专题06 化学反应与能量变化（考点清单）（讲+练）-2024-2025学年高一化学下学期期末考点大串讲（苏教版2019必修第二册）

专题06 化学反应与能量变化 ◆考点01 化学反应速率及其影响因素 1．化学反应速率的表示方法 (1)化学反应的快慢通常用化学反应速率来定量表示。可用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示。 (2)表达式：v＝或v＝。 其中：Δc为浓度的变化量，一般以mol·L-1为单位，Δn为物质的量的变化量，单位是mol；Δt为时间，单位常用min、s、hr表示。 (3)常用单位：mol·L-1·min-1、mol·L-1·s-1。 (4)化学反应速率的意义 ①在同一时间内的同一个化学反应里，虽然用不同物质表示的化学反应速率不一定相同，但它们表示的意义相同，即一种物质的化学反应速率就代表了整个化学反应的反应速率。 ②对于一个具体的化学反应，反应物和生成物的物质的量的变化是按化学方程式中化学计量数之比进行的，所以化学反应中各物质的反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。 对于反应aA＋bB=cC＋dD(A、B、C、D均不是固体或纯液体)，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝Δn(A)∶Δn(B)∶ Δn(C)∶Δn(D)＝Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)∶Δc(D)＝a∶b∶c∶d。 【易错提醒】 (1)Δt表示某一时间段，故化学反应速率是平均速率，而非瞬时速率。 (2)表示化学反应速率时，必须指明具体的物质，因为同一化学反应，用不同的物质表示反应速率，其数值可能不同。例如，化学反应N2＋3H22NH3，用H2表示该反应的反应速率时写成v(H2)。 (3)对于有固体或纯液体参加的反应，由于固体或纯液体的浓度为一常数，即Δc＝0(无意义)，所以不用固体或纯液体表示反应速率。 2．有关化学反应速率的简单计算 (1)计算依据：v＝或v＝ (2)用“三段式”进行化学反应速率的计算 设a mol·L－1、b mol·L－1分别为A、B两物质的起始浓度，mx mol·L－1为反应物A的转化浓度，nx mol·L－1为B的转化浓度，则： 　　　　　　 mA(g)＋nB(g) = pC(g)＋qD(g) 起始浓度/mol·L－1　 a　　　　b 　　 0　　　0 转化浓度/mol·L－1 mx nx px qx 某时刻浓度/mol·L－1 a－mx b－nx px qx 【易错提醒】 (1)“三段式”中所有数据统一单位。 (2)变化量之比等于化学计量数之比。 (3)变化量可设为化学计量数的倍数，便于计算。 3．影响化学反应速率的因素 (1)自身性质——内因 决定化学反应速率的主要原因是反应物自身的性质。例如：形状和大小相同的Mg、Zn分别与等浓度的盐酸反应时，Mg反应更剧烈，因为镁的活泼性强于锌。 (2)影响化学反应速率的外界因素 (其他条件不变，只改变一个条件) ①反应物的浓度越大，反应速率越大。 ②对于有气体参加的反应，反应体系的压强越大，反应速率越大。 ③反应的温度越高，反应速率越大。 ④使用适当的催化剂能显著地增大化学反应速率。 ⑤增大固体反应物的接触面积：固体颗粒越小，其单位质量的表面积越大，与其他反应物的接触面积越大，化学反应速率越大。 ⑥反应物状态：一般来说，配成溶液或反应物是气体，都能增大反应物之间的接触面积，有利于增大反应速率。 ⑦光照等条件对一些化学反应的速率也有一定影响。 【易错提醒】 (1)压强对化学反应速率的影响实质是通过改变浓度对化学反应速率的影响实现的。 (2)由于固体或液体的体积受压强的影响很小，所以压强只影响有气体参加的化学反应的反应速率。 (3)改变压强必须引起反应物或生成物的浓度改变才能改变化学反应速率，否则，化学反应速率不变。 (4)压强改变的常见方式 ①恒温恒容：充入稀有气体→容器压强增大→各反应物的浓度不变→化学反应速率不变。 ②恒温恒压：充入稀有气体→容器体积增大→各反应物的浓度减小→化学反应速率减小。 ③恒温：缩小容器体积→容器压强增大→反应物浓度增大→化学反应速率增大。 ④恒温恒容：充入一种反应物→增大反应物浓度→化学反应速率增大。 4．调控化学反应速率的方法——控制变量法 (1)变量控制法 将多个因素问题拆解为多个单因素问题分别开展研究，再进行综合分析，得出最后结论，这种方法称为变量控制法。 (2)调控化学反应速率的方法 在分析影响H2O2分解反应速率的因素的实验中，影响反应速率（因变量）的因素有催化剂、温度、浓度等。 探究催化剂对H2O2分解反应速率的影响，自变量是催化剂；探究温度对H2O2分解反应速率的影响，自变量是温度；探究浓度对H2O2分解反应速率的影响，自变量是浓度。 ◆考点02 化学反应的限度 化学平衡状态 1．可逆反应和化学反应的限度 (1)可逆反应 ①概念：在同一条件下，既能向正反应方向又能向逆反应方向进行的化学反应。 ②特征： a．正反应和逆反应同时进行。 b．反应物和生成物同时存在。 c．反应没有完全进行到底。 ③表示：在可逆反应的化学方程式中，用“”号代替“===”号。 (2)化学反应的限度 可逆反应中，反应物不能完全转化为生成物，有一定的限度。 【易错提醒】 (1)化学反应的限度是在给定的条件下，可逆反应所能达到或完成的最大程度。化学反应的限度的意义在于决定了反应物在该条件下的最大转化率。 (2)不同的可逆反应在给定条件下的化学反应的限度不同；同一可逆反应在不同条件(如温度、浓度、压强等)下，其反应的限度不同。 2．化学平衡状态 (1)概念：在一定条件下，可逆反应进行到一定程度时，正反应速率与逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化，这种状态称为化学平衡状态。 (2)特征： ①逆：只有可逆反应才能在一定条件下建立化学平衡状态。 ②等：反应达到平衡时，v正=v逆。 ③动：化学平衡状态是一种动态平衡。达到平衡状态时，正反应和逆反应都依然在进行。 ④定：达到平衡状态时，反应混合物的组成保持不变。 ⑤变：当反应条件发生改变时，原有的平衡状态打破，一段时间后反应会达到新的平衡状态。 ◆考点03 化学反应中的热 1．放热反应和吸热反应 (1)概念：把放出热的化学反应称为放热反应，把吸收热的化学反应称为吸热反应。 (2)常见的放热反应和吸热反应 ①常见的放热反应 a．所有的燃烧反应：剧烈的发光、发热的化学反应。如：木炭、H2、CH4等在氧气中的燃烧，H2在Cl2中的燃烧。 b．酸碱中和反应：H＋＋OH－===H2O。 c．大多数的化合反应，例外：C＋CO22CO(吸热反应)。 d．铝热反应：如2Al+Fe2O32Fe+Al2O3。 e．活泼金属与酸或H2O放出氢气的反应：如Mg＋2H＋===Mg2++H2↑。 f．物质的缓慢氧化。 ②常见的吸热反应 a．铵盐与碱的反应：如2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。 b．大多数的分解反应：如NH4ClNH3↑＋HCl↑。 c．CO2+C2CO、C+H2OCO+H2（制取水煤气）； d．以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应：如CO＋CuOCu＋CO2。 e．需要持续加热的反应。 【易错提醒】 (1)放热反应不一定容易发生，如合成氨反应需要在高温、高压和催化剂作用下才能发生；吸热反应不一定难发生，如Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应在常温下就能发生。 (2)需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如硫与铁的反应；吸热反应不一定需要加热，如Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应。 (3)放热过程不一定是放热反应，如NaOH固体的溶解和浓硫酸的稀释是放热过程，但不是放热反应；吸热过程不一定是吸热反应，如升华、蒸发等过程是吸热过程，但不是吸热反应。 2．热化学方程式 (1)概念：定量表示一个特定的化学反应中吸收或放出热的化学方程式。 (2)意义：不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。 (3)热化学方程式的书写 ①热化学方程式中要标明所有物质的状态，用g、l、s分别代表气态、液态、固态。 ②反应放出或吸收的热用ΔH表示，负值表示在该条件下反应放热，正值表示在该条件下反应吸热 (正号常省略)。 ③ΔH的单位是kJ·mol-1。 ④热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数，只表示物质的量。 【易错提醒】 正确书写热化学方程式，除了遵循书写化学方程式的要求外，还要注意以下几点： (1)需注明ΔH的符号和单位 若为放热反应，ΔH为“－”；若为吸热反应，ΔH为“＋”(“＋”常省略)。