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（天津专用，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） 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．下列设备工作时，将化学能转化为热能的是 A．硅太阳能电池 B．锂离子电池 C．太阳能集热器 D．燃气灶 2． 化学反应速率和限度的研究对日常生活和工业生产有着重要意义。下列有关说法错误的是 A．向炉膛内鼓风、用煤粉代替煤块都可以使炉火更旺 B．将肉类食品进行低温冷藏，能使其永远不会腐败变质 C．工业合成氨时，使用过量的，也不可能使的转化率达到100% D．我国西周时期已经发明了用酒曲酿酒，其原理是催化剂能改变反应速率 3． 已知反应的能量变化如图所示，下列说法正确的是（    ） A．该反应为放热反应 B．该反应吸收的能量为 C．反应物的总能量高于生成物的总能量 D．该反应只有在加热条件下才能进行 4．根据反应，设计如图所示原电池。下列说法错误的是 A．X可以是石墨或银 B．Y是硝酸银溶液，移向X C．电流从X沿导线流向铜 D．X极上的电极反应式为 5．一定温度下，在某密闭容器中发生反应：2HI(g)H2(g)＋I2(g)  ΔH>0，若15s内c(HI)由0.1mol·L－1降到0.07mol·L－1，则下列说法正确的是（    ） A．0～15 s内用I2表示的平均反应速率为v(I2)＝0.002 mol·L－1·s－1 B．c(HI)由0.07 mol·L－1降到0.05 mol·L－1所需的反应时间小于10 s C．升高温度正反应速率加快，逆反应速率减慢 D．减小反应体系的体积，化学反应速率加快 6．下列四个常用电化学装置的叙述错误的是 图Ⅰ水果电池 图Ⅱ干电池 图Ⅲ铅蓄电池 图Ⅳ氢氧燃料电池 A．图Ⅰ所示电池中，电子从锌片流出 B．图Ⅱ所示干电池中锌作负极 C．图Ⅲ所示电池为二次电池，放电时正极的电极反应式为Pb-2e-＋=PbSO4 D．图Ⅳ所示电池中正极反应为： 7． 在一定条件下，在2L密闭容器中发生反应：3A(g)+B(g)⇌2C(g)。开始时加入4molA、6molB、2mol C，在5min末测得C的物质的量是4mol。下列说法不正确的是 A．用A的浓度变化表示反应的平均速率0.1mol/(L·min) B．在5min末测得B的浓度为2.5mol/L C．若再充入1mol B化学反应速率会增大 D．若将容器的体积变为3L，化学反应速率降低 8． 一定温度下，在某密闭容器中发生反应：2HI(g)H2(g)＋I2(g)  ΔH>0，若15s内c(HI)由0.1mol·L－1降到0.07mol·L－1，则下列说法正确的是（    ） A．0～15 s内用I2表示的平均反应速率为v(I2)＝0.002 mol·L－1·s－1 B．c(HI)由0.07 mol·L－1降到0.05 mol·L－1所需的反应时间小于10 s C．升高温度正反应速率加快，逆反应速率减慢 D．减小反应体系的体积，化学反应速率加快 9．某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H+，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H2+O2=2H2O，下列有关说法正确的是 A. 电子通过外电路从b极流向a极 B. b极上的电极反应式为：O2+2H2O+4e--=4OH-- C. 每转移0.1mol电子，消耗1.12L的H2 D. H+由a极通过固体酸电解质传递到b极 10． 在一定温度下，向容积固定的密闭容器中通入一定量的和，进行合成氨反应，反应过程中部分气体的物质的量n随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是 A．Y表示的物质是 B．时， C．时，Y的转化率为33.3% D．a、b两点的正反应速率： 11． 科学家用X射线激光技术观察到与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如图： 下列说法正确的是 A．该能量图也可以表示碳酸氢钠与柠檬酸的反应过程 B．所具有的能量比和O要高 C．状态I→II的过程可以说明，形成化学键会向环境放出能量 D．状态I→II→III的过程中，反应体系经历了吸收和放出能量的过程 12．氢氧燃料电池已用于航天飞机。以30%KOH溶液为电解质溶液的这种电池在使用时的电极反应如下：2H2+4OH--4e-=4H2O、O2+2H2O+4e-=4OH-，据此作出判断，下列说法中错误的是 A．供电时的总反应是：2H2+O2＝2H2O B．产物为无污染的水，属于环境友好电池 C．燃料电池的能量转化率无法达到100% D．H2在负极发生还原反应 13．