2.1 化学能与热能
【典例导悟】
【典例1】下列变化中属于吸热反应的是_______。
①液态水汽化 ②将胆矾加热变为白色粉末 ③苛性钠固体溶于水 ④氯酸钾分解制氧气 ⑤生石灰跟水反应生成熟石灰 ⑥干冰升华 21世纪教育网
【规范解答】吸热过程或放热过程与吸热反应或放热反应不同：
①水汽化是物理变化，不属于吸热反应。
②CuSO4·5H2O受热分解生成CuSO4和H2O，属于吸热反应。
⑤是放热反应，③⑥均为物理变化。
答案：②④
【变式训练】1.把下列物质分别加入装有 水的锥形瓶里,立即塞紧带U形管的塞子,已
知U形管内预先装有少量水(为使水容易观 察,预先染成红色)，如图所示,结果U形管
左边液面升高,则加入的物质可能是( )
A.NaOH固体 B.浓H2SO4
C.NH4+NO3晶体 D.Na2O2固体
【解析】选C。U形管左侧液面升高，原因只能是锥形瓶内空气压强减小，造成压强减小的因素只能是温度降低。NaOH固体溶于水、浓H2SO4稀释均温度升高，NH4+NO3晶体溶于水温度降低，Na2O2和水反应放热且有气体生成。
2.(2010·宣城高一检测)已知反应X+Y====M+N为吸热反应，对这个反应的下列说法中正确的是( )
A.X的能量一定低于M的，Y的能量一定低于N的
B.因为该反应为吸热反应，故一定要加热反应才能进行
C.破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量
D.X和Y的总能量一定低于M和N的总能量
【解析】选D。吸热反应中，反应物的总能量小于生成物的总能量，但不一定X的能量小于M或Y的能量小于N，故A错D对；若从化合价角度分析，吸热反应中旧键断裂时吸收能量多，新键形成时放出能量小，故C错；吸热反应不一定需要加热，B错。
【典例2】下表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量：
根据上述数据回答下列问题：
（1）下列物质本身具有的能量最低的是________。
A.H2 B.Cl2 C.Br2 D.I2
（2）下列氢化物中最稳定的是________ 。
A.HCl B.HBr C.HI
（3）X2+H2====2HX（X代表Cl、Br、I）的反应是吸热反应还是放热反应？ ________ 。
（4）相同条件下，X2（X代表Cl、Br、I）分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出或吸收的热量最多的是________ 。
【思路点拨】解决此题的关键有以下两点：
（1）键能越大，物质越稳定。
（2）化学键变化所吸收或放出的能量即为反应热。
【自主解答】（1）、（2）破坏1 mol物质中的化学键所 消耗的能量越大，则物质越稳定，所具有的能量越低。 （3）、（4）以氯元素为例计算断开1 mol Cl—Cl键和 H—H键需吸收能量：243 kJ+436 kJ=679 kJ，而形成 2 mol HCl放出的能量为2×432 kJ=864 kJ，所以在 Cl2+H2====2HCl反应中放出864 kJ-679 kJ=185 kJ的热 量，同理可计算在Br2+H2====2HBr、I2+H2I反应中
分别放出103 kJ、9 kJ的热量。
答案：（1）A （2）A （3）放热反应 （4）Cl2
【互动探究】2HX====X2+H2(X代表Cl、Br、I)的反应是吸热反应还是放热反应？
提示：吸热反应。因为X2+H2====2HX是放热反应，说明
1 mol X2和1 mol H2的总能量大于2 mol HX的总能量，所以2HX====X2+H2是吸热反应。
【典例3】把温度为13 ℃、浓度为1.0 mol·L-1的酸溶液和1.1 mol·L-1的碱溶液各50 mL混合［溶液密度均为
1 g/mL，所生成溶液的比热容c=4.184 J/(g·℃)］，轻轻搅动。测得酸碱混合液的温度变化数据如下：
（1）试计算上述两组实验测出的中和热：
ΔH1= ________；ΔH2= ________ 。
（2）实验中碱液过量的目的是________ 。
（3）两组实验结果有差异的原因是________ 。
【思路点拨】解答本题时要注意以下三点：[来源:21世纪教育网]
（1）根据实验数据，计算生成1 mol水放出的热量。
（2）根据NaOH和NH3·H2O的性质分析碱过量的原因。
（3）根据强弱电解质的电离分析二者差异。
【自主解答】（1）根据给出的酸和碱的物质的量，酸为0.050 mol,碱为0.055 mol,碱是过量的，应以酸计算，算出生成0.050 mol水放出的热量，进而得出生成1 mol水放出的热量，即可得出两组实验测出的中和热数值。
(2)碱液过量是为了提高实验准确度，因NaOH溶液易吸收CO2，而使NaOH浓度下降；NH3·H2O易挥发，也使NH3·H2O浓度下降。
（3）NaOH是强碱，在水溶液中完全电离，跟HCl中和时放热较多，NH3·H2O是弱碱，只有小部分电离，继续发生电离时要吸热，中和时放热较少。 [来源:21世纪教育网
答案：（1）-56.9 kJ·mol-1 -52.7 kJ·mol-1
(2)提高实验的准确度 21世纪教育网
（3）NaOH是强电解质，NH3·H2O是弱电解质，继续电离时吸收热量
【变式训练】已知强酸与强碱在稀溶液里发生中和反应生成1mol H2O 时放出57.3kJ热量，用500mL 0.6 mol·L-1的稀硫酸跟含1mol NaOH的溶液反应，放出的热量是（ ）
A.68.76 Kj B.57.3 kJ
C.34.38 kJ D.17.19 kJ
【解析】选C。先根据化学方程式求出生成H2O的物质的
量，再根据中和热去求上述反应所放出的热量。
NaOH（aq）+ H2SO4（aq）==== Na2SO4（aq）+H2O（l）；
放出57.3 kJ的热量。
生成的水为n（H2O）=500 mL×10-3 L·mL-1×
0.6 mol·L-1×2=0.6 mol，中和反应所产生的热量为：
0.6 mol×57.3 kJ·mol-1=34.38 kJ。
【学业达标训练】
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
【解析】选C。化学反应的实质为旧化学键的断裂和新化学键的生成，在化学键变化过程中一定会伴随能量的变化和物质的变化，故只有C项错误。
2.已知反应X+Y====M+N为放热反应，对该反应的说法正确的是（ ）
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.因为该反应为放热反应，故不必加热就可发生
【解析】选C。从物质储存的能量来分析，各种物质都储存有化学能，不同的物质所包含的化学能各不相同。一个确定的化学反应的热效应，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。在化学反应中，“能量的变化”与反应发生的“需要条件”没有必然的联系。有些放热反应在常温下就可进行，如白磷的缓慢氧化、自燃和酸碱中和反应等。有些放热反应却需要较高温度才能发生，如铁丝在氧气中燃烧、铁粉和硫粉的反应等。
3.（2010·温州高一检测）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NH4+Cl的反应
C.灼热的炭与CO2的反应 [来源:21世纪教育网
D.甲烷在O2中的燃烧反应
【解析】选C。解答本题，需要了解常见化学反应的能量变化。B项和C项涉及的反应是吸热反应，但B项的化学方程式为Ba(OH)2·8H2O+2NH4+Cl====BaCl2+2NH3↑+10H2O,是非氧化还原反应，C项的化学方程式为C+CO2====2CO,是氧化还原反应。
4.据报道，某国一集团拟在太空建造巨大的集光装置，把太阳光变成激光用于分解海水制氢：
2H2O====2H2↑+O2↑。下列说法不正确的是（ ）
A.水的分解反应是放热反应
B.氢气是二级能源
C.使用氢气作燃料有助于控制温室效应 21世纪教育网
D.在这一反应中，光能转化为化学能
【解析】选A。H2O分解需吸收能量，属于吸热反应，且该过程中由光能转化为化学能，故A错，D正确；氢气是二级能源，产物只有水，不会产生CO2，利于控制温室效应，故B、C正确。
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1 mol A—A键和1 mol B—B键能放出x kJ能量
C.断裂2 mol A—B键需要吸收y kJ的能量
D.2 mol AB的总能量高于1 mol A2和1 mol B2的总能量
【解析】选C。从能量变化图上可以看出，反应物总能量高于生成物总能量，该反应是放热反应，A、D错；断键时要吸收能量，B错，C正确。
6.下列说法不正确的是（ ）
A.当今社会人们所需的能量绝大部分是由化学反应产生的
B.目前，全球仍处于化石能源时代
C.人体生命活动所需要的能量，是由氧化还原反应提供的
D.凡是放出热量的化学反应均可用来造福人类
【解析】选D。尽管随着社会的发展，人类已开发利用了多种能源，但是当今人类社会的主要能源仍是煤、石油、天然气等化石能源，而这些物质所储存的能量的释放，均是通过化学反应实现的。人体内有机物所含能量的释放是有机物被氧化成简单无机物的过程，至于化学反应放出的能量，可以造福人类，也可以给人类带来灾难，比如火灾。 [来源:21世纪教育网
7.(2010·合肥高一检测)在相同温度和压强下，将等质量的硫分别在足量的纯氧气和空气中燃烧，设前者放出的能量为Q1，后者放出的能量为Q2，则下列对Q1和Q2的相对大小的判断正确的是( )
A.Q1=Q2 B.Q1＞Q2
C.Q1＜Q2 D.无法判断
【解析】选A。硫在氧气中燃烧比在空气中燃烧得更快、更剧烈，但等质量的硫燃烧（不管是在空气中，还是在氧气中），放出的能量（在相同条件下）是一定的。
8.已知H+ +OH- ====H2O生成1 mol H2O放出热量57.3 kJ，下列反应中能放出57.3 kJ热量的是( )
A.1 mol稀H2SO4与足量NaOH溶液反应
B.稀盐酸与氨水反应生成1 mol H2O
C.稀盐酸与稀Ba(OH)2溶液反应生成1 mol水
D.稀NaOH与95%浓硫酸反应生成1 mol水
【解析】选C。A放出热量应为2 mol×57.3 kJ/mol；B放出热量（即中和热）应略小于57.3 kJ，因弱酸、弱碱在水中电离要吸收一部分热量，故多数强酸与弱碱，弱酸与强碱的中和反应热值小于57.3 kJ。酸与碱的浓度不能太大，否则中和热数值会偏大，故D错。
9.在一只小烧杯里，加入20 g Ba(OH)2·8H2O粉末，将小烧杯放在事先已滴有3～4滴水的玻璃片上，然后加入10 g NH4+Cl晶体，并用玻璃棒迅速搅拌。
（1）实验中玻璃棒的作用是_______。
（2）写出有关反应的化学方程式： _______ ，
该反应属_______反应（填基本反应类型）。
（3）实验中观察到的现象有_______ 、 _______且反应混合物成糊状，反应混合物呈糊状的原因是_______ 。 [来源:21世纪教育网
（4）通过_______现象，说明该反应为_______热反应，这是由于反应物的总能量_______生成物的总能量。
【解析】（1）由于Ba(OH)2·8H2O粉末及NH4+Cl晶体均为固体，故利用玻璃棒迅速搅拌使两者充分混合；
（2）Ba(OH)2·8H2O与NH4+Cl反应的化学方程式为：Ba(OH)2·8H2O+2NH4+Cl====BaCl2+2NH3↑+10H2O，此反应为复分解反应。
（3）由于Ba(OH)2·8H2O与NH4+Cl的反应为吸热反应，玻璃片温度降低，使玻璃片上的水结冰与烧杯黏结。同时两者发生反应生成NH3和H2O，故有刺激性气味，而混合物也在玻璃棒的搅拌和水作用下呈糊状。
（4）玻璃片上的水结冰说明此反应为吸热反应，即反应物的总能量要小于生成物的总能量。
答案:（1）搅拌使混合物充分接触并发生反应
（2）Ba(OH)2·8H2O+2NH4+Cl====BaCl2+2NH3↑+10H2O
复分解 （3）玻璃片上结冰而与小烧杯黏结在一起、有刺激性气味 反应发生时有水生成 （4）结冰（黏结） 吸 小于
10.通常人们把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可用于估算化学反应的反应热（ΔH），化学反应的反应热等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。
请回答下列问题：
（1）已知Si、SiC、SiO2熔化时必须断裂所含化学键，
比较下列两组物质的熔点高低（填“>”或“<”）：
SiC_____Si，Si _____ SiO2
（2）工业上高纯硅可通过下列反应制取：
SiCl4(g)+2H2(g)====Si(s)+4HCl(g)，
则2 mol H2生成高纯硅需_____ （填“吸收”或“放出”）能量_____ kJ。
【解析】（1）物质熔化时需断键，断键需吸收能量，而键能越大的物质，断键所吸收能量越大，熔点越高。
（2）2 mol H2反应，需1 mol SiCl4，则断裂
4 mol Si—Cl键和2 mol H—H键，同时生成1 mol Si和
