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人教版(2019)高中化学必修二第六章 化学反应与能量 单元测试 (原卷+解析卷)
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第六章 化学反应与能量 单元测试卷(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)第Ⅰ卷(选择题44分)一、选择题:本题包括22小题,每小题只有以个选项符合题意,每小题2分,共44分。1.下列关于能量的说法不合理的是( )A.原电池将化学能转化为电能 B.太阳能电池将化学能转化为电能C.火力发电涉及多种能量之间的转化 D.物质发生化学变化,一定伴随着能量变化【答案】B【解析】A.原电池是将化学能转化为电能的装置,故A正确;B.太阳能电池将太阳能转化为电能,故B错误:C.火力发电的能量转化过程为化学能→热能→机械能→电能,故C正确;D.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,故D正确。故选:B。2.一定条件下,某容器中各微粒在反应前后变化的示意图如下,其中和代表不同元素的原子。关于此反应说法错误的是( ) A.一定属于吸热反应 B.一定属于可逆反应C.一定属于氧化还原反应 D.一定属于分解反应【答案】A【解析】观察示意图知,该反应的反应物是一种,生成物是两种,该反应为分解反应,一般的分解反应是吸热反应,但也有的分解反应(如2H2O2==2H2O+O2↑)是放热反应,A项错误、D项正确;根据图示可知,充分反应后,反应物与生成物共存,所以该反应是可逆反应,B项正确;该反应中反应物为化合物,生成物中有单质,有元素化合价的变化,属于氧化还原反应,C项正确。3.下列说法正确的是( )A.需要加热的反应一定是吸热反应B.放热反应X(s)=Y(s),则X比Y稳定C.硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出的热量更多D.在一个确定的化学反应关系中,反应物的总能量与生成物的总能量一定不同【答案】D【解析】吸热反应与放热反应的判断一般不能通过反应条件来简单地确定,而必须通过反应前后吸收与放出的总能量比较来确定,也可以通过反应物与生成物键能的总大小来比较。A、需要加热的反应不一定都是吸热反应,如碳的燃烧、金属与非金属的化合反应等;吸热反应也不一定都需要加热,如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应,在室温时就可以发生。错误;B、X(s)=Y(s)为放热反应,放热反应是反应物具有的总能量大于生成物总能量,所以X(s)的总能量大于Y(s)的总能量,因此Y比X稳定。错误;C、相同条件下,同一物质在气态时具有的能量最多,液体时次之,固态时最少,反应放出的热量等于反应物所具有的总能量减去生成物所具有的总能量,因为生成物是一样的,所以等量的硫蒸气完全燃烧时放出的热量会比硫固体放出的要多。错误;D、化学反应的本质是旧键断裂,新键生成。旧键断键吸收的能量是不等于生成物成键放出的能量。正确;故选D。4.参照反应Br+H2HBr+H的能量对应反应历程的示意图,则下列说法正确的是 ( )A.正反应为吸热反应 B.吸热反应一定要加热后才能发生C.反应物总能量高于生成物总能量 D.逆反应为放热反应且放热与正反应吸热数值不等【答案】A【解析】据题意可知反应物Br和H2的总能量低于生成物HBr和H的总能量,正反应为吸热反应,则其逆反应为放热反应,且放热和吸热的数值相等。吸热反应不一定必须加热才能发生,故只有A项正确。 5.化学反应条件的控制具有重要的现实意义。如下反应条件的控制中,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的分解速率而加入MnO2D.降温加快H2O2的分解速率【答案】D【解析】A项,防止铁生锈,可在其表面涂一层防锈油漆,阻止铁与潮湿的空气接触;B项,面粉厂、加油站周围的空气中飘浮着可燃性的气体或粉尘,遇明火可能会发生爆炸,所以面粉厂、加油站均要严禁烟火;C项,加入MnO2,对KClO3的分解起催化作用,可以加快化学反应速率;D项,降温会使化学反应速率减小,减慢H2O2的分解速率。6.如图所示,有关化学反应和能量变化的说法正确的是( )图a 图bA.图a表示的是吸热反应的能量变化B.图b中生成物比反应物稳定C.图b可以表示氯化铵固体与氢氧化钡晶体反应的能量变化D.