高中化学必修2 专题10 化学反应原理综合题专项训练新解析版）

这是一份高中化学必修2 专题10 化学反应原理综合题专项训练新解析版），共16页。

专题10 化学反应原理综合题
专项训练
1．某温度时，在一个2L的密闭容器中，A、B、C三种气体物质的浓度随时间的变化曲线如图所示。

根据图中数据，试填写下列空白：
(1)该反应的化学方程式为_______；
(2)从开始至2min，B的平均反应速率为_______；平衡时，C的物质的量为_______；
(3)下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的是_______(填序号)；
A．A、B、C的物质的量之比为3：1：3
B．相同时间内消耗3molA，同时生成3molC
C．相同时间内消耗，同时消耗
D．混合气体的总质量不随时间的变化而变化
E.B的体积分数不再发生变化
(4)在某一时刻采取下列措施能使该反应速率减小的是_______(填序号)。
A．加催化剂
B．降低温度
C．容积不变，充入A
D．容积不变，从容器中分离出A
【答案】3A⇌B + 3C 0.2mol·(L·min)-1 2.4mol CE BD
【详解】
(1)根据图示可知反应物为A，生成物为B和C，反应物A的浓度最终没有减少到0，则该反应为可逆反应，各物质浓度的变化量分别为：∆c(A)=(2.4-1.2)mol/L=1.2mol/L，∆c(B)=0.4mol/L，∆c(C)=1.2mol/L，所以A、B、C三者计量数之比为1.2:0.4:1.2=3:1:3，所以该反应的化学方程式3AB+ 3C；
(2)∆c(B)= 0.4 mol/L，从开始至2min，B的平均反应速率==0.2mol/(L∙ min)；C的物质的量为；
(3)A．A、B、C的物质的量之比为3:1:3 的状态，各成分的量由起始状态控制，故正逆反应速率不一定相等，不能判定反应已达到化学平衡状态，A不满足题意；
B．相同时间内消耗3molA，同时生成3molC，反应速率同向，不能判定反应已达到化学平衡状态，B不满足题意；
C．消耗3nmolA和生成nmolB等效，相同时间内消耗nmolB，说明B的正反应速率等有逆反应速率，反应达到平衡状态，C满足题意；
D．A、B、C均为气态，反应前后气体的总质量不变，为定值，所以气体总质量不随时间的变化而变化不能判定反应已达到化学平衡状态，D不满足题意；
E．B的体积分数不再发生变化，说明B的量不再变化，已达到平衡状态,，E满足题意；故答案为：CE；
(4)A．加催化剂，反应速率加快，A不满足题意；
B．降低温度，反应速率减慢，B满足题意；
C．体积不变，充入A，反应物浓度增大，反应速率加快，C不满足题意；
D．体积不变，从容器中分离出A，A的浓度减小，反应速率减慢，D满足题意；故答案为：BD。
2．原电池是将化学能转化为电能的装置。如图，烧杯中是稀硫酸溶液

(1)当开关K断开时产生的现象为___________。
A．铜片不断溶解B．锌片不断溶解C．铜片上产生气泡D．锌片上产生气泡E．溶液逐渐变蓝
(2)闭合开关K，经过一段时间后，若导线中转移了0.4mol电子，则产生的气体在标况下的体积为___________。
(3)如果反应太剧烈，为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量，该同学在烧杯中分别加入等体积的下列液体，你认为可行的是___________(填序号)。
A．蒸馏水 B．NaCl溶液 C．溶液 D．溶液
(4)FeCl3常用于腐蚀印刷电路铜板(2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2)请将此反应设计成原电池并画在框中___________，该原电池负极的电极材料为___________，负极的电极反应式为___________。

