专题4 化学反应与能量及限度-【学完即考·赢在小高考】2025年普通高中学业水平测试合格考化学总复习（人教版 广东专版）

专题四 化学反应与能量及限度 888:知识构建 8888888 反应物的总能量与生成物的总能量不同宏观 化学键的晰裂（吸热）和形成（放热），微观 能量变 概念：单位时间内反应物浓度的减小量或生成物浓度的 增加量 化原因 反有的中和反应 表达式A=△cA △t 所有的燃烧反应 大多数的化合反应 放热 化学能与 化学反应 单位：mol.L-·sl或mL1·min 活泼金属与水、较活泼金属与酸的反应 反应 内因：反应物的性质 Cs4C0,高温2c0 化学反 应类型 率 影响 浓度：增大浓度速率增大 大多数的分解反应 因素 压强：对于有气体参加的反应，缩小体积 Ba(OH)2·8H0与NHCI的反应 吸热 外因 增大压强，速率增大 C+,Og商温C0+H 反应 温度：升高温度速率一定增大 催化剂：同等程度改变正、逆反应速率 质量守恒定律 化学反应遵循规律 能量守恒定律 化学 其他：固体表面积等 将化学能转化为电能的装置 本质 应 测定、计算 两个活泼性不同的电极 电解质溶液（或熔融状态） 能 概念： 在同一条件下正反应方向和逆反应 方向均能进行的化学反应 闭合回路 形成条件 可逆反应 双向性 自发进行的氧化还原反应 特点：双同性（相同条件下同时进行） 正极：还原反应 共存性 负极：氧化反应 反应原理 逆：研究对象是可逆反应 较活泼金属 原电池 化学能与 化学反应限度 等：正、逆反应速率相等 氧化反应 特征 动：反应并未停止，正、逆反应速率不等于0 电子流出 正负极判断 能 (以负极为例) 定：各组分浓度保持不变 不断溶解，质量减小 变：外界条件改变时，原平衡被打破，再在新 电极反应式的书写 化学 条件下建立新的平衡状态 一次电池 平衡 充电电池 化学电源 直接判据：正(A)=U逆(A)≠0 燃料电池 判断 制造新型化学电源 间接判据：各物质浓度保持不变 加快反应速率 应用 比较金属的活泼性 化学反应条件的控制 154 化学·专题四 8888:基础扫描8888 知识点一化学反应与能量 (3)常见的放热反应与吸热反应 一、化学能与热能 放热反应 吸热反应 1.化学反应的实质与特征 化实质反应物中化学键 和生成物中化学键 ①可燃物的燃烧 ①盐类的水解反应 学 ②酸碱中和反应 反特征既有物质变化，又伴有 常 ②Ba(OH)2·8H2O 变化； ③金属与酸的置换 能量转化主要表现为 的变化 与NH,CI的反应 反应 2.反应热：当化学反应在一定温度下进 反 ③C和H2O(g)、C和 ④物质的缓慢氧化 行时，反应所 或 的热量。 应 CO2的反应 ⑤铝热反应 3.吸热反应与放热反应 ④大多数的分解反应 ⑥大多数化合反应 (1)从能量高低角度理解 放热反应 吸热反应 二、化学能与电能—一原电池 1.原电池工作原理 能量↑ 能量个 不 A 反应物 生成物 e沿导线传递，有电流产生 的总能量 图示 的总能量 c 生成物 反应物 氧化反应 还原反应 的总能量 的总能量 负极 Zn. 正极 反应过程 反应过程 Zn-2e-=Zn2+ 阴 移 2H+2e=H↑ 移 离 电解质溶液 反应物的总能量 反应物的总能量 能量 高低 生成物的总能量， 生成物的总 2.原电池正、负极判断的“五个角度” △H<0 能量，△H>0 活泼金属 电极材料 饺不活泼金 属或非金属 ①a表示断裂旧化学键 的能量，也可以 氧化反应 电极反应 还原反应 表示反应的 负 电子流出 电子流向 电子流入 正 极 ②b表示生成新化学键 的能量，也可以 不断溶解 反应现象 电极增重或 说 质量减小 有气体产生 乡 表示活化分子结合成生成物分子所 的 阴离子移 阳离子移向 能量 向该极 离子迁移 该极 ③图中c表示反应的 可通过计算焓 3.原电池的设计和制作方法 变值求得 如根据反应2FeCL3+Cu一2FeCl2+CuCl2 (2)从化学键角度理解 设计的原电池为 旧化学键断裂， E1<E2,△H0 负极 Cu→Cu-2e=Cu24 吸收能量E 反应 生 △H=E1-E2 电解质 物 液 FeCl,溶液 物 新化学键形成， E>E2,△H0 放出能量E, 反应 正极 Cfe3+)→2Fe3+2e—2Fe2 155 易百分广东省普通高中合格性考试 4.