重庆第八中学高中化学必修二第六章《化学反应与能量》复习题

一、选择题
1．控制变量法是化学实验的一种常用方法。

下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据，分析上述数据，请判断下列叙述正确的是( )
A．1t＜125
B．实验1和3表明，温度对该反应速率有影响
C．实验2和3表明，反应物接触面积对该反应速率有影响
D．实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值(约15℃)相近，推测其原因是反应本质相同
答案：C
【分析】
由题给实验数据可知，实验1和3、2和4固体的表面积相同，稀硫酸浓度不同，实验目的是探究浓度对反应速率的影响；实验2和3浓度相同，固体表面积不同，实验目的是探究固体表面积对反应速率的影响；由四组实验金属质量完全相同，反应前后溶液的温度变化值相近，可能是实验时选用的稀硫酸过量，反应消耗金属的质量相等，导致完全反应放出的热量相等，也可能是实验中反应物的量比较少，由于水的比热容较大导致反应前后溶液的温度不会有特别明显的变化。

【详解】
A．浓度越大，反应速率越快，金属消失的时间越短，由分析可知，实验2和4固体的表面积相同，稀硫酸浓度不同，实验4中稀硫酸浓度大于实验2，反应速率快于实验2，则实验2金属消失的时间1t＞125，故A错误；
B．由分析可知，实验1和3反应前的温度相同，固体的表面积相同，稀硫酸浓度不同，说明浓度对反应速率有影响，故B错误；
C．实验2和3浓度相同，固体表面积不同，反应物的接触面积不同，实验3的反应速率快于实验2，说明反应物接触面积对反应速率有影响，故正确；
D．由四组实验金属质量完全相同，反应前后溶液的温度变化值相近，可能是实验时选用
的稀硫酸过量，反应消耗金属的质量相等，导致完全反应放出的热量相等，也可能是实验中反应物的量比较少，由于水的比热容较大导致反应前后溶液的温度不会有特别明显的变化，故D 错误； 故选C 。

2．可逆反应3H 2+N 2
高温、高压催化剂
2NH 3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度
的变化来表示，下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是 A ．v 正(N 2)=v 正(H 2) B ．v 正(N 2)=v 逆(NH 3) C ．2v 正(H 2)=3v 逆(NH 3) D ．v 正(N 2)=3v 逆(H 2) 答案：C 【分析】
因化学反应达到平衡时，正、逆反应速率相等(同种物质)或正、逆反应速率之比等于化学计量数之比(不同物质)。

【详解】
A ．无论该反应是否达到平衡状态都有()()223v N v H =正正，而()()22v N v H =正正不能说明正、逆反应速率相等，则不能说明反应达平衡状态，A 错误；
B ．反应达到平衡状态时，()2v N :正()3v NH 1:2=逆，B 错误；
C ．反应达到平衡状态时，()()23v H :v NH 3:2=正逆，即()()232v H 3v NH =正逆，C 正确；
D ．反应达到平衡状态时，()()22v N :v H 1:3=正逆，即()()223v N v H =正逆，D 错误； 故选C 。

3．将过量的等质量的两份锌粉a 、b ，分别加入相同质量、相同浓度的稀硫酸，同时向a 中加少量CuSO 4溶液，图中产生H 2的体积V(L)与时间t(min)的关系，其中正确的是
A ．
B ．
C ．
D ．
答案：B 【分析】
足量的锌和相同量的稀硫酸反应，a中加入硫酸铜溶液，会置换出金属铜，形成锌、铜、稀硫酸原电池，加速金属锌和硫酸反应的速率，产生氢气的量取决于稀硫酸的物质的量，据此分析判断。

【详解】
足量的锌和相同量的稀硫酸反应，a中加入硫酸铜溶液，会置换出金属铜，形成锌、铜、稀硫酸原电池，加速金属铁和硫酸反应的速率，所以反应速率：a>b，速率越大，锌完全反应时所用的时间越短，所以a所用的时间小于b所用的时间；产生氢气的量取决于稀硫酸的物质的量，而a、b中金属锌均过量，和相同量的硫酸反应生成氢气的量相等，所以氢气的体积：a=b；
故选B。

