第六章 第一节 第1课时
对点训练
题组一 化学反应与能量变化的关系
1．(2023·岳阳高一检测)2022北京冬奥会是历史上首届实现100%绿电供应的盛会。“绿电”在北京冬奥会的全面使用推动了新能源的发展。新能源的特点是资源丰富，在使用时对环境无污染，且可以再生。下列能达到新能源标准的是( )
①地热能 ②煤 ③天然气 ④太阳能 ⑤生物质能 ⑥石油 ⑦风能 ⑧氢能
A．②⑤⑦⑧ B．①④⑤⑦⑧
C．④⑤⑦⑧ D．②③⑥⑦⑧
2．下列对于化学反应过程的理解，错误的是( )
A．化学反应过程中同时存在物质和能量的变化
B．凡是能量变化一定发生在化学变化中
C．化学反应中同时存在质量守恒和能量守恒
D．能量的释放和吸收以发生变化的物质为基础
题组二 放热反应和吸热反应
3．下列物质反应时，生成物总能量高于反应物总能量的是( )
A．甲烷与氧气
B．生石灰与水
C．碳与二氧化碳
D．氢氧化钠溶液与盐酸
4．中国传统文化对人类文明贡献巨大。下列诗句中包含吸热反应过程的是( )
A．野火烧不尽，春风吹又生
B．春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干
C．千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲
D．爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏
5．将盛有NH4HCO3粉末的试管放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向试管中加入盐酸(如图)，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。由此可知( )
A．NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应
B．该反应中，热能转化为产物内部的能量
C．反应物的总能量高于生成物的总能量
D．反应物中化学键断裂吸收的能量少
6．氢气是一种清洁燃料，燃烧时发生反应：2H2＋O22H2O。下列关于该反应的说法不正确的是( )
A．属于化合反应
B．属于吸热反应
C．反应物的总能量高于生成物的总能量
D．能量变化与化学键的断裂和形成有关
题组三 化学反应中能量变化的实质
7．如图表示化学反应过程中的能量变化，据图判断下列说法中合理的是( )
A．CaO、浓硫酸分别加入水中时的能量变化符合图1
B．500 mL 2.0 mol·L－1 H2SO4溶液和500 mL 2.0 mol·L－1 Ba(OH)2溶液的反应符合图1
C．发生图1能量变化的任何反应，一定不需要加热即可发生
D．500 mL 2.0 mol·L－1盐酸和500 mL 2.0 mol·L－1 NaOH溶液的反应符合图2
8．(2023·青岛高一检测)氢气和氧气发生反应的过程用如图模型表示，“—”表示化学键，下列说法正确的是( )
A．过程Ⅰ是放热过程
B．过程Ⅲ一定是吸热过程
C．a的总能量大于d的总能量
D．该反应的能量转化形式只能以热能的形式进行
9．2023年，全国两会提案议案中，绿色低碳话题热度不减。有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。下列说法正确的是( )
A．H2O的分解反应是放热反应
B．氢能源未被普遍使用
C．氢气不易贮存和运输，无开发利用价值
D．2 mol H2O具有的总能量高于2 mol H2和1 mol O2的能量
综合强化
10．下列反应既属于吸热反应又属于离子反应的是( )
A．H2O2在MnO2作用下分解
B．盐酸和碳酸氢钠溶液反应
C．锌放入稀硫酸中
D．制备水煤气的反应
11．(2023·新乡高一检测)在一个小烧杯里加入约20 g已研磨成粉末的氢氧化钡晶体[Ba(OH)2·8H2O]，将小烧杯放在事先已滴有3～4滴水的玻璃片上，然后向烧杯内加入约10 g氯化铵晶体，并立即用玻璃棒迅速搅拌。试回答下列问题：
(1)写出该反应的化学方程式： 。
(2)实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是___。
(3)如果没有看到“结冰”现象，我们还可以采取哪些方式来说明该反应吸热？(答出两种方案)
①第一种方案是___；
②第二种方案是___。
(4)“结冰”现象说明该反应断开旧化学键___(填“吸收”或“放出”)的能量___(填“>”或“<”)形成新化学键___(填“吸收”或“放出”)的能量。
12．(2023·昆明高一检测)(1)如图是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图，说明这个反应是___(填“吸热”或“放热”)反应，NO2和CO的总能量___(填“大于”“小于”或“等于”)CO2和NO的总能量。
(2)已知在高温、高压、催化剂作用下，1 mol石墨转化为金刚石，吸收1.9 kJ的热量。
①该反应___(填“是”或“不是”)吸热反应。
②石墨和金刚石相比，___能量高，___更稳定。
③推测石墨与金刚石各1 mol在相同条件下燃烧，___放出的热量多。
13．(2023·北京朝阳区高一检测)为了探究化学能与热能的转化，某实验小组设计了如图所示的三套实验装置(反应均在通风橱中进行)：
(1)上述三个装置中，仅凭眼睛观察不能验证“铜与浓硝酸的反应是吸热反应还是放热反应”的是___(填装置序号)。
(2)某同学选用装置Ⅰ进行实验(实验前U形管里液面左右相平)，在甲试管中加入适量Ba(OH)2溶液与稀硫酸，U形管中可观察到的现象是___，说明该反应属于___(填“吸热”或“放热”)反应。
(3)为探究固体M溶于水的热效应，选择装置Ⅱ进行实验(反应在丙试管中进行)。
①若M为钠，则实验过程中烧杯中可观察到的现象是___。
②若观察到烧杯中产生气泡，则说明M溶于水___(填“一定是放热反应”“一定是吸热反应”或“可能是放热反应”)，理由是___。
③若观察到烧杯中的玻璃管内形成一段水柱，则M可能是___。
(4)至少有两种实验方法能验证超氧化钾与水的反应(4KO2＋2H2O===4KOH＋3O2↑)是放热反应还是吸热反应。
方法①：选择___(填装置序号)进行实验；
方法②：取适量超氧化钾粉末用脱脂棉包裹并放在石棉网上，向脱脂棉上滴加几滴蒸馏水，片刻后，若观察到脱脂棉燃烧，则说明该反应是___(填“吸热”或“放热”)反应。
第六章 第一节 第1课时
对点训练
题组一 化学反应与能量变化的关系
1．(2023·岳阳高一检测)2022北京冬奥会是历史上首届实现100%绿电供应的盛会。“绿电”在北京冬奥会的全面使用推动了新能源的发展。新能源的特点是资源丰富，在使用时对环境无污染，且可以再生。下列能达到新能源标准的是( B )
①地热能 ②煤 ③天然气 ④太阳能 ⑤生物质能 ⑥石油 ⑦风能 ⑧氢能
A．②⑤⑦⑧ B．①④⑤⑦⑧
C．④⑤⑦⑧ D．②③⑥⑦⑧
解析：煤、石油、天然气是化石能源，不可再生，不属于新能源；新能源有太阳能、地热能、海洋能、风能、氢能、生物质能等，这些新能源对环境污染小，属于环境友好型能源，即符合条件的是①④⑤⑦⑧，故选B。
2．下列对于化学反应过程的理解，错误的是( B )
A．化学反应过程中同时存在物质和能量的变化
B．凡是能量变化一定发生在化学变化中
C．化学反应中同时存在质量守恒和能量守恒
D．能量的释放和吸收以发生变化的物质为基础
解析：化学变化过程中一定伴随着能量的变化，但有能量变化的不一定是化学变化，如灯泡通电时发光发热是物理变化，故选B。
题组二 放热反应和吸热反应
3．下列物质反应时，生成物总能量高于反应物总能量的是( C )
A．甲烷与氧气
B．生石灰与水
C．碳与二氧化碳
D．氢氧化钠溶液与盐酸
解析：甲烷在氧气中的燃烧反应为放热反应，反应物能量高，A项错误；生石灰与水的反应、NaOH溶液与盐酸的反应均是放热反应，反应物能量高，B、D项错误，碳与二氧化碳的反应为吸热反应，生成物的能量高，C项正确。
4．中国传统文化对人类文明贡献巨大。下列诗句中包含吸热反应过程的是( C )
A．野火烧不尽，春风吹又生
B．春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干
C．千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲
D．爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏
解析：A项包含燃烧过程，属放热过程，错误；B项，蜡炬燃烧是放热过程，错误；C项，碳酸钙高温分解是吸热过程，正确；D项，燃放爆竹爆炸时放热，错误。
5．将盛有NH4HCO3粉末的试管放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向试管中加入盐酸(如图)，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。由此可知( B )
A．NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应
B．该反应中，热能转化为产物内部的能量
C．反应物的总能量高于生成物的总能量
D．反应物中化学键断裂吸收的能量少
解析：醋酸逐渐凝固，说明NH4HCO3与盐酸反应使醋酸的温度降低，因此该反应为吸热反应，反应物中化学键断裂吸收的能量多于生成物中化学键形成放出的能量，A错误，D错误；吸热反应中反应物吸收能量，得到的生成物内能增加，B正确；反应物的总能量低于生成物的总能量，C错误。
6．氢气是一种清洁燃料，燃烧时发生反应：2H2＋O22H2O。下列关于该反应的说法不正确的是( B )
A．属于化合反应
B．属于吸热反应
C．反应物的总能量高于生成物的总能量
D．能量变化与化学键的断裂和形成有关
解析：由两种物质生成一种物质，属于化合反应，故A正确；燃烧属于放热反应，故B错误；属于放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，故C正确；能量变化与化学键的断裂和形成有关，断键要吸热，形成化学键要放热，故D正确。
题组三 化学反应中能量变化的实质
7．如图表示化学反应过程中的能量变化，据图判断下列说法中合理的是( B )
A．CaO、浓硫酸分别加入水中时的能量变化符合图1
B．500 mL 2.0 mol·L－1 H2SO4溶液和500 mL 2.0 mol·L－1 Ba(OH)2溶液的反应符合图1
C．发生图1能量变化的任何反应，一定不需要加热即可发生
D．500 mL 2.0 mol·L－1盐酸和500 mL 2.0 mol·L－1 NaOH溶液的反应符合图2
解析：浓硫酸稀释时没有发生化学反应，只是放热过程，A错误；H2SO4和Ba(OH)2的反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，B正确；图1表示放热反应，有些放热反应需要加热，如铝热反应属于放热反应，但需要高温条件才能发生，C错误；酸碱中和反应为放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，符合图1的能量变化曲线，D错误。