新型化学电源 溶质，不适用于固体和纯液体。 (1)分类：一次电池（干电池、银锌电池）、 (2)化学反应速率是某段时间内的平均 二次电池（可充电电池）、燃料电池 反应速率，而不是瞬时速率，且计算时取 (2)特点：一次电池不可充电；二次电 正值。 池—放电属于原电池、充电属于电解池（电 (3)同一反应用不同的物质表示反应速 能转化为化学能)；燃料电池中的氢氧燃料电 率时，数值可能不同，但意义相同。不同物质 池是目前最成熟的燃料电池，可分成酸性和 表示的反应速率之比等于其化学计量数 碱性两种。 之比。 (3)氢氧燃料电池 (4)计算反应速率时，若给出的是物质的 基本组成一电极、电解质、燃料和氧化剂 量的变化值，要转化为物质的量浓度的变化 值（计算时一定要除以体积），再进行计算。 燃料电池 具有能量利用效率高、可连续使用和污染轻 等优点 2.化学反应速率快慢的比较方法 电极材料本身不参与氧化还原反应 特点 工作时，燃料和氧化剂（储存在电池之外的 (1)归一法：换算成用同一种物质表示的 容器中)由外部连续供给，分别在电极上不 断地进行反应，生成物不断地排出 速率，一般换算成化学计量数小的物质。 通入燃料气体的一极为负极发生氧化反 应，通入氧气的一极为正极发生还原反应 (2)比值法：用各物质表示的反应速率除 种类 酸性 碱性 以对应各物质的化学计量数，然后再对求出 负极 的数值进行大小排序，数值大的反应速率快。 反应 2H2-4e= =4H 2H2+40H--4e =4H20 如反应mA十nB一pC十qD,在不同情况下 式 正极 反应 02+4H+4e-2H20 O2+2H,O+4e-40H 测得的反应速率为a(A)和u(B),若(A) m 式 v(B) 电池 ,则反应速率o(A)>v(B)。 n 反应 2H2+02—2H2O 3.影响化学反应速率的因素 式 (1)内因 (4)其他燃料电池：甲烷、甲醇、CO等燃 反应物本身的性质是主要因素。如相同 料与氧气或空气进行反应，将化学能直接转 条件下Mg、A1与稀盐酸反应的速率大小关系 化为电能的一类原电池。 为 知识点二化学反应速率与化学平衡 (2)外因 一、化学反应速率 增大反应物浓度，反应速率：反之 1.化学反应速率的计算 浓度 (B)=△c(B)_△m(B) 温度 升高温度，反应速率 ;反之 V·△t 界条件 压强 对于有气体参加的反应，增大压强，反应 速率 ;反之 用上式进行某物质反应速率计算时需注 响 催化剂 使用催化剂，反应速率 意以下几点： (1)浓度变化只适用于气体和溶液中的 其他 光照、超声波等，能 够增大反应速 156 化学·专题四 二、化学平衡及其影响因素 (3)平衡特点 1.可逆反应 动一化学平衡是一种动态平衡 (1)定义 等 一正反应速率=逆反应速率 在 下，既可以向正反应方向 定 反应物和生成物的质量和浓度 进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学 保持不变 变 条件改变，平衡状态可能改变， 反应。 新条件下建立新的平衡状态 (2)特点 3.判断化学平衡状态的两种方法 ①二同：a相同条件下；b.正、逆反应同 (1)动态标志：V正二v逆≠0 时进行。 ①同种物质：同一物质的生成速率等于 ②一小：反应物与生成物同时存在；任一 消耗速率。 组分的转化率都 (填“大于”或“小 ②不同物质：必须标明是“异向”的反应 于”)100%。 速率关系。如aA十bB三cC十dD, 正(A) (3)表示 V造(B) 在方程式中用“一”表示。 一分时，反应达到平衡状态。 2.化学平衡 (2)静态标志：各种“量”不变 (1)概念 一定条件下的可逆反应中，正反应速率 ①各物质的质量、物质的量或浓度不变。 与逆反应速率相等，反应体系中所有参加反 ②各物质的百分含量（物质的量分数、质 量分数等)不变。 应的物质的 保持不变的状态。 ③温度、压强（化学反应方程式两边气体 (2)建立 体积不相等)或颜色（某组分有颜色）不变。 总之，若物理量由变量变成了不变量，则 化学平衡 化学平衡 V逆=V正 表明该可逆反应达到平衡状态；若物理量为 “不变量”，则不能作为平衡标志。 