章末质量检测（二） 化学反应与能量
（分值：100分）
一、选择题（本题共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.中华传统文化蕴含着丰富的化学知识，下列语句描述中主要涉及吸热反应的是（ ）
A.毛泽东诗句“借问瘟君欲何往，纸船明烛照天烧”
B.《周礼》中“煤饼烧蛎房成灰”（蛎房主要成分为CaCO3）
C.晁公武《鹧鸪天》“开窗尽见千山雪，雪未消时月正明”
D.王安石的《元日》“爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏”
2.下列关于提高燃料燃烧效率的说法，不正确的是（ ）
A.空气量越多越好
B.应通入适量的空气
C.固体燃料燃烧前最好粉碎
D.液体燃料燃烧时可以以雾状喷出
3.“蒸汽眼罩”通过发热产生温和蒸汽促进眼部血液微循环，放松眼部肌肉，消解眼部疲劳。“蒸汽眼罩”由透氧无纺布、铁粉、碳粉、食盐、吸水树脂等组成。下列关于“蒸汽眼罩”的说法正确的是（ ）
A.“蒸汽眼罩”工作时利用了原电池原理，发热时负极反应式为Fe－3e－Fe3＋
B.食盐作电解质，起到了导电的作用
C.透氧膜的透氧速率越快越好
D.“蒸汽眼罩”可以反复使用
4.下列四种溶液跟锌片反应，最初反应速率最快的是（ ）
A.10 ℃ 20 mL 3 mol·L－1的盐酸溶液
B.20 ℃ 30 mL 2 mol·L－1的盐酸溶液
C.20 ℃ 20 mL 2 mol·L－1的盐酸溶液
D.20 ℃ 10 mL 2 mol·L－1的硫酸溶液
5.下列反应中，一定可以用如图表示能量变化的有（ ）
①分解反应 ②CO2与C在高温下反应生成CO
③甲烷在空气中燃烧 ④需要加热才能明显发生的反应 ⑤化学键断裂吸收的能量比化学键生成放出的能量多的反应
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
6.某原电池的工作原理如图所示，总反应为Zn＋2NZn2＋＋2NH3↑＋H2↑，下列说法不正确的是（ ）
A.石墨为电池的正极
B.电池工作时Zn逐渐被消耗
C.电子由石墨电极经外电路流向Zn电极
D.反应2N＋2e－2NH3↑＋H2↑在正极上发生
7.（2024·宣城高一月考）在一定温度和压强下，在2 L的密闭容器中合成氨气：N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）。反应过程中反应物和生成物的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法错误的是（ ）
A.0～10 min内，以NH3表示的平均反应速率为0.005 mol·L－1·min－1
B.10～20 min内，v（N2）∶v（H2）∶v（NH3）＝1∶3∶2
C.该反应在20 min时达到化学平衡状态
D.N2的平衡转化率与H2平衡转化率相等
8.（2024·宜春开学考试）在一刚性密闭容器内发生反应2A（s）＋2B（g）2C（g）＋D（g），若5 min内B减少了0.3 mol，则下列说法正确的是（ ）
A.反应达到平衡时2v正（A）＝v逆（D）
B.容器内气体总密度不再改变是该反应达到平衡的标志之一
C.0～5 min内用B表示反应速率为v（B）＝0.06 mol·L－1·min－1
D.增大压强能使A的速率明显加快
9.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。下列对实验中观察到的现象或相关结论的叙述错误的是（ ）
A.a和b不连接时，铁片上有红色的铜析出
B.a和b用导线连接时，铜片为负极，发生的反应为Cu2＋＋2e－Cu
C.无论a和b是否连接，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＋向铜电极移动
10.现用纯净的CaCO3与稀盐酸反应制取CO2，生成CO2的体积与时间的关系如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A.OE段化学反应速率最快
B.FG段收集到的二氧化碳最多
C.由图像可推出该反应为放热反应
D.向溶液中加入氯化钠溶液，不影响该反应的化学反应速率
11.下列说法正确的是（ ）
A.已知石墨转化为金刚石是吸热反应，所以石墨不如金刚石稳定
B.白居易《赋得古原草送别》：“野火烧不尽，春风吹又生。”主要涉及吸热反应
C.灼热的炭与CO2的反应既是氧化还原反应又是放热反应
D.苏轼：“投泥泼水愈光明，烁玉流金见精悍”主要涉及吸热反应
12.某化学小组为了探究铝电极在原电池中的作用，进行了下列实验，实验结果记录如表。下列说法正确的是（ ）
编号 电极材料 电解质溶液 电流表指针偏转方向
① Mg、Al 稀盐酸 偏向Al
② Al、Cu 稀盐酸 偏向Cu
③ Al、石墨 稀盐酸 偏向
④ Mg、Al NaOH溶液 偏向Mg
A.实验①和②中，Al电极的作用相同
B.实验③中，电流表指针偏向Al
C.实验④中，Mg为负极，电极反应式为Mg－2e－Mg2＋
D.综合以上实验可得出，铝在原电池中的作用与另一个电极材料和电解质溶液均有关
13.将2 mol X和2 mol Y充入2 L密闭容器中进行反应：X（g）＋3Y（g）2Z（g）＋aQ（g）。2 min末该反应达到平衡时生成0.8 mol Z，测得Q的浓度为0.4 mol·L－1，下列叙述错误的是（ ）
A.a的值为2
B.平衡时X的浓度为0.8 mol·L－1
C.平衡时Y的物质的量为0.8 mol
D.0～2 min内Y的反应速率为0.6 mol·L－1·min－1
14.一定温度下，在体积恒定的密闭容器中发生反应：N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）。反应过程中的部分数据如下表所示：
c/（mol·L－1） t/min c（N2） c（H2） c（NH3）
0 1.0 3.0 0
3 0.25
6 2.4
9 0.8
反应刚好达到平衡状态时（ ）
A.t＝6 min
B.c（NH3）＝0.4 mol·L－1
C.容器内的气体分子数N（N2）∶N（H2）∶N（NH3）＝1∶3∶2
D.H2的正反应速率等于N2的逆反应速率
15.“碳呼吸”电池原理如图所示，电解质溶液为含C2的盐溶液，电池总反应为2Al＋6CO2Al2（C2O4）3。下列有关说法正确的是（ ）
A.Al作负极
B.气体A中CO2含量比空气中高
C.负极反应式为2CO2＋2e－C2
D.每生成1 mol Al2（C2O4）3，消耗负极材料的质量为27 g
二、非选择题（本题共5小题，共55分）
16.（8分）人类的生存和发展都离不开能量，化学反应都伴随有能量的变化。为了研究反应A＋BC＋D能量变化情况，某同学设计了如图所示装置。当向盛有A的试管中滴加试剂B时，看到U形管中甲处液面下降、乙处液面上升。试回答下列问题：
（1）该反应为 反应（填“放热”或“吸热”）。
