第六章化学反应与能量检测题-高一年级下册化学人教版（2019）必修第二册

第六章化学反应与能量检测题

一、单选题

1.一定条件下存在反应：CO(g)+H2O(g)^CO2(g)+H2(g),其正反应放热。现有三个相同的2L恒容绝热(与外界没

有热量交换)密闭容器I、II、III,在I中充入ImolCO和ImolEhO,在II中充入ImolCCh和ImolH2,在HI中

充入2moicO和2moiH2O,700℃条件下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是

A.两容器中正反应速率：1<11

B.两容器中的平衡常数：1>11

c.容器】中co2的物质的量比容器n中co2的少

D.容器I中CO的转化率与容器II中C02的转化率之和大于1

2.化学与生产、生活密切相关，下列说法错误的是

A.高纯硅晶体可用于制作太阳能电池

B.稀土永磁材料是电子通讯技术中的重要材料，稀土元素都是金属元素

C.生活中制作油条的口诀是“一碱、二砒、三钱盐”，其中的“碱”是烧碱

D.干电池低汞化、无汞化，有利于减少废电池造成的土壤污染

A.AB.BC.CD.D

4.工业上制取硫酸铜采用途径1而不采用途径n,这样做的优点是

m2so4,0,

途径11

CuCuSO,

___

浓H2SO4,△

①节省能源②不产生污染大气的SO2③提高了H2s04的利用率④提高了Cu的利用率

A.仅①②B.仅②③④C.仅①②③D.全部

5.生命活动与化学反应息息相关，下列反应中能量变化与其他不同的是()

①液态水变成水蒸气②酸碱中和反应③浓硫酸稀释④固体NaOH溶于水⑤H2在CI2中燃烧⑥电离

A.②③④⑤B.②③④C.②⑤D.©©⑤

6.某原电池的总反应是Fe+Cu/=Fe2++Cu，该原电池的正确组成是

A.B.C.C11SO4溶液D.

7.化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的,

如图为N2(g)和Ch(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化。则下列说法正确的是

放出能量

吸收能量-1

吸收能量632kJ,mol

946kJ,mol

498kJ,mor1

oo

N,(g)和0(g)生成NO(g)过程中的能量变化

A.通常情况下，NO比N2稳定

B.通常情况下，N?(g)和0迎)混合能直接生成NO

C.lmolN2(g)和lmolO2(g)反应吸收的能量为180kJ

D.ImoM(g)和1molO2(g)具有的总能量大于2moiNO(g)具有的总能量

8.在体积为2L的密闭容器中，充入2moicOz和6molH?,一定条件下发生反应:

CO2(g)+3H2(g)UCHQH(g)+H2O(g),能说明上述反应达到平衡状态的是

A.反应中CO,与CHQH的物质的量浓度相等时

B.V(CO2)=V(H2)

C.单位时间内每消耗3moiHr同时生成ImolHq

D.C0?的体积分数在混合气体中保持不变

9.常采用三元催化器处理汽车尾气中NOx，CO和碳氢化合物等大气污染物，其简易工作原理如图。下列推断正确

的是

试卷第2页，共10页

碳氢化合物+C0NO2N2CO2+H2O

A.若x=l,CO和NOx反应中N2与NOx的反应速率相等

B.若x=2,碳氢化合物为C8H⑶则碳氢化合物与NO*的反应只有极性键的断裂和形成

C.其他条件相同时，催化剂的比表面积越大，反应速率越大

D.三元催化剂能增大正反应速串，同时减小逆反应速率

10.2019年诺贝尔化学奖授予美国固体物理学家约翰・巴尼斯特・古迪纳(JohnB.Goodenough),英国化学家斯坦

利・威廷汉(StanleyWhittingham)和日本化学家吉野彰(AkiraYoshino),以表彰他们发明锂离子电池方面做出的贡

献。全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应

为：16Li+xS8=8Li2sx(2<x<8)»下列说法错误的是()

A.电池工作时，正极可发生反应：2Li2s6+2Li++2e=3Li2s4

B.电池工作时，外电路中流过0.02mol电子，负极材料减重0.14g

C.石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性

D.电池充电时间越长，电池中Li2s2的量越多

11.白磷与氧气在一定条件下可以发生如下反应：P4+3O2=P4O6«己知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为:

含6个P-喉含12个P-O®

根据上图所示的分子结构和有关数据，计算该反应的能量变化，正确的是

A.释放1638kJ的能量B.吸收1638kJ的能量

C.释放126kJ的能量D.吸收126kJ的能量

12.为了研究外界条件对HQ?分解反应速率的影响，某同学在相应条件下进行实验，实验记录如下表:

实验序号反应物温度催化剂收集VmL气体所用时间

5mL5%凡。2溶液25℃2滴1mol/LFeCht.

