第六章 化学反应与能量 质量检测-2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

第六章质量检测 一、选择题(本题包括14小题，每小题3分，共42分。每小题只有一个答案符合题意。) 1．下列关于化学反应与能量的说法中，不正确的是(　　) A．镁条与盐酸的反应属于放热反应 B．反应物的总能量低于生成物的总能量，反应时向环境放出能量 C．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应属于吸热反应 D．化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因 2．下列关于提高燃料燃烧效率的说法，不正确的是(　　) A．空气量越多越好 B．应通入适量的空气 C．固体燃料燃烧前最好粉碎 D．液体燃料燃烧时可以以雾状喷出 3．在不同条件下进行H2O2分解实验，有关数据如表所示。四组实验中，收集相同体积(折算成标准状况)的氧气，所需时间最短的一组是(　　) 组别 条件实验 A B C D H2O2溶液的体积/mL 10 10 10 10 H2O2溶液的质量分数 6% 6% 3% 6% 温度/℃ 20 40 40 40 MnO2的质量/g 0.05 0.05 0.05 0 4．下列说法错误的是(　　) A．原电池的两极材料可以相同 B．生铁比纯铁容易生锈 C．电解质溶液导电的过程必然伴随化学变化 D．燃料电池将化学能转化为电能的转化率可达100% 5．对于在恒容密闭容器中进行的反应：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，下列说法错误的是(　　) A．其他条件不变，充入少量He，则反应速率增大 B．若v正(CO)＝v逆(H2O)，则反应达到平衡状态 C．其他条件不变，增加C(s)的质量，反应速率不变 D．若混合气体的平均相对分子质量不再改变，则反应达到平衡状态 6．下列有关化学反应速率和限度的叙述正确的是(　　) A．决定化学反应速率的主要因素是光照、超声波、压强和催化剂 B．用Cu和稀HNO3反应制备NO时，改用63%的浓HNO3可以增大产生NO的速率 C．可逆反应进行到一定程度时，正、逆反应速率相等，各物质的浓度也相等 D．生产过程中，化学反应速率是决定生产效率的重要因素之一 7．如图所示装置，检流计G发生偏转，同时A极逐渐变粗、B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的(　　) A．A是Zn，B是Cu，C为稀硫酸 B．A是Cu，B是Zn，C为稀硫酸 C．A是Fe，B是Ag，C为AgNO3溶液 D．A是Ag，B是Fe，C为AgNO3溶液 8．如图是425℃时，在1 L密闭容器中发生化学反应的速率与浓度变化示意图。下列叙述错误的是(　　) A．图①中起始加入的是H2(g)和I2(g) B．图②中起始加入的是H2(g)和I2(g) C．图①与图②中起始反应物不同 D．图①与图②中当时间到达t时刻时，反应已达平衡状态 9．H2(g)和I2(g)在一定条件下发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)(放热反应)。已知1 mol H2(g)和1 mol I2(g)完全反应生成2 mol HI(g)时放热a kJ，H2(g)和I2(g)断键情况如图所示，a、b、c均大于0，下列说法不正确的是(　　) A．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 B．断开1 mol H—H和1 mol I—I所需能量大于断开2 mol H—I所需能量 C．若反应消耗1 mol H2(g)放出a kJ能量，则断开2 mol H—I所需能量约为(a＋b＋c) kJ D．向密闭容器中加入2 mol H2(g)和2 mol I2(g)，充分反应后放出的热量小于2a kJ 10．一定温度下，向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，下列对该反应的推断合理的是(　　) A．该反应的化学方程式为3B＋4D6A＋2C B．反应进行到6 s末，B的转化率为40% C．