ΔH的单位一般为kJ·mol－1。 (2)需注明物质的聚集状态 反应物和生成物的状态不同，反应热ΔH不同，因此，必须注明物质的聚集状态。气、液、固、溶液分别注“g”、“l”、“s”、“aq”。热化学方程式中，可以不标明反应条件。 (3)需注意ΔH的数值与化学计量数相对应 由于ΔH与反应已完成的各物质的物质的量有关，所以热化学方程式中的化学计量数与ΔH的值相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也加倍。例如： CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH ＝－890 kJ·mol－1 CH4(g)＋O2(g)=CO2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－445 kJ·mol－1 (4)热化学方程式中各物质的化学计量数可以是整数，也可以是分数，但必须是最简整数或最简分数。 (5)需注意可逆反应的ΔH含义 不论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热ΔH表示反应进行到底(完全转化)时的能量变化。 例如：N2 (g) ＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1是指1 mol N2(g)和3 mol H2(g)完全转化为2 mol NH3(g)时放出的热量为92.4 kJ。 3．化学反应中的能量变化的原因 (1)化学反应的能量变化与物质内部能量的关系 化学反应的过程可看作“储存”在物质内部的能量(化学能)转化为热能、电能或光能等形式释放出来，或者是热能、电能或光能等转化为物质内部的能量(化学能)被“储存”起来的过程。 图Ⅰ中反应物的总能量大于生成物的总能量，反应放出能量；图Ⅱ中反应物的总能量小于生成物的总能量，反应吸收能量。 (2) 化学反应中能量变化的本质原因 物质发生化学反应时，断开化学键时需要吸收能量，形成化学键时需要放出能量。 化学反应中的能量变化如图所示： ①若E1>E2，表示断开化学键所吸收的能量大于形成化学键所放出的能量，反应过程吸收能量。 ②若E1<E2，表示断开化学键所吸收的能量小于形成化学键所放出的能量，反应过程放出能量 (3)利用键能估算化学反应的反应热 ①共价键的键能是指断开气态物质中1mol某种共价键生成气态原子需要吸收的能量，共价键的键能越大，共价键越牢固。 如：H-H的键能为436.4kJ·mol-1，则H2(g)===2H(g)，ΔH＝436.4kJ·mol－1。 ②利用键能估算化学反应的反应热 ΔH＝反应物断开化学键吸收的总能量—生成物形成化学键放出的总能量 【易错提醒】 (1)键能：在标准状况下，将1 mol气体分子AB(g)解离为气体原子A(g)、B(g)所需的能量，用符号E表示，单位为kJ·mol－1。 (2)物质所含能量越低，物质越稳定，键能越大，断裂其化学键所需能量越高，而形成其化学键所释放的能量也越多，反之亦然。 (3)ΔH＝E反应物的键能之和－E生成物的键能之和。 4．燃料燃烧释放的能量 (1)燃料的热值 (1)热值是指一定条件下单位质量的可燃物完全燃烧所放出的热。热值的单位是kJ·g-1。常见的燃料中，热值最大的是氢气，其次是天然气，较小的是石油、煤炭。 (2)化石燃料燃烧对环境的影响 ①煤等化石燃料燃烧常伴随着大量烟尘、CO、SO2、氮氧化物(NOx)等有害物质的排放。 ②SO2、氮氧化物(NOx)能导致酸雨。 ③燃料燃烧过程中，一般只有1/3可以实现有效转化，其他部分则转化为废气排出或损耗掉，燃料使用效率不高。 (3)解决化石燃料对环境影响的方法 ①减少作为燃料的煤和石油的开采。 ②利用化学方法将化石燃料转化为清洁燃料。 ③开发优质的新能源，氢能、水能、太阳能、风能等都是更清洁、更高效的能源。 ◆考点04 化学能与电能的转化 1．原电池的工作原理 (1)原电池的概念 将化学能转化成电能的装置称为原电池，在原电池中发生的化学反应是氧化还原反应。 (2)工作原理：以Zn－H2SO4－Cu原电池为例 电极材料 锌 铜 电极名称 负极 正极 电极反应 Zn－2e－=Zn2＋ 2H＋＋2e－=H2↑ 反应类型 氧化反应 还原反应 外电路电子流向 由锌片（负极）沿导线流向铜片（正极） 内电路离子移向 溶液中H+向正极移动，在铜片上被还原为H2；溶液中SO向负极移动。 原电池总反应 Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑ (3)能量转化过程： 原电池在工作时，负极失去电子，电子通过导线流向正极，溶液中氧化性物质得到此电子，发生还原反应，这样氧化反应和还原反应不断发生，负极不断地失电子，失去的电子不断地通过导线流向正极，被氧化性物质得到，闭合回路中不断有电子流产生，也就形成了电流，化学能转变为电能。 (4)原电池的形成条件 ①两个活动性不同的电极。 ②电解质溶液。 ③电极、导线和电解质溶液形成闭合回路。 ④自发进行的氧化还原反应。 【易错提醒】 原电池中“电子不下水，离子不上岸”，即电子只能沿导线移动，离子只能在溶液中移动。 2．原电池原理的应用 (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形成原电池，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负极，活动性弱的金属为正极。 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A>B。 (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，一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化)，氧化剂(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)：Cu－2e－=== Cu2＋(氧化反应) 正极(C)：2Ag＋＋2e－=== 2Ag(还原反应) (4)钢铁的电化学腐蚀原理 ①电解质溶液： 在潮湿的空气里，钢铁表面吸附了一薄层水膜，水膜里含有少量H+、OH-和O2等。 ②电极： 钢铁里的铁和少量碳形成了无数微小的原电池，其中，负极为Fe，正极为碳。 ③电极反应式： ①负极Fe-2e-===Fe2+，②正极O2+2H2O+4e-===4OH-。 (4)铁锈的形成： ①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 ②4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 ③Fe(OH)3脱水：铁锈主要成分Fe2O3·xH2O。 3．化学电源 (1)化学电源 ①利用原电池原理，将化学能直接转化为电能。化学电源的能量转化率比燃料燃烧高得多。 ②化学电源有一次电池、二次电池和燃料电池等。一次电池用过之后不能复原，二次电池充电后能继续使用。 (2)一次电池(干电池)——锌锰干电池 电池反应 Zn＋2NH4Cl＋2MnO2===Zn(NH3)2Cl2＋2MnO(OH) 构造示意图　 工作原理 负极 锌筒 Zn－2e－===Zn2＋ 锌被氧化，逐渐消耗 正极 石墨棒 MnO2被还原 电解质 氯化铵 (3)二次电池(充电电池) ①铅蓄电池：PbO2＋Pb＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，常用于机动车辆。 负极材料是Pb，正极材料是PbO2，电解质溶液是H2SO4溶液。 ②镍氢电池：NiO(OH)＋MHNiO＋M＋H2O。 负极材料是贮氢合金(常用MH表示贮氢合金M中吸收结合的氢)，正极材料是泡沫氧化镍，电解质溶液是氢氧化钾溶液。 ③银锌纽扣电池Zn＋Ag2O＋H2OZn(OH)2＋2Ag。 锌作负极，Ag2O作正极，电解质溶液为氢氧化钾溶液。 ④锂离子电池是笔记本电脑、手机等数码产品中使用最为广泛的电池。 (4)燃料电池 ①燃料电池与火力发电相比，其燃料的利用率高、能量转化率高。与干电池或者蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂等。 ②氢氧燃料电池： 在负极上发生氧化反应的是H2，在正极上发生还原反应的是O2，产物是H2O。 以KOH溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池的电极反应如下： 负极：2H2 + 4OH- - 4e- = 4H2O (氧化反应)； 正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－(还原反应)； 电池反应：2H2＋O2===2H2O。 4．电能转化为化学能——电解 (1)电解池的概念：将电能转化为化学能的装置。