章末系统总结
一、重点知识梳理
二、实验专项探究——“变量控制”实验探究外界条件对反应速率的影响
在研究影响化学反应速率的因素时，由于外界影响因素较多，故为搞清某个因素的影响均需控制其他因素相同或不变时，再进行实验。因此，常用变量控制思想解决该类问题。
(1)常见考查形式。
①以表格的形式给出多组实验数据，让考生找出每组数据的变化对反应的影响。
②给出影响化学反应的几种因素，让考生设计实验分析各因素对反应的影响。
(2)解题策略。
①确定变量：解答这类题目时首先要认真审题，理清影响实验探究结果的因素有哪些。
②定多变一：在探究时，应该先确定其他的因素不变，只变化一种因素，看这种因素与探究的问题存在怎样的关系；这样确定一种以后，再确定另一种，通过分析每种因素与所探究问题之间的关系，得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。
③数据有效：解答时注意选择数据(或设置实验)要有效，且变量统一，否则无法做出正确判断。
即时训练
1．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( )
选项
反应温度/℃
Na2S2O3溶液
稀H2SO4
H2O
V/mL
V/mL
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：结合选项知混合液的体积都为20
mL，但选项D中反应温度最高、反应物Na2S2O3的浓度最大，其反应速率最大，故最先看到浑浊(有硫单质生成)。
答案：D
2．(2015·福建卷)在不同浓度(c)、温度(T)条件下，蔗糖水解的瞬时速率(v)如下表。下列判断不正确的是( )
0.600
0.500
0.400
0.300
318.2
3.60
3.00
2.40
1.80
328.2
9.00
7.50
a
4.50
b
2.16
4.80
1.44
1.08
A.
a＝6.00
B．同时改变反应温度和蔗糖的浓度，v可能不变
C．b＜318.2
D．不同温度时，蔗糖浓度减少一半所需的时间相同
解析：分析328.2
K的瞬时速率与浓度的关系成正比，则0.600/0.400＝9.00/a，a＝6.00，A项正确；从题给数据看，浓度越大、温度越高，反应速率越快，当增大浓度同时降低温度时，瞬时反应速率可能会不变，B项正确；浓度不变时，b
K下反应速率低于318.2
K下的反应速率，故b<318.2，C项正确；题给数据是瞬时速率而不是平均速率，故不能作为判断所用时间的依据，D项错误。
答案：D第2章
化学反应的方向、限度与速率
第3节
化学反应的速率
第2课时
反应条件对化学反应速率的影响
1．500
mL
1
mol·L－1的稀盐酸与锌粒反应，不会使反应速率加快的是( )
A．升高温度
B．将500
mL
1
mol·L－1的盐酸改为1
000
mL
1
mol·L－1的盐酸
C．用1
mol·L－1的硫酸代替1
mol·L－1的盐酸
D．用锌粉代替锌粒
解析：升温、增大反应物浓度均可使反应速率加快；锌粉比锌粒的表面积大，也可加快反应速率，而将等浓度的盐酸由500
mL变为1
000
mL，只是改变了反应物的用量并不改变其浓度，所以反应速率不变。
答案：B
2．向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2，开始反应时，按正反应速率由大到小顺序排列正确的是( )
甲：在500
℃时，SO2和O2各10
mol反应
乙：在500
℃时，用V2O5作催化剂，10
mol
SO2和5
mol
O2反应
丙：在450
℃时，8
mol
SO2和5
mol
O2反应
丁：在500
℃时，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
解析：催化剂、温度对化学反应速率影响程度较大，其中催化剂为最大，浓度、压强影响程度相对较小，同温时乙中速率最快，同温无催化剂时，甲中浓度大于丁中浓度，故甲＞丁，丙温度最低，速率最慢，故C正确。
答案：C
3．在2
L的密闭容器中，一定条件下发生化学反应：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g) ΔH＝－746.4
kJ·mol－1。起始反应时NO和CO各为4
mol，10秒钟后达到化学平衡，测得N2为1
mol。下列有关反应速率的说法中正确的是( )
A．反应前5秒钟内，用NO表示的平均反应速率为0.1
mol·L－1·s－1
B．达到平衡后，升高温度，正反应速率将减小，逆反应速率将增大
C．达到平衡后，反应速率的关系有：v正(CO)＝2v逆(N2)
D．保持容器体积不变，往容器中充入1
mol
O2，正、逆反应速率都不改变
答案：C
4.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，根据数据绘制图，则曲线a、b、c、d所对应的实验组别可能是( )
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
解析：影响反应速率的因素主要有温度、浓度、接触面积、催化剂，本题中只有温度、浓度和接触面积，三者兼顾分析才能得到正确答案。图象中曲线a对应的实验反应最快，故其浓度较大、温度较高，应为粉末状。
答案：C
5.把在空气中久置的铝片5.0
g投入盛有500
mL
0.5
mol·L－1稀硫酸的烧杯中，该铝片与稀硫酸反应产生氢气的速率与反应时间的关系可用如图所示的曲线来表示，回答下列问题：
(1)曲线由O→a段不产生氢气的原因是________，有关的化学反应方程式为______________________________________________。
(2)曲线由a→c段，产生氢气的速率增加的主要原因是
_____________________________________________________。
(3)曲线从c以后，产生氢气的速率逐渐下降的主要原因是
______________________________________________________。
解析：(1)在空气中久置的铝片表面有氧化铝薄膜，因此，稀硫酸首先和氧化铝反应，不产生氢气。(2)a→c段，虽然稀硫酸的浓度减小，但是该反应是放热反应，使温度升高，温度升高起主导作用，故化学反应速率加快。(3)曲线从c以后，稀硫酸的浓度减小，成为影响化学反应速率的主要因素，因此化学反应速率逐渐减小。
答案：(1)久置的铝片表面有氧化铝薄膜 Al2O3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O (2)该反应是放热反应，温度升高，化学反应速率加快 (3)硫酸的浓度减小，化学反应速率逐渐下降
(时间：40分钟 分值：100分)
一、选择题(本题包括7个小题，每小题8分，共56分。每小题只有一个选项符合题意)
1．下列说法正确的是( )
①参加反应的物质的性质是影响化学反应速率的主要因素 ②光是影响某些化学反应速率的外界条件之一 ③决定化学反应速率的主要因素是浓度 ④不管什么反应，增大浓度或加热或加压或使用催化剂，都可以加快反应速率
A．①②
B．②③
C．③④
D．①④
解析：决定化学反应速率快慢的主要因素是反应物本身的性质；光可以影响某些化学反应的速率；压强只对气体反应的速率有影响。
答案：A
2．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)是制备硫酸的重要反应，下列叙述正确的是( )
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，生成SO3
(g)的平均速率为v＝
解析：A项中催化剂改变正、逆反应速率，但对平衡移动无影响；该反应有气体参加和生成，增大压强反应速率不一定增大，如体积不变，充入稀有气体，虽然体系压强增大，但反应速率不变；不论反应是吸热还是放热，升高温度，反应速率均会加快；D项中v＝，故选D。
答案：D
3．在反应2A＋B3C＋5D中，下列措施一定能加快反应速率的是( )
A．增加A的量
B．增大压强
C．升高温度
D．减少C的量
解析：改变固体或纯液体的量，不能改变反应速率，题中未指明各物质的状态，故A、D两项不一定能加快反应速率；压强只对气体反应的反应速率有影响，题中反应未指明各物质的状态，B项不一定能加快反应速率；任何情况下，温度升高，反应速率都加快，C项一定能加快反应速率。
答案：C
4．为了探究影响化学反应速率的因素，4位同学分别设计了下列4个实验，其中结论不正确的是( )
A．将大小、形状相同的镁条和铝条与相同浓度、相同温度下的盐酸反应时，两者快慢相同
B．盛有相同浓度双氧水的两支试管：一支加入MnO2放在冷水中，一支直接放在冷水中，前者反应快
C．将浓硝酸分别放在冷暗处和强光下，发现强光下的浓硝酸分解得快
D．升高温度，H2O2
的分解速率加快，原因是反应物分子的能量增加，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多
解析：影响化学反应速率的主要因素是反应物的性质，镁、铝的活泼性不同，故两者与同浓度的盐酸反应快慢不同。
答案：A
5．把下列4种X的溶液分别加入到4个盛有10
mL
2
mol·L－1盐酸的烧杯中，并加水稀释到50
mL，此时X与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
B．20
mL 2
mol·L－1
C．10
mL 4
mol·L－1
D．10
mL 2
mol·L－1
解析：本题中反应速率的大小是由混合后反应物浓度的大小决定的，由于最后溶液体积相同，所以混合前X的物质的量越大，混合后其浓度越大，反应速率越快。
答案：A
6．化学反应N2＋O22NO在密闭容器中进行，一定温度下采取下列措施，能使反应速率减小的是( )
A．缩小容器容积使反应体系压强增大
B．充入N2使反应体系压强增大
C．充入He使反应体系压强增大
D．保持反应体系压强不变，充入He
解析：该反应中的N2和O2都是气体，一定温度下改变反应体系的压强，只要使一种或两种反应物的浓度减小，反应速率就减小。
A．N2和O2的浓度都增大，反应速率增大。
B．N2的浓度增大，反应速率增大。
C．N2和O2的浓度都不变，反应速率不变。
D．N2和O2的浓度都减小，反应速率减小。
答案：D
7．用如图所示的实验装置进行实验X、Y时，每隔半分钟分别测定放出气体的体积，下列选项中能正确表示实验X、Y的结果的是( )
实验
所用盐酸
X
25
mL
0.2
mol·L－1
Y
50
mL
0.1
mol·L－1
解析：由镁和盐酸反应的化学方程式可知，实验X、Y中镁均过量，因此两者产生的H2的最终体积相等，故C项和D项不正确。反应物的浓度越大，化学反应速率越快，故实验X产生H2的速率大，故A项符合题意。
答案：A
二、非选择题(本题包括2个小题，共44分)
8．(22分)在一个容积可变的密闭容器中发生反应：3Fe
(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)。
回答下列问题：
(1)增加Fe的量，其正反应速率________(填“增大”“不变”或“减小”，下同)，平衡________移动(填“不”“向正反应方向”或“向逆反应方向”，下同)。
(2)将容器的体积缩小一半，其正反应速率________，平衡________移动。
(3)保持体积不变，充入N2使体系压强增大，其正反应速率________，平衡________移动。
(4)保持体积不变，充入水蒸气，其正反应速率________，平衡________移动。
解析：增加Fe的量，其正反应速率不变，平衡不移动；将容器的体积缩小一半，压强增大，其正反应速率增大，但反应前后气体体积不变，平衡不移动；保持体积不变，充入N2使体系压强增大，但容器中原气体的浓度不变，正反应速率不变，平衡不移动；保持体积不变，充入水蒸气，反应物的浓度增大，其正反应速率增大，平衡向正反应方向移动。
答案：(1)不变 不 (2)增大 不 (3)不变 不
(4)增大 向正反应方向
9．(22分)在一密闭容器中发生下列反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，如图所示是某一时间段中反应速率与反应进程的曲线关系。
回答下列问题：
(1)处于平衡状态的时间段是________。
(2)t1、t3、t4时刻，体系中分别改变的是什么条件？
t1________；t3________；t4________。
(3)下列时间段中，氨的体积分数最高的是________。
A．t2～t3
B．t3～t4
C．t4～t5
D．t5～t6
解析：根据速率—时间图象中速率变化的特点进行分析：
(1)由v(正)＝v(逆)的速率关系，可知达到化学平衡的时间段。所以在t0～t1、t2～t3、t3～t4、t5～t6时间段，体系处于平衡状态。
(2)反应起始时，v(正)＝v(逆)说明反应体系已达到平衡状态。在t1、t3、t4时刻，速率突变，说明外界条件改变了，引起速率突变。
在t1时刻，正反应速率增大，而逆反应速率瞬间不变，可推测是增加了反应物的浓度。
在t3时刻，条件改变后，正、逆反应速率增大倍数相同，而合成氨反应前后体积是变化的，故只能是使用了催化剂。
在t4时刻，正、逆反应速率均减小，减小的倍数不同，且速率是突变，由于减小后的反应速率是正反应速率大于逆反应速率，故不可能是减小压强，只能是降低温度。
(3)在t1～t6时间段内，增大反应物浓度平衡向正反应方向移动，使用催化剂平衡不移动，降低温度平衡也向正反应方向移动，故氨的质量分数最大的应是改变条件最后的时间段。
答案：(1)t0～t1，t2～t3，t3～t4，t5～t6 (2)增大反应物浓度 使用催化剂 降低反应温度 (3)D第2章
化学反应的方向、限度与速率
第2节
化学反应的限度
第2课时
反应条件对化学平衡的影响
1．下列因素不可能影响化学平衡移动的是( )
A．温度
B．催化剂
C．反应物的浓度
D．压强
解析：催化剂只能改变化学反应速率，不会影响化学平衡的移动
答案：B
2．在一定条件下的溶液中，反应FeCl3＋3KSCN
Fe(SCN)3＋3KCl达到平衡后，在其他条件不变的情况下，改变下列条件，能使平衡正向移动的是( )
A．加水稀释
B．加入少量FeCl3固体
C．加入少量KCl溶液
D．加入少量氢氧化钠固体
解析：加水稀释、加入少量KCl溶液，Fe3＋、
SCN－、Fe(SCN)3的浓度都减小，平衡逆向移动，A、C不正确；加入少量FeCl3固体，Fe3＋的浓度增大，平衡正向移动，B正确；加入少量NaOH固体，Fe3＋的浓度减小，平衡逆向移动，D不正确。
答案：B
3．已知化学反应2A(？)＋B(g)2C(？)达到平衡，当增大压强时，平衡向逆反应方向移动，则下列情况可能的是( )
A．A是气体，C是固体
B．A、C均为气体
C．A、C均为固体
D．A是固体，C是气体
解析：增大压强、平衡逆向移动说明逆反应是气体物质的量减小的反应，故C为气体，A为非气态(如固体)。
答案：D
4．在注射器中充入NO2，平衡后在恒温下进行压缩，当体积减小时，则( )
A．体系颜色比原来深
B．体系颜色比原来浅
C．体系颜色不变
D．注射器内压强不变
解析：对于可逆平衡2NO2(红棕色)
N2O4(无色)，增大压强，平衡右移，NO2的量减小，但NO2的浓度比原来增大，体系颜色变深。
答案：A
5．在一定温度下，密闭容器中A＋B2C类型的反应达到了平衡。
(1)当增加或减少A物质时，平衡不移动，则A物质的状态为________。
(2)升高温度时，平衡向右移动，此正反应为________反应，升高温度时，正反应速率________，逆反应速率________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)若B物质为气态，增大压强时平衡不移动，则A物质为________态物质，C物质为________态物质。
答案：(1)固态或纯液态 (2)吸热 增大 增大 (3)气 气
(时间：40分钟 分值：100分)
一、选择题(本题包括6个小题，每小题8分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1．可确认发生化学平衡移动的是( )
A．化学反应速率发生了改变
B．有气态物质参加的可逆反应达到平衡后，改变了压强
C．可逆反应达到平衡，使用了催化剂
D．由于某一条件的改变，使正、逆反应速率不再相等
解析：化学平衡移动的实质是正、逆反应速率不相等。速率发生了改变，但可能正、逆反应速率同等程度的改变，使两者速率再次相等；对于气体体积相等的反应，压强的改变为正、逆反应速率的影响相同；催化剂同等程度的改变了正、逆反应速率。
答案：D
2．在恒温、恒容的条件下，2A(g)＋B(g)2C(g)的反应速率随反应时间的变化示意图如下，下列叙述与示意图不相符合的是( )
A．反应达平衡时，正反应速率和逆反应速率相等
B．平衡态Ⅰ后，可能是增大A的浓度，平衡发生移动，达到平衡态Ⅱ
C．平衡态Ⅰ后，可能是减小C的浓度，平衡发生移动，达到平衡态Ⅱ
D．B在平衡态Ⅰ和平衡态Ⅱ时浓度不相等
解析：由题给图象可以看出，平衡态Ⅰ改变的瞬间，逆反应速率未改变，正反应速率突然增大，可知为增大反应物的浓度，B项正确，C项不正确；由于平衡发生移动，可知两平衡态时同一种反应物的浓度不相等，D项正确；反应达到平衡时，正反应速率和逆反应速率一定相等，A项正确。
答案：C
3．在密闭容器中，一定条件下，进行如下反应：NO(g)＋CO(g)1/2N2(g)＋CO2(g) ΔH＝－373.2
kJ·mol－1，达到平衡后，为提高该反应的速率和NO的转化率，采取的正确措施是( )
A．加催化剂同时升高温度
B．加催化剂同时增大压强
C．升高温度同时充入N2
D．降低温度同时增大压强
解析：降低温度虽然能提高NO的转化率，但也降低了反应速率，D选项同时采取了降温和增压措施，对提高NO的转化率是一致的，但对加快反应速率是矛盾的，故D项不能保证满足题中条件。
答案：B
4．下图中曲线a表示放热反应X(g)＋Y(g)Z(g)＋N(s)进行过程中X的转化率随时间变化的关系，若只改变一个起始条件，使反应过程按b曲线进行，可采取的措施是( )
A．升高温度
B．加大X的投入量
C．使用催化剂
D．缩小体积
解析：升高温度，X的转化率降低，A不可取；加大X的投入量，则X的转化率降低，B不可取；使用催化剂可以提高反应速率，但平衡不移动，X的转化率不变，C措施可取；缩小体积，平衡向正反应方向移动，X的转化率提高，D措施不可取。
答案：C
5．下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是( )
A．溴水中存在如下平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO，当加入NaOH溶液后颜色变浅
B．对2H2O22H2O＋O2的反应，使用MnO2可加快制O2的反应速率
C．反应CO＋NO2CO2＋NO ΔH<0，升高温度使平衡向逆反应方向移动
D．合成氨反应：N2＋3H22NH3 ΔH<0，为使氨的产率提高，理论上应采取低温高压的措施
解析：催化剂只能改变反应速率，对化学平衡的移动无影响。
答案：B
6．在一密闭容器中，反应aA(g)bB(g)达平衡后，保持温度不变，将容器体积增大一倍，当达到新的平衡时，B的浓度是原来的60%，则( )
A．平衡向逆反应方向移动了
B．物质A的转化率减小了
C．物质B的质量分数增大了
D．a>b
解析：平衡后将容器体积增大一倍，即压强减小到原来的一半，A、B的浓度都变为原来的50%，达到新平衡后，B的浓度是原来的60%，说明减小压强使平衡向正反应方向移动，则正反应是气体体积增大的反应，即b>a，B的质量、质量分数、物质的量、物质的量分数及A的转化率都增大了。
答案：C
二、非选择题(本题包括3个小题，共52分)
7．(16分)铁在高温下可以与CO2或水蒸气反应，化学方程式及对应的平衡常数如下：
①Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g) K′
②Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g) K″
请回答下列问题：
(1)反应①的平衡常数K′表示式为___________________。
(2)在不同温度下，K′和K″的值如下表所示。
T(K)
K′
K″
973
1.47
2.36
1
173
2.15
1.67
a.反应①的正反应是________(填“吸热”或“放热”，下同)反应，反应②的正反应是________反应。
b．现有可逆反应③CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，其中反应的焓变ΔH________(填“>”或“<”)0。
(3)要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动，可采取的措施为________(填字母)。
A．缩小容器体积
B．降低温度
C．升高温度
D．使用合适的催化剂
解析：由表中数据知，反应①随温度升高，K′增大，说明反应①为吸热反应；同理知反应②为放热反应，即有
①Fe(s)＋CO2(g)
FeO(s)＋CO(g)
ΔH′>0
②Fe(s)＋H2O(g)
FeO(s)＋H2(g)
ΔH″<0，
将①式减②式整理得：CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g) ΔH＝ΔH′－ΔH″>0。
答案：(1)K′＝ (2)吸热 放热 > (3)C
8．(20分)现有反应aA(g)＋bB(g)pC(g)，达到平衡后，当升高温度时，B的转化率变大；当减小压强时，混合体系中C的质量分数也减小，则：
(1)该反应的逆反应是____________(填“吸热”或“放热”)反应，且a＋b________p(填“＞”“＜”或“＝”)。
(2)减压时，A的质量分数________(选填“增大”“减小”或“不变”，下同)，正反应速率________。
(3)若加入B(体积不变)，则A的转化率________，B的转化率________。
(4)若升高温度，平衡时B、C的浓度之比将________。
(5)若加入催化剂，平衡时气体混合物的总物质的量________。
(6)若B是有色物质，A、C均为无色物质，则加入C(体积不变)时混合物的颜色________，而维持容器内气体的压强不变，充入氖气时，混合物的颜色________(填“变浅”“变深”或“不变”)。
解析：升高温度，B的转化率变大，说明此反应的正反应为吸热反应；减小压强，混合体系中C的质量分数变小，说明减小压强时平衡向逆反应方向移动，则a＋b＞p。
答案：(1)放热 ＞ (2)增大 减小 (3)增大 减小 (4)减小 (5)不变 (6)变深 变浅
9．(16分)将等物质的量的A、B、C、D四种物质混合后，充入一容积为V的密闭容器，此时容器内压强为p。然后在一定条件下发生如下反应：aA(？)＋bB(？)cC(g)＋dD(？)。当反应进行一段时间后，测得A减少了n
mol，B减少了0.5n
mol，C增加了n
mol，D增加了1.5n
mol，此时达到化学平衡。
(1)该化学方程式中，各物质的化学计量数分别为a＝______；b＝________；c＝________；d＝________。
(2)若只改变压强，反应速率发生变化，但平衡不发生移动，则在上述平衡混合物中再加入B物质，上述平衡________。
A．向正反应方向移动
B．向逆反应方向移动
C．不移动
D．条件不够，无法判断
(3)若只升高温度，反应一段时间后，测知四种物质的物质的量又重新相等，则正反应为________(填“放热”或“吸热”)反应。
解析：(1)根据化学反应中化学计量数之比等于参加反应的各物质的物质的量之比可知，a∶b∶c∶d＝2∶1∶2∶3。(2)只改变压强，反应速率发生变化，但平衡不发生移动，说明该反应是体积不变的可逆反应，则此反应的聚集状态为：A是气态，B是固态或液态，D是固态或液态。由于固态、液态纯净物的浓度是常数，改变B的量平衡不发生移动。(3)其他条件不变，只升高温度，四种物质的物质的量相等，说明升温平衡向逆反应方向移动，故该反应的正反应为放热反应。
答案：(1)2 1 2 3 (2)C (3)放热第2章
化学反应的方向、限度与速率
第1节
化学反应的方向
1．下列说法正确的是( )
A．凡是放热反应都是自发的，凡是吸热反应都是非自发的
B．自发反应熵一定增大，非自发反应熵一定减小或不变
C．自发反应在适当条件下才能实现
D．自发反应在任何条件下都能实现
解析：放热反应大多是能够自发进行的过程，而吸热反应有些也是自发反应；自发反应的熵不一定增大，可能减小，也可能不变；过程的自发性只能用于判断过程的方向，反应是否能实现还要看具体的条件。
答案：C
2．下列关于化学反应焓变的叙述中，正确的是( )
A．化学反应的焓变与反应的方向性无关
B．化学反应的焓变直接决定了反应的方向
C．焓变为正的反应都是吸热反应
D．焓变为正的反应都能自发进行
解析：反应能否自发进行(方向性)是由ΔH－TΔS决定的，与ΔH、ΔS和T都有关。焓变只表达化学反应是释放能量还是吸收能量，不能用来独立判断反应的自发性。
答案：C
3．下列对熵的理解不正确的是( )
A．同种物质气态时熵值最大，固态时熵值最小
B．体系越有序，熵值越小；越混乱，熵值越大
C．与外界隔离的体系，自发过程将导致体系的熵减小
D．25
℃、1.01×105
Pa时，2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)是熵增的反应
解析：熵指的是混乱程度，越混乱其熵值越大，故B正确；对于同一物质，由固→液→气三态熵值逐渐增大，故A正确；自发过程是熵增的过程，故C错误；对于D选项中的反应，由于反应后分子数增多，故熵值逐渐增大。
答案：C
4．某化学反应其ΔH＝－122
kJ·mol－1，ΔS＝－431
J·mol－1·K－1，则以下关于此反应的自发性描述中正确的是( )
A．在任何温度下都能自发进行
B．仅在低温下自发进行
C．仅在高温下自发进行
D．在任何温度下都不能自发进行
解析：因ΔH<0，ΔS<0，由ΔG＝ΔH－TΔS<0判断，只有低温时反应才能自发进行。
答案：B
5．指出下列反应或过程的ΔS的正、负号，并判断常温时，反应能否自发进行。
(1)2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g)，ΔS________0，________自发进行。
(2)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)，ΔS________0，________自发进行。
(3)－10
℃的水结冰，ΔS________0，________自发进行。
解析：(1)反应为ΔS>0的反应，能自发进行；(2)反应的ΔS>0，但常温下不能自发进行，高温时能自发进行；(3)过程ΔS<0，但却能自发进行。
答案：(1)> 能 (2)> 不能 (3)< 能
(时间：40分钟 分值：100分)
一、选择题(本题包括6个小题，每小题8分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1．以下自发反应可用焓判据来解释的是( )
A．硝酸铵自发溶于水
B．2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)
ΔH＝＋56.7
kJ·mol－1
C．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)
ΔH＝＋74.9
kJ·mol－1
D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－571.6
kJ·mol－1
解析：焓判据能够说明放热反应为自发反应，而A、B、C三个自发过程均为吸热过程，显然不能单用焓判据来解释。只有D项可以用焓判据解释。
答案：D
2．下列对熵变的判断中不正确的是( )
A．少量的食盐溶解于水中：ΔS>0
B．炭和氧气反应生成CO(g)：ΔS>0
C．气态水变成液态水：ΔS>0
D．CaCO3(s)受热分解为CaO(s)和CO2(g)：ΔS>0
解析：食盐溶于水是典型的熵增加过程；2C(s)＋O2(g)===
2CO(g)，气体的物质的量增大，为熵增加的反应；气态水变成液态水是体系混乱度减小的过程，为熵减小的过程；CaCO3(s)的分解产生了气体，为熵增加的反应。
答案：C
3．下列反应过程中，ΔH>0且ΔS>0的是( )
A．NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)
B．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)
C．4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3
(s)
D．HCl(aq)＋NaOH(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)
解析：A是熵减的放热反应；C是熵减的放热反应；D是放热反应。
答案：B
4．已知：(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)
ΔH＝＋74.9
kJ·mol－1，下列说法中正确的是( )
A．该反应中熵变、焓变皆大于0
B．该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行
C．碳酸盐分解反应中熵增加，因此任何条件下所有碳酸盐分解一定自发进行
D．能自发进行的反应一定是放热反应，不能自发进行的反应一定是吸热反应
解析：该反应ΔH>0，ΔS>0，高温下能自发进行；ΔS>0的反应不一定能自发进行；反应放热有利于反应自发进行，但能自发进行的反应不一定是放热反应，不能自发进行的反应也不一定是吸热反应。
答案：A
5．实现“节能减排”和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，如图表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol－1)的变化：
关于该反应的下列说法中，正确的是( )
A．ΔH>0，ΔS>0
B．ΔH>0，ΔS<0
C．ΔH<0，ΔS<0
D．ΔH<0，ΔS>0
解析：根据反应过程中能量变化的情况可知反应物的总能量高于生成物的总能量，反应放热，ΔH<0；该反应发生后气体的物质的量减小，ΔS<0。
答案：C
6．汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)是城市主要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器，它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，其反应原理是2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)。由此可知，下列说法中正确的是( )
A．该反应是熵增大的反应
B．该反应不能自发进行，因此需要合适的催化剂
C．该反应常温下能自发进行，催化剂条件只是加快反应的速率
D．该反应常温下能自发进行，因为正反应是吸热反应
解析：只使用催化剂便可使尾气发生转化，故此反应能自发进行。因反应是气体物质的量减小的反应，故熵减小。因熵减小不利于反应自发，故自发进行的原因是反应放热。
答案：C
二、非选择题(本题包括3个小题，共52分)
7．(13分)在化学反应A(g)＋B(g)2C(g)＋D(g) ΔH＝Q
kJ·mol－1过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。
(1)Q________0
(填“>”“<”或“＝”)
(2)熵变ΔS________0(填“>”“<”或“＝”)
(3)该反应________自发进行(填“能”或“不能”)。
解析：据图象可知，该反应是放热反应，故Q<0。据反应特点可知，该反应是熵增大的反应；据此可知该反应能自发进行。
答案：(1)< (2)> (3)能
8．(24分)根据所学的知识和经验，判断下列变化在常温下的焓变、熵变及方向性，填表。
变化
ΔH
ΔS
方向性
H2O(l)→H2O(g)
CaO(s)＋SO2(g)===CaSO3(s)
2Fe3＋(aq)＋Cu(s)===2Fe2＋(aq)＋Cu2＋(aq)
NH4Cl(s)===HCl(g)＋NH3(g)
解析：先判断ΔH的“＋”“－”，再由S(g)＞S(l)＞S(s)判断ΔS的“＋”“－”，最后根据常温(298
K)判断ΔH－TΔS的“＋”“－”。
答案：
变化
ΔH
ΔS
方向性
H2O(l)→H2O(g)
ΔH＞0
ΔS＞0
不能自发
CaO(s)＋SO2(g)===CaSO3(s)
ΔH＜0
ΔS＜0
自发
2Fe3＋(aq)＋Cu(s)===2Fe2＋(aq)＋Cu2＋(aq)
ΔH＜0
ΔS＞0
自发
NH4Cl(s)===HCl(g)＋NH3(g)
ΔH＞0
ΔS＞0
不能自发
9.(15分)已知在100
kPa、298.15
K时石灰石分解反应：CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ΔH＝＋178.3
kJ·mol－1 ΔS＝160.4
J·mol－1·K－1，则：
(1)该反应________(填“能”或“不能”)自发进行；
(2)据本题反应数据分析，温度________(填“能”或“否”)成为反应方向的决定因素；
(3)若温度能决定反应方向，则该反应自发进行的最低温度为________。
解析：(1)ΔH－TΔS＝178.3
kJ·mol－1－298.15
K×160.4×10－3
kJ·mol－1·K－1＝130.5
kJ·mol－1>0，所以该反应不能自发进行。(2)因为该反应ΔH>0、ΔS>0，所以根据ΔH－TΔS可知在温度较高的时候，可能小于0。(3)根据ΔH－TΔS<0时，反应可自发进行，则有：T>ΔH/ΔS＝1
111.6
K。
答案：(1)不能 (2)能 (3)1
111.6
K章末系统总结
物
条件:可溶性盐中有弱酸酸根离子或弱碱阳离
质
在
实质:盐的离子与水电离出的H或
结合为弱电解质(酸、碱)的过程,
水
水解
液)盐类的水解水酸十碱。盐类的水解促进了水的电离
中和
影响因素:温度、浓度、酸碱度等
规律:谁弱谁水解,谁强显谁性,越弱越水解,都弱都水解,无弱不水解
为
类水解的应用
解
溶解平衡:AgCl(
讥
沉淀溶解平衡溶度积:对AnB(s)
A(aq)tnBm(aq)
A
溶解平衡的应用:沉淀的生成、溶解、转化第3章
物质在水溶液中的行为
第2节
弱电解质的电离
盐类的水解
第3课时
盐类消解的应用
1．下列过程或现象与盐类水解无关的是( )
A．纯碱溶液去油污
B．加热稀醋酸溶液，其pH稍有减小
C．NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接中的除锈剂
D．浓的硫化钠溶液有臭味
解析：Na2CO3水解显碱性，可以去油污；NH4Cl与ZnCl2水解都显酸性，可除锈；硫化钠水解的最终产物是H2S，所以浓硫化钠溶液中含有少量的H2S，有臭味；加热稀醋酸，溶液的pH稍有减小与醋酸的电离有关，与水解无关。
答案：B
2．在Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋的平衡体系中，要使平衡向水解的方向移动，且使溶液的pH增大，应采取的措施是( )
A．加热
B．通入HCl气体
C．加入适量的NaOH溶液
D．加固体AlCl3
解析：盐类的水解存在一个平衡状态，当条件发生变化时，平衡可能发生移动，状态发生改变。A、C、D都可促使水解平衡正向移动，B抑制水解反应的进行。改变条件后，溶液的pH增大的是C，溶液的pH减小的是A、B、D。综上所述，符合题意的答案为C。
答案：C
3．对滴有酚酞试液的下列溶液，操作后颜色变深的是( )
A．明矾溶液加热
B．CH3COONa溶液加热
C．氨水中加入少量NH4Cl固体
D．小苏打溶液中加入少量NaCl固体
解析：本题考查水解平衡和电离平衡等知识，溶液颜色变深的原因是溶液的碱性增强，抓住这一本质寻找答案。A选项，明矾溶液中铝离子水解使溶液呈酸性，加热铝离子的水解程度增大，溶液的酸性增强，无颜色变化；B选项，醋酸钠溶液中醋酸根离子水解使溶液呈碱性，加热，醋酸根离子的水解程度增大，溶液的碱性增强，溶液的颜色加深；C选项，加入氯化铵固体，氨水的电离程度减弱，碱性减弱，溶液颜色变浅；D选项，溶液的酸碱性不变，溶液的颜色没有变化。
答案：B
4．下列根据反应原理设计的应用，不正确的是( )
A．CO＋H2OHCO＋OH－ 热的纯碱溶液清洗油污
B．Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋ 明矾净水
C．TiCl4＋(x＋2)H2O(过量)TiO2·xH2O＋4HCl
用TiCl4制备TiO2
D．SnCl2＋H2OSn(OH)Cl＋HCl 配制氯化亚锡溶液时加入氢氧化钠
解析：A项，加热使平衡向右移动，溶液碱性增强，有利于除油污；D项，根据平衡移动原理可知，向溶液中加入氢氧化钠，平衡向氯化亚锡水解的方向移动，所以D错。
答案：D
5．下列关于盐类水解的应用中，说法正确的是( )
A．加热蒸干Na2CO3溶液，最后可以得到NaOH和Na2CO3的混合固体
B．除去MgCl2中的Fe3＋，可以加入NaOH固体
C．明矾净水的反应：Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋
D．加热蒸干KCl溶液，最后得到KOH固体(不考虑CO2的反应)
解析：A项，加热蒸发Na2CO3溶液，得不到NaOH，虽然加热促进CO水解，但生成的NaHCO3又与NaOH反应生成了Na2CO3；B项，Mg2＋和Fe3＋均可与OH－反应生成沉淀，且引入了新杂质
Na＋；D项，KCl不水解，不可能得到KOH固体。
答案：C
6．在氯化铁溶液中存在下列平衡：FeCl3＋3H2OFe(OH)3＋3HCl ΔH>0。
(1)将饱和FeCl3溶液，滴入沸腾的蒸馏水中可得到一种红褐色透明液体。向这种液体中加入稀H2SO4产生的现象为_______________
______________________________________________________。
(2)不断加热FeCl3溶液，蒸干其水分并灼烧得到的固体可能是____________。
(3)在配制FeCl3溶液时，为防止产生浑浊，应_______________。
解析：(1)将FeCl3溶液滴入沸腾的蒸馏水中，得到Fe(OH)3胶体，加入稀H2SO4则胶体聚沉而得到红褐色沉淀，当H2SO4过量时沉淀又溶解生成黄色溶液。(2)加热可促进盐类水解，由于HCl挥发，可使水解进行彻底，得到Fe(OH)3沉淀，Fe(OH)3受热分解，最终产物为Fe2O3。(3)为防止FeCl3水解，应加入浓盐酸抑制FeCl3水解。
答案：(1)先生成红褐色沉淀，又逐渐溶解生成黄色溶液
(2)Fe2O3 (3)加入少许浓盐酸
(时间：40分钟 分值：100分)
一、选择题(本题包括6个小题，每小题8分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1．在一定浓度的FeCl3溶液中，存在如下水解平衡：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，在此溶液中滴入饱和的FeCl3溶液，下列哪个变化的说法正确( )
A．水解平衡不移动
B．水解平衡向逆反应方向移动
C．溶液中H＋浓度增大
D．Fe3＋的水解程度增大
解析：滴入饱和的FeCl3溶液，则溶液中[Fe3＋]增大，使平衡向右移动，溶液中[H＋]增大；但FeCl3的水解程度减小，因为水解程度＝，由于FeCl3的增多，使水解程度减小。
答案：C
2．将下列固体物质溶于水，再将其溶液加热，蒸发结晶，再灼烧，得到化学组成与原固体物质相同的是( )
①胆矾 ②氯化铝 ③硫酸铝 ④氯化铜
A．③
B．①④
C．①②③④
D．全部
解析：胆矾CuSO4·5H2O溶于水得CuSO4溶液，因硫酸难挥发、蒸发结晶再灼烧得CuSO4；AlCl3、CuCl2发生水解，AlCl3＋3H2OAl(OH)3＋3HCl，CuCl2＋2H2OCu(OH)2＋2HCl，加热时HCl不断挥发，平衡右移，不断生成Al(OH)3、Cu(OH)2沉淀，灼烧得Al2O3、CuO；Al2(SO4)3＋6H2O2Al(OH)3＋3H2SO4，硫酸难挥发，最终仍得Al2(SO4)3。
答案：A
3．欲使CH3COONa稀溶液中[CH3COO－]/[Na＋]比值增大，可在溶液中(恒温)加入少量下列物质中的( )
①固体NaOH
②固体KOH ③固体CH3COONa
④固体NaHSO4
A．①或④
B．②或③
C．①或②
D．③或④
答案：B
4．向三份0.1
mol·L－1
CH3COONa溶液中分别加入少量NH4NO3、Na2SO3、FeCl3固体(忽略溶液体积变化)，则CH3COO－的浓度变化依次为( )
A．减小、增大、减小
B．增大、减小、减小
C．减小、增大、增大
D．增大、减小、增大
解析：CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－。加入NH4NO3，NH水解：NH＋H2ONH3·H2O＋H＋，H＋和
OH－反应，使平衡右移，CH3COO－浓度减小，促进水解；加入Na2SO3，SO＋H2OHSO＋OH－，水解产生OH－，使平衡左移，CH3COO－浓度增大，抑制水解的进行；加入FeCl3固体，Fe3＋水解：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，影响同NH，使CH3COO－浓度减小，促进水解。
答案：A
5．下面的问题中，与盐类水解有关的是( )
①为保存FeCl3溶液，要在溶液中加入少量盐酸；
②实验室盛放Na2CO3、Na2SiO3等溶液的试剂瓶应用橡胶塞；
③在NH4Cl或AlCl3溶液中加入镁条会产生气泡；
④长期使用硫酸铵，土壤酸性增强。
A．只有①④
B．只有②③
C．只有③④
D．全部
解析：①保存FeCl3溶液，在溶液中加入少量盐酸，可以抑制FeCl3发生水解反应生成Fe(OH)3沉淀。②Na2CO3、Na2SiO3可以发生水解使溶液显碱性，从而能腐蚀玻璃，故实验室盛放Na2CO3、Na2SiO3等溶液的试剂瓶应用橡胶塞，不能用玻璃塞，避免瓶塞和瓶口粘连在一起。③NH4Cl、AlCl3发生水解，溶液呈酸性，镁可以置换溶液中的氢，放出H2，从而产生气泡。④硫酸铵水解呈酸性，长期使用此化肥，土壤酸性将增强。
答案：D
6．有①Na2CO3溶液 ②CH3COONa溶液 ③NaOH溶液各25
mL，物质的量浓度均为0.1
mol·L－1，下列说法正确的是( )
A．3种溶液pH的大小顺序是
③＞②＞①
B．若将3种溶液稀释相同倍数，pH变化最大的是②
C．若分别加入25
mL
0.1
mol·L－1盐酸后，pH最大的是①
D．若3种溶液的pH均为9，则物质的量浓度的大小顺序是③＞①＞②
解析：相同物质的量浓度的①、②、③溶液：pH的大小顺序应为③>①>②，故A项错误；稀释相同倍数时，①、②存在水解平衡，③中pH变化最大，故B项错误；若pH相同的三种溶液，物质的量浓度大小顺序应为②>①>③，故D项错误；与25
mL
0.1
mol·L－1盐酸反应后①中为NaHCO3和NaCl溶液，②中为CH3COOH和NaCl溶液，③中为NaCl溶液，pH最大的是①，故C项正确。
答案：C
二、非选择题(本题包括3个小题，共52分)
7．(18分)向纯碱溶液中滴入酚酞溶液：
(1)观察到的现象是____________________________________，
原因是________________________________________________
(用离子方程式表示)。
(2)若微热溶液，观察到的现象是_________________________，
原因是________________________________________________。
(3)若向溶液中加入少量氯化铁溶液，观察到的现象是______________，原因是____________________________________。
解析：(1)Na2CO3溶液显碱性，遇酚酞变红。(2)加热，水解程度变大，碱性更强，红色加深。(3)加入FeCl3，Fe3＋与OH－结合生成Fe(OH)3(红褐色沉淀)，促进CO水解，同时会有CO2气体产生。
答案：(1)溶液变红 CO＋H2OOH－＋HCO、HCO＋H2OH2CO3＋OH－ (2)红色加深 加热，CO水解程度变大，溶液碱性增强 (3)红色变浅，有红褐色沉淀生成，有气体生成(或气泡冒出)
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓，减小了[OH－]，促进了CO的水解，CO＋H2OHCO＋OH－，HCO＋H2OH2CO3＋OH－，H2CO3H2O＋CO2↑
8．(18分)把NH4Cl晶体溶入水中，得到饱和NH4Cl溶液。若在该溶液中加入镁条，观察到有气泡产生，点燃有爆鸣声，此气体是______，产生该气体的原因是_________________________________
_____________________________________________________。
(用离子方程式表示)，微热后，能放出有刺激性气味的气体，它能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该气体是______，产生该气体的原因是_______________________________________________________，
总的反应离子方程式为________________________________。
答案：H2 NH＋H2ONH3·H2O＋H＋、Mg＋2H＋===
Mg2＋＋H2↑ NH3 因为H＋减少，使水解平衡右移，产生的NH3·H2O增多，加热使NH3·H2O分解放出NH3 Mg＋2NH===
Mg2＋＋H2↑＋2NH3↑
9．(16分)已知25
℃时0.01
mol·L－1醋酸溶液的pH约为3，向其中加入少量醋酸钠晶体，待晶体溶解后发现溶液的pH增大。对上述现象有两种不同的解释：甲同学认为醋酸钠水解呈碱性，增大了[OH－]，因而溶液的pH增大；乙同学认为醋酸钠溶于水电离出大量醋酸根离子，抑制了醋酸的电离，使[H＋]减小，因此溶液的pH增大。你认为上述两种解释中____________(填“甲”或“乙”)正确。
(1)为了验证上述哪种解释正确，继续做如下实验，向0.01
mol·
L－1的醋酸溶液中加入少量下列哪种物质，然后测定溶液的pH( )
A．固体NaOH
B．固体CH3COONH4
C．气体NH3
D．固体NaHCO3
(2)若__________(填“甲”或“乙”)的解释正确，溶液的pH应__________(填“增大”“减小”或“不变”)(已知：25
℃时，0.01
mol·L－1的氨水和醋酸的电离程度相同)。
解析：25
℃时，0.01
mol·L－1的氨水和醋酸的电离程度相同，固体CH3COONH4溶于水后，醋酸根离子和铵根离子的水解程度相同，CH3COONH4溶于水本身不会改变pH大小，但在醋酸溶液加入CH3COONH4后，其电离出的醋酸根离子对醋酸的电离过程的抑制作用与醋酸钠溶于水电离出大量醋酸根离子作用相同；若乙正确，则可以使醋酸的电离平衡向左移动，[H＋]减小，pH增大。
答案：乙
(1)B
(2)乙(甲)
增大(不变)专题讲座(三) 判断原电池的正、负极及电极反应式的书写
1．判断原电池的正、负极。
(1)由组成原电池的两极电极材料判断。一般是活泼性较强的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极(注：一定要注意实际情况，如：Mg—Al—NaOH，Al才是负极；Al—Cu—浓硝酸，Cu才是负极)。
(2)根据电流方向或电子流动方向判断。电流是由正极流向负极；电子流动方向是由负极流向正极。
(3)根据原电池里电解质溶液内离子的定向流动方向判断。在原电池的电解质溶液内，阳离子移向的极是正极，阴离子移向的极是负极。
(4)根据原电池两极发生的变化来判断。原电池的负极总是失电子发生氧化反应(负失氧)，其正极总是得电子发生还原反应(正得还)。
(5)根据原电池的两极发生的现象判断。溶解或质量减轻的电极为负极，电极增重(有金属析出)或有气泡放出的一极为正极(此规则具有相当的局限性，可用于一些非常规的原电池的电极判定，如Al—Cu—稀硫酸，但不适用于目前许多的新型燃料电池的电极的判定)。
学习中常犯的错误是原电池正负极的判断，不一定是较活泼的金属一定作负极，而要看是否发生氧化反应。如：铁、铜和浓硝酸组成的原电池，虽然铁的活泼性比较强，但不能与浓硝酸反应，而铜可以，因此铜作负极，铁作正极。
2．电极反应式的书写。
(1)一般电极反应式的书写。
(2)复杂电极反应式的书写。
＝－
如书写CH4在酸性燃料电池中
总反应式为：CH4＋2O2===CO2＋2H2O
正极反应式：2O2＋8H＋＋8e－===4H2O
负极反应式：CH4＋2H2O－8e－===CO2＋8H＋
(3)注意问题。
①书写电极方程式时一定要考虑电解质溶液的酸碱性，如氢氧燃料电池，在酸性溶液中，负极反应：H2－2e－===2H＋；在碱性溶液中负极反应为：2H2＋4OH－－4e－===2H2O。
②原电池中正、负极电极反应式，对于强弱电解质的书写形式，一般要求与离子方程式相同。
(4)题目给定总反应式。
①分析化合价，确定电极反应物与产物，按照负极发生氧化反应，正极发生还原反应的原理，写出正、负电极的反应物与产物。
②在反应式的左边写出得失电子数，使得失电子守恒。
③根据质量守恒配平电极反应式。
[练习]________________________________________
1．一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(g)＋O2(g)===H2O(l)＋CO2(g)＋2H＋(aq)＋2e－
B．O2(g)＋4H＋(aq)＋4e－===2H2O
(l)
C．CH3OH(g)＋H2O(l)－6e－===CO2(g)＋6H＋(aq)
D．O2(g)＋2H2O(l)＋4e－===4OH－
解析：燃料电池中，负极燃料失电子发生氧化反应，正极氧气得电子发生还原反应，即负极反应中不可能有氧气参与。
答案：C
2．固体氧化物燃料电池是以固体氧化锆—氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2－)在其间通过。该电池的工作原理如下图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是( )
A．有O2参加反应的a极为电池的负极
B．b极的电极反应式为H2－2e－＋O2－===H2O
C．a极对应的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．该电池的总反应式为2H2＋O2===2H2O
