高一化学上册暑假提升讲义-化学反应与能量（解析版）

专题02化学反应与能量

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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

物质变化

[-*,吸热反应

化「热能工放蛔^

学

I电能-----原电池

反

反应条件的控制

应

化学平衡

考点i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.化学反应二^伴随有能量的变化，化学反应中能量变化主要表现为的变化，吸热或放热。

3.放热反应和吸热反应

化学上杷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；

⑷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)2-8H2。与NH4CI反应；

③以C、C0、压为还原剂一些高温反应：CCh+C^^—2co；C+H20^^—C0+H2

⑷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。

(2)键能：标况下，将Imol气态分子AB断裂成理想气态原子所吸收的能量，单位(KJ-moF)

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CLC1键断开，氢原子和氯

原子通过形成H-C1键而结合成HC1分子。

假想的中

间物质

键

形

成

431kj/mol431kJ/mol

能量能量

则：吸收总能量为：436+243=679KJ

释放总能量为：431X2=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o

（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

生成物的

总能量

反应物的

总能量

反应过程

放热反应吸热反应

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

三.人类对能源的利用

1.利用的三个阶段：

柴草时期I―树枝杂草

化石熊源时期I—煤、石油、天然气

多能源结构时期I—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、SO?、NO.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、一可以再生，对环境无污染。

(2)人们比较关注的新能源：一太阳能、_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

化学能燃烧,热能蒸汽,机械能发电机)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o

⑴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：

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ZnZn-2e=Zn2+氧化反应Zn电子流出

正极Cu2H++2e=H2T还原反应H+电子流入

总反应：________Zn反H+=Zn2++H2T_

(3)组成原电池的条件：

①自发进行的氧化还原反应_____________

②活泼性不同的两个电极______________

③闭合回路________________________

⑷电解质溶液(熔融电解质)___________

(4)原电池正、负极的判断

较不活泼金

<—活泼金属-电极材料一―>

属或非金属

判判

断.氧化反应-电极反应一还原反应f断

为+电子流出T电子流向|电子流入f为

负正

不断溶解电极增重或

极*-一|电极现象f极

质量减小质量不变

<—阴离子移向-离子移向一阳离子移向—>

(5)原电池原理的应用

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设计制作化学电源。化学能转化为电能。

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

负极锌筒锌被氧化，逐渐消耗

工作

电解质氯化钱糊

原理

正极石墨棒二氧化锦被还原

放电后丕能充电

特点

便于携带，价格低

2.二次电池（充电电池）

（1）常见类型：铅酸蓄电池、银氢电池、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（如压）和氧化剂（如02）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。

酸性碱性中性

-+

负极反应式2H2—4b^=4H+2H2+4OH'-4e-=4H2O2H2—4e=4H

__

正极反应式O2+4H++4e^^=2H2OO2+2H2O+4e=4OHO2+2H2O+4e"=4OH"

电池总反应式2H2+

【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=加，式中各符号的表示意义：

At

v——反应速率。

Ac——某一时间段浓度的变化量，单位：mol/L

At------反应时间，单位：min(分)、s(秒)、h(小时)。

速率单位(常用)：mol]-LmirTi、1110卜厂。

【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但一速率，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」^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

利用公式丫=化计算化学反应速率，也可利用该公式计算浓度变化量或时间。

Nt

(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:

影响因素速率变化

催化剂加快

升高加快

温度

降低降低

增大加快

浓度

减小降低

增大（缩小容器体积）加快

压强（对有气体参加的反应）

减小（增大容器体积）降低

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“0”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2Na+2H2O===2NaOH+H2f,视为“不可逆”反应。

典型的可逆反应有：

氏+上2Hl,2SO2+O2W2sO3，

SO2+H2OWH2SO3，NH3+H2OWNH3.山0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+O22s。3中，反应进行之初S02和02的起始浓度分别为2moi1一1、11110卜171,此时

正反应速率v正最大，逆反应速率v他为零。

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尸v)#0,反应并未停止。

(3)等：即VF=”,同一物质的消耗速率与生成速率」O_。

(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o

(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：

减慢―有害反应一速率

—加快反应速率—,减少甚至消除有害物质产生

----,_抑制有

目的一促进有利反应_L提高原料利用率——害反应一睦制―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.成本一和一实际可能性一

(2)实例—合成氨生产条件的选择：

温度越低氨的产率越高

温度低反应速率小，达到

合成氨.平衡需要的时间很长，生

生产条|

件选WI——400—500℃—炉成本高

压强越大，氨的产率越高

,压强越大，对动力和生产

一10〜30Mpa—1设备的要求越高

题型一化学反应与能量变化

典色时（2023高一下•北京•学业考试）氢气在氯气中燃烧时发生反应：H2+C12—2HCL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

