第六章化学反应与能量同步练习 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册（含答案）

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第六章化学反应与能量
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．为有效降低含氨化物的排放量，又能充分利用化学能，某化学合作小组利用如下反应：设计了如下图所示电池。下列说法正确的是
A．为负极，发生还原反应
B．电极B的电极反应式：
C．电池工作一段时间后，左侧电极室溶液的碱性增强
D．同温同压时，左右两侧电极室中产生的气体体积比为
2．科学家设计出质子膜H2S燃料电池，实现了利用H2S废气资源回收能量并得到单质硫。质子膜H2S燃料电池的结构示意图如图所示。下列说法不正确的是
A．电流方向：电极b→负载→电极a→质子固体电解质膜→电极b
B．电极a上发生的电极反应为：2H2S - 4e = S2+4H+
C．电路中每流过2 mol电子，在正极消耗11.2LO2
D．每34 g H2S参与反应，有2molH+经质子膜进入正极区
3．铝-空气-海水电池可以作为航海指示灯的电源，电池总反应为。工作原理如图所示，下列说法错误的是
A．Al电极为电池的负极
B．Al电极发生氧化反应
C．电子由C电极经外电路流向Al电极
D．将海水换成乙酸溶液，也可以提供电能
4．下列装置能构成原电池，且正极的电极反应式为的是
A B C D
A．A B．B C．C D．D
5．合成氨反应的微观历程如图所示。下列说法正确的是
A．①→②过程中，催化剂在吸附反应物分子时，破坏了分子中的化学键
B．②→③是形成N原子和H原子的过程，同时释放能量
C．③→④形成了新的化学键，涉及电子转移
D．使用合适的催化剂，不仅能改变反应速率，还能提高反应物的平衡转化率
6．下列措施中，不能增大化学反应速率的是
A．用电冰箱储存食物
B．黄铁矿(FeS2)煅烧时粉碎成细小的矿粒
C．过氧化氢分解制取O2时，加入少量MnO2
D．石灰石与稀盐酸反应生成CO2时，适当升高温度
7．在不同条件下，用O2氧化a mol/L Fe2+溶液过程中所测的实验数据如图所示。
下列分析或推测不合理的是
A．0-8 h内，Fe2+的氧化率随时间延长而逐渐增大
B．60℃、pH=2.5时，4 h内Fe2+的平均消耗速率大于0.15a mol/(L·h)
C．由曲线②和③可知，pH越大，Fe2+的氧化速率越快
D．氧化过程的离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe2++2H2O
8．2024年4月，伴随着“红烟”滚滚，神舟十八号载人飞船顺利发射，此次飞船首次采用大容量长寿命高可靠的锂离子蓄电池，开启神舟飞船电源的新征程。下列有关说法错误的是
A．飞船太阳能电池帆板使用的半导体材料GaAs可用单质硅代替
B．飞船返回舱表面使用的高温结构陶瓷属于新型无机非金属材料
C．飞船首次采用的锂离子蓄电池将电能转化为化学能供飞船使用
D．发射时产生的“红烟”是因为飞船加注的氧化剂N2O4受热分解产生NO2气体有关
9．锌-空气电池(原理如图)适宜用作城市电动车的动力电源。该电池放电时Zn转化为ZnO。该电池工作时，下列说法不正确的是
A．向石墨电极移动
B．石墨电极的电极附近溶液的升高
C．电子由Zn极流出到石墨电极，再经溶液回到Zn极，形成回路
D．Zn电极发生的电极反应方程为：
10．某课外兴趣小组利用硫代硫酸钠（Na2S2O3）与稀硫酸反应，探究温度和浓度对化学反应速率的影响，设计了如表实验。下说法不正确的是
实验序号 实验温度/K 有关物质 出现浑浊所需时间/s
Na2S2O3溶液 H2SO4溶液 H2O
1 298 4 0.1 4 0.1 2
2 4 0.1 5 0.1
3 323 4 0.1 0.1 1
A．通过表格可以判断出
B．若用实验1和2探究稀硫酸浓度对反应速率的影响，则需，
C．可通过产生浑浊的时间或单位时间内产生气体的体积判断反应的快慢
D．将水更换为等量的Na2SO4溶液，对反应速率无影响
11．T1℃时，2L的恒容密闭容器中充入SO2和O2发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，容器中各组分的物质的量随时间变化如图所示。下列说法不正确的是
A．达化学平衡状态时，O2的转化率约为66.7%
B．t2min时：反应速率v(SO3)=mol/(L·min)
C．若反应在T2℃进行(T2>T1)，反应进行t1分钟后，n(SO2)<0.8mol
D．当容器内压强保持不变时，化学反应达到平衡状态
12．化学与生产、生活、科技密切相关。下列事实与化学反应速率无关的是
A．在火箭上安装燃料雾化器以提高燃料燃烧的效率
B．食盐中添加碘酸钾
C．在汽车尾气净化器内放置催化剂以除去NO和CO
D．工业矿石冶炼前先将矿石粉碎
13．将足量铝片和一定体积的盐酸充分反应，记录相关数据，作出反应过程中放出气体的体积随反应时间的变化图（如下图所示），下列说法正确的是
A．O点浓度最大，此时反应速率最快
B．出现曲线a图像，可能采取的措施为在溶液中加入少量
C．出现曲线a图像，可能采取的措施是将的盐酸用的硫酸代替
