第六章 化学反应与能量(期末复习课件)高一化学下学期人教版
2026-06-15
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版必修第二册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 第六章 化学反应与能量 |
| 类型 | 课件 |
| 知识点 | 化学反应的热效应,原电池,化学电源 |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | PPTX |
| 文件大小 | 77.22 MB |
| 发布时间 | 2026-06-15 |
| 更新时间 | 2026-06-15 |
| 作者 | 星星念鱼 |
| 品牌系列 | 上好课·考点大串讲 |
| 审核时间 | 2026-06-15 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58357917.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
这是一份高一化学下学期期末考点串讲课件,聚焦第六章“化学反应与能量”,涵盖化学反应与热能、原电池、化学电池、化学反应速率与化学平衡四大考点,通过知识导图梳理体系,重难突破解析核心,典例训练与真题演练巩固应用,为期末复习提供系统学习支架。
资料特色突出核心素养培养,知识导图构建“物质变化与能量转化”化学观念,典例结合古籍记载(如《天工开物》能量变化)和燃料电池等真实情境,训练科学思维与探究能力,真题演练强化知识迁移,助力学生巩固基础应对期末,也为教师提供高效复习教学资源。
内容正文:
2025-2026学年高一化学下学期
第六章 化学反应与能量
期末考点大串讲
知识导图
重难突破
考场练兵
目录 CONTENTS
01
考情透视·知识导图
02
考点梳理·重难破解
03
考场练兵·真题再练
考情透视·知识导图
第一部分
重新生成,换一个帽子,抽象一些,色调整体和谐
第六章
化学反应与能量
考点01 化学反应与热能
考点02 原电池
能从宏观和微观角度理解化学反应存在能量变化的原因;能判断吸放热反应类型;了解能源的分类;了解能量变化的计算方法
知道原电池装置涉及的能量变化和构成条件;理解原电池装置的工作原理及应用;能正确判断正负极;掌握电极反应式的一般书写方法
考点03 化学电池
考点04 化学反应速率与化学平衡状态
知道常见的化学电源的类型和工作原理;了解一次电池工作原理及电极反应式的书写;理解二次电池、燃料电池工作原理且能正确书写对应电极反应式
能熟练运用三段式,掌握化学反应速率、转化率等的计算方法;了解影响化学反应速率的因素;知道化学平衡状态的判断方法;了解化学反应的的限度及调控
考点梳理·重难破解
第二部分
考点01 化学反应与热能
1.吸热反应和放热反应
放热反应 吸热反应
定义 释放热量的化学反应 吸收热量的化学反应
表示方法 ΔH<0 ΔH>0
形成原因 反应物具有的总能量 > 生成物具有的总能量 反应物具有的总能量 < 生成物具有的总能量
与化学键
强弱的关系 生成物分子成键时释放的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量 生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量
反应
过程
图示
考点01 化学反应与热能
放热反应 吸热反应
定义 释放热量的化学反应 吸收热量的化学反应
常见反应 ①金属与水或酸的反应
②金属氧化物与水或酸的反应
③所有燃烧反应
④缓慢氧化
⑤大多数化合反应
⑥中和反应
⑦过氧化氢的分解反应 ①氢氧化钡晶体与氯化铵的反应
②盐酸与碳酸氢钠的反应
③C、CO、H2参与的氧化还原反应
④大多数分解反应
⑤氮气与氧气的化合反应
1.吸热反应和放热反应
考点01 化学反应与热能
2.利用键能计算化学反应中的能量变化
化学键的形成蕴涵着能量变化,在进行反应时化学键要断裂,吸收能量,反应后形成新化学键要放出能量,反应前反应物能量与反应后生成物能量不相等。
计算公式
用Q吸表示反应物分子化学键断裂时吸收的总能量,Q放表示生成物分子化学键形成时放出的总能量。
公式:ΔQ= Q吸 - Q放
利用化学键形成和断裂时的能量变化计算化学反应中的能量变化:
ΔQ= Q吸 - Q放
ΔQ>0,为吸热反应(ΔQ<0,为放热反应)
考点01 化学反应与热能
3.能源的利用
凡是能够提供某种形式能量的物质或是物质的运动,统称为能源。
它是人类取得能量的来源,包括已开采出来的可供使用的自然资源和经过加工或转移的能量的来源,尚未开采出的能量资源不列入能源的范畴,只能是能源资源。
分类依据 种类 举例
来源 来自太阳辐射的能量 太阳能、煤、石油、天然气、生物质能、风能
