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（湖北专用，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 第I卷 选择题（共45分） 一、选择题：本题共15个小题，每小题3分。共45分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．下列反应中能量变化与其它不同的是 A．铝热反应 B．燃料燃烧 C．酸碱中和反应 D．Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl固体混合 2．下列叙述不正确的是（    ） A．我们日常使用的电能主要来自火力发电 B．火力发电过程中，化学能经过一系列能量转化过程，间接转化为电能 C．火力发电是将燃料中的化学能直接转化为电能的过程 D．在火力发电过程中，化学能转化为热能实际上是氧化还原反应发生的过程，伴随着能量的变化 3．将水蒸气通过红热的炭可产生水煤气，反应方程式为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)，该反应为吸热反应。下列措施中一定能加快化学反应速率的是 A．充入稀有气体 B．升高反应温度 C．增加C的物质的量 D．随时吸收CO、H2转化为CH3OH 4．有a、b、c、d四种金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下，由此可判断这四种金属的活动性顺序是 实验装置 实验现象 a极质量减小，b极质量增大 b极有气体产生，c极无变化 实验装置 实验现象 d极溶解，c极有气体产生 电流从a极流向d极 A．a>b>c>d B．b>c>d>a C．d>a>b>c D．a>b>d>c 5．如图是课外活动小组设计用化学电源使LED灯发光的装置。下列说法正确的是 A．溶液变成蓝色 B．装置中存在“化学能→电能→光能”的转换 C．如果将硫酸换成硫酸铜，导线中不会有电子流动 D．如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向改变 6．已知反应NO2(g)＋CO(g)NO(g)＋CO2(g)的能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．图中A→B为放热过程 B．该反应为吸热反应 C．断裂1 mol NO2和1 mol CO的化学键吸收的能量总和小于形成1 mol NO和1 mol CO2的化学键所释放的能量的总和 D．1 mol NO2(g)和l mol CO(g)的总能量低于1 mol NO(g)和1 mol CO2(g)的总能量 7．反应从正反应方向，经过2s后B的浓度减少了0.04 mol⋅L-1。下列说法正确的是 A．用A表示的反应速率是0.04 mol⋅L-1⋅s-1 B．在这2s内用B和C表示的反应速率的值是相同的 C．在2s末时的反应速率，用反应物B来表示是0.02 mol⋅L-1⋅s-1 D．2s后，D的物质的量为0.02mol 8．一定条件下，反应  ，达到平衡后改变某一条件，反应速率随时间变化图像如下，有关改变条件正确的是 A．图像A改变的条件是升高温度 B．图像B改变的条件是增大压强 C．图像C改变的条件是减少反应物浓度 D．图像D改变的条件是使用催化剂 9．一定温度下，反应N2O4(g)⇌2NO2(g)的焓变为ΔH。现将1molN2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是 A．①② B．②④ C．③④ D．①④ 10．研究表明，在一定条件下，气态HCN与CNH两种分子的互变反应过程能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．CNH(g)比HCN(g)更稳定 B．HCN(g)转化为CNH(g)一定要加热 C．断开1 mol HCN(g)中所有的化学键需要放出127.2 kJ的热量 D．1 mol HCN(g)转化为1mol CNH(g)需要吸收59.3 kJ的热量 11．