江苏南京市金陵中学化学第六章 化学反应与能量 练习题及答案

江苏南京市金陵中学化学第六章化学反应与能量练习题及答案
一、选择题
1．一定温度时，向2.0 L恒容密闭容器中充入2 mol SO2和1 mol O2，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。

经过一段时间后达到平衡。

反应过程中测定的部分数据见下表：
t / s02468
n(SO3) / mol00．81．4 1.8 1.8
下列说法正确的是( )
A．反应在前2 s 的平均速率v(O2) ＝ 0．4 mol·L－1·s－1
B．保持其他条件不变，体积压缩到1.0 L，平衡常数将增大
C．相同温度下，起始时向容器中充入4 mol SO3，达到平衡时，SO3的转化率小于10%
D．保持温度不变，向该容器中再充入2 mol SO2、1 mol O2，反应达到新平衡时
() ()3
2
n SO
n O
减
小
【答案】C
【详解】
A.根据表格中数据可知，当n(SO3)=1.8mol，该反应达到平衡状态，反应在前2s的平均速率v(SO3)=0.8mol÷2L÷2s＝0.2mol·L－1·s－1，同一可逆反应中同一段时间内各物质的反应速率之比等于其计量数之比，v(O2)=0.5v(SO3)=0.5×0.2mol·L－1·s－1=0.1mol·L－1·s－1，故A错误；
B.化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变，与压强、物质浓度都无关，故B错误；
C.原平衡，SO2的转化率为1.8mol÷2mol×100%＝90%。

若起始时向容器中充入2molSO3时，将建立等效平衡，SO3的转化率等于10%，相同温度下，起始时充入4 molSO3，相当于对原平衡加压，SO3的转化率减小，应小于10%，故C正确；
D.保持温度不变，向该容器中再充入2molSO2、1molO2，相当于缩小容器的体积，增大了
压强，平衡正向移动，三氧化硫的物质的量增加，氧气的物质的量减少，所以
() ()3
2
n SO
n O
增
大，故D错误。

故选C。

2．化学反应中能量变化，通常表现为热量的变化，如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应要吸收热量，在化学上叫做吸热反应。

其原因是
A．反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量
B．反应物所具有的总能量低于生成物具有的总能量
C．在化学反应中需要加热的反应就是吸热反应
D．在化学反应中需要降温的反应就是放热反应
【答案】B
【分析】
【详解】
如果反应物的总能量高于生成物的总能量，则该反应是放热反应，反之是吸热反应，答案选B。

3．对于可逆反应 4NH3+5O2⇌4NO+6H2O(g)，下列叙述正确的是
A．达到平衡时，4v(O2)正=5v(NO)逆
B．达到平衡状态后，NH3、O2、NO、H2O(g)的物质的量之比为 4:5:4:6
C．达到平衡状态时，若增加容器体积，则反应速率增大
D．若单位时间生成 xmolNO 的同时，消耗 xmolNH3，则反应达到平衡状态
【答案】A
【详解】
A．达到平衡时，4v（O2）正=5v（NO）逆，说明正逆反应速率相等，选项A正确；
B．到达平衡时，反应混合物的物质的量关系与起始投入量及转化率有关，达到化学平衡时， NH3、O2、NO、H2O(g)的物质的量之比不一定为4∶5∶4∶6，选项B错误；
C．达到平衡状态时，若增加容器体积，相当于减小压强，则反应速率减小，选项C错误；
D．若单位时间生成xmolNO的同时，消耗xmolNH3，都是指正反应速率，无法说明正逆反应速率相等，则反应不一定达到平衡状态，选项D错误。

