备战高考化学化学反应与能量-经典压轴题及答案

1、备战高考化学化学反应与能量-经典压轴题及答案一、化学反应与能量练习题(含详细答案解析)1.五氧化二钮常用作化学工业中的催化剂，广泛用于冶金、化工生产。一种以粗锐(主要含有V2O5、V2O4,还有少量Fe3O4、AI2O3、SiQ等)为原料生产五氧化二钮的工艺流程如下：、虱IH商清的和溶希配道T研廖|T髅布卜谑浸融一黄化4I遍pH虚潦b-沉机|一袋挑V/X海b已知：部分含钮物质的溶解情况：(V。)2SQ易溶于水，VOSO可溶于水，NH4VO3难溶于水。部分金属离子c(Mn+)=0.1mol/L形成氢氧化物及氢氧化物溶解与pH的关系如下表:溶液pH井蜘海淀沈淀完备河淀开蛤舒解通淀完个溶解KrUJ-

2、H?,fit3B,3=HrUmhL5E+5AKOH).*44.72.&回答下列问题：(l)研磨”的目的是，酸溶”时V2O5发生反应的化学方程式为。(2)加入NaCIO溶液，含锂元素的粒子发生反应的离子方程式为。(3)向三颈烧瓶中加入NaOH溶液时实验装置如图所示，虚线框中最为合适的仪器是(填标号)，调节溶液的pH范围为，滤渣b为(写化学式)。AllAWYT(4)实验显示，沉钮率的高低与温度有关，如图是沉钮率随温度的变化曲线，则沉钮时的加热方法为。温度高于80C,沉钮率下降，其可能原因是1DC沉伏率幽90-Kg1M上!5060708090I的沉淀温度ZC【答案】增大固体与酸溶液的接触面积，加快反

3、应速率，提高原料的利用率V2O5+H2SQ=(VO2)2SQ+H2O2VC2+ClO-+H2O=2VO2+Cl-+2H+D4.7wpH7.8Fe(OH)、Al(OH)水浴加热(热水浴)温度高于80C,NH4+水解程度增大成为主要因素，由于NH4+浓度减小，沉机率下降【解析】【分析】粗钮(主要含有V2O5、V2O4,还有少量FesO4、AI2O3、SiO2等)经过研磨粉碎，加入硫酸进行酸浸，V2O5、V2O4,还有少量Fe3O4、AI2O3被硫酸溶解形成含有VO2+、VO2+、Fe2+、Fe3+、Al3+的浸出液，由于SiO2不与硫酸反应，经过滤后，得到的滤渣a为SiQ,滤液a为含有VO2+、V

4、O2+、Fe2+、Fe3+、Al3+的滤液，向滤液a中加入具有强氧化性的NaClO溶液，将滤液中的VO2+、Fe2+氧化为VO2+、Fe3+,再加入氢氧化钠溶液，调节溶液pH值，将滤液中的Fe3+、Al3+转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀除去，过滤后得到的滤渣b为Fe(OH)3、Al(OH)3、滤液b为主要含有VO2+的滤液，加入饱和氯化俊溶液，使VO2+转化为NH4VO3沉淀，对生成的NH4VO3沉淀高温煨烧，获得V2O5,据此分析解答。【详解】(l)研磨”可将块状固体变为粉末状，目的是增大固体与酸溶液的接触面积，加快反应速率，提高原料的利用率；酸溶”时V2O5被硫酸溶解形成VO2+

5、,发生反应的化学方程式为V2O5+H2SQ=(VO2)2SQ+H2O；(2)根据分析，向滤液a中加入具有强氧化性的NaClO溶液，将滤液中的VO2+、Fe2+氧化为VO2+、Fe3+,含锂元素的粒子发生反应的离子方程式为2VO2+ClO-+H2O=2VO2+Cl-+2H+；(3)加入氢氧化钠溶液，调节溶液pH值，将滤液中的Fe3+、Al3+转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀除去，根据部分金属离子c(Mn+)=0.1mol/L形成氢氧化物及氢氧化物溶解与pH的关系表格数据可知，pH值为2.8时，Fe(OH)3完全沉淀，pH值为4.7时，Al(OH)3完全沉淀，pH值为7.8时，Al(OH)

