第二章 化学键 化学反应速率（含解析） 单元测试 2023-2024学年高一下学期化学鲁教版（2019）必修第二册
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| 名称 | 第二章 化学键 化学反应速率（含解析） 单元测试 2023-2024学年高一下学期化学鲁教版（2019）必修第二册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 774.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-01-11 20:58:19 | ||
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文档简介
第二章 化学键 化学反应速率 单元测试
一、单选题
1．下列过程中，将电能转化为化学能的是（ ）
A．风力发电机 B．天然气烧水 C．硅太阳能电池 D．电解熔融氯化钠
A．A B．B C．C D．D
2．一定温度下，某密闭容器中发生反应：2HI(g) H2(g)+I2(g) ΔH>0，若15s内c(HI)由0.1mol/L降到0.07mol/L，则下列说法正确的是（ ）
A．缩小反应体系的体积，化学反应速率加快
B．c(HI)由0.07mol/L降到0.05mol/L所需的反应时间小于10s
C．升高温度正反应速率加快，逆反应速率减慢
D．0~15s内用I2表示的平均反应速率为v(I2)=0.002mol/(L s)
3．下列反应属于吸热反应且不属于氧化还原反应的是（ ）
A．灼热的炭与二氧化碳反应 B．碳酸氢钠与盐酸反应
C．氯酸钾固体受热分解 D．生石灰与水反应
4．下列物质熔融状态下能导电且含有非极性键的氧化物的是（ ）
A． B． C．MgO D．
5．2021年11月30日下午，“‘光’耀长安‘链’接未来——2021西安市太阳能光伏产业链发展交流会”在广东省深圳市召开。如果对燃烧产物如二氧化碳、水、氮气等利用太阳能使它们重新组合，可以节约燃料，缓解能源危机。在此构想中太阳能最终转化为（ ）
A．化学能 B．生物质能 C．热能 D．电能
6．下列实验操作或现象不能用勒夏特列原理解释的是（ ）
A．卤化银沉淀的转化 B．配制FeCl3溶液
C．酯水解程度比较 D．探究石灰石与稀盐酸在密闭环境下的反应
A．A B．B C．C D．D
7．在恒容密闭容器中发生如下反应： ，下列能说明反应达到平衡状态的是（ ）
A．体系压强保持不变
B．混合气体颜色保持不变
C．混合气体的平均相对分子质量保持不变
D．密度保持不变
8．下列反应的能量变化与如图所示反应相符的是（ ）
A．灼热的炭与二氧化碳的反应 B．氢气与氯气的化合反应
C．甲烷与氧气的燃烧反应 D．铝与稀硫酸的反应
9．某潜航器使用新型镁－过氧化氢燃料电池系统，其工作原理如图所示。 以下说法中错误的是（ ）
A．当电路中有 2 mol 电子转移时，镁电极的质量减轻 24 g
B．工作过程中溶液的 pH 会增大
C．电池工作时，负极上有 H2 生成
D．电池正极的反应式为 H2O2＋2e－＋2H＋=2H2O
10．下列设备或物品工作时，将化学能转化为电能的是
锂离子电池 风力发电机 偏二甲肼燃烧 太阳能集热器
A B C D
A．A B．B C．C D．D
11．在2 L恒容密闭容器中充入2molH2、1 mol CO，在一定条件下发生如下反应： ；CO的平衡转化率与温度、压强之间的关系如图所示。下列推断正确的是（ ）
A．工业上，利用上述反应合成甲醇，温度越高越好
B．图象中X代表温度，P(M2)〉P(M1)
C．图象中P点代表的平衡常数K为4
D．温度和容积不变，再充入2molH2、1 mol CO，达到平衡时CO转化率减小
12．在盛有载氧体的恒容密闭容器中充入空气[氧气的物质的量分数为21%]，发生反应： ，平衡时随温度T变化的曲线如图所示：
下列叙述错误的是（ ）
A．降低温度，平衡向正反应方向移动，减小
B．温度越高，的载氧效果越好
C．985℃下加入催化剂，平衡时=10%
D．985℃时的平衡转化率约为58%
13．把 气体和 气体混合于容积为2L的容器中，使其发生如下反应： 末生成 ，若测知以Z浓度变化表示的平均反应速率为 ，则n的值为（ ）
A．4 B．3 C．2 D．1
14．恒温恒容时，浓度均为1 的两种气体X和Y，在密闭容器中发生反应，生成气体Z，10s末，反应达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别是0.4 ，0.8 ，0.4 ，该反应的化学方程式为（ ）
A． B．
C． D．
15．某密闭容器中充入等物质的量的A和B，一定温度下发生反应，达到平衡后，在不同的时间段内反应物的浓度随时间的变化如甲图所示，正逆反应速率随时间的变化如乙图所示。下列说法错误的是（ ）
A．前20minB的平均反应速率为
B．30~40min间该反应使用了催化剂
C．化学方程式中的，正反应为放热反应
D．30min、40min时分别改变的条件是减小压强、升高温度
16．甲醇(CH3OH)是一种重要的化工原料。2CH3OH(g)+ O2(g) 2CO2(g)+4H2(g)，的能量变化如图所示，下列说法正确的是
A．CH3OH转变成H2的过程是一个吸收能量的过程
B．化学变化不仅有新物质生成，同时也一定有能量变化
C．H2的生成速率与CH3OH的消耗速率之比为1：2
D．该图也可表示碳酸钙分解反应的能量变化
二、综合题
17．原电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。
（1）一种新型燃料电池，它以多孔铂板为两个电极插入稀硫酸中，然后分别向两极通入氢气和氧气而获得电能。通入氢气的电极反应式为 。
（2）电子工业上常利用FeCl3溶液腐蚀铜板制作印刷电路，若将该反应原理设计成原电池，请写出原电池的正极反应 。
（3）常温下，将除去表面氧化膜的铝片、铜片插入浓HNO3中组成原电池装置如图甲所示，测得原电池的电流强度（I）随时间（t）的变化如图乙所示，反应过程中有红棕色气体产生。
t1s前，原电池的负极是铝片，正极的电极反应式为 ，溶液中的H＋向 （填“正”或“负”）极移动。t1s后，外电路中电子流动方向发生改变，其原因是 。
18．第三周期元素的化合价与原子序数的关系如图所示，请回答下列问题：
（1）B的一种单质为浅黄色或白色半透明性固体，暴露在空气中易自燃，则该单质为 (用化学式表示)；其分子的空间构型为 。
（2）X、Y、Z的原子半径从大到小的顺序为 (用元素符号表示)；比较R、W两种元素对应氢化物稳定性的大小： (用化学式表示)。
（3）写出X、R两种元素最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式： 。
（4）A的最高价氧化物属于 晶体。
19．煤化工中两个重要反应为①C（s）+H2O（g） H2（g）+CO（g）
△H=+131.3kJ mol﹣1，②CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g）．
（1）下列说法正确的是 ．
A．当反应①的容器中混合气体的密度不再变化时反应达到最大限度
B．反应②的熵变△S＞0
C．反应①中增加C固体的量能增大反应速率
D．在反应②中及时分离出产生的H2对正反应速率无影响
（2）若工业上要增加反应①的速率，最经济的措施为 ．
（3）现将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入2L恒容密闭容器中进行反应，得到如下三组数据：