反应进行到6 s末，B的平均反应速率为0.05 mol·L－1·s－1 D．反应进行到6 s末，各物质的反应速率相等 11．中科院化学所李玉良团队报道了石墨烯纳米阵列直接生长集成智能固体镁水电池。图中ⅤB表示电池两极电压，CB表示“普通电池”。 下列叙述错误的是(　　) A．放电时镁发生氧化反应 B．放电时石墨烯纳米阵列作正极 C．放电时电子由镁极流向石墨极 D．消耗12 g Mg理论上转移2 mol电子 12．一定温度下，在体积恒定的密闭容器中发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。反应过程中的部分数据如下表所示： 　　　　　c/(mol·L－1) t/min c(N2) c(H2) c(NH3) 0 1.0 3.0 0 3 0.25 6 2.4 9 0.8 反应刚好达到平衡状态时(　　) A．t＝6 min B．c(NH3)＝0.4 mol·L－1 C．容器内的气体分子数N(N2)∶N(H2)∶N(NH3)＝1∶3∶2 D．H2的正反应速率等于N2的逆反应速率 13．利用太阳光在新型复合催化剂表面实现高效分解水，其主要过程如图所示： 下列说法错误的是(　　) A．过程中实现了光能转化为化学能 B．氢能资源丰富，属于可再生能源 C．过程Ⅰ吸收能量，过程Ⅱ释放能量 D．2H2O2H2↑＋O2↑反应的能量变化如图所示 14．某高能电池以磷酸溶液作为电解质溶液，利用乙烯直接氧化法制乙酸，其总反应为CH2—CH2＋O2―→CH3COOH。有兴趣小组将该反应设计成如图所示的燃料电池，下列有关说法正确的是(　　) A．在电池工作过程中，溶液中的PO向a极移动 B．电子移动方向：电极a→磷酸溶液→电极b C．负极的电极反应式为CH2—CH2＋4e－＋2H2O===CH3COOH＋4H＋ D．当电路中通过0.04 mol电子时，参加反应的CH2—CH2为224 mL 二、非选择题(本题包括4小题，共58分。) 15．(6分)人类的生存和发展都离不开能量，化学反应都伴随有能量的变化。为了研究反应A＋B===C＋D能量变化情况，某同学设计了如图所示装置。当向盛有A的试管中滴加试剂B时，看到U形管中甲处液面下降、乙处液面上升。试回答下列问题： (1)该反应为________反应(填“放热”或“吸热”)。 (2)物质中的化学能通过化学反应转化成________释放出来。 (3)反应A＋B―→C(放热)分两步进行①A＋B―→X(吸热)；②X―→C(放热)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是________。 16．(14分)利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤，发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。回答下列问题： (1)反应过程的能量变化如图所示，则该反应为________(填“放热”或“吸热”)反应。 (2)恒温恒容时，下列措施能使该反应速率增大的是________(填字母，下同)。 a．增加O2的浓度 b．选择高效催化剂 c．充入氦气 d．适当降低温度 (3)下列情况能说明该反应达到化学平衡状态的是________。 a．2v正(O2)＝v逆(SO2) b．恒温恒容时，混合气体的密度不再随时间变化 c．SO3的物质的量不再变化 d．SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2∶1∶2 (4)某次实验中，在容积为2 L的恒温密闭容器中通入10 mol SO2和a mol O2，反应过程中部分物质的物质的量随反应时间的变化如图所示。 ①2 min时，v正(SO2)________(填“>”“<”或“＝”)v逆(SO2)。 ②用SO3的浓度变化表示0～5 min内反应的平均速率是________mol·L－1·min－1。 ③反应达到平衡时，O2的转化率为50%，则a＝________。 17．