【答案】BD 4.48L AB Cu
【详解】
(1)当开关K断开时，Zn与稀硫酸直接反应，故现象为锌片不断溶解且锌片上产生气泡，故答案选BD；
(2)闭合开关K时，形成Zn-Cu原电池，Zn作负极，Cu作正极，H+在Cu上得电子产生H2，电极反应为：2H++2e-=H2↑，根据转移电子与生成H2的关系得：n(H2)==0.2 mol，V(H2)=0.2 mol×22.4 L/mol=4.48 L；
(3)蒸馏水、NaCl溶液加入后不参与反应，但溶液体积增大，H+浓度减小，反应速率变慢，A、B符合题意，若加入Na2CO3，则部分硫酸会与Na2CO3溶液反应，导致生成的H2量变少，C不符合题意；若加入CuSO4溶液，部分Zn与CuSO4反应，导致与硫酸反应的Zn变少，产生H2变少，D不符合题意；故答案选AB；
(4)根据反应Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2，知Cu失去电子转化为Cu2+，故该反应对应原电池负极材料为Cu，正极材料可以为活泼性比Cu弱的金属，如Ag，或者碳棒，电解质溶液为FeCl3溶液，对应原电池如图所示，，负极反应为Cu-2e-=Cu2+。
3．人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。请根据题中提供的信息，填写空格。
(1)铅蓄电池在放电时发生的电池反应式为：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，负极电极反应式为：____。
(2) FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，发生2FeCl3+Cu =2FeCl2+CuCl2，若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为：__。当线路中转移0.2mol电子时，则被腐蚀铜的质量为：____g。
(3)将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入烧碱溶液中，分别形成了原电池，在这两个原电池中，负极分别为____。
A．铝片、铜片 B．铜片、铝片 C．铝片、铝片
(4)燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置，如图是电解质为稀硫酸溶液的氢氧燃料电池原理示意图，回答下列问题：

①氢氧燃料电池的总反应化学方程式是：_____。
②电池工作一段时间后硫酸溶液的浓度___(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】Pb-2e-+=PbSO4 Cu 6.4 B 2H2+O2=2H2O 减小
【详解】
(1)铅蓄电池的正极为PbO2，负极为Pb，负极失电子发生氧化反应，电极反应为Pb-2e-+=PbSO4；
(2)由方程式2FeCl3+Cu = 2FeCl2+CuCl2可知，该反应中Cu失电子被氧化，做原电池的负极；负极的电极反应为Cu-2e-=Cu2+，当线路中转移0.2mol电子时，则被腐蚀铜的物质的量为0.1mol，质量为0.1mol×64g/mol=6.4g；
(3)铝片和铜片插入浓HNO3溶液中，金属铝会钝化，金属铜和浓硝酸之间会发生自发的氧化还原反应，4HNO3(浓)+Cu=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，此时金属铜时负极，金属铝是正极；铝片和铜片插入稀NaOH溶液中，金属铜不反应，金属铝能和氢氧化钠发生自发的氧化还原反应，2Al +2NaOH+2H2O=2NaAlO2 +3H2↑，此时金属铝是负极，金属铜是正极，故选B；
(4) ①氢氧燃料电池的总反应即是氢气与氧气反应生成水，反应的总方程式为2H2+O2=2H2O；
②由于氢氧燃料电池的总反应是2H2+O2=2H2O，电池工作一段时间后，生成的水稀释了硫酸，故硫酸的浓度减小。
4．I．氢能是重要的新能源。它的开发、储存和应用，是当前人们关注的热点之一。
(1)开发氢能的方法之一是分解水。开发特殊物质作催化剂，______(填“能”或“不能”)降低水分解过程中所需能量。
(2)用高压氢气、氧气制作的氢氧燃料电池是氢能源利用的一种重要方式。某氢氧燃料电池的两个电极的极性标志模糊不清，小明利用如图所示装置进行实验判断。

①a电极通入的是氢气，则a电极是______极。
②工作一段时间后消耗O26.4g，则外电路中通过的电子的物质的量是______mol。
II．汽车行驶、某些化工厂生产过程，会向空气中排放NOx、CO、SO2等有害气体。
(1)NOx对环境的主要影响有______(填字母)。
A．硝酸型酸雨 B．温室效应 C．破坏臭氧层 D．光化学烟雾
(2)为了减少重型柴油车排放NOx，向尾气处理装置内自动喷入的尿素溶液在一定条件下先转化为NH3，NH3再与NOx反应生成两种无污染的物质。其中NH3与NO2在一定条件下反应的化学方程式为__。
(3)通过CO传感器可监测CO的含量，其工作原理为，示意图如下：