来自地球内部的能量 地热能、核能、水能
来自天体的引力能量 潮汐能
转换过程 一次能源 太阳能、煤、石油、天然气、生物质能、风能
二次能源 石油制品、煤气、电能
利用历史 化石燃料 煤、石油、天然气
新能源 太阳能、风能、地热能、核能、氢能、生物质能
性质 可再生能源 太阳能、风能、水能、生物质能
不可再生能源 煤、石油、天然气、核能
考点01 化学反应与热能
【典例01】【古籍中蕴含的能量变化】(2025·湖北黄石期中)天工开物》中提到“明年,田有粪肥,土脉发烧,东南风助暖,则尽发炎火,大坏苗穗,此一灾也。”下列反应中能量变化与上述不一致的是
A.乙醇燃烧
B.铝与盐酸反应
C.生石灰与水反应
D.胆矾受热失水
D
说明为放热反应
燃烧、铝与盐酸反应、生石灰与水反应均为放热反应
胆矾加热失去结晶水的反应为吸热反应
考点01 化学反应与热能
【典例02】【化学反应与能量变化】(2025·湖南衡阳期中)一氧化碳是合成一系列基本有机化工产品和中间体的重要原料,下列有关说法正确的是
A.CO燃烧的能量变化如图所示
B.C和CO2 在高温下生成CO的反应是放热反应
C.断裂CO和CO2 中的碳氧键吸收的能量一样多
D.等质量的C燃烧生成CO2比生成CO放出的热量多
D
CO燃烧放热,反应物的总能量大于生成物的总能量,A错
C和CO2在高温下生成CO的反应是吸热反应,B错
CO和CO2中的碳氧键不同,断键吸收的能量不同,C错
等质量的C完全燃烧比不完全燃烧放出的能量要多,D正确
考点01 化学反应与热能
【典例03】【吸放热反应的判断】(2025·宁夏中卫期中)关于吸热反应和放热反应,下列说法错误的是
A.放热反应都不需要加热就能够发生,而吸热反应必须要加热甚至高温才能发生
B.化学反应中能量变化,除了热量外,还可以是光能、电能等
C.化学反应过程中的能量变化,也服从能量守恒定律
D.反应物的总能量高于生成物的总能量时,发生放热反应
A
放热反应不一定不需要加热就能发生,如铝热反应是放热反应,但需要加热;吸热反应也不一定需要加热甚至高温才能发生,故选A
考点01 化学反应与热能
【典例04】【有关能量变化的计算】(2025·安徽黄山期中)已知几种化学键的键能如下:H—H的键能为436.0 kJ·mol-1;F—F的键能为155.0 kJ·mol-1;H—F的键能为568.0 kJ·mol-1;N≡N的键能为942.0 kJ·mol-1;N—F的键能为283.0 kJ·mol-1;下列说法正确的是
A.反应2HF H2+F2是一个吸热反应
B.反应H2+F2 = 2HF中,每形成2 mol H—F,吸收1 136 KJ的能量
C.N—F比H—F更稳定
D.反应N2+3F2 2NF3中,反应物的总能量低于生成物的总能量
A
断开2 mol H—F吸收的能量:2×568 kJ=1 136 kJ,形成1 mol H—H和1 mol F—F释放的能量:436 kJ+155 kJ=591 kJ,则该反应为吸热反应,A正确
反应H2+F2===2HF中,每形成2 mol H—F,释放2×568 kJ =1 136 kJ的能量,B错误
键能越大,键越稳定,H—F的键能(568 kJ·mol-1)大于N—F的键能(283 kJ·mol-1),故H—F更稳定,C错误
放出的总热量大于吸收的总热量,为放热反应,说明反应物的总能量高于生成物的总能量
考点01 化学反应与热能
【典例05】【能量变化图像分析】(2025·太原期中)透明氧化铝陶瓷可被用在电子工业、照明等领域。氧化铝陶瓷的主要成分是α-Al2O3,γ-Al2O3经高温煅烧可转化为α-Al2O3,该转化过程的能量变化如图所示:
下列说法错误的是
A.α⁃Al2O3比γ⁃Al2O3稳定
B.α⁃Al2O3到γ⁃Al2O3的转化是吸热过程
C.相同质量的γ⁃Al2O3的总能量高于α⁃Al2O3的总能量
D.该条件下,γ⁃Al2O3(s)生成1 mol α⁃Al2O3(s),吸收的热量为(Q2-Q1)kJ
D
相同质量的γ⁃Al2O3的总能量高于α⁃Al2O3的总能量,γ⁃Al2O3稳定性比α⁃Al2O3差,A、C正确
由图可知,该条件下,α⁃Al2O3到γ⁃Al2O3的转化是吸热过程,γ⁃Al2O3(s)生成1 mol α⁃Al2O3(s),放出的热量为(Q2-Q1)kJ,B正确、D错误
考点01 化学反应与热能
【训练01】(25-26高二上·四川内江·期末)化学变化中伴随着能量变化。下列变化属于吸热反应的是
A.稀释浓硫酸 B.体育锻炼消耗糖原和脂肪
C.氢氧化钠与盐酸反应 D.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl混合搅拌放出氨
D
【训练02】(23-24高一下·全国·期末)化学反应A+B→C(吸收能量)分两步进行:①A+B→X(吸收能量),②X→C(放出能量)。下列示意图中表示总反应过程中能量变化的是
