专题6 化学反应与能量变化（期末复习讲义）高一化学下学期苏教版

专题6 化学反应与能量变化 内容导航 明·期末考情：把握考试趋势方向，精准备考 理·核心要点：系统归纳知识脉络，构建体系 破·重难题型：攻克典型疑难问题，突破瓶颈 过·分层验收：阶梯式检测与评估，稳步提升 考查重点 命题角度 化学反应速率及影响化学反应速率的因素 化学反应速率的含义、单位和表示方法；用不同物质表示化学反应速率及相互关系；用“三段式”进行简单的化学反应速率的计算；化学反应速率大小的比较；影响化学反应速率的的内因；外界条件(浓度、温度、压强和催化剂、其他因素)对化学反应速率的影响；化学反应速率图像的分析和判断；用控制变量法探究化学反应速率影响因素。 化学反应的限度和化学平衡状态 可逆反应的特征；化学平衡状态的建立及特征；化学平衡状态的判断方法；化学平衡的图像的分析方法。 化学反应中的热 常见的放热反应和吸热反应的判断；热化学方程式的含义、书写和正误判断；化学反应的能量变化与物质能量的关系；化学键与化学反应的能量；用键能计算反应热；燃料燃烧的释放的能量‘’ 化学能与电能的转化 原电池的工作原理；原电池的判断；原电池原理的应用（金属活动性比较、简单原电池的设计）；钢铁的电化学腐蚀；常见的化学电源；化学电池的分析和判断方法；电极反应式的书写方法；电解质物质制备中的应用。 要点01 化学反应速率 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｜点｜拨 (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｜点｜拨 (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。 要点02 影响化学反应速率的因素 1．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。 归｜纳｜总｜结 (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。 2．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。 要点03 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。 归｜纳｜总｜结 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。 要点04 放热反应和吸热反应 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｜点｜拨 吸、放热反应的三个“不一定” (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｜点｜拨 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。 要点05 化学反应能量变化的原因 1．化学反应的能量变化与物质内部能量的关系 (1)从物质内部能量分析化学反应过程： 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。 (2)化学反应的能量变化与物质内部能量的关系 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与化学键的关系 (1)化学反应中能量变化的本质原因 ①化学反应过程 ②化学反应中能量变化的原因 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： 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。 (2)共价键键能的意义： 如：H-H的键能为436.4kJ·mol-1，则H2(g)===2H(g)，ΔH＝436.4kJ·mol－1。 (3)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 归｜纳｜总｜结 (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。 要点06 化学能转化为电能 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)原电池的工作原理 ①电池反应：一般，原电池反应为自发的氧化还原反应。 ②电极反应：负极失去电子，发生氧化反应；正极得到电子，发生还原反应。 ③电子流向：电子由负极经导线流向正极。 ④离子流向：盐桥中的阳离子流向正极，阴离子流向负极。 (3)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。 归｜纳｜总｜结 1．原电池正负极的判断方法 (1)看电极材料：一般情况下，两个活泼性不同的电极，相对活泼的金属作负极，较不活泼的金属或导电的非金属作正极。 (2)看电极反应：负极发生氧化反应，正极发生还原反应。 (3)看电子流向：电子从负极经导线流向正极。 (4)看离子移动方向：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 (5)看电极发生的现象：负极参加反应时，负极材料不断溶解质量减小，正极质量增加或质量不变。 2．原电池中粒子的“移动方向” (1)外电路中电子移动方向：负极→正极。 (2)外电路中电流方向：正极→负极。 (3)电池内部离子移动方向：阴离子→负极，阳离子→正极。 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) 归｜纳｜总｜结 设计原电池的基本思路 (1)原理：能自发进行的氧化还原反应。 (2)电极：化合价升高的金属材料作负极，石墨或活泼性比负极弱的金属材料作正极。 (3)电解质溶液：化合价降低的物质的水溶液作电解质溶液。 (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。 要点07 化学电源 电能转化为化学能的应用 1．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。 2．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 题型01 化学反应速率的含义和表示方法 【典例1】下列关于化学反应速率的说法正确的是(　　) A．化学反应速率是指任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加 B．化学反应速率为是指时某物质的浓度为 C．升高温度能使化学反应速率增大 D．对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显 【答案】C 【解析】A．化学反应速率不适用于固体或纯液体，因其浓度不变，A错误； B．化学反应速率是平均速率，而非瞬时浓度，B错误； C．升高温度增加活化分子百分数，所有反应速率均增大，C正确； D．反应现象是否明显与反应本身有关，并非速率大就明显，如酸碱中和反应几乎无现象，D错误； 故选C。 方｜法｜点｜拨 (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。 (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。 (4)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。 【变式1-1】下列说法正确的是(　　) A．化学反应速率既有正值，又有负值 B．化学反应速率表示的是瞬时速率 C．对于同一化学反应，选用不同的物质表示化学反应速率时，其数值可能相同 D．化学反应速率仅适用于可逆反应，不适用于非可逆反应 【答案】C 【解析】A．化学反应速率是单位时间内物质浓度的变化量，无论是反应物浓度减的少还是生成物浓度的增加均取正值，不存在负值，A错误；B．化学反应速率通常指平均速率，而非某一时刻的瞬时速率，B错误；C．同一反应中，各物质的速率与其化学计量数成正比，若不同物质的计量数相同，则用它们表示的速率数值相同，C正确；D．化学反应速率适用于所有反应，与是否为可逆反应无关，D错误；故选C。 【变式1-2】为了更好地利用化学反应中的物质和能量变化，在化学研究和工业生产中还需要关注化学反应的快慢和程度。下列关于化学反应速率的说法正确的是(　　) A．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢 B．对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象就越明显 C．化学反应速率为0.8mol·(L·s)−1是指1s时某物质的浓度为0.8mol·L−1 D．化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物物质的量的减少或任何一种生成物物质的量的增加 【答案】A 【解析】A．化学反应速率是用来表示反应快慢的物理量，根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢，A正确； B．有些化学反应酸碱中和反应瞬间就能完成，但几乎没有明显现象发生，B错误； C．化学反应速率为0.8mol·(L·s)−1是指1s内某物质的浓度变化为0.8mol·L−1，而不是1s时的瞬时浓度，C错误； D．化学反应速率一般以某物质单位时间内的浓度变化量来表示，D错误； 故选A。 题型02 化学反应速率的简单计算 【典例2】一定条件下，反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在10L密闭容器中进行，测得2min内，N2的物质的量由2mol减少到0.8mol，则2min内N2的反应速率为( ) A．0.6mol・L-1・min-1 B．0.12mol・L-1・min-1 C．0.06mol・L-1・min-1 D．0.03mol・L-1・min-1 【答案】C 【解析】速率为单位时间内物质的量浓度变化量，即，故选C。 方｜法｜点｜拨 化学反应速率的计算方法 (1)根据定义式计算 v(A)＝。已知任意两个量，可求第三个量。 (2)化学计量数转换法 对于同一个化学反应，用不同物质的浓度变化表示的反应速率之比等于相应物质在反应方程式中的化学计量数之比。 例如：对于反应aA(g)＋bB(g)=cC(g)＋dD(g)，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d。 (3)利用“三段式”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 【变式2-1】在2 L恒容密闭容器中投入2.0 mol X(g)、4.0 mol Y发生如下反应：X(g)＋Y(？)3Z(g)，测得X物质的量与时间的关系如表所示： 时间/min 1 2 4 6 8 X物质的量/mol 1.5 1.2 1.0 0.9 0.9 下列说法正确的是(　　) A．增加Y的质量，反应速率一定加快 B．0～4 min Z的平均反应速率为 mol·L－1·min－1 C．2～4 min X的平均反应速率为 mol·L－1·min－1 D．X、Y的反应速率一定相等 【答案】B 【解析】由题意可知Y的状态不确定，若Y为液体或固体，则增加Y的质量不影响化学反应速率，A项错误；0～4 min Z的平均反应速率v(Z)＝×3＝ mol·L－1·min－1，B项正确；2～4 min X的平均反应速率v(X)＝＝ mol·L－1·min－1，C项错误；Y的状态不能确定，D项错误。 【变式2-2】在一定条件下，将3 mol A和1 mol B两种气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中，发生反应：3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)。2 min末，测得生成0.8 mol C、0.4 mol D。下列判断正确的是(　　) A．x＝2 B．2 min末，A的浓度为1.2 mol·L－1 C．2 min内A的反应速率为0.3 mol·L－1·min－1 D．2 min内B的浓度的改变量为0.4 mol·L－1 【答案】B 【解析】物质的量变化量之比等于化学计量数之比，故0.8 mol∶0.4 mol＝x∶2，解得x＝4，A项错误；列三段式： 　　　　　　3A(g)＋B(g)4C(g)＋2D(g) 起始量/mol　　3　　　1　　　0　　　0 变化量/mol　　0.6　　0.2　　0.8　　0.4 2 min末/mol　2.4　　　0.8　　0.8　　0.4 2 min末，A的浓度为c＝＝＝1.2 mol·L－1，B项正确；2 min内A的反应速率为 v＝＝＝＝0.15 mol·L－1·min－1，C项错误；2 min内B的浓度的改变量为Δc＝＝＝0.1 mol·L－1，D项错误。 题型03 化学反应速率的比较 【典例3】反应A(g)＋3B(g)===2C(g)＋2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为①v(A)＝0.45 mol·L－1·min－1　②v(B)＝0.6 mol·L－1·s－1　③v(C)＝0.4 mol·L－1·s－1　④v(D)＝0.45 mol·L－1·s－1，下列有关反应速率的比较中正确的是(　　) A．④＜③＝②＜① B．④>③>②>① C．④>③＝②>① D．①>②>③>④ 【答案】C 【解析】不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比，故各物质表示的反应速率与其化学计量数之比越大，反应速率越快，①＝0.007 5 mol·L－1·s－1，②＝0.2 mol·L－1·s－1，③＝0.2 mol·L－1·s－1，④＝0.225 mol·L－1·s－1，反应速率：④>③＝②>①，故D正确。 方｜法｜点｜拨 化学反应速率的比较方法 (1)将不同物质表示的速率换算成同一物质表示的反应速率，再进行比较。 (2)用不同物质表示的反应速率进行比较：反应速率与对应物质的化学计量数之比越大，它的反应速率越大。如反应aA(g)＋bB(g)=cC(g)＋dD(g)，可以通过比较不同情况下、、、的相对大小，该比值越大，化学反应速率越大。 (3)单位要一致。 【变式3-1】已知反应在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示反应速率最慢的是( ) A． B．v(CO)=1.5mol/(L·min) C． D． 【答案】A 【分析】同一化学反应中，同一时间段内，各物质的反应速率之比等于其计量数之比，把不同物质的反应速率换算成同一物质的反应速率进行比较，数值越小的反应速率越慢，同时注意单位的统一。 【解析】A．v(CO)=2v(NO2)=1.4mol/(L·min)；B．v(CO)=1.5mol/(L·min)；C．v(CO)=4v(N2)=0.16mol/(L⋅s) =9.6mol/(L·min)；D．