第六章 化学反应与能量-2024-2025学年高一化学期末复习系列（十年高考真题同步学与考）

一、反应热 1．反应热：化学反应过程中吸收或放出的能量。 2．吸热反应和放热反应 放热反应 吸热反应 定义 放出热量的化学反应 吸收热量的化学反应 图像 举例 ①中和反应 ②燃烧反应 ③金属与酸或与氧气的反应 ④铝热反应 ⑤酸性氧化物或碱性氧化物与水的反应 ⑥大多数的化合反应 1 氢氧化钡晶体与NH4Cl的反应 ②大多数的分解反应 ③灼热的炭与二氧化碳的反应 ④盐酸与碳酸氢钠的反应 ⑤炭和水蒸气的反应 表示方法 ΔH0 ΔH0 形成原因 宏观 反应物总能量生成物总能量 反应物总能量生成物总能量 微观 3．反应热的计算 ΔH＝反应物键能之和－生成物键能之和 4．热化学方程式 （1）概念：表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式。 （2）意义：既表明了化学反应中的变化，也表明了化学反应中的变化。 （2）书写：一写化学方程式，二标出各物质的状态，三标ΔH。 二、原电池工作原理及应用 1．工作原理 能量变化 能转化为能 形成条件 两个电极 组合情况 ① ② ③ ④ 负 极 较活泼金属 金属 金属 石墨或Pt 正 极 较不活泼金属 金属氧化物 石墨或Pt 石墨或Pt 溶液或 熔液、固体 电解质可能与电极的极反应，也可能不与电极反应 电极上 有自发的反应发生 微粒流向 外电路 电子从极流向极 内电路 溶液中离子移向正极，离子移向负极 2．多角度判断原电池的正、负极 正极 较不活泼金属或非金属 电极材料 较活泼金属 负极 还原反应 电极反应类型 氧化反应 电子流入 电子流向 电子流出 电流流出 电流流向 电流流入 阳离子迁移的电极 离子流向 阴离子迁移的电极 质量增大或不变 电极质量 质量减少或不变 电极有气泡产生 电极现象 电极变细 3．原电池原理的应用 加快化学反应速率 实验室用锌和稀硫酸反应制备氢气时，常用粗锌，产生氢气的速率更快。原因是粗锌中的杂质和锌、稀硫酸构成原电池，电子定向移动，加快了锌与硫酸反应的速率。 比较金属的活泼性 一般情况下，在原电池中，金属的活泼性比正极金属的活泼性强。 设计原电池 首先将氧化还原反应分成两个半反应——氧化反应式、还原反应式。 根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。 用于金属的防护 将需要保护的金属连接另一较活泼的金属，要保护的金属作原电池的受到保护。 三、化学电源与电极反应式书写 1．化学电池 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(放电之后不能充电) 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(反应物不是储存在电池内部)，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 铅蓄电池、锂电池、镍镉电池等 氢氧燃料电池、CH4燃料电池、CH3OH燃料电池等 ❶一次电池 碱性锌锰电池 电池 纽扣式锌银电池 Zn＋2MnO2＋2H2O＝2MnO(OH)＋Zn(OH)2 总反应式 Zn＋Ag2O＋H2O＝Zn(OH)2＋2Ag Zn＋2OH－－2e－＝Zn(OH)2 负极反应式 Zn＋2OH－－2e－＝Zn(OH)2 2MnO2＋2H2O＋2e－＝2MnO(OH)＋2OH－ 正极反应式 Ag2O＋H2O＋2e－＝2Ag＋2OH－ ❷二次电池 负极反应物是，正极反应物是。总反应为Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。 电极反应式 放电 负极反应式 Pb＋SO－2e－＝PbSO4 正极反应式 PbO2＋4H＋＋SO＋2e－＝PbSO4＋2H2O 充电 阴极反应式 PbSO4＋2e－＝Pb＋SO 阳极反应式 PbSO4＋2H2O－2e－＝PbO2＋4H＋＋SO ❸燃料电池 a 氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，常见的燃料除H2外，还有CO、水煤气(CO和H2)、烃类(如CH4)、醇类(如CH3OH)、醚类(如CH3OCH3)、氨(NH3)、肼(H2N—NH2)等。如无特别提示，燃料电池反应原理类似于燃料的燃烧。 b 燃料电池的电解质常有四种类型，酸性溶液、碱性溶液、固体电解质(可传导O2－)、熔融碳酸盐，不同电解质会对总反应式、电极反应式有影响。 2．原电池电极反应式的书写 （1）电极方程式书写的一般方法 正极：找出氧化剂及还原产物，写出“氧化剂＋n e－＝还原产物” 负极：找出还原剂及氧化产物，写出“还原剂－n e－＝氧化产物” 注意开始生成的氧化产物、还原产物在溶液中能否存在，如碱性溶液中H＋要结合OH－生成H2O。由电荷守恒确定要添加的离子，再据质量守恒，配平其他微粒个数。 将正、负析电极反应式相加，与总反应式对照验证。 （2）具体书写方法 负极反应式的书写 ①活泼金属作负极时，电极本身被氧化： a．若生成的阳离子不与电解质溶液反应，其产物可直接写为金属阳离子，如： Zn－2e－＝Zn2＋，Cu－2e－＝Cu2＋。 b．若生成的金属阳离子与电解质溶液反应，其电极反应式为两反应合并后的反应式。如Mg－Al(KOH)原电池，负极反应式为Al－－3e－＋4OH－＝AlO＋2H2O；铅蓄电池负极反应式：Pb－2e－＋SO＝PbSO4。 ②负极本身不反应时，常见书写方法为： 氢氧(酸性)燃料电池，负极反应式为H2－2e－＝2H＋。 氢氧(碱性)燃料电池，负极反应式为H2－2e－＋2OH－＝2H2O。 正极反应式的书写 ①首先根据化合价变化或氧化性强弱判断得电子的微粒 ②其次确定该微粒得电子后变成哪种形式 如氢氧(酸性)燃料电池，正极反应式为O2＋4H＋＋4e－＝2H2O 氢氧(碱性)燃料电池，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－＝4OH－ 铅蓄电池正极反应式：PbO2＋2e－＋4H＋＋SO＝PbSO4＋2H2O 1．（2013·北京·高考真题）下列设备工作时，将化学能转化为热能的是 A．硅太阳能电池 B．锂离子电池 C．太阳能集热器 D．燃气灶 2．（2009·上海·高考真题）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 3．（2012·大纲版·高考真题）反应(放热)分两步进行①(吸热)；②(放热)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是 A． B． C． D． 4．（2020·天津·高考真题）理论研究表明，在101kPa和298K下，异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是 A．HCN比HNC稳定 B．该异构化反应的 C．正反应的活化能大于逆反应的活化能 D．使用催化剂，可以改变反应的反应热 5．（2016·浙江·高考真题）2A(g)   B(g)   ΔH1(ΔH1<0);   2A(g) B(l)   ΔH2;下列能量变化示意图正确的是 A． B． C． D． 6．（2010·重庆·高考真题）已知蒸发1mol Br2（l）需要吸收的能量为30kJ，其它相关数据如下表： H2(g) Br2(g) HBr(g) 1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量(kJ) 436 a 369 则表中a为 A．404 B．260 C．230 D．200 7．（2016·浙江·高考真题）如图所示进行实验，下列说法不正确的是 A．装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生 B．甲、乙装置中的能量变化均为化学能转化为电能 C．装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计，可观察到电流计指针发生偏转 D．装置乙中负极的电极反应式：Zn－2e－===Zn2＋ 8．（2024·北京·高考真题）酸性锌锰干电池的构造示意图如下。关于该电池及其工作原理，下列说法正确的是 A．石墨作电池的负极材料 B．电池工作时，向负极方向移动 C．发生氧化反应 D．锌筒发生的电极反应为 9．（2012·上海·高考真题）右图装置中发生反应的离子方程式为：Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑，下列说法错误的是 A．a、b不可能是同种材料的电极 B．该装置可能是电解池，电解质溶液为稀盐酸 C．该装置可能是原电池，电解质溶液为稀盐酸 D．该装置可看作是铜－锌原电池，电解质溶液是稀硫酸 10．（2018·浙江·高考真题）金属(M)-空气电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．金属M作电池负极 B．电解质是熔融的MO C．正极的电极反应 D．电池反应 11．（2016·全国II卷·高考真题）Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是 A．负极反应式为Mg-2e-=Mg2+ B．正极反应式为Ag++e-=Ag C．电池放电时Cl-由正极向负极迁移 D．负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg（OH）2+H2↑ 12．（2021·广东·高考真题）火星大气中含有大量，一种有参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，放电时 A．负极上发生还原反应 B．在正极上得电子 C．阳离子由正极移向负极 D．将电能转化为化学能 5．（2007·海南·高考真题）依据氧化还原反应： 2Ag+（aq） + Cu（s） = Cu2+（aq） + 2Ag（s）设计的原电池如图所示。请回答下列问题： （1）电极X的材料是 ；电解质溶液Y是 ； （2）银电极为电池的 极，发生的电极反应为 ； X电极上发生的电极反应为 ； （3）外电路中的电子是从 电极流向 电极（填电极材料名称）。 15．（2013·北京·高考真题）NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。 （4）通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如下： ①Pt电极上发生的是 反应(填“氧化”或“还原”)。 ②写出NiO电极的电极反应式： 。 一、化学反应速率及影响因素 1．化学反应速率 概念 单位时间内反应物浓度的增加或生成物浓度的减少 表达式 v(A)＝ 单位 计算 表达式 v(A)＝ 技巧 根据同一化学反应不同物质的速率之比化学方程式中的化学计量数之比计算 三段式 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为反应物B的转化浓度，则： mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 起始浓度 a b 0 0 转化浓度 mx nx px qx 终态浓度 a－mx b－nx px qx 大小比较 换算法 换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值大小 比较法 比较化学反应速率与化学计量数的比值。 