第二章 单元评估
第Ⅰ卷(选择题，共48分)
一、选择题(每小题3分，共48分)
1．下列关于化学反应的说法中正确的是( D )
A．同时改变两个变量来研究反应速率的变化，能更快得出有关规律
B．放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率
C．一定条件下，使用催化剂只能加快正反应的反应速率
D．相同温度下，H2(g)＋CO2(g)===CO(g)＋H2O(g)中，密闭容器中两种反应物浓度为0.020
mol·L－1的反应速率大于两种反应物浓度为0.010
mol·L－1的反应速率
解析：同时改变两个变量来研究化学反应速率的变化，不容易判断影响反应速率的主导因素，因此更难得出有关规律，A错；化学反应速率与反应是放热还是吸热无关，B错；催化剂同种程度地改变正逆反应速率，C错；同一反应中，物质的浓度越高，反应速率越大，D正确。
2．下列图象分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。
据此判断下列说法中正确的是( A )
A．石墨转变为金刚石是吸热反应
B．等质量的S(g)完全燃烧放出的热量小于S(s)
C．白磷比红磷稳定
D．CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)为吸热反应
解析：金刚石的能量高于石墨，所以石墨转变为金刚石是吸热反应，A正确；由图知固态S的能量低于气态S的能量，所以气态S燃烧放出的热量多，B错误；由图知白磷的能量高于红磷的能量，所以红磷比白磷稳定，C错误；由图知D项反应为放热反应，D错误。
3．某温度下按右图所示安装实验装置，在锥形瓶内放入6.5
g锌粒(颗粒大小基本相同)，通过分液漏斗加入40
mL
2.5
mol·L－1的硫酸，将产生的H2收集在一个注射器中，10
s时收集到H2的体积为50
mL(标准状况下为44.8
mL)，在该温度下，下列说法不正确的是( A )
A．用锌粒表示10
s内的反应速率为0.013
g·s－1
B．忽略锥形瓶中溶液体积的变化，用H＋表示10
s内的反应速率为0.01
mol/(L·s)
C．忽略锥形瓶中溶液体积的变化，用Zn2＋表示10
s内的反应速率为0.005
mol/(L·s)
D．用H2表示10
s内的反应速率为0.004
mol/(L·s)
解析：Zn和稀硫酸反应：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，收集到H2的物质的量n(H2)＝＝0.002
mol，锌粒为固体，其浓度可视为不变，不能用来表示反应速率，A错误；用H＋表示10
s内的反应速率为＝0.01
mol/(L·s)，B正确；v(Zn2＋)＝v(H＋)＝0.005
mol/(L·s)，C正确；v(H2)＝＝0.004
mol/(L·s)，D正确。
4．一定条件下，某容器中各微粒在反应前后变化的示意图如下，其中和代表不同元素的原子。
关于此反应的说法错误的是( A )
A．一定属于吸热反应
B．一定属于可逆反应
C．一定属于氧化还原反应
D．一定属于分解反应
解析：根据图示可知该反应中反应物是一种，生成物是两种，该反应属于分解反应，一般的分解反应是吸热反应，但有的分解反应如2H2O2===2H2O＋O2↑是放热反应，A错误，D正确；根据图示可知反应进行并不彻底，故该反应是可逆反应，B正确；该反应中有元素化合价的变化，属于氧化还原反应，C正确。
5．在两个恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应：
甲：C(s)＋H2O(g)??CO(g)＋H2(g)
乙：CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)
现有下列状态：①混合气体平均相对分子质量不再改变 ②恒温时，气体压强不再改变 ③各气体组成浓度相等 ④绝热时，反应体系中温度保持不变 ⑤断裂氢氧键速率是断裂氢氢键速率的2倍 ⑥混合气体密度不变 ⑦单位时间内，消耗水质量与生成氢气质量比为9∶1
其中能表明甲、乙容器中反应都达到平衡状态的是( D )
A．①②⑤
B．③④⑥
C．⑥⑦
D．④⑤
解析：①由于乙反应前后气体的物质的量相等且都是气体，其平均相对分子质量始终不变，所以混合气体平均相对分子质量不变，无法判断乙反应是否达到平衡状态，故①错误；②乙反应前后气体的物质的量相等，其压强始终不变，所以恒温时气体压强不变无法判断乙是否达到平衡状态，故②错误；③各气体组成浓度相等，不能判断各组分的浓度不变，无法证明达到了平衡状态，故③错误；④反应体系中温度保持不变，说明正、逆反应速率相等，达到了平衡状态，故④正确；⑤断裂氢氧键速率是断裂氢氢键速率的2倍，说明正、逆反应速率相等，达到了平衡状态，故⑤正确；⑥混合气体密度不变，由于乙反应前后都是气体，且容器的容积不变，所以密度始终不变，无法判断乙是否达到平衡状态，故⑥错误；⑦单位时间内，消耗水质量与生成氢气质量比为9∶1，即水与氢气的物质的量之比为1∶1，表示的都是正反应速率，无法判断正、逆反应速率相等，故⑦错误。
6．一定条件下，在体积为10
L的固定容器中发生反应：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)，反应过程如图：
下列说法正确的是( B )
A．t1
min时正、逆反应速率相等
B．X曲线表示NH3的物质的量随时间变化的关系
C．0～8
min，H2的平均反应速率v(H2)＝
mol·L－1·min－1
D．10～12
min，N2的平均反应速率v(N2)＝0.25
mol·L－1·min－1