6、3开始溶解，调节溶液的pH范围为4.7WpH7.8,滤渣b为Fe(OH)3、Al(OH)3,向三颈烧瓶中加入NaOH溶液时，虚线框中最为合适的仪器是恒压漏斗，能保证仪器内外压强相等，使氢氧化钠溶液顺利流下，答案选D；(4)由图像可知，当温度为80c左右钮的沉淀率最高，酒精灯的火焰温度太高，不能直接用酒精灯加热，则在该温度下加热方法应使用水浴加热；沉钮过程中使用的是饱和氯化俊溶液，俊根离子可水解，温度越高水解程度越大，钱盐不稳定，受热易分解生成氨气，温度高于80C,NH4+水解程度增大成为主要因素，溶液中NH4+浓度减小，使沉钮率下降。2.以辉铜矿为原料生产碱式碳酸铜的工艺流程如图所示:回答下列

7、问题：(1)若要提高辉铜矿煨烧效率可采取的措施有(填两种)。(2)气体X的主要成分是(填化学式)，写出该气体的一种用途。(3)蒸氨过程总反应的化学方程式是一。(4)溶液E与Na2CC3溶液反应制取CU2(OH)2CC3的离子反应方程式为。(5)某实验小组研究溶液E与Na2CO3溶液加料顺序及加料方式对产品的影响，实验结果如下：实验序号加料顺序及方式沉淀颜色沉淀品质产率/%1溶液E一次加入Na2CQ溶液中并迅速搅拌浅蓝色品质较好87.82溶液E逐滴加入Na2CQ溶液中并不断搅拌暗蓝色品质好71.93Na2CQ溶液一次加入溶液E中并迅速搅拌浅绿色品质好96.74Na2CO3溶液一次加入溶液E中并不

8、断搅拌浅蓝色品质较好102.7由上表可知制取CU2(OH)2CO3最佳加料顺序及加料方式是(填序号)。【答案】减小辉铜矿颗粒大小、适当提高煨烧温度、增大。2浓度等S。制备硫酸、漂白剂、防腐剂等Cu(NH3)4Cl2+H2O-CuO+2HClT+4NHT2Cu2+2CO32-+H2O=CU2(OH)2CO3J+CO2T3【解析】【分析】辉铜矿通入氧气充分煨烧，生成二氧化硫气体，固体B主要为CuO、F&O3,加入盐酸得到含有Cu2，Fe3+的溶液，加入过量氨水，可得到Cu(NH3)42+和Fe(OH，Cu(NH3)42+经加热可得到CuO,加入酸酸化得到Cu2+,经浓缩后在溶液中加入碳酸钠可得到碱

9、式碳酸铜，以此解答该题。【详解】(1)通过粉碎辉铜矿减小辉铜矿颗粒大小、适当提高煨烧温度、增大O2浓度等措施均可提高辉铜矿燃烧效率；(2)Cu2s可与氧气反应生成二氧化硫，则气体X的主要成分是SQ,SQ是酸性氧化物，有漂白性、还原性，则利用SQ制备硫酸、漂白剂、防腐剂等；(3)蒸氨过程Cu(NH3)42+经加热可得到CuO,反应的方程式为Cu(NH3)4Cl2+H2O与CuO+2HClT+4NHT;(4)向含有Cu2+的溶液中滴加Na2CO3溶液生成Cu2(OH)2CO3的离子反应方程式为2Cu2+2CQ2+H2O=Cu2(OH)2CC3+CQT;(5)由图表信息可知Na2CQ溶液一次加入溶液

10、E中并迅速搅拌，获得浅绿色的碱式碳酸铜，品质好，且产率高，故制取Cu2(OH)2CQ最佳加料顺序及加料方式是实验序号3。3.从本质入手看物质及其能量的变化，可以让我们更加深入的去理解所学知识的内涵及外延应用。对于原电池这部分知识也是如此，如图是原电池的基本构造模型：(1)若a和b的电极材料为Al或Mg。若c为稀NaOH溶液时，则a的电极材料为，该极电极方程式为。若C为稀H2SO4时，则a的电极材料为，该极电极方程式为_。(2)对于原电池的应用，以下说法正确的是_。A.选择构成原电池两极材料时，必须选择活泼性不同的两种金属材料B.构成原电池时，负极材料的活泼性一定比正极材料的强C.构成原电池时，

11、作为负极材料的金属受到保护D.从能量转化角度去看，如图的氧化还原反应能量变化曲线，则不能够设计原电池反应过程【答案】AlAl-3e-+4OH=AlO2-+2H2OMgMg-2e-=Mg2+D【解析】【分析】(1)原电池中电极由负极经导线流向正极，所以a为负极发生氧化反应，b为正极发生还原反应。【详解】(1)若c为稀NaOH溶液时，电池总反应应为2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2f,Al被氧化做负极，即a的电极材料为Al,该电极方程式为Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O;若c为稀H2SO4时，Mg比Al活泼，所以电池总反应式为Mg+2H+=Mg2+H2T,Mg被氧化做负极

