专题02 化学反应与能量变化（贵州专用）-【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02 化学反应与能量变化 内容概览 考向1 化学反应的热效应 考向2 原电池 考向3 化学电源 考向1 化学反应的热效应 1．(23-24高一下·贵州贵阳等2地·期末)已知反应，下列叙述不正确的是 A．反应过程中能量关系可用图甲表示 B．可将该反应设计成如图乙所示的原电池 C．图乙装置中铜表面产生气泡，说明铜也与稀硫酸反应 D．图乙装置中铁电极质量减小，发生氧化反应，作负极 2．(23-24高一下·贵州贵阳等2地·期末)下列实验装置或操作不能够达到实验目的的是 A B C D 验证吸热反应 探究反应物浓度对化学反应速率的影响 验证蛋白质变性 制备乙酸乙酯 A．A B．B C．C D．D 3．(23-24高一下·贵州六盘水·期末)下列实验方案不能达到实验目的的是 实验方案 实验目的 A．验证Na与水反应是放热反应 B．验证光照条件下甲烷与氯气反应 实验方案 实验目的 C．实现化学能转化为电能 D．除去乙烷中少量的乙烯 A．A B．B C．C D．D 4．(23-24高一下·贵州铜仁松桃民族中学·期末)如图为反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的能量变化示意图。下列说法正确的是 A．拆开2molH2(g)和1molO2(g)中的化学键成为H、O原子，共放出1368kJ能量 B．由H、O原子形成2molH2O(g)，共吸收1852kJ能量 C．2molH2(g)和1molO2(g)反应生成2molH2O(l)，共放出484kJ能量 D．2molH2(g)和1molO2(g)反应生成2molH2O(g)，共放出484kJ能量 5．(23-24高一下·贵州盘州第二中学·期末)计算机模拟催化剂表面水煤气产氢反应[]过程中能量的变化如图所示。下列说法错误的是 A．过程I、Ⅱ均表示断键的吸收能量过程 B．由图可知比CO稳定 C．过程Ⅲ既有共价键断裂，又有共价键形成 D．该反应为放热反应 6．(23-24高一下·贵州贵阳·期末)化学反应与能量变化的关系如图所示，下列说法错误的是 A．该反应必须加热才能发生 B．该反应吸收的热量为 C．该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量 D．该图可表示反应的能量变化 7．(23-24高一下·贵州铜仁松桃民族中学·期末)我国科研人员提出了由小分子X、Y转化为高附加值产品M的催化反应历程。该历程可用如下示意图表示，下列说法不正确的是 A．①→②过程属于放热反应 B．由X、Y生成M的总反应原子利用率为100% C．反应过程中有C﹣H键的断裂和C﹣C键、O﹣H键的生成 D．X的空间结构为正四面体，Y的结构式为O﹣C﹣O、M为乙醇(C2H5OH) 8．(23-24高一下·贵州麻江县第一中学·期末)铜-铈氧化物(，Ce是活泼金属)催化氧化可除去H2中少量CO，总反应为2CO+O2=2CO2，其反应过程与能量关系及可能机理如下图所示。 下列说法正确的是 A．(ii)中只有一种元素化合价发生变化 B．步骤(iii)中既有共价键的断裂，也有共价键的生成 C．反应过程中催化剂未参与反应 D．总反应为吸热反应 考向2 原电池 1．(23-24高一下·贵州贵阳·期末)劳动创造美好生活。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是 选项 劳动项目 化学知识 A 用草木灰对农作物施肥 草木灰含有钾元素 B 用氢氟酸刻蚀玻璃 氢氟酸是弱酸 C 废旧电池分类回收 电池中重金属会造成土壤和水体污染 D 利用铝热反应焊接钢轨 高温下铝能还原氧化铁并放出大量的热 A．A B．B C．C D．D 2．(23-24高一下·贵州贵阳·期末)纸电池是近年来电池研发领域的新成果，组成与传统电池类似，基本构造如图所示，电极和电解液均“嵌”在纸中。若a极为锌、b极为铜，下列有关纸电池的说法正确的是 A．实现了电能向化学能的转化 B．电解液为稀时，在b极表面被氧化 C．电解液为稀时，a极的电极反应为 D．电解液为溶液时，电子从b极经隔离膜流向a极 3．(23-24高一下·贵州黔西南州·期末)下列反应原理能设计成原电池的是 A． B． C． D． 4．(23-24高一下·贵州六盘水·期末)下列关于如图所示的装置叙述正确的是 A．若两电极分别为Fe和Cu，则X为Fe，Y为Cu B．X电极上发生还原反应，X电极质量减轻 C．外电路中电流方向为X电极经导线流向Y电极 D．Y电极上产生氢气，向Y电极移动 5．(23-24高一下·贵州安顺·期末)2023年9月习近平总书记在黑龙江考察调研期间首次提出“新质生产力”，“新质生产力”涵盖新材料、新能源等产业链。下列说法错误的是 A．推广使用太阳能、风能，有助于实现碳达峰、碳中和 B．制备飞机风挡所用的聚甲基丙烯酸甲酯属于有机高分子材料 C．制备火箭发动机的高温结构陶瓷属于传统无机非金属材料 D．世界首个高倍聚光与光电转换的全链路、全系统太空电站可将太阳能转化为电能 6．(23-24高一下·贵州安顺·期末)下列实验方案不能达到相应实验目的的是 A．将化学能转化为电能 B．制备乙酸乙酯 C．探究浓度对化学反应速率的影响 D．实验室制备氨气 A．A B．B C．C D．D 7．(23-24高一下·贵州铜仁松桃民族中学·期末)电化学气敏传感器可用于监制环境中 NH3的含量，其工作原理示意图如图所示，下列说法不正确的是（    ） A．电池工作一段时间后pH将变大 B．反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为4：3 C．负极的电极反应式为2NH36e6OHN26H2O D．电流方向：电极b→导线→电极a→电解质溶液→电极b 8．(23-24高一下·贵州黔西南州金成实验学校·期末)某小组设计的化学电池使LED灯发光的装置如图所示，下列叙述正确的是 A．装置中存在“化学能→电能→光能”的转换 B．Zn电极的反应：Zn+2e-=Zn2+ C．在外电路中，电流由Zn电极流向Cu电极 D．当电路中转移0.2mol电子，正极产生H2的体积为2.24L 考向3 化学电源 1．(23-24高一下·贵州遵义·期末)某公司推出一款铁——空气燃料电池，成本仅为锂电池的，且同样可实现电池的持续使用，该电池放电时的工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．为负极，发生氧化反应 B．从电极向电极迁移 C．电子沿外电路从极移向极 D．电极每消耗，转移电子 2．(23-24高一下·贵州黔西南州金成实验学校·期末)汽车的启动电源常用铅酸蓄电池，其结构如图所示。放电时的电池反应：PbO2 + Pb + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O。下列说法中，正确的是    A．Pb作电池的负极 B．PbO2作电池的负极 C．PbO2得电子，被氧化 D．电池放电时，溶液酸性增强 3．(23-24高一下·贵州铜仁松桃民族中学·期末)锌银蓄电池具有性能稳定、体积小、质量轻等优点，其结构如图所示。工作时发生反应：Ag2O+Zn=2Ag+ZnO。下列说法正确的是 A．a极上发生氧化反应 B．b极为原电池的负极 C．电子由a极流出，经过KOH溶液流入b极 D．b极上的电极反应式为Ag2O+2e-=2Ag+O2- 4．(23-24高一下·贵州盘州第二中学·期末)氢氧燃料电池的反应原理如图所示。下列有关氢氧燃料电池的说法不正确的是 A．该电池中电极a是负极 B．该电池工作时化学能转化为电能 C．该电池的总反应为 D．外电路中电流由电极a通过导线流向电极b 5．(23-24高一下·贵州铜仁松桃民族中学·期末)关于下列四个装置说法错误的是 装置Ⅰ 装置Ⅱ 装置Ⅲ 装置Ⅳ 原电池装置示意图 普通锌锰电池示意图 铅蓄电池示意图 燃料电池示意图 A．装置Ⅰ：铜电极质量增加 B．装置Ⅱ：锌筒作负极，发生氧化反应 C．装置Ⅲ：可充电，属于二次电池 D．装置Ⅳ：内电路中电子由b极移向a极 1．(23-24高一下·贵州安顺·期末)物质间的相互反应在科研和生产中有广泛应用。下列表述对应的反应式书写错误的是 A．硫代硫酸钠与硫酸反应： B．酸性氢氧燃料电池正极反应式： C．生活中用醋酸除水垢： D．铜与稀硝酸反应： 2．(23-24高一下·贵州安顺·期末)化学电源是新能源和可再生能源的重要组成部分。科学家利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成化学电池，如图所示。下列说法正确的是 A．a端电势高于b端电势 B．电池工作时，石墨电极区域海水pH减小 C．电池工作时，海水中的Cl-向a电极移动 D．67.2LO2参加反应，a电极消耗Al的质量为54g 3．(23-24高一下·贵州铜仁·期末)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试剂、设备和实验结果如下，下列说法不正确的是 序号 镁条的质量/g 盐酸 物质的量浓度/(mol/L) 体积/mL 1 0.01 1.00 2.00 2 0.01 0.50 a A．表格中a=2.00 B．镁与盐酸的反应属于放热反应 C．X曲线表示的是镁与0.50mol/L盐酸反应 D．随着反应进行，盐酸浓度降低，反应速率都会降低 4．(23-24高一下·贵州铜仁·期末)下列有关实验装置能达到相应实验目的的是 装置 目的 A．制取氨气 B．将化学能转化为电能 装置 目的 C．制备乙酸乙酯 D．除去甲烷中乙烯 A．A B．B C．C D．D 5．(23-24高一下·贵州铜仁·期末)锂-空气电池直接使用金属锂作电极，从空气中获得O2。如图是某种锂空气电池的示意图，下列说法不正确的是 A．多孔碳电极为电池的正极 B．锂电极的电极反应式为：Li-e-=Li+ C．溶液中Li+的流动方向为锂电极→碳电极 D．图中的有机电解质非水溶液可以换成水溶液 6．(23-24高一下·贵州毕节·期末)丁烷是石油化工产品之一、其中正丁烷是一种重要的燃料掺合物，一定条件下可以与异丁烷相互转化，其能量变化如图所示。下列有关说法正确的是 A．石油是由多种烃组成的混合物 B．正丁烷比异丁烷稳定 C．正丁烷的沸点比异丁烷低 D．正丁烷和异丁烷互为同系物 7．(23-24高一下·贵州毕节·期末)电能是现代社会应用广泛的能源之一、有关下列电源装置的叙述中错误的是 A．图1所示装置工作一段时间后正极质量增加 B．图2所示装置中作电解质，锌筒作负极 C．图3所示的铅酸蓄电池装置是一种二次电池 D．