实验 组 温度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所 需时间/min
CO H2O H2 CO2
Ⅰ 650 4 2 1.6 1.6 5
Ⅱ 900 2 1 0.5 0.5 3
Ⅲ 900 a b c d t
①实验Ⅰ中，从反应开始到反应达到平衡时，H2O（g）的平均反应速率为 ．
②CO（g）和H2O（g）反应的△H 0（填“大于”“小于”或“等于”）．
③实验Ⅲ中，若平衡时，CO的转化率大于水蒸气，则a、b必须满足的关系是 ，与实验Ⅱ相比，化学平衡常数 （填“增大”“减小”或“不变”）．
④若在900℃时，实验Ⅱ反应达到平衡后，向此容器中再加入1mol CO、0.5mol H2O、0.2mol CO2、0.5mol H2，平衡 （填“向正反应方向移动”“向逆反应方向移动”“不移动”）．
（4）CO、H2可用于生产甲醇和甲醚，其反应为（m、n均大于0）：
反应①：CO（g）+2H2（g） CH3OH（g）△H=﹣mkJ mol﹣1
反应②：2CO（g）+4H2（g） CH3OCH3（g）+H2O（g）△H=﹣nkJ mol﹣1
反应③：2CH3OH（g） CH3OCH3（g）+H2O（g）△H＜0
则m与n的关系为 ．
20．按图所示装置进行实验，装置中电解质溶液为0.5mol·L-1的稀硫酸。
（1）对于甲乙装置，下列叙述正确的是____。
A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B．甲中铜片作正极，乙中铜片作负极
C．两烧杯溶液中H+浓度均减小
D．甲产生气泡的速率比乙慢
（2）甲装置中SO向 极(填“正”或“负”)移动，正极的电极反应式为 。
（3）若将甲装置中稀硫酸换成CuSO4溶液，一段时间后测得某电极增重12.8g，此时该电池反应共转移电子数为 。
21．在 2 L的密闭容器中，充入 1 mol N2 和 3 mol H2，在一定的条件下反应，2 分钟后达到平衡状态， 相同温度下，
测得平衡时混合气体的压强比反应前混合气体的压强减小了 1/10，填写下列空白：
（1）平衡时混合气体中三种气体的物质的量比为 ；
（2）N2 的转化率为 ；
（3）2分钟内，NH3 的平均反应速率为 。
答案解析部分
1．【答案】D
【解析】【解答】A．风力发电机，将风能转化为电能，A不符合题意；
B．天然气烧水，通过天然气的燃烧，将化学能转化为热能，B不符合题意；
C．硅太阳能电池，是将太阳能(光能)转化为电能，C不符合题意；
D．电解熔融氯化钠获得钠和氯气，是将电能转化为化学能，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】风力发电机，将风能转化为电能；天然气烧水，通过天然气的燃烧，将化学能转化为热能；
硅太阳能电池，是将太阳能(光能)转化为电能；电解熔融氯化钠获得钠和氯气，是将电能转化为化学能。
2．【答案】A
【解析】【解答】A. 减小反应体系的体积，相当于增大压强，各物质浓度都增大，则化学反应速率加快，故A符合题意；
B. 反应物浓度越大，化学反应速率越快，则c(HI)由0.07mol/L降到0.05mol/L所需时间大于10s，故B不符合题意；
C. 升高温度活化分子百分数增大，则正逆反应速率都加快，故C不符合题意；
D. 若在0 15 s内v(HI)=（0.1 0.07）÷15 mol/(L s)=0.002 mol/(L s)，相同时间内v(I2)= v(HI)= ×0.002 mol/(L s)=0.001 mol/(L s)，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A、根据勒夏特列原理进行作答；
B、注意反应物浓度越大，化学反应速率越快；
C、升高温度，正反应速率、逆反应速率都会加快；
D、根据化学反应方程式的系数关系进行求解。
3．【答案】B
【解析】【解答】A．灼热的炭与二氧化碳反应是吸热反应但属于氧化还原反应，A不符合题意；
B．碳酸氢钠与盐酸反应是吸热反应（盐酸的氢离子与碳酸氢钠水解出的氢氧根离子中和反应应该是放热反应，但是后来由于二氧化碳以及氯化氢的大量溢出，试管被制冷）且是非氧化还原反应，B符合题意；
C．氯酸钾固体受热分解是氧化还原反应，C不符合题意；
D．生石灰与水反应是放热反应，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】氧化还原反应过程中一定有元素的化合价发生变化。
常见的放热反应有：绝大多数的化合反应（灼热的炭与二氧化碳反应除外）、燃烧反应、金属与水或酸的反应、酸碱中和，铝热反应等；
常见的吸热反应有：绝大多数的分解反应、个别的化合反应（如灼热的炭与二氧化碳反应）、少数的复分解反应（如盐酸与碳酸氢钠反应）、以C、CO、H2为还原剂的氧化还原反应反应等。
4．【答案】D
【解析】【解答】A、CO2为共价化合物，熔融状态下不能导电，故A不符合题意；
B、SiO2为共价化合物，且不含非极性键，故B不符合题意；
C、MgO为离子化合物，但不含非极性键，故C不符合题意；
D、Na2O2为离子化合物，在熔融状态下能导电，且含有O-O非极性键，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】氧化物是指有两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物，熔融状态下能导电的物质应为离子化合物。
5．【答案】C
【解析】【解答】由图示可知燃烧产物二氧化碳、水、氮气等利用太阳能使它们重新组合成甲烷，甲醇，氨气等可燃物，这些可然后燃烧过程又生成二氧化碳、水、氮气等，同时释放热量，可知太阳能最终转化成了热能。故C符合题意；
故答案为：C。
【分析】该过程能量转化为：太阳能-化学能-热能。
6．【答案】C
【解析】【解答】A.由图可知，先有白色氯化银沉淀生成，后变成黄色碘化银沉淀，说明沉淀向溶度积更小的方向进行，故A不符合题意；
B.盐酸可抑制铁离子水解，则先将FeCl3晶体溶于浓盐酸中再加水稀释可配制溶液，故B不符合题意；
C.左图用了稀硫酸作催化剂，催化剂只能改变反应速率，不能使平衡发生移动，故C符合题意；
D.CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，反应具有一定的可逆性，打开瓶塞压强减小，平衡向正反应方向移动，有气泡冒出，故D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】平衡发生移动才能用勒夏特列原理解释，加入催化剂并不能引起平衡的移动。
7．【答案】B
【解析】【解答】A．反应体系为等体积反应，则反应体系压强不变不能说明反应达到平衡状态，A不符合题意；
B．反应体系中I2蒸汽是有颜色的，当体系的颜色不再发生变化时，即I2蒸汽浓度不变，达到平衡，B符合题意；
C．气体的总质量不变，总物质的量不变，则平均相对分子质量不变不能说明反应达到平衡状态，C不符合题意；
D．恒容容器中，气体的总质量不变，则密度不变不能说明反应达到平衡状态，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】化学反应达到化学平衡状态时，正逆反应速率相等，且不为0，各个物质的状态不再发生变化，由此衍生的一些物理量不发生变化，以此进行判断，得出正确的结论。
8．【答案】A
【解析】【解答】A、灼热的炭与CO2的反应为吸热反应，A符合题意；
B、H2与Cl2的燃烧反应为放热反应，B不符合题意；
C、CH4与O2的燃烧反应为放热反应，C不符合题意；
D、Al与稀硫酸的反应为放热反应，D不符合题意；
