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专题02化学反应与能量（含答案）【暑假自学课】2024年新高二化学暑假提升精品讲义（人教版2019）
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这是一份专题02化学反应与能量（含答案）【暑假自学课】2024年新高二化学暑假提升精品讲义（人教版2019），文件包含专题02化学反应与能量原卷版docx、专题02化学反应与能量解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共54页， 欢迎下载使用。
学业要求聚焦
1.能从化学反应限度和快慢的角度解释生产、生活中简单的化学现象。
2.能描述化学平衡状态，判断化学反应是否达到平衡。
3.能运用变量控制的方法探究化学反应速率的影响因素，并初步解释化学实验和化工生产中反应条件的选择问题。
4.能举出化学能转化为电能的实例，能辨识简单原电池的构成要素，并能分析简单原电池的工作原理。
5.能从物质及能量变化的角度评价燃料的使用价值。能举例说明化学电源对提高生活质量的重要意义。
知识网络聚焦
考点1 化学反应与热能
一.化学反应与热能的转化
化石燃料燃烧会放出大量的热，除了燃烧，其它化学反应也伴随着放热或吸热现象。
1.两条基本规律
质量守恒定律： 化学反应前后物质的总质量保持不变。
能量守恒定律： 一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量，转化的途经和能量的形式不同，
但是体系包含的总能量不变。
2.化学反应 一定 伴随有能量的变化，化学反应中能量变化主要表现为 热量 的变化，吸热或放热。
3.放热反应和吸热反应
化学上把释放热量的化学反应称为放热反应，吸收热量的化学反应称为吸热反应。
(1)常见的放热反应：
①所有的燃烧反应；
②大多数的化合反应；(CO2+C2CO为吸热反应)
③酸碱中和反应；
④金属与酸或水反应置换出氢气；
⑤缓慢的氧化反应。
(2)常见的吸热反应：
①大多数的分解反应；
②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应；
③以C、CO、H2为还原剂一些高温反应：CO2+C 2CO ；C+H2O CO+H2
④盐类的水解
【注意】
有热量放出未必是放热反应，放热反应和吸热反应必须是化学变化。
反应条件与热量变化没有必然的关系，既需要点燃或加热的反应不一定是吸热反应。
二.化学反应中能量变化的原因
1.化学键与化学反应中能量变化的关系
（1）化学键与能量的关系
化学反应的本质是反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成。化学键是物质内部微粒之间强烈的相互作用，断开反应物中的化学键需要 吸收 能量，形成生成物中的化学键要 释放 能量。
键能： 标况下，将1ml气态分子AB断裂成理想气态原子所吸收的能量，单位（KJ·ml-1）
氢气和氯气反应的本质是在一定的条件下，氢气分子和氯气分子中的H-H键和Cl-Cl键断开，氢原子和氯原子通过形成H-Cl键而结合成HCl分子。
则：吸收总能量为： 436+243=679KJ
释放总能量为： 431×2=862KJ
反应中放出的热量： 862-679=183KJ
这样，由于破坏旧键吸收的能量少于形成新键放出的能量，根据“能量守恒定律”，多余的能量就会以热量的形式释放出来。
（3）化学键与化学反应中能量变化的关系
断开化学键要 吸收 能量，形成化学键要 释放 能量； 化学键的变化 是化学反应中能量变化的主要原因。
能量是守恒的，化学反应中的能量变化通常表现为 热量 的变化。
2.从物质储存化学能的角度理解化学反应过程中能量变化的关系
（1）一个确定的化学反应完成后的结果是吸收能量还是放出能量，决定于 反应物总能量 和
生成物总能量 相对大小。
（2）化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化，吸热或者放热。吸热反应和放热反应与反应物和生成物总能量的关系如下：
吸热反应：反应物的总能量 小于 生成物的总能量
放热反应：反应物的总能量 大于 生成物的总能量
（3）以能量为纵坐标，画出放热反应和吸热反应的简单示意图
反应物的总能量大于生成物的总能量
反应物的总能量小于生成物的总能量
放热反应 吸热反应
三．人类对能源的利用
1．利用的三个阶段：
eq \x(柴草时期)—树枝杂草
↓
eq \x(化石能源时期)—煤、石油、天然气
↓
eq \x(多能源结构时期)—太阳能、氢能、核能、风能、地热能等
2．化石燃料利用过程中亟待解决的两方面问题
(1)一是其短期内不可再生，储量有限；
(2)二是煤和石油产品燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等是大气污染物的主要来源。
3．在燃料利用过程中，节能的主要环节：
(1)燃料燃烧阶段——可通过改进锅炉的炉型和燃料空气比、清理积灰等方法提高燃料的燃烧效率；
(2)能量利用阶段——可通过使用节能灯，改进电动机的材料和结构，以及发电厂、钢铁厂余热与城市供热联产等措施促进能源循环利用，有效提高能量利用率。
4．新能源
(1)特点：资源丰富、__可以再生，对环境无污染__。
(2)人们比较关注的新能源：__太阳__能、__风__能、地热能、海洋能和__氢__能等。
考点2 化学反应与电能
一.化学能与电能的相互转化
1.火力发电的能量转化关系
化学能 热能 机械能 电能
火力发电的缺点：
①化石燃料属于不可再生资源，用化石燃料发电会造成资源的浪费。
②火力发电的过程中，能量经过多次转化，利用率低，能量损失大。
③化石燃料燃烧会产生大量的有害物质(如SO2、CO、NO2、粉尘等)，污染环境。
2.原电池
原电池是一种 将化学能转化为电能的 装置。
(1)原电池的电极
负极： 发生氧化反应，电子流出（流向正极）的一极
正极： 发生还原反应，电子流入（来自负极）的一极
(2)原电池的原理：
原电池中电子的流动方向是从 负 极到 正 极；电流方向是从 正 极到 负 极。
根据铜锌原电池，填写下表：
总反应：________Zn+2H+=Zn2++H2↑___________
(3)组成原电池的条件：
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ① 自发进行的氧化还原反应
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ② 活泼性不同的两个电极
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③ 闭合回路
= 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT ④ 电解质溶液（熔融电解质）
(4)原电池正、负极的判断
(5)原电池原理的应用
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①比较金属活动性强弱。一般作负极的金属比作正极的金属活泼。
一般原电池中，活泼金属作负极，发生氧化反应，不活泼金属作正极，发生还原反应。
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②金属的防护。使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护。
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③设计制作化学电源。化学能转化为电能。
= 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT ④加快化学反应速率。自发进行的氧化还原反应，形成原电池时会使反应速率加快。
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。
二．化学电源
1.一次电池——锌锰干电池
2.二次电池（充电电池）
（1）常见类型：铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等；
（2）特点
放电：化学能转化为电能；
充电：电能转化为化学能。
放电时发生的氧化还原反应，在充电时逆向进行，使电池恢复到放电前的状态。
3.燃料电池
一种将燃料（如氢气、甲烷、乙醇）和氧化剂（如氧气）的化学能直接转化为电能的电化学反应装置
特点：清洁、安全、高效；能量转化率可以达到80%以上；反应物不是储存在电池内部，而是从外部提供，供电量易于调节。电池装置起着类似于试管、烧杯等反应容器的作用。
工作原理：利用原电池的工作原理将燃料(如H2)和氧化剂(如O2)分别在两个电极上反应所放出的化学能直接转化为 电能 。(实验装置如下)
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。
