专题2 化学反应与能量转化 第一单元 化学反应速率与反应限度
第1课时 化学反应速率
一、化学反应速率
1．含义
表示________________________的物理量。
2．定义
单位时间内________________的减少量或______________的增加量(均取正值)。
3．表达式
若以v表示反应速率，Δc(绝对值)表示物质浓度的变化，Δt表示时间的变化，则指定物质的化学反应速率的计算公式为：________________________。
4．单位
由浓度单位和时间单位决定了化学反应速率单位为________________或__________。
5．同一反应各物质的反应速率的关系
同一反应各物质的反应速率之比等于____________________________。
二、影响化学反应速率的因素
1．温度对化学反应速率的影响的探究
实验操作
试管中均为2～3mL相同浓度的滴有同量FeCl3溶液的H2O2溶液
实验现象
溶液中产生气泡的速率的相对大小为________________
实验结论
2.催化剂对化学反应速率的影响的探究
实验操作
实验现象
产生气泡的速率的相对大小为________________
实验结论
3.影响化学反应速率的其他因素
影响化学反应速率的因素除________________外，还有溶液的________、反应物的
________、固体的________、压强、溶剂、光照等许多因素。人们可以通过这些因素来
调控化学反应速率。
知识点1 化学反应速率的表示方法
1．下列关于化学反应速率的说法正确的是( )
A．化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加
B．化学反应速率为“0.8mol·L－1·s－1”所表示的意思是时间为1s时，某物质的浓度为0.8mol·L－1
C．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢
D．对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象越明显
2．在一个密闭容器中有N2和H2，它们的起始浓度分别是1.8mol·L－1和5.4mol·L－1，在一定条件下反应生成NH3,10min后测得N2的浓度为0.8mol·L－1，则在这10min内N2的平均反应速率是( )
A．0.1mol·L－1·min－1B．0.2mol·L－1·min－1
C．0.3mol·L－1·min－1D．0.6mol·L－1·min－1
知识点2 化学反应速率的简单计算及应用
3．对于A2＋3B22C反应来说，以下化学反应速率的表示中，反应速率最快的是( )
A．v(B2)＝0.8mol·L－1·s－1
B．v(A2)＝0.4 mol·L－1·s－1
C．v(C)＝0.6 mol·L－1·s－1
D．v(B2)＝4.2 mol·L－1·min－1
知识点3 影响化学反应速率的因素
4．把铝条放入盛有过量稀盐酸的试管中，不影响产生氢气速率的因素是( )
A．盐酸的浓度B．铝条的表面积
C．溶液的温度D．加少量Na2SO4固体
5．下列事实中，什么因素影响了化学反应速率。
(1)集气瓶中有氢气和氯气的混合气体，在瓶外点燃镁条时发生爆炸：____________；
(2)黄铁矿煅烧时要粉碎成细小的矿粒：____________；
(3)熔化的KClO3放出气泡很慢，撒入少量MnO2后很快产生大量气体：__________；
(4)同浓度、同体积的盐酸中放入同样大小的锌粒和镁块，产生气体有快有慢：__________；
(5)同样大小的大理石分别在0.1mol·L－1的盐酸和1mol·L－1的盐酸中反应速率不同：__________；
(6)夏天的食品易发霉，冬天就不易发生该现象：________。
练基础落实
1．下列关于化学反应速率的叙述不正确的是( )
A．化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量
B．单位时间内某物质的浓度变化大，则该物质反应速率就大
C．化学反应速率可以用单位时间内生成某物质的质量多少来表示
D．化学反应速率的单位有mol·L－1·s－1和mol·L－1·min－1
2．下列措施一定能使化学反应速率增大的是( )
A．增大反应物的量B．增大压强
C．升高温度D．使用催化剂
3．甲、乙两容器内都在进行A→B的反应，甲中每分钟减少4molA，乙中每分钟减少2molA，则两容器中的反应速率( )
A．甲快B．乙快
C．相等D．无法确定
4．把下列四种X溶液，分别加入盛有10mL2mol·L－1盐酸的烧杯中，均加水稀释到50mL，此时X和盐酸缓慢地进行反应。其中反应速率最大的是( )
A．20mL3mol·L－1的X溶液
B．20mL2mol·L－1的X溶液
C．10mL4mol·L－1的X溶液
D．10mL2mol·L－1的X溶液
5．100mL6mol·L－1的H2SO4跟过量锌粉反应，在一定温度下，要想减缓反应进行的速率，但又不影响生成的氢气的总量，可向反应物中加入适量的( )
A．硫酸钠固体B．稀盐酸
C．硫酸钾溶液D．硝酸钾溶液
6．为比较Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解反应的催化效果，甲、乙两位同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。下列叙述中不正确的是( )
A．图甲所示实验可通过观察产生气泡的快慢来比较反应速率的大小
B．若图甲所示实验中反应速率为①>②，则一定说明Fe3＋比Cu2＋对H2O2分解催化效果好
C．用图乙所示装置测定反应速率，可测定反应产生的气体体积及反应时间
D．为检查图乙所示装置的气密性，可关闭A处活塞，将注射器活塞拉出一定距离，一段时间后松开活塞，观察活塞是否回到原位
练方法技巧——化学反应速率的计算技巧
7．向4.0L容器中充入0.70molSO2和0.40molO2,4s末测得剩余SO20.30mol，则v(O2)为( )
A．0.10 mol·L－1·s－1
B．0.025 mol·L－1·s－1
C．0.50 mol·L－1·s－1
D．0.012 5 mol·L－1·s－1
8．将5.6g铁粉投入盛有100mL2mol·L－1稀硫酸的烧杯中，2min时铁粉刚好溶解完全。如果反应前后溶液的体积不变，则该反应的平均速率可表示为( )
A．v(Fe)＝0.5mol·L－1·min－1
B．v(H2SO4)＝1mol·L－1·min－1
C．v(H2)＝1mol·L－1·min－1
D．v(FeSO4)＝0.5mol·L－1·min－1
练综合拓展
9．化合物Bilirubin在一定波长的光照射下发生分解反应，反应物浓度随反应时间变化如下图所示，计算反应4～8min间的平均反应速率和推测反应16min时反应物的浓度，结果应是( )
A．2.5μmol·L－1·min－1和2.0μmol·L－1
B．2.5μmol·L－1·min－1和2.5μmol·L－1
C．3.0μmol·L－1·min－1和3.0μmol·L－1
D．5.0μmol·L－1·min－1和3.0μmol·L－1
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案
10.某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：
(1)上述实验中发生反应的化学方程式有
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
(2)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
(3)实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4种溶液，可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是________；
(4)要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有
________________________________________________________________________(答两种)；
(5)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列的实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。
实验
混合溶液
A
B
C
D
E
F
4mol·L－1H2SO4/mL
30
V1
V2
V3
V4
V5
饱和CuSO4溶液/mL
0
0.5
2.5
5
V6
20
H2O/mL
V7
V8
V9
V10
10
0
①请完成此实验设计，其中：V1＝__________，V6＝__________，V9＝________。
②该同学最后得出的结论为：当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高，但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因_______________________________________________________
________________________________________________________________________。
专题2 化学反应与能量转化
第一单元 化学反应速率与反应限度
第1课时 化学反应速率
基础落实
一、1.化学反应过程进行快慢
2．反应物浓度 生成物浓度
3．v(A)＝
4．mol·L－1·min－1 mol·L－1·s－1
5．化学计量数之比
二、1.③>②>① 其他条件不变，升高温度可加快化学反应速率
2．②＝③>① 其他条件不变，使用催化剂可加快化学反应速率
3．温度和催化剂 浓度 状态 表面积
对点训练
1．C [熟练掌握化学反应速率的概念是解答本题的关键。化学反应速率是指单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加，是正值，是反应的平均速率，其中固体、纯液体反应物和生成物浓度都视为1，所以A、B错误；对于无明显现象的化学反应来说，无法通过现象体现反应速率的大小，所以D不正确。]
2．A [v(N2)＝＝mol·L－1·min－1＝0.1mol·L－1·min－1。]
3．B [折算成用同一物质表示的速率再进行比较。
A项v(A2)＝v(B2)＝mol·L－1·s－1
C项v(A2)＝v(C)＝0.3mol·L－1·s－1
D项v(A2)＝v(B2)＝1.4mol·L－1·min－1＝mol·L－1·s－1。]
4．D
5．(1)光照 (2)反应物的接触面积 (3)催化剂
(4)反应物本身的性质 (5)反应物的浓度 (6)温度
课后作业
1．C
2．C [外界条件(反应物用量、压强)对化学反应速率的影响与物质的聚集状态有关，分析化学反应速率的变化时，既要考虑条件的变化，还要考虑物质的聚集状态。反应物为固态或纯液态时，增加反应物的量，对反应速率无影响；若反应物为固态或纯液态，增大压强也不能增大反应速率。温度和催化剂影响化学反应速率，与反应物状态无关，其中升高温度反应速率一定增大，但有少数催化剂能减慢化学反应速率。]
3．D [由化学反应速率的表达式可知，甲、乙两容器的体积未知，则无法知道其浓度的变化量，不能确定两容器中A的化学反应速率。]
4．A [化学反应速率随浓度的增大而加快，随浓度的降低而减慢。分析本题，要比较反应速率的大小，在其他条件不变的情况下，实际上是比较反应物浓度的大小，此时的浓度必须是溶液混合后的浓度。由于混合后各烧杯中盐酸的浓度相等，所以只要求出X的浓度最大的即可。因为混合后溶液的体积均为50 mL，所以X的物质的量最大者即为浓度最大者。通过计算可知A选项中X的浓度最大。]
5．C [锌与6mol·L－1的H2SO4反应，其实质为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，若减小生成H2的速率而不改变其产量，即只需降低溶液中H＋的浓度，而不改变H＋的物质的量。A项中Na2SO4溶于水电离出的Na＋和SO对H＋浓度无影响，不影响反应速率，A项不正确；B项引入H＋会影响H2的生成量；C项相当于加入水，可使H＋浓度减小，化学反应速率减小，但H＋的物质的量未改变，生成H2的量不变，C正确；D项KNO3溶液中的NO在酸性条件下可与Zn反应生成NO，消耗H＋，减少了H2的生成量。]
6．B [图甲所示实验中没有说明两反应液的温度是否相同，而且没有相应实验来证明Cl－和SO对应的影响，故该实验不能确定Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解的催化效果。]
7．D [Δn (SO2)＝0.7mol－0.3mol
＝0.4mol
则v(SO2)＝＝
＝0.025mol·L－1·s－1
故v(O2)＝v(SO2)＝0.0125mol·L－1·s－1。]
8．D
9．B [据图可知，4min时化合物Bilirubin的浓度为20μmol·L－1,8min时其浓度为10μmol·L－1，因此4～8min间的平均反应速率为＝2.5μmol·L－1·min－1。进一步分析图像可知0～4min间的平均分解速率为＝5.0μmol·L－1·min－1，由以上分析数据大致可确定平均分解速率基本呈等比递减变化，因此可估算8～12min间平均分解速率为1.25μmol·L－1·min－1,12～16min间平均分解速率为0.625μmol·L－1·min－1，因此16min时反应物的浓度大致应为10μmol·L－1－1.25μmol·L－1·min－1×4min－0.625μmol·L－1·min－1×4min＝2.5μmol·L－1，故B项正确。]
10．(1)CuSO4＋Zn===ZnSO4＋Cu，Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ (2)CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn形成Cu-Zn微电池，加快了氢气产生的速率 (3)Ag2SO4 (4)升高反应温度、适当增大硫酸的浓度、增加锌的比表面积等(答两种即可) (5)①30 10 17.5 ②当加入一定量的CuSO4后，生成的单质Cu会沉积在Zn的表面，降低了Zn与H2SO4溶液的接触面积
解析 (1)在稀硫酸中加入硫酸铜后发生了两个反应：CuSO4＋Zn===ZnSO4＋Cu、Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。(2)由于Zn与反应生成的Cu及硫酸铜溶液组成了Cu－Zn微电池，大大加快了生成氢气的反应速率。(3)只要是比锌的金属性差的金属都可以与锌组成原电池，都可以加快生成氢气的反应速率，故在所给的物质中只有Ag2SO4符合题意。(4)要加快生成氢气的反应速率，还可以采取如下措施：升高温度、适当增大硫酸的浓度、增加锌粒的比表面积等。(5)因为要研究硫酸铜的量对反应速率的影响，故应保持硫酸的浓度在各组实验中相同，则硫酸溶液的体积均取30mL，根据F中增加的水与硫酸铜溶液的体积之和为20mL，可以求得V6＝10mL，V8＝19.5mL，V9＝17.5mL，V10＝15mL。由于析出的铜的量较多，会覆盖在锌的表面，使得锌与稀硫酸接触面积大大减小，故反应速率反而减慢了。
第2课时 化学反应的限度
一、化学反应的限度
1．可逆反应
(1)定义
在同一条件下________和________均能进行的化学反应。
(2)特点
在____________，正向反应(反应物→生成物)和逆向反应(生成物→反应物)________。
(3)表示
书写可逆反应的化学方程式时不用“===”而用“________”。
2．化学反应的限度——化学平衡状态
(1)化学平衡的建立
①反应开始时：v正最大，v逆为________。
②反应过程中：反应物浓度逐渐减小→v正逐渐________，生成物浓度逐渐增大→v逆从________开始逐渐________。
③反应达到平衡时：v正____v逆，反应物和生成物各组分浓度________。
(2)化学平衡建立过程中化学反应速率的变化图像：
(3)概念
在一定条件下，当一个________反应进行到____________和__________相等，反应物和生成物的浓度不再改变时的状态。
(4)化学平衡状态特征：逆、动、等、定、变。
①逆：化学平衡研究的对象是________。
②动：是指________平衡。达到化学平衡状态时，正逆反应________，而不是反应
________。
③等：平衡时，正反应速率和逆反应速率________且都________0，即v正＝v逆>0。
④定：平衡时，平衡混合物中各组分的浓度________，各组分的百分含量________。
⑤变：化学平衡状态是________下的平衡状态，当外界条件(如温度、浓度、压强等)变化时，则原平衡被________，反应混合物中各组分的百分含量就会________，维持条件不变，又会在新条件下建立________________，也就是说，化学平衡是____________。
二、化学反应条件的控制
1．控制化学反应条件的意义
通过对化学反应条件的控制，改变化学反应________和化学反应的________，促进对人类有利的化学反应，抑制有害的化学反应。
2．“提高煤的燃烧效率”的研究
(1)燃料燃烧的条件
①燃料与________或氧气接触；
②温度达到燃料的________。
(2)影响煤燃烧效率的条件
①煤的状态；
②空气用量；
③炉(灶)膛材料的选择；
④燃烧后烟道废气中热量的利用。
(3)提高燃料燃烧效率的措施
①尽可能使燃料________，提高能量的转化率。关键是燃料与空气或氧气尽可能________，且空气要________。
②尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出的热能，提高____________。
知识点1 化学反应的限度
1．下列关于化学反应限度的说法中正确的是( )
A．当一个可逆反应达到平衡状态时，这就是这个反应在该条件下所能达到的限度
B．当一个可逆反应进行到平衡状态时，那么这个反应的所有物质的反应速率均相等
C．平衡状态是一种静止的状态，因为反应物和生成物的浓度已经不再变化
D．化学反应的限度不可以通过改变条件而改变
2．下列说法错误的是( )
A．任何化学反应都有一定的限度，只是不同反应的限度不同罢了
B．化学反应的限度可通过改变条件而改变，如浓度、温度和压强
C．可逆反应是指同一条件下，既可以向正反应方向进行，又可以向逆反应方向进行的反应
D．当一个可逆反应进行到正反应速率与逆反应速率相等时，反应就停止了
3．反应2SO2＋O22SO3达到平衡后，再向反应容器中充入含氧的同位素的氧气，经过一段时间后，原子存在于( )
A．O2B．SO2
C．O2和SO2D．O2、SO2和SO3
知识点2 化学平衡的标志
4．可逆反应达到化学平衡的标志是( )
A．反应停止了
B．正、逆反应速率为零
C．正、逆反应都还在继续进行
D．正、逆反应速率相等
5．在一定条件下，可逆反应A2(g)＋B2(g) 2AB(g)达到平衡的标志是( )
A．单位时间内生成xmol的A2，同时生成xmol的AB
B．容器内的总压强不随时间变化
C．单位时间内生成2xmolAB，同时生成xmol的B2
D．单位时间内生成xmol的A2，同时生成xmol的B2
6．在一定温度下的定容密闭容器中，当下列物理量不再变化时，表明反应：A(g)＋B(g)((((g)＋D(g)已达平衡的是( )
A．混合气体的压强
B．混合气体的密度
C．B的物质的量浓度
D．气体的总物质的量
知识点3 反应条件的控制
7．中国锅炉燃烧采用沸腾炉的逐渐增多，采用沸腾炉的好处在于( )
A．增大煤炭燃烧时的燃烧效率并形成清洁能源
B．减少炉中杂质气体(如SO2等)的形成
C．提高煤炭的热效率并不再排放任何气体
D．使燃料燃烧充分，从而提高燃料的利用率
8．天然气和液化石油气燃烧的主要化学方程式依次为CH4＋2O2CO2＋2H2O，C3H8＋5O23CO2＋4H2O，现有一套以天然气为燃料的灶具，今改为烧液化石油气，应采用的正确措施是( )
A．减少空气进入量，增大石油气进入量
B．增大空气进入量，减少石油气进入量
C．减少空气进入量，减少石油气进入量
D．增大空气进入量，增大石油气进入量
练基础落实
1．下列关于化学反应限度的说法正确的是( )
①一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度 ②当一个可逆反应达到平衡状态时，正、逆反应速率相等 ③平衡状态是一种静止的状态，反应物和生成物的浓度不再改变 ④化学反应的限度不可以通过改变条件而改变
A．①②B．③④
C．①③D．②④
2．能充分说明可逆反应N2(g)＋O2(g)2NO(g)已达到平衡状态的是( )
A．O2的消耗速率等于NO的消耗速率
B．容器内始终有N2、O2和NO共存
C．容器内反应混合物的总物质的量不随时间改变
D．单位时间内每生成nmolN2，同时生成2nmolNO
3．下列措施可以提高燃料燃烧效率的是( )
①固体燃料粉碎 ②液体燃料雾化 ③煤经气化处理 ④通入足量的空气
A．①③B．①②③
C．①③④D．全部
4．在一密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)。已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol·L－1、0.1mol·L－1、0.2mol·L－1。当反应达到平衡时，可能存在的数据是( )
A．SO2为0.4mol·L－1，O2为0.2mol·L－1
B．SO2为0.25mol·L－1
C．SO2、SO3均为0.15mol·L－1
D．SO3为0.4mol·L－1
5．在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，下列表述正确的是( )
A．此反应的化学方程式为2MN
B．t2时，正逆反应速率相等，达到平衡
C．t3时，正反应速率大于逆反应速率
D．t1时，N的浓度是M浓度的2倍
6.