图4所示装置工作一段时间后，电解质溶液pH减小 8．(22-23高一下·贵州黔西南州金成实验学校·期末)下列反应是氧化还原反应且反应过程中的能量变化符合下图的是 A．CaO+H2O=Ca(OH)2 B．NaOH+HCl=NaCl+H2O C．2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ D．4HNO34NO2+O2+2H2O 9．(22-23高一下·贵州黔西南州金成实验学校·期末)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SO2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pH减小 C．理论上每消耗22.4 L O2，可产生196 g H2SO4 D．电极b的电极反应式：SO2-2e-＋4OH-=SO＋2H2O 10．(22-23高一下·贵州毕节·期末)已知硫与氧气反应的能量变化如图所示，下列说法正确的是    A．比更稳定 B．比的总能量高 C．转化为和是吸热反应 D．形成化学键的过程需要吸收能量 11．(22-23高一下·贵州毕节·期末)乙醇燃料电池广泛应用于微型电源、能源汽车、家用电源、国防等领域，工作原理如图所示，电池总反应为：，下列说法错误的是 A．和通入的一极为负极 B．正极反应式为 C．负极反应式为 D．从正极经传导质子的固体膜移向负极 12．(22-23高一下·贵州黔东南苗族侗族·期末)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是    A．a正极，b为负极 B．电子从电极b流出，经外电路流向电极a C．转化为的反应为 D．若该电池中有参加反应，则有通过质子交换膜 13．(23-24高一下·贵州黔西南州金成实验学校·期末)回答下列问题。 I.在一定条件下，将4 mol NH3和4 mol O2混合于固定容积为2 L的密闭容器中，发生反应：4NH3(g)+5O2(g)4X(g)+6H2O(g)。2 min后该反应达到平衡，生成3 mol H2O。则： (1)X的化学式为 。 (2)O2的转化率为 。 (3)0~2 min内，v(NH3)= mol/(L·min)。 (4)燃料电池是一种高效、环境友好型发电装置。一种燃料电池的电解质溶液为NaOH溶液，负极通入NH3，正极通入空气，产物对环境无污染，则负极的电极反应式为 ，电路中每通过1 mol电子，消耗标准状况下的氧气 L。 Ⅱ.工业制硫酸的反应之一为2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)(放热反应)，在2 L恒容绝热密闭容器中投入2.0 mol SO2和适当过量的O2，在一定条件下充分反应，如图是SO2和SO3的物质的量随时间的变化曲线。 (5)下列叙述不能判断该反应达到平衡状态的是 。 ①容器中压强不再改变             ②容器中气体密度不再改变 ③O2的物质的量浓度不再改变       ④SO3的质量不再改变 (6)根据图示计算达到平衡时SO2的转化率为 。 14．(23-24高一下·贵州贵阳等2地·期末)合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就，在很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿问题，是化学和技术对社会发展与进步的巨大贡献。 (1)液氨汽化时吸收大量热，可用作 。常用如下图装置验证氨气极易溶于水且水溶液显碱性，该实验名称是 。 (2)为了模拟工业合成氨，某温度时，在一个的密闭容器中，充入一定量的和，实验测得三种气体物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。 ①工业合成氨的化学方程式为 。 ②X是 的物质的量随时间的变化曲线。 ③反应开始至时，的体积分数为 。时，达到平衡，的平衡转化率为 。 ④能说明上述反应达到平衡状态的是 。(填字母) A．    B．体积分数保持不变 C．混合气体的压强不随时间的变化而变化    D．混合气体的密度不随时间的变化而变化 (3)除传统方法外，近几年科学家在研究利用原电池原理进行常温常压下合成氨。一种通过原电池进行合成氨的装置如图，在该装置中，电极b为 极(填“正”或“负”)，a电极的电极反应式为 。 15．(23-24高一下·贵州安龙县第一中学·期末)2020年11月24日，长征五号运载火箭搭载嫦娥五号成功发射，开启中国探月新篇章。火箭常用的推进剂燃料有偏二甲肼()、肼()煤油等。 (1)用偏二甲肼()作燃料，四氧化二氮作氧化剂，生成氮气和二氧化碳气体。 ①写出该反应的化学方程式： 。 ②反应物的总能量 (填“大于”、“小于”或“等于”)生成物的总能量。 (2)肼在碱性环境下可以形成肼一空气燃料电池，肼被氧化为，该电池负极的反应式为 ，每生成要转移电子的物质的量为 。 (3)肼类推进剂在使用过程中要注意进行环境监测以免造成环境污染。臭氧是理想的烟气脱硝试剂，其脱硝反应为，向甲、乙两个体积均为的恒容密闭容器中均充入和，分别在、温度下，经过一段时间后达到平衡。反应过程中随时间变化情况见下表： 0 3 6 12 24 36 甲容器() 0 0.36 0.60 0.80 0.80 0.80 乙容器() 0 0.30 0.50 0.70 0.85 0.85 ①根据表格数据分析，该反应温度T1 T2。(填“”、“”或“”，下同) ②甲容器中，内的平均反应速率 。 ③乙容器中平衡转化率为 。 ④下列叙述能说明该反应达到化学平衡状态的是 。 a.混合气体的平均相对分子质量不变b. c. 与的转化率之比不变d. 混合气体密度不变 e. 容器内气体的总压强保持不变 (4)航天煤油是石油经过 炼制的。 16．(23-24高一下·贵州遵义·期末)中科院李灿院士引领的“液态阳光”项目中，为实现碳中和，将转化为甲醇，方程式如下所示：。 回答下列问题： (1)与反应生成和的历程中，反应物的总能量和生成物的总能量如图1所示，则该反应为 (填“吸热反应”或“放热反应”)。 (2)一定温度下，的恒容密闭容器中，反应物不同的物质的量之比对应平衡转化率如下表所示。 实验序号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 平衡转化率 ①实验Ⅰ中初始物质的量为，达到平衡时所用时间为，则的平均反应速率为 。 ②由四个实验可得出的规律是 。 (3)恒温恒容条件下，向密闭容器中加入和，下列能说明反应达到平衡状态的是___________。 A． B．的浓度不再变化 C．容器压强不再变化 D．与物质的量之比不再变化 (4)恒温恒容下，加入一定量的和，得到的宏观净反应速率与时间的变化如图2所示，数据模拟分析得到微观与随时间的变化如图3所示。已知净反应速率。 ①时刻的 (填“”，“”或“”)。 ②时刻的净反应速率 0(填“”或“”)， 0(填“”或“”)。 ③比较图1中阴影面积与图2中阴影面积的大小关系： (填“”，“”或“”)。 17．(23-24高一下·贵州六盘水·期末)Ⅰ．芬顿法是在调节好pH和浓度的废水中加入，产生羟基自由基能氧化降解污染物p—CP。运用该法控制p—CP的初始浓度相同进行对比实验，数据如下表： 实验 编号 溶液 溶液 蒸馏水 pH 温度 时间 实验目的 ① 1.50 3.50 10.00 3 298 200 参照实验 ② 1.50 3.50 3 313 60 探究温度对降解速率的影响 ③ 3.50 3.50 8.00 3 298 140 ④ 1.50 9.00 3 298 170 探究对降解速率的影响 注：表中时间是p—CP浓度降低所需时间。 根据上表信息回答下列问题： (1) ； ；实验②的p—CP降解速率为 。 (2)实验①③的目的是 ；由实验①④得出的结论是 。 (3)实验①②表明，温度升高，该降解速率增大。但温度过高反而导致降解速率减小，原因是 (从性质角度分析)。 Ⅱ．还原CO电化学法制备甲醇的工作原理如图： (4)电池工作过程中通过质子膜向多孔碳棒 (填“a”或者“b”)移动；多孔碳棒b上发生的电极反应式为 。 18．(23-24高一下·贵州安顺·期末)氨是一种良好的低碳储氢载体，“氨能”的开发利用有利于我国新能源发展。回答下列问题： (1)已知工业合成氨反应为放热反应。下图中能体现上述反应能量变化的是 (填标号)。 (2)时，向体积为的刚性容器中充入一定量的和，实验测得随时间的变化如表所示： 时间/min 5 10 15 20 25 30 0.08 0.14 0.18 0.20 0.20 0.20 ①5~10min内的平均反应速率 。 ②下列情况不能说明反应已达到化学平衡的是 (填标号)。 a．     b．的体积分数不再变化 c．混合气体的密度保持不变     d．混合气体的总压强不再变化 (3)我国科学家提出了采用M-LiH(M表示金属)复合催化剂在低温、低压下合成氨的方案，测得反应速率如下图所示。 ①无，催化效率最高的金属是 。 ②有，反应速率明显增大。研究表明M-LiH的催化过程可能按以下3个步骤进行，写出步骤ⅱ的化学方程式。 ⅰ．的表面反应：。 ⅱ． 。 ⅲ．。 (4)氨氧燃料电池具有广阔的应用前景。其工作原理如下图所示。a电极的电极反应式为 。 (5)液氨储氢技术是一种将氢气以液氨的形式储存的技术，这种技术在氢能源领域具有广泛的应用前景。液氨储氢技术的优点是 。 19．(23-24高一下·贵州铜仁·期末)2024年中国空间站“天宫号”取得诸多重大突破。空间站一种处理CO2的重要方法是对CO2进行收集和再生处理，重新生成可供人体呼吸的氧气，部分技术路线如下图。 ， 回答下列问题： (1)电解水的反应属于 (选填“吸热”或“放热”)反应，下列措施可提高电解生成O2速率的是 (填字母)。 A．充入惰性气体Ar           B．将电极材料换成Na C．适当提高电解液的温度     D．提高电解时的电源电压 (2)在空间站舱内可用下图所示的原电池装置富集CO2，其中电极a是 (选填“正极”或“负极")，电极反应式为 。 (3)萨巴蒂尔反应方程式为：CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)，将2molCO2和8molH2充人体积为2L的恒温密闭刚性容器中发生此反应，H2的物质的量随时间的变化如图所示。 ①该反应在0~2min内CH4的平均反应速率为 ，平衡时生成H2O的质量为 g； ②其他条件不变，下列情况能说明该反应已达平衡状态的是 (填字母)。 A．体系的总压强不再改变 B．体系中H2的含量不再改变 C．V逆(CO2)=v正(CO2) D．