4 mol HCl，则形成2 mol Si—Si键和4 mol H—Cl键。
所以吸收能量为360 kJ/mol×4 mol+436 kJ/mol×2 mol=
2 312 kJ，而放出能量为176 kJ/mol×2 mol+
431 kJ/mol×4 mol=2 076 kJ,则整个过程能量变化为
2 312 kJ-2 076 kJ=+236 kJ。
答案：(1)> < (2)吸收 236
【素能综合检测】
一、选择题（本题包括5小题，每小题4分，共20分）
1.已知反应Na2SO4·10H2O Na2SO4·nH2O+(10-n)H2O。 有人将装有芒硝（Na2SO4·10H2O）的密闭聚乙烯管安装在房屋的外墙内就能达到白天蓄热使室内保持低温度，晚上把白天所蓄热量放出，使室内保持温暖。以下说法不正确的是（ ）
A.白天将太阳能转化为化学能
B.白天将化学能转化为太阳能
C.晚上将化学能转化为热能
D.晚上发生的是放热反应
【解析】选B。白天吸收太阳能使Na2SO4·10H2O分解，即太阳能转化为化学能，晚上，Na2SO4·nH2O与（10-n）H2O作用形成Na2SO4·10H2O放出热量，即化学能转化为热能。
2.(2010·邯郸高一检测)研究物质变化时，人们可以从不同的角度、不同的层面来认识物质变化时所引起的化学键及能量变化。据此判断以下叙述中错误的是（ ）
A.金属钠与氯气反应生成氯化钠后，其结构的稳定性增强，体系的能量降低
B.物质燃烧可看成“储存”在物质内部的能量（化学能）转化为热能释放出来
C.氮分子内部存在着很强的共价键，故通常状况下氮气的化学性质很活泼
D.需加热才能发生的反应不一定是吸收能量的反应
【解析】选C。N2内部存在N≡N三键，分子很稳定，化学性质不活泼。 21世纪教育网
3.下列中和反应中放出热量最多的是( )
A.100 mL 0.3 mol/L的HCl和50 mL 0.3 mol/L的NaOH相混合
B.80 mL 0.3 mol/L的HCl和80 mL 0.3 mol/L的NaOH溶液相混合
C.80 mL 0.3 mol/L的H2SO4和80 mL 0.3 mol/L的NaOH溶液相混合
D.50 mL 0.3 mol/L的H2SO4和50 mL 0.6 mol/L的NaOH溶液相混合
【解析】选D。四个选项中发生的离子反应都是H+ +OH- ====H2O,产生H2O的物质的量分别为0.015 mol、0.024 mol、0.024 mol、0.030 mol，即D项产生H2O的量最多，所以放出热量最多。
4.(2010·保定高一检测)下列图中能正确表示 X+3Y====2Z(放热反应)过程的能量变化的是（ ）
【解析】选B。反应放出能量，会导致生成物的总能量低于反应物的总能量，且反应需加热才能进行，故只有B项正确。
5.（思维拓展题）已知25 ℃、101 kPa下，1 mol石墨完全燃烧生成CO2放出393.51 kJ热量、1 mol金刚石完全燃烧生成CO2放出395.41 kJ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
【解析】选A。25 ℃、101 kPa下，1 mol石墨完全燃烧生成CO2放出的热量比1 mol金刚石完全燃烧生成CO2放出的热量少395.41 kJ-393.51 kJ=1.9 kJ。也就是说，石墨的能量比金刚石的低，由石墨制备金刚石必须从外界吸收能量，是吸热反应。
二、非选择题（本题包括2小题，共30分）
6.（14分）(2009·南阳高一检测)断开1 mol H—H键，
1 mol N—H键、1 mol N≡N键分别需要吸收的能量为436 kJ、391 kJ、946 kJ，求：
（1）1 mol N2生成NH3需_____ （填“吸收”或“放出”）能量_____ kJ。
（2）1 mol H2生成NH3需_____ （填“吸收”或“放出”）能量_____ kJ。
【解析】本题可从断键吸收的能量数值与成键放出的能量数值的相对大小来判断，若E（断键）＞E（生成），则为吸热反应；E（断键）＜E（生成）则为放热反应。
（1）N2+3H2 2NH3，生成2 mol NH3形成6 mol N—H键
时要放出6 mol×391 kJ/mol=2 346 kJ的能量，拆开
1 mol N≡N键和3 mol H—H键时吸收的总能量为946 kJ+
3 mol×436 kJ/mol=2 254 kJ，整个过程中的能量变化为放出能量，为2 346 kJ-2 254 kJ=92 kJ。
［实验·探究］
7.（16分）如图所示:在800 mL的大烧杯中放入碎纸屑，把盛有50 mL 0.50 mol·L-1盐酸的200 mL烧杯放到大烧杯中，两只烧杯间填满碎纸屑。用泡沫塑料板做成大烧杯盖，通过盖子插入一根玻璃搅拌器（末端呈半圆环的玻璃棒）和一只温度计，测定溶液的温度。迅速往盐酸溶液中加入50 mL 0.55 mol·L-1烧碱溶液，盖好，搅拌溶液，观察温度的变化。当温度保持稳定时，记录读数，取出装反应液的烧杯，倒出溶液，清洗干净，保持内外杯壁干燥。重复进行三次实验。用这一实验可以粗略测定中和热。
（1）烧杯间填满碎纸屑的作用是_____ 。
（2）要重复进行三次实验的目的是_____ 。
（3）烧杯如不盖硬纸板，求得的中和热数值将_____ （填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。
（4）实验中若改用60 mL 0.50 mol·L-1盐酸和50 mL 0.55 mol·L-1烧碱溶液进行上述反应，与上述实验相比，所放出的热量_____ （填“相等”或“不相等”），所求中和热_____ （填“相等”或“不相等”），理由是_____ 。 [来源:21世纪教育网
（5）三次平行操作测得数据中，起始时盐酸与烧碱溶液温度相同，而终止温度与起始温度之差（t2-t1）分别为
①2.3 ℃ ②2.4 ℃ ③2.9 ℃，则最终代入计算式的温度差的平均值为_____ ℃。
【解析】测定中和热的实验是一个定量实验，分析实验装置和操作时要注意两个方面：一是“量”的问题，二是尽量减少实验误差。
答案：（1）保温、隔热、减少实验过程中放出热量的损失
（2）减少实验过程中的误差 （3）偏小 （4）不相等 相等 因为60 mL 0.50 mol·L-1盐酸和50 mL
0.55 mol·L-1烧碱反应能生成0.027 5 mol H2O，而50 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1烧碱反应只能生成0.025 mol H2O，因此所放出热量不同。但中和热是指酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时所放出的热量，与酸、碱的用量无关，因此所求中和热相等 （5）2.53
2.2 化学能与电能
【典例导悟】
【典例1】用铜片、银片、Cu（NO3）2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂-KNO3的U形管）构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是
①在外电路中，电流由铜电极流向银电极
②正极反应为：Ag+ +e- ====Ag
③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作
④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
A.①② B.②③ C.②④ D.③④
【思路点拨】解答此题要注意以下两点：
（1）明确原电池的构成条件及判断正、负极的方法。
（2）会书写简单的电极方程式。
【自主解答】选C。该原电池中Cu作负极，Ag作正极，负极反应式为Cu-2e- ====Cu2+，正极反应式为Ag+ +e- ====Ag，因此②对；在外电路中，电子由铜电极流向银电极，而电流方向与电子流向相反，所以①错；没有盐桥，原电池不能继续工作，所以③错。无论是否为原电池，反应实质相同，均为氧化还原反应，所以④对。
【变式训练】银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它 的充电和放电过程可以表示为2Ag+Zn(OH)2 Ag2O+Zn+H2O。在此电池放电时，负极上发生反应的物质是( )
A.Ag B.Zn(OH)2 C.Ag2O D.Zn
【解析】选D。从化合价变化情况来看，放电时Zn从0价变为+2价，发生氧化反应，所以放电时Zn作负极。
【典例2】写出下列原电池的电极反应式和总反应的化学方程式。
（1）负极：_________；正极： _________ ；
总反应式： _________ 。
（2）负极： _________ ；正极： _________ ；
总反应式： _________ 。
（3）负极： _________ ；正极： _________ ；
总反应式： _________ 。
【规范解答】（1）铁做负极失2e- 变成Fe2+，H+ 得e- 变成H2；（2）Cu失2e- 变成Cu2+，Ag+ 得e- 变成Ag；（3）Fe失2e- 变成Fe2+，得电子的是空气中的O2，因为NaCl为中性溶液，所以O2得电子后变为O2-，立即结合H2O分子生成OH-。
答案：(1)Fe-2e- ====Fe2+ 2H+ +2e- ====H2↑
Fe+H2SO4====FeSO4+H2↑
(2)Cu-2e- ====Cu2+ Ag+ +e- ====Ag
Cu+2AgNO3====2Ag+Cu(NO3)2
(3)Fe-2e- ====Fe2+ 2H2O+O2+4e- ====4OH-
2Fe+2H2O+O2====2Fe(OH)2
【互动探究】如果（2）中硝酸银溶液换成FeCl3溶液，则电极反应式和总反应方程式分别是什么？
提示：负极：Cu-2e- ====Cu2+，正极：2Fe3+ +2e- ====2Fe2+，总反应方程式：Cu+2Fe3+ ====Cu2+ +2Fe2+。
【典例3】如图所示装置中，可观察到
电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细。
下表所列M、N、P物质中，可以组合成
该装置的是
【规范解答】选C。M棒变粗，N棒变细，说明N棒是负极，相对M棒金属活动性更强。M棒变粗说明M棒上有金属析出。
【变式训练】（多选）某原电池的电池反应为
Fe+2Fe3+ ====3Fe2+，与此电池反应不符合的原电池是（ ）
A.铜片、铁片、FeCl3溶液组成的原电池
B.石墨、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池
C.铁片、锌片、Fe2(SO4)3溶液组成的原电池
D.银片、铁片、Fe(NO3)2溶液组成的原电池 21世纪教育网
【解析】选C、D。根据原电池的电池反应为
Fe+2Fe3+ ====3Fe2+ 可知，Fe为负极，比Fe不活泼的金属或非金属导体作正极，含Fe3+ 的溶液为电解质溶液。
【学业达标训练】
1.下列叙述不正确的是（ ）
A.根据一次能源和二次能源的划分，氢气为二次能源
B.电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源
C.火电是将燃料中的化学能直接转化为电能的过程
D.在火力发电时，化学能转化为热能的过程实际上是氧化还原反应发生的过程，伴随着能量的变化
【解析】选C。氢气不能从自然界中直接取得，是二次能源。电能也是二次能源，且使用方便、污染最小，A、B都正确。以煤为原料，火电的能量转化过程为：（煤）化学
2.(2010·桂林高一检测)如图所示的装置
中，M为活动性顺序位于氢之前的金属，N
为石墨棒，关于此装置的下列叙述中，不
正确的是（ ）
A.N上有气体放出
B.M为负极，N为正极
C.是化学能转变为电能的装置
D.导线中有电流通过，电流方向是由M到N
【解析】选D。原电池中活泼金属为负极，失去电子，即M为负极，溶液中的氢离子在正极得到电子被还原为H2，则N为正极。电流方向与电子流向相反，应由正极（N）流向负极（M）。
3.原电池产生电流的本质原因是（ ）
A.原电池中溶液能电离出自由移动的离子 [来源:21世纪教育网]
B.有两根导线将两个活泼性不同的电极连接
C.电极上进行的氧化还原反应的生成物为电子
D.电极上进行的氧化还原反应中会有电子的转移 [来源:21世纪教育网
【解析】选D。能设计成原电池的化学反应必须是氧化还原反应，通过把氧化反应和还原反应设计在两个电极上进行，从而实现电子在外电路中定向移动而形成电流。
4.如图所示能够组成原电池，并且产生明显的电流的是（ ）
【解析】选B。①构成原电池要有三个基本条件：a.电解质溶液；b.两个电极，其中一个相对较活泼（一般与电解质溶液能自发发生氧化还原反应），另一个相对较不活泼。两个电极直接或间接地连接在一起，并插入电解质溶液中；c.形成闭合电路。
②构成原电池的三个基本条件是相互联系的，不能孤立、片面地看待某一条件。其中氧化还原反应是核心。
对于本题，首先按照构成原电池的条件，B、D可构成原电池，但D中的Zn与硫酸锌不反应，即不存在自发的氧化还原反应。
