专题检测试卷(一)
(满分：100分)
一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1．我国努力争取2060年前实现“碳中和”。下列做法与“碳中和”目标实现无关的是( )
A．将煤炭粉碎再燃烧
B．利用CaO捕集废气中的CO2
C．研发新型催化剂将CO2分解成碳材料
D．将CO2转化为CH3OH等，实现资源化利用
答案 A
解析 将煤炭粉碎再燃烧能加快燃烧速率，不能降低二氧化碳的排放量，与“碳中和”目标实现无关，故选A。
2．(2023·广州市十六中期中)在恒温恒容的密闭容器中加入1 mol SO2(g)和1 mol O2(g)在一定条件下，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，则下列有关说法可能错误的是( )
A．加入适当的催化剂，反应速率加快
B．通入1 mol He，反应速率加快
C．当容器内压强不再变化时，反应处于平衡状态
D．反应过程中，消耗O2(g)和生成SO3(g)的速率之比是1∶2
答案 B
解析 加入适当的催化剂可以加快反应速率，A正确；通入1 mol He，恒容下各物质的浓度不变，则反应速率不变，B错误；该反应是在恒容的容器中进行的，且该反应的反应前后气体分子数改变，故压强不再变化可以证明反应达到平衡，C正确；反应过程中化学反应速率之比等于化学计量数之比，则反应过程中，消耗O2(g)和生成SO3(g)的速率之比是1∶2，D正确。
3．已知空气-锌电池的电极反应如下：锌电极：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，石墨电极：O2＋H2O＋2e－===2OH－，下列说法正确的是( )
A．ZnO为正极产物
B．工作时，负极材料的质量会减少
C．工作时，电流由锌电极流向石墨电极
D．工作时，负极周围溶液的碱性降低
答案 D
解析 锌电极上发生失电子的氧化反应，锌电极为负极，石墨电极为正极，ZnO是负极的氧化产物，故A错误；工作时，负极反应为Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，由Zn变成ZnO，质量会增加，故B错误；工作时，电流由正极(石墨电极)流向负极(锌电极)，故C错误；工作时，锌电极的电极反应为Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，消耗OH－，负极周围溶液的碱性降低，故D正确。
4．(2022·湖南，8)海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是( )
A．海水起电解质溶液作用
B．N极仅发生的电极反应：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑
C．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能
D．该锂-海水电池属于一次电池
答案 B
解析 海水中含有丰富的电解质，如氯化钠、氯化镁等，可作为电解质溶液，故A正确；N为正极，电极反应主要为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故B错误；Li为活泼金属，易与水反应，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反应，并能传导离子，故C正确；该电池不可充电，属于一次电池，故D正确。
5．氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是( )
A．氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能
B．氢氧燃料电池的负极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．常温、常压下，氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2 L H2，转移电子的数目为6.02×1023
D．反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)的热量变化可以通过反应中断裂旧化学键的键能与反应中形成新化学键的键能之差来计算
答案 D
解析 电池放电除了化学能转化为电能外，还有热能、光能等，A错误；负极应是H2失去电子，B错误；11.2 L H2不是标准状况下的体积，无法计算H2的物质的量，也无法计算反应中转移的电子数，C错误。
6．(2023·南通高一期中)根据如图所示示意图，下列说法不正确的是( )
A．反应C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)，能量增加(b－a) kJ·mol－1
B．该反应过程反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量
C．1 mol C(s)和1 mol H2O(l)反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)吸收的热量为131.3 kJ
D．1 mol C(s)、2 mol H、1 mol O转变成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)放出的热量为a kJ
答案 C