v(CO)=v(CO2)=0.1mol/(L⋅s) =6mol/(L·min)；反应速率大小顺序是C＞D＞B＞A，所以反应速率最慢的是A；故选A。 题型04 影响化学反应速率的的因素 【典例4】下列说法中不正确的是( ) A．恒容容器中发生反应，充入He增大压强，反应速率增大 B．用煤粉代替煤块，炉火更旺，是因为增大了煤与空气的接触面积 C．其它条件相同时，增大反应物浓度，反应速率增大 D．溶液中加入能快速放出，是因为是分解的催化剂 【答案】A 【解析】A．恒容容器中充入He，容器体积不变，反应物、的浓度未发生改变，因此反应速率不变，A错误；B．煤粉相比煤块表面积大幅提升，增大了煤与空气的接触面积，反应速率加快，因此炉火更旺，B正确；C．其它条件相同时，增大反应物浓度，单位体积内活化分子数目增多，有效碰撞概率提升，反应速率增大，C正确；D．是分解反应的催化剂，可降低反应活化能加快反应速率，因此加入后能快速放出，D正确；故选A。 方｜法｜点｜拨 (1)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。 (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。 (3)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。 (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)催化剂参与化学反应，但其化学性质在反应前后保持不变。 (5)催化剂只有在适宜的温度下才能最大限度地显示其催化作用，不同的催化剂所需要的适宜温度不一定相同。 【变式4-1】下列各组物质进行反应(表内物质均为反应物)，反应刚开始时，放出H2的速率最快的是(　　) 选项 金属(粉末状) 酸及其浓度 酸的体积/mL 反应起始温度/℃ A 0.1 mol Zn 6 mol·L－1硝酸 20 50 B 0.1 mol Fe 3 mol·L－1硫酸 20 30 C 0.1 mol Zn 3 mol·L－1硫酸 20 30 D 0.1 mol Zn 3 mol·L－1盐酸 40 30 【答案】C 【解析】硝酸和锌反应不生成氢气，排除A选项。锌的活动性比铁强，所以在外界条件相同的情况下，锌与酸的反应速率比铁快，因此生成H2的速率：C＞B。在相同的条件下，氢离子的浓度越大，化学反应速率越快，因此生成H2的速率：C＞D。 【变式4-2】反应3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)在一容积可变的密闭容器中进行，下列条件的改变能使反应速率加快的是(　　) ①增加铁的量　②将容器的体积缩小一半　③保持体积不变，充入N2使体系压强增大　④保持体积不变，充入水蒸气使体系压强增大 A．①④ B．②③ C．③④ D．②④ 【答案】D 【解析】①Fe为固体，增加铁的量，反应速率不变，故错误；②将容器的体积缩小一半，气体浓度增大，反应速率增大，故正确；③保持体积不变，充入N2使体系压强增大，各组分的浓度不变，反应速率不变，故错误；④保持体积不变，充入水蒸气使体系压强增大，反应物浓度增大，反应速率增大，故正确。 题型05 控制变量法探究影响化学反应速率的因素 【典例5】已知，为探讨反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表。下列说法错误的是( ) 实验序号 体积V/mL 溶液褪色所需时间/s 0.2 mol/L 溶液 淀粉溶液 0.1 mol/L碘水 水 ① 10.0 2.0 4.0 0.0 ② 8.0 4.0 ③ 2.0 4.0 4.0 A． B． C．加入水是为了控制溶液总体积相等，保证各物质起始浓度一样 D．若 s，用表示的反应速率 【答案】C 【解析】A．实验①总体积为，控制总体积不变，实验③中；实验探究反应物浓度对化学反应速率的影响，则实验②中淀粉体积保持不变，即，，故，A正确；B．一般而言，反应物浓度越大，反应速率越快，溶液褪色时间越短，三组实验浓度①>②>③，故，B正确； C．加入水是为了控制溶液总体积相等，保证碘、淀粉的起始浓度相同，而的起始浓度是实验变量，并不相同，并非“各物质起始浓度一样”，C错误；D．时，反应消耗的，根据可得，消耗，，，D正确；故答案选C。 方｜法｜点｜拨 控制变量法解决问题的基本思路 “探究化学反应速率的影响因素”属于探究反应规律类型的任务。设计此类任务实验方案的关键是变量控制，可按以下步骤进行思考。 (1)定研究对象，如选定符合实验要求的化学反应。 (2)确定自变量和因变量。在本实验中，自变量为浓度、温度、接触面积、催化剂等外界条件，因变量为化学反应速率。 (3)设计实验操作，改变单一自变量。在此过程中，要明确通过实验操作应控制哪个自变量改变、哪些自变量不变。 (4)确定因变量的观测指标。在本实验中，应确定通过观察哪些现象来判断化学反应的快慢。 【变式5-1】某实验小组利用浊度传感器探究反应物浓度、温度对溶液与溶液反应的反应速率的影响，实验设计如下表： 实验编号 加入 溶液的体积 加入水的 体积 加入 溶液的体积 温度 /℃ 浊度达到400NTU的时间／s 1 2 0 2 25 41.0 2 1 2 t 3 2 2 21.8 下列说法正确的是( ) A．反应的化学方程式是 B． C．、 D． 【答案】C 【解析】A．反应的化学方程式应为 ，A错误；B．探究变量需控制溶液总体积一致，实验1总溶液体积为 ，因此实验2中 ，实验3要保证反应物浓度与实验1一致，，二者不相等，B错误；C．实验1和3反应物浓度相同，实验3达到相同浊度的时间更短，反应速率更快，因此 ；实验2探究浓度对速率的影响，温度应与实验1一致即 ，故，C正确；D．实验2温度为 ，浓度比实验1小，反应速率更慢，达到相同浊度的时间 ，D错误；故选C。 【变式5-2】将浓度均为0.01 mol·L－1的H2O2、H2SO4、KI、Na2S2O3溶液及淀粉混合，一定时间后溶液变为蓝色。该实验是一种“碘钟实验”。某小组同学在室温下对该“碘钟实验”的原理进行探究。 资料：该“碘钟实验”的总反应为H2O2＋2S2O＋2H＋===S4O＋2H2O。 反应分两步进行，反应A为H2O2＋2I－＋2H＋===I2＋2H2O，反应B为I2＋2S2O===2I－＋S4O。 (1)为探究溶液变蓝快慢的影响因素，进行实验Ⅰ、实验Ⅱ(溶液浓度均为0.01 mol·L－1)。 用量/mL 实验序号 H2O2溶液 H2SO4溶液 Na2S2O3溶液 KI溶液(含淀粉) H2O 实验Ⅰ 5 4 8 3 0 实验Ⅱ 5 2 x y z 溶液从混合时的无色变为蓝色的时间：实验Ⅰ是30 min、实验Ⅱ是40 min。 ①实验Ⅱ中，x、y、z所对应的数值分别是______。 ②对比实验Ⅰ、实验Ⅱ，可得出的实验结论是_________________________________________。 (2)为探究其他因素对该“碘钟实验”的影响，进行实验Ⅲ(溶液浓度均为0.01 mol·L－1)。 用量/mL 实验序号 H2O2溶液 H2SO4溶液 Na2S2O3溶液 KI溶液(含淀粉) H2O 实验Ⅲ 4 4 9 3 0 实验过程中，溶液始终无明显颜色变化。 试结合该“碘钟实验”总反应方程式及反应A与反应B速率的相对快慢关系，解释实验Ⅲ未产生颜色变化的原因：____________________________________________________________。 【答案】(1)①8、3、2　②其他条件不变，增大氢离子浓度可以加快反应速率 (2)由于n(H2O2)∶n(Na2S2O3)<，v(A)<v(B)，所以未出现溶液变蓝的现象 【解析】(1)①为便于研究，在反应中要采用控制变量的方法，即只改变一个反应条件，其他条件都相同，根据表格数据可知，实验Ⅱ与实验Ⅰ相比H2SO4溶液的体积减小，为保证其他条件都相同，而且混合后总体积相同，实验Ⅱ中，x＝8，y＝3，z＝2。(2)对比实验Ⅰ、实验Ⅲ可知，其他量没有变化，溶液总体积相同，H2O2溶液的体积减小，Na2S2O3溶液的体积增大，n(H2O2)∶n(Na2S2O3)＜，结果未出现溶液变为蓝色的现象，说明v(A)＜v(B)。 题型06 可逆反应与化学反应的限度 【典例6】在一密闭容器中进行反应：，已知反应过程中某一时刻、、的浓度分别为0.2、0.1、0.2，当反应达到平衡时，可能存在的数据是( ) A．为0.4 B．为0.25 C．、均为0.15 D．为0.2 【答案】B 【解析】A．SO3的浓度增大，说明该反应向正反应方向进行建立平衡，若SO2和O2完全反应，SO3的浓度的浓度变化为0.2mol·L-1，完全反应SO3浓度才能为0.4mol·L-1，实际变化应小于该值，违背了可逆反应的特点，故错误；B．若SO2为0.25mol·L-1，则O2为0.125mol·L-1，SO3为0.15mol·L-1，为各物质共存状态，符合可逆反应的特点，故B正确；C．反应物、生产物的浓度不可能同时减小，一个减小，另一个一定增大，否则违背质量守恒定律，故C错误；D．O2的浓度增大，说明反应向逆反应方向进行，若SO3完全反应，则O2的浓度浓度变化为0.1mol·L-1，因可逆反应实际变化应小于该值，所以O2浓度小于0.2mol·L-1，故D错误；本题选B。 方｜法｜点｜拨 (1)“极端假设法”确定可逆反应各物质的浓度范围 可根据极端假设法判断，假设反应正向或逆向进行到底，求出各物质浓度的最大值和最小值，注意一些量的守恒关系，从而确定它们的浓度范围。 (2)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。 (3)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。 【变式6-1】下列关于可逆反应的说法正确的是（ ） A．正反应和逆反应在相同条件下同时进行 B．氯化铵分解和氨气与氯化氢反应生成氯化铵属于可逆反应 C．可逆反应达到一定限度后，反应就停止了 D．同一可逆反应的正反应进行的程度一定大于逆反应的进行程度 【答案】A 【解析】正逆反应是在相同条件下同时进行的，A正确；氯化铵分解和氨气与氯化氢反应生成氯化铵是在不同条件下进行的，不是可逆反应，B错误；可逆反应达到一定限度后，反应没有停止，正反应速率和逆反应速率相等，C错误；同一可逆反应中，正反应进行的程度与逆反应进行的程度与反应物的性质有关，有的可逆反应正反应进行的程度大，有的可逆反应逆反应进行的程度大，D错误。故选A。 【变式6-2】在密闭容器中发生反应X(g)＋3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1和0.2 mol·L－1，在一定条件下，当反应达到一定限度时，各物质的浓度可能是(　　) A．X为0.2 mol·L－1 B．Y为0.1 mol·L－1 C．Z为0.4 mol·L－1 D．Z为0.1 mol·L－1时，Y为0.4 mol·L－1 【答案】B 【解析】化学反应的限度决定了可逆反应中的各成分是不能完全转化的，反应可能正向进行，也可能逆向进行，所以当反应达到一定限度时各物质的浓度范围为0<c(X)<0.2 mol·L－1, 0<c(Y)<0.6 mol·L－1,0<c(Z)<0.4 mol·L－1。而当c(Z)＝0.1 mol·L－1时，c(Y)＝0.45 mol·L－1。 题型07 化学平衡的建立及特征 【典例7】一定温度下，在恒容密闭容器中充入和，发生反应生成，该可逆反应的和随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是( ) A．a点时， B．c点时， C．d点时，容器内反应停止 D．d与e速率比较： 【答案】A 【解析】A．a点反应未达平衡，同一时间下，因此，A正确；B．c点反应仍未达平衡，仍大于，即，B错误；C．d点反应已达平衡，化学平衡是动态平衡，正逆反应速率相等但不为0，反应没有停止，C错误；D．d、e点均为平衡状态，反应速率保持不变，因此，D错误；故选A。 方｜法｜点｜拨 (1)化学平衡的建立 一个可逆反应，若从反应物开始，其化学反应速率与时间关系如下： ①反应开始时：v正最大，v逆为0，原因是反应物浓度最大，生成物浓度为0。 ②反应进行中，v正逐渐减小，v逆逐渐增大，原因是反应物浓度逐渐减小，生成物浓度逐渐增大。 ③反应一段时间(t1)后，v正=v逆，反应物和生成物的浓度不再发生变化。 (2)化学平衡的特征 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。 【变式7-1】下列关于化学平衡的说法正确的是（ ） A．达到化学平衡状态后，可逆反应就停止进行 B．达到化学平衡状态后，反应物和生成物的浓度之比等于化学计量数之比 C．反应物和生成物的速率之比等于化学计量数之比 D．达到化学平衡状态时，正反应速率与逆反应速率相等 【答案】D 【解析】A选项，达到化学平衡状态，正反应速率与逆反应速率相等，反应没有停止，错误；B选项，达到化学平衡状态，反应物和生成物的浓度与初始浓度有关，与化学计量数无关，错误；C选项，对于可逆反应，反应速率要指明是正反应速率和逆反应速率，错误；D选项，达到化学平衡状态，正反应速率与逆反应速率相等，正确。故选D。 【变式7-2】在一定温度下，向容积固定的密闭容器中通入一定量的和，进行合成氨反应，反应过程中部分气体的物质的量n随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是( ) A．Y表示的物质是 B．时， C．时，Y的转化率为33.3% D．a、b两点的正反应速率： 【答案】D 【分析】在一定温度下，向容积固定的密闭容器中通入一定量的和，进行合成氨反应，随着反应进行，反应物逐渐减少，生成物逐渐增加，则X代表NH3，各物质变化量之比等于其化学计量系数之比，从图中可知，达到平衡时，X增加了1mol，Y减少了0.5mol，二者变化量之比为2∶1，则说明Y代表N2，据此解题。 【解析】A．根据分析可知，Y表示的物质是N2，A错误；B．后，X的量继续增加，Y的量继续减少，说明反应继续正向进行，则正反应速率大于逆反应速率，即时，，B错误；C．时，该反应达到平衡，Y的物质的量从降低到，则Y的转化率为50%，C错误；D．反应达到平衡前，随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，正反应速率逐渐减小，则a、b两点的正反应速率：，D正确； 故选D。 题型08 化学平衡状态的判断 【典例8】工业合成氨是重要的人工固氮的方式，在一个恒容容器中充入N2(g)和H2(g)，一定条件下发生反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，若温度保持不变，下列说法正确的是(　　) A．当充入足量N2(g)后，H2(g)会全部转化 B．容器中的压强始终保持不变 C．正、逆反应速率相等时，各物质的质量不再变化 D．反应达到限度后，N2(g)和H2(g)的物质的量之比一定为1∶3 【答案】C 【解析】反应是可逆反应，H2(g)不可能全部转化，A错误；正、逆反应速率相等时，反应达到平衡状态，各物质的质量不再变化，C正确；反应达到限度后，N2(g)和H2(g)的物质的量之比与充入的N2(g)和H2(g)有关，则平衡时N2(g)和H2(g)的物质的量之比不一定是1∶3，D错误。 