【答案】D

【解析】A.燃烧放热，该反应属于放热反应，A错误；

B.氢、氯元素存在化合价的升降，是氧化还原反应，B错误；

C.该反应为放热反应，反应物总能量大于生成物总能量，C错误；

D.化学键的断裂和形成是该反应中能量变化的主要原因，断键要吸热，形成化学键要放热，D正确；

故选Do

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

【答案】B

【分析】一般情况下，原电池中金属活动性：负极材料,正极材料。

【解析】①A、B用导线相连后，同时浸入稀硫酸中，A极为负极，则金属活动性：A>B；

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,则C是负极、D是正极，金属活动性:

OD；

③A、C用导线相连后，同时浸入稀硫酸中，C极产生大量气泡，则C极上得到电子发生还原反应，C是正

极、A是负极，金属活动性：A>C；

④B、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸中，D极发生氧化反应，则D是负极、B是正极，金属活动性：

D>B；

综上：金属活动性顺序为A>C>D>B,

故选B。

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

离子交换膜

A.该电池的总反应为：6NO2+8NH3=7N2+12H2O

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OH-从左侧电极室通过交换膜移向右侧

【答案】D

【分析】氨气失去电子，电极A为负极，负极反应为2NH3—61+6OIT=冲+6压0,二氧化氮得到电子，

电极B是正极，正极反应为2NO2+8e-+4H2O=8OIT+N2。据此解答。

【解析】A.负极反应为2NH3-6e-+60lT=N2+6H2。，正极反应为2NO2+8—+4H2O=8OIT+N2，因此该

电池的总反应为：6NO2+8NH3=7N2+12H2O,故A正确；

B.右侧发生2NO2+8b+4H2O=8OH「+N2,因此电池工作一段时间后，右侧电极室溶液的碱性增强，故B

正确；

C.负极反应为2NH3—6b+6OHT=N2+6H2。，正极反应为2NCh+8e-+4H2O=8OIT+N2，由得失电子守恒可

知，同温同压时，左右两侧电极室中产生的气体体积比为8：6=4：3,故C正确；

D.离子能通过离子交换膜才能形成闭合回路，OIT离子通过离子交换膜进入负极区与NH3反应，为阴离子

交换膜，故D错误；

故选D。

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.A1在中燃烧生成ALO3,用铝粉代替铝片

B.Zn与稀硫酸反应制取H2时，加入蒸储水

C.石灰石与稀盐酸反应生成CO?时，适当提高温度

D.用KCIO3固体分解制取02时，添加少量MnC>2

【答案】B

【解析】A.A1在02中燃烧生成AI2O3,用铝粉代替铝片增大了固体和气体的接触面积，能够加快反应速

率，A不合题意；

B.Zn与稀硫酸反应制取H2时，加入蒸储水则减小反应物H2sCM的浓度，故减慢反应速率，B合题意；

C.CaC03与稀盐酸反应生成C02时，适当升高温度可以加快反应速率，C不合题意；

D.KCIO3分解制取O2时，添加少量MnCh，MnCh作催化剂，故能加快反应速率，D不符合题意;

故答案为Bo

典例2（23-24高一下•北京•期中）HI常用作有机反应中的还原剂，受热发生反应：2Hl（g）UH?（g）+l2（g）。

一定温度时，向1L密闭容器中充入ImolHI,体系中c（HI）与反应时间t的关系如图。下列说法中，不无确

的是

7

3

二

O

E

X

I

H

)

。

B.0-20min时，旦的反应速率为=2.25xl（T3mol/（L-min）

C.40min时，有85%的HI发生分解

D.120min时，反应达到了平衡状态

【答案】C

【解析】A.-1价的碘为最低价具有强还原性，A项正确；

B.20tnin时c（HI）=0.91mol/L,则HI的变化浓度为0.09mol/L,根据反应的方程式,H2的变化量为0.045mol/L,

则用氢气表示的反应速率为加八=2.25x10-3moi/（L-min）,故B正确；

20min

C.如图40min时c（HI）=0.85mol/L,n=cV=0.85mol,则HI分解率为匕詈xlOO%=15%,故C错误；

D.120min及以后HI浓度不再变化，则达平衡了，D项正确；

故选C。

典例3（23-24高一下•北京•期中）可逆反应2so2（g）+O2（g）=2SC）3（g）,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nmol0?的同时生成2nmolSO3

②单位时间内生成nmol的同时生成2nmolSO2

③用SO-SO2、O2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

【答案】C

【解析】①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolSO3，说明丫正=v逆，该反应已经达到化学平衡状态，