7．硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是( D )
解析：温度越高，反应速率越大；反应物的浓度越大，反应速率越大。反应速率越大，出现反应现象就越快，D组最先出现浑浊。
8．利用ZnFe2O4/(Fe3O4，Zn)两步热化学循环制氢气系统如图所示，下列说法不正确的是( A )
A．图中能量转化方式只有1种
B．两步总反应为2H2O2H2↑＋O2↑
C．氢能是一种清洁、高效、安全、可持续的新能源
D．H2生成步骤反应为3Zn＋2Fe3O4＋4H2O3ZnFe2O4＋4H2↑
解析：由题图可知，制O2是太阳能转化为化学能，制H2是热能转化为化学能，A项错误；O2生成步骤反应为3ZnFe2O42Fe3O4＋3Zn＋2O2↑，H2生成步骤反应为3Zn＋2Fe3O4＋4H2O3ZnFe2O4＋4H2↑，两步总反应为2H2O2H2↑＋O2↑。
9．锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是( C )
A．铜电极上发生氧化反应
B．电池工作一段时间后，甲池的c(SO)减小
C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加
D．阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡
解析：由锌铜原电池原理可知，锌电极为负极，失电子，发生氧化反应，铜电极为正极，得电子，发生还原反应，A项错误；阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，两池中c(SO)不变，B项错误；电解过程中Zn2＋由甲池通过阳离子交换膜进入乙池，乙池中Cu2＋＋2e－===Cu，其溶液中的离子转换为Cu2＋→Zn2＋，摩尔质量M(Cu2＋)10．下列对如图所示装置实验现象的描述正确的是( C )
a电极
b电极
X溶液
实验现象
A
石墨
石墨
CuCl2
a极质量增加，b极放出无色气体
B
石墨
Fe
乙醇
a极质量增加，b极放出无色气体
C
Cu
Fe
CuSO4
a极质量增加，b极质量减少
D
石墨
石墨
HCl
a、b极都放出无色气体
解析：A、D两项电极材料相同，不能构成原电池，且无化学反应发生；B项中无电解质溶液(乙醇为非电解质)，不能构成原电池，且无化学反应发生；C项，构成原电池，Cu(a)作正极，铜离子发生还原反应生成铜单质，质量增加，Fe(b)作负极，铁发生氧化反应，质量减少，正确。
11．将2.5
mol
A和1.25
mol
B通入容积为1
L的真空密闭容器中，经5
s达到平衡状态。3A(g)＋B(g)??pC(g)＋2D(g)，生成0.5
mol
D，又知C的平均反应速率是0.1
mol/(L·s)，则下列说法中正确的是( D )
①A的转化率为20% ②B的转化率为25% ③A的平均反应速率为0.1
mol/(L·s) ④方程式中p＝2 ⑤B的平均反应速率为0.05
mol/(L·s)
A.
①②
B.
②③
C.
③④
D.
④⑤
12．已知：①1
mol
H2分子中化学键断裂时需要吸收436
kJ的能量，②1
mol
I2蒸气中化学键断裂时需要吸收151
kJ的能量，③由H原子和I原子形成1
mol
HI分子时释放299
kJ的能量。下列判断不正确的是( A )
A．I2蒸气比H2分子稳定
B．2
mol
HI(g)发生分解反应吸收11
kJ热量
C．HI与NaOH反应属于放热反应
D．0.5
mol
H2(g)与0.5
mol
I2(g)完全反应释放出5.5
kJ热量
解析：选项A，H2分子共价键断裂时吸收的热量比I2分子共价键断裂时吸收的热量多，H2分子比I2稳定，A选项错误。选项B，设反应为2HI(g)===H2(g)＋I2(g)，则吸收的热量＝2E(H—I)－E(H—H)－E(I－I)＝2×299
kJ·mol－1－436
kJ·mol－1－151
kJ·mol－1＝11
kJ。选项C，中和反应是放热反应。选项D，根据选项B的计算可知正确。
13．氯酸钾和亚硫酸氢钾溶液能发生氧化还原反应：ClO＋3HSO===3SO＋Cl－＋3H＋。已知该反应的速率随c(H＋)的增大而加快。下列为用ClO在单位时间内物质的量浓度变化表示的反应速率－时间图。下列说法不正确的是( C )
A．反应开始时速率增大可能是c(H＋)所致
B．纵坐标为v(Cl－)的v－t曲线与图中曲线完全重合
C．图中阴影部分的面积表示t1～t2时间内ClO的物质的量的减少量
D．后期反应速率下降的主要原因是反应物浓度减少
解析：随着反应的进行，氢离子浓度逐渐增大，所以反应速率逐渐增大，A正确；根据反应速率之比等于相应的化学计量数之比可知，
v(Cl－)＝v(ClO)，B正确；图中阴影部分的面积应为t1～t2时间内ClO的物质的量浓度的减少量，C错误；在反应后期由于反应物浓度减小，导致反应速率开始降低，D正确。
14．金属(M)－空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为：4M＋nO2＋2nH2O===4M(OH)n。已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是( C )
A．采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面
B．比较Mg、Al、Zn三种金属－空气电池，Al－空气电池的理论比能量最高
C．M－空气电池放电过程的正极反应式：4Mn＋＋nO2＋2nH2O＋4ne－===4M(OH)n
