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第六章 化学反应与能量 章末检测试卷(含答案)

1、第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 (时间:90 分钟 满分:100 分) 一、选择题(本题包括 18 小题,每小题 3 分,共 54 分,每小题只有一个选项符合题意) 1 (2019 郑州外国语学校高一月考)绿色能源是指使用不会对环境造成污染的能源, 下列属于 绿色能源的是( ) 太阳能 风能 潮汐能 煤 天然气 石油 A B C D 答案 A 解析 石油、煤、天然气燃烧会产生一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫等空气污染物,不属于 绿色能源, 而太阳能、风能、潮汐能的使用不会对环境造成污染,属于绿色能源, A 项正确。 2(2019 黑龙江省龙东南高一期末联考)下列关于能量转换的认识中不正

2、确的是( ) A电解水生成氢气和氧气时,电能转化为化学能 B绿色植物进行光合作用时,太阳能转化为化学能 C煤燃烧时,化学能主要转化为热能 D白炽灯工作时,电能全部转化为光能 答案 D 解析 电解装置将水电解生成氢气和氧气时,是电能转化为化学能,A 正确;绿色植物进行 光合作用时,太阳能转化为化学能在生物体内储存,B 正确;煤燃烧时会产生大量的热量, 化学能主要转化为热能,C 正确;白炽灯工作时,将电能转化为光能和热能,D 错误。 3(2020 郑州一中高一期中)混合动力汽车配有电动、汽油双引擎。在减速时,自动捕捉减少 的动能;在高速行驶时,启用双引擎,动力更强劲。下列有关混合动力汽车的说法不正

3、确的 是( ) A减速制动时动能转化为电能储存在电池中 B高速行驶时电池电能转化为汽车部分动力 C通过发电机电动机互变循环减少汽车油耗 D双动力汽车工作时不会产生废气污染环境 答案 D 解析 根据题目信息, 在减速时, 自动捕捉减少的动能转化为电能储存在电池中, 故 A 正确; 在高速行驶时,启用双引擎,电池电能转化为汽车部分动力,故 B 正确;通过发电机电动机 互变循环可以减少汽车油耗, 故 C 正确; 汽油引擎工作时, 会产生废气污染环境, 故 D 错误。 4(2019 广东肇庆期末)某温度时,浓度均为 1 mol L 1 的两种气体 X2和 Y2,在体积恒定的 密闭容器中反应生成气体Z,

4、4 s 时X2、 Y2、 Z 的浓度分别是0.4 mol L 1、 0.8 mol L1、 0.4 mol L1, 若 Z 用 X、Y 表示,则该反应的化学方程式可表示为( ) AX22Y22XY2 B2X2Y22X2Y C3X2Y22X3Y DX23Y22XY3 答案 C 解析 4 s 时,c(X2)1 mol L 10.4 mol L10.6 mol L1,c(Y 2)1 mol L 10.8 mol L1 0.2 mol L 1,c(Z)0.4 mol L1,则 X 2、Y2、Z 的化学计量数之比为 0.6 mol L 10.2 mol L1 0.4 mol L 1312,故反应的化学方

5、程式为 3X 2Y2 2Z,根据原子守恒可知,Z 为 X3Y,故反应的化学方程式为 3X2Y22X3Y。 5下列有关化学反应速率和限度的说法中不正确的是( ) A已知工业合成氨的正反应方向放热,所以升温正反应速率减小,逆反应速率增大 B实验室用 H2O2分解制备 O2,加入 MnO2后,反应速率明显加快 C2SO2O22SO3反应中,SO2的转化率不能达到 100% D实验室用碳酸钙和盐酸反应制取 CO2,相同质量的粉末状碳酸钙比块状反应要快 答案 A 解析 升高温度,正反应速率和逆反应速率均增大,故 A 错误;二氧化锰在过氧化氢的分解 反应中作催化剂, 能加快反应速率, 故 B 正确; 可逆