A. B. C. D.
D
考点01 化学反应与热能
【训练03】(24-25高一下·天津·期末)当下列反应中,一定可以用如图表示能量变化的有
①化合反应
②CO2与C在高温下反应生成CO
③甲烷在空气中燃烧
④需要加热才能发生的反应
⑤化学键断裂吸收的能量比化学键生成放出的能量多的反应
⑥反应物总能量比生成物总能量低的反应
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
C
考点01 化学反应与热能
【训练04】(24-25高一下·浙江衢州·期末)当根据反应N2g+O2g=2NOg的能量变化示意图,下列说法不正确的是
A.N2g和O2g反应形成2molNOg吸收183kJ的能量
B.物质所具有的能量大小:1molN2g和1molO2g>
2molNg+2molOg
C.该反应中反应物断键所吸收的总能量大于生成物
成键放出的总能量
D.过程②,若生成液态的NO,释放的能量将大于1260kJ
B
考点01 化学反应与热能
【训练05】(2025·北京海淀期末)已知氢气燃烧反应的能量变化如下图。下列说法不正确的是
A.H—H的键能小于O=O的键能
B.破坏2 mol H2(g)和1 molO2(g)中的化
学键所需的能量小于形成2 mol H2O(g)
中的化学键所释放的能量
C.生成2 mol H2O(l)放出的热量为480 kJ
D.利用该反应通过一定的装置可实现化学能到电能的转化
C
考点02 原电池
1.火力发电原理
化学能(燃料)
热能
机械能(涡轮机)
电能
燃烧
蒸汽
发电机
直接
能量的转化效率并不是100%,转化次数越多能量损失越多
考点02 原电池
2.原电池的构成条件
必须存在自发的氧化还原反应
两极
两种活泼性不同的金属(或一种为能导电的非金属)
一液
两极之间填充电解质溶液(或熔融电解质)
一线
必须形成闭合回路
一反应
− +
e−
理论上,自发进行的氧化还原反应均可构成原电池。
考点02 原电池
3.原电池工作原理
能量变化 化学能转化为电能
形成条件 两个电极
负极:失去电子,氧化反应;正极:得到电子,还原反应
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
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
考点02 原电池
3.原电池工作原理
(1)装置示意图: (2)工作原理示意图:
考点02 原电池
4.判断原电池的正、负极
电极材料
反应类型
电子流向
电极现象
离子移向
较活泼金属
较不活泼金属或
能导电的非金属
氧化反应
还原反应
电子流出
电子流入
不断溶解
质量减小
电极增重或
有气体产生
阴离子移向
阳离子移向
电解质溶液
负极
正极
e-沿导线传递,有电流产生
Zn
Cu
不断溶解
阳离子移向
H2SO4
A
电流方向
电流流向
电流流出
在判断原电池正负极时,既要考虑金属活泼性的强弱也要考虑电解质溶液性质。如Mg—Al—HCl溶液构成的原电池中,负极为Mg;但是Mg—Al—NaOH溶液构成的原电池中,负极为Al,正极为Mg。
考点02 原电池
5.原电池原理的应用
加快化学反应速率 一个自发进行的氧化还原反应,设计成原电池可以加快反应速率。
原理:原电池中,氧化反应和还原反应分别在两极进行,使溶液中离子运动时相互的干扰减小,使反应速率增大
实例:实验室用Zn和稀硫酸反应制取氢气时,可滴入几滴硫酸铜溶液,形成原电池,加快反应速率)
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。
保护金属 将被保护的金属与比其活泼的金属连接。
原理:作原电池的正极的金属材料不参与反应
实例:要保护一个铁制的输水管道,可用导线将其与一块锌块相连,使锌作原电池的负极
设计原电池 首先将氧化还原反应分成两个半反应。
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。
考点02 原电池
6.电极反应式的书写方法
列物质、标得失 正极:找出氧化剂及还原产物,写出“氧化剂+ne-=还原产物”负极:找出还原剂及氧化产物,写出“还原剂-ne-=氧化产物”
看环境、配守恒 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。
两式加、验总式 将正、负析电极反应式相加,与总反应式对照验证。
考点02 原电池
【典例01】【原电池工作原理分析】(2023·广东,6)负载有Pt和Ag的活性炭,可选择性去除Cl-实现废酸的纯化,其工作原理如图。下列说法正确的是
A.Ag作原电池正极
B.电子由Ag经活性炭流向Pt
C.Pt表面发生的电极反应:O2+2H2O+4e- = 4OH-
D.每消耗标准状况下11.2 L的O2,最多去除1 mol Cl-
B
由图可知,Cl-在Ag极失去电子发生氧化反应,Ag为负极,A错误
电子由负极Ag经活性炭流向正极Pt,B正确
溶液为酸性,故Pt表面发生的电极反应为O2+4H++4e- = 2H2O,C错误
每消耗标准状况下11.2 L的O2,转移2 mol电子,最多去除2 mol Cl-,D错误
考点02 原电池
【典例02】【电极反应式的书写】(2025·北京朝阳段考)(1)如图,若A为CO2,B为H2,C为CH3OH,电池总反应为CO2+3H2 = CH3OH+H2O,则正极电极反应式为________ 。
(2)若A为SO2,B为O2,C为H2SO4,则负极的电极反应式为___________ ,电池的总反应方程式为 。
CO2+6e-+6H+ = CH3OH+H2O
SO2-2e-+2H2O = S+4H+
2SO2+O2+2H2O = 2H2SO4
电池总反应为CO2+3H2 = CH3OH+H2O,CO2在正极得到电子生成CH3OH,根据得失电子守恒和电荷守恒配平正极电极反应式为CO2+6e-+6H+ = CH3OH+H2O
若A为SO2,B为O2,C为H2SO4,总反应方程式为2SO2+O2+2H2O = 2H2SO4,SO2在负极失去电子生成,电极反应式为SO2-2e-+2H2O = S+4H+
考点02 原电池
【训练01】(25-26高二上·北京大兴·期末)“能源”是人们生活不可或缺的一部分。下列过程或设备工作时不涉及电能转化的是
A
A.燃料燃烧 B.铅酸蓄电池 C.电动汽车充电 D.人工智能机器人
考点02 原电池