通常条件下无法自发进行的化学反应可通过电解的方法实现。 (2)电解在物质制备中的应用 ①电解水制氢气和氧气 化学方程式为2H2O2H2↑＋O2↑。 ②电解饱和食盐水制备烧碱、氯气和氢气 化学方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。 ③电解制取金属 a．电解熔融的氧化铝制备铝 阴极反应式：Al3＋＋3e－===Al； 阳极反应式：2O2－－4e－===O2↑； 总反应式：2Al2O34Al＋3O2↑。 b．电解制备其他活泼金属 选择题每题只有一个选项符合题意。 1．下列有关能量转化的说法中正确的是(　　)。 A．水电站把机械能转化成电能，核电站把化学能转化成电能 B．化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来自太阳能 C．动物体内葡萄糖被氧化成CO2是热能转化成化学能的过程 D．植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转化成热能的过程 答案：B 解析：A项，核电站把核能转化成电能，核能不是化学能；B项，化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量最终来自太阳能；C项，葡萄糖氧化放出能量是化学能转化为热能；D项，绿色植物的光合作用是太阳能转化为化学能。 2．为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染，同时缓解能源危机，有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。下列说法正确的是(　　)。 A．H2O的分解反应是放热反应 B．氢能源已被普遍使用 C．2 mol H2O具有的总能量低于2 mol H2和1 mol O2的能量 D．氢气不易贮存和运输，无开发利用价值 答案：C 解析：2H2O2H2↑+O2↑是吸热反应，说明2 mol H2O的能量低于2 mol H2 和1 mol O2的能量。因由水制取H2耗能多且H2不易贮存和运输，所以氢能源利用并未普及，但发展前景广阔。 3．以下是几种化学键的键能： 化学键 N≡N F—F N—F 键能/(kJ·mol-1) 941.7 154.8 283.0 下列说法中正确的是(　　)。 A．过程N2(g)===2N(g)放出能量 B．过程N(g)+3F(g)===NF3(g)放出能量 C．反应N2(g)+3F2(g)===2NF3(g)的ΔH>0 D．NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成，仍可能发生化学反应 答案：B 解析：A项，N2(g)===2N(g)是断裂化学键的过程，需要吸收能量，A项错误。B项，N(g)+3F(g)===NF3(g)是形成化学键的过程，会释放能量，B项正确。C项，N2(g)+3F2(g)===2NF3(g)　ΔH=(941.7+3×154.8-2×3×283.0)kJ·mol-1=-291.9 kJ·mol-1，C项错误。D项，任何化学反应均有旧键的断裂和新键的形成，故D项错误。 4．在一定条件下，将3 mol A和1 mol B投入容积为2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g)。2 min末测得此时容器中C和D的浓度分别为0.2 mol·L-1和0.4 mol·L-1。下列叙述正确的是(　　)。 A．x=2 B．2 min时，B的浓度为0.4 mol·L-1 C．0~2 min内B的反应速率为0.2 mol·L-1·min-1 D．2 min时，A的物质的量为1.8 mol 答案：D 解析：2 min末测得此时容器中C和D的浓度为0.2 mol·L-1和0.4 mol·L-1，根据浓度的变化量之比等于相应的化学计量数之比可知x=1，A项错误；根据化学方程式可知消耗B应该是0.2 mol·L-1，则2 min时，B的浓度为-0.2 mol·L-1=0.3 mol·L-1，B项错误；0~2 min内B的反应速率为=0.1 mol·L-1·min-1，C项错误；根据化学方程式可知消耗A应该是0.6 mol·L-1，物质的量是1.2 mol，则此时A的物质的量为1.8 mol，D项正确。 5．下列关于化学反应速率的说法中，正确的是(　　)。 A．用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率 B．增加反应物的用量，一定会增大化学反应速率 C．光是影响某些化学反应速率的外界条件之一 D．对于任何化学反应，反应速率越大越好 答案：C 解析：常温下铁在浓硫酸中钝化，得不到氢气，A项错误；增加反应物的用量，不一定会增大化学反应速率，例如改变固体的质量，B项错误。 6．在2A(g)+3B(g)===2C(g)+D(g)的反应中，表示反应速率最大的是(　　)。 A．v(A)=0.5 mol·L-1·min-1 B．v(B)=0.6 mol·L-1·min-1 C．v(C)=0.35 mol·L-1·min-1 D．v(D)=0.4 mol·L-1·min-1 答案：D 解析：将用B、C、D物质表示的化学反应速率换算成用A物质表示，然后进行比较。B项，v(A)=v(B)=×0.6 mol·L-1·min-1=0.4 mol·L-1·min-1；C项，v(A)=v(C)=0.35 mol·L-1·min-1；D项，v(A)=2v(D)=2×0.4 mol·L-1·min-1=0.8 mol·L-1·min-1，通过数值大小比较知，D项反应速率最大。 7．常用的纽扣电池为银锌电池，它分别以锌和氧化银为电极。放电时锌极上的电极反应是Zn+2OH--2e- ===Zn(OH)2，氧化银极上的反应是Ag2O+H2O+2e-===2Ag+2OH-。下列判断中，正确的是(　　)。 A．锌是负极，发生氧化反应；氧化银是正极，发生还原反应 B．锌是正极，发生氧化反应；氧化银是负极，发生还原反应 C．锌是负极，发生还原反应；氧化银是正极，发生氧化反应 D．锌是正极，发生还原反应；氧化银是负极，发生氧化反应 答案：A 解析：放电时银锌电池是原电池。负极上Zn失电子，发生氧化反应；正极上是Ag2O得电子，发生还原反应。 8．CO分析仪以燃料电池为工作原理，其装置如图所示，该电池中电解质为氧化钇-氧化钠，其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动。下列说法错误的是(　　)。 A．负极的电极反应式为CO+O2--2e-===CO2 B．工作时电极b作正极，O2-由电极a流向电极b C．工作时电子由电极a通过传感器流向电极b D．传感器中通过的电流越大，尾气中CO的含量越高 答案：B 解析：a为负极，b为正极，b极的电极反应式为O2+4e-===2O2-，O2-从正极流向负极，并在负极发生反应CO+O2--2e-===CO2，A项正确，B项错误；电流越大，说明转移电子数目越多，参加反应的CO越多，D项正确。 9．如图为研究金属腐蚀的实验。下列相关说法中正确的是(　　)。 A．食盐水中有气泡逸出 B．铁表面的反应为Fe-3e-===Fe3+ C．红色首先在食盐水滴的中心出现 D．该实验研究的是金属的电化学腐蚀 答案：D 解析：由Fe、C与食盐水组成原电池形成的金属腐蚀是电化学腐蚀，D项正确；铁为负极，发生的反应为Fe-2e-===Fe2+，B项错误；正极为碳，电极反应为O2+4e-+2H2O===4OH-，即碳附近溶液显碱性，首先变红，C项错误；整个反应过程中没有气体生成，因此A项错误。 10．等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测得在不同时间(t)内产生气体体积(V)的变化情况如图，根据图示分析实验条件，下列说法中一定不正确的是(　　)。 组别 对应曲线 c(HCl)/mol·L-1 反应温度/℃ 铁的状态 1 a 30 粉末状 2 b 30 粉末状 3 c 2.5 块状 4 d 2.5 30 块状 A．第4组实验的反应最慢 B．第1组实验中盐酸的浓度可能大于2.5 mol·L-1 C．第2组实验中盐酸的浓度可能等于2.5 mol·L-1 D．第3组实验的反应温度低于30 ℃ 答案：D 解析：根据图像，第4组反应最慢，A项正确；采用控制变量法分析反应条件，第3、4组比较，第3组生成氢气的速率较大，所以反应温度高于30 ℃，D项错误；第1、2组与第4组相比较，由于铁的状态不同，使用粉末状铁反应速率大，不能判断其盐酸的浓度是否比第4组大，因此盐酸的浓度有可能大于、等于或小于2.5 mol·L-1，B、C两项正确。 11．化合物Bilirubin(胆红素)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 答案：B 解析：分析图像可知，在4~8 min时间段内反应物的浓度由20 μmol·L-1下降到10 μmol·L-1，浓度变化量为10 μmol·L-1，故反应速率为=2.5 μmol·L-1·min-1。