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，探究镁与不同浓度的盐酸的反应速率，两组实验所用试剂如下：实验结果如图所示。结合图表分析，下列说法错误的是 序号 镁条的质量/ 盐酸 物质的量浓度/() 体积/ 1 0.01 1.0 2 2 0.01 0.5 2    A．曲线的斜率可以表征反应速率 B．两个实验中盐酸均过量，镁条不足，理论上若时间足够长，最终反应生成的气体的量应该相同 C．若改变镁条的质量，两条曲线的斜率都变大 D．保持其他条件不变，将盐酸换成同浓度的稀硫酸，单位时间内压强变化值将增大 14．科学家设计了一种以石墨为电极、稀硫酸为电解质溶液处理废气的电池，其工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．电子由电极a流向电极b B．一段时间后，电解质溶液的增大 C．理论上每消耗，可产生 D．电极b的电极反应式： 第II卷 非选择题（共58分） 二、非选择题（本大题共5个小题，共58分） 15．（10分）微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用。有一种银锌电池，其电极材料分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应式为Zn+2OH−−2e−=Zn(OH)2，Ag2O+H2O+2e−=2Ag+2OH−。 根据上述反应信息，完成下列题目。 (1)判断下列叙述中正确的是 (填字母)。 A．在使用过程中，电解质KOH不断被消耗 B．使用过程中，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极 C．Zn是负极，Ag2O是正极 D．Zn电极发生还原反应，Ag2O电极发生氧化反应 (2)写出电池的总反应式： 。 (3)使用时，负极区的c(OH−) (填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，正极区的c(OH−) ，电解质溶液的c(OH−) 。 16.（10分）(1)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。 实验发现，反应后①中的温度升高，②中的温度降低。由此判断铝条与盐酸的反应是 热反应，Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是 热反应。反应 (填①或②)的能量变化可用图(b)表示。 (2)一定量的氢气在氧气中充分燃烧并放出热量。若生成气态水放出的热量为Q1，生成液态水放出的热量为Q2，那么Q1 (填大于、小于或等于)Q2。 (3)已知：4HCl＋O2=2Cl2＋2H2O，该反应中，4 mol HCl被氧化，放出115.6 kJ的热量，则断开1 mol H—O键与断开1 mol H—Cl键所需能量相差约为 kJ。 17．（14分）氮及其化合物在科技、社会生活中有着广泛的应用。请按要求回答下列问题。 (1)氨气可作为脱硝剂，在恒温恒容密闭容器中充入一定量的NO和NH3，在一定条件下发生反应：6NO(g)+4NH3(g)⇌5N2(g)+6H2O(g)。 ①能说明该反应已达到平衡状态的标志是 。 a.反应速率v(NH3)=v(N2) b.容器内压强不再随时间而发生变化 c.容器内N2的物质的量分数不再随时间而发生变化 d.容器内n(NO)∶n(NH3)∶n(N2)∶n(H2O)=6∶4∶5∶6 e.12molN-H键断裂的同时生成5molN≡N键 f.混合气体的总质量不随时间的变化而变化 ②某次实验中测得容器内NO及N2的物质的量随时间变化如图所示，图中b点对应的速率关系是v(正) v(逆)(填﹥、﹤或=)，d点对应的速率关系是v(正) v(逆)(填﹥、﹤或=)。 (2)298K时，若已知生成标准状况下2.24LNH3时放出热量为4.62kJ。在该温度下，取1molN2和3molH2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应。测得反应放出的热量总小于92.4kJ，其原因是 。 (3)一定条件下，在2L密闭容器内，反应2NO2(g)N2O4(g)ΔH=-180kJ·mol-1，n(NO2)随时间变化如下表： 时间/s 0 1 2 3 4 5 n(NO2)/mol 0.040 0.020 0.010 0.005 0.005 0.005 ①用N2O4表示0～2s内该反应的平均速率为 。在第5s时，NO2的转化率为 。(转化率是指某一反应物转化的百分率。) ②根据上表可以看出，随着反应进行，反应速率逐渐减小，其原因是 。 18．（14分）I．为比较和对分解的催化效果，某化学研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。