2021-2022学年高一下学期化学苏教版（2019）必修第二册专题6化学反应与能量变化测试题（含答案和解析）

专题6 化学反应与能量变化 测试题
一、单选题（共15题）
1．已知合成氨的反应为N2＋3H22NH3，各物质的浓度数据如下表：
N2 H2 NH3
起始浓度/mol·L-1 1.0 3.0 0
2s末浓度/mol·L-1 0.6 1.8 0.8
当用氨气浓度的增加来表示该化学反应的速率时，其速率为
A．0.2mol·L-1·s-1 B．0.4mol·L-1·s-1
C．0.6mol·L-1·s-1 D．0.8mol·L-1·s-1
2．反应A+3B=2C+2D，在不同条件下的反应速率如下，其中反应速率最快的是
A．v(A)=0.5mol·L-1·s-1 B．v(B)=0.6mol·L-1·s-1
C．v(C)=0.4mol·L-1·s-1 D．v(D)=0.45mol·L-1·s-1
3．水受热变成水蒸气的过程中，其焓变和熵变正确的是
A．， B．，
C．， D．，
4．下列说法中正确的是
A．吸热反应的活化能大于放热反应的活化能
B．用NaOH溶液滴定盐酸，以甲基橙作指示剂，滴定终点时溶液pH=7
C．向NaOH溶液中滴加等体积等物质的量浓度的盐酸，溶液的导电性逐渐减小
D．用溶液处理水垢中的离子方程式：
5．氢气在氧气中燃烧主要经历以下四步基元反应：
①(慢反应)
②(快反应)
③(快反应)
④(快反应)
下列说法正确的是
A．的电子式是
B．在这四步反应中，第①步反应的活化能最高
C．第②步反应中与的每一次碰撞都为有效碰撞
D．和是反应的中间产物，能在体系中稳定存在
6．反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)经一段时间后，SO3的浓度增加了0.4 mol·L-1，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04 mol·L-1·s-1，则这段时间为
A．0.1 s B．2.5 s C．10 s D．5 s
7．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
8．化学与生产、生活密切相关。下列说法错误的是
A．NH4Cl溶液可作焊接金属的除锈剂
B．“一次性保暖贴”在发热过程中应用的是原电池原理
C．聚合硫酸铁[Fe2(OH)x(SO4)y]n是一种新型絮凝剂，可用于杀菌消毒
D．以铁粉为主要成分的双吸剂，可延长食品的保质期
9．下列关于可逆反应的说法正确的是
A．正反应和逆反应在相同条件下同时进行
B．氯化铵分解和氨气与氯化氢反应生成氯化铵属于可逆反应
C．可逆反应达到一定限度后，反应就停止了
D．同一可逆反应的正反应进行的程度一定大于逆反应的进行程度
10．炼铁高炉中的反应为，下列说法正确的是
A．多加(颗粒大小不变)，反应速率加快
B．某温度下达到平衡时，不再随时间而变化
C．增加炼铁高炉的高度可减少尾气中CO的浓度
D．当反应达到化学平衡时，v(正)=v(逆)=0
11．下列关于化学平衡的说法正确的是
A．达到化学平衡状态后，可逆反应就停止进行
B．达到化学平衡状态后，反应物和生成物的浓度之比等于化学计量数之比
C．反应物和生成物的速率之比等于化学计量数之比
D．达到化学平衡状态时，正反应速率与逆反应速率相等
12．在容积不变的密闭容器中，A与B反应生成C，其化学反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示。已知：2v(B)=3v(A)，3v(C)=2v(B)，则此反应可表示为
A．2A+3B=2C B．A+3B=2C
C．3A+B=2C D．A+B=C
13．在一定温度下的密闭固定容积容器中，当下列物理量不再变化时，表明A(s)+2B(g)C(g)+D(g)已达平衡的是
A．混合气体的压强 B．混合气体的平均相对分子质量
C．混合气体的分子数目 D．混合气体的总物质的量
14．在一定温度时，某密闭容器发生如下反应：，下列叙述不能判断是否达到平衡的是
A． B．D的浓度不再变化
C．容器内气体总的物质的量不再变化 D．容器内压强不再变化
15．以熔融K2CO3为离子导体，分别组成CH4-O2、CO-O2两种燃料电池(工作温度为850°C)。下列说法正确的是
A．这两种燃料电池工作时，均将电能转化为化学能
B．相同条件下消耗等体积的CH4、CO时，两种燃料电池的放电量相等
C．CH4-O2燃料电池的负极反应为： CH4+4CO_8e-=5CO2+2H2O
D．工作一段时间后，CO-O2燃料电池中K2CO3增多，CH4-O2 燃料电池中K2CO3不变
二、填空题（共8题）
16．非金属单质A经如图所示的过程转化为含氧酸D，已知D为强酸。请回答下列问题：
A BCD
(1)①若A常温下为气体，C是红棕色气体，则C的化学式为___________。
②若A在常温下为黄色晶体，则C的化学式为___________，在D的稀溶液中滴入BaCl2溶液，产生白色沉淀，其反应的化学方程式为___________。
(2)工业法制硫酸中，有一步反应为SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)，一定条件下，将1molSO2和2molO2置于2L的密闭容器中，10min后测得SO2为0.4mol，则：
①用SO2表示该反应的速率为___________mol/(L·min)；
②其他条件不变时，将密闭容器的体积变为1L，该反应的速率将___________(填“增大”或“减小”)
17．某中学化学小组查阅资料发现金属氧化物A也能催化氯酸钾的分解，且将A和二氧化锰的催化性能进行了定量对照实验。实验时均以收集满500 mL氧气为准(其他可能影响实验的因素均已忽略)。
表1　用MnO2作催化剂
实验序号 KClO3质量(g) MnO2质量(g) 反应温度(℃) 待测数据
1 8.00 2.00 500
2 8.00 2.00 500
表2　用A作催化剂
实验序号 KClO3质量(g) A质量(g) 反应温度(℃) 待测数据
1 8.00 2.00 500
2 8.00 2.00 500
请回答：
上述实验中的待测数据应是_______。完成此研究后，他们准备发表一篇研究报告，请你替他们拟一个报告的题目：_______。
18．利用细菌处理有机废水产生的电能可以进行脱硫，从而达到废物利用同时有利于环境保护。脱硫原理：利用羟基自由化基(·OH，氧元素为-1价)将燃煤中的含硫物质(主要是)氧化除去，其装置示意图如图所示。
(1)a为___________极，电极反应式为___________。
(2)X为___________(填“阳离子”或“阴离子”)交换膜。
(3)利用羟基自由基除去煤中的反应的离子方程式：___________。理论上处理12.0g ，b极消耗标况下空气(氧气占空气体积分数21%)约为___________L。
(4)利用上述装置对某含的煤样品进行电解脱硫，测得一定时间内随溶液起始pH的改变脱硫率(溶于水中的硫元素质量占煤样中硫元素总质量的百分比)的变化如图所示。pH大于1.5后脱硫率下降的可能原因有：
①随着pH的升高，反应物的氧化性或还原性降低；
②___________。
19．现有A、B、C、D四种金属片：
①把A、B用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，A上有气泡产生；
②把C、D用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，D发生还原反应；
③把A、C用导线连接后同时浸入稀H2SO4溶液中，电子流动方向为A→导线→C。
根据上述情况，回答下列问题：
(1)在①中，金属片___________发生氧化反应，金属片___________作正极；
(2)在②中，金属片___________作负极；___________金属更活泼。
(3)如果把B、D用导线连接后同时浸入稀H2SO4溶液，则金属片___________上有气泡产生；
(4)上述四种金属的活动性由强到弱的顺序是___________。
20．X、Y、Z均为短周期元素，X元素的气态氢化物的水溶液滴入无色酚酞变红，Y元素的最外层电子数是次外层电子数的2倍，Z元素是短周期元素中原子半径最大的元素（He、Ne、Ar除外）。
（1）写出X的元素符号___________，其原子结构示意图为__________________。
（2）元素Y的最简单氢化物的化学式___________________。
（3）Z元素的最高价氧化物对应的水化物的电子式为_________________________。
（4）X元素最高价氧化物对应的水化物与氧化铝反应的离子方程式为_______________。
（5）Y元素的最高价氧化物和Z元素的过氧化物发生氧化还原反应的化学方程式为____________________。
（6）在2 L密闭容器中进行下列反应：CO2（g）＋C（s）2CO（g） ΔH>0 （吸热），其他条件不变，只改变下列某一反应条件，分析化学反应速率的变化趋势并进行相关计算。
①增加C，化学反应速率_______________（填“增大”、“减小”或“不变”）
②减小密闭容器的体积，化学反应速率____________（填“增大”、“减小”或“不变”）
③若起始时将2 mol CO充入容器发生反应，2S后测得CO2为0.6 mol，则2S内CO的平均反应速率为________________。
21．短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置关系如图所示，已知在同周期元素的常见简单离子中，W的简单离子半径最小，X、Y、Z、W的单质及其化合物在日常生活中用途极其广泛．
X Y Z
W
（1）X元素在元素周期表中的位置_____________________．
（2）X 、Y、Z元素的氢化物均有两种或两种以上，其中一定条件下，液态YH3与液态H2Z可以发生类似方式电离，则液态YH3中阴离子的电子式为____________．
（3）超细WY粉末被应用于大规模集成电路领域．其制作原理为W2Z3、Y2、X在高温下反应生成两种化合物，这两种化合物均由两种元素组成，且原子个数比均为1：1；其反应的化学方程式为______．
（4）以W为材料制成的容器在空气中具有自我保护作用，这种容器______填“能”或“不能”用来腌制咸菜，原因是______．
（5）某汽车尾气分析仪以燃料电池为工作原理测定XZ的浓度，其装置如图所示，该电池中电解质为氧化钇氧化钠，其中Z2-可以在固体介质NASICON中自由移动．则负极的反应式______关于该电池的下列说法，正确的是______
A 工作时电极b作正极，Z2-通过固体介质NASICON由电极b流向电极a
B 工作时电流由电极a通过传感器流向电极b
C 传感器中通过的电流越大，尾气中XZ的含量越高
（6）由元素X与元素Z组成的某种阴离子具有还原性，能被酸性KMnO4氧化，请填写相应的离子，并给予配平：__________________________________________
22．某温度时，在5 L容器中X、Y、Z三种物质随时间的变化关系曲线如图所示。
(1)由图中的数据分析，该反应的化学方程式为___________。
(2)反应开始至2min， Z的平均反应速率为___________。
(3)5min后达到平衡，则X的转化率是___________。
23．某同学欲探究浓硫酸与铜反应及有关产物的性质，设计实验装置如图：
(1)铜丝的底端设计成螺旋状，其优点是：___________。
(2)下列说法正确的是___________(填字母序号) 。
A．浓硫酸与铜反应，体现了浓硫酸的强氧化性和酸性
B．③试管中的石蕊溶液先变红后褪色
C．实验完成后先停止加热，再断开连接处的橡胶管
D．实验完成后，向①试管中注入适量水，得到蓝色溶液
(3)该同学查阅资料发现：硫酸铜可加快稀硫酸与锌粒的反应速率，欲通过变量控制法设计以下实验进行探究。
A组 B组
1.0 mol L 1H2SO4/mL 20 V1
1.2 mol L 1CuSO4溶液/mL 0 5
H2O/mL V2 0
形状、大小几乎相同的Zn粒 3粒 3粒
请完成此实验设计，其中：V1=___________，V2=___________。
参考答案：
1．B
【解析】
2s内氨气的浓度变化量为0.8mol/L-0mol/L=0.8mol/L，所以2s内用氢气表示的平均反应速率为=0.4mol/(L·s) ；
故答案选C。
2．A
【解析】
根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，比较反应速率快慢时，将B、C、D的速率换算成A的速率，再进行比较。
B选项， =0.2mol·L-1·s-1；C选项，=0.2mol·L-1·s-1；D选项，=0.225mol·L-1·s-1.故选A。
3．B
【解析】
(水)＜(水蒸气)，所以。同一种物质，气态时的熵值最大，液态时的次之，所以，答案选B。
4．D
【解析】
A．活化能是指分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量，反应要发生无论吸热还是放热都必须先要满足活化能条件，和吸热还是放热没有关系，A错误；
B．甲基橙的变色范围是3.1~4.4，用NaOH溶液滴定盐酸，滴定终点时溶液pH<7，B错误；
C．向NaOH溶液中滴加等体积等物质的量浓度的盐酸，离子数目不变，但溶液体积增加，离子浓度减小，溶液导电性减弱，C正确；
D．水垢中是固体不能拆，方程式应为：，故D错误；
答案选D。
5．B
【解析】
A．不带电，故其电子式为，A错误；
B．在这四步反应中，第①步反应为慢反应，其余均为快反应，活化能越高反应速率越慢，故第①步反应的活化能最高，B正确；
C．能够发生化学反应的分子碰撞才是有效碰撞，故第②步反应中与的碰撞并不是每一次碰撞都为有效碰撞，C错误；
D．由题干信息可知，反应②③④三步反应均为快反应，说明和是反应的中间产物，但不能在体系中稳定存在，D错误；
故答案为：B。
6．D
【解析】
SO3的浓度增加了0.4mol·L-1，则根据方程式可知，氧气的浓度就减少了0.2mol/L；又因为在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04mol·L-1·s-1，则这段时间为=5s，答案选D。
7．B
【解析】
A．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；
B．由A选项分析知，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；
C．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；
D．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；
故答案选B。
8．C
【解析】
A．氯化铵水解使溶液呈酸性，可作焊接金属的除锈剂，A正确；
B．保暖贴中铁和碳粉形成原电池，加快了铁粉与氧气的反应速率，应用的是原电池原理，B正确；
C．聚合硫酸铁[Fe2(OH)x(SO4)y]n是一种新型絮凝剂，溶于水电离产生的铁离子水解生成氢氧化铁胶体，可用来处理水中的悬浮物，但不能用于杀菌消毒，C错误；
D．铁粉可与空气中的氧气发生反应，从而延长食品的保质期，D正确；
答案选C。
9．A
【解析】
A． 在相同条件下正反应和逆反应同时进行，故A正确；
B． 氯化铵分解的条件是加热，氨气与氯化氢反应生成氯化铵常温就可进行，不属于可逆反应，故B错误；
C． 可逆反应达到一定限度后，反应仍在进行，达到平衡状态，速率不为0，故C错误；
D． 同一可逆反应的正反应进行的程度不一定大于逆反应的进行程度，故D错误；
故选A。
10．B
【解析】
A．固体的浓度不能改变，多加Fe2O3颗粒，不能加快反应速率，故A错误；
B．当反应达到平衡时，体系中的组成保持不变，所以一氧化碳与二氧化碳的物质的量之比也保持不变，故B正确；
C．炼铁高炉中的反应是可逆反应，增加炼铁高炉的高度，不能减少尾气中CO的浓度，故C错误；
D．当反应达到平衡时，正逆反应速率相等，但不等于零，故D错误；
故选B。
11．D
【解析】
A． 达到化学平衡状态后，可逆反应仍在进行，正速率等于逆速率，处于平衡状态，故A错误；
B． 达到化学平衡状态后，反应物和生成物的浓度之比不一定等于化学计量数之比，与投料有关，故B错误；
C． 无论反应时否处于平衡状态，反应物和生成物的速率之比等于化学计量数之比，故C错误；
D． 达到化学平衡状态时，正反应速率与逆反应速率相等，这是平衡的实质，故D正确；
故选D。
12．A
【解析】
对于同一个化学反应，不同的物质表示的反应速率是不同的，但表示的意义是相同的，且反应速率之比等于相应的化学计量数之比。
根据2v(B)=3v(A)，3v(C)=2v(B)，可知v(A)︰v(B)︰v(C)＝2︰3︰2，故该反应的化学计量之比为2︰3︰2，方程式即为：2A+3B=2C；
故选A。
13．B
【解析】
A．反应前后，混合气体的物质的量不变，压强是恒量，混合气体的压强不变，反应不一定平衡，故不选A；
B．反应前后气体总质量是变量、气体物质的量不变，混合气体的平均相对分子质量是变量，若混合气体的平均相对分子质量不变，反应一定达到平衡状态，故选B；
C．反应前后，混合气体的物质的量不变，混合气体的分子数目是恒量，混合气体的分子数不变，反应不一定平衡，故不选C；
D．根据方程式，混合气体的物质的量是恒量，混合气体的总物质的量不变，反应不一定平衡，故不选D；
选B。
14．A
【解析】
A．若投料由A、B，则根据反应方程式可知，始终保持，不能说明反应达到平衡状态，选项A错误；
B．D的浓度不再变化，则各组分的量保持不变，反应达平衡状态，选项B正确；
C．该反应是体积增大的可逆反应，随反应进行，反应混合物的物质的量增多，容器内气体总的物质的量不再变化，说明到达平衡，选项C正确；
D．该反应是体积增大的可逆反应，随反应进行，反应混合物的物质的量增多，压强增大，密闭容器中总压强不变，说明到达平衡，选项D正确；
答案选A。
15．C
【解析】
A．这两种燃料电池工作时，均将化学能转化为电能，A错误；
B．1molCH4、CO在反应中分别失去8mol电子和2mol电子，因此相同条件下消耗等体积的CH4、CO时，两种燃料电池的放电量不相等，B错误；
C．以熔融K2CO3为离子导体，因此CH4-O2燃料电池的负极反应为：CH4+4CO_8e-=5CO2+2H2O，C正确；
D．总反应式分别是CH4+2O2＝CO2+2H2O、2CO+O2＝2CO2，因此工作一段时间后，CO-O2燃料电池和CH4-O2燃料电池中K2CO3均不变，D错误；
答案选C。
16．(1) NO2 SO3 H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl
(2) 0.3 增大
【解析】
(1)①A常温下为气体单质，C是红棕色气体，则A是氮气、B是一氧化氮、C是二氧化氮，C的化学式为NO2。
②A是单质，在常温下为黄色晶体，则A是硫、B是二氧化硫、C是三氧化硫、D是硫酸，C的化学式为SO3，在稀硫酸中滴入BaCl2溶液反应生成硫酸钡沉淀和盐酸，反应的化学方程式为H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl。
(2)①用SO2表示该反应的速率为mol/(L·min)；
②其他条件不变时，将密闭容器的体积变为1L，则各气体的浓度均变为压缩前的2倍，反应物浓度增大，该反应的速率将增大。
17． 收集500mLO2的时间 催化效果的对照研究或MnO2与金属氧化物A催化效果的对照研究
【解析】
根据催化剂的定义可知，催化剂能够改变化学反应速率，从而改变反应时间，结合上述表一、表二可知待测的量是指时间，是比较A和MnO2催化氯酸钾分解快慢的问题，故答案为：收集500mLO2的时间；催化效果的对照研究或MnO2与金属氧化物A催化效果的对照研究。
18．(1) 负
(2)阴离子
(3) 40
(4)pH升高，促进Fe3+水解生成Fe(OH)3，覆盖在煤浆表面，阻止反应进行
【解析】
(1)利用细菌处理有机废水产生的电能，为原电池，a极上CH3COO-失电子产生CO2，为负极，电极反应式为；
