭合时，d极的电极反应式：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO
B．当电路中转移0.2 mol电子时，Ⅰ中消耗的H2SO4为0.2 mol
C．K闭合时，Ⅱ中SO向c极迁移
D．K闭合一段时间后，Ⅱ可单独作为原电池，d极为正极
14．右图是某同学设计的验证原电池和电解池的实验装置，下列有
关说法不正确的是 (　　)
A．关闭K2、打开K1，试管内两极都有气泡产生
B．关闭K2、打开K1，一段时间后，发现左侧试管收集到的
气体比右侧略多，则a为负极，b为正极
C．关闭K2，打开K1，一段时间后，用拇指堵住试管移出烧
杯，向试管内滴入酚酞，发现左侧试管内溶液变红色，则
a为负极，b为正极
D．关闭K2，打开K1，一段时间后，再关闭K1，打开K2，电流计指针不会偏转
15．将质量分数为0.052(5.2%)的NaOH溶液1 L(密度为1.06 g·cm－3)用铂电极电解，当溶液中NaOH的质量分数改变了0.010(1.0%)时停止电解，则此时溶液中应符合的关系是
(　　)
NaOH的
质量分数
阳极析出物
的质量/g
阴极析出物
的质量/g
A
6.2%
19
152
B
6.2%
152
19
C
4.2%
1.2
9.4
D
4.2%
9.4
1.2
第Ⅱ卷(非选择题，共55分)
二、非选择题(本题包括5小题，共55分)
16．(6分)航天技术中使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便和无污染的优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的电池总反应式均为2H2＋O2===2H2O。酸式电池中的电解质是酸，其负极反应可表示为2H2－4e－===4H＋，则其正极反应可表示为
________________________________________________________________________；
碱式电池中的电解质是碱，其正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，则其负极反应可表示为________________________________________________________________。
17．(12分)用如图所示的装置进行电解，在通电一段时间后，铁电极的质量增加。
(1)写出乙中两极发生的电极反应式。
阴极：_________________________________________________________________；
阳极：_________________________________________________________________。
(2)写出甲中发生反应的化学方程式：_______________________________________。
(3)C(左)、C(右)、Fe、Ag 4个电极上析出或溶解物质的物质的量之比是____________。
18．(11分)Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是
LiAlCl4-SOCl2。电池的总反应可表示为4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑。
请回答下列问题：
(1)电池的负极材料为__________，发生的电极反应为
________________________________________________________________________；
(2)电池正极发生的电极反应为______________________________________________；
(3)SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。如果
把少量水滴到SOCl2中，实验现象是________________________________________，
反应的化学方程式为______________________________________________________；
(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是
________________________________________________________________________。
19．(11分)将洁净的金属片Fe、Zn、A、B分别与Cu用导线连接浸在合适的电解质溶液里。实验并记录电压表指针的移动方向和电压表的读数如表：
金属
电子流动方向
电压/V
Fe
Fe―→Cu
＋0.78
Zn
Zn―→Cu
＋1.10
A
Cu―→A
－0.15
B
B―→Cu
＋0.3
根据以上实验记录，完成以下填空：
(1)Zn、A、B三种金属的活动性由强到弱的顺序是
________________________________________________________________________。
(2)Cu与A组成的原电池，________为负极，电极反应式为
________________________________________________________________________。
(3)A、B形成合金，露置在潮湿的空气中，________先被腐蚀，这时正极的电极反应式为________________________________________________________________________。
20．(15分)铅蓄电池是典型的可充电型电池，电池总反应式为Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO2PbSO4＋2H2O
请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原)：
(1)放电时：正极的电极反应式是____________________________________________；
电解液中H2SO4的浓度将变______；当外电路通过1 mol电子时，理论上负极板的质量增加____g。
(2)在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按右图连接，电解一段时间
后，则在A电极上生成____________，电极反应：
_______________________________________________________
_________________，
B电极上生成________，电极反应：
_______________________________________________________
_________________
________，此时铅蓄电池的正、负极的极性将________。
答案
1．C 2．B　3．C　4．B　5.B　6.D　7.C　8.C 9．C　10．D 11．D　12．D　13．C 14．D 15．B
16．O2＋4H＋＋4e－===2H2O　2H2＋4OH－－4e－===4H2O
