第六章 化学反应与能量【B卷·测试卷】-2024-2025学年高一化学同步单元AB卷（安徽专用，人教版2019必修第二册）

第六章 化学反应与能量 测试卷 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 S-32 Cl-35.5 第I卷 选择题(共42分） 一、选择题(本大题共14个小题，每题3分，共42分，每题只有一个选项符合题目要求。) 1．燃料和能源的发展推动了人类文明的进步。下列叙述不正确的是 A．钻木取火过程中存在化学变化 B．燃料的燃烧可将化学能转化为热能 C．燃料电池将热能转化为电能 D．太阳能光解水制氢属于新能源的利用 2．下列反应的能量变化与图示不相符的是 化学反应与能量变化的关系示意图 A．天然气燃烧 B．铝与稀硫酸反应 C．盐酸与氢氧化钠溶液反应 D．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl固体反应 3．下列反应不属于可逆反应的是 A．SO2溶于水和H2SO3分解 B．H2和O2化合成H2O和H2O分解 C．N2和H2化合成NH3和NH3分解 D．H2和I2化合成HI和HI分解 4．已知反应在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示反应速率最慢的是 A．v(NO2)= 0.7mol/(L·min) B．v(CO)=1.5mol/(L·min) C．v(N2)=0.04mol/(Ls) D．v(CO2)=0.1mol/(Ls) 5．关于下列四个装置说法错误的是 原电池装置示意图 普通锌锰电池示意图 A．铜电极质量增加 B．锌筒作负极，发生氧化反应 铅蓄电池示意图 燃料电池示意图 C．可充电，属于二次电池 D．内电路中电子由b极移向a极 A．A B．B C．C D．D 6．下列化学反应速率的测量中，测量依据不可行的是 选项 化学反应 测量依据(单位时间内) A 颜色深浅 B H2体积变化 C 压强变化 D 沉淀质量变化 A．A B．B C．C D．D 7．工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，其反应为。若该反应已达到化学平衡状态，则下列叙述正确的是 A．N2、H2完全转化为NH3 B．N2、H2、NH3的浓度一定相等 C．NH3的浓度保持不变 D．正、逆反应速率相等且等于零 8．某课外实验小组利用压强传感器、数据采集器和计算机等数字化实验设备，探究镁与不同浓度盐酸的反应速率，两组实验所用药品如表： 序号 镁条的质量/g 盐酸 物质的量浓度/ 体积/mL 1 0.01 1.0 2 2 0.01 0.5 2 实验结果如图所示，下列叙述不正确的是 A．该探究实验采用了控制变量法 B．若向实验2中加少量硫酸铜，曲线b可能变成曲线a C．理论上若时间足够长，最终反应生成的气体的量应该相同 D．曲线斜率可表征反应速率相对大小 9．已知在密闭容器中发生反应，经后，的物质的量减少。下列有关反应速率的说法正确的是 A．用B、C、D表示的反应速率大小关系为2v(B)= 3v(C)= 6v(D) B．用A表示的反应速率是0.4mol·L-1·min-1 C．用B表示反应在末的反应速率为0.3mol·L-1·min-1 D．增加A的量，化学反应速率加快 10．实验探究是提高学习效果的有力手段。某同学用如图所示装置研究原电池原理。下列说法错误的是 A．若图1中的Zn、Cu下端接触，可观察到Cu片上有无色气泡产生 B．图2中H+向Cu片移动 C．图1中气泡产生速度比图2快 D．图3中正极的电极反应式为Cu2++2e-=Cu 11．在一定温度下的恒容密闭容器中发生可逆反应： ，已知NH3(g)、O2(g)、NO(g)、H2O(g)的初始浓度分别为0.4mol·L-1、0.8mol·L-1、0.2mol·L-1、0.8mol·L-1当反应达到平衡时，各物质的浓度不可能为 A．c(NH3)=0.5mol·L-1 B．c(H2O)=1.3mol·L-1 C．c(NH3)+c(NO)=0.6mol·L-1 D．c(O2)=1.05mol·L-1 12．下列关于如图所示转置的叙述中，正确的是 A．该装置将电能转变为化学能 B．H+在铜片表面被氧化 C．电子从Cu片经导线流向Zn片 D．Zn为原电池的负极 13．