第2课时 发展中的化学电源
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：______________________________________________________________。
知识点一 化学电源电极的判断及电极反应方程式的书写
1．如下图，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．Zn B．碳
C．MnO2和NH D．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
知识点二 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．①③ B．②③ C．③④ D．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，设计如右图所示原电池，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2 mol电子时，下
列说法正确的是( )
A．锌片溶解了1 mol，铜片上析出1 mol氢气
B．两极上溶解和析出的物质的质量相等
C．锌片溶解了1 g，铜片上析出1 g氢气
D．电解质溶液pH不变
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0.2 mol电子，锌的质量理论上减少6.5 g
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(如右图)。
(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________，在耳机中又由________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 发展中的化学电源
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．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
放电
充电第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：反应物浓度逐渐减少→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)化学平衡状态特征有：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____________。
知识点一 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．O2 B．SO2
C．O2和SO2 D．O2、SO2和SO3
知识点二 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x mol的A2，同时生成x mol的AB
B．容器内的总压强不随时间变化
C．单位时间内生成2x mol AB，同时生成x mol的B2
D．单位时间内生成x mol的A2，同时生成x mol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)C(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
知识点三 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．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n mol N2，同时生成2n mol NO
2．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．①③ B．①②③
C．①③④ D．全部
3．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0.2 mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.2 mol·L－1。当反应达到平衡
时，可能存在的数据是( )
A．SO2为0.4 mol·L－1，O2为0.2 mol·L－1
B．SO2为0.25 mol·L－1
C．SO2、SO3均为0.15 mol·L－1
D．SO3为0.4 mol·L－1
4．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
5.
恒温下，a mol A和b mol B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n mol C。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2a mol A和2b mol B，则达平衡时生成n mol C
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
6．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
7．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．①②③ B．②③④ C．①③⑥ D．全部
8．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
答案
练综合拓展
9．向2 L密闭容器中通入a mol气体 A和b mol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2 min时，A的浓度减少了，B的物质的量减少了
mol，有a mol D生成。
回答下列问题：
(1)反应2 min内，vA＝________，vB＝__________；
(2)化学方程式中，x＝________、y＝________、p＝______、q＝________；
(3)反应平衡时，D为2a mol，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 1.5a mol，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1 L，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
基础落实
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．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。]
2．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。]
3．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。]
4．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2N??M。t2时刻M、N的物质的量相等，但此时M、N的物质的量仍在发生变化，反应未达到平衡状态，因此正反应速率不等于逆反应速率。t3时刻及t3时刻之后，M、N的物质的量不再改变，证明已达到平衡状态，此时正、逆反应速率相等。]
5．B [由题意计算可知：
A(g)＋2B(g)2C(g)
a b 0
a－ b－n n
n n
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。]
6．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。]
7．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。]
8．C [增大B的浓度，可加快反应速率，同时可增大A的转化率。]
9．(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2a mol时，B减少了a mol，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2a mol，升高温度达到新平衡时，D为1.5a mol，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2 L，现变为1 L，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。
催化剂
加热第二节 化学能与电能
第1课时 化学能转化为电能
一、能源的分类
1．一次能源：______________的能源。
2．二次能源：一次能源经过______、______得到的能源。
二、化学能转化为电能
1．化学能通过燃烧转化为电能——火电
(1)能量转化过程：
化学能____________________
(2)能量转化的关键步骤：
__________________是化学能转化为电能的关键。
2．原电池
(1)实验探究
实验装置
实验现象 铜片：______________锌片：______________电流表：________________
结论 有______产生，装置中______转化为____
(2)原电池：将__________转化为________的装置。
(3)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________。
(4)反应本质：原电池反应的本质是__________。
(5)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____________；
④电解质溶液。
(6)原电池的正、负极判断
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________
知识点一 一次能源与二次能源
1．能源可分为一次能源和二次能源，自然界以现成形式提供的能源称为一次能源，需依
靠其他能源的能量间接制取的能源称为二次能源。据此判断下列叙述正确的是( )
A．天然气是二次能源 B．石油是二次能源
C．电能是一次能源 D．水力是一次能源
2．下列叙述不正确的是( )
A．根据一次能源和二次能源的划分标准，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．火力发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
知识点二 原电池的构成
3．下列装置能构成原电池的是( )
4．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
知识点三 原电池的工作原理
5．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．2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
B．2H2＋O22H2O
C．Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2＋2NH3↑
D．CH4＋2O2―→CO2＋2H2O
6．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．①②③ B．③⑤⑦ C．④⑤⑥ D．②③④⑤⑦
知识点四 原电池原理的应用
7．一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＞Y B．X＞Y＞Z＞W
C．X＞Y＞W＞Z D．Z＞W＞Y＞X
8．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有错误的是( )
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．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
3．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．②③ B．②④ C．①② D．①④
4．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( )
5.
