第六章同步练（教师版）2025-2026学年高一下学期化学必修第二册

**基本信息** 人教版高中化学必修二第六章同步练习，分课时设计，覆盖化学反应与能量变化、原电池、速率与限度核心知识点，分层梯度衔接日常教学，强化化学观念与科学思维，实现基础巩固与能力递进。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|能量类型判断、速率概念辨析|单选为主，直接应用核心概念，如吸热反应实例判断| |进阶层|原电池原理、速率影响因素|结合图像分析（能量变化曲线）与简单计算，培养证据推理| |综合层|键能计算、平衡状态分析|非选择综合题，如键能与反应热计算，适配新授课能力提升需求|

高中化学（人教版）必修第二册第六章 瑞昌市第一中学 组织编写 胡兰、周诗雨、毛敏捷 命题 余瑶红、杨颖颖 审题 第一节 化学反应与能量变化（第一课时） 一、单选题 1．下列变化既属于非氧化还原反应，又属于吸热反应的是（ ） A．冰雪消融 B．灼热的炭与CuO的反应 C．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应 D．锌片与稀盐酸的反应 【答案】C 【解析】A．冰雪消融是冰雪的融化过程，不涉及化学反应，A不正确； B．灼热的炭与CuO发生反应，既属于氧化还原反应，又属于吸热反应，B不正确； C．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应生成BaCl2、NH3等，既属于非氧化还原反应，又属于吸热反应， C正确； D．锌片与稀盐酸发生置换反应，并放出热量，D不正确。 2．下列说法错误的是（ ） A．能量变化必然伴随发生化学反应 B．反应物的总能量高于生成物的总能量，反应时向环境释放能量 C．化学反应中的能量变化主要是由化学键变化引起的 D．化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少有关 【答案】A 【解析】A．化学反应一定伴随能量变化，能量变化不一定伴随发生化学反应，A不正确； B．反应物的总能量高于生成物的总能量的反应为放热反应，反应时会向环境释放能量，B正确； C．化学反应的实质是旧键断裂、新键生成，旧键断裂吸热、新键生成放热，所以能量变化主要是由化学键变化引起的，C正确； D．化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少有关，D正确。 3．化学反应均伴随着能量的变化，下列反应的能量变化规律与图示相符的组合是（ ） ① 甲烷燃烧​② 碳酸钙高温分解​③ 钠与水的反应​④ 碳与二氧化碳高温反应​ ⑤ 氢氧化钾与稀硝酸中和​⑥ 氯化铵与氢氧化钡晶体混合搅拌 ​ A．①③⑤​ B．②④⑥​ C．②③⑥​ D．③④⑤​ 【答案】B 【解析】据图可知：反应物的总能量低于生成物的总能量，因此图示表示的反应为吸热反应。 分析各反应的能量变化​ ① 甲烷燃烧：放热反应（燃烧反应均放热），不符合； ② 碳酸钙高温分解：吸热反应（需要持续加热，断键吸收能量更多），符合； ③ 钠与水的反应：放热反应，不符合；​ ④ 碳与二氧化碳高温反应：吸热反应（生成 CO，需吸收热量），符合；​ ⑤ 氢氧化钾与稀硝酸中和：放热反应（中和反应均放热），不符合；​ ⑥ 氯化铵与氢氧化钡晶体反应：吸热反应（典型的吸热反应），符合；​ 符合条件的组合②④⑥均为吸热反应，选项 B正确。 4．下列说法正确的是（ ） A．需要加热的反应一定是吸热反应 B．物质发生化学变化，不一定伴随着能量变化 C．葡萄糖为人类生命活动提供能量时，化学能转化为热能 D．X(s)=Y(s)是放热反应，则X比Y稳定 【答案】C 【解析】A．需要加热的反应不一定是吸热反应，如燃烧反应，A不正确； B．化学反应的本质是反应物中旧化学键的断裂和生成物中新化学键的形成，旧化学键的断裂吸收能量，新化学键的形成释放能量，所以物质发生化学变化一定伴随着能量变化，B不正确； C．葡萄糖为人类生命活动提供能量时，通过化学反应将化学能转化为热能，C正确； D．为放热反应，放热反应中反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量，所以X(s)的总能量大于Y(s)的总能量，因此Y比X稳定，D不正确。 5．某化学反应A2(g)+2B2(g)=2AB2(g)，反应过程中的能量变化如图所示，下列说法错误的是（ ） A．该反应的进行不一定需要加热或点燃 B．生成2 mol AB2(g)，放出热量（E1-E2）kJ C．1 mol A2(g)和2 mol B2(g)的总能量低于2 mol AB2(g)的能量 D．该反应断开化学键吸收的总能量大于形成化学键放出的总能量 【答案】B 【解析】A．由图可知，反应物能量之和小于生成物的能量之和，反应是吸热反应，吸热反应不一定都要加热，例如氢氧化钡和氯化铵在常温下就反应，A正确； B．根据图象，该反应是吸热反应，生成2 mol AB2(g)吸收的热量为（E1-E2）kJ，B不正确； C．1 mol A2(g)和2 mol B2(g)的总能量低于2 mol AB2(g)的能量，C正确； D．该反应为吸热反应，则断开化学键吸收的总能量大于形成化学键释放的总能量，D正确。 6．已知在相同条件下，化学反应 2C(s)＋O2(g) 2CO(g)，2CO(g)＋O2(g) 2CO2(g)都是放热反应，据此判断，下列说法中正确的是（ ） A．12 g碳所具有的能量一定高于28 g CO所具有的能量 B．56 g CO和32 g O2所具有的总能量小于88 g CO2所具有的总能量 C．12 g C和32 g O2所具有的总能量大于44 g CO2所具有的总能量 D．将一定质量的C燃烧，生成CO2比生成CO时放出的热量少 【答案】C 【解析】A．因2C(s)＋O2(g) 2CO(g)是放热反应，所以12 g C和16 g O2所具有的能量一定高于 28 g CO所具有的能量，A不正确； B．因2CO(g)＋O2(g) 2CO2(g)是放热反应，所以56 g CO和32 g O2所具有的总能量大于88 g CO2所具有的总能量，B不正确； C．C(s)＋O2(g)CO2(g)是放热反应，所以12 g C和32 g O2所具有的总能量一定高于44 g CO2所具有的总能量，C正确； D．因物质完全燃烧放出的热量比不完全燃烧放出热量多，所以一定质量的碳燃烧，生成CO2比生成CO时放出的热量多，D不正确。 7．某化学反应中的能量变化如下图所示，下列说法错误的是（ ） A．该反应过程中反应物断键吸收的能量小于生成物成键释放的能量 B．若反应生成2 mol液态氨气，则放出热量大于92 KJ C．该反应需要使用高温高压条件，可能与氮气分子中化学键的键能过大有关 D．1 mol N2和3 mol H2在某密闭容器中充分反应，反应放热92 KJ 【答案】D 【解析】A．由图可知，该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量，为放热反应，反应物断键吸收的能量小于生成物成键放出的能量，A正确； B．液态氨气的能量低于气态氨气，若反应生成2 mol液态氨气，则放出热量大于92 KJ，B正确； C．