第2章测评--2025鲁科版化学必修第二册同步练习题（含答案）

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2025鲁科版化学必修第二册
第2章测评
(时间:90分钟　满分:100分)
一、选择题(本题包括10个小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)
1.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大贡献。下列有关电池的叙述不正确的是(　　)
A.锌锰干电池中,锌筒做负极
B.铅蓄电池放电时发生了氧化还原反应
C.燃料电池是一种清洁、安全、高效的电池
D.太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅
2.下列物质中含有共价键的离子化合物是(　　)
A.CH4 B.Na2O2 C.HNO3 D.MgCl2
3.下列叙述正确的是(　　)
A.吸热反应发生过程中需要不断从外界获得能量,放热反应发生过程中不需要外界能量
B.一个化学反应是放热反应还是吸热反应由反应物、生成物所具有的总能量的相对大小决定
C.若反应A(g)B(g)是放热的,说明A物质比B物质稳定
D.同温同压下,H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)在光照和点燃条件下放出的热量不同
4.某科学探究小组为探究电化学原理,设计了如图所示的装置进行探究实验,下列相关叙述不正确的是(　　)
A.a和b不连接时,该装置不能形成原电池
B.a和b用导线连接时,铜为正极
C.无论a和b是否连接,反应的本质相同,铁片均会被氧化,溶液中均有Fe2+生成
D.a和b用导线连接时,溶液中的Cu2+应向铁电极移动
5.我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。
下列说法不正确的是(　　)
A.该反应是化合反应
B.催化剂参加了化学反应过程
C.CH4→CH3COOH过程中,有C—H键的断裂和形成
D.①→②过程中,形成了C—C键,断裂的化学键的总键能<形成的化学键的总键能
6.(2024河南周口高一期末)化学反应伴随着能量变化,下列说法错误的是(　　)
A.图甲中将锌片换成镁片、铜片换成碳棒,LED灯仍然可以被点亮
B.图乙中Al为负极,其电极反应式为Al-3e-+4OH-[Al(OH)4]-
C.图丙中右侧红墨水液面升高是由Na2O2与水反应生成的O2导致的
D.图丁若表示盐酸与碳酸氢钠反应的总能量变化,由图像可知该反应为吸热反应
7.(2024江苏扬州邗江中学高一检测)以甲烷为燃料的新型电池得到广泛的研究,如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池的工作原理示意图。下列说法错误的是(　　)
A.该电池工作时能量由电能转化为化学能
B.A极为电池正极,发生还原反应
C.负极的电极反应式为CH4+4O2--8e-CO2+2H2O
D.该电池的总反应为CH4+2O2CO2+2H2O
8.化学反应中伴随着能量变化,结合图中信息,下列说法错误的是(　　)
A.由图①可知石墨比金刚石稳定
B.由图②可知,白磷转化为红磷是放热反应
C.图③可表示C(s)与H2O(g)反应过程中的能量变化
D.由图④可知,向密闭容器中充入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g),在一定条件下充分反应后放热(a-b) kJ
9.我国科学家设计了一种新型Zn-S可充电电池,该电池放电时硫电极发生两步反应,分别为S+2Cu2++4e-Cu2S、5Cu2++O2+10e-Cu+2Cu2O。下列说法错误的是(　　)
A.放电时,硫电极发生还原反应
B.放电时,锌电极发生的反应为Zn-2e-Zn2+