从正反应方向开始建立从逆反应方向开始建立 8888888 典例分析 888888: 考点一化学反应与能量 总能量 ⑦⑦ 考向1化学能与热能 ●● 例1(2024·广州执信中学合格考模拟，31) ⑦CI ⑦-⑦ ●H ② 反应H。十C,点燃2HCI的总能量变化 ● 反应过程 如图所示。下列说法正确的是( A.过程1释放能量 B.过程2吸收能量 157 易百分广东省普通高中合格性考试 C.该反应是放热反应 【解析】该原电池中，A1作负极，发生失电 D.过程1的能量变化大于过程2 子的氧化反应；石墨烯作正极，发生得电 【解析】A项，根据图示，过程1断键，吸 子的还原反应，故A错误，D正确；电子 收能量，错误；B项，根据图示，过程2成 由负极A1流向正极石墨烯，故B错误； 键，释放能量，错误；C项，根据图示，反 原电池是把化学能转化为电能的装置， 应物总能量大于生成物总能量，该反应 故C错误。 是放热反应，正确；D项，根据图示，过程 【答案】D 1吸收的能量小于过程2释放的能量，过 【针对训练2】有a、b、c、d四个金属电极，有关 程1的能量变化小于过程2，错误。 的实验装置及部分实验现象如下： 【答案】C G 【针对训练1】下列反应中属于吸热反应的是 实验 装置 ①液态水汽化 CuSO,溶液 稀硫酸 稀硫酸 稀硫酸 ②将明矾加热变为白色粉末 部分a极质量b极有气d极溶解； 电流从 ③浓硫酸稀释 实验减少；b极体产生；cc极有气 a极流 ④氯酸钾分解制氧气 现象质量增加 极无变化 体产生 向d极 ⑤生石灰跟水反应生成熟石灰 A.①④ B.②③ 由此可判断这四种金属的活动性顺序是 C.①④⑤ D.②④ 考向二原电池及工作原理 A.a>bc>d B.bc>d>a 例2(2024·广东省第二次普通高中学业水 C.d>a>b>c D.a>b>d>c 平合格性考试化学卷，24)（原电池） 考向3化学电源 A1-N2非水体系电池能够实现能量存储 例3(2024·广东省广州大学附中高一合格 和氨的固定，转化过程如图所示。下列 考测试)有一种可穿戴电池，其结构如图 说法正确的是 所示，该电池的总反应为V,O十xZn —Zn,V2O5,关于此电池，下列说法错 误的是 ) P 正极 Q 凝胶 电解质 。。 Al 石墨烯 负极 A.A1作为正极失去电子 隔离膜 B.电子由石墨烯流向A1 A.Zn为负极，生成的Zn2+向正极移动 C.可将电能转化为化学能 B.正极反应式为V2O,+2xe+xZn2+ D.N2在石墨烯电极上得到电子 —ZnzV2Os 158 化学·专题四 C.当0.1 mol Zn溶解时，有0.2mol电 1.5 子由负极经隔离膜流向正极 目1.of D.凝胶电解质可提高电池的安全性和稳 -01 定性 05 【解析】A项，锌为金属，锌作负极，失电 0 1.02.03.04.0im 子，生成的锌离子向正极移动，A正确；B A.3.5×10-6mol.L-1·h-1 项，电池的总反应为V2O5十xZn B.3.5×10-4mol·L-1·h ZnzV2Os,负极反应式为Zn-2e C.1.4×10-8mol·L-1·h-1 Zn2+,正极反应式为V2O,+2xe+ D.7.0×10-6mol·L-1·h-1 xZn2+—Zn.V2O5,B正确；C项，电子 【解析】0~2h内H2的平均生成速率为 不能进入电解质溶液中，即不能进入隔 0.7×103 mol·L-1·h-1=3.5×104 离膜，C错误；D项，凝胶电解质不会出现 2 漏液，具有优异的耐火性能，可提高电池 mol·L1·h-1。 的安全性和稳定性，D正确；故选C。 【答案】B 【答案】C 【针对训练1】在2L的密闭容器中，发生以下 【针对训练3】镍氢电池是近年开发出来的可 反应：2A(g)+B(g)=2C(g)+D(g)。 若最初加入的A和B都是8mol,在前l0秒 充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉 钟A的平均反应速率为0.12mol/(L·s),则 镍电池。氢镍电池的放电总反应式是 10秒钟时，容器中B的物质的量是() H2+2NiO(OH)=2Ni(OH)2,据此反 A.5.6 mol B.6.8 mol 应式判断，下列叙述中正确的是( ) C.2.4 mol D.3.2 mol A.