7 单元检测卷(一) 化学反应与能量变化-【金版新学案】2024-2025学年高中化学必修第二册同步课堂高效讲义配套练习（苏教版2019）

单元检测卷(一)　化学反应与能量变化 时间：90分钟　分值：100分 (本栏目内容在学生用书中以活页形式分册装订！) 一、选择题(本题包括20小题，每小题3分，共60分；每小题只有一个选项符合题目要求) 1．做好日常防护，抗击“新冠”疫情。防范疫情的下列做法中，与调控化学反应速率有关的是(　　) A．低温保存疫苗 B．佩戴医用口罩 C．经常开窗通风 D．使用洗手液洗手 A　[蛋白质遇高温变性，故疫苗要低温保存，以防止蛋白质变性，即降低温度反应速率减慢，故选A。] 2．下列物质发生的化学变化中，反应物总能量低于生成物总能量的是(　　) A．生石灰与水反应 B．二氧化碳与焦炭高温下反应 C．金属镁与稀硫酸反应 D．红磷在空气中燃烧 B　[A.生石灰与水反应，属于放热反应，反应物总能量高于生成物总能量，A项不符合题意；B.二氧化碳与焦炭高温下反应，属于吸热反应，反应物总能量低于生成物总能量，B项符合题意；C.金属镁与稀硫酸反应，属于放热反应，反应物总能量高于生成物总能量，C项不符合题意；D.红磷在空气中燃烧，属于放热反应，反应物总能量高于生成物总能量，D项不符合题意；答案选B。] 3．同学们设计了以下水果电池，其中正确的是(　　) C　[A.两电极都为铁电极，活泼性相同，不能构成原电池，A错误；B.两电极都为铜电极，活泼性相同，不能构成原电池，B错误；C.满足构成原电池的四个必要条件，能构成原电池，C正确；D.不能形成闭合回路，不能构成原电池，D错误；答案选C。] 4．化学能可与热能、电能等相互转化。下列表述不正确的是(　　) A．化学反应中一定伴随着能量变化 B．图1所示的装置能将化学能转变为电能 C．化学反应中能量变化的本质是化学键的断裂与形成 D．图2所示的反应物的总能量大于生成物的总能量 B　[A.化学反应的实质是旧化学键断裂新化学键生成，化学反应中一定伴随着能量变化，故A正确；B.图1没有形成闭合电路，不能将化学能转变为电能，故B错误；C.旧化学键断裂吸收能量、新化学键生成释放能量，化学反应中能量变化的本质是化学键的断裂与形成，故C正确；D.图2所示的反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应，故D正确；选B。] 5．已知反应CO＋2NON2O＋CO2在不同条件下的化学反应速率如下，其中反应速率最快的是(　　) A．v＝0.12 mol ·L－1·min－1 B．v＝0.03 mol ·L－1·s－1 C．v＝0.06 mol ·L－1·s－1 D．v＝0.04 mol ·L－1·s－1 D　[A.v＝0.12 mol ·L－1·min－1＝0.002 mol ·L－1·s－1；B.v＝v(CO2)＝0.03 mol·L－1·s－1；C.v＝v＝0.06 mol ·L－1·s－1×＝0.03 mol ·L－1·s－1；D.v＝v＝0.04 mol ·L－1·s－1；反应速率最快的是v＝0.04 mol ·L－1·s－1，选D。] 6．已知反应H2＋O2===H2O，反应过程中能量变化如图。下列说法不正确的是(　　) A．H2和O2的总能量高于H2O的能量 B．破坏1 mol O—H共价键需要吸收kJ的能量 C．2 mol H2O完全分解成2 mol H2和1 mol O2需要吸收2 kJ的能量 D．H2和O2反应生成2 mol H2O时放出的能量大于2c kJ A　[A.应为1 mol H2(g)和 mol O2(g)的总能量高于1 mol H2O(g)的能量，A项错误；B.如图，破坏2 mol O－H共价键需要吸收b kJ能量，则破坏1 mol O－H共价键需要吸收 kJ的能量，B项正确；C.根据题干中反应，1 mol H2O(g)分解时吸收能量为(b－a) kJ，则2 mol H2O完全分解成2 mol H2和1 mol O2需要吸收2 kJ的能量，C项正确；D.根据题干中反应，生成1 mol H2O(g)时，放出能量c kJ，H2O(g)转化为H2O(l)要放出能量，则H2和O2反应生成2 mol H2O时放出的能量大于2c kJ，D项正确；答案选A。] 7．将铜棒和铝棒用导线连接后插入浓硝酸溶液中，下列叙述中正确的是(　　) A．该装置能形成原电池，其中铝是负极 B．该装置能形成原电池，其中铜是负极 C．该装置不能形成原电池 D．以上说法均不正确 B　[A.该装置能形成原电池，铝在浓硝酸中钝化，铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮、水，铝是正极、铜是负极，故A错误、B正确；C.铜能够与浓硝酸发生氧化还原反应，该装置符合原电池构成条件，能形成原电池，故C错误；D.以上说法中B正确，故D错误；选B。] 8．将一张滤纸剪成四等份，用铜片、锌片、发光二极管、导线在玻璃片上连接成如图所示的装置，在四张滤纸上滴入稀H2SO4直至全部湿润，下列叙述正确的是(　　) A．锌片上发生还原反应 B．若用碳棒代替铜，电路中无电流通过 C．