化学·必修2(人教版)
第一节 化学能与热能
1．下列过程一定释放能量的是( )
A．化合反应 B．分解反应
C．分子拆成原子 D．原子组成分子
解析：分子拆成原子是断开化学键的过程，吸收能量；原子组成分子是形成化学键的过程，释放能量。
答案：D
2．下列说法正确的是( )
A．化学反应中的能量变化都表现为热量的变化
B．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
C．放热反应在常温下一定很容易发生
D．反应是吸热还是放热必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小
答案：D
3．已知2SO2＋O2 2SO3为放热反应，对该反应的下列说法正确的是( )
A．O2的能量一定高于SO2的能量
B．SO2和O2的总能量一定高于SO3的总能量
C．SO2的能量一定高于SO3的能量
D．因该反应为放热反应，故不必加热就可发生
解析：判断一个反应是放热反应还是吸热反应，关键看反应物的总能量与生成物的总能量的差值。如果反应物的总能量高于生成物的总能量，反应就放热，B项正确；A、C两项错误，都没有考虑总能量差；放热反应只表明反应物总能量比生成物总能量高，而加热是反应的条件，两者无必然联系，许多放热反应也必须加热才能开始进行，D项错误。
答案：B
4．下列有关能量转换的说法不正确的是( )
A．煤燃烧是化学能转化为热能的过程
B．化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能
C．动物体内葡萄糖被氧化成CO2是热能转变成化学能的过程
D．植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变成化学能的过程
解析：煤燃烧是将化学能转化为热能的过程，A项正确；化石燃料和植物燃料中的能量均来自太阳能，B项正确；动物体内葡萄糖被氧化生成CO2，是化学能转化为热能的过程，C项错误；植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖，是太阳能转化为化学能的过程，D项正确。
答案：C
5．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
答案：D
6．在研究物质变化时，人们可以从不同的角度、不同的层面来认识物质变化时所引起的化学键及能量变化。据此判断，以下叙述中错误的是( )
A．金属钠与氯气反应生成氯化钠后，其结构的稳定性增强，体系的能量降低
B．物质燃烧可看成“ 储存” 在物质内部的能量(化学能)转化为热能释放出来
C．氮分子内部存在着很强的共价键，故通常状况下氮气化学性质很活泼
D．需要加热才能发生的反应不一定是吸收能量的反应
答案：C
7．化学反应A2＋B2===2AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是( )
A．该反应是吸热反应
B．断裂1 mol A—A键和1 mol B—B键能放出x kJ的能量
C．断裂2 mol A—B键需要吸收y kJ的能量
D．2 mol AB的总能量高于1 mol A2和1 mol B2的总能量
解析：由图示可知：1 mol A2和1 mol B2的总能量高于2 mol AB的总能量，故该反应为放热反应；从化学键的角度分析：断裂2 mol A—B键，需要吸收 y kJ的能量。
答案：C
8．(双选题)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 E kJ 能量，下列说法正确的是( )
A．石墨不如金刚石稳定
B．金刚石不如石墨稳定
C．等质量的石墨与金刚石完全燃烧，金刚石放出的能量多
D．等质量的石墨与金刚石完全燃烧，石墨放出的能量多
答案：BC
9．下表中的数据是破坏1mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ)：
物质
Cl2
Br2
I2
HCl
HBr
HI
H2
能量/kJ
243
193
151
432
366
298
436
根据上述数据回答(1)～(3)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)下列氢化物中最稳定的是( )
A．HCl B．HBr C．HI
(3)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，放出或吸收的热量最多的是________。
解析：物质能量越低，越稳定。在以上物质中，H2最稳定，所以自身能量最低；根据断键时所吸收的能量可知(2)中HCl最稳定，断开化学键，所消耗能量越高，越稳定。
答案：(1)A (2)A (3)Cl2
10．如下图所示，与大试管连通的U形细玻璃管内放有少量的水(已染成红色)。若分别沿小试管壁慢慢地加入下列各组物质，静置片刻后，可观察到U形细玻璃管中的液面有什么变化？由此可得到什么结论？
请填写下表。
所加物质
液面变化
结论
浓硫酸、水
Ba(OH)2·8H2O、
NH4Cl晶体、几滴水
稀盐酸、稀氢氧化钠
10. 答案：
左低右高
浓硫酸稀释放热
左高右低
Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应为吸热反应
左低右高
中和反应为放热反应
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第二节 化学能与电能
第1课时 原电池
1．下列有关燃煤发电的一系列能量转换的过程，正确的是( )
A．化学能→热能→机械能→电能
B．热能→化学能→机械能→电能
C．机械能→化学能→热能→电能
D．热能→机械能→化学能→电能
答案：A
2．“能源分类相关图”如右图所示，下列四组能源选项中，全部符合图中阴影部分的能源是( )
A．煤炭、石油、沼气
B．水能、潮汐能、天然气
C．太阳能、风能、生物质能
D．地热能、海洋能、核能
答案：C
3．下面是四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的化学反应是( )
A．Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag
B．Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O
C．Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4
D．C＋CO2===2CO
解析：D项是吸热的氧化还原反应，反应过程中吸收能量，不能设计为原电池。
答案：D
4．对于原电池的电极名称，下列叙述有错误的是( )
A．发生氧化反应的为负极
B．正极为电子流入的一极
C．比较不活泼的金属为负极
D．电流的方向由正极到负极
解析：原电池中相对活泼的金属为负极，不活泼的为正极，C项错误；负极发生氧化反应，正极发生还原反应，A项正确；原电池工作时，外电路中电子由负极流出，由正极流入，电流方向与电子流动方向相反，B、D两项正确。