8．(2023·青岛高一检测)氢气和氧气发生反应的过程用如图模型表示，“—”表示化学键，下列说法正确的是( C )
A．过程Ⅰ是放热过程
B．过程Ⅲ一定是吸热过程
C．a的总能量大于d的总能量
D．该反应的能量转化形式只能以热能的形式进行
解析：过程Ⅰ分子中的化学键断裂形成原子，属于吸热过程，故A错误；过程Ⅲ为新化学键形成的过程，是放热过程，故B错误；氢气燃烧放热，则a的总能量大于d的总能量，故C正确；该反应可通过燃料电池实现化学能到电能的转化，不一定以热能的形式进行，故D错误。
9．2023年，全国两会提案议案中，绿色低碳话题热度不减。有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。下列说法正确的是( B )
A．H2O的分解反应是放热反应
B．氢能源未被普遍使用
C．氢气不易贮存和运输，无开发利用价值
D．2 mol H2O具有的总能量高于2 mol H2和1 mol O2的能量
解析：水的分解是吸热反应，A错误；氢能源受贮存和运输等因素的限制，还未普遍使用，但有巨大的开发利用价值，B正确，C错误；2 mol H2和1 mol O2反应生成2 mol H2O时，放出大量热，2 mol H2O具有的总能量低于2 mol H2和1 mol O2的能量。
综合强化
10．下列反应既属于吸热反应又属于离子反应的是( B )
A．H2O2在MnO2作用下分解
B．盐酸和碳酸氢钠溶液反应
C．锌放入稀硫酸中
D．制备水煤气的反应
解析：过氧化氢在MnO2催化条件下分解是放热反应且是非离子反应，A错误；盐酸和碳酸氢钠的反应为吸热反应，且是离子反应，B正确；锌与稀硫酸反应为放热反应，C错误；制水煤气的反应是吸热反应，但是非离子反应，D错误。
11．(2023·新乡高一检测)在一个小烧杯里加入约20 g已研磨成粉末的氢氧化钡晶体[Ba(OH)2·8H2O]，将小烧杯放在事先已滴有3～4滴水的玻璃片上，然后向烧杯内加入约10 g氯化铵晶体，并立即用玻璃棒迅速搅拌。试回答下列问题：
(1)写出该反应的化学方程式： Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋10H2O＋2NH3↑ 。
(2)实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是_使反应物充分混合，迅速发生反应__。
(3)如果没有看到“结冰”现象，我们还可以采取哪些方式来说明该反应吸热？(答出两种方案)
①第一种方案是_在烧杯内的反应物中插入温度计，反应后温度计示数下降，说明该反应是吸热反应__；
②第二种方案是_用皮肤感受，感觉烧杯外壁很凉，说明该反应为吸热反应__。
(4)“结冰”现象说明该反应断开旧化学键_吸收__(填“吸收”或“放出”)的能量_>__(填“>”或“<”)形成新化学键_放出__(填“吸收”或“放出”)的能量。
解析：(1)氯化铵和氢氧化钡晶体反应生成氯化钡、氨气和水。(2)Ba(OH)2·8H2O和氯化铵晶体之间的反应是固体之间的反应，搅拌可使混合物充分接触并发生反应。(3)氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应是吸热反应，可以根据用手触摸烧杯外壁，烧杯外壁变凉，或用温度计测混合物的温度，温度计示数下降等现象来证明。(4)“结冰”现象说明该反应是一个吸热反应，则反应物的总能量小于生成物的总能量，旧键断裂吸收的总能量大于新键形成释放的总能量。
12．(2023·昆明高一检测)(1)如图是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图，说明这个反应是_放热__(填“吸热”或“放热”)反应，NO2和CO的总能量_大于__(填“大于”“小于”或“等于”)CO2和NO的总能量。
(2)已知在高温、高压、催化剂作用下，1 mol石墨转化为金刚石，吸收1.9 kJ的热量。
①该反应_是__(填“是”或“不是”)吸热反应。
②石墨和金刚石相比，_金刚石__能量高，_石墨__更稳定。
③推测石墨与金刚石各1 mol在相同条件下燃烧，_金刚石__放出的热量多。
解析：(1)根据题中图像可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，反应放热。(2)1 mol石墨转化为金刚石，该反应吸收1.9 kJ的热量，属于吸热反应，金刚石的能量高，石墨的能量低，故石墨更稳定，石墨与金刚石各1 mol在相同条件下燃烧时金刚石放出的热量多。
13．(2023·北京朝阳区高一检测)为了探究化学能与热能的转化，某实验小组设计了如图所示的三套实验装置(反应均在通风橱中进行)：
(1)上述三个装置中，仅凭眼睛观察不能验证“铜与浓硝酸的反应是吸热反应还是放热反应”的是_Ⅲ__(填装置序号)。
(2)某同学选用装置Ⅰ进行实验(实验前U形管里液面左右相平)，在甲试管中加入适量Ba(OH)2溶液与稀硫酸，U形管中可观察到的现象是_左端液面降低，右端液面升高__，说明该反应属于_放热__(填“吸热”或“放热”)反应。
(3)为探究固体M溶于水的热效应，选择装置Ⅱ进行实验(反应在丙试管中进行)。
①若M为钠，则实验过程中烧杯中可观察到的现象是_有气泡产生，反应完毕后，冷却至室温，烧杯中的玻璃管内形成一段水柱__。
②若观察到烧杯中产生气泡，则说明M溶于水_可能是放热反应__(填“一定是放热反应”“一定是吸热反应”或“可能是放热反应”)，理由是_某些物质(如NaOH固体)溶于水放热，但不是放热反应__。
③若观察到烧杯中的玻璃管内形成一段水柱，则M可能是_硝酸铵(或其他合理答案)__。
(4)至少有两种实验方法能验证超氧化钾与水的反应(4KO2＋2H2O===4KOH＋3O2↑)是放热反应还是吸热反应。
方法①：选择_Ⅰ(或Ⅱ)__(填装置序号)进行实验；
方法②：取适量超氧化钾粉末用脱脂棉包裹并放在石棉网上，向脱脂棉上滴加几滴蒸馏水，片刻后，若观察到脱脂棉燃烧，则说明该反应是_放热__(填“吸热”或“放热”)反应。
解析：(1)装置Ⅰ可通过U形管中红墨水液面的变化判断铜与浓硝酸的反应是放热反应还是吸热反应；装置Ⅱ可通过烧杯中是否产生气泡判断铜与浓硝酸的反应是放热反应还是吸热反应；装置Ⅲ只是一个使铜与浓硝酸反应并将生成的气体用水吸收的装置，不能验证该反应是放热反应还是吸热反应。(2)Ba(OH)2溶液与稀硫酸的反应属于中和反应，中和反应都是放热反应，所以锥形瓶中气体受热膨胀，导致U形管左端液面降低，右端液面升高。(3)①若M为钠，钠与水反应生成NaOH和H2，该反应是放热反应，放出的热量使大试管中温度升高，气压增大，所以右边烧杯中有气泡产生；冷却后大试管中温度降低，气压减小，右边烧杯中的玻璃管内会形成一段水柱。②若观察到烧杯里产生气泡，说明M溶于水放出热量。有热量放出的过程不一定属于放热反应，如NaOH固体溶于水会放出热量，但是不属于放热反应。③若观察到烧杯里的玻璃管内形成一段水柱，说明M溶于水后导致大试管中温度降低，压强减小，证明M溶于水吸收热量，溶于水能够吸收热量的物质有NH4NO3等。(4)方法①：选择上述装置Ⅰ(或Ⅱ)进行实验，Ⅰ装置右边U形管中左端液面降低，右端液面升高(或装置Ⅱ烧杯内玻璃管口有气泡冒出)，证明该反应为放热反应。方法②：取适量超氧化钾粉末用脱脂棉包裹并放在石棉网上，向脱脂棉上滴加几滴蒸馏水，片刻后，若观察到脱脂棉燃烧，则说明该反应放出大量的热，使脱脂棉燃烧，证明该反应是放热反应。第六章 第一节 第2课时
对点训练
题组一 原电池工作原理
1．锌、铜和稀硫酸组成的原电池如图所示，下列有关说法正确的是( )
A．Zn是正极
B．Cu电极上发生氧化反应
C．该装置能将化学能转变为电能
D．在外电路中，电流由Zn电极流向Cu电极
2．下列关于如图所示装置的说法，正确的是( )
A．铁是正极
B．电子从石墨经导线流向铁片
C．石墨上发生的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑
D．该装置可实现电能向化学能的转化
3．下列关于如图所示原电池装置的叙述正确的是( )
A．铜片是正极，电极上发生氧化反应
B．铜片质量不变
C．电流从锌片经导线流向铜片
D．铜离子移向铜片被还原
4．(2023·天津河东区高一检测)同学们设计了以下水果电池，其中正确的是( )
5．(2023·海口高一检测)将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是( )
A．产生气泡的速率甲比乙慢
B．两烧杯中溶液的酸性均减弱
C．甲中铜片作正极，乙中铜片作负极
D．两烧杯中铜片表面均无气泡产生
题组二 原电池工作原理的应用
6．把A、B、C、D四块金属片浸入稀硫酸中，分别用导线两两相连可以组成原电池。A、B相连时A为负极；C、D相连时，电流由D→C；A、C相连时，C极上产生大量气泡；B、D相连时，D极发生氧化反应。这四种金属的活动性顺序是( )
A．A>B>C>D B．A>C>D>B
C．C>A>B>D D．A>B>D>C
7．(2022·兰州高一检测)X、Y两根金属棒插入Z溶液中构成如图所示装置，实验中电流表指针发生偏转，同时X棒变粗，Y棒变细，则X、Y和Z溶液可能是下列中的( )
选项 X Y Z溶液
A Zn Cu 稀硫酸
B Ag Zn 硝酸银溶液
C Cu Ag 硫酸铜溶液
D Cu Zn 稀硫酸
8．某同学设计的原电池装置如图，下列说法错误的是( )
A．该电池的总反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
B．Fe极为电池的负极
C．电子从C极经导线流向Fe极
D．Fe3＋在C极表面被还原
综合强化
9．为将反应2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑的化学能转化为电能，下列装置能达到目的的是(铝条均已除去了氧化膜)( )
10．(2023·武汉高一检测)如图所示，两电极一极为碳棒，一极为铁片。若电流表的指针发生偏转，且a极上有大量气泡生成，则以下叙述正确的是( )
A．a为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸
B．b为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液
C．a为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸
D．b为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液
11．如图是一个原电池装置，请按要求填空。
(1)正极材料是___，负极材料是___。
(2)电子的流向是由___(填“Fe”或“Cu”，下同)极经外电路流向___极。
(3)写出电极反应式：
负极： ，正极： 。
(4)该原电池中发生的总反应离子方程式为 。