通入CO的一极为_______极(填“正”或“负”)，溶液中H+移向_______极(填“A”或“B”)。
【答案】不能 负 0.8 ACD 负 A
【详解】
I．(1)催化剂只能降低反应的活化能，不能降低反应过程中所需能量，则开发特殊物质作催化剂，不能降低水分解过程中所需能量，故答案为：不能；
(2)①燃料电池工作时，氢气失去电子发生氧化反应，则通入氢气的a电极是负极，故答案为：负；
②消耗O2的物质的量为，则外电路中通过电子的物质的量为，故答案为：0.8；
II．(1)环境的影响有形成硝酸型酸雨、破坏臭氧层、形成光化学烟雾，故答案为：ACD；
(2)由题意可知，一定条件下NH3与发生氧化还原反应生成N2和H2O，反应的化学方程式为，故答案为：；
(3)根据工作原理可知，电池工作时CO失去电子发生氧化反应，则通入CO的B极为原电池的负极，通入O2的A极为正极；溶液中阳离子向正极移动，则溶液中H+移向A极，故答案为：负；A。
5．I.为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，某化学研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。请回答相关问题：

(1)定性分析：如图甲可通过观察___________的快慢，定性比较得出结论。有同学提出将FeCl3改为0. 05mol·L-1 Fe2 (SO4)3更为合理，其理由是___________。
(2)定量分析：如图乙所示，实验时均以生成40 mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是___________。
(3)查阅资料得知：将作为催化剂的Fe2 (SO4)3溶液加入H2O2溶液后，溶液中会发生两个氧化还原反应，且两个反应中H2O2均参加了反应，试从催化剂的角度分析，这两个氧化还原反应的离子方程式分别是2Fe3++H2O2=2Fe2++O2 ↑+2H+和___________ 。
II.在2L密闭容器中，800℃时，反应2NO(g) +O2(g)2NO2(g)体系中， n(NO)随时间的变化如下表所示。
时间/s
0
1
2
3
4
5
n(NO)/mol
0.020
0.010
0.008
0. 007
0.007
0.007