12、，即a的电极材料为Mg,电极方程式为：Mg-2e-=Mg2+;(2)A.构成原电池两极材料不一定选择活泼性不同的两种金属材料，可以是活泼性相同的Pt电极、也可以是非金属材料，如燃料原电池的两极材料常选择石墨电极，故A错误；B.碱性原电池中，作为负极的材料的活泼性不一定比正极材料的强，如Al-Mg-NaOH原电池中，活泼金属Mg作正极，Al作负极，故B错误；C.原电池中正极发生得到电子的还原反应，所以作为正极材料的金属受到保护，而负极材料的金属会加速腐蚀，故C错误；D.原电池中发生氧化还原反应，会以电能的形式放出能量，所以一般为放热的氧化还原反应，而图示反应为吸热反应，所以从能量转化角度看，一般

13、不设计成原电池或不能够设计原电池，故D正确；综上所述选Do【点睛】构成原电池的两个电极中并不是较为活泼的金属一定就会做负极，要结合具体的环境去判断发生的总反应，再判断正负极。4.(1)反应3Fe(s)+4H2O(g)直星Fe3O4(s)+4H2(g)在一容积可变的密闭容器中进行，试回答：(填“加快”、不变”或减慢”)。保持体积不变充入Ne,其反应速率。保持压强不变充入Ne,其反应速率。(2)在一定条件下发生反应：6NO(g)+4NH3(g=5N2(g)+6H2O(g)。某次实验中测得容器内NO及N2的物质的量随时间变化如图所示，图中v(正)与v(逆)相等的点为(选填字母)。(3)一定条件下，在

14、2L密闭容器内，发生反应2NO2(gXN2O4(g),n(NO2)随时间变化如下表：时间/s012345n(NO2)/mol0.0400.0200.0100.0050.0050.005用NO2表示02s内该反应的平均速率为。在第5s时，NO2的转化率为_。【答案】不变减慢cd0.0075molL-1s-187.5%【解析】【分析】【详解】(1)保持体积不变充入Ne,各反应物和生成物的浓度不变，故反应速率不变；保持压强不变充入Ne,容器体积变大，各物质浓度减小，反应速率减慢；(2)反应达到平衡时正逆反应速率相等，据图可知t2时刻后N2和NO的物质的量不再改变,说明反应到达平衡，所以c、d两个点v

15、(正)与贝逆)相等；2s内n(NO2)=0.04mol-0.01mol=0.03mol,容器体积为2L,所以反应速率为0.03molc=2L=0.0075molL-1s-1;t-2s第5s时，n(NO2)=0.04mol-0.005mol=0.035mol,转化率为0.035moi100%=87.5%。0.04mol【点睛】判断通入惰性气体或者改变压强对反应速率的影响时，关键看是否改变了反应物和生成物中气体的浓度，若浓度改变则影响反应速率，若浓度不变则不影响反应速率。5.在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子被称为活化分子。使普通分子变成

16、活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJ?mo1表示。请认真观察图1,然后回答问题。(1)图中所示反应是(填吸热”或放热”)反应。图1图2(2)已知拆开1molH-H键、1molI-I、1molH-I键分别需要吸U的能量为436kJ、151kJ、299kJo则由1mol氢气和1mol碘反应生成HI会(填放出或吸收”)kJ的热量。在化学反应过程中，是将转化为。(3)某实验小组同学进行如图2的实验，以探究化学反应中的能量变化。实验表明：中的温度降低，由此判断氢氧化钢晶体与氯化俊晶体反应是(填吸热”或放热”)反应；实验中，该小组同学在烧杯中加入5mL1.0mol/L盐酸，再放入用砂

17、纸打磨过的铝条，该反应是(填吸热”或放热”)反应。【答案】放热放出11化学能热能吸热放热【解析】【分析】【详解】(1)依据图象分析反应物的能量大于生成物的能量，反应放热；(2)在反应H2+I2?2HI中，断裂1molH-H键，1molI-I键共吸收的能量为：1x436kJ+151kJ=587kJ生成2molHI,共形成2molH-I键，放出的能量为：2X299kJ=598kJ吸收的能量少，放出的能量多，所以该反应为放热反应，放出的热量为：598kJ-587kJ=11kJ,在化学反应过程中，将化学能转化为热能；(3)中的温度降低说明该反应是吸热反应；活泼金属置换酸中氢的反应为放热反应。6 .在我