随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，大致的变化规律是反应每进行4 min，反应物浓度就降低一半，所以当反应进行到16 min时，反应物的浓度降到大约2.5 μmol·L-1。 12．一定条件下，将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生NO2(g)红棕色+SO2(g)SO3(g)+ NO(g)无色的可逆反应，下列能说明反应达到平衡状态的是(　　)。 A．体系压强保持不变 B．混合气体颜色保持不变 C．SO3和NO的体积比保持不变 D．每消耗1 mol SO3的同时消耗1 mol NO 答案：B 解析：反应前后气体总物质的量不变，恒温恒容下，压强始终不变，A项错误；混合气体颜色保持不变，说明二氧化氮的浓度不变，反应达到平衡，B项正确；自反应开始，SO3和NO的体积比始终为1∶1，保持不变不能说明反应达到平衡，C项错误；每消耗1 mol SO3的同时消耗1 mol NO，方向相同，不能说明反应达到平衡，D项错误。 13．图像法是研究化学反应的一种常用方法。已知化学反应A2(g)+B2(g)===2AB(g)的能量变化曲线如图所示，则下列叙述中正确的是(　　)。 A．每生成2 mol AB(g)时吸收b kJ能量 B．该反应热ΔH=+(a-b) kJ·mol-1 C．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 D．断裂1 mol A—A键和1 mol B—B键时放出a kJ能量 答案：B 解析：依据图像分析，1 mol A2(g)与1 mol B2(g)反应生成2 mol AB(g)，吸收(a-b) kJ能量，A项错误；ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和，则该反应热ΔH=+(a-b) kJ·mol-1，B项正确；反应物的总能量低于生成物的总能量，C项错误；断裂化学键时要吸收能量，D项错误。 14．可逆反应NO2(g)红棕色NO(g)无色+O2(g)，在容积固定的密闭容器中达到平衡状态的标志是(　　)。 ①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2 ②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO ③用NO2、NO、O2表示的反应速率之比为2∶2∶1的状态 ④混合气体的颜色不再改变的状态 ⑤混合气体的密度不再改变的状态 ⑥混合气体的压强不再改变的状态 ⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 A．①④⑥⑦ B．②③⑤⑦ C．①③④⑤ D．①②③④⑤⑥⑦ 答案：A 解析：①中单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2，说明反应已达到平衡状态。②单位时间内生成n mol O2必生成2n mol NO，不能说明反应达到平衡状态。③中无论达到平衡与否，用各物质表示的化学反应速率之比都等于化学计量数之比。④混合气体的颜色不变，则表示NO2的浓度不再变化，说明反应已达到平衡状态。⑤气体体积固定、反应前后质量守恒，密度始终不变。⑥反应后气体的物质的量增大，压强不变，意味着各物质的含量不再变化，说明已达到平衡状态。⑦由于气体的质量不变，气体的平均相对分子质量不变时，说明气体中各物质的物质的量不变，说明反应已达到平衡状态。 15．如图所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相同的空心铜球和空心铁球，调节杠杆使其在水中保持平衡，然后小心地向烧杯中央滴入浓CuSO4溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是(　　)。 A．杠杆为导体或绝缘体时，均为A端高B端低 B．杠杆为导体或绝缘体时，均为A端低B端高 C．当杠杆为绝缘体时，A端低B端高；为导体时，A端高B端低 D．当杠杆为绝缘体时，A端高B端低；为导体时，A端低B端高 答案：D 解析：根据题意，若杠杆为绝缘体，滴入浓CuSO4溶液后，Cu在铁球表面析出，铁球质量增大，B端下沉；若杠杆为导体，滴入浓CuSO4溶液后，形成原电池，Cu在铜球表面析出，Fe部分溶解，A端下沉。 16．(1)下列反应中，属于放热反应的是　　　　，属于吸热反应的是　　　　。  ①煅烧石灰石　②木炭燃烧　③炸药爆炸　④酸碱中和反应　⑤生石灰与水作用制熟石灰　⑥食物因氧化而腐败 (2)用铜、银与硝酸银溶液设计一个原电池，此电池的负极是　　，负极的电极反应式是　　　　　　　　　。  (3)用锌片、铜片连接后浸入稀硫酸中，形成了原电池，工作一段时间，锌片的质量减小了3.25 g，铜表面析出了氢气　　　　 L(标准状况)，导线中通过　　　　 mol电子。  (4)如图1所示是NO2与CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2与CO反应的热化学方程式： 　　　　　　　　　　　　　。  图1 图2 (5)化学反应的反应热与反应物和生成物的键能有关。 ①已知：H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-184.5 kJ·mol-1 请填空： 共价键 H—H Cl—Cl H—Cl 键能/(kJ·mol-1) 436.4 242.7 ②图2中表示氧族元素中氧、硫、硒、碲生成氢化物时的反应热数据，根据反应热数据可确定a、b、c、d分别代表哪种氢化物，试写出硒与氢气发生反应生成硒化氢的热化学方程式： 　　　　　 　　　　。  (6)氢气是一种高效、清洁的能源。可以用电解水法制备氢气，电解反应方程式为　　　　　　　　　　　，能量转化形式为　　　　　　　　。  答案：(1)②③④⑤⑥　① (2)铜　Cu-2e-===Cu2+ (3)1.12　0.1 (4)NO2(g)+CO(g)===NO(g)+CO2(g)　ΔH=-234 kJ·mol-1 (5)①431.8　②Se(s)+H2(g)===H2Se(g) ΔH=81 kJ·mol-1 (6)2H2O2H2↑+O2↑　电能转化为化学能 解析：(4)根据NO2与CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图可知，反应物能量高于生成物能量，反应是放热反应，ΔH=E1-E2=134 kJ·mol-1-368 kJ·mol-1=-234 kJ·mol-1，所以NO2与CO反应的热化学方程式为NO2(g)+CO(g)===NO(g)+CO2(g)　ΔH=-234 kJ·mol-1。 (5)①ΔH=436.4 kJ·mol-1+242.7 kJ·mol-1-2E(H—Cl)=-184.5 kJ·mol-1，解得：E(H—Cl)=431.8 kJ·mol-1。 ②根据元素周期律，同一主族元素非金属性越强，其气态氢化物越稳定，而能量越低越稳定，所以a、b、c、d依次为H2Te、H2Se、H2S、H2O；b为硒化氢的生成热数据，则硒与氢气发生反应生成硒化氢的热化学方程式为Se(s)+H2(g)===H2Se(g) ΔH=81 kJ·mol-1。 17．Ⅰ.化学反应中的反应热(ΔH)与反应物和生成物的键能(E)有关。下表给出了一些化学键的键能： 化学键 H—H N≡N OO O—H N—H 键能/(kJ·mol-1) 436.4 941.7 500 462.8 a 已知工业合成氨：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH=-92.4 kJ·mol-1，请回答下列问题： (1)表中a=　　　　。  (2)1 mol N2与3 mol H2充分反应，放出的热量　　　(填“>”“<”或“=”)92.4 kJ。  Ⅱ.随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视，如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起了普遍的重视。 (3)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。下图表示该反应进行过程中能量的变化，该反应是　　　　(填“吸热”或“放热”)反应。  (4)下列各项中，能说明CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)已达到平衡的是　　　　。  A．恒温、恒容条件下，容器内的压强不发生变化 B．一定条件下，CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等 C．一定条件下，单位时间内消耗1 mol CO2，同时生成1 mol CH3OH D．