第1节 化学键与物质构成
必备知识基础练进阶训练第一层
知识点1化学键 离子键
1.下列关于化学键的说法中不正确的是( )
A．化学键是一种作用力
B．化学反应过程中，反应物分子内化学键断裂，产物分子中的化学键形成
C．非极性键不是化学键
D．化学键可以使离子相结合，也可以使原子相结合
2．下列有关化学键的叙述正确的是( )
A．化学键是相邻原子或离子之间强烈的相互作用
B．任何分子内都有化学键
C．化学键只存在于分子之间
D．化学键只存在于离子之间
3．下列叙述中错误的是( )
A．钠原子和氯原子作用形成NaCl后，其结构的稳定性增强
B．在氯化钠中，除氯离子和钠离子的静电吸引作用外，还存在电子与电子、原子核与原子核之间的排斥作用
C．任何离子键在形成的过程中必定有电子的得与失
D．金属钠与氯气反应生成氯化钠后，体系能量降低
4．下列关于化学键的说法中正确的是( )
①相邻原子间的相互作用叫作化学键
②化学键既存在于相邻原子间，又存在于相邻分子间
③在水中氢、氧原子间均以化学键相结合
④相邻原子之间强烈的相互吸引作用叫作化学键
⑤化学键是指相邻原子间的强相互作用
A．②③④ B．③④⑤
C．①②③ D．⑤
5．(双选)下列叙述错误的是( )
A．带相反电荷离子之间的相互吸引称为离子键
B．金属元素与非金属元素化合时，不一定形成离子键
C．某元素的原子最外层只有一个电子，它跟卤素结合时所形成的化学键不一定是离子键
D．非金属原子间不可能形成离子键
6．下列物质中，只含离子键的是( )
A．KOH B．H2O
C．HCl D．NaCl
7．下列物质中含有离子键且阴离子与阳离子数目比为1∶2的是( )
A．CaO B．Na2O2
C．KF D．NaHCO3
知识点2共价键 离子化合物与共价化合物
8.某运动饮料含有下列成分，其中只含有共价键的是( )
A．C6H12O6 B．Na2CO3
C．MgSO4 D．NaCl
9．下列物质中，既有离子键，又有共价键的是( )
A．KOH B．CaCl2
C．H2O D．NaCl
10．下列各组中，两种物质所含化学键的类型完全相同的是( )
A．O2、CO2 B．NaOH、NH4Cl
C．CaCl2、K2SO4 D．Na2O2、H2O2
11．通过物质的下列性质能确定该物质为离子化合物的是( )
A．在水溶液中能导电的化合物
B．由金属元素和非金属元素形成的化合物
C．在熔化状态下能导电的化合物
D．熔点高的物质
12．下列说法正确的是( )
①离子化合物一定含离子键，也可能含共价键
②共价化合物一定含共价键，也可能含离子键
③含金属元素的化合物不一定是离子化合物
④由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物
⑤由分子组成的物质中一定存在共价键
⑥离子化合物在熔融状态下能导电
A．①③⑤ B．②④⑥
C．②③④ D．①③⑥
13．下列化合物的电子式书写正确的是( )
A．Ca2＋[∶∶] B．Na＋[]－2Na＋
C．[Mg2＋][]2－ D．K＋[∶]－
14．下列化学用语中，正确的是( )
A．次氯酸的结构式：H—O—Cl
B．氮气的电子式：∶N∶∶∶N∶
C．CO2分子的电子式：O===C===O
D．用电子式表示氯化氢分子的形成过程：
H＋∶→H＋[∶∶]－
15．下列电子式或用电子式表示化合物形成过程正确的是( )
A．Na2O2 Na＋[∶∶∶]2－Na＋
B．CCl4 Cl∶∶Cl
C.MgCl2
D.H2O H＋[∶∶]2－H＋
16．HgCl2的稀溶液可用作手术刀的消毒剂，已知熔融的HgCl2不导电，而HgCl2的稀溶液有较弱的导电能力，下列关于HgCl2的叙述正确的是( )
A．HgCl2属于离子化合物
B．HgCl2属于共价化合物
C．HgCl2属于非电解质
D．HgCl2中既存在离子键又存在共价键
关键能力综合练进阶训练第二层
一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。
1．从化学键的角度看化学反应的实质是“旧化学键的断裂，新化学键的形成”，下列既有旧化学键的断裂，又有新化学键的形成的变化是( )
A．Cl2溶于水 B．碘升华
C．氯化钠受热熔化 D．酒精溶解于水
2．有关化学键的叙述错误的是( )
A．所有物质中都含有化学键
B．离子化合物中一定含有离子键
C．共价化合物中一定含有共价键
D．离子化合物中可能含有共价键
3．下列物质的变化过程中，都没有化学键被破坏的是( )
A．氢氧化钠溶于水中；Na2O2溶于水
B．氯化氢溶于水得到盐酸；NH4Cl受热分解
C．冰融化为液态水；O2溶于水
D．氯化钠受热熔化；I2升华
4．下列过程中，共价键被破坏的是( )
①碘升华 ②溴蒸气被木炭吸附 ③乙醇溶于水
④HCl气体溶于水 ⑤冰融化 ⑥NH4Cl受热
⑦氢氧化钠熔化 ⑧(NH4)2SO4溶于水
A．①④⑥⑦ B．④⑥⑧
C．①②④⑤ D．④⑥
5．下列有关化学用语的表示中正确的是( )
A．次氯酸的电子式：H∶∶∶
B．Na＋的结构示意图：
C．用电子式表示MgCl2的形成过程：
D．M2＋核外有a个电子，核内有b个中子，M原子符号：M
二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。
6．北京大学和中国科学院的化学工作者已成功研制出碱金属与C60形成的球碳盐K3C60，实验测知该物质属于离子化合物，具有良好的超导性。下列有关分析正确的是( )
A．K3C60中只有离子键
B．K3C60中含有极性共价键
C．该晶体在熔融状态下能导电
D．C60与12C互为同素异形体
7．下列说法正确的是( )
A．凡是有化学键断裂的过程一定发生了化学反应
B．分子中不一定含有共价键
C．仅由非金属元素不可能形成离子化合物
D．离子化合物中可能含有共价键
8．下列物质中属于含有共价键的离子化合物的是( )
①MgCl2 ②Na2O2 ③NaOH ④NH4Cl
⑤CO2 ⑥H2O2 ⑦N2
A．②③④ B．②④⑤⑦
C．①②③④⑥ D．①③⑤⑥
9．下列说法中正确的是( )
A．KOH中含有离子键也含有共价键，属于离子化合物
B．HCl中存在离子键，属于离子化合物
C．不同元素组成的多原子分子里的化学键一定为极性键
D．阴、阳离子间通过静电引力而形成的化学键叫作离子键
三、非选择题
10．短周期原子序数依次递增的A、B、C、D、E、F六种元素，已知B原子最外层电子数是A原子次外层电子数的3倍，是D原子最外层电子数的2倍；C原子内层电子总数是最外层电子数的10倍；A、B、D三种元素的原子最外层电子数之和为13；A和B原子最外层电子数之和与D和F原子最外层电子数之和相等；E和F是相邻元素。回答下列问题：
(1)E元素的名称为________；其在元素周期表中的位置是______________________。
(2)AB2的电子式为________；用电子式表示E的氢化物的形成过程__________________________________________。
(3)C单质和F元素的最高价氧化物的水化物反应的化学方程式为________________________________。
(4)B、C、D、F四种元素原子半径由大到小的顺序是________(填元素符号)，离子半径最小的是________(填离子符号)。
(5)B和E的简单氢化物中沸点较高的是______________________________________(填化学式)，A和B的简单氢化物中稳定性较好的是______________________________(填化学式)。
(6)短周期元素M与D元素位于不同主族，根据对角线规则二者某些性质相似。将M的最高价氧化物溶于C的最高价氧化物对应的水化物溶液中，发生反应的离子方程式为____________________________________________________________________。
(7)由B、C两种元素组成的化合物有两种，其中一种为淡黄色，该物质的电子式为____________________________________________。
学科素养升级练进阶训练第三层
1．下列说法不正确的是( )
A．凡金属元素跟非金属元素化合时都能形成离子键
B．原子间先通过得失电子变成阴阳离子后，阴阳离子间才能形成离子键
C．具有强得电子能力的原子与具有强失电子能力的原子相遇时能形成离子键
D．一般情况下，活泼金属(ⅠA、ⅡA族金属)和活泼的非金属(ⅥA、ⅦA族非金属)之间化合时，易形成离子键
2．下列说法中正确的是( )
A．CH4和BCl3分子中所有原子的最外层都达到了8电子稳定结构
B．Na2O2、NaClO中所含化学键类型不完全相同
C．Si与C同属ⅣA族，因此SiO2和CO2两种物质中微粒间作用完全相同
D．氯气与NaOH反应的过程中，同时有离子键、极性键和非极性键的断裂和形成
3．(双选)CaH2属于离子化合物，是一种生氢剂，其与水反应的化学方程式为CaH2＋2H2O===Ca(OH)2＋2H2↑，下列有关CaH2的说法正确的是( )
A．其中阴、阳离子个数比为2∶1
B．其中既含离子键又含非极性键
C．其中氢元素的化合价为－1
D．与水反应时，CaH2中的氢元素既被氧化也被还原
4．A、B、C、D、E、F是原子序数依次增大的六种短周期主族元素，A元素的原子核内只有1个质子；B元素的原子半径是其所在主族元素原子中最小的，B的最高价氧化物对应水化物的化学式为HBO3；C元素原子的最外层电子数比次外层多4；C的简单阴离子与D的简单阳离子具有相同的电子排布，两元素可形成化合物D2C；C、E同主族。
(1)B在周期表中的位置为________。
(2)元素C与元素D以原子个数比为1∶1形成化合物Q，请写出Q的电子式：______________________________________。
(3)用电子式表示化合物D2C的形成过程：_____________________________________。
(4)元素A、B、C以原子个数比4∶2∶3形成化合物W，化合物W中存在的化学键有__________________________________。
(5)写出碳单质与E的最高价氧化物对应水化物的浓溶液反应的化学方程式：________________________________________________，当转移0.2 mol电子时，标准状况下反应产生气体的体积为________ L。
第1节 化学键与物质构成
必备知识基础练
1．答案：C
解析：化学键是相邻的两个或多个原子之间的一种强烈的相互作用，因此化学键属于作用力，A正确；化学反应过程就是原子重新组合的过程，在这个过程中，反应物分子内化学键断裂产生单个原子，产生的原子再重新组合形成生成物分子中的化学键，B正确；化学键包括离子键、共价键和金属键，共价键又分为极性键和非极性键，因此非极性键也是化学键，C错误；形成化学键可以使离子相结合，也可以使原子相结合，D正确。
2．答案：A
解析：A项，符合化学键的叙述，正确；B项，惰性气体是单原子分子，无化学键，错误；C项，化学键不能存在于分子之间，错误；D项，化学键还可以存在于原子间，错误。
3．答案：C
解析：钠原子和氯原子作用形成NaCl，Na＋和Cl－最外层均达稳定结构，体系的能量降低，其结构的稳定性增强，故A、D正确；在氯化钠中，Na＋与Cl－间存在静电吸引作用，电子与电子、原子核与原子核之间存在排斥作用，故B正确；离子键是阴、阳离子间通过静电作用形成的化学键，不一定发生电子的得失，如Na＋与OH－结合成NaOH，故C错误。
4．答案：D
解析：①形成化学键的原子间的相互作用必须是强烈的，不强烈的相互作用不是化学键，错误；②相邻分子间不存在化学键，错误；③在水分子内，氧原子和氢原子之间形成化学键，但分子间的氧原子和氢原子间的相互作用很微弱，不是化学键，错误；④化学键包括相互吸引作用和相互排斥作用，错误；⑤正确。
5．答案：AD
解析：相互作用包括相互吸引和相互排斥两个方面A错误；如AlCl3、BeCl2是由活泼金属与活泼非金属形成的共价化合物，B正确；如HCl是通过共价键形成的，C正确；如NH是由非金属元素形成的阳离子，铵盐为离子化合物，D错误。
6．答案：D
解析：KOH是离子化合物，含有离子键、共价键，A不符合题意；H2O是共价化合物，只含有共价键，B不符合题意；HCl是共价化合物，只含有共价键，C不符合题意；NaCl是离子化合物，只含有离子键，D符合题意。
7．答案：B
解析：CaO中含有离子键，阴离子与阳离子数目比为1∶1，A错误；Na2O2含有离子键，由钠离子与过氧根离子组成，阴离子与阳离子数目比为1∶2，B正确；KF含有离子键，阴离子与阳离子数目比为1∶1，C错误；NaHCO3含有离子键，阴离子与阳离子数目比为1∶1，D错误。
8．答案：A
解析：C6H12O6是只含共价键的共价化合物，A符合题意；Na2CO3是含共价键和离子键的离子化合物，B不符合题意；MgSO4是含共价键和离子键的离子化合物，C不符合题意；NaCl是只含离子键的离子化合物，D不符合题意。
9．答案：A
解析：一般活泼的金属和活泼的非金属容易形成离子键，非金属元素的原子间容易形成共价键，据此可知，氢氧化钾中含有离子键和共价键，氯化钙中含有离子键，水中含有共价键，氯化钠中含有离子键。
10．答案：B
解析：O2分子内存在非极性共价键，而CO2分子内存在的是极性共价键，A错误；NaOH、NH4Cl均存在离子键和极性共价键，所含化学键的类型完全相同，B正确；CaCl2中只存在离子键，K2SO4中存在离子键和极性共价键，C错误；Na2O2中存在离子键和非极性共价键，H2O2中存在极性共价键和非极性共价键，D错误。
11．答案：C
解析：A项，共价化合物在水溶液中可能导电，如HCl；B项，由活泼金属元素和活泼非金属元素形成的化合物为离子化合物，而某些金属性较弱的金属与非金属元素可能形成共价化合物，如AlCl3；C项，共价键在熔化状态下不断裂，在熔化状态下能导电的化合物一定是离子化合物；D项，熔点高的物质可能不是化合物，如石墨。
12．答案：D
解析：含有离子键的化合物是离子化合物，离子化合物中可能含有共价键，如KOH，故①正确；只含共价键的化合物是共价化合物，共价化合物中一定不含离子键，故②错误；含金属元素的化合物不一定是离子化合物，可能是共价化合物，如氯化铝，故③正确；由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物，可能是离子化合物，如铵盐，故④错误；由分子组成的物质中不一定存在共价键，如稀有气体，故⑤错误；离子化合物在熔融状态下能电离出自由移动的阴、阳离子，在电场作用下能导电，故⑥正确。答案选D。
13．答案：D
解析：每个离子均要单独写，不能合并在一起表示，A错误；离子电荷表示法(如R2－)与化合价(如)不同，“2－”表示带两个单位负电荷，而“－2”表示化合价为－2，且化合价应写在元素符号的正上方，B错误；在简单阳离子符号周围不用方括号，只用简单离子符号表示即可，C错误。