18、国南海、东海海底均存在大量的可燃冰(天然气水合物，可表示为CH41H2O)。2017年5月，中国首次海域可燃冰试采成功。2017年11月3日，国务院正式批准将可燃冰列为新矿种。可燃冰的开采和利用，既有助于解决人类面临的能源危机，又能生成一系列的工业产品。(1)对某可燃冰矿样进行定量分析，取一定量样品，释放出的甲烷气体体积折合成标准状况后为166m3,剩余H2O的体积为0.8m3,则该样品的化学式中x=。(2)已知下表数据，且知H2O(l)=H2O(g)Z=+41kJmol1O=OC=O化学键C-H键能/kJmol1413498803463用甲烷燃烧热表示的热化学方程式为(3)甲烷燃料电池相较于

19、直接燃烧甲烷有着更高的能量转化效率，某甲烷燃料电池，正极通入空气，以某种金属氧化物为离子导体(金属离子空穴中能传导O2-),该电池负极的电极反应式为。(4)甲烷与水蒸气重整制氢是工业上获得氢气的重要手段。若甲烷与脱盐水在一定条件下反应生成H2,同时得到体积比为1:3的CQ和CO,该反应的化学方程式为。混合气体中的CO2可用浓氨水脱除，同时获得氮肥NH4HCO3,该反应的离子方程式是o【答案】6CH(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)用-892kJmol-1Chk-8e+4O2=CQ+2H2O4CH4+5H2O=CO2+3CO+13H2NH3H2O+CQ=NH4+HCO333(1)

20、n(CH4)=16610L=16610mol,22.4L/mol22.4n(H2O)=60.810g0.81018g/mol18c11661030.8106n(CH4):n(H2O)=:1:6,所以x=6,故答案为：6;22.418(2)由表格可知CH4(g)+2O2(g)=CC2(g)+2H2O(g)的用(4X413+2X498-2X803X-4X463kJmol-1=-810kJmol-1,又因为H2O(l)=H2O(g)AH=41kJmol1,将-2X得：CH4(g)+2O2(g)=CQ(g)+2H2O(l)AH=(-810-2X41kJmol1=-892kJmol-1,故答案为：CH4

21、(g)+2O2(g)=CQ(g)+2H2O(l)AH=-892kJmol-1；(3)甲烷在负极失电子，被氧化，结合电解质、原子守恒、电荷守恒可得负极反应为：CH4-8e-+4O2-=CQ+2H2O,故答案为：CH4-8e-+4O2-=CQ+2H2O;(4)由已知可知道，反应物为甲烷和水，生成物为氢H2、CO和CO2,结合CQ和CO的体积比为1:3可得方程式为：4CH4+5H2O=CO2+3CO+13H2。二氧化碳和氨水反应生成NH4HCO3的离子方程式为：NH3H2O+CQ=NH4+HCO3，故答案为:4CH4+5H2O=CO2+3CO+13H2;NH3H2O+CQ=NH4+HCO3。【点睛】

22、燃料电池电极反应的书写：燃料在负极失电子，。2在正极得电子。7 .硫化氢(H2S)是一种有毒的可燃性气体，用H2s空气和KOH溶液可以组成燃料电池，其电池总反应为2H2S+3Q+4KOH=2伯SQ+4H2O。(1)该电池工作时正极应通入。(2)该电池负极的电极反应式为。(3)该电池工作一段时间后负极区溶液的pH_(填升高不变”或降低”)。【答案】。2H2S+8OHI-6e-=SC32-+5H2O降低【解析】【分析】【详解】(1)由电池总反应可知，反应中硫元素的化合价升高，发生氧化反应，氧气中氧的化合价降低，发生还原反应，则通入硫化氢的电极为负极，通入氧气的电极为正极。答案为：。2。(2)碱性溶

23、液中正极的电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-,总反应减去正极反应得到负极反应式为：H2S+8OH-6e-=SQ2-+5H2O。答案为：H2S+8OH-6e-=SQ2-+5H2O。(3)由负极反应式可知，负极反应消耗OH-,同时生成水，则负极区溶液中c(OH-)减小,pH降低。答案为：降低。【点睛】电池反应中有氧气参加，氧气在反应中得到电子发生还原反应，根据原电池原理，负极发生氧化，正极发生还原，所以通入氧气的电极为电池的正极，酸性条件下的反应：O2+4H+4e-=2H2O,碱性条件下的反应：O2+2H2O+4e-=4OH-。8 .氮的单质及其化合物性质多样，用途广泛。完成下列填空：