氮气分子中的三键具有非常大的键能，这使得氮气的化学性质非常稳定，不容易与其他物质发生反应，该反应需要使用高温高压条件，可能与氮气分子中化学键的键能过大有关，C正确； D．该反应为可逆反应，1 mol N2和3 mol H2在某密闭容器中充分反应生成NH3的物质的量小于2 mol，反应放热小于92 KJ，故D不正确。 8．氢气燃烧生成水蒸气的能量变化如图所示。下列说法错误的是（ ） A．氢气燃烧时化学能转化为热能、光能等 B．断开2 mol氢氧键吸收930 kJ能量 C．相同条件下，1 mol氢原子的能量为E1，1 mol氢分子的能量为E2，则2E1<E2 D．该反应生成1 mol水蒸气时能量变化为245 kJ 【答案】C 【解析】A. 氢气燃烧时化学能变为热能、光能等，A正确； B．从图分析，断开2 mol氢氧键吸收930 kJ的能量，B正确； C. 氢气分子变成氢原子要吸收能量，所以2E1>E2，C不正确； D. 该反应生成1 mol水蒸气时的能量变化为930-436-249=245 kJ，D正确。 9．肼（H2NNH2）是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示。已知断裂1 mol化学键所需的能量（kJ）：N≡N键为942、O=O键为500、N—H键为391，则断裂1 mol N—N键所需的能量是（ ） A．194 kJ B．154 kJ C．174 kJ D．254 kJ 【答案】B 【解析】根据图中内容可知，H2NNH2+O2=2N(g)+4H(g)+2O(g)，化学反应的能量变化等于产物的能量与反应物能量的差值，旧键断裂吸收能量，新建形成释放能量，设断裂1 mol N—N键所需的能量为x KJ，则有△E3=△E2-△E1，即x+4×391+500=2752-534；解得x=154，答案为B。 二、非选择题 10．在25 ℃、101 kPa的条件下，断裂1 mol H—H键吸收436 kJ能量，断裂1 mol N≡N键吸收946 kJ能量，形成1 mol N—H键放出391 kJ能量。该条件下N2＋3H2⥫⥬2NH3反应的能量变化示意图如图： 现有3 mol H2和1 mol N2在25 ℃、101 kPa下完全反应。请根据上述信息回答下列有关问题： （1）反应物断键吸收的总能量为__________。 （2）生成物成键放出的总能量为__________。 （3）该反应是________（填“放出”或“吸收”）热量的反应。 （4）反应物的总能量__________（填“>”或“<”）生成物的总能量。 （5）已知在一定条件下，1 mol S（s，单斜）转化为 S（s，正交），放出 0.33 kJ的热量 ① 该反应________（填 “是” 或 “不是”）放热反应。​ ② 单斜硫和正交硫相比，________能量低，________更稳定。​ ③ 若两种硫各1 mol在相同条件下完全燃烧，________放出的热量多。 【答案】（1） 2254 kJ （2） 2346 kJ （3） 放出 （4） > （5）① 是 ② 正交硫，正交硫 ③ 单斜硫 【解析】（1）相关计算 N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g) 反应物断键吸收的总能量 = 断裂1 mol N≡N 键吸收的能量 + 断裂3 mol H—H键吸收的能量 = 946 kJ + 3×436 kJ=946 kJ +1308 kJ=2254 kJ。​ （2） 生成物成键放出的总能量 = 形成6 mol N—H 键放出的能量（2 mol NH₃含6 mol N—H键）= 6×391 kJ=2346 kJ。​ （3）因为生成物成键放出的总能量（2346 kJ）大于反应物断键吸收的总能量（2254 kJ），所以该反应是放出热量的反应。​ （4）该反应为放热反应，说明反应物的总能量 > 生成物的总能量。​ （5）① 由于1 mol单斜硫转化为正交硫的过程中放出了热量，所以该反应是放热反应。​ ② 在放热反应中，反应物的能量高于生成物的能量，因此正交硫的能量低于单斜硫。而能量越低的物质越稳定，所以正交硫更稳定。​ ③ 1 mol单斜硫的能量高于正交硫，在相同条件下燃烧时，单斜硫能够释放出更多的能量，故单斜硫放出的热量多。 第一节 化学反应与能量变化（第二课时） 一、单选题 1．实验探究是提高学习效果的有力手段。某同学用如图所示装置研究原电池原理。下列说法错误的是（ ） A．图1不能形成原电池，可观察到Zn片上有气泡产生 B．图2中H+向Zn片移动 C．图1中气泡产生速度比图2慢 D．图3中负极的电极反应式为Zn - 2=Zn2+ 【答案】B 【解析】A．图1没有形成原电池，Zn片直接与稀硫酸反应产生氢气，A正确； B．氢离子带正电荷，向正极移动，即向Cu移动，B不正确； C．图1没有形成原电池、图2形成原电池，图1中气泡产生速度比图2慢，C正确； D．图3形成原电池，锌为负极，锌失电子发生氧化反应得到锌离子，Zn - 2=Zn2+，D正确。 2．为了验证Fe3+与Cu2+氧化性强弱，下列装置能达到实验目的是（ ） A．① B．② C．③ D．④ 【答案】B 【解析】为了验证Fe3+与Cu2+氧化性强弱，形成原电池时Cu做原电池的负极，正极上铁离子得电子生成亚铁离子，正极的电极反应式为Fe3++=Fe2+，B正确。 3．某电池总反应式为Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，下列与此电池总反应不符的原电池是（ ） A．铜片、铁片、FeCl3溶液组成的原电池 B．石墨、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池 C．铁片、镁片、Fe2(SO4)3溶液组成的原电池 D．铜片、铁片、Fe2(SO4)3溶液组成的原电池 【答案】C 【解析】由总反应可知，负极应为铁被氧化，电解质溶液应为含有 Fe3+的溶液，题中 A、B、D 中铁片都为负极，但C中铁片、镁片、Fe2(SO4)3溶液组成的原电池中镁片为负极，铁片为正极，原电池反应式为 Mg＋2Fe3+=2Fe2+＋Mg2+ , 故C与总反应式不符合，C不正确，答案为C。 4．如图是课外活动小组设计用化学电源使LED灯发光的装置。下列说法正确的是（ ） A．该装置将化学能转化为电能，电能仅转化为光能 B．电子流动方向：铝极→导线→灯→镁极→电解质溶液 C．此装置可验证金属性：Mg > Al（通过观察电极反应及电流产生） D．若将稀硫酸换成NaOH溶液，铝极会产生大量气泡 【答案】C 【解析】A．原电池将化学能转化为电能，但电能并非 “仅转化为光能”，还会转化为热能（如导线发热）等，A不正确； B．电子流动方向为 “负极→导线→正极”，且电子不进入电解质溶液。该装置中镁为负极，铝为正极，故电子流向应为 “镁极→导线→灯→铝极”，B不正确； C．该装置中，镁作负极，铝作正极，可以得出金属性：Mg＞Al，C正确； D．若换成氢氧化钠溶液，铝作负极，OH-向铝极迁移，镁极周围H2O得电子产生氢气，D不正确。 5．有M、N、P、Q四块金属片，进行如下实验： ①M、N用导线相连后，同时插入硫酸铜溶液中，M极变粗 ②P、Q用导线相连后，同时浸入稀盐酸中，P极发生氧化反应 ③N、Q相连后，同时浸入稀盐酸中，电子从N极流入 则四种金属的活动性顺序由强到弱为（ ） A．