14．答案：A
解析：Cl只能形成一对共用电子对，次氯酸的结构式为H—O—Cl，A正确；氮气中存在氮氮三键，氮气的电子式为∶N N∶，B错误；二氧化碳属于共价化合物，分子中存在两个碳氧双键，二氧化碳的电子式为C，C错误；氯化氢是共价化合物，不存在离子键，氢原子与氯原子之间形成1对共用电子对，氯原子最外层有7个电子，氯化氢分子的形成过程为H∶―→H∶∶，D错误。
15．答案：A
解析：Na2O2是离子化合物，电子式为Na＋[∶∶∶]2－Na＋，A正确；CCl4是共价化合物，所有原子都满足8电子稳定结构，电子式为，B错误；MgCl2是离子化合物，镁原子失去两个电子，氯原子得到电子，形成过程为，C错误；H2O是共价化合物，电子式为HH，D错误。
16．答案：B
解析：熔融的HgCl2不导电，则HgCl2属于共价化合物，A项错误，B项正确；HgCl2的稀溶液导电能力较弱，说明水溶液中HgCl2能微弱电离，则HgCl2属于电解质，C项错误；HgCl2为共价化合物，只存在共价键，D项错误。
关键能力综合练
1．答案：A
解析：氯气溶于水发生化学反应，氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，既有旧化学键的断裂，又有新化学键的形成，A正确；碘升华是物理变化，只是物质的状态发生了变化，没有发生化学反应，没有旧化学键的断裂和新化学键的形成，B错误；氯化钠受热熔化是物理变化，只是物质的状态发生了变化，没有发生化学反应，只有旧化学键的断裂，没有新化学键的形成，C错误；酒精溶于水没有发生化学反应，没有旧化学键的断裂和新化学键的形成，D错误。
2．答案：A
解析：离子化合物中一定含有离子键，可能含有共价键，共价化合物中一定含有共价键，不含有离子键，并不是所有的物质都含有化学键，如稀有气体分子为单原子分子，不存在化学键，A错误；离子化合物中一定含有离子键，可能含有共价键，凡是含有离子键的化合物，一定属于离子化合物，B正确；共价化合物中一定含有共价键，并且只含有共价键，不会含有离子键，C正确；离子化合物中的阴、阳离子可能为原子团，如铵根离子、氢氧根离子、过氧根离子等，原子团中可能存在极性共价键或非极性共价键，D正确。
3．答案：C
解析：氢氧化钠溶于水，发生电离形成离子，Na2O2溶于水且与水发生化学反应，化学键均被破坏，A不符合题意。氯化氢为共价化合物，溶于水得到氯离子和氢离子，化学键被破坏；NH4Cl是离子化合物，受热分解生成氯化氢和氨气，均为共价化合物，化学键被破坏，B不符合题意。冰融化为液态水仅为物态变化，破坏分子间作用力，没有破坏化学键；O2溶于水属于物理变化，没有破坏化学键，C符合题意。氯化钠是离子化合物，受热熔化时形成钠离子和氯离子，化学键破坏；I2升华变为碘蒸气，是物态变化，破坏分子间作用力，化学键未被破坏，D不符合题意。
4．答案：D
解析：①碘升华，破坏的是分子间作用力，不选；②溴蒸气被木炭吸附，破坏的是分子间作用力，不选；③酒精溶于水，不发生电离，破坏的是分子间作用力，不选；④HCl气体溶于水，发生电离，H—Cl共价键被破坏，选；⑤冰融化，破坏的是分子间作用力，不选；⑥NH4Cl受热发生分解反应，生成氨气和HCl，N—H共价键破坏，同时破坏了离子键，选；⑦氢氧化钠熔化，破坏的是离子键，不选；⑧(NH4)2SO4溶于水，发生电离，破坏的是离子键，不选。综上，共价键被破坏的有④⑥。
5．答案：D
解析：HClO的电子式为H∶∶∶，A项错误；Na＋核外有10个电子，结构示意图为，B项错误；用电子式表示MgCl2的形成过程为，C项错误；M2＋核外有a个电子，则M原子核外有a＋2个电子，M的质子数为a＋2，质量数为a＋2＋b，则M的原子符号为M，D项正确。
6．答案：C
解析：K3C60中K＋和C之间形成离子键，C中C原子和C原子之间形成非极性共价键，A、B项错误；根据题给信息，该物质属于离子化合物，则该晶体在熔融状态下能导电，C项正确；C60属于单质，12C属于原子，而同素异形体的研究对象是单质，D项错误。
7．答案：BD
解析：有化学键断裂的过程不一定发生了化学反应，如离子晶体熔化时其离子键断裂，只发生了物理变化，A错误；分子中不一定含有共价键，如稀有气体分子中无共价键，B正确；仅由非金属元素也可能形成离子化合物，如氯化铵是离子化合物，C错误；离子化合物中可能含有共价键，如过氧化钠中含有共价键，D正确。
8．答案：A
解析：MgCl2中只含有离子键，是离子化合物，故①错误；Na2O2中Na＋与O之间存在离子键，O中存在共价键，所以过氧化钠是含共价键的离子化合物，故②正确；NaOH中钠离子和氢氧根离子之间存在离子键，氢氧根离子中氢原子和氧原子之间存在共价键，所以氢氧化钠是含共价键的离子化合物，故③正确；NH4Cl中NH与Cl－之间存在离子键，NH中存在共价键，NH4Cl是含有共价键的离子化合物，故④正确；CO2中只含共价键，属于共价化合物，故⑤错误；H2O2中只含共价键，属于共价化合物，故⑥错误；N2是单质，不是化合物，故⑦错误。故答案为A。
9．答案：A
解析：KOH中含有离子键也含有共价键，属于离子化合物，A正确；HCl中只存在极性共价键，属于共价化合物，B错误；不同元素组成的多原子分子里的化学键不一定都为极性键，还可能有非极性键，如H2O2中的O—O键，C错误；阴、阳离子间通过静电作用而形成的化学键叫作离子键，静电作用包括静电引力和静电斥力，D错误。
10．答案：(1)硫 第3周期第ⅥA族
(2)∶C∶
(3)2Na＋2HClO4===H2↑＋2NaClO4
(4)Na>Al>Cl>O Al3＋ (5)H2O H2O
(6)BeO＋2OH－===BeO＋H2O
(7)Na＋[∶∶∶]2－Na＋
解析：已知B原子最外层电子数是A原子次外层电子数的3倍，是D原子最外层电子数的2倍，说明B原子最外层电子数为6，D原子最外层电子数为3，A的次外层电子数为2，C原子内层电子总数是最外层电子数的10倍，则C为Na，A、B、D三种元素的原子最外层电子数之和为13，则A的最外层电子数为13－6－3＝4，所以A的核外电子数为2＋4＝6，为C元素，A和B原子最外层电子数与D和F原子最外层电子数之和相等，则F的最外层电子数为7，F的原子序数最大，应为Cl元素，E和F是相邻两种元素，E为S元素，D原子最外层电子数为3，所以D为Al元素，B原子最外层电子数为6，且原子序数比Na小，则为O元素。综上可知：A为C元素，B为O元素，C为Na元素，D为Al元素，E为S元素，F为Cl元素。(1)E为S元素，元素名称为硫，在元素周期表中的位置为第3周期第ⅥA族。(2)AB2为CO2，为共价化合物，C与每个O各形成2对共用电子对，电子式为∶C∶。E的氢化物为H2S，为共价化合物，S与H形成共价键，形成过程可表示为(3)C为钠，与F的最高价氧化物对应的水化物HClO4发生置换反应生成氢气，反应的化学方程式为2Na＋2HClO4===H2↑＋2NaClO4。(4)比较微粒半径大小，先看电子层数，电子层数越多，半径越大，当电子层数相同时，看核电荷数(原子序数)，核电荷数越大，半径越小，B、C、D、F分别为O、Na、Al、Cl，O位于第2周期，电子层数为2，Na、Al、Cl位于第3周期，电子层数为3，故O原子半径最小，原子序数Na
Al>Cl>O。O2－、Na＋、Al3＋都有2个电子层，Cl－有3个电子层，且原子序数Al>Na>O，则离子半径：Cl－>O2－>Na＋>Al3＋，故离子半径最小的为Al3＋。(5)B和E形成的简单氢化物为H2O和H2S，因为H2O分子间存在氢键，所以H2O的沸点更高；A的简单氢化物为CH4，非金属性O>C，则稳定性H2O>CH4。(6)M与D元素位于不同主族，根据对角线规则二者某些性质相似，则M为Be元素，Be的最高价氧化物为BeO，与C的最高价氧化物对应的水化物NaOH反应生成Na2BeO2，和H2O，离子方程式为BeO＋2OH－===BeO＋H2O。(7)Na和O组成的淡黄色化合物为Na2O2，为离子化合物，过氧根形成共用电子对，书写电子式时，简单阳离子直接写离子符号，则Na2O2的电子式为Na＋[∶∶∶]2－Na＋。
学科素养升级练
1．答案：A
解析：并不是所有由金属与非金属元素形成的化合物都是离子化合物，如AlCl3是共价化合物，A错误。
2．答案：B
解析：CH4分子中的H原子和BCl3分子中的B原子最外层都不能达到8电子稳定结构，A错误；Na2O2分子中含有离子键和非极性共价键，而NaClO分子中含有离子键和极性共价键，二者所含化学键类型不完全相同，B正确；Si与C同属ⅣA族元素，但SiO2是由Si原子和O原子通过共价键形成的共价晶体，而CO2是由CO2分子通过分子间作用力形成的分子晶体，即二者微粒间的作用不同，C错误；氯气与NaOH反应的过程中，断裂的化学键有离子键、极性键和非极性键，而形成的化学键有离子键、极性键，D错误。
3．答案：AC
解析：CaH2属于离子化合物，其中阴、阳离子个数比为2∶1，A正确；CaH2属于离子化合物，其中只有离子键，不存在非极性键，B错误；Ca是＋2价，其中氢元素的化合价为－1，C正确；与水反应时CaH2中氢元素化合价从－1升高到0，被氧化，水中氢元素被还原，D错误。
4．答案：(1)第2周期第ⅤA族
(2)Na＋[∶∶∶]2－Na＋
(3)
(4)离子键、共价键
(5)C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O 3.36
解析：A、B、C、D、E、F是原子序数依次增大的六种短周期主族元素，A元素的原子核内只有1个质子，则A为H；B元素的原子半径是其所在主族元素原子中最小的，B的最高价氧化物对应水化物的化学式为HBO3，则B位于ⅤA族，B为N；C元素原子的最外层电子数比次外层多4，则最外层电子数为6，C为O；C的阴离子与D的阳离子具有相同的电子排布，两元素可形成化合物D2C，则D为Na；C、E同主族，则E为S；F的原子序数最大，则F为Cl。(1)B在周期表中的位置为第2周期第ⅤA族。(2)元素C与元素D以原子个数比为1∶1形成化合物Q，Q的电子式为Na＋[∶∶∶]2－Na＋。(3)用电子式表示化合物D2C的形成过程为(4)元素A、B、C以原子个数比4∶2∶3形成的化合物W为NH4NO3，NH4NO3中存在的化学键有离子键、共价键。(5)碳单质与E的最高价氧化物对应水化物的浓溶液反应的化学方程式为C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，该反应转移4mol电子时生成3mol气体，所以当转移0.2mol电子时，标准状况下反应产生气体的体积为0.15mol×22.4L·mol－1＝3.36L。第1节 化学键与物质构成
知识点1 化学键 离子键
1．化学键
(1)化学键：________________________。
(2)化学键与化学反应的关系：化学变化的实质是________________________________________________________________________。
(3)化学键与能量的关系：化学键的断裂与形成伴随着能量的变化，旧化学键断裂需要________，新化学键形成会________。
2．离子键
(1)形成：(以NaCl为例)
(2)含义：离子键是指______________________________________________________。
(3)形成原子：形成离子键的原子一般是______________________________________。
(4)用电子式表示形成NaCl的过程：_________________________________________。
知识点2 共价键 离子化合物与共价化合物
1．共价键
(1)形成：(以HCl为例)
(2)含义：共价键是指________________________。
(3)形成原子：形成共价键的原子一般是________。
(4)用电子式表示形成HCl的过程：________________________。
(5)共价键类型：
①极性键：由不同非金属原子形成的共价键，如H—Cl键、N—H键；
②非极性键：由相同非金属原子形成的共价键，如H—H键、Cl—Cl键。
(6)由共价键形成的分子的空间结构：
CO2 H2O NH3 CH4
空间结构 ____形 ____形 ______形 ______形
键角 180° 104.5° 107.3° 109°28′
2.离子化合物与共价化合物
根据物质的构成将化合物分为两类：
第1节 化学键与物质构成
知识点1
1．（1）相邻原子间的强相互作用 （2）旧化学键断裂和新化学键形成 （3）吸收能量 释放能量
2．（2）阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键 （3）活泼的金属元素原子和活泼的非金属元素原子 （4）
知识点2
1．（2）原子之间通过共用电子形成的化学键
（3）非金属元素原子 （4）H＋∶―→H∶∶ （6）直线 角 三角锥 正四面体
2．阴离子和阳离子 原子通过共价键第1课时 化学反应中能量变化的本质及转化形式
必备知识基础练进阶训练第一层
知识点1化学反应中的能量变化
1.下列说法中，不正确的是( )
A．化学反应未必伴随能量变化
B．化学反应中的能量变化主要是由化学键变化引起的
C．化学反应中能量变化的大小与反应物的物质的量的多少有关
D．化学反应释放的能量不一定表现为热能，但一定遵循能量守恒定律
2．下列说法正确的是( )
A．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B．化学反应中的能量变化都表现为热量变化
C．任何放热反应在常温下一定能发生
D．反应物和生成物所具有的总能量决定了反应是放热还是吸热
3．下列叙述正确的是( )
A．物质燃烧不一定是放热反应
B．放热反应不需要从外界吸收任何能量就能发生
C．在一个确定的化学反应中，反应物总能量总是高于生成物总能量
D．化学反应除了生成新的物质外，还伴随着能量的变化
4．已知反应X＋Y===M＋N为吸热反应，对这个反应的下列说法中正确的是( )
A．X的能量一定低于M的，Y的能量一定低于N的
B．因为该反应为吸热反应，故一定要加热反应才能进行
C．破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量
D．X和Y的总能量一定低于M和N的总能量
5．下列反应是吸热反应的是( )
6．下列反应既属于氧化还原反应，又是放热反应的是( )
A．铝与盐酸反应
B．NaOH和HCl反应
C．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
D．CaCO3受热分解为CaO和CO2
7.