（2）物质中的化学能通过化学反应转化成 释放出来。
（3）某反应由两步反应A→B→C构成，它的反应能量曲线如图所示，下列叙述错误的是 （填字母）。
A.三种化合物中C最稳定 B.两步反应均为吸热反应
C.A与C的能量差为E4 D.A→B反应，反应条件一定要加热
17.（11分）Sn能与H2SO4反应，化学方程式为Sn＋H2SO4SnSO4＋H2↑，其能量变化趋势如图所示：
（1）该反应为 反应（填“吸热”或“放热”）。
（2）若要使该反应的反应速率加快，下列措施可行的是 （填字母）。
A.改锡片为锡粉
B.加入少量醋酸钠固体
C.滴加少量CuSO4
D.将稀硫酸改为98％的浓硫酸
（3）若将上述反应设计成原电池，石墨棒为原电池某一极材料，则石墨棒为 （填“正”或“负”）极。石墨棒上产生的现象为 ，该极上发生的电极反应为 ，
稀硫酸的作用是传导离子、 ，原电池工作时溶液中的S移向 （填“正”或“负”）极。
（4）实验后同学们经过充分讨论，观察原电池反应特点，认为符合某些要求的化学反应都可以通过原电池来实现。下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是 （填字母）。
A.CO2＋H2OH2CO3
B.NaOH＋HClNaCl＋H2O
C.2H2＋O22H2O
D.CuO＋H2SO4CuSO4＋H2O
以稀H2SO4为电解质溶液，将所选反应设计成原电池，该电池负极反应为 。
18.（13分）化学反应速率和限度与生产、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速率 （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小反应速率，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的反应速率比为3∶1
C.容器内气体的压强保持不变
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 。
19.（11分）镁、铝是重要的金属，有诸多用途。回答下列问题：
（1）利用铝与氧化铁可以焊接钢轨，该反应属于 （填“放热”或“吸热”）反应。
（2）在100 mL稀盐酸中加入足量镁条，反应生成H2的体积（标准状况）与反应时间的关系如图1所示：
①2～6 min内用稀盐酸表示的平均反应速率为 mol·L－1· min－1。
②从图可以看出，4 min后反应速率逐渐减慢，原因是
。
（3）以Al、Mg为电极，可以组装如图2所示原电池装置：
①若电解质溶液为稀硫酸，则Mg上发生的电极反应式为 ；
②若电解质溶液为NaOH溶液，则外电路中的电子从Al电极 （填“流出”或“流入”）。
20.（12分）（2024·邵阳期末）近年来，我国化工技术获得重大突破，利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇（CH3OH）是其中的一个研究项目。该研究发生的主要反应如下：
Ⅰ.CO与H2反应合成甲醇：CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）
Ⅱ.CO2与H2反应合成甲醇：CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g）
（1）上述反应不符合原子经济性（指原子利用率为100％）的是反应 （填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。
（2）在某一时刻采取下列措施，能使反应Ⅰ的反应速率减小的措施是 （填字母）。
A.恒温恒容下，再充入CO B.升高温度
C.恒温恒容下，向其中充入Ar D.恒温恒压下，向其中充入Ar
（3）一定温度下，在容积固定的密闭容器中发生反应Ⅱ，下列说法可以表明反应达到化学平衡状态的是 （填字母）。
A.单位时间内消耗3 mol H2，同时生成1 mol的CH3OH
B.CH3OH的体积分数不再发生变化
C.3v（CO2）＝v（H2）
D.容器内气体密度不再改变
（4）甲烷可以消除氮氧化物污染，发生的反应为CH4＋2NO2N2＋CO2＋2H2O，在容积固定的密闭容器中，每次实验均加入CH4和NO2，使c（CH4）＝1.0 mol·L－1、c（NO2）＝2.0 mol·L－1，在不同条件下进行反应，测得c（CH4）随时间的变化情况如下表：
实验序号 时间/min浓度/（ mol·L－1）温度/℃ 10 20 30 40 50
1 800 0.80 0.67 0.57 0.50 0.50
2 800 0.60 0.50 0.50 0.50 0.50
①实验1中，在10～20 min内，v（NO2）＝ ，40 min时v（正） v（逆）（填“大于”“小于”或“等于”）。
②0～20 min内，实验2比实验1反应速率快的原因可能是 。
（5）H2还原CO电化学法制备甲醇（CO＋2H2CH3OH）的工作原理如图所示。通入CO的一端是电池的 极（填“正”或“负”），电池工作过程中H＋通过质子膜向 （填“左”或“右”）移动，通入CO的一端发生的电极反应式为 。
章末质量检测（二） 化学反应与能量
1.B 燃烧属于放热反应，不选A；CaCO3灼烧分解为CaO和CO2，属于吸热反应，选B；雪融化是吸热过程，不是化学变化，所以不是吸热反应，不选C；火药爆炸是放热反应，不选D。
2.A 把固体粉碎或液体雾化都是为了增大与空气的接触面积，有利于充分燃烧，而空气的量要适当，因空气量过多，会带走一部分热量。
3.B “蒸汽眼罩”工作时利用了原电池原理，Fe粉为负极，1 mol Fe失去2 mol电子被氧化为1 molFe2＋，则发热时负极反应式为Fe－2e－Fe2＋，A错误；原电池的构成条件之一是形成闭合回路，食盐作电解质能形成闭合回路，起到了导电的作用，B正确；透氧膜的透氧速率过快，反应速率加快，反应发热过快导致水温升高过快，达不到放松眼部肌肉、消除眼部疲劳的作用，C错误； “蒸汽眼罩”不能充电，不可重复使用，D错误。
4.D 锌与稀酸反应的本质为Zn＋2H＋H2↑＋Zn2＋。根据温度越高，反应速率越快，浓度越大，反应速率越快，D中反应温度最高，氢离子浓度最大，最初反应速率最快。
5.B 反应物的总能量小于生成物的总能量的反应为吸热反应。①分解反应不一定为吸热反应，如双氧水分解为放热反应，①错误；②CO2与C在高温下反应生成CO为吸热反应，②正确；③甲烷在空气中燃烧为放热反应，③错误；④反应的热效应与反应是否需要加热没有关系，不一定为吸热反应，④错误；⑤化学键断裂吸收的能量比化学键生成放出的能量多的反应一定为吸热反应，⑤正确；综上知B正确。
6.C 由总反应Zn＋2NZn2＋＋2NH3↑＋H2↑知，锌元素的化合价升高失去电子被氧化，作负极，逐渐被消耗，石墨是正极，A正确，B正确；电子由负极经外电路流向正极，即电子由锌经外电路流向石墨，C错误；在原电池中，正极发生还原反应，则反应2N＋2e－2NH3↑＋H2↑在正极上发生，D正确。
