化学化学第六章 化学反应与能量 的专项培优练习题(及答案

化学化学第六章化学反应与能量的专项培优练习题(及答案
一、选择题
1．电化学在日常生活中用途广泛，图甲是镁-次氯酸钠燃料电池，电池总反应为Mg+ClO-+H2O=Cl-+Mg(OH)2↓，图乙是含Cr2O72-的工业废水的处理。

下列说法正确的是
A．图甲中发生的还原反应是Mg2++ClO-+H2O+2e-=Cl-+Mg(OH)2↓
B．图乙中Cr2O72-向惰性电极移动，与该极附近的OH-结合，转化成Cr(OH)3除去
C．图乙电解池中，若有0.84 g阳极材料参与反应，则阴极会有168 mL（标准状况）的气体产生
D．若图甲燃料电池消耗0.36 g镁产生的电量用以图乙废水处理，理论上可产生1.07g氢氧化铁沉淀
【答案】A
【详解】
A．该原电池中，镁作负极，负极上镁失电子发生氧化反应，负极反应为Mg-2e-=Mg2+，电池反应式为Mg+ClO-+H2O=Cl-+Mg(OH)2↓，正极上次氯酸根离子得电子发生还原反应，则总反应减去负极反应可得正极还原反应为Mg2++ClO-+H2O+2e-=Cl-+Mg(OH)2↓，A正确；B．图乙中惰性电极为阴极，Fe电极为阳极，则Cr2O72-离子向金属铁电极移动，与亚铁离子发生氧化还原反应生成的金属阳离子与惰性电极附近的OH-结合转化成Cr(OH)3除去，B 错误；
C．图乙的电解池中，阳极反应式是Fe-2e-＝Fe2+，阴极反应式是2H++2e-=H2↑，则n（Fe）
=
0.84
56/
g
g mol
=0.015mol，阴极气体在标况下的体积为0.015mol×22.4L/mol＝0.336L，C错
误；
D．由电子守恒可知，Mg～2e-～Fe2+，由原子守恒可知Fe2+～Fe(OH)3↓，则n（Mg）
=
0.36
24/
g
g mol
=0.015mol，理论可产生氢氧化铁沉淀的质量为0.015mol×107g/mol=1.605g，D
错误；
答案选A。

2．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。

3．下列反应中属于氧化还原反应又是吸热反应的是
A．镁与盐酸反应放出氢气B．氢氧化钠与盐酸的反应
C．硫在空气或氧气中燃烧D．灼热的炭与二氧化碳反应
【答案】D
【详解】
A．镁与盐酸反应放出氢气，属于放热反应，A不合题意；
B．氢氧化钠与盐酸的反应，属于非氧化还原反应，B不合题意；
C．硫在空气或氧气中燃烧，属于放热反应，C不合题意；
D．灼热的炭与二氧化碳反应，既属于氧化还原反应，又属于吸热反应，D符合题意；
故选D。

4．我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。

该反应历程示意如下：
下列说法不正确的是
A．该反应遵循质量守恒定律B．CH4→CH3COOH过程中，有C—H键发生断裂
C．①→②吸收能量并形成了C—C键D．生成CH3COOH总反应的原子利用率为100％
【详解】
A ．该反应总反应为CH 4+CO 2=催化剂
CH 3COOH ，反应遵循质量守恒定律，故A 项说法正确； B ．图中变化可知，甲烷在催化剂作用下经过选择性活化，其中甲烷分子中碳原子会与催化剂形成一新的共价键，必有C−H 键发生断裂，故B 项说法正确；
C ．①→②的焓值降低，过程为放热过程，有C−C 键形成，故C 项说法错误；
D ．由图可知，1mol 甲烷和1mol 二氧化碳反应生成1mol 乙酸，生成CH 3COOH 总反应的原子利用率为100%，故D 项说法正确；
综上所述，说法不正确的是C 项，故答案为C 。

