新高考化学第六章 化学反应与能量 (讲义及答案)及答案(1)

新高考化学第六章化学反应与能量 (讲义及答案)及答案
一、选择题
1．某电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解溶质溶液。

下列说法正确的是A．电子由Zn电极流出，经KOH溶液流向正极
O-+=Fe2O3+5H2O
B．正极反应式为2Fe2
4
C．该电池放电过程中电解质溶液浓度不变
D．电池工作时OH-向负极迁移
【答案】D
【解析】
【详解】
A．电子由电源的负极经导线流向正极，所以电子从锌极经导线流向K2FeO4极，A错误；
O-+8H2O+6e-=Fe(OH)3+10OH-，B B．KOH溶液为电解溶质溶液，则正极电极反应式为：2Fe2
4
错误；
C．该电池放电过程中电解质溶液浓度减小，C错误；
D．电池工作时阴离子向负极移动，所以OH-向负极迁移，D正确；
答案选D。

2．在密闭容器中进行反应：X 2(g)＋3Y2(g)2Z(g)，其中X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1，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．c(Z)＝0.5 mol·L－1B．c(Y2)＝0.5 mol·L－1
C．c(X2)＝0.2 mol·L－1D．c(Y2)＝0.6 mol·L－1
【答案】B
【详解】
若反应向正反应进行，假定完全反应，则：
X 2（g）+3Y2（g）2Z（g）
起始量（mol/L） 0.1 0.3 0.2
变化量（mol/L） 0.1 0.3 0.2
平衡量（mol/L） 0 0 0.4
若反应逆反应进行，假定完全反应，则：
X 2（g）+3Y2（g）2Z（g）
起始量（mol/L） 0.1 0.3 0.2
变化量（mol/L） 0.1 0.3 0.2
平衡量（mol/L） 0.2 0.6 0
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0＜c（X2）＜0.2，0＜c
（Y2）＜0.6，0＜c（Z）＜0.4，B正确、ACD错误；
答案选B。

【点晴】
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，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，解答的关键是利用可逆反应的不完全性，运用极限假设法解答。

3．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。

4．在密闭容器中进行如下反应：2SO2(g) +O2(g) 2SO3(g)，已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L，当反应达平衡时，可能存在的数据是
A．SO2为0.4mol/L
B．SO2为 0.25mol/L
C．SO2、SO3均为0.15mol/L
D．SO3为0.4mol/L
【答案】B
【分析】
该反应为可逆反应，若该反应从正反应方向开始，SO2、O2、SO3的浓度分别为0.4mol/L、0.3 mol/L、0mol/L，若该反应从逆反应方向开始，SO2、O2、SO3的浓度分别为0mol/L、0.1mol/L、0.4mol/L，由于反应为可逆反应，则各物质的浓度一定小于最大浓度，以此来解答。

【详解】
A项、由于反应为可逆反应，SO2的浓度一定小于0.4mol/L，故A错误；
B项、由于反应为可逆反应，SO2的浓度一定小于0.4mol/L，大于0，则可能为
0.25mol/L，故B正确；
C项、SO3、SO2浓度均为0.2mol/L，无论从正反应开始，还是从逆反应开始，只能是一种物质的浓度增大，另一种物质的浓度减小，SO3、SO2浓度不会均为0.15mol/L，故C错误；
D 项、由于反应为可逆反应，SO 3的浓度一定小于0.4mol/L ，故D 错误。

故选B 。

【点睛】
本题考查可逆反应，注意可逆反应的特点为不完全转化性，学会利用极限转化的思想来分析物质的最大浓度，但实际浓度一定小于最大浓度是解答关键。

5．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 。

6．我国科研人员提出了由CO 2和CH 4转化为高附加值产品CH 3COOH 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 ．CH 4→CH 3COOH 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CH 3COOH 总反应的原子利用率为
100％ 【答案】C 【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。

7．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；
选D。

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．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．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。