17．(1)Ag＋＋e－===Ag　Ag－e－===Ag＋
(2)2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑
(3)2∶1∶4∶4
18．(1)Li　Li－e－===Li＋
(2)2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑
(3)出现白雾，有刺激性气味的气体生成
SOCl2＋ H2O===SO2 ↑＋ 2HCl↑
(4)构成电池的主要成分Li能和氧气、水反应，SOCl2也与水反应
19．(1)Zn>B>A　(2)Cu　Cu－2e－===Cu2＋
(3)B　O2＋2H2O＋4e－===4OH－
20．(1)PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O　小　48
(2)Pb　PbSO4＋2e－===Pb＋SO　PbO2　PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO　对换
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第四章　电化学基础
训练1　原电池
[基础过关]
一、原电池工作原理的应用
1． 关于右图装置的叙述，正确的是 (　　)
A．铜是负极，铜片上有气泡产生
B．铜片质量逐渐减少
C．电流从锌片经导线流向铜片
D．氢离子在铜片表面被还原后生成H2
2． 如图，在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y，外电路中
电子流向如图所示，关于该装置的下列说法正确的是 (　　)
A．外电路的电流方向为X→外电路→Y
B．若两电极分别为Fe和碳棒，则X为碳棒，Y为Fe
C．X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应
D．若两电极都是金属，则它们的活动性顺序为X>Y
3． 如图所示装置中，可观察到电流表指针偏转，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
锌
稀盐酸
C
银
锌
硝酸银溶液
D
锌
铁
硝酸铁溶液
4． 按下图装置实验，若x轴表示流出负极的电子的物质的量，则y轴应表示 (　　)
①c(Ag＋)　②c(NO)　③a棒的质量　④b棒的质量
⑤溶液的质量
A．①③ B．③④ C．①②④ D．②
二、原电池正极、负极的判断
5． 对于原电池的电极名称，叙述错误的是 (　　)
A．发生氧化反应的一极为负极
B．正极为电子流入的一极
C．比较不活泼的金属为负极
D．电流流出的一极为正极
6． 在如图所示的装置中，a的金属活动性比氢要强，b为碳棒，关于此装置的各
种叙述不正确的是 (　　)
A．碳棒上有气体放出，溶液pH变大
B．a是正极，b是负极
C．导线中有电子流动，电子从a极流向b极
D．a极上发生了氧化反应
7． 如图所示，烧杯内盛有浓HNO3，在烧杯中放入用铜线相连的铁、铅两个电极，
已知原电池停止工作时，Fe、Pb都有剩余。下列有关说法正确的是 (　　)
A．Fe比Pb活泼，始终作负极
B．Fe在浓HNO3中钝化，始终不会溶解
C．电池停止工作时，烧杯中生成了Fe(NO3)3
D．利用浓HNO3作电解质溶液不符合“绿色化学”思想
三、电极反应式的书写
8． 原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中不正确的是 (　　)
A．由Al、Cu、稀硫酸组成原电池，其负极反应式为Al－3e－===Al3＋
B．由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O
C．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋
D．由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋
9． 锌铜原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是 (　　)
A．正极反应为Zn－2e－===Zn2＋
B．电池反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
C．在外电路中，电流从负极流向正极
D．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液
10．锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应方程式为Li＋MnO2===LiMnO2，下列说法正确的是
(　　)
A．Li是正极，电极反应为Li－e－===Li＋
B．Li是负极，电极反应为Li－e－===Li＋
C．MnO2是负极，电极反应为MnO2＋e－===MnO
D．Li是负极，电极反应为Li－2e－===Li2＋
[能力提升]
11．由锌片、铜片和200 mL稀H2SO4组成的原电池如图所示。
(1)原电池的负极反应是
___________________________________________________，
正极反应是__________________________________________。
(2)电流的方向是______________________________________。
(3)一段时间后，当在铜片上放出1.68 L(标准状况下)气体时，H2SO4恰好消耗一半。则产生这些气体的同时，共消耗________g 锌，有______个电子通过了导线，原硫酸的物质的量浓度是________(设溶液体积不变)。
12．依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===2Ag(s)＋Cu2＋(aq)设计的原电池如下图所示。
请回答下列问题：
(1)电极X的材料是________；电解质溶液Y是________；
(2)银电极为电池的____________极，发生的电极反应为__________________________；X电极上发生的电极反应为________________________________________________；
(3)外电路中的电子是从________电极流向________电极。
13．已知可逆反应：AsO＋2I－＋2H＋??AsO＋I2＋H2O。
(Ⅰ)如下图所示，若向B中逐滴加入浓盐酸，发现电流表指针偏转。
(Ⅱ)若改用向B中滴加40%的NaOH溶液，发现电流表指针与(Ⅰ)中偏转方向相反。
试回答问题：
(1)两次操作中电流表指针为什么会发生偏转？________________________________
________________________________________________________________________。
(2)两次操作过程中电流表指针偏转方向为什么相反？