解析 由图可知，该反应为吸热反应，反应的热化学方程式为C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝(b－a) kJ·mol－1，该反应过程反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量，A、B项正确；根据图像可知1 mol C(s)和1 mol H2O(g)反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)吸收的热量为131.3 kJ，而1 mol H2O(l)变为1 mol H2O(g)时要吸收热量，因此1 mol C(s)和1 mol H2O(l)反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)吸收的热量大于131.3 kJ，C项错误；由图可知，1 mol C(s)、2 mol H、1 mol O转变成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)放出的热量为a kJ，D项正确。
7．(2022·浙江1月选考，19)在恒温恒容条件下，发生反应A(s)＋2B(g)3X(g)，c(B)随时间的变化如图中曲线甲所示。下列说法不正确的是( )
A．从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率
B．从b点切线的斜率可求得该化学反应在反应开始时的瞬时速率
C．在不同时刻都存在关系：2v(B)＝3v(X)
D．维持温度、容积、反应物起始的量不变，向反应体系中加入催化剂，c(B)随时间变化关系如图中曲线乙所示
答案 C
解析 图像中可以得到单位时间内的浓度变化，反应速率是由单位时间内物质的浓度变化计算得到，从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率，A正确；b点处切线的斜率是此时刻物质浓度除以此时刻时间，为B的瞬时速率，B正确；由化学反应速率之比等于化学方程式计量数之比分析，在不同时刻都存在关系：3v(B)＝2v(X)，C不正确。
8．(2023·广东揭阳一中期中)向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如图所示。下列叙述正确的是( )
A．c点时：v(正)＝v(逆)
B．生成物的总能量高于反应物的总能量
C．SO2浓度：a点D．体系压强不再变化，说明反应达到平衡状态
答案 D
解析 化学平衡状态的标志是各物质的浓度不再改变，其实质是正反应速率等于逆反应速率，c点对应的正反应速率显然还在改变，故一定未达平衡，故A错误；从a到c正反应速率增大，之后正反应速率减小，说明反应刚开始时温度升高对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响，说明该反应为放热反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量，故B错误；反应物浓度随时间不断减小，反应物浓度：a点大于b点，故C错误；绝热容器，温度不再变化，因此体系压强不再变化，说明反应达到平衡状态，故D正确。
9．下列图示与对应的叙述不相符的是( )
A．图甲表示燃料燃烧反应的能量变化
B．图乙表示酶催化反应的反应速率随反应温度的变化
C．图丙表示除去氧化膜的镁条投入稀盐酸中，反应速率v随时间t的变化曲线
D．图丁表示某温度下V1 mL 1.0 mol·L－1盐酸和V2 mL 1.5 mol·L－1的NaOH溶液混合均匀后溶液温度随V1的变化趋势(V1＋V2＝50)
答案 A
解析 燃烧为放热反应，反应物的总能量比生成物的总能量高，图示与叙述不相符，A符合题意；酶催化存在最适宜的温度，在最适宜的温度下酶的催化活性最高，化学反应速率最快，温度低于或者高于最适宜温度，化学反应速率都减慢，图示与叙述相符，B不符合题意；Mg和盐酸反应为放热反应，开始反应时，反应放热且H＋浓度较大，影响速率的主要因素为温度，温度升高，化学反应速率加快；随着反应的进行，H＋浓度减小，影响速率的主要因素为H＋浓度，H＋浓度减小，化学反应速率减慢，图示与叙述相符，C不符合题意；酸碱恰好完全反应时，放热最多，温度最高，此时酸、碱的物质的量相同，V1 mL×1.0 mol·L－1＝V2 mL×1.5 mol·L－1，V1∶V2＝3∶2，溶液的总体积为50 mL，则温度最高的点对应的V1＝30，图示与叙述相符，D不符合题意。
10．N2和H2在催化剂表面合成氨的微观历程及能量变化的示意图如下，用、、分别表示N2、H2、NH3，已知：N2＋3H22NH3，该反应属于放热反应。下列说法不正确的是( )
A．②→③过程，是吸热过程
B．合成氨反应中，使用催化剂后反应放出的能量减小
C．1 mol N2和3 mol H2的总键能小于2 mol NH3的总键能
D．合成氨反应中，反应物总能量大于生成物总能量
答案 B
解析 ②→③过程中，断裂N≡N键和H—H键，是吸热过程，A正确；合成氨反应中，使用催化剂后，不能改变反应物和生成物的能量，反应放出的能量不发生改变，B不正确；合成氨反应为放热反应，反应物的总键能小于生成物的总键能，即1 mol N2和3 mol H2的总键能小于2 mol NH3的总键能，且ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量＜0，则反应物总能量大于生成物总能量，C、D正确。
11．蛟龙号载人潜水器由我国自行设计、自主集成研制，是目前世界上下潜能力最深的作业型载人潜水器。给某潜水器提供动力的电池如图所示。下列有关说法正确的是( )
A．Zn电极发生了还原反应
B．电池中的Cl－向Pt电极移动
C．Pt电极反应为H2O2＋2e－===2OH－
D．电子从Zn电极沿导线流向Pt电极，再经溶液回到Zn电极
答案 C
