第六章化学反应与能量检测题（含解析）2022---2023学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第六章 化学反应与能量 检测题
一、单选题
1．为了减缓锌粒与10mL 1mol·L1盐酸反应制取氢气的速率，你认为不可行的是
A．加蒸馏水 B．加NaNO3溶液
C．加入CH3COONa固体 D．降低温度
2．下列说法错误的是
A．常见锌锰干电池是一次电池，正极为锌筒
B．汽车上使用的铅酸蓄电池为二次电池
C．燃料电池具有清洁、安全、高效等特点
D．化学反应时，旧键断裂吸收能量，新键形成放出能量
3．一定条件下，在1L的恒容密闭容器中，发生反应：，2min末时B的浓度减少了0.6mol·L-1，对该反应反应速率的表述不正确的是
A．升温，正反应速率加快，逆反应速率也加快
B．3v(B)正=v(D)逆 时，反应达到平衡状态
C．前2min内用B表示的反应速率为0.3mol·L-1·min-1
D．从体系中移出少量A物质，反应速率基本不变
4．下列设计的实验方案能达到相应实验目的的是
选项 实验目的 实验方案
A 探究化学反应的限度 取5mL0.1mol/LKI溶液，滴加0.1mol/LFeCl3溶液5～6滴，充分反应，可根据溶液中既含I2又含I-的实验事实判断该反应是可逆反应
B 比较Mg与Al的金属活动性 常温下，将Mg、Al与NaOH溶液组成原电池
C 探究不同催化剂对同一反应速率的影响 相同条件下，向两支盛有等体积等浓度H2O2溶液的试管中分别滴入5滴等浓度的CuCl2溶液和FeCl3溶液
D 探究浓度对化学反应速率的影响 常温下，相同的铁片中分别加入足量的浓、稀硝酸，浓硝酸中铁片先溶解完
A．A B．B C．C D．D
5．用铁丝(电极a)、铜丝(电极b)和CuSO4溶液可以构成原电池或电解池，如图所示，则下列说法正确的是（ 　 ）
A．构成原电池时b极反应为Cu-2e-=Cu2+
B．构成电解池时a极质量一定减少
C．构成电解池时b极质量可能减少也可能增加
D．构成的原电池或电解池工作后均能产生大量气体
6．下列对能量转化的认知中，不正确的是
A．电解水生成H2和O2时，电能主要转化为化学能
B．风力发电时，风能主要转化为电能
C．煤燃烧时，化学能主要转化为热能
D．白炽灯工作时，电能全部转化为光能
7．某温度时，在2L密闭容器中发生A、B两种物质间的转化反应，A、B物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A．该反应的化学方程式为
B．0~4min内，A的平均反应速率为0.1mol/(L·min)
C．4min时，该反应达到化学平衡状态
D．8min时，
8．在氯酸钾分解的实验研究中，某同学进行了系列实验并记录如下，相关分析正确的是
实验 现象
①加热固体M 少量气泡溢出后，不再有气泡产生
②加热氯酸钾至其熔化 有少量气泡产生
③加热氯酸钾使其熔化后迅速加入固体M 有大量气泡产生
④加热氯酸钾与固体M的混合物（如图 ） 未见固体熔化即产生大量气泡
A．实验①、②、③说明M加快了气体产生的速率
B．实验①、②、④说明加入M后，在较低温度下反应就可以发生
C．实验②、③说明固体M的加入增加了气体产生的量
D．固体M是氯酸钾分解的催化剂
9．下列说法正确的是
A．在其他外界条件不变的情况下，增大压强能增大活化分子的百分数
B．配制FeCl3溶液时，将FeCl3固体溶于盐酸中，然后再用水稀释到所需的浓度
C．加入合适的催化剂能降低反应的活化能，从而改变反应的焓变
D．NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)室温下不能自发进行，说明该反应的△H<0
10．一定温度下,当密闭容器中进行的反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)达到平衡时,下列说法不正确的是
A．反应已经完全停止 B．SO2的转化率达到最大
C．各物质的浓度不再变化 D．O2的正、逆反应速率相等
11．氨氮废水中的氮元素多以NH和NH3·H2O的形式存在，在一定条件下，NH经过两步反应被氧化成NO，两步反应的能量变化示意图如下：
下列说法合理的是
A．该反应的催化剂是NO
B．升高温度，两步反应速率均加快，有利于NH转化成NO
C．在第一步反应中，当溶液中水的电离程度不变时，该反应即达平衡状态
D．1 mol NH在第一步反应中与1 mol NO在第二步反应中失电子数之比为1：3