下列反应过程中能量变化的趋势与右图一致的是( )
A．C＋CO22CO
B．CaCO3CaO＋CO2↑
C．2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3
D.Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O
8．已知反应：A＋B===C＋D为放热反应，则下列说法正确的是( )
A．A的能量一定大于B
B．A和B的总能量一定大于C和D的总能量
C．因为该反应为放热反应，故不必加热就可发生
D．该反应一定可以自发进行
知识点2化学反应中能量变化的实质
9.氢气和氟气混合在黑暗处即可发生爆炸而释放出大量的热量。在反应过程中，断裂1 mol H2中的化学键消耗的能量为Q1 kJ，断裂1 mol F2中的化学键消耗的能量为Q2 kJ，形成1 mol HF中的化学键释放的能量为Q3 kJ。下列关系式中正确的是( )
A．Q1＋Q2<2Q3 B．Q1＋Q2>2Q3
C．Q1＋Q2Q3
10．已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ，且氧气中1 mol O===O键完全断裂时吸收热量496 kJ，水蒸气中1 mol H—O键形成时放出热量463 kJ，则氢气中1 mol H—H键断裂时吸收热量为( )
A．436 kJ B．557 kJ
C．920 kJ D．618 kJ
11．下列能正确表示氢气与氯气反应生成氯化氢的过程中能量变化的图像的是( )
12．化学反应A2(g)＋B2(g)===2AB(g)的能量变化如图所示，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(g)的总能量高于1 mol A2(g)和1 mol B2(g)的总能量
13．已知反应NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g)的能量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A．图中A→B的过程为放热过程
B．1 mol NO2和1 mol CO的键能总和大于1 mol NO和1 mol CO2的键能总和
C．该反应为氧化还原反应
D．1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)的总能量低于1 mol NO(g)和1 mol CO2(g)的总能量
14．某反应由两步反应构成：A―→B、B―→C，反应过程中的能量变化曲线如图。下列叙述正确的是( )
A．两步反应均为吸热反应
B．三种物质中C最稳定
C．A与C的能量之差为E4
D．A―→B，反应条件一定需要加热
15．科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程，反应过程如图所示。下列说法正确的是( )
A．CO和O生成CO2是吸热反应
B．在该过程中，CO断键形成C和O
C．CO和O生成了具有极性共价键的CO2
D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程
16．化学反应中的能量变化是由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引起的。如图为1 mol N2(g)和1 mol O2(g)反应生成2 mol NO(g)过程中的能量变化，下列说法中正确的是( )
A．1 mol N2(g)和1 mol O2(g)完全反应放出的能量为180 kJ
B．1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有的总能量小于2 mol NO(g)具有的总能量
C．通常情况下，N2(g)和O2(g)混合能直接生成NO(g)
D．NO能与NaOH溶液反应生成盐和水
关键能力综合练进阶训练第二层
一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。
1．下列有关化学反应的热现象的说法不正确的是( )
①伴有能量变化的过程都是化学变化
②化学反应一定有能量变化，主要是由化学键变化引起的
③吸热反应需要加热后才能发生，放热反应不加热就会发生
④化学反应吸收或放出热量的多少与参加反应的物质的状态、质量有关
A．①② B．②③
C．①③ D．②④
2．如图所示，下列说法正确的是( )
A．石墨和金刚石的转化是物理变化
B．石墨的稳定性弱于金刚石
C．C(s，石墨)===C(s，金刚石)是放热反应
D．相同质量的石墨和金刚石完全燃烧生成CO2气体，石墨放出的热量少
3．某集团拟将在太空建立巨大的集光装置，把太阳光变成激光用于分解海水制氢，其反应可表示为2H2O2H2↑＋O2↑。有下列几种说法：①水分解反应是放热反应；②氢气是一次能源；③使用氢气作燃料有助于控制温室效应；④若用生成的氢气与空气中多余的二氧化碳反应生成甲醇储存起来，可改善生存条件。其中叙述正确的是( )
A．①② B．②③
C．③④ D．①②③④
4．根据下列信息判断氢气燃烧生成水时的热量变化，其中一定正确的是( )
A．生成1 mol H2O时放出热量245 kJ
B．H2O分解为H2与O2时放出热量
C．甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为甲>乙>丙
D．氢气和氧气的总能量小于水的能量
5．下列实验现象或图像信息不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是( )
选项 A B
反应装 置或图像
实验现 象或图 像信息 温度计的水银柱上升 反应物总能量大于生成物总能量
选项 C D
反应装置或图像
实验现 象或图 像信息 反应开始后，针筒活塞向右移动 反应开始后，甲处液面低于乙处液面
二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。
6.
已知反应A＋B===C＋D的能量变化如图所示，下列说法正确的是( )
A.该反应是放热反应
B.只有在加热条件下才能进行
C.反应物的总能量高于生成物的总能量
D.反应中断开化学键吸收的总能量高于形成化学键放出的总能量
7．研究表明，化学反应中能量变化的本质是化学键的形成和断裂过程中释放和吸收能量。如图表示反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)的能量变化，下列有关说法中错误的是( )
A．图中的①是指放出能量，②是指吸收能量
B.图示说明反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)是一个吸热反应
C.图示说明化学键的形成与断裂是化学反应中发生能量变化的根本原因
D.③中a为484
8．根据如图所示的反应判断下列说法中错误的是( )
碳酸钙的热分解示意图
A．CO2(g)和CaO(s)的总能量大于CaCO3(s)的总能量
B.该反应的焓变大于零
C.该反应中有离子键断裂也有共价键断裂，化学键断裂吸收能量，化学键生成放出能量
D.由该反应可推出凡是需要加热才发生的反应均为吸热反应
9．为探究NaHCO3、Na2CO3分别与1 mol·L－1盐酸反应(设两反应分别是反应Ⅰ、反应Ⅱ)过程中的热效应，进行实验并测得如下数据。下列有关说法正确的是( )
序号 液体 固体 混合前液体温度 混合后液体最高温度
① 35 mL水 2.5 g NaHCO3 20 ℃ 18.5 ℃
② 35 mL水 3.2 g Na2CO3 20 ℃ 24.3 ℃
③ 35 mL盐酸 2.5 g NaHCO3 20 ℃ 16.2 ℃
④ 35 mL盐酸 3.2 g Na2CO3 20 ℃ 25.1 ℃
A.仅通过实验③即可判断反应Ⅰ是吸热反应
B.仅通过实验④即可判断反应Ⅱ是放热反应
C.通过实验可判断出反应 Ⅰ、 Ⅱ 分别是吸热反应、放热反应
D.通过实验可判断出反应 Ⅰ、 Ⅱ 分别是放热反应、吸热反应
三、非选择题
10．(1)
如图所示，把试管放入盛有25 ℃的饱和澄清石灰水的烧杯中，先放入试管中几小块镁条，再用滴管滴入5 mL稀盐酸于试管中，试回答下列问题：
①实验中观察到的现象是_________________________________________________。
②产生上述现象的原因是__________________________________________________
________________________________________________________________________。
③写出有关反应的离子方程式______________________________________________。
④由实验知，反应中MgCl2溶液和H2的总能量________(填“大于”“小于”或“等于”)镁条和盐酸的总能量。
(2)下表中的数据是破坏1 mol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
根据上述数据回答下列问题：
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
③X2＋H2===2HX(X代表Cl、Br、I)的反应是吸热反应还是放热反应？__________________________________。
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，________(填“放出”或“吸收”)的热量最多的是________。
⑤若无上表中的数据，你能正确回答出问题④吗？________(填“能”或“不能”)，你的根据是________________________________________。
学科素养升级练进阶训练第三层
1．反应A＋B―→C(放热)分两步进行：①A＋B―→X(吸热)；②X―→C(放热)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是( )
2．H2和I2能发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)，生成2 mol HI(g)反应放出a kJ热量，已知a、b、c均大于零。下列说法正确的是( )
A.反应物的总能量低于生成物的总能量
B.断开1 mol H—H键和1 mol I—I键所需能量大于断开2 mol H—I键所需能量
C.向密闭容器中加入2 mol(g)H2和2 mol I2(g)，充分反应后放出的热量等于2a kJ
D.断开2 mol H—I键所需能量为(c＋b＋a) kJ
3．化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。已知白磷和P4O6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键：198 P—O键：360 O===O键：498，则依据反应P4(白磷)＋3O2===P4O6，生成1 mol P4O6时的能量变化为( )
A.吸收1 638 kJ的能量 B．放出1 638 kJ的能量
C.吸收126 kJ的能量 D．放出126 kJ的能量
4．为了探究化学能与热能的转化，某实验小组设计了如图所示三套实验装置：
(1)上述3个装置中，不能用于探究“铜与浓硝酸反应是吸热反应还是放热反应”的是________。
(2)某同学选用装置Ⅰ进行实验(实验前U形管里液面左右相平)，在甲试管里加入适量氢氧化钡溶液与稀硫酸，U形管中可观察到的现象是_____________________________，说明该反应属于________(填“吸热”或“放热”)反应。
(3)为探究固体M溶于水的热效应，选择装置Ⅱ进行实验(反应在甲试管中进行)。
①若M为钠，则实验过程中烧杯中可观察到的现象是________________________________________________________________________；
②若观察到烧杯里产生气泡，则说明M溶于水______________________________(填“一定是放热反应”“一定是吸热反应”或“可能是放热反应”)；
③若观察到烧杯里的导管内形成一段水柱，则M可能是________。
(4)至少有两种实验方法能证明超氧化钾与水的反应(4KO2＋2H2O===4KOH＋3O2↑)是放热反应还是吸热反应。
方法①：选择上述装置________进行实验；
方法②：取适量超氧化钾粉末用脱脂棉包裹并放在石棉网上，向脱脂棉上滴加几滴蒸馏水，片刻后，若观察到棉花燃烧，则说明该反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。
第1课时 化学反应中能量变化的本质及转化形式
必备知识基础练
1．答案：A
解析：化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，而断键吸收能量、成键释放能量，则化学反应必然伴随着能量变化，故A错误；断裂化学键需要吸收能量，形成化学键需要放出能量，化学反应中的能量变化主要是由化学键的断裂和形成引起的，故B正确；化学反应中能量变化的大小与反应物的物质的量多少有关，参与反应的反应物的物质的量越多，能量变化越大，故C正确；化学反应释放的能量不一定表现为热能，也可以是光能、电能等，且一定遵循能量守恒定律，故D正确。
2．答案：D
解析：反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小，与反应条件无关，A、C错误，D正确；化学反应的特征之一就是伴随着能量变化，但能量的变化不一定都表现为热量的变化，例如也可以表现为光能的变化，B错误。
3．答案：D
解析：燃烧都是放热反应，A错误；有些放热反应也需要从外界吸收能量才能发生，B错误；反应物的总能量不一定比生成物的总能量高，C错误；任何化学反应都伴随能量的变化，D正确。
4．答案：D
解析：反应吸热，但X的能量不一定低于M的，Y的能量不一定低于N的，A错误；反应的吸、放热，与反应条件无关，B错误；反应吸热，破坏反应物中的化学键所吸收的能量大于形成生成物中化学键所放出的能量，C错误；反应吸热，因此反应物总能量低于生成物总能量，即X和Y的总能量一定低于M和N的总能量，D正确。
5．答案：A
解析：由图像可知，生成物的总能量高于反应物的总能量，因此A反应为吸热反应；由图像可知，生成物的总能量低于反应物的总能量，因此B反应为放热反应；铝热反应为放热反应，C反应为放热反应；锌和稀盐酸的置换反应为放热反应，D反应为放热反应。
6．答案：A
解析：有电子转移的化学反应是氧化还原反应，化学能转化为热能的化学反应是放热反应。反应A和反应B都是放热反应，反应C和反应D都是吸热反应。
7．答案：C
解析：由题图可知，该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应。C＋CO22CO为吸热反应，故A不符合题意；CaCO3CaO＋CO2↑为吸热反应，故B不符合题意；2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3为放热反应，故C符合题意；Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O为吸热反应，故D不符合题意。