6、反应的反应物不可能完全转化为生成物, 即反应物的转化率不可能达到 100%, 故 C 正确; 相同质量的碳酸钙粉末比块状的表面积大, 反应物和液体的接触面积更大,反应速率更快,故 D 正确。 6(2019 张家口一中高一期中)把在空气中久置的铝片 5.0 g 投入盛有 50 mL 0.1 mol L 1 盐酸 的烧杯中,该铝片与盐酸反应,产生氢气的速率 v(H2)与反应时间 t 的关系可用如图所示的坐 标曲线来表示,下列推论错误的是( ) AOa 不产生氢气是因为表面的氧化物隔离了铝和稀盐酸 Bbc 段产生氢气的速率增加较快的主要原因之一是温度升高 Ctc 时,反应处于平衡状态 Dtc 时,产

7、生氢气的速率降低的主要原因是溶液中 H 浓度下降 答案 C 解析 A 项, 铝表面有氧化膜, 因此曲线 Oa 段不产生氢气, 发生反应的化学方程式为 Al2O3 6HCl=2AlCl33H2O,正确;B 项,随着反应的进行,H 浓度逐渐减小,但曲线 bc 段产生氢气的速率仍然增大,则产生氢气的速率增加较快的主要原因是反应放热,溶液温度 升高,正确;D 项,温度升高,反应速率增大,浓度降低,反应速率减小,则 tc 时,产生 氢气的速率降低,说明溶液中 H 浓度下降起主导作用,正确。 7(2019 石家庄一中高一月考)某固体酸燃料电池以 NaHSO4固体为电解质传递 H ,其基本 结构如图,电池总

8、反应可表示为 2H2O2=2H2O,下列有关说法正确的是( ) A电子通过外电路从 b 极流向 a 极 B每转移 0.1 mol 电子,消耗 1.12 L 的 H2 Cb 极上的电极反应式为 O22H2O4e =4OH DH 由 a 极通过固体酸电解质传递到 b 极 答案 D 解析 根据电池总反应 2H2O2=2H2O 可知,通入氢气的一极为电池的负极,发生氧化反 应: H22e =2H, 通入氧气的一极为电池的正极, 发生还原反应: O 24e 4H=2H 2O。 通入氢气的一极为电池的负极,则 a 为负极,b 为正极,电子由负极经外电路流向正极,即 由 a 极经外电路流向 b 极,A 错误

9、;每转移 0.1 mol 电子,消耗 0.05 mol 的 H2,标准状况下 的体积为 1.12 L,但选项中没有说明是否为标准状况,则气体的体积不一定为 1.12 L,B 错 误;中间为固体酸膜,可以传递 H ,结合图示可知,b 极上的电极反应式为 O 24e 4H =2H2O,C 错误;a 极上氢气失电子生成 H ,阳离子向正极移动,所以 H由 a 极通过固体 酸膜传递到 b 极,D 正确。 8(2019 铜陵市期中)根据如图所示示意图,下列说法不正确的是( ) A反应 C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g),能量增加(ba) kJ mol 1 B该反应过程反应物断键吸收的能量大于生成

10、物成键放出的能量 C1 mol C(s)和 1 mol H2O(l)反应生成 1 mol CO(g)和 1 mol H2(g)吸收的热量为 131.3 kJ D1 mol C(s)、2 mol H、1 mol O 转变成 1 mol CO(g)和 1 mol H2(g)放出的热量为 a kJ 答案 C 解析 由图可知,该反应为吸热反应,反应的热化学方程式为 C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g) H(ba) kJ mol 1,A 项正确;该反应过程反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的 能量, B 项正确; 根据图像可知 1 mol C(s)和 1 mol H2O(g)反应生成 1 mo