如反应aA＋bBcC，要比较v(A)与v(B)的相对大小，即比较与的相对大小，若＞，则用v(A)表示的反应速率比用v(B)表示的反应速率大 2．外界条件对化学反应速率影响 规律 提醒 浓度 在其他条件相同时，增大反应物的浓度，化学反应速率；减少反应物的浓度，化学反应速率 ①只适用于参加或在中进行的化学反应 ②在一定温度下，固体或纯液态物质的浓度是一个常数，改变其用量，对化学反应速率 温度 在其他条件相同时，升高温度，化学反应速率加快；降低温度，化学反应速率减慢 ①对任何化学反应都适用，且不受反应物状态的影响 ②不论是吸热反应还是放热反应，升高温度都能化学反应速率，降低温度都能化学反应速率 压强 在其他条件相同时，增大压强，化学反应速率加快；降低压强，化学反应速率减慢 ①压强对化学反应速率的影响实质是通过改变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 催化剂 在其他条件相同时，使用催化剂，可以改变化学反应速率 催化剂能地改变正、逆反应的化学反应速率 固体颗粒的大小 颗粒越小，表面积越大，化学反应速率越快 与固体颗粒的多少无关 其他 光照、搅拌、溶剂、形成原电池 —— 二、化学反应限度 1．可逆反应的三性 双向性 反应物生成物 两同性 条件 正、逆反应进行 共存性 反应物、生成物同时存在(即反应物的转化率小于100%) 2．化学平衡状态的六特征 逆 研究对象 适用于反应 动 动态特征 建立平衡后，正、逆反应仍在进行，属于平衡，可用同位素示踪原子法证明 等 平衡实质 υ(正)＝v(逆)≠0（正、逆反应速率相等，但不等于零） 定 平衡结果 达平衡后，反应混合物中各组分的百分含量或浓度（不可理解为相等） 变 平衡移动 化学平衡其存在是有条件的、暂时的，浓度、温度、压强条件变化时平衡会发生 同 等效平衡 外界条件同，同一可逆反应从不同方向（正向、逆向、双向）达到的平衡状态 3．化学平衡状态的判断 对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)[假设只有A为有色气体]。 ①直接判据任何条件下的可逆反应均达到平衡 定 各组分含量、浓度保持不变 等 同一物质 生成速率＝消耗速率，即v正(A)＝v逆(A)或在单位时间内消耗了m mol A的同时生成了m mol A 不同物质 速率之比＝化学计量数之比，但必须是的速率，v正(A)∶v逆(B)＝m∶n ②间接标志变量不变 项目 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 是否平衡 混合体系中各 组分的含量 各物质的物质的量或物质的量的分数一定 平衡 各物质的质量或质量分数一定 平衡 各气体的体积或体积分数一定 平衡 A物质断裂的化学键与A物质形成的化学键的物质的量相等 平衡 气体的颜色不变 平衡 温度 在其他条件不变时，体系温度一定时 平衡 体系颜色变化 有色气体的颜色不再改变 平衡 ③特殊标志 项目 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 是否平衡 压强 当m＋n≠p＋q时，总压强一定（其它条件一定） 平衡 当m＋n＝p＋q时，总压强一定（其它条件一定） 不一定平衡 总物质的量 当m＋n≠p＋q时，总物质的量一定（其它条件一定） 平衡 当m＋n＝p＋q时，总物质的量一定（其它条件一定） 不一定平衡 体系的密度 密度一定 不一定平衡 4．化学反应条件的控制 目的 促进有利反应 提高反应的转化率，加快反应速率 控制有害反应 减慢反应速率，减少甚至消除有害物质的产生，控制副反应的发生 措施 改变化学反应速率 改变反应体系的温度、物质的浓度、气体的压强、固体的表面积以及催化剂的合理使用等 改变可逆反应进行的限度 改变可逆反应体系的温度、物质的浓度、气体的压强等 1．（2021·海南·高考真题）元末陶宗仪《辍耕录》中记载：“杭人削松木为小片，其薄为纸，熔硫磺涂木片顶端分许，名日发烛……，盖以发火及代灯烛用也。”下列有关说法错误的是 A．将松木削薄为纸片状有助于发火和燃烧 B．“发烛”发火和燃烧利用了物质的可燃性 C．“发烛”发火和燃烧伴随不同形式的能量转化 D．硫磺是“发烛”发火和燃烧反应的催化剂 2．（2016·浙江·高考真题）可逆反应在一定条件下达到化学平衡时，下列说法不正确的是 A．正反应速率等于逆反应速率 B．反应物和生成物浓度不再发生变化 C．反应体系中混合物的组成保持不变 D．正、逆反应速率都为零 3．（2017·浙江·高考真题）在一定条件下,可逆反应X(g)+2Y(g) 2Z(g) ΔH=-akJ•mol-1,达到化学平衡时,下列说法一定正确的是　(　　) A．反应放出akJ热量 B．反应物和生成物的浓度都不再发生变化 C．X和Y的物质的量之比为1∶2 D．X的正反应速率等于Z的逆反应速率 4．（2018·浙江·高考真题）反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)  ΔH<0，若在恒压绝热的容器中发生，下列选项表明一定已达平衡状态的是 A．容器内的温度不再变化 B．容器内的压强不再变化 C．相同时间内，断开H－H键的数目和生成N－H键的数目之比1:1 D．容器内气体的浓度c(N2)：c(H2)：c(NH3)=1：3：2 5．（2017·浙江·高考真题）已知：X(g)+2Y(g)3Z(g)  △H=-akJ·mol-1(a＞0)，下列说法不正确的是 A．0.1molX和0.2molY充分反应生成Z的物质的量一定小于0.3mol B．达到化学平衡状态时，X、Y、Z的浓度不再发生变化 C．达到化学平衡状态时，反应放出的总热量可达a kJ D．升高反应温度，逆反应速率增大，正反应速率减小 6．（2009·广东·高考真题）已知汽车尾气无害化处理反应为 。 下列说法不正确的是 A．升高温度可使该反应的逆反应速率降低 B．使用高效催化剂可有效提高正反应速率 C．反应达到平衡后，NO的反应速率保持恒定 D．单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时，反应达到平衡 7．（2009·山东·高考真题）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 8．（2012·上海·高考真题）下列关于硫酸工业生产过程的叙述错误的是(　　) A．在接触室中使用铁粉作催化剂 B．在接触室中运用热交换技术可充分利用能源 C．把硫铁矿磨成细粉末，可以提高原料的利用率 D．该反应采用450～500°C主要是因为该温度下催化剂活性好 9．（2010·全国·高考真题）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 随反应时间变化如右图所示，计算反应4~8min间的平均反应速率和推测反应16min时反应物的浓度，结果应是 A．2.5μmol·L－1·min－1和2.0 μmol·L－1 B．2.5μmol·L－1·min－1和2.5 μmol·L－1 C．3.0μmol·L－1·min－1和3.0 μmol·L－1 D．5.0μmol·L－1·min－1和3.0 μmol·L－1 10．（2016·浙江·高考真题）某温度时，2NO(g)＋O2(g)＝2NO2(g)反应到2 s后，NO的浓度减少了0.06 mol·L-1，则以O2表示该时段的化学反应速率是 A．0.03 mol·L-1·s-1 B．0.015 mol·L-1·s-1 C．0.12 mol·L-1·s-1 D．0.06 mol·L-1·s-1 11．（2012·福建·高考真题）一定条件下，溶液的酸碱性对TiO2光催化染料R降解反应的影响如图所示。下列判断正确的是 A．在0-50min之间， pH =2和 PH= 7时 R 的降解百分率相等 B．溶液酸性越强， R 的降解速率越小 C．R的起始浓度越小，降解速率越大 D．在 20-25min之间， pH =10时 R 的平均降解速率为 0.04mol·L-1·min-1 12．（2021·浙江·高考真题）取50 mL过氧化氢水溶液，在少量I- 存在下分解：2H2O2=2H2O+O2↑。在一定温度下，测得O2的放出量，转换成H2O2浓度(c)如下表： t/min 0 20 40 60 80 c/(mol·L-1) 0.80 0.40 0.20 0.10 0.050 下列说法不正确的是 A．反应20min时，测得O2体积为224mL(标准状况) B．20~40min，消耗H2O2的平均速率为0.010mol·L-1·min-1 C．第30min时的瞬时速率小于第50min时的瞬时速率 D．H2O2分解酶或Fe2O3代替I-也可以催化H2O2分解 13．（2010·海南·高考真题）对于化学反应3W(g)+2X(g)=4Y(g)+3Z(g)，下列反应速率关系中，正确的是 A．v(W)=3v(Z) B．2v(X)=3v(Z) C．2v(X)=v(Y) D．3v(W)=2v(X) 14．（2010·全国·高考真题）接触法制硫酸工艺中，其主反应在450℃并有催化剂存在下进行： （1）该反应所用的催化剂是 (填写化合物名称)，该反应450℃时的平衡常数 500℃时的平衡常数(填“大于”、“小于”或“等于”)。 （2）该热化学反应方程式的意义是 。 （3）下列可用来判断该可逆反应达到平衡状态的是 。 a.                   b.容器中气体的平均分子量不随时间而变化 c.容器中气体的密度不随时间而变化      d.容器中气体的分子总数不随时间而变化 （4）在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.20 mol 和0.10mol，半分钟后达到平衡，测得容器中含0.18mol，则= mol·L-1·min，若继续通入0.20mol和0.10mol，则平衡 移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向” 或“不”)，再次达到平衡后， mol<n()< mol。 15．（2009·全国·高考真题）某温度时，在2L密闭容器中气态物质X和Y反应生成气态物质Z，它们的物质的量随时间的变化如表所示。 （1）根据表中数据，在图1中画出X、Y、Z的物质的量（n）随时间（t）变化的曲线： t/min X/mol Y/mol Z/mol 0 1.00 1.00 0.00 1 0.90 0.80 0.20 3 0.75 0.50 0.50 5 0.65 0.30 0.70 9 0.55 0.10 0.90 10 0.55 0.10 0.90 14 0.55 0.10 0.90 （2） 体系中发生反应的化学方程式是 ; （3） 列式计算该反应在0-3min时间内产物Z的平均反应速率： ; （4） 该反应达到平衡时反应物X的转化率等于 ; （5） 如果该反应是放热反应。改变实验条件（温度、压强、催化剂）得到Z随时间变化的曲线①、②、③（如图2所示）则曲线①、②、③所对应的实验条件改变分别是： ① ② ③ 一、选择题（每题只有一个正确答案，每题3分，共42分） 1．（2024·广东·高考真题）“极地破冰”“太空养鱼”等彰显了我国科技发展的巨大成就。下列说法正确的是 A．“雪龙2”号破冰船极地科考：破冰过程中水发生了化学变化 B．大型液化天然气运输船成功建造：天然气液化过程中形成了新的化学键 C．嫦娥六号的运载火箭助推器采用液氧煤油发动机：燃烧时存在化学能转化为热能 D．