解析 锌的金属活动性强于铂，故锌电极为负极，发生氧化反应，铂电极为正极，A错误；电池中阴离子向负极移动，则电池中的Cl－向锌电极移动，B错误；Pt电极上发生还原反应，电极反应为H2O2＋2e－===2OH－，C正确；电子从Zn电极沿导线流向Pt电极，不进入溶液，溶液中为离子的移动，D错误。
12．汽车的启动电源常用铅蓄电池，该电池在放电时的总反应化学方程式为PbO2(s)＋Pb(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l)，根据此反应判断，下列叙述正确的是( )
A．PbO2是电池的负极
B．负极的电极反应式为Pb＋SO－2e－===PbSO4
C．铅蓄电池放电时，每转移2 mol电子消耗1 mol H2SO4
D．电池放电时，两电极质量均增加，且每转移1 mol电子时正极质量增加48 g
答案 B
解析 铅蓄电池放电时，该装置是原电池，负极上失电子发生氧化反应，该装置中Pb失电子发生氧化反应，所以Pb是负极，A项错误；负极上Pb失电子后和硫酸根离子反应生成硫酸铅，即Pb＋SO－2e－===PbSO4，B项正确；1 mol Pb反应转移2 mol电子，消耗2 mol H2SO4，C项错误；放电时两电极质量均增加，负极的电极反应式为Pb＋SO－2e－===PbSO4，每转移1 mol电子时电极质量增加48 g，正极的电极反应式为PbO2＋SO＋2e－＋4H＋===PbSO4＋2H2O，每转移1 mol电子时电极质量增加32 g，D项错误。
13．(2021·辽宁，12)某温度下，降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合，反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，下列说法错误的是( )
A．其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越大
B．其他条件相同时，降冰片烯浓度越大，反应速率越大
C．条件①，反应速率为0.012 mol·L－1·min－1
D．条件②，降冰片烯起始浓度为3.0 mol·L－1时，半衰期为62.5 min
答案 B
解析 由①②可知，其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应所需要的时间越短，故反应速率越大，A正确；由①③可知，其他条件相同时，降冰片烯浓度①是③的两倍，所用时间①也是③的两倍，反应速率相等，故说明反应速率与降冰片烯浓度无关，B错误；由图中数据可知，条件①反应速率为v＝＝＝0.012 mol·L－1·min－1，C正确；由图中数据可知，条件②，降冰片烯起始浓度为3.0 mol·L－1时，半衰期为 min＝62.5 min，D正确。
14．(2021·浙江6月选考，20)一定温度下，在N2O5的四氯化碳溶液(100 mL)中发生分解反应：2N2O54NO2＋O2。在不同时刻测量放出的O2体积，换算成N2O5浓度如下表：
t/s 0 600 1 200 1 710 2 220 2 820 x
c(N2O5)/(mol·L－1) 1.40 0.96 0.66 0.48 0.35 0.24 0.12
下列说法正确的是( )
A．600～1 200 s，生成NO2的平均速率为5.0×10－4 mol·L－1·s－1
B．反应2 220 s时，放出的O2体积为11.8 L(标准状况)
C．反应达到平衡时，v正(N2O5)＝2v逆(NO2)
D．推测上表中的x为3 930
答案 D
解析 600～1 200 s，N2O5浓度的变化量为(0.96－0.66) mol·L－1＝0.3 mol·L－1，在此时间段内NO2的变化量为其2倍，即0.6 mol·L－1，因此，生成NO2的平均速率为＝1.0×10－3 mol·L－1·s－1，A说法不正确；由表中数据可知，反应2 220 s时，N2O5浓度的变化量为(1.40－0.35) mol·L－1＝1.05 mol·L－1，其物质的量的变化量为1.05 mol·L－1×0.1 L＝0.105 mol，O2的变化量是其，即0.052 5 mol，因此，放出的O2在标准状况下的体积为0.052 5 mol×22.4 L·mol－1＝1.176 L，B说法不正确；反应达到平衡时，正反应速率等于逆反应速率，用不同物质表示该反应的速率时，其数值之比等于化学计量数之比，2v正(N2O5)＝v逆(NO2)，C说法不正确；分析表中数据可知，该反应经过1 110 s(600～1 710，1 710～2 820)后N2O5的浓度会变为原来的，因此，N2O5的浓度由0.24 mol·L－1变为0.12 mol·L－1时，可以推测上表中的x为2 820＋1 110＝3 930，D说法正确。
15．锂离子电池充、放电电池总反应：LixC6＋Li1－xCoO2LiCoO2＋C6，该电池充、放电的工作示意图如图。下列有关说法不正确的是( )
A．该电池充、放电反应不属于可逆反应
B．负极的反应式：LixC6－xe－===xLi＋＋C6
C．放电时，Li＋从石墨晶体中脱出回到正极氧化物晶格中
D．放电时，若转移1 mol e－，石墨电极将减轻7x g
答案 D
解析 充、放电时，反应条件不一样，所以不是可逆反应，A正确；根据总反应可判断，放电时，负极LixC6失去电子产生Li＋，电极反应式为LixC6－xe－===xLi＋＋C6，B正确；放电时，负极LixC6失去电子得到Li＋，在原电池中，阳离子移向正极，则Li＋从石墨晶体中脱出回到正极氧化物晶格中，C正确；放电时，LixC6电极变成石墨(C6)，电极反应式为LixC6－xe－===xLi＋＋C6，则石墨(C6)电极减轻的质量就是锂离子的质量，根据关系式：xLi＋～xe－，可知若转移1 mol e－，就减轻1 mol Li＋，即7 g，故D错误。