【训练02】(23-24高一下·山东济南·期末)将CO2转化为人类使用的能源有利于实现“碳达峰”,某电池利用CO2和H2获取CH4工作原理如图所示。下列说法错误的是
A.该电池中电极b作负极
B.工作时,电极a产生CH4的电极反应式为CO2+8H++8e-=CH4+2H2O
C.工作时质子向电极a迁移
D.当消耗1mol CO2时,理论上电极b消耗4mol H2
D
考点02 原电池
【训练03】(23-24高一下·重庆·期末)某实验小组自制如图所示的水果电池,探究影响电池效果的因素,实验记录如下。下列说法正确的是
A.化学能全部转化为电能
B.通过实验可得出:0<a<70.3
C.对比①⑤可得出:电极间距越小,电池效果越好
D.通过实验可得出:其他条件相同时,电极材料活泼性差别越大,电池效果越好
D
序号 电极 电极间距/cm 水果种类 电流/μA
① Cu-Al 2.0 西红柿 78.8
② Cu-Fe 2.0 西红柿 70.3
③ Al-Al 2.0 西红柿 a
④ Cu-Al 2.0 柠檬 45.7
⑤ Cu-Al 1.0 柠檬 98.4
考点02 原电池
【训练05】(24-25高一下·河南南阳·期末)将A、B、C、D四种金属按如图装置进行实验,由部分实验现象判断四种金属的活动性顺序是
A.D>B>A>C B.D>A>B>C C.A>B>D>C D.D>A>C>B
B
实验装置
部分实验现象 甲:电极A逐渐溶解 乙:电极C的质量增加 丙:电极A上产生气泡
考点03 化学电池
1.电源的分类
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
考点03 化学电池
2.一次电池
普通锌锰电池 结构 酸性锌锰干电池是以锌筒为负极,石墨棒为正极,在石墨棒周围填充糊状的MnO2和NH4Cl作电解质
电极反应 负极 Zn-2e- =Zn2+
正极 2MnO2+2NH4++2e- =Mn2O3+2NH3↑+H2O
总反应 Zn+2MnO2+2NH4+ =Zn2++Mn2O3+2NH3↑+H2O
缺陷 酸性锌锰干电池即使不用,放置过久,锌筒也会因酸性的NH4Cl溶液腐蚀,造成漏液而失效,还会导致电器设备的腐蚀
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-
考点03 化学电池
3.二次电池
铅蓄电池 放电(原电池)
电极 负极材料 正极材料
Pb PbO2
电解质 H2SO4
电极
反应式 负极 Pb+SO42--2e-=PbSO4
正极 PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O
总反应式 Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O
充电过程 阴极 PbSO4+2e-=Pb+SO42-
阳极 PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-
考点03 化学电池
4.燃料电池
特点 连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能。电能转化率超过80%
反应原理 燃料电池反应原理类似于燃料的燃烧
正极 O2
负极 可燃物:如H2、、CO、NH3、N2N4、水煤气(CO和H2)、烃类(如CH4)及其衍生物如醇类(如CH3OH)、醚类(如CH3OCH3)等
电解质 常有四种类型:酸性条件、碱性条件、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
书写
电极反应式 应先写出正极反应式,再将总反应式减去正极反应式就得负极反应式
整个过程须考虑一个重要的细节——电池工件的环境(如酸性电池、碱性电池、熔融氧化物电池、熔融碳酸盐电池、熔融硝酸盐电池等)
解题关键 ①要注意介质是什么,是电解质溶液还是熔融盐或氧化物。
②通入负极的物质为燃料,通入正极的物质为氧化剂。
③通过介质中离子的移动方向,可判断电池的正、负极,同时分析该离子参与靠近一极的电极反应。
考点03 化学电池
4.燃料电池
氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池,可分成酸性、碱性和中性三种
物质 介质 电极反应式 总反应 工作原理示意图
H2 酸性 H2-2e-=2H+ 2H2+O2=2H2O
碱性 H2+2OH--2e-=2H2O
O2 酸性 O2+4e-+4H+=2H2O
碱性 O2+4e-+2H2O=4OH-
(1)氢氧燃料电池
考点03 化学电池
4.燃料电池
(2)电极反应式书写方法
负极 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+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。如铅蓄电池负极反应式:Pb-2e-+SO42-=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 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++SO42-=PbSO4+2H2O
考点03 化学电池
【典例01】【碱性锌锰干电池】(2024·江苏,8)碱性锌锰电池的总反应为Zn+2MnO2+H2O = ZnO+2MnOOH,电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是
A.电池工作时,MnO2发生氧化反应
B.电池工作时,OH-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1 mol MnOOH,转移电子数为2×6.02×1023
C
电池工作时,Zn为负极,MnO2为正极,MnO2得到电子,发生还原反应,A错误
电池工作时,OH-通过隔膜向负极移动,B错误
环境温度过低,化学反应速率下降,不利于电池放电,C正确
由电极反应式MnO2+e-+H2O = MnOOH+OH-可知,反应中每生成1 mol MnOOH,转移1 mol(即6.02×1023)电子,D错误
考点03 化学电池
【典例02】【燃料电池】(2025·长沙期中)氢氧燃料电池已用于航天飞机,其工作原理如图所示。下列关于该燃料电池的说法错误的是
A.电子从a电极经外电路流向b电极
B.通入氢气的一极为负极,发生氧化反应
