化学电源
1．了解新型电池的重要性。
2．熟悉各种化学电源的正负极判断。
要点
1．锌锰干电池(一次电池)。
(1)普通锌锰电池。
负极材料是： 锌；正极材料是：碳；电解质是NH4Cl。
(2)碱性锌锰干电池。
负极材料是： Zn；正极材料是：MnO2；电解质是KOH。
改进后碱性锌锰电池的优点：电量大，电流稳定。
2．充电电池(二次电池)。
(1)铅蓄电池。
负极材料是： Pb；正极材料是：PbO2；电解质是H2SO4。
(2)镉镍电池。
负极材料是： Cd；正极材料是：NiO(OH) ；电解质是KOH。
(3)锂电池。
锂亚硫酰氯电池(Li－SOCl2)：8Li＋3SOCl2===6LiCl＋Li2SO3＋2S。
负极材料：Li；正极材料：SOCl2。
3．氢－氧燃料电池。
负极通入氢气；正极通入氧气。
(1)原理：利用原电池的工作原理将氢气和氧气反应所放出的化学能直接转化为电能。
(2)与其他电池的区别：反应物不储存在电池内部而是由外设装备提供燃料和氧化剂。
1．关于原电池的下列说法中错误的是(B)
A．原电池是一种将化学能直接转化为电能的装置
B．原电池中正极发生氧化反应
C．在原电池的电解质溶液中，阳离子向正极移动
D．在燃料电池的负极上发生反应的通常是可燃性气体
2．对化学电源的叙述正确的是(A)
A．化学电源比火力发电对化学能的利用率高
B．化学电源所提供的电能居于人类社会现阶段总耗电量的首位
C．化学电源均是安全、无污染的
D．化学电源即为可充电电池
3．废电池的污染引起人们的广泛重视，废电池中对环境形成污染的主要物质是(B)
A．锌 B．汞
C．石墨 D．二氧化锰
1．下列有关电池的说法不正确的是(B)
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．氢氧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
解析：A.锂离子电池中能循环使用，属于二次电池，故A正确；B.铜锌原电池中，锌易失电子而作负极，铜作正极，电子从负极沿导线流向正极，故B错误；C.燃料电池属于原电池，是将化学能转变为电能的装置，故C正确；D.锌锰干电池中，锌易失电子发生氧化反应而作负极，故D正确；故选B。
2．废电池进行回收集中处理的首要原因是(B)
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，因而必须回收集中处理。
3．微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用，有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液。电极反应式为：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O、Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，总反应式为Ag2O＋Zn===ZnO＋2Ag。
根据上述反应式，判断下列叙述中正确的是(C)
A．在使用过程中，电池负极区溶液的pH增大
B．在使用过程中，电子由Ag2O经外电路流向Zn极
C．Zn是负极，Ag2O是正极
D．Zn极发生还原反应，Ag2O极发生氧化反应
解析：A.原电池工作原理中，化合价升高的那一极是负极，锌是负极，电极反应式：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O ，消耗OH－使得pH减小，错误；B.原电池的工作原理，电子从负极经外电路流向正极，锌是负极，氧化银是正极，电子由锌经外电路流向氧化银，错误；C.原电池工作原理中：化合价升高的那一极作负极，锌作负极，化合价降低的那一极作正极，氧化银作正极，正确；D.锌作负极，化合价升高，被氧化，氧化银作正极，化合价降低，被还原，错误；故答案为C。
4．下图是氢氧燃料电池(电解质溶液为H3PO4溶液)构造示意图。关于该电池的说法不正确的是(C)
A．a极是负极
B．电子由a通过灯泡流向b
C．正极的电极反应是：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．氢氧燃料电池是环保电池
解析：A.在氢氧燃料电池中，通入氢气的一极发生氧化反应，为原电池的负极，所以a极是负极，正确；B.电子从负极流向正极，所以电子从a极流出，经灯泡流向b，正确；C.正极是氧气得到电子的反应，电解质为酸性，则生成的氢氧根离子与氢离子反应生成水，即氧气得到电子与氢离子结合生成水，错误；D.氢氧燃料电池的产物是水，无污染，所以属于环保电池，正确；答案选C。
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＋，2NH＋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(D)
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。
6．观察下图，回答问题。