8．答案：B
解析：反应物的总能量大于生成物的总能量，A的能量与B的能量关系无法确定，故A错误；该反应为放热反应，所以反应物的总能量大于生成物的总能量，即A和B的总能量一定大于C和D的总能量，故B正确；反应是放热还是吸热与反应条件(如加热)无关，故C错误；该反应不一定能自发进行，故D错误。
9．答案：A
解析：断裂1molH2中的化学键消耗的能量为Q1kJ，则H—H键键能为Q1kJ·mol－1，断裂1molF2中的化学键消耗的能量为Q2kJ，则F—F键键能为Q2kJ·mol－1，形成1molHF中的化学键释放的能量为Q3kJ，则H—F键键能为Q3kJ·mol－1，则Q1kJ·mol－1＋Q2kJ·mol－1－2Q3kJ·mol－1<0，即Q1＋Q2<2Q3。
10．答案：A
解析：1g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121kJ，可知1molH2(g)燃烧放热242kJ，设1molH—H键断裂时吸收热量为xkJ，则x＋×496－2×463＝－242，解得x＝436。
11．答案：B
解析：氢气与氯气的反应是放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，反应物断键时吸收能量，总能量增大，形成化学键时放出能量，总能量减小。
12．答案：C
解析：由题图可知，1molA2(g)和1molB2(g)的总能量高于2molAB(g)的总能量，即反应物的总能量高于生成物的总能量，题述反应是放热反应，故A、D错误；旧键的断裂吸收能量，而不是释放能量，故B错误；由题图可知断裂2molA—B键需要吸收ykJ能量，故C正确。
13．答案：C
解析：A状态的能量低于B状态，则题图中A→B的过程为吸热过程，A错误；反应物总能量高于生成物总能量，反应为放热反应，即断键吸收的能量低于成键放出的能量，则1molNO2和1molCO的键能总和小于1molNO和1molCO2的键能总和，B错误；反应中C和N元素化合价发生变化，则该反应为氧化还原反应，C正确；由题图可知，反应物总能量高于生成物总能量，则1molNO2(g)和1molCO(g)的总能量高于1molNO(g)和1molCO2(g)的总能量，D错误。
14．答案：B
解析：由题图可知A生成B的反应为吸热反应，B生成C的反应为放热反应，故A错误；物质所具有的能量越低，越稳定，由题图可知C的能量最低，最稳定，故B正确；A与C的能量之差为E4－E3－E1＋E2，故C错误；A生成B的反应为吸热反应，吸热反应不一定需要加热，故D错误。
15．答案：C
解析：由题图可知反应物总能量大于生成物总能量，CO和O生成CO2为放热反应，故A错误；由题图可知不存在CO的断键过程，故B错误；CO与O生成了CO2，CO2中的C===O键为极性共价键，故C正确；状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O反应的过程，故D错误。
16．答案：B
解析：根据题给数据可知，1molN2(g)和1molO2(g)完全反应，反应物中化学键断裂吸收能量1444kJ，生成物中化学键的形成放出能量1264kJ，故反应吸收能量，吸收的能量为180kJ，A不正确；氮气和氧气反应需要在高温或放电条件下才能进行，C不正确；NO与氢氧化钠溶液不反应，D不正确。
关键能力综合练
1．答案：C
解析：伴有能量变化的过程可能是化学变化，也可能是物理过程，如水汽化，①错误。化学反应的本质是旧化学键断裂吸收能量，新化学键形成放出能量，所以反应过程中一定伴随着能量的变化，②正确。吸热反应不一定需要加热，如氢氧化钡结晶水合物和氯化铵反应是吸热反应，常温下可发生；放热反应有时需要加热才能进行，③错误。反应物的物质的量不同，反应的能量变化不同，④正确。
2．答案：D
解析：根据题图得出金刚石的能量比石墨高，根据物质的能量越低越稳定，断裂化学键吸收能量，形成化学键放出能量。石墨转化为金刚石发生的是化学反应，属于化学变化，A错误；金刚石的能量大于石墨的能量，物质的能量越高越不稳定，则石墨比金刚石稳定，B错误；由题图可知，金刚石的能量高于石墨，故C(s，石墨)===C(s，金刚石)是吸热反应，C错误；金刚石的能量高，等质量的石墨和金刚石完全燃烧时释放的能量金刚石比石墨多，D正确。
3．答案：C
解析：①氢气的燃烧反应是放热反应，则水的分解反应是吸热反应；②氢气是由一次能源产生的能源(如电解水制氢、光解水制氢等)，所以氢气是二次能源；③使用氢气作燃料，由于其产生的物质是水，不会造成大气污染，所以有助于控制温室效应；④若用生成的氢气与空气中多余的二氧化碳反应生成甲醇储存起来，可以作为可再生能源使用，同时可以减少空气中温室气体的含量，从而改善生存条件。
4．答案：A
解析：题图表示了1mol氢气和0.5mol氧气反应生成1mol水的过程中的能量变化，断键吸收的能量＝436kJ＋249kJ＝685kJ，成键释放能量930kJ，故释放能量245kJ，反应放热，A正确；据A分析，水分解吸热，B错误；断键吸收能量，成键释放能量，C错误；反应放热，反应物总能量高于生成物总能量，D错误。
5．答案：C
解析：因为温度计的水银柱上升，温度升高，说明氢氧化钠与盐酸反应放出热量，A正确；反应物的总能量比生成物的总能量高，所以在发生反应时会有一部分能量放出，表现为反应放热，B正确；锌粒与稀硫酸反应会产生氢气，使锥形瓶内气体压强增加，所以针筒活塞向右移动不能证明反应放热，C错误；锌粒与稀硫酸反应开始后，甲处液面低于乙处液面，说明反应导致集气瓶内气体压强增大，但反应并未在集气瓶中进行，说明是反应放出的热量使集气瓶内的温度升高导致集气瓶内压强增大，D正确。
6．答案：D
解析：根据图像可知反应物总能量低于生成物总能量，所以该反应是吸热反应，故A、C错误；某些吸热反应不需要加热也可以发生，如氢氧化钡晶体和铵盐发生的吸热反应，故B错误；断裂化学键吸收能量，形成化学键放出能量，该反应是吸热反应，所以反应中断开化学键吸收的总能量高于形成化学键放出的总能量，D正确。
7．答案：AB
解析：A项，断裂化学键吸收能量，形成化学键释放能量，错误；B项，由图可知反应物的总能量高于生成物的总能量，应为放热反应，错误；D项，a＝1852－1368＝484，正确。
8．答案：D
解析：因为碳酸钙受热分解是吸热反应，CO2(g)和CaO(s)的总能量大于CaCO3(s)的总能量，焓变大于零，A、B项正确；C项，在CaCO3中，Ca2＋和CO之间存在离子键，CO中，C与O之间存在共价键，故反应中有离子键断裂也有共价键断裂，断键吸收能量，成键放出能量，C项正确；需要加热才发生的反应不一定为吸热反应，如碳的燃烧反应就是放热反应，D项错误。
9．答案：C
解析：根据题表中实验①可知，碳酸氢钠溶于水为吸热过程，所以不能仅根据实验③混合后液体温度降低而判断碳酸氢钠与盐酸的反应为吸热反应，A错误；根据实验②可知，碳酸钠溶于水的过程为放热过程，所以不能仅根据实验④盐酸与碳酸钠混合后液体温度升高判断反应Ⅱ是放热反应，B错误；根据实验①可知，碳酸氢钠溶于水后混合液体温度从20℃降低到18.5℃，而实验③中盐酸与碳酸氢钠混合后液体温度从20℃降低到16.2℃(<18.5℃)，证明反应Ⅰ为吸热反应；实验②水与碳酸钠混合后液体温度从20℃升高到24.3℃，实验④中盐酸与碳酸钠混合后液体温度从20℃升高到25.1℃(>24.3℃)，证明碳酸钠与盐酸的反应为放热反应，故C正确，D错误。
10．答案：(1)①镁条上有大量气泡产生；镁条逐渐溶解；烧杯中析出固体(或烧杯中溶液变浑浊)
②镁条与稀盐酸反应产生氢气，该反应为放热反应，Ca(OH)2在水中的溶解度随温度升高而减小，故析出Ca(OH)2固体
③Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑ ④小于
(2)①A ②A ③放热反应 ④放出 Cl2
⑤能 元素的非金属性越强，生成的氢化物越稳定，反应放出的能量就越多
解析：破坏1mol物质的化学键时所消耗的能量与相同条件下形成1mol该物质的化学键时放出的能量相等，放出的能量越多，物质本身具有的能量越低，分子越稳定。形成1molH—H键时放出的能量最多，为436kJ；在氢化物中，形成1molH—Cl键时放出的能量最多，为432kJ；假设消耗1molH2，分别计算出生成HCl、HBr、HI的三个反应放出的热量依次为185kJ、103kJ和9kJ。
学科素养升级练
1．答案：D
解析：由“反应A＋B―→C(放热)分两步进行：①A＋B―→X(吸热)；②X―→C(放热)”可知，X的能量大于A和B的能量、A和B的能量大于C、X的能量大于C，D图像符合，故选D。
2．答案：D
解析：H2(g)＋I2(g)2HI(g)是放热反应，反应物总能量高于生成物总能量，故A错误；断裂化学键吸收能量，形成化学键放出能量，因为该反应是放热反应，所以形成化学键放出的能量大于断裂化学键吸收的能量，断开1molH—H键和1molI—I键所需能量小于断开2molH—I键所需能量，故B错误；该反应是可逆反应，不能进行彻底，所以向密闭容器中加入2molH2(g)和2molI2(g)，充分反应后放出的热量小于2akJ，故C错误；反应物断裂化学键需要的能量－生成物形成化学键放出的能量＝bkJ＋ckJ－2EH—I＝－akJ，所以断开2molH—I键所需能量EH—I为(a＋b＋c) kJ，D正确。
3．答案：B
解析：由题意可知，生成1molP4O6时，断裂1molP4(白磷)中P—P键和3molO2中O===O键共吸收6mol×198kJ·mol－1＋3mol×498kJ·mol－1＝2682kJ能量，形成1molP4O6中P—O键放出12mol×360kJ·mol－1＝4320kJ能量，故生成1molP4O6时总共放出(4320－2682) kJ＝1638kJ能量，B正确。
4．答案：(1)Ⅲ (2)左端液面降低，右端液面升高 放热
(3)①产生气泡，反应完毕后，冷却至室温，烧杯里的导管内形成一段水柱 ②可能是放热反应 ③NH4NO3
(4)Ⅰ(或Ⅱ) 放热
解析：(1)装置Ⅰ可通过U形管中红墨水液面的变化判断铜与浓硝酸的反应是放热反应还是吸热反应；装置Ⅱ可通过烧杯中是否产生气泡判断铜与浓硝酸的反应是放热反应还是吸热反应；装置Ⅲ是一个铜与浓硝酸反应并将生成的气体用水吸收的装置，不能证明铜与浓硝酸的反应是放热反应还是吸热反应。(2)氢氧化钡与硫酸的反应属于中和反应，中和反应都是放热反应，所以锥形瓶中气体受热膨胀，导致U形管左端液面降低，右端液面升高。(3)①若M为钠，钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，该反应为放热反应，放出的热量使大试管中温度升高，气体压强增大，所以右边烧杯中有气泡产生，反应完毕后，冷却至室温，烧杯里的导管内形成一段水柱。②若观察到烧杯里产生气泡，说明M溶于水放出热量，是放热过程，但不一定发生化学反应，如氢氧化钠溶于水放热，无新物质生成。③若观察到烧杯里的导管内形成一段水柱，说明装置中气体的压强减小，则M可能是硝酸铵，硝酸铵溶于水，吸收热量，大试管内温度降低，气体压强减小。(4)至少有两种实验方法能证明超氧化钾与水的反应(4KO2＋2H2O===4KOH＋3O2↑)是放热反应还是吸热反应。方法①：选择装置Ⅰ(或Ⅱ)进行实验，装置Ⅰ右边U形管中左端液面降低，右端液面升高(或装置Ⅱ烧杯中导管口有气泡冒出)，证明该反应为放热反应。方法②：取适量超氧化钾粉末用脱脂棉包裹并放在石棉网上，向脱脂棉上滴加几滴蒸馏水，片刻后，若观察到棉花燃烧，则说明该反应放出大量热，达到棉花着火点，使棉花燃烧。第1课时 化学反应中能量变化的本质及转化形式
知识点1 化学反应中的能量变化
1．化学反应中的能量变化：
(1)木炭在空气中燃烧，化学能要转化成________能和________能。
(2)电解水时________能转化为________能，化学能也可以转化成电能。
2．活动探究——感受化学反应中的能量变化：
(1)实验探究：
实验操作 实验现象 结论
固体粉末________，有________产生，溶液温度________ 金属与酸反应时________热量
固体粉末________，有________产生，溶液温度________ Na2CO3与稀盐酸反应时________热量
有________产生，溶液的温度________ 柠檬酸与碳酸氢钠反应时________热量
(2)结论：化学反应都会伴随________的变化，有的________能量，有的________能量。
(3)放热反应和吸热反应
①吸热反应：________热量的化学反应。
②放热反应：________热量的化学反应。
知识点2 化学反应中能量变化的实质
1．从化学键的变化角度分析：
注：E1为破坏旧化学键吸收的能量，E2为形成新化学键释放的能量。
(1)E1(2)E1>E2时，反应________能量，反应吸收能量数值＝________。
2．从物质所具有的总能量关系分析：
(1)反应物总能量>生成物总能量，反应________能量。
(2)反应物总能量<生成物总能量，反应________能量。
3．能量转化的形式：
化学能 ________、________或________等。
4．化学反应中能量计算的步骤：
(1)根据化学方程式确定断键、成键的物质的量。
(2)确定断键吸收的总能量和成键释放的总能量。
(3)计算反应的能量变化：
①若反应释放能量。E＝成键时释放能量之和－断键时吸收能量之和
②若反应吸收能量。E＝断键时吸收能量之和－成键时释放能量之和
5．放热反应和吸热反应的比较
比较 放热反应 吸热反应
定义 放出热量的化学反应 吸收热量的化学反应
形成原因 反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量 反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量
与化学键的关系 生成物分子成键时释放的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量 生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量
图示
常见反应类型 ①所有的燃烧反应②大多数化合反应③所有的酸碱中和反应④金属与酸或水的反应⑤铝热反应 ①大多数分解反应②盐的水解和电解质的电离③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应④C和H2O或CO2的反应
第1课时 化学反应中能量变化的本质及转化形式
知识点1
1．（1）热 光 （2）电 化学
2．（1）逐渐溶解 气泡 升高 释放 逐渐溶解 气泡 升高 释放 气泡 降低 吸收 （2）能量 释放 吸收 （3）①吸收 ②释放
知识点2
1．（1）放出 E2－E1 （2）吸收 E1－E2
2．（1）释放 （2）吸收
3．热能 电能 光能第2课时 化学反应能量转化的重要应用——化学电池
必备知识基础练进阶训练第一层
知识点1原电池的构造及原理
1.下列有关原电池的说法中不正确的是( )
A．在内电路中，电子由正极流向负极
B．原电池的正、负极材料不一定都参与反应
C．原电池工作时，正极上发生还原反应
D．原电池工作时，可能会伴随着热量变化
2.