体系内每消耗4molH2的同时消耗1molCO2 20．(23-24高一下·贵州毕节·期末)合成氨是目前人工固氮最重要的途径，研究合成氨的反应和氨气的用途具有重要意义。工业上合成氨的反应为：。请回答下列问题： (1)下图是合成氨反应能量变化示意图，反应中生成2 mol时 (填“吸收”或“放出”)的热量是 kJ。 (2)某实验小组模拟工业合成氨。一定条件下，在2L密闭容器中按物质的量之比为1∶3比例通入和发生反应，的物质的量浓度随时间变化如图所示： ①反应开始至2min时，用的浓度变化表示反应的平均速率为 mol·L·min，H₂的转化率为 。 ②下列情况能说明该反应一定达到化学平衡状态的是 (填标号)。 A．     B．断裂1 mol 的同时断裂2 mol C．的含量保持不变         D．混合气体的平均相对分子质量不变 (3)氨气燃料电池在实现能源转型和减少碳排放方面具有巨大的发展潜力。其中一种液氨—液氧燃料电池工作原理如图所示(已知：a、b均为惰性电极，其中电池的总反应为：)。 ①C口进入的物质为 。 ②溶液中向 (填“a”或“b”)电极迁移。 ③a电极上发生的电极反应式为 。 (4)侯氏制碱工业中向饱和食盐水中先通入的原因是 。 21．(22-23高一下·贵州黔西南州金成实验学校·期末)NO和NO2都是有毒气体，氨气可作为脱硝剂，如NO和，在一定条件下发生反应：6NO(g)+4NH3(g)5N2(g)+6H2O(g)。 (1)在恒温恒容的条件下，下列能说明该反应已达到平衡状态的是 (填字母)。 a．反应速率 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．有12molN-H键断裂的同时生成5molN≡N键 f．混合气体的密度不随时间的变化而变化 (2)利用该原理，设计如下原电池，除掉NO的同时，还可以提供电能。 N电极上发生的电极反应为 。 (3)已知拆开1molH-H键、1molN≡N键、1molN-H键需要的能量依次为436kJ、946kJ、391kJ，在该温度下，制备所需NH3时，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92kJ(理论消耗1molN2放出92kJ的热量)，其原因是 。 (4)一定条件下，在2L密闭容器内，反应2NO2(g)N2O4(g)，n(NO2)随时间变化如下表： 时间/s 0 1 2 3 4 5 n(NO2)/mol 0.040 0.0140 0.008 0.005 0.005 0.005 ①用N2O4表示0~2s内该反应的平均速率v(N2O4)= ，在第5s时，NO2的转化率为 。(转化率是指某一反应物转化量占及其总量的百分比) ②根据上表可以看出，随着反应的进行，反应速率逐渐减小，其原因是 。 22．(22-23高一下·贵州黔东南苗族侗族·期末)I．可转化成有机物实现碳循环。在体积为1L的恒温恒容密闭容器中，充入和，一定条件下反应：，测得和的浓度随时间变化如图所示。    (1)从3min到9min，= (计算保留2位有效数字)。 (2)能说明上述反应达到平衡状态的是___________(填字母)。 A．反应中与的物质的量浓度之比为1：1(即图中交叉点) B．混合气体的压强不随时间的变化而变化 C．单位时间内生成，同时生成 D．混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化 (3)平衡时的转化率为 。 Ⅱ. (4)如图所示是可逆反应的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线，下列叙述正确的是___________(填字母)。    A．时，只有正方向反应在进行 B．时，反应达到最大限度 C．，反应不再进行 D．，各物质的浓度不再发生变化 Ⅲ．原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步，是化学对人类的一项重大贡献。 (5)现有如下两个反应：a．；B．。判断上述两个反应中能设计成原电池的是 (填“A”或“B”或“AB”) (6)将纯锌片和纯铜片按图中方式插入100mL相同浓度的稀硫酸中一段时间后，对该装置的有关说法正确的是___________(填序号)。    A．甲、乙均为化学能转变为电能的装置 B．乙中铜片上没有明显变化 C．甲中铜片质量增加、乙中锌片质量减少 D．两烧杯中溶液的pH均增大 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题02 化学反应与能量变化 内容概览 考向1 化学反应的热效应 考向2 原电池 考向3 化学电源 考向1 化学反应的热效应 1．(23-24高一下·贵州贵阳等2地·期末)已知反应，下列叙述不正确的是 A．反应过程中能量关系可用图甲表示 B．可将该反应设计成如图乙所示的原电池 C．图乙装置中铜表面产生气泡，说明铜也与稀硫酸反应 D．图乙装置中铁电极质量减小，发生氧化反应，作负极 【答案】C 【详解】A．该反应为放热反应，图甲中反应物总能量高于生成物总能量，为放热反应，所以可用图甲表示，A正确； B．，该反应为氧化还原反应，可设计成如图乙所示的原电池，B正确； C．氢离子在铜电极表面得电子产生氢气，并不是铜与稀硫酸反应，C不正确； D．铁为该原电池的负极，失电子，发生氧化反应，质量减轻，D正确； 故选C。 2．(23-24高一下·贵州贵阳等2地·期末)下列实验装置或操作不能够达到实验目的的是 A B C D 验证吸热反应 探究反应物浓度对化学反应速率的影响 验证蛋白质变性 制备乙酸乙酯 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．通过烧杯壁变量以及烧杯底部与玻璃片因结冰而粘在一起，可验证与反应为吸热反应，A正确； B．通过观察溶液变浑浊所需的时间可探究浓度对化学反应速率的影响，B正确 ； C．醋酸铅为重金属盐，可使蛋白质变性，C正确； D．乙酸乙酯会在NaOH溶液中水解，无法得到乙酸乙酯，D错误； 故选D。 3．(23-24高一下·贵州六盘水·期末)下列实验方案不能达到实验目的的是 实验方案 实验目的 A．验证Na与水反应是放热反应 B．验证光照条件下甲烷与氯气反应 实验方案 实验目的 C．实现化学能转化为电能 D．除去乙烷中少量的乙烯 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．A中若钠与水反应放热，大试管中气体受热膨胀，能看到U型管中左侧红墨水降低，右侧红墨水升高，能实现实验目的，A不符合； B．甲烷与氯气在光照下反应，能看到试管中黄绿色变浅，试管壁上有油滴产生，试管中液面上升，能实现实验目的，B不符合； C．该装置若灯泡发亮，则能形成原电池，实现化学能向电能的转化，能实现实验目的，C不符合； D．乙烯能与酸性高锰酸钾溶液反应产生二氧化碳，又引入了新杂质，不能实现实验目的，D符合； 故选D。 4．(23-24高一下·贵州铜仁松桃民族中学·期末)如图为反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的能量变化示意图。下列说法正确的是 A．拆开2molH2(g)和1molO2(g)中的化学键成为H、O原子，共放出1368kJ能量 B．由H、O原子形成2molH2O(g)，共吸收1852kJ能量 C．2molH2(g)和1molO2(g)反应生成2molH2O(l)，共放出484kJ能量 D．2molH2(g)和1molO2(g)反应生成2molH2O(g)，共放出484kJ能量 【答案】D 【详解】A．断裂化学键吸收能量，故A错误； B．形成化学键吸收能量，故B错误； C．依据图象数据分析计算，2molH2(g)和1molO2(g)反应生成2molH2O(g)，共放出484kJ能量，生成2molH2O(l)，共放出大于484kJ能量，故C错误； D．依据图象数据分析计算，2molH2(g)和1molO2(g)反应生成2molH2O(g)，共放出484kJ能量，故D正确； 故答案为D。 5．(23-24高一下·贵州盘州第二中学·期末)计算机模拟催化剂表面水煤气产氢反应[]过程中能量的变化如图所示。下列说法错误的是 A．过程I、Ⅱ均表示断键的吸收能量过程 B．由图可知比CO稳定 C．过程Ⅲ既有共价键断裂，又有共价键形成 D．该反应为放热反应 【答案】B 【详解】A．根据图示，过程I、Ⅱ均为O-H键断裂，故均需要吸收能量，A正确； B．根据图示数据，不能判断、CO稳定性强弱，B错误； C．过程Ⅲ既有O-H键键断裂；又有C=O、O-H、H-H键形成，C正确； D．生成物总能量低于反应物总能量，则总反应为放热反应，D正确； 答案选B。 6．(23-24高一下·贵州贵阳·期末)化学反应与能量变化的关系如图所示，下列说法错误的是 A．该反应必须加热才能发生 B．该反应吸收的热量为 C．该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量 D．该图可表示反应的能量变化 【答案】A 【详解】A．该反应的反应物总能量低于生成物，是吸热反应，但是吸热反应不一定要加入才能发生，故A错误； B．由图像可知，反应吸收的热量为，故B正确； C．由图像可知，该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量，故C正确； D．是吸热反应，可以用该图可表示，故D正确； 答案选A。 7．(23-24高一下·贵州铜仁松桃民族中学·期末)我国科研人员提出了由小分子X、Y转化为高附加值产品M的催化反应历程。该历程可用如下示意图表示，下列说法不正确的是 A．①→②过程属于放热反应 B．由X、Y生成M的总反应原子利用率为100% C．反应过程中有C﹣H键的断裂和C﹣C键、O﹣H键的生成 D．X的空间结构为正四面体，Y的结构式为O﹣C﹣O、M为乙醇(C2H5OH) 【答案】D 【分析】根据图中所示，反应物是CH4、CO2，生成物是CH3COOH，反应历程是：在催化剂作用下CH4断裂一个C-H键，CO2断裂一个C=O中的π键，然后发生加成反应，原子间重新组合生成CH3COOH。 【详解】A．①→②过程反应物总能量高于生成物总能量，属于放热反应，A正确； B．X、Y生成M的总反应方程式为CH4+CO2 CH3COOH，原子利用率为100%，B正确； C．根据反应的历程示意图和总反应方程式可知，反应过程中有C﹣H键的断裂和C﹣C键、O﹣H键的生成，C正确； D．X的分子结构是正四面体，Y的结构式为O=C=O、M为乙酸，D错误； 故选D。 8．