神舟十八号乘组带着水和斑马鱼进入空间站进行科学实验：水的电子式为 2．（2017·浙江·高考真题）下列物质放入水中，会显著放热的是 A．食盐 B．蔗糖 C．酒精 D．生石灰 3．（2016·浙江·高考真题）下列说法正确的是 A．煤是无机化合物，天然气和石油是有机化合物 B．利用化石燃料燃烧放出的热量使水分解产生氢气，是氢能开发的研究方向 C．化学电源放电、植物光合作用都能发生化学变化，并伴随能量的转化 D．若化学过程中断开化学键放出的能量大于形成化学键所吸收的能量，则反应放热 4．（2022·天津·高考真题）近年我国在科技领域不断取得新成就。对相关成就所涉及的化学知识理解错误的是 A．我国科学家实现了从二氧化碳到淀粉的人工合成，淀粉是一种单糖 B．中国“深海一号”平台成功实现从深海中开采石油和天然气，石油和天然气都是混合物 C．我国实现了高性能纤维锂离子电池的规模化制备，锂离子电池放电时将化学能转化为电能 D．以硅树脂为基体的自供电软机器人成功挑战马里亚纳海沟，硅树脂是一种高分子材料 5．（2009·广东·高考真题）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 6．（2023·湖北·高考真题）2023年5月10日，天舟六号货运飞船成功发射，标志着我国航天事业进入到高质量发展新阶段。下列不能作为火箭推进剂的是 A．液氮-液氢 B．液氧-液氢 C．液态-肼 D．液氧-煤油 7．（2016·上海·高考真题）图1是铜锌原电池示意图。图2中，x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y轴表示 A．铜棒的质量 B．c(Zn2＋) C．c(H＋) D．c(SO) 8．（2021·浙江·高考真题）已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表： 共价键 H- H H-O 键能/(kJ·mol-1) 436 463 热化学方程式 2H2(g) + O2 (g)=2H2O(g)  ΔH= -482kJ·mol-1 则2O(g)=O2(g)的ΔH为 A．428 kJ·mol-1 B．-428 kJ·mol-1 C．498 kJ·mol-1 D．-498 kJ·mol-1 9．（2016·浙江·高考真题）MgH2O2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 10．（2012·四川·高考真题）一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为：CH3CH2OH – 4e-+ H2O = CH3COOH + 4H+。下列有关说法正确的是 A．检测时，电解质溶液中的H+向负极移动 B．若有0.4mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48L氧气 C．电池反应的化学方程式为：CH3CH2OH + O2= CH3COOH + H2O D．正极上发生的反应为：O2+ 4e-+ 2H2O = 4OH- 11．（2012·大纲版·高考真题）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泼性由大到小的顺序是（　　） A．①③②④ B．①③④② C．③④②① D．③①②④ 12．（2022·浙江·高考真题）在恒温恒容条件下，发生反应A(s)+2B(g)3X(g)，c(B)随时间的变化如图中曲线甲所示。下列说法不正确的是 A．从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率 B．从b点切线的斜率可求得该化学反应在反应开始时的瞬时速率 C．在不同时刻都存在关系：2v(B)=3v(X) D．维持温度、容积、反应物起始的量不变，向反应体系中加入催化剂，c(B)随时间变化关系如图中曲线乙所示 13．（2023·海南·高考真题）利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成电池，如图所示。下列说法正确的是 A．b电极为电池正极 B．电池工作时，海水中的向a电极移动 C．电池工作时，紧邻a电极区域的海水呈强碱性 D．每消耗1kgAl，电池最多向外提供37mol电子的电量 14．（2024·江苏·高考真题）碱性锌锰电池的总反应为，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是 A．电池工作时，发生氧化反应 B．电池工作时，通过隔膜向正极移动 C．环境温度过低，不利于电池放电 D．反应中每生成，转移电子数为 二、解题题（共58分） 15．（2009·宁夏·高考真题）（14分）2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1mol SO2(g)氧化为1mol SO3的ΔH= —99kJ·mol—1。请回答下列问题： （1）图中A点表示 。E的大小对该反应的反应热有无影响？ 。该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点升高还是降低？ ，理由是 ； （2）图中△H= kJ·mol-1； （3）V2O5的催化循环机理可能为：V2O5氧化SO2时，自身被还原为四价钒化合物；四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式 ， 。 16．（2014·海南·高考真题）（15分）锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4，溶于混合有机溶剂中，Li+通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。 回答下列问题： （1）外电路的电流方向是由 极流向 极(填字母)。 （2）电池正极反应式为 。 （3）是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？ (填“是”或“否”)，原因是 。 （4）MnO2可与KOH和KClO3在高温下反应，生成K2MnO4，反应的化学方程式为 。K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为 。 17．（2009·天津·高考真题）（15分）氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答： （1）氢氧燃料电池的能量转化主要形式是 ，在导线中电子流动方向为 （用a、b 表示）。 （2）负极反应式为 。 （3）电极表面镀铂粉的原因为 。 （4）该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下： Ⅰ.2Li+H22LiH Ⅱ.LiH+H2O==LiOH+H2↑ ①反应Ⅰ中的还原剂是 ，反应Ⅱ中的氧化剂是 。 ②已知LiH固体密度为0.82g/cm3。用锂吸收224L（标准状况）H2，生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为 。 ③由②生成的LiH与H2O作用，放出的H2用作电池燃料，若能量转化率为80％，则导线中通过电子的物质的量为 mol。 18．（2010·全国·高考真题）（14分）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Na2SO3、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4种溶液，可与实验中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 4mol/L 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反应一段时间后，实验A中的金属呈 色，实验E中的金属呈 色； ③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 。 20 / 21 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $$ 一、反应热 1．反应热：化学反应过程中吸收或放出的能量。 2．吸热反应和放热反应 放热反应 吸热反应 定义 放出热量的化学反应 吸收热量的化学反应 图像 举例 ①中和反应 ②燃烧反应 ③金属与酸或与氧气的反应 ④铝热反应 ⑤酸性氧化物或碱性氧化物与水的反应 ⑥大多数的化合反应 1 氢氧化钡晶体与NH4Cl的反应 ②大多数的分解反应 ③灼热的炭与二氧化碳的反应 ④盐酸与碳酸氢钠的反应 ⑤炭和水蒸气的反应 表示方法 ΔH＜0 ΔH＞0 形成原因 宏观 反应物总能量大于生成物总能量 反应物总能量小于生成物总能量 微观 3．反应热的计算 ΔH＝反应物键能之和－生成物键能之和 4．热化学方程式 （1）概念：表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式。 （2）意义：既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。 （2）书写：一写化学方程式，二标出各物质的状态，三标ΔH。 二、原电池工作原理及应用 1．工作原理 能量变化 化学能转化为电能 形成条件 两个电极 组合情况 ① ② ③ ④ 负 极 较活泼金属 金属 金属 石墨或Pt 正 极 较不活泼金属 金属氧化物 石墨或Pt 石墨或Pt 电解质溶液或 熔液、固体 电解质可能与电极的负极反应，也可能不与电极反应 电极上 有自发的氧化还原反应发生 微粒流向 外电路 电子从负极流向正极 内电路 溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极 2．多角度判断原电池的正、负极 正极 较不活泼金属或非金属 电极材料 较活泼金属 负极 还原反应 电极反应类型 氧化反应 电子流入 电子流向 电子流出 电流流出 电流流向 电流流入 阳离子迁移的电极 离子流向 阴离子迁移的电极 质量增大或不变 电极质量 质量减少或不变 电极有气泡产生 电极现象 电极变细 3．原电池原理的应用 加快化学反应速率 实验室用锌和稀硫酸反应制备氢气时，常用粗锌，产生氢气的速率更快。原因是粗锌中的杂质和锌、稀硫酸构成原电池，电子定向移动，加快了锌与硫酸反应的速率。 比较金属的活泼性 一般情况下，在原电池中，负极金属的活泼性比正极金属的活泼性强。 设计原电池 首先将氧化还原反应分成两个半反应——氧化反应式、还原反应式。 根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。 用于金属的防护 将需要保护的金属连接另一较活泼的金属，要保护的金属作原电池的正极受到保护。 三、化学电源与电极反应式书写 1．化学电池 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(放电之后不能充电) 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(反应物不是储存在电池内部)，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 铅蓄电池、锂电池、镍镉电池等 氢氧燃料电池、CH4燃料电池、CH3OH燃料电池等 ❶一次电池 碱性锌锰电池 电池 纽扣式锌银电池 Zn＋2MnO2＋2H2O＝2MnO(OH)＋Zn(OH)2 总反应式 Zn＋Ag2O＋H2O＝Zn(OH)2＋2Ag Zn＋2OH－－2e－＝Zn(OH)2 负极反应式 Zn＋2OH－－2e－＝Zn(OH)2 2MnO2＋2H2O＋2e－＝2MnO(OH)＋2OH－ 正极反应式 Ag2O＋H2O＋2e－＝2Ag＋2OH－ ❷二次电池 负极反应物是Pb，正极反应物是PbO2。