方｜法｜点｜拨 化学平衡状态的判断依据 (1)直接依据——根据速率关系 ①同一物质：生成速率＝消耗速率，即v正(A)＝v逆(A)。 ②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，如aA＋bBcC＋dD，＝。 即— (2)间接依据——根据各组分的量 首先分析该量是“变量”还是“恒量”，如为“恒量”，即随反应的进行永远不变，则不能作为判断平衡状态的依据；如为“变量”，即该量随反应进行而改变，当其“不变”时，则为平衡状态。 即— (3)不能判断反应达到平衡状态的几种情况 ①反应中各组分的物质的量的变化量之比(或分子个数比)等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比的状态。 ②恒温恒容下Δn＝0(反应前后气体物质的量不变)的反应，体系的压强、总物质的量不随时间改变而改变的状态。 ③全是气体参加且Δn＝0(反应前后气体物质的量不变)的反应，体系的平均相对分子质量不随时间的改变而改变的状态。 ④全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变的状态。 【变式8-1】研究NO2、SO2等气体的无害化处理对治理大气污染、建设生态文明具有重要意义。将NO2与SO2以体积比1：2置于某恒温恒容容器中，发生反应：NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)。下列能说明达到平衡状态的是( ) A．体系压强保持不变 B．混合气体的颜色保持不变 C．SO3和NO的体积比保持不变 D．每生成lmolSO3消耗1molNO2 【答案】B 【解析】A．该反应是气体体积不变的反应，反应过程中体系压强为定值，体系压强保持不变时，不能说明反应达到平衡，A不选；B．混合气体的颜色保持不变，说明NO2的浓度为定值，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，B选；C．根据已知条件列出“三段式” SO3和NO的体积比为1，是定值，当SO3和NO的体积比保持不变时，不能说明反应达到平衡，C不选；D．每生成lmolSO3消耗1molNO2都是指正反应速率，不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡，D不选；故选B。 【变式8-2】能说明恒容恒温密闭装置中反应在一定条件下达到平衡的是( ) A．断开键时，生成键 B．反应体系中压强不再改变 C． D．混合气体的平均摩尔质量不再改变 【答案】C 【解析】A．断开键时，生成键，描述的都是正反应方向的情况，不能体现正、逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，A不符合题意；B．该反应前后气体分子数不变，在恒容恒温密闭装置中，无论反应是否达到平衡，体系压强始终不变，所以压强不再改变不能作为反应达到平衡的标志，B不符合题意；C．，根据反应速率之比等于化学计量数之比，，则，即，正、逆反应速率相等，说明反应达到平衡状态，C符合题意；D．反应前后气体的总质量不变，气体总物质的量也不变，根据，混合气体的平均摩尔质量始终不变，所以平均摩尔质量不再改变不能说明反应达到平衡，D不符合题意； 故选C。 题型09 化学反应速率和化学平衡图像分析 【典例9】℃时，向2L的密闭容器中充入一定量的A和B，发生反应后容器中各组分的物质的量随时间变化如下图，下列说法不正确的是( ) A．图中a点表示A和C的物质的量相等，但反应未达到平衡状态 B．该反应的化学方程式为： C．0～时间段，反应速率可表示为： D．在时刻向密闭容器中充入一定量的He，容器压强增大，但反应速率不变 【答案】C 【解析】A．由图可知，图中a点表示A和C的物质的量相等，但是此时两者的物质的量依然在发生改变，则此时反应没有平衡，A正确；B．由图可知，根据反应平衡时，曲线变化比例（A减少0.8mol，B减少0.8mol，C增加0.8mol），则反应物为A和B，产物为C，且其系数之比等于曲线变化之比，故方程式为：2A+B⇌2C，B正确；C．由图可知，0～时间段，B的改变量为0.2mol，容器体积为2L，则反应速率可表示为：，C错误；D．容器体积不变，在时刻向密闭容器中充入一定量的He，容器压强增大，但是反应物和产物浓度不变，反应速率不变，D正确；故选C。 解｜题｜模｜板 (1)简单的速率图像及应用 (2)化学反应速率和反应限度的图像综合分析 图像分析关注以下几点： ①坐标 各坐标轴代表的意义：浓度、物质的量、气体体积、速率、时间等。 ②曲线趋势 随着横坐标数据的增大，纵坐标如何变化，为什么会出现这样的变化，分清正、逆反应，理解曲线斜率大小的意义。 ③关键节点 常见于有关数据的点、交点等，如坐标轴的交点、曲线的交叉点、极值点、转折点、标有数据的点等。 【变式9-1】向某恒容密闭容器中充入一定量的气体A和气体B，发生反应：A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，正反应速率随时间变化的曲线如图所示。下列说法错误的是( ) A．t1时刻反应物的浓度大于t2时刻反应物的浓度 B．逆反应速率在t3时刻达到最大 C．反应在t4时刻后处于化学平衡状态 D．逆反应速率在t4时刻达到最大 【答案】B 【分析】随着反应的进行，反应物浓度减小，c点之前，正反应速率增大，说明该阶段影响反应速率的主要因素不是浓度，可能是温度，则该反应放热；c点之后，反应物浓度减小，正反应速率减小，该阶段影响反应速率的主要因素为浓度；t4之后，正反应速率不变，则反应在t4时刻后处于化学平衡状态。 【解析】A．随着反应的进行，反应物浓度减小，因此t1时刻反应物浓度大于t2时刻，A正确；B．开始时，逆反应速率为零，平衡时逆反应速率最大，因此逆反应速率在t4时刻达到最大，B错误；C．由分析可知反应在t4时刻后处于化学平衡状态，C正确；D．开始时，逆反应速率为零，平衡时逆反应速率最大，因此逆反应速率在t4时刻达到最大，D正确；故选B。 【变式9-2】CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．从3 min到9 min，v(H2)为0.125 mol·L－1·min－1 B．若混合气体密度不变时，该反应达到平衡状态 C．平衡时向容器中充入Ne，反应速率不变 D．9 min时，反应处于平衡状态 【答案】B 【解析】从3 min到9 min，v(H2)＝3v(CO2)＝3×＝0.125 mol·L－1·min－1，A正确；反应前后均为气体，且容器体积不变，则混合气体密度一直保持不变，不能作为判断反应达到平衡状态的依据，B错误；平衡时向容器中充入Ne，各物质浓度不变，反应速率不变，C正确；9 min时，CO2、CH3OH的浓度均不再改变，反应处于平衡状态，D正确。 【变式9-3】一定温度下，向0.5 L的密闭容器中通入两种气体反应物，反应中各气体的物质的量变化如图所示。回答下列问题： (1)写出容器中发生反应的化学方程式：_______________________(用图中字母表示)。 (2)0～1 s内，以B的浓度表示反应的平均速率v(B)＝_______ mol·L－1·s－1,1～5 s内，以B的浓度表示反应的平均速率为v′(B)，由图可知v(B)________(填“>”“<”或“＝”)v′(B)，其原因是 _______________________________________________________。 (3)当可逆反应达到平衡时，C的转化率为____________。 (4)容器内初始压强用p初表示，平衡时压强用p平表示，则p平∶p初＝______________。 【答案】(1)3B＋4C6A＋2D (2)(或0.67或0.667)　>　随反应进行，反应物浓度降低，反应速率减小 (3)80%(或0.80) (4)1.1(或11∶10或1.1∶1) 【解析】(1)由图可知，反应过程中物质的量减少的是反应物B与C，物质的量增大的是生成物A与D，5 s后不再增加或减少故为可逆反应，0～5 s内B、C、A、D变化量分别为0.6 mol、0.8 mol、1.2 mol、0.4 mol，物质的量变化量之比等于其化学计量数比，故得反应化学方程式为3B＋4C6A＋2D。(2)0～1 s内B的物质的量由1 mol变为 mol，v(B)＝＝＝ mol·L－1·s－1；随反应进行，反应物浓度降低，反应速率减小，所以v(B)>v′(B)。(3)由图可知当反应进行到5 s时达到平衡，C由1 mol变为0.2 mol，故C的转化率为×100%＝80%。(4)同温同体积，压强之比等于物质的量之比，则p平∶p初＝(1.2＋0.4＋0.4＋0.2)∶(1＋1)＝11∶10。 题型10 放热反应和吸热反应 【典例10】化学反应中伴随着能量变化，下列变化属于放热反应的是( ) A．浓硫酸稀释 B．金属钠与水的反应 C．氢氧化钠固体溶于水 D．氯化铵晶体与氢氧化钡晶体混合搅拌 【答案】B 【解析】A．浓硫酸稀释属于物理变化，虽放出热量但不属于化学反应，因此不属于放热反应，A错误；B．金属钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，是剧烈的放热化学反应，属于放热反应，B正确；C．氢氧化钠固体溶于水是物理溶解过程，不属于化学反应，因此不属于放热反应，C错误；D．氯化铵晶体与氢氧化钡晶体混合发生的反应是典型的吸热反应，不属于放热反应，D错误；答案选B。 方｜法｜点｜拨 吸、放热反应的三个“不一定” (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。 【变式10-1】下列关于化学反应与能量的说法中，不正确的是( ) A．工业合成氨需要在较高温度下进行，因此该反应是吸热反应 B．化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因 C．与的反应属于吸热反应 D．反应物的总能量高于生成物的总能量，反应时向环境中释放能量 【答案】A 【解析】A．工业合成氨选择较高温度是为了提高反应速率、使催化剂活性达到最佳，反应的吸热或放热与反应条件无必然关联，该反应实际为放热反应，A错误； B．化学反应中旧化学键断裂需要吸收能量，新化学键形成会释放能量，化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因，B正确； C．与的反应是典型的吸热反应，C正确； D．反应物总能量高于生成物总能量的反应为放热反应，反应过程中会向环境释放能量，D正确； 故选A。 【变式10-2】如图所示，瓶中Ⅹ为固体，把滴管内的液体Y滴入瓶中，插入水中的导管口一定没有气泡冒出的是( ) A B C D X Zn NaCl CaO NaOH Y 【答案】B 【解析】A．锌的活动性比氢强，能与稀硫酸反应生成氢气，导管口有气泡产生，故A项不符合题意；B．氯化钠不能与水反应生成气体，且溶于水时温度无明显变化，导管口一定没有气泡产生，故B项符合题意；C．氧化钙与水反应生成氢氧化钙，反应放出大量的热，可使导管口有气泡产生，故C项不符合题意；D．氢氧化钠溶于水放出大量的热，可使导管口有气泡产生，故D项不符合题意；故答案为B。 题型11 热化学方程式的书写和判断 【典例11】胶状液氢(主要成分是H2和CH4)有望用于未来的运载火箭和空间运输系统。实验测得：101 kPa时，1 mol H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ的热量；1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2，放出890.3 kJ的热量。下列热化学方程式书写正确的是(　　) A．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝890.3 kJ·mol－1 B．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1 C．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.3 kJ D．2H2＋O2===2H2O　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 【答案】B 【解析】CH4燃烧为放热反应，ΔH<0，A错误；1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2，放出890.3 kJ的热量，则热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.3 kJ· mol－1，B正确；热化学方程式中ΔH的单位应该为kJ·mol－1，C错误；没有标明各物质的聚集状态，D错误。 方｜法｜点｜拨 热化学方程式的书写方法 (1)遵循一般化学方程式的书写规则(一般不写反应条件)。 (2)要注明反应物和生成物的状态。 (3)在右端注明ΔH的符号(正号常省略)、大小及单位。 (4)化学计量数只表示物质的量，因此可以是整数，也可以是分数。化学计量数改变，ΔH的数值要相应改变。 【变式11-1】下，煤炭、氢气、天然气的热值(指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量)依次是，则下列热化学方程式正确的是( ) A．   B．   C．   D．   【答案】D 【解析】A．煤炭的热值为33 kJ⋅g−1、，1 mol碳(即12 g)完全燃烧生成CO2应放出热量12×33 kJ=396 kJ，则热化学方程式为：，A错误；B．氢气的热值为143 kJ⋅g−1，2 mol H2(即4 g)完全燃烧放出热量4×143 kJ=572 kJ，则热化学方程式为：，B错误；C．天然气的热值为56 kJ⋅g−1，1 mol CH4(即16 g)完全燃烧放出热量16×56 kJ=896 kJ，，则热化学方程式为：，C错误；D．1 mol CH4完全燃烧生成CO2和液态水，放出热量16×56 kJ=896 kJ，，D正确；故选D。 【变式11-2】写出298 K时，下列反应的热化学方程式： (1)16 g固体硫完全燃烧时放出148.4 kJ的热量：______________________________________。 (2)2.00 g C2H2气体完全燃烧生成液态水和CO2，放出99.6 kJ的热量： __________________________________________________________________。 【答案】(1)S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－148.4 kJ·mol－1 [或S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－296.8 kJ·mol－1] (2)C2H2(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－1 294.8 kJ·mol－1 【解析】(1)16 g固体硫完全燃烧时放出148.4 kJ的热量，故其热化学方程式可写为S(s)＋O2(g) ===SO2(g)　ΔH＝－148.4 kJ·mol－1或S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－296.8 kJ·mol－1。 (2)1 mol C2H2完全燃烧生成液态水和CO2放热：×26 g＝1 294.8 kJ，热化学方程式为C2H2(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－1 294.8 kJ·mol－1。 题型12 化学变化中能量变化的原因 【典例12】科学家用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如图所示，下列说法正确的是( ) A．从状态Ⅰ到状态Ⅲ为吸热反应 B．状态Ⅱ比状态Ⅰ稳定 C．由该反应过程可知，在化学反应中旧化学键完全断裂形成新化学键 D．从状态Ⅱ到状态Ⅲ形成碳氧双键，释放能量 【答案】D 【解析】A．由图可知，从状态Ⅰ到状态Ⅲ的反应为反应为总能量大于生成物总能量的放热反应，故A错误；B．物质的能量越高越不稳定，由图可知，状态Ⅱ的能量高于状态Ⅰ，所以状态Ⅰ比状态Ⅱ稳定，故B错误；C．由图可知，从状态Ⅰ到状态Ⅱ的过程中，一氧化碳没有发生共价键的断裂，故C错误；D．由图可知，从状态Ⅱ到状态Ⅲ形成碳氧双键时，释放能量，故D正确；故选D。 方｜法｜点｜拨 正确理解反应热与物质能量和键能的关系 (1)从物质能量的角度 确定的化学反应是吸热还是放热，取决于反应物总能量和生成物总能量的相对大小。 若反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应； 若反应物的总能量小于生成物的总能量，该反应为吸热反应。 如下图所示： (2)从化学键变化的角度 反应热取决于断开反应物中的化学键所吸收总能量和形成生成物中的化学键所放出总能量的相对大小，与反应的条件没有关系。 其中化学键断裂吸收能量，化学键生成放出能量。 ΔH＝断开反应物化学键所吸收的能量－形成生成物化学键所释放的能量。 若ΔH>0，则为吸热反应，若ΔH<0，则为放热反应。 【变式12-1】我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程，该历程示意图如下所示。 下列说法不正确的是( ) A．该反应的原子利用率为100% B．CH4→CH3COOH过程中有C-H键发生断裂 C．①→②的过程ΔH<0 D．该反应中没有元素化合价发生变化 【答案】D 【解析】A．该反应总反应为CH4+CO2→CH3COOH，原子利用率为100%，A不符合题意；B．从图中可以看出，CH4选择性活化，断裂C-H键，B不符合题意；C．①→②的过程中，反应物的总能量高于生成物的总能量，则该过程放出能量，即ΔH＜0，C不符合题意；D．CH4中碳为-4价，CO2中碳为+4价，CH3COOH中碳平均为0价，反应CH4+CO2→CH3COOH中碳元素化合价发生变化，D符合题意；故选D。 【变式12-2】研究表明，在一定条件下，气态HCN转化为气态CNH的能量变化如图所示。下列说法正确的是( ) A．断开1molHCN(g)中所有化学键需要放出127.2kJ的能量 B．CNH(g)比HCN(g)更稳定 C．1molHCN(g)转化为1molCNH(g)需要吸收59.3kJ的能量 D．HCN(g)转化为CNH(g)一定要加热 【答案】C 【解析】A．根据图示可知1 mol HCN(g)转化为中间状态的物质时需吸收186.5 kJ的热量，但由于该中间物质中仍然存在化学键，断裂化学键需吸收能量，因此1 mol HCN(g)中的所有化学键全部断开需要吸收的热量大于186.5 kJ，故A错误；B．由图可知，HCN具有的能量较低，能量越低物质越稳定，则HCN比HNC更稳定，故B错误；C．根据图示可知1 mol HCN(g)转化为1 molCNH(g)需要吸收的能量为186.5 kJ-127.2 kJ=59.3 kJ，故C正确；D．由图可知，反应物总能量小于生成物总能量，则该反应为吸热反应，但吸热反应不一定需要加热才能发生，所以HCN(g)转化为CNH(g)不一定要加热，故D错误；故选：C。 题型13 原电池的工作原理 【典例13】关于原电池的叙述中正确的是( ) A．构成原电池的两个电极必须是两种不同的金属 B．原电池是将化学能转变为电能的装置 C．原电池工作时总是负极溶解，正极上有物质生成 D．原电池的正极是还原剂发生反应，总是溶液中的阳离子在此被还原 【答案】B 【解析】A．构成原电池的两个电极可以是金属与非金属(如石墨)，不一定是两种不同金属，A错误； B．原电池通过自发氧化还原反应将化学能转化为电能，B正确；C．原电池负极不一定溶解(如燃料电池的惰性电极)，正极也不一定有物质生成(如气体参与反应)，C错误；D．原电池正极发生还原反应，但被还原的不一定是溶液中的阳离子(如氧气在正极被还原)，且还原剂在负极反应，D错误；故选B。 方｜法｜点｜拨 (1)原电池的工作原理 (2)判断原电池的方法 一看本质：原电池反应是自发进行的氧化还原反应。 二看电极：具有两个活泼性不同的电极(燃料电池的电极一般都是惰性电极)。 三看溶液：电解质溶液(一般负极材料与电解质溶液反应)。 四看回路：电极、电解质溶液构成闭合回路。 (3)原电池正、负极的判断方法 【变式13-1】下列装置中LED灯能发光的是( ) A．    B．    C．    D．    【答案】C 【解析】A．电极材料都是锌，金属活动性相同，不能形成原电池，A错误；B．酒精是非电解质，不能导电，不能形成原电池，B错误；C．铜和锌的金属活泼性有差异，Zn作负极，Cu作正极，稀硫酸为电解质溶液，构成原电池，将化学能转化为电能，LED灯能亮起来，C正确；D．两个烧杯未形成闭合回路，不能构成原电池，D错误；故选C。 【变式13-2】某化学兴趣小组设计锌片(大小相同)和1 mol/L的稀硫酸反应的两个装置如图所示。下列说法错误的是( ) A．图1装置中锌片表面有气泡产生，铜片表面没有气泡生成 B．两个装置中发生的总反应相同 C．实验开始时，图2装置生成氢气的速率比图1装置生成氢气的速率快 D．两个装置均能将化学能转化为电能 【答案】D 【解析】A．图1中只有锌和稀硫酸反应生成氢气，铜与稀硫酸不反应，因此锌片表面有气泡、铜片表面无气泡，A正确；B．两个装置的反应本质都是，总反应相同，B正确；C．图2构成原电池，原电池可以加快氧化还原反应的速率，因此生成氢气的速率比图1快，C正确；D．只有图2构成原电池，能将化学能转化为电能；图1没有形成原电池，化学能主要转化为热能，不能转化为电能，D错误；故选D。 题型14 原电池反应的分析 【典例14】如图所示，反应的总方程式为：。下列有关说法正确的是( ) A．负极的电极反应式为 B．测量原理示意图中，电子从经溶液流向电极 C．电池工作时，向电极移动 D．和的总能量低于和的总能量 【答案】C 【分析】根据总反应判断原电池正负极：中元素化合价升高，失电子，因此作负极；中元素化合价降低，得电子，因此作正极。 【解析】A．给出的电极反应是得电子的反应，属于正极的电极反应式，不是负极反应，A错误；B．电子只能沿外电路（导线）移动，不能通过电解质溶液（溶液靠离子导电），电子从经导线流向电极，B错误；C．原电池中，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动；是阴离子，是负极，因此向电极移动，C正确；D．由题意知，该装置组成了原电池，反应过程中化学能转化为电能，反应物的总能量高于生成物的总能量，故2mol Cu和 1mol Ag2O 的总能量高于 1mol Cu2O 和 2mol Ag 的总能量，D错误；故选C。 方｜法｜点｜拨 (1)原电池反应的分析方法 原电池的分析一般采取以下步骤： ①确定装置中发生的氧化还原反应，并写出化学方程式。如果有多个反应发生，则选择最容易进行的那个反应为电池反应。 ②将化学方程式改写成离子方程式。 ③分析氧化还原反应的电子得失数目，并改写成电极反应式。 (2)设计原电池的具体方法 ①将已知的氧化还原反应拆分为两个半反应：氧化反应和还原反应。 ②选择电极材料和电解质溶液：要结合原电池的电极反应特点和两个半反应选择。 a．电极材料的选择：一般选择较活泼的金属作负极，较不活泼金属或非金属导体作正极。负极一般能与电解质溶液或电解质溶液中溶解的物质反应。 b．电解质溶液的选择：电解质溶液一般能与负极发生反应，或者电解质溶液中溶解的物质能与负极发生反应。 c．按要求画出原电池装置图，作必要的标注，注意形成闭合回路。 【变式14-1】按如图所示装置进行实验，观察到灵敏电流计指针偏转，图中、电极均为铜单质，两侧电解质溶液为同种铜盐溶液但浓度不同。该装置利用电解质溶液的浓度差异实现放电，下列说法正确的是( ) A．该装置的能量转换形式为：电能化学能 B．溶液中穿过阴离子交换膜发生迁移 C．b的电极反应为： D．外电路转移的电子最多为0.01 mol 【答案】B 【分析】根据电子流向可知a电极为负极，b电极为正极；所以该电池是由于CuSO4溶液浓度不同形成的浓差电池，a电极上发生氧化反应，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+，b电极上发生还原反应，电极反应式为Cu2++2e-=Cu。 【解析】A．该装置为原电池，能量转换形式为化学能→电能，A错误； B．该装置为浓差电池，最终两侧硫酸铜浓度相等时停止放电，a极生成、b极消耗，因此穿过阴离子交换膜向a极（负极）迁移实现浓度平衡，B正确； C．b为正极，发生得电子的还原反应，电极反应为，C错误； D．最终两侧硫酸铜浓度均为，迁移的，每迁移1mol 对应转移2mol电子，故外电路转移电子最多为0.02mol，D错误； 故选B。 【变式14-2】我国在太阳能光电催化—化学耦合分解硫化氢研究中获得新进展，相关装置如图所示。下列说法正确的是(已知质子交换膜只允许H＋通过)(　　) A．该制氢工艺中可以实现H2S的连续高效转化 B．该装置工作时，H＋由b极区流向a极区 C．a极上发生的电极反应为Fe3＋＋e－===Fe2＋ D．a极区需不断补充含Fe3＋和Fe2＋的溶液 【答案】A 【解析】该装置工作时，H＋由a极区流向b极区，B项错误；a极上有电子流出，发生氧化反应，所以a极上发生的电极反应为Fe2＋－e－===Fe3＋，C项错误；由图可知，a极区Fe2＋和Fe3＋可相互转化，故不需补充含Fe3＋和Fe2＋的溶液，D项错误。 题型15 原电池原理的应用 【典例15】将、、、四种金属分别浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池，现象如下：与相连时，电极溶解；与相连时，电极表面产生气泡；与相连时，电流从Z流出；与相连时，电极发生氧化反应。根据以上实验现象，判断四种金属的活动性顺序由强到弱为( ) A． B． C． D． 【答案】A 【解析】A．X、Y相连时X溶解：X为负极，活动性；Z、W相连时W表面有气泡：W为正极，活动性；X、Z相连时电流从Z流出：Z为正极，活动性；Y、W相连时W发生氧化反应：W为负极，活动性；因此四种金属活动性由强到弱的顺序为，A正确；B．Y与W构成原电池时W发生氧化反应作负极，可知活动性，该选项顺序错误，B错误；C．X与Y构成原电池时X溶解作负极，可知X是四种金属中活动性最强的，该选项顺序错误，C错误；D．Z与W构成原电池时W表面产生气泡作正极，可知活动性，且，该选项顺序错误，D错误；故A正确。 【变式15-1】钢铁在海水中发生腐蚀的原理如图所示。下列说法错误的是( ) A．该腐蚀原理属于原电池原理 B．铁电极是负极，生成的离子是 C．C为正极，该电极上发生还原反应 D．铁锅洗净擦干可以减缓锈蚀 【答案】B 【解析】A．该腐蚀过程有电子定向移动，属于原电池原理，故A正确；B．铁电极是负极，铁电极失电子生成，故B错误；C．C是正极，正极上得电子生成，氧元素价态降低发生还原反应，故C正确；D．铁锅洗净擦干，没有电解质溶液，不能构成原电池，可以减缓腐蚀，故D正确；选B。 【变式15-2】有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下： 实验装置 部分实验现象 a极质量减少；b极质量增加 b极有气体产生；c极无变化 d极溶解；c极有气体产生 电流从a极流向d极 由此可判断这四种金属的活动顺序是(　　) A．a＞b＞c＞d B．b＞c＞d＞a C．d＞a＞b＞c D．a＞b＞d＞c 【答案】C 【解析】把四个实验从左到右分别编号为①②③④，则由实验①可知，a作原电池负极，b作原电池正极，金属活动性：a＞b；由实验②可知，b极有气体产生，c极无变化，则活动性：b＞c；由实验③可知，d极溶解，则d作原电池负极，c作正极，活动性：d＞c；由实验④可知，电流从a极流向d极，则d极为原电池负极，a极为原电池正极，活动性：d＞a。综上所述可知活动性：d＞a＞b＞c。 题型16 化学电源的分析 【典例16】科学家设计了一种以石墨为电极、稀硫酸为电解质溶液处理废气SO2的电池，其工作原理如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( ) A．电子流向为：a→硫酸溶液→b→导线→a B．理论上每消耗11.2 L O2，外电路中转移2NA个电子 C．一段时间后，电解质溶液中氢离子浓度增大 D．电极b的电极反应式为 【答案】C 【分析】该电池为燃料电池，以石墨为电极，稀硫酸为电解质溶液；电极通入，发生还原反应，为正极；电极通入，发生氧化反应，为负极；电子由负极经导线流向正极，电解质溶液中向正极移动，总反应为； 【解析】A．电子只能在导线中流动，不能进入硫酸溶液（电解质溶液中靠离子导电），正确的电子流向为：导线，A错误；B．题目未指明所处的状态（标准状况），无法确定的物质的量，故无法计算转移电子数，B错误；C．总反应为：。反应消耗，同时生成（强电解质，完全电离），导致溶液中增大，C正确；D．电解质为稀硫酸（酸性环境），电极（负极）上被氧化为，根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平：，D错误；故答案选C。 方｜法｜点｜拨 (1)原电池电极反应式书写要点 ①正确判断原电池的负极和正极，确定两极上分别发生的具体反应。 ②确认电极得失电子后的产物是否与电解质溶液发生反应，若能反应，则应写与电解质溶液反应后的电极反应式。 ③在正极上，若是电解质溶液中的某种离子被还原，提供该离子的电解质无论电离难易如何，一律写离子符号(而在原电池反应中，要遵循离子方程式的书写规则，只有易溶的强电解质用离子符号表示)。 (2)电极反应式的书写方法 ①负极反应式的书写 先判断负极材料，然后再分析其反应特点，并注意电解质溶液的成分对电极产物的影响。 ②正极反应式的书写 a．首先判断在正极发生反应的物质 当负极材料与电解质溶液能自发的发生化学反应时，在正极上发生电极反应的物质是电解质溶液中的某种微粒； 当负极材料与电解质溶液不能自发的发生化学反应时，在正极上发生电极反应的物质是溶解在电解质溶液中的O2。 b．再根据具体情况写出正极反应式，在书写时也要考虑正极反应产物是否与电解质溶液反应的问题，若参与反应也要书写叠加式。 【变式16-1】银锌纽扣电池的内部构造如图所示，下列关于该电池的说法正确的是( ) A．负极电极反应为：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2 B．