7.D 由题图可知，10 min时反应生成NH3的物质的量为0.1 mol，则0～10 min内，以NH3表示的平均反应速率为＝0.005 mol·L－1·min－1，A正确； 10～20 min内，各物质的反应速率之比等于化学计量数之比，则v（N2）∶v（H2）∶v（NH3）＝1∶3∶2，B正确； 20 min时，各物质的物质的量保持不变，说明反应达到化学平衡状态，C正确；由题图可知N2的起始量与H2的起始量之比为2∶3，与化学计量数之比不相等，则N2的平衡转化率与H2平衡转化率一定不相等，D错误。
8.B 不能用固体物质表示化学反应速率，A错误；刚性容器容积不变，而该反应的气体总质量会随着反应的进行而改变，因此容器内气体总密度不再改变是该反应达到平衡的标志之一，B正确；未告知容器容积，不能计算5 min内B减少的浓度，即不能计算出反应速率，C错误；A是固体，增大压强，不能改变固体反应物的速率，D错误。
9.B a和b不连接时，发生化学反应，铁把铜置换出来，A项正确；导线连接后，构成原电池，铁比铜活泼，铁为负极，发生的反应为Fe－2e－Fe2＋，B项错误；根据选项A、B分析可知，无论a和b是否连接，铁片均会被氧化，溶液中均有Fe2＋生成，C项正确；构成原电池时，阳离子向正极移动，铜为正极，D项正确。
10.C 由图像可知，EF段化学反应速率最快，且收集到的二氧化碳最多，A、B项错误；随着反应的进行，H＋浓度逐渐减小，但EF段化学反应速率最快，说明影响EF段化学反应速率的因素主要为温度，故可推出该反应为放热反应，C项正确；加氯化钠溶液，相当于稀释稀盐酸，氢离子浓度降低，故反应速率变慢，D项错误。
11.D 石墨转化为金刚石为吸热反应，说明石墨的能量低，石墨稳定，A错误；燃烧为放热反应，B错误；碳和二氧化碳的反应为吸热反应，C错误；“投泥泼水愈光明”是指高温下碳和水蒸气反应，该反应为吸热反应，D正确。
12.D 实验①中电流表指针偏向Al，说明Al作正极，而实验②中电流表指针偏向Cu，说明此时Al作负极，故两实验中Al电极的作用不相同，A项错误；实验③中电极材料是Al和石墨，Al为负极，而电流表指针偏向正极，故偏向石墨，B项错误；由于Mg与NaOH溶液基本不反应，而Al能与NaOH溶液发生反应：2Al＋2NaOH＋6H2O2Na[Al（OH）4]＋3H2↑，Al被氧化，故实验④中，Al为负极，电极反应式为Al－3e－＋4OH－[Al（OH）4]－，而Mg为正极，电极反应式为2H2O＋2e－2OH－＋H2↑，C项错误；分析实验①②③可知铝在原电池中的作用，与另一个电极材料有关，分析实验①④可知铝在原电池中的作用，与电解质溶液有关，D项正确。
13.D 平衡时生成0.8 mol Z，测得Q的浓度为0.4 mol·L－1，则生成Q的物质的量为0.4 mol·L－1×2 L＝0.8 mol，所以2∶a＝0.8 mol∶0.8 mol，解得a＝2，A项正确；平衡时生成0.8 mol Z，则参加反应的X的物质的量为0.8 mol×＝0.4 mol，故平衡时X的物质的量为2 mol－0.4 mol＝1.6 mol，浓度为＝0.8 mol·L－1，B项正确；平衡时生成0.8 mol Z，则参加反应的Y的物质的量为 0.8 mol×＝1.2 mol，故平衡时Y的物质的量为2 mol－1.2 mol＝0.8 mol，C项正确；0～2 min内参加反应的Y的物质的量为1.2 mol，所以v（Y）＝＝0.3 mol·L－1·min－1，D项错误。
14.B A项，6 min时反应已达到平衡状态，但不能判断6 min时反应刚好达到平衡状态，错误；B项，达到平衡状态时，各物质浓度均保持不变，则反应刚好达到平衡状态时c（NH3）＝0.4 mol·L－1，正确；C项，平衡时容器内的气体分子数N（N2）∶N（H2）∶N（NH3）＝0.8V∶2.4V∶0.4V＝2∶6∶1，错误；D项，反应刚好达到平衡状态时，H2的正反应速率等于N2的逆反应速率的3倍，错误。
15.A 根据电池总反应2Al＋6CO2Al2（C2O4）3 分析可知，Al的化合价升高，Al被氧化，故Al是负极，A项正确；多孔碳电极为正极，正极反应式为2CO2＋2e－C2，则气体A中
CO2含量比空气中低，B项错误，C项错误；通过反应2Al＋6CO2Al2（C2O4）3可知每生成1 mol Al2（C2O4）3，消耗Al的质量为54 g，D项错误。
16.（1）放热 （2）热能 （3）BCD
解析：（1）由于发生反应A＋BC＋D，U形管中甲处液面下降、乙处液面上升，根据气体具有热胀冷缩的性质可以判断该反应为放热反应。（2）化学变化伴随着物质变化和能量变化，物质中的化学能可以通过化学反应转化成热能释放出来。（3）物质具有能量越低越稳定，物质C具有能量最低，A项正确；A→B为吸热反应，B→C为放热反应，B项错误；A与C的能量差为E4－E1－E3＋E2，C项错误；吸热反应不一定需要加热，D项错误。
17.（1）放热 （2）AC （3）正 有气泡产生 2H＋＋2e－H2↑ 作正极反应物 负 （4）C H2－2e－2H＋
解析：（1）由题图可知，反应物总能量高于生成物总能量，所以该反应为放热反应。（2）改锡片为锡粉，增大接触面积，反应速率增大，A正确；加入少量醋酸钠固体，与氢离子反应生成弱酸，使氢离子浓度降低，反应速率降低，B错误；滴加少量CuSO4，与锡反应产生的铜与锡形成原电池，加快反应速率，C正确；改稀硫酸为98％的浓硫酸，具有强氧化性，与锡反应不生成氢气，D错误。（3）该反应中锡为还原剂，为负极，则石墨为正极；石墨棒上氢离子得电子产生氢气，则产生的现象为有气泡产生，该极上发生的电极反应为2H＋＋2e－H2↑，稀硫酸的作用是传导离子、作正极反应物，原电池工作时溶液中的阴离子S移向负极。（4）反应CO2＋H2OH2CO3不是氧化还原反应，不能设计成原电池，A错误；反应NaOH＋HClNaCl＋H2O为复分解反应，不是氧化还原反应，不能设计成原电池，B错误；反应2H2＋O22H2O中氢、氧元素化合价发生变化，属于自发的氧化还原反应，能设计成原电池，C正确；反应CuO＋H2SO4CuSO4＋H2O为复分解反应，不是氧化还原反应，不能设计成原电池，D错误；以稀H2SO4为电解质溶液，将所选反应设计成原电池，该电池负极上氢气失电子产生H＋，电极反应为H2－2e－2H＋。
18.（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根据表格中的数据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不符合题意；C项，加入KNO3溶液，H＋浓度减小，因酸性溶液中有N，具有强氧化性，与Zn反应无氢气生成，符合题意；D项，加入CuSO4溶液，形成原电池，反应速率增大且影响生成氢气的量，符合题意。（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，不能作为平衡状态的标志，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，不能作为平衡状态的标志，D错误；生成1 mol Y的同时消耗2 mol Z均表示逆反应速率，不能说明正、逆反应速率相等，无法判断反应达到平衡状态，E错误；③2 min内Y的转化率＝×100％＝×100％＝10％。
