(必考题)初中高中化学必修二第六章《化学反应与能量》经典练习题(答案解析)

一、选择题
1．对于反应A(g)+3B(g)2C(g)+2D(s)，下列各数据表示不同条件下的反应速率，其中反应进行得最快的是
A．v(A)=0.2mol/(L·s)B．v(B)=0.2mol/(L·s)
C．v(C)=0.3mol/(L·s)D．v(D)=0.4mol/(L·s)
2．某同学用下图所示装置探究原电池的工作原理，并推出下列结论，正确的是
A．Cu质量减少B．Zn用作负极
C．电子由Cu并经导线流向Zn D．该装置将电能转换为化学能
3．可以将反应Zn+Br2=ZnBr2设计成原电池，下列4个电极反应中，分别表示正极反应和负极反应的是
①Br2+2e-=2Br-②2Br--2e-=Br2 ③Zn-2e-=Zn2+④Zn2++2e-=Zn
A．②和③B．①和④C．②和④D．①和③
4．为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解反应的催化效果，甲、乙两位同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。

下列叙述中不正确的是
A．通过图甲实验产生气泡的快慢能比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果
B．用图乙装置判断反应速率的大小，可测定反应产生相同气体体积所需的时间
C．图乙实验中，如t s内针筒收集到V mL气体，则用O2表示的反应速率为V
t
mL/s
D．为检查图乙装置的气密性，可关闭A处活塞，将注射器活塞推进一定距离后松开活塞，观察活塞是否回到原位
5．一定温度下，将纯净的氨基甲酸铵(NH2COONH4)置于真空密闭恒容容器中(固体试样体积忽略不计)达到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。

下列可以判断该反应达到化学平衡状态的是
A．气体的总质量保持不变B．NH3与CO2的质量比保持不变
C．2v(NH3)=v(CO2)D．混合气体的平均相对分子质量不变
6．下列有关反应热的说法正确的是
A．在化学反应过程中，吸热反应需不断从外界获得能量，放热反应不需从外界获得能量
B．甲烷的燃烧热ΔH=－890 kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式为：CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g)ΔH=－890 kJ·mol－1
C．已知：S(s)＋O2(g)＝SO2(g)ΔH1=－Q1 kJ·mol－1，S(g)＋O2(g)＝SO2(g)ΔH2=－Q2 kJ·moI－1，则Q1＜Q2
D．已知常温常压下：HCl(aq)＋NaOH(aq)＝NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH=－57.3 kJ·mol－1，则有：H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)＝BaSO4(s)＋2H2O(l)ΔH=－114.6 kJ·mol－1
7．有A、B、C、D四种金属，将A与B用导线连接浸入电解质溶液，B不易腐蚀，将A 与D用导线连接浸入电解质溶液电流从A流向D，无明显变化，若将B浸入C的盐溶液中，有金属C析出，这四种金属的活动性顺序为
A．D＞C＞A＞B B．D＞A＞B＞C C．D＞B＞A＞C D．B＞A＞D＞C 8．分析下表中数据，判断下列有关说法，其中正确的是
化学键H—H Cl—Cl H—Cl
键能/(kJ·mol－1)436243431
A．H—Cl键断裂需要吸收的热量为431 kJ
B．氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体，反应的ΔH=－183 kJ·mol-1
C．氢气和氯气反应生成1 mol氯化氢气体，反应的ΔH=－183 kJ·mol-1
D．H2、Cl2、HCl三种分子的稳定性最强的是Cl2
9．工业合成三氧化硫的反应为2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) ∆H=－198kJ/mol，反应过程可用如图模拟(表示O2，表示SO2，表示催化剂)。

下列说法正确的是
A．过程Ⅰ和过程Ⅳ决定了全部反应进行的程度
B．过程Ⅱ为放热过程，过程Ⅲ为吸热过程
C．催化剂可降低反应的活化能，从而使∆H减小
D．1mol SO2和1mol O2反应，放出的热量小于99kJ
10．往2 L密闭容器中充入NO2，在三种不同条件下发生反应：2NO2(g) 2NO(g)＋
O2(g)，实验测得NO2的浓度随时间的变化如下表(不考虑生成N2O4)。

时间(min)
浓度 (mol·L－1)
010********
实验序号/温度(℃)
实验1/800 1.000.800.650.550.500.50
实验2/800 1.000.700.500.500.500.50
实验3/850 1.000.500.400.150.150.15
A ．实验2比实验1使用了效率更高的催化剂
B ．实验2比实验1的反应容器体积小
C ．由实验2和实验3可判断该反应是放热反应
D ．实验1比实验3的平衡常数大
二、填空题
11．（1）Cu 、Fe 作两极，稀硫酸作电解质溶液的原电池中：
①Cu 作______ 极,
②Fe 作_______极。