【注意】不是燃烧反应。燃料电池是化学能直接转化为电能，具有清洁、安全、高效的优点。
燃料电池能量利用率可高达80%以上，但是说达到100%是错误的。
三.电池回收
废旧电池中含汞、镉、铅等重金属，随意丢弃会给土壤、水源等造成严重的污染。
考点3 化学反应的速率
一.化学反应速率
1.通常用化学反应速率来衡量化学反应进行的 快慢 ，化学反应速率可用单位时间内 反应物浓度的
减少量 或 生成物浓度的增加量 来表示。
表达式 v＝ ，式中各符号的表示意义：
v——反应速率。
Δc——某一时间段浓度的变化量，单位： ml/L 。
Δt——反应时间，单位： min（分） 、 s（秒） 、 h（小时） 。
速率单位（常用）： ml·L－1·min－1 、 ml·L－1·s－1 。
【注意】
应用化学反应速率需注意以下问题：
(1) 化学反应速率是标量，只有 数值 而没有 方向 ；
(2) 一般计算出来的化学反应速率是一段时间内的 平均 速率，不同时刻的化学反应速率是不相同的；
(3) 对于纯液体或固体物质，反应在其表面进行，它们的“浓度” 是 不 变的，因此一般 不能 用固体、纯液体表示化学反应速率；
(4) 对于同一化学反应，用不同的物质表示其化学反应速率在数值上可能 不 同，但其意义相同，化学反应速率之比等于 化学计量系数 之比。
2．化学反应速率的计算
(1)定义式法
利用公式v＝eq \f(Δc,Δt)计算化学反应速率，也可利用该公式计算浓度变化量或时间。
(2)关系式法
化学反应速率之比＝物质的量浓度变化之比＝物质的量变化之比＝化学计量数之比。
3．反应速率大小比较的两种方法
同一化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同，比较化学反应速率的快慢不能只看数值大小，还要进行一定的换算。
(1)方法一：换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。
(2)方法二：比较化学反应速率与化学计量数的比值。
二.影响化学反应速率的因素
1.内因（主要因素）
化学反应速率的大小主要是由 物质本身的性质 决定的，即反应物的分子结构或原子结构决定的。
2.外界条件的影响（次要因素）
其他条件不变时，改变某一条件：
3.其他影响因素：
（1）如固体参加反应，增大 固体表面积 ，反应速率增大。
（2） 反应物状态：一般来说，配制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。
（3）形成原电池，可以增大氧化还原反应的反应速率。
考点4 化学反应的限度
一.可逆反应
1.概念：在相同条件下，既能 向正反应方向进行 ，同时又能 向逆反应方向进行 的反应。
2.特征：三同： 相同条件 ， 正、逆反应同时进行 ， 反应物、生成物同时存在 ；
反应不能进行完全，即任一反应物的转化率均 小于 100%。
3.表示：化学方程式中用 “⇌” 表示。
4.很多化学反应在进行时都有一定的可逆性，不同反应的可逆性不同，有些化学反应在同一条件下可逆程度很小，如 2 Na + 2 H2O === 2 NaOH + H2↑，视为“不可逆”反应。
典型的可逆反应有：
H2+I2⇌2HI ， 2SO2+O2⇌2SO3 ，
SO2+H2O⇌H2SO3 ， NH3+H2O⇌NH3﹒H2O 等。
二.化学反应的限度
1.化学反应平衡状态
（1）化学平衡的建立：
如在可逆反应2SO2+O22SO3中，反应进行之初SO2和O2的起始浓度分别为2ml·L－1、1ml·L－1，此时正反应速率v正 最大 ，逆反应速率v逆 为零 。
反应过程中，反应物浓度 逐渐减小 ，正反应速率 逐渐减小 ；生成物浓度 逐渐增大 ，逆反应速率 逐渐增大 。最终在时刻t时反应物浓度不再 改变 ，生成物浓度不再 改变 。正反应速率和逆反应速率 相等 。反应是否停止？ 反应并没有停止，动态平衡 。
（2）含义：可逆反应在一定条件下进行到一定程度时，正反应速率与逆反应速率 相等 ，反应物和生产物的浓度 不在改变 ，此反应达到一种 表面静止 状态，我们称为 化学平衡状态 。
2.化学平衡的特征：
（1）逆：即化学平衡的研究对象是 可逆反应 。
（2）动：即化学平衡是一种 动态平衡 ，即 v正＝v逆≠0 ，反应并未 停止 。
（3）等：即v正 ＝ v逆，同一物质的消耗速率与生成速率 相等 。
（4）定：在达化学平衡的混合体系中，各组成成分的浓度 保持不变 ，各组分的百分含量保持不变 。
（5）变：化学平衡是在 一定条件 下的平衡，当外界条件改变时，化学平衡可能会发生 变化
【总结】
化学平衡状态时可逆反应达到的一种特殊状态，是在给定条件下化学反应所能达到或完成的最大程度，即该反应进行的限度。
三．化学反应条件的控制
1．目的：
eq \x(目的)——促进有利反应—eq \a\vs4\al(\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(__加快反应速率__,__提高原料利用率__)))—eq \a\vs4\al(抑制有,害反应)—eq \a\vs4\al(\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(减慢__有害反应__速率,减少甚至消除有害物质产生,控制__副反应__的发生)))
2．化工生产中反应条件的调控：
(1)考虑因素：
化工生产中调控反应条件时，需要考虑控制反应条件的__成本__和__实际可能性__。
(2)实例——合成氨生产条件的选择：
eq \x(\a\al(合成氨,生产条,件选择))——400～500 ℃—eq \a\vs4\al(\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(温度越低氨的产率越高,温度低反应速率小，达到,平衡需要的时间很长，生,产成本高)))
—10～30MPa—eq \a\vs4\al(\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(压强越大，氨的产率越高,压强越大，对动力和生产,设备的要求越高)))
题型一 化学反应与能量变化
典例1（2023高一下·北京·学业考试）氢气在氯气中燃烧时发生反应：。下列关于该反应的说法中，正确的是
A．属于吸热反应B．不属于氧化还原反应
C．反应物的总能量低于生成物的总能量D．能量变化与化学键的断裂和形成有关
典例2（23-24高一下·江苏·期末）有A、B、C、D四块金属片，进行如下实验：
①A、B用导线相连后，同时浸入稀硫酸中，A极为负极；
②C、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸中，电流方向由D→导线→C；
③A、C用导线相连后，同时浸入稀硫酸中，C极产生大量气泡；
④B、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸中，D极发生氧化反应。
据此可判断四种金属的活动性由强到弱的顺序为
A．A>B>C>DB．A>C>D>BC．C>A>B>DD．B>D>C>A
典例3（23-24高一下·天津·期中）为有效降低含氮化物的排放量，又能充分利用化学能，合作小组设计如图所示电池，将含氮化合物转化为无毒气体。下列说法错误的是
A．该电池的总反应为：
B．电池工作一段时间后，右侧电极室溶液的碱性增强
C．同温同压时，左右两侧电极室中产生的气体体积比为4∶3
D．若离子交换膜为阴离子交换膜(只允许阴离子通过)，电池工作时从左侧电极室通过交换膜移向右侧
题型二 化学反应的速率与限度
典例1（23-24高一下·北京·期中）下列措施中，不能增大化学反应速率的是
A．Al在中燃烧生成，用铝粉代替铝片
B．Zn与稀硫酸反应制取时，加入蒸馏水
C．石灰石与稀盐酸反应生成时，适当提高温度
D．用固体分解制取时，添加少量
典例2（23-24高一下·北京·期中）常用作有机反应中的还原剂，受热发生反应：。一定温度时，向密闭容器中充入，体系中与反应时间t的关系如图。下列说法中，不正确的是
A．的还原性与价碘元素有关
B．时，的反应速率为
C．时，有的发生分解
D．时，反应达到了平衡状态
典例3（23-24高一下·北京·期中）可逆反应，在容积恒定的密闭容器中反应，下列说法能充分说明该反应已经达到化学平衡状态的是
①单位时间内生成n ml的同时生成2n ml
②单位时间内生成n ml的同时生成2n ml
③用、、表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态
④各气体的浓度不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的压强不再改变的状态
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A．①③④⑤B．②③⑤⑦C．①④⑥⑦D．①②③④⑤⑥⑦
强化点一 原电池电极反应式的书写
(1)一般电极反应式的书写，以离子方程式形式表示。
①书写步骤
