第二章 化学反应与能量
建议用时
实际用时
满分
实际得分
90分钟
100分
一、选择题(本题包括15小题，每题3分，共45分)
1．节能减排与我们的生活息息相关，参与节能减排是每一位公民应尽的义务。下列举措不符合这一要求的是( )
A．倡导开私家车的人乘公交车上下班
B．国家减免小排量轿车的购置税
C．政府鼓励科研和生产部门开发、利用太阳能
D．加快开发石油以缓解能源紧张问题
2．下列对化学反应的认识正确的是( )
A．氧化还原反应都是放热反应
B．化学反应过程中一定有化学键的断裂和形成
C．伴随能量变化的物质变化都是化学变化
D．化学反应过程中，分子的种类和数目一定发生改变
3．一种化学冰袋中含有Na2SO4·10H2O
(96 g)、NH4NO3(50 g)、(NH4)2SO4(40 g)、NaHSO4(40 g)。将Na2SO4·10H2O和其他三种盐分别盛于两只塑料袋中，使用时把它们混合并用手揉搓就可制冷，制冷效果能维持2～3 h。以下关于制冷原因的猜测肯定错误的是( )
A．Na2SO4·10H2O脱水是吸热过程
B．较长时间制冷是由于Na2SO4·10H2O脱水过程较慢
C．铵盐发生了复分解反应，且为吸热反应
D．NH4NO3溶于水会吸收热量
4．下列属于吸热反应的是( )
A．金属钠与水的反应
B．氢气燃烧
C．浓硫酸的稀释
D．Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl(固体)混合
5．关于原电池的叙述，正确的是( )
A．任何化学反应，均可以设计成原电池
B．原电池是把化学能直接转化成电能的装置
C．原电池的两极必须都是金属
D．原电池可以提供持续稳定的电流，应用十分广泛
6．随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是( )
A．利用电池外壳的金属材料
B．防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染
C．防止电池中渗漏的电解质溶液腐蚀其他物品
D．回收其中的石墨电极
7．硫酸是一种重要的化工产品，硫酸的消耗量常被视为一个国家工业发展水平的一种标志。目前的重要生产方法是“接触法”，有关接触氧化反应
2SO2＋O22SO3
的说法不正确的是( )
A．该反应为可逆反应，故在一定条件下二氧化硫和氧气不可能全部转化为三氧化硫
B．达到平衡后，反应就停止了，故此时正、逆反应速率相等且均为零
C．一定条件下，向某密闭容器中加入
2 mol SO2和1 mol O2，则从反应开始到达到平衡的过程中，正反应速率不断减小，逆反应速率不断增大，某一时刻，正、逆反应速率相等
D．在利用上述反应生产三氧化硫时，要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率两方面的问题
8． 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)是制备硫酸的重要反应。下列叙述中，正确的是( )
A．催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率
B．增大反应体系的压强，反应速率一定增大
C．该反应是放热反应，降低温度将缩短反应达到平衡的时间
D．在t1、t2时刻，SO3(g)的浓度分别是c1、c2，则时间间隔t1～t2内，SO3(g)生成的平均速率为v＝
9．在一定温度下的恒容密闭容器中，能说明反应X2(g)＋Y2(g) 2XY(g)已达到平衡的是( )
A．容器内的总压不随时间变化
B．容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化
C．XY气体的物质的量分数不变
D．X2和Y2的消耗速率相等
10．参照反应Br＋H2HBr＋H的能量对应反应历程的示意图，下列叙述中正确的是( )
A．正反应为吸热反应
B．吸热反应一定要加热后才能发生
C．反应物总能量高于生成物总能量
D．升高温度可增大正反应速率，降低逆反应速率
11．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
12.
如图所示的装置中，M为活动性顺序位于氢之前的金属，N为石墨棒，关于此装置的下列叙述中，不正确的是( )
A．N上有气体放出
B．M为负极，N为正极
C．是化学能转变为电能的装置
D．导线中有电流通过，电流方向是由M到N
13.
如图所示为普通锌锰电池(即干电池)的组成和结构示意图，其中MnO2的作用是吸收正极放出的H2，下列说法正确的是( )
A．锌是正极，MnO2是负极
B．锌是负极，MnO2是正极
C．锌是正极，石墨棒是负极
D．锌是负极，石墨棒是正极
14．硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为：Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是( )
实验
反应温度/℃
Na2S2O3溶液
稀H2SO4
H2O
V/mL
c / (mol·L-1)
V/mL
c/ (mol·L-1)
V/
m L
A
25
5
0.1
10
0.1
5
B
25
5
0.2
5
0.2
10
C
35
5
0.1
10
0.1
5
D
35
5
0.2
5
0.2
10
15．研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是( )
A．水既是氧化剂又是溶剂
B．放电时正极上有氢气生成
C．放电时OH－向正极移动
D．总反应为：2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑
二、非选择题(本题包括5小题，共55分)
16．(11分)氢气是未来最理想的能源，科学家最近研制出利用太阳能产生激光，并在二氧化钛(TiO2)表面作用使海水分解得到氢气的新技术：
2H2O2H2↑＋O2↑。制得的氢气可用于燃料电池。试回答下列问题：
(1)分解海水时，实现了从________能转变为________能，二氧化钛作________。生成的氢气用于燃料电池时，实现________能转变为________能。水分解时，断裂的化学键为________键，分解海水的反应属于________反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)某种氢氧燃料电池是用固体金属化物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为：
A极：2H2＋2O2－－4e－===2H2O；
B极：O2＋4e－===2O2－
则A极是电池的________极；电子从该极________(填“流入”或“流出”)。
(3)有人以化学反应：2Zn＋O2＋4H＋===2Zn2＋＋2H2O为基础设计一种原电池，移入人体内作为心脏起搏器的能源，它们靠人体内血液中溶有一定浓度的O2、H＋、Zn2＋进行工作。则原电池的负极材料是________，发生的电极反应为______________________。
17．(10分)(1)把一块纯净的锌片插入装有稀硫酸的烧杯里，可观察到锌片上有气泡，再平行插入一块铜片，可观察到铜片上________(填“有”或“没有”)气泡产生，再用导线把锌片和铜片连接起来，组成一个原电池，负极为________，正极的电极反应式为____________________。
(2)如果烧杯中最初装入的是500 mL
2 mol·L-1的稀硫酸，构成铜锌原电池(假设产生的气体没有损失)，当在标准状况下收集到
11.2 L的氢气时，则此时烧杯内溶液中溶质的物质的量浓度应为(溶液体积变化忽略不计)__________________________。
18．(10分)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放电时NiO(OH)作负极
②充电时Cd(OH)2发生还原反应
③充电时化学能转变为电能
④放电时化学能转变为电能
(2)废弃的镍镉电池已成为严重的环境污染物，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