故答案为：A
【分析】NaHCO3与稀盐酸的反应为吸热反应，结合选项所给反应的热效应分析。
9．【答案】C
【解析】【解答】A．Mg为负极，电池的负极反应为Mg-2e-═Mg2+，有2mol电子转移时，镁电极的质量减轻24g，故A不符合题意；
B.电池总反应式是Mg+H2O2+2H+=Mg2++2H2O，消耗氢离子，则电池工作一段时间后，溶液的pH增大，故B不符合题意；
C.电池工作时，H+向正极移动，但正极反应为H2O2+2H++2e-═2H2O，没有氢气生成，故C符合题意；
D.电池总反应式是Mg+H2O2+2H+═Mg2++2H2O，负极反应为Mg-2e-═Mg2+，则正极反应为H2O2+2H++2e-═2H2O，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】原电池即是氧化还原反应的应用，根据氧化性和还原性的不同而在两极发生，其总反应即是氧化还原反应。
10．【答案】A
【解析】【解答】A．锂离子电池是化学能转化为电能，A符合题意；
B．风力发电，是机械能转化为电能，B不符合题意；
C．偏二甲肼燃烧是化学能转变为动能，C不符合题意；
D．太阳能集热器是太阳能转化为热能，D不符合题意；
故答案为：A
【分析】A．电池是化学能转化为电能；
B．风力发电是机械能转化为电能；
C．燃烧是化学能转变为动能；
D．太阳集热器是太阳能转化为热能。
11．【答案】C
【解析】【解答】A.由于该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，不利于CH3OH的合成，A不符合题意；
B.由于该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO的转化率降低，因此X不能表示温度，B不符合题意；
C.由图可知，P点时CO的转化率为50%，则参与反应n(CO)=1mol×50%=0.5mol，则参与反应的n(H2)=0.5mol×2=1mol，反应生成的n(CH3OH)=0.5mol；则反应达到平衡状态时，n(CO)=1mol-0.5mol=0.5mol、n(H2)=2mol-1mol=1mol、n(CH3OH)=0.5mol，因此该条件下，反应的平衡常数，C符合题意；
D.温度和压强不变时，再充入2molH2和1molCO，则体系的压强增大，平衡正向移动，CO的转化率增大，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】A.根据温度对平衡移动的影响分析；
B.结合温度、压强对平衡移动的影响分析；
C.根据P点CO的转化率计算平衡时各物质的物质的量浓度，从而得出反应的平衡常数；
D.结合压强对平衡移动的影响分析；
12．【答案】B
【解析】【解答】A．该反应为放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，氧气的物质的量分数减小，故A不符合题意；
B．由图可知，当氧气的物质的量分数达到21%后，继续升高温度，氧气的物质的量分数继续增大，说明催化剂由载氧体转变为脱氧体，催化剂的载氧效果减弱，故B符合题意；
C．平衡时，加入催化剂能加快反应速率，但化学平衡不移动，氧气的物质的量分数不变，故C不符合题意；
D．设空气的体积为100mL，反应消耗氧气的体积为amL，由985℃时氧气的体积分数为10%可得：×100%=10%，解得a=12.2，则氧气的转化率为×100%≈58%，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.该反应为放热反应，降温平衡正向移动；
C.催化剂不影响化学平衡状态；
D.根据平衡转化率=计算。
13．【答案】D
【解析】【解答】vW= 化学反应速率之比等于各物质的计量系数之比，故n=1
故答案为：D
【分析】在同一化学反应中，化学速率之比等于其计量系数之比
14．【答案】A
【解析】【解答】达到平衡时，△c(X)=1mol L-1-0.4mol L-1=0.6mol L-1，△c(Y)=1mol L-1-0.8mol L-1=0.2mol L-1，△c(Z)=0.4mol L-1，则X、Y、Z的化学计量数之比为=0.6mol L-1∶0.2mol L-1∶0.4mol L-1=3∶1∶2，故反应为3X(g)+Y(g) 2Z(g)，
故答案为：A。
【分析】根据浓度变化之比等于化学计量数之比计算。
15．【答案】B
【解析】【解答】A．前20minB的平均反应速率为=，故A不符合题意；
B.30min时C和A、B的浓度都下降了，而催化剂只会改变反应速率，不会瞬间改变反应物的浓度，故B符合题意；
C．由图可知，A、B的浓度变化相同，故A、B的化学计量数相同，则x=1；40min时正逆反应速率都增大，则改变的条件为升高温度，而条件改变后C浓度减小、A、B浓度增大，说明平衡发生了逆向移动，则正反应为放热反应，故C不符合题意；
D.40min时改变的条件为升高温度；30min时，C和A、B的浓度都下降了，反应速率也减小，但是平衡不移动，该反应前后气体分子不变，则改变的条件为减小压强，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.根据计算；
C.40min时正逆反应速率都增大，改变的条件为升高温度，40min后C的浓度减小，说明平衡逆向移动；
D.30min时只有反应速率减少了，反应仍处于平衡状态，则改变的条件是降低压强。
16．【答案】B
【解析】【解答】A．由图可知，反应物能量大于生成物能量，反应为放热反应，A不符合题意；
B．化学变化不仅有新物质生成，同时也一定有能量变化伴随放热或吸热过程，B符合题意；
C．反应速率之比等于系数比，H2的生成速率与CH3OH的消耗速率之比为2：1，C不符合题意；
D．碳酸钙分解反应为吸热反应，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．根据放热反应中反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量，吸热反应中反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量；
B．化学变化不仅有新物质生成，同时也一定有能量变化伴随放热或吸热过程；
C．反应速率之比等于系数比；
D．碳酸钙分解反应为吸热反应。
17．【答案】（1）H2－2e－＝2H＋
（2）Fe3＋＋e－＝Fe2＋
（3）2H＋＋NO3－＋e－＝NO2↑＋H2O；正；Al在浓硝酸中钝化，形成的氧化膜阻止了Al的进一步反应，此时Cu变成了负极
【解析】【解答】解：(1)酸性条件下，氢气在负极失电子失去氢离子，则负极的电极方程式：H2-2e-=2H+；故答案为：H2-2e-=2H+；(2)FeCl3溶液与Cu反应生成氯化亚铁和氯化铜，反应的化学方程式为：Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2，Cu失电子发生氧化反应作负极、不如Cu活泼的金属或导电的非金属作正极，氯化铁在正极上发生还原反应，电极反应式为Fe3＋＋e－＝Fe2＋，故答案为：Fe3＋＋e－＝Fe2＋；(3)0-t1时，Al为负极，氧化得到氧化铝，Cu为正极，正极上硝酸根放电生成二氧化氮，正极电极反应式为：2H++NO3-+e-=NO2↑+H2O，溶液中阳离子向正极移动，即溶液中的H+向正极移动；随着反应进行，Al在浓硝酸中钝化，形成的氧化膜阻止了Al的进一步反应，此时Cu变成了负极，Al为正极，因此外电路中电子流动方向发生改变，故答案为：2H++NO3-+e-=NO2↑+H2O；正；Al在浓硝酸中钝化，形成的氧化膜阻止了Al的进一步反应，此时Cu变成了负极。