________________________________________________________________________。
(3)操作(Ⅰ)中，C1棒上的反应为____________________________________________。
(4)操作(Ⅱ)中，C2棒上的反应为____________________________________________。
14．现有如下两个反应：
(A)NaOH＋HCl===NaCl＋H2O
(B)Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag
(1)根据两反应本质，判断能否设计成原电池__________________________________。
(2)如果不能，说明其原因__________________________________________________。
(3)如果可以，则写出正、负极材料及其电极反应式和反应类型(“氧化反应”或“还原反应”)：
负极：________，____________，__________________________________________；
正极：________，____________________，__________________________________；
若导线上转移电子1 mol，则正极质量增加________g，电解质溶液：________。
[拓展探究]
15．某校化学研究性学习小组欲设计实验验证Fe、Cu金属活动性的相对强弱，他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成有关实验项目：
方案Ⅰ：有人提出将大小相等的铁片和铜片分别同时放入稀硫酸(或稀盐酸)中，观察产生气泡的快慢，据此确定它们的活动性。该原理的离子方程式为__________________
________________________________________________________________________。
方案Ⅱ：有人利用Fe、Cu作电极设计成原电池，以确定它们活动性的相对强弱。试在下面的方框内画出原电池装置图，标出原电池的电极材料和电解质溶液，并写出电极反应式。
正极反应式：_____________________________________________________________；
负极反应式：_____________________________________________________________。
方案Ⅲ：结合你所学的知识，帮助他们再设计一个验证Fe、Cu活动性相对强弱的简单实验方案(与方案Ⅰ、Ⅱ不能雷同)：_________________________________________，
用离子方程式表示其反应原理：____________________________________________。
答案
1．D　2．D　3．C　4．D　5．C　6.B　7.D 8．C　9．B　10．B
11．(1)Zn－2e－===Zn2＋　2H＋＋2e－===H2↑
(2)由Cu极流向Zn极
(3)4.875　9.03×1022　0.75 mol·L－1
12．(1)Cu　AgNO3溶液
(2)正　2Ag＋＋2e－===2Ag(或Ag＋＋e－===Ag)
Cu－2e－===Cu2＋　(3)Cu(负)　Ag(正)
13．(1)两次操作中均发生原电池反应，所以电流表指针均发生偏转
(2)两次操作中，电极相反，电子流向相反，因而电流表指针偏转方向相反　(3)2I－－2e－===I2
(4)AsO＋2OH－－2e－===AsO＋H2O
14．(1)(A)不能，(B)可以　(2)(A)为非氧化还原反应，没有电子转移　(3)Cu　Cu－2e－===Cu2＋　氧化反应　碳棒、Ag、Pt、Au(任选一)　2Ag＋＋2e－===2Ag　还原反应　108　AgNO3溶液
15．方案Ⅰ：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
方案Ⅱ：
2H＋＋2e－===H2↑　Fe－2e－===Fe2＋
方案Ⅲ：把铁片插入CuSO4溶液中，一段时间后，观察铁片表面是否生成红色物质(合理即可)
Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋
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训练2　化学电源
[基础过关]
一、常见的化学电池
1． 下列说法正确的是 (　　)
A．碱性锌锰电池是二次电池
B．铅蓄电池是一次电池
C．二次电池又叫蓄电池，它放电后可以再充电使活性物质获得再生
D．燃料电池的活性物质大量储存在电池内部
2． 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
3． 生产铅蓄电池时，在两极板上的铅、锑合金棚架上均匀涂上膏状的PbSO4，干燥后再安装，充电后即可使用，发生的反应是 2PbSO4＋2H2OPbO2＋Pb＋2H2SO4
下列对铅蓄电池的说法错误的是 (　　)
A．需要定期补充硫酸
B．工作时铅是负极，PbO2是正极
C．工作时负极上发生的反应是Pb－2e－＋SO===PbSO4
D．工作时电解质的密度减小
4． 氢氧燃料电池已用于航天飞机，它是以铂作电极，KOH溶液作电解质，正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，负极反应为2H2＋4OH－－4e－===4H2O，下列叙述不正确的是
(　　)
A．H2在负极发生氧化反应
B．燃料电池的能量转化率可达100%
C．是一种高效、环保的发电装置
D．供电时的总反应为2H2＋O2===2H2O
二、根据电极反应式或总反应式分析电池的有关变化
5． 市场上经常见到的标记为Li-ion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li＋的高分子材料。这种锂离子电池的总反应式为Li＋2Li0.35NiO22Li0.85NiO2，下列说法不正确的是
(　　)
A．放电时，负极的电极反应式：Li－e－===Li＋
B．充电时，Li0.85NiO2既发生氧化反应又发生还原反应
C．该电池不能用水溶液作为电解质溶液
D．放电过程中Li＋向负极移动
6． 甲醇燃料电池(DMFC)可用于笔记本电脑、汽车、遥感通讯设备等，它的一极通入甲醇，一极通入氧气；电解质是质子交换膜，它能传导氢离子(H＋)。电池工作时，甲醇被氧化为二氧化碳和水，氧气在电极上的反应是O2＋4H＋＋4e－===2H2O。下列叙述中不正确的是 (　　)
A．负极的反应式为CH3OH＋H2O－6e－===CO2↑＋6H＋
B．电池的总反应式是2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O
C．电池工作时，H＋由正极移向负极
D．电池工作时，电子从通入甲醇的一极流出，经外电路再从通入氧气的一极流入
7． Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为2Li＋＋FeS＋2e－===Li2S＋Fe
有关该电池的下列说法中，正确的是 (　　)
