第六章 化学反应与能量
A卷—学业水平达标验收
1．下列说法正确的是( )
A．物质发生化学变化都伴随着能量变化
B．任何反应中的能量变化都表现为热量变化
C．伴有能量变化的物质变化都是化学变化
D．即使没有物质的变化，也可能有能量的变化
解析：选A 化学反应中均伴随能量变化，一般表现为吸热反应或放热反应，A正确；化学反应中能量变化，不一定都表现为热量变化，能量可能转化为电能、光能等，B错误；伴有能量变化的物质变化也可能是物理变化，如浓硫酸稀释，C错误；物质的变化是能量变化的基础，有能量的变化一定有物质变化，D错误。
2．在不同条件下进行反应：A2(g)＋3B2(g)2AB3(g)，反应速率最快的是( )
A．v(A2)＝0.05 mol·L－1·s－1
B．v(B2)＝0.6 mol·L－1·s－1
C．v(AB3)＝0.5 mol·L－1·s－1
D．缺乏依据，无法比较
解析：选C 将各物质的反应速率均转化为A的速率，则B项，v(A2)＝0.2 mol·L－1·s－1，C项，v(A2)＝0.25 mol·L－1·s－1，故C项反应速率最快。
3．①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。①②相连时，外电路电流从②流向①；①③相连时，③为正极；②④相连时，②上有气泡逸出；③④相连时，③的质量减少。据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是( )
A．①③②④ B．①③④②
C．③④②① D．③①②④
解析：选B ①②相连时，外电路电流从②流向①，说明①为负极；①③相连时，①为负极；②④相连时，②上有气泡逸出，说明④为负极；③④相连时，③的质量减少，说明③为负极。综上所述可知，这四种金属活动性由大到小的顺序为①③④②。
4．下列电池不属于化学电池的是( )
A B C D
铅酸蓄电池 太阳能电池 锌锰电池 镍镉电池
解析：选B 铅酸蓄电池、锌锰电池、镍镉电池都是将化学能转化为电能，属于化学电池；太阳能电池是将太阳能转化为电能，不属于化学电池，B符合题意。
5．下列关于反应速率的说法错误的是( )
A．反应速率用于衡量化学反应进行的快慢
B．可逆反应达到化学平衡状态时，正、逆反应速率都为0
C．决定反应速率的主要因素是反应物的性质
D．增大反应物浓度，提高反应温度都能增大反应速率
解析：选B 化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量，A正确；可逆反应达到化学平衡状态时，正、逆反应速率相等但均不为0，B错误；反应物自身性质是决定化学反应速率的主要因素，C正确；增大反应物浓度、升高温度、使用催化剂等均能增大反应速率，D正确。
6．如图所示，有关化学反应和能量变化的说法正确的是( )
A．图a表示的是吸热反应的能量变化
B．图b中反应物比生成物稳定
C．图a可以表示氯化铵固体与氢氧化钡晶体反应的能量变化
D．图a不需要加热就一定能发生，图b一定需要加热才能发生
解析：选B A项，图a中反应物的总能量高于生成物的总能量，表示的是放热反应的能量变化，错误；B项，图b中反应物的总能量低于生成物的总能量，能量越低越稳定，则反应物比生成物稳定，正确；C项，图a表示的是放热反应，而氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应是吸热反应，错误；D项，反应条件与反应放热还是吸热没有关系，错误。
7.目前，科学家提出了一种经济而且理想的获得氢能源的循环体系(如图)。关于此循环体系，下列说法中错误的是( )
A．燃料电池能够使化学反应产生的能量转化为电能
B．燃料电池中通入H2的一极作负极，发生氧化反应
C．在此循环中发生了反应：2H2O2H2↑＋O2↑
D．目前化学家急需解决的问题是寻找合适的光照条件下分解水的催化剂
解析：选C 氢氧燃料电池的负极通入H2，发生氧化反应；正极通入O2，发生还原反应，故B正确。原电池都是将化学能转化为电能的装置，故A正确。推广氢能的关键是寻找合适的催化剂，利用太阳能分解水，故D正确。
8．在2NO2(红棕色)N2O4(无色)的可逆反应中，下列状态一定属于平衡状态的是( )
A．N2O4和NO2的分子数比为1∶2
B．N2O4和NO2的浓度相等
C．平衡体系的颜色不再改变
D．单位时间内有1 mol N2O4变为NO2的同时，有1 mol NO2变为N2O4
解析：选C 达到平衡状态时各组分浓度保持不变，但N2O4和NO2分子数比不一定为1∶2，A错误；平衡时二者浓度也不一定相等，B错误；反应混合物颜色不再变化，说明NO2浓度不变，即反应达到平衡状态，C正确；反应达到平衡时，单位时间内1 mol N2O4变为NO2的同时，应有2 mol NO2变为N2O4，D错误。
9.如图是锌片和铜片在稀硫酸中所组成的原电池装置，c、d为两个电极。下列有关的判断不正确的是( )
A．电池工作的过程中，d电极上产生气泡
B．电池工作时，溶液中SO向d移动
C．c为负极，发生氧化反应
D．电池工作的过程中，溶液中SO浓度基本不变
解析：选B A项，由电流方向知，c电极为负极，d电极为正极，溶液中的H＋在正极得电子生成氢气，正确；B项，d是正极，溶液中的阳离子移向d电极，SO向c极移动，错误；C项，c为负极，发生氧化反应，正确；D项，电池工作过程中，溶液中SO浓度基本不变，正确。
10．2SO2(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＝
解析：选D 催化剂能同等程度改变正、逆反应速率，A错误；增大反应体系压强的方法有多种，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错误；降低温度减慢反应速率，达到平衡的时间增长，C错误；根据题中信息可知v(SO3)＝＝，D正确。