M>N>P>Q B．M>N>Q>P C．N>Q>P>M D．P>Q>N>M 【答案】D 【解析】①M、N用导线相连后，同时插入硫酸铜溶液中，M极变粗，则M电极上铜离子得电子生成Cu，为原电池正极，所以金属活动性N>M； ②P、Q用导线相连后，同时浸入稀盐酸中，发生氧化反应的是负极，则P为负极、Q为正极，所以金属活动性P>Q； ③N、Q相连后，同时浸入稀盐酸中，电子流入的电极是正极，则N为正极、Q为负极，金属活动性Q>N；综上所述，金属活动性P>Q>N>M，答案为D。 6．下图是微生物燃料电池原理示意图。已知：室中微生物降解有机物产生、CO2和H+，质子交换膜只允许H2O和H+通过。下列说法正确的是（ ） A．H+通过质子交换膜从b室进入a室 B．室内的石墨电极为正极，发生氧化反应 C．室内的电极反应为：O2+4H+=2H2O D．该电池可以在高温环境下工作 【答案】C 【解析】A．室内石墨电极为负极，室内石墨电极为正极，原电池工作时阳离子移向正极，即H+通过质子交换膜从室进入室，A不正确； B．室内石墨电极为负极，有机物发生氧化反应生成CO2和H+，B不正确； C．室内石墨电极为正极，正极上O2得电子生成H2O，正极反应式为O2+4H+=2H2O，C正确； D．微生物不能生活在高温环境下，所以该电池不能在高温环境下工作，D不正确。 7．银锌纽扣电池广泛用于各种电子仪器，其构造如图所示， 总反应方程式为Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2。下列说法正确的是（ ） A．锌为负极发生还原反应 B．OH-由锌负极移向氧化银正极 C．电子的移动方向：正极→用电器→负极 D．氧化银正极的电极反应式为：Ag2O+2+2H2O=2Ag+2OH- 【答案】D 【解析】根据总反应式Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2，Ag2O发生还原反应生成Ag，Ag2O作正极，Zn发生氧化反应生成Zn(OH)2，Zn作负极。 A．锌发生氧化反应，锌为负极，A不正确； B．原电池中阴离子移向负极，OH-由氧化银正极移向锌负极，B不正确； C．原电池中电子由负极经导线流入正极，电子的移动方向：负极→用电器→正极，C不正确； D．正极发生还原反应，氧化银正极的电极反应式为：Ag2O+2+2H2O=2Ag+2OH-，D正确。 8．下列四个常用电化学装置的叙述正确的是（ ） 图Ⅰ 水果电池 图Ⅱ 干电池 图Ⅲ 铅蓄电池 图Ⅳ 氨气燃料电池 A．图Ⅰ所示电池中，电子从铜片流出 B．图Ⅱ所示干电池中锌作正极 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-2＋SO42-=PbSO4 D．图Ⅳ所示电池中正极反应为：O2 + 4+ 2H2O = 4OH- 【答案】D 【解析】A．图I水果电池中，锌的活动性比铜强，锌作负极，铜作正极，电子从锌片流出，A不正确； B．图II为锌锰干电池，锌作负极，石墨作正极，B不正确； 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-2＋SO42-=PbSO4，正极反应式为PbO2+SO42- +4H++2=PbSO4+2H2O，C不正确； D．图IV为氨气燃料电池，氨气失电子，氧气得电子，由于电解质溶液呈碱性，因此正极电极反应式为：O2 + 4+ 2H2O = 4OH-，D正确。 9．如图所示是一种以液态肼（N2H4）为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。在固体氧化物电解质的温度达700～900℃时，O2-可在该固体氧化物电解质中自由移动，反应生成物均为无毒无害的物质。下列说法错误的是（ ） A．放电时，电子的流向为电极甲→负载→电极乙 B．放电时，电池内的O2-由电极乙移向电极甲 C．电池负极反应为：N2H4 - 4=N2 ↑+ 4H+ D．当电路中通过4 mol 时，电极乙上有32 g O2参与反应 【答案】C 【解析】A．通入N2H4的电极为负极，即电极甲为负极，通入O2电极为正极，即电极乙为正极，电子经外电路从负极流向正极即电极甲→负载→电极乙，A正确； B．原电池中阴离子移向负极，故放电时，电池内的O2-由电极乙移向电极甲，B正确； C．反应生成物均为无毒无害的物质，所以N2H4被氧气氧化生成N2和H2O，电解质为固体氧化物，O2-在该固体氧化物电解质中自由移动，故负极反应为：N2H4 - 4+2O2-=N2 ↑+2H2O，C不正确； D．1 mol O2参与反应时转移4 mol，故电路中通过4 mol 时，电极乙上消耗1 mol O2，即有32 g O2参与反应，D正确。 二、非选择题 10．化学电池的研发基于原电池原理，其性能与电极材料、电解质等密切相关。 （1） 利用反应 Mg + Cu²⁺ = Mg²⁺ + Cu设计原电池（装置如图）。 可选材料：锌片、镁片、铜片、CuSO4溶液、稀盐酸。 请回答下列问题： ① A的电极材料为______，B 的电极材料为______，溶液C为______。 ② A上发生的电极反应式为__________________________。 ③ 该装置工作时，电流表指针偏转，实现了______能向______能的转化。 ④ 当A质量减少2.4 g时，转移电子的物质的量为______mol，B质量增加______g。 （2）氢氧燃料电池的反应原理如图所示，请回答下列问题： ①下列说法不正确的是 （填字母）。 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2H2 +O2=2H2O D．外电路中电流由电极a通过导线流向电极b ②电池每消耗标准状况下5.6 L氢气，电路中通过的电子数目为 。 （3）锌-锰碱性电池具有电流稳定，放电容量大等优点，其构造如图所示，请回答下列问题： ①电池工作时，电子由 流入（填“Zn”或“MnO2”）。 ②该电池的工作原理为：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2， 据此写出负极电极反应式： 【答案】（1）① Mg ；Cu ；CuSO4溶液 ② Mg-2=Mg2+ ③ 化学； 电 ④ 0.2； 6.4 （2） ①D ② 0.5 NA(或 3.01×1023) （3）①MnO2 ②Zn-2+2OH-=Zn(OH)2 【解析】（1）根据 Mg + Cu²⁺= Mg²⁺+ Cu，Mg失电子发生氧化反应，Cu2+得电子发生还原反应。 ①根据图示，A是原电池负极，负极发生氧化反应，所以A的电极材料为Mg；B是正极，正极材料能导电，活泼性比负极差，则B的电极材料为Cu，原电池正极Cu2+得电子发生还原反应，所以电解质溶液为CuSO4溶液。 ②A是原电池负极，A上发生的电极反应式为Mg-2=Mg2+。 ③电流表指针偏转，电路中形成电流，说明该装置实现了化学能向电能的转化。 ④A极发生反应 Mg-2=Mg2+，当消耗2.4 g镁时，转移0.2 mol电子，B电极发生反应 Cu2++2= Cu，当转移0.2mol电子时，生成 0.1 mol Cu，B质量增大6.4 g。 （2）氢氧燃料电池中通入氧气一极为正极，氧气得到电子发生还原反应，通入氢气一极为负极，氢气失去电子发生氧化反应； ①A．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：2H2+O2=2H2O，C正确； D．电池工作时，电流由正极b流向负极a，D错误。 ②电池工作时，1 mol H2失去2 mol ，每消耗标准状况下5.6 L氢气，电路中通过的电子数目为=0.5 NA（或3.01×1023） （3）①在原电池中，电子由负极流出，经外电路流向正极。锌-锰碱性电池工作时，Zn失电子，作负极；MnO2作正极。因此，电子由负极（Zn）流出，流入正极（MnO2）。 ② 负极（Zn）作为还原剂，失去电子结合总反应产物 Zn(OH)2，以及碱性环境，负极的电极反应式为：Zn-2+2OH-=Zn(OH)2。 第二节 化学反应的速率与限度（第一课时） 一、单选题 1．下列关于化学反应速率的说法正确的是（ ） A．100 mL 1 mol/L的硫酸与铁反应时，加入适量的硫酸钠溶液，生成氢气的速率不变 B．用铝片和稀硫酸反应制取氢气时，改用铝片和浓硫酸可以加快产生氢气的速率 C．密闭容器中的反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，当温度、容器体积不变时，充入惰性气体，反应速率不变 D．对于碳与水蒸气在高温下反应生成一氧化碳和氧气，能用碳的浓度的变化来表示化学反应速率 【答案】C 【解析】A．加入硫酸钠溶液，溶液体积增大，氢离子浓度减小，反应速率减小,A不正确； B．浓硫酸具有强氧化性，常温下使铝钝化，B不正确； C．当温度、容器体积不变时，充入惰性气体，容器的容积始终不变，参加反应的物质的浓度不变，则反应速率不变，C正确； D．碳是固体，不能用它表示化学反应速率，D不正确。 2．化学与生产、生活密切相关。下列事实与化学反应速率无关的是（ ） A．食物放入冰箱中保存 B．木柴劈小后燃烧 C．使用高压锅炖肉 D．厨房中尽量使用铁锅而不使用铝锅 【答案】D 【解析】A．食物放在冰箱里保存是为了降低温度，减缓食物腐败的速率，A 不正确； B．木柴劈小能够增大木柴与氧气的接触面积，加快木柴的燃烧，B 不正确； C．高压锅通过密封加压使锅内水蒸气的压强增大，水的沸点升高，温度升高使肉炖得更快更烂，C不正确； D．铝锅在炒制食物时，可能会因食物的酸碱性使得铝溶解造成微量的铝元素被人体吸收囤积，体内过多的铝元素会使人患上老年痴呆症，所以家用炒菜使用铁锅而不使用铝锅，此与改变反应速率无关，D正确。 3．反应A(g)＋4B(g)＝2C(g)＋3D(g)在四种不同情况下的反应速率最快的是（ ） A．v(A)＝0.15 mol/(L·s)　 B．v(B)＝0.48 mol/(L·s) C．v(C)＝24 mol/(L·min)　 D．v(D)＝0.30 mol/(L·s) 【答案】C 【解析】将选项中各物质表示的反应速率转化为用A表示的速率，再比较数值的大小即可。 B．v(A)＝v(B)＝0.12 mol/(L·s)； C．v(A)＝v(C)＝12 mol/(L·min)＝0.20 mol/(L·s)； D．v(A)＝v(D)＝0.10 mol/(L·s)，C项反应速率最快，答案为C。 4．用下列实验装置进行相应的实验，能达到实验目的的是（ ） 装置 实验 A．依据出现浑浊的快慢探究H2SO4浓度对化学反应速率的影响 B．验证对分解反应有催化作用 装置 实验 C．探究温度对反应速率的影响 D．测定生成氧气的速率 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【解析】A．H2SO4与Na2S2O3发生反应：H2SO4+Na2S2O3=Na2SO4+H2O+S↓+SO2↑，反应产生的S单质难溶于水，因此可结合两种不同浓度的硫酸与同浓度、同体积Na2S2O3溶液反应，根据出现浑浊的快慢探究H2SO4浓度对化学反应速率的影响，A正确； B．由探究实验变量唯一化的原则可知，验证氯化铁对过氧化氢分解反应有催化作用时，反应温度应相同，则题给装置不能达到验证氯化铁对过氧化氢分解反应有催化作用的实验目的，B不正确； C．由探究实验变量唯一化的原则可知，探究温度对过氧化氢分解反应速率的影响时，反应物的浓度应相同，则题给装置不能达到探究温度对反应速率的影响的实验目的，C不正确； D．该装置中，生成的O2会从长颈漏斗中逸出，应该选择分液漏斗，D不正确。 5．下列说法中正确的是（ ） A．锌和稀硫酸反应时，加入少量的CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高，但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降 B．对于放热反应，升高温度，化学反应速率反而减小 C．在化工生产中，选用合适的催化剂一定能提高经济效益 D．对于反应8NH3＋6NO27N2＋12H2O，在恒温恒压条件下充入惰性气体，反应速率不变 【答案】A 【解析】A．锌和稀硫酸反应时，加入少量的CuSO4溶液时会形成原电池，加快反应速率，但当加入过量的CuSO4溶液后，生成的单质Cu会沉积在Zn的表面，减小了Zn与稀H2SO4的接触面积，使反应速率减小，A正确； B．无论是吸热反应还是放热反应，升高温度，反应速率均增大，B不正确； C．催化剂的使用只能提高单位时间内的产量，而不能确保经济效益的提高，C不正确； D．恒温恒压条件充入惰性气体相当于增大体积，使反应物的浓度减小，化学反应速率减小，D不正确。 6．一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z（均为气体）的物质的量随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是（ ） A．该反应的化学方程式为3X(g)+Y(g)=2Z(g) B．0-2 min时间段内，用物质Y表示的反应速率为0.05 mol·L-1·min-1 C．反应平衡时X的转化率为30% D．恒温恒容下，充入Ar，能使反应速率增大 【答案】C 【解析】A．由图像可知，X、Y为反应物，Z为生成物，0-2 min时间段内X、Y、Z变化物质的量分别为（1.0-0.7）、（1.0-0.9）、0.2，变化的物质的量之比等于化学计量数之比，X、Y、Z化学计量数之比为0.3∶0.1∶0.2=3∶1∶2，该反应为可逆反应，即化学方程式为3X(g)+Y(g)⥫⥬2Z(g)，A不正确； B．根据化学反应速率数学表达式，v(Y)== 0.025 mol·L-1·min-1，B不正确； C．达到平衡时，X的转化率为×100%=30%，C正确； D．恒温恒容下，通入非反应气体Ar，组分浓度不变，化学反应速率不变，D不正确。 7．某学习小组在室温下利用酸性高锰酸钾溶液与NaHSO3溶液探究反应条件对反应速率的影响，其离子反应为5HSO3-+2MnO4-+H+=2Mn2++5SO42-+3H2O，下列有关说法不正确的是（ ） 实验 0.2 mol·L-1 NaHSO3溶液 /mL 0.1 mol·L-1 KMnO4溶液 /mL 0.6 mol·L-1 H2SO4溶液 /mL 0. 