5.(2010·广东理基)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
【解析】选B。可充电的电池称为二次电池，A正确；铜锌原电池中，锌为负极，失去电子，电子沿导线流向铜极，B项错误，D项正确；电池中的能量转化都是化学能转化为电能，C项正确。
7.(2010·广州高一检测)锂电池是 一代新型高能电池，它以质量轻、 能量高而受到普遍重视，目前已研 制成功多种锂电池。某种锂电池的 总反应式为Li+MnO2====LiMnO2，
下列说 法正确的是( )
A.Li是正极，电极反应为Li-e- ====Li+
B.Li是负极，电极反应为Li-e- ====Li+
C.Li是负极，电极反应为MnO2+e- ====
D.Li是负极，电极反应为Li-2e- ====Li2+
【解析】选B。本题根据总反应式判断Li被氧化，为负极材料，其失去电子成为Li+，正极放电的为MnO2，若已知电池总反应式而要写电极反应式，这类题的一般处理方法是：根据“负失氧、正得还”的规律先判断出负极材料，负极材料若是金属，则失电子而变为相应阳离子（注意：Fe失电子应变为Fe2+），负极材料若是其他被氧化的物质（如氢氧燃料电池中的H2、甲烷燃料电池中的CH4），则失电子变为相应氧化产物，然后再推断正极反应。
8.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡；b、d相连时，b上有大量气泡产生。则四种金属活动性顺序由强到弱的正确顺序为（ ）
A.a>b>c>d B.a>c>d>b
C.c>a>b>d D.b>d>c>a
【解析】选B。根据原电池原理，作为负极的金属活动性比正极金属的活动性强。外电路中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，因此可依次作出如下判断：①活动性：a>b;②c>d;③a>c;④d>b。综合得出结论：金属活动性a>c>d>b，故应选B。
9.铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
（1）写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式：
__________________________________________。
（2）若将（1）中的反应设计成原电池，请在方框内画出
原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。
正极反应____________________；
负极反应____________________ 。 [来源:21世纪教育网
【解析】首先分析Fe3+ 与Cu的反应中氧化剂、还原剂，然后依据原电池原理，再设计成原电池。
依据反应：2Fe3+ +Cu====2Fe2+ +Cu2+，Cu失电子，应为原电池的负极，正极材料选用比铜不活泼的碳棒或铂丝均可，电解质溶液选用FeCl3溶液。
答案：（1）2Fe3+ +Cu====2Fe2+ +Cu2+
（2）装置图
Fe3+ +e- ====Fe2+
（或2Fe3+ +2e- ====2Fe2+）
Cu-2e- ====Cu2+
10. Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是
LiAlCl4-SOCl2。电池的总反应可表示为：
4Li+2SOCl2====4LiCl+S+SO2。
请回答下列问题：
（1）电池的负极材料为________，发生的电极反应为________ ；
（2）电池正极发生的电极反应为________ ；
（3）SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2,有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是________ ，反应的化学方程式为________ ；
（4）组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是________。
【解析】分析反应的化合价变化，可得Li为还原剂，SOCl2为氧化剂。
（1）负极材料为Li（还原剂），Li-e- ====Li+。
（2）正极反应式可由总反应减去负极反应式得到：
2SOCl2+4e- ====4Cl- +S+SO2
（3）题中给出有碱液吸收时的产物，则没有碱液吸收时的产物应为SO2和HCl，所以现象应该为出现白雾和有刺激性气味的气体生成。
（4）因为构成电池的两个主要成分Li能和氧气、水反应，且SOCl2也与水反应。
答案：（1）Li Li-e- ====Li+
（2）2SOCl2+4e- ====4Cl- +S+SO2
（3）出现白雾，有刺激性气味的气体生成
SOCl2+H2O====SO2↑+2HCl↑
（4）因为构成电池的两个主要成分Li能和氧气、水反应，且SOCl2也与水反应
【素能综合检测】
一、选择题（本题包括5小题，每小题4分，共20分）
1.(2010·连云港高一检测)一个原电池的总反应的离子方程式是Zn+Cu2+ ====Zn2+ +Cu，该原电池的合理组成是（ ）
【解析】选C。该原电池的总反应可分为两个电极反应，负极：Zn-2e- ====Zn2+,正极：Cu2+ +2e- ====Cu，因此负极材料应是Zn，电解质溶液应是可溶性铜盐溶液，而正极材料为活动性比Zn弱的导体，如Cu、Fe、Pt、石墨等。
2.(2010·双鸭山高一检测)根据下列事实：①X+Y2+ ====X2+ +Y；②Z+2H2O（冷）====Z(OH)2+H2↑;③Z2+ 氧化性比X2+ 弱；④由Y、W电极组成的电池，电极反应为W2+ +2e- ====W、Y-2e- ====Y2+,可知X、Y、Z、W的还原性由强到弱的顺序为（ ）
A.X＞Z＞Y＞W
B.Z＞W＞X＞Y
C.Z＞Y＞X＞W
D.Z＞X＞Y＞W
【解析】选D。由①知还原性X＞Y;由②知Z为第ⅡA族活泼金属；由③知还原性Z＞X；由④知，W、Y组成原电池时，Y发生氧化反应做负极，所以还原性Y＞W。综上可知还原性由强到弱的顺序为：Z＞X＞Y＞W。
3.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，电池负极反应为（ ）
A.H2+2OH--2e- ====2H2O
B.O2+4H+ +4e- ====2H2O
C.H2-2e- ====2H+
D.O2+2H2O+4e- ====4OH-
【解析】选C。由题意知氢气作负极被氧化，由于电解质溶液为H3PO4，所以H2转变为H+。
4.可充电电池因其可以反复使用而深受广大消费者喜爱。请你根据对可充电电池的理解，选出下列有关说法正确的是（ ）
A.放电时，把热能转化为电能
B.放电时，正极发生氧化反应
C.充电时，电池的负极发生还原反应
D.充电时，把化学能转化为电能
【解析】选C。本题重点考查学生对可充电电池充、放电过程的了解。充电和放电是两个相反的过程。放电时，把化学能转化为电能，充电时把电能转化为化学能，A、D均错；放电时，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，充电时负极发生还原反应，而正极发生氧化反应，所以B错C对。
5.（思维拓展题）将两个铂电极插入氢氧化钾溶液中，向两极分别通入甲烷和氧气，可构成甲烷燃料电池，已知通入甲烷的一极，其电极反应式为：CH4+10OH--8e- ====
+7H2O；通入氧气的一极，其电极反应式为：2O2+4H2O+8e- ====8OH-,下列叙述正确的是（ ）
A.通入甲烷的电极为正极
B.正极发生氧化反应
C.该燃料电池总反应为：CH4+2O2+2OH- ==== +3H2O
D.在燃料电池工作时，溶液中的阴离子向正极移动
【解析】选C。由题干可知，在反应中CH4失电子作还原剂，所以通入甲烷的电极是原电池的负极，而氧气在反应中得电子，所以通入氧气的电极是原电池的正极；将两个电极反应式按得失电子数相等加合可得电池总反应，在燃料电池工作时，OH- 向负极移动与CH4失电子后的产物结合而得到 。
二、非选择题（本题包括3小题，共30分）
6.（6分）（1）将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。
锌片上发生的电极反应：_____ ；
银片上发生的电极反应：_____ 。
（2）若该电池中两电极的总质量为60 g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为47 g，则：产生氢气的体积（标准状况）为_____ 。
【解析】（1）由锌片、银片和稀H2SO4组成的原电池中很显然锌片为负极，电极反应式为Zn-2e- ====Zn2+；银片为正极，电极反应式为2H+ +2e- ====H2↑。 21世纪教育网
（2）两电极的总质量为60 g，工作一段时间后，取出洗净干燥称重为47 g，说明锌片反应掉13 g，根据总反应式可知消耗的Zn和产生的H2的物质的量之比为1∶1。
V(H2)= ×22.4 L·mol-1=4.48 L
答案：（1）Zn-2e- ====Zn2+
2H+ +2e- ====H2↑
（2）4.48 L
7.（10分）氢氧燃料 电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能 力强，性质稳定，
请回答： [来源:21世纪教育网]
（1）氢氧燃料电池的能量转化主要形
式是_____ ，在导线中电子流动方向
为_____ （用a、b表示）。
（2）负极反应式为_____ 。
（3）电极表面镀铂粉的原因为_____ 。 [来源:21世纪教育网
（4）该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：
Ⅰ.2Li+H2====2LiH Ⅱ.LiH+H2O====LiOH+H2↑
①反应Ⅰ中的还原剂是_____ ，反应Ⅱ中的氧化剂是_____ 。
②已知LiH固体密度为0.82 g/cm3。用锂吸收224 L（标准状况）H2，生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为____ 。
③由②生成的LiH与H2O作用，放出的H2用作电池燃料，若能量转化率为80%，则导线中通过电子的物质的量为__ mol。
【解析】本题考查电化学知识。（1）原电池的实质为化学能转化成电能。总反应为2H2+O2====2H2O，其中H2从零价升至+1价，失去电子，即电子从a流向b。（2）负极为失去电子的一极，即H2失电子生成H+，由于溶液是碱性的，故电极反应式左右应各加上OH-。（3）铂粉的接触面积大，可以加快反应速率。（4）Ⅰ.Li从零价升至+1价，作还原剂。Ⅱ.H2O的H从+1降至H2中的零价，作氧化剂。由反应Ⅰ，当吸收10 mol H2时，则生成20 mol LiH，V=m/ρ=20×7.9/0.82×10-3(L)=192.68×10-3(L)。
V(LiH)/V(H2)=192.68×10-3 L/224 L=8.6×10-4。
20 mol LiH可生成20 mol H2，实际参加反应的H2为20×80%=16 mol，1 mol H2转化成1 mol H2O,转移2 mol电子，所以16 mol H2可转移32 mol的电子。
答案：（1）由化学能转变为电能 由a到b
（2）2H2+4OH--4e- ====4H2O或H2+2OH--2e- ====2H2O 21世纪教育网
（3）增大电极单位面积吸附H2、O2的分子数，加快电极反应速率 （4）①Li H2O ②8.6×10-4 ③32
［实验·探究］
8.（14分）某化学兴趣小组为了探究铝电极在电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下：
试根据表中的实验现象回答下列问题：
（1）实验1、2中Al所作的电极（正极或负极） _____ （填“相同”或“不相同”）。
（2）对实验3完成下列填空：
①铝为_____极，电极反应式： _____ ；
②石墨为_____极，电极反应式： _____ ；
③电池总反应式： _____ 。
（3）实验4中铝作_____ ，理由是______________。写出铝电极的电极反应式： _____ 。
（4）解释实验5中电流计指针偏向铝的原因_______。
（5）根据实验结果总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素_____。
【解析】在稀盐酸中Mg比Al活泼，Mg作原电池的负极，Al作原电池的正极，电流计指针偏向Al;在稀盐酸中Al比Cu活泼，Al作原电池的负极，Cu作原电池的正极，电流计指针偏向Cu。由此可知，在这里的原电池中电流计指针是偏向于正极。在实验3中电流计指针偏向石墨，由上述规律可知，在该原电池中铝作负极，石墨作正极。化学反应是铝失去电子被氧化为铝离子，盐酸中的氢离子得到电子被还原为氢气。在氢氧化钠溶液中Al能与NaOH发生氧化还原反应而Mg不能与NaOH反应，所以Al作原电池的负极，Mg作原电池的正极。铝在浓硝酸中钝化，锌在浓硝酸中被氧