恒温下，amolA和bmolB在如图所示活塞可自由滑动的容器中发生如下反应：A(g)＋2B(g)2C(g)，一段时间后达到平衡，生成nmolC。则下列说法中正确的是( )
A．物质A、B的转化率之比为a∶b
B．起始时刻和达平衡后容器中的压强比为(a＋b)∶(a＋b－)
C．若起始时放入2amolA和2bmolB，则达平衡时生成nmolC
D．当v正(A)＝2v逆(B)时，可判定反应达到平衡
练方法技巧——控制反应限度的技巧
7．已知2SO2＋O22SO3是工业制H2SO4的一个重要的反应，控制此反应条件，使之向有利于生成SO3的反应方向进行，下列有关叙述错误的是( )
A．使用催化剂(V2O5)可提高该反应的反应速率
B．定期抽走SO3，有利于提高SO3的产率
C．增大O2的浓度，有利于提高SO2的转化率
D．增大SO2的浓度，有利于提高SO2的转化率
8．欲提高合成氨：N2＋3H22NH3反应的反应速率，下列措施可行的是( )
①采用高温 ②采用高压 ③使用催化剂 ④增大N2的浓度 ⑤增大H2的浓度
A．①②③B．②③④
C．①③⑥D．全部
9．对于化学反应A(g)＋3B(g)3C(g)，下列措施既可加快反应速率，又可提高A的转化率的是( )
A．使用催化剂
B．增大A物质的浓度
C．增大B物质的浓度
D．减小C物质的浓度
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案
练综合拓展
10．向2L密闭容器中通入amol气体A和bmol气体B，在一定条件下发生反应；xA(g)＋yB(g)pC(g)＋qD(g)
已知：平均反应速率vC＝vA；反应2min时，A的浓度减少了，B的物质的量减少了mol，有amolD生成。
回答下列问题：
(1)反应2min内，vA＝____________________________，vB＝___________。
(2)化学方程式中，x＝________________、y＝________________、p＝________________、q＝________________。
(3)反应平衡时，D为2amol，则B的转化率为__________。
(4)如果只升高反应温度，其他反应条件不变，平衡时D为1.5amol，则该反应的
ΔH________0(填“＞”、“＜”或“＝”)。
(5)如果其他条件不变，将容器的容积变为1L，进行同样的实验，则与上述反应比较：
①反应速率____________(填“增大”、“减小”或“不变”)，理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
②平衡时反应物的转化率__________(填“增大”、“减小”或“不变”)，理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第2课时 化学反应的限度
一、1.(1)正反应 逆反应 (2)相同条件下 同时进行 (3)( (
2．(1)①0 ②减小 0 增大 ③＝ 不再变化
(3)可逆 正反应速率 逆反应速率 (4)①可逆反应
②动态 仍在进行 停止了 ③相等 大于 ④保持一定 保持一定 ⑤一定条件 破坏 发生变化 新的平衡状态 可以改变的
二、1.速率 限度
2．(1)①空气 ②着火点 (3)①完全燃烧 充分接触
过量 ②能源利用率
对点训练
1．A [要搞清楚，当一个可逆反应在一定条件下达到平衡，亦就是这个反应在该条件下所达到的限度，并且此时的化学平衡状态是一个动态平衡，只要条件改变，平衡即被破坏。当一个可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时，该反应已达到平衡状态；反之，当一个可逆反应进行到平衡状态时，这个反应的正反应速率和逆反应速率相等，而不是所有物质的反应速率均相等，所以B不正确；当一个可逆反应进行到平衡状态时，这个反应的正反应速率和逆反应速率相等，从表面上看，反应物不再被消耗，生成物也不再增加，反应物达到最大转化率，生成物达到最大生产率，这就是这个反应在该条件下所能达到的限度，所以A正确；化学平衡状态是一种动态平衡，一旦条件改变，平衡就要被破坏，化学反应的限度也就随之而改变，所以C、D说法是错误的。]
2．D [可逆反应达到正反应速率与逆反应速率相等时，反应并没有停止，只是v正＝v逆＞0，各物质的浓度不再改变。]
3．D [可逆反应达到平衡状态，正、逆反应并没有停止，所以氧气中的18O可通过正反应进入SO3中，SO3中的18O又可通过逆反应而进入SO2中。]
4．D
5．C [单位时间内生成2x mol的AB，同时生成x mol的B2，即正、逆反应速率相等。]
6．C [化学反应达到平衡的标志之一是各物质的浓度保持不变。对于定容密闭容器中的等体反应，混合气体的压强、密度、总物质的量始终不变，A、B、D项不能说明反应已达平衡，B物质的量浓度不变，表明反应已达平衡。]
7．D [本题解答的关键是了解燃料充分燃烧的条件：一是燃烧时要有充足的空气，二是燃料与空气或氧气要有足够大的接触面。由于大块的固体燃料与空气的接触面有限，燃烧往往不够充分，采用沸腾炉是将固体燃料粉碎以增大燃料与空气的接触面，提高燃烧效率，同时又能防止煤炭不充分燃烧生成的CO污染空气。]
8．B [从化学方程式可知，单位体积的甲烷比液化石油气燃烧耗O2少，若改烧液化石油气，必须增大空气进入量或减少石油气进入量。]
课后作业
1．A [当一个可逆反应达到平衡状态时，正、逆反应速率相等，从表面上看，反应物不再被消耗，生成物也不再增加，这就是这个反应在该条件下所能达到的限度，①正确；当一个可逆反应的正、逆反应速率相等时，该反应已达到平衡状态；反之，当一个可逆反应进行到平衡状态时，正、逆反应速率相等，②正确；化学平衡状态是一种动态平衡，一旦条件改变，平衡就要被破坏，化学反应的限度也就随之而改变，③④两项错误。]
2．D [A项以消耗O2表示的正反应速率与以消耗NO表示的逆反应速率不相等；B项对任意一个可逆反应，体系中的各物质同时存在，不能作为化学平衡状态判断的依据；C项从反应方程式看反应体系中总的物质的量始终不变，不能作为判断依据；D项中以N2表示的逆反应速率与以NO表示的正反应速率相等，即达到平衡状态。]
3．D [由于大块固体燃料与空气的接触面积有限，燃烧往往不够充分，固此工业上常将固体燃料粉碎或将液体燃料雾化以增大燃料与空气的接触面积，提高燃烧效率。]
4．B [解答可逆反应的问题时，要特别注意反应物不可能完全转化为产物，产物也不可能完全转化为反应物；另外从量上来讲，元素的原子不可能凭空增加或减少。总之要理解好“可逆”和“守恒”这两个词的含义。A项数据表明，0.2 mol·L－1的SO3完全转化生成了SO2和O2，即平衡时SO3的浓度为0，这是不可能的；B项说明在题给浓度的基础上又有0.05 mol·L－1的SO3分解生成0.025 mol·L－1的O2和0.05 mol·L－1的SO2，这是可能的；C项数据表明SO2、SO3的浓度都在原有的基础上减少了0.05 mol·L－1，这也是不可能的；D项数据说明SO2完全转化生成了SO3，即平衡时SO2和O2的浓度都是0，这也是不可能的。]
5．D [由图像可知N为反应物，M为生成物，然后找出在相同时间段内变化的M、N的物质的量之比(与是否达到平衡无关)以确定M、N在化学方程式中的化学计量数之比，即该反应的化学方程式是2NM。t2时刻M、N的物质的量相等，但此时M、N的物质的量仍在发生变化，反应未达到平衡状态，因此正反应速率不等于逆反应速率。t3时刻及t3时刻之后，M、N的物质的量不再改变，证明已达到平衡状态，此时正、逆反应速率相等。]
6．B [由题意计算可知：
A(g)＋2B(g)2C(g)
ab0
a－b－nn
nn
则A、B的转化率之比：∶＝b∶2a，A项不正确；起始时与平衡时压强之比：，B项正确；此容器为恒压容器，当投入量加倍时，达平衡时，生成C的物质的量加倍，C项不正确；D项中v正(A)∶v逆(B)＝1∶2时，可判定反应达到平衡，D项不正确。]
7．D [要使一个达平衡的可逆反应向生成物方向进行，可以增大反应物浓度或减小生成物浓度，因此B、C正确；D中增大SO2的浓度，只能使SO2转化的物质的量增大，而增大的转化量远小于加入的物质的量，故转化率是降低的，故D错误；使用正确的催化剂只能提高反应速率，而不能增大转化率，A正确。]
8．D [增大化学反应速率采用的方法和采取措施促进反应的完成程度以提高原料的利用率(或转化率)所采用的方法不一定相同。如催化剂的使用可增大反应速率，但不能提高原料的利用率。]
9．C [增大B的浓度，可加快反应速率，同时可增大A的转化率。]
10．(1)mol·L－1·min－1 mol·L－1·min－1
(2)2 3 1 6 (3)×100% (4)< (5)①增大 体积减小，反应物的浓度增大，因而使反应速率增大 ②减小 体积减小，气体的压强增大，平衡向气体分子数减少的方向(即逆反应方向)移动，因而使反应物转化率减小
解析 (1)vA＝＝＝mol·L－1·min－1
vB＝＝＝mol·L－1·min－1
同样可得vD＝mol·L－1·min－1
vC＝vA＝mol·L－1·min－1
(2)由化学反应速率之比等于化学方程式中化学计量数之比可得x∶y∶p∶q＝vA∶vB∶vC∶vD＝∶∶∶＝2∶3∶1∶6。
(3)当D为2amol时，B减少了amol，因此B的转化率为×100%＝×100%。
(4)其他条件不变只升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，由题意知原平衡时D为2amol，升高温度达到新平衡时，D为1.5amol，可见反应向逆反应方向移动，因此正反应是放热反应，即ΔH<0。
(5)原密闭容器的体积为2L，现变为1L，其他条件不变，反应物和生成物的浓度都增大，因此反应速率增大。减小体积即为加压，增大压强，平衡应向气体计量数之和小的方向移动，由于反应方程式为2A (g)＋3B(g)C(g)＋6D(g)，左边气体计量数之和小，因此平衡向左移动，反应物的转化率减小。
第三单元 化学能与电能的转化
第1课时 化学能转化为电能
一、化学能转化为电能
1．实验探究
[探究目的] 化学能怎样转化为电能
实验步骤
实验现象
实验结论
实验1：把一块锌片和一块铜片分别插入盛有稀硫酸的烧杯里，观察实验现象
锌片溶解且周围有______产生，铜片周围______
锌在金属活动顺序表中位于氢的前面，能置换出酸中的____；铜位于氢的后面，________置换出酸中的氢
实验2：把一块锌片和一块铜片同时插入盛有稀硫酸的烧杯里，观察实验现象
锌片溶解且周围有______产生，铜片周围______
锌在金属活动顺序表中位于氢的前面，能置换出酸中的____；铜位于氢的后面，________置换出酸中的氢
实验3：用导线把实验2中的锌片和铜片连接起来
锌片__________，铜片上____________
锌比铜活泼，容易________电子发生氧化反应。在锌片上，锌________电子形成锌离子Zn2＋进入溶液：________________________________，电子经锌电极流向导线，并经电流计流向铜片，流入铜电极的电子使H＋发生还原反应，生成H2：________________________________________。铜电极附近溶液中H＋减少，锌电极附近溶液中增加的锌离子向铜电极附近移动，使电极和溶液形成电流回路，将化学能转化为电能
实验4：在导线中间接一个灵敏电流计，观察实验现象
锌片__________，铜片上____________，电流计指针________
2.原电池
(1)概念：将________能转化为______能的装置称为原电池。
(2)工作原理：锌失去电子，作____极，发生的反应为____________，电子通过导线流向
铜片，溶液中的________在Cu片上得电子生成________，铜片作________，发生的反
应为________。
(3)反应本质：原电池反应的本质是________________。
(4)原电池的构成条件
①具有____________的两个电极；
②能自发进行的氧化还原反应；
③电极间________________。
(5)电极材料及电极反应(铜锌原电池)
负极：(____)________________________(________)
正极：(____)________________(________)
(6)正、负极的判断
负极
正极
电极材料
活泼性______的金属
活泼性________的金属或能导电的________
电子流动方向
电子______极
电子________极
电解质溶液中离子定向移动方向
____离子移向的极
____离子移向的极
发生的反应
________反应
________反应
反应现象
电极溶解
电极________或有________
二、钢铁的电化学腐蚀
1．电化学腐蚀
金属跟电解质溶液接触，发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。
2．钢铁腐蚀
(1)环境：在潮湿的空气里钢铁表面吸附一层水膜，水膜里含有少量________________，
还溶解了________________，形成电解质溶液。
(2)电极反应：负极(Fe)：________________________；
正极(C)：________________________________________。
知识点1 原电池的构成
1．下列装置能构成原电池的是( )
2．某原电池工作时总的反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，该原电池的组成可能是( )
A．Zn为正极，Cu为负极，CuCl2溶液作电解质溶液
B．Cu为正极，Zn为负极，稀H2SO4作电解质溶液
C．Cu为正极，Zn为负极，CuSO4溶液作电解质溶液
D．Fe为正极，Zn为负极，ZnSO4溶液作电解质溶液
知识点2 原电池的工作原理
3．下面是四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的化学反应是( )
A．Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag
B．Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O
C．Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4
D．C＋CO22CO
4．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是( )
①两烧杯中铜片表面均无气泡产生 ②甲中铜片是正极，乙中铜片是负极 ③两烧杯中溶液的c(H＋)均减小 ④产生气泡的速率甲比乙慢 ⑤甲中SO向Zn片移动，H＋向Cu片移动 ⑥乙中电流从Cu片流向Zn片 ⑦甲乙两烧杯中Cu片的质量均不变
A．①②③B．③⑤⑦C．④⑤⑥D．②③④⑤⑦
知识点3 原电池原理的应用
5．一学生欲通过实验判断X、Y、Z、W四块金属的活泼性，做了如下实验并得结论：当X、Y组成原电池时， Y为负极；当Z、W组成原电池时，W为正极；W能从含Y离子的盐溶液中置换出单质Y，据此可知它们的活泼性顺序是( )
A．Z＞W＞X＞YB．X＞Y＞Z＞W
C．X＞Y＞W＞ZD．Z＞W＞Y＞X
6．某金属能和盐酸反应生成氢气，该金属与锌组成原电池时，锌作为负极，则该金属可能为( )
A．铝B．铜C．锡D．硅
练基础落实
1．对于原电池的电极名称叙述错误的是( )
A．发生氧化反应的为负极
B．正极为电子流入的一极
C．比较不活泼的金属为负极
D．电流的方向由正极到负极
2．茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、Pt-Fe合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中( )
①铝合金是正极 ②铝合金是负极 ③海水是电解液 ④铝合金电极发生还原反应
A．②③B．②④C．①②D．①④
3．下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生气泡的是( )
4.