(20分)某实验小组通过铁与盐酸反应的实验，研究影响反应速率的因素(铁的质量相等，铁块的形状一样，盐酸均过量)，设计实验如下表： 实验编号 盐酸浓度/(mol·L－1) 铁的形态 温度/K 1 4.00 块状 293 2 4.00 粉末 293 3 2.00 块状 293 4 2.00 粉末 313 (1)若四组实验均反应进行1分钟(铁均有剩余)，则以上实验需要测出的数据是________。 (2)实验________和________(填实验编号)是研究盐酸的浓度对该反应速率的影响；实验1和2是研究________对该反应速率的影响。 (3)测定在不同时间产生氢气的体积V的数据，绘制出图甲，则曲线c、d分别对应的实验组别可能是________、________。(已知：温度对反应速率的影响比浓度对反应速率的影响更大) (4)分析其中一组实验，发现产生氢气的速率随时间变化情况如图乙所示。 ①其中t1～t2速率变化的主要原因是______________________。 ②t2～t3速率变化的主要原因是________________________________________。 (5)实验1产生氢气的体积随时间的变化如丙中的曲线a，添加某试剂能使曲线a变为曲线b，则添加的试剂可能是________。 A．CuO粉末 B．NaNO3固体 C．NaCl溶液 D．浓硫酸 18．(18分)依据原电池原理，回答下列问题： (1)图1是依据氧化还原反应：Cu(s)＋2Fe3＋(aq)===Cu2＋(aq)＋2Fe2＋(aq)设计的原电池装置(其中盐桥的作用是连接两烧杯，形成闭合电路)。 ①X电极的材料是________(填化学名称，下同)；Y电极的材料是________。 ②Y电极发生的电极反应式为____________________________________。 (2)图2是使用固体电解质的燃料电池，装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在两极上分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体，它在高温下能传导正极生成的O2－(O2＋4e－===2O2－)。 ①c电极为________(填“正”或“负”)极。 ②d电极上的电极反应式为_____________________________________________。 ③如果消耗甲烷160 g，假设化学能完全转化为电能，则转移电子的数目为________(用NA表示)，需要消耗标准状况下氧气的体积为__________________L。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第六章质量检测 一、选择题(本题包括14小题，每小题3分，共42分。每小题只有一个答案符合题意。) 1．下列关于化学反应与能量的说法中，不正确的是(　　) A．镁条与盐酸的反应属于放热反应 B．反应物的总能量低于生成物的总能量，反应时向环境放出能量 C．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应属于吸热反应 D．化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因 [解析]　A项，镁条与盐酸的反应属于活泼金属与酸发生的置换反应，属于放热反应；B项，反应物的总能量低于生成物的总能量，此反应为吸热反应，反应时需要向反应体系提供能量，或从周围环境中吸收能量；C项，Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应为铵盐发生的复分解反应，属于吸热反应；D项，化学键的断裂需要吸收能量，化学键的形成能够放出能量，化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因。 [答案]　B 2．下列关于提高燃料燃烧效率的说法，不正确的是(　　) A．空气量越多越好 B．应通入适量的空气 C．固体燃料燃烧前最好粉碎 D．液体燃料燃烧时可以以雾状喷出 [解析]　把固体粉碎或液体雾化都是为了增大与空气的接触面积，有利于充分燃烧，而空气的量要适当，因空气量过多，会带走一部分热量。 [答案]　A 3．在不同条件下进行H2O2分解实验，有关数据如表所示。