专题02 化学键　化学反应规律-【暑假自学课】2025年新高二化学暑假提升精品讲义（鲁科版2019）

专题02 化学键　化学反应规律 内容导航 考点聚焦：紧扣考试命题常考点，有的放矢 重点速记：知识点和关键点梳理，查漏补缺 难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升 复习提升：基础巩固+提升专练，全面突破 1.了解离子键和离子化合物的概念，会判断离子化合物。 2.会用电子式表示常见离子化合物、共价化合物的形成过程。 3.了解共价键、极性键、非极性键的概念。 4.会判断离子化合物、共价化合物。 5.理解化学键的概念及化学反应的本质。 6.了解化学能与热能的转化，认识吸热反应和放热反应。 7.会用化学键解释化学反应中能量变化的原因。 8.了解构成原电池的条件。 9.理解原电池的概念及工作原理，能正确判断原电池的正、负极。 10.了解原电池工作原理及其应用。 11.掌握干电池、充电电池、燃料电池等化学电池的特点。 12.掌握化学电池的工作原理及电极反应式的书写。 13.了解化学反应速率的概念和表示方法，并能进行简单计算。 14.理解影响化学反应速率的因素及规律，并能合理解释生产、生活中的相关化学现象。 15.理解化学平衡状态的特征及标志，知道改变条件化学平衡会发生改变。 16.了解控制反应条件在生产、生活和科学研究中的作用。 17.学会运用变量控制的方法研究影响化学反应速率的因素。 18.掌握解答化学反应速率和平衡状态的图像题的方法技巧。 一、化学键的分类 1．化学键的概念：使离子相结合或原子相结合的 。根据成键粒子和粒子间的相互作用，可分为 键和 键。 2.离子键、共价键、金属键 （1）概念 ①离子键：带相反电荷离子之间的 。 ②共价键：原子间通过 所形成的强烈相互作用。 ③金属键：金属阳离子、自由电子所形成的强烈相互作用。 （2）对比 离子键 共价键 成键粒子 成键实质 阴、阳离子的 共用电子对与成键原子间的 作用 方向性与饱和性　 方向性；无饱和性 方向性； 饱和性 形成条件 通常活泼 与活泼 经电子得失，形成离子键；铵根离子与酸根离子之间形成离子键 元素原子之间成非极性键 元素原子之间成极性键 形成的物质　 离子化合物如NaCl、KCl、MgCl2、CaCl2、ZnSO4、NaOH等 非金属单质如H2、Cl2、N2(稀有气体除外)；某些共价化合物(如H2O2)或离子化合物(如Na2O2) 共价化合物如HCl、CO2、CH4或离子化合物如NaOH、NH4Cl 3．化学键类型的判断 物质类别 含化学键情况 非金属单质，如Cl2、N2、I2、P4、金刚石等 只有 非金属元素构成的化合物，如H2SO4、CO2、NH3、HCl、CCl4、CS2等 活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如NaCl、CaCl2、K2O等 只有 含有原子团的离子化合物，如Na2SO4、Ba(OH)2、NH4Cl、Na2O2等 既有 键又有 键 稀有气体，如Ne、Ar等 没有 键 二、电子式 1.概念：在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的 的式子。 2.电子式的书写 粒子的种类 电子式的表示方法 注意事项 举例 原子 元素符号周围标有价电子 价电子少于4时以 电子分布，多于4时多出部分以 分布 阳离子 单核 离子符号 右上方标明电荷 Na＋ 多核 元素符号紧邻铺开，周围标清电子分布 用“[　]”，并标明电荷 阴离子 单核 元素符号周围合理分布价电子及所得电子 用“[　]”，右上方标明电荷 多核 元素符号紧邻铺开，合理分布价电子及所得电子 相同原子不得加和，用“[　]”，右上方标明电荷 单质 及化 合物 离子化合 物 用阳离子电子式和阴离子电子式组成 同性不相邻，离子合理分布 单质及共 价化合物 各原子紧邻铺开，标明价电子及成键电子情况 原子不加和，无“[　]”，不标明电荷 3.用电子式表示化合物的形成过程 ①离子化合物：左边是 的电子式，右边是 的电子式，中间用“―→”连接，相同的原子或离子不合并。如NaCl：。 ②共价化合物：左边是 的电子式，右边是 的电子式，中间用“―→”连接。 如HCl：。 5.陌生电子式书写方法 ①确定该物质是属于 化合物还是 化合物； ②确定该物质中各原子的 方式； ③根据各原子最外层电子数和成键后各原子达到最外层8(或2)电子稳定结构的要求，分析各原子共用电子对的情况； ④根据化合物类型、成键方式和原子稳定结构的分析，书写电子式。 三、化学键与物质类别的关系 1.离子化合物与共价化合物 （1）离子化合物与共价化合物的比较 项目 离子化合物 共价化合物 定义 含有 的化合物 只含有 的化合物 构成微粒 化学键类型 一定含有 ，可能含有 只含有 物质类别 ①强碱 ②绝大多数盐 ③金属氧化物 个例：NaH、CaC2、Mg3N2 ①含氧酸 ②弱碱 ③非金属气态氢化物 ④非金属氧化物 ⑤极少数盐，如AlCl3 ⑥多数有机物 （2）离子化合物和共价化合物的判断方法 2.化学键与物质类别的关系 （1）只含有极性共价键的物质一般是不同种 形成的共价化合物，如SiO2、HCl、CH4等。 （2）只含有非极性共价键的物质是同种 元素形成的单质，如Cl2、P4、金刚石等。 （3）既有极性键又有非极性键的共价化合物一般由多个原子组成，如H2O2、C2H4等。 （4）只含 键的物质主要是由活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如Na2S、CaCl2、NaCl等。 （5）既有 键又有 键的物质，如NaOH、K2SO4等；既有 键又有 共价键的物质，如Na2O2等。 （6）仅由非金属元素形成的离子化合物，如 等。 （7）金属元素和非金属元素间可能存在共价键，如 等。 四、化学反应过程中存在热量变化 1.吸热反应和放热反应 (1)①把 热量的化学反应称为放热反应。 ②把 热量的化学反应称为吸热反应。 (2)常见的放热反应和吸热反应 放热反应 吸热反应 ①所有燃烧反应 ②酸碱中和反应 ③大多数化合反应 ④活泼金属跟水或酸的反应 ⑤物质的缓慢氧化 ①大多数分解反应 ②C＋CO2(以C、H2为还原剂的氧化还原反应) ③Ba(OH)2·8H2O＋NH4Cl(固态铵盐与碱的反应) ④NaHCO3与盐酸的反应 2.化学反应中总会伴随着能量变化 通常主要表现为热能的变化，有的 热量，有的 热量。 【易错提醒】关于吸热反应和放热反应的易错点 （1）“三个不一定”。 ①需加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如碳和氧气的反应； ②放热反应常温下不一定容易发生，如铝热反应； ③吸热反应也不一定需要加热，如Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应。 （2）吸热反应和放热反应都是化学变化。 ①NaOH固体溶于水是放热过程，但不是放热反应； ②升华、蒸发等过程是吸热过程，但不是吸热反应。 五、化学反应中能量变化的原因 1.化学反应中能量变化的原因 (1)化学反应过程(物质变化) (2)化学反应中能量变化的原因 化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因。 E1＞E2，反应 能量(吸热反应)； E1＜E2，反应 能量(放热反应)。 2.放热反应与吸热反应比较 类型 比较 放热反应 吸热反应 定义 释放热量的化学反应 吸收热量的化学反应 形成 原因 反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量 反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量 与化学键 的关系 生成物分子成键时释放的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量 生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量 图示 【归纳总结】化学反应中能量变化的计算： (1)用E(反应物)表示反应物的总能量，E(生成物)表示生成物的总能量，ΔQ表示能量变化，则：ΔQ＝E(生成物)－E(反应物)。 (2)用Q(吸)表示反应物分子断裂时吸收的总能量，Q(放)表示生成物分子成键时放出的总能量，ΔQ＝Q(吸)－Q(放)。 六、原电池及其原理 1.原电池的概念 原电池是把 能转化为 能的装置； 原电池的反应本质是 反应。 2.原电池的工作原理 (1)铜锌原电池 电极材料 电极名称 电子流向 电极反应式 反应类型 锌 反应 铜 反应 总反应 化学方程式： 离子方程式： (2)能量转化：化学能转变为电能。 3.原电池的构成条件 理论上，放热的 反应均可构成原电池。 装置条件：(1)具有 的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属)。 (2)溶液：两电极均插入 溶液中。 (3)导线：两电极用导线相连，形成 。 【方法技巧】原电池的判定方法 一看反应原理(能否自发地进行氧化还原反应)；二看构成条件(两极一液成回路：两个活泼性不同的电极，插入电解质溶液中，装置形成闭合回路)。 4.原电池的工作原理 负极 正极 电极材料 活泼性较强的金属 活泼性较弱的金属或能导电的非金属 电子流向 离子移动方向 反应类型 反应现象 溶解的极 增重或有气泡放出的极 电极反应式 还原剂－ne－===氧化产物 氧化剂＋ne－===还原产物 七、化学电源 1.一次电池 (1)特点：电池放电后 充电(内部的氧化还原反应 逆向进行)，如锌锰干电池属于一次电池。 (2)锌锰干电池的构造如图所示： ①锌筒为 ，电极反应是Zn－2e－===Zn2＋。 ②石墨棒为 ，最终被还原的物质是 。 ③NH4Cl糊的作用 。 2.二次电池(充电电池) (1)特点：二次电池在放电时所进行的 ，在充电时可以 ，使电池恢复到放电前的状态。 (2)能量转化：化学能电能 (3)常见的充电电池： 。 八、化学反应速率及其表示方法 1.化学反应速率概念及表示方法 （1）意义：衡量化学反应过程进行 的物理量。 （2）表示：用单位时间内反应物 或生成物 表示。 （3）公式：v（A）＝ （4）单位： 。 九、影响化学反应速率的因素 1.内因 化学反应速率的大小主要取决于反应物本身的性质。 2.外界因素（外因）：在其他条件相同时，改变某一条件 影响因素 影响结果 浓度 增大反应物的浓度，速率 ； 减小反应物的浓度，速率 温度 升高温度，速率 ；降低温度，速率 压强 增大气态反应物的压强，速率 ； 减小气态反应物的压强，速率 催化剂 使用催化剂能改变（加快或减慢）反应速率 固体反应物的表面积 增大固体反应物的表面积，化学反应速率 ； 减小固体反应物的表面积，化学反应速率 其他 形成原电池、使用合适的溶剂等也影响化学反应速率 【特别提醒】压强对反应速率的影响 有气体参加的反应，改变压强对反应速率的影响实质是改变体积，使反应物的浓度改变。 (1)压缩体积或充入气态反应物，使压强增大，都能加快化学反应速率。 (2)充入非反应气体对化学反应速率的影响 ①恒容时：充入非反应气体→压强增大，但各物质浓度不变→反应速率不变。 ②恒压时：充入非反应气体→压强不变→体积增大→各物质浓度减小→反应速率减慢。 十、化学反应限度 1.可逆反应 (1)定义 在同一条件下 和 均能进行的化学反应。书写可逆反应的化学方程式时，不用“===”，用“”。 (2) 2.化学平衡状态的建立 (1)化学平衡状态的建立过程 项目 浓度 速率变化 v正、v逆关系 开始 反应物浓度 v正 v正＞v逆 生成物浓度 v逆 变化 反应物浓度 v正 v正＞v逆 生成物浓度 v逆 平衡 反应物浓度 v正 v正＝v逆 生成物浓度 v逆 (2)用速率变化图像表示化学平衡状态的建立 3.化学平衡状态 (1)化学平衡状态的概念 如果外界条件(温度、浓度、压强等)不发生改变，当 反应进行到一定程度时， 与 相等，反应物的浓度与生成物的浓度 ，达到一种表面静止的状态，称为“化学平衡状态”，简称化学平衡。 (2)化学平衡状态的特征 4.化学反应的限度 (1)化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到或完成的 ，即该反应进行的限度。 (2)对化学反应限度的理解 ①化学反应的限度决定了反应物在一定条件下的最大 。 ②同一可逆反应，不同条件下，化学反应的限度不同，即改变条件可以在一定程度上改变一个化学反应的限度。 一、原电池正、负极的判断 二、燃料电池及其电极反应式的书写 1.燃料电池 (1)特点：①反应物储存在电池外部，②能量转换效率高、清洁、安全，③供电量易于调节。 (2)燃料电池常用的燃料有：氢气、甲烷、乙醇等。 常用氧化剂：氧气。 2.燃料电池电极反应式的书写 (1)写出电池总反应式。燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加合后的反应。甲烷燃料电池(电解质溶液为NaOH溶液)的总反应为CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O。 (2)写出电池的正极反应式。 无论负极燃料是H2还是含碳燃料(CO、CH4、CH3OH、C4H10、C2H5OH)，正极一般都是O2发生还原反应，在碱性条件下，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，若在酸性条件下，则正极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O。 (3)写出负极反应式：负极反应式＝总反应式－正极反应式。 三、电极反应式的书写原则和类型 1.书写电极反应式的原则 电极反应式遵循质量守恒、得失电子守恒及电荷守恒，遵循离子方程式的书写规则，两电极反应式相加得电池总化学(或离子)方程式。 2.书写电极反应式的基本类型 (1)类型一　题目给定原电池的装置图，未给总反应式 ①首先找出原电池的正、负极，即分别找出氧化剂和还原剂。 ②结合电解质判断出还原产物和氧化产物。 ③遵循氧化还原反应离子方程式配平原则，写出电极反应式。(注意：电极产物能否与电解质溶液共存，如铅蓄电池的负极铅失电子变为Pb2＋，但Pb2＋与硫酸溶液中的SO不共存，因而负极电极反应式为Pb－2e－＋SO===PbSO4) ④将两电极反应式相加(注意两极得失电子数相等)可得电池总反应式。 (2)类型二　题目中给出原电池的总反应式 ①分析原电池总反应式中各元素的化合价变化情况，找出氧化剂及其对应的还原产物，氧化剂发生的反应即为正极反应；找出还原剂及其对应的氧化产物，还原剂发生的反应即为负极反应。 ②当氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物由多种元素组成时，还应考虑电解质是否参与了反应。 ③若有一个电极反应式较难写出，可先写出较易写出的电极反应式，然后再用总反应式减去该电极反应式即得到另一电极反应式。 四、化学反应速率的比较与计算 1.化学反应速率大小的比较方法 (1)归一法：若单位不统一，则要换算成相同的单位；若为不同物质表示的反应速率，则要换算成同一物质来表示反应速率；再比较数值的大小。 (2)比值法：比较化学反应速率与化学计量数的比值，如aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，比较与，若＞，则说明用A表示的化学反应速率大于用B表示的化学反应速率。 2．化学反应速率的有关计算 （1）“三段式”解答模板 ①写出有关反应的化学方程式。 ②找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。 ③根据已知条件列方程式计算。 （2）计算举例 反应 aA（g） +bB（g） cC（g） 加入量mol m n 0 转化量mol ax bx cx 剩余量mol m－ax n－bx cx ①反应速率：v（A）＝；v（B）＝；v（C）＝。 ②反应物转化率α（A）＝×100%。 