(1)该装置叫__________装置，可以将________能转化为________能。
(2)负极是________，电极反应为______________________。
(3)正极是________，电极反应为______________________，
总反应为__________________________________________。
解析：(1)根据装置可判断，该装置叫原电池，可以将化学能能转化为电能。
(2)原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应。铁比铜活泼，则铁是负极，失去电子，因此负极电极反应为Fe－2e－===Fe2＋。
(3)铜是正极，溶液中的铜离子在正极被还原，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，总反应为Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋。
答案：(1)原电池 化学 电
(2)铁 Fe－2e－===Fe2＋
(3)铜 Cu2＋＋2e－===Cu
Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋
7．微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是(A)
A．正极反应中有CO2生成
B．微生物促进了反应中电子的转移
C．质子通过交换膜从负极区移向正极区
D．电池总反应为C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O
解析：首先根据原电池反应判断出厌氧反应为负极区，有氧反应为正极区。A.根据厌氧反应中碳元素的化合价的变化：葡萄糖分子中碳元素平均为0价，二氧化碳中碳元素的化合价为＋4价，所以生成二氧化碳的反应为氧化反应，所以在负极生成，错误；B.在微生物的作用下，该装置为原电池装置。原电池能加快氧化还原反应速率，故可以说微生物促进了电子的转移，正确；C.原电池中阳离子向正极移动，正确；D.电池的总反应实质是葡萄糖的氧化反应，正确。
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)
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。
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－===CO＋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．如图是常见原电池装置，电流表G发生偏转。
(1)若两个电极分别是Zn、Cu，电解质溶液是稀硫酸，正极的电极反应式为____________________；如果把电解质溶液换成硫酸铜溶液，则正极的电极反应式为______________________。
(2)若总反应是2FeCl3＋Fe===3FeCl2，则可以做负极材料的是________，负极上发生的电极反应是______________________。
(3)若电解质溶液是稀硫酸，Mg、Al两种金属做电极，则Mg电极的电极反应式为____________________________________；若电解质溶液换作稀氢氧化钠溶液，Mg、Al两金属做电极，则Mg是________(选填“正极”或“负极”)，总反应的离子方程式是_______________________________________________。
解析：(1)根据原电池的工作原理，能与电解质溶液反应的，作原电池的负极，两者都反应的，活泼性强的作负极，锌作负极，铜作正极，H＋在正极上得电子转变成氢气，电极反应式：2H＋＋2e－===H2↑，如果换成硫酸铜溶液，正负两极不变，铜离子在正极上得电子，电极反应式：Cu2＋＋2e－===Cu；(2)根据原电池工作原理，负极上化合价升高，被氧化，则Fe作负极，电极反应式：Fe－2e－===Fe2＋；(3)两者都与稀硫酸反应，金属性强的作负极，Mg比Al活泼，Mg作负极，电极反应式：Mg－2e－===Mg2＋ ，如果换成氢氧化钠溶液，铝与氢氧化钠反应，而镁不与反应，则铝作负极，镁作正极，铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式：2Al＋2H2O＋2OH－===2AlO＋3H2↑。
答案：(1)2H＋＋2e－===H2↑
Cu2＋＋2e－===Cu
(2)Fe Fe－2e－===Fe2＋
(3)Mg－2e－===Mg2＋ 正极 2Al＋2H2O＋2OH－===2AlO＋3H2↑化学能与热能
1．知道化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因。
2．掌握反应物与生成物总能量的相对高低是反应过程中能量变化的决定因素。
3．应用键能计算反应过程中的能量变化。
4．了解化学能与热能的相互转化。
5．理解中和热的概念，学会定性和定量研究化学反应中热量变化的科学方法。
6．了解能量转化在生产、生活中的应用。