③电极反应式是：负极：___________；正极_________________
④总反应式是_________________ 。

（2）技术上使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便、无污染的优点。

氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的总反应都可以表示为2H 2+O 2=2H 2O 。

酸式电池中电解质是酸，其负极反应可表示为2H 2-4e-=4H +，则其正极反应式为___________________。

碱式电池的电解质是碱，其正极反应式为O 2+2H 2O+4e - =4OH -，则其负极反应可表示为
___________________。

（3）氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用方便，却受到价格和来源的限制。

常用的燃料往往是某些碳氢化合物，如：甲烷、汽油等。

请写出将图中氢气换成甲烷时所构成的甲烷燃料电池中a 极的电极反应式： _______________，此时电池内总的反应式：_________
12．煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及产率等问题。

已知CO （g ）＋H 2O （g ）=H 2（g ）＋CO 2（g ）的平衡常数随温度的变化如下表 温度/℃ 400 500 830 1000
平衡常数K 10
9 1 0.6 （1）该反应的化学平衡常数表达式为K ＝_____。

上述反应的正反应是________反应（填“放热”或“吸热”）。

（2）上述反应达到平衡后，保持容器体积不变升高温度，反应物中活化分子百分数_________（填“增大”、“减小”或“不变”），正反应速率________（填“增大”、“减小”或“不变”），容器内混合气体的压强________（填“增大”、“减小”或“不变”）。

（3）在830℃时，在2 L 的密闭容器中加入4 mol CO （g ）和6 mol H 2O （g ）达到平衡时，H 2（g ）的体积分数是_______
13．(1)工业尾气中2SO 和NO ，可被吸收制备223Na S O 和43NH NO ，其流程图如下：
①装置Ⅰ中的主要反应的离子方程式为__________________.
②经过装置Ⅲ后的4Ce +与223S O -
的物质的量的比值为___________.
(2)3NH 催化还原是烟气中氮氧化物脱除最佳技术，反应原理如图1左所示.
①图1右是不同催化剂Mn 和Cr 不同温度下对应的脱氮率，由图综合考虑可知最佳的催化剂和相应的温度分别为：_______（填序号）.
a.Mn ，200℃左右
b.Cr ，450℃左右
c.Mn 和Cr 混合，300℃左右
②图2是Fe 做催化剂时的脱氮率，写出最佳脱氮率时发生反应的化学方程式
_________________.
14．(1)某温度时，在2 L 容器中A 、B 两种物质间的转化反应中，A 、B 物质的量随时间变化的曲线如下图所示，由图中数据分析得：
①该反应的化学方程式为_____________。

②反应开始至4 min 时，B 的平均反应速率为_______，A 的转化率为_________。

③4 min 时，反应是否达到平衡状态?_____(填“是”或“否”)，8 min 时，
v (正)______ v (逆) (填“＞”、“＜”或“＝”)
(2)下图表示在密闭容器中反应：2SO 2(g) + O 2(g)2SO 3(g) △H ＜0达到平衡时，由于
条件改变而引起反应速率和化学平衡的变化情况，a 时改变的条件可能是____________。

15．Co x Ni (1-x)Fe 2O 4（其中Co 、Ni 均为+2价）可用作H 2O 2分解的催化剂。

(1)该催化剂中铁元素的化合价为__________。

(2)下图表示两种不同方法制得的催化剂在10℃时催化分解6%的H 2O 2溶液的相对初始速率随x 变化曲线。

由图中信息可知：
①_______水热法制取得到的催化剂活性更高；
②Co 2+、Ni 2+两种离子中催化效果更好的是_______。

16．氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。

如图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。

(1)氢氧燃料电池的能量转化形式主要是_______。

在导线中电子流动方向为______（用a 、b 和箭头表示)。

(2)负极反应式为______。

(3)电极表面镀铂粉的原因为______。

(4)氢气的制备和存储是氢氧燃料电池能否有效推广的关键技术。

我国拥有完全自主知识产权的氢燃料电池轿车“超越三号”，已达到世界先进水平，并加快向产业化的目标迈进，氢能具有的优点包括______；
①原料来源广；②易燃烧、热值高；③储存方便；④制备工艺廉价易行
(5)某固体酸燃料电池以4CsHSO 固体为电解质传递H +，其基本结构如图，电池总反应可表示为2222H O 2H O +=，b 极上的电极反应式为：____，H +在固体酸电解质传递方向为：____（填“a b →”或“b a →”)。