正极电极反应为：Ag2O+2e-=2Ag+O2- C．电池工作时，正极附近pH减小 D．电池工作时K+向Zn一极移动 【答案】A 【解析】A．银锌纽扣电池中，Zn为负极，发生氧化反应，在KOH溶液中，负极反应为Zn失去电子结合OH⁻生成Zn(OH)2，电极反应式为Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2，A正确；B．正极Ag2O发生还原反应，Ag⁺得电子生成Ag，电极反应式为Ag2O+H2O+2e-═2Ag+2OH-，B错误；C．电池工作时，正极的电极反应式为：Ag2O+H2O+2e-═2Ag+2OH-，生成氢氧根离子，正极附近pH增大，C错误；D．电池工作时，阳离子(K+)向正极(Ag2O)移动，D错误；故选A。 【变式16-2】(1)如图为氢氧燃料电池的构造示意图，根据电子运动方向可知，氧气从______(填“a”或“b”)口通入，X极为电池的________(填“正”或“负”)极。 (2)某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为 A极：2H2＋2O2－－4e－===2H2O B极：O2＋4e－===2O2－ 则A极是电池的________极；电子从该极________(填“流入”或“流出”)。 (3)若将(1)中燃料电池改为甲烷-空气燃料电池，工作时，负极反应式为___________________，电池总反应式为_____________________________。 【答案】(1)b　负　(2)负　流出 (3)CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O　CH4＋2O2＋2KOH===K2CO3＋3H2O 【解析】(1)氢氧燃料电池中，电子从负极向正极移动，X是负极，Y是正极，氧气应通入正极。 (2)根据电极反应可知，A极发生氧化反应，应该是电池的负极，电子从该极流出。(3)甲烷-空气燃料电池，通甲烷的一极(X)为负极，通空气的一极(Y)为正极，电池总反应式为CH4＋2O2＋2KOH===K2CO3＋3H2O，负极反应式为CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O。 期末基础通关练（测试时间：10分钟） 1．某化学反应在2L密闭容器中进行，反应物在20s内由6.00mol变为2.00mol，则以该反应物浓度的变化表示20s内的平均反应速率为( ) A． B． C． D． 【答案】B 【解析】反应物的反应前浓度为=3mol/L，反应物的反应后浓度为=1mol/L，则以该反应物浓度的变化表示20s内的平均反应速率为=；故选B。 2．SO2催化制备SO3的反应为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)一定条件下向一恒容密闭容器中充入SO2和18O2，关于该反应的说法正确的是( ) A．18O2与16O2互为同位素 B．反应一段时间后，核素18O可能存在于SO2、O2、SO3中 C．只要选择适宜的温度，SO2和O2就能全部转化为SO3 D．向该密闭容器中充入氢气使压强增大，反应速率加快 【答案】B 【解析】A．质子数相同中子数不同的核素互为同位素，18O2与16O2均为单质，A错误；B．该反应为可逆反应，一段时间后核素18O可能存在于SO2、O2、SO3中，B正确；C．该反应为可逆反应，无法完全反应，故不能全部转化为SO3，C错误；D．该容器为恒容容器，充入氢气，压强增大，体积不变，各物质的浓度不变，故反应速率不变，D错误； 故选B。 3．如图是在一定温度下，某固定容积的密闭容器中充入一定量的气体后，发生反应，已知是红棕色气体，是无色气体。反应速率(v)与时间(t)的关系曲线。下列叙述正确的是( ) A．时，反应达到平衡，反应不再进行 B．过程中，若消耗，同时消耗 C．反应过程中容器内的气体颜色不变 D．反应过程中混合气体压强减小 【答案】C 【解析】A．时，反应达到平衡，化学平衡状态是动态平衡，反应始终再进行，A错误；B．过程中，保持平衡状态，若消耗，同时消耗，B错误；C．时，反应达到平衡状态，浓度保持不变，故反应过程中容器内的气体颜色不变，C正确；D．反应过程中，各物质浓度保持不变，则气体压强也不变，D错误；故选C。 4．（25-26高一下·广东广州·期中）下列说法正确的是 A．化学反应过程中，旧键断裂要放热，新键形成要吸热 B．需要加热的反应一定是吸热反应，不需要加热就能发生的反应一定是放热反应 C．物质发生化学反应时通常伴随能量变化，所以伴随能量变化的物质变化一定是化学反应 D．化学反应过程是吸热还是放热，与反应物总能量和生成物总能量的相对大小有关 【答案】D 【解析】A．化学反应过程中，旧键断裂需要吸收能量，新键形成会释放能量，A错误； B．需要加热的反应不一定是吸热反应，例如碳的燃烧需要加热但属于放热反应，不需要加热就能发生的反应不一定是放热反应，例如氯化铵与氢氧化钡晶体的反应不需要加热但属于吸热反应，B错误； C．伴随能量变化的物质变化不一定是化学反应，例如水的三态变化属于物理变化，也伴随能量变化，C错误； D．若反应物总能量高于生成物总能量，反应为放热反应，若反应物总能量低于生成物总能量，反应为吸热反应，因此化学反应过程是吸热还是放热，与反应物总能量和生成物总能量的相对大小有关，D正确； 故选D。 5．将锌片和铜片按图示方式插入柠檬中，电流计指针发生偏转。下列针对该装置的说法正确的是( ) A．将电能转化为化学能 B．电子由铜片流出 C．锌片是负极 D．铜片逐渐被腐蚀 【答案】C 【解析】A．该装置是原电池，化学能转化为电能，A不正确；B．原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应，锌比铜活泼，锌是负极，铜是正极，因此电子由锌片流出，B不正确；C．锌片是负极，C正确；D．铜是正极，被保护，锌被腐蚀，D不正确；答案选C。 6．（25-26高一下·天津·月考）某原电池装置的总反应为Cu + 2FeCl3=2FeCl2 + CuCl2，下列说法正确的是 A．电池工作时FeCl3溶液中电子由负极移向正极 B．可改用Fe做电极材料 C．装置工作时，溶液中的Cl-向负极移动 D．装置工作时每转移1 mol电子，将消耗64 g Cu 【答案】C 【解析】A．原电池工作时，电子仅沿导线由负极移向正极，电解质溶液中依靠离子的定向移动导电，A错误；B．若改用作电极材料，的金属性强于，会优先与发生反应，无法实现原总反应，B错误；C．原电池工作时，电解质溶液中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，C正确；D．由负极反应可知，每转移电子，消耗，质量为，D错误；故选C。 期末重难突破练（测试时间：10分钟） 1．（25-26高一下·福建福州·期中）某化学探究小组以草酸溶液与酸性高锰酸钾溶液反应为载体，利用色度传感器（检测溶液颜色的变化）探究草酸浓度对反应速率的影响。起始温度相同情况下，测得实验I~Ⅲ的溶液透光率随时间变化的曲线如图所示。 已知：溶液透光率可表征溶液颜色的深浅。溶液颜色越浅，溶液透光率越大。实验中有关物质的浓度和体积如下表所示（忽略溶液混合引起的体积变化）： 酸性溶液 溶液 Ⅰ 4 0.02 6 0.10 0 Ⅱ 4 0.02 5 0.10 d Ⅲ 4 0.02 3 0.10 3 下列说法正确的是 A．表格中 B．a点和b点的速率大小关系： C．0~800 s内，实验I 中 D．该反应的反应速率除受浓度影响外，还可能受温度或催化剂的影响 【答案】D 【分析】高锰酸钾浓度越低，溶液颜色越浅，溶液透光率越大。三条曲线斜率Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ，透光率变化速率Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ，说明反应速率Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ，则草酸浓度Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ，据此分析。 【解析】A．探究草酸浓度对反应速率的影响时，需要保证反应体系总体积不变，只改变草酸浓度。 实验I的总体积为 ，因此实验Ⅱ中 ，不是，A错误；B．透光率变化越快，反应速率越大。a、b都在实验Ⅲ（草酸浓度最小）的曲线上，b点反应时间晚于a点，该反应生成的对反应有催化作用，且曲线显示单位时间内b点透光率变化更大，因此，B错误；C．0~800 s内，实验I中完全反应，混合后的浓度为： ， 反应速率： ，不是，C错误；D．该反应是放热反应，反应过程中体系温度升高会加快反应速率；且反应生成的对该反应有催化作用，因此反应速率除浓度外，还受温度、催化剂影响，D正确；故选D。 2．（25-26高一下·云南昭通·期中）一定温度下，在密闭容器中，、、三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是( ) A．时反应停止 B．a点时， C．反应的化学方程式为 D．反应开始到， 【答案】C 【解析】A．时，该物质的物质的量不再变化，反应达到动态平衡，不是反应停止，A错误；B．点时，A和B的物质的量相等，但它们物质的量的变化量不相等，则，B错误；C．由图可知，5 min达平衡时，，，参加反应的各物质的化学计量数之比等于其变化的量之比，则反应的化学方程式为，C正确；D．反应开始到，，D错误；故答案选C。 3．一定条件下，恒容密闭容器中发生反应：。测得容器内的浓度随反应时间的变化如下表所示。下列说法正确的是 反应时间/s 0 10 20 30 40 50 60 70 100 6.0 3.5 2.3 1.5 0.9 0.6 0.6 0.6 0.6 A．20～40s内，CO平均反应速率为0.07 B．反应达到平衡状态时，的转化率为90% C．其他条件不变时，充入He能加快反应速率 D．当混合气体密度保持不变时，表明反应已达到平衡状态 【答案】B 【解析】A．20～40s内，CO2的平均反应速率为，因此CO的平均反应速率为，A错误；B．CO2的初始浓度为6.0 mol/L，平衡时为0.6 mol/L，则转化率为，B正确；C．恒容条件下充入He，各反应物和生成物的浓度不变，反应速率不变，C错误；D．该反应的反应物和产物均为气体，则反应前后气体总质量守恒，体积恒定，因此密度始终不变，当混合气体密度保持不变时，不能作为反应已达到平衡状态的依据，D错误；故选B。 4．（24-25高一下·湖北武汉·期末）甲醛(HCHO)与在羟基磷灰石(HAP)表面发生反应的能量—历程关系如图，下列说法正确的是( ) A．该反应为吸热反应 B．反应过程中，甲醛的断裂 C．反应中存在极性键、非极性键的断裂和生成 D．化学方程式为 【答案】D 【解析】A．由题干图示信息可知，该反应的反应物总能量高于生成物的总能量，故为放热反应，A错误；B．由题干图示信息可知，反应过程中，甲醛的C=O键没有断裂，B错误；C．由题干图示信息可知，反应过程中，有O=O非极性键和C-H极性键断裂，也有C=O极性键形成，但没有非极性键形成，C错误；D．由题干图示信息可知，甲醛(HCHO)与在羟基磷灰石(HAP)表面发生反应生成CO2和H2O，化学方程式为，D正确；故答案为：D。 5．某原电池简易装置如图1所示。电池工作时，测得物理量y随电路中电子的物质的量的变化关系如图2所示。下列说法正确的是( ) A．Fe电极反应式为 B．溶液中阴离子向石墨电极迁移 C．y可表示溶液的质量 D．用溶液代替稀硫酸，电流计指针不会发生偏转 【答案】C 【分析】该装置为原电池，其中铁电极失去电子，作负极，电极反应式为：，石墨电极作正极，电极反应式为：2H++2e-=H2，总反应为：，以此解题。 【解析】A．结合分析可知，Fe电极反应式为，A错误；B．由分析知，Fe为负极，溶液中阴离子向Fe电极迁移，B错误；C．总反应式为:，因此转移电子的物质的量越多，溶液质量越大，因此y可表示溶液的质量，C正确；D．用溶液代替稀硫酸，此时负极反应不变，正极为：Cu2++2e-=Cu，也会形成原电池，电流计指针会发生偏转，D错误；故选C。 6．（25-26高二上·福建龙岩·阶段检测）一种氢氧燃料电池，结构如图，下列有关该电池的说法正确的是( ) A．通入氢气的电极发生还原反应 B．正极的电极反应式为 C．外电路中每有 0.4 mol 电子转移，必有6.72 L气体被消耗 D．碱性电解液中阳离子向通入氢气的电极移动 【答案】B 【解析】A．通入氢气的电极为负极，燃料在负极发生氧化反应，而非还原反应，A错误；B．正极通入氧气，在碱性电解液中，氧气得电子结合水生成氢氧根离子，电极反应式为，B正确；C．外电路转移0.4 mol 电子时，消耗 0.2 mol、 0.1 mol，共0.3 mol气体，但未说明是否为标准状况，无法计算气体体积，C错误；D．电解液中阳离子向正极（通入氧气的电极）移动，通入氢气的电极为负极，D错误；故答案选B。 7．（25-26高一下·北京·期中）我国科学家研发的通过太阳能发电电解水制H2，再将CO2催化加H2合成甲醇CH3OH(结构式：)的项目为实现“双碳”目标(碳达峰与碳中和)做出了贡献。 I．一定温度下，在2L容积不变的密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2，发生反应：，测得CO2的物质的量随时间变化如下表所示。 t/min 0 2 5 10 15 1 0.75 0.5 0.25 0.25 (1)从反应开始到末，CO2的平均反应速率v(CO2)=___________。 (2)对比表中数据，从0min到5min CO2的物质的量变化比反应5min到10min CO2的物质的量变化更大，可能的原因是___________。 (3)已知CO2催化加H2合成甲醇(CH3OH)为放热反应，能合理表示该过程能量变化的示意图是______(填字母序号)。 a．            b． c．    d． (4)下列能作为该反应达到化学平衡状态标志的是___________(填字母序号)。 A．断裂3molH-H的同时形成3molH-O B．气体的压强不再变化 C．混合气体的平均相对分子质量不再变化 D．容器内气体密度不再改变 Ⅱ．H2还原CO2电化学法制备甲醇(CH3OH)的工作原理如下图所示： (5)通入CO2的一端发生的电极反应式为____________________。 Ⅲ．甲醇燃料电池具有能量转化率高、绿色无污染等特点，工作原理如下图所示。 (6)电极A是电池的___________极(填“正”或“负”)。 (7)稀硫酸溶液中，的移动方向为___________(填“A→B”或“B→A”)。 (8)电极B上发生的电极反应式为_______________________。 