图a不需要加热就一定能发生,图b一定需要加热才能发生【答案】C 【解析】A项,图a中反应物总能量高于生成物总能量,表示的是放热反应的能量变化,错误;B项,图b中反应物总能量低于生成物总能量,能量越低越稳定,则反应物比生成物稳定,所以B错误;C项,图b表示的是吸热反应,氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应是吸热反应,正确;D项,反应条件与反应放热还是吸热没有关系,错误。7.如图所示装置,检流计指针发生偏转,同时A极逐渐变粗,B极逐渐变细,C为电解质溶液,则A、B、C应是下列各组中的( )A.A是Zn,B是Cu,C为稀硫酸 B.A是Ag,B是Fe,C为稀AgNO3溶液 C.A是Fe,B是Ag,C为稀AgNO3溶液 D.A是Cu,B是Zn,C为稀硫酸【答案】B【解析】该原电池中,A极逐渐变粗,B极逐渐变细,所以B作负极,A作正极,B的活泼性大于A的活泼性,所以排除AC选项;A极逐渐变粗,说明有金属析出,D选项析出氢气不是金属,B选项析出金属,所以B符合题意。8.纽扣电池可作计算器、电子表等的电源。有一种纽扣电池,其电极分别为Zn和Ag2O,用KOH溶液作电解质溶液,电池的总反应为Zn+Ag2O===2Ag+ZnO。关于该电池下列叙述不正确的是 ( )A.正极的电极反应为Ag2O+2e-+H2O===2Ag+2OH-B.Zn极发生氧化反应,Ag2O极发生还原反应C.使用时电子由Zn极经外电路流向Ag2O极,Zn是负极D.使用时溶液中电流的方向是由Ag2O极流向Zn极【答案】D【解析】由题意知,纽扣电池的总反应为Zn+Ag2O===2Ag+ZnO,故Zn为负极、Ag2O为正极。正极发生还原反应,电极反应为Ag2O+2e-+H2O===2Ag+2OH-,A项正确;Zn极发生氧化反应,Ag2O极发生还原反应,B项正确;使用时Zn是负极,电子由Zn极经外电路流向正极,C项正确;使用时溶液中电流的方向(即内电路的电流方向)是由负极流向正极,即Zn极流向Ag2O极,溶液中是由离子导电的,D项不正确。9.如图所示的装置中,M为金属活动性顺序表中位于氢之前的金属,N为石墨棒,下列关于此装置的叙述中不正确的是( )A.N上有气体放出 B.M为负极,N为正极C.是化学能转变为电能的装置 D.导线中有电流通过,电流方向是由M到N【答案】D【详解】A、N是正极,溶液中的氢离子在N极得电子生成氢气,电极反应式是2H++2e-=H2↑,故A正确;B、M是活泼的金属,所以M是负极,失去电子,N为正极,故B正确; C、该装置为原电池,是化学能转变为电能的装置,故C正确;D、电流方向应由正极(N)流向负极(M),故D错误;答案选D。10.如图是化学课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置示意图。下列有关该装置的说法正确的是 ( )A.铜片为负极,其附近的溶液变蓝,溶液中有Cu2+产生B.如果将锌片换成铁片,电路中的电流方向将改变C.其能量转化的形式主要是“化学能→电能→光能”D.如果将稀硫酸换成柠檬汁,LED灯将不会发光【答案】C【解析】锌片作负极,发生氧化反应,铜片作正极,发生还原反应,铜片上有气泡产生,故A错误;如果将锌片换成铁片,铁片依然作负极,电路中的电流方向不会发生改变,故B错误;其能量转化的形式主要是“化学能→电能→光能”,故C正确;如果将稀硫酸换成柠檬汁,由于柠檬汁中含有柠檬酸,溶液呈酸性,LED灯也会发光,故D错误。11.下列有关化学反应速率的说法中,正确的是( )A.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用铁片和浓硫酸可以加快产生氢气的速率B.100 mL 2mol·L-1 的盐酸与锌反 应时,加入适量的氯化钠溶液,生成氢气的速率不变C.二氧化硫的催化氧化是一个放热反应,所以升高温度,反应速 率减慢D.汽车尾气中的 CO 和 NO 可以缓慢反应生成N2和CO2,减小压强,反应速率减慢【答案】D【解析】A、浓硫酸能够使铁钝化,铁片与浓硫酸反应不能生成氢气,故A错误;B、向盐酸溶液中加入氯化钠溶液,相当于稀释了盐酸,盐酸浓度减小,反应速率减慢,故B错误;C、升高温度,反应速率加快,故C错误;D、有气体参加的反应,压强越小反应的速率越慢,故D正确;所以本题答案为:D。12.关于下图的说法不正确的是( )A.1 mol I2(s)与1 mol H2(g)化合生成2 mol HI(g)时,需要吸收5 kJ的能量B.2 mol HI(g)分解生成1 mol I2(g)与1 mol H2(g)时,需要吸收12 kJ的能量C.1 mol I2(s)变为1 mol I2(g)时需要吸收17 kJ的能量D.I2(g)与H2(g)生成2HI(g)的反应是吸热反应【答案】D【解析】A.