【分析】（1）关于原电池的题目，核心在于判断正负极，掌握正向正、负向负的电荷移动原理，结合核心产物与溶液环境，书写电极反应式，根据电极反应式进行计算；
（2）正极反应为还原反应， Fe3＋＋e－＝Fe2＋ ；
（3）结合总反应方程式及核心产物，综合溶液环境，利用电荷守恒原理，正极反应式 2H＋＋NO3－＋e－＝NO2↑＋H2O 。
18．【答案】（1）P4；正四面体
（2）Na＞Mg＞Al；HCl＞H2S
（3）OH-+H+=H2O
（4）原子
【解析】【解答】根据上述分析，X为Na元素，Y为Mg元素，Z为Al元素，A为Si元素；B为P元素，W为S元素，R为Cl元素。
(1) B为P元素，B的一种单质为浅黄色或白色半透明性固体，暴露在空气中易自燃，则该单质为白磷，化学式为P4；其分子的空间构型为正四面体，故答案为：P4；正四面体；
(2)同周期随原子序数增大，原子半径减小，故X、Y、Z的原子半径从大到小的顺序为Na＞Mg＞Al；非金属性Cl＞S，故气态氢化物的稳定性HCl＞H2S，故答案为：Na＞Mg＞Al；HCl＞H2S；
(3) X、R两种元素最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH和高氯酸，分别属于强酸和强碱，二者反应的离子方程式为OH-+H+=H2O，故答案为：OH-+H+=H2O；
(4) A为Si元素，A的最高价氧化物二氧化硅属于原子晶体，故答案为：原子。
【分析】都是第三周期元素，由图中化合价可知，X的化合价为+1价，X为Na元素，Y的化合价为+2价，Y为Mg元素，Z为+3价，Z为Al元素，A为+4价和-4价，为Si元素；B为+5价和-3价，为P元素；W的化合价为+6价和-2价，W为S元素；R为+7价和-1价，为Cl元素，结合元素周期律与元素化合物的性质分析解答。
19．【答案】（1）A
（2）粉碎煤炭、增加H2O（g）的浓度、使用合适的催化剂
（3）0.16mol L﹣1 min﹣1；小于；a＜b；不变；正反应方向移动
（4）n＞2m
【解析】【解答】解：（1）A、反应①中有固体参与反应，反应进行的过程中，混合气体的质量会不断变化，体积不变，气体的密度也会变化，故当容器中混合气体的密度不再变化时反应达到最大限度即平衡状态，故A正确；
B、反应②反应前后气体体积变化为0，则熵变△S=0，故B错误；
C、反应①中增加C固体的量不影响反应速率，故C错误；
D、在反应②中及时分离出产生的H2时，逆反应速率瞬间减小，正反应速率瞬间不变，然后逐渐减小，重新形成平衡，故D错误；
故选A；（2）结合影响反应速率的因素，最经济的措施为粉碎煤炭、增加H2O（g）的浓度、使用合适的催化剂等，故答案为：粉碎煤炭、增加H2O（g）的浓度、使用合适的催化剂；（3）①实验Ⅰ中，水的起始浓度为1 mol L﹣1，平衡时H2的平衡量为1.6 mol，说明反应中水的变化量也是1.6 mol，则水的平衡浓度为0.2 mol L﹣1，H2O的平均反应速率为： =0.16 mol L﹣1 min﹣1，故答案为：0.16 mol L﹣1 min﹣1；②650℃时，反应平衡常数K1= = ，900℃实验Ⅱ的常数K2= = ，随着温度的升高，平衡常数减小，说明反应逆向进行，即△H小于0，故答案为：小于；③实验Ⅲ中，若起始时CO和H2O等物质的量，因二者反应过程中变化量相等，转化率也相等，若在此基础上增加水蒸气的量，水的转化率降低，CO的转化率增大，故若平衡时，CO的转化率大于水蒸气，则a、b必须满足的关系是a＜b；因温度没有变，平衡常数只与温度有关，故与实验Ⅱ相比，化学平衡常数不变，故答案为：a＜b；不变；④若在900℃时，实验Ⅱ反应达到平衡的状态：1.5 mol CO、0.5 mol H2O、0.5 mol CO2、0.5 mol H2，向此容器中再加入1 mol CO、0.5 mol H2O、0.2 mol CO2、0.5 mol H2，即瞬间状态：2.5 mol CO、1.0 mol H2O、0.7 mol CO2、1.0 mol H2，此时Qc=0.28＜K2，此时平衡向正反应方向移动，故答案为：正反应方向移动；（4）根据盖斯定律可知：反应③=②﹣①×2，即（﹣nkJ mol﹣1）﹣（﹣mkJ mol﹣1）×2＜0，得：n＞2m，故答案为：n＞2m．
【分析】（1）A、反应①中有固体参与反应，反应进行的过程中，混合气体的质量会不断变化，体积不变，气体的密度也会变化，故当容器中混合气体的密度不再变化时反应达到最大限度即平衡状态；
B、反应②反应前后气体体积变化为0，则熵变△S=0；
C、反应①中增加C固体的量不影响反应速率；
D、在反应②中及时分离出产生的H2时，逆反应速率瞬间减小，正反应速率瞬间不变，然后逐渐减小，重新形成平衡；（2）根据外界条件的变化对化学反应速率的影响分析解答；（3）①根据v= 进行计算求解；②根据图中的数据计算650℃和900℃时的平衡常数，比较K的大小，得出反应的热效应；③实验Ⅲ中，若起始时CO和H2O等物质的量，因二者反应过程中变化量相等，转化率也相等，若在此基础上增加水蒸气的量，水的转化率降低，CO的转化率增大，故若平衡时，CO的转化率大于水蒸气，则a、b必须满足的关系是a＜b；因温度没有变，平衡常数只与温度有关，故与实验Ⅱ相比，化学平衡常数不变；④比较平衡常数和浓度商的大小，来判断反应进行的方向；（4）根据盖斯定律可知：反应③=②﹣①×2＜0，来分析解答．
20．【答案】（1）C
（2）负；
（3）
【解析】【解答】锌比铜活泼，能与稀硫酸反应，铜不能与稀硫酸反应，乙装置没有形成闭合回路，不能形成原电池，甲装置形成闭合回路，形成原电池。
(1)A．由上述分析可知，甲形成原电池，铜片作正极，氢离子在正极得电子生成氢气，铜表面有气泡产生，乙没有形成原电池，且铜与稀硫酸不反应，因此乙烧杯中铜片表面无气泡，故A不正确；
B．乙装置没有形成闭合回路，不能形成原电池，故B不正确；
C．两烧杯中硫酸都与锌发生反应，氢离子浓度都会减小，故C正确；
D．甲能形成原电池反应，反应速率增大，产生气泡的速率甲比乙快，故D不正确；
故答案为：C；
(2)原电池工作时，阴离子向负极移动，则向负极移动；正极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为，故答案为：负；；
(3)若将甲装置中的稀硫酸换成CuSO4，则锌片作负极，电极反应式为，铜片作正极，电极反应式为，一段时间后测得某电极增重12.8g，即铜片增重12.8g， ，则该电池发生反应共转移电子数目为，故答案为：。
【分析】（1）甲形成了闭合回路，有自发的氧化还原反应构成了原电池，乙未形成闭合回路，不是原电池；
（2）甲中Zn是负极，Cu是正极，电极反应 ，原电池中阴离子移向负极；
（3）甲中的电解质是CuSO4溶液的话，正极(Cu)增重。
21．【答案】（1）2:6:1
（2）20%
（3）0.1 mol/(L·min)
【解析】【解答】设参加反应的氮气的物质的量为nmol，则：
N2 + 3H2 2NH3
起始（mol） 1 3 0
转化（mol） n 3n 2n
平衡（mol） 1-n 3-3n 2n
同温，同体积时，压强之比等于物质的量之比，所以(1-n+3-3n+2n)mol=(1+3)mol×(1- )，解得n=0.2。
(1)平衡时n(N2)=(1-n)mol=(1-0.2)mol=0.8mol，平衡时n(H2)=(3-3n)mol=(3-3×0.2)mol=2.4mol，平衡时n(NH3)=2n=0.2mol×2=0.4mol，所以，平衡时混合气体中N2、H2、NH3三种气体的物质的量比为0.8mol∶2.4mol∶0.4mol=2∶6∶1，答：平衡时混合气体中N2、H2、NH3三种气体的物质的量比为2∶6∶1；