请回答相关问题： (1)定性分析：如图甲可通过观察 的快慢，定性比较得出结论。有同学提出将改为 更为合理，其理由是 。 (2)定量分析：如图乙所示，实验时均以生成气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是 。 (3)查阅资料得知：将作为催化剂的溶液加入溶液后，溶液中会发生两个氧化还原反应，且两个反应中均参加了反应，试从催化剂的角度分析，这两个氧化还原反应的离子方程式分别是和 。 Ⅱ．欲用如图所示实验来证明是分解反应的催化剂。 (4)该实验不能达到目的，若想证明是催化剂还需要确认 。 (5)写出在二氧化锰作用下发生反应的化学方程式： 。 19. （10分）二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池将化学能转变成电能的同时，实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，降低了成本提高了效益，其原理如图所示。请回答下列问题： （1）Pt1电极附近发生的反应为______________________________ （2）Pt2电极附近发生的反应为______________________________ （3）该电池放电时电子从______电极经过外电路流到_____电极（填“Ptl”、“Pt2”）。 （4）相同条件下，放电过程中消耗的和的体积比为_____________。 7 / 8 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） 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．下列设备工作时，将化学能转化为热能的是 A．硅太阳能电池 B．锂离子电池 C．太阳能集热器 D．燃气灶 【答案】D 【详解】A. 硅太阳能电池是把太阳能转化为电能，A错误； B. 锂离子电池将化学能转化为电能，B错误； C. 太阳能集热器将太阳能转化为热能，C错误； D. 燃气灶将化学能转化为热能，D正确， 答案选D。 2． 化学反应速率和限度的研究对日常生活和工业生产有着重要意义。下列有关说法错误的是 A．向炉膛内鼓风、用煤粉代替煤块都可以使炉火更旺 B．将肉类食品进行低温冷藏，能使其永远不会腐败变质 C．工业合成氨时，使用过量的，也不可能使的转化率达到100% D．我国西周时期已经发明了用酒曲酿酒，其原理是催化剂能改变反应速率 【答案】B 【详解】A．相同条件下，增大反应物的浓度或增大反应物的接触面积均可加快反应速率，所以向炉膛内鼓风、用煤粉代替煤块都可以使炉火更旺，A正确； B．低温冷藏只能减慢肉类食品的变质速率，并不能使其永远不会腐败变质，B错误； C．工业合成氨反应是可逆反应，使用过量的，也不能完全转化，即不可能使的转化率达到100%，C正确； D．酒曲中含有酶，在酿酒过程中作催化剂，能加快反应速率，D正确； 故选B。 3． 已知反应的能量变化如图所示，下列说法正确的是（    ） A．该反应为放热反应 B．该反应吸收的能量为 C．反应物的总能量高于生成物的总能量 D．该反应只有在加热条件下才能进行 【答案】B 【详解】A.由图象可知反应物的总能量低于生成物的总能量，该反应是吸热反应，故A错误； B.由图象可知：该反应吸收的总能量=断键吸收的总能量-成键放出的总能量，故B正确； C.由图象可知反应物的总能量低于生成物的总能量，故C错误； D.某些吸热反应不需要加热也可以发生，如和的反应是吸热反应，，故D错误； 故答案：B。 4．根据反应，设计如图所示原电池。下列说法错误的是 A．X可以是石墨或银 B．Y是硝酸银溶液，移向X C．电流从X沿导线流向铜 D．X极上的电极反应式为 【答案】B 【详解】A．在反应中Cu元素从0价升高到+2价，发生氧化反应，铜电极作负极，Ag元素从+1价降低到0价，发生还原反应，X电极作正极，X可以是不如活泼的，也可以是石墨，A正确； B．当电解质溶液Y是硝酸银溶液时，电解质溶液中的阴离子向负极移动，Cu作负极，则移向Cu，B错误； C．原电池中电流由正极流向负极，因此电流的流向为：导线，C正确； D．X电极作正极，由总反应式()可知，电解质溶液中的Ag+得电子被还原为Ag，其电极反应为：，D正确； 故选B。 5．一定温度下，在某密闭容器中发生反应：2HI(g)H2(g)＋I2(g)  ΔH>0，若15s内c(HI)由0.1mol·L－1降到0.07mol·L－1，则下列说法正确的是（    ） A．0～15 s内用I2表示的平均反应速率为v(I2)＝0.002 mol·L－1·s－1 B．c(HI)由0.07 mol·L－1降到0.05 mol·L－1所需的反应时间小于10 s C．升高温度正反应速率加快，逆反应速率减慢 D．