4．N2O和CO是环境污染性气体，可在Pt2O+表面转化为无害气体，其反应为：N2O（g）+CO（g）CO2（g）+N2（g）ΔH，有关化学反应的物质变化过程如图1所示，能量变化过程如图2所示，下列说法正确的是（）
A．由图1、2可知ΔH=ΔH1+ΔH2=ΔE2-ΔE1
B．反应中加入Pt2O+可使反应的焓变减小
C．由图2可知正反应的活化能小于逆反应的活化能
D．1molN2O和1molCO的总能量小于1molCO2和1molN2的总能量
答案：C
【详解】
A．焓变=正反应活化能-逆反应活化能，图中ΔE1为正反应活化能，ΔE2为逆反应活化能，所以ΔH=ΔE1—ΔE2，故A错误；
B．据图可知Pt2O+为催化剂，不影响反应的焓变，故B错误；
C．ΔE1为正反应活化能，ΔE2为逆反应活化能，所以正反应的活化能小于逆反应的活化能，故C正确；
D．该反应的反应物能量高于生成物，为放热反应，所以反应物的总能量大于生成物的总能量，故D错误；
故选C。

5．实验室用锌和2 mol·L-1硫酸制取氢气，下列措施不能增大化学反应速率的是
A．用锌粉代替锌粒B．用浓硫酸代替2 mol·L-1硫酸
C．给硫酸溶液加热D．滴加几滴2 mol·L-1CuSO4溶液
答案：B
【详解】
A.用锌粉代替锌粒，固体的表面积增大，反应物之间的接触面积增大，化学反应速率增大，故A不符合题意；
B. 用浓硫酸代替2 mol·L-1硫酸，锌与浓硫酸反应生成二氧化硫，不能增大反应生成氢气的化学反应速率，故B符合题意；
C. 给硫酸溶液加热，反应温度升高，化学反应速率增大，故C不符合题意；
D. 滴加几滴2 mol·L-1硫酸铜溶液，锌与硫酸铜溶液发生置换反应生成铜，铜与锌在稀硫酸溶液中构成锌铜原电池，原电池反应使化学反应速率增大，故D不符合题意；
故选B。

6．可以将反应Zn+Br2=ZnBr2设计成原电池，下列4个电极反应中，分别表示正极反应和负极反应的是
①Br2+2e-=2Br-②2Br--2e-=Br2 ③Zn-2e-=Zn2+④Zn2++2e-=Zn
A．②和③B．①和④C．②和④D．①和③
答案：D
【详解】
在反应Zn+Br2=ZnBr2中，Zn由0价升高到+2价，Br由0价降低到-1价，若设计成原电池，则Zn作负极，Br2作正极。

在负极：Zn失电子生成Zn2+，电极反应式为Zn-2e-
=Zn2+；在正极，Br2得电子生成Br-，电极反应式为Br2+2e-=2Br-；则①和③符合题意，故选D。

7．一定温度下，在密闭容器中进行反应：4A(s )+3B(g)2C(g)+D(g)，经2min，B的浓度减少0.6mol•L﹣1．对此反应的反应速率的表示，正确的是()
①在2min内，用C表示的反应速率是0.1mol•L﹣1•min﹣1
②反应的过程中，只增加A的量，反应速率不变
③2分钟内，D的物质的量增加0.2 mol
④分别用B、C、D表示的反应速率其比值为3:2:1
A．①②B．③C．①D．②④
答案：D
【详解】
①在2min内，用C表示的反应速率是0.6mol/L
2
3
2min
=0.2mol•L﹣1•min﹣1，①不正确；
②因为A呈固态，所以反应过程中，只增加A的量，反应速率不变，②正确；
③容器的体积未知，无法求出2分钟内，D的物质的量的增加量，③不正确；
④在化学反应中，各物质表示的速率之比等于化学计量之比，所以用B、C、D表示的反应速率其比值为3:2:1，④正确；
综合以上分析，②④正确；故选D。