C.每生成1 mol Cu,外电路中通过10 mol电子
D.放电时,电子从锌电极流出
10.向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2,在一定条件下发生反应:SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g),正反应速率随时间变化的示意图如下,下列结论中正确的个数为(　　)
①反应在c点达到平衡
②SO2浓度:a点③反应物的总能量高于生成物的总能量
④混合物颜色不再变化,说明反应达到平衡
⑤体系压强不再变化,说明反应达到平衡
⑥逆反应速率图像在此时间段内和上图趋势相同
⑦混合气体的平均摩尔质量不再变化,说明反应达到平衡
A.3 B.4 C.5 D.6
二、选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意)
11.下列有关能源和能量转化的叙述正确的是(　　)
A.葡萄糖为人类生命活动提供能量时,化学能转化为热能
B.推广使用石油、太阳能和氢能,有利于缓解温室效应
C.酸性锌锰干电池不含环境污染物,用完后可以随意扔掉,使用方便
D.燃料电池利用燃料燃烧,将化学能转化为热能,然后转化为电能
12.下列说法正确的是(　　)
A.干冰和石英中的化学键类型相同
B.化学变化发生时,需要断开反应物中的化学键,并形成生成物中的化学键
C.CH4和Cl2中,每个原子的最外层都具有8电子稳定结构
D.NaHSO4固体溶于水时,离子键被破坏,共价键不受影响
13.(2024山东威海一中高一期中)2 L恒容密闭容器中通入A、B各10 mol,在一定温度下进行反应:3A(g)+B(g)2C(g)+2D(s)　ΔH<0,4 min时达到平衡,生成4 mol D。下列说法不正确的是(　　)
A.A的体积分数不变可以说明该反应达到平衡
B.增加D的质量和向体系中充入He都能增大逆反应速率
C.4 min末时,C的平均反应速率为0.5 mol·L-1·min-1
D.对于该反应,无论正反应还是逆反应,升高温度,反应速率均增大
14.用如图所示装置及试剂对含碳铁粉在氯化钠溶液中的反应进行探究,测得保温瓶中O2的体积分数及压强随时间的变化关系分别如图a、b所示。下列说法错误的是(　　)
A.200 s时,压强增大主要是因为产生了H2
B.实验过程中,铁失电子,被氧化
C.保温瓶内发生了放热反应
D.正极反应为2H2O+O2+4e-4OH-
15.(2024山东菏泽一中高一期末)I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂,可能的催化过程:①SO2+4I-+4H+S↓+2I2+2H2O,②I2+2H2O+SO2S+4H++2I-。为探究①、②反应速率与SO2歧化反应速率的关系,实验如下:分别将18 mL SO2饱和溶液加入2 mL下列试剂中,密闭放置,观察现象。(已知:I2易溶解在KI溶液中)
序号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
试剂 组成 0.4 mol·L-1 KI 0.4 mol·L-1 KI、0.2 mol·L-1 H2SO4 0.2 mol·L-1 H2SO4 0.2 mol·L-1 KI、a mol I2
实验 现象 溶液变黄,一段时间后出现浑浊 溶液变黄,出现浑浊较Ⅰ快 无明显现象 溶液由棕褐色很快褪色,变成黄色,出现浑浊较Ⅰ快
下列说法不正确的是(　　)
A.水溶液中SO2发生歧化反应的化学方程式为3SO2+2H2OS↓+2H2SO4
B.Ⅳ是Ⅱ的对比实验,则a=0.000 1
C.比较Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,可得出结论:I-是SO2歧化反应的催化剂,H+单独存在时不具有催化作用,但H+可以加快SO2歧化反应的速率