减小反应体系的体积，化学反应速率加快 【答案】D 【详解】A. 0∼15s内c(HI)由0.1mol⋅L−1降到0.07mol⋅L−1，v(HI)= =0.002mol/(L⋅s)，由速率之比等于化学计量数之比可知v(I2)=0.002mol/(L⋅s)×=0.001mol/(L⋅s)，A项错误； B. 若速率不变，c(HI)由0.07 mol⋅L−1降到0.05 mol⋅L−1所需的反应时间为 =10s，但随反应进行浓度减小，反应速率减小，则c(HI)由0.07 mol⋅L−1降到0.05 mol⋅L−1所需的反应时间大于10 s，B项错误； C. 升高温度，正逆反应速率均增大，且正反应速率大于逆反应速率，平衡正向移动，C项错误； D. 减小反应体系的体积，压强增大，则化学反应速率加快，D项正确； 答案选D。 6．下列四个常用电化学装置的叙述错误的是 图Ⅰ水果电池 图Ⅱ干电池 图Ⅲ铅蓄电池 图Ⅳ氢氧燃料电池 A．图Ⅰ所示电池中，电子从锌片流出 B．图Ⅱ所示干电池中锌作负极 C．图Ⅲ所示电池为二次电池，放电时正极的电极反应式为Pb-2e-＋=PbSO4 D．图Ⅳ所示电池中正极反应为： 【答案】C 【详解】A．图I水果电池中，锌的活动性比铜强，锌作负极，铜作正极，电子由负极流向正极，A正确； B．图II为锌锰干电池，锌为金属，锌作负极，石墨作正极，B正确； C．图III为铅蓄电池，铅作负极，二氧化铅作正极，放电时负极的电极反应式为Pb-2e-＋=PbSO4，正极反应式为PbO2+ +4H++2e-=PbSO4+2H2O，C错误； D．图IV为氢氧燃料电池，氢气作负极失电子，氧气作正极得电子，氧气得电子被还原，由于电解质溶液呈酸性，因此正极电极反应式为：，D正确； 故选C。 7． 在一定条件下，在2L密闭容器中发生反应：3A(g)+B(g)⇌2C(g)。开始时加入4molA、6molB、2mol C，在5min末测得C的物质的量是4mol。下列说法不正确的是 A．用A的浓度变化表示反应的平均速率0.1mol/(L·min) B．在5min末测得B的浓度为2.5mol/L C．若再充入1mol B化学反应速率会增大 D．若将容器的体积变为3L，化学反应速率降低 【答案】A 【详解】A．在5min末测得C的物质的量是4mol，则C的物质的量变化量为2mol，根据计量系数与反应物质的量变化量关系，A的物质的量变化量为×2mol=3mol，用A 的浓度变化表示反应的平均速率=0.3mol/(L·min)，故A错误； B．根据A项分析，根据计量系数与反应物质的量变化量关系，在 5 min 末B 物质的量=6mol-×2mol=5mol，则B的浓度为=2.5mol/L，故B正确； C．若再充入1mol B，B的浓度增大，体系压强也增大，化学反应速率会增大，故C正确； D．若将容器的体积变为3L，反应体系各组分的浓度减小，化学反应速率降低，故D正确； 答案选A。 8． 一定温度下，在某密闭容器中发生反应：2HI(g)H2(g)＋I2(g)  ΔH>0，若15s内c(HI)由0.1mol·L－1降到0.07mol·L－1，则下列说法正确的是（    ） A．0～15 s内用I2表示的平均反应速率为v(I2)＝0.002 mol·L－1·s－1 B．c(HI)由0.07 mol·L－1降到0.05 mol·L－1所需的反应时间小于10 s C．升高温度正反应速率加快，逆反应速率减慢 D．减小反应体系的体积，化学反应速率加快 【答案】D 【详解】A. 0∼15s内c(HI)由0.1mol⋅L−1降到0.07mol⋅L−1，v(HI)= =0.002mol/(L⋅s)，由速率之比等于化学计量数之比可知v(I2)=0.002mol/(L⋅s)×=0.001mol/(L⋅s)，A项错误； B. 若速率不变，c(HI)由0.07 mol⋅L−1降到0.05 mol⋅L−1所需的反应时间为 =10s，但随反应进行浓度减小，反应速率减小，则c(HI)由0.07 mol⋅L−1降到0.05 mol⋅L−1所需的反应时间大于10 s，B项错误； C. 升高温度，正逆反应速率均增大，且正反应速率大于逆反应速率，平衡正向移动，C项错误； D. 减小反应体系的体积，压强增大，则化学反应速率加快，D项正确； 答案选D。 【点睛】要牢记外因对化学反应速率和化学平衡的影响效果。如C项温度对化学反应速率的影响考点，这是学生的易混点，只有真正掌握影响的实质才能准确地做出判断。 9．某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H+，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H2+O2=2H2O，下列有关说法正确的是 A. 电子通过外电路从b极流向a极 B. b极上的电极反应式为：O2+2H2O+4e--=4OH-- C. 每转移0.1mol电子，消耗1.12L的H2 D. H+由a极通过固体酸电解质传递到b极 【答案】D 【解析】A．