二、非选择题(本题包括4小题，共55分)
16．(11分)试回答下列各题：
(1)如图1所示是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：___________________________________________________________。
(2)化学反应中的能量变化与反应物和生成物的键能有关。
①已知：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－185 kJ·mol－1。
请填空：
共价键 H—H Cl—Cl H—Cl
键能/(kJ·mol－1) 436 247
②图2中表示氧族元素中氧、硫、硒、碲生成气态氢化物时的ΔH数据，根据ΔH数据可确定a、b、c、d分别代表________、________、________、________(填氢化物化学式)，试写出硒化氢在标准状态下，发生分解反应的热化学方程式：______________________________。
答案 (1)NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g) ΔH＝－234 kJ·mol－1
(2)①434 ②H2Te H2Se H2S H2O H2Se(g)===Se(s)＋H2(g) ΔH＝－81 kJ·mol－1
解析 (1)根据NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图可知，反应物能量高于生成物能量，反应是放热反应，所以NO2和CO反应的热化学方程式为NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g) ΔH＝(134－368)kJ·mol－1＝－234 kJ·mol－1。
(2)①ΔH＝436 kJ·mol－1＋247 kJ·mol－1－2E(H—Cl)＝－185 kJ·mol－1，解得E(H—Cl)＝434 kJ·mol－1。
②根据元素周期律，同一主族元素非金属性越强，其气态氢化物越稳定，而能量越低越稳定，所以a、b、c、d依次为H2Te、H2Se、H2S、H2O；b为硒化氢，则硒化氢分解放热，ΔH＝－81 kJ·mol－1，所以H2Se发生分解反应的热化学方程式为H2Se(g)===Se(s)＋H2(g) ΔH＝－81 kJ·mol－1。
17．(14分)(2022·山东泰安期中)化学反应速率和化学反应限度与生产、生活密切相关。
(1)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，在400 mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下(累计值)：
时间/min 1 2 3 4 5
氢气体积/mL (标准状况) 100 240 464 576 620
①哪一时间段反应速率最大________min(填“0～1”“1～2”“2～3”“3～4”或“4～5”)，原因是___________________________________________________________________。
②求3～4 min时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应的反应速率为________________(设溶液体积不变)。
(2)另一学生为控制反应速率防止反应过快难以测量氢气体积，他事先在盐酸中加入等体积的下列溶液以减慢反应速率，你认为不可行的是________(填字母)。
A．蒸馏水 B．KCl溶液
C．KNO3溶液 D．CuSO4溶液
(3)某温度下在4 L密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图：
①该反应的化学方程式是______________________________________________________。
②该反应达到平衡状态的标志是________(填字母)。
A．Y的体积分数在混合气体中保持不变
B．X、Y的反应速率之比为3∶1
C．容器内气体压强保持不变
D．容器内气体的总质量保持不变
E．生成1 mol Y的同时消耗2 mol Z
③2 min内Y的转化率为________。
答案 (1)①2～3 该反应是放热反应，此时温度高且盐酸浓度较大，所以反应速率较快 ②0.025 mol·L－1·min－1 (2)CD (3)①3X(g)＋Y(g)2Z(g) ②AC ③10%
解析 (1)①在0～1、1～2、2～3、3～4、4～5 min时间段中，产生气体的体积分别为100 mL、140 mL、224 mL、112 mL、44 mL，由此可知反应速率最大的时间段为2～3 min；原因是该反应是放热反应，此时温度高且盐酸浓度较大，所以反应速率较快。②在3～4 min时间段内，n(H2)＝＝0.005 mol，消耗盐酸的物质的量为0.01 mol，故v(HCl)＝＝0.025 mol·L－1·min－1。(2)加入蒸馏水及加入KCl溶液，H＋浓度减小，反应速率减小且不减少产生氢气的量，故A、B正确；C项，加入KNO3溶液，H＋浓度减小，因酸性溶液中有NO，具有强氧化性，与Zn反应无氢气生成，错误；D项，加入CuSO4溶液，Zn置换出Cu，形成原电池，反应速率增大，错误。(3)①由图像可以看出，反应中X、Y的物质的量减少，应为反应物，Z的物质的量增多，应为生成物，当反应进行到5 min时，Δn(Y)＝0.2 mol，Δn(Z)＝0.4 mol，Δn(X)＝0.6 mol，则Δn(Y)∶Δn(Z)∶Δn(X)＝1∶2∶3，参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比，则反应的化学方程式为3X(g)＋Y(g)2Z(g)。②X、Y的反应速率之比为3∶1，随着反应的进行X、Y的反应速率之比始终为3∶1，不能作为达到平衡状态的标志，故B错误；反应物和生成物均为气体，容器内气体的总质量保持不变，不能作为达到平衡状态的标志，故D错误；生成1 mol Y的同时消耗2 mol Z均只能表示逆反应速率，不能说明正、逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡状态，故E错误。③2 min内Y的转化率＝×100%＝×100%＝10%。