A.列物质，标得失：按照负极氧化反应，正极还原反应，判断电极反应物、生成物，标出电子得失。
B.看环境，配守恒：电极产物在电解质溶液的环境中应能稳定存在，如酸性介质中，OH－不能存在，应生成水；碱性介质中，H＋不能存在，应生成水；电极反应式同样要遵循电荷守恒、原子守恒、得失电子守恒。
C.两式加，验总式：正负极反应式相加，与总反应离子方程式验证。
②常见介质
(2)利用总反应式书写电极反应式
①根据总反应式，找出氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物。
②确定介质的酸碱性或者其它特性。
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③按照负极反应：还原剂-ne-=氧化产物
正极反应：氧化剂+ne-=还原产物，书写电极反应式。
= 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT ④书写技巧：若某电极反应式较难写出时，可先写出较易写的电极反应式，然后根据得失电子守恒，用总反应式减去较易写的电极反应式，即可得出较难写的电极反应式。
强化点二 原电池原理的应用
1．在原电池中，负极材料的金属性一定大于正极材料吗？
一般原电池中负极材料的金属性大于正极材料，在特殊情况下也有特例，如Al－Mg－NaOH原电池中，Al在强碱性溶液中比Mg更易失电子，Al作负极，Mg作正极。
2．如何利用Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag设计原电池？
该氧化还原反应可拆分为如下两个半反应：氧化反应(负极反应)：Cu－2e－===Cu2＋。还原反应(正极反应)：2Ag＋＋2e－===2Ag。故Cu作负极，活泼性比Cu差的材料作正极，如Ag、C等，AgNO3溶液作电解质溶液。如图。
【知识归纳总结】
1．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。
eq \x(原理)—eq \a\vs4\al(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。)
|
eq \x(实例)—eq \a\vs4\al(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。)
2．比较金属活泼性强弱：
两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。
eq \x(原理)—eq \a\vs4\al(一般原电池中，活泼金属作负极，发生氧化反应，不活泼金属作正极，,发生还原反应。)
|
eq \x(实例)—eq \a\vs4\al(有两种金属A和B，用导线连接后插入稀硫酸中，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．用于金属保护
将被保护的金属与比其活泼的金属连接。
eq \x(原理)eq \a\vs4\al(作原电池的正极的金属材料不参与反应)
eq \x(实例)eq \a\vs4\al(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。)
4．设计原电池
(1)依据：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)，氧化剂为电解质溶液中的阳离子(或在正极上被还原)。
(2)步骤：以Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu为例。
强化点三 化学平衡状态的判断
(1)原则
“体系中一个变化的物理量到某一时刻不再变化”，这个物理量可作为平衡状态的“标志”。
(2)等速标志
v正＝v逆是化学平衡状态的本质特征，对于等速标志的理解，要注意以下两个方面的内容：
①用同一种物质来表示反应速率时，该物质的生成速率与消耗速率相等。
②用不同种物质来表示反应速率时必须符合两方面：a.表示两个不同的方向；b.速率之比＝浓度的变化量之比＝物质的量的变化量之比＝化学计量数之比。
(3)浓度标志
反应混合物中各组分的浓度不变是平衡状态的宏观表现，可逆反应中各组分的物质的量、浓度、百分含量、气体的体积分数一定时，可逆反应达到平衡状态。
(4)混合气体的平均相对分子质量(eq \x\t(M))标志
①当反应物与生成物均为气体时：对于反应前后气体分子数不等的反应，eq \x\t(M)为定值可作为反应达到平衡状态的标志；对于反应前后气体分子数相等的反应，eq \x\t(M)为定值不能作为反应达到平衡状态的标志。
②若有非气体参与，无论反应前后气体的分子数是否相等，eq \x\t(M)为定值一定可作为反应达到平衡状态的标志。
(5)混合气体的密度(ρ)标志
①当反应物与生成物均为气体时：在恒容条件下，无论反应前后气体分子数是否相等，ρ为定值，不能作为反应达到平衡状态的标志；在恒压条件下，对于反应前后气体分子数相等的反应，ρ为定值，不能作为反应达到平衡状态的标志，对于反应前后气体分子数不等的反应，ρ为定值，可作为反应达到平衡状态的标志。
②当有非气体物质参与反应时：对于恒容体系，ρ为定值，可作为反应达到平衡状态的标志。
(6)混合气体的压强标志
因为恒容、恒温条件下，气体的物质的量n(g)越大则压强p就越大，则无论各成分是否均为气体，只需要考虑Δn(g)。对于Δn(g)＝0的反应，当p为定值时，不能作为反应达到平衡状态的标志；对于Δn(g)≠0的反应，当p为定值时，可作为反应达到平衡状态的标志。
强化点四 化学反应速率与限度的图像题解题通法
化学反应速率与化学反应限度问题常以图像的形式出现在平面直角坐标系中，可能出现反应物的物质的量、浓度、压强、时间等因素。这类问题要按照“一看、二想、三判断”这三步来分析。
(1)“一看”——看图像
①看面，弄清楚横、纵轴所表示的含义；
②看线，弄清楚线的走向和变化趋势；
③看点，弄清楚曲线上点的含义，特别是曲线上的折点、交点、最高点、最低点等；
④看辅助线，作横轴或纵轴的垂直线(如等温线、等压线、平衡线等)；
⑤看量的变化，弄清楚是物质的量的变化、浓度的变化，还是转化率的变化。
(2)“二想”——想规律
如各物质的转化量之比与化学计量数之比的关系，各物质的化学反应速率之比与化学计量数之比的关系，外界条件的改变对化学反应速率的影响规律以及反应达到平衡时，外界条件的改变对正、逆反应速率的影响规律等。
(3)“三判断”
利用有关规律，结合图像，通过对比分析，作出正确判断。
真题感知
1．（2023·湖北·高考真题）2023年5月10日，天舟六号货运飞船成功发射，标志着我国航天事业进入到高质量发展新阶段。下列不能作为火箭推进剂的是
A．液氮-液氢B．液氧-液氢C．液态-肼D．液氧-煤油
2．（2023·海南·高考真题）利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成电池，如图所示。下列说法正确的是
A．b电极为电池正极
B．电池工作时，海水中的向a电极移动
C．电池工作时，紧邻a电极区域的海水呈强碱性
D．每消耗1kgAl，电池最多向外提供37ml电子的电量
3．（2022·湖南·高考真题）海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是
A．海水起电解质溶液作用
B．N极仅发生的电极反应：
C．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能
D．该锂-海水电池属于一次电池
4．（2020·浙江·高考真题）一定温度下，在2 L的恒容密闭容器中发生反应：A(g)+2B(g)3C(g)反应过程中的部分数据如下表所示：
下列说法正确的是
A．0~5 min用A表示的平均反应速率为0. 09 ml·L-1·min-1
B．该反应在10 min后才达到平衡
C．平衡状态时，c(C)=0.6 ml·L-1
D．物质B的平衡转化率为20%
5．（2022·浙江·高考真题）在恒温恒容条件下，发生反应A(s)+2B(g)3X(g)，c(B)随时间的变化如图中曲线甲所示。下列说法不正确的是
A．从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率
B．从b点切线的斜率可求得该化学反应在反应开始时的瞬时速率
C．在不同时刻都存在关系：2v(B)=3v(X)
D．维持温度、容积、反应物起始的量不变，向反应体系中加入催化剂，c(B)随时间变化关系如图中曲线乙所示
提升专练
1．（23-24高一下·北京·期中）下列反应属于吸热反应的是
A．灼热的炭与二氧化碳的反应B．乙醇的燃烧
C．钠与水的反应D．氢气与氯气的反应
2．（23-24高一下·天津·期中）下列说法中不正确的是
A．化学电池的反应原理是自发的氧化还原反应
B．充电电池不能无限制地反复充电、放电
C．铅酸蓄电池和锌锰酸性干电池都是可充电电池
D．燃料电池是一种高效且对环境友好的新型电池