(1)上图中，A点处v正___________ v逆(填 “大于”“小于”或“等于”)。
(2)图中表示NO2变化的曲线是___________。 用O2表示从0~2s内该反应的平均速率v=___________。
(3)下列能说明该反应已经达到平衡状态的是 ___________(填字母，下同)。
a. v(NO2) =2v(O2) b.容器内压强保持不变
c.v逆(NO) =2v正(O2) d.容器内的密度保持不变
(4)下列能使该反应的反应速率增大的是 ___________。
a.及时分离出NO2气体 b.适当升高温度
c.增大O2的浓度 d.选择高效的催化剂
【答案】产生气泡 将FeCl3溶液改为Fe2(SO4)3后与CuSO4对比只有阳离子不同，从而排除Cl−可能带来的干扰 生成40mL气体所需的时间 > b bc bcd
【详解】
(1)根据图中现象：产生气体的速率快慢来定性比较得出结论。由于氯化铁和硫酸铜中阴离子不相同，阳离子也不相同，不能比较Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解的催化效果，因此应将FeCl3溶液改为Fe2(SO4)3溶液更合理，
故答案为：产生气泡；将FeCl3溶液改为Fe2(SO4)3后与CuSO4对比只有阳离子不同，从而排除Cl−可能带来的干扰；
(2)根据图中信息实验中需要测量的数据是生成40mL气体所需的时间，
故答案为：生成40mL气体所需的时间；
(3)过氧化氢分解的总反应为：，第一步反应为： 2Fe3++H2O2=2Fe2++O2 ↑+2H+，结合总反应可知第二步反应为：，故答案为：；
II.(1)由图可知A点时反应未达到平衡状态，反应正向进行，则正反应速率大于逆反应速率，故答案为：>；
(2)由表中数据可知NO的起始浓度为0.010mol/L，结合图像可知c为NO，根据可逆反应的反应不能进行到底的特点，平衡时生成的二氧化氮的浓度应小于0.010mol/L，则曲线b应为二氧化氮，结合表格数据2 s内NO的反应速率=，根据速率之比等于化学计量数之比可得氧气的反应速率=：故答案为：b；；
(3)a. 未指明反应的方向，不能据此判断平衡状态，故错误；
b.反应前后气体分子数不等，反应过程中压强逐渐减小，当压强不变时反应达到平衡状态，故正确；
c.反应达到平衡状态时正反应速率等于逆反应速率，不同物质的正逆反应速率之比应满足化学计量数之比，故正确；
d.反应前后各物质均为气体，气体的总质量不变，容器体积恒定，容器内的密度保持不变，不能据此判断平衡状态，故错误；
故答案为：bc；
(4)a.及时分离出NO2气体，降低反应速率，故不选；
b.升高温度可以加快反应速率，故选；
c.增大反应物的浓度可以提高化学反应速率，故选；
d.选择高效的催化剂可以加快化学反应速率，故选；
故答案为：bcd；
6．Ⅰ.某同学在实验室进行了化学反应速率影响因素的实验探究。
(1)研究催化剂对化学反应速率的影响，实验步骤如下：
步骤1：向3支大小相同的试管a、b、c中各加入相同体积(2 mL)5%H2O2溶液。
步骤2：向试管a中加入少量MnO2粉末，向试管b中滴加1～2 滴1 mol·L-1 FeCl3溶液。
得出实验结论：MnO2与FeCl3均能作为加快H2O2分解速率的催化剂，且前者的催化效率高得多。
①步骤1中分别向3支试管中加入相同体积溶液的目的是___________。
②设计试管c的目的是___________。
③若在必须使用催化剂的情况下，继续用上述实验药品研究温度对H2O2分解速率的影响，为了便于观察，选择的催化剂是___________。
(2)另一位同学根据下列实验用品，也进行了化学反应速率影响因素的探究。
实验仪器：试管、烧杯、量筒、天平、酒精灯、秒表
实验药品：铝片、铝粉、0.5 mol·L-1盐酸、5 mol·L-1盐酸
①利用所提供实验用品，可研究的化学反应速率的影响因素有___________。
②若要研究温度对化学反应速率的影响，还需用到的主要仪器是___________。
Ⅱ.某反应在体积为5 L的密闭容器中进行，0～3分钟各物质的物质的量的变化情况如图所示(A、B、C均为气体)。

(1)该反应的化学方程式为___________。
(2)反应开始至2分钟时，B的平均反应速率为___________。
(3)在密闭容器里，通入a mol A(g)、b mol B(g)、c mol C(g)，发生上述反应，当改变下列条件时，反应速率会减小的是___________。
A．降低温度 B．加入催化剂 C．增大容器容积 D． 减小容器容积
【答案】控制变量 进行空白对照实验 1 mol·L-1FeCl3溶液 温度、固体表面积 温度计 2A+B 2C 0.1mol·L-1·min-1 AC
【详解】
Ⅰ. (1)①步骤I中分别向3支试管中加入相同体积的溶液的目的是控制变量，从而得出正确结论；
②只有有对照实验，才能确定影响因素，所以设计试管c的目的是空白对照实验；
③相同条件下，二氧化锰对双氧水的催化能力较强，反应速率较大，不利于观察反应速率的变化，氯化铁作催化剂反应速率适中，便于观察速率变化，所以选1 mol·L-1FeCl3溶液；
(2)①根据提供的药品知，盐酸的浓度不同、铝的表面积不同，所以研究的化学反应速率的影响因素是盐酸的浓度和铝的表面积；
②要测定温度对反应速率的影响时，其它条件必须相同，只有温度不同时才能得出正确结论，所以缺少测量温度的仪器温度计；
Ⅱ. (1)由图象可以看出，A、B的物质的量逐渐减小，则A、B为反应物，C的物质的量逐渐增多，所以C为生成物，当反应到达2min时，△n(A)=2mol，△n(B)=1mol，△n(C)=2mol，化学反应中，各物质物质的量的变化与化学计量数呈正比，则△n(A)：△n(B)：△n(C)=2：1：2，所以反应的化学方程式为2A+B 2C；
(2)由图象可以看出，反应开始至2分钟时，△n(B)=1mol，B的平均反应速率为 mol·L-1·min-1；
(3) A．降低温度，反应速率减慢，故选A；
B．加入催化剂，能加快反应速率，故不选B；
C．增大容器容积，压强减小，反应速率减慢，故选C；
D． 减小容器容积，压强增大，反应速率加快，故不选D；
选AC。
【点睛】
本题考查影响化学反应速率的因素探究、化学平衡图象的计算，注意“控制变量法”的应用，把握由图象判断化学方程式的方法，培养学生化学实验探究能力。
7．某反应在体积为5 L的恒容密闭的绝热容器中进行，各物质的量随时间的变化情况如图所示(已知A、B、C均为气体)。