12．制造太阳能电池需要高纯度的硅，工业上制高纯度的硅常用以下化学反应实现：
①Si(s)＋3HCl(g) SiHCl3(g)＋H2(g)(放热反应)；②SiHCl3(g)＋H2(g) Si(s)＋3HCl(g)。
以下对上述两个化学反应的叙述，其中错误的是（ ）
A．两个反应都是置换反应
B．反应②是放热反应
C．两个反应都有化学能与热能之间的转化
D．两个反应都是氧化还原反应
13．一定条件下，X(g)+3Y(g) 2Z(g)达到反应限度的标志是
A．Z的分解速率和生成速率相等
B．X、Y、Z的浓度相等
C．反应体系的总质量保持不变
D．单位时间内生成nmolZ，同时生成nmolX
14．我国力争2060年前实现碳中和，下列说法不正确的是
A．积极鼓励植树造林，降低空气中含量
B．可利用CaO或氨水捕集废气中的
C．研发新型催化剂将分解成碳和，同时放出热量
D．一定条件下，将转化为，实现的资源化利用
15．已知某化学反应2B2A(g)A2(g)+2B2(g)(B2A、A2、B2的分子结构分别为B─A─B、A=A、B—B)的能量变化如图所示，下列有关叙述不正确的是
A．该反应的进行一定需要加热
B．该反应的ΔH=(E1-E2) kJ·mol-1
C．由2 mol A(g)和4 mol B(g)形成1 mol A=A键和2 mol B—B键，放出E2 kJ能量
D．该反应中，反应物的键能总和大于生成物的键能总和
二、填空题
16．化学反应中伴随着能量变化，探究各种能量变化是一永恒的主题。
(1)下列变化属于放热反应的是 ___________ 。填序号
生石灰溶于水 浓硫酸稀释 氢氧化钠固体溶于水 铜溶于浓硝酸 氯化铵固体与氢氧化钡晶体混合搅拌 过氧化钠溶于水
(2)分解时的能量变化关系如下图甲所示，则分解反应为 ___________ 反应(选填：吸热、放热)。查阅资料得知：将作为催化剂的溶液加入溶液后，溶液中会发生两个氧化还原反应，且两个反应中均参加了反应，试从催化剂的角度分析，这两个氧化还原反应的离子方程式分别是：和___________ 。
(3)燃料电池和二次电池的应用非常广泛。
①如图为甲烷燃料电池的示意图，电池工作时，b极的电极为_____极，负极的电极反应式为_______。反应的总离子方程式________。
②随着反应的进行，电解质溶液碱性___________(填增强或减弱)。
17．工业上，裂解正丁烷可以获得乙烯、丙烯等化工原料。
反应1：
反应2：
已知几种共价键的键能如下表：
共价键 C—H C—C
键能/(kJ·mol-1) 413 614 347
(1)根据上述数据估算，=_______kJ·mol-1。
(2)正丁烷和异丁烷之间转化的能量变化如图所示。
①正丁烷气体转化成异丁烷气体的热化学方程式为_______。
②下列有关催化剂的叙述错误的是_______(填标号)。
A．能改变反应途径 B．能降低反应焓变
C．能加快反应速率 D．能增大平衡常数
(3)向密闭容器中投入一定量的正丁烷，发生反应1和反应2，测得正丁烷的平衡转化率(α)与压强(p)、温度(T)的关系如图所示。
①、、由小到大的顺序为_______。
②随着温度升高，三种不同压强下正丁烷的平衡转化率趋向相等，原因是_______。
(4)在一定温度下，向密闭容器中投入正丁烷，同时发生反应1和反应2。测得部分物质的浓度与时间的关系如图，平衡时压强为17akPa。
①7min时改变的条件可能是_______ (填标号)。
A．增大压强 B．增大正丁烷的浓度 C．加入催化剂
②该温度下，反应1的平衡常数_______kPa。(提示：组分分压=总压×)
(5)以惰性材料为电极，正丁烷、空气在熔融盐(以MCO3为电解质)中构成的燃料电池的能量转化率高，通入空气的电极为_______(填“正极”或“负极”)。
18．学习化学反应原理能够指导促进人类生活质量的提高。
(1)氢气是最理想的能源。一定质量的氢气完全燃烧，生成液态水时放出热量比气态水___________(填“多”或“少”)。氢气完全燃烧放出热量，其中断裂键吸收，断裂键吸收，则形成键放出热量___________。
(2)反应中能量变化如图所示。该反应___________(填“放出”或“吸收”) ___________的热量，为___________反应。
(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。某兴趣小组拟将刻蚀电路板的反应设计成原电池，则负极所用电极材料为___________，当线路中转移电子时，则被腐蚀铜的质量为___________g。