A．Li-Al在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为＋1价
B．该电池的总反应式为2Li＋FeS===Li2S＋Fe
C．负极的电极反应式为Al－3e－===Al3＋
D．充电时，阴极发生的电极反应式为Li2S＋Fe－2e－===2Li＋＋FeS
三、新型电池的开发利用
8． 科学家成功开发出便携式固体氧化物燃料电池，它以丙烷气体为燃料。电池中的一极通入空气，另一极通入丙烷气体，电解质是固态氧化物，在熔融状态下能传导O2－。下列对该燃料电池的说法不正确的是 (　　)
A．在熔融电解质中，O2－由负极移向正极
B．该电池的总反应是C3H8＋5O2===3CO2＋4H2O
C．电路中每通过5 mol电子，约有5.6 L标准状况下的丙烷被完全氧化
D．通入丙烷的电极为电池负极，发生的电极反应为
C3H8－20e－＋10O2－===3CO2＋4H2O
9． 美国海军海底战事中心与麻省理工大学共同研制成功了用于潜航器的镁-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．电池总反应式是Mg＋H2O2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O
10．如图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是 (　　)
A．该系统中只存在3种形式的能量转化
B．装置Y中负极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生
D．装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化
[能力提升]
11．某原电池中，电解质溶液为KOH(aq)，向负极通入C2H4或Al(g)，向正极通入O2或Cl2。试完成下列问题：
(1)当分别通入C2H4和O2时：
①正极反应：___________________________________________________________；
②负极反应：___________________________________________________________；
③电池总反应：_________________________________________________________。
(2)当分别通入少量Al(g)和Cl2时：
①正极反应：___________________________________________________________；
②负极反应：___________________________________________________________；
③电池总反应：__________________________________________________________。
12．科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电能的重要途径，美国已计划将甲醇燃料电池用于军事。一种甲醇燃料电池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：首先是燃料电池能量转化效率高，其次是__________________________________________。
13．常用的锂电池(锂是一种碱金属元素，其相对原子质量为7)。由于它的比能量(单位质量电板材料所能转换的电量)特别大而广泛应用于心脏起搏器，一般使用时间可长达10年。它的负极用金属锂制成；电池总反应可表示为Li＋MnO2===LiMnO2。试回答：
(1)锂电池比能量特别大的原因是_____________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)锂电池中的电解质溶液需用非水溶剂配制，为什么这种电池不能使用电解质的水溶液？请用化学方程式表示其原因：__________________________________________。
14．化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。
(1)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池，其电池总反应可以表示为Cd＋2NiO(OH)＋2H2O2Ni(OH)2＋Cd(OH)2。已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水但能溶于酸，以下说法中正确的是 (　　)
①以上反应是可逆反应　②以上反应不是可逆反应
③充电时化学能转变为电能　④放电时化学能转变为电能
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
(2)废弃的镍镉电池已成为重要的环境污染物，有资料表明一节废镍镉电池可以使一平方米面积的耕地失去使用价值。在酸性土壤中这种污染尤为严重。这是因为
________________________________________________________________________。
[拓展探究]
15．氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为电池示意
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)氢氧燃料电池能量转化的主要形式是________________，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是__________________________________
________________________________________________________________________。
(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体积比值为____________。
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．C　2．B　3．A　4.B　5.D 6．C　7．B　8．A 9．B　10．C
11．(1)①3O2＋6H2O＋12e－===12OH－
②C2H4＋16OH－－12e－===2CO＋10H2O
③C2H4＋3O2＋4OH－===2CO＋4H2O
(2)①3Cl2＋6e－===6Cl－
②2Al(g)－6e－＋8OH－===2AlO＋4H2O
③2Al(g)＋3Cl2＋8OH－===2AlO＋6Cl－＋4H2O
12．(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
13．(1)锂的摩尔质量小
(2)2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑
14．(1)B　(2)Ni(OH)2和Cd(OH)2能溶于酸性溶液
15．(1)化学能转变为电能　a流向b