答案：C
5．某原电池的总反应的离子方程式是：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，此反应的原电池的正确组成是( )
正极
负极
电解质溶液
A
Cu
Zn
HCl
B
Zn
Cu
CuSO4
C
Cu
Zn
CuSO4
D
Cu
Zn
ZuCl2
答案：C
6.在装有水的容器中，用棉线悬挂一个在水中保持水平的金属棒，该棒由铁和铜焊接而成，棉线系
在两种金属接缝处，如右图所示，再向水中加入少量CuSO4溶液，经过一段时间后看到的现象是( )
A．铁端将附着铜增重下沉
B．铜端将附着铜增重下沉
C．铁端粗细不变而上升
D．铜端粗细不变而下沉
答案：B
7．有A、B、C、D四种金属，当A、B组成原电池时，电子流动方向A→B；当A、D组成原电池时，A为正极；B与C构成原电池时，电极反应式为C2＋＋2e－===C，B－2e－===B2＋，则A、B、C、D金属性由强到弱的顺序为( )
A．A＞B＞C＞D B．A＞B＞D＞C
C．D＞A＞B＞C D．D＞C＞A＞B
解析：根据：“ 当A、B组成原电池时，电子流动方向A―→B” 可知金属性A＞B；根据“ 当A、D组成原电池时，A为正极” 可知金属性D＞A；根据“ B与C构成原电池时，电极反应式为C2＋＋2e－===C，B－2e－===B2＋” 可知金属性B＞C，综合可知金属性顺序为D＞A＞B＞C。
答案：C
8．等质量的两份锌粉a、b，分别加入两支相同的试管中，然后加入等体积等物质的量浓度且均过量的稀硫酸，同时向a中加入少量CuSO4溶液，则产生氢气的体积(V)与时间(t)的关系用图象表示如下，其中正确的是( )
解析：等质量的两份锌粉中，加入等体积等物质的量浓度且均过量的稀硫酸，同时向a中加入少量CuSO4溶液，则a中发生的反应有：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑ ，由于置换出来的Cu与Zn在稀硫酸中构成原电池，所以，a中的反应速率比b中的反应速率大，即反应完成所需的时间短，但Cu2＋消耗了少量的Zn，a中产生的H2比b中产生的H2少。b中只发生反应：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑ 。符合这些条件的图像就是D项。
答案：D
9．有甲、乙两位学生均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6 mol/L H2SO4溶液中，乙同学将电极放入6 mol/L的NaOH溶液中，如下图所示。
(1)写出甲池中正极的电极反应式。
正极：________________________________________________________________________。
(2)写出乙池中负极的电极反应式和总反应的离子方程式。
负极：________________________________________________________________________。
总反应的离子方程式：________________________________________________________________________。
(3)如果甲与乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出________活动性更强，而乙会判断出________活动性更强(填写元素符号)。
(4)由此实验，可得到如下哪些结论正确( )
A．利用原电池反应判断金属活动顺序时应注意选择合适的介质
B．镁的金属性不一定比铝的金属性强
C．该实验说明金属活动顺序表已过时，已没有实用价值
D．该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析
(5)上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动顺序表判断原电池中的正负极”这种做法________(可靠或不可靠)。如不可靠，请你提出另一个判断原电池正负极的可行实验方案________________________________________________________________________________________________________________________(如可靠，此空可不填)。
解析：甲同学依据的化学反应原理是Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑，乙同学依据的化学反应原理是2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。但是由于Al与碱的反应是一特例，不可作为判断金属性强弱的依据。故判断一个原电池的正负极应依据实验事实。
答案：(1)2H＋＋2e－===H2↑
(2)2Al＋8OH－－6e－===2AlO2－＋4H2O
2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO2－＋3H2↑
(3)Mg Al (4)AD
(5)不可靠 将两种金属作电极连上电流计后插入电解质溶液，构成原电池。利用电流计测定电流的方向，从而判断电子流动方向，再确定原电池正负极
10．铜片、锌片和200 mL稀硫酸组成的原电池中，若锌片被腐蚀，当铜片上放出3.36 L(标准状况下)气体时，硫酸恰好全部作用完。试回答：
(1)写出正极、负极反应式。
(2)产生这些气体消耗了多少克锌？
(3)有多少个电子通过了导线？
(4)原稀硫酸的物质的量浓度是多少？
答案：(1)正极：2H＋＋2e－===H2↑ 负极：Zn－2e－===Zn2＋ (2)9.75 g (3)1.806×1023
(4)0.75 mol/L
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第二节 化学能与电能
第2课时 化学电源
1．下列关于充电电池的叙述，不正确的是( )
A．充电电池的化学反应原理是氧化还原反应
B．充电电池可以无限制的充电放电
C．充电是使放电时的氧化还原反应逆向进行
D．较长时间不使用电池时，最好将电池取出并妥善存放
解析：充电电池理论上是可以永久重复利用的，但在实际应用中总会因为性能等原因而使电解质溶液或者电极变质而失效。所以实际情况下充电电池是不能无限制重复使用的。
答案：B
2．随着人们生活质量的不断提高，废电池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、镉和铅等金属离子对土壤和水源的污染
C．不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他的物品
D．回收其中的石墨电极
解析：废电池中的汞、镉和铅等重金属离子对环境污染严重，因而必须回收。
答案：B