总反应为Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。 电极反应式 放电 负极反应式 Pb＋SO－2e－＝PbSO4 正极反应式 PbO2＋4H＋＋SO＋2e－＝PbSO4＋2H2O 充电 阴极反应式 PbSO4＋2e－＝Pb＋SO 阳极反应式 PbSO4＋2H2O－2e－＝PbO2＋4H＋＋SO ❸燃料电池 a 氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，常见的燃料除H2外，还有CO、水煤气(CO和H2)、烃类(如CH4)、醇类(如CH3OH)、醚类(如CH3OCH3)、氨(NH3)、肼(H2N—NH2)等。如无特别提示，燃料电池反应原理类似于燃料的燃烧。 b 燃料电池的电解质常有四种类型，酸性溶液、碱性溶液、固体电解质(可传导O2－)、熔融碳酸盐，不同电解质会对总反应式、电极反应式有影响。 2．原电池电极反应式的书写 （1）电极方程式书写的一般方法 正极：找出氧化剂及还原产物，写出“氧化剂＋n e－＝还原产物” 负极：找出还原剂及氧化产物，写出“还原剂－n e－＝氧化产物” 注意开始生成的氧化产物、还原产物在溶液中能否存在，如碱性溶液中H＋要结合OH－生成H2O。由电荷守恒确定要添加的离子，再据质量守恒，配平其他微粒个数。 将正、负析电极反应式相加，与总反应式对照验证。 （2）具体书写方法 负极反应式的书写 ①活泼金属作负极时，电极本身被氧化： a．若生成的阳离子不与电解质溶液反应，其产物可直接写为金属阳离子，如： Zn－2e－＝Zn2＋，Cu－2e－＝Cu2＋。 b．若生成的金属阳离子与电解质溶液反应，其电极反应式为两反应合并后的反应式。如Mg－Al(KOH)原电池，负极反应式为Al－－3e－＋4OH－＝AlO＋2H2O；铅蓄电池负极反应式：Pb－2e－＋SO＝PbSO4。 ②负极本身不反应时，常见书写方法为： 氢氧(酸性)燃料电池，负极反应式为H2－2e－＝2H＋。 氢氧(碱性)燃料电池，负极反应式为H2－2e－＋2OH－＝2H2O。 正极反应式的书写 ①首先根据化合价变化或氧化性强弱判断得电子的微粒 ②其次确定该微粒得电子后变成哪种形式 如氢氧(酸性)燃料电池，正极反应式为O2＋4H＋＋4e－＝2H2O 氢氧(碱性)燃料电池，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－＝4OH－ 铅蓄电池正极反应式：PbO2＋2e－＋4H＋＋SO＝PbSO4＋2H2O 1．（2013·北京·高考真题）下列设备工作时，将化学能转化为热能的是 A．硅太阳能电池 B．锂离子电池 C．太阳能集热器 D．燃气灶 【答案】D 【解析】A. 硅太阳能电池是把太阳能转化为电能，A错误；B. 锂离子电池将化学能转化为电能，B错误；C. 太阳能集热器将太阳能转化为热能，C错误；D. 燃气灶将化学能转化为热能，D正确，答案选D。 2．（2009·上海·高考真题）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 【答案】C 【解析】A．化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程，A项正确；B．化学反应的特征是有新物质生成，B项正确；C．化学反应过程中物质的状态不一定发生变化，如H2和Cl2在点燃或光照下生成HCl，H2、Cl2和HCl都是气态，C项错误；D．化学反应过程中断裂旧化学键吸收能量，形成新化学键释放能量，吸收和释放的能量不相等，化学反应中一定伴随着能量的变化，D项正确；答案选C。 3．（2012·大纲版·高考真题）反应(放热)分两步进行①(吸热)；②(放热)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】A．反应①为吸热反应，则的总能量低于X的总能量，故A错误；B．反应②为放热反应，则X的总能量高于C的总能量，故B错误；C．反应①为吸热反应，则的总能量低于X的总能量，故C错误；D．反应①为吸热反应，则的总能量低于X的总能量，反应②为放热反应，则X的总能量高于C的总能量，故D正确；故选：D。 4．（2020·天津·高考真题）理论研究表明，在101kPa和298K下，异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是 A．HCN比HNC稳定 B．该异构化反应的 C．正反应的活化能大于逆反应的活化能 D．使用催化剂，可以改变反应的反应热 【答案】D 【解析】A．根据图中信息得到HCN能量比HNC能量低，再根据能量越低越稳定，因此HCN比HNC稳定，故A正确；B．根据焓变等于生成物总能量减去反应物总能量，因此该异构化反应的，故B正确；C．根据图中信息得出该反应是吸热反应，因此正反应的活化能大于逆反应的活化能，故C正确；D．使用催化剂，不能改变反应的反应热，只改变反应路径，反应热只与反应物和生成物的总能量有关，故D错误。综上所述，答案为D。 5．（2016·浙江·高考真题）2A(g)   B(g)   ΔH1(ΔH1<0);   2A(g) B(l)   ΔH2;下列能量变化示意图正确的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】已知：2A(g)⇌B(g)△H1(△H1＜0)；2A(g)⇌B(l)△H2；△H＜0的反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，则2A(g)的总能量大于B(g)的总能量，B(g)的总能量大于B(l)的总能量，所以B图象符合；故选B。 【点睛】本题考查化学反应中能量变化图，放热反应是反应物的总能量大于生成物的总能量，相同物质的量的同种物质，气态时能量大于液态时的能量大于固态时的能量。 6．（2010·重庆·高考真题）已知蒸发1mol Br2（l）需要吸收的能量为30kJ，其它相关数据如下表： H2(g) Br2(g) HBr(g) 1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量(kJ) 436 a 369 则表中a为 A．404 B．260 C．230 D．200 【答案】D 【解析】因蒸发1mol Br2（l）需要吸收的能量为30kJ，则H2（g）+Br2（l）=2HBr（g）△H为=（-xkJ/mol）+（+30kJ/mol）=-72 kJ/mol，x=-102kJ/mol，由化学键的键能可知H2（g）+Br2（g）=2HBr（g）△H=（436kJ/mol+akJ/mol）-2×（369kJ/mol）=-72kJ/mol，解得a=200； 答案选D。 7．（2016·浙江·高考真题）如图所示进行实验，下列说法不正确的是 A．装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生 B．甲、乙装置中的能量变化均为化学能转化为电能 C．装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计，可观察到电流计指针发生偏转 D．装置乙中负极的电极反应式：Zn－2e－===Zn2＋ 【答案】B 【解析】A．装置甲的锌片与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，装置乙中锌片、铜片和稀硫酸组成的原电池装置中，铜片作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应，所以甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生，故A正确；B．装置甲的锌片与硫酸反应生成硫酸锌和氢气没有形成原电池，故B错误；C．装置乙中锌片、铜片和稀硫酸组成的原电池装置中，所以锌、铜之间用导线连接电流计，可观察到电流计指针发生偏转，故C正确；D．装置乙中锌片、铜片和稀硫酸组成的原电池装置中，锌片的活泼性大于铜片的活泼性，所以锌片作负极，负极上锌失电子发生氧化反应，电极反应式：Zn-2e-═Zn2+，故D正确；故选B。 8．（2024·北京·高考真题）酸性锌锰干电池的构造示意图如下。关于该电池及其工作原理，下列说法正确的是 A．石墨作电池的负极材料 B．电池工作时，向负极方向移动 C．发生氧化反应 D．锌筒发生的电极反应为 【答案】D 【解析】A．酸性锌锰干电池，锌筒为负极，石墨电极为正极，故A错误；B．原电池工作时，阳离子向正极(石墨电极)方向移动，故B错误；C．发生得电子的还原反应，故C错误；D．锌筒为负极，负极发生失电子的氧化反应，故D正确；故选D。 9．（2012·上海·高考真题）右图装置中发生反应的离子方程式为：Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑，下列说法错误的是 A．a、b不可能是同种材料的电极 B．该装置可能是电解池，电解质溶液为稀盐酸 C．该装置可能是原电池，电解质溶液为稀盐酸 D．该装置可看作是铜－锌原电池，电解质溶液是稀硫酸 【答案】A 【解析】A．如果此装置是电解池装置，阴阳两极可以都为锌，电解质溶液是硫酸溶液，故说法错误；B．如果是电解池，阳极是锌，电极反应式：Zn－2e－=Zn2＋，阴极：2H＋＋2e－=H2↑，故说法正确；C．如果是原电池，负极为Zn，反应式为Zn－2e－=Zn2＋，正极反应式：2H＋＋2e－=H2↑，故说法正确；D．锌比铜活泼，锌作负极，负极为Zn，反应式为Zn－2e－=Zn2＋，铜作正极，正极反应式：2H＋＋2e－=H2↑，故说法正确； 10．（2018·浙江·高考真题）金属(M)-空气电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．金属M作电池负极 B．电解质是熔融的MO C．正极的电极反应 D．电池反应 【答案】B 【解析】根据图示，金属M为负极，通入空气的电极为正极。A. 金属M作电池负极，故A正确；B. 根据图示，电解质是熔融的M(OH)2，故B错误；C. 正极发生还原反应，电极反应，故C正确；D. 负极M失去电子生成M2+，结合C的分析，电池反应，故D正确；答案选B。 11．（2016·全国II卷·高考真题）Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是 A．负极反应式为Mg-2e-=Mg2+ B．正极反应式为Ag++e-=Ag C．电池放电时Cl-由正极向负极迁移 D．负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg（OH）2+H2↑ 【答案】B 【解析】Mg-AgCl电池中，活泼金属Mg是还原剂、AgCl是氧化剂，金属Mg作负极，正极反应为：2AgCl+2e-═2C1-+2Ag，负极反应式为：Mg-2e-=Mg2+，据此分析。A．负极反应式为：Mg-2e-=Mg2+，故A正确；B．正极反应为：2AgCl+2e-═2C1-+2Ag，故B错误；C．