四组实验中，收集相同体积(折算成标准状况)的氧气，所需时间最短的一组是(　　) 组别 条件实验 A B C D H2O2溶液的体积/mL 10 10 10 10 H2O2溶液的质量分数 6% 6% 3% 6% 温度/℃ 20 40 40 40 MnO2的质量/g 0.05 0.05 0.05 0 [解析]　对比四组实验，B组实验中反应温度最高、H2O2溶液的质量分数最大，并且加入了催化剂MnO2，所以收集相同体积(折算成标准状况)的氧气，B组所需时间最短。 [答案]　B 4．下列说法错误的是(　　) A．原电池的两极材料可以相同 B．生铁比纯铁容易生锈 C．电解质溶液导电的过程必然伴随化学变化 D．燃料电池将化学能转化为电能的转化率可达100% [解析]　燃料电池中，两极材料可以相同，A正确；生铁中含有碳，容易形成原电池，能加快腐蚀的速率，比纯铁容易生锈，B正确；电解质溶液导电的过程发生电解，必然伴随化学变化，C正确；燃料电池将化学能转化为电能的过程中，还有可能有其他能量转化，转化率不可能达100%，D错误。 [答案]　D 5．对于在恒容密闭容器中进行的反应：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，下列说法错误的是(　　) A．其他条件不变，充入少量He，则反应速率增大 B．若v正(CO)＝v逆(H2O)，则反应达到平衡状态 C．其他条件不变，增加C(s)的质量，反应速率不变 D．若混合气体的平均相对分子质量不再改变，则反应达到平衡状态 [解析]　其他条件不变，充入少量He，由于各组分的浓度不变，则反应速率不变，A错误；v正(CO)＝v逆(H2O)，正、逆反应速率相等，各组分的浓度不再变化，该反应达到平衡状态，B正确；C(s)为固体，其他条件不变，增加C(s)的质量，反应速率不会发生变化，C正确；结合分析可知，该反应过程中混合气体的平均相对分子质量为变量，若混合气体的平均相对分子质量不再改变，能够说明反应达到平衡状态，D正确。 [答案]　A 6．下列有关化学反应速率和限度的叙述正确的是(　　) A．决定化学反应速率的主要因素是光照、超声波、压强和催化剂 B．用Cu和稀HNO3反应制备NO时，改用63%的浓HNO3可以增大产生NO的速率 C．可逆反应进行到一定程度时，正、逆反应速率相等，各物质的浓度也相等 D．生产过程中，化学反应速率是决定生产效率的重要因素之一 [解析]　参加反应的物质的本身性质是决定化学反应速率的主要因素，A项错误。63%的浓HNO3与Cu反应生成NO2，B项错误。可逆反应进行到一定程度时，正、逆反应速率相等，各物质的浓度不再发生变化，但不一定相等，C项错误。生产过程中，化学反应速率越大，单位时间内产量越多，生产效率越高，D项正确。 [答案]　D 7．如图所示装置，检流计G发生偏转，同时A极逐渐变粗、B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的(　　) A．A是Zn，B是Cu，C为稀硫酸 B．A是Cu，B是Zn，C为稀硫酸 C．A是Fe，B是Ag，C为AgNO3溶液 D．A是Ag，B是Fe，C为AgNO3溶液 [解析]　若C为稀硫酸，锌与稀硫酸反应生成氢气，锌为负极，铜为正极，氢气在正极析出，A极质量减小，B极保持不变，A错误；若C为稀硫酸溶液，锌与稀硫酸反应生成氢气，锌为负极，铜为正极，氢气在正极析出，A极保持不变，B极质量减小，B错误；若C为硝酸银溶液，A为铁，铁失去电子发生氧化反应，为负极，使铁的质量减小，生成的单质银在正极银上析出，使A电极质量减小，B电极的质量增加，C错误；若C为硝酸银溶液，B为铁，铁失去电子发生氧化反应，为负极，使铁的质量减小，生成的单质银在正极银上析出，使A电极质量增加，B电极的质量减小，D正确。 [答案]　D 8．如图是425℃时，在1 L密闭容器中发生化学反应的速率与浓度变化示意图。下列叙述错误的是(　　) A．图①中起始加入的是H2(g)和I2(g) B．图②中起始加入的是H2(g)和I2(g) C．图①与图②中起始反应物不同 D．图①与图②中当时间到达t时刻时，反应已达平衡状态 [解析]　从图①和图②的图像分析得，图①表示HI的分解反应最后达到平衡状态，图②表示合成HI的反应最后达到平衡状态，故图①与图②中起始反应物不同。 [答案]　A 9．H2(g)和I2(g)在一定条件下发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)(放热反应)。