专题04 化学反应原理（北京专用）-【好题汇编】备战2024-2025学年高一化学下学期期末真题分类汇编

专题04 化学反应原理 内容概览 考向1 化学反应与能量变化 考向2 化学反应速率与平衡 考向1 化学反应与能量变化 1．（2023-2024北京昌平区期末）下列装置或过程能将化学能转化为电能的是 B A．氢燃料电池 B．风力发电 C．天然气燃烧 D．太阳能电池板 2．（2023-2024北京东城期末）下列反应的能量变化不能用如图表示的是 A．镁条与稀盐酸 B．氢氧化钠与稀硫酸 C．氢气与氯气 D．盐酸与碳酸氢钠 3．（2023-2024北京丰台期末）下列反应中能量变化与如图相符的是 A．与柠檬酸反应 B．与稀硫酸反应 C．与反应 D．溶液与盐酸反应 4．（2023-2024北京房山期末）下列关于吸热反应的说法中，正确的是 A．反应物的总能量大于生成物的总能量 B．破坏旧化学键吸收的能量大于形成新化学键释放的能量 C．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 D．NaOH 溶液与稀盐酸的反应是吸热反应 5．（2023-2024北京昌平区期末）下列有关能量变化的说法中，不正确的是 A．碳酸钙受热分解的反应为吸热反应 B．等量的水蒸发所吸收的能量小于分解所吸收的能量 C．天然气燃烧放出能量是因为甲烷的能量大于生成物的能量 D．形成新化学键释放的能量大于破坏旧化学键吸收的能量时，反应放出能量 6．（2023-2024北京大兴期末）下列关于如图所示的原电池装置及原理的说法中，不正确的是 A．该装置可将化学能转化为电能 B．Zn是负极，其质量逐渐减小 C．电流从Zn片经导线流向Cu片 D．Cu表面产生无色气泡，电极反应式为：2H＋+2e﹣=H2↑ 7．（2023-2024北京东城期末）分析原电池的工作原理，制作简易电池。如图所示的装置中，电流计指针均发生了偏转。 （1）图1中铜片上有气泡产生。写出铜片上发生的电极反应： 。 （2）两组装置实现的能量转化形式均为 。 （3）下列关于图1和图2的说法正确的是 (填字母)。 a．锌和铁均发生了氧化反应 b．稀硫酸和苹果汁中均含有自由移动的离子 c．电子的移动方向是锌片(铁片)导线电流计导线铜片 （4）用氯化钠溶液替换图1的稀硫酸后，电流计指针偏转，且偏转方向与图1相同，铜片上无气泡产生。则在铜片上得电子的粒子是 。 8．（2023-2024北京昌平区期末）化学电池是人类生产生活的重要能量来源之一。 （1）下列反应可通过原电池装置实现化学能直接转化为电能的是 (选填字母)。 a．铁与稀硫酸反应 b．晶体与晶体反应 c．甲烷与氧气反应 （2）某研究小组利用氢氧燃料电池做动力驱动小车，图1为简易实验装置示意图，从构成原电池的基本要素来看，氢气的作用是(选填字母，下同) ，石墨电极b的作用是 ，导线的作用是 ，稀硫酸的作用是 。 a．负极反应物　b．正极反应物　c．负极材料　d．正极材料　e．离子导体　f．电子导体 （3）图2为另一种简易原电池装置。 ①证实化学能转化为电能的实验现象是：电流表指针偏转、 。 ②锌片上发生 (填“氧化”或“还原”)反应。 ③正极的电极反应式是 。 ④下列说法中，不正确的是 。 a．将铜片换为石墨，仍可产生电流 b．将稀硫酸换为硫酸铜溶液，两极电极反应不变 c．将稀硫酸换为稀盐酸，两极电极反应不变 d．电子经导线从锌片流向铜片后，再经溶液从铜片流回锌片 （4）利用反应设计一个简易原电池，请在图3上标明所使用的用品 。 9．（2023-2024北京房山期末）化学电池的发明，改变了人们的生活方式。以下是几种电池，回答下列问题。 （1）如下图装置。 ① Zn片作 (填“正极”或“负极”)。 ② Cu 片上发生反应的电极反应式为 。 ③ 能证明化学能转化为电能的实验现象是 。 （2）如下图装置。 ① 在装置图中虚线框内用箭头标出电子运动的方向 。 ② 已知电池使用时， 电池中的 MnO2转化为 MnOOH， 则 MnO2发生 反应(填“氧化”或“还原”)。 （3）如下图装置中是一种新型锂-空气电池，下列说法正确的是 。 a．该电池工作时，Li⁺向锂电极移动 b． 当电路中转移1mol电子时，消耗O2为5.6L(标准状况下) c．若电解质为氢氧化锂溶液，则石墨电极上发生的反应为 考向2 化学反应速率与平衡 1．（2023-2024北京大兴期末）下列措施中，不能增大化学反应速率的是 A．用电冰箱储存食物 B．黄铁矿(FeS2)煅烧时粉碎成细小的矿粒 C．过氧化氢分解制取O2时，加入少量MnO2 D．石灰石与稀盐酸反应生成CO2时，适当升高温度 2．（2023-2024北京东城期末）已知为放热反应，有关该反应的说法正确的是 A．与足量反应可生成 B．该反应中的能量变化与化学键变化有关 C．改变压强，其反应速率不变 D．升高温度，其反应速率降低 3．（2023-2024北京东城期末）一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应： 反应达到平衡后，下列说法不正确的是 A．和的浓度一定相等 B．正反应速率等于逆反应速率 C．的浓度不再变化 D．改变温度，可以改变该反应进行的程度 4．（2023-2024北京东城期末）某实验小组探究化学反应速率的影响因素，设计如下实验。 资料：硫代硫酸钠与硫酸的反应为 实验编号 反应体系温度 溶液 加入水的体积 溶液 i 20 2 0.1 0 2 0.1 ii 20 1 0.1 1 2 0.1 iii 50 2 0.1 0 2 0.1 下列分析不正确的是 A．比较浑浊现象出现所需时间的长短，可判断反应进行的快慢 B．i与ii对比，可看出的浓度对该反应速率的影响 C．i与iii对比，可看出温度对该反应速率的影响 D．化学反应速率：i>ii>iii 5．（2023-2024北京八一学校期末）某小组为了探究影响溶液与溶液在酸性条件下反应速率的因素，设计如表所示的实验方案。 实验 褪色时间 1 3.0 2.0 1.0 0.0 2.0 8 2 3.0 2.0 2.0 0.0 a 6 3 4.0 2.0 2.0 0.0 0.0 4 4 3.0 2.0 1.0 0.5 b 3 下列说法不正确的是 A．， B．实验1和2的对照说明溶液的酸碱性会影响该反应的速率 C．实验1和4的对照说明能加快该反应的速率，是该反应的催化剂 D．根据实验1的数据计算反应速率 6．（2023-2024北京昌平区期末）一定温度下的密闭容器中，发生可逆反应，下列说法中，能说明该反应一定达到化学平衡状态的是 A．、、HI的浓度相等 B．、、HI的浓度之比为1：1：2 C．、、HI在密闭容器中共存 D．消耗2molHI的同时消耗1mol 7．（2023-2024北京大兴期末）在密闭容器中发生反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.4mol·L-1、0.2mol·L-1、0.4mol·L-1，当反应达到平衡时，可能存在的数据是 A．SO2为0.6mol·L-1，O2为0.3mol·L-1 B．SO3为0.8mol·L-1 C．SO2为0.2mol·L-1，O2为0.3mol·L-1 D．SO2、SO3均为0.3mol·L-1 8．（2023-2024北京丰台期末）一定条件下，在容积不变的密闭容器中，发生反应，下列情况不能说明该反应一定达到化学平衡的是 A．正、逆反应速率相等 B．混合气体的颜色不再改变 C．各物质浓度不再改变 D．用和反应，当存在于所有物质中 9．（2023-2024北京丰台期末）在密闭容器中进行反应4NH3+5O24NO+6H2O，内的物质的量从减少到，则用的浓度变化表示的化学反应速率为 A．1．25 mol∙L-1∙min-1 B．2.5 mol∙L-1∙min-1 C．5 mol∙L-1∙min-1 D．0.5 mol∙L-1∙min-1 23．（2023-2024北京丰台期末）实验室以与的反应为对象研究化学反应的限度与速率，实验设计如图所示： （1）实验观测到的现象是 。 （2）为探究该反应是否为可逆反应，进行如下实验：取少量反应后的溶液于试管中，加入 (填化学式)，观测到 ，证明该反应为可逆反应。 （3）为探究温度和对该反应速率的影响，进行如下实验。 实验所用试剂：溶液、溶液、蒸馏水、淀粉溶液 ①将实验方案补全。 序号 温度 (碘化钾) (碘化钾) (硫酸铁) (硫酸铁) 淀粉溶液/滴 (水) 1 0.1 5 0.05 5 2 0 2 3 ②实验表明反应速率：实验2实验1实验3，观测到的实验现象是 。 10．（2023-2024北京丰台期末）化学对于推动汽车工业的发展起着极为重要的作用。 （1）如图为三种可燃物在空气中发生燃烧反应的能量变化示意图。根据示意图判断更适合作汽车燃料的可燃物为 (填“”、“B”或“C”)。 （2）汽车尾气中含有等污染物，主要来源于汽车内燃机中高温环境下和的反应。已知：断裂化学键所吸收的能量如下： 化学键 氮氮键 氧氧键 氮氧键 吸收能量 946 498 632 ①当参与反应时 (填“吸收”或“释放”)的能量为 。 ②汽车尾气中装有三元催化器，可使和发生反应而去除。该反应利用了的 性。 （3）为了减小对环境的影响，电动汽车代替部分燃油汽车。如图为目前研究较多的一类甲烷燃料电池的工作原理示意图。 ①A电极是原电池的 极。 ②固体氧化物的作用是 。 ③迁移的方向为 (填“从A到B”或“从B到A”)。 ④甲烷燃烧时化学能转化为热能，而燃料电池可将化学能转化为电能，原因是电池装置可将 ，并通过能导电的物质形成闭合回路，产生电流。 （4）汽车安全气囊是保护生命安全的重要装置。当汽车发生碰撞时，安全气囊中的气体发生剂产生大量气体使气囊迅速膨胀起到缓冲作用。某气体发生剂由叠氮化钠等多种物质按一定比例混合而成。 已知：是主要的产气物质，汽车碰撞时，点火器点火引发迅速分解产生和，并释放大量的热。 ①用化学方程式表示的作用 。 ②添加的主要目的是 ，的量过多导致的不利影响是 。 考向1 化学反应与能量变化 1．（2023-2024北京八一学校期末）我国科研人员提出了由和转化为高附加值产品的催化反应历程，该历程示意图如下所示。 下列说法不正确的是 A．该反应的原子利用率为 B．