17．(1)如图所示，两电极一为碳棒，一为铁片，若电流表的指针发生偏转，且a极上有大
SO 移向量气泡生成，则电子由_____(填“a”或“b”，下同) 极流向_____极，电解质溶液中2
4
_____极，a极上的电极反应式为___________________。

(2)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。

如图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。

其正极反应方程式为
___________，若将燃料改为CH4，写出其负极反应方程式_________。

(3)图为青铜器在潮湿环境中因发生电化学反应而被腐蚀的原理示意图。

①腐蚀过程中，负极是_________（填图中字母“a”或“b”或“c”）；
②环境中的Cl- 扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈
Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为_______________________；
③若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为_______L（标况）。

18．化学反应伴随能量变化，获取反应能量变化有多条途径。

(1)下列反应中，属于吸热反应的是________(填字母)。

A．Na与水反应 B．甲烷的燃烧反应 C．CaCO3受热分解 D．锌与盐酸反应
(2)获取能量变化的途径
①通过化学键的键能计算。

已知：
化学键种类H—H O＝O O—H
键能(kJ/mol)a b c
计算可得：2H2(g)+ O2(g) =2H2O(g) ∆H＝_________kJ·mol-1(用a、b、c表示)
②通过物质所含能量计算。

已知反应中A＋B= C＋D中A、B、C、D所含能量依次可表示为E A、E B、E C、E D，该反应∆H＝_________。

(3)已知：4g CH4完全燃烧生成CO2(g)、H2O(l)时放出热量222.5 kJ，则表示甲烷燃烧的热化学方程式为________。

(4)下图所示装置可以说明有化学能转化为电能的实验现象为__________。

19．（1）如图为氢氧燃料电池的构造示意图，根据电子运动方向，可知氢气从__口通入(填“a”或“b”)，Y极为电池的___(填“正”或“负”)极。

（2）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，电极反应为：
Zn＋2OH--2e-=ZnO＋H2O
Ag2O＋H2O＋2e-=2Ag＋2OH-
总反应为Ag2O＋Zn=ZnO＋2Ag
①Ag2O是__极，Zn发生__反应。

②电子由__极流向__极(填“Zn”或“Ag2O”)，当电路通过0.1mol电子时，负极消耗物质的质量是___g。

20．设计出燃料电池使汽油氧化直接产生电流是本世纪最具有挑战性的课题之一。

最近有人制造了一种燃料电池，一个极通入空气，另一个极通入汽油蒸气，电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2-，回答如下问题：
⑴以丁烷为汽油代表，这个电池放电时发生的化学反应的方程式是：_______；
⑵这个电池负极发生的反应是：C4H10+13O2--26e-=4CO2+5H2O，正极发生的反应是：
____；固体电解质里O2-的移动方向是：_____；向外电路释放电子的电极是：___；
⑶人们追求燃料电池氧化汽油而不在内燃机里燃烧汽油产生动力的主要原因是：_______；
⑷汽油燃料电池最大的障碍是氧化反应不完全产生_____堵塞电极的气体通道，有人估计，完全避免这种副反应至少还需10年，这正是新一代化学家的历史使命。

⑸碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O。

常温常压下，空气中的CO2，溶于水达到平衡时，溶液的溶液的pH=5.6，c(H2CO3)=1.5×10-5mol·L-1。

若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3⇌H++HCO3-的平衡常数K1＝____（已知：10-5.60＝2.5×10-6）。

三、解答题
21．有机物在能源、材料、建筑方面具有广泛的用途，天然气代替燃油作为燃料具有污染小，比能量高的特点。

(1)常温常压下完全燃烧4g甲烷生成二氧化碳和液态水所释放的热量能将1000g水温度升高约53℃，则此条件下甲烷燃烧的热化学方程式为：____________________________(已知：水的比热容C=4.2×103J·kg-1·℃-1；反应过程中无其他能量散失)。

(2)“甲烷化反应”可将CO和H2在一定条件下，进行化学反应生成CH4，这一反应可将废气中一氧化碳再利用。

其方程式如下：CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g) △H＜0
①一定温度下将1molCO(g)和3molH2(g)置于体积为1L的密闭容器中，2min后反应达到平衡，测得体系中氢气的浓度为1.5mol·L-1，则2min内该反应的反应速率
v(CO)=____________________，此条件下该反应的平衡常数为：_______________(保留两位有效数字)；
②保持投料量不变，改变某一个反应条件，平衡后各物质浓度如下表
物质CO(g)H2(g)CH4(g)H2O(g)
浓度(mol·L-1)0.4 1.20.60.6
则改变的条件是：__________________________________________；
③实际工业生产过程中常采用下列流程：
该流程图中为提高原料利用率采取的措施有：___________________________________；④下列图一为该合成反应所使用的催化剂NiO-La2O3催化效率与温度的关系图，图二为甲烷的产率与温度的关系图。