D.实验表明,SO2歧化反应速率:Ⅳ>Ⅰ,原因是反应①比②快,Ⅳ中由反应②产生的H+使反应①加快
三、非选择题(本题包括5小题,共60分)
16.(10分)(2024山东海阳一中高一月考)原电池揭示了氧化还原反应的本质是电子转移,实现了化学能转化成电能,使氧化还原反应在现代生活中获得重大应用,从而改变了人们的生活方式。某兴趣小组为探究原电池的工作原理,利用金属Zn与稀硫酸反应,通过如图所示装置A、B进行实验,实验过程中装置A内溶液的温度升高,装置B的电流表指针发生偏转。
根据所学知识,回答下列各题:
(1)装置B为原电池,则Cu做　　　　(填“正”或“负”)极,Zn电极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　,Cu电极上的现象是　　　　　　　　　　　　　。请简述确定Cu电极没有参与反应的实验依据:　 　。
(2)从能量转化的角度来看,装置A中反应物的总能量　　　　　(填“高于”“低于”或“等于”)生成物的总能量;从反应速率的角度上看,A中反应比B中　　　(填“快”或“慢”)。
(3)装置B中稀硫酸用足量CuSO4溶液代替,起始时Zn电极和Cu电极的质量相等,当导线中有0.2 mol电子转移时,Zn电极和Cu电极的质量差为　　　　　　。
(4)该小组同学由此得出的结论错误的是　　　(填字母)。
A.任何能自发进行的氧化还原反应均可以设计成原电池
B.装置B中Cu电极不可用碳棒代替
C.原电池的负极发生还原反应
D.原电池装置中化学能全部转化为电能
17.(12分)发生化学反应时,物质变化的同时常常伴随着能量变化。
(1)将锌片放入盛有稀硫酸的烧杯中,随着反应进行,温度升高,画出该反应过程中能量变化的示意图。
(2)将Zn片和Cu片用导线连接,并串联一个电流表,插入稀硫酸中,如图所示。
用化学用语表示Cu片表面产生气泡的原因: 　。
(3)可用于检测CO的某气敏传感器的工作原理如图所示。
电极Ⅰ为　　　(填“正”或“负”)极,电极Ⅱ的电极反应式是　。
(4)N2与O2化合生成NO是自然界固氮的重要方式之一,下图表示了该反应中的能量变化。
当N2与O2化合生成2 mol NO(g)时,吸收　　　 kJ的能量。
18.(14分)某化学小组欲测定KClO3与NaHSO3反应的化学反应速率,并探究影响其化学反应速率的因素,请回答下列问题。
Ⅰ.该小组同学设计了3组实验,探究影响化学反应速率的部分因素,具体情况如表所示。
实验 编号 加入0.1 mol·L-1 KClO3溶液的体积/mL 加入0.3 mol·L-1 NaHSO3溶液的体积/mL 加入水的体积/mL
1 10 10 0 25
2 10 5 a 25
3 10 10 0 60
(1)表中a=　　　,通过实验1和实验3可探究　　　　　对化学反应速率的影响。
(2)写出KClO3与NaHSO3反应的离子方程式: 　。
Ⅱ.该小组同学依据实验1的条件进行反应并测定其化学反应速率,所得数据如图所示。
(3)该反应在0~4 min的化学反应速率v(NaHSO3)为　　　　　　　　　　　　　　　。
分析实验数据发现,反应过程中该反应的化学反应速率先增大后减小,探究化学反应速率先增大的原因,具体情况如表所示。
方案编号 假设 实验操作
1 该反应放热,使溶液温度升高,化学反应速率加快 向烧杯中加入10 mL 0.1 mol·L-1 KClO3溶液和10 mL 0.3 mol·L-1 NaHSO3溶液,　　　　　　　　
2 取10 mL 0.1 mol·L-1 KClO3溶液加入烧杯中,向其中加入少量NaCl固体,再加入10 mL 0.3 mol·L-1 NaHSO3溶液
(4)补全方案1中的实验操作　 。
(5)方案2中的假设为 　。
(6)除方案1、2中的假设外,还可提出的假设是 　。
(7)反应后期化学反应速率减小的原因是 。