在恒温恒容的容器中，当下列物理量不再发生变化时，能判断A(s)+2B(g)C(g)+D(g)已经达到化学平衡的是 ①2v逆(B)=v正(C)   ②各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比   ③某种气体的百分含量 ④混合气体的压强   ⑤混合气体的密度   ⑥混合气体的总物质的量   ⑦混合气体的平均相对分子质量   ⑧混合气体的颜色 A．②⑤⑥ B．②⑤⑦ C．③⑤⑦ D．②⑥⑦ 14．一定温度下密闭容器发生反应达平衡后，下列说法不正确的是 A．催化剂可增大反应速率，提高生产效率 B．平衡时O2、SO2、SO3的浓度不变 C．提高反应温度，可实现SO2的完全转化 D．通过调控反应条件，可以提高该反应进行的程度 第II卷 非选择题(共58分） 二、填空题（本大题共4个小题，共58分） 15．(16分)教材采用图Ⅰ实验装置测定锌与稀硫酸反应的速率。 图Ⅰ (1)检查图Ⅰ装置气密性的操作方法是 。 (2)分别取2g颗粒大小相同的锌粒分别与体积均为40mL的1mol/L硫酸、4mol/L硫酸反应，收集20mLH2时所需时间前者比后者 (填“长”或“短”)。 (3)同学们在实验操作中发现，本实验设计存在明显不足，例如(举两例) 。 (4)某化学兴趣小组对教材实验装置进行图Ⅱ所示改进，检查装置气密性后进行的实验操作有： 图Ⅱ a．在多孔塑料袋中装入锌粒； b．在锥形瓶中加入40mL1mol/L硫酸； c．塞好橡胶塞， (填操作)时，立即用秒表计时； d．注射器内每增加10mL气体时读取一次秒表。 (5)实验观察到锌与稀硫酸反应初期速率逐渐加快，其原因是 ，反应进行一定时间后速率逐渐减慢，原因是 。 (6)测得产生的体积与反应时间的关系曲线如下图所示，时间段氢气体积略有减小的原因是 ；在64s内用浓度表示的平均反应速率v(H+)＝ (此时，溶液体积仍为40mL，气体摩尔体积为25L/mol)。 16．（14分）I．化学反应中伴随着能量变化，探究各种能量变化是一永恒的主题。 (1)下列变化属于放热反应的是 (填序号)。写出d的化学方程式 。 a．生石灰溶于水        b．氢氧化钠固体溶于水       c．氢气与氯气化合 d氯化铵固体与氢氧化钡晶体混合搅拌                   e．盐酸和镁的反应 (2)下列图像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 (填序号)。 a．等质量的石墨和金刚石完全燃烧释放的热量相同 b．白磷和红磷互为同素异形体，相同条件下白磷比红磷稳定 c．1molN2(g)和1molO2(g)具有的总能量小于2molNO(g)具有的总能量 Ⅱ．如下图是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。 请回答下列问题： (3)当电解质溶液为稀硫酸时，a上有气泡产生，说明a为 极，金属性a b(填“<”或“>”) (4)当电极a为Al，电极b为Fe，电解质溶液为HCl溶液时，该电池的负极反应式为 。当反应中收集到标准状况下336ml气体时，消耗负极的物质的量为 mol。 17．（14分）甲醇(CH3OH)是重要的化工原料，应用前景广阔。工业上可以用CO2加氢来生产甲醇燃料，总反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。 I．某温度下，在体积为2L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，测得CH3OH和CO2的物质的量随时间变化如图所示。 (1)下列说法能表明该反应达到平衡状态的是 (填序号)。 A．容器内气体的压强保持不变 B．混合气体的平均相对分子质量不变 C．v逆(CO2)=3v正(H2)      D．混合气体的密度不变 E．n(CO2)︰n(H2)保持不变 F．CO2的物质的量分数不变 (2)a点正反应速率 (填“大于”、“等于”或“小于”)逆反应速率。 (3)前3min，用CH3OH表示的反应速率为 。平衡时CO2 的转化率为 。(计算结果均保留两位有效数字) Ⅱ．甲醇是优质的清洁燃料，可制作碱性甲醇燃料电池，工作原理如下图所示； (4)电极A为燃料电池的 (填“正”或“负”)极，该电极反应式为 。 (5)当电路中通过2mol电子时，消耗O2的体积为 L(标准状况)。 18．（14分）Ⅰ.氮元素形成的化合物种类十分丰富。请根据以下工业制硝酸的原理示意图回答含氮化合物相关的问题： (1)下列合成氨条件中，不能用化学平衡移动原理解释的是___________。 A．使用铁催化剂 B．采用500℃ C．移出液态NH3 D．压缩加压 (2)在氨合成塔中发生的氧化还原反应中，是 (填“氧化剂”或“还原剂”)。 (3)写出氧化炉中反应的化学方程式 。 (4)用NaClO溶液吸收硝酸尾气，可提高尾气中NO的去除率。其它条件相同，NO转化为NO3-的转化率随NaClO溶液初始pH (用稀盐酸调节)的变化如图所示。 ①在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl-和NO3-，其离子方程式为 。 ②NaClO溶液的初始越小，NO转化率越高，其原因是 。 Ⅱ.氨氧燃料电池具有很大的发展潜力，其工作原理如图所示。 (5)a电极的电极反应式是 ； (6)一段时间后，需向装置中补充KOH，请依据反应原理解释原因是 。 试卷第8页，共8页 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第六章 化学反应与能量 测试卷 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 S-32 Cl-35.5 第I卷 选择题(共42分） 一、选择题(本大题共14个小题，每题3分，共42分，每题只有一个选项符合题目要求。) 1．燃料和能源的发展推动了人类文明的进步。下列叙述不正确的是 A．钻木取火过程中存在化学变化 B．燃料的燃烧可将化学能转化为热能 C．燃料电池将热能转化为电能 D．太阳能光解水制氢属于新能源的利用 【答案】C 【详解】A．钻木取火包含物质的燃烧，属于化学变化，A正确； B．燃料的燃烧可将化学能转化为热能等形式的能量，B正确； C．燃料电池直接将化学能转化为电能，C错误； D．太阳能属于新能源，利用太阳能光解水制氢属于新能源的利用，D正确； 答案选C。 2．下列反应的能量变化与图示不相符的是 化学反应与能量变化的关系示意图 A．天然气燃烧 B．铝与稀硫酸反应 C．盐酸与氢氧化钠溶液反应 D．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl固体反应 【答案】D 【详解】A．燃烧反应属于放热反应，即天然气燃烧放出热量，A不符合题意； B．活泼金属与酸的反应属于放热反应，即铝与稀硫酸反应放出热量，B不符合题意； C．酸碱中和反应属于放热反应，即盐酸与氢氧化钠溶液反应放出热量，C不符合题意； D．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl固体的反应属于吸热反应，D符合题意； 故选D。 3．下列反应不属于可逆反应的是 A．SO2溶于水和H2SO3分解 B．H2和O2化合成H2O和H2O分解 C．N2和H2化合成NH3和NH3分解 D．H2和I2化合成HI和HI分解 【答案】B 【详解】A．SO2溶于水和H2SO3分解在相同的条件下能够同时进行，属于可逆反应，故A不选； B．H2O电解生成H2和H2燃烧生成H2O的反应条件不同，不属于可逆反应，故B选； C．N2跟H2化合生成NH3和NH3分解在相同的条件下能够同时进行，属于可逆反应，故C不选； D．H2和I2化合生成HI和HI分解在相同的条件下能够同时进行，属于可逆反应，故D不选； 故选B。 4．已知反应在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示反应速率最慢的是 A．v(NO2)= 0.7mol/(L·min) B．v(CO)=1.5mol/(L·min) C．v(N2)=0.04mol/(Ls) D．v(CO2)=0.1mol/(Ls) 【答案】A 【分析】同一化学反应中，同一时间段内，各物质的反应速率之比等于其计量数之比，把不同物质的反应速率换算成同一物质的反应速率进行比较，数值越小的反应速率越慢，同时注意单位的统一。 【详解】A．v(CO)=2v(NO2)=1.4mol/(L·min)； B．v(CO)=1.5mol/(L·min)； C．v(CO)=4v(N2)=0.16mol/(Ls)=9.6mol/(L·min)； D．v(CO)=v(CO2)=0.1mol/(Ls) =6mol/(L·min)； 反应速率大小顺序是C＞D＞B＞A，所以反应速率最慢的是A； 故选A。 5．关于下列四个装置说法错误的是 原电池装置示意图 普通锌锰电池示意图 A．铜电极质量增加 B．锌筒作负极，发生氧化反应 铅蓄电池示意图 燃料电池示意图 C．可充电，属于二次电池 D．内电路中电子由b极移向a极 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．锌做负极，铜做正极，铜离子得电子生成铜，铜电极质量增加，故A正确； B．