湖南湖南师大附中化学化学第六章 化学反应与能量 的专项培优易错试卷练习题及答案

湖南湖南师大附中化学化学第六章化学反应与能量的专项培优易错试卷练
习题及答案
一、选择题
1．将CH4设计成燃料电池，其利用率更高，装置如图所示(A、B为多孔性碳棒)持续通入甲烷，在标准状况下，消耗甲烷体积V L。

则下列说法正确的是
A．OH－由A端移向B端
B．0＜V≤22.4 L时，电池总反应的化学方程式为CH4 ＋2O2 ＋KOH=KHCO3 ＋2H2O
C．22.4 L＜V≤44.8 L时，负极电极反应为：CH4 ＋9CO32-＋3H2O－8e－=10HCO3-
D．V＝33.6 L时，溶液中阴离子浓度大小关系为c(CO32-)＞c(HCO3-)＞c(OH－)
【答案】C
【解析】
【分析】
n（KOH）=2mol/L×1L=2mol，可能先后发生反应①CH4+2O2=CO2+2H2O、
②CO2+2KOH=K2CO3+H2O、③K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3。

【详解】
A、燃料电池中，通入CH4的一端为原电池的负极，通入空气的一端为原电池的正极，在原电池中阴离子向负极移动，OH-由B端移向A端，故A错误；
B、当0＜V≤22.4L时，0＜n（CH4）≤1mol，则0＜n（CO2）≤1mol，只发生反应①②，且KOH过量，则电池总反应式为CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O，故B错误；
C、当22.4 L＜V≤44.8L，1mol＜n（CH4）≤2mol，则1mol＜n（CO2）≤2mol，发生反应
①②③，得到K2CO3和KHCO3溶液，则负极反应式为CH4-8e-+9CO32-+3H2O=10HCO3-，故C 正确；
D、当V=33.6L时，n（CH4）=1.5mol，n（CO2）=1.5mol，则电池总反应式为
3CH4+6O2+4KOH=K2CO3+2KHCO3+7H2O，则得到0.5molK2CO3和1molKHCO3的溶液，则c （HCO3-）＞c（CO32-）＞c（OH-），故D错误；
故选C。

【点晴】
本题考查了燃料电池的工作原理重要考点，计算要求的综合性较强，本题难度较大。

解答本题，要理清思路：燃料电池中，通入燃料的一端为原电池的负极，通入空气的一端为原电池的正极，n（KOH）=2mol/L×1L=2mol，可能先后发生反应①CH4+2O2→CO2+2H2O、
②CO2+2KOH=K2CO3+H2O、③K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3；根据甲烷的量计算生成的二氧化碳的量，结合反应方程式判断反应产物及发生的反应。

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．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NH 3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 。

4．化学反应中能量变化，通常表现为热量的变化，如Ba(OH)2·8H 2O 与NH 4Cl 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 。

5．对于可逆反应 4NH 3+5O 2⇌4NO+6H 2O(g)，下列叙述正确的是 A ．达到平衡时，4v(O 2)正=5v(NO)逆
B ．达到平衡状态后，NH 3、O 2、NO 、H 2O(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 xmolNH 3，则反应达到平衡状态 【答案】A 【详解】
A ．达到平衡时，4v （O 2）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xmolNH 3，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 。

6．下列反应属于氧化还原反应，而且△H ＞0的是( ) A ．铝片与稀H 2SO 4的反应 B ．22Ba(OH)8H O 与4NH Cl 的反应 C ．灼热的木炭与CO 2的反应
D ．甲烷在O 2中的燃烧反应
【答案】C 【详解】
A ．铝片与稀H 2SO 4的反应中有元素化合价的变化，反应属于氧化还原反应；反应发生放出热量，反应属于放热反应，故△H ＜0，A 不符合题意；
B ．22Ba(OH)8H O 与4NH Cl 反应吸收热量，属于吸热反应；反应过程中元素化合价没有发生变化，故反应属于非氧化还原反应，B 不符合题意；
C ．灼热的木炭与CO 2反应产生CO ，反应发生吸收热量；反应过程中有元素化合价的变化，反应属于氧化还原反应，C 符合题意；
D ．甲烷在O 2中的燃烧，放出热量，属于放热反应；反应过程中有元素化合价的变化，因此反应属于氧化还原反应，D 不符合题意； 故合理选项是C 。