(1)该反应的化学方程式为_______。
(2)反应开始至2 min时，B的平均反应速率为_______。
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是_______。
A．υ(A)=2υ(B) B．容器内气体密度不变 C．υ逆(A)=υ正(C) D．容器内温度保持恒定 E. 混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
(4)由图求得平衡时A的转化率为_______。
(5)为了研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，某同学设计了如下一系列的实验：将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的容器中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。
实验
混合溶液
A
B
C
D
E
F
4 mol/L H2SO4(mL)
30
V1
V2
V3
V4
V5
饱和CuSO4溶液(mL)
0
0.5
2.5
5
V6
20
H2O(mL)
V7
V8
V9
V10
10
0
①请完成此实验设计，其中：V1=_______，V6=_______。
②该同学最后得出的结论为：当加入少量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。请分析氢气生成速率下降的主要原因_______。
【答案】2A + B⇌2C 0.1 mol/(L·min) CDE 40% 30 10 当加入一定量CuSO4后，生成的单质Cu沉积在Zn表面，降低了Zn与H2SO4溶液的接触面积
【详解】
(1)由图得：A、B为反应物，C为生成物，反应得化学方程式为2A + B⇌2C；
(2) 2 min内，B得物质的量减少1mol，B的平均反应速率为 ；
(3)根据平衡状态的特征，A选项没有说明正逆反应速率，A错误；
恒容的容器，反应前后总质量不变，总体积不变，所以密度不变，B错误；
C中正逆反应速率相等，达到化学平衡状态，C正确；
绝热容器中体系温度保持不变证明反应达到化学平衡状态，D正确；
反应前后，气体分子总量改变，因此平均相对分子质量不变时，达到化学平衡状态，E正确；
(4)A原有5mol，反应了2mol，A的转化率为40%；
(5)题中为了研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，六个容器中硫酸的量要保持一致且溶液总体积相等，所以V1= V2= V3= V4= V5=30mL，溶液总体积是50mL；
V6=10mL；
‚当加入CuSO4超过一定量后，生成的单质Cu沉积在Zn表面， Zn与H2SO4溶液的接触面积减小，生成氢气的速率反而会下降。
8．Ⅰ.将气体A、B置于固定容积为2L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)⇌2C(g)＋2D(g)，反应进行到10s末，达到平衡，测得A的物质的量为1.8mol，B的物质的量为0.6mol，C的物质的量为0.8mol，则：
(1)用C表示10s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)10s末，生成物D的浓度为______；
Ⅱ.在体积为2 L的密闭容器中(体积不变)，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2O(g)，测得CO2和CH3OH(g)的物质的量随时间变化如图所示：

(1)从反应开始到10 min，氢气的平均反应速率v(H2)=______。
(2)下列说法正确的是______。
A．当t=0时，v(逆)=0
B．进行到3 min时，正反应速率和逆反应速率相等
C．10 min后容器中压强不再改变
D．3 min前v(正)>v(逆)，3 min后v(正) 【答案】0.04mol•L−1•s−1 1.5 mol•L−1 0.4 mol•L−1 0.1125 mol•L−1•min−1 AC
【分析】
Ⅰ．达到平衡，测得A的物质的量为1.8mol，B的物质的量为0.6mol，C的物质的量为0.8mol，由此列三段式进行计算；
Ⅱ．起始时加入1 mol CO2和3 mol H2，由图像可知：反应到10min时达到平衡，此时甲醇的物质的量为0.75mol，CO2为0.25mol。
【详解】
Ⅰ．根据题意：达到平衡，测得A的物质的量为1.8mol，B的物质的量为0.6mol，C的物质的量为0.8mol，列三段式：