19.（1）放热 （2）①5.803 5×10－3 ②反应物的浓度减少，反应速率减慢 （3）①Mg－2e－Mg2＋ ②流出
解析：（1）利用铝热反应放出大量的热，可以焊接钢轨，该反应是放热反应。（2）①2～6 min内氢气的体积变化是26 mL，生成氢气的物质的量为n＝＝≈1.160 7×10－3 mol，则稀盐酸变化的物质的量为2.321 4×10－3 mol，用稀盐酸表示的平均反应速率为v＝＝＝5.803 5×10－3 mol·L－1·min－1；②随着反应的进行，反应物的浓度减少会使反应速率减慢，故图中4 min后反应速率逐渐减慢。（3）①在酸性溶液中镁失去电子生成镁离子，电极反应式为Mg－2e－Mg2＋。②在碱性条件下铝与氢氧化钠发生自发的氧化还原反应，所以铝是负极，失去电子，则外电路中的电子从Al电极流出。
20.（1）Ⅱ （2）D （3）B （4）①0.026 mol·L－1·min－1 等于 ②实验2使用了催化剂 （5）正 左 CO＋4e－＋4H＋CH3OH
解析：（1）Ⅱ中除生成CH3OH外，还生成水，不符合原子经济性，Ⅰ中CO与H2全部转化为CH3OH，符合原子经济性。（2）恒温恒容下，再充入CO，反应物浓度增大，反应速率加快，A错误；升高温度，反应速率加快，B错误；恒温恒容下，向其中充入Ar，反应物浓度保持不变，反应速率不变，C错误；恒温恒压下，向其中充入Ar，容器容积增大，反应物浓度减小，反应速率减小，D正确。（3）单位时间内消耗3 mol H2，同时生成1 mol的CH3OH，均表示正向反应，不能判断反应达到化学平衡状态，A错误；CH3OH的体积分数不再发生变化，说明反应达到化学平衡状态，B正确；3v（CO2）＝v（H2），未指明正、逆反应速率，不能判断反应达到化学平衡状态，C错误；反应前后气体总质量保持不变，容器容积不变，故容器内密度始终不变，不能判断反应达到化学平衡状态，D错误。（4）①从表格中可以看出10～20 min时CH4的浓度变化量为0.13 mol·L－1，根据方程式中的系数比，NO2的浓度变化量为0.26 mol·L－1，v（NO2）＝＝0.026 mol·L－1·min－1；实验1中40 min时已经达到平衡，故v（正） 等于v（逆）。②实验1和实验2达到平衡时CH4的浓度相同，实验2比实验1反应速率快的原因可能是：实验2使用了催化剂。（5）通入H2一极为负极，发生氧化反应，电极反应式为H2－2e－2H＋，通入CO的一端为正极，电极反应式为CO＋4e－＋4H＋CH3OH，电池中阳离子向正极移动，故H＋向左移动。
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章末质量检测（二） 化学反应与能量
（分值：100分）
一、选择题（本题共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. 中华传统文化蕴含着丰富的化学知识，下列语句描述中主要涉及吸
热反应的是（ ）
A. 毛泽东诗句“借问瘟君欲何往，纸船明烛照天烧”
B. 《周礼》中“煤饼烧蛎房成灰”（蛎房主要成分为CaCO3）
C. 晁公武《鹧鸪天》“开窗尽见千山雪，雪未消时月正明”
D. 王安石的《元日》“爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏”
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解析： 燃烧属于放热反应，不选A；CaCO3灼烧分解为CaO和
CO2，属于吸热反应，选B；雪融化是吸热过程，不是化学变化，
所以不是吸热反应，不选C；火药爆炸是放热反应，不选D。
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2. 下列关于提高燃料燃烧效率的说法，不正确的是（ ）
A. 空气量越多越好
B. 应通入适量的空气
C. 固体燃料燃烧前最好粉碎
D. 液体燃料燃烧时可以以雾状喷出
解析： 把固体粉碎或液体雾化都是为了增大与空气的接触面
积，有利于充分燃烧，而空气的量要适当，因空气量过多，会带走
一部分热量。
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3. “蒸汽眼罩”通过发热产生温和蒸汽促进眼部血液微循环，放松眼
部肌肉，消解眼部疲劳。“蒸汽眼罩”由透氧无纺布、铁粉、碳
粉、食盐、吸水树脂等组成。下列关于“蒸汽眼罩”的说法正确的
是（ ）
B. 食盐作电解质，起到了导电的作用
C. 透氧膜的透氧速率越快越好
D. “蒸汽眼罩”可以反复使用
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解析： “蒸汽眼罩”工作时利用了原电池原理，Fe粉为负极，
1 mol Fe失去2 mol电子被氧化为1 molFe2＋，则发热时负极反应式
为Fe－2e－ Fe2＋，A错误；原电池的构成条件之一是形成闭合
回路，食盐作电解质能形成闭合回路，起到了导电的作用，B正
确；透氧膜的透氧速率过快，反应速率加快，反应发热过快导致水
温升高过快，达不到放松眼部肌肉、消除眼部疲劳的作用，C错
误； “蒸汽眼罩”不能充电，不可重复使用，D错误。
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4. 下列四种溶液跟锌片反应，最初反应速率最快的是（ ）
A. 10 ℃ 20 mL 3 mol·L－1的盐酸溶液
B. 20 ℃ 30 mL 2 mol·L－1的盐酸溶液
C. 20 ℃ 20 mL 2 mol·L－1的盐酸溶液
D. 20 ℃ 10 mL 2 mol·L－1的硫酸溶液
解析： 锌与稀酸反应的本质为Zn＋2H＋ H2↑＋Zn2＋。根据
温度越高，反应速率越快，浓度越大，反应速率越快，D中反应温
度最高，氢离子浓度最大，最初反应速率最快。
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5. 下列反应中，一定可以用如图表示能量变化的有（ ）
①分解反应 ②CO2与C在高温下反应生成CO ③甲烷在空气中燃
烧 ④需要加热才能明显发生的反应 ⑤化学键断裂吸收的能量比
化学键生成放出的能量多的反应
A. 1个 B. 2个
C. 3个 D. 4个
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解析： 反应物的总能量小于生成物的总能量的反应为吸热反
应。①分解反应不一定为吸热反应，如双氧水分解为放热反应，①