由图可知,1 mol I2(s)和1 mol H2(g)吸收5 kJ热量生成2 mol HI(g),A正确;B.由图可知,1 mol I2(g)和1 mol H2(g)生成2 mol HI(g)放出12 kJ热量,则2 mol HI(g)分解生成1 mol I(g)与1 mol H2(g)时需要吸收12 kJ的能量,B正确;C.由图可知,1 mol I2(g)变为1 mol I2(s)放出17 kJ的热量,则1 mol固态碘变为1 mol碘蒸气时需要吸收17 kJ的能量,C正确;D.由图可知,1 mol I2(g)+1 mol H2(g)生成2 mol HI(g)放出12 kJ热量,应为放热反应,D错误。答案为D。13.反应4A(s)+3B(g)═2C(g)+D(g),2min内B的浓度减少0.6mol/L,下列描述正确的是( )A.2min末时的反应速率,用B表示为0.3mol/(L•min) B.v(B):v(C):v(D)=3:2:1 C.在这2min内A和B的转化率之比一定为4:3 D.v(A)=0.4 mol/(L•min)【答案】B【解析】A.不能计算瞬时速率,则2min末时B的反应速率无法计算,故A错误;B.速率之比等于化学计量数之比,可知v(B):v(C):v(D)=3:2:1,故B正确;C.转化率与起始量有关、转化程度有关,起始量未知,不能确定A和B的转化率之比,故C错误;D.A为固体,不能表示反应速率,故D错误;14.对于放热反应Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑,下列叙述正确的是( )A.反应过程中的能量关系可用上图表示B.1 mol Zn的能量大于1 mol H2的能量C.若将其设计为原电池,则锌作正极D.若将其设计为原电池,当有32.5 g Zn溶解时,正极放出的气体一定为11.2 L【答案】A【解析】根据能量守恒,则反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应为放热反应,锌和硫酸反应为放热反应,A项正确;反应物的总能量高于生成物的总能量,反应物和生成物均有两种,无法比较1 mol Zn和1 mol H2的能量大小,B项错误;若将其设计为原电池,锌化合价升高,失电子,则锌作负极,C项错误;若将其设计为原电池,当有32.5 g Zn溶解时,消耗锌的物质的量为0.5 mol,根据反应方程式可知生成0.5 mol H2,但气体所处状态未知,不能确定气体体积,D项错误;15.燃料电池是目前电池研究的热点之一。现有某课外小组自制的氢氧燃料电池,如图所示,a、b均为惰性电极。下列叙述不正确的是( )A.a极是负极,该电极上发生氧化反应 B.总反应方程式为2H2+O2═2H2OC.b极反应是O2+4OH--4e-═2H2O D.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源【答案】C【解析】A、通氢气一极为负极,即a电极为负极,根据原电池的工作原理,负极上发生氧化反应,故A说法正确;B、燃料电池相当于燃料燃烧,即总反应方程式为2H2+O2=2H2O,故B说法正确;C、b电极为正极,发生还原反应,正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-,故C说法错误;D、氢氧燃料电池的优点:能量转换率高,对环境友好,即氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源,故D说法正确;答案选C。16.一定温度下,向一密闭容器中充入一定量的N2和O2,在电火花作用下发生反应N2+O2═2NO,前4s用N2表示的反应速率为0.1mol/(L•s),则8s末NO的浓度为( )A.1.6mol/L B.大于1.6mol/L C.小于1.6mol/L D.不能确定【答案】C【答案】前4s用N2表示的反应速率为0.1mol/(L•s),则前4s用NO表示的反应速率为:v(NO)=2v(N2)=0.2mol/(L•s),若按照该反应速率8s末NO的浓度为:0.2mol/(L•s)×8s=1.6mol/L,由于随着反应的进行,反应物浓度逐渐减小,反应速率逐渐减小,则8s末NO的浓度小于1.6mol/L。17.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.化学方程式为2M N 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】由图象可知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率。