8．已知：①S(g) +O2(g)= SO2(g) △H1②S(s)+O2(g)=SO2(g) △H2，下列说法正确的是A．硫燃烧过程中将化学能转化全部为热能
B．相同条件下，1 mol S(s) 比l mol S(g) 燃烧更剧烈
C．两个过程的能量变化可用下图表示，△H1＜△H2＜0
D．两个反应中反应物的总键能都比生成物的总键能小
答案：D
【详解】
A．硫燃烧过程中主要将化学能转为热能，还有一部分转化为光能等，A不正确；
B．相同条件下，硫蒸气比固态硫与空气的接触面积大，所以固态硫1 mol S(s) 没有l mol S(g) 燃烧剧烈，B不正确；
C．能量图错误，固态硫的能量应比气态硫低，C不正确；
D．两个反应都为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，则反应物的总键能都比生成物的总键能小，D正确；
故选D。

9．100mL6mol•L-1的硫酸和过量的锌粉反应，在一定温度下，为了减缓反应进行的速率，但又不影响生成氢气的总量，不可向溶液中加入的试剂是
A．碳酸钠固体B．加CH3COONa固体C．水D．硫酸锌溶液
答案：A
【分析】
为了减缓反应进行的速度，但又不影响生成氢气的总量，可降低氢离子浓度，但氢离子的总物质的量不变，以此解答该题。

【详解】
A．加入碳酸钠，消耗氢离子，反应速率降低，生成氢气总量减小，故A符合题意；B．加入醋酸钠固体，会和硫酸之间反应生成醋酸，这样酸中的氢离子由硫酸到醋酸，反应速率减慢，但是氢离子总量不变，生成氢气总量不变，故B不符合题意；
C．加入水，氢离子浓度减小，反应速率减小，但生成氢气的总量不变，故C不符合题意；
D ．加入硫酸锌溶液，溶液中氢离子浓度减小，反应速率减小，但生成氢气的总量不变，故D 不符合题意； 故选A 。

10．某含氯有机污染物X 可通过加入高锰酸钾溶液除去，经处理后X 转变为氯化物和CO 2，而高锰酸根离子则转变为MnO 2，部分物质和离子间量的关系为2KMnO 4～X ～3Cl -～2CO 2.常温下，在某密闭容器中进行上述反应，测得c(KMnO 4)与时间的关系如表所示。

A ．除去X 的反应先慢后快，生成物MnO 2可能是该反应的催化剂
B ．0～6 min 内平均反应速率v(Cl -)=0.15 mol/(L·min)
C ．当反应耗时8 min 时，c(KMnO 4)＜0.30 mol/L
D ．随着反应的进行(忽略溶液体积变化)，c(K +)逐渐降低 答案：B 【详解】
A ．由题表中的数据可知，反应速率先快后慢，故A 错误；
B ．在0~6min 内，()4(1.00.4)/=
0.1/(min)6min
c mol L
mol v K nO t M L -==⋅，利用速率之比等于化学计量数之比，得到(
)()()43
==0.152/v Cl v KMnO mol L min -
⋅，故B 正
确；
C ．若保持4~6min 内的平均速率反应到8 min 时，()40.30/c KMnO mol L = ，但是随着反应物浓度的减小，反应速率也减小，所以当反应耗时8 min 时，c(KMnO 4)> 0.30 mol/L ，故C 错误；
D ．钾离子未参与反应，反应过程中c(K +)保持不变，故D 错误； 故选B 。

11．2SO 2(g)＋O 2(g)
25
V O
Δ
2SO 3(g) △H =-196.6KJ/mol 是制备硫酸的重要反应。

下列
关于该反应的叙述不正确的是
A ．反应达到平衡状态后，SO 3(g)浓度保持不变
B ．催化剂V 2O 5能够提高SO 2的平衡转化率
C ．增加O 2的浓度有利于提高SO 2的平衡转化率
D ．采用450℃高温可以缩短反应达
到平衡的时间 答案：B 【详解】
A ．反应达平衡后，正、逆反应速率相等，各物质的浓度不变，所以SO 3(g)的浓度不变，A 正确；
B．催化剂V2O5能够降低反应的活化能，加快反应速率，缩短到达平衡的时间，但不能改变SO2的平衡转化率，B不正确；
C．增加O2的浓度能加快反应速率，并能使平衡正向移动，从而提高SO2的平衡转化率，C正确；
D．采用450℃高温，能提高催化剂的催化活性，加快反应速率，从而缩短反应达到平衡的时间，D正确；
故选B。