过程中有键发生断裂 C．①②的过程放出能量，形成了非极性键 D．该反应中没有元素化合价发生变化 2．（2023-2024北京八一学校期末）汽车已经成为人类不可缺少的交通工具，但汽车尾气是大气主要污染源。某科研机构将汽车尾气中的和设计成如图所示的燃料电池，实现了和的无害转化。 下列说法正确的是 A．石墨I为负极，发生氧化反应 B．电池工作时，向石墨I电极处移动 C．石墨Ⅱ电极反应式为 D．石墨I生成时，外电路中通过电子 3．（2023-2024北京大兴期末）关于下图的说法不正确的是 A．1 mol I2(g)变为1 mol I2(s)时需要放出17 kJ的能量 B．1 mol I2(s)与1 mol H2(g)化合生成2 mol HI(g)气体时，需要吸收5 kJ的能量 C．2 mol HI(g)气体分解生成1 mol I2(g)与1 mol H2(g)时需要吸收12 kJ的能量 D．I2(g)与H2(g)生成HI(g)气体的反应是吸热反应 4．（2023-2024北京101中期末）用下表中实验装置探究原电池中的能量转化，注射器用来收集生成气体并读取气体体积，根据记录的实验数据，下列说法错误的是 实验装置 实验① 实验② 时间 气体体积 溶液温度/℃ 时间 气体体积 溶液温度/℃ 0 0 22.0 0 0 22.0 8.5 30 24.8 8.5 50 23.8 10.5 50 26.0 10.5 未测 未测 A．①和②中的总反应方程式均为： B．，生成气体的平均速率①<② C．8．5min时，对比①和②溶液温度，说明反应释放的总能量①>② D．气体体积为50mL时，对比①和②溶液温度，说明②中反应的化学能部分转化为电能 5．（2023-2024北京八一学校期末）碳中和作为一种新型环保形式可推动全社会绿色发展。下图为科学家正在研究建立的一种二氧化碳新循环体系。 （1）过程Ⅰ的原理：，根据下表数据回答： 化学键 键能 436 496 463 ①完全分解需 （填“放出”或“吸收”）能量 。 ②能正确表示该过程能量变化的示意图是 。 A．    B．     C．    D． （2）时，在恒容的密闭容器中充入和发生过程Ⅱ中的反应，生成和，和的物质的量随时间变化如图所示。 ①计算内， 。 ②下列说明该反应一定达到化学平衡状态的是 。 a.单位时间内消耗，同时生成 b.容器中不再变化 c.容器中气体压强不再变化 d.容器中气体密度不再变化 （3）利用过程Ⅲ的反应设计的一种甲醇燃料电池，工作原理如图所示。 ①电极是 （填“正”或“负”）极，电极的电极反应式为 。 ②若线路中转移电子，则该电池理论上消耗的的物质的量 。 （4）工业上常用和制备。 已知：①   ②   ③   写出和化合生成气态的热化学方程式 。（焓变用含、、的代数式表示） 6．（2023-2024北京大兴期末）汽车尾气中含有CO、NO等有害气体。 （1）汽车尾气中NO生成过程的能量变化示意图如下： 该条件下，1mol N2和1mol O2完全反应生成NO，会 (填“吸收”或“放出”) kJ能量。 （2）通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量，其工作原理如图所示： NiO电极上发生的是 反应(填“氧化”或“还原”)，写出该电极的电极反应式 。 （3）利用催化技术可将汽车尾气中的CO和NO转化为CO2和N2.该反应的化学方程式为：2NO+2CO2CO2 + N2。 ①某温度下，在容积不变的密闭容器中通入CO和NO，测得不同时间CO的浓度如下表： 时间/s 0 1 2 3 …… c(CO) / ×10−3 mol·L−1 3.60 3.05 2.85 2.75 …… 用CO的浓度变化表示0~2 s的平均反应速率为 mol·L−1·s−1。 ②下列情况可说明该反应达到化学平衡状态的是 (填序号)。 a．CO的浓度不再改变 b．容器中的气体质量保持不变 c．NO、CO、CO2、N2的物质的量之比为2︰2︰2︰1 d．相同时间内，反应消耗2 mol NO同时消耗1 mol N2 ③已知：增大催化剂的比表面积可提高该反应速率。 为了验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下表中。 实验编号 t (℃) NO初始浓度(mol·L−1) CO初始浓度(mol·L−1) 催化剂的比表面积(m2·g−1) 280 1.20×10-3 5.80×10-3 82 a 1.20×10-3 5.80×10-3 124 350 b 5.80×10-3 82 i．将表中数据补充完整：a ；b 。 ii．实验和实验中，NO的物质的量浓度c(NO)随时间t 的变化曲线如图所示，其中表示实验的是曲线 (填“甲”或“乙”)。 7．（2023-2024北京八一学校期末）氧化还原反应可拆分为氧化和还原两个“半反应”，可以用电极反应式表示。某小组利用半反应研究和的氧化性，进行如下实验。 实验I： 已知：i.拟卤素是黄色液体，具有卤素类似的性质，氧化性：。 ii.溶液可用于的检验，生成蓝色沉淀。 （1）实验I过程I中与反应的离子方程式是 。 （2）实验I过程Ⅱ中溶液变红，说明产生了，分析可能原因。 假设①：被氧化。过程Ⅱ发生的反应的两个半反应可表示为： a.氧化反应： b.还原反应： 。 假设②：和发生反应生成，进而将清液中的氧化为。 设计实验Ⅱ证实假设。 实验Ⅱ： i. 。 ii.实验Ⅱ中过程Ⅱ的离子方程式为 。 （3）设计实验进一步研究能否氧化。 编号 实验Ⅲ 实验Ⅳ 实验及现象 ①实验Ⅲ中溶液的作用是 。 ②实验Ⅳ证实能氧化的实验现象除电流表指针偏转外，还有 （答出2点）。 （4）分析实验Ⅱ中能氧化，实验Ⅲ中未能氧化的原因： 。 考向2 化学反应速率与平衡 1．（2023-2024北京昌平区期末）以空气和钢铁酸洗废液(主要含有和)为原料合成，，原理如下图所示。 下列说法中，不正确的是 A．反应Ⅰ中做还原剂 B．反应Ⅱ后体系pH降低 C．为反应的催化剂，可加快反应速率 D．生成的总反应可表示为 2．（2023-2024北京101中期末）下列说法正确的是 A．甲烷的标准燃烧热，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为  B．增大反应物浓度，可以增大活化分子百分数，增大反应速率，增大化学平衡常数 C．常温下，反应能自发进行，则该反应的 D．和的反应中，反应物的总能量小于生成物的总能量 3．（2023-2024北京八一学校期末）为探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系，实验如下。 下列说法不正确的是 A．试管i溶液变蓝证明有I2生成 B．结合试管i、ii中现象，可知2Fe3++2I-2Fe2++I2 C．试管iii中溶液褪色说明I2转化为I-，此时I-还原性强于Fe2+ D．对比实验I和试管iii中现象，说明物质的氧化性与还原性强弱受浓度影响 4．（2023-2024北京101中期末）某小组查阅资料：在温度和下，和反应生成HX的平衡常数如下表： 化学方程式 43 34 已知：共价键的极性随共用电子对偏移程度的增大而增强 下列说法不正确的是 A．若，则HX的生成反应是放热反应 B．HX共价键的极性由强到弱的顺序是 C．仅依据的变化可以推断：随着卤素原子核电荷数的增加，与反应的剧烈程度逐渐减弱 D．仅依据的变化可以推断：随着卤素原子核电荷数的增加，HX的稳定性逐渐减弱 5．（2023-2024北京101中期末）在10L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g)，发生反应X(g)+Y(g)M(g)+N(g)，实验数据如下表： 实验编号 温度/℃ 起始时物质的量/mol 平衡时物质的量/mol n(X) n(Y) n(M) ① 700 0.40 0.10 0.090 ② 800 0.10 0.40 0.080 ③ 800 0.20 0.30 a ④ 900 0.10 0.15 b 完成下列问题 （1）实验①中，若时测得，则0至时间内，用表示的平均反应速率 。 （2）实验②中，若某时刻测得，则此时混合气体中的体积分数为 。 （3）实验③中，a的值为 。 （4）实验④中，达到平衡时， 0.06(填“>”，“<”或“=”)。 6．（2023-2024北京101中期末）我国科学家研发的“液态阳光”计划通过太阳能发电电解水制氢，再采用高选择性催化剂将二氧化碳加氢制备甲醇。 主反应：　。 副反应： 　 （1）将和按物质的量比1：3混合，以固定流速通过盛放催化剂的反应器，在相同时间内，不同温度下的实验数据如图所示： 已知：产率 ①催化剂活性最好的温度为 (填字母序号)。 a．    b．    c．    d． ②温度由升到，的平衡转化率和的实验产率均降低，解释原因： 。 （2）利用与的反应设计燃料电池，装置如图所示： ①该装置是将 能转化为电能的装置。 ②通入的电极是电池的 (填“正”或“负”)极。 ③通入的电极反应式是 。 （3）已知：键能是指气态分子中化学键解离成气态原子所吸收的能量。 化学键 键能 436 498 463 写出和反应生成的热化学方程式 。 7．（2023-2024北京二中期末）实验小组探究(NH4)2S2O8溶液与KI溶液的反应及其速率，实验过程和现象如表。 已知： i.(NH4)2S2O8具有强氧化性，能完全电离，S2O易被还原为SO； ii.淀粉检测I2的灵敏度很高，遇低浓度的I2即可快速变蓝； iii.I2可与S2O发生反应：2S2O+I2=S4O+2I-。 编号 1-1 1-2 实验操作 现象 无明显现象 溶液立即变蓝 （1）实验1-1的目的是 。 （2）(NH4)2S2O8与KI反应的离子方程式为 。 为了研究(NH4)2S2O8与KI反应的速率，小组同学分别向两支试管中依次加入下列试剂，并记录变色时间，如表。 编号 0.2mol·L-1KI溶液/mL 0.01mol·L-1Na2S2O3溶液/mL 蒸馏水/mL 0.4%的淀 粉溶液/滴 0.2mol·L-1(NH4)2S2O8溶液/mL 变色时间/s 2-1 2 0 2.8 2 0.2 立即 2-2 2 0.8 0.2 2 2 30 （3）实验2-1不能用于测定(NH4)2S2O8与KI反应的速率，原因除变色时间过短外还有 。 （4）加入Na2S2O3溶液后溶液变蓝的时间明显增长，甲同学对此提出两种猜想。 猜想1：(NH4)2S2O8先与Na2S2O3反应，使c(S2O)降低； 猜想2：(NH4)2S2O8先与KI反应，____。 ①甲同学提出猜想1的依据：由信息iii推测，Na2S2O3的还原性 (填“强于”或“弱于”)KI的。 ②乙同学根据现有数据证明猜想1不成立，理由是 。 ③补全猜想2： 。 （5）查阅文献表明猜想2成立。根据实验2-2的数据，计算30s内的平均反应速率v(S2O)= mol·L-1·s-1(写出计算式)。 （6）实验2-2中，30s内未检测到(NH4)2S2O8与Na2S2O3反应，可能的原因是 。(写出2条)。 8．（2023-2024北京牛栏山一中期末）某小组欲探究反应2Fe2+ + I22Fe3+ + 2I−，完成如下实验。资料：AgI是黄色固体，难溶于稀硝酸。新制的AgI见光会少量分解。 （1）检验 Ⅰ 或 Ⅱ 中有无Fe3+的实验操作及现象是：取少量 Ⅰ 或 Ⅱ中溶液， 。经检验，Ⅰ、Ⅱ中均未检验出Fe3+。 （2）Ⅲ中的黄色浑浊是 (写化学式)。 （3）经检验，Ⅱ→Ⅲ的过程中产生了Fe3+。 ① 对Fe3+产生的原因做出如下假设： 假设a：空气中存在O2，由于 (用离子方程式表示)，可产生Fe3+。 假设b：溶液中Ag+具有氧化性，可产生Fe3+。 假设c： 。 假设d：该条件下，I2溶液可将Fe2+氧化为Fe3+。 ② 通过实验进一步证实a、b、c不是产生Fe3+的主要原因，假设d成立。 （4）经检验，Ⅳ中灰黑色浑浊中含有AgI和Ag。 ① 验证灰黑色浑浊含有Ag的实验操作及现象是：取洗净后的灰黑色固体， 。 ② 为探究Ⅲ→Ⅳ出现灰黑色浑浊的原因，完成了实验1和实验2。 实验1：向1 mL 0.1 mol·L−1 FeSO4溶液中加入1 mL0.1 mol·L−1 AgNO3溶液，开始时，溶液无明显变化。几分钟后，出现大量灰黑色浑浊。反应过程中温度几乎无变化。测定溶液中Ag+浓度随反应时间的变化如下图。 实验2：实验开始时，先向试管中加入几滴Fe2(SO4)3溶液，重复实验1，实验结果与实验1相同。 ⅰ．实验1中发生反应的离子方程式是 。 ⅱ．Ⅳ中迅速出现灰黑色浑浊的可能的原因是 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题04 化学反应原理 内容概览 考向1 化学反应与能量变化 考向2 化学反应速率与平衡 考向1 化学反应与能量变化 1．（2023-2024北京昌平区期末）下列装置或过程能将化学能转化为电能的是 B A．氢燃料电池 B．风力发电 C．天然气燃烧 D．太阳能电池板 【答案】A 【解析】A．氢燃料电池将化学能转化为电能，A正确； B．风力发电是风能转化为电能，B错误； C．天然气燃烧将化学能转化为热能，C错误； D．太阳能电池是将太阳能转化为电能，D错误； 故选A。 2．（2023-2024北京东城期末）下列反应的能量变化不能用如图表示的是 A．镁条与稀盐酸 B．氢氧化钠与稀硫酸 C．氢气与氯气 D．盐酸与碳酸氢钠 【答案】D 【分析】由图可知，满足条件的反应为放热反应，据此答题； 【解析】A．镁条与稀盐酸的反应为放热反应，A正确； B．氢氧化钠与稀硫酸的反应为放热反应，B正确； C．氢气与氯气的化合反应为放热反应，C正确； D．盐酸与碳酸氢钠的反应为吸热反应，D错误； 故选D。 3．（2023-2024北京丰台期末）下列反应中能量变化与如图相符的是 A．与柠檬酸反应 B．与稀硫酸反应 C．与反应 D．溶液与盐酸反应 【答案】A 【分析】图示反应，生成物总能量大于反应物总能量，为吸热反应。 【解析】A．与柠檬酸反应为吸热反应，故选A； B．与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，为放热反应，故不选B； C．与反应生成氯化氢，为放热反应，故不选C；     D．溶液与盐酸反应生成氯化钠和水，为放热反应，故不选D；选A。 4．（2023-2024北京房山期末）下列关于吸热反应的说法中，正确的是 A．反应物的总能量大于生成物的总能量 B．破坏旧化学键吸收的能量大于形成新化学键释放的能量 C．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 D．NaOH 溶液与稀盐酸的反应是吸热反应 【答案】B 【解析】A．吸热反应是反应物的总能量小于生成物的总能量的反应，故A错误； B．吸热反应是反应物的总能量小于生成物的总能量的反应，反应中破坏旧化学键吸收的能量大于形成新化学键释放的能量，故B正确； C．需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如氯化铵和八水合氢氧化钡晶体的反应是不需要加热就能发生的吸热反应，故C错误； D．氢氧化钠溶液与稀盐酸的中和反应是反应物的总能量大于生成物的总能量的放热反应，故D错误； 故选B。 5．（2023-2024北京昌平区期末）下列有关能量变化的说法中，不正确的是 A．碳酸钙受热分解的反应为吸热反应 B．等量的水蒸发所吸收的能量小于分解所吸收的能量 C．天然气燃烧放出能量是因为甲烷的能量大于生成物的能量 D．形成新化学键释放的能量大于破坏旧化学键吸收的能量时，反应放出能量 【答案】C 【解析】A．大多数分解反应是吸热反应，如碳酸钙受热分解的反应为吸热反应，A正确； B．水蒸发所吸收的能量只是克服分子间作用力，而分解则需要克服化学键，化学键大于分子间作用力，即等量的水蒸发所吸收的能量小于分解所吸收的能量，B正确； C．当反应物的总能量高于生成物的总能量时反应表现放热，故天然气燃烧放出能量是因为甲烷和氧气的总能量大于生成物的总能量，C错误； D．形成新化学键释放的能量即释放出的能量大于破坏旧化学键吸收的能量即吸收的能量时，反应放出能量，D正确； 故答案为：C。 6．（2023-2024北京大兴期末）下列关于如图所示的原电池装置及原理的说法中，不正确的是 A．该装置可将化学能转化为电能 B．Zn是负极，其质量逐渐减小 C．电流从Zn片经导线流向Cu片 D．Cu表面产生无色气泡，电极反应式为：2H＋+2e﹣=H2↑ 【答案】C 【分析】金属性锌强于铜，锌是负极，铜是正极，氢离子在正极放电，据此解答。 【解析】A．该装置是原电池，所以可将化学能转化为电能，A正确； B．Zn是负极，锌失去电子转化为锌离子，其质量逐渐减小，B正确； C．锌是负极，铜是正极，电流从Cu片经导线流向Zn片，C错误； D．铜是正极，氢离子在正极放电，Cu表面产生无色气泡，电极反应式为：2H＋+2e﹣＝H2↑，D正确； 答案选C。 7．（2023-2024北京东城期末）分析原电池的工作原理，制作简易电池。如图所示的装置中，电流计指针均发生了偏转。 （1）图1中铜片上有气泡产生。写出铜片上发生的电极反应： 。 （2）两组装置实现的能量转化形式均为 。 （3）下列关于图1和图2的说法正确的是 (填字母)。 a．锌和铁均发生了氧化反应 b．稀硫酸和苹果汁中均含有自由移动的离子 c．电子的移动方向是锌片(铁片)导线电流计导线铜片 （4）用氯化钠溶液替换图1的稀硫酸后，电流计指针偏转，且偏转方向与图1相同，铜片上无气泡产生。则在铜片上得电子的粒子是 。 【答案】（1） （2）化学能转化为电能 （3）abc （4）O2 【解析】（1）图1锌为负极，失电子发生氧化反应，铜为正极，氢离子移向正极得电子发生还原反应，铜电极的电极反应式为； （2）两组装置均为原电池原理，均为将化学能转化为电能； （3）a．锌和铁均为负极，反应氧化反应，a项正确； b．稀硫酸和苹果汁均为电解质溶液，含有自由移动的离子，b项正确； c．电子通过外电路导线由负极流向正极，故电子的移动方向是锌片(铁片)导线电流计导线铜片，c项正确； 答案选abc。 （4）用氯化钠溶液替换图1的稀硫酸后，电流计指针偏转，且偏转方向与图1相同，说明Cu电极为正极，此时氧气在此电极上得到电子生成氢氧根，故答案为氧气。 8．（2023-2024北京昌平区期末）化学电池是人类生产生活的重要能量来源之一。 （1）下列反应可通过原电池装置实现化学能直接转化为电能的是 (选填字母)。 a．铁与稀硫酸反应 b．晶体与晶体反应 c．甲烷与氧气反应 （2）某研究小组利用氢氧燃料电池做动力驱动小车，图1为简易实验装置示意图，从构成原电池的基本要素来看，氢气的作用是(选填字母，下同) ，石墨电极b的作用是 ，导线的作用是 ，稀硫酸的作用是 。 a．负极反应物　b．正极反应物　c．负极材料　d．正极材料　e．离子导体　f．电子导体 （3）图2为另一种简易原电池装置。 ①证实化学能转化为电能的实验现象是：电流表指针偏转、 。 ②锌片上发生 (填“氧化”或“还原”)反应。 ③正极的电极反应式是 。 ④下列说法中，不正确的是 。 a．将铜片换为石墨，仍可产生电流 b．将稀硫酸换为硫酸铜溶液，两极电极反应不变 c．将稀硫酸换为稀盐酸，两极电极反应不变 d．电子经导线从锌片流向铜片后，再经溶液从铜片流回锌片 （4）利用反应设计一个简易原电池，请在图3上标明所使用的用品 。 【答案】（1）ac （2）a d(f) f e （3）铜电极上产生气泡 氧化 bd （4） 【解析】（1）铁与稀硫酸反应、甲烷与氧气反应都是自发的氧化还原反应，都能设计为原电池实现化学能直接转化为电能，而八水氢氧化钡与氯化铵的反应是非氧化还原反应，不能设计为原电池实现化学能直接转化为电能，故选ac； （2）由图可知，通入氢气的电极a为燃料电池的负极，氢气在负极失去电子发生氧化反应生成氢离子，通入氧气的电极b为正极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，原电池工作时，导线为电子导体、稀硫酸为离子导体，故答案为：a；d(f)；f；e； （3）由图可知，该装置为化学能转化为电能的装置，比铜活泼的锌为原电池的负极，锌在负极失去电子发生氧化反应生成锌离子，铜为正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，原电池工作时，电流表指针偏转、铜电极上产生气泡； ①由分析可知，证实化学能转化为电能的实验现象是电流表指针偏转、铜电极上产生气泡，故答案为：电流表指针偏转、铜电极上产生气泡； ②由分析可知，锌为原电池的负极，锌在负极失去电子发生氧化反应生成锌离子，故答案为：氧化； ③由分析可知，铜为正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，电极反应式为，故答案为：； ④a．