12．(2023·武汉高一检测)铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式： 。
(2)若将(1)中的反应设计成原电池，请在方框内画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。
13．某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用，在常温下，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下。
编号 电极材料 电解质溶液 电流表指针偏转方向
1 Al、Mg 稀盐酸 偏向Al
2 Al、Cu 稀盐酸 偏向Cu
3 Al、C(石墨) 稀盐酸 偏向石墨
4 Al、Mg 氢氧化钠溶液 偏向Mg
5 Al、Zn 浓硝酸 偏向Al
试根据表中的实验现象回答下列问题：
(1)实验1、2中Al所作的电极(正极或负极)是否相同？_否__(填“是”或“否”)。
(2)由实验3完成下列填空：
①铝为___极，电极反应式： ；
②石墨为___极，电极反应式： ；
③电池总反应式： 。
(3)实验4中铝作负极还是正极？___，理由是
___。写出铝电极的电极反应式： 。
(4)解释实验5中电流表指针偏向铝的原因：___。
(5)根据实验结果总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素：___。
第六章 第一节 第2课时
对点训练
题组一 原电池工作原理
1．锌、铜和稀硫酸组成的原电池如图所示，下列有关说法正确的是( C )
A．Zn是正极
B．Cu电极上发生氧化反应
C．该装置能将化学能转变为电能
D．在外电路中，电流由Zn电极流向Cu电极
解析：Zn比铜活泼，失去电子，发生氧化反应，为负极，A错误；Cu不如锌活泼，为正极，氢离子得到电子在铜电极上发生还原反应，B错误；该装置为原电池装置，故能将化学能转变为电能，C正确；在外电路中，电子由Zn电极沿着导线流向Cu电极，D错误。
2．下列关于如图所示装置的说法，正确的是( C )
A．铁是正极
B．电子从石墨经导线流向铁片
C．石墨上发生的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑
D．该装置可实现电能向化学能的转化
解析：Fe为活泼金属，为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，A项错误；电子从负极经导线流向正极，B项错误；石墨为原电池的正极，H＋在正极上得电子发生还原反应，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，C项正确；Fe、石墨、稀硫酸形成原电池，可以实现化学能向电能的转化，D项错误。
3．下列关于如图所示原电池装置的叙述正确的是( D )
A．铜片是正极，电极上发生氧化反应
B．铜片质量不变
C．电流从锌片经导线流向铜片
D．铜离子移向铜片被还原
4．(2023·天津河东区高一检测)同学们设计了以下水果电池，其中正确的是( C )
解析：构成原电池的四个必要条件为有两个活泼性不同的电极、将电极插入电解质溶液中、两电极间构成闭合回路、有能自发进行的氧化还原反应。两电极都为铁电极，活泼性相同，不能构成原电池，A错误；两电极都为铜电极，活泼性相同，不能构成原电池，B错误；满足构成原电池的四个必要条件，能构成原电池，C正确；不能形成闭合回路，不能构成原电池，D错误。
5．(2023·海口高一检测)将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是( B )
A．产生气泡的速率甲比乙慢
B．两烧杯中溶液的酸性均减弱
C．甲中铜片作正极，乙中铜片作负极
D．两烧杯中铜片表面均无气泡产生
题组二 原电池工作原理的应用
6．把A、B、C、D四块金属片浸入稀硫酸中，分别用导线两两相连可以组成原电池。A、B相连时A为负极；C、D相连时，电流由D→C；A、C相连时，C极上产生大量气泡；B、D相连时，D极发生氧化反应。这四种金属的活动性顺序是( B )
A．A>B>C>D B．A>C>D>B
C．C>A>B>D D．A>B>D>C
7．(2022·兰州高一检测)X、Y两根金属棒插入Z溶液中构成如图所示装置，实验中电流表指针发生偏转，同时X棒变粗，Y棒变细，则X、Y和Z溶液可能是下列中的( B )
选项 X Y Z溶液
A Zn Cu 稀硫酸
B Ag Zn 硝酸银溶液
C Cu Ag 硫酸铜溶液
D Cu Zn 稀硫酸
解析：锌、铜在稀硫酸中构成原电池，X棒为活泼金属锌，作原电池的负极，失去电子发生氧化反应生成锌离子，X棒变细，故A不符合题意；锌、银在硝酸银溶液中构成原电池，X棒为不活泼金属银，作原电池的正极，银离子在正极得到电子发生还原反应生成银，X棒变粗，Y棒为活泼金属锌，作原电池的负极，失去电子发生氧化反应生成锌离子，Y棒变细，故B符合题意；铜、银在硫酸铜溶液中不能构成原电池，故C不符合题意；锌、铜在稀硫酸中构成原电池，X棒为不活泼金属铜，作原电池的正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，X棒没有变化，故D不符合题意。
8．某同学设计的原电池装置如图，下列说法错误的是( C )
A．该电池的总反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
B．Fe极为电池的负极
C．电子从C极经导线流向Fe极
D．Fe3＋在C极表面被还原
解析：根据原电池原理，Fe为负极，负极上Fe失去电子生成Fe2＋，C极为正极，正极上Fe3＋得电子，被还原，生成Fe2＋，电池反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，原电池中电子由负极流出，经导线流入正极，故C错误。
综合强化
9．为将反应2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑的化学能转化为电能，下列装置能达到目的的是(铝条均已除去了氧化膜)( B )
解析：A、B、C三项中的装置均为化学能转化为电能。A项中反应为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑，错误；B项符合题目要求，正确；C项中反应为Al和硝酸反应生成NO，故达不到目的，错误；D项中两极全是Al，因而不能构成原电池，不能把化学能转化能电能，错误。
10．(2023·武汉高一检测)如图所示，两电极一极为碳棒，一极为铁片。若电流表的指针发生偏转，且a极上有大量气泡生成，则以下叙述正确的是( C )
A．a为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸
B．b为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液
C．a为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸
D．b为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液
解析：a极上有大量气泡，a是正极，b为负极，a为碳棒，b为铁片，烧杯中溶液可以是硫酸，不可以是硫酸铜，A、B项错误；C项正确；D项错误。
11．如图是一个原电池装置，请按要求填空。
(1)正极材料是_Cu__，负极材料是_Fe__。
(2)电子的流向是由_Fe__(填“Fe”或“Cu”，下同)极经外电路流向_Cu__极。
(3)写出电极反应式：
负极： Fe－2e－===Fe2＋ ，正极： Cu2＋＋2e－===Cu 。
(4)该原电池中发生的总反应离子方程式为 Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu 。
解析：(1)金属活动性Fe>Cu，装置中存在总反应为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，Fe失电子，为负极，Cu为正极。(2)电子的流向是由负极经外电路流向正极，即电子由铁电极流出经外电路流向铜电极。(3)Fe为负极，失电子，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，Cu为正极，正极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu。(4)金属活动性Fe>Cu，装置中存在总反应为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。
12．(2023·武汉高一检测)铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式： 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ 。
(2)若将(1)中的反应设计成原电池，请在方框内画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。
答案：
正极反应式： 2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ 。
负极反应式： Cu－2e－===Cu2＋ 。
13．某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用，在常温下，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下。
编号 电极材料 电解质溶液 电流表指针偏转方向
1 Al、Mg 稀盐酸 偏向Al
2 Al、Cu 稀盐酸 偏向Cu
3 Al、C(石墨) 稀盐酸 偏向石墨
4 Al、Mg 氢氧化钠溶液 偏向Mg
5 Al、Zn 浓硝酸 偏向Al
试根据表中的实验现象回答下列问题：
(1)实验1、2中Al所作的电极(正极或负极)是否相同？_否__(填“是”或“否”)。
(2)由实验3完成下列填空：
①铝为_负__极，电极反应式： 2Al－6e－===2Al3＋ ；
②石墨为_正__极，电极反应式： 6H＋＋6e－===3H2↑ ；
③电池总反应式： 2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ 。
(3)实验4中铝作负极还是正极？_负极__，理由是
_Al与NaOH溶液自发进行氧化还原反应，而Mg与NaOH溶液不反应__。写出铝电极的电极反应式： Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O 。
(4)解释实验5中电流表指针偏向铝的原因：_Al在浓硝酸中发生钝化，Zn在浓硝酸中发生反应被氧化，Al是原电池的正极__。
(5)根据实验结果总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素：_①另一个电极材料的活动性；②电解质溶液__。