对于锌、铜和稀硫酸组成的原电池(如图)，下列说法错误的是( )
A．负极电极反应式为
Zn－2e－===Zn2＋
B．溶液中SO向负极移动
C．电子由Zn片通过稀硫酸流向Cu片
D．铜片上有气泡产生
3．下列各装置中的电解质均为稀硫酸，能构成原电池的是( )
4．如图是锌、铜和稀硫酸形成的原电池，某实验兴趣小组同学做完实验后，在读书卡片上记录如下：
卡片上的描述合理的是( )
A．①②③ B．③④⑤
C．①⑤⑥ D．②③④
5．下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生大量气泡的是( )
6.某原电池，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．a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
7．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
知识点2设计原电池及原电池的分类
8.某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述不正确的是( )
A.a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出
B．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为Cu2＋＋2e－===Cu
C．无论a和b是否连接，铁片均会溶解
D．a和b用导线连接后，Fe片上发生还原反应，溶液中的Cu2＋向铜电极移动
9．下列反应从原理上不可以设计成原电池的是( )
①CaO＋H2O===Ca(OH)2
②NaOH＋HCl===NaCl＋H2O
③2H2O===2H2＋O2
④2CO＋O2===2CO2
A．①② B．①②③
C．①②④ D．②③④
10．下列装置中能形成原电池的是( )
A．①③⑤ B．②④⑥
C．①⑤⑥ D．②③④
11．如图是课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置。下列说法不正确的是( )
A.铜片表面有气泡生成，且溶液中SO向该电极移动
B．装置中存在“化学能→电能→光能”的转化
C．如果将硫酸换成柠檬汁，导线中仍有电子流动
D．如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向不变
12．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(铝条均已除去氧化膜)( )
13．有A、B、C、D四块金属片，进行如下实验：
①A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，A极为负极；②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，电流由C经导线流向D；③A、C用导线相连后，同时浸入CuSO4溶液中，C极质量增加；④B、D用导线相连后，同时浸入CuSO4溶液中，Cu2＋移向D极被还原。据此判断四种金属的活动性顺序为( )
A．A>B>D>C B．A>C>D>B
C．C>A>B>D D．B>D>C>A
14．一个原电池的总反应的离子方程式是Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，该反应的原电池的正确组成是( )
选项 正极 负极 电解质溶液
A Zn Cu CuCl2
B Zn Cu ZnCl2
C Cu Zn H2SO4
D Cu Zn CuSO4
15.M、N、P、E、F五种金属，已知：①M＋N2＋===N＋M2＋；②M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M表面有大量气泡逸出；③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，其中一极的电极反应式为E2＋＋2e－===E；④P、F组成原电池时，F发生氧化反应。则这五种金属的活动性顺序是( )
A.F>P>M>N>E B．E>N>M>P>F
C.P>F>N>M>E D．E>P>F>M>N
关键能力综合练进阶训练第二层
一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。
1．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
2．有甲、乙两位同学，他们一起做了水果电池的实验，测得数据如下表所示。
实验 电极材料 水果品种 电极间距/cm 电压/mV
1 锌 铜 菠萝 3 900
2 锌 铜 苹果 3 650
3 锌 铜 柑橘 3 850
4 锌 铜 西红柿 3 750
5 锌 铝 菠萝 3 650
6 锌 铝 苹果 3 450
甲同学提出的问题，乙同学解释不正确的是( )
①甲：实验6中负极反应的反应式是什么？
乙：铝失去电子变成Al3＋：Al－3e－===Al3＋。
②甲：实验1和5电流方向为什么相反？
乙：实验1中锌失去电子，电流由铜经导线到锌；实验5中铝失去电子，电流由锌经导线流向铝。
③甲：水果电池的电压与哪些因素有关？
乙：电压只跟水果的类型有关。
A.③ B．①
C.①②③ D．②③
3.如图在盛有水的烧杯中，铁圈和铜圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡。小心地从烧杯中央滴入硫酸铜溶液，片刻后可观察到的现象是(指悬吊的金属圈)( )
A.铁圈和铜圈左右摇摆不定
B.保持平衡状态不变
C.铁圈向下倾斜
D.铜圈向下倾斜
4．关于下图原电池的叙述错误的是( )
A.电池工作时，电流由a流向b
B.微生物所在电极区放电时发生氧化反应
C.放电过程中，H＋从正极区移向负极区
D.正极反应式为MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O
5．由W、X、Y、Z四种金属按下列装置进行实验。下列说法不正确的是( )
装置 甲 乙 丙
现象 金属W不断溶解 Y的质量增加 W上有气体产生
A.装置甲中W作原电池负极
B.装置乙中Y电极上的反应式为Cu2＋＋2e－===Cu
C.装置丙中溶液的c(H＋)不变
D.四种金属的活动性强弱顺序为Z>W>X>Y
二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。
6．一学生用如图装置研究原电池原理。下列说法错误的是( )
A.(2)图中电子由Zn沿导线流向Cu
B.(3)图中Zn片增重质量与Cu棒减轻的质量之比为65∶64
C.(1)图中铜棒上没有气体产生
D.(2)图与(3)图中正极生成物质量比为1∶32时，Zn片减轻的质量相等
7．在通风橱中进行下列实验：
步骤
现象 Fe表面产生大量无色气泡，液面上方变为红棕色 Fe表面产生少量红棕色气泡后，迅速停止 Fe、Cu接触后，其表面均产生红棕色气泡
下列说法正确的是( )
A.Ⅰ中气体由无色变为红棕色的化学方程式为
2NO＋O2===2NO2
B.Ⅱ中现象是因为浓HNO3会使Fe表面覆盖一层保护膜，阻止Fe进一步反应，此反应不属于氧化还原反应
C.对比Ⅰ、Ⅱ中现象，说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3
D.针对Ⅲ中现象，在Fe、Cu之间连接电流计，可判断Fe是否被氧化
8.
如图所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相同的空心铜球和空心铁球，调节杠杆使其在水中保持平衡，然后小心地向烧杯中央滴入浓CuSO4溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中不考虑铁丝反应及两边浮力的变化)( )
A.当杠杆为导体和绝缘体时，均为A端高、B端低
B.当杠杆为导体和绝缘体时，均为A端低、B端高
C.当杠杆为绝缘体时，A端低、B端高；当杠杆为导体时，A端高、B端低
D.当杠杆为绝缘体时，A端高、B端低；当杠杆为导体时，A端低、B端高
9．常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池(图1)，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示，下列说法正确的是( )
A.0～t1时，原电池的负极是铜片
B.0～t1时，正极的电极反应式是2H＋＋2e－===H2↑
C.t1时，电流方向发生变化的原因是Al在浓硝酸中发生钝化，氧化膜阻止了Al进一步反应
D.t1后，电子从铝经过导线流向铜
三、非选择题
10．某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用，在常温下，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 检流计指针偏转方向
1 Al、Mg 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 Al、Mg 氢氧化钠溶液 偏向Mg
5 Al、Zn 浓硝酸 偏向Al
试根据上表中的实验现象回答下列问题：
(1)实验1、2中Al所作的电极(正极或负极)是否相同？________(填“是”或“否”)。
(2)由实验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中铝作负极还是正极？__________，理由是
________________________________________________________________________。
写出铝电极的电极反应式：_________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)解释实验5中检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：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
学科素养升级练进阶训练第三层
1．下列说法中正确的是( )
①燃料电池的反应物可不储存在电池的内部
②锌锰干电池是一次电池，铅酸蓄电池是二次电池
③锂电池是新一代可充电电池
④燃料电池作为汽车驱动能源已研发成功
A.②③④ B．①②③④
C.①②③ D．①③④
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.铅酸蓄电池是可充电电池，电池的正极材料为PbO2
C.燃料电池是一种高效且对环境友好的新型电池
D.铜锌原电池工作时，电子从铜电极沿外电路流向锌电极
3．下列关于化学能转化为电能的四种装置的说法，正确的是( )
A.电池Ⅰ中锌是正极
B.电池Ⅱ是一次性电池
C.电池Ⅲ工作时，氢气发生还原反应
D.电池Ⅳ工作时，电子由锌通过导线移向碳棒
4．将洁净的金属片A、B、C、D分别放置在浸有盐溶液的滤纸上面并压紧(如图所示)。
在每次实验时，记录电压表指针的移动方向和电压表的读数如下：
金属 电子流动方向 电压/V
D D→Cu ＋0.78
C Cu→C －0.15
B B→Cu ＋1.35
A A→Cu ＋0.30
已知：构成两电极的金属活动性相差越大，电压表的读数越大。请依据表中数据判断：
(1)最活泼的金属为________。
(2)若滤纸改用NaOH溶液浸润，则在滤纸上能看到蓝色沉淀析出的是________金属，其负极的电极反应为__________________________________。若滤纸上析出沉淀为9.8 g，则转移的电子数为________ mol。
第2课时 化学反应能量转化的重要应用——化学电池
必备知识基础练
1．答案：A
解析：原电池中，内电路不存在电子流动，A错误；氢氧燃料电池的正、负极材料都不参与反应，B正确；原电池的正极上发生还原反应，负极上发生氧化反应，C正确；原电池工作时，可能会伴随着热量变化，D正确。
2．答案：C
解析：该装置中，锌失电子发生氧化反应，故作负极，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，A正确；原电池溶液中阴离子SO向负极移动，B正确；电子从负极Zn片沿导线流向正极Cu片，电子不进入电解质溶液，C错误；铜作正极，正极上氢离子放电，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，故铜片上有气泡产生，D正确。
3．答案：B
解析：两种电极为同种物质，均可以和电解质溶液发生反应，故不会出现电流，不能构成原电池，A错误；两电极的活动性不同，Fe在电解质溶液中发生反应，两电极相互接触，构成闭合回路，故能构成原电池，B正确；两电极均不和电解质溶液反应，不能构成原电池，C错误；Fe可以和电解质溶液发生反应，但两个烧杯并没有构成闭合回路，不能构成原电池，D错误。
4．答案：B
解析：锌比铜活泼，锌作负极，铜作正极，①错误；根据原电池的工作原理，阳离子向正极移动，即向铜电极移动，②错误；电子从负极经外电路流向正极，即从锌电极经外电路流向铜电极，③正确；正极上发生反应2H＋＋2e－===H2↑，④正确；根据④的分析，通过1mol电子，产生0.5mol氢气，⑤正确；锌作负极，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，⑥错误。
5．答案：C
解析：A项、B项装置中Cu、Ag均不能与稀硫酸反应生成H2，所以铜电极上没有气泡产生；C项装置构成原电池，铜作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，产生气泡；D项没有形成原电池，Zn表面产生气泡，Cu表面无现象。
6．答案：C
解析：a极上有大量气泡生成，说明a是正极，应该是碳棒，负极b是铁片，烧杯中的溶液可以为稀硫酸，不可以为硫酸铜溶液，否则正极上会析出金属铜，A、B、D错误，C正确。
7．答案：D
解析：根据题图中装置实验，Fe、Ag、AgNO3溶液构成原电池，其中活泼金属Fe为负极，Ag为正极；b棒上的电极反应为2Ag＋＋2e－===2Ag，c(Ag＋)随着电子物质的量的增大逐渐减小，b棒质量随着电子物质的量的增大逐渐增大；NO不参与原电池反应，c(NO)不变；a棒的电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，a棒质量随着电子物质的量的增大逐渐减小；原电池总反应为Fe＋2AgNO3===Fe(NO3)2＋2Ag，溶液的质量随着电子物质的量的增大逐渐减小；y轴随着电子物质的量的增大保持不变，只有②符合。
8．答案：D
解析：a和b不连接时，铁片和硫酸铜溶液发生化学反应，铁能将金属铜从其盐溶液中置换出来，所以铁片上会有金属铜析出，A正确；a和b用导线连接时，形成了原电池，铜作正极，发生的反应为Cu2＋＋2e－===Cu，B正确；a和b不连接时，铁片和硫酸铜溶液发生化学反应，铁能将金属铜从其盐溶液中置换出来，a和b用导线连接时，形成了原电池，加快了铁将金属铜从其盐溶液中置换出来的速度，因此无论a和b是否连接，铁片均会溶解，C正确；a和b用导线连接后，是原电池，Fe片为负极，发生氧化反应，溶液中的Cu2＋向铜电极移动，D错误。