电子都是从铜片经外电路流向锌片 D．该装置至少有两种形式的能量转换 D　[A.锌作负极，失电子发生氧化反应，A错误；B.若用碳棒代替铜，碳棒能导电，电子也会由负极经外电路流向正极，电路中有电流通过，B错误；C.电子由负极锌片经外电路流向正极铜片，C错误；D.该装置存在化学能转化为电能，电能转化为光能，D正确；答案选D。] 9．煤炭与水蒸气在高温下反应制备的氢气称为“灰氢”。一定温度下，在恒容密闭容器中加入煤炭和水蒸气，发生反应：C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)。下列情况表明可逆反应达到平衡状态的是(　　) A．煤炭的浓度不随时间变化 B．气体压强不随时间变化 C．H2O(g)消耗速率等于CO生成速率 D．CO、H2浓度相等 B　[A.煤炭是固体，其浓度为定值，其浓度不随时间变化，不能说明反应达到平衡状态，A错误；B.该反应为反应前后气体分子数目改变的反应，气体压强不随时间变化，说明反应达到平衡状态，B正确；C.任何时刻，H2O消耗速率都等于CO生成速率，不能说明反应达到平衡状态，C错误；D.CO、H2浓度相等，不能说明正逆反应速率相等，也不能说明各物质浓度不变，因此不能说明反应达到平衡状态，D错误；答案选B。] 10．我国科学家最新开发的新型催化剂，实现甲烷制备乙酸：2CH4(g)＋2O2(g)CH3COOH(g)＋2H2O(g)，在恒容密闭容器中发生上述反应。下列说法错误的是(　　) A．其他条件不变，升高温度，反应速率增大 B．其他条件不变，充入惰性气体，反应速率减小 C．CH4、O2的反应速率相等 D．其他条件不变，加入催化剂能提高反应速率 B　[A.其它条件不变，升高温度，化学反应速率加快，A正确；B.其他条件不变，在恒容密闭容器中充入惰性气体，各气体浓度不变，则反应速率不变，B错误；C.化学反应速率之比等于化学方程式中物质系数之比，则CH4、O2的反应速率相等，C正确；D.其他条件不变，加入催化剂，能提高反应速率，D正确；故选B。] 11．800 ℃时，A、B、C三种气体在密闭容器中反应时浓度的变化如图所示。则以下说法错误的是(　　) A．发生的反应可表示为2A2B＋C B．前2 min，A的分解速率为0.2 mol ·L－1·min－1 C．2 min时，A、B、C的浓度之比为2∶3∶1 D．通过调控反应条件，可以提高该反应进行的程度 B　[A.由反应的浓度的变化之比等于化学计量数之比可得：Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)＝0.2 mol/L∶0.2 mol/L∶0.1 mol/L＝2∶2∶1，且B、C浓度增大为生成物，A浓度降低为反应物，则反应的化学方程式为2A2B＋C，选项A正确；B.由图可知前2 min A的Δc(A)＝0.2 mol/L，所以A的分解速率为v(A)＝＝0.1 mol ·L－1·min－1，选项B错误；C.2 min时，A、B、C的浓度分别为：0.2 mol/L、0.3 mol/L、0.1 mol/L，A、B、C的浓度之比为0.2 mol/L∶0.3 mol/L∶0.1 mol/L＝2∶3∶1，选项C正确；D.通过调控反应条件，如减小压强，可以提高该反应进行的程度，选项D正确；答案选B。] 12．《RSC Advances》报道了一种固体铁­空气电池(采用铁­石墨电极)，是大规模应用于牵引力最有可能的电化学动力源之一，有关该电池工作时说法错误的是(　　) A．电子由铁电极流向石墨电极 B．石墨电极本身发生还原反应 C．电池的正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．将化学能转化为电能 B　[A.电子由负极流向正极，即由铁电极流向石墨电极，故A正确；B.石墨作正极材料，正极上氧气发生得电子的还原反应，石墨本身不参与反应，故B错误；C.氧气在正极上得电子，发生还原反应，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故C正确；D.原电池是将化学能转化为电能的装置，故D正确；故答案选B。] 13．下列关于化学反应速率的说法中，正确的是(　　) ①反应4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(g)在2 L的密闭容器中进行，1 min后，NH3减少了0.12 mol ，则1 min末的化学反应速率为v(NO)＝0.06 mol ·L－1·min－1 ②H2(g)＋S(s) H2S(g)恒压下充入He，化学反应速率不变 ③增大压强，一定能加快化学反应速率 ④一定量的锌与过量的稀硫酸反应制取氢气，为减缓反应速率，可向其中加入CH3COONa溶液 ⑤煅烧黄铁矿时将矿石磨成粉末可以加快反应速率 ⑥用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率 ⑦光是影响某些化学反应速率的外界条件之一 A．①②⑦ B．①②⑤ C．④⑤⑦ D．