3．铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解液为硫酸，工作时反应为：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，下列结论正确的是( )
A．Pb为正极被氧化
B．SO42－只向PbO2极移动
C．电解液浓度不断减小
D．溶液的pH不断减小
答案：C
4．(双选题)燃料电池是一种新型电池，它主要是利用燃料燃烧原理把化学能直接转化为电能。氢氧燃料电池的基本反应是：
X极：O2(g)＋H2O(l)＋2e－===2OH－；
Y极：H2(g)＋2OH－－2e－===2H2O(l)。
下列说法正确的是( )
A．X是正极 B．Y是正极
C．Y极发生还原反应 D．Y极发生氧化反应
答案：AD
5．日常所用干电池的电极分别为石墨棒(上面有铜帽)和锌皮，以糊状NH4Cl和ZnCl2作电解质(其中加入MnO2吸收H2)，电极反应式可简化为：Zn－2e－===Zn2＋，2NH4＋＋2e－===2NH3↑＋H2↑(NH3与Zn2＋能生成一种稳定的物质)。根据上述判断，下列结论正确的是( )
①锌为正极，石墨为负极 ②锌为负极，石墨为正极 ③工作时，电子由石墨极经过外电路流向锌极 ④长时间连续使用时，内装糊状物可能流出腐蚀用电器
A．①③ B．②③ C．③④ D．②④
解析：由负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应或根据原电池的形成条件，相对活泼(指金属性)的一极为负极，相对不活泼的一极为正极可判断出①错②对。在外电路，电子从负极流向正极，故③不正确。长时间连续使用该电池，由于锌皮慢慢溶解而破损，且MnO2不断吸收H2而产生H2O，糊状物也越来越稀，故其容易流出而腐蚀用电器。
答案：D
6．我国首创的以铝—空气—海水电池为能源的新型海水标志灯已研制成功。这种灯以取之不尽的海水为电解质溶液，靠空气中的氧使铝不断氧化而源源不断产生电流。只要把灯放入海水中，数分钟后就会发出耀眼的闪光，其能量比干电池高20～50倍。试推测此种新型电池可能的基本结构及电极反应式：
(1)________是负极，电极反应式为_______________________________________________________。
(2)________是正极，电极反应式为______________________________________________________。
答案：(1)铝 4Al－12e－===4Al3＋
(2)碳或铁 3O2＋6H2O＋12e－===12OH－
能力提升
7．下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
答案：C
8．以锌片和铜片为两极、稀硫酸为电解液组成原电池，当导线中通过2 mol电子时，下列说法正确的是( )
A．锌片溶解了1 mol，铜片上析出1 mol氢气
B．两极上溶解和析出的物质的质量相等
C．锌片溶解了1 g，铜片上析出1 g氢气
D．电解质溶液pH不变
解析：锌片、铜片和稀硫酸构成原电池时，锌为负极，铜为正极，负极锌片溶解，正极析出H2；根据电子守恒原理，溶解1 mol锌，就有2 mol电子转移，则析出的H2为1 mol，A项正确；溶解的锌和析出的H2物质的量相等，但质量不相等，B项不正确；溶解的锌和析出的H2质量比应为65∶2，C项不正确；H＋得电子变成H2，H2SO4被消耗，溶液pH变大，D项不正确。
答案：A
9．燃料电池是利用燃料(如CO、H2、CH4等)与氧气反应，将反应产生的化学能转变为电能的装置，通常用氢氧化钾作为电解质溶液。完成下列关于甲烷(CH4)燃料电池的填空：
(1)甲烷与氧气反应的化学方程式为__________________________________________________。
(2)已知燃料电池的总反应式为CH4＋2O2＋2KOH===K2CO3＋3H2O，电池中有一极的电极反应为CH4＋10OH－－8e－===CO32－＋7H2O，这个电极是燃料电池的________(选填“正极”或“负极”)，另一电极上的电极反应式为________________________________________________________________________。
(3)随着电池不断放电，电解质溶液的碱性________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)通常情况下，甲烷燃料电池的能量利用率________(选填“大于”、“小于”或“等于”)甲烷燃烧的能量利用率。
答案：(1)CH4＋2O2===CO2＋2H2O
(2)负极 2O2＋4H2O＋8e－===8OH－
(3)减小 (4)大于
10．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)若电解质溶液为稀H2SO4时，灯泡________(选填“亮”或“不亮”)。若灯泡亮，则Mg电极上发生的电极反应为：__________________；Al电极上发生的电极反应为：__________________。
(2)若电解质溶液为NaOH溶液时，灯泡________(选填“亮”或“不亮”)。若灯泡亮，则Al电极上发生的电极反应为：__________________；Mg电极上发生的电极反应为：__________________。
答案：(1)亮 Mg－2e－===Mg2＋ 2H＋＋2e－===H2↑
(2)亮 2Al－6e－＋8OH－===2AlO2－＋
4H2O
6H＋＋6e－===3H2↑
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第三节 化学反应的速率和限度
第1课时 化学反应的速率
1．下列关于化学反应速率的叙述不正确的是( )
A．化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量
B．单位时间内某物质的浓度变化大，则该物质反应速率就快
C．化学反应速率可以用单位时间内生成某物质的质量多少来表示
D．化学反应速率的单位有mol/(L·s)或mol/(L·min)
答案：C
2．把铝条放入盛有过量稀盐酸的试管中，不影响产生氢气速率的因素是( )
A．盐酸的浓度
B．铝条的接触面积
C．溶液的温度
D．加少量Na2SO4
答案：D
3．反应4A(s)＋3B(g)===2C(g)＋D(g)，经2 min后B的浓度减少0.6 mol/L。对此反应速率的正确表示是( )
A．用A表示的反应速率是0.4 mol/(L·min)
B．用B、C、D分别表示反应的速率，其比值是3∶2∶1
C．在2 min末的反应速率用B表示是0.3 mol/(L·min)
D．在这2 min内B和C的物质的量都是逐渐减少的
答案：B
4．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)
答案：C