3．（23-24高一下·湖南长沙·期中）下列各装置中，能产生电流的是
4．（23-24高一下·河南信阳·期中）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足量碳酸钙固体与一定量稀盐酸反应生成的体积（已换算为标况下的体积）随时间的变化情况，绘制出如图所示的曲线甲。下列有关说法中不正确的是
A．因反应放热，导致内的反应速率逐渐增大
B．后，影响反应速率的主要外界因素是盐酸的浓度
C．内，用盐酸的浓度变化表示该反应的速率为
D．若向反应体系中加入适量氯化钠溶液，则曲线甲可能将变成曲线乙
5．（23-24高一下·湖南·期中）一种原电池的简易装置如图所示，为阿伏加德罗常数的值、下列说法正确的是
A．银是正极，溶液中的阴离子向银电极移动
B．该装置工作时，电子的移动方向为铁电极→硫酸铜溶液→银电极
C．铁是负极，电极反应式为
D．理论上，当正极质量增加6.4g时，外电路转移电子数目为
6．（23-24高一下·宁夏银川·期中）在一定条件下，将和一定量的B投入容积为的恒容密闭容器中，发生如下反应：。末测得容器中B、C、D的物质的量均为。下列叙述错误的是
A．
B．，C的平均反应速率为
C．反应开始加入B的物质的量为
D．时，A的物质的量浓度为
7．（23-24高一下·宁夏银川·期中）臭氧在通常状况下是淡蓝色、有鱼腥臭味的气体。自然界中臭氧形成反应：的能量变化如图所示。在一体积固定的密闭容器中，充入一定量的氧气发生上述反应，经过一段时间，反应达到平衡状态，测得此时压强为起始时压强的。下列说法错误的是
A．是化学变化
B．达到平衡时，单位时间内，生成同时生成
C．比稳定
D．达到平衡状态时，的转化率是
8．（23-24高一下·浙江·期中）在2L密闭容器中，800℃时，反应体系中，)随时间的变化如下表所示。下列有关说法正确的是
A．图中表示变化的曲线是a
B．A点处于化学平衡状态
C．0~2s内平均速率
D．恒容条件下，充入化学反应速率增大
9．（23-24高一下·北京·期中）银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，总反应式为。下列说法中不正确的是
A．原电池放电时，负极发生反应的物质是Zn
B．工作时，负极区溶液减小
C．正极发生的反应是
D．外电路中电子由流向Zn
10．（23-24高一下·江苏连云港·期中）为防止海水中钢铁的腐蚀，可将金属连接在钢铁设施表面，减缓水体中钢铁设施的腐蚀，如图所示。下列有关说法正确的是
A．金属做正极，钢铁做负极B．极的电极反应式为
C．过程中化学能转化为电能D．将金属换成金属也能起到保护作用
11．（23-24高一下·浙江·期中）如图为和反应生成过程中的能量变化，下列说法正确的是
A．该反应为放热反应
B．和反应生成吸收能量为180kJ
C．断开氮分子内两个氮原子间的化学键需要较多的能量，所以氮气的化学性质很稳定
D．和总能量比能量高
12．（23-24高一下·湖南·期中）工业制硫酸的过程中，接触室中SO2催化氧化制SO3气体是关键的一步，550℃时，在1L的恒温容器中，反应过程中的部分数据见下表：
下列说法错误的是
A．0~4min，O2的平均反应速率为
B．往容器中充入Ne，压强增大，反应速率增大
C．8min时，反应处于平衡状态
D．当容器中SO3的体积分数不变时，表明反应达到平衡状态
13．（23-24高一下·安徽合肥·期中）为更精确地研究浓度对反应速率的影响，小组同学利用压强传感器等数字化实验设备，探究镁与不同浓度硫酸的反应速率，两组实验所用药品如表：
实验结果如图所示。下列说法错误的是
A．实验Ⅰ对应图中曲线a，曲线的斜率大，反应速率快
B．随着反应的不断进行。化学反应速率减慢，原因是硫酸浓度变小
C．实验Ⅱ对应曲线可知，反应开始阶段，反应速率不断加快，可能是反应放热温度升高
D．向实验Ⅱ中滴加少量硫酸铜溶液，产生氢气速率加快，最终生成氢气的体积相同
14．（23-24高一下·甘肃白银·期中）可用于有机合成、制氯醋酸及硫酸，T℃时，往恒容密闭容器中加入和，发生反应生成，下列说法正确的是
A．当容器内的压强不再改变时，反应达到平衡状态
B．使用合适的催化剂，可以使全部转化为
C．某时刻．容器内可能含有
D．反应达到平衡时，
15．（23-24高一下·四川成都·期中）按要求回答下列问题：
(1)下列变化中属于吸热反应的是 (填序号)。
①铝片与稀盐酸的反应；②将胆矾加热变为白色粉末；③干冰汽化；④甲烷在氧气中的燃烧反应；⑤固体溶于水；⑥C与反应生成CO
(2)镁、海水、溶解氧可构成原电池，为水下小功率设备长时间供电，结构示意图如图所示，其总反应为：。下列说法正确的是 (填字母序号)。
a．Mg作电池的负极
b．发生氧化反应
c．海水溶液中阴离子移向Mg极
d．电池工作时，电子转移方向：石墨→海水→Mg
(3)下图是一氧化碳和氧在钌催化剂表面形成化学键的过程。下列说法正确的是___________。
A．和CO均为酸性氧化物B．该过程中，CO先断键成C和O
C．状态到状态为放热过程D．图示表示CO和反应生成的过程
(4)合成氨工业中，合成塔中每产生2 ml，放出92.2 kJ热量，已知断开1 ml键、1 ml键分别需要吸收的能量为436 kJ、945.8 kJ；则1 ml 键断裂吸收的能量约等于 kJ。
(5)若将两个金属棒用导线相连在一起，总质量为80.00g的镁片和铝片同时浸入稀硫酸中，工作一段时间后，取出金属片，进行洗涤、干燥、称量，得金属片的总质量为74g，则装置工作时负极电极反应式为 ，工作时间内装置所产生氢气的体积为 L(标准状况)。
16．（23-24高一下·广东深圳·期中）化学在生产生活中无处不在。
．某汽车安全气囊的气体发生剂主要含有叠氮化钠()、三氧化二铁()、硝酸铵等物质。当汽车发生碰撞时，气体发生剂产生大量气体使气囊迅速膨胀，从而起到保护作用。
(1)汽车受到猛烈碰撞时，点火器点火引发迅速分解，生成氮气和金属钠，同时释放大量的热。下列关于该反应过程中的能量变化示意图正确的是 (填字母)，生成氮气的电子式为 。
A． B． C．
．、(甲醇)既是重要的化工原料，又是重要的能源物质。
(2)将2.0 ml和4.0 ml 通入容积为4 L的反应器，保持容器容积不变，在一定温度下发生反应，测得在5 min时，CO的物质的量为0.8 ml，则0~5 min内，用表示该反应的平均反应速率为 。
(3)一定条件下，将1.0 ml与2.0 ml 充入密闭容器中发生反应，下列措施可以提高化学反应速率的是 (填字母)。
a．恒容条件下充入He b．增大体积 c．升高温度 d．保持恒容投入更多的 e．加入合适的催化剂
(4)用设计燃料电池，其利用率更高，装置如图所示(A、B为多孔碳棒)，电池总反应为。
①实验测得向B电极定向移动，则 (填“A”或“B”)电极入口通甲烷，该电极反应的离子方程式为 。
②当消耗甲烷的体积为33.6 L(标准状况下)时，假设电池的能量转化率为80%，则导线中转移电子的物质的量为 。
目录
考点聚焦：复习要点+知识网络，有的放矢
重点速记：知识点和关键点梳理，查漏补缺
题型归纳：归纳常考热点题型，高效解题
难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升
学以致用：真题感知+提升专练，全面突破
电极
电极材料
电极反应
反应类型
得失电子的粒子
电子流动方向
负极
Zn
Zn-2e-=Zn2+
氧化反应
Zn
电子流出
正极
Cu
2H++2e-=H2↑
还原反应
H+
电子流入
构造示意图
工作
原理
负极
锌筒
锌被氧化，逐渐消耗
电解质
氯化铵糊
正极
石墨棒
二氧化锰被还原
特点
放电后不能充电
便于携带，价格低
酸性
碱性
中性
负极反应式
2H2－4e－===4H＋
2H2＋4OH－－4e－===4H2O
2H2－4e－===4H＋
正极反应式
O2＋4H＋＋4e－===2H2O
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
电池总反应式
2H2＋O2===2H2O
影响因素
速率变化
催化剂
加快
温度
升高
加快
降低
降低
浓度
增大
加快
减小
降低
压强(对有气体参加的反应)
增大(缩小容器体积)
加快
减小(增大容器体积)
降低
常见介质
注意事项
中性溶液
反应物若是H＋得电子或OH－失电子，则H＋或OH－均来自于水的电离
酸性溶液
反应物或生成物中均没有OH－
碱性溶液
反应物或生成物中均没有H＋
水溶液
不能出现O2－
步骤
实例
将反应拆分
为电极反应
负极反应
Fe－2e－===Fe2＋
正极反应
Cu2＋＋2e－===Cu
选择电极
材料
负极：较活泼金属，一般为发生氧化反应的金属
Fe
正极：活泼性弱于负极材料的金属或石墨
Cu或C
选择电解质
一般为与负极反应的电解质
CuSO4溶液
画出装置图
时间(t/min)
物质的量(n/ml)
n(A)
n(B)
n(C)
0
2.0
2.4
0
5
0.9
10
1.6
15
1.6
A
B
C
D
时间/s
0
1
2
3
4
5