①正确；

②单位时间内生成„mol。2的同时生成2"molSO2,均描述的是逆反应速率，不能判断此时反应达到平衡状

态，②错误；

③无论反应是否达到平衡，SC>3、SO>表示的反应速率的比均为2：2：1,不能判断此时反应达到平衡

状态，③错误；

④各气体的浓度不再改变，此时丫正=丫逆，该反应已经达到化学平衡状态，④正确；

⑤体系中物质均为气体，气体总质量不变，容器恒容密闭，根据p=^可知，混合气体的密度始终保持不变,

V

不能判断反应是否达到平衡状态，⑤错误；

⑥反应为前后气体分子数不同的反应，压强随反应的进行发生变化，当压强不变时，反应达到平衡状态，

⑥正确；

⑦体系中物质均为气体，气体总质量不变，反应前后气体分子数不等，即气体总物质的量为变量，根据

乂=上可知，混合气体的平均摩尔质量会随着反应的进行发生变化，当其不变时，反应达到平衡状态，⑦

n总

正确；

故选C。

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，OIF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

常见介质注意事项

中性溶液反应物若是H+得电子或0H-失电子，则H+或0H-均来自于水的电离

酸性溶液反应物或生成物中均没有OIF

碱性溶液反应物或生成物中均没有H+

水溶液不能出现02-

(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按照负极反应：还原剂-ne二氧化产物

正极反应：氧化剂+ne=还原产物，书写电极反应式。

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，A1

在强碱性溶液中比Mg更易失电子，A1作负极，Mg作正极。

2.如何利用Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag设计原电池？

Cu、三三三三三三二/C

AgN€)3溶液

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，AgNCh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。

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

谆理

相互的干扰减小，使反应速率增大。

I

n一实验室用Zn和稀硫酸反应制取氢气时，可滴入几滴硫酸铜溶液，形成

与实例‘一原电池，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。

——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，

原理—4人〜hl…

发生还原反应。

I

r—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，

实例

一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。

原理作原电池的正极的金属材料不参与反应

艮司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：己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)。

⑵步骤：以Fe+CuSO4==FeSO4+Cu为例。

步骤实例

将反应拆分负极反应Fe_2e=Fe2+

为电极反应正极反应Cu2++2e=Cu

负极：较活泼金属，一般为发生氧化反应的

选择电极Fe

金属

材料

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C11SO4溶液

be

cur

画出装置图

CuSO4

/溶液

-/

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

丫正="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(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，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，屈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，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S)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，〃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，p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，〃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，〃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“(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A〃(g)。对于A〃(g)=O的反应，当〃为定值时，不能作为反应达到平衡状态的标志；对于A〃(g)邦的反应,

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NO”胧D.液氧-煤油

【答案】A

【解析】A.虽然氮气在一定的条件下可以与氢气反应，而且是放热反应，但是，由于NmN键能很大，该

反应的速率很慢，氢气不能在氮气中燃烧，在短时间内不能产生大量的热量和大量的气体，因此，液氮-液

氢不能作为火箭推进剂，A符合题意；

B.氢气可以在氧气中燃烧，反应速率很快且放出大量的热、生成大量气体，因此，液氧-液氢能作为火箭

推进剂，B不符合题意；

C.月井和NO?在一定的条件下可以发生剧烈反应，该反应放出大量的热，且生成大量气体，因此，液态NO?-

朋能作为火箭推进剂，C不符合题意；

D.煤油可以在氧气中燃烧，反应速率很快且放出大量的热、生成大量气体，因此，液氧-煤油能作为火箭

推进剂，D不符合题意；

综上所述，本题选A。

2.（2023・海南・高考真题）利用金属A1、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

B.电池工作时，海水中的Na+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IkgAl,电池最多向外提供37moi电子的电量

【答案】A

【分析】铝为活泼金属，发生氧化反应为负极，则石墨为正极；

【解析】A.由分析可知，b电极为电池正极，A正确；

B.电池工作时，阳离子向正极移动，故海水中的Na+向b电极移动，B错误；

C.电池工作时，a电极反应为铝失去电子生成铝离子AL3e=Al",铝离子水解显酸性，C错误；

D.由C分析可知，每消耗IkgAl（为甯mol）,电池最多向外提供嘤molx3=lmol电子的电量,

D错误；故选A。

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：2H2O+2e=2OH'+H2T

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

【答案】B

【分析】锂海水电池的总反应为2Li+2H2O=2LiOH+H2f,M极上Li失去电子发生氧化反应，则M电极为

负极，电极反应为Li-e=Li+,N极为正极，电极反应为2H2O+2e=2OH-+H2T，同时氧气也可以在N极得电

子，电极反应为O2+4e-+2H2。=40任。

【解析】A.海水中含有丰富的电解质，如氯化钠、氯化镁等，可作为电解质溶液，故A正确；

B.由上述分析可知，N为正极，电极反应为2H2O+2e=2OH-+H2T，和反应。2+4夕+2H2O=4OH,故B错误；

C.Li为活泼金属，易与水反应，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反应，并能传导离子，故C正确；