锌锰电池中二氧化锰得电子做正极，锌失电子做负极，锌元素化合价升高，发生氧化反应，故B正确； C．铅蓄电池可充放电，属于二次电池，故C正确； D．氢气燃料电池中通入氢气的一极失电子做负极，通入氧气的一级得电子做正极，则a为负极b为正极，外电路电子由负极流向正极，则外电路中电子由a极移向b极，内电路中只有离子迁移，故D错误； 故选D。 6．下列化学反应速率的测量中，测量依据不可行的是 选项 化学反应 测量依据(单位时间内) A 颜色深浅 B H2体积变化 C 压强变化 D 沉淀质量变化 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】化学反应速率用单位时间内反应物的浓度的减少或生成物浓度的增加量来表示，据此定义解题： A．2NO2N2O4，NO2是红棕色气体，N2O4是无色气体，可以用单位时间内气体颜色的变化来衡量反应的快慢，可行，A不合题意； B．单位时间内H2体积变化多，速率快，可行，B不合题意； C． 该反应是体积不变的反应，反应前后压强始终不变，不可行，C符合题意； D．单位时间内产生的沉淀的质量越高，速率越快，可行，D不合题意； 故答案为：C。 7．工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，其反应为。若该反应已达到化学平衡状态，则下列叙述正确的是 A．N2、H2完全转化为NH3 B．N2、H2、NH3的浓度一定相等 C．NH3的浓度保持不变 D．正、逆反应速率相等且等于零 【答案】C 【详解】A．合成氨反应为可逆反应，可逆反应不可能完全进行，所以氮气和氢气不可能完全转化为氨气，故A错误； B．反应达到平衡时，氮气、氢气和氨气的浓度保持不变，但三者的浓度不一定相等，故B错误； C．反应达到平衡时，正逆反应速率相等，氮气、氢气和氨气的浓度保持不变，故C正确； D．化学平衡为动态平衡，所以反应达到平衡时，正逆反应速率相等，但不等于零，故D错误； 故选C。 8．某课外实验小组利用压强传感器、数据采集器和计算机等数字化实验设备，探究镁与不同浓度盐酸的反应速率，两组实验所用药品如表： 序号 镁条的质量/g 盐酸 物质的量浓度/ 体积/mL 1 0.01 1.0 2 2 0.01 0.5 2 实验结果如图所示，下列叙述不正确的是 A．该探究实验采用了控制变量法 B．若向实验2中加少量硫酸铜，曲线b可能变成曲线a C．理论上若时间足够长，最终反应生成的气体的量应该相同 D．曲线斜率可表征反应速率相对大小 【答案】B 【分析】镁的质量为0.01g，物质的量为=mol，实验1中盐酸中含有HCl的物质的量为0.002L×1mol/L=0.002mol，实验2中盐酸中含有HCl的物质的量为0.002L×0.5mol/L=0.001mol，根据Mg+ 2HCl = MgCl2 + H2↑，两实验中盐酸均过量，镁完全反应。 【详解】A．根据表格数据，只有酸浓度不同，其余条件相同，采用的是变量控制的研究方法，故A正确； B．加少量硫酸铜与镁发生置换反应生成铜单质，生成的铜单质附着在镁条上形成原电池，加快反应速率，根据分析可知，盐酸过量，因此由于镁条的量被消耗，导致产生的气体的量减少，而曲线b中气体的量是增加，故B错误； C．镁的质量为0.01g，物质的量为=mol，实验2中盐酸中含有HCl的物质的量为0.002L×0.5mol/L=0.001mol，根据Mg+ 2HCl = MgCl2 + H2↑，两实验中盐酸均过量，镁完全反应，只要时间足够长，最终反应生成的气体的量应该相同，故C正确； D．生成的气体越多，压强越大，因此曲线斜率越大，表示反应速率越快，可以用曲线斜率表征反应速率，故D正确； 故答案选B。 9．已知在密闭容器中发生反应，经后，的物质的量减少。下列有关反应速率的说法正确的是 A．用B、C、D表示的反应速率大小关系为2v(B)= 3v(C)= 6v(D) B．用A表示的反应速率是0.4mol·L-1·min-1 C．用B表示反应在末的反应速率为0.3mol·L-1·min-1 D．增加A的量，化学反应速率加快 【答案】A 【详解】A．反应速率之比等于化学计量数之比，用B、C、D表示的反应速率大小关系为2v(B)= 3v(C)= 6v(D)，故A正确； B．A是固体，反应过程浓度视为不变，不能作为表示反应速率的物质，故B错误； C．反应速率是指某一时段内的平均速率，不是某时刻的瞬时速率，故C错误； D．因A物质为纯固体，增加A的量，化学反应速率不变，故D错误； 故选A。 10．实验探究是提高学习效果的有力手段。某同学用如图所示装置研究原电池原理。