要点一
1．化学反应的实质。
化学反应的实质是原子或原子团的重新组合，即反应物中旧化学键的断裂和生成物中新化学键的形成。
2．化学反应中能量变化的直接原因。
(1)物质中的微粒之间是通过化学键结合的。
(2)断开反应物中的化学键要吸收能量；形成生成物中的化学键要释放能量。
(3)化学键的断裂和形成是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因。
3．化学反应中能量变化的根本原因。
反应物总能量与生成物总能量相对高低。
4．化学键与化学反应中能量变化的关系。
5．化学反应过程中的能量变化。
【应用思考】
1．浓硫酸稀释时放出了热量，有化学键变化吗？是不是放热反应？
提示：当浓硫酸稀释时，在水分子的作用下，硫酸分子的共价键被破坏，但无新化学键的形成，故不属于化学变化。
2．化学反应中都有能量变化吗？为什么？
提示：都有；因为在化学反应过程中，破坏旧化学键，需要吸收一定的能量来克服原子(或离子)间的相互作用；形成新化学键时，又要释放一定的能量。因此，在化学反应中，不仅有新物质生成，而且一定伴随着能量变化。
要点二
1．两条基本的自然定律。
(1)质量守恒定律：自然界的物质发生转化时，总质量不变。
(2)能量守恒定律：一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量，但是体系包含的总能量不变。
2．吸热反应和放热反应。
(1)吸热反应：吸收热量的化学反应。
(2)放热反应：放出热量的化学反应。
3．化学能与热能的相互转化。
(1)化学能转化为热能。
热能转化为化学能。
4.中和热。
在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1_mol_H2O时所释放的热量称为中和热，单位为kJ·mol－1。
5．化学能与热能相互转化的应用。
(1)化学物质中的化学能通过反应转化成热能，是人类生存和发展的动力之源。
(2)热能转化成化学能是人们进行化学科学研究、创造新物质不可或缺的条件和途径。
6．人类利用能源的三个阶段。
(1)柴草时期。
该时期从火的发现至18世纪产业革命，以树枝杂草为主要能源。
(2)化石能源时期。
从18世纪中期到现代，以煤、石油、天然气为主要能源。
(3)多能源结构时期。
以可再生能源和清洁能源(绿色能源)为主要能源，主要包括太阳能、氢能、核能、生物质能、地壳地表能等。
【应用思考】
3．水蒸气液化时向环境释放热量，该变化是放热反应吗？
提示：吸热反应和放热反应是针对化学反应而言的，水蒸气液化是放热过程，但无化学变化，故不是放热反应。
1．下列变化过程中属于吸热反应的是(B)
A．氢氧化钠固体溶在水中
B．Ba(OH)2·8H2O(s)和NH4Cl(s)混合研磨
C．甲烷燃烧
D．白炽灯发热
解析：氢氧化钠固体溶在水中，虽然放出热量，但不是化学反应，A错；B明显正确；甲烷燃烧是放热反应，C错；白炽灯发热，是物理现象，D错；答案为B。
2．如图表示吸热反应的图象是(C)
3．下列说法中正确的是(A)
A．凡是物质的化学变化都伴随着能量的变化
B．凡是化学反应就一定放出热量
C．凡是放热反应都不用加热就能进行
D．凡是吸热反应都需要人为加热
解析：凡是物质的化学变化都伴随着能量的变化，A正确；化学反应有的放出热量，有的吸收能量，B错；很多放热反应往往也要加热才能进行，C错；也有不少吸热反应不需要加热就能进行，D错；答案为A。
1．下列过程一定释放能量的是(D)
A．化合反应 B．分解反应
C．分子拆分成原子 D．原子组合成分子
解析：分子拆分成原子是断开化学键的过程，吸收能量；原子组合成分子是形成化学键的过程，释放能量。
2．下列说法正确的是(D)
A．化学反应未必伴随能量变化
B．放热反应全部不需要加热即可发生
C．需要加热条件的化学反应都是吸热反应
D．化学变化中的能量变化主要由化学键变化引起的
解析：化学反应过程中必然伴随有能量变化，A错；放热反应与吸热反应与反应条件无关，B、C错；化学反应可以分为旧键断裂和新键形成两个过程，前者吸热，后者放热，化学反应的吸放热取决于两个过程的热量多少，D正确；答案为D。
3．对于放热反应H2＋Cl2===2HCl，下列说法正确的是(B)
A．产物所具有的总能量高于反应物所具有的总能量
B．反应物所具有的总能量高于产物所具有的总能量
C．断开1 mol H－H键和1 mol Cl－Cl键所吸收的总能量小于形成1 mol H－Cl键所放出的能量
D．该反应中，热能转变为化学能
解析：该反应是放热反应，根据能量守恒定律知，反应物所具有的总能量高于产物所具有的总能量；放热反应的本质是：生成物成键释放的总能量大于反应物断键吸收的总能量，故选B。
4．下列有关能量转换的说法不正确的是(C)
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。
5．下列反应既是氧化还原反应，又是吸热反应的是(C)
A．铝片与稀H2SO4反应
B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
C．灼热的炭与CO2反应