化，即在浓硝酸中Zn比Al活泼，Zn作原电池的负极，Al作原电池的正极，所以在实验5中电流计指针偏向铝。该实验的设计运用比较法探究铝电极在原电池中的作用。实验1、2、3是电解质溶液相同，电极材料不同；实验1和4比较的是电极材料相同，电解质溶液不同；实验5与其他实验比较的是电极材料和电解质溶液都不同。这些结果都是总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素。
答案：（1）不相同 （2）① 负 2Al-6e- ====2Al3+② 正 6H+ +6e- ====3H2↑③2Al+6HCl====2AlCl3+3H2↑
（3）负极 铝可与氢氧化钠溶液发生氧化还原反应，而
镁不与氢氧化钠溶液发生化学反应Al-3e- +4OH- ====
+2H2O（4）铝在浓硝酸中钝化，锌在浓硝酸中被氧化，即在浓硝酸中Zn比Al活泼，Zn作原电池的负极，Al作原电池的正极，所以电流计指针偏向铝（5）①另一个电极材料的活泼性；②铝电极与电解质溶液能否发生自发的氧化还原反应21世纪教育网
2.3.1 化学反应的速率
【典例导悟】
【典例1】将10 mol A和5 mol B放入容积为10 L的密闭容
器中，某温度下发生反应：3A(g)+B(g) 2C(g)，在最初
2 s内，消耗A的平均速率为0.06 mol·L-1·s-1，则在2 s时，容器中有___mol A，此时C的物质的量浓度为____ 。
【规范解答】 3A(g) + B(g) 2C(g)
起始浓度(mol/L) 1.0 0.5 0
转化浓度(mol/L) 0.06×2=0.12 0.04 0.08 21世纪教育网
2 s时浓度(mol/L) 1.0-0.12 0.5-0.04 0.08
=0.88 =0.46
则2 s时，n(A)=0.88 mol/L×10 L=8.8 mol
c(C)=0.08 mol/L
答案：8.8 0.08 mol/L
【变式训练】反应：3A（g）+B（g）====2C（g）+2D（g），
在不同条件下，用不同物质表示其反应速率，分别为：
①v(A)=0.6 mol·L-1·min-1；
②v(B)=0.45 mol·L-1·min-1；
③v(C)=0.015 mol·L-1·min-1；
④v(D)=0.45 mol·L-1·min-1。
则此反应在不同条件下进行最快的是( )
A.②③ B.①③ C.②④ D.②
【解析】选D。比较化学反应速率的快慢时，要转化为同种物质表示的反应速率进行比较。化学反应速率之比等于化学反应方程式中的化学计量数之比，v(A)∶v(B）∶v(C）∶v(D）=3∶1∶2∶2，则用A表示的化学反应速率分别为：
①v(A)=0.6 mol·L-1·min-1,
②v(A)=1.35 mol·L-1·min-1,
③v(A)=0.022 5 mol·L-1·min-1,
④v(A)=0.675 mol·L-1·min-1，所以在不同条件下，进行最快的是②，D项正确。
【典例2】在下列事实中，什么因素影响了化学反应的速率？
（1）集气瓶中有H2和Cl2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）KI晶体和HgCl2晶体混合后无明显现象，若一起投入水中，很快生成红色HgI2： ___________________。
（4）熔化的KClO3放出气泡很慢，撒入少量MnO2很快产生气体： ___________________ 。
（5）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： ___________________ 。
（6）同样大小的石灰石分别在0.1 mol·L-1的盐酸和
1 mol·L-1的盐酸中反应速率不同： ______________ 。
（7）夏天的食品易变霉，冬天就不易发生该现象：___ 。
（8）葡萄糖在空气中燃烧时需要较高的温度，可是在人体内，在正常体温（37 ℃）时，就可以被氧化，这是因为：
__________________________。
【思路点拨】解决本题要注意以下两点：
（1）熟悉影响化学反应速率的内因和外因。
（2）准确分析题目中影响速率的条件。
【自主解答】影响化学反应速率的因素除了浓度、温度、压强、催化剂以外，光、电磁波、超声波、反应物颗粒的大小、溶剂的性质等，也会对化学反应速率产生影响。
答案：（1）光 （2）反应物的接触面积
（3）在溶液中，水做溶剂，增大了接触面积
（4）催化剂 （5）反应物本身的性质
（6）反应物的浓度 （7）反应温度
（8）人体里的生物酶起催化作用，可以降低葡萄糖氧化反应所需要的能量，所以在人体温度的范围内就可以发生反应
【变式训练】把铝条放入盛有过量稀盐酸的试管中，不影响氢气产生速率的因素是（ ）
A.盐酸的浓度 B.铝条的表面积
C.溶液的温度 D.加少量Na2SO4
【解析】选D。铝与盐酸反应的速率与盐酸的浓度、铝条的表面积、溶液的温度等有关。不影响产生H2速率的因素只有D。
【学业达标训练】
1.(2010·双鸭山高一检测)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者任何一种生成物浓度的增加
B.化学反应速率为“0.8 mol/(L·s)”表示的意思是：时间为1 s时，某物质的浓度为0.8 mol/L
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
【解析】选C。不能用固体或纯液体的浓度变化来表示化学反应速率，A错；0.8 mol/(L·s)的含义是1 s内某物质的浓度改变了0.8 mol/L，B错；对于无明显现象的化学反应，无法根据现象判断速率快慢，D错。
2.在铝与稀硫酸的反应中，已知10 s末硫酸的浓度减少了0.6 mol·L-1,若不考虑反应过程中溶液体积的变化，则
10 s内生成硫酸铝的平均反应速率是（ ）
A.0.02 mol·L-1·s-1
B.1.8 mol·L-1·s-1
C.1.2 mol·L-1·s-1
D.0.18 mol·L-1·s-1
【解析】选A。根据反应方程式，H2SO4浓度减少
0.6 mol/L，则Al2(SO4)3浓度增加0.2 mol/L，10 s内生成Al2(SO4)3的平均反应速率为0.02 mol/(L·s)。
3.下列措施对增大反应速率明显有效的是（ ）
A.Na与水反应时增大水的用量
B.Fe与浓硫酸反应制取H2时，适当加热
C.在K2SO4与BaCl2两溶液反应时，增大压强
D.Al在氧气中燃烧生成Al2O3，将铝片改为铝粉
【解析】选D。A项增加水的用量并不改变反应物浓度与接触面积，对反应速率无影响；B项Fe与浓硫酸钝化，不能产生H2；C项反应物中没有气体，增大压强对反应物浓度无影响，故反应速率不变；D项铝片改成铝粉，增大反应物接触面积，反应速率加快。
4.(2010·广州高一检测)为了探究温度对化学反应速率的影响，下列实验方案可行的是（ ）
【解析】选D。A项没有对比实验，错误；B项中催化剂不同，无法比较，错误；C项前者没有催化剂，后者有催化剂，无法比较，错误；D项中只有温度不同，其他条件都相同，方案可行。 21世纪教育网
5.下列说法中正确的是（ ）
A.增大反应物的量，一定能加快反应速率
B.固体与溶液反应，溶液浓度增大，反应速率一定会增大
C.等物质的量浓度的I- 、Br- 、Cl- 分别与同浓度的酸性高锰酸钾溶液反应，在相同条件下，I- 反应最快
D.某气体反应在密闭容器中进行，其他条件不变，向容器中充入惰性气体，反应速率一定减慢
【解析】选C。如果固体与液体或气体反应，增加固体量，对反应速率影响可以忽略不计，A项错误；有些反应，如铁与稀硫酸反应产生氢气，但在浓硫酸中发生钝化，反应停止了，B项错误；I- 还原性最强，所以同条件下反应最快，C项正确；密闭容器不等于固定容积的容器，充入惰性气体，分两种情况：恒容，惰性气体浓度无影响；恒压，相当于增大气体体积，气体浓度减小，反应速率减小，D项错误。
6.某探究小组利用丙酮的溴代反应 （CH3COCH3+Br2CH3COCH2Br+HBr）来研究反应物浓度与
反应速率的关系。反应速率v(Br2)通过测定溴的颜色消失所
需的时间来确定。在一定温度下，获得如下实验数据：
分析实验数据所得出的结论不正确的是（ ）
A.增大c(CH3COCH3),v(Br2)增大
B.实验②和③的v(Br2)相等
C.增大c(HCl),v(Br2)增大
D.增大c(Br2),v(Br2)增大
【解析】选D。从表中数据看，①④两组实验中CH3COCH3、HCl的浓度是相同的，而④中Br2的浓度比①中的大，所以时间变长，速率变慢，D错误。其他选项正确。
8.(2010·西安模拟)如图表示相同 21世纪教育网
质量的Mg、Al分别跟一定量的稀H2SO4
溶液反应的情况，下列叙述可能符合
图示的是（ ）
A.Mg、Al均不足，H2SO4过量
B.消耗稀H2SO4的量是Ⅱ大于Ⅰ
C.Ⅰ表示Mg与稀H2SO4反应 21世纪教育网
D.产生H2的速率是Ⅱ大于Ⅰ
【解析】选C。由图和题意可知，硫酸的量应该是不足，因为产生的氢气的量一致，消耗的硫酸的量也是相等的；根据镁比铝活泼，故反应速率镁比较快，镁与硫酸的反应应该符合Ⅰ。
9.对于反应：N2+3H22NH3当其他条件不变时，只改变
一个反应条件，将生成NH3的反应速率的变化填入空格里
（填“增大”、“减小”或“不变”）：
【解析】本题考查各种外因对化学反应速率的影响。
答案：①增大 ②减小 ③增大 ④增大 ⑤增大
10.用纯净的碳酸钙跟稀盐酸反应制取二氧化碳气体,请回答:
(1)实验过程如图所示,分析判断:_______段化学反应速率最快。 21世纪教育网21世纪教育网
（2）为了减缓上述反应的化学反应速率欲向溶液中加入下列物质，你认为可行的是________。
A.蒸馏水 B.NaCl固体 C.NaCl溶液 D.浓盐酸 21世纪教育网
(3)除了上述方法外,你认为还可以采取哪些措施来减缓化学反应速率________________________。
【解析】化学反应速率是用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示，改变量越多，反应速率越快。由图像可知，EF段，单位时间内CO2的生成量最多，反应速率最快。减缓反应速率可采用降低反应物浓度、降低反应温度、减小固体表面积等措施。
答案: (1)EF (2)A、C
(3)用块状大理石或石灰石代替纯净的碳酸钙
【素能综合检测】
一、选择题（本题包括5小题，每小题4分，共20分）
1.(2010·连云港高一检测)盐酸与块状CaCO3反应时，不能使反应最初的速率明显加快的是（ ）
A.将盐酸的用量增加一倍
B.盐酸的浓度增加一倍，用量减半
C.温度升高30 ℃
D.改用更小块的CaCO3
【解析】选A。盐酸的浓度影响反应速率而非用量，A项不能提高反应速率而B项能；温度升高，速率加快；用小块CaCO3可增大反应时接触面积，反应速率增大，故选A。
2.将5.6 g铁粉投入盛有100 mL 2 mol/L稀硫酸的烧杯中，2 min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)=0.5 mol/(L·min)
B.v(H2SO4)=1 mol/(L·min)
C.v(H2)=0.5 mol/(L·min)
D.v(FeSO4)=0.5 mol/(L·min)
【解析】选D。铁粉是固体，浓度视为常数，A项错；铁粉完全反应，硫酸不一定完全反应，B项错；
Fe+H2SO4====FeSO4+H2↑,氢气逸出，不在溶液中，C项错；硫酸亚铁浓度增大，2 min时，其浓度为1mol/L,
v(FeSO4)=0.1mol/(0.1L×2min)=0.5mol/(L·min)。
3.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（ ） 21世纪教育网
【解析】选D。温度越高，浓度越大，反应速率越快。
4.关于A(g)+2B(g)====3C(g)的化学反应，下列该反应速率最大的是（ ）
A.v(A)=0.6 mol/(L·min)
B.v(B)=1.2 mol/(L·min)
C.v(C)=1.2 mol/(L·min)
D.v(B)=0.03 mol/(L·s)
【解析】选D。该题要特别注意时间单位，D项中时间单位是秒，其他三个选项中时间单位是min。
5.将a g块状碳酸钙跟足量盐酸反应，反应物损失的质量随时间的变化曲线如图中的实线所示，在相同条件下，将b g（a>b)粉末状碳酸钙与同浓度的足量盐酸反应（图中虚线所示），则相应的曲线正确的是（ ）
【解析】选C。在化学反应CaCO3+2HCl====CaCl2+CO2↑+H2O中，盐酸是足量的，CaCO3完全反应。CaCO3又分为质量不同和形状不同两种情况。块状CaCO3质量大，放出的CO2多，但速率慢；粉末状CaCO3质量小，放出的CO2少，但速率快。
二、非选择题（本题包括3小题，共30分）
6.（6分）某温度时，在2 L容器中
X、Y、Z三种物质随时间的变化曲
线如图所示，由图中的数据分析，
该反应的化学方程式为______ ，
反应开始至2min时Z的平均反应速