【答案】(1) (2)0～5min时反应物的浓度更大，反应速率更快(或随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，反应速率减慢) (3)d (4)BC (5) (6)负 (7)B→A (8) 【解析】（1）从反应开始到5 min末，二氧化碳的物质的量由1 mol减少至0.5 mol，反应速率，答案为； （2）在恒容容器中，0～5min时反应物的物质的量大、浓度大，反应速率快，随着反应的进行，反应物逐渐减少，浓度减小，反应速率减慢，相同时间内反应物的减少量减小，答案为0～5min时反应物的浓度更大，反应速率更快(或随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，反应速率减慢)； （3）放热反应中生成物总能量小于反应物总能量，排除bc；化学反应发生时，反应物先吸收能量断裂化学键，反应体系能量升高，然后形成新的化学键，释放能量，由此可排除a项，答案为d； （4）A．由反应可知断裂键和形成键均表示正反应，没有体现逆反应，不能判断反应是否达到平衡，A不符合题意；B．在恒容容器内发生反应，容器内气体分子数减小，压强降低，则压强不再变化时反应达到平衡状态，B符合题意；C．混合气体平均相对分子质量，发生反应，气体总物质的量减小，气体总质量不变，混合气体平均相对分子质量增大，反应达到平衡，混合气体平均相对分子质量不再变化，C符合题意；D．密度，恒容容器内气体体积不变，反应中各物质均为气体，容器内气体总质量不变，容器内气体密度不随反应的进行而改变，不能判断反应是否达到平衡，D不符合题意；答案选BC； （5）由图示可知，转化为，碳元素化合价由+4价降低至-2价，发生还原反应，通入的电极为正极，在酸性环境下（稀硫酸），电极反应式为； （6）甲醇燃料电池中通入甲醇（可燃物）的一端为负极，通入氧气（助燃剂）的一端为正极，由图可知电极A通入甲醇作负极，答案为负； （7）该甲醇燃料电池中电极A为负极、电极B为正极，电池工作时阴离子移向负极，由电极B移向电极A，答案为B→A； （8）电极B为正极，氧气得电子发生还原反应生成水，电极反应式为。 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题6 化学反应与能量变化 内容导航 明·期末考情：把握考试趋势方向，精准备考 理·核心要点：系统归纳知识脉络，构建体系 破·重难题型：攻克典型疑难问题，突破瓶颈 过·分层验收：阶梯式检测与评估，稳步提升 考查重点 命题角度 化学反应速率及影响化学反应速率的因素 化学反应速率的含义、单位和表示方法；用不同物质表示化学反应速率及相互关系；用“三段式”进行简单的化学反应速率的计算；化学反应速率大小的比较；影响化学反应速率的的内因；外界条件(浓度、温度、压强和催化剂、其他因素)对化学反应速率的影响；化学反应速率图像的分析和判断；用控制变量法探究化学反应速率影响因素。 化学反应的限度和化学平衡状态 可逆反应的特征；化学平衡状态的建立及特征；化学平衡状态的判断方法；化学平衡的图像的分析方法。 化学反应中的热 常见的放热反应和吸热反应的判断；热化学方程式的含义、书写和正误判断；化学反应的能量变化与物质能量的关系；化学键与化学反应的能量；用键能计算反应热；燃料燃烧的释放的能量‘’ 化学能与电能的转化 原电池的工作原理；原电池的判断；原电池原理的应用（金属活动性比较、简单原电池的设计）；钢铁的电化学腐蚀；常见的化学电源；化学电池的分析和判断方法；电极反应式的书写方法；电解质物质制备中的应用。 要点01 化学反应速率 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｜点｜拨 (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｜点｜拨 (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。 要点02 影响化学反应速率的因素 1．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。 归｜纳｜总｜结 (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。 2．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______。 要点03 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。 归｜纳｜总｜结 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____________。 要点04 放热反应和吸热反应 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______热的反应。 易｜错｜点｜拨 吸、放热反应的三个“不一定” (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______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｜点｜拨 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。 要点05 化学反应能量变化的原因 1．化学反应的能量变化与物质内部能量的关系 (1)从物质内部能量分析化学反应过程： 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。 (2)化学反应的能量变化与物质内部能量的关系 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与化学键的关系 (1)化学反应中能量变化的本质原因 ①化学反应过程 ②化学反应中能量变化的原因 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： 共价键的键能是指________________________________________________，共价键的键能越大，共价键越______。 (2)共价键键能的意义： 如：H-H的键能为436.4kJ·mol-1，则H2(g)===2H(g)，ΔH＝______kJ·mol－1。 (3)利用键能估算化学反应的反应热 ΔH＝__________________________________________________________________ 归｜纳｜总｜结 (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。 要点06 化学能转化为电能 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)原电池的工作原理 ①电池反应：一般，原电池反应为______的____________反应。 ②电极反应：负极______电子，发生______反应；正极______电子，发生______反应。 ③电子流向：电子由______经导线流向______。 ④离子流向：盐桥中的______流向正极，______流向负极。 (3)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。 归｜纳｜总｜结 1．原电池正负极的判断方法 (1)看电极材料：一般情况下，两个活泼性不同的电极，相对活泼的金属作负极，较不活泼的金属或导电的非金属作正极。 (2)看电极反应：负极发生氧化反应，正极发生还原反应。 (3)看电子流向：电子从负极经导线流向正极。 (4)看离子移动方向：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 (5)看电极发生的现象：负极参加反应时，负极材料不断溶解质量减小，正极质量增加或质量不变。 2．原电池中粒子的“移动方向” (1)外电路中电子移动方向：负极→正极。 (2)外电路中电流方向：正极→负极。 (3)电池内部离子移动方向：阴离子→负极，阳离子→正极。 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) 归｜纳｜总｜结 设计原电池的基本思路 (1)原理：能自发进行的氧化还原反应。 (2)电极：化合价升高的金属材料作负极，石墨或活泼性比负极弱的金属材料作正极。 (3)电解质溶液：化合价降低的物质的水溶液作电解质溶液。 (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____________。 要点07 化学电源 电能转化为化学能的应用 1．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：________________________。 2．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 题型01 化学反应速率的含义和表示方法 【典例1】下列关于化学反应速率的说法正确的是(　　) A．化学反应速率是指任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加 B．化学反应速率为是指时某物质的浓度为 C．升高温度能使化学反应速率增大 D．对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显 方｜法｜点｜拨 (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。 (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。 (4)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。 【变式1-1】下列说法正确的是(　　) A．化学反应速率既有正值，又有负值 B．化学反应速率表示的是瞬时速率 C．对于同一化学反应，选用不同的物质表示化学反应速率时，其数值可能相同 D．化学反应速率仅适用于可逆反应，不适用于非可逆反应 【变式1-2】为了更好地利用化学反应中的物质和能量变化，在化学研究和工业生产中还需要关注化学反应的快慢和程度。下列关于化学反应速率的说法正确的是(　　) A．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢 B．对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象就越明显 C．化学反应速率为0.8mol·(L·s)−1是指1s时某物质的浓度为0.8mol·L−1 D．化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物物质的量的减少或任何一种生成物物质的量的增加 题型02 化学反应速率的简单计算 【典例2】一定条件下，反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在10L密闭容器中进行，测得2min内，N2的物质的量由2mol减少到0.8mol，则2min内N2的反应速率为( ) A．0.6mol・L-1・min-1 B．0.12mol・L-1・min-1 C．0.06mol・L-1・min-1 D．0.03mol・L-1・min-1 方｜法｜点｜拨 化学反应速率的计算方法 (1)根据定义式计算 v(A)＝。已知任意两个量，可求第三个量。 (2)化学计量数转换法 对于同一个化学反应，用不同物质的浓度变化表示的反应速率之比等于相应物质在反应方程式中的化学计量数之比。 例如：对于反应aA(g)＋bB(g)=cC(g)＋dD(g)，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d。 (3)利用“三段式”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 【变式2-1】在2 L恒容密闭容器中投入2.0 mol X(g)、4.0 mol Y发生如下反应：X(g)＋Y(？)3Z(g)，测得X物质的量与时间的关系如表所示： 时间/min 1 2 4 6 8 X物质的量/mol 1.5 1.2 1.0 0.9 0.9 下列说法正确的是(　　) A．增加Y的质量，反应速率一定加快 B．0～4 min Z的平均反应速率为 mol·L－1·min－1 C．2～4 min X的平均反应速率为 mol·L－1·min－1 D．X、Y的反应速率一定相等 【变式2-2】在一定条件下，将3 mol A和1 mol B两种气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中，发生反应：3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)。2 min末，测得生成0.8 mol C、0.4 mol D。下列判断正确的是(　　) A．x＝2 B．2 min末，A的浓度为1.2 mol·L－1 C．2 min内A的反应速率为0.3 mol·L－1·min－1 D．2 min内B的浓度的改变量为0.4 mol·L－1 题型03 化学反应速率的比较 【典例3】反应A(g)＋3B(g)===2C(g)＋2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为①v(A)＝0.45 mol·L－1·min－1　②v(B)＝0.6 mol·L－1·s－1　③v(C)＝0.4 mol·L－1·s－1　④v(D)＝0.45 mol·L－1·s－1，下列有关反应速率的比较中正确的是(　　) A．④＜③＝②＜① B．④>③>②>① C．④>③＝②>① D．①>②>③>④ 方｜法｜点｜拨 化学反应速率的比较方法 (1)将不同物质表示的速率换算成同一物质表示的反应速率，再进行比较。 (2)用不同物质表示的反应速率进行比较：反应速率与对应物质的化学计量数之比越大，它的反应速率越大。如反应aA(g)＋bB(g)=cC(g)＋dD(g)，可以通过比较不同情况下、、、的相对大小，该比值越大，化学反应速率越大。 (3)单位要一致。 【变式3-1】已知反应在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示反应速率最慢的是( ) A． B．v(CO)=1.5mol/(L·min) C． D． 题型04 影响化学反应速率的的因素 【典例4】下列说法中不正确的是( ) A．恒容容器中发生反应，充入He增大压强，反应速率增大 B．用煤粉代替煤块，炉火更旺，是因为增大了煤与空气的接触面积 C．其它条件相同时，增大反应物浓度，反应速率增大 D．溶液中加入能快速放出，是因为是分解的催化剂 方｜法｜点｜拨 (1)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。 (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。 (3)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。 (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)催化剂参与化学反应，但其化学性质在反应前后保持不变。 (5)催化剂只有在适宜的温度下才能最大限度地显示其催化作用，不同的催化剂所需要的适宜温度不一定相同。 