C.放电时正极的电极反应式为O2+2H2O+4e- = 4OH-
D.理论上当转移4 mol电子时消耗22.4 L氧气
D
电极a通入H2,发生氧化反应:H2-2e- = 2H+,则a为电池负极
电极b通入O2,发生还原反应:O2+2H2O+4e- = 4OH-,则b电极为正极
电极a为电池负极,电极b为正极,故电子从a电极经外电路流向b电极
理论上当转移4 mol电子时消耗O2的物质的量为1 mol,但题干未告知O2所处的状态,无法计算其体积
考点03 化学电池
【典例03】【燃料电池】(2025·湖南衡阳高一期中)氨易液化,运输和储存方便,安全性能高。一种NH3⁃O2燃料电池的工作原理如图所示。下列说法错误的是
A.电极b上发生氧化反应
B.电池工作时,溶液中c(OH-)会变大
C.该装置中电流方向:电极a→导线→电极b
D.电极a的电极反应式:O2+2H2O+4e- = 4OH-
B
氨气失去电子生成氮气和水,发生氧化反应,b为负极
氧气得到电子发生还原反应,a为正极,发生还原反应:O2+2H2O+4e- = 4OH-
电流由正极经导线流向负极,即电流方向为电极a→导线→电极b
反应中生成了水,故电池工作时,溶液中c(OH-)会变小
考点03 化学电池
【训练01】(24-25高一下·广西南宁·期末)化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法正确的是
A.图甲:锌铜原电池工作时,电子由锌经电流表
流向铜,再由铜经电解质溶液流向锌
B.图乙:纽扣式银锌电池中,正极的电极反应式
为Ag2O+2e−+H2O=2Ag+2OH−
C.图丙:锌锰干电池中,锌筒作负极,发生还原
反应,且外电路中每转移2mol电子消耗锌65g
D.图丁:铅蓄电池为二次电池,其负极的电极反应式为Pb−2e−=Pb2+
B
考点03 化学电池
【训练02】如图所示是一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪。下列有关说法错误的是
A.a电极上的反应为:O2-4e-+4H+=2H2O
B.b电极为负极
C.电池反应的方程式为:CH3CH2OH+3O2=2CO2+3H2O
D.产生0.2mol CO2理论上会消耗标况下6.72L氧气
A
考点03 化学电池
【训练03】下列有关装置的说法正确的是
A.装置Ⅰ的Mg为原电池的负极 B.装置Ⅱ为一次电池,Pb得到电子作负极
C.装置Ⅲ可构成原电池 D.装置Ⅳ工作时,电子由锌通过导线流向碳棒
D
考点04 化学反应速率与化学平衡状态
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 公式法 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amol·L-1、bmol·L-1分别为A、B两物质的起始浓度,mxmol·L-1为反应物A的转化浓度,nxmol·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+bB cC,要比较A与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
考点04 化学反应速率与化学平衡状态
2.化学反应速率的影响因素
内因 反应物的性质是决定化学反应速率的主要因素。
外因 浓度 增大反应物的浓度,可使反应速率增大
压强 对于气体反应,增大压强,可使反应速率增大
温度 一般升高温度,可使反应速率增大
催化剂 使用催化剂,可使反应速率增大
其他 如固体表面积越大,反应反应速率越快;光照、搅拌、形成原电池
温馨提醒 ①气体反应压强的变化,其本质是气体的浓度变化:如恒容时通不参加反应的气体,虽压强增大,但反应速率不变;如恒压下通不参加反应的气体,虽总压不变,但反应速率降低
②对可逆反应,升温,无论是吸热反应还是放热反应,正、逆反应速率均增大,反之均降低
③对可逆反应,使用催化剂,正、逆反应速率均同等程度的增大
催化剂的活性 ①催化剂的活性除与自身成分有关外,还受到粒子直径、合成方法等因素以及反应温度、压强等条件的影响。
此外,有些物质的存在会使催化剂明显失效,即催化剂中毒。
②催化剂催化时需要适宜的温度,温度过低,活性低;温度升高,活性增强,但温度过高,催化剂可能失去活性。
考点04 化学反应速率与化学平衡状态
2.化学反应速率的影响因素
控制变量法 常见变量 外界因素主要有:浓度、压强、温度、催化剂、固体表面积等
确定变量 根据实验目的,研究某个变量对反应速率的影响,需要控制其它外界因素不变,再进行实验
定多变一 探究时,先确定一种变量,保证其它外界因素不变,看这个变量与探究的问题之间存在什么关系,这样依次进行,从而得出每种因素改变的影响结论
数据统一 要注意控制数据,使变量统一,才能得出正确结论
注意:
(1)由于固体和纯液体的浓度可视为常数,①不能用固体或纯液体的浓度变化计算化学反应速率;②增加(或减少)固体或纯液体的量,反应速率不变。但当固体颗粒变小时,其表面积将增大,反应速率将加快。
(2)溶液中离子反应,只有改变实际参加反应的离子浓度,才会影响反应速率,如Zn与稀H2SO4反应,加入少量Na2SO4固体,生成H2速率不变。
考点04 化学反应速率与化学平衡状态
3.化学平衡状态的建立
(1)可逆反应的特点
双向性 反应物正向反应生成物
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,反应物的转化率小于100%
(2)化学平衡建立过程中化学反应速率的变化图像
考点04 化学反应速率与化学平衡状态
4.化学平衡状态的特征
化学平衡状态的特征概括为逆、等、动、定、变,即:
研究对象(逆) 适用于可逆反应
动态特征(动) 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
平衡实质(等) υ(正)=v(逆)≠0(正、逆反应速率相等,但不等于零)
平衡结果(定) 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)
平衡移动(变) 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
考点04 化学反应速率与化学平衡状态
5.化学平衡状态的判断
(1)基本判据
等[v(正)=v(逆)]、定(各组分含量、浓度保持不变)——任何条件下的可逆反应均达到平衡