9．答案：B
解析：能作为原电池的反应必须为能自发进行的氧化还原反应，①、②不是氧化还原反应，不能设计成原电池；③不能自发进行，不能设计成原电池；④为能自发进行的氧化还原反应，能设计成原电池，B正确。
10．答案：D
解析：①没有构成闭合回路，所以不能形成原电池；②③④装置符合原电池的构成条件，所以能形成原电池；⑤中电极材料相同，所以不能形成原电池；⑥蔗糖为非电解质，该装置不能发生自发的氧化还原反应，所以不能形成原电池；⑦没有构成闭合回路，所以不能形成原电池；根据以上分析可知，②③④正确，故选D。
11．答案：A
解析：铜锌原电池中，Cu作正极，溶液中的氢离子在正极上得电子生成氢气，所以铜片表面有气泡生成，但溶液中的阴离子向负极移动，故A错误；原电池中化学能转化为电能，LED灯发光时，电能转化为光能，故B正确；柠檬汁显酸性，也能作电解质溶液，所以将硫酸换成柠檬汁，仍然构成原电池，导线中仍有电子流动，故C正确；Cu金属性比Zn、Fe弱，形成原电池时Cu均作正极，所以将锌片换成铁片，电路中的电流方向不变，仍然由Cu电极(正极)流出，故D正确。
12．答案：B
解析：A项能构成原电池，铝作负极，但电池总反应为2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑，不符合题意；B项为原电池装置，铝的活泼性强于铜，铝作负极，电池总反应为2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，符合题意；C项为原电池装置，但硝酸是氧化性酸，则电池总反应为Al＋4H＋＋NO===Al3＋＋NO↑＋2H2O，不符合题意；D项为电能转化为化学能的装置，不符合题意。
13．答案：A
解析：一般来说，原电池中金属活泼性：负极材料>正极材料；①A、B用导线相连后，同时插入稀H2SO4中，A极为负极，则金属活泼性：A>B；②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，电流由C经导线流向D，则C是正极、D是负极，金属活泼性：D>C；③A、C用导线相连后，同时浸入CuSO4溶液，C极质量增加，则C极上得电子发生还原反应，C是正极、A是负极，金属活泼性：A>C；④B、D用导线相连后，同时浸入CuSO4溶液中，Cu2＋移向D极被还原，则D是正极、B是负极，金属活泼性：B>D；通过以上分析知，金属活动性顺序为A>B>D>C。
14．答案：D
解析：电池总反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，Zn失电子作负极，正极上电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，所以选取含有Cu2＋的溶液作为电解质溶液，正极选择比锌不活泼的金属即可，D项正确。
15．答案：A
解析：①M＋N2＋===N＋M2＋，可说明活动性M>N；②M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M表面有大量气泡，说明P为负极，M为正极，则活动性P>M；③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，电极反应式为E2＋＋2e－===E，说明E为正极，活动性N>E；④P、F组成原电池时，F发生氧化反应，说明F为负极，活动性F>P，则五种金属的活动性顺序为F>P>M>N>E。
关键能力综合练
1．答案：D
解析：开始时，浓硝酸使铁钝化，Pb失电子作负极，Fe为正极，后来硝酸浓度降低，Fe失电子作负极，Pb为正极，A错误；硝酸浓度降低后，Fe失电子作负极，Pb为正极，负极的反应式为Fe－2e－===Fe2＋，B错误；铁有剩余，铁和三价铁反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，生成亚铁离子，C错误；“绿色化学”思想指的是化学反应中没有污染性的物质生成、原子利用率高的反应，该电池利用浓HNO3作电解质溶液，浓硝酸反应产生二氧化氮，稀硝酸反应产生一氧化氮，都是污染性气体，D正确。
2．答案：A
解析：实验6中负极反应式为Al－3e－===Al3＋；因电极材料不同，故实验1与实验5的电流方向不同；根据实验2、6和实验1、5的比较可发现，水果电池的电压还与两电极的材料有关，③不正确。
3．答案：D
解析：依据金属活动性顺序可知铁的活动性强于铜，铁圈和铜圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡。小心地从烧杯中央滴入CuSO4溶液后，该装置构成了原电池，铁作负极，失去电子，发生氧化反应生成亚铁离子，质量减小；铜作正极，铜离子在正极得到电子发生还原反应生成铜，在铜圈上析出，所以铜圈向下倾斜。
4．答案：C
解析：由原电池装置分析可得，b极Cm(H2O)n转化为CO2，C元素化合价升高，失去电子发生氧化反应，作负极，a极MnO2转化为Mn2＋，Mn元素化合价降低，得到电子发生还原反应，作正极，故a为原电池正极，b为负极，电池工作时，电流由正极流向负极，即由a流向b，A正确；放电时，微生物所在的电极区为电源的负极，发生氧化反应，B正确；H＋是阳离子，在原电池中，H＋从负极区移向正极区，C错误；a极MnO2转化为Mn2＋，Mn化合价降低，得到电子发生还原反应，作正极，电极反应式为MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O，D正确。
5．答案：C
解析：金属W不断溶解，说明金属W失电子发生氧化反应，所以装置甲中W作原电池负极，A正确。装置乙中Y的质量增加，说明溶液中铜离子在Y极得电子生成铜单质，Y电极上的反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，B正确。W上有气体生成，说明氢离子得电子生成氢气，装置丙中c(H＋)减小，C错误。甲装置中金属W不断溶解，W是负极，活动性W>X；乙装置中Y的质量增加，Y是正极，活动性X>Y；丙装置中W上有气体产生，W是正极，活动性Z>W；所以四种金属的活动性强弱顺序为Z>W>X>Y，D正确。
6．答案：B
解析：(2)图是原电池，活泼金属锌是负极，铜是正极，所以电子由Zn沿导线流向Cu，A正确；(3)图是原电池，锌作负极，失电子生成锌离子，铜作正极，溶液中铜离子得到电子生成铜，锌电极质量减小，铜电极质量增加，B错误；(1)图中锌和稀硫酸发生反应生成氢气，铜和稀硫酸不反应，(1)图中铜棒上没有气体产生，C正确；(2)图与(3)图中负极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，(2)图中正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，(3)图中正极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，正极生成物质量比为1∶32时，两个原电池中转移电子数相同，所以参与反应的锌的质量相同，D正确。
7．答案：AD
解析：NO是无色气体，NO2是红棕色气体，Fe和稀硝酸反应生成无色的NO，但NO易被空气中的氧气氧化生成红棕色的二氧化氮，所以Ⅰ中气体由无色变为红棕色的化学方程式为2NO＋O2===2NO2，A正确；常温下Fe和浓硝酸发生氧化还原反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止铁被进一步氧化，该现象为钝化，B错误；常温下Fe遇浓硝酸迅速发生钝化，浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，C错误；根据Ⅲ中现象，说明构成了原电池，在Fe、Cu之间连接电流计，通过电流计指针的偏转方向可以判断原电池的正、负极，进而判断Fe是否被氧化，D正确。
8．答案：D
解析：当杠杆为导体时，向烧杯中央滴入浓CuSO4溶液，构成原电池，Fe为负极，发生反应Fe－2e－===Fe2＋，Cu为正极，发生反应Cu2＋＋2e－===Cu，则A端低、B端高；当杠杆为绝缘体时，只发生Fe与硫酸铜溶液的反应，在Fe的表面附着Cu，质量变大，则A端高、B端低，故选D。
9．答案：C
解析：0～t1时，Al为负极，被氧化生成氧化铝，Cu为正极，硝酸根离子放电生成二氧化氮；随着反应进行，铝表面的氧化膜阻碍反应进行，t1后，铜为负极，Al为正极。0～t1时，铜为正极，铝为负极，A错误；0～t1时，正极反应式为2H＋＋NO＋e－===NO2↑＋H2O，B错误；随着反应进行，铝表面形成的氧化膜阻止了Al进一步反应，因此t1时电流方向发生了变化，C正确；t1后，铜为负极，电子从铜经导线流向铝，D错误。
10．答案：(1)否 (2)①负 Al－3e－===Al3＋ ②正
2H＋＋2e－===H2↑ ③2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
(3)负极 在NaOH溶液中，活动性：Al>Mg
Al＋4OH－－3e－===[Al(OH)4]－
(4)Al在浓硝酸中发生钝化，Zn在浓硝酸中发生反应，被氧化，即在浓硝酸中，活动性：Zn>Al，Al是原电池的正极
(5)①另一个电极材料的活动性；②电解质溶液
学科素养升级练
1．答案：B
解析：①燃料电池的反应物可不储存在电池的内部，可以由外部提供，正确；②锌锰干电池是一次电池，铅酸蓄电池可充放电，是二次电池，正确；③锂电池是新一代可充电电池，正确；④燃料电池作为汽车驱动能源已研发成功，正确。
2．答案：D
解析：手机上用的锂离子电池既能放电又能充电，属于二次电池，A正确；铅酸蓄电池属于可充电电池，电池的正极材料为PbO2，B正确；燃料电池的能量转化率高，且产物不污染环境，所以是一种高效且对环境友好的新型电池，C正确；铜锌原电池工作时，电子从锌电极沿外电路流向铜电极，D错误。
3．答案：D
解析：锌比铜活泼，锌为负极，A错误；铅蓄电池是二次电池，可以放电、充电，B错误；氢氧燃料电池是氢气作负极，所以电池工作时氢气发生氧化反应，C错误；原电池中电子由负极沿导线移向正极，所以电池工作时电子由锌通过导线移向碳棒，D正确。
4．答案：(1)B (2)C Cu－2e－＋2OH－===Cu(OH)2↓ 0.2
解析：由电子流动的方向可知，A、B、D的金属活动性皆强于Cu，根据“构成两电极的金属活动性相差越大，电压表的读数越大”可知，B的金属活动性最大，C的金属活动性弱于Cu，不能从CuSO4溶液中置换出Cu。(2)由(1)的分析可知，只有在C金属与Cu组成的原电池中，Cu失电子生成Cu2＋，进而与OH－结合产生蓝色沉淀。负极反应为Cu＋2OH－－2e－===Cu(OH)2↓。因蓝色沉淀为Cu(OH)2，所以当析出9.8g沉淀时，转移的电子数为×2＝0.2mol。第2课时 化学反应能量转化的重要应用——化学电池
知识点1 原电池的构造及原理
1．原电池原理：
(1)原电池：一种利用________________将________________的装置。
(2)原电池原理：
①氢氧燃料电池：
②原电池原理：(以氢氧燃料电池为例)
实验装置
原电池原理 还原剂和氧化剂分别在两个不同的区域发生________反应和________反应，并通过能导电的物质形成________产生________
两极反应 负极 氢气________，发生________反应
正极 氧气________，发生________反应
电子转移 电子由________极通过导线流向________极，形成电流
2.原电池的构造：
知识点2 设计原电池及原电池的分类
1．原电池的设计：
(1)基本思路：
(2)具体流程：
(3)设计铜锌原电池：
①设计依据：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
②实验装置图：
③设计思路及依据
确定负极 负极反应物 锌片
负极材料 锌片
确定正极 正极反应物 氢离子
正极材料 铜片
构成闭合回路 离子导体 稀硫酸
电子导体 导线
④实验现象：
电流表指针 指针发生偏转
锌电极 锌片质量________
铜电极 有气泡冒出
⑤电极反应方程式：
负极：Zn－2e－===Zn2＋
正极：2H＋＋2e－===H2↑
2．原电池的分类：
3．原电池原理的应用
第2课时 化学反应能量转化的重要应用——化学电池
知识点1
1．（1）氧化还原反应 化学能直接转化成电能 （2）氢气 石墨电极 导线 氧气 石墨电极 稀硫酸 氧化 还原 闭合回路 电流 失电子 氧化 得电子 还原 负 正
2．导电的固体 电解质 导线 氧化还原
知识点2
1．（3）减少第1课时 化学反应的快慢
必备知识基础练进阶训练第一层
知识点1化学反应速率
1.下列关于化学反应速率的说法，不正确的是( )
A．化学反应速率是衡量化学反应快慢的物理量
B．化学反应速率是由物质本身的内在性质决定的
C．化学反应速率可用单位时间内某生成物的质量的多少来表示
D．化学反应速率常用单位有mol·L－1·s－1和mol·L－1·min－1
2．对于反应：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，下列判断正确的是( )
A．用HCl和CaCl2表示的化学反应速率数值不同，但所表示的意义相同
B．不能用CaCO3表示上述化学反应的反应速率，但可以用水来表示
C．用H2O和CO2表示的化学反应速率相同
D．用CaCl2浓度的减少量来表示上述化学反应的反应速率
3．下列说法正确的是( )
A．化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的质量变化来表示
B．用不同物质的浓度(单位统一)变化表示同一时间段内同一反应的化学反应速率时，其数值之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比
C．化学反应速率的单位由浓度单位决定
D．在反应过程中，反应物的浓度逐渐变小，所以用反应物表示的化学反应速率为负值
4．在一定条件下，反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)在10 L恒容密闭容器中进行，测得2 min内，H2的物质的量由20 mol减少到8 mol，则2 min内NH3的化学反应速率为( )
A．1.2 mol·L－1·min－1 B．1.8 mol·L－1·min－1
C．0.4 mol·L－1·min－1 D．0.6 mol·L－1·min－1
5．已知4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(g)，若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，正确的关系是( )
A．4v(NH3)＝5v(O2) B．6v(O2)＝5v(H2O)
C．4v(NH3)＝6v(H2O) D．5v(O2)＝4v(NO)