19.(12分)(2024山东临沂高一期末)利用CO2合成甲酸(HCOOH)是实现“碳中和”的途径之一,其反应原理为CO2(g)+H2(g)HCOOH(g)。
回答下列问题:
(1)423 K时,在恒容密闭容器中,CO2(g)、H2(g)按物质的量之比为1∶1投料,测得容器内压强随时间的变化如下表所示。
0 20 40 60 80 100
p0 0.75p0 0.67p0 0.65p0 0.65p0 0.65p0
已知:气体分压=物质的量分数×总压。20 min时,CO2的分压为　　　 MPa(用含p0的式子表示,下同);用气体分压变化表示反应速率,则0~20 min内,v(H2)=　　　　 MPa·min-1;60 min时,v正(CO2)　　　(填“>”“<”或“=”)v逆(H2)。
(2)能说明上述反应达到平衡状态的是　　　(填字母)。
a.容器中混合气体的密度保持不变
b.容器中混合气体的平均摩尔质量保持不变
c.c(CO2)=c(H2)
d.1 mol H—H键断裂的同时消耗1 mol HCOOH
(3)以甲酸为燃料的电池总反应为2HCOOH+O22CO2+2H2O,其工作原理如图所示。
X处加入的是　　　　(填“甲酸”或“氧气”);正极的电极反应式为　 。
20.(12分)研究化学反应的原理,对掌握物质的应用有重要的意义。
Ⅰ.硅是太阳能电池的重要材料。“精炼硅”反应过程中的能量变化如图所示:
(1)反应Ⅲ为　　　(填“吸热”或“放热”)反应。
Ⅱ.研究NOx、SO2、CO等气体的无害化处理对治理大气污染、建设生态文明有重要意义。
(2)利用反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),可实现汽车尾气的无害化处理。一定温度下,向容积为2 L的恒容密闭容器中加入等物质的量的NO和CO,测得部分物质的物质的量随时间的变化如图所示。
①X代表的物质是　　　　　;a点正反应速率　　　(填“>”“<”或“=”)逆反应速率。
②0~50 min内,v(NO)=　　　　　　　　 mol·L-1·min-1,反应达到平衡时,CO的平衡转化率为　　　　　。
(3)可用电化学原理处理SO2制备硫酸,装置图如图,电极为多孔材料。写出M极的电极反应式: 　。
第2章测评
1.D　解析 锌锰干电池中,锌筒做负极,选项A正确;铅蓄电池放电时,化学能转化为电能,发生了氧化还原反应,选项B正确;燃料电池是一种清洁、安全、高效的电池,选项C正确;太阳能电池的主要材料是高纯度硅,选项D不正确。
2.B　解析 CH4是只含共价键的共价化合物,A不符合题意;Na2O2是由Na+和通过离子键形成的离子化合物,中含有共价键,B符合题意;HNO3只含共价键,属于共价化合物,C不符合题意;MgCl2是只含离子键的离子化合物,D不符合题意。
3.B　解析 有的放热反应开始时需要吸收能量,比如H2和O2反应时需要点燃,此过程需要吸收能量,A项错误;一个化学反应是吸热的还是放热的,取决于反应物和生成物的总能量的相对大小,B项正确;一般情况下,物质的能量越低越稳定,A转化成B是放热的,说明A的能量更高,A更不稳定,C项错误;该反应放出热量的多少取决于反应物和生成物的能量差,与反应条件无关,D项错误。
4.D　解析 a和b不连接时,没有形成闭合回路,该装置不能形成原电池,故A正确;a和b用导线连接时,构成原电池,铁比铜活泼,做负极,铜做正极,故B正确;无论a和b是否连接,反应的本质均为Fe+Cu2+Fe2++Cu,铁片均会被氧化,溶液中均有Fe2+生成,故C正确;a和b用导线连接时,构成原电池,铁做负极,铜做正极,Cu2+向正极移动,故D错误。
5.C　解析 根据图中信息可知,发生的反应为CH4+CO2CH3COOH,该反应是化合反应,选项A正确;催化剂参加了化学反应过程,但质量及化学性质不变,选项B正确;CH4+CO2CH3COOH过程中,没有C—H键的形成,选项C不正确;①→②过程中,形成了C—C键,该反应为放热反应,断裂的化学键的总键能<形成的化学键的总键能,选项D正确。