②5mL5%也02溶液45℃2滴1mol/LFeJ

③5mL10%耳。2溶液25℃2滴1mol/LFeJ

t3

④5mL5%应。2溶液25℃不使用t.

下列说法中，不正确的是A.通过实验①②，可研究温度对反应速率的影响

B.所用时间：t,>t3

C.通过实验①④，可研究催化剂对反应速率的影响

D.反应速率：③〈④

13.下列说法正确的是

A.既没有气体参与也没有气体生成的反应，压强改变几乎不会影响化学反应速率

B.化学反应速率常用反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量表示

C.平衡时的转化率是指平衡时反应物的物质的量与其初始物质的量之比

D.化学平衡是所有可逆反应都存在的一种状态，达到这一状态时反应停止

14.用如图所示装置进行相应实验，能达到实验目的的是

选

ABCD

项

试卷第4页，共10页

2+

目将Zn+Cu=Cu+Zn”设计成原测定NaCO4溶液的

制取Fe(OH)2沉淀分离苯和硝基苯

的电池装置物质的量浓度

A.AB.BC.CD.D

15.下列化学反应属于吸热反应的是

A.碘的升华B.氢氧化钙与氯化镂晶体混合

C.镁与稀盐酸反应D.生石灰溶于水

二、填空题

16.从能量的变化和反应的快慢等角度研究反应：CH4+2O2=2H2O+CO2O

⑵酸性甲烷燃料电池的总反应方程式为CH4+2O2=2H2O+CC>2。其中，负极的电极反应式为:正极发生

反应(填“氧化”或"还原”)。电路中每转移0.2mol电子，标准状况下消耗的体积是L。

(3)理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池，请你利用下列反应Cu+2Ag+=Ci?++2Ag设计一个化学

电池，并回答下列问题：

①该电池的正极材料是,负极材料是,电解质溶液是。

②正极的电极反应式为o

17.化学反应的速率和限度对人类生产生活有重要的意义。

I.已知Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SJ+SO2T+H,Oo甲同学通过测定该反应发生时溶液变浑浊的时间，研究外界条件

对化学反应速率的影响，设计实验如下：(所取溶液体积均为2mL)

实验编号温度/℃c(Na2S2O3)/mol/Lc(H2SO4)/mol-E'

I250.10.1

II250.20.1

III500.20.1

(1)上述实验中溶液最先变浑浊的是。(填实验编号，下同)

(2)为探究浓度对化学反应速率的影响，应选择实验和o

H.NO?和N0之间发生反应：Nq4(g)(无色)u2NC)2(g)(红棕色)，一定温度下，体积为2L的恒容密闭容器中,

各物质的物质的量随时间变化的关系如图所示。请回答下列问题：

(3)若上述反应在甲、乙两个相同容器内同时进行，分别测得：甲中v(N2Oj=0.2mol-LLminT,乙中

V(NO2)=0.3mol-U'-min-',则中反应更快。

(4)该反应达最大限度时Y的转化率为；若初始压强为Po,则平衡时P片(用含Po的表达式表示)。

(5)下列描述能表示该反应达平衡状态的是。

A.容器中X与Y的物质的量相等

B.容器内气体的颜色不再改变

C.2v(X)=v(Y)

D.容器内气体的密度不再发生变化

E.容器内气体的平均相对分子质量不再改变

18.理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。

+2+

(1)请利用反应“3CU+8H+2NO3=4H2O+3Cu+2NOT”设制一个化学电池，回答下列问题：

①该电池的负极材料是,电解质溶液是;

②正极的电极反应式为;

③当生成的气体标在准状况下的体积为0.224L时，电路中电子转移了mol

⑵已知燃料电池的总反应式为CH4+20?+2KOH=K2co3+3凡。，电池中有一极的电极反应式为

2O,+4H2O+8e=8OHo

试卷第6页，共10页

①这个电极是燃料电池的(填“正极”或"负极”)，另一个电极上的电极反应式为：。

②随着电池不断放电，电解质溶液的碱性(填“增大”、"减小''或"不变”)。

③通常情况下，甲烷燃料电池的能量利用率(填“大于"、"小于”或"等于”)甲烷燃烧的能量利用率。

19.I.回答下列问题：

⑴已知键能：H—H436kJ/mol,N—H391kJ/mol,N=N946kJ/mol,则Nz(g)+3H2(g)U2NE(g)生成1mol

NH3(填"吸收喊“放出”)kJ热量。

II.实验小组对可逆反应aX(g)+bY(g)UpZ(g)进行探究。回答下列问题：

(2)T℃时，起始向10L恒容密闭容器中充入X、Y,测得反应过程中X、Y、Z三种气体的物质的量浓度(c)与时间(t)