答案选A。

4．如图所示进行实验，下列说法不正确的是
A．装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生
B．甲、乙装置中的能量变化均为化学能转化为电能
C．装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计，可观察到电流计指针发生偏转
D．装置乙中负极的电极反应式：Zn－2e－===Zn2＋
【答案】B
【详解】
A．装置甲的锌片与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，装置乙中锌片、铜片和稀硫酸组成的原电池装置中，铜片作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应，所以甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生，故A正确；
B．装置甲的锌片与硫酸反应生成硫酸锌和氢气没有形成原电池，故B错误；
C．装置乙中锌片、铜片和稀硫酸组成的原电池装置中，所以锌、铜之间用导线连接电流计，可观察到电流计指针发生偏转，故C正确；
D．装置乙中锌片、铜片和稀硫酸组成的原电池装置中，锌片的活泼性大于铜片的活泼性，所以锌片作负极，负极上锌失电子发生氧化反应，电极反应式：Zn-2e-═Zn2+，故D正确；故选B。

【点睛】
准确理解原电池原理是解题关键，装置甲的锌片与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，装置乙中锌片、铜片和稀硫酸组成的原电池装置中，锌片的活泼性大于铜片的活泼性，所以锌片作负极，负极上锌失电子发生氧化反应，铜片作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应，据此分析。

5．把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。

若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，外电路的电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡；
b、d相连时，d极逐渐溶解，则四种金属的活动性由强到弱的顺序为（）
A．a>b>c>d B．a>c>d>b C．c>a>d>b D．b>d>c>a
【答案】B
【分析】
根据原电池的正负极判断金属活泼性，负极强于正极；根据电极反应的反应类型判断金属活泼性，发生氧化反应的电极活泼；根据电流流向判断金属活泼性，电流从正极流向负极，负极活泼。

【详解】
a、b相连时，a为负极，活泼金属作负极，所以金属活动性a>b；c、a相连时，c上产生大量气泡，c上发生得电子发生还原反应，所以a上发生失电子发生氧化反应，故金属活动性a>c；c、d相连时，电流由d经导线流向c，电流由正极流向负极，所以c作负极d作正极，金属活动性c>d，
b、d相连时，d极逐渐溶解，，即b是正极，d是负极，活泼性d>b，所以a、b、
c、d4块金属的活动性由强到弱的顺序为a>c>d>b，
故选：B。

6．对于反应aA+bB＝dD+eE，该化学反应速率定义为v=
()
v A
a
=
()
v B
b
=
()
v D
d
=
()
v E
e。

式中
v(X)指物质X=(X=A、B、C、D)的反应速率，a、b、d、e是化学计量数。

298k时，测得溶液中的反应H2O2+2HI＝2H2O+I2在不同浓度时化学反应速率v见下表：
-11/(mol L s )v -⋅⋅
0.00760 0.0152 0.0228 0.0152
A ．实验1、2中，22(H O )v 相等
B ．将浓度均为-10.200mol L ⋅的22H O 溶液和HI 溶液等体积混合，则
-110.0304mol L s v -=⋅⋅
C ．v 与“HI 和22H O 浓度的乘积”的比值为常数
D ．实验4中，反应5s 后22H O 浓度减少了10.0760mol L -⋅ 【答案】C 【详解】
A ．实验2中c (HI)>实验1中c (HI)，故实验2的v (H 2O 2)大于实验1，故A 项说法错误；
B ．将浓度均为0.200 mol•L -1的H 2O 2溶液和HI 溶液等体积混合后，c (H 2O 2)=c (HI)=0.100mol•L -1，则v =0.00760 mol•L -1•s -1，故B 项说法错误；
C ．实验1：()()22HI H O v c c =0.00760
0.10.1
⨯=0.76，实验2：
()()22HI H O v c c =0.01520.20.1⨯=0.76，实验3：()()22HI H O v c c =0.0228
0.30.1⨯=0.76，实验4：
()()22HI H O v c c =0.0152
0.10.2
⨯=0.76，因此v 与“HI 和H 2O 2浓度的乘积”的比值为常数，故C
项说法正确；
D ．v (H 2O 2)表示的是平均化学反应速率，因此无法计算反应5s 后H 2O 2的浓度变化，故D 项说法错误；
综上所述，说法正确的是C 项，故答案为C 。