原电池中阴离子移向负极，则Cl-在正极产生由正极向负极迁移，故C正确；D．镁是活泼金属与水反应，即Mg+2H2O=Mg（OH）2+H2↑，故D正确。答案选B。 12．（2021·广东·高考真题）火星大气中含有大量，一种有参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，放电时 A．负极上发生还原反应 B．在正极上得电子 C．阳离子由正极移向负极 D．将电能转化为化学能 【答案】B 【解析】根据题干信息可知，放电时总反应为4Na+3CO2=2Na2CO3+C。A．放电时负极上Na发生氧化反应失去电子生成Na+，故A错误；B．放电时正极为CO2得到电子生成C，故B正确；C．放电时阳离子移向还原电极，即阳离子由负极移向正极，故C错误；D．放电时装置为原电池，能量转化关系为化学能转化为电能和化学能等，故D错误；综上所述，符合题意的为B项，故答案为B。 5．（2007·海南·高考真题）依据氧化还原反应： 2Ag+（aq） + Cu（s） = Cu2+（aq） + 2Ag（s）设计的原电池如图所示。请回答下列问题： （1）电极X的材料是 ；电解质溶液Y是 ； （2）银电极为电池的 极，发生的电极反应为 ； X电极上发生的电极反应为 ； （3）外电路中的电子是从 电极流向 电极（填电极材料名称）。 【答案】（1）Cu AgNO3 （2）正极 Ag++e－＝Ag↓ Cu－2e－＝Cu2+ （3）铜 银 【解析】（1）由反应2Ag+（aq） + Cu（s） = Cu2+（aq） + 2Ag（s）可知，铜失去电子，Ag+得到电子，所以铜必须是负极，银是正极，即X为铜，Y是硝酸银溶液。 （2）银是正极，电极反应式为Ag++e－＝Ag↓。铜为负极，电极反应式为Cu－2e－＝Cu2+。 （3）在外电路中电子从负极流向正极，即从铜电极流向银电极。 15．（2013·北京·高考真题）NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。 （4）通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如下： ①Pt电极上发生的是 反应(填“氧化”或“还原”)。 ②写出NiO电极的电极反应式： 。 【答案】 （4） 还原 NO-2e-+O2-=NO2 【解析】电化学反应Pt电极为正极发生还原反应，O2+4e-=2O2-,NiO电极为负极发生氧化反应NO-2e-+O2-=NO2。 （4）①Pt电极上发生的是还原反应。②NiO电极的电极反应式为NO-2e-+O2-=NO2。 一、化学反应速率及影响因素 1．化学反应速率 概念 单位时间内反应物浓度的增加或生成物浓度的减少 表达式 v(A)＝ 单位 mol·L－1·s－1、mol·L－1·min－1 计算 表达式 v(A)＝ 技巧 根据同一化学反应不同物质的速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比计算 三段式 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为反应物B的转化浓度，则： mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 起始浓度 a b 0 0 转化浓度 mx nx px qx 终态浓度 a－mx b－nx px qx 大小比较 换算法 换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值大小 比较法 比较化学反应速率与化学计量数的比值。 如反应aA＋bBcC，要比较v(A)与v(B)的相对大小，即比较与的相对大小，若＞，则用v(A)表示的反应速率比用v(B)表示的反应速率大 2．外界条件对化学反应速率影响 规律 提醒 浓度 在其他条件相同时，增大反应物的浓度，化学反应速率加快；减少反应物的浓度，化学反应速率减慢 ①只适用于气体参加或在溶液中进行的化学反应 ②在一定温度下，固体或纯液态物质的浓度是一个常数，改变其用量，对化学反应速率无影响 温度 在其他条件相同时，升高温度，化学反应速率加快；降低温度，化学反应速率减慢 ①对任何化学反应都适用，且不受反应物状态的影响 ②不论是吸热反应还是放热反应，升高温度都能增大化学反应速率，降低温度都能减小化学反应速率 压强 在其他条件相同时，增大压强，化学反应速率加快；降低压强，化学反应速率减慢 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 催化剂 在其他条件相同时，使用催化剂，可以改变化学反应速率 催化剂能同等程度地改变正、逆反应的化学反应速率 固体颗粒的大小 颗粒越小，表面积越大，化学反应速率越快 与固体颗粒的多少无关 其他 光照、搅拌、溶剂、形成原电池 —— 二、化学反应限度 1．可逆反应的三性 双向性 反应物生成物 两同性 相同条件 正、逆反应同时进行 共存性 反应物、生成物同时存在(即反应物的转化率小于100%) 2．化学平衡状态的六特征 逆 研究对象 适用于可逆反应 动 动态特征 建立平衡后，正、逆反应仍在进行，属于动态平衡，可用同位素示踪原子法证明 等 平衡实质 υ(正)＝v(逆)≠0（正、逆反应速率相等，但不等于零） 定 平衡结果 达平衡后，反应混合物中各组分的百分含量或浓度保持不变（不可理解为相等） 变 平衡移动 化学平衡其存在是有条件的、暂时的，浓度、温度、压强条件变化时平衡会发生改变 同 等效平衡 外界条件同，同一可逆反应从不同方向（正向、逆向、双向）达到的平衡状态相同 3．化学平衡状态的判断 对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)[假设只有A为有色气体]。 ①直接判据任何条件下的可逆反应均达到平衡 定 各组分含量、浓度保持不变 等 同一物质 生成速率＝消耗速率，即v正(A)＝v逆(A)或在单位时间内消耗了m mol A的同时生成了m mol A 不同物质 速率之比＝化学计量数之比，但必须是不同方向的速率，v正(A)∶v逆(B)＝m∶n ②间接标志变量不变 项目 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 是否平衡 混合体系中各 组分的含量 各物质的物质的量或物质的量的分数一定 平衡 各物质的质量或质量分数一定 平衡 各气体的体积或体积分数一定 平衡 A物质断裂的化学键与A物质形成的化学键的物质的量相等 平衡 气体的颜色不变 平衡 温度 在其他条件不变时，体系温度一定时 平衡 体系颜色变化 有色气体的颜色不再改变 平衡 ③特殊标志 项目 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 是否平衡 压强 当m＋n≠p＋q时，总压强一定（其它条件一定） 平衡 当m＋n＝p＋q时，总压强一定（其它条件一定） 不一定平衡 总物质的量 当m＋n≠p＋q时，总物质的量一定（其它条件一定） 平衡 当m＋n＝p＋q时，总物质的量一定（其它条件一定） 不一定平衡 体系的密度 密度一定 不一定平衡 4．化学反应条件的控制 目的 促进有利反应 提高反应的转化率，加快反应速率 控制有害反应 减慢反应速率，减少甚至消除有害物质的产生，控制副反应的发生 措施 改变化学反应速率 改变反应体系的温度、物质的浓度、气体的压强、固体的表面积以及催化剂的合理使用等 改变可逆反应进行的限度 改变可逆反应体系的温度、物质的浓度、气体的压强等 1．（2021·海南·高考真题）元末陶宗仪《辍耕录》中记载：“杭人削松木为小片，其薄为纸，熔硫磺涂木片顶端分许，名日发烛……，盖以发火及代灯烛用也。”下列有关说法错误的是 A．将松木削薄为纸片状有助于发火和燃烧 B．“发烛”发火和燃烧利用了物质的可燃性 C．“发烛”发火和燃烧伴随不同形式的能量转化 D．硫磺是“发烛”发火和燃烧反应的催化剂 【答案】D 【解析】A．将松木削薄为纸片状可以增大可燃物与氧气接触面积，有助于发火和燃烧，A正确；B．发烛具有可燃性，“发烛”发火和燃烧利用了物质的可燃性，B正确；C．“发烛”发火和燃烧伴随不同形式的能量转化，如化学能转化为光能、热能等，C正确；D．硫磺也燃烧，不是催化剂，D错误；选D。 2．（2016·浙江·高考真题）可逆反应在一定条件下达到化学平衡时，下列说法不正确的是 A．正反应速率等于逆反应速率 B．反应物和生成物浓度不再发生变化 C．反应体系中混合物的组成保持不变 D．正、逆反应速率都为零 【答案】D 【解析】A．化学平衡为动态平衡，达到平衡状态时，正逆反应速率相等，A正确；B．达到平衡状态时，各组分浓度不变，即各反应物和生成物浓度都不再发生变化，B正确；C．当反应体系中混合物的组成保持不变时，达到平衡状态，C正确；D．化学平衡为动态平衡，达到平衡状态时，正逆反应速率相等，但都不等于零，D错误；故合理选项为D。 3．（2017·浙江·高考真题）在一定条件下,可逆反应X(g)+2Y(g) 2Z(g) ΔH=-akJ•mol-1,达到化学平衡时,下列说法一定正确的是　(　　) A．反应放出akJ热量 B．反应物和生成物的浓度都不再发生变化 C．X和Y的物质的量之比为1∶2 D．X的正反应速率等于Z的逆反应速率 【答案】B 【解析】从化学平衡的特征和本质两方面分析判断。A. 当1molX(g)和 2molY(g) 完全反应生成2molZ(g) 时才能放热akJ，A项错误；B. 化学平衡时，反应物和生成物的浓度都不再随时间发生变化，B项正确；C. 起始时X和Y的物质的量未知，反应消耗的X和Y的物质的量之比为1∶2，故平衡时X和Y的物质的量之比不一定为1∶2，C项错误；D. 化学平衡时，正、逆反应速率相等。X的正反应速率与Z的逆反应速率之比应等于化学计量数之比1∶2，D项错误。本题选B。 4．（2018·浙江·高考真题）反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)  ΔH<0，若在恒压绝热的容器中发生，下列选项表明一定已达平衡状态的是 A．容器内的温度不再变化 B．容器内的压强不再变化 C．相同时间内，断开H－H键的数目和生成N－H键的数目之比1:1 D．容器内气体的浓度c(N2)：c(H2)：c(NH3)=1：3：2 【答案】A 【解析】当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态，以此解答该题。A．在恒压绝热容器中发生，达到平衡时，各物质的量不变，温度不再发生改变，故A正确；B．恒压条件下反应，压强不能用于判断是否达到平衡状态，故B错误；C．相同时间内，断开H－H键的数目和生成N－H键的数目相等，都为正反应速率，不能用于判断是否达到平衡状态，故C错误；D．平衡常数未知，浓度关系不能用于判断是否达到平衡状态，故D错误。故答案选A。 5．（2017·浙江·高考真题）已知：X(g)+2Y(g)3Z(g)  △H=-akJ·mol-1(a＞0)，下列说法不正确的是 A．0.1molX和0.2molY充分反应生成Z的物质的量一定小于0.3mol B．达到化学平衡状态时，X、Y、Z的浓度不再发生变化 C．达到化学平衡状态时，反应放出的总热量可达a kJ D．升高反应温度，逆反应速率增大，正反应速率减小 【答案】D 【解析】A. 属于可逆反应，0.1molX和0.2molY充分反应生成Z的物质的量一定小于0.3mol，A正确；B. 达到化学平衡状态时正逆反应速率相等，X、Y、Z的浓度不再发生变化，B正确；C. 