下列说法错误的是 A．若图1中的Zn、Cu下端接触，可观察到Cu片上有无色气泡产生 B．图2中H+向Cu片移动 C．图1中气泡产生速度比图2快 D．图3中正极的电极反应式为Cu2++2e-=Cu 【答案】C 【详解】A．Zn、Cu直接接触就能构成闭合回路而形成原电池，稀硫酸作电解质溶液，锌为负极、铜为正极，正极上氢离子得到电子生成氢气，所以Cu上可看到有气体产生，故A正确； B．氢离子带正电荷，向正极移动，即向Cu移动，故B正确； C．图1没有形成原电池、图2形成原电池，图1中气泡产生速度比图2慢，故C错误； D．图3中正极的电极反应为铜离子得到电子发生还原反应得到铜，Cu2++2e-=Cu，故D正确； 故选C。 11．在一定温度下的恒容密闭容器中发生可逆反应： ，已知NH3(g)、O2(g)、NO(g)、H2O(g)的初始浓度分别为0.4mol·L-1、0.8mol·L-1、0.2mol·L-1、0.8mol·L-1当反应达到平衡时，各物质的浓度不可能为 A．c(NH3)=0.5mol·L-1 B．c(H2O)=1.3mol·L-1 C．c(NH3)+c(NO)=0.6mol·L-1 D．c(O2)=1.05mol·L-1 【答案】D 【分析】假设反应正向进行到底，则NH3(g)、O2(g)、NO(g)、H2O(g)的浓度分别为0mol·L-1、0.3mol·L-1、0.6mol·L-1、1.4mol·L-1假设反应逆向进行到底，则NH3(g)、O2(g)、NO(g)、H2O(g)的浓度分别为0.6mol·L-1、1.05mol·L-1、0mol·L-1、0.5mol·L-1，而实际上反应为可逆反应，都是不能进行到底的，则极值都是不能取到的，以此解题。 【详解】A．根据分析可知，氨气浓度在0mol·L-1~0.6mol·L-1，A正确； B．根据分析可知，水的浓度在1.4mol·L-1~0.5mol·L-1，B正确； C．根据氮元素守恒可知，c(NH3)+c(NO)=0.6mol·L-1，C正确； D．根据分析可知，氧气的最大浓度为1.05mol·L-1，但是由于是可逆反应，则这个数值不能取到，D错误； 故选D。 12．下列关于如图所示转置的叙述中，正确的是 A．该装置将电能转变为化学能 B．H+在铜片表面被氧化 C．电子从Cu片经导线流向Zn片 D．Zn为原电池的负极 【答案】D 【分析】锌和铜插在稀硫酸的电解质溶液中构成原电池，锌作负极发生氧化反应，铜作正极发生还原反应。 【详解】A．该装置是将化学能转化为电能的原电池，A错误； B．氢离子在铜片表面被还原生成氢气，B错误； C．电子从负极锌片经导线流向正极铜片，C错误； D．锌为原电池负极，失去电子发生氧化反应生成锌离子，D正确； 故选D。 13．在恒温恒容的容器中，当下列物理量不再发生变化时，能判断A(s)+2B(g)C(g)+D(g)已经达到化学平衡的是 ①2v逆(B)=v正(C)   ②各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比   ③某种气体的百分含量 ④混合气体的压强   ⑤混合气体的密度   ⑥混合气体的总物质的量   ⑦混合气体的平均相对分子质量   ⑧混合气体的颜色 A．②⑤⑥ B．②⑤⑦ C．③⑤⑦ D．②⑥⑦ 【答案】C 【详解】①2v逆(B)=v正(C)时，反应进行的方向相反，但B、C的速率之比不等于化学计量数之比，不能判断反应达平衡状态，①不符合题意； ②各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比，可能是反应进行过程中的某一阶段，不一定是平衡状态，②不符合题意； ③某种气体的百分含量不变，则正逆反应速率相等，反应达平衡状态，③符合题意； ④反应前后气体的分子数相等，混合气体的压强始终不变，反应不一定达平衡状态，④不符合题意； ⑤混合气体的质量发生变化、体积不变，则混合气体的密度不断改变，当密度不变时，反应达平衡状态，⑤符合题意； ⑥反应前后气体的分子数相等，则混合气体的总物质的量始终不变，反应不一定达平衡状态，⑥不符合题意； ⑦反应前后混合气体的总质量不断改变、物质的量不变，则混合气体的平均相对分子质量始终改变，当平均相对分子质量不变时，反应达平衡状态，⑦符合题意； ⑧混合气体呈无色，则混合气体的颜色不变时反应不一定达平衡状态，⑧不符合题意； 综合以上分析，③⑤⑦符合题意，故选C。 14．一定温度下密闭容器发生反应达平衡后，下列说法不正确的是 A．催化剂可增大反应速率，提高生产效率 B．平衡时O2、SO2、SO3的浓度不变 C．