7．原电池是化学电源的雏形。

关于如图所示原电池的说法正确的是
A ．能将电能转化为化学能
B ．电子从锌片经导线流向铜片
C ．锌片为正极，发生氧化反应
D ．铜片上发生的反应为Cu 2+＋2e －= Cu 【答案】B 【分析】
Zn 、Cu 和稀硫酸构成原电池中，锌为负极，发生失去电子的氧化反应，电极反应式为Zn-2e -═Zn 2+，铜为正极，发生得到电子的还原反应，电极反应式为2H ++2e -=H 2↑，电池工作
时，电子从负极锌沿导线流向正极铜，内电路中阳离子移向正极Cu，阴离子移向负极Zn，据此解答。

【详解】
Zn、Cu和稀硫酸构成原电池中，锌为负极，发生失去电子的氧化反应，铜为正极，发生得到电子的还原反应，电极反应式为2H++2e−=H2↑，电池工作时，电子从负极锌沿导线流向正极铜，
A.原电池是将化学能转化为电能的装置，故A错误；
B. Zn、Cu和稀硫酸构成原电池中，锌为负极，铜为正极，电池工作时，电子从负极锌沿导线流向正极铜，故B正确；
C. Zn、Cu和稀硫酸构成原电池中，锌为负极，铜为正极，负极上发生失去电子的氧化反应，故C错误；
D. 原电池中，铜为正极，电极反应式为2H++2e−=H2↑，故D错误；
故答案选：B。

8．锌—空气电池(原理如右图)适宜用作城市电动车的动力电源。

该电池放电时Zn转化为ZnO。

该电池工作时下列说法正确的是
A．氧气在石墨电极上发生氧化反应
B．该电池的负极反应为Zn＋H2O－2e－=ZnO＋2H＋
C．该电池放电时OH－向Zn电极移动
D．若Zn电极消耗6.5 g，外电路转移0.1 mol e-
【答案】C
【详解】
A．氧气得电子发生还原反应，故A错误；
Zn-2e+2OH=ZnO+H O，故B错B．锌作负极，碱性条件下，负极上电极反应式为：--2
误；
C．原电池工作时，溶液中的阴离子向负极移动，即OH－向Zn电极移动，故C正确；D．若Zn电极消耗6.5 g，外电路转移0.2 mol e-，故D错误；
故选：C。

9．下列关于化学能与其他能量相互转化的说法正确的是（）
A．图1所示的装置能将化学能转变为电能
B．图2所示的反应为吸热反应
C．中和反应中，反应物的总能量比生成物的总能量低
D．化学反应中能量变化的根本原因是化学键的断裂与生成
【答案】D
【详解】
A．图1所示的装置没形成闭合回路，不能形成原电池，没有电流通过，所以不能把化学能转变为电能，选项A错误；
B．图2所示的反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，所以该反应为放热反应，选项B错误；
C．中和反应是放热反应，所以反应物总能量大于生成物总能量，选项C错误；
D．化学反应总是伴随着能量变化，断键需要吸收能量，成键放出能量，所以化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与生成，选项D正确；
答案选D。

10．瓦斯爆炸是煤矿开采中的重大危害，一种瓦斯分析仪能够在煤矿巷道中的甲烷浓度达到一定浓度时，可以通过传感器显示。

该瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理，其装置如下图所示，其中的固体电解质是 Y2O3－Na2O，O2-可以在其中自由移动。

下列有关叙述正确的是( )
A ．瓦斯分析仪工作时，电池内电路中电子由电极b 流向电极a
B ．电极b 是正极，O 2-由电极 a 流向电极b
C ．电极a 的反应式为：CH 4+4O 2--8e -=CO 2+2H 2O
D ．当固体电解质中有1 mol O 2-通过时，电子转移 4 mol 【答案】C 【详解】
A 、电子不能在电池内电路流动，只能在外电路中流动，故A 错误；
B 、电极b 氧气得电子，生成O 2-，而电极a 需要O 2-作为反应物，故O 2-由正极(电极b)流向负极(电极a)，故B 错误；
C 、甲烷所在电极a 为负极，电极反应为：CH 4+4O 2--8e -=CO 2+2H 2O ，故C 正确；
D 、1mol O 2得4mol 电子生成2molO 2-，故当固体电解质中有1mol O 2-通过时，电子转移2mol ，故D 错误； 故选C 。