一定条件下，H2O(g)的浓度保持不变 答案：(1)390.55 (2)< (3)放热 (4)ABD 解析：(1)根据ΔH=反应物的化学键断裂吸收的能量-生成物的化学键形成释放的能量可知436.4 kJ·mol-1×3+941.7 kJ·mol-1-2×3×a kJ·mol-1=-92.4 kJ·mol-1，解得a=390.55。 (2)由于合成氨的反应是可逆反应，1 mol N2与3 mol H2充分反应不能生成2 mol氨气，因此放出的热量<92.4 kJ。 (3)根据图像可知反应物总能量高于生成物总能量，因此该反应是放热反应。 (4)正反应气体物质的量减小，恒温、恒容条件下，容器内的压强不发生变化说明反应达到平衡状态，A项正确；一定条件下，CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等，即正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，B项正确；一定条件下，单位时间内消耗1 mol CO2，同时生成1 mol CH3OH均表示正反应速率，不能说明反应达到平衡状态，C项错误；一定条件下，H2O(g)的浓度保持不变说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，D项正确。 18．一定温度下，某容积为2 L的密闭容器内，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： (1)该反应的化学方程式是　　　 　　　　。  (2)在图上所示的三个时刻中，　　　　(填“t1”“t2”或“t3”) min时刻处于平衡状态，此时v正　　(填“>”“<”或“=”)v逆；0~t2时间段内v(N)=　 　 　 　 　 　 　。  (3)已知M、N均为气体，若反应容器的容积不变，则压强不再改变　　　　(填“能”或“不能”)作为该反应已达到平衡状态的判断依据。  (4)已知M、N均为气体，则下列措施能增大反应速率的是　　　　。  A．升高温度 B．降低压强 C．减小N的浓度 D．将反应容器容积缩小 答案：(1)2NM (2)t3= mol·L-1·min-1 (3)能　(4)AD 解析：(1)由图知，N不断减少，M不断增加，N是反应物，M是生成物，当反应进行到t3时，各种物质都存在，物质的量不变，反应达到平衡状态。在相同的时间内，N减少6 mol，M增加3 mol，两者的物质的量的比是6∶3=2∶1，故反应的化学方程式是2NM。 (2)t3时刻处于平衡状态，此时v正=v逆。0~t2 min时间段内， v(N)= = mol·L-1·min-1。 (3)已知M、N均为气体，若反应容器的容积不变，由于该反应是反应前后气体物质的量改变的反应，则“压强不再改变”能作为该反应已达到平衡状态的判断依据。 (4)A项，升高温度，化学反应速率增大；B项，降低压强，物质的浓度减小，反应速率减小；C项，减小N的浓度，反应速率减小；D项，将反应容器容积缩小，物质的浓度增大，反应速率增大。 19．某种燃料电池的工作原理示意图如图所示，a、b均为惰性电极。 (1)使用时，空气从　　　　(填“A”或“B”)口通入。  (2)假设使用的“燃料”是甲醇(CH3OH)，总反应式为2CH3OH+4OH-+3O2===2CO+6H2O，则A口通入的气体为　　　　　(填名称)。  (3)b极反应式为　　　　　　　　　　　。  (4)当电路中通过0.3 mol电子时，消耗甲醇的质量为　　　　 g。  答案：(1)B (2)甲醇 (3)O2+2H2O+4e-===4OH- (4)1.6 解析：由电子流动方向可知a为负极，b为正极，空气应从B口通入，甲醇从A口通入。 1 / 21 学科网（北京）股份有 $$ 专题06 化学反应与能量变化 ◆考点01 化学反应速率及其影响因素 1．化学反应速率的表示方法 (1)化学反应的________通常用化学反应速率来定量表示。可用单位时间内反应物浓度的________或生成物浓度的________来表示。 (2)表达式：v＝或v＝。 其中：Δc为________________，一般以________为单位，Δn为________________，单位是________；Δt为时间，单位常用________________表示。 (3)常用单位：________________________。 (4)化学反应速率的意义 ①在同一时间内的同一个化学反应里，虽然用不同物质表示的化学反应速率不一定相同，但它们表示的意义________，即一种物质的化学反应速率就代表了________化学反应的反应速率。 ②对于一个具体的化学反应，反应物和生成物的物质的量的变化是按化学方程式中化学计量数之比进行的，所以化学反应中各物质的反应速率之比________化学方程式中各物质的化学计量数之比。 对于反应aA＋bB=cC＋dD(A、B、C、D均不是固体或纯液体)，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝Δn(A)∶Δn(B)∶ Δn(C)∶Δn(D)＝Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)∶Δc(D)＝________。 【易错提醒】 (1)Δt表示某一时间段，故化学反应速率是平均速率，而非瞬时速率。 (2)表示化学反应速率时，必须指明具体的物质，因为同一化学反应，用不同的物质表示反应速率，其数值可能不同。例如，化学反应N2＋3H22NH3，用H2表示该反应的反应速率时写成v(H2)。 (3)对于有固体或纯液体参加的反应，由于固体或纯液体的浓度为一常数，即Δc＝0(无意义)，所以不用固体或纯液体表示反应速率。 2．有关化学反应速率的简单计算 (1)计算依据：v＝________或v＝________ (2)用“三段式”进行化学反应速率的计算 设a mol·L－1、b mol·L－1分别为A、B两物质的起始浓度，mx mol·L－1为反应物A的转化浓度，nx mol·L－1为B的转化浓度，则： 　　　　　　 mA(g)＋nB(g) = pC(g)＋qD(g) 起始浓度/mol·L－1　 a　　　　b 　　 0　　　0 转化浓度/mol·L－1 mx nx ______ ______ 某时刻浓度/mol·L－1 ______ ______ _____ ______ 【易错提醒】 (1)“三段式”中所有数据统一单位。 (2)变化量之比等于化学计量数之比。 (3)变化量可设为化学计量数的倍数，便于计算。 3．影响化学反应速率的因素 (1)自身性质——内因 决定化学反应速率的主要原因是________________。例如：形状和大小相同的Mg、Zn分别与等浓度的盐酸反应时，Mg反应更剧烈，因为镁的活泼性________锌。 (2)影响化学反应速率的外界因素 (其他条件不变，只改变一个条件) ①反应物的浓度越大，反应速率________。 ②对于有气体参加的反应，反应体系的压强越大，反应速率________。 ③反应的温度越高，反应速率________。 ④使用适当的催化剂能显著地________化学反应速率。 ⑤增大固体反应物的接触面积：固体颗粒越小，其单位质量的表面积________，与其他反应物的接触面积________，化学反应速率________。 ⑥反应物状态：一般来说，配成溶液或反应物是气体，都能________反应物之间的接触面积，有利于________反应速率。 ⑦光照等条件对一些化学反应的速率也有一定影响。 【易错提醒】 (1)压强对化学反应速率的影响实质是通过改变浓度对化学反应速率的影响实现的。 (2)由于固体或液体的体积受压强的影响很小，所以压强只影响有气体参加的化学反应的反应速率。 (3)改变压强必须引起反应物或生成物的浓度改变才能改变化学反应速率，否则，化学反应速率不变。 (4)压强改变的常见方式 ①恒温恒容：充入稀有气体→容器压强增大→各反应物的浓度不变→化学反应速率不变。 ②恒温恒压：充入稀有气体→容器体积增大→各反应物的浓度减小→化学反应速率减小。 ③恒温：缩小容器体积→容器压强增大→反应物浓度增大→化学反应速率增大。 ④恒温恒容：充入一种反应物→增大反应物浓度→化学反应速率增大。 4．调控化学反应速率的方法——控制变量法 (1)变量控制法 将多个因素问题拆解为多个________问题分别开展研究，再进行综合分析，得出最后结论，这种方法称为变量控制法。 (2)调控化学反应速率的方法 在分析影响H2O2分解反应速率的因素的实验中，影响反应速率（因变量）的因素有________、________、________等。 探究催化剂对H2O2分解反应速率的影响，自变量是________；探究温度对H2O2分解反应速率的影响，自变量是________；探究浓度对H2O2分解反应速率的影响，自变量是________。 ◆考点02 化学反应的限度 化学平衡状态 1．可逆反应和化学反应的限度 (1)可逆反应 ①概念：在同一条件下，既能向________方向又能向________方向进行的化学反应。 ②特征： a．________和________同时进行。 b．________和________同时存在。 c．反应________完全进行到底。 ③表示：在可逆反应的化学方程式中，用“________”号代替“===”号。 (2)化学反应的限度 可逆反应中，反应物________完全转化为生成物，有一定的限度。 【易错提醒】 (1)化学反应的限度是在给定的条件下，可逆反应所能达到或完成的最大程度。化学反应的限度的意义在于决定了反应物在该条件下的最大转化率。 (2)不同的可逆反应在给定条件下的化学反应的限度不同；同一可逆反应在不同条件(如温度、浓度、压强等)下，其反应的限度不同。 2．化学平衡状态 (1)概念：在一定条件下，________反应进行到一定程度时，________________________相等，________________________不再发生变化，这种状态称为化学平衡状态。 (2)特征： ①逆：只有________反应才能在一定条件下建立化学平衡状态。 ②等：反应达到平衡时，v正________v逆。 ③动：化学平衡状态是一种________平衡。达到平衡状态时，正反应和逆反应都依然在进行。 ④定：达到平衡状态时，反应混合物的组成________。 ⑤变：当反应条件发生改变时，原有的平衡状态打破，一段时间后反应会达到新的________。 ◆考点03 化学反应中的热 1．放热反应和吸热反应 (1)概念：把________热的化学反应称为放热反应，把________热的化学反应称为吸热反应。 (2)常见的放热反应和吸热反应 ①常见的放热反应 a．所有的________反应：剧烈的发光、发热的化学反应。如：木炭、H2、CH4等在氧气中的燃烧，H2在Cl2中的燃烧。 b．________反应：H＋＋OH－===H2O。 c．大多数的________反应，例外：C＋CO22CO(吸热反应)。 d．铝热反应：如________________________________。 e．活泼金属与酸或H2O放出氢气的反应：如Mg＋2H＋===________________。 f．物质的缓慢氧化。 ②常见的吸热反应 a．铵盐与碱的反应：如2NH4Cl+Ca(OH)2________________________________。 b．大多数的分解反应：如________________________________。 c．CO2+C________________、________________________________（制取水煤气）； d．以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应：如CO＋CuO________________________。 e．需要________加热的反应。 【易错提醒】 (1)放热反应不一定容易发生，如合成氨反应需要在高温、高压和催化剂作用下才能发生；吸热反应不一定难发生，如Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应在常温下就能发生。 (2)需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如硫与铁的反应；吸热反应不一定需要加热，如Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应。 (3)放热过程不一定是放热反应，如NaOH固体的溶解和浓硫酸的稀释是放热过程，但不是放热反应；吸热过程不一定是吸热反应，如升华、蒸发等过程是吸热过程，但不是吸热反应。 2．热化学方程式 (1)概念：定量表示一个特定的化学反应中________或________热的化学方程式。 (2)意义：不仅表明了化学反应中的________变化，也表明了化学反应中的能量变化。 (3)热化学方程式的书写 ①热化学方程式中要标明所有物质的状态，用______、______、______分别代表气态、液态、固态。 ②反应放出或吸收的热用________表示，负值表示在该条件下反应________，正值表示在该条件下反应________ (正号常省略)。 ③ΔH的单位是________。 ④热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数，只表示____________。 【易错提醒】 正确书写热化学方程式，除了遵循书写化学方程式的要求外，还要注意以下几点： (1)需注明ΔH的符号和单位 若为放热反应，ΔH为“－”；若为吸热反应，ΔH为“＋”(“＋”常省略)。ΔH的单位一般为kJ·mol－1。 (2)需注明物质的聚集状态 反应物和生成物的状态不同，反应热ΔH不同，因此，必须注明物质的聚集状态。气、液、固、溶液分别注“g”、“l”、“s”、“aq”。热化学方程式中，可以不标明反应条件。 (3)需注意ΔH的数值与化学计量数相对应 由于ΔH与反应已完成的各物质的物质的量有关，所以热化学方程式中的化学计量数与ΔH的值相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也加倍。例如： CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH ＝－890 kJ·mol－1 CH4(g)＋O2(g)=CO2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－445 kJ·mol－1 (4)热化学方程式中各物质的化学计量数可以是整数，也可以是分数，但必须是最简整数或最简分数。 (5)需注意可逆反应的ΔH含义 不论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热ΔH表示反应进行到底(完全转化)时的能量变化。 例如：N2 (g) ＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1是指1 mol N2(g)和3 mol H2(g)完全转化为2 mol NH3(g)时放出的热量为92.4 kJ。 3．化学反应中的能量变化的原因 (1)化学反应的能量变化与物质内部能量的关系 化学反应的过程可看作“储存”在物质内部的能量(________能)转化为热能、电能或光能等形式释放出来，或者是热能、电能或光能等转化为物质内部的能量(________能)被“储存”起来的过程。 图Ⅰ中反应物的总能量________生成物的总能量，反应________能量；图Ⅱ中反应物的总能量________生成物的总能量，反应________能量。 (2) 化学反应中能量变化的本质原因 物质发生化学反应时，断开化学键时需要________能量，形成化学键时需要________能量。 化学反应中的能量变化如图所示： ①若E1>E2，表示断开化学键所吸收的能量大于形成化学键所放出的能量，反应过程________能量。 ②若E1<E2，表示断开化学键所吸收的能量小于形成化学键所放出的能量，反应过程________能量 (3)利用键能估算化学反应的反应热 ①共价键的键能是指________________________________________________，共价键的键能越大，共价键越________。 如：H-H的键能为436.4kJ·mol-1，则H2(g)===2H(g)，ΔH＝________kJ·mol－1。 ②利用键能估算化学反应的反应热 ΔH＝________________________________________________________________ 【易错提醒】 (1)键能：在标准状况下，将1 mol气体分子AB(g)解离为气体原子A(g)、B(g)所需的能量，用符号E表示，单位为kJ·mol－1。 (2)物质所含能量越低，物质越稳定，键能越大，断裂其化学键所需能量越高，而形成其化学键所释放的能量也越多，反之亦然。 (3)ΔH＝E反应物的键能之和－E生成物的键能之和。 4．燃料燃烧释放的能量 (1)燃料的热值 (1)热值是指一定条件下________的可燃物________所放出的热。热值的单位是________。常见的燃料中，热值最大的是________，其次是________，较小的是________________。 (2)化石燃料燃烧对环境的影响 ①煤等化石燃料燃烧常伴随着________________________________等有害物质的排放。 ②________________________能导致酸雨。 ③燃料燃烧过程中，一般只有_______可以实现有效转化，其他部分则转化为废气排出或损耗掉，燃料使用效率不高。 (3)解决化石燃料对环境影响的方法 ①减少作为燃料的________________的开采。 ②利用化学方法将化石燃料转化为________________。 ③开发优质的新能源，氢能、水能、太阳能、风能等都是更________、更________的能源。 ◆考点04 化学能与电能的转化 1．