(2)N2 的转化率为 ×100%=20%，答：N2 的转化率为20%；
(3)2分钟内，以NH3 表示的平均反应速率v(NH3)= =0.1 mol/(L min)，答：2分钟内，以NH3 表示的平均反应速率为0.1 mol/(L min)。
【分析】根据化学平衡计算的模式进行分别计算即可。
一、单选题
1．下列过程中，将电能转化为化学能的是（ ）
A．风力发电机 B．天然气烧水 C．硅太阳能电池 D．电解熔融氯化钠
A．A B．B C．C D．D
2．一定温度下，某密闭容器中发生反应：2HI(g) H2(g)+I2(g) ΔH>0，若15s内c(HI)由0.1mol/L降到0.07mol/L，则下列说法正确的是（ ）
A．缩小反应体系的体积，化学反应速率加快
B．c(HI)由0.07mol/L降到0.05mol/L所需的反应时间小于10s
C．升高温度正反应速率加快，逆反应速率减慢
D．0~15s内用I2表示的平均反应速率为v(I2)=0.002mol/(L s)
3．下列反应属于吸热反应且不属于氧化还原反应的是（ ）
A．灼热的炭与二氧化碳反应 B．碳酸氢钠与盐酸反应
C．氯酸钾固体受热分解 D．生石灰与水反应
4．下列物质熔融状态下能导电且含有非极性键的氧化物的是（ ）
A． B． C．MgO D．
5．2021年11月30日下午，“‘光’耀长安‘链’接未来——2021西安市太阳能光伏产业链发展交流会”在广东省深圳市召开。如果对燃烧产物如二氧化碳、水、氮气等利用太阳能使它们重新组合，可以节约燃料，缓解能源危机。在此构想中太阳能最终转化为（ ）
A．化学能 B．生物质能 C．热能 D．电能
6．下列实验操作或现象不能用勒夏特列原理解释的是（ ）
A．卤化银沉淀的转化 B．配制FeCl3溶液
C．酯水解程度比较 D．探究石灰石与稀盐酸在密闭环境下的反应
A．A B．B C．C D．D
7．在恒容密闭容器中发生如下反应： ，下列能说明反应达到平衡状态的是（ ）
A．体系压强保持不变
B．混合气体颜色保持不变
C．混合气体的平均相对分子质量保持不变
D．密度保持不变
8．下列反应的能量变化与如图所示反应相符的是（ ）
A．灼热的炭与二氧化碳的反应 B．氢气与氯气的化合反应
C．甲烷与氧气的燃烧反应 D．铝与稀硫酸的反应
9．某潜航器使用新型镁－过氧化氢燃料电池系统，其工作原理如图所示。 以下说法中错误的是（ ）
A．当电路中有 2 mol 电子转移时，镁电极的质量减轻 24 g
B．工作过程中溶液的 pH 会增大
C．电池工作时，负极上有 H2 生成
D．电池正极的反应式为 H2O2＋2e－＋2H＋=2H2O
10．下列设备或物品工作时，将化学能转化为电能的是
锂离子电池 风力发电机 偏二甲肼燃烧 太阳能集热器
A B C D
A．A B．B C．C D．D
11．在2 L恒容密闭容器中充入2molH2、1 mol CO，在一定条件下发生如下反应： ；CO的平衡转化率与温度、压强之间的关系如图所示。下列推断正确的是（ ）
A．工业上，利用上述反应合成甲醇，温度越高越好
B．图象中X代表温度，P(M2)〉P(M1)
C．图象中P点代表的平衡常数K为4
D．温度和容积不变，再充入2molH2、1 mol CO，达到平衡时CO转化率减小
12．在盛有载氧体的恒容密闭容器中充入空气[氧气的物质的量分数为21%]，发生反应： ，平衡时随温度T变化的曲线如图所示：
下列叙述错误的是（ ）
A．降低温度，平衡向正反应方向移动，减小
B．温度越高，的载氧效果越好
C．985℃下加入催化剂，平衡时=10%
D．985℃时的平衡转化率约为58%
13．把 气体和 气体混合于容积为2L的容器中，使其发生如下反应： 末生成 ，若测知以Z浓度变化表示的平均反应速率为 ，则n的值为（ ）
A．4 B．3 C．2 D．1
14．恒温恒容时，浓度均为1 的两种气体X和Y，在密闭容器中发生反应，生成气体Z，10s末，反应达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别是0.4 ，0.8 ，0.4 ，该反应的化学方程式为（ ）
A． B．
C． D．
15．某密闭容器中充入等物质的量的A和B，一定温度下发生反应，达到平衡后，在不同的时间段内反应物的浓度随时间的变化如甲图所示，正逆反应速率随时间的变化如乙图所示。下列说法错误的是（ ）
A．前20minB的平均反应速率为
B．30~40min间该反应使用了催化剂
C．化学方程式中的，正反应为放热反应
D．30min、40min时分别改变的条件是减小压强、升高温度
16．甲醇(CH3OH)是一种重要的化工原料。2CH3OH(g)+ O2(g) 2CO2(g)+4H2(g)，的能量变化如图所示，下列说法正确的是
A．CH3OH转变成H2的过程是一个吸收能量的过程
B．化学变化不仅有新物质生成，同时也一定有能量变化
C．H2的生成速率与CH3OH的消耗速率之比为1：2
D．该图也可表示碳酸钙分解反应的能量变化
二、综合题
17．原电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。
（1）一种新型燃料电池，它以多孔铂板为两个电极插入稀硫酸中，然后分别向两极通入氢气和氧气而获得电能。通入氢气的电极反应式为 。
（2）电子工业上常利用FeCl3溶液腐蚀铜板制作印刷电路，若将该反应原理设计成原电池，请写出原电池的正极反应 。
（3）常温下，将除去表面氧化膜的铝片、铜片插入浓HNO3中组成原电池装置如图甲所示，测得原电池的电流强度（I）随时间（t）的变化如图乙所示，反应过程中有红棕色气体产生。
t1s前，原电池的负极是铝片，正极的电极反应式为 ，溶液中的H＋向 （填“正”或“负”）极移动。t1s后，外电路中电子流动方向发生改变，其原因是 。
18．第三周期元素的化合价与原子序数的关系如图所示，请回答下列问题：
（1）B的一种单质为浅黄色或白色半透明性固体，暴露在空气中易自燃，则该单质为 (用化学式表示)；其分子的空间构型为 。
（2）X、Y、Z的原子半径从大到小的顺序为 (用元素符号表示)；比较R、W两种元素对应氢化物稳定性的大小： (用化学式表示)。
（3）写出X、R两种元素最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式： 。
（4）A的最高价氧化物属于 晶体。
19．煤化工中两个重要反应为①C（s）+H2O（g） H2（g）+CO（g）
△H=+131.3kJ mol﹣1，②CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g）．
（1）下列说法正确的是 ．
A．当反应①的容器中混合气体的密度不再变化时反应达到最大限度
B．反应②的熵变△S＞0
C．反应①中增加C固体的量能增大反应速率
D．在反应②中及时分离出产生的H2对正反应速率无影响
（2）若工业上要增加反应①的速率，最经济的措施为 ．
（3）现将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入2L恒容密闭容器中进行反应，得到如下三组数据：
实验 组 温度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所 需时间/min
CO H2O H2 CO2
Ⅰ 650 4 2 1.6 1.6 5
Ⅱ 900 2 1 0.5 0.5 3
Ⅲ 900 a b c d t
①实验Ⅰ中，从反应开始到反应达到平衡时，H2O（g）的平均反应速率为 ．
②CO（g）和H2O（g）反应的△H 0（填“大于”“小于”或“等于”）．