解析：在稀盐酸中的活动性：Mg>Al>Cu。由实验1、2可知，原电池中电流表指针是偏向正极。在实验3中电流表指针偏向石墨，由上述规律可知，Al是负极，石墨是正极，化学反应是Al失去电子被氧化为Al3＋，盐酸中的H＋得到电子被还原为H2。在NaOH溶液中镁不反应，则Al是负极，Mg是正极。Al在浓硝酸中发生钝化，Zn在浓硝酸中被氧化，即在浓硝酸中Zn是负极，Al是正极，所以在实验5中电流表指针偏向铝。第六章 第一节 第3课时
对点训练
题组一 一次电池、二次电池
1．下列电池不属于二次电池(可充电电池)的是( )
A.锌锰干电池 B.锂离子电池
C.铅酸蓄电池) D.镍镉电池
2．一种锂水电池以锂和钢板为电极，LiOH为电解质，使用时加入水即可放电，总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑。下列有关该电池的说法错误的是( )
A．锂极为负极
B．OH－移向正极
C．H2为正极产物
D．电子由锂经导线流向钢板
3．一种以稀硫酸为电解质溶液的钒(V)蓄电池装置如图所示，a、b为惰性电极。该电池放电时( )
A．电能转化为化学能
B．a为电池的正极
C．H＋由a极移向b极
D．b的电极反应式：V3＋＋e－===V2＋
4．(2023·山西大学附中高一检测)“盐水动力”玩具车的电池以镁片、活性炭为电极，向极板上滴加食盐水后电池便可工作，电池反应为2Mg＋O2＋2H2O===2Mg(OH)2。下列关于该电池的说法错误的是( )
A．镁片作为正极
B．食盐水作为电解质溶液
C．电池工作时镁片逐渐被消耗
D．在活性炭处O2发生还原反应
题组二 燃料电池
5．(2023·济南高一检测)目前，科学家提出了一种经济而且理想的获得氢能源的循环体系(如图)。关于此循环体系，下列说法中错误的是( )
A．燃料电池能够使化学反应产生的能量转化为电能
B．燃料电池中通入H2的一极作负极，发生氧化反应
C．在此循环中发生了反应：2H2O2H2↑＋O2↑
D．目前化学家急需解决的问题是寻找合适的光照条件下分解水的催化剂
6．某课外小组自制的氢氧燃料电池如图所示，a、b均为惰性电极。下列叙述错误的是( )
A．a极是负极，该电极上发生氧化反应
B．b极发生的电极反应是2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
C．电池总反应为2H2＋O2===2H2O
D．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
7．(2023·武汉高一检测)通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量，其工作原理如图所示，下列说法正确的是( )
A．Pt电极上发生的是氧化反应
B．外电路中，电子从Pt电极流向NiO电极
C．NiO电极上的电极反应式为NO＋O2－－2e－===NO2
D．O2的电极反应产物是H2O
综合强化
8．电子计算机所用纽扣电池的两极材料为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，其电极反应式：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O；Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－。下列判断正确的是( )
A．锌为正极，Ag2O为负极
B．在使用过程中，电流由Zn极经外电路流向Ag2O极
C．该电池工作时，将电能转化成化学能
D．该电池工作时，负极区溶液的pH减小
9．固体氧化物燃料电池是以固体氧化锆—氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许O2－在其间通过。该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是( )
①多孔电极a为负极
②a极对应的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
③b极的电极反应式为H2－2e－＋O2－===H2O
④该电池的总反应式为2H2＋O22H2O
A．①② B．②④
C．②③ D．③④
10．(1)高铁电池是一种新型可充电电池，与普通电池相比，该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应式为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。请回答下列问题：
①高铁电池的负极材料是___。
②放电时，正极发生___(填“氧化”或“还原”)反应。已知正极反应式为FeO＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－，则负极反应式为 。
③放电时，___(填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。
(2)锂锰电池的结构示意图如下，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li＋通过电解质转移到MnO2晶格中生成LiMnO2。
①外电路的电流方向是由___极流向___极(填字母)。
②正极材料是___。
③是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？_否__(填“是”或“否”)；原因是___。
第六章 第一节 第3课时
对点训练
题组一 一次电池、二次电池
1．下列电池不属于二次电池(可充电电池)的是( A )
A.锌锰干电池 B.锂离子电池
C.铅酸蓄电池) D.镍镉电池
2．一种锂水电池以锂和钢板为电极，LiOH为电解质，使用时加入水即可放电，总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑。下列有关该电池的说法错误的是( B )
A．锂极为负极
B．OH－移向正极
C．H2为正极产物
D．电子由锂经导线流向钢板
解析：由方程式可知，Li失去电子，发生氧化反应，作负极，则钢板作正极，A项正确；负极上的电极方程式为Li－e－＋OH－===LiOH，可知OH－移向负极，B项错误；正极上的电极方程式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，可知氢气为正极产物，C项正确；电子会从负极流向正极，即电子由锂经导线流向钢板，D项正确。
3．一种以稀硫酸为电解质溶液的钒(V)蓄电池装置如图所示，a、b为惰性电极。该电池放电时( B )
A．电能转化为化学能
B．a为电池的正极
C．H＋由a极移向b极
D．b的电极反应式：V3＋＋e－===V2＋
解析：钒(V)蓄电池放电时，化学能转化为电能，充电时，电能转化为化学能，A错误；从放电时外电路中电子的定向移动方向可知，电子从负极流出，经过导线、电流表，流入正极，因此a为电池的正极，b为电池的负极，B正确；内电路中，带正电的阳离子移向正极，带负电的阴离子移向负极，因此氢离子从负极移向正极，即从b极移向a极，C错误；放电时，负极上发生氧化反应，失去电子，元素的化合价升高，则b极上反应式为V2＋－e－===V3＋，D错误。
4．(2023·山西大学附中高一检测)“盐水动力”玩具车的电池以镁片、活性炭为电极，向极板上滴加食盐水后电池便可工作，电池反应为2Mg＋O2＋2H2O===2Mg(OH)2。下列关于该电池的说法错误的是( A )
A．镁片作为正极
B．食盐水作为电解质溶液
C．电池工作时镁片逐渐被消耗
D．在活性炭处O2发生还原反应
解析：从电池反应看，Mg由0价升高到＋2价，则镁片失电子，是负极，A错误；食盐水中含有Na＋和Cl－，具有导电性，可作为电解质溶液，B正确；电池工作时，镁片不断失电子生成Mg2＋进入溶液，所以镁片逐渐被消耗，C正确；活性炭是正极，O2得电子发生还原反应，D正确。
题组二 燃料电池
5．(2023·济南高一检测)目前，科学家提出了一种经济而且理想的获得氢能源的循环体系(如图)。关于此循环体系，下列说法中错误的是( C )
A．燃料电池能够使化学反应产生的能量转化为电能
B．燃料电池中通入H2的一极作负极，发生氧化反应
C．在此循环中发生了反应：2H2O2H2↑＋O2↑
D．目前化学家急需解决的问题是寻找合适的光照条件下分解水的催化剂
解析：燃料电池是原电池，能将化学能转化为电能，A项正确；燃料电池中通入燃料的一极为负极，发生氧化反应，B项正确；该循环中，水的分解靠太阳能提供能量，未通电，C项错误；目前化学家急需解决的问题是寻找合适的光照条件下分解水的催化剂，D项正确。
6．某课外小组自制的氢氧燃料电池如图所示，a、b均为惰性电极。下列叙述错误的是( B )
A．a极是负极，该电极上发生氧化反应
B．b极发生的电极反应是2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
C．电池总反应为2H2＋O2===2H2O
D．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
解析：a极通入H2，为负极，电极反应式为2H2－4e－＋4OH－===4H2O，发生氧化反应，A正确；b极通入O2为正极，电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，B错误；正负极反应相加得总反应为2H2＋O2===2H2O，C正确；氢氧燃料电池的能量高，产物为H2O，对环境无污染，D正确。
7．(2023·武汉高一检测)通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量，其工作原理如图所示，下列说法正确的是( C )
A．Pt电极上发生的是氧化反应
B．外电路中，电子从Pt电极流向NiO电极
C．NiO电极上的电极反应式为NO＋O2－－2e－===NO2
D．O2的电极反应产物是H2O
解析：由离子的定向移动可知NiO电极为原电池的负极，Pt电极为原电池的正极，发生还原反应，A错误；NiO电极为原电池的负极，外电路中，电子从NiO电极流向Pt电极，B错误；NiO电极上NO失电子和氧离子反应生成二氧化氮，所以电极反应式为NO＋O2－－2e－===NO2，C正确；Pt电极为原电池的正极，O2的电极反应产物是O2－，D错误。
综合强化
8．电子计算机所用纽扣电池的两极材料为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，其电极反应式：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O；Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－。下列判断正确的是( D )
A．锌为正极，Ag2O为负极
B．在使用过程中，电流由Zn极经外电路流向Ag2O极
C．该电池工作时，将电能转化成化学能
D．该电池工作时，负极区溶液的pH减小