5．把下列四种X溶液，分别加入盛有10 mL 2 mol·L－1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。其中反应速率最大的是( )
A．20 mL 3 mol·L－1的X溶液
B．20 mL 2 mol·L－1的X溶液
C．10 mL 4 mol·L－1的X溶液
D．10 mL 2 mol·L－1的X溶液
解析：化学反应速率随浓度的增大而加快，随浓度的降低而减慢。分析本题，要比较反应速率的大小，在其他条件不变的情况下，实际上是比较反应物浓度的大小，此时的浓度必须是溶液混合后的浓度。由于混合后各烧杯中盐酸的浓度相等，所以只要求出X的浓度最大的即可。因为混合后溶液的体积均为50 mL，所以X的物质的量最大者即为浓度最大者。通过计算可知A选项中X的浓度最大。
答案：A
6．在一定条件下，向1 L密闭容器中加入2 mol N2和10 mol H2，发生反应N2＋3H22NH3，2分钟末时，测得剩余氮气为1 mol，下列有关该反应的反应速率的描述中不正确的是( )
A．v(N2)＝0.5 mol/(L·min)
B．v(H2)＝1.5 mol/(L·min)
C．v(NH2)＝1 mol/(L·min)
D．v(N2)＝1mol/(L·min)
解析：在一定条件下，向1 L密闭容器中加入2 mol N2和10 mol H2，发生反应N2＋3H22NH3，2分钟末时，测得剩余氮气为1 mol，故2 min内，以 N2表示的反应速率v(N2)===0.5 mol/(L·min)。A项，由上述计算可知，v(N2)＝0.5 mol/(L·min)，故A正确；B项，速率之比等于化学计量数之比，故v(H2)＝3v(N2)＝3×0.5 mol/(L·min)＝1.5 mol/(L·min)，故B正确；C项，速率之比等于化学计量数之比，故v(NH3)＝2v(N2)＝2×0.5 mol/(L·min)＝1 mol/(L·min)，故C项正确；D项，由上述计算可知，v(N2)＝0.5 mol/(L·min)，故D项错误。
答案：D
7．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大小
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
解析：图甲所示实验中没有说明两反应液的温度是否相同，而且没有实验Cl－和SO42－对应的影响，故该实验不能确定Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解的催化效果。
答案：B
8．在四个不同的容器中，在不同条件下利用N2＋3H22NH3反应来合成氨，根据下列在相同时间内测定的结果判断，生成氨的速率最大的是( )
A．v(H2)＝0.1 mol·(L·min)－1
B．v(N2)＝0.01 mol·(L·s)－1
C．v(N2)＝0.2 mol·(L·min)－1
D．v(NH3)＝0.3 mol·(L·min)－1
答案：B
9．“碘钟”实验中，3I－＋S2O82－===I3－＋2SO42－的反应速率可以用I3－与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量，t越小，反应速率越大。某探究性学习小组在20 ℃进行实验，得到的数据如下表：
实验编号
①
②
③
④
⑤
c(I－)/mol·L－1
0.040
0.080
0.080
0.160
0.120
c(S2O82－)/mol·L－1
0.040
0.040
0.080
0.020
0.040
t/s
88.0
44.0
22.0
44.0
t1
回答下列问题：
(1)该实验的目的是________________________________________________________________________。
(2)显色时间t1＝________。
(3)温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律，若在40 ℃下进行编号③对应浓度的实验，显色时间t2的范围为________。
A．＜22.0 s B．22.0～44.0 s
C．＞44.0 s D．数据不足，无法判断
(4)通过分析比较上表数据，得到的结论是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)研究反应物I－与S2O82－的浓度对反应速率的影响 (2)29.3 s (3)A (4)反应速率与反应物起始浓度乘积成正比(或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比)
10．某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：
(1)上述实验中发生反应的化学方程式有________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4种溶液，可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是
________________________________________________________________________。
(4)要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有________________________________________________________________________(答两种)。
(5)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列的实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。
实验
混合溶液
A
B
C
D
E
F
4 mol·L－1 H2SO4/mL
30
V1
V2
V3
V4
V5
饱和CuSO4溶液/mL
0
0.5
2.5
5
V6
20
H2O/mL
V7
V8
V9
V10
10
0
① 请完成此实验设计，其中：V1＝______，V6＝______，V9＝____。
② 该同学最后得出的结论为：当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高，但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)在稀硫酸中加入硫酸铜后发生了两个反应：CuSO4＋Zn===ZnSO4＋Cu、Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ 。(2)由于Zn与反应生成的Cu及硫酸铜溶液组成了Cu－Zn原电池，大大加快了生成氢气的反应速率。(3)只要是比锌的金属性差的金属都可以与锌组成原电池，都可以加快生成氢气的反应速率，故在所给的物质中只有Ag2SO4符合题意。(4)要加快生成氢气的反应速率，还可以采取如下措施：升高温度、适当增大硫酸的浓度、增加锌粒的比表面积等。(5)因为要研究硫酸铜的量对反应速率的影响，故应保持硫酸的浓度在各组实验中相同，则硫酸溶液的体积均取30 mL，根据F中增加的水与硫酸铜溶液的体积之和为20 mL，可以求得V6＝10 mL，V8＝19.5 mL，V9＝17.5 mL，V10＝15 mL。由于析出的铜的量较多，会覆盖在锌的表面，使得锌与稀硫酸接触面积大大减小，故反应速率反而减慢了。