虽然属于可逆反应，达到化学平衡状态时，如果消耗1molX，则反应放出的总热量等于a kJ，C正确；D. 升高反应温度，正、逆反应速率均增大，D错误；答案选D。 6．（2009·广东·高考真题）已知汽车尾气无害化处理反应为 。 下列说法不正确的是 A．升高温度可使该反应的逆反应速率降低 B．使用高效催化剂可有效提高正反应速率 C．反应达到平衡后，NO的反应速率保持恒定 D．单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时，反应达到平衡 【答案】A 【解析】A．升高温度，正、逆反应速率都增大，故A项错误；B．使用高效催化剂，能够降低活化能，从而提高反应速率，正、逆反应速率都提高，故B项正确；C．反应达到平衡后，体系各组分的反应速率都保持恒定，故C项正确；D．消耗1mol 一氧化碳能生成1mol 二氧化碳，而同时又消耗1mol 二氧化碳，可知正逆反应速率相同，反应达到平衡状态，故D项正确。答案选A。 7．（2009·山东·高考真题）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 【答案】D 【解析】A．加入催化剂同时改变正、逆反应速率，A项错误；B．若是恒容条件，增加不参与反应的气体而使反应体系的压强增大，由于浓度不变，反应速度就不变，B项错误；C．降低温度使反应速率降低，将增大反应达到平衡的时间，C项错误；D．根据计算平均速率的定义公式可得，D项正确。故选D。 8．（2012·上海·高考真题）下列关于硫酸工业生产过程的叙述错误的是(　　) A．在接触室中使用铁粉作催化剂 B．在接触室中运用热交换技术可充分利用能源 C．把硫铁矿磨成细粉末，可以提高原料的利用率 D．该反应采用450～500°C主要是因为该温度下催化剂活性好 【答案】A 【解析】硫酸工业生产过程中，接触室中发生的反应为2SO2＋O22SO3，所用催化剂为V2O5。答案选A。 9．（2010·全国·高考真题）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 随反应时间变化如右图所示，计算反应4~8min间的平均反应速率和推测反应16min时反应物的浓度，结果应是 A．2.5μmol·L－1·min－1和2.0 μmol·L－1 B．2.5μmol·L－1·min－1和2.5 μmol·L－1 C．3.0μmol·L－1·min－1和3.0 μmol·L－1 D．5.0μmol·L－1·min－1和3.0 μmol·L－1 【答案】B 【解析】由图可知，4～8 min期间，反应物浓度变化为（20-10）μ mol/L=10μmol/L， 所以4～8 min期间，反应速率为=2.5μ mol/（L·min）； 由图可知，0～4 min期间，反应物浓度变化为（40-20）μmol/L=20μmol/L，4～8 min期间，反应物浓度变化为（20-10）μ mol/L=10μmol/L，可知，每隔4分钟，浓度变化量降为原来的一半，所以8～12min浓度变化为5μ mol/L，12～16min浓度变化为2.5μ mol/L， 所以16min时浓度为10μ mol/L-5μ mol/L-2.5μ mol/L=2.5μ mol/L，答案B正确。 答案选B。 10．（2016·浙江·高考真题）某温度时，2NO(g)＋O2(g)＝2NO2(g)反应到2 s后，NO的浓度减少了0.06 mol·L-1，则以O2表示该时段的化学反应速率是 A．0.03 mol·L-1·s-1 B．0.015 mol·L-1·s-1 C．0.12 mol·L-1·s-1 D．0.06 mol·L-1·s-1 【答案】B 【解析】2s后，NO的浓度减少了0.06mol•L-1，则v(NO)==0.03mol/(L·s)，速率之比等于化学计量数之比，v(O2)=v(NO)=0.015mol/(L·s)，故选B。 11．（2012·福建·高考真题）一定条件下，溶液的酸碱性对TiO2光催化染料R降解反应的影响如图所示。下列判断正确的是 A．在0-50min之间， pH =2和 PH= 7时 R 的降解百分率相等 B．溶液酸性越强， R 的降解速率越小 C．R的起始浓度越小，降解速率越大 D．在 20-25min之间， pH =10时 R 的平均降解速率为 0.04mol·L-1·min-1 【答案】A 【解析】A．根据图示可知：在0-50min之间，pH=2和pH=7时R的降解百分率都是100%，故A正确；B．溶液酸性越强，即pH越小，线的斜率越大，可以知道R的降解速率越大，故B错误；C．根据影响化学反应速率的因素可知：R的起始浓度越小，降解速率越小，故C错误；D．pH=10时，在20-25min，R的平均降解速率为=0.04×10-4mol∙L-1min-1，D错误；故选A。 12．（2021·浙江·高考真题）取50 mL过氧化氢水溶液，在少量I- 存在下分解：2H2O2=2H2O+O2↑。在一定温度下，测得O2的放出量，转换成H2O2浓度(c)如下表： t/min 0 20 40 60 80 c/(mol·L-1) 0.80 0.40 0.20 0.10 0.050 下列说法不正确的是 A．反应20min时，测得O2体积为224mL(标准状况) B．20~40min，消耗H2O2的平均速率为0.010mol·L-1·min-1 C．第30min时的瞬时速率小于第50min时的瞬时速率 D．H2O2分解酶或Fe2O3代替I-也可以催化H2O2分解 【答案】C 【解析】A．反应20min时，过氧化氢的浓度变为0.4mol/L，说明分解的过氧化氢的物质的量n(H2O2)=(0.80-0.40)mol/L×0.05L=0.02mol，过氧化氢分解生成的氧气的物质的量n(O2)=0.01mol，标况下的体积V=n·Vm=0.01mol×22.4L/mol=0.224L=224mL，A正确；B．20~40min，消耗过氧化氢的浓度为(0.40-0.20)mol/L=0.20mol/L，则这段时间内的平均速率v===0.010mol/(L·min)，B正确；C．随着反应的不断进行，过氧化氢的浓度不断减小，某一时刻分解的过氧化氢的量也不断减小，故第30min时的瞬时速率大于第50min时的瞬时速率，C错误；D．I-在反应中起到催化的作用，故也可以利用过氧化氢分解酶或Fe2O3代替，D正确；故答案选C。 13．（2010·海南·高考真题）对于化学反应3W(g)+2X(g)=4Y(g)+3Z(g)，下列反应速率关系中，正确的是 A．v(W)=3v(Z) B．2v(X)=3v(Z) C．2v(X)=v(Y) D．3v(W)=2v(X) 【答案】C 【解析】化学反应速率之比等于化学系数之比，则根据方程式3W(g)+2X(g)=4Y(g)+3Z(g)可知。A．v（W）：v（Z）=3：3=1：1，A错误；B．v（X）：v（Z）=2：3，B错误；C．v（X）：v（Y）=2：4=1：2，C正确；D．v（W）：v（X）=3：2，D错误。答案选C。 14．（2010·全国·高考真题）接触法制硫酸工艺中，其主反应在450℃并有催化剂存在下进行： （1）该反应所用的催化剂是 (填写化合物名称)，该反应450℃时的平衡常数 500℃时的平衡常数(填“大于”、“小于”或“等于”)。 （2）该热化学反应方程式的意义是 。 （3）下列可用来判断该可逆反应达到平衡状态的是 。 a.                   b.容器中气体的平均分子量不随时间而变化 c.容器中气体的密度不随时间而变化      d.容器中气体的分子总数不随时间而变化 （4）在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.20 mol 和0.10mol，半分钟后达到平衡，测得容器中含0.18mol，则= mol·L-1·min，若继续通入0.20mol和0.10mol，则平衡 移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向” 或“不”)，再次达到平衡后， mol<n()< mol。 【答案】 （1）五氧化二钒 大于 （2）在450℃时，2molSO2气体和1molO2气体完全反应生成2molSO3气体时放出的热量为190kJ （3）bd （4） 0.036 向正反应方向 0.36 0.40 【解析】（1）合成SO3所用的催化剂是五氧化二钒 ；该反应为放热反应，温度越高，平衡常数越小；故答案为：五氧化二钒；大于； （2）根据反应的热化学方程式可知，在450℃时，2molSO2气体和1molO2气体完全反应生成2molSO3气体时放出的热量为190kJ，故答案为：在450℃时，2molSO2气体和1molO2气体完全反应生成2molSO3气体时放出的热量为190kJ； （3）在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0)，反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态。A中反应速率方向相反，但不满足速率之比是相应但化学计量数之比，不正确。气体的平均相对分子质量是混合气的质量和混合气的总的物质的量的比值，质量不变，但物质的量是变化的，所以bd都可以说明。气体的密度是混合气的质量和容器容积的比值，质量和容积均是不变的，所以密度始终是不变的，c不正确；故答案为：bd； （4）容器中含SO3 0.18 mol，则消耗氧气的物质的量为0.09mol，因此氧气的反应速率是==0.036mol/(L.min)。增大反应物的浓度，平衡向正反应方向移动。所以反应物的转化率增大，因此三氧化硫的物质的量大于0.36mol。由于是可逆反应，转化率不可能是1，所以三氧化硫的物质的量小于0.4mol。故答案为：0.36；0.40。 15．（2009·全国·高考真题）某温度时，在2L密闭容器中气态物质X和Y反应生成气态物质Z，它们的物质的量随时间的变化如表所示。 （1）根据表中数据，在图1中画出X、Y、Z的物质的量（n）随时间（t）变化的曲线： t/min X/mol Y/mol Z/mol 0 1.00 1.00 0.00 1 0.90 0.80 0.20 3 0.75 0.50 0.50 5 0.65 0.30 0.70 9 0.55 0.10 0.90 10 0.55 0.10 0.90 14 0.55 0.10 0.90 （2） 体系中发生反应的化学方程式是 ; （3） 列式计算该反应在0-3min时间内产物Z的平均反应速率： ; （4） 该反应达到平衡时反应物X的转化率等于 ; （5） 如果该反应是放热反应。改变实验条件（温度、压强、催化剂）得到Z随时间变化的曲线①、②、③（如图2所示）则曲线①、②、③所对应的实验条件改变分别是： ① ② ③ 【答案】 （1） （2）X+2Y2Z （3）0.083mol/(L·min) （4） 45% （5）升高温度 加入催化剂 增大压强 【解析】（1）由表中数据可知，X、Y为反应物，Z为生成物，1min时△n(X)=1mol-0.9mol=0.1mol，△n(Y)=1mol-0.8mol=0.2mol，△n(Z)=0.2mol，所以X、Y、Z在相同时间内的变化量之比为1:2:2，9min后各物质的物质的量不再变化，平衡时X、Y、Z的物质的量分别为：0.55mol、0.1mol、0.9mol。