根据下列实验操作和现象所得到的结论错误的是 选项 实验操作和现象 实验结论 A 铜粉加入稀硫酸中，无明显现象，再加入硝酸钾后溶液变蓝 硝酸钾起催化作用 B 向5 mL 0.2 mol·LKI溶液中滴加5~6滴相同浓度溶液，充分反应后滴入KSCN溶液，溶液变血红色 KI与的反应有一定限度 C 向溶液中滴加氢硫酸，产生淡黄色沉淀 具有氧化性 D 将相同大小的铜片和锌片插入苹果中，用导线在铜片和锌片之间串联一个电流表，发现电流表的指针发生偏转 水果电池产生电流 12．日常所用锌—锰干电池的电极分别为锌筒和石墨棒，以糊状作电解质，电极反应：，。下列说法不正确的是 A．锌筒为负极反应物 B．糊状起到离子导体的作用 C．为正极材料 D．干电池可实现化学能向电能的转化 13．室温下，探究溶液和KI溶液反应的限度，实验步骤如下。 步骤I：取溶液，向其中加入溶液，振荡，观察实验现象。 步骤II：继续向上述溶液中加入2mL苯，充分振荡后静置，观察实验现象。 步骤III：取下层溶液，向其中滴加5～6滴15％硫氰化钾溶液，观察溶液的颜色。 下列说法不正确的是 A．步骤I中反应的离子方程式： B．步骤II中通过分液可将水溶液与苯分离 C．步骤III中加入硫氰化钾溶液后溶液变红说明反应有一定限度 D．步骤III反应后溶液中大量存在、、、 14．硫及其化合物之间的转化在生产中有重要作用。接触法制硫酸中，制取的反应为(放热反应)。反应在有、无催化剂条件下的能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．该反应中存在极性共价键和非极性共价键的断裂和形成 B．使用催化剂能加快化学反应的速率并提高的转化率 C．达到化学平衡时，的消耗速率和的消耗速率相等 D．使用作催化剂时，温度越高，反应越快达到平衡 15．一种铁-空气电池的电池反应为：，原理如图所示，下列有关该电池的说法正确的是 A．b极为电池正极，发生氧化反应 B．当电路中转移电子时，消耗 C．a极的电极反应式为： D．电子由a极经负载流向b极，再经NaOH溶液回到a极 第II卷 非选择题（共55分） 二、非选择题（本大题共4个小题，共55分） 16．（14分）20世纪初德国化学家哈伯(F．Haber)发明工业合成氨，人工制出氮肥，粮食产量显著提高，为解决人类温饱做出重大贡献。回答下列问题： （1）合成氨的原料H2主要来源于煤的综合利用，如煤的气化：(吸热反应)，煤的气化反应过程中能量变化可表示为 (填字母)。    （2）一种新型的复合光催化剂(CQDs/纳米复合物)能以太阳光为能源，使水分解获得，其原理如图所示。反应①的化学方程式是 。      （3）工业合成氨反应过程中的能量变化如图所示。      ①合成氨反应中，断裂的化学键是 (填“极性键”或“非极性键”，下同)，形成的化学键是 。 ②生成17gNH3时，该反应 (填“吸收”或“放出”)的能量为 kJ。 17．（14分）某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验： 实验原理： 实验内容及记录 实验 编号 室温下，试管中所加试剂及其用量 室温下溶液褪色至 无色所需时间 溶液 溶液 溶液 请回答以下问题： 请完成上述实验设计表：_________，__________。 根据上表中的实验数据，可以得到的结论是_________________________________。 利用实验中数据计算，反应速率为___________________________。 该小组同学依据经验绘制了随时间变化趋势的示意图，如图所示。但有同学查阅已有的实验资料发现，该实验过程中随时间变化的趋势应如图所示。该小组同学根据图所示信息提出了新的假设，并继续进行实验探究。 该小组同学提出的假设是___________________________________________________________。 请你帮助该小组同学完成实验方案，并填写表中空白。 实 验 编 号 室温下，试管中所加试剂及其用量 室温下溶液褪色至 无色所需时间 溶液 溶液 溶液 少量_______ 若该小组同学提出的假设成立，应观察到的现象是__________________________________。 18．（14分）I．在2L密闭容器中，800℃时反应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）A点处，v(正) v(逆)，A点正反应速率 B点正反应速率(用“大于”、“小于”或“等于”填空)。 （2）图中表示NO2变化的曲线是 ；用O2表示从0～2s内该反应的平均速率v= ；达到平衡时，NO的转化率为 。 （3）能使该反应的反应速率增大的是 。 ①适当升高温度   ②及时分离出NO2气体   ③增大O2的浓度   ④选择高效的催化剂 II．原电池是一种能将化学能转化为电能的装置。 （4）氢氧燃料电池已用于航天飞机，以氢氧化钾溶液为电解质溶液的这种电池，在放电使用一段时间后，电解质溶液中的c(OH﹣)将 (填“增大”“减小”或“不变”)。 （5）如图是银锌原电池装置的示意图，以硫酸铜为电解质溶液。回答下列问题： 锌片上发生 反应(“氧化”或“还原”)，电极反应式为 。 19．（14分）I.能源是现代文明的原动力，化学电池在生产生活中有着广泛的应用。 （1）根据构成原电池的本质判断，下列反应可以设计成原电池的是 (填序号)。 A．CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(aq) B．NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) C．2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) D．Fe(s)+2FeCl3(aq)=3FeCl2(aq) Ⅱ.高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。 （2）放电时负极反应为 。 （3）放电时正极附近溶液的碱性 (填“增强”或“减弱”或“不变”)。 （4）放电时每转移 mol电子，正极有1molK2FeO4被还原。 Ⅲ.回答下列问题： （5）科学家研发出一种有利于“碳中和”的新电池系统，通过二氧化碳溶于水触发电化学反应，其工作原理如图所示(钠超离子导体只允许Na+通过)。系统工作时，下列有关说法中错误的是 。 A．Na+将从a极移动到b极 B．该电池的电解液可以换成更易导电的饱和NaCl溶液 C．b极区可能会发生Na++HCO=NaHCO3↓ D．b极区每生成1molH2转移2mol电子 Ⅳ.中国科学技术大学开发了一种高性能的水系锰基锌电池。其工作原理如图所示，已知该装置工作一段时间后，K2SO4溶液的浓度增大。 （6）正极的电极反应式为 。 （7）a膜为 (填“阳离子”或“阴离子”，下同)交换膜，b膜为 交换膜。 / 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 第I卷 选择题（共45分） 一、选择题：本题共15个小题，每小题3分。共45分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．下列反应中能量变化与其它不同的是 A．铝热反应 B．燃料燃烧 C．酸碱中和反应 D．Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl固体混合 【答案】D 【解析】铝热反应、燃料燃烧和酸碱中和反应均为放热反应，是将化学能转化为热能，而Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl固体混合是吸热反应，是将热能转化为化学能，故与其余三项的能量变化形式不同，答案选D项。 2．下列叙述不正确的是（    ） A．我们日常使用的电能主要来自火力发电 B．火力发电过程中，化学能经过一系列能量转化过程，间接转化为电能 C．火力发电是将燃料中的化学能直接转化为电能的过程 D．在火力发电过程中，化学能转化为热能实际上是氧化还原反应发生的过程，伴随着能量的变化 【答案】C 【解析】A.我们日常使用的电能主要来自火力发电，故A正确；B.火力发电的能量转化过程为：化学能热能机械能电能，故B正确；C.火力发电是将燃料中的化学能间接转化为电能的过程，故C错误；D.在火力发电过程中，燃料的燃烧实际上是氧化还原反应，伴随着能量的变化，故D正确；故选C。 3．将水蒸气通过红热的炭可产生水煤气，反应方程式为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)，该反应为吸热反应。下列措施中一定能加快化学反应速率的是 A．充入稀有气体 B．升高反应温度 C．增加C的物质的量 D．随时吸收CO、H2转化为CH3OH 【答案】B 【解析】A．充入稀有气体，容器体积不清楚是否变化，气体浓度不明确变化趋势，A不符合； B．升高反应温度，反应速率一定变快，B符合； C．增加C的物质的量，单质碳的浓度不变，不会带来化学反应速率的变化，C不符合； D．