D．为探究浓度对反应速率的影响，在保持其他条件相同的情况下，将的盐酸替换成的硫酸进行对照
14．下图为反应：的能量变化示意图。下列说法正确的是
A．拆开和中的化学键成为H、O原子共放出1368kJ能量
B．由H、O原子形成共吸收1852KJ能量
C．由图可知，具有的总能量大于具有的总能量
D．和反应生成共放出484kJ能量
15．某温度下，在容积为2L的恒容密闭容器中按投料比通入反应物进行反应，反应过程中部分物质的物质的量随反应时间的变化如图所示，下列说法正确的是
A．当时，该反应达到化学平衡状态
B．反应达到平衡时充入Ne，生成的反应速率加快
C．0～2min内，反应的平均速率是
D．通过调控反应条件，可以提高该反应进行的程度
二、填空题
16．氮是大气中含量丰富的一种元素，氮及其化合物在生产、生活中有着重要作用，减少氮氧化物的排放是环境保护的重要内容之一。请回答下列氮及其化合物的相关问题：
（1）据报道，意大利科学家获得了极具研究价值的N4，其分子结构与白磷分子的正四面体结构相似。已知断裂1 mol N－N键吸收167 kJ热量，生成1 mol N≡N键放出942 kJ热量，请写出N4气体转变为N2反应的热化学方程式： 。
（2）据报道，NH3可直接用作车用燃料电池，写出该电池的负极反应式：
。
（3）在T1℃时，将5 mol N2O5置于10 L固定容积的密闭容器中发生下列反应：2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)；△H＞0。反应至5分钟时各物质的浓度不再发生变化，测得NO2的体积分数为50%。
①上述平衡体系中O2的体积分数为 ，N2O5的物质的量为 mol。
②用O2表示从0～5 min内该反应的平均速率υ(O2)= 。
③将上述平衡体系的温度降至T2℃，密闭容器内减小的物理量有 。
A．压强 B．密度 C．反应速率 D．N2O5的浓度
（4）在恒温恒容的密闭容器中充入NO2，建立如下平衡：2NO2(g)N2O4(g)，平衡时N2O4与NO2的物质的量之比为a，其它条件不变的情况下，分别再充入NO2和再充入N2O4，平衡后引起的变化正确的是 。
A．都引起a减小 B．都引起a增大
C．充入NO2引起a减小，充入N2O4引起a增大
D．充入NO2引起a增大，充入N2O4引起a减小
17．某温度时，在2L的密闭容器中，X、Y、Z(均为气体)三种物质的量随时间的变化曲线如图所示。
(1)由图中所给数据进行分析，该反应的化学方程式为 ；
(2)反应从开始至2分钟，用Z的浓度变化表示的平均反应速率为v(Z)= ；
(3)2min反应达平衡容器内混合气体的平均相对分子质量比起始时 (填增大、减小或无变化，下同)；混合气体密度比起始时 。
(4)将a mol X与b mol Y的混合气体发生上述反应，反应到某时刻各物质的量恰好满足：n(X)=n(Y)=n (Z)，则原混合气体中a：b= 。
(5)下列措施能加快反应速率的是 。
A．恒压时充入He B．恒容时充入He C．恒容时充入X D．及时分离出Z E.升高温度 F.选择高效的催化剂
18．电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样电池的发明是化学对人类的一项重要贡献。
(1)生活中利用原电池原理生产了各种各样的电池，下列有关电池的叙述正确的是 (填字母)。
A．锌锰电池工作一段时间后碳棒会变细
B．氢氧燃料电池可将化学能直接转变为电能
C．铅蓄电池负极是，正极是Pb
(2)氢气燃料电池在北京冬奥会上得到广泛应用，下图是一种氢气燃料电池的工作原理示意图：
b电极的电极反应式为 ，a电极是原电池的 (填“正极”或“负极”)，若该极改为通入C2H5OH，其电极反应式为 。当电池消耗C2H5OH 4.6g时，消耗的的体积为 L(标准状况下)。
(3)为了验证Fe与Cu的还原性强弱，下图中能达到实验目的的装置是 (填标号①或②)，其正极的电极反应式为 ；若构建该原电池时两个电极的质量相等，当导线中通过0.2 mol电子时，理论上两个电极的质量差为 g。
(4)新型电池-钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠()分别作为两个电极的反应物，陶瓷(可传导)为电解质，装置示意图如下，请写出负极的电极方程式： 。
19．已知：反应aA(g)＋bB(g)cC(g)，某温度下，在2L的密闭容器中投入一定量的A和B，两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。
(1)经测定，前4s内v(C)=0.05mol·L-1·s-1，v(A)= ，则该反应的化学方程式为 。
(2)从反应开始到12s内，A的转化率为 。
(3)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行，反应相同时间后，测得三个容器中的反应速率分别为：甲：v(A)=0.3mol·L-1·s-1；乙：v(B)=0.12mol·L-1·s-1；丙：v(C)=9.6mol·L-1·min-1，则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为 。