解析：因为电子从b电极流向a电极，所以b电极为负极，H2在该极发生氧化反应；a电极为正极，O2在该极发生还原反应。由此推断该原电池的负极反应为H2－2e－＝2H＋，正极电极反应式为O2＋2e－＝O2－，则电池总反应式为2H2＋O2===2H2O。
答案：D
3．天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钴(LiCoO2)，充电时LiCoO2中Li被氧化，Li＋迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳(C6)中，以LiC6表示。电池反应为LiCoO2＋C6CoO2＋LiC6，下列说法正确的是( )
A．充电时，电池的负极反应为LiC6－e－===Li＋＋C6
B．放电时，电池的正极反应为CoO2＋Li＋＋e－===LiCoO2
C．羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质
D．锂离子电池的比能量(单位质量释放的能量)低
解析：充电时，Li被氧化，电池负极反应为C6＋Li＋＋e－===CiC6，故A项错误；由于Li为活泼金属，可与羧酸、醇等物质反应，故C项错误；由于Li的摩尔质量较小，所以锂电池的比能量应较高，故D项错误。
答案：B
4．(1)我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。电池总反应为4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3，该电池的负极反应式：______________；
正极反应式：__________________________________________。
(2)
如图所示，A为铜片，B为铁片，溶液为FeCl3。则铜片作______极(填“正”或“负”)
正极反应式：__________________________________________；
负极反应式：__________________________________________。
解析：(1)根据反应方程式知，正极为O2发生还原反应生成
OH－，负极为Al，负极失电子发生氧化反应生成Al3＋。
(2)根据正、负极材料的活泼性知，铁片作负极，铜片作正极；正极上Fe3＋得电子生成Fe2＋。
答案：(1)4Al－12e－===4Al3＋
3O2＋6H2O＋12e－===12OH－
(2)正 2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ Fe－2e－===Fe2＋
5．如图所示，试回答下列问题：
(1)电解质溶液为稀H2SO4时，则负极为________，负极电极反应式为_________________________________________________
____________________________________________________。
(2)电解质溶液为NaOH时，则负极为________，负极电极反应式为_____________________________________________________。
答案：(1)镁(Mg) Mg－2e－===Mg2＋
(2)铝(Al) Al－3e－＋4OH－===[Al(OH)4]－第1章
化学反应与能量转化
第3节
化学能转化为电能——电池
第3课时子
金属的腐蚀与防护
1．关于金属腐蚀的叙述中，正确的是( )
A．金属被腐蚀的本质是M＋nH2O===M(OH)n＋H2↑
B．马口铁(镀锡铁)镀层破损后被腐蚀时，首先是镀层被氧化
C．金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀
D．常温下，置于空气中的金属主要发生化学腐蚀
解析：金属腐蚀的本质主要是金属原子失电子被氧化，腐蚀的内因是金属的化学性质比较活泼，外因是金属与空气、水和其他腐蚀性的物质相接触，腐蚀主要有化学腐蚀和电化学腐蚀。A中金属腐蚀的本质应包括化学腐蚀和电化学腐蚀，为M－ne－===Mn＋；B选项中Sn、Fe构成电化学腐蚀，主要是Fe－2e－===Fe2＋，铁先被腐蚀。常温下，空气中的金属主要发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，难以和非金属氧化剂(Cl2、S)等反应，发生化学腐蚀。
答案：C
2．下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是( )
A．钢管与电源正极连接，钢管可被保护
B．铁遇冷硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀
C．铜管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀
D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe－3e－===Fe3＋
解析：A项中钢管与电源负极相连可被保护；C项中钢管和钢管堆放在一起时可构成原电池从而使钢管被腐蚀；D项中应生成Fe2＋。
答案：B
3．相同材质的铁在下图中各情形下最不易被腐蚀的是( )
解析：A中，食醋作电解质溶液，铁勺和铜盆是相互接触的两个金属极，形成原电池，铁是活泼金属作负极；B中，食盐水作电解质溶液，铁炒锅和铁铲都是铁碳合金，符合原电池形成条件，铁是活泼金属作负极，碳作正极；C中，铜镀层将铁球覆盖，使铁被保护，所以铁不易被腐蚀；D中，酸雨作电解质溶液，铁铆钉和铜板分别作负极、正极，形成原电池。
答案：C
4．埋在地下的铸铁输油管道，在下列各种情况下，被腐蚀速率最慢的是( )
A．在含铁元素较多的酸性土壤中
B．在潮湿疏松的碱性土壤中
C．在干燥致密不透气的土壤中
D．在含碳粒较多、潮湿透气的中性土壤中
解析：钢铁在自然界中的腐蚀以电化学腐蚀为主，C最不易形成原电池，所以腐蚀最慢。
答案：C
5．下图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和饱和硫酸氢钠溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是( )
A．生铁块中的碳是原电池的正极
B．红墨水水柱两边的液面变为左低右高
C．两试管中相同的电极反应式是Fe－2e－===Fe2＋
D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀
解析：a、b试管中均发生铁的电化学腐蚀，在食盐水中的Fe发生吸氧腐蚀，正极为碳：2H2O＋O2＋4e－===4OH－，负极为铁：2Fe－4e－===2Fe2＋，由于吸收O2，a管中气压降低；b管中的电解质溶液是显酸性的硫酸氢钠溶液，故发生析氢腐蚀，正极：2H＋＋2e－===H2↑，负极：Fe－2e－===Fe2＋，由于放出氢气，b管中气压增大，故U形管中的红墨水应是左高右低，B选项错误。
答案：B
6．金属腐蚀的电化学原理可用下图模拟。
(1)写出有关电极反应式：
①铁棒上的电极反应式：________________________________。
②碳棒上的电极反应式：_________________________________。
(2)该图所表示的是________(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀。
(3)若将O2撤走，并将NaCl溶液改为稀H2SO4溶液，则此图可表示_______(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀原理；若用牺牲阳极的阴极保护法来保护铁棒不被腐蚀溶解，则可将碳棒改为________棒。
解析：根据析氢腐蚀和吸氧腐蚀发生的条件先进行判断，再写出电极反应式。
答案：(1)①2Fe－4e－===2Fe2＋ ②O2＋2H2O＋4e－===4OH－ (2)吸氧 (3)析氢 锌(或其他比铁活泼的金属)
(时间：40分钟 分值：100分)
一、选择题(本题包括6个小题，每小题8分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1．下列现象与电化学腐蚀无关的是( )
A．生铁比纯铁易生锈
B．纯银饰品久置表面变暗
C．黄铜(铜锌合金)制品不易产生铜绿
D．与铜管连接的铁管易生锈
解析：B项，纯银不符合构成原电池的条件，故它表面变暗与电化学腐蚀无关。
答案：B
2．下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是( )
A．水中的钢闸门连接电源的负极
B．金属护栏表面涂漆
C．汽车底盘喷涂高分子膜
D．地下钢管连接镁块
解析：水中的钢闸门连接电源的负极，钢闸门为阴极，从而得以保护，A项正确；金属护栏表面涂漆的原理是隔绝金属护栏与空气接触，从而减缓金属护栏的腐蚀，B项错误；汽车底盘喷涂高分子膜的原理也是隔绝与空气的接触，C项错误；地下钢管连接镁块，形成了原电池，属于牺牲阳极的阴极保护法，D项错误。
答案：A
3．钢铁生锈过程发生如下反应：
①2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2；
②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3；
③2Fe(OH)3===Fe2O3＋3H2O。
下列说法正确的是( )
A．反应①、②中电子转移数目相等
B．反应①中氧化剂是氧气和水
C．与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀
D．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀
解析：①②反应中消耗O2的量相等，两个反应也仅有O2作为氧化剂，故转移电子数是相等的，A项正确，B项错误；铜和钢构成原电池，钢质水管腐蚀速度加快，C项错误；钢铁是铁和碳的混合物，在潮湿的空气中易发生吸氧腐蚀，属于电化学腐蚀，故D项错误。
答案：A
4．(2015·上海卷)研究电化学腐蚀及防护的装置如下图所示。下列有关说法错误的是( )
A．d为石墨，铁片腐蚀加快
B．d为石墨，石墨上电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．d为锌块，铁片不易被腐蚀
D．d为锌块，铁片上电极反应为2H＋＋2e－===H2↑
解析：由于活动性：Fe>石墨，所以铁、石墨及海水构成原电池，Fe为负极，失去电子被氧化变为Fe2＋进入溶液，溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原，比没有形成原电池时的速率快，A正确。d为石墨，由于是中性电解质，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B正确。若d为锌块，则由于金属活动性：Zn>Fe，Zn为原电池的负极，Fe为正极，首先被腐蚀的是Zn，铁得到保护，铁片不易被腐蚀，C正确。d为锌块，由于电解质为中性环境，发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D错误。
答案：D
5．为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存相同的一段时间。下列对实验结束时现象的描述不正确的是( )
A．装置Ⅰ左侧的液面一定会下降
B．左侧液面装置Ⅰ比装置Ⅱ的低
C．装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重
D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀
解析：装置Ⅰ中铁钉处于盐酸蒸气中，被侵蚀而释放出H2，使左侧液面下降，右侧液面上升；装置Ⅱ中铁钉同样处于盐酸蒸气中，不同的是悬挂铁的金属丝由铁丝换成了铜丝，由于Fe比Cu活泼，在这种氛围中构成的原电池会加速铁钉的侵蚀而放出更多的H2，使左侧液面下降得更多，右侧液面上升得更多；装置Ⅲ中虽然悬挂铁钉的还是铜丝，但由于浓硫酸有吸水性而无挥发性，使铁钉处于较为干燥的空气中，因而在短时间内几乎没有被侵蚀。
答案：B
6．利用下图装置可以模拟铁的电化学防护。下列说法不正确的是( )
A．若X为锌棒，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀
B．若X为锌棒，开关K置于M处，铁极发生氧化反应
C．若X为碳棒，开关K置于N处，可减缓铁的腐蚀
D．若X为碳棒，开关K置于N处，X极发生氧化反应
解析：若X为锌棒，开关K置于M处，则Zn、Fe可以形成原电池，首先被腐蚀的是Zn，因此可减缓铁的腐蚀，在Fe上发生的是还原反应，A正确，B错误。若X为碳棒，开关K置于N处，则形成的是电解池，Fe作电解池的阴极而被保护，故可减缓铁的腐蚀，X极是阳极，在阳极上发生氧化反应，C、D正确。
答案：B
二、非选择题(本题包括3个小题，共52分)
7．(16分)钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢铁占世界钢铁年产量的四分之一。
(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的正、负电极反应式分别为_________________________________________________、
____________________________。
(2)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用如图甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用________。
A．铜
B．钠
C．锌
D．石墨
(3)如图乙方案也可降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应连接在直流电源的_____极上。
解析：(1)发生吸氧腐蚀时，负极上铁失电子，正极上O2得电子；
(2)铁闸门上连接一块比铁活泼的金属，如锌，可使锌失电子而保护铁；
(3)属于外加电流的阴极保护法。
答案：(1)负极：2Fe－4e－===2Fe2＋，正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ (2)C (3)负
8．(18分)根据下图装置，回答下列问题。
(1)C中Fe极的电极反应式为____________________________。
(2)B中Fe极的电极反应式为____________________________，
Cu极附近溶液的pH(填“增大”“减小”或“不变”)_______。
比较A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是
____________________________________________________
__________。
解析：(1)装置C中Zn—Fe—稀H2SO4构成原电池，其中Zn作负极，电极反应式为：Zn－2e－===Zn2＋，Fe作正极，电极反应式为：2H＋＋2e－===H2↑。
(2)装置B中，Cu—Fe—海水构成原电池，其中负极(Fe)：2Fe－4e－===2Fe2＋，正极(Cu)：2H2O＋O2＋4e－===4OH－。该装置本质上是发生的吸氧腐蚀，故Cu极附近c(OH－)增大，pH增大。经比较铁被腐蚀的快慢顺序为B＞A＞C。
答案：(1)2H＋＋2e－===H2↑ (2)2Fe－4e－===2Fe2＋ 增大
B＞A＞C
9．(18分)关于铁生锈的机理有人提出如下4步反应：
①Fe(s)－2e－===Fe2＋
②H＋＋e－===H
③4H＋O2(g)===2H2O ④4Fe2＋＋O2(g)＋(4＋2x)H2O===2(Fe2O3·xH2O)(s)＋8H＋
根据以上过程，回答下列问题：
(1)根据以上机理，判断下列说法正确的是______。
A．以上锈蚀过程是发生的化学腐蚀
B．从锈蚀反应的最终结果看，水既是氧化剂，又是还原剂
C．反应的实质是氧气被还原，金属铁被氧化
D．从反应机理看，锈蚀过程发生的是析氢腐蚀
(2)某铁件需长期浸于水下，为了减少腐蚀，想采取下列措施，其中正确的有__________。
A．给铁件铆上一些锌板
B．给铁件通入直流电，把铁件与电源正极连接
C．在制造铁件时，在铁中掺入一定比例的铜制成合金
D．在铁件表面涂上一层较厚的沥青
(3)现有质量为1
000
g的某铁件已在水下生锈，若测知整个锈蚀过程中有6
mol电子发生转移，则参加反应的O2在标准状况下的体积为________L，反应后铁件的质量为________g(已知铁锈Fe2O3·xH2O中x值为1)。
解析：(1)根据反应机理，将方程式叠加：①×4＋②×8＋③×2＋④可得：
4Fe＋3O2＋2xH2O===2Fe2O3·xH2O(s)
可知为吸氧腐蚀。
(2)保护铁不被腐蚀，可隔绝O2或采取牺牲阳极的阴极保护法等。
(3)由4Fe＋3O2＋2H2O===2Fe2O3·H2O得关系式
V(O2)＝＝33.6
L。
由差值法得Δm＝＝66
g。
反应后铁件质量为：1
000
g＋66
g＝1
066
g。
答案：(1)C (2)AD (3)33.6 1
066第2章检测题
(时间：90分钟 分值：100分)
一、选择题(本题包括15个小题，每小题3分，共45分)
1．在紫外线的作用下，氧气可生成臭氧：3O22O3，一定条件下该反应达到平衡状态的标志是( )
A．单位时间内生成2
mol
O3，同时消耗3
mol
O2
B．O2的消耗速率0.3
mol·L－1·s－1，O3的消耗速率0.2
mol·L－1·
s－1
C．容器内，2种气体O3、O2浓度相等
D．气体密度不再改变
答案：B
2．在恒温、恒容条件下，能使A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)正反应速率增大的措施是( )
A．减小C或D的浓度
B．增大D的浓度
C．减小B的浓度
D．增大A或B的浓度
答案：D
3．下列能用勒夏特列原理解释的是( )
A．高温及加入催化剂都能使合成氨的反应速率加快
B．红棕色的NO2加压后颜色先变深后变浅
C．SO2催化氧化成SO3的反应，往往需要使用催化剂
D．H2、I2、HI平衡时的混合气体加压后颜色变深
解析：勒夏特列原理即化学平衡移动原理。引起化学平衡移动的因素主要是浓度、压强、温度等，这些因素对化学平衡的影响都可用勒夏特列原理来解释。催化剂不能引起化学平衡移动，勒夏特列原理不包括反应速率的变化规律。
答案：B
4．在密闭容器中进行可逆反应，A跟B反应生成C，反应速率v(A)、v(B)、v(C)之间存在以下关系：v(B)＝3v(A)，v(C)＝2v(A)，3v(C)＝2v(B)，则该反应可以表示为( )
A．A＋BC
B．2A＋2B3C
C．3A＋B2C
D．A＋3B2C
解析：由v(B)＝3v(A)，v(C)＝2v(A)，3v(C)＝2v(B)，得，v(A)∶v(B)∶v(C)＝1∶3∶2，由速率之比等于化学计量数之比，可知方程式为A＋3B2C。
答案：D
5．有一处于平衡状态的反应X(g)
＋3Y(g)2Z(g)
(正反应是放热反应)
。为了使平衡向生成Z的方向移动，
应选择的条件是( )
①升高温度 ②降低温度 ③增大压强 ④降低压强 ⑤加入正催化剂 ⑥分离出Z
A．①③⑤
B．②③⑤
C．②③⑥
D．②④⑥
解析：对于正反应为放热反应、
气体体积减小的可逆反应来说，
降温、
加压均能使平衡向正反应方向移动；加入正催化剂，平衡不移动；分离出Z,
就是减小生成物的浓度，
平衡向正反应方向移动。
答案：C
6．下列反应中符合下列图象的是( )
A．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0
B．2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g) ΔH>0
C．4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g) ΔH<0
D．H2(g)＋CO(g)C(s)＋H2O(g) ΔH>0
解析：由Ⅰ知升温，生成物浓度增加，平衡正移，正反应吸热；由Ⅱ知，增大压强，逆反应速率大于正反应速率，则正反应为气体体积增大的反应，故B项符合。
答案：B
7．反应CH3OH(l)＋NH3(g)===CH3NH2(g)＋H2O(g)在某温度自发向右进行，若反应的|ΔH|＝17
kJ·mol－1，|ΔH－TΔS|＝17
kJ·
mol－1，则下列正确的是( )
A．ΔH>0，ΔH－TΔS<0
B．ΔH<0，ΔH－TΔS>0
C．ΔH>0，ΔH－TΔS>0
D．ΔH<0，ΔH－TΔS<0
解析：某温度下，反应自发向右进行说明ΔH－TΔS<0，即ΔH－TΔS＝－17
kJ·mol－1，若ΔH＝－17
kJ·mol－1，则ΔS＝0，不符合事实，故ΔH＝17
kJ·mol－1，所以选A。
答案：A
8．在一定条件下，对于A2(g)＋3B2
(g)2AB3(g)反应来说，以下化学反应速率的表示中，化学反应速率最快的是( )
A．v(A2)＝0.8
mol·L－1·s－1
B．v(A2)＝30
mol·L－1·min－1
C．v(AB3)＝1.0
mol·L－1·s－1
D．v(B2)＝1.2
mol·L－1·s－1
解析：先将B项单位换算，得v(A2)＝0.5
mol·L－1·s－1，将C、D项转化为用A2表示的反应速率分别为0.5
mol·L－1·s－1、0.4
mol·L－1·
s－1，故最快的是A项。
答案：A
9.在一个容积为2
L的密闭容器中，加入0.8
mol的A2气体和0.6
mol
B2气体，一定条件下发生如下反应：A2(g)＋B2(g)2AB(g) ΔH<0，反应中各物质的浓度随时间的变化情况如图所示，下列说法不正确的是( )
A．图中a点的值为0.15
B．该反应的平衡常数K＝0.03
C．温度升高，平衡常数K值减小
D．平衡时A2的转化率为62.5%
解析：本题是数形结合的题型，结合图象分析是关键，但要利用好变化量之比等于其化学计量数之比的规律进行求解。在求解平衡常数和转化率时一定要规范表达式，严格代入数据进行求解。
答案：B
10．500
℃条件下，在恒容密闭容器中，充入1
mol
NO2存在如下平衡：2NO2(g)N2O4(g)。平衡后，向容器内再充入1
mol
NO2，下列说法正确的是( )
A．平衡向正反应方向移动
B．平衡常数K增大
C．NO2的转化率变小
D．容器内气体颜色先变深后变浅，最后比原来还要浅
解析：A项，当反应达到平衡后，增加反应物的浓度，化学平衡向正反应方向移动，正确；B项，化学平衡常数只与温度有关，而与其他条件无关，所以K不变，错误；C项，由于反应物只有一种，且正反应是气体体积减小的反应，所以增加反应物的浓度相当于加压，平衡正向移动，该反应物的转化率增大，错误；D项，增加反应物的浓度，化学平衡正向移动，使反应物的浓度减小，但由于该反应是在体积固定的密闭容器中进行的，对NO2来说，浓度要比原来大，故颜色比加入的瞬间浅，但比原来颜色要深，错误。
答案：A
11．下列变化过程中，ΔS<0的是( )
A．氯化钠溶于水
B．NH3(g)与HCl(g)反应生成NH4Cl(s)
C．干冰(CO2)的升华
D．CaCO3(s)分解为CaO(s)和CO2(g)
解析：氯化钠溶于水后发生电离，混乱度增大，ΔS>0，A错误；NH3(g)与HCl(g)反应生成NH4Cl(s)，气体减少，ΔS＜0，B正确；干冰(CO2)的升华，混乱度增大，ΔS>0，C错误；CaCO3(s)分解为CaO(s)和CO2(g)，气体增多，ΔS>0，D错误。
答案：B
12．在一定温度下，有A、B两个容器，A是恒容密闭容器，B是恒压密闭容器。两容器起始状态完全相同，其中都充有NO2气体，如果只考虑发生下列可逆反应：2NO2N2O4，分别经过一段时间后，A、B都达到平衡，下列有关叙述正确的是( )
A．平均反应速率A＞B
B．平衡时NO2的物质的量B＞A
C．平衡时NO2的转化率A>B
D．平衡时N2O4的物质的量B＞A
答案：D
13.在一密闭容器中进行以下可逆反应：M(g)＋N(g)P(g)＋2L。在不同的条件下P的百分含量P%的变化情况如图所示，则该反应( )
A．正反应放热，L是固体
B．正反应放热，L是气体
C．正反应吸热，L是气体
D．正反应放热，L是固体或气体
答案：B
14．工业上制备纯硅反应的热化学方程式如下：SiCl4(g)＋2H2(g)Si(s)＋4HCl(g) ΔH＝＋Q
kJ·mol－1(Q＞0)。某温度、压强下，将一定量反应物通入密闭容器进行以上反应，下列叙述正确的是( )
A．反应过程中，若增大压强能提高SiCl4的转化率
B．若反应开始时SiCl4为1
mol，则在平衡时，吸收热量为Q
kJ
C．将反应的温度由T1升高至T2，则反应的平衡常数K1＞K2
D．当反应吸收热量为0.25Q
kJ时，生成的HCl恰好与1
mol
NaOH反应
解析：A项，该反应正向为气体体积增大的反应，若增大压强，平衡逆向移动，SiCl4的转化率减小，错误；B项，可逆反应的特点是不能进行到底，若反应开始时SiCl4为1
mol，则在平衡时，吸收热量小于Q
kJ，错误；C项，该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，平衡常数增大，将反应的温度由T1升高至T2，则反应的平衡常数K1＜K2，错误；D项，根据题给热化学方程式知，当反应吸收热量为0.25Q
kJ时，生成的HCl为1
mol，恰好与1
mol
NaOH反应，正确。
答案：D
15．(2015·安徽卷)汽车尾气中NO产生的反应为：N2(g)＋O2(g)2NO(g)。一定条件下，等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应，曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化，曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是( )
A．温度T下，该反应的平衡常数K＝eq
\f(4（c0－c1）2,c)
B．温度T下，随着反应的进行，混合气体的密度减小
C．曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂
D．若曲线b对应的条件改变是温度，可判断该反应的ΔH＜0
解析：
A项，由曲线a可知，达到平衡时c(N2)＝c1
mol·L－1，则生成的c(NO)＝2(c0－c1)
mol·L－1，故K＝＝eq
\f(4（c0－c1）2,c)，正确。B项，反应物和产物都是气体，当容器保持恒容时，混合气体的密度始终保持不变，错误。C项，催化剂的加入只能改变反应速率而不可能使平衡发生移动，故加入催化剂后达到平衡时，c(N2)仍为c1
mol·L－1，错误。D项，若曲线b改变的是温度，根据达到平衡时曲线b对应的时间短，则对应温度高，升高温度时c(N2)减小，平衡正向移动，正反应为吸热反应，ΔH>0，错误。
答案：A
二、非选择题(本题包括5小题，共55分)
16．(10分)一定条件下，在体积为3
L的密闭容器中，一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO)：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，根据题意完成下列问题：
(1)反应达到平衡时，平衡常数表达式K＝________，升高温度，K值________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)在500
℃，从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)＝________。
(3)在其他条件不变的情况下，对处于E点的体系体积压缩到原来的，下列有关该体系的说法正确的是________。
A．氢气的浓度减少
B．正反应速率加快，逆反应速率也加快
C．甲醇的物质的量增加
D．重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大
(4)据研究，反应过程中起催化作用的为Cu2O，反应体系中含少量CO2有利于维持催化剂Cu2O的量不变，原因是_________(用化学方程式表示)。
解析：(1)根据反应方程式和平衡常数的定义，该反应平衡常数表达式K＝。从题给图象可以看出平衡后500
℃时甲醇的物质的量小于300
℃时的物质的量，说明正反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，K值将减小。(2)500
℃时反应达到平衡，生成甲醇的物质的量为n(B)，则消耗H2的物质的量为2n(B)，因此v(H2)＝＝
mol·L－1·min－1。(3)在其他条件不变的情况下，处于E点的体系体积压缩到原来的，根据反应特点推知增大压强，正、逆反应速率都增加，且平衡正向移动，甲醇的物质的量将增加，即选B、C。
(4)因Cu2O被CO还原为Cu，因此通入CO2可以抑制此反应的发生，反应方程式为Cu2O＋CO2Cu＋CO2。
答案：(1) 减小
(2)
mol·L－1·min－1
(3)BC (4)Cu2O＋CO2Cu＋CO2
17．(8分)超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，化学方程式如下：
2NO＋2CO2CO2＋N2
为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表：
时间/s
0
1
2
3
4
5
c(NO)/(10－4mol·L－1)
10
4.5
2.5
1.5
1.0
1.0
c(CO)/(10－3mol·L－1)
36.0
30.5
28.5
27.5
27.0
27.0
请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响)：
(1)
已知该反应ΔS<0，在上述条件下反应能够自发进行，则反应的ΔH________0(填写“>”“<”或“＝”)。
(2)前2
s内的平均反应速率v(N2)＝________。
(3)在该温度下，反应的平衡常数表达式K＝________。
(4)假设在密闭容器中发生上述反应，达到平衡时下列措施能提高NO转化率的是________。
A．选用更有效的催化剂
B．升高反应体系的温度
C．降低反应体系的温度
D．缩小容器的体积
解析：(1)反应自发进行，说明ΔH－TΔS<0，该反应的ΔS<0，故ΔH<0；(2)2
s时，Δc(NO)＝7.5×10－4
mol·L－1，v(NO)＝3.75
×10－4
mol·L－1·s－1，反应速率比等于方程式化学计量数之比，v(N2)＝1.875×10－4
mol·L－1·s－1，小数点后保留一位有效数字，应为1.9×10－4
mol·L－1·s－1；(3)由反应方程式可知
K＝；(4)提高NO转化率，即平衡右移，A项使用催化剂不影响平衡；正反应放热，升高温度，平衡左移，降低温度，平衡右移，B错，C对；缩小容器体积，相当于加压，平衡右移，D项也对。
答案：(1)< (2)
1.9×10－4
mol·L－1·s－1
(3) (4)CD
18．(12分)研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：
2NO2(g)＋NaCl(s)NaNO3(s)＋ClNO(g) K1 ΔH1<0 (Ⅰ)
2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g) K2 ΔH2
<
0 (Ⅱ)
(1)4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的平衡常数K＝________(用K1、K2表示)。
(2)为研究不同条件对反应(Ⅱ)的影响，在恒温条件下，向2
L恒容密闭容器中加入0.2
mol
NO和0.1
mol
Cl2，10
min时反应(Ⅱ)达到平衡。测得10
min内v(ClNO)＝7.5×10－3mol·L－1·min－1，则平衡后n(Cl2)＝________mol，NO的转化率α1＝________。其他条件保持不变，反应(Ⅱ)在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率α2______α1(填“>”“<”或“＝”)，平衡常数K2______________(填“增大”“减小”或“不变”)。若要使K2减小，可采取的措施是
__________________________________。
解析：(1)将题干中已知的两个方程式做如下处理：(Ⅰ)×2－(Ⅱ)可得4NO2(g)＋2NaCl(s)
2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)，其平衡常数K＝eq
\f(K,K2)。
(2)根据“三段式”：
v(ClNO)＝＝7.5×10－3
mol·L－1·min－1，得α1＝75%，平衡时n(Cl2)＝(0.05－0.05α1)mol·L－1×2
L＝0.025
mol。该反应为气体分子数减小的反应，恒压条件下相对于恒容条件下，压强增大，平衡右移，NO的转化率增大，即α2>α1；化学平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数K2不变；该反应为放热反应，升高温度可使平衡常数K2减小。
答案：(1)eq
\f(K,K2) (2)2.5×10－2 75% ＞ 不变 升高温度
19．(10分)已知化学反应①：Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)，其平衡常数为K1；化学反应②：Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)，其平衡常数为K2，在温度973
K和1
173
K情况下，K1、K2的值分别如下：
温度
K1
K2
973
K
1.47
2.38
1
173
K
2.15
1.67
请填空：
(1)通过表格中的数值可以推断：反应①是________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)现有反应③：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，请你写出该反应的平衡常数K3的数学表达式：K3＝________。
(3)根据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系式________，据此关系式及上表数据，也能推断出反应③是________(填“吸热”或“放热”)反应。
(4)要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动，可采取的措施有________(填写字母序号)。
A．缩小反应容器的容积
B．扩大反应容器的容积
C．升高温度
D．使用合适的催化剂
E．设法减小平衡体系中的CO的浓度
(5)图甲、乙分别表示反应③在t1时刻达到平衡，在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况：
①图甲t2时刻改变的条件是______________________。②图乙t2时刻改变的条件是______________________________________。
解析：(1)由表中数据知，升高温度，K1增大，K2减小，说明反应①为吸热反应，反应②为放热反应。(2)(3)由反应①知，K1＝，由反应②知，K2＝；①－②得反应③，且K3＝＝，可知反应③为吸热反应。(4)反应③为气体体积不变的吸热反应，因此升高温度，减小生成物CO的浓度均可使平衡向正反应方向移动。(5)图甲中，t2时刻化学平衡没有移动，反应速率加快，因此t2时刻增大压强或使用催化剂；图乙中，发生的反应为：CO(g)＋H2O(g)
CO2(g)＋H2(g) ΔH＜0，t2→t3时间段，化学平衡向正反应方向移动，因此，对比0→t1和t2→t3图象变化可知，t2时刻降低温度或设法分离出H2。
答案：(1)吸热 (2) (3)K3＝ 吸热
(4)CE (5)①增大压强或使用催化剂 ②降低温度或设法分离出H2
20．(15分)A是由导热材料制成的密闭容器，B是一耐化学腐蚀且易于传热的气球。关闭K2，将等量且少量的NO2通过K1、K3分别充入A、B中，反应起始时，A、B的体积相同[已知：2NO2(g)N2O4(g) ΔH＜0]。
(1)一段时间后，反应达到平衡，此时A、B中生成的N2O4的速率是v(A)________v(B)(填“＞”“＜”或“＝”)；若打开活塞K2，气球B将________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)关闭活塞K2，若在A、B中再充入与初始量相等的NO2，则达到平衡时，NO2的转化率α(A)将________(填“增大”“减小”或“不变”)；若分别通入等量的氖气，则达到平衡时，A中NO2的转化率将________，B中NO2的转化率将________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)室温下，若A、B都保持体积不变，将A套上一个绝热层，B与外界可以进行热传递，则达到平衡时，______中的颜色较深。
(4)若在容器A中充入4.6
g的NO2，达到平衡后容器内混合气体的平均相对分子质量为57.5，则平衡时N2O4的物质的量为________。
解析：题给反应是气体体积减小的放热反应。(1)由于A为恒容体系，B为恒压体系，在平衡时PA＜PB，故v(A)＜v(B)，若打开K2，A、B形成一个新的恒压体系，气球体积将变小。(2)若再通入NO2，对于A相当于加压，原平衡向正反应方向移动，NO2的转化率增大。若再通入Ne，对于A，未改变体系中各物质的浓度，平衡不移动，转化率不变；对于B，其体积增大，相当于减小压强，平衡向逆反应方向移动，NO2的转化率减小。(3)此时A为绝热体系，随反应的进行，体系温度升高，即TA＞TB，A相对于B是升高温度，平衡向逆反应方向移动，A中颜色加深。(4)M——＝即n总＝＝0.08
mol，投入NO2的物质的量为＝0.1
mol，设转化的NO2的物质的量为x。
则 2NO2N2O4
起始： 0.1
mol 0
转化： x
平衡： 0.1
mol－x
即：0.1
mol－x＋＝0.08
mol
x＝0.04
mol。
答案：(1)＜ 变小 (2)增大 不变 变小 (3)A
(4)0.04
mol第1章
化学反应与能量转化
第3节
化学能转化为电能——电池
第2课时
化学电源
1．下列电池工作时，O2在正极放电的是( )
A.锌锰电池
B.氢燃料电池
C.铅蓄电池
D.镍镉电池
解析：锌锰电池中，锌在负极放电，MnO2在正极放电，A项错误；氢燃料电池中，氢气在负极放电，氧气在正极放电，B项正确；铅蓄电池中，Pb在负极放电，PbO2在正极放电，C项错误；镍镉电池中，镉(Cd)在负极放电，NiOOH在正极放电，D项错误。
答案：B
2．一种充电电池放电时的电极反应为：H2＋2OH－－2e－===2H2O;
NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－。当为电池充电时，与外电源正极连接的电极上发生的反应是( )
A．H2O的还原
B．NiOOH的还原
C．H2的氧化
D．Ni(OH)2的氧化
解析：放电时为原电池反应，负极上失去电子，正极上得到电子；充电时为电解反应，与外电源正极连接的电极为阳极，由放电时的电极反应式知，阳极上发生的是Ni(OH)2的氧化反应，D正确。
答案：D
3．废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程。其首要原因是( )
A．为了利用电池外壳的金属材料
B．防止汞、镉和铅等重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物品
D．回收其中的石墨电极
解析：废电池中汞、镉和铅等重金属离子能对土壤和水源造成污染，必须进行集中处理。
答案：B
4．纽扣电池的两极材料分别为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液。放电时两个电极反应分别为：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2
、Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，下列说法中，正确的是( )
A．锌是负极，氧化银是正极
B．锌发生还原反应，氧化银发生氧化反应
C．溶液中OH－向正极移动，K＋、H＋向负极移动
D．在电池放电过程中，电解质溶液的酸碱性基本保持不变
解析：由电极反应式可知Zn作负极，Ag2O作正极，A正确；锌发生氧化反应，Ag2O发生还原反应，B错误；溶液中的OH－向负极移动，K＋、H＋向正极移动，C错误；电池的总反应为：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag，电解质溶液为KOH溶液，因电池放电过程中不断消耗水，使溶液中c(OH)－增大，D错误。
答案：A
5．铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解质溶液为H2SO4，工作时的电池反应式为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，下列结论正确的是( )
A．Pb为正极被氧化
B．溶液的pH不断减小
C．SO只向PbO2处移动
D．电解质溶液的pH不断增大
解析：由题给电极反应式可以看出H2SO4不断被消耗，故pH不断增大，所以B不正确，D正确；由Pb元素化合价的变化，可以看出Pb是负极，所以A不正确；原电池工作时，整个电路中负电荷的流向是一致的，外电路中，电子由Pb极流向PbO2极；内电路中，负电荷(SO和OH－)移向Pb极，所以C不正确。
答案：D
6．(1)根据氧化还原反应2H2＋O2===2H2O，设计成燃料电池，负极通入的气体应是________，正极通入的气体应是________。
(2)根据选择电解质溶液的不同，填写下表：
电解质溶液
H2SO4溶液
KOH溶液
负极反应式
正极反应式
溶液的pH变化
(3)若把H2改为CH4，KOH作电解质，则正极反应式为________。
解析：(1)氢、氧燃料电池中通可燃性气体(H2)的一极为负极，通O2的一极为正极。
(2)若以H2SO4溶液作电解质溶液，其电极反应式为：负极：2H2－4e－===4H＋；正极：O2＋4e－＋4H＋===2H2O。反应过程中生成水，溶液中c(H＋)减小，pH增大。若以KOH溶液作电解质溶液，其电极反应式为：负极：2H2＋4OH－－4e－===4H2O；正极：2H2O＋O2＋4e－===4OH－。反应过程中生成水，溶液中c(OH－)减小，pH减小。
(3)若把H2改为CH4，KOH溶液作电解质溶液时其正极反应式不变。
答案：(1)H2 O2
(2)见下表
(3)2H2O＋O2＋4e－===4OH－
电解质溶液
H2SO4溶液
KOH溶液
负极反应式
2H2－4e－===4H＋
2H2＋4OH－－4e－===4H2O
正极反应式
O2＋4H＋＋4e－===2H2O
O2＋2H2O＋4e－
===4OH－
溶液的pH变化
变大
变小
(时间：40分钟 分值：100分)
一、选择题(本题包括6个小题，每小题8分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1．电池在生产、生活中应用越来越广泛。下列说法错误的是( )
A．化学电源有一次电池、可充电电池和燃料电池等，一次电池只能放电，不能充电
B．铅蓄电池应用广泛，主要优点是单位重量的电极材料释放的电能大
C．燃料电池具有能量利用率高、可连续使用和污染轻等优点
D．锂电池是一种高能电池，体积小、重量轻，比能量高
解析：A项，化学电源有一次电池、可充电电池和燃料电池等，一次电池只能放电，不能充电反复使用，正确；B项，铅蓄电池应用广泛，主要优点是制作方便，但质量重，单位质量的电极材料释放的电能小，错误；C项，任何可燃性燃料，只要把燃料失去电子的氧化反应和助燃剂的还原反应分开进行，都可以设计成燃料电池，燃料电池具有能量利用率高、可连续使用和污染小等优点，正日益成为备受人们喜爱的电池，正确；D项，锂的原子量为7，每产生1
mol电子，消耗金属的质量只有7
g，所以相同质量时提供的能量要比其他电池高得多。因此锂电池是一种高能电池，具有体积小、重量轻，比能量高的优点，正确。
答案：B
2．锂电池是新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应为：Li＋MnO2===LiMnO2，下列说法正确的是( )
A．锂是正极，电极反应为：Li－e－===Li＋
B．锂是负极，电极反应为：Li－e－===Li＋
C．锂是负极，电极反应为：MnO2＋e－===MnO
D．锂是负极，电极反应为：Li－2e－===Li2＋
解析：在原电池中负极失去电子，被氧化，因此锂作为负极；锂位于ⅠA族，只能生成Li＋。
答案：B
3．某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液。下列有关该电池的叙述不正确的是( )
A．正极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变
C．该燃料电池的总反应方程式为：2H2＋O2===2H2O
D．消耗2.24
L
H2(标准状况)时，有0.1
mol电子转移
解析：在氢氧燃料电池中，H2在负极上反应：2H2＋4OH－－4e－===4H2O；O2在正极上反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，其总反应式为：2H2＋O2===2H2O。工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变，但其浓度减小。消耗0.1
mol
H2时，转移电子的物质的量为0.2
mol，D项错误。
答案：D
4．氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍电池的总反应式是H2＋2NiOOH2Ni(OH)2。根据此反应式判断，下列叙述中正确的是( )
A．电池放电时，电池负极周围溶液的pH不断增大
B．电池放电时，镍元素被氧化
C．电池充电时，氢元素被氧化
D．电池放电时，H2在负极放电
解析：根据电池反应可首先看出放电时，H2在负极被氧化，NiOOH在正极被还原，而充电时则是氢元素被还原，镍元素被氧化。
答案：D
5．乙醇燃料电池中采用磺酸类质子溶剂，在200
℃左右时供电，电池总反应式为C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O，电池示意图如图所示，下列说法中正确的是( )
A．电池工作时，质子向电池的负极迁移
B．电池工作时，电流由b极沿导线流向a极
C．a极上发生的电极反应是C2H5OH＋3H2O＋12e－===2CO2＋12H＋
D．b极上发生的电极反应是2H2O＋O2＋4e－===4OH－
解析：通入乙醇的一极(a极)为负极，发生氧化反应；通入氧气的一极(b极)为正极，发生还原反应。电池工作时，阳离子(质子)向电池的正极迁移，A项不正确；电流方向与电子流向相反，电流由b极沿导线流向a极，B项正确；a极上乙醇应该失电子被氧化，所以C项不正确；因为电池中使用的是磺酸类质子溶剂，所以电极反应式中不能出现OH－，D项不正确。
答案：B
6．一种新型熔融盐燃料电池具有很高的发电效率。现用Li2CO3和Na2CO3的熔融混合物作电解质，一极通CO气体，另一极通O2和CO2混合气体，其总反应为2CO＋O2===2CO2。则下列说法中正确的是( )
A．通CO的一极是电池的正极
B．负极发生的电极反应是O2＋2CO2＋4e－===2CO
C．负极发生的电极反应是CO＋CO－2e－===2CO2
D．正极发生氧化反应
解析：由电池反应2CO＋O2===2CO2可知，通CO的一极为电池负极，通O2的一极为电池正极，负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应，负极的电极反应为2CO＋2CO－4e－===4CO2，正极的电极反应为O2＋2CO2＋4e－===2CO。
答案：C
二、非选择题(本题包括3个小题，共52分)
7．(16分)镉镍可充电电池在现代生活中有着广泛的应用，它的充、放电反应如下：
请回答下列问题：
(1)上述反应式中左边物质的总能量________
(填“大于”“小于”或“等于”)右边物质的总能量。
(2)放电时负极发生反应的物质是________，放电时正极的反应式为___________________。
(3)镉镍废旧电池必须进行回收并集中处理，最主要的原因是
______________________________________________________。
解析：(1)原电池放电过程中将化学能转化为电能，即反应物总能量大于生成物总能量。
(2)根据总反应式可知放电时：负极(Cd)反应式：Cd＋2OH－－2e－===Cd(OH)2，
正极(NiOOH)反应式：2NiOOH＋2H2O＋2e－===2Ni(OH)2＋2OH－。
(3)废旧电池中的镍、镉等重金属离子对环境造成污染。
答案：(1)大于
(2)Cd NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－ (3)防止电池中的镉、镍等重金属对土壤和水源造成污染
8．(18分)镍镉可充电电池，电极材料是Cd和NiO(OH)，电解质溶液是KOH溶液。放电时电极反应式为：
负极：Cd＋2OH－－2e－―→Cd(OH)2；
正极：2H2O＋2NiOOH＋2e－===2Ni(OH)2＋2OH－。
请回答下列问题：
(1)当电池放电时，该电池的电池反应为________________
_____________________________________________________；此时，电池负极周围
溶液的pH会不断________(填“增大”或“减小”)。
(2)电池充电时，________元素被还原，________元素被氧化，阳极反应式可表示为_____________________________________。
(3)电池放电时，当有3.6
g水参加反应，电池中所转移的电子数目为________，同时有________g
Cd参加反应。
解析：(1)将正极和负极的电极反应式合并即得放电时的电池反应：Cd＋2H2O＋2NiOOH===Cd(OH)2＋2Ni(OH)2，负极消耗OH－使溶液的pH减小。(2)电池充电时的电极反应恰好与放电相反，即Cd元素被还原，Ni元素被氧化，其阳极反应式为2Ni(OH)2＋2OH－
－2e－===2H2O＋2NiO(OH)。(3)根据关系式Cd～2H2O～2
mol
e－，可确定3.6
g水参加反应时转移0.2
mol
e－，此时消耗的Cd为0.1
mol，即11.2
g.