(2)a为负极，电极附近产生大量H+，海水中的阴离子定向移动到负极，则X为阴离子交换膜；
(3)利用羟基自由基除去煤中，生成硫酸和硫酸铁，反应的离子方程式为；
理论上处理12.0g ，根据反应，转移的电子数为，b极消耗标况下空气(氧气占空气体积分数21%)约为；
(4)如图信息可知，pH大于1.5后脱硫率下降的可能原因有：①随着pH的升高，反应物的氧化性或还原性降低；；②pH升高，促进Fe3+水解生成Fe(OH)3，覆盖在煤浆表面，阻止反应进行。
19．(1) B A
(2) C C
(3)D
(4)B>A>C>D
【解析】
(1)把A、B用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，A上有气泡产生，所以A是正极，B是负极，该极上发生氧化反应，故答案为：B；A；
(2)把C、D用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，D发生还原反应，所以D是正极，C是负极，故答案为：C；
(3)根据①可知金属活泼性顺序为B＞A，根据②可知金属活泼性顺序为C＞D，根据③可知金属活泼性顺序为A＞C，所以金属活泼性顺序是在原电池中，B＞A＞C＞D，如果把B、D用导线连接后同时浸入稀H2SO4溶液，则D为正极，该电极上有气泡产生，故答案为：D；
(4)根据①可知金属活泼性顺序为B＞A，根据②可知金属活泼性顺序为C＞D，根据③可知金属活泼性顺序为A＞C，所以金属活泼性顺序是在原电池中，B＞A＞C＞D，故答案为：B＞A＞C＞D。
20． N CH4 Al2O3+6H+=2Al3++3H2O 2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2 不变 增大 0.3mol/（L s）
【解析】
试题分析：X、Y、Z均为短周期元素，X元素的气态氢化物的水溶液滴入无色酚酞变红，该气态氢化物为氨气，所以X为N，Y元素的最外层电子数是次外层电子数的2倍，所以Y为C，Z元素是短周期元素中原子半径最大的元素（He、Ne、Ar除外），所以Z为Na；故（1）X的元素符号和原子结构示意图分别为N ,原子结构：（2）元素Y的最简单氢化物的化学式为CH4；（3）Z元素原子的质子数为11，Z元素的最高价氧化物对应的水化物为NaOH，其电子式为；（4）X元素最高价氧化物对应的水化物与氧化铝反应的离子方程式为：Al2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O;（5）Y元素的最高价氧化物为二氧化碳，而Z元素的过氧化物为过氧化钠，所以两者发生氧化还原反应的化学方程式为2CO2 + 2Na2O2 = 2Na2CO3 + O2（6）CO2（g）＋C（s）=2CO（g） ΔH>0①增加C为纯固体，改变其用量，，化学反应速率不变；②减小密闭容器的体积，相当于增大压强，增大了各物质的浓度，化学反应速率增大；③若起始时将2 mol CO充入容器发生反应，设生成CO2为X mol
CO2（g）＋C（s）=2CO（g）
起始 0 2 mol
变化 X 2X
2S后 X 2-2X
X="0.6" mol V（C0）= （2-2X）/2×2=（2-2×0.6）/4=0.3mol/（L s）
21． 第二周第ⅣA族 不能 氯离子会破坏铝表面氧化膜 AC 2 16 5 2 8
【解析】
由短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置可知，X、Y、Z处于第二周期，W处于第三周期，在同周期元素的常见简单离子中，W的简单离子半径最小，则W为Al，可推知X为C、Y为N、Z为O．
（1）主族元素周期数=电子层数、主族族序数=最外层电子数；
（2）液态NH3与液态H2O可以发生类似方式电离，则液态NH3中电离得到NH4+、NH2-；
（3）Al2O3、N2、C在高温下反应生成两种化合物，这两种化合物均由两种元素组成，且原子个数比均为1：1，反应生成AlN与CO；
（4）氯离子会破坏铝表面氧化膜；