如图所示，两电极一为碳棒，一为铁片，若电流表的指针发生偏转，且a极上有大量气泡生成，则以下叙述正确的是( )
A．a为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸
B．b为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液
C．a为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸
D．b为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液
5.
如右图所示，烧杯中盛的是水，铁圈和银圈直接相连，在接头处用一根绝缘细丝吊住，并使之平衡。小心地从烧杯中央滴入CuSO4溶液，反应一段时间后，观察到的现象是( )
A．两圈仍保持平衡
B．有气泡产生，两圈摇摆不定
C．铁圈向下倾斜
D．银圈向下倾斜
练方法技巧——原电池正负极及电极反应的判断
6．镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充放电反应按下式进行：Cd(OH)2＋2Ni(OH)2Cd＋2NiO(OH)＋2H2O
由此可知，该电池放电时的负极材料是( )
A．Cd(OH)2B．Ni(OH)2
C．CdD．NiO(OH)
7．据报道，美国正在研究用锌电池取代目前广泛使用的铅蓄电池，锌电池具有容量大、污染少等优点，其电池反应为2Zn＋O2===2ZnO，其原料为锌粉、电解液和空气。则下列叙述正确的是( )
A．锌为正极，空气进入负极
B．负极反应为Zn－2e－===Zn2＋
C．正极发生氧化反应
D．电解液是酸溶液
题号
1
2
3
4
5
6
7
答案
练综合拓展
8．有甲、乙两位学生均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6mol·L－1H2SO4溶液中，乙同学将电极放入6mol·L－1的NaOH溶液中，如下图所示。
(1)写出甲池中正极的电极反应式：
正极：__________________________________________________________。
(2)写出乙池中负极的电极反应式和总反应的离子方程式：
负极：______________________________________________________________。
总反应的离子方程式：__________________________________________________。
(3)如果甲与乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出________活动性更强，而乙会判断出________活动性更强(填写元素符号)。
(4)由此实验，可得到如下哪些正确结论？( )
A．利用原电池反应判断金属活动顺序时应注意选择合适的介质
B．镁的金属性不一定比铝的金属性强
C．该实验说明金属活动顺序表已过时，已没有实用价值
D．该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析
(5)上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动顺序表判断原电池中的正负极”这种做法________(“可靠”或“不可靠”)。如不可靠，请你提出另一个判断原电池正负极的可行实验方案___________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(如可靠，此空可不填)。
9．我国“神舟七号”载人宇宙飞船发射成功，成为我国航天史上重要的里程碑。飞船上使用了氢氧燃料电池，其构造示意图如图所示，两电极均由多孔性炭制成，通入的气体由孔隙中逸出并在电极表面放电。
(1)a极是______极，b极是______极(填“正”或“负”)，电极反应式为：
a极：______________________________________________________________；
b极：______________________________________________________________。
(2)氢氧燃料电池的优点是燃料转化率高、无污染，若飞船中的宇航员的生活用水均由燃料电池提供，将节省大量资金(1kg水送入太空约耗资26万美元)。
已知燃料电池发1度电，生成350g水，求其能量转化率。
[提示：1 mol H2燃烧生成液态水放出286 kJ热量。]
第三单元 化学能与电能的转化
第1课时 化学能转化为电能
基础落实
一、1.气泡 无气泡 氢 不能 气泡 无气泡 氢 不能 溶解 有气泡产生 溶解 有气泡产生 偏转 失去 失去 Zn－2e－===Zn2＋ 2H＋＋2e－===H2↑
2．(1)化学 电 (2)负 氧化反应 H＋ H2 正极 还原反应 (3)氧化还原反应 (4)①活性不同 ③形成闭合回路 (5)锌 Zn－2e－===Zn2＋ 氧化反应 铜 2H＋＋2e－===H2↑ 还原反应 (6)较强 较弱
非金属 流出 流入 阴 阳 氧化 还原 增重 气泡放出
二、2.(1)H＋和OH－ O2 (2)2Fe－4e－===2Fe2＋ O2＋2H2O＋4e－===4OH－
对点训练
1．B [原电池的构成条件：①两个活泼性不同的电极，②插入电解质溶液，③形成闭合回路。]
2．C [Zn失电子则Zn应为负极；Cu2＋得电子则Cu2＋为电解质溶液中的阳离子。]
3．D [D是吸热的氧化还原反应，反应过程中吸收能量，不能设计为原电池。]
4．B
5．D [X、Y组成原电池Y为负极，则活泼性：Y＞X；Z、W组成原电池，W为正极，则活泼性：Z＞W，W能从含Y离子的溶液中置换出Y单质，则活泼性：W＞Y，综上，则活泼性顺序为Z＞W＞Y＞X。]
6．C [该金属在金属活动顺序表中应在氢前锌后，故选C。]
课后作业
1．C [原电池中相对活泼的金属为负极，不活泼的为正极，C项错误；负极发生氧化反应，正极发生还原反应，A项正确；原电池工作时，外电路中电子由负极流出，由正极流入，电流方向与电子流动方向相反，B、D项正确。]
2．A [分析航标灯的电源结构，活泼金属铝合金作负极，相对不活泼金属Pt-Fe合金作正极，电解液是海水；铝合金作负极，发生的是氧化反应，故①④错误，②③正确。]
3．A [由题给装置图知，A、B、C形成原电池，由于金属活动顺序表中Cu、Ag排在H的后面，而Zn排在H的前面，故A中有气泡产生。]
4．C [Fe、C形成的原电池中，负极铁失去电子，变成＋2价的亚铁离子，由于a极上有大量气泡生成，所以正极(C)电极反应：2H＋＋2e－===H2↑，a为正极，是碳棒；b为负极，是铁片；电解质溶液为硫酸。]
5．D [因为铁圈可以与CuSO4发生氧化还原反应Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，铁圈和银圈直接相连，电子可以顺利传递，所以可以构成原电池。其电极反应方程式为
负极：Fe－2e－===Fe2＋
正极：Cu2＋＋2e－===Cu
铁溶解，铁圈减轻；生成的Cu沉积在银圈上，银圈增重。]
6．C [根据镍镉可充电电池放电的反应原理Cd＋2NiO(OH)＋2H2O===Cd(OH)2＋2Ni(OH)2，Cd被氧化生成Cd(OH)2，NiO(OH)被还原生成Ni(OH)2，即Cd发生氧化反应，是失去电子的物质，NiO(OH)发生还原反应，是得到电子的物质，所以，Cd为负极，NiO(OH)为正极，即电池的负极材料是Cd，C项正确。]
7．B [根据电池反应2Zn＋O2===2ZnO判断，锌为负极，负极反应为Zn－2e－===Zn2＋，所以A不正确，B正确；正极发生还原反应，所以C不正确；电解液若为强酸，将与锌发生化学反应，而不是O2与锌反应，所以D不正确。]
8．(1)2H＋＋2e－===H2↑ (2)2Al＋8OH－－6e－===2AlO＋4H2O 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑ (3)Mg Al (4)AD (5)不可靠 将两种金属作电极连上电流计后插入电解质溶液，构成原电池。利用电流计测定电流的方向，从而判断电子流动方向，再确定原电池正负极
解析 甲同学依据的化学反应原理是Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑，乙同学依据的化学反应原理是2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。但是由于Al与碱的反应是一特例，不可作为判断金属性强弱的依据。所以判断一个原电池的正负极应依据实验事实。
9．(1)正 负 2H2O＋O2＋4e－===4OH－ 2H2＋4OH－－4e－===4H2O
(2)64.7%
第2课时 化学电源
一、原电池工作原理的应用
1．加快氧化还原反应速率
如实验室用Zn和稀H2SO4(或稀HCl)反应制H2，常用粗锌，它产生H2的速率快。原因是粗锌中的杂质和锌、稀H2SO4形成________，加快了反应，使产生H2的速率加快。
2．比较金属的活动性强弱
原电池中，一般活动性强的金属为________极，活动性弱的金属为________极。例如有两种金属A和B，用导线连接后插入到稀硫酸中，观察到A极溶解，B极上有气泡产生，由原电池原理可知，金属活动性________。
3．设计原电池
已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，一般________为负极材料(或在负极上被________)，________(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。例如，利用Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag的氧化还原反应可设计成如图所示的原电池，该原电池的电极反应式为：
负极(Cu)：____________________________(氧化反应)
正极(C)：________________________(还原反应)
4．化学电源
人们利用原电池原理，将________能直接转化为________能，制作了多种电池。如干电池、蓄电池、充电电池、高能燃料电池等，以满足不同的需要。在现代生活、生产和科学技术的发展中，电池发挥着重要的作用，大至宇宙火箭、人造卫星、飞机、轮船，小至电脑、电话、电子手表、心脏起搏器等，都离不开各种各样的电池。
二、发展中的化学电源
1．干电池
普通锌锰干电池
电池组成：____________作负极；位于中央的顶盖带有______________作正极；电解质
是____________糊。负极反应为____________。
2．充电电池
充电电池是一种________。充电放电可循环进行，至一定周期后终止。最早也是使用最
广泛的是铅蓄电池，________是Pb，________是PbO2，电解质是________。
封闭式体积小的充电电池——镍镉电池，负极是________，正极是________，电解质是
________。
另外还有锂离子电池等。
3．燃料电池
燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置。如氢氧燃料电池，在负极上发生氧化反应
的是________，在正极上发生还原反应的是________，产物是________。
燃料电池与干电池的主要区别在于________不是储存在电池内部，而是用外加的设备提
供________和________等，使反应连续进行。
电池反应：2H2＋O2===2H2O
(1)电解质溶液为稀硫酸：
负极：________________________，
正极：________________________。
(2)电解质溶液为KOH溶液：
负极：________________________________，
正极：________________________________。
知识点1 化学电源电极的判断及电极反应方程式的书写
1．如图，锌锰干电池在放电时总反应方程式可表示为Zn＋2MnO2＋2NH===Zn2＋＋Mn2O3(s)＋2NH3↑＋H2O。在此电池放电时，正极(碳棒)上发生反应的物质是( )
A．ZnB．碳
C．MnO2和NHD．Zn2＋和NH3
2．人造地球卫星用到一种高能电池——银锌蓄电池，其电池电极反应为Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O， Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－。据此判断氧化银是( )
A．负极，并被氧化B．正极，并被还原
C．负极，并被还原D．正极，并被氧化
3．2009年奔驰和宝马汽车公司推出锂电池混合动力车。该锂电池具有高能量、寿命长、可靠性高等优点，即使是在非常低的温度下作业也能有出色的表现。某种锂电池的总反应为Li＋MnO2===LiMnO2，下列说法不正确的是( )
A．Li是负极，电极反应为Li－e－===Li＋
B．Li是正极，电极反应为Li＋e－===Li－
C．MnO2是正极，电极反应为MnO2＋e－===MnO
D．锂电池是一种环保型电池
知识点2 燃料电池
4．燃料电池是燃料(如CO、H2、CH4等)跟氧气(或空气)起反应将化学能转变为电能的装置，若电解质溶液是强碱溶液，下面关于甲烷燃料电池的说法正确的是( )
A．负极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．负极反应式：CH4＋8OH－－8e－===CO2＋6H2O
C．随着放电的进行，溶液中的氢氧根离子浓度不变
D．放电时溶液中的阴离子向负极移动
5．科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机物转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。电池的负极反应为( )
A．H2＋2OH－－2e－===2H2O
B．O2＋4H＋＋4e－===2H2O
C．H2－2e－===2H＋
D．O2＋2H2O＋4e－===4OH－
练基础落实
1．下列有关电池的说法不正确的是( )
A．手机上用的锂离子电池属于二次电池
B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极
C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能
D．锌锰干电池中，锌电极是负极
2．日常所用干电池的电极分别为石墨棒(上面有铜帽)和锌皮，以糊状NH4Cl和ZnCl2作电解质(其中加入MnO2吸收H2)，电极反应式可简化为Zn－2e－===Zn2＋，2NH＋2e－===2NH3↑＋H2↑(NH3与Zn2＋能生成一种稳定的物质)。根据上述判断，下列结论正确的是( )
①锌为正极，石墨为负极 ②锌为负极，石墨为正极
③工作时，电子由石墨极经过外电路流向锌极
④长时间连续使用时，内装糊状物可能流出腐蚀用电器
A．①③B．②③
C．③④D．②④
3．燃料电池是目前电池研究的热点之一。现有某课外小组自制的氢氧燃料电池，如图所示，a、b均为惰性电极。下列叙述不正确的是( )
A．a极是负极，该电极上发生氧化反应
B．b极反应是O2＋4OH－－4e－===2H2O
C．总反应方程式为2H2＋O2===2H2O
D．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
4．铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解质溶液为硫酸，工作时反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O
下列结论正确的是( )
A．Pb为正极被氧化
B．SO只向PbO2极移动
C．电解质溶液密度不断减小
D．溶液的pH值不断减小
5．根据反应：2Ag＋＋Cu===Cu2＋＋2Ag，设计如下图所示原电池，下列说法错误的是( )
A．X可以是银或石墨
B．Y是硫酸铜溶液
C．电子从铜电极经外电路流向X电极
D．X极上的电极反应式为Ag＋＋e－===Ag
6．下图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是( )
A．该系统中只存在3种形式的能量转化
B．装置Y中负极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生
D．装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化
练方法技巧——化学电源中的计算技巧
7．以锌片和铜片为两极、稀硫酸为电解液组成原电池，当导线中通过2mol电子时，下列说法正确的是( )
A．锌片溶解了1mol，铜片上析出1mol氢气
B．两极上溶解和析出的物质的质量相等
C．锌片溶解了1g，铜片上析出1g氢气
D．电解质溶液pH不变
8．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为Zn＋MnO2＋H2O===ZnO＋Mn(OH)2
下列说法中，错误的是( )
A．电池工作时，锌失去电子
B．电池正极的电极反应式为
MnO2＋2H2O＋2e－===Mn(OH)2＋2OH－
C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极
D．外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减少6.5g
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
练综合拓展
9．利用生活中或实验中常见的物品，根据氧化还原反应知识和电化学知识，自己动手设计一个原电池。请填写下列空白：
(1)实验原理：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
(2)实验原理：电极(____________、__________)、________、________、稀硫酸、耳机(或者电流计)。(请在空格中填写所缺的实验用品)
(3)实验装置(如图)。
(4)原电池设计及注意的问题：
①按如图所示连接好实验仪器，注意观察(耳朵听)耳机是否有声音发出，如果没有，可将原电池的两个电极中的一极接
触耳机插头上的一极(注意：接触的同时耳机的另一极是连接在原电池的另一个电极上的)，这时可以听见耳机发出“嚓嚓嚓……”的声音。其原因是：在原电池中，由化学能转化为____________，在耳机中由________转化为声音这种能量。
②如果将装置中的耳机改为电流计，则铁钉应该接电流计的________极，电极反应是
________________________________________________________________________，
发生了________反应。
10．人们应用原电池原理制作了多种电池以满足不同的需要。在现代生活、生产和科学技术发展中，电池发挥着越来越重要的作用，如在宇宙飞船、人造卫星、空间电视转播站、飞机、轮船、电脑、收音机、照相机、电子手表、心脏起搏器等，都离不开各式各样的电池，同时废弃的电池随便丢弃也会对环境造成污染。请根据题中提供的信息，回答下列问题：
(1)电子表和电子计算器中所用的是纽扣式微型银锌电池，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质为KOH溶液，工作时电池总反应为Ag2O＋Zn＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2。