(2)H2－2e－＋2OH－===2H2O
(3)增大电极单位面积吸附H2、O2分子数，加快反应速率
(4)①Li　H2O　②8.71×10－4(或)　③32
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训练3　电解原理
[基础过关]
一、电解池的电极名称的判断
1． 关于原电池、电解池的电极名称，下列说法错误的是 (　　)
A．原电池中失去电子的一极为负极
B．电解池中与直流电源负极相连的一极为阴极
C．原电池中相对活泼的一极为正极
D．电解池中发生氧化反应的一极为阳极
2． 电解池中，阳极的电极材料一定 (　　)
A．发生氧化反应 B．与电源正极相连
C．是铂电极 D．得电子
3． 若某装置发生如下反应：Cu＋2H＋===Cu2＋＋H2↑，关于该装置的有关说法正确的是
(　　)
A．该装置一定为原电池
B．该装置为电解池
C．若为原电池，Cu为正极
D．电解质溶液可能是硝酸溶液
二、电极反应式、电解方程式的书写
4． 有关甲、乙、丙、丁四个图示的叙述正确的是(　　)
A．甲中负极反应式为2H＋＋2e－===H2↑
B．乙中阳极反应式为Ag＋＋e－===Ag
C．丙中H＋向碳棒方向移动
D．丁中电解开始时阳极产生黄绿色气体
5． 下面列出了电解不同物质的电极反应式，其中错误的是 (　　)
A．电解饱和食盐水
阴极：Na＋＋e－===Na
B．电解CuSO4溶液
阴极：Cu2＋＋2e－===Cu
C．电解熔融NaCl
阴极：Na＋＋e－===Na
D．电解NaOH溶液
阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
6． 用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为1∶3的CuSO4和NaCl的混合溶液，可能发生的反应有 (　　)
①2Cu2＋＋2H2O2Cu＋4H＋＋O2↑
②Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑
③2Cl－＋2H＋H2↑＋Cl2↑
④2H2O2H2↑＋O2↑
A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．②④
三、酸、碱、盐溶液的电解规律
7． 用惰性电极电解某溶液时，发现两极只有H2和O2生成，则电解一段时间后，下列有关该溶液(与电解前同温度)的说法中正确的有 (　　)
①该溶液的pH可能增大；②该溶液的pH可能减小；
③该溶液的pH可能不变；④该溶液的浓度可能增大；
⑤该溶液的浓度可能不变；⑥该溶液的浓度可能减小
A．①②③ B．①②③④
C．①②③④⑤ D．全部
8． Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理论设计的制取Cu2O的电解池示意图如下，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0.1 mol电子转移时，有0.1 mol Cu2O生成
9． 下图中X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a电极质量增加，b电极处有无色无味气体放出。符合这一情况的是表中的(　　)
a
b
X
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
[能力提升]
10．从H＋、Cu2＋、Na＋、SO、Cl－五种离子中选择并恰当地组成电解质，按下列要求进行电解：
(1)以石墨为电极，使电解质质量减少，水质量不变，进行电解，则可采用的电解质是____________。
(2)以石墨为电极，使电解质质量不变，水质量减少，进行电解，则可采用的电解质是________________________________________________________________________。
(3)以石墨为阳极，铁棒为阴极，使电解质和水的质量都减少，进行电解，则电解质是____________。
(4)以石墨为电极进行电解，若阴极析出金属，阳极放出O2时，电解质的化学式可能是____________。
(5)以石墨为电极进行电解，两极分别放出气体，且体积比为1∶1时，电解质的化学式可能是__________。
11. 如下图所示，当线路接通时，发现M(用石蕊试液浸润过的滤纸)a端显蓝色，b端显红色，且知甲中电极材料是锌、银，乙中电极材料是铂、铜，且乙中两极不发生变化。回答：
(1)装置名称：甲是__________，乙是____________。
(2)电极名称及电极材料：A__________，__________；B__________，__________；C__________，__________；D__________，__________。
12．下图是一个电化学过程的示意图。已知甲池的总反应式为2CH3OH＋3O2＋4KOH2K2CO3＋6H2O
(1)请回答图中甲、乙两池的名称。
甲池是__________装置，乙池是__________装置。
(2)请回答下列电极的名称：
通入CH3OH的电极名称是__________，B(石墨)电极的名称是____________。
(3)写出电极反应式：通入O2的电极的电极反应式是
________________________________________________________________________。
A(Fe)电极的电极反应式为__________________________________________________。
(4)乙池中反应的化学方程式为______________________________________________
________________________________________________________________________。
13．下图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极，电极c、d都是石墨电极。通电一段时间后，在c、d两极上共收集到 336 mL (标准状态)气体。回答：
(1)直流电源中，M为__________极。
(2)Pt电极上生成的物质是______，其质量为______g。
(3)电源输出的电子，其物质的量与电极b、c、d分别生成的物质的物质的量之比为2∶______∶______∶________________________________________________________________________。
(4)AgNO3溶液的浓度________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，AgNO3溶液的pH______，硫酸的浓度__________，硫酸的pH________。
(5)若硫酸的质量分数由5.00%变为5.02%，则原有5.00%的硫酸________g。
[拓展探究]
14．高氯酸铵(AP)受高温和猛烈撞击能引起爆炸，可用作火箭推进剂。目前制备高氯酸铵的流程如下：
―→混合物AHClOHClO3HClO4NH4ClO4
(1)写出Cl2和NaOH溶液反应的离子方程式：_________________________________
________________________________________________________________________。
(2)将HClO3加入到电解槽中，电解产生H2和O3，产生H2的电极名称为__________，写出产生O3的电极反应式：________________________________________________。
(3)O3与ClO反应生成ClO，O3与ClO反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________。
答案
1．C　2．B　3．B 4．C　5．A　6．D　7.C　8.A 9．A
10．(1)HCl、CuCl2　(2)H2SO4、Na2SO4、NaHSO4
(3)CuSO4、NaCl　(4)CuSO4　(5)HCl、NaCl
11．(1)原电池　电解池
(2)负极　Zn　正极　Ag　阳极　Pt　阴极　Cu
12．(1)原电池　电解池　(2)负极　阳极
(3)O2＋4e－＋2H2O===4OH－
4Ag＋＋4e－===4Ag
(4)4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3
13．(1)正　(2)Ag　2.16　(3)2　　1
(4)不变　不变　增大　减小　(5)45.18
14．(1)Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
(2)阴极　6OH－－6e－===O3↑＋3H2O
(3)1∶3
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训练4　电解原理的应用
[基础过关]
一、电解原理的应用
1． 在冶金工业中，常用电解法得到钠、镁、铝等金属，其原因是 (　　)
A．都是轻金属
B．都是活泼金属
C．成本低廉
D．这些金属的化合物熔点较低
2． 火法炼铜得到的粗铜中含多种杂质(如锌、金和银等)，其性能远不能达到电气工业的要求，工业上常使用电解精炼法将粗铜提纯。在电解精炼时 (　　)
A．粗铜接电源负极
B．纯铜作阳极
C．杂质都将以单质形式沉积到池底
D．纯铜片增重2.56 g，电路中通过电子为0.08 mol
3． 欲在金属表面镀银，应把镀件挂在电镀池的阴极。下列各组中，选用的阳极金属和电镀液均正确的是 (　　)
A．Ag和AgCl溶液 B．Ag和AgNO3溶液
C．Pt和Ag2CO3溶液 D．Pt和Ag2SO4溶液
4． 某溶液中含有溶质NaCl和H2SO4，它们的物质的量之比为3∶1。用石墨作电极电解溶液时，根据电极产物，可明显分为三个阶段。下列叙述不正确的是 (　　)
A．阴极只析出H2
B．阳极先析出Cl2，后析出O2
C．电解最后阶段为电解水
D．溶液pH不断增大，最后为7
5． 观察下列几个装置示意图，有关叙述正确的是(　　)
A．装置①工业上可用于生产金属钠，电解过程中石墨电极产生金属，此法也可用于生产活泼金属镁、铝等
B．装置②中随着电解的进行左边电极会产生红色的铜，并且电流表示数不断变小
C．装置③中的离子交换膜只允许阳离子、阴离子和小分子水通过
D．装置④的待镀铁制品应与电源正极相连
二、电解的有关计算
6． 用惰性电极电解饱和食盐水，当电源提供给0.2 mol电子时停止通电。若此溶液体积为2L，则所得电解液的pH是 (　　)
A．1 B．8 C．13 D．14
7． 以惰性电极电解CuSO4溶液，若阳极上产生气体的物质的量为0.010 0 mol，则阴极上析出Cu的质量为 (　　)
A．0.64 g B．1.28 g
C．2.56 g D．5.12 g
8． 在水中加等物质的量的Ag＋、Ba2＋、Na＋、SO、NO、Cl－，将该溶液放在用惰性电极作电极的电解槽中，通电片刻，则氧化产物与还原产物的质量比为 (　　)
A．35.5∶108 B．16∶207
C．8∶1 D．108∶35.5
9． 常温下用石墨作电极，电解100 mL 0.1 mol·L－1的Cu(NO3)2和0.1 mol·L－1的AgNO3组成的混合溶液，当某一电极上生成的气体在标准状况下体积为1.12 L时，假设溶液体积不变，下列说法正确的是 (　　)
A．阴极增重1.4 g B．所得溶液pH<1
C．阴极增重0.64 g D．所得溶液pH>1
[能力提升]
10．电解原理在化学工业中有着广泛的应用。现将你设计的原电池通过导线与
右图中的电解池相连，其中a为电解液，X和Y均为惰性电极，则：
(1)若a为CuSO4溶液，则电解时的化学反应方程式为______________。
(2)若电解含有0.04 mol CuSO4和0.04 mol NaCl的混合溶液400 mL，当阳
极产生672 mL(标准状况下)气体时，溶液的pH＝________(假设电解后溶
液体积不变)。
11．如图所示，甲、乙为相互串联的两电解池。
(1)甲池若为用电解原理精炼铜的装置，则A电极名称为________极，电极材料是__________，电极反应式为________________，电解质溶液可以是________。
(2)乙池中Fe极电极反应式为________________，若在乙池中滴入少量酚酞试液，开始电解一段时间，Fe极附近呈________色。
12．铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。请回答：
(1)工业冶炼铝的化学方程式是_____________________________________________。
(2)铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是_____________________________________
________________________________________________________________________。
(3)工业级氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过)，其工作原理如图所示。
①该电解槽的阳极反应式是_________________________________________________。
②通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因
________________________________________________________________________。
③除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口________(填写“A”或“B”)导出。
[拓展探究]
13．蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置，有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应是NiO2＋Fe＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2，用该蓄电池电解(阴、阳极均为惰性电极)M(NO3)x溶液时，若此蓄电池工作一段时间后消耗0.36 g 水。
(1)电解时，电解池的阳极应连接________(填序号)。
A．NiO2 B．Fe C．Fe(OH)2 D．Ni(OH)2
(2)电解M(NO3)x溶液时某一极质量增至m g，金属M的相对原子质量的计算式为__________________(用m、x表示)。
(3)此蓄电池电解含有0.01 mol CuSO4和0.01 mol NaCl的混合溶液100 mL，转移相同量的电子时，阳极产生气体__________L(标准状况)，电解后溶液加水稀释至1 L，溶液的pH为________。
14．某课外活动小组准备用如下图所示的装置进行实验。现有甲、乙、丙三位同学分别选择了如下电极材料和电解质溶液：
A电极
B电极
X溶液
甲
Cu
Zn
H2SO4
乙
Pt
Pt
CuCl2
丙
Fe
Cu
？
(1)甲同学在实验中将电键K5闭合，Zn电极上的电极反应式为
________________________________________________________________________。
(2)乙同学准备进行电解CuCl2溶液的实验，则电解时的总反应方程式为
________________________________________________________________________。
实验时应闭合的电键的组合是____________(从下列五项中选择所有可能组合，第(3)小题也在这五项中选择)。
A．K1和K2 B．K1和K3
C．K1和K4 D．K2和K3
E．K2和K4
(3)丙同学准备在Fe上镀Cu，选择了用某种盐来配制电镀液，则该盐中应含的阳离子为____________，实验时，应闭合的电键的组合是____________。
答案
1．B　2.D 3．B　4．D　5．B　6.C 7．B　8．C　9．B
10．(1)2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4　(2)1
11．(1)阴　纯铜　Cu2＋＋2e－===Cu　含Cu2＋的溶液(如CuSO4溶液)　(2)2H＋＋2e－===H2↑　红
12．(1)2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑
(2)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
(3)①4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
②H＋放电，促进水的电离，OH－浓度增大　③B
13．(1)A　(2)50mx　(3)0.168　2
14．(1)Zn－2e－===Zn2＋
(2)CuCl2Cu＋Cl2↑　C、D　(3)Cu2＋　D
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训练5　金属的电化学腐蚀与防护
[基础过关]
一、金属的腐蚀
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
2． 下列事实与电化学腐蚀无关的是 (　　)
A．光亮的自行车钢圈不易生锈
B．黄铜(Cu、Zn合金)制的铜锣不易生锈
C．铜、铝电线一般不连接起来作导线
D．生铁比熟铁(几乎是纯铁)容易生锈
3． 出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法不正确的是
(　　)
A．锡青铜的熔点比纯铜低
B．在自然环境中，锡青铜中的锡可对铜起保护作用
C．锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快
D．生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程
二、铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀
4． 下列关于钢铁的析氢腐蚀的说法中正确的是 (　　)
A．铁为正极
B．碳为正极
C．溶液中氢离子浓度不变
D．析氢腐蚀在任何溶液中都会发生
5． 在铁的吸氧腐蚀过程中，下列5种变化可能发生的是 (　　)
①Fe由＋2价转化成＋3价　②O2被还原　③产生H2
④Fe(OH)3失水形成Fe2O3·xH2O　⑤杂质C被氧化除去
A．①②④ B．③④
C．①②③④ D．①②③④⑤
6． 钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2。以下说法正确的是 (　　)
A．负极发生的反应为Fe－2e－===Fe2＋
B．正极发生的反应为2H2O＋O2＋2e－===4OH－
C．原电池是将电能转变为化学能的装置
D．钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀
7． 如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是 (　　)
A．生铁块中的碳是原电池的正极
B．红墨水水柱两边的液面变为左低右高
C．两试管中相同的电极反应式是Fe－2e－===Fe2＋
D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀
三、金属的防护方法
8． 下列金属的防护方法不正确的是 (　　)
A．对健身器材涂油漆以防止生锈
B．对某些工具的“机械转动部位”选用刷油漆的方法来防锈
C．用牺牲锌块的方法来保护船体
D．自行车的钢圈上镀上一层Cr防锈
9． 下列举措不能防止或减缓钢铁腐蚀的是 (　　)
A．在钢铁制品表面镀一层金属锌
B．将钢铁制品放置在潮湿处
C．在钢铁中加入锰、铬等金属，以改变钢铁结构
D．将钢铁制品与电源负极相连
10．为了防止钢铁锈蚀，下列防护方法中正确的是 (　　)
A．在精密机床的铁床上安装铜螺钉
B．在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一块石墨，一同浸入海水中
C．在海轮舷上用铁丝系住锌板浸在海水里
D．在地下输油的铸铁管上接直流电源的正极
[能力提升]
11．镁、铝、铁是重要的金属，在工业生产中用途广泛。
(1)镁与稀硫酸反应的离子方程式为__________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)铝与氧化铁发生铝热反应的化学方程式为__________________________________
________________________________________________________________________。
(3)在潮湿的空气里，钢铁表面有一层水膜，很容易发生电化学腐蚀。其中正极的电极反应式为_________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)在海洋工程上，通常用铝合金(Al-Zn-Cd)保护海底钢铁设施，其原理如图所示：