的关系如图所示。

①a:b:p=。

②0~4min内的反应速率v(Z)=。

③2min时的正反应速率(填“大于”、“小于”或“等于")4min时的正反应速率。

(3)若在不同条件下进行上述反应，测得反应速率分别为①v(X)=0.3moLL【min",②v(Y)=0.4mol-L」.min」,③v(Z)=0.5

mol-Lmin1,其中反应速率最慢的是(填序号)。

III.完成下列问题

(4)下列装置中能够组成原电池的是(填序号)。

-

-

-=-

==-

-

r-=.=-

=-

=-

r—=-

r_=-

一

一

一

一-

溶液H2so.溶液H2so，溶液

①CH,COOH

⑤

20.I.判断：

(1)下列化学(或离子)方程式正确且能设计成原电池的是(填字母，下同)。

3+2+2+

A.KOH+HC1=KC1+H2OB.Cu+Fe=Fe+Cu

C.Na,O+H:O=2NaOHD.Fe+H,SO4=FeSO4+H,T

n.常温下，将除去表面氧化膜的AI、cu片插入浓HNC>3中组成原电池(图1),测得原电池的电流强度⑴随时间⑴

的变化如图2所示。反应过程中有红棕色气体产生。

图2

（2）0〜h时，原电池的负极是A1片，此时，正极的电极反应式是,溶液中的H+向移动（填“正极”或“负

极”）；时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是。

21.反应Fe+H2sO4=FeSO4+H2T的能量变化趋势，如图所示：

（1）该反应为反应（填“吸热”或"放热”）.

（2）若要使该反应的反应速率加快，下列措施可行的是（填字母）.

a.改铁片为铁粉

b.改稀硫酸为98%的浓硫酸

c.升高温度

（3）若将上述反应设计成原电池，铜为原电池某一极材料，则铜为极（填“正”或“负”）.该极上发生的电极反应

式为,外电路中电子由____极（填“正"或"负"，下同）向极移动。

22.某温度下，在2L恒容的密闭容器中X、Y、Z三种物质（均为气态）间进行反应，其物质的量随时间的变化曲线

如图。据图回答：

（1）该反应的化学方程式可表示为_________________________________________________

（2）反应起始至fmin（设t=5）,X的平均反应速率是。

试卷第8页，共10页

(3)在■min时，该反应达到了状态，下列可判断反应已达到该状态的是(填字母，下同)。

A.X、Y、Z的反应速率相等B.X、Y的反应速率比为2：3

C.混合气体的密度不变D.生成ImolZ的同时生成2molX

(4)从开始到t秒末X的转化率。

(5)用一定能使该反应的反应速率增大的措施有。

A.其他条件不变，及时分离出产物B.适当降低温度

C.其他条件不变，增大X的浓度D.保持体积不变，充入Ar气使容器内压强增大

(6)在一个体积固定的密闭容器中，进行的可逆反应A(s)+3B(g)U3c(g)。下列叙述中表明可逆反应一定达到平衡

状态的是__________

①C的生成速率与C的分解速率相等；

②单位时间内生成amolA,同时生成3amolB；

③B的浓度不再变化；

④混合气体总的物质的量不再发生变化；

⑤A、B、C的物质的量之比为1：3：3；

⑥混合气体的密度不再变化。

23.(1)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图所示。电池工作时，外电路上电流的方向应从电极(填A或