(4)下列条件的改变能加快上述反应的反应速率的是 。
①升高温度
②保持压强不变，充入He
③保持体积不变，充入He
④增加A的浓度
20．以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池的结构如图所示。
回答下列问题：
（1）该燃料电池的能量转化主要形式是 ；在导线中电子流动方向是 （用a、b表示）。
（2）该电池负极反应式是： 。
（3）葡萄糖分子中含有的官能团是： 。
该电池能否在高温下工作？理由是： 。
（4）该电池放电过程中，H＋离子从 （填“正”或“负”）极区向 （填“正”或“负”）极区迁移。
（5）在该电池反应中，每消耗1molO2 ，理论上能生成标准状况下的 CO2L。
21．填空。
(1)如图为氢氧燃料电池的构造示意图，根据电子运动方向，可知氧气从 口通入(填“a”或“b”)，X极为电池的 (填“正”或“负”)极。
(2)某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为
A极：2H2+2O2--4e-=2H2O
B极：O2+4e-=2O2-
则A极是电池的 极；电子从该极 (填“流入”或“流出”)。
(3)若将(1)中燃料电池改为甲烷—空气燃料电池，该电池工作时，负极反应式为 ，电池总反应式为 。
22．某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转化为电能的装置如图所示。

回答下列问题：
(1)若电极a为，b为，且a、b质量相等，电解质溶液为溶液，电路中通过时，a、b的质量差为 g。
(2)若电极a为，b为，电解质溶液为氢氧化钠溶液，则该电池的负极反应式为 。
(3)若该电池为燃料电池，氢氧化钠溶液为电解质溶液，电子由a移向b，则应通入 极(填“a”或“b”)，该电极反应式为 ，电解质溶液中向 极移动(填“a”或“b”)。
(4)理论上能自发进行的氧化还原反应可以设计成原电池。请利用反应设计一个原电池，并在方框内画出简单原电池实验装置图 ，注明电极材料和电解质溶液。

23．现代社会中，人类的一切活动都离不开能量，从煤、石油和天然气等提供的热能，到各种化学电池提供的电能，都是通过化学反应获得的。回答下列问题：
(1)绿色能源也称清洁能源，是指在生产和使用过程中不产生有害物质排放的能源。下列属于绿色能源的是 (填标号，下同)。
①太阳能 ②煤 ③石油 ④风能 ⑤氢能
(2)与反应生成过程中的能量变化如图所示，和完全反应生成会 (填“吸收”或“放出”) 的能量。
(3)已知反应在不同条件下的化学反应速率如下：
① ②
③ ④
请比较上述4种情况反应的快慢： (按由大到小的顺序填写序号)。
(4)用和组合形成的质子交换膜燃料电池的结构如图所示：
①电极是 (填“正极”或“负极”)，电极c的电极反应式是 。
②若电路中转移电子，则该燃料电池理论上消耗的在标准状况下的体积为 L。
24．化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。
(1)下图为氢氧燃料电池的构造示意图，由此判断X极为电池的 极，OH—向 (填“正”或“负”)极作定向移动，Y极的电极反应方程式为 ，电路中每转移0.2mol电子，标准状况下正极上消耗气体的体积是 L。
(2)为了验证Fe3 +与Cu2+氧化性强弱，设计一个装置，下列装置既能产生电流又能达到实验目的的是 。
(3)铅蓄电池是常见的化学电源之一，其充电、放电的总反应是：2PbSO4 + 2H2OPb + PbO2 + 2H2SO4。铅蓄电池放电时正极是 （填物质化学式），该电极质量 （填“增加”或“减少）。若电解液体积为2L（反应过程溶液体积变化忽略不计），放电过程中外电路中转移3mol电子，则硫酸浓度由5mol/L下降到 mol/L。
25．汽车已成为现代社会的重要交通工具之一，化学物质在汽车的动力安全等方面有着极为重要的作用。回答下列问题：
I．
(1)某汽车安全气囊的气体发生剂主要含有、、、等物质。当汽车发生较严重的碰撞时，分解为Na和，同时释放出大量的热，使气囊迅速膨胀，从而起到保护作用。
①是助氧剂，其含有的化学键类型是 。
②的作用为 。
③汽车受到猛烈碰撞时，点火器点火引发迅速分解，生成氢气和金属钠，同时释放大量的热，关于该反应过程中的能量变化示意图正确的是 (填字母)。
A． B． C．
II．汽车尾气主要为、CO、、NO等物质，是造成城市空气污染主要在因素之一。
(2)科学家以为催化剂的光热化学循环分解反应为温室气体减排提供了一个新途径，该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示。
根据数据计算，分解2 mol 需吸收 kJ的能量。
(3)一定条件下，用CO与NO反应生成和，反应的化学方程式：
。
为提高该反应的速率，下列措施可行的是_______(填标号)。
A．扩大容器体积 B．升高温度 C．使用合适催化剂 D．移出
(4)为了测定在催化剂作用下，的反应速率，在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO浓度如表：
时间/s 0 1 2 3 4 5
①前4 s内的平均反应速率 。