电池放电时，电池负极周围的溶液pH 考向2化学反应速率的影响因素 不断增大 例2(2024·广东汕头第一中学学业水平合 B.电池放电时，镍元素被氧化 格考测试)一定条件下，将2molA气体 C.电池放电时，镍元素被还原 和2molB气体通入容积为2L的密闭容 D.电池放电时，H2是正极 器中发生如下反应：2A(g)十B(g)三 考点二化学反应速率与化学平衡 xC(g)+2D(s)。在2min末测得剩余B 考向1化学反应速率的概念及大小比较 的物质的量为1.2mol,生成C的物质的 例1(2024·广东省第二次普通高中学业水 量为2.4mol。下列有关说法错误的是 平合格性考试化学卷，26)（化学反应速 () 率)》 A.x的数值为3 光催化分解水制氢是能源领域极具应用 B.2min末，A的浓度为0.2mol·L-1 前景的新技术。在某催化剂作用下，生 C.2min内，用D表示的反应的平均速 成氢气的浓度c(H2)随时间t变化的关 率为0.8mol·L1·min1 系如图所示，则0~2h内H2的平均生成 D.将容器的容积变为3L,化学反应速率 速率约为 将减小 159 易百分广东省普通高中合格性考试 【解析】A项，在2min末测得剩余B的物考向3可逆反应与化学平衡 质的量为1.2mol,则B消耗的物质的量为 例3(2024·广东中山纪念中学合格考测试) 0.8mol,生成C的物质的量为2.4mol,根 某实验探究小组模拟汽车尾气催化处理 据该变量之比等于化学计量数之比，则x 过程，在一定温度下，向5L容积固定的 的数值为3，故A正确；B项，在2min末 密闭容器中充入2 mol CO(g)和2mol 测得剩余B的物质的量为1.2mol,则B NO(g),发生反应2CO(g)+2NO(g) 消耗的物质的量为0.8mol,根据该变量 =一N2(g)十2CO2(g)。下列有关说法 之比等于化学计量数之比得到A消耗了 一定正确的是 ( ) 1.6mol,则剩余0.4mol,2min末，则A A.经过足够长时间，NO的浓度能减小 的浓度为0.2mol·L1,故B正确；C 为0 项，D为固体，浓度是固定值，不能描述 B.C0与CO2的浓度之比为1：1时，此 其平均速率，故C错误；D项，将容器的 反应一定达到了化学反应限度 容积变为3L,浓度减小，因此化学反应 C.在反应过程中，CO与NO的物质的量 速率将减小，故D正确。故选C。 始终相等 【答案】C D.在反应过程中，容器中气体的压强一 【名师点拨】 气体反应体系中充入惰性气体（不参与 直没有变化 反应)时对反应速率的影响 【解析】A项，该反应是可逆反应，反应物 (1)恒容：充人“惰”性气体→总压增大→ 不能完全转化，则NO的浓度不可能减 物质浓度不变（活化分子浓度不变）→反应速 小为0，A错误；B项，由变化的浓度与化 率不变。 学计量数成正比，起始投入2 mol CO(g) (2)恒压：充入“惰性气体”→体积增大→ 和2 mol NO(g),当转化率为50%时，生 物质浓度减小（活化分子浓度减小）→反应速 成1molC02,剩余1 mol CO,此时浓度 率减小。 之比为1：1，由于该反应转化率未知， 【针对训练2】下列有关化学反应速率的说法 C0与C02的浓度之比为1：1时，此反 中，正确的是 ( 应不一定达到平衡，反应不一定达到了 A.等质量的锌粉和锌片与相同体积、相同 化学反应限度，B错误；C项，起始投入2 物质的量浓度的盐酸反应，反应速率 mol CO(g)和2 mol NO(g),由变化的浓 相等 度与化学计量数成正比，变化的C0与 B.汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反 NO物质的量相同，则在反应过程中，CO 应生成N2和CO2,使用催化剂可以加 与NO物质的量始终相等，C正确；D项， 快该化学反应速率 在恒温恒容下，物质的量与压强成正比， C.用铁片与硫酸制取氢气时，用98%的浓 该反应前后气体分子数不相等，则在反 硫酸可以加快产生氢气的速率 应过程中，容器中气体的压强会变化，至 D.SO2的催化氧化是一个放热反应，所以 平衡时压强不变，D错误；故选C。 