将铜片换为石墨，锌、石墨在稀硫酸中依然可以构成原电池，仍可产生电流，故正确； b．将稀硫酸换为硫酸铜溶液，锌、铜在硫酸铜溶液中构成原电池，铜为正极，铜离子在正极得到电子发生还原反应生成铜，正极电极反应式为会发生改变，故错误； c．将稀硫酸换为稀盐酸，比铜活泼的锌为原电池的负极，锌在负极失去电子发生氧化反应生成锌离子，铜为正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，两极电极反应不变，故正确； d．电解质溶液不能传递电子，所以电子经导线从锌片流向铜片后，不可能再经溶液从铜片流回锌片，故错误； 故选ac； （4）由反应方程式和电子移动方向可知，左侧电极为做负极的铁电极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，右侧电极为做正极的石墨电极，铁离子在正极得到电子发生还原反应生成亚铁离子，简易原电池的示意图为，故答案为：。 9．（2023-2024北京房山期末）化学电池的发明，改变了人们的生活方式。以下是几种电池，回答下列问题。 （1）如下图装置。 ① Zn片作 (填“正极”或“负极”)。 ② Cu 片上发生反应的电极反应式为 。 ③ 能证明化学能转化为电能的实验现象是 。 （2）如下图装置。 ① 在装置图中虚线框内用箭头标出电子运动的方向 。 ② 已知电池使用时， 电池中的 MnO2转化为 MnOOH， 则 MnO2发生 反应(填“氧化”或“还原”)。 （3）如下图装置中是一种新型锂-空气电池，下列说法正确的是 。 a．该电池工作时，Li⁺向锂电极移动 b． 当电路中转移1mol电子时，消耗O2为5.6L(标准状况下) c．若电解质为氢氧化锂溶液，则石墨电极上发生的反应为 【答案】（1）负极 电流表指针偏转 （2） 还原反应 （3）b、c 【解析】（1）由图可知，金属性强于铜的锌为原电池的负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，电极反应式为Zn—2e—=Zn2+，铜做正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，电极反应式为； ①由分析可知，金属性强于铜的锌为原电池的负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，故答案为：负极； ②由分析可知，铜做正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，电极反应式为，故答案为：； ③实验时，电流表指针偏转说明该装置是化学能转化为电能的装置，故答案为：电流表指针偏转； （2） ①由图可知，石墨棒是干电池的正极，锌筒为负极，则电池工作时电子由负极流向正极，示意图为，故答案为：； ②由化合价变化可知，电池使用时，二氧化锰在正极得到电子发生还原反应生成碱式氧化锰，故答案为：还原； （3）由图可知，锂电极是燃料电池的负极，锂失去电子发生氧化反应生成锂离子，电极反应式为Li—e—=Li+，通入空气的电极为正极，水分子作用下得到电子发生还原反应生成氢氧根离子； a．由分析可知，锂电极是燃料电池的负极，电池工作时，锂离子向通入空气的电极移动，故错误； b．由得失电子数目守恒可知，电路中转移1mol电子时，正极消耗标准状况下氧气的体积为1mol××22.4L/mol=5.6L，故正确； c．由分析可知，通入空气的电极为正极，水分子作用下得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为，故正确； 故选bc。 考向2 化学反应速率与平衡 1．（2023-2024北京大兴期末）下列措施中，不能增大化学反应速率的是 A．用电冰箱储存食物 B．黄铁矿(FeS2)煅烧时粉碎成细小的矿粒 C．过氧化氢分解制取O2时，加入少量MnO2 D．石灰石与稀盐酸反应生成CO2时，适当升高温度 【答案】A 【解析】A．用电冰箱储存食物，温度降低，减缓食物的氧化变质，A选； B．黄铁矿(FeS2)煅烧时粉碎成细小的矿粒，增大反应物额接触面积，加快反应速率，B不选； C．过氧化氢分解制取O2时，加入少量MnO2，二氧化锰起催化剂作用，加快反应速率，C不选； D．石灰石与稀盐酸反应生成CO2时，适当升高温度，加快反应速率，D不选； 答案选A。 2．（2023-2024北京东城期末）已知为放热反应，有关该反应的说法正确的是 A．与足量反应可生成 B．该反应中的能量变化与化学键变化有关 C．改变压强，其反应速率不变 D．升高温度，其反应速率降低 【答案】B 【解析】A．该反应为可逆反应，反应不能进行彻底，故生成的SO3小于2mol，A错误； B．反应中的能量变化为反应物的总键能与生成物的总键能之差，B正确； C．该反应中有气体，压强改变，反应速率发生变化，C错误； D．升高温度，反应速率增大，D错误； 故答案为：B。 3．（2023-2024北京东城期末）一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应： 反应达到平衡后，下列说法不正确的是 A．和的浓度一定相等 B．正反应速率等于逆反应速率 C．的浓度不再变化 D．改变温度，可以改变该反应进行的程度 【答案】A 【解析】A．反应达到平衡后，各物质浓度不再变化，但CO2和CH3OH的浓度不一定相等，A错误； B．当正反应和逆反应速率相等时，反应达到平衡，B正确； C．当各物质浓度不再改变时，反应达到平衡，C正确； D．改变温度平衡发生移动，反应进行程度发生变化，D正确； 故答案为：A。 4．（2023-2024北京东城期末）某实验小组探究化学反应速率的影响因素，设计如下实验。 资料：硫代硫酸钠与硫酸的反应为 实验编号 反应体系温度 溶液 加入水的体积 溶液 i 20 2 0.1 0 2 0.1 ii 20 1 0.1 1 2 0.1 iii 50 2 0.1 0 2 0.1 下列分析不正确的是 A．比较浑浊现象出现所需时间的长短，可判断反应进行的快慢 B．i与ii对比，可看出的浓度对该反应速率的影响 C．i与iii对比，可看出温度对该反应速率的影响 D．化学反应速率：i>ii>iii 【答案】D 【解析】A．浑浊现象出现所需时间的长短与化学反应速率成反比，可判断反应进行的快慢，A正确； B．i与ii对比，可看出的浓度不同，浓度越大，反应速率越大，的浓度对该反应速率的影响，B正确； C．i与iii对比，可看出温度升高，化学反应速率加快，温度对该反应速率有影响，C正确； D．温度对化学反应速率影响最大，其次是浓度对化学反应速率影响，温度越高速率越快，浓度越大，速率越快，化学反应速率：iii> i>ii，D错误； 故选D。 5．（2023-2024北京八一学校期末）某小组为了探究影响溶液与溶液在酸性条件下反应速率的因素，设计如表所示的实验方案。 实验 褪色时间 1 3.0 2.0 1.0 0.0 2.0 8 2 3.0 2.0 2.0 0.0 a 6 3 4.0 2.0 2.0 0.0 0.0 4 4 3.0 2.0 1.0 0.5 b 3 下列说法不正确的是 A．， B．实验1和2的对照说明溶液的酸碱性会影响该反应的速率 C．实验1和4的对照说明能加快该反应的速率，是该反应的催化剂 D．根据实验1的数据计算反应速率 【答案】D 【解析】A．探究实验方案两两之间应保持单一变量，则四组实验的溶液总体积相等，利用混合溶液褪色时间判断变量对反应速率的影响。据题意可知，4组实验溶液总体积应相同，则a=1.0，b=1.5，A正确； B．由实验1，2可知，变量是混合后硫酸的浓度不一致，导致褪色时间不一致，即反应速率不一致，故酸的浓度（溶液的酸性）会影响该反应化学反应速率，B正确； C．对比表格中实验1和4的数据，4中有，反应速率快，故实验1和4的对照说明能加快该反应的速率，是该反应的催化剂，C正确； D．亚硫酸氢钠与高锰酸钾反应的离子方程式为，实验1中，高锰酸钾能反应完全，，D错误； 故选D。 6．（2023-2024北京昌平区期末）一定温度下的密闭容器中，发生可逆反应，下列说法中，能说明该反应一定达到化学平衡状态的是 A．、、HI的浓度相等 B．、、HI的浓度之比为1：1：2 C．、、HI在密闭容器中共存 D．消耗2molHI的同时消耗1mol 【答案】D 【解析】A．平衡时各物质的浓度关系取决于反应物的起始量和转化的程度，则、、HI的浓度相等不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故A错误； B．平衡时各物质的浓度关系取决于反应物的起始量和转化的程度，则、、HI的浓度之比为1：1：2不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故B错误； C．该反应是可逆反应，反应不可能完全反应，无论是否达到平衡状态，、、HI在密闭容器中均共存，则、、HI在密闭容器中共存不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故C错误； D．由方程式可知，消耗2molHI的同时消耗1mol，说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故D正确； 故选D。 7．（2023-2024北京大兴期末）在密闭容器中发生反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.4mol·L-1、0.2mol·L-1、0.4mol·L-1，当反应达到平衡时，可能存在的数据是 A．