提高反应温度，可实现SO2的完全转化 D．通过调控反应条件，可以提高该反应进行的程度 【答案】C 【详解】A．催化剂可增大反应速率，提高单位时间内物质产量，提高生产效率，故A正确； B．平衡时正逆化学反应速率相等，各物质浓度不变，则O2、SO2、SO3的浓度不变，故B正确； C．反应为可逆反应，提高反应温度，可提高反应速率，但是不能实现SO2的完全转化，故C错误； D．通过调控反应条件，可以促进反应正向移动，提高该反应进行的程度，故D正确； 答案选C。 第II卷 非选择题(共58分） 二、填空题（本大题共4个小题，共58分） 15．(16分)教材采用图Ⅰ实验装置测定锌与稀硫酸反应的速率。 图Ⅰ (1)检查图Ⅰ装置气密性的操作方法是 。 (2)分别取2g颗粒大小相同的锌粒分别与体积均为40mL的1mol/L硫酸、4mol/L硫酸反应，收集20mLH2时所需时间前者比后者 (填“长”或“短”)。 (3)同学们在实验操作中发现，本实验设计存在明显不足，例如(举两例) 。 (4)某化学兴趣小组对教材实验装置进行图Ⅱ所示改进，检查装置气密性后进行的实验操作有： 图Ⅱ a．在多孔塑料袋中装入锌粒； b．在锥形瓶中加入40mL1mol/L硫酸； c．塞好橡胶塞， (填操作)时，立即用秒表计时； d．注射器内每增加10mL气体时读取一次秒表。 (5)实验观察到锌与稀硫酸反应初期速率逐渐加快，其原因是 ，反应进行一定时间后速率逐渐减慢，原因是 。 (6)测得产生的体积与反应时间的关系曲线如下图所示，时间段氢气体积略有减小的原因是 ；在64s内用浓度表示的平均反应速率v(H+)＝ (此时，溶液体积仍为40mL，气体摩尔体积为25L/mol)。 【答案】（每空2分） (1)关闭分液漏斗旋塞，拉动(或推压)注射器活塞，松手后活塞能恢复原位，则装置不漏气 (2)长 (3)硫酸难以顺利加入；分液漏斗中溶液滴下占据体积引起气体体积读数误差 (4)多孔塑料袋浸入稀硫酸 (5)反应放热，溶液温度升高 反应物消耗，硫酸浓度减小 (6)气体遇冷压缩 0.00125 mol/(L·s) 【分析】该实验的实验目的是测定锌与稀硫酸反应的速率，并探究影响反应速率的因素，通过改进实验装置和分析实验数据，得到反应物的浓度和反应温度对反应速率快慢有影响的实验结论。 【详解】（1）形成装置内外气压差是检查装置气密性常用的手段，则检查该装置的气密性的操作为关闭分液漏斗旋塞形成密闭系统，向外拉动(或推压)注射器的活塞一段距离后使装置内的气体压强减小(或增大)，若松手后，在外界大气压的作用下活塞能回到开始位置，说明装置的气密性良好，若松手后，活塞不能回到开始位置，说明装置气密性不好，故答案为：关闭分液漏斗旋塞，拉动(或推压)注射器活塞，松手后活塞能恢复原位，则装置不漏气； （2）稀硫酸溶液的浓度越大，溶液中氢离子浓度越大，与颗粒大小相同的锌反应生成氢气的反应速率越快，所以1mol/L硫酸与颗粒大小相同的锌反应的反应速率慢于4mol/L硫酸与锌反应的反应速率，收集25mL氢气所需时间长于4mol/L硫酸与锌反应所需时间，故答案为：长； （3）本实验设计的缺陷是反应生成的氢气会使装置中气体压强增大，不利于分液漏斗中的硫酸溶液顺利流下，且滴入的硫酸溶液会占据一定的体积，导致气体体积读数误差，故答案为：硫酸难以顺利加入；分液漏斗中溶液滴下占据体积引起气体体积读数误差； （4）由题意可知，塞好橡胶塞，将多孔塑料袋浸入稀硫酸，使锌与稀硫酸接触反应生成氢气后，立即用秒表计时测定注射器内每增加10mL气体所需的时间，故答案为：多孔塑料袋浸入稀硫酸； （5）锌与稀硫酸反应时，溶液中氢离子浓度减小会使反应速率减小，该反应为放热反应，反应放出的热量会使反应温度升高，反应速率加快，锌与稀硫酸反应初期速率逐渐加快说明温度对反应速率的影响大于氢离子浓度对反应速率的影响，反应进行一定时间后速率逐渐减慢说明氢离子浓度对反应速率的影响小于温度对反应速率的影响，故答案为：反应放热，溶液温度升高；反应物消耗，硫酸浓度减小； （6）t1～t2时间段氢气体积略有减小是因为热胀冷缩使气体的体积突然减小；锌与稀硫酸反应的离子方程式为Zn+2H+= Zn2++ H2↑，由图可知，64s时氢气的体积为40mL，则由方程式可知，反应消耗氢离子的浓度为=0.08mol/L，64s内氢离子的反应速率为=0.00125 mol/(L·s)，故答案为：气体遇冷压缩；0.00125 mol/(L·s)。 16．（14分）I．化学反应中伴随着能量变化，探究各种能量变化是一永恒的主题。 (1)下列变化属于放热反应的是 (填序号)。写出d的化学方程式 。 a．生石灰溶于水        b．