解析：根据化合价变化可知Zn被氧化，应为电池的负极，则正极为Ag2O，故A错误；在使用过程中电子由负极经外电路移向正极，B错误；原电池是将化学能转化为电能的装置，故C错误；原电池工作时，负极发生反应Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，OH－浓度减小，溶液的pH减小，故D正确。
9．固体氧化物燃料电池是以固体氧化锆—氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许O2－在其间通过。该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是( D )
①多孔电极a为负极
②a极对应的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
③b极的电极反应式为H2－2e－＋O2－===H2O
④该电池的总反应式为2H2＋O22H2O
A．①② B．②④
C．②③ D．③④
解析：图中电子由多孔电极b通过导线流向多孔电极a，多孔电极b为负极，多孔电极a为正极，①错误；a极对应的电极反应式为O2＋4e－===2O2－，②错误；b极的电极反应式为H2－2e－＋O2－===H2O，③正确；根据正、负极得失电子数相等，将正、负极电极反应式相加，该电池的总反应式为2H2＋O22H2O，④正确。
10．(1)高铁电池是一种新型可充电电池，与普通电池相比，该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应式为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。请回答下列问题：
①高铁电池的负极材料是_Zn__。
②放电时，正极发生_还原__(填“氧化”或“还原”)反应。已知正极反应式为FeO＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－，则负极反应式为 Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 。
③放电时，_正__(填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。
(2)锂锰电池的结构示意图如下，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li＋通过电解质转移到MnO2晶格中生成LiMnO2。
①外电路的电流方向是由_b__极流向_a__极(填字母)。
②正极材料是_MnO2__。
③是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？_否__(填“是”或“否”)；原因是_电极Li是活泼金属，能与水反应__。第六章 第二节 第1课时
对点训练
题组一 化学反应速率的概念及表示方法
1．(2023·孝感高一检测)镁是生产铝合金必需的添加材料。镁合金被公认为“21世纪绿色环保新型材料”，可广泛运用于航空航天、汽车等多个领域。下列说法正确的是( )
A．镁与盐酸反应的速率一定比铝快
B．比较Mg和Al与盐酸的反应速率时，必须在相同的条件下进行
C．镁与盐酸的反应，可以用单位时间内镁的物质的量的变化表示镁的反应速率
D．只有在溶液中的反应才能计算化学反应速率
2．1935年，中国化学家侯德榜建厂生产出优质硝酸。已知：4NH3＋5O2===4NO＋6H2O为生产硝酸的关键环节。若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，则下列关系正确的是( )
A．v(O2)＝v(H2O)
B．v(NH3)＝v(O2)
C．v(O2)＝v(NO)
D．v(NH3)＝v(H2O)
3．在反应2A＋B===3C＋4D中(各物质均为气体)，表示该反应速率最快的是( )
A．v(A)＝0.5 mol·L－1·s－1
B．v(B)＝0.3 mol·L－1·s－1
C．v(C)＝0.8 mol·L－1·s－1
D．v(D)＝30 mol·L－1·min－1
4．一定温度下，10 mL 0.40 mol·L－1 H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测定生成O2的体积(已折算为标准状况)如表。
t/min 0 2 4 6 8 10
V(O2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9
下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)( )
A．0～6 min的平均反应速率：v(H2O2)≈3.3×10－2 mol·L－1·min－1
B．6～10 min的平均反应速率：v(H2O2)<3.3×10－2 mol·L－1·min－1
C．反应至6 min时，c(H2O2)＝0.3 mol·L－1
D．反应至6 min时，H2O2分解了50%
题组二 化学反应速率的影响因素
5．某密闭容器中发生反应：CO(g)＋H2O(g)??H2(g)＋CO2(g)，不改变其他条件，下列措施不能提高反应速率的是( )
A．升高温度
B．减小容器体积
C．保持容积不变，通入He
D．选用合适的催化剂
6．为了说明影响化学反应快慢的因素，甲、乙、丙、丁四位同学分别设计了如下A～D四个实验，你认为结论不正确的是( )
A．相同温度下，将大小、形状相同的镁条和铁条与相同浓度的稀盐酸反应时，两者速率一样大
B．在相同条件下，等质量的大理石块和大理石粉与相同的盐酸反应，大理石粉反应快
C．将浓硝酸分别放在冷暗处和强光照射下，会发现光照可以加快浓硝酸的分解
D．两支试管中分别加入相同质量的氯酸钾，其中一支试管中再加入少量二氧化锰，同时加热，产生氧气的快慢不同
7．向四个体积相同的密闭容器(甲、乙、丙、丁)中分别充入一定量的SO2和O2，开始反应时，按反应速率由大到小排列顺序正确的是( )
甲：在500 ℃时，10 mol SO2和5 mol O2反应
乙：在500 ℃时，用V2O5作催化剂，10 mol SO2和5 mol O2反应
丙：在450 ℃时，8 mol SO2和5 mol O2反应
丁：在500 ℃时，8 mol SO2和5 mol O2反应
A．甲、乙、丙、丁 B．乙、甲、丙、丁
C．乙、甲、丁、丙 D．丁、丙、乙、甲
8．(2023·玉林高一检测)为了研究碳酸钙与盐酸反应的反应速率，某同学通过实验测定碳酸钙固体与足量稀盐酸反应生成CO2的体积随时间的变化情况，绘制出如图所示的曲线甲。下列有关说法不正确的是( )
A．在O～t1 s、t1～t2 s、t2～t3 s中，t1～t2 s生成的CO2气体最多
B．因反应放热，导致O～t1 s内的反应速率逐渐增大
C．若用单位时间内CO2的体积变化来表示该反应的反应速率，则t2～t3 s内的反应速率为 mL·s－1
D．将碳酸钙固体研成粉末，则曲线甲将变成曲线乙
综合强化
9．某实验探究小组研究320 K时N2O5的分解反应：2N2O54NO2＋O2。如图是该小组根据所给表格中的实验数据绘制的。下列有关说法正确的是( )
t/min 0 1 2 3 4
c(N2O5)/(mol·L－1) 0.160 0.114 0.080 0.056 0.040
c(O2)/(mol·L－1) 0 0.023 0.040 0.052 0.060
A.曲线Ⅰ是N2O5的浓度变化曲线
B．曲线Ⅱ是O2的浓度变化曲线
C．N2O5的浓度越大，反应速率越快
D．O2的浓度越大，反应速率越快
10．(2023·济南高一检测)对水样中影响M分解速率的因素进行研究。在相同温度下，M的物质的量浓度c(M)随时间(t)的变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A．水样pH越大，M的分解速率越慢
B．水样中添加Cu2＋，不能加快M的分解速率
C．由①③得，M的浓度越大，分解速率越快
D．0～20 min内，②中M的分解速率为0.015 mol·L－1·min－1
11．化学兴趣小组为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，他们在100 mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气(标准状况)，实验记录如下(累计值)：
时间/min 1 2 3 4 5
氢气体积/mL 50 120 232 290 310
(1)在0～1 min、1～2 min、2～3 min、3～4 min、4～5 min时间段中，反应速率最大的时间段是__，原因为___；反应速率最小的时间段是___，原因为___。
(2)在2～3 min内，用盐酸的浓度变化表示的反应速率为___。
(3)为了减缓反应速率但不减少产生氢气的量，在盐酸中分别加入等体积的下列溶液，其中可行的是___。
A．蒸馏水 B．Na2SO4溶液
C．NaNO3溶液 D．Na2CO3溶液
12．(2023·鞍山高一检测)把在空气中久置的铝片5.0 g投入盛有500 mL 0.5 mol·L－1硫酸的烧杯中，该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间的关系可用如图曲线来表示。
回答下列问题：
(1)曲线从O→a段不产生氢气的原因是_2__，有关反应的化学方程式为 ；
(2)曲线从b→c段，产生氢气的速率增加较快的主要原因是___；
(3)曲线从c以后，产生氢气的速率逐渐下降的主要原因是___。
13．某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“反应条件对化学反应速率的影响”。实验时，先分别量取两种溶液，然后倒入试管中迅速振荡混合均匀，开始计时，通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下方案。
编号 H2C2O4溶液 酸性KMnO4溶液 温度/℃
浓度/mol·L－1 体积/mL 浓度/mol·L－1 体积/mL
① 0.10 2.0 0.010 4.0 25
② 0.20 2.0 0.010 4.0 25
③ 0.20 2.0 0.010 4.0 50
(1)已知反应后H2C2O4转化为CO2逸出，KMnO4转化为MnSO4，每消耗1 mol H2C2O4转移___mol电子。为了观察到紫色褪去，H2C2O4与KMnO4初始的物质的量需要满足的关系为n(H2C2O4)∶n(KMnO4)≥___。
(2)探究温度对化学反应速率影响的实验编号是___(填编号，下同)，探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是___。
(3)实验①测得KMnO4溶液的褪色时间为40 s，忽略混合前后溶液体积的微小变化，这段时间内平均反应速率v(KMnO4)＝___mol·L－1·min－1。
(4)已知50 ℃时c(MnO)～反应时间(t)的变化曲线如图。若保持其他条件不变，请在坐标图中，画出25 ℃时c(MnO)～t的变化曲线示意图。