11、l CO(g)和 1 mol H2(g) 吸收的热量为 131.3 kJ,而 1 mol H2O(l)变为 1 mol H2O(g)时要吸收热量,因此 1 mol C(s) 和 1 mol H2O(l)反应生成 1 mol CO(g)和 1 mol H2(g)吸收的热量大于 131.3 kJ,C 项错误;由 图可知,1 mol C(s)、2 mol H、1 mol O 转变成 1 mol CO(g)和 1 mol H2(g)放出的热量为 a kJ, D 项正确。 9普通水泥在固化过程中其自由水分子减少并形成碱性溶液。根据这一特点,科学家们发明 了电动势法测水泥的初凝时间。此法的原理如图所示,反

12、应的化学方程式为 2Cu Ag2O=Cu2O2Ag,下列有关说法正确的是( ) A2 mol Cu 与 1 mol Ag2O 的总能量低于 1 mol Cu2O 与 2 mol Ag 具有的总能量 BAg2O/Ag 电极为正极 C原理示意图中,电流从 Cu 流向 Ag2O D电池工作时,OH 向正极移动 答案 B 解析 由题意知,该装置构成了原电池,原电池工作过程中发生了自发的氧化还原反应,该 反应为放热反应,反应物的总能量高于生成物的总能量,A 错误;Cu 在反应中失电子,作原 电池的负极,所以 Ag2O/Ag 电极为正极,B 正确;电流由正极流向负极,所以电流方向为 Ag2OCu,C 错误

13、;原电池工作时,电解质溶液中的阴离子移向负极,D 错误。 10(2019 福州市高一下学期期末)一定温度下,可逆反应 A(g)2B(g)2C(g),达到平衡 状态的标志是( ) AA 的分解速率和 C 的生成速率之比为 12 B单位时间内生成 n mol A 的同时生成 2n mol B CA、B 的物质的量之比为 12 DA、B、C 的浓度不再发生变化 答案 D 解析 A 项,无论反应是否达到平衡,A 的分解速率和 C 的生成速率之比都为 12,A 不能 说明反应达到平衡状态;B 项,无论反应是否达到平衡,单位时间内生成 n mol A,同时都会 生成 2n mol B,B 不能说明反应达到

14、平衡状态;C 项,A、B 的物质的量之比为 12,只能 表示某一时刻二者的物质的量之比,这个时间点不一定是平衡状态的时间点,C 不能说明反 应达到平衡状态;D 项,A、B、C 的浓度不再发生变化,说明反应达到平衡。 11(2019 怀化市高一期末市级联考)在密闭容器中进行如下反应 X2(g)Y2(g)2Z(g),已 知 X2、Y2、Z 的起始浓度分别为 0.1 mol L 1、0.3 mol L1、0.2 mol L1,在一定条件下,当 反应达到平衡时,各物质的浓度可能为( ) AY2为 0.4 mol L 1 BZ 为 0.3 mol L 1 CX2为 0.2 mol L 1 DZ 为 0.

15、4 mol L 1 答案 B 解析 若 Z 完全转化为反应物,则 Y2为 0.4 mol L 1,但是可逆反应不能完全转化,因此 Y 2 的平衡浓度小于 0.4 mol L 1, 选项 A 错误; 若反应物完全转化为生成物, 则 Z 为 0.4 mol L1, 但是可逆反应不能完全转化, 因此 Z 小于 0.4 mol L 1, Z 为 0.3 mol L 1 是有可能的,选项 B 正确,D 错误;若 Z 完全转化为反应物,则 X2为 0.2 mol L 1,但是可逆反应不能完全转化, 因此 X2的平衡浓度小于 0.2 mol L 1,选项 C 错误。 12(2019 北京四中高一下学期期末)

16、一定温度下,反应 N2(g)O2(g) 2NO(g)在密闭容器 中进行,下列措施不改变化学反应速率的是( ) A缩小体积使压强增大 B恒容,充入 N2 C恒容,充入 He D恒压,充入 He 答案 C 解析 缩小容器的体积,各组分浓度增大,反应速率加快,故 A 不符合题意;恒容状态下, 充入氮气,增加氮气浓度,反应速率加快,故 B 不符合题意;He 不参与反应,恒容状态下, 充入 He,反应混合物中各组分浓度不变,即化学反应速率不变,故 C 符合题意;恒压状态 下,充入 He,容器的体积增大,反应混合物中各组分浓度减小,化学反应速率减缓,故 D 不符合题意。 13(2019 福州市高一下学期期