错误；②CO2与C在高温下反应生成CO为吸热反应，②正确；③甲
烷在空气中燃烧为放热反应，③错误；④反应的热效应与反应是否
需要加热没有关系，不一定为吸热反应，④错误；⑤化学键断裂吸
收的能量比化学键生成放出的能量多的反应一定为吸热反应，⑤正
确；综上知B正确。
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6. 某原电池的工作原理如图所示，总反应为Zn＋2N Zn2＋＋
2NH3↑＋H2↑，下列说法不正确的是（ ）
A. 石墨为电池的正极
B. 电池工作时Zn逐渐被消耗
C. 电子由石墨电极经外电路流向Zn电极
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解析： 由总反应Zn＋2N Zn2＋＋2NH3↑＋H2↑知，锌元
素的化合价升高失去电子被氧化，作负极，逐渐被消耗，石墨是正
极，A正确，B正确；电子由负极经外电路流向正极，即电子由锌
经外电路流向石墨，C错误；在原电池中，正极发生还原反应，则
反应2N ＋2e－ 2NH3↑＋H2↑在正极上发生，D正确。
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7. （2024·宣城高一月考）在一定温度和压强下，在2 L的密闭容器中
合成氨气：N2（g）＋3H2（g） 2NH3（g）。反应过程中反应物
和生成物的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法错误的是
（ ）
A. 0～10 min内，以NH3表示的平均反应速率为
0.005 mol·L－1·min－1
B. 10～20 min内，v（N2）∶v（H2）∶v
（NH3）＝1∶3∶2
C. 该反应在20 min时达到化学平衡状态
D. N2的平衡转化率与H2平衡转化率相等
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解析： 由题图可知，10 min时反应生成NH3的物质的量为0.1
mol，则0～10 min内，以NH3表示的平均反应速率为 ＝
0.005 mol·L－1·min－1，A正确； 10～20 min内，各物质的反应速率
之比等于化学计量数之比，则v（N2）∶v（H2）∶v（NH3）＝
1∶3∶2，B正确； 20 min时，各物质的物质的量保持不变，说明
反应达到化学平衡状态，C正确；由题图可知N2的起始量与H2的起
始量之比为2∶3，与化学计量数之比不相等，则N2的平衡转化率与
H2平衡转化率一定不相等，D错误。
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8. （2024·宜春开学考试）在一刚性密闭容器内发生反应2A（s）＋2B
（g） 2C（g）＋D（g），若5 min内B减少了0.3 mol，则下列说
法正确的是（ ）
A. 反应达到平衡时2v正（A）＝v逆（D ）
B. 容器内气体总密度不再改变是该反应达到平衡的标志之一
C. 0～5 min内用B表示反应速率为v（B）＝0.06 mol·L－1·min－1
D. 增大压强能使A的速率明显加快
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解析： 不能用固体物质表示化学反应速率，A错误；刚性容器
容积不变，而该反应的气体总质量会随着反应的进行而改变，因此
容器内气体总密度不再改变是该反应达到平衡的标志之一，B正
确；未告知容器容积，不能计算5 min内B减少的浓度，即不能计算
出反应速率，C错误；A是固体，增大压强，不能改变固体反应物
的速率，D错误。
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9. 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。下列对实验中观察到的现象或相关结论的叙述错误的是
（ ）
A. a和b不连接时，铁片上有红色的铜析出
C. 无论a和b是否连接，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＋向铜电极移动
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解析： a和b不连接时，发生化学反应，铁把铜置换出来，A项
正确；导线连接后，构成原电池，铁比铜活泼，铁为负极，发生的
反应为Fe－2e－ Fe2＋，B项错误；根据选项A、B分析可知，无
论a和b是否连接，铁片均会被氧化，溶液中均有Fe2＋生成，C项正
确；构成原电池时，阳离子向正极移动，铜为正极，D项正确。
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10. 现用纯净的CaCO3与稀盐酸反应制取CO2，生成CO2的体积与时间
的关系如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A. OE段化学反应速率最快
B. FG段收集到的二氧化碳最多
C. 由图像可推出该反应为放热反应
D. 向溶液中加入氯化钠溶液，不影响该反应的化学反
应速率
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解析： 由图像可知，EF段化学反应速率最快，且收集到的二
氧化碳最多，A、B项错误；随着反应的进行，H＋浓度逐渐减
小，但EF段化学反应速率最快，说明影响EF段化学反应速率的因
素主要为温度，故可推出该反应为放热反应，C项正确；加氯化
钠溶液，相当于稀释稀盐酸，氢离子浓度降低，故反应速率变
慢，D项错误。
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11. 下列说法正确的是（ ）
A. 已知石墨转化为金刚石是吸热反应，所以石墨不如金刚石稳定
B. 白居易《赋得古原草送别》：“野火烧不尽，春风吹又生。”主要涉及吸热反应
C. 灼热的炭与CO2的反应既是氧化还原反应又是放热反应
D. 苏轼：“投泥泼水愈光明，烁玉流金见精悍”主要涉及吸热反应
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解析： 石墨转化为金刚石为吸热反应，说明石墨的能量低，
石墨稳定，A错误；燃烧为放热反应，B错误；碳和二氧化碳的反
应为吸热反应，C错误；“投泥泼水愈光明”是指高温下碳和水
蒸气反应，该反应为吸热反应，D正确。
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12. 某化学小组为了探究铝电极在原电池中的作用，进行了下列实
验，实验结果记录如表。下列说法正确的是（ ）
编号 电极材料 电解质溶液 电流表指针偏转方向
① Mg、Al 稀盐酸 偏向Al