B)流向用电器。内电路中，CO：向电极(填A或B)移动，电极A上CO参与的电极反应为

电极A电极B

(2)某种燃料电池的工作原理示意如图所示，a、b均为惰性电极。

①假设使用的“燃料”是氢气(%)，则a极的电极反应式为。

若电池中氢气(H2)通入量为224mL(标准状况)，且反应完全，则理论上通过电流表的电量为C(法拉第常数

F=9.65xl04C/mol)o

②假设使用的“燃料”是甲醇(CH.QH),则a极的电极反应式为。

如果消耗甲醇160g,假设化学能完全转化为电能，则转移电子的数目为（用M表示）。

试卷第10页，共10页

参考答案：

1.C

【详解】A.若两容器保持恒温，则为等效平衡，正反应速率相等，现为恒容绝热容器，I

中温度升高，n中温度降低，所以达平衡时，混合气体的温度I比n高，正反应速率：i>

II,A不正确；

B.由A中分析可知，达平衡时容器I的温度比n高，由于正反应为放热反应，温度越高平

衡常数越小，所以两容器中的平衡常数：I<II,B不正确；

C.若温度不变，容器I和容器II中C02的物质的量相等，现达平衡时，容器I的温度比II

高，升温时平衡逆向移动，所以容器I中C02的物质的量比容器n中C02的少，C正确；

D.若温度不变，容器I和容器II为等效平衡，则此时容器I中CO的转化率与容器II中

CO2的转化率之和等于1,现容器II的温度比容器I低，相当于容器I降温，平衡正向移动，

容器II中CO2的转化率减小，所以容器I中CO的转化率与容器II中co2的转化率之和

小于1,D不正确；

故选C。

2.C

【详解】A.太阳能电池工作原理的基础是半导体PN结的光生伏特效应，高纯硅晶体是一

种良好的半导体材料，故可用于制作太阳能电池，A正确；

B.稀土元素都位于周期表中的过渡金属区，故稀土永磁材料是电子通讯技术中的重要材料,

稀土元素都是金属元素，B正确；

C.生活中制作油条的口诀是“一碱、二矶、三钱盐”，其中的"碱''是纯碱，和明矶中的AF+

发生双水解反应产生CO2,使油条疏松多孔，C错误；

D.由于Hg为重金属，重金属离子会污染土壤和地下水，故干电池低汞化、无汞化，有利

于减少废电池造成的土壤污染，D正确；

故答案为：Co

3.C

【详解】A.电解质为能够传导氧离子的固体氧化物，正极氧气得电子生成氧离子，故A不

选；

B.电解质溶液是氢氧化钾，正极上氧气得电子与水反应生成氢氧根离子，故B不选；

C.存在质子交换膜，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，故C选；

D.电解质为熔融碳酸盐，正极氧气得电子结合二氧化碳生成碳酸根离子，故D不选；

故选C。

4.C

【分析】途径I将铜丝浸入稀硫酸中并不断地从容器下部吹入氧气，发生

A

2Cu+2H2so4+Ch=2CuSO4+2H2O；途径II是2Cu+2H2so“浓）=2CUSO4+SO2T+2H?0；结合

答案第11页，共11页

反应原理进行分析。

【详解】①根据上述分析：途径I反应在常温下就能进行，而途径n浓硫酸与铜在加热条件

下反应，所以途径I节省能源，故①正确；

②根据上述分析：途径I反应无污染，而途径n浓硫酸与铜在加热条件下反应生成so2,产

生污染大气的SO2,故②正确；

③根据上述分析:途径反应物中的硫酸根完全转化成生成物中的硫酸根,提高

IH2sCMH2SO4

的利用率，故③正确；

④无论哪一种方法，生成等物质的量的硫酸铜，都需要相同质量的铜，故④错误；

故c符合题意；

故答案：Co

5.C

【详解】①液态水变成水蒸气吸收热量，是物质状态的变化，没有新物质生成，发生的是物

理变化；

②酸碱中和反应放出热量，有新的物质生成，发生的是化学变化，能量变化是化学能转化为

热能：

③浓硫酸稀释放出热量，是物质的溶解过程，没有新的物质产生；

④固体NaOH溶于水放出热量，是物质的溶解过程，在过程中没有新物质产生；

⑤H?在C12中燃烧放出热量，发生了化学变化，有新物质产生，化学能转化为热能；

⑥电离过程吸收能量，是电解质变为自由移动的离子的过程，变化时没有新物质产生；

可见②⑤能量变化时发生化学反应，①③④能量变化时没有新物质产生，故合理选项是C。

6.C

【分析】由题干某原电池的总反应为Fe+Cu2+=Fe?++Cu可知，Fe在反应中由0价转化为

+2价，化合价升高，发生氧化反应，故Fe作负极，CF+在反应中化合价由+2价降低为0

价，化合价降低，发生还原反应，故在正极上发生该反应，据此分析解题。

【详解】A.由于Zn比Cu活泼，故Zn作负极，Cu为正极，电解质中的CiP+被还原，A

项错误；

B.装置中没有自发的发生氧化还原反应，B项错误；