(23-24高一下·贵州麻江县第一中学·期末)铜-铈氧化物(，Ce是活泼金属)催化氧化可除去H2中少量CO，总反应为2CO+O2=2CO2，其反应过程与能量关系及可能机理如下图所示。 下列说法正确的是 A．(ii)中只有一种元素化合价发生变化 B．步骤(iii)中既有共价键的断裂，也有共价键的生成 C．反应过程中催化剂未参与反应 D．总反应为吸热反应 【答案】B 【详解】A．由题干反应历程可知，(ii)为吸附过程，过程中没有有元素化合价发生变化，A错误； B．步骤(iii)中氧气分子中共价键断裂，同时生成碳氧键，存在共价键的断裂和共价键的生成，B正确； C．由题干反应历程图可知，反应过程中催化剂参与反应，只是反应前后不变，C错误； D．由题干能量图可知，反应物总能量高于生成物总能量，故总反应为放热反应，D错误； 故答案为：B。 考向2 原电池 1．(23-24高一下·贵州贵阳·期末)劳动创造美好生活。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是 选项 劳动项目 化学知识 A 用草木灰对农作物施肥 草木灰含有钾元素 B 用氢氟酸刻蚀玻璃 氢氟酸是弱酸 C 废旧电池分类回收 电池中重金属会造成土壤和水体污染 D 利用铝热反应焊接钢轨 高温下铝能还原氧化铁并放出大量的热 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．草木灰主要成分为碳酸钾，含钾元素，可用草木灰对农作物施肥，两者有关联，故A不选； B．氢氟酸能够与玻璃中的二氧化硅反应生成四氟化硅和水，与HF为弱酸无关，故B选； C．电池中重金属可造成土壤和水体污染，故废旧电池要分类回收，两者有关联，故C不选； D．高温下铝能还原氧化铁生成熔融铁，放出大量热，可用于焊接钢轨，两者有关联，故D不选； 答案选B。 2．(23-24高一下·贵州贵阳·期末)纸电池是近年来电池研发领域的新成果，组成与传统电池类似，基本构造如图所示，电极和电解液均“嵌”在纸中。若a极为锌、b极为铜，下列有关纸电池的说法正确的是 A．实现了电能向化学能的转化 B．电解液为稀时，在b极表面被氧化 C．电解液为稀时，a极的电极反应为 D．电解液为溶液时，电子从b极经隔离膜流向a极 【答案】C 【详解】A．实现了化学能向电能的转化，故A错误； B．a极为锌，a为负极；b极为铜，b为正极，电解液为稀时，在b极表面被还原，故B错误； C．电解液为稀时，a极为锌，a为负极，a极的电极反应为，故C正确； D．电子不能进入电解质溶液，电子由锌片经外电路流向铜片，故D错误； 答案选C。 3．(23-24高一下·贵州黔西南州·期末)下列反应原理能设计成原电池的是 A． B． C． D． 【答案】B 【分析】能设计成原电池的反应必须是自发的氧化还原反应其反应放热。 【详解】A．属于氧化还原反应，但该反应是吸热反应，所以不能设计成原电池，A不选； B．属于自发的氧化还原反应且该反应放热，所以能设计成原电池，B选； C．不是氧化还原反应，所以不能设计成原电池，C不选； D．不是氧化还原反应，所以不能设计成原电池，D不选； 故选B。 4．(23-24高一下·贵州六盘水·期末)下列关于如图所示的装置叙述正确的是 A．若两电极分别为Fe和Cu，则X为Fe，Y为Cu B．X电极上发生还原反应，X电极质量减轻 C．外电路中电流方向为X电极经导线流向Y电极 D．Y电极上产生氢气，向Y电极移动 【答案】A 【分析】该装置为原电池装置，该原电池中电子从X极流出，X为负极，Y为正极。 【详解】A．根据分析，原电池中X为负极，若两电极分别为Fe和Cu，铁比铜活泼，故X为Fe，Y为Cu，A正确； B．X为负极，发生氧化反应，负极上金属X发生失电子的氧化反应生成阳离子进入溶液中，则X电极质量减轻，B错误； C．外电路中电流方向为Y电极经导线流向X电极，C错误； D．Y为正极，Y电极上产生氢气，向X电极移动，D错误； 故选A。 5．(23-24高一下·贵州安顺·期末)2023年9月习近平总书记在黑龙江考察调研期间首次提出“新质生产力”，“新质生产力”涵盖新材料、新能源等产业链。下列说法错误的是 A．推广使用太阳能、风能，有助于实现碳达峰、碳中和 B．制备飞机风挡所用的聚甲基丙烯酸甲酯属于有机高分子材料 C．制备火箭发动机的高温结构陶瓷属于传统无机非金属材料 D．世界首个高倍聚光与光电转换的全链路、全系统太空电站可将太阳能转化为电能 【答案】C 【详解】A．推广使用太阳能、风能，可以减少化石燃料的燃烧，有助于实现碳达峰、碳中和，A正确； B．聚甲基丙烯酸甲酯为合成有机高分子材料，B正确；   C．高温结构陶瓷性能优良，属于新型无机非金属材料，C错误； D．高倍聚光与光电转换的全链路、全系统太空电站可将太阳能转化为电能，实现太阳能与电能的转化，D正确； 故选C。 6．(23-24高一下·贵州安顺·期末)下列实验方案不能达到相应实验目的的是 A．将化学能转化为电能 B．制备乙酸乙酯 C．探究浓度对化学反应速率的影响 D．实验室制备氨气 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．该装置构成了铜锌原电池，可以实现化学能向电能的转化，A正确； B．乙醇、醋酸在浓硫酸作用下加热生成乙酸乙酯，乙酸乙酯难溶于饱和碳酸钠溶液，用饱和碳酸钠吸收挥发的乙酸、乙醇，且能收集乙酸乙酯，B正确；   C．实验中变量为过氧化氢浓度，故能探究浓度对化学反应速率的影响，C正确； D．右侧导管应该伸入试管底部且试管应该用棉花而不是塞子，D错误； 故选D。 7．(23-24高一下·贵州铜仁松桃民族中学·期末)电化学气敏传感器可用于监制环境中 NH3的含量，其工作原理示意图如图所示，下列说法不正确的是（    ） A．电池工作一段时间后pH将变大 B．反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为4：3 C．负极的电极反应式为2NH36e6OHN26H2O D．电流方向：电极b→导线→电极a→电解质溶液→电极b 【答案】A 【分析】由图可知a极为负极，电极反应式为2NH36e6OHN26H2O；b为正极，电极反应式为O2+4eH2OOH，电流方向：电极b→导线→电极a→电解质溶液→电极b，以此分析解答。 【详解】A.a极为负极，电极反应式为4NH312e12OHN212H2O；b为正极，电极反应式为3O2+12eH2OOH，所以电池工作一段时间后溶液的pH不变，故A错误； B.由上述分析可知，反应中消耗的NH3与O2的物质的量之比为4：3，故B正确； C.由上述分析可知，负极是氨气发生氧化反应变成氮气，电极反应式为2NH36e6OHN26H2O，故C正确； D.电流是由电极b→导线→电极a→电解质溶液→电极b，故D正确； 故答案：A。 8．(23-24高一下·贵州黔西南州金成实验学校·期末)某小组设计的化学电池使LED灯发光的装置如图所示，下列叙述正确的是 A．装置中存在“化学能→电能→光能”的转换 B．Zn电极的反应：Zn+2e-=Zn2+ C．在外电路中，电流由Zn电极流向Cu电极 D．当电路中转移0.2mol电子，正极产生H2的体积为2.24L 【答案】A 【分析】在该原电池中，Zn作负极失去电子发生氧化反应，H+得到电子转化为H2，发生还原反应，据此回答。 【详解】A．装置中存在“化学能→电能→光能”的转换，A正确； B．锌作负极，Zn失电子生成锌离子，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，B错误； C．原电池的外电路中，电流从正极流向负极，电流从正极Cu流向负极Zn，C错误； D．没有讲明是否在标准状况下测量气体体积，D错误； 故选A。 考向3 化学电源 1．(23-24高一下·贵州遵义·期末)某公司推出一款铁——空气燃料电池，成本仅为锂电池的，且同样可实现电池的持续使用，该电池放电时的工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．为负极，发生氧化反应 B．从电极向电极迁移 C．电子沿外电路从极移向极 D．电极每消耗，转移电子 【答案】B 【分析】由图可知，放电时，N极Fe失去电子作为负极，则M极为正极，充电时，N极为阴极，M极为阳极，据此分析作答。 【详解】A．为活泼金属，放电时被氧化，所以为负极，被还原，所以为正极，A正确； B．放电时，阳离子向正极移动，即向电极移动，B错误； C．放电时，电子从负极通过外电路移向正极，C正确； D．电极每消耗，O2被还原，降到-2价，转移电子，D正确； 故选B。 2．(23-24高一下·贵州黔西南州金成实验学校·期末)汽车的启动电源常用铅酸蓄电池，其结构如图所示。放电时的电池反应：PbO2 + Pb + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O。下列说法中，正确的是    A．Pb作电池的负极 B．PbO2作电池的负极 C．PbO2得电子，被氧化 D．电池放电时，溶液酸性增强 【答案】A 【详解】A．根据总反应方程式，Pb化合价升高，失去电子，因此Pb作电池的负极，故A正确； B．PbO2中Pb化合价降低，得到电子，发生还原反应，因此PbO2作电池的正极，故B错误； C．PbO2得电子，被还原，故C错误； D．根据总反应方程式分析，电池放电时，硫酸不断消耗，浓度不断减弱，则溶液酸性减弱，故D错误。 综上所述，答案为A。 3．(23-24高一下·贵州铜仁松桃民族中学·期末)锌银蓄电池具有性能稳定、体积小、质量轻等优点，其结构如图所示。工作时发生反应：Ag2O+Zn=2Ag+ZnO。下列说法正确的是 A．a极上发生氧化反应 B．b极为原电池的负极 C．电子由a极流出，经过KOH溶液流入b极 D．b极上的电极反应式为Ag2O+2e-=2Ag+O2- 【答案】A 【分析】由题干锌银蓄电池结构装置图并结合电池总反应式可知，a电极为负极，发生氧化反应，电极反应为：Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O，b电极为正极，发生还原反应，电极反应为：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，a极为负极，该电极上发生氧化反应，A正确； B．由分析可知，a电极为负极，b极为原电池的正极，B错误； C．由分析可知，a极为负极，b极为正极，故电子由a极流出，经过导线流入b极，C错误； D．由分析可知，b极上的电极反应式为Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-，D错误； 故答案为：A。 4．(23-24高一下·贵州盘州第二中学·期末)氢氧燃料电池的反应原理如图所示。