达到平衡，测得A的物质的量为1.8mol，则n=1.8+1.2=3；B的物质的量为0.6mol，则m=0.6+0.4=1；
(1)v(C)== 0.04mol•L−1•s−1，故答案为：0.04mol•L−1•s−1；
(2) c(A)==1.5mol/L，故答案为：1.5mol/L；
(3) c(D)==0.4mol/L，故答案为：0.4mol/L；
Ⅱ．(1) 从反应开始到平衡，v(CO2)= =0.0375mol•L-1•min-1，速率之比等于化学计量数之比，故v(H2)=3×0.0375mol•L-1•min-1=0.1125 mol•L-1•min-1， 故答案为：0.1125 mol•L−1•min−1；
(2)A．t=0时，逆反应还没有开始，v(逆)=0，故A正确；
B．正反应速率和逆反应速率相等，是指相同时间内，物质浓度变化量相同，而根据图象可知进行到3分钟时，CO2和CH3OH(g)的浓度相同，不能判断浓度变化量是否相同，故B错误；
C．反应在10min时达到平衡，故压强不再变化，故C正确；
D．根据图象可知，反应在达到平衡前，3min前后反应物浓度都在减小，生成物浓度都在增大，所以在10min前都是v正＞v逆，故D错误；
故答案为：AC。
【点睛】
本题考查化学平衡的计算，把握化学平衡及转化率的计算为解答的关键，注意三段式的建立。
9．汽车尾气中含有CO、NO等有害气体。

(1)汽车尾气中NO生成过程的能量变化示意图如图1。该条件下，1molN2和1molO2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2所示：
①NiO电极上发生的是___________反应(填“氧化”或“还原”)。
②Pt电极上的电极反应式为_______________________________。
(3)一种新型催化剂能使NO和CO发生反应：2NO+2CO2CO2+N2。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，部分条件已经填在下表中。
实验编号
t(℃)
NO初始浓度
CO初始浓度(mol/L)
催化剂的比表面积(m2/g)
Ⅰ
280
1.2×10﹣3
5.80×10﹣3
82
Ⅱ
280
1.2×10﹣3
b
124
Ⅲ
350
a
5.80×10﹣3
82
①请表中数据补充完整：a___________；b____________。
②能验证温度对化学反应速率规律的是实验____________________(填实验序号)。
③实验Ⅰ和实验Ⅱ中，NO的物质的量浓度c(NO)随时间t的变化曲线如图3所示，其中表示实验Ⅱ的是曲线________________(填“甲”或“乙”)。
【答案】吸收 180 氧化 O2+4e﹣=2O2﹣ 1.2×10﹣3 5.80×10﹣3 Ⅰ和Ⅲ 乙
【分析】
求写热化学方程式，焓变=反应物总键能-生成物总键能；通过图示信息，判断电极反应类型、结合守恒法书写电极方程式；探究影响反应速率的因素时，注意单因子变量控制；例如探究温度的影响时，温度为唯一变量，其余条件均需相同；
【详解】
(1)N2(g)+O2(g)=2NO(g)，反应热=反应物断键吸收的能量-生成物形成释放出的能量，该反应的反应热=(946+498)kJ/mol-2×632kJ/mol=+180kJ/mol，所以这是一个吸热反应，1molN2和1molO2完全反应生成NO会吸收180kJ的能量；
(2)①由图知，NiO电极上NO转变为二氧化氮，则氮元素化合价升高，故发生氧化反应，则铂电极上氧气得到电子，发生还原反应；
②pt电极上是氧气得到电子被还原成氧离子，离子方程式为：O2+4e-=2O2-；
(3)①验证温度对化学反应速率的影响，温度要不同，其他条件相同，所以a=1.2×10-3；验证催化剂的比表面积对化学反应速率的影响，催化剂的比表面积不同，其他条件相同，则b=5.80×10-3；
②验证温度对化学反应速率的影响，只有实验Ⅰ和Ⅲ的温度不同，其他条件相同；
③催化积的比表面积大，反应速率快，达平衡的时间短，曲线乙的斜率大，反应快，因此答案为乙。
10．氨在化肥生产、贮氢燃煤烟气脱硫脱硝等领域用途非常广泛。从能量的变化和反应的快慢等角度研究反应：N2+3H22NH3。请根据有关知识，填写下列空白：
(1)为了加快反应速率，可以采取的措施有____________。
A．使用催化剂B．适当提高氮气的浓度C．适当提高反应的温度D．适当降低反应的温度
(2)从断键和成键的角度分析上述反应中能量的变化。根据下表数据，计算该反应生成1 mol NH3时放出_______kJ的热量。
化学键
H-H
N≡N
N-H
断开1mol键所吸收的能量
436 kJ
946 kJ
391 kJ
(3)利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子，示意图如下所示。该生物燃料电池的总反应方程式为N2+3H22NH3。