C.由于Fe比Cu活泼，故Fe作负极，Cu为正极，电解质中的Cu?+被还原，C项正确；

D.装置中没有自发的发生氧化还原反应，D项错误；

答案选C。

7.C

【详解】A.N2键能为946kJ/mol,NO键能为632kJ/moL键能越大，越稳定,则通常情

况下，N2比NO稳定，选项A错误；

B.通常情况下，Nz(g)和02(g)混合反应生成NO需要一定的条件，不能直接生成NO,选

答案第12页，共11页

项B错误；

C.断开化学键需要吸收能量为946kJ/mol+498kJ/mol=1444kJ/moL形成化学键放出的能量

为2x632kJ/mol=1264kJ/mol,则lmolN2(g)和ImolCh(g)反应吸收的能量为

(1444-1264)kJ=180kJ,则ImolN?(g)和ImolC>2(g)反应吸收的能量为180kJ,选项C正确;

D.吸收能量为1444kJ/mol,放出的能量为I264kj/mol,说明该反应是吸热反应，ImolN2(g)

和Imol02(g)具有的总能量小于2molNO(g)具有的总能量，选项D错误，

答案选C。

8.D

【分析】化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，由此衍生的物

理量不变。

【详解】A.反应物和生成物浓度相等不能作为判断达到平衡状态的标志，故A错误；

B.V(CC>2)=V(H2)没有标注正逆反应速率，且不符合两者的化学计量数关系，不能判定平衡

状态，故B错误；

C.该反应在反应的任何时刻均存在单位时间内每消耗3moi凡，同时生成Imol通0,故不

能判断达到平衡状态，故C错误；

D.反应物或生成物浓度不变，说明反应达到平衡，故CO?的体积分数在混合气体中保持不

变，说明反应达到平衡状态，故D正确；

故选：D。

9.C

一定条件下

【详解】A.若x=l,CO和NO反应的方程式为2CO+2NO、N2+2CO2,其中N2

与NO的反应速率不相等，A错误；

B.若X=2,碳氢化合物为C8H18,产物是氮气、二氧化碳水，由于C8H18和N2中存在非极

性键，则碳氢化合物与NOx的反应既有极性键的断裂和形成，也有非极性键的断裂和形成，

B错误；

C.其他条件相同时，催化剂的比表面积越大，反应物之间的接触面积越大，所以反应速率

越大，C正确；

D.三元催化剂能同等程度增大正逆反应速串，D错误；

答案选C。

10.D

【分析】电池反应为：16Li+xS8=8Li2sx(2<x<8),电池负极的方程式为16Li-16e^l6Li+,

根据图示，正极发生一系列的反应，随着反应的进行，转移的电子越多，S的化合价越低,

在Li2s8中，S的化合价为二，Li2s2中S的化合价为-1,则在负极Li2sx中x得值越来越

4

答案第13页，共11页

小。

【详解】A、根据图示和分析，正极发生了一系列反应，包括了2Li2s6+2Li++2e=3Li2s4,A

正确，不符合题意；

B、电池的负极发生反应Li-e=L「，转移0.02mol电子，则有0.02molLi转化为Li+,电极

材料损失0.02molx7g/mol=0.14g,B正确，不符合题意；

C、石墨可以导电，增加电极的导电性，C正确，不符合题意；

D、根据分析，放电过程中Li2s8会转化为Li2s2，则充电过程中Li2s2会转化为Li2s8,Li2s2

的量会越来越少，D错误，符合题意；

答案选D。

11.A

【详解】拆开反应物的化学键需要吸热能量为198x6+498x3=2682kJ,形成生成物的化学键

释放的能量为360x12=4320kJ,二者之差为释放能量4320kJ-2682kJ=1638kJ。

综上所述答案为A。

12.D

【详解】A.实验①②中除温度外其他条件均相同，可研究温度对反应速率的影响，A正确；

B.实验①③中除过氧化氢浓度不同外其他条件均相同，浓度大的反应速率快，故收集相同

体积的气体实验③用的时间短，故t|>t3,B正确；

C.实验①④中，④采用了催化剂，其他条件均相同，可研究催化剂对反应速率的影响，C

正确；

D.实验③④中有浓度和催化剂两个变量，故不能比较反应速率：③〈④，D错误；

故选D。

13.A

【详解】A.既没有气体参与也没有气体生成的反应，压强改变后反应物、生成物的浓度不

变，即改变压强几乎不会影响化学反应速率，A正确；

B.化学反应速率常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表示,B错误；

C.平衡时的转化率是指平衡时反应物转化的物质的量与其初始物质的量之比，C错误；

D.化学平衡是所有可逆反应都存在的一种状态，达到这一状态时正逆反应速率相等，但不

为。即反应并未停止，D错误；

故答案为：A»