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。18.一定条件下反应2AB(g)A2(g)+B2(g)达到平衡状态的标志是( )A.单位时间内生成n mol A2,同时消耗2n mol AB B.容器内,3种气体AB、A2、B2共存C.AB的消耗速率等于A2的消耗速率 D.容器中各组分的体积分数不随时间变化【答案】D【解析】不论该反应是否达到平衡状态,A项和B项中的情况都存在;C项AB的消耗速率等于A2的消耗速率的2倍,才能表明该反应到达平衡状态;D项,容器中各组分体积分数保持不变,表明v(正)=v(逆),反应到达平衡状态。19.下列有关化学反应速率和限度的说法中,不正确的是( )A.实验室用H2O2分解制O2,加入MnO2后,反应速率明显加快B.在金属钠与足量水反应中,增加水的量能加快反应速率C.2SO2+O22SO3反应中,SO2不能全部转化为SO3D.实验室用碳酸钙和盐酸反应制取CO2,用碳酸钙粉末比用块状碳酸钙反应要快【答案】B【解析】A项,添加催化剂,加快反应速率;B项,水的量的多少不影响钠与水的反应速率;C项,可逆反应不能进行到底;D项,增大固体物质的表面积能加快化学反应速率。20.下列生产或实验事实引出的结论不正确的是 ( )【答案】C【解析】升高温度,反应速率加快,A项正确;增大气液接触面积,可增大反应速率,B项正确;压缩容器体积,反应体系中物质浓度增大,反应速率加快,C项错误;氯化铁为过氧化氢分解的催化剂,加入催化剂,加快反应速率,D项正确。21.为研究某溶液中溶质R的分解速率的影响因素,分别用三份不同初始浓度的R溶液在不同温度下进行实验,c(R)随时间变化如图。下列说法不正确的是( )A.25 ℃时,在10~30 min内,R的分解平均速率为0.030 mol·L-1·min-1B.对比30 ℃和10 ℃曲线,在50 min时,R的分解百分率相等C.对比30 ℃和25 ℃曲线,在0~50 min内,能说明R的分解平均速率随温度升高而增大D.对比30 ℃和10 ℃曲线,在同一时刻,能说明R的分解速率随温度升高而增大【答案】D 【解析】25 ℃时,在10~30 min内R的浓度变化量为Δc=(1.4-0.8)mol·L-1=0.6 mol·L-1,则v(R)=eq \f(Δc,Δt)=eq \f(0.6 mol·L-1,20 min)=0.030 mol·L-1·min-1,A项正确;由图可知,在50 min时两温度下R均完全分解,R的分解百分率均为100%,B项正确;0~50 min内v(30 ℃)=eq \f(1.6 mol·L-1,50 min)=0.032 mol·L-1·min-1,v(25 ℃)=eq \f((1.8-0.5)mol·L-1,50 min)=0.026 mol·L-1·min-1,则v(30 ℃)>v(25 ℃),C项正确;无法计算即时速率,无法比较大小,D项错误。22.硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为:Na2S2O3+H2SO4═Na2SO4+SO2+S↓+H2O,下列各组实验中最先出现浑浊的是( )【答案】C【答案】温度越高化学反应速率越快、浓度越大化学反应速率越快,则越先生成沉淀,且温度对化学反应速率影响大于浓度对化学反应速率影响,温度:A=B<C=D,则A、B化学反应速率小于C、D;浓度:A<B,则反应速率A<B;浓度:C>D,则化学反应速率:C>D,所以化学反应速率:C>D>B>A,则最先生成沉淀的是C。第II卷(非选择题 共56分)二、非选择题:本题共5个小题,共56分。23.为了研究化学反应A+B ═ C+D的能量变化情况,某同学设计了如图所示装置。当向盛有A的试管中滴加试剂B时,看到U形管中甲处液面下降乙处液面上升。试回答下列问题:(1)该反应为 反应(填“放热”或“吸热”)。(2)A和B的总能量比C和D的总能量 ____ (填“高”或“低”)。(3)物质中的化学能通过 转化成 释放出来。(4)反应物化学键断裂吸收的能量 (填“高”或“低”)于生成物化学键形成放出的能量。(5)若1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量为890kJ,若有标准状况下11.2L甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水,则共放出热量 。