已知1 mol H2(g)和1 mol I2(g)完全反应生成2 mol HI(g)时放热a kJ，H2(g)和I2(g)断键情况如图所示，a、b、c均大于0，下列说法不正确的是(　　) A．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 B．断开1 mol H—H和1 mol I—I所需能量大于断开2 mol H—I所需能量 C．若反应消耗1 mol H2(g)放出a kJ能量，则断开2 mol H—I所需能量约为(a＋b＋c) kJ D．向密闭容器中加入2 mol H2(g)和2 mol I2(g)，充分反应后放出的热量小于2a kJ [解析]　该反应是放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，A正确；该反应是放热反应，断开1 mol H—H和1 mol I—I所需能量小于断开2 mol H—I所需能量，B错误；反应消耗1 mol H2(g)同时生成2 mol HI(g)，放出a kJ能量，断裂反应物中化学键吸收能量为(b＋c) kJ，则形成2 mol H—I放出能量为(a＋b＋c) kJ，故断开2 mol H—I所需能量约为(a＋b＋c) kJ，C正确；该反应是可逆反应，向密闭容器中加入2 mol H2(g)和2 mol I2(g)，充分反应，生成的HI小于4 mol，则放出的热量小于2a kJ，D正确。 [答案]　B 10．一定温度下，向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，下列对该反应的推断合理的是(　　) A．该反应的化学方程式为3B＋4D6A＋2C B．反应进行到6 s末，B的转化率为40% C．反应进行到6 s末，B的平均反应速率为0.05 mol·L－1·s－1 D．反应进行到6 s末，各物质的反应速率相等 [解析]　由图可知，反应达到平衡时，B物质减少0.6 mol、C物质减少0.8 mol、A物质增加1.2 mol、D物质增加0.4 mol，则B、C为反应物，A、D为生成物，其物质的量的变化量之比为0.6 mol∶0.8 mol∶1.2 mol∶0.4 mol＝3∶4∶6∶2，故反应的化学方程式为3B＋4C6A＋2D，A错误；反应进行到6 s末时B的转化率为×100%＝60%，B错误；反应进行到6 s末时，B的平均反应速率为v(B)＝＝＝0.05 mol·L－1·s－1，C正确；化学反应速率之比等于化学计量数之比，故反应进行到6 s末时，各物质的反应速率不相等，D错误。 [答案]　C 11．中科院化学所李玉良团队报道了石墨烯纳米阵列直接生长集成智能固体镁水电池。图中ⅤB表示电池两极电压，CB表示“普通电池”。 下列叙述错误的是(　　) A．放电时镁发生氧化反应 B．放电时石墨烯纳米阵列作正极 C．放电时电子由镁极流向石墨极 D．消耗12 g Mg理论上转移2 mol电子 [解析]　观察图示，镁作负极，发生氧化反应，A正确；石墨极为正极，B正确；电子由镁极经外电路流向石墨极，C正确；Mg－2e－===Mg2＋，12 g Mg的物质的量为0.5 mol，完全反应时理论上转移1 mol电子，D错误。 [答案]　D 12．一定温度下，在体积恒定的密闭容器中发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。反应过程中的部分数据如下表所示： 　　　　　c/(mol·L－1) t/min c(N2) c(H2) c(NH3) 0 1.0 3.0 0 3 0.25 6 2.4 9 0.8 反应刚好达到平衡状态时(　　) A．t＝6 min B．c(NH3)＝0.4 mol·L－1 C．容器内的气体分子数N(N2)∶N(H2)∶N(NH3)＝1∶3∶2 D．H2的正反应速率等于N2的逆反应速率 [解析]　A项，6 min时反应已达到平衡状态，但不能判断6 min时反应刚好达到平衡状态，错误；B项，达到平衡状态时，各物质浓度均保持不变，则反应刚好达到平衡状态时c(NH3)＝0.4 mol·L－1，正确；C项，平衡时容器内的气体分子数N(N2)∶N(H2)∶N(NH3)＝0.8V∶2.4V∶0.4V＝2∶6∶1，错误；D项，反应刚好达到平衡状态时，H2的正反应速率等于N2的逆反应速率的3倍，错误。 [答案]　B 13．利用太阳光在新型复合催化剂表面实现高效分解水，其主要过程如图所示： 下列说法错误的是(　　) A．过程中实现了光能转化为化学能 B．氢能资源丰富，属于可再生能源 C．过程Ⅰ吸收能量，过程Ⅱ释放能量 D．2H2O2H2↑＋O2↑反应的能量变化如图所示 [解析]　水分解成氢气和氧气需吸收能量，则用太阳光在新型复合催化剂表面实现高效分解水过程中可实现光能转化为化学能，A正确；水分解产生氢气和氧气吸收能量、氢气和氧气生成水时释放能量，则氢能资源丰富，属于可再生能源，B正确；过程Ⅰ中化学键断裂吸收能量，过程Ⅱ中化学键形成释放能量，C正确；反应2H2O2H2↑＋O2↑吸收能量，题给图示代表的反应发生时放出能量，D错误。 [答案]　D 14．某高能电池以磷酸溶液作为电解质溶液，利用乙烯直接氧化法制乙酸，其总反应为CH2—CH2＋O2―→CH3COOH。有兴趣小组将该反应设计成如图所示的燃料电池，下列有关说法正确的是(　　) A．在电池工作过程中，溶液中的PO向a极移动 B．电子移动方向：电极a→磷酸溶液→电极b C．负极的电极反应式为CH2—CH2＋4e－＋2H2O===CH3COOH＋4H＋ D．当电路中通过0.04 mol电子时，参加反应的CH2—CH2为224 mL [解析]　根据原电池总反应CH2===CH2＋O2―→CH3COOH可知，通入O2的b电极为正极，通入CH2===CH2的a电极为负极。原电池工作时，阴离子移向负极，则溶液中的PO向a极移动，A正确；原电池工作时，电子由负极a电极经过负载流向正极b电极，电子不能通过溶液，B错误；通入CH2===CH2的a电极为负极，电极反应式为CH2===CH2＋2H2O－4e－===CH3COOH＋4H＋，C错误；电路中通过0.04 mol电子时，有0.01 mol CH2===CH2参加反应，标准状况下0.01 mol CH2===CH2的体积为224 mL，但气体所处环境未知，参加反应的CH2===CH2的体积不一定为224 mL，D错误。 [答案]　A 二、非选择题(本题包括4小题，共58分。) 15．(6分)人类的生存和发展都离不开能量，化学反应都伴随有能量的变化。为了研究反应A＋B===C＋D能量变化情况，某同学设计了如图所示装置。当向盛有A的试管中滴加试剂B时，看到U形管中甲处液面下降、乙处液面上升。试回答下列问题： (1)该反应为________反应(填“放热”或“吸热”)。 (2)物质中的化学能通过化学反应转化成________释放出来。 (3)反应A＋B―→C(放热)分两步进行①A＋B―→X(吸热)；②X―→C(放热)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是________。 [解析]　(1)由于发生反应A＋B===C＋D，U形管中甲处液面下降、乙处液面上升，根据气体具有热胀冷缩的性质可以判断该反应为放热反应。(2)化学变化伴随着物质变化和能量变化，物质中的化学能可以通过化学反应转化成热能释放出来。(3)反应A＋B―→C(放热)分两步进行①A＋B―→X(吸热)；②X―→C(放热)。由反应A＋B―→C(放热)，放热反应反应物总能量大于生成物总能量，可知A＋B总能量大于C，由反应A＋B―→X(吸热)，吸热反应反应物总能量小于生成物总能量，可知A＋B总能量小于X，故能正确表示总反应过程中能量变化的是D。 [答案]　(1)放热　(2)热能　(3)D 16．(14分)利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤，发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。回答下列问题： (1)反应过程的能量变化如图所示，则该反应为________(填“放热”或“吸热”)反应。 (2)恒温恒容时，下列措施能使该反应速率增大的是________(填字母，下同)。 a．增加O2的浓度 b．选择高效催化剂 c．充入氦气 d．适当降低温度 (3)下列情况能说明该反应达到化学平衡状态的是________。 a．2v正(O2)＝v逆(SO2) b．