17、末)X(g)3Y(g)2Z(g) H92 kJ mol 1,将 1 mol X 和 3 mol Y 通入 2 L 的恒容密闭容器中进行反应,10 min 时测得 Y 的物质的量为 2.4 mol。下 列说法正确的是( ) A10 min 内,X 的平均反应速率为 0.01 mol L 1 min1 B第 10 min 时,X 的反应速率为 0.01 mol L 1 min1 C10 min 内,消耗 0.1 mol X,生成 0.4 mol Z D10 min 内,X 和 Y 反应放出的热量为 92 kJ 答案 A 解析 10 min 内, n(Y)3 mol2.4 mol0.6 mol, 则

18、 n(X)1 3n(Y) 1 30.6 mol0.2 mol, 故 v(X)nX Vt 0.2 mol 2 L10 min0.01 mol L 1 min1, A 正确; vc t表示某个时间段内的平均 反应速率,在第 10 min 时,X 的浓度比前 10 min 内的少,故该时间点的反应速率小于 0.01 mol L 1 min1,B 错误;10 min 内,消耗 0.2 mol X,生成了 0.4 mol Z,C 错误;10 min 内, 消耗了 0.2 mol X 的情况下,该反应放出的热量为 18.4 kJ,D 错误。 14(2019 河北安平中学高一下学期期中)一定温度下,向 10

19、 mL 0.40 mol L 1 的 H2O2溶液中 加入少量 FeCl3溶液(忽略整个过程中溶液体积的变化),不同时刻测得生成 O2的体积(已折算 为标准状况下)如表所示: t/min 0 2 4 6 V(O2)/mL 0 9.9 17.5 22.4 资料显示,反应分两步进行:2Fe3 H 2O2=2Fe 22HO 2;H2O22Fe 22H =2H2O2Fe3 。反应过程中能量变化如图所示。下列说法正确的是( ) AFe2 的作用是增大过氧化氢的分解速率 B反应均是放热反应 C反应 2H2O2(aq)=2H2O(l)O2(g)是吸热反应 D06 min 内的平均反应速率 v(H2O2)3.

20、3310 2 mol L1 min1 答案 D 解析 Fe3 作催化剂,增大过氧化氢的分解速率,Fe2是中间产物,A 项错误;根据图像可 知,反应是吸热反应,反应是放热反应,B 项错误;根据图像可知,反应 2H2O2(aq)=2H2O(l)O2(g)中反应物的总能量高于生成物的总能量,因此是放热反应,C 项 错误;06 min 内生成氧气 0.001 mol,消耗 H2O2 0.002 mol,则平均反应速率 v(H2O2) 0.002 mol 0.01 L6 min3.3310 2 mol L1 min1,D 项正确。 15(2019 山西平遥中学高一期中)下列图示与对应的叙述不相符的是(

21、) A图甲表示燃料燃烧反应的能量变化 B图乙表示酶催化反应的反应速率随反应温度的变化 C图丙表示除去氧化膜的镁条投入到稀盐酸中,反应速率 v 随时间 t 的变化曲线 D图丁表示某温度下 V1 mL 1.0 mol L 1 盐酸和 V2 mL 1.5 mol L 1 的 NaOH 溶液混合均匀后 溶液温度随 V1的变化趋势(V1 mLV2 mL50 mL) 答案 A 解析 燃烧为放热反应,反应物的总能量比生成物的总能量高,图示与叙述不相符,A 符合 题意; 酶催化存在最适宜的温度, 在最适宜的温度下酶的催化活性最高, 化学反应速率最快, 温度低于或者高于最适宜温度,化学速率都减慢,图示与叙述相符