率为______。
【解析】由图中可知2 min内X、Y分别减少了0.3 mol和0.1 mol，Z增加了0.2 mol,故X、Y为反应物，Z为生成物，X、Y、Z的化学计量数之比为3∶1∶2，该反应的化学
7.（10分）（思维拓展题）把在空气中久置的铝片5.0 g投入盛有500 mL 0.5 mol·L-1硫酸溶液的烧杯中，该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间的关系可用如图曲线来表示，回答下列问题：
（1）曲线由O→a段不产生氢气的原因是_____； 21世纪教育网
有关反应的化学方程式为_____ ；
（2）曲线a→c段，产生氢气的速率增加较快的主要原因
_____ ；
（3）曲线由c以后，产生氢气的速率逐渐下降的主要原因
_____ 。
（4）该反应若使用催化剂，可使H2产量增多吗？
【解析】（1）在空气中久置的铝片表面有氧化铝薄膜，硫酸首先和氧化铝反应，所以O→a段不产生H2；
（2）a→c段，虽然硫酸的浓度减小但该反应是放热反应，反应进行中温度逐渐升高，化学反应速率逐渐加快；
（3）曲线c以后，硫酸的浓度减小的太多，成为影响化学反应速率的主要因素，故反应速率逐渐下降。
（4）催化剂只改变速率，不会改变产物的量。
答案：（1）硫酸首先和氧化铝反应，不产生H2
Al2O3+3H2SO4====Al2(SO4)3+3H2O
（2）反应放热，温度升高是影响反应速率的主要因素，使反应速率增大
（3）硫酸的浓度逐渐减小，该因素变为影响化学反应速率的主要因素，化学反应速率开始下降 21世纪教育网
（4）不会
，
回答下列问题：
（1）该实验的目的是_____ 。
（2）显色时间t1= _____ 。
（3）温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律，若在40 ℃下进行编号③对应浓度的实验，显色时间t的范围为_____ （填字母）。
A.＜22.0 s B.22.0～44.0 s
C.＞44.0 s D.数据不足，无法判断
（4）通过分析比较上表数据，得到的结论是_____。
（5）试思考：若增大压强对该反应速率有何影响？
【解析】本题主要研究反应物I- 与 的浓度对反应速率
的影响；分析表格中的数据与时间t的关系，不难得出：
由①②可知，速率与c(I-)的一次方成正比；由②③可知，
速率与c( )的一次方成正比；⑤相比①，c( )
相同，⑤中c（I-）是①中c（I-）的三倍，故速率应是其三倍，故时间应为其三分之一，即t1=88.0 s÷3=29.3 s；温度越高，反应速率越大，故在40 ℃下进行编号③对应浓度的实验，显色时间t应小于原来的22.0 s,故A项正确；由以上数据不难得出，反应速率与反应物起始浓度乘积成正比或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比。（5）该反应没有气体参加，所以不受压强影响。
答案：（1）研究反应物I- 与 的浓度对反应速率的影响
（2）29.3 s
（3）A
（4）反应速率与反应物起始浓度乘积成正比（或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比）
（5）压强对该反应无影响。
2.3.2 化学反应的限度以及反应条件的控制
【典例导悟】
【典例1】下列方法中可以证明2HI H2+I2（g）一定达到 平衡状态的是________。
单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol HI
②一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂
③HI的体积分数与I2的体积分数相等
④反应速率v（H2）=v（I2）= v（HI）
⑤v（HI）∶v（H2）∶v（I2）=2∶1∶1
⑥温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化
⑦温度和体积一定时容器内压强不再变化
⑧条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化
⑨温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化
⑩温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化 21世纪教育网
【思路点拨】解答本题要注意以下三点：
（1）要从不同的角度分析正、逆反应速率。
（2）反应过程中压强是否发生变化。
（3）颜色、密度的变化情况。
【自主解答】注意化学平衡状态的实质是正、逆反应速率
相等，要仔细分析各项叙述中的反应速率。①中正、逆反应速率不相等，④、⑤是相同的，都是指的单向反应速率，故均不正确。平衡时，各物质的浓度或百分含量保持不变，并不一定相等，故③不正确。该反应前后气体分子数不变，故压强、相对分子质量、气体密度均不随反应的进行而改变，⑦、⑧、⑩均不正确。各气体中只有I2有颜色，反应进行时，随I2的浓度改变，颜色会发生改变，颜色不再改变时，说明已达平衡，故②⑥⑨正确。
答案：②⑥⑨
【互动探究】若将反应换成：2NO2 N2O4，用题中从⑥
到⑩的叙述，能判断反应达到平衡状态的是哪几项？
提示：2NO2N2O4是一个反应前后气体体积改变的反应。反应进行过程中，气体分子数会发生变化，故对气体压强、密度、颜色、相对平均分子质量都会产生影响。故⑥⑦⑧⑨⑩均正确。
【变式训练】在一定温度下，反应：2A（s）+2B（g）
C（g）+D（g）在恒容容器中进行，不能说明该反应已经达到平衡的是（ ）
A.容器内的压强不随时间而变化
B.混合气的密度不再随时间而变化
C.A的质量不再改变
D.平衡混合气体的平均相对分子质量不再改变
【解析】选A。设反应正向进行，则恒容时，A的质量减少，混合气体的压强因反应前后气体分子数不变而不变；密度因气体质量增加而增大；平均相对分子质量因m混增大而n混不变而增加，而反应正向（或逆向）进行时，不变的量不能成为平衡的标志，变化的量则能，A错。
【典例2】下列措施，能使煤炭燃烧更充分，提高热能利用率的是
A.多加煤以使炉火更旺
B.把煤炭做成大煤球
C.把煤中掺和一些黄泥做成蜂窝煤
D.把煤粉碎，在煤粉燃烧器中燃烧
【规范解答】选D。A项中只会增加煤的用量，不会使煤炭燃烧充分，也不能提高热能的利用率；B、C项无论从煤的粉碎程度，还是空气用量上都比不上D项。 21世纪教育网
【变式训练】下列措施可以提高燃料的燃烧效率的是（ ）
①提高燃料的着火点 ②降低燃料的着火点 ③将固体燃料粉碎 ④将液体燃料雾化 ⑤将煤气化处理
A.①③④⑤ B.②③⑤
C.③④⑤ D.①②③④
【解析】选C。燃料的着火点是燃料的固有性质，无法改变，①②不可行；将固体燃料粉碎，液体燃料雾化或将煤气化都可以增大接触面积，使燃烧更充分。
【学业达标训练】21世纪教育网
【解析】选A。可逆反应是在相同条件下同时向两个方向进行的化学反应，A项中的反应不是同时向两个方向进行，且两个反应方向的条件不相同。
2.下列关于化学反应限度的说法中正确的是（ ）
A.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
B.当一个可逆反应达到平衡状态时，正向反应速率和逆向反应速率相等且等于零
C.平衡状态时，各物质的浓度保持相等
D.化学反应的限度不可以通过改变条件而改变
【解析】选A。平衡状态就是一个反应在该条件下所能达到的最大限度，A正确；反应达到平衡时v（正）=v（逆）≠0，各物质浓度保持不变但不一定相等，且当外界条件发生改变时，这种状态也会发生改变，B、C、D错误。
3.一定温度下，反应A2(g)+B2(g) 2AB(g)达到平衡的 21世纪教育网
标志是（ ）
A.单位时间内生成n mol A2同时生成n mol AB
B.容器内的总压强不随时间的变化而变化
C.单位时间内生成2n mol AB同时生成n mol B2
D.单位时间内生成n mol A2同时生成n mol B2
【解析】选C。在一定条件下，判断一个反应已经达到平衡，主要看正逆反应速率是否相等，体系中各组分的浓度（或含量）是否保持不变。A选项生成A2是逆反应，生成AB是正反应。显然v（正）B选项压强不随时间的变化而变化，不能说明反应混合物中A2、B2和AB的浓度是否保持一定，v（正）是否等于v（逆）。该反应前后气体总的物质的量保持不变，在其他条件一定时，反应从开始至反应达到平衡压强就一直保持不变，故压强不变不能说明反应已经达到平衡状态。
C选项表明v（正）=v（逆），反应已达到平衡状态。D选项只说明了逆反应速率，没有说明正反应速率，且不管平衡是否建立，只要反应在进行，生成A2和B2的物质的量之比始终为1∶1。
4.（2010·广州高一检测）下列各关系式中能说明反应N2+3H22NH3已达平衡状态的是（ ）
A.3v正（N2）=v正（H2）
B.v正（N2）=v逆（NH3）
C.2v正（H2）=3v逆（NH3）
D.v正（N2）=3v逆（H2）
【解析】选C。A项中都是正反应速率，无法确定是否达到平衡；B项说明v正（N2）≠v逆（N2），不是平衡状态；C项中v正（H2）=v逆（H2），处于平衡状态；D项v正（N2）≠
v逆（N2），不是平衡状态。
5.对某一可逆反应来说，使用催化剂的作用是（ ）
A.提高反应物的平衡转化率
B.以同样程度改变正逆反应的速率
C.增大正反应速率，降低逆反应速率
D.改变平衡混合物的组成
【解析】选B。催化剂只能同等程度的改变正逆反应速率，缩短反应达到平衡的时间，但不会改变平衡状态，所以不能改变平衡混合物的组成，也不能提高反应物的转化率。
6.下列反应条件的控制中，不恰当的是（ ）
A.为了防止铁生锈，在其表面涂一层防锈油漆
B.为防止火灾，在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火
C.为加快KClO3的分解速率，加入MnO2
D.为加快H2O2的分解速率，把反应容器放到冷水中冷却
【解析】选D。冷水温度低，会降低反应速率。
7.在一定条件下，容器内 某一反应M、N的物质的量 随反应时间变化的曲线如 图所示，下列表述中正确 的是
（ ）
A.反应的化学方程式为2M N
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的浓度的2倍
【解析】选D。由图像知，0～t2时间内N的浓度的变化量是
M浓度的变化量的2倍，可得反应的方程式为2NM；
t2时刻时体系并未达到平衡，故正反应速率与逆反应速率不相等；t3时刻反应已达到平衡，此时v（正）=v（逆），因此选项A、B、C的说法都是错误的。 [来源:21世纪教育网
8.铁是工业生产的重要物资，也是地壳中的有限资源，自然界中铁矿石主要有赤铁矿（Fe2O3）和磁铁矿（Fe3O4）等，金属铁是在高炉中冶炼的，高炉炼铁除了加入铁矿石外，还需加入焦炭和生成炉渣的石灰石。
（1）请写出下列高炉炼铁中发生反应的化学方程式：
①磁铁矿被焦炭还原成铁：___________；
②部分焦炭在高炉中生成CO： ___________ ；
③赤铁矿被CO还原成铁： ___________ ；
（2）炼铁高炉的高度增加后，铁矿石与CO接触更充分了，但高炉尾气的CO比例并没有减少，原因是： ________ 。
【解析】注意Fe2O3与CO的反应为可逆反应，一定条件下，
该反应可以达到最大限度。
答案：（1）①Fe3O4+4C====3Fe+4CO↑
②C+O2====CO2，CO2+C====2CO
（或2C+O2====2CO）
③Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2
（2）该反应已达到了平衡状态（或该反应不能进行到
底，或该反应进程达到了最大限度）
9.（2010·郑州高一检测）在一定温度下，发生如下反
应：N2+3H2 2NH3，起始时，充入的N2和H2的物质的
量分别是3.0 mol和6.0 mol，平衡时生成NH3的物质的量
是2.4 mol。已知容器的容积为5.0 L，试求：
（1）H2的转化率。
（2）平衡时混合气体中N2的体积分数。
【素能综合检测】
一、选择题（本题包括5小题，每小题4分，共20分）
1.对可逆反应4NH3（g）+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g),下列叙述正确的是（ ）
A.达到化学平衡时，4v正（O2）=5v逆（NO）
B.若单位时间内生成x mol NO的同时，消耗x mol NH3,则反应达到平衡状态
C.达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大
D.化学反应速率关系是：2v正（NH3）=3v正（H2O）
【解析】选A。A项，反应达平衡时，v正（O2）与v逆（NO）
之比等于对应物质的化学计量数比；B项，若单位时间内生成x mol NO,同时生成x mol NH3,表明反应到达平衡；C项，增大容器容积，压强减小，各物质的浓度减小，正、逆反应速率均减小；D项，3v正（NH3）=2v正（H2O）。
2.（2010·南通高一检测）在一定温度下，可逆反应
X（g）+3Y(g) 2Z(g)达到平衡的标志是（ ）
A.Z的生成速率是X消耗速率的2倍
B.单位时间生成a mol X，同时生成3a mol Y
C.X、Y、Z的浓度不再变化
D.X、Y、Z的分子数之比为1∶3∶2 [来源:21世纪教育网
【解析】选C。由化学平衡状态的定义可知，达到化学平衡状态的根本标志是v（正）=v（逆），它可以有各种表现形式。A只表示出了v（正），B只表示出了v（逆），D选项中三种分子数之比与化学方程式中的化学计量数之比相等与化学平衡状态无关。
3.X、Y、Z为三种气体。把a mol X和b mol Y充入一密闭容器中，发生X+2Y2Z反应，达到平衡时。若它们的物质的量满足n(X)+n(Y)=n(Z),则Y的转化率为（ ）
A.［（a+b）/b］×100%
B.［2(a+b)/5b］×100%
C.［2(a+b)/b］×100%
D.［(a+b)/5b］×100%
【解析】选B。设参加反应的Y的物质的量为x。
4.（多选）（思维拓展题）可逆反应N2（g）+3H2(g) 2NH3(g)，500 ℃时，将2 mol N2和2.25 mol H2充入容积为10 L的密闭恒容容器中进行反应，则达到平衡时，NH3的浓度不可能达到的值是（ ）
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】选B、D。该题中N2过量，假设2.25 mol H2完全反应，生成NH3的浓度为0.15 mol·L-1，但该反应是可逆反应，H2不可能完全生成NH3，故NH3的浓度小于
0.15 mol·L-1。故选B、D。
5.下列关于化学反应限度的叙述错误的是( )
A.不同的化学反应，限度可能不同 21世纪教育网
B.可以通过改变反应物浓度来控制化学反应的限度
C.可以通过延长化学反应的时间来改变反应的限度
D.催化剂不能控制化学反应的限度
【解析】选C。不同化学反应，限度可能不同，A正确；可通过改变反应物浓度控制化学反应限度，但不能用催化剂来控制反应限度，因为催化剂只能同等程度地改变正、逆化学反应速率，B、D均正确；反应时间无法改变反应限度，C错误，故选C。
二、非选择题（本题包括3小题，共30分）
6.（8分）（2008·上海单科改造题）在2 L密闭容器内，800 ℃时反应2NO（g）+O2（g）2NO2（g）体系中， n（NO）随时间的变化如表：
(1)上述反应_____ （填“是”或“不是”）可逆反应，在第5 s时，NO的转化率为_____ 。
(2)如图中表示NO2变化曲线的是 _____ 。用O2表示从0 s～2 s内
该反应的平均速率v= _____ 。
(3)能说明该反应已达到平衡状态 的是_____ 。
a.v(NO2)=2v(O2)
b.容器内压强保持不变
c.v逆（NO）=2v正（O2）
d.容器内密度保持不变
(3)a项中未指明正、逆反应速率，故无法说明该反应是否达到平衡状态；由于该反应是前后气体体积不相等的反应，当容器内压强保持不变时，说明该反应已达到平衡状态,故b项正确；c项中已说明正、逆反应速率相等，故说明该反应已达到平衡状态；由于气体总质量不变，气体总体积也不变，因此，无论该反应是否达到平衡，容器内密度总保持不变，故d项无法说明该反应是否达到平衡状态。
答案：(1)是 65%
(2)b 1.5×10-3 mol/（L·s） (3)b、c
7.（8分）作为国家正在实施的“西气东输工程终点站，上海将逐步改变以煤、石油为主的能源结构，这对解决城市环境污染意义重大。”目前上海大部分城市居民所使用的燃料主要是管道煤气，浦东新区居民开始使用东海天然气作为燃料。管道煤气的主要成分是CO、H2和少量烃类，天然气的主要成分是CH4。它们的燃烧反应如下：
21世纪教育网
根据以上化学方程式判断：燃烧相同体积的管道煤气和天然气，消耗空气体积较大的是_____。因此燃烧管道煤气的灶具如需改烧天然气，灶具的改进方法是_____（填“增大”或“减小”）进风口，如不作改进可能产生的不良结果是_____，管道煤气中含有的烃类，除甲烷外，还有少量乙烷、丙烷、丁烷等，它们的某些性质见表。
试根据以上某个关键数据解释冬天严寒的季节有时管道煤气火焰很小，并且呈断续状态的原因是_____ 。 21世纪教育网
【解析】根据化学方程式，2体积CO或H2燃烧时只需1体积 O2，而1体积CH4燃烧时需2体积O2，故管道煤气的灶具改烧天然气时，要增大进风口，若O2量不足，会使燃料燃烧不充分而产生CO污染空气。根据表中数据丁烷沸点为
-0.5 ℃，冬天时易凝结为液体。
答案：天然气 增大 不能充分燃烧（生成有毒的CO） 丁烷遇冷凝结为液体使管内气流不畅 21世纪教育网
［实验·探究］
8.（14分）恒温下,将a mol N2与b mol H2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：
N2（g）+3H2（g）2NH3（g）
（1）若反应进行到某时刻t时，n（N2）=13 mol,n(NH3)=
6 mol,计算a的值。
（2）反应达到平衡时，混合气体的体积为716.8 L（标准状况下），其中NH3的含量（体积分数）为25%。计算平衡时NH3的物质的量。
（3）原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比（写出最简整数比，下同），n始∶n平=_____。
（4）原混合气体中，a∶b=_____。
（5）达到平衡时，N2和H2的转化率之比，α（N2）∶
α（H2）=_____。
【解析】（1）由反应的化学方程式得知，反应掉的N2和生成NH3的物质的量之比为1∶2，
设反应掉的N2的物质的量为x mol，则x∶6=1∶2
解之x=3 则a=13+3=16
（2）平衡时NH3的物质的量为
（716.8 L/22.4 L·mol-1）×25%=8 mol。
（3）可利用差量法计算：假设气体总物质的量减少y，
N2+3H2 2NH3 Δn
1 3 2 2
8 mol y
解得y=8 mol
所以原混合气体的总的物质的量为
716.8 L/22.4 L·mol-1+8 mol=40 mol。原混合气体与平衡混合气体总物质的量之比为40∶32=5∶4。
（4）前面已经计算出来原混合气体中a=16,所以H2的物质的量b=40-16=24
所以a∶b=16∶24=2∶3。
(5) N2 + 3H2 2NH3
开始 16 24 0
转化 4 12 8
平衡 12 12 8
N2、H2的转化率之比为α（N2）∶α（H2）= ∶ =1∶2。
答案：（1）16 （2）8 mol
（3）5∶4 （4）2∶3 （5）1∶2
单元质量评估（二）
第二章 化学反应与能量
（60分钟 100分）
一、选择题（本题包括12小题，每小题4分，共48分）
1.第十一届中国国际环保展览暨会议于2009年6月3日至6日在北京举行。海外展商有包括美国、法国的23个国家和地区。大会的主题是“节能减排，和谐发展。”你认为下列行为中有悖于这一主题的是（ ）
A.开发太阳能、水能、风能、可燃冰等新能源，减少使用煤、石油等化石燃料
B.将煤进行气化处理，提高煤的综合利用效率
C.研究采煤、采油新技术，提高产量以满足工业生产的快速发展
D.实现资源的“3R”利用观，即：减少资源消耗（Reduce)、增加资源的重复使用（Reuse)、资源的循环再生（Recycle)
【解析】选C。化石燃料（以煤、石油、天然气为主的燃料）属于不可再生能源，且化石燃料的燃烧会产生大量污染物。所以应尽量提高化石燃料的利用率，而不能只专注于产量，故B正确，C错误，D正确。开发新能源，寻找替代品是一种较好的研究方向，A正确。
2.（2010·重庆高一检测）一种化学冰袋中含有 Na2SO4·10H2O和NH4+NO3，使用时将它们混合用手搓揉就可制冷，且制冷效果能维持一段时间。以下关于其制冷原因的推测错误的是（ ）
A.Na2SO4·10H2O脱水是吸热过程
B.较长时间制冷是由于Na2SO4·10H2O脱水是较慢的过程
C.铵盐在该条件下发生的复分解反应是吸热反应
D.NH4+NO3溶于水会吸收热量
【解析】选C。Na2SO4·10H2O失水属于分解反应，也属于吸热反应；NH4+NO3吸收水并溶解于水中，是一个吸热的物理变化过程，整个过程中只是Na2SO4·10H2O的分解反应和NH4+NO3溶于水的过程，而并没有发生复分解反应，C项错误。
3.制造太阳能电池需要高纯度的硅，工业上制高纯度的硅常用以下化学反应实现：
①Si（s）+3HCl（g）====== SiHCl3（g）+H2（g）（放热反应）
②SiHCl3（g）+H2（g）==== Si（s）+3HCl（g）
以下是对上述两个化学反应的叙述，其中错误的是（ ）
A.两个反应都是置换反应
B.反应②是放热反应
C.两个反应都有化学能与热能之间的转化
D.两个反应都是氧化还原反应
【解析】选B。反应①是放热反应，则 21世纪教育网
“Si（s）+3HCl（g）”的总能量高于
“SiHCl3（g）+H2（g）”的总能量，进而可知反应②是吸热反应。
4.以下各反应中，生成物的总能量高于反应物的总能量的是（ ）
A.甲烷燃烧
B.Ba（OH）2·8H2O与NH4+Cl反应
C.铝片与盐酸反应
D.氧化钙与水反应
【解析】选B。当E反>E生时，反应放热，当E反5.下列叙述中正确的是（ ）
A.构成原电池的正极和负极的材料必须是两种金属
B.由铜、锌作电极与硫酸铜溶液组成的原电池中铜是负极
C.马口铁（镀锡铁）破损时与电解质溶液接触时锡先被腐蚀
D.铜锌原电池工作时，若有13 g锌被溶解，电路中就有0.4 mol电子通过
【解析】选D。两种活动性不同的金属与电解质溶液能够形成原电池，但不能因此说构成原电池的电极材料一定都是金属，例如锌和石墨电极也能跟电解质溶液组成原电池。在原电池中，活动性较强的金属失去电子流向活动性较弱的金属，因此活动性较强的金属是负极。镀锡铁表皮破损后与电解质溶液组成原电池，铁比锡活泼，铁失电子被腐蚀。铜锌原电池工作时，锌极失电子，电极反应为：Zn-2e- ====Zn2+，1 mol Zn失2 mol电子， 13 g(0.2 mol)
Zn被溶解，电路中有0.4 mol电子通过。
6.有A、B、C、D四块金属片，进行如下实验：①A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，A极为负极；②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，电流由D经导线流向C；③A、C相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，C极产生大量气泡；④B、D相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，D极发生氧化反应。据此，判断四种金属的活动性顺序是（ ）
A.A>B>C>D B.A>C>D>B [来源:21世纪教育网]
C.C>A>B>D D.B>D>C>A
【解析】选B。利用原电池原理，金属与稀H2SO4溶液组成原电池，活泼金属为负极，失去电子，发生氧化反应，较不活泼的金属为正极，H+ 在正极表面得到电子，生成H2，电子的运动方向由负极移到正极，电流方向则由正极流向负极。在上述原电池中，A—B原电池，A为负极；C—D原电池，C为负极；A—C原电池，A为负极；B—D原电池，D为负极。综上可知，金属活动性：A>C>D>B。故选B。
7.如图所示，在盛有水的烧杯中，铁 圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细 丝，使之平衡，小心地从烧杯中央滴 入硫酸铜溶液。片刻后可观察到的现 象是（指悬吊的金属圈）（ ）
A.铁圈和银圈左右摇摆不定 [来源:21世纪教育网
B.铁圈和银圈仍保持平衡状态不变
C.铁圈向下倾斜，银圈向上倾斜 [来源:21世纪教育网
D.铁圈向上倾斜，银圈向下倾斜
【解析】选D。铁圈和银圈接触，在硫酸铜溶液中构成原电池，铁是原电池的负极，铁圈溶解，质量减小；银是原电池的正极，溶液中的铜离子在正极上被还原，产生单质铜附着在银圈上，质量增加，所以铁圈向上倾斜，银圈向下倾斜。
8.如图装置中， U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有 （显中性的）食盐水和（显酸性的）氯化 铵溶液，各加入生铁（含C、Fe）块，a、 b中均能构成原电池而使铁分别被O2和H+ 腐蚀，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O2得电子，b试管中H+ 得电子
【解析】选B。a为中性环境，Fe失电子，O2得电子，氧气被消耗，气体压强减小；b中酸性较强，Fe失电子，H+ 得电子，有氢气放出，气体压强增大，所以红墨水柱两边的液面变为左高右低，故B项错。
9.化工生产中，为加快反应应优先考虑的措施是（ ）
A.选用适宜的催化剂
B.采用高压
C.采用高温
D.增大反应物浓度 [来源:21世纪教育网
【解析】选A。虽然上述因素都能加快反应速率，但工业生产中从降低生产成本和提高生产效率的方面考虑，选用适宜的催化剂是优先考虑的措施，催化剂能极大地加快反应速率。
10.（2010·福州高一检测）在下列四种反应条件下，锌和盐酸反应速率最快的是（ ）
A.20 ℃时，将锌片放入0.01 mol·L-1的稀盐酸中
B.20 ℃时，将锌片放入0.1 mol·L-1的稀盐酸中
C.50 ℃时，将锌片放入0.01 mol·L-1的稀盐酸中
D.50 ℃时，将锌片放入0.1 mol·L-1的稀盐酸中
【解析】选D。D项中温度最高且稀盐酸浓度最大，因此反应速率最快。
12.在一定温度下，一定体积的密闭容器中有如下平衡：
H2（g）+I2（g） 2HI（g）
已知H2和I2的起始浓度均为0.10 mol·L-1,达平衡时HI的浓度为0.16 mol·L-1，若H2和I2的起始浓度均变为
0.20 mol·L-1，则平衡时H2的浓度（mol·L-1）是（ ）
A.0.16 B.0.08 C.0.04 D.0.02
【解析】选C。据题意，若H2和I2的起始浓度均为 0.20 mol·L-1，达平衡时HI的浓度为0.32 mol·L-1，
则有：
H2(g) + I2(g) 2HI(g)
起始时(mol·L-1) 0.20 0.20 0 21世纪教育网
平衡时(mol·L-1) 0.20-0.16 0.20-0.16 0.32
平衡时H2的浓度为0.04 mol·L-1。
有关化学平衡的计算方法
（1）计算模式：设a mol·L-1、b mol·L-1分别为A、B两物质的起始浓度，m x mol·L-1为反应物A的转化浓度， 21世纪教育网
n x mol·L-1为B的转化浓度，则：
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
c始（mol·L-1） a b 0 0
Δc（mol·L-1） mx nx px qx
c平（mol·L-1） a-mx b-nx px qx
（2）基本步骤：①确定反应物或生成物的起始加入量。
②确定反应过程中各物质的变化量。
③确定平衡时各物质的平衡量。 21世纪教育网
④依据题干中的条件建立等式关系进行解答。
21世纪教育网
二、非选择题（本题包括4小题，共52分）
13.（12分）（2010·浦东高一检测）（1）1 mol H2完全燃烧时放热286 kJ，而每千克汽油完全燃烧时约放热
46 000 kJ，H2被公认为是21世纪的理想能源，试通过计算和分析比较，简述H2作为能源的3个主要优点：
① _______________________________________ ,
② _______________________________________ ,
③ _______________________________________ 。
(2)某化学反应，设反应物的总能量为E1，生成物的总能量为E2，若E1>E2，则该反应为_____热反应，该反应过程可以看成_____。中和反应都是_____热反应，其实质是_____。
【解析】（1）作为理想的能源，要具备来源广、易得到、产生热量多、有利于保护环境等条件。通过计算可知燃烧相同质量的H2和汽油，H2放出的热量多。
（2）要熟悉常见放热反应以及理解放热反应的实质。
答案:（1）①可以用水作为原料制备氢气，来源丰富，可以再生
②单位质量的氢气燃烧比单位质量的汽油燃烧产生的热量多
③氢气燃烧生成水，无污染
（2）放 储存在物质内部的能量转化为热能等释放出来放 酸电离出的H+ 与碱电离出的OH- 结合成弱电解质水：H+ +OH- ====H2O
14.（12分）如图：A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。
（1）A中反应的离子方程式为_____。
（2）B中Sn极的电极反应式为_____Sn极附近溶液的pH值_____（填“变大”、“变小”或“不变”）
（3）C中被腐蚀的金属是_____，总反应的化学方程式为____，比较A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序为_____（填序号）。
【解析】B中Fe比Sn活泼，Fe为负极，Sn为正极，电极反应为：2H+ +2e- ====H2↑，C中，Zn比Fe活泼，Zn为负极，Fe为正极，Fe不被H2SO4腐蚀，而A中，Fe与H2SO4直接反应，故A、B、C中铁被腐蚀的速率快慢为B>A>C。
答案：（1）Fe+2H+ ====Fe2+ +H2↑
（2）2H+ +2e- ====H2↑ 变大
（3）Zn Zn+H2SO4====ZnSO4+H2↑ B>A>C
15.(16分）在200 ℃时，将a mol H2（g）和b mol I2（g）充入到体积为V L的密闭容器中，发生反应：
I2（g）+H2（g）2HI（g）。
（1）反应刚开始时，由于c（H2）=____，c（I2）= ___，
而c（HI）= _____ ，所以化学反应速率_____最大，而_____最小（为零）。
（2）随着反应的进行，反应混合物中各组分浓度的变化趋势为c（H2）_____ ，c（I2）_____ ，而c（HI）_____ ，
从而化学反应速率v（正） _____ ，而v（逆） _____ 。
（3）当反应进行到v（正）与v（逆） _____时，此可逆反应就达到了最大限度，若保持外界条件不变时，混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率及体系的总压强（或各组分的分压）都将_____ 。
【解析】主要考查化学平衡建立的过程，开始时，c(H2)和c(I2）为最大值，正反应速率最大，由于此时没有HI，逆反应速率最小为0，随着反应进行c(H2）和c(I2）越来越小，正反应速率越来越小，逆反应速率逐渐变大，直到平衡时，v（正）=v（逆）。
16.（12分）某同学发现，纯度、质量、表面积都相同的两铝片与c(H+)相同的盐酸和硫酸在同温同压下反应时产生氢气的速率差别很大，铝与盐酸反应速率更快。他决定对其原因进行探究。填写下列空白：
（1）该同学认为：由于预先控制了反应的其他条件，那么，两次实验时反应的速率不一样的原因，只有以下五种可能：原因Ⅰ:Cl- 对反应具有促进作用，而对反应没 有影响； 原因Ⅱ： _________________________________； 21世纪教育网
原因Ⅲ：Cl- 对反应具有促进作用，而对反应具有阻 碍作用；
原因Ⅳ：Cl- 、都对反应具有促进作用，但Cl- 影响更 大；
原因Ⅴ： _________________________________。
（2）该同学设计进行了两组实验，即得出了正确的结论。他取了两片等质量、外形和组成相同、表面经过砂纸充分打磨的铝片，分别放入到盛有同体积、c（H+）相同的稀硫酸和盐酸的试管（两试管的规格相同）中：
①在盛有硫酸的试管中加入少量NaCl或KCl固体，观察反应速率是否变化。
②在盛有盐酸的试管中加入少量Na2SO4或K2SO4固体，观察反应速率是否变化。
③若观察到实验①中_____ ，实验②中_____ ，则说明原因Ⅲ是正确的。依此类推。该同学通过分析实验现象，得出了结论：Cl- 对反应具有促进作用。
【解析】围绕铝片与盐酸反应速率更快，对照已知原因，容易推出其他原因。原因Ⅲ中，Cl- 对反应有促进作用， 则实验①速率应加快， 对反应具有阻碍作用，则实验 ②速率减慢。
答案：（1）Cl- 对反应没有影响，而 对反应具有阻碍 作用 Cl- 、 都对反应具有阻碍作用，但Cl- 影响 更小
（2）反应速率加快 反应速率减慢
阶段质量评估（一）第一、二章
（90分钟 100分）
第Ⅰ卷(选择题 共45分)
一、选择题（本题包括15小题, 每小题3分, 共45分）
1. （2010·徐州高一检测）月球的土壤中含有丰富的可控核聚变燃料3He, 月海玄武岩中蕴藏着丰富的钛、铁、铬、镍、钠、镁、硅、铜等金属矿产资源和大量的二氧化硅、硫化物等, 将为人类社会的可持续发展作出贡献。下列有关叙述正确的是（ ）
A. 月球上的二氧化硅所含元素都是第三周期元素
B. 3He可发生核聚变反应, 这是一种化学变化
C. 月球上的3He是一种新元素
D. 月球和地球上的钛、铁、铬、镍等原子应该具有相同的核外电子排布
【解析】选D。SiO2中氧元素在第二周期, A错; 核聚变反应会改变元素种类, 不是化学变化, B错; 3He是He元素的一种核素, 而不是新元素, C错; 月球上的元素原子核外电子排布和地球上的完全一样, D正确。
2. 若短周期中的两种元素可以形成X2Y3型分子, 则这两种元素的原子序数之差不可能是（ ）
A. 1 B. 3 C. 5 D. 6[来源:21世纪教育网]
【解析】选D。由化合物X2Y3可推知X、Y的价态分别为+3, -2价, X可能为B或Al; Y可能为O或S, 对应的化合物为B2O3、Al2O3、B2S3、Al2S3, 原子序数的差值分别为3、5、11、3; 还有N2O3, 其原子序数之差为1, 不可能是6。
3. 钾的金属活动性比钠强, 根本原因是（ ）
A. 钾的密度比钠的小
B. 钾原子的电子层比钠原子多一层
C. 钾与水反应比钠与水反应更剧烈
D. 加热时, 钾比钠更易汽化
【解析】选B。金属活动性属于化学性质, 化学性质决定于（原子）结构。钾有4个电子层, 而Na只有3个电子层; 最外层电子数相等, 原子核对外层电子的引力K
4. 具有下列结构的原子, 其元素一定属于ⅡA族元素的是（ ）
A. 最外层电子数与次外层电子数相等的原子
B. M层电子数为K层电子数一半的原子
C. 最外层有2个电子的原子
D. M层电子数等于其内层电子数之和1/5的原子
【解析】选D。解题时应根据原子的核外电子排布规律, 推断出具体的元素在周期表中的位置, 再进行判断。A中最外层电子数可能是2, 也可能是8, 所以A错; K层电子数的一半为1, 所以肯定不在ⅡA族; 最外层有2个电子的原子可以是He也可以是过渡元素, 所以也不一定在ⅡA族; D中原子的内层电子数为10, 则M层电子数为2, 即为12号元素Mg, 属于ⅡA族, 所以D正确。
5. （2010·连云港高一检测）下列化合物中, 阴离子半径和阳离子半径之比最大的是（ ）
A. LiI B. NaBr C. KCl D. CsF
【解析】选A。第ⅦA族元素阴离子半径大小顺序是I->Br->Cl->F-, 第ⅠA族元素阳离子半径大小顺序是Cs+>K+>Na+>Li+, 故阴离子半径和阳离子半径之比最大的是LiI。
6. （2009·山东高考）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u=
【解析】选D。加入催化剂同时改变正、逆反应速率, A项错误; 若是恒容条件, 增加不参与反应的气体而使反应体系的压强增大, 由于浓度不变, 反应速率就不变, B项错误; 降低温度使反应速率降低, 将增大反应达到平衡的时间, C项错误; 根据计算平均速率的定义公式可得D项正确。
7. 下列每组物质中含有的化学键类型相同的是（ ）
A. NaCl、HCl、H2O、NaOH
B. Cl2、Na2S、HCl、SO2
C. HBr、CO2、H2O、CS2
D. Na2O2、H2O2、H2O、O3
【解析】选C。解此类题目的关键在于弄清各类化学键的形成本质。离子键是由阴、阳离子相互作用形成的, 非极性键是由同种元素原子形成的共价键, 极性键是由不同种元素原子形成的共价键。A项中NaCl与NaOH中含有离子键, 而HCl和H2O中只有共价键, NaOH中也含有共价键; B项Cl2、HCl、SO2中只含有共价键, 而Na2S中只含离子键; 而C项中均含有共价键; D项中Na2O2含离子键、共价键, H2O2、H2O、O3中只含共价键, 故C项正确。
8. 氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中, 破坏1 mol 氢气中的化学键消耗的能量为Q1 kJ, 破坏
1 mol 氯气中的化学键消耗的能量为Q2 kJ, 形成1 mol 氯化氢中的化学键释放的能量为Q3 kJ。下列关系式中, 正确的是（ ）
A. Q1+Q2>Q3 B. Q1+Q2>2Q3
C. Q1+Q2【解析】选D。氢气在氯气中燃烧: Cl2+H2 ====2HCl, 该反应放出热量, 即反应中形成化学键所释放的能量大于断裂化学键所吸收的能量。在反应中, 要破坏1 mol H—H键、1 mol Cl—Cl键, 形成2 mol H—Cl键, 所以2Q3-（Q1+Q2）>0, 即Q1+Q2<2Q3。
9. 将煤块粉碎、经脱硫处理、在适当过量的空气中燃烧, 这样处理的目的是（ ）
①使煤充分燃烧, 提高煤的利用率
②减少SO2的产生, 避免造成“酸雨”
③减少有毒的CO产生, 避免污染空气21世纪教育网
④减少CO2的产生, 避免“温室效应”
A. ①②③ B. ②③④ C. ①③④ D. ①②③④
【解析】选A。煤块粉碎是为了燃烧更充分, 提高利用率, 减少CO的产生, 但不能减少CO2的产生, 脱硫处理是为了减少SO2的产生, 避免造成“酸雨”。21世纪教育网
10.（2009·武汉高一检测）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
由大到小的顺序排列, 正确的是（ ）
①500 ℃, 10 mol SO2和5 mol O2反应21世纪教育网