③④⑥ C　[①反应4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(g)在2L的密闭容器中进行，1min后，NH3减少了0.12 mol ，则1min内的化学反应速率为v(NO)＝＝0.06 mol ·L－1·min－1，应为平均速率，①错误；②H2(g)＋S(s) H2S(g)恒压下充入He，容器体积增大，参与反应各气体浓度减小，化学反应速率减小，②错误；③增大压强，如没有气体参与反应或反应前后气体分子数目不变的反应，则不能加快化学反应速率，③错误；④一定量的锌与过量的稀硫酸反应制取氢气，加入CH3COONa溶液，醋酸根离子与氢离子结合生成醋酸分子，氢离子浓度降低，化学反应速率减慢，④正确；⑤煅烧黄铁矿时将矿石磨成粉末可以增大反应物接触面积，加快反应速率，⑤正确；⑥用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，若改用98%的浓硫酸，铁与浓硫酸常温下发生钝化，⑥错误；⑦光是影响某些化学反应速率的外界条件之一，如氯气和氢气在光照条件下可发生反应，⑦正确；综上分析，正确的为④⑤⑦，答案选C。] 14．可逆反应：2SO2＋O22SO3，达到化学反应限度的标志是(　　) ①消耗2 mol SO2的同时消耗2 mol SO3 ②SO2、O2与SO3的物质的量之比为2∶1∶2 ③反应混合物中，SO3的质量分数不再改变 A．①② B．①③ C．只有③ D．只有① B　[①消耗2 mol SO2的同时消耗2 mol SO3，一个正反应，一个逆反应，反应速率之比等于化学计量数之比，能作为判断平衡标志；②SO2、O2与SO3的物质的量之比为2∶1∶2，不能作为判断平衡标志；③反应混合物中，SO3的质量分数不再改变，浓度不再改变，能作为判断平衡标志；因此①③能作为化学反应限度的标志，故B符合题意。综上所述，答案为B。] 15．根据能量变化示意图，下列热化学方程式正确的是(　　) A．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　ΔH＝－(b－a) kJ·mol －1 B．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　ΔH＝－(a－b) kJ·mol －1 C．2NH3(l)===N2(g)＋3H2(g)　ΔH＝2(a＋b－c) kJ·mol －1 D．2NH3(l)===N2(g)＋3H2(g)　ΔH＝2(b＋c－a) kJ·mol －1 D　[A.由0.5N2(g)＋1.5H2(g)===NH3(g)　ΔH＝ －(b－a) kJ·mol －1可得出，N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　ΔH＝ －2(b－a) kJ·mol－1，A不正确；B.由A选项中的分析可知，N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　ΔH＝ －2(b－a) kJ·mol －1，B不正确；C.由0.5N2(g)＋1.5H2(g)===NH3(l)　ΔH＝－(b＋c－a) kJ·mol －1可知，2NH3(l)===N2(g)＋3H2(g)　ΔH＝2(b＋c－a) kJ·mol －1，C不正确；D.由C选项的分析可知，2NH3(l)===N2(g)＋3H2(g)　ΔH＝2(b＋c－a) kJ·mol －1，D正确；故选D。] 16．为探究H2O2分解反应快慢的影响因素，设计如下实验： 编号 温度 H2O2浓度 H2O2体积 催化剂 ① 20 ℃ 5% 5 mL 无 ② 20 ℃ 10% 5 mL 无 ③ 30 ℃ 5% 5 mL 无 ④ 30 ℃ 5% 5 mL MnO2 下列说法不正确的是(　　) A．对比实验①和②，可研究浓度对化学反应快慢的影响 B．对比实验①和③，可研究温度对化学反应快慢的影响 C．对比实验②和③，可研究温度和浓度对化学反应快慢的影响 D．对比实验③和④，可研究催化剂对化学反应快慢的影响 C　[A.实验①和②，过氧化氢浓度不同，其他条件相同，故可研究浓度对化学反应快慢的影响，A正确；B.实验①和③，只有温度不同，其他条件相同，故可研究温度对化学反应快慢的影响，B正确；C.实验②和③，温度和浓度都不同，无法判断，到底是什么因素影响的反应速率，C错误；D.实验③和④，其中实验③没有催化剂，实验④有催化剂，故可研究催化剂对化学反应快慢的影响，D正确；故选C。] 17．对图中的表述中正确的是(　　) A．图中两条线的交点可表示反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)达到了平衡 B．图中所介绍的电池使用后埋入地下会污染土壤，应投入火中焚烧彻底销毁 C．图可表示某化学反应属于放热反应，放出的能量为E1＋E2 D．