重庆西南大学附属中学校化学第六章 化学反应与能量 单元测试(1)

重庆西南大学附属中学校化学第六章化学反应与能量单元测试
一、选择题
1．在密闭容器中进行下列反应：X2(g) +Y2(g)⇌2Z (g)。

已知X2、Y2和Z的起始浓度分别为0.1mol·L-1、0.3mol·L-1、0.2mol·L-1，当反应在一定条件下达到平衡时，各物质的浓度有可能是( )
A．Y2为0.2mol·L-1B．Z为0.3mol·L-1C．X2为0.2mol·L-1D．Z为0.4mol·L-1
【答案】B
【详解】
A．若Y2为0.2mol·L-1，Y2减少0.1mol·L-1，根据方程式，消耗X2 0.1mol·L-1，则X2的浓度0，可逆反应不可能彻底进行，故不选A；
B．若Z为0.3mol·L-1，Z增加0.1mol·L-1，根据方程式，消耗X2 0.05mol·L-1、消耗Y2
0.05mol·L-1，则平衡时X2的浓度为0.05mol·L-1、Y2的浓度为0.25mol·L-1，符合可逆反应的特征，故选B；
C．若X2为0.2mol·L-1，X2增加0.1mol·L-1，根据方程式，消耗Z 0.2mol·L-1，则Z的浓度0，可逆反应不可能彻底进行，故不选C；
D．若Z为0.4mol·L-1，Z增加0.2mol·L-1，根据方程式，消耗X2 0.1mol·L-1、消耗Y2 0.1mol·L-1，则平衡时X2的浓度为0、Y2的浓度为0.2mol·L-1，可逆反应不可能彻底进行，故不选D；选B。

2．工业合成氨反应在催化剂表面的反应历程及能量变化如图所示，下列说法正确的是( )
A．合成氨的正、逆反应的焓变相同
B．若使用催化剂，生成等量的NH3需要的时间更短
C．在该过程中，N原子和H原子形成了含有非极性键的氨气分子
D．合成氨反应中，反应物断键吸收能量大于生成物形成新键释放的能量
【答案】B
【详解】
A．在可逆反应中，正反应和逆反应的焓变数值相同，但符号相反，A错误；
B，使用催化剂，化学反应速率加快，生成等量的NH3需要的时间更短，B正确；
C．N原子和H原子吸引电子的能力不同，形成的是极性键，C错误；
D．根据图示，合成氨反应是放热反应，因此反应物断键吸收的能量小于生成物形成键释放的能量，D错误；
答案选B。

3．CaCO3与稀盐酸反应(放热反应)生成CO2的量与反应时间的关系如图所示。

下列结论不正确的是
A．反应开始2分钟内平均反应速率最大
B．反应4～6分钟平均反应速率最小
C．反应开始4分钟内温度对反应速率的影响比浓度大
D．反应4分钟后反应速率下降的原因是盐酸浓度逐渐减小
【答案】A
【详解】
A．该曲线斜率表示单位时间内产生二氧化碳的量，即二氧化碳产生速率，由图可知，2～4min内斜率较大，因此2～4min内平均反应速率最大，故A项结论错误；
B．同A项原理可知，反应4～6min平均反应速率最小，故B项结论正确；
C．随反应进行氢离子浓度降低，氢离子浓度变化使反应速率降低，由图象可知，0～2min 反应刚开始，温度较低此时反应速率由氢离子浓度决定，2～4min速率最快，2～4min温度对反应速率起主要作用，开始4min内温度对反应速率的影响比浓度大，故C项结论正确；
D．反应4min后，温度较高，但此时反应速率降低，是因为随反应进行氢离子浓度降低，故D项结论正确；
综上所述，结论错误的是A项，故答案为A。