14.D

【详解】A.试管A中导管未伸入液面以下，硫酸亚铁无法进入试管B中，不能制取Fe(OH%

沉淀，选项A错误；

B.左侧烧杯中与Zn电极接触的电解质溶液应为硫酸锌溶液，右侧烧杯中与Cu电极接触的

溶液应为硫酸铜溶液，选项B错误；

答案第14页，共11页

C.苯和硝基苯是互溶的、存在着沸点差异的液体，能用蒸储的方法分离，但冷凝水应从下

口进入，上口流出，选项C错误；

D.KMnO4可氧化Cqj,发生氧化还原反应，且KMnO4本身可做指示剂，故能用滴定法

测定Na2GO”溶液的物质的量浓度，使用酸式滴定管盛装KMnO,溶液，选项D正确；

答案选D。

15.B

【解析】常见的放热反应有：所有的物质燃烧、所有金属与酸反应、金属与水反应、所有中

和反应、绝大多数化合反应和铝热反应；

常见的吸热反应有：绝大数分解反应、个别的化合反应(如C和CO2)、少数分解、置换以及

某些复分解反应。

【详解】A.碘的升华是碘受热由固态直接变为气态，属于物理变化，选项A错误；

B.氢氧化钙与氯化镀晶体混合反应后吸收能量使温度降低，该反应是吸热反应，选项B正

确；

C.镁与稀盐酸反应是置换反应，反应放出大量的热，属于放热反应，选项C错误；

D.生石灰溶于水反应生成氢氧化钙，反应放出热量，该属于放热反应，选项D错误；

答案选Bo

【点睛】本题考查了反应是放热反应还是吸热反应类型的判断的知识，掌握常见的放热反应、

吸热反应有哪些是本题解答的关键，注意碘的升华属于物理变化。

16.(1)A

+

(2)CH4-8e+2H2O=CO2+8H还原1.12L

+

(3)C或Ag或PtCuAgNO3Ag+e-=Ag

【详解】(1)CH4+2Ch=2H2O+CO2表示的是甲烷的燃烧反应甲烷燃烧会放出热量，说明反

应物总能量比生成物的总能量高。图示中A表示的是反应物总能量比生成物的总能量高，

该反应类型是放热反应，B表示的是反应物总能量比生成物的总能量低，该反应类型是吸热

反应，故图示A符合题意，合理选项是A；

(2)在甲烷燃料电池中，通入燃料CE的电极为负极，CH,失去电子，发生氧化反应变为

+

C02气体，则负极的电极反应式为：CH4-8e+2H2O=CO2+8H;

通入02的电极为正极，正极上02得到电子，发生还原反应，02被还原产生H20,正极的

电极反应式为：Ch+4e-+4H+=2氏0。根据电极反应式可知：每有1molth发生反应，转移4

mol电子,当电路中每转移0.2mol电子时,反应消耗的物质的量为〃(。2)=丝粤=0.05mol,

其在标准状况下体积是*02)=0.05molx22.4L/mol=1.12L；

(3)①对于反应Cu+2Ag+=Cu2++2Ag,金属Cu失去电子，被氧化发生氧化反应，氧化产生

答案第15页，共11页

Cu2+,所以Cu为负极材料；正极材料是导电性比Cu弱的非金属石墨或金属电极Ag、Pt等

物质，含有Ag+的电解质溶液AgNCh溶液为电解质溶液；

+

②在正极上溶液中的Ag+得到电子被还原为单质Ag,则正极的电极反应式为：Ag+e-=Ago

17.(1)111

(2)III

⑶甲

(4)60%—Po

14

(5)BE

【解析】(1)

三次实验中所用H2s04溶液的浓度相同；实验I和实验II中温度相同，实验II中Na2s2。3

溶液的浓度是实验I的两倍，在其他条件相同时，增大反应物的浓度化学反应速率加快，实

验II比实验I快；实验II和实验III中所用Na2s溶液、H2s。4溶液的浓度相同，实验111

的温度比实验II高，在其他条件相同时，升高温度化学反应速率加快，实验III比实验n快；

故反应速率最快的是实验IH,即最先变浑浊的是实验HI；答案为：III。

(2)