18．(14分)(1)通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量，其工作原理如图所示。已知：O2－可在固体电解质中自由移动。
①NiO电极上发生的是____________(填“氧化”或“还原”)反应。
②外电路中，电子是从____________(填“NiO”或“Pt”)电极流出。
③Pt电极上的电极反应式为_______________________________________________________。
(2)一种新型催化剂能使NO和CO发生反应：2NO＋2CO2CO2＋N2。已知增大催化剂的比表面积可提高该反应速率。为了验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，如表所示：
实验编号 t/℃ NO初始浓度/(mol·L－1) CO初始浓度/(mol·L－1) 催化剂的比表面积/(m2·g－1)
Ⅰ 280 1.20×10－3 5.80×10－3 82
Ⅱ 280 1.20×10－3 5.80×10－3 124
Ⅲ 350 a 5.80×10－3 82
①表中a＝________。
②能验证温度对化学反应速率影响规律的是实验________________(填实验编号)。
③实验Ⅰ和实验Ⅱ中，NO的物质的量浓度c(NO)随时间t的变化曲线如图所示，其中表示实验Ⅱ的是曲线______________(填“甲”或“乙”)。
(3)在容积固定的绝热容器中发生反应2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)，不能说明该反应已达到平衡状态的是______(填字母)。
A．容器内温度不再变化
B．容器内的气体压强保持不变
C．2v逆(NO)＝v正(N2)
D．容器内混合气体的密度保持不变
答案 (1)①氧化 ②NiO ③O2＋4e－===2O2－
(2)①1.20×10－3 ②Ⅰ和Ⅲ ③乙 (3)CD
解析 (1)①原电池中，NiO为负极，电极上NO失电子发生氧化反应生成二氧化氮。②外电路中，电子由负极NiO电极流出，经导线流入正极Pt电极。③原电池中，Pt电极为正极，O2在正极上发生还原反应生成O2－，电极反应式为O2＋4e－===2O2－。(2)①由表格数据可知，实验Ⅰ、Ⅱ温度相同，催化剂的比表面积不同，实验目的是验证催化剂的比表面积对反应速率的影响，则温度和反应物的初始浓度要相同，实验Ⅰ、Ⅲ催化剂的比表面积相同、温度不同，实验目的是验证温度对反应速率的影响，则反应物的初始浓度要相同，则a＝1.20×10－3。③因实验Ⅰ、Ⅱ催化剂的比表面积不同，温度、反应物的初始浓度相同，但实验Ⅱ的反应速率大，先达到化学平衡，故曲线乙表示实验Ⅱ。(3)因反应在绝热容器中进行，容器内的温度会发生变化，当温度不再变化时，说明反应已达到平衡状态；该反应是一个反应前后气体体积减小的反应，当容器内的气体压强保持不变时，说明正、逆反应速率相等，反应已达到平衡状态；v逆(NO)＝2v正(N2)时，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故2v逆(NO)＝v正(N2)时反应没有达到平衡状态；由质量守恒定律可知，反应前后气体质量不变，容器的体积不变，则容器内混合气体的密度一直保持不变，故混合气体的密度不变不能说明反应已达到平衡状态。
19．(16分)能源是现代文明的原动力，通过化学方法可以使能量按人们所期望的形式转化，从而开辟新能源和提高能源的利用率。请回答下列问题。
(1)工业合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)是放热的可逆反应，反应条件是高温、高压，并且需要合适的催化剂。已知1 mol N2(g)完全反应生成NH3(g)可放出92 kJ热量。如果将10 mol N2(g)和足量H2(g)混合，使其充分反应，放出的热量______(填“大于”“小于”或“等于”)920 kJ。
(2)实验室模拟工业合成氨时，在容积为2 L的密闭容器内，反应经过10 min后，生成10 mol NH3。
①用N2表示的化学反应速率为__________________________________________________。
②一定条件下，能说明该反应进行到最大限度的是________(填字母)。
a．N2的转化率达到最大值
b．N2、H2和NH3的体积分数之比为1∶3∶2
c．体系内气体的密度保持不变
d．体系内物质的平均相对分子质量保持不变
(3)某实验小组同学进行如图甲所示实验，以检验化学反应中的能量变化。请根据你掌握的反应原理判断，②中的温度________(填“升高”或“降低”)。反应过程______(填“①”或“②”)的能量变化可用图乙表示。
(4)用CH4和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构如图丙：