燃料电池中，通入燃料氢气的电极是负极，则a是负极，通入氧化剂的电极b是正极，电子从负极a沿导线流向正极b，A错误； B．b是正极，电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，B错误； C．温度和压强未知，导致气体摩尔体积未知，所以无法计算氢气体积，C错误； D．放电时，a是负极、b是正极，阳离子氢离子从负极a通过固体酸电解质传递到b极，D正确，答案选选D。 10． 在一定温度下，向容积固定的密闭容器中通入一定量的和，进行合成氨反应，反应过程中部分气体的物质的量n随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是 A．Y表示的物质是 B．时， C．时，Y的转化率为33.3% D．a、b两点的正反应速率： 【答案】D 【分析】在一定温度下，向容积固定的密闭容器中通入一定量的和，进行合成氨反应，随着反应进行，反应物逐渐减少，生成物逐渐增加，则X代表NH3，各物质变化量之比等于其化学计量系数之比，从图中可知，达到平衡时，X增加了1mol，Y减少了0.5mol，二者变化量之比为2∶1，则说明Y代表N2，据此解题。 【详解】A．根据分析可知，Y表示的物质是N2，A错误； B．后，X的量继续增加，Y的量继续减少，说明反应继续正向进行，则正反应速率大于逆反应速率，即时，，B错误； C．时，该反应达到平衡，Y的物质的量从降低到，则Y的转化率为50%，C错误； D．反应达到平衡前，随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，正反应速率逐渐减小，则a、b两点的正反应速率：，D正确； 故选D。 11． 科学家用X射线激光技术观察到与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如图： 下列说法正确的是 A．该能量图也可以表示碳酸氢钠与柠檬酸的反应过程 B．所具有的能量比和O要高 C．状态I→II的过程可以说明，形成化学键会向环境放出能量 D．状态I→II→III的过程中，反应体系经历了吸收和放出能量的过程 【答案】D 【详解】A．由图可知，该反应为放热反应，但碳酸氢钠与柠檬酸的反应为吸热反应，则该能量图不能表示碳酸氢钠与柠檬酸的反应过程，A错误； B．由能量图的状态Ⅰ和状态Ⅲ可知，所具有的能量比和O所具有的能量要低，B错误； C．由图可知，状态I→II的过程中能量升高，需要从环境中吸收能量，即形成化学键会从环境吸收能量，C错误； D．由图可知，状态I→II的过程中吸收能量，状态II→III的过程中放出能量，即状态I→II→III的过程中，反应体系经历了吸收和放出能量的过程，D正确； 故选D。 12．氢氧燃料电池已用于航天飞机。以30%KOH溶液为电解质溶液的这种电池在使用时的电极反应如下：2H2+4OH--4e-=4H2O、O2+2H2O+4e-=4OH-，据此作出判断，下列说法中错误的是 A．供电时的总反应是：2H2+O2＝2H2O B．产物为无污染的水，属于环境友好电池 C．燃料电池的能量转化率无法达到100% D．H2在负极发生还原反应 【答案】D 【详解】A．在氢氧燃料电池中，正负极的总反应是氢气与氧气反应生成水，方程式为2H2+O2＝2H2O，A项正确； B．因为氢氧燃料电池的产物是水，无污染，所以属于环境友好电池，B项正确； C．燃料电池在使用过程中除化学能转化为电能外还会转化为热能，所以转化率无法达到100%，C项正确； D．氢气失去电子发生氧化反应，所以氢气在负极发生氧化反应，D项错误； 答案选D。 13．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，探究镁与不同浓度的盐酸的反应速率，两组实验所用试剂如下：实验结果如图所示。结合图表分析，下列说法错误的是 序号 镁条的质量/ 盐酸 物质的量浓度/() 体积/ 1 0.01 1.0 2 2 0.01 0.5 2    A．曲线的斜率可以表征反应速率 B．两个实验中盐酸均过量，镁条不足，理论上若时间足够长，最终反应生成的气体的量应该相同 C．若改变镁条的质量，两条曲线的斜率都变大 D．保持其他条件不变，将盐酸换成同浓度的稀硫酸，单位时间内压强变化值将增大 【答案】C 【详解】A．纵坐标表示气体的压强，单位时间内气体压强变化越大，说明反应速率越快，则曲线的斜率可以表征反应速率，A正确； B．两个实验中盐酸均过量，镁条不足，则生成氢气的量取决于镁的物质的量，镁均为0.01g，则最终生成的氢气的量相同，B正确； C．决定曲线斜率的是盐酸的浓度和镁条与盐酸的接触面积，若改变镁条的质量但是盐酸浓度不变，且没有明显增大镁条与盐酸的接触面积，则两条曲线的斜率不变，C错误； D．