24、科学家正在研究利用催化技术将超音速飞机尾气中的NO和CO转变成CQ和N2：2NO+2CQ善4剂、2CO2+N2+Q(Q0)。在某温度下测得该反应在不同时间的CO浓度如下表：浓度(mol/L)时间(s)012345c(CO)3.60X1033.05X10-32.85X1032.75X10-32.70X1032.70X10-3(1)该反应平衡常数K的表达式为；温度升高，K值(选填增大“减小”不变”)；前2s的平均反应速率v(N2)=一；若上诉反应在密闭容器中发生，达到平衡时能提高NO转化率的措施之一是一。(2)工业合成氨的反应温度选择500c左右的原因是。(3)实验室在固定容积的密闭容器中加入1m

25、ol氮气和3mol氢气模拟工业合成氨，反应在一定条件下已达到平衡的标志是。A.N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2B.容器内的压强保持不变C.N2、H2、NH3的浓度不在变化D.反应停止，正、逆反应的速率都等于零(4)常温下向ImolHCl的稀盐酸中缓缓通入1molNH3(溶液体积变化忽略不计)，反应结束后溶液中离子浓度由大到小的顺序是；在通入NH3的过程中溶液的导电能力(选填变大“变小尤乎不变”)2cCO2cN2【答案】K不2减小c2NOc2CO1.875-4mO0(Ls)增大压强(或其它合理答案)催化剂在500C左右具有最佳活性【解析】【分析】BCc(C)c(NH4+)c(H+)c(O

26、H)几乎不变Ac(1)根据平衡常数和化学反应速率(v=)的相关公式进行计算；At(2)工业合成氨的反应温度选择500c左右的主要原因是催化剂在500c左右具有最佳活性；(3)根据化学平衡状态的特征判断，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态；(4)二者恰好反应生成氯化钱，水解方程式为NH4+H2O-NH3,H2O+H+,溶液呈酸性，进行分析。【详解】(1)平衡常数等于生成物浓度的系数次哥之积除以反应浓度系数次哥之积，根据反应2

27、cCO2cN22NO(g)+2CO(g)吧？2CO2(g)+N2(g),平衡常数K下2；该反应为放热反cNOcCO应，温度升高时平衡逆向移动，所以平衡常数减小；根据速率之比等于各物质系数比可知：v(CO)=(3.60103-2.85103)/2=3.75104mol/(Ls),前2s内的平均反应At速率v(N2)=v(CO)/2=1.875X彳0nol/(Ls);一氧化氮的转化率变大，说明平衡正向移动可以通2cCO2cN2过增大压强，使平衡正向移动，故答案为：K工2；减小；1.875X10c2NOc2CO4mol/(Ls)；增大压强(或其它合理答案)；(2)工业合成氨的反应温度选择500c左右

28、的主要原因是催化剂在500c左右具有最佳活性，故答案为：催化剂在500c左右具有最佳活性；A.浓度之比为1:3:2,并不是不变，不能判断是否平衡，A项错误；8 .反应正向进行，体积减小，当压强不变时，已经到达平衡，B项正确；C.N2、H2、NH3的浓度不再变化，已经到达平衡，C项正确；D项错误；故答案为:D.可逆反应达到平衡时，正、逆反应的速率相等，但不会等于零，BC;(4)二者恰好反应生成氯化钱，水解方程式为NH4+H2O：-NH3.H2O+H,溶液呈酸性，即c(H+)c(OH),根据溶液呈电中性有：c(NH4+)+c(H+)=c(OH)+c(C)，因为c(H+)c(OH),所以c(C)c(

29、NH4+),故离子浓度大小关系为：c(Cl-)c(NH4+)c(H+)c(OH-)；溶液中离子浓度几乎不变，所以导电能力几乎不变，故答案为：c(Cl-)c(NH4+)c(H+)c(OH-);几乎不变。【点睛】本题易错点(3)注意平衡状态的判断，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态。9 .为了减少CO对大气的污染，某研究T学习小组拟研究CO和H2O反应转化为绿色能源H2。1已知：CO(g)+O2(g)=CO(g)H=-283kJmol12H2(g)+1O2(g)=H2O(g)H=-241.8kJmol-12H2O(l)=H2O(g)H=+4