①工作时电流从________极流向________极(填“Ag2O”或“Zn”)。
②电极反应式：正极_____________________________________________________，
负极：________________________________________________________________。
③工作时电池正极区的pH________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)氢镍电池是近年来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＋NiO(OH)Ni(OH)2。
电池放电时，负极是____________，负极的电极反应式为__________，正极的电极反应式为____________________________，正极附近溶液的pH如何变化？______________
第2课时 化学电源
基础落实
一、1.原电池
2．负 正 A>B
3．还原剂 氧化 氧化剂 Cu－2e－===Cu2＋ 2Ag＋＋2e－===2Ag
4．化学 电
二、1.(1)锌 铜帽的石墨棒 NH4Cl Zn－2e－===Zn2＋
2．二次电池 负极 正极 稀硫酸 Cd NiO(OH) KOH
3．H2 O2 H2O 反应物 燃料 氧化剂 (1)2H2－4e－===4H＋ O2＋4e－＋4H＋===2H2O (2)2H2－4e－＋4OH－===4H2O O2＋4e－＋2H2O===4OH－
对点训练
1．C 2.B 3.B
4．D [与一般原电池工作原理相似，电解质溶液中阴离子向负极移动。]
5．C [由题意可知，该电池实际上是氢氧燃料电池，以氧气(空气)为氧化剂与氢气发生氧化还原反应来产生电流，总反应式为2H2＋O2===2H2O，负极是氢气，发生氧化反应，正极是氧气，发生还原反应；该反应在酸性介质(磷酸为电解质)中进行，所以负极反应为H2－2e－===2H＋，正极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，C项正确，其余不正确。]
课后作业
1．B [锂离子电池可以充电再次使用，属于二次电池，A项正确；铜锌原电池中铜为正极，故电流由铜流向锌，而电子是由锌流向铜，B项错；电池的实质即化学能转化成电能，C项正确；Zn失去电子生成Zn2＋，故作为负极，D项正确。]
2．D [由负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应或根据原电池的形成条件，相对活泼(指金属性)的一极为负极，相对不活泼的一极为正极可判断出①错②对。在外电路，电子从负极流向正极，故③不正确。长时间连续使用该电池，由于锌皮慢慢溶解而破损，且MnO2不断吸收H2而产生H2O，糊状物也越来越稀，故其容易流出而腐蚀用电器。]
3．B [A项，a极通H2为负极，电极反应应为2H2＋4OH－－4e－===4H2O，发生氧化反应；B项，b极通O2为正极，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B项不正确；C项，正负极电极反应式相加得总反应为2H2＋O2===2H2O；D项，氢氧燃料电池的能量高，且产物为水，对环境无污染，故是具有应用前景的绿色电源。]
4．C [根据方程式：
＋O2＋2H2SO4===2SO4＋2H2O
原电池中失电子的物质为负极，所以Pb为负极，PbO2为正极。又因负极Pb－2e－===Pb2＋进入溶液，溶液中SO也向Pb极移动，生成难溶的PbSO4，所以电解质溶液密度不断减小。由于H＋的物质的量浓度不断减小，pH值不断增大。综上分析得出答案为C。]
5．B [从题给氧化还原反应方程式分析可知：铜被氧化，作原电池的负极，X为正极，电极材料是比铜不活泼的导体，A正确；Ag＋在X电极上被还原，则电解质溶液提供Ag＋，B项错误，D项正确；外电路中铜失去电子，流向X电极，C项正确。]
6．C
7．A [锌片、铜片和稀硫酸构成原电池时，锌为负极，铜为正极，负极锌片溶解，正极析出H2；根据电子守恒原理，溶解1 mol锌，就有2 mol电子转移，则析出的H2为1 mol，A项正确；溶解的锌和析出的H2物质的量相等，但质量不相等，B项不正确；溶解的锌和析出的H2质量比应为65∶2，C项不正确；H＋得电子变成H2，H2SO4被消耗，溶液pH变大，D项不正确。]
8．C
9．(2)铁钉或铁条 铜片(其他合理答案也可) 烧杯 导线 (4)①电能 电能 ②负 Fe－2e－===Fe2＋ 氧化
解析 根据电池反应：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑可知，正极为不比铁活泼的金属或非金属导体。耳机发出声音是电能转化为声音。由于铁为负极，应连接电流计的负极。
10．(1)①Ag2O Zn
②Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－
Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2
③增大
(2)H2 H2－e－＋OH－===H2O
NiO(OH)＋e－＋H2O===Ni(OH)2＋OH－ 增大
第3课时 电能转化为化学能——电解
一、电解原理
1．探究实验：电解CuCl2溶液
(1)实验现象：
阴极：石墨棒上逐渐覆盖了一层____________；
阳极：石墨棒上有________产生，湿润的KI-淀粉试纸变成________。
(2)实验结论：CuCl2溶液在电流的作用下分解生成了________和________。
(3)电解过程分析：
通电前：CuCl2在水溶液中电离，电离方程式：________________________，
通电时：Cu2＋趋向________，Cl－趋向________。
电极反应式：阴极：________________________，
阳极：________________________________，
电解的总方程式：________________________________。
2．电解池
(1)概念：将________能转化为________能的装置称为电解池。
(2)构成条件：
①____________；
②与电源相连的两个电极；
③________________(或________________)；
④____________。
(3)电极名称及电极反应
3．电解池工作原理
通电时，电子从电源的________沿导线流入电解池的________，溶液中____________定向移动形成内电路，________在阴极________电子，被________，________在阳极________电子发生________反应，电子沿导线流入直流电源的________。
4．电解反应与氧化还原反应的联系
电解过程是在________作用下发生的________的氧化还原反应，在电解过程中________
转化为________，从而使许多情况下不能发生的反应得以进行，这对于化工生产、金属
冶炼、科学研究以及人们日常生活都具有十分重要的意义。
5．电解过程中电极产物的判断
一看电极材料，若阳极是惰性材料，则两个电极本身都________反应，而是电解质溶液
的成分________反应；若阳极是________材料(铂、金除外)，则阳极本身和电解质溶液
的成分发生反应，阴极________反应。
二看电解质溶液里的微粒。这里的微粒一般是离子，寻找离子要突出一个“全”字，除
了溶质电离出离子以外，H2O也电离出________和________。把所有的离子找全以后还
要将它们分成两组——________组和________组。
三看两极放电顺序。常见微粒的放电顺序：
阳极：S2－>I－>________>________>________>含氧酸根>F－
阴极：Ag＋>Cu2＋>H＋>Na＋
二、电解原理的应用
1．电解饱和食盐水制备氯气和烧碱
电解池的构成：________作阳极；铁作阴极；____________作电解质溶液。
电解过程中主要的电极反应为
阳极(石墨)：___________________________________________________________；
阴极(铁)：_____________________________________________________________；
电解总反应：_________________________________________________________。
2．制备活泼金属
电解熔融氧化铝获得铝：_________________________________________________，
电解熔融氯化钠制备钠：_________________________________________________。
3．电解精炼铜
(1)电解池的构成
粗铜作________，纯铜作________，用________________作电解液。
(2)反应特点
①阳极：金属铜和比铜________的金属杂质——以________形式进入溶液中，不活泼(与
铜相比)的金属杂质——形成______。
②阴极：有________析出。
③电解精炼铜的过程中，电解液的浓度________。
知识点1 电解原理
1．镍氢电池是近年来开发出来的可充电电池，它可取代会产生镉污染的镍镉电池。镍氢电池的总反应式是
H2＋2NiO(OH)2Ni(OH)2
根据此反应式判断，下列叙述正确的是( )
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，氢元素被还原
D．电池放电时，H2是正极
2．如图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则下列有关判断正确的是( )
A．a为负极，b为正极
B．a为阳极，b为阴极
C．电解过程中，d电极质量增加
D．电解过程中，氯离子浓度不变
知识点2 电解规律
3．在电解水制取H2和O2时，为了增强导电性，常常要加入一些电解质，最好选用下列
物质中的( )
A．NaOHB．HCl
C． NaClD．CuSO4
知识点3 根据电极变化判断金属性强弱
4．X、Y、Z、M代表四种金属元素，金属X和Z用导线连接放入稀H2SO4中时，X溶解，Z极上有氢气放出；若电解Y2＋和Z2＋共存的溶液时，Y先析出；又知M2＋的氧化性强于Y2＋，则这四种金属的活动性由强到弱的顺序是( )
A．X>Z>Y>M B．X>Y>Z>M
C．M>Z>X>Y D．X>Z>M>Y
知识点4 电解产物的判断和计算
5．通过相等的电量，以石墨为电极分别电解等浓度的硝酸银和硝酸亚汞(亚汞化合价为
＋1)溶液，若被还原的硝酸银和硝酸亚汞的物质的量之比为n硝酸银∶n硝酸亚汞＝2∶1，则下
列表述正确的是( )
A．在两个阴极上得到的银和汞的物质的量之比n银∶n汞＝2∶1
B．在两个阳极上得到的产物的物质的量不相等
C．硝酸亚汞的化学式为HgNO3
D．硝酸亚汞的化学式为Hg2(NO3)2
知识点5 电解原理在实验创新和工农业生产上的应用
6．在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相溶的中性液体。上层液体中插入两根石墨电极，
圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅棒，可以上下搅动液体，装置如图。接通电源，阳极周围的液体呈现棕色，且颜色由浅变深，阴极上有气泡生成。停止通电，取出电极，用搅棒上下剧烈搅动。静置后液体又分成两层，下层液体呈紫红色，上层液体几乎无色。根据上述实验回答：
(1)阳极上的电极反应式为________________________________________________。
(2)阴极上的电极反应式为_________________________________________________。
(3)原上层液体是________。
(4)原下层液体是____________。
(5)搅拌后两层液体颜色发生变化的原因是__________________________________
________________________________________________________________________。
(6)要检验上层液体中含有的金属离子，其方法是_______，现象是__________。
练基础落实
1．如图所示装置中，属于电解池的是( )
2．下列关于铜电极的叙述正确的是( )
A．铜锌原电池中铜是负极
B．用电解法精炼铜时粗铜作阴极
C．在电镀时，镀件上镀铜可用铜作阳极
D．电解饱和食盐水时，用铜片作阳极
3．下列关于电解池的叙述中不正确的是( )
A．与电源正极相连的是电解池的阴极
B．与电源负极相连的是电解池的阴极
C．在电解池的阳极上发生氧化反应
D．电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极
4．在原电池和电解池的电极上所发生的反应，同属于氧化反应或同属于还原反应的是
( )
①原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应 ②原电池的正极和电解池的阴极所发生
的反应 ③原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应 ④原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应
A．①③B．②③C．①④D．②④
5．用X、Y、Z三种金属组成的合金暴露在潮湿的空气中，经一段时间后，合金的表面
只有Y的化合物出现。将含有这三种金属的盐溶液进行电解时阴极上最先析出X。这三种金属的活动性由强到弱的正确顺序是( )
A．X>Y>Z B．Y>Z>X
C．Y>X>Z D．Z>Y>X
6．用Cu作电极电解CuSO4溶液时，溶液的pH随时间(t)变化如下图所示。则曲线与实
际情况相符的是( )
7．下图中X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色
无臭气体放出，符合这一情况的是( )
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
铜
负极
CuCl2
练方法技巧——串联电路的计算技巧
8．铅蓄电池的工作原理为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。研读下图，下列判断
不正确的是( )
A．K闭合时，d电极反应式：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO
B．当电路中转移0.2mol电子时，Ⅰ中消耗的H2SO4为0.2mol
C．K闭合时，Ⅱ中SO向c电极迁移
D．K闭合一段时间后，Ⅱ可单独作为原电池，d电极为正极
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
练综合拓展
9．电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是
两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：
(1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则：
①电解池中X极上的电极反应式为________________________________________。
在X极附近观察到的实验现象是___________________________________________。
②Y电极上的电极反应式为________________________________________________。
检验该电极反应产物的方法是_______________________________________________。
(2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则：
①X电极的材料是________，电极反应式为________。
②Y电极的材料是________，电极反应式为________。
(说明：杂质发生的电极反应不必写出)
10．由于Fe(OH)2极易被氧化，所以实验室很难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。应用如图所示的电解装置，可制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。两个电极的材料分别为石墨和铁。
(1)a电极的材料应为________，电极反应式为_______________________________。
(2)电解液c可以是( )
A．纯水B．NaCl溶液
C．NaOH溶液D．CuCl2溶液
(3)d为苯，其作用为____________________________________________________，
在加入苯之前，对c应进行的简单处理为___________________________________。
(4)为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是( )
A．改用稀硫酸作电解液
B．适当增大电源的电压
C．适当减小两个电极间的距离
D．适当降低电解液的温度
(5)若c为Na2SO4溶液，当电解一段时间，看到白色Fe(OH)2沉淀后，再反接电源进行电
解，除了电极上看到气泡外，混合物中另一明显现象为___________________________。
第3课时 电能转化为化学能——电解
基础落实
一、1.(1)紫红色的铜 气泡 蓝色 (2)铜 氯气 (3)CuCl2===Cu2＋＋2Cl－ 阴极 阳极 Cu2＋＋2e－===Cu 2Cl－－2e－===Cl2↑ CuCl2Cu＋Cl2↑
2．(1)电 化学 (2)①直流电源 ③电解质溶液 熔融的电解质 ④闭合回路
3．负极 阴极 阴、阳离子 阳离子 得到 还原 阴离子 失去 氧化 正极
4．直流电 非自发 电能 化学能
5．不发生 发生 金属 不发生 H＋ OH－ 阴离子 阳离子 >Br－ Cl－ OH－
二、1.石墨 饱和食盐水 2Cl－－2e－===Cl2↑ 2H＋＋2e－===H2↑ 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
2．2Al2O34Al＋3O2↑ 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑
3．(1)阳极 阴极 饱和CuSO4溶液 (2)①活泼 离子 阳极泥 ②铜 ③基本不变
对点训练
1．C [放电时，H2作原电池负极被氧化，其电极周围溶液的pH应不断减少，而NiO(OH)被还原。充电时Ni(OH)2被还原成H2，所以选C项。]
2．C [电流从电源的正极流出，故a为电源的正极，b为负极；与电源正极相连的c为阳极，与电源负极相连的d为阴极。在电解过程中，因Cu2＋是阳离子，移向阴极d，在阴极放电析出Cu，所以d电极质量增加；Cl－是阴离子，移向阳极c，在阳极放电析出Cl2，会导致溶液中氯离子浓度降低。]
3．A [若加入HCl、NaCl，阳极应优先放出Cl2；若加入CuSO4，阴极将优先析出Cu，所以选A项。]
4．A [金属X和Z用导线连接放入稀H2SO4中形成原电池，X溶解说明X的金属活动性大于Z，电解Y2＋和Z2＋共存的溶液时，Y先析出，则Z的金属活动性大于Y，M2＋的氧化性强于Y2＋，则Y的金属活动性大于M。故选A项。]
5．D [因为通过相等电量，且银和亚汞的化合价都是＋1，所以得到的银和汞物质的量相等，阳极所得产物物质的量也相等，而被还原的n硝酸银∶n硝酸亚汞＝2∶1，硝酸银的化学式为AgNO3，所以硝酸亚汞的化学式为Hg2(NO3)2，故选D项。]