图涉及的反应可能为N(aq) 2M(aq) D　[图中两条线的交点之后速率继续改变，表明反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)未达平衡，A项错误；电池使用后埋入地下会污染土壤，投入火中焚烧会产生大气污染物且会发生危险事故，B项错误；图可表示某化学反应属于放热反应，放出的能量为E2，C项错误；N为反应物、M为生成物，t s达平衡，且浓度变化量之比为2∶4，反应可能为N(aq) 2M(aq)，D项正确。] 18．普通水泥在固化过程中其自由水分子减少并形成碱性溶液。根据这一物理、化学特点，科学家发明了电动势法测水泥的初凝时间。此法的原理如图所示，反应的总方程式为：2Cu＋Ag2O===Cu2O＋2Ag。下列有关说法正确的是(　　) A．负极的电极反应式为Ag2O ＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－ B．测量原理示意图中，电子从Cu经溶液流向Ag2O/Ag电极 C．电池工作时，OH－向Cu电极移动 D．2 mol Cu和1 mol Ag2O的总能量低于1 mol Cu2O和2 mol Ag的总能量 C　[A.铜为负极，失去电子，负极的电极反应式为2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O，故A错误；B.测量原理示意图中，铜为负极，Ag2O/Ag为正极，电子从铜经外电路流向Ag2O/Ag电极，电子不能通过电解质溶液，故B错误；C.电池工作时，阴离子向负极移动，所以OH－向负极Cu移动，故C正确；D.原电池反应为放热反应，所以2 mol Cu与1 mol Ag2O的总能量高于1 mol Cu2O与2 mol Ag具有的总能量，故D错误；故选C。] 19．某干电池的工作原理如图所示，总反应为Zn＋2NH===Zn2＋＋2NH3↑＋H2↑，下列说法正确的是(　　) A．Zn电极为负极，Zn被还原 B．溶液中的NH向石墨电极移动 C．电子由Zn电极经含NH的溶液流向石墨电极 D．电流计指针发生偏转，说明该装置将电能转化为化学能 B　[A.Zn电极为负极，Zn被氧化，A项错误；B.溶液中的NH向石墨电极移动，B项正确；C.电子只能在导线中传递，C项错误D.该装置将化学能转化为电能，D项错误；故选B。] 20．某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述不正确的是(　　) A．a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出 B．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu2＋＋2e－===Cu C．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色 D．a和b用导线连接后，Fe片上发生还原反应，溶液中的Cu2＋向铜电极移动 D　[A.a和b不连接时，由于金属活动性Fe＞Cu，所以在铁片上会发生反应：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，在铁片有金属铜析出，A正确；B.a和b用导线连接时，形成了原电池，Cu作原电池的正极，在铜片上发生的反应为：Cu2＋＋2e－===Cu，B正确；C.无论a和b是否连接，Fe都会失去电子，变为Fe2＋，而Cu2＋会得到电子变为Cu，所以铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色，C正确；D.a和b用导线连接后，铁作负极，铜作正极，铁片上发生氧化反应，D错误；综上所述答案为D。] 二、非选择题(本题包括4小题，共40分) 21．(9分) (1)下列反应中，属于放热反应的是__________________(填序号，下同)，属于吸热反应的是______________。 ①煅烧石灰石　②木炭燃烧　③炸药爆炸　④酸碱中和　⑤生石灰与水作用制熟石灰　⑥食物因氧化而腐败 (2)用铜、银与硝酸银设计一个原电池，此电池的负极是________，负极的电极反应式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)用锌片、铜片连接后浸入稀硫酸溶液中，构成了原电池，工作一段时间，锌片的质量减少了3.25 g，铜表面析出了氢气________L(标准状况)，导线中通过________ mol 电子。 (4)某化学反应，设反应物的总能量为E1，生成物的总能量为E2，若E1>E2，则该反应为________热反应，该反应过程可以看成__________________________________________ __________________________________________________________________________。 (5)如图所示是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：____________________________________________________ __________________________________________________________________________。 