答案：(1)CuSO4＋Zn===ZnSO4＋Cu，Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
(2)CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn形成Cu－Zn微电池，加快了氢气产生的速率 (3)Ag2SO4 (4)升高反应温度、适当增大硫酸的浓度、增加锌的比表面积等(答两种即可) (5)① 30 10
17．5 ② 当加入一定量的CuSO4后，生成的单质Cu会沉积在Zn的表面，降低了Zn与H2SO4溶液的接触面积
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第三节 化学反应的速率和限度
第2课时 化学反应的限度
1．下列过程需要增大化学反应速率的是( )
A．钢铁腐蚀 B．食物腐败
C．塑料老化 D．工业合成氨
解析：对人类生活或研究有利的，我们就要增大其化学反应速率，如工业合成氨；对人类生活或研究不利的，我们就要抑制反应的发生，减小其反应速率，如钢铁腐蚀、食物腐败、塑料老化等。
答案：D
2．N2＋3H22NH3在密闭容器中反应一段时间后，达到限度。则下列说法中正确的是( )
A．N2、H2不再化合
B．N2、H2、NH3浓度不再变化
C．N2、H2、NH3的质量相等
D．改变条件，N2、H2、NH3的浓度也不再变化
答案：B
3．(双选题)下列关于化学反应限度的说法正确的是( )
A．一个可逆反应达到的平衡状态，就是这个反应所能达到的限度
B．当一个可逆反应进行到平衡状态时，那么这个反应的正向反应速率和逆向反应速率相等
C．平衡状态是一种静止的状态，因为反应物和生成物的浓度已经不再改变
D．化学反应的限度不可以通过改变条件而改变
答案：AB
4．在2NO2(红棕色) N2O4(无色)的可逆反应中，下列状态一定属于平衡状态的是( )
A．N2O4和NO2的分子数比为1∶2
B．N2O4和NO2的浓度相等
C．平衡体系的颜色不再改变
D．单位时间内有1 mol N2O4变为NO2的同时，有1 mol NO2变为N2O4
解析：反应混合物颜色不再变化，说明NO2浓度不变，反应达到平衡。
答案：C
5．(双选题)下列说法可以证明反应N2＋3H22NH3已达到平衡状态的是( )
A．1个NN键断裂的同时，有3个H—H键形成
B．1个NN键断裂的同时，有3个H—N键断裂
C．1个NN键断裂的同时，有6个H—N键断裂
D．1个NN键断裂的同时，有6个H—N键形成
答案：AC
6．下列措施可以提高燃料燃烧效率的是( )
①固体燃料粉碎 ②液体燃料雾化 ③煤经气化处理 ④通入足量的空气
A．①③ B．①②③
C．①③④ D．全部
解析：由于大块固体燃料与空气的接触面积有限，燃烧往往不够充分，固此工业上常将固体燃料粉碎，或将液体燃料雾化以增大燃料与空气的接触面积，提高燃烧效率。
答案：D
7．对于化学反应A(g)＋3B(g) 3C(g)，下列措施既可加快反应速率，又可提高A的转化率的是( )
A．使用催化剂
B．增大A物质的浓度
C．增大B物质的浓度
D．减小C物质的浓度
答案：C
8．在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，下列表述正确的是( )
A．此反应的化学方程式为2MN
B．t2时，正逆反应速率相等，达到平衡
C．t3时，正反应速率大于逆反应速率
D．t1时，N的浓度是M浓度的2倍
解析：由图像可知N为反应物，M为生成物，然后找出在相同时间段内变化的M、N的物质的量之比(与是否达到平衡无关)以确定M、N在化学方程式中的化学计量数之比，即该反应的化学方程式是2N??M。t2时刻M、N的物质的量相等，但此时M、N的物质的量仍在发生变化，反应未达到平衡状态，因此正反应速率不等于逆反应速率。t3时刻及t3时刻之后，M、N的物质的量不再改变，证明已达到平衡状态，此时正、逆反应速率相等。
答案：D
9．在某一容积为5 L的密闭容器内，加入0.2 mol的CO和0.2 mol 的H2O(g)，在催化剂存在的条件下高温加热，发生如下反应：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)，反应放出热量。反应中CO2的浓度随时间变化的情况如下图所示。
(1)根据图中数据，从反应开始至达到平衡时，CO的化学反应速率为________；反应平衡时c(H2)＝________。
(2)判断该反应达到平衡的依据是( )
A．CO减少的化学反应速率和CO2减少的化学反应速率相等
B．CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等
C．CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化
D．正、逆反应速率都为零
答案：(1)0.003 mol·(L·min)－1 0.03 mol·L－1 (2)AC
10．在2 L密闭容器内，800 ℃时反应2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如下表：
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)上述反应____________(选填“是”或“不是”)可逆反应，在第5 s时，NO的转化率为__________。
(2)如上图所示，表示NO2浓度变化曲线的是________。用O2表示从0～2 s内该反应的平均速率v＝________。
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是____________ 。
a．v(NO2)＝2v(O2)
b．容器内压强保持不变
c．v逆(NO)＝2v正(O2)
d．容器内密度保持不变
答案：(1)是 65%
(2)b 1.5×10－3mol/(L·s) (3)b、c
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1．正负极判断。
(1)根据电极材料判断。
一般来讲，活动性较强的金属为负极，活动性较弱的金属或能导电的非金属为正极。
(2)根据电流方向或电子流动方向来判断。
在外电路(导线)上，电流由正极流向负极，电子流动方向是由负极流向正极。
(3)根据反应类型判断。
原电池的负极总是失电子发生氧化反应，正极总是得电子发生还原反应。
(4)根据现象判断。