升高温度，反应速率减慢 【答案】C 160 化学·专题四 【名师点拨】 A.①② B.①③ 1.可逆反应达到化学平衡时，反应物转 C.只有③ D.只有① 化率达不到100%； 【解析】①消耗2 mol SO2的同时生成 2.可逆反应达到化学平衡时，反应物和 2molS03,即v正(SO2)=v正(SO3),速 生成物同时存在。 率同向，不能确定是否达到平衡，故①错 【针对训练3】一定条件下的某可逆反应，其正 误；②SO2、O2与SO3的物质的量之比为 反应速率v(正)和逆反应速率v(逆)随反 2:1：2,这与反应的初始物质的量以及 应时间t的变化如图所示。下列判断不正 反应的转化程度有关，不能确定是否达 确的是 ) 到平衡，故②错误；③反应混合物中，SO3 反 的质量分数不再改变，即各物质的浓度 应 (正 保持不变，能确定是否达到平衡，故③ 正确。 (逆) 【答案】C 【名师点拨】 反应时间 化学平衡的理解：“变量不变即平衡”“静 A.t1时刻，v(正)>v(逆) 量恒定即平衡”。 B.t2时刻，v(正)=v(逆) 【针对训练4】在一定温度下，向2L固定容积 C.t2时刻，反应达到最大限度 的密闭容器中通入1 mol CO2、3molH2, D.t3时刻，反应停止 发生反应CO2(g)+3H2(g)=CH3OH 考向4化学平衡的标志 (g)十H2O(g)△H<0。能说明该反应 例4可逆反应2SO2十O2一2SO3达到平 已达到平衡状态的是 () 衡的标志是 ( ) A.混合气体的平均相对分子质量不变 ①消耗2 mol SO2的同时生成2 mol SO3 B.体系中n(C0)1 ②SO2、O2与SO3的物质的量之比为 n(,3且保持不变 2:1:2 C.混合气体的密度不随时间变化 ③反应混合物中，SO3的质量分数不再 D.单位时间内有n mol H一H键断裂，同 改变 时有n mol O一H键生成 8:合考过关8日 一、单项选择题 中，与其成为燃料电池的理想燃料不相关 1.(2023·江苏学业水平合格考)氢是燃料电 的是 () 池的理想燃料。氢燃料电池的使用推动了 A.无色 氢气制取、储存和利用技术的不断创新。 B.有刺激性气味 氨在燃料电池中与O2反应生成N2和 C.易液化 H2O,氨易于储存，且泄漏时易被察觉，也 D.在电池中与O2反应的产物无污染 是燃料电池的理想燃料。氨的下列性质 161 易百分广东省普通高中合格性考试 2.下列关于化学平衡的说法中，不正确的是 关说法正确的是 () 铜电极 A.当一个可逆反应达到化学平衡时，正、逆 浸有硫酸铜溶液的滤纸 反应速率都为零 锌电极 B.当可逆反应达到化学平衡时，正、逆反应 A.Zn为正极 速率一定相等 B.工作时Cu电极发生氧化反应 C.可逆反应达到化学平衡后，改变某些条 C.工作时电子经外电路由Cu流向Zn 件可以使平衡发生移动 D.工作一段时间后Cu电极质量增加 D.当可逆反应达到化学平衡后，尽管正、逆 6.下列属于吸热反应的是 反应都在进行，但各物质的浓度保持 A.2H2+O2—2H2O 不变 B.NaOH+HCI-NaCl+H,O 3.(2024·广东汕头第一中学合格考模拟)北 C.C+C0,商温2C0 京冬奥会全部场馆100%使用太阳能、氢能 D.N2+3H2=2NH 等清洁能源供电，着力打造“绿色冬奥”。 7.将等质量的两份锌粒a、b分别加人过量的 甲醇与水蒸气制取氢气的反应为CH3OH 稀硫酸中，同时向a中加入少许胆矾晶体， (g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g),正反 下列各图表示产生氢气的体积V(L)与时 应是吸热反应。下列有关该反应的说法正 间t(min)的关系正确的是 】 确的是 反应物 能 量 A C 生成物 8.某温度下，浓度都是1mol·L1的两种气 反应过程 体X2和Y2,在密闭容器中反应生成气体 A.如图表示正反应过程的能量变化 Z。反应2min后，测得参加反应的X2为 B.使用合适的催化剂能加快反应速率 0.6mol/L,用Y2的变化表示的反应速率 C.