6.C　解析 图甲中将锌片换成镁片、铜片换成碳棒,仍然可以形成原电池,LED灯仍然可以被点亮,A正确;图乙中Al为负极,其电极反应式为Al-3e-+4OH-[Al(OH)4]-,B正确;图丙中右侧红墨水液面升高是因为Na2O2与水反应放热导致具支管的锥形瓶中气体膨胀从而使U形管中形成液面差,C错误;图丁若表示盐酸与碳酸氢钠反应的总能量变化,由图像可知该反应为吸热反应,D正确。
7.A　解析 该装置为原电池,工作时能量由化学能转化为电能,A错误;A极通入氧气,发生还原反应,A极为电池正极,B正确;B极为负极,负极反应为甲烷失去电子和氧离子结合生成二氧化碳和水,电极反应式为CH4+4O2--8e-CO2+2H2O,C正确;该电池的总反应为CH4+2O2CO2+2H2O,D正确。
8.D　解析 由图①可知石墨的能量比金刚石低,所以石墨比金刚石稳定,A正确;由图②可知,白磷的能量高于红磷,所以白磷转化为红磷是放热反应,B正确;C(s)与H2O(g)的反应是吸热反应,图③可表示C(s)与H2O(g)反应过程中的能量变化,C正确;二氧化硫和氧气的反应是可逆反应,不能进行到底,向密闭容器中充入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g),在一定条件下充分反应后放热小于(a-b) kJ,D错误。
9.C　解析 根据题意,S得到电子,化合价降低,做氧化剂被还原,硫电极为正极,则锌电极为负极,做还原剂发生氧化反应,电极反应式为Zn-2e-Zn2+。放电时,硫电极发生还原反应,故A正确;由分析可知,放电时,锌失去电子发生氧化反应,发生的反应为Zn-2e-Zn2+,故B正确;由反应5Cu2++O2+10e-Cu+2Cu2O可知,每生成1 mol Cu,需要10 mol电子,由于该电池放电时硫电极发生两步反应,则反应S+2Cu2++4e-Cu2S也消耗一部分电子,故外电路中通过的电子大于10 mol,故C错误;放电时,电子从负极流出,即由锌电极流出,故D正确。
10.A　解析 当正反应速率不变时,反应达到化学平衡状态,由图可知,c点正反应速率开始减小,所以反应在c点没有达到平衡,故①错误;随着反应的进行,反应物浓度逐渐降低,所以SO2浓度:a点>c点,故②错误;从a点到c点,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,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③正确;混合物颜色不再变化,说明二氧化氮浓度不再变化,可以说明反应达到平衡,故④正确;在绝热条件下,温度改变,则该反应的压强也发生改变,故体系压强不再变化,能说明反应达到平衡,故⑤正确;该时间段内,在达到平衡之前,生成物浓度一直在变大,逆反应速率应该一直变大,故⑥错误;该反应反应前后气体体积不变,混合气体的总物质的量不变,恒容容器内混合气体的总质量不变,则混合气体的平均摩尔质量一直不变,故⑦错误;故③④⑤正确。
11.A　解析 人体组织中,葡萄糖在酶的催化下被氧化,放出的热量可以维持人体生命活动,A符合题意。石油属于化石燃料,推广使用石油不利于缓解温室效应,B不符合题意。酸性锌锰干电池中的酸性电解液会使土壤和水系酸化,而锰等重金属会造成重金属污染,C不符合题意。燃料电池是直接将化学能转化为电能的化学电源,D不符合题意。
12.AB　解析 CO2和SiO2中的化学键都为极性共价键,A正确;化学反应的实质是反应物中化学键的断裂,生成物中化学键的形成,B正确;CH4中氢原子的最外层只有2个电子,C错误;NaHSO4固体溶于水的电离方程式为NaHSO4Na++H++S,离子键和共价键均被破坏,D错误。
13.BC　解析 平衡时,各组分的体积分数不变,A正确;D是固体,增加D的量不能改变反应速率,向体系中充入He,由于是恒容容器,反应物的浓度不变,所以反应速率不变,B错误;4 min末是瞬时反应速率,不能用平均反应速率计算,C错误;升高温度,正、逆反应速率均增大,D正确。