12．已知X(g)＋3Y (g)2W(g)＋M (g) △H=－a kJ·mol－1(a>0)一定温度下，在体积恒定的密闭容器中，加入1 mol X(g)与3mol Y (g)，下列说法正确的是()
A．充分反应后，放出热量为a kJ
B．当反应达到平衡状态时，X与W的物质的量浓度之比一定为1:2
C．若增大Y的浓度，正反应速率增大，逆反应速率减小
D．当X的物质的量分数不再改变，表明该反应已达平衡
答案：D
【详解】
A．该反应是可逆反应，可逆反应有限度，1 mol X(g)与3mol Y (g)不能完全向右转化，放出的热量小于akJ，A错误；
B．当反应达到平衡状态时，X与W的物质的量浓度不再改变，但不一定是1:2，B错误；C．增大Y的浓度，正反应速率增大，逆反应速率也增大，C错误；
D．X的物质的量分数不再改变，说明正逆反应速率相等，表明该反应已达平衡，D正确。

答案选D。

13．在t℃时，某体积可变的密闭容器内，加入适量反应物发生反应：
mA(g)+nB(g)pC(g)，已知通过逐渐改变容器的体积使压强增大，每次改变后达到平衡时测得A的物质的量浓度和重新达到平衡所需时间如下表：
A．第二次平衡到第三次平衡中，A的平均反应速率为0.3mol/(L·min)
B．维持压强为2×105Pa，假设当反应达到平衡状态时体系中共有amol气体，再向体系中加入bmolB，则重新达到平衡时体系中共有(a+b)mo1气体
C．当压强为1×106Pa时，此反应的平衡常数表达式为K=
p
m c(C) c(A)
D．m+n=p，x=0答案：A
【分析】
由表格数据可知当压强从2×105Pa增大为5×105Pa时，压强增大2.5倍，体积变为
1
2.5
倍，
浓度由0.08增大为0.20mol⋅L−1，也增大2.5倍，所以增大压强平衡不移动，则m+n=p，x=0。

【详解】
A．第二次平衡到第三次平衡中，压强从5×105Pa增大为1×106Pa时，压强增大2倍，体积
变1
2
倍，浓度应该由0.20 mol⋅L−1增大为0.40mol⋅L−1，但是实际上A的浓度为0.44
mol⋅L−1，则平衡时A的浓度变化量为0.04mol/L，则A的平均反应速率为
0.04mol/L
0.8min
=0.05mol/(L·min)，故A错误；
B．根据分析，增大压强平衡不移动，所以反应前后气体的物质的量不变，所以当反应达到平衡状态时，体系中共有amol气体，再向体系中加入bmolB，当重新达到平衡时，体系中气体总物质的量是(a+b)mo1，故B正确；
C．由表格数据可知，当压强从5×105Pa增大为1×106Pa时，压强增大2倍，体积变1
2
倍，
浓度应该由0.20增大为0.40mol⋅L−1，但是实际上A的浓度为0.44 mol⋅L−1，说明平衡逆移，则反应前气体的物质的量小于反应后气体的物质的量，则反应物B不在是气态，所以
此反应的平衡常数表达式为K=
p
m
c(C)
c(A)
，故C正确；
D．根据分析，增大压强平衡不移动，说明该反应是反应前后气体分子数目不变的反应体系，即m+n=p，从第一次达到平衡到第二次达到平衡过程中平衡没有发生移动，即压强的变化反应始终保持平衡状态，则x=0，故D正确；
答案选A。

14．有A、B、C、D四种金属，将A与B用导线连接浸入电解质溶液，B不易腐蚀，将A 与D用导线连接浸入电解质溶液电流从A流向D，无明显变化，若将B浸入C的盐溶液中，有金属C析出，这四种金属的活动性顺序为
A．D＞C＞A＞B B．D＞A＞B＞C C．D＞B＞A＞C D．B＞A＞D＞C
答案：B
【详解】
两种活动性不同的金属和电解质溶液构成原电池，较活泼的金属作负极，负极上金属失电子发生氧化反应被腐蚀，较不活泼的金属作正极，将A与B用导线连接起来浸入电解质溶液中，B不易腐蚀，所以A的活动性大于B；
两种活动性不同的金属和电解质溶液构成原电池，较活泼的金属作负极，原电池中电流由正极流向负极，将A与D用导线连接浸入电解质溶液电流从A流向D，所以D的活动性大于A；
金属的置换反应中，较活泼金属能置换出较不活泼的金属，若将B浸入C的盐溶液中，有金属C析出，说明B的活动性大于C，所以金属的活动性顺序为：D＞A＞B＞C；
答案选B。