D．甲烷在O2中的燃烧反应
解析：A.铝与稀硫酸是置换反应，是放热反应，不符合题意；B.两者反应是吸热反应，不属于氧化还原反应，不符合题意；C.C＋CO22CO，是典型的吸热反应，属于氧化还原反应，符合题意；D.甲烷燃烧是放热反应，属于氧化还原反应，不符合题意；答案为C。
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(C)
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
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(C)
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。
8．下列说法中正确的是(D)
A．如果找到合适的催化剂，就能够在不消耗能源的条件下从水中获得氢气
B．放热反应中反应物的总能量比生成物的总能量低
C．伴有能量变化的物质变化都是化学变化
D．有些吸热反应在不加热的条件下也能发生
解析：A.反应吸收或放出的能量是由反应物和生成物的总能量的相对大小而决定的，催化剂只能降低正逆反应的活化能，但不能改变反应吸收或放出的能量，故不可能在不消耗能源的条件下从水中获得氢气，故A错误；B.反应物的总能量比生成物的总能量低时，反应需要吸热，故放热反应中反应物的总能量比生成物的总能量高，故B错误；C.某些物理过程也会伴随着能量变化，故有能量变化的不一定是化学反应，还可能是物理过程，故C错误；D.反应吸放热与反应条件无必然的关系，故吸热反应不一定需要加热，放热反应也不一定不需要加热，故D正确。
9．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(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。化学反应的限度
1．认识可逆反应及其特征。
2．了解并会判断化学平衡状态。
3．初步了解化学反应条件的控制。
要点一
1．可逆反应。
(1)定义：在同一条件下正反应方向和逆反应方向均能进行的化学反应。
(2)表示。
正、逆反应是在同一条件下同时进行的。
②共存性：反应物和生成物同时存在，反应不能进行到底。
2．化学平衡状态。
当一个可逆反应的正逆反应速率相等时，各组分的量不再改变，达到一种表面静止的状态，即“化学平衡状态”。化学平衡状态是给定条件下化学反应所能达到或完成的最大程度，即该反应进行的限度，此时反应物的转化率最大。
化学平衡的建立。
(2)可以用图象表示化学平衡状态建立过程中速率与时间的关系。
(3)化学平衡。
①研究对象：可逆反应。
②定义：在一定条件下，当一个可逆反应进行到正反应速率和逆反应速率相等时，反应物和生成物的浓度不再改变的状态。
要点二
1．化学反应条件的控制。
(1)促进有利反应
(2)控制有害反应
2．燃料燃烧的条件。
(1)燃料与空气或氧气接触，且空气要适当过量。
(2)温度达到燃料的着火点。
3．提高燃料燃烧效率的措施。
(1)尽可能使燃料充分燃烧提高能量的转化率。关键是燃料与空气或氧气尽可能充分接触，且空气要适当过量。
(2)尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出的热能，提高热能的利用率。
1．可逆反应达到平衡的重要特征是(D)
A．反应停止了
B．正、逆反应的速率都为0
C．正、逆反应都还在继续进行
D．正、逆反应的速率相等
① 采用高温 ②采用高压 ③使用催化剂 ④增大N2的浓度 ⑤增大H2的浓度
A．①②③ B．②③④
C．①③⑤ D．全部
A．3v正(N2)＝v正(H2)
B．v正(N2)＝v逆(NH3)
C．2v正(H2)＝3v逆(NH3)
D．v正(N2)＝3v逆(H2)
A．改变反应条件可以改变该反应的限度
B．达到平衡后，SO3、SO2、O2在密闭容器中共存
C．达到平衡后，反应停止，正、逆反应速率都等于零
D．SO3、SO2、O2的浓度保持不变，说明该可逆反应达到了平衡状态
解析：A.化学平衡状态是在一定条件下的平衡状态，则改变反应条件可以改变该反应的限度，A正确；B.该反应是可逆反应，则达到平衡后，SO3、SO2、O2在密闭容器中共存，B正确；C.达到平衡后，正、逆反应速率相等，但不等于零，C错误；D.平衡时正逆反应速率相等，则SO3、SO2、O2的浓度保持不变时，说明该可逆反应达到了平衡状态，D正确；答案选C。
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
3．下面关于化学反应的限度的叙述中，正确的是(B)
A．化学反应的限度都相同
B．化学反应的限度可以改变
C．可以通过延长化学反应的时间改变化学反应的限度
D．当一个化学反应在一定条件下达到限度时，反应即停止
解析：在一定条件下的可逆反应经过一段时间后，正、逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化，这种表面上静止的“平衡状态”就是这个可逆反应所能达到的限度。A.化学反应不同，限度不同，故A错误；B.可以改变外界条件控制化学反应的限度，故B正确；C.化学反应的限度与反应时间无关，故C错误；D.当化学反应在一定条件下达到限度时，正、逆反应速率相等，反应未停止，故D错误；故选B。