③实验Ⅲ中，若平衡时，CO的转化率大于水蒸气，则a、b必须满足的关系是 ，与实验Ⅱ相比，化学平衡常数 （填“增大”“减小”或“不变”）．
④若在900℃时，实验Ⅱ反应达到平衡后，向此容器中再加入1mol CO、0.5mol H2O、0.2mol CO2、0.5mol H2，平衡 （填“向正反应方向移动”“向逆反应方向移动”“不移动”）．
（4）CO、H2可用于生产甲醇和甲醚，其反应为（m、n均大于0）：
反应①：CO（g）+2H2（g） CH3OH（g）△H=﹣mkJ mol﹣1
反应②：2CO（g）+4H2（g） CH3OCH3（g）+H2O（g）△H=﹣nkJ mol﹣1
反应③：2CH3OH（g） CH3OCH3（g）+H2O（g）△H＜0
则m与n的关系为 ．
20．按图所示装置进行实验，装置中电解质溶液为0.5mol·L-1的稀硫酸。
（1）对于甲乙装置，下列叙述正确的是____。
A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B．甲中铜片作正极，乙中铜片作负极
C．两烧杯溶液中H+浓度均减小
D．甲产生气泡的速率比乙慢
（2）甲装置中SO向 极(填“正”或“负”)移动，正极的电极反应式为 。
（3）若将甲装置中稀硫酸换成CuSO4溶液，一段时间后测得某电极增重12.8g，此时该电池反应共转移电子数为 。
21．在 2 L的密闭容器中，充入 1 mol N2 和 3 mol H2，在一定的条件下反应，2 分钟后达到平衡状态， 相同温度下，
测得平衡时混合气体的压强比反应前混合气体的压强减小了 1/10，填写下列空白：
（1）平衡时混合气体中三种气体的物质的量比为 ；
（2）N2 的转化率为 ；
（3）2分钟内，NH3 的平均反应速率为 。
答案解析部分
1．【答案】D
【解析】【解答】A．风力发电机，将风能转化为电能，A不符合题意；
B．天然气烧水，通过天然气的燃烧，将化学能转化为热能，B不符合题意；
C．硅太阳能电池，是将太阳能(光能)转化为电能，C不符合题意；
D．电解熔融氯化钠获得钠和氯气，是将电能转化为化学能，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】风力发电机，将风能转化为电能；天然气烧水，通过天然气的燃烧，将化学能转化为热能；
硅太阳能电池，是将太阳能(光能)转化为电能；电解熔融氯化钠获得钠和氯气，是将电能转化为化学能。
2．【答案】A
【解析】【解答】A. 减小反应体系的体积，相当于增大压强，各物质浓度都增大，则化学反应速率加快，故A符合题意；
B. 反应物浓度越大，化学反应速率越快，则c(HI)由0.07mol/L降到0.05mol/L所需时间大于10s，故B不符合题意；
C. 升高温度活化分子百分数增大，则正逆反应速率都加快，故C不符合题意；
D. 若在0 15 s内v(HI)=（0.1 0.07）÷15 mol/(L s)=0.002 mol/(L s)，相同时间内v(I2)= v(HI)= ×0.002 mol/(L s)=0.001 mol/(L s)，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A、根据勒夏特列原理进行作答；
B、注意反应物浓度越大，化学反应速率越快；
C、升高温度，正反应速率、逆反应速率都会加快；
D、根据化学反应方程式的系数关系进行求解。
3．【答案】B
【解析】【解答】A．灼热的炭与二氧化碳反应是吸热反应但属于氧化还原反应，A不符合题意；
B．碳酸氢钠与盐酸反应是吸热反应（盐酸的氢离子与碳酸氢钠水解出的氢氧根离子中和反应应该是放热反应，但是后来由于二氧化碳以及氯化氢的大量溢出，试管被制冷）且是非氧化还原反应，B符合题意；
C．氯酸钾固体受热分解是氧化还原反应，C不符合题意；
D．生石灰与水反应是放热反应，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】氧化还原反应过程中一定有元素的化合价发生变化。
常见的放热反应有：绝大多数的化合反应（灼热的炭与二氧化碳反应除外）、燃烧反应、金属与水或酸的反应、酸碱中和，铝热反应等；
常见的吸热反应有：绝大多数的分解反应、个别的化合反应（如灼热的炭与二氧化碳反应）、少数的复分解反应（如盐酸与碳酸氢钠反应）、以C、CO、H2为还原剂的氧化还原反应反应等。
4．【答案】D
【解析】【解答】A、CO2为共价化合物，熔融状态下不能导电，故A不符合题意；
B、SiO2为共价化合物，且不含非极性键，故B不符合题意；
C、MgO为离子化合物，但不含非极性键，故C不符合题意；
D、Na2O2为离子化合物，在熔融状态下能导电，且含有O-O非极性键，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】氧化物是指有两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物，熔融状态下能导电的物质应为离子化合物。
5．【答案】C
【解析】【解答】由图示可知燃烧产物二氧化碳、水、氮气等利用太阳能使它们重新组合成甲烷，甲醇，氨气等可燃物，这些可然后燃烧过程又生成二氧化碳、水、氮气等，同时释放热量，可知太阳能最终转化成了热能。故C符合题意；
故答案为：C。
【分析】该过程能量转化为：太阳能-化学能-热能。
6．【答案】C
【解析】【解答】A.由图可知，先有白色氯化银沉淀生成，后变成黄色碘化银沉淀，说明沉淀向溶度积更小的方向进行，故A不符合题意；
B.盐酸可抑制铁离子水解，则先将FeCl3晶体溶于浓盐酸中再加水稀释可配制溶液，故B不符合题意；
C.左图用了稀硫酸作催化剂，催化剂只能改变反应速率，不能使平衡发生移动，故C符合题意；
D.CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，反应具有一定的可逆性，打开瓶塞压强减小，平衡向正反应方向移动，有气泡冒出，故D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】平衡发生移动才能用勒夏特列原理解释，加入催化剂并不能引起平衡的移动。
7．【答案】B
【解析】【解答】A．反应体系为等体积反应，则反应体系压强不变不能说明反应达到平衡状态，A不符合题意；
B．反应体系中I2蒸汽是有颜色的，当体系的颜色不再发生变化时，即I2蒸汽浓度不变，达到平衡，B符合题意；
C．气体的总质量不变，总物质的量不变，则平均相对分子质量不变不能说明反应达到平衡状态，C不符合题意；
D．恒容容器中，气体的总质量不变，则密度不变不能说明反应达到平衡状态，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】化学反应达到化学平衡状态时，正逆反应速率相等，且不为0，各个物质的状态不再发生变化，由此衍生的一些物理量不发生变化，以此进行判断，得出正确的结论。
8．【答案】A
【解析】【解答】A、灼热的炭与CO2的反应为吸热反应，A符合题意；
B、H2与Cl2的燃烧反应为放热反应，B不符合题意；
C、CH4与O2的燃烧反应为放热反应，C不符合题意；
D、Al与稀硫酸的反应为放热反应，D不符合题意；
故答案为：A
【分析】NaHCO3与稀盐酸的反应为吸热反应，结合选项所给反应的热效应分析。
9．【答案】C
【解析】【解答】A．Mg为负极，电池的负极反应为Mg-2e-═Mg2+，有2mol电子转移时，镁电极的质量减轻24g，故A不符合题意；
B.电池总反应式是Mg+H2O2+2H+=Mg2++2H2O，消耗氢离子，则电池工作一段时间后，溶液的pH增大，故B不符合题意；