①则电极d是________(填“正极”或“负极”)，电极c的电极反应式为________________。
②若线路中转移2 mol电子，则该燃料电池理论上消耗的O2在标准状况下的体积为________L。
答案 (1)小于 (2)①0.25 mol·L－1·min－1 ②ad (3)降低 ① (4)①正极 CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋ ②11.2
解析 (1)合成氨反应是可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，所以将10 mol N2(g)和足量H2(g)混合，使其充分反应，生成氨气的物质的量小于20 mol，放出的热量小于920 kJ。(2)①v(NH3)＝＝0.5 mol·L－1·min－1，v(N2)＝v(NH3)＝×0.5 mol·L－1·min－1＝0.25 mol·L－1·min－1。②反应进行到最大限度，即达到平衡状态，N2的转化率达到最大值，则说明反应达到平衡状态，a项正确；N2、H2和NH3的体积分数之比为1∶3∶2，无法说明反应达到平衡状态，b项错误；体系内气体的总质量保持不变，总体积保持不变，则气体的密度始终保持不变，因此密度不变不能说明反应达到平衡状态，c项错误；体系内气体的总质量保持不变，因合成氨反应是气体分子数减小的反应，若物质的平均相对分子质量保持不变时，则气体的总物质的量保持不变，可说明反应达到平衡状态，d项正确。(3)Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体反应吸收热量，则反应后②中的温度降低；Al与盐酸反应放出热量，从图乙中能量变化可以看出，反应物的总能量高于生成物的总能量，则图乙可表示反应过程①的能量变化。(4)①因电极c是电子流出的一极，则电极c为负极，电极d为正极，甲烷在负极上发生氧化反应生成CO2，电极反应式为CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋。②原电池中正极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，当转移2 mol电子时，消耗氧气的物质的量为0.5 mol，标准状况下的体积为0.5 mol×22.4 L·mol－1＝11.2 L。专题检测试卷(一)
(满分：100分)
一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1．我国努力争取2060年前实现“碳中和”。下列做法与“碳中和”目标实现无关的是( )
A．将煤炭粉碎再燃烧
B．利用CaO捕集废气中的CO2
C．研发新型催化剂将CO2分解成碳材料
D．将CO2转化为CH3OH等，实现资源化利用
2．(2023·广州市十六中期中)在恒温恒容的密闭容器中加入1 mol SO2(g)和1 mol O2(g)在一定条件下，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，则下列有关说法可能错误的是( )
A．加入适当的催化剂，反应速率加快
B．通入1 mol He，反应速率加快
C．当容器内压强不再变化时，反应处于平衡状态
D．反应过程中，消耗O2(g)和生成SO3(g)的速率之比是1∶2
3．已知空气-锌电池的电极反应如下：锌电极：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，石墨电极：O2＋H2O＋2e－===2OH－，下列说法正确的是( )
A．ZnO为正极产物
B．工作时，负极材料的质量会减少
C．工作时，电流由锌电极流向石墨电极
D．工作时，负极周围溶液的碱性降低
4．(2022·湖南，8)海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是( )
A．海水起电解质溶液作用
B．N极仅发生的电极反应：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑
C．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能
D．该锂-海水电池属于一次电池
5．氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是( )
A．氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能
B．氢氧燃料电池的负极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．常温、常压下，氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2 L H2，转移电子的数目为6.02×1023
D．反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)的热量变化可以通过反应中断裂旧化学键的键能与反应中形成新化学键的键能之差来计算
6．(2023·南通高一期中)根据如图所示示意图，下列说法不正确的是( )
A．反应C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)，能量增加(b－a) kJ·mol－1
B．该反应过程反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量
C．1 mol C(s)和1 mol H2O(l)反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)吸收的热量为131.3 kJ