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。
A．容器内n(A2)∶n(B2)∶n(AB)＝1∶1∶2
B．单位时间内生成2n mol AB，同时生成n mol A2
C．生成B的速率与生成A的速率相等
D．容器内气体的密度不随时间变化
解析：A.当体系达平衡状态时，容器内n(A2)∶n(B2)∶n(AB)可能是1∶1∶2，也可能不是1∶1∶2，故A错误；B.单位时间内生成2nmol AB等效于消耗n mol A2，同时生成n mol A2，正逆反应速率相等，达平衡状态，故B正确；C.只要反应发生，一直有生成B的速率与生成A的速率相等，故C错误；D.体积恒定，气体质量不变，密度始终是一个定值，故D错误；故选B。
6．下列措施可以提高燃料燃烧效率的是(D)
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。
A．c(Z)＝0.45 mol/L
B．c(X2)＝0.3 mol/L c(Z)＝0.1 mol/L
C．c(X2)＝0.5 mol/L
D．c(Y2)＝0.5 mol/L
解析：A.如果c(Z)＝0.45 mol/L，则相应消耗0.3 mol/L的Y2，但Y2的起始浓度是0.3 mol/L，反应是可逆反应，反应物不能完全转化，A错误；B.如果c(X2)＝0.3 mol/L，则相应消耗0.1 mol/L的Z，则剩余Z是0.2 mol/L，B错误；C.如果c(X2)＝0.5 mol/L，则需要消耗0.3 mol/L的Z，反应是可逆反应，则Z的浓度不可能为0，C错误；D.如果c(Y2)＝0.5 mol/L，则需要消耗0.1 mol/L的Z，剩余0.2 mol/L的Z，所以D正确；答案选D。
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(D)
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：由图象可知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。
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化学反应的速率
1．了解化学反应速率的含义及其表示方法。
2．掌握简单的化学反应速率计算。
3．了解影响化学反应速率的因素。
4．初步了解控制化学反应速率的方法。
要点一
1．意义：表示化学反应进行快慢程度的物理量。
2．定义：单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量。
3．表达式：v＝。
4．单位：mol/(L·min)，mol/(L·s)。
转化关系：1 mol/(L·min) ＝ mol/(L·s)
要点二
1．化学反应速率的决定性因素是反应物本身的性质。
2．外界条件对化学反应速率影响的实验探究。
(1)温度对化学反应速率影响的探究。
实验操作
实验对象 溶液中产生气泡速率的相对大小为40_℃＞常温＞5_℃
实验结论 H2O2分解产生O2，化学方程式为2H2O2===2H2O＋O2↑，温度越高，反应速率越大
(2)催化剂对化学反应速率影响的探究。
实验操作
实验现象 试管中产生气泡的速率的相对大小为乙＞甲、丙＞甲
实验结论 使用催化剂可以加快化学反应速率
(3)影响化学反应速率的条件，除了温度、催化剂，还有反应物的接触面积、反应物的状态、溶液的浓度等因素。
1．下列有关化学反应速率的描述中，错误的是(C)
A．是描述化学反应快慢的物理量
B．可用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示
C．在同一化学反应中，各物质的速率可能不相同，因此用不同物质来表示的化学反应的速率也不同
D．化学反应速率不可以用固体物质来表示
解析：在同一化学反应中，各物质的速率可能不相同，但用不同物质来表示的化学反应的速率相同，C错；其他选项明显正确；答案为C。
2．甲、乙两容器内都在进行A→B的反应，甲中每分钟减少4 mol A，乙中每分钟减少2 mol A，则两容器中的反应速率(D)
A．甲快 B．乙快
C．相等 D．无法确定
3．下列措施一定能使化学反应速率增大的是(C)
A．增大反应物的量 B．增大压强
C．升高温度 D．使用催化剂
1．下列关于化学反应速率的说法中，不正确的是(B)
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．化学反应速率通常用单位时间内生成或消耗某物质的质量的多少来表示
C．在同一个反应中，各物质的反应速率之比等于化学方程式中的系数比
D．化学反应速率的常用单位有mol/(L·s)和mol/(L·min)
解析：根据定义，A正确；化学反应速率常用单位时间内任何一种反应物物质的量浓度的减小或生成物物质的量浓度的增加来表示，故B错误；C、D显然正确；故答案为B。