D．在Mg－空气电池中，为防止负极区沉积Mg(OH)2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜
解析：A项，采用多孔电极可以增大电极与电解质溶液的接触面积，且有利于氧气扩散至电极表面，正确；B项，根据“已知”信息知铝的比能量比Mg、Zn的高，正确；C项，M－空气电池放电过程中，正极为氧气得到电子生成OH－，错误；D项，为了避免正极生成的OH－移至负极，应选用阳离子交换膜，正确。
15．在一定温度下，10
mL
0.40
mol/L
H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表：t/min
0
2
4
6
8
10
V(O2)/mL
0.0
9.9
17.2
22.4
26.5
29.9
下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)( C )
A．0～6
min的平均反应率：v(H2O2)≈3.3×10－2mol/(L·min)
B．6～10
min的平均反应率：v(H2O2)<3.3×10－2mol/(L·min)
C．反应至6
min时，c(H2O2)＝0.30
mol/L
D．反应至6
min时，H2O2分解了50%
解析：本题考查化学反应速率的有关计算。在前6
min中生成O2
22.4
mL，即0.001
mol，根据方程式2H2O2===2H2O＋O2↑可知，反应掉的H2O2为0.002
mol，故v(H2O2)＝≈3.3×10－2mol/(L·min)，A项正确；由表格中的数据可知在相同的时间间隔中，生成的O2的体积越来越小，故6～10
min的平均反应速率要小于0～6
min的平均反应速率，B项正确；反应到6min时，剩余的n(H2O2)＝0.004
mol－0.002
mol＝0.002
mol，故c(H2O2)＝＝0.2
mol/L，C项错误；反应到6
min时，H2O2分解率＝×100%＝50%，D项正确。
16．研究表明，化学反应的能量变化与反应物和生成物的键能有关。键能可以简单地理解为断开1
mol化学键时所需要吸收的能量。下表是部分化学键的键能数据：
化学键
P—P
P—O
O===O
P===O
键能/(kJ·mol－1)
197
360
499
x
已知白磷燃烧的化学方程式为P4(s)＋5O2(g)===P4O10(S)，1
mol白磷完全燃烧放出热量2
378.0
kJ，且白磷分子结构为正四面体，4个磷原子分别位于正四面体的4个顶点，白磷完全燃烧的产物结构如图所示，则上表中x的值为( A )
A．434
B．335
C．237
D．188
解析：白磷燃烧的方程式为P4(s)＋5O2(g)===P4O10(s)，1
mol白磷完全燃烧需断裂6
mol
P—P键、5
mol
O===O键，形成12
mol
P—O键、4
mol
P===O键，所以12
mol×360
kJ·mol－1＋4
mol×x
kJ·mol－1－(6
mol×197
kJ·mol－1＋5
mol×499
kJ·mol－1)＝2
378.0
kJ，解得x≈434，所以选项A正确。
第Ⅱ卷(非选择题，共52分)
二、非选择题(共52分)
17.
(12分)由于温室效应和资源短缺等问题，如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用，引起了各国的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇：CO2(g)＋3H2(g)??CH3OH(g)＋H2O(g)。该反应进行过程中能量的变化(单位为kJ·mol－1)如图所示。请回答下列问题：
(1)观察图象可知上述反应过程中，断裂反应物中的化学键吸收的总能量小于(填“大于”“小于”或“等于”)形成生成物中的化学键释放的总能量。
(2)甲醇的结构类似于乙醇，试写出甲醇的结构式：
。甲醇分子中的化学键类型是共价键(填“离子键”或“共价键”)。
(3)科研人员开发出一种新型甲醇燃料电池。其电解质溶液是KOH溶液，在该电池的负极发生反应的物质是甲醇，发生的是氧化(填“氧化”或“还原”)反应。
(4)欲使合成甲醇的化学反应速率加快，请写出两条措施：升高温度、使用合适的催化剂、增大压强、增大反应物的浓度等(任写两条即可)。
(5)下列事实能表明该反应已达平衡状态的是A、B、C、D(填序号)。
A．CO2(g)的浓度不再发生变化
B．单位时间内消耗1
mol
CO2的同时生成3
mol
H2
C．在一个绝热的容器中，混合物的温度不再发生变化
D．在一个容积固定的容器内，压强不再发生变化
解析：(1)由图象可以看出，反应物的总能量高于生成物的总能量，因此该反应是放热反应，即断裂反应物中的化学键吸收的总能量小于形成生成物中的化学键释放的总能量。(3)甲醇燃料电池中，负极通入甲醇，发生氧化反应。(4)欲使合成甲醇的化学反应速率加快，可以采取升高温度、增大压强、增大反应物的浓度、使用催化剂等措施。(5)可逆反应达到化学平衡状态时，正反应速率等于逆反应速率，各物质的浓度均不再改变，A项正确；根据反应方程式可知，单位时间内消耗1
mol
CO2的同时生成3
mol
H2，正反应速率等于逆反应速率，表明该反应已达平衡状态，B项正确；在一个绝热的容器中，混合物的温度不再发生变化，说明没有能量交换，反应物浓度、生成物浓度均不再改变，表明该反应已达平衡状态，C项正确；CO2(g)＋3H2(g)??CH3OH(g)＋H2O(g)是一个气体分子总数减小的反应，在一个容积固定的容器内，压强不再发生变化，表明该反应已达平衡状态，D项正确。
18.