SO2为0.6mol·L-1，O2为0.3mol·L-1 B．SO3为0.8mol·L-1 C．SO2为0.2mol·L-1，O2为0.3mol·L-1 D．SO2、SO3均为0.3mol·L-1 【答案】A 【解析】A．若SO2为0.6mol·L-1，则SO2的生成量为0.6mol·L-1-0.4 mol·L-1=0.2 mol·L-1，由方程式2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)可知，O2(g)的生成量为0.1 mol·L-1，O2的平衡量为0.2mol·L-1+0.1mol·L-1=0.3mol·L-1，A正确； B．若SO3为0.8mol·L-1，则SO3的生成量为0.8mol·L-1-0.4 mol·L-1=0.4mol·L-1，由方程式2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)可知，SO2的消耗量为0.4mol·L-1，而该反应为可逆反应，SO2的消耗量小于0.4mol·L-1，B错误； C．若SO2为0.2mol·L-1，则SO2的消耗量为0.4mol·L-1-0.2mol·L-1=0.2 mol·L-1，由方程式2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)可知，O2(g)的消耗量为0.1 mol·L-1，O2的平衡量为0.2mol·L-1-0.1mol·L-1=0.1mol·L-1，C错误； D．若SO2为0.3mol·L-1，则SO2的消耗量为0.4mol·L-1-0.3mol·L-1=0.1 mol·L-1，由方程式2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)可知，SO3的生成量为0.1 mol·L-1，平衡量为0.4mol·L-1+0.1mol·L-1=0.5mol·L-1，D错误； 故选A。 8．（2023-2024北京丰台期末）一定条件下，在容积不变的密闭容器中，发生反应，下列情况不能说明该反应一定达到化学平衡的是 A．正、逆反应速率相等 B．混合气体的颜色不再改变 C．各物质浓度不再改变 D．用和反应，当存在于所有物质中 【答案】D 【解析】A．反应达到平衡状态，正、逆反应速率相等，故不选A； B．混合气体的颜色不再改变，说明NO2浓度不变，反应一定达到化学平衡状态，故不选B； C．反应达到平衡状态，各物质浓度不再改变，故不选C； D．用和反应，存在于所有物质中，不能判断各物质浓度是否发生改变，反应不一定平衡，故选D； 选D。 9．（2023-2024北京丰台期末）在密闭容器中进行反应4NH3+5O24NO+6H2O，内的物质的量从减少到，则用的浓度变化表示的化学反应速率为 A．1．25 mol∙L-1∙min-1 B．2.5 mol∙L-1∙min-1 C．5 mol∙L-1∙min-1 D．0.5 mol∙L-1∙min-1 【答案】A 【解析】内的物质的量从减少到，则的浓度变化为，因此用表示的化学反应速率为，答案选A。 23．（2023-2024北京丰台期末）实验室以与的反应为对象研究化学反应的限度与速率，实验设计如图所示： （1）实验观测到的现象是 。 （2）为探究该反应是否为可逆反应，进行如下实验：取少量反应后的溶液于试管中，加入 (填化学式)，观测到 ，证明该反应为可逆反应。 （3）为探究温度和对该反应速率的影响，进行如下实验。 实验所用试剂：溶液、溶液、蒸馏水、淀粉溶液 ①将实验方案补全。 序号 温度 (碘化钾) (碘化钾) (硫酸铁) (硫酸铁) 淀粉溶液/滴 (水) 1 0.1 5 0.05 5 2 0 2 3 ②实验表明反应速率：实验2实验1实验3，观测到的实验现象是 。 【答案】（1）溶液由无色变为黄色 （2）KSCN 溶液由黄色变为红色 （3）0.1 5 0.05 5 2滴 0 0.1 5 0.05 4 2滴 1 溶液出现蓝色所需的时间：实验3实验1实验2 【分析】“控制变量法，”探究影响反应速率的因素，控制要研究的因素不同，其它因素必须相同。探究对该反应速率的影响，变量为，取用的体积不同，要控制溶液总体积相等。 【解析】（1）与反应生成Fe2+、I2，实验观测到的现象是溶液由无色变为黄色； （2）不足，取少量反应后的溶液于试管中，加入KSCN溶液，观测到溶液由黄色变为红色，说明溶液中含有，证明该反应为可逆反应。 （3）实验1、实验2探究温度对反应速率的影响，根据控制变量法，其它条件相同，所以实验2取5mL、5mL、2滴淀粉溶液、蒸馏水的体积为0； 实验1、实验3探究对该反应速率的影响，实验1实验3，则实验1中的浓度大于实验3，实验1取用的体积大于实验3，根据控制变量法，其它条件相同，应可知混合后溶于总体积相等，所以实验3取5mL、4mL、2滴淀粉溶液、1mL蒸馏水； ②实验2实验1实验3，观测到的实验现象是溶液出现蓝色所需的时间：实验3实验1实验2。 10．（2023-2024北京丰台期末）化学对于推动汽车工业的发展起着极为重要的作用。 （1）如图为三种可燃物在空气中发生燃烧反应的能量变化示意图。根据示意图判断更适合作汽车燃料的可燃物为 (填“”、“B”或“C”)。 （2）汽车尾气中含有等污染物，主要来源于汽车内燃机中高温环境下和的反应。已知：断裂化学键所吸收的能量如下： 化学键 氮氮键 氧氧键 氮氧键 吸收能量 946 498 632 ①当参与反应时 (填“吸收”或“释放”)的能量为 。 ②汽车尾气中装有三元催化器，可使和发生反应而去除。该反应利用了的 性。 （3）为了减小对环境的影响，电动汽车代替部分燃油汽车。如图为目前研究较多的一类甲烷燃料电池的工作原理示意图。 ①A电极是原电池的 极。 ②固体氧化物的作用是 。 ③迁移的方向为 (填“从A到B”或“从B到A”)。 ④甲烷燃烧时化学能转化为热能，而燃料电池可将化学能转化为电能，原因是电池装置可将 ，并通过能导电的物质形成闭合回路，产生电流。 （4）汽车安全气囊是保护生命安全的重要装置。当汽车发生碰撞时，安全气囊中的气体发生剂产生大量气体使气囊迅速膨胀起到缓冲作用。某气体发生剂由叠氮化钠等多种物质按一定比例混合而成。 已知：是主要的产气物质，汽车碰撞时，点火器点火引发迅速分解产生和，并释放大量的热。 ①用化学方程式表示的作用 。 ②添加的主要目的是 ，的量过多导致的不利影响是 。 【答案】（1）A （2）吸收 180 氧化 （3）正 离子导体 从A到B 氧化反应和还原反应分开在两个不同区域进行 （4）4Na+MnO2Mn+2Na2O 碳酸氢钠分解吸收热量，从而起到适当降低体系温度的作用 体系温度降低程度过大，导致分解产气的速率降低，达不到实际需求 【解析】（1）燃点是指在规定的条件下，应用外部热源使物质表面起火并持续燃烧一定时间所需的最低温度，燃点较低时存在安全隐患，因此适合用作车用的燃料需要具有较高的燃点，等物质的量的燃料完全燃烧放出的热量要多，燃料A到达燃点需要的能量较高，且放出的能量较多，符合要求；燃料B到达达燃点需要的能量较低，不符合要求；燃料C到达燃点需要的能量较高，但放出的能量较少，不符合要求；故选A。 （2）①根据N2(g)+O2(g)=2NO(g)，反应物断键吸收的能量=(946+498)kJ/mol，生成物形成化学键释放出的能量=，，可以得到消耗1molN2吸收的能量为； ②使和发生反应除去，反应为：，NO的化合价从+2价降低到0价，体现NO的还原性。 （3）甲烷燃料电池中甲烷产生二氧化碳，因此通入甲烷的电极B为负极，电极A为正极， ①根据分析可知，A电极是原电池的正极； ②原电池的构成条件是“两极一液成回路”，因此固体氧化物的作用是：离子导体； ③原电池中阴离子移向负极，该电池的正极为电极A，电极反应式为：，因此迁移的方向为从A到B； ④电池装置可将氧化反应和还原反应分开在两个不同区域进行，并通过能导电的物质形成闭合回路，产生电流。 （4）①根据题中信息可知，迅速分解产生和，并释放大量的热，产生的单质钠很活泼，因此用二氧化锰进行处理，发生的反应为：4Na+MnO2Mn+2Na2O； ②该反应放出大量热，因此添加的主要目的是：碳酸氢钠分解吸收热量，从而起到适当降低体系温度的作用； 的量过多导致的不利影响是：体系温度降低程度过大，导致分解产气的速率降低，达不到实际需求。 考向1 化学反应与能量变化 1．（2023-2024北京八一学校期末）我国科研人员提出了由和转化为高附加值产品的催化反应历程，该历程示意图如下所示。 下列说法不正确的是 A．该反应的原子利用率为 B．过程中有键发生断裂 C．①②的过程放出能量，形成了非极性键 D．该反应中没有元素化合价发生变化 【答案】D 【分析】从图中可以看出，CH4选择性活化，断裂C-H键，甲烷分子中的C原子、断键后产生的H原子与催化剂形成共价键；CO2中的C原子与甲基中的C原子间相互接近并形成C-C键；夺氢后H原子与催化剂间的共价键断裂，并形成O-H共价键，回答问题； 【解析】A．该反应总反应为CH4+CO2→CH3COOH，原子利用率为100%，该选项正确，A不符合题意； B．由分析可知，该反应中有C-H极性键的断裂，该选项正确，B不符合题意； C．根据图像可知①→②过程放出能量且形成了碳碳单键，而碳碳单键属于非极性键，该选项正确，C不符合题意； D．甲烷中碳元素-4价，乙酸分子甲基上的碳-3价，羧基上的碳+3价，该选项错误，D符合题意； 故选D。 2．（2023-2024北京八一学校期末）汽车已经成为人类不可缺少的交通工具，但汽车尾气是大气主要污染源。某科研机构将汽车尾气中的和设计成如图所示的燃料电池，实现了和的无害转化。 下列说法正确的是 A．石墨I为负极，发生氧化反应 B．电池工作时，向石墨I电极处移动 C．石墨Ⅱ电极反应式为 D．石墨I生成时，外电路中通过电子 【答案】D 【分析】根据燃料电池的工作原理，装置图中在石墨Ⅱ上反应生成，被氧化，作还原剂，因此石墨Ⅱ作负极，在石墨Ⅰ上反应生成，被还原，作氧化剂，石墨Ⅰ作正极，据此答题。 【解析】A．根据分析，石墨Ⅰ为正极，发生还原反应，A错误； B．电池工作时，电解质中的阴离子移动负极，因此向石墨Ⅱ电极处移动，B错误； C．