1 mol·L-1 MnSO4溶液 /mL H2O /mL 混合溶液 褪色时间 /min 1 3.0 2.0 1.0 0 2.0 8 2 3.0 2.0 2.0 0 a 6 3 4.0 2.0 2.0 0 0 4 4 3.0 2.0 1.0 0.2 b 3 A．实验2与实验3两组实验可探究NaHSO3浓度对反应速率的影响 B．若想探究温度对反应速率的影响还需补做一组实验 C．a=1.0、b=1.5 D．实验4与实验1相比，说明Mn2+可能是该反应的催化剂 【答案】C 【解析】A．由实验2和实验3 NaHSO3浓度不同，可知实验2和实验3探究的是NaHSO3浓度对化学反应速率的影响，A正确； B．实验1、2、3、4均是在室温下进行的实验，要想探究温度对化学反应速率的影响，还需要再补做一组实验，B正确； C．由表格数据可知，实验1、2的实验目的是探究稀硫酸的浓度对反应速率的影响，由探究实验变量唯一化原则可知，反应的总体积应保持不变，则a=8.0-7.0=1.0，同理可知，实验1、4的实验目的是探究硫酸锰对反应速率的影响，则b=8.0-6.2=1.8，C不正确； D．由表格数据可知，实验1、4的实验目的是探究硫酸锰对反应速率的影响，加入硫酸锰溶液，酸性高锰酸钾溶液与亚硫酸氢钠溶液反应的反应速率迅速加快，说明锰离子能加快反应速率，是该反应的催化剂，D正确。 8．某同学为了探究影响化学反应速率的因素，取了一定量铁和足量稀硫酸反应，为了使反应速率减缓同时又不影响氢气的产量，则可向反应体系中加入的物质是（ ） ①蒸馏水　②硝酸钠溶液　③氯化钠溶液　④醋酸钠固体 A．①③ B． ①③④ C．①④ D．①②③④ 【答案】B 【解析】①加入蒸馏水，c(H+)变小但n(H+)不变，反应速率减缓同时不影响氢气的产量，符合题意；②加入硝酸钠溶液，硝酸钠过量则反应生成NO，无氢气；硝酸钠少量则反应生成NO、H2，影响氢气的产量，不符合题意；③加入氯化钠溶液，氯化钠与稀硫酸、铁均不反应，溶液总体积变大，故c(H+)变小但n(H+)不变，反应速率减缓同时不影响氢气的产量，符合题意；④加入醋酸钠固体后，醋酸根会与溶液中的氢离子结合，形成醋酸分子，c(H+)变小，但是随反应进行，醋酸分子会不断电离出H+，n(H+)不变，反应速率减缓同时不影响氢气的产量，符合题意；综上所述，①③④符合题意，答案为B。 9．为研究不同状态（块状、粉末状）碳酸钙固体与盐酸反应的反应速率，某同学通过实验测定数据得出如图所示的曲线。下列有关说法中正确的（ ） A．曲线甲表示的是块状碳酸钙固体与盐酸反应 B．若用单位时间内的体积变化来表示该反应的速率，则时间内甲的平均反应速率为 C．随着反应进行，盐酸浓度降低，反应速率不断降低 D．两次实验，块状固体最终生成的CO2的量更多 【答案】B 【解析】A．粉末状碳酸钙固体与盐酸反应，生成二氧化碳的量不变，但接触面积增大、反应速率加快，时间减少，而曲线甲用时小，则曲线甲表示的是粉末状碳酸钙固体与盐酸反应，A不正确； B．由题意，v=，可知，t2-t3甲的平均反应速率v(CO2)=mL·s-1，B正确； C．碳酸钙与盐酸反应放热，升高温度加快反应速率，则反应开始时，温度对反应速率的影响起主要作用，导致0-t1内的反应速率逐渐增大，随着反应的进行，浓度降低起主要作用，反应速率才不断降低，C不正确； D．探究反应速率的影响因素时，只控制一个变量，则为研究不同状态（块状、粉末状）碳酸钙固体与盐酸反应的反应速率，两次实验所取碳酸钙固体质量一样，与足量的盐酸反应，生成二氧化碳的量相同，D不正确。 二、非选择题 10．将气体A、B置于固定容积为2 L的密闭容器中，发生如下反应：4A(g)＋3B(g)⥫⥬2C(g)＋2D(g)。反应进行到10 s末时，测得A的物质的量为2.0 mol，B的物质的量为0.6 mol，C的物质的量为0.2 mol，则： （1）用B表示10 s内正反应的平均反应速率为__________________。 （2）反应前A的物质的量浓度是__________________。 （3）10 s末，生成物D的浓度为___________________。 （4）10 s末时，若改变下列条件，消耗A的速率如何变化（填“增大”“减小”或“不变”）。 编号 改变的条件 消耗A的速率 ① 增大B的浓度 ② 升高温度 ③ 恒容下充入Ne（不参与体系反应） ④ 减小容器体积 ⑤ 加入合适的催化剂 【答案】（1）0.015 mol·L-1·s-1　 （2）1.2 mol·L-1 （3）0.1 mol·L-1　 （4）①增大　②增大　③不变 ④增大 ⑤增大 【解析】（1）根据化学方程式知，10 s内B转化的物质的量n(B)＝n(C)＝0.3 mol，故v(B)＝＝0.015 mol·L-1·s-1。 （2）根据化学方程式知，10 s内A转化的物质的量n(A)＝2n(C)＝0.4 mol，故反应前A的物质的量浓度是＝1.2 mol·L-1。 （3）根据化学方程式知，10 s末n(D)＝n(C)＝0.2 mol，则c(D)＝＝0.1 mol·L-1。 （4）①增大B的浓度，反应速率增大；②升高温度，反应速率增大；③恒容下充入Ne，虽然压强增大，但体系中各物质浓度不变，反应速率不变；④反应物的物质的量不变，容器体积减小，相当于增大了反应物的浓度，反应速率增大；⑤加入合适的催化剂能够增大反应速率。 第二节 化学反应的速率与限度（第二课时） 一．单选题 1．下列说法不正确的是（ ） A．化学反应达到限度时,不同种物质的正、逆反应速率与其化学计量数成正比 B．不可以通过延长反应的时间来改变化学反应的限度 C．可以通过控制反应条件,使1 mol N2与3 mol H2反应生成2 mol NH3 D．达到化学平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等，但反应并未停止，是一种动态平衡 【答案】C 【解析】A．当可逆反应达到平衡状态时，各物质转化的物质的量与其化学计量数成正比，故不同种物质的正、逆反应速率与其化学计量数成正比，A正确； B．化学反应的限度与时间无关，B正确； C．N2+3H2 2NH3是可逆反应，无论怎样控制条件，反应物的转化率都不可能达到100%，即 1 mol N2与3 mol H2反应无法生成2 mol NH3，C不正确； D．达到化学平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等，化学平衡是一种表面静止状态，但反应并未停止，是一种动态平衡，D正确。 2．CO2＋4H2CH4＋2H2O是CO2综合利用的一种方法。下列关于该反应的说法正确的是（ ） A．适当升温能增大反应速率 B．催化剂对反应速率无影响 C．达到平衡时，正反应速率为0 D．达到平衡时，CO2能100%转化为CH4 【答案】A 【解析】A．温度升高能够增大化学反应速率，A正确； B．加入合适的催化剂能够增大化学反应速率，B不正确； C．达到化学反应限度时，化学反应达到动态平衡，正反应速率等于逆反应速率不等于零，C不正确； D．对于可逆反应，反应物的转化率都不可能达到100%，CO2不能100%转化为CH4，D不正确。 3．一定温度下的密闭容器中发生可逆反应2SO2(g)+O2(g)⥫⥬2SO3(g)，不能说明该反应一定达到平衡状态的是(　　) A．