第六章 第二节 第1课时
对点训练
题组一 化学反应速率的概念及表示方法
1．(2023·孝感高一检测)镁是生产铝合金必需的添加材料。镁合金被公认为“21世纪绿色环保新型材料”，可广泛运用于航空航天、汽车等多个领域。下列说法正确的是( B )
A．镁与盐酸反应的速率一定比铝快
B．比较Mg和Al与盐酸的反应速率时，必须在相同的条件下进行
C．镁与盐酸的反应，可以用单位时间内镁的物质的量的变化表示镁的反应速率
D．只有在溶液中的反应才能计算化学反应速率
解析：Mg、Al与盐酸的反应速率不仅与Mg、Al活泼性有关，还与盐酸浓度、反应温度、金属的表面积等因素有关，故Mg与盐酸反应速率不一定比铝快，A错误；由A分析可知，若想比较Mg、Al与盐酸的反应速率需控制变量，即在相同条件下进行，B正确；由于Mg为纯固体，其浓度视为常数，故不能用Mg表示Mg与盐酸的化学反应速率，通常不用物质的量变化表示反应速率，C错误；化学反应速率一般用单位时间内反应物或生成物的浓度变化量表示，可以用溶液中的溶质浓度变化或者气体物质的浓度变化表示反应速率，D错误。
2．1935年，中国化学家侯德榜建厂生产出优质硝酸。已知：4NH3＋5O2===4NO＋6H2O为生产硝酸的关键环节。若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，则下列关系正确的是( C )
A．v(O2)＝v(H2O)
B．v(NH3)＝v(O2)
C．v(O2)＝v(NO)
D．v(NH3)＝v(H2O)
解析：同一反应中，各物质的反应速率之比等于其计量数之比，v(O2)∶v(H2O)＝5∶6，所以v(O2)＝v(H2O)，A错误；v(NH3)∶v(O2)＝4∶5，所以v(NH3)＝v(O2)，B错误；v(O2)∶v(NO)＝5∶4，所以v(O2)＝v(NO)，C正确；v(NH3)∶v(H2O)＝4∶6，所以v(NH3)＝v(H2O)，D错误。
3．在反应2A＋B===3C＋4D中(各物质均为气体)，表示该反应速率最快的是( B )
A．v(A)＝0.5 mol·L－1·s－1
B．v(B)＝0.3 mol·L－1·s－1
C．v(C)＝0.8 mol·L－1·s－1
D．v(D)＝30 mol·L－1·min－1
解析：速率之比等于化学计量系数之比，不同物质的速率与其化学计量系数的比值越大，表示反应速率越快。＝0.25 mol·L－1·s－1，v(B)＝0.3 mol·L－1·s－1，＝0.27 mol·L－1·s－1，v(D)＝ mol·L－1·s－1＝0.5 mol·L－1·s－1，＝0.125 mol·L－1·s－1，故选B。
4．一定温度下，10 mL 0.40 mol·L－1 H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测定生成O2的体积(已折算为标准状况)如表。
t/min 0 2 4 6 8 10
V(O2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9
下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)( C )
A．0～6 min的平均反应速率：v(H2O2)≈3.3×10－2 mol·L－1·min－1
B．6～10 min的平均反应速率：v(H2O2)<3.3×10－2 mol·L－1·min－1
C．反应至6 min时，c(H2O2)＝0.3 mol·L－1
D．反应至6 min时，H2O2分解了50%
题组二 化学反应速率的影响因素
5．某密闭容器中发生反应：CO(g)＋H2O(g)??H2(g)＋CO2(g)，不改变其他条件，下列措施不能提高反应速率的是( C )
A．升高温度
B．减小容器体积
C．保持容积不变，通入He
D．选用合适的催化剂
解析：其他条件相同时，温度越高反应速率越快；其他条件相同时，减小容器体积，压强增大，气体浓度增大，反应速率增大；容积不变，充入的稀有气体或其他不参加反应的气体虽改变了容器的压强，但没有改变反应物的浓度，故不改变反应速率；选用合适的催化剂可以提高反应速率。
6．为了说明影响化学反应快慢的因素，甲、乙、丙、丁四位同学分别设计了如下A～D四个实验，你认为结论不正确的是( A )
A．相同温度下，将大小、形状相同的镁条和铁条与相同浓度的稀盐酸反应时，两者速率一样大
B．在相同条件下，等质量的大理石块和大理石粉与相同的盐酸反应，大理石粉反应快
C．将浓硝酸分别放在冷暗处和强光照射下，会发现光照可以加快浓硝酸的分解
D．两支试管中分别加入相同质量的氯酸钾，其中一支试管中再加入少量二氧化锰，同时加热，产生氧气的快慢不同
解析：影响化学反应速率的因素很多，外界条件除浓度、压强、温度、催化剂等主要因素外，还有光照、固体颗粒大小，超声波等。镁和铁由于活泼性不同，决定了镁和盐酸反应比铁和盐酸反应要快，反应物的性质是影响反应速率大小的决定因素，A项错误；等质量的固体，表面积越大，速率越大，B项正确；光照可以加快反应速率，C项正确；催化剂可以加快反应速率，D项正确。
7．向四个体积相同的密闭容器(甲、乙、丙、丁)中分别充入一定量的SO2和O2，开始反应时，按反应速率由大到小排列顺序正确的是( C )
甲：在500 ℃时，10 mol SO2和5 mol O2反应
乙：在500 ℃时，用V2O5作催化剂，10 mol SO2和5 mol O2反应
丙：在450 ℃时，8 mol SO2和5 mol O2反应
丁：在500 ℃时，8 mol SO2和5 mol O2反应
A．甲、乙、丙、丁 B．乙、甲、丙、丁
C．乙、甲、丁、丙 D．丁、丙、乙、甲
解析：甲与乙相比，氧气、SO2浓度相等，乙中使用催化剂，其他条件相同，使用催化剂，加快反应速率，所以反应速率：乙>甲；甲与丁相比，甲中SO2的物质的量比丁中大，即SO2的浓度比丁中大，其他条件相同，浓度越大，反应速率越快，所以反应速率：甲>丁；丙与丁相比，其他条件相同，丁中温度高，温度越高，反应速率越快，所以反应速率：丁>丙；所以反应速率由大到小的顺序为乙、甲、丁、丙，C项正确。
8．(2023·玉林高一检测)为了研究碳酸钙与盐酸反应的反应速率，某同学通过实验测定碳酸钙固体与足量稀盐酸反应生成CO2的体积随时间的变化情况，绘制出如图所示的曲线甲。下列有关说法不正确的是( D )
A．在O～t1 s、t1～t2 s、t2～t3 s中，t1～t2 s生成的CO2气体最多
B．因反应放热，导致O～t1 s内的反应速率逐渐增大
C．若用单位时间内CO2的体积变化来表示该反应的反应速率，则t2～t3 s内的反应速率为 mL·s－1
D．将碳酸钙固体研成粉末，则曲线甲将变成曲线乙
解析：由题图可知，t1～t2 s生成的CO2气体最多，故A正确；O～t1 s，随着反应的进行，反应物的浓度是减小的，反应速率增大说明该反应一定放热，温度升高，反应速率加快，故B正确；由题图知：若用单位时间内CO2的体积变化来表示该反应的反应速率，则t2～t3 s内的反应速率为 mL·s－1，故C正确；将碳酸钙固体研成粉末，反应物的接触面积增大，反应速率加快，而曲线乙表示生成CO2的速率比曲线甲慢，故D错误。
综合强化
9．某实验探究小组研究320 K时N2O5的分解反应：2N2O54NO2＋O2。如图是该小组根据所给表格中的实验数据绘制的。下列有关说法正确的是( C )
t/min 0 1 2 3 4
c(N2O5)/(mol·L－1) 0.160 0.114 0.080 0.056 0.040
c(O2)/(mol·L－1) 0 0.023 0.040 0.052 0.060
A.曲线Ⅰ是N2O5的浓度变化曲线
B．曲线Ⅱ是O2的浓度变化曲线
C．N2O5的浓度越大，反应速率越快
D．O2的浓度越大，反应速率越快
解析：由表可知，起始时N2O5的浓度最大，NO2和O2的浓度都为0，但单位时间内N2O5的变化量是O2的2倍，则曲线Ⅰ、Ⅱ分别是O2、N2O5的浓度变化曲线，A、B项错误；利用表格中数据进行计算，无论是用N2O5的浓度变化，还是用O2的浓度变化得出的反应速率都随着反应的进行而减小，而随着反应的进行，N2O5的浓度减小，O2的浓度增大，C项正确，D项错误。
10．(2023·济南高一检测)对水样中影响M分解速率的因素进行研究。在相同温度下，M的物质的量浓度c(M)随时间(t)的变化如图所示。下列说法不正确的是( B )
A．水样pH越大，M的分解速率越慢
B．水样中添加Cu2＋，不能加快M的分解速率
C．由①③得，M的浓度越大，分解速率越快
D．0～20 min内，②中M的分解速率为0.015 mol·L－1·min－1
解析：由图可知，①和②水样中M的物质的量浓度相等，①水样pH大于②，分解速率小于②，则水样pH越大，反应速率越慢，A正确；③④水样中M的物质的量浓度、水样的pH相等，④中加入了铜离子，Cu2＋加快了反应速率，B错误；①和③水样的pH相同，①中M的浓度大，分解速率快，C正确；在0～20 min内，②中M的平均分解速率为＝0.015 mol·L－1·min－1，D正确。
11．化学兴趣小组为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，他们在100 mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气(标准状况)，实验记录如下(累计值)：
时间/min 1 2 3 4 5
氢气体积/mL 50 120 232 290 310
(1)在0～1 min、1～2 min、2～3 min、3～4 min、4～5 min时间段中，反应速率最大的时间段是_2～3_min__，原因为_该反应是放热反应，2～3_min时溶液温度较高，反应速率最快__；反应速率最小的时间段是_4～5_min__，原因为_此时反应物的浓度较小，反应速率最慢__。
(2)在2～3 min内，用盐酸的浓度变化表示的反应速率为_0.1_mol·L－1·min－1__。
(3)为了减缓反应速率但不减少产生氢气的量，在盐酸中分别加入等体积的下列溶液，其中可行的是_AB__。
A．蒸馏水 B．Na2SO4溶液
C．NaNO3溶液 D．Na2CO3溶液
解析：(1)5段时间内收集的氢气体积分别是50 mL、70 mL、112 mL、58 mL、20 mL，所以根据在相同时间内收集到的氢气体积可知，2～3 min内产生的氢气最多，所以反应速率最快，这是由于该反应是放热反应，此时温度较高，反应速率快；4～5 min内产生的氢气最少，因此反应速率最慢，这是由于此时溶液中H＋浓度小，因而反应速率慢；(2)此阶段产生氢气的物质的量为＝0.005 mol，消耗盐酸的物质的量为2×0.005 mol＝0.01 mol，v(HCl)＝＝0.1 mol·L－1 min－1；(3)加入蒸馏水，稀释溶液，降低浓度，化学反应速率减缓，溶液中H＋总物质的量不变，氢气总量不变，故A符合题意；加入Na2SO4溶液，相当于加水稀释，故B符合题意；加入NaNO3后，硝酸根在酸性环境下会氧化Zn生成氮氧化物，同时消耗氢离子，产生氢气的量会减小，故C不符合题意；盐酸和碳酸钠反应，消耗盐酸，影响氢气的产量，故D不符合题意。