4．下列有关反应速率的说法正确的是（）
A．用铁片和稀硫酸反应制氢气时，改用98%的硫酸可以加快反应速率
B．100mL2mol/L的盐酸跟锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变
C．SO2的催化氧化反应是一个放热的反应，所以升高温度，反应速率变慢
D．汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2，减小压强反应速率变慢
【答案】D
【详解】
A. 稀硫酸改为98%的硫酸，铁在浓硫酸中钝化而不能产生氢气，A错误；
B. 100mL2mol/L的盐酸跟锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，氯化钠不反应，但稀释了盐酸，氢离子浓度下降，故反应速率下降，B错误；
C. 所以升高温度，反应速率加快，C错误；
D. 有气体参加的反应，减小压强反应速率变慢，D正确；
答案选D。

5．电动汽车以锂电池提供动力，锂电池技术已经成为汽车研究的前沿科技。

某锂电池的电
放电
Li3NiCoMnO6，下列说法正确的是
池反应为：xLi+Li 3-x NiCoMnO6
充电
A．该电池的充、放电过程互为可逆反应
B．充电时主要为化学能转化为电能
C．放电过程中，Li+向电池的正极移动
D．充电时，电池上标有“-”的电极与外接电源正极相连
【答案】C
【详解】
A．对电池充电是在外接电源的情况下，使其逆向进行，而放电是在没有外接电源的情况下自发进行的，二者进行的条件不同，充、放电也不是同时发生的，所以二者不是可逆反应，故A错误；
B．充电时，电能转化为化学能，故B错误；
C．原电池放电过程中，电池内部的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，所以Li+向电池的正极移动，故C正确；
D．充电时，电池上标有“-”的电极与外接电源负极相连，故D错误。

答案为C。

6．航天飞船可用肼(N2H4)做动力源，已知液态肼与液态 H2O2反应时放出大量的热量，下列说法错误的是
A．1mol肼(N2H4)分子中含有4molN-H键
B．该反应中的热量变化如图所示
C．该反应的反应物总键能小于生成物总键能
D．该反应的化学方程式为：N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)，其产物对环境无污染
【答案】B
【详解】
A．肼结构式为，1个肼分子中含有4个N-H键，则1mol肼中含有4molN-H键，故A正确；
B．如果反应物总能量大于生成物总能量，则该反应为放热反应，否则为吸热反应，液态肼和液态过氧化氢反应时放出大量热量，则该反应为放热反应，图中为吸热反应，不符合，故B错误；
C．液态肼和液态过氧化氢反应时放出大量热量，则该反应为放热反应，断键吸收能量、成
键放出能量，该反应为放热反应，则反应的反应物总键能小于生成物总键能，故C 正确； D ．氮气和水都无毒，所以其产物无污染，故D 正确； 故答案为B 。

7．一定条件下，在容积固定的某密闭容器中发生反应N 2（g ）+3H 2（g ）
Δ
催化剂
2NH 3
（g ）,在10s 内N 2的浓度由5 mol/L 降至4mol/L ，下列说法正确的是（ ） A ．用NH 3表示的化学反应速率为0.1 mol/（L•s ） B ．升高温度，可以加快反应的反应速率
C ．增加H 2的浓度或降低温度都会加快该反应的速率
D ．反应足够长时间，N 2浓度降为零 【答案】B 【详解】
A ．反应计量数之比为1:3:2，设容器的体积为VL ，2 N 的浓度由5mol/L 降至4mol/L ，变
化了1V mol ，所以3NH 变化了2
V
mol ，V （3NH ）=2
V 10V
(mol/L.s)=0.2mol/(L·
s)，选项A 错误；
B ．升高温度，活化分子的百分数增大，有效碰撞的几率增大，化学反应速率增大，选项B 正确；
C ．该反应是在高温高压条件下进行，降低温度虽然平衡可以向右移动，但会降低反应速率，选项C 错误；
D ．反应是可逆反应，不可能反应物全部转化为生成物，即N 2浓度不可能降为零，选项D 错误； 答案选B 。