α（B）＝×100% 五、化学平衡状态的判断依据 (1)直接判断依据 ⇒达到平衡状态 (2)间接判断依据 以mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)为例 类型 判断依据 平衡状态 混合物体系中各成分的含量 ①各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定 平衡 ②各物质的质量或各物质的质量分数一定 平衡 正、逆反应速率的关系 ①在单位时间内消耗了m mol A同时生成m mol A，即v正＝v逆 平衡 ②在单位时间内消耗了n mol B同时生成p mol C，则v正不一定等于v逆 不一定 ③在单位时间内生成n mol B，同时消耗q mol D，因二者变化均表示v逆，所以v正不一定等于v逆 不一定 温度 体系温度一定(其他不变) 平衡 颜色 反应体系内有色物质的颜色一定 平衡 六、化学反应速率和反应限度的图像分析 化学反应速率与化学反应限度问题常以图像题的形式出现，在相关图像的平面直角坐标系中，可能出现的物理量有物质的量、浓度、压强、时间等。这类问题要按照“一看、二想、三判断”这三个步骤来分析解答。 (1)“一看”——看图像 ①看面：理解各坐标轴所代表量的意义及曲线所示的是哪些量之间的关系。 ②看线：分清正反应和逆反应，分清突变和渐变、小变和大变；理解曲线“平”与“陡”即斜率大小的意义；理解曲线的变化趋势并归纳出规律。若图中有拐点，可按照先拐先平的规律，即较早出现拐点的曲线所表示的反应先达到平衡，对应的温度高、压强大。 ③看点：理解曲线上点的意义，特别是某些特殊点，如坐标轴的交点、几条曲线的交叉点、极值点、转折点等。分清反应物和生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物。 ④看辅助线：做横轴或纵轴的垂直线(如等温线、等压线、平衡线等)。 ⑤看量的变化：弄清楚是物质的量的变化、浓度的变化还是转化率的变化。 (2)“二想”——想规律 如各物质的转化量之比与化学计量数之比的关系、各物质的化学反应速率之比与化学计量数之比的关系、外界条件的改变对化学反应的影响以及对正、逆反应速率的影响规律等。 (3)“三判断”——利用有关规律，结合图像，通过对比分析，做出正确判断。 基础巩固 1．下列说法正确的是 A．若发现119号元素，则其性质与镭相似 B．碘升华过程中吸收热量用于克服碘原子之间的化学键 C．用电子式表示的形成过程： D．破(At)为有色固体，HAt不稳定，AgAt不溶于水也不溶于稀硝酸 2．化学用语是一种具有国际性、科学性和规范性的书面语言，下列化学用语使用正确的是 A．中子数为10的氧原子： B．电离方程式： C．的电子式： D．的离子结构示意图： 3．已知反应C(石墨，s)=C(金刚石，s)的能量变化如下图所示，下列说法正确的是 A．石墨和金刚石互为同位素 B．金刚石比石墨稳定 C．石墨转化为金刚石是吸热反应 D．等质量的石墨和金刚石完全燃烧释放的热量相同 4．下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是 A．锌粒与稀硫酸的反应 B．灼热的木炭与CO2的反应 C．甲烷在空气中燃烧的反应 D．Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应 5．如图所示是部分短周期元素原子半径与原子序数的关系，则下列说法正确的是 A．M在周期表中的位置为：第三周期，Ⅳ族 B．Z与X、Z与N形成的化合物均为离子化合物 C．X、N两种元素的气态氢化物的沸点相比，前者较低 D．X和Y可以形成既含离子键又含共价键的化合物 6．下列关于如图所示的原电池装置及原理的说法中，不正确的是 A．该装置可将化学能转化为电能 B．Zn是负极，其质量逐渐减小 C．电流从Zn片经导线流向Cu片 D．Cu表面产生无色气泡，电极反应式为：2H＋+2e﹣=H2↑ 7．组装成的电池如下图所示，为了向其他同学介绍这款电池，需要对这款电池的原理做一个分析，下列说法正确的是 A．铁环作负极，发生还原反应 B．电池工作时，电子从铁环经LED灯流向铜线 C．电池工作时，铁环变细铜线变粗 D．电池工作结束后柠檬的酸性变强 8．下列有关化学反应速率的说法正确的是 A．用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，改用98%的浓硫酸可加快产生氢气的速率 B．往锌片与稀盐酸反应的试管中加入适量氯化钠溶液，生成氢气的速率加快 C．合成氨反应是一个放热反应，升高温度，正反应速率减慢，逆反应速率加快 D．汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2，减小压强反应速率减慢 9．已知：。若反应速率分别用表示，则下列关系正确的是 A． B． C． D． 10．在一定温度下，体积固定的密闭容器中发生可逆反应4HCl(g)+O2(g)2H2O(g)+2Cl2(g)下列能说明反应已经达到平衡状态的是 A．2v正(O2)=v正(Cl2) B．HCl的体积分数不再变化 C．断开4molH﹣Cl键的同时，生成4molH﹣O键 D．HCl、O2、H2O、Cl2四种气体的物质的量浓度之比为4：1：2：2 提升专练 11.Q、W、X、Y、Z为短周期主族元素，原子序数依次增大，最外层电子数之和为20，Y的最外层电子数与其K层电子数相等，是形成酸雨的物质之一，是一种常见的绿色氧化剂。下列说法错误的是 A．简单离子的半径：W<X<Y B．简单氢化物的稳定性：X>W C．Q、W、X三种元素既可形成共价化合物，又可形成离子化合物 D．和可以反应形成一种单质 12．已知化学反应的能量变化如图所示，下列叙述中正确的是 A．该反应需要在加热条件下才能进行 B．每生成吸收的能量为 C．的总能量一定低于的总能量 D．断裂键和键，放出能量 13．关于如图所示的原电池，下列说法正确的是 A．溶液中移向Zn极 B．铜电极的反应是： C．电子由锌片通过导线流向铜片 D．当外电路通过电子的数目为1mol时，Cu极生成2g 14．碱性锌锰电池的总反应为：Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH，电池构造示意图如图所示。下列有关说法不正确的是 A．电池工作时，MnO2发生还原反应 B．电池工作时，OH-通过隔膜向负极移动 C．环境温度过低，不利于电池放电 D．反应中每生成1mol MnOOH，转移电子数目约为2×6.02×1023 15．向某容积固定的密闭容器中加入0.3 mol A、0.1mol C和一定量的B三种气体，一定条件下发生反应，各物质的浓度随时间的变化如图所示，已知在反应过程中混合气体的平均相对分子质量没有变化。下列说法正确的是 A．该反应的化学方程式以为3A2C B．物质B可能是反应的催化剂 C．物质B是反应的生成物 D．当容器内气体的压强不在变化时，反应达到平衡 16．某温度下，在3L恒容密闭容器中投入一定量的A、B，发生反应：3A(g)＋bB(g) cC(g)＋2D(s)，12s时生成C的物质的量为1.2mol。下列说法中正确的是 A．图中两曲线相交时，v正(A)=v逆(A) B．0～2s，D的平均反应速率为0.1mol·L-1·s-1 C．化学计量系数b∶c=1∶2 D．12s时，B的转化率为75% 17．请回答下列问题： Ⅰ．在2L密闭容器内，t℃时发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，在体系中，n(N2)随时间的变化如下表： 时间(min) 0 1 2 3 4 5 N2的物质 的量(mol) 0.20 0.10 0.08 0.06 0.06 0.06 (1)上述反应在第5min时，N2的转化率为 。 (2)用H2表示从0～2min内该反应的平均速率v(H2)= 。 (3)t℃时，在4个均为2L密闭容器中不同投料下进行合成氨反应。根据在相同时间内测定的结果，判断该反应进行最慢的为_______。 A．v(NH3)=0.05 mol·L-1·min-1 B．v(H2)=0.03 mol·L-1·min-1 C．v(N2)=0.02 mol·L-1·min-1 D．v(H2)=0.00l mol·L-1·s-1 Ⅱ．一种新型催化剂用于NO和CO的反应：2NO＋2CO2CO2＋N2.已知增大催化剂的比表面积可提高该反应速率，为了验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，部分条件已经填在下表中。 