2．下列措施可以降低化学反应速率的是(A)
A．生活中，用冰箱保存食物
B．H2O2分解时，用MnO2 作催化剂
C．工业合成氨时，采用高温高压的措施
D．提高反应物的浓度
3．在某化学反应中，生成物B的浓度在10 s内从1.5 mol/L变成2.0 mol/L，则这10 s内B的平均反应速率是(A)
A．0.05 mol/(L·s) B．0.05 mol/L
C．0.20 mol/(L·s) D．0.20 mol/L
解析：A.将食物贮藏在冰箱中，温度降低，能减慢反应速率，故A正确；B.二氧化锰作催化剂，能加快过氧化氢溶液制氧气的反应速率，故B错误；C.升温、加压使化学反应速率加快，故C错误；D.提高反应物浓度反应速率加快，故D错误；故选A。
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(C)
A．v(W)＝3v(Z) B．2v(X)＝3v(Z)
C．2v(X)＝v(Y) D．3v(W)＝2v(X)
5．下列四种X溶液，均能跟盐酸反应，其中反应最快的是(C)
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 mL 2 mol/L的X溶液
解析：浓度越大，则反应速率越大；温度越高，反应速率越高，可知因为C中温度最高，浓度最大，所以反应速率应该是最大的，故选C。
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＋3H2??2NH3，2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(D)
A．v(N2)＝0.5 mol/(L·min)
B．v(H2)＝1.5 mol/(L·min)
C．v(NH3)＝1 mol/(L·min)
D．v(N2)＝1 mol/(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＋3H2??2NH3，2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，D项错误。
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(B)
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，而且没有实验验证Cl－和SO是否对反应有影响，故该实验不能确定Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解的催化效果。
8．在四个不同的容器中，在不同条件下利用N2＋3H2??2NH3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(B)
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
9．“碘钟”实验中，3I－＋S2O===I＋2SO的反应速率可以用I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(S2O)/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S2O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)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)。
(4)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)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。(4)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)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) (4)①30 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溶液的接触面积原电池
1．了解化学能与电能的转化关系。
2．初步了解化学电池的工作原理及应用。
3．掌握原电池的构成要素以及电池正负极的判断。
4．会书写简单的电极反应式。
1．一次能源和二次能源。
(1)一次能源。
直接从自然界取得的能源，包括风力、流水、潮汐、地热、原煤、石油、天然气、天然铀矿等。
(2)二次能源。
一次能源经过加工、转换得到的能源，如电力、蒸汽等。
2．化学能与电能的相互转化。
(1)燃煤发电的能量转换过程。
化学能热能机械能电能。
(2)原电池。
①定义：把化学能直接转化为电能的装置。
②构成条件：具有活泼性不同的两个电极；具有电解质溶液；电极间构成闭合回路。
③反应本质：化学电池的反应本质是自发进行的氧化还原反应。
(3)电极。
负极：失电子，发生氧化反应的电极。
正极：得电子，发生还原反应的电极。