15．下列有关说法中正确的是
A．影响化学反应速率的主要因素为浓度、温度、压强和催化剂
B．对于Fe与稀H2SO4反应，能加快H2的生成速率的措施可以是将稀硫酸改为98%的浓硫酸
C．已达平衡的2NO2(g)N2O4(g)体系，压缩体积，再达平衡时气体颜色比原平衡的深D．恒温恒容时，向已达平衡的2HI(g)I2(g)+H2(g)体系中充入HI，HI转化率将升高答案：C
【详解】
A. 影响化学反应速率的主要因素为内因，即反应物的性质，浓度、温度、压强和催化剂等是外界条件，A错误；
B. 将稀硫酸改为98%的浓硫酸，常温下铁在浓硫酸中钝化，不能加快H2的生成速率，B 错误；
C. 已达平衡的2NO2(g)N2O4(g)体系，压缩体积，平衡正向进行，由于气体体积减小的多，再达平衡时二氧化氮浓度仍然比原来大，所以气体颜色比原平衡的深，C正确；
D. 恒温恒容时，向已达平衡的2HI(g)I2(g)+H2(g)体系中充入HI，相当于增大压强，反应前后体积不变，平衡不移动，HI转化率不变，D错误；
答案选C。

二、填空题
16．科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。

已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热ΔH分别为－285.8kJ·mol－1、－283.0kJ·mol－1和－726.5kJ·mol－1。

请回答下列问题：
(1)用太阳能分解10mol液态水消耗的能量是____________kJ；
(2)甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为_______________；
(3)在以甲醇为燃料、电解质为稀硫酸的燃料电池中，甲醇发生________反应（填“氧化”或“还原”），正极反应式为_________________________；
(4)二甲醚(CH3OCH3)是无色气体，可作为一种新型能源，由合成气（组成为H2、CO、和少量CO2）直接制备二甲醚，其中主要过程包括以下反应：
甲醇合成反应：①CO(g)+ 2H2(g)＝CH3OH(g) ΔH1=-90.1kJ·mol‒1
水煤气变换反应：②CO(g) + H2O (g)＝CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.1kJ·mol‒1
二甲醚合成反应：③2CH3OH(g)＝CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH3=-24.5 kJ·mol‒1
由H2和CO直接制备二甲醚（另一产物为水蒸气）的热化学方程式为___________，二甲醚直接燃料电池具有启动快，效率高等优点，其能量密度高于甲醇直接燃料电池，若电解
质为碱性，二甲醚燃料电池的负极反应式为______________________________。

答案：CH 3OH(l)＋O 2(g)=CO(g)＋2H 2O(l) ΔH ＝－443.5 kJ·
mol －1 氧化 O 2＋4H ＋＋4e －＝2H 2O 2CO(g)+4H 2(g)＝CH 3OCH 3(g)+H 2O(g) ΔH =-204.7kJ/mol CH 3OCH 3－12e －＋16OH ‒＝22-
3CO +11H 2O
解析：(1)根据H 2的燃烧热的定义可知H 2的燃烧热化学方程式为：H 2(g)+
1
2
O 2(g)＝H 2O(l) ΔH =－285.8kJ·mol －1。

根据盖斯定律，可知，用太阳能分解10mol 液态水消耗的能量是
110mol 285.8kJ mol 2858kJ -⨯=。

答案为：2858；
(2)根据题中给出的信息，可知，CO 的燃烧热化学方程式为：CO(g)+
1
2
O 2(g)＝CO 2(g) ΔH =－28..0kJ·mol －1 ①；CH 3OH(l)的燃烧热化学方程式为：CH 3OH(l)＋
3
2
O 2(g)=CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH ＝－726.5 kJ·mol －1 ②。

根据盖斯定律，由②-①可得到目标热化学方程式为：CH 3OH(l)＋O 2(g)=CO(g)＋2H 2O(l) ΔH ＝－443.5 kJ·mol －1。

答案为：CH 3OH(l)＋O 2(g)=CO(g)＋2H 2O(l) ΔH ＝－443.5 kJ·mol －1；
(3)在以甲醇为燃料、电解质为稀硫酸的燃料电池中，发生的总反应为：2CH 3OH+3O 2＝2CO 2+4H 2O 。