5．以反应5H 2C 2O 4+2-
4MnO +6H +=10CO 2↑+2Mn 2++8H 2O 为例探究“外界条件对化学反应速率的影响”。

实验时，分别量取H 2C 2O 4溶液和酸性KmnO 4溶液，迅速混合并开始计时，通过测定溶液褪色所需时间来判断反应的快慢。

下列说法不正确的是
A ．实验①测得KMnO 4溶液的褪色时间为40 s ，则这段时间内平均反应速率
v(KMnO 4)=2.5×10-4 mol·L -1·s -1
B ．实验①和②起初反应均很慢，过了一会儿速率突然增大，可能是生成的Mn 2+对反应起催化作用
C ．实验①和实验②是探究浓度对化学反应速率的影响，实验②和③是探究温度对化学反应速率的影响
D ．实验①、②、③所加的H 2C 2O 4溶液均要过量
【答案】A
【详解】
A. 高锰酸钾完全反应，混合后溶液中高锰酸钾的浓度为：0.010mol/L 0.004L 0.002L+0.004L
⨯ =23×0.010mol/L ，这段时间内平均反应速率v(KMnO 4)=20.010mol/L 340s
⨯ =1.7×10−4
mol ⋅L −1⋅s −1，故A 错误；
B. 在其它条件都相同时，开始速率很小，过一会儿速率突然增大，说明反应生成了具有催化作用的物质，其中水没有这种作用，CO 2释放出去了，所以可能起催化作用的是Mn 2+，
C. 分析表中数据可知，实验①和实验②只是浓度不同，即实验①和实验②是探究浓度对化学反应速率的影响；实验②和③只是温度不同，所以实验②和③是探究温度对化学反应速率的影响，故C正确；
由实验数据分析可知，在这三个实验中，所加D. 根据反应方程式可得5H2C2O4−2MnO
4
H2C2O4溶液均过量，故D正确；
故选：A。

6．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t2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~t1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．t2时刻改变的条件可能是压强或催化剂
【答案】C
【分析】
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，则反应前后气体体积不变，0~t1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，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，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。

7．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，O2-由电极 a流向电极b
C．电极a的反应式为：CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O
D．当固体电解质中有1 mol O2-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O2-，而电极a需要O2-作为反应物，故O2-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：CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O，故C正确；
D、1mol O2得4mol电子生成2molO2-，故当固体电解质中有1mol O2-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Y2O3-Na2O，O2-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
CH4+2O2=CO2+H2O，正极反应为：O2+4e-=2O2-，负极反应为：CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O。

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，O2-可以在其中自由移动，是本题的关键。

8．298K时，合成氨反应的热化学方程式为：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4
kJ/mol，在该温度下，取1 mol N2和3 mol H2放在密闭容器内反应。

下列说法正确的是( ) A．在有催化剂存在的条件下，反应放出的热量为92.4 kJ
B．有无催化剂该反应放出的热量都为92.4 kJ
C．反应放出的热量始终小于92.4 kJ
D．若再充入1 mol H2，到达平衡时放出的热量应为92.4 kJ
【答案】C
【解析】
该反应为可逆反应，正向不可能进行到底，所以1 mol N2和3 mol H2反应放出的热量始终
小于92.4 kJ，C正确。

9．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。

10．H2能在Cl2中燃烧生成 HCl，HCl也能在一定条件下分解为H2和Cl2。

图为H2、Cl2和HCl 三者相互转化的微观过程示意图，下列说法正确的是
A．过程 1 放热B．过程 2 吸热C．过程 3 放热D．过程 4 放热
【答案】C
【详解】
化学反应的过程中存在化学键的断裂与形成，其中键断裂吸热，键形成放热，图中过程1是吸热过程，过程2是放热过程，氢气在氯气中燃烧是放热过程，而氯化氢的分解是吸热过程，故答案为C。

11．在一定条件下，向某容器中充入N2和H2合成NH3，以下叙述错误的是( )
A．开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零
B．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后减小为零
C．随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，最后保持恒定
D．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后与逆反应速率相等且都保持恒定
【答案】B
【详解】
A．由于发生是从正反应方向开始的，所以开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零，正确；
B．随着反应的进行，反应物的浓度逐渐减小，生成物的浓度逐渐增大，因此正反应速率逐
渐减小，逆反应的速率逐渐增大，最后当正反应与逆反应的速率相等时反应达到了平衡，但是不可能减小为零。

错误；
C．随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，当增大到与正反应速率相等时，反应就达到了平衡状态而最后保持恒定，正确；
D．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，当达到平衡时，正反应速率与逆反应速率相等且都保持恒定，正确。

12．全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为：16Li+xS8=8Li2S x（2≤x≤8）。

下列说法错误的是
A．电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6+2Li++2e−=3Li2S4
B．电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重0.14 g
C．石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性
D．电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多
【答案】D
【详解】
A．原电池工作时，Li+向正极移动，则a为正极，正极上发生还原反应，随放电的多少可能发生多种反应，其中可能为2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4，故A正确；B．原电池工作时，转移0.02mol电子时，氧化Li的物质的量为0.02mol，质量为0.14g，故B正确；C．石墨能导电，利用石墨烯作电极，可提高电极a的导电性，故C正确；D．电池充电时间越长，转移电子数越多，生成的Li和S8越多，即电池中Li2S2的量越少，故D错误；答案为D。