11.某小组为研究原电池原理，设计如图装置。下列叙述正确的是( )
A．a和b不连接时，铁片上会有H2产生
B．a和b用导线连接时，铁片上发生的反应为Cu2＋＋2e－===Cu
C．a和b用导线连接时，电子由a流向b
D．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色
解析：选D a、b不连接时，Fe能与溶液中Cu2＋发生置换反应生成Cu，A错误；导线连接时构成原电池，Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，B错误；构成原电池时，电子从负极流出经导线流回正极，即从b极流向a极，C错误；无论a和b是否连接，均是Fe溶解发生氧化反应，溶液由Cu2＋逐渐变成Fe2＋，即从蓝色逐渐变成浅绿色，D正确。
12.某兴趣小组设计的简易原电池装置如图所示。该电池工作时，下列说法正确的是( )
A．锌片作正极
B．铜片上有气泡产生
C．将电能转化为化学能
D．电子由铜片经导线流向锌片
解析：选B 根据原电池的工作原理，活泼金属作负极，锌比铜活泼，锌片作负极，A错误；铜片作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，铜片上有气泡冒出，B正确；该装置为原电池装置，是将化学能转化成电能的装置，C错误；根据原电池的工作原理，电子从负极经导线流向正极，即电子从锌片经导线流向铜片，D错误。
13．一定温度下，向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体并发生反应，反应中各物质的物质的量的变化如图所示，对该反应的推断合理的是( )
A．该反应的化学方程式为3B＋4D6A＋2C
B．反应进行到1 s时，v(A)＝v(D)
C．反应进行到6 s时，B的平均反应速率为
0．05 mol·L－1·s－1
D．反应进行到6 s时，各物质的反应速率相等
解析：选C 各物质的物质的量变化之比等于化学方程式中化学计量数之比，Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)＝1.2 mol∶0.6 mol∶0.8 mol∶0.4 mol＝6∶3∶4∶2，即化学方程式为3B＋4C6A＋2D，A错误；根据该反应可知v(A)∶v(D)＝3∶1，B错误；反应进行到6 s时，v(B)＝＝0.05 mol·L－1·s－1，C正确；反应中各物质的反应速率之比始终等于计量数之比，D错误。
14．甲：在试管中加入1 g粉末状大理石，加入4 mol·L－1盐酸20 mL(过量)；乙：在试管中加入2 g颗粒状大理石，加入4 mol·L－1盐酸20 mL(过量)；下列CO2生成体积(折算成标准状况)V(CO2)同反应时间t的关系曲线图合理的是( )
解析：选D 甲、乙试管中大理石的状态和质量不同，甲中1 g粉末状的大理石，乙中2 g颗粒状的大理石，产生气体的速率甲比乙快，产生气体的量乙是甲的2倍，因此甲曲线比乙曲线斜率大，乙曲线比甲曲线气体体积大，甲比乙先反应完，分析比较可知D项正确。
15．根据如图所示示意图，下列说法不正确的是( )
A．反应C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)，能量增加(b－a) kJ·mol－1
B．该反应过程反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量
C．1 mol C(s)和1 mol H2O(l)反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)吸收的热量为131.3 kJ
D．1 mol C(g)、2 mol H、1 mol O转变成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)放出的热量为a kJ
解析：选C 由图可知，该反应为吸热反应，反应的热化学方程式可表示为C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝(b－a) kJ·mol－1，A项正确；该反应过程反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量，B项正确；根据图像可知1 mol C(s)和1 mol H2O(g)反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)吸收的热量为131.3 kJ，而1 mol H2O(l)变为1 mol H2O(g)时要吸收热量，因此1 mol C(s)和1 mol H2O(l)反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)吸收的热量大于131.3 kJ，C项错误；由图可知，1 mol C(g)、2 mol H、1 mol O转变成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)放出的热量为a kJ，D项正确。
16．某化学小组对生石灰与水反应是显著放热反应进行了实验探究，在除了用手触摸试管壁感觉发热外，还设计了下列几个可行性方案。
(1)甲方案：将温度计与盛放有生石灰的小试管用橡皮筋捆绑在一起，放入有水的小烧杯中，用胶头滴管向小试管中缓缓滴入水，观察到的现象是_______________、______________、______________。说明反应放热。
(2)乙方案：将盛放有生石灰的小试管插入带有支管的试管中，支管接①(U形管)，用胶头滴管向小试管中缓缓滴入水，①中看到的现象是________________________________________，说明该反应放热。