在化学反应中，甲醇中的C 元素化合价升高，发生氧化反应。

O 2发生还原反
应，作燃料电池的正极，正极反应式为：O 2＋4H ＋＋4e －＝2H 2O ；答案为：氧化；O 2＋4H
＋＋4e －＝2H 2O ；
(4)根据题给信息，可知目标热化学方程式为：2CO(g)+4H 2(g)＝CH 3OCH 3(g)+H 2O(g)。

结合题给信息，①⨯2+③可得目标热化学方程式，则由H 2和CO 直接制备二甲醚（另一产物为水蒸气）的热化学方程式为2CO(g)+4H 2(g)＝CH 3OCH 3(g)+H 2O(g) ΔH =-204.7kJ/mol ；根据原电池原理，二甲醚为燃料电池的负极，失去电子，发生氧化反应，电极反应式为：CH 3OCH 3－12e －＋16OH ‒＝22-
3CO +11H 2O ；答案为：2CO(g)+4H 2(g)＝CH 3OCH 3(g)+H 2O(g) ΔH =-204.7kJ/mol ；CH 3OCH 3－12e －＋16OH ‒＝22-3CO +11H 2O 。

【点睛】
书写原电池的电极反应式，必须考虑电解质溶液（介质）中的粒子与电极产物的反应，正确反映放电前的始态和放电后的终态。

17．（1）Cu 、Fe 作两极，稀硫酸作电解质溶液的原电池中： ①Cu 作______ 极, ②Fe 作_______极。

③电极反应式是：负极：___________；正极_________________ ④总反应式是_________________ 。

（2）技术上使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便、无污染的优点。

氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的总反应都可以表示为2H 2+O 2=2H 2O 。

酸式电池中电解质是酸，其负极反应可表示为2H 2-4e-=4H +，则其正极反应式为___________________。

碱式电池的电解质是碱，其正极反应式为O 2+2H 2O+4e - =4OH -，则其负极反应可表示为
___________________。

（3）氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用方便，却受到价格和来源的限制。

常用的燃料往往是某些碳氢化合物，如：甲烷、汽油等。

请写出将图中氢气换成甲烷时所构成的甲烷燃料电池中a极的电极反应式：_______________，此时电池内总的反应式：_________
答案：正负Fe-2e-= Fe2+2H++2e-=H2↑Fe +2H+=H2↑+ Fe2+O2+4H++4e-=2H2O
2H2-4e-+4OH-=4H2O CH4+10OH--8e-=CO2-
3+7H2O CH4+2O2+2OH-=CO2
3
-+3H
2
O
解析：(1)根据原电池工作原理，活泼金属作负极可知，Cu、Fe作两极，稀硫酸作电解质溶液的原电池中：①Cu做正极；②Fe做负极；③负极失电子发生氧化反应，其电极反应式是：Fe-2e-=Fe2+；正极得电子发生还原反应，其电极反应式是：2H++2e-=H2↑；④在得失电子相同的条件下，将正负极电极反应式相加即得电池总反应式，其总反应式是
Fe+2H+=H2↑+Fe2+。

故答案：正；负；Fe-2e-=Fe2+；2H++2e-=H2↑；Fe+2H+=H2↑+Fe2+。

(2)根据2H2+O2=2H2O反应式可以知道，H2在反应中被氧化，O2被还原，所以H2应在负极发生反应，O2在正极反应：酸式电池中电解质是酸，其负极反应可表示为2H2-4e-=4H+，正极反应式为O2+4H++4e-=2H2O。

碱式电池的电解质是碱，其正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，其负极反应可表示为2H2-4e-+4OH-=4H2O。

故本题答案：O2+4H++4e-=2H2O；2H2-4e-+4OH-=4H2O。

(3)由图可知甲烷燃料电池中，b极通入氧气为甲烷燃料电池的正极，氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-。

a极通入甲烷为甲烷燃料电池的负极，失电子发生氧化反应，则a极的电极反应式：CH4+10OH--8e-=CO2-
3
+7H2O。

在得失电子相同的条件下，将
正负极电极反应式相加即得电池总反应式，其电池反应式为CH4+2O2+2OH-=CO2
3-+3H
2
O。

故
本题答案是：CH4+10OH--8e-=CO2-
3+7H2O；CH4+2O2+2OH-=CO2
3
-+3H
2
O。

18．某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液(H2SO4酸化)反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。