石墨Ⅱ作负极，电极反应式为：，C错误； D．28g物质的量为，由NO生成时共得到电子，因此外电路中通过电子，D正确； 故选D。 3．（2023-2024北京大兴期末）关于下图的说法不正确的是 A．1 mol I2(g)变为1 mol I2(s)时需要放出17 kJ的能量 B．1 mol I2(s)与1 mol H2(g)化合生成2 mol HI(g)气体时，需要吸收5 kJ的能量 C．2 mol HI(g)气体分解生成1 mol I2(g)与1 mol H2(g)时需要吸收12 kJ的能量 D．I2(g)与H2(g)生成HI(g)气体的反应是吸热反应 【答案】D 【分析】由图可知，1 mol I2(g)与1 mol H2(g)的总能量大于2molHI(g)的总能量，而1 mol I2(s)与1 mol H2(g)的总能量小于2molHI(g)的能量，1 mol I2(s)变为1 mol I2(g)时需要吸收17kJ能量，以此来解答。 【解析】A．由图可知，1 mol I2(g)变为1 mol I2(s)时放出17kJ的热量，故A正确； B．由图可知，1 mol I2(s)与1 mol H2(g)化合生成2 mol HI(g)气体时，需要吸收5 kJ的能量，故B正确； C．由图可知，1 mol I2(g)与1 mol H2(g)生成2molHI(g)时放出12kJ热量，则2 mol HI(g)气体分解生成1 mol I2(g)与1 mol H2(g)时需要吸收12 kJ的能量，故C正确； D．由图可知，1 mol I2(g)与1 mol H2(g)生成2molHI(g)时放出12kJ热量，即I2(g)与H2(g)生成HI(g)气体的反应是放热反应，故D错误； 故选D。 4．（2023-2024北京101中期末）用下表中实验装置探究原电池中的能量转化，注射器用来收集生成气体并读取气体体积，根据记录的实验数据，下列说法错误的是 实验装置 实验① 实验② 时间 气体体积 溶液温度/℃ 时间 气体体积 溶液温度/℃ 0 0 22.0 0 0 22.0 8.5 30 24.8 8.5 50 23.8 10.5 50 26.0 10.5 未测 未测 A．①和②中的总反应方程式均为： B．，生成气体的平均速率①<② C．8．5min时，对比①和②溶液温度，说明反应释放的总能量①>② D．气体体积为50mL时，对比①和②溶液温度，说明②中反应的化学能部分转化为电能 【答案】C 【解析】A．对比两装置的溶液温度，说明装置①中把化学能转化为热能比装置②中的多，但两装置总反应方程式均为：， A正确； B．0～8.5min内，相同条件下，装置①中生成气体没有装置②中生成气体多，所以生成气体的平均速率①＜②，B正确； C．释放的总能量与生成的气体的量成正比，由表中数据可知时间相同时，装置①中生成气体没有装置②中生成气体多，所以反应释放的总能量①＜②，C错误； D．生成气体体积相同时两反应释放的总能量相等，两装置的溶液温度①＞②，说明装置②中是把化学能部分转化为电能，D正确； 故答案为：C。 5．（2023-2024北京八一学校期末）碳中和作为一种新型环保形式可推动全社会绿色发展。下图为科学家正在研究建立的一种二氧化碳新循环体系。 （1）过程Ⅰ的原理：，根据下表数据回答： 化学键 键能 436 496 463 ①完全分解需 （填“放出”或“吸收”）能量 。 ②能正确表示该过程能量变化的示意图是 。 A．    B．     C．    D． （2）时，在恒容的密闭容器中充入和发生过程Ⅱ中的反应，生成和，和的物质的量随时间变化如图所示。 ①计算内， 。 ②下列说明该反应一定达到化学平衡状态的是 。 a.单位时间内消耗，同时生成 b.容器中不再变化 c.容器中气体压强不再变化 d.容器中气体密度不再变化 （3）利用过程Ⅲ的反应设计的一种甲醇燃料电池，工作原理如图所示。 ①电极是 （填“正”或“负”）极，电极的电极反应式为 。 ②若线路中转移电子，则该电池理论上消耗的的物质的量 。 （4）工业上常用和制备。 已知：①   ②   ③   写出和化合生成气态的热化学方程式 。（焓变用含、、的代数式表示） 【答案】（1）吸收 484 C （2）0.8 bc （3）负 （4）   【分析】由题可知，过程I为，过程Ⅱ为：，过程Ⅲ为：。 【解析】（1）①焓变=反应物键能之和-生成物键能之和，△H=(4×463-2×436-496)kJ/mol=484 kJ/mol，2molH2O(g)完全分解需吸收能量484kJ能量。 ②该过程反应物的总能量小于生成物的总能量，为吸热反应，且断裂化学键吸收能量，形成化学键放出能量，则符合条件的为C； （2）①内，； ②过程Ⅱ的反应为：， a.单位时间内消耗，同时生成，均为正反应方向，不能判断达到化学平衡状态，a不符合题意； b.容器中不再变化，说明两者的浓度不再发生变化，可以判断达到化学平衡状态，b符合题意； c.该反应前后气体分子数发生变化，恒温恒容条件下，容器中气体压强不再变化，可以判断达到化学平衡状态，c符合题意； d. 恒容条件下，容器中气体密度一直不变，不能判断达到化学平衡状态，d不符合题意； 故选bc； （3）①该装置为原电池装置，氢离子向正极移动，故d为正极，c为负极；电极的电极反应式为：； ②该燃料电池的总反应为：，1mol甲醇反应转移6mol电子，若线路中转移电子，则该电池理论上消耗的的物质的量mol； （4）和化合生成气态的方程式为：（目标反应），目标反应=，故，热化学方程式为：  。 6．（2023-2024北京大兴期末）汽车尾气中含有CO、NO等有害气体。 （1）汽车尾气中NO生成过程的能量变化示意图如下： 该条件下，1mol N2和1mol O2完全反应生成NO，会 (填“吸收”或“放出”) kJ能量。 （2）通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量，其工作原理如图所示： NiO电极上发生的是 反应(填“氧化”或“还原”)，写出该电极的电极反应式 。 （3）利用催化技术可将汽车尾气中的CO和NO转化为CO2和N2.该反应的化学方程式为：2NO+2CO2CO2 + N2。 ①某温度下，在容积不变的密闭容器中通入CO和NO，测得不同时间CO的浓度如下表： 时间/s 0 1 2 3 …… c(CO) / ×10−3 mol·L−1 3.60 3.05 2.85 2.75 …… 用CO的浓度变化表示0~2 s的平均反应速率为 mol·L−1·s−1。 ②下列情况可说明该反应达到化学平衡状态的是 (填序号)。 a．CO的浓度不再改变 b．容器中的气体质量保持不变 c．NO、CO、CO2、N2的物质的量之比为2︰2︰2︰1 d．相同时间内，反应消耗2 mol NO同时消耗1 mol N2 ③已知：增大催化剂的比表面积可提高该反应速率。 为了验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下表中。 实验编号 t (℃) NO初始浓度(mol·L−1) CO初始浓度(mol·L−1) 催化剂的比表面积(m2·g−1) 280 1.20×10-3 5.80×10-3 82 a 1.20×10-3 5.80×10-3 124 350 b 5.80×10-3 82 i．将表中数据补充完整：a ；b 。 ii．实验和实验中，NO的物质的量浓度c(NO)随时间t 的变化曲线如图所示，其中表示实验的是曲线 (填“甲”或“乙”)。 【答案】（1）吸收 180 （2）氧化 NO-2e-+O2-＝NO2 （3）3.7510-4 a、d 280 1.20×10-3 乙 【解析】（1）该条件下，1mol N2和1mol O2完全反应断键需要吸收的能量是946kJ+498kJ＝1444kJ，生成2molNO时形成化学键释放的能量是2×632kJ＝1264kJ＜1444kJ，所以会吸收1444kJ－1264kJ＝180kJ能量。 （2）NiO电极上NO转化为NO2，发生失去电子的氧化反应，即发生的是氧化反应，该电极的电极反应式为NO-2e-+O2-＝NO2。 （3）①0~2 s内CO浓度减少了3.6×10−3 mol·L−1－2.85×10−3 mol·L−1＝7.5×10−4 mol·L−1，则用CO的浓度变化表示0~2 s的平均反应速率为 mol·L−1·s−1＝3.7510-4 mol·L−1·s−1。 ②a．CO的浓度不再改变，说明正、逆反应速率相等，反应达到化学平衡状态； b．依据质量守恒定律可判断容器中的气体质量始终保持不变，不能据此说明反应达到化学平衡状态； c．NO、CO、CO2、N2的物质的量之比为2︰2︰2︰1，并不能说明正、逆反应速率相等，不能据此说明反应达到化学平衡状态； d．相同时间内，反应消耗2 mol NO同时消耗1 mol N2，说明正、逆反应速率相等，反应达到化学平衡状态； 答案选ad。 ③i．实验Ⅰ、Ⅱ中催化剂的比表面积是变量，因此其它条件是相同的，则a＝280；所以Ⅰ、Ⅲ中温度是变量，因此其它条件是相同的，则b＝1.20×10-3。 ii．实验Ⅱ中催化剂的比表面积大，反应速率快，达到平衡的时间短，则其中表示实验Ⅱ的是曲线乙。 7．（2023-2024北京八一学校期末）氧化还原反应可拆分为氧化和还原两个“半反应”，可以用电极反应式表示。某小组利用半反应研究和的氧化性，进行如下实验。 实验I： 已知：i.拟卤素是黄色液体，具有卤素类似的性质，氧化性：。 ii.溶液可用于的检验，生成蓝色沉淀。 （1）实验I过程I中与反应的离子方程式是 。 （2）实验I过程Ⅱ中溶液变红，说明产生了，分析可能原因。 假设①：被氧化。过程Ⅱ发生的反应的两个半反应可表示为： a.氧化反应： b.还原反应： 。 假设②：和发生反应生成，进而将清液中的氧化为。 设计实验Ⅱ证实假设。 实验Ⅱ： i. 。 ii.实验Ⅱ中过程Ⅱ的离子方程式为 。 （3）设计实验进一步研究能否氧化。 编号 实验Ⅲ 实验Ⅳ 实验及现象 ①实验Ⅲ中溶液的作用是 。 ②实验Ⅳ证实能氧化的实验现象除电流表指针偏转外，还有 （答出2点）。 （4）分析实验Ⅱ中能氧化，实验Ⅲ中未能氧化的原因： 。 