溶解的一极为负极，增重或有气泡放出的一极为正极。
2．书写方法。
按照负极发生氧化反应，正极发生还原反应的规律，根据原电池总反应判断出两极反应的产物，然后结合电解质溶液所能提供的离子，依据质量守恒、电荷守恒配平电极反应式。
(1)具体步骤为：①列物质，标得失；②选离子，配电荷；③配个数，巧用水；④两式加，验总式。
(2)写电极反应式时应注意：
①两极得失电子数相等。
②电极反应常用“===”，不用“―→”。
③电极反应中若有气体生成，需加“↑”；若有固体生成，一般不标“↓”。
一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶液中甲醇与氧气作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是( )
A．CH3OH＋O2===H2O＋CO2＋2H＋＋2e－
B．O2＋4H＋＋4e－===2H2O
C．CH3OH＋H2O===CO2＋6H＋＋6e－
D．O2＋2H2O＋4e－===4OH－
解析：原电池电极反应式的书写技巧。
(1)将氧化还原反应分解为氧化反应和还原反应两个半反应，氧化反应为负极反应，还原反应为正极反应。
(2)两极反应的电荷守恒、元素守恒，两极反应的电子得失守恒。结合电解质溶液的酸碱性，配平两极反应以及确定氧化产物和还原产物的存在形式。
(3)首先写出较易写的电极反应式，然后用总反应式减去该电极反应式即得到另一电极的反应式。
(4)一般有机物失去电子数比较难定，所以采用该物质的燃烧方程式，由氧气所得到的电子数来确定有机物所失去的电子数。
负极发生氧化反应是CH3OH失电子；正极发生还原反应，是O2得到电子，故答案选择C项。
答案：C
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1．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn(s)＋2MnO2(s)＋H2O(l)===Zn(OH)2(s)＋Mn2O3(s)。下列说法错误的是( )
A．电池工作时，锌失去电子
B．电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)＋H2O(l)＋2e－===Mn2O3(s)＋2OH－(aq)
C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极
D．外电路中每通过0.1 mol电子，锌的质量理论上减小3.25 g
答案：C
2．某化学兴趣小组为了探究铝电极在电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下：
编号
电极材料
电解质溶液
电流计指针偏转方向
1
Mg、Al
稀盐酸
偏向Al
2
Al、Cu
稀盐酸
偏向Cu
3
Al、C(石墨)
稀盐酸
偏向石墨
4
Mg、Al
氢氧化钠溶液
偏向Mg
5
Al、Zn
浓硝酸
偏向Al
试根据表中的实验现象回答下列问题：
(1)实验1、2中Al所作的电极(正极或负极)________(选填“相同”或“不相同”)。
(2)对实验3完成下列填空。
①铝为______极，电极反应式：________________________________________________________________________；
②石墨为______极，电极反应式：________________________________________________________________________；
③电池总反应式：________________________________________________________________________。
(3)实验4中铝作______，理由是______________________________________________________________________________________________________________。
写出铝电极的电极反应式：________________________________________________________________________。
(4)解释实验5中电流计指针偏向铝的原因：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)根据实验结果总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)不相同 (2)①负 2Al－6e－===2Al3＋
②正 6H＋＋6e－===3H2↑ ③2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ (3)负极 铝可与氢氧化钠溶液发生氧化还原反应，而镁不与氢氧化钠溶液发生化学反应 Al－3e－＋4OH－===AlO2－＋2H2O (4)铝在浓硝酸中被钝化，锌在浓硝酸中被氧化，即在浓硝酸中Zn比Al活泼，Zn作原电池的负极，Al作原电池的正极，所以电流计指针偏向铝 (5)①另一个电极材料的活动性；②铝电极与电解质溶液能否发生自发的氧化还原反应
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电子守恒法是依据氧化还原反应中氧化剂得到的电子总数与还原剂失去的电子总数相等这一原则进行计算的。电子守恒法是氧化还原反应计算的最基本的方法。而原电池反应就是一种典型的氧化还原反应，只不过氧化反应和还原反应在负极和正极分别发生。因此可以利用电子守恒法来处理原电池的有关计算。具体来说就是正极得到的电子总数与负极失去的电子总数相等。
(1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。
锌片上发生的电极反应为：________________________________________________________________________。
银片上发生的电极反应为：________________________________________________________________________。
(2)若该电池中两电极的总质量为60 g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为47 g，试计算：①产生氢气的体积(标准状况)；②通过导线的电量。(已知NA＝6.02×1023mol－1，电子电荷为1.60×10－19C)
解析：(1)在锌片、银片、稀硫酸组成的原电池中，锌片作负极，其电极反应为Zn－2e－===Zn2＋；银片作正极，其电极反应为2H＋＋2e－===H2↑；则电池总反应式为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。