该小组欲通过测定单位时间内生成CO2的体积来判断反应的快慢。

设计实验方案如下：
编号H2C2O4溶液酸性KMnO4溶液
温度℃浓度/mol·L-1体积/mL浓度/mol·L-1体积/mL
①0.10200.103025
②0.20200.103025
③0.20200.103050
(1)已知反应后H2C2O4转化为CO2逸出，
4
MnO转化为Mn2+，写出该反应的离子方程式
______________；每消耗1 molH2C2O4，则反应中转移________________mol电子。

(2)探究浓度对化学反应速率影响的实验编号是_________，实验②、③探究_________对化学反应速率影响。

本实验还可通过测定____________来比较化学反应速率。

(3)小组同学发现反应速率总是如图，其中t 1～t 2时间内速率变快的主要原因可能是：a 、该反应放热，使体系温度升高；b 、____________。

(4)若实验①在5 min 末收集49.0 mLCO 2气体，则在5 min 末，c(-4MnO )=_______mol•L -1。

（已知25℃时，气体摩尔体积Vm=24.5 L• mol -1）
答案：5H 2C 2O 4+2-
4MnO +6H +=2Mn 2+＋10CO 2↑＋8H 2O 2 mol ①和② 温度 KMnO 4溶液完全褪色所需时间（或产生相同体积气体所需的时间） 产物 Mn 2+(或 MnSO 4 )具有催化作用 0.052
解析：(1)根据反应后H 2C 2O 4转化为CO 2逸出，KMnO4转化为MnSO 4，利用化合价升降相等写出反应的化学方程式为：422424244222KMnO +5H C O +3H SO =K SO +2MnSO +8H O+10CO ↑
，改写成离子方程式为：2-+2+2244225H C O +2MnO +6H =2Mn 10CO 8H O ↑+＋
； H 2C 2O 4中碳元素的化合价为+3价，变成二氧化碳后化合价总共升高了2(4−3)价，所以每消耗1molH 2C 2O 4转移2mol 电子；
(2) 探究反应物浓度对化学反应速率影响，除了浓度不同，其他条件完全相同的实验编号是①和②，实验②、③探究温度对化学反应速率影响，本实验还可通过测定KMnO 4溶液完全褪色所需时间（或产生相同体积气体所需的时间）来比较化学反应速率；
(3) 开始反应物的浓度最大，随着反应的进行，反应物的浓度逐渐减少，反应速率应该变慢，但反应速率t 1～t 2时间内速率却变快的主要原因可能是a 、该反应放热，使体系温度升高；b 产物 Mn 2+(或 MnSO 4 )具有催化作用；
(4)二氧化碳的物质的量是0.049L 24.5L/mol
=0.002mol ，由方程式422424244222KMnO +5H C O +3H SO =K SO +2MnSO +8H O+10CO ↑可知，消耗高锰酸根的物质的量是0.0004mol ，浓度的变化量是
0.0004mol 0.05L =8×310- mol/L ，则在5 min 末，c(-4MnO )=0.103050
⨯ mol/L-8×310- mol/L=0.052 mol/L 。

19．能源是人类生活和社会发展的基础，研究化学反应中的能量变化，有助于更好地利用化学反应为生产和生活服务。

阅读下列有关能源的材料，回答有关问题：
（1）从能量的角度看，断开化学键要___，形成化学键要___。

（2）焙烧产生的SO 2可用于制硫酸。

已知25℃、101kPa 时：
①2SO 2(g)+O 2(g)2SO 3(g)ΔH 1=-197kJ/mol ；
②H2O(g)=H2O(l)ΔH2=-44kJ/mol；
③2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)ΔH3=-545kJ/mol。

写出SO3(g)与H2O(l)反应的热化学方程式是____。

（3）已知一定条件下，CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)反应过程能量变化如图所示，该反应为___反应（填“吸热”或“放热”）。