______________________________________________。
19．(12分)通常人们把拆开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，也可用于估算化学反应的反应热(ΔH)，化学反应的反应热等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。
化学键
Si—O
Si—Cl
H—H
H—Cl
Si—Si
Si—C
键能/
kJ·mol-1
460
360
436
431
176
347
请回答下列问题：
(1)已知Si、SiC、SiO2熔化时必须断裂所含化学键，比较下列两组物质的熔点高低(填“>”或“<”)：SiC________Si，Si________SiO2
(2)工业上高纯硅可通过下列反应制取：
SiCl4(g)＋2H2(g)Si(s)＋4HCl(g)，
则2 mol H2生成高纯硅需________(填“吸收”或“放出”)能量________kJ。
20．(12分)在某一容积为2 L的密闭容器中，A、B、C、D四种物质的物质的量n(mol)随时间t(min)的变化曲线如图所示：
回答下列问题：
(1)该反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
(2)前2 min用A的浓度变化表示的化学反应速率为________。在2 min时，图像发生改变的原因是_______________________________________________________________(用字母表示)。
A．增大压强
B．降低温度
C．加入催化剂
D．增加A的物质的量
第二章 化学反应与能量
参考答案
1. D 解析： 乘公交车或购买小排量汽车均能降低人均耗能量，A、B合理；开发利用太阳能是寻找新型能源，C项合理；石油越开采越少，D项错。
2．B 解析： 化学反应都伴随着能量变化，氧化还原反应不一定都是放热反应，如：C＋CO22CO是吸热反应，A选项错误；化学反应过程是旧键的断裂与新键的形成过程，是原子间重新组合的过程，原子的种类和数目没有发生变化，但分子的种类一定发生变化，而分子的数目可能改变也可能不变，故B选项正确，D选项错误；物质发生化学反应都伴随着能量变化，伴有能量变化的物质变化不一定是化学变化，物质发生物理变化、核变化(如原子弹的爆炸)也都伴随着能量变化。
3. C 解析： C项明显错误，铵盐不会自身发生复分解反应，而又不具备与Na2SO4·10H2O发生复分解反应的条件，所以C项肯定错误。
4. D 解析： 活泼金属与水 (或酸)的反应、燃烧均为放热反应；浓H2SO4溶于水为放热过程；Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应为吸热反应，D正确。
5. B 解析： 原电池中的氧化还原反应均是自发进行的，故非自发的氧化还原反应不能设计为原电池，如2H2O2H2↑＋O2↑，故A项错误；原电池的两极不一定必须都是金属，如干电池中的正极是碳棒，为非金属，故C项错误；原电池是一种简陋的装置，能产生电流但不稳定，故D项错。
6. B 解析： 随着生产的发展和人们生活水平的提高，环境污染和环保问题已越来越受到人们重视，废电池中含有汞等多种重金属离子，极易对环境造成污染。
7. B 解析： 对于可逆反应来说，在一定条件下反应物不可能全部转化为产物，反应只能进行到一定程度。在达到平衡的过程中，正反应速率不断减小，逆反应速率不断增大，最终正、逆反应速率相等，即达到平衡，此时，反应物和生成物的浓度都不再随时间的变化而变化，但反应并没有停止，正、逆反应都依然进行着。
8. D 解析： 本题主要是对影响化学反应速率的因素进行了考查。加入催化剂同时改变正、逆反应速率，A项错误；若是恒容条件，增加不参与反应的气体而使反应体系的压强增大，由于浓度不变，反应速率就不变，B项错误；降低温度使反应速率降低，将增大反应达到平衡的时间，C项错误；根据计算平均速率的定义公式可得D项正确。
9. C 解析： 该反应的特点：一是可逆反应；二是反应前后气体体积相等。根据气体压强之比等于气体物质的量之比推断，该反应在整个反应过程中总压强是不变的，A不能说明该反应已经达到平衡。同理推断，容器中气体的平均相对分子质量始终不随时间变化，B不能说明该反应已经达到平衡。X2和Y2的化学计量数相等，其消耗速率始终相等，D不能说明该反应已经达到平衡。C能说明该反应已经达到平衡。
10. A 解析： 由图像知反应物的总能量低于生成物的总能量，故正反应为吸热反应，所以A项正确，C项错误；吸热反应不一定要加热才能进行，如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应，B项错误；对于任何一个反应而言，升高温度，可以使正反应速率与逆反应速率都加快，D项错误。
11. C 解析： A放出热量应为2 mol×57.3 kJ/mol；B放出热量(即中和热)应略小于57.3 kJ，因弱酸、弱碱在水中电离要吸收一部分热量，故多数强酸与弱碱、弱酸与强碱的中和反应热值小于57.3 kJ。酸与碱的浓度不能太大，否则中和热数值会偏大，故D错。
12. D 解析： 原电池中活泼金属为负极，失去电子，即M为负极，溶液中的氢离子在正极得到电子而被还原为H2，则N为正极。电流方向与电子流向相反，应由正极(N)流向负极(M)。
13. D 解析： 要熟悉干电池的构成。锌为负极，石墨棒为正极。
14. D 解析： 反应物的温度越高，反应速率越快；反应物的浓度越大，反应速率越快。反应速率越快，出现的反应现象就越快。D组实验的反应温度最高，c(Na2S2O3)、c(H2SO4)最大。
15. C 解析： 本题考查原电池工作原理及考生解决新情境中实际问题的能力。该电池的负极是锂，氧化剂水在正极上得到电子生成氢气，又电解质是LiOH，故A、B、D项正确；原电池中正极带负电，OH－向负极移动，C项错误。
16. (1)太阳 化学 催化剂 化学 电 H—O 吸热 (2)负 流出 (3)锌 2Zn－4e－===2Zn2＋
解析： 科学家利用太阳能使海水分解，所以是太阳能转变为化学能；生成的氢气用于燃料电池时是把化学能转变为电能。A极是失去电子发生氧化反应的电极，所以A极是负极，电子从该极流出。
17. (1)没有 锌片 2H＋＋2e－===H2↑
(2)c(H2SO4)＝1 mol·L－1，c(ZnSO4)＝1 mol·L－1
解析： 铜片插入稀硫酸中时，二者不反应，没有气泡产生，但当把铜片和锌片用导线相连插入稀硫酸中时，会构成原电池，铜作为原电池正极，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，锌作为原电池负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，电池总反应为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。当收集到11.2 L H2(标准状况)，即0.5 mol H2时，消耗的H2SO4为0.5 mol，生成的ZnSO4为0.5 mol，c(H2SO4)＝＝1 mol·L－1，c(ZnSO4)＝＝1 mol·L－1。
18. (1)②④ (2)Ni(OH)2和Cd(OH)2能溶于酸性溶液产生有毒的Ni2＋和Cd2＋
解析： (1)放电时Cd作负极，发生氧化反应生成Cd(OH)2；而充电时Cd(OH)2发生还原反应重新生成Cd。
(2)物质以离子的形式存在，植物最容易吸收。从镍镉所对应的化合物的水溶性这一角度去分析，因在酸性土壤中Ni(OH)2和Cd(OH)2易溶解变成Ni2＋和Cd2＋，被植物吸收，造成污染。
19. (1)> < (2)吸收 236
解析： (1)物质熔化时需断键，断键需吸收能量，而键能越大的物质，断键所吸收能量越大，熔点越高。
(2)2 mol H2反应，需1 mol SiCl4，则断裂4 mol Si—Cl键和2 mol H—H键，同时生成1 mol Si和4 mol HCl，则形成2 mol Si—Si键和4 mol H—Cl键。所以吸收能量为360 kJ/mol×4 mol＋436 kJ/mol×2 mol＝2 312 kJ，而放出能量为176 kJ/mol×2 mol＋431 kJ/mol×4 mol＝2 076 kJ，则整个过程能量变化为2 312 kJ－2 076 kJ＝＋236 kJ。