22、,B 不符合题意;Mg 和 盐酸反应为放热反应,开始反应时,反应放热且 H 浓度较大,影响速率的主要因素为温度, 温度升高,化学反应速率加快;随着反应的进行,H 浓度减小,影响速率的主要因素为 H 浓度,H 浓度减小,化学反应速率减慢,图示与叙述相符,C 不符合题意;酸碱恰好完全反 应时,放热最多,温度最高,此时酸、碱的物质的量相同,V1 mL1.0 mol L 1V 2 mL1.5 mol L 1,V 1V232,溶液的总体积为 50 mL,则温度最高的点对应的 V130 mL,图示 与叙述相符,D 不符合题意。 16(2019 张家港高级中学高一下期末)对于反应中的能量变化,表述正确的是(

23、 ) A放热反应中,反应物的总能量大于生成物的总能量 B断开化学键的过程会放出能量 C加热才能发生的反应一定是吸热反应 D氧化反应均为吸热反应 答案 A 解析 放热反应中,反应物的总能量大于生成物的总能量,A 项正确;断开化学键的过程会 吸收能量,B 项错误;吸、放热反应与外界条件无直接关系,C 项错误;食物的腐败变质是 氧化反应,该过程是放热的,D 项错误。 17(2019 河北衡水校级期中)汽车的启动电源常用铅蓄电池,该电池在放电时的总反应方程 式为 PbO2(s)Pb(s)2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)2H2O(l),根据此反应判断,下列叙述正确的 是( ) APbO2是电池的

24、负极 B负极的电极反应式为 PbSO2 42e =PbSO 4 C铅蓄电池放电时,每转移 2 mol 电子消耗 1 mol H2SO4 D电池放电时,两电极质量均增加,且每转移 1 mol 电子时正极质量增加 48 g 答案 B 解析 蓄电池放电时,该装置是原电池,负极上失电子发生氧化反应,该装置中 Pb 失电子 发生氧化反应,所以 Pb 是负极,A 项错误;负极上 Pb 失电子后和硫酸根离子反应生成硫酸 铅, 即 PbSO2 42e =PbSO 4, B 项正确; 1 mol Pb 反应转移 2 mol 电子, 消耗 2 mol H2SO4, C 项错误;放电时两电极质量均增加,负极的电极反

25、应式为 PbSO2 42e =PbSO 4,每转 移 1 mol 电子时电极质量增加 48 g,正极的电极反应式为 PbO2SO2 42e 4H=PbSO 4 2H2O,每转移 1 mol 电子时电极质量增加 32 g,D 项错误。 18 (2020 重庆巴蜀中学期中)某实验探究小组研究320 K时N2O5的分解反应: 2N2O54NO2 O2。如图是该小组根据所给表格中的实验数据绘制的。下列有关说法正确的是( ) t/min 0 1 2 3 4 c(N2O5)/(mol L 1) 0.160 0.114 0.080 0.056 0.040 c(O2)/(mol L 1) 0 0.023 0.

26、040 0.052 0.060 A.曲线是 N2O5的浓度变化曲线 B曲线是 O2的浓度变化曲线 CN2O5的浓度越大,反应速率越快 DO2的浓度越大,反应速率越快 答案 C 解析 结合表格中 N2O5和 O2的初始浓度可知曲线、 分别是 O2、 N2O5的浓度变化曲线, A、B 项错误;利用表格中数据进行计算,无论是用 N2O5的浓度变化,还是用 O2的浓度变 化得出的反应速率都随着反应的进行而减小,而随着反应的进行,N2O5的浓度减小,O2的浓 度增大,C 项正确,D 项错误。 二、非选择题(本题包括 4 小题,共 46 分) 19(12 分)(2019 郑州月考)分别按如图甲、乙所示装置