7．下列关于化学反应速率的说法正确的是
A ．因是同一反应，所以用不同物质表示化学反应速率时，所得数值是相同的
B ．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢
C ．化学反应速率为“1mol/(L•min)”表示的意思是：时间为1min 时，某物质的浓度为1mol/L
D ．化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或者任何一种生成物浓度的增加 【答案】B 【详解】
A ．同一反应，用不同物质表示化学反应速率时，数值比值等于方程式的系数之比，则不一定相等，故A 错误；
B ．化学反应速率的大小可以体现化学反应进行的快慢，即根据化学反应速率的大小可以判断化学反应进行的快慢，故B 正确；
C ．化学反应速率为“1 mol/(L•min)”表示的意思是：时间1min 内，某物质的浓度变化量为1mol/L ，故C 错误；
D ．化学反应的反应速率不能用固体物质单位时间内浓度的变化量表示，故D 错误； 故答案为B 。

8．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 ．SO 2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N 2和CO 2，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。

9．下列过程中ΔH小于零的是( )
A．Ba(OH)2与 NH4Cl 固体混合B．氯化铵分解得氨气
C．碳酸钙分解得二氧化碳D．实验室制备氢气
【答案】D
【分析】
根据常见的放热反应有：所有的物质燃烧、金属与酸或水反应、中和反应、铝热反应、绝大多数化合反应等；
常见的吸热反应有：绝大数分解反应，个别的化合反应（如C和CO2），Ba(OH)2•8H2O与氯化铵的反应。

【详解】
ΔH小于零的反应为放热反应。

A．Ba(OH)2•8H2O晶体和NH4Cl混合反应，是吸热反应，选项A不符合；
B．氯化铵受热分解得氨气和氯化氢，属于吸热反应，选项B不符合；
C．碳酸钙高温受热分解得二氧化碳和碳酸钙，属于吸热反应，选项C不符合；
D．实验室制备氢气是利用金属锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，属于放热反应，选项D 符合；
答案选D。

MnO+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O为例探究“外界条件对化学反应速10．以反应5H2C2O4+2-4
率的影响”。

实验时，分别量取H2C2O4溶液和酸性KmnO4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KMnO4溶液的褪色时间为40 s，则这段时间内平均反应速率
v(KMnO4)=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H2C2O4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/L0.004L 0.002L+0.004L
⨯
=2
3
×0.010mol/L，这段时间内平均反应速率v(KMnO4)=
2
0.010mol/L
3
40s
⨯
=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，CO2释放出去了，所以可能起催化作用的是Mn2+，故B正确；
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；
D. 根据反应方程式可得5H2C2O4−2MnO4-由实验数据分析可知，在这三个实验中，所加
H2C2O4溶液均过量，故D正确；
故选：A。

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．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。

13．一定温度时，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。

14．在一绝热（不与外界发生热交换）的恒容容器中，发生反应：2A(g)+B(s)
C(g)+D(g)，下列描述中能表明反应已达到平衡状态的有（）个
①容器内温度不变②混合气体的密度不变③混合气体的压强不变
④混合气体的平均相对分子质量不变⑤C(g)的物质的量浓度不变
⑥容器内A、C、D三种气体的浓度之比为2：1：1 ⑦某时刻v(A)＝2v(C)且不等于零
⑧单位时间内生成n mol D，同时生成2n mol A
A．4 B．5 C．6 D．7
【答案】C
【详解】
①该容器为绝热容器，容器内温度不变，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态；
②由于B呈固态，根据质量守恒定律，建立平衡过程中气体的总质量增大，恒容容器中混合气体的密度增大，达到平衡时混合气体总质量不变，混合气体的密度不变，混合气体的密度不变能说明反应达到平衡状态；
③该反应反应前后气体分子数不变，建立平衡过程中混合气体分子总物质的量始终不变，由于是绝热容器，建立平衡过程中容器温度变化，混合气体压强发生变化，达到平衡时温度不变，混合气体压强不变，混合气体的压强不变说明反应达到平衡；
④由于B呈固态，根据质量守恒定律，建立平衡过程中气体的总质量增大，混合气体分子总物质的量始终不变，混合气体的平均相对分子质量增大，达到平衡时混合气体总质量不变，混合气体的平均相对分子质量不变，混合气体的平均相对分子质量不变说明反应达到平衡状态；
⑤C(g)的物质的量浓度不变是化学平衡的特征标志，说明反应达到平衡状态；
⑥达到平衡时A、C、D的浓度保持不变，但不一定等于2:1:1，A、C、D三种气体的浓度之
比为2:1:1时反应不一定达到平衡状态；
⑦某时刻υ(A )=2υ(C)且不等于零，没有指明是正反应速率，还是逆反应速率，不能说明反应达到平衡状态；
⑧单位时间内生成n mol D 一定消耗2n mol A ，同时生成2n mol A ，A 的浓度不变说明反应达到平衡状态；
能说明反应达到平衡状态的有①②③④⑤⑧，共6个，答案选C 。

【点睛】
本题考查化学平衡的标志，化学平衡的标志是：逆向相等，变量不变。

“逆向相等”指达到平衡时同一物质表示的正、逆反应速率相等，说明反应达到了平衡状态；“变量不变”指可变物理量不变是平衡的标志，不变物理量不变不能作为平衡的标志。

注意本题中的B 呈固态以及容器为绝热容器。

15．可逆反应()()
()2232SO g O g 2SO g H 0+<，在一定条件下达到平衡状态。

在t 1
时刻改变某一条件，化学反应速率与反应时间的关系如图所示。

下列说法正确的是()
A ．维持温度、反应体系容积不变，1t 时充入()3SO g
B ．维持温度、压强不变，1t 时充入()3SO g
C ．维持体积不变，1t 时升高反应体系温度
D ．维持温度、容积不变，1t 时充入一定量Ar 【答案】B 【分析】
在t 1时刻，改变条件后，正反应速率降低，逆反应速率升高，平衡逆向移动，据此解答。

【详解】
A. 维持温度、反应体系容积不变，1t 时充入()3SO g ，1t 时逆反应速率增大、正反应速率不变，故A 不选；
B. 维持温度、压强不变，1t 时充入()3SO g ，1t 时逆反应速率增大，且体积增大导致正反应速率减小，故B 选；
C. 维持体积不变，1t 时升高反应体系温度，正逆反应速率均增大，与图象不符，故C 不选；
D. 维持温度、容积不变，1t 时充入一定量Ar ，反应体系中各物质浓度不变，正逆反应速率均不变，故D 不选； 故选：B 。

16．某温度下，浓度均为11mol L -⋅的两种气体2X 和2Y 在恒容密闭容器中反应生成气体Z 。

反应2min 后，测得参加反应的2X 的浓度为10.6mol L -⋅，用2Y 表示的反应速率
()112Y 0.1mol L min v --=⋅⋅，生成的()Z c 为10.4mol L -⋅，则该反应的化学方程式是（ ）
A ．222X 2Y 2XY +=
B ．22222X 2Y 2X Y +=
C ．2233X 2Y 2X Y +=
D ．223X 3Y 2XY += 【答案】C 【分析】
先分别计算出()1
1
2X 0.3mol L min v --=⋅⋅和()1
1
Z 0.2mol L min v --=⋅⋅，根据反应速率之
比即为化学方程式中相应物质的化学计量数之比得()()()22X :Y :Z 3:1:2v v v =，根据原子守恒确定Z 的分子式，最后反应的化学方程式就出来了。

【详解】
用2X 表示的反应速率()1
1120.6mol L X 0.3mol L min 2min v ---⋅==⋅⋅．用Z 表示的反应速率
()1
110.4mol L Z 0.2mol L min 2min
v ---⋅==⋅⋅．2X 、2Y 和Z 的反应速率之比即为化学方程
式中相应物质的化学计量数之比，则
()()()11111122X :Y :Z 0.3mol L min :0.1mol L min :0.2mol L min 3:1:2v v v ------=⋅⋅⋅⋅⋅⋅=，
根据原子守恒，可确定Z 的化学式为3X Y ，故可得出反应的化学方程式为
2233X Y 2X Y +=。

故选C 。

【点睛】
同一反应在同一条件下、同一时间段内的反应速率，用不同的物质表示时，数值是可能不相同的，这些不同数值之比等于相应的化学计量数之比。

17．一定条件下，对于可逆反应：X （g ）＋3Y （g ）
2Z （g ），若 X 、Y 、Z 的起始浓
度分别为 c 1、c 2、c 3（均不为 0，单位 mol/L ），达到平衡时，X 、Y 、Z 的浓度分别为 0.1 mol/L 、0.3 mol/L 、0.08mol/L ，则下列判断不正确的是 A ．c 1∶c 2＝1∶3
B ．平衡时 Y 和 Z 的生成速率之比为 3∶2
C ．X 、Y 的转化率之比等于 1:3
D ．c 2 的取值范围为 0＜c 2＜0.42 mol/L
【答案】C 【详解】
A.设X 转化的浓度为x ，若从正反应建立平衡，则 123
X(g)+3Y(g)=2Z(g)
c c c 320.10.30.08
x x x 起始(mol/L)转化(mol/L)平衡(mol/L)，
12c 0.1moL /
L 1c 30.3mol /L 3x x +==+，若从逆反应建立平衡，则，12c 0.1moL /L-1
c 0.3mol /L-33
x x ==，故A 正确；
B. 平衡时，正逆反应速率相等，则Y 和Z 的生成速率之比为3:2，故B 正确；
C. 按A 分析，反应前后X 、Y 气体的浓度比为1:3、化学方程式中化学计量数之比为1:3，所以达到平衡状态时，转化率相同，故C 错误；
D. 反应为可逆反应，物质不可能完全转化，如从正反应建立平衡，则消耗X 小于
0.04mol ⋅L −1、消耗X 小于0.12mol ⋅L −1，则c 2<0.12mol ⋅L −1+0.3mol ⋅L −1=0.42mol ⋅L −1，如反应从逆反应建立平衡，按已知条件，0<c 2，故有0<c 2<0. 42mol ⋅L −1，故D 正确； 答案选C 。

18．向某密闭容器中加入0.3 mol A 、0.l mol C 和一定量的B 三种气体，一定条件下发生如下反应：()
()()3A g B g +2C g 0 ΔH<，各物质的浓度随时间变化如图所示[t 0～t 1阶段
的c （B ）变化未画出]，下列说法中正确的是（ ）
A ．若t 1=15s ，则用A 的浓度变化表示t 0～t 1阶段的平均反应速率为0.004 mol·L -l ·s -1
B ．t 1时该反应达到平衡，A 的转化率为60%
C ．该容器的容积为2L ，B 的起始的物质的量为0.02 mol
D ．t 0～t 1阶段，此过程中容器与外界的热交换总量为a kJ ，该反应的热化学方程式为：
()
()()-13A g B g +2C g H=-50a kJ mol ∆⋅
【答案】B 【详解】
A ．t 0～t 1阶段，A 的浓度变化为0.15-0.06=0.09 mol·L －1，t 0～t 1阶段的平均反应速率为
-1-10.09mol/L
=0.006mol L s 15s
⋅⋅，A 错误；
B ．t 1时该反应达到平衡， A 的转化率为=0.09/0.15×100%=60%，B 正确；
C ．根据反应()
()()3A g B g +2C g 可知，反应达平衡后，∆c(A)=0.09 mol·L －1, ∆c(B)=0.03
mol·L－1,由图像可知反应达平衡后，c(B)=0.05 mol·L－1，所以B的起始的浓度为0.02 mol·L－1，B的起始的物质的量为0.02mol/L×2L=0.04 mol，C错误；
D．t0～t1阶段，∆c(A)=0.09 mol·L－1，∆n(A)=0.09×2 mol =0.18 mol，此时放热a kJ，如果有
3mol A完全反应，放热为50
a
3
kJ，即()()()-1
50
3A g B g+2C g H=- a kJ mol
3
∆⋅，D错
误；
答案选B。

19．已知NO2和N2O4可以相互转化()()
224
2NO g N O g，反应每生成1moN2O4 ，放出24.2kJ的热量．在恒温条件下，将一定量的NO2和N2O4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(NO2)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NO2、Y为N2O4；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NO2气体。

【详解】
A．前10min内用v(NO2)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N2O4转化为NO2，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NO2气体，D不正确；
故选B。

20．反应2SO2+O22SO3经一段时间后，SO3的浓度增加了0.4mol/L，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04mo1/（L.s），则这段时间为( )
A．0.1s B．2.5s C．5s D．10s
【答案】C
【详解】
根据反应方程式2SO 2+O22SO3，一段时间后SO3的浓度增加了0.4mol•L-1，那么氧气的
浓度必然减少0.2mol•L-1，根据v(O2)=0.2
t
=0.04mol•L-1•s-1，t=5s，故选C。

二、实验题
21．Ⅰ：某学习小组为了探究硝酸铁的热稳定性，设计如下实验：
利用如图所示装置进行实验。

加热A中Fe(NO3)3固体，装置B中均能看到红棕色气体，装置A中试管内剩余红棕色粉末状固体。

（1）装置B的作用是______；
（2）甲同学认为装置A中试管内剩余的红棕色粉末固体为Fe2O3。

乙同学为了验证甲的观点，设计了下列实验
①取该固体少量于洁净试管内加入盐酸，固体溶解成棕黄色溶液，该反应的离子方程式为：______。

②向该棕黄色溶液中滴入__________（填化学式）溶液，溶液变为血红色。

（3）经过检验发现C装置中生成了NaNO3和NaNO2。

请写出生成这两种盐的化学反应方程式______，最后用排水法收集到少量无色气体，关于该无色气体，下列说法正确的是
_______（选填编号）
A．该气体是NO B．主要是O2，还有少量N2 C．NO和O2
（4）通过以上实验，写出Fe(NO3)3受热分解的化学反应方程式____________________。

Ⅱ：CH4燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一，这种燃料电池由CH4、空气(氧气)、KOH(电解质溶液)构成。

其中负极的电极方程式为：______。

则电池放电时通入空气的电极为______（填“正极”或“负极”）；电解质溶液的pH______（填“变大”或“变小”）；每转移0.8mol电子消耗______gCH4。

【答案】防止倒吸（或安全瓶的作用） Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O KSCN
2NaOH+2NO2=NaNO3+NaNO2+H2O B 4Fe(NO3)3高温
2Fe2O3+12NO2↑+3O2↑ CH4-8e-
+10OH-=2-
3
CO+7H2O 正极变小 1.6g
【详解】
(1)由实验装置图中装置B中两导管均未插入集气瓶底部，且A中有加热装置，故其的作用是防止倒吸（或安全瓶的作用），故答案为：防止倒吸（或安全瓶的作用）；
(2)①取该固体少量于洁净试管内加入盐酸，固体溶解成棕黄色溶液，即Fe2O3与盐酸的反应，故该反应的离子方程式为：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，故答案为：
Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；
②由①可知棕黄色溶液含有Fe3+，故滴入KSCN（填化学式）溶液，溶液变为血红色，故答案为：KSCN；
(3)由装置B中红棕色气体为NO2，又知C装置中生成了NaNO3和NaNO2，故该反应的化学反应方程式为：2NaOH+2NO2=NaNO3+NaNO2+H2O，从实验中已知反应生成了Fe2O3和NO2，再根据氧化还原反应中有化合价的降低必然有化合价的升高，故产物还有O2，而NO2已经被NaOH溶液完全吸收，最后用排水法收集到少量无色气体主要为O2，还有少量装置中原有的N2，故B符合题意；故答案为：2NaOH+2NO2=NaNO3+NaNO2+H2O；B；(4)通过以上实验，反应生成了Fe2O3和NO2，再根据氧化还原反应中有化合价的降低必然有化合价的升高，故产物还有O2，故写出Fe(NO3)3受热分解的化学反应方程式：
4Fe(NO3)3高温
2Fe2O3+12NO2↑+3O2↑，故答案为：4Fe(NO3)3
高温
2Fe2O3+12NO2↑+3O2↑；
Ⅱ：要写出负极的电极方程式可以先写出总反应式为：CH4+2O2+2OH-=2-
3
CO+3H2O，和正极反应式：2O2+8e-+4H2O=8OH-，用总反应式减去正极反应式就是负极的电极方程式，故为：CH4-8e-+10OH-=2-3
CO+7H2O；燃料电池中通燃料的一极为负极，通氧气等氧化剂的一极是正极，故电池放电时通入空气的电极为正极；根据原电池总反应式可知，反应消耗OH-，故电解质溶液的pH变小；由负极反应式可知，每消耗1molCH4需转移8mole-，故每转移0.8mol电子消耗0.1mol×16g/mol=1.6gCH4，故答案为：CH4-8e-+10OH-=2-3
CO+7H2O；正极，变小，1.6。

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。

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】
（1）金属与酸的反应是放热反应，因此铝片与稀硫酸的反应是放热反应，该反应的离子方程式为2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，故答案为放热；2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑；
（2）方案一中，温度升至最大值后又下降的原因可能是反应完全后，热量向空气中传递，烧杯里物质的温度降低，故答案为反应完全后，热量向空气中传递，烧杯里物质的温度降低；。