②一定温度下，在固定容积的密闭容器中，通入1 mol CO和1 mol NO，在催化剂作用下发生反应。下列能作为反应达到平衡状态的依据的是 (填序号)。
a．
b．单位时间内生成2 mol CO，同时生成1 mol
c．NO的浓度与CO浓度相等
d．容器内总压强不再改变
e．单位时间内断裂1 mol的键，同时生成2 mol的键
参考答案：
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D C C B C A C C C A
题号 11 12 13 14 15
答案 B B B D D
1．D
【分析】根据反应方程式可知，NH3失电子转化为氮气，则通入NH3的一极为负极，即电极A为负极，电极B为正极，正极上NO2得电子生成氮气。
【详解】A．根据分析，为负极，NH3失电子转化为氮气，发生氧化反应，A错误；
B．正极上NO2得电子生成氮气，正极反应为2NO2 + 8e- + 4H2O = N2 + 8OH-，B错误；
C．负极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，电池工作一段时间，左侧电极室溶液中氢氧根离子被消耗，碱性减弱，C错误；
D．负极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，正极反应式为2NO2 + 8e- + 4H2O = N2 + 8OH-，转移相同数量的电子时，左侧生成的氮气和右侧生成的氮气的物质的量之比为4：3，体积比为4：3，D正确；
故选D。
2．C
【分析】根据图知，该燃料电池中，a电极上H2S失电子生成S2和H+，为负极，负极反应式为2H2S-4e-=S2+4H+，b电极为正极，正极上O2得电子和氢离子反应生成H2O，电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O。
【详解】A．通过以上分析知，a电极为负极，b电极为正极，电流方向由正极流向负极，电流方向：电极b→负载→电极a→质子固体电解质膜→电极b，故A正确；
B．a电极上H2S失电子生成S2和H+，为负极，负极反应式为2H2S-4e-=S2+4H+，故B正确；
C．b电极为正极，电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O，电路中经过2 mol电子，在正极消耗0.5mol O2，未指明标准状况，无法计算氧气的体积，故C错误；
D．34 g H2S 物质的量为n(H2S)==1mol，根据2H2S-4e-=S2+4H+知，每1molH2S参与反应，有2molH+经质子膜进入正极区，故D正确；
故选：C。
3．C
【分析】电池总反应为，铝元素化合价升高，电极Al做负极，氧元素化合价降低，电极C做正极；
【详解】A．结合题干中的总反应式，铝化合价升高，发生氧化反应，Al电极作电池的负极，故A正确
B．铝元素化合价从0升高至+3，失去电子，发生氧化反应，故B正确；
C．原电池中，电子由负极经外电路流向正极，Al是负极，C是正极，电子由电极Al经外电路流向电极C，故C错误；
D．将海水换成乙酸溶液，Al和乙酸能发生自发的氧化还原反应，构成原电池，也可以提供电能，故D正确；
答案为：C。
4．B
【详解】A．锌为负极，铜为正极，硝酸根得电子，故A不符合题意；
B．锌为负极，铜为正极，铜离子得电子，故B符合题意；
C．酒精为非电解质，不能组成原电池，故C不符合题意；
D．两电极材料相同，不能组成原电池，故D不符合题意；
故选B。
5．C
【详解】A．①→②过程中，催化剂只是吸附N2、H2，催化剂吸附N2、H2没有破坏和形成化学键，催化剂与气体之间的作用力不是化学键，故A错误；
B．破坏共价键要吸热，所以②→③是形成N原子和H原子的过程是吸热过程，故B错误；
C．③→④形成了N-H新的化学键，N元素的化合价降低，H元素的化合价升高，涉及电子的转移，故C正确；
D．使用催化剂加快化学反应的速率，但化学平衡不移动，所以反应物的转化率不变，故D错误；
答案选C。
6．A
【详解】A．用电冰箱储存食物，温度降低，减缓食物的氧化变质，A选；
B．黄铁矿(FeS2)煅烧时粉碎成细小的矿粒，增大反应物额接触面积，加快反应速率，B不选；
C．过氧化氢分解制取O2时，加入少量MnO2，二氧化锰起催化剂作用，加快反应速率，C不选；
D．石灰石与稀盐酸反应生成CO2时，适当升高温度，加快反应速率，D不选；
答案选A。
7．C
【详解】A．由实验数据可知：反应时间相对越长，Fe2+和O2的接触越充分，Fe2+的氧化率越大，A正确；
B．50℃、 pH=2.5时，4 h内Fe2+的平均消耗速率为v(Fe2+)==0.15a mol/(L·h)，在60℃、 pH=2.5时，由于温度升高，反应速率增大，所以60℃、 pH=2.5时，4 h内Fe2+的平均消耗速率大于0.15a mol/(L·h)，B正确；
C．由②和③可知：②的Fe2+氧化速率快，但②的pH小、酸性强，所以条件相同时，pH越小，Fe2+氧化速率越快，C错误；
D．氧化过程是在酸性条件下，O2和Fe2+发生氧化还原反应的过程，根据电子守恒＼电荷守恒及原子守恒，可得反应的离子方程式为：4Fe2++O2+4H+=4Fe2++2H2O，D正确；
故合理选项是C。
8．C