(4)目前，氢氧燃料电池得到了广泛的应用，其反应原理示意图如图。
①a为燃料电池的___________(填“正”或“负”)极。
②该电池的总反应为___________。
③电池工作过程中，将移向___________(填“正”或“负”)极。
19．催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。请回答：研究证实，CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇，则生成甲醇的反应发生在______极，该电极反应式是______________。
20．化学与人类生活、生产密切相关。请根据题意填空：
(1)我国5G通信技术处于世界领先地位，高速通信离不开光导纤维。用于制造光导纤维的基本原料是_______(填“SiO2”或“Si”)；
(2)一定条件下，将1 mol N2和3 mol H2置于l L密闭容器中合成 NH3，10 min 后测得H2为 l.2 mol，则用H2 表示该反应的速率为_______mol L-1 min-1。
(3)在汽车排气管上安装催化转化装置，可使尾气中的NO和CO反应转化为无污染的物质。请完成一定条件该反应的化学方程式： 2CO + 2NO2CO2 + _______。
21．一定温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z(均为气体)的物质的量随时间的变化曲线如图所示。请回答下列问题：
(1)该反应的化学方程式为_______，0到时，用物质X表示的反应速率为_______。
(2)在前的某一时刻采取下列措施，能使反应速率减小的是_______。
A．恒温恒容下，再充入X B．升高温度
C．恒温恒容下，充入Ar D．恒温恒压下，充入Ar
(3)不能说明反应已达到平衡状态的是_______(填序号)。
①；
②X的物质的量不变；
③混合气体的平均相对分子质量不变；
④X、Y的物质的量之比不变；
⑤容器内压强保持不变；
⑥单位时间内消耗，同时生成。
(4)若将与的混合气体通入密闭容器中发生上述反应，反应到某时刻各物质的物质的量恰好满足：，则原混合气体中_______。
(5)CO与反应可制备，由和构成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下。
电池总反应为，则c电极的电极反应式为_______。若外电路中转移电子，则上述燃料电池所消耗的在标准状况下的体积为_______L。
(6)下列反应中，属于吸热反应的是_______(填序号)
①物质燃烧②炸药爆炸③酸碱中和反应④二氧化碳通过炽热的碳⑤食物因氧化而腐败⑥与反应⑦铁粉与稀盐酸反应
22．（1）某温度下，在2L密闭容器中，充入2.4mol CO2和4.4molH2，发生合成甲醇的反应，CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，测得甲醇的物质的量浓度随时间的变化图象如图(1)中的曲线I，则前4分钟ν(CO2)=___；若在1 min时，改变某一反应条件，曲线I变为曲线II，则改变的条件为___；该温度下反应的化学平衡常数为___。
（2）在另一温度下发生合成甲醇的反应，如图(2)关闭K，向A容器中充入1molCO2和4molH2，向B容器中充入1.2molCO2和4.8molH2，两容器分别发生上述反应。已知起始时容器A和B的体积均为aL，反应达到平衡时容器B的体积为0.9aL，维持其他条件不变，若打开K一段时间后重新达到平衡，容器B的体积为___L(不考虑温度的变化，P为可自由滑动活塞，不考虑活塞的摩擦力)。
23．能源、资源问题是当前人类社会面临的一项重大课题。
(1)直接利用物质燃烧提供热能在当今社会仍然占很大比重，但利用率低。H2、CH4、CO、CH3OH都是重要的能源物质，等物质的量的上述气体充分燃烧，消耗O2最多的是_____(填化学式)。
(2)燃料电池将能量转化效率比直接燃烧效率高，如图为某种燃料电池的工作原理示意图，a、b均为惰性电极。
①使用时，空气从_____口通入(填“A”或“B”)；
②假设使用的“燃料”是甲烷，b极的电极反应为：_____。
(3)某同学设计如图的原电池：
①则负极的电极反应为：_____，总反应为：_____。
②当导线中有3.01×1023个电子流过，铁的质量减少_____g。