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
反应时间/min
0
4
2
4
1.2
8
1.8
10
0.9
序号
镁条的质量/g
硫酸
物质的量浓度(ml/L)
体积/mL
Ⅰ
0.01
1.0
2
Ⅱ
0.01
0.5
2
学业要求聚焦
1.能从化学反应限度和快慢的角度解释生产、生活中简单的化学现象。
2.能描述化学平衡状态，判断化学反应是否达到平衡。
3.能运用变量控制的方法探究化学反应速率的影响因素，并初步解释化学实验和化工生产中反应条件的选择问题。
4.能举出化学能转化为电能的实例，能辨识简单原电池的构成要素，并能分析简单原电池的工作原理。
5.能从物质及能量变化的角度评价燃料的使用价值。能举例说明化学电源对提高生活质量的重要意义。
知识网络聚焦
考点1 化学反应与热能
一.化学反应与热能的转化
化石燃料燃烧会放出大量的热，除了燃烧，其它化学反应也伴随着放热或吸热现象。
1.两条基本规律
质量守恒定律： 化学反应前后物质的总质量保持不变。
能量守恒定律： 一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量，转化的途经和能量的形式不同，
但是体系包含的总能量不变。
2.化学反应 一定 伴随有能量的变化，化学反应中能量变化主要表现为 热量 的变化，吸热或放热。
3.放热反应和吸热反应
化学上把释放热量的化学反应称为放热反应，吸收热量的化学反应称为吸热反应。
(1)常见的放热反应：
①所有的燃烧反应；
②大多数的化合反应；(CO2+C2CO为吸热反应)
③酸碱中和反应；
④金属与酸或水反应置换出氢气；
⑤缓慢的氧化反应。
(2)常见的吸热反应：
①大多数的分解反应；
②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应；
③以C、CO、H2为还原剂一些高温反应：CO2+C 2CO ；C+H2O CO+H2
④盐类的水解
【注意】
有热量放出未必是放热反应，放热反应和吸热反应必须是化学变化。
反应条件与热量变化没有必然的关系，既需要点燃或加热的反应不一定是吸热反应。
二.化学反应中能量变化的原因
1.化学键与化学反应中能量变化的关系
（1）化学键与能量的关系
化学反应的本质是反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成。化学键是物质内部微粒之间强烈的相互作用，断开反应物中的化学键需要 吸收 能量，形成生成物中的化学键要 释放 能量。
键能： 标况下，将1ml气态分子AB断裂成理想气态原子所吸收的能量，单位（KJ·ml-1）
氢气和氯气反应的本质是在一定的条件下，氢气分子和氯气分子中的H-H键和Cl-Cl键断开，氢原子和氯原子通过形成H-Cl键而结合成HCl分子。
则：吸收总能量为： 436+243=679KJ
释放总能量为： 431×2=862KJ
反应中放出的热量： 862-679=183KJ
这样，由于破坏旧键吸收的能量少于形成新键放出的能量，根据“能量守恒定律”，多余的能量就会以热量的形式释放出来。
（3）化学键与化学反应中能量变化的关系
断开化学键要 吸收 能量，形成化学键要 释放 能量； 化学键的变化 是化学反应中能量变化的主要原因。
能量是守恒的，化学反应中的能量变化通常表现为 热量 的变化。
2.从物质储存化学能的角度理解化学反应过程中能量变化的关系
（1）一个确定的化学反应完成后的结果是吸收能量还是放出能量，决定于 反应物总能量 和
生成物总能量 相对大小。
（2）化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化，吸热或者放热。吸热反应和放热反应与反应物和生成物总能量的关系如下：
吸热反应：反应物的总能量 小于 生成物的总能量
放热反应：反应物的总能量 大于 生成物的总能量
（3）以能量为纵坐标，画出放热反应和吸热反应的简单示意图
反应物的总能量大于生成物的总能量
反应物的总能量小于生成物的总能量
放热反应 吸热反应
三．人类对能源的利用
1．利用的三个阶段：
eq \x(柴草时期)—树枝杂草
↓
eq \x(化石能源时期)—煤、石油、天然气
↓
eq \x(多能源结构时期)—太阳能、氢能、核能、风能、地热能等
2．化石燃料利用过程中亟待解决的两方面问题
(1)一是其短期内不可再生，储量有限；
(2)二是煤和石油产品燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等是大气污染物的主要来源。
3．在燃料利用过程中，节能的主要环节：
(1)燃料燃烧阶段——可通过改进锅炉的炉型和燃料空气比、清理积灰等方法提高燃料的燃烧效率；
(2)能量利用阶段——可通过使用节能灯，改进电动机的材料和结构，以及发电厂、钢铁厂余热与城市供热联产等措施促进能源循环利用，有效提高能量利用率。
4．新能源
(1)特点：资源丰富、__可以再生，对环境无污染__。
(2)人们比较关注的新能源：__太阳__能、__风__能、地热能、海洋能和__氢__能等。
考点2 化学反应与电能
一.化学能与电能的相互转化
1.火力发电的能量转化关系
化学能 热能 机械能 电能
火力发电的缺点：
①化石燃料属于不可再生资源，用化石燃料发电会造成资源的浪费。
②火力发电的过程中，能量经过多次转化，利用率低，能量损失大。
③化石燃料燃烧会产生大量的有害物质(如SO2、CO、NO2、粉尘等)，污染环境。
2.原电池
原电池是一种 将化学能转化为电能的 装置。
(1)原电池的电极
负极： 发生氧化反应，电子流出（流向正极）的一极
正极： 发生还原反应，电子流入（来自负极）的一极
(2)原电池的原理：
原电池中电子的流动方向是从 负 极到 正 极；电流方向是从 正 极到 负 极。
根据铜锌原电池，填写下表：
总反应：________Zn+2H+=Zn2++H2↑___________
(3)组成原电池的条件：
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ① 自发进行的氧化还原反应
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ② 活泼性不同的两个电极
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③ 闭合回路
= 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT ④ 电解质溶液（熔融电解质）
(4)原电池正、负极的判断
(5)原电池原理的应用
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①比较金属活动性强弱。一般作负极的金属比作正极的金属活泼。
一般原电池中，活泼金属作负极，发生氧化反应，不活泼金属作正极，发生还原反应。
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②金属的防护。使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护。
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③设计制作化学电源。化学能转化为电能。
= 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT ④加快化学反应速率。自发进行的氧化还原反应，形成原电池时会使反应速率加快。
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。
二．化学电源
1.一次电池——锌锰干电池
2.二次电池（充电电池）
（1）常见类型：铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等；
（2）特点
放电：化学能转化为电能；
充电：电能转化为化学能。
放电时发生的氧化还原反应，在充电时逆向进行，使电池恢复到放电前的状态。
3.燃料电池
一种将燃料（如氢气、甲烷、乙醇）和氧化剂（如氧气）的化学能直接转化为电能的电化学反应装置
特点：清洁、安全、高效；能量转化率可以达到80%以上；反应物不是储存在电池内部，而是从外部提供，供电量易于调节。电池装置起着类似于试管、烧杯等反应容器的作用。
工作原理：利用原电池的工作原理将燃料(如H2)和氧化剂(如O2)分别在两个电极上反应所放出的化学能直接转化为 电能 。(实验装置如下)
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。
【注意】不是燃烧反应。燃料电池是化学能直接转化为电能，具有清洁、安全、高效的优点。
燃料电池能量利用率可高达80%以上，但是说达到100%是错误的。
三.电池回收
废旧电池中含汞、镉、铅等重金属，随意丢弃会给土壤、水源等造成严重的污染。
考点3 化学反应的速率
一.化学反应速率
1.通常用化学反应速率来衡量化学反应进行的 快慢 ，化学反应速率可用单位时间内 反应物浓度的