(12分)Ⅰ.在2
L密闭容器内，800
℃时发生反应：2NO(g)＋O2(g)??2NO2(g)，体系中n(NO)随时间的变化如表：
时间(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)/mol
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
(1)如图所示，表示NO2浓度变化的曲线是b(填字母)。
(2)800
℃，反应达到平衡时，NO的转化率是65%。
Ⅱ.将一定量纯净的氨基甲酸铵(NH2COONH4)置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：
NH2COONH4(s)??2NH3(g)＋CO2(g)。
(1)下列不能说明该分解反应已经达到化学平衡状态的是AC(填序号)。
A．2v生(NH3)＝v耗(CO2)
B．密闭容器中气体的总物质的量不变
C．容器中CO2与NH3的物质的量之比保持不变
D．密闭容器中总压强保持不变
E．气体中形成6个N—H键的同时有2个C===O键断裂
(2)能使该反应的反应速率增大的是BD(填序号)。
A．及时分离出CO2气体
B．适当升高温度
C．加入少量NH2COONH4(s)
D．选择高效催化剂
(3)如图所示，上述反应中断开反应物中化学键吸收的能量大于形成生成物中化学键放出的能量(填“大于”“等于”或“小于”)。
解析：Ⅰ.(1)根据题表可知，随着反应的进行，一氧化氮的物质的量逐渐减小，则反应向正反应方向进行，二氧化氮的物质的量逐渐增大，当反应达到平衡状态时，参加反应的n(NO)＝(0.020－0.007)mol＝0.013
mol，根据反应方程式知，平衡状态时生成的n(NO2)等于参加反应的n(NO)，所以n(NO2)＝0.013
mol，c(NO2)＝＝0.006
5
mol·L－1，可知表示NO2浓度变化的曲线是b。
(2)由表格数据可知，3
s时达到平衡，参加反应的n(NO)＝(0.020－0.007)mol＝0.013
mol，达到平衡时NO的转化率为×100%＝65%。
Ⅱ.(1)只有表明正反应速率等于逆反应速率时，才可以判断反应达到平衡，v生(NH3)为正反应速率，v耗(CO2)为逆反应速率，达到平衡时，v生(NH3)＝2v耗(CO2)，A符合题意；该反应是气体总物质的量增大的反应，当气体总物质的量不变时可以说明反应达到了平衡，B不符合题意；不管反应是否达到平衡，容器中CO2与NH3的物质的量之比恒为1∶2，C符合题意；该反应是气体体积增大的反应，容器体积不变，当气体压强不变时，反应处于平衡状态，D不符合题意；气体中形成6个N—H键即生成2个NH3，有2个C===O键断裂即消耗1个CO2，正反应速率等于逆反应速率，说明达到平衡状态，E不符合题意。
(2)加快反应速率的方法有增大反应物浓度(除纯液体和固体外)、升高温度、添加催化剂等，故选BD。
(3)由题图可知，反应物的总能量小于生成物的总能量，该反应为吸热反应，对于吸热反应来说，断开反应物中化学键吸收的能量大于形成生成物中化学键放出的能量。
19.