保持其他条件不变，将盐酸换成同浓度的稀硫酸，硫酸为二元强酸，则氢离子浓度为盐酸的2倍，氢离子浓度增大，反应速率增大，单位时间内压强变化值增大，D正确； 故答案选C。 14．科学家设计了一种以石墨为电极、稀硫酸为电解质溶液处理废气的电池，其工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．电子由电极a流向电极b B．一段时间后，电解质溶液的增大 C．理论上每消耗，可产生 D．电极b的电极反应式： 【答案】D 【分析】以石墨为电极、稀硫酸为电解质溶液处理废气的电池，被氧化生成，电极b为负极，发生电极反应：；a为正极，发生电极反应：，据此解答。 【详解】A．由分析可知，电极b为负极，电极a为正极，则电子由负极b流向正极a，A错误； B．电池总反应为：，即生成硫酸，电解质溶液的酸性增强，则一段时间后，电解质溶液的减小，B错误； C．所处状态未知，未说明是否在标准状况下，无法计算理论上每消耗，可产生H2SO4的质量，C错误； D．电极b上在酸性环境下被氧化生成，则电极b的电极反应式为：，D正确； 故选D； 第II卷 非选择题（共58分） 二、非选择题（本大题共5个小题，共58分） 15．（10分）微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用。有一种银锌电池，其电极材料分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应式为Zn+2OH−−2e−=Zn(OH)2，Ag2O+H2O+2e−=2Ag+2OH−。 根据上述反应信息，完成下列题目。 (1)判断下列叙述中正确的是 (填字母)。 A．在使用过程中，电解质KOH不断被消耗 B．使用过程中，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极 C．Zn是负极，Ag2O是正极 D．Zn电极发生还原反应，Ag2O电极发生氧化反应 (2)写出电池的总反应式： 。 (3)使用时，负极区的c(OH−) (填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，正极区的c(OH−) ，电解质溶液的c(OH−) 。 【答案】(1)C (2)Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag (3) 减小 增大 不变 【详解】（1）A．由题干的电极反应式可知，电池总反应为：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag ，既没有消耗OH－，也没有生成OH－，因此电解质KOH没有被消耗，A错误； B．失电子的一极为负极，即Zn为负极，得电子的一极为正极，即Ag2O为正极，则电子从负极Zn经外电路流向正极Ag2O，B错误； C．根据B选项的分析可知：Zn为负极，Ag2O为正极，C正确； D．Zn为负极，Ag2O为正极，负极上失去电子，发生氧化反应，正极上得到电子，发生还原反应，D错误； 故选C。 （2）负极电极反应式为：Zn+2OH−−2e−=Zn(OH)2，正极电极反应式为：Ag2O+H2O+2e−=2Ag+2OH−，正、负极得失电子数目守恒，因此两式相加得到电池的总反应式为：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag； （3）负极电极反应式为：Zn+2OH−−2e−=Zn(OH)2，正极电极反应式为：Ag2O+H2O+2e−=2Ag+2OH−，即负极上消耗OH－，负极区的c(OH－)减小；正极上生成OH－，正极区的c(OH－)增大，因消耗OH－的物质的量等于生成OH－的物质的量，则电解质溶液中c(OH－)不变。 16.（10分）(1)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。 实验发现，反应后①中的温度升高，②中的温度降低。由此判断铝条与盐酸的反应是 热反应，Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是 热反应。反应 (填①或②)的能量变化可用图(b)表示。 (2)一定量的氢气在氧气中充分燃烧并放出热量。若生成气态水放出的热量为Q1，生成液态水放出的热量为Q2，那么Q1 (填大于、小于或等于)Q2。 (3)已知：4HCl＋O2=2Cl2＋2H2O，该反应中，4 mol HCl被氧化，放出115.6 kJ的热量，则断开1 mol H—O键与断开1 mol H—Cl键所需能量相差约为 kJ。 【答案】 每空两分 放 吸 ① 小于 31.9 【分析】(1)化学反应中，温度升高，则反应放热；温度降低则反应吸热；图2中反应物总能量大于生成物总能量，该反应为放热反应，据此进行解答； (2)一定量的氢气在相同条件下都充分燃烧若都是生成气态水，则Q1=Q2，由气态水转化为液态水还要放出热量； (3)反应热△H=反应物总键能-生成物的总键能，据此计算H-O键与H-Cl键的键能差，进而计算断开1mol H-O键与断开1mol H-Cl键所需能量差。 