答案：　(1)②③④⑤⑥　① (2)铜　Cu－2e－===Cu2＋ (3)1.12　0.1 (4)放　储存在物质内部的能量转化为热能释放出来 (5)NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g)　ΔH＝－234 kJ·mol－1 22．(10分)化学反应速率和化学反应限度与生产、生活密切相关。 (1)CH4、CH3OH、CO等都是重要的能源，也是重要的化工原料。为倡导“节能减排”和“低碳经济”，降低大气中CO2的含量，有效地开发利用CO2，工业上可以用CO2来生产甲醇燃料。在体积为2 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2O(g)。经测得CH3OH和CO2的物质的量随时间变化如图所示。 从反应开始到平衡，CO2的平均反应速率v＝____________。 (2)某学生探究锌(足量)与100 mL盐酸(2 mol ·L－1)反应过程中的速率变化，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．1 mol ·L－1H2SO4 　 D．CuSO4溶液 (3)某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂、温度对反应速率的影响，按照下述方案完成实验。 实验编号 反应物 催化剂 温度/ ℃ a 10 mL 10%的H2O2溶液 无 25 b 10 mL 20%的H2O2溶液 无 25 c 10 mL 20%的H2O2溶液 无 40 d 10 mL 20%的H2O2溶液 1～2滴0.1 mol ·L－1 FeCl3溶液 40 通过实验得到氧气的体积与时间的关系如图所示，回答下列问题： ①代表实验a的图示是____________。 ②实验c和d的目的是_____________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③通过表中对比实验，所得出的实验结论是__________________________。 解析：　(1)由图示可知，二氧化碳的物质的量变化量为：1.00 mol －0.25 mol ＝0.75 mol，v＝＝＝0.037 5 mol ·L－1·min－1。 (2)A.加入蒸馏水，降低酸的浓度，反应速率减慢，A可行；B.加入氯化钾溶液，氯化钾不参与反应，相当于加水稀释，降低酸的浓度，反应速率减慢，B可行；C.加入1 mol ·L－1H2SO4，H＋的浓度没变，反应速率不变，C不可行；D.加入CuSO4溶液，锌与硫酸铜反应置换出铜，形成原电池，加快反应速率，D不可行；答案选CD。 (3)①其他条件不变，增大反应物浓度或升高温度或加入合适的催化剂，化学反应速率增大，反应温度越高，使用合适的催化剂，反应物浓度越大，反应速率越大，实验a中H2O2浓度最小，没有使用催化剂，温度最低为25 ℃，则在实验a～d中反应速率最小，图中斜率越大，反应速率越大，则代表实验a的为Ⅳ。 ②实验c和d中，反应物浓度、反应温度相同，而实验d使用了催化剂，实验c没使用催化剂，所以实验c和d的目的是研究催化剂对反应速率的影响。 ③根据实验a和b可知，增大反应物浓度，反应速率增大；根据实验b和c可知，升高温度，反应速率增大；根据实验c和d可知，使用合适的催化剂，反应速率增大；通过对比实验，得出的实验结论是其他条件不变，增大反应物浓度或升高温度或加入合适的催化剂，化学反应速率增大。 答案：　(1)0.037 5 mol ·L－1·min－1　 (2)CD (3)①Ⅳ　②研究催化剂对反应速率的影响　③增大反应物浓度或升高温度或加入合适的催化剂，化学反应速率增大 23．(10分)以CO2生产甲醇(CH3OH)是实现“碳中和”的重要途径。其原理是CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)。 (1)该反应的能量变化如图所示，该反应为______(填“放热”或“吸热”)反应。 (2)恒容容器中，对于上述反应，下列措施能加快反应速率的是________。 A．升高温度 　 B．充入He C．加入合适的催化剂 　 D．降低压强 (3)在体积为2 L的密闭容器中，充入1 mol O2和3 mol H2，测得CO2、CH3OH的物质的量随时间变化如图。从反应开始到3 min末，用H2浓度变化表示的平均反应速率v(H2)＝________。 (4)在相同温度、容积不变的条件下，不能说明该反应已达平衡状态的是________。 A．CO2、H2的浓度均不再变化 B．体系压强不变 C．n(CH3OH)∶n(H2O)＝1∶1 D．H2的消耗速率与CH3OH的生成速率之比为3∶1 (5)用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构如图。 ①则电极c是________(填“正极” 或“负极”)，电极d的电极反应式________________________________________________________________________。 ②若线路中转移1 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。 解析：　(1)根据图示，1 mol CO2(g)、3 mol H2(g)总能量大于1 mol CH3OH(g)、1 mol H2O(g)的总能量，该反应为放热反应。 (2)A.升高温度，反应速率一定加快，故选A；B.恒容容器中，充入He，反应物浓度不变，反应速率不变，故不选B；C.催化剂能加快反应速率，故选C；D.降低压强，反应速率减慢，故不选D；选AC。 (3)从反应开始到3 min末，反应消耗0.50 mol CO2，所以同时消耗氢气的物质的量为1.50 mol，用H2浓度变化表示的平均反应速率v(H2)＝＝0.25 mol ·(L·min)－1。 (4)A.反应达到平衡，各物质浓度保持不变，CO2、H2的浓度均不再变化，反应达到平衡状态，故不选A；B.反应前后气体分子数目不同，压强是变量，体系压强不变，反应达到平衡，故不选B；C.CH3OH(g)、H2O(g)都是生成物，物质的量比始终是1∶1, n(CH3OH)∶n(H2O)＝1∶1，反应不一定平衡，故选C；D.H2的消耗速率与CH3OH的生成速率之比为3∶1，不能判断正逆反应速率是否相等，反应不一定平衡，故选D；选CD。 (5)①根据图示，电子由c流出，则电极c是负极，d是正极，氧气在正极得电子发生还原反应，电极d的电极反应式O2＋4e－＋4H＋===2H2O。 ②正极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，若线路中转移1 mol 电子，消耗0.25 mol 氧气，消耗的O2在标准状况下的体积为0.25 mol ×22.4 L/mol ＝5.6 L。 答案：　(1)放热 (2)AC (3)0.25 mol ·(L·min)－1　 (4)CD (5)负极　O2＋4e－＋4H＋===2H2O　5.6 24．(11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可放出92 kJ热量。如果将10 mol N2和足量H2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2L的密闭容器内，反应经过10 min后，生成10 mol NH3。 ①反应过程中形成的化学键是________(填写“离子键”或“共价键”)。 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．NH3的浓度保持不变 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，反应后溶液的温度________(填“升高”或“降低”)，反应物的总能量________产物的总能量(填写“高于”“低于”)。 (4)用CH4和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构如图： 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。 解析：　(1)合成氨反应是可逆反应，反应物不能完全转化，所以将10 mol N2和足量H2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)①反应过程中形成的是N－H键，为共价键。 ②a.反应进行到最大限度，即达到平衡状态，NH3的浓度保持不变，则说明反应达到平衡状态，a正确； b．N2、H2和NH3的体积分数之比为1∶3∶2，不能说明各物质的浓度保持不变，无法说明反应达到平衡状态，b错误； c．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错误； d．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目减小的反应，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；答案选ad。 (3)Al与稀盐酸反应放出热量，反应物的总能量高于生成物的总能量，反应后溶液温度升高。 (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，负极电极反应式为：CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋。 ②原电池中正极氧气得电子结合氢离子生成水，电极反应式为2O2＋8H＋＋8e－===4H2O，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。 答案：　(1)小于 (2)①共价键　②ad (3)升高　高于 (4)①正极　CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋　②11.2 学科网（北京）股份有限公司 $$