(3)丙方案：盛放有生石灰且带支管的试管中，支管接的导管中盛适量无水硫酸铜粉末，导管中看到的现象是___________________________，说明反应放热，原因是______________________________________________。
解析：(1)甲方案：胶头滴管向小试管中缓缓滴入水，生石灰可以和水反应生成氢氧化钙，会看到小试管中固体变成乳状，同时有大量水蒸气产生，温度计温度上升。(2)乙方案：①生石灰可以和水反应生成氢氧化钙，反应会产生大量的热，导致带支管的试管中气压增大，所以会看到U形管左边水柱下降，右边水柱上升。(3)丙方案：生石灰与水反应放出了热量，使水蒸发，无水硫酸铜与水反应生成了蓝色硫酸铜晶体，证明了该反应放热。
答案：(1)小试管中固体变成乳状 同时有大量水蒸气产生 温度计温度上升
(2)U形管左边水柱下降，右边水柱上升
(3)无水硫酸铜粉末变蓝色 水和生石灰反应放出热量，使水蒸发
17．恒温恒容下，将2 mol A气体和4 mol B气体通入体积为2 L的密闭容器中发生反应：2A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(s)，2 min达平衡，测得平衡时A的物质的量为1.2 mol ，C的浓度为0.8 mol·L－1。
(1)从开始反应至达到平衡状态，生成C的平均反应速率为________。
(2)x＝________。
(3)A的转化率与B的转化率之比为________。
(4)下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是________。
A．压强不再变化
B．气体密度不再变化
C．气体的平均相对分子质量不再变化
D．A的消耗速率与B的消耗速率之比为2∶1
解析：(1)根据2 min达平衡时C的浓度增加0.8 mol·L－1，可知v(C)＝＝0.4 mol·L－1·min－1。
(2)根据三段式法 2A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(s)
起始/mol 2 4
转化/mol 0.8 0.4 2 L×0.8 mol·L－1
平衡/mol 1.2 3.6 1.6
即Δn(A)∶Δn(C)＝0.8 mol∶1.6 mol＝2∶x，解得x＝4。
(3)A的转化率与B的转化率之比＝∶＝4∶1。
(4)反应前后气体总体积不同，当压强不再变化时，达到平衡状态，A正确；反应有固体生成，当气体密度不变时达到平衡状态，B正确；反应前后气体体积不同，当气体的平均相对分子质量不再变化时，达到平衡状态，C正确；A和B的消耗速率均表示正反应速率，不能由此判断反应是否达到平衡，D错误。
答案：(1)0.4 mol·L－1·min－1 (2)4 (3)4∶1 (4)ABC
18.如图所示的过程是目前直接利用太阳能的研究热点，人们把通过人工光化学手段合成燃料的过程叫做人工光合作用。
(1)在如图构想的物质和能量循环中太阳能最终转化为________能。
(2)人工光合作用的途径之一就是在催化剂和光照条件下，将CO2和H2O转化为CH3OH，该反应的化学方程式为2CO2(g)＋4H2O(g)2CH3OH(g)＋3O2(g)。
一定条件下，在2 L密闭容器中进行上述反应，测得n(CH3OH)随时间的变化如下表所示：
时间/min 0 1 2 3 4 5 6
n(CH3OH) /mol 0.000 0.040 0.070 0.090 0.100 0.100 0.100
①用CH3OH表示0～3 min内该反应的平均反应速率为____________。
②能说明该反应已达到平衡状态的是________。
a．v正(H2O)＝2v逆(CO2)
b．n(CH3OH)∶n(O2)＝2∶3
c．容器内密度保持不变
d．容器内压强保持不变
(3)用人工光合作用得到的甲醇、氧气和稀硫酸制作燃料电池，则甲醇应通入该燃料电池的________极(填“正”或“负”)，通入氧气的一极的电极反应式为____________________________________________________________________________。
解析：(1)据图可知，太阳能首先转化为化学能，然后化学能转化为热能。(2)①0～3 min内甲醇的物质的量变化0.090 mol，则v＝＝0.015 mol·L－1·min－1。②a项，v正(H2O)＝2v逆(CO2)，可说明正、逆反应速率相等，达到平衡状态，故正确；b项，无论是否达到平衡状态，生成物的物质的量之比都等于化学计量数之比，即n(CH3OH)∶n(O2)＝2∶3，故错误；c项，因容器的容积以及气体的总质量不变，则容器内密度保持不变，不能用于判断反应是否达到平衡状态，故错误；d项，反应前后气体的体积不相等，容器内压强保持不变，可说明达到平衡状态，故正确。(3)反应中甲醇被氧化，应为电池的负极，正极发生还原反应，氧气被还原生成水，电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O。
答案：(1)热
(2)①0.015 mol·L－1·min－1 ②ad
(3)负 O2＋4H＋＋4e－===2H2O
B卷—选考等级考试检测
1．下列有关化学反应速率和限度的说法中，不正确的是( )
A．实验室用H2O2分解制O2，加入MnO2后，反应速率明显加快
B．在金属钠与足量水反应中，增加水的量能加快反应速率
C．2SO2＋O22SO3反应中，SO2不能全部转化为SO3
D．实验室用碳酸钙和盐酸反应制取CO2，用碳酸钙粉末比用块状碳酸钙反应要快
解析：选B A项，使用催化剂，加快反应速率；B项，水的量的多少不影响钠与水的反应速率；C项，可逆反应不能进行到底；D项，增大固体物质的表面积能加快化学反应速率。