6．对于反应A2(g)＋3B2(g) 2AB3(g)来说，下列反应速率中表示该反应进行得最快的是( )
A．v(A2)＝0.6 mol·L－1·s－1
B．v(B2)＝2.7 mol·L－1·min－1
C．v(AB3)＝12 mol·L－1·min－1
D．v(A2)＝6 mol·L－1·min－1
7．反应A(g)＋3B(g) 2C(g)＋2D(g)在四种不同条件下的反应速率：①v(A)＝0.3 mol·L－1·s－1；②v(B)＝0.6 mol·L－1·s－1；③v(C)＝0.4 mol·L－1·s－1；④v(D)＝0.45 mol·L－1·s－1，则该反应速率的快慢顺序为( )
A．②>④>③>① B．②>③＝④>①
C．①>④>②＝③ D．④>③>②>①
知识点2化学反应速率的影响因素
8.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．② B．②③
C．①②⑤ D．全部
9．下列各组反应(表中物质均为反应物)中，反应刚开始时放出H2的速率最大的是( )
选项 金属(粉末状)/mol 体积/mL 酸浓度/mol·L－1 酸 反应温度/℃
A Mg 0.1 10 6 HNO3 60
B Mg 0.1 10 3 HCl 60
C Fe 0.1 10 3 HCl 60
D Mg 0.1 10 3 H2SO4 60
10.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分解的催化效果好
C.用图乙装置测定反应速率，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段距离，一段时间后松开注射器活塞，观察注射器活塞是否回到原位
11．下列措施能明显增大原反应的化学反应速率的是( )
A.Na与水反应时，增加水的质量
B.H2SO4与NaOH两溶液反应时，增大压强
C.实验室制氢气时，将稀H2SO4改为98%的浓H2SO4与Zn反应
D.在工业合成氨反应中，温度和容器容积一定时，增加氮气的量
12．下列事实或做法与化学反应速率无关的是( )
A.将食物存放在温度低的地方
B.用铁作催化剂合成氨
C.将煤块粉碎后燃烧
D.用浓硝酸和铜反应制备NO2气体
13．下列措施能增大反应速率的是( )
A.Na与水反应时增大水的用量
B.Fe与稀硫酸反应制取H2时，改用浓硫酸
C.在K2SO4溶液与BaCl2溶液反应时，增大反应容器体积
D.Al在氧气中燃烧生成Al2O3，将Al片改成Al粉
14．控制变量法是化学实验的常用方法之一，如图所示实验探究影响反应速率的因素是( )
A.催化剂 B．温度
C.压强 D．浓度
15．运用相关化学知识进行判断，下列结论正确的是( )
A.需要加热或高温的条件才能发生的反应一定是吸热反应
B.对于正向吸热的可逆反应，其他条件不变时，升高温度可以使正反应速率增大，逆反应速率减小
C.为了减小稀盐酸与过量石灰石反应的速率而不影响生成气体的量，可向反应体系中加入适量的氯化钠溶液
D.增大反应物浓度可增大反应速率，因此用浓硫酸与铁反应能增大生成H2的速率
关键能力综合练进阶训练第二层
一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。
1．下列各组化学反应，反应速率最快的是( )
选项 反应物 反应物浓度 反应温度
A H2和F2 均为0.02 mol·L－1 5 ℃
B H2和Br2 均为1 mol·L－1 200 ℃
C H2和Cl2 均为1 mol·L－1 100 ℃
D H2和N2 均为4 mol·L－1 300 ℃
2.一定条件下，向1 L恒容密闭容器中通入2 mol CO2和8 mol H2发生反应：CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)，5 min后，测得CO2的物质的量为1.2 mol，则0～5 min内用H2表示的化学反应速率是( )
A．0.16 mol·L－1·min－1
B．0.24 mol·L－1·min－1
C．0.64 mol·L－1·min－1
D．0.96 mol·L－1·min－1
3．反应：3A(g)＋B(g)===2C(g)＋2D(g)，在不同条件下，用不同物质表示其反应速率，分别为
①v(A)＝0.6 mol·L－1·min－1；
②v(B)＝0.45 mol·L－1·min－1；
③v(C)＝0.015 mol·L－1·min－1；
④v(D)＝0.45 mol·L－1·min－1
则此反应在不同条件下进行最快的是( )
A．① B．②
C．③ D．④
4．某温度下，浓度都是1 mol·L－1的两种气体X2和Y2在密闭容器中反应，经过t min后，测得物质的物质的量浓度分别为c(X2)＝0.4 mol·L－1，c(Y2)＝0.8 mol·L－1，则该反应的化学方程式可表示为( )
A．X2＋2Y2===2XY2 B．2X2＋Y2===2X2Y
C．X2＋3Y2===2XY3 D．3X2＋Y2===2X3Y
5．向四个体积相同的恒容密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2，开始反应时，按反应速率由大到小的顺序排列正确的是( )
甲：500 ℃，10 mol SO2和5 mol O2反应
乙：500 ℃，V2O5作催化剂，10 mol SO2和5 mol O2反应
丙：450 ℃，8 mol SO2和5 mol O2反应
丁：500 ℃，8 mol SO2和5 mol O2反应
A．甲、乙、丙、丁 B．乙、甲、丙、丁
C．乙、甲、丁、丙 D．丁、丙、乙、甲
二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。
6．少量铁片与100 mL 0.01 mol·L－1的稀盐酸反应(盐酸过量)，反应速率太慢。为了加快此反应速率而不改变H2的产量，如下方法中成立的是( )
A．加入少量铁粉
B．加入NaCl溶液
C．滴入几滴硫酸铜溶液
D．改用10 mL 0.1 mol·L－1的稀盐酸
7．下列说法正确的是( )
A．对于A(s)＋B(g) C(g)＋D(g)的反应，加入A，反应速率加快
B．2NO2 N2O4(正反应放热)，升高温度，反应速率减慢
C．一定温度下，反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)在密闭容器中进行，恒压，充入He不改变反应速率
D．100 mL 2 mol·L－1稀盐酸与锌反应时，加入少量硫酸铜固体，生成氢气的速率加快
8．CaCO3与稀盐酸反应(放热反应)生成CO2的量与反应时间的关系如图所示。下列结论不正确的是( )
A．反应开始4 min内温度对反应速率的影响比浓度大
B．一段时间后，反应速率减小的原因是c(H＋)增大
C．反应在2～4 min内平均反应速率最大
D．反应在2～4 min内生成CO2的平均反应速率为v(CO2)＝0.06 mol·L－1·s－1
9．等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测定在不同时间(t)产生氢气体积(V)的数据，根据数据绘制如图所示曲线，则曲线a、b、c、d所对应的实验组别分别是( )
组别 c(HCl)/(mol·L－1) 温度/℃ 状态
1 2.0 25 块状
2 2.5 30 块状
3 2.5 50 粉末状
4 2.5 30 粉末状
A.4、3、2、1 B．1、2、3、4
C.3、4、2、1 D．1、2、4、3
三、非选择题
10．某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了酸性高锰酸钾与草酸(H2C2O4)的反应实验，记录如表所示的实验数据：
实验编号 实验温度/℃ 试管中所加试剂及其用量/mL 溶液褪至无色所需时间/min
0.6 mol·L－1 H2C2O4溶液 H2O 3 mol·L－1 H2SO4溶液 0.05 mol·L－1 KMnO4溶液
① 25 3.0 V1 2.0 3.0 1.5
② 25 2.0 3.0 2.0 3.0 2.7
③ 50 2.0 V2 2.0 3.0 1.0
(1)请写出该反应的离子方程式：__________________________，当该反应以表中数据反应完全时，转移电子数为________NA。
(2)V1＝________ mL。
(3)根据表中的实验①、②数据，可以得到的结论是____________________________________________。
(4)探究温度对化学反应速率的影响，应选择__________________________(填实验编号)。
(5)该小组根据经验绘制了n(Mn2＋)随时间变化的趋势如图1所示，但有同学查阅已有实验资料发现，该实验过程中n(Mn2＋)随时间变化的实际趋势如图2所示。
该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设，并设计实验方案④继续进行实验探究。
实验编号 实验温度/℃ 试管中所加试剂及其用量/mL 再加入某种固体 溶液褪至无色所需时间/min
0.6 mol·L－1 H2C2O4溶液 H2O 3 mol·L－1 H2SO4溶液 0.05 mol·L－1 KMnO4溶液
④ 25 2.0 3.0 2.0 3.0 MnSO4 t
①小组同学提出的假设是_____________________________________________________。
②若该小组同学提出的假设成立，应观察到________________________________现象。
学科素养升级练进阶训练第三层
1．把下列四种X溶液分别加入四只盛有10 mL 2 mol·L－1盐酸的烧杯中，均加水稀释到50 mL，此时，X和盐酸发生反应，其中反应速率最快的是( )
A.10 ℃ 20 mL 3 mol·L－1的X溶液
B.20 ℃ 30 mL 2 mol·L－1的X溶液
C.20 ℃ 10 mL 4 mol·L－1的X溶液
D.10 ℃ 10 mL 2 mol·L－1的X溶液
2．某学生用纯净的Cu与50 mL过量浓硝酸反应制取NO2，实验结果如图所示。气体体积在标准状况测得，且忽略溶液体积变化。下列说法正确的是( )
A.OA、AB、BC段中，OA段反应速率比BC段慢
B.AB段反应速率加快，仅因为产物有催化作用
C.OC段用HNO3表示的反应速率为0.2 mol·L－1·min－1
D.向反应体系中加入固体KNO3对反应速率无影响
3．在稀硫酸与锌反应制取氢气的实验中，探究铜离子的量对氢气生成速率的影响。实验中Zn粒足量且颗粒大小相同，饱和硫酸铜溶液用量0～4.0 mL，保持溶液总体积为10.0 mL，记录获得相同体积(标准状况下336 mL)的气体所需时间，实验结果如图所示。据图分析。下列说法错误的是( )
A．加入1.5 mL饱和硫酸铜溶液时，产生氢气的速率最快
B.a、c两点消耗锌的质量相等
C.b点对应的平均反应速率v(H2)＝134.4 mL·min－1
D.该实验不能使用氯化铜溶液和硝酸铜溶液
4．Ⅰ.已知：反应aA(g)＋bB(g) cC(g)，在2 L的密闭容器中投入一定量的A、B，两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。
(1)经测定前4 s内v(C)＝0.05 mol·L－1·s－1，则该反应的化学方程式为________________________________________。
(2)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行，经同一段时间后，测得三个容器中的反应速率分别为甲：v(A)＝0.3 mol·L－1·s－1；乙：v(B)＝0.12 mol·L－1·s－1；丙：v(C)＝0.6 mol·L－1·min－1，则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为____________(用甲、乙、丙表示)。
Ⅱ.某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的反应速率变化，他在100 mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气(气体体积已折合成标准状况下的体积)，实验记录如表(累计值)：
时间/min 1 2 3 4 5 6
氢气体积/mL 50 120 224 392 472 502
(3)________(填“0～1 min”“1～2 min”“2～3 min”“3～4 min”“4～5 min”“5～6 min”，下同)反应速率最快，原因是____________________________________。
(4)如果反应太剧烈，为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量，他在稀盐酸中分别加入等体积的下列溶液，你认为可行的是________(填字母)。
A.CH3COONa溶液 B．NaNO3溶液
C.KCl溶液 D．Na2CO3溶液
第1课时 化学反应的快慢
必备知识基础练
1．答案：C
解析：化学反应速率可用单位时间内某反应物浓度的减少量(绝对值)或某生成物浓度的增加量来表示。
2．答案：A
解析：CaCO3是固体，H2O为纯液体，一般不用固体和纯液体表示化学反应速率；CaCl2是生成物，其浓度在反应过程中会增加；在同一反应中，选用不同的物质表示化学反应速率，数值可能不同，也可能相同，但意义相同，故选A。
3．答案：B
解析：化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的浓度的变化来表示，A项错误；同一反应中，用不同物质表示的化学反应速率(单位统一)，其数值之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比，B项正确；化学反应速率的单位由浓度和时间的单位决定，C项错误；化学反应速率都是正值，无负值，D项错误。
4．答案：C
解析：由题可知，H2的物质的量在2min内减少了12mol，容器的容积为10L，所以v(H2)＝＝＝＝0.6mol·L－1·min－1，又因为v(H2)∶v(NH3)＝3∶2，所以v(NH3)＝0.4mol·L－1·min－1，C项正确。
5．答案：B
解析：已知4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(g)，由用不同物质表示的化学反应速率之比等于化学计量数之比可知，5v(NH3)＝4v(O2)，A错误；6v(O2)＝5v(H2O)，B正确；6v(NH3)＝4v(H2O)，C错误；4v(O2)＝5v(NO)，D错误。
6．答案：A
解析：化学反应中用不同物质表示的反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比，据此将4个选项中的反应速率均转化为用A2表示的反应速率，则A项中v(A2)＝0.6mol·L－1·s－1＝36mol·L－1·min－1，B项中v(A2)＝mol·L－1·min－1＝0.9mol·L－1·min－1，C项中v(A2)＝mol·L－1·min－1＝6mol·L－1·min－1，D项中v(A2)＝6mol·L－1·min－1，则A的反应速率最快，故选A。