减少量 或 生成物浓度的增加量 来表示。
表达式 v＝ ，式中各符号的表示意义：
v——反应速率。
Δc——某一时间段浓度的变化量，单位： ml/L 。
Δt——反应时间，单位： min（分） 、 s（秒） 、 h（小时） 。
速率单位（常用）： ml·L－1·min－1 、 ml·L－1·s－1 。
【注意】
应用化学反应速率需注意以下问题：
(1) 化学反应速率是标量，只有 数值 而没有 方向 ；
(2) 一般计算出来的化学反应速率是一段时间内的 平均 速率，不同时刻的化学反应速率是不相同的；
(3) 对于纯液体或固体物质，反应在其表面进行，它们的“浓度” 是 不 变的，因此一般 不能 用固体、纯液体表示化学反应速率；
(4) 对于同一化学反应，用不同的物质表示其化学反应速率在数值上可能 不 同，但其意义相同，化学反应速率之比等于 化学计量系数 之比。
2．化学反应速率的计算
(1)定义式法
利用公式v＝eq \f(Δc,Δt)计算化学反应速率，也可利用该公式计算浓度变化量或时间。
(2)关系式法
化学反应速率之比＝物质的量浓度变化之比＝物质的量变化之比＝化学计量数之比。
3．反应速率大小比较的两种方法
同一化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同，比较化学反应速率的快慢不能只看数值大小，还要进行一定的换算。
(1)方法一：换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。
(2)方法二：比较化学反应速率与化学计量数的比值。
二.影响化学反应速率的因素
1.内因（主要因素）
化学反应速率的大小主要是由 物质本身的性质 决定的，即反应物的分子结构或原子结构决定的。
2.外界条件的影响（次要因素）
其他条件不变时，改变某一条件：
3.其他影响因素：
（1）如固体参加反应，增大 固体表面积 ，反应速率增大。
（2） 反应物状态：一般来说，配制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。
（3）形成原电池，可以增大氧化还原反应的反应速率。
考点4 化学反应的限度
一.可逆反应
1.概念：在相同条件下，既能 向正反应方向进行 ，同时又能 向逆反应方向进行 的反应。
2.特征：三同： 相同条件 ， 正、逆反应同时进行 ， 反应物、生成物同时存在 ；
反应不能进行完全，即任一反应物的转化率均 小于 100%。
3.表示：化学方程式中用 “⇌” 表示。
4.很多化学反应在进行时都有一定的可逆性，不同反应的可逆性不同，有些化学反应在同一条件下可逆程度很小，如 2 Na + 2 H2O === 2 NaOH + H2↑，视为“不可逆”反应。
典型的可逆反应有：
H2+I2⇌2HI ， 2SO2+O2⇌2SO3 ，
SO2+H2O⇌H2SO3 ， NH3+H2O⇌NH3﹒H2O 等。
二.化学反应的限度
1.化学反应平衡状态
（1）化学平衡的建立：
如在可逆反应2SO2+O22SO3中，反应进行之初SO2和O2的起始浓度分别为2ml·L－1、1ml·L－1，此时正反应速率v正 最大 ，逆反应速率v逆 为零 。
反应过程中，反应物浓度 逐渐减小 ，正反应速率 逐渐减小 ；生成物浓度 逐渐增大 ，逆反应速率 逐渐增大 。最终在时刻t时反应物浓度不再 改变 ，生成物浓度不再 改变 。正反应速率和逆反应速率 相等 。反应是否停止？ 反应并没有停止，动态平衡 。
（2）含义：可逆反应在一定条件下进行到一定程度时，正反应速率与逆反应速率 相等 ，反应物和生产物的浓度 不在改变 ，此反应达到一种 表面静止 状态，我们称为 化学平衡状态 。
2.化学平衡的特征：
（1）逆：即化学平衡的研究对象是 可逆反应 。
（2）动：即化学平衡是一种 动态平衡 ，即 v正＝v逆≠0 ，反应并未 停止 。
（3）等：即v正 ＝ v逆，同一物质的消耗速率与生成速率 相等 。
（4）定：在达化学平衡的混合体系中，各组成成分的浓度 保持不变 ，各组分的百分含量保持不变 。
（5）变：化学平衡是在 一定条件 下的平衡，当外界条件改变时，化学平衡可能会发生 变化
【总结】
化学平衡状态时可逆反应达到的一种特殊状态，是在给定条件下化学反应所能达到或完成的最大程度，即该反应进行的限度。
三．化学反应条件的控制
1．目的：
eq \x(目的)——促进有利反应—eq \a\vs4\al(\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(__加快反应速率__,__提高原料利用率__)))—eq \a\vs4\al(抑制有,害反应)—eq \a\vs4\al(\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(减慢__有害反应__速率,减少甚至消除有害物质产生,控制__副反应__的发生)))
2．化工生产中反应条件的调控：
(1)考虑因素：
化工生产中调控反应条件时，需要考虑控制反应条件的__成本__和__实际可能性__。
(2)实例——合成氨生产条件的选择：
eq \x(\a\al(合成氨,生产条,件选择))——400～500 ℃—eq \a\vs4\al(\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(温度越低氨的产率越高,温度低反应速率小，达到,平衡需要的时间很长，生,产成本高)))
—10～30MPa—eq \a\vs4\al(\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(压强越大，氨的产率越高,压强越大，对动力和生产,设备的要求越高)))
题型一 化学反应与能量变化
典例1（2023高一下·北京·学业考试）氢气在氯气中燃烧时发生反应：。下列关于该反应的说法中，正确的是
A．属于吸热反应B．不属于氧化还原反应
C．反应物的总能量低于生成物的总能量D．能量变化与化学键的断裂和形成有关
典例2（23-24高一下·江苏·期末）有A、B、C、D四块金属片，进行如下实验：
①A、B用导线相连后，同时浸入稀硫酸中，A极为负极；
②C、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸中，电流方向由D→导线→C；
③A、C用导线相连后，同时浸入稀硫酸中，C极产生大量气泡；
④B、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸中，D极发生氧化反应。
据此可判断四种金属的活动性由强到弱的顺序为
A．A>B>C>DB．A>C>D>BC．C>A>B>DD．B>D>C>A
典例3（23-24高一下·天津·期中）为有效降低含氮化物的排放量，又能充分利用化学能，合作小组设计如图所示电池，将含氮化合物转化为无毒气体。下列说法错误的是
A．该电池的总反应为：
B．电池工作一段时间后，右侧电极室溶液的碱性增强
C．同温同压时，左右两侧电极室中产生的气体体积比为4∶3
D．若离子交换膜为阴离子交换膜(只允许阴离子通过)，电池工作时从左侧电极室通过交换膜移向右侧
题型二 化学反应的速率与限度
典例1（23-24高一下·北京·期中）下列措施中，不能增大化学反应速率的是
A．Al在中燃烧生成，用铝粉代替铝片
B．Zn与稀硫酸反应制取时，加入蒸馏水
C．石灰石与稀盐酸反应生成时，适当提高温度
D．用固体分解制取时，添加少量
典例2（23-24高一下·北京·期中）常用作有机反应中的还原剂，受热发生反应：。一定温度时，向密闭容器中充入，体系中与反应时间t的关系如图。下列说法中，不正确的是
A．的还原性与价碘元素有关
B．时，的反应速率为
C．时，有的发生分解
D．时，反应达到了平衡状态
典例3（23-24高一下·北京·期中）可逆反应，在容积恒定的密闭容器中反应，下列说法能充分说明该反应已经达到化学平衡状态的是
①单位时间内生成n ml的同时生成2n ml
②单位时间内生成n ml的同时生成2n ml
③用、、表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态
④各气体的浓度不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的压强不再改变的状态
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A．①③④⑤B．②③⑤⑦C．①④⑥⑦D．①②③④⑤⑥⑦
强化点一 原电池电极反应式的书写
(1)一般电极反应式的书写，以离子方程式形式表示。
①书写步骤
A.列物质，标得失：按照负极氧化反应，正极还原反应，判断电极反应物、生成物，标出电子得失。
B.看环境，配守恒：电极产物在电解质溶液的环境中应能稳定存在，如酸性介质中，OH－不能存在，应生成水；碱性介质中，H＋不能存在，应生成水；电极反应式同样要遵循电荷守恒、原子守恒、得失电子守恒。
C.两式加，验总式：正负极反应式相加，与总反应离子方程式验证。
②常见介质