12．(2023·鞍山高一检测)把在空气中久置的铝片5.0 g投入盛有500 mL 0.5 mol·L－1硫酸的烧杯中，该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间的关系可用如图曲线来表示。
回答下列问题：
(1)曲线从O→a段不产生氢气的原因是_硫酸首先和氧化铝反应，不产生H2__，有关反应的化学方程式为 Al2O3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O ；
(2)曲线从b→c段，产生氢气的速率增加较快的主要原因是_反应放热，温度是影响反应速率的主要因素，升温使反应速率增大__；
(3)曲线从c以后，产生氢气的速率逐渐下降的主要原因是_随着反应的进行，硫酸的浓度逐渐减小，浓度成为影响化学反应速率的主要因素，化学反应速率逐渐减小__。
解析：(1)在空气中久置的铝片表面有氧化铝薄膜，硫酸首先和氧化铝反应，所以O→a段不产生H2。(2)b→c段，虽然硫酸的浓度减小，但该反应是放热反应，反应进行中体系温度逐渐升高，化学反应速率逐渐加快。(3)曲线从c以后，硫酸的浓度减小，浓度成为影响化学反应速率的主要因素，故反应速率逐渐下降。
13．某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“反应条件对化学反应速率的影响”。实验时，先分别量取两种溶液，然后倒入试管中迅速振荡混合均匀，开始计时，通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下方案。
编号 H2C2O4溶液 酸性KMnO4溶液 温度/℃
浓度/mol·L－1 体积/mL 浓度/mol·L－1 体积/mL
① 0.10 2.0 0.010 4.0 25
② 0.20 2.0 0.010 4.0 25
③ 0.20 2.0 0.010 4.0 50
(1)已知反应后H2C2O4转化为CO2逸出，KMnO4转化为MnSO4，每消耗1 mol H2C2O4转移_2__mol电子。为了观察到紫色褪去，H2C2O4与KMnO4初始的物质的量需要满足的关系为n(H2C2O4)∶n(KMnO4)≥_2.5__。
(2)探究温度对化学反应速率影响的实验编号是_②和③__(填编号，下同)，探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是_①和②__。
(3)实验①测得KMnO4溶液的褪色时间为40 s，忽略混合前后溶液体积的微小变化，这段时间内平均反应速率v(KMnO4)＝_0.010(或1.0×10－2)__mol·L－1·min－1。
(4)已知50 ℃时c(MnO)～反应时间(t)的变化曲线如图。若保持其他条件不变，请在坐标图中，画出25 ℃时c(MnO)～t的变化曲线示意图。
答案：
解析：(1)H2C2O4中碳的化合价是＋3价，CO2中碳的化合价为＋4价，故每消耗1 mol H2C2O4转移2 mol电子，配平反应的化学方程式为2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O，为保证KMnO4完全反应，c(H2C2O4)∶c(KMnO4)≥2.5。(2)探究温度对反应速率的影响，则浓度必然相同，则为编号②和③；同理探究浓度对反应速率的影响的实验是①和②。(3)溶液褪色即KMnO4完全反应，则v(KMnO4)＝÷＝0.010 mol·L－1·min－1。(4)温度降低，化学反应速率减小，故KMnO4褪色时间延长，故作图时要同时体现25 ℃ MnO浓度降低比50 ℃时MnO的浓度降低缓慢和达到平衡时间比50 ℃时“拖后”。第六章 第二节 第2课时
对点训练
题组一 可逆反应
1．(2023·西安高一检测)假设某化学反应的反应过程如图所示，观察分析，符合图中变化的化学反应为( )
A．A2＋3B2??2AB3 B．2AB2＋B2??2AB3
C．2A2B＋5B2===4AB3 D．2AB2＋B2===2AB3
2．500 ℃时，将2 mol N2和2.25 mol H2充入体积为10 L的恒容密闭容器中，反应达到平衡时，NH3的浓度不可能是( )
A．0.1 mol·L－1 B．0.12 mol·L－1
C．0.05 mol·L－1 D．0.16 mol·L－1
题组二 化学反应的限度
3．高炉炼铁过程中涉及反应C＋CO22CO，该反应达到平衡时，下列说法错误的是( )
A．反应达到了最大限度
B．CO2的浓度保持不变
C．正、逆反应速率相等
D．反应停止
4．对于可逆反应M＋N??Q达到平衡时，下列说法正确的是( )
A．M、N、Q三种物质的浓度一定相等
B．M、N全部变成了Q
C．反应物和生成物的浓度都保持不变
D．正、逆反应速率都等于0
题组三 化学平衡状态的判断
5．在实验室中模拟H2(g)＋I2(g)??2HI(g)时，控制反应条件不变，将一定量的氢气和碘蒸气充入恒容密闭容器中，反应一段时间后，不能确定该反应已经达到化学平衡状态的是( )
A．容器中的压强不再变化
B．H2的浓度不再变化
C．容器中混合物的颜色不再变化
D．HI的物质的量不再变化
6．恒温、恒容条件下，能说明反应A(g)＋3B(g)??2C(g)＋2D(g)一定处于化学平衡状态的是( )
A．各物质的浓度不再改变 B．容器内压强保持不变
C．c(A)∶c(B)＝1∶3 D．3v(C)＝2v(B)
7．(2022·大连高一检测)在一定条件下的恒容密闭容器中发生可逆反应2X(g)??Y(g)＋Z(s)，下列不能说明该反应达到化学平衡状态的是( )
A．2v正(X)＝v逆(Y)
B．反应容器中Y的质量分数不变
C．体系压强不再变化
D．混合气体的密度不再变化
8．下列描述的化学反应状态，不一定是平衡状态的是( )
A．H2(g)＋Br2(g)??2HBr(g)，恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变
B．2NO2(g)??N2O4(g)，恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变
C．CaCO3(s)??CO2(g)＋CaO(s)，恒温、恒容下，反应体系中气体的密度保持不变
D．N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)，反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3∶1
题组四 化学反应条件的控制
9．下列反应条件的控制中不恰当的是( )
A．为防止铁生锈，在其表面涂一层防锈油漆
B．为防止火灾，在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火
C．为加快KClO3的分解速率，加入MnO2
D．为加快H2O2的分解速率，把反应容器放到冷水中冷却
10．(2023·新乡高一检测)天然气和液化石油气燃烧的主要化学方程式依次为CH4＋2O2CO2＋2H2O，C3H8＋5O23CO2＋4H2O，现有一套以天然气为燃料的灶具，今改为烧液化石油气，应采用的正确措施是( )
A．减少空气进入量，增大石油气进入量
B．增大空气进入量，减少石油气进入量
C．减少空气进入量，减少石油气进入量
D．增大空气进入量，增大石油气进入量
综合强化
11．(2023·武汉高一检测)在一密闭容器中通入A、B、C三种气体，保持一定温度，在t1～t4 s时测得各物质的浓度如表，则下列判断正确的是( )
浓度 测定时刻/s
t1 t2 t3 t4
c(A)/(mol·L－1) 6 3 2 2
c(B)/(mol·L－1) 5 3.5 3 3
c(C)/(mol·L－1) 1 2.5 3 3
A.在t3 s时反应已经停止
B．t3～t4 s内正、逆反应速率不相等
C．在容器中发生的反应为A(g)＋B(g)??C(g)
D．在t2～t3 s内A的平均反应速率为 mol·L－1·s－1
12．在容积为5 L的密闭容器中，加入0.2 mol CO和0.2 mol H2O(g)，在催化剂存在的条件下高温加热，发生反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，并放出热量。反应中CO2的浓度随时间变化的曲线如图所示。
(1)根据图中数据，从反应开始至达到平衡时，CO的化学反应速率为___；反应达到平衡时c(H2)＝___。
(2)判断该反应达到平衡状态的依据是___(填字母)。
A．单位时间内CO消耗的物质的量和CO2消耗的物质的量相等
B．CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等
C．CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化
D．正、逆反应速率都为0
13．(2022·福州高一检测)在2 L密闭容器内，800 ℃时反应2NO(g)＋O2(g)??2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如表：
时间/s 0 1 2 3 4 5
n(NO)/mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007
(1)如图表示NO2的变化的曲线是_b__。用O2表示从0～2 s内该反应的平均速率v＝___。
(2)能说明该反应已达到平衡状态的是___(填字母)。
a．v(NO2)＝2v(O2)
b．容器内压强保持不变
c．v逆(NO)＝2v正(O2)
d．容器内密度保持不变
14．NO2与SO2混合可发生放热反应：NO2(g)＋SO2(g)??SO3(g)＋NO(g)。在100 ℃下将1 mol NO2与1 mol SO2的混合气体置于绝热(不与外界进行热交换)恒容密闭容器中发生上述反应。
(1)SO2表示的正反应速率随时间变化的趋势如图所示，则下列说法正确的是___(填字母，下同)。
A．反应在c点达到平衡状态
B．反应物浓度：a点小于b点
C．当Δt1＝Δt2时，SO2的平均反应速率：ab段小于bc段
D．当Δt1＝Δt2时，SO2的消耗量：ab段大于bc段
(2)判断此反应达到平衡状态的标志是___。
A．体系的压强不再发生变化
B．混合气体的密度不变
C．混合气体的平均相对分子质量不变
D．各组分的物质的量浓度不再改变
E．体系的温度不再发生变化
F．v正(NO2)＝v逆(NO)
第六章 第二节 第2课时
对点训练
题组一 可逆反应
1．(2023·西安高一检测)假设某化学反应的反应过程如图所示，观察分析，符合图中变化的化学反应为( B )
A．A2＋3B2??2AB3 B．2AB2＋B2??2AB3
C．2A2B＋5B2===4AB3 D．2AB2＋B2===2AB3
解析：由图知反应物用AB2、B2表示，生成物用AB3表示，反应后反应物和生成物共存，说明反应不能进行到底，为可逆反应，结合反应前后原子守恒可知反应方程式为2AB2＋B2??2AB3，故选B。