下列有关氢氧燃料电池的说法不正确的是 A．该电池中电极a是负极 B．该电池工作时化学能转化为电能 C．该电池的总反应为 D．外电路中电流由电极a通过导线流向电极b 【答案】D 【分析】氢氧燃料电池中氧气一极为正极，氧气得到电子发生还原反应，氢气一极为负极，氢气失去电子发生氧化反应； 【详解】A．通入还原剂H2的电极为负极，所以a为负极，A正确； B．燃料电池属于原电池，是将化学能转化为电能的装置，B正确； C．氢氧燃料电池总反应为氢气和氧气生成水：，C正确； D．通入氢气的电极为负极，通入氧气的电极为正极，电子从负极a沿导线流向正极b，电流由正极b流向负极a，D错误； 故选D。 5．(23-24高一下·贵州铜仁松桃民族中学·期末)关于下列四个装置说法错误的是 装置Ⅰ 装置Ⅱ 装置Ⅲ 装置Ⅳ 原电池装置示意图 普通锌锰电池示意图 铅蓄电池示意图 燃料电池示意图 A．装置Ⅰ：铜电极质量增加 B．装置Ⅱ：锌筒作负极，发生氧化反应 C．装置Ⅲ：可充电，属于二次电池 D．装置Ⅳ：内电路中电子由b极移向a极 【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，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，B正确； C．铅蓄电池可充放电，属于二次电池，C正确； D．氢气燃料电池中通入氢气一极失电子做负极，通入氧气一级得电子做正极，则a为负极b为正极，电子由负极流向正极，则内电路中电子由a极移向b极，D错误； 故选：D。 1．(23-24高一下·贵州安顺·期末)物质间的相互反应在科研和生产中有广泛应用。下列表述对应的反应式书写错误的是 A．硫代硫酸钠与硫酸反应： B．酸性氢氧燃料电池正极反应式： C．生活中用醋酸除水垢： D．铜与稀硝酸反应： 【答案】B 【详解】A．硫代硫酸钠与硫酸反应的化学方程式为：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O，则离子方程式为：，A正确； B．酸性环境下不可能生成OH-，故酸性氢氧燃料电池正极反应式为：，B错误； C．生活中用醋酸除水垢的化学方程式为：，则离子方程式为：，C正确； D．铜与稀硝酸反应的化学方程式为：3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，则离子方程式为：，D正确； 故答案为：B。 2．(23-24高一下·贵州安顺·期末)化学电源是新能源和可再生能源的重要组成部分。科学家利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成化学电池，如图所示。下列说法正确的是 A．a端电势高于b端电势 B．电池工作时，石墨电极区域海水pH减小 C．电池工作时，海水中的Cl-向a电极移动 D．67.2LO2参加反应，a电极消耗Al的质量为54g 【答案】C 【分析】金属Al、海水及其中的溶解氧可组成的原电池中，活泼金属Al发生失电子的氧化反应生成Al3+，则a电极为负极，b电极为正极，负极反应式为Al-3e-=Al3+，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，原电池工作时，电子由负极经过导线移向正极，据此分析解答。 【详解】A．由分析可知，a为负极，b为正极，故a端电势低于b端电势，A错误； B．由分析可知，电池工作时，b电极为正极，反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，故石墨电极区域海水pH增大，B错误； C．由分析可知，a为负极，b为正极，故电池工作时，海水中的Cl-向a电极移动，C正确； D．题干未告知O2所处的状态为标准状况，无法计算67.2LO2的物质的量，故也就无法计算67.2LO2参加反应，a电极消耗Al的质量，D错误； 故答案为：C。 3．(23-24高一下·贵州铜仁·期末)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试剂、设备和实验结果如下，下列说法不正确的是 序号 镁条的质量/g 盐酸 物质的量浓度/(mol/L) 体积/mL 1 0.01 1.00 2.00 2 0.01 0.50 a A．表格中a=2.00 B．镁与盐酸的反应属于放热反应 C．X曲线表示的是镁与0.50mol/L盐酸反应 D．随着反应进行，盐酸浓度降低，反应速率都会降低 【答案】C 【详解】A．由题意可知，该实验的实验目的是探究盐酸浓度对反应速率的影响，由探究实验变量唯一化的原则可知，实验时盐酸的浓度不同，但盐酸的体积必须相同，所以a=2.00，故A正确； B．镁与盐酸的反应是放出热量的放热反应，故B正确； C．其他条件不变，盐酸浓度越大，化学反应速率越快，根据图像可知，曲线a化学反应速率快，盐酸浓度大，即曲线a表示1.0mol/L盐酸与镁的反应，故C错误； D．镁与盐酸的反应是放热反应，反应放出的热量使反应温度升高，反应速率加快，随着反应进行，盐酸浓度都会降低，当温度对反应速率的影响小于浓度对反应速率影响时，反应速率都会降低，故D正确； 故选C。 4．(23-24高一下·贵州铜仁·期末)下列有关实验装置能达到相应实验目的的是 装置 目的 A．制取氨气 B．将化学能转化为电能 装置 目的 C．制备乙酸乙酯 D．除去甲烷中乙烯 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．少量浓氨水滴入盛有CaO的烧瓶生成氧化钙和氨气，A正确； B．电池是将化学能转化为电能，没有形成闭合回路，B错误； C．导管浸在碳酸钠溶液液面以下，发生倒吸，导管应在碳酸钠溶液的液面以上，C错误； D．乙烯被高锰酸钾氧化生成二氧化碳，引入新杂质，则高锰酸钾不能用于除杂，D错误； 故选A。 5．(23-24高一下·贵州铜仁·期末)锂-空气电池直接使用金属锂作电极，从空气中获得O2。如图是某种锂空气电池的示意图，下列说法不正确的是 A．多孔碳电极为电池的正极 B．锂电极的电极反应式为：Li-e-=Li+ C．溶液中Li+的流动方向为锂电极→碳电极 D．图中的有机电解质非水溶液可以换成水溶液 【答案】D 【分析】锂-空气电池是原电池，锂易失电子而作负极，电极反应式为Li-e-=Li+，根据图知，该原电池为碱性电池，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为2H2O+O2+4e-=4OH-，据此分析解答。 【详解】A．多孔碳电极上氧气得电子发生还原反应，为电池的正极，A正确； B．锂易失电子而作负极，电极反应式为Li-e-=Li+，B正确； C．溶液中阳离子向正极移动，Li+的流动方向为锂电极→碳电极，C正确； D．不能换成水溶液，锂与水能发生反应，D错误； 故选D。 6．(23-24高一下·贵州毕节·期末)丁烷是石油化工产品之一、其中正丁烷是一种重要的燃料掺合物，一定条件下可以与异丁烷相互转化，其能量变化如图所示。下列有关说法正确的是 A．石油是由多种烃组成的混合物 B．正丁烷比异丁烷稳定 C．正丁烷的沸点比异丁烷低 D．正丁烷和异丁烷互为同系物 【答案】A 【详解】A．石油是多种烷烃、环烷烃和少量芳香烃的混合物，即石油是多种烃的混合物，A正确； B．由题干图示信息可知，正丁烷具有的总能量高于异丁烷，故正丁烷比异丁烷更不稳定，B错误； C．正丁烷和异丁烷具有相同的分子式，异丁烷具有支链，故正丁烷的沸点比异丁烷高，C错误；     D．正丁烷和异丁烷具有相同的分子式，不同的结构，互为同分异构体，而不是同系物，D错误； 故答案为：A。 7．(23-24高一下·贵州毕节·期末)电能是现代社会应用广泛的能源之一、有关下列电源装置的叙述中错误的是 A．图1所示装置工作一段时间后正极质量增加 B．图2所示装置中作电解质，锌筒作负极 C．图3所示的铅酸蓄电池装置是一种二次电池 D．图4所示装置工作一段时间后，电解质溶液pH减小 【答案】D 【详解】A．图1所示装置铜为正极，铜离子得电子生成铜单质，质量增加，故A正确； B．图2所示装置中作电解质，锌比较活泼，失去电子，锌筒作负极，故B正确； C．图3所示的铅酸蓄电池装置是一种二次电池，放电时化学能转化为电能，充电时电能转化为化学能，故C正确； D．图4所示装置为氢氧燃料电池，工作一段时间后，有水生成，氢离子浓度变小，电解质溶液pH增大，故D错误； 答案选D。 8．(22-23高一下·贵州黔西南州金成实验学校·期末)下列反应是氧化还原反应且反应过程中的能量变化符合下图的是 A．CaO+H2O=Ca(OH)2 B．NaOH+HCl=NaCl+H2O C．2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ D．4HNO34NO2+O2+2H2O 【答案】C 【分析】氧化还原反应存在化合价的变化，该能量转化过程，反应物总能量高于生成物总能量，为放热反应，据此分析。 【详解】A．CaO+H2O=Ca(OH)2不存在化合价变化，不属于氧化还原反应，A错误； B．NaOH+HCl=NaCl+H2O不存在化合价变化，不属于氧化还原反应，B错误； C．2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑属于氧化还原反应，且为放热反应，C正确； D．4HNO34NO2+O2+2H2O属于氧化还原反应，为吸热反应，D错误； 故选C。 9．(22-23高一下·贵州黔西南州金成实验学校·期末)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SO2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pH减小 C．理论上每消耗22.4 L O2，可产生196 g H2SO4 D．电极b的电极反应式：SO2-2e-＋4OH-=SO＋2H2O 【答案】B 【分析】以石墨为电极、稀硫酸为电解质溶液处理废气SO2的电池，SO2发生氧化反应，故电极b为负极，a为正极。 【详解】A．电子由电源负极b流向正极a，故A错误； B．电池总反应为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4，故一段时间后，电解质溶液的pH减小，故B正确； C．无标准状况，无法计算氧气的物质的量，故C错误； D．溶液为酸性，故电极b的电极反应式为SO2-2e-＋2H2O=SO＋4H+，故D错误； 故选B。 10．(22-23高一下·贵州毕节·期末)已知硫与氧气反应的能量变化如图所示，下列说法正确的是    A．比更稳定 B．比的总能量高 C．