② Al、Cu 稀盐酸 偏向Cu
③ Al、石墨 稀盐酸 偏向
④ Mg、Al NaOH溶液 偏向Mg
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A. 实验①和②中，Al电极的作用相同
B. 实验③中，电流表指针偏向Al
D. 综合以上实验可得出，铝在原电池中的作用与另一个电极材料和
电解质溶液均有关
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解析： 实验①中电流表指针偏向Al，说明Al作正极，而实验
②中电流表指针偏向Cu，说明此时Al作负极，故两实验中Al电极
的作用不相同，A项错误；实验③中电极材料是Al和石墨，Al为
负极，而电流表指针偏向正极，故偏向石墨，B项错误；由于Mg
与NaOH溶液基本不反应，而Al能与NaOH溶液发生反应：2Al＋
2NaOH＋6H2O 2Na[Al（OH）4]＋3H2↑，Al被氧化，故实验
④中，Al为负极，电极反应式为Al－3e－＋4OH－ [Al（OH）
4]－，而Mg为正极，电极反应式为2H2O＋2e－ 2OH－＋H2↑，
C项错误；分析实验①②③可知铝在原电池中的作用，与另一个电极材料有关，分析实验①④可知铝在原电池中的作用，与电解质溶液有关，D项正确。
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13. 将2 mol X和2 mol Y充入2 L密闭容器中进行反应：X（g）＋3Y
（g） 2Z（g）＋aQ（g）。2 min末该反应达到平衡时生成0.8
mol Z，测得Q的浓度为0.4 mol·L－1，下列叙述错误的是（ ）
A. a的值为2
B. 平衡时X的浓度为0.8 mol·L－1
C. 平衡时Y的物质的量为0.8 mol
D. 0～2 min内Y的反应速率为0.6 mol·L－1·min－1
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解析： 平衡时生成0.8 mol Z，测得Q的浓度为0.4 mol·L－1，
则生成Q的物质的量为0.4 mol·L－1×2 L＝0.8 mol，所以2∶a＝
0.8 mol∶0.8 mol，解得a＝2，A项正确；平衡时生成0.8 mol
Z，则参加反应的X的物质的量为0.8 mol× ＝0.4 mol，故平衡时
X的物质的量为2 mol－0.4 mol＝1.6 mol，浓度为 ＝0.8
mol·L－1，B项正确；平衡时生成0.8 mol Z，则参加反应的Y的物
质的量为 0.8 mol× ＝1.2 mol，故平衡时Y的物质的量为2 mol－
1.2 mol＝0.8 mol，C项正确；0～2 min内参加反应的Y的物质的量为1.2 mol，所以v（Y）＝ ＝0.3 mol·L－1·min－1，D项错误。
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14. 一定温度下，在体积恒定的密闭容器中发生反应：N2（g）＋3H2
（g） 2NH3（g）。反应过程中的部分数据如下表所示：
c/（mol·L－1） t/min c（N2） c（H2） c（NH3）
0 1.0 3.0 0
3 0.25
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反应刚好达到平衡状态时（ ）
A. t＝6 min
B. c（NH3）＝0.4 mol·L－1
C. 容器内的气体分子数N（N2）∶N（H2）∶N（NH3）＝1∶3∶2
D. H2的正反应速率等于N2的逆反应速率
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解析： A项，6 min时反应已达到平衡状态，但不能判断6 min
时反应刚好达到平衡状态，错误；B项，达到平衡状态时，各物
质浓度均保持不变，则反应刚好达到平衡状态时c（NH3）＝0.4
mol·L－1，正确；C项，平衡时容器内的气体分子数N（N2）∶N
（H2）∶N（NH3）＝0.8V∶2.4V∶0.4V＝2∶6∶1，错误；D
项，反应刚好达到平衡状态时，H2的正反应速率等于N2的逆反应
速率的3倍，错误。
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15. “碳呼吸”电池原理如图所示，电解质溶液为含C2 的盐溶
液，电池总反应为2Al＋6CO2 Al2（C2O4）3。下列有关说法正
确的是（ ）
A. Al作负极
B. 气体A中CO2含量比空气中高
D. 每生成1 mol Al2（C2O4）3，消耗负极
材料的质量为27 g
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解析： 根据电池总反应2Al＋6CO2 Al2（C2O4）3 分析可
知，Al的化合价升高，Al被氧化，故Al是负极，A项正确；多孔
碳电极为正极，正极反应式为2CO2＋2e－ C2 ，则气体A中
CO2含量比空气中低，B项错误，C项错误；通过反应2Al＋
6CO2 Al2（C2O4）3可知每生成1 mol Al2（C2O4）3，消耗Al的
质量为54 g，D项错误。
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二、非选择题（本题共5小题，共55分）
16. （8分）人类的生存和发展都离不开能量，化学反应都伴随有能量
的变化。为了研究反应A＋B C＋D能量变化情况，某同学设
计了如图所示装置。当向盛有A的试管中滴加试剂B时，看到U形
管中甲处液面下降、乙处液面上升。试回答下列问题：
（1）该反应为 反应（填“放热”或“吸热”）。
放热
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解析： 由于发生反应A＋B C＋D，U形管中甲处
液面下降、乙处液面上升，根据气体具有热胀冷缩的性质可
以判断该反应为放热反应。
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解析： 化学变化伴随着物质变化和能量变化，物质中的化学能可以通过化学反应转化成热能释放出来。
（2）物质中的化学能通过化学反应转化成 释放出来。
热能
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（3）某反应由两步反应A→B→C构成，它的反应能量曲线如图所
示，下列叙述错误的是 （填字母）。
BCD
A. 三种化合物中C最稳定
B. 两步反应均为吸热反应
C. A与C的能量差为E4
D. A→B反应，反应条件一定要加热
解析： 物质具有能量越低越稳定，物质C具有能量最低，A项正确；A→B为吸热反应，B→C为放热反应，B项错误；A与C的能量差为E4－E1－E3＋E2，C项错误；吸热反应不一定需要加热，D项错误。