恒温恒容时，混合气体的密度不再随时间变化 c．SO3的物质的量不再变化 d．SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2∶1∶2 (4)某次实验中，在容积为2 L的恒温密闭容器中通入10 mol SO2和a mol O2，反应过程中部分物质的物质的量随反应时间的变化如图所示。 ①2 min时，v正(SO2)________(填“>”“<”或“＝”)v逆(SO2)。 ②用SO3的浓度变化表示0～5 min内反应的平均速率是________mol·L－1·min－1。 ③反应达到平衡时，O2的转化率为50%，则a＝________。 [解析]　(1)根据反应过程的能量变化图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，所以该反应为放热反应。(2)根据2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)和影响化学反应速率的因素可知，恒温恒容时，增加O2的浓度可以加快化学反应速率，故a符合题意；催化剂能加快化学反应速率，故b符合题意；恒温恒容充入氦气对反应物和生成物的浓度无影响，所以不会加快化学反应速率，故c不符合题意；适当降低温度会降低化学反应速率，故d不符合题意。(3)根据2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)可知，2v正(O2)＝v逆(SO2)说明正、逆反应速率相等，能够说明反应达到化学平衡状态，故a符合题意；根据2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)可知，混合气体的总质量是不变的，恒温恒容时，混合气体的密度是恒定不变的，所以恒温恒容时，混合气体的密度不再随时间变化不能说明反应达到化学平衡状态，故b不符合题意；SO3的物质的量不再变化，说明反应达到化学平衡状态，故c符合题意；SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2∶1∶2不能说明反应达到化学平衡状态，故d不符合题意。(4)①由图可知，2 min时，化学反应没有达到平衡，反应仍然正向进行，所以v正(SO2)>v逆(SO2)。②0～5 min内SO3的物质的量变化量为8 mol，根据速率公式可知0～5 min内用SO3的浓度变化表示的平均速率为＝0.8 mol·L－1·min－1。③根据2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)可知，初始加入10 mol SO2和a mol O2，反应达到平衡时，生成SO3为8 mol，则消耗的O2为4 mol，反应达到平衡时，O2的转化率为50%，即×100%＝50%，解得a＝8。 [答案]　(1)放热　(2)ab　(3)ac (4)①>　②0.8　③8 17．(20分)某实验小组通过铁与盐酸反应的实验，研究影响反应速率的因素(铁的质量相等，铁块的形状一样，盐酸均过量)，设计实验如下表： 实验编号 盐酸浓度/(mol·L－1) 铁的形态 温度/K 1 4.00 块状 293 2 4.00 粉末 293 3 2.00 块状 293 4 2.00 粉末 313 (1)若四组实验均反应进行1分钟(铁均有剩余)，则以上实验需要测出的数据是________。 (2)实验________和________(填实验编号)是研究盐酸的浓度对该反应速率的影响；实验1和2是研究________对该反应速率的影响。 (3)测定在不同时间产生氢气的体积V的数据，绘制出图甲，则曲线c、d分别对应的实验组别可能是________、________。(已知：温度对反应速率的影响比浓度对反应速率的影响更大) (4)分析其中一组实验，发现产生氢气的速率随时间变化情况如图乙所示。 ①其中t1～t2速率变化的主要原因是______________________。 ②t2～t3速率变化的主要原因是________________________________________。 (5)实验1产生氢气的体积随时间的变化如丙中的曲线a，添加某试剂能使曲线a变为曲线b，则添加的试剂可能是________。 A．