答案：(1)Cd＋2H2O＋2NiOOH===Cd(OH)2＋2Ni(OH)2 减小
(2)Cd Ni 2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===2NiOOH＋2H2O
(3)0.2NA 11.2
9．(18分)
科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电力的重要途径，美国已计划将甲醇燃料电池用于军事。一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作为电极催化剂，在稀硫酸电解质中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。回答下列问题：
(1)这种电池放电时发生的化学反应方程式：__________。
(2)此电池的正极发生的电极反应式：_________________，负极发生的电极反应式：________________________________。
(3)电解液中H＋向________极移动，向外电路释放电子的电极是________。
(4)使用该燃料电池的另一个好处是_____________________。
解析：(1)燃料电池的电池反应为燃料的氧化反应，在酸性条件下生成的CO2不与H2SO4反应，故电池反应为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O。
(2)电池的正极O2得电子，由于是酸性环境，所以会生成H2O，用电池反应减去正极反应即可得出负极的电极反应式。
(3)H＋移向正极，在正极生成水。
(4)产物是CO2和H2O，不会对环境造成污染。
答案：(1)2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O
(2)3O2＋12H＋＋12e－===6H2O
2CH3OH＋2H2O－12e－===2CO2＋12H＋
(3)正 负极
(4)对环境无污染专题讲座(四) 化学平衡图象的常见类型及解题方法
1．常见类型。
(1)速率—时间图象(vt图象)。
既能表示反应速率的变化，又能表示平衡移动的速率—时间图象，如图所示
①图象分析。
图A：a.t＝0时，反应由正反应开始；
b．t＝t1时，在改变条件的瞬间，v(正)变大，v(逆)不变；
c．t>t1时，v′(正)>v′(逆)，平衡向正反应方向移动，随后又达到新的平衡状态。改变的条件是增大反应物的浓度。
图B：a.t＝0时，反应由正反应开始；
b．t＝t1时，v(正)、v(逆)在改变条件时同时增大；
c．t>t1时，v′(逆)>v′(正)，平衡向逆反应方向移动，随后又达到新的平衡状态。改变的条件可能是升高温度或增大压强。
图C：a.t＝0时，反应由正反应开始；
b．t＝t1时，v(正)、v(逆)在改变条件时同倍增大；
c．t>t1时，v′(正)＝v′(逆)，平衡不移动。改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强(反应为气态物质系数不变的反应)。
②规律总结。
a．在分析vt图象时，要特别注意两个方面：一是反应速率的变化即v(正)、v(逆)是都增大或都减小[条件改变的瞬间，v′(正)、v′(逆)的起点与原平衡点不重合]，还是一个增大(或减小)而另一个不变[条件改变的瞬间，v′(正)、v′(逆)中不变的那一个起点与原平衡点重合]；二是平衡移动的方向，速率大的速率曲线在上面，且向该方向移动。
b．画出vt图象的“三步曲”：第一步，画出原平衡建立的过程；第二步，依据条件改变时的速率变化，确定两个起点都在原平衡点的上(下)，或一个在上(下)另一个不变；第三步，依据平衡移动方向确定两条曲线，完成图象。
(2)浓度—时间图象(ct图象)。
此类图象能说明各平衡体系组分(或某一成分)的物质的量浓度在反应过程中的变化情况。此类图象中各物质曲线转折点(达平衡)的时刻相同，各物质浓度变化的内在联系及比例符合化学方程式中的系数关系，如图所示。
甲 乙
(3)速率—温度(压强)图象(vT或vp图象)。
反映正、逆反应速率(或放热、吸热反应的速率)随温度或压强的变化曲线，用于判断反应的ΔH或反应前后气态物质系数关系，如图所示。
甲 乙
(4)恒压(温)线。
该类图象的纵坐标为物质的平衡浓度(c)或反应物的转化率(α)，横坐标为温度(T)或压强(p)，常见类型如图所示两种情况。
甲 乙
(5)含量—时间—温度(压强)图象。
此类图象表示的是不同温度(或压强)下反应物(或生成物)的物质的量分数(或体积分数或转化率)的变化过程，包含达到平衡所需的时间和不同温度(或压强)下平衡状态的物质的量分数等信息，由图象可以判断T1、T2或p1、p2的大小，再判断反应的ΔH或反应前后气态物质系数关系(是吸热反应还是放热反应，是气态物质系数增大的反应还是减小的反应)。如图所示
甲 乙
(6)其他类型。
如图所示是其他条件不变时，某反应物的最大(平衡)转化率(α)与温度(T)的关系曲线，图中标出的a、b、c、d四个点中，表示v(正)>v(逆)的点是c，表示v(正)
2．化学平衡图象题的解答步骤。
(1)看图象。
一看图(即纵坐标与横坐标的意义)，二看线(即线的走向和变化趋势)，三看点(即起点、折点、交点、终点)，四看辅助线(如等温线、等压线、平衡线等)，五看量的变化(如浓度变化、温度变化等)。
(2)想规律。
联想外界条件的改变对化学反应速度和化学平衡的影响规律。
(3)作判断。
根据图象中表现的关系与所学规律相对比，做出符合题目要求的判断。
3．化学平衡图象题的解答原则。
(1)“定一议二”原则。
在化学平衡图象中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的意义共三个量。确定横坐标所表示的量，讨论纵坐标与曲线的关系，或者确定纵坐标所表示的量，讨论横坐标与曲线的关系，即“定一议二”原则。解题过程中，可以作辅助线帮助分析。例如反应aA(g)＋bB(g)cC(g)在不同温度下(T1由图可知，T1为一条等温线，随着压强的增大，C%减小，化学平衡逆向移动，a＋b(2)“先拐值大”原则。
在化学平衡图象中，先出现拐点的反应则先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图甲)或表示的压强较大(如图乙)[仍以aA(g)＋bB(g)cC(g)为例]。
甲 乙
图甲表示T2对应的先拐，说明T2>T1，T2对应的平衡状态的C%小于T1对应的平衡状态的C%，说明升温平衡逆向移动，即该反应正向是放热的。图乙表示p2对应的先拐，即得出p2>p1，p2对应的平衡状态的C%小于p1对应的平衡状态的C%，说明加压平衡逆向移动，即a＋b[练习]________________________________________
1.反应L(s)＋aG(g)bR(g)达到平衡时，温度和压强对该反应的影响如图所示。已知压强p1>p2，x轴表示温度，y轴表示平衡混合气体中G的体积分数。据此可判断( )
A．上述反应的正反应方向是放热反应
B．上述反应的正反应方向是吸热反应
C．a>b
D．a＋1解析：由图给信息可知，压强一定，随着温度的升高，平衡混合气体中G的体积分数减小，说明该反应的正方向为吸热反应；又由题图可知，在相同温度下，增大压强，平衡混合气体中G的体积分数增大，说明该反应的正方向是气态物质系数增大的反应，即a答案：B
2．下列各项中，能表示2A(g)＋B(g)2C(g)(正反应放热)这个可逆反应的是( )
解析：随着温度的升高，化学平衡应向吸热反应方向移动，即向逆反应方向移动，所以生成物C的体积分数减小，反应物的含量分数增大，反应物的转化率减小。增大体系的压强，正反应和逆反应的速率都增大。加入催化剂，只能增大反应速率，缩短达到平衡的时间，不能使平衡移动，所以达到平衡后，各组分的浓度及体积分数不变。
答案：A
3．可逆反应：mA(g)＋nB(g)xC(g) ΔH＝Q
kJ·mol－1在不同温度、压强下反应物A的转化率的变化情况如下图所示。下列对于反应的热效应Q和反应方程式A、B、C的系数的判断中，正确的是( )
A．Q＞0，m＋n＞x
B．Q＞0，m＋n＜x
C．Q＜0，m＋n＜x
D．Q＜0，m＋n＞x
解析：由左题图可知，压强为p1时达到平衡所用的时间比较短，即p1＞p2，选择两压强下的平衡状态，由p2、p1的大小比较和A的转化率可知，增大压强，平衡正向移动，故m＋n＞x；由右题图可知，升高温度，A的转化率下降，即升高温度，平衡向左移动，正反应放热，Q＜0。
答案：D
4．一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是( )
A．CO2(g)＋2NH3(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH＜0
B．CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH＞0
C．CH3CH2OH(g)CH2===CH2(g)＋H2O(g)
ΔH＞0
D．2C6H5CH2CH3(g)＋O2(g)2C6H5CH===CH2(g)＋2H2O(g) ΔH＜0
解析：四个选项中水蒸气均为生成物。依题图中左图可知T2＞T1，升温，水蒸气含量减小，平衡左移，故正反应为放热反应，即ΔH＜0，B、C两项均错；依题图中右图可知p1＞p2，增压，水蒸气含量增加，即正反应为气体体积减小的反应，D项也错。
答案：A第3章
物质在水溶液中的行为
第2节
弱电解质的电离
盐类的水解
第1课时
弱电解质的电离
1．下列物质中，属于弱电解质的是( )
A．氯化氢
B．氢氧化钠
C．一水合氨
D．酒精
解析：氯化氢、NaOH为强电解质，酒精为非电解质，NH3·H2O为弱电解质。
答案：C
2．在醋酸溶液中，CH3COOH的电离达到平衡的标志是( )
A．溶液呈电中性
B．溶液中无CH3COOH分子
C．氢离子浓度恒定不变
D．[H＋]＝[CH3COO－]
解析：溶液中存在的电离平衡有：CH3COOHCH3COO－＋H＋，H2OH＋＋OH－，阴离子所带负电荷总数与阳离子所带正电荷总数永远相等，与是否达到电离平衡无关，A错；CH3COOH是弱电解质，溶液中一定存在CH3COOH分子，B错；依据电离方程式，不论是否达到平衡，都有[H＋]>[CH3COO－]，所以D错；氢离子浓度恒定不变时，电离达到平衡，所以C正确。
答案：C
3．在CH3COOH溶液中存在如下平衡：CH3COOHH＋＋CH3COO－。加入少量下列固体物质，能使平衡逆向移动的是( )
A．NaCl
B．CH3COONa
C．Na2CO3
D．NaOH
解析：加入Na2CO3、NaOH能与H＋反应，使平衡正向移动；加入CH3COONa，[CH3COO－]增大，平衡逆向移动。
答案：B
4．下表是常温下某些一元弱酸的电离常数：
弱酸
HCN
HF
CH3COOH
HNO2
电离常数
6.2×10－10
6.8×10－4
1.8×10－5
6.4×10－6
则0.1
mol·L－1的下列溶液中，[H＋]最大的是( )
A．HCN
B．HF
C．CH3COOH
D．HNO2
解析：一元弱酸的电离常数越大，电离程度越大，同浓度时，电离产生的[H＋]越大。
答案：B
5．在a、b两支试管中，分别装入形态相同、质量相等的锌粒，然后向两试管中分别加入相同物质的量浓度、相同体积的稀盐酸和稀醋酸。填写下列空白：
(1)a、b两支试管中的现象：相同点是__________；不同点是__________；原因是_______________________________________
_______________________________________________________
_____________________________________________________。
(2)a、b两支试管中生成气体的体积开始时是V(a)________V(b)；反应完毕后生成气体的总体积是V(a)________V(b)，原因是_______
_______________________________________________________
_____________________________________________________。
答案：(1)都产生无色气泡 a中反应速率较快 盐酸是强酸，醋酸是弱酸，盐酸溶液中[H＋]大 (2)＞ ＝ 开始反应时，盐酸溶液中H＋浓度较大，但H＋的总的物质的量相等
(时间：40分钟 分值：100分)
一、选择题(本题包括6个小题，每小题8分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1．在0.1
mol·L－1
CH3COOH溶液中存在如下电离平衡：CH3COOHCH3COO－＋H＋，对于该平衡，下列叙述正确的是( )
A．温度升高，平衡逆方向移动
B．加入少量NaOH固体，平衡正向移动
C．加入少量0.1
mol·L－1
HCl溶液，溶液中[H＋]减小
D．加入少量醋酸钠固体，CH3COOH溶液的电离程度增大
解析：因为电离是吸热过程，所以温度升高向电离方向移动，所以A选项说法错误；加入少量同浓度的盐酸，由于盐酸完全电离，所以氢离子浓度增大，平衡逆向移动，所以C选项说法错误；加入少量醋酸钠，由于醋酸根离子浓度增大，所以平衡逆向移动，醋酸电离程度减小，因此D选项说法错误，故本题答案为B。
答案：B
2．下列关于电离常数的说法正确的是( )
A．电离常数随着弱电解质浓度的增大而增大
B．CH3COOH的电离常数表达式为K＝
C．CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体，电离常数减小
D．电离常数只与温度有关，与浓度无关
答案：D
3．相同体积、相同氢离子浓度的强酸溶液和弱酸溶液分别跟足量的镁完全反应，下列说法正确的是( )
A．弱酸溶液产生较多的氢气
B．强酸溶液产生较多的氢气
C．两者产生等量的氢气
D．无法比较两者产生氢气的量
解析：相同氢离子浓度的强酸和弱酸溶液，前者浓度较小，等体积的两种溶液与足量的镁反应，后者放出氢气多。酸的物质的量越多，在与足量的金属反应时，放出的氢气越多。
答案：A
4．根据下表数据(均在同温、同压下测定)：
酸
HX
HY
HZ
0.1
0.2
0.3
电离平衡常数
7.2×10－4
1.8×10－4
1.8×10－5
可得出弱电解质酸性强弱顺序正确的是( )
A．HX>HY>HZ
B．HZ>HY>HX
C．HY>HZ>HX
D．HZ>HX>HY
解析：弱电解质的电离常数越大，表明弱电解质的电离程度越大，其酸性越强，即酸性HX＞HY＞HZ。
答案：A
5．已知0.1
mol·L－1的醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOHCH3COO－＋H＋，要使溶液中[H＋]/[CH3COOH]值增大，可以采取的措施是( )
①加少量烧碱 ②升高温度 ③加少量冰醋酸 ④加水
A．①②
B．②④
C．②③④
D．①④
解析：①中，加入NaOH溶液，n(H＋)减小，电离平衡正向移动，n(CH3COOH)减小，但减小程度较小，因此[H＋]/[CH3COOH]变小；②中，升高温度，电离平衡正向移动，n(H＋)增大，n(CH3COOH)减小，因此n(H＋)/n(CH3COOH)增大；③中，加入少量冰醋酸，电离程度变小，因此n(H＋)/n(CH3COOH)变小；④中，加水稀释时，电离程度变大，因此n(H＋)/n(CH3COOH)变大。
答案：B
6．有关常温下[H＋]相同的醋酸溶液和盐酸的说法中正确的是( )
A．两溶液中分别加入少量对应的钠盐，[H＋]均明显减小
B．分别加水稀释100倍后，两种溶液的[H＋]不再相等
C．中和同体积的这两种酸溶液所需要NaOH的物质的量相等
D．分别加入足量锌片，两种溶液生成H2的体积相等
答案：B
二、非选择题(本题包括3个小题，共52分)
7．(18分)在一定温度下，冰醋
酸加水稀释过程中，溶液的导电能力I随加入水的体积V变化的曲线如图所示。请回答：
(1)“O”点导电能力为0的理由是_________________________。
(2)a、b、c三点处，溶液的[H＋]由小到大的顺序为____________。
(3)a、b、c三点处，电离程度最大的是________。
(4)若将c点溶液中[CH3COO－]增大，[H＋]减小，可采取的措施是
①____________________________________________________；
②___________________________________________________；
③___________________________________________________。
解析：溶液的导电能力主要由离子浓度来决定，题目中的图象说明冰醋酸加水稀释过程中，离子浓度随着水的加入先逐渐增大到最大值又逐渐减小，故[H＋]在b点最大，c点最小，这是因为[H＋]＝，加水稀释，醋酸的电离平衡正向移动，n(H＋)增大使[H＋]有增大的趋势，而V(aq)增大使[H＋]有减小的趋势，[H＋]是增大还是减小，取决于这两种趋势中哪一种占主导地位。在“O”点时，未加水，只有醋酸，因醋酸未发生电离，没有自由移动的离子存在，故不能导电；要使CH3COO－的浓度增大，可通过加入OH－、活泼金属等使平衡正向移动。
答案：(1)在“O”点处醋酸未电离，无离子存在
(2)c(3)c (4)①加少量NaOH固体 ②加少量Na2CO3固体
③加入Zn、Mg等金属
8．(16分)某化学兴趣小组按图示组装好实验装置，一支胶头滴管盛有盐酸，另一支胶头滴管盛有同体积、同浓度的醋酸。实验时同时完全捏扁a、b的胶头，观察实验现象。
(1)装置A、B中用红墨水而不用水的原因是_________________
______________________________________________________。
(2)实验开始前两溶液的H＋浓度的大小：盐酸________(填“>”“<”或“＝”)醋酸，证明________为弱电解质。
(3)实验刚开始时，发现装置A中的长导管液面上升得比装置B的要高，则胶头滴管a中盛的是________。
(4)两装置反应刚结束时(无固体剩余)，发现装置A中的长导管液面比装置B中的高，静置一会后两装置中的长导管液面均有所下降，最终液面高度________(填“相同”“A中的高”或“B中的高”)。
解析：盐酸为强电解质，完全电离，醋酸为弱电解质，部分电离，所以相同物质的量浓度的两溶液，盐酸溶液中[H＋]大，与等量的Zn粒反应时单位时间内放出热量多，产生的H2多，所以装置中气体压强大，长导管中液面上升得快，但最终温度下降且二者产生的H2的量相同，所以液面高度相同。该实验中为便于观察导管中液面高度的变化，现象明显，装置A、B中用红墨水。
答案：(1)便于观察长导管中液面高度的变化 (2)> 醋酸 (3)盐酸 (4)相同
9．(18分)今有①盐酸、②醋酸、③硫酸三种稀溶液，用序号回答下列问题。
(1)若三种酸的物质的量浓度相等。
a．三种溶液中的[H＋]大小关系为________。
b．取等体积上述三种溶液，分别用同浓度的NaOH溶液完全中和，所需NaOH溶液体积大小关系为________。
c．若取等质量Zn分别跟这三种溶液反应，使Zn恰好完全反应时，消耗三种酸的体积大小关系为________。
(2)若三种溶液的[H＋]相等。
a．三种酸的物质的量浓度大小关系为________。
b．取等体积上述三种溶液，分别用同浓度的NaOH溶液完全中和，所需NaOH溶液体积大小关系为________。
c．若取等质量Zn分别跟这三种溶液反应，使Zn恰好完全反应时，消耗三种酸的体积大小关系为________。
解析：(1)a.H2SO4为二元强酸；CH3COOH为弱酸，部分电离，故③＞①＞②。b.三种酸的物质的量相等，但H2SO4为二元酸，所以消耗的NaOH是盐酸和醋酸的两倍，盐酸和醋酸消耗的NaOH相等，所以③＞①＝②。c.等质量的Zn完全反应，消耗的盐酸和醋酸相等，消耗的H2SO4最少，所以①＝②＞③。(2)a.CH3COOH是弱酸，[CH3COOH] [H＋]，[H2SO4]＝[H＋]，[HCl]＝[H＋]，所以②＞①＞③。b.等体积的三种溶液中，n(CH3COOH)＞n(HCl)，而HCl和H2SO4都是强电解质，两溶液中的n(H＋)相等，消耗NaOH一样多，所以②＞①＝③。c.等质量的Zn完全反应，消耗的n(H＋)相等，所以溶液[H＋]大的消耗体积最小，H2SO4与HCl的[H＋]相等，而CH3COOH在反应中会电离产生H＋，所以消耗体积最小，所以①＝③＞②。
答案：(1)a.③＞①＞② b．③＞①＝② c．①＝②＞③
(2)a.②＞①＞③ b．②＞①＝③ c．①＝③＞②第1章检测题
(时间：90分钟 分值：100分)
一、选择题(本题包括15个小题，每小题3分，共45分)
1．1
g
H2燃烧生成液态水放出142.9
kJ的热量，表示该反应的热化学方程式中，正确的是( )
A．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－142.9
kJ·mol－1
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6
kJ·mol－1
C．2H2＋O2===2H2O ΔH＝－571.6
kJ·mol－1
D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝＋571.6
kJ·mol－1
答案：B
2．如图表示有关反应的反应过程与能量变化的关系，据此判断下列说法中正确的是( )
A．等质量的白磷与红磷充分燃烧，红磷放出的热量多
B．红磷比白磷稳定
C．白磷转化为红磷是吸热反应
D．红磷比白磷更容易与氧气反应生成P4O10
解析：依据图象分析，A项，等质量的白磷与红磷充分燃烧，白磷放出的热量多，错误；B项，白磷能量高于红磷，物质具有的能量越低越稳定，红磷比白磷稳定，正确；C项，白磷能量高于红磷，白磷转化为红磷是放热反应，错误；D项，白磷能量高于红磷，物质具有的能量越低越稳定，白磷比红磷活泼，更容易与氧气反应生成P4O10，错误。
答案：B
3．H2和I2在一定条件下能发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g) ΔH＝－a
kJ·mol－1。
已知(a、b、c均大于零)：
下列说法不正确的是( )
A．反应物的总能量高于生成物的总能量
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．断开2
mol
H—I键所需能量约为(c＋b＋a)
kJ
D．向密闭容器中加入2
mol
H2和2
mol
I2，充分反应后放出的热量小于2a
kJ
解析：A项，ΔH＝－a
kJ·mol－1(a大于零)说明该反应是放热反应，放热反应中反应物的总能量高于生成物的总能量；B项，该反应为放热反应，故断开1
mol
H—H键和1
mol
I—I键所需能量小于断开2
mol
H—I键所需能量；C项，由反应热与键能的关系可得断开2
mol
H—I键所需能量约为(c＋b＋a)kJ；D项，H2和I2在一定条件下的反应为可逆反应，向密闭容器中加入2
mol
H2和2
mol
I2，充分反应后放出的热量小于2a
kJ。
答案：B
4．已知氟化氢气体中有平衡关系：
①2H3F3(g)3H2F2(g) ΔH1＝＋a
kJ·mol－1
②H2F2(g)2HF(g) ΔH2＝＋b
kJ·mol－1
已知a、b均大于0，则可推测反应H3F3(g)===3HF(g)的ΔH为( )
A．＋(a＋b)
kJ·mol－1
B．＋(a－b)
kJ·mol－1
C．＋(a＋3b)
kJ·mol－1
D．＋(0.5a＋1.5b)
kJ·mol－1
解析：由×①＋×②得：H3F3(g)===3HF(g) ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝＋
kJ·mol－1＝＋(0.5a＋1.5b)
kJ·mol－1。
答案：D
5．关于如图所示装置的叙述正确的是( )
A．甲、乙装置中的锌片都作负极
B．甲、乙装置中的溶液内的H＋在铜片上被还原
C．甲、乙装置中锌片上发生的反应都是还原反应
D．甲装置中铜片有气泡生成，乙装置中的铜片质量减小
解析：甲为原电池，乙为电解池，锌片分别作负极与阴极，H＋分别在铜片与锌片上被还原，锌片上发生的分别是氧化反应与还原反应。甲中铜片上H＋被还原有气泡生成，乙中铜电极被氧化生成
Cu2＋，铜片质量减小。
答案：D
6．化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是( )
A．氢氧燃料电池的负极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为：2Cl－－2e－===
Cl2↑
C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为：
Cu－－2e－===Cu2＋
D．钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：Fe－2e－===Fe2＋
解析：O2＋2H2O＋4e－===4OH－是氢氧燃料电池的正极反应式，A不正确；粗铜精炼时，与电源正极相连的应是粗铜，C不正确；
Fe－2e－===Fe2＋是钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式，D不正确。
答案：B
7．一种新型的燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极通入乙烷和氧气，其总反应为：2C2H6
＋7O2＋8KOH===4K2CO3＋10H2O，有关此电池的推断正确的是( )
A．正极反应为14H2O＋7O2＋28e－===28OH－
B．放电一段时间后，负极周围的pH升高
C．每消耗1
mol
C2H6
，则电路上转移的电子为12
mol
D．放电过程中KOH的物质的量浓度不变
解析：将原电池的化学反应原理和该原电池反应的离子方程式进行联系，分析可知，该原电池中的正极反应为：14H2O＋7O2＋28e－===28OH－，将该原电池的离子方程式减去正极反应式，可得负极反应式为：2C2H6＋36OH－－28e－===4CO＋24H2O(分析各选项，可得出答案)。
答案：A
8．某学生欲完成反应2HCl＋2Ag===2AgCl↓＋H2↑而设计了下列四个实验，你认为可行的是( )
解析：题给反应是一个不能自发进行的氧化还原反应，必须借助电解手段才能使之发生。B、D两装置不是电解池，显然不能使之发生；A装置是电解池，但Ag棒作阴极而不参与反应，其电解池反应不是题给反应，A装置不能使题给反应发生；C装置是电解池，Ag棒作阳极而参与反应，其电解池反应是题给的反应，C装置能使题给的反应发生。
答案：C
9.如图实验为研究金属腐蚀的实验，下列相关说法正确的是( )
A．食盐水中有气泡逸出
B．铁表面的反应为Fe－3e－===Fe3＋
C．红色首先在食盐水滴的中心出现
D．该实验研究的是金属的吸氧腐蚀
解析：食盐水显中性，图中装置发生吸氧腐蚀，正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－；负极：2Fe－4e－===2Fe2＋，食盐水与铁片都与O2接触的地方首先出现红色，故D项正确。
答案：D
10．金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是(已知：氧化性Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋)
( )
A．阳极发生还原反应，其电极反应式为Ni2＋＋2e－―→Ni
B．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等
C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋
D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt
答案：D
11．将如图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是( )
A．Cu电极上发生还原反应
B．电子沿Zn→a→b→Cu路径流动
C．片刻后甲池中c(SO)增大
D．片刻后可观察到滤纸b点变红色
解析：A.Zn作原电池的负极，Cu作原电池的正极，Cu电极是发生还原反应，故A正确；B.电子流向是负极到正极，但a→b这一环节是在溶液中导电，是离子导电，电子并没沿此路径流动，故B错误；C.选项中硫酸根离子浓度基本保持不变，故C错误；D.选项中是滤纸a点是阴极，氢离子放电，b作阳极氢氧根离子失电子生成氧气，附近氢离子浓度增大，故D错误。
答案：A
12．燃烧热是指1.01×105
Pa时，1
mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。已知下列热化学方程式：
CH4(g)＋O2(g)===CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝－445.15
kJ·mol－1
CH4(g)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l) ΔH＝－607.3
kJ·mol－1
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3
kJ·mol－1
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－802.3
kJ·mol－1
则CH4的燃烧热为( )
A．445.15
kJ·mol－1
B．607.3
kJ·mol－1
C．890.3
kJ·mol－1
D．802.3
kJ·mol－1
解析：1
mol甲烷完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时的ΔH＝－890.3
kJ·mol－1，故甲烷的燃烧热为890.3
kJ·mol－1。
答案：C
13.如图所示原电池工作时，右池中Y2O转化为Y3＋。下列叙述正确的是( )
A．左池电极反应式：X4＋＋2e－===X2＋
B．每消耗1
mol
Y2O，转移3
mol电子
C．改变右池溶液的c(H＋)，电流强度不变
D．左池中阴离子数目增加
解析：该装置是原电池，右池中Y2O转化为Y3＋是还原反应，反应式是Y2O＋6e－＋14H＋===7H2O＋2Y3＋，左池电极发生氧化反应X2＋－2e－===X4＋，右池中的阴离子通过盐桥流向左池，A错误，D正确；每消耗1
mol
Y2O，转移6
mol电子，B错误；改变右池溶液的c(H＋)，电流强度改变，C错误。
答案：D
14．(2015·浙江卷)在固态金属氧化物电解池中，高温共电解
H2O CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如下图所示。下列说法不正确的是( )
A．X是电源的负极
B．阴极的电极反应式是H2O＋2e－===H2＋O2－、CO2＋2e－===CO＋O2－
C．总反应可表示为H2O＋CO2H2＋CO＋O2
D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶1
解析：
A项，根据图示，X极产物为H2和CO，是H2O与CO2的还原产物，可判断发生还原反应，由此判断X为电源的负极，A项正确；B项，根据题意，电解质为固体金属氧化物，可以传导O2－，故在阴极上发生的反应为H2O＋2e－===H2＋O2－、CO2＋2e－===CO＋O2－，B项正确；C项，根据电极产物及B项发生的电极反应可知，该反应的总反应方程式为H2O＋CO2H2＋CO＋O2，C项正确；D项，根据C项的电解总反应方程式，阴阳两极的气体的物质的量之比为2∶1，D项错误。
答案：D
15．按图甲装置进行实验，若图乙中横坐标x表示通过电极的电子的物质的量。下列叙述正确的是( )
A．F表示反应生成Cu的物质的量
B．E表示反应实际消耗H2O的物质的量
C．E表示反应生成O2的物质的量
D．F表示反应生成H2SO4的物质的量
解析：电解实质为2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，则每通过4
mol
e－，生成Cu
2
mol，O2
1
mol，耗H2O
2
mol，生成H2SO4
2
mol。
答案：B
二、非选择题(本题包括5各小题，共55分)
16．(14分)请根据所学知识回答下列问题：
(1)同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)，在光照和点燃条件下的ΔH(化学计量数相同)分别为ΔH1、ΔH2，ΔH1________ΔH2(填“＞”“＜”或“＝”，下同)。
(2)相同条件下，2
mol氢原子所具有的能量________1
mol
氢分子所具有的能量。
(3)已知常温时红磷比白磷稳定，比较下列反应中ΔH的大小：ΔH1________ΔH2。
①4P(白磷，s)＋5O2(g)===2P2O5(s) ΔH1
②4P(红磷，s)＋5O2(g)===2P2O5(s) ΔH2
(4)已知：稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3
kJ·mol－1，则浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1
mol水，放出的热量________57.3
kJ。
(5)已知：0.5
mol
CH4(g)与0.5
mol水蒸气在t
℃、p
kPa
时，完全反应生成CO和H2的混合气体，吸收了a
kJ
热量，该反应的热化学方程式是___________________________________________。
解析：(1)反应热等于生成物的总能量与反应物总能量的差，故ΔH1＝ΔH2。(2)2
mol氢原子形成新化学键形成1
mol氢分子时放热，故2
mol氢原子所具有的能量大于1
mol氢分子所具有的能量。(3)常温时红磷比白磷稳定，则白磷的能量比红磷高，燃烧时放出的热量多，则ΔH1＜ΔH2。(4)浓硫酸与其他水溶液混合时放热，故浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1
mol水，放出的热量大于57.3
kJ。(5)根据题意配平化学方程式，注明物质的状态和反应热。
答案：(1)＝ (2)＞ (3)＜ (4)＞
(5)CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH＝＋a
kJ·mol－1
17．(8分)阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池，其电池总反应为2H2＋O2===2H2O。
若电解质溶液为KOH溶液，其电极反应式分别为：
负极_____________________，正极_______________________。
若电解质溶液为稀H2SO4，其电极反应式分别为：
负极_______________________，正极______________________。
解析：电解质溶液为碱性，在书写电极反应式时可出现OH－，但不能出现H＋；同样，电解质溶液为酸性，在书写电极反应式时可出现H＋，但不能出现OH－。
答案：H2－2e－＋2OH－===2H2O O2＋2H2O＋4e－===4OH－ H2－2e－===2H＋ O2＋4e－＋4H＋===2H2O
18．(9分)
Zn－MnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2－NH4Cl混合溶液。
(1)该电池的负极材料是_________。电池工作时，电子流向_______(填“正极”或“负极”)。
(2)若ZnCl2－NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2＋，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是_____________________________________
______________________________________________________。
欲除去Cu2＋，最好选用下列试剂中的________(填代号)。
a．NaOH
b．Zn
c．Fe
d．NH3·H2O
(3)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式是____________________________。若电解电路中通过2
mol电子，MnO2的理论产量为_____g。
解析：(1)原电池的负极是发生氧化反应的一极：Zn－2e－===
Zn2＋；电池工作时，电子从负极流向正极。
(2)Zn与Cu2＋发生氧化还原反应，生成的Cu附着在Zn的表面构成铜锌原电池，加快反应速率，从而加快Zn的腐蚀。
(3)电解池的阴极是发生还原反应的一极：2H＋＋2e－===H2↑；每生成1
mol
MnO2需转移2
mol电子，故每通过2
mol电子，理论上生成1
mol
MnO2，质量为87
g。
答案：(1)Zn(或锌) 正极 (2)锌与还原出来的铜构成铜－锌原电池而加快锌的腐蚀 b
(3)2H＋＋2e－===H2↑ 87
19．(10分)按图进行电解实验(A、B、C、D均为惰性电极)，可供选择的电解质溶液列于下表中。要求满足的条件是：①工作一段时间后甲中溶液的pH上升，乙中溶液的pH下降；②B、C两极上放电的离子的物质的量相等。
甲 乙
组别
①
②
③
④
甲烧杯
NaOH溶液
AgNO3溶液
H2SO4溶液
NaCl溶液
乙烧杯
CuSO4溶液
CuCl2溶液
AgNO3溶液
AgNO3溶液
(1)应选择的电解质溶液是________组。
(2)电极反应式：A极________________；B极________________；C极________________；D极____________。
(3)当B极上析出7.1
g电解产物时，C极将析出______g_______。
解析：由题中实验装置图可知甲、乙两池串联，四个电极通过的电量相等，由电解原理知甲池pH升高的是①④组，若为①组，B极生成O2，C极生成Cu，两极上放电离子的物质的量不相等，所以符合条件的只有④组。设C极析出Ag的质量为x，由B、C两极通过电量相等得等式×2＝×1，x＝21.6
g.