(2)根据电极反应式找出已知量与电量之间的定量关系进行计算。①锌片与银片减少的质量等于生成氢气所消耗的锌的质量，设产生的氢气体积为x。则：
Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
65 g 22.4 L
60 g－47 g＝13 g x
x＝13 g×22.4 L÷65 g·mol－1＝4.48 L。
②反应消耗的锌为13 g÷65 g·mol－1＝0.20 mol。1 mol Zn变为Zn2＋时，转移2 mol e－，则通过的电量为0.20 mol×2×6.02×1023 mol－1×1.60×10－19C＝3.85×104 C。
答案：(1)Zn－2e－===Zn2＋ 2H＋＋2e－===H2↑
(2)①4.48 L ②3.85×104C
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3．锌稀硫酸铜组成的原电池装置中，当导线中有1 mol 电子通过时，理论上的两极变化是( )
①锌片溶解了32.5 g ②锌片增重32.5 g
③铜片上析出1 g H2 ④铜片上析出1 mol H2
A．①和③ B．①和④
C．②和③ D．②和④
答案：A
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有关图象的化学题，是化学基础知识，基本规律以平面直角坐标系中的图象为载体进行表达的题目。图象化学题一般综合性强，难度较大。解题时，重点是理解图象的意义和特点。归纳起来，图象题的解答方法与思路是：
1．理解图象中的面、线、点。
(1)理解面。
理解各坐标轴所代表的量的意义及曲线所表示的是哪些量的关系。
(2)理解线。
理解曲线“平”与“陡”的意义，即斜率大小的意义；理解曲线的变化趋势并归纳出规律。如图中有拐点，先拐先平，较早出现拐点的曲线表示先达平衡，对应温度高、压强大；图中有3个量，定1议2(即先确定1个量不变，再讨论另两个量的关系)；“吸热大变、放热小变”，即在速率温度图象中，温度改变时，吸热反应速率变化大，放热反应速率变化小。
(3)理解点。
理解曲线上点的意义，特别是某些特殊点，如坐标轴的交点，几条曲线的交叉点、极值点、转折点等。
2．联系规律。
联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律，作出正确判断。
(双选题)合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，673 K、30 MPa时，n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如下图所示。下列叙述正确的是( )
A．点a的正反应速率比点b的大
B．点c处反应达到平衡
C．点d(t1时刻)和点e(t2时刻)处n(N2)不一样
D．其他条件不变，773 K下反应至t1时刻，v(H2)比图中d点的值大
解析：a点的H2浓度比b点大，反应速率较大，故A项正确；c点时NH3有增大趋势、H2有减小趋势，反应未达平衡，故B项错误；d、e两点都是反应达平衡时的点，反应物和生成物浓度都不变，故C项错误；温度升高，化学反应速率增大，v(H2)增大，故D项正确。
答案：AD
为了研究碳酸钙与稀盐酸反应的反应速率，一位同学通过实验测定反应中生成的CO2气体体积随时间变化的情况，绘制出了如下图所示的曲线。请分析讨论以下问题：
(1)在O～t1、t1～t2、t2～t3各相同的时间段里，反应速率最慢的是____________时间段，收集到气体最多的是____________时间段。
(2)试分析三个时间段里，反应速率不同的可能原因(该反应是放出热量的反应)。
(3)在t4后，为什么收集到的气体的体积不再增加？
解析：(1)首先明确横、纵坐标的含义，特别是纵坐标并不是速率，因此从曲线的斜率大小来判断反应的快慢，t2～t3时间段的斜率最小，反应最慢。
(2)一个反应速率的大小受制于若干条件，有的阶段某种因素的影响起主要作用，另一阶段可能就被另一种影响因素所代替。
(3)当反应停止时，收集到的气体体积不再发生变化。
答案：(1)t2～t3 t1～t2
(2)由于反应放热，O～t1时间段：反应物浓度高，但温度较低，所以速率较慢；t1～t2时间段：温度升高，反应速率变快；t2～t3时间段：随反应物浓度的下降，速率又变慢。
(3)t4以后反应物中至少有一种消耗完全。
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4．把在空气中久置的铝片5.0 g投入盛有500 mL 0.5 mol·L－1硫酸溶液的烧杯中，该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间的关系可用下图所示的坐标曲线来表示。请回答下列问题：
(1)曲线由O→a段不产生氢气的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
有关反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(2)曲线由a→c段，产生氢气的速率增加较快的主要原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)曲线由c以后产生氢气的速率逐渐下降的主要原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)硫酸首先和氧化铝反应，不产生氢气 Al2O3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O (2)a→c段，反应放热，温度升高，使反应速率增大 (3)曲线c以后，硫酸的浓度逐渐变小，该因素变为影响反应速率的主要因素，使反应速率减小
5．如下图表示某可逆反应达到平衡过程中某一反应物的vt图象，我们知道v＝；反之，Δc＝v×Δt。请问下列vt图象中的阴影面积表示的意义是( )
A．从反应开始到平衡时，该反应物的浓度
B．从反应开始到平衡时，该生成物的浓度
C．从反应开始到平衡时，该反应物实际减小的浓度
D．从反应开始到平衡时，该反应物实际增大的浓度
答案：C
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章末过关检测卷(二)
第二章 化学反应与能量
(时间：50分钟 满分：100分)
一、单项选择题(共8小题，每小题4分，共32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
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两项合理；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。
答案：D
2．一种化学冰袋中含有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