6．(1)2I－－2e－===I2 (2)2H＋＋2e－===H2↑ (3)KI(或NaI等)水溶液 (4)CCl4(或CHCl3等) (5)I2被萃取到CCl4中 (6)焰色反应并透过蓝色钴玻璃观察火焰呈紫色(或火焰呈黄色)
解析 根据溶液的分层现象及上层溶液可以电解、阳极周围溶液颜色的变化和静置后下层液体呈紫红色可以推断电解质溶液为碘盐溶液，阳极电极反应式为2I－－2e－===I2，阴极电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，又由于溶液为中性，所以原上层液为KI(或NaI)水溶液，可通过焰色反应检验其中的金属离子，下层液为CCl4(或CHCl3等)，由于I2在CCl4中的溶解度远大于在水中的溶解度，所以I2被萃取到CCl4中。
课后作业
1．C [电解池的构成条件：与直流电源相连的两个电极，电解质溶液，闭合回路，C项均符合。]
2．C 3.A
4．B [此题考查原电池与电解池的电极反应，原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应都是氧化反应；原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应都是还原反应。]
5．B [根据原电池原理：活泼金属作负极，被腐蚀，所以Y最活泼。电解时，最先析出X，说明Xn＋的氧化性最强，则X的活泼性最弱。综上分析，答案为B。]
6．D [用Cu作电极电解CuSO4溶液时，由于Cu为活性电极，故阳极反应为Cu－2e－===Cu2＋，阴极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，故电解质溶液分子组分不变，溶液的pH不变。]
7．A [由于a极板质量增加，则其为电解池的阴极，b为电解池的阳极，故X为电池的负极，Y为电池的正极。根据a、b两电极上的现象，b为惰性电极，电解质溶液中有金属单质在a电极上析出，符合题意的只有A项。]
9．C [由图示关系可知，Ⅰ池为原电池，Ⅱ池为电解池，a极为正极，b极为负极，K闭合后，c极为阴极，d极为阳极，因电极材料为PbSO4，结合铅蓄电池的工作原理，可判断d极发生的电极反应式为PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO，A项正确；由题给方程式可判断，当电路中转移0.2mol电子时，Ⅰ中消耗的H2SO4为0.2mol，B项正确；电解池工作时，阴离子移向阳极，即d电极，故C项错误；因Ⅱ池反应为2PbSO4＋2H2OPb＋PbO2＋2H2SO4，因此K闭合一段时间后，Ⅱ池可作为原电池对外供电，其中析出的铅附着在c极上作负极，析出的PbO2附着在d极上作正极，D项正确。]
10．(1)①2H＋＋2e－===H2↑ 产生气泡，溶液变红色
②2Cl－－2e－===Cl2↑ 用湿润的淀粉-KI试纸放在Y极附近，试纸变蓝色
(2)①纯铜 Cu2＋＋2e－===Cu
②粗铜 Cu－2e－===Cu2＋
解析 (1)源于教材电解池中与电源(＋)极相连的电极为阳极，与电源(—)极相连的电极为阴极，因此，X是阴极，Y是阳极；电解时，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，阳极发生氧化反应，而阴极发生还原反应。在饱和NaCl溶液中存在NaCl===Na＋＋Cl－，H2O??H＋＋OH－，所以Na＋、H＋向X极移动，OH－、Cl－向Y极移动，由离子放电顺序知：Cl－＞OH－，H＋＞Na＋。因此，阳极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑；阴极反应：2H＋＋2e－===H2↑。由于H＋放电，加速H2O??H＋＋OH－电离，使OH－浓度增大。阴极区OH－增多呈碱性，Cl2可用淀粉-KI试纸(湿润)检验Cl2，总反应：2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑。
(2)失电子能力：Cu2＋＞SO、NO，粗铜电解时，用粗铜作阳极发生氧化反应，纯铜作阴极，发生还原反应，而用铜的可溶性含氧酸盐作电解液，在反应过程中，电解液成分不变。
11．(1)铁 Fe－2e－===Fe2＋ (2)BC (3)防止空气中的O2把Fe(OH)2氧化 把c溶液加热，除去其中溶解的O2 (4)BC (5)白色沉淀变成灰绿色，最后变成红褐色
解析 要想得到Fe(OH)2，设计成如题图所示的电解池时，关键点在于先生成Fe2＋和OH－，才能生成Fe(OH)2。(1)Fe作阳极，即a电极的材料为铁，发生的电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，阴极的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑。(2)在阴极区产生的OH－向阳极移动，在阳极区产生的Fe2＋向阴极移动，在溶液中就会生成Fe(OH)2沉淀，此时的电解液可以是NaCl，而纯水导电性差，CuCl2溶液中Cu2＋放电，A、D都不合理，若电解液为NaOH溶液时，在阴极是H＋放电，溶液中的OH－会直接和Fe2＋结合成沉淀，C合理，故选BC。(3)苯的作用是防止空气中的O2把Fe(OH)2氧化，为了更好地防止Fe(OH)2被氧化，在加入苯之前，应把c溶液先加热，除去其中溶解的O2。(4)为了在较短时间内看到白色沉淀，就要想办法加快反应速率，B、C都合理。(5)当溶液中生成Fe(OH)2白色沉淀时，把电极反接在电源上，以Na2SO4作电解液，实质是电解水，在溶液中电解产生的O2会把Fe(OH)2氧化，其现象是白色沉淀先变成灰绿色，最后变成红褐色。
专题2 化学反应与能量转化
一、选择题
1．下列过程中需要吸收热量的是( )
A．H22H
B．2H2＋O2===2H2O
C．CaO＋H2O===Ca(OH)2
D．2Cl―→Cl2
2．下列关于化学反应与能量的说法正确的是( )
A．化合反应一定是放热反应
B．化学键的断裂和形成与反应放热和吸热无关
C．反应物的总能量与生成物的总能量一定相等
D．化学反应中既有物质变化又有能量变化
3．已知反应X＋Y===M＋N为放热反应，下列有关说法正确的是( )
A． X的能量一定高于M
B．Y的能量一定高于N
C．X和Y的总能量一定高于M和N的总能量
D．因该反应为放热反应，所以一定不必加热就可以发生
4．下列图中能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是( )
5．化学反应限度的调控在工业生产和环保技术等方面得到了广泛的应用，如果设法提高
化学反应的限度，下面的说法错误的是( )
A．能够节约原料和能源
B．能够提高产品的产量
C．能够提高经济效益
D．能够提高化学反应速率
6．氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理示意图如下图。下列有关氢氧燃料
电池的说法正确的是( )
A．该电池工作时电能转化为化学能
B．该电池中电极a是正极
C．外电路中电子由电极b通过导线流向电极a
D．该电池的总反应：2H2＋O2===2H2O
7．已知某反应aA(g)＋bB(g)2C(g)的各物质浓度数据如下
A
B
C
起始浓度(mol·L－1)
3.0
1.0
0
2s末浓度(mol·L－1)
1.8
0.6
0.8
据此可推算出上述化学方程式中A、B、C三种物质的化学计量数之比是( )
A．9∶3∶4B．3∶1∶2
C．2∶1∶3D．3∶2∶1
题号
1
2
3
4
5
6
7
答案
二、非选择题
8．一定温度下在某定容容器中发生反应：2A(g)＋3B(g)===2C(g)，开始时，A的浓度为
2mol·L－1，B的浓度为4mol·L－1，2min后，A的浓度减少0.8mol·L－1，则
(1)v(B)＝____________，v(C)＝__________。
(2)在2min末，C的浓度是__________，B的浓度是____________。
9．一个完整的氧化还原反应方程式可以拆分，写成两个“半反应式”，一个是“氧化反
应”式，一个是“还原反应”式。如2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，可以写成氧化反应：Cu－2e－===Cu2＋，还原反应：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋。
(1)根据以上信息将反应3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O拆分为两个“半反
应式”。
氧化反应：______________________________________________________；
还原反应：________________________________________________________。
(2)已知甲烷燃料电池的半反应式分别为CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O；O2＋2H2O
＋4e－===4OH－，则总反应式为_____________________________________________。
专题复习
课后作业
1．A [H22H，需打开H2中的化学键，因此需要吸收热量，答案为A。]
2．D [化合反应不一定是放热反应；化学键的断裂和形成是化学反应中的热量变化的主要原因；反应物的总能量与生成物的总能量不相等，才使反应表现为吸热或放热。]
3．C [反应X＋Y===M＋N为放热反应，说明X和Y的总能量高于M和N的总能量，C项正确；X的能量不一定高于M，Y的能量也不一定高于N；放热反应有时也需要加热才能发生。]
4． D [由电解原理可知，电解饱和NaCl溶液时阳极(电子流出的一端)发生反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，可用KI-淀粉溶液来检验产生的Cl2，阴极(电子流入的一端)发生反应：2H＋＋2e－===H2↑，同时由于该极因H＋放电，而使溶液中c(OH－)增大，酚酞试液变红。结合所给图示，电子流向与题目要求一致的有B、D两个选项，但因B选项不能检验出是否产生Cl2，而不符合题意。]
5．D [化学反应的限度与反应速率之间没有直接关系，提高化学反应的限度，反应速率不一定增大，同样增大反应速率，化学反应的限度不一定能提高。]
6． D [燃料电池是将化学能转化为电能，A项不正确；a极通入H2发生氧化反应，是电池的负极，B项不正确；外电路中电子由负极流向正极，即由电极a通过导线流向电极b，C项不正确。]
7．B [三种物质的计量数之比等于三种物质表示的反应速率之比＝
∶∶＝3∶1∶2。]
8．(1)0.6mol·L－1·min－1
0．4 mol·L－1·min－1
(2)0.8 mol·L－1 2.8 mol·L－1
9．(1)3Cu－6e－===3Cu2＋ 8H＋＋2NO＋6e－===2NO↑＋4H2O
(2)CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O
专题2 化学反应与能量转化
(时间：100分钟 满分：100分)
第Ⅰ卷(共48分)
一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分，每小题只有一个选项符合题意)
1．化学反应伴随着能量的变化。下列过程中的能量变化不是由化学反应引起的是( )
A．天然气燃烧B．中和反应
C．冰的熔化D．Ba(OH)2·8H2O晶体与氯化铵晶体反应
2．对于反应中的能量变化，表述正确的是( )
A．放热反应中，反应物的总能量大于生成物的总能量
B．断开化学键的过程会放出能量
C．加热才能发生的反应一定是吸热反应
D．氧化反应均为吸热反应
3．电子计算机所用纽扣电池的两极材料为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，其电极反应式：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，下列判断不正确的是( )
A．锌为正极，Ag2O为负极B．锌为负极，Ag2O为正极
C．原电池工作时，负极区溶液pH减小D．原电池工作时，正极区溶液pH增大
4．某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙述正确的是( )
A．铅笔端作阳极，发生还原反应B．铂片端作阴极，发生氧化反应
C．铅笔端有少量的氯气产生D．a点是负极，b点是正极
5．2SO2(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，SO3(g)生成的平均速率为v＝
6．在铜—锌—硫酸构成的原电池中，当导线中有1mol电子通过时，理论上的两极变化是( )
①锌片溶解32.5g ②锌片增重32.5g ③铜片上析出1gH2 ④铜片上析出1molH2
A．①③B．①④C．②③D．②④
7．在一定条件下，N2和H2在密闭容器内反应合成NH3。下列说法不正确的是( )
A．反应开始时，正反应速率最大，逆反应速率为零
B．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后为零
C．随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，最后不变
D．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后不变
8．实验室中制取氢气，最好的方法是( )
A．纯锌与稀硫酸反应B．纯锌与浓硫酸反应
C．纯锌与稀盐酸反应D．粗锌(含铜、银)与稀硫酸反应
9．为了说明影响化学反应快慢的因素，甲、乙、丙、丁四位学生分别设计了如下A～D四个实验，你认为结论不正确的是( )
A．在相同条件下，等质量的大理石块和大理石粉与相同的盐酸反应，大理石粉反应快
B．将相同大小、形状的镁条和铝条分别与相同浓度的盐酸反应时，两者速率一样大
C．将浓硝酸分别放在冷暗处和强光照射下，会发现光照可以加快浓硝酸的分解
D．两支试管中分别加入相同浓度相同体积的双氧水，其中一支试管中再加入几滴氯化铁溶液，产生氧气的快慢不同
10．某固体酸燃料电池以Ca(HSO4)2固体为电解质传递H＋，其基本结构见右图，电池总反应可表示为2H2＋O2===2H2O，下列有关说法正确的是( )
A．电子通过外电路从b极流向a极
B．b极上的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．每转移0.1mol电子，消耗1.12L的H2
D．H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极
11．对于敞口容器中的化学反应：Zn(s)＋H2SO4(aq)===ZnSO4(aq)＋H2(g)，下列叙述中不正确的是( )
A．Zn和H2SO4的总能量大于ZnSO4和H2的总能量
B．反应过程中能量关系可用右图表示
C．若将该反应设计成原电池，则Zn为负极
D．若将该反应设计成原电池，当有32.5g锌溶解时，正极放出11.2L气体
12．等质量的两份锌粉a和b，分别加入过量的稀硫酸中，a中同时加入少量CuSO4溶液，下列图中表示其产生H2的总体积(V)与时间(t)的关系正确的是( )
13．把A、B、C、D4块金属片浸泡在稀硫酸中，用导线两两连接可以组成各种原电池。A、B连接时，A为负极；C、D连接时，电流由D到C；A、C连接时，C极产生大量气泡；B、D连接时，B极上产生大量气泡。则这4种金属的活动性顺序(由强到弱)为( )
A．A>B>C>DB．A>C>D>BC．C>A>B>DD．B>D>C>A
14．一定温度下，可逆反应3X(g)＋Y(g)2Z(g)达到限度的标志是( )
A．单位时间内生成3nmolX，同时消耗nmolYB．X的生成速率与Z的生成速率相等
C．X、Y、Z的浓度相等D．X、Y、Z的分子数之比为3∶1∶2
15．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度同体积的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是( )
A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生B．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极
C.两烧杯中溶液的pH均减小D．产生气泡的速度甲比乙快
16．一定条件下，可逆反应2AB＋3C，在四种状态中处于平衡状态的是( )
正反应速率
逆反应速率
A
vA＝2mol·L－1·min－1
vB＝2mol·L－1·min－1
B
vA＝2mol·L－1·min－1
vC＝2mol·L－1·min－1
C
vA＝1mol·L－1·min－1
vB＝2mol·L－1·min－1
D
vA＝1mol·L－1·min－1
vC＝1.5mol·L－1·min－1
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
答案
第Ⅱ卷(共52分)
二、非选择题(本题包括6小题，共52分)
17．(8分)如图所示，把试管放入盛有25℃的饱和澄清石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管滴入5mL盐酸于试管中，试回答下列问题：
(1)实验中观察到的现象是_________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)产生上述现象的原因是_____________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)写出有关反应的离子方程式_______________________________________
________________________________________________________________________。
(4)由实验推知，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。
18．(10分)现有如下两个反应：(A)NaOH＋HCl===NaCl＋H2O (B)2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2
(1)根据两反应本质，判断能否设计成原电池(填“能”或“不
能”)(A)________(B)_____ ___；
(2)如果(A或B)不能，说明其原因
________________________________________________________________________；
(3)如果(A或B)可以，则在右面方框中画出装置图并写出正、负极材料及电极反应式
负极：________、______________________________________；
正极：________、___________________________________。
19．(5分)铅蓄电池是常用的化学电源，其电极材料是Pb和PbO2，电解液为稀硫酸。工作时该电池总反应式为PbO2＋Pb＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，据此判断：
(1)铅蓄电池的负极材料是________。
(2)工作时，电解质溶液的酸性________(填“增大”、“减小”或“不变”)
(3)工作时，电解质溶液中阴离子移向________极。
(4)电流方向从________极流向________极。
20.