转化为和是吸热反应 D．形成化学键的过程需要吸收能量 【答案】C 【详解】A．固体硫变化为气态硫需要吸收能量，相同条件下，等质量S(g)和S(s)的能量比较，S(s)能量较小，S(s)比S(g)更稳定，A项错误； B．1molS(g)和的总能量比1mol的总能量高，B项错误； C．如图可知，能量低，S(s)和的能量高，则转化为S(s)和需要吸收能量，是吸热反应，C项正确； D．断裂化学键吸收能量，形成化学键释放能量，则形成化学键的过程需要放出能量，D项错误； 答案选C。 11．(22-23高一下·贵州毕节·期末)乙醇燃料电池广泛应用于微型电源、能源汽车、家用电源、国防等领域，工作原理如图所示，电池总反应为：，下列说法错误的是 A．和通入的一极为负极 B．正极反应式为 C．负极反应式为 D．从正极经传导质子的固体膜移向负极 【答案】D 【分析】乙醇燃料电池和通入的一极为负极，负极电极反应式：，空气通入的一极为正极，正极电极反应式：，据分析答题。 【详解】A．燃料电池燃料通入的一极为负极，因此和通入的一极为负极，A正确；                                                  B．空气通入的一极为正极，发生还原反应，B正确； C．负极乙醇失电子发生氧化反应，C正确；    D．在原电池中阳离子向正极移动，因此从负极经传导质子的固体膜移向正极，D错误； 故选D。 12．(22-23高一下·贵州黔东南苗族侗族·期末)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是    A．a正极，b为负极 B．电子从电极b流出，经外电路流向电极a C．转化为的反应为 D．若该电池中有参加反应，则有通过质子交换膜 【答案】C 【分析】生物燃料电池属于化学电源，根据原电池工作原理，通氧气一极为正极，即b为正极，a为负极，据此分析； 【详解】A．根据装置图，通氧气一极为正极，或者根据氢离子移动的方向进行判断，氢离子移向正极，即b极为正极，a极为负极，故A错误； B．根据原电池工作原理，电子从负极经外电路流向正极，即从a极流出经外电路流向b极，故B错误； C．根据装置图可知，HS-在硫氧化菌的作用下转化成SO，其反应为HS--8e-+4H2O= SO+9H+，故C正确； D．0.2mol氧气参与反应，电路中转移电子物质的量为0.2mol×4=0.8mol，即有0.8molH+通过质子交换膜，故D错误； 答案为C。 13．(23-24高一下·贵州黔西南州金成实验学校·期末)回答下列问题。 I.在一定条件下，将4 mol NH3和4 mol O2混合于固定容积为2 L的密闭容器中，发生反应：4NH3(g)+5O2(g)4X(g)+6H2O(g)。2 min后该反应达到平衡，生成3 mol H2O。则： (1)X的化学式为 。 (2)O2的转化率为 。 (3)0~2 min内，v(NH3)= mol/(L·min)。 (4)燃料电池是一种高效、环境友好型发电装置。一种燃料电池的电解质溶液为NaOH溶液，负极通入NH3，正极通入空气，产物对环境无污染，则负极的电极反应式为 ，电路中每通过1 mol电子，消耗标准状况下的氧气 L。 Ⅱ.工业制硫酸的反应之一为2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)(放热反应)，在2 L恒容绝热密闭容器中投入2.0 mol SO2和适当过量的O2，在一定条件下充分反应，如图是SO2和SO3的物质的量随时间的变化曲线。 (5)下列叙述不能判断该反应达到平衡状态的是 。 ①容器中压强不再改变             ②容器中气体密度不再改变 ③O2的物质的量浓度不再改变       ④SO3的质量不再改变 (6)根据图示计算达到平衡时SO2的转化率为 。 【答案】(1)NO (2)62.5% (3)0.5 (4) 2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O 5.6 (5)② (6)70% 【详解】（1）根据原子守恒和元素守恒，推出X为NO；故答案为NO； （2）生成3molH2O的同时，消耗氧气物质的量为=2.5mol，则氧气的转化率为=62.5%；故答案为62.5%； （3）该时间段内，消耗NH3物质的量为=2mol，用氨气表示的反应速率v(NH3)==0.5mol/(L·min)；故答案0.5； （4）负极通入氨气，且产物对环境无污染，推出氨气转化成氮气，即电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O；正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，每通过1mol电子时，消耗标准状况下氧气的体积为=5.6L；故答案为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O；5.6； （5）①相同条件下，压强之比等于其物质的量之比，该反应为物质的量减少的反应，因此当压强不再改变，说明反应达到平衡，故①不符合题意； ②组分都是气体，混合气体总质量不变，容器为恒容，混合气体总体积不变，任何时刻，混合气体密度不变，即混合气体密度不变，不能说明该反应达到平衡，故②符合题意； ③根据化学平衡状态的定义，当氧气物质的量浓度不再改变，说明反应达到平衡，故③不符合题意； ④根据化学平衡状态的定义，当三氧化硫质量不再改变，说明反应达到平衡，故④不符合题意； 答案为②； （6）起始时，投入SO2和O2，随着反应进行，SO2物质的量减少，SO3物质的量增大，达到平衡时，消耗SO2物质的量为(2.0-0.6)mol=1.4mol，SO2的转化率为=70%；故答案为70%。 14．(23-24高一下·贵州贵阳等2地·期末)合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就，在很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿问题，是化学和技术对社会发展与进步的巨大贡献。 (1)液氨汽化时吸收大量热，可用作 。常用如下图装置验证氨气极易溶于水且水溶液显碱性，该实验名称是 。 (2)为了模拟工业合成氨，某温度时，在一个的密闭容器中，充入一定量的和，实验测得三种气体物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。 ①工业合成氨的化学方程式为 。 ②X是 的物质的量随时间的变化曲线。 ③反应开始至时，的体积分数为 。时，达到平衡，的平衡转化率为 。 ④能说明上述反应达到平衡状态的是 。(填字母) A．    B．体积分数保持不变 C．混合气体的压强不随时间的变化而变化    D．混合气体的密度不随时间的变化而变化 (3)除传统方法外，近几年科学家在研究利用原电池原理进行常温常压下合成氨。一种通过原电池进行合成氨的装置如图，在该装置中，电极b为 极(填“正”或“负”)，a电极的电极反应式为 。 【答案】(1) 制冷剂 喷泉实验 (2) 50% 30% BC (3) 负 【详解】（1）液氨汽化时吸收大量热，可用作制冷剂，该实验名称为喷泉实验，故答案为：制冷剂；喷泉实验； （2）①工业合成氨的化学方程式为，故答案为：； ②如图可知X、Y为反应物，Z为生成物，且X的变化量大于Y，由合成氨的方程式可知X为，故答案为； ③当反应进行到1min时，的变化量为0.1mol，列三段式有，氮气的体积分数为，时，达到平衡，的变化量为0.2mol，则的变化量为0.3mol，的平衡转化率为，故答案为：50%；30%； ④A．才能说明正逆反应速率相等，故A不选； B．体积分数保持不变，说明其浓度保持不变，故B选； C．该反应是气体体积减小的反应，若混合气体的压强不随时间的变化而变化，说明浓度不变，则该反应达到平衡状态，故C选； D．密闭容器，质量不变，体积不变，混合气体的密度始终不变，故D不选； 故选BC； （3）由原电池的结构可知，氢离子向电极a移动，则a电极为正极，发生得电子的还原反应，电极方程式为，电极b为负极，电极反应为，故答案为：负；。 15．(23-24高一下·贵州安龙县第一中学·期末)2020年11月24日，长征五号运载火箭搭载嫦娥五号成功发射，开启中国探月新篇章。火箭常用的推进剂燃料有偏二甲肼()、肼()煤油等。 (1)用偏二甲肼()作燃料，四氧化二氮作氧化剂，生成氮气和二氧化碳气体。 ①写出该反应的化学方程式： 。 ②反应物的总能量 (填“大于”、“小于”或“等于”)生成物的总能量。 (2)肼在碱性环境下可以形成肼一空气燃料电池，肼被氧化为，该电池负极的反应式为 ，每生成要转移电子的物质的量为 。 (3)肼类推进剂在使用过程中要注意进行环境监测以免造成环境污染。臭氧是理想的烟气脱硝试剂，其脱硝反应为，向甲、乙两个体积均为的恒容密闭容器中均充入和，分别在、温度下，经过一段时间后达到平衡。反应过程中随时间变化情况见下表： 0 3 6 12 24 36 甲容器() 0 0.36 0.60 0.80 0.80 0.80 乙容器() 0 0.30 0.50 0.70 0.85 0.85 ①根据表格数据分析，该反应温度T1 T2。(填“”、“”或“”，下同) ②甲容器中，内的平均反应速率 。 ③乙容器中平衡转化率为 。 ④下列叙述能说明该反应达到化学平衡状态的是 。 a.混合气体的平均相对分子质量不变b. c. 与的转化率之比不变d. 混合气体密度不变 e. 容器内气体的总压强保持不变 (4)航天煤油是石油经过 炼制的。 【答案】 大于 a e 分馏 【详解】(1) ①偏二甲肼()与四氧化二氮发生氧化还原反应，生成氮气和二氧化碳气体。该反应的化学方程式：。 ②该反应能提供飞船飞行所需的能量，故此反应为放热反应，则反应物的总能量大于生成物的总能量。 (2) 原电池中负极发生氧化反应，根据肼−空气燃料电池是一种碱性燃料电池，肼转化为氮气与水可知肼在负极发生氧化反应，该电池负极的反应式为，由电极方程式知，每生成1mol即28gN2转移4mol电子，则每生成要转移电子的物质的量为。 (3)①由表中数据可知，12s时甲容器已处于平衡、而乙还没有平衡，说明甲容器中温度高，即该反应温度T1T2。 ②甲容器中，△n(O2)=0.36mol，根据方程式，△n(NO2)=0.72mol，则内的平均反应速率。 ③从开始到平衡，乙容器中，△n(O2)=0.85mol，根据化学方程式，△n(O3)=0.85mol，平衡转化率为。 ④a．反应前后气体的化学计量数之和不等，混合气体的总质量不变，若混合气体的平均相对分子质量不再改变，说明混合气体的总物质的量不变，即反应达到化学平衡状态，故a选；     b．