(2)判断三标志
①达到化学平衡状态的本质标志
项目 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 是否平衡
正、逆反应速率关系 在单位时间内消耗了m mol A的同时生成了m mol A 平衡
在单位时间内消耗了n mol B的同时消耗了p mol C 平衡
在单位时间内生成了p mol C的同时消耗了q mol D 平衡
v正(A)∶v逆(B)=m∶n 平衡
考点04 化学反应速率与化学平衡状态
②达到化学平衡状态的等价标志
项目 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)[假设只有A为有色气体] 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
考点04 化学反应速率与化学平衡状态
③达到化学平衡状态的特殊标志
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
考点04 化学反应速率与化学平衡状态
6.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
考点04 化学反应速率与化学平衡状态
7.有关计算
(1)列出一个模型——“三段式”思维模型
解答有关化学反应速率和化学平衡的计算题时,一般需要写出化学方程式,列出起始量、变化量及平衡量,再根据题设其他条件和定律列方程求解。如mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),令A、B起始物质的量分别为a mol、b mol,达到平衡后消耗A的物质的量为mx mol。
注意
(1)a、b也可指浓度或气体的体积、压强等
(2)明确三个量的关系
①同一反应物:起始量-变化量=平衡量。
②同一生成物:起始量+变化量=平衡量。
③各变化量之比=各物质的化学计量数之比
考点04 化学反应速率与化学平衡状态
7.有关计算
(2)掌握四个公式——“三段式”应用
①反应物转化率:A的转化率=×100%。
②生成物产率:C的产率=×100%。
③平衡混合物某组分的百分含量=×100%。
④平衡混合物某气体组分的体积分数=×100%。
考点04 化学反应速率与化学平衡状态
【典例01】【化学反应速率的影响因素】(2024·甘肃,4改编)下列措施能降低化学反应速率的是
A.催化氧化氨制备硝酸时加入铂
B.酸碱中和时,充分振荡
C.锌粉和盐酸反应时加水稀释
D.石墨合成金刚石时增大压强
C
催化氧化氨制备硝酸时,加入铂可以加快化学反应速率
酸碱中和时,充分振荡,使反应物充分接触,可加快化学反应速率
石墨合成金刚石,该反应中没有气体参与,增大压强不改变化学反应速率
锌粉和盐酸反应时加水稀释,盐酸的浓度降低,化学反应速率降低
考点04 化学反应速率与化学平衡状态
【典例02】【比较化学反应速率大小】(2025·四川内江期中)已知反应:4CO(g)+2NO2(g) N2(g)+4CO2(g)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.v(NO2)=0.72 mol·L-1·min-1
B.v(CO)=1.5 mol·L-1·min-1
C.v(N2)=0.04 mol·L-1·s-1
D.v(CO2)=0.1 mol·L-1·s-1
A
v(CO)=2v(NO2)=1.44 mol·L-1·min-1
v(CO)=1.5 mol·L-1·min-1
v(CO)=4v(N2)=0.16 mol·L-1·s-1=9.6 mol·L-1·min-1
v(CO)=v(CO2)=0.1 mol·L-1·s-1 =6 mol·L-1·min-1
考点04 化学反应速率与化学平衡状态
【典例03】【三段式的运用】(2025·天津期中)某温度下,在2 L密闭容器中进行SO2的催化氧化反应。若起始时c(SO2)=c(O2)=6 mol·L-1,经30 s达平衡,平衡时测得c(O2)=4.5 mol·
L-1,则下列叙述中正确的是
A.SO2的转化率为60%
B.用SO3表示的平均反应速率为0.05 mol·L-1·s-1
C.平衡时总压强与起始压强之比为7∶8
D.平衡时SO2的物质的量为3 mol
C
根据已知条件,列三段式可得:
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)
起始/(mol·L-1) 6 6 0
转化/(mol·L-1) 3 1.5 3
平衡/(mol·L-1) 3 4.5 3
SO2的转化率为×100%=50%,A错误
SO3的平均反应速率v=
=0.1 mol·L-1·s-1,B错误
,C正确
根据三段式可知,平衡时SO2的物质的量为3 mol·L-1×2 L=6 mol,D错误
考点04 化学反应速率与化学平衡状态
【典例04】【判断化学平衡状态】(2025·河北唐山段考)一定温度下,在容积不变的密闭容器中进行如下可逆反应:C(s)+H2O(g) ⇌CO(g)+H2(g),下列能表明该反应已达到化学平衡状态的有
①v正(H2O)=v逆(H2)
②CO的体积分数不再变化
③容器内气体压强不再变化
④H2O、CO的浓度之比为1∶1
⑤混合气体的平均摩尔质量不再变化
⑥混合气体的密度不再改变
⑦2 mol H—O断裂的同时有2 mol H—H断裂
A.3个 B.4个 C.5个 D.6个
C
正反应速率和逆反应速率相等,表明该反应已达到化学平衡状态
CO的体积分数不再变化,表明该反应已达到化学平衡状态
温度、容器体积不变,该反应反应后气体体积增大,压强不再改变,即达到平衡
H2O、CO的浓度不变是平衡状态,二者一个是反应物一个是生成物,没给起始条件和反应限度,平衡浓度比不确定
气体的总质量m和气体的总物质的量n均是变量,混合气体的平均摩尔质量不再变化,反应达到平衡状态
混合气体的密度ρ=,气体的总质量m在达平衡前是变量,则混合气体的密度不再改变,反应达到平衡状态
2 mol H—O断裂的同时有2 mol H—H断裂,描述的是1 mol H2O的消耗速率和2 mol H2的消耗速率相等,未达到平衡,不正确
考点04 化学反应速率与化学平衡状态
【典例05】【化学反应速率及平衡的相关计算】(2024·云南红河高一期中)在一定条件下,将3 mol A和1 mol B混合于固定容积为1 L的密闭容器中,发生反应:3A(s)+B(g) ⇌xC(g)+2D(g)。2 min末该反应达到平衡,生成了0.6 mol D,并测得C的浓度为0.3 mol·L-1。下列判断正确的是