(12分)影响化学反应速率的因素很多，某校化学小组用实验的方法进行探究。
实验一：他们利用Cu、Fe、Mg和不同浓度的硫酸溶液(0.5
mol/L、2
mol/L、18.4
mol/L)，设计实验方案来研究影响反应速率的因素。
甲同学研究的实验报告如表：
(1)甲同学表中的实验步骤②为向三支试管中分别投入大小、形状相同的Cu、Fe、Mg。
(2)甲同学的实验目的是研究金属(或反应物)本身的性质与反应速率的关系。
乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响，利用如图所示装置进行定量实验。
(3)乙同学在实验中应该测定的数据是一定时间内产生气体的体积(或产生一定体积的气体所需的时间)。
(4)乙同学完成该实验应选用的实验药品是Mg(或Fe)、0.5_mol/L硫酸溶液、2_mol/L硫酸溶液。
实验二：已知2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O。在酸性高锰酸钾溶液与草酸(H2C2O4)溶液反应时，发现开始一段时间，反应速率较慢，溶液褪色不明显，但不久突然褪色，反应速率明显加快。
(5)针对上述实验现象，丙同学认为KMnO4与H2C2O4反应放热，导致溶液温度升高，反应速率加快。从影响化学反应速率的因素看，你认为还可能是催化剂(或MnSO4、Mn2＋)的催化作用的影响。
(6)若用实验证明你的猜想，除酸性高锰酸钾溶液、草酸溶液外，还需要选择的试剂最合理的是B(填字母)。
A．硫酸钾
B．硫酸锰
C．二氧化锰
D．水
解析：实验一：甲同学是探究几种不同金属本身的性质与反应速率的关系，固体表面积的大小对反应速率有影响，因此要选用大小、形状相同的金属；乙同学是探究浓度对反应速率的影响，18.4
mol/L的硫酸溶液为浓硫酸，常温下Mg与浓硫酸反应生成SO2，Fe在浓硫酸中钝化，因此，比较浓度对反应速率的影响时不选浓硫酸。
实验二：影响反应速率的因素有温度、浓度、压强、催化剂等。随着反应的进行，浓度逐渐减小，反应速率应逐渐减小，所以排除了浓度对反应速率的影响。除考虑温度外，还可能是反应产生了催化剂，该实验发生的是氧化还原反应，有新增离子Mn2＋生成，所以可能是Mn2＋的催化作用。
20.
(6分)化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。
Ⅰ.(1)图1是锌锰干电池的基本构造图。
锌锰干电池工作时，电路中每通过0.2
mol
e－，负极质量减少6.5
g；工作时NH在正极放电产生两种气体，其中一种气体分子是含10e－的微粒，正极的电极反应式是2NH＋2e－===2NH3＋H2。
(2)关于该电池的使用和性能，说法正确的是BD。
A．该电池可充电后反复使用
B．该电池可用于闹钟、收音机、照相机等
C．该电池使用后能投入火中，也可投入池塘中
D．该电池长时间连续工作后，糊状物可能流出，腐蚀用电器
Ⅱ.(3)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池，其电池总反应可表示为：Cd＋2NiO(OH)＋2H2O2Ni(OH)2＋Cd(OH)2，已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水但能溶于酸。以下说法正确的是BCD。
A．以上反应是可逆反应
B．反应环境为碱性
C．电池放电时Cd作负极
D．是一种二次电池
Ⅲ.(4)锂电池锂的摩尔质量小而比容量特别大，但是锂电池中的电解质溶液需用非水溶液配制，为什么这种电池不能使用电解质的水溶液？请用化学方程式表示其原因：2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑。
Ⅳ.美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型电源，其构造如图2所示：A、B两个电极均由多孔的碳块组成，通入的氢气和氧气由孔隙中逸出，并在电极表面发生电极反应而放电。
(5)A电极反应式为2H2－4e－＋4OH－===4H2O(或H2－2e－＋2OH－===2H2O)。
(6)若为飞行员提供了360
kg的水，则电路中通过了4×104
mol电子。
解析：(1)锌锰干电池的负极是锌，正极为石墨棒，电解质为氯化铵，负极发生氧化反应，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，根据电极反应式可知，电路中每通过0.2
mol
e－，消耗0.1
mol
Zn，质量为0.1
mol×65
g/mol＝6.5
g。正极发生还原反应，工作时NH在正极放电，产生两种气体，其中一种气体分子是含10e－的微粒，应为NH3，电极反应式为2NH＋2e－===2NH3＋H2。
(2)该电池是一次电池，不能反复使用，故A错误；该电池可将化学能转化为电能，能用于闹钟、收音机、照相机等，故B正确；该电池使用后不能投入火中、池塘中，因为电池中的重金属会污染环境，故C错误；该电池长时间连续工作后，NH4Cl及ZnCl2可能流出，腐蚀用电器，故D正确。
(3)可逆反应的正、逆反应条件是相等的，但是原电池和电解池的条件不一样，即题给反应不是可逆反应，故A错误；根据电池产物是氢氧化物，知道反应环境为碱性，故B正确；电池放电时是原电池的工作原理，失电子的极是负极，即Cd作负极，故C正确；该电池是能连续充放电使用的电池，是一种二次电池，故D正确。
(4)金属锂可以和水之间发生化学反应生成氢氧化锂和氢气：2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑，所以不能用含有水的电解质溶液。
(5)氢氧燃料电池中，通入氢气的一极为原电池的负极，通入氧气的一极为原电池的正极，由于电解质溶液呈碱性，则负极电极反应式为2H2－4e－＋4OH－===4H2O(或H2－2e－＋2OH－===2H2O)。
(6)氢氧燃料电池的总反应与氢气在氧气中燃烧的化学方程式相同，生成物为水，在2H2＋O2===2H2O中，转移电子4
mol时，会有2
mol即36
g的水生成，当为飞行员提供了360
kg的水时，会转移电子4×104
mol。
21．(10分)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。请回答：
(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是由化学能转变为电能，在导线中电子流动方向为由a到b(用a、b表示)。
(2)负极反应式为2H2＋4OH－－4e－===4H2O(或H2＋2OH－－2e－===2H2O)。