【点晴】
本题考查了化学电源新型电池的原电池原理应用。

瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理，其装置如图乙所示，其中的固体电解质是Y 2O 3-Na 2O ，O 2-可以在其中自由移动．电子在外电路转移，通甲烷气体的为负极，通空气一端为正极，电池总反应为CH 4+2O 2=CO 2+H 2O ，正极反应为：O 2+4e -=2O 2-，负极反应为：CH 4+4O 2--8e -=CO 2+2H 2O 。

主要理解电池电解质不是在水溶液中的氧化还原反应，电解质是固体，O 2-可以在其中自由移动，是本题的关键。

11．一定温度下，10L0.40mol/L 的22H O 溶液发生催化分解，不同时刻测得生成2O 的体积（已折算为标准状况下）如表所示：
下列说法不正确的是（溶液体积变化忽略不计）（ ） A ．0～4min 内的平均反应速率()()22H O 0.0384mol/L min v =⋅ B ．6～10min 内的平均反应速率()()22H O 0.0384mol/L min v <⋅ C ．反应至6min 时，()22c H O 0.30mol /L = D ．反应至6min 时，22H O 分解了50% 【答案】C 【详解】
A ．22H O 分解的化学方程式为2H 2O 2
催化剂
O 2↑+H 2O ，0～4min 内反应生成
()17.2L 0.768mol 氧气，消耗22H O 的物质的量为1.536mol ，平均反应速率
()()22 1.536mol
H O 0.0384mol /L min 10L 4min
v =
=⋅⨯，A 项正确；
B ． 随着反应的进行，22H O 的浓度减小，反应速率减慢，6～10min 的平均反应速率
()()22H O 0.0384mol /L min c <⋅，B 项正确；
C ． 反应至6min 时，()2V O =22.4L(1mol 氧气)，结合2H 2O 2
催化剂
O 2↑+H 2O ，消耗的
22H O 为2mol ，剩余22H O 为10L ×0.40mol/L －2mol=2mol ，易知反应至6min 时，
()22H O 0.20mol /L c =，C 项错误；
D ． 反应至6min 时，22H O 分解了2mol
50%10L 0.4mol /L
=⨯，D 项正确；
故选C 。

12．根据如图所示的N 2(g)和O 2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化情况判断，下列说法正确的是
A ．N 2(g)和O 2(g)反应生成NO(g)是放热反应
B ．2 mol O 原子结合生成O 2（g ）时需要吸收498 kJ 能量
C ．1 mol NO(g)分子中的化学键断裂时需要吸收632 kJ 能量
D ．2 mol N(g)和2 mol O(g)的总能量为1444 kJ 【答案】C 【分析】
焓变=反应物断裂化学键吸收的能量−生成物形成化学键放出的能
量,N 2+O 2═2NO △H=946kJ/mol+498kJ/mol −2×632kJ/mol=+180kJ/mol ，反应是吸热反应； 【详解】
A. 依据计算分析反应是吸热反应，故A 错误；
B. 原子结合形成分子的过程是化学键形成过程,是放热过程,2molO 原子结合生成O 2(g)时需要放出498kJ 能量，故B 错误；
C. 形成2molNO 放热2×632×J 能量,所以1molNO(g)分子中的化学键断裂时需要吸收632kJ 能量，故C 正确；
D.无法判断2 mol N(g)和2 mol O(g)的总能量，故D错误；
故选C。

13．对于可逆反应4NH3+5O24NO+6H2O(g),下列叙述正确的是（）
A．达到平衡状态，2 v正(NH3)= 3v逆(H2O)
B．单位时间内生成x mol NO的同时，消耗x mol NH3，则反应达到平衡状态
C．达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大
D．反应达到平衡时，反应物的转化率一定小于100%
【答案】D
【详解】
A. 反应处于平衡状态时，不同物质表示正逆反应速率之比等于化学计量数之比为正反应速率之比，2 v正(NH3)= 3v逆(H2O)，不能说明该反应到达平衡状态，A项错误；
B. 若单位时间内生成xmolNO的同时，消耗xmolNH3，都表示反应向正向进行，反应自始至终都是1:1，不能说明到达平衡，B项错误；
C. 达到平衡时，若减小容器体积，压强增大，正逆反应速率都增大，C项错误；
D. 可逆反应进行不到底，达到平衡时，反应物的转化率一定小于100%，D项正确；
答案选D。