（4）已知热化学方程式：SO2(g)+1
2
O2(g)SO3(g)ΔH=-98.32kJ/mol，在容器中充入
2molSO2和1molO2充分反应，最终放出的热量为_____。

A．98.32kJ B．196.64kJ/mol C．＜196.64kJ D．＞196.64kJ
答案：吸热放热SO3(g)+H2O(1)H2SO4(l)ΔH=-130kJ/mol放热c
解析：(1)断开化学键需要破坏微粒之间的作用力，因此需要吸收能量，形成化学键时会放出能量，故答案为：吸热；放热；
(2)SO3(g)与H2O(l)反应生成H2SO4(l)，根据①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH1=-197kJ/mol，
②H2O(g)=H2O(l)ΔH2=-44kJ/mol，③2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)ΔH3=-545kJ/mol以及
盖斯定律可知，将
2
2
--⨯
③①②
可得SO3(g)与H2O(l)反应生成H2SO4(l)的热化学方程式
为SO3(g)+H2O(1)H2SO4(l)ΔH=
()()
545197244
2
----⨯-
kJ/mol=-130kJ/mol；
(3)由图可知，反应物总能量高于生成物总能量，因此该反应为放热反应；
(4)SO2(g)+1
2
O2(g)SO3(g)ΔH=-98.32kJ/mol表示：SO2(g)与O2(g)充分反应生成1mol
SO3(g)时放出98.32kJ热量，在容器中充入2molSO2和1molO2充分反应后，反应物不能完全转化为生成物，因此放出的热量小于2×98.32kJ=196.64kJ，故答案为c。

20．研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。

（1）一定条件下，将2molNO与2molO2置于恒容密闭容器中发生反应
2NO(g)+O2(g)2NO2(g)，下列各项能说明反应达到平衡状态的是__。

a.体系压强保持不变
b.混合气体颜色保持不变
c.NO和O2的物质的量之比保持不变
d.每消耗1molO2同时生成2molNO2
（2）CO可用于合成甲醇，一定温度下，向体积为2L的密闭容器中加入CO和H2，发生
反应CO （g ）+2H 2（g ）
CH 3OH （g ），达平衡后测得各组分浓度如下： 物质
CO H 2 CH 3OH 浓度(mol •L -1) 0.9 1.0 0.6
②若降低温度，K 值增大，则反应的△H __0(填“＞”或“＜”)。

③若保持体积不变，再充入0.6molCO 和0.4molCH 3OH ，此时v 正__v 逆(填“＞”、“＜”或“=”)，理由是：__。

答案：abc 20.60.9 1.0⨯=23
(或0.67) ＜ = Q =K ，平衡不发生移动，所以v 正=v 逆 解析：(1)a .正反应体积减小，压强是变量，则体系压强保持不变能说明反应达到平衡状态，a 选；
b .混合气体颜色保持不变，说明二氧化氮浓度不再发生变化，能说明反应达到平衡状态，b 选；
c .NO 和O 2的物质的量之比保持不变，说明正逆反应速率相等，能说明反应达到平衡状态，c 选；
d .每消耗1molO 2同时生成2molNO 2均表示正反应速率，不能说明反应达到平衡状态，d 不选；
答案选abc 。

(2)①根据表中平衡时物质的浓度可知平衡常数K =3222(CH OH)0.62(CO)(H )0.913
c c c ==⨯。

②若降低温度，K 值增大，说明降低温度平衡正向进行，正反应放热，则反应的△H ＜0。

③若保持体积不变，再充入0.6molCO 和0.4molCH 3OH ，此时浓度熵＝
20.821.213
=⨯＝K ，平衡不发生移动，所以v 正=v 逆。

21．已知电极材料：铁、铜、银、石墨、锌、铝；电解质溶液：2CuCl 溶液、()243Fe SO 溶液、稀硫酸。

按要求回答下列问题：
(1)电工操作上规定：不能把铜导线和铝导线连接在一起使用。

请说明原因：
________________。

(2)若电极材料选铜和石墨，电解质溶液选()243Fe SO 溶液，外加导线，能否构成原电池？______。

若能，请写出电极反应式，负极：__________________，正极：
_________________（若不能，后两空不填）。

(3)设计一种以铁和稀硫酸反应为原理的原电池，在下面的方框中画出装置图
__________(需标明电极材料及电池的正负极)。