横坐标为时间，纵坐标为X、Y、Z的物质的量(n)，根据表中数据可画出曲线为： ； （2）由表中数据看出反应从开始到平衡，X的物质的量减小，应为反应物，0～1min物质的量变化值为△n(X)=1mol-0.9mol=0.1mol，Y的物质的量减小，应为反应物，0～1min物质的量变化值为△n(Y)=1mol-0.8mol=0.2mol，Z的物质的量增多，应是生成物，物质的量的变化值为△n(Z)=0.2mol，9min后各物质的物质的量不再变化，且反应物不为0，故为可逆反应，根据物质的量的变化与化学计量数呈正比，则n(X):n(Y):n(Z)=0.10mol:0.20mol:0.20mol=1:2:2，反应方程式为X+2Y2Z，故答案为X+2Y2Z； （3）0-3min内Z表示的反应速率v(Z)==0.083mol/(L•min)，故答案为0.083mol/(L•min)； （4）由图表数据可知反应到9min时，反应达到平衡，反应达到平衡时反应物X的转化率α=×100%=45%，故答案为45%； （5）该可逆反应正反应为放热反应，且正反应为气体体积减小的反应。由表中数据可知，平衡时Z的物质的量为0.9mol，由图2可知曲线①平衡后，反应到达平衡的时间变短，速率加快，说明改变的条件能加快反应速率，而且Z的物质的量减小为0.6mol，Z的物质的量减小，说明平衡向逆反应移动，不能是加催化剂或增大压强，只能是升高温度；曲线②平衡后，Z的物质的量为0.9mol，Z的物质的量未变，但达到平衡所用的时间缩短，应是使用催化剂；曲线③平衡后，Z的物质的量为0.95mol，Z的物质的量增大，应是增大压强；故答案为升高温度；加入催化剂；增大压强。 一、选择题（每题只有一个正确答案，每题3分，共42分） 1．（2024·广东·高考真题）“极地破冰”“太空养鱼”等彰显了我国科技发展的巨大成就。下列说法正确的是 A．“雪龙2”号破冰船极地科考：破冰过程中水发生了化学变化 B．大型液化天然气运输船成功建造：天然气液化过程中形成了新的化学键 C．嫦娥六号的运载火箭助推器采用液氧煤油发动机：燃烧时存在化学能转化为热能 D．神舟十八号乘组带着水和斑马鱼进入空间站进行科学实验：水的电子式为 【答案】C 【解析】A．破冰过程无新物质生成，是物理变化，A错误；B．天然气液化的过程是气态变为液态，是物理变化，无新的化学键形成，B错误；C．燃烧放热，是化学能转化为热能，C正确；D．水是共价化合物，每个H原子都与O原子共用一对电子，电子式为，D错误；本题选C。 2．（2017·浙江·高考真题）下列物质放入水中，会显著放热的是 A．食盐 B．蔗糖 C．酒精 D．生石灰 【答案】D 【解析】A. 食盐溶于水，放热不明显，A错误；B. 蔗糖溶于水，放热不明显，B错误；C. 酒精溶于水，放热不明显，C错误；D. 生石灰溶于水生成氢氧化钙时放出大量的热，属于放热反应，D正确，答案选D。 3．（2016·浙江·高考真题）下列说法正确的是 A．煤是无机化合物，天然气和石油是有机化合物 B．利用化石燃料燃烧放出的热量使水分解产生氢气，是氢能开发的研究方向 C．化学电源放电、植物光合作用都能发生化学变化，并伴随能量的转化 D．若化学过程中断开化学键放出的能量大于形成化学键所吸收的能量，则反应放热 【答案】C 【解析】A．煤是多种有机物和无机物的混合物，主要成分是碳单质，不是化合物，故A错误； B．化学燃料是不可再生的，且不廉价，故B错误；C．化学电源放电、植物光合作用都有新物质生成，属于化学变化，且都伴随着能量的变化，故C正确；D．从化学键角度判断反应是吸热还是放热的方法：旧键断裂吸收能量大于新键生成释放能量，反应是吸热反应，反之是放热反应，故D错误；答案选C。 4．（2022·天津·高考真题）近年我国在科技领域不断取得新成就。对相关成就所涉及的化学知识理解错误的是 A．我国科学家实现了从二氧化碳到淀粉的人工合成，淀粉是一种单糖 B．中国“深海一号”平台成功实现从深海中开采石油和天然气，石油和天然气都是混合物 C．我国实现了高性能纤维锂离子电池的规模化制备，锂离子电池放电时将化学能转化为电能 D．以硅树脂为基体的自供电软机器人成功挑战马里亚纳海沟，硅树脂是一种高分子材料 【答案】A 【解析】A．淀粉是一种多糖，故A错误；B．石油主要是各种烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物，天然气主要含甲烷，还有少量的其他烷烃气体，因此天然气是混合物，故B正确；C．锂离子电池放电属于原电池，是将化学能转化为电能，故C正确；D．硅树脂是高聚物，属于高分子材料，故D正确。综上所述，答案为A。 5．（2009·广东·高考真题）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 【答案】B 【解析】A．手机锂离子电池可以多次充放电，因此是二次电池，故A项正确；B．铜锌原电池工作的时候，锌作负极，铜作正极，电子应该是从锌电极经导线流向铜电极，故B项错误；C．甲醇燃料电池就是将甲醇内部的化学能转化为电能的装置，故C项正确；D．锌的化学性质比锰要活泼，因此锌锰干电池中锌是负极，故D项正确。答案选B。 6．（2023·湖北·高考真题）2023年5月10日，天舟六号货运飞船成功发射，标志着我国航天事业进入到高质量发展新阶段。下列不能作为火箭推进剂的是 A．液氮-液氢 B．液氧-液氢 C．液态-肼 D．液氧-煤油 【答案】A 【解析】A．虽然氮气在一定的条件下可以与氢气反应，而且是放热反应，但是，由于键能很大，该反应的速率很慢，氢气不能在氮气中燃烧，在短时间内不能产生大量的热量和大量的气体，因此，液氮-液氢不能作为火箭推进剂，A符合题意；B．氢气可以在氧气中燃烧，反应速率很快且放出大量的热、生成大量气体，因此，液氧-液氢能作为火箭推进剂，B不符合题意；C．肼和在一定的条件下可以发生剧烈反应，该反应放出大量的热，且生成大量气体，因此，液态-肼能作为火箭推进剂，C不符合题意；D．煤油可以在氧气中燃烧，反应速率很快且放出大量的热、生成大量气体，因此，液氧-煤油能作为火箭推进剂，D不符合题意；综上所述，本题选A。 7．（2016·上海·高考真题）图1是铜锌原电池示意图。图2中，x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y轴表示 A．铜棒的质量 B．c(Zn2＋) C．c(H＋) D．c(SO) 【答案】C 【解析】铜锌原电池中，Zn是负极，失去电子发生氧化反应，电极反应为Zn-2e-=Zn2+，Cu是正极，氢离子得电子发生还原反应，电极反应为 2H++2e-=H2↑。A．Cu是正极，氢离子得电子发生还原反应，Cu棒的质量不变，故A错误；B．由于Zn是负极，不断发生反应Zn-2e-=Zn2+，所以溶液中c（Zn2+）增大，故B错误；C．由于反应不断消耗H+，所以溶液的c（H+）逐渐降低，故C正确；D．SO42-不参加反应，其浓度不变，故D错误；故选C。 8．（2021·浙江·高考真题）已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表： 共价键 H- H H-O 键能/(kJ·mol-1) 436 463 热化学方程式 2H2(g) + O2 (g)=2H2O(g)  ΔH= -482kJ·mol-1 则2O(g)=O2(g)的ΔH为 A．428 kJ·mol-1 B．-428 kJ·mol-1 C．498 kJ·mol-1 D．-498 kJ·mol-1 【答案】D 【解析】根据ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和计算。反应的ΔH=2(H-H)+(O-O)-4(H-O)；-482kJ/mol=2×436kJ/mol+(O-O)-4×463kJ/mol，解得O-O键的键能为498kJ/mol，2个氧原子结合生成氧气的过程需要释放能量，因此2O(g)=O2(g)的ΔH=-498kJ/mol。 9．（2016·浙江·高考真题）MgH2O2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 【答案】D 【解析】A．Mg易失电子发生氧化反应而作负极，石墨电极是该电池的正极，选项A正确；B．H2O2在石墨电极上得电子发生还原反应，选项B正确；C．Mg易失电子发生氧化反应而作负极，电极反应为：Mg-2e-=Mg2+，选项C正确；D．电池工作时，电子从负极Mg电极经导线流向石墨电极，但是电子不会经过电解质溶液，选项D错误。答案选D。 10．（2012·四川·高考真题）一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为：CH3CH2OH – 4e-+ H2O = CH3COOH + 4H+。下列有关说法正确的是 A．检测时，电解质溶液中的H+向负极移动 B．若有0.4mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48L氧气 C．电池反应的化学方程式为：CH3CH2OH + O2= CH3COOH + H2O D．正极上发生的反应为：O2+ 4e-+ 2H2O = 4OH- 【答案】C 【解析】A．该燃料电池的电极反应式分别为正极：O2+ 4e-+4H+=2H2O，负极：CH3CH2OH – 4e-+ H2O = CH3COOH + 4H+，电解质溶液中的H+应向正极移动（正极带负电），A不正确；B．根据正极反应式，若有0.4mol电子转移，则在标准状况下消耗2.24 L氧气，B不正确；C．将正负极电极反应式叠加得CH3CH2OH + O2= CH3COOH + H2O，C正确；D．酸性条件下正极：O2+ 4e-+4H+=2H2O，D不正确。答案选C。 11．（2012·大纲版·高考真题）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泼性由大到小的顺序是（　　） A．①③②④ B．①③④② C．③④②① D．③①②④ 【答案】B 【解析】组成原电池时，负极金属较为活泼，可根据电子、电流的流向以及反应时正负极的变化判断原电池的正负极，则可判断金属的活泼性强弱。组成原电池时，负极金属较为活泼，①②相连时，外电路电流从②流向①，说明①为负极，活泼性①＞②；①③相连时，③为正极，活泼性①＞③；②④相连时，②上有气泡逸出，应为原电池的正极，活泼性④＞②；③④相连时，③的质量减少，③为负极，活泼性③＞④；综上分析可知活泼性：①＞③＞④＞②；故选B。 12．（2022·浙江·高考真题）在恒温恒容条件下，发生反应A(s)+2B(g)3X(g)，c(B)随时间的变化如图中曲线甲所示。下列说法不正确的是 A．从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率 B．从b点切线的斜率可求得该化学反应在反应开始时的瞬时速率 C．在不同时刻都存在关系：2v(B)=3v(X) D．维持温度、容积、反应物起始的量不变，向反应体系中加入催化剂，c(B)随时间变化关系如图中曲线乙所示 【答案】C 【解析】A．图象中可以得到单位时间内的浓度变化，反应速率是单位时间内物质的浓度变化计算得到，从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率，选项A正确； B．b点处的切线的斜率是此时刻物质浓度除以此时刻时间，为反应物B的瞬时速率，选项B正确； C．化学反应速率之比等于化学方程式计量数之比分析，3v(B)=2v(X)，选项C不正确；D．维持温度、容积不变，向反应体系中加入催化剂，平衡不移动，反应速率增大，达到新的平衡状态，平衡状态与原来的平衡状态相同，选项D正确；答案选C。 13．