C.电池工作时，H+向正极移动，但正极反应为H2O2+2H++2e-═2H2O，没有氢气生成，故C符合题意；
D.电池总反应式是Mg+H2O2+2H+═Mg2++2H2O，负极反应为Mg-2e-═Mg2+，则正极反应为H2O2+2H++2e-═2H2O，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】原电池即是氧化还原反应的应用，根据氧化性和还原性的不同而在两极发生，其总反应即是氧化还原反应。
10．【答案】A
【解析】【解答】A．锂离子电池是化学能转化为电能，A符合题意；
B．风力发电，是机械能转化为电能，B不符合题意；
C．偏二甲肼燃烧是化学能转变为动能，C不符合题意；
D．太阳能集热器是太阳能转化为热能，D不符合题意；
故答案为：A
【分析】A．电池是化学能转化为电能；
B．风力发电是机械能转化为电能；
C．燃烧是化学能转变为动能；
D．太阳集热器是太阳能转化为热能。
11．【答案】C
【解析】【解答】A.由于该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，不利于CH3OH的合成，A不符合题意；
B.由于该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO的转化率降低，因此X不能表示温度，B不符合题意；
C.由图可知，P点时CO的转化率为50%，则参与反应n(CO)=1mol×50%=0.5mol，则参与反应的n(H2)=0.5mol×2=1mol，反应生成的n(CH3OH)=0.5mol；则反应达到平衡状态时，n(CO)=1mol-0.5mol=0.5mol、n(H2)=2mol-1mol=1mol、n(CH3OH)=0.5mol，因此该条件下，反应的平衡常数，C符合题意；
D.温度和压强不变时，再充入2molH2和1molCO，则体系的压强增大，平衡正向移动，CO的转化率增大，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】A.根据温度对平衡移动的影响分析；
B.结合温度、压强对平衡移动的影响分析；
C.根据P点CO的转化率计算平衡时各物质的物质的量浓度，从而得出反应的平衡常数；
D.结合压强对平衡移动的影响分析；
12．【答案】B
【解析】【解答】A．该反应为放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，氧气的物质的量分数减小，故A不符合题意；
B．由图可知，当氧气的物质的量分数达到21%后，继续升高温度，氧气的物质的量分数继续增大，说明催化剂由载氧体转变为脱氧体，催化剂的载氧效果减弱，故B符合题意；
C．平衡时，加入催化剂能加快反应速率，但化学平衡不移动，氧气的物质的量分数不变，故C不符合题意；
D．设空气的体积为100mL，反应消耗氧气的体积为amL，由985℃时氧气的体积分数为10%可得：×100%=10%，解得a=12.2，则氧气的转化率为×100%≈58%，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.该反应为放热反应，降温平衡正向移动；
C.催化剂不影响化学平衡状态；
D.根据平衡转化率=计算。
13．【答案】D
【解析】【解答】vW= 化学反应速率之比等于各物质的计量系数之比，故n=1
故答案为：D
【分析】在同一化学反应中，化学速率之比等于其计量系数之比
14．【答案】A
【解析】【解答】达到平衡时，△c(X)=1mol L-1-0.4mol L-1=0.6mol L-1，△c(Y)=1mol L-1-0.8mol L-1=0.2mol L-1，△c(Z)=0.4mol L-1，则X、Y、Z的化学计量数之比为=0.6mol L-1∶0.2mol L-1∶0.4mol L-1=3∶1∶2，故反应为3X(g)+Y(g) 2Z(g)，
故答案为：A。
【分析】根据浓度变化之比等于化学计量数之比计算。
15．【答案】B
【解析】【解答】A．前20minB的平均反应速率为=，故A不符合题意；
B.30min时C和A、B的浓度都下降了，而催化剂只会改变反应速率，不会瞬间改变反应物的浓度，故B符合题意；
C．由图可知，A、B的浓度变化相同，故A、B的化学计量数相同，则x=1；40min时正逆反应速率都增大，则改变的条件为升高温度，而条件改变后C浓度减小、A、B浓度增大，说明平衡发生了逆向移动，则正反应为放热反应，故C不符合题意；
D.40min时改变的条件为升高温度；30min时，C和A、B的浓度都下降了，反应速率也减小，但是平衡不移动，该反应前后气体分子不变，则改变的条件为减小压强，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.根据计算；
C.40min时正逆反应速率都增大，改变的条件为升高温度，40min后C的浓度减小，说明平衡逆向移动；
D.30min时只有反应速率减少了，反应仍处于平衡状态，则改变的条件是降低压强。
16．【答案】B
【解析】【解答】A．由图可知，反应物能量大于生成物能量，反应为放热反应，A不符合题意；
B．化学变化不仅有新物质生成，同时也一定有能量变化伴随放热或吸热过程，B符合题意；
C．反应速率之比等于系数比，H2的生成速率与CH3OH的消耗速率之比为2：1，C不符合题意；
D．碳酸钙分解反应为吸热反应，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．根据放热反应中反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量，吸热反应中反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量；
B．化学变化不仅有新物质生成，同时也一定有能量变化伴随放热或吸热过程；
C．反应速率之比等于系数比；
D．碳酸钙分解反应为吸热反应。
17．【答案】（1）H2－2e－＝2H＋
（2）Fe3＋＋e－＝Fe2＋
（3）2H＋＋NO3－＋e－＝NO2↑＋H2O；正；Al在浓硝酸中钝化，形成的氧化膜阻止了Al的进一步反应，此时Cu变成了负极
【解析】【解答】解：(1)酸性条件下，氢气在负极失电子失去氢离子，则负极的电极方程式：H2-2e-=2H+；故答案为：H2-2e-=2H+；(2)FeCl3溶液与Cu反应生成氯化亚铁和氯化铜，反应的化学方程式为：Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2，Cu失电子发生氧化反应作负极、不如Cu活泼的金属或导电的非金属作正极，氯化铁在正极上发生还原反应，电极反应式为Fe3＋＋e－＝Fe2＋，故答案为：Fe3＋＋e－＝Fe2＋；(3)0-t1时，Al为负极，氧化得到氧化铝，Cu为正极，正极上硝酸根放电生成二氧化氮，正极电极反应式为：2H++NO3-+e-=NO2↑+H2O，溶液中阳离子向正极移动，即溶液中的H+向正极移动；随着反应进行，Al在浓硝酸中钝化，形成的氧化膜阻止了Al的进一步反应，此时Cu变成了负极，Al为正极，因此外电路中电子流动方向发生改变，故答案为：2H++NO3-+e-=NO2↑+H2O；正；Al在浓硝酸中钝化，形成的氧化膜阻止了Al的进一步反应，此时Cu变成了负极。
【分析】（1）关于原电池的题目，核心在于判断正负极，掌握正向正、负向负的电荷移动原理，结合核心产物与溶液环境，书写电极反应式，根据电极反应式进行计算；
（2）正极反应为还原反应， Fe3＋＋e－＝Fe2＋ ；
（3）结合总反应方程式及核心产物，综合溶液环境，利用电荷守恒原理，正极反应式 2H＋＋NO3－＋e－＝NO2↑＋H2O 。