24．图为某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。请根据原电池原理回答问题：
(1)若电极a为Zn、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸，该装置工作时，SO向_______极(填a或b)移动，正极的电极反应式为_______。
(2)若电极a为Fe、电极b为Ag、电解质溶液为硝酸银，该原电池工作时，原电池的负极材料为_______，电子沿导线向_______(填a或b)移动
(3)若电极a为Mg、电极b为Al、电解质溶液为氢氧化钠溶液，该原电池工作时，原电池的负极材料为_______，电子从_______极(填a或b)流出。一段时间后，若反应转移3NA个电子，则理论上消耗Al的质量是_______ g。
25．在带有活塞的密闭容器中发生如下反应：3Fe(s)＋4H2O(g) Fe3O4(s)＋4H2(g)，分析改变下列条件化学反应速率如何改变(填“变大”“变小”或“不变”)，阐述理由。
(1)增加铁片的质量(不考虑表面积的变化)___________，理由___________。
(2)保持容器的体积不变，增加水蒸气的通入量___________，理由___________。
(3)保持容器内压强不变，充入一定量的氩气___________，理由___________。
(4)保持容器的容积不变，充入一定量的氩气___________，理由___________。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】A．加水稀释，H+浓度减小，反应速率减慢，故不选A；
B．加NaNO3溶液，硝酸属于强氧化性酸，反应产生一氧化氮，不再产生氢气，故选B；
C．加入CH3COONa固体，醋酸钠和盐酸反应生成醋酸，氢离子浓度减小，反应速率减慢，故不选C；
D．降低温度，反应速率减慢，故不选D；
故选：B。
2．A
【详解】A．常见锌锰干电池是一次电池，锌筒为负极，故A错误；
B．铅酸蓄电池可充放电，为二次电池，故B正确；
C．燃料电池生成物是水等无污染物，因此该电池具有清洁、安全、高效等特点，故C正确；
D．反应发生时，旧键断裂吸收能量，新键形成放出能量，故D正确；
故选A。
3．B
【详解】A．升高温度，无论正反应速率还是逆反应速率均加快，故A说法正确；
B．用不同物质的速率表示达到平衡，要求反应方向一正一逆，且反应速率之比等于化学计量数之比，v(B)正=3v(D)逆 时，说明反应达到平衡，故B说法错误；
C．根据反应速率数学表达式，v(B)==0.3mol/(L·min)，故C说法正确；
D．A为固体，移出少量A，A物质的量浓度不变，反应速率基本不变，故D说法正确；
答案为B。
4．C
【详解】A．取5mL 0.1mol/L KI溶液，滴加0.1mol/L FeCl3溶液5～6滴，充分反应KI过量，所以溶液中既含I2又含I-，不能确定该反应是可逆反应，故A不符合题意；
B．常温下，将Mg、Al与NaOH溶液组成原电池，Al和NaOH溶液发生氧化还原反应作负极，Mg和NaOH溶液不反应作正极，所以不能通过该反应判断Mg与Al的金属活动性，故B不符合题意；
C．相同条件下，向两支盛有等体积等浓度H2O2溶液的试管中分别滴入5滴等浓度的CuCl2溶和FeCl3溶液，根据产生气体的快慢程度可以判断不同催化剂对同一反应速率的影响，故C符合题意；
D．常温下，相同的铁片中分别加入足量的浓、稀硝酸，浓硝酸与铁片发生钝化反应，不能先溶解完，故D不符合题意；
故答案：C。
5．C
【详解】A. 构成原电池时，较不活泼的金属铜作正极，正极上溶液中铜离子得电子生成铜单质而析出，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，A错误；
B. 构成电解池时，连接电源正极的电极为阳极，阳极上金属电极失电子发生氧化反应，如a连接电源负极，则a电极质量增加，B错误；
C. 构成电解池时，连接电源正极的电极为阳极，阳极上金属电极失电子发生氧化反应，连接电源负极的电极为阴极，阴极上铜离子得电子发生还原反应；如果b为阳极，电解池工作时，铜失电子生成铜离子进入溶液，导致电极质量减少；如果b为阴极，溶液中铜离子得电子生成铜单质而析出附着在b电极上，导致电极质量增加，C正确；
D. 构成原电池时，正极上铜离子得电子而析出；构成电解池时，阴极上溶液中铜离子得电子而析出，所以无论是原电池还是电解池都没有气体生成，D错误；