【答案】（1） （2） 0.05 或 （3）检验是否有Fe2+生成 正极区FeCl3溶液颜色变浅，取出少量该溶液于试管中滴加K3Fe(CN)6溶液生成蓝色沉淀； 负极区溶液由无色变为黄色 （4）实验Ⅱ中发生反应，使浓度降低，增强了的氧化性；实验Ⅳ中发生反应，使和浓度迅速降低，的氧化能力和还原能力都降低 【分析】实验I过程I中与反应生成和，过程Ⅱ加入KSCN主要是验证被氧化的原因；实验Ⅱ中是铜离子与硫氰根离子反应生成CuSCN和(SCN)2，然后加入氯化亚铁溶液氧化为Fe3+；实验Ⅲ中加入KSCN的作用是将Fe3+还原为Fe2+；实验Ⅳ电池工作原理是FeCl3得到电子，作为电池正极反应，KSCN作为电池的负极反应。 【解析】（1）实验过程中Cu与FeCl3反应生成氯化铜和氯化亚铁，其反应的离子方程式为：； （2）发生还原反应生成白色沉淀CuSCN，其反应为：Cu2++e-+SCN-=CuSCN，故答案为：Cu2++e-+SCN-=CuSCN ； 实验中氯化铁的浓度为0.1mol/L，根据二者反应的方程式，则生成氯化铜的浓度是0.05mol/L，x=0.05， 故答案为：0.05； 实验Ⅱ中过程Ⅱ是铜离子与硫氰根离子反应生成CuSCN和(SCN)2，过程中亚铁离子与(SCN)2反应生成Fe(SCN)2+，其反应的离子方程式为：2Fe2++4SCN−+(SCN)2=2Fe(SCN)3或2Fe2++(SCN)2=2[Fe(SCN)]2+； 故答案为：Cu2++e-+SCN-=CuSCN，0.05，2Fe2++4SCN−+(SCN)2=2Fe(SCN)3或2Fe2++(SCN)2=2[Fe(SCN)]2+； （3）实验Ⅲ中，Fe3+被还原为Fe2+，K3Fe(CN)6的作用是检验是否有Fe2+生成，故答案为：检验是否有Fe2+生成； 实验Ⅳ中，左边石墨电极是正极，左边发生电极反应为：，溶液颜色从黄色变为浅绿色，右边石墨电极是负极，负极区KSCN溶液氧化为(SCN)2，由无色变为黄色 ，故答案为：正极区FeCl3溶液颜色变浅，取出少量该溶液于试管中滴加K3Fe(CN)6溶液生成蓝色沉淀；负极区KSCN溶液由无色变为黄色； （4）因为实验Ⅱ中发生反应2Cu2++4SCN−=2CuSCN↓+(SCN)2，使Cu+浓度降低，增强了Cu2+的氧化性；实验Ⅳ中发生反应Fe3++3SCN−⇌Fe(SCN)3，使Fe3+和SCN−浓度迅速降低，Fe3+的氧化能力和SCN−还原能力都降低。 考向2 化学反应速率与平衡 1．（2023-2024北京昌平区期末）以空气和钢铁酸洗废液(主要含有和)为原料合成，，原理如下图所示。 下列说法中，不正确的是 A．反应Ⅰ中做还原剂 B．反应Ⅱ后体系pH降低 C．为反应的催化剂，可加快反应速率 D．生成的总反应可表示为 【答案】B 【分析】由转化图可知反应为，可知反应为，其中为催化剂，前后保持不变，为中间产物， 制备的总反应方程式为：。 【解析】A．由转化图可知反应为，氧气得电子化合价降低为氧化剂，失电子化合价升高为还原剂，故A正确； B．反应反应为：，可知在消耗，浓度在降低，值在升高，故B错误； C．由转化图可知前后保持不变，为该反应催化剂，可加快反应速率，为中间产物， 故C正确； D．由转化图可知反应的反应物与生成物，生成的总反应可表示为，故D正确； 故选B。 2．（2023-2024北京101中期末）下列说法正确的是 A．甲烷的标准燃烧热，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为  B．增大反应物浓度，可以增大活化分子百分数，增大反应速率，增大化学平衡常数 C．常温下，反应能自发进行，则该反应的 D．和的反应中，反应物的总能量小于生成物的总能量 【答案】D 【解析】A．甲烷的标准燃烧热为1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量，反应的热化学方程式为，故A错误； B．增大反应物浓度，可以增大单位体积内的活化分子百分数，增大反应速率，但化学平衡常数不变，故B错误； C．该反应是熵减的反应，常温下反应ΔH—TΔS＜0说明反应的焓变ΔH小于0，故C错误； D．八水氢氧化钡与氯化铵的反应是反应物的总能量小于生成物的总能量的吸热反应，故D正确； 故选D。 3．（2023-2024北京八一学校期末）为探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系，实验如下。 下列说法不正确的是 A．试管i溶液变蓝证明有I2生成 B．结合试管i、ii中现象，可知2Fe3++2I-2Fe2++I2 C．试管iii中溶液褪色说明I2转化为I-，此时I-还原性强于Fe2+ D．对比实验I和试管iii中现象，说明物质的氧化性与还原性强弱受浓度影响 【答案】C 【分析】实验中Fe3+与I-发生氧化还原反应，实验II中淀粉遇碘单质变蓝，可知生成碘，黄色溶液与KSCN混合溶液变红可知溶液中还存在Fe3+，与硝酸银反应生成黄色沉淀，可知反应后溶液中含I-，结合反应物的量可知，I-不足，则该氧化还原反应为可逆反应，以此来解答。 【解析】A．淀粉遇碘单质变蓝，则试管i溶液变蓝证明有I2生成，A正确； B．由上述分析可知，发生反应为2Fe3++2I-2Fe2++I2，B正确； C．试管iii中溶液褪色说明I2转化为I-，与平衡逆向移动有关，碘的浓度减小，C错误； D．实验I和试管iii中现象，说明物质的氧化性与还原性强弱受浓度影响，D正确； 故合理选项是C。 4．（2023-2024北京101中期末）某小组查阅资料：在温度和下，和反应生成HX的平衡常数如下表： 化学方程式 43 34 已知：共价键的极性随共用电子对偏移程度的增大而增强 下列说法不正确的是 A．若，则HX的生成反应是放热反应 B．HX共价键的极性由强到弱的顺序是 C．仅依据的变化可以推断：随着卤素原子核电荷数的增加，与反应的剧烈程度逐渐减弱 D．仅依据的变化可以推断：随着卤素原子核电荷数的增加，HX的稳定性逐渐减弱 【答案】C 【解析】A．若，则根据表中数据可知，温度越高，平衡常数越小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，因此HX的生成反应是放热反应，A正确； B．F、Cl、Br、I属于卤族元素，同主族元素，随原子序数增大，原子半径增大，非金属性减弱，则HX中共用电子对偏移程度的减小，共价键极性减小，因此共价键的极性由强到弱的顺序是，B正确； C．K值越大，说明反应正向进行的程度越大，但不能据此判断反应速率的大小，即不能判断与反应的剧烈程度，C错误； D．K值越大，说明反应正向进行的程度越大，即生成物HX越稳定，因此可以依据的变化推断：随着卤素原子核电荷数的增加，和反应生成HX的平衡常数逐渐变小，则HX的稳定性逐渐减弱，D正确； 答案选C。 5．（2023-2024北京101中期末）在10L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g)，发生反应X(g)+Y(g)M(g)+N(g)，实验数据如下表： 实验编号 温度/℃ 起始时物质的量/mol 平衡时物质的量/mol n(X) n(Y) n(M) ① 700 0.40 0.10 0.090 ② 800 0.10 0.40 0.080 ③ 800 0.20 0.30 a ④ 900 0.10 0.15 b 完成下列问题 （1）实验①中，若时测得，则0至时间内，用表示的平均反应速率 。 （2）实验②中，若某时刻测得，则此时混合气体中的体积分数为 。 （3）实验③中，a的值为 。 （4）实验④中，达到平衡时， 0.06(填“>”，“<”或“=”)。 【答案】（1） （2）12% （3）0.12 （4）< 【解析】（1）根据反应速率之比等于化学计量数之比可知，(N)=(M)==1.0×10-3mol/(L•min)，故答案为：1.0×10-3mol/(L•min)； （2）由三段式分析： ，则此时混合气体中X(g)的体积分数为×100%=12%，故答案为：12%； （3）由实验②数据可知，三段式分析： ，则该温度下的化学平衡常数为：K==1，温度不变平衡常数不变，则有实验③数据三段式分析可知，，该反应的平衡常数K==1.0，解得：a=0.12，故答案为：0.12； （4）根据三段式可求得，700℃时，化学平衡常数K≈2.6，升高温度至800℃得平衡常数为K=1.0，K减小，即平衡逆向移动，则正反应为放热反应，若④的温度为800℃，恒容体系中，气体体积不变的反应，④与③为等效平衡，b=a=0.06mol，但④的实际温度为900℃，相比较800℃，平衡逆向移动，b＜0.06，故答案为：＜。 6．（2023-2024北京101中期末）我国科学家研发的“液态阳光”计划通过太阳能发电电解水制氢，再采用高选择性催化剂将二氧化碳加氢制备甲醇。 主反应：　。 副反应： 　 （1）将和按物质的量比1：3混合，以固定流速通过盛放催化剂的反应器，在相同时间内，不同温度下的实验数据如图所示： 已知：产率 ①催化剂活性最好的温度为 (填字母序号)。 a．    b．    c．    d． ②温度由升到，的平衡转化率和的实验产率均降低，解释原因： 。 （2）利用与的反应设计燃料电池，装置如图所示： ①该装置是将 能转化为电能的装置。 ②通入的电极是电池的 (填“正”或“负”)极。 ③通入的电极反应式是 。 （3）已知：键能是指气态分子中化学键解离成气态原子所吸收的能量。 化学键 键能 436 498 463 写出和反应生成的热化学方程式 。 【答案】（1）c 温度升高，主反应逆移程度大于副反应正移程度，故平衡转化率降低 （2）化学 正 （3）  【分析】（2）由图可知，该装置是将化学能转化为电能的燃料电池，通入甲醇的铂电极是原电池的负极，水分子作用下甲醇在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，通入氧气的铂电极是正极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水。 