13．根据如图所示的N2(g)和O2(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．N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)是放热反应
B．2 mol O原子结合生成O2（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
【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,N2+O2═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O2(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。

14．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。

15．在两个恒温、恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应：(甲)2X(g)Y(g)＋Z(s) (乙)A(s)＋2B(g) C(g)＋D(g)，当下列物理量不再发生变化时：①混合气体的密度；②反应容器中生成物的百分含量；③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比；④混合气体的压强⑤混合气体的总物质的量。

其中能表明(甲)和(乙)都达到化学平衡状
A．①②③B．①②③⑤C．①②③④D．①②③④⑤
【答案】A
【详解】
①甲乙均有固体参与反应，混合气体的密度不变，能作平衡状态的标志，正确；
②反应容器中生成物的百分含量不变，说明各组分的量不变，达平衡状态，正确；
③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比，说明正逆反应速率相等，正确；
④乙混合气体的压强始终不变，不能判定反应是否达到平衡状态，错误；
⑤乙混合气体的总物质的量始终不变，不能判定反应是否达到平衡状态，错误；
综上，正确为①②③，答案选A。

【点睛】
本题考查了化学平衡状态的判断，注意当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，但不为0，根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态
16．硝酸工业生产中常用纯碱溶液吸收排出的氮氧化物废气，废气中只含有NO、NO2两种气体。

将一定量废气通入到足量的Na2CO3溶液中被完全吸收，溶液中生成的NO3-、NO2-两
种离子的物质的量与废气中NO2的物质的量分数x2
2
n(NO)
[x=]
n(NO)+n(NO)变化关系可用图所示。

已知溶液中可发生以下两个反应：
①NO＋NO2＋Na2CO3=2NaNO2＋CO2；
②2NO2＋Na2CO3=NaNO2＋NaNO3＋CO2
下列说法正确的是
A．图中线段a表示NO3－离子
B．随x值增大，溶液中n(NO3-)＋n(NO2-)增大
C．x＝0.6时，反应中可收集到标准状况下CO2 44.8 L
D．若测得所得溶液中n(NO3-)为0.5 mol，则x值为0.75
【答案】D
【分析】
由方程式和图象可知，NO单独不能被吸收：
①当NO和NO2混合气体被NaOH溶液恰好完全吸收，满足n(NO2)：n(NO)=1，即x=0.5，此时只生成NO2-，n(NO3-)=0，n(NO2-)=2mol，所以a曲线表示NO2-离子、b曲线表示NO3-离子；
②当气体只有NO2时，即x=1，发生反应2NO2+Na2CO3═NaNO2+NaNO3+CO2，此时生成
n(NO3-)=n(NO2-)=1mol；
③由x=0.5和x=1可知，一定量废气中n(NO2)≥n(NO)，并且n(NO2)+n(NO)=2mol，生成
n(NO3-)+n(NO2-)=2mol；
④反应NO+NO2+Na2CO3═2NaNO2+CO2和2NO2+Na2CO3═NaNO2+NaNO3+CO2均有
n(N)=2n(C)，即n(NO2)+n(NO)=2n(CO2)=2mol，所以n(CO2)=1mol；
综上可知：2mol废气通入到足量的Na2CO3溶液中被完全吸收，即n(NO2)≥n(NO)，生成
n(NO3-)+n(NO2-)=2mol；n(CO2)=1mol；a曲线表示NO2-离子、b曲线表示NO3-离子。

【详解】
A．当x=0.5时，只发生反应NO+NO2+Na2CO3═2NaNO2+CO2，n(NO3−)=0，n(NO2−)=2mol，所以a曲线表示NO2−离子、b曲线表示NO3−离子，故A错误；
B．当x=0.5时，只生成NO2−，n(NO2−)=2mol；当x=1只发生反应
2NO2+Na2CO3═NaNO2+NaNO3+CO2，此时生成n(NO3−)=n(NO2−)=1mol，根据N原子守恒可知混合气体的总的物质的量为2mol，即溶液中n(NO3−)+n(NO2−)不变、始终等于2mol，故B
错误；
C．由于废气中n(NO2)⩾n(NO)，并且n(NO2)+n(NO)=2mol，根据反应①②可知
n(NO2)+n(NO)=2n(CO2)=2mol，即n(CO2)=1mol，标准状况下体积为22.4L，故C错误；D．设n(NO2)=a，n(NO)=b，则a+b=2mol，发生反应①余下NO2的物质的量为(a−b)mol，发生反应②生成n(NO3−)=0.5(a−b)=0.5 mol，即a−b=1mol，联立方程组解得a=1.5mol，
b=0.5mol，废气中NO2的物质的量分数x=1.5mol
2mol
×100%=75%，故D正确；
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:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。

可以判断该反应已经达到平衡的是
A．2v(NH3)=v(CO2)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(NH3)正=v(NH3)逆或v(NH3)正= 2v(CO2)逆时，即该反应正反应和逆反应速率相等，已经达到平衡，2v(NH3)=v(CO2)不能表明正反应和逆反应速率相等，故A错误；
B. 随着NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(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．根据下列信息判断氢气燃烧生成水时的热量变化，其中一定正确的是()
A．H2O分解为H2与O2时放出热量
B．生成1mol H2O时吸收热量245 kJ
C．甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为乙>甲>丙
D．氢气和氧气的总能量小于水的能量
【答案】C
【详解】
由图中信息可知，1mol H2断裂共价键变为2mol H要吸收436kJ的能量，0.5mol O2断裂共价键变为1mol O要吸收249kJ的能量，2mol H和1mol O结合成1mol H2O要放出930kJ的能量。

因此，可以算出1mol H2和0.5mol O2反应生成1mol H2O要放出245kJ的能量，反过来，水分解为H2与O2时吸收热量。

综上所述，C正确，本题选C。

19．向某容积一定的密闭容器中充入2molSO2和1molO2，一定条件下发生如下反
应:2SO 2+O22SO3。

下列说法不正确的是( )
A．升高温度或充入一定量O2均能加快化学反应速率
B．达到平衡状态时，SO2、O2、SO3物质的量之比一定为2:1:2
C．当SO2的生成速率与SO3的生成速率相等时，反应达到平衡状态
D．达到平衡状态时，生成SO3的物质的量一定小于2mol
【答案】B
【解析】
分析：根据影响化学反应速率的因素和化学反应达到化学平衡的标志进行解答。

增加反应浓度或生成物的浓度化学反应速率加快；升高温度化学反应速率加快；化学平衡的标志是各物质的浓度不在改变，正反应速率等于逆反应速率。

详解：A.根据影响化学反应速率的因素知反应2SO 2+O22SO3，如果升高温度或充入一定量O2均能加快化学反应速率，故A正确；B. 初始加入2molSO2和1molO2，根据反应
2SO 2+O22SO3，因为是可逆反应不能进行彻底，所以达到平衡状态时，SO2、O2、SO3物质的量之比不一定为2:1:2，故B错误；C. 当SO2的生成速率与SO3的生成速率相等时，说
明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故C正确；D.因为2SO 2+O22SO3是可逆反应不能进行彻底，达到平衡状态时，生成SO3的物质的量一定小于2mol，故D正确；答案：选B。

20．反应2NO(g)+2H2(g)═N2(g)+2H2O(g)中，每生成7gN2放出166kJ的热量，该反应的速率表达式为v=k•c m(NO)•c n(H2)(k、m、n待测)，其反应包含下列两步：
①2NO+H2═N2+H2O2(慢)
②H2O2+H2═2H2O(快)
T℃时测得有关实验数据如下：
序号c(NO)/mol•L-1c(H2)/mol•L-1速率/mol•L-1•min-1
Ⅰ0.00600.0010 1.8×10-4
Ⅱ0.00600.0020 3.6×10-4
Ⅲ0.00100.0060 3.0×10-5
Ⅳ0.00200.0060 1.2×10-4
下列说法错误的是
A．整个反应速度由第①步反应决定
B．正反应的活化能一定是①＜②
C．该反应速率表达式：v=5000c2(NO)•c(H2)
D．该反应的热化学方程式为2NO(g)+2H2(g)═N2(g)+2H2O(g)△H=-664kJ•mol-1
【答案】B
【解析】
【详解】
A．①2NO+H2═N2+H2O2(慢)，②H2O2+H2═2H2O(快)，反应历程中反应慢的决定反应速率，整个反应速度由第①步反应决定，故A正确；
B．反应①难以进行，说明反应的活化能高，正反应的活化能一定是①＞②，故B错误；
C．比较图表Ⅰ、Ⅱ数据可知NO浓度不变，氢气浓度增大一倍，反应速率增大一倍，Ⅲ、Ⅳ数据分析，H2浓度不变，NO浓度增大一倍，反应速率增大到4倍，据此得到速率方程，v=Kc2(NO)•c(H2)，依据Ⅰ中数据计算K=5000，则速率方程v=5000c2(NO)•c(H2)，故C正确；
D．反应2NO(g)+2H2(g)═N2(g)+2H2O(g)中，每生成7gN2放出166kJ的热量，生成28gN2放热664KJ，热化学方程式为：2NO(g)+2H2(g)═N2(g)+2H2O(g)△H=-664kJ•mol-1，故D正确；故选B。

二、实验题
21．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：
实验步骤现象结论
①分别取等体积的2 mol·L－1硫酸于试管
中；
②分别投入大小、形状相同的Cu、Fe、
Mg。

反应快慢：Mg>Fe>Cu
反应物的性质越活
泼，反应速率越快
(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。

22．某学生为了探究影响化学反应速率的外界因素，进行以下实验。

（1）向100 mL稀硫酸中加入过量的锌粉，标准状况下测得数据累计值如下：
时间/min12345
氢气体积/mL50120232290310
①在0~1、1~2、 2~3、3-4、4~-5min各时间段中：
反应速率最大的时间段是____ min，主要的原因可能是____________。

反应速率最小的时间段是____ min，主要的原因可能是____________。

②为了减缓反应速率但不减少产生氢气的量，可以在稀硫酸中加入_______（填序号）。

a Na2CO3溶液
b NaOH溶液
c 稀HNO3
d 蒸馏水
（2）进行以下对比实验，并记录实验现象。

实验I：
实验II：另取两支试管分别加入5 mL5%H2O2溶液和5mL10%H2O2溶液，均未观察到有明显
的气泡产生。

①双氧水分解的化学方程式是______________。

②实验I的目的是_________________。

③实验II未观察到预期现象，为了达到该实验的目的，可采取的改进措施是__________。

【答案】2-3 该反应中放热使温度升高而加快反应速率，此时温度的影响起主要因素 4-5 该反应中消耗H+使H+浓度减小而减慢反应速率，此时H+浓度的影响起主要因素 d
2H 2O 2
3
FeCl 2H 2O+O 2 其他条件相同时，探究温度对H 2O 2分解速率的影响 将两只试管同
时放入盛有相同温度热水的烧杯中，或向两只试管中同时滴入2滴1mol/L 的FeCl 3溶液，观察产生气泡的速率 【分析】
(1)结合表中数据，根据影响化学反应速率的因素进行判断； (2)②根据试管A 、B 实验操作的异同点判断实验I 的目的。

【详解】
(1)①在0~1、1~2、2~3、3~4、4~5 min 各时间段中，△V 分别为50mL 、(120-50)mL=70mL 、（232-120）mL=112mL 、(290-232)mL=58mL 、(310-290)mL=20mL ，所以反应速率最快的是2-3min 、最慢的是4-5min ； 在2-3min 内反应放热，温度升高，速率加快，此时温度的影响起主要因素；在4-5min 时，消耗H +使H +浓度减小而减慢反应速率，此时H +浓度的影响起主要因素；
②a ．加Na 2CO 3溶液，硫酸和碳酸钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，导致和锌反应的氢离子总物质的量减少，氢气的生成量减少，不符合条件，故a 错误；
b ．加氢氧化钠溶液，硫酸和氢氧化钠反应生成硫酸钠和水，导致和锌反应的氢离子总物质的量减少，氢气的生成量减少，不符合条件，故b 错误；
c ．加稀HNO 3溶液，硝酸具有强氧化性，和锌反应不生成氢气，不符合条件，故c 错误；
d ．加入水，氢离子浓度减小、反应速率减慢，氢离子总物质的量不变，则不影响氢气的生成量，所以符合条件，故d 正确，答案选d ； (2)①过氧化氢分解生成水和氧气，反应方程式为2H 2O 2
3
FeCl 2H 2O+O 2；
②分别在试管A 、B 中加入2 mL5% H 2O 2溶液，各滴入2滴1mol/L 的FeCl 3溶液，待试管中均有适量气泡出现，说明过氧化氢分解能发生，试管A 、B 中均有适量气泡出现时，将试管A 放入盛有5℃冷水的烧杯中，将试管B 放入盛有40℃热水的烧杯中，两支试管不同点是试管A 的温度比试管B 的温度低，说明研究的是其他条件相同时，探究温度对H 2O 2分解速率的影响；
③影响化学反应速率的外界因素有浓度、温度、气体的压强、催化剂、固体的表面积等，为加快反应速率使反应现象明显，可从温度或催化剂的影响角度考虑，例如将两支试管同时放入盛有相同温度热水的烧杯中或向两支试管中同时滴入2滴1mol/L 的FeCl 3溶液，观察产生气泡的速率。

23．某同学利用铁与盐酸的反应，探究影响反应速率的因素(实验所用铁的质量相等且铁块的形状相同，盐酸均过量)，实验设计如表：。