随时吸收CO、H2转化为CH3OH，反应物和产物浓度继续降低，速率减慢，D不符合； 故选B。 4．有a、b、c、d四种金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下，由此可判断这四种金属的活动性顺序是 实验装置 实验现象 a极质量减小，b极质量增大 b极有气体产生，c极无变化 实验装置 实验现象 d极溶解，c极有气体产生 电流从a极流向d极 A．a>b>c>d B．b>c>d>a C．d>a>b>c D．a>b>d>c 【答案】C 【解析】装置1，a极质量减小，b极质量增加，a极为负极，b极为正极，所以金属的活动性顺序a＞b； 装置2，b极有气体产生，c极无变化，所以金属的活动性顺序b＞c； 装置3，d极溶解，所以d是负极，c极有气体产生，所以c是正极，所以金属的活动性顺序d＞c； 装置4，电流从a极流向d极，a极为正极，d极为负极，所以金属的活动性顺序d＞a； 综上有，这四种金属的活动性顺序d＞a＞b＞c； 故选C。 5．如图是课外活动小组设计用化学电源使LED灯发光的装置。下列说法正确的是 A．溶液变成蓝色 B．装置中存在“化学能→电能→光能”的转换 C．如果将硫酸换成硫酸铜，导线中不会有电子流动 D．如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向改变 【答案】B 【解析】A．该装置组成锌铜原电池，锌作负极失去电子变成锌离子，铜作正极，铜本身不参与反应，溶液不会变成蓝色，A项错误；B．原电池是化学能转化为电能的装置，原电池产生的电能在电路中转化为LED灯的光能，所以装置中存在“化学能→电能→光能”的转换，B项正确；C．如果将硫酸换成硫酸铜，仍能形成原电池，导线中会有电子流动，C项错误；D．如果将锌片换成铁片，铁比铜活泼，铁仍旧作负极，电路中的电流方向不改变，D项错误；故选B。 6．已知反应NO2(g)＋CO(g)NO(g)＋CO2(g)的能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．图中A→B为放热过程 B．该反应为吸热反应 C．断裂1 mol NO2和1 mol CO的化学键吸收的能量总和小于形成1 mol NO和1 mol CO2的化学键所释放的能量的总和 D．1 mol NO2(g)和l mol CO(g)的总能量低于1 mol NO(g)和1 mol CO2(g)的总能量 【答案】C 【解析】A项，图中A→B的过程，能量升高，为吸热过程，错误；B项，生成物总能量小于反应物总能量，该反应为放热反应，错误；C项，该反应为放热反应，则断裂1 mol NO2和1 mol CO的化学键吸收的能量总和小于形成1 mol NO和1 mol CO2的化学键所释放的能量的总和，正确；D项，该反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，则1 mol NO2(g)和 lmol CO(g)的总能量高于1 mol NO(g)和1 mol CO2(g)的总能量，错误。 7．反应从正反应方向，经过2s后B的浓度减少了0.04 mol⋅L-1。下列说法正确的是 A．用A表示的反应速率是0.04 mol⋅L-1⋅s-1 B．在这2s内用B和C表示的反应速率的值是相同的 C．在2s末时的反应速率，用反应物B来表示是0.02 mol⋅L-1⋅s-1 D．2s后，D的物质的量为0.02mol 【答案】B 【解析】A．A是固体，不能表示反应速率，A错误； B．B和C的计量数相同，则在这2s内用B和C表示的反应速率的值是相同的，B正确； C．经过2s后B的浓度减少了0.04 mol⋅L-1，则v(B)=0.04 mol⋅L-1÷2s=0.02 mol⋅L-1⋅s-1，此速率为2s内的平均速率，不是在2s末时的反应速率，C错误； D．不知道容器的体积，无法计算，D错误。 故选B。 8．一定条件下，反应  ，达到平衡后改变某一条件，反应速率随时间变化图像如下，有关改变条件正确的是 A．图像A改变的条件是升高温度 B．图像B改变的条件是增大压强 C．图像C改变的条件是减少反应物浓度 D．图像D改变的条件是使用催化剂 【答案】D 【解析】A．升高温度则正、逆反应速率都会增大，而图像A中当时逆反应速率没有变，A错误；B．该反应气体分子数减小的反应，加压平衡正向移动，则增大压强，正速率会更大一些，B错误；C．减小反应物浓度时逆反应速率不变，C错误；D．