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
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)2 B．Ni(OH)2 C．Cd D．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6 mol·L－1 H2SO4溶液中，乙同学将电极放入6 mol·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)。
第二节 化学能与电能
第1课时 化学能转化为电能
基础落实
一、
1．直接从自然界取得
2．加工 转换
二、
1．(1)热能 机械能 电能 (2)燃烧(氧化还原反应)
2．(1)从上到下：有气泡逸出 溶解 指针发生偏转 电流 化学能 电能 (2)化学能 电能 (3)负 氧化反应 H＋ H2 正极 还原反应 (4)氧化还原反应 (5)①活动性不同 ③形成闭合回路 (6)从左到右，从上到下：较强 较弱 非金属 流出 流入 阴 阳 氧化 还原 增重 气泡放出
对点训练
1．D
2．C [火力发电的能量转化：化学能→热能→机械能→电能。]
3．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。]
4．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。]
5．C [可设计成原电池的化学反应必须是氧化还原反应。]
6．B
7．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。]
8．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．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。]
3．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。]
4．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中有气体产生。]
5．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。]
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。
充电
放电本章复习课
一、选择题
1．下列过程中需要吸收热量的是( )
A．H2―→2H
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．某原电池的总反应离子方程式为
Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
则该原电池的正确组成可以是下列的( )
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
题号 1 2 3 4 5 6
答案
二、非选择题
7．一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
2 mol·L－1，B的浓度为4 mol·L－1,2 min后，A的浓度减少0.8 mol·L－1，则
(1)v(B)＝________________，v(C)＝______________________________。
(2)在2 min末，C的浓度是__________________，B的浓度是____________________。
8．氢能源是21世纪极具发展前景的新能源之一，它既是绿色能源，又可循环使用。
(1)请在下图的两个空格中填上循环过程中反应物和生成物的分子式，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)从能量转换的角度看，过程Ⅱ应是________能转化为________能。
(3)该燃料电池中以KOH溶液作电解质溶液，请写出该电池的电极反应式：
负极：_______________________________________________________________；
正极：________________________________________________________________。
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___________________________________
本章复习课
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．C [该原电池的负极必须是锌，正极是活泼性比锌弱的电极，电解液中含Cu2＋，符合条件的只有C装置。]
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．(1)0.6 mol·L－1·min－1
0．4 mol·L－1·min－1
(2)0.8 mol·L－1 2.8 mol·L－1
8．(1)从左到右：H2O H2和O2 (2)化学 电 (3)2H2－4e－＋4OH－===4H2O O2＋2H2O＋4e－===4OH－
9．(1)3Cu－6e－===3Cu2＋ 8H＋＋2NO＋6e－===2NO↑＋4H2O
(2)CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O第二章 化学反应与能量
第一节 化学能与热能
一、化学键与化学反应中能量变化的关系
1．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．决定化学反应中能量变化的因素
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。
二、化学能与热能的相互转化
1．两条基本的自然定律
(1)质量守恒定律：自然界的物质发生转化时，____________不变。
(2)能量守恒定律：一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量，但是体系包含的
________不变。
2．化学能与热能的相互转化
(1)化学能转化为热能
①盐酸与铝反应后，溶液温度______，说明该反应是______反应；
②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应，烧杯______，玻璃片与烧杯粘在一起，说明该反应是
______反应。
③中和热
酸与碱发生中和反应生成 __________时所释放的热量。