(9分)把在空气中久置的铝片5.0g投入盛有500mL0.5mol·L－1盐酸溶液的烧杯中，该铝片与盐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坐标曲线来表示，回答下列问题：
(1)曲线O→a段不产生氢气的原因，用化学方程式解释为____________________
________________________________________________________________________；
(2)曲线b→c段产生氢气的速率增加较快的主要原因是________________________
________________________________________________________________________；
(3)向溶液中加入下列物质，能加快上述化学反应速率的是_____________________。
A．蒸馏水 B．改用铝粉 C．饱和氯化钠溶液 D．浓盐酸 E．少量硫酸铜溶液
21．(12分)Ⅰ.在恒温条件下将一定量X和Y的混合气体通入一容积为2L的密闭容器中，X和Y两物质的浓度随时间变化情况如如图。
(1)该反应的化学方程式为(反应物或生成物用符号X、Y表示)：_________________。
(2)a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是________________。
Ⅱ.如图是可逆反应X2＋3Y2((((在反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线，下列叙述正确的是______
A．t1时，只有正方向反应
B．t2时，反应达到限度
C．t2～t3，反应不再发生
D．t2～t3，各物质的浓度不再发生变化
Ⅲ.以下是关于化学反应2SO2＋O2(((((3的两个素材：
素材1：某温度和压强下，2升容器中，不同时间点测得密闭体系中三种物质的物质的量
0
10
20
30
40
50
60
70
SO2
1
0.7
0.5
0.35
0.2
0.1
0.1
0.1
O2
0.5
0.35
0.25
0.18
0.1
0.05
0.05
0.05
SO3
0
0.3
0.5
0.65
0.8
0.9
0.9
0.9
素材2：反应在不同条件下进行时SO2的转化率：(SO2的转化率是反应的SO2占起始SO2的百分数，SO2的转化率越大，化学反应的限度越大)
0.1MPa
0.5MPa
1MPa
10MPa
400℃
99.2
99.6
99.7
99.9
500℃
93.5
96.9
97.8
99. 3
600℃
73.7
85.8
90.0
96.4[.Com]
根据以上的两个素材回答问题：
(1)根据素材1中计算20～30s期间，用二氧化硫表示的化学反应平均速率为________。
(2)根据素材2中分析得到，提高该化学反应限度的途径有
________________________________________________________________________。
(3)根据素材1、素材2中分析得到，要实现素材1中SO2的转化率需控制的反应条件是________________________________________________________________________。
22．(8分)在1×105Pa和298K时，将1mol气态AB分子分离成气态A原子和B原子所需要的能量称为键能(kJ·mol－1)。下面是一些共价键的键能：(已知氨分子中有三个等价的氮氢共价键)
共价键
H2分子
N2分子
NH3分子
键能(kJ·mol－1)
436
945
391
(1)根据上表中的数据判断工业合成氨的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应；
(2)在298K时，取1molN2和3molH2放入一密闭容器中，在催化剂存在下进行反应。理论上放出或吸收的热量为Q1，则Q1为________；
(3)实际生产中，放出或吸收的热量为Q2，Q1与Q2比较，正确的是____________。
A．Q1＞Q2 B．Q1＜Q2 C．Q1＝Q2
如此选择的理由：______________________________________________________
________________________________________________________________________。
专题2 化学反应与能量转化
1．C [冰的熔化是物理变化，答案为C项。]
2．A [断开化学键需要吸收能量，B项不正确；有些放热反应也需要加热才能进行，C项不正确；大多数自发进行的氧化还原反应是放热反应，D项不正确。]
3．A [根据反应式，锌发生氧化反应，Ag2O发生还原反应，所以锌为负极，Ag2O为正极，A项不正确。]
4．D [本题实际是对以铂片、铅笔(石墨)为电极电解NaCl的实验的讨论。在电解时铅笔作阴极连在电源的负极。铅笔这一极的电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑(或2H＋＋2e－===H2↑)，这样在铅笔走过的地方就有较多的OH－产生，所以会出现红色字迹。综合分析知D正确。]
5．D [催化剂可以同等程度的改变正、逆反应速率，A项不正确；增大反应体系压强的方法有许多种，当向反应体系中充入无关气体时，压强增大，但反应速率不变，B项不正确；降低温度减慢反应速率，达到平衡的时间增长，C项不正确；反应速率就是用某一时间段内浓度的变化值除以反应时间，v(SO3)＝＝，D项正确，故答案为D项。]
6．A [该电池中负极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，当有1 mol电子通过时，锌片溶解0.5 mol，即32.5 g，①正确，②不正确；正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，当有1 mol电子通过时，铜片上析出0.5 mol H2，即1 g，③正确，④不正确，故答案为A项。]
7．B [随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，最后达平衡时，二者相等但均不为零，B项不正确。]
8．D [粗锌中的锌与铜或银在稀硫酸中可形成原电池，从而加快氧化还原反应的反应速率。]
9．B [化学反应速率的大小主要取决于反应物的性质，B中反应物不同，反应速率不同，错误；固体反应物的接触面积越大，反应速率越大，A项正确；光照可加快浓硝酸的分解，C正确；使用催化剂可加快化学反应速率，D项正确。]
10．D [首先明确a为负极，这样电子应该是通过外电路由a极流向b极，A错；B选项反应应为O2＋4e－＋4H＋===2H2O；C没有注明是标准状况。]
11．D [金属与酸反应是放热反应，是因为反应物的总能量大于生成物的总能量，A项正确；B项中的图示正确的表示了反应物的总能量和生成物的总能量的相对大小，正确；该反应中锌被氧化，若设计为原电池其为负极，正确；D项中有32.5 g锌溶解时，正极放出0.5 mol氢气，因为未指明是否为标准状况，氢气的体积不一定是11.2 L，D项错误。]
12．D [由题意知，锌的质量决定H2的产量，在a中加入CuSO4，发生反应Cu2＋＋Zn===Zn2＋＋Cu，可形成Cu－Zn原电池，加快了Zn的反应速率，但消耗了一部分锌，符合题意的图像是D项。]
13．B [由原电池原理可知，作为负极的金属活动性比正极金属活动性强。电子流动方向是由负极流向正极，电流方向与电子流动方向相反，因此可作出如下判断：在题述原电池中，A—B原电池A为负极，金属活动性A>B；C—D原电池中，C为负极，金属活动性C>D；A—C原电池中，A为负极，金属活动性A>C；B—D原电池中，D为负极，金属活动性D>B。]
14．A [化学平衡状态的实质是正逆反应速率相等，标志为反应体系中各物质的浓度不再改变，故A项正确，B项错误；C、D中所描述的各物质的浓度或分子数之间的量化关系取决于起始投料情况，与是否达到平衡状态无关。]
15．D [甲、乙两装置中发生的化学反应均为Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，由于甲中形成原电池，氢气在铜片上析出；乙中未形成原电池，氢气在锌片上析出，甲中反应速率比乙中快。故A、B错误，D项正确；甲乙两装置中均消耗硫酸，使溶液中c(H＋)减小，pH增大，C项错误。]
16．D [化学反应平衡状态的实质是正逆反应速率相等，用同种物质表示正逆反应速率时数值相等，用不同种物质表示正逆反应速率时数值相当，即数值之比与化学计量数之比相等。D项中v正(A)∶v逆(C)＝2∶3，则表示正逆反应速率相等。]
17．(1)①镁片上有大量气泡产生；②镁片逐渐溶解；③烧杯中析出晶体(或烧杯中溶液变浑浊)
(2)镁与盐酸反应产生氢气，该反应为放热反应，Ca(OH)2在水中的溶解度随温度的升高而减小，故析出Ca(OH)2晶体
(3)Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑
(4)小于
解析 镁片与盐酸的反应是放热反应，是由于反应物(Mg和盐酸)的总能量高于生成物(MgCl2和H2)的总能量。放出的热通过小试管传递给饱和石灰水溶液，使Ca(OH)2的溶解度下降而析出Ca(OH)2晶体。
18.