使用催化剂平衡不移动，同时正、逆反应速率都增大，D正确；故选D。 9．一定温度下，反应N2O4(g)⇌2NO2(g)的焓变为ΔH。现将1molN2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是 A．①② B．②④ C．③④ D．①④ 【答案】D 【解析】①反应混合物的质量始终保持不变，但体积会发生变化，气体密度保持不变，说明达到平衡状态，故选； ②ΔH是恒量，不能作为判断平衡状态的标志，故不选； ③该反应是充入1  mol N2O4，正反应速率应是逐渐减小直至不变，③曲线趋势不正确，故不选； ④N2O4的转化率先增大，后保持不变，说明达到平衡状态，故选； 综上所述，①④正确，故选D。 10．研究表明，在一定条件下，气态HCN与CNH两种分子的互变反应过程能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．CNH(g)比HCN(g)更稳定 B．HCN(g)转化为CNH(g)一定要加热 C．断开1 mol HCN(g)中所有的化学键需要放出127.2 kJ的热量 D．1 mol HCN(g)转化为1mol CNH(g)需要吸收59.3 kJ的热量 【答案】D 【解析】A项，物质含有的能量越低，物质的稳定性就越强。根据图示可知等物质的量的HCN比CNH含有的能量更低，因此HCN比CNH更稳定，错误；B项，由图示可知HCN比CNH能量低，则HCN(g)→CNH(g)时会吸收能量，反应为吸热反应，但反应条件不一定需要在加热条件下进行，错误；C项，根据图示可知1 mol HCN(g)转化为中间状态的物质时需吸收186.5 kJ的热量，但由于该中间物质中仍然存在化学键，断裂化学键需吸收能量，因此1 mol HCN(g)中的所有化学键全部断开需要吸收的热量大于186.5 kJ，错误；D项，根据图示可知1 mol HCN(g)转化为1 mol CNH(g)需要吸收的能量为186.5 kJ－127.2 kJ＝59.3 kJ，正确。 11．根据下列实验操作和现象所得到的结论错误的是 选项 实验操作和现象 实验结论 A 铜粉加入稀硫酸中，无明显现象，再加入硝酸钾后溶液变蓝 硝酸钾起催化作用 B 向5 mL 0.2 mol·LKI溶液中滴加5~6滴相同浓度溶液，充分反应后滴入KSCN溶液，溶液变血红色 KI与的反应有一定限度 C 向溶液中滴加氢硫酸，产生淡黄色沉淀 具有氧化性 D 将相同大小的铜片和锌片插入苹果中，用导线在铜片和锌片之间串联一个电流表，发现电流表的指针发生偏转 水果电池产生电流 【答案】A 【解析】A．在酸性条件下，与铜粉发生反应生成NO和，此过程中硝酸钾参与了氧化还原反应，不是催化剂，A错误； B．向5 mL 0.2 mol·LKI溶液中滴加5~6滴相同浓度的溶液，和发生氧化还原反应生成和，过量，反应后，向水层中滴加KSCN溶液，溶液呈血红色，说明溶液中还含有，说明与的反应有一定限度，B正确； C．与发生氧化还原反应生成硫沉淀，反应中亚硫酸氢根离子中硫元素化合价降低被还原，是反应的氧化剂，表现氧化性，C正确； D．将相同大小的铜片和锌片插入苹果中，用导线在铜片和锌片之间串联一个电流表，发现电流表的指针发生偏转，说明有电流产生，D正确。 故选A。 12．日常所用锌—锰干电池的电极分别为锌筒和石墨棒，以糊状作电解质，电极反应：，。下列说法不正确的是 A．锌筒为负极反应物 B．糊状起到离子导体的作用 C．为正极材料 D．干电池可实现化学能向电能的转化 【答案】C 【分析】锌-锰干电池的电极分别为锌筒和石墨棒，以糊状NH4Cl作电解质，电极反应：Zn-2e-═Zn2+，2MnO2+2+2e-═Mn2O3+2NH3+H2O，Zn作负极，石墨碳棒电极为正极，原电池工作时，电子由负极经过导线流向正极，据此分析解答。 【解析】A．干电池中较活泼的金属锌作负极，故A正确； B．糊状NH4Cl起到离子导体的作用，阴阳离子定向移动形成电流，故B正确； C．干电池工作时，正极材料是石墨棒，故C错误； D．干电池是一次电池，可实现化学能向电能的转化，故D正确； 故选：C。 13．室温下，探究溶液和KI溶液反应的限度，实验步骤如下。 步骤I：取溶液，向其中加入溶液，振荡，观察实验现象。 步骤II：继续向上述溶液中加入2mL苯，充分振荡后静置，观察实验现象。 步骤III：取下层溶液，向其中滴加5～6滴15％硫氰化钾溶液，观察溶液的颜色。 下列说法不正确的是 A．步骤I中反应的离子方程式： B．