(3)电极表面镀铂粉的原因为增大电极单位面积吸附H2、O2分子数，加快电极反应速率。
(4)该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：
Ⅰ.2Li＋H22LiH
Ⅱ.LiH＋H2O===LiOH＋H2↑
①反应Ⅰ中的还原剂是Li，反应Ⅱ中的氧化剂是H2O；
②已知LiH固体密度为0.82
g/cm3，用锂吸收224
L(标准状况)H2，生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为1∶1_148(或8.71×10－4)。
③由②生成的LiH与H2O作用，放出的H2用作电池燃料，若能量转化率为80%，则导线中通过电子的物质的量为32
mol。
解析：本题将电化学与氧化还原计算联系起来，考生应抓住得失电子守恒的原理进行解题和分析。本题前两问是以氢氧燃料电池工作原理作为基本考点。燃料电池是原电池，所以该装置由化学能转变为电能。通入氢气的一极是负极，通入氧气的一极是正极，因此电子由a向b移动。(4)利用氧化还原反应化合价的升降判断氧化剂和还原剂。后两问的计算可通过关系式：
② H2 ～ 2LiH
mol
20
mol
则体积比为＝8.71×10－4
③根据反应Ⅱ：LiH ～ H2 ～ 2e－
20
mol
32
mol
导线中通过的电子为40
mol×80%＝32
mol。
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15第二章 单元评估
第Ⅰ卷(选择题，共48分)
一、选择题(每小题3分，共48分)
1．下列关于化学反应的说法中正确的是( )
A．同时改变两个变量来研究反应速率的变化，能更快得出有关规律
B．放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率
C．一定条件下，使用催化剂只能加快正反应的反应速率
D．相同温度下，H2(g)＋CO2(g)===CO(g)＋H2O(g)中，密闭容器中两种反应物浓度为0.020
mol·L－1的反应速率大于两种反应物浓度为0.010
mol·L－1的反应速率
2．下列图象分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。
据此判断下列说法中正确的是( )
A．石墨转变为金刚石是吸热反应
B．等质量的S(g)完全燃烧放出的热量小于S(s)
C．白磷比红磷稳定
D．CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)为吸热反应
3．某温度下按右图所示安装实验装置，在锥形瓶内放入6.5
g锌粒(颗粒大小基本相同)，通过分液漏斗加入40
mL
2.5
mol·L－1的硫酸，将产生的H2收集在一个注射器中，10
s时收集到H2的体积为50
mL(标准状况下为44.8
mL)，在该温度下，下列说法不正确的是( )
A．用锌粒表示10
s内的反应速率为0.013
g·s－1
B．忽略锥形瓶中溶液体积的变化，用H＋表示10
s内的反应速率为0.01
mol/(L·s)
C．忽略锥形瓶中溶液体积的变化，用Zn2＋表示10
s内的反应速率为0.005
mol/(L·s)
D．用H2表示10
s内的反应速率为0.004
mol/(L·s)
4．一定条件下，某容器中各微粒在反应前后变化的示意图如下，其中和代表不同元素的原子。
关于此反应的说法错误的是( )
A．一定属于吸热反应
B．一定属于可逆反应
C．一定属于氧化还原反应
D．一定属于分解反应
5．在两个恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应：
甲：C(s)＋H2O(g)??CO(g)＋H2(g)
乙：CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)
现有下列状态：①混合气体平均相对分子质量不再改变 ②恒温时，气体压强不再改变 ③各气体组成浓度相等 ④绝热时，反应体系中温度保持不变 ⑤断裂氢氧键速率是断裂氢氢键速率的2倍 ⑥混合气体密度不变 ⑦单位时间内，消耗水质量与生成氢气质量比为9∶1
其中能表明甲、乙容器中反应都达到平衡状态的是( )
A．①②⑤
B．③④⑥
C．⑥⑦
D．④⑤
6．一定条件下，在体积为10
L的固定容器中发生反应：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)，反应过程如图：
下列说法正确的是( )
A．t1
min时正、逆反应速率相等
B．X曲线表示NH3的物质的量随时间变化的关系
C．0～8
min，H2的平均反应速率v(H2)＝
mol·L－1·min－1
D．10～12
min，N2的平均反应速率v(N2)＝0.25
mol·L－1·min－1
7．硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是( )
8．利用ZnFe2O4/(Fe3O4，Zn)两步热化学循环制氢气系统如图所示，下列说法不正确的是( )
A．图中能量转化方式只有1种
B．两步总反应为2H2O2H2↑＋O2↑
C．氢能是一种清洁、高效、安全、可持续的新能源
D．H2生成步骤反应为3Zn＋2Fe3O4＋4H2O3ZnFe2O4＋4H2↑
9．锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是( )
A．铜电极上发生氧化反应
B．电池工作一段时间后，甲池的c(SO)减小
C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加
D．阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡
10．下列对如图所示装置实验现象的描述正确的是( )
a电极
b电极
X溶液
实验现象
A
石墨
石墨
CuCl2
a极质量增加，b极放出无色气体
B
石墨
Fe
乙醇
a极质量增加，b极放出无色气体
C
Cu
Fe
CuSO4
a极质量增加，b极质量减少
D
石墨
石墨
HCl
a、b极都放出无色气体
11．将2.5
mol
A和1.25
mol
B通入容积为1
L的真空密闭容器中，经5
s达到平衡状态。3A(g)＋B(g)??pC(g)＋2D(g)，生成0.5
mol
D，又知C的平均反应速率是0.1
mol/(L·s)，则下列说法中正确的是( )
①A的转化率为20% ②B的转化率为25% ③A的平均反应速率为0.1
mol/(L·s) ④方程式中p＝2 ⑤B的平均反应速率为0.05
mol/(L·s)
A.