答案：(1)④ (2)2H＋＋2e－===H2↑
2Cl－－2e－===Cl2↑ 2Ag＋＋2e－===2Ag
4OH－－4e－===O2↑＋2H2O (3)21.6 银
20．(14分)请用下图所示仪器装置设计一个包括电解饱和食盐水并测定电解时产生的氢气的体积和检验氯气的氧化性的实验装置。
(1)所选仪器连接时，各接口的顺序是(填各接口的代号字母)：A接______，________接______，B接________，________接________。
(2)实验时，装置中的石墨电极接电源的________极，所发生的电极反应式为______________；铁电极接电源的________极，所发生的电极反应式为_______________；此电解总反应方程式为_______。
(3)实验测得产生的氢气体积(已折算成标准状况)为5.60
mL，电解后溶液的体积恰好为50.0
mL，则溶液中OH—的浓度为___________。
解析：根据电解饱和食盐水阳极所发生的反应式：2Cl—－2e—===Cl2↑，为防止电极被腐蚀，实验中一般选用石墨作阳极，阴极发生的是水电离出的H＋离子被还原，2H＋＋2e—===H2↑，从而破坏水的电离平衡，在阴极区域里形成氢氧化钠，显碱性，阴极通常使用铁电极。电解的总反应方程式为：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。U型管反应器中的两个电极未限定哪个是阳极或阴极，可以任意选用。而反应器两边连接哪些仪器及其连接顺序，取决于A、B为哪种电极、其电极产物和实验要求。设A上电极为铁质电极、B上电极为石墨电极，则反应器两边所选用的各仪器接口连接顺序为A接贮气瓶的G―→F，把水挤入量筒上H导管，用量筒测量出排出的水量，以测定氢气产生的体积。B接洗气瓶的D―→E，生成的氯气在洗气瓶里氧化淀粉碘化钾溶液，以证明其氧化性，多余的氯气通入烧杯里的C导管，借助氢氧化钠吸收氯气，防止污染大气。
已知电解产生氢气5.60
mL，相当于＝
2．5×10－4mol。
x＝2×2.5×10－4mol＝5×10－4mol
c(OH—)＝＝0.01
mol·L—1。
答案：(1)G F H D E C (2)正 2Cl－－2e－===Cl2↑ 负 2H＋＋2e－===H2↑ 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ (3)c(OH－)＝0.01
mol·L—1第1章
化学反应与能量转化
第3节
化学能转化为电能——电池
第1课时
原电池的工作原理
1．在如图所示的水果电池中，外电路上的电流从X电极流向Y电极。若X为铁，则Y可能是( )
A．锌
B．石墨
C．银
D．铜
解析：电流的方向与电子的移动方向相反，由已知条件知电子由Y电极流向X电极，因此Y电极的金属活动性强于铁，故Y电极只能为选项中的锌。
答案：A
2．实验室用铁片、铜片和AgNO3溶液组成原电池，则正极的电极反应式为( )
A．Fe－3e－===Fe3＋
B．Fe－2e－===Fe2＋
C．2H2O＋O2＋4e－===4OH－
D．Ag＋＋e－===Ag
解析：在此原电池中，铁片、铜片分别为负极和正极。总反应为Fe＋2AgNO3===2Ag＋Fe(NO3)2，正极的电极反应为Ag＋＋e－===Ag，D项正确。
答案：D
3．下图为一原电池装置，下列叙述中正确的是( )
A．铜离子在铜片表面被还原
B．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液
C．电流从锌片经导线流向铜片
D．铜是正极，铜片上有气泡产生
解析：该原电池中，较活泼的金属锌作负极，发生氧化反应，较不活泼的铜作正极，发生还原反应，电子由负极锌流出，经导线流向铜电极(电流的方向与之相反)，负极、正极的反应分别为负极：Zn－2e－===Zn2＋，正极：Cu2＋＋2e－===Cu；盐桥中的阳离子向正极区CuSO4溶液中迁移，故A正确，B、C、D错误。
答案：A
4．100
mL浓度为2
mol·L－1的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成H2的总量，可采用的方法是( )
A．加入适量6
mol·L－1的盐酸
B．加入几滴CuCl2溶液
C．加入适量蒸馏水
D．加入适量的NaCl溶液
解析：Zn置换出CuCl2中的Cu，Cu、Zn、稀盐酸构成原电池，加快了反应速率，同时也不影响产生H2的量。
答案：B
5．如图所示装置中，电流表A发生偏转，a极逐渐变粗，同时b极逐渐变细，c为电解质溶液，则a、b、c应是下列各组中的( )
A．a是Zn、b是Cu、c为稀H2SO4
B．a是Cu、b是Zn、c为稀H2SO4
C．a是Fe、b是Ag、c为AgNO3溶液
D．a是Ag、b是Fe、c为AgNO3溶液
解析：原电池工作时，a极逐渐变粗，同时b极逐渐变细，说明b极失去电子是负极，a极上金属离子得电子是正极，电解质溶液中含有先于H＋放电的金属阳离子。
答案：D
6．依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如图所示。请回答下列问题：
(1)电极X的材料是____________，电解质溶液Y是________。
(2)银电极为电池的________极，发生的电极反应为__________
______________________________________________________，
X电极上发生的电极反应为____________________________。
(3)外电路中的电子是从________电极流向________电极。
解析：原电池中负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应，盐桥起到平衡电荷的作用。由总反应方程式可知电极X的材料是铜，发生氧化反应，电解质溶液Y是可溶性银盐，常用硝酸银。电极反应式表示为：负极：Cu－2e－===Cu2＋，正极：2Ag＋＋2e－===2Ag，电子由负极出发，经外电路流向正极。
答案：(1)铜(或Cu) AgNO3溶液
(2)正 2Ag＋＋2e－===2Ag Cu－2e－===Cu2＋
(3)负(Cu) 正(Ag)
(时间：40分钟 分值：100分)
一、选择题(本题包括6个小题，每小题8分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1．下列说法正确的是( )
A．构成原电池正极和负极的材料必须是金属
B．在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原
C．实验室欲快速制取氢气，可利用粗锌与稀H2SO4反应
D．原电池可以把物质内部的能量全部转化为电能
解析：构成原电池的电极材料可以是非金属如碳棒，所以A错。在原电池中电子流出的一极失电子被氧化，所以B错。粗锌中含有杂质可形成Zn－Cu原电池所以C对。能量转化率不可能达到100%，所以D错。
答案：C
2．下列各装置能形成原电池的是( )
解析：判断一个装置能否构成原电池，要看是否符合原电池的构成条件：①电极材料(活动性不同的金属、金属与非金属、金属与金属氧化物)；②电解质溶液；③构成闭合回路；④能自发进行的氧化还原反应。A装置：由于两个电极是同种金属，不能形成原电池；B装置：酒精不是电解质溶液，不能构成原电池；C装置：没有形成闭合回路，不能形成原电池；D装置：符合原电池构成的条件，能形成原电池。
答案：D
3．如图所示的装置中，在
产生电流时，以下说法不正确的是( )
A．Fe是负极，C是正极
B．负极反应式为：Fe－3e－===Fe3＋
C．内电路中阴离子移向FeCl2溶液
D．电流由石墨电极流向Fe电极
解析：Fe与C作为原电池的电极，则Fe为负极，C是正极。Fe在负极发生氧化反应生成Fe2＋，因此B项错误，且左边烧杯中正电荷增加，必然使盐桥中的阴离子移向FeCl2溶液，电子由Fe电极流向石墨电极，则电流由石墨电极流向Fe电极。
答案：B
4．有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：
实验装置
部分实验现象
a极质量减小；b极质量增加
b极有气体产生；c极无变化
d极溶解；c极有气体产生
电流从a极流向d极
由此可判断这四种金属的活动性顺序是( )
A．a>b>c>d
B．b>c>d>a
C．d>a>b>c
D．a>b>d>c
解析：由第一个装置a极溶解，可知a极是负极，金属活动性a>b，第二个装置依据氧化性、还原性的规律金属活动性b>c，故第三个装置的金属活动性d>c，由第四个装置电流从a→d，则电子从d→a，故金属活动性d>a。
答案：C
5．向等质量的两份锌粉a、b中分别加入过量的稀硫酸，同时向a中加少量的CuSO4溶液，产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系如下所示，正确的是( )
解析：
Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，反应速率较快，若向a中加入少量的CuSO4溶液，则有：Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4，消耗一部分Zn，生成的Cu附于Zn上，又构成无数微小的Cu－Zn原电池，加快了Zn的反应速率，所以Zn与稀硫酸反应时，加入CuSO4则反应速率加快，应先反应完，但因Cu2＋消耗了一定量的Zn，生成H2的量要小于b。
答案：A
6．以锌片和铜片为两极，以稀硫酸为电解质溶液组成原电池，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
H2
B．两极上溶解和析出的物质的质量相等
C．锌片溶解了31
g，铜片上析出了1
g
H2
D．锌片溶解了1
mol，硫酸消耗了0.5
mol
解析：在涉及原电池的有关计算中，关键是要把握住一点即两极得、失电子数相等。利用这一特点，我们从电极反应式看：负极：Zn－2e－===Zn2＋；正极：2H＋＋2e－===H2↑。当溶解1
mol锌时失去2
mol电子，铜片上析出1
mol氢气得到
2
mol电子，得失电子守恒，这样即可推出A正确。
答案：A
二、非选择题(本题包括3个小题，共52分)
7．(18分)由锌片、铜片和200
mL稀H2SO4组成的原电池如下图所示。
(1)原电池的负极反应是________，正极反应是___________。
(2)电流的方向是________。
(3)一段时间后，当在铜片上放出1.68
L(标准状况)气体时，H2SO4恰好消耗一半。则产生这些气体的同时，共消耗________g锌，有________个电子通过了导线。
解析：由题意得产生0.075
mol
H2，通过0.075
mol×2＝0.15
mol电子，消耗0.075
mol
Zn和0.075
mol
H2SO4。所以m(Zn)＝0.075
mol
×65
g·mol－1＝4.875
g，N(e－)＝0.15
mol×6.02×1023
mol－1＝9.03×1022。
答案：(1)Zn－2e－===Zn2＋ 2H＋＋2e－===H2↑
(2)由Cu极流向Zn极 (3)4.875 9.03×1022
8．(16分)A、B、C、D四种金属按下表中的装置图进行实验。
装置
现象
二价金属A不断溶解
C的质量增加
A上有气泡产生
根据实验现象回答下列问题：
(1)装置甲中负极的电极反应是__________________。
(2)装置乙中正极的电极反应是__________________。
(3)装置丙中溶液的pH________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)四种金属活动性由强到弱的顺序是________。
解析：甲、乙、丙均为原电池装置。依据原电池原理，甲中A不断溶解，则A为负极、B为正极，活动性A>B；乙中C极质量增加，即析出Cu，则B为负极，活动性B>C；丙中A上有气体即H2产生，则A为正极，活动性D>A，随着H＋的消耗，溶液pH逐渐变大。
答案：(1)A－2e－===A2＋ (2)Cu2＋＋2e－===Cu (3)变大 (4)D>A>B>C
9．(18分)为了避免锌片与Cu2＋直接接触发生反应而影响原电池的放电效率，有人设计了如下装置，按要求完成以下填空：
(1)此装置工作时，可以观察到的现象是______________，电池总反应式为_________________________________________。
(2)以上电池中，锌和锌盐溶液组成________，铜和铜盐溶液组成________，中间通过盐桥连接起来。
(3)电池工作时，硫酸锌溶液中SO向________移动，硫酸铜溶液中SO向________移动。
(4)此盐桥内为饱和KCl溶液，盐桥是通过________移动来导电的。在工作时，K＋移向________。
解析：该装置为锌铜原电池，总反应式为：Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋，电池工作时，观察到①电流计指针发生偏转，②锌片不断溶解，③铜片上有红色物质析出，其中Zn与ZnSO4溶液组成锌半电池，Cu与CuSO4溶液组成铜半电池。电池工作时，ZnSO4溶液中SO向负极(锌电极)移动，CuSO4溶液中SO向盐桥移动，而盐桥中，K＋向正极区(CuSO4溶液)移动，Cl－向负极区(ZnSO4溶液)移动，这样靠离子的移动形成闭合回路而导电。
答案：(1)电流计指针发生偏转，锌片逐渐溶解，铜片上有红色物质析出 Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
(2)锌半电池 铜半电池 (3)锌电极 盐桥
(4)离子 正极区(CuSO4溶液)第2章
化学反应的方向、限度与速率
第4节
化学反应条件的优化——工业合成氨
1．合成氨反应的正反应是气体体积减小的放热反应。合成氨工业的生产流程如下：
关于合成氨工业的说法中不正确的是( )
A．混合气进行循环利用遵循绿色化学思想
B．合成氨反应须在低温下进行
C．对原料气进行压缩是为了增大原料气的转化率
D．使用催化剂可以提高反应的速率，但是不能使平衡向正反应方向移动
解析：低温虽然有利于平衡正向移动，但低温会导致反应速率降低，不利于提高生产效率，答案选B。
答案：B
2．对于合成氨的反应来说，使用催化剂和施以高压，下列叙述中正确的是( )
A．都能提高反应速率，都对化学平衡状态无影响
B．都对化学平衡状态有影响，都不影响达到平衡状态所用的时间
C．都能缩短达到平衡状态所用的时间，只有压强对化学平衡状态有影响
D．催化剂能缩短反应达到平衡状态所用的时间，而压强无此作用
解析：对化学反应N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g)，催化剂和高压均能缩短达到平衡的时间，但只有高压可使平衡向生成NH3的方向移动，催化剂不影响平衡。
答案：C
3．接触法制硫酸工艺中，其主要反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH<0，在450
℃并有催化剂存在条件下建立平衡，为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是( )
A．及时分离出SO3气体
B．选择高效的催化剂
C．适当升高温度
D．增大O2的浓度
解析：增大O2浓度可加速反应的进行，并使平衡向正反应方向移动。
答案：D
4．下表的实验数据是在不同温度和压强下，平衡混合物中NH3含量的变化情况。
达到平衡时混合物中NH3的含量为(体积分数)[入料V(N2)∶V(H2)＝1∶3]：
0.1
10
20
30
60
100
200
15.3
81.5
86.4
89.9
95.4
98.8
300
2.2
52.0
64.2
71.0
84.2
92.6
400
0.4
25.1
38.2
47.0
65.2
79.8
500
0.1
10.6
19.1
26.4
42.2
57.5
600
0.05
4.5
9.1
13.8
23.1
31.4
(1)比较200
℃和300
℃时的数据，可判断升高温度，平衡向________方向移动，正反应方向为________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)根据平衡移动原理，合成氨适宜的条件是________。
A．高温高压
B．高温低压
C．低温高压
D．低温低压
(3)计算500
℃，30
MPa时N2的转化率________。
(4)实际工业生产合成氨时，考虑浓度对化学平衡的影响，还采取了一些措施。请写出其中的一个措施：
_____________________________________________________。
解析：(3) N2 ＋ 3H22NH3
起始
1
3
0
转化
n
3n
2n
平衡
1－n
3－3n
2n
×100%＝26.4%
n＝0.417
7
故N2的转化率为×100%＝41.77%。
答案：(1)左(或逆反应) 放热 (2)C (3)41.77% (4)加入过量的N2(或及时从平衡混合物中移走NH3)
(时间：40分钟 分值：100分)
一、选择题(本题包括6个小题，每小题8分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1．工业合成氨的反应是放热反应，下列关于N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)反应的图象中，错误的是( )
解析：合成氨的正反应是放热反应，升温，正、逆反应速率都增大，但逆反应增大的程度大，A正确；在T1时NH3%最大，达到平衡，再升高温度，平衡逆向移动，NH3%减小，B正确，C错误；增大压强，平衡向右移动，NH3%增大，D正确。
答案：C
2．对于可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，下列说法中正确的是( )
A．达到平衡后加入N2，当重新达到平衡时，NH3的浓度比原平衡的大，N2的浓度比原平衡的小
B．达到平衡后，升高温度，既加快了正、逆反应速率，又提高了NH3的产率
C．达到平衡后，缩小容器体积，既有利于加快正、逆反应速率，又有利于提高氢气的转化率
D．加入催化剂可以缩短达到平衡的时间，是因为正反应速率增大了，而逆反应速率减小了
答案：C
3.反应N2
(g)＋3H2(g)
2NH3(g) ΔH<0在某一时间段中反应速率与反应过程的曲线关系如图所示，则氨的百分含量最高的一段时间段是(t1～t6，只改变了温度或压强)( )
A．t0～t1
B．t2～t3
C．t3～t4
D．t5～t6
解析：此题考查了对速率—时间图象的分析。化学平衡时v(正)＝v(逆)，氨的百分含量不变。t1～t2、t4
～
t5，v(逆)大于v(正)，平衡向左移动，致使氨的百分含量减少。所以氨的百分含量最高时是t0～t1。
答案：A
4．合成氨的温度和压强通常控制在约500
℃以及2×107～5×107
Pa的范围，且进入合成塔的N2和H2的体积比为1∶3，经科学实验测定，在相应条件下，N2和H2反应所得NH3的平衡浓度(体积分数)如下表所示，而实际从合成塔出来的混合气体中含有氨约为15%，这表明( )
2×107
Pa
5×107
Pa
500
℃
19
.1
42.2
A.表中所测数据有明显误差
B．生产条件控制不当
C．氨的分解速率大于预测值
D．合成塔中的反应并未达到平衡
答案：D
5．在合成氨的反应中，N2和H2的初始加入量为110
mL、130
mL，当达到平衡时，气体的总体积变为220
mL，则生成NH3的体积为( )
A．10
mL
B．20
mL
C．25
mL
D．30
mL
解析：根据
N2 ＋ 3H22NH3 ΔV
1
3
2
2
110
mL
130
mL
V(NH3)
110
mL＋130
mL－
220
mL＝20
mL
缩小2体积也等于生成NH3的体积数，即：
V(NH3)＝20
mL
答案：B
6．下列事实，不能用勒夏特列原理解释的是( )
A．反应CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g) ΔH<0，升高温度可使平衡向逆反应方向移动
B．合成NH3的反应，为提高NH3的产率，理论上应采取相对较低的温度
C．溴水中存在平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO，当加入AgNO3溶液后，溶液颜色变浅
D．对2HI(g)H2(g)＋I2(g)，增大平衡体系的压强(压缩体积)可使体系颜色变深
答案：D
二、非选择题(本题包括3个小题，共52分)
7．(17分)工业上合成氨是在一定条件下进行如下反应：N2
(g)＋3H2
(g)2NH3
(g) ΔH＝－92.44
kJ·mol－1，其部分工艺流程如下图所示：
反应体系中各组分的部分性质见下表：
气体
氮气
氢气
氨
熔点/℃
－210.01
－252.77
－77.74
沸点/℃
－195.79
－259.23
－33.42
回答下列问题：
(1)写出该反应的化学平衡常数表达式：K＝________。随着温度升高，K值______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)平衡常数K值越大，表明________(填字母)。
A．N2的转化率越高
B．NH3的产率越大
C．原料中N2的含量越高
D．化学反应速率越快
(3)合成氨反应的平衡常数很小，所以在工业上采取气体循环的流程。即反应后通过把混合气体的温度降低到________使__________分离出来；继续循环的气体是________。
解析：(1)由方程式N2(g)＋3H2
(g)
2NH3
(g)不难写出：K＝
，根据此反应ΔH<0，说明正反应为放热反应，升高温度平衡向吸热方向移动，即向左移动，[NH3]减小，[N2]和[H2]增大，故K减小。(2)平衡常数K值越大，说明[NH3]越大，[N2]和[H2]就越小，说明反应进行的程度大，故N2的转化率就越高，NH3的产率就越大(注：产率是指实际产生的NH3与理论产生的NH3的物质的量之比)。(3)根据气体的熔、沸点可知，氨气容易液化，使其分离可使平衡正向移动，剩余N2和H2循环使用，以提高产率。
答案：(1) 减小 (2)AB
(3)－33.42
℃ 氨 N2和H2
8．(18分)合成氨反应在工业生产中的大量运用，满足了人口的急剧增长对粮食的需求，也为有机合成提供了足够的原料——氨。合成氨反应是一个可逆反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。在298
K时：ΔH＝－92.2
kJ·mol－1，K＝4.1×106(mol·L－1)－2。
(1)从平衡常数来看，反应的限度已经很大，为什么还需要使用催化剂？_________________________________________________
_____________________________________________________。
(2)试分析实际工业生产中采取700
K左右的温度的原因：
_____________________________________________________。
(3)298
K，1.01×105
Pa，在10
L密闭容器中充入10
mol氮气、30
mol氢气和20
mol氨气，开始的瞬间，反应向________(选填“正”或“逆”)方向进行，反应进行5
min后体系能量的变化为________(选填“吸收”或“放出”)184.4
kJ，容器内压强变为原来的________倍。
(4)从开始至5
min时，用N2浓度变化表示该反应的平均速率为____________。
解析：(3)依据Q＝[(20
mol/10
L)2]/[(10
mol/10
L)·(30
mol/10
L)3
]＝4/27(mol·L－1)－2kJ·mol－1的两倍，故5
min时生成的氨气为4
mol，用三步式表示为
N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g)
起始量/mol
10
30
20
转化量/mol
2
6
4
5
min时/mol
8
24
24
故5
min时气体总物质的量为56mol，容器内压强变为原来的56/60＝14/15。(4)v(N2)＝(2
mol/10
L)/5
min＝0.04
mol·L－1·min－1。
答案：(1)使用催化剂主要是为了在不影响限度的情况下加快反应速率，提高单位时间内的产量 (2)在该温度下，催化剂的活性最高，速率较大，反应的限度虽然有所降低，但综合分析，单位时间内的产量还是最理想的 (3)正 放出 14/15
(4)0.04
mol·L－1·min－1
9．(17分)工业上生产硫酸时，利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是一个关键步骤。压强及温度对SO2转化率的影响如下表所示(原料气各成分的体积分数为SO2
7%，O2
11%，N2
82%)：
0.1
0.5
1
10
400
99.2
99.6
99.7
99.9
500
93.5
96.9
97.8
99.3
600
73.7
85.8
89.5
96.4
(1)已知SO2的氧化是放热反应，如何利用表中数据推断此结论？
______________________________________________________。
(2)在400～500
℃时，SO2的催化氧化采用常压而不是高压，主要原因是_________________________________________________。
(3)选择适宜的催化剂，是否可以提高SO2的转化率？________(选填“是”或“否”)，是否可以增大该反应所放出的热量？________(选填“是”或“否”)。
(4)为提高SO3吸收率，实际生产中用________吸收SO3。
(5)已知：2SO2(g)
＋O2
(g)2SO3
(g) ΔH＝－196.6
kJ·mol－1，计算每生产1万吨98%硫酸所需要的SO3质量和由SO2生产这些SO3所放出的热量。
答案：(1)压强一定时，温度升高，SO2转化率下降，说明升温有利于逆反应进行，所以正反应为放热反应
(2)增大压强对提高SO2转化率无显著影响，反而会增加生产成本
(3)否 否
(4)浓硫酸
(5)8.0×103
t 9.8×109
kJ章末系统总结
一、重点知识梳理
二、实验专项探究——金属腐蚀
影响金属腐蚀的因素包括金属的本性和介质两个方面，就金属的本性而言，金属越活泼，就越易失去电子被腐蚀。介质对金属腐蚀的影响很大，如果金属在潮湿的空气中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，都容易被腐蚀。
即时训练
1．某探究小组用铁钉被腐蚀的快慢实验，来研究防止钢铁腐蚀的方法。所用试剂有：材质相同无锈的铁钉数个，一定量的食盐水、碳酸水、植物油，实验温度为298
K或308
K，每次实验取用铁钉的数量相同，液体体积相同且足量，用大小相同的试管实验。
(1)请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：
实验编号
T/K
试管内取用液体
实验目的
①
298
食盐水
(Ⅰ)实验①和②探究不同电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响(Ⅱ)实验①和________探究温度对铁钉腐蚀快慢的影响(Ⅲ)实验①和________探究铁钉是否接触电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响
②
③
④
(2)请根据上述实验，判断下列有关钢铁制品防腐的说法正确的是________(填字母)。
A．在铁门、铁窗表面涂上油漆
B．自行车各部件因有防护涂层或电镀等防腐措施，所以不需要停放在能遮雨的地方
C．家用铁制厨具每次用完后应擦干放置在干燥处
D．把挡水铁闸门与直流电源的正极连接且构成回路，可减少铁闸门的腐蚀速率
解析：(1)实验Ⅰ探究不同电解质对铁钉腐蚀快慢的影响，因此保证温度不变(仍为298
K)，改变电解质(选用碳酸水)。
实验Ⅱ探究温度对铁钉腐蚀快慢的影响，因此保证电解质不变(仍为食盐水)，改变温度(选308
K)。
实验Ⅲ探究铁钉是否接触电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响。因此保证温度不变(仍为298
K)，改变试管内液体(选植物油)。
(2)A项涂油漆保护铁窗，使铁窗与周围物质隔开，正确；自行车放在干燥处，不易形成原电池，能降低腐蚀速率，B错误，C正确；D项挡水铁闸门应与直流电源的负极相连，使之作电解池的阴极，才能起到保护作用，D错误。
答案：(1)
实验编号
T/K
试管内取用液体
实验目的
①
298
食盐水
(Ⅱ)③(Ⅲ)④(只要与前面③、④对应即可)
②
298
碳酸水
③
308
食盐水
④
298
植物油
(2)AC
2．某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。
1
(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)：
编号
实验目的
碳粉/g
铁粉/g
醋酸/%
①
为以下实验作参照
0.5
2.0
90.0
②
醋酸浓度的影响
0.5
36.0
③
0.2
2.0
90.0
(2)编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。t2时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了________腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向；此时，碳粉表面发生了________(填“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式是_________。
(3)该小组对图2中0～t1时压强变大的原因提出了如下假设，请你完成假设二：
假设一：发生析氢腐蚀产生了气体；
假设二：______________________________________________；
……
(4)为验证假设一，某同学设计了检验收集的气体中是否含有H2的方案。请你再设计一个实验方案验证假设一，写出实验步骤和结论。
实验步骤和结论(不要求写具体操作过程)：
解析：(1)对比实验①，实验②中碳粉的质量与实验①相同，醋酸的浓度与实验①不同，所以铁粉的质量应与实验①相同，即2.0
g；实验③中碳粉质量与实验①不同，铁粉质量和醋酸浓度均与实验①相同，显然实验③目的是探究碳粉含量的影响。
(2)t2时，容器中压强明显小于起始压强，说明容器中气体减少，所以铁发生的是吸氧腐蚀。在铁吸氧腐蚀过程中，铁为负极，发生氧化反应，形成Fe2＋；碳为正极，发生还原反应：2H2O＋O2＋4e－===4OH－(或4H＋＋O2＋4e－===2H2O)。
(3)0～t1时压强增大，应从两方面考虑，一是生成气体，二是温度升高，则由假设一内容可得假设二应是：此反应是放热反应，温度升高。
答案：(1)
编号
实验目的
碳粉/g
铁粉/g
醋酸/%
②
2.0
③
碳粉含量的影响
(2)吸氧 还原
2H2O＋O2＋4e－===4OH－(或4H＋＋O2＋4e－===2H2O)
(3)反应放热，温度升高
实验步骤和结论(不要求写具体操作过程)：①药品用量和操作同编号①实验(多孔橡皮塞增加进、出导管)；②通入氩气排净瓶内空气；③滴入醋酸溶液，同时测量瓶内压强变化(也可测温度变化、检验Fe2＋等)。如果瓶内压强增大，假设一成立。否则假设一不成立。第3章
物质在水溶液中的行为
第3节
沉淀溶解平衡
1．下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是( )
A．BaSO4属于难溶物，它在水中完全不能溶解
B．沉淀溶解达到平衡时，沉淀的速率和溶解的速率相等
C．沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等，且保持不变
D．沉淀溶解达到平衡时，如果再加入难溶性的该沉淀物，将促进溶解
答案：B
2．CaCO3在下列哪种液体中溶解度最大( )
A．H2O
B．Na2CO3溶液
C．CaCl2溶液
D．乙醇
解析：在B、C选项的溶液中，分别含有CO、Ca2＋，会抑制CaCO3的溶解，而CaCO3在乙醇中是不溶的。
答案：A
3．在一定温度下，Mg(OH)2固体在水溶液中达到平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，若使固体Mg(OH)2的量减少，而且[Mg2＋]不变，可采取的措施是( )
A．加MgCl2
B．加H2O
C．加NaOH
D．加HCl
解析：无论加多少水，只要Mg(OH)2固体没完全溶解，溶液一定为饱和溶液，[Mg2＋]不变。
答案：B
4．下列有关溶度积常数Ksp的说法正确的是( )
A．常温下，向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体，BaCO3的Ksp减小
B．溶度积常数Ksp只受温度影响，温度升高Ksp减小
C．溶度积常数Ksp只受温度影响，温度升高Ksp增大
D．常温下，向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体，Mg(OH)2的Ksp不变
解析：温度不变，溶度积常数不变，故A项不正确；大多数的难溶物温度升高，Ksp增大，但也有少数物质相反，故B、C均不正确。
答案：D
5．在100
mL
0.01
mol·L－1
KCl溶液中，加入1
mL
0.01
mol·L－1
AgNO3溶液，下列说法正确的是(AgCl的Ksp＝1.8×10－10)( )
A．有AgCl沉淀析出
B．无AgCl沉淀析出
C．无法确定
D．有沉淀但不是AgCl沉淀
解析：由Q＝[Ag＋]·[Cl－]＝×0.01＝1×10－6＞Ksp，故应有AgCl沉淀析出。
答案：A
6．现向含AgBr的饱和溶液中：
(1)加入固体AgNO3，则[Ag＋]________(填“变大”“变小”或“不变”，下同)；
(2)加入更多的AgBr固体，则[Ag＋]________；
(3)加入AgCl固体，则[Br－]____
____，[Ag＋]________；
(4)加入Na2S固体，则[Br－]________，[Ag＋]________。
解析：(1)向AgBr饱和溶液中加入AgNO3，溶解平衡逆向移动，但[Ag＋]增大；
(2)加入AgBr固体，对溶解平衡无影响，[Ag＋]不变。
(3)因AgCl溶解度大于AgBr，加入AgCl固体时，[Ag＋]增大，溶解平衡向左移动，[Br－]变小。
(4)因Ag2S溶解度小于AgBr，加入Na2S固体时，生成Ag2S，溶解平衡向右移动，[Br－]增大，但[Ag＋]减小。
答案：(1)变大 (2)不变 (3)变小 变大 (4)变大 变小
(时间：40分钟 分值：100分)
一、选择题(本题包括6个小题，每小题8分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1．下列有关AgCl沉淀的溶解平衡说法正确的是( )
A．AgCl沉淀生成和沉淀溶解达平衡后不再进行
B．AgCl难溶于水，溶液中没有Ag＋和Cl－
C．升高温度，AgCl沉淀的溶解度增大
D．向AgCl沉淀中加入NaCl固体，AgCl沉淀的溶解度不变
解析：难溶物达到溶解平衡时沉淀的生成和溶解都不停止，但溶解速率和生成速率相等；没有绝对不溶的物质；温度越高，一般物质的溶解度越大；向AgCl沉淀中加入NaCl固体，使溶解平衡左移，AgCl的溶解度减小。
答案：C
2．下列说法正确的是( )
A．溶度积就是溶解平衡时难溶电解质在溶液中的各离子浓度的乘积
B．溶度积常数是不受任何条件影响的常数，简称溶度积
C．可用离子积Q判断沉淀溶解平衡进行的方向
D．所有物质的溶度积都是随温度的升高而增大的
解析：溶度积不是溶解平衡时难溶电解质在溶液中的各离子浓度的简单乘积，还与平衡式中化学计量数的幂指数有关，溶度积受温度的影响，不受离子浓度的影响。
答案：C
3．室温时，M(OH)2(s)M2＋(aq)＋2OH－(aq) Ksp＝a。
[M2＋]＝b
mol·L－1时，溶液的pH等于( )
A.lg
B.lg
C．14＋lg
D．14＋lg
解析：根据M(OH)2的Ksp＝[M2＋]·[OH－]2，则溶液中[OH－]＝＝，则pH＝－lg[H＋]＝－lg＝－＝14＋lg。
答案：C
4．已知Fe(OH)3的溶解度小于Mg(OH)2的溶解度，且随pH的升高，Fe(OH)3首先析出，为除去MgCl2酸性溶液中的Fe3＋可在加热搅拌的条件下，加入一种试剂，过滤后再加入适量盐酸，这种试剂不可以是( )
A．NH3·H2O
B．MgO
C．Mg(OH)2
D．MgCO3
解析：MgO消耗Fe3＋水解生成的盐酸，促使Fe3＋水解生成Fe(OH)3，同时MgO转化为MgCl2，不会引入新的杂质，即使MgO过量，由于MgO难溶于水，也不会引起二次污染。Mg(OH)2
和MgCO3原理与MgO相同。
答案：A
5.已知25
℃时，CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，向100
mL该条件下的CaSO4饱和溶液中加入400
mL
0.01
mol·L－1
Na2SO4溶液，下列叙述正确的是( )
A．溶液中析出CaSO4固体沉淀，最终溶液中[SO]比原来的大
B．溶液中无沉淀析出，溶液中[Ca2＋]、[SO]都变小
C．溶液中析出CaSO4固体沉淀，溶液中[Ca2＋]、[SO]都变小
D．溶液中无沉淀析出，但最终溶液中[SO]比原来的大
答案：D
6．已知Ksp(AgCl)＝1.56×10－10，Ksp(AgBr)＝7.7×10－13，Ksp(Ag2CrO4)＝9.0×10－12。某溶液中含有Cl－、Br－和CrO，浓度均为0.010
mol·L－1，向该溶液中逐滴加入0.010
mol·L－1的AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为( )
A．Cl－、Br－、CrO
B．CrO、Br－、Cl－
C．Br－、Cl－、CrO
D．Br－、CrO、Cl－
解析：设加入一定体积的AgNO3溶液时，溶液中Cl－、Br－和CrO的浓度均为c
mol·L－1，则形成AgCl、AgBr、Ag2CrO4沉淀所需Ag＋浓度分别是mol·L－1、mol·L－1、
mol·L－1，比较Ksp数值可知，Br－形成沉淀时所需Ag＋浓度最小，即最先产生沉淀；CrO形成沉淀时所需Ag＋浓度最大，即最后产生沉淀。
答案：C
二、非选择题(本题包括3个小题，共52分)
7．(12分)(1)工业废水中常含有一定量的Cr2O和CrO，它们会对人类及生态系统产生很大损害，必须进行处理。Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr(OH)3(s)Cr3＋(aq)＋3OH－(aq)，常温下，Cr(OH)3的溶度积Ksp＝[Cr3＋]·[OH－]3＝10－32，要使[Cr3＋]降低为10－5
mol·L－1，溶液的pH应调至________。
(2)在0.10
mol·L－1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌，有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成，当溶液的pH＝8
时，[Cu2＋]＝________mol·L－1(Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20)。若在0.1
mol·L－1硫酸铜溶液中通入过量H2S气体，使Cu2＋完全沉淀为CuS，此时溶液中的H＋浓度是________mol·L－1。
解析：(1)Ksp＝[Cr3＋]·[OH－]3＝10－32，则[OH－]＝＝
mol·L－1＝10－9
mol·L－1，[H＋]＝＝
mol·L－1＝10－5
mol·L－1，pH＝－lg[H＋]＝－lg
10－5＝5。
(2)pH＝8时[OH－]＝10－6
mol·L－1，由硫酸铜的溶度积常数可知：Ksp＝2.2×10－20＝10－12×[Cu2＋]，得[Cu2＋]＝2.2×10－8
mol·L－1；使Cu2＋沉淀完全，已知[Cu2＋]＝0.1
mol·L－1，根据反应关系式：Cu2＋～2H＋得[H＋]＝0.2
mol·L－1。
答案：(1)5 (2)2.2×10－8 0.2
8．(20分)已知在25
℃的水溶液中，AgX、AgY、AgZ均难溶于水，且Ksp(AgX)＝1.8×10－10，Ksp(AgY)＝1.0×10－12、Ksp(AgZ)＝8.7×10－17。
(1)根据以上信息，判断AgX、AgY、AgZ三者的溶解度(已被溶解的溶质的物质的量/1
L溶液)S(AgX)、S(AgY)、S(AgZ)的大小顺序为_______________________________________________________。
(2)若向AgY的饱和溶液中加入少量的AgX固体，则
[Y－]________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)在25
℃时，若取0.188
g的AgY(相对分子质量188)固体放入100
mL水中(忽略溶液体积的变化)，则溶液中Y－的物质的量浓度为________。
(4)据上述Ksp判断，在上述(3)的体系中，能否实现AgY向AgZ的转化，________(填“能”或“不能”)，理由为________________
_____________________________________________________。
解析：(1)由于AgX、AgY、AgZ为同一类型的盐，所以其溶解度大小可以根据Ksp大小予以确定，因为Ksp(AgX)>Ksp(AgY)>Ksp(AgZ)，所以S(AgX)>S(AgY)>S(AgZ)。
(2)向AgY的饱和溶液中加入少量的AgX固体，由于AgX的溶解度大于AgY，溶液中的[Ag＋]增大，AgY溶解平衡向着生成沉淀的方向移动，[Y－]减小。
(3)AgY饱和溶液中，[Ag＋]＝＝
mol·L－1＝1.0×10－6
mol·L－1，AgY固体完全溶解后[Ag＋]＝10－2
mol·L－1，故0.188
g
AgY不能完全溶解，其溶液中[Y－]＝1.0×10－6
mol·L－1。
(4)因Ksp(AgY)＝1.0×10－12>Ksp(AgZ)＝8.7×10－17，所以能够实现AgY向AgZ的转化。
答案：(1)S(AgX)>S(AgY)>S(AgZ) (2)减小
(3)1.0×10－6
mol·L－1
(4)能 Ksp(AgY)＝1.0×10－12>Ksp(AgZ)＝8.7×10－17
9．(20分)以硫铁矿为原料生产硫酸所得的酸性废水中砷元素含量极高，为控制砷的排放，采用化学沉降法处理含砷废水，相关数据如下表。
表1 几种砷酸盐的Ksp
难溶物
Ksp
Ca3(AsO4)2
6.8×10－19
AlAsO4
1.6×10－16
FeAsO4
5.7×10－21
表2 工厂污染物排放浓度及允许排放标准
污染物
H2SO4
As
浓度
28.42
g·L－1
1.6
g·L－1
排放标准
pH＝6～9
0.5
mg·L－1
回答以下问题：
(1)该硫酸工厂排放的废水中硫酸的物质的量浓度c(H2SO4)＝________
mol·L－1。
(2)写出难溶物Ca3(AsO4)2的Ksp表达式：
Ksp[Ca3(AsO4)2]＝________________。若混合液中Al3＋、Fe3＋的浓度均为1.0×10－4
mol·L－1时，______先沉淀。
(3)在处理含砷废水时采用分段式，先向废水中投入生石灰调节pH到2，再投入生石灰将pH调节到8左右使五价砷以Ca3(AsO4)2形式沉降。
①将pH调节到2时废水中有大量沉淀产生，沉淀主要成分的化学式为________。
②Ca3(AsO4)2在pH调节到8左右才开始沉淀的原因
______________________________________________________。
解析：(1)H2SO4的浓度为28.42
g·L－1，转化为物质的量浓度为c＝＝
mol·L－1＝0.29
mol·L－1。
(2)Ksp的表达式为离子浓度的次方的乘积，Ksp小的物质先生成沉淀，所以Fe3＋先沉淀。
(3)①当Ca2＋浓度增大时，Ca2＋与SO可生成CaSO4沉淀。
②酸与碱发生中和反应，[AsO]增大，当Ca2＋与AsO浓度次方的乘积达到Ca3(AsO4)2的Ksp时，开始沉淀。
答案：(1)0.29 (2)[Ca2＋]3[AsO]2
Fe3＋
(3)①CaSO4 ②H3AsO4是弱酸，当溶液中pH调节到8左右时，酸碱反应使溶液中AsO浓度增大至Q>Ksp，Ca3(AsO4)2开始沉淀第1章
化学反应与能量转化
第2节
电能转化为化学能——电解
第1课时
电解的原理
1．下列说法中错误的是( )
A．电解质的导电过程是化学变化，而金属的导电是物理变化
B．电解质溶液导电的过程，就是电解质被电解的过程
C．电解质在任何条件下均可以导电
D．电解质溶液导电过程中一定有新物质生成
答案：C
2．下列各组中，每种电解质溶液电解时都只放出氢气和氧气的是( )
A．HCl、CuCl2、Ba(OH)2 B．NaOH、CuSO4、H2SO4
C．NaOH、H2SO4、Ba(OH)2
D．NaBr、H2SO4、Ba(OH)2
解析：各项分析如下：
选项
正误
分析
A
×
电解HCl溶液时生成H2和Cl2，电解CuCl2溶液时生成Cu和Cl2
B
×
电解CuSO4溶液时生成Cu和O2
C
√
电解含氧酸、强碱溶液相当于电解水
D
×
电解NaBr溶液时生成H2和Br2
答案：C
3．用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，再加入一定量的另一种物质(括号内物质)，电解质溶液基本不变的是( )
A．CuCl2(CuSO4)
B．NaOH(NaOH)
C．NaCl(HCl)
D．CuSO4[Cu(OH)2]
答案：C
4．用Pt电极电解含有Cu2＋和X3＋各0.1
mol的溶液，阴极析出固体物质的质量m(g)与电路中通过电子的物质的量n(mol)的关系如图所示。则离子的氧化能力由大到小排列正确的是( )
A．Cu2＋＞X3＋＞H＋
B．H＋＞X3＋＞Cu2＋
C．X3＋＞Cu2＋＞H＋
D．Cu2＋＞H＋＞X3＋
解析：本题的解题信息在图象中：开始通电就有固体析出，且通过0.2
mol
e－后，再没有固体析出了，说明是Cu2＋放电的结果，X3＋不放电，故答案应为D。
答案：D
5．如图所示，x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增大，b极板处有无色无味的气体放出。符合这一情况的是( )
选项
a极板
b极板
x电极
z溶液
A
锌
石墨
负极
CuSO4
B
石墨
石墨
负极
NaOH
C
银
铁
正极
AgNO3
D
铜
石墨
负极
CuCl2
解析：由题意“a极板质量增大”，知a为阴极，则b为阳极，x为电源负极，y为电源正极，参考各个选项知，A、B、D项符合，排除C项。A项，电解时a极有Cu附着，b极有O2放出，符合题意；B项，电解时a极无质量变化，不符合题意；D项，电解时Cl－在阳极放电生成Cl2，Cl2为黄绿色有刺激性气味的气体，不符合题意。
答案：A
(时间：40分钟 分值：100分)
一、选择题(本题包括7个小题，每小题8分，共56分。每小题只有一个选项符合题意)
1．用石墨作电极电解CuSO4溶液。通电一段时间后，欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的( )
A．CuSO4
B．H2O
C．
CuO
D．CuSO4·5H2O
解析：石墨为惰性电极，电解CuSO4溶液时，阳极发生反应：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，阴极发生反应：2Cu2＋＋4e－===2Cu，欲使电解液恢复到起始状态，可向溶液中加入适量的CuO。
答案：C
2．下列说法不正确的是( )
A．电解是化学能转变成电能
B．电极材料可用活性电极，也可用惰性电极
C．不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理可以实现
D．任何溶液被电解时，必然导致氧化还原反应的发生
答案：A
3．为使反应Cu＋2H2O===Cu(OH)2↓＋H2↑能够发生，下列设计方案正确的是( )
A．用铜片作负极，石墨电极作正极，氯化钠溶液为电解质溶液构成原电池
B．用铜片作电极，外接直流电源电解硫酸铜溶液
C．用铜片作阳极，铁片作阴极，电解硫酸钠溶液
D．用铜片作阴、阳电极，电解稀硫酸
解析：该反应为不能自发进行的氧化还原反应，必须设计为电解池才能发生。阳极为Cu放电，阴极为H＋放电，即用Cu作阳极，电解质溶液中为H2O放电，选项C符合要求。
答案：C
4．用指定材料作电极来电解一定物质的量浓度的溶液甲一段时间，然后加入物质乙能使溶液复原。则合适的组合是( )
选项
阴极
阳极
溶液甲
物质乙
A
Pt
Pt
NaOH
NaOH固体
B
Pt
Pt
H2SO4
H2O
C
C
Pt
NaCl
盐酸
D
Fe
Cu
CuSO4
Cu(OH)2
解析：电解NaOH、H2SO4溶液，都是电解水，所以加水就可复原，A项错误，B项正确；电解NaCl溶液后应加入氯化氢使之复原，如果加盐酸，会使NaCl溶液的物质的量浓度减小，C项错误；D项，阳极反应为Cu－2e－===Cu2＋，阴极反应为Cu2＋＋2e－===Cu2＋，电解质溶液基本不变，不用加任何物质。
答案：B
5．如图，电解质溶液是NaCl的水溶液，过一段时间发现d极附近有黄绿色气体产生，以下说法正确的是( )
A．a是电源的正极
B．电子流动的方向：d→b
C．c极发生氧化反应
D．如果将c、d两电极互换，则c上也会生成黄绿色气体
解析：d极附近有黄绿色气体产生，应该是Cl－放电，说明d极是阳极，所以b是正极，A错；电子流向是阳极→电源正极，即d→b→a→c，所以B对；c极得电子，化合价降低，发生还原反应，C错；如果c是活性电极则不产生黄绿色气体，D错。
答案：B
6．用惰性电极电解下列各组物质的水溶液时，发生的电极反应完全相同的是
( )
A．NaOH、H2SO4
B．CuCl2、Cu(NO3)2
C．Na2SO4、NaCl
D．KNO3、AgNO3
解析：用惰性电极电解NaOH、H2SO4的水溶液时实质均为电解水，电极反应均相同，A正确；电解B、C两组溶液时，阳极反应不同，阴极反应相同，B、C错误；电解KNO3、AgNO3两组溶液，阳极反应相同，阴极反应不同，D错误。
答案：A
7.