【详解】(1)通过实验测出，反应前后①烧杯中的温度升高，则Al跟盐酸的反应是放热反应，②烧杯中的温度降低，则Ba(OH)2⋅8H2O跟NH4Cl的反应是吸热反应；根据图(b)数据可知，该反应中，反应物总能量大于生成物总能量，则该反应为放热反应，可表示反应①的能量变化； (2)由于一定量的氢气在相同条件下都充分燃烧，且燃烧后都生成水，若都是生成气态水，则Q1=Q2，但事实是氢气燃烧分别生成液态水和气态水，由气态水转化为液态水还要放出热量，故Q1＜Q2； (3)E(H-O)、E(HCl)分别表示H-O键能、H-Cl键能，反应中，4mol HCl被氧化，放出115.6kJ的热量，反应热△H=反应物总键能-生成物的总键能，则4×E(H-Cl)+498kJ/mol-[2×243kJ/mol+4×E(H-O)]=-115.6kJ/mol，整理得，4E(H-Cl)-4E(H-O)=-127.6kJ/mol，即E(H-O)-E(HCl)=31.9kJ/mol，故断开1mol H-O键与断开1mol H-Cl键所需能量相差约为31.9kJ/mol×1mol=31.9kJ。 17．（14分）氮及其化合物在科技、社会生活中有着广泛的应用。请按要求回答下列问题。 (1)氨气可作为脱硝剂，在恒温恒容密闭容器中充入一定量的NO和NH3，在一定条件下发生反应：6NO(g)+4NH3(g)⇌5N2(g)+6H2O(g)。 ①能说明该反应已达到平衡状态的标志是 。 a.反应速率v(NH3)=v(N2) b.容器内压强不再随时间而发生变化 c.容器内N2的物质的量分数不再随时间而发生变化 d.容器内n(NO)∶n(NH3)∶n(N2)∶n(H2O)=6∶4∶5∶6 e.12molN-H键断裂的同时生成5molN≡N键 f.混合气体的总质量不随时间的变化而变化 ②某次实验中测得容器内NO及N2的物质的量随时间变化如图所示，图中b点对应的速率关系是v(正) v(逆)(填﹥、﹤或=)，d点对应的速率关系是v(正) v(逆)(填﹥、﹤或=)。 (2)298K时，若已知生成标准状况下2.24LNH3时放出热量为4.62kJ。在该温度下，取1molN2和3molH2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应。测得反应放出的热量总小于92.4kJ，其原因是 。 (3)一定条件下，在2L密闭容器内，反应2NO2(g)N2O4(g)ΔH=-180kJ·mol-1，n(NO2)随时间变化如下表： 时间/s 0 1 2 3 4 5 n(NO2)/mol 0.040 0.020 0.010 0.005 0.005 0.005 ①用N2O4表示0～2s内该反应的平均速率为 。在第5s时，NO2的转化率为 。(转化率是指某一反应物转化的百分率。) ②根据上表可以看出，随着反应进行，反应速率逐渐减小，其原因是 。 【答案】每空两分 (1) bc > = (2)该反应是可逆反应，1molN2和3molH2不可能完全反应，所以放出的热量总是小于92.4kJ (3) 0.00375mol•L-1•s-1 87.5% 随着反应的进行，二氧化氮的物质的量浓度减小，反应速率减小 【详解】（1）①a.该反应达到平衡状态时，5v(NH3)正=4v(N2)逆，v(NH3)=v(N2)，不能判断正逆反应速率的关系，故a错误； b.该反应是一个反应前后气体体积增大的可逆反应，当反应达到平衡状态时，容器内压强不随时间的变化而变化，所以能判断反应是否达到平衡状态，故b正确； c.容器内N2的物质的量分数不再随时间而发生变化，说明N2浓度不再改变，能判断达到平衡状态，故c正确； d.容器内n(NO)∶n(NH3)∶n(N2)∶n(H2O)=6∶4∶5∶6，不能说明浓度是否发生变化，不能判断达到平衡状态，故d错误； e.12molN-H键断裂的同时一定会生成5molN≡N键，都表示正反应速率，不能判断达到平衡状态，故e错误； f.反应前后都是气体，混合气体的总质量始终不变，混合气体的总质量不随时间的变化而变化，不能判断达到平衡状态，故f错误； 故选bc； ②图中b点没有达到平衡，反应仍在正向进行，所以图中b点对应的速率关系是v(正)>v(逆)；d点达到平衡状态，ν(正)=ν(逆)相等； （2）标准状况下，2.24LNH3的物质的量==0.1mol，放出4.62kJ的热量，则生成2mol氨气放热×4.62kJ=92.4kJ，92.4kJ/mol是1molN2和3molH2完全反应放出的热量，因此将1molN2和3molH2在此条件下反应，放出的热量一定小于92.4kJ； （3）①用NO2表示0～2s内该反应的平均速度为=0.0075mol•L-1•s-1；则用N2O4表示0～2s内该反应的平均速率为×0.0075mol•L-1•s-1=0.00375mol•L-1•s-1，在第5s时，NO2的转化率为×100%=87.5%； ②根据上表可以看出，随着反应进行，反应速率逐渐减小，其原因是随着反应的进行，二氧化氮的物质的量浓度减小，反应速率减小。 