11．目前科学家已开发出一种新型燃料电池——固体氧化物电池，该电池用辛烷(C8H18)作燃料，电池中间部分的固体氧化物陶瓷可传递氧离子，下列说法正确的是
A．电池工作时，氧气发生氧化反应
B．电池负极的电极反应：O2＋2H2O＋4e－=4OH－
C．电池负极的电极反应：C8H18＋25O2－－50e－=8CO2↑＋9H2O
D．若消耗的O2为11.2 L(标准状况)，则电池中有1 mol电子发生转移
【答案】C
【分析】
该燃料电池中，辛烷失电子发生氧化反应，电极反应式为C8H18+25O2--50e-=8CO2+9H2O，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2+4e-=2O2-，再结合物质之间的反应来分析解答。

【详解】
A．该电池工作时，正极上氧气得电子发生还原反应，故A错误；
B．负极上燃料辛烷失电子发生氧化反应，电极反应式为C8H18+25O2--50e-=8CO2+9H2O，故B错误；
C．负极上燃料辛烷失电子发生氧化反应，电极反应式为C8H18+25O2--50e-=8CO2+9H2O，故C正确；
D．标况下11.2L氧气的物质的量为0.5mol，根据O2+4e-=2O2-知，当消耗0.5mol氧气转移电子的物质的量为氧气的4倍，所以转移电子的物质的量为2mol，故D错误；
答案选C。

12．一些烷烃的燃烧热如下表：
A．乙烷燃烧的热化学方程式为：2C2H6（g）＋7O2（g）＝4CO2（g）＋6H2O（g）ΔH＝－1560.8kJ·mol－1
B．稳定性：正丁烷＞异丁烷
C．正戊烷的燃烧热大于3531.3kJ·mol－1
D．相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越多
【答案】C
【详解】
A．根据乙烷燃烧热的含义：完全燃烧1mol乙烷生成二氧化碳和液态水时会放出1560.8KJ 的热量，所以热化学方程式为2C2H6（g）+7O2（g）=4CO2（g）+6H2O（l）△H=-
3121.6kJ/mol，故A错误；
B．由表格中的数据可知，异丁烷的燃烧热比正丁烷的燃烧热小，则异丁烷的能量低，即热稳定性为正丁烷＜异丁烷，故B错误；
C．正戊烷和2-甲基丁烷互为同分异构体，由表格中正丁烷、异丁烷的燃烧热比较可知，
则互为同分异构体的化合物，支链多的燃烧热小，则正丁烷的燃烧热大于2-甲基丁烷，即正戊烷的燃烧热大约在3540KJ/mol左右，且大于3531.3KJ/mol，故C正确；
D．相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放热越少，即n越大，燃烧放出的热量越少，氢的数目越大燃烧放热越多，故D错误；
故答案为C。

13．某同学为探究FeCl3与KI反应是否存在反应限度，设计了如下实验方案(FeCl3溶液、KI 溶液浓度均为0.1mo1・L-1)，最合理的方案是
A．方案1 B．方案2 C．方案3 D．方案4
【答案】D
【详解】
KI溶液和FeCl3溶液发生氧化还原反应生成Fe2+和I2，反应的离子方程式为2Fe3++2I-
═2Fe2++I2，反应后的溶液中加入CCl4，如有机层呈紫红色，则说明生成碘；向含Fe3+的溶液中滴加几滴KSCN溶液呈血红色，这是Fe3+的特殊反应，所以可滴加KSCN溶液，溶液显血红色，发生Fe3++3SCN-═Fe(SCN)3，就说明Fe3+没有反应完，故D正确。

14．科学家近期研发出如图所示的水溶液锂离子电池体系，下列有关叙述错误
．．的是
A．b电极不可用石墨替代Li
B．正极反应为：Li1-x Mn2O4+xLi++xe－ = LiMn2O4
C．电池总反应为：Li1-x Mn2O4+xLi = LiMn2O4
D．放电时，溶液中Li+从a向b迁移
【答案】D
【分析】
锂离子电池中，b为Li，失去电子，作负极，LiMn2O4为正极；充电时Li+在阴极得电子，LiMn2O4在阳极失电子，据此分析。