(2)热能转化为化学能
人们利用热能可以促使化学反应的发生，从而探索物质的________、________或
__________________，如______________________________等。
三、人类利用能源的三个阶段
1．柴草时期
该时期从火的发现至18世纪产业革命，以树枝杂草为主要能源。
2．化石能源时期
从18世纪中期到现代，以____________________为主要能源。
3．多能源结构时期
以可再生能源和清洁能源(______能源)为主要能源，主要包括__________、______、
______、生物质能等
知识点一 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
知识点二 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．①② B．①④ C．②③ D．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
知识点三 化学键与化学反应中的能量变化
6．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
7．氢气在氯气中燃烧时发出苍白色火焰，在反应过程中，破坏1 mol氢气中的化学键消耗的能量为a kJ，破坏1 mol氯气中的化学键消耗的能量为b kJ，形成1 mol HCl中的化
学键释放的能量为c kJ，下列关系中正确的是( )
A．b＞c B．a＋b＞2c
C．a＋b＜c D．a＋b＜2c
知识点四 化学能在生产生活中的应用
8．“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
9．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1 mol A—A键和1 mol B—B键能放出x kJ的能量
C．断裂2 mol A—B键需要吸收y kJ的能量
D．2 mol AB的总能量高于1 mol A2和1 mol B2的总能量
练方法技巧——化学能与热能转化的有关计算方法
6．已知25 ℃、101 kPa下，含1 mol碳原子的石墨完全燃烧生成CO2放出热量393.51 kJ；
含1 mol碳原子的金刚石完全燃烧生成CO2放出395.41 kJ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：①1 mol H2分子中化学键断裂时需要吸收436 kJ的能量；
②1 mol Cl2分子中化学键断裂时需要吸收243 kJ的能量；
③由H原子和Cl原子形成1 mol HCl分子时释放431 kJ的能量。
下列叙述中正确的是( )
A．氢气和氯气反应生成氯化氢气体是放热反应，所以不需要条件就能自发进行
B．氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体，反应吸收183 kJ的热量
C．氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体，反应放出183 kJ的热量
D．氢气和氯气反应生成1 mol氯化氢气体，反应放出183 kJ的热量
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20 g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10 g NH4Cl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：
________________________________________________________________________。
第二章 化学反应与能量
第一节 化学能与热能
基础落实
一、
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
二、
1．(1)总质量 (2)总能量
2．(1)①升高 放热 ②变凉 吸热 ③1 mol H2O
(2)组成 性质 制备所需的物质 高温冶炼金属、分解化合物
三、
2．煤、石油、天然气
3．绿色 太阳能 氢能 核能
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．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。]
7．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。]
8．B [硝酸铵溶解过程为吸热过程。]
9．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．C [生成2 mol HCl气体时释放2×431 kJ＝862 kJ能量，同时断裂1 mol H2和1 mol Cl2中化学键需吸收能量436 kJ＋243 kJ＝679 kJ，所以反应放出能量862 kJ－679 kJ＝183 kJ。故C正确。]
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 本题是教材中实验的拓展探究，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。
催化剂第三节 化学反应的速率和限度
第1课时 化学反应的速率
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2～3 mL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。
知识点一 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“0.8 mol·L－1·s－1”所表示的意思是时间为1 s时，某物质的浓度为
0.8 mol·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1.8 mol·L－1和5.4 mol·L－1，在
一定条件下反应生成NH3,10 min后测得N2的浓度为0.8 mol·L－1，则在这10 min内N2
的平均反应速率是( )
A．0.1 mol·L－1·min－1 B．0.2 mol·L－1·min－1
C．0.3 mol·L－1·min－1 D．0.6 mol·L－1·min－1
知识点二 化学反应速率的简单计算及应用
3．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∶4 B．3∶1∶2
C．2∶1∶3 D．3∶2∶1