【变式4-1】下列各组物质进行反应(表内物质均为反应物)，反应刚开始时，放出H2的速率最快的是(　　) 选项 金属(粉末状) 酸及其浓度 酸的体积/mL 反应起始温度/℃ A 0.1 mol Zn 6 mol·L－1硝酸 20 50 B 0.1 mol Fe 3 mol·L－1硫酸 20 30 C 0.1 mol Zn 3 mol·L－1硫酸 20 30 D 0.1 mol Zn 3 mol·L－1盐酸 40 30 【变式4-2】反应3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)在一容积可变的密闭容器中进行，下列条件的改变能使反应速率加快的是(　　) ①增加铁的量　②将容器的体积缩小一半　③保持体积不变，充入N2使体系压强增大　④保持体积不变，充入水蒸气使体系压强增大 A．①④ B．②③ C．③④ D．②④ 题型05 控制变量法探究影响化学反应速率的因素 【典例5】已知，为探讨反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表。下列说法错误的是( ) 实验序号 体积V/mL 溶液褪色所需时间/s 0.2 mol/L 溶液 淀粉溶液 0.1 mol/L碘水 水 ① 10.0 2.0 4.0 0.0 ② 8.0 4.0 ③ 2.0 4.0 4.0 A． B． C．加入水是为了控制溶液总体积相等，保证各物质起始浓度一样 D．若 s，用表示的反应速率 方｜法｜点｜拨 控制变量法解决问题的基本思路 “探究化学反应速率的影响因素”属于探究反应规律类型的任务。设计此类任务实验方案的关键是变量控制，可按以下步骤进行思考。 (1)定研究对象，如选定符合实验要求的化学反应。 (2)确定自变量和因变量。在本实验中，自变量为浓度、温度、接触面积、催化剂等外界条件，因变量为化学反应速率。 (3)设计实验操作，改变单一自变量。在此过程中，要明确通过实验操作应控制哪个自变量改变、哪些自变量不变。 (4)确定因变量的观测指标。在本实验中，应确定通过观察哪些现象来判断化学反应的快慢。 【变式5-1】某实验小组利用浊度传感器探究反应物浓度、温度对溶液与溶液反应的反应速率的影响，实验设计如下表： 实验编号 加入 溶液的体积 加入水的 体积 加入 溶液的体积 温度 /℃ 浊度达到400NTU的时间／s 1 2 0 2 25 41.0 2 1 2 t 3 2 2 21.8 下列说法正确的是( ) A．反应的化学方程式是 B． C．、 D． 【变式5-2】将浓度均为0.01 mol·L－1的H2O2、H2SO4、KI、Na2S2O3溶液及淀粉混合，一定时间后溶液变为蓝色。该实验是一种“碘钟实验”。某小组同学在室温下对该“碘钟实验”的原理进行探究。 资料：该“碘钟实验”的总反应为H2O2＋2S2O＋2H＋===S4O＋2H2O。 反应分两步进行，反应A为H2O2＋2I－＋2H＋===I2＋2H2O，反应B为I2＋2S2O===2I－＋S4O。 (1)为探究溶液变蓝快慢的影响因素，进行实验Ⅰ、实验Ⅱ(溶液浓度均为0.01 mol·L－1)。 用量/mL 实验序号 H2O2溶液 H2SO4溶液 Na2S2O3溶液 KI溶液(含淀粉) H2O 实验Ⅰ 5 4 8 3 0 实验Ⅱ 5 2 x y z 溶液从混合时的无色变为蓝色的时间：实验Ⅰ是30 min、实验Ⅱ是40 min。 ①实验Ⅱ中，x、y、z所对应的数值分别是______。 ②对比实验Ⅰ、实验Ⅱ，可得出的实验结论是_________________________________________。 (2)为探究其他因素对该“碘钟实验”的影响，进行实验Ⅲ(溶液浓度均为0.01 mol·L－1)。 用量/mL 实验序号 H2O2溶液 H2SO4溶液 Na2S2O3溶液 KI溶液(含淀粉) H2O 实验Ⅲ 4 4 9 3 0 实验过程中，溶液始终无明显颜色变化。 试结合该“碘钟实验”总反应方程式及反应A与反应B速率的相对快慢关系，解释实验Ⅲ未产生颜色变化的原因：____________________________________________________________。 题型06 可逆反应与化学反应的限度 【典例6】在一密闭容器中进行反应：，已知反应过程中某一时刻、、的浓度分别为0.2、0.1、0.2，当反应达到平衡时，可能存在的数据是( ) A．为0.4 B．为0.25 C．、均为0.15 D．为0.2 方｜法｜点｜拨 (1)“极端假设法”确定可逆反应各物质的浓度范围 可根据极端假设法判断，假设反应正向或逆向进行到底，求出各物质浓度的最大值和最小值，注意一些量的守恒关系，从而确定它们的浓度范围。 (2)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。 (3)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。 【变式6-1】下列关于可逆反应的说法正确的是（ ） A．正反应和逆反应在相同条件下同时进行 B．氯化铵分解和氨气与氯化氢反应生成氯化铵属于可逆反应 C．可逆反应达到一定限度后，反应就停止了 D．同一可逆反应的正反应进行的程度一定大于逆反应的进行程度 【变式6-2】在密闭容器中发生反应X(g)＋3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1和0.2 mol·L－1，在一定条件下，当反应达到一定限度时，各物质的浓度可能是(　　) A．X为0.2 mol·L－1 B．Y为0.1 mol·L－1 C．Z为0.4 mol·L－1 D．Z为0.1 mol·L－1时，Y为0.4 mol·L－1 题型07 化学平衡的建立及特征 【典例7】一定温度下，在恒容密闭容器中充入和，发生反应生成，该可逆反应的和随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是( ) A．a点时， B．c点时， C．d点时，容器内反应停止 D．d与e速率比较： 方｜法｜点｜拨 (1)化学平衡的建立 一个可逆反应，若从反应物开始，其化学反应速率与时间关系如下： ①反应开始时：v正最大，v逆为0，原因是反应物浓度最大，生成物浓度为0。 ②反应进行中，v正逐渐减小，v逆逐渐增大，原因是反应物浓度逐渐减小，生成物浓度逐渐增大。 ③反应一段时间(t1)后，v正=v逆，反应物和生成物的浓度不再发生变化。 (2)化学平衡的特征 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。 【变式7-1】下列关于化学平衡的说法正确的是（ ） A．达到化学平衡状态后，可逆反应就停止进行 B．达到化学平衡状态后，反应物和生成物的浓度之比等于化学计量数之比 C．反应物和生成物的速率之比等于化学计量数之比 D．达到化学平衡状态时，正反应速率与逆反应速率相等 【变式7-2】在一定温度下，向容积固定的密闭容器中通入一定量的和，进行合成氨反应，反应过程中部分气体的物质的量n随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是( ) A．Y表示的物质是 B．时， C．时，Y的转化率为33.3% D．a、b两点的正反应速率： 题型08 化学平衡状态的判断 【典例8】工业合成氨是重要的人工固氮的方式，在一个恒容容器中充入N2(g)和H2(g)，一定条件下发生反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，若温度保持不变，下列说法正确的是(　　) A．当充入足量N2(g)后，H2(g)会全部转化 B．容器中的压强始终保持不变 C．正、逆反应速率相等时，各物质的质量不再变化 D．反应达到限度后，N2(g)和H2(g)的物质的量之比一定为1∶3 方｜法｜点｜拨 化学平衡状态的判断依据 (1)直接依据——根据速率关系 ①同一物质：生成速率＝消耗速率，即v正(A)＝v逆(A)。 ②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，如aA＋bBcC＋dD，＝。 即— (2)间接依据——根据各组分的量 首先分析该量是“变量”还是“恒量”，如为“恒量”，即随反应的进行永远不变，则不能作为判断平衡状态的依据；如为“变量”，即该量随反应进行而改变，当其“不变”时，则为平衡状态。 即— (3)不能判断反应达到平衡状态的几种情况 ①反应中各组分的物质的量的变化量之比(或分子个数比)等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比的状态。 ②恒温恒容下Δn＝0(反应前后气体物质的量不变)的反应，体系的压强、总物质的量不随时间改变而改变的状态。 ③全是气体参加且Δn＝0(反应前后气体物质的量不变)的反应，体系的平均相对分子质量不随时间的改变而改变的状态。 ④全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变的状态。 【变式8-1】研究NO2、SO2等气体的无害化处理对治理大气污染、建设生态文明具有重要意义。将NO2与SO2以体积比1：2置于某恒温恒容容器中，发生反应：NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)。下列能说明达到平衡状态的是( ) A．体系压强保持不变 B．混合气体的颜色保持不变 C．SO3和NO的体积比保持不变 D．每生成lmolSO3消耗1molNO2 【变式8-2】能说明恒容恒温密闭装置中反应在一定条件下达到平衡的是( ) A．断开键时，生成键 B．反应体系中压强不再改变 C． D．混合气体的平均摩尔质量不再改变 题型09 化学反应速率和化学平衡图像分析 【典例9】℃时，向2L的密闭容器中充入一定量的A和B，发生反应后容器中各组分的物质的量随时间变化如下图，下列说法不正确的是( ) A．图中a点表示A和C的物质的量相等，但反应未达到平衡状态 B．该反应的化学方程式为： C．0～时间段，反应速率可表示为： D．在时刻向密闭容器中充入一定量的He，容器压强增大，但反应速率不变 解｜题｜模｜板 (1)简单的速率图像及应用 (2)化学反应速率和反应限度的图像综合分析 图像分析关注以下几点： ①坐标 各坐标轴代表的意义：浓度、物质的量、气体体积、速率、时间等。 ②曲线趋势 随着横坐标数据的增大，纵坐标如何变化，为什么会出现这样的变化，分清正、逆反应，理解曲线斜率大小的意义。 ③关键节点 常见于有关数据的点、交点等，如坐标轴的交点、曲线的交叉点、极值点、转折点、标有数据的点等。 【变式9-1】向某恒容密闭容器中充入一定量的气体A和气体B，发生反应：A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，正反应速率随时间变化的曲线如图所示。下列说法错误的是( ) A．t1时刻反应物的浓度大于t2时刻反应物的浓度 B．逆反应速率在t3时刻达到最大 C．反应在t4时刻后处于化学平衡状态 D．逆反应速率在t4时刻达到最大 【变式9-2】CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．从3 min到9 min，v(H2)为0.125 mol·L－1·min－1 B．若混合气体密度不变时，该反应达到平衡状态 C．平衡时向容器中充入Ne，反应速率不变 D．9 min时，反应处于平衡状态 【变式9-3】一定温度下，向0.5 L的密闭容器中通入两种气体反应物，反应中各气体的物质的量变化如图所示。回答下列问题： (1)写出容器中发生反应的化学方程式：_______________________(用图中字母表示)。 (2)0～1 s内，以B的浓度表示反应的平均速率v(B)＝_______ mol·L－1·s－1,1～5 s内，以B的浓度表示反应的平均速率为v′(B)，由图可知v(B)________(填“>”“<”或“＝”)v′(B)，其原因是 _______________________________________________________。 (3)当可逆反应达到平衡时，C的转化率为____________。 (4)容器内初始压强用p初表示，平衡时压强用p平表示，则p平∶p初＝______________。 题型10 放热反应和吸热反应 【典例10】化学反应中伴随着能量变化，下列变化属于放热反应的是( ) A．浓硫酸稀释 B．金属钠与水的反应 C．氢氧化钠固体溶于水 D．氯化铵晶体与氢氧化钡晶体混合搅拌 方｜法｜点｜拨 吸、放热反应的三个“不一定” (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。 【变式10-1】下列关于化学反应与能量的说法中，不正确的是( ) A．工业合成氨需要在较高温度下进行，因此该反应是吸热反应 B．化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因 C．与的反应属于吸热反应 D．反应物的总能量高于生成物的总能量，反应时向环境中释放能量 【变式10-2】如图所示，瓶中Ⅹ为固体，把滴管内的液体Y滴入瓶中，插入水中的导管口一定没有气泡冒出的是( ) A B C D X Zn NaCl CaO NaOH Y 题型11 热化学方程式的书写和判断 【典例11】胶状液氢(主要成分是H2和CH4)有望用于未来的运载火箭和空间运输系统。实验测得：101 kPa时，1 mol H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ的热量；1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2，放出890.3 kJ的热量。下列热化学方程式书写正确的是(　　) A．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝890.3 kJ·mol－1 B．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1 C．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.3 kJ D．2H2＋O2===2H2O　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 方｜法｜点｜拨 热化学方程式的书写方法 (1)遵循一般化学方程式的书写规则(一般不写反应条件)。 (2)要注明反应物和生成物的状态。 (3)在右端注明ΔH的符号(正号常省略)、大小及单位。 (4)化学计量数只表示物质的量，因此可以是整数，也可以是分数。化学计量数改变，ΔH的数值要相应改变。 【变式11-1】下，煤炭、氢气、天然气的热值(指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量)依次是，则下列热化学方程式正确的是( ) A．   B．   C．   D．   【变式11-2】写出298 K时，下列反应的热化学方程式： (1)16 g固体硫完全燃烧时放出148.4 kJ的热量：______________________________________。 (2)2.00 g C2H2气体完全燃烧生成液态水和CO2，放出99.6 kJ的热量： __________________________________________________________________。 