2．化学能与热能、电能等能相互转化。关于化学能与其他能量相互转化的说法正确的是( )
A．化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与形成
B．铝热反应中，反应物的总能量比生成物的总能量低
C．图Ⅰ所示的装置能将化学能转变为电能
D．图Ⅱ所示的反应为吸热反应
解析：选A 旧化学键断裂吸收能量，新化学键形成放出能量，所以化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与形成，A项正确；铝热反应是放热反应，所以反应物的总能量比生成物的总能量高，B项错误；图Ⅰ所示的装置中没有形成闭合回路，不能构成原电池，因此不能将化学能转化为电能，C项错误；图Ⅱ所示的反应中反应物的总能量高于生成物的总能量，为放热反应，D项错误。
3．在一定温度下，可逆反应2A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)达到平衡的标志是( )
A．C的生成速率和B的消耗速率相等
B．v正(A)＝2v正(B)
C．2v正(A)＝v逆(B)
D．反应混合物中A、B、C、D的质量分数不再发生变化
解析：选D A项，B是反应物，C是生成物，在任何情况下C的生成速率和B的消耗速率相等，因此不能判断反应是否处于平衡状态，错误；B项，v正(A)＝2v正(B)中，v都表示正反应方向，不能判断反应是否处于平衡状态，错误；C项，当v正(A)＝2v逆(B)时反应达平衡状态，而2v正(A)＝v逆(B)表示的反应向逆反应方向进行，错误；D项，反应混合物中A、B、C、D的质量分数不再发生变化，反应处于平衡状态，正确。
4．已知：①1 mol H2分子中化学键断裂时需要吸收436 kJ的能量；②1 mol I2蒸气中化学键断裂时需要吸收151 kJ的能量；③由H原子和I原子形成1 mol HI分子时释放299 kJ的能量。下列判断不正确的是( )
A．I2蒸气比H2分子稳定
B．2 mol HI(g)发生分解反应吸收11 kJ热量
C．HI与NaOH的反应属于放热反应
D．0.5 mol H2(g)与0.5 mol I2(g)完全反应释放出5.5 kJ热量
解析：选A H2分子共价键断裂时吸收的热量比I2蒸气分子共价键断裂时吸收的热量多，H2分子比I2蒸气稳定，A选项错误。选项B，设反应为2HI(g)===H2(g)＋I2(g)，则吸收的热量＝2E(H—I)－E(H—H)－E(I—I)＝2 mol×299 kJ·mol－1－1 mol×436 kJ·mol－1－1 mol×151 kJ·mol－1＝11 kJ。选项C，中和反应是放热反应。选项D，根据选项B的计算可知正确。
5．在密闭容器里，通入a mol A(g)和b mol B(g)，发生反应A(g)＋B(g)===2C(g)，当改变下列条件时，反应速率不变的是( )
A．降低温度
B．保持容器的体积不变，增加A(g)的物质的量
C．保持容器的压强不变，充入氦气
D．保持容器的体积不变，充入氦气
解析：选D A项，降低温度，反应速率减小，故错误；B项，保持容器的体积不变，增加A(g)的物质的量，即增大反应物浓度，反应速率增大，故错误；C项，保持容器的压强不变，充入氦气，容器的体积增大，反应物的浓度减小，反应速率减小，故错误；D项，加入氦气，容器的体积不变，则反应物的浓度不变，所以反应速率不变，故正确。
6.如图为某课外小组自制的氢氧燃料电池，a、b均为石墨。下列叙述不正确的是( )
A．a电极是负极，该电极上发生氧化反应
B．总反应方程式为2H2＋O2===2H2O
C．b极反应是O2＋4H＋＋4e－===4H2O
D．氢氧燃料电池是一种具有广泛应用前景的绿色能源
解析：选C 通入H2的电极为负极，通入O2的电极为正极，即a极为负极，发生氧化反应，A正确；总反应式为2H2＋O2===2H2O，B正确；O2在正极发生还原反应，KOH溶液为电解质溶液，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，C错误；该电池能量转化率高，且无污染，属于具有广泛应用前景的绿色能源，D正确。
7．下列各组反应(表中物质均为反应物)在反应刚开始时，放出H2的反应速率最大的是( )
选 项 金属(粉末状)及 其物质的量/mol 酸的浓度及体积 反应 温度/℃
A Mg 0.1 6 mol·L－1硝酸 10 mL 60
B Mg 0.1 3 mol·L－1盐酸 10 mL 60
C Fe 0.1 3 mol·L－1盐酸 10 mL 60
D Mg 0.1 3 mol·L－1硫酸 10 mL 60
解析：选D 影响化学反应速率的主要因素是反应物的性质，镁的金属活动性强于铁，所以C项放出氢气的反应速率最小。A项，Mg与HNO3反应不会产生氢气，B、D两项中只需比较c(H＋)的大小即可，而盐酸为一元强酸，硫酸为二元强酸，故相同浓度的盐酸与硫酸，硫酸中的c(H＋)大于盐酸中的c(H＋)，D项符合题意。
8．将V1 mL 1.00 mol·L－1 HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如图所示(实验中始终保持V1＋V2＝50 mL)。下列叙述正确的是( )
A．做该实验时环境温度为22 ℃
B．该实验表明化学能可能转化为热能
C．NaOH溶液的浓度约为1.0 mol·L－1
D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应