4．对于A2＋3B22C的反应来说，以下化学反应速率的表示中，反应速率最快的是
( )
A．v(B2)＝0.8 mol·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
知识点三 影响化学反应速率的因素
5．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
6．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0.1 mol· L－1的盐酸和1 mol·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快
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或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4 mol A，乙中每分钟减少
2 mol A，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10 mL 2 mol·L－1盐酸的烧杯中，均加水稀释到50
mL，此时X和盐酸缓慢地进行反应。其中反应速率最大的是( )
A．20 mL 3 mol·L－1的X溶液
B．20 mL 2 mol·L－1的X溶液
C．10 mL 4 mol·L－1的X溶液
D．10 mL 2 mol·L－1的X溶液
5．100 mL 6 mol·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4.0 L容器中充入0.70 mol SO2和0.40 mol O2,4 s末测得剩余SO2 0.30 mol，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5.6 g铁粉投入盛有100 mL 2 mol·L－1 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－1·min－1
B．v(H2SO4)＝1 mol·L－1·min－1
C．v(H2)＝1 mol·L－1·min－1
D．v(FeSO4)＝0.5 mol·L－1·min－1
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案
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4～8 min间的平均反应速率和推测反应16 min时反应物的浓度，结果应是( )
A．2.5 μmol·L－1·min－1和2.0 μmol·L－1
B．2.5 μmol·L－1·min－1和2.5 μmol·L－1
C．3.0 μmol·L－1·min－1和3.0 μmol·L－1
D．5.0 μmol·L－1·min－1和3.0 μmol·L－1
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
4 mol·L－1 H2SO4/mL 30 V1 V2 V3 V4 V5
饱和CuSO4溶液/mL 0 0.5 2.5 5 V6 20
H2O/mL V7 V8 V9 V10 10 0
①请完成此实验设计，其中：V1＝__________，V6＝__________，V9＝________。
②该同学最后得出的结论为：当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高，
但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速
率下降的主要原因_______________________。
第三节 化学反应的速率和限度
第1课时 化学反应的速率
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、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＝0.1 mol·L－1·min－1。]
3．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。]
4．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)＝0.3 mol·L－1·s－1
D项v(A2)＝v(B2)＝1.4 mol·L－1·min－1＝ mol·L－1·s－1。]
5．D
6．(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，不影响反应速率的改变；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6 mol·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，即需只降低溶液中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，而且没有实验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)＝0.7 mol－0.3 mol
＝0.4 mol
则v(SO2)＝＝
＝0.025 mol·L－1·s－1
故v(O2)＝v(SO2)＝0.012 5 mol·L－1·s－1。 ]
8．D
9．B [据图可知，4 min时化合物Bilirubin的浓度为20 μmol·L－1,8 min时其浓度为10 μmol·L－1，因此4～8 min间的平均反应速率为＝2.5 μmol·L－1·min－1。进一步分析图像可知0～4 min间的平均分解速率为＝5.0 μmol·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8～12 min间平均分解速率为1.25 μmol·L－1·min－1,12～16 min间平均分解速率为0.625 μmol·L－1·min－1，因此16 min时反应物的浓度大致应为10 μmol·L－1－1.25 μmol·L－1·min－1×4 min－0.625 μmol·L－1·min－1×4 min＝2.5 μmol·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30 mL，根据F中增加的水与硫酸铜溶液的体积之和为20 mL，可以求得V6＝10 mL，V8＝19.5 mL，V9＝17.5 mL，V10＝15 mL。由于析出的铜的量较多，会覆盖在锌的表面，使得锌与稀硫酸接触面积大大减小，故反应速率反而减慢了。