(1)不能 能 (2)(A)的反应为非氧化还原反应，没有电子转移
(3)装置图如右图所示 铜 Cu－2e－===Cu2＋ 碳棒 2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋
解析 原电池反应的实质是自发进行的氧化还原反应，即只有自发进行的氧化还原反应才可以设计为原电池，而反应(A)不是氧化还原反应，没有电子转移，不能设计为原电池，反应(B)为氧化还原反应，可以设计为原电池。反应(B)中Cu是还原剂，作原电池的负极；FeCl3是氧化剂，在正极上反应，电解质溶液是FeCl3溶液，可选石墨或比铜不活泼的金属作正极。作图见答案。
19．(1)铅(Pb) (2)减小 (3)负 (4)正 负
解析 根据电池总反应式为PbO2＋Pb＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，Pb被氧化，作负极；反应过程中消耗硫酸，溶液中c(H＋)减小，溶液的酸性减小；外电路电流从正极流向负极，内电路阳离子移向正极，阴离子移向负极。
20．(1)Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O (2)反应放热，溶液温度升高，反应速率加快 (3)BDE
解析 (1)铝比较活泼，在空气中久置，有一层氧化物覆盖在铝片表面。与酸反应时，一开始氧化铝与酸反应，不产生氢气；(2)铝与酸反应放出热量，可加快化学反应速率；(3)增大固体反应物的接触面积、增大反应物的浓度、形成原电池均可以加快反应速率，故B、D、E正确。
21．Ⅰ.(1)Y2X (2)bd Ⅱ.BD
Ⅲ.(1)0.0075mol·L－1·s－1 (2)增大压强或在一定范围内降低温度 (3)温度为600℃，压强为1MPa
解析 Ⅰ.从浓度变化趋势来看，X为生成物，Y为反应物。15min时X增加0.4mol·L－1，Y减小0.2mol·L－1，故X、Y的化学计量数之比为2∶1，在10～25min，X、Y的浓度不再变化，达到化学平衡状态，该反应为可逆反应，反应方程式为Y2X；b、d两点X、Y的浓度不变，处于化学平衡状态。
Ⅱ.对于可逆反应，反应开始后的任何时刻，正、逆反应均在进行。根据图像可知0～t2为非平衡状态，t2以后，正、逆反应速率相等，但不等于0；处于平衡状态时，各物质的浓度不再发生变化，故B、D正确。
Ⅲ.( 1)根据素材1，在2L的容器内，20～30s间SO2的物质的量的变化量为0.15mol，根据反应速率的表达式计算得：v (SO2)＝＝＝0.0075mol·L－1·s－1。
(2)分析素材2的数据，可得：温度相同时，压强越大，SO2的转化率越高；压强相同时，温度越高，SO2的转化率越低。若提高该化学反应限度，即需要提高SO2的转化率，可采取的措施为增大压强或在一定范围内降低温度。
(3)根据素材1中的信息，50s后物质SO2的量不再变化，即达到该反应的限度，此时SO2的转化率为90%，再根据素材2中信息，在温度为600℃，压强为1MPa时转化率为90%，即选择的条件为600℃、1MPa。
22．(1)放热 (2)93kJ (3)A 该反应为可逆反应，不能进行到底，故实际放出的热量Q2要小于理论值Q1
解析 工业合成氨的化学方程式：N2＋3H22NH3，断开1molN2中的化学键需吸收945kJ能量，断开3molH2中的化学键需吸收436kJ×3＝1308kJ能量，形成2molNH3中的化学键需放出391kJ×6＝2346kJ能量，若1molN2和3molH2完全反应生成2molNH3能放出热量2346kJ－945kJ－1308kJ＝93kJ。由于该反应为可逆反应，不能进行到底，实际放出的热量Q2比理论值Q1要小。
第二单元 化学反应中的热量
一、化学反应中热量变化的表现形式
1．化学反应的特征
在化学反应过程中，不仅有________的变化，同时还伴随着________的变化。
2．化学反应中能量转化的形式
(1)实验探究
实验步骤
实验现象
实验结论
向一支试管中放入用砂纸打磨光亮的镁条，加入5mL2mol·L－1的盐酸，用手触摸试管外壁并观察实验现象
试管中有________产生，试管外壁________
该反应发生过程中________能量，属于________反应。反应方程式：____________________________________________
在100mL小烧杯中加入约20g经研磨的氢氧化钡晶体[Ba(OH)2·8H2O]，然后加入约10g氯化铵晶体，用玻璃棒搅拌，使之充分混合。观察实验现象并用手触摸烧杯外壁，感受反应混合物的温度变化
小烧杯中的混合物经搅拌后变成________，并闻到有________气味产生，试管外壁________
该反应发生过程中________热量，属于________反应。反应方程式：__________________________________________________________________
(2)放热反应和吸热反应
化学上把有________的化学反应称为放热反应，把________的化学反应称为吸热反应。
3．常见的放热反应和吸热反应
常见的放热反应：
(1)所有的________反应：剧烈发光放热的化学反应。如：木炭、H2、CH4等在氧气中的燃烧，H2在Cl2中的燃烧。
(2)________反应：H＋＋OH－===H2O。
(3)大多数________反应。例外：C＋CO22CO(吸热反应)。
(4)铝热反应：如________________________________________________________。
(5)金属与酸的反应：如Mg＋2H＋===________________________。
(6)物质的缓慢氧化。
常见的吸热反应：
①大多数分解反应：如NH4ClNH3↑＋HCl↑。
②以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应：如C＋H2OCO＋H2；CO＋CuOCu＋CO2。
③某些晶体间的反应：如Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O。
二、热化学方程式
1．反应热
(1)定义：在化学反应过程中放出或吸收的热量，通常叫做反应热。
(2)符号：用ΔH表示。
(3)单位：一般采用kJ·mol－1。
(4)表示方法：
ΔH为负值表示在该条件下反应________，即ΔH<0时，该反应为________反应；
ΔH为正值表示在该条件下反应________，即ΔH>0时，该反应为________反应。
可以这样理解：以反应体系为研究对象，当放热时，体系的总能量减少了，所以ΔH为“－”；当吸热时，体系的总能量增加了，所以ΔH为“＋”。
2．热化学方程式
(1)定义：热化学方程式是用来表示化学反应中________的化学方程式。
(2)书写原则
①标明物质的状态，用____、____、____、____分别代表气态、液态、固态、水溶液。
②用ΔH标明反应放出或吸收的热量。
(3)意义：热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。
(4)与普通化学方程式相比，书写热化学方程式除了遵循书写化学方程式的要求外，还应注意以下五点：
①要注明________和________，如不特别注明，即表示________________________。
②要注明反应物和生成物的________，因为物质呈现哪一种________与它们所具有的能量有关。
③ΔH与化学方程式用“空格”隔开，并标明“____”或“____”，________反应ΔH为“－”，________反应ΔH为“＋”。
④热化学方程式中的化学计量数不表示分子个数，而是表示________，所以它可以是整
数，也可以是分数。相同物质的化学反应，当化学计量数改变时，其ΔH______________改变。
⑤热化学反应方程式一般不写反应条件。
三、化学反应中能量变化的原因
1．从化学键的角度认识化学反应中能量变化的原因
(1)物质中的原子之间是通过________相结合的。
(2)断开反应物中的化学键要________能量；形成生成物中的化学键要________能量。
(3)化学键的________________是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因。
2．从物质总能量的角度认识化学反应中能量变化的原因
一个确定的化学反应是吸收能量还是放出能量取决于________________与
________________的相对大小。
当反应物的总能量________生成物的总能量时，化学反应放出能量；
当反应物的总能量________生成物的总能量时，化学反应吸收能量。
四、燃料燃烧释放的热量
1．从反应的全过程看化学反应的能量变化：若反应过程中，断开化学键所吸收的能量大于形成化学键所放出的能量，即反应物(可燃物与氧气或其他助燃剂)的总能量小于生成物的总能量，则反应的总过程就________能量；反之，则反应的总过程就________能量。
2．一定物质的量的燃料燃烧释放出的热量等于一定物质的量的生成物化学键形成时释放的总能量减去____________________________的总能量。
知识点1 化学反应与能量变化
1．下列对化学反应的认识错误的是( )
A．会引起化学键的变化
B．会产生新的物质
C．必然引起物质状态的变化
D．必然伴随着能量的变化
2．下列说法不正确的是( )
A．每一个化学反应都会伴随着能量变化
B．化学反应中的能量变化都表现为热量的变化
C．反应物的总能量高于生成物的总能量时，反应放出热量
D．反应物的总能量低于生成物的总能量时，反应吸收热量
3．下列说法不正确的是( )
A．任何分子或化合物都是通过原子间形成化学键相结合的
B．物质发生化学反应时，断开反应物中的化学键要吸收能量，而形成生成物中的化学键要放出能量
C．化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因
D．分子的稳定性与化学键强弱有关
知识点2 放热反应与吸热反应
4．已知2H2＋O22H2O。下列关于该反应的说法中错误的是( )
①该反应是一个放热反应 ②参加反应的氢气和氧气的总能量高于反应生成的水的总能量 ③该反应是一个吸热反应 ④参加反应的氢气和氧气的总能量低于反应生成的水的总能量
A．①②B．①④C．②③D．③④
5．下列说法正确的是( )
A．需要加热方能发生的反应一定是吸热反应
B．放热反应在常温下一定很容易发生
C．是放热反应还是吸热反应主要由反应物、生成物所具有的总能量的相对大小决定
D．吸热反应发生过程中要不断从外界获得能量，放热反应发生时不需要从外界获得能量
知识点3 热化学方程式
6．已知在1.01×105Pa、298K条件下，2molH2完全燃烧生成水蒸气放出484kJ热量，下列热化学方程式正确的是( )
A．H2O(g)===H2(g)＋O2(g)
ΔH＝＋242 kJ·mol－1
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－484 kJ·mol－1
C．H2(g)＋O2(g)===H2O(g)
ΔH＝＋242 kJ·mol－1
D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)
ΔH＝＋484 kJ·mol－1
7．下列各组热化学方程式中，ΔH前者大于后者的是( )
①C(s)＋O2(g)===CO2(g)；C(s)＋O2(g)===CO(g)
②S(s)＋O2(g)===SO2(g)；S(g)＋O2(g)===SO2(g)
③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)；2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
④2KOH(aq)＋H2SO4(aq)===K2SO4(aq)＋2H2O(l)；2KOH(aq)＋H2SO4(浓)===K2SO4(aq)＋2H2O(l)
A．①③ B．②④
C．②③④D．①②③
知识点4 化学键与化学反应中的能量变化
8．下列说法正确的是( )
A．只要有一种反应物的键能大于一种生成物的键能，这个反应就是放热反应
B．只要有一种反应物的键能大于一种生成物的键能，这个反应就是吸热反应
C．反应物的键能之和比生成物的键能之和大得越多，反应放出的能量就越多
D．反应物的键能之和比生成物的键能之和大得越多，反应吸收的能量就越多
9．氢气在氯气中燃烧时发出苍白色火焰，在反应过程中，破坏1mol氢气中的化学键消耗的能量为akJ，破坏1mol氯气中的化学键消耗的能量为bkJ，形成1molHCl中的化学键释放的能量为ckJ，下列关系中正确的是( )
A．b＞cB．a＋b＞2c
C．a＋b＜cD．a＋b＜2c
知识点5 化学能在生产生活中的应用
10．“摇摇冰”是一种即用即冷的饮料。吸食前将饮料罐隔离层中的化学物质和水混合后摇动就会制冷。该化学物质是( )
A．氯化钠B．固体硝酸铵
C．生石灰D．蔗糖
11．下图是一个一次性加热杯的示意图。当水袋破裂时，水与固体碎块混合，杯内食物温度逐渐上升。制造此加热杯可选用的固体碎块是( )
A．硝酸铵B．生石灰
C．氯化镁D．食盐
练基础落实
1．下列过程一定释放能量的是( )
A．化合反应B．分解反应
C．分子拆成原子D．原子组成分子
2．已知2SO2＋O22SO3为放热反应，对该反应的下列说法正确的是( )
A．O2的能量一定高于SO2的能量
B．SO2和O2的总能量一定高于SO3的总能量
C．SO2的能量一定高于SO3的能量
D．因该反应为放热反应，故不必加热就可发生
3．下列反应既是氧化还原反应，又是吸热反应的是( )
A．铝片与稀H2SO4的反应
B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
C．灼热的炭与CO2的反应
D．甲烷在O2中的燃烧反应
4．下列有关能量转换的说法不正确的是( )
A．煤燃烧是化学能转化为热能的过程
B．化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能
C．动物体内葡萄糖被氧化成CO2是热能转变成化学能的过程
D．植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变成化学能的过程
5．化学反应A2＋B2===2AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是( )
A．该反应是吸热反应
B．断裂1molA—A键和1molB—B键能放出xkJ的能量
C．断裂2molA—B键需要吸收ykJ的能量
D．2molAB的总能量高于1molA2和1molB2的总能量
练方法技巧——化学能与热能转化的有关计算方法
6．已知25℃、101kPa下，含1mol碳原子的石墨完全燃烧生成CO2放出热量393.51kJ；含1mol碳原子的金刚石完全燃烧生成CO2放出395.41kJ的热量。据此判断，下列说法正确的是( )
A．由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低
B．由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高
C．由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低
D．由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高
7．已知H2(g)＋Br2(l)===2HBr(g) ΔH＝－72kJ·mol－1，蒸发1molBr2(l)需要吸收的能量为30kJ，其他有关数据如下表：
H2(g)
Br2(g)
HBr(g)
1mol分子中的化学键断裂时需吸收的能量/kJ
436
a
369
则表中a为( )
A．404B．260
C．230D．200
题号
1
2
3
4
5
6
7
答案
[]
练综合拓展
8．在一个小烧杯里，加入约20g已研磨成粉末的氢氧化钡晶体[Ba(OH)2·8H2O]，将小烧杯放在事先已滴有3～4滴水的玻璃片上，然后向烧杯内加入约10gNH4Cl晶体，并立即用玻璃棒迅速搅拌，如图所示。
试回答下列问题：
(1)实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是__________________________________
________________________________________________________________________。
(2)如果实验中没有看到“结冰”现象，可能的原因是__________________________
________________________________________________________________________
____________________(答出3个或3个以上原因)。
(3)如果没有看到“结冰”现象，为说明该反应吸热，我们还可以采取的方式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(答出两种方案)。
(4)实验中即使不“结冰”，提起烧杯的时候，发现烧杯与玻璃片也“黏在一起了”，原
因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)试用简单的方法说明烧杯与玻璃片之间是因为“结冰”而黏在一起的：
________________________________________________________________________。
第二单元 化学反应中的热量
基础落实
一、1.物质 能量
2．(1)气泡 发热 放出 放热 Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑ 糊状 刺激性 变凉 吸收 吸热 Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O (2)热量放出 吸收热量
3．(1)燃烧 (2)酸碱中和 (3)化合 (4)2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe (5)Mg2＋＋H2↑
二、1.(4)放热 放热 吸热 吸热
2．(1)能量变化 (2)①g l s aq (4)反应温度 压强 在101kPa和25℃时 ②聚集状态 聚集状态
③＋ － 放热 吸热 ④物质的量 也同等倍数地
三、1.(1)化学键 (2)吸收 放出 (3)断裂和形成
2．反应物总能量 生成物总能量 大于 小于
四、1.吸收 释放
2．反应物化学键断裂时所吸收
对点训练
1．C
2．B [任何一个化学反应，反应物和生成物的能量不可能相等，所以每一个化学反应都会伴随着能量的变化， A项正确；化学反应的能量变化可能以光能、电能等形式表现出来，B项错误；反应物的总能量高于生成物的总能量，反应为放热反应，反之则为吸热反应，C、D两项正确。]
3．A [稀有气体是单原子分子，无化学键。]
4．D