【答案】(1)放热 (2)高 (3)化学能 热能 (4)低 (5)445kJ【解析】(1)由于发生反应A+B ═ C+D,U型管中甲处液面下降乙处液面上升,根据气体具有热胀冷缩的性质可以判断该反应为放热反应;(2)由于A+B ═ C+D的反应为放热反应,所以A和B的总能量比C和D的总能量高;(3)化学变化伴随着物质和能量变化,物质中的化学能通过化学反应转化成热能释放出来;(4)化学反应中旧键断裂吸收能量,新键生成放出能量,该反应为吸热反应,则反应物化学键断裂吸收的能量低于生成物化学键形成放出的能量。(5)标准状况下11.2L甲烷的物质的量为0.5mol,则完全燃烧生成二氧化碳和液态水共放出热量 为:890kJ÷2=445kJ.24.化学电源在生产生活中有着广泛的应用,请回答下列问题:(1)根据构成原电池的本质判断,下列化学 (或离子)方程式正确且能设计成原电池的是_______(填字母)。A.NaOH+HCl = NaCl +H2O B.Cu+Fe3+= Fe2+ +Cu2+C.K2O+H2O = 2KOH D.Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑(2)为了探究化学反应中的能量变化,某同学设计了如下两个实验(如图)。有关反应一段时间后的实验现象,下列说法正确的是 _______。(填字母)。A.图I和图II的气泡均产生于锌棒表面B.图II中产生气体的速率比I 慢C.图I中温度计的示数高于图II的示数D.图I和图II中温度计的示数相等, 且均高于室温(3)银锌电池是一种常见化学电源,其反应原理: Zn+Ag2O+H2O=Zn (OH)2+2Ag。其工作示意图如下图所示,负极材料为 ______________, 电极反应式为____________________,放电时电子从图中 _______电极经导线流向 _________电极,正极质量将_________(填“增大”“减小” 或“不变”),反应中每消耗6.5gZn转移_______mol电子。【答案】(1)BD (2)C(3)Zn Zn—2e—+2OH—=Zn(OH)2 Zn Ag2O 减小 0.2【解析】(1)由原电池的工作原理可知,能设计成原电池的反应必须是自发的氧化还原反应;A.氢氧化钠溶液和盐酸的中和反应是非氧化还原反应,不是氧化还原反应,不能设计成原电池,故错误;B.铜与溶液中铁离子的反应是氧化还原反应,能设计成原电池,故正确;C.氧化钾与水的反应是非氧化还原反应,不是氧化还原反应,不能设计成原电池,故错误;D.铁与稀硫酸的反应是氧化还原反应,能设计成原电池,故正确;故选BD;(2)图Ⅰ中发生的反应是锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,图Ⅱ中锌、铜在稀硫酸溶液中形成铜、锌原电池,原电池反应的反应速率快于化学反应;A.由分析可知,图II铜、锌原电池,不活泼金属铜为原电池的正极,溶液中氢离子在铜的表面得到电子发生还原反应生成氢气,铜表面有气泡产生,故错误;B.由分析可知,图Ⅰ为化学反应,图Ⅱ是原电池反应,原电池反应的反应速率快于化学反应,则图II中产生气体的速率比I快,故错误;C.由分析可知,图Ⅰ为将化学能转化为热能的化学反应,图Ⅱ为将化学能转化为电能的原电池反应,则图I中温度计的示数高于图II的示数,故正确;D.由分析可知,图Ⅰ为将化学能转化为热能的化学反应,图Ⅱ为将化学能转化为电能的原电池反应,则图I中温度计的示数高于图II的示数,故错误;故选C;(3)由反应原理可知,锌为原电池的负极,碱性条件下,锌失去电子发生氧化反应生成氢氧化锌,电极反应式为Zn—2e—+2OH—=Zn(OH)2,氧化银为正极,水分子作用下,氧化银得到电子发生还原反应生成银和氢氧根离子,电极反应式为Ag2O+H2O+2e—=2Ag+2OH—,放电时,电子从锌从负极经导线流向正极氧化银,正极质量将减小,反应中每消耗6.5g锌转移电子的物质的量为5.6g/56g/mol×2=0.2mol,故答案为:Zn;Zn—2e—+2OH—=Zn(OH)2;Zn;Ag2O;减小;0.2mol。25.分别按下图甲、乙所示装置进行实验,图中两个烧杯里的溶液为同浓度的稀硫酸,乙中A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Zn→Cu F.乙溶液中SOeq \o\al(2-,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方程式及总反应离子方程式:铜电极:________________________________,总反应:_________________________________。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,在锌片上就形成原电池(4)Cu2++2e-===Cu Zn+Cu2+===Zn2++Cu 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Cu→Zn,溶液中的H+向铜片方向移动,SOeq \o\al(2-,4)向锌片方向移动。乙中负极反应式为Zn-2e-===Zn2+,转移0.25 mol电子时,消耗Zn 0.125 mol,质量为0.125 mol×65 g·mol-1=8.125 g。26.在容积为2L的密闭容器中进行如下反应:A(g)+2B(g)3C(g)+2D(g),开始时A为4mol,B为6mol,5min末达到平衡,此时测得C的物质的量为3mol。计算:(1)平衡时A的物质的量浓度为_________________mol/L;前5min内用B表示的化学反应速率v(B)为___________mol·L-1·min-1.(2)判断该反应达到平衡状态的依据是___________(填序号)。①B减少的反应速率和D减少的反应速率相等②A、B、C、D的浓度都相等③A、B、C、D的浓度都不再发生变化(3)能使该反应的反应速率增大的是___________(填序号)。a、适当升高温度 b、及时分离出D气体c、增大B的浓度 d、选择高效的催化剂(4)微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用。有一种银锌电池,其电极分别是Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH溶液,电极反应式为Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2,Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-。根据上述反应式,完成下列题目。①判断下列叙述中正确的是___________。A.在使用过程中,电解质KOH不断被消耗B.使用过程中,电子由Ag2O极经外电路流向Zn极C.Zn是负极,Ag2O是正极D.Zn电极发生还原反应,Ag2O电极发生氧化反应②写出电池的总反应式:___________。③使用时,负极区的c(OH-)___________(填“增大”“减小”或“不变”,下同),电解质溶液中的c(OH-)___________。【答案】(1)1.5 0.2 (2)①③ (3)acd(4)C Zn+H2O+Ag2O=Zn(OH)2+2Ag 减小 增大【解析】(1)达到平衡测得C的物质的量为3mol,消耗A的物质的量1mol,消耗B的物质的量为2mol,则平衡时A的物质的量浓度为c(A)=(4-1)mol/2L=1.5mol/L,用B表示的化学反应速率为v(B)=(2mol/2L)/5min=0.2mol/(L·min);故答案为1.5;0.2;(2)①用不同种物质的速率表示反应达到平衡,要求反应方向一正一逆,且反应速率之比等于化学计量数之比,B减少的反应速率和D减少的反应速率,说明反应方向是一正一逆,化学计量数之比为1∶1,即B减少的反应速率和D减少的反应速率相等,说明反应达到平衡,故①符合题意;②达到平衡时,组分浓度不再改变,而不是相等,A、B、C、D的浓度都相等,不能说明反应达到平衡,故②不符合题意;③根据平衡状态的定义,达到平衡时,组分浓度不再改变,故③符合题意;答案为①③;(3)a.升高温度,化学反应速率增大,故a符合题意;b.及时分离出D气体,减少生成物浓度,化学反应速率减小,故b不符合题意;c.增大B浓度,反应物浓度增大,化学反应速率增大,故c符合题意;d.使用高效催化剂,加快反应速率,故d符合题意;答案为acd;(4)①A.根据电极反应式Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag,KOH没有被消耗,故A错误;B.根据原电池工作原理,电子从负极经外电路流向正极,纽扣电池中,Zn为负极,Ag2O为正极,电子从Zn极经外电路流向Ag2O极,故B错误;C.原电池中,负极上失去电子,化合价升高,根据电极反应式,Zn为负极,正极上得到电子,化合价降低,Ag2O极为正极,故C正确;D.Zn为负极,失去电子,化合价升高,发生氧化反应,Ag2O极为正极,得到电子,化合价降低,发生还原反应,故D错误;答案为C;②根据电极反应式,两式相加,电池总反应为Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag,故答案为Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag;③负极区电极反应式Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2,消耗OH-,c(OH-)减小,根据电池总反应,消耗水,KOH物质的量浓度增大,即电解质溶液中c(OH-)增大,故答案为减小;增大。选项事实结论A其他条件相同,Na2S2O3溶液和H2SO4溶液反应,升高溶液的温度,析出硫沉淀所需时间缩短当其他条件不变时,升高反应温度,化学反应速率加快B工业制硫酸过程中,在SO3的吸收阶段,吸收塔里要装填瓷环增大气液接触面积,使SO3的吸收速率增大C在容积可变的密闭容器中发生反应:2NH3(g)N2(g)+3H2(g),把容器的体积缩小一半反应速率减慢DA、B两支试管中分别加入等体积5%的H2O2溶液,在B试管中加入2~3滴FeCl3溶液,B试管中产生气泡快当其他条件不变时,催化剂可以改变化学反应速率实验反应温度/℃Na2S2O3溶液稀H2SO4H2OV/mLc/(mol•L﹣1)V/mLc/(mol•L﹣1)V/mLA2550.1100.15B2550.250.210C3550.1550.155D3550.250.22027.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):①哪一时间段反应速率最大__________________________min(填“0~1”“1~2”“2~3”“3~4”或“4~5”),原因是_________________________________________________________________。②求3~4 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 B.KCl溶液C.KNO3溶液 D.CuSO4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。①该反应的化学方程式是_________________________________________。②该反应达到平衡状态的标志是________(填字母)。A.Y的体积分数在混合气体中保持不变 B.X、Y的反应速率比为3∶1C.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的同时消耗2 mol Z③2 min内Y的转化率为______________。【答案】(1)①2~3 因该反应是放热反应,此时温度高且盐酸浓度较大,所以反应速率较快 ②0.025 mol·L-1·min-1 (2)CD(3)①3X(g)+Y(g)2Z(g) ②AC ③10%【解析】(1)①在0~1、1~2、2~3、3~4、4~5 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2~3 min;原因是该反应是放热反应,此时温度高且盐酸浓度较大,所以反应速率较快。②在3~4 min时间段内,n(H2)=eq \f(0.112 L,22.4 L·mol-1)=0.005 mol,消耗盐酸的物质的量为0.01 mol,故v(HCl)=eq \f(0.01 mol,0.4 L×1 min)=0.025 mol·L-1·min-1。(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NOeq \o\al(-,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,反应速度增大,且影响生成氢气的量,错误。(3)①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,当反应进行到5 min时,Δn(Y)=0.2 mol,Δn(Z)=0.4 mol,Δn(X)=0.6 mol,则Δn(Y)∶Δn(Z)∶Δn(X)=1∶2∶3,参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)。②X、Y的反应速率比为3∶1,随着反应的进行X、Y的反应速率比始终为3∶1,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。③2 min内Y的转化率=eq \f(变化物质的量,起始总物质的量)×100%=(1.0 mol-0.9 mol)÷1.0 mol×100%=10%。时间/min12345氢气体积/mL (标准状况)100240464576620