7．答案：C
解析：如果都用物质B表示反应速率，则根据同一反应中各物质表示的反应速率之比等于相应的化学计量数之比可知①～④用物质B表示的反应速率(mol·L－1·s－1)分别是0.9、0.6、0.6、0.675，所以反应速率的快慢顺序为①>④>②＝③，C正确。
8．答案：A
解析：若反应物是固体或纯液体，增加反应物的物质的量不能使反应速率加快，①错误；升高温度一定能提高活化分子的百分数，从而加快反应速率，②正确；压强只对含有气体的体系有影响，若反应中不含气体，则该条件无法加快反应速率，③错误；若加入的生成物是固体或纯液体，则不会影响反应速率，④错误；MnO2不是所有反应的催化剂，对于不用MnO2作催化剂的反应，加MnO2不会影响反应速率，⑤错误。
9．答案：D
解析：硝酸与金属反应，不能产生氢气，排除选项A。金属活动性：Mg>Fe，HCl、H2SO4都是强酸，当酸浓度相同时，酸的元数越大，酸中H＋的浓度越大，所以c(H＋)：H2SO4>HCl。金属越活泼，酸溶液中氢离子浓度越大，反应放出氢气的速率就越快，故反应刚开始时放出H2的速率最大的是Mg与硫酸的反应，D项正确。
10．答案：B
解析：图甲所示实验可通过观察产生气泡的快慢，得到哪个反应速率快，哪个反应速率慢，A正确；若图甲所示实验中反应速率为①>②，不能得出Fe3＋比Cu2＋对H2O2分解的催化效果好，因为氯化铁和硫酸铜的阴、阳离子都不相同，不能确定是阳离子还是阴离子起的催化作用，B错误；用图乙装置测定反应速率，根据相同时间内产生气体的体积来测反应速率或者生成相同体积气体所需的时间来测定反应速率，C正确；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段距离，一段时间后松开注射器活塞，观察注射器活塞是否回到原位，D正确。
11．答案：D
解析：水为纯液体，增大水的用量，浓度不变，反应速率不变，A错误；反应在溶液中进行，没有气体生成，增大压强，反应速率基本不变，B错误；将稀H2SO4改为98%的浓H2SO4，浓H2SO4与Zn反应生成二氧化硫气体，不生成氢气，C错误；恒温恒容条件下，在工业合成氨的反应中，增加氮气的量，反应物浓度增大，则反应速率增大，D正确。
12．答案：D
解析：A项，降低温度，减小化学反应速率；B项，用铁作催化剂合成氨，增大化学反应速率；C项，将煤块粉碎后再燃烧能增大反应物接触面积，所以能增大化学反应速率；D项，用浓硝酸和铜反应制备NO2气体，与反应物的性质有关，与化学反应速率无关；故选D。
13．答案：D
解析：A项，增大水的用量不能改变水的浓度，对反应速率没有影响；B项，浓硫酸具有强氧化性，常温下，铁遇浓硫酸发生钝化，没有氢气生成，不能增大生成气体的反应速率；C项，增大反应容器体积对没有气体参与的化学反应没有影响；D项，将Al片改成Al粉，增大了反应物的接触面积，能增大反应速率；故选D。
14．答案：D
解析：两个实验中，催化剂相同，H2O2溶液体积相同，但浓度不同，所以该实验探究影响反应速率的因素是浓度，选D。
15．答案：C
解析：反应条件与反应中能量变化无关，需要加热的反应可能为放热反应，如钠的燃烧为放热反应，故A错误；升高温度可以使正、逆反应速率都增大，故B错误；向反应体系中加入适量的氯化钠溶液，相当于加入水，氢离子的浓度减小，则可以减小稀盐酸与过量石灰石反应的速率而不影响生成气体的量，故C正确；常温下，铁遇浓硫酸发生钝化，不生成氢气，故D错误。
关键能力综合练
1．答案：A
解析：对于不同的化学反应，反应物本身的化学性质是反应速率快慢的决定性因素，题中F2的氧化性最强，与H2反应的速率最快。
2．答案：C
解析：v(CO2)＝＝0.16mol·L－1·min－1，反应速率之比等于化学计量数之比，v(H2)∶v(CO2)＝v(H2)∶(0.16mol·L－1·min－1)＝4∶1，v(H2)＝0.64mol·L－1·min－1，C项符合题意。
3．答案：B
解析：化学反应速率之比等于化学反应方程式中的化学计量数之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝3∶1∶2∶2，则用A表示的化学反应速率分别为①v(A)＝0.6mol·L－1·min－1；②中v(A)＝3v(B)＝0.45mol·L－1·min－1×3＝1.35mol·L－1·min－1；③中v(A)＝v(C)＝×0.015mol·L－1·min－1＝0.0225mol·L－1·min－1；④中v(A)＝v(D)＝×0.45mol·L－1·min－1＝0.675mol·L－1·min－1，所以在不同条件下，进行最快的是②，B项正确。
4．答案：D
解析：经过tmin后，Δc(X2)＝1mol·L－1－0.4mol·L－1＝0.6mol·L－1，Δc(Y2)＝1mol·L－1－0.8mol·L－1＝0.2mol·L－1，根据反应速率之比等于化学计量数之比，则X2、Y2的化学计量数之比＝0.6mol·L－1∶0.2mol·L－1＝3∶1，根据原子守恒可知，该反应可以表示为3X2＋Y2===2X3Y。
5．答案：C
解析：影响化学反应速率的因素有温度、浓度、压强、催化剂等，温度越高、浓度越大、压强越大、加入催化剂，则反应速率越大。容器恒容，甲与乙的温度相同，反应物的物质的量分别相同，即反应物的浓度相同，但乙加了催化剂，所以乙的反应速率比甲的快；甲与丁的温度相同，但丁的反应物的物质的量小，即丁的浓度小，所以甲的反应速率比丁快；丙与丁的物质的量分别相同，即反应物的浓度相同，但丙的温度低，所以丁的反应速率比丙快。综上所述，按反应速率由大到小的顺序排列正确的是乙、甲、丁、丙。
6．答案：D
解析：盐酸过量，加入少量铁粉，铁与盐酸反应生成氢气的量增多，A项错误；加入NaCl溶液，相当于稀释盐酸，氢离子浓度降低，故反应速率变慢，B项错误；滴入几滴硫酸铜溶液，铁把铜置换出来，形成原电池，故反应速率加快，但与盐酸反应的铁减少，故减少了产生氢气的量，C项错误；改用浓度较大的盐酸，氢离子浓度增大，反应速率加快，盐酸过量，由铁的量决定氢气的产量，则氢气的量不变，D项正确。
7．答案：D
解析：对于A(s)＋B(g) C(g)＋D(g)的反应，A为固体，加入A，A的浓度不变，反应速率不变，A错误；2NO2 N2O4(正反应放热)，升高温度，反应速率加快，B错误；一定温度下，反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)在密闭容器中进行，恒压，充入He，容器的体积增大，浓度减小，反应速率减慢，C错误；100mL2mol·L－1稀盐酸与锌反应时，加入少量硫酸铜固体，锌与硫酸铜发生置换反应析出铜，形成原电池，生成氢气的速率加快，D正确。
8．答案：BD
解析：随着反应进行c(H＋)减小，而前4min内反应速率变大，根据反应是放热反应，可推出前4min内温度对反应速率的影响比浓度大，A正确，B错误；在2～4min内n(CO2)的变化量最大(或由曲线的斜率最大)，可判断出平均反应速率最大，C正确；由题意及图可知，该题不知道容器体积，故不能表示出反应速率，D不正确。
9．答案：C
解析：由题图可知，斜率越大反应速率越大，则反应速率为a>b>c>d；由题表中数据可知，实验1温度最低、氢离子浓度最小且固体表面积小，所以反应速率最慢，为d曲线；实验2和4的温度和氢离子浓度都相同，4的固体表面积大，所以反应速率：实验4>2；实验3和实验4的氢离子浓度和固体表面积都相同，实验3的温度高，所以反应速率：实验3>4。因此反应速率：实验3>4>2>1，即a、b、c、d所对应的实验组别分别为3、4、2、1。
10．答案：(1)2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O 0.00075 (2)2.0
(3)其他条件相同时，反应物浓度减小，反应速率减慢 (4)②、③ (5)①Mn2＋对该反应有催化作用 ②褪色时间变短
解析：(1)该反应的离子方程式为2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O，由题表中实验①数据可知，n(KMnO4)＝0.05mol·L－1×0.0030L＝1.5×10－4mol，n(H2C2O4)＝0.6mol·L－1×0.0030L＝1.8×10－3mol，草酸过量，则高锰酸钾反应完全时，转移电子数为1.5×10－4mol×(7－2)×NA＝0.00075NA。(2)由控制变量法可知，总体积相同，则V1＝10.0mL－8.0mL＝2.0mL。(3)根据题表中实验①、②的数据，可以得到的结论是其他条件相同时，反应物浓度减小，反应速率减慢。(4)探究温度对化学反应速率的影响，应选择实验②、③。(5)①其他条件相同，加入了MnSO4固体，由题图可知提出的假设是Mn2＋对该反应有催化作用。②若提出的假设成立，应观察到褪色时间变短现象。
学科素养升级练
1．答案：B
解析：A项，20mL3mol·L－1的X溶液，X的物质的量为0.02L×3mol·L－1＝0.06mol；B项，30mL2mol·L－1的X溶液，X的物质的量为0.03L×2mol·L－1＝0.06mol；C项，10mL4mol·L－1的X溶液，X的物质的量为0.01L×4mol·L－1＝0.04mol；D项，10mL2mol·L－1的X溶液，X的物质的量为0.01L×2mol·L－1＝0.02mol。最后均稀释至50mL，则四种情况下，X浓度A＝B>C>D，而温度B＝C>A＝D，反应物浓度越大，反应温度越高，反应速率越快，所以B的反应速率最快，选B。
2．答案：C
解析：单位时间内生成的二氧化氮越多，反应速率越快，OA段1min内生成二氧化氮84mL，BC段1min内生成二氧化氮(336－252) mL＝84mL，所以OA段和BC段反应速率相同，故A错误；Cu与浓硝酸反应会放热，溶液的温度会升高，AB段反应速率较快与温度有关，故B错误；由题图可知生成NO2的物质的量为＝0.015mol，由方程式Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O可知，消耗的HNO3为0.03mol，其浓度变化量为＝0.6mol·L－1，OC段用HNO3表示的反应速率为＝0.2mol·L－1·min－1，故C正确；加入固体KNO3会增大硝酸根离子的浓度，反应速率加快，故D错误。
3．答案：B
解析：收集相同体积气体所用时间越短，反应速率越快，由题图可知b点所用时间最短，产生氢气的速率最快，故A正确。a、c两点硫酸铜的量不同，且Zn足量，则消耗Zn的质量不等，故B错误。b点获得336mL气体所需时间为150s，b点对应的平均反应速率v(H2)＝＝134.4mL·min－1，故C正确。若选硝酸铜溶液，酸性条件下，Zn、硝酸根离子发生氧化还原反应生成NO；若使用氯化铜溶液，不能排除氯离子是否影响反应速率，故D正确。
4．答案：(1)3A(g)＋B(g) 2C(g)
(2)乙>甲>丙
(3)3～4min 该反应是放热反应，此时温度高，温度对反应速率的影响占主导作用
(4)AC
解析：(1)经测定前4s内v(C)＝0.05mol·L－1·s－1，生成的C的物质的量浓度为0.05mol·L－1·s－1×4s＝0.2mol·L－1，此时减小的A的物质的量浓度是0.8mol·L－1－0.5mol·L－1＝0.3mol·L－1，所以a∶c＝3∶2；平衡时A与B减小的物质的量浓度分别是0.6mol·L－1、0.2mol·L－1，所以a∶b＝3∶1，该反应的化学方程式为3A(g)＋B(g) 2C(g)。(2)将用物质B、C表示的反应速率都转化为用物质A表示的反应速率并统一单位；乙中，v(B)＝0.12mol·L－1·s－1时，v(A)＝3v(B)＝0.36mol·L－1·s－1；丙中，v(C)＝0.6mol·L－1·min－1时，v(A)＝v(C)＝0.9mol·L－1·min－1＝0.015mol·L－1·s－1，所以甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为乙>甲>丙。(3)0～1min、1～2min、2～3min、3～4min、4～5min、5～6min内生成的氢气体积分别是50mL、70mL、104mL、168mL、80mL、30mL，所以反应速率最快的是3～4min，这是因为该反应是放热反应，3～4min内温度高，温度对反应速率的影响占主导作用。(4)A项，加入CH3COONa溶液，CH3COO－与氢离子结合生成醋酸，氢离子浓度降低，反应速率减小，随着反应的进行，氢离子又逐渐电离出来，所以生成的氢气体积几乎不变，故A可行；B项，加入NaNO3溶液，在酸性溶液中硝酸根离子具有强氧化性，与金属反应不能得到氢气，故B不可行；C项，加入KCl溶液相当于把溶液稀释，氢离子浓度降低，反应速率减小，且生成的氢气体积不变，故C可行；D项，加入Na2CO3溶液与氢离子反应生成二氧化碳，最终使生成的氢气减少，故D不可行。第1课时 化学反应的快慢
知识点1 化学反应速率
易错辨析
一定温度下，固体和纯液体物质的浓度被视为常数，因此不能用固体和纯液体物质来表示化学反应速率。
知识点2 影响化学反应速率的因素
1．内因：反应物本身的性质。
2．外因
(1)反应物浓度
实验操作
实验现象 0.5mol·L－1的盐酸与铁片反应产生气泡的速率较慢，3mol·L－1的盐酸与铁片反应产生气泡的速率较快
实验结论 其他条件相同时，增大反应物的浓度，化学反应速率________
(2)温度
实验操作
实验现象 加热的试管中铁片表面产生气泡的速率较快，不加热的试管中铁片表面产生气泡的速率较慢
实验结论 其他条件相同时，升高温度，化学反应速率________
(3)催化剂
实验操作
实验现象 不加二氧化锰粉末的试管内无明显现象，加二氧化锰粉末的试管内有大量气泡产生，产生的气体可使带火星的木条复燃
实验结论 二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，可明显________化学反应速率
(4)接触面积
实验操作
实验现象 加块状碳酸钙的试管内产生气泡的速率较慢，加碳酸钙粉末的试管内产生气泡的速率较快
实验结论 其他条件相同时，增大固体反应物表面积，化学反应速率______
(5)其他因素
压强 对于有气体参加的化学反应，在其他条件相同时，增大反应体系的压强(实质是增大气体反应物的浓度)，化学反应速率加快，减小反应体系的压强(实质是减小气体反应物的浓度)，化学反应速率减慢
其他 光波、超声波、激光、放射线、电磁波、溶剂等也能影响化学反应速率
归纳提升
(1)决定化学反应快慢的因素是物质的自身性质，外界条件只起次要作用。(2)对于纯液体和固体物质，可认为其浓度为“常数”，它们的量的改变不会影响化学反应速率。(3)压强的变化对固体、液体的体积影响很小，因而只有固体或液体参加的化学反应，可以认为改变压强对反应速率无影响。
(4)调控化学反应速率的意义
第1课时 化学反应的快慢
知识点1
快慢 减少量（绝对值） 增加量 v＝ mol·L－1·s－1 2mol·L－1 min－1
知识点2
2．（1）加快 （2）加快 （3）加快 （4）加快