SO2的质量保持不变 B．O2的百分含量保持不变 C．SO2的消耗速率与O2的生成速率之比为2：1 D．O2和SO3的物质的量之比为1：2 【答案】D 【解析】A．若SO2的质量保持不变，则混合气体中各种成分的质量都不变，反应达到平衡状态，A不正确； B．若O2的百分含量保持不变，则混合气体中个组分的含量都不变，反应达到平衡状态，B不正确； C．若SO2的消耗速率与O2的生成速率之比为2：1，则其中任何一种气体的生成速率与消耗速率相等，反应达到平衡状态，C不正确； D．在O2和SO3的物质的量之比为1：2时，反应可能处于平衡状态，也可能未达到平衡状态，D正确。 4. 观察图：对合成氨反应中，下列叙述错误的是（ ） A．开始反应时，反应物的浓度最大，正反应速率最大 B．反应在t1之前，随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大 C．反应到达t1时，正反应速率等于逆反应速率等于0 D．反应在t1之后，正反应速率与逆反应速率相等，反应达到化学平衡状态 【答案】C 【解析】A．反应开始时，反应物的浓度最大，正反应速率最大，生成物的浓度为零，逆反应速率为零，A正确； B．反应在t1之前，随着反应的进行，反应物的浓度降低，则正反应速率逐渐减小，生成物的浓度增大，则逆反应速率逐渐增大，B正确； C．反应到达t1时，正反应速率与逆反应速率相等，但都不为零，反应没有停止，C不正确； D．反应在t1之后，正反应速率与逆反应速率相等，但都不为零，达到化学平衡状态，D正确。 5．已知反应CH4(g)＋2NO2(g)⥫⥬N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)。起始时向某密闭容器中通入1 mol CH4、2 mol N18O2，反应达到平衡后，下列有关说法正确的是（ ） A．NO2中不可能含18O B．有1 mol N2生成 C．C18O2的物质的量小于1 mol D．NO2、H2O、CO2均含18O时，说明该反应达到平衡 【答案】C 【解析】A．该反应为可逆反应，则通入1 mol CH4、2 mol N18O2，反应达到平衡后，NO2、H2O、CO2均含18O，A不正确； B．该反应为可逆反应，反应物不可能完全被消耗，所以通入1 mol CH4、2 mol N18O2，不可能有1 mol N2生成，B不正确； C．该反应为可逆反应，反应物不可能完全被消耗，所以通入1 mol CH4、2 mol N18O2,，C18O2物质的量小于1 mol，C正确； D．该反应为可逆反应，NO2、H2O、CO2均含18O时，不能说明该反应达到平衡，D不正确。 6．反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)是放热反应。下列有关说法正确的是（ ） A．反应中生成33.6 L H2O(g)时，转移5 mol电子 B．断裂12 mol N—H键的同时，形成12 mol O—H键，说明该反应达到平衡状态 C．降低温度，正反应速率减小，逆反应速率增大 D．在恒温恒容条件下，若反应体系密度不再改变，不能说明该反应达到平衡状态 【答案】D 【解析】A．未指明标况，无法计算H2O(g)的物质的量，A不正确； B．断裂12 mol N—H键的同时，一定形成12 mol O—H键，无法说明该反应达到平衡状态，B不正确； C．无论是吸热反应还是放热反应，降低温度，正反应速率和逆反应速率均减小，C不正确； D．在恒温恒容条件下，容器体积不变，反应过程中气体的质量一直不变，即混合气体的密度一直不变，故混合气体的密度不再改变的状态不一定是平衡状态，D正确。 7．一定温度下，把6 mol A和6 mol B混合通入容积为2 L的密闭容器里，发生如下反应：5A(g)+2B(g)⥫⥬2C(g)+xD(g)，经5 s反应达平衡，在此5 s内C的平均反应速率为0.2 mol· L-1· s-1，同时生成1 mol D，下列叙述中不正确的是（ ） A．x=1 B．经5 s反应达平衡时，A的平均反应速率为0.8 mol· L-1· s-1 C．若混合气体的密度不再变化，无法判断该可逆反应达到化学平衡状态 D．反应达到平衡状态时A的转化率约为83% 【答案】B 【解析】A．经5 s反应达平衡，在此5 s内C的平均反应速率为0.2 mol·L-1·s-1，生成C的物质的量为：0.2 mol·L-1·s-1×5 s×2 L=2 mol，同时生成1mol D，反应速率之比等于化学计量数之比，故x=1，A正确； B．根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，v(A):v(C)=5:2，可知经5s反应达平衡时，A的平均反应速率为0.5 mol· L-1· s-1，B错误； C．恒容密闭容器中，混合气体质量恒定、容器容积恒定，故密度始终不变，无法判断该可逆反应达到化学平衡状态，C正确； D．根据三段式可知，达到平衡状态时A的转化率为：×100%≈83%，D正确。 8．一定条件下，恒容密闭容器中发生某可逆反应，A、B、C三种气体的物质的量浓度随时间的变化如图所示。下列选项错误的是（ ） A．此反应的化学方程式为2A(g)⥫⥬2B(g)＋C(g) B．反应从开始至4 min末，用A表示的平均反应速率为0.5 mol· L-1· min-1 C．t2的值小于8 D．改变反应条件将可能改变反应的限度 【答案】C 【解析】A．由图像可知，A为反应物，B、C为生成物，根据物质变化量之比等于计量数之比得出各物质的计量数，平衡时，Δc(A)＝4 mol· L-1，Δc(B)＝4 mol· L-1，Δc(C)＝2 mol· L-1，所以化学方程式为2A(g)⥫⥬2B(g)＋C(g)，A不正确； B．由图可知，反应从开始至4 min末，A的浓度改变量为2 mol· L-1，用A表示的平均反应速率为v＝＝＝0.5 mol· L-1· min-1， B不正确； C．由图像可知从4 min到t2，A的浓度又减小了2 mol· L-1，但是由于反应物浓度的减小，反应速率将减小，故所用时间将大于4 min，故t2的值将大于8，C正确； D．反应限度需要外界条件的维持，改变反应条件将可能改变反应的限度，D不正确。 9．一定温度下，在恒容密闭容器中进行可逆反应：2HI(g)⥫⥬H2(g)＋I2(g)，下列可以作为反应到达化学平衡状态标志的有（ ） ①1 mol I—I键断裂的同时有2 mol H—I键断裂 ②密闭容器中混合气体密度不再变化 ③密闭容器中混合气体的质量不再变化 ④用HI、H2、I2的物质的量浓度变化表示的化学反应速率之比为2∶1∶1的状态 ⑤密闭容器中压强不再变化 A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 【答案】A 【解析】①I—I断裂表示逆反应，H—I断裂表示正反应，且正、逆反应速率相等，可作为反应到达化学平衡状态标志；②恒容密闭容器中，混合气体质量恒定、容器容积恒定，故密度始终不变，不可作为反应到达化学平衡状态标志；③该反应是气体分子数不变的反应，混合气体质量恒定，不可作为反应到达化学平衡状态标志；④化学反应速率之比等于化学计量数之比，不可作为反应到达化学平衡状态标志；⑤该反应是气体分子数不变的反应，则压强不是变量，不可作为反应到达化学平衡状态标志，综上所述，①符合题意，答案为A。 