如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊试液，下列实验现象中正确的是( )
A．a电极附近呈蓝色，b电极附近出现红色
B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体
C．a电极附近呈红色，b电极附近出现蓝色
D．逸出气体的体积a电极的小于b电极的
解析：a连接电源的负极，为电解池的阴极，b连接电源的正极，为电解池的阳极，电解Na2SO4水溶液时，阳极发生的反应为：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑或2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，阴极反应为：2H＋＋2e－===H2↑，或2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。
a电极生成OH－离子，呈碱性，滴加石蕊呈蓝色，b电极生成H＋离子，呈酸性，滴加石蕊呈红色，故A正确，C项错误。两极生成的气体分别为氧气和氢气，都为无色无味气体，且二者的体积比为2∶1，故B、D两项均错误。
答案：A
二、非选择题(本题包括2个小题，共44分)
8．(22分)按下图所示的装置进行电解，在通电一段时间后，铁电极的质量增加。
(1)写出甲烧杯中两电极发生的电极反应式。
阴极：_________________________________________________；
阳极：________________________________________________。
(2)写出甲烧杯中发生反应的化学方程式___________________
_____________________________________________________。
(3)C、C、Fe、Ag
4个电极上析出的或溶解物质的物质的量之比是________。
解析：铁电极的质量增加，说明铁电极是阴极，则银电极是阳极，左碳电极是阴极，右碳电极是阳极。有关电极反应式为：
甲 阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu
阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
乙 阳极：Ag－e－===Ag＋
阴极：Ag＋＋e－===Ag
若将电子转移数定为“4e－”，4个电极上析出或溶解物质的物质的量之比显而易见。
答案：(1)2Cu2＋＋4e－===2Cu 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
(2)2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑
(3)2∶1∶4∶4
9．(22分)用如下图所示的装置进行电解，通电一会儿，发现湿润的淀粉KI试纸的C端变为蓝色。
(1)E为电源的________极，F为电源的________极。
(2)A中发生反应的化学方程式为__________________________
______________________。
(3)在B中观察到的现象是_______________________________。
(4)D端的电极反应式为__________________________________。
解析：本题实质上是三个电解装置串联，首先判断电源的正、负极，E为负极，F为正极。A中是以Pt为阳极、Fe为阴极电解AgNO3溶液。B中Cu为阳极，发生的反应为：
Cu－2e－===Cu2＋，石墨为阴极，发生的电极反应为：2H＋＋2e－===H2↑，由于水电离出的H＋放电，所以溶液中的c(OH－)>c(H＋)，故溶液中有氢氧化铜蓝色沉淀生成。D端为阴极，发生电极反应为：2H＋＋2e－===H2↑。
答案：(1)负 正
(2)4AgNO3＋2H2O4Ag＋4HNO3＋
O2↑
(3)铜片溶解，石墨电极上有气体生成，溶液中有蓝色沉淀生成
(4)2H＋＋2e－===H2↑第2章
化学反应的方向、限度与速率
第3节
化学反应的速率
第1课时
化学反应速率
1．反应4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)，在5
L的密闭容器中进行，30
s后，n(NO)增加了0.3
mol。下列反应速率正确的是( )
A．v(O2)＝0.01
mol·L－1·s－1
B．v(NO)＝0.008
mol·L－1·s－1
C．v(H2O)＝0.003
mol·L－1·s－1
D．v(NH3)＝0.004
mol·L－1·s－1
解析：Δc(NO)＝0.3
mol÷5
L＝0.06
mol·L－1，Δt＝30
s，则v(NO)＝＝0.002
mol·L－1·s－1。
v(O2)＝×v(NO)＝×0.002
mol·L－1·s－1＝
0．002
5
mol·L－1·s－1。
v(H2O)＝×v(NO)＝×0.002
mol·L－1·s－1＝
0．003
mol·L－1·s－1。
v(NH3)＝v(NO)＝0.002
mol·L－1·s－1。
答案：C
2．在四种不同条件下测得反应2SO2＋O22SO3的反应速率如表所示：
序号
①
②
③
④
反应速率(mol·L－1·min－1)
v(SO2)
v(O2)
v(SO2)
v(O2)
0.4
0.25
0.5
0.3
其中反应速率最快的是( )
A．①
B．②
C．③
D．④
解析：
序号
①
②
③
④
v(SO2)
v(O2)
v(SO2)
v(O2)
0.4
0.25
0.5
0.3
0.2
0.25
0.25
0.3
反应速率与化学计量数的比值中，数值大的反应速率快。
答案：D
3．反应4A(s)＋3B(g)2C(g)＋D(g)，经2
min
B的浓度减少了0.6
mol·L－1。对此反应速率的正确表示是( )
A．用A表示的反应速率是0.8
mol·L－1·s－1
B．分别用B、C、D表示反应的速率，其比值是3∶2∶1
C．在2
min末时的反应速率，用反应物B来表示是0.3
mol·L－1·min－1
D．在这2
min内用B和C表示的反应速率的值都是相同的
解析：反应物A是固体，浓度为常数，通常不用其表示反应速率；v(B)＝0.6
mol·L－1/2
min＝0.3
mol·L－1·min－1，是两分钟内的平均反应速率，而不是2
min末时的反应速率；反应方程式中B和C的化学计量数不同，B和C表示的反应速率的值也不同。
答案：B
4．将2
mol
X和2
mol
Y充入2
L密闭容器中发生反应：X(g)＋3Y(g)2Z(g)＋aQ(g)，2
min末达到平衡时生成0.8
mol
Z，测得Q的浓度为0.4
mol·L－1，下列叙述错误的是( )
A．a的值为2
B．平衡时X的浓度为0.2
mol·L－1
C．Y的转化率为60%
D．反应速率v(Y)＝0.3
mol·L－1·min－1
解析：
A项，2∶a＝0.4∶0.4，a＝2；B项，c(X)＝0.8
mol·L－1；C项，a(Y)＝×100%＝60%；D项，v(Y)＝＝0.3
mol·L－1·min－1。
答案：B
5．根据如图所示图象填空：
(1)反应物是________，生成物是________。
(2)在2
min内用A、B、C表示的化学反应速率分别为________、________、________。
(3)该反应的化学方程式是________________________。
解析：已知在反应过程中反应物的量减少，生成物的量增多，故A、B为反应物，C为生成物，由速率的定义不难得出：
v(A)＝[(8－2)÷2]
mol·L－1·min－1＝3
mol·L－1·min－1，
v(B)＝[(8－4)÷2]
mol·L－1·min－1＝2
mol·L－1·min－1，
v(C)＝(6÷2)
mol·L－1·min－1＝3
mol·L－1·min－1，
故三者的化学计量数之比为3∶2∶3，又因最终各物质浓度不变且均不为零，故为可逆反应，其方程式为3A＋2B3C。
答案：(1)A、B C (2)3
mol·L－1·min－1
2
mol·L－1·min－1 3
mol·L－1·min－1 (3)3A＋2B3C
(时间：40分钟 分值：100分)
一、选择题(本题包括7个小题，每小题8分，共56分。每小题只有一个选项符合题意)
1．对于化学反应：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，下列说法中正确的是( )
A．用HCl和CaCl2在单位时间内浓度的变化表示的反应速率数据不同，但所表示的意义相同
B．不能用CaCO3的浓度变化来表示反应速率，但可用水来表示
C．用H2O和CO2表示的化学反应速率相同
D．可用CaCl2浓度的减少表示其反应速率
解析：同一反应中，用不同的物质浓度变化来表示反应速率时，其数值不一定相同，故应标明是用哪种物质表示的化学反应速率，但这些数值表示的意义是相同的，均表示该化学反应进行的快慢。在同一反应中，各物质表示的反应速率之比等于同一时间内各物质的浓度变化之比，所以A正确；因为CaCO3是固体，H2O为纯液体，所以B、C、D错误。
答案：A
2．在2
L密闭容器中发生3A(g)＋B(g)===2C(g)的反应，最初加入的A、B都是4
mol
，A的反应速率为0.12
mol·L－1·s－1，10
s后容器内的B物质的量为( )
A．1.6
mol
B．2.8
mol
C．3.2
mol
D．3.6
mol
解析：由v(A)∶v(B)＝3∶1，可知v(B)＝v(A)＝×0.12
mol·L－1·s－1＝0.04
mol·L－1·s－1，则Δc(B)＝0.04
mol·L－1·s－1×10
s＝0.4
mol·L－1，Δn(B)＝2
L×0.4
mol·L－1＝0.8
mol，故容器内B的物质的量为4
mol－0.8
mol＝3.2
mol。
答案：C
3．已知4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，若化学反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)(单位：mol·L－1·s－1)表示，则正确关系是( )
A.v(NH3)＝v(O2)
B.v(O2)＝v(H2O)
Cv(NH3)＝v(H2O)
D.v(O2)＝v(NO)
解析：该反应中v(NH3)∶v(O2)∶v
(NO)∶v(H2O)＝4∶5∶4∶6，根据上述关系分析选项，推知D项正确。
答案：D
4．把X气体和Y气体混合于2
L容器中使它们发生如下反应，3X(g)＋Y(g)nZ(g)＋2W(g)，5
min末已生成0.2
mol
W，若测知以Z浓度变化来表示的平均反应速率为0.01
mol·L－1·min－1，则上述反应中Z气体的反应方程式系数n的值是( )
A．1
B．2
C．3
D．4
解析：根据公式v＝Δn/VΔt计算，5
min内W的平均化学反应速率v(W)＝0.02
mol·L－1·min－1，利用各物质的反应速率之比等于其化学计量数之比，用Z物质浓度变化表示的平均反应速率为0.01
mol·L－1·min－1，则v(Z)∶v(W)＝0.01
mol·L－1·min－1∶0.02
mol·L－1·min－1＝n∶2，所以n＝1。
答案：A
5．5.6
g铁粉投入到盛有100
mL
2
mol·L－1稀硫酸的烧杯中，2
min时铁粉刚好溶解(溶解前后溶液体积变化忽略不计)，下列表示这个反应的速率正确的是( )
A．v(Fe)＝0.5
mol·L－1·min－1
B．v(H2SO4)＝1
mol·L－1·min－1
C．v(H2SO4)＝0.5
mol·L－1·min－1
D．v(FeSO4)＝1
mol·L－1·min－1
解析：铁粉为固体，其物质的量浓度可视为常数，不能用来表示化学反应速率，A错；反应的铁粉是0.1
mol，参加反应的H2SO4为0.1
mol，所以v(H2SO4)＝0.5
mol·L－1·min－1，v(FeSO4)＝0.5
mol·L－1·min－1，B、D错，C正确。
答案：C
6．在一定条件下，将A2和B2两种气体通入1
L密闭容器中，发生反应：xA2(g)＋yB2(g)2C(g)。2
s内的反应速率：v(A2)＝0.5
mol·L－1·s－1，v(B2)＝1.5
mol·L－1·s－1，v(C)＝1
mol·L－1·s－1。则x和y的值分别为( )
A．2和3
B．3和2
C．3和1
D．1和3
解析：同一反应中不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比，由于v(A2)∶v(B2)∶v(C)＝1∶3∶2，故x∶y∶2＝1∶3∶2，则x＝1，y＝3。
答案：D
7．T
℃时，在0.5
L的密闭容器中，气体A与气体B反应生成气体C，反应过程中A、B、C的浓度变化如图所示。则下列结论正确的是( )
A．10
s时反应生成了0.2
mol
C
B．该反应进行到10
s时，消耗了0.15
mol
A
C．该反应的化学方程式为3A＋B2C
D．10
s内用B表示的反应速率为0.01
mol·L－1·s－1
解析：10
s时反应生成气体C的物质的量为0.4
mol·L－1×0.5
L＝0.2
mol，消耗A的物质的量为(0.5
mol·L－1－0.3
mol·L－1)×0.5
L＝0.1
mol，故A项正确，B项不正确；Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)＝0.2
mol·L－1∶0.6
mol·L－1∶0.4
mol·
L－1＝1∶3∶2，故化学方程式应为A＋3B2C，C项不正确；10
s内用B表示的反应速率为＝0.06
mol·L－1·s－1，D项不正确。
答案：A
二、非选择题(本题包括2个小题，共44分)
8．(22分)在25
℃时，2
L密闭容器中A、B、C三种气体的初始浓度和2
min末的浓度如下表(该反应为可逆反应)：
物质
A
B
C
初始浓度/(mol·L－1)
1.0
2.0
0
2
min时浓度/(mol·L－1)
0.4
0.2
1.2
请填写下列空白：
(1)该反应方程式可表示为________________________。反应2
min后，A的转化率为________。
(2)从反应开始到达2
min末，A的平均反应速率为________。
解析：(1)由题意可知，A、B为反应物，C为产物。同一时间内，反应速率之比等于物质的量浓度变化量之比，Δc(A)＝0.6
mol·L－1，Δc(B)＝1.8
mol·L－1，Δc(C)＝1.2
mol·L－1，v(A)∶v(B)∶v(C)＝1∶3∶2，根据化学反应速率之比等于化学反应计量数之比，则得反应方程式为：A＋3B2C。A的转化率为×100%＝60%，A的平均反应速率为v(A)＝＝0.3
mol·L－1·min－1。
答案：(1)A＋3B2C (2)60% (3)0.3
mol·L－1·min－1
9．(22分)某温度时，在2
L密闭容器中，某一化学反应中A、B的物质的量随时间变化的曲线如图所示，由图中数据分析得：
(1)在4
min末时，A、B的物质的量浓度c(A)________c(B)，0～4
min内A、B的物质的量浓度变化量Δc(A)________Δc(B)(均填“＞”“＜”或“＝”)。
(2)从反应开始至4
min时，A的平均反应速率为________。
(3)该反应的化学方程式为______________________。
解析：(1)由题图可以看出，在4
min末，n(A)＝n(B)＝0.4
mol，又因体积相等，所以c(A)＝c(B)，从0到4
min内Δc(A)＝0.2
mol·
L－1，Δc(B)＝0.1
mol·L－1。
(2)v(A)＝0.2
mol·L－1÷4
min＝0.05
mol·L－1·min－1。(3)参加反应的各物质的物质的量之比为n(A)∶n(B)＝0.4
mol∶0.2
mol＝2∶1，故该反应的化学方程式为2AB。
答案：(1)＝ ＞ (2)0.05
mol·L－1·min－1
(3)2AB第3章
物质在水溶液中的行为
第1节
水溶液
1．下列说法中，正确的是( )
A．在任何条件下，纯水的pH都等于7
B．在任何条件下，纯水都呈中性
C．在95
℃时，纯水的pH大于7
D．在95
℃时，纯水中H＋的物质的量浓度[H＋]小于10－7mol·
L－1
答案：B
2．常温下，在0.1
mol·L－1
CH3COOH溶液中，水的离子积是( )
A．1.0×10－14
B．1.0×10－13
C．1.32×10－14
D．1.32×10－15
解析：水的离子积只与温度有关，与溶液的酸、碱性无关。常温下，KW＝1.0×10－14。
答案：A
3．下列说法正确的是( )
A．pH<7的溶液一定是酸溶液
B．室温下，pH＝5的溶液和pH＝3的溶液相比，前者[OH－]是后者的100倍
C．室温下，每1×107个水分子中只有一个水分子发生电离
D．在1
mol·L－1的氨水中，改变外界条件使[NH]增大，则溶液的pH一定增大
答案：B
4．常温下，某溶液中由水电离产生的[H＋]＝1×10－11
mol·L－1，则该溶液的pH可能是( )
A．4
B．7
C．8
D．11
答案：D
5．25
℃的下列溶液中，碱性最强的是( )
A．[OH－]＝10－3mol·L－1的溶液
B．[OH－]＝0.01
mol·L－1的溶液
C．
1
L溶液中含有4
g
NaOH的溶液
D．[H＋]＝1×10－10
mol·L－1的溶液
答案：C
6．现有下列物质①100
℃纯水；②25
℃
0.1
mol·L－1HCl溶液；③25
℃
0.1
mol·L－1KOH溶液；④25
℃
0.1
mol·L－1Ba(OH)2溶液。
(1)这些物质与25℃纯水相比，能促进水电离的是________(填序号)，能抑制水电离的是________，水电离的[OH－]等于溶液中[OH－]的是________，水电离的[H＋]等于溶液中[H＋]的是________。
(2)从②和③溶液中水的电离度相等，进而可推出的结论是：同一温度下，________________时，水的电离度相等。
解析：水的电离吸热，升温促进水的电离，酸或碱抑制水的电离；强酸溶液中，由于酸电离出的[H＋]远大于水电离出的[H＋]，酸电离的[H＋]可看成溶液中的[H＋]，强碱溶液中，由于碱电离的[OH－]远大于水电离的[OH－]，碱电离的[OH－]可看成溶液中的[OH－]。
答案：(1)① ②③④ ①② ①③④ (2)酸溶液中的[H＋]等于碱溶液中的[OH－]
(时间：40分钟 分值：100分)
一、选择题(本题包括6个小题，每小题8分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1．关于水的离子积常数，下列说法不正确的是( )
A．100
℃水中，[H＋]·[OH－]＝1×10－14
B．纯水中，25
℃时，[H＋]·[OH－]＝1×10－14
C．25
℃时，任何以水为溶剂的稀溶液中[H＋]·[OH－]＝1×10－14
D．KW值随温度升高而增大
答案：A
2．在100
℃时，水的离子积等于1.0×10－12，若该温度下某溶液中的[H＋]＝1×10－7
mol·L－1，则该溶液( )
A．呈碱性
B．呈酸性
C．呈中性
D．[H＋]＝[OH－]
答案：A
3．在一定温度下，向蒸馏水中滴入少量盐酸后，下列说法中错误的是( )
A．[H＋]和[OH－]的乘积不变
B．促进了水的电离
C．[OH－]降低了
D．水电离出的[H＋]降低了
答案：B
4．用pH试纸测定某无色溶液的pH时，规范的操作是( )
A．将pH试纸放入溶液中观察其颜色的变化，跟标准比色卡比较
B．将溶液倒在pH试纸上，跟标准比色卡比较
C．用干燥的洁净玻璃棒蘸取溶液，滴到pH试纸上，跟标准比色卡比较
D．在试管内放入少量溶液，煮沸，把pH试纸放在管口，观察颜色变化，跟标准比色卡比较
解析：pH试纸在使用时，只能用玻璃棒蘸取待测液点到pH试纸中央，待试纸变色后，再与标准比色卡比较。
答案：C
5．常温下，下列三种溶液中，由水电离出的氢离子浓度之比为( )
①1
mol·L－1
的盐酸 ②0.1
mol·L－1的盐酸
③0.01
mol·L－1的NaOH溶液
A．1∶10∶100
B．0∶1∶12
C．14∶13∶12
D．14∶13∶2
答案：A
6．25
℃时，某溶液中由水电离产生的[H＋]和[OH－]的乘积为1×10－18，则下列说法正确的是( )
A．该溶液的pH一定是9
B．该溶液的pH可能为5
C．该溶液的pH可能是7
D．不会有这样的溶液
答案：B
二、非选择题(本题包括3个小题，共52分)
7．(16分)有一学生甲在实验室测某溶液的pH，实验时，他先用蒸馏水润湿pH试纸，然后用洁净干燥的玻璃棒蘸取试样进行检测。学生乙对学生甲的操作的评价为：操作错误，测定结果一定有误差。学生丙对学生甲的操作的评价为：操作错误，但测定结果不一定有误差。
(1)你支持________(填“乙”或“丙”)同学的观点，原因是
_______________________________________________________
______________________________________________________。
(2)若用此法分别测定[H＋]相等的盐酸和醋酸溶液的pH，误差较大的是________，原因是___________________________________
______________________________________________________。
(3)只从下列试剂中选择实验所需的物品，你________(填“能”或“不能”)区分0.1
mol·L－1的硫酸和0.01
mol·L－1的硫酸。若能，简述操作过程____________________________________________
_____________________________________________________。
①紫色石蕊试液 ②酚酞试液 ③甲基橙试液 ④蒸馏水
⑤BaCl2溶液 ⑥pH试纸
解析：本题考查pH试纸的使用，pH试纸使用不能用蒸馏水润湿，若润湿相当于对待测液稀释。对于不同性质的溶液造成的影响不同：若溶液为中性，则测得结果无误差；若为酸性，测得结果偏大；若为碱性，测得结果偏小。
答案：(1)丙 当溶液呈中性时，则不产生误差，否则将产生误差
(2)盐酸 在稀释过程中，醋酸继续电离产生H＋，使得溶液中
[H＋]较盐酸溶液中[H＋]大，误差较小
(3)能 用玻璃棒分别蘸取两种溶液点在两张pH试纸上，与标准比色卡比较其pH，pH较大的为0.01
mol·L－1的硫酸
8．(12分)已知水在25
℃和100
℃时，电离平衡曲线如图所示：
(1)25
℃时水的电离平衡曲线应为______(填“A”或“B”)，请说明理由_______________________________________________。
(2)下列措施能影响水的电离平衡，并使溶液中的[H＋]＞[OH－]的是________。
A．向纯水中投入少量Na2O2
B．将水加热煮沸
C．向水中通入CO2
D．向水中加入NaCl
答案：(1)A 水的电离是吸热过程，温度低时，电离程度小，
[H＋]、[OH－]小 (2)C
9．(24分)某同学为探究KW的影响因素，做了以下实验：
(1)查阅资料，不同温度下水的离子积常数。
t/℃
0
10
20
25
40
50
90
100
KW/10－14
0.134
0.292
0.681
1.01
2.92
5.47
38.0
55.0
由此推出：随着温度的升高，KW的值________；水的电离程度________，水的电离平衡向________移动，水的电离过程是________过程。
(2)取三只烧杯A、B、C，分别加入适量水，再向B、C烧杯中分别加入适量盐酸和NaOH，并分析下表：
比较项目
纯水
加少量盐酸
加少量NaOH
[H＋]
1.0×10－7mol·L－1
增大
[OH－]
1.0×10－7mol·L－1
增大
[H＋]和[OH－]比较
[H＋]＝[OH－]
[H＋]____[OH－]
[H＋]____[OH－]
平衡移动方向
不移动
KW值
1.0×10－14
综上所述，可得出如下结论：
①温度、________、________均能影响水的电离平衡。
②KW只受________的影响，而与其他因素无关。
解析：水的电离是吸热的，在升高温度时，KW增大，在向水中加入酸或碱时，[H＋]或[OH－]增大，抑制水的电离，但溶液中只要温度不变，KW不变。
答案：(1)增大 增大 右 吸热 (2)减小
减小
＞
＜
向左
向左
1.0×10－14
1.0×10－14 ①酸
碱 ②温度专题讲座(二)电子守恒——巧解电解计算题
1．计算的原则。
(1)阳极失去的电子数＝阴极得到的电子数。
(2)串联电路中通过各电解池的电子总数相等。
(3)电源输出的电子总数和电解池中转移的电子总数相等。
2．计算的方法。
(1)根据电子守恒法计算：用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等。
(2)根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。
(3)根据关系式计算：根据得失电子守恒的关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。如4e－～4Ag～2Cu～2Cl2～2H2～O2～4H＋～4OH－。
3．计算步骤。
首先要正确书写电极反应式(要特别注意阳极材料)。其次注意溶液中有多种离子共存时，要根据离子放电顺序确定离子放电的先后。最后根据得失电子守恒进行相关计算。
4．常考的题型。
(1)电子守恒在电解计算中的应用。
(2)计算电解后溶液中的离子浓度。
(3)计算电解质溶液的pH。
(4)计算电解后析出的固体的质量。
(5)串联电路中的物质关系。
[练习]__________
______________________________
1．用惰性电极电解M(NO3)x的水溶液，当阴极上增重a
g时，在阳极上同时产生b
L氧气(标准状况)，从而可知M的相对原子质量是( )
A.
B.
C.
D.
解析：生成b
L
O2转移电子为
mol，据电子守恒得到M的物质的量为：
mol＝
mol，则M的摩尔质量为ag÷
mol＝
g·mol－1，M的相对原子量为。
答案：C
2．用石墨电极电解100
mL
H2SO4和CuSO4的混合溶液，通电一段时间后，两极均收集到2.24
L气体(标准状况下)，原混合溶液中Cu2＋的物质的量浓度为( )
A．1
mol·L－1
B．2
mol·L－1
C．3
mol·L－1
D．4
mol·L－1
解析：根据题设条件，两极上电极反应式为阴极：首先Cu2＋＋2e－===Cu，然后2H＋＋2e－===H2↑；阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。既然阴极上收集到H2，说明Cu2＋已完全放电，根据电子守恒，阴极上Cu2＋、H＋得电子总数应等于OH－失电子总数。析出0.1
mol
H2获得0.2
mol电子，析出0.1
mol
O2失去0.4
mol电子，所以有0.1
mol
Cu2＋放电，获得0.2
mol电子，c(Cu2＋)＝0.1
mol/0.1
L＝1
mol·L－1。
答案：A
3．把分别盛有熔融的KCl、MgCl2、Al2O3的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为( )
A．1∶2∶3
B．3∶2∶1
C．6∶3∶1
D．6∶3∶2
解析：该题考查了电解中转移电子的物质的量与析出金属的化合价及物质的量的关系。在KCl、MgCl2、Al2O3中K、Mg、Al分别为＋1价、＋2价、＋3价，在串联电路中，相同时间通过的电量相同，当都通过6
mol电子时，析出K、Mg、Al的物质的量分别为6
mol、3
mol、2
mol，则n(K)∶n(Mg)∶n(Al)＝6∶3∶2。
答案：D
4．如下图所示，若电解5
min时，测得铜电极的质量增加2.16
g。试回答：
(1)电源中X极是________(填“正”或“负”)极。
(2)通电5
min时，B中共收集到224
mL(标准状况)气体，溶液体积为200
mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计)，则通电前c(CuSO4)＝________。
(3)A中KCl溶液的pH______(填“变大”“变小”或“不变”)。
解析：(1)铜极增重，说明银在铜极析出，则铜极为阴极，X为负极。
(2)C中铜极增重2.16
g，即析出0.02
mol
Ag，线路中通过0.02
mol电子。由4e－～O2，可知B中产生的O2只有0.005
mol，即112
mL。但B中共收集到224
mL气体，说明还有112
mL是H2，即Cu2＋全部在阴极放电后，H＋接着放电产生了112
mL
H2，则通过0.01
mol
电子时，Cu2＋已完全变为Cu单质。由2e－～Cu，可知n(Cu2＋)＝0.005
mol，则c(CuSO4)＝＝0.025
mol·L－1。
(3)A中KCl溶液被电解时，为放H2生碱型、pH变大。
答案：(1)负 (2)0.025
mol·L－1 (3)变大第1章
化学反应与能量转化
第1节
化学反应的热效应
第2课时
热化学方程式反应焓变的计算
1．下列热化学方程式书写正确的是( )
A．2SO2＋O22SO3 ΔH＝－196.6
kJ·mol－1
B．H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8
kJ·mol－1
C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6
kJ
D．C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝＋393.5
kJ·mol－1
解析：A中未注明各物质的聚集状态，C中ΔH的单位不正确，应为kJ·mol－1，D中反应是放热反应，ΔH＜0。
答案：B
2．0.5
mol
CH4完全燃烧生成CO2和液态H2O时，放出445
kJ的热量，则下列热化学方程式中正确的是( )
A．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－890
kJ·mol－1
B．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝＋890
kJ·mol－1
C．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－890
kJ·mol－1
D.CH4(g)＋O2(g)===CO2(g)＋H2O(l)
ΔH＝－890
kJ·mol－1
解析：A项，水的状态为液态，应标注“l”，错误；B项，该反应放热，焓变的符号应为“－”，错误；D项，焓变的数值与化学计量数不对应，错误。
答案：C
3．请你写出298
K、101
kPa时，下列反应的热化学方程式。
(1)1
mol
C与1
mol水蒸气反应生成1
mol
CO和1
mol
H2，吸热131.5
kJ：
______________________________________________________。
(2)用3
mol
CO(g)还原1
mol
Fe2O3(s)，放热24.8
kJ：
_____________________________________________________。
(3)1
mol
HgO(s)分解生成液态汞和氧气时，吸热90.7
kJ：
_____________________________________________________。
解析：1
mol
C与1
mol
H2O(g)反应生成CO和H2时吸收131.5
kJ热量，则反应的ΔH＝＋131.5
kJ·mol－1。(2)用CO(g)还原1
mol
Fe2O3(s)，放热24.8
kJ，则反应的ΔH＝－24.8
kJ·mol－1。(3)1
mol
HgO(s)分解生成液态汞和O2，吸热90.7
kJ，则反应的ΔH＝＋90.7
kJ·mol－1。
答案：(1)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH＝＋131.5
kJ·mol－1
(2)3CO(g)＋Fe2O3(s)===3CO2(g)＋2Fe(s)
ΔH＝－24.8
kJ·mol－1
(3)HgO(s)===Hg(l)＋O2(g)
ΔH＝＋90.7
kJ·mol－1
4．在298
K时下述反应的有关数据：
C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH1＝－110.5
kJ·mol－1
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－393.5
kJ·mol－1
则C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的ΔH为( )
A．＋283.5
kJ·mol－1
B．＋172.5
kJ·mol－1
C．－172.5
kJ·mol－1
D．－504
kJ·mol－1
解析：由已知热化学方程式可得：2C(s)＋O2(g)===2CO(g)
ΔH＝2ΔH1＝－221
kJ·mol－1①
CO2(g)===C(s)＋O2(g) ΔH＝－ΔH2＝＋393.5
kJ·mol－1②
依据盖斯定律，反应①＋②可得：C(s)＋CO2(g)===2CO(g)
ΔH＝－221
kJ·mol－1＋393.5
kJ·mol－1＝＋172.5
kJ·mol－1。
答案：B
5．红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如图所示(图中的ΔH表示生成1
mol产物的数据)。
据图回答下列问题：
(1)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式为________________
______________________________________________________。
(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式为________________
______________________________________________________。
(3)P和Cl2分两步反应生成1
mol
PCl5的ΔH3＝________，P和Cl2一步反应生成1
mol
PCl5的ΔH4______(填“＞”“＜”或“＝”)ΔH3。
解析：(1)由题图可知，1
mol
P在Cl2中燃烧生成PCl3(g)放出的热量为306
kJ，所以P与Cl2反应生成PCl3的热化学方程式为P(s)＋
Cl2(g)===PCl3(g) ΔH＝－306
kJ·mol－1。(2)中间产物PCl3和未完全反应的Cl2的总能量高于最终产物PCl5的能量，其ΔH＝－93
kJ·mol－1，所以PCl5(g)===PCl3(g)＋Cl2(g) ΔH＝＋93
kJ·mol－1。(3)由盖斯定律可知，一步生成PCl5和两步生成PCl5的总热效应相等，即ΔH3＝ΔH4＝ΔH1＋ΔH2＝－399
kJ·mol－1。
答案：(1)P(s)＋
Cl2(g)===PCl3(g) ΔH＝－306
kJ·mol－1
(2)PCl5(g)===PCl3(g)＋Cl2(g) ΔH＝＋93
kJ·mol－1
(3)－399
kJ·mol－1 ＝
(时间：40分钟 分值：100分)
一、选择题(本题包括7个小题，每小题8分，共56分。每小题只有一个选项符合题意)
1．热化学方程式C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH＝＋131.3
kJ·mol－1表示( )
A．碳和水反应吸收131.3
kJ能量
B．1
mol碳和1
mol水反应生成1
mol一氧化碳和1
mol氢气并吸收131.3
kJ热量
C．1
mol固态碳和1
mol水蒸气反应生成1
mol一氧化碳气体和1
mol氢气，吸收热量131.3
kJ
D．1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.3
kJ
解析：依据反应热的概念，反应热表示按照热化学方程式中化学计量数的物质的量反应时，吸收或放出的热量，单位是kJ·mol－1，该热化学方程式表示：1
mol固态碳和1
mol水蒸气反应生成1
mol一氧化碳气体和1
mol氢气，并吸收131.3
kJ的热量。特别要指明水的状态。
答案：C
2．已知在25
℃、101
kPa时，1
g
C8H18燃烧生成CO2和H2O(l)时放出48.40
kJ的热量，表示上述反应的热化学方程式正确的是( )
A．C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(g)
ΔH＝－48.40
kJ·mol－1
B．C8H18(l)＋O2(g)=
==8CO2(g)＋9H2O(l)
ΔH＝－5
518
kJ·mol－1
C．C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)
ΔH＝＋5
518
kJ·mol－1
D．C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)
ΔH＝－48.40
kJ·mol－1
答案：B
3．根据热化学方程式：S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝a
kJ·
mol－1(a＝－297.2)，判断下列说法中不正确的是( )
A．S(s)在O2(g)中燃烧的反应是放热反应
B．S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝b
kJ·mol－1，则a＜b
C．1
mol
SO2(g)所具有的能量低于1
mol
S(s)与1
mol
O2(g)所具有的能量之和
D．16
g固体硫在氧气中充分燃烧，可放出148.6
kJ热量
解析：从所给热化学方程式分析，ΔH＜0，故反应放热，A项正确；对比可知B项中硫为气态，由S(s)→S(g)要吸热，故S(g)燃烧放出的热量多，故a＞b，B项错误；因为S(s)的燃烧是放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，故1
mol
SO2(g)所具有的能量低于1
mol
S(s)与1
mol
O2(g)所具有的能量之和，C项正确；16
g固体硫在氧气中充分燃烧放出热量148.6
kJ，D项正确。
答案：B
4．下列说法或表示方法中正确的是( )
A．等质量的硫蒸气和硫黄分别完全燃烧，后者放出的热量多
B．氢气的标准燃烧热为285.8
kJ·mol－1，则氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝＋285.8
kJ·mol－1
C．Ba(OH)2·8H2O(s)＋2NH4Cl(s)===BaCl2(s)＋2NH3(g)＋10H2O(l) ΔH＜0
D．已知中和反应的反应热ΔH＝－57.3
kJ·mol－1，若将含0.5
mol
H2SO4的浓溶液与含1
mol
NaOH的溶液混合，放出的热量要大于57.3
kJ
答案：D
5．根据盖斯定律判断如下图所示的物质转变过程中，正确的等式是( )
A．ΔH1＝ΔH2＝ΔH3＝ΔH4
B．ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4
C．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝ΔH4
D．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4
解析：由盖斯定律知：ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4，D项正确。
答案：D
6．强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应为H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3
kJ·mol－1。稀醋酸、浓硫酸、稀硝酸分别与0.1
mol·L－1的NaOH溶液恰好完全反应，放出的热量与消耗NaOH溶液的体积之间的关系如图所示(CH3COOH电离要吸热)。则下列描述正确的是( )
A．A表示稀硝酸与NaOH溶液的反应
B．B表示稀醋酸与NaOH溶液的反应
C．b＝5.73
D．C表示浓硫酸与NaOH溶液的反应
解析：CH3COOH是弱酸，电离会吸热，浓H2SO4溶解会放出大量的热，这些不属于中和热，所以稀醋酸、浓硫酸、稀硝酸分别与1.0
L
0.
1
mol·L－1的NaOH溶液恰好完全反应，实际放出的热量的大小顺序为浓硫酸(A)＞稀硝酸(B)＞稀醋酸(C)，b点表示生成0.1
mol
H2O(l)，所以b＝5.73。
答案：C
7．盖斯定律表明：化学反应不管是一步完成还是分数步完成，整个过程的热效应是相同的。已知：
H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－Q1
kJ·mol－1
C2H5OH(g)===C2H5OH(l) ΔH＝－Q2
kJ·mol－1
C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)
ΔH＝－Q3
kJ·mol－1
若使23
g液态酒精完全燃烧，最后恢复到室温，则放出的热量(kJ)为( )
A．Q1＋Q2＋Q3
B．0.5(Q1＋Q2＋Q3)
C．0.5Q1－1.5Q2＋0.5Q3
D．1.5Q1－0.5Q2＋0.5Q3
解析：23
g酒精的物质的量为0.5
mol，其完全燃烧，再恢复到室温，可有如图两种途径：
ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝(0.5Q2－0.5Q3－1.5Q1)
kJ·mol－1＝－(1.5Q1－0.5Q2＋0.5Q3)
kJ·mol－1。所以放出的热量为(1.5Q1－0.5Q2＋0.5Q3)
kJ。
答案：D
二、非选择题(本题包括2个小题，共44分)
8．(22分)根据下图所示，写出反应的热化学方程式，并回答问题。
(1)反应过程(Ⅰ)的热化学方程式：__________________________
_____________________________________________________。
(2)反应过程(Ⅱ)的热化学方程式：_________________________
______________________________________________________。
(3)Q与Q1的关系Q________Q1(填“大于”“小于”或“等于”)。
解析：由图(Ⅰ)可知，A2(g)与B2(g)化合生成C(g)为放热反应，而图(Ⅱ)中C(g)分解生成A2(g)和B2(g)为图(Ⅰ)反应的逆反应，故二者的ΔH数值相等，符号相反，即Q＝Q1。
答案：(1)A2(g)＋B2(g)===C(g)
ΔH＝－Q
kJ·mol－1
(2)C(g)===A2(g)＋B2(g) ΔH＝＋Q1
kJ·mol－1
(3)等于
9．(22分)已知下列两个热化学方程式：
H2(g)＋O2(g)===H2O(l)
ΔH＝－285.0
kJ·mol－1
C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝－2
220.0
kJ·mol－1
(1)实验测得H2和C3H8的混合气体共5
mol，完全燃烧生成液态水时放热6
262.5
kJ，则混合气体中H2和C3H8的体积比为________。
(2)已知：H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44.0
kJ·mol－1，写出丙烷燃烧生成CO2和气态水的热化学方程式：_______________________
_____________________________________________________。
解析：(1)设H2、C3H8的物质的量分别为n1
mol、n2
mol，则
解得：由相同p、T时，＝＝＝1∶1。
(2)由H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44.0
kJ·mol－1，则4
mol
H2O(l)变为气态水吸热为176
kJ，故C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－2
044.0
kJ·mol－1。
答案：(1)1∶1 (2)C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－2
044
kJ·mol－1专题讲座(一) 反应热的计算方法与比较
1．反应热的计算方法。
(1)根据热化学方程式进行计算：焓变与反应物各物质的物质的量成正比。如：
2H2(g)＋O2(g)===
2H2O(l) ΔH1＝－571.6
kJ·mol－1，生成2
mol
H2O(l)，ΔH＝－571.6
kJ·mol－1；生成1
mol
H2O(l)，ΔH＝－285.8
kJ·mol－1。
(2)根据反应物和生成的能量计算：ΔH＝生成物的能量之和－反应物的能量之和。
(3)根据反应物和生成物的键能计算：
①ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能。
②ΔH＝断开化学键吸收的能量－形成化学键放出的能量。
(4)根据热容和温度差进行计算：Q＝－C(T2－T1)。
(5)根据盖斯定律进行计算。
利用已知热化学方程式的焓变求未知反应焓变的方法：
①确定待求反应的化学方程式。
②找出待求热化学方程式中各物质出现在已知方程式中的位置(是同侧还是异侧)。
③利用同侧相加、异侧相减进行处理。
④根据未知方程式中各物质的化学计量数通过乘除来调整已知反应的化学计量数，并消去中间产物。
⑤实施叠加并确定反应热的变化。
2．比较反应热大小的方法。
ΔH是有符号和数值的量，比较ΔH的大小时，要连同“＋”“－”包含在内，类似数学上正、负数的比较，如果只比较反应放出或吸收热量的多少，则只比较数值大小，与“＋”“－”无关。
(1)直接比较法。
依据规律、经验和常识直接判断不同反应的ΔH的大小的方法称为直接比较法。
①吸热反应的ΔH肯定比放热反应的大(前者大于0，后者小于0)。
②物质燃烧时，可燃物物质的量越大，燃烧放出的热量越多，ΔH反而减小。
③等量的可燃物完全燃烧所放出的热量肯定比不完全燃烧放所放出的热量多，ΔH小。
④a.产物相同时，同种气态物质燃烧放出的热量比等量的固态物质燃烧放出的热量多。
b．反应物相同时，生成同种液态物质放出的热量比生成等量的气态物质放出的热量多。
⑤生成等量的水时强酸与强碱的稀溶液反应比弱酸与强碱或弱碱与强酸(弱酸)的稀溶液反应放出的热量多。
⑥对于可逆反应，因反应不能进行完全，实际反应过程中放出或吸收的热量要小于相应热化学方程式中的反应热数值。例如：
2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)
ΔH＝－197
kJ·mol－1
则向密闭容器中通入2
mol
SO2和1
mol
O2，反应达到平衡后，放出的热量要小于197
kJ。
(2)盖斯定律比较法。
①同一反应生成物状态不同时：
A(g)＋B(g)===C(g) ΔH1＜0
A(g)＋B(g)===C(l) ΔH2＜0
因为C(g)===C(l) ΔH3＜0，而ΔH3＝ΔH2－ΔH1，
所以ΔH2＜ΔH1。
②同一反应反应物状态不同时：
S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1＜0
S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2＜0
ΔH3＋ΔH2＝ΔH1，且ΔH3＞0，所以ΔH1＞ΔH2。
③两个有联系的不同反应相比：
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＜0
C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH2＜0
ΔH3＋ΔH2＝ΔH1，ΔH3＝ΔH1－ΔH2
＜0，
所以ΔH1＜ΔH2。
[练习]________________________________________
1．CO(g)与H2O(g)反应的能量变化如图所示。
写出其热化学方程式：___________________________________
_____________________________________________________。
解析：由能量变化可知，反应产物的总能量比反应物的总能量低，反应为放热反应，热化学方程式为：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41
kJ·mol－1。
答案：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41
kJ·mol－1
2．工业上制二甲醚(CH3OCH3)是在一定温度(230～280
℃)、压强(2.0～10.0
MPa)和催化剂作用下进行的，反应器中发生了下列反应：
CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)
ΔH1＝－90.7
kJ·mol－1①
2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)
ΔH2＝－23.5
kJ·mol－1②
CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
ΔH3＝－41.2
kJ·mol－1③
反应器中的总反应可表示为3CO(g)＋3H2(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)，则该反应的ΔH＝________。
解析：根据盖斯定律，由①×2＋②＋③可得：
3CO2(g)＋3H2(g)
CH3OCH3(g)＋CO2(g) ΔH＝2ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝－246.1
kJ·mol－1。
答案：－246.1
kJ·mol－1
3．已知下列反应的热化学方程式为：
①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5
kJ·mol－1
②CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH2＝－870.3
kJ·mol－1
③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)
ΔH3＝－285.8
kJ·mol－1
则反应2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的反应热(焓变)为( )
A．＋488.3
kJ·mol－1
B．－488.3
kJ·mol－1
C．－244.15
kJ·mol－1
D．＋244.15
kJ·mol－1
解析：将①×2＋③×2－②即得到待求的热化学方程式，故ΔH＝－488.3
kJ·mol－1。
答案：B
4．丙烷(C3H8)完全燃烧只生成CO2和H2O，不会造成环境污染。已知有以下四个热化学方程式：
①C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－a
kJ·mol－1
②C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝－b
kJ·mol－1
③2C3H8(g)＋9O2(g)===4CO2(g)＋2CO(g)＋8H2O(l)
ΔH＝－c
kJ·mol－1
④C3H8(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－d
kJ·mol－1
其中a、b、c、d最大的是( )
A．a B．b C．c D．d
解析：①与②相比，生成液态水比生成气态水放出的热量多，所以amol
C3H8燃烧生成4
mol
CO2和2
mol
CO，相当于此反应中的2
mol
C3H8有1
mol
完全燃烧，1
mol
不完全燃烧，故放出的热量：c＞b，所以c最大，故选C。
答案：C
5．在同温同压下，下列各组热化学方程式中，ΔH1＞ΔH2的是( )
A．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH2
B．S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1
S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2
C．C(s)＋O2(g
)===CO(g) ΔH1
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2
D．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH1
H2(g)＋Cl2(g)===HCl(g) ΔH2
解析：
选项
正误
解释
A
×
H2O(g)―→H2O(l)
还要放热，故ΔH1＜ΔH2
B
×
反应物S(s)―→S(g)需吸热，故ΔH1＜ΔH2
C
√
不完全燃烧放出的热量小于完全燃烧放出的热量，故ΔH1＞ΔH2