(4)电极方程式。
表示正、负极发生反应的方程式。
【应用思考】
从上述火力发电和原电池的工作原理，阐述原电池的优点。
提示：火力发电需要经过较多的能量转化过程，每次转化都会有能量的消耗，所以能量利用率不高，而原电池是把化学能直接转化为电能，所以能量利用率较高。
1．以下装置不能形成原电池的是________。
答案：④⑥
2．根据Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑的反应原理设计一个原电池，当Zn为负极时，正极可以选用的金属材料是(D)
A．镁 B．石墨 C．铝 D．铅
3．有关原电池的下列说法中正确的是(C)
A．在外电路中电子由正极流向负极
B．在原电池中，只有金属能作负极
C．原电池工作时，阳离子向正极方向移动
D．原电池工作时，阳离子向负极方向移动
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)
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
解析：燃煤发电原理——从煤中的化学能开始的一系列能量转化过程：
故答案为A。
2．下列关于原电池的叙述中正确的是(A)
A．原电池能将化学能转变为电能
B．原电池负极发生的电极反应是还原反应
C．原电池在工作时其正极不断产生电子并经外电路流向负极
D．原电池的电极只能由两种不同的金属构成
解析：原电池能将化学能转变为电能，A正确；原电池负极发生的电极反应是氧化反应，B错；原电池工作时电子从负极经外电路流向正极，C错；原电池的电极可用石墨构成，D错；答案为A。
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(D)
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。
4．对于原电池的电极名称，下列叙述有错误的是(C)
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。
5．在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是(D)
A．正极附近的SO离子浓度逐渐增大
B．正极有O2逸出
C．电子通过导线由铜片流向锌片
D．铜片上有H2逸出
解析：A.该原电池放电时，溶液中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，故A错误；B.正极上氢离子得电子被还原生成氢气，故B错误；C.电子由负极经导线流向正极，即由锌片流向铜片，故C错误；D.Cu电极上氢离子得到电子生成氢气，有氢气逸出，故D正确；故选D。
如图所示装置中，观察到电流计指针偏转，X棒变重，Y棒变轻，由此判断下表中所列X、Y、Z物质，其中可以成立的是(D)
解析：电流计指针偏转，X棒变重，Y棒变轻，说明该装置为原电池，X棒有固体析出，Y棒失去电子进入溶液。A.锌比铜活泼，所以锌失去电子，生成锌离子进入溶液，X棒变轻，Y上有氢气放出，错误；B.Y为Fe极，则Fe失去电子，生成亚铁离子进入溶液，Y棒变轻，而X生成氢气，错误；C.锌失去电子进入溶液，则X变轻，Y上有银形成， Y变重，错误；D.Y为Zn，则Zn失去电子进入溶液，Y棒变轻，碳棒上有Cu析出，则碳棒增重，形成电流，正确；答案选D。
7．①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。
①②相连时，外电路电流从②流向①；
①③相连时，③为正极；
②④相连时，②上有气泡逸出；
③④相连时，③的质量减少。
据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是(B)
A．①③②④ B．①③④②
C．③④②① D．③①②④
解析：①②相连时，外电路电流从②流向①，说明电子从①流向②，则①比较活泼；①③相连时，③为正极，①为负极，①比较活泼；②④相连时，②上有气泡逸出，氢离子放电生成氢气，则②为正极，④比较活泼；③④相连时，③的质量减少，③作负极，③比较活泼。据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是①③④②；答案选B。
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(D)
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↑ 。符合这些条件的图象就是D项。
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与碱的反应是一个特例，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－===2AlO＋4H2O
2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋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