为探究浓度对化学反应速率的影响，应控制温度等其他条件相同，只改变反应物的浓度，故

选择实验I和n；答案为：i；II。

(3)

甲中•匚LminT；乙中u(NO2)=0.3mol-U'-minT,同一反应同一时间段内

用不同物质表示的化学反应速率之比等于化学计量数之比，则乙中

11

v(N2O4)=0.15mol-L；-min<0.2molL-'min-'.甲中反应更快；答案为：甲。

(4)

X、Y起始物质的量依次为0.4mol、1mol,该反应达最大限度时X、Y的物质的量依次为0.7mol,

0.4mol,从起始到平衡，Y物质的量减少0.6mol,X物质的量增加0.3mol,则Y代表NCh,

X代表N2O4；该反应达最大限度时Y的转化率为1吗*100%=60%；起始气体总物

Imol

质的量为L4mol,平衡气体总物质的量为l.lmol,恒温恒容时气体的压强之比等于气体物

质的量之比，Po：P.F=1.4mol：1.1mol,P*=?Po;答案为：60%；^Po»

1414

(5)

A.达到平衡时各物质物质的量保持不变，但不一定相等，容器中X与Y物质的量相等不

能说明反应达到平衡状态，A不选；

B.N2O4为无色，N02为红棕色，容器内气体的颜色不再变化，说明N02的浓度不再变化，

答案第16页，共11页

能说明反应达到平衡状态，B选；

C.2"X)=v(Y)没有指明是正反应速率、还是逆反应速率，不能说明反应达到平衡状态，

C不选；

D.该反应中所有物质都呈气态，建立平衡的过程中混合气体的总质量始终不变，恒容容器

的容积不变，混合气体的密度始终不变，容器内气体的密度不再发生变化不能说明反应达到

平衡状态，D不选；

E.该反应的正反应是气体分子数增大的反应，该反应中所有物质都呈气态，建立平衡的过

程中混合气体的总质量始终不变，混合气体的总物质的量变化，混合气体的平均相对分子质

量变化，容器内气体的平均相对分子质量不再改变能说明反应达到平衡状态，E选；

答案选BEo

+

18.CuHNO3溶液4H+NO,+3e-=2H2O+NOT0.03正

极CH4+1OOH-8e^=CO^+H2OT减小大于

【详解】⑴根据总反应“3Cu+8H*+2NO3=4Hq+3Cu2++2NOT”可知，Cu失电子发生氧

化反应，硝酸根离子得电子发生还原反应，若设计成原电池，则根据原电池的工作原理可知，

①该电池的负极材料是Cu,电解质溶液是HNO3溶液，故答案为：Cu；HNO3溶液；

②正极硝酸根离子得电子转化NO,根据电荷守恒和原子守恒可知，其电极反应式为：

对+NO-+3e-=2H,O+NOT；

③因为NO~3e,所以当生成的气体标在准状况下的体积为0.224L(0.01mol)时，电路中

转移的电子的物质的量为OOlmolx3=O.03mol；

(2)①根据电极总反应式可看出该燃料电池中，氧气参与反应，得电子，作原电池的正极；

甲烷在负极发生失电子的氧化反应生成碳酸钾，其电极反应式为：

CH4+10OH-8e=CO；-+H2OT,故答案为：正极；CH4+10OH-8e=CO；-+H2OT；

②根据总反应可看出，随着电池不断放电，电解质KOH不断被消耗，所以电解质溶液的碱

性不断减小，故答案为：减小；

③因为甲烷燃烧会有较多化学能以热能形式散失，而甲烷燃料电池可将化学能直接转化为电

能，提高了燃料的利用率，所以③通常情况下，甲烷燃料电池的能量利用率大于甲烷燃烧的

能量利用率，故答案为：大于。

19.(1)放出46

(2)1：2：30.0375mol-L'-min-1大于

⑶③

(4)③⑤

【解析】(1)

答案第17页，共11页

根据反应热AH等于反应物总的键能减去生成物总的键能，即AH=3EH-H+EN=N-6EN-H=3X436

kJmoll+946kJmor'-6x391kJmol-'=-92kJ-mol-1,即该反应的热化学方程式为：N?(g)+3H2(g)

U2NH3(g)AH=-92kJmol1,据此可知生成1molNH3放出46kJ热量；

(2)