分析图一可知甲烷产率与温度和压强关系为：_____________________________；实际工业生产条件控制在350℃、1.5MPa左右，选择此温度和压强的理由是：_____。

22．煤燃烧产生的烟气直接排放到空气中，可引发酸雨等环境问题。

(1)在一定条件下一氧化碳可将二氧化硫还原为单质硫。

已知：
①C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH=-393.5kJ·mol-1
②CO2(g)+C(s)=2CO(g)ΔH=+172.5kJ·mol-1
③S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH=-296.0kJ·mol-1
反应2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2(g)ΔH=_____kJ·mol-1
(2)石灰石-石膏脱硫有干法和湿法两种，其原理为利用石灰石作原料在不同条件下吸收SO2转化为石膏。

①干法脱硫的效率受添加助剂(由多种天然矿物配比而成的，价格较贵)的影响。

脱硫效率随助剂的添加量变化如图所示。

助剂适宜添加量为___%，理由是_____________。

②湿法脱硫的过程中，所用的石灰石浆液在进入脱硫装置前，需先通一段时间二氧化碳，以增加其脱硫效率，理由是________________。

(3)工业上可用Na2SO3溶液吸收烟气中的二氧化硫，所得吸收液进行电解循环再生，如下图所示。

写出阳极的电极反应式_______(任写一个)。

(4)已知25℃时，NH3·H2O的K b=1.8×10-5，H2SO3的K a1=1.3×10-2，K a2=6.2×10-8。

若氨水的浓度为2mol·L-1，则溶液中c(OH-)=____。

将SO2通入该氨水中，当c(OH-)降至1.0×10-
7mol·L-1时，溶液中的
2-
3
-
3
c(SO)
c(HSO)
=____。

23．H2和I2在一定条件下反应生成HI：H2(g)+I2
(g)2HI(g)。

在2L恒容密闭容器中充入
1molH2和3molI2，在一定温度下发生上述反应，反应至10min时测得HI为1mol。

（1）反应至10min时，H2的转化率为__；0-10min时间段内，I2的平均反应速率为__。

（2）10min时气体总压强__起始气体压强（填“大于”“小于”或“等于”）；若反应继续进行，达到平衡时，容器中存在___种分子。

（3）若起始时气体压强为P0Pa，10min时混合气体中H2的分压p(H2)=__Pa。

（提示：气体分压=总压×气体的物质的量分数）
24．一定温度下，向一容积为 5 L 的恒容密闭容器中充入 0.4 mol SO2和0.2 mol O2，发生反应：2SO2(g)＋O2(g) ⇌2SO3(g)H＝－196 kJ·mol－1。

当反应达到平衡时，容器内压强变为起始时的0.7倍。

请回答下列问题：
(1)判断该反应达到平衡状态的标志是________(填序号)。

a.SO2、O2、SO3三者的浓度之比为 2∶1∶2
b.容器内气体的压强不变
c.容器内混合气体的密度保持不变
d.SO3的物质的量不再变化
e.SO2的生成速率和 SO3的生成速率相等
(2)①SO2的转化率为__________________；
②达到平衡时反应放出的热量为____________；
③此温度下该反应的平衡常数 K＝____________。

(3)如图表示平衡时 SO2的体积分数随压强和温度变化的曲线，则：
①温度关系： T1________T2(填“>”“<”或“＝”，下同)；
②平衡常数关系：K A________K B，K A________K D。

25．某温度时，在2L的密闭容器中，X、Y、Z（均为气体）三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。

（1）由图中所给数据进行分析，该反应的化学方程式为___。

（2）反应从开始至2分钟，用X的浓度变化表示的平均反应速率为v（X）=___。

（3）2min反应达到平衡，容器内混合气体的平均相对分子质量比起始时___（填“增大”、“减小”或“无变化”，下同）；混合气体的密度比起始时___
（4）下列措施能加快反应速率的是___。

A．升高温度
B．恒容时充入He
C．恒容时充入X
D．及时分离出Z
E.选择高效的催化剂
（5）下列说法正确的是___。

A．化学反应的限度是不可能改变的
B．化学反应的限度与时间长短无关
C．升高温度改变化学反应的限度
D．增大Y的浓度，正反应速率加快，逆反应速率减慢
E.已知正反应是吸热反应，升高温度平衡向右移动，正反应速率加快，逆反应速率减慢26．氢气是一种清洁能源，请根据实验室和工业上制氢及氢气性质回答相关问题。

I.实验室用稀硫酸与锌粒（黄豆粒大小）制取氢气时加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。

请回答下列问题：
（1）少量硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是______________；
（2）要加快上述实验中产生氢气的速率，还可采取的措施有______、_______（列举两种措施）。

（3）当加入的CuSO 4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____________。

II.工业上海水制氢气的新技术：2H 2O 2TiO 激光
2H 2↑＋O 2↑。

试回答下列问题：
（1）分解海水的反应属于_____反应（填“放热”或“吸热”）。

（2）某种氢氧燃料电池是用固体金属化合物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为：A 极是2H 2＋2O 2-―4e -＝2H 2O ，B 极是O 2＋4e -＝2O 2-，则A 极是电池的____极。

（3）氢气的储存比较困难，最近科学家研究出一种环保，安全的储氢方法，其原理可表示为：NaHCO 3＋H 2储氢释氢HCOONa ＋H 2O 。

下列有关说法正确的是____。

A 储氢释氢过程均无能量变化
B 该反应属于可逆反应
C 储氢过程中，NaHCO 3被还原
D 释氢过程中，每消耗0.1 mol H 2O 放出2.24 L 的H 2
27．过氧化钙可以用于改善地表水质，处理含重金属元素废水和治理赤潮，也可用于应急供氧等。

工业上生产过氧化钙的主要流程如图：
已知CaO 2·
8H 2O 呈白色，微溶于水，加热至350℃左右开始分解放出氧气。

（1）用上述方法制取CaO 2·
8H 2O 的化学方程式是__。

（2）检验“水洗”操作滤液中是否含Cl -，的正确操作是__。

（3）沉淀时常用冰水控制温度在0℃左右有利于提高CaO 2·
8H 2O 产率，其可能原因是(写出两种)①__；②__。

（4）测定产品中CaO 2含量的实验步骤：
第一步：准确称取ag 产品于有塞锥形瓶中，加入适量蒸馏水和过量的bgKI 晶体，再滴入
少量2mol·
L -1的H 2SO 4溶液，充分反应。

第二步：向上述锥形瓶中加入几滴淀粉溶液。

第三步：逐滴加入浓度为cmol·
L -1的Na 2S 2O 3溶液至反应完全，消耗Na 2S 2O 3溶液VmL 。

(已知：I 2+2S 2O 23-=2I -+S 4O 26-
)
①CaO 2的质量分数为__(用字母表示)；
②某同学第一步和第二步的操作都很规范，第三步滴速太慢，这样测得的CaO 2的质量分数可能__(填“不变”、“偏低”或“偏高”)。

28．含+6价铬的废水毒性强，对环境污染严重，工业上常利用化学原理把+6价铬转化为不溶性Cr(OH)3除去。

Ⅰ、SO 2还原法：化工厂常用SO 2处理含铬废水，其工艺流程如下图所示：
已知：Cr2O72- + H2O 2CrO42- + 2H+，吸收塔中 Cr2O72-与SO2反应如下：Cr2O72﹣
(aq)+3SO2(g)+2H+(aq)═2Cr3+(aq)+3SO42﹣(aq)+H2O(l) ΔH = -1145 kJ/mol。

（1）其他条件不变，研究吸收塔中pH对反应的影响。

pH246
Cr（+6）最大去除率99.99%达排放标准99.95%达排放标准99.5%未达排放标准时间30 min35 min45 min
①由上述数据获得的结论
．．有_________。

②实际工业生产控制pH = ____左右。

③下列说法不合理
．．．的是_____。

a.该酸性含铬废水中一定含有CrO42-，pH越大其含量越高
b.其他条件不变，增大压强，吸收塔中反应的K增大，有利于除去Cr（+6）
c.理论上看，SO32-、Fe2+等也可以用于除去Cr（+6）
（2）其他条件不变，研究温度对Cr（+6）去除率的影响（如图所示）。

已知：30min前相同时间内，80℃的Cr（+6）去除率比40℃高，是因为30min前反应正向
进行，温度高反应速率快反应物的转化率增大；试解释30min后80℃的Cr（+6）去除率
低的原因：________。

Ⅱ、电解法处理：
工业上处理含Cr2O72-离子的酸性废水，采用往工业废水中加入适量的食盐，再用Fe为电
极进行电解，将Cr2O72—离子还原为可溶性三价铬离子，再调pH使三价铬离子变为不溶性
氢氧化物除去。

（1）加入食盐的目的是_______；
（2）电解时阳极反应式为_________。