解析：选B 分析表中数据，当加入盐酸5 mL、NaOH溶液45 mL时，反应后温度为22 ℃，故实验时环境温度低于22 ℃，A错误；中和反应为放热反应，B正确；加入HCl溶液30 mL时反应放热最多，此时酸碱正好完全中和，c(NaOH)＝1.0 mol·L－1×30 mL÷20 mL＝1.5 mol·L－1，C错误；有水生成的反应不一定是放热反应，如H2还原CuO为吸热反应，D错误。
9．反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是( )
①增加C的量
②将容器的体积减小一半
③保持体积不变，充入氮气使体系的压强增大
④保持压强不变，充入氮气使体系的体积增大
A．①② B．②③
C．①③ D．③④
解析：选C C为固态物质，增加其用量对反应速率几乎无影响，①正确；容器体积减小，则混合物中各组分浓度增大，反应速率加快，②错误；充入氮气使体系的压强增大，容器体积不变，混合物中各组分浓度保持不变，化学反应速率不变，③正确；保持压强不变，充入氮气使体系的体积增大，混合物中各组分浓度减小，反应速率减慢，④错误。
10.Mg?H2O2电池是一种化学电源，以Mg和石墨为电极，海水为电解质溶液，示意图如图。下列说法不正确的是( )
A．石墨电极是该电池的正极
B．石墨电极上发生还原反应
C．Mg电极的电极反应式：Mg－2e－===Mg2＋
D．电池工作时，电子从Mg电极经导线流向石墨电极，再由石墨电极经电解质溶液流向Mg电极
解析：选D 电池工作时，电解质溶液中是阴阳离子的定向移动，故D不正确。
11．在一定温度下，将1 mol A和2 mol B放入容积为5 L的某密闭容器中发生反应：A(s)＋2B(g)C(g)＋2D(g)。5 min后达到平衡，测得容器内B的浓度减少了0.2 mol·L－1，则下列叙述不正确的是( )
A．在5 min内该反应用C的浓度变化表示的反应速率为0.02 mol·L－1·min－1
B．平衡时B的转化率为50%
C．平衡时B的体积分数约为33.3%
D．初始时的压强与平衡时的压强比为4∶5
解析：选C 5 min内容器内B减少0.2 mol·L－1，则生成C为0.1 mol·L－1，即v(C)＝0.1 mol·L－1÷5 min＝0.02 mol·L－1·min－1，A正确；反应消耗B为0.2 mol·L－1×5 L＝1 mol，平衡时B的转化率为×100%＝50%，B正确；平衡时消耗1 mol B，生成0.5 mol C和1 mol D，A是固态，平衡时B的体积分数为×100%＝40%，C错误；由于A是固态，初始与平衡时的压强比为＝4∶5，D正确。
12．铅酸蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解质溶液为硫酸，放电时的反应为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处移动
C．Pb电极质量减少
D．电解质溶液的pH不断增大
解析：选D 由铅酸蓄电池的总反应PbO2＋2H2SO4＋Pb===2PbSO4＋2H2O可知，Pb为负极，发生失电子的氧化反应，被氧化，故A错误；原电池中阳离子向正极移动，阴离子硫酸根向负极Pb极移动，故B错误；Pb作负极发生氧化反应生成Pb2＋，结合硫酸根离子生成硫酸铅附着在Pb电极上，所以Pb电极质量增加，故C错误；由铅酸蓄电池的总反应可知，硫酸被消耗，pH不断增大，故D正确。
13.某实验探究小组研究320 K时N2O5的分解反应：2N2O54NO2＋O2。如图的坐标曲线是该小组根据所给表格中的实验探究数据绘制的。下列有关说法中正确的是( )
t/min 0 1 2 3 4
c(N2O5)/(mol·L－1) 0.160 0.114 0.080 0.056 0.040
c(O2)/(mol·L－1) 0 0.023 0.040 0.052 0.060
A.曲线Ⅰ是N2O5的变化曲线
B．曲线Ⅱ是O2的变化曲线
C．N2O5的浓度越大，反应速率越大
D．O2的浓度越大，反应速率越大
解析：选C 结合表格中N2O5和O2的最初浓度值可知曲线Ⅰ、Ⅱ分别是O2、N2O5的变化曲线，A、B两项错误；利用表格中数据可以计算，无论是用N2O5，还是用O2得出的反应速率都随反应时间的增多而减小，而随着反应时间的增多，N2O5的浓度减小，O2的浓度增大，故C项正确，D项错误。
14．据最近媒体报道，化学研究人员开发了一种可充电锌?空气电池，这种电池的电解质溶液为KOH溶液，储电量是锂电池的五倍，而且更安全、更环保，其反应原理为2Zn＋O2＋4KOH＋2H2O2K2Zn(OH)4。下列说法正确的是( )
A．放电时，负极反应式为Zn＋2e－＋4OH－===Zn(OH)2↓
B．放电时，电路中通过4 mol电子，消耗22.4 L氧气
C．充电时，电解质溶液中OH－浓度逐渐增大
D．充电时，电解质溶液中K＋向正极移动，且发生氧化反应
解析：选C 放电时，负极反应式为Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH)，选项A错误；放电时，电路中通过4 mol电子，则消耗标准状况下22.4 L氧气，选项B错误；充电时，电解池阴极反应为Zn(OH)＋2e－===Zn＋4OH－，电解质溶液中c(OH－)逐渐增大，选项C正确；充电时阳离子向阴极移动，即充电时，电解质溶液中K＋向阴极移动，选项D错误。
15.一定条件下，将3 mol A气体和1 mol B气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中，发生反应：3A(g)＋B(g)C(g)＋2D(s)。2 min末该反应达到平衡，生成D的物质的量随时间的变化情况如图所示。下列判断正确的是( )
A．若混合气体的密度不再改变时，该反应不一定达到平衡状态
B．2 min后，加压会使正反应速率加快，逆反应速率变慢
C．反应过程中A和B的转化率之比为3∶1
D．开始到平衡，用A表示的化学反应速率为0.3 mol·L－1·min－1
解析：选D 产物D为固体，因此容器体积恒定时，若混合气体的密度不再改变，则混合气体的质量一定不再改变，反应一定达到平衡状态，A项错误；若缩小体积增大压强，正、逆反应速率均加快；若容器体积不变，充入与反应无关的气体，虽然容器总压强增大，但体系内各物质浓度不变，正、逆反应速率均不变，B项错误；
3A(g) ＋ B(g)C(g)＋2D(s)
起始/mol 3 1 0 0
转化/mol 1.2 0.4 0.4 0.8
平衡/mol 1.8 0.6 0.4 0.8
A的转化率为×100%＝40%，B的转化率为×100%＝40%，二者之比为1∶1，C项错误；v(A)＝＝0.3 mol·L－1·min－1，D项正确。
16．影响化学反应速率的因素很多，某校化学小组用实验的方法进行探究：他们只利用Cu、Fe、Mg和不同浓度的硫酸(0.5 mol·L－1、2 mol·L－1、18.4 mol·L－1)设计实验方案来研究影响化学反应速率的因素。
甲同学研究的实验报告如下表：
实验步骤 现象 结论
①分别取等体积的2 mol·L－1的硫酸于试管中； ②__________________ 反应速率：Mg＞Fe，Cu不反应 金属的性质越活泼，反应速率越快
(1)表中实验步骤②为_____________________________________________________。
(2)甲同学的实验目的是________________；要得出正确的实验结论，还需控制的实验条件是________________________________________________________________________。
乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响，利用如图所示装置进行定量实验。
(3)乙同学在实验中应该测定的数据是__________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)乙同学完成该实验应选用的实验药品是________________；该实验中不选用某浓度的硫酸，理由是____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)甲同学是探究几种不同金属本身的性质与化学反应速率的关系，固体表面积的大小对化学反应速率有影响，因此要选用大小、形状相同的金属。(2)要达到甲同学的实验目的，需保证在相同的温度下进行该实验。(3)乙同学是探究浓度对化学反应速率的影响，利用图示装置完成实验，在实验中应测定一定时间内产生气体的体积(或产生一定体积的气体所需时间)。(4)乙同学完成该实验需要用到的金属是Mg或Fe，用到0.5 mol·L－1硫酸和2 mol·L－1硫酸；该实验中不能选用18.4 mol·L－1硫酸，因为Mg与18.4 mol·L－1硫酸反应生成SO2(有刺激性气味)，Fe在18.4 mol·L－1硫酸中钝化，无法得出实验结论等。
答案：(1)分别投入大小、形状相同的Cu、Fe、Mg
(2)研究金属(或反应物)本身的性质与反应速率的关系 温度相同
(3)一定时间内产生气体的体积(或产生一定体积的气体所需时间)
(4)Mg(或Fe)、0.5 mol·L－1硫酸、2 mol·L－1硫酸 常温下Mg与18.4 mol·L－1硫酸反应生成SO2，Fe在18.4 mol·L－1硫酸中钝化
17.如图是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。
请回答下列问题：
(1)当电极a为Al，电极b为Cu，电解质溶液为稀硫酸时，正极的电极反应式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)当电极a为Al，电极b为Mg，电解质溶液为氢氧化钠溶液时，该电池的正极为________(填“a”或“b”)。当反应中收集到标准状况下224 mL气体时，消耗的电极质量为________g。若电解质为稀硫酸溶液时，负极的电极反应式为________________________________________________________________________。
(3)燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂(如O2)反应所产生的化学能直接转化为电能。现设计一燃料电池，以电极a为正极，电极b为负极，甲烷为燃料，采用氢氧化钠溶液为电解液，则甲烷应通入________极(填“a”或“b”，下同)，电子从________极流出，a极的电极反应式为______________________________________________________________。
解析：(1)此时Al为负极，Cu为正极，正极是H＋被还原放出H2，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。
(2)NaOH溶液为电解质溶液时，a(Al)为负极，b(Mg)为正极，根据2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑和生成标准状况下224 mL H2，可求出消耗Al的质量为0.18 g。若电解质溶液为硫酸时，Mg作负极，电极反应式为Mg－2e－===Mg2＋。(3)燃料电池中CH4等燃料气体从负极(b)通入，氧化剂(如O2)从正极(a)通入，电子从负极(b)流出并流回正极(a)；碱性条件下正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。
答案：(1)2H＋＋2e－===H2↑
(2)b 0.18 Mg－2e－===Mg2＋