【详解】
A. C不能失电子，故b电极不可用石墨替代Li，A项正确；
B. 正极发生还原反应，Li1-x Mn2O4得电子被还原，电极反应为：Li1-x Mn2O4+xLi++xe－ =
LiMn2O4，B项正确；
C. Li失电子，Li1-x Mn2O4得电子，生成的产物为LiMn2O4，电池的总反应为：Li1-x Mn2O4+xLi = LiMn2O4，C项正确；
D.放电时，阳离子移动到正极，即从b向a迁移，D项错误；
答案选D。

15．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
【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,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。

16．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。

17．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=1.0/0.8/10mol L mol L
min
-=0.02mol/L•min ，实验4X 的反应速率
=
1.0/0.4/10mol 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。

18．一定温度下，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 。

19．下列说法正确的是( )
A ．H 2(g)＋I 2(g) ⇌ 2HI(g)，其他条件不变，缩小反应容器体积，正逆反应速率不变
B ．C(s)＋H 2O(g) ⇌ H 2(g)＋CO(g)，气体的总物质的量不再改变不能说明反应已达平衡
C ．若压强不再随时间变化能说明反应2A(?)＋B(g) ⇌ 2C(?)已达平衡，则A 、C 不能同时是气体
D ．1 mol N 2和3 mol H 2反应达到平衡时H 2转化率为10%，放出的热量为Q 1；在相同温度和压强下，当2 mol NH 3分解为N 2和H 2的转化率为10%时，吸收的热量为Q 2，Q 2等于Q 1
【答案】D
【详解】
A. H 2(g)＋I 2(g) ⇌ 2HI(g)，其他条件不变，缩小反应容器体积增大压强，则正逆反应速率均增大，A 错误；
B. C(s)＋H 2O(g) ⇌ H 2(g)＋CO(g)，气体的总物质的量会随着反应而变化，当其不再改变时则能说明反应已达平衡，B 错误；
C. 2A(?)＋B(g) ⇌ 2C(?)的两边，气体分子总数不可能相等，故不管A 、C 是什么状态，若压强
不再随时间变化均能说明反应2A(?)＋B(g) ⇌
2C(?)已达平衡，C 错误； D. 设合成氨反应中消耗1 mol N 2和3 mol H 2同时生成2 mol NH 3时，放出热量为Q ，则热化学方程式为：1223N (g)+3H (g)
2NH (g)kJ mol H Q -∆=-⋅，消耗2 mol NH 3同时生成1 mol N 2和3 mol H 2时，吸收热量为Q ，则热化学方程式为：13222NH (g)N (g)+3H (g)kJ mol H Q -∆=+⋅，当1 mol N 2和3 mol H 2反应达到平衡时H 2转化率为10%，放出的热量为Q 1=0.1Q ，在相同温度和压强下，当2 mol NH 3分解为N 2和H 2的转化率为10%时，吸收的热量为Q 2=0.1Q ，D 正确；
答案选D 。

20．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。

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．某化学课外小组的同学通过实验探究认识化学反应速率和化学反应限度
CO的反应探究外界条件对化学反应速率的影响，下表是实验(1)实验一：通过实验室制备2
过程中的数据及相关信息:
2
中的信息可知，影响该化学反应速率的因素有___。

(2)实验二：已知2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4=K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O。

在酸性高锰酸钾溶液与草酸(H2C2O4)溶液反应时，发现开始一段时间，反应速率较慢，溶液褪色不明显，但不久突然褪色，反应速率明显加快。

①针对上述实验现象，小组同学认为KMnO4与H2C2O4反应放热，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，你认为还可能是__________的影响。

②若用实验证明你的猜想，除酸性高锰酸钾溶液、草酸溶液外，还需要的试剂最合理的是_____(填字母)。

A．硫酸钾 B．硫酸锰 C．二氧化锰 D．水
(3)实验三：探究KI和FeCl3混合时生成KCl、I2和FeCl2的反应存在一定的限度。

Ⅰ、向5 mL 0.1 mol/LKI溶液中滴加5~6滴0.1 molL FeCl3溶液，充分反应后，将所得溶液分成甲、乙两等份；
Ⅱ、向甲中滴加CCl4，充分振荡；Ⅲ、向乙中滴加试剂X。

请回答下列问题:
①步骤Ⅲ中，试剂X是________；
②步骤Ⅱ和Ⅲ中的实验现象说明KI和FeCl3混合时生成KCl、I2和FeCl2的反应存在一定的限度，该实验现象是__________。

【答案】反应物浓度、反应物接触面积、温度生成的Mn2+对反应有催化作用 B KSCN 溶液Ⅱ中可观察到溶液分层，下层呈现紫红色，Ⅲ中可观察到溶液变红
【详解】
(1)通过测定收集相同体积CO2气体所需时间反映化学反应速率快慢，根据化学反应速率不同分析化学反应速率的影响因素，由①②或④⑤实验可知，化学反应速率与反应物浓度有关，由①③实验可知，化学反应速率与反应物接触面积有关，由③④实验可知，化学反应速率与温度有关，故答案为：反应物浓度、反应物接触面积、温度；
(2)①影响该反应的反应速率的主要外界因素为：温度、浓度和催化剂，KMnO4与H2C2O4反应生成Mn2+过程中会放热，温度升高会使化学反应速率增大，因为反应速率明显加快，可以考虑催化剂的影响，则生成的Mn2+对KMnO4与H2C2O4反应具有催化作用，能够加快化
学反应速率，故答案为：生成的Mn2+对反应有催化作用；
②要想验证锰离子的催化作用，在做对比实验时时加入硫酸锰观察反应速率(产生气泡的快慢)是否变化即可，故答案为B；
(3)①反应有一定的限度，即反应物和产物共存，因反应物中KI明显过量，若要说明反应有一定限度，就需要证明有I2生成，同时有反应物Fe3+存在，利用KSCN溶液检验反应后的溶液里存在Fe3+，故答案为：KSCN溶液；
②当Ⅱ中可观察到溶液分层，下层呈现紫红色是可知反应后的溶液里有I2，Ⅲ中滴加KSCN 溶液后可观察到溶液变红，可知溶液里存在Fe3+，由此可推出反应存在一定限度，故答案为：Ⅱ中可观察到溶液分层，下层呈现紫红色，Ⅲ中可观察到溶液变红。

23．某研究性学习小组为探究铁与稀盐酸反应，取同质量、体积的铁片、同浓度的盐酸做了下列平行实验：实验①：把纯铁片投入到盛有稀盐酸的试管中，发现放出氢气的速率变化如图所示：
实验②：把铁片投入到含FeCl3的同浓度稀盐酸中，发现放出氢气的量减少。

实验③：在稀盐酸中滴入几滴CuCl2溶液，用铁片做实验，发现生成氢气的速率加快。

试回答下列问题：
（1）分析实验①中t1～t2速率变化的主要原因是______，t2～t3速率变化的主要原因是
______。

（2）实验②放出氢气的量减少的原因是______(用离子方程式表示)。

（3）某同学认为实验③反应速率加快的主要原因是形成了原电池，你认为是否正确？
______(正确填“a”，不正确填“b”)。

请回答下列相应的a或b问题。

a.若正确，则写出实验③中原电池的正、负极电极反应式______。

b.若不正确，请说明原因。

【答案】反应放热，溶液温度升高，反应速率加快随反应进行，盐酸的浓度减小，反应速度减慢 2Fe3++Fe=3Fe2+ a 正极：2H++2e-=H2↑；负极：Fe−2e-=Fe2+
【分析】
(1)根据影响反应速率的因素分析；
(2)Fe3+氧化性大于H+，所以铁粉先与Fe3+反应生成Fe2+；
(3)铁置换出CuCl2中的Cu，铁、铜、盐酸构成原电池。

【详解】
(1)铁与稀盐酸反应放热，溶液温度升高，所以实验①中t1～t2速率加快；随反应进行，盐酸的浓度减小，所以t2～t3反应速度减慢；
(2) 铁与FeCl3反应生成氯化亚铁，与盐酸反应的铁减少，所以放出的氢气减少；铁与FeCl3反应生成氯化亚铁的离子方程式是2Fe3++Fe=3Fe2+；。