氢氧化钠固体溶于水       c．氢气与氯气化合 d氯化铵固体与氢氧化钡晶体混合搅拌                   e．盐酸和镁的反应 (2)下列图像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 (填序号)。 a．等质量的石墨和金刚石完全燃烧释放的热量相同 b．白磷和红磷互为同素异形体，相同条件下白磷比红磷稳定 c．1molN2(g)和1molO2(g)具有的总能量小于2molNO(g)具有的总能量 Ⅱ．如下图是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。 请回答下列问题： (3)当电解质溶液为稀硫酸时，a上有气泡产生，说明a为 极，金属性a b(填“<”或“>”) (4)当电极a为Al，电极b为Fe，电解质溶液为HCl溶液时，该电池的负极反应式为 。当反应中收集到标准状况下336ml气体时，消耗负极的物质的量为 mol。 【答案】（每空2分） (1) ace Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+10H2O+2NH3↑ (2)c (3)正极 < (4) Al-3e-=Al3+ 0.01 【详解】（1）a．生石灰溶于水，反应生成氢氧化钙，属于放热反应，a符合题意； b．氢氧化钠固体溶于水是放热过程，但并非化学反应，b不符合题意； c．氢气与氯气化合反应生成氯化氢，属于放热反应，c符合题意； d．氯化铵固体与氢氧化钡晶体混合搅拌是吸热反应，d不符合题意； e．盐酸与镁反应放出氢气的过程属于放热反应，e符合题意； 故选ace。 d为氯化铵固体与氢氧化钡晶体混合搅拌反应生成氯化钡、氨气和水，反应的化学方程式为：Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+10H2O+2NH3↑； （2）a．由图可知，等质量的石墨和金刚石完全燃烧，金刚石燃烧释放的热量大于石墨燃烧释放的热量，a错误； b．白磷和红磷互为同素异形体，根据能量越低越稳定，则相同条件下红磷比白磷稳定，b错误； c．1molN2(g)和1molO2 (g)的总键能(1444kJ/mol)大于2molNO(g)的总键能(1264kJ/mol)，该反应属于吸热反应，因此1mol N2(g)和1mol O2 (g)具有的总能量小于2mol NO(g)具有的总能量，c正确； 故选c。 （3）当电解质溶液为稀硫酸时，a上有气泡产生，说明a电极上H+被还原生成H2，则a电极为正极；相对活泼金属作负极，则金属性：a<b； （4）当电极a为Al，电极b为Fe，电解质溶液为HCl溶液时，相对活泼金属作负极，则Al为负极，其电极反应式为Al−3e-=Al3+；当反应中收集到标准状况下336mL气体(物质的量为0.015mol)时，根据关系式：2Al～3H2，则消耗负极的物质的量为0.01mol。 17．（14分）甲醇(CH3OH)是重要的化工原料，应用前景广阔。工业上可以用CO2加氢来生产甲醇燃料，总反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。 I．某温度下，在体积为2L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，测得CH3OH和CO2的物质的量随时间变化如图所示。 (1)下列说法能表明该反应达到平衡状态的是 (填序号)。 A．容器内气体的压强保持不变 B．混合气体的平均相对分子质量不变 C．v逆(CO2)=3v正(H2)      D．混合气体的密度不变 E．n(CO2)︰n(H2)保持不变 F．CO2的物质的量分数不变 (2)a点正反应速率 (填“大于”、“等于”或“小于”)逆反应速率。 (3)前3min，用CH3OH表示的反应速率为 。平衡时CO2 的转化率为 。(计算结果均保留两位有效数字) Ⅱ．甲醇是优质的清洁燃料，可制作碱性甲醇燃料电池，工作原理如下图所示； (4)电极A为燃料电池的 (填“正”或“负”)极，该电极反应式为 。 (5)当电路中通过2mol电子时，消耗O2的体积为 L(标准状况)。 【答案】（每空2分） (1)ABF (2)大于 (3) 0.083mol·L-1·min-1 75% (4)负极 CH3OH+8OH-－6e-=CO32-+6H2O (5)11.2 【详解】（1）A．反应是气体体积减小的反应，如果没有平衡，向右进行时体系的压强会减小，现体系压强不变能说明反应达到平衡状态，故A选； B．