(3)b b O2＋4e－＋2H2O===4OH－
18．(1)从能量的变化和反应的快慢等角度研究反应：2H2＋O2===2H2O。已知该反应为放热反应，如图能正确表示该反应中能量变化的是________。
从断键和成键的角度分析上述反应中能量的变化，化学键的键能如下表：
化学键 H—H OO H—O
键能/(kJ·mol－1) 436 496 463
则生成1 mol水可以放出热量________kJ。
(2)原电池可将化学能转化为电能。若Fe、Cu和浓硝酸构成原电池，负极是________(填“Cu”或“Fe”)；若Zn、Ag和稀盐酸构成原电池，正极发生________(填“氧化”或“还原”)反应，电解质溶液中阳离子移向________极(填“正”或“负”)。质量相同的铜棒和锌棒用导线连接后插入CuSO4溶液中，一段时间后，取出洗净、干燥、称量，二者质量差为12.9 g，则导线中通过的电子的物质的量是________mol。
(3)一定温度下，将3 mol A气体和1 mol B气体通入一容积固定为2 L的密闭容器中，发生反应：3A(g)＋B(g)xC(g)，反应1 min时测得剩余1.8 mol A，C的浓度为0.4 mol·L－1，则1 min内，B的平均反应速率为________________；x＝________。若反应经2 min达到平衡，平衡时C的浓度________0.8 mol·L－1(填“大于”“小于”或“等于”)。
解析：(1)由图可知，A中反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应。断裂2 mol H2中的化学键吸收2×436 kJ能量，断裂1 mol O2中的化学键吸收496 kJ能量，共吸收能量2×436 kJ＋496 kJ＝1 368 kJ，形成4 mol H—O键释放能量4×463 kJ＝1 852 kJ,2 mol H2在O2中燃烧生成2 mol H2O时反应放出能量为1 852 kJ－1 368 kJ＝484 kJ，故H2在O2中燃烧生成1 mol H2O放出的热量为242 kJ。(2)原电池是将化学能转化为电能的装置，Fe、Cu和浓硝酸构成原电池，Fe在浓硝酸中发生钝化，而Cu在浓硝酸中持续发生氧化还原反应，Cu失电子作负极，被氧化，正极上＋5价的N原子得到电子生成NO2；若Zn、Ag和稀盐酸构成原电池，Zn与盐酸发生氧化还原反应，所以Ag作正极，原电池中阳离子向正极移动发生还原反应；Cu－Zn－CuSO4原电池中，1 mol Zn溶解失去2 mol 电子，1 mol Cu生成得到2 mol 电子，设转移电子物质的量为x，则×65 g·mol－1＋×64 g·mol－1＝12.9 g，x＝0.2 mol。(3)参加反应的A的物质的量为3 mol－1.8 mol＝1.2 mol，由反应的化学方程式可知，参加反应的B为1.2 mol×＝0.4 mol，则1 min内，v(B)＝＝0.2 mol·L－1·min－1，生成的C为0.4 mol·L－1×2 L＝0.8 mol，故1.2 mol∶0.8 mol＝3∶x，解得x＝2。随着反应的进行，反应速率逐渐减小，若反应经2 min达到平衡，后1 min的平均速率小于前1 min的平均速率，前1 min内C的浓度变化为0.4 mol·L－1，则后1 min内C的浓度变化小于0.4 mol·L－1，故平衡时C的浓度小于0.8 mol·L－1。
答案：(1)A 242 (2)Cu 还原 正 0.2
(3)0.2 mol·L－1·min－1 2 小于
PAGE
1
(共44张PPT)
起始浓度/(mol·L－1) ___ _____ ___
5 s内浓度的变化量/(mol·L－1) ____ ____ 0.4
5 s后浓度/(mol·L－1) ____ ____ 0.4
实验
操作
加入2 mL 5%H2O2溶液，同时滴入2滴1 mol·L－1FeCl3溶液。待试管中均有适量气泡出现时，将其中一支试管放入盛有冷水的烧杯中，另一支试管放入盛有热水的烧杯中
实验现象 ①产生气泡速率变慢 ②产生气泡速率变快
实验结论
实验操作
实验现象 装有12%H2O2溶液的试管中先产生气泡
实验结论 增大反应物浓度能使H2O2分解速率_____
实验
操作
实验
现象 ①有少量气泡出现 ②能产生大量气泡 ③能产生大量气泡
实验
结论 MnO2、FeCl3可以使H2O2分解的速率______
影响因素 影响规律
内因 反应物本
身的性质 反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越大；反之化学反应速率越小
外因浓度 增大反应物的浓度，化学反应速率增大；减小反应物的浓度，化学反应速率减小
温度 升高温度，化学反应速率增大；降低温度，化学反应速率减小
催化剂 一般地，使用催化剂能增大反应速率
压强 有气体参加的反应，增大压强反应速率增大，反之减小
固体的表面积 增大固体反应物的表面积，化学反应速率增大
其他 光照、溶剂、形成原电池等，也能影响化学反应速率
实验
混合溶液 A B C D E F
4 mol·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
确定
变量 解答这类题目时首先要认真审题，找出影响实验探究结果的因素
定多变一 在探究时，应先控制其他的因素不变，只改变一种因素，探究这种因素与题给问题的关系，然后按此方法依次分析其他因素与所探究问题的关系
数据
有效 解答时注意选择的数据(或设置实验)要有效，且变量统一，否则无法做出正确判断
组别 c(HCl)/(mol·L－1) 温度/℃ 状态
1 2.0 25 块状
2 2.5 30 块状
3 2.5 50 块状
4 2.5 50 粉末状
实验编号 锌的形态 反应温度/℃ 收集100 mL氢气所需时间/s