步骤II中通过分液可将水溶液与苯分离 C．步骤III中加入硫氰化钾溶液后溶液变红说明反应有一定限度 D．步骤III反应后溶液中大量存在、、、 【答案】D 【解析】A．由题意可知，步骤I中发生的反应为铁离子与碘离子反应生成亚铁离子和碘，反应的离子方程式为，故A正确； B．苯不溶于水，所以步骤II中通过分液的方法将水溶液与苯分离，故B正确； C．由题意可知，碘化钾溶液与氯化铁溶液反应时，碘化钾溶液过量，若步骤III中加入硫氰化钾溶液后溶液变红说明溶液中存在铁离子，铁离子与碘离子的反应不可能完全反应，有一定限度，故C正确； D．溶液中铁离子会与硫氰酸根离子反应生成血红色的硫氰化铁，则铁离子不可能与硫氰酸根离子在溶液中大量共存，故D错误； 故选D。 14．硫及其化合物之间的转化在生产中有重要作用。接触法制硫酸中，制取的反应为(放热反应)。反应在有、无催化剂条件下的能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．该反应中存在极性共价键和非极性共价键的断裂和形成 B．使用催化剂能加快化学反应的速率并提高的转化率 C．达到化学平衡时，的消耗速率和的消耗速率相等 D．使用作催化剂时，温度越高，反应越快达到平衡 【答案】C 【解析】A．该反应中存在S-O极性共价键和O=O非极性共价键的断裂，形成了S-O极性共价键，没有形成非极性共价键，故A错误； B．使用催化剂能加快化学反应的速率，但是不能提高的转化率，故B错误； C．根据反应方程式，，达到化学平衡时，正逆反应速率相等，的消耗速率和的消耗速率相等，故C正确； D．使用作催化剂时，温度越高，分解越快，可能会降低反应速率，故D错误； 答案选C。 15．一种铁-空气电池的电池反应为：，原理如图所示，下列有关该电池的说法正确的是 A．b极为电池正极，发生氧化反应 B．当电路中转移电子时，消耗 C．a极的电极反应式为： D．电子由a极经负载流向b极，再经NaOH溶液回到a极 【答案】C 【解析】A．a极Fe被氧化为Fe(OH)2，为负极。b极O2被还原，为正极，发生还原反应，A项错误； B．未表明气体为标准状态下，B项错误； C．a极为负极，Fe失电子被氧化为Fe(OH)2，电极反应式正确，C项正确； D．电子不能通过电解质溶液，D项错误。 答案选C。 第II卷 非选择题（共55分） 二、非选择题（本大题共4个小题，共55分） 16．（14分）20世纪初德国化学家哈伯(F．Haber)发明工业合成氨，人工制出氮肥，粮食产量显著提高，为解决人类温饱做出重大贡献。回答下列问题： （1）合成氨的原料H2主要来源于煤的综合利用，如煤的气化：(吸热反应)，煤的气化反应过程中能量变化可表示为 (填字母)。    （2）一种新型的复合光催化剂(CQDs/纳米复合物)能以太阳光为能源，使水分解获得，其原理如图所示。反应①的化学方程式是 。      （3）工业合成氨反应过程中的能量变化如图所示。      ①合成氨反应中，断裂的化学键是 (填“极性键”或“非极性键”，下同)，形成的化学键是 。 ②生成17gNH3时，该反应 (填“吸收”或“放出”)的能量为 kJ。 【答案】（1）b （2）2H2OH2↑+H2O2 （3）非极性键 极性键 放出 44 【解析】（1）由题干信息可知，煤的气化：是一个吸热反应，即反应物总能量低于生成物总能量，故如图b所示，故答案为：b； （2）由题干反应历程图图示信息可知，反应①即H2O转化为H2O2和H2，故该转化的化学方程式是2H2OH2↑+H2O2，故答案为：2H2OH2↑+H2O2； （3）①工业上合成氨的方程式为：N2+3H22NH3，故合成氨反应中，断裂的化学键是N≡N键、H-H键均为非极性键，形成的化学键是N-H键，为极性键，故答案为：非极性键；极性键； ②由题干工业合成氨反应过程中的能量变化图示信息可知，N2+H2NH3 =1129kJ/mol-(324+389+460)kJ/mol=-44kJ/mol，故生成17gNH3即=1mol时，该反应放出的能量为44kJ，故答案为：放出；44。 17．（14分）某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验： 实验原理： 实验内容及记录 实验 编号 室温下，试管中所加试剂及其用量 室温下溶液褪色至 无色所需时间 溶液 溶液 溶液 请回答以下问题： 请完成上述实验设计表：_________，__________。 