【详解】A．晶体硅是良好的半导体材料，故飞船太阳能电池帆板使用的半导体材料GaAs可用单质硅代替，A正确；
B．飞船返回舱表面使用的高温结构陶瓷具有耐高温的特性，属于新型无机非金属材料，B正确；
C．飞船首次采用的锂离子蓄电池放电时是原电池，将化学能转化为电能，即飞船首次采用的锂离子蓄电池将化学能转化为电能供飞船使用，C错误；
D．N2O4受热分解会产生红棕色气体NO2，故发射时产生的“红烟”是因为飞船加注的氧化剂N2O4受热分解生成了二氧化氮气体有关，D正确；
故选C。
9．C
【分析】锌—空气电池中，放电时Zn转化为ZnO，Zn失电子作负极，电极反应式为Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O，石墨电极为正极，氧气发生得电子的还原反应，电极反应式为O2+4e-+2H2O═4OH-，原电池工作时，电子由负极经过导线流向正极，阳离子移向正极，据此分析解答。
【详解】A．石墨电极为正极，原电池中阳离子移向正极，即K+向石墨电极移动，A故正确；
B．石墨为正极，电极反应式为O2+4e-+2H2O═4OH-，电极附近溶液的升高，故B正确；
C．电子不能在电解质溶液中流动，故C错误；
D．由分析可知，Zn电极发生的电极反应方程为：，故D正确；
答案选C。
10．A
【分析】本题为探究温度和浓度对化学反应速率的影响，根据控制变量法可知，实验1、2为探究浓度对化学反应速率的影响，故T1=298，V1为1mL，实验2、3为探究温度对反应速率的影响，则V2为5，据此分析解题。
【详解】A．温度高速率快，浓度大，速率快，所需时间越短，故，A错误；
B．由分析可知，实验1和2温度不变，为298K，为保证总体积不变，，可以探究硫酸浓度对反应速率的影响，B正确；
C．实验中发生的反应为：Na2S2O3+H2SO4(稀)=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O，故可通过产生浑浊的时间或单位时间内产生气体的体积判断反应的快慢，C正确；
D．由C项分析可知，Na2SO4不影响反应，则将水更换为Na2SO4溶液，对实验结果无影响；D正确；
故答案为：A。
11．B
【详解】A．结合化学方程式、图像可知，氧气投料0.6mol，达化学平衡状态时，反应消耗0.4mol氧气，则O2的转化率约为66.7%，A正确；
B．t2min时不能确定三氧化硫的瞬时反应速率，0-t2时间段，反应速v(SO3)=mol/(L·min)，B错误；
C．温度越高反应速率越大，若反应在T2℃进行(T2>T1)，反应进行t1分钟后，消耗二氧化硫更多，n(SO2)<0.8mol，C正确；
D．反应为气体分子数改变的反应，则当容器内压强保持不变时，化学反应达到平衡状态，D正确；
故选B。
12．B
【详解】A．在火箭上安装燃料雾化器可以增大反应物的接触面积，有利于提高燃料燃烧的反应速率，从而提高燃料燃烧的效率，故A不符合题意；
B．食盐中添加碘酸钾是为了防止碘缺乏病，与反应速率无关，故B符合题意；
C．催化剂可以加快反应速率，在汽车尾气净化器内放置催化剂可以加快一氧化氮与一氧化碳转化为氮气和二氧化碳气体的反应速率，有利于除去一氧化氮和一氧化碳，减少有害气体对环境的污染，故C不符合题意；
D．工业矿石冶炼前先将矿石粉碎可以增大固体的表面积，有利于增大反应物的接触面积，提高反应速率，故D不符合题意；
故选B。
13．B
【详解】A．O点浓度最大，由于反应放热，温度升高，反应速率加快，随着反应进行氢离子浓度下降，反应速率减慢，反应速率先增大后减小，A错误；
B．在溶液中加入少量，铝与发生置换反应生成铜单质，与铝和盐酸形成原电池装置，加快反应速率，B正确；
C．将的盐酸用的硫酸代替，浓硫酸与铝在常温钝化，C错误；
D．为探究浓度对反应速率的影响，根据控制变量，实验过程中氢离子浓度不同，保持其它条件一致，但硫酸与盐酸阴离子种类不同，D错误；
答案选B。
14．D
【详解】A．断开化学键吸收能量，则拆开和中的化学键成为H、O原子共吸收1368kJ能量，故A错误；
B．形成化学键放出能量，则由4molH、2molO原子形成，共放出1852kJ能量，故B错误；
C．由图可知，该反应的反应物和具有的总能量大于生成物具有的总能量，故C错误；
D．由图可知，和反应生成共放出484kJ能量，故D正确；
答案选D。
15．D
【详解】A．不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故A错误；
B．恒容条件下通入不反应的氦气，反应体系中各物质的浓度不变，生成三氧化硫的反应速率不变，故B错误；
C．由图可知，2min时三氧化硫的物质的量为5mol，由方程式可知，0～2min内，氧气的反应速率为=0.625 mol/(L·min)，故C错误；
D．二氧化硫与氧气生成三氧化硫的反应为可逆反应，所以通过调控反应条件，可以提高该反应进行的程度，故D正确；
故选D。
16． N4(g)＝2N2(g)；△H＝－882 kJ/mol 2NH3＋6OH-－6e-＝N2＋6H2O 12.5% 3 0.02 mol/(L·min) AC B
【详解】（1）N4分子结构与白磷分子的正四面体结构相似，1个N4分子中含有6个N-N键，已知断裂1molN－N键吸收167 kJ热量，生成1molN≡N键放出热量，所以N4气体转变为N2反应的热化学方程式：N4(g)＝2N2(g)；△H＝167 kJ/mol×6－942 kJ /mol ×2=-882 kJ /mol；答案：N4(g)＝2N2(g)；△H=-882 kJ /mol；