D
×
后一个反应的系数为前一个反应对应物质系数的，故ΔH1＜ΔH2
答案：C
6．已知：
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1
CO2(g)＋C(s)===2CO(g) ΔH2
2CO(g)＋O2(g)===2CO2
(g) ΔH3
4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s) ΔH4
3CO(g)＋Fe2O3(s)===3CO2(g)＋2Fe(s) ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是( )
A．ΔH1＞0，ΔH3＜0
B．ΔH2＞0，ΔH4＞0
C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3
D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5
解析：C与O2生成CO2的反应是放热反应，ΔH1＜0，CO2与C生成CO的反应是吸热反应，ΔH2＞0，CO与O2生成CO2的反应是放热反应，ΔH3＜0，铁与氧气的反应是放热反应，ΔH4＜0，A、B项错误；前两个方程式相减得：
2CO(g)＋O2(g)===
2CO2(g) ΔH3＝ΔH1－ΔH2，即ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，C项正确；由4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s) ΔH4和6CO(g)＋2Fe2O3(s)===6CO2(g)＋4Fe(s) 2ΔH5相加，得2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH3＝(ΔH4＋2ΔH5)/3，D项错误。
答案：C专题讲座(六) 溶液中粒子浓度的大小比较
1．守恒关系。
(1)电荷守恒：电解质溶液中所有阳离子所带的正电荷数与所有阴离子所带的负电荷数相等。如Na2CO3溶液中：[Na＋]＋[H＋]＝[HCO]＋2[CO]＋[OH－]。
(2)物料守恒：电解质溶液中由于电离或水解因素，离子会发生变化变成其他离子或分子，但离子或分子中某种特定元素的原子的总数是不会改变的。如Na2CO3溶液中：[Na＋]＝2[HCO]＋2[CO]＋2[H2CO3]。
(3)质子守恒(即水电离出的H＋和OH－数目相等)。如在Na2CO3溶液中：[H＋]＋[HCO]＋2[H2CO3]＝[OH－]。
2．比较依据。
(1)弱电解质电离理论：发生电离的粒子浓度大于电离生成的粒子浓度。例如H2CO3溶液中：[H2CO3]>[HCO] [CO](多元弱酸第一步电离程度远远大于第二步电离)。
(2)水解理论：发生水解的粒子浓度大于水解生成的粒子浓度。例如Na2CO3溶液中：[CO]>[HCO] [H2CO3](多元弱酸酸根离子的水解以第一步为主)。
3．比较规律。
(1)单一溶液中离子浓度的比较。
①多元弱酸溶液中，根据多步电离分析。如在H3PO4溶液中：[H＋]>[H2PO]>[HPO]>[PO]。
②多元弱酸的正盐溶液根据酸根离子的分步水解分析。
如Na2CO3溶液中：[Na＋]>[CO]>[OH－]>[HCO]>[H＋]。
(2)混合溶液中各离子浓度的比较。
①酸碱混合型。
a．恰好中和型。
给定的酸碱是等物质的量的反应(注意与H＋和OH－物质的量相等的情况区别)，反应结束后一定是生成正盐和水，故可把此类问题转化成是正盐溶液中离子浓度的比较问题。
如在10
mL
0.1
mol·L－1
NaOH溶液中加入同体积、同浓度的CH3COOH溶液，反应后溶液中各离子的浓度关系是
[Na＋]>[CH3COO－]>[OH－]>[H＋]。
b．反应过量型。
先判断反应前后谁过量，及反应后各物质的量，再考虑电离或水解的情况。当酸(碱)的电离程度大于盐溶液中弱离子的水解程度时，可认为盐中的弱离子不水解(但实际有水解，程度很小)，此时主要考虑电离对离子浓度造成的影响；反之可认为酸(碱)不电离(但实际有电离，程度很小)，此时主要考虑弱离子水解对离子浓度造成的影响。
如将0.2
mol·L－1HCN溶液和0.1
mol·L－1的NaOH溶液等体积混合后，溶液显碱性，则溶液中各离子浓度大小关系为：[Na＋]>[CN－]>[OH－]>[H＋]。
②盐与酸(碱)反应型。
此类问题与酸碱混合过量型相似，反应后的溶液一般为盐和酸(碱)的混合溶液，分析时同样从盐溶液中弱离子水解和酸(碱)的电离相对强弱入手。
如将0.1
mol·L－1的醋酸钠溶液20
mL与0.1
mol·L－1盐酸10
mL混合后，溶液显酸性，醋酸的电离程度大于CH3COO－的水解程度，则溶液中有关粒子的浓度关系是[Na＋]>[CH3COO－]>[Cl－]>[CH3COOH]>[H＋]>[OH－]。
(3)不同溶液中同一离子浓度的比较。
要看溶液中其他离子对其影响。如在相同物质的量浓度的以下五种溶液中，①NH4Cl；②HCOONH4；③NH4HSO4；④(NH4)2SO4；⑤(NH4)2CO3，[NH]由大到小的顺序为：④>⑤>③>①>②。
[练习]________________________________________
1．对于0.1
mol·L－1
Na2SO3溶液，正确的是( )
A．升高温度，溶液的pH降低
B．[Na＋]＝2[SO]＋[HSO]＋[H2SO3]
C．[Na＋]＋[H＋]＝2[SO]＋2[HSO]＋[OH－]
D．加入少量NaOH固体，[SO]与[Na＋]均增大
答案：D
2．常温下，一定量的醋酸与氢氧化钠溶液发生中和反应。下列说法正确的是( )
A．当溶液中[CH3COO－]＝[Na＋]时，醋酸与氢氧化钠恰好完全反应
B．当溶液中[CH3COO－]＝[Na＋]时，一定是氢氧化钠过量
C．当溶液中[CH3COO－]＝[Na＋]＞[H＋]＝[OH－]时，一定是醋酸过量
D．当溶液中[Na＋]＞[CH3COO－]＞[OH－]＞[H＋]时，一定是氢氧化钠过量
解析：当溶液中[CH3COO－]＝[Na＋]时，一定是醋酸过量，A、B项错，C项正确；D项，当氢氧化钠与醋酸恰好完全反应时，也符合。
答案：C
3．等物质的量浓度、等体积的下列溶液中：①H2CO3，②Na2CO3，③NaHCO3，④NH4HCO3，⑤(NH4)2CO3，[CO]的大小关系为
______________________________________________________。
答案：②>⑤>③>④>①
4．下列有关电解质溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是( )
A．在0.1
mol·L－1NaHCO3溶液中：[Na＋]＞[HCO]＞[CO]＞[H2CO3]
B．在0.1
mol·L－1Na2CO3溶液中：[OH－]－[H＋]＝[HCO]＋[H2CO3]
C．向0.2
mol·L－1NaHCO3溶液中加入等体积0.1
mol·L－1NaOH溶液：[CO]>[HCO]>[OH－]>[H＋]
D．常温下，CH3COONa和CH3COOH混合溶液(pH＝7，
[Na＋]＝0.1
mol·L－1)：[Na＋]＝[CH3COO－]>[CH3COOH]>[H＋]＝
[OH－]
答案：D
5．常温下，一定体积pH＝2的二元弱酸H2R溶液与一定体积pH＝12的NaOH溶液混合后溶液呈中性。该混合溶液中，离子浓度关系正确的是( )
A．[Na＋]＝2[R2－]＋[HR－]
B．[Na＋]＝10－2
mol·L－1
C．[R2－]＋[OH－]＋[HR－]＝[Na＋]＋[H＋]
D．[R2－]>[Na＋]>[H＋]>[OH－]
答案：A
6．25
℃时，有[CH3COOH]＋[CH3COO－]＝0.1
mol·L－1的一组醋酸、醋酸钠混合溶液，溶液中[CH3COOH]、[CH3COO－]与pH
的关系如图所示。下列有关溶液中离子浓度关系的叙述不正确的是( )
A．pH＝5.5
的溶液中：[CH3COOH]>[CH3COO－]>[H＋]>[OH－]
B．W点所表示的溶液中：[Na＋]＋[H＋]＝[CH3COOH]＋[OH－]
C．pH＝3.5的溶液中：[Na＋]＋[H＋]－[OH－]＋[CH3COOH]＝0.1
mol·L－1
D．向W点所表示的1.0
L溶液中通入0.05
mol
HCl气体(溶液体积变化可忽略)：[H＋]＝[CH3COO—]＋[OH－]
解析：A项，pH减小时，酸性增强，CH3COO－浓度减小，CH3COOH浓度增大，所以两条曲线与CH3COO－、CH3COOH浓度的对应关系为：
当pH＝5.5时，[CH3COO－]>[CH3COOH]，A项错误。
答案：A
7．在Na2S溶液中，下列关系式中错误的是( )
A．[Na＋]＋[H＋]＝[S2－]＋[HS－]＋[OH－]
B．[Na＋]＝2[S2－]＋2[HS－]＋2[H2S]
C．[OH－]＝[H＋]＋[HS－]＋2[H2S]
D．[S2－]>[OH－]>[HS－]
解析：A项电荷不守恒，正确的关系式为[Na＋]＋[H＋]＝2
[S2－]＋[HS－]＋[OH－]，故A项错误。
答案：A
8．现有①0.2
mol·L－1
NaOH溶液 ②0.2
mol·L－1
HX溶液，两溶液等体积混合后，测得溶液中[Na＋]>[X－]。则
(1)①中由水电离出的[OH－]________②中由水电离出的[H＋](填“>”“＝”或“<”)。
(2)上述混合液中共存在________种粒子，且[HX]________[X－](填“>”“＝”或“<”，下同)，[HX]＋[X－]________0.1
mol·L－1(忽略体积变化)。
(3)上述混合液显________性(填“酸”“碱”或“中”)，其原因用离子方程式表示为_______________________________________
_____________________________________________________。
解析：(1)0.2
mol·L－1
NaOH溶液与0.2
mol·L－1
HX溶液等体积混合后，所得溶液为0.1
mol·L－1
NaX溶液；根据电荷守恒：
[Na＋]＋[H＋]＝[OH－]＋[X－]，由[Na＋]>[X－]知，[OH－]>[H＋]，说明NaX溶液显碱性，HX为弱酸，则有：0.2
mol·L－1
NaOH溶液中的[OH－]大于0.2
mol·L－1
HX溶液中的[H＋]，由于溶液中的[OH－]或[H＋]越大，越抑制水的电离，由水电离出的[H＋]或[OH－]就越小，所以①中由水电离出的[OH－]小于②中由水电离出的[H＋]。(2)混合液中存在Na＋、X－、H＋、OH－4种离子和HX、H2O
2种分子，共6种粒子；由于X－水解程度小，所以[X－]大于[HX]；根据物料守恒知，[HX]＋[X－]＝0.1
mol·L－1。
答案：(1)< (2)6 < ＝ (3)碱 X－＋H2OHX＋OH－模块综合检测题(一)
(时间：90分钟 分值：100分)
一、选择题(本题包括15个小题，每小题3分，共45分。每小题仅有一个选项符合题意)
1．下列各溶液中能大量共存的离子组是( )
A．使酚酞溶液呈红色的溶液中：Mg2＋、Cu2＋、SO、K＋
B．使pH试纸呈红色的溶液中；Fe2＋、I－、NO、Cl－
C．[H＋]＝10－14
mol·L－1溶液中：Na＋、[Al(OH)4]－、S2－、SO
D．水电离出的[H＋]与[OH－]乘积为10－28的溶液中：K＋、Na＋、HCO、Ca2＋
答案：C
2．(2015·上海卷)已知H2O2在催化剂作用下分解速率加快，其能量随反应进程的变化如下图所示。下列说法正确的是( )
A．加入催化剂，减小了反应的热效应
B．加入催化剂，可提高H2O2的平衡转化率
C．H2O2分解的热化学方程式：H2O2===H2O＋1/2
O2 ΔH>0
D．反应物的总能量高于生成物的总能量
解析：A.加入催化剂，减小了反应的活化能，使反应在较低的温度下发生，但是反应的热效应不变，错误。B.加入催化剂，可提高H2O2分解的反应速率，该反应不是可逆反应，而且催化剂不能使平衡发生移动，因此不存在平衡转化率的提高与否，错误。C.在书写热化学方程式时，也要符合质量守恒定律，而且要注明反应的物质相对应的能量和物质的存在状态，错误。D.根据图示可知反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应是放热反应，正确。
答案：D
3．下列反应的离子方程式正确的是( )
A．硫化钠的水解反应：S2－＋H3O＋HS－＋H2O
B．用铜做阳极电解氯化铜溶液：Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑
C．在硫酸亚铁溶液中通入氧气：
4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O
D．泡沫灭火器工作时化学反应：2Al3＋＋3CO＋6H2O===Al(OH)3↓＋3CO2↑
解析：硫化钠的水解反应是S2－结合水电离产生的H＋生成弱电解质的过程，S2－＋H3O＋HS－＋H2O相当于S2－＋H＋HS－，是表示Na2S与强酸的反应，A错；铜是活泼电极，作阳极时失电子被氧化，用铜作阳极电解氯化铜溶液相当于对阴极电镀铜，B错；在酸性条件下，O2可将Fe2＋氧化为Fe3＋，C正确；泡沫灭火器中盛装的溶液分别为NaHCO3溶液和Al2(SO4)3溶液，工作时化学反应为2Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑，D错。
答案：C
4．反应CO＋H2O(g)CO2＋H2在1
000
K达到平衡时，分别改变下列条件，K值发生变化的是( )
A．将反应温度升高至1
200
K
B．将压强减小至原来的一半
C．添加催化剂
D．增大水蒸气的浓度
解析：化学平衡常数仅是温度的函数，与开始时反应物的浓度、压强、催化剂等无关，因此只有A正确。
答案：A
5．如图所示，ΔH1＝－393.5
kJ·mol－1，ΔH2＝－395.4
kJ·mol－1，下列说法或表示式正确的是( )
A．石墨和金刚石的转化是物理变化
B．金刚石的稳定性强于石墨
C．1
mol石墨的总能量比1
mol金刚石的总能量大
1.9
kJ
D．C(s，石墨)===C(s，金刚石)，该反应的焓变(ΔH)为正值
解析：金刚石与石墨不是同一种物质，二者的相互转化是化学变化，A错；金刚石的能量比石墨高1.9
kJ，因而稳定性弱于石墨，B、C错，D正确。
答案：D
6．(2015·重庆卷)下列叙述正确的是( )
A．稀醋酸中加入少量醋酸钠能增大醋酸的电离程度
B．25
℃时，等体积等浓度的硝酸与氨水混合后，溶液pH＝7
C．25
℃时，0.1
mol·L－1的硫化氢溶液比等浓度的硫化钠溶液的导电能力弱
D．0.1
mol
AgCl和0.1
mol
AgI混合后加入1
L水中，所得溶液中[Cl－]＝[I－]
答案：C
7．一定条件下，在体积为10
L的固定容器中发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，反应过程如图：下列说法正确的是( )
A．t1
min时正、逆反应速率相等
B．X曲线表示NH3的物质的量随时间变化的关系
C．0～8
min，H2的平均反应速率v(H2)＝
mol·L－1·min－1
D．10～12
min，N2的平均反应速率v(N2)＝0.25
mol·L－1·min－1
解析：t1
min时，只是X和Y的物质的量相等，没有达到平衡状态，说明正、逆反应速率不相等；根据图象，Y表示H2的物质的量随时间的变化关系，X表示NH3的物质的量随时间的变化关系，0～8
min，H2的平均反应速率v(H2)＝
mol·L－1·min－1，10～12
min，N2的平均反应速率v(N2)＝0.025
mol·L－1·min－1。
答案：B
8．可溶性钡盐有毒，医院中常用硫酸钡这种钡盐作为内服造影剂。医院抢救钡离子中毒患者时，除催吐外，还需要向中毒者胃中灌入硫酸钠溶液。
已知：Ksp(BaCO3)＝5.1×10－9
mol2·L－2；Ksp(BaSO4)＝1.1×
10－10
mol2·L－2
下列推断正确的是( )
A．不用碳酸钡作为内服造影剂，是因为Ksp(BaCO3)>Ksp(BaSO4)
B．抢救钡离子中毒患者时，若没有硫酸钠，可以用碳酸钠溶液代替
C．若误饮[Ba2＋]＝1.0×10－5
mol·L－1的溶液时，会引起钡离子中毒
D．可以用0.36
mol·L－1的Na2SO4溶液给钡离子中毒患者洗胃
答案：D
9．自2016年1月1日起，无线电动工具中使用的镍镉电池将在欧盟全面退市。镍镉电池放电时的总反应为Cd＋2NiO(OH)＋2H2O===2Ni(OH)2＋Cd(OH)2，下列说法正确的是( )
A．电池的电解液为碱性溶液，正极为2NiO(OH)、负极为Cd
B．放电时，每通过2
mol电子，负极质量减轻112.4g
C．放电时，电子从正极流向电源的负极
D．充电时，Cd极板应与外电源的正极相接
解析：在镍镉蓄电池中，Cd是负极，2NiO(OH)是正极，由于生成Ni(OH)2和Cd(OH)2，则电解液为碱性溶液，故A正确；放电时，负极反应为Cd＋2OH－－2e－===Cd(OH)2，忽视了Cd(OH)2在极上析出，该极质量应该增加而非减小，故B错误；放电时，电子从电池的负极流向电池的正极，C错误；镍镉电池放电时的负极和充电时的阴极是同一极，应与外电源的负极相连，故D错误。
答案：A
10．一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如下。下列有关该电池的说法正确的是( )
A．反应CH4＋H2O3H2＋CO，每消耗1
mol
CH4转移12
mol电子
B．电极A上H2参与的电极反应为H2＋2OH－－2e－===2H2O
C．电池工作时，CO向电极B移动
D．电极B上发生的电极反应为O2＋2CO2＋4e－===2CO
解析：A选项，甲烷中的C为－4价，一氧化碳中的C为＋2价，每个碳原子失去6个电子，因此每消耗1
mol甲烷失去6
mol电子，错误；B选项，熔融盐中没有氢氧根离子，因此氢氧根离子不能参与电极反应，电极反应式应为H2＋CO＋2CO－4e－===3CO2＋H2O，错误；C选项，碳酸根离子应向负极移动，即向电极A移动，错误；D选项，电极B上氧气和二氧化碳得电子生成碳酸根离子，正确。
答案：D
11.酒精检测仪可帮助执法交警测试驾驶员饮酒的多少，其工作原理示意图如图所示。反应原理为：CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O，被测者呼出气体中所含的酒精被输送到电池中反应产生微小电流，该电流经电子放大器放大后在液晶显示屏上显示其酒精含量。下列说法正确的是( )
A．b为正极，电极反应式为：O2＋4H＋＋4e－===2H2O
B．电解质溶液中的H＋移向a电极
C．若有0.4
mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48
L氧气
D．呼出气体中酒精含量越高，微处理器中通过的电流越小
解析：b极通氧气，为正极，电解质溶液为硫酸，其反应为：O2＋4H＋＋4e－===2H2O，A正确；氢离子应该向正极移动，而a极为负极，B错误；由正极反应方程式中的比例关系可知，每转移0.4
mol电子，反应掉氧气0.1
mol，即标准状况下2.24
L，C错误；呼出气体中酒精含量越高，转移的电子越多，通过微处理器的电流越大，D错误。
答案：A
12．(2015·课标全国Ⅰ卷)浓度均为0.10
mol·L－1、体积均为V0的MOH和ROH溶液，分别加水稀释至体积V，pH随lg
的变化如图所示。下列叙述错误的是( )
A．MOH的碱性强于ROH的碱性
B．ROH的电离程度：b点大于a点
C．若两溶液无限稀释，则它们的[OH－]相等
D．当lg
＝2时，若两溶液同时升高温度，则增大
解析：由图象分析浓度为0.10
mol·L－1的MOH溶液，在稀释前pH为13，说明MOH完全电离，则MOH为强碱，而ROH的pH<13，说明ROH没有完全电离，ROH为弱碱。A.MOH的碱性强于ROH的碱性，A正确。B.曲线的横坐标lg
越大，表示加水稀释体积越大，由曲线可以看出b点的稀释程度大于a点，弱碱ROH存在电离平衡：ROHR＋＋OH－，溶液越稀，弱电解质电离程度越大，故ROH的电离程度：b点大于a点，B正确。C.若两溶液无限稀释，则溶液的pH接近于7，故两溶液的[OH－]相等，C正确。D.当lg
＝2时，溶液V＝100
V0，溶液稀释100倍，由于MOH发生完全电离，升高温度，[M＋]不变；ROH存在电离平衡：ROHR＋＋OH－，升高温度促进电离平衡向电离方向移动，[R＋]增大，故减小，D错误。
答案：D
13．在某温度下，将2
mol
A和3
mol
B充入一密闭容器中，发生反应：aA(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，5
min后达平衡，已知各物质的平衡浓度的关系为[A]a·[B]＝[C]·[D]。若在温度不变的情况下，将容器的体积扩大为原来的10倍，A
的转化率没有发生变化，则B的转化率为( )
A．60%
B．40%
C．24%
D．4%
答案：B
14．某化学兴趣小组的同学用如图所示装置研究电化学问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流计的指针发生偏转。下列有关说法正确的是( )
A．甲装置是电解池，乙装置是原电池
B．当甲中产生0.1
mol气体时，乙中析出固体的质量为6.4
g
C．实验一段时间后，甲烧杯中溶液的pH减小
D．将乙中的C电极换成铜电极，则乙装置可变成电镀装置
解析：Zn、Cu电极和稀硫酸构成原电池，其中Zn作负极，Cu作正极；乙装置是电解池，C为阴极，Pt为阳极，A错误；当甲中产生0.1
mol
H2时，电路转移0.2
mol
电子，乙中电解得到0.1
mol
Cu，质量为6.4
g，B正确；实验一段时间后，甲烧杯的溶液中c(H＋)减小，pH增大，C错误；乙中的C电极是阴极，将其换成铜电极，该装置不是电镀装置，D错误。
答案：B
15．(2015·四川卷)一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)＋CO2(g)2CO(g)。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示：
已知：气体分压(P分)＝气体总压(P总)×体积分数。下列说法正确的是( )
A．550
℃时，若充入惰性气体，v(正)、v(逆)均减小，平衡不移动
B．650
℃时，反应达平衡后CO2的转化率为25.0%
C．T
℃时，若充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动
D．925
℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数KP＝24.0P总
解析：A项，550
℃时，若充入惰性气体，v(正)、v(逆)均减小，由于保持了压强不变，相当于扩大了体积，平衡正向移动，A项错误。B项，根据图示可知，在650
℃时，CO的体积分数为40%，根据反应方程式：C(s)＋CO2(g)
2CO(g)，设开始加入1
mol
CO2，反应掉了x
mol
CO2，则有：
因此有：×100%＝40%，解得x＝0.25，则CO2的平衡转化率为×100%＝25%，故B项正确。C项，由题图可知，T
℃时，CO与CO2的体积分数相等，在等压下充入等体积的CO和CO2，对原平衡条件无影响，平衡不移动，C项错误。D项，925
℃时，CO的体积分数为96%，故KP＝＝＝23.04P总，D项错误。
答案：B
二、非选择题(本题包括5个小题，共55分)
16．(10分)一种“人工固氮”的新方法是在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂表面与水发生反应生成NH3：N2＋3H2O2NH3＋O2。进一步研究NH3生成量与温度的关系，部分实验数据见下表(反应时间3
h)：
T/℃
30
40
50
生成NH3量/(10－6
mol)
4.8
5.9
6.0
请回答下列问题：
(1)50
℃时从开始到3
h内以O2物质的量变化表示的平均反应速率为________mol·h－1。
(2)该反应过程与能量关系可用下图表示，则反应的热化学方程式是_____________________________________________________。
(3)与目前广泛应用的工业合成氨方法相比，该方法中固氮反应速率较慢。请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议：
______________________________________________________。
(4)工业合成氨的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4
kJ·mol－1。在某压强恒定的密闭容器中加入2
mol
N2和4
mol
H2，达到平衡时，N2的转化率为50%，体积变为10
L。则：
①该条件下的平衡常数为________。
②若向该容器中加入a
mol
N2、b
mol
H2、c
mol
NH3，且a、b、c均大于0，在相同条件下达到平衡时，混合物中各组分的物质的量与上述平衡相同。反应放出的热量______(填“>”“<”或“＝”)92.4
kJ。
解析：(4)①K＝＝＝400。
②当加入2
mol
N2和4
mol
H2时，生成2
mol
NH3，放出92.4
kJ的热量，而当加入a
mol
N2、b
mol
H2和c
mol
NH3时，平衡时NH3仍为2
mol，则生成的NH3为(2－c)
mol，则放出的热量小于92.4
kJ。
答案：(1)1.5×10－6 (2)N2(g)＋3H2O(l)===2NH3(g)＋
O2(g)
ΔH＝＋765.2
kJ·mol－1 (3)升高温度 (4)
①400 ②<
17．(12分)(2015·福建卷)研究硫元素及其化合物的性质具有重要意义。
(1)25
℃，在0.10
mol·L－1H2S溶液中，通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH，溶液pH与[S2－]关系如下图(忽略溶液体积的变化、H2S的挥发)。
①pH＝13时，溶液中的[H2S]＋[HS－]＝__________mol·L－1。
②某溶液含0.020
mol·L－1Mn2＋、0.10
mol·L－1H2S，当溶液pH＝____________时，Mn2＋开始沉淀[已知：Ksp(MnS)＝2.8×10－13]。
(2)25
℃，两种酸的电离平衡常数如下表。
物质
Ka1
Ka2
H2SO3
1.3×10－2
6.3×10－8
H2CO3
4.2×10－7
5.6×10－11
①HSO的电离平衡常数表达式K＝________。
②0.10
mol·L－1Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为
______________________________________________________。
③H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为
______________________________________________________。
解析：(1)①根据物料守恒：[S2－]＋[H2S]＋[HS－]＝0.10
mol·L－1，故[H2S]＋[HS－]＝0.10
mol·L－1－[S2－]＝0.10
mol·L－1－5.7×
10－2mol·L－1＝0.043
mol·L－1。②要使Mn2＋沉淀，需要的[S2－]最小值为[S2－]＝＝＝1.4×10－11，再对照图象找出pH＝5。(2)①电离平衡常数等于电离出的离子平衡浓度的系数次幂的乘积与弱电解质的平衡浓度的比值。②SO发生水解，生成HSO和OH－，HSO再进一步水解生成H2SO3和OH－，故离子浓度大小关系为[Na＋]＞[SO]＞[OH－]＞[HSO]＞[H＋]。③根据电离平衡常数的大小可判断H2SO3的酸性强于碳酸，故反应可放出CO2气体，H2SO3＋HCO===HSO＋CO2↑＋H2O。
答案：(1)①0.043 ②5 (2)①eq
\f([H＋]·[SO],[HSO])
②[Na＋]>[SO]>[OH－]>[HSO]>[H＋] ③H2SO3＋HCO===HSO＋CO2↑＋H2O
18．(10分)实现
“节能减排”
和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：
CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，下图1表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol－1)的变化：
(1)为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为2
L的密闭容器中，充入2
mol
CO2和8
mol
H2，一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如上图2所示。
①从反应开始到平衡，CH3OH的平均反应速率v(CH3OH)
＝________；
②该反应的平衡常数表达式K＝________。
(2)830
℃，反应的平衡常数K＝1，在恒容反应器中发生上述反应，按下表中的物质的量投入反应混合物，其中向正反应方向进行的有________(填“A”“B”“C”或“D”)。
物质
A
B
C
D
n(CO2)
3
1
3
1
n(H2)
2
2
4
2
n(CH3OH)
1
2
3
0.5
n(H2O)
4
2
3
2
(3)25
℃，1.01×105Pa时，16g液态甲醇完全燃烧，当恢复到原状态时，放出363.3
kJ的热量，写出该反应的热化学方程式
______________________________________________________。
解析：根据反应方程式和图1可知，该反应为体积减小的放热反应。(1)由图2，v(CH3OH)＝＝0.075
mol·L－1·min－1，(2)经计算，
B中Q＞1，逆向移动，A、C、D中Q＜1，正向移动。
答案：(1)
①
0.075
mol·L－1·min－1
② (2)ACD
(3)CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－726.6
kJ/mol
19．(11分)亚硫酸盐是一种常见食品添加剂。为检验某食品中亚硫酸盐含量(通常以1
kg样品中含SO2的质量计)，某研究小组用“碘氧化还原滴定法”进行测定，实验流程如下：
(1)碘标准液应选用________(填“酸式”或“碱式”)滴定管盛装，加注标准液之前必须对滴定管进行________、洗涤、润洗。
(2)锥形瓶内的指示剂为________，判断达到滴定终点的依据是
______________________________________________________。
(3)下列操作会使测定结果偏大的有( )
A.
起始读数时平视，终点读数时俯视
B．未用标准液润洗滴定管
C．步骤①中用稀盐酸代替稀硫酸
(4)若取样品w
g，按乙方案测得消耗0.010
00
mol·L－1I2溶液V
mL，则1
kg样品中含SO2的质量是________g(用含w、V的代数式表示)。
解析：(1)滴定管使用前必须进行验漏、洗涤、润洗等准备工作后才能使用，碘溶液具有氧化性，只能用酸式滴定管盛装。(2)碘遇淀粉变蓝，用碘水进行滴定时应选择淀粉作为指示剂，待测液变色后半分钟不变化方达到滴定终点。(3)起始读数时平视，终点读数时俯视，会使标准液体积偏小，最终结果偏小；未用标准液润洗滴定管，会把标准液稀释，消耗标准液体积偏大，最终结果偏大；步骤①中用盐酸代替硫酸，生成的SO2气体中混有少量HCl，因SO2用碱液吸收后需再用盐酸调节溶液至弱酸性，因此混合气体中含有HCl，对实验结果无影响。(4)反应为H2O＋SO＋I2===SO＋2I－＋2H＋，根据硫原子守恒及化学方程式可得n(SO2)＝n(SO)＝n(I2)＝0.010
00
mol·L－1×V×10－3
L＝V×10－5
mol，因此1
kg样品中含SO2的质量为：×1
000
g＝
g。
答案：(1)酸式 验漏(或查漏)
(2)淀粉溶液 滴最后一滴时，溶液由无色变为浅蓝色，且半分钟不褪色
(3)B (4)
20．(12分)如下图所示，A、F为石墨电极，B、E为铁片电极。按要求回答下列问题。
(1)打开K2，合并K1。B为________极，A的电极反应为________________________。最终可观察到的现象是_____________
______________________________________________________。
涉及的化学反应方程式有_______________________________。
(2)打开K1，合并K2。E为________极，F极的电极反应为_____，
检验F极产生气体的方法是____________________________。
(3)若往U形管中滴加酚酞，进行(1)(2)操作时，A、B、E、F电极周围能变红的是________，原因是____________________________
______________________________________________________。
解析：(1)打开K2，合并K1，装置为原电池，B为负极，A为正极，所发生的反应本质上是钢铁的吸氧腐蚀。(2)打开K1，合并K2，装置为电解池，由于铁作阴极，所以该装置就是电解食盐水。
答案：(1)负 O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 溶液中有红褐色沉淀生成 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2、
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 (2)阴 2Cl－－2e－===
Cl2↑ 用湿润的淀粉碘化钾试纸靠近F极，试纸变蓝，证明是氯气 (3)AE 因为A极产生OH－，E极中H＋反应了，促进了水的电离，溶液中有OH－剩余，酚酞遇OH－变红，所以溶液变红第1章
化学反应与能量转化
第2节
电能转化为化学能——电解
第2课时
电解原理的应用
1．某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图所示的装置。以下对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是( )
A．a为正极，b为负极；NaClO和NaCl
B．a为负极，b为正极；NaClO和NaCl
C．a为阳极，b为阴极；HClO和NaCl
D．a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl
答案：B
2．欲在金属表面镀银，应把镀件挂在电镀池的阴极。下列各组中，选用的阳极金属和电镀液均正确的是( )
A．Ag和AgCl溶液
B．Ag和AgNO3溶液
C．Fe和AgNO3溶液
D．Pt和Ag2SO4溶液
解析：电镀槽中，要求镀件作阴极，可用镀层金属作阳极，电镀液通常采用含有镀层金属离子的盐溶液，A、D项中AgCl和Ag2SO4均为沉淀，只有B项符合要求。
答案：B
3．用石墨作电极，电解1
mol·L－1下列物质的溶液，则电解前后溶液的pH保持不变的是( )
A．H2SO4
B．NaOH
C．Na2SO4
D．NaCl
答案：C
4．人们习惯上把电解饱和食盐水的工业叫作氯碱工业。
如图表示电解饱和NaCl溶液的装置，X、Y是石墨棒。实验开始时，在两边同时各滴入几滴酚酞溶液。
请回答以下问题：
(1)X极上的电极反应式是______________________________，
在X极附近观察到的现象是_____________________________；
(2)Y电极上的电极反应式是_____________________________，
检验该电极反应产物的方法是__________________________。
(3)电解NaCl溶液的离子方程式是_______________________。
答案：(1)2H＋＋2e－===H2↑ 有无色气泡产生，溶液变红
(2)2Cl－－2e－===Cl2↑ 将湿润的淀粉KI试纸放在气体出口，若观察到试纸变蓝，证明有Cl2产生
(3)2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－
(时间：40分钟 分值：100分)
一、选择题(本题包括6个小题，每小题8分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1．下列描述中，不符合生产实际的是( )
A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极
B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极
C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极
D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极
解析：电解池的阳极发生失电子氧化反应、阴极发生得电子还原反应。电解熔融的Al2O3制Al时，若用Fe作阳极，会发生Fe－2e－===Fe2＋，Fe2＋移动到阴极上发生Fe2＋＋2e－===Fe，使得到的Al不纯。
答案：A
2．关于电解饱和NaCl水溶液，下列叙述正确的是( )
A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
B．若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色
C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色
D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性
答案：B
3．火法炼铜得到的粗铜中含多种杂质(如锌、金、银等)，工业上常使用电解精炼法将粗铜提纯。在电解精炼时( )
A．粗铜接电源负极
B．纯铜作阳极
C．杂质都将以单质形式沉淀到池底
D．精纯铜片质量增加2.56
g，电路中通过0.08
mol电子
解析：电解精炼铜时，用粗铜作阳极，用精铜作阴极，所以A、B两项不正确。锌比铜活泼，失电子变成锌离子进入溶液中，金、银不活泼，以单质形式沉淀到池底，C项不正确。n(e－)＝×2＝0.08
mol，D正确。
答案：D
4．在冶金工业中，常用电解法得到钠、镁、铝等金属，其原因是
( )
A．都是轻金属
B．都是活泼金属
C．成本低廉
D．这些金属的化合物熔点较低
解析：金属冶炼方法的选取主要依据的是金属的活泼性强弱，不活泼的金属可以用热分解法制备，如加热氧化汞；比较活泼的金属用热还原法制备，如用焦炭炼铁；活泼的金属离子很难被其他还原剂还原，只能用电解法制备。由于钠、镁、铝是活泼金属，所以只能用电解法。
答案：B
5.如图所示，在U形管中装入滴有紫色石蕊溶液且混合均匀的某溶液，通直流电，一段时间后U形管内会形成一个倒立的“彩虹”，则U形管内的溶液可能为( )
A．H2SO4溶液
B．NaOH溶液
C．AgNO3溶液
D．Na2SO4溶液
解析：本题考查电解规律，彩虹意味着多种颜色，当电解质溶液为Na2SO4时，阴极区生成OH－，使溶液变蓝，阳极区生成H＋，使溶液变红，中间石蕊呈紫色，并且颜色逐渐改变，像彩虹一样，故选D。
答案：D
6．如图所示，a、b、c、d均为石墨电极，通电进行电解。下列说法中正确的是( )
甲 乙
A．乙池中d电极的电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑
B．a、c两极产生气体的物质的量相等
C．甲、乙两池中溶液的pH均保持不变
D．乙池中发生的反应为：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
答案：D
二、非选择题(本题包括3个小题，共52分)
7．(19分)如图为相互串联的甲、乙两个电解池，试回答下列问题。
(1)甲池若为用电解原理精炼铜的装置，A极是电解池的________，材料是________，电极反应式为______________________；B极是电解池的________，材料是________，电极反应式为________。
(2)乙池中若滴入少量酚酞溶液，开始一段时间后，Fe极附近呈________色。
(3)若乙电解池中的电解质溶液为等物质的量浓度的Cu(NO3)2和MgCl2溶液。分阶段写出乙池中电解反应的化学方程式：
_______________________________________________________
______________________________________________________。
(4)若甲池精炼铜时阴极增重12.8
g，则乙池阳极放出气体在标准状况下的体积为____________(不考虑气体溶解情况)。
解析：(4)甲池阴极反应为：Cu2＋＋2e－===Cu，生成n(Cu)＝＝0.2
mol，转移电子的物质的量n(e－)＝0.4
mol；乙池阳极反应为：2Cl－－2e－===Cl2↑，由电子守恒知生成Cl2为：n(Cl2)＝0.2
mol，故V(Cl2)＝4.48
L。
答案：(1)阴极 纯铜 Cu2＋＋2e－===Cu
阳极 粗铜 Cu－2e－===Cu2＋
(2)红 (3)第一阶段：CuCl2Cu＋Cl2↑；第二阶段：2H2O2H2↑＋O2↑ (4)4.48
L
8．(15分)冶炼铜矿石所获得的铜通常含有锌、铁、镍、银、金和铂等微量杂质，俗称粗铜。工业上通常通过电解法除去这些杂质制得精铜，以提高铜的使用价值，扩大铜的应用范围(几种金属的相对原子质量：Fe－56，Ni－59，Cu－64，Zn－65，Ag－108，Au－197)。
请完成下列问题：
(1)一般来说，电解精炼铜的初始电解质溶液里的阳离子是________，写出铜的电解精炼过程中的阴极反应式____。
(2)如果转移0.020
mol
e－，下列说法中一定正确的是_________。
①阴极质量增加0.64
g ②阳极质量减少0.64
g ③电解质溶液的质量保持不变 ④电解质溶液的温度保持不变
解析：电解精炼铜的电解质溶液一般为用硫酸酸化了的硫酸铜溶液，其中的阳离子是H＋和Cu2＋。粗铜中Fe、Zn、Ni均有可能放电转化为Fe2＋、Zn2＋、Ni2＋，Fe2＋、Zn2＋、Ni2＋、H＋和Cu2＋中放电能力Cu2＋最强，所以在阴极上放电的只有Cu2＋，当有0.020
mol
e－转移时阴极质量增加×64
g·mol－1＝0.64
g。Ag和Au都不能放电，只是以固态单质的形式沉积于电解槽的底部。Fe、Zn、Ni中，有相对原子质量比Cu大的，也有相对原子质量比Cu小的，且Fe、Zn、Ni的放电能力都强于Cu，首先在阳极上被溶解，因此阳极上放电的不只是铜，阳极质量减少量不固定，电解质溶液的质量也不会保持不变。在电解精炼铜的过程中，能量转化的形式主要是电能转化为化学能，但也有电能转化为热能，电解质溶液的温度肯定会变化。
答案：(1)H＋和Cu2＋ Cu2＋＋2e－===Cu (2)①
9．(18分)如图所示中的A为直流电源，B为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸，C为电镀槽，接通电路后，发现B上的c点显红色。请填空：
(1)电源A中a点为________极。
(2)滤纸B上发生的总反应方程式为_________________________
______________________________________________________。
(3)欲在电镀槽中实现铁上镀锌，接通K，使c、d两点短路，则电极e上发生的反应为____________，电极f上发生的反应为______________________，槽中盛放的电镀液可以是________或________(任填两种电解质溶液)。
解析：(1)根据c点变红知该极的反应为2H＋＋2e－===H2↑，即该极为阴极，与电源的负极相连，所以a点是正极。
(2)滤纸B上发生的总反应方程式为2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH。
(3)e为阳极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋；阴极上镀锌，则阴极反应为Zn2＋＋2e－===Zn；电镀液为含镀层离子的电解质溶液，所以可用ZnSO4溶液或ZnCl2溶液等。
答案：(1)正 (2)2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH
(3)Zn－2e－===Zn2＋ Zn2＋＋2e－===Zn ZnSO4溶液
ZnCl2溶液第3章
物质在水溶液中的行为
第4节
离子反应
第1课时
离子反应发生的条件
1．下列离子方程式正确的是( )
A．澄清石灰水与稀盐酸反应：Ca(OH)2＋2H＋===Ca2＋＋2H2O
B．碳酸钠溶液与盐酸反应：Na2CO3＋2H＋===2Na＋＋CO2↑＋H2O
C．稀硫酸与氢氧化钡溶液反应：H＋＋OH－＋Ba2＋＋SO===H2O＋BaSO4↓
D．氢氧化铜与稀硫酸反应：Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O
答案：D
2．能用H＋＋OH－===H2O表示的是( )
A．Ba(OH)2溶液和稀硫酸反应
B．NaOH溶液和盐酸反应
C．Cu(OH)2和稀硫酸反应
D．NaOH溶液和CO2反应
答案：B
3．下列各组离子中，能在强酸溶液里大量共存，并且溶液呈无色透明的是( )
A．MnO、K＋、Na＋、SO
B．Na＋、K＋、HCO、Cl－
C．Mg2＋、NH、Cl－、NO
D．Ba2＋、K＋、S2－、SO
解析：A项中的MnO为紫色，B项中的HCO能与强酸反应；C项各离子均不能发生反应；D项中的Ba2＋和SO可反应生成BaSO4沉淀，且S2－能与强酸反应。
答案：C
4．浓度均为0.1
mol·L－1的三种溶液等体积混合，充分反应后没有沉淀的一组溶液是( )
A．BaCl2、NaOH、NaHCO3
B．Na2CO3、MgCl2、H2SO4
C．AlCl3、NH3·H2O、NaOH
D．Ba(OH)2、CaCl2、Na2SO4
解析：A选项中会生成BaCO3沉淀，C选项会生成Al(OH)3沉淀，D中会生成BaSO4沉淀，只有B选项中无沉淀。
答案：B
5．在下列溶液中，离子一定能大量共存的是( )
A．强碱性溶液中：K＋、Al3＋、Cl－、SO
B．含有0.1
mol·L－1Fe3＋的溶液中：K＋、Mg2＋、I－、NO
C．含有0.1
mol·L－1
Ca2＋的溶液中：Na＋、K＋、CO、Cl－
D．室温下，pH＝1的溶液中：Na＋、Fe3＋、NO、SO
解析：强碱性溶液中Al3＋不能大量共存，A项不符合题意；
Fe3＋与I－之间发生氧化还原反应，不能大量共存，B项不符合题意；Ca2＋与CO反应生成CaCO3沉淀，二者不能大量共存，C项不符合题意；D项中不存在任何离子间的反应，符合题意。
答案：D
(时间：40分钟 分值：100分)
一、选择题(本题包括6个小题，每小题8分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1．水溶液中能大量共存的一组离子是( )
A．Na＋、Al3＋、Cl－、CO
B．H＋、Na＋、Fe2＋、MnO
C．K＋、Ca2＋、Cl－、NO
D．K＋、NH、OH－、SO
答案：C
2．能在水溶液中大量共存的一组离子是( )
A．H＋、Fe2＋、NO、SiO
B．Ag＋、Fe3＋、Cl－、SO
C．K＋、SO、Cu2＋、NO
D．NH、OH－、Cl－、HCO
答案：C
3．室温下，在强酸性和强碱性溶液中都不能大量共存的离子组是( )
A．NH、Cu2＋、Cl－、NO
B．K＋、Na＋、SO、S2－
C．K＋、Na＋、[Al(OH)4]－、SO
D．Ba2＋、Fe2＋、NO、Br－
解析：A项在强酸性溶液中可共存，B、C两项在强碱性溶液中可共存，D项在强酸中Fe2＋被NO氧化，在强碱中Fe2＋生成Fe(OH)2沉淀。
答案：D
4．下列反应的离子方程式书写正确的是( )
A．浓烧碱溶液中加入铝片：
Al＋2OH－＋2H2O===
[Al(OH)4]－＋H2↑
B．以石墨作电极电解氯化铝溶液：
2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑
C．硫酸亚铁溶液与稀硫酸、双氧水混合：
2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
D．硫酸氢钠溶液与足量氢氧化钡溶液混合：
2H＋＋SO＋Ba2＋＋2OH－===BaSO4↓＋2H2O
解析：A选项中电荷、电子得失不守恒，故不正确；由于电解产生的OH－会与Al3＋发生反应，故B不正确；C选项所给离子方程式符合要求，故C项正确；D选项不正确。
答案：C
5．在水溶液中能大量共存的一组离子是( )
A．Fe2＋、Al3＋、ClO－、Cl－
B．K＋、Cu2＋、OH－、NO
C．NH、Na＋、Br－、SO
D．Mg2＋、H＋、SiO、SO
解析：A项Fe2＋具有强还原性，ClO－具有强氧化性，二者能发生氧化还原反应；B项Cu2＋能与OH－反应生成Cu(OH)2沉淀；D项H＋能与SiO反应生成H2SiO3沉淀。
答案：C
6．某溶液中含有HCO、SO、Na＋、CH3COO－等四种离子，向其中加入足量的Na2O2固体后，溶液中离子浓度基本保持不变的是(假设溶液体积不变)( )
A．CH3COO－
B．SO
C．Na＋
D．HCO
解析：醋酸根离子浓度不会发生变化，故A项正确；过氧化钠具有氧化性，将亚硫酸根离子氧化成了硫酸根离子，离子浓度变化很大，故B项错误；过氧化钠和水反应生成了氢氧化钠，引进了大量钠离子，钠离子浓度变化很大，故C项错误；碳酸氢根离子和过氧化钠与水反应生成的氢氧根离子反应，碳酸氢根离子浓度大量减少，故D项错误。
答案：A
二、非选择题(本题包括3个小题，共52分)
7．(18分)某河道两旁有甲、乙两厂，它们排放的工业废水中，共含有K＋、Ag＋、Fe3＋、Cl－、OH－、NO六种离子。
(1)甲厂的废水明显呈碱性，故甲厂废水中所含的三种离子是________、________、________。
(2)乙厂的废水中含有另外三种离子。如果加一定量________(填“活性炭”“硫酸亚铁”或“铁粉”)，可以回收其中的金属________(填写元素符号)。
(3)另一种设想是将甲乙两厂的废水按适当的比例混合，可以使废水中的________________(填写离子符号)转化为沉淀，经过滤后的废水主要含有________(填写离子符号)，可用来灌溉农田。
解析：甲厂废水呈碱性，说明存在OH－，而Ag＋、Fe3＋与OH－不共存，故Ag＋和Fe3＋在乙厂废水中，又因为Ag＋与Cl－不共存，故Cl－在甲厂废水中，再根据电荷守恒，K＋必然在甲厂废水中。
答案：(1)OH－ Cl－ K＋ (2)铁粉 Ag (3)Ag＋、Fe3＋、Cl－、OH－ K＋、NO
8．(18分)有一固体混合物，可能由Na2CO3、Na2SO4、CuSO4、CaCl2、NaCl等物质组成。为鉴别它们，做了如下实验：①将固体混合物溶于水，搅拌后，得无色溶液；②在①所得的溶液中滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成；③过滤，然后在此白色沉淀中加入足量稀硝酸，沉淀完全消失。
(1)由此推断，固体混合物中肯定有________，肯定没有________________，可能会有________。
(2)写出上述过程可能发生反应的离子方程形式_____________
_____________________________________________________，
______________________________________________________。
解析：根据①溶液无色，说明没有Cu2＋，根据②和③判断一定没有SO，一定有CO，既然有CO，就一定没有Ca2＋。
答案：(1)Na2CO3 CuSO4、Na2SO4、CaCl2 NaCl
(2)Ba2＋＋CO===BaCO3↓
BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋CO2↑＋H2O
9．(16分)某溶液中可能有下列阴离子：SO、SO、S2－、Cl－。
(1)当溶液中存在大量H＋时，溶液中不能大量共存的离子是___。
(2)当溶液中存在大量Ba2＋时，溶液中不能大量共存的离子是____________。
(3)向溶液中通入足量Cl2后，____________离子在溶液中不能共存。
(4)当溶液中存在________离子时，上述阴离子都不能存在。
答案：(1)SO、S2－ (2)SO、SO、S2－ (3)SO、S2－
(4)Ag＋(其他合理答案也可)专题讲座(五) pH的相关计算
1．单一溶液pH
的计算。
(1)强酸溶液，如HnA，设浓度为c
mol·L－1，则：
[H＋]＝nc
mol·L－1，pH＝－lg(nc)。
(2)强碱溶液，如B(OH)n，设浓度为c
mol·L－1，[OH－]＝nc
mol·
L－1，则：[H＋]＝，pH＝14＋lg(nc)。
2．混合溶液(体积变化忽略不计)
pH
的计算。