18．【答案】（1）P4；正四面体
（2）Na＞Mg＞Al；HCl＞H2S
（3）OH-+H+=H2O
（4）原子
【解析】【解答】根据上述分析，X为Na元素，Y为Mg元素，Z为Al元素，A为Si元素；B为P元素，W为S元素，R为Cl元素。
(1) B为P元素，B的一种单质为浅黄色或白色半透明性固体，暴露在空气中易自燃，则该单质为白磷，化学式为P4；其分子的空间构型为正四面体，故答案为：P4；正四面体；
(2)同周期随原子序数增大，原子半径减小，故X、Y、Z的原子半径从大到小的顺序为Na＞Mg＞Al；非金属性Cl＞S，故气态氢化物的稳定性HCl＞H2S，故答案为：Na＞Mg＞Al；HCl＞H2S；
(3) X、R两种元素最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH和高氯酸，分别属于强酸和强碱，二者反应的离子方程式为OH-+H+=H2O，故答案为：OH-+H+=H2O；
(4) A为Si元素，A的最高价氧化物二氧化硅属于原子晶体，故答案为：原子。
【分析】都是第三周期元素，由图中化合价可知，X的化合价为+1价，X为Na元素，Y的化合价为+2价，Y为Mg元素，Z为+3价，Z为Al元素，A为+4价和-4价，为Si元素；B为+5价和-3价，为P元素；W的化合价为+6价和-2价，W为S元素；R为+7价和-1价，为Cl元素，结合元素周期律与元素化合物的性质分析解答。
19．【答案】（1）A
（2）粉碎煤炭、增加H2O（g）的浓度、使用合适的催化剂
（3）0.16mol L﹣1 min﹣1；小于；a＜b；不变；正反应方向移动
（4）n＞2m
【解析】【解答】解：（1）A、反应①中有固体参与反应，反应进行的过程中，混合气体的质量会不断变化，体积不变，气体的密度也会变化，故当容器中混合气体的密度不再变化时反应达到最大限度即平衡状态，故A正确；
B、反应②反应前后气体体积变化为0，则熵变△S=0，故B错误；
C、反应①中增加C固体的量不影响反应速率，故C错误；
D、在反应②中及时分离出产生的H2时，逆反应速率瞬间减小，正反应速率瞬间不变，然后逐渐减小，重新形成平衡，故D错误；
故选A；（2）结合影响反应速率的因素，最经济的措施为粉碎煤炭、增加H2O（g）的浓度、使用合适的催化剂等，故答案为：粉碎煤炭、增加H2O（g）的浓度、使用合适的催化剂；（3）①实验Ⅰ中，水的起始浓度为1 mol L﹣1，平衡时H2的平衡量为1.6 mol，说明反应中水的变化量也是1.6 mol，则水的平衡浓度为0.2 mol L﹣1，H2O的平均反应速率为： =0.16 mol L﹣1 min﹣1，故答案为：0.16 mol L﹣1 min﹣1；②650℃时，反应平衡常数K1= = ，900℃实验Ⅱ的常数K2= = ，随着温度的升高，平衡常数减小，说明反应逆向进行，即△H小于0，故答案为：小于；③实验Ⅲ中，若起始时CO和H2O等物质的量，因二者反应过程中变化量相等，转化率也相等，若在此基础上增加水蒸气的量，水的转化率降低，CO的转化率增大，故若平衡时，CO的转化率大于水蒸气，则a、b必须满足的关系是a＜b；因温度没有变，平衡常数只与温度有关，故与实验Ⅱ相比，化学平衡常数不变，故答案为：a＜b；不变；④若在900℃时，实验Ⅱ反应达到平衡的状态：1.5 mol CO、0.5 mol H2O、0.5 mol CO2、0.5 mol H2，向此容器中再加入1 mol CO、0.5 mol H2O、0.2 mol CO2、0.5 mol H2，即瞬间状态：2.5 mol CO、1.0 mol H2O、0.7 mol CO2、1.0 mol H2，此时Qc=0.28＜K2，此时平衡向正反应方向移动，故答案为：正反应方向移动；（4）根据盖斯定律可知：反应③=②﹣①×2，即（﹣nkJ mol﹣1）﹣（﹣mkJ mol﹣1）×2＜0，得：n＞2m，故答案为：n＞2m．
【分析】（1）A、反应①中有固体参与反应，反应进行的过程中，混合气体的质量会不断变化，体积不变，气体的密度也会变化，故当容器中混合气体的密度不再变化时反应达到最大限度即平衡状态；
B、反应②反应前后气体体积变化为0，则熵变△S=0；
C、反应①中增加C固体的量不影响反应速率；
D、在反应②中及时分离出产生的H2时，逆反应速率瞬间减小，正反应速率瞬间不变，然后逐渐减小，重新形成平衡；（2）根据外界条件的变化对化学反应速率的影响分析解答；（3）①根据v= 进行计算求解；②根据图中的数据计算650℃和900℃时的平衡常数，比较K的大小，得出反应的热效应；③实验Ⅲ中，若起始时CO和H2O等物质的量，因二者反应过程中变化量相等，转化率也相等，若在此基础上增加水蒸气的量，水的转化率降低，CO的转化率增大，故若平衡时，CO的转化率大于水蒸气，则a、b必须满足的关系是a＜b；因温度没有变，平衡常数只与温度有关，故与实验Ⅱ相比，化学平衡常数不变；④比较平衡常数和浓度商的大小，来判断反应进行的方向；（4）根据盖斯定律可知：反应③=②﹣①×2＜0，来分析解答．
20．【答案】（1）C
（2）负；
（3）
【解析】【解答】锌比铜活泼，能与稀硫酸反应，铜不能与稀硫酸反应，乙装置没有形成闭合回路，不能形成原电池，甲装置形成闭合回路，形成原电池。
(1)A．由上述分析可知，甲形成原电池，铜片作正极，氢离子在正极得电子生成氢气，铜表面有气泡产生，乙没有形成原电池，且铜与稀硫酸不反应，因此乙烧杯中铜片表面无气泡，故A不正确；
B．乙装置没有形成闭合回路，不能形成原电池，故B不正确；
C．两烧杯中硫酸都与锌发生反应，氢离子浓度都会减小，故C正确；
D．甲能形成原电池反应，反应速率增大，产生气泡的速率甲比乙快，故D不正确；
故答案为：C；
(2)原电池工作时，阴离子向负极移动，则向负极移动；正极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为，故答案为：负；；
(3)若将甲装置中的稀硫酸换成CuSO4，则锌片作负极，电极反应式为，铜片作正极，电极反应式为，一段时间后测得某电极增重12.8g，即铜片增重12.8g， ，则该电池发生反应共转移电子数目为，故答案为：。
【分析】（1）甲形成了闭合回路，有自发的氧化还原反应构成了原电池，乙未形成闭合回路，不是原电池；
（2）甲中Zn是负极，Cu是正极，电极反应 ，原电池中阴离子移向负极；
（3）甲中的电解质是CuSO4溶液的话，正极(Cu)增重。
21．【答案】（1）2:6:1
（2）20%
（3）0.1 mol/(L·min)
【解析】【解答】设参加反应的氮气的物质的量为nmol，则：
N2 + 3H2 2NH3
起始（mol） 1 3 0
转化（mol） n 3n 2n
平衡（mol） 1-n 3-3n 2n
同温，同体积时，压强之比等于物质的量之比，所以(1-n+3-3n+2n)mol=(1+3)mol×(1- )，解得n=0.2。
(1)平衡时n(N2)=(1-n)mol=(1-0.2)mol=0.8mol，平衡时n(H2)=(3-3n)mol=(3-3×0.2)mol=2.4mol，平衡时n(NH3)=2n=0.2mol×2=0.4mol，所以，平衡时混合气体中N2、H2、NH3三种气体的物质的量比为0.8mol∶2.4mol∶0.4mol=2∶6∶1，答：平衡时混合气体中N2、H2、NH3三种气体的物质的量比为2∶6∶1；
(2)N2 的转化率为 ×100%=20%，答：N2 的转化率为20%；
(3)2分钟内，以NH3 表示的平均反应速率v(NH3)= =0.1 mol/(L min)，答：2分钟内，以NH3 表示的平均反应速率为0.1 mol/(L min)。
【分析】根据化学平衡计算的模式进行分别计算即可。