故合理选项是C。
6．D
【详解】A．电解水生成氢气和氧气的电解装置是将电能转化为化学能的装置，故A正确；
B．风力发电时，风能主要转化为电能，故B正确；
C．物质的燃烧将化学能转化为热能和光能，主要是热能，故C正确；
D．白炽灯工作时电能转化为光能和热能，电能不能全部转化为光能，故D错误；
答案选D。
7．D
【详解】A．由图示可知，4min时，A的物质的量减少0.8mol-0.4mol=0.4mol，B的物质的量增多0.4mol-0.2mol=0.2mol，则A为反应物，B为生成物，达平衡时A、B的物质的量均不为0，反应为可逆反应，而物质的量变化量之比为化学计量数之比，则反应的化学方程式为：2A B，A错误；
B．0～4min内，A的物质的量变化量为0.8mol-0.4mol=0.4mol，平均反应速率v====0.05mol/(L·min)，B错误；
C．由图示可知，4min后A、B的物质的量仍在改变，4min时，该反应没有达到化学平衡状态，C错误；
D．化学反应速率之比等于化学计量数之比，8min时，A、B的物质的量不再改变，反应达到平衡状态， v正(A)=2v正(B)=2v逆(B)，正逆反应速率相等，D正确；
答案选D。
8．B
【详解】①说明固体M受热会释放出少量的气体；②说明氯酸钾在温度较高的条件下会释放出氧气；③说明氯酸钾在较高的温度下与M接触释放出大量的氧气；④说明氯酸钾与固体M的混合物在较低的温度下就能释放出大量的氧气；
A．实验①、②、③三个实验并不能说明M加快了气体产生的速率，故A错误；
B．实验①、②、④对比可知，加入M后，在较低温度下反应就可以发生，故B正确；
C．实验②、③说明固体M的加入反应速率加快了，并不能说明增加了气体产生的量，故C错误；
D．要证明反应中固体M是催化剂还需要验证其质量和化学性质在反应前后是否发生了变化，故D错误；
故答案选B。
9．B
【详解】A. 在其他外界条件不变的情况下，增大压强能增大单位体积内分子总数和单位体积内的活化分子数，但活化分子的百分数不变，A错误；
B. FeCl3是强酸弱碱盐，在溶液中Fe3+会发生水解反应产生Fe(OH)3，使溶液变浑浊，为了抑制盐的水解，配制FeCl3溶液时，将FeCl3固体溶于盐酸中，然后再用水稀释到所需的浓度，B正确；
C. 加入合适的催化剂能降低反应的活化能，但不能改变反应物、生成物的能量，因此不能改变反应的焓变，C错误；
D. NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)是气体体积增大的反应，室温下不能自发进行，说明△G=△H-T△S>0，由于△S>0，说明该反应的△H>0，D错误；
故合理选项是B。
10．A
【详解】A. 达支平衡时，正反应速率等于逆反应速率，但反应速率不等于0，反应没有停止，故A错误；
B.达到平衡时, SO2的转化率达到最大，故B正确；
C. 各物质的浓度不再变化，反应达到平衡，故C正确；
D. O2的正、逆反应速率相等，反应达到平衡，故D正确；
故选A。
11．C
【详解】A．NO，在第一步反应中是生成物，在第二步反应中是反应物，为中间产物，不符合催化剂的定义，故A错误；
B．分析两步反应可知：反应物总能量大于生成物总能量，所以两步反应均为放热反应，升高温度，速率加快，但不利于NH4+转化成NO3-，故B错误；
C．第一步反应中有氢离子生成，氢离子存在抑制水的电离，当水的电离不变时，说明氢离子浓度不变，可说明此反应达到平衡状态，故C正确；
D．NH4+转化成NO3-，转移电子数为5-(-3)=8，NO转化为NO3-，转移电子数为5-4=1，转移电子数之比为8:1，故D错误；
故选C。
12．B
【详解】A.这两个反应都是单质和化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，故都为置换反应；
B. 反应②为反应①的逆过程，反应①为放热反应，故反应②为吸热反应；
C.两个反应中均存在化学能和热能间的转化；
D.两个反应中前后均有元素化合价的变化，故两者均为氧化还原反应；
答案选B。
13．A
【详解】A.Z的分解速率和生成速率相等说明正、逆反应速率相等，反应达到化学平衡，故A正确；
B.X、Y、Z的浓度相等不能说明正、逆反应速率相等，不能判断反应是否达到化学平衡，故B错误；
C.由质量守恒定律可知，反应体系的总质量始终保持不变，则反应体系的总质量保持不变不能说明正、逆反应速率相等，不能判断反应是否达到化学平衡，故C错误；
D.单位时间内生成2nmolZ，同时生成nmolX说明正、逆反应速率相等，反应达到化学平衡，则单位时间内生成nmolZ，同时生成nmolX不能说明正、逆反应速率相等，不能判断反应是否达到化学平衡，故D错误；
故选A。
14．C
【详解】A．植物通过光合作用可以减少空气中二氧化碳的含量，所以积极鼓励植树造林有利于碳中和的实现，故A正确；
B．二氧化碳是酸性氧化物，能与氧化钙或氨水反应，所以利用氧化钙或氨水捕集废气中的二氧化碳有利于碳中和的实现，故B正确；
C．二氧化碳分解生成碳和氧气的反应为吸热反应，故C错误；
D．一定条件下，将二氧化碳转化为甲醇，实现二氧化碳的资源化利用可以减少空气中二氧化碳的含量，有利于碳中和的实现，故D正确；
故选C。
15．A
【详解】A.由图可知，反应物总能量小于生成物总能量，该反应为吸热反应，吸热反应也可在常温下发生（不需要加热），如氢氧化钡晶体与氯化铵混合反应，A项错误；
B. 该反应的ΔH=正反应活化能-逆反应活化能=(E1-E2) kJ·mol-1，故B正确；
C.根据图示可知，由2 mol A(g)和4 mol B(g)形成1 mol A=A键和2 mol B—B键，放出E2 kJ能量，故C正确；
D. 该反应为吸热反应，反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量，故D正确；
故选A。
16．(1)adf
(2) 放热
(3) 正 CH4+10OH- -8e-=+7H2O CH4+2OH- +2O2 =3H2O + 减弱
【解析】（1）
生石灰溶于水，与水反应生成熟石灰，放出热量，属于放热反应；浓硫酸稀释是物理过程，放出热量，但不是放热反应；氢氧化钠固体溶于水放出热量，是物理变化，不是放热反应；铜溶于浓硝酸放出热量，生成新物质，是放热反应；氯化铵固体与氢氧化钡晶体混合搅拌，发生反应，是吸热反应；过氧化钠溶于水生成氧气，是放热反应；故选adf。
（2）
根据图示，反应物总能量高于生成物总能量，故分解反应为放热反应；催化剂参与了反应过程，但反应前后其质量和性质均没有改变，这两个氧化还原反应的一个是Fe3+被还原生成Fe2+，则另一个氧化还原反应是Fe2+被氧化生成Fe3+，H2O2均参与了两个反应，故另一个离子反应是。
（3）
燃料电池中燃料在负极发生氧化反应，O2在正极发生还原反应。
①根据甲烷燃料电池的示意图，CH4充入a电极，a为负极，则电池工作时，b极的电极为正极；负极CH4失去电子被氧化，碱性溶液中生成，电极反应式为：CH4+10OH- -8e-=+7H2O；O2得到电子，在NaOH电解质溶液中，电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，则反应的总离子方程式：CH4+2OH- +2O2 =3H2O + ；
②根据电池的总反应可知，随着反应的进行，OH-逐渐被消耗，则电解质溶液碱性减弱。
17．(1)+80
(2) BD
(3) 随着温度升高，压强对平衡的影响逐渐减小，平衡转化率主要由温度决定
(4) B 3a
(5)正极
【详解】（1）根据键能估算反应热，反应热近似等于断裂化学键的总键能与形成化学键的总键能之差，；
（2）②反应热与产物、反应物的相对能量有关，B项错误；催化剂同倍数改变正、逆反应速率，平衡不移动，平衡常数不变，D项错误。
（3）①正反应是气体分子数增大的反应，减小压强，平衡向正反应方向移动，正丁烷的平衡转化率增大，故。
②随着温度升高，三种不同压强下正丁烷的平衡转化率趋向相等，原因是随着温度升高，压强对平衡的影响逐渐减小，平衡转化率主要由温度决定。
（4）①增大压强，即缩小容器体积，瞬时CH4浓度增大，随后CH4浓度减小，A项不符合题意；加入催化剂，平衡不移动，甲烷的浓度不变，C项不符合题意。
②由图可知同时发生反应1和反应2，平衡时生成了0.3mol·L-1的CH4，消耗了0.7mol·L-1的C4H10，说明反应2生成了0.4mol·L-1的C2H6，平衡体系中各组分的浓度分别是、、。各组分的分压：
；，。
（5）以惰性材料为电极，正丁烷、空气在熔融盐(以MCO3为电解质)中构成的燃料电池的能量转化率高，氧气得电子，所以通入空气的电极为正极，正丁烷在负极反应。
18．(1) 多 463.6
(2) 放出 183 放热
(3) 12.8
(4) 负 正
【解析】(1)
液态水变为气态水要吸收热量，因此一定质量的氢气完全燃烧生成液态水与生成气态水相比，生成液态水时放出热量多；即氢气完全燃烧放出热量，则氢气完全燃烧放出热量，化学反应放出的热量=新键形成释放的能量-旧键断裂吸收的能量，设形成键放出热量，依据方程式：，则有：，解得。
(2)
观察图示，可知该反应放出2431kJ-436kJ-243kJ=的热量，为放热反应；
(3)
反应中铁元素化合价降低，氯化铁得电子，铜元素化合价升高，铜失电子，原电池中负极失电子，因此若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为；负极反应式为，当线路中转移电子时，则被腐蚀铜的物质的量为，质量为。
(4)
①燃料电池中，燃料失电子为负极、氧气得电子为正极，由图示可知，a极通入发生氧化反应，是电池的负极。
②氢氧燃料电池在酸性和碱性条件下的生成物都是水，故该电池的总反应为：。
③负极失电子，正极得电子，阳离子向正极移动，氢离子移向正极。
19． 阴 CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O
【详解】CO2中的C元素的化合价为+4价，反应后变为CH3OH，其中C元素化合价为-2价，C元素化合价降低，得到电子，发生还原反应，所以甲醇应该在阴极上生成，该电极反应式是：CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O。
20．(1)SiO2
(2)0.18
(3)N2
【详解】（1）用于制造光导纤维的基本原料是二氧化硅SiO2；
（2）用H2 表示该反应的速率为mol L-1 min-1。
（3）根据质量守恒可知，化学方程式为2CO + 2NO2CO2 +N2。
21．(1) 3X(g)+Y(g) 2Z(g) 0.075mol/(L·min)
(2)D
(3)①⑥
(4)5：3
(5) 11.2
(6)④⑥
【分析】由图示可知，反应达到平衡时，X的物质的量减少1.0mol-0.7mol=0.3mol，X为反应物，Y的物质的量减少1.0mol-0.9mol=0.1mol，Y为反应物，Z的物质的量增加0.2mol，Z为生成物，物质的物质的量变化量之比等于化学计量数之比，该反应的化学方程式为：3X(g)+Y(g) 2Z(g)。
（1）
由分析可知，该反应的化学方程式为：3X(g)+Y(g) 2Z(g)，0到2min时，用物质X表示的反应速率为===0.075mol/(L·min)。
（2）
A．恒温恒容下，再充入X，反应物浓度增大，化学反应速率加快，A错误；
B．升高温度，化学反应速率加快，B错误；
C．恒温恒容下，充入Ar，参与反应各物质浓度不变，化学反应速率不变，C错误；
D．恒温恒压下，充入Ar，容器体积增大，参与反应各物质浓度减小，化学反应速率减小，D正确；
答案选D。
（3）
①反应速率之比等于化学计量数之比，任何时刻都有v(X)=3v(Y)，因此v(X)=3v(Y)不能说明反应已达到平衡状态，①可选；
②X的物质的量不变，则各物质的物质的量不变，说明反应已达到平衡状态，②不选；
③该反应为反应前后气体分子数改变的反应，只有反应达到平衡时，混合气体的物质的量才不变，混合气体的平均相对分子质量不变，③不选；
④初始X、Y的的物质的量为均为1mol，而物质的物质的量变化量之比等于化学计量数之比，因此当X、Y的物质的量之比不变，说明反应已达到平衡状态，④不选；
⑤该反应为反应前后气体分子数改变的反应，当容器内压强保持不变，说明反应已达到平衡状态，⑤不选；
⑥无论反应是否达到平衡状态，单位时间内消耗3mol X，都同时生成2mol Z，⑥可选；
答案选①⑥。
（4）
设某一时刻Y的变化量为xmol，依据题意列三段式：
，某一时刻n(X)=n(Y)=n(Z)，则a-3x=b-x=2x，解得：a=5x、b=3x，a:b=5:3。
（5）
依据图中电子流向可知，c极为负极，负极甲醇失电子生成二氧化碳，电极反应式为：；由总反应可知，每消耗3mol氧气，转移12mol电子，则外电路中转移2mol电子，消耗0.5mol氧气，标准状况下体积为：0.5mol22.4L/mol=11.2L。
（6）
①物质燃烧为放热反应；
②炸药爆炸为放热反应；
③酸碱中和反应为放热反应；
④二氧化碳通过炽热的碳生成一氧化碳，为吸热反应；
⑤食物因氧化而腐败，为放热反应；
⑥与反应生成氯化钡、氨气和水，为吸热反应；
⑦铁粉与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，为放热反应；
答案选④⑥。