①在4min内X、Y、Z三种物质改变的物质的量的浓度比是0.05mol/L：0.1mol/L：0.15

mol/L=l：2：3,由于物质发生反应时改变的浓度比等于化学方程式中相应物质的化学计量

数的比，所以该反应方程式为：X+2YU3Z,则a：b：p=l：2：3；

②在0~4min内Z的物质的量浓度改变0.15mol/L,容器的容积是10L,则在0~4min内Z

的反应速率v(Z)=0~1011101L=0.0375mol/(L-min)；

4min

③根据图示可知反应在4min时达到平衡状态，在2min时反应正向进行，正反应速率逐渐

减小，逆反应速率逐渐增大，当反应进行到4min平衡时，正反应速率达到最小值，因此2

min时的正反应速率大于4min时的正反应速率；

(3)

都转化为用X物质的浓度变化表示反应速率，然后再进行比较。

①v(X)=0.3mol-L'-min1；

@v(Y)=0.4mol-L-l-min_|,则v(X)=0.2mol-L'-min'；

③v(Z)=0.5molLmin",则v(X尸0.17molL'min"，可见在上述三种不同条件下进行上述反

应，反应速率最慢的是③；

(4)

图①缺少I个电极材料，不能构成原电池①错误；

图②两个金属材料相同，不能构成原电池，②错误；

图③铁、碳两个电极，形成闭合电路，构成原电池，③正确；

图④酒精是非电解质，不能构成原电池，④错误；

图⑤铜、铁两个电极之间能形成电流，构成原电池，⑤正确；

图⑥没有形成闭合电路，不能构成原电池，⑥错误；

能够构成原电池的是③⑤。

20.(1)D

+

(2)2H+NO-+e-=NO,T+H2O正极Al在浓硝酸中发生钝化，形成的氧化膜阻止

TA1进一步反应

【解析】(1)

原电池是将化学能转变为电能的装置，只有氧化还原反应才有电子的转移，才能形成原电池，

B、D为氧化还原反应，但选项B的化学方程式未配平，A、C为非氧化还原反应，不可以

答案第18页，共11页

设计成原电池，故答案为：D；

(2)

0〜h时，A1在浓硝酸中发生钝化过程，A1为负极，铜为正极，溶液中的硝酸根离子得到电

+

子，正极电极反应式为：2H+NO；+e=NO2T+H2O,原电池中阳离子向正极移动，则

溶液中的H+向正极移动；由于随着反应进行铝表面钝化形成氧化膜阻碍反应进行，ti时，

铜做负极反应，A1为正极，因此电流方向发生改变。

21.放热ac正2H++2e-=H2T负正

【分析】根据图分析得到反应为放热反应，根据影响反应速率的因素进行分析，利用原电池

原理分析，负极化合价升高，失去电子，正极化合价降低，得到电子。

【详解】(1)根据图中信息，反应物总能量大于生成物总能量，因此该反应为放热反应：故

答案为：放热。

(2)a.改铁片为铁粉，增大接触面积，反应速率加快，故a符合题意；

b.改稀硫酸为98%的浓硫酸，发生钝化，生成致密氧化膜后不再反应，故b不符合题意；

c.升高温度，活化分子数增大，加快反应速率，故c符合题意；

综上所述，答案为：ac。

(3)若将上述反应设计成原电池，铁失去电子，发生氧化反应，铁为负极，则铜为正极，该

极上发生的电极反应式为2H++21=氏3外电路中电子由负极向正极移动：

故答案为：正；2H++2e=H2T：负；正。

22.2X(g)=3Y(g)+Z(g)O.OSmol-L'-min-1化学平衡D33.3%C①③⑥

【分析】根据图示中反应物的减少量与生成物的增加量确定化学方程式；根据所给条件中各

组分的速率或浓度是否发生变化判断反应是否达到平衡状态；根据影响化学反应速率的因素

判断化学反应速率的变化，据此分析。

【详解】(1)由图象可以看出，X的物质的量逐渐减小，则X为反应物，Y、Z的物质的量

逐渐增多，作为Y、Z为生成物,当反应到达fmin时,An(X)=0.8moLAn(Y)=1.2moL

△”(Z)=0.4mol,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,An(X)：An(Y)：

An(Z)=2：3：1,则所以反应的化学方程式为：2X(g)=3Y(g)+Z(g)；

(2)某物质的化学反应速率等于这段时间内浓度的变化量与这段时间的比值，故X的平均反

Ac-mH

应速率V=一=2L^.OSmol-L'min1；

AtMI

(3)/min时体系中各物质的物质的量不再发生变化，说明反应己经达到了化学平衡状态；

A选项中由于各物质的化学计量数不等，则X、Y、Z的反应速率相等不能说明是否达到