14.A　解析 氯化钠溶液中,铁、碳构成原电池,铁为负极,碳为正极。200 s时,压强增大主要是因为反应放热,故A错误;铁为负极,失电子,被氧化,故B正确;根据图a可知前400 s内,O2的体积持续减少,但是中间压强略有上升,说明容器内温度升高,保温瓶内发生了放热反应,故C正确;碳为正极,正极反应为2H2O+O2+4e-4OH-,故D正确。
15.BD　解析 水溶液中SO2发生歧化反应,则硫元素的化合价既升高,又降低,发生反应的化学方程式为3SO2+2H2O2H2SO4+S↓,故A正确;对照实验含I微粒的物质的量应相等,否则无法得出正确结论,所以a=0.000 2,故B错误;比较Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,Ⅰ中只含KI,Ⅱ中含有KI和硫酸,Ⅲ中只含硫酸,Ⅲ中没有明显现象,说明不反应,Ⅱ中含有酸导致其反应速率加快,所以得出结论:I-是SO2歧化反应的催化剂,H+单独存在时不具有催化作用,但H+可以加快歧化反应的速率,故C正确;对比Ⅳ和Ⅰ,Ⅳ中加入KI的物质的量浓度比Ⅰ小,但Ⅳ中多加了I2,反应①消耗了H+和I-,反应②中消耗I2,Ⅳ中的实验现象是“溶液由棕褐色很快褪色,变成黄色,出现浑浊较Ⅰ快”,说明反应速率Ⅳ>Ⅰ,由此可见,反应②比①快,反应②生成的H+使c(H+)增大,从而使反应①加快,故D错误。
16.答案 (1)正　Zn-2e-Zn2+　有气泡产生　反应前后溶液颜色与铜电极表面都没有明显变化
(2)高于　慢
(3)12.9 g
(4)BCD
解析 (1)装置B为原电池,Cu做正极,正极发生的还原反应为2H++2e-H2↑,现象是有气泡产生;Zn做负极,发生氧化反应:Zn-2e-Zn2+;反应前后溶液颜色与铜电极表面都没有明显变化,说明Cu没有参与反应。(2)实验过程中装置A内溶液的温度升高,从能量转化的角度来看,装置A中反应物的总能量高于生成物的总能量;原电池可以加快反应速率,所以A中反应比B中慢。(3)装置B中稀硫酸用足量CuSO4溶液代替,Cu做正极,发生还原反应:Cu2++2e-Cu,Zn做负极,发生氧化反应:Zn-2e-Zn2+;当导线中有0.2 mol电子转移时,Zn电极质量减少0.1 mol×65 g·mo=6.5 g,Cu电极质量增加0.1 mol×64 g·mo=6.4 g,起始时Zn电极和Cu电极的质量相等,则当导线中有0.2 mol电子转移时,Zn电极和Cu电极的质量差为12.9 g。(4)理论上说,任何能自发进行的氧化还原反应都可以设计成原电池,故A正确;装置B中Cu做正极,可用碳棒代替,故B错误;原电池的负极发生氧化反应,故C错误;原电池装置中化学能部分转化为电能,故D错误。
17.答案 (1)
(2)2H++2e-H2↑
(3)负　O2+4e-+4H+2H2O
(4)180
解析 (1)将锌片放入盛有稀硫酸的烧杯中,随着反应进行,温度升高,说明有热量放出,即反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应过程中能量变化的示意图为。
(2)该装置构成了原电池,锌做负极,铜做正极,氢离子在正极得电子产生氢气,电极反应为2H++2e-H2↑。
(3)电极Ⅰ上CO转化为CO2,发生氧化反应,所以电极Ⅰ为负极;电极Ⅱ上氧气被还原,结合氢离子生成水,电极反应为O2+4e-+4H+2H2O。
(4)由图中的数据可知,1 mol N2和1 mol O2断键吸收的总能量为946 kJ+498 kJ=1 444 kJ,2 mol NO成键释放的总能量为1 264 kJ,故该反应为吸热反应,吸收的能量为1 444 kJ-1 264 kJ=180 kJ。
18.答案 (1)5　温度
(2)Cl+3HSCl-+3S+3H+
