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。