（2）原电池中，负极上失去电子发生氧化反应，该反应中氨气发生氧化反应，所以负极上发生的反应是：氨气失电子和氢氧根离子反应生成氮气和水，电极反应式为2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O，故答案为2NH3+6OH--6e-=N2+6H2；
（3）令平衡时O2的物质的量为nmol，则
对于反应 2N2O5（g）4NO2（g）+O2（g），
开始（mol）：5 0 0
变化（mol）：2n 4n n
平衡（mol）：5-2n 4n n
所以4n/5n-2+4n+n×100%=50%，解得n=1
①平衡时O2的物质的量为1mol,NO2的物质的量为4mol，所以O2的体积分数为NO2的体积分数的1/4，所以O2的体积分数为1/4×50%=12.5%；平衡时N2O5的物质的量为5mol-2nmol=5mol-2×1mol=3mol。故答案为12.5%；3mol；
②由上述计算知平衡时O2的质的量为1mol，从0～5min内用O2表示该反应的平均速率v（O2）=1mol/(10L×5min)= =0.02mol/（L min）,故答案为0.02mol/（L min）；
③由2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)；△H＞0反应可知：
A．该反应正反应为吸热反应，降低温度平衡向逆反应进行，由于反应前气体体积比反应后小，所以压强减小，故A正确；
B．都为气体，总质量不变，体积不变．所以密度不变，故B错误；
C．温度降低，反应速率降低，故C正确；
D．该反应正反应为吸热反应，降低温度平衡向逆反应进行，N2O5的浓度增加，故D错误；
故选AC．
(4)在恒温恒容的密闭容器中充入NO2，建立如下平衡: 2NO2(g)N2O4(g)，平衡后分别再充入NO2和再充入N2O4，相当于增大体系压强，二氧化氮平衡转化率增大，平衡时N2O4与NO2的物质的量之比均比a增大，所以B符合题意；
因此，本题正确答案是:B。
17． 3X+Y 2Z 0.05mol·L-1·min-1 增大 不变 5：3 CEF
【详解】(1)据图可知X、Y的物质的量减小为反应物，Z的物质的量增加为生成物，且最终X、Y、Z共存，所以为可逆反应，相同时间内Δn(X)：Δn(Y)：Δn(Z)=0.3mol：0.1mol：0.2mol，所以X、Y、Z的系数比为3:1:2，化学方程式为3X+Y 2Z；
(2)从开始至2分钟，Δn(Z)=0.2mol，容器体积为2L，所以v(Z)== 0.05mol·L-1·min-1；
(3)该反应为气体系数之和减小的反应，正向进行时气体的物质的量之和减小，但总质量不变，所以平均相对分子质量比起始时增大；气体总质量不变，容器恒容，即气体体积不变，所以混合气体的密度不变；
(4)当n(X)=n(Y)=n(Z)时，设此时Δn(Y)=x，则Δn(X)=3x，Δn(Z)=2x，则有a-3x=2x、b-x=2x，所以a=5x，b=3x，原混合气体中a：b=5：3；
(5)A．恒压充入He，则容器体积变大，各物质的浓度减小，反应速率减慢，A不符合题意；
B．恒容时充入He，容器体积不变，各物质的浓度不变，反应速率不变，B不符合题意；
C．恒容时充入X，反应物的浓度增大，反应速率加快，C符合题意；
D．及时分离出Z，Z的浓度减小，平衡正向移动，X、Y的浓度减小，所以反应速率减慢，D不符合题意；
E．升高温度活化分子百分数增大，反应速率加快，E符合题意；
F．选择高效的催化剂降低反应的活化能，反应速率加快，F符合题意；
综上所述答案为CEF。
18．(1)B
(2) 负极 6.72
(3) ② 12
(4)
【详解】（1）A．锌锰电池中，石墨作正极，工作一段时间不会变细，故A错误；
B．氢氧燃料电池中，可将化学能直接转变为电能，故B正确；
C．铅蓄电池中，Pb失电子作负极，得电子作正极，故C错误；
故答案为B；
（2）由图可知，电极b为正极，电极反应式为，发生还原反应；电极a是负极，发生氧化反应，若该极改为通入，其电极反应式为：，当电池消耗C2H5OH 4.6g，即消耗0.1mol时，转移1.2mol电子，则消耗氧气0.3mol，标准状况下消耗氧气得体积为，故答案为：；正极；；6.72L；
（3）①中Fe在冷的浓HNO3中发生钝化，阻止Fe与浓HNO3进一步反应，因此无法判断Fe与Cu的还原性强弱，②中发生如下总反应：，在该氧化还原反应中，Fe为还原剂，Cu为还原产物，还原剂的还原性大于还原产物，即还原性Fe > Cu，能达到实验目的；C电极为正极，Cu2+得到电子变为Cu，电极反应式为：；导线中通过0.2mol电子，结合反应，此时消耗Fe物质的量为0.1mol，质量为5.6g，生成Cu的量为0.1mol，质量为6.4g，理论上两个电极的质量差为6.4g+5.6g=12g；故答案为：②；；12g
（4）根据图片知，放电时，Na失电子发生氧化反应，所以a作负极、b作正极，负极反应式为、正极反应式，故答案为：
19．(1) 0.075 mol·L-1·s-1 3A(g)＋B(g) 2C(g)