二、非选择题 10．一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示， 请回答下列问题： （1）该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　。 （2）反应开始至10 s时，X的平均反应速率为　　　　　　　　。 （3）达到反应限度时，Y的转化率为　　　　　　　　。 （4）能说明该反应已达到平衡状态的是　　　　（填字母）。 a．v(Z)=2v(X) b．容器内压强保持不变 c．2v逆(Y)=v正(Z) d．容器内混合气体的平均相对分子质量保持不变 【答案】（1）X(g)+Y(g)⥫⥬2Z(g) （2）0.0395 mol· L-1· s-1 （3）79% （4）c 【解析】（1）由各物质转化的物质的量之比等于其化学计量数之比，故根据图像可知该反应的化学方程式为X(g)+Y(g)⥫⥬2Z(g)。 （2）反应开始至10 s时，X的平均反应速率为v(X)＝＝0.0395 mol· L-1· s-1。 （3）达到反应限度时，Y的转化率为＝79%。 （4）a．v(Z)和v(X)的比例永远为1：2，不能说明达到化学平衡状态； b．容器的体积不变，反应前后气体的物质的量不变，故反应前后压强不变，不能说明达到化学平衡状态； c．根据反应速率之比等于化学计量数之比可知，当v正(Z)＝2v逆(Y)时，说明反应达到平衡； d．反应过程中气体的质量一直不变，反应前后气体的物质的量不变，容器内混合气体的平均相对分子质量保持不变，不能说明达到化学平衡状态；选c。 第六章 化学反应与能量 复习作业 一．单选题 1．化学与生产、生活密切相关，下列说法中正确的是（ ） A．风力发电可以减少对化石燃料的依赖，发电时机械能转化为电能、热能 B．节能就是减少能源的使用 C．电动汽车常使用锂电池，是因为其价格便宜 D．一次电池内部的氧化还原反应可以逆向进行 【答案】A 【解析】A．风力发电可减少火力发电的量，从而减少对化石燃料的依赖，风力发电时风吹动叶片，叶片旋转发电，机械能转化为电能、热能，A正确； B．节能不是简单地减少能源的使用，更重要的是要充分有效地利用能源，B不正确； C．电动汽车常使用锂电池，是因为其比能量高，C不正确； D．一次电池放电之后不能充电，内部的氧化还原反应无法逆向进行，D不正确。 2．下列各化学反应对应能量转化形式错误的是（ ） 化学反应 能量转化形式 ① 由化学能转化为热能 ② 放电：由电能转化为化学能 ③ 由热能转化为化学能 ④ 由光能转化为化学能 A．① B．② C．③ D．④ 【答案】B 【解析】A．①是燃烧反应，属于放热反应，由化学能转变为热能，A正确； B．②铅蓄电池放电时，由化学能转化为电能，B不正确； C．③氢氧化铁的分解反应是吸热反应，由热能转化为化学能，C正确； D．④描述植物的光合作用过程，由光能转变为化学能，D正确。 3．一定温度下，在容积为5 L的某刚性密闭容器中发生反应4A(g)＋B(g) ⥫⥬xC(g)，开始时加入5 mol A(g)、3 mol B(g)，5 min末反应恰好达到平衡，测得A、C的物质的量分别为1 mol、3 mol。下列说法正确的是（ ） A． B．5 min末，B的物质的量浓度为0.5 mol· L-1 C．当容器中压强不再变化时，反应达到平衡状态 D．5 min内，A的平均反应速率为0.8 mol· L-1· min-1 【答案】C 【解析】A．依题意可知，A、C的物质的量变化量分别为4 mol、3 mol，因物质的量变化量与化学计量数成正比，可得x=3，A不正确； B．因物质的量变化量与化学计量数成正比，B的物质的量变化量为1 mol，则5 min末B为2 mol，容器容积为5 L，故B的物质的量浓度为0.4 mol· L-1，B不正确； C．该反应为反应前后气体分子数改变的反应，容器中的压强随时间变化而变化，故压强可以作为判断平衡的标志，C正确； D．5 min内，A的平均反应速率为mol· L-1· min-1，D不正确。 4．某化学兴趣小组利用如图所示的装置了解原电池的工作原理，下列说法正确的是（ ） A．Mg电极是电池的负极 B．溶液中的Na+向Al电极方向移动 C．Al电极发生的电极反应式为Al-3＋4OH-=[Al(OH)4]- D．当电路通过0.2 mol电子时，Mg电极附近生成气体的体积为2.24 L 【答案】C 【解析】A．Al 能与 NaOH 溶液反应，Mg 不能与 NaOH 溶液反应，Al 作负极，Mg 作正极。A不正确； B．原电池工作时，溶液中的阳离子向正极移动，所以Na+向Mg电极方向移动，B不正确； C．Al为原电池负极，电极反应式为Al-3＋4OH-=[Al(OH)4]-，C正确； D．Mg作正极，电极反应式为2H2O+2 = H2↑+2OH-，当电路通过0.2 mol电子时，生成0.1 mol H2 ，标准状况下的体积为2.24 L，选项无标况条件，D不正确。 5．已知C（石墨）= C（金刚石），在该反应进程中其能量变化如图所示，有关该反应的描述错误的是（ ） A．石墨比金刚石稳定 B．该反应为吸热反应 C．1 mol C（金刚石）比1 mol C（石墨）的总能量高 D．等质量的金刚石和石墨完全燃烧释放的热量相同 【答案】D 【解析】A．能量越低，物质越稳定，根据图像分析可知，石墨比金刚石稳定，A正确； B．该反应反应物的能量比生成物能量低，为吸热反应，B正确； C．由图可知，1 mol C（金刚石）比1 mol C（石墨）的总能量高，C正确； D．等质量的金刚石和石墨完全燃烧，金刚石能量更高，因此金刚石释放的热量多，D不正确。 6.工业上，合成氨反应的微观历程如下图所示。用、、分别表示、、，下列说法正确的是（ ） A．①→②催化剂在吸附、时，形成了新的化学键 B．②→③过程放出热量 C．①→⑤过程有极性键的断裂和形成 D．使用合适的催化剂，能提高氨的日产量 【答案】D 【解析】A．①→②催化剂在吸附N2、H2时，由图可知没有化学键的形成，A不正确； B．②→③是反应物、的断键过程，断键吸收热量，B不正确； C．合成氨反应中有H—H、N—N非极性键的断裂和N—H极性键的形成，C不正确； D．使用合适的催化剂，提高合成氨反应的速率，所以能提高氨的日产量，D正确。 7．利用催化技术可将汽车尾气中的和转化为和，反应的化学方程式为：，某温度下，在容积不变的密闭容器中通入和， 测得不同时间的浓度如下： 时间/s 0 1 2 3 4 5 6 3.60 3.05 2.85 2.75 2.7 2.7 2.7 下列说法正确的是（ ） A．用的浓度变化表示的平均反应速率为3.75×10-4 B．第4 s时，该反应停止 C．使用催化剂可以加快反应速率，同时提高反应物的转化率 D．反应开始到平衡过程中，混合气体的平均相对分子质量一直保持不变 【答案】A 【解析】A．用的浓度变化表示的平均反应速率为，A正确； B．该反应为可逆反应，第4 s时已到达反应的限度，但反应仍在进行，B不正确； C．使用催化剂可以加快反应速率，但是不能提高反应物的转化率，C不正确； D．