解析：C项错误，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。
答案：C
3．X、Y、Z三种金属，X、Y组成原电池，X是负极；把Y放在Z的硝酸银溶液中，Y表面有Z析出。其活泼顺序是( )
A. X>Y>Z B. Z>Y>X
C. X>Z>Y D. Y>X>Z
答案：A
4．下列各个装置中能组成原电池的是( )
A B C D
答案：B
5．一种氢氧燃料电池用30% KOH溶液为电解质溶液，有关这种电池的说法中错误的是( )
A．H2在负极发生氧化反应
B．供电时的总反应为：2H2 ＋ O2=== 2H2O
C．产物为无污染的水，属于环境友好电池
D．负极反应为：H2－2e－=== 2H＋
答案：D
6．2SO2(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＝
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。
答案：D
7．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
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项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项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项不能说明该反应已经达到平衡。
答案：C
8．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/mL
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
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。
答案：D
二、双项选择题(共5小题，每小题4分，共20分)
9．下列说法中正确的是( )
A．干冰汽化需吸收大量的热，这个变化是吸热反应
B．酒精可用作燃料，说明酒精燃烧是放热反应
C．木炭需加热到一定温度时才燃烧，所以木炭燃烧是吸热反应
D．用氢氧焰可以加热软化玻璃生产各种玻璃器皿，主要是利用了氢气和氧气化合时放出的热量
答案：BD
10．温度为500 ℃时，反应4NH3＋5O24NO＋6H2O在5 L的密闭容器中进行，半分钟后NO的物质的量浓度增加了0.3 mol，则此反应的平均速率(x)为( )
A.(O2)＝0.01 mol/(L·s) B.(NO)＝0.08mol/(L·s)
C.(H2O)＝0.00 3mol/(L·s) D.(NH3)＝0.002 mol/(L·s)
答案：CD
11．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．M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
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)。
答案：AD
12．对10 mL 1 mol/L的盐酸与一小块大理石的化学反应CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，下列措施能使化学反应速率提高的是( )
A．加入一定量的CaCl2 B．加入5 mL 1.5 mol/L的盐酸
C．适当升高温度 D．加入5 mL H2O
答案：BC
13．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．水既是还原剂又是溶剂
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↑
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B、D两项正确；原电池中正极带负电，OH－向负极移动，A、C两项错误。
答案：BD
三、非选择题(共5小题，共48分)
14．(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________(选填“放热”或“吸热”)反应。
(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________(选填“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________________。
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。
答案： (1)太阳 化学 催化剂 化学
电 H—O 吸热 (2)负 流出 (3)锌 2Zn－4e－===2Zn2＋
15．(9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________(选填“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)________________________________________________________________________。
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。
答案： (1)没有 锌片 2H＋＋
2e－===H2↑
(2)c(H2SO4)＝1 mol·L－1，c(ZnSO4)＝1 mol·L－1
16．(8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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
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。
答案： (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＋
17．(8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(选填“>”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________(选填“吸收”或“放出”)能量________kJ。
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。
答案： (1)> < (2)吸收 236
18．(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
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两项。
答案：(1)4A＋5B6C＋4D
(2)0.1 mol·L－1·min－1 AC