减小CH3OH的浓度能加快反应速率 v(Y2)=0.1mol/(L·min),生成的c(Z) D.达到化学平衡时，CHOH能完全转化 为0.4mol/(L·min),则该反应的化学方 为生成物 程式是 () 4.(2024·深圳市龙岗区学业合格考模拟)对 A.X2+2Y2=→2XY2 于反应2H2O2一2H2O十O2◆，下列措 B.3X2+Y2==2X3Y 施不能增大化学反应速率的是 ( C.X2+3Y2==2XY3 A.减小H2O2溶液的浓度 D.2X2+Y2=2X2Y B.适当升高H2O2溶液的温度 9.如图是“即热饭盒”的结构示意图。这种饭 C.向H2O2溶液中加人少量MnO2粉末 盒便用起来非常方便，撤去底部的隔板几 D.向H2O2溶液中加入少量FeCl3溶液 分钟后，饭菜就变热了。涉及的化学反应 5.(2024·广东东莞一中学业合格考模拟)某 是Mg+2H2O—Mg(OH)2+H2个。下 兴趣小组模拟纸电池进行实验（如图），有 列有关说法不正确的是 () 162 化学·专题四 食物 12.(2024·广东惠州一中学业水平预测)反 222底层 水 应2C02+6H2 ~隔板 高温商压CH2一CH2十 镁和催化铁粉 4H2O可用于合成烯烃。下列有关说法错 的混合物 误的是 ( ) A.“即热饭盒”利用的能量变化是化学能转 A.增大压强可加快该反应速率 化为热能 B.升高温度能加快该反应速率 B.Mg为该反应的还原剂 C.增大H2的浓度能加快该反应速率 C.H2O是催化剂 D.密闭容器中，通入略过量的CO2可以 D.铁粉在涉及的化学反应中作催化剂 实现H2的100%转化 10.下列实验现象或图像信息不能充分说明 13.高炼铁过程中发生的主要反应为 相应的化学反应是放热反应的是( A B C 0 3Fa0+c0g-号e(g+c0,g △H<0,欲提高上述反应CO的平衡转化 反应 稀硫酸 装置 率，不可采取的措施是 一盐酸 稀硫酸 或图 喜 A.移出部分CO。 /ne 像 反应过程 Zn粒 B.提高反应温度 C.加入合适的催化剂 实验 反应物总 反应开始 现象 反应开始 D.减小容器的容积 温度计的 能量大于 或图 后，针筒 后，甲处 14.化学反应的调控对于工业生产具有积极 水银柱 生成物总 活塞向右 液面低于 像信 上升 意义，下列关于调控措施的说法正确的是 能量 移动 乙处液面 息 A.硫酸工业中，为提高SO2的转化率，通 二、不定项选择题 入的空气越多越好 化工生产中，化学反应条件的控制非常 B.工业合成氨，从生产实际条件考虑，不 重要，化工生产使学生将所学的化学基础知 盲目增大反应压强 识与实际生产建立有效的联系，拉近实际生 C.工业合成氨，考虑催化剂的活性选择 产过程与课堂教学之间的距离，有利于加深 400~500℃的反应温度 对化学和社会相互联系的认识，是化学“学以 D.炼铁高炉的进风口设置在下端有利于 致用”的具体体现。回答11~15题： 燃料充分利用 11.(2024·广东揭阳实验中学学业水平测试 15.下列关于化学反应的调控措施说法正确 预测)对于硫酸工业中SO2的催化氧化反 的是 ( ) 应2S02+O2 催化剂2S0,下列说法错误 A.硫酸工业中，为使黄铁矿充分燃烧，可 的是 ( ) 将矿石粉碎 A.使用合适的催化剂能加快化学反应 B.硝酸工业中，氨的氧化使用催化剂是为 速率 了增大反应速率，提高生产效率 B.增大O2浓度可以使SO2转化率达 C.合成氨工业中，为提高氨气和氢气的利 到100% 用率，采用循环操作 C.降低反应温度，化学反应速率减慢 D.对于合成氨的反应，如果调控好反应条 D.增大O2浓度，化学反应速率增大 件，可使一种反应物的转化率达到100% 163专题四化学反 基础扫描 知识点一 一、1.断裂形成能量热量 2.放出吸收 3.(1)大于小于吸收活化能放出释放反应热 (2)<放热>吸热 知识点二 一、3.(1)Mg>A1（2)增大减小增大减小增大 减小增大增大固体表面积 二、1.(1)同一条件(2)②小于 2.(1)质量或浓度 典例分析 考点一 【针对训练1】D【解析】放热反应⑤，吸热反应②④，液态水 汽化和浓硫酸稀释是物理过程。 