20. (1)4A＋5B6C＋4D (2)0.1 mol·L－1·min－1 AC
解析： (1)达到平衡时A、B、C、D改变的物质的量分别为0.8 mol、1.0 mol、1.2 mol、0.8 mol，且A、B的物质的量减少，应为反应物；C、D的物质的量增加，应为生成物。故反应的化学方程式为4A＋5B6C＋4D。
(2)前2 min时，v(A)＝＝0.1 mol·L－1·min－1。从图像看，2～3 min时图像的斜率变大，说明化学反应速率变快。增大压强、加入催化剂均增大化学反应速率，而降低温度减小化学反应速率。增加A的物质的量，虽能加快化学反应速率，但图像要产生突变。故正确答案为A、C项。
第二章 化学反应与能量
第一节 化学能与热能
一、选择题(本大题共10小题，每小题5分，共50分)
1．下列关于化学反应说法中不正确的是( )
A．化学反应过程中一定有热量释放出来
B．化学反应的特征是有新物质生成
C．化学反应的过程实际上是一个旧键断裂，新键生成的过程
D．在一确定的化学反应关系中，反应物的总能量与生成物的总能量一定不相等
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．冰岛火山爆发再一次向人类敲响了警钟，必须发展“低碳经济”。氢能是一种既高效又干净的新能源，发展前景良好，用氢作能源的燃料电池汽车备受青睐。下列不是氢能优点的是( )
A．原料来源广
B．易燃烧，放出热量多
C．产物无污染
D．制取H2简单易行
4．下列反应既属于氧化还原反应，又是吸热反应的是( )
A．锌粒与稀硫酸的反应
B．灼热的木炭与CO2反应
C．甲烷在氧气中的燃烧反应
D．Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应
5．关于吸热反应和放热反应，下列说法正确的是( )
A．需要加热才能进行的化学反应一定是吸热反应
B．放热反应不需要加热即可发生
C．放热反应常温下易发生
D．反应是放热还是吸热，必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小，不能看反应条件
6．石墨和金刚石都是碳的单质，石墨在一定条件下可转化为金刚石。已知12 g石墨完全转化成金刚石时，要吸收1.9 kJ的能量。下列说法正确的是( )
A．石墨不如金刚石稳定
B．金刚石不如石墨稳定
C．固体煤变成气体燃料后，燃烧效率变低
D．等质量的石墨与金刚石完全燃烧，石墨放出的能量更多
7．下列叙述正确的是( )
①化学反应都遵循质量守恒定律 ②化学反应都遵循能量守恒定律 ③化学反应都有新物质生成 ④化学反应都伴随着能量变化
⑤化学反应都有化学键的破坏和生成
A．只有①
B．只有①②⑤
C．只有①②③⑤
D．①②③④⑤
8．下列能源是通过化学反应产生的是( )
A．太阳能
B．潮汐能
C．风能
D．氢气燃烧产生的热能
9．航天飞机用铝粉与高氯酸铵(NH4ClO4)的混合物作为固体燃料，点燃时铝粉氧化引发高氯酸铵反应，其化学方程式可表示为：2NH4ClO4===N2↑＋4H2O＋Cl2↑＋2O2↑。下列对此反应的叙述中错误的是( )
A．上述反应属于分解反应
B．在反应中高氯酸铵只能起氧化剂作用
C．反应从能量变化上说，主要是化学能转变为热能和动能
D．上述反应瞬间产生大量高温气体推动航天飞机飞行
10．用中和热的测定方法，即保温、隔热的条件下，向盛有20 mL 2.08 mol/L的NaOH溶液的试管中分五次加入5 mL未知浓度的H2SO4(边加边振荡，每次加1 mL，不考虑H2SO4溶于水的放热效应)后，测得溶液的温度分别是1.4 ℃、2.5 ℃、4.2 ℃、5.2 ℃、5.18 ℃，则该硫酸的浓度是( )
A．20.8 mol/L
B．6.9 mol/L
C．5.2 mol/L
D．4.16 mol/L
二、非选择题（本大题共4小题，共50分）
11．（10分）某化学反应，设反应物总能量为E1，生成物总能量为E2，如果把化学反应中能量的变化看成是物质内部的能量与热能之间进行转变，则：
(1)若E1>E2，则该反应为________热反应，该反应的过程可看成是“贮存”在物质内部的能量转化为________能而被释放出来的过程。
(2)若E112．（8分）拆开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol NN键分别需要吸收的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ。
(1)1 mol N2完全反应生成NH3需________热量________。
(2)1 mol H2完全反应生成NH3需________热量________。(不考虑可逆反应)
13.（15分）
(1)右图是等质量的Na2CO3、NaHCO3粉末分别与足量的盐酸发生反应时的情景，产生CO2气体的体积较多的试管中加入的固体试剂是________，当反应结束时，A、B两试管中消耗的盐酸的质量之比为____________________________________________________。
(2)实验过程中我们还能感受到Na2CO3与盐酸反应时是放热反应，而NaHCO3与盐酸反应时表现为吸热。在A、B两试管的反应过程中，反应体系的能量变化的总趋势分别对应于A：________，B：________。(填写“a”或“b)
14．（17分）某校兴趣小组对氢氧化钠溶液和稀盐酸混合后的有关问题，进行了如下探究：
(1)①甲同学为了证明氢氧化钠溶液与稀盐酸能够发生反应，设计并完成了如下图所示实验。
X溶液是________，滴入的量一般为________。
②乙同学认为甲同学的实验不能充分证明氢氧化钠溶液与稀盐酸能够发生反应，乙同学的理由是_____________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)丙同学利用“保温瓶式量热计”(图略)，测出10 mL 10%氢氧化钠溶液和不同体积的10%盐酸混合过程中，溶液的温度变化见下表(假设两溶液密度相同)。
加入盐酸的
体积(V)/
mL
2
6
8
10
12
14
16
18
溶液温度
上升(Δt)/℃
5.2
9.6
12.0
16.0
18.2
16.7
15.7
14.7
13.7
就此实验回答：
①盐酸和氢氧化钠的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。
②请在下图中绘制出溶液的温度上升与加入盐酸体积之间的变化关系图。
第一节 化学能与热能
参考答案
1. A 解析： 化学反应的本质特征是一定有新物质生成。化学反应过程是吸热还是放热，取决于反应物总能量与生成物总能量的相对大小(或从微观上分析旧键断裂吸热与新键生成放热的多少)。
2. D 解析： 发展低碳经济，一方面是积极承担环境保护责任，完成国家节能降耗指标的要求；另一方面是调整经济结构，提高能源利用效益，发展新兴工业建设生态文明。所以A、B、C正确，液态有机物为高碳物质，故D违背低碳经济。
3. D 解析： 工业制取H2的原料是H2O，来源广；H2易燃烧且等质量物质中放出的热量较多，产物为H2O，无污染，A、B、C正确；工业上利用水制H2还存在技术上的难度，D错误。
4. B 解析： 属于氧化还原反应的有A、B、C，反应A、C是放热反应，反应B、D是吸热反应。
5. D 解析： N2＋3H22NH3是放热反应，但因使N2中的NN键断裂需很高的能量，故此反应的反应条件是高温、高压、催化剂。由此可知放热反应可能需要加热才能发生，而吸热反应可能不需要加热就能发生，如Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O。
6. B 解析： 由于石墨变成金刚石时需吸收能量，说明了金刚石的能量高，而物质的能量越高越不稳定，所以金刚石不如石墨稳定；煤变成液态或气态燃料时燃烧更充分，所以效率更高；由于石墨和金刚石完全燃烧后生成的是同种物质，所以放出的能量等于反应物能量与生成物能量之差，而金刚石的能量高于石墨，所以放出的能量也高于石墨。
7. D 解析： 质量守恒定律是针对化学反应的定律，而能量守恒是一切运动、变化都应该遵循的。化学反应的特征是有新物质生成，本质是化学键的断裂与形成并伴随能量变化。