D.该电池不可充电，属于一次电池，故D正确；

答案选B。

4.(2020•浙江•高考真题)一定温度下，在2L的恒容密闭容器中发生反应：A(g)+2B(g)U3c(g)反应过程

中的部分数据如下表所示:

物质的量(〃/mol)

时间(〃min)

”(A)«(B)«(C)

02.02.40

50.9

101.6

151.6

下列说法正确的是

A.0~5min用A表示的平均反应速率为0.09molL-1,min-1

B.该反应在10min后才达到平衡

C.平衡状态时，c(0=O.6molLi

D.物质B的平衡转化率为20%

【答案】C

【解析】A.0~5min内C的物质的量增加了0.9mol,由于容器的容积是2L,则用C物质浓度变化表示的

反应速率v(C)==o.09mol/(Lmin),A错误；

2L•5min

B.反应进行到lOmin时，A物质的物质的量减少0.4mol,根据物质反应转化关系可知B物质的物质的量

减少0.8mol,B的物质的量为2.4mol-0.8moi=1.6mol,B的物质的量等于15min时B的物质的量，说明该

反应在10min时已经达到平衡状态，而不是在10min后才达到平衡，B错误；

C.根据选项B分析可知：反应在进行到10min时，A物质的物质的量减少0.4mol,根据物质反应转化关

系可知B物质的物质的量减少0.8mol,则此时B的物质的量为2.4mol-0.8mol=1.6mol,B的物质的量等于

15min时B的物质的量,说明该反应在10min时已经达到平衡状态，此时反应产生C的物质的量是1.2mol,

由于容器的容积是2L,贝1］平衡状态时，c(C尸”粤=0.6moi1」，C正确；

2L

D.反应开始时”(B)=2.4mol,反应达到平衡时△"(B)=0.8mol,则B物质的平衡转化率为：

丝㈣•xl00%=33.3%,D错误；

2.4mol

故合理选项是C。

5.(2022•浙江•高考真题)在恒温恒容条件下，发生反应A(s)+2B(g)壬叶3X(g),c(B)随时间的变化如图中

曲线甲所示。下列说法不正琥的是

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

【答案】C

【解析】A.图象中可以得到单位时间内的浓度变化，反应速率是单位时间内物质的浓度变化计算得到，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，选项A正确；

B.b点处的切线的斜率是此时刻物质浓度除以此时刻时间，为反应物B的瞬时速率，选项B正确;

C.化学反应速率之比等于化学方程式计量数之比分析，3v（B）=2v（X）,选项C不正确；

D.维持温度、容积不变，向反应体系中加入催化剂，平衡不移动，反应速率增大，达到新的平衡状态，平

衡状态与原来的平衡状态相同，选项D正确；

答案选C。

，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

【答案】A

【解析】A.灼热的碳与二氧化碳的反应是吸热反应，A正确；

B.乙醇的燃烧是放热反应，B错误；

C.钠与水反应是放热反应，C错误；

D.氢气与氯气的反应是放热反应，D错误；

故选Ao

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.铅酸蓄电池和锌锯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

【答案】C

【解析】A.化学电池的反应原理是自发的氧化还原反应，其中还原剂在负极上发生氧化反应，氧化剂在正

极上发生还原反应，A正确；

B.充电电池也是有一定寿命的，故不能无限制地反复充电、放电，B正确；

C.铅蓄电池是可充电电池，锌锦干电池不是可充电电池，C不正确；

D.燃料电池的能量转化率高，反应产物不污染环境，故其是一种高效且对环境友好的新型电池，D正确；

答案选C。

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

【分析】构成原电池的条件是：两个活动性的材料作电极；有电解质溶液；能自发发生氧化还原反应；形

成闭合回路；

【解析】A.该装置中只有一个电极，不符合原电池构成条件，故A不符合题意；

B.乙醇为非电解质，不符合原电池构成条件，故B不符合题意；

C.Fe的金属性强于Cu,发生Fe+Cu2+=Fe2++Cu,CuCb为电解质，符合原电池构成条件，故C符合题意；

D.没有构成闭合回路，不符合原电池构成条件，故D不符合题意；

故选：Co

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CO?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

A.因反应放热，导致0〜5s内的反应速率逐渐增大

B.10〜15s后，影响反应速率的主要外界因素是盐酸的浓度

C.10〜15s内，用盐酸的浓度变化表示该反应的速率为1.6xlO"moLI；Ls」

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

【答案】C

【解析】A.