(2)75%
(3)乙>甲>丙
(4)①④
【详解】（1）化学反应速率之比等于化学方程式计量系数之比，平衡时A的浓度为0.2 mol·L-1，B的浓度为0.3 mol·L-1，，A与B的计量系数之比为4∶1，A前4s内， v(C)=0.05mol·L-1·s-1，则A与B计量系数之比为3∶2，反应方程式中A、B、C的化学计量数比为3∶1∶2，则该反应的化学方程式为；
（2）从反应开始到12s内，A的转化率为；
（3）
根据反应方程式中化学计量数关系，可得甲：v(A)=0.3 mol·L-1·s-1；乙：v(B)=0.12 mol·L-1·s-1，转化为v(A)=3v(B)=0.36 mol·L-1·s-1；丙：v(C)=9.6 mol·L-1·min-1=0.16 mol·L-1·s-1，转化为v(A)=v(C)=0.24 mol·L-1·s-1；所以甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为乙>甲>丙；
（4）①升高温度，反应速率加快，①正确；②保持压强不变，充入He，体积增大，反应物和生成物的浓度减小，反应速率减慢，②错误；③保持体积不变，充入He，反应物和生成物的浓度不变，反应速率不变，③错误；④增加A的浓度，反应速率加快，④正确；故选①④。
20． 由化学能转变为电能 由b到a C6H12O6 ＋6H2O－24e－＝ 6CO2↑＋24H＋ 羟基、醛基 不能 高温能使微生物蛋白质凝固变性 负、正 22.4
【分析】原电池是将化学能转变为电能的装置，工作时电子由负极经外电路流向正极，葡萄糖在负极失电子而被氧化，电极反应式为C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2+24H+；氧气在正极得电子而被还原，正极反应为602+24H++24e-=12H2O；由于是微生物燃料电池，则不可能在高温下工作，放电过程中，H+从负极区向正极区迁移，结合OH-形成H2O，消耗1mol氧气则转移4mole-，由C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2+24H+计算出：转移4mole-则生成1molCO2。
【详解】（1）原电池是将化学能转变为电能的装置，工作时电子由负极经外电路流向正极，由图示可知，通入葡萄糖的一极为原电池的负极，发生氧化反应；
故答案为由化学能转变为电能；由b到a；
（2）葡萄糖在负极失电子而被氧化，电极反应式为C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2+24H+，氧气在正极得电子而被还原，正极反应为602+24H++24e-=12H2O；
故答案为C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2↑+24H+；
（3）葡萄糖为还原性糖，分子中含有羧基和醛基，由于是微生物燃料电池，则不可能在高温下工作，否则高温能使微生物蛋白质凝固变性；
故答案为羟基、醛基；不能，高温能使微生物蛋白质凝固变性；
（4）原电池工作时，电解质中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，从而形成闭合回路，放电过程中，H+从负极区向正极区迁移，结合OH-形成H2O；
故答案为负；正；
（5）正极反应为602+24H++24e-=12H2O，消耗1mol氧气则转移4mole-，由C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2+24H+可知，转移4mole-则生成1molCO2，即22.4L（标况下）；
故答案为22.4。
21．(1) b 负
(2) 负 流出
(3) CH4-8e-+10OH-=+7H2O CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O
【详解】（1）氢氧燃料电池的总反应为2H2+O2=2H2O，氢气发生氧化反应，氧气得电子发生还原反应，根据电子运动方向，可知氧气从b口通入；电子由负极流出、正极流入，X极为电池的负极。
（2）原电池中负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应，A极失电子发生氧化反应，则A极是电池的负极，电子从该极流出。
（3）若将(1)中燃料电池改为甲烷—空气燃料电池，该电池工作时，甲烷在负极失电子生成碳酸根离子，负极反应式为CH4-8e-+10OH-=+7H2O，正极反应式为O2-4e-+2H2O =4OH-，电池总反应式为CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O。
22．(1)64.5
(2)Al-3e-+4OH-=[Al(OH)4]-(或Al-3e-+4OH-=+2H2O)
(3) a CO-2e-+4OH-=+2H2O a
(4)
【详解】（1）Zn、Cu、硫酸铜构成的原电池，金属Zn易失去电子发生氧化反应做负极，则金属铜为正极，正极发生还原反应，电极反应为：Cu2++2e-=Cu；负极的电极反应为：Zn-2e-=Zn2+，则当电路中有1moL e-通过时，消耗的Zn的质量为：，生成Cu的质量为：，两极板的质量差为：32.5g+32g=64.5g；