【针对训练2】C【解析】把四个实验从左到右分别编号为① ②③④，则由实验①可知，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，金属活动性：b>c;由实验③可知，d极溶解，则 d作原电池负极，c作正极，金属活动性：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，金属活动性：d>a。综上所述可知金属活动 性：d>a>b>c。 【针对训练3】C【解析】电池放电时，负极反应式为H2十 2OH一2e—2H2O,所以电池周围溶液的氢氧根离 子减少，溶液的pH值减小，A错误；电池放电时，正极反 应为2NiO(OH)+2e+2H2O—2Ni(OH)2+2OH, 镍元素被还原，B错误，C正确：电池放电时，H2是负极， D错误。 考点二 【针对训练1】B【解析】10秒钟A的平均反应速率为 0.12mol/(L·s),那么浓度的变化量为0.12mol/(L·s) ×10s=1.2mol/L,浓度的变化量之比等于化学计量数 之比，由此可计算得到物质B的浓度的变化量为0.6ol/L, 物质的量的变化量为0.6mol/L×2L=1.2mol,那么10 秒钟时B的物质的量为8mol一1.2mol=6.8mol。 【针对训练2】B【解析】A项，锌粉的接触面积大，则等质量 的锌粉和锌片与相同体积、相同物质的量浓度的盐酸反 应，锌粉反应速率快，故A错误；B项，催化剂加快化学反 应速率，因此使用催化剂可以使NO和CO生成N2和 CO2的反应速率加快，故B正确；C项，浓硫酸具有强氧 化性，铁在浓硫酸中发生钝化，反应停止，故C错误； 应与能量及限度 D项，SO2的催化氧化是一个放热反应，但升高温度，反 应速率加快，故D错误。 【针对训练3】D【解析】A项，根据图像可知在t1时刻， V(正)>（逆），反应正向进行，正确；B项，t2时刻，v(正) =v(逆)，反应处于平衡状态，正确；C项，t2时刻，反应处 于平衡状态，该反应达到最大限度，正确；D项，t3时刻， 反应处于平衡状态，此时反应仍然在进行，只是任何物质 的浓度都保持不变，不是反应停止，错误。 【针对训练4】A【解析】A项，M是变量，当M不变，可以说 n(C02)1 明反应已达到平衡状态：B项，n=了是不变量，不 能说明反应是否达到平衡状态；C项，P是不变量，不能说 明反应是否达平衡状态；D项，二者均表示三，不能说明 反应是否达到平衡状态。 合考过关 1.A【解析】氢气燃料电池，反应后生成无污染的水；氨为 燃料电池，反应受生成无污染的氨气和水。A项，理想燃 料电池为生成无污染的产物，与物质的颜色无关，符合题 意；B项，氨有刺激性气味，泄漏时易被察觉，反应生成无 污染的氮气和水，其成为燃料电池的理想燃料，不符合题 意；C项，氨易液化，易于储存，其成为燃料电池的理想燃 料，不符合题意；D项，氨在电池中与O2反应的产物无污 染，其成为燃料电池的理想燃料，不符合题意。 2.A【解析】当可逆反应达到化学平衡时，正、逆反应速率 相等，但不为零：当可逆反应达到化学平衡后，尽管正、逆 反应都在进行，但各物质的浓度保持不变；化学平衡是有 条件的，可逆反应达到化学平衡后，改变某些条件可以使 平衡发生移动。 3.B【解析】A项，根据图中信息可知，反应物总能量高于生 成物总能量，为放热反应，错误；B项，催化剂能加快化学 反应速度，正确：C项，反应物的浓度减小，反应速率降低， 错误；D项，可逆反应无法彻底转化，故CHOH无法完全 转化为生成物，错误。 4.A【解析】A项，浓度减少，反应速率减少，符合题意；B 项，升温反应速率加快，不符合题意；C项，MO2为催化 剂可加快反应速率，不符合题意；D项，FCl3为催化剂可 加快反应速率，不符合题意。 5.D【解析】本题是课本中铜锌原电池的变式，由于Zn比 Cu活泼，故Zn作负极，电极反应为Zn-2e—Zn2+,Cu 作正极，CuSO,溶液作电解质溶液，故正极反应为Cu2+十 2e—Cu,原电池中的电子是由负极经外电路导线流向 正极。A项，由于Zn比Cu活泼，故Zn为负极，错误；B 项，工作时Cu电极作正极，发生还原反应，电极反应为 04 Cu+十2e一Cu,错误；C项，工作时电子经外电路由负 极Z流向正极Cu,错误；D项，浸有硫酸铜溶液的滤纸， 说明电解质溶液为硫酸铜溶液，工作时C+在铜电极得 电子生成Cu,电极反应为Cu2+十2e一Cu,工作一段时 间后Cu电极质量增加，正确。 