A.2 min内用A表示的反应速率为0.45 mol·L-1·min-1
B.x=2
C.当vB∶vD=1∶2时,反应达到了平衡状态
D.B的转化率为30%
D
A为固态,不能用A表示反应速率,A错误
1 L的密闭容器中,C的物质的量的变化量为0.3 mol,而同一时间段内生成了0.6 mol D,物质的量的变化量之比等于其化学计量数之比,所以x=1,B错误
任意时刻vB∶vD都等于其化学计量数之比,即等于1∶2,所以当vB∶vD=1∶2时,反应不一定达到了平衡状态,C错误
所以B的转化率为×100%=30%,D正确
考点04 化学反应速率与化学平衡状态
【典例06】【图像分析】(2025·广东期中)在恒温恒容密闭容器中研究反应:2NO2(g,红棕色)⇌N2O4(g,无色),反应过程中两种气体的浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A.曲线甲代表NO2
B.达到反应限度时,反应物气体的转化率为40%
C.X点时,曲线乙对应物质的生成速率小于其消耗速率
D.可根据容器内气体颜色变化判断反应是否达到平衡
D
根据图像可判断达到平衡时,甲曲线表示的物质减少了0.06 mol·L-1,乙曲线表示的物质增加了0.12 mol·L-1,二者的变化量之比是1∶2,所以曲线甲代表N2O4
达到反应限度时,反应物气体的转化率×100%=60%
X点没有达到平衡状态,NO2还在增多,故其生成速率大于消耗速率
若容器中气体颜色深浅不变,即说明NO2的浓度不变,则反应达到平衡状态
考点04 化学反应速率与化学平衡状态
【训练01】(25-26高一上·河北·期末)在2 L密闭容器中,控制不同温度,分别充入0.50 mol CH4和1.2 mol NO2发生反应:CH4(g)+2NO2(g)⇌N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)。测得nCH4随时间变化的有关实验数据如下表。下列说法错误的是
A.T1<T2
B.T1、T2温度下,40 min时均已达到化学平衡状态
C.T2温度下,平衡时CH4的体积分数约为7.3%
D.T1温度下,0~20 min内NO2的反应速率为0.025 mol⋅L−1⋅min−1
D
组别 温度 时间/min 0 10 20 40 50
① T1 n(CH4)/mol 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10
② T2 n(CH4)/mol 0.50 0.30 0.18 0.15 0.15
考点04 化学反应速率与化学平衡状态
【训练02】(25-26高一下·黑龙江辽宁·期末)亚硫酸氢钾能与酸性高锰酸钾反应如下:5HSO3-+2MnO4-+H+=2Mn2++5SO42-+3H2O 通过变量控制探究亚硫酸氢钾与酸性高锰酸钾溶液反应速率的影响因素,设计如表所示方案。下列说法错误的是
D
实验序号 V(KHSO3)/mL(c=0.1 mol⋅L−1) V(KMnO4)(c=0.01 mol⋅L−1) V(H2SO4)/mL(c=0.2 mol⋅L−1) V(MnSO4)/mL(c=0.01 mol⋅L−1) V(H2O)/mL 褪色时间t/min
① 5 5 2 0 8 8
② 10 5 2 0 a 6
③ 5 5 5 0 b 5
④ 10 5 2 3 0
考点04 化学反应速率与化学平衡状态
【训练03】(25-26高一上·北京·期末)用0.65 g锌粒与10 mL 2.0 mol⋅L−1硫酸溶液反应制氢气,下列能加快反应速率且不改变氢气产量的操作有几项
①加入10 mL 3.0 mol·L-1盐酸;②适当加热;③滴入少量CuSO4溶液;④用10 mL 98%硫酸代替10 mL 1.0 mol·L-1的稀硫酸;⑤用等质量的锌粉代替锌粒;⑥加入少量CH3COONa固体
A.2 B.3 C.4 D.5
A
考点04 化学反应速率与化学平衡状态
【训练04】(24-25高一下·辽宁丹东·期末)当下图为工业合成氨的流程图。已知合成氨反应的速率方程为v=kc(N2)⋅c1.5(H2)⋅c−1(NH3),其中k为速率常数,与浓度无关。下列说法错误的是
A.该反应为放热反应,使用热交换
器可实现热量的有效利用
B.将氨气液化分离后的原料气循环使用,可提高经济效益
C.合成氨的过程将氨从体系中分离,可提高反应速率
D.升高温度可加快反应速率,缩短生产周期,故温度越高越好
D
考场练兵·真题再练
第三部分
【真题演练1】(24-25高一下·湖北恩施·期末)将下列反应是氧化还原反应,且符合图示能量变化的是
A.铝粉与盐酸反应
B.碳酸氢钠与盐酸反应
C.硫酸与氢氧化钡溶液反应
D.水蒸气与炽热的焦炭反应
A
解析:A.铝粉与盐酸反应生成氯化铝和氢气,属于氧化还原反应,且该反应放热,故A正确;
B.碳酸氢钠与盐酸反应不是氧化还原反应,故B错误;
C.硫酸与氢氧化钡溶液反应生成硫酸钡和水,属于复分解反应,不是氧化还原反应,故C错误;
D.水蒸气与炽热的焦炭反应生成一氧化碳和氢气是氧化还原反应,但是该反应吸热,故D错误;
【真题演练2】(23-24高一下·四川成都·期末)水煤气低温产氢反应为CO+H2O催化剂CO2+H2,其反应过程及能量变化如图所示。下列说法错误的是
A.过程I、II均有共价键的断裂 B.过程III要放出能量
C.能量:状态2>状态3 D.该反应为放热反应
C
解析:A.根据图示,过程I、Ⅱ均为O-H键断裂,故均需要吸收能量,A正确;
B.过程III形成新的化学键,形成化学键放出能量,B正确;
C.过程Ⅱ到过程III是断键的过程,需要吸收能量,状态2能量小于状态3的能量,C错误;
D.根据题意,生成物总能量低于反应物总能量,则总反应为放热反应,D正确
【真题演练3】(24-25高一下·重庆·期末)在25℃,101kPa的条件下,甲烷的燃烧热为ΔH=−890kJ⋅mol−1,部分化学键的键能如下表所示:
已知:①键能是气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。
②3.6g水蒸气液化放出8kJ热量。
通过计算,x的值为
A.803 B.843 C.1307 D.883
C