8. D 解析： 氢气燃烧发生氧化还原反应，将化学能转化为热能。
9. B 解析： 高氯酸铵分解既是分解反应，又是放热反应，还是氧化还原反应，高氯酸铵既是氧化剂又是还原剂。
10. C 解析： 酸碱中和反应是放热反应，分析题中数据知，前四次加入H2SO4后，溶液温度由1.4 ℃逐渐上升到5.2 ℃，第五次加入后温度下降到5.18 ℃，这说明与NaOH恰好中和时用去H2SO4的体积为4 mL(温度上升最高时的体积)，当H2SO4过量时，温度下降，故c(H2SO4)＝÷0.004 L＝5.2 mol/L，选C。本题以中和热的测定出发，考查同学们思维的灵活性及透过现象看本质的能力。
11. (1)放 热
(2)吸 吸收能量 热能转化为物质内部的能量而被“贮存”起来
解析： (1)反应物的总能量大于生成物的总能量，则反应进行的结果必然是部分能量被释放出来。
(2)反应物的总能量小于生成物的总能量，则反应进行时，必然有外部能量参与到反应中来。
12. (1)放出 92 kJ (2)放出 30.67 kJ
解析： 根据一定条件下的化学反应N2＋3H22NH3，断开1 mol NN键需要吸收946 kJ热量，断开3 mol H—H键需要吸收3×436 kJ热量，形成6 mol N—H键放出6×391 kJ热量。放出的总热量大于吸收的总热量，因此是放热反应，消耗1 mol N2时放热为6×391 kJ－946 kJ－3×436 kJ＝
92 kJ，消耗1 mol H2相当于消耗mol N2，释放的热量为×92 kJ≈30.67 kJ。
13. (1)NaHCO3 53∶84 (2)b a
解析： 根据图中所示的反应现象确定A为NaHCO3，B为Na2CO3，设两种固体质量均为m，消耗盐酸的质量为x、y。
NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑；
＝
Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑
＝
x＝，y＝，＝＝。
14. (1)①酚酞 1～2滴 ②甲同学的实验不能说明是盐酸与氢氧化钠溶液发生了反应还是盐酸与红色物质发生了反应
(2)①放热 ②见解析图
解析： (1)①由题图知加入的指示剂在氢氧化钠溶液中呈红色，在酸性溶液中呈无色，故该试剂为酚酞；②甲同学的实验不能充分说明是盐酸与氢氧化钠溶液发生了反应还是盐酸与红色物质发生了反应。
(2)①表格中的数据说明，该反应为放热反应。②见下图
第二章 化学反应与能量
第三节 化学反应的速率和限度
一、选择题（本大题共20小题，每小题2分，共40分）
1．下列说法不正确的是( )
A．参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要因素
B．光是影响某些化学反应速率的外界条件之一
C．对于一个化学反应，既可以用反应物表示其化学反应速率，也可以用生成物表示其化学反应速率
D．不管什么反应，增大浓度，或加热或加压，或使用催化剂，都可以加快反应速率
2．加热氯酸钾制氧气时，在①锰、②二氧化锰、③高锰酸钾中，可以作催化剂的是( )
A．①②
B．①②③
C．②
D．②③
3．四个不同容器在不同条件下进行合成氨反应，根据下列在相同时间内测定的结果判断，生成氨的速率最快的是( )
A．用H2表示的反应速率为0.1 mol·L-1·min-1
B．用N2表示的反应速率为0.04 mol·L-1·s-1
C．用N2表示的反应速率为0.2 mol·L-1·s-1
D．用NH3表示的反应速率为0.3 mol·L-1·s-1
4．下列措施肯定能使反应速率增大的是( )
A．增大反应物的量
B．增大压强
C．适当升高温度
D．降低反应物浓度
5．反应2SO2＋O22SO3经过一段时间后，SO3的浓度增加了0.4 mol·L－1，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04 mol·(L·s)－1，则这段时间为( )
A．0.1 s B．2.5 s
C．5 s D．10 s
6．100.0 mL 6.0 mol·L－1H2SO4溶液跟足量锌粉反应，在一定温度下，为了减缓反应进行的速率，但又不影响生成H2的总量，可向反应物中加入适量的( )
A．Na2CO3(s) B．水
C．CuSO4(aq) D．NaHSO4(s)
7．把下列四种X溶液分别加入四个盛有10 mL 2 mol/L盐酸的烧杯中，均加水稀释到
50 mL，此时，X和盐酸缓慢地进行反应，其中反应最快的是( )
A．10 ℃ 20 mL 3 mol/L的X溶液
B．20 ℃ 30 mL 2 mol/L的X溶液
C．20 ℃ 10 mL 4 mol/L的X溶液
D．10 ℃ 10 mL2 mol/L的X溶液
8．把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器里，产生H2的速率与时间的关系如下图所示，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．为比较Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解反应的催化效果，甲乙两位同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。下列叙述中不正确的是( )
A．图甲所示实验可通过观察产生气泡的快慢来比较反应速率的快慢
B．若图甲所示实验中反应速率为①>②，则一定说明Fe3＋比Cu2＋对H2O2分解催化效果好
C．用图乙所示装置测定反应速率，可测定反应产生的气体体积及反应时间
D．为检查图乙所示装置的气密性，可关闭A处活塞，将注射器活塞拉出一定距离，一段时间后松开活塞，观察活塞是否回到原位
10．化合物Bilirubin在一定波长的光照射下发生分解反应，反应物浓度随反应时间变化如下图所示，计算反应4～8 min时间内的平均反应速率和推测反应16 min时反应物的浓度，结果应是( )
A．2.5 mol·L－1·min－1和2.0 mol·L－1
B．2.5 mol·L－1·min－1和2.5 mol·L－1
C．3.0 mol·L－1·min－1和3.0 mol·L－1
D．5.0 mol·L－1·min－1和3.0 mol·L－1
11．锅炉燃烧采用沸腾炉的逐渐增多，采用沸腾炉的好处在于( )
①增大煤炭燃烧时的燃烧热并形成清洁能源 ②减少炉中杂质气体(如SO2等)的形成
③提高煤炭的热效率并减少CO的排放 ④使燃料燃烧充分，从而提高燃料的利用率
A．①② B．③④
C．①③ D．②④
12．已知汽车尾气无害化处理反应为2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)，下列说法不正确的是( )
A．升高温度可使该反应的逆反应速率降低
B．使用高效催化剂可有效提高正反应速率
C．反应达到平衡后，NO的反应速率保持恒定
D．单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时，反应达到平衡
13．某温度下，在一固定容积的密闭容器中进行如下反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)，下列情况一定能说明反应已达到限度的是( )
A．压强不再随时间而改变时
B．气体的总质量不再改变时
C．混合气体中各组成成分的含量不再改变时
D．单位时间内每消耗1 mol I2，同时有
2 mol HI生成时
14．在373 K时，密闭容器中充入一定量的NO2和SO2，发生如下反应：NO2＋SO2NO＋SO3，平衡时，下列叙述正确的是( )
①NO和SO3的物质的量一定相等 ②NO2和SO2的物质的量一定相等 ③体系中的总物质的量一定等于反应开始时总物质的量 ④SO2、NO2、NO、SO3的物质的量一定相等
A．①和②
B．②和③
C．①和③
D．③和④
15．一定温度下，反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)达到化学平衡状态的标志是( )
A．N2，H2和NH3的质量分数不再改变
B．c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2
C．N2与H2的物质的量之和是NH3的物质的量的2倍
D．单位时间里每生成1 mol N2，同时消耗2 mol NH3
16．下列措施，能使煤炭燃烧更充分，提高热能利用率的是( )
A．多加煤以使炉火更旺
B．把煤炭做成大煤球
C．把煤中掺和一些黄泥做成蜂窝煤
D．把煤粉碎，在煤粉燃烧器中燃烧
17．在一定条件下，将1 mol的CO和水蒸气通入容器中发生下述反应：CO＋H2OCO2＋H2，达到平衡后，测得CO2为0.6 mol，再通入4 mol水蒸气，又达到平衡后，CO2的物质的量为 ( )
A．等于0.6 mol
B．等于1 mol
C．大于0.6 mol小于1 mol
D．大于1 mol
18．在密闭容器中充入4 mol X，在一定温度下4X(g)3Y(g)＋Z(g)达到平衡时，有30%的X发生分解，则平衡时混合气体总的物质的量是( )
A．3.4 mol
B．4 mol
C．2.8 mol
D．1.2 mol
19．在一密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，已知反应过程中某一时刻SO2、O2和SO3的浓度分别为0.2 mol/L、
0.1 mol/L、0.2 mol/L。当反应达平衡时，可能存在的数据是( )
A．SO2为0.4 mol/L、O2为0.2 mol/L
B．SO2为0.25 mol/L
C．SO2为0.4 mol/L
D．SO2、SO3均为0.15 mol/L
20．已知常温常压下，N2(g)和H2(g)生成
2 mol NH3(g)放出92.4 kJ热量。在同温同压下向密闭容器中通入1 mol N2和3 mol H2，达到平衡时放出热量为Q1 kJ，向另一体积相同的密闭容器中通入0.5 mol N2、1.5 mol H2和1 mol NH3，相同条件下达到平衡时放出热量为Q2 kJ，则下列关系式正确的是( )
A．2Q2＝Q1＝92.4
B．Q2C．Q1D．Q1＝Q2<92.4
二、非选择题（本大题共8小题，共60分）
21．（6分）在密闭容器中发生下列反应：I2(g)＋H2(g) 2HI(g)(正反应为吸热反应)。起始时，n(H2)＝a mol，n(I2)＝b mol。只改变表中列出的条件，其他条件不变，试将化学反应速率的改变填入相应的表格(填“增大”“减小”或“不变”)。
编号
反应条件
反应速率
(1)
升高温度
(2)
加入催化剂
(3)
再充入a mol H2
(4)
将容器的容积扩大为原来的2倍
(5)
保持容积不变，通入b mol Ne
22．（6分）某温度时，在2 L容器中X、Y、Z三种物质随时间的变化曲线如图所示：
由图中的数据分析，该反应的化学方程式为_____________________________________。
反应开始至2 min时Z的平均反应速率为____________。
23．（8分）某研究性学习小组探究如下实验：在常温下，取两片质量相等，外形和组成相同且表面经过砂纸打磨完全去掉氧化膜的铝片，分别加入到盛有相同体积、H＋浓度相同的稀硫酸和稀盐酸的两支大小相同的试管中，发现铝片在稀盐酸中产生氢气的速率比在稀硫酸中快。查阅相关资料后得知：化学反应速率主要由参加反应的物质的性质决定，其次是外界因素的影响。影响化学反应速率的因素主要有：①温度，其他条件不变时，升温反应加快；②浓度，其他条件不变时，浓度越大反应越快。另外，固体与液体反应，接触面越大，反应越快。
(1)写出以上反应的离子方程式：
________________________________________________________________________。
(2)出现上述现象的可能原因是：假设①SO对铝与H＋的反应有抑制作用；假设②________________________________________________________________________。
(3)请设计实验对上述假设进行验证：
①________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)如果上述假设都成立，要使上述稀硫酸与铝反应产生氢气的速率加快，可以采取的措施有：①____________________；②______________；③________；④____________________。
24．（6分）在25 ℃时，向100 mL含
14.6 g氯化氢的盐酸溶液里放入5.6 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末收集到氢气1.12 L(标准状况)，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多少？
(2)在后4 min内用HCl表示的平均反应速率是多少？
(3)前2 min与后4 min相比，反应速率哪个较快，为什么？
25．（8分）在200 ℃时，将a mol H2(g)和b mol I2(g)充入到体积为V L的密闭容器中，发生反应：I2(g)＋H2(g)2HI(g)。
(1)反应刚开始时，由于c(H2)＝________，c(I2)＝________，而c(HI)＝________，所以化学反应速率________最大，而________最小(为零)。
(2)随着反应的进行，反应混合物中各组分浓度的变化趋势为c(H2)________，c(I2)________，而c(HI)______，从而化学反应速率v(正)______，而v(逆)________。
(3)当反应进行到v(正)与v(逆)________时，此可逆反应就达到了最大限度，若保持外界条件不变时，混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率及体系的总压强(或各组分的分压)都将________。
26．（8分）铁是工业生产的重要物资，也是地壳中的有限资源，自然界中铁矿石主要有赤铁矿(Fe2O3)和磁铁矿(Fe3O4)等，金属铁是在高炉中冶炼的，高炉炼铁除了加入铁矿石外，还需加入焦炭和生成炉渣的石灰石。
(1)请写出下列高炉炼铁中发生反应的化学方程式：
①磁铁矿被焦炭还原成铁：
________________________________________________________________________；
②部分焦炭在高炉中生成CO：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
③赤铁矿被CO还原成铁：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
(2)炼铁高炉的高度增加后，铁矿石与CO接触更充分了，但高炉尾气的CO比例并没有减少，原因是：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
27．（8分）作为国家正在实施的“西气东输”工程终点站，上海将逐步改变以煤、石油为主的能源结构，这对解决城市环境污染意义重大。
目前上海大部分城市居民所使用的燃料主要是管道煤气，浦东新区居民开始使用东海天然气作为燃料。管道煤气的主要成分是CO、H2和少量烃类，天然气的主要成分是CH4。它们的燃烧反应如下：
2CO＋O22CO2 2H2＋O22H2O
CH4＋2O2CO2＋2H2O
根据以上化学方程式判断：燃烧相同体积的管道煤气和天然气，消耗空气体积较大的是________。
因此燃烧管道煤气的灶具如需改烧天然气，灶具的改进方法是________(填“增大”或“减小”)进风口，如不作改进可能产生的不良结果是________________。管道煤气中含有的烃类，除甲烷外，还有少量乙烷、丙烷、丁烷等，它们的某些性质见下表：
乙烷
丙烷
丁烷
熔点(°C)
－182.8
－188.0
－138.4
沸点(°C)
－88.6
－42.1
－0.5
试根据以上某个关键数据解释冬天严寒的季节有时管道煤气火焰很小，并且呈断续状态的原因是_________________________________________________________________。
28．（10分）(1)氢气是合成氨的重要原料，合成氨反应的化学方程式如下：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) 该反应为放热反应且每生成2 mol NH3，放出92.4 kJ的热量。
当合成氨反应达到平衡后，改变某一外界条件(不改变N2、H2和NH3的量)，反应速率与时间的关系如图所示。图中表示反应处于化学平衡状态的时间段(t1时刻后)为________。
(2)在一定温度下，向一个容积为1 L的容器中通入2 mol氮气和8 mol氢气及固体催化剂，使之反应。已知平衡时容器内气体的压强为起始时的80%。
①N2的转化率为________。
②反应达到平衡时，放出热量为________(填序号)。
A．小于92.4 kJ
B．等于92.4 kJ
C．大于92.4 kJ
D．可能大于或小于或等于92.4 kJ
(3)下列能证明反应已达化学平衡的标志为________。
A．压强不变
B．体系的温度不变
C．N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2
D．v(N2)正＝(H2)正
第三节 化学反应的速率和限度
参考答案
1. D 解析： 对于没有气体参加或生成的反应，加压对化学反应速率无影响。
2. C 解析： 如果对催化剂的概念模糊不清，认为只要能使氯酸钾受热分解速率加快的物质就是该反应的催化剂(其中锰与氯酸钾受热分解产生的氧气反应生成二氧化锰，高锰酸钾的分解也能产生二氧化锰)，就会掉进命题人设置的“陷阱”错选B。其实催化剂的概念包含两层意思：(1)改变反应速率；(2)反应前后本身的质量和化学性质不变。
3. C 解析： 解决此类问题时，可将不同物质表示的速率换算成用同一物质表示的速率，再比较速率之间数值的大小。本题以N2为标准，将其他物质表示的速率换算成用N2表示的速率，换算时注意速率的单位要统一。
4. C 解析： 增大反应物的量不一定能增加其浓度，如增大固体反应物、纯液体的量，都不能增大浓度，A错误；只有有气体参加的反应，增大压强才能增大浓度，B错误；适当升高温度，一定能增大反应速率，C正确；降低反应物的浓度，反应速率减小，D错误。
5. C 解析： SO3的浓度增加了0.4 mol/L，则O2的浓度减小了0.2 mol/L，v(O2)＝Δc(O2)/Δt，Δt＝Δc(O2)/v(O2)＝0.2 mol·L－1/0.04 mol·(L·s)－1＝5 s。
6. B 解析： Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，欲减缓其化学反应速率，需降低H2SO4(或H＋)的浓度，且不能使H2SO4(或H＋)有损耗，加入Na2CO3(s)，H2SO4(或H＋)会因反应而损耗：Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋CO2↑，A不可选；加入水，c(H2SO4)[或c(H＋)]减小，且H2SO4(或H＋)未有损耗，B可选；加入CuSO4时，Zn与置换出的Cu形成原电池，使反应速率加快；NaHSO4(s)不行，NaHSO4能电离出H＋，使c(H＋)增大。
7. B 解析： 在本题中要综合考虑浓度和温度对化学反应速率的影响，先比较浓度的大小，这里的浓度应该是混合以后的浓度，由于混合后各烧杯中盐酸的浓度相等，因此只需要比较X的浓度，X浓度越大，反应速率越快；因为反应后溶液的体积均为50 mL，所以X的物质的量最大，浓度就最大；通过观察可知，混合后A、B选项中X的浓度相等，且最大，但B中温度更高，因此B的反应速率最大。
8. C 解析： 认真观察图像，再分析原因。
镁条和盐酸反应产生H2的化学方程式为Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，是镁与酸中的H＋间的置换反应，与Cl－无关，故④不是影响该反应速率的因素。在镁条的表面有一层氧化膜，当将镁条投入盐酸中时，随着氧化膜的不断溶解，Mg与盐酸接触面积不断增大，则产生的H2的速率会加快。溶液的温度对该反应也有影响，温度越高，产生H2的速率越快。随着反应的进行，H＋浓度不断减少，则反应速率会逐渐减慢。
9. B 解析： 因为图甲所示实验中没有说明两反应液的温度是否相同，故该实验不能确定Fe3＋与Cu2＋对H2O2分解的催化效果。
10. B 解析： 第8 min与第4 min时反应物浓度差为10 mol·L－1，t为4分，所以在4～8 min时间内的平均反应速率为2.5 mol·L－1·min－1，可以排除C、D两个选项；图中从0 min开始到8 min反应物浓度降低到了原来的1/4，根据这一幅度，可以推测从第8 min到第16 min应该也降低到了原来的1/4，即由10 mol·L－1降低到2.5 mol·L－1，因此推测第16 min反应物的浓度为2.5 mol·L－1，所以可以排除A而选B。
11. B 解析： 沸腾炉只是促使燃料燃烧充分，提高燃料的利用率并减少CO的排放，但不能增大煤炭燃料时的燃烧热，也无法减少SO2气体的形成。
12. A 解析： 升高温度，正反应和逆反应速率均加快，A项错误；催化剂可以加快化学反应速率，B项正确；达平衡后，各组分的速率保持不变，C项正确；由于CO和CO2的化学计量系数相等，故当两者同时消耗的量相等时，反应即达平衡，D项正确。
13. C 解析： 判断一个反应是否达到限度，从宏观上看各种成分的量是否再发生改变，从微观上看正、逆反应速率是否相等。因为反应中各成分均为气体且反应前后气体的物质的量相等，所以无论是否达到限度，压强和质量都不发生改变，故A、B两项不正确。消耗I2与生成HI的方向均为正反应方向，D项不能证明正反应速率与逆反应速率相等，故不正确。
14. C 解析： ①充入的是NO2和SO2，又NO和SO3的化学计量数之比为1∶1，其物质的量一定相等；②充入量不知道，平衡时不一定相等；③反应过程中压强保持不变，则总物质的量保持不变；④SO2、NO2始状态值不确定，则平衡时反应物和生成物不一定相等。故选C。
15. A 解析： 化学平衡状态的标志实质是v正＝v逆≠0，体现在各组分的浓度(或质量分数)不再改变，而与各组分的浓度比例无关。D中，单位时间里每生成1 mol N2，同时生成2 mol NH3，就达到平衡状态。
16. D 解析： A项中只会增加煤的用量，不会使煤炭燃烧充分，也不能提高热能的利用率；B、C项无论在煤的粉碎程度，还是空气用量上都比不上D项。
17. C 解析： 增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动，故CO2的物质的量一定大于
0.6 mol，但1 mol CO完全转化也只能生成1 mol CO2，所以CO2物质的量小于1 mol，故选C。
18. B 解析： 该反应是一个等物质的量的反应，无论有多少X发生分解，由于体系中总物质的量守恒，所以选B。
19. B 解析： 在可逆反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)中，A、C两项若SO2为
0.4 mol/L，则变化0.2 mol/L，需要SO3变化0.2 mol/L，但反应不能进行到底；D项，若SO2为
0.15 mol/L，则c(SO2)减少，那么c(SO3)一定增加，c(SO3)>0.2 mol/L。
20. B 解析： N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)放出热量92.4 kJ
由于此反应是可逆反应，所以Q1<92.4 kJ。
在另一容器中充入0.5 mol N2、1.5 mol H2、1 mol NH3，在合成NH3的过程中放出的热量Q2必小于Q1。
21. (1)增大 (2)增大 (3)增大 (4)减小 (5)不变
解析： (1)不论正反应为吸热还是放热，升高温度都会使化学反应速率加快，v正加快，v逆也加快，但增加幅度不相同。
(2)若无特别声明，通常所说的催化剂即为“正催化剂”，加入催化剂，可同等程度地提高正、逆化学反应速率。
(3)再充入a mol H2，c(H2)浓度增大，化学反应速率加快。
(4)扩大容器的容积，容器内各物质的浓度(或压强)均减小，化学反应速率降低。
(5)在密闭容器中通入Ne(g)，保持容积不变，并未改变反应物的浓度和压强，化学反应速率不变。
22. 3X＋Y2Z 0.05 mol/(L·min)
解析： 由图中可知2 min内X、Y分别减少了0.3 mol和0.1 mol，Z增加了0.2 mol，故X、Y为反应物，Z为生成物，X、Y、Z的化学计量数之比为3∶1∶2，该反应的化学方程式为3X＋Y2Z，v(Z)＝＝0.05 mol/(L·min)。
23. (1)2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ (2)Cl－对铝与H＋的反应有促进作用 (3)①向上述稀硫酸中加入少量氯化钠、氯化钾等可溶性氯化物，如果能加快反应速率，则假设①成立 ②向上述稀盐酸中加入少量硫酸钠、硫酸钾等可溶性硫酸盐，如果反应速率减小，则假设②成立 (4)①加入可溶性氯化物 ②适当增加H＋浓度 ③加热 ④将铝片改换成铝粉
解析： (1)金属与酸反应的实质是金属与溶液中的H＋反应。(2)本题难点是如何提出问题。稀硫酸中含有H＋、SO，稀盐酸中含有H＋、Cl－。依题意信息知，外形、组成相同的铝与酸接触面相同，H＋浓度相同，反应在相同温度下进行，说明二者的温度、浓度、接触面都相同，不同的是溶液中所含阴离子不同，联想催化剂对化学反应的影响，可能是阴离子对反应的影响不同。(3)针对提出的猜想，设计实验方案。设计方案可以从正反两个方面切入。(4)改变条件加快反应，要从影响化学反应速率的因素切入：温度、浓度、催化剂和固液反应接触面。
24. (1)0.25 mol·(L·min)－1
(2)0.25 mol·(L·min)－1
(3)前2 min的化学反应速率快，因在同一反应时间内，v(HCl)＝2v(FeCl2)，对比前2 min和后
4 min的速率知，前2 min的化学反应速率较快，因前2 min时盐酸的浓度较大。
解析： Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
(1)前2 min内生成的n(FeCl2)＝n(H2)＝＝0.05 mol，
v(FeCl2)＝＝0.25 mol·(L·min)－1
(2)n(Fe)＝＝0.1 mol，
n(HCl)＝＝0.4 mol，
所以反应时盐酸过量，应用Fe计算产生H2的量，
n(H2)＝0.1 mol，耗HCl 0.2 mol，
在前2 min已消耗n(HCl)＝×2＝0.1 mol，
故后4 min内：
v(HCl)＝＝0.25 mol·(L·min)－1。
(3)因在同一反应时间内，v(HCl)＝2v(FeCl2)，对比前2 min和后4 min的速率知，前2 min的化学反应速率较快，因前2 min时盐酸的浓度较大。
25. (1) mol/L mol/L 0 v(正) v(逆)
(2)减小 减小 增大 减小 增大
(3)相等 保持不变
解析： 主要考查化学平衡建立的过程，开始时，c(H2)和c(I2)为最大值，正反应速率最大，由于此时没有HI，逆反应速率最小为0，随着反应进行c(H2)和c(I2)越来越小，正反应速率越来越小，逆反应速率逐渐变大，直到平衡时，v(正)＝v(逆)。
26. (1)①Fe3O4＋4C3Fe＋4CO↑
②C＋O2CO2，CO2＋C2CO(或2C＋O22CO)
③Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
(2)该反应已达到了平衡状态(或该反应不能进行到底，或该反应进程达到了最大限度)
解析： 注意Fe2O3与CO的反应为可逆反应，一定条件下，该反应可以达到最大限度。
27. 天然气 增大 不能充分燃烧(生成有毒的CO) 丁烷遇冷凝结为液体使管内气流不畅
解析： 根据化学方程式，2体积CO或H2燃烧时只需1体积O2，而1体积CH4燃烧时需2体积O2，故管道煤气的灶具改烧天然气时，要增大进风口，若O2量不足，会使燃料燃烧不充分而产生CO污染空气。根据表中数据丁烷沸点为－0.5 ℃，冬天时易凝结为液体。
28. (1) t2～t3、t4～t5 (2)①50% ②B
(3)AB
解析： (1)v(正)＝v(逆)时，表明反应处于化学平衡状态，故t2～t3，t4～t5段符合。
(2)气体的压强为起始的80%，则气体的物质的量也为起始时的80%，则减少量为20%，因此，反应后气体的总物质的量减少(2 mol＋8 mol)×20%＝2 mol。
N2 ＋ 3H2 2NH3
1 3 2 Δn＝2
Δn: 1 mol 3 mol 2 mol 2 mol
因此反应中有1 mol N2和3 mol H2反应生成2 mol NH3，则反应放出热量为92.4 kJ，N2转化率为×100%＝50%。
(3)因该反应是气体分子数减少且正反应为放热的反应，故压强、温度不变能证明反应达到化学平衡，反应达平衡时，N2、H2、NH3的浓度不再变化，与化学计量数之比无关，C错误；D项
v(N2)正、v(H2)正同方向，不能说明反应到达平衡状态。
第二章 化学反应与能量
第二节 化学能与电能
一、选择题（本大题共10小题，每小题4分，共40分）
1．下列关于原电池的叙述中正确的是( )
A．正极和负极必须是两种不同的金属
B．原电池是把化学能转化成电能的装置
C．原电池工作时，正极和负极上发生的都是氧化还原反应
D．锌、铜和盐酸构成的原电池工作时，锌片上有6.5 g锌溶解，正极上就有0.1 g氢气生成
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．如图为某兴趣小组制作的番茄电池，下列说法正确的是( )
A．电子由锌通过导线流向铜
B．该装置将电能转化为化学能
C．锌电极发生还原反应
D．铜电极上无气泡产生
4．下列四个化学反应中，你认为理论上不可用于设计原电池的是( )
A．2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
B．2H2＋O2===2H2O
C．Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2＋3NH3↑
D．CH4＋2O2―→CO2＋2H2O
5．原电池的总反应的离子方程式是Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，该反应的原电池组成正确的是( )
A
B
C
D
正极
Zn
Cu
Ag
Cu
负极
Cu
Zn
Cu
Fe
电解质溶液
CuCl2
CuSO4
H2SO4
ZnCl2
6．下列事实不能用电化学理论解释的是( )
A．轮船水线以下的船壳上镶嵌有一定量的锌块
B．镀锌的铁制品比镀锡的铁制品耐用
C．铝片不用特殊方法保存
D．锌跟稀硫酸反应时，滴入少量硫酸铜溶液后，反应速率加快
7．如图所示，两电极一为碳棒，一为铁片，若电流表的指针发生偏转，且a极上有大量气泡生成，则以下叙述正确的是( )
A．a为负极，是铁片，烧杯中的溶液为稀硫酸
B．b为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液
C．a为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为稀硫酸
D．b为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液
8．能源可划分为一级能源和二级能源，自然界中以现成形式提供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)(吸收能量)，下列叙述正确的是(双选)( )
A．电能是二级能源
B．水力是二级能源
C．天然气是一级能源
D．焦炉气是一级能源
9．燃料电池是目前电池研究的热点之一。现有某课外小组自制的氢氧燃料电池，如下图所示，a、b均为惰性电极。下列叙述不正确的是( )
A．a极是负极，该电极上发生氧化反应
B．b极反应是O2＋4OH－－4e－===2H2O
C．总反应方程式为2H2＋O2===2H2O
D．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
10.国外一家公司制造出一种纸质电池，避免了传统电池所带来的金属及碱性化合物的泄漏问题，因而可作为一般的家庭废物加以处理。这种被称之为“软电池”的纸质电池，采用一个薄层纸片作为传导体，在其一边镀锌，而在其另一边镀二氧化锰，在纸内的带电离子“流过”水和氧化锌组成的电解液。电池总反应为：Zn＋2MnO2＋H2O===2MnO(OH)＋ZnO。下列说法正确的是( )
A．该电池的正极为锌
B．该电池反应中二氧化锰起催化剂作用
C．当0.1 mol Zn完全溶解时，流经电解液的电子个数为1.204×1023
D．电池正极反应式为：2MnO2＋2e－＋2H2O===2MnO(OH)＋2OH－
二、非选择题（本大题共4小题，共60分）
11．（12分）A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸，如下图所示：
(1)A中反应的离子方程式为________________。
(2)B中Sn极的电极反应式为________，Sn极附近溶液的pH________(填“升高”“降低”或“不变”)。
(3)C中被腐蚀的金属是________，总反应式为______________________________。
(4)比较A、B、C中铁腐蚀的速率，由快到慢的顺序是
________________________________________________________________________
________________。
12．（12分）如下图所示，组成一种原电池，试回答下列问题(灯泡功率合适)：
(1)电解质溶液为稀H2SO4时，灯泡________(填“亮”或“不亮”)。若灯泡亮，则Mg电极上发生的反应为______________________；Al电极上发生的反应为____________________(正、负电极的电极反应式要保持得失电子相等)。
(2)电解质溶液为NaOH(aq)时，灯泡________(填“亮”或“不亮”)。若灯泡亮，则Mg电极上发生的反应为________________________；Al电极上发生的反应为________________________(正、负电极的电极反应式要保持得失电子相等)。
13．（16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
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
14.（20分）上海世博会期间，在德国馆的汉堡之家展馆人们看到一个1∶20飞机燃料电池的模型。燃料电池是一种通过氢氧结合来发电的电化学装置。某氢氧燃料电池的电池反应为2H2＋O2===2H2O，电解液为KOH溶液。氢氧燃料电池的突出优点是把________能直接转化为________能，而不用经过________能这一中间形式。
(1)有关氢氧燃料电池的下列叙述中，正确的是 ( )
A．此电池能发出蓝色火焰
B．氢气为正极，氧气为负极
C．因为生成水，所以工作时溶液的碱性越来越强
D．负极上氢气失电子，发生氧化反应；正极上氧气得电子，发生还原反应
(2)该电池所产生的水可以作为饮用水，今欲制得常温下1 L水，则电池内转移电子的物质的量为________。
A．8.9×10－3 mol
B．4.5×10－2 mol
C．1.1×102 mol
D．5.6×103 mol
第二节 化学能与电能
参考答案
1. B 解析： 原电池是把化学能转化成电能的装置，它的正、负极可以是活泼性不同的金属，也可以是金属与非金属，工作时负极发生氧化反应，正极发生还原反应。当锌片上有6.5 g锌溶解，根据两极得失电子守恒，正极上析出0.2 g氢气。
2. B 解析： 锂离子电池可以充电再次使用，属于二次电池，A项正确；铜锌原电池中铜为正极，故电流从铜流向锌，而电子由锌流向铜，B项错；电池的实质是化学能转化成电能，C项正确；Zn失去电子生成Zn2＋，故作为负极，D项正确。
3. A 解析： 因为番茄中含有酸(即H＋)，可组成原电池。依据原电池的基本知识，其中Zn作负极，发生氧化反应；Cu作正极，发生还原反应；电子由负极(Zn)通过导线流向正极(Cu)。
4. C 解析： 在理论上能够用于设计原电池的化学反应，必须是反应前后有电子得失(即氧化还原反应)。
5. B 解析： 根据原电池中发生的化学反应，负极反应为Zn－2e－===Zn2＋，正极反应为Cu2+＋2e－===Cu，故选项B符合题意。
6. C 解析： 铝片不用特殊方法保存主要是因为在铝片的表面会生成一层致密的氧化物薄膜，防止它被进一步氧化，与电化学理论无关。
7. C 解析： 由题给信息“电流表指针发生偏转”，可确定该装置构成了原电池。又因“a极有大量气泡生成”，可知：a为正极(碳棒)，则b为负极 (铁片)，即可确定烧杯中的溶液是稀硫酸。
8. AC 解析： 题设指出，只有自然界中以现成形式存在的能源才属于一级能源。据此，天然气应是一级能源。电能通常是由其他能源(如煤、石油等)产生的，属于二级能源。因此A和C两个选项正确。焦炉气是炼焦的产物，是从煤中间接制取的，属于二级能源。水的情况则较为复杂。在直接利用水的动能和势能时，水力应属于一级能源；如果用水力发电，则发出的电能又应属于二级能源。这样，B、D不正确。
9. B 解析： 依据原电池原理，注意电解质溶液参与反应。A项：a极通H2为负极，电极反应为：2H2＋4OH－－4e－===4H2O发生氧化反应；B项：b极通O2为正极，电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B项不正确；C项：正负极电极反应式相加得总反应为2H2＋O2===2H2O；D项：氢氧燃料电池的能量高，且产物为水，对环境无污染，故是具有应用前景的绿色电源。
10. D 解析： 二氧化锰得电子，为该电池正极，A、B错；电子只能经外电路流动，而不能在电解液中流动，电解液内的电流为阴、阳离子定向移动形成的，C错；电池负极反应式为：Zn－2e－＋H2O===ZnO＋2H＋，用总反应式减去负极反应式得正极反应式：2MnO2＋2e－＋2H2O===2MnO(OH)＋2OH－。
11. (1)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
(2)2H＋＋2e－===H2↑ 升高
(3)Zn Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
(4)B>A>C
解析： 本题考查原电池的综合应用。A烧杯不符合原电池条件，属于金属与酸的反应；B、C装置构成了原电池，金属活动性：Zn>Fe>Sn，所以B中Fe为负极，被腐蚀；C中Zn为负极，铁被保护。B烧杯中Fe失去电子，电子通过导线流向Sn极，Sn极上有气体产生，H＋浓度降低，pH升高；B烧杯中促进铁腐蚀，而A烧杯中属于化学腐蚀，C烧杯中消耗锌保护铁。
12. (1)亮 Mg－2e－===Mg2＋ 2H＋＋2e－===H2↑
(2)亮 6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－
2Al－6e－＋8OH－===2AlO＋4H2O[或2Al－6e－＋6OH－===2Al(OH)3↓]
解析： (1)、(2)两种情况都具备了形成原电池的条件，因而灯泡都亮。当电解质为酸溶液时，Mg比Al活泼，Mg是原电池的负极，失去电子变为Mg2＋；Al是原电池的正极，电子由Mg片流向Al片。正极上H＋得电子变为H2。当电解质为碱溶液时，Al与碱反应，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。而Mg与碱不反应，所以Al是原电池负极，负极上Al失去电子流向正极；Mg是正极，正极上H2O得电子变成H2。
13. (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)因为构成电池的两个主要成分Li能和氧气、水反应，且SOCl2也与水反应
解析： 分析反应的化合价变化，可得Li为还原剂，SOCl2为氧化剂。
(1)负极材料为Li(还原剂)，Li－e－===Li＋。
(2)正极反应式可由总反应式减去负极反应式得到：2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2。
(3)题中给出有碱液吸收时的产物，则没有碱液吸收时的产物应为SO2和HCl，所以现象应该为出现白雾和有刺激性气味的气体生成。
(4)因为构成电池的两个主要成分Li能和氧气、水反应，且SOCl2也与水反应。
14．化学 电 热 (1)D (2)C
解析： 根据原电池的工作原理可知，负极上H2失电子被氧化，正极上O2得电子被还原，总反应：2H2＋O2===2H2O，因为总反应过程中生成了水，相当于KOH稀释了，碱性应减弱。根据2H2＋O2===2H2O～4 mol e－，可知生成1 L水转移的电子的物质的量为×2≈1.1×102 mol。