(1)强酸与强酸混合。
[H＋]＝，pH＝－lg[H＋]。
(2)强碱与强碱混合(25
℃)。
[OH－]＝，
[H＋]＝，pH＝－lg[H＋]。
(3)强酸与强碱混合(25
℃)。
①恰好反应：pH＝7。
②酸过量：[H＋]＝，
pH＝－lg[H＋]。
③碱过量：[OH－]＝，
[H＋]＝，pH＝－lg[H＋]。
3．溶液稀释后pH的计算。
分类
酸(pH＝a)
碱(pH＝b)
弱酸
强酸
弱碱
强碱
稀释10n倍
a＋n
>b－n
b－n
无限稀释
pH趋向于7
[练习]________________________________________
1．25
℃时，0.01
mol·L－1的盐酸的pH＝__________。
答案：2
2．100
℃时，0.05
mol·L－1的Ba(OH)2的pH＝________(100
℃时，KW＝10－12)。
答案：11
3．25
℃时，pH＝5和pH＝3的两种盐酸以1∶2体积比混合pH＝________。
答案：3.2
4．25
℃时，将pH＝8的NaOH与pH＝11的NaOH溶液等体积混合pH＝________。
答案：10.7
5．25
℃时，常温下，将pH＝5的盐酸与pH＝9的NaOH溶液以体积比11∶9混合pH＝________。
答案：6
6．25
℃时，将0.1
mol·L－1的盐酸和0.06
mol·L－1的氢氧化钡溶液等体积混合pH＝________。
答案：12
7．25
℃时，1
mL
pH＝5的盐酸，加水稀释到10
mL
pH＝________；加水稀释到100
mL，pH________7。
答案：6 接近
8．25
℃时，1
mL
pH＝9的NaOH溶液，加水稀释到10
mL，pH＝________；加水稀释到100
mL，pH________7。
答案：8 接近
9．25
℃时，pH＝5的H2SO4溶液，加水稀释到500倍，则稀释后[SO]与[H＋]的比值为________。
答案：0.1
10．pH＝2和pH＝4的两种稀硫酸，等体积混合后，下列结论正确的是( )
A．[H＋]＝1×10－3
mol·L－1
B．[OH－]＝2×10－12
mol·L－1
C．pH＝2.3
D．pH＝3
答案：C
11．取浓度相同的NaOH和HCl溶液，以3∶2体积比相混合，所得溶液的pH等于12，则原溶液的浓度为( )
A．0.01
mol·L－1
B．0.017
mol·L－1
C．0.05
mol·L－1
D．0.50
mol·L－1
答案：C
12．将体积均为10
mL、pH均为3的盐酸和醋酸，加入水稀释至a
mL和b
mL，测得稀释后溶液的pH均为5，则稀释后溶液的体积( )
A．a＝b＝100
B．a＝b＝1
000
C．aD．a>b
答案：C第3章
物质在水溶液中的行为
第4节
离子反应
第2课时
离子反应的应用
1．下列某种仪器中盛有一定量的高锰酸钾溶液，甲同学平视读数为n
mL，乙同学仰视读数为x
mL，丙同学俯视读数为y
mL。若x>n>y，则该仪器是( )
A．酸式滴定管
B．量筒
C．容量瓶
D．碱式滴定管
解析：仰视读数时数值偏大，俯视读数时数值偏小，即小刻度在上，大刻度在下，因此该仪器是滴定管。又因为盛放的高锰酸钾溶液具有氧化性，故应是酸式滴定管。
答案：A
2．下列有关滴定操作的顺序正确的是( )
①检查滴定管是否漏水 ②用蒸馏水洗涤玻璃仪器 ③用标准溶液润洗盛标准溶液的滴定管，用待测液润洗盛待测液的滴定管 ④装标准溶液和待测液并调整液面(记录初读数) ⑤取一定体积的待测液于锥形瓶中 ⑥滴定操作
A．①③②④⑤⑥
B．①②③④⑤⑥
C．②③①④⑤⑥
D．④⑤①②③⑥
解析：中和滴定按照检漏、洗涤、润洗、装液、取待测液、滴定等顺序操作，则操作顺序为：①②③④⑤⑥。
答案：B
3．下列根据实验现象得出的结论中，一定正确的是( )
A．某无色溶液能使红色石蕊试纸变蓝，结论：该溶液一定是碱溶液
B．某无色溶液加入稀HNO3酸化的BaCl2溶液产生白色沉淀，结论：该溶液中一定含有SO
C．某无色溶液焰色反应呈黄色，结论：该溶液中一定含有Na＋
D．某无色溶液加入Na2CO3溶液产生白色沉淀，结论：该溶液中一定含Ca2＋
答案：C
4．四个试剂瓶中分别盛有NaNO3溶液、Na2CO3溶液、Na2SO4溶液和NaCl溶液，就如何检验这四种溶液分别解答下列问题。
在四支试管中分别取四种溶液各1
mL，做下列实验。
(1)在四支试管中分别滴入______，出现______现象的是______，离子方程式是_____________________________________
______________________________________________________。
(2)在剩余三支试管中分别滴入________，出现________现象的是________，离子方程式是___________________________________
______________________________________________________。
(3)在剩余两支试管中分别滴入________，出现________现象的是________，离子方程式是____________________________________
______________________________________________________。
三次实验中都没有明显现象的是_________________________。
解析：在四支试管中分别滴入HNO3，有气体产生的原溶液是Na2CO3溶液，其离子方程式是：CO＋2H＋===H2O＋CO2↑。在剩余三支试管中分别滴入Ba(NO3)2溶液，产生白色沉淀的原溶液是Na2SO4溶液。在剩余两支试管中分别滴入AgNO3溶液，产生白色沉淀的原溶液是NaCl溶液。三次实验中都没有明显现象的是NaNO3溶液。
答案：(1)稀HNO3 气泡(或有气体产生) Na2CO3溶液 CO＋2H＋===H2O＋CO2↑
(2)Ba(NO3)2溶液 白色沉淀 Na2SO4溶液 Ba2＋＋SO===BaSO4↓
(3)AgNO3溶液 白色沉淀 NaCl溶液 Ag＋＋Cl－===AgCl↓ NaNO3溶液
5．在中和滴定操作过程中，有以下各项因操作不当引起的实验误差，用“偏高”“偏低”或“无变化”填空：
(1)滴定管用蒸馏水洗净后，未用已知浓度的标准溶液润洗，使滴定结果________；
(2)锥形瓶用蒸馏水洗净后，又用待测溶液润洗，使滴定结果________；
(3)滴定管(装标准溶液)在滴定前尖嘴外有气泡，滴定过程中气泡消失，使滴定结果________；
(4)滴定前平视，滴定终点俯视，使滴定结果________；
(5)用NaOH溶液滴定盐酸(酚酞作指示剂)，当加入一滴NaOH溶液时溶液呈浅红色，此时便停止滴定，使滴定结果________；
(6)用含Na2O杂质的NaOH固体来配制已知浓度的标准溶液，用于滴定未知浓度的盐酸，使测得盐酸的浓度________；
(7)用含Na2CO3杂质的NaOH固体来配制已知浓度的标准溶液，用于滴定未知浓度的盐酸，使测得盐酸的浓度________；
(8)洗涤锥形瓶中，误把稀食盐水当作蒸馏水，然后用锥形瓶装待测的盐酸，用NaOH标准溶液滴定时，测得的结果________。
解析：中和滴定误差分析的依据是c(待)＝，若向待测溶液(置于锥形瓶)中滴加标准溶液(置于滴定管)，则由V(标)来分析实验误差。(1)滴定管装液前未用标准溶液润洗，会使标准溶液被稀释，导致所耗V(标)偏大，使测定的c(待)偏高。(3)气泡的体积计入标准溶液，结果偏高。(4)滴定终点俯视读数，将使V(标)偏低，因而c(待)偏低。(5)滴定终点判断提前(应保持半分钟内不退色)，结果偏低。(6)NaOH中含有Na2O，则标准溶液的浓度已经偏高(62
g
Na2O相当于80
g
NaOH)，因而所需滴入的标准溶液的体积偏小，测得结果偏低。(7)相同质量的Na2CO3和NaOH，Na2CO3消耗HCl的量少，所以中和一定量的盐酸所需标准液的体积偏大，即V(标)偏高，结果偏高。(8)稀食盐水对结果无影响。
答案：(1)偏高 (2)偏高 (3)偏高 (4)偏低 (5)偏低 偏低 (7)偏高 (8)无变化
(时间：40分钟 分值：100分)
一、选择题(本题包括6个小题，每小题8分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1．如图表示50
mL滴定管中液面的位置，如果液面处的读数是a，则滴定管中液体的体积是( )
A．a
mL
B．(50－a)
mL
C．一定大于a
mL
D．一定大于(50－a)
mL
解析：滴定管的零刻度在上面，50
mL的刻度在下面，但刻度线以下仍有一部分容积，因此液体体积一定是大于(50－a)
mL。
答案：D
2．下列是一段关于中和滴定的实验叙述：
(1)取一锥形瓶，用待测NaOH溶液润洗两次；
(2)在锥形瓶中放入25
mL待测液NaOH溶液；
(3)加入几滴石蕊试剂作指示剂；
(4)取一支酸式滴定管，洗涤干净后；
(5)直接往其中注入标准酸溶液，进行滴定；
(6)左手旋转滴定管的玻璃活塞，右手不停摇动锥形瓶；
(7)两眼注视着滴定管内盐酸溶液液面下降，直至滴定终点。其中错误的是( )
A．(4)(6)(7)
B．(1)(5)(6)
(7)
C．(2)(5)(7)
D．(1)(3)(5)(7)
解析：操作(1)的锥形瓶只能用水洗。操作(3)中不能用石蕊作为中和滴定的指示剂，因为它的显色效果不明显。操作(5)中滴定管必须用标准液润洗后才能注入标准液。操作(7)中两眼应主要注视锥形瓶中溶液颜色的变化。
答案：D
3．用标准盐酸溶液滴定未知浓度的NaOH溶液，下列各操作中，会引起实验误差的是( )
A．取干燥洁净的酸式滴定管立即装入标准盐酸
B．用蒸馏水洗净锥形瓶后，立即装入一定体积的NaOH溶液后进行滴定
C．往盛有20.00
mL
NaOH溶液的锥形瓶中，滴入几滴酚酞指示剂后进行滴定
D．用蒸馏水洗净锥形瓶后，再用NaOH溶液润洗，然后装入一定体积的NaOH溶液
解析：滴定管若干燥洁净，不必用水洗涤，故也不需用标准液润洗，A不会引起误差；锥形瓶内存有少量蒸馏水，但待测液的物质的量不变，消耗标准液的体积不变，B不会引起误差；锥形瓶不能用待测液润洗，否则会使测定结果偏高。
答案：D
4．某无色溶液中只可能含有①Na＋、②Ba2＋、③Cl－、④Br－、⑤SO、⑥SO中的若干种(忽略水电离出的H＋、OH－)，依次进行下列实验，且每步所加试剂均过量，观察到的现象如下：
步骤
操作
现象
(1)
用pH试纸检验
溶液的pH大于7
(2)
向溶液中滴加氯水，再加入CCl4振荡，静置
CCl4层呈橙色
(3)
向所得溶液中加入Ba(NO3)2溶液和稀硝酸
有白色沉淀产生
(4)
过滤，向滤液中加入AgNO3溶液和稀硝酸
有白色沉淀产生
下列结论正确的是( )
A．肯定含有的离子是③④⑤
B．肯定没有的离子是②⑤
C．可能含有的离子是①⑥
D．不能确定的离子是③⑥
解析：(1)用pH试纸检验，溶液的pH大于7，说明溶液显碱性，故一定含有SO，因为所给离子只有SO水解后可以使溶液显碱性，进而可以判断无Ba2＋。
(2)向溶液中滴加氯水，再加入CCl4，振荡，静置，CCl4层呈橙色，说明原溶液中含有Br－。
(3)分液，向所得水溶液中加入Ba(NO3)2溶液和稀硝酸，有白色沉淀产生，结合(1)，可以判断原溶液中可能含有SO。
(4)过滤，向滤液中加入AgNO3溶液和稀硝酸，有白色沉淀产生，说明有Cl－存在，但因为(2)中已经引入了Cl－，故不能判断原溶液中是否有Cl－，据溶液电中性原理，得出有Na＋，综上所述，可以得出一定有的离子是Na＋、Br－、SO，一定没有的是Ba2＋，可能含有的是Cl－、SO。
答案：D
5．能鉴别MgI2、AgNO3、Na2CO3、Na[Al(OH)4]四种溶液的试剂是( )
A．HNO3
B．KOH
C．BaCl2
D．NaClO
解析：首先明确需要鉴别的四种溶液中存在的离子及一般的检验方法，MgI2可用碱或Ag＋或氧化性物质检验；AgNO3一般用Cl－生成白色沉淀检验；Na2CO3一般用酸检验；Na[Al(OH)4]用强酸检验，先生成白色沉淀，若强酸过量，沉淀会溶解，综合分析四个选项应选择HNO3。
答案：A
6．下列有关实验中，用所选试剂(括号内物质)不能使实验达到目的是( )
A．证明FeCl2溶液被氧化(KSCN溶液)
B．除去C2H6中的H2S气体(CuSO4溶液)
C．鉴别SO2和CO2两种气体(溴水)
D．检验Na2SO4溶液中是否混有NaCl(AgNO3)溶液
解析：A项中FeCl2溶液被氧化剂生成Fe3＋，遇KSCN溶液显血红色，故A正确；B项中的H2S气体与CuSO4溶液反应能生成黑色的CuS沉淀，故B正确；C项中的SO2能使溴水退色，而CO2不能，故C正确；D项中的Na2SO4溶液也能与AgNO3溶液反应生成白色沉淀，故D错误。
答案：D
二、非选择题(本题包括3个小题，共52分)
7．
(14分)某课外兴趣小组欲测定某NaOH溶液的浓度，其操作步骤如下：
①从碱式滴定管中放出20.00
mL待测溶液到锥形瓶中。
②将酸式滴定管用蒸馏水洗净，再用标准酸液润洗2～3次后，注入0.100
0
mol·L－1标准盐酸，调节滴定管的尖嘴部分充满溶液，并使液面处于“0”刻度以下的位置，记下读数。
③向锥形瓶中滴入酚酞作指示剂，进行滴定。滴定至指示剂刚好变色，且半分钟内颜色不再改变为止，测得消耗盐酸的体积为V1
mL。
④重复以上过程，但在滴定过程中向锥形瓶加入5
mL的蒸馏水，测得所耗盐酸的体积为V2
mL。
试回答下列问题：
(1)锥形瓶中的溶液从________色变为______色时，停止滴定。
(2)如图是某次滴定时的滴定管中的液面，其读数为________
mL。
(3)根据下列数据：
滴定次数
待测液体积/mL
标准盐酸体积/mL
滴定前读数/mL
滴定后读数/mL
第一次
20.00
0.50
25.40
第二次
20.00
4.00
29.10
请计算待测烧碱溶液的浓度为________
mol·L－1。
解析：(1)锥形瓶中的溶液从红色变为无色时，表明达到滴定终点。(2)滴定管读数时要使视线和凹液面的最低点相切，因此读数为22.60
mL。(3)V(HCl)＝[(25.40
mL－0.50
mL)＋(29.10
mL－4.00
mL)]/2＝25.00
mL，根据：c(NaOH)·V(NaOH)＝c(HCl)·V(HCl)得：c(NaOH)＝0.125
0
mol·L－1。
答案：(1)红 无 (2)22.60 (3)0.125
0
8．(18分)某同学设计如下实验方案，以分离KCl和BaCl2两种固体混合物：
试回答下列问题：
(1)B物质的化学式为________。
(2)该方案的明显失误是因某一步设计不当而使分离产物不纯，该步正确的方案应是______________________________________
______________________________________________________。
(3)若要测定原混合物中KCl和BaCl2的质量分数，除了要准确称量混合物的质量外，至少还要获得的数据是____________的质量。
解析：(1)要分离KCl和BaCl2两种固体混合物，据已设计的合成路线知，加入过量K2CO3溶液使BaCl2完全转化成BaCO3沉淀。将沉淀洗涤，与盐酸反应后蒸发、干燥得到的固体B为BaCl2。(2)加入过量K2CO3溶液后所得的滤液中有KCl和K2CO3，因此步骤⑥应先在滤液中加过量盐酸与K2CO3反应，使之转化为KCl后，再蒸发结晶得到纯净的KCl。(3)固体B(BaCl2)中的所有钡离子全部来源于原混合物，因此，只要测得固体B或沉淀物A′的质量，据“钡量”守恒可确定BaCl2和KCl的质量分数。
答案：(1)BaCl2 (2)步骤⑥应先在滤液中加过量盐酸，然后再蒸发结晶得到固体C
(3)沉淀A′或固体B
9．(20分)氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下：
依据上图，完成下列填空：
(1)在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生反应的化学方程式为__________________。与电源负极相连的电极附近，溶液pH________(填“不变”“升高”或“下降”)。
(2)工业食盐含Ca2＋、Mg2＋等杂质。精制过程中发生反应的离子方程式为_______________________________________________、
______________________。
(3)如果精盐中SO含量较高，必须添加钡试剂除去SO，该钡试剂可以是
________(填“a”“b”或“c”)。
a．Ba(OH)2 b．Ba(NO3)2 c．BaCl2
(4)为了有效除去Ca2＋、Mg2＋、SO，加入试剂的合理顺序为________(填“a”“b”或“c”)。
a．先加NaOH，后加Na2CO3，再加钡试剂
b．先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3
c．先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3
(5)脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过________、冷却、________(填操作名称)除去NaCl。
(6)在隔膜法电解食盐水时，电解槽分隔为阴极区和阳极区，防止Cl2与NaOH反应；采取无隔膜电解冷的食盐水时，Cl2与NaOH充分接触，产物仅是NaClO和H2，相应的化学方程式为___________。
解析：第(1)问要熟练运用电解原理，与电源正极相连的电极是电解池的阳极，应是溶液中的Cl－发生氧化反应，而电解池的阴极反应为2H＋＋2e－===H2↑，阴极附近c(H＋)减小，导致水的电离平衡破坏，使周围c(OH－)增大。第(2)问中如何除去Ca2＋、Mg2＋，由题中信息知，这步加了NaOH、Na2CO3溶液，根据Ca2＋、Mg2＋的特性，加NaOH是与Mg2＋生成Mg(OH)2沉淀，加Na2CO3是与Ca2＋生成CaCO3沉淀。第(3)问要遵循除杂质不能带进新的杂质的原则，因此Ba(NO3)2不能加入，而题中BaCl2、Ba(OH)2两种试剂皆可。第(4)问考虑问题的出发点是为使杂质离子“除净”，所加试剂均应“稍过量”，为使后加试剂有利于除去先加试剂的过量离子，应把加入Na2CO3放在加入钡试剂之后，而钡试剂与NaOH加入的先后顺序可以颠倒。第(5)问分析题中信息得，脱盐前为10%
NaOH、10%
NaCl溶液，脱盐后为50%
NaOH溶液和NaCl晶体，显然需要蒸发、过滤。第(6)问，因电解得到的Cl2与NaOH反应，可将NaCl电解方程式与Cl2和NaOH反应的方程式合并。
答案：(1)2Cl－－2e－===Cl2↑ 升高 (2)Ca2＋＋CO===
CaCO3↓
Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓ (3)ac (4)bc (5)蒸发 过滤
(6)NaCl＋H2ONaClO＋H2↑专题讲座(七) 酸碱中和滴定的拓展应用
中和滴定操作不仅适用于酸碱中和反应，还可迁移应用于氧化还原反应的定量测定。
(1)原理。
以氧化剂或还原剂为滴定剂，直接滴定一些具有还原性或氧化性的物质；或者间接滴定一些本身并没有氧化还原性，但能与某些氧化剂或还原剂反应的物质。
(2)试剂。
常见的用于滴定的氧化剂有KMnO4、K2Cr2O7、I2等。
常见的用于滴定的还原剂有亚铁盐、草酸、维生素C等。
(3)指示剂。
①氧化还原指示剂。
②专用指示剂，如在碘量法滴定中，可溶性淀粉溶液遇碘标准溶液变蓝。
③自身指示剂，如高锰酸钾标准溶液滴定草酸时，滴定终点为高锰酸钾溶液的紫红色。
(4)实例。
①KMnO4滴定H2C2O4溶液。
原理：2MnO＋6H＋＋5H2C2O4===10CO2↑＋2Mn2＋＋
8H2O。
指示剂：酸性KMnO4溶液本身呈紫色，不用另外选择指示剂，当滴入一滴KMnO4溶液后，溶液由无色变浅红色，且半分钟内不退色，说明达到滴定终点。
②Na2S2O3滴定碘液。
原理：2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI。
指示剂：用淀粉作指示剂，当滴入一滴Na2S2O3溶液后，溶液的蓝色退去，且不立即恢复原色，说明达到滴定终点。
[练习]________________________________________
1．氧化还原滴定实验同中和滴定类似(用已知浓度的氧化剂溶液滴定未知浓度的还原剂溶液或反之)。现有0.01
mol·L－1酸性KMnO4溶液和未知浓度的无色Na2SO3溶液，反应的离子方程式为2MnO＋5SO＋6H＋===2Mn2＋＋5SO＋3H2O。填空回答问题(已知Na2SO3溶液呈碱性)：
(1)该滴定实验中使用的仪器除铁架台、滴定管夹、烧杯外，还需用下列中的________(填序号)。
A．酸式滴定管(50
mL) B．碱式滴定管
C．量筒(10
mL)
D．锥形瓶 E．胶头滴管 F．漏斗
(2)不用________(填“酸”或“碱”)式滴定管盛放高锰酸钾溶液，原因_________________________________________________。
(3)选何种指示剂，说明理由_____________________________。
(4)滴定前平视KMnO4溶液的液面，刻度为a
mL，滴定后俯视液面刻度为b
mL，则(b－a)
mL比实际消耗KMnO4溶液体积________(填“多”或“少”)。根据(b－a)
mL计算，得到的待测液浓度比实际浓度____________(填“大”或“小”)。
解析：因酸性KMnO4溶液具有强氧化性，能氧化橡胶，因此盛放酸性KMnO4溶液应用酸式滴定管，Na2SO3溶液呈碱性，应用碱式滴定管量取，除此之外，还需用锥形瓶。因恰好反应时KMnO4溶液紫色褪去，故不需指示剂，若滴定前平视，滴定后俯视，会使(b－a)偏小，从而测得Na2SO3的浓度偏小。
答案：(1)ABD
(2)碱 KMnO4溶液能把橡胶管氧化
(3)不用指示剂，因为高锰酸钾被还原剂还原成Mn2＋，紫红色褪去，所以不需要指示剂 (4)少 小
2．硫代硫酸钠(Na2S2O3)是常用的还原剂。在维生素C(化学式C6H8O6)的水溶液中加入过量I2溶液，使维生素C完全氧化，剩余的I2用Na2S2O3溶液滴定，可测定溶液中维生素C的含量。发生的反应：C6H8O6＋I2===C6H6O6＋2H＋＋2I－，2S2O＋I2===S4O＋2I－。
在一定体积的某维生素C溶液中加入a
mol·L－1
I2溶液V1
mL，充分反应后，用Na2S2O3溶液滴定剩余的I2，消耗b
mol·L－1
Na2S2O3溶液V2
mL。该溶液中维生素C的物质的量是________mol。
解析：由题目给出的两个离子方程式知，n(I2)＝n(C6H8O6)＋0.5n(S2O)，即aV1×10－3＝n(C6H8O6)＋0.5bV2×10－3，则n(C6H8O6)＝。
答案：
3．(2015·课标全国Ⅱ卷)二氧化氯(ClO2，黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂，实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料，通过以下过程制备ClO2：
用右图装置可以测定混合气中ClO2的含量：
Ⅰ.在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用50
mL水溶解后，再加入3
mL稀硫酸；
Ⅱ.在玻璃液封装置中加入水，使液面没过玻璃液封管的管口；
Ⅲ.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收；
Ⅳ.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中；
Ⅴ.用0.100
0
mol·L－1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(I2＋2S2O===2I－＋S4O)，指示剂显示终点时共用去20.00
mL硫代硫酸钠溶液。
在此过程中：
(1)锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为_____________。
(2)玻璃液封装置的作用是_______________________________。
(3)V中加入的指示剂通常为__________，滴定至终点的现象是
______________________________________________________。
(4)测得混合气中ClO2的质量为__________
g。
解析：(1)二氧化氯具有强氧化性，I－具有还原性，二者在酸性环境中发生氧化还原反应，离子方程式为：2ClO2＋10I－＋8H＋===
2Cl－＋5I2＋4H2O.(2)该实验中二氧化氯不一定被完全吸收，玻璃液封装置用来吸收残余的二氧化氯。(3)碘遇淀粉变蓝，用硫代硫酸钠标准溶液滴定I2时，可选用淀粉溶液作指示剂，达到滴定终点时，溶液由蓝色变为无色，且保持半分钟不变色。(4)ClO2
、I2和Na2S2O3之间的关系式为：2ClO2
～5I2～10Na2S2O3，则有n(ClO2)＝n(Na2S2O3)＝×0.100
0
mol·L－1×20.00×10－3L＝4×10－4
mol，m(ClO2)＝4×10－4
mol×67.5
g·mol－1＝0.0
270
g。
答案：(1)2ClO2＋10I－＋8H＋===2Cl－＋5I2＋4H2O (2)吸收残余的二氧化氯气体(避免碘的逸出) (3)淀粉溶液 溶液由蓝色变为无色，且半分钟内溶液颜色不再改变 (4)0.027
0第1章
化学反应与能量转化
第1节
化学反应的热效应
第1课时
反应热焓变
1．下列反应属于放热反应的是( )
A．Al与稀盐酸反应
B．C＋CO22CO
C．KClO3受热分解
D．NaOH溶于水
解析：金属与酸的置换反应是放热反应；C与CO2的反应是吸热反应；KClO3的分解反应为吸热反应；NaOH溶于水不是化学反应。
答案：A
2.由图分析，下列说法正确的是( )
A．A→B＋C和B＋C→A两个反应吸收或放出的能量不等
B．A→B＋C ΔH＜0
C．A具有的焓高于B和C具有焓的总和
D．A→B＋C ΔH＞0，则B＋C→A ΔH＜0
解析：由图可看出，B＋C的焓高于A的焓，则反应B＋C→A一定是放热反应，ΔH＜0；反之，A→B＋C的反应一定是吸热反应。根据能量守恒定律，两反应吸收和放出的能量一定相等。
答案：D
3．反应A＋B―→C(ΔH＜0)分两步进行：①A＋B―→X(ΔH＞0)，②X―→C(ΔH＜0)。下列各项中，能正确表示总反应过程中能量变化的是( )
答案：D
4．SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F键。已知：1
mol
S(s)转化为气态硫原子吸收能量280
kJ，断裂1
mol
F—F、S—F键需吸收的能量分别为160
kJ、330
kJ。则S(s)＋3F2(g)===SF6(g)的反应热ΔH为( )
A．－1
780
kJ·mol－1
B．－1
220
kJ·mol－1
C．－450
kJ·mol－1
D．＋430
kJ·mol－1
解析：化学反应的实质是旧键的断裂和新键的生成，旧键的断裂吸收能量，新键的生成放出能量，两个能量变化的总体效应即为反应的热效应。S(s)＋3F2(g)===SF6(g)的反应过程中旧键断裂吸收的能量为280
kJ＋160
kJ×3＝760
kJ，新键生成放出的能量为330
kJ×6＝1
980
kJ，反应放出1
220
kJ的能量，ΔH＝－1
220
kJ·mol－1。
答案：B
5．已知：H2(g)＋O2(g)H2O(g)反应过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。
(1)a、b、c分别代表什么意义？
a_______________；b________________；c__________________。
(2)该反应是放热反应还是吸热反应？________。ΔH大于零还是小于零？________。
(3)若已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH1＝－Q1，2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2＝－Q2，则ΔH1________ΔH2，Q1________Q2(填“＞”“＜”或“＝”)。
解析：(1)2H(g)＋O(g)与H2(g)＋O2(g)之间的能量差是H2(g)―→2H(g)和O2(g)―→O(g)过程中断开H—H键和OO键需吸收的能量，所以a代表旧键断裂吸收的能量；b代表2H(g)和O(g)结合成氢氧键所放出的能量；c代表反应放出的能量。(2)由图可知该反应中反应物总能量大于生成物总能量，所以该反应为放热反应，ΔH＜0。(3)比较ΔH大小时，要连同“＋”“－”包含在内；如果只比较反应放出热量的多少，则只比较数值大小，与“＋”“－”无关。
答案：(1)代表旧键断裂吸收的能量 代表新键形成放出的能量 代表反应放出的能量 (2)放热反应 小于零 (3)＞ ＜
(时间：40分钟 分值：100分)
一、选择题(本题包括7个小题，每小题8分，共56分。每小题只有一个选项符合题意)
1．固体酒精是目前饭桌上常用的火锅燃料，关于固体酒精燃烧过程的叙述正确的是( )
A．不发生状态变化
B．反应中化学能转化为热能
C．没有化学键断裂
D．不存在氧化还原反应
解析：固体酒精的燃烧是放热反应，反应中化学能转化为热能。该反应也是氧化还原反应，存在化学键的断裂和生成。
答案：B
2．下列反应中，生成物的总能量大于反应物的总能量的是( )
A．氢气在氧气中燃烧
B．铁丝在氧气中燃烧
C．硫在氧气中燃烧
D．焦炭在高温下与水蒸气反应
解析：A、B、C三项均为放热反应，说明它们的反应物的总能量大于生成物的总能量，多余的能量以热能的形式放出；而D项为吸热反应，正好相反，故D项正确。
答案：D
3．已知反应A＋B===C＋D为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是( )
A．A的能量一定高于C
B．B的能量一定高于D
C．A和B的能量总和一定高于C和D的能量总和
D．因该反应为放热反应，故不必加热就可进行
解析：所有反应物的总能量高于所有生成物的总能量时，反应为放热反应。
答案：C
4．下列变化一定是放热的化学反应的是( )
A．H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44.0
kJ·mol－1
B．2HI(g)===H2(g)＋I2(g)
C．形成化学键时共放出能量862
kJ的化学反应
D．能量变化如图所示的化学反应
解析：A项，气态水变成液态水放出热量，但属于物理变化；B项，该反应为分解反应，是吸热反应；C项，未告诉断裂化学键吸收的能量，无法判断该反应是吸热反应还是放热反应；D项，反应物的总能量大于生成物的总能量，故该反应为放热反应。
答案：D
5.将V1
mL
1.00
mol·L－1盐酸和V2
mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如图所示(实验中始终保持V1＋V2＝50
mL)。下列叙述正确的是( )
A．做该实验时环境温度为22
℃
B．该实验表明化学能可以转化为热能
C．NaOH溶液的浓度约是1.00
mol·L－1
D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应
答案：B
6．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
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，故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，断裂吸收能量，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。
答案：D
7．已知1
mol
X2(g)完全燃烧生成X2O(g)放出热量a
kJ，且氧气中1
mol
O===O键完全断裂时吸收能量b
kJ，X2O中1
mol
X—O键形成时放出能量c
kJ，X2中1
mol
X—X键断裂时吸收的能量为( )
A．(4c－b＋2a)
kJ
B.
kJ
C．(4c＋b－2a)
kJ
D.
kJ
解析：本题考查了键能与反应中能量变化的关系。1
mol
X2完全燃烧生成
X2O(g)，放出热量为a
kJ，则2X2(g)＋O2(g)===2X2O(g)
ΔH＝－2a
kJ·mol－1，设1
mol
X—X键断裂时吸收能量为Q，有2Q＋b－4c＝－2a，求得Q＝
kJ，所以B项正确。
答案：B
二、非选择题(本题包括2个小题，共44分)
8．(22分)如图是一个简易测量物质反应是吸热还是放热的实验装置，利用此装置可以很方便地测得某反应是放热反应还是吸热反应。将镁片加入小试管内，然后注入足量的盐酸，请根据要求完成下列问题：
(1)有关反应的离子方程式是_______________________，试管中看到的现象是___________________________________________。
(2)U形管中液面A________(填“上升”或“下降”)，原因是
______________________________________________________；
说明此反应是________(填“放热”或“吸热”)反应。
(3)由实验推知，MgCl2溶液和H2的总能量________(填“大于”“小于”或“等于”)镁片和盐酸的总能量。
解析：镁片与盐酸的反应是放热反应，是由于反应物的总能量高于生成物的总能量，放出的热量使锥形瓶内气压增大，导致U形管左端液面下降，右端液面上升。
答案：(1)Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑ 镁片溶解，有气泡产生 (2)下降 反应放出的热量使锥形瓶内气压增加 放热 (3)小于
9．(22分)在一定条件下，A和B反应可生成C和D，其能量变化如下：
(1)下列关于反应A＋B===C＋D的说法正确的是________。
A．反应前后原子的种类和数目一定不变
B．该反应若有热量变化，则一定是氧化还原反应
C．若该反应为放热反应，则不需加热反应就一定能自发进行
D．反应物的总质量与生成物的总质量一定相等，且该反应遵循能量守恒
(2)若E1＜E2，则该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应，该反应的反应热为______________________________________。
解析：(1)每个反应都遵循质量守恒和能量守恒，故A、D两项正确。任何反应都伴随着能量变化，B项错误。某一反应是放热反应还是吸热反应与反应条件无关，加热是为了使旧化学键断裂，引发反应，C项错误。
(2)
答案：(1)AD (2)吸热 ΔH＝(E2－E1)
kJ·mol－1第3章
物质在水溶液中的行为
第2节
弱电解质的电离
盐类的水解
第2课时
盐类的水解
1．下列物质的水溶液，由于水解而呈酸性的是( )
A．NaHSO4
B．Na2CO3
C．HCl
D．CuCl2
解析：NaHSO4、HCl在溶液中发生电离：NaHSO4===Na＋＋
H＋＋SO，HCl===H＋＋Cl－，使溶液呈酸性；Na2CO3为强碱弱酸盐，溶液呈碱性；CuCl2为强酸弱碱盐，其溶液由于水解而呈酸性，D正确。
答案：D
2．pH＝4的醋酸和氯化铵溶液中，水的电离程度前者与后者比较为( )
A．大于
B．小于
C．等于
D．无法确定
解析：NH4Cl溶液中由于NH的水解，促进了水的电离；CH3COOH溶液中，由于CH3COOH电离出的H＋抑制了H2O的电离。
答案：B
3．下列各物质常温下发生水解，对应的离子方程式正确的是( )
A．Na2CO3：CO＋2H2OH2O＋CO2↑＋2OH－
B．NH4Cl：NH＋H2ONH3·H2O＋OH－
C．CuSO4：Cu2＋＋2H2OCu(OH)2＋2H＋
D．NaF：F－＋H2O===HF＋OH－
解析：多元弱酸根离子分步水解，多元弱碱阳离子一步完成，故A错误，C正确；B中电荷不守恒；D应用“”。
答案：C
4．物质的量浓度相同的下列溶液中，含粒子种类最多的是( )
A．CaCl2
B．CH3COONa
C．NH3
D．K2S
解析：CaCl2不水解，溶液中存在的粒子有Ca2＋、Cl－、OH－、H＋、H2O
5种；CH3COONa发生水解，溶液中存在Na＋、CH3COO－、CH3COOH、H＋、OH－、H2O
6种粒子；氨水中存在NH3、NH3·H2O、NH、OH－、H＋、H2O
6种粒子；K2S中S2－发生两步水解，溶液中存在K＋、S2－、HS－、H2S、OH－、H＋、H2O
7种粒子。
答案：D
5．相同物质的量浓度的NaCN和NaClO相比，NaCN溶液的pH较大，则同温同体积同浓度的HCN和HClO说法正确的是( )
A．电离程度：HCN＞HClO
B．pH：HClO＞HCN
C．与NaOH溶液恰好完全反应时，消耗NaOH的物质的量：HClO＞HCN
D．酸根离子浓度：[CN－]＜[ClO－]
解析：NaCN和NaClO都为强碱弱酸盐，相同物质的量浓度时NaCN溶液的pH较大，说明CN－水解的程度大，因此HCN比HClO的酸性更弱，电离程度：HCN＜HClO，A项错误。pH：HClO＜HCN，B项错误。由于都是一元酸，与NaOH完全反应时，消耗HClO和HCN的物质的量相同，C项错误。同浓度的HCN和HClO，酸性HCN＜HClO，[CN－]＜[ClO－]，D项正确。
答案：D
6．KHSO4溶液显_______性，用离子方程式表示为____________
______________________________________________________。
KHCO3溶液的pH______(填“>”“<”或“＝”)7，用离子方程式表示为____________________________。将上述两种溶液混合，现象是________________，离子方程式是_____________________。
解析：KHSO4为强酸酸式盐，完全电离显酸性，表示为：KHSO4===K＋＋H＋＋SO；KHCO3中的HCO的水解程度大于其电离程度，显碱性；当把两种溶液混合时，H＋会和HCO发生反应生成CO2气体，因此会有气泡产生，相关离子方程式为：H＋＋HCO===H2O＋CO2↑。
答案：酸 KHSO4===K＋＋H＋＋SO > HCO＋H2OH2CO3＋OH－ 产生气泡H＋＋HCO===H2O＋CO2↑
(时间：40分钟 分值：100分)
一、选择题(本题包括6个小题，每小题8分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1．下列关于盐溶液呈酸碱性的说法错误的是( )
A．盐溶液呈酸碱性的原因是破坏了水的电离平衡
B．NH4Cl溶液呈酸性是由于溶液中[H＋]>[OH－]
C．在CH3COONa溶液中，由水电离的[OH－]≠[H＋]
D．水电离出的H＋和OH－与盐中弱离子结合，造成盐溶液呈酸碱性
解析：盐溶液呈酸碱性的原因，就是破坏了水的电离平衡，使溶液中[OH－]≠[H＋]；溶液显酸性则一定有[H＋]>[OH－]；在CH3COONa溶液中，由于生成了弱电解质CH3COOH，使得[OH－]≠
[H＋]，故显碱性；水电离出的H＋和OH－与盐中弱酸根阴离子或弱碱阳离子结合生成弱电解质，正是盐溶液呈酸碱性的原因。
答案：C
2．实验测定NaHCO3溶液显碱性，下列说法中正确的是( )
A．在水溶液中，HCO仅仅发生水解
B．在水溶液中，HCO仅仅发生电离
C．在水溶液中，HCO的水解程度要大于电离程度
D．在水溶液中，HCO的电离程度要大于水解程度
解析：NaHCO3溶液中存在HCO的水解：HCO＋H2OH2CO3＋OH－，HCO的电离：HCOH＋＋CO，因NaHCO3溶液呈碱性，故其水解程度大于电离程度。
答案：C
3．在常温下，纯水中存在电离平衡H2OH＋＋OH－，如要使水的电离程度增大，并使[H＋]增大，应加入的物质是( )
A．NaHSO4
B．KAl(SO4)2
C．NaHCO3
D．CH3COONa
解析：NaHCO3溶液、CH3COONa溶液呈碱性，溶液中[H＋]减小，不符合题意；NaHSO4电离出的H＋抑制了水的电离；KAl(SO4)2电离的Al3＋水解，能促进水的电离，使溶液中[H＋]增大。
答案：B
4．一元酸HA溶液中，加入一定量强碱MOH溶液后，恰好完全反应，反应后的溶液中，下列判断一定正确的是( )
A．[A－]≥[M＋]
B．[A－]＝[M＋]
C．若MA不水解，则[OH－]<[H＋]
D．若MA水解，则[OH－]>[H＋]
答案：D
5．常温下，一定浓度的某溶液，由水电离出的[OH－]＝1.0×
10－4
mol·L－1，则该溶液中的溶质可能是( )
A．Al2(SO4)3
B．CH3COONa
C．NaOH
D．KHSO4
解析：常温下由纯水电离出的[H＋]＝[OH－]＝1.0×10－7mol·
L－1，因1.0×10－4＞1.0×10－7
，该溶液中的溶质是促进水的电离，且该溶液显碱性。
答案：B
6．物质的量浓度相同的下列溶液中，按pH由小到大的顺序排列的是( )
A．Na2CO3、NaHCO3、NaCl、NH4Cl
B．Na2CO3、NaHCO3、NH4Cl、NaCl
C．(NH4)2SO4、NH4Cl、NaNO3、Na2S
D．NH4Cl、(NH4)2SO4、Na2S、NaNO3
解析：Na2S、Na2CO3和NaHCO3水解后溶液都显碱性，pH>7，但CO水解程度比HCO大，故pH：Na2CO3>NaHCO3；NH4Cl和(NH4)2SO4水解后溶液都显酸性，则pH<7，(NH4)2SO4中NH浓度大，故pH：NH4Cl>(NH4)2SO4；NaCl和NaNO3均不水解，故pH＝7，C项正确。
答案：C
二、非选择题(本题包括3个小题，共52分)
7．(12分)(1)常温下，0.1
mol·L－1的下列五种溶液，其pH由大到小的排列顺序是__________。
①CH3COOH ②NaClO ③NH4Cl ④NaCl
⑤CH3COONa
(2)室温下pH＝9的NaOH溶液和pH＝9的CH3COONa溶液，设由水电离产生的OH－的物质的量浓度分别为A和B，则A∶B＝__________。
解析：(1)先按酸性、中性、碱性分类，再按电离和水解规律排序。NH4Cl和CH3COOH呈酸性，浓度相等时，CH3COOH的酸性强于NH4Cl，即pH：①<③。NaCl溶液呈中性。CH3COONa和NaClO溶液呈碱性，因酸性CH3COOH>HClO，则ClO－的水解程度大于CH3COO－，即pH：⑤<②，综合分析可知pH由大到小的顺序为：②>⑤>④>③>①。
(2)水的电离平衡为H2OH＋＋OH－。在NaOH溶液中，由于加入了OH－，水的电离平衡向逆反应方向移动，[H＋]减小。在pH＝9的NaOH溶液中，[H＋]水＝10－9
mol·L－1，其H＋全部是水电离产生出来的。因为[H＋]水＝[OH－]水，即A＝10－9
mol·L－1。在CH3COONa溶液中，由于CH3COO－离子结合了水中的H＋，水的电离平衡向正反应方向移动，[OH－]增大。在pH＝9的CH3COONa溶液中，[OH－]＝1×10－5
mol·L－1，其OH－全部是水电离产生的，即B＝10－5
mol·L－1，所以，A∶B＝10－9
mol·L－1∶10－5
mol·L－1＝10－4∶1。
答案：(1)②>⑤>④>③>①
(2)10－4∶1(或1∶10
000)
8．(20分)25
℃时，pH＝2的某酸HnA(An－为酸根)与pH＝12的某碱B(OH)m等体积混合，混合液的pH＝5。
(1)写出生成的正盐的化学式________。
(2)该盐中存在着一定水解的离子，该水解的离子方程式为________________________________________________________________________。
(3)简述该混合液呈酸性的原因___________________________
_____________________________________________________。
(4)写出HnA的电离方程式______________________________。
解析：当酸中[H＋]等于碱中[OH－]时，二者等体积混合后，溶液的酸碱性是由过量的酸或碱决定的。(1)HnA中酸根离子带n个单位的负电荷(An－)，B(OH)m中阳离子带m个单位的正电荷(Bm＋)，则正盐的化学式为BnAm。(2)pH＝2的酸HnA中[H＋]＝10－2
mol·L－1，pH＝12的B(OH)m中[OH－]＝10－2
mol·L－1，当二者等体积混合后溶液pH＝5，酸过量，说明HnA一定为弱酸，故An－一定水解。(3)由于酸一定为弱酸，当HnA与B(OH)m等体积混合后，酸有剩余导致溶液显酸性。
答案：(1)BnAm (2)An－＋H2OHA(n－1)－＋OH－ (3)HnA为弱酸，当HnA与B(OH)m等体积混合后，酸有剩余
(4)HnAH(n－1)A－＋H＋
9．(20分)常温下，将某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合，两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表：
实验编号
HA物质的量浓度/(mol·L－1)
NaOH物质的量浓度/(mol·L－1)
混合溶液的pH
①
0.1
0.1
pH＝9
②
c
0.2
pH＝7
③
0.2
0.1
pH＜7
请回答：
(1)从①组情况分析，HA是强酸还是弱酸？________(填“强酸”或“弱酸”)。
(2)②组情况表明，c__________(填“大于”“小于”或“等于”)0.2
mol·L－1。混合液中离子浓度[A－]与[Na＋]的大小关系是__________________。
(3)从③组实验结果分析，说明HA的电离程度________(填“大于”“小于”或“等于”)NaA的水解程度，该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是___________________________________。
解析：(1)从①组情况分析，等体积等物质的量浓度的HA和NaOH溶液混合后，溶液显碱性，说明生成强碱弱酸盐，说明HA是弱酸。(2)②组中NaOH的物质的量浓度为0.2
mol·L－1，混合后溶液显中性，说明HA稍过量，HA的物质的量浓度应大于0.2
mol·L－1。根据电中性原理，混合液中离子浓度[Na＋]＝[A－]。(3)③组中HA与NaOH溶液反应后得到等物质的量浓度的NaA和HA的混合液，因混合溶液的pH＜7，则HA的电离程度大于A－的水解程度。此溶液中存在电荷守恒：[Na＋]＋[H＋]＝[OH－]＋[A－]。因[H＋]＞[OH－]，故[A－]＞[Na＋]，即混合液中离子浓度大小顺序为：[A－]＞[Na＋]＞
[H＋]＞[OH－]。
答案：(1)弱酸 (2)大于 [A－]＝[Na＋]
(3)大于 [A－]＞[Na＋]＞[H＋]＞[OH－]第3章检测题
(时间：90分钟 分值：100分)
一、选择题(本题包括15个小题，每小题3分，共45分。每小题仅有一个选项符合题意)
1．下列溶液一定呈中性的是( )
A．pH＝7的溶液
B．[H＋]＝[OH－]＝10－6
mol·L－1的溶液
C．[H＋]水＝[OH－]
水的溶液
D．酸与碱恰好完全反应生成正盐的溶液
答案：B
2．氢氰酸(HCN)的下列性质中，不能说明它是弱电解质的是( )
A．1
mol·L－1氢氰酸溶液的pH约为3
B．同浓度的盐酸比HCN溶液导电性强
C．同浓度同体积的HCN溶液和NaOH溶液混合，溶液呈碱性
D．10
mL
1
mol·L－1HCN恰好与10
mL
1
mol·L－1
NaOH溶液完全反应
解析：弱酸在溶液中不能完全电离，其电离产生的离子的浓度小于溶质的浓度，能说明氢氰酸为弱酸；同浓度的强、弱电解质溶液，强电解质溶液中离子浓度，导电性强，能说明氢氰酸为弱酸；同浓度同体积的HCN溶液和NaOH溶液混合，生成NaCN为强碱弱酸盐，NaCN水解溶液呈碱性，能说明氢氰酸为弱酸；10
mL
1
mol·L－1HCN和10
mL
1
mol·L－1
NaOH溶液中酸碱物质的量相同，能完全反应，但不能说明氢氰酸为弱酸。
答案：D
3．下列方程式书写正确的是( )
A．NaHSO4在水溶液中的电离方程式：NaHSO4===Na＋＋HSO
B．H2SO3的电离方程式：H2SO32H＋＋SO
C．CO的水解方程式：CO3＋H2OHCO＋OH－
D．CaCO3沉淀溶解平衡方程式：CaCO3(s)===Ca2＋(aq)＋CO3(aq)
解析：NaHSO4为强酸的酸式盐，在水溶液中完全电离，A项错误；H2SO3为二元弱酸，分步电离，B项错误；CO为二元弱酸的酸根，分步水解，C项正确；CaCO3沉淀溶解为可逆反应，应该用可逆号连接，D项错误。
答案：C
4．下列四种溶液中，水的电离程度最大的是( )
A．pH＝5的NH4Cl溶液
B．pH＝5的NaHSO4溶液
C．pH＝8的CH3COONa溶液
D．pH＝8的NaOH溶液
解析：B、D选项抑制水的电离，A、C选项促进水的电离。A中水电离出的[H＋]＝10－5
mol·L－1，C中水电离出的[OH－]＝10－6
mol·L－1，A中数值大，水的电离程度大。
答案：A
5．在由水电离出的[H＋]＝10－14
mol·L－1的溶液中，一定能大量共存的离子组是( )
A．K＋、Fe2＋、SO、MnO
B．Na＋、Cl－、NO、SO
C．Al3＋、NH、Cl－、SO
D．Na＋、[Al(OH)4]－、Br－、Cl－
解析：水电离出的[H＋]＝10－14
mol·L－1的溶液可能呈酸性(有大量H＋)，也可能呈碱性(有大量OH－)。A项中：MnO具有强氧化性，能把具有还原性的Fe2＋和SO氧化而不能共存；B项中：各离子与H＋或OH－都能大量共存；C项中：Al3＋、NH与OH－能反应，分别生成Al(OH)3沉淀和NH3·H2O；D项中：[Al(OH)4]－与H＋、H2O生成Al(OH)3沉淀；综上所述，应选B项。
答案：B
6．室温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A．饱和氯水中：Cl－、NO、Na＋、SO
B．[H＋]＝1.0×10－13mol·L－1溶液中：K＋、SO、Br－
C．Na2S溶液中：SO、K＋、Cl－、Cu2＋
D．pH＝12的溶液中：NO、I－、Na＋、Al3＋
答案：B
7．在25
℃时，向V
mL
pH＝m的HNO3中滴加pH＝n的KOH溶液10V
mL时，溶液中NO的物质的量恰好等于加入的K＋的物质的量，则m＋n的值为( )
A．13
B．14
C．15
D．不能确定
解析：溶液中NO的物质的量恰好等于加入K＋的物质的量，说明反应HNO3＋KOH===KNO3＋H2O恰好完全进行，溶液呈中性，故n(HNO3)＝n(KOH)，即V×10－3×10－m＝10V×10－3×10n－14，解得：m＋n＝13。
答案：A
8．pH＝3的两种一元酸HX和HY溶液，分别取50
mL。加入足量的镁粉，充分反应后，收集到H2的体积分别为V(HX)和V(HY)，若V(HX)＞V(HY)，则下列说法正确的是( )
A．HX可能是强酸
B.
HX的酸性强于HY的酸性
C．HY一定是强酸
D．反应开始时二者生成H2的速率相等
答案：D
9．下列有关叙述正确的是( )
A．在中和滴定中，既可用标准溶液滴定待测溶液，也可用待测溶液滴定标准溶液
B．进行中和滴定操作时，眼睛要始终注视滴定管内溶液液面的变化
C．用标准液滴定待测液时，最后仰视读数，结果偏小
D．滴定过程中，溶液颜色发生变化，即达到了滴定终点
解析：进行中和滴定操作时，眼睛要始终注视锥形瓶内溶液颜色的变化；用标准液滴定待测液时，最后仰视读数，结果偏大；判断滴定终点时应使溶液变色后保持半分钟不变色。
答案：A
10．(2015·山东卷)室温下向10
mL
0.1
mol·L－1NaOH溶液中加入0.1
mol·L－1的一元酸HA溶液pH的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A．a点所示溶液中[Na＋]>[A—]>[H＋]>[HA]
B．a、b两点所示溶液中水的电离程度相同
C．pH＝7时，[Na＋]＝[A—]＋[HA]
D．b点所示溶液中[A—]>[HA]
答案：D
11．下列与盐类水解有关的叙述不正确的是( )
A．对于0.1
mol·L－1Na2SO3溶液，升高温度，溶液碱性增强
B．在NH4Cl溶液中加入镁条会产生气泡
C．直接加热蒸干MgCl2、Al(NO3)3、Fe2(SO4)3三种物质的溶液，均不能得到原溶质
D．配制FeCl3溶液时，要在溶液中加入少量盐酸
答案：C
12．(2015·天津卷)室温下，将0.05
mol
Na2CO3固体溶于水配成100
mL溶液，向溶液中加入下列物质。有关结论正确的是( )
选项
加入的物质
结论
A
50
mL
1
mol·L－1H2SO4
反应结束后，[Na＋]＝[SO]
B
0.05
mol
CaO
溶液中eq
\f([OH－],[HCO])增大
C
50
mL
H2O
由水电离出的[H＋]·[OH—]不变
D
0.1
mol
NaHSO4固体
反应完全后，溶液pH减小，[Na＋]不变
答案：B
13．根据下表提供的数据，判断在等浓度的NaClO、NaHCO3混合溶液中，各种离子浓度关系正确的是( )
化学式
电离常数
HClO
K＝3×10－8
H2CO3
K1＝4.3×10－7
K2＝5.6×10－11
A.