D．1 mol C(s)、2 mol H、1 mol O转变成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)放出的热量为a kJ
7．(2022·浙江1月选考，19)在恒温恒容条件下，发生反应A(s)＋2B(g)3X(g)，c(B)随时间的变化如图中曲线甲所示。下列说法不正确的是( )
A．从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率
B．从b点切线的斜率可求得该化学反应在反应开始时的瞬时速率
C．在不同时刻都存在关系：2v(B)＝3v(X)
D．维持温度、容积、反应物起始的量不变，向反应体系中加入催化剂，c(B)随时间变化关系如图中曲线乙所示
8．(2023·广东揭阳一中期中)向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如图所示。下列叙述正确的是( )
A．c点时：v(正)＝v(逆)
B．生成物的总能量高于反应物的总能量
C．SO2浓度：a点D．体系压强不再变化，说明反应达到平衡状态
9．下列图示与对应的叙述不相符的是( )
A．图甲表示燃料燃烧反应的能量变化
B．图乙表示酶催化反应的反应速率随反应温度的变化
C．图丙表示除去氧化膜的镁条投入稀盐酸中，反应速率v随时间t的变化曲线
D．图丁表示某温度下V1 mL 1.0 mol·L－1盐酸和V2 mL 1.5 mol·L－1的NaOH溶液混合均匀后溶液温度随V1的变化趋势(V1＋V2＝50)
10．N2和H2在催化剂表面合成氨的微观历程及能量变化的示意图如下，用、、分别表示N2、H2、NH3，已知：N2＋3H22NH3，该反应属于放热反应。下列说法不正确的是( )
A．②→③过程，是吸热过程
B．合成氨反应中，使用催化剂后反应放出的能量减小
C．1 mol N2和3 mol H2的总键能小于2 mol NH3的总键能
D．合成氨反应中，反应物总能量大于生成物总能量
11．蛟龙号载人潜水器由我国自行设计、自主集成研制，是目前世界上下潜能力最深的作业型载人潜水器。给某潜水器提供动力的电池如图所示。下列有关说法正确的是( )
A．Zn电极发生了还原反应
B．电池中的Cl－向Pt电极移动
C．Pt电极反应为H2O2＋2e－===2OH－
D．电子从Zn电极沿导线流向Pt电极，再经溶液回到Zn电极
12．汽车的启动电源常用铅蓄电池，该电池在放电时的总反应化学方程式为PbO2(s)＋Pb(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l)，根据此反应判断，下列叙述正确的是( )
A．PbO2是电池的负极
B．负极的电极反应式为Pb＋SO－2e－===PbSO4
C．铅蓄电池放电时，每转移2 mol电子消耗1 mol H2SO4
D．电池放电时，两电极质量均增加，且每转移1 mol电子时正极质量增加48 g
13．(2021·辽宁，12)某温度下，降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合，反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，下列说法错误的是( )
A．其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越大
B．其他条件相同时，降冰片烯浓度越大，反应速率越大
C．条件①，反应速率为0.012 mol·L－1·min－1
D．条件②，降冰片烯起始浓度为3.0 mol·L－1时，半衰期为62.5 min
14．(2021·浙江6月选考，20)一定温度下，在N2O5的四氯化碳溶液(100 mL)中发生分解反应：2N2O54NO2＋O2。在不同时刻测量放出的O2体积，换算成N2O5浓度如下表：
t/s 0 600 1 200 1 710 2 220 2 820 x
c(N2O5)/(mol·L－1) 1.40 0.96 0.66 0.48 0.35 0.24 0.12
下列说法正确的是( )
A．600～1 200 s，生成NO2的平均速率为5.0×10－4 mol·L－1·s－1
B．反应2 220 s时，放出的O2体积为11.8 L(标准状况)
C．反应达到平衡时，v正(N2O5)＝2v逆(NO2)
D．推测上表中的x为3 930
15．锂离子电池充、放电电池总反应：LixC6＋Li1－xCoO2LiCoO2＋C6，该电池充、放电的工作示意图如图。下列有关说法不正确的是( )
A．该电池充、放电反应不属于可逆反应
B．负极的反应式：LixC6－xe－===xLi＋＋C6
C．放电时，Li＋从石墨晶体中脱出回到正极氧化物晶格中
D．放电时，若转移1 mol e－，石墨电极将减轻7x g
二、非选择题(本题包括4小题，共55分)
16．(11分)试回答下列各题：
(1)如图1所示是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：___________________________________________________________。
(2)化学反应中的能量变化与反应物和生成物的键能有关。
①已知：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－185 kJ·mol－1。
请填空：
共价键 H—H Cl—Cl H—Cl
键能/(kJ·mol－1) 436 247
②图2中表示氧族元素中氧、硫、硒、碲生成气态氢化物时的ΔH数据，根据ΔH数据可确定a、b、c、d分别代表________、________、________、________(填氢化物化学式)，试写出硒化氢在标准状态下，发生分解反应的热化学方程式：______________________________。