②500 ℃, 用V2O5作催化剂, 10 mol SO2和5 mol O2反应;
③450 ℃, 8 mol SO2和5 mol O2反应
④500 ℃, 8 mol SO2和5 mol O2反应。
①②③④ B.②①③④
C.②①④③ D.④③②①
【解析】选C。本题主要考查影响化学反应速率的因素, 所涉及的影响因素为浓度、温度和催化剂。反应速率最快的一定是有催化剂的②; ③和④比较当然是500℃时比
450℃时快, 故反应速率由大到小的顺序为: ②①④③。
11. 某温度下, 在一固定容积的容器中进行反应H2（g）+I2（g） 2HI（g）, 下列情况一定能说明反应已达到平衡状态的是（ ）
A. 压强不再随时间而改变时
B. 气体的总质量不再改变时
C. 混合气体中各组成成分的含量不再改变时
D. 单位时间内每消耗1 mol I2, 同时有2 mol HI生成时
【解析】选C。判断一反应是否达到平衡状态, 从宏观上看各种成分的量是否再发生改变, 从微观上看正、逆反应速率是否相等。因为此反应中各成分均为气体且反应前后气体的物质的量相等, 所以无论是否达到平衡, 压强和质量都不发生改变, 故A、B两项不正确。消耗I2与生成HI的方向均为正反应方向, D项不能证明正反应速率与逆反应速率相等, 故D不正确。
12. 近来, 科学家研制了一种新型的乙醇电池（DEFC）, 它用磺酸类质子作溶剂, 在200℃左右时供电, 乙醇电池比甲醇电池效率高出32倍且更加安全。电池总反应式为: C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O。
下列说法不正确的是（ ）
A. C2H5OH在电池的负极上参加反应
B. 1 mol乙醇被氧化转移6 mol电子
C. 在外电路中电子由负极沿导线流向正极
D. 电池正极得电子的物质是O2
【解析】选B。由原电池反应的原理, 原电池中负极发生氧化反应, 正极发生还原反应, 乙醇在反应中被氧化, 发生氧化反应, 则表明乙醇在负极上发生反应, 故A项正确; B项中, 由电池的总反应式可知, 1 mol乙醇被氧化, 同时有3 mol O2被还原, 则转移的电子为3 mol×4=12 mol, 故B项不正确; 外电路中电子流向和电流流向相反, 即从负极流向正极, 所以C项正确; 在正极上发生反应的物质是O2, O2得电子, 所以D项正确。
13. 某同学按如图所示的装置做实验,并把实验情况记录于下面, 其中叙述
合理的是（ ）
①锌为正极, 铜为负极
②电解质溶液的pH不变21世纪教育网
③电流表的指针发生偏转
④铜极上有气泡产生
⑤锌极上仍有少量气泡产生
⑥溶液中的阳离子向负极移动
A. ①②③ B. ③④⑤ C. ③④⑥ D. ②③④
【解析】选B。Zn的活泼性大于Cu, 锌作负极, 铜作正极, ①错; 反应过程中消耗H+, pH增大, ②错; 电流表中有电流通过, 指针偏转, ③正确; 铜为正极, 铜极上生成H2, ④正确; ⑤Zn和杂质构成微型原电池, 也会看到Zn极上有少量气泡, ⑤正确; ⑥阳离子应向正极移动, ⑥错, 故选B。
14. （多选）将洁净的金属片甲、乙、丙、丁分别放置在浸有某种盐溶液的滤纸上面并压紧（如图所示）。在每次实验时, 记录电压表指针的偏转方向和电压表的读数如表所示:
请依据记录数据判断, 下列有关说法正确的是（ ）
A. 在四种金属中丙的还原性最强
B. 金属乙能从硫酸铜溶液中置换出铜
C. 甲、乙若形成原电池时, 甲为正极
D. 甲、乙形成合金时, 将该合金露置在空气中, 甲先被腐蚀
【解析】选A、D。两种金属作电极构成原电池时, 所产生的电压越大, 说明两金属的活动性相差越大, 所以甲、丙、丁三种金属相比较: 丙最活泼、甲次之、丁第三, 乙中电压表与其他三项偏转方向相反, 说明乙的活泼性比铜差。
15. 对于可逆反应2SO2+O2 2SO3, 在混合气体中充
入一定量的18O2, 足够长的时间后, 18O原子（ ）
A. 只存在于O2中
B. 只存在于O2和SO3中
C. 只存在于O2和SO2中
D. 存在于SO2、O2和SO3中
【解析】选D。该反应为可逆反应, 加入18O2后, 它与SO2反应生成SO3, 因此SO3中会有18O原子, 含有18O原子的SO3会部分分解为SO2和O2, 18O原子可能进入O2中, 也可能进入SO2中, 因此最后SO2、O2和SO3中都会有18O原子。
第Ⅱ卷(非选择题 共55分)
二、非选择题（本题包括6小题, 共55分）
16.（9分）氢元素的原子结构特殊, 目前学术界对它在周期表中的位置仍存在争议。
（1）现行元素周期表, 将氢元素排在第_____族, 依据是______________________________________。
（2）目前已制取了金属氢化物, 如NaH、KH、CaH2等, 其中氢元素显______价, 所以有人认为氢元素也可以排在第_______族, 依据是___________________________。
（3）根据活泼金属氢化物已制取的事实, 有人根据氢元素正、负化合价特点, 认为氢还可以排在第_____族, 依据是________________________________________。
（4）人们普通倾向于采用现行教材中“元素周期表”排列方式, 你认为其理由是_______________________。
【解析】元素周期表中同主族元素及其化合物结构和化学性质相似。根据氢原子结构和性质确定氢元素在周期表中的位置。（1）氢原子核外只有1个电子, 与碱金属元素原子最外层电子数相同, 氢元素在绝大多数化合物中显+1价, 与碱金属元素在化合物中显+1价相似, 所以, 现行元素周期表将氢排在第ⅠA族, 所以, 碱金属位于第ⅠA族, 但不能说位于第ⅠA族的元素都是碱金属。（2）在金属氢化物中, 钠、钾、钙元素都显正化合价, 所以氢元素显-1价, 与金属卤化物中卤族元素化合价相同, 所以, 氢元素也可以排在第ⅦA族。
（3）氢元素有+1价和-1价, 其正化合价与负化合价绝对值相等, 类似于CH4、SiH4中碳、硅元素有+4价（最高化合价）、-4价（最低化合价）, 且其绝对值相等, 所以, 有人认为氢还可以排在第ⅣA族。（4）元素周期表首先要具有科学性, 其次考虑美观、对称等审美因素。如果将氢排在第ⅣA族, 显得孤单, 排在第ⅦA族, 显得不对称, 且氢在化合物中主要表现+1价, 综合考虑上述因素, 现行元素周期表将氢元素排在第ⅠA族。
答案: （1）ⅠA 氢原子核外只有1个电子, 在绝大多数化合物中氢显+1价, 与碱金属原子结构和化合价相似（2）-1 ⅦA 氢原子得到1个电子达到稳定结构, 与卤素原子相似 （3）ⅣA 氢元素最高化合价与最低化合价绝对值相等, 与第ⅣA族碳、硅元素的“最高正化合价与最低负化合价绝对值相等”相似
（4）排在第ⅠA族, 元素周期表显得对称、美观, 且氢在绝大多数化合物中显+1价21世纪教育网
17. （9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______。21世纪教育网
（2）如果不能, 说明其原因_____________________。
（3）如果可以, 则写出正、负极材料及其电极反应式, 电解质溶液名称_______________________________
___________________________________________。
【解析】原电池反应原理是氧化还原反应, 发生电子转移, 而中和反应为非氧化还原反应, 故不能设计为原电池, 反应2FeCl3+Cu ==== 2FeCl2+CuCl2可以设计成原电池, Cu失电子被氧化, 为负极, 电解质溶液为FeCl3溶液, 正极材料可以使用C或Pt。
答案: （1）（A）不能, （B）可以
（2）（A）的反应为非氧化还原反应, 没有电子转移
（3）负极: 铜, Cu-2e- ==== Cu2+,
正极: 碳棒, 2Fe3+ +2e- ==== 2Fe2+,
电解质溶液: 氯化铁溶液
18. （4分）T ℃时, 向10 L的密闭容器中同时充入6 mol H2和2 mol N2, 2 min末测得生成NH3 1. 2 mol, 前2 min内用N2表示的平均反应速率是______, N2的转化率是___________________________________________, H2的转化率是_________________。
19. （4分）已知拆开1 mol H—H键、1 mol I—I键、
1 mol H—I键分别需要吸收的能量为436 kJ、151 kJ、
299 kJ。则由氢气和碘反应生成1 mol HI需要______（填“放出”或“吸收”）______ kJ的热量。氢气、碘和碘化氢三种分子最稳定的是_________。
【解析】根据反应H2+I2 ==== 2HI, 形成2 mol HI放出2×299 kJ的热量, 所以生成1 mol HI时放出热量为=5.5 kJ。
键能越大, 分子越稳定, 故H2分子最稳定。21世纪教育网
答案: 放出 5.5 H2
20.（15分）下表为元素周期表的一部分, 请参照元素①～⑧在表中的位置, 用化学用语回答下列问题:
（1）④、⑤、⑥的原子半径由大到小的顺序为_______（填元素符号）。
（2）②、③、⑦的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是_______________（填化学式）。
（3）①、④、⑤、⑧中的某些元素可形成既含离子键又含极性共价键的化合物, 写出其中一种化合物的电子式: ______________________________。
（4）由表中两种元素的原子按1∶1组成的常见液态化合物的稀溶液易被催化分解, 可使用的催化剂为（填序号）_________________。
a. MnO2 b. FeCl3 c. Na2SO3 d. KMnO4
(5)由表中元素形成的常见物质X、Y、Z、M、N可发生以下反应:
X溶液与Y溶液反应的离子方程式为_________________,
N→⑥的单质的化学方程式为___________________。21世纪教育网
【解析】本题以元素周期表为题材, 考查原子半径比较, 酸性强弱、电子式、离子方程式以及盐类水解等知识。（1）⑤⑥位于同一周期, 且⑤排在⑥的前面, 原子半径大, 而④在上一周期, 比⑤、⑥少一个电子层, 故半径最小。（2）②⑦位于同一主族, 上面的非金属性强, 最高价含氧酸酸性强, ②③位于同一周期, 且③在后, 非金属性强, 对应的酸性强。（3）四种元素分别为氢、氧、钠和氯, 离子键显然必须是钠盐, 极性共价键则应有两种非金属元素组成。
（4）液态H2O2可以在MnO2、FeCl3等催化剂作用下发生分解反应。（5）⑥为Al, 可推断Z为Al(OH)3, 受热分解可产生Al2O3, 再电解即可得单质铝。M仅含非金属的盐, 显然为铵盐, 所以X与Y应为AlCl3与NH3·H2O的反应, 生成NH4+Cl。由于水解, 故要使其浓度与Cl- 相等, 则要补充NH3·H2O。
答案: （1）Na>Al>O
(2)HNO3>H2CO3>H2SiO3
(3)
（4）a、b
（5）Al3+ +3NH3·H2O==== Al（OH）3↓+3
2Al2O3（熔融） 4Al+3O2↑
21.（14分）（2009·泰安模拟）有A、B两位学生均想利用原电池反应验证金属的活动性顺序, 并探究产物的有关性质, 分别设计了如图所示的原电池, 请回答:
（1）指出各原电池中的负极材料并写出其电极反应式。
①负极材料:
A池_________, B池_______。
②电极反应式:
A池: 正极:__________________________________ ,
负极:______________________________________ 。
B池: 正极:__________________________________ ,
负极: ______________________________________。
（2）B池总反应的离子方程式为_________________。
（3）上述实验证明了“利用金属活动性顺序表直接判断原电池正、负极”, 这种作法_______（填“可靠”或“不可靠”）, 如不可靠请你提出另一种判断原电池正、负极的可行方案___________ 。 （若你认为可靠, 此空可不做答）
（4）从构成原电池的几个组成部分来看, 判断原电池负极, 除了要考虑金属的活泼性外, 还要考虑_________
___________________________________________。
答案: （1）①Mg Al
②2H+ +2e- ==== H2↑
Mg-2e- ==== Mg2+
2H2O+2e- ==== 2OH- +H2↑
Al+4OH--3e- ==== +2H2O
（2）2Al+2OH- +2H2O ==== 2 +3H2↑
（3）不可靠 将两种金属电极连上电流计而构成原电池, 利用电流计检测电流的方向, 从而判断电子流动方向, 由此确定原电池正、负极21世纪教育网
（4）①电解质溶液的性质; ②较易与电解质溶液反应的金属作原电池的负极