2．500 ℃时，将2 mol N2和2.25 mol H2充入体积为10 L的恒容密闭容器中，反应达到平衡时，NH3的浓度不可能是( D )
A．0.1 mol·L－1 B．0.12 mol·L－1
C．0.05 mol·L－1 D．0.16 mol·L－1
解析：由题意知，该反应中N2过量，假设2.25 mol H2完全参加反应，生成NH3的浓度为0.15 mol·L－1，由于是可逆反应，H2不可能完全转化为NH3，平衡时NH3浓度小于0.15 mol·L－1，故选D。
题组二 化学反应的限度
3．高炉炼铁过程中涉及反应C＋CO22CO，该反应达到平衡时，下列说法错误的是( D )
A．反应达到了最大限度
B．CO2的浓度保持不变
C．正、逆反应速率相等
D．反应停止
解析：可逆反应达到平衡，正逆反应速率相等，但速率不为0，反应没有停止，D错误。
4．对于可逆反应M＋N??Q达到平衡时，下列说法正确的是( C )
A．M、N、Q三种物质的浓度一定相等
B．M、N全部变成了Q
C．反应物和生成物的浓度都保持不变
D．正、逆反应速率都等于0
解析：平衡时反应物、生成物的浓度之比应从两个方面考虑：一是反应物的起始浓度，二是化学方程式中的化学计量数。如2 mol M与1 mol N反应，无论怎样反应，M与N的浓度永远不相等，A错误；此反应是可逆反应，反应物不可能完全转化为生成物，B错误；反应物和生成物的浓度都保持不变，可以说明反应达到平衡状态，但v正＝v逆≠0，C正确，D错误。
题组三 化学平衡状态的判断
5．在实验室中模拟H2(g)＋I2(g)??2HI(g)时，控制反应条件不变，将一定量的氢气和碘蒸气充入恒容密闭容器中，反应一段时间后，不能确定该反应已经达到化学平衡状态的是( A )
A．容器中的压强不再变化
B．H2的浓度不再变化
C．容器中混合物的颜色不再变化
D．HI的物质的量不再变化
解析：由于反应前后气体的系数和相等，故在恒温恒容的密闭容器中，气体的压强始终保持不变，故容器中的压强不再变化不能作为判断平衡的标志，A符合题意；平衡的标志之一就是各组分的浓度保持不变，故H2的浓度不再变化能够判断反应达到平衡状态，B不符合题意；反应体系中H2和HI均为无色，而碘蒸气为紫色，故反应过程中容器的混合物的颜色一直在改变，故容器中混合物的颜色不再变化能够判断反应达到平衡状态，C不符合题意；平衡的标志之一就是各组分的物质的量保持不变，故HI的物质的量不再变化能够判断反应达到平衡状态，D不符合题意。
6．恒温、恒容条件下，能说明反应A(g)＋3B(g)??2C(g)＋2D(g)一定处于化学平衡状态的是( A )
A．各物质的浓度不再改变 B．容器内压强保持不变
C．c(A)∶c(B)＝1∶3 D．3v(C)＝2v(B)
解析：各物质的浓度不变，反应达到平衡状态，A正确；该反应是气体分子数不变的反应，反应前后压强始终不变，不能判断反应是否平衡，B错误；若A、B按物质的量之比1∶3混合，则反应过程中c(A)∶c(B)始终为1∶3，无法判断反应是否达到平衡，C错误；由3v(C)＝2v(B)无法确定v正＝v逆，无法判断反应是否平衡，D错误。
7．(2022·大连高一检测)在一定条件下的恒容密闭容器中发生可逆反应2X(g)??Y(g)＋Z(s)，下列不能说明该反应达到化学平衡状态的是( A )
A．2v正(X)＝v逆(Y)
B．反应容器中Y的质量分数不变
C．体系压强不再变化
D．混合气体的密度不再变化
8．下列描述的化学反应状态，不一定是平衡状态的是( D )
A．H2(g)＋Br2(g)??2HBr(g)，恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变
B．2NO2(g)??N2O4(g)，恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变
C．CaCO3(s)??CO2(g)＋CaO(s)，恒温、恒容下，反应体系中气体的密度保持不变
D．N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)，反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3∶1
题组四 化学反应条件的控制
9．下列反应条件的控制中不恰当的是( D )
A．为防止铁生锈，在其表面涂一层防锈油漆
B．为防止火灾，在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火
C．为加快KClO3的分解速率，加入MnO2
D．为加快H2O2的分解速率，把反应容器放到冷水中冷却
解析：在铁制品表面涂一层防锈油漆，可减少其与空气的接触，从而防止铁生锈，A正确；面粉颗粒、汽油等都是易燃物质，为防止火灾，在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火，B正确；KClO3在有催化剂时会快速分解产生O2，所以为加快KClO3的分解速率，加入催化剂MnO2，C正确；H2O2在温度较高时容易发生分解反应，所以为加快H2O2的分解速率，应把反应容器放到温水中加热，D错误。
10．(2023·新乡高一检测)天然气和液化石油气燃烧的主要化学方程式依次为CH4＋2O2CO2＋2H2O，C3H8＋5O23CO2＋4H2O，现有一套以天然气为燃料的灶具，今改为烧液化石油气，应采用的正确措施是( B )
A．减少空气进入量，增大石油气进入量
B．增大空气进入量，减少石油气进入量
C．减少空气进入量，减少石油气进入量
D．增大空气进入量，增大石油气进入量
解析：相同情况下，气体体积相同所含分子数相同，根据反应方程式，相同体积的天然气、液化石油气完全燃烧，液化石油气需要更多氧气。为保证液化石油气完全燃烧所需氧气量充足，需减少石油气的进气量或增大空气进入量，故选B。
综合强化
11．(2023·武汉高一检测)在一密闭容器中通入A、B、C三种气体，保持一定温度，在t1～t4 s时测得各物质的浓度如表，则下列判断正确的是( D )
浓度 测定时刻/s
t1 t2 t3 t4
c(A)/(mol·L－1) 6 3 2 2
c(B)/(mol·L－1) 5 3.5 3 3
c(C)/(mol·L－1) 1 2.5 3 3
A.在t3 s时反应已经停止
B．t3～t4 s内正、逆反应速率不相等
C．在容器中发生的反应为A(g)＋B(g)??C(g)
D．在t2～t3 s内A的平均反应速率为 mol·L－1·s－1
解析：由题给数据可知，t3 s时可逆反应达到化学平衡状态，此时，v(正)＝v(逆)≠0，A项错误；t3～t4 s内，A、B、C的浓度没有发生变化，反应处于化学平衡状态，正、逆反应速率相等，B项错误；达到化学平衡状态时，A、B、C的浓度变化量之比为4∶2∶2＝2∶1∶1，故该反应的化学方程式为2A(g)＋B(g)??C(g)，C项错误；t2～t3 s内，Δc(A)＝1 mol·L－1，故用A表示的该时间段的平均化学反应速率为 mol·L－1·s－1，D项正确。
12．在容积为5 L的密闭容器中，加入0.2 mol CO和0.2 mol H2O(g)，在催化剂存在的条件下高温加热，发生反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，并放出热量。反应中CO2的浓度随时间变化的曲线如图所示。
(1)根据图中数据，从反应开始至达到平衡时，CO的化学反应速率为_0.003_mol·L－1·min－1__；反应达到平衡时c(H2)＝_0.03_mol·L－1__。
(2)判断该反应达到平衡状态的依据是_AC__(填字母)。
A．单位时间内CO消耗的物质的量和CO2消耗的物质的量相等
B．CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等
C．CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化
D．正、逆反应速率都为0
解析：(1)由题图可知，从第10 min时反应达到平衡状态，则v(CO)＝v(CO2)＝＝＝0.003 mol·L－1·min－1；反应达到平衡时c(H2)＝Δc(H2)＝Δc(CO2)＝0.03 mol·L－1。(2)可逆反应达到化学平衡状态时，各物质的百分含量保持一定，各物质浓度保持不变，正、逆反应速率相等且不为0。
13．(2022·福州高一检测)在2 L密闭容器内，800 ℃时反应2NO(g)＋O2(g)??2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如表：
时间/s 0 1 2 3 4 5
n(NO)/mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007
(1)如图表示NO2的变化的曲线是_b__。用O2表示从0～2 s内该反应的平均速率v＝_1.5×10－3_mol·L－1·s－1__。
(2)能说明该反应已达到平衡状态的是_bc__(填字母)。
a．v(NO2)＝2v(O2)
b．容器内压强保持不变
c．v逆(NO)＝2v正(O2)
d．容器内密度保持不变
14．NO2与SO2混合可发生放热反应：NO2(g)＋SO2(g)??SO3(g)＋NO(g)。在100 ℃下将1 mol NO2与1 mol SO2的混合气体置于绝热(不与外界进行热交换)恒容密闭容器中发生上述反应。
(1)SO2表示的正反应速率随时间变化的趋势如图所示，则下列说法正确的是_C__(填字母，下同)。
A．反应在c点达到平衡状态
B．反应物浓度：a点小于b点
C．当Δt1＝Δt2时，SO2的平均反应速率：ab段小于bc段
D．当Δt1＝Δt2时，SO2的消耗量：ab段大于bc段
(2)判断此反应达到平衡状态的标志是_ADEF__。
A．体系的压强不再发生变化
B．混合气体的密度不变
C．混合气体的平均相对分子质量不变
D．各组分的物质的量浓度不再改变
E．体系的温度不再发生变化
F．v正(NO2)＝v逆(NO)
解析：(1)反应达到平衡状态时，反应速率应保持不变，A项错误；随着反应的进行，反应物浓度越来越小，所以反应物浓度：a点大于b点，B项错误；由图可知，Δt1＝Δt2时，ab段的平均反应速率小于bc段，SO2的消耗量：ab段小于bc段，C项正确，D项错误。(2)该反应为气体体积不变的放热反应，在绝热的条件下进行，则体系的温度是不断升高的，直至平衡状态。根据上面的分析可知，反应过程中温度升高，体积不变，则体系压强增大，当体系的压强不再发生变化，则说明反应已经处于平衡状态，A项正确；该反应中混合气体的体积不变，质量不变，所以混合气体的密度不随反应的进行而改变，故不能作为达到平衡状态的标志，B项错误；反应前后混合气体的质量和物质的量都不变，所以混合气体的平均相对分子质量不随反应的进行而改变，故不能作为达到平衡状态的标志，C项错误；各组分的物质的量浓度不再改变，则反应处于平衡状态，D项正确；根据上面的分析可知，当体系的温度不再发生变化，则反应处于平衡状态，E项正确；v正(NO2)＝v逆(NO)，则反应处于平衡状态，F项正确。