该反应为气体分子数改变的反应，混合气体的平均相对分子质量是个变量，反应开始到平衡时刻，混合气体的平均相对分子质量一直在变化，当反应到达平衡之后，混合气体的平均相对分子质量不再改变，D不正确。 8．一种生产和利用氢能的途径如图所示。下列说法正确的是（ ） A．太阳能电池的供电原理与燃料电池的相同 B．图中能量转化的方式只有2种 C．分解为和是吸热反应 D．燃料电池的能量转化率为100% 【答案】C 【解析】A．太阳能电池的供电原理是将太阳能转化为电能，而燃料电池的供电原理是将化学能转化为电能，所以二者供电原理不相同，A不正确； B．图中涉及的能量转化方式有太阳能、风能、水能转化为电能，电能与化学能相互转化，电能转化为光能等，B不正确； C．分解为和的反应是吸热反应，需要吸收能量，C正确； D．燃料电池工作时会有能量损失，化学能会有部分转化为热能等，能量转化率不可能为100%，D不正确。 9．某可逆反应在某体积为5 L的密闭容器中进行，在从0~3 min各物质的物质的量的变化情况如图所示（A，B，C均为气体）。下列说法中正确的是（ ） A．该反应的化学方程式为2A(g)+B(g) ⥫⥬3C(g) B．2min时，B的平均反应速率为0.1mol/(L∙min) C．2ν逆(A)=ν正(B)，能说明该反应已达平衡状态 D．升高温度，该反应达到平衡的时间会小于2 min 【答案】D 【解析】A．根据图象可知，A、B为反应物，C为生成物，0~2 min内A、B、C物质的量的变化比值为2：1：2；因此该反应的化学方程式为2A(g)+B(g)⥫⥬2C(g)，A不正确； B．反应开始至2 min时，B的反应速率== =0.1 mol/(L∙min)，所求为0~2 min的平均速率，不是2 min时的速率，B不正确； C．2ν逆(A)=ν正(B)，A、B的计量数之比为2：1，此时反应未到达平衡状态，C不正确； D．在其它条件相同时，反应温度越高则反应速率越快，故升高温度，达到平衡的时间会小于2 min，D正确。 10．我国最近在太阳能光电催化—化学耦合分解硫化氢研究中获得新进展，相关装置如图所示。下列说法不正确的是（ ） A．a极上发生的电极反应为Fe2+- = Fe3+ B．a极区需不断补充含Fe3+和Fe2+的溶液 C．该装置工作时，H+由a极区流向b极区 D．该工艺中光能最终转化为化学能 【答案】B 【解析】A．a极上Fe2+转化为Fe3+，发生氧化反应，电极反应为Fe2+-= Fe3+，A正确； B． a极区Fe2＋和Fe3＋可相互转化，不需补充含Fe2＋和Fe3＋的溶液，B不正确； C．根据图示，该装置工作时，H+在b极区得电子生成氢气，由a极区流向b极区，C正确； D．该制氢工艺中光能转化为电能，最终转化为化学能，D正确。 二、非选择题 11．某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验： 【实验原理】硫代硫酸钠溶液与硫酸溶液混合，会产生淡黄色沉淀和有刺激性气味的气体。 甲同学得到各组实验数据如下表。 实验 编号 Na2S2O3溶液 H2SO4溶液 蒸馏水 溶液开始 变浑浊所 需时间／min 浓度/(mol/L) 体积/mL 浓度/(mol/L) 体积/mL 体积 /mL 温度/℃ I 0.1 1.5 0.1 1.5 V 20 5.0 II 0.1 2.5 0.1 1.5 8 a 2.5 III 0.1 2.5 0.1 1.5 8 30 1.2 回答下列问题： （1）写出实验原理的离子方程式： 。 （2）补全表格：V= ，a= ， 加入VmL蒸馏水的目的是 。 （3）实验I、II探究 对化学反应速率的影响， 实验II、III探究 对化学反应速率的影响。 （4） 同学乙认为：也可通过排水法测量单位时间内气体体积的方法，来探究影响该反应速率的因素。你认为同学乙的方案是否可行 （填“可行”或“不可行”），原因是 。 【答案】（1）S2O32-+2H+ = SO2↑+S↓+H2O （2）9 20 控制溶液总体积相等，硫酸浓度保持不变 （3）Na2S2O3溶液的浓度 温度 （4）不可行 易溶于水，无法准确测量单位时间内产生气体的体积 【解析】（1）实验原理是硫酸与硫代硫酸钠溶液混合生成硫酸钠、S沉淀、二氧化硫气体，反应的化学方程式为Na2S2O3+H2SO4 = Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O，离子方程式为 S2O32-+2H+ = SO2↑+S↓+H2O； （2）根据控制变量法，实验I、II为使硫酸浓度相等，应使溶液总体积相等，所以V=9，加入VmL水的目的是控制溶液总体积相等，硫酸浓度保持不变；实验I、II的变量是Na2S2O3溶液的浓度，根据控制变量法，实验I、II的温度相等，a=20。 （3）实验I、II的变量是Na2S2O3溶液的浓度，探究Na2S2O3溶液的浓度对化学反应速率的影响，实验II、III的变量是温度，探究温度对化学反应速率的影响。 （4）因为易溶于水，无法准确测量单位时间内产生气体的体积，因此同学乙的方案不可行。 12．天然气、沼气等物质的主要成分为甲烷，其来源广泛且能量密度大，是一种重要的化工原料，广泛应用于化学工业中。回答下列问题： （1）利用甲烷、水蒸气催化重整可制取和从而获取氢能，其反应如下：， 已知化学键的键能[断裂（或形成）1 mol化学键吸收（或放出）的能量]数据如下： 化学键 键能/（kJ/mol） 436 1076 465 413 则甲烷气体经催化重整反应， （填“吸收”或“放出”）的热量为 KJ。 （2）将1.0 mol CH4(g)和2.0 mol H2O(g)通入容积为2 L的恒容密闭容器中，恒温条件下发生反应：。测得在10 min时反应达到平衡，此时H2O的物质的量为 1.6 mol，则0~10 min内，用CO表示该反应的平均反应速率v(CO)= ， 平衡时甲烷的转化率为 。 （3）甲烷燃料电池采用铂作电极，其工作原理的示意图如下： ①通入甲烷的电极为电池的 （填“正极”或“负极”）， a电极的电极反应式为 。 ②电池工作一段时间后，电解质溶液的 （填“增大”、“减小”或“不变”）。 ③如果该电池工作时电路中通过0.4 mol电子，则消耗标准状况下的甲烷的体积为 L。 【答案】（1）吸收 198 （2）0.02 mol/(L·min) 40% （3） ①负极 CH4-8+10OH- = CO32- + 7H2O ②减小 ③1.12 【解析】（1）反应物的总键能：；生成物的总键能：。断键吸收的能量多，成键放出的能量少，故为吸热反应，吸收的热量为。 （2）将1.0 mol CH4(g)和2.0 mol H2O(g)通入容积为2 L的恒容密闭容器中，恒温条件下发生反应：，测得在10 min时反应达到平衡，此时H2O的物质的量为1.6 mol，则CO物质的量为0.4 mol，；平衡时甲烷的转化率为×100%=40%。 （3）①由图知a电极为通入甲烷的一极，故a为负极，CH4失电子与生成和，电极反应式：； ②该燃料电池的总反应为：，总反应消耗NaOH，电池工作一段时间后，电解质溶液的减小； ③由可知，如果该电池工作时电路中通过0.4 mol电子，消耗的CH4的物质的量为0.05 mol，则消耗标准状况下的甲烷体积为1.12 L。 1 学科网（北京）股份有限公司 $