(2)利用总反应式书写电极反应式
①根据总反应式，找出氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物。
②确定介质的酸碱性或者其它特性。
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③按照负极反应：还原剂-ne-=氧化产物
正极反应：氧化剂+ne-=还原产物，书写电极反应式。
= 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT ④书写技巧：若某电极反应式较难写出时，可先写出较易写的电极反应式，然后根据得失电子守恒，用总反应式减去较易写的电极反应式，即可得出较难写的电极反应式。
强化点二 原电池原理的应用
1．在原电池中，负极材料的金属性一定大于正极材料吗？
一般原电池中负极材料的金属性大于正极材料，在特殊情况下也有特例，如Al－Mg－NaOH原电池中，Al在强碱性溶液中比Mg更易失电子，Al作负极，Mg作正极。
2．如何利用Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag设计原电池？
该氧化还原反应可拆分为如下两个半反应：氧化反应(负极反应)：Cu－2e－===Cu2＋。还原反应(正极反应)：2Ag＋＋2e－===2Ag。故Cu作负极，活泼性比Cu差的材料作正极，如Ag、C等，AgNO3溶液作电解质溶液。如图。
【知识归纳总结】
1．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。
eq \x(原理)—eq \a\vs4\al(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。)
|
eq \x(实例)—eq \a\vs4\al(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。)
2．比较金属活泼性强弱：
两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。
eq \x(原理)—eq \a\vs4\al(一般原电池中，活泼金属作负极，发生氧化反应，不活泼金属作正极，,发生还原反应。)
|
eq \x(实例)—eq \a\vs4\al(有两种金属A和B，用导线连接后插入稀硫酸中，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．用于金属保护
将被保护的金属与比其活泼的金属连接。
eq \x(原理)eq \a\vs4\al(作原电池的正极的金属材料不参与反应)
eq \x(实例)eq \a\vs4\al(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。)
4．设计原电池
(1)依据：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)，氧化剂为电解质溶液中的阳离子(或在正极上被还原)。
(2)步骤：以Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu为例。
强化点三 化学平衡状态的判断
(1)原则
“体系中一个变化的物理量到某一时刻不再变化”，这个物理量可作为平衡状态的“标志”。
(2)等速标志
v正＝v逆是化学平衡状态的本质特征，对于等速标志的理解，要注意以下两个方面的内容：
①用同一种物质来表示反应速率时，该物质的生成速率与消耗速率相等。
②用不同种物质来表示反应速率时必须符合两方面：a.表示两个不同的方向；b.速率之比＝浓度的变化量之比＝物质的量的变化量之比＝化学计量数之比。
(3)浓度标志
反应混合物中各组分的浓度不变是平衡状态的宏观表现，可逆反应中各组分的物质的量、浓度、百分含量、气体的体积分数一定时，可逆反应达到平衡状态。
(4)混合气体的平均相对分子质量(eq \x\t(M))标志
①当反应物与生成物均为气体时：对于反应前后气体分子数不等的反应，eq \x\t(M)为定值可作为反应达到平衡状态的标志；对于反应前后气体分子数相等的反应，eq \x\t(M)为定值不能作为反应达到平衡状态的标志。
②若有非气体参与，无论反应前后气体的分子数是否相等，eq \x\t(M)为定值一定可作为反应达到平衡状态的标志。
(5)混合气体的密度(ρ)标志
①当反应物与生成物均为气体时：在恒容条件下，无论反应前后气体分子数是否相等，ρ为定值，不能作为反应达到平衡状态的标志；在恒压条件下，对于反应前后气体分子数相等的反应，ρ为定值，不能作为反应达到平衡状态的标志，对于反应前后气体分子数不等的反应，ρ为定值，可作为反应达到平衡状态的标志。
②当有非气体物质参与反应时：对于恒容体系，ρ为定值，可作为反应达到平衡状态的标志。
(6)混合气体的压强标志
因为恒容、恒温条件下，气体的物质的量n(g)越大则压强p就越大，则无论各成分是否均为气体，只需要考虑Δn(g)。对于Δn(g)＝0的反应，当p为定值时，不能作为反应达到平衡状态的标志；对于Δn(g)≠0的反应，当p为定值时，可作为反应达到平衡状态的标志。
强化点四 化学反应速率与限度的图像题解题通法
化学反应速率与化学反应限度问题常以图像的形式出现在平面直角坐标系中，可能出现反应物的物质的量、浓度、压强、时间等因素。这类问题要按照“一看、二想、三判断”这三步来分析。
(1)“一看”——看图像
①看面，弄清楚横、纵轴所表示的含义；
②看线，弄清楚线的走向和变化趋势；
③看点，弄清楚曲线上点的含义，特别是曲线上的折点、交点、最高点、最低点等；
④看辅助线，作横轴或纵轴的垂直线(如等温线、等压线、平衡线等)；
⑤看量的变化，弄清楚是物质的量的变化、浓度的变化，还是转化率的变化。
(2)“二想”——想规律
如各物质的转化量之比与化学计量数之比的关系，各物质的化学反应速率之比与化学计量数之比的关系，外界条件的改变对化学反应速率的影响规律以及反应达到平衡时，外界条件的改变对正、逆反应速率的影响规律等。
(3)“三判断”
利用有关规律，结合图像，通过对比分析，作出正确判断。
真题感知
1．（2023·湖北·高考真题）2023年5月10日，天舟六号货运飞船成功发射，标志着我国航天事业进入到高质量发展新阶段。下列不能作为火箭推进剂的是
A．液氮-液氢B．液氧-液氢C．液态-肼D．液氧-煤油
2．（2023·海南·高考真题）利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成电池，如图所示。下列说法正确的是
A．b电极为电池正极
B．电池工作时，海水中的向a电极移动
C．电池工作时，紧邻a电极区域的海水呈强碱性
D．每消耗1kgAl，电池最多向外提供37ml电子的电量
3．（2022·湖南·高考真题）海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是
A．海水起电解质溶液作用
B．N极仅发生的电极反应：
C．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能
D．该锂-海水电池属于一次电池
4．（2020·浙江·高考真题）一定温度下，在2 L的恒容密闭容器中发生反应：A(g)+2B(g)3C(g)反应过程中的部分数据如下表所示：
下列说法正确的是
A．0~5 min用A表示的平均反应速率为0. 09 ml·L-1·min-1
B．该反应在10 min后才达到平衡
C．平衡状态时，c(C)=0.6 ml·L-1
D．物质B的平衡转化率为20%
5．（2022·浙江·高考真题）在恒温恒容条件下，发生反应A(s)+2B(g)3X(g)，c(B)随时间的变化如图中曲线甲所示。下列说法不正确的是
A．从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率
B．从b点切线的斜率可求得该化学反应在反应开始时的瞬时速率
C．在不同时刻都存在关系：2v(B)=3v(X)
D．维持温度、容积、反应物起始的量不变，向反应体系中加入催化剂，c(B)随时间变化关系如图中曲线乙所示
提升专练
1．（23-24高一下·北京·期中）下列反应属于吸热反应的是
A．灼热的炭与二氧化碳的反应B．乙醇的燃烧
C．钠与水的反应D．氢气与氯气的反应
2．（23-24高一下·天津·期中）下列说法中不正确的是
A．化学电池的反应原理是自发的氧化还原反应
B．充电电池不能无限制地反复充电、放电
C．铅酸蓄电池和锌锰酸性干电池都是可充电电池
D．燃料电池是一种高效且对环境友好的新型电池
3．（23-24高一下·湖南长沙·期中）下列各装置中，能产生电流的是
4．（23-24高一下·河南信阳·期中）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足量碳酸钙固体与一定量稀盐酸反应生成的体积（已换算为标况下的体积）随时间的变化情况，绘制出如图所示的曲线甲。下列有关说法中不正确的是
A．因反应放热，导致内的反应速率逐渐增大