根据上表中的实验数据，可以得到的结论是_________________________________。 利用实验中数据计算，反应速率为___________________________。 该小组同学依据经验绘制了随时间变化趋势的示意图，如图所示。但有同学查阅已有的实验资料发现，该实验过程中随时间变化的趋势应如图所示。该小组同学根据图所示信息提出了新的假设，并继续进行实验探究。 该小组同学提出的假设是___________________________________________________________。 请你帮助该小组同学完成实验方案，并填写表中空白。 实 验 编 号 室温下，试管中所加试剂及其用量 室温下溶液褪色至 无色所需时间 溶液 溶液 溶液 少量_______ 若该小组同学提出的假设成立，应观察到的现象是__________________________________。 【答案】；； 其它条件相同时，草酸浓度越大，反应速率越快； ； 反应生成的对反应起到催化作用； ； 实验溶液褪色时间比实验短或褪色时间小于 【解析】依据控制变量法探究外界条件对化学反应速率的影响，可以知道，，则；； 根据上表中的实验数据，可以得到的结论是：其它条件相同时，草酸浓度越大，反应速率越快； 利用实验中数据计算，反应速率为； 由图可知反应开始后速率增大的比较快，说明反应生成的对反应起到催化作用； 与实验作对比实验，则加入的硫酸锰的量不同，其它条件必须相同，所以加入的少量固体为； 若该小组同学提出的假设成立，则反应速率加快，观察到实验溶液褪色时间比实验短或褪色时间小于。 18．（14分）I．在2L密闭容器中，800℃时反应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）A点处，v(正) v(逆)，A点正反应速率 B点正反应速率(用“大于”、“小于”或“等于”填空)。 （2）图中表示NO2变化的曲线是 ；用O2表示从0～2s内该反应的平均速率v= ；达到平衡时，NO的转化率为 。 （3）能使该反应的反应速率增大的是 。 ①适当升高温度   ②及时分离出NO2气体   ③增大O2的浓度   ④选择高效的催化剂 II．原电池是一种能将化学能转化为电能的装置。 （4）氢氧燃料电池已用于航天飞机，以氢氧化钾溶液为电解质溶液的这种电池，在放电使用一段时间后，电解质溶液中的c(OH﹣)将 (填“增大”“减小”或“不变”)。 （5）如图是银锌原电池装置的示意图，以硫酸铜为电解质溶液。回答下列问题： 锌片上发生 反应(“氧化”或“还原”)，电极反应式为 。 【答案】（1）大于 大于 （2）b 1.5×10-3mol•L-1•s-1(0.0015mol•L-1•s-1) 65% （3）①③④ （4）减小 （5）氧化 Zn﹣2e﹣=Zn2+ 【解析】（1）根据表中数据，一氧化氮的物质的量逐渐减小得到反应是正向进行建立平衡的，A点后反应物的浓度继续较小，所以A点正反应速率大于逆反应速率，即v(正)> v(逆)，随着反应的进行，反应物的浓度减小，反应速率减慢，A点正反应速率大于B点正反应速率，故答案为：大于；大于； （2）NO2是产物，随着反应的进行其浓度增大，平衡时NO浓度的变化量∆c(NO)=，根据反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)，∆c(NO2)= ∆c(NO)=0.0065mol/L，所以图中表示NO2变化的曲线是b；由表可知，0～2s内，由反应速率之比等于系数比，用O2表示从0～2s内该反应的平均速率v(O2)=0.5v(NO)= 0.0015mol•L-1•s-1；达到平衡时，NO的转化率为； （3）①适当升高温度，活化分子百分数增加，单位时间内有效碰撞次数增多，反应速率增大，故选； ②及时分离出NO2气体，生成物浓度减小，反应速率减慢，故不选；    ③增大O2的浓度，反应物浓度增大，反应速率增大，故选；    ④选择高效的催化剂，可降低反应的活化能，反应速率增大，故选；故选①③④； （4）氢氧燃料电池的总反应为2H2+O2=2H2O，反应生成水，溶液的体积增大，则电解质溶液中的c(OH﹣)将减小； （5）金属活泼性：Zn>Cu>Ag，该原电池中，锌失去电子，发生氧化反应，做负极，生成锌离子，电极反应式为Zn﹣2e﹣=Zn2+。 19．（14分）I.能源是现代文明的原动力，化学电池在生产生活中有着广泛的应用。 （1）根据构成原电池的本质判断，下列反应可以设计成原电池的是 (填序号)。 A．CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(aq) B．NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) C．2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) D．Fe(s)+2FeCl3(aq)=3FeCl2(aq) Ⅱ.高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。 （2）放电时负极反应为 。 （3）放电时正极附近溶液的碱性 (填“增强”或“减弱”或“不变”)。 （4）放电时每转移 mol电子，正极有1molK2FeO4被还原。 Ⅲ.回答下列问题： （5）科学家研发出一种有利于“碳中和”的新电池系统，通过二氧化碳溶于水触发电化学反应，其工作原理如图所示(钠超离子导体只允许Na+通过)。系统工作时，下列有关说法中错误的是 。 A．Na+将从a极移动到b极 B．该电池的电解液可以换成更易导电的饱和NaCl溶液 C．b极区可能会发生Na++HCO=NaHCO3↓ D．b极区每生成1molH2转移2mol电子 Ⅳ.中国科学技术大学开发了一种高性能的水系锰基锌电池。其工作原理如图所示，已知该装置工作一段时间后，K2SO4溶液的浓度增大。 （6）正极的电极反应式为 。 （7）a膜为 (填“阳离子”或“阴离子”，下同)交换膜，b膜为 交换膜。 【答案】（1）CD （2）Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2 （3）增强 （4）3 （5）B （6）MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O （7）阴离子 阳离子 【解析】（1）放热的氧化还原反应能够设计成原电池， A．反应CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(aq)不是氧化还原反应，故A不选； B．NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) 不是氧化还原反应，故B不选； C．2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)是放热的氧化还原反应，故C选； D．反应Fe(s)+2FeCl3(aq)=3FeCl2(aq) 是放热的氧化还原反应，故D选； 故选CD。 （2）放电时Zn作负极，发生氧化反应，由方程式可知Zn在负极转化为Zn(OH)2，负极反应为：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2。 （3）放电时K2FeO4作正极，发生还原反应，由方程式可知K2FeO4在正极转化为Fe(OH)3，正极反应为： FeO+3e-+4H2O=Fe(OH)3+5OH-，放电时正极附近会消耗水产生OH-，因此溶液的碱性增强。 （4）由正极电极方程式可知，放电时每转移3mol电子，正极有1molK2FeO4被还原。 （5）A．由电池工作原理示意图可知反应中Na被氧化为Na+，则a极为原电池的负极，b极为原电池的正极，Na+将从a极移动到b极，故A正确； B．Na和水会剧烈反应产生氢气，该电池的电解液不可以换成更易导电的饱和NaCl溶液，故B错误； C．系统工作时，b正极上二氧化碳溶于水电离出的H+得电子被还原生成H2，电极反应式为2CO2+2H2O+2e-=2HCO+H2，碳酸氢根与移动过来的钠离子结合成碳酸氢钠，所以b极区可能会析出碳酸氢钠固体，离子方程式为：Na++HCO=NaHCO3↓，故C正确； D．系统工作时，b正极上的电极反应式为2CO2+2H2O+2e-=2HCO+H2，每生成1molH2转移2mol电子，故D正确； 故选B。 （6）MnO2在正极得到电子生成Mn2+，电极反应式为：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O。 （7）由装置工作一段时间后K2SO4溶液的浓度增大可知，a膜为能使SO通过的阴离子交换膜，b膜为能使K+通过的阳离子交换膜。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$