(3)0.007 5 mol·L-1·min-1
(4)插入温度计
(5)反应生成的Cl-使反应速率加快
(6)反应生成的H+或S使反应速率加快
(7)反应物的浓度降低使反应速率减小
解析 (1)由表可知,实验1和实验2加入亚硫酸氢钠溶液的体积不同,根据变量控制法可知需要保持溶液总体积不变,则a=5;实验1和实验3变量为温度,则可探究温度对化学反应速率的影响。
(2)该反应为氧化还原反应,Cl元素的化合价降低,S元素的化合价升高,该反应的离子方程式是Cl+3HS3H++Cl-+3S。
(3)该反应在0~4 min的化学反应速率v(Cl-)==0.002 5 mol·L-1·min-1,v(NaHSO3)=3v(Cl-)=0.007 5 mol·L-1·min-1。
(4)根据假设可知,该反应放热,使溶液温度升高,化学反应速率加快,则需要测量温度,故补全方案1中的实验操作应为插入温度计。
(5)方案2加入少量NaCl固体,增大氯离子浓度,所以方案2中的假设为反应生成的Cl-使反应速率加快。
(6)两个方案分别探究了温度和氯离子对反应速率的影响,根据反应过程中存在的其他离子,则还可以提出的假设是反应生成的H+或S使反应速率加快。
(7)随着化学反应的进行,体系中反应物的浓度降低,导致反应速率减慢,则反应后期化学反应速率减小的原因是反应物的浓度降低使反应速率减小。
19.答案 (1)0.25p0　0.012 5p0　=
(2)bd
(3)甲酸　O2+4e-+4H+2H2O
解析 (1)由题给信息可知起始时CO2(g)、H2(g)的分压都为0.5p0 MPa,设20 min时CO2(g)转化了x MPa,20 min时可以列三段式:
　　　　　　CO2(g)+　H2(g)　HCOOH(g)
起始/MPa 0.5p0 0.5p0 0
转化/MPa x x x
20 min时/MPa 0.5p0-x 0.5p0-x x
20 min时容器内压强为0.75p0 MPa,即(0.5p0-x+0.5p0-x+x) MPa=0.75p0 MPa,解得x=0.25p0,因此20 min时,CO2的分压为0.25p0 MPa。用气体分压变化表示反应速率,则0~20 min内,v(H2)==0.012 5p0 MPa·min-1;60 min时,反应已经达到平衡,此时v正(CO2)=v逆(H2)。
(2)混合气体的质量始终不变,容器容积不变,则混合气体的密度始终保持不变,a项不符合题意;平均摩尔质量指混合气体质量和混合气体的物质的量的比值,平衡时,各组分的物质的量不再发生变化,故容器中混合气体的平均摩尔质量保持不变能说明反应达到平衡状态,b项符合题意;反应物的化学计量数之比为1∶1,且初始物质的量相等,总体积相等,所以该反应一直存在c(CO2)=c(H2),C项不符合题意;当1 mol H—H键断裂的同时消耗1 mol HCOOH能说明反应达到平衡状态,d项符合题意。
(3)以甲酸为燃料的电池中存在质子交换膜,根据H+移动方向可知加入X的一极为电池负极,加入Y的一极为电池正极,正极的电极反应式为O2+4e-+4H+2H2O。
20.答案 (1)吸热
(2)①CO2　>　②0.016　80%
(3)SO2+2H2O-2e-S+4H+
解析 (1)由图可知,反应Ⅲ生成物的总能量高于反应物的总能量,为吸热反应。
(2)①平衡时生成X的物质的量是1.6 mol,消耗NO和CO的物质的量均是1.6 mol,根据反应方程式可知X代表的物质是CO2;a点反应向正反应方向进行,则正反应速率大于逆反应速率。
②0~50 min内,v(CO)==0.016 mol·L-1·min-1;反应达到平衡时,CO的平衡转化率=×100%=80%。
(3)电极M通入SO2,SO2失去电子被氧化转化为硫酸,因此M极为负极;M极的电极反应式为SO2+2H2O-2e-S+4H+。
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