30、4.0kJmol-1(1)H2的燃烧热H=。(2)写出CO(g和H2O(g)作用生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式：。(3)相关物质的化学键键能数据如下：化学键O=O(O2)H-HH-OE/(kJmol-1)x436463计算x=kJmol-1。(4)某反应2X(g)+Y(g)?2Z(g)H=-QkJmol-1,反应过程中能量变化如图所示，其中虚线表示加入催化剂M时的情况。加入催化剂M后，H(填改变或不变”)在使用催化剂的两部反应中，(填第一步或第二步”决定反应速率。【答案】-285.8kJmol-1CO(g)+BO(g)=H2(g)+CC2(g)H=-41.2kJmol-1496.4

31、不变第【解析】【分析】在25摄氏度，101kPa时，1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热；(2)根据盖斯定律继续计算；(3)始变=反应物键能-生成物键能，再根据氢气的燃烧热方程式计算；(4)反应热与反应路径无关；反应活化能大的一步决定反应速率。【详解】(1)由反应H2(g)+-02(g)=H2O(g)H=-241.8kJmol-12H2O(l)=H20(g)H=+44.0kJmol-1结合盖斯定律可知1mol氢气燃烧生成液体水放出的热量为241.8kJ+44.0kJ=285.8kJ,故答案为:-285.8kJmol-1；一一1一一，一1(2)由反应CO(g)

32、+-02(g)=CO(g)H=-283kJmol121H2(g)+-O2(g)=H2O(g)H=-241.8kJmol-1结合盖斯定律可知反应CO(g)+H2O(gLCO2(g)+H2(g)可由-得到，所以该反应的4H=-283kJmol-1-(-241.8kJmol-1)=-41.2kJmol-1,故答案为：CO(g)+H2O(g)=Hz(g)+CO(g)H=-41.2kJmol-1；由第(1)题可知：H2(g)+1O2(g)=H2O(l)H=-285.8kJmol-1,根据始变=反应物键能-生成2物键能可得436kJmol-1+1x-2X463Jol-1=-285.8kJmol-1,解得x

33、=496.4kJmol-1,故答案2为：496.4;(4)催化剂只改变反应活化能不改变烙变，故答案为：不变；根据图示可知第一步反应活化能较大，所以第一步决定反应速率，故答案为：第一步。10.2007年诺贝尔化学奖授予德国科学家格哈德埃特尔，以表彰他在表面化学研究领域作出的开拓性贡献。(1)某校化学研究性学习小组的同学在技术人员的指导下，按下列流程探究不同催化剂对NH3还原NO反应的催化性能。Nanh3混合气障若控制其他实验条件均相同，在催化反应器中装载不同的催化剂，将经催化反应后的混合气体通过滴有酚酬:的稀硫酸溶液(溶液的体积、浓度均相同)。为比较不同催化剂的催化性能，需要测量并记录的数据是。

34、(2)在汽车的排气管上安装催化转化器”用钳、铝合金作催化剂)，它的作用是使C。NO反应生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，并促使烧类充分燃烧。写出CO与NO反应的化学方程式：，该反应作氧化剂的物质是。用CHH崔化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染。例如：CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CQ(g)+2H2O(g);AHi=-574kJmol1CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO(g)+2H2O(g);AH若1molCH4还原NO2至N2,整个过程中放出的热量为867kJ,则Affi=。(3)有人认为：该研究可以使氨的合成反应，在铁催化剂表面进行时的效率大大提高，从而使原料

35、的转化率大大提高。请你应用化学基本理论对此观点进行评价：。【答案】溶液显色所需要的时间2CO+2NO您枇制N2+2CONO-1160kJmolr该研究只能提高化学反应速率，不能使化学平衡发生移动【解析】【分析】(1)催化剂不同催化效果不同，可将经催化反应后的混合气体通过滴有酚血:的稀硫酸溶液(溶液的体积、浓度均相同)，测量并记录的溶液显色的时间；(2)CONO反应生成了CQ和N2,据此写出反应的化学方程式，然后判断氧化剂；写出C1还原NO2至N2的热化学方程式，然后结合CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CQ(g)+2H2O(g);H1=-574kJ?mol-1反应，求算出也；(3)催

36、化剂只能加快反应速度，不能改变化学平衡。【详解】(1)溶液显色的时间不同，说明催化剂的催化效果不同，需要测量并记录溶液显色所需要的时间；(2)CO和NO反应生成了CQ和N2,根据化合价变化配平该反应方程式为：催化剂2CO+2NO=N2+2CQ,该反应中一氧化氮被还原生成氮气，NO为氧化剂；1molCH4还原NO2至N2,热化学方程式是：CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CQ(g)+2H2O(g)；H3=-867kJ?mol-1；结合热化学方程式CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CC2(g)+2H2O(g);AH1=-574kJ?mol-1,可以得出：Ch4(g)+4NO(g)=

37、2N2(g)+CQ(g)+2H2O(g)；H2=-1160kJ?mol-1;故答案为：-1160kJ?mol-1;(3)催化剂只能加快反应速度，不能改变化学平衡，所以该研究只能提高化学反应速率，不能使化学平衡发生移动。11.I.某实验小组对H2O2的分解做了如下探究。下表是该实验小组研究影响H2O2分解速率的因素时记录的一组数据，将质量相同的粉末状和块状的MnO2分别加入盛有15ml5%的H2O2溶液的大试管中，并用带火星的木条测试，结果如下：MnO2触摸试管情况观察结果反应完成所需的时间粉末状很烫剧烈反应，带火星的木条复燃3.5min块状微热反应较慢，火星红亮但木条未复燃30min(1)写出

38、上述实验中发生反应的化学方程式：。(2)实验结果表明，催化剂的催化效果与有关。(3)某同学在10mLH2O2溶液中加入一定量的二氧化镒，放出气体的体积(标准状况)与反应时间的关系如图所示，则A、B、C三点所表示的反应速率最慢的是。n.某反应在体积为5L的恒容密闭容器中进行，在0-3分钟内各物质的量的变化情况如图所示(A,B,C均为气体，且A气体有颜色)。(4)该反应的的化学方程式为。(5)反应开始至2分钟时，B的平均反应速率为。(6)能说明该反应已达到平衡状态的是。a.v(A)=2v(B)b.容器内各物质的物质的量相等c.v逆(A)=ve(C)d容器内气体的颜色保持不变(7)由图求得平衡时A的

39、体积分数。【答案】2H2O2空空22H2O+02T催化剂的表面积C2A+&-2C0.1mol(Lmin)-1cd37.5%【解析】【分析】I.(1)二氧化镒是过氧化氢分解的催化剂，由带火星木条复燃，可知产物，由此可写出方程式；(2)由实验现象可知催化剂作用大小的影响因素；(3)A、B、C三点的斜率代表反应速率，斜率越大，反应速率越大；n.(4)从物质的物质的量的变化趋势判断反应物和生成物，根据物质的物质的量变化值等于化学计量数之比书写化学方程；(5)化学反应速率是单位时间内浓度的变化，据此可求得反应速率；(6)可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各组分浓度不再变化，若存在有色物质，则有色

40、物质的颜色也不再变化，据此对各选项进行判断；,小4口的平衡时A的物质的量口十,一u(7)根据可求得平衡时A的体积分数平衡时气体总物质的量，刁行十州口Ji/、刀姒.【详解】:(1)上述实验中发生反应的化学方程式为:MnO22H2O2=2H2O+O2；(2)时间少，则反应速率快，则实验结果表明，催化剂的催化效果与催化剂的表面积有关，故答案为：催化剂的表面积；(3)由图可知，曲线斜率变小，反应速率减小，则A、B、C三点所表示的反应速率最慢的是C,故答案为:C;n.(4)由图象可以看出，A、B的物质的量逐渐减小，则A、B为反应物，C的物质的量逐渐增多，所以C为生成物，当反应到达2min时，n(A)=2

41、mol,n(B)=1mol,n(C)=2mol,化学反应中，各物质的物质的量的变化值与化学计量数呈正比，则4(A)：n(B)：n(C)=2：1：2,故答案为：2A+B；2C;(5)由图象可以看出，反应开始至2分钟时，n(B)=1mol,B的平均反应速率为:1mol2min=0.1mol/(L?min),故答案为：0.1mol/(L?min)；5L(6) a.v(A)=2v(B)不能说明正反应和逆反应的关系，故无法判断反应是否达到平衡，故a错误；b.容器内各物质的物质的量相等，不能说明各组分的浓度不再变化，无法判断是否达到平衡状态，故b错误；c.在该反应中A和C的计量数相等，当v逆(A)=丫正(

42、C)时，正逆反应速率相等，说明反应已达平衡状态了，故c正确；d正确;A的物质的量为3mol,平衡时总物质的量为d.只有A为有色物质，当容器内气体的颜色保持不变，说明各组分的浓度不再变化，该反应已经达到平衡状态，故故答案为：cd；(7)由图象可知：达平衡时1mol+3mol+4mol=8mol,所以A的体积分数为平衡时A的物质的._二网凹100%=37.5%,故答案为：37.5%;平衡时气体总物质的量8mol【点睛】同一化学反应、同一时间段内，各物质的反应速率之比等于计量数之比，据此可以求用不同物质表示的反应速率，也可通过不同物质的反应速率之比来反求反应方程式；某物质的某物质的XX(X可以是质量