6.C 7.A【解析】将等质量的两份锌粒a、b分别加入过量的稀硫 酸中，同时向a中加入少许胆矾晶体，那么在a中锌粒会 先与硫酸铜发生置换反应生成铜，锌、铜与稀硫酸会形成 原电池，反应速率会加快，所以a中生成氢气的速率比b 中的快，但a中已经有一部分锌与铜反应，所以产生的氢 气会比b中的少。综上所述，表示产生氢气的体积V(L) 与时间t(min)的关系正确的是A。 8.B【解析】△c(X2)=0.6mol/L,△c(Y2)=0.1mol/(L·min) ×2min=0.2mol/L,生成的c(Z)=0.4mol/L,故X2、 Y2、Z的化学计量数之比为0.6mol/L:0.2mol/L:0.4 mol/L=3:1:2,即反应表示为3X2+Y2一2Z,根据原 子守恒可知Z为XY,故该反应方程式为3X2+Y2 2X3Y,B项正确。 9.C【解析】A项，由“即热饭盒”的工作原理可知工作过程 中化学能转化为热能，A不符合题意；B项，由题给的化学 方程式可知，Mg为还原剂，B不符合题意；C项，由题给的 化学方程式可知，H2O为氧化剂，C符合题意；D项，铁粉 是催化剂，D不符合题意。 10.C【解析】A项，因为温度计的水银柱上升，温度升高，说 明氢氧化钠与盐酸反应放出热量，故A正确；B项，反应 物的总能量比生成物的总能量高，所以在发生反应时会 有一部分能量放出，表现为反应放热，故B正确；C项，锌 粒与稀硫酸反应会产生氢气，使锥形瓶内气体压强增加， 所以针筒活塞向右移动不能证明是反应放出热量导致 的，故C错误；D项，锌粒与稀硫酸反应开始后，甲处液面 低于乙处液面，说明反应导致集气瓶内气体压强增大，但 反应并未在集气瓶中进行，说明是反应放出的热量使集 专题五常见 基础扫描 知识点一 一、1.共价共价 二、1.(1)结构一个或若干个CH2原子团①C.H2+2(n ≥1)②C.H2m-6(n≥7) 2.(1)分子式(2)结构(3)①CH,CHCH CHa ②CH3-CH-CH-CH3③CH,-CH2-O-CH, 2 气瓶内的温度升高导致压强增大，故D正确。 11.B【解析】A项，使用合适的催化剂能加快反应速率，正 确；B项，增大氧气的浓度，根据勒夏特列原理，平衡右 移，但此反应是可逆反应，SO2的转化率不能达到100%， 错误；C项，降低温度，化学反应速率降低，正确；D项，增 大反应物浓度，化学反应速率增大，正确。 12.D【解析】A项，增大压强可加快该反应速率，正确；B 项，升高温度能加快该反应速率，正确；C项，增大H2的 浓度能加快该反应速率，正确；D项，该反应为可逆反应， 不可能实现H2的100%转化，错误。 13.BCD【解析】移出部分CO2,平衡正向移动，故A正确； 此反应为放热反应，提高反应温度，平衡逆向移动，故B 错误；加入合适的催化剂，对平衡没有影响，故C错误。 该反应是反应前后气体体积不变的反应，减小容器的容 积，平衡不移动，故D错误。 14.BCD【解析】B项，工业合成氨，从生产实际条件考虑， 不盲目增大反应压强，若压强过大，不仅会增大能源消 耗、还会增大动力消耗、对设备的要求也高，B正确；C项， 工业合成氨，400~500℃时催化剂的活性最大、有利于 提高反应速率、提高氨气产量，故选择400~500℃的反 应温度，C正确；D项，炼铁高炉的进风口设置在下端、固 体从设备顶部加入，则有助于固体和气体充分接触、有利 于燃料充分利用，D正确。 15.ABC【解析】A项，硫酸工业中，将矿石粉碎可以增大反 应物的接触面积，有利于黄铁矿的充分燃烧，故A正确； B项，硝酸工业中，氨的氧化使用催化剂，可以降低反应 的活化能，增大反应速率，提高生产效率，故B正确；C 项，合成氨工业中，分离出液氨的混合气体中含有的氨气 和氢气采用循环操作，有利于提高氨气和氢气的利用率， 故C正确；D项，合成氨反应为可逆反应，可逆反应不可 能完全反应，所以调控反应条件不可能使反应物的转化 率达到100%，故D错误。 的有机化合物 H HH 四、1.CH4C2H4C6H6 C H H c-H或⊙正四面体平面平面 正六边 5