（5）该装置是原电池，负极上一氧化碳失电子发生氧化反应，电极反应式为，正极上氧气得电子发生还原反应，原电池放电时电子从负极流向正极，阴离子向负极移动，一氧化碳的含量越大，原电池放电时产生的电流越大；
（6）由元素C与元素O组成的某种阴离子具有还原性，能被酸性KMnO4氧化，该阴离子为C2O42-，利用化合价升降相等及原子守恒、电荷守恒进行配平。
由短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置可知，X、Y、Z处于第二周期，W处于第三周期，在同周期元素的常见简单离子中，W的简单离子半径最小，则W为Al，可推知X为C、Y为N、Z为O．
（1）X为C元素，原子核外有2个电子层、最外层电子数为4，处于周期表中第二周第ⅣA族；
（2）液态NH3与液态H2O可以发生类似方式电离，则液态NH3中电离得到NH4+、NH2-，NH2-中N原子与H原子之间形成1对共用电子对，其电子式为：；
（3）Al2O3、N2、C在高温下反应生成两种化合物，这两种化合物均由两种元素组成，且原子个数比均为1：1，反应生成AlN与CO，反应方程式为：，
（4）氯离子会破坏铝表面氧化膜，铝容器不能用来腌制咸菜；
（5）该装置是原电池，负极上一氧化碳失电子发生氧化反应，电极反应式为，
A.工作时电极b通入空气，b作正极，阴离子向负极移动，O2-由电极b流向电极a， A项正确；
B.原电池放电时电子从负极流向正极，故电流由电极b通过传感器流向电极a，B项错误；
C.一氧化碳的含量越大，原电池放电时产生的电流越大，C项正确；
答案选AC；
（6）由元素C与元素O组成的某种阴离子具有还原性，能被酸性KMnO4氧化，该阴离子为C2O42-，反应中C元素化合价由+3升高为+4，Mn元素化合价由+7降低为+2，化合价升降最小公倍数为10，C2O42-的系数为5，MnO4-的系数为2，由原子守恒可知：CO2的系数为10，的系数为5，H2O为8，H+的系数为16，故配平后离子方程式为：；
22． 3X+Y2Z 0.02 mol/(L min) 60%
【解析】
根据图像分析，反应进行到5min时，各物质的量不再发生变化，达到平衡状态，该反应为可逆反应；0-5min内，X的量变化了1-0.4=0.6mol， Y的量变化了1-0.8=0.2mol，Z的量变化了0.5-0.1=0.4mol，根据方程式中各物质的系数之比等于各物质的变化量之比可知，该反应方程式为：3X+Y2Z，据此进行分析解答。
(1)结合以上分析可知，该反应的化学方程式为3X+Y2Z；
(2) 在5 L容器中，反应开始至2min，Z的变化量为0.3-0.1=0.2mol，浓度的变化量为=0.04mol/L；Z的平均反应速率为=0.02 mol/(L min)；
(3)5min后达到平衡，X的量变化了1-0.4=0.6mol，则X的转化率是×100%=60%。
23．(1)增大接触面积，加快反应速率
(2)A
(3) 20 5
【解析】
(1)在铜丝与热的浓硫酸发生的反应中，铜丝的底端设计成螺旋状，其优点是增大接触面积，加快反应速率；
(2)A．浓硫酸与铜反应，产生CuSO4、SO2、H2O，硫酸中的S元素化合价一部分得到电子被还原为SO2，一部分仍然以+6价是S的形式存在于CuSO4中，因此体现了浓硫酸的强氧化性和酸性，A正确；
B．③SO2是酸性氧化物，在试管中SO2溶于水，反应产生H2SO3，H2SO3电离产生H+使溶液显酸性，因此可以使紫色的的石蕊溶液变红色，但不能使之褪色，B错误；
C．实验完成后为防止倒吸现象的发生，因此先断开连接处的橡胶管，再停止加热，C错误；
D．在①处试管中含有未反应的浓硫酸，要证明反应产生的CuSO4，不能向其中加入水，而应该是待溶液放凉后，将①中物质慢慢倒入盛有水的烧杯中，防止由于溶解放热导致的酸滴飞溅，D错误；
故合理选项是A；
(3)该实验的目的是通过变量控制法探究硫酸铜可加快稀硫酸与锌粒的反应速率，则稀硫酸溶液的总物质的量和溶液的总体积必须相同，由表中A、B组实验数据可知：V1=20 mL，V2=20 mL+5 mL-20 mL=5 mL。