①②
B.
②③
C.
③④
D.
④⑤
12．已知：①1
mol
H2分子中化学键断裂时需要吸收436
kJ的能量，②1
mol
I2蒸气中化学键断裂时需要吸收151
kJ的能量，③由H原子和I原子形成1
mol
HI分子时释放299
kJ的能量。下列判断不正确的是( )
A．I2蒸气比H2分子稳定
B．2
mol
HI(g)发生分解反应吸收11
kJ热量
C．HI与NaOH反应属于放热反应
D．0.5
mol
H2(g)与0.5
mol
I2(g)完全反应释放出5.5
kJ热量
13．氯酸钾和亚硫酸氢钾溶液能发生氧化还原反应：ClO＋3HSO===3SO＋Cl－＋3H＋。已知该反应的速率随c(H＋)的增大而加快。下列为用ClO在单位时间内物质的量浓度变化表示的反应速率－时间图。下列说法不正确的是( )
A．反应开始时速率增大可能是c(H＋)所致
B．纵坐标为v(Cl－)的v－t曲线与图中曲线完全重合
C．图中阴影部分的面积表示t1～t2时间内ClO的物质的量的减少量
D．后期反应速率下降的主要原因是反应物浓度减少
14．金属(M)－空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为：4M＋nO2＋2nH2O===4M(OH)n。已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是( )
A．采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面
B．比较Mg、Al、Zn三种金属－空气电池，Al－空气电池的理论比能量最高
C．M－空气电池放电过程的正极反应式：4Mn＋＋nO2＋2nH2O＋4ne－===4M(OH)n
D．在Mg－空气电池中，为防止负极区沉积Mg(OH)2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜
15．在一定温度下，10
mL
0.40
mol/L
H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表：
t/min
0
2
4
6
8
10
V(O2)/mL
0.0
9.9
17.2
22.4
26.5
29.9
下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)( )
A．0～6
min的平均反应率：v(H2O2)≈3.3×10－2mol/(L·min)
B．6～10
min的平均反应率：v(H2O2)<3.3×10－2mol/(L·min)
C．反应至6
min时，c(H2O2)＝0.30
mol/L
D．反应至6
min时，H2O2分解了50%
16．研究表明，化学反应的能量变化与反应物和生成物的键能有关。键能可以简单地理解为断开1
mol化学键时所需要吸收的能量。下表是部分化学键的键能数据：
化学键
P—P
P—O
O===O
P===O
键能/(kJ·mol－1)
197
360
499
x
已知白磷燃烧的化学方程式为P4(s)＋5O2(g)===P4O10(S)，1
mol白磷完全燃烧放出热量2
378.0
kJ，且白磷分子结构为正四面体，4个磷原子分别位于正四面体的4个顶点，白磷完全燃烧的产物结构如图所示，则上表中x的值为( )
A．434
B．335
C．237
D．188
第Ⅱ卷(非选择题，共52分)
二、非选择题(共52分)
17.
(12分)由于温室效应和资源短缺等问题，如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用，引起了各国的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇：CO2(g)＋3H2(g)??CH3OH(g)＋H2O(g)。该反应进行过程中能量的变化(单位为kJ·mol－1)如图所示。请回答下列问题：
(1)观察图象可知上述反应过程中，断裂反应物中的化学键吸收的总能量(
)(填“大于”“小于”或“等于”)形成生成物中的化学键释放的总能量。
(2)甲醇的结构类似于乙醇，试写出甲醇的结构式：
。甲醇分子中的化学键类型是(
)(填“离子键”或“共价键”)。
(3)科研人员开发出一种新型甲醇燃料电池。其电解质溶液是KOH溶液，在该电池的负极发生反应的物质是(
)，发生的是(
)(填“氧化”或“还原”)反应。
(4)欲使合成甲醇的化学反应速率加快，请写出两条措施：(
)。
(5)下列事实能表明该反应已达平衡状态的是(
)(填序号)。
A．CO2(g)的浓度不再发生变化
B．单位时间内消耗1
mol
CO2的同时生成3
mol
H2
C．在一个绝热的容器中，混合物的温度不再发生变化
D．在一个容积固定的容器内，压强不再发生变化
18.