①其中，右室电极为燃料电池的_____极，电池工作时电路中每转移0.3 mol电子，标准状况下消耗N2的体积是______。
②相比现有工业合成氨，该方法有哪些优点_________(任写两条)。
【答案】ABC 46 正 1.12L 利用生物燃料电池在室温下合成氨，既不需要高温加热；同时还能将化学能转化为电能(合理即可)
【分析】
热化学方程式中，焓变等于反应物总键能减去生成物总键能；生物燃料电池的总反应方程式为N2+3H22NH3，其中氮气在正极区得电子发生还原反应，氢气在负极区失电子发生氧化反应，原电池工作时阳离子向正极区移动，按氮气物质的量与电子数的关系计算标准状况下氮气体积，据此分析判断；
【详解】
(1)A.使用催化剂，加快反应速率，故A选；
B.适当提高氮气的浓度，反应物浓度增大，反应速率加快，故B选；
C.适当提高反应的温度，反应速率加快，故C选；
D.适当降低反应的温度，反应速率减慢，故D不选；
故答案为：ABC；
(2) ， ，则该反应生成1 mol NH3时放出46kJ的热量；
(3)①N2在正极区得电子发生还原反应，生成NH3，右室电极为燃料电池的正极，电极反应中氮气和电子之间的关系式为：，电池工作时电路中每转移0.3 mol电子，标准状况下消耗N2的体积是0.05mol×22.4L/mol=0.112L=1.12L；
②现有工业合成氨需高温高压催化剂条件下进行，该方法与之相比较：能利用生物燃料电池在室温下合成氨，既不需要高温加热；同时还能将化学能转化为电能(合理即可)。
11．（1）合成氨工业是煤化工产业链中非常重要的一步。已知有一组数据：破坏1molN2中的键需要吸收能量；破坏中的键需要吸收能量；形成中的键能释放能量。图表示合成氨工业过程中能量的变化，请将图中①②的能量变化的数值填在横线上。
①________________，②____________________。

（2）用A、B、C、D四种金属按如表所示的装置进行实验。
装置

甲

乙

丙
现象
二价金属A不断溶解
C的质量增加
A上有气体产生
根据实验现象回答下列问题：
①装置甲中负极的电极反应式为__________________。
②装置乙中正极的电极反应式为________________。
③装置丙中溶液的pH________（填“变大”“变小”或“不变”）。
④四种金属的活动性由强到弱的顺序是________。
（3）一定温度下，在体积为的恒容密闭容器中充入和，发生反应，测得的物质的量随时间的变化如图所示。

从开始反应到，用表示的化学反应速率为_________。
【答案】2254 92 变大
【详解】
(1)①断裂1molN2、3molH2中的化学键需吸收的能量为；
②生成时释放的能量为，整个反应释放的能为 ；
(2)①根据装置甲中金属A不断溶解可知，金属活动性，A作为负极，负极反应式为；
②根据装置乙中C的质量增加可知，金属活动性，C作为正极，正极反应式为；
③根据装置丙中A上有气体产生可知，金属活动性，A作为正极，正极反应式为，故溶液中减小，溶液的pH变大；
④综上可知，金属活动性；
(3)根据化学反应速率的计算公式可知，
。