17．(14分)(2022·山东泰安期中)化学反应速率和化学反应限度与生产、生活密切相关。
(1)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，在400 mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下(累计值)：
时间/min 1 2 3 4 5
氢气体积/mL (标准状况) 100 240 464 576 620
①哪一时间段反应速率最大________min(填“0～1”“1～2”“2～3”“3～4”或“4～5”)，原因是___________________________________________________________________。
②求3～4 min时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应的反应速率为________________(设溶液体积不变)。
(2)另一学生为控制反应速率防止反应过快难以测量氢气体积，他事先在盐酸中加入等体积的下列溶液以减慢反应速率，你认为不可行的是________(填字母)。
A．蒸馏水 B．KCl溶液
C．KNO3溶液 D．CuSO4溶液
(3)某温度下在4 L密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图：
①该反应的化学方程式是______________________________________________________。
②该反应达到平衡状态的标志是________(填字母)。
A．Y的体积分数在混合气体中保持不变
B．X、Y的反应速率之比为3∶1
C．容器内气体压强保持不变
D．容器内气体的总质量保持不变
E．生成1 mol Y的同时消耗2 mol Z
③2 min内Y的转化率为________。
18．(14分)(1)通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量，其工作原理如图所示。已知：O2－可在固体电解质中自由移动。
①NiO电极上发生的是____________(填“氧化”或“还原”)反应。
②外电路中，电子是从____________(填“NiO”或“Pt”)电极流出。
③Pt电极上的电极反应式为_______________________________________________________。
(2)一种新型催化剂能使NO和CO发生反应：2NO＋2CO2CO2＋N2。已知增大催化剂的比表面积可提高该反应速率。为了验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，如表所示：
实验编号 t/℃ NO初始浓度/(mol·L－1) CO初始浓度/(mol·L－1) 催化剂的比表面积/(m2·g－1)
Ⅰ 280 1.20×10－3 5.80×10－3 82
Ⅱ 280 1.20×10－3 5.80×10－3 124
Ⅲ 350 a 5.80×10－3 82
①表中a＝________。
②能验证温度对化学反应速率影响规律的是实验________________(填实验编号)。
③实验Ⅰ和实验Ⅱ中，NO的物质的量浓度c(NO)随时间t的变化曲线如图所示，其中表示实验Ⅱ的是曲线______________(填“甲”或“乙”)。
(3)在容积固定的绝热容器中发生反应2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)，不能说明该反应已达到平衡状态的是______(填字母)。
A．容器内温度不再变化
B．容器内的气体压强保持不变
C．2v逆(NO)＝v正(N2)
D．容器内混合气体的密度保持不变
19．(16分)能源是现代文明的原动力，通过化学方法可以使能量按人们所期望的形式转化，从而开辟新能源和提高能源的利用率。请回答下列问题。
(1)工业合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)是放热的可逆反应，反应条件是高温、高压，并且需要合适的催化剂。已知1 mol N2(g)完全反应生成NH3(g)可放出92 kJ热量。如果将10 mol N2(g)和足量H2(g)混合，使其充分反应，放出的热量______(填“大于”“小于”或“等于”)920 kJ。
(2)实验室模拟工业合成氨时，在容积为2 L的密闭容器内，反应经过10 min后，生成10 mol NH3。
①用N2表示的化学反应速率为__________________________________________________。
②一定条件下，能说明该反应进行到最大限度的是________(填字母)。
a．N2的转化率达到最大值
b．N2、H2和NH3的体积分数之比为1∶3∶2
c．体系内气体的密度保持不变
d．体系内物质的平均相对分子质量保持不变
(3)某实验小组同学进行如图甲所示实验，以检验化学反应中的能量变化。请根据你掌握的反应原理判断，②中的温度________(填“升高”或“降低”)。反应过程______(填“①”或“②”)的能量变化可用图乙表示。
(4)用CH4和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构如图丙：
①则电极d是________(填“正极”或“负极”)，电极c的电极反应式为________________。
②若线路中转移2 mol电子，则该燃料电池理论上消耗的O2在标准状况下的体积为________L。