43、，体积等)分数100%。总的X12 .将等物质的量的A、B、CD4种物质混合，发生如下反应：aA+bB-cC(s)+dD,当反应进行一定时间后，测得A减少了4nmol,B减少了2nmol,C增加了6nmol,D增加了4nmol,此时达到化学平衡。该化学方程式各物质的化学计量数为a=、b=、c=、d=。(2)若只改变压强，反应速率发生变化，但平衡不发生移动，该反应中各物质的聚集状态：A、B、D。(3)若只升高温度，反应一段时间后，测知4种物质其物质的量又达到相等，则该反应为(填放热或吸热”反应。【答案】2132气体固体或液体气体放热【解析】【分析】(1)化学计量数之比等于物质的量变化量之比；(2

44、)只改变压强，反应速率发生变化，但平衡不发生移动，说明反应前后气体的体积不变，即反应前后气体总的化学计量数相等；(3)若只升高温度，反应一段时间后，测知4种物质其物质的量又达到相等，说明平衡向逆反应方向移动。【详解】(1)化学计量数之比等于物质的量变化量之比，则：a：b:c：d=4n：2n：6n：4n=2：1：3:2,故a=2、b=1、c=3、d=2;对于反应：2A+1B?3c(s)+2D,只改变压强，反应速率发生变化，但平衡不发生移动，说明反应前后气体的体积不变，即反应前后气体总的化学计量数相等，而C为固体，只能A、D为气态，B为固体或液体；若只升高温度，反应一段时间后，测知4种物质其物质的

45、量又达到相等，说明平衡向逆反应方向移动，升高温度平衡向吸热反应方向移动，即该反应正反应为放热反应。13 .影响化学反应速率的因素有很多，某课外兴趣小组用实验的方法进行探究。实验一：甲同学利用Al、Fe、Mg和2mol/L的稀硫酸，设计实验方案研究影响反应速率的因素。研究的实验报告如表所示：实验步骤现象结论分别取等体积的2mol/L稀硫酸于试管中反应快慢：MgAlFe反应物的性质越活泼，反应速率越快分别投入大小、形状相同的Al、Fe、Mg(1)甲同学的实验目的是;要得出正确的实验结论，还需控制的实验条件是实验二：已知2KMnO4+5H2c2O4+3H2SC4=K2SOh+2MnSO4+8H2。+

46、10CO2T,在开始一段时间内，反应速率较慢，溶液褪色不明显；但不久突然褪色，反应速率明显加快。（2）针对上述现象，某同学认为该反应放热，导致溶液温度上升，反应速率加快。从影响化学反应速率的因素看，你猜想还可能是的影响。（3）若用实验证明你的猜想，除酸性高镒酸钾溶液、草酸溶液外，可以在反应一开始时加OA.硫酸钾B.硫酸镒C氯化镒D.水【答案】比较反应物本身的性质对反应速率的影响温度相同Mn2+的催化作用（或催化剂）B【解析】【分析】【详解】（1）根据表中的信息得出该同学的实验目的是探究Al、Fe、Mg与稀硫酸的反应速率快慢，即研究反应物本身的性质对反应速率的关系对反应速率的影响；温度对化学反应

47、速率的影响较大，故根据控制变量法，要得出正确的实验结论，还需控制的实验条件是保持温度相同；故答案为探究反应物本身的性质对反应速率的影响；温度相同；（2）对化学反应速率影响最快的是催化剂，故猜想还可能是催化剂的影响，可以从比较生成物Mn2+（过渡金属）与K+（主族金属）的区别中找到答案，即通常是过渡金属或其离子具有催化性，故答案为Mn2+的催化作用（或催化剂）；（3）反应方程式2KMnO4+5H2c2O4+3H2SO=K2SOi+2MnSO4+8H2O+10CO2T中，浓度变化较大的为镒离子，所以选择做催化剂的试剂应该含有镒离子，而（C）中氯化镒中也含Mn2+,却不能选为催化剂，原因就在于其中的Cl-易被酸性高镒酸钾溶液氧化，故只有B正确，故答案为Bo14 .酸性锌镒干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是有碳粉，二氧化镒，氯化锌和氯化俊等组成的填充物，该电池在放电过程产生MnO