B．后，影响反应速率的主要外界因素是盐酸的浓度
C．内，用盐酸的浓度变化表示该反应的速率为
D．若向反应体系中加入适量氯化钠溶液，则曲线甲可能将变成曲线乙
5．（23-24高一下·湖南·期中）一种原电池的简易装置如图所示，为阿伏加德罗常数的值、下列说法正确的是
A．银是正极，溶液中的阴离子向银电极移动
B．该装置工作时，电子的移动方向为铁电极→硫酸铜溶液→银电极
C．铁是负极，电极反应式为
D．理论上，当正极质量增加6.4g时，外电路转移电子数目为
6．（23-24高一下·宁夏银川·期中）在一定条件下，将和一定量的B投入容积为的恒容密闭容器中，发生如下反应：。末测得容器中B、C、D的物质的量均为。下列叙述错误的是
A．
B．，C的平均反应速率为
C．反应开始加入B的物质的量为
D．时，A的物质的量浓度为
7．（23-24高一下·宁夏银川·期中）臭氧在通常状况下是淡蓝色、有鱼腥臭味的气体。自然界中臭氧形成反应：的能量变化如图所示。在一体积固定的密闭容器中，充入一定量的氧气发生上述反应，经过一段时间，反应达到平衡状态，测得此时压强为起始时压强的。下列说法错误的是
A．是化学变化
B．达到平衡时，单位时间内，生成同时生成
C．比稳定
D．达到平衡状态时，的转化率是
8．（23-24高一下·浙江·期中）在2L密闭容器中，800℃时，反应体系中，)随时间的变化如下表所示。下列有关说法正确的是
A．图中表示变化的曲线是a
B．A点处于化学平衡状态
C．0~2s内平均速率
D．恒容条件下，充入化学反应速率增大
9．（23-24高一下·北京·期中）银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，总反应式为。下列说法中不正确的是
A．原电池放电时，负极发生反应的物质是Zn
B．工作时，负极区溶液减小
C．正极发生的反应是
D．外电路中电子由流向Zn
10．（23-24高一下·江苏连云港·期中）为防止海水中钢铁的腐蚀，可将金属连接在钢铁设施表面，减缓水体中钢铁设施的腐蚀，如图所示。下列有关说法正确的是
A．金属做正极，钢铁做负极B．极的电极反应式为
C．过程中化学能转化为电能D．将金属换成金属也能起到保护作用
11．（23-24高一下·浙江·期中）如图为和反应生成过程中的能量变化，下列说法正确的是
A．该反应为放热反应
B．和反应生成吸收能量为180kJ
C．断开氮分子内两个氮原子间的化学键需要较多的能量，所以氮气的化学性质很稳定
D．和总能量比能量高
12．（23-24高一下·湖南·期中）工业制硫酸的过程中，接触室中SO2催化氧化制SO3气体是关键的一步，550℃时，在1L的恒温容器中，反应过程中的部分数据见下表：
下列说法错误的是
A．0~4min，O2的平均反应速率为
B．往容器中充入Ne，压强增大，反应速率增大
C．8min时，反应处于平衡状态
D．当容器中SO3的体积分数不变时，表明反应达到平衡状态
13．（23-24高一下·安徽合肥·期中）为更精确地研究浓度对反应速率的影响，小组同学利用压强传感器等数字化实验设备，探究镁与不同浓度硫酸的反应速率，两组实验所用药品如表：
实验结果如图所示。下列说法错误的是
A．实验Ⅰ对应图中曲线a，曲线的斜率大，反应速率快
B．随着反应的不断进行。化学反应速率减慢，原因是硫酸浓度变小
C．实验Ⅱ对应曲线可知，反应开始阶段，反应速率不断加快，可能是反应放热温度升高
D．向实验Ⅱ中滴加少量硫酸铜溶液，产生氢气速率加快，最终生成氢气的体积相同
14．（23-24高一下·甘肃白银·期中）可用于有机合成、制氯醋酸及硫酸，T℃时，往恒容密闭容器中加入和，发生反应生成，下列说法正确的是
A．当容器内的压强不再改变时，反应达到平衡状态
B．使用合适的催化剂，可以使全部转化为
C．某时刻．容器内可能含有
D．反应达到平衡时，
15．（23-24高一下·四川成都·期中）按要求回答下列问题：
(1)下列变化中属于吸热反应的是 (填序号)。
①铝片与稀盐酸的反应；②将胆矾加热变为白色粉末；③干冰汽化；④甲烷在氧气中的燃烧反应；⑤固体溶于水；⑥C与反应生成CO
(2)镁、海水、溶解氧可构成原电池，为水下小功率设备长时间供电，结构示意图如图所示，其总反应为：。下列说法正确的是 (填字母序号)。
a．Mg作电池的负极
b．发生氧化反应
c．海水溶液中阴离子移向Mg极
d．电池工作时，电子转移方向：石墨→海水→Mg
(3)下图是一氧化碳和氧在钌催化剂表面形成化学键的过程。下列说法正确的是___________。
A．和CO均为酸性氧化物B．该过程中，CO先断键成C和O
C．状态到状态为放热过程D．图示表示CO和反应生成的过程
(4)合成氨工业中，合成塔中每产生2 ml，放出92.2 kJ热量，已知断开1 ml键、1 ml键分别需要吸收的能量为436 kJ、945.8 kJ；则1 ml 键断裂吸收的能量约等于 kJ。
(5)若将两个金属棒用导线相连在一起，总质量为80.00g的镁片和铝片同时浸入稀硫酸中，工作一段时间后，取出金属片，进行洗涤、干燥、称量，得金属片的总质量为74g，则装置工作时负极电极反应式为 ，工作时间内装置所产生氢气的体积为 L(标准状况)。
16．（23-24高一下·广东深圳·期中）化学在生产生活中无处不在。
．某汽车安全气囊的气体发生剂主要含有叠氮化钠()、三氧化二铁()、硝酸铵等物质。当汽车发生碰撞时，气体发生剂产生大量气体使气囊迅速膨胀，从而起到保护作用。
(1)汽车受到猛烈碰撞时，点火器点火引发迅速分解，生成氮气和金属钠，同时释放大量的热。下列关于该反应过程中的能量变化示意图正确的是 (填字母)，生成氮气的电子式为 。
A． B． C．
．、(甲醇)既是重要的化工原料，又是重要的能源物质。
(2)将2.0 ml和4.0 ml 通入容积为4 L的反应器，保持容器容积不变，在一定温度下发生反应，测得在5 min时，CO的物质的量为0.8 ml，则0~5 min内，用表示该反应的平均反应速率为 。
(3)一定条件下，将1.0 ml与2.0 ml 充入密闭容器中发生反应，下列措施可以提高化学反应速率的是 (填字母)。
a．恒容条件下充入He b．增大体积 c．升高温度 d．保持恒容投入更多的 e．加入合适的催化剂
(4)用设计燃料电池，其利用率更高，装置如图所示(A、B为多孔碳棒)，电池总反应为。
①实验测得向B电极定向移动，则 (填“A”或“B”)电极入口通甲烷，该电极反应的离子方程式为 。
②当消耗甲烷的体积为33.6 L(标准状况下)时，假设电池的能量转化率为80%，则导线中转移电子的物质的量为 。
目录
考点聚焦：复习要点+知识网络，有的放矢
重点速记：知识点和关键点梳理，查漏补缺
题型归纳：归纳常考热点题型，高效解题
难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升
学以致用：真题感知+提升专练，全面突破
电极
电极材料
电极反应
反应类型
得失电子的粒子
电子流动方向
负极
Zn
Zn-2e-=Zn2+
氧化反应
Zn
电子流出
正极
Cu
2H++2e-=H2↑
还原反应
H+
电子流入
构造示意图
工作
原理
负极
锌筒
锌被氧化，逐渐消耗
电解质
氯化铵糊
正极
石墨棒
二氧化锰被还原
特点
放电后不能充电
便于携带，价格低
酸性
碱性
中性
负极反应式
2H2－4e－===4H＋
2H2＋4OH－－4e－===4H2O
2H2－4e－===4H＋
正极反应式
O2＋4H＋＋4e－===2H2O
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
电池总反应式
2H2＋O2===2H2O
影响因素
速率变化
催化剂
加快
温度
升高
加快
降低
降低
浓度
增大
加快
减小
降低
压强(对有气体参加的反应)
增大(缩小容器体积)
加快
减小(增大容器体积)
降低
常见介质
注意事项
中性溶液
反应物若是H＋得电子或OH－失电子，则H＋或OH－均来自于水的电离
酸性溶液
反应物或生成物中均没有OH－
碱性溶液
反应物或生成物中均没有H＋
水溶液
不能出现O2－
步骤
实例
将反应拆分
为电极反应
负极反应
Fe－2e－===Fe2＋
正极反应
Cu2＋＋2e－===Cu
选择电极
材料
负极：较活泼金属，一般为发生氧化反应的金属
Fe
正极：活泼性弱于负极材料的金属或石墨
Cu或C
选择电解质
一般为与负极反应的电解质
CuSO4溶液
画出装置图
时间(t/min)
物质的量(n/ml)
n(A)
n(B)
n(C)
0
2.0
2.4
0
5
0.9
10
1.6
15
1.6
A
B
C
D
时间/s
0
1
2
3
4
5
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
反应时间/min
0
4
2
4
1.2
8
1.8
10
0.9
序号
镁条的质量/g
硫酸
物质的量浓度(ml/L)
体积/mL
Ⅰ
0.01
1.0
2
Ⅱ
0.01
0.5
2
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