18．（14分）I．为比较和对分解的催化效果，某化学研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。请回答相关问题： (1)定性分析：如图甲可通过观察 的快慢，定性比较得出结论。有同学提出将改为 更为合理，其理由是 。 (2)定量分析：如图乙所示，实验时均以生成气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是 。 (3)查阅资料得知：将作为催化剂的溶液加入溶液后，溶液中会发生两个氧化还原反应，且两个反应中均参加了反应，试从催化剂的角度分析，这两个氧化还原反应的离子方程式分别是和 。 Ⅱ．欲用如图所示实验来证明是分解反应的催化剂。 (4)该实验不能达到目的，若想证明是催化剂还需要确认 。 (5)写出在二氧化锰作用下发生反应的化学方程式： 。 【答案】每空两分 (1) 产生气泡 0.05 排除阴离子的干扰 (2)产生40mL气体需要的时间 (3)2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O； (4)的质量和化学性质是否改变 (5)2H2O22H2O+O2↑ 【分析】I．本实验的目的是探究Fe3+和Cu2+催化H2O2分解的效果，需要注意“单一变量”原则； II．本实验主要考查催化剂的特点，以及化学反应速率的影响因素，以此来解析； 【详解】（1）甲中，加入催化剂的现象是有气泡生成，催化剂的作用是加快反应速率，所以可以通过观察产生气泡的快慢来判断两种催化剂的效果；Cl-本身具有很弱的还原性，H2O2具有强氧化性，更重要的是，SO和Cl-是否有催化效果也未知，所以为了排除阴离子差异的干扰，需要将FeCl3换为0.5mol/L的Fe2(SO4)3，以确保Fe3+的量和Cu2+的量相同； （2）题中已告知两个实验都生成40mL的气体，其他影响因素已忽略，说明催化剂效果的数据只能是反应速率，故需要测量生成40mL气体所需要的时间； （3）催化剂在整个化学反应中，可以看成是先参加了反应，再被生成了，这两个反应相加就是一个总反应，催化剂刚好被抵消了，表现为不参加反应；总反应为2H2O2=2H2O+O2↑，用总反应减去这个离子方程式就可以得到另一个离子方程式：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O； （4）化学反应前后，催化剂的质量和化学性质不变；要想证明MnO2是催化剂，还要验证这两点都不变才行； （5）H2O2在二氧化锰作用下反应生产水和氧气，发该反应的化学方程式为：2H2O22H2O+O2↑； 19. （10分）二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池将化学能转变成电能的同时，实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，降低了成本提高了效益，其原理如图所示。请回答下列问题： （1）Pt1电极附近发生的反应为______________________________ （2）Pt2电极附近发生的反应为______________________________ （3）该电池放电时电子从______电极经过外电路流到_____电极（填“Ptl”、“Pt2”）。 （4）相同条件下，放电过程中消耗的和的体积比为_____________。 【答案】 每空两分 ①. SO2+2H2O−2e−═SO42−+4H+ ②. O2+4H++4e−═2H2O ③. Pt1 ④. Pt2 ⑤. 2:1 【解析】 【分析】如图所示，由题意该装置为原电池装置，Pt1电极上转化为硫酸，硫元素化合价升高，失电子，发生氧化反应，Pt1为负极，则Pt2为正极，以此解题。 【详解】（1）Pt1电极通入SO2，SO2在负极失电子生成SO42−，则电极反应为SO2+2H2O−2e−═SO42−+4H+， 答案为：SO2+2H2O−2e−═SO42−+4H+； （2）酸性条件下，氧气得电子生成水，则Pt2电极附近发生的反应为O2+4H++4e−═2H2O， 答案为：O2+4H++4e−═2H2O； （3）原电池放电时，电子从负极流向正极，Pt1电极为负极，Pt2电极为正极，则该电池放电时电子从Pt1电极经过外电路流到Pt2电极， 答案为：Pt1；Pt2； （4）该电池的原理为二氧化硫与氧气的反应,即2SO2+O2+2H2O=2H2SO4，所以放电过程中消耗的SO2和O2的体积之比为2:1， 答案为：2:1。 15 / 15 学科网（北京）股份有限公司 $$