22． 0.1mol·L-1·min-1 加入催化剂 0.2 0.65a
【分析】打开A、B容器间的活塞K，两容器内的气体相通，此时气体的压强等于大气压强，与B容器的压强相同。只要我们求出B容器中气体的起始物质的量与平衡时气体的体积关系，就可求出A、B相通时气体的总体积，从而求出A、B相通后B容器的体积。
【详解】（1） CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
起始量 1.2mol/L 2.2mol/L 0 0
变化量 0.4mol/L 1.2mol/L 0.4mol/L 0.4mol/L
平衡量 0.8mol/L 1.0mol/L 0.4mol/L 0.4mol/L
ν(CO2)==0.1mol·L-1·min-1，
答案为：0.1mol·L-1·min-1；
若在1 min时，曲线I变为曲线II，达平衡的时间缩短，但c(CH3OH)未变，说明反应速率加快，但平衡未发生移动，则改变的条件为加入催化剂，
答案为：加入催化剂；
K==0.2，
答案为：0.2。
（2）在B容器中，1.2molCO2和4.8molH2混合气，共6mol，反应达平衡时，体积变为0.9aL；
维持相同的压强，将A、B连通，混合气共11mol，反应达平衡时，体积为L，容器B的体积为1.65aL-aL=0.65aL；
答案为：0.65aL。
23． CH4 B O2+4e-+2H2O=4OH- Fe-2e-=Fe2+ Fe+Cu2+ =Fe2++Cu 14
【分析】(1)根据燃烧通式，判断燃烧消耗O2的量；
(2)原电池中电子由负极经导线流向正极，根据电子流向，a是负极、b是正极；
(3)根据图示，原电池总反应为Fe+Cu2+= Cu+Fe2+，Fe失电子发生氧化反应；
【详解】(1)根据，1molH2燃烧消耗0.5mol氧气、1mol CH4燃烧消耗2mol氧气、1mol CO燃烧消耗0.5mol氧气、1molCH3OH燃烧消耗1.5mol氧气，等物质的量的上述气体充分燃烧，消耗O2最多的是CH4；
(2) ①氧气得电子发生还原反应，使用时，空气从正极通入， 所以空气从B口通入；
②b极是正极，氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子，b电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-；
(3)①根据图示，原电池总反应为Fe+Cu2+= Cu+Fe2+，Fe失电子发生氧化反应，负极的电极反应为Fe-2e-=Fe2+；
②根据Fe-2e-=Fe2+，当导线中有3.01×1023个电子流过，发生反应的铁为0.25mol，铁的质量减少0.25mol×56g/mol=14g。
【点睛】本题考查原电池燃料电池，明确原电池原理是解题关键，负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应，电子由负极流出经导线流入正极。
24． a 2H++2e-=H2↑ Fe b Al b 27
【详解】(1) Zn、Cu、稀硫酸构成的原电池，金属Zn做负极，金属铜为正极，正极发生还原反应，电极反应为：2H++2e-=H2↑，溶液中硫酸根离子移向负极a电极，故答案为：a；2H++2e-=H2↑；
(2) a为Fe、电极b为Ag、电解质溶液为硝酸银，Fe负极，Ag为正极，电子从负极流向正极，即流向b极，故答案为：Fe；b；
(3) Al、Mg、氢氧化钠溶液能之间，金属铝和氢氧化钠可以发生氧化还原反应，能设计成原电池，失电子的是金属铝，为负极，金属镁为正极，总反应为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，该原电池工作时，电子从负极b电极Al流出，反应中2mol铝反应电子转移6mol，一段时间后，若反应转移3NA个电子，则理论上消耗Al的物质的量为1mol，质量=1mol×27g/mol=27g，故答案为：Al；b；27。
25．(1) 不变 纯固体的浓度视为常数，改变用量不影响化学反应速率
(2) 变大 增大反应物浓度加快化学反应速率
(3) 变小 保持压强不变，充入氩气，容器体积增大，水蒸气的浓度变小，因而化学反应速率变小
(4) 不变 容器的容积不变，充入氩气，反应物和生成物的浓度均不改变，因而化学反应速率不变
【解析】略
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