其中负极发生的电极反应为________________________________________________；
在实际应用中，用铝合金而不选用纯铝，纯铝不能很好地起到保护作用，其原因是
________________________________________________________________________
____________________。
12．对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。
(1)以下为铝材表面处理的一种方法：
铝材脱脂, 碱洗,水洗,除灰,耐蚀铝材废电解液
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)。为将碱洗后槽液中的铝以沉淀形式回收，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，阳极的电极反应式为
________________________________________________________________________。
(2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是
___________________________________________________________
_____________。
(3)利用右图装置，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
___________________________________________________________
_____________。
13．钢铁工业是国家工业的基础，请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问
题。
(1)生产中可用盐酸来除铁锈。现将一生锈的铁片放入盐酸中，当铁锈被除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式是__________________________________________。
(2)下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀________。
(3)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如右：
①A电极对应的金属是__________(写元素名称)，B电极的电极反应式是
______________________________________________________________
__________。
②若电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘
干、称量，二者质量差为5.12 g，则电镀时电路中通过的电子为
________mol。
③镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
14．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是_______________________________
________________________________________________________________________；
(3)为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是_________________________________
________________________________________________________________________(答两种方法)。
[拓展探究]
15．某研究小组对铁生锈进行研究。
(1)甲同学设计了A、B、C一组实验(如图)，探究铁生锈的条件。经过较长时间后，甲同学观察到的现象是A中铁钉生锈；B中铁钉不生锈；C中铁钉不生锈。
①通过上述实验现象分析，可得出铁生锈的外部条件是
________________________________________________________________________；
②铁钉发生电化学腐蚀的正极电极反应式为___________________________________
__________________；
③实验B所用的水要经过__________处理；植物油的作用是____________________；
④实验C中碱石灰的作用是________________________________________________。
(2)乙同学为了达到同样目的，设计了实验D(如图)，发现一段时间后，试管中的液面升高，其原因是______________________________________________________________
________________，该实验________(填“能”或“不能”)说明水对铁钉生锈产生影响。
答案
1．C　2．A　3．D　4．B　5.A　6.A　7.B　8.B　9.B 10．C
11．(1)Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑
(2)2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe
(3)2H2O＋O2＋4e－===4OH－
(4)Al－3e－===Al3＋　铝表面易被氧化，生成一层致密而坚固的氧化物薄膜，使金属铝呈现“惰性”
12．(1)①2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑　b
②2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋
(2)补充溶液中的Cu2＋，保持溶液中Cu2＋的浓度恒定
(3)N　牺牲阳极的阴极保护法
13．(1)2FeCl3＋Fe===3FeCl2　(2)BD
(3)①铜　Cu2＋＋2e－===Cu　②0.08　③铁比铜活泼，镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀
14．(1)3、4、5、6　2Fe－4e－===2Fe2＋(或Fe－2e－===Fe2＋)　2H2O＋O2＋4e－===4OH－
(2)湿度、温度、O2的浓度、电解质的存在
(3)电镀、发蓝等表面覆盖保护层法，牺牲阳极的阴极保护法等
15．(1)①有水(或电解质溶液)和氧气(或空气)
②O2＋4e－＋2H2O===4OH－
③煮沸(或“除去氧气”)　隔绝空气(或“防止氧气与铁接触”)　④吸收水蒸气(或“干燥”、“保持试管内干燥环境”)
(2)铁的腐蚀要吸收氧气(或“氧气参与反应”、“消耗了氧气”)使气体体积减小　不能
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