(12分)Ⅰ.在2
L密闭容器内，800
℃时发生反应：2NO(g)＋O2(g)??2NO2(g)，体系中n(NO)随时间的变化如表：
时间(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)/mol
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
(1)如图所示，表示NO2浓度变化的曲线是(
)(填字母)。
(2)800
℃，反应达到平衡时，NO的转化率是(
)。
Ⅱ.将一定量纯净的氨基甲酸铵(NH2COONH4)置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：
NH2COONH4(s)??2NH3(g)＋CO2(g)。
(1)下列不能说明该分解反应已经达到化学平衡状态的是(
)(填序号)。
A．2v生(NH3)＝v耗(CO2)
B．密闭容器中气体的总物质的量不变
C．容器中CO2与NH3的物质的量之比保持不变
D．密闭容器中总压强保持不变
E．气体中形成6个N—H键的同时有2个C===O键断裂
(2)能使该反应的反应速率增大的是(
)(填序号)。
A．及时分离出CO2气体
B．适当升高温度
C．加入少量NH2COONH4(s)
D．选择高效催化剂
(3)如图所示，上述反应中断开反应物中化学键吸收的能量(
)形成生成物中化学键放出的能量(填“大于”“等于”或“小于”)。
19.
(12分)影响化学反应速率的因素很多，某校化学小组用实验的方法进行探究。
实验一：他们利用Cu、Fe、Mg和不同浓度的硫酸溶液(0.5
mol/L、2
mol/L、18.4
mol/L)，设计实验方案来研究影响反应速率的因素。
甲同学研究的实验报告如表：
(1)甲同学表中的实验步骤②为(
)。
(2)甲同学的实验目的是(
)。
乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响，利用如图所示装置进行定量实验。
(3)乙同学在实验中应该测定的数据是(
)。
(4)乙同学完成该实验应选用的实验药品是(
)。
实验二：已知2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O。在酸性高锰酸钾溶液与草酸(H2C2O4)溶液反应时，发现开始一段时间，反应速率较慢，溶液褪色不明显，但不久突然褪色，反应速率明显加快。
(5)针对上述实验现象，丙同学认为KMnO4与H2C2O4反应放热，导致溶液温度升高，反应速率加快。从影响化学反应速率的因素看，你认为还可能是(
)的影响。
(6)若用实验证明你的猜想，除酸性高锰酸钾溶液、草酸溶液外，还需要选择的试剂最合理的是(
)(填字母)。
A．硫酸钾
B．硫酸锰
C．二氧化锰
D．水
20.
(6分)化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。
Ⅰ.(1)图1是锌锰干电池的基本构造图。
锌锰干电池工作时，电路中每通过0.2
mol
e－，负极质量减少(
)g；工作时NH在正极放电产生两种气体，其中一种气体分子是含10e－的微粒，正极的电极反应式是2NH＋2e－===2NH3＋H2。
(2)关于该电池的使用和性能，说法正确的是(
)。
A．该电池可充电后反复使用
B．该电池可用于闹钟、收音机、照相机等
C．该电池使用后能投入火中，也可投入池塘中
D．该电池长时间连续工作后，糊状物可能流出，腐蚀用电器
Ⅱ.(3)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池，其电池总反应可表示为：Cd＋2NiO(OH)＋2H2O2Ni(OH)2＋Cd(OH)2，已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水但能溶于酸。以下说法正确的是(
)。
A．以上反应是可逆反应
B．反应环境为碱性
C．电池放电时Cd作负极
D．是一种二次电池
Ⅲ.(4)锂电池锂的摩尔质量小而比容量特别大，但是锂电池中的电解质溶液需用非水溶液配制，为什么这种电池不能使用电解质的水溶液？请用化学方程式表示其原因：(
)。
Ⅳ.美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型电源，其构造如图2所示：A、B两个电极均由多孔的碳块组成，通入的氢气和氧气由孔隙中逸出，并在电极表面发生电极反应而放电。
(5)A电极反应式为2H2－4e－＋4OH－===4H2O(或H2－2e－＋2OH－===2H2O)。
(6)若为飞行员提供了360
kg的水，则电路中通过了(
)
mol电子。
21．(10分)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。请回答：
(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是(
)，在导线中电子流动方向为(
)(用a、b表示)。
(2)负极反应式为2H2＋4OH－－4e－===4H2O(或H2＋2OH－－2e－===2H2O)。
(3)电极表面镀铂粉的原因为(
)。
(4)该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：
Ⅰ.2Li＋H22LiH
Ⅱ.LiH＋H2O===LiOH＋H2↑
①反应Ⅰ中的还原剂是(
)，反应Ⅱ中的氧化剂是(
)；
②已知LiH固体密度为0.82
g/cm3，用锂吸收224
L(标准状况)H2，生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为(
)。
③由②生成的LiH与H2O作用，放出的H2用作电池燃料，若能量转化率为80%，则导线中通过电子的物质的量为(
)
mol。
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