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17. （11分）Sn能与H2SO4反应，化学方程式为Sn＋H2SO4 SnSO4
＋H2↑，其能量变化趋势如图所示：
（1）该反应为 反应（填“吸热”或“放热”）。
解析： 由题图可知，反应物总能量高于生成物总能量，所以该反应为放热反应。
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（2）若要使该反应的反应速率加快，下列措施可行的是 （填
字母）。
A. 改锡片为锡粉
B. 加入少量醋酸钠固体
C. 滴加少量CuSO4
D. 将稀硫酸改为98％的浓硫酸
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解析： 改锡片为锡粉，增大接触面积，反应速率增大，A正确；加入少量醋酸钠固体，与氢离子反应生成弱酸，使氢离子浓度降低，反应速率降低，B错误；滴加少量 CuSO4，与锡反应产生的铜与锡形成原电池，加快反应速率，C正确；改稀硫酸为98％的浓硫酸，具有强氧化性，与锡反应不生成氢气，D错误。
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（3）若将上述反应设计成原电池，石墨棒为原电池某一极材料，
则石墨棒为 （填“正”或“负”）极。石墨棒上产生的
现象为 ，该极上发生的电极反应为
，
稀硫酸的作用是传导离子、 ，原电池工作时
溶液中的S 移向 （填“正”或“负”）极。
正
有气泡产生
2H＋＋2e－
H2↑
作正极反应物
负
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解析： 该反应中锡为还原剂，为负极，则石墨为正极；石墨棒上氢离子得电子产生氢气，则产生的现象为有气泡产生，该极上发生的电极反应为2H＋＋2e－ H2↑，稀硫酸的作用是传导离子、作正极反应物，原电池工作时溶液中的阴离子S 移向负极。
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（4）实验后同学们经过充分讨论，观察原电池反应特点，认为符
合某些要求的化学反应都可以通过原电池来实现。下列化学
反应在理论上可以设计成原电池的是 （填字母）。
C
H2－2e－ 2H＋
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解析： 反应CO2＋H2O H2CO3不是氧化还原反应，不能设计成原电池，A错误；反应NaOH＋HCl NaCl＋H2O为复分解反应，不是氧化还原反应，不能设计成原电池，B错误；反应2H2＋O2 2H2O中氢、氧元素化合价发生变化，属于自发的氧化还原反应，能设计成原电池，C正确；反应CuO＋H2SO4 CuSO4＋H2O为复分解反应，不是氧化还原反应，不能设计成原电池，D错误；以稀H2SO4为电解质溶液，将所选反应设计成原电池，该电池负极上氢气失电子产生H＋，电极反应为H2－2e－ 2H＋。
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18. （13分）化学反应速率和限度与生产、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
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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速率
（设溶液体积不变）。
2～3
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
0.025 mol·L－1·min－1
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解析： ①根据表格中的数据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。
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（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小反应速
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
CD
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解析： 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不符合题意；C项，加入KNO3溶液，H＋浓度减小，因酸性溶液中有N ，具有强氧化性，与Zn反应无氢气生成，符合题意；D项，加入CuSO4溶液，形成原电池，反应速率增大且影响生成氢气的量，符合题意。
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（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的反应速率比为3∶1
C. 容器内气体的压强保持不变
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
3X（g）＋Y（g） 2Z（g）
AC
③2 min内Y的转化率为 。
10％
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解析： 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，不能作为平衡状态的标志，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，不能作为平衡状态的标志，D错误；生成 1 mol Y的同时消耗2 mol Z均表示逆反应速率，不能说明正、逆反应速率相等，无法判断反应达到平衡状态，E错误；③2 min内Y的转化率＝ ×100％＝ ×100％＝10％。
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19. （11分）镁、铝是重要的金属，有诸多用途。回答下列问题：
（1）利用铝与氧化铁可以焊接钢轨，该反应属于 （填“放
热”或“吸热”）反应。
解析： 利用铝热反应放出大量的热，可以焊接钢轨，
该反应是放热反应。
放热
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（2）在100 mL稀盐酸中加入足量镁条，反应生成H2的体积（标
准状况）与反应时间的关系如图1所示：
①2～6 min内用稀盐酸表示的平均反应速率为
mol·L－1· min－1。
5.803 5×10－