Ⅰ 薄片 15 200
Ⅱ 薄片 25 90
Ⅲ 粉末 25 10
组别 10%硫酸体积/mL 温度/℃ 其他物质
Ⅰ 2 20
Ⅱ 2 20 10滴饱和
MnSO4溶液
Ⅲ 2 30
Ⅳ 1 20 1 mL蒸馏水
(共52张PPT)
直接判断依据 v(正)＝v(逆) 同一物质 生成速率等于消耗速率
不同物质 化学反应速率之比等于化学计量数之比，且表示不同方向(即一正一逆与化学计量数成比例)
如对于反应：aA＋bB===mC中当bv(A)正＝av(B)逆时反应平衡
间接判断依据 各物质的
某些物理量
保持不变 各组分的质量、物质的量、分子数、物质的量浓度保持不变
各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数保持不变
平衡特征化学反应条件
促进有利的化学反应
平衡标志↓平衡鬥的控制
抑制有害的化学反应
新知探究(一)化学反应的限度
c(反应物)最大一(正
反应开始时
c(生成物)=0—(逆)
c(反应物)→(正)
反应过程中
c(生成物)(逆)
(正)=(逆)
反应平衡时
c(反应物)与c(生成物)均
反
速/(正E)
应
率
n(正)=7(逆)
(逆)
时间
逆迎化学平衡研究的对象是可逆反应
等)一平衡时(正)=(逆)≠0(本质
动)平衡时,反应仍在不断进行,是一种动态平衡
定)平衡时,反应混合物各组分的百分含量保持一定
变)外界条件发生改变时,平衡可能被破坏,并在新的
条件下建立新的化学平衡,即发生化学平衡的移动
新知探究二)化学反应条件的控制
促进有利的化学反应
抑制有害的化学反应
行法改变反厂改变化学反应的速率
应条件匚改变可逆反应进行的程度
新知探究三)化学平衡状态的判断
新知探究四)有关化学平衡的简单计算
(共41张PPT)
实验操作 实验现象 结论
①看到有气泡产生
②用手触摸反应后的试管，__________
③用温度计测得反应后温度______ 该反应____热量
闻到刺激性气味，烧杯壁_____，木片和烧杯_________，混合物呈糊状 该反应____热量
化学键 断裂或形成1 mol
化学键时能量变化 反应中能量变化
Cl—Cl 吸收243 kJ
H—H 吸收436 kJ 共吸收______kJ
H—Cl 放出431 kJ 共放出______kJ
图示
能量相对大小 反应物的总能量____生成物的总能量 反应物的总能量_____生成物的总能量
分类依据 种类 举例
来源 来自太阳辐射的能量 太阳能、煤、石油、天然气、生物质能、风能
来自地球内部的能量 地热能、核能、水能
来自天体的引力能量 潮汐能
转换过程 一次能源 太阳能、煤、石油、天然气、生物质能、风能
二次能源 石油制品、煤气、电能
利用历史 化石燃料 煤、石油、天然气
新能源 太阳能、风能、地热能、核能、氢能、生物质能
性质 可再生能源 太阳能、风能、水能、生物质能
不可再生能源 煤、石油、天然气、核能
第六章化学反应与能量
吸收
吸热大于
吸收(反应物
吸热
反应
释放
能量
断键
E反放热吸收
释放
成键
小于
ELsE
放热
反应
能量
生
释放
生成物
反应
新知探究(-)放热反应与吸热反应
Ba(oh,8H,O
+NhCl
滴有水滴
的木片
2mo·L1温
盐酸
计
镁条
新知探究(二)化学反应中能量变化的原因
反应物断裂化学键能量二者之差
能量变化
生成物形成化学键能量
吸收①
键断裂
436kJ·mol
能量
X⑦)-键断裂
Cl
CI
吸收
243kJ·mol1
成键
成键
能量
放出
放出
431kJ·mol1能量
431 K. mol-1能量
能量
生成物的
总能量吸收
能量
反应物的
总能量
反应过程
能量
反应物的
总能量
放出
能量
生成物的
总能量
反应过程
能量
能量
Si+hCL
Si+hCl
Si+2co
SiHCla+ 2
Sio+2C
反应过程
反应过程
A
B
新知探究(三)人类对热能和能源的用
燃烧放热
燃料
燃烧产物
GH4、NH3、H2O、CO2、N2
CH OH
太阳能
新知探究四)化学反应中能星量变化的计算
能量
假想中间
2N(g)+4H(g)+20(g
个
物质的总
能量
E2
E3=-2752kJ·mol
反应物的
总能量NH4(g)+O2(g)
E1=-534kJ·mol1
生成物的
总能量
N2(g)+2H2O(g)
(共53张PPT)
装置 现象 解释或结论
实验1 ①锌片：不断溶解，且锌片上有_________
②铜片：___________ 锌是活泼金属能与稀硫酸反应产生氢气；铜不能与稀硫酸反应
实验2 ①锌片：不断溶解
②铜片：_______，但铜片上产生大量气泡
③电流计：指针发生______ 有______产生，装置中_____能转化为_____能
电极材料 电极名称 电子
转移 电极反应式 反应类型
锌 负极 _______ _________________ ________
铜 正极 _______ ________________ _________
总反应式 ________________________
名称 干电池
(一次电池) 充电电池
(二次电池) 燃料电池
特点 ①活性物质(发生氧化还原反应的物质)消耗到一定程度后，不能再使用
②电解质溶液为胶状，不流动 ①放电后可再充电使活性物质获得再生
②可以多次充电，重复使用 ①电极本身不包含活性物质，只是一个催化转换元件
②工作时，燃料和氧化剂连续地由外部供给，在电极上不断地进行反应，生成物不断地被排出
举例 普通的锌锰电池、碱性锌锰电池、银锌电池等 铅酸蓄电池、锂电池、镍氢电池 氢氧燃料电池、CH4燃料电池、CH3OH燃料电池等
A B C D
手机用锂
电池 电动汽车用电池 铅酸蓄电池 锌锰干电池
实验装置
部分实验现象 a极质量减小，b极质量增大 b极有气体产生，c极无变化 d极溶解，c极有气体产生 电流从a极流向d极