原电池的工作原理 (1)原电池的概念 将________转化成________的装置称为原电池，在原电池中发生的化学反应是____________反应。 (2)工作原理：以Zn－H2SO4－Cu原电池为例 电极材料 锌 铜 电极名称 电极反应 反应类型 ________反应 ________反应 外电路电子流向 由_____片（____极）沿导线流向____片（_____极） 内电路离子移向 溶液中______向正极移动，在铜片上被还原为_____；溶液中________向负极移动。 原电池总反应 (3)能量转化过程： 原电池在工作时，_____极失去电子，电子通过导线流向_____极，溶液中氧化性物质________此电子，发生________反应，这样氧化反应和还原反应不断发生，______极不断地失电子，失去的电子不断地通过导线流向_____极，被氧化性物质得到，闭合回路中不断有________产生，也就形成了电流，________能转变为_______能。 (4)原电池的形成条件 ①两个________不同的电极。 ②________溶液。 ③电极、导线和电解质溶液形成____________。 ④自发进行的___________反应。 【易错提醒】 原电池中“电子不下水，离子不上岸”，即电子只能沿导线移动，离子只能在溶液中移动。 2．原电池原理的应用 (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________。 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)：________________________ (________反应) 正极(C)：________________________ (________反应) (4)钢铁的电化学腐蚀原理 ①电解质溶液： 在潮湿的空气里，钢铁表面吸附了一薄层水膜，水膜里含有少量_______、_______和_______等。 ②电极： 钢铁里的铁和少量碳形成了无数微小的________，其中，负极为______，正极为______。 ③电极反应式： ①负极________________________，②正极________________________。 (4)铁锈的形成： ①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 ②________________________________ ③Fe(OH)3脱水：铁锈主要成分____________。 3．化学电源 (1)化学电源 ①利用原电池原理，将________直接转化为________。化学电源的能量转化率比燃料燃烧________。 ②化学电源有________电池、________电池和________电池等。________电池用过之后不能复原，________电池充电后能继续使用。 (2)一次电池(干电池)——锌锰干电池 电池反应 Zn＋2NH4Cl＋2MnO2===Zn(NH3)2Cl2＋2MnO(OH) 构造示意图　 工作原理 负极 Zn－2e－===Zn2＋ 锌被________，逐渐消耗 正极 ________被还原 电解质 氯化铵 (3)二次电池(充电电池) ①铅蓄电池：PbO2＋Pb＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，常用于机动车辆。 负极材料是________，正极材料是________，电解质溶液是_____________。 ②镍氢电池：NiO(OH)＋MHNiO＋M＋H2O。 负极材料是________ ____(常用MH表示贮氢合金M中吸收结合的氢)，正极材料是泡沫氧化镍，电解质溶液是________________。 ③银锌纽扣电池Zn＋Ag2O＋H2OZn(OH)2＋2Ag。 ________作负极，________作正极，电解质溶液为________________。 ④锂离子电池是笔记本电脑、手机等数码产品中使用最为广泛的电池。 (4)燃料电池 ①燃料电池与火力发电相比，其燃料的利用率_______、能量转化率_______。与干电池或者蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂等。 ②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________。 以KOH溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池的电极反应如下： 负极：________________________________ (________反应)； 正极：________________________________ (________反应)； 电池反应：________________________________。 4．电能转化为化学能——电解 (1)电解池的概念：将________能转化为________能的装置。通常条件下无法自发进行的化学反应可通过________的方法实现。 (2)电解在物质制备中的应用 ①电解水制氢气和氧气 化学方程式为________________________________________。 ②电解饱和食盐水制备烧碱、氯气和氢气 化学方程式为________________________________________。 ③电解制取金属 a．电解熔融的氧化铝制备铝 阴极反应式：________________________； 阳极反应式：________________________； 总反应式：________________________。 b．电解制备其他活泼金属 选择题每题只有一个选项符合题意。 1．下列有关能量转化的说法中正确的是(　　)。 A．水电站把机械能转化成电能，核电站把化学能转化成电能 B．化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来自太阳能 C．动物体内葡萄糖被氧化成CO2是热能转化成化学能的过程 D．植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转化成热能的过程 2．为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染，同时缓解能源危机，有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。下列说法正确的是(　　)。 A．H2O的分解反应是放热反应 B．氢能源已被普遍使用 C．2 mol H2O具有的总能量低于2 mol H2和1 mol O2的能量 D．氢气不易贮存和运输，无开发利用价值 3．以下是几种化学键的键能： 化学键 N≡N F—F N—F 键能/(kJ·mol-1) 941.7 154.8 283.0 下列说法中正确的是(　　)。 A．过程N2(g)===2N(g)放出能量 B．过程N(g)+3F(g)===NF3(g)放出能量 C．反应N2(g)+3F2(g)===2NF3(g)的ΔH>0 D．NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成，仍可能发生化学反应 4．在一定条件下，将3 mol A和1 mol B投入容积为2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g)。2 min末测得此时容器中C和D的浓度分别为0.2 mol·L-1和0.4 mol·L-1。下列叙述正确的是(　　)。 A．x=2 B．2 min时，B的浓度为0.4 mol·L-1 C．0~2 min内B的反应速率为0.2 mol·L-1·min-1 D．2 min时，A的物质的量为1.8 mol 5．下列关于化学反应速率的说法中，正确的是(　　)。 A．用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率 B．增加反应物的用量，一定会增大化学反应速率 C．光是影响某些化学反应速率的外界条件之一 D．对于任何化学反应，反应速率越大越好 6．在2A(g)+3B(g)===2C(g)+D(g)的反应中，表示反应速率最大的是(　　)。 A．v(A)=0.5 mol·L-1·min-1 B．v(B)=0.6 mol·L-1·min-1 C．v(C)=0.35 mol·L-1·min-1 D．v(D)=0.4 mol·L-1·min-1 7．常用的纽扣电池为银锌电池，它分别以锌和氧化银为电极。放电时锌极上的电极反应是Zn+2OH--2e- ===Zn(OH)2，氧化银极上的反应是Ag2O+H2O+2e-===2Ag+2OH-。下列判断中，正确的是(　　)。 A．锌是负极，发生氧化反应；氧化银是正极，发生还原反应 B．锌是正极，发生氧化反应；氧化银是负极，发生还原反应 C．锌是负极，发生还原反应；氧化银是正极，发生氧化反应 D．