（2）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↑，负极反应为Al-3e-+4OH-=[Al(OH)4]-(或Al-3e-+4OH-=+2H2O)；
（3）电子由a移向b，说明a为负极，燃料CO需通在负极a极，发生氧化反应；电解质溶液为NaOH溶液，碱性条件下负极的电极反应方程式为CO-2e-+4OH-=+2H2O；OH-为阴离子，原电池中阴离子向负极移动，故OH-移向a极；
（4）通过反应Fe + 2Fe3+=3Fe2+可知，Fe发生氧化反应做负极，负极材料为Fe，正极发生还原反应Fe3++e-=Fe2+，则电解质溶液为含Fe3+的盐溶液，正极材料选用比铁不活泼的惰性电极。例：负极Fe，正极Cu，电解质溶液FeCl3，图示： 。
23．(1)①④⑤
(2) 吸收 180
(3)③①②④
(4) 正极 11.2
【详解】（1）太阳能④风能⑤氢能生产和使用过程中不产生有害物质，属于绿色能源，故选①④⑤；
（2）1mol与1mol反应断裂化学键吸收能量：(946+498)=1444kJ；生成2molNO时放出热量2×632=1264kJ热量，由此可知和完全反应生成会吸收180的能量；
（3）将各条件下速率均转化为氮气的速率，且统一单位，
①对应氮气速率为：；
②；
③
④
故4种情况反应速率由快到慢的顺序为：③①②④；
（4）①由图可知电子由电极c流出，电极c为负极，电极d为正极，电极c的电极反应式是；
②电极d上发生反应：，电路中转移电子，则该燃料电池理论上消耗的的物质的量为0.5mol，标准状况下的体积为11.2。
24． 负 负 O2＋2H2O+4e－=4OH－ 1.12L B PbO2 增加 3.5
【详解】(1)氢气作还原剂，失电子，是负极,X极为电池的负极，OH—向负极作定向移动，O2得电子，Y极的电极反应方程式为O2＋2H2O+4e－=4OH－，电路中每转移0.2mol电子，标准状况下正极上消耗气体的体积是0.2mol×22.4L·mol－1/4 =1.12L。(2)为了验证Fe3 +与Cu2+氧化性强弱，既能产生电流又能达到实验目的的是B。A、锌与Fe3 +反应，故A错误；B、Fe3 +与Cu反应，能验证Fe3 +与Cu2+氧化性强弱，故B正确；C、铁与浓硝酸反应，故C错误；D、两电极相同，不能形成原电池，故D错误；故选B。(3)PbO2是氧化剂，铅蓄电池放电时正极是PbO2（填物质化学式），放电后变成PbSO4，该电极质量增加。若电解液体积为2L（反应过程溶液体积变化忽略不计），2PbSO4 + 2H2OPb + PbO2 + 2H2SO4。每转移2mol电子，消耗2mol硫酸，放电过程中外电路中转移3mol电子，消耗3mol硫酸，则硫酸浓度由5mol/L下降到 =3.5mol/L。
25．(1) 离子键、共价键(或极性共价键) 冷却剂，吸收产气过程中释放的热量 A
(2)557
(3)BC
(4) bd
【详解】（1）KClO4是离子化合物，阴离子中含有共价键，其含有的化学键类型是离子键、共价键(或极性共价键)；反应过程中放出大量的热，碳酸氢钠受热易分解，可以吸收大量的热，分解产生二氧化碳气体，故NaHCO3的作用为冷却剂，吸收产气过程中释放的热量；NaN3分解，生成氢气和金属钠，同时释放大量的热，反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应过程中的能量变化示意图正确的是A选项；
故答案为：离子键、共价键(或极性共价键)；冷却剂，吸收产气过程中释放的热量；A。
（2）根据能量变化图可知反应方程式为2CO22CO+O2，反应焓变为△H=1598kJ/mol×2-1072kJ/mol×2+495kJ/mol×1=557kJ/mol，故2molCO2需吸收557kJ热量；
故答案为：557。
（3）A．扩大容器体积，反应物的浓度变小，反应速率减慢，A错误；
B．升高温度，反应速率加快，B正确；
C．使用合适催化剂，可以提高反应速率，C正确；
D．移出CO2，平衡正向移动，但是浓度降低，反应速率减慢，D错误；
故答案为：BC。
（4）前4s内的NO平均反应速率为v(NO)==2×10-4mol·L-1·s-1，v(N2)=v(NO)=1×10-4mol·L-1·s-1；
a．c(CO):c(NO):c(N2):c(CO2)=2:1:2:2，物质的浓度比等于化学计量数之比和是否平衡没有关系，a错误；
b．单位时间内生成2molCO，需要消耗1molN2，同时生成1molN2，则N2浓度不变，反应达到平衡，b正确；
c．NO与CO起始浓度相等，化学计量数相等，则消耗量也星等，NO的浓度与CO浓度一直相等无法判断是否平衡，c错误；
d．反应前后计量数不等，当容器内总压强不再改变，则各物质的物质的量固定不变，反应平衡，d正确；
e．单位时间内断裂1mol的N≡N键，消耗1molN2，同时消耗2molCO2，生成2mol的C=O键则生成1molCO2,CO2的浓度变小，反应没有达到平衡，e错误；
综上所述bd正确；
故答案为：1×10-4mol·L-1·s-1；bd。
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