27、进行实验,图中两个烧杯里的溶液为 同浓度的稀硫酸,乙中为电流表。请回答下列问题: (1)以下叙述中,正确的是_(填字母)。 A甲中锌片是负极,乙中铜片是正极 B两烧杯中铜片表面均有气泡产生 C两烧杯中溶液 pH 均增大 D产生气泡的速度甲中比乙中慢 E乙的外电路中电流方向 ZnCu F乙溶液中 SO2 4向铜片方向移动 (2)变化过程中能量转化的主要形式: 甲为_; 乙为_。 (3)在乙实验中,某同学发现不仅在铜片上有气泡产生,而且在锌片上也产生了气体,分析原 因可能是_ _。 (4)在乙实验中,如果把硫酸换成硫酸铜溶液,请写出铜电极的电极反应式及总反应离子方程 式: 铜电极: _, 总反应:

28、 _。 当电路中转移 0.25 mol 电子时,消耗负极材料的质量为_g(Zn 的相对原子质量 65)。 答案 (1)CD (2)化学能转化为热能 化学能转化为电能 (3)锌片不纯,在锌片上形成原电池 (4)Cu2 2e=Cu ZnCu2=Zn2Cu 8.125 解析 甲中没有形成闭合回路,不能构成原电池,铜不能与稀硫酸反应,所以铜片表面没有 气泡产生,烧杯中氢离子参加反应,浓度减小,溶液的 pH 增大。乙中构成原电池,加快了 化学反应速率,所以产生气泡的速率甲中比乙中慢;乙中 Zn 为负极,Cu 为正极,所以电流 方向 CuZn,溶液中的 H 向铜片方向移动,SO2 4向锌片方向移动。乙中负

29、极反应式为 Zn 2e =Zn2, 转移0.25 mol 电子时, 消耗Zn 0.125 mol, 质量为0.125 mol65 g mol18.125 g。 20(10 分)(2019 石家庄期中)化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。 (1)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,在 400 mL 稀盐酸中加入足量的锌粉, 用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如下(累计值): 时间/min 1 2 3 4 5 氢气体积/mL (标准状况) 100 240 464 576 620 哪一时间段反应速率最大?_min(填“01”“12”“23”“34”或“4 5”), 原因是_ _。

30、求 34 min 时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率:_(设溶液体 积不变)。 (2)另一学生为控制反应速率防止反应过快难以测量氢气体积,他事先在盐酸中加入等体积的 下列溶液以减慢反应速率,你认为不可行的是_(填字母)。 A蒸馏水 BKCl 溶液 CKNO3溶液 DCuSO4溶液 (3)某温度下在 4 L 密闭容器中,X、Y、Z 三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图。 该反应的化学方程式是_。 该反应达到平衡状态的标志是_(填字母)。 AY 的体积分数在混合气体中保持不变 BX、Y 的反应速率比为 31 C容器内气体压强保持不变 D容器内气体的总质量保持不变 E生成 1 mol Y

31、的同时消耗 2 mol Z 2 min 内 Y 的转化率为_。 答案 (1)23 该反应是放热反应,此时温度高且盐酸浓度较大,反应速率较快 0.025 mol L 1 min1 (2)CD (3)3X(g)Y(g)2Z(g) AC 10% 解析 (1)在 01 min、12 min、23 min、34 min、45 min 时间段中,产生气体的 体积分别为 100 mL、140 mL、224 mL、112 mL、44 mL,由此可知反应速率最大的时间段为 23 min;原因是该反应是放热反应,此时温度高且盐酸浓度较大,反应速率较快;在 3 4 min 时间段内, n(H2) 0.112 L 2

32、2.4 L mol 10.005 mol, 消耗盐酸的物质的量为 0.01 mol, 故 v(HCl) 0.01 mol 0.4 L1 min0.025 mol L 1 min1。(2)加入蒸馏水及加入 KCl 溶液,H浓度减小,反应 速率减小且不减少产生氢气的量,故 A、B 正确;C 项,加入 KNO3溶液,H 浓度减小,因 酸性溶液中有 NO 3,具有强氧化性, 与 Zn 反应无氢气生成,错误; D 项, 加入 CuSO4溶液, 形成原电池, 反应速率加快, 且影响生成氢气的量, 错误。 (3)由图像可以看出, 反应中 X、 Y 的物质的量减少,应为反应物,Z 的物质的量增多,应为生成物,