3
②从图可以看出，4 min后反应速率逐渐减慢，原因是
。
反应
物的浓度减少，反应速率减慢
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解析： ①2～6 min内氢气的体积变化是26 mL，生成氢
气的物质的量为n＝ ＝ ≈1.160 7×10－3 mol，
则稀盐酸变化的物质的量为2.321 4×10－3 mol，用稀盐酸表
示的平均反应速率为v＝ ＝ ＝5.803 5×10－3
mol·L－1·min－1；②随着反应的进行，反应物的浓度减少会
使反应速率减慢，故图中4 min后反应速率逐渐减慢。
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①若电解质溶液为稀硫酸，则Mg上发生的电极反应式为
；
②若电解质溶液为NaOH溶液，则外电路中的电子从Al电极
（填“流出”或“流入”）。
解析： ①在酸性溶液中镁失去电子生成镁离子，电极
反应式为Mg－2e－ Mg2＋。②在碱性条件下铝与氢氧化
钠发生自发的氧化还原反应，所以铝是负极，失去电子，则
外电路中的电子从Al电极流出。
Mg
－2e－ Mg2＋
流出
（3）以Al、Mg为电极，可以组装如图2所示原电池装置：
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20. （12分）（2024·邵阳期末）近年来，我国化工技术获得重大突
破，利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下
合成甲醇（CH3OH）是其中的一个研究项目。该研究发生的主要
反应如下：
Ⅰ.CO与H2反应合成甲醇：CO（g）
＋2H2（g） CH3OH（g）
Ⅱ.CO2与H2反应合成甲醇：CO2（g）
＋3H2（g） CH3OH（g）＋H2O（g）
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（1）上述反应不符合原子经济性（指原子利用率为100％）的是反应
（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。
解析： Ⅱ中除生成CH3OH外，还生成水，不符合原子经济
性，Ⅰ中CO与H2全部转化为CH3OH，符合原子经济性。
Ⅱ
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2
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（2）在某一时刻采取下列措施，能使反应Ⅰ的反应速率减小的措施是
（填字母）。
A. 恒温恒容下，再充入CO
B. 升高温度
C. 恒温恒容下，向其中充入Ar
D. 恒温恒压下，向其中充入Ar
D
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解析： 恒温恒容下，再充入CO，反应物浓度增大，反应速率加快，A错误；升高温度，反应速率加快，B错误；恒温恒容下，向其中充入Ar，反应物浓度保持不变，反应速率不变，C错误；恒温恒压下，向其中充入Ar，容器容积增大，反应物浓度减小，反应速率减小，D正确。
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（3）一定温度下，在容积固定的密闭容器中发生反应Ⅱ，下列说法可
以表明反应达到化学平衡状态的是 （填字母）。
A. 单位时间内消耗3 mol H2，同时
生成1 mol的CH3OH
B. CH3OH的体积分数不再发生变化
C. 3v（CO2）＝v（H2）
D. 容器内气体密度不再改变
B
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解析： 单位时间内消耗3 mol H2，同时生成1 mol的
CH3OH，均表示正向反应，不能判断反应达到化学平衡状
态，A错误；CH3OH的体积分数不再发生变化，说明反应达到化学平衡状态，B正确；3v（CO2）＝v（H2），未指明正、逆反应速率，不能判断反应达到化学平衡状态，C错误；反应前后气体总质量保持不变，容器容积不变，故容器内密度始终不变，不能判断反应达到化学平衡状态，D错误。
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（4）甲烷可以消除氮氧化物污染，发生的反应为CH4＋
2NO2 N2＋CO2＋2H2O，在容积固定的密闭容器中，每次
实验均加入CH4和NO2，使c（CH4）＝1.0 mol·L－1、c（NO2）
＝2.0 mol·L－1，在不同条件下进行反应，测得c（CH4）随时间
的变化情况如下表：
实验
序号 时间/min浓度/
（ mol·L－1）温度
/℃ 10 20 30 40 50
1 800 0.80 0.67 0.57 0.50 0.50
2 800 0.60 0.50 0.50 0.50 0.50
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①实验1中，在10～20 min内，v（NO2）＝
，40 min时v（正） v（逆）（填“大于”“小于”或
“等于”）。
②0～20 min内，实验2比实验1反应速率快的原因可能是
。
0.026 mol·L－1·min
－1
等于
实验2
使用了催化剂
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解析： ①从表格中可以看出10～20 min时CH4的浓度变化量为0.13 mol·L－1，根据方程式中的系数比，NO2的浓度变化量为0.26 mol·L－1，v（NO2）＝ ＝0.026 mol·L－1·min－1；实验1中40 min时已经达到平衡，故v（正） 等于v（逆）。②实验1和实验2达到平衡时CH4的浓度相同，实验2比实验1反应速率快的原因可能是：实验2使用了催化剂。
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（5）H2还原CO电化学法制备甲醇（CO＋2H2 CH3OH）的工作原
理如图所示。通入CO的一端是电池的 极（填“正”或
“负”），电池工作过程中H＋通过质子膜向 （填“左”或
“右”）移动，通入CO的一端发生的电极反应式为
正
左
CO＋4e－＋4H＋ CH3OH
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解析： 通入H2一极为负极，发生氧化反应，电极反应
式为H2－2e－ 2H＋，通入CO的一端为正极，电极反应式为CO＋4e－＋4H＋ CH3OH，电池中阳离子向正极
移动，故H＋向左移动。
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感谢欣赏
THE END