【解析】（1）①由图可知，当温度为523 K时，二氧化碳的实验转化率和甲醇的实验产率最高，说明此温度下催化剂活性最好，故选c； ②主反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，二氧化碳的转化率减小，副反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，二氧化碳的转化率增大，所以温度由523K升到543K，温度升高，二氧化碳的平衡转化率降低，说明主反应逆移程度大于副反应正移程度，故答案为：温度升高，主反应逆移程度大于副反应正移程度，故平衡转化率降低； （2）①由以上分析可知，该装置是将化学能转化为电能的燃料电池，故答案为：化学； ②由以上分析可知，通入氧气的铂电极是燃料电池的正极，故答案为：正； ③由以上分析可知，通入甲醇的铂电极是原电池的负极，水分子作用下甲醇在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为，故答案为：； （3）氢气和氧气的反应为2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)，由反应热等于反应物键能之和与生成物键能之和的差值可得：=(436kJ/mol×2+498kJ/mol)-463kJ/mol×4=-482kJ/mol，反应的热化学方程式为 ，故答案为： 。 7．（2023-2024北京二中期末）实验小组探究(NH4)2S2O8溶液与KI溶液的反应及其速率，实验过程和现象如表。 已知： i.(NH4)2S2O8具有强氧化性，能完全电离，S2O易被还原为SO； ii.淀粉检测I2的灵敏度很高，遇低浓度的I2即可快速变蓝； iii.I2可与S2O发生反应：2S2O+I2=S4O+2I-。 编号 1-1 1-2 实验操作 现象 无明显现象 溶液立即变蓝 （1）实验1-1的目的是 。 （2）(NH4)2S2O8与KI反应的离子方程式为 。 为了研究(NH4)2S2O8与KI反应的速率，小组同学分别向两支试管中依次加入下列试剂，并记录变色时间，如表。 编号 0.2mol·L-1KI溶液/mL 0.01mol·L-1Na2S2O3溶液/mL 蒸馏水/mL 0.4%的淀 粉溶液/滴 0.2mol·L-1(NH4)2S2O8溶液/mL 变色时间/s 2-1 2 0 2.8 2 0.2 立即 2-2 2 0.8 0.2 2 2 30 （3）实验2-1不能用于测定(NH4)2S2O8与KI反应的速率，原因除变色时间过短外还有 。 （4）加入Na2S2O3溶液后溶液变蓝的时间明显增长，甲同学对此提出两种猜想。 猜想1：(NH4)2S2O8先与Na2S2O3反应，使c(S2O)降低； 猜想2：(NH4)2S2O8先与KI反应，____。 ①甲同学提出猜想1的依据：由信息iii推测，Na2S2O3的还原性 (填“强于”或“弱于”)KI的。 ②乙同学根据现有数据证明猜想1不成立，理由是 。 ③补全猜想2： 。 （5）查阅文献表明猜想2成立。根据实验2-2的数据，计算30s内的平均反应速率v(S2O)= mol·L-1·s-1(写出计算式)。 （6）实验2-2中，30s内未检测到(NH4)2S2O8与Na2S2O3反应，可能的原因是 。(写出2条)。 【答案】（1）做对照，排除O2氧化I-的干扰 （2）+2I-=2+I2 （3）无Na2S2O3时，生成少量I2后淀粉即变蓝，无法确定与I-反应的浓度变化 （4）强于 实验2-2与Na2S2O3完全反应后的溶液中，n()仍高于2-1中起始n()（0.0410-3mol），溶液应立即变蓝 生成的I2与Na2S2O3迅速反应，待Na2S2O3消耗完，继续生成I2时，淀粉才变蓝 （5） （6）(NH4)2S2O8与Na2S2O3反应的活化能大于与KI反应的活化能（或浓度相同时，(NH4)2S2O8与Na2S2O3反应的速率较(NH4)2S2O8与KI的小）；c(Na2S2O3)＜c(KI) 【分析】(NH4)2S2O8具有强氧化性，可以氧化KI生成和I2；为了研究(NH4)2S2O8与KI反应的速率，设计了实验，实验现象表明，用淀粉作指示剂的情况下，实验2-1中(NH4)2S2O8与KI的反应很快，溶液立即变色，而实验2-2中，加入了(NH4)2S2O8与KI，还加入了少量的Na2S2O3溶液，溶液变色时间明显增长，可以依据实验2-2，使用相关数据表达出(NH4)2S2O8的反应速率。 【解析】（1）实验1-2中，(NH4)2S2O8氧化KI生成I2，淀粉遇I2变蓝，实验1-1中没有加入氧化剂，而在实验1-1和实验1-2中，空气中的O2会将I-氧化为I2，故实验1-1的目的是做对照，排除O2氧化I-的干扰。 （2）根据题干信息可知，(NH4)2S2O8与KI反应生成(NH4)2SO4、K2SO4和I2，该反应的离子方程式为+2I-=2+I2。 （3）实验2-1和实验2-2相比，实验2-1没有加入Na2S2O3溶液，则在实验2-1中，无Na2S2O3，生成少量I2后淀粉即变蓝，无法确定与I-反应的浓度变化。 （4）①信息iii：2+I2=+2I-，做还原剂，I-为还原产物，故Na2S2O3的还原性强于KI的； ②根据信息i和信息iii可以推测与发生氧化还原反应：+2=2+，实验2-2中，起始n()=0.410-3mol，n()=0.00810-3mol，该反应后n()=0.39610-3mol，仍高于2-1中起始n()（0.0410-3mol），即实验2-2中与反应后，溶液中的浓度仍大于实验2-1中的起始浓度，则实验2-2的溶液应立即变蓝，与实际不符，故猜想1不成立； ③实验2-2中，加入Na2S2O3溶液后溶液变蓝的时间明显增长，还可能是因为(NH4)2S2O8先与KI反应，生成的I2与Na2S2O3迅速反应，待Na2S2O3消耗完，继续生成I2时，淀粉才变蓝。 （5）由反应+2I-=2+I2和反应2+I2=+2I-可得：~2，30s内，Δn()=0.10.0810-3mol，则Δn()=0.10.0810-3mol，故30s内的平均反应速率v()==mol·L-1·s-1。 （6）实验2-2中，30s内未检测到(NH4)2S2O8与Na2S2O3反应，可能的原因是(NH4)2S2O8与Na2S2O3反应的活化能大于与KI反应的活化能（或浓度相同时，(NH4)2S2O8与Na2S2O3反应的速率较(NH4)2S2O8与KI的小），也可能是因为c(Na2S2O3)小于c(KI)。 8．（2023-2024北京牛栏山一中期末）某小组欲探究反应2Fe2+ + I22Fe3+ + 2I−，完成如下实验。资料：AgI是黄色固体，难溶于稀硝酸。新制的AgI见光会少量分解。 （1）检验 Ⅰ 或 Ⅱ 中有无Fe3+的实验操作及现象是：取少量 Ⅰ 或 Ⅱ中溶液， 。经检验，Ⅰ、Ⅱ中均未检验出Fe3+。 （2）Ⅲ中的黄色浑浊是 (写化学式)。 （3）经检验，Ⅱ→Ⅲ的过程中产生了Fe3+。 ① 对Fe3+产生的原因做出如下假设： 假设a：空气中存在O2，由于 (用离子方程式表示)，可产生Fe3+。 假设b：溶液中Ag+具有氧化性，可产生Fe3+。 假设c： 。 假设d：该条件下，I2溶液可将Fe2+氧化为Fe3+。 ② 通过实验进一步证实a、b、c不是产生Fe3+的主要原因，假设d成立。 （4）经检验，Ⅳ中灰黑色浑浊中含有AgI和Ag。 ① 验证灰黑色浑浊含有Ag的实验操作及现象是：取洗净后的灰黑色固体， 。 ② 为探究Ⅲ→Ⅳ出现灰黑色浑浊的原因，完成了实验1和实验2。 实验1：向1 mL 0.1 mol·L−1 FeSO4溶液中加入1 mL0.1 mol·L−1 AgNO3溶液，开始时，溶液无明显变化。几分钟后，出现大量灰黑色浑浊。反应过程中温度几乎无变化。测定溶液中Ag+浓度随反应时间的变化如下图。 实验2：实验开始时，先向试管中加入几滴Fe2(SO4)3溶液，重复实验1，实验结果与实验1相同。 ⅰ．实验1中发生反应的离子方程式是 。 ⅱ．Ⅳ中迅速出现灰黑色浑浊的可能的原因是 。 【答案】（1）滴加几滴KSCN溶液，溶液不变红 （2）AgI （3） 酸性溶液中硝酸根离子具有强氧化性，可将Fe2+氧化为Fe3+ （4）加入足量稀硝酸，振荡，固体部分溶解，产生无色气泡，遇空气变红棕色，静置，取上层清液加入稀盐酸，有白色沉淀生成 AgI分解产生的Ag 催化了Fe2+与 Ag+的反应 【分析】由实验所给现象可知，I、Ⅱ均未检出Fe3+，说明Fe2+与I2几乎不反应；Ⅱ→Ⅲ的过程中加入几滴硝酸酸化的硝酸银溶液，Ag+与I-生成了AgI沉淀，降低了I-的浓度，使平衡2Fe2+ + I22Fe3+ + 2I−正向移动，使I2氧化了Fe2+；加入足量的硝酸酸化的硝酸银溶液，反应生成的 AgI 分解产生的Ag 催化了Fe2+与 Ag+的反应生成三价铁离子和单质银，出现大量灰黑色浑浊。 【解析】（1）检验Ⅱ中有无 Fe3+的实验操作及现象是：取少量Ⅱ中溶液，滴加几滴 KSCN溶液，溶液不变红，故答案为：滴加几滴KSCN溶液，溶液不变红； （2）黄色浑浊是Ag+与I-生成了AgI沉淀，故答案为：AgI； （3）空气中存在 O2，氧气具有氧化性，酸性条件下，空气中氧气将Fe2+氧化为Fe3+，反应的离子方程式为； 也有可能是酸性溶液中硝酸根离子具有强氧化性，可将Fe2+氧化为Fe3+，故为：酸性溶液中硝酸根离子具有强氧化性，可将Fe2+氧化为Fe3+； （4）①检验银单质的方法可以向其中加入稀硝酸，会产生NO气体，随后NO被空气中氧气氧化为NO2，故答案为：加入足量稀硝酸，振荡，固体部分溶解，产生无色气泡，遇空气变红棕色，静置，取上层清液加入稀盐酸，有白色沉淀生成； ②向1 mL 0.1 mol·L−1 FeSO4溶液中加入1 mL0.1 mol·L−1 AgNO3溶液，开始时，溶液无明显变化。几分钟后，出现大量灰黑色浑浊，说明银离子氧化亚铁离子生成铁离子，反应的离子方程式为； 反应过程中温度几乎无变化，故不是温度影响了反应速率，则迅速出现灰黑色浑浊的可能的原因是AgI分解产生的Ag 催化了Fe2+与 Ag+的反应，故答案为： AgI分解产生的Ag 催化了Fe2+与 Ag+的反应。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$