实验编号 t(℃) NO初始浓度(mol/L) CO初始浓度(mol/L) 催化剂的比表面积(m2/g) Ⅰ 280 1.2×10﹣3 5.80×10﹣3 82 Ⅱ 280 1.2×10﹣3 b 124 Ⅲ 350 a 5.80×10﹣3 82 (4)请将表中数据补充完整：a 。 (5)能验证温度对化学反应速率规律的是实验 (填实验序号)。 (6)实验Ⅰ和实验Ⅱ中，NO的物质的量浓度c(NO)随时间t的变化曲线如图所示，其中表示实验Ⅱ的是曲线 (填“甲”或“乙”)。 (7)在容积固定的绝热容器中发生反应2NO＋2CO2CO2＋N2，能说明已达到平衡状态的是_______。 A．容器内混合气体温度不再变化 B．容器内的气体压强保持不变 C．2v逆(NO)=v正(N2) D．容器内混合气体密度保持不变 18．原电池是化学对人类的一项重大贡献。 I．某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中作用，设计并进行以下一系列实验，实验结果记录如下： 编号 电极材料 电解质溶液 电流表指针方向 1 Mg、Al 稀盐酸 偏向Al 2 Al、Cu 稀盐酸 偏向Cu 3 Mg、Al 氢氧化钠溶液 偏向Mg 根据上表中记录的实验现象，回答下列问题： (1)实验1、2中Al电极的作用是否相同？ (填”是”或”否”)。 (2)实验2中Cu为 极，电池总反应离子方程式 。 (3)实验3中Al为 极，其电极反应式为 。 II．如图所示是甲烷燃料电池原理示意图，回答下列问题： (4)电池的负极是 (填“a”或“b”)电极，该极的电极反应式为 。 (5)电池工作一段时间后电解质溶液的pH (填“增大”、“减小”或“不变”)。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题02 化学键　化学反应规律 内容导航 考点聚焦：紧扣考试命题常考点，有的放矢 重点速记：知识点和关键点梳理，查漏补缺 难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升 复习提升：基础巩固+提升专练，全面突破 1.了解离子键和离子化合物的概念，会判断离子化合物。 2.会用电子式表示常见离子化合物、共价化合物的形成过程。 3.了解共价键、极性键、非极性键的概念。 4.会判断离子化合物、共价化合物。 5.理解化学键的概念及化学反应的本质。 6.了解化学能与热能的转化，认识吸热反应和放热反应。 7.会用化学键解释化学反应中能量变化的原因。 8.了解构成原电池的条件。 9.理解原电池的概念及工作原理，能正确判断原电池的正、负极。 10.了解原电池工作原理及其应用。 11.掌握干电池、充电电池、燃料电池等化学电池的特点。 12.掌握化学电池的工作原理及电极反应式的书写。 13.了解化学反应速率的概念和表示方法，并能进行简单计算。 14.理解影响化学反应速率的因素及规律，并能合理解释生产、生活中的相关化学现象。 15.理解化学平衡状态的特征及标志，知道改变条件化学平衡会发生改变。 16.了解控制反应条件在生产、生活和科学研究中的作用。 17.学会运用变量控制的方法研究影响化学反应速率的因素。 18.掌握解答化学反应速率和平衡状态的图像题的方法技巧。 一、化学键的分类 1．化学键的概念：使离子相结合或原子相结合的强烈作用力。根据成键粒子和粒子间的相互作用，可分为离子键和共价键。 2.离子键、共价键、金属键 （1）概念 ①离子键：带相反电荷离子之间的强烈相互作用。 ②共价键：原子间通过共用电子对所形成的强烈相互作用。 ③金属键：金属阳离子、自由电子所形成的强烈相互作用。 （2）对比 离子键 共价键 成键粒子 阴、阳离子 原子 成键实质 阴、阳离子的静电作用 共用电子对与成键原子间的电性作用 方向性与饱和性　 无方向性；无饱和性 有方向性；有饱和性 形成条件 通常活泼金属与活泼非金属经电子得失，形成离子键；铵根离子与酸根离子之间形成离子键 同种元素原子之间成非极性键 不同种元素原子之间成极性键 形成的物质　 离子化合物如NaCl、KCl、MgCl2、CaCl2、ZnSO4、NaOH等 非金属单质如H2、Cl2、N2(稀有气体除外)；某些共价化合物(如H2O2)或离子化合物(如Na2O2) 共价化合物如HCl、CO2、CH4或离子化合物如NaOH、NH4Cl 3．化学键类型的判断 物质类别 含化学键情况 非金属单质，如Cl2、N2、I2、P4、金刚石等 只有共价键 非金属元素构成的化合物，如H2SO4、CO2、NH3、HCl、CCl4、CS2等 活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如NaCl、CaCl2、K2O等 只有离子键 含有原子团的离子化合物，如Na2SO4、Ba(OH)2、NH4Cl、Na2O2等 既有离子键又有共价键 稀有气体，如Ne、Ar等 没有化学键 二、电子式 1.概念：在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的最外层电子的式子。 2.电子式的书写 粒子的种类 电子式的表示方法 注意事项 举例 原子 元素符号周围标有价电子 价电子少于4时以单电子分布，多于4时多出部分以电子对分布 阳离子 单核 离子符号 右上方标明电荷 Na＋ 多核 元素符号紧邻铺开，周围标清电子分布 用“[　]”，并标明电荷 阴离子 单核 元素符号周围合理分布价电子及所得电子 用“[　]”，右上方标明电荷 多核 元素符号紧邻铺开，合理分布价电子及所得电子 相同原子不得加和，用“[　]”，右上方标明电荷 单质 及化 合物 离子化合 物 用阳离子电子式和阴离子电子式组成 同性不相邻，离子合理分布 单质及共 价化合物 各原子紧邻铺开，标明价电子及成键电子情况 原子不加和，无“[　]”，不标明电荷 3.用电子式表示化合物的形成过程 ①离子化合物：左边是原子的电子式，右边是离子化合物的电子式，中间用“―→”连接，相同的原子或离子不合并。如NaCl：。 ②共价化合物：左边是原子的电子式，右边是共价化合物的电子式，中间用“―→”连接。 如HCl：。 5.陌生电子式书写方法 ①确定该物质是属于共价化合物还是离子化合物； ②确定该物质中各原子的成键方式； ③根据各原子最外层电子数和成键后各原子达到最外层8(或2)电子稳定结构的要求，分析各原子共用电子对的情况； ④根据化合物类型、成键方式和原子稳定结构的分析，书写电子式。 三、化学键与物质类别的关系 1.离子化合物与共价化合物 （1）离子化合物与共价化合物的比较 项目 离子化合物 共价化合物 定义 含有离子键的化合物 只含有共价键的化合物 构成微粒 阴、阳离子 原子 化学键类型 一定含有离子键，可能含有共价键 只含有共价键 物质类别 ①强碱 ②绝大多数盐 ③金属氧化物 个例：NaH、CaC2、Mg3N2 ①含氧酸 ②弱碱 ③非金属气态氢化物 ④非金属氧化物 ⑤极少数盐，如AlCl3 ⑥多数有机物 （2）离子化合物和共价化合物的判断方法 2.化学键与物质类别的关系 （1）只含有极性共价键的物质一般是不同种非金属元素形成的共价化合物，如SiO2、HCl、CH4等。 （2）只含有非极性共价键的物质是同种非金属元素形成的单质，如Cl2、P4、金刚石等。 （3）既有极性键又有非极性键的共价化合物一般由多个原子组成，如H2O2、C2H4等。 （4）只含离子键的物质主要是由活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如Na2S、CaCl2、NaCl等。 （5）既有离子键又有极性共价键的物质，如NaOH、K2SO4等；既有离子键又有非极性共价键的物质，如Na2O2等。 （6）仅由非金属元素形成的离子化合物，如NH4Cl、NH4NO3等。 （7）金属元素和非金属元素间可能存在共价键，如AlCl3等。 四、化学反应过程中存在热量变化 1.吸热反应和放热反应 (1)①把释放热量的化学反应称为放热反应。 ②把吸收热量的化学反应称为吸热反应。 (2)常见的放热反应和吸热反应 放热反应 吸热反应 ①所有燃烧反应 ②酸碱中和反应 ③大多数化合反应 ④活泼金属跟水或酸的反应 ⑤物质的缓慢氧化 ①大多数分解反应 ②C＋CO2(以C、H2为还原剂的氧化还原反应) ③Ba(OH)2·8H2O＋NH4Cl(固态铵盐与碱的反应) ④NaHCO3与盐酸的反应 2.化学反应中总会伴随着能量变化 通常主要表现为热能的变化，有的放出热量，有的吸收热量。 【易错提醒】关于吸热反应和放热反应的易错点 （1）“三个不一定”。 ①需加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如碳和氧气的反应； ②放热反应常温下不一定容易发生，如铝热反应； ③吸热反应也不一定需要加热，如Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应。 （2）吸热反应和放热反应都是化学变化。 ①NaOH固体溶于水是放热过程，但不是放热反应； ②升华、蒸发等过程是吸热过程，但不是吸热反应。 五、化学反应中能量变化的原因 1.化学反应中能量变化的原因 (1)化学反应过程(物质变化) (2)化学反应中能量变化的原因 化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因。 E1＞E2，反应吸收能量(吸热反应)； E1＜E2，反应放出能量(放热反应)。 2.放热反应与吸热反应比较 类型 比较 放热反应 吸热反应 定义 释放热量的化学反应 吸收热量的化学反应 形成 原因 反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量 反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量 与化学键 的关系 生成物分子成键时释放的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量 生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量 图示 【归纳总结】化学反应中能量变化的计算： (1)用E(反应物)表示反应物的总能量，E(生成物)表示生成物的总能量，ΔQ表示能量变化，则：ΔQ＝E(生成物)－E(反应物)。 (2)用Q(吸)表示反应物分子断裂时吸收的总能量，Q(放)表示生成物分子成键时放出的总能量，ΔQ＝Q(吸)－Q(放)。 六、原电池及其原理 1.原电池的概念 原电池是把化学能转化为电能的装置； 原电池的反应本质是氧化还原反应。 2.原电池的工作原理 (1)铜锌原电池 电极材料 电极名称 电子流向 电极反应式 反应类型 锌 负极 流出 Zn－2e－===Zn2+ 氧化反应 铜 正极 流入 2H++2e－===H2↑ 还原反应 总反应 化学方程式：Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑ 离子方程式：Zn+2H+===Zn2++H2↑ (2)能量转化：化学能转变为电能。 3.原电池的构成条件 理论上，放热的氧化还原反应均可构成原电池。 装置条件：(1)具有活动性不同的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属)。 (2)溶液：两电极均插入电解质溶液中。 (3)导线：两电极用导线相连，形成闭合回路。 【方法技巧】原电池的判定方法 一看反应原理(能否自发地进行氧化还原反应)；二看构成条件(两极一液成回路：两个活泼性不同的电极，插入电解质溶液中，装置形成闭合回路)。 4.原电池的工作原理 负极 正极 电极材料 活泼性较强的金属 活泼性较弱的金属或能导电的非金属 电子流向 电子流出极 电子流入极 离子移动方向 阴离子移向的极 阳离子移向的极 反应类型 氧化反应 还原反应 反应现象 溶解的极 增重或有气泡放出的极 电极反应式 还原剂－ne－===氧化产物 氧化剂＋ne－===还原产物 七、化学电源 1.一次电池 (1)特点：电池放电后不能充电(内部的氧化还原反应无法逆向进行)，如锌锰干电池属于一次电池。 (2)锌锰干电池的构造如图所示： ①锌筒为负极，电极反应是Zn－2e－===Zn2＋。 ②石墨棒为正极，最终被还原的物质是二氧化锰。 ③NH4Cl糊的作用电解质溶液。 2.二次电池(充电电池) (1)特点：二次电池在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态。 (2)能量转化：化学能电能 (3)常见的充电电池：铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池。 八、化学反应速率及其表示方法 1.化学反应速率概念及表示方法 （1）意义：衡量化学反应过程进行快慢的物理量。 （2）表示：用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增大表示。 （3）公式：v（A）＝ （4）单位：mol·L－1·min－1或mol·L－1·s－1。 九、影响化学反应速率的因素 1.内因 化学反应速率的大小主要取决于反应物本身的性质。 2.外界因素（外因）：在其他条件相同时，改变某一条件 影响因素 影响结果 浓度 增大反应物的浓度，速率加快； 减小反应物的浓度，速率减慢 温度 升高温度，速率加快；降低温度，速率减慢 压强 增大气态反应物的压强，速率加快； 减小气态反应物的压强，速率减慢 催化剂 使用催化剂能改变（加快或减慢）反应速率 固体反应物的表面积 增大固体反应物的表面积，化学反应速率加快； 减小固体反应物的表面积，化学反应速率减慢 其他 形成原电池、使用合适的溶剂等也影响化学反应速率 【特别提醒】压强对反应速率的影响 有气体参加的反应，改变压强对反应速率的影响实质是改变体积，使反应物的浓度改变。 (1)压缩体积或充入气态反应物，使压强增大，都能加快化学反应速率。 (2)充入非反应气体对化学反应速率的影响 ①恒容时：充入非反应气体→压强增大，但各物质浓度不变→反应速率不变。 ②恒压时：充入非反应气体→压强不变→体积增大→各物质浓度减小→反应速率减慢。 十、化学反应限度 1.可逆反应 (1)定义 在同一条件下正反应方向和逆反应方向均能进行的化学反应。书写可逆反应的化学方程式时，不用“===”，用“”。 (2) 2.化学平衡状态的建立 (1)化学平衡状态的建立过程 项目 浓度 速率变化 v正、v逆关系 开始 反应物浓度最大 v正最大 v正＞v逆 生成物浓度最小 v逆最小 变化 反应物浓度减小 v正减小 v正＞v逆 生成物浓度增大 v逆增大 平衡 反应物浓度不变 v正不变 v正＝v逆 生成物浓度不变 v逆不变 (2)用速率变化图像表示化学平衡状态的建立 3.化学平衡状态 (1)化学平衡状态的概念 如果外界条件(温度、浓度、压强等)不发生改变，当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，反应物的浓度与生成物的浓度不再改变，达到一种表面静止的状态，称为“化学平衡状态”，简称化学平衡。 (2)化学平衡状态的特征 4.化学反应的限度 (1)化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到或完成的最大程度，即该反应进行的限度。 (2)对化学反应限度的理解 ①化学反应的限度决定了反应物在一定条件下的最大转化率。 ②同一可逆反应，不同条件下，化学反应的限度不同，即改变条件可以在一定程度上改变一个化学反应的限度。 一、原电池正、负极的判断 二、燃料电池及其电极反应式的书写 1.燃料电池 (1)特点：①反应物储存在电池外部，②能量转换效率高、清洁、安全，③供电量易于调节。 (2)燃料电池常用的燃料有：氢气、甲烷、乙醇等。 常用氧化剂：氧气。 2.燃料电池电极反应式的书写 (1)写出电池总反应式。燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加合后的反应。甲烷燃料电池(电解质溶液为NaOH溶液)的总反应为CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O。 (2)写出电池的正极反应式。 无论负极燃料是H2还是含碳燃料(CO、CH4、CH3OH、C4H10、C2H5OH)，正极一般都是O2发生还原反应，在碱性条件下，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，若在酸性条件下，则正极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O。 (3)写出负极反应式：负极反应式＝总反应式－正极反应式。 三、电极反应式的书写原则和类型 1.书写电极反应式的原则 电极反应式遵循质量守恒、得失电子守恒及电荷守恒，遵循离子方程式的书写规则，两电极反应式相加得电池总化学(或离子)方程式。 2.书写电极反应式的基本类型 (1)类型一　题目给定原电池的装置图，未给总反应式 ①首先找出原电池的正、负极，即分别找出氧化剂和还原剂。 ②结合电解质判断出还原产物和氧化产物。 ③遵循氧化还原反应离子方程式配平原则，写出电极反应式。(注意：电极产物能否与电解质溶液共存，如铅蓄电池的负极铅失电子变为Pb2＋，但Pb2＋与硫酸溶液中的SO不共存，因而负极电极反应式为Pb－2e－＋SO===PbSO4) ④将两电极反应式相加(注意两极得失电子数相等)可得电池总反应式。 (2)类型二　题目中给出原电池的总反应式 ①分析原电池总反应式中各元素的化合价变化情况，找出氧化剂及其对应的还原产物，氧化剂发生的反应即为正极反应；找出还原剂及其对应的氧化产物，还原剂发生的反应即为负极反应。 ②当氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物由多种元素组成时，还应考虑电解质是否参与了反应。 ③若有一个电极反应式较难写出，可先写出较易写出的电极反应式，然后再用总反应式减去该电极反应式即得到另一电极反应式。 四、化学反应速率的比较与计算 1.化学反应速率大小的比较方法 (1)归一法：若单位不统一，则要换算成相同的单位；若为不同物质表示的反应速率，则要换算成同一物质来表示反应速率；再比较数值的大小。 (2)比值法：比较化学反应速率与化学计量数的比值，如aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，比较与，若＞，则说明用A表示的化学反应速率大于用B表示的化学反应速率。 2．化学反应速率的有关计算 （1）“三段式”解答模板 ①写出有关反应的化学方程式。 ②找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。 ③根据已知条件列方程式计算。 （2）计算举例 反应 aA（g） +bB（g） cC（g） 加入量mol m n 0 转化量mol ax bx cx 剩余量mol m－ax n－bx cx ①反应速率：v（A）＝；v（B）＝；v（C）＝。 ②反应物转化率α（A）＝×100%。 α（B）＝×100% 五、化学平衡状态的判断依据 (1)直接判断依据 ⇒达到平衡状态 (2)间接判断依据 以mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)为例 类型 判断依据 平衡状态 混合物体系中各成分的含量 ①各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定 平衡 ②各物质的质量或各物质的质量分数一定 平衡 正、逆反应速率的关系 ①在单位时间内消耗了m mol A同时生成m mol A，即v正＝v逆 平衡 ②在单位时间内消耗了n mol B同时生成p mol C，则v正不一定等于v逆 不一定 ③在单位时间内生成n mol B，同时消耗q mol D，因二者变化均表示v逆，所以v正不一定等于v逆 不一定 温度 体系温度一定(其他不变) 平衡 颜色 反应体系内有色物质的颜色一定 平衡 六、化学反应速率和反应限度的图像分析 化学反应速率与化学反应限度问题常以图像题的形式出现，在相关图像的平面直角坐标系中，可能出现的物理量有物质的量、浓度、压强、时间等。这类问题要按照“一看、二想、三判断”这三个步骤来分析解答。 (1)“一看”——看图像 ①看面：理解各坐标轴所代表量的意义及曲线所示的是哪些量之间的关系。 ②看线：分清正反应和逆反应，分清突变和渐变、小变和大变；理解曲线“平”与“陡”即斜率大小的意义；理解曲线的变化趋势并归纳出规律。若图中有拐点，可按照先拐先平的规律，即较早出现拐点的曲线所表示的反应先达到平衡，对应的温度高、压强大。 ③看点：理解曲线上点的意义，特别是某些特殊点，如坐标轴的交点、几条曲线的交叉点、极值点、转折点等。分清反应物和生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物。 ④看辅助线：做横轴或纵轴的垂直线(如等温线、等压线、平衡线等)。 ⑤看量的变化：弄清楚是物质的量的变化、浓度的变化还是转化率的变化。 (2)“二想”——想规律 如各物质的转化量之比与化学计量数之比的关系、各物质的化学反应速率之比与化学计量数之比的关系、外界条件的改变对化学反应的影响以及对正、逆反应速率的影响规律等。 (3)“三判断”——利用有关规律，结合图像，通过对比分析，做出正确判断。 基础巩固 1．下列说法正确的是 A．若发现119号元素，则其性质与镭相似 B．碘升华过程中吸收热量用于克服碘原子之间的化学键 C．用电子式表示的形成过程： D．破(At)为有色固体，HAt不稳定，AgAt不溶于水也不溶于稀硝酸 【答案】D 【解析】号元素位于第八周期第族，性质与氢相似，A错误；碘升华物理变化，变化过程中吸收热量用于克服碘分子之间的分子间作用力，B错误；是共价化合物，用电子式表示的形成过程为：，C错误；卤族元素从上到下，单质的颜色逐渐加深，对应的氢化物稳定性逐渐减弱，卤化银的颜色逐渐加深，且不溶于水也不溶于稀硝酸，D正确；故选D。 2．化学用语是一种具有国际性、科学性和规范性的书面语言，下列化学用语使用正确的是 A．中子数为10的氧原子： B．电离方程式： C．的电子式： D．的离子结构示意图： 【答案】B 【解析】中子数为10的氧原子：，A错误；碳酸氢钠电离成钠离子和碳酸氢根离子，电离方程式：，B正确；过氧化氢为共价化合物，电子式为：，C错误；氯为17号元素，则氯离子结构示意图为：，D错误；故选B。 3．已知反应C(石墨，s)=C(金刚石，s)的能量变化如下图所示，下列说法正确的是 A．石墨和金刚石互为同位素 B．金刚石比石墨稳定 C．石墨转化为金刚石是吸热反应 D．等质量的石墨和金刚石完全燃烧释放的热量相同 【答案】C 【解析】金刚石与石墨是碳元素形成的两种不同的单质，互为同素异形体，A错误；能量越低越稳定，由图知，等质量的金刚石能量大于石墨，则石墨比金刚石稳定，B错误；金刚石所具有的能量高，石墨转化为金刚石是吸热反应，C正确；等质量的石墨与金刚石完全燃烧生成稳定的化合物释放的热量不相同，金刚石所具有的能量高，释放的热量多，D错误；故选C。 4．下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是 A．锌粒与稀硫酸的反应 B．灼热的木炭与CO2的反应 C．甲烷在空气中燃烧的反应 D．Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应 【答案】B 【解析】锌粒与稀硫酸反应，属于氧化还原反应，也是放热反应，故A不选；木炭与CO2的反应既属氧化还原反应，又是吸热反应，故B选；甲烷在空气中燃烧，属于氧化还原反应，也是放热反应，故C不选；Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应属吸热反应但不是氧化还原反应，故D不选；故选B。 5．如图所示是部分短周期元素原子半径与原子序数的关系，则下列说法正确的是 A．M在周期表中的位置为：第三周期，Ⅳ族 B．Z与X、Z与N形成的化合物均为离子化合物 C．X、N两种元素的气态氢化物的沸点相比，前者较低 D．X和Y可以形成既含离子键又含共价键的化合物 【答案】D 【解析】根据部分短周期元素原子半径与原子序数的关系图可知，X位于第二周期，按照元素从左向右顺序得：X为O元素；Y、Z、M、N位于第三周期，按照元素从左向右顺序分别得：Y为Na元素、Z为Al元素、M为Si元素、N为Cl元素，据此信息解答。M为Si元素，原子序数为14，位于周期表中第三周期第IVA族，A错误；Z为Al元素与X为O元素形成的化合物为，属于离子化合物；Z为Al元素与N为Cl元素形成的化合物为，属于共价化合物，B错误；X为O元素，形成的气态氢化物为；N为Cl元素，形成的气态氢化物为，因中存在氢键作用，导致沸点反而比HCl高，C错误；X为O元素和Y为Na元素，可以形成既含离子键又含共价键的化合物:，D正确；故选D。 6．下列关于如图所示的原电池装置及原理的说法中，不正确的是 A．该装置可将化学能转化为电能 B．Zn是负极，其质量逐渐减小 C．电流从Zn片经导线流向Cu片 D．Cu表面产生无色气泡，电极反应式为：2H＋+2e﹣=H2↑ 【答案】C 【解析】金属性锌强于铜，锌是负极，铜是正极，氢离子在正极放电，据此解答。该装置是原电池，所以可将化学能转化为电能，A正确；Zn是负极，锌失去电子转化为锌离子，其质量逐渐减小，B正确；锌是负极，铜是正极，电流从Cu片经导线流向Zn片，C错误；铜是正极，氢离子在正极放电，Cu表面产生无色气泡，电极反应式为：2H＋+2e﹣＝H2↑，D正确；故选C。 7．组装成的电池如下图所示，为了向其他同学介绍这款电池，需要对这款电池的原理做一个分析，下列说法正确的是 A．铁环作负极，发生还原反应 B．电池工作时，电子从铁环经LED灯流向铜线 C．电池工作时，铁环变细铜线变粗 D．电池工作结束后柠檬的酸性变强 【答案】B 【解析】铁环、铜线和柠檬构成的原电池工作时，铁环发生失电子的氧化反应、作负极，铜线作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，电子由负极经过导线流向正极，溶液的酸性减弱；铁环、铜线和柠檬构成的原电池工作时，铁环作负极，铜线作正极，铁环发生氧化反应，故A错误；电池工作时，铁环作负极，铜线作正极，电子会从铁环经LED灯流向最右侧铜线，故B正确；电池工作时，铁环失电子生成亚铁离子而变细，铜线上氢离子得电子生成氢气，铜线粗细不变，故C错误；电池工作时柠檬酸中氢离子参与反应，溶液的酸性变弱，故D错误；故选B。 8．下列有关化学反应速率的说法正确的是 A．用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，改用98%的浓硫酸可加快产生氢气的速率 B．往锌片与稀盐酸反应的试管中加入适量氯化钠溶液，生成氢气的速率加快 C．合成氨反应是一个放热反应，升高温度，正反应速率减慢，逆反应速率加快 D．汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2，减小压强反应速率减慢 【答案】D 【解析】改用98%的浓硫酸会产生钝化现象，且铁片与浓硫酸不能生成氢气，A错误；加入适量的氯化钠溶液，则盐酸的浓度降低，生成氢气的速率变慢，B错误；升高温度，正、逆反应速率均加快，但加快的幅度不一样，C错误；该反应为有气体参加的化学反应，减小压强相当于减少气体的浓度，则反应速率减慢，D正确；故选D。 9．已知：。若反应速率分别用表示，则下列关系正确的是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】，变形后得到：，A错误；，变形后得到：，B错误；，变形后得到：，C正确；，变形后得到：，D错误；故选C。 10．在一定温度下，体积固定的密闭容器中发生可逆反应4HCl(g)+O2(g)2H2O(g)+2Cl2(g)下列能说明反应已经达到平衡状态的是 A．2v正(O2)=v正(Cl2) B．HCl的体积分数不再变化 C．断开4molH﹣Cl键的同时，生成4molH﹣O键 D．HCl、O2、H2O、Cl2四种气体的物质的量浓度之比为4：1：2：2 【答案】B 【解析】根据反应式，正反应中和的速率关系为，此比例由化学计量数决定，无论是否平衡均成立，故不能作为平衡标志，A错误；体积固定的密闭容器中不变，的体积与的物质的量直接相关，当体积分数不变时，说明的物质的量不在变化，该反应达到平衡，B正确；断开4molH-Cl键的同时，生成4molH-O键，表示的都是正反应速率，无法判断是否达到平衡状态，C错误；四种气体的物质的量之比为4：1：2：2，为化学计量数之比，无法判断各组分的物质的量是否继续变化，无法判断平衡状态，D错误；故选B。 提升专练 11.Q、W、X、Y、Z为短周期主族元素，原子序数依次增大，最外层电子数之和为20，Y的最外层电子数与其K层电子数相等，是形成酸雨的物质之一，是一种常见的绿色氧化剂。下列说法错误的是 A．简单离子的半径：W<X<Y B．简单氢化物的稳定性：X>W C．Q、W、X三种元素既可形成共价化合物，又可形成离子化合物 D．和可以反应形成一种单质 【答案】A 【解析】Q、W、X、Y、Z为短周期主族元素，原子序数依次增大，WX2是形成酸雨的物质之一，WX2为NO2或SO2，根据原子序数的规律，W为N，X为O，Y的最外层电子数与其K层电子数相等，又因为Y的原子序数大于氧的，则Y电子层数为3层，最外层电子数为2，所以Y为Mg，是一种常见的绿色氧化剂，则Q为H，五种元素最外层电子数之和为20，则Z的最外层电子数为6，Z为S。W、X、Y 简单离子分别为N3-、O2-、Mg2+，三者电子层结构相同，则核电荷数小的离子半径大，所以简单离子半径应为：W>X>Y， A错误；N、O同周期，同一周期主族元素从左至右非金属性增强，非金属性越强，简单氢化物越稳定，简单氢化物的稳定性：X>W ，B正确；Q、W、X三种元素既可形成共价化合物，又可形成离子化合物，硝酸铵是离子化合物，硝酸是共价化合物，C正确；和可以反应形成一种单质：即硫化氢和二氧化硫可以发生归中反应生成硫和水，D正确；故选A。 12．已知化学反应的能量变化如图所示，下列叙述中正确的是 A．该反应需要在加热条件下才能进行 B．每生成吸收的能量为 C．的总能量一定低于的总能量 D．断裂键和键，放出能量 【答案】B 【解析】反应是吸热反应还是放热反应与反应条件无关，从图象可以看出反应是吸热反应，但不能确定该反应是否需要在加热条件下才能进行，A错误；依据图象分析，1molA2和1molB2反应生成2molAB，每生成2molAB(g)吸收(a-b)kJ热量，B正确；1molA2和1molB2的总能量低于2molAB的能量，但A2的总能量不一定低于AB的总能量，C错误；依据图象分析，断裂键和键，吸收能量，D错误；故选B。 13．关于如图所示的原电池，下列说法正确的是 A．溶液中移向Zn极 B．铜电极的反应是： C．电子由锌片通过导线流向铜片 D．当外电路通过电子的数目为1mol时，Cu极生成2g 【答案】C 【解析】该装置为原电池。在原电池反应中，活动性强的Zn为负极，发生失去电子的氧化反应；活动性弱的Cu为正极，在正极上，溶液中的H+得到电子被还原为H2，发生还原反应。由分析可知，Zn作负极，Cu作正极，则H+向Cu极移动，A错误；Cu作正极，电极反应式为，B错误；电子由负极流向正极，则电子由锌片通过导线流向铜片，C正确；由Cu电极反应式可知，当外电路通过电子的物质的量为1mol时，Cu极生成0.5molH2，即生成1gH2，D错误；故选C。 14．碱性锌锰电池的总反应为：Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH，电池构造示意图如图所示。下列有关说法不正确的是 A．电池工作时，MnO2发生还原反应 B．电池工作时，OH-通过隔膜向负极移动 C．环境温度过低，不利于电池放电 D．反应中每生成1mol MnOOH，转移电子数目约为2×6.02×1023 【答案】D 【解析】由总反应可知，Zn为负极，电极反应式为：Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O，MnO2为正极，电极反应式为：MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH-，据此分析解题。由分析可知，电池工作时，MnO2为正极，电极反应式为：MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH-，MnO2发生还原反应，A正确；原电池中阴离子向负极移动，氢氧根离子通过隔膜向负极移动，B正确；环境温度过低，化学反应速率下降，不利于电池放电，C正确； 由分析可知，正极反应为：MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH-，故反应中每生成1mol MnOOH，转移电子1mol，数目为6.02×1023，D错误； 故选D。 15．向某容积固定的密闭容器中加入0.3 mol A、0.1mol C和一定量的B三种气体，一定条件下发生反应，各物质的浓度随时间的变化如图所示，已知在反应过程中混合气体的平均相对分子质量没有变化。下列说法正确的是 A．该反应的化学方程式以为3A2C B．物质B可能是反应的催化剂 C．物质B是反应的生成物 D．当容器内气体的压强不在变化时，反应达到平衡 【答案】C 【解析】由图可知，0～t1s内A的浓度减少0.15mol/L-0.06mol/L=0.09mol/L，则A为反应物，C的浓度增加0.11mol/L-0.05mol/L=0.06mol/L，则C为生成物，由物质的浓度变化量之比等于化学计量数之比可知，A、C的化学计量数之比为0.09mol/L：0.06mol/L=3：2；由题意可知，反应过程中混合气体的平均相对分子质量没有变化，则该反应是气体体积不变的反应，所以B为生成物，反应的化学方程式为3A(g) B(g)+2C(g) 。由分析可知，反应的化学方程式为3A(g) B(g)+2C(g) ，故A错误；由分析可知，B为反应的生成物，故B错误；由分析可知，B为反应的生成物，故C正确；该反应是气体体积不变的反应，反应中容器内气体的压强始终不变，则容器内气体的压强不再变化不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故D错误；故选C。 16．某温度下，在3L恒容密闭容器中投入一定量的A、B，发生反应：3A(g)＋bB(g) cC(g)＋2D(s)，12s时生成C的物质的量为1.2mol。下列说法中正确的是 A．图中两曲线相交时，v正(A)=v逆(A) B．0～2s，D的平均反应速率为0.1mol·L-1·s-1 C．化学计量系数b∶c=1∶2 D．12s时，B的转化率为75% 【答案】C 【解析】提取图中信息，可得出：起始浓度：c(A)=0.8mol/L，c(B)=0.5mol/L，12s时浓度：c(A)=0.2mol/L，c(B)=0.3mol/L，12s时c(C)==0.4mol/L，则可建立如下三段式： 依据相同时间内，各物质的浓度变化量之比等于化学计量数之比， 得出3:b:c=0.6:0.2:0.4，从而得出b=1，c=2。图中两曲线相交之后，两种反应物的浓度继续减小，则反应未达到平衡，v正(A)＞v逆(A)，A不正确；D呈固态，不能用D的浓度变化表示平均反应速率，B不正确；由分析可知，化学计量系数b∶c=1∶2，C正确；12s时，B的转化率为=40%，D不正确；故选C。 17．请回答下列问题： Ⅰ．在2L密闭容器内，t℃时发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，在体系中，n(N2)随时间的变化如下表： 时间(min) 0 1 2 3 4 5 N2的物质 的量(mol) 0.20 0.10 0.08 0.06 0.06 0.06 (1)上述反应在第5min时，N2的转化率为 。 (2)用H2表示从0～2min内该反应的平均速率v(H2)= 。 (3)t℃时，在4个均为2L密闭容器中不同投料下进行合成氨反应。根据在相同时间内测定的结果，判断该反应进行最慢的为_______。 A．v(NH3)=0.05 mol·L-1·min-1 B．v(H2)=0.03 mol·L-1·min-1 C．v(N2)=0.02 mol·L-1·min-1 D．v(H2)=0.00l mol·L-1·s-1 Ⅱ．一种新型催化剂用于NO和CO的反应：2NO＋2CO2CO2＋N2.已知增大催化剂的比表面积可提高该反应速率，为了验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，部分条件已经填在下表中。 实验编号 t(℃) NO初始浓度(mol/L) CO初始浓度(mol/L) 催化剂的比表面积(m2/g) Ⅰ 280 1.2×10﹣3 5.80×10﹣3 82 Ⅱ 280 1.2×10﹣3 b 124 Ⅲ 350 a 5.80×10﹣3 82 (4)请将表中数据补充完整：a 。 (5)能验证温度对化学反应速率规律的是实验 (填实验序号)。 (6)实验Ⅰ和实验Ⅱ中，NO的物质的量浓度c(NO)随时间t的变化曲线如图所示，其中表示实验Ⅱ的是曲线 (填“甲”或“乙”)。 (7)在容积固定的绝热容器中发生反应2NO＋2CO2CO2＋N2，能说明已达到平衡状态的是_______。 A．容器内混合气体温度不再变化 B．容器内的气体压强保持不变 C．2v逆(NO)=v正(N2) D．容器内混合气体密度保持不变 【答案】(1)70% (2)0.09mol/(L·min) (3)B (4)1.2×10−3 (5)Ⅰ和Ⅲ (6)乙 (7)AB 【解析】（1）上述反应在第5min时，消耗氮气的物质的量是0.20mol-0.06mol=0.14mol，则N2的转化率为×100%=70%； （2）0～2 min内消耗氮气的物质的量是0.20mol-0.08mol=0.12mol，根据方程式可知消耗氢气是0.36mol，浓度是0.18mol/L，则用H2表示从0～2 min内该反应的平均速率v(H2)=0.09mol/(L·min)； （3）如果都用氢气表示其反应速率，则根据反应速率之比是相应的化学计量数之比可知A～D分别是(mol·L-1·min-1)：0.075、0.03、0.06、0.06，所以该反应进行最慢的为B，故选B； （4）根据控制变量法原则，实验Ⅰ和Ⅲ只有温度不同，验证温度对化学反应速率的影响，温度要不同，其他条件相同；故答案为：1.2×10−3； （5）验证温度对化学反应速率的影响，只有实验Ⅰ和Ⅲ的温度不同，其他条件要相同；故答案为：Ⅰ和Ⅲ； （6）催化积的比表面积大，反应速率快，达平衡的时间短；故答案为：乙； （7）A．任何化学反应都伴有能量变化，则当温度不变，反应达到平衡，A符合题意；反应前后气体系数和不等，压强是变量，则当压强保持不变，说明反应达到平衡，B符合题意；当v正(NO)=2v逆(N2)，才能说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，C不符合题意；，反应前后均为气体，则质量恒定，容积恒定，则密度始终恒定，密度不能作为判断平衡的条件，D不符合题意；故选AB。 18．原电池是化学对人类的一项重大贡献。 I．某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中作用，设计并进行以下一系列实验，实验结果记录如下： 编号 电极材料 电解质溶液 电流表指针方向 1 Mg、Al 稀盐酸 偏向Al 2 Al、Cu 稀盐酸 偏向Cu 3 Mg、Al 氢氧化钠溶液 偏向Mg 根据上表中记录的实验现象，回答下列问题： (1)实验1、2中Al电极的作用是否相同？ (填”是”或”否”)。 (2)实验2中Cu为 极，电池总反应离子方程式 。 (3)实验3中Al为 极，其电极反应式为 。 II．如图所示是甲烷燃料电池原理示意图，回答下列问题： (4)电池的负极是 (填“a”或“b”)电极，该极的电极反应式为 。 (5)电池工作一段时间后电解质溶液的pH (填“增大”、“减小”或“不变”)。 【答案】(1)否 (2)正 2Al + 6H+ = 2Al3+ + 3H2↑ (3)负 Al-3e-+4OH- =[Al(OH)4]-(或Al-3e-+ 4OH-=AlO+2H2O) (4) a CH4 -8e- + 10OH- = CO+ 7H2O (5)减小 【解析】（1）实验1中电流表指针偏向Al，Al为正极，实验2中电流表指针偏向Cu，Cu为正极、Al为负极，实验1、2中Al电极的作用不同； （2）实验2中，Cu的活泼性弱于Al，则Cu为正极，正极反应为：、负极反应为，电池总反应离子方程式为； （3）实验3中电流表指针偏向Mg，Mg作正极、铝作负极，因为铝能与氢氧化钠溶液反应，故电池负极反应为(或Al-3e-+ 4OH-=AlO+2H2O)； （4）CH4在反应时失去电子转化为，故a电极是电池的负极；负极反应为：CH4＋10OH--8e-=＋7H2O； （5）正极反应式为O2＋2H2O＋4e-=4OH-，由此可知，当转移4mol电子时，负极消耗5molOH-，正极生成4molOH-，溶液中OH-浓度减小，电解质溶液的pH会减小。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$