解析:1mol甲烷燃烧生成液态水ΔH=-890kJ/mol,3.6g(0.2mol)水蒸气液化放8kJ,则1mol水蒸气液化放40kJ。1mol甲烷燃烧生成液态水比气态水多放2×40=80kJ,所以1mol甲烷燃烧生成气态水的ΔH为-890+80=-810kJ/mol;焓变=反应物总键能-生成物总键能;4×414+2×498-(2x+4×464)=-810,x=803,故选A。
化学键 C−H O=O C=O H−O
键能/kJ⋅mol−1 414 498 x 464
【真题演练4】(25-26高二上·广东·期末)将龙岗新质生产力蓬勃发展。下列产业相关过程中涉及电能向化学能转化的是
A.智能家电产业:扫地机器人充电 B.传统轻工产业:手工珠宝镶嵌
C.新能源车产业:燃料电池工作 D.电池回收产业:电池放电处理
A
解析:A.扫地机器人充电是将电能转化为化学能储存在电池中,A符合题意;
B.手工珠宝镶嵌是物理过程,不涉及电能向化学能转化,B不符合题意;
C.燃料电池工作是将化学能转化为电能,C不符合题意;
D.电池放电处理是将化学能转化为电能,D不符合题意。
【真题演练5】(23-24高一下·北京顺义·期末)下列发电厂(站)的电能由化学能直接转化而成的是
A
解析:A.燃料电池发电站是将化学能转化为电能,A选;
B.地热发电厂是地热能转化为电能,属于物理变化,B不选;
C.风力发电厂是风能转化为电能,属于物理变化,C不选;
D.水力发电站是水能转化为电能,属于物理变化,D不选。
A.燃料发电站 B.地热发电厂 C.风力发电厂 D.水力发电站
【真题演练6】(24-25高一下·河北石家庄·期末)下列关于电化学装置的描述正确的是
C
解析:A.该装置是一个双液原电池,但是没有盐桥,不能形成闭合的回路,无法将化学能转化为电能,故A项错误;
B.该原电池中Fe做负极,C做正极,电流从正极流向负极,则电流从C电极流向Fe电极,故B项错;
C.锌锰干电池工作时,MnO2得电子发生还原反应,Zn失电子生成Zn2+,发生氧化反应,故C项对;
D.该原电池中,金属N电极上H+得电子生成H2,发生还原反应,则金属N为正极;金属M为负极,发生失电子的氧化反应,所以金属活动性:M>N,故D项错误。
实验装置
选项 A.可将化学能转化为电能 B.电流从Fe电极流向C电极 C.锌筒发生氧化反应 D.金属活动性:M<N
【真题演练7】(24-25高一下·云南临沧·期末)将废旧铅酸蓄电池随意丢弃会导致铅污染,一种利用废旧铅酸蓄电池制备硝酸铅的流程如图所示:
已知:①铅膏的主要成分是PbO2和PbSO4,PbSO4,PbCO3均难溶于水
②滤液中溶质主要为(NH4)2SO4还可能含有其他物质。
下列说法错误的是
A.铅酸蓄电池属于二次电池
B.可通过向滤液中加入稀硫酸,观察是否有气体生成来判断滤液中是否含有(NH4)2SO4
C.操作Ⅰ的名称为过滤,需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒
D.往滤渣中加入硝酸发生反应的离子方程式为PbCO3+2H+=Pb2++H2O+CO2↑
B
解析:A.铅酸蓄电池可以再充电而反复使用的电池,属于二次电池,A正确;
B.向滤液中加入稀硫酸,稀硫酸与(NH4)2SO4不反应,无明显现象,不能通过观察是否有气体生成来判断滤液中含有硫酸铵,B错误;
C.操作Ⅰ后得到滤渣和滤液,则该操作名称为过滤,需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,C正确;
D.往滤渣中加入硝酸发生反应生成硝酸铅、二氧化碳和水,离子方程式为PbCO3+2H+=Pb2++H2O+CO2↑,D正确
【真题演练8】(24-25高一下·吉林白山·期末)近年,我国大力加强对温室气体CO2催化氢化合成甲醚(CH3OCH3)技术的工业化量产研究,实现可持续发展:2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g)。在不同情况下测得该反应速率如下,其中反应速率最快的是
A.vCO2=0.03mol⋅L−1⋅s−1 B.vH2=0.6mol⋅L−1⋅min−1
C.vCH3OCH3=0.02mol⋅L−1⋅s−1 D.vH2O=0.4mol⋅L−1⋅min−1
C
解析:A.v(CO2)=0.03×60mol/(L·min)=1.8mol/(L·min),再转换为v(CH3OCH3)=12v(CO2)=12×1.8mol/(L·min)=0.9mol/(L·min);
B.v(H2)=0.6 mol/(L·min)转换为v(CH3OCH3)=16v(H2)=16×0.6mol/(L·min)=0.1mol/(L·min);
C.v(CH3OCH3)=0.02×60mol/(L·min)=1.2mol/(L·min);
D.v(H2O)=0.4 mol/(L·min)转换为v(CH3OCH3)=13v(H2O)=13×0.4mol/(L·min)≈0.133mol/(L·min);
转化为同一物质表达后,C项反应速率最大,故选C
【真题演练9】(25-26高一上·浙江宁波·期末)恒温T°C时,可逆反应2X(g)⇌2Y(g)+Z(s)在容积为2 L的密闭容器中进行,不能说明反应已达平衡状态的是
A.气体X的体积分数不再变化
B.容器内,气压不再改变
C.混合气体的平均相对分子质量不再改变
D.若Z(s)为石墨,v生成(石墨)=0.6n g⋅s-1,v消耗(Y)=3n mol⋅L-1⋅min-1
B
解析:A.X的体积分数不再变化,说明X的物质的量保持恒定,反应达到平衡状态,A不符合题意;
B.该反应前后气体计量数相等,气体总物质的量始终不变,恒温恒容条件下容器内气压始终恒定,因此气压不再改变不能说明反应达到平衡状态,B符合题意;
C.混合气体的平均摩尔质量M=mn,气体的物质的量不变,但是因生成固体Z,气体总质量随反应进行而变化,当M不变时说明气体总质量恒定,反应达到平衡状态,C不符合题意;
D.反应速率比等于系数比,若Z(s)为石墨,v生成(石墨)=0.6ng⋅s-1,生成石墨的正反应速率为0.6n g/s12 g/mol×60 s/min=3n mol/min,v消耗(Y)=3n mol⋅L-1⋅min-1×2 L=6n mol/min,二者速率比为1:2,等于反应计量数之比,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,D不符合题意。
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