题型12 化学变化中能量变化的原因 【典例12】科学家用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如图所示，下列说法正确的是( ) A．从状态Ⅰ到状态Ⅲ为吸热反应 B．状态Ⅱ比状态Ⅰ稳定 C．由该反应过程可知，在化学反应中旧化学键完全断裂形成新化学键 D．从状态Ⅱ到状态Ⅲ形成碳氧双键，释放能量 方｜法｜点｜拨 正确理解反应热与物质能量和键能的关系 (1)从物质能量的角度 确定的化学反应是吸热还是放热，取决于反应物总能量和生成物总能量的相对大小。 若反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应； 若反应物的总能量小于生成物的总能量，该反应为吸热反应。 如下图所示： (2)从化学键变化的角度 反应热取决于断开反应物中的化学键所吸收总能量和形成生成物中的化学键所放出总能量的相对大小，与反应的条件没有关系。 其中化学键断裂吸收能量，化学键生成放出能量。 ΔH＝断开反应物化学键所吸收的能量－形成生成物化学键所释放的能量。 若ΔH>0，则为吸热反应，若ΔH<0，则为放热反应。 【变式12-1】我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程，该历程示意图如下所示。 下列说法不正确的是( ) A．该反应的原子利用率为100% B．CH4→CH3COOH过程中有C-H键发生断裂 C．①→②的过程ΔH<0 D．该反应中没有元素化合价发生变化 【变式12-2】研究表明，在一定条件下，气态HCN转化为气态CNH的能量变化如图所示。下列说法正确的是( ) A．断开1molHCN(g)中所有化学键需要放出127.2kJ的能量 B．CNH(g)比HCN(g)更稳定 C．1molHCN(g)转化为1molCNH(g)需要吸收59.3kJ的能量 D．HCN(g)转化为CNH(g)一定要加热 题型13 原电池的工作原理 【典例13】关于原电池的叙述中正确的是( ) A．构成原电池的两个电极必须是两种不同的金属 B．原电池是将化学能转变为电能的装置 C．原电池工作时总是负极溶解，正极上有物质生成 D．原电池的正极是还原剂发生反应，总是溶液中的阳离子在此被还原 方｜法｜点｜拨 (1)原电池的工作原理 (2)判断原电池的方法 一看本质：原电池反应是自发进行的氧化还原反应。 二看电极：具有两个活泼性不同的电极(燃料电池的电极一般都是惰性电极)。 三看溶液：电解质溶液(一般负极材料与电解质溶液反应)。 四看回路：电极、电解质溶液构成闭合回路。 (3)原电池正、负极的判断方法 【变式13-1】下列装置中LED灯能发光的是( ) A．    B．    C．    D．    【变式13-2】某化学兴趣小组设计锌片(大小相同)和1 mol/L的稀硫酸反应的两个装置如图所示。下列说法错误的是( ) A．图1装置中锌片表面有气泡产生，铜片表面没有气泡生成 B．两个装置中发生的总反应相同 C．实验开始时，图2装置生成氢气的速率比图1装置生成氢气的速率快 D．两个装置均能将化学能转化为电能 题型14 原电池反应的分析 【典例14】如图所示，反应的总方程式为：。下列有关说法正确的是( ) A．负极的电极反应式为 B．测量原理示意图中，电子从经溶液流向电极 C．电池工作时，向电极移动 D．和的总能量低于和的总能量 方｜法｜点｜拨 (1)原电池反应的分析方法 原电池的分析一般采取以下步骤： ①确定装置中发生的氧化还原反应，并写出化学方程式。如果有多个反应发生，则选择最容易进行的那个反应为电池反应。 ②将化学方程式改写成离子方程式。 ③分析氧化还原反应的电子得失数目，并改写成电极反应式。 (2)设计原电池的具体方法 ①将已知的氧化还原反应拆分为两个半反应：氧化反应和还原反应。 ②选择电极材料和电解质溶液：要结合原电池的电极反应特点和两个半反应选择。 a．电极材料的选择：一般选择较活泼的金属作负极，较不活泼金属或非金属导体作正极。负极一般能与电解质溶液或电解质溶液中溶解的物质反应。 b．电解质溶液的选择：电解质溶液一般能与负极发生反应，或者电解质溶液中溶解的物质能与负极发生反应。 c．按要求画出原电池装置图，作必要的标注，注意形成闭合回路。 【变式14-1】按如图所示装置进行实验，观察到灵敏电流计指针偏转，图中、电极均为铜单质，两侧电解质溶液为同种铜盐溶液但浓度不同。该装置利用电解质溶液的浓度差异实现放电，下列说法正确的是( ) A．该装置的能量转换形式为：电能化学能 B．溶液中穿过阴离子交换膜发生迁移 C．b的电极反应为： D．外电路转移的电子最多为0.01 mol 【变式14-2】我国在太阳能光电催化—化学耦合分解硫化氢研究中获得新进展，相关装置如图所示。下列说法正确的是(已知质子交换膜只允许H＋通过)(　　) A．该制氢工艺中可以实现H2S的连续高效转化 B．该装置工作时，H＋由b极区流向a极区 C．a极上发生的电极反应为Fe3＋＋e－===Fe2＋ D．a极区需不断补充含Fe3＋和Fe2＋的溶液 题型15 原电池原理的应用 【典例15】将、、、四种金属分别浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池，现象如下：与相连时，电极溶解；与相连时，电极表面产生气泡；与相连时，电流从Z流出；与相连时，电极发生氧化反应。根据以上实验现象，判断四种金属的活动性顺序由强到弱为( ) A． B． C． D． 【变式15-1】钢铁在海水中发生腐蚀的原理如图所示。下列说法错误的是( ) A．该腐蚀原理属于原电池原理 B．铁电极是负极，生成的离子是 C．C为正极，该电极上发生还原反应 D．铁锅洗净擦干可以减缓锈蚀 【变式15-2】有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下： 实验装置 部分实验现象 a极质量减少；b极质量增加 b极有气体产生；c极无变化 d极溶解；c极有气体产生 电流从a极流向d极 由此可判断这四种金属的活动顺序是(　　) A．a＞b＞c＞d B．b＞c＞d＞a C．d＞a＞b＞c D．a＞b＞d＞c 题型16 化学电源的分析 【典例16】科学家设计了一种以石墨为电极、稀硫酸为电解质溶液处理废气SO2的电池，其工作原理如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( ) A．电子流向为：a→硫酸溶液→b→导线→a B．理论上每消耗11.2 L O2，外电路中转移2NA个电子 C．一段时间后，电解质溶液中氢离子浓度增大 D．电极b的电极反应式为 方｜法｜点｜拨 (1)原电池电极反应式书写要点 ①正确判断原电池的负极和正极，确定两极上分别发生的具体反应。 ②确认电极得失电子后的产物是否与电解质溶液发生反应，若能反应，则应写与电解质溶液反应后的电极反应式。 ③在正极上，若是电解质溶液中的某种离子被还原，提供该离子的电解质无论电离难易如何，一律写离子符号(而在原电池反应中，要遵循离子方程式的书写规则，只有易溶的强电解质用离子符号表示)。 (2)电极反应式的书写方法 ①负极反应式的书写 先判断负极材料，然后再分析其反应特点，并注意电解质溶液的成分对电极产物的影响。 ②正极反应式的书写 a．首先判断在正极发生反应的物质 当负极材料与电解质溶液能自发的发生化学反应时，在正极上发生电极反应的物质是电解质溶液中的某种微粒； 当负极材料与电解质溶液不能自发的发生化学反应时，在正极上发生电极反应的物质是溶解在电解质溶液中的O2。 b．再根据具体情况写出正极反应式，在书写时也要考虑正极反应产物是否与电解质溶液反应的问题，若参与反应也要书写叠加式。 【变式16-1】银锌纽扣电池的内部构造如图所示，下列关于该电池的说法正确的是( ) A．负极电极反应为：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2 B．正极电极反应为：Ag2O+2e-=2Ag+O2- C．电池工作时，正极附近pH减小 D．电池工作时K+向Zn一极移动 【变式16-2】(1)如图为氢氧燃料电池的构造示意图，根据电子运动方向可知，氧气从______(填“a”或“b”)口通入，X极为电池的________(填“正”或“负”)极。 (2)某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为 A极：2H2＋2O2－－4e－===2H2O B极：O2＋4e－===2O2－ 则A极是电池的________极；电子从该极________(填“流入”或“流出”)。 (3)若将(1)中燃料电池改为甲烷-空气燃料电池，工作时，负极反应式为___________________，电池总反应式为_____________________________。 期末基础通关练（测试时间：10分钟） 1．某化学反应在2L密闭容器中进行，反应物在20s内由6.00mol变为2.00mol，则以该反应物浓度的变化表示20s内的平均反应速率为( ) A． B． C． D． 2．SO2催化制备SO3的反应为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)一定条件下向一恒容密闭容器中充入SO2和18O2，关于该反应的说法正确的是( ) A．18O2与16O2互为同位素 B．反应一段时间后，核素18O可能存在于SO2、O2、SO3中 C．只要选择适宜的温度，SO2和O2就能全部转化为SO3 D．向该密闭容器中充入氢气使压强增大，反应速率加快 3．如图是在一定温度下，某固定容积的密闭容器中充入一定量的气体后，发生反应，已知是红棕色气体，是无色气体。反应速率(v)与时间(t)的关系曲线。下列叙述正确的是( ) A．时，反应达到平衡，反应不再进行 B．过程中，若消耗，同时消耗 C．反应过程中容器内的气体颜色不变 D．反应过程中混合气体压强减小 4．（25-26高一下·广东广州·期中）下列说法正确的是 A．化学反应过程中，旧键断裂要放热，新键形成要吸热 B．需要加热的反应一定是吸热反应，不需要加热就能发生的反应一定是放热反应 C．物质发生化学反应时通常伴随能量变化，所以伴随能量变化的物质变化一定是化学反应 D．化学反应过程是吸热还是放热，与反应物总能量和生成物总能量的相对大小有关 5．将锌片和铜片按图示方式插入柠檬中，电流计指针发生偏转。下列针对该装置的说法正确的是( ) A．将电能转化为化学能 B．电子由铜片流出 C．锌片是负极 D．铜片逐渐被腐蚀 6．（25-26高一下·天津·月考）某原电池装置的总反应为Cu + 2FeCl3=2FeCl2 + CuCl2，下列说法正确的是 A．电池工作时FeCl3溶液中电子由负极移向正极 B．可改用Fe做电极材料 C．装置工作时，溶液中的Cl-向负极移动 D．装置工作时每转移1 mol电子，将消耗64 g Cu 期末重难突破练（测试时间：10分钟） 1．（25-26高一下·福建福州·期中）某化学探究小组以草酸溶液与酸性高锰酸钾溶液反应为载体，利用色度传感器（检测溶液颜色的变化）探究草酸浓度对反应速率的影响。起始温度相同情况下，测得实验I~Ⅲ的溶液透光率随时间变化的曲线如图所示。 已知：溶液透光率可表征溶液颜色的深浅。溶液颜色越浅，溶液透光率越大。实验中有关物质的浓度和体积如下表所示（忽略溶液混合引起的体积变化）： 酸性溶液 溶液 Ⅰ 4 0.02 6 0.10 0 Ⅱ 4 0.02 5 0.10 d Ⅲ 4 0.02 3 0.10 3 下列说法正确的是 A．表格中 B．a点和b点的速率大小关系： C．0~800 s内，实验I 中 D．该反应的反应速率除受浓度影响外，还可能受温度或催化剂的影响 2．（25-26高一下·云南昭通·期中）一定温度下，在密闭容器中，、、三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是( ) A．时反应停止 B．a点时， C．反应的化学方程式为 D．反应开始到， 3．一定条件下，恒容密闭容器中发生反应：。测得容器内的浓度随反应时间的变化如下表所示。下列说法正确的是 反应时间/s 0 10 20 30 40 50 60 70 100 6.0 3.5 2.3 1.5 0.9 0.6 0.6 0.6 0.6 A．20～40s内，CO平均反应速率为0.07 B．反应达到平衡状态时，的转化率为90% C．其他条件不变时，充入He能加快反应速率 D．当混合气体密度保持不变时，表明反应已达到平衡状态 4．（24-25高一下·湖北武汉·期末）甲醛(HCHO)与在羟基磷灰石(HAP)表面发生反应的能量—历程关系如图，下列说法正确的是( ) A．该反应为吸热反应 B．反应过程中，甲醛的断裂 C．反应中存在极性键、非极性键的断裂和生成 D．化学方程式为 5．某原电池简易装置如图1所示。电池工作时，测得物理量y随电路中电子的物质的量的变化关系如图2所示。下列说法正确的是( ) A．Fe电极反应式为 B．溶液中阴离子向石墨电极迁移 C．y可表示溶液的质量 D．用溶液代替稀硫酸，电流计指针不会发生偏转 6．（25-26高二上·福建龙岩·阶段检测）一种氢氧燃料电池，结构如图，下列有关该电池的说法正确的是( ) A．通入氢气的电极发生还原反应 B．正极的电极反应式为 C．外电路中每有 0.4 mol 电子转移，必有6.72 L气体被消耗 D．碱性电解液中阳离子向通入氢气的电极移动 7．（25-26高一下·北京·期中）我国科学家研发的通过太阳能发电电解水制H2，再将CO2催化加H2合成甲醇CH3OH(结构式：)的项目为实现“双碳”目标(碳达峰与碳中和)做出了贡献。 I．一定温度下，在2L容积不变的密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2，发生反应：，测得CO2的物质的量随时间变化如下表所示。 t/min 0 2 5 10 15 1 0.75 0.5 0.25 0.25 (1)从反应开始到末，CO2的平均反应速率v(CO2)=___________。 (2)对比表中数据，从0min到5min CO2的物质的量变化比反应5min到10min CO2的物质的量变化更大，可能的原因是___________。 (3)已知CO2催化加H2合成甲醇(CH3OH)为放热反应，能合理表示该过程能量变化的示意图是______(填字母序号)。 a．            b． c．    d． (4)下列能作为该反应达到化学平衡状态标志的是___________(填字母序号)。 A．断裂3molH-H的同时形成3molH-O B．气体的压强不再变化 C．混合气体的平均相对分子质量不再变化 D．容器内气体密度不再改变 Ⅱ．H2还原CO2电化学法制备甲醇(CH3OH)的工作原理如下图所示： (5)通入CO2的一端发生的电极反应式为____________________。 Ⅲ．甲醇燃料电池具有能量转化率高、绿色无污染等特点，工作原理如下图所示。 (6)电极A是电池的___________极(填“正”或“负”)。 (7)稀硫酸溶液中，的移动方向为___________(填“A→B”或“B→A”)。 (8)电极B上发生的电极反应式为_______________________。 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $