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人教版 (新课标)必修2第二章 化学反应与能量综合与测试一课一练
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这是一份人教版 (新课标)必修2第二章 化学反应与能量综合与测试一课一练，共11页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题(本题包括16个小题，每个小题3分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1．可再生能源是我国重要的能源资源，在满足能源需求、改善能源结构、减少环境污染、促进经济发展等方面具有重要作用。应用太阳能光伏发电技术是实现节能减排的一项重要措施。下列有关分析不正确的是( )
A．上图是太阳能光伏发电原理图，图中A极为正极
B．风能、太阳能、生物质能等属于可再生能源
C．推广可再生能源有利于经济可持续发展
D．光伏发电能量转化方式是太阳能直接转变为电能
答案 A
解析 在原电池的外电路中，电流由正极流向负极，由图中的电流方向可判断A极为负极，A错误；风能、太阳能、生物质能在短时间内能形成，属于可再生能源，B正确；推广可再生能源有利于经济可持续发展，C正确；光伏电池发电是将光能直接转化为电能，D正确。
2．下列说法不正确的是( )
A．原电池负极被氧化
B．任何化学反应都能设计成原电池
C．化学反应的速率和限度均可通过改变化学反应条件而改变
D．化学反应达到平衡状态时，只要条件不改变，各物质的浓度就不再改变
答案 B
解析 原电池反应的本质是氧化还原反应，因此非氧化还原反应是不能设计成原电池的。
3．下列图示表示的是吸热反应的是( )
答案 A
解析 由于反应物的能量比生成物的能量低，则该反应是吸热反应，A正确；由于反应物的能量比生成物的能量高，所以该反应是放热反应，B错误；浓硫酸溶于水放出热量，是物质的溶解，不是化学反应，C错误；盐酸与金属锌的反应是放热反应，D错误。
4．下列反应条件的控制中不恰当的是( )
A．为防止铁生锈，在其表面涂一层防锈油漆
B．为防止火灾，在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火
C．为加快KClO3的分解速率，加入MnO2
D．为加快H2O2的分解速率，把反应容器放到冷水中冷却
答案 D
解析 冷水温度低，会降低反应速率。
5．在可逆反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)(正反应为放热反应)中，改变下列条件，不能使v正增大的是( )
A．升高温度 B．降低温度
C．使用催化剂 D．增大CO浓度
答案 B
解析 不论反应是放热还是吸热，升高温度会增大反应速率，而降低温度会减慢反应速率；增大反应物浓度，会加快反应速率。
6．在一定温度下，某容积固定的密闭容器中，建立下列化学平衡：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)。下列叙述中不能说明上述可逆反应已达到化学平衡状态的是( )
A．体系的压强不再发生变化
B．v正(CO)＝v逆(H2O)
C．生成n ml CO的同时生成n ml H2
D．1 ml H—H键断裂的同时断裂2 ml H—O键
答案 C
解析 选项A，由于该反应是一个气体体积增大的反应，当体系的压强不再发生变化时，说明反应达到化学平衡状态；选项B，根据v正(CO)＝v逆(H2O)，可知CO的消耗量等于其生成量，说明反应达到化学平衡状态；选项C，二者表示的都是正反应，不能说明反应达到化学平衡状态；选项D，1 ml H—H键断裂的同时断裂2 ml H—O键，即消耗1 ml H2，同时消耗了1 ml H2O，可知H2的消耗量等于其生成量，说明反应达到化学平衡状态。
7．一定条件下，可逆反应2AB＋3C，在下列四种状态中，处于平衡状态的是( )
答案 D
解析 将逆反应速率根据化学方程式统一换算成A表示的反应速率，即A的生成速率。D项，正反应速率即A的消耗速率vA＝1 ml·L－1·min－1，逆反应速率vC＝1.5 vA(逆)，vA(逆)＝1 ml·L－1·min－1二者相等，说明反应达到了平衡状态。
8．在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，下列表述正确的是( )
A．化学方程式：2MN
B．t2时，正逆反应速率相等，达到平衡
C．t3时，正反应速率大于逆反应速率
D．t1时，N的浓度是M浓度的2倍
答案 D
解析 由图像可知N为反应物，M为生成物，然后找出在相同时间段内变化的M、N的物质的量之比(与是否达平衡无关)以确定M、N在化学方程式中的化学计量数之比，即该反应的化学方程式是2NM。t2时刻M、N的物质的量相等，但此时M、N的物质的量仍在发生变化，反应未达到平衡状态，因此正反应速率不等于逆反应速度。t3时刻及t3时刻之后，M、N的物质的量不再改变，证明已达平衡状态，此时正、逆反应速率相等。
9．一定条件下，在体积为10 L的固定容器中发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＜0，反应过程如图：
下列说法正确的是( )
A．t1 min时正、逆反应速率相等
B．X曲线表示NH3的物质的量随时间变化的关系
C．0～8 min，H2的平均反应速率v(H2)＝0.75 ml·L－1·min－1
D．10～12 min，N2的平均反应速率v(N2)＝0.25 ml·L－1·min－1
答案 B
解析 反应达到第一次平衡状态时，X、Y的物质的量变化量分别为Δn(X)＝(0.6－0)ml＝0.6 ml，Δn(Y)＝(1.2－0.3)ml＝0.9 ml，则X、Y的物质的量变化量之比等于其计量数之比＝0.6 ml∶0.9 ml＝2∶3，则X是NH3、Y是H2。t1 min时该反应没有达到平衡状态，正逆反应速率不等，A错误；X曲线表示NH3的物质的量随时间变化的关系，B正确；0～8 min，H2的平均反应速率v(H2)＝0.9 ml÷10 L÷8 min＝0.011 25 ml·L－1·min－1，C错误；10～12 min，NH3的平均反应速率v(NH3)＝(0.7－0.6)ml÷10 L÷(12－10)min＝0.005 ml·L－1·min－1，根据同一可逆反应中同一时间段内各物质的反应速率之比等于其化学计量数之比，则用N2表示的反应速率为0.002 5 ml·L－1·min－1，D错误。
10．茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、Pt－Fe合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中( )
①铝合金是阳极 ②铝合金是负极 ③海水是电解质溶液 ④铝合金电极发生还原反应
A．②③ B．②④ C．①③ D．①④
答案 A
解析 分析航标灯的电源结构，活泼金属铝合金作负极，相对不活泼金属Pt—Fe合金作正极，电解质溶液是海水。铝合金作负极发生的是氧化反应，故①④错误，②③正确。
11．下列措施对增大反应速率明显有效的是( )
A．Na与水反应时增大水的用量
B．Fe与稀硫酸反应制取氢气时，改用浓硫酸
C．在K2SO4与BaCl2两溶液反应时，增大压强
D．将铝片改为铝粉，做铝与氧气反应的实验
答案 D
解析 水的浓度可视为固定不变，因此增加水的用量反应速率不变；铁遇浓硫酸会产生钝化现象，不再产生氢气；压强的改变只能适用于有气体参加的反应；增大固体的表面积可以加快反应速率。
12．下列描述的化学反应状态，不一定是平衡状态的是( )
A．H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)
恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变
B．2NO2(g)N2O4(g)
恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变
C．CaCO3(s)eq \(,\s\up7(高温))CO2(g)＋CaO(s)
恒温、恒容下，反应体系中气体的密度保持不变
D．3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)
反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3∶1
答案 D
解析 A项，该反应体系在恒温、恒容下气体的颜色保持不变，即Br2的百分含量保持不变，反应处于平衡状态；B项，该反应在恒温、恒容下气体的压强保持不变，说明NO2和N2O4的物质的量保持不变，反应处于平衡状态；C项，该反应在恒温、恒容下气体的密度保持不变，说明CO2的质量保持不变，反应处于平衡状态；D项，对于化学反应3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)，如果开始时加入的物质的物质的量之比是n(H2)∶n(N2)＝3∶1的混合气体，或加入的是纯NH3，在反应从开始到化学平衡状态，始终是n(H2)∶n(N2)＝3∶1，因此，n(H2)∶n(N2)＝3∶1的状态不一定是平衡状态。
13．在密闭容器中进行反应：X2(g)＋3Y2(g)2Z(g)，其中X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 ml·L－1、0.3 ml·L－1、0.2 ml·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是( )
A．c(Z)＝0.5 ml·L－1 B．c(Y2)＝0.5 ml·L－1
C．c(X2)＝0.2 ml·L－1 D．c(Y2)＝0.6 ml·L－1
答案 B
解析 若反应向正反应方向进行，0.1 ml·L－1 X2与0.3 ml·L－1 Y2完全转化可生成0.2 ml·L－1 Z，这表明平衡时Z的浓度应小于0.4 ml·L－1；若反应向逆反应方向进行，0.2 ml·L－1 Z全部分解转化生成0.1 ml·L－1 X2和0.3 ml·L－1 Y2，这表明平衡时X2的浓度应小于0.2 ml·L－1，Y2的浓度应小于0.6 ml·L－1。
14．由NO2、O2、熔融盐NaNO3组成的燃料电池如图所示，在使用过程中石墨Ⅰ电极反应生成一种氧化物Y。下列有关说法正确的是( )
A．石墨Ⅰ极为正极，石墨Ⅱ极为负极
B．Y的化学式可能为NO
C．石墨Ⅰ极的电极反应式为NO2＋NOeq \\al(－,3) －e－===N2O5
D．石墨Ⅱ极上发生氧化反应
答案 C
解析 燃料电池中通氧气的一极为正极，通燃料的一极为负极，则石墨Ⅰ极为负极，石墨Ⅱ极为正极，A错误；NO2在负极失电子，化合价应升高，所以Y的化学式应为N2O5，B错误；负极上NO2失电子生成N2O5，则石墨Ⅰ极的电极反应式为NO2＋NOeq \\al(－,3)－e－===N2O5，C正确；石墨Ⅱ极上氧气得电子发生还原反应，D错误。
15．反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是( )
①增加C的量 ②将容器的体积减小一半 ③保持体积不变，充入氮气使体系的压强增大 ④保持压强不变，充入氮气使体系的体积增大
A．①② B．②③ C．①③ D．③④
答案 C
解析 C为固态物质，增加其用量对反应速率几乎无影响；容器的体积减小，则体系的压强增大，反应速率增大；充入氮气使体系的压强增大，但由于容器体积不变，反应混合物中各成分的浓度不变，所以化学反应速率不变；保持压强不变，充入氮气使体系的体积增大，反应混合物中各成分的浓度减小，反应速率变慢。
16．如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有(显中性的)食盐水和(显酸性的)氯化铵溶液，各加入生铁(含C、Fe)块，a、b中均能构成原电池而使铁分别被O2和H＋腐蚀，放置一段时间。下列有关描述错误的是( )
A．生铁块中的碳是原电池的正极
B．红墨水柱两边的液面变为左低右高
C．两试管中相同的电极反应式是Fe－2e－===Fe2＋
D．a试管中O2得电子，b试管中H＋得电子
答案 B
解析 a为中性环境，Fe失电子，O2得电子，氧气被消耗，气体压强减小；b中酸性较强，Fe失电子，H＋得e－，有H2放出，气体压强增大，所以红墨水柱两边液面变为左高右低，故B项错。
二、非选择题(本题共5个小题，共52分)
17．(10分)(1)下列反应中，属于放热反应的是________(填序号，下同)，属于吸热反应的是________。
①煅烧石灰石 ②木炭燃烧 ③炸药爆炸 ④酸碱中和 ⑤生石灰与水作用制熟石灰 ⑥食物因氧化而腐败
(2)用铜、银与硝酸银设计一个原电池，此电池的负极是________，负极的电极反应式是________________________________________________________________________。
(3)用锌片、铜片连接后浸入稀硫酸溶液中，构成了原电池，工作一段时间，锌片的质量减少了3.25 g，铜表面析出了氢气________L(标准状况)，导线中通过________ml电子。
(4)某化学反应，设反应物的总能量为E1，生成物的总能量为E2，若E1＞E2，则该反应为________热反应，该反应过程可以看成_________________________________________。
中和反应都是________热反应，其实质是______________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)②③④⑤⑥ ① (2)铜 Cu－2e－===Cu2＋ (3)1.12 0.1 (4)放 储存在物质内部的能量转化为热能等释放出来 放 酸电离出的H＋与碱电离出的OH－结合生成弱电解质水：H＋＋OH－===H2O
18．(11分)在200 ℃时，将a ml H2(g)和b ml I2(g)充入到体积为V L的密闭容器中，发生反应：I2(g)＋H2(g)2HI(g)。
(1)反应刚开始时，由于c(H2)＝_______________________________________，
c(I2)＝________________，而c(HI)＝_______________________________________，
所以化学反应速率________(填“v正”或“v逆”，下同)最大而________最小(为零)。
(2)随着反应的进行，反应混合物中各组分浓度的变化趋势为c(H2)________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，c(I2)________，而c(HI)________，从而化学反应速率v正________，而v逆________。
(3)当反应进行到v正与v逆________时，此可逆反应就达到了最大限度，若保持外界条件不变时，混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率及体系的总压强(或各组分的分压)都将________。
答案 (1)eq \f(a,V) ml·L－1 eq \f(b,V) ml·L－1 0 v正 v逆
(2)减小 减小 增大 减小 增大
(3)相等 保持不变
解析 在化学平衡建立的过程中，开始时，c(H2)和c(I2)为最大值，正反应速率最大，由于此时没有HI，逆反应速率最小为0，随着反应进行，c(H2)和c(I2)逐渐减小，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，直到平衡时，v正＝v逆，反应体系中各组分的浓度、百分含量、各组分的分压等不发生变化。
19．(10分)下图是将SO2 转化为重要的化工原料H2SO4的原理示意图。
请回答下列问题：
(1)该装置将________能转化为________能，电流方向为________(填“b→a”或“a→b”)。
(2)催化剂b表面O2发生____________反应，其附近酸性________(填“增强”、“不变”或“减弱”)。
(3)催化剂a表面的电极反应式：_________________________________________。
(4)若得到的硫酸浓度仍为49%，则理论上参加反应的SO2与加入的H2O的质量比为________。
答案 (1)化学 电 b→a
(2)氧化 减弱
(3)SO2＋2H2O－2e－===SOeq \\al(2－,4)＋4H＋
(4)8∶15
解析 (1)该装置没有外加电源，是一个原电池，把化学能转化为电能，电流方向与电子流向相反，所以电流方向为b→a。(2)由图示可看出，电子由a表面转移到b表面，因此a表面发生氧化反应，由题意SO2转化为H2SO4发生氧化反应，因此催化剂a表面SO2发生氧化反应，催化剂b表面O2发生还原反应生成H2O，消耗H＋，其附近酸性减弱。(3)催化剂a表面是SO2失去电子生成硫酸，电极方程式为SO2＋2H2O－2e－===SOeq \\al(2－,4)＋4H＋。(4)催化剂a处的反应为SO2＋2H2O－2e－===SOeq \\al(2－,4)＋4H＋，催化剂b处的反应为eq \f(1,2)O2＋2H＋＋2e－===H2O，总方程式为SO2＋H2O＋eq \f(1,2)O2===H2SO4，设加入的SO2为x g，H2O为y g，则生成硫酸的质量为eq \f(x g×98 g·ml－1,64 g·ml－1)，反应后水的质量为eq \f(y g－x g×18 g·ml－1,64 g·ml－1)，根据硫酸的浓度仍为49%，可以求得x∶y＝8∶15。
20．(10分)经研究知Cu2＋对H2O2分解也具有催化作用，为比较Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解的催化效果，某研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。回答相关问题：
(1)定性分析：如图甲可通过观察_________________________________________，
定性比较得出结论。有同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理，其理由是_______________________________________________，
写出H2O2在二氧化锰催化作用下发生反应的化学方程式：_____________________。
(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。图中仪器A的名称为________，实验中需要测量的数据是_________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)反应产生气泡的快慢 控制阴离子相同，排除阴离子的干扰 2H2O2eq \(=====,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑
(2)分液漏斗 收集40 mL气体所需要的时间
21．(11分)(1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流表。
锌片上发生的电极反应______________________________________________；
银片上发生的电极反应__________________________________________。
(2)若该电池中两电极的总质量为60 g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为47 g，试计算：
①产生氢气的体积(标准状况)；②通过导线的电量。(已知NA＝6.02×1023 ml－1，电子电荷为1.60×10－19 C)
答案 (1)Zn－2e－===Zn2＋ 2H＋＋2e－===H2↑
(2)①4.48 L ②3.9×104 C
解析 (1)在锌片、银片、稀硫酸组成的原电池中，锌片作负极，其电极反应为Zn－2e－===Zn2＋；银片作正极，其电极反应为2H＋＋2e－===H2↑。电池总反应式为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。
(2)根据电极反应式找出已知量与电量之间的定量关系进行计算。①锌片与银片减少的质量等于生成氢气所消耗的锌的质量，设产生的氢气体积为x。
Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
65 g 22.4 L
60 g－47 g＝13 g x
x＝13 g×22.4 L·ml－1÷65 g·ml－1＝4.48 L。
②反应消耗的锌为13 g÷65 g·ml－1＝0.20 ml
1 ml Zn变为Zn2＋时，转移2 ml e－，则通过的电量为0.20 ml×2×6.02×1023 ml－1×1.6×10－19 C＝3.9×104 C。
选项
正反应速率
逆反应速率
A
vA＝2 ml·L－1·min－1
vB＝2 ml·L－1·min－1
B
vA＝2 ml·L－1·min－1
vC＝2 ml·L－1·min－1
C
vA＝1 ml·L－1·min－1
vB＝2 ml·L－1·min－1
D
vA＝1 ml·L－1·min－1
vC＝1.5 ml·L－1·min－1
一、选择题(本题包括16个小题，每个小题3分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1．可再生能源是我国重要的能源资源，在满足能源需求、改善能源结构、减少环境污染、促进经济发展等方面具有重要作用。应用太阳能光伏发电技术是实现节能减排的一项重要措施。下列有关分析不正确的是( )
A．上图是太阳能光伏发电原理图，图中A极为正极
B．风能、太阳能、生物质能等属于可再生能源
C．推广可再生能源有利于经济可持续发展
D．光伏发电能量转化方式是太阳能直接转变为电能
答案 A
解析 在原电池的外电路中，电流由正极流向负极，由图中的电流方向可判断A极为负极，A错误；风能、太阳能、生物质能在短时间内能形成，属于可再生能源，B正确；推广可再生能源有利于经济可持续发展，C正确；光伏电池发电是将光能直接转化为电能，D正确。
2．下列说法不正确的是( )
A．原电池负极被氧化
B．任何化学反应都能设计成原电池
C．化学反应的速率和限度均可通过改变化学反应条件而改变
D．化学反应达到平衡状态时，只要条件不改变，各物质的浓度就不再改变
答案 B
解析 原电池反应的本质是氧化还原反应，因此非氧化还原反应是不能设计成原电池的。
3．下列图示表示的是吸热反应的是( )
答案 A
解析 由于反应物的能量比生成物的能量低，则该反应是吸热反应，A正确；由于反应物的能量比生成物的能量高，所以该反应是放热反应，B错误；浓硫酸溶于水放出热量，是物质的溶解，不是化学反应，C错误；盐酸与金属锌的反应是放热反应，D错误。
4．下列反应条件的控制中不恰当的是( )
A．为防止铁生锈，在其表面涂一层防锈油漆
B．为防止火灾，在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火
C．为加快KClO3的分解速率，加入MnO2
D．为加快H2O2的分解速率，把反应容器放到冷水中冷却
答案 D
解析 冷水温度低，会降低反应速率。
5．在可逆反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)(正反应为放热反应)中，改变下列条件，不能使v正增大的是( )
A．升高温度 B．降低温度
C．使用催化剂 D．增大CO浓度
答案 B
解析 不论反应是放热还是吸热，升高温度会增大反应速率，而降低温度会减慢反应速率；增大反应物浓度，会加快反应速率。
6．在一定温度下，某容积固定的密闭容器中，建立下列化学平衡：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)。下列叙述中不能说明上述可逆反应已达到化学平衡状态的是( )
A．体系的压强不再发生变化
B．v正(CO)＝v逆(H2O)
C．生成n ml CO的同时生成n ml H2
D．1 ml H—H键断裂的同时断裂2 ml H—O键
答案 C
解析 选项A，由于该反应是一个气体体积增大的反应，当体系的压强不再发生变化时，说明反应达到化学平衡状态；选项B，根据v正(CO)＝v逆(H2O)，可知CO的消耗量等于其生成量，说明反应达到化学平衡状态；选项C，二者表示的都是正反应，不能说明反应达到化学平衡状态；选项D，1 ml H—H键断裂的同时断裂2 ml H—O键，即消耗1 ml H2，同时消耗了1 ml H2O，可知H2的消耗量等于其生成量，说明反应达到化学平衡状态。
7．一定条件下，可逆反应2AB＋3C，在下列四种状态中，处于平衡状态的是( )
答案 D
解析 将逆反应速率根据化学方程式统一换算成A表示的反应速率，即A的生成速率。D项，正反应速率即A的消耗速率vA＝1 ml·L－1·min－1，逆反应速率vC＝1.5 vA(逆)，vA(逆)＝1 ml·L－1·min－1二者相等，说明反应达到了平衡状态。
8．在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，下列表述正确的是( )
A．化学方程式：2MN
B．t2时，正逆反应速率相等，达到平衡
C．t3时，正反应速率大于逆反应速率
D．t1时，N的浓度是M浓度的2倍
答案 D
解析 由图像可知N为反应物，M为生成物，然后找出在相同时间段内变化的M、N的物质的量之比(与是否达平衡无关)以确定M、N在化学方程式中的化学计量数之比，即该反应的化学方程式是2NM。t2时刻M、N的物质的量相等，但此时M、N的物质的量仍在发生变化，反应未达到平衡状态，因此正反应速率不等于逆反应速度。t3时刻及t3时刻之后，M、N的物质的量不再改变，证明已达平衡状态，此时正、逆反应速率相等。
9．一定条件下，在体积为10 L的固定容器中发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＜0，反应过程如图：
下列说法正确的是( )
A．t1 min时正、逆反应速率相等
B．X曲线表示NH3的物质的量随时间变化的关系
C．0～8 min，H2的平均反应速率v(H2)＝0.75 ml·L－1·min－1
D．10～12 min，N2的平均反应速率v(N2)＝0.25 ml·L－1·min－1
答案 B
解析 反应达到第一次平衡状态时，X、Y的物质的量变化量分别为Δn(X)＝(0.6－0)ml＝0.6 ml，Δn(Y)＝(1.2－0.3)ml＝0.9 ml，则X、Y的物质的量变化量之比等于其计量数之比＝0.6 ml∶0.9 ml＝2∶3，则X是NH3、Y是H2。t1 min时该反应没有达到平衡状态，正逆反应速率不等，A错误；X曲线表示NH3的物质的量随时间变化的关系，B正确；0～8 min，H2的平均反应速率v(H2)＝0.9 ml÷10 L÷8 min＝0.011 25 ml·L－1·min－1，C错误；10～12 min，NH3的平均反应速率v(NH3)＝(0.7－0.6)ml÷10 L÷(12－10)min＝0.005 ml·L－1·min－1，根据同一可逆反应中同一时间段内各物质的反应速率之比等于其化学计量数之比，则用N2表示的反应速率为0.002 5 ml·L－1·min－1，D错误。
10．茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、Pt－Fe合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中( )
①铝合金是阳极 ②铝合金是负极 ③海水是电解质溶液 ④铝合金电极发生还原反应
A．②③ B．②④ C．①③ D．①④
答案 A
解析 分析航标灯的电源结构，活泼金属铝合金作负极，相对不活泼金属Pt—Fe合金作正极，电解质溶液是海水。铝合金作负极发生的是氧化反应，故①④错误，②③正确。
11．下列措施对增大反应速率明显有效的是( )
A．Na与水反应时增大水的用量
B．Fe与稀硫酸反应制取氢气时，改用浓硫酸
C．在K2SO4与BaCl2两溶液反应时，增大压强
D．将铝片改为铝粉，做铝与氧气反应的实验
答案 D
解析 水的浓度可视为固定不变，因此增加水的用量反应速率不变；铁遇浓硫酸会产生钝化现象，不再产生氢气；压强的改变只能适用于有气体参加的反应；增大固体的表面积可以加快反应速率。
12．下列描述的化学反应状态，不一定是平衡状态的是( )
A．H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)
恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变
B．2NO2(g)N2O4(g)
恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变
C．CaCO3(s)eq \(,\s\up7(高温))CO2(g)＋CaO(s)
恒温、恒容下，反应体系中气体的密度保持不变
D．3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)
反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3∶1
答案 D
解析 A项，该反应体系在恒温、恒容下气体的颜色保持不变，即Br2的百分含量保持不变，反应处于平衡状态；B项，该反应在恒温、恒容下气体的压强保持不变，说明NO2和N2O4的物质的量保持不变，反应处于平衡状态；C项，该反应在恒温、恒容下气体的密度保持不变，说明CO2的质量保持不变，反应处于平衡状态；D项，对于化学反应3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)，如果开始时加入的物质的物质的量之比是n(H2)∶n(N2)＝3∶1的混合气体，或加入的是纯NH3，在反应从开始到化学平衡状态，始终是n(H2)∶n(N2)＝3∶1，因此，n(H2)∶n(N2)＝3∶1的状态不一定是平衡状态。
13．在密闭容器中进行反应：X2(g)＋3Y2(g)2Z(g)，其中X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 ml·L－1、0.3 ml·L－1、0.2 ml·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是( )
A．c(Z)＝0.5 ml·L－1 B．c(Y2)＝0.5 ml·L－1
C．c(X2)＝0.2 ml·L－1 D．c(Y2)＝0.6 ml·L－1
答案 B
解析 若反应向正反应方向进行，0.1 ml·L－1 X2与0.3 ml·L－1 Y2完全转化可生成0.2 ml·L－1 Z，这表明平衡时Z的浓度应小于0.4 ml·L－1；若反应向逆反应方向进行，0.2 ml·L－1 Z全部分解转化生成0.1 ml·L－1 X2和0.3 ml·L－1 Y2，这表明平衡时X2的浓度应小于0.2 ml·L－1，Y2的浓度应小于0.6 ml·L－1。
14．由NO2、O2、熔融盐NaNO3组成的燃料电池如图所示，在使用过程中石墨Ⅰ电极反应生成一种氧化物Y。下列有关说法正确的是( )
A．石墨Ⅰ极为正极，石墨Ⅱ极为负极
B．Y的化学式可能为NO
C．石墨Ⅰ极的电极反应式为NO2＋NOeq \\al(－,3) －e－===N2O5
D．石墨Ⅱ极上发生氧化反应
答案 C
解析 燃料电池中通氧气的一极为正极，通燃料的一极为负极，则石墨Ⅰ极为负极，石墨Ⅱ极为正极，A错误；NO2在负极失电子，化合价应升高，所以Y的化学式应为N2O5，B错误；负极上NO2失电子生成N2O5，则石墨Ⅰ极的电极反应式为NO2＋NOeq \\al(－,3)－e－===N2O5，C正确；石墨Ⅱ极上氧气得电子发生还原反应，D错误。
15．反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是( )
①增加C的量 ②将容器的体积减小一半 ③保持体积不变，充入氮气使体系的压强增大 ④保持压强不变，充入氮气使体系的体积增大
A．①② B．②③ C．①③ D．③④
答案 C
解析 C为固态物质，增加其用量对反应速率几乎无影响；容器的体积减小，则体系的压强增大，反应速率增大；充入氮气使体系的压强增大，但由于容器体积不变，反应混合物中各成分的浓度不变，所以化学反应速率不变；保持压强不变，充入氮气使体系的体积增大，反应混合物中各成分的浓度减小，反应速率变慢。
16．如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有(显中性的)食盐水和(显酸性的)氯化铵溶液，各加入生铁(含C、Fe)块，a、b中均能构成原电池而使铁分别被O2和H＋腐蚀，放置一段时间。下列有关描述错误的是( )
A．生铁块中的碳是原电池的正极
B．红墨水柱两边的液面变为左低右高
C．两试管中相同的电极反应式是Fe－2e－===Fe2＋
D．a试管中O2得电子，b试管中H＋得电子
答案 B
解析 a为中性环境，Fe失电子，O2得电子，氧气被消耗，气体压强减小；b中酸性较强，Fe失电子，H＋得e－，有H2放出，气体压强增大，所以红墨水柱两边液面变为左高右低，故B项错。
二、非选择题(本题共5个小题，共52分)
17．(10分)(1)下列反应中，属于放热反应的是________(填序号，下同)，属于吸热反应的是________。
①煅烧石灰石 ②木炭燃烧 ③炸药爆炸 ④酸碱中和 ⑤生石灰与水作用制熟石灰 ⑥食物因氧化而腐败
(2)用铜、银与硝酸银设计一个原电池，此电池的负极是________，负极的电极反应式是________________________________________________________________________。
(3)用锌片、铜片连接后浸入稀硫酸溶液中，构成了原电池，工作一段时间，锌片的质量减少了3.25 g，铜表面析出了氢气________L(标准状况)，导线中通过________ml电子。
(4)某化学反应，设反应物的总能量为E1，生成物的总能量为E2，若E1＞E2，则该反应为________热反应，该反应过程可以看成_________________________________________。
中和反应都是________热反应，其实质是______________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)②③④⑤⑥ ① (2)铜 Cu－2e－===Cu2＋ (3)1.12 0.1 (4)放 储存在物质内部的能量转化为热能等释放出来 放 酸电离出的H＋与碱电离出的OH－结合生成弱电解质水：H＋＋OH－===H2O
18．(11分)在200 ℃时，将a ml H2(g)和b ml I2(g)充入到体积为V L的密闭容器中，发生反应：I2(g)＋H2(g)2HI(g)。
(1)反应刚开始时，由于c(H2)＝_______________________________________，
c(I2)＝________________，而c(HI)＝_______________________________________，
所以化学反应速率________(填“v正”或“v逆”，下同)最大而________最小(为零)。
(2)随着反应的进行，反应混合物中各组分浓度的变化趋势为c(H2)________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，c(I2)________，而c(HI)________，从而化学反应速率v正________，而v逆________。
(3)当反应进行到v正与v逆________时，此可逆反应就达到了最大限度，若保持外界条件不变时，混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率及体系的总压强(或各组分的分压)都将________。
答案 (1)eq \f(a,V) ml·L－1 eq \f(b,V) ml·L－1 0 v正 v逆
(2)减小 减小 增大 减小 增大
(3)相等 保持不变
解析 在化学平衡建立的过程中，开始时，c(H2)和c(I2)为最大值，正反应速率最大，由于此时没有HI，逆反应速率最小为0，随着反应进行，c(H2)和c(I2)逐渐减小，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，直到平衡时，v正＝v逆，反应体系中各组分的浓度、百分含量、各组分的分压等不发生变化。
19．(10分)下图是将SO2 转化为重要的化工原料H2SO4的原理示意图。
请回答下列问题：
(1)该装置将________能转化为________能，电流方向为________(填“b→a”或“a→b”)。
(2)催化剂b表面O2发生____________反应，其附近酸性________(填“增强”、“不变”或“减弱”)。
(3)催化剂a表面的电极反应式：_________________________________________。
(4)若得到的硫酸浓度仍为49%，则理论上参加反应的SO2与加入的H2O的质量比为________。
答案 (1)化学 电 b→a
(2)氧化 减弱
(3)SO2＋2H2O－2e－===SOeq \\al(2－,4)＋4H＋
(4)8∶15
解析 (1)该装置没有外加电源，是一个原电池，把化学能转化为电能，电流方向与电子流向相反，所以电流方向为b→a。(2)由图示可看出，电子由a表面转移到b表面，因此a表面发生氧化反应，由题意SO2转化为H2SO4发生氧化反应，因此催化剂a表面SO2发生氧化反应，催化剂b表面O2发生还原反应生成H2O，消耗H＋，其附近酸性减弱。(3)催化剂a表面是SO2失去电子生成硫酸，电极方程式为SO2＋2H2O－2e－===SOeq \\al(2－,4)＋4H＋。(4)催化剂a处的反应为SO2＋2H2O－2e－===SOeq \\al(2－,4)＋4H＋，催化剂b处的反应为eq \f(1,2)O2＋2H＋＋2e－===H2O，总方程式为SO2＋H2O＋eq \f(1,2)O2===H2SO4，设加入的SO2为x g，H2O为y g，则生成硫酸的质量为eq \f(x g×98 g·ml－1,64 g·ml－1)，反应后水的质量为eq \f(y g－x g×18 g·ml－1,64 g·ml－1)，根据硫酸的浓度仍为49%，可以求得x∶y＝8∶15。
20．(10分)经研究知Cu2＋对H2O2分解也具有催化作用，为比较Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解的催化效果，某研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。回答相关问题：
(1)定性分析：如图甲可通过观察_________________________________________，
定性比较得出结论。有同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理，其理由是_______________________________________________，
写出H2O2在二氧化锰催化作用下发生反应的化学方程式：_____________________。
(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。图中仪器A的名称为________，实验中需要测量的数据是_________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)反应产生气泡的快慢 控制阴离子相同，排除阴离子的干扰 2H2O2eq \(=====,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑
(2)分液漏斗 收集40 mL气体所需要的时间
21．(11分)(1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流表。
锌片上发生的电极反应______________________________________________；
银片上发生的电极反应__________________________________________。
(2)若该电池中两电极的总质量为60 g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为47 g，试计算：
①产生氢气的体积(标准状况)；②通过导线的电量。(已知NA＝6.02×1023 ml－1，电子电荷为1.60×10－19 C)
答案 (1)Zn－2e－===Zn2＋ 2H＋＋2e－===H2↑
(2)①4.48 L ②3.9×104 C
解析 (1)在锌片、银片、稀硫酸组成的原电池中，锌片作负极，其电极反应为Zn－2e－===Zn2＋；银片作正极，其电极反应为2H＋＋2e－===H2↑。电池总反应式为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。
(2)根据电极反应式找出已知量与电量之间的定量关系进行计算。①锌片与银片减少的质量等于生成氢气所消耗的锌的质量，设产生的氢气体积为x。
Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
65 g 22.4 L
60 g－47 g＝13 g x
x＝13 g×22.4 L·ml－1÷65 g·ml－1＝4.48 L。
②反应消耗的锌为13 g÷65 g·ml－1＝0.20 ml
1 ml Zn变为Zn2＋时，转移2 ml e－，则通过的电量为0.20 ml×2×6.02×1023 ml－1×1.6×10－19 C＝3.9×104 C。
选项
正反应速率
逆反应速率
A
vA＝2 ml·L－1·min－1
vB＝2 ml·L－1·min－1
B
vA＝2 ml·L－1·min－1
vC＝2 ml·L－1·min－1
C
vA＝1 ml·L－1·min－1
vB＝2 ml·L－1·min－1
D
vA＝1 ml·L－1·min－1
vC＝1.5 ml·L－1·min－1
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