33、当反应进行到 5 min 时, n(Y)0.2 mol,n(Z)0.4 mol,n(X)0.6 mol,则 n(Y)n(Z)n(X)123,参 加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比,则反应的方程式为 3X(g) Y(g)2Z(g);X、Y 的反应速率比为 31,随着反应的进行 X、Y 的反应速率比始终为 31,不能作为平衡状态的标志,故 B 错误;反应物和生成物均为气体,容器内气体的总质 量保持不变,不能作为平衡状态的标志,故 D 错误;生成 1 mol Y 的同时消耗 2 mol Z 均只 能表示逆反应速率, 不能说明正、 逆反应速率相等, 无法判断反应达到平衡状态, 故 E 错误;

34、 2 min 内 X 的转化率 变化物质的量 起始总物质的量100% 1 mol0.9 mol 1 mol 100%10%。 21(12 分)(1)汽车尾气中 NO 生成过程的能量变化如图所示。1 mol N2和 1 mol 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。已知:O2 可在固 体电解质中自由移动。 NiO 电极上发生的是_(填“氧化”或“还原”)反应。 外电路中,电子是从_(填“NiO”或“Pt”)电极流出。 Pt电极上的电极反应式为_。 (3)一种新型催化剂能使 NO 和 CO

35、 发生反应:2NO2CO2CO2N2。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,如表所示。 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 1.2010 3 5.8010 3 82 280 1.2010 3 5.8010 3 124 350 a 5.8010 3 82 表中 a_。 能验证温度对化学反应速率影响规律的是实验_(填实验编号)。 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

36、的是曲线_(填“甲”或“乙”)。 (4)在容积固定的绝热容器中发生反应 2NO(g)2CO(g)2CO2(g)N2(g),不能说明该反应 已达到平衡状态的是_(填字母)。 A容器内温度不再变化 B容器内的气体压强保持不变 C2v逆(NO)v正(N2) D容器内混合气体的密度保持不变 答案 (1)吸收 180 (2)氧化 NiO O24e =2O2 (3)1.2010 3 和 乙 (4)CD 解析 (1)由图可知,1 mol N2(g)和 1 mol O2(g)完全反应生成 NO(g)时,断裂反应物中化学键 吸收的总能量为 946 kJ498 kJ1 444 kJ,形成生成物中化学键放出的总能量

37、为 2632 kJ 1 264 kJ,则反应时需要吸收 180 kJ 的热量。(2)原电池中,NiO 为负极,电极上 NO 失 电子发生氧化反应生成二氧化氮。外电路中,电子由负极 NiO 电极流出,经导线流入正极 Pt 电极。原电池中,Pt 电极为正极,O2在正极上发生还原反应生成 O2 ,电极反应式为 O24e =2O2。(3)由表格数据可知,实验、温度相同,催化剂的比表面积不同,实 验目的是验证催化剂的比表面积对反应速率的影响,则温度和反应物的初始浓度要相同,实 验、催化剂的比表面积相同、温度不同,实验目的是验证温度对反应速率的影响,则反 应物的初始浓度要相同,则 a 为 1.2010 3

38、。由表格数据可知,实验、反应物初始浓 度、 催化剂的比表面积均相同, 温度不同, 实验目的是验证温度对速率的影响。 因实验、 催化剂的比表面积不同,温度、反应物的初始浓度相同,但实验的反应速率大,先达到 化学平衡,故曲线乙表示实验。(4)因反应在绝热容器中进行,容器内的温度会变化,当温 度不再变化时,说明反应已达到平衡状态;该反应是一个反应前后气体体积减小的反应,当 容器内的气体压强保持不变时,说明正、逆反应速率相等,反应已达到平衡状态;v逆(NO) 2v正(N2)时,正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故 2v逆(NO)v正(N2)时反应没有 达到平衡状态;由质量守恒定律可知,反应前后气体