CuO粉末 B．NaNO3固体 C．NaCl溶液 D．浓硫酸 [解析]　(1)若四组实验均反应进行1分钟，其中铁均有剩余，则可以通过测定生成H2的体积大小判断反应速率的快慢。(2)根据“变量控制法”原理，研究盐酸的浓度对反应速率的影响，反应温度、铁的形态应相同，故实验1和实验3符合要求。实验1和2中盐酸的浓度和温度相同，铁的形态不同，固体表面积不同，化学反应速率不同。(3)温度越高，盐酸的浓度越大，固体表面积越大，反应速率越快，而温度对反应速率的影响比浓度对反应速率的影响更大，则四组实验中反应速率：4>2>1>3。结合图中曲线变化分析，c代表第1组实验，d代表第3组实验。(4)盐酸与铁的反应是放热反应，反应放出热量使体系温度升高，反应速率加快；盐酸的浓度减小，反应速率减慢。①t1～t2时间内，温度对反应速率的影响占主导，化学反应速率加快。②t2～t3时间内，盐酸的浓度对反应速率的影响占主导，化学反应速率减慢。(5)由曲线a变为曲线b，生成H2的体积不变，反应时间缩短，说明反应速率加快。加入CuO粉末，与盐酸反应生成Cu2＋，Cu2＋消耗Fe，生成Cu形成原电池，反应速率加快，但生成H2减少，A不符合题意；加入NaNO3固体，溶液中NO和H＋与Fe发生氧化还原反应生成NO，得不到H2，B不符合题意；加入NaCl溶液，溶液总体积增大，c(H＋)减小，反应速率减慢，C不符合题意；加入浓硫酸，溶液中c(H＋)增大，反应速率加快，D符合题意。 [答案]　(1)产生H2的体积 (2)1　3　固体表面积 (3)第1组　第3组 (4)①铁与盐酸反应时放出热量　②盐酸的浓度减小 (5)D 18．(18分)依据原电池原理，回答下列问题： (1)图1是依据氧化还原反应：Cu(s)＋2Fe3＋(aq)===Cu2＋(aq)＋2Fe2＋(aq)设计的原电池装置(其中盐桥的作用是连接两烧杯，形成闭合电路)。 ①X电极的材料是________(填化学名称，下同)；Y电极的材料是________。 ②Y电极发生的电极反应式为____________________________________。 (2)图2是使用固体电解质的燃料电池，装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在两极上分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体，它在高温下能传导正极生成的O2－(O2＋4e－===2O2－)。 ①c电极为________(填“正”或“负”)极。 ②d电极上的电极反应式为_____________________________________________。 ③如果消耗甲烷160 g，假设化学能完全转化为电能，则转移电子的数目为________(用NA表示)，需要消耗标准状况下氧气的体积为__________________L。 [解析]　(1)由Cu(s)＋2Fe3＋(aq)===Cu2＋(aq)＋2Fe2＋(aq)可知，Cu失去电子，化合价升高，是电子流出的一极，为原电池的负极，故X电极的材料是铜，Y电极是原电池的正极，发生Fe3＋得电子的还原反应，可选择石墨或比铜活泼性弱的材料作电极，原电池正极的电极反应式为Fe3＋＋e－===Fe2＋。(2)由图2电流方向可以看出，①c电极是燃料电池电子流入的一极，为正极；②d电极为电子流出的一极，为燃料电池的负极，负极发生CH4失电子的氧化反应，电极反应式为CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O；③根据电池反应式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O,160 g CH4的物质的量n(CH4)＝＝10 mol，根据电极反应式可知，转移电子的数目为80NA，消耗O2的物质的量n(O2)＝20 mol，标准状况下，V(O2)＝20 mol×22.4 L·mol－1＝448 L。 [答案]　(1)①铜　石墨(金、铂、银等合理答案均可) ②Fe3＋＋e－===Fe2＋ (2)①正　②CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O ③80NA　448 学科网（北京）股份有限公司 $