5．C [化学反应是吸热还是放热取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小，与外界条件无关。化学反应的发生一般需要一定的外界条件，如点燃、加热、加压等，而这些条件一般与反应是放热还是吸热无关。]
6．A [在热化学方程式中要注明反应物和生成物的状态，ΔH的数值要正确且注明“＋”或“－”，物质的计量数可以用分数。结合以上原则分析：H2燃烧放热(ΔH为负值)，则H2O(g)分解吸热(ΔH为正值)，故A正确。]
7．C [在①中，后者是不完全燃烧放出热量少，故ΔH比前者大；②中因为单质硫由固态变为气态时需吸收热量，故后者热量多，故ΔH前者大；③中后者放出的热量是前者放出热量的2倍，故前者ΔH大；④中浓硫酸在溶于水的过程中放出热量，故后者放热多，则ΔH前者大。]
8．D [破坏反应物中的化学键需吸收能量，形成生成物中的化学键需释放能量。]
9．D [燃烧放热，故形成化学键释放的能量2c kJ大于破坏化学键吸收的能量(a＋b) kJ。]
10．B [硝酸铵溶解过程为吸热过程。]
11．B [加热杯要选用的固体碎块与水混合应能放出大量的热。]
课后作业
1．D [分子拆成原子是断开化学键的过程，吸收能量；原子组成分子是形成化学键的过程，释放能量。]
2．B [判断一个反应是放热反应还是吸热反应，关键看反应物的总能量与生成物的总能量的差值。如果反应物的总能量高于生成物的总能量，反应放热，B项正确；A项和C项错误，都没有考查总能量差；放热反应只表明反应物总能量比生成物总能量高，而加热是反应的条件，两者无必然联系，许多放热反应也必须加热才能开始进行，D项错误。]
3．C [以C、CO、H2为还原剂的氧化还原反应均是吸热反应。]
4．C [煤燃烧是将化学能转化为热能的过程；化石燃料和植物燃料中的能量均来自太阳能；动物体内葡萄糖被氧化生成CO2，是化学能转化为热能的过程；植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖，是太阳能转化为化学能的过程。]
5．C [由图示可知：1 mol A2和1 mol B2的总能量高于2 mol AB的总能量，故该反应为放热反应；从化学键的角度分析：断裂2 mol A—B键，需要吸收y kJ的能量。]
6．A [等量的石墨和金刚石完全燃烧的产物均为CO2，说明产物的总能量相等，而等质量的金刚石燃烧放出能量多，说明等量的金刚石的能量高于石墨的能量，因此由石墨转化为金刚石为吸热反应。]
7．D [本题考查键能与反应热之间的关系，旨在通过本题考查学生对反应本质的理解及化学基本计算能力。H2(g)＋Br2(l)===2HBr(g) ΔH＝－72 kJ·mol－1①，Br2(l)===Br2 (g) ΔH＝＋30 kJ·mol－1②，由①式－②式，得：H2(g)＋Br2(g)===2HBr(g) ΔH＝－102 kJ·mol－1，故有：a＋436－369×2＝－102，得a＝200。]
8．(1)使反应物迅速混合而充分反应，使温度迅速下降
(2)①药品用量太少；②Ba(OH)2·8H2O晶体未研成粉末，反应太慢；③没有迅速搅拌；④环境温度太高；⑤玻璃片上加水太多；⑥氢氧化钡晶体失水
(3)①用皮肤感受，感觉很凉；②用温度计来检验，发现温度降低
(4)水排开了烧杯底部与玻璃片之间的空气，在大气压的作用下，烧杯与玻璃片黏在一起了
(5)看能否从侧面相对滑动，若不能，则是由于“结冰”而黏在一起的
解析 本题是教材实验的拓展探究，对实验成败的关键以及实验过程中可能出现的现象进行了综合分析，对跨学科知识也进行了综合考查。要想证明该反应吸热，不一定要通过“结冰”现象，还可以是“人的感觉”、“温度计”等，但是无论通过什么方式，实验成功的关键是让反应快速进行，从而在较短的时间内使体系温度得到明显的下降。
第四单元 太阳能、生物质能和氢能的利用
一、太阳能的利用
1．能源
(1)人类目前使用的主要能源有________、________、____________等。
(2)化石燃料面临的问题
①储量________；
②使用化石燃料引起的________问题越来越严重。
2．太阳能的利用方式
太阳能利用的实例
能量转化方式
直接利用太阳辐射能
地球上众多植物的光合作用：6CO2＋
6H2O C6H12O6＋6O2
光能转化为生物质能，其本质是________能转化为________能
太阳能热水器
________能转化为________能
太阳能电池
________能转化为________能
光解水制得氢气
________能转化为________能
间接利用太阳能
水力发电
太阳能间接转化为________能和________能
化石燃料
太阳能间接转化为________能
二、生物质能的利用
1．来源
生物质能是指来源于________及其________所贮存的能量。生物质包括农业废弃物(如植物的秸秆、枝叶)、水生植物、油料植物、城市与工业有机废弃物、动物粪便等。这些物质中蕴藏着丰富的生物质能。
2．生物质能的利用方式
(1)直接燃烧
将植物的枝叶等直接点燃来获得热量，是人类远古时代主要的能量来源。这个时期被称
为“柴草能源时期”。现在也是我国农村主要的能量来源方式之一。其燃烧反应可表示为________________________________________________________。
(2)生物化学转换
①制取沼气
将植物的秸秆、枝叶、杂草和人畜粪便加入沼气发酵池中，在厌氧条件下，经过沼气细
菌的作用，生成沼气。沼气的主要成分是______。CH4是一种清洁、高效的气体燃料，
其燃烧反应方程式为________________________________________________。
②粮食发酵制乙醇
用含糖类、淀粉较多的农作物(如玉米、高粱)为原料，在催化剂存在下，经________和
细菌________，可以制得________。乙醇可以直接作为燃料，也可以和汽油混合后作发
动机燃料。有关反应方程式为_________________________________，
________________________________________________________________________。
③热化学转换
使生物质在一定条件下发生化学反应，产生热值较高的可燃气体。例如，在汽化炉内加
热固体生物质，同时通入空气或水蒸气，或者隔绝空气高温加热生物质，使之发生复杂的化学反应产生____________。
三、氢能的开发与利用
1．氢能源及其利用
氢气完全燃烧放出的热量是等质量汽油完全燃烧放出热量的3倍多；制取它的原料是水，资源不受限制；它燃烧的产物是水，不会污染环境，是理想的清洁燃料。液态氢还可用作火箭的燃料。氢气被人们看作理想的“绿色能源”。此外，用高压氢气、氧气制作氢氧燃料电池也是氢能源利用的一种重要方式。
2．氢气的制备方法
(1)电解法
电解法是目前用得最多的方法。但耗费大量的________，成本太高，难于普遍使用。
(2)光解法
在催化剂作用下利用太阳能，将水分解生成氢气。这种方法是制氢气的主要研究方向。
其主要难题是催化剂的选择和制取。
(3)生物法
利用________等低等植物和微生物在阳光作用下使水分解释放氢气。
3．氢气的贮存
氢气的熔、沸点很低，难于液化，所以氢气的贮存运输一度成为科学难题，现在科学家发现的________解决了这一科学难题。
知识点1 太阳能的利用
1．下列属于直接利用太阳辐射能的方式是( )
①光——热转换 ②光——电转换 ③光——化学能转换
④光——生物质能转换
A．①②③B．①③④
C．①②④D．①②③④
2．下列关于能源和作为能源使用的物质的叙述中错误的是( )
A．化石燃料物质内部储存着能量
B．太阳能不能直接转化为电能
C．物质的化学能可能在不同条件下转化为热能、电能为人类所用
D．绿色植物发生光合作用时，将太阳能转化为化学能储存起来
知识点2 生物质能的利用
3．下列对于城市废弃物中生物质能的利用不合理的是( )
A．把废弃物拉到乡下找个地方埋掉
B．对废弃物进行处理后焚烧，利用产生的热能供热和发电
C．把废弃物进行生物化学转化获取甲烷
D．让废弃物在一定条件下发生化学反应，产生热值较高的可燃性气体
4．“绿色化学”要求从根本上减少乃至杜绝污染。下列对农作物收割后留下的秸秆的处
理方法，不符合“绿色化学”的是( )
A．就地焚烧B．发酵后作农家肥
C．加工成精饲料D．制造沼气
知识点3 氢能的开发和利用
5．根据“绿色化学”的思想，某化学家设计了下列化学反应步骤：
①CaBr2＋H2OCaO＋2HBr
②2HBr＋HgHgBr2＋H2↑
③HgBr2＋CaOHgO＋CaBr2
④2HgO2Hg＋O2↑
该方案的目的是制备( )
A．HBrB．CaOC．H2D．Hg
6．氢能是一种既高效又干净的新能源，发展前景良好，用氢作能源的燃料电池汽车倍受
青睐。我国拥有完全自主知识产权的氢燃料电池轿车“超越三号”，已达到世界先进水平，并加快向产业化的目标迈进。氢能具有的优点包括( )
①原料来源广 ②易燃烧、热值高 ③储存方便 ④制备工艺廉价易行
A．①②B．①③C．③④D．②④
练基础落实
1．下列关于能量转换的认识不正确的是( )
A．电解水生成氢气和氧气时，电能转变为化学能
B．煤燃烧时化学能主要转变为热能
C．绿色植物光合作用过程中太阳能转变成化学能
D．白炽灯工作时电能全部转化为光能
2．新的替代能源主要包括( )
①核能 ②柴草 ③焦炭 ④太阳能 ⑤氢能 ⑥液化石油气 ⑦水煤气 ⑧天然气
A．②③⑥⑦B．①④⑤
C．③⑥⑦⑧D．①④⑤⑧
3．原始大气是还原性气体，不含O2。现今地球上的大气具有氧化性，其中大部分游离态的氧气是下列哪种过程的结果( )
A．呼吸作用B．光合作用
C．排泄作用D．化学能合成作用
4．据估计，地球上的绿色植物通过光合作用每年能结合来自CO2中的碳1500亿吨和来自水中的氢250亿吨，并释放4000亿吨氧气。光合作用的过程一般可用下式表示：
CO2＋H2O＋微量元素(P、N等)(蛋白质、碳水化合物、脂肪等)＋O2
下列说法不正确的是( )
A．某些无机物通过光合作用可转化为有机物
B．碳水化合物就是碳和水组成的化合物
C．叶绿素是光合作用的催化剂
D．增加植被，保护环境是人类生存的需要
5．“能源分类相关图”如图所示，下列四组能源选项中，全部符合图中阴影部分的能源是( )
A．煤炭、石油、沼气
B．水能、潮汐能、天然气
C．太阳能、风能、生物质能
D．地热能、海洋能、核能
6．氢气是未来的绿色能源，科学家们最新研制出利用太阳能产生激光，再用激光使水分
解得到氢气的新技术，其中水分解可以用化学方程式表示为2H2O2H2↑＋O2↑。下列有关说法中不正确的是( )
A．TiO2在反应中作氧化剂
B．水分解不产生污染物
C．TiO2在反应中作催化剂
D．该技术将太阳能转化为化学能
题号
1
2
3
4
5
6
答案
练方法技巧——绿色能源开发设计
7．氢能源是21世纪极具开发前景的新能源之一，它既是绿色能源，又可循环使用。
(1)请在下图的两个空框中填上循环过程中的反应物和生成物的化学式，以完成理想的氢能源循环体系图(循环中接受太阳能的物质在自然界中广泛存在)。
(2)从能量转换角度看，过程Ⅱ主要是__________能转化为________能。
练综合拓展
8．能源是人类赖以生存和发展的重要物质基础，常规能源的合理利用和新能源的开发是当今社会人类面临的严峻课题，回答下列问题：
(1)我国是世界上少数以煤为主要燃料的国家，下列关于煤作燃料的论点正确的是
________。
A．煤是重要的化工原料，把煤作燃料简单燃烧掉太可惜，应该综合利用
B．煤是发热很高的固体燃料，我国煤炭资源相对集中，开采成本低，用煤作燃料合算
C．煤燃烧时产生大量二氧化硫和烟尘，对环境污染严重
D．通过洁净煤技术，如煤的气化和液化，以及烟气脱硫，不仅减轻了燃煤污染，还能提高煤燃烧的热利用率
(2)乌克兰科学家将铜和铁混合熔化制成多孔金属，用于制作太空火箭上使用的煤油燃料
雾化器，该雾化器的作用是
________________________________________________________________________。
(3)乙醇是未来内燃机的首选环保型液体燃料，它可以由绿色植物的秸秆制取，制取乙醇的两步反应的化学方程式分别是：___________________________________________
________________________________________________________________________；
1．0 g乙醇完全燃烧生成液态水放出1.367kJ热量，表示乙醇燃烧的热化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)一些科学家对以下3个反应很感兴趣：
①3FeCl2＋4H2O(g)Fe3O4＋6HCl＋H2
②Fe3O4＋Cl2＋6HCl===3FeCl3＋3H2O＋O2
③3FeCl33FeCl2＋Cl2↑
科学家利用上述反应是为了生产______________，
对制备此物质而言，FeCl2的作用是_______________________________________。
9．阳光照射到太阳
能集热器上，将太阳能转化为________能，如图所示是一种太阳能热水器的示意图，图
中A是集热器，B是储水容器，在阳光直射下水将沿________(填“顺”或“逆”)时针方向流动，这是因为________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
C是辅助加热器，其作用是______________________________________
________________________________________________________________________。
请在图中适当位置安上进水阀门和出水阀门，并说明选择位置的理由。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
10．随着工业的发展，能源问题越来越引起人们的重视。科学家们预言，未来最理想的燃料是绿色植物，即将植物的秸秆(主要成分是纤维素)用适当的催化剂作用，水解成葡萄糖，再将葡萄糖转化为乙醇，用作燃料。
(1)已知：
C2H5OH(l)＋3O2(g)―→2CO2(g)＋3H2O(l)
ΔH＝－1 367 kJ·mol－1
CH4(g)＋2O2(g)―→CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－890 kJ·mol－1
若某种植物的秸秆含纤维素约为50%，由植物秸秆经过一系列转化得到乙醇原料的总利
用率为80%，则以1000g秸秆为原料制得的乙醇燃料燃烧所产生的热量与______L甲烷完全燃烧产生的热量相当(标准状况)。
(2)绿色植物光合作用的效能是_____________________________________
________________________________________________________________________。
第四单元 太阳能、生物质能和氢能的利用
基础落实
一、1.(1)煤 石油 天然气 (2)①有限 ②污染
2．光 化学 光 热 光 电 光 化学 电 内 化学
二、1.植物 加工产品
2．(1)(C6H10O5)n＋6nO26nCO2＋5nH2O (2)①甲烷 CH4＋2O2CO2＋2H2O ②水解 发酵 乙醇 (C6H10O5)n＋nH2OnC6H12O6 C6H12O62CH3CH2OH＋2CO2↑ ③可燃气体
三、2.(1)电能 (3)蓝绿藻 3.贮氢合金
对点训练
1．D [光——热转换是利用太阳辐射能加热物体而获得热能；光——电转换是利用太阳辐射能，通过光电效应获得电能；光——化学能的转换是将太阳辐射能转化为化学能贮存起来；光——生物质能转换是将太阳辐射能通过植物的光合作用转化为生物质能。]
2．B [太阳能可以通过光电效应直接转化为电能。]
3．A [将城市废弃物填埋是将生物质能白白浪费的一种措施。]
4．A [将植物秸秆就地焚烧不仅造成能源的浪费，也会造成环境污染。]
5．C [根据“绿色化学”的思想，反应要提高原子利用率，最终产品应该是环境友好的产品或者是清洁燃料等。将化学方程式①×2＋②×2＋③×2＋④得：2H2O2H2↑＋O2↑。]
6．A [地球上有大量的水，可用水为原料制取氢气。H2易燃烧，无污染，热值高，是一种高效、干净的新能源，但在利用氢燃料时，其储存和制备成本较高，到现在还不能大量使用。]
课后作业
1．D [白炽灯工作时电能转化为光能的同时也有部分转化为热能。]
2．B
3．B [植物在进行光合作用时消耗CO2，会产生O2而其他选项中的各种作用均可消耗O2。]
4．B [根据光合作用过程可推知A、C正确；碳水化合物通常是指由C、H、O等元素组成的有机化合物，B错；增加植被，保护环境，可以通过植物获取能源和食物，D正确。故选B。]
5．C 6.A
7．(1)A：H2O B：H2、O2 (2)化学 电
8．(1)ACD
(2)使煤油雾化，增大与助燃剂的接触面积，提高燃烧效率
(3)(C6H＋nH2OnC6H；
C6H12O62C2H5OH＋2CO2↑
C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)
ΔH＝－62.88kJ·mol－1
(4)H2 催化剂
解析 本题是对煤、石油、乙醇、氢几种能源的对比，使学生认识社会的进步和科学的发展。
(1)煤是一种化石燃料，也是重要的化工原料，属于不可再生能源，把煤作为燃料简单燃烧掉是一种浪费，并且煤中所含的硫在燃烧时生成的SO2会造成环境污染，通过洁净煤技术，如煤的气化和液化以及烟气脱硫，不仅减轻了燃煤污染，还能提高煤燃烧的利用率。
(2)煤油雾化可使煤油与助燃剂充分接触，提高燃烧效率。
(3)由绿色植物的秸秆(主要成分为纤维素)制取乙醇即用纤维素制葡萄糖，再经发酵制乙醇，1mol乙醇燃烧放出的热量为1.367kJ×＝62.88kJ·mol－1。
(4)将题目信息所给三个反应方程式相加可得：
H2O(g)H2＋O2
可知科学家利用上述反应是为了生产H2，FeCl2是催化剂。
9．热 顺 集热器中的水被太阳光晒热后密度变小，受到浮力的作用沿着管向右上方运动，形成顺时针方向流动的水流 在阴天用电加热的方式使水温升高 在封闭的环形管道的左下方安上进水阀门，在储水容器下方竖直管道上安装出水阀门，以便使热水流出，冷水得以补充。
解析 此题是对太阳能的一种直接利用方式——太阳能集热器的工作原理的考查。分析此类实际应用问题应注意从能量的利用率和原料的循环使用等方面入手进行考虑和作答。另外此类问题往往和物理学和生物学的相关知识原理有联系。此题中，集热器内的水受热后，密度变小，故受浮力作用会沿着管向右上方运动，形成顺时针方向流动的水流，应在左下方安上进水阀，在储水容器下方竖直管道处安出水阀门。
10．(1)169.9
(2)在光能作用下，绿色植物将CO2和H2O转化为有机物，同时将光能转化为化学能(生物质能)贮存起来
解析 (1)设1000g秸秆制得的乙醇燃烧产生的热量为x，与标准状况下体积为y的甲烷完全燃烧产生的热量相当。
(C6H10O5)n～2nC2H5OH～1 367 kJ×2n
162n g 2 734n kJ
1 000×50%×80% g x
列比例式求得x＝6 750.6 kJ
CH4 ～ 890 kJ
22．4 L890 kJ
y6 750.6 kJ
列比例式，解得y＝169.9 L。