反应是气体体积减小的反应，如果没有平衡，向右进行时气体的平均相对分子质量增大，现气体的平均相对分子质量不变能说明反应达到平衡状态，故B选； C．v逆(CO2)=3v正(H2)，反应的速率之比不等于计量数之比，正逆反应速率不相等，反应未达平衡，故C不选； D．容器是恒容的，反应物和生成物都是气体，混合气体的密度始终不变，故不能说明达到平衡，故D不选； E．由于n(CO2)：n(H2)的投料比等于计量数之比，改变量之比也等于计量数之比，故n(CO2)：n(H2)始终保持不变，故不能说明达到平衡，故E不选； F．如果未平衡则CO2的物质的量分数要改变，现CO2的物质的量分数不变能说明达到平衡，故F选； 答案为ABF； （2）由图像可知，a点未达平衡，正在从正向建立平衡的过程中，故正反应速率大于逆反应速率； （3）由图像可知，开始到3min时，甲醇生成了0.50mol，用CH3OH表示的反应速率为=0.083mol·L-1·min-1；由图像可知，到平衡时CO2转化了0.75mol，故平衡时CO2 的转化率为=75%； （4）A通入甲醇，为负极，在碱性介质中变为碳酸根，电极反应式为CH3OH+8OH-－6e-=CO32-+6H2O； （5）1molO2得到4mol电子，当电路中通过2mol电子时，消耗O2的物质的量为0.5mol，标况下体积为11.2L。 18．（14分）Ⅰ.氮元素形成的化合物种类十分丰富。请根据以下工业制硝酸的原理示意图回答含氮化合物相关的问题： (1)下列合成氨条件中，不能用化学平衡移动原理解释的是___________。 A．使用铁催化剂 B．采用500℃ C．移出液态NH3 D．压缩加压 (2)在氨合成塔中发生的氧化还原反应中，是 (填“氧化剂”或“还原剂”)。 (3)写出氧化炉中反应的化学方程式 。 (4)用NaClO溶液吸收硝酸尾气，可提高尾气中NO的去除率。其它条件相同，NO转化为NO3-的转化率随NaClO溶液初始pH (用稀盐酸调节)的变化如图所示。 ①在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl-和NO3-，其离子方程式为 。 ②NaClO溶液的初始越小，NO转化率越高，其原因是 。 Ⅱ.氨氧燃料电池具有很大的发展潜力，其工作原理如图所示。 (5)a电极的电极反应式是 ； (6)一段时间后，需向装置中补充KOH，请依据反应原理解释原因是 。 【答案】（每空2分） (1)AB (2)氧化剂 (3) (4) 3HClO+2NO+H2O=3Cl-+2NO3-+5H+ 溶液pH越小，溶液中HClO的浓度越大，氧化NO的能力越强 (5)2NH3－6e-+6OH-=N2+6H2O (6)氨气和氧气发生反应4NH3+3O2=2N2+6H2O，反应有水生成，溶液变稀，为了保持碱溶液的浓度不变，所以要补充KOH 【分析】在氨合成塔中氮气和氢气生成氨气，在氧化炉中NH3被氧化转变成NO和H2O，在吸收塔中，NO、空气中的氧气和水反应得到硝酸； 【详解】(1)A．催化剂加快反应速率，不改变平衡的移动，A符合题意； B．反应为放热反应，升高温度不利于平衡正向移动，采用500℃是为了催化剂活性温度，B符合题意； C．分离出氨气，减小了生成物浓度，利于平衡正向移动，C不符合题意； D．反应为气体分子数减小的反应，压缩加压利于平衡正向移动，D不符合题意； 故选AB。 （2）在氨合成塔中发生的反应是氮气和氢气生成氨气，氮元素的化合价从0价降低到-3价，所以N2是氧化剂。 （3）氧化炉中NH3与O2在加热和催化剂的作用下可以转变成NO和H2O，化学方程式为。 （4）①在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl-和NO3-，其离子方程式为：3HClO+2NO+H2O=3Cl-+2NO3-+5H+。 ②NaClO溶液的初始pH越小， NO转化率越高，其原因是：NaClO溶液的初始pH越小，即H+浓度越大，H++ClO-=HClO，HClO的浓度越大，氧化NO的能力越强。 （5）a电极是通入氨气的电极，失去电子，发生氧化反应，所以该电极作负极，电极反应式是2NH3－6e-+6OH-=N2+6H2O； （6）正极氧气得到电子被还原生成氢氧根离子，电池总反应为氨气和氧气发生反应4NH3+3O2=2N2+6H2O，生成的水会稀释KOH的浓度，则一段时间后，需向装置中补充KOH的原因是：氨气和氧气发生反应4NH3+3O2=2N2+6H2O，反应有水生成，溶液变稀，为了保持碱溶液的浓度不变，所以要补充KOH。 试卷第18页，共18页 / 学科网（北京）股份有限公司 $$