8．氯化钾固体溶于水时，溶液温度变化不显著的原因是（ ） A ．溶解过程中只发生了水合作用 B ．溶解过程中只发生了扩散作用 C ．溶解过程中没有发生热效应
D ．水合过程放出的热量与扩散过程吸收的热量接近 【答案】D 【详解】
A ．氯化钾固体溶解过程中发生了扩散过程和水合作用，故A 错误；
B ．氯化钾固体溶解过程中发生了扩散过程和水合作用，故B 错误；
C ．氯化钾固体溶解过程中发生了扩散过程和水合作用，扩散过程吸收能量、水合过程释放能量，故C 错误；
D ．氯化钾固体水合过程放出的热量与扩散过程吸收的热量接近，所以溶液温度变化不显著，故D 正确；
9．反应3A(g)+B(g)═2C(g)在三种不同的条件下进行反应，在同一时间内，测得的反应速率用不同的物质表示为：①v A═1mol/(L•min)，②v C═0.5 mol/(L•min)，③v B═0.5
mol/(L•min)，三种情况下该反应速率大小的关系正确的是( )
A．②＞③＞①B．①＞②＞③C．③＞①＞②D．②＞①＞③
【答案】C
【详解】
都转化为A表示的反应速率来比较反应速率的快慢。

①v A=1 mol/(L•min)；
②v C=0.5 mol/(L•min)，由3A(g)+B(g)═2C(g)，则转化为A表示的反应速率v A=0.5
mol/(L•min)×3
2
=0.75 mol/(L•min)；
③v B=0.5 mol/(L•min)，由3A(g)+B(g)═2C(g)，则转化为A表示的反应速率v A=0.5
mol/(L•min)×3=1.5 mol/(L•min)；
显然③＞①＞②，故选C。

10．如图所示装置中观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，指针指向M，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的组合是( )
M N P
A锌铜稀硫酸溶液
B铜铁稀盐酸溶液
C银锌硝酸银溶液
D锌铁硝酸铁溶液
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【点睛】
电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，说明M、N与池中液体构成了原电池。

N棒变细，作负极，M棒变粗，说明溶液中的金属阳离子在M极上得到电子，生成金属单质，M 变粗，M做原电池的正极。

A.如果是锌、铜、稀硫酸构成原电池，则电池总反应式为Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑，Zn作负极， M极变细，故A错误；
B.如果是铁、铜、稀盐酸构成原电池，电池总反应式为Fe＋2H＋= Fe2+＋H2↑，则铁是负极，铜棒M 是不会变粗的，故B错误；
C.如果是银、锌、硝酸银溶液构成原电池，电池总反应式为Zn＋2Ag＋=Zn2＋＋2Ag，则锌是负极，N棒变细，析出的银附在银上，M棒变粗，故C正确；
D.如果是锌、铁、硝酸铁溶液构成原电池，电池总反应式为Zn+2Fe3+=2 Fe2++ Zn2＋，Zn作负极， M极变细，故D错误；
答案选C。

11．反应：2X(g)+Y(g)2Z(g)在不同温度和压强下的产物Z的物质的量和反应时间t的关系如图所示，下列判断正确的是（）
A．P1>P2 T1>T2ΔH<0
B．P1>P2 T1<T2ΔH<0
C．P1<P2 T1>T2ΔH>0
D．P1<P2 T1<T2ΔH>0
【答案】A
【详解】
根据温度对反应速率的影响可知，压强均为P2时，温度越高，反应速率越大，则达到平衡用的时间越少，曲线的斜率越大，故有：T1＞T2；
根据压强对反应速率的影响可知，温度均为T2时，压强越大，反应速率越大，则达到平衡用的时间越少，曲线的斜率越大，先拐先平压强大，故有：P1＞P2，
比较T1P2与T2P2两曲线，温度越高Z物质的量越少说明升温平衡逆向进行，正反应为放热反应，△H＜0；
故答案为A。

【点睛】
图象问题解题步骤：(1)看懂图象：①看面(即弄清纵坐标与横坐标的意义)；②看线(即弄清线的走向和变化趋势)；③看点(即弄清起点、拐点、交点、终点的意义)；④看是否要作辅助线(如等温线、等压线)；⑤看定量图象中有关量的多少；(2)联想规律：联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律。

12．钠离子电池具有资源广泛、价格低廉、环境友好、安全可靠的特点，特别适合于固定式大规模储能应用的需求。

一种以Na2SO4水溶液为电解液的钠离子电池总反应为：
NaTi2(PO4)3 +2Na2NiFe II (CN)6 Na3Ti2(PO4)3 +2NaNiFe III(CN)6（注：其中P的化合价为
+5，Fe的上标II、III代表其价态）。

下列说法不正确的是
A．放电时NaTi2(PO4)3在正极发生还原反应
B．放电时负极材料中的Na＋脱离电极进入溶液，同时溶液中的Na＋嵌入到正极材料中C．充电过程中阳极反应式为：2NaNiFe III(CN)6＋2Na＋＋2e－＝2Na2NiFe II (CN)6
D．该电池在较长时间的使用过程中电解质溶液中Na+的浓度基本保持不变
【答案】C
【详解】
A.由题意可知放电时负极为2Na2NiFe II(CN)6- 2e－＝2NaNiFe III(CN)6+ 2Na＋，Na2NiFe II(CN)6失电子被氧化发生氧化反应，正极为：2NaTi2(PO4)3＋2Na＋+2e－＝Na3Ti2(PO4)3，NaTi2(PO4)3得电子被还原发生还原反应，故A项正确；
B.放电时负极材料中的Na＋脱离电极进入溶液，同时溶液中的Na＋嵌入到正极材料中，B项正确；
C.充电过程中阴极极反应式为：2NaNiFe III(CN)6＋2Na＋＋2e－＝2Na2NiFe II(CN)6，阳极：
Na3Ti2(PO4)3-2e－＝2NaTi2(PO4)3＋2Na＋，故C项错误；
D.该电池在较长时间的使用过程中电解质溶液中Na+的浓度基本保持不变，D项正确；
本题选C。

13．下列说法中可以说明2HI（g）H2（g）+I2（g）已达到平衡状态的是（）
（1）单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol HI
（2）一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂
（3）c(HI)= c(I2)
（4）反应速率υ(H2)=υ(I2)=0.5υ(HI)
（5）c(H2)∶c(I2)∶c(HI)=2∶1∶1
（6）温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化
（7）温度和体积一定时，容器内压强不再变化
（8）条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化
（9）温度和体积一定时，混合气体的颜色不再发生变化
（10）温度和压强一定时，混合气体的密度不再发生变化
A．（1）（2）（5）（9）（10）B．（2）（6）（9）C．（6）（7）（10）
D．全部
【答案】B
【详解】
（1）单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol HI时，正逆反应速率不等，反应达不到平衡状态，故（1）错误；
（2）反应过程中有一个H-H键断裂的同时有两个H-I键断裂，说明正逆反应速率相等，证明反应达到平衡状态，故（2）正确；
（3）c(HI)= c(I2) 的状态不一定是平衡状态，故（3）错误；
（4）反应进行的过程中，反应速率始终满足υ(H2)=υ(I2)=0.5υ(HI)中，不一定是平衡状态，故（4）错误；
（5）c(H2)∶c(I2)∶c(HI)=2∶1∶1的状态不一定是平衡状态，故（5）错误；
（6）温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化，量不变，说明是平衡状态，故正确；（7）温度和体积一定时，混合气体的物质的量始终不变，容器内压强始终不变，不一定是平衡状态，故（7）错误；
（8）混合气体的质量和气体的总物质的量始终不变，混合气体的平均相对分子质量也始终不变，不一定是平衡状态，故（8）错误；
（9）温度和体积一定时，混合气体的颜色不再发生变化，说明不变，是平衡状态，故（9）正确；
（10）温度和压强一定时，混合合气体的质量和气体的总物质的量始终不变，混合气体的平均相对分子质量也始终不变，不一定是平衡状态，故（10）错误；
故答案为B。

14．直接煤一空气燃料电池原理如图所示，下列说法错误的是（）
A．随着反应的进行，氧化物电解质的量不断减少
B．负极的电极反应式为C+2CO32--4e-=3CO2↑
C．电极X为负极，O2-向X极迁移
D．直接煤一空气燃料电池的能量效率比煤燃烧发电的能量效率高
【答案】A
【详解】
A、氧化物电解质的量不会减少，在电极Y上O2得到电子生成O2-不断在补充，故A错误；
B、由原理图分析可知，其负极反应式为C+2CO32--4e-=3CO2↑，即B正确；
C、原电池内部的阴离子向负极移动，所以C正确；
D、直接煤一空气燃料电池是把化学直接转化为电能，而煤燃烧发电是把化学能转化为热能，再转化为电能，其中能量损耗较大，所以D正确。

正确答案为A。

15．根据反应KMnO4＋FeSO4＋H2SO4→MnSO4＋Fe2(SO4)3＋K2SO4＋H2O(未配平)设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1 mol·L－1，溶液的体积均为200 mL，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。

下列说法不正确的是( )
A．石墨b是原电池的负极，发生氧化反应
B．忽略溶液体积变化，Fe2(SO4)3浓度变为1.5 mol/L，则反应中转移的电子为0.1 mol C．甲烧杯中的电极反应式：MnO4-＋5e－＋8H＋=Mn2＋＋4H2O
D．电池工作时，盐桥中的K+向甲烧杯中移动
【答案】B
【详解】
A. 在乙池中，Fe2+-e-=Fe3+，则石墨b是原电池的负极，发生氧化反应，A正确；
B. Fe2(SO4)3浓度变为1.5 mol/L，则反应生成的Fe2(SO4)3为0.5 mol/L ×0.2L=0.1mol，由Fe2+生成的Fe3+为0.2mol，则反应中转移的电子为0.2mol，B错误；
C. 甲烧杯中，MnO4-得电子转化为Mn2+，电极反应式为MnO4-＋5e－＋8H＋=Mn2＋＋4H2O，C 正确；
D. 电池工作时，甲烧杯中阳离子减少，所以盐桥中的K+向甲烧杯中移动，D正确。

故选B。

16．一定温度下，向容积为2L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示。

则下列对该反应的推断合理的是（）
A．该反应的化学方程式为6A+2D3B+4C
B．0～1s内， v(A)=v(B)
C．0～5s内，B的平均反应速率为006mol·L-1·s-1
D．5s时，v(A)=v(B)=v(C)=v(D)
【答案】C
【分析】
由图像可知，A、D物质增加为生成物，B、C物质减少为反应物，根据变化的物质的量之
比与系数之比相等写出化学方程式；
Δc
v=
Δt
，以此计算化学反应速率。

【详解】
A．由图可知，反应达到平衡时A物质增加了1.2mol，D物质增加了0.4mol、B物质减少了0.6mol、C物质减少了0.8mol，故A、D为生成物，B、C为反应物，该反应的化学方程式
为3B 4C 6A 2D ++，A 项错误；
B ．0～1s 内，A 、B 的物质的量变化量不等所以()()A B v v ≠，B 项错误；
C ．0～5s 内，B 的平均反应速率11
1.0mol
0.4mol
2L 0.06mol L s 5s
v ---==⋅⋅，C 项正确； D ．5s 时反应达到了化学平衡状态，()()()()A :B :C :D 6:3:4:2v v v v =，D 项错误； 故答案选：C 。

17．将V 1mL 1.0 mol•L -1NaOH 溶液和V 2mL 未知浓度的HCl 溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如下图所示(实验中始终保持V 1+V 2=50 mL)。

下列叙述正确的是
A ．做该实验时环境温度为 22℃
B ．该实验表明热能可以转化为化学能
C ．HCl 溶液的浓度约是 1.5 mol•L -1
D ．该实验表明有水生成的反应都是放热反应 【答案】C 【详解】
A ．由图可知，温度为 22℃时，已经加入了5mLNaOH 溶液，而中和反应为放热反应，则该实验开始温度低于22℃，故A 错误；
B ．由图可知该反应是一个放热反应，表明化学能可以转化为热能，故B 错误；
C ．由图可知，NaOH 溶液体积为30mL 时，溶液温度最高，说明NaOH 溶液和HCl 溶液恰好完全反应，由V 1+V 2=50 mL 可知HCl 溶液的体积为20mL ，由反应方程式可知V 1c (NaOH)= V 2c (HCl)，解得c (HCl)为1.5 mol•L -1，故C 正确；
D ．八水合氢氧化钡与氯化铵反应有水生成，该反应是吸热反应，故D 错误； 故选C 。

18．已知NO 2和N 2O 4可以相互转化()
()2242NO g N O g ，反应每生成1moN 2O 4 ，放
出24.2kJ 的热量．在恒温条件下，将一定量的NO 2和N 2O 4混合气体通入一容积为2L 的密闭容器中，反应物浓度随时间变化关系如下图．下列说法正确的是（ ）
A ．前10min 内用v (NO 2)表示的化学反应速率为0.02mol/(L·min)
B ．图中a 、b 、c 、d 四个点中，a 、c 两点的v 正≠v 逆
C ．反应进行到10min 时放出的热量为9.68kJ
D ．25min 时，导致物质浓度变化的原因是将密闭容器的体积缩小为1L 【答案】B 【分析】
从图中可以看出，25min 前，X 的浓度变化量为0.4mol/L ，而Y 的浓度变化量为0.2mol/L ，由热化学方程式中的化学计量数关系，可确定X 为NO 2、Y 为N 2O 4；在25min 时，改变某条件，X 的浓度突然增大，而Y 的浓度不变，所以此时应往密闭容器中充入NO 2气体。

【详解】
A ．前10min 内用v (NO 2)表示的化学反应速率为0.6mol/L-0.2mol/L
10min
=0.04mol/(L·min)，A
不正确；
B ．图中a 、b 、c 、d 四个点中，a 、c 两点的X 、Y 浓度都发生变化，此时平衡仍发生移动，所以v 正≠v 逆，B 正确；
C ．因为反应由N 2O 4转化为NO 2，所以反应进行到10min 时，应吸收热量，C 不正确；
D ．由以上分析可知，25min 时，导致物质浓度变化的原因是往密闭容器中充入NO 2气体，D 不正确； 故选B 。

19．在密闭容器中进行如下反应：()()
()22X g Y g 2Z g +，已知2X 、2Y 、Z 的起始
浓度分别为10.1mol L -⋅、10.3mol L -⋅、10.2mol L -⋅，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 ．Y 为10.2mol L -⋅
B ．2Y 为10.35mol L -⋅
C ．2X 为10.2mol L -⋅
D ．Z 为10.4mol L -⋅
【答案】B 【详解】
若反应向正反应进行到达平衡，2X 、2Y 的浓度最小，Z 的浓度最大，假定完全反应，则：
22X (g)Y (g)
2(g)
(mol/L)0.10.30.2
(mol/L)0.10.10.2(mol/L)00.20.4
Z +起始转化平衡 ，若反应逆正反应进行到达平衡，2X 、2Y 的浓度
最大，Z 的浓度最小，假定完全反应，则：
22X (g)Y (g)
2(g)(mol/L)0.10.3
0.2
(mol/L)0.10.10.2(mol/L)0.20.4
Z +起始转化平衡 由于为可逆反应，物质不能完全转化所以平衡时浓度范围为()20X 0.2c <<，
()20.2Y 0.4c <<，()00.4c Z <<，故B 正确、ACD 错误；
答案选B 。

【点睛】
化学平衡的建立，既可以从正反应开始，也可以从逆反应开始，或者从正逆反应开始，不论从哪个方向开始，物质都不能完全反应，若反应向正反应进行到达平衡，2X 、2Y 的浓度最小，Z 的浓度最大；若反应逆正反应进行到达平衡，2X 、2Y 的浓度最大，Z 的浓度最小；利用极限法假设完全反应，计算出相应物质的浓度变化量，实际变化量小于极限值。

20．如图a 为在恒温恒容密闭容器中分别充入X 、Y 、Z 三种气体，一定条件下发生反应，各物质浓度随时间的变化。

若从t 2开始，每个时刻只改变一个且不同的条件，物质Z 的正、逆反应速率随时间变化如图b 。

下列说法不正确的是（ ）
A ．0~t 1内X 与Y 的平均反应速率之比为3∶2
B ．该反应中Z 一定为产物
C ．该反应的正反应为放热反应
D ．t 2时刻改变的条件可能是压强或催化剂 【答案】C 【分析】
t 1～t 2阶段、t 2～t 3阶段与t 4～t 5阶段正逆反应速率都相等，每个时刻只改变一个且不同的条件，t 2～t 3阶段与t 4～t 5阶段反应速率加快且平衡不移动，说明分别是使用了催化剂和加压，则反应前后气体体积不变，0~t 1时，X 减少0.09mol/L ，Y 增大0.06mol/L ，所以Z 一定是生成物，且生成0.03mol/L ，t 3～t 4阶段改变的条件只能是降低反应温度，平衡逆向移动，说明正反应吸热，以此分析解答。

【详解】
A. 0～t1min内X与Y的平均反应速率之比等于物质的量浓度的变化量之比，即为：（0.15-
0.06）mol/L∶（0.11-0.05）mol/L=3∶2，故A正确；
B. 由上述分析可知，Z一定是生成物，故B正确；
C. 由上述分析可知，t3～t4阶段改变的条件只能是降低反应温度，平衡逆向移动，说明正反应吸热，故C错误；
D. t1～t2阶段、t2～t3阶段与t4～t5阶段正逆反应速率都相等，每个时刻只改变一个且不同的条件，t2～t3阶段与t4～t5阶段反应速率加快且平衡不移动，说明分别是使用了催化剂和加压，也说明了该反应前后气体体积不变，故D正确；
答案选C。

二、实验题
21．为了探究化学能与热能的转化，某实验小组设计了如下图所示的三套实验装置：
（1）上述3个装置中，不能验证“铜与浓硝酸的反应是吸热反应还是放热反应”的装置是________(填装置序号)。

（2）某同学选用装置Ⅰ进行实验(实验前U形管里液面左右相平)，在甲试管中加入适量了Ba(OH)2溶液与稀硫酸，U形管中可观察到的现象是
_________________________________。

说明该反应属于________(填“吸热”或“放热”)反应。

（3）为探究固体M溶于水的热效应，选择装置Ⅱ进行实验(反应在丙试管中进行)。

①若M为钠，则实验过程中烧杯中可观察到的现象是_________________。

②若观察到烧杯中产生气泡，则说明M溶于水________(填“一定是放热反应”、“一定是吸热反应”或“可能是放热反应”)，理由是_________________________________________。

（4）至少有两种实验方法能验证超氧化钾与水的反应(4KO2＋2H2O===4KOH＋3O2↑)是放热反应还是吸热反应。

方法①：选择装置________(填装置序号)进行实验；
方法②：取适量超氧化钾粉末用脱脂棉包裹并放在石棉网上，向脱脂棉上滴加几滴蒸馏水，片刻后，若观察到脱脂棉燃烧，则说明该反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。

【答案】Ⅲ左端液面降低，右端液面升高放热产生气泡，反应完毕后，冷却至室温，烧杯中的导管内形成一段水柱可能是放热反应某些物质(如NaOH固体)溶于水放热，但不是放热反应Ⅰ(或Ⅱ) 放热
【分析】
（1）装置Ⅰ和Ⅱ都可以分别通过右边装置中液面变化、是否有气泡判断反应是吸热还是放
热，而装置Ⅲ是将生成的气体直接通入水中，无法判断该反应是吸热还是放热反应；（2）酸碱中和反应为放热反应，反应放出的热使锥形瓶中温度升高，气体体积增大，据此判断U型管中液面的变化；
（3）钠与水的反应为放热反应，温度升高导致大试管中气体受热压强增大，烧杯中有气泡产生，冷却后体积减小，压强减小，导管中会形成水柱；M溶于水放出热量，不一定为化学变化，则不一定属于放热反应；
（4）利用装置Ⅰ或Ⅱ都可以验证该反应为放热反应；棉花燃烧，证明反应中放出大量热，该反应为放热反应。

【详解】
（1）装置Ⅰ可通过U形管中红墨水液面的变化判断铜与浓硝酸的反应是放热还是吸热；装置Ⅱ可通过烧杯中是否产生气泡判断铜与浓硝酸的反应放热还是吸热。

装置Ⅲ只是一个铜与浓硝酸反应并将生成的气体用水吸收的装置，不能证明该反应是放热反应还是吸热反应；
（2）氢氧化钡与硫酸反应属于中和反应，中和反应都是放热反应，所以锥形瓶中气体受热膨胀，导致U型管左端液柱降低，右端液柱升高；
（3））①若M为钠，钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，该反应为放热反应，放热的热量使大试管中温度升高，气体压强增大，所以右边烧杯中有气泡产生，反应完毕后，冷却至室温，烧杯里的导管内形成一段水柱；
②若观察到烧杯里产生气泡，说明M溶于水放出热量，由于放热反应一定属于化学变化，而有热量放出的反应不一定为化学变化，所以不一定属于放热反应，如浓硫酸溶于水会放出热量，但是不属于放热反应；
（4）证明超氧化钾与水的反应是放热反应还是吸热反应：方法①：选择上述装置Ⅰ（或Ⅱ）进行实验，Ⅰ装置右边U型管中左端液柱降低，右端液柱升高（或烧杯中导管中有气泡放出），证明该反应为放热反应；
方法②：取适量超氧化钾粉末用脱脂棉包裹并放在石棉网上，向脱脂棉上滴加几滴蒸馏水，片刻后，若观察到棉花燃烧，则说明该反应放出大量热，使棉花燃烧，证明该反应是放热反应。

22．某同学设计如下三个实验方案以探究某反应是放热反应还是吸热反应：
方案一：如图1，在小烧杯里放一些除去氧化铝保护膜的铝片，然后向烧杯里加入10 mL 2 mol·L－1稀硫酸，再插入一支温度计，温度计的温度由20 ℃逐渐升至75 ℃，随后，温度逐渐下降至30 ℃，最终停留在20 ℃。

方案二：如图2，在烧杯底部用熔融的蜡烛粘一块小木片，在烧杯里加入10 mL 2 mol·L－1硫酸溶液，再向其中加
入氢氧化钠溶液，片刻后提起烧杯，发现小木片脱落下来。

方案三：如图3，甲试管中发生某化学反应，实验前U形管红墨水液面相平，在化学反应过程中，通过U形管两侧红
墨水液面高低判断某反应是吸热反应还是放热反应。

序号甲试管里发生反应的物质U形管里红墨水液面
①氧化钙与水左低右高
②氢氧化钡晶体与氯化铵晶体(充
分搅拌)
？
③铝片与烧碱溶液左低右高
④铜与浓硝酸左低右高
根据上述实验回答相关问题：
（1）铝片与稀硫酸的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应，写出该反应的离子方程式：___________。

（2）方案一中，温度升至最大值后又下降的原因是___________。

（3）方案二中，小木片脱落的原因是________，由此得出的结论是__________________。

（4）方案三中，如果甲试管里发生的反应是放热反应，则U形管里红墨水液面：左边
________(填“高于”“低于”或“等于”)右边。

（5）由方案三的现象得出结论：①③④组物质发生的反应都是________(填“吸热”或“放热”)反应，如果放置较长时间，可观察到U形管里的现象是______________。

（6）方案三实验②的U形管中的现象为________，说明反应物的总能量________(填“大于”“小于”或“等于”)生成物的总能量
【答案】放热 2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑反应完全后，热量向空气中传递，烧杯里物质的温度降低蜡烛熔化氢氧化钠与硫酸的反应放热低于放热红墨水液面左右相平红墨水液面左高右低小于
【详解】。