均指正反应速率，任何时候都正确，不能说明反应达到化学平衡状态，故b不选；     c．恒容密闭容器中充入和，等于化学计量数之比，则与的转化率之比始终不变，不能说明反应达到化学平衡状态，故c不选； d．混合气体的总质量不变，恒容密闭容器则气体体积不变，所以密度始终不变，混合气体的密度不再改变无法判断反应是否达到化学平衡状态，故d不选， e．反应中，气体的物质的量、压强会随着反应而变化，故容器内压强不随时间的变化，说明气体的物质的量不随时间变化，则说明反应已达平衡，故e选； 则答案为a e。 (4) 石油分馏得到汽油、煤油、柴油等产品，航天煤油是石油经过分馏炼制的。 16．(23-24高一下·贵州遵义·期末)中科院李灿院士引领的“液态阳光”项目中，为实现碳中和，将转化为甲醇，方程式如下所示：。 回答下列问题： (1)与反应生成和的历程中，反应物的总能量和生成物的总能量如图1所示，则该反应为 (填“吸热反应”或“放热反应”)。 (2)一定温度下，的恒容密闭容器中，反应物不同的物质的量之比对应平衡转化率如下表所示。 实验序号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 平衡转化率 ①实验Ⅰ中初始物质的量为，达到平衡时所用时间为，则的平均反应速率为 。 ②由四个实验可得出的规律是 。 (3)恒温恒容条件下，向密闭容器中加入和，下列能说明反应达到平衡状态的是___________。 A． B．的浓度不再变化 C．容器压强不再变化 D．与物质的量之比不再变化 (4)恒温恒容下，加入一定量的和，得到的宏观净反应速率与时间的变化如图2所示，数据模拟分析得到微观与随时间的变化如图3所示。已知净反应速率。 ①时刻的 (填“”，“”或“”)。 ②时刻的净反应速率 0(填“”或“”)， 0(填“”或“”)。 ③比较图1中阴影面积与图2中阴影面积的大小关系： (填“”，“”或“”)。 【答案】(1)放热反应 (2) 0.006 相同条件下，增大的物质的量，的平衡转化率增大 (3)BC (4) 【详解】（1）由图可以知道反应物总能量大于生成物总能量，则该图表示的反应为放热反应； （2）①的平均反应速率； ②实验通过控制变量，改变，由四个实验可得：相同条件下，增大的物质的量，的平衡转化率增大； （3）A. 当时该反应达到平衡，所以反应未达到平衡，故A错误； B. 不再变化，说明水的生成速率等于其消耗速率，反应达到平衡，故B正确； C．该反应为气体体积减小的反应，恒温、恒容压强不变说明气体总物质的量不变，反应达到平衡，故C正确； D. 与按物质的量之比1:3通入，也按1:3消耗，任意时刻与物质的量之比均为1：3，所以与物质的量之比不再变化不能说明反应达到平衡，故D错误； 故答案为：BC； （4）已知净反应速率 ①由图2可知t1时刻，所以，则； ②由图2可知t2时刻，反应达到平衡状态，但化学平衡为动态平衡，； ③图2净反应速率与时间轴所围成的面积S1表示的是平衡时CO2的转化量，图3正逆反应速率所围成的面积S2表示的也是平衡时CO2的转化量，因，故。 17．(23-24高一下·贵州六盘水·期末)Ⅰ．芬顿法是在调节好pH和浓度的废水中加入，产生羟基自由基能氧化降解污染物p—CP。运用该法控制p—CP的初始浓度相同进行对比实验，数据如下表： 实验 编号 溶液 溶液 蒸馏水 pH 温度 时间 实验目的 ① 1.50 3.50 10.00 3 298 200 参照实验 ② 1.50 3.50 3 313 60 探究温度对降解速率的影响 ③ 3.50 3.50 8.00 3 298 140 ④ 1.50 9.00 3 298 170 探究对降解速率的影响 注：表中时间是p—CP浓度降低所需时间。 根据上表信息回答下列问题： (1) ； ；实验②的p—CP降解速率为 。 (2)实验①③的目的是 ；由实验①④得出的结论是 。 (3)实验①②表明，温度升高，该降解速率增大。但温度过高反而导致降解速率减小，原因是 (从性质角度分析)。 Ⅱ．还原CO电化学法制备甲醇的工作原理如图： (4)电池工作过程中通过质子膜向多孔碳棒 (填“a”或者“b”)移动；多孔碳棒b上发生的电极反应式为 。 【答案】(1) 10.00 4.50 0.025 (2) 探究对降解速率的影响 其它条件不变，增大，降解速率加快 (3)双氧水受热分解 (4) a 【分析】由图可知多孔炭棒a上CO转化为CH3OH，碳元素化合价由+2价降低到-2价，发生还原反应，所以多孔炭棒a为正极、多孔炭棒b为负极。 【详解】（1）采用控制变量法时要使溶液总体积相等，参照实验的溶液总体积为(1.50+3.50+10.00)mL=15.00mL，所以(15.00-1.50-3.50)mL=10.00mL；(15.00-1.50-9.00)mL=4.50mL；实验②p—CP浓度降低所需时间为60s，则p—CP降解速率为； （2）实验①③的温度相同，混合后亚铁离子的浓度相同，H2O2的浓度不同，所以实验①③的目的是探究对降解速率的影响；实验①④温度相同，混合后H2O2的浓度相同，Fe2+的浓度不同，实验④的更大，降解速率更快，所以由实验①④得出的结论是其它条件不变，增大，降解速率加快； （3）实验①②表明，温度升高，该降解速率增大，但双氧水热稳定性较弱，温度过高受热分解，导致降解速率减小； （4）由分析可知多孔炭棒a为正极、多孔炭棒b为负极，电池工作过程中阳离子通过质子膜向正极移动，即向多孔碳棒a移动；多孔碳棒b上氢气发生氧化反应，其电极反应式为。 18．(23-24高一下·贵州安顺·期末)氨是一种良好的低碳储氢载体，“氨能”的开发利用有利于我国新能源发展。回答下列问题： (1)已知工业合成氨反应为放热反应。下图中能体现上述反应能量变化的是 (填标号)。 (2)时，向体积为的刚性容器中充入一定量的和，实验测得随时间的变化如表所示： 时间/min 5 10 15 20 25 30 0.08 0.14 0.18 0.20 0.20 0.20 ①5~10min内的平均反应速率 。 ②下列情况不能说明反应已达到化学平衡的是 (填标号)。 a．     b．的体积分数不再变化 c．混合气体的密度保持不变     d．混合气体的总压强不再变化 (3)我国科学家提出了采用M-LiH(M表示金属)复合催化剂在低温、低压下合成氨的方案，测得反应速率如下图所示。 ①无，催化效率最高的金属是 。 ②有，反应速率明显增大。研究表明M-LiH的催化过程可能按以下3个步骤进行，写出步骤ⅱ的化学方程式。 ⅰ．的表面反应：。 ⅱ． 。 ⅲ．。 (4)氨氧燃料电池具有广阔的应用前景。其工作原理如下图所示。a电极的电极反应式为 。 (5)液氨储氢技术是一种将氢气以液氨的形式储存的技术，这种技术在氢能源领域具有广泛的应用前景。液氨储氢技术的优点是 。 【答案】(1)A (2) 0.018 bd (3) Fe (4) (5)环保方便、工艺简单 【详解】（1）反应放热，生成物能量低于反应物能量，故选A； （2）①5~10min内的平均反应速率； ②a．速率之比等于对应物质的化学计量数之比，且没有标明正逆反应速率，则不能说明反应已达到平衡，a错误； b．的体积分数不再变化，则其浓度不再改变，说明反应已达到平衡，b正确； c．气体的总质量和容器容积为定值，则气体的密度为定值，故气体的密度保持不变，不能说明反应已达到平衡，c错误；     d．反应为气体分子数改变的反应，混合气体的总压强不再变化，说明平衡不再移动，达到平衡，d正确； 故选bd； （3）①由图可知，无，催化效率最高的金属是Fe； ②总反应为：，结合反应ⅰ、ⅲ可知，ⅱ为：； （4）由图可知，a极氨气失去电子发生氧化反应生成氮气，反应为：； （5）液氨储氢技术的优点是环保方便、工艺简单。 19．(23-24高一下·贵州铜仁·期末)2024年中国空间站“天宫号”取得诸多重大突破。空间站一种处理CO2的重要方法是对CO2进行收集和再生处理，重新生成可供人体呼吸的氧气，部分技术路线如下图。 ， 回答下列问题： (1)电解水的反应属于 (选填“吸热”或“放热”)反应，下列措施可提高电解生成O2速率的是 (填字母)。 A．充入惰性气体Ar           B．将电极材料换成Na C．适当提高电解液的温度     D．提高电解时的电源电压 (2)在空间站舱内可用下图所示的原电池装置富集CO2，其中电极a是 (选填“正极”或“负极")，电极反应式为 。 (3)萨巴蒂尔反应方程式为：CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)，将2molCO2和8molH2充人体积为2L的恒温密闭刚性容器中发生此反应，H2的物质的量随时间的变化如图所示。 ①该反应在0~2min内CH4的平均反应速率为 ，平衡时生成H2O的质量为 g； ②其他条件不变，下列情况能说明该反应已达平衡状态的是 (填字母)。 A．体系的总压强不再改变 B．体系中H2的含量不再改变 C．V逆(CO2)=v正(CO2) D．体系内每消耗4molH2的同时消耗1molCO2 【答案】(1) 吸热 CD (2) 负极 H2-2e-+= H2O+CO2 (3) 54 ABC 【详解】（1）氢气燃烧是放热的，电解水产生氢气和氧气的反应属于吸热反应，要提高电解生成O2的速率可以适当提高电解液的温度或提高电解时的电源电压，该反应是溶液中的反应，充入惰性气体对反应速率没有影响，若将电极材料换成Na，Na会直接和水反应生成H2，会损耗电极，不能提高电解生成O2的速率，故选CD。 （2）由图可知，H2在电极a处失去电子生成CO2、H2O，电极a为负极，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：H2-2e-+= H2O+CO2。 （3）①该反应在0~2min内CH4的平均反应速率为v(CH4)= ，8min后H2的物质的量不再变化，反应达到平衡，转化量为8mol-2mol=6mol，由方程式系数关系可知，平衡时生成H2O的物质的量为3mol质量为3mol×18g/mol=54g； ②A．该反应是气体体积减小的反应，反应过程中体系压强减小，当体系的总压强不再改变时，说明反应达到平衡，A选； B．体系中H2的含量不再改变，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，B选； C．V逆(CO2)=V正(CO2)时，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，C选； D．体系内每消耗4molH2的同时消耗1molCO2，不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡，D不选； 故选ABC。 20．