14．已知反应:NO 2(g) + SO2(g)SO3(g) + NO(g) ，起始时向某密闭容器中通入1 mol NO2 、2 mol S18O2，.反应达到平衡后，下列有关说法正确的是:
A．NO2中不可能含18O B．有1 mol N18O生成
C．S18O2的物质的量不可能为0. 8 mol D．SO2、SO3、NO、NO2均含18O时，说明该反应达到平衡
【答案】C
【详解】
A．NO 2(g) + SO2(g)SO3(g) + NO(g) 反应到达平衡后，化学平衡是一个动态平衡，故NO2中可能含18O，A错误；
B．NO 2(g) + SO2(g)SO3(g) + NO(g)该反应是可逆反应， NO2的转化率小于100%，故生成N18O的物质的量小于1mol，B错误；
C．反应物的物质的量变化量之比等于化学计量数之比，又因为NO2(g) + SO2(g)SO3(g) + NO(g)这个反应是可逆反应，NO2的转化率小于100%，故平衡时 S18O2的物质的量大于1.0mol，C正确；
D．反应物、生成物的物质的量不在随着时间的改变而改变，当SO2、SO3、NO、NO2均含18O时，不能说明反应达到平衡，D错误；
答案选C。

【点睛】
对应可逆反应，反应物的转化率小于100%，生成物的产率小于100%，化学平衡是一个动态平衡，达到平衡后，同种物质的正、逆反应速率相等且都大于0。

15．光电池在光照条件下可产生电流，如图装置可以实现光能源的充分利用，双极性膜可将水解离为H +和OH -，并实现其定向通过。

下列说法不正确的是（ ）
A ．该装置可利用光能实现水的分解
B ．光照过程中阴、阳极区溶液中的pH 均基本不变
C ．再生池中的反应为2V 2++2H +2V 3++H 2↑
D ．每有1molOH -通过双极性膜，可产生5.6L （标准状况）的O 2
【答案】B 【分析】
由图上电子的移动方向可知右侧电解池的阳极，反应式为4OH --4e -=2H 2O+O 2↑，阴极反应式为 2V 3++2e -=2V 2+，双极性膜可将水解离为H +和OH -，由图可知，H +进入阴极，OH -进入阳极，放电后的溶液进入再生池中在催化剂条件下发生反应放出氢气，反应方程式为2V 2++2H + 2V 3++H 2 ↑。

【详解】
A ．由图可知，该装置将光能转化为化学能并分解水，故A 正确；
B ．双极性膜可将水解离为H +和OH -，由图可知，H +进入阴极，OH -进入阳极，则双极性膜可控制其两侧溶液分别为酸性和碱性，则光照过程中阴、阳极区溶液中的pH 均发生改变，故B 错误；
C ．由分析知，再生池中的反应为2V 2++2H +2V 3++H 2↑，故C 正确；
D ．阳极区反应式为4OH --4e -=2H 2O+O 2↑，每有1molOH -通过双极性膜，生成0.25molO 2，
其标准状况下体积为5.6L ，故D 正确； 故答案为B 。

16．在一定温度时，将1 mol A 和2 mol B 放入容积为5L 的某密闭容器中发生如下反应：
()()()()A s 2B g C g 2D g ++，经5min 后，测得容器内B 的浓度减少了
10.2mol L -⋅，则下列叙述错误的是（ ）
A ．在5 min 内，该反应用C 的浓度变化表示的反应速率为110.02mol L min --⋅⋅
B ．在5 min 时，容器内D 的浓度为10.2mol L -⋅
C ．该可逆反应未达限度前，随反应的进行，容器内压强逐渐增大
D ．5 min 时，容器内气体总的物质的量为3 mol
【答案】D 【详解】
A. -1
-1-1(B)0.2mol L (B)0.04mol L min 5min
c v t ∆⋅===⋅⋅∆，则在5 min 内，该反应用C 的浓
度变化表示的反应速率-1-1-1-111
(C)(B)0.04mol L min 0.02mol L min 22
v v ==⨯⋅⋅=⋅⋅，A 正确；
B. 由化学方程式知，相同时间内B 的浓度减少值等于D 的浓度增加值，则在5 min 时，容器内D 的浓度为10.2mol L -⋅，B 正确；
C. ()()
()()A s 2B g C g 2D g ++正方向是气体分子数目增加的反应，则该可逆反应未
达限度前，随反应的进行，容器内气体的物质的量逐步增加，则压强逐渐增大，C 正确；
D. A(s)+2B(g)=C(g)+2D(g)
1200221-x 2-22x x x x x x x
起始(mol)转化(mol)5分时(mol)5min 后，测得容器内B 的浓度减少了10.2mol L -⋅，则-1
(B)(B)0.2mol L 5L 1mol n c V ∆=∆⨯=⋅⨯=，2x =1mol ，x =0.5mol ，则
5 min 时，容器内气体总的物质的量为2-2x +x +2x =2.5 mol ，D 错误； 答案选D 。

17．将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于密闭真空容器中（容器体积不变，固体试样体积忽略不计），在恒定温度下使其达到平衡:NH 2COONH 4(s )2NH 3(g )+CO 2(g )。

可以判
断该反应已经达到平衡的是 A ．2v (NH 3)=v (CO 2) B ．容器中总压强不变
C ．容器中混合气体的平均相对分子质量不变
D ．容器中氨气的体积分数不变
【答案】B 【详解】
A. 当v (NH 3)正 =v (NH 3)逆或v (NH 3) 正= 2v (CO 2) 逆时，即该反应正反应和逆反应速率相等，已经达到平衡，2v (NH 3)=v (CO 2)不能表明正反应和逆反应速率相等，故A 错误；
B. 随着NH 2COONH 4(s)
2NH 3(g)+CO 2(g)不断进行，容器中总压强会有变化，当总压强
不变时，则能表明气体总的物质的量、各成为的物质的量不再变化，该反应已经达到平衡，故B 正确；
C. 容器中混合气体的平均相对分子质量始终不变，因为混合气体是氨气和二氧化碳按物质的量之比为2:1混合而成，故C 错误；
D. 容器中混合气体是氨气和二氧化碳按物质的量之比为2:1混合而成，氨气的体积分数始终为66.67%，故D 错误； 答案选B 。

18．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V1+V2=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V1+V2=50 mL可知HCl溶液的体积为20mL，由反应方程式可知V1c(NaOH)= V2c(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。

19．某化学反应2X(g) Y(g)＋Z(g)在4种不同条件下进行，Y、Z起始浓度为0，反应物X的浓度(mol·L－1)随反应时间(min)的变化情况如下表：
实验序号
时间
浓度
温度
0102030405060
1800 ℃ 1.00.800.670.570.500.500.50 2800 ℃ 1.00.600.500.500.500.500.50 3800 ℃c0.920.750.630.600.600.60 4820 ℃ 1.00.400.250.200.200.200.20
下列说法不正确的是( )
A．c＞1.0
B．实验2可能使用了催化剂
C．实验3比实验2先达到化学平衡状态
D．前10分钟，实验4的平均化学反应速率比实验1的大
【答案】C
【详解】
A．实验3达到平衡X的浓度大于实验1，温度相同，达到平衡说明X起始浓度C大于1.0mol/L，故A正确；
B．实验2和实验1达到相同的平衡状态，但实验2所需时间短说明可能使用了催化剂，催化剂改变反应速率不改变化学平衡，故B正确；
C．依据图表数据分析，实验3在40min时X浓度不变达到平衡，实验2在20min时达到平衡，实验2达到平衡快，故C错误；
D．实验4和实验1在10分钟都未达到平衡，依据化学反应速率概念计算，实验1X的反
应速率=1.0/0.8/
10
mol L mol L
min
-
=0.02mol/L•min，实验4X的反应速率
=1.0/0.4/
10
mol L mol L
min
-
=0.06mol/L•min，所以实验4反应速率大于实验1，故D正确；
故选C。

【点睛】
解答时应注意如下几点：(1)反应达到平衡的过程是(以起始生成物浓度为0为例)：①开始：反应物浓度最大，生成物浓度为0，正反应速率最大，逆反应速率为0；②过程中：反应物浓度不断减小，生成物浓度不断增大，正反应速率不断减小，逆反应速率不断增大；
③平衡时：反应物浓度和生成物浓度都达到平衡，保持不变，正逆反应速率也保持不变；
(2)化学平衡研究的对象是可逆反应，因此不可能完全转化；达到化学平衡时，正逆反应速率相等，但不为零。

20．反应Ⅰ：CaSO4(s)＋4CO(g)CaS(s)＋4CO2(g) ΔH1＝－175.6 kJ·mol-1反应
Ⅱ：CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g) ΔH2＝＋218.4 kJ·mol-1假设某温度下，反应Ⅰ的速率(v1)小于反应Ⅱ的速率(v2)，则下列反应过程能量变化示意图正确的是( )
A．B．
C．D．
【答案】D
【详解】
反应Ⅰ为放热反应，反应Ⅱ为吸热反应，因为B、C两图中反应Ⅰ的生成物总能量高于反应物总能量，而反应Ⅱ的生成物总能量低于反应物总能量，则B、C错误。

由题意知：反
应Ⅰ的速率(v1)小于反应Ⅱ的速率(v2)，则反应Ⅰ的活化能较大，则A错误、D正确，故选
D。

二、实验题
21．某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。

光照下，草酸(H2C2O4)能将其中的Cr2O2-7转化为
Cr3+。

某课题组研究发现，少量铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]即可对该反应起催化作用。

为
进一步研究有关因素对该反应速率的影响，探究如下：
（1）在25℃下，控制光照强度，废水样品初始浓度和催化剂用量相同，调节不同的初始
pH和一定浓度草酸溶液用量，做对比实验，完成以下实验设计表(表中不要留空格)。

实验编号初始pH废水样品体积/mL草酸溶液体积/mL蒸馏水体积/mL
①4601030
②5601030
③560______
测得实验①和②溶液中的Cr2O7浓度随时间变化关系如图所示。

（2）上述反应后草酸被氧化为___(填化学式)。

（3）实验①和②的结果表明___；实验①中0～t1时间段反应速率v(Cr3+)=___mol·L-
1·min-1(用c1、c n、t1代数式表示)。

（4）该课题组对铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]中起催化作用的成分提出如下假设，请你完
成假设二和假设三：
假设一：Fe2+起催化作用；
假设二：___；
假设三：___；
……
（5）请你设计实验验证上述假设一，完成下表中内容。

[除了上述实验提供的试剂外，可供选择的药品有K2SO4、FeSO4、
K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O、Al2(SO4)3等。

溶液中Cr2O2-7的浓度可用仪器测定]
实验方案(不要求写具体操作过程)预期实验结果和结论
______
【答案】20 20 CO 2 溶液pH 对该反应的反应速率有影响
n 11
2(c -c )
t Al 3+起催化作用 SO 2-
4起催化作用 用等物质的量的K 2SO 4·Al 2(SO 4)3·24H 2O 代替实验①中的铁明矾，控制其他反应条件与反应①相同，进行对比实验 反应进行相同时间后，若溶液中c (Cr 2O 2-
7)大于实验①中的c (Cr 2O 2-7)，则假设一成立；若两溶液中的c (Cr 2O 2-
7)相同，则假设一不成立 【详解】
（1）①②中pH 不同，即c （H +）不同，是探究c （H +）对速率的影响；则②③是探究不同浓度时草酸对速率的影响，只改变草酸的用量来改变草酸的浓度，但不能影响其他物质的浓度，所以要加蒸馏水一定量，保证溶液总体积为100mL ，故答案分别填20、20； （2）草酸中碳元素化合价为+3价，被氧化为+4价，所以氧化产物为CO 2；
（3）实验①曲线斜率，反应速率快，实验表明溶液pH 越小，反应的速率越快，根据图像可知v （Cr
3+
）=2v （Cr 2O 2-7
）=n 11
2(c -c )t mol ·L -1·min -1； （4）根据铁明矾[Al 2Fe (SO 4)4·24H 2O ]组成分析可知假设二、三分别为：Al 3+起催化作用，SO 2-
4起催化作用；
（5）要证明Fe 2+起催化作用，需做对比实验，再做没有Fe 2+存在时的实验，所以要选K 2SO 4•Al 2（SO 4）3•24H 2O ，注意由于需要控制Al 3+和SO 2-
4浓度比，不要选用K 2SO 4和Al 2（SO 4）3；用等物质的量K 2SO 4•Al 2（SO 4）3•24H 2O 代替实验①中的铁明矾，控制其他反应条件与实验①相同，进行对比实验，反应进行相同时间后，若溶液中c (Cr 2O 2-
7)大于实验①中的c (Cr 2O 2-7)，则假设一成立；若两溶液中的c (Cr 2O 2-7)相同，则假设一不成立。

22．影响化学反应速率的因素很多，某课外兴趣小组用实验的方法进行探究。

实验一：他们只利用Cu 、Fe 、Mg 和不同浓度的硫酸(0.5 mol·
L －1、2 mol·L －1、18.4 mol·L －1
)，设计实验方案来研究影响反应速率的因素。

甲同学研究的实验报告如下表：
(1)该同学的实验目的是________________________；要得出正确的实验结论，还需控制的实验条件是________________________________________。

(2)乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响，利用上图装置进行定量实验。

完成该实验应选用的实验药品是____________________________；应该测定的实验数据是
________________________________________________________________________。

实验二：已知2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋8H2O＋10CO2↑，在酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液反应时，发现开始一段时间，反应速率较慢，溶液退色不明显；但不久突然退色，反应速率明显加快。

(1)针对上述实验现象，某同学认为KMnO4与H2C2O4反应是放热反应，导致溶液温度升高，反应速率加快。

从影响化学反应速率的因素看，你猜想还可能是________的影响。

(2)若用实验证明你的猜想，除酸性高锰酸钾溶液、草酸溶液试剂外，还需要选择的试剂最合理的是________。

A．硫酸钾 B．硫酸锰
C．氯化锰 D．水
【答案】反应物本身的性质对反应速率的影响温度相同 Mg(或Fe)和0.5 mol·L－1硫酸和2 mol·L－1硫酸测定一定时间内产生气体的体积(或者测定收集一定体积的气体所需时间) 催化剂(或硫酸锰或Mn2＋的催化作用) B
【详解】
实验一(1)根据实验报告可知，在硫酸的浓度相同时，探究三种金属与硫酸反应的速率，还需要保证三个反应中的反应温度相同；
(2)要研究浓度对反应速率的影响时，应该选用同一种金属单质与不同浓度的硫酸反应，因为铜与稀硫酸不反应，所以不选用，浓硫酸的氧化性强，金属与稀硫酸、浓硫酸的反应原理不同，没有可比性，所以最终选用Mg(或Fe)和0.5 mol·L－1硫酸和2 mol·L－1硫酸，通过装置可知，需要测量产生氢气的体积，当然这里要规定好在同一时间内，这样的比较才有意义，即为了定量比较产生氢气的速率；
实验二(1)从反应前后溶液中微粒的变化来看，Mn2＋的数目增大明显，很容易猜想到可能是Mn2＋对反应有催化作用，加快了反应速率；验证时要保证条件的一致性，即不能引入其他微粒，以免对实验有干扰，所以从B和C选项的比较来看，C选项中引入了Cl－，对实验结论存在干扰，所以选择B。

23．某同学在实验室进行铁盐与亚铁盐相互转化的实验：
实验Ⅰ：将Fe3+转化为Fe2+。