（2023·海南·高考真题）利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成电池，如图所示。下列说法正确的是 A．b电极为电池正极 B．电池工作时，海水中的向a电极移动 C．电池工作时，紧邻a电极区域的海水呈强碱性 D．每消耗1kgAl，电池最多向外提供37mol电子的电量 【答案】A 【解析】铝为活泼金属，发生氧化反应为负极，则石墨为正极；A．由分析可知，b电极为电池正极，A正确；B．电池工作时，阳离子向正极移动，故海水中的向b电极移动，B错误；C．电池工作时，a电极反应为铝失去电子生成铝离子，铝离子水解显酸性，C错误；D．由C分析可知，每消耗1kgAl（为），电池最多向外提供mol电子的电量，D错误；故选A。 14．（2024·江苏·高考真题）碱性锌锰电池的总反应为，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是 A．电池工作时，发生氧化反应 B．电池工作时，通过隔膜向正极移动 C．环境温度过低，不利于电池放电 D．反应中每生成，转移电子数为 【答案】C 【解析】Zn为负极，电极反应式为：，MnO2为正极，电极反应式为：。A．电池工作时，为正极，得到电子，发生还原反应，故A错误；B．电池工作时，通过隔膜向负极移动，故B错误；C．环境温度过低，化学反应速率下降，不利于电池放电，故C正确；D．由电极反应式可知，反应中每生成，转移电子数为，故D错误；故选C。 二、解题题（共58分） 15．（2009·宁夏·高考真题）（14分）2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1mol SO2(g)氧化为1mol SO3的ΔH= —99kJ·mol—1。请回答下列问题： （1）图中A点表示 。E的大小对该反应的反应热有无影响？ 。该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点升高还是降低？ ，理由是 ； （2）图中△H= kJ·mol-1； （3）V2O5的催化循环机理可能为：V2O5氧化SO2时，自身被还原为四价钒化合物；四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式 ， 。 【答案】 （1）反应物总能量 无 降低 因为催化剂改变了反应的历程，使活化能E降低 （2）-198 （3） SO2+V2O5=SO3+2VO2 4VO2+O2=2V2O5 【解析】（1）根据图象可知A代表反应物的总能量，E代表活化能，活化能的大小对反应热无影响。使用催化剂改变了反应的历程使活化能E降低，从而加快反应速率，B点降低。 （2）因为1mol SO2(g)氧化为1mol SO3的ΔH= -99kJ·mol—1，而图象中表示的是2mol二氧化硫和1mol氧气，所以图中∆H=-198 kJ·mol—1。 （3）催化剂能改变化学反应速率，但本身的质量和化学性质在反应前后不变；V2O5的催化循环机理可能为：V2O5氧化SO2时，自身被还原为四价钒化合物；四价钒化合物再被氧气氧化，则该催化循环机理的化学方程式是SO2+V2O5=SO3+2VO2、4VO2+ O2=2V2O5。 16．（2014·海南·高考真题）（15分）锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4，溶于混合有机溶剂中，Li+通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。 回答下列问题： （1）外电路的电流方向是由 极流向 极(填字母)。 （2）电池正极反应式为 。 （3）是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？ (填“是”或“否”)，原因是 。 （4）MnO2可与KOH和KClO3在高温下反应，生成K2MnO4，反应的化学方程式为 。K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为 。 【答案】 （1） b a （2）MnO2+e－+Li+=LiMnO2 （3）否 电极Li是活泼金属，能与水反应 （4）3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O 2∶1 【解析】（1）锂是活泼的金属，作负极，因此外电路的电流方向是由正极b流向负极a。 （2）在电池正极b上发生得到电子的还原反应，则电极反应式为MnO2+e-+Li+=LiMnO2； （3）由于负极材料Li是活泼的金属，能够与水发生反应，所以不可用水代替电池中的混合有机溶剂。 （4）根据题意结合原子守恒、电子守恒可得方程式：3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O；K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2，根据化合价升降总数等于电子转移的数目可知：每转移2mol的电子，产生1mol的MnO2、2mol KMnO4，所以生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为2:1。 17．（2009·天津·高考真题）（15分）氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答： （1）氢氧燃料电池的能量转化主要形式是 ，在导线中电子流动方向为 （用a、b 表示）。 （2）负极反应式为 。 （3）电极表面镀铂粉的原因为 。 （4）该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下： Ⅰ.2Li+H22LiH Ⅱ.LiH+H2O==LiOH+H2↑ ①反应Ⅰ中的还原剂是 ，反应Ⅱ中的氧化剂是 。 ②已知LiH固体密度为0.82g/cm3。用锂吸收224L（标准状况）H2，生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为 。 ③由②生成的LiH与H2O作用，放出的H2用作电池燃料，若能量转化率为80％，则导线中通过电子的物质的量为 mol。 【答案】 （1）由化学能转变为电能 由a到b （2）2H2+4OH—4e-=4H2O（或H2+2OH—2e-=2H2O） （3）增大电极单位面积吸附H2、O2分子数，加快电极反应速率 （4）Li H2O 或8.71×10-4 32 【解析】（1）原电池主要是将化学键转化为电能；氢气失去电子，为负极，氧气获得电子，为正极，电子由负极通过导线移向正极； （2）负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水； （3）反应物接触面积越大，反应速率越大； （4）①根据化合价的变化判断； ②设LiH体积体积为vL，算出质量和物质的量，求出气体的体积； ③根据实际参加反应的氢气以及电极反应式计算。 【解析】（1）原电池主要是将化学键转化为电能，燃料电池是原电池，是将化学能转化为电能的装置；氢气失去电子，为负极，氧气获得电子，为正极，电子由负极通过导线移向正极，即由a到b， 因此，本题正确答案是：由化学能转化为电能；由a到b； （2）负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，电极反应式为 2H2+4OH—4e-=4H2O（或H2+2OH—2e-=2H2O）， 因此，本题正确答案是：2H2+4OH—4e-=4H2O（或H2+2OH—2e-=2H2O）； （3）反应物接触面积越大，反应速率越大，镀铂粉增大电极单位面积吸附氢气、氧气分子数，加快电极反应速率， 因此，本题正确答案是：增大电极单位面积吸附H2、O2分子数，加快电极反应速率； （4） ①2Li+H22LIH，该反应中锂失电子发生氧化反应，所以锂是还原剂；LiH+H2O=LiOH+H2↑，该反应中H2O得电子生成氢气，发生还原反应，所以H2O是氧化剂， 因此，本题正确答案是：Li；H2O； ②I.Li从零价升至+1价，作还原剂。II.H2O的H从+1降至H2中的零价，作氧化剂。由反应I，当吸收10molH2时，则生成20molLiH，V=m/ρ=20×7.9/0.82 ×10-3L=192.68×10-3L。V(LiH)/v(H2)= 192.68×10-3L/224L=8.71×10-4。 故答案是：1/1148或8.71×10-4； ③20mol LiH可生成20mol H2，实际参加反应的H2为20×80%=16mol，1molH2转化成1molH2O，转移2mol电子，所以16molH2可转移32mol的电子， 因此，本题正确答案是：32。 18．（2010·全国·高考真题）（14分）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Na2SO3、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4种溶液，可与实验中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 4mol/L 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反应一段时间后，实验A中的金属呈 色，实验E中的金属呈 色； ③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 。 【答案】 （1）Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ （2） CuSO4与Zn反应产生的铜与Zn形成微电池，加快了氢气产生的速度 （3） Ag2SO4 （4）升高反应温度，适当增加硫酸的浓度，增加锌粒的表面积(答两个) （5） V1=30 V6=10 V9=17.5 灰黑色 暗红色 当加入一定量的CuSO4后，生成的单质铜会沉积在Zn的表面降低了Zn与溶液接触的表面 【解析】（1）锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，加入少量硫酸铜溶液后，锌可置换出铜，反应的方程式为Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。 （2）由于CuSO4与Zn反应产生的铜与Zn形成微电池，从而加快了氢气产生的速度。 （3）K、Na和Mg均比锌活泼，属于活泼性很强的金属，所以只有Ag2SO4和铜反应生成的银与铜形成电池，从而加快反应速率。 （4）影响化学反应速率的因素很多，例如温度、浓度和固体的表面积等等，因此加快反应速率的措施还有升高反应温度，适当增加硫酸的浓度，增加锌粒的表面积等。 （5）①AB属于对照实验，所以V1=30ml。根据所加的饱和CuSO4溶液的体积变化趋势来分析，后者的体积总是前面的2倍，所以V6=10mL。要保证实验中硫酸的浓度相等，根据实验F中水的体积和饱和CuSO4溶液体积分析实验C中V9=20mL－2.5mL＝17.5mL。 ②实验A中没有原电池反应，是锌直接和硫酸的反应，所以金属会变暗。而实验E中生成铜单质，构成了原电池反应，所以呈暗红色。 ③当加入的CuSO4溶液超过一定量时，会析出大量的金属铜覆盖在锌表面，阻止锌和硫酸的反应，因此反应速率会减小。 15 / 32 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $$