人教高一化学必修二第六章 化学反应与能量 练习题

一、选择题
1．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：
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。

2．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
【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。

3．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。

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
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．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，SO3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。

6．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
池反应为：xLi+Li 3-x NiCoMnO 6
放电
充电
Li 3NiCoMnO 6，下列说法正确的是
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 。

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N2浓度不可能降为零，选项D 错误；
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；
B．锌作负极，碱性条件下，负极上电极反应式为：--2
Zn-2e+2OH=ZnO+H O，故B错误；
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．可逆反应2NO 22NO＋O2在恒容密闭容器中进行，下列情况达到平衡状态的是
①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2
②混合气体的平均相对分子质量不再改变
③NO2、NO、O2的反应速率之比为2∶2∶1
④混合气体的颜色不再改变
⑤混合气体的密度不再改变
A．①②④B．②③⑤C．①②⑤D．①②④⑤
【答案】A
【分析】
根据平衡状态的两个重要特征来判断：（1）v（正）=v（逆）；（2）混合物中各组成成分的百分含量不变。

【详解】
①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2，符合特征（1），正确；
②该反应前后气体的化学计量数之和不相等，当达到平衡时，气体的物质的量不变，则混合气体的平均摩尔质量不再改变，正确；
③用NO2，NO，O2表示的反应速率的比为2：2：1的状态，说明了反应中各物质的转化量的关系，不符合，错误；
④NO2是红棕色气体，颜色不变时说明NO2的浓度保持不变，符合特征（2），正确；
⑤在恒容密闭容器中，该体系的ρ始终保持不变，不能说明是否达到平衡状态，错误；
答案选A。

11．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。

12．一定温度下的恒容密闭容器中，反应A2（g）＋B2（g）2AB（g）达到平衡的标志是
A．速率之比ν（A2） :ν（B2） :ν（AB）＝1:1:2
B．浓度之比c（A2）: c（B2）: c（AB）＝1:1:2
C．单位时间内生成2n mol AB，同时消耗n mol A2
D．各物质的浓度不再改变
【答案】D
【详解】
A.它们的速率之比虽然等于化学计量数之比，但并不能表示正反应速率和逆反应速率相等，所以A不正确；
B.平衡状态下的各组分的浓度之比通常不等于化学计量数之比，只有它们的浓度不持不变状态才是平衡状态，所以B不正确；
C. 单位时间内生成2n mol AB，同时消耗n mol A2，只描述了正反应速率，不能表示正反应速率与逆反应速率相等，所以C不正确；
D. 各物质的浓度不再改变，说明各组分的百分含量保持不变了，所以是平衡状态。

【点睛】
一个可逆反应是否处于化学平衡状态可从两方面判断；一是看正反应速率是否等于逆反应速率，两个速率必须能代表正、逆两个方向，然后它们的数值之比还得等于化学计量数之比，具备这两点才能确定正反应速率等于逆反应速率；二是判断物理量是否为变量，变量不变达平衡。

13．一定条件下，在某恒容密闭容器中进行反应X(g) + 3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z起始浓度分别为c1 mol/L、c2 mol/L、c3 mol/L（c1、c2、c3均大于0），当反应达平衡时X、Y、Z 的浓度分别为0.1mol/L，0.3mol/L，0.08mol/L，则下列判断不合理的是
A．c1：c2 = 1：3
B．当4v(X)正= v(Y)逆时，该反应还在向正反应方向建立平衡
C．c1可能为0.1
D．X、Y的转化率相等
【答案】B
【分析】
在化学反应中，若反应物的起始投料的物质的量之比等于它们的化学计量数之比，由于反应过程中变化量之比等于化学计量数之比，所以反应物的平衡量之比必然也等于化学计量数之比，各种反应物的转化率一定相等。

【详解】
由题中信息可知，当反应达平衡时X、Y的浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L，X、Y的平衡量之比等于化学计量数之比，所以其起始量之比一定也等于1：3， A和D正确；因为有起始
投料与平衡量相同的可能，所以C正确；当4v(X)正= v(Y)逆时，因为3v(X)正= v(Y)正，所以v(Y)
逆> v(Y)
正
,该反应还在向逆反应方向建立平衡，B不正确，选B。

14．工业废弃物的资源化回收再利用，可以更大限度的发挥原材料的价值。

下图是工业生产纳米磁性氧化铁的流程：
下列说法不正确
．．．的是
A．用Na2CO3溶液浸泡是为了除去废铁屑表面的铁锈
B．若生产中不通入N2，暴露在空气中生产，将不能得到高纯度产品
C．加适量的H2O2是为了将部分Fe2+氧化为Fe3+ ,涉及反应：H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O D．溶液A中Fe2+和Fe3+的浓度比为1:2
【答案】A
【详解】
A. Na2CO3溶液水解显碱性，浸泡废铁屑可以使表面的油脂水解除去，但不能除去表面的铁锈，故A错误；
B.废铁屑被硫酸溶解生成硫酸亚铁，生成的亚铁离子被双氧水部分氧化生成铁离子，形成亚铁离子和铁离子的混合溶液，若生产中不通入N2，暴露在空气中生产，亚铁离子会被空气中的氧气氧化生成铁离子，将不能得到高纯度四氧化三铁产品，其中会混入氧化铁杂质，故B正确；
C.根据B的分析，加适量的H2O2是为了将部分Fe2+氧化为Fe3+ ,涉及反
应：H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O，故C正确；
D.根据最终产品为四氧化三铁，其中Fe2+和Fe3+的数目比为1:2，因此溶液A中Fe2+和Fe3+的浓度比为1:2，故D正确；
故选A。

15．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。

16．利用反应6NO2+8NH3=7N2+12H2O设计的电池装置如图所示，该装置既能有效消除氮氧化物的排放减轻环境污染，又能充分利用化学能。

下列说法正确的是（）
A．电池工作时，OH—从左向右迁移
B．电极A上发生氧化反应，电极A为正极
C．当有0.1molNO2被处理时，外电路中通过电子0.4mol
D．电极B的电极反应式为2NO2+8e-+8H+=N2+4H2O
【答案】C
【分析】
由反应6NO2+8NH3═7N2+12H2O可知，反应中NO2为氧化剂，NH3为还原剂，则A为负极，B为正极，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，结合电解质溶液呈碱性解答该题。

【详解】
由反应6NO2+8NH3═7N2+12H2O可知，反应中NO2为氧化剂，NH3为还原剂，则A为负极，B为正极；
A．A为负极，B为正极，电池工作时，OH—从右向左迁移，故A错误；
B．A为负极，发生氧化反应，故B错误；
C．当有0.1molNO2被处理时，N元素从+4价降为0价，则外电路中通过电子0.4mol，故C 正确；
D．电极B为正极，发生还原反应，电极反应式为2NO2+8e-+4H2O=N2+8OH-，故D错误；故答案为C。

17．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)都达到化学平衡状态是（）
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
18．一定温度下，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 。

19．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()112X 0.3mol L min v --=⋅⋅和()11
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。

20．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。

二、实验题
21．某校化学课外兴趣小组为了探究影响化学反应速率的因素，做了以下实验。

(1)用三支试管各取5.0 mL、0.01 mol·L－1的酸性KMnO4溶液，再分别滴入0.1 mol·L－1 H2C2O4溶液，实验报告如下。

①实验1、3研究的是_________对反应速率的影响。

②表中V＝_________mL。

(2)小组同学在进行(1)中各组实验时，均发现该反应开始时很慢，一段时间后速率会突然加快。

对此该小组的同学展开讨论：
①甲同学认为KMnO4与H2C2O4的反应放热，温度升高，速率加快。

②乙同学认为随着反应的进行，因_________，故速率加快。

(3)为比较Fe3＋、Cu2＋对H2O2分解的催化效果，该小组的同学又分别设计了如图甲、乙所示的实验。

回答相关问题：
①装置乙中仪器A的名称为_________。

②定性分析：如图甲可通过观察反应产生气泡的快慢，定性比较得出结论。

有同学提出将CuSO4溶液改为CuCl2溶液更合理，其理由是____________________________________。

③定量分析：如图乙所示，实验时以收集到40 mL气体为准，忽略其他可能影响实验的因素，实验中需要测量的数据是_______________。

【答案】温度 4.0产物Mn2+可能对该反应具有催化作用分液漏斗控制阴离子相同，排除阴离子的干扰收集40mL气体所需时间
【分析】
（1）①、②作对比实验分析，其他条件相同时，只有一个条件的改变对反应速率的影响；（2）探究反应过程中反应速率加快的原因，一般我们从反应放热，温度升高，另一个方面从反应产生的某种物质可能起到催化作用；
（3）比较Fe3＋、Cu2＋对H2O2分解的催化效果，阳离子不同，尽量让阴离子相同，减少阴离子不同造成的差别，催化效果可以从相同时间内收集气体体积的多少或者从收集相同体积的气体，所需时间的长短入手。

【详解】
（1）①实验1、3反应物物质的量浓度，但温度不同，所以反应速率不同是由温度不同导致的，故实验1、3研究的是温度对反应速率的影响；
②实验1、2研究的是H2C2O4的浓度对反应速率的影响，此时反应温度相同，KMnO4的浓度相同，故表中V＝4.0mL
（2）随着反应的进行，生成的Mn2+的物质的量浓度逐渐增加，生成的Mn2+可能对反应有催化作用；
（3）①由仪器的构造，可知仪器A为分液漏斗；
②在探究Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，必须保证在其他的条件相同，所以将CuSO4改为CuCl2更为合理，可以避免由于阴离子不同造成的干扰；
③如图乙所示，实验时以收集到40 mL气体为准，忽略其他可能影响实验的因素，实验中需要测量的数据是时间，收集相同体积的气体，所需要的时间越少，反应速率越快。

【点睛】
本题通过保持其他外界条件一致而改变一个条件来探究温度、催化剂对反应速率的影响，综合性较强。

22．为了探究外界条件对过氧化氢分解速率的影响，某化学兴趣小组的同学做了以下实
验。

请回答下列问题：
编号实验操作实验现象
①
分别在试管A
、B中加入5mL5%H2O2溶液，各
滴入2滴1mol/LFeCl3溶液。

待试管中均有适
量气泡出现时，将试管A放入盛有5℃左右冷
水的烧杯中浸泡；将试管B放入盛有40℃左
右热水的烧杯中浸泡。

试管A中不再产生气泡；
试管B中产生的气泡量增
多。

②
另取两支试管分别加入5mL5%H2O2溶液和
5mL10%H2O2溶液。

两支试管中均未明显见到有
气泡产生。

（1）实验①的目的是其它条件相同时，探究______条件对H2O2分解速率的影响。

（2）实验②未观察到预期的实验现象，为了帮助该组同学达到实验目的，请你用实验中所提供的几种试剂，对上述操作进行的改进是____________________________________。

（3）某同学在50mL一定浓度的H2O2溶液中加入适量的二氧化锰，放出气体的体积（标准状况下）与反应时间的关系如图所示，则A、B、C三点所表示的瞬时反应速率最慢的是____（填字母代号）。

（4）对于H2O2分解反应，Cu2+也有一定的催化作用。

为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，该化学兴趣小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。

请回答相关问题：
①定性分析：如图甲可通过观察________________________，定性比较得出结论；该实验中将FeCl3溶液改为Fe2(SO4)3溶液的原因是______________________。

②定量分析：用图乙所示装置做对照试验，实验时均以3min时间为准，其它可能影响实验的因素均已忽略。

实验中需要测量的数据是________________，所需仪器为_______。

（5）通过对上述实验过程的分析，在实验设计时，要考虑_________思想方法的应用。

【答案】温度将两支试管同时
．．放入盛有相同温度
．．．．热水的烧杯中，观察产生气泡的速率或
向两支试管中同时
．．滴入2．滴．1mol/LFeCl3溶液，观察产生气泡的速率 C 溶液中产生气泡的速率排除Cl−对实验的干扰在同温同压下，反应3min收集气体的体积秒表或计时器控制变量（或对比）
【详解】
（1）根据控制变量法可知，实验①的目的是其它条件相同时，探究温度对H2O2分解速率的影响。

（2）实验②显然是要探究浓度对H2O2分解速率的影响，未观察到预期的实验现象，说明在该实验条件下，过氧化氢分解的速率太慢，为了达到实验目的，可以设法加快H2O2分解
速率，因此，对上述操作进行的改进是：将两支试管同时
．．放入盛有相同温度
．．．．热水的烧杯
中，观察产生气泡的速率或向两支试管中同时
．．滴入2．滴．1mol/LFeCl3溶液，观察产生气泡的速率。

（3）由图中信息可知，在C点过氧化氢分解产生的氧气的体积达到最大，说明C点反应已完成，则A、B、C三点所表示的瞬时反应速率最慢的是C。

（4）①定性分析：如图甲可通过观察溶液中产生气泡的速率，定性比较得出结论；该实验中将FeCl3溶液改为Fe2(SO4)3溶液的原因是排除Cl−对实验的干扰。

②定量分析：用图乙所示装置做对照试验，实验时均以3min时间为准，其它可能影响实
验的因素均已忽略。

实验中需要测量的数据是：在同温同压下
．．．．．．，反应3min收集气体的体积。

所需仪器为计时仪器，可以是秒表或计时器。

（5）通过对上述实验过程的分析，在实验设计时，要考虑控制变量（或对比）思想方法的应用。

23．在研究化学反应中的能量变化时，我们通常做下面的实验：在一个小烧杯里，加入20g已研磨成粉末的Ba(OH)2⋅8H2O，将小烧杯放在事先已滴有3∼4滴水的玻璃片上，然后向烧杯中加入约10gNH4Cl晶体，根据实验步骤，填写下表，并回答问题。

实验步骤实验现象及结论
将晶体混合，立即快速搅拌有刺激性气味能使湿润的紫色石蕊试纸变蓝的______产生(1)。