[HCO]>[ClO－]>[OH－]
B．[ClO－]>[HCO]>[H＋]
C．[HClO]＋[ClO－]＝[HCO]＋[H2CO3]
D．[Na＋]＋[H＋]＝[HCO]＋[ClO－]＋[OH－]
答案：A
14．室温下，将一元酸HA溶液和KOH溶液等体积混合，实验数据如下表：
实验编号
起始浓度/(mol·L－1)
反应后溶液的pH
[HA]
[KOH]
①
0.1
0.1
9
②
x
0.2
7
下列判断不正确的是( )
A．实验①反应后的溶液中：[K＋]>[A－]>[OH－]>[H＋]
B．实验①反应后的溶液中：[OH－]＝[K＋]－[A－]＝
mol·L－1
C．实验②反应后的溶液中：[A－]＋[HA]>0.1
mol·L－1
D．实验②反应后的溶液中：[K＋]＝[A－]>[OH－]＝[H＋]
答案：B
15．某温度时，AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说
法正确的是( )
A．加入AgNO3，可以使溶液由c点变到d点
B．加入少量水，平衡右移，Cl－浓度减小
C．d点没有AgCl沉淀生成
D．c点对应的K等于a点对应的K
解析：A项，加入AgNO3，使溶液中Ag＋的浓度增大，由于K只与温度有关，温度不变，K不变，Cl－的浓度减小，而溶液c点与d点的Cl－离子的浓度相等，错误；B项，加入少量水，对溶液中的离子的浓度起到了稀释作用，平衡右移，这时溶液中的沉淀会继续溶解电离，最终使溶液中的各种离子的浓度保持不变，错误；C项，在d点时由于[Ag＋]·[Cl－]>Ksp，所以会产生AgCl沉淀，错误；D项，由于这是在某一温度时的AgCl的沉淀溶解平衡曲线，物质的溶度积常数只与温度有关，而与物质的浓度无关。所以c点对应的Ksp等于a点对应的Ksp，正确。
答案：D
二、非选择题(本题包括5个小题，共55分)
16．(12分)物质在水中可能存在电离平衡、盐的水解平衡和沉淀的溶解平衡，它们都可看作化学平衡。请根据所学知识回答：
(1)A为0.1
mol·L－1的(NH4)2SO4溶液，在该溶液中各种离子的浓度由大到小的顺序为______________________________________。
(2)B为0.1
mol·L－1
NaHCO3溶液，请分析NaHCO3溶液显碱性的原因___________________________________________________。
(3)C为FeCl3溶液，实验室中配制FeCl3溶液时常加入________溶液以抑制其水解，若把B和C溶液混合，将产生红褐色沉淀和无色气体，该反应的离子方程式为___________________________。
(4)D为含有足量AgCl固体的饱和溶液，氯化银在水中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，在25
℃时，氯化银的Ksp＝1.8×10－10。现将足量氯化银分别放入：①100
mL
蒸馏水中；②100
mL
0.2
mol·L－1
AgNO3溶液中；③100
mL
0.1
mol·L－1氯化铝溶液中；④100
mL
0.1
mol·L－1盐酸溶液中，充分搅拌后，相同温度下银离子浓度由大到小的顺序是________(填写序号)；②中氯离子的浓度为________
mol·L－1。
解析：(1)(NH4)2SO4溶液中NH水解使溶液呈酸性；
(2)NaHCO3溶液的电离程度小于其水解程度，故溶液显碱性；
(3)抑制FeCl3水解常加入盐酸，Fe3＋与HCO可发生双水解反应；
(4)Ag＋浓度与溶液中的Cl－浓度有关，即[Ag＋]·[Cl－]＝Ksp。
答案：(1)[NH]>[SO]>[H＋]>[OH－]
(2)HCO的水解程度大于其电离程度，溶液中[OH－]>[H＋]
(3)盐酸 Fe3＋＋3HCO===Fe(OH)3↓＋3CO2↑
(4)②①④③ 9×10－10
17．(14分)(1)25
℃时，浓度为0.1
mol·L－1的6种溶液：
①HCl，②CH3COOH，③Ba(OH)2，④Na2CO3，⑤KCl，⑥NH4Cl。溶液pH由小到大的顺序为________(填写编号)。
(2)25
℃时，醋酸的电离常数Ka＝1.7×10－5
mol·L－1，则该温度下CH3COONa的水解平衡常数K＝__________mol·L－1(保留到小数点后一位)。
(3)25
℃时，pH＝3的醋酸和pH＝11的氢氧化钠溶液等体积混合后，溶液呈________(填“酸性”“中性”或“碱性”)，请写出溶液中离子浓度间的一个等式：
________________________________。
(4)25
℃时，将m
mol·L－1的醋酸和n
mol·L－1的氢氧化钠溶液等体积混合后，溶液的pH＝7，则溶液中[CH3COO－]＋[CH3COOH]＝________，m与n的大小关系是m________(填“>”“＝”或“<”)n。
(5)25
℃时，将等体积、等物质的量浓度的醋酸与氨水混合后，溶液的pH＝7，则NH3·H2O的电离常数Ka＝________。
解析：(1)①HCl是一元强酸，②CH3COOH是一元弱酸，③Ba(OH)2是二元强碱，④Na2CO3是强碱弱酸盐，⑤KCl是强酸强碱盐，⑥NH4Cl是强酸弱碱盐。酸性：强酸大于弱酸大于强酸弱碱盐；碱性：强碱大于强碱弱酸盐。所以这几种溶液pH由小到大的顺序为①②⑥⑤④③。
(2)CH3COOHCH3COO－＋H＋，Ka＝，该温度下CH3COONa的水解平衡为CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－。水解平衡常数Kh＝，Ka·Kh＝[H＋]·[OH－]＝KW，所以Kh＝＝≈5.9×10－10。(3)25
℃时，pH＝3的醋酸，[H＋]＝10－3
mol·L－1，pH＝11的氢氧化钠溶液，[H＋]＝10－11mol·L－1，则[OH－]＝KW÷[H＋]＝10－14÷10－11＝10－3mol·L－1，两种溶液中的离子浓度相等。当等体积混合后，电离的部分恰好完全中和。但由于醋酸为弱酸。还有大量不电离的醋酸分子存在，会继续电离产生H＋和CH3COO－，所以溶液呈酸性。在溶液中存在电荷守恒。[Na＋]＋[H＋]＝[CH3COO－]＋[OH－]。(4)由于溶液为等体积混合，所以溶液中[CH3COO－]＋[CH3COOH]＝
mol·L－1。因为酸是弱酸，碱是强碱，若等物质的量混合，恰好生成CH3COONa。溶液由于CH3COO－的水解而显碱性。为了使溶液显中性，酸必须稍微过量一些，来抵消醋酸根离子水解的碱性。所以m与n的大小关系是m>n。(5)25
℃时，将等体积、等物质的量浓度的醋酸与氨水混合后，溶液的pH＝7，说明醋酸与一水合氨的强弱程度相同，也就是电离程度相等。由于醋酸的电离平衡常数为Ka＝1.7×10－5mol·L－1，所以NH3·H2O的电离常数Ka＝1.7×10－5mol·L－1。
答案：(1)①②⑥⑤④③ (2)5.9×10－10
(3)酸性 [Na＋]＋[H＋]＝[CH3COO－]＋[OH－]
(4)
mol·L－1 >
(5)1.7×10－5
mol·L－1
18．(10分)某烧碱样品含少量不与酸作用的杂质，为了测定其纯度，进行以下滴定操作：
A．在250
mL的容量瓶中定容配成250
mL烧碱溶液
B．用移液管移取25
mL烧碱溶液于锥形瓶中并滴几滴甲基橙指示剂
C．在天平上准确称取烧碱样品W
g，在烧杯中用蒸馏水溶解
D．将物质的量浓度为c的标准硫酸溶液装入酸式滴定管，调节液面，记下开始读数为V1
E．在锥形瓶下垫一张白纸，滴定至终点，记下读数V2
回答下列各问题：
(1)正确操作步骤的顺序是________
→________
→________
→D→________(均用字母填写)。
(2)滴定管的读数应注意_________________________________。
(3)E中在锥形瓶下垫一张白纸的作用是____________________。
(4)D步骤中液面应调节到_______________________________，
尖嘴部分应__________________________________________。
(5)滴定终点时锥形瓶内溶液的pH约为________，终点时颜色变化是_____________________________________________________。
(6)若酸式滴定管不用标准硫酸润洗，在其他操作均正确的前提下，会对测定结果(指烧碱的纯度)有何影响？________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
(7)该烧碱样品纯度的计算式为___________________________。
答案：(1)C A B E
(2)滴定管要直立，装液或放液后需等1～2
min后才能读数，读数时不能俯视或仰视，视线应与凹液面最低点保持水平，读数应准确至0.1
mL，估读至0.01
mL
(3)便于准确判断滴定终点时溶液颜色的变化情况
(4)零刻度或零刻度稍下的某一刻度 充满液体，无气泡
(5)4.4 由黄色变为橙色
(6)偏高
(7)%(注意：V的单位为
mL)
19．(8分)水的电离平衡曲线如图所示：
(1)若以A点表示25
℃时水电离平衡时的离子浓度，当温度上升到100
℃时，水的电离平衡状态到B点，则此时水的离子积从________增加到________。
(2)将pH＝8的氢氧化钡溶液与pH＝5的盐酸溶液混合并保持100
℃恒温，欲使混合溶液的pH＝7，则氢氧化钡溶液与盐酸的体积比为________。
(3)已知AnBm的离子积K＝[Am＋]n·[Bn－]m，在某温度下，氢氧化钙溶解度为0.74
g，其饱和溶液密度设为1
g·cm－3，其离子积为K＝________。
解析：(2)设氢氧化钡溶液和盐酸的体积分别为Vb、Va，(10－12/10－8Vb－10－5Va)/(Va＋Vb)＝10－12/10－7，Vb/Va＝2∶9。(3)因为氢氧化钙的溶解度为0.74
g，所以该温度下1
000
g饱和氢氧化钙溶液含氢氧化钙质量为7.4
g，氢氧化钙物质的量为0.1
mol，即[Ca2＋]＝0.1
mol·L－1，[OH－]＝0.2
mol·L－1，所以K＝[Ca2＋]·[OH－]2＝0.004。
答案：(1)1×10－14 1×10－12
(2)2∶9 (3)0.004
20．(11分)环境中常见的重金属污染物有汞、铅、锰、铬、镉。处理工业废水中含有的Cr2O和CrO，常用的方法为还原沉淀法，该法的工艺流程为CrOCr2OCr3＋
Cr(OH)3↓。
其中第①步存在平衡2CrO(黄色)＋2H＋Cr2O(橙色)＋H2O。
(1)写出第①步反应的平衡常数表达式____________________。
(2)关于第①步反应，下列说法正确的是________。
A．通过测定溶液的pH可以判断反应是否已达到平衡状态
B．该反应为氧化还原反应
C．强酸性环境，溶液的颜色为橙色
(3)第②步中，还原0.1
mol
Cr2O，需要________
mol的FeSO4·7H2O。
(4)第③步除生成Cr(OH)3外，还可能生成的沉淀为________。
(5)在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr(OH)3(s)Cr3＋(aq)＋3OH－(aq)，常温下，Cr(OH)3的溶度积Ksp＝10－32，当[Cr3＋]降至10－5
mol·L－1，认为[Cr3＋]已经完全沉淀。现将第③步溶液的pH调至4，请通过计算说明Cr3＋是否沉淀完全(请写出计算过程)
_______________________________________________________
_____________________________________________________。
解析：(1)因H2O是纯液态物质，其浓度视为常数，故第①步反应的平衡常数表达式为K＝eq
\f([Cr2O],[CrO]2[H＋]2)。
(2)利用反应①可知，反应正向进行时，溶液pH增大，故pH不变时说明反应达到平衡，A项正确；CrO和Cr2O中Cr均为＋6价，该反应不是氧化还原反应，B项错误；在酸性环境中，溶液中c(Cr2O)较大，溶液呈橙色，C项正确。
(3)在第②步反应中Cr2O被还原为Cr3＋，0.1
mol
Cr2O被还原时转移电子的物质的量为0.1
mol×2×(6－3)＝0.6
mol，而还原剂Fe2＋被氧化为Fe3＋，故需要消耗0.6
mol
FeSO4·7H2O。
(4)在第②步反应中Fe2＋被氧化为Fe3＋，故第③步还有Fe(OH)3生成。
答案：(1)K＝eq
\f([Cr2O],[CrO]2[H＋]2) (2)AC (3)0.6
(4)Fe(OH)3 (5)当pH调至4时，[OH－]＝10－10
mol·L－1，
[Cr3＋]＝10－32/[OH－]3
＝10－2
mol·L－1>10－5
mol·L－1，因此Cr3＋没有沉淀完全模块综合检测题(二)
(时间：90分钟 分值：100分)
一、选择题(本题包括15个小题，每小题3分，共45分。每小题仅有一个选项符合题意)
1．若溶液中由水电离产生的[OH－]＝1×10－14mol·L－1，在该溶液中一定可以大量共存的离子组是( )
A．Al3＋、Na＋、NO、Cl－
B．K＋、Na＋、Cl－、NO
C．K＋、Na＋、Cl－、[Al(OH)4]－
D．K＋、NH、SO、NO
解析：由水电离产生的[OH－]＝1×10－14mol·L－1，则溶液可能显酸性，也可能显碱性。A项，Al3＋在碱性条件下不能存在；C项，[Al(OH)4]－在酸性条件上不能存在；D项，NH与OH－不能大量共存。
答案：B
2．下列措施对增大反应速率明显有效的是( )
A．Na与无水乙醇反应时增大无水乙醇的用量
B．Zn与25%的稀硫酸反应制取H2时，改用98%的浓硫酸
C．在K2SO4与BaCl2两溶液反应时，增大压强
D．将炭块磨成炭粉用于燃烧
解析：金属钠与乙醇反应，是在钠的表面进行，增大乙醇用量不能增大反应速率，A错误。制取氢气时，把稀硫酸改为98%的浓硫酸，则锌与浓硫酸反应不能放出H2，B错误。K2SO4与BaCl2在溶液中进行反应，改变压强不能改变反应速率，C错误。碳燃烧时，把炭块磨成炭粉可以增大碳与O2的接触面积，反应速率加快，D正确。
答案：D
3．下图表示的是某离子X的水解过程示意图，则离子X可能是( )
A．CO
B．HCO
C．Na＋
D．NH
解析：离子X水解显酸性，所以只能是NH。
答案：D
4．下列反应的离子方程式正确的是( )
A．向沸水中滴加FeCl3溶液制备Fe(OH)3胶体：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3↓＋3H＋
B．用小苏打治疗胃酸过多：HCO＋H＋===CO2↑＋H2O
C．实验室用浓盐酸与MnO2反应制Cl2：MnO2＋2H＋＋2Cl－Cl2↑＋Mn2＋＋H2O
D．用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板：Fe3＋＋Cu===Fe2＋＋Cu2＋
解析：A项要表示Fe3＋水解生成Fe(OH)3胶体而非沉淀；C项两边电荷数、氧原子个数不相等；D项得、失电子不等导致两边电荷不守恒。
答案：B
5．钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为：
2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2。以下说法正确的是( )
A．负极发生的反应为：Fe－2e－===Fe2＋
B．正极发生的反应为：2H2O＋O2＋2e－===4OH－
C．原电池是将电能转变为化学能的装置
D．钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀
解析：吸氧腐蚀过程中，1
mol
O2应得到4
mol电子，B错。原电池是将化学能转化为电能的装置，C错。水下氧气含量少，不易发生吸氧腐蚀，D错。
答案：A
6．合成氨所需的氢气可用煤和水做原料经多步反应制得，其中的一步反应为CO(g)＋
H2O(g)CO2(g)
＋
H2(g)
ΔH
＜0，反应达到平衡后，为提高CO的转化率，下列措施中正确的是( )
A．增加压强
B．降低温度
C．增大CO的浓度
D．使用催化剂
解析：因该反应为反应前后气体体积不变的反应，增大压强只能增大反应速率但平衡不移动，由此判断A项与题意不符；因为该正反应为放热反应，降温使平衡向正反应方向移动，从而增大CO的转化率，B项正确；增大CO的浓度，平衡虽然向正反应方向移动但CO的转化率会降低，因此C项与题意不符；D项催化剂对化学平衡无影响，因此D项也不符合要求。
答案：B
7．已知：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3
kJ·mol－1。对于下列稀溶液或固体之间的反应：
①HCl(aq)＋NH3·H2O
(aq)===NH4Cl(aq)＋H2O(l) ΔH＝－a
kJ·mol－1
②HCl(aq)＋NaOH(s)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝－b
kJ·mol－1
③HNO3
(aq)＋NaOH
(aq)===NaNO3
(aq)＋H2O(l) ΔH＝－c
kJ·mol－1
下列有关a、b、c三者的大小关系中正确的是( )
A．a＞b＞c＞57.3
B．a＞b＝c＝57.3
C．b＞c＝57.4＞a
D．无法比较
解析：强酸的稀溶液和强碱的稀溶液反应才能保证H＋(aq)＋
OH－(aq)===H2O(l)的中和热为57.3
kJ·mol－1，而弱酸或弱碱在中和反应中由于电离和水解吸收热量，其中和热小于57.3
kJ·mol－1；以生成1
mol水为标准，③反应中c＝57.3，反应①中a＜57.3，②中由于NaOH
(s)溶解会放出热量，故b＞57.3，C项正确。
答案：C
8．某新型可充电电池，能长时间保持稳定的放电电压。该电池的总反应式为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，以下说法不正确的是(
)
A．放电时负极反应式为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2
B．放电时正极反应式为FeO＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3＋5OH－
C．放电时每转移3
mol电子，正极有1
mol
K2FeO4被氧化
D．充电时阳极附近的溶液的碱性减弱
解析：选项A，放电时，在碱性条件下，Zn失去电子为电池的负极：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2；选项B，根据放电时总电池反应式减去负极反应式(电子数需相等)可得放电时正极反应式为FeO＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3＋5OH－；选项C，放电时，K2FeO4被还原；选项D，充电是放电的逆向反应，所以充电时，阳极消耗OH－，导致阳极附近的溶液的碱性减弱。
答案：C
9．下列有关说法正确的是( )
A．0.1
mol·L－1
NH4C1溶液加蒸馏水稀释，溶液的pH不断减小
B．常温下，pH＝2的醋酸溶液与pH＝12的NaOH溶液等体积混合后，溶液的pH<7
C．NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至溶液pH＝7，则[Na＋]＝
2[SO]
D．0.1
mol·L－1的NaHA溶液，其pH＝4时：[HA－]>
[H＋]>[H2A]>[A2－]
答案：B
10．下列叙述与图象对应符合的是( )
A．对于达到平衡状态的N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)在t0时刻充入了一定的NH3，平衡逆向移动
B．P2>P1，T1>T2
C．该图象表示的方程式为：2A===B＋3C
D．对于反应2X(g)＋3Y(g)2Z(g) ΔH<0，y可以表示Y的百分含量
解析：由A图可以看出平衡逆向移动，如果在t0时刻充入了一定的NH3，v(正)应与平衡点相连，A项错误；由先拐先平知P2>P1，T1>T2，B项正确；C表示的是可逆反应，C项错误；温度升高，平衡将逆向移动，Y的百分含量将增大，D项错误。
答案：B
11．归纳法是高中化学学习常用的方法之一，某化学研究性学习小组在学习了“化学反应原理”后做出了如下的归纳总结，其中正确的是( )
①常温下，pH＝3的醋酸溶液与pH＝11的NaOH溶液等体积混合，则有[Na＋]＋[H＋]＝[OH－]＋[CH3COO－]；
②对已建立化学平衡的某可逆反应，当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时，生成物的百分含量一定增加；
③常温下，AgCl在同物质的量浓度的CaCl2和NaCl溶液中的溶解度相同；
④常温下，已知醋酸电离平衡常数为Ka，醋酸根水解平衡常数为Kh，水的离子积为Kw，则有：Ka·Kh＝Kw；
⑤电解精炼铜时，电解质溶液中铜离子浓度不变。
A．①④
B．①②④
C．①②④⑤
D．①②③④
解析：本题考查离子浓度比较、平衡常数、铜的精炼、平衡移动原理。根据电荷守恒可知①正确，②比如减小该生成物的浓度，则平衡正向移动，但该生成物的百分含量减小，错误，同物质的量浓度的CaCl2和NaCl溶液中的[Cl－]前者大，因此AgCl在前者溶液中的溶解度小些，③错误，Ka＝[CH3COO－][H＋]/[CH3COOH]，Kh＝[CH3COOH][OH－]/[CH3COO－]，因此④正确，电解精炼铜时，阳极是铜、铁、锌等金属溶解，阴极是铜析出，因此电解质溶液中铜离子浓度减小，⑤错误，故选A。
答案：A
12．下列离子方程式书写正确的是( )
A．显蓝色的淀粉溶液中通入足量SO2后变成无色溶液：I2＋SO2＋2H2O===2I－＋SO＋4H＋
B．已知电离平衡常数：H2CO3>HClO>HCO，向NaClO溶液中通入少量二氧化碳：2ClO－＋CO2＋H2O===2HClO＋CO
C．NH4HCO3溶液与过量NaOH溶液反应：NH＋OH－===
NH3↑＋H2O
D．FeI2溶液中通入过量Cl2：2Fe2＋＋2I－＋2Cl2===2Fe3＋＋I2＋4Cl－
解析：碘水与SO2发生氧化还原反应：I2＋SO2＋2H2O===2I－＋SO＋4H＋，A项正确；根据电离平衡常数：H2CO3>HClO>HCO，则向NaClO溶液中通入无论少量还是过量二氧化碳都应生成HCO，B项错误；NH4HCO3溶液与过量NaOH溶液反应，还有HCO与OH－的反应，C项错误；过量Cl2将Fe2＋的I－全部氧化，Fe2＋与I－物质的量为1∶2的关系，D项错误。
答案：A
13．如图甲为锌铜原电池装置，乙为电解熔融氯化钠装置。则下列说法正确的是( )
A．甲装置中锌为负极，发生还原反应，铜为正极，发生氧化反应
B．甲装置盐桥的作用是使反应过程中ZnSO4溶液和CuSO4溶液保持电中性
C．乙装置中铁极的电极反应式为：2Na－2e－===2Na＋
D．乙装置中B是氯气出口，A是钠出口
解析：甲装置为原电池，Zn为负极，发生氧化反应，Cu为正极，发生还原反应，A错；乙装置中铁为阴极，2Na＋＋2e－===2Na，C错；石墨为阳极，2Cl－－2e－===Cl2↑，A为Cl2出口，B是Na出口，D错。
答案：B
14.I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I－(aq)I(aq)。测得不同温度下该反应的平衡常数如下表：
t/℃
5
15
25
35
50
K
1
100
841
680
533
409
下列说法正确的是( )
A．反应I2(aq)＋I－(aq)I(aq)的ΔH>0
B．利用该反应可以除去硫粉中少量的碘单质
C．在上述平衡体系中加入苯，平衡不移动
D．25
℃时，向溶液中加入少量KI固体，平衡常数K小于680
解析：根据表中数据，温度升高时，平衡常数减小，说明升温平衡向逆反应方向移动，则逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，ΔH<0，A错；向混有碘单质的硫粉中加入含有I－的溶液，碘单质能溶解，B对；向平衡体系中加入苯，I2能溶于苯，c(I2)减小，平衡向逆反应方向移动，C错；25
℃时，向溶液中加入少量KI固体，平衡向正反应方向移动，但由于温度不变，平衡常数不变，D错。
答案：B
15.某温度下，Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液pH，金属阳离子浓度的变化如图所示。据图分析，下列判断错误的是( )
A．Ksp[Fe(OH)3]＜Ksp[Cu(OH)2]
B．加适量NH4Cl固体可使溶液由a点变到b点
C．c、d两点代表的溶液中[H＋]与[OH－]乘积相等
D．Fe(OH)3、Cu(OH)2分别在b、c两点代表的溶液中达到饱和
答案：B
二、非选择题(本题包括5个小题，共55分)
16．(9分)(1)实验测得5
g甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5
kJ的热量，试写出甲醇燃烧的热化学方程式：______________________________________________。
(2)
已知反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝a
kJ·mol－1.试根据表中所列键能数据估算a的数值：________。
化学键
H—H
N—H
N≡N
键能/(kJ·mol－1)
436
391
945
(3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算，已知：
C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5
kJ·mol－1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2＝－571.6
kJ·mol－1
2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH3＝－2
599
kJ·mol－1
根据盖斯定律，计算298
K时由C(s，石墨)和H2(g)生成1
mol
C2H2(g)反应的焓变：______________________________________。
解析：(1)设2
mol
CH3OH(l)完全燃烧生成CO2气体和液态水放出热量为Q.则有＝，解得Q＝1
452.8
kJ，所以甲醇燃烧的热化学方程式为2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－1
452.8
kJ·mol－1。(2)反应热ΔH
＝E(反应物键能)－E(生成物键能)＝3×436
kJ·mol－1＋945
kJ·mol－1－6×391
kJ·mol－1＝－93
kJ·mol－1。(3)ΔH＝＝＋226.7
kJ·mol－1。
答案：(1)2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝－1
452.8
kJ·mol－1 (2)－93 (3)＋226.7
kJ·mol－1
17．(12分)硫—碘循环分解水制氢主要涉及下列反应：
Ⅰ.SO2＋2H2O＋I2===H2SO4＋2HI；Ⅱ.2HIH2＋I2
；Ⅲ.2H2SO4===2SO2＋O2＋2H2O。
(1)分析上述反应，下列判断正确的是________。
a．反应Ⅲ易在常温下进行
b．反应Ⅰ中SO2氧化性比HI强
c．循环过程中需补充H2O
d．循环过程产生1
mol
O2的同时产生1
mol
H2
(2)一定温度下，向1
L密闭容器中加入1
mol
HI(g)，发生反应Ⅱ，H2物质的量随时间的变化如图所示。0～2
min内的平均反应速率v(HI)＝________。该温度下，H2(g)＋I2(g)2HI(g)的平衡常数K＝________。相同温度下，若开始加入HI(g)的物质的量是原来的2倍，则________是原来的2倍。
a．平衡常数
b．HI的平衡浓度
c．达到平衡的时间
d．平衡时H2的体积分数
(3)实验室用Zn和稀硫酸制取H2，反应时溶液中水的电离平衡________移动(填“向左”“向右”或“不”)；若加入少量下列试剂中的________，产生H2的速率将增大。
a．NaNO3
b．CuSO4
c．Na2SO4
d．NaHSO3
解析：本题主要考查了化学反应速率与化学平衡、水的电离平衡和化学计算。
(1)a项错误，反应Ⅲ在常温下向左进行；b项，SO2的还原性比HI强；c项，根据盖斯定律Ⅰ×2＋Ⅱ×2＋Ⅲ得总反应：2H2O===2H2＋O2，循环过程中消耗了H2O；d项，根据总反应知产生1
mol
O2的同时产生2
mol
H2。
(2)由题干数据分析该反应：
0～2
min内平均反应速率v(HI)＝＝
0．1
mol·L－1·min－1，
平衡常数K＝＝64。
若开始加入HI的物质的量是原来的2倍，相当于先将HI加入到2
L的容器(达到的平衡状态与原平衡一致，即HI的浓度、H2的体积分数与原平衡相同)，再将体积压缩至1
L，因为该反应为等体积反应，加压平衡不移动，所以HI的浓度为原来的2倍，H2的体积分数不变；温度不变，平衡常数不变；加入HI的物质的量增大，反应物浓度增大，反应速率加快，达到平衡的时间缩短。
(3)Zn与稀H2SO4反应，c(H＋)减小，水的电离平衡向右移动；若向原溶液中加入NaNO3，Zn与H＋、NO反应不生成H2；若加CuSO4，Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu，Zn与Cu构成原电池，加快反应速率；若加Na2SO4，对反应速率没有影响；若加NaHSO3，HSO消耗H＋生成H2O和SO2，反应速率减小。
答案：(1)c (2)0.1
mol·L－1·min－1 64 b (3)向右 b
18．(10分)图中X为电源，Y为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，通电后Y中央的紫红色斑向d端扩散。
(1)Y中总反应的化学方程式为__________________，滤纸上c点附近会变________色。
(2)电解一段时间后，产生280
mL的气体(标准状况下)，此时溶液的体积为500
mL，假设溶液中还有AgNO3存在，则Z中溶液的pH是________，需加入________g的________可使溶液复原。
解析：紫红色斑即MnO向d端扩散，根据阴离子向阳极移动的原理，可知d端为阳极，即b为正极，a为负极，c为阴极。(1)NaCl溶液中H＋放电，产生OH－，c点附近会变红色。(2)电解AgNO3溶液时，Pt为阳极，溶液中的OH－放电：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，当有280
mL即0.012
5
mol的气体生成时，转移0.05
mol的电子，溶液中产生n(H＋)＝0.05
mol，即pH＝1。Ag为阴极，溶液中的
Ag＋得电子，生成银0.05
mol。脱离体系的是银元素和氧元素，且n(Ag)∶n(O)＝2∶1，所以可以加入0.025
mol
的Ag2O或Ag2CO3。
答案：(1)
2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 红
(2)1 5.8 Ag2O(或6.9 Ag2CO3)
19．(12分)某混合溶液中可能含有的离子如下表所示：
可能大量含有的阳离子
H＋、Ag＋、Mg2＋、Al3＋、NH、Fe3＋
可能大量含有的阴离子
Cl－、Br－、CO、[Al(OH)4]－
为探究其成分，进行以下探究实验。
(1)探究一：
甲同学取一定量的混合溶液，向其中逐滴加入氢氧化钠溶液，产生沉淀的物质的量(n)与加入氢氧化钠溶液的体积(V)的关系如图所示。
①该溶液中一定不存在的阳离子是_________________________
________，一定不存在的阴离子是________________________；
含有的阳离子其对应物质的量浓度之比为_________________。
②请写出沉淀减少过程中发生反应的离子方程式：___________
_____________________________________________________。
(2)探究二：
乙同学检测到该溶液中含有大量的Cl－、Br－、I－，若向1
L该混合溶液中通入一定量的Cl2，溶液中Cl－、Br－、I－的物质的量与通入Cl2的体积(标准状况)的关系如下表所示，分析后回答下列问题：
Cl2的体积(标准状况)
11.2
L
22.4
L
28.0
L
n(Cl－)
2.5
mol
3.5
mol
4.0
mol
n(Br－)
3.0
mol
2.5
mol
2.0
mol
n(I－)
x
mol
0
0
①当起始至通入Cl2的体积为22.4
L时，溶液中发生反应的总离子方程式为____________________________________________；
②原溶液中Cl－、Br－、I－的物质的量浓度之比为_____________。
解析：(1)向混合液中滴加NaOH溶液，一开始无沉淀生成，说明含有H＋；沉淀量最大时继续滴加NaOH溶液，沉淀的量不变，说明含有NH，继续滴加，沉淀量减小直到消失，说明含有Al3＋，且沉淀只有Al(OH)3，则一定不含有CO、[Al(OH)4]－(均可与Al3＋发生双水解反应)，一定不含有Ag＋、Mg2＋、Fe3＋(与OH－形成的沉淀不能溶于NaOH)；由题目所给数据可得出H＋、NH、Al3＋的物质的量之比为：2∶3∶1[H＋(0～2V0)，NH(5V0～8V0)，Al3＋(2V0～5V0，8V0～9V0)]；沉淀减少段发生的反应为：Al(OH)3＋OH－===
[Al(OH)4]－。
(2)当通入Cl2的体积为11.2
L时，溶液中I－还有剩余，即氯气只与I－反应：Cl2＋2I－===I2＋2Cl－，生成1
mol
Cl－，Cl－初始物质的量是(2.5－1)
mol＝1.5
mol，Br－初始物质的量是3.0
mol；当通入Cl2
22.4
L时，3.0
mol－2.5
mol＝0.5
mol的Br－被氧化：Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－，消耗Cl20.25
mol，所以氧化I－消耗的Cl2为：1
mol－0.25
mol＝0.75
mol，因此原溶液中的I－为：0.75
mol×2＝1.5
mol，故原溶液中的Cl－、Br－、I－的物质的量浓度之比为1.5∶3.0∶1.5＝1∶2∶1。通入Cl2
22.4
L时，参加反应的Cl2、Br－、I－物质的量之比为：1
mol∶0.5
mol∶1.5
mol＝2∶1∶3＝4∶2∶6，故离子方程式为：4Cl2＋2Br－＋6I－===8Cl－＋Br2＋3I2。
答案：(1)①Ag＋、Mg2＋、Fe3＋ CO、[Al(OH)4]－
[H＋]∶[NH]∶[Al3＋]＝2∶3∶1
②Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－
(2)①4Cl2＋2Br－＋6I－===8Cl－＋Br2＋3I2
②1∶2∶1
20．(12分)已知化学平衡、电离平衡、水解平衡和溶解平衡均符合勒夏特列原理。请回答下列问题：
(1)可逆反应FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)是炼铁工业中一个重要反应，其温度与平衡常数K的关系如下表：
T/K
938
1
100
K
0.68
0.40
①写出该反应平衡常数的表达式________。
②若该反应在体积固定的密闭容器中进行，在一定条件下达到平衡状态，若升高温度，混合气体的平均相对分子质量________；充入氦气，混合气体的密度________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)常温下，浓度均为0.1
mol·L－1的下列六种溶液的pH如下表：
溶质
CH3COONa
NaHCO3
Na2CO3
NaClO
NaCN
pH
8.8
9.7
11.6
10.3
11.1
①上述盐溶液中的阴离子，结合质子能力最强的是________。
②根据表中数据判断，浓度均为0.01
mol·L－1的下列四种物质的溶液中，酸性最强的是________；将各溶液分别稀释100倍，pH变化最小的是________(填编号)。
A．HCN
B．HClO
C．H2CO3
D．CH3COOH
③据上表数据，请你判断下列反应不能成立的是________(填编号)。
A．CH3COOH＋Na2CO3===NaHCO3＋CH3COONa
B．CH3COOH＋NaCN===CH3COONa＋HCN
C．CO2＋H2O＋2NaClO===Na2CO3＋2HClO
④要增大氯水中HClO的浓度，可向氯水中加入少量的碳酸钠溶液，反应的离子方程式为__________________________________。
(3)已知常温下Cu(OH)2的Ksp＝2×10－20。又知常温下某CuSO4溶液里[Cu2＋]＝0.02
mol·L－1，如果要生成Cu(OH)2沉淀，则应调整溶液pH大于________；要使0.2
mol·L－1的CuSO4溶液中Cu2＋沉淀较为完全(
使Cu2＋浓度降
至原来的千分之一)则应向溶液里加NaOH溶液，使溶液pH为________。
解析：(1)①该反应平衡常数的表达式K＝；②由于温度升高，化学平衡常数减小。说明升高温度，平衡逆向移动，逆反应方向是吸热反应，所以该反应的正反应是放热反应。若升高温度，平衡逆向移动，气体的质量减小，而气体的物质的量不变，所以混合气体的平均相对分子质量减小；充入氦气，化学平衡不发生移动，但在整个容器内气体的质量增大，所以混合气体的密度增大。(2)①同种浓度的离子结合质子能力越强，则盐水解程度就越大，盐溶液的碱性就越强，即pH越大。由于Na2CO3溶液的pH最大，说明CO与H＋结合力最强。因此上述盐溶液中的阴离子，结合质子能力最强的是CO。③发生反应时应该是强酸制取弱酸。A.酸性CH3COOH>H2CO3，正确。B.酸性CH3COOH＞HCN正确。C.
H2CO3＜HClO，错误。④要增大氯水中HClO的浓度，可向氯水中加入少量的碳酸钠溶液，反应的离子方程式为：2Cl2＋CO＋H2O===CO2↑＋2Cl－＋2HClO。(3)[Cu2＋]·[OH－]2＞Ksp＝2×10－20，[OH－]2＞2×10－20÷0.02
mol2·L－2＝1×10－18mol2·L－2，[OH－]＞1×10－9
mol·L－1；所以pH＞5；[Cu2＋]＝
0.2
mol·L－1÷1
000＝2×10－4mol·L－1，则
[OH－]2＝2×10－20÷2×10－4mol2·L－2＝1×10－16
mol2·L－2，所以
[OH－]＝1×10－8
mol·L－1，pH＝6。
答案：(1)
①K＝
②减小 增大 (2)①CO
②D A ③C ④2Cl2＋CO＋H2O===CO2↑＋2Cl－＋2HClO (3)5 6第2章
化学反应的方向、限度与速率
第2节
化学反应的限度
第1课时
化学平衡常数、平衡转化率
1．对于可逆反应M＋NQ达到平衡时，下列说法正确的是( )
A．M、N、Q三种物质的浓度一定相等
B．M、N全部变成了Q
C．反应混合物各成分的百分组成不再变化
D．反应已经停止
解析：可逆反应达到平衡时，平衡体系中各组成成分的百分比保持不变。
答案：C
2．可逆反应N2＋3H22NH3，在容积为10
L的密闭容器中进行，开始时加入2
mol
N2和3
mol
H2，达平衡时，NH3的浓度不可能达到( )
A．0.1
mol·L－1
B．0.2
mol·L－1
C．0.05
mol·L－1
D．0.15
mol·L－1
解析：2
mol
N2和3
mol
H2反应，假设反应能够进行到底，则3
mol
H2完全反应，生成2
mol
NH3，此时NH3浓度为0.2
mol·L－1，但由于反应是可逆反应，不能完全反应，所以NH3浓度达不到0.2
mol·L－1。
答案：B
3．在一定条件下，有下列分子数之比相同的可逆反应，其平衡常数K值分别是
①H2＋F22HF K＝1047；②H2＋Cl22HCl K＝1017；③H2＋Br22HBr K＝109；④H2＋I22HI K＝1。比较K值大小，可知各反应的正反应进行的程度由大到小的顺序是( )
A．①②③④
B．④②③①
C．①④③②
D．无法确定
解析：化学平衡常数越大，表示该反应的正反应进行的程度越大，故A正确。
答案：A
4．已知下列反应的平衡常数：①H2(g)＋S(s)H2S(g)，K1；②S(s)＋O2(g)SO2(g)，K2；则反应H2(g)＋SO2(g)O2(g)＋H2S(g)的平衡常数是( )
A．K1＋K2
B．K1－K2
C．K1×K2
D.
解析：K1＝，K2＝，第三个反应的平衡常数K3＝＝×＝K1×＝。
答案：D
5．在一定温度下的密闭容器中，加入1
mol
CO和1
mol
H2O发生反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，达到平衡时测得n(H2)为0.5
mol，下列说法不正确的是( )
A．在该温度下平衡常数K＝1
B．平衡常数与反应温度无关
C．CO的转化率为50%
D．其他条件不变改变压强平衡不移动
解析：
由方程式及以上数据判断可得，A、C、D项均正确。平衡常数与反应温度有关，B项错。
答案：B
6.
在一定温度下，将3
mol
CO2和2
mol
H2混合于2
L的密闭容器中，发生如下反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)。
(1)该反应的化学平衡常数表达式K＝________。
(2)已知在700
℃时，该反应的平衡常数K1＝0.6，则该温度下反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数K2＝________，反应
CO2(g)＋
H2(g)
CO(g)＋
H2O(g)的平衡常数K3＝________。
(3)在830
℃下，某时刻CO2的物质的量为2
mol，则此时v(正)________v(逆)(填“>”“＝”或“<”)。
解析：(1)根据化学平衡常数的概念K＝。
(2)K2＝＝＝≈1.67，K3＝＝＝≈0.77。
(3)
所以c(CO)＝0.5
mol·L－1，c(H2O)＝0.5
mol·L－1，c(CO2)＝1
mol·L－1，c(H2)＝0.5
mol·L－1故＝℃＝1.0，反应应向正反应方向进行，所以v(正)>v(逆)。
答案：(1) (2)1.67 0.77
(3)>
(时间：40分钟 分值：100分)
一、选择题(本题包括6个小题，每小题8分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1．下列关于平衡常数的说法中，正确的是( )
A．在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度表示，生成物浓度用平衡浓度表示
B．化学平衡常数较大的可逆反应，所有反应物的转化率一定大
C．可以用化学平衡常数来定量描述化学反应的限度
D．平衡常数的大小与温度、浓度、压强、催化剂有关
解析：平衡常数中的浓度都是平衡浓度，它仅受温度的影响，A、D错误；化学平衡常数大小可以描述反应的限度，C正确；转化率不但受平衡常数的影响，而且还受自身起始浓度及其他物质浓度的影响，B错误。
答案：C
2．只改变一个影响因素，平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述错误的是( )
A．K值不变，平衡可能移动
B．K值变化，平衡一定移动
C．平衡移动，K值可能不变
D．平衡移动，K值一定变化
解析：平衡常数只与温度有关系，温度不变平衡也可能发生移动，则K值不变，平衡可能移动，A正确；K值变化，说明反应的温度一定发生了变化，因此平衡一定移动，B正确；平衡移动，温度可能不变，因此K值可能不变，C正确；平衡移动，温度可能不变，因此K值不一定变化，D错误。
答案：D
3．在25
℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表：
物质
X
Y
Z
初始浓度/(mol·L－1)
0.1
0.2
0
平衡浓度/(mol·L－1)
0.05
0.05
0.1
下列说法错误的是( )
A．反应达到平衡时，X的转化率为50%
B．反应可表示为X＋3Y2Z，其平衡常数为1
600
C．增大压强使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大
D．改变温度可以改变此反应的平衡常数
解析：温度为25
℃，增大压强，平衡常数不变，C项错误。
答案：C
4．已知反应2NH3N2＋3H2达到平衡时，NH3在混合气体中所占的体积分数为20%，则此时NH3的转化率为( )
A．40%
B．80%
C．33.3%
D．66.7%
解析：假设该反应从NH3开始，且NH3的起始物质的量为2
mol，转化物质的量为x
mol。
2NH3N2 ＋ 3H2
起始物质的量/mol
2
0
0
转化物质的量/mol
x
0.5x
1.5x
平衡物质的量/mol
2－x
0.5x
1.5x
由题意得：×100%＝20%，
解得x＝。
则NH3的转化率为×100%≈66.7%。
答案：D
5．一定条件下反应2AB(g)A2(g)＋B2(g)达到平衡状态的标志是( )
A．单位时间内生成n
mol
A2，同时消耗2n
mol
AB
B．容器内，3种气体AB、A2、B2共存
C．混合气体的总压强不再变化
D．容器中各组分的物质的量分数不随时间变化
解析：A中反应方向一致，不能判断。B此反应为可逆反应，任何时候容器内，3种气体AB、A2、B2都共存，不能判断。C此反应是气体反应物化学计量数之和与气体生成物化学计量数之和相等的反应，混合气体的总压强是不变量，不能判断。D可直接判断反应达平衡。
答案：D
6．一定条件下，将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生反应：NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g) ΔH＝－41.8
kJ·mol－1，下列能说明反应达到平衡状态的是( )
A．体系压强保持不变
B．混合气体颜色保持不变
C．SO3和NO的体积比保持不变
D．每消耗1
mol
SO3的同时生成1
mol
NO2
解析：由于该反应为前后气体体积相等的反应，体系的压强始终保持不变，故不能以压强不变作为判断反应是否达到平衡，A错误；SO3与NO的体积比始终保持1∶1，C错误；消耗SO3和生成NO2为同一方向的反应，D错误。
答案：B
二、非选择题(本题包括3个小题，共52分)
7．(16分)抽烟对人体有害。烟草不完全燃烧产生的一氧化碳被吸进肺里跟血液中的血红蛋白(用Hb表示)化合，发生下述反应：CO＋Hb·O2O2＋Hb·CO。实验表明，Hb·CO的浓度即使只有Hb·O2浓度的2%，也足以使人的智力受损。试回答：
(1)上述反应的平衡常数表达式为K＝________。
(2)抽烟后，吸入肺部的空气中测得的CO和O2的浓度分别为10－6
mol·L－1和10－2
mol·L－1。已知37
℃时，平衡常数K＝220，这时Hb·CO的浓度__________Hb·O2浓度的0.02倍(填“大于”“等于”或“小于”)。
解析：(2)＝K＝＝
2．2×10－2。
答案：(1) (2)大于
8．(16分)在0.5升密闭容器中，一定量的氮气与氢气进行如下反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝a
kJ·mol－1，其化学平衡常数K与温度的关系如表：
温度
200
300
400
K
1.0
0.86
0.5
请回答下列问题：
(1)写出该反应的化学平衡常数的表达式：
________________，a______________
0(选填“大于”“小于”或“等于”)。
(2)400
℃时，2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的化学平衡常数为________。
(3)测得氨气、氮气、氢气的物质的量分别为3
mol、2
mol、1
mol时，该反应的v正(N2)________v逆(N2)(填“大于”“小于”或“等于”)。
解析：(1)N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g) ΔH＝a
kJ·mol－1，平衡常数K＝，表中平衡常数随温度升高减小，说明平衡逆向进行，逆向是吸热反应，正反应为放热反应。(2)400
℃
N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g)的K＝0.5，则400
℃时，2NH3(g)
N2(g)＋3H2(g)的化学平衡常数K′＝1/K＝1/0.5＝2。(3)测得氨气、氮气、氢气的物质的量分别为3
mol、2
mol、1
mol时，浓度分别为6
mol·L－1、4
mol·L－1、2
mol·L－1，Q＝≈1.1＜2，说明平衡正向进行，
v正(N2)＞v逆(N2)。
答案：(1) 小于 (2)2 (3)大于
9．(20分)一定条件下，在密闭容器中进行反应：
2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。SO2的起始浓度是0.4
mol·L－1，O2的起始浓度是1
mol·L－1，当SO2的转化率为80%时，反应达到平衡状态。
(1)求反应在该温度下的平衡常数。
(2)若将平衡时体系的压强增大1倍，试利用平衡常数及有关计算判断平衡将如何移动。
解析：(1)反应达到平衡时SO2的转化浓度为0.4
mol·L－1×80%＝0.32
mol·L－1。
2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g)
0.4
1
0
0.32
0.16
0.32
0.08
0.84
0.32
平衡常数K＝＝
mol－1·L。
(2)压强增大1倍，即体积缩小1倍，各组分的浓度增大1倍。
Q＝＝
mol－1·L<
mol－1·L。
即Q答案：见解析