(23-24高一下·贵州毕节·期末)合成氨是目前人工固氮最重要的途径，研究合成氨的反应和氨气的用途具有重要意义。工业上合成氨的反应为：。请回答下列问题： (1)下图是合成氨反应能量变化示意图，反应中生成2 mol时 (填“吸收”或“放出”)的热量是 kJ。 (2)某实验小组模拟工业合成氨。一定条件下，在2L密闭容器中按物质的量之比为1∶3比例通入和发生反应，的物质的量浓度随时间变化如图所示： ①反应开始至2min时，用的浓度变化表示反应的平均速率为 mol·L·min，H₂的转化率为 。 ②下列情况能说明该反应一定达到化学平衡状态的是 (填标号)。 A．     B．断裂1 mol 的同时断裂2 mol C．的含量保持不变         D．混合气体的平均相对分子质量不变 (3)氨气燃料电池在实现能源转型和减少碳排放方面具有巨大的发展潜力。其中一种液氨—液氧燃料电池工作原理如图所示(已知：a、b均为惰性电极，其中电池的总反应为：)。 ①C口进入的物质为 。 ②溶液中向 (填“a”或“b”)电极迁移。 ③a电极上发生的电极反应式为 。 (4)侯氏制碱工业中向饱和食盐水中先通入的原因是 。 【答案】(1) 放出 92 (2) 0.3 60% CD (3) 液氧 a (4)NH₃极易溶于水，且与水反应使溶液呈碱性，增大的溶解，提高产量 【详解】（1）由图可知，生成2mol氨气时，反应物断裂共价键吸收的热量为946KJ+436kJ×3=2254kJ，生成物形成共价键放出的热量为391kJ×6=2346kJ，反应放出的热量为2346kJ—2254kJ=92kJ，故答案为：放出；92； （2）①由图可知，2min时，氮气的浓度为0.2mol/L，则由方程式可知，反应开始至2min时，氨气的反应速率为=0.3 mol/(L·min)，氢气的转化率为×100%=60%，故答案为：0.3；60%； ②A．由方程式可知，不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误； B．由方程式可知，断裂1 mol 的同时断裂2 mol不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误； C．氢气的含量保持不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故正确； D．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，合成氨反应是气体体积减小的反应，混合气体的平均相对分子质量增大，则混合气体的平均相对分子质量不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故正确； 故选CD； （3）由电子移动方向可知，通入氨气的a电极为燃料电池的负极，碱性条件下氨气在负极失去电子发生氧化反应生成氮气和水，通入液氧的b电极是正极，水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子； ①由分析可知，通入液氧的b电极是正极，水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，则C口进入的物质为液氧，故答案为：液氧； ②由分析可知，通入氨气的a电极为燃料电池的负极，通入液氧的b电极是正极，则氢氧根离子形向电极a移动，故答案为：a； ③由分析可知，通入氨气的a电极为燃料电池的负极，碱性条件下氨气在负极失去电子发生氧化反应生成氮气和水，电极反应式为，故答案为：； （4）NH₃极易溶于水，且与水反应使溶液呈碱性，增大的溶解，提高产量，所以侯氏制碱工业中向饱和食盐水中先通入，故答案为：NH₃极易溶于水，且与水反应使溶液呈碱性，增大的溶解，提高产量。 21．(22-23高一下·贵州黔西南州金成实验学校·期末)NO和NO2都是有毒气体，氨气可作为脱硝剂，如NO和，在一定条件下发生反应：6NO(g)+4NH3(g)5N2(g)+6H2O(g)。 (1)在恒温恒容的条件下，下列能说明该反应已达到平衡状态的是 (填字母)。 a．反应速率 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．有12molN-H键断裂的同时生成5molN≡N键 f．混合气体的密度不随时间的变化而变化 (2)利用该原理，设计如下原电池，除掉NO的同时，还可以提供电能。 N电极上发生的电极反应为 。 (3)已知拆开1molH-H键、1molN≡N键、1molN-H键需要的能量依次为436kJ、946kJ、391kJ，在该温度下，制备所需NH3时，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92kJ(理论消耗1molN2放出92kJ的热量)，其原因是 。 (4)一定条件下，在2L密闭容器内，反应2NO2(g)N2O4(g)，n(NO2)随时间变化如下表： 时间/s 0 1 2 3 4 5 n(NO2)/mol 0.040 0.0140 0.008 0.005 0.005 0.005 ①用N2O4表示0~2s内该反应的平均速率v(N2O4)= ，在第5s时，NO2的转化率为 。(转化率是指某一反应物转化量占及其总量的百分比) ②根据上表可以看出，随着反应的进行，反应速率逐渐减小，其原因是 。 【答案】(1)bc (2)2NO+4e-+2H2O=N2+4OH- (3)N2和H2反应是可逆反应，转化率要低于100%，因此放出的热量要小于92kJ (4) 0.004mol·L-1·s-1 87.5% 随着反应进行，反应物浓度逐渐减小 【详解】（1）a．反应速率，不能判断正逆反应进行方向，无法判断反应是否达到平衡，a错误； b．该反应前后化学计量数不等，容器内压强不再随时间而发生变化，反应达到平衡，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，说明其浓度不变，反应达到平衡，c正确； d．容器内各物质的物质的量之比等于化学计量数之比，不能判断反应达到平衡，d错误； e．有12molN-H键断裂的同时生成5molN≡N键，均表示正反应速率，不能判断反应达到平衡，e错误； f．混合气体的密度为定值，密度不随时间的变化而变化，不能判断反应达到平衡，f错误； 故选bc。 （2）M电极氨气转化为氮气，氮元素化合价升高，失去电子，为负极，N电极NO转化为氮气，化合价降低，得到电子，为正极，N电极上发生的电极反应为2NO+4e-+2H2O=N2+4OH-。 （3）氮气和氢气反应生成氨气的反应为可逆反应，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92kJ(理论消耗1molN2放出92kJ的热量)，其原因是N2和H2反应是可逆反应，转化率要低于100%，因此放出的热量要小于92kJ。 （4）①用N2O4表示0~2s内该反应的平均速率v(N2O4)= ，在第5s时，NO2的转化率为。 ②浓度减小，速率减慢，根据上表可以看出，随着反应的进行，反应速率逐渐减小，其原因是随着反应进行，反应物浓度逐渐减小。 22．(22-23高一下·贵州黔东南苗族侗族·期末)I．可转化成有机物实现碳循环。在体积为1L的恒温恒容密闭容器中，充入和，一定条件下反应：，测得和的浓度随时间变化如图所示。    (1)从3min到9min，= (计算保留2位有效数字)。 (2)能说明上述反应达到平衡状态的是___________(填字母)。 A．反应中与的物质的量浓度之比为1：1(即图中交叉点) B．混合气体的压强不随时间的变化而变化 C．单位时间内生成，同时生成 D．混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化 (3)平衡时的转化率为 。 Ⅱ. (4)如图所示是可逆反应的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线，下列叙述正确的是___________(填字母)。    A．时，只有正方向反应在进行 B．时，反应达到最大限度 C．，反应不再进行 D．，各物质的浓度不再发生变化 Ⅲ．原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步，是化学对人类的一项重大贡献。 (5)现有如下两个反应：a．；B．。判断上述两个反应中能设计成原电池的是 (填“A”或“B”或“AB”) (6)将纯锌片和纯铜片按图中方式插入100mL相同浓度的稀硫酸中一段时间后，对该装置的有关说法正确的是___________(填序号)。    A．甲、乙均为化学能转变为电能的装置 B．乙中铜片上没有明显变化 C．甲中铜片质量增加、乙中锌片质量减少 D．两烧杯中溶液的pH均增大 【答案】(1)0.042 (2)BD (3)75% (4)BD (5)B (6)BD 【详解】（1）从3min到9min，=。 （2）A．反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1：1(即图中交叉点)，之后各成分的浓度还在继续变化，不能说明反应达到平衡状态，A错误； B．混合气体的物质的量为变量，则压强为变量，随着反应的进行，混合气体的压强不随时间的变化而变化，此时反应达到平衡，B正确； C．单位时间内生成3mol H2同时生成1mol CH3OH，正、逆反应速率才相等，单位时间内生成同时生成时，正、逆反应速率不相等，C错误； D．混合气体的质量不变，混合气体的物质的量是变量，则平均相对分子质量不随时间的变化而变化，此时反应达到平衡，D正确; 故选BD。 （3）平衡时的转化率为。 （4）对于可逆反应，反应开始后的任何时刻，正逆反应均在进行；根据题图可知0～t2，反应处于非平衡状态；t2后，该反应处于平衡状态，即反应达到最大限度，正逆反应速率相等，但不等于0；处于平衡状态时，反应仍在进行，但各物质的浓度不再发生变化，故B、D正确； 故答案为：BD。 （5）自发的氧化还原反应可以设计成原电池，故A反应不能设计成原电池、B反应能设计成原电池； 选B。 （6）A．乙装置不是闭合电路，没有实现化学能转变为电能，A错误； B．甲中铜片上有气体产生，是氢离子在铜片极得到电子发生还原反应，乙中铜片不与硫酸反应、故铜片上没有明显变化，B正确； C．结合选项B可知，甲中铜片质量不会改变、乙中锌片与稀硫酸反应故质量减少，C错误； D．两烧杯溶液中的H+均被消耗生成氢气，因而H+浓度均减小，两烧杯中溶液的pH均增大，D正确； 故选BD。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$