39、质量不变,容器的体积不变,则容器内 混合气体的密度一直保持不变,故混合气体的密度不变不能说明反应已达到平衡状态。 22(12 分)(2019 山西临汾一中高一期中)能源是现代文明的原动力,通过化学方法可以使能 量按人们所期望的形式转化,从而开辟新能源和提高能源的利用率。请回答下列问题。 (1)工业合成氨反应 N2(g)3H2(g)2NH3(g)是放热的可逆反应,反应条件是高温、高压, 并且需要合适的催化剂。已知 1 mol N2(g)完全反应生成 NH3(g)可放出 92 kJ 热量。如果将 10 mol N2(g)和足量 H2(g)混合, 使其充分反应, 放出的热量_(填“大于”“小于”或“

40、等 于”)920 kJ。 (2)实验室模拟工业合成氨时,在容积为 2 L 的密闭容器内,反应经过 10 min 后,生成 10 mol NH3。 用 N2表示的化学反应速率为_。 一定条件下,能说明该反应进行到最大限度的是_(填字母)。 aN2的转化率达到最大值 bN2、H2和 NH3的体积分数之比为 132 c体系内气体的密度保持不变 d体系内物质的平均相对分子质量保持不变 (3)某实验小组同学进行如图甲所示实验,以检验化学反应中的能量变化。请根据你掌握的反 应原理判断,中的温度_(填“升高”或“降低”)。反应过程_(填“”或 “”)的能量变化可用图乙表示。 (4)用 CH4和 O2组合形成

41、的质子交换膜燃料电池的结构如图丙: 则电极 d 是_(填“正极”或“负极”), 电极 c 的电极反应式为_。 若线路中转移2 mol电子, 则该燃料电池理论上消耗的O2在标准状况下的体积为_L。 答案 (1)小于 (2)0.25 mol L 1 min1 ad (3)降低 (4)正极 CH 48e 2H2O=CO28H 11.2 解析 (1)合成氨反应是可逆反应,反应物不能完全转化,所以将 10 mol N2(g)和足量 H2(g)混 合,使其充分反应,生成氨气的物质的量小于 20 mol,放出的热量小于 920 kJ。(2)v(NH3) 10 mol 2 L 10 min0.5 mol L

42、1 min1,v(N 2)1 2v(NH3) 1 20.5 mol L 1 min10.25 mol L1 min1。 反应进行到最大限度,即达到平衡状态,N2的转化率达到最大值,则说明反应达到平衡状 态, a 项正确; N2、 H2和 NH3的体积分数之比为 132, 不能说明各物质的浓度保持不变, 无法说明反应达到平衡状态,b 项错误;体系内气体的总质量保持不变,总体积保持不变, 则气体的密度始终保持不变,因此密度不变不能说明反应达到平衡状态,c 项错误;体系内 气体的总质量保持不变,因合成氨反应是气体分子数减小的反应,若物质的平均相对分子质 量保持不变时,则气体的总物质的量保持不变,可说

43、明反应达到平衡状态,d 项正确。 (3)Ba(OH)2 8H2O 晶体与 NH4Cl 晶体反应吸收热量,则反应后中的温度降低;Al 与盐酸反 应放出热量,从图乙中能量变化可以看出,反应物的总能量高于生成物的总能量,则可表示 反应过程的能量变化。 (4)因电极 c 是电子流出的一极, 则电极 c 为负极, 电极 d 为正极, 甲烷在负极上发生氧化反应生成 CO2,电极反应式为 CH48e 2H 2O=CO28H 。原 电池中正极反应式为 2O28H 8e=4H 2O,当转移 2 mol 电子时,消耗氧气的物质的量 为 0.5 mol,标准状况下的体积为 0.5 mol22.4 L mol 111.2 L。