锌是正极，发生还原反应；氧化银是负极，发生氧化反应 8．CO分析仪以燃料电池为工作原理，其装置如图所示，该电池中电解质为氧化钇-氧化钠，其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动。下列说法错误的是(　　)。 A．负极的电极反应式为CO+O2--2e-===CO2 B．工作时电极b作正极，O2-由电极a流向电极b C．工作时电子由电极a通过传感器流向电极b D．传感器中通过的电流越大，尾气中CO的含量越高 9．如图为研究金属腐蚀的实验。下列相关说法中正确的是(　　)。 A．食盐水中有气泡逸出 B．铁表面的反应为Fe-3e-===Fe3+ C．红色首先在食盐水滴的中心出现 D．该实验研究的是金属的电化学腐蚀 10．等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测得在不同时间(t)内产生气体体积(V)的变化情况如图，根据图示分析实验条件，下列说法中一定不正确的是(　　)。 组别 对应曲线 c(HCl)/mol·L-1 反应温度/℃ 铁的状态 1 a 30 粉末状 2 b 30 粉末状 3 c 2.5 块状 4 d 2.5 30 块状 A．第4组实验的反应最慢 B．第1组实验中盐酸的浓度可能大于2.5 mol·L-1 C．第2组实验中盐酸的浓度可能等于2.5 mol·L-1 D．第3组实验的反应温度低于30 ℃ 11．化合物Bilirubin(胆红素)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 12．一定条件下，将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生NO2(g)红棕色+SO2(g)SO3(g)+ NO(g)无色的可逆反应，下列能说明反应达到平衡状态的是(　　)。 A．体系压强保持不变 B．混合气体颜色保持不变 C．SO3和NO的体积比保持不变 D．每消耗1 mol SO3的同时消耗1 mol NO 13．图像法是研究化学反应的一种常用方法。已知化学反应A2(g)+B2(g)===2AB(g)的能量变化曲线如图所示，则下列叙述中正确的是(　　)。 A．每生成2 mol AB(g)时吸收b kJ能量 B．该反应热ΔH=+(a-b) kJ·mol-1 C．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 D．断裂1 mol A—A键和1 mol B—B键时放出a kJ能量 14．可逆反应NO2(g)红棕色NO(g)无色+O2(g)，在容积固定的密闭容器中达到平衡状态的标志是(　　)。 ①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2 ②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO ③用NO2、NO、O2表示的反应速率之比为2∶2∶1的状态 ④混合气体的颜色不再改变的状态 ⑤混合气体的密度不再改变的状态 ⑥混合气体的压强不再改变的状态 ⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 A．①④⑥⑦ B．②③⑤⑦ C．①③④⑤ D．①②③④⑤⑥⑦ 15．如图所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相同的空心铜球和空心铁球，调节杠杆使其在水中保持平衡，然后小心地向烧杯中央滴入浓CuSO4溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是(　　)。 A．杠杆为导体或绝缘体时，均为A端高B端低 B．杠杆为导体或绝缘体时，均为A端低B端高 C．当杠杆为绝缘体时，A端低B端高；为导体时，A端高B端低 D．当杠杆为绝缘体时，A端高B端低；为导体时，A端低B端高 16．(1)下列反应中，属于放热反应的是，属于吸热反应的是。  ①煅烧石灰石　②木炭燃烧　③炸药爆炸　④酸碱中和反应　⑤生石灰与水作用制熟石灰　⑥食物因氧化而腐败 (2)用铜、银与硝酸银溶液设计一个原电池，此电池的负极是_______，负极的电极反应式是______________________。  (3)用锌片、铜片连接后浸入稀硫酸中，形成了原电池，工作一段时间，锌片的质量减小了3.25 g，铜表面析出了氢气________L(标准状况)，导线中通过________mol电子。  (4)如图1所示是NO2与CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2与CO反应的热化学方程式：________________________________________________。  图1 图2 (5)化学反应的反应热与反应物和生成物的键能有关。 ①已知：H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-184.5 kJ·mol-1 请填空： 共价键 H—H Cl—Cl H—Cl 键能/(kJ·mol-1) 436.4 242.7 ②图2中表示氧族元素中氧、硫、硒、碲生成氢化物时的反应热数据，根据反应热数据可确定a、b、c、d分别代表哪种氢化物，试写出硒与氢气发生反应生成硒化氢的热化学方程式： __________________________________________________。  (6)氢气是一种高效、清洁的能源。可以用电解水法制备氢气，电解反应方程式为______________________，能量转化形式为___________________________。  17．Ⅰ.化学反应中的反应热(ΔH)与反应物和生成物的键能(E)有关。下表给出了一些化学键的键能： 化学键 H—H N≡N OO O—H N—H 键能/(kJ·mol-1) 436.4 941.7 500 462.8 a 已知工业合成氨：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH=-92.4 kJ·mol-1，请回答下列问题： (1)表中a=____________。  (2)1 mol N2与3 mol H2充分反应，放出的热量_________(填“>”“<”或“=”)92.4 kJ。  Ⅱ.随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视，如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起了普遍的重视。 (3)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。下图表示该反应进行过程中能量的变化，该反应是(填“吸热”或“放热”)反应。  (4)下列各项中，能说明CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)已达到平衡的是___________。  A．恒温、恒容条件下，容器内的压强不发生变化 B．一定条件下，CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等 C．一定条件下，单位时间内消耗1 mol CO2，同时生成1 mol CH3OH D．一定条件下，H2O(g)的浓度保持不变 18．一定温度下，某容积为2 L的密闭容器内，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： (1)该反应的化学方程式是___________________________。  (2)在图上所示的三个时刻中，___________(填“t1”“t2”或“t3”) min时刻处于平衡状态，此时v正_______(填“>”“<”或“=”)v逆；0~t2时间段内v(N)=___________________。  (3)已知M、N均为气体，若反应容器的容积不变，则压强不再改变____________(填“能”或“不能”)作为该反应已达到平衡状态的判断依据。  (4)已知M、N均为气体，则下列措施能增大反应速率的是________________。  A．升高温度 B．降低压强 C．减小N的浓度 D．将反应容器容积缩小 19．某种燃料电池的工作原理示意图如图所示，a、b均为惰性电极。 (1)使用时，空气从_________(填“A”或“B”)口通入。  (2)假设使用的“燃料”是甲醇(CH3OH)，总反应式为2CH3OH+4OH-+3O2===2CO+6H2O，则A口通入的气体为_____________(填名称)。  (3)b极反应式为______________________________。  (4)当电路中通过0.3 mol电子时，消耗甲醇的质量为 ___________ g。  1 / 21 学科网（北京）股份有 学科网（北京）股份有限公司 $$