高考化学二轮复习第六章 化学反应与能量 (讲义及答案)

一、选择题

1．一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。

2．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。

3．在2L密闭容器中，把2 mol X和2 mol Y混合，发生如下反应：3X(g)+Y(g) nP(g)+2Q(g) ，当反应经2min达到平衡，测得P的浓度为0.8mol/L，Q的浓度为

0.4mol/L，则下列判断中，不正确的是（）

A．n＝4 B．X的转化率为60％

C．X的平衡浓度为0.4mol/L D．2 min内Y的平均速率为0.4molL-1min-1【答案】D

【分析】

据题意，可列出三段式：

3X(g)+Y(g)nP(g)+2Q(g)

(mol/L)1100

(mol/L)0.60.20.80.4

(mol/L)0.40.80.80.4

起始浓度

转化浓度

平衡浓度

，据此回答；

【详解】

A. 化学计量数之比等于转化量之比，则n＝4，A正确；

B. 据分析，

(X)

(X)100%

(X)

c

c

α?

=?=60％，B正确；

C. 据分析，X的平衡浓度为0.4mol/L，C正确；

D. 2 min内Y的平均速率为

-1

-11

(Y)0.2mol L

(Y)0.1mol L min

2min

c

v

t

-

??

===??

?

，D不正

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，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。

5．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 。

6．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 ＋H 2O －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。

7．298K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。

8．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。

9．下列反应既属于氧化还原反应，又是吸热反应的是

A．铝片与盐酸的反应B．灼热的碳与CO2的反应

C．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应D．甲烷在氧气中的燃烧反应

【答案】B

【详解】

A．金属与酸的反应属于放热反应，故A错误；

B．灼热的碳与CO2的反应为吸热反应，且C元素的化合价变化，属于氧化还原反应，故B 正确；

C．Ba(OH)2?8H2O与NH4Cl的反应为放热反应，但没有元素的化合价变化，不属于氧化还原反应，故C错误；

D．甲烷在氧气中燃烧属于放热反应，故D错误；

故选B。

【点睛】

本题考查氧化还原反应和吸热反应，为高考高频考点，侧重反应类型判断的考查。常见的吸热反应有：Ba(OH)2?8H2O与NH4Cl反应、大多数的分解反应、C(或氢气)参加的氧化还原反应等。

10．一定温度时，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。

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。

12．一定条件下，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。

13．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。

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．已知2mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量484kJ，且氧气中1molO=O键完全断裂时吸收热量496kJ，水蒸气中1molH-O键形成时放出能量463kJ，则氢气中1molH-H键断裂时吸收热量为（）

A．920kJ B．557kJ C．436kJ D．188kJ

【答案】C

【详解】

根据题意2mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量484kJ，2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH= -484 kJ/mol，设1mol H-H键断裂时吸收热量为x，则ΔH= -484 = 2x + 496 - 463×4，解得x = 436，故C正确；

故答案为C。

【点睛】

反应热ΔH=反应物断键吸收的总能量减去生成物成键放出的总能量，若差值小于0，为放热反应，反之，为吸热反应。

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。

17．一定温度下，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=

Δ

t

，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3B4C6A2D

++，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

1.0mol0.4mol

2L0.06mol 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:D6:3:4:2

v v v v=，D项错误；故答案选：C。

18．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。

19．已知反应:NO 2(g) + SO2(g)SO3(g) + NO(g) ，起始时向某密闭容器中通入1 mol NO2 、2 mol S18O2，.反应达到平衡后，下列有关说法正确的是:

A．NO2中不可能含18O B．有1 mol N18O生成

C．S18O2的物质的量不可能为0. 8 mol D．SO2、SO3、NO、NO2均含18O时，说明该反应达到平衡

【答案】C

【详解】

A．NO2(g) + SO2(g)SO3(g) + NO(g) 反应到达平衡后，化学平衡是一个动态平衡，故NO2中可能含18O，A错误；

B．NO2(g) + SO2(g)SO3(g) + NO(g)该反应是可逆反应， NO2的转化率小于100%，故生成N18O的物质的量小于1mol，B错误；

C．反应物的物质的量变化量之比等于化学计量数之比，又因为NO2(g) + SO2(g)SO3(g) + NO(g)这个反应是可逆反应，NO2的转化率小于100%，故平衡时 S18O2的物质的量大于1.0mol，C正确；

D．反应物、生成物的物质的量不在随着时间的改变而改变，当SO2、SO3、NO、NO2均含18O时，不能说明反应达到平衡，D错误；

答案选C。

【点睛】

对应可逆反应，反应物的转化率小于100%，生成物的产率小于100%，化学平衡是一个动态平衡，达到平衡后，同种物质的正、逆反应速率相等且都大于0。

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：

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．某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：

（1）上述实验中发生反应的化学方程式有__________________________________； （2）硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是____________________________； （3）实验室中现有24Na SO 、4MgSO 、24Ag SO 、24K SO 等4中溶液，可与实验中4CuSO 溶液起相似作用的是______________________________________；

（4）要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措旌有________（答两种）；

（5）为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn 粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。

①请完成此实验设计，其中：V 1=______，V 6=______，V 9=______；

②该同学最后得出的结论为：当加入少量4CuSO 溶液时，生成氢气的速率会大大提高。但当加入的4CuSO 溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因________________________________________________________

【答案】Zn+CuSO 4=ZnSO 4+Cu ，Zn+H 2SO 4=ZnSO 4+H 2↑ CuSO 4与Zn 反应产生的Cu 与Zn 形成铜锌原电池，加快了氢气产生的速率 Ag 2SO 4 升高反应温度、适当增加硫酸的浓度（答案合理即可） 30 10 17.5 当加入一定量的硫酸铜后，生成的单质铜会沉积在锌的表面，降低了锌与溶液的接触面积

【解析】

【详解】

（1）在稀硫酸中加入硫酸铜后发生了两个反应：CuSO 4＋Zn===ZnSO 4＋Cu 、Zn ＋H 2SO 4=ZnSO 4＋H 2↑。

（2）由于Zn 与反应生成的Cu 及硫酸铜溶液组成了CuZn 原电池，大大加快了生成氢气的反应速率。

（3）只要是比锌的金属性弱的金属都可以与锌组成原电池，都可以加快生成氢气的反应速率，故在所给的物质中只有Ag2SO4符合题意。

（4）要加快生成氢气的反应速率，还可以采取如下措施：升高温度、适当增大硫酸的浓度、增加锌粒的比表面积等。

（5）①因为要研究硫酸铜的量对反应速率的影响，故应保持硫酸的浓度在各组实验中相同，则硫酸溶液的体积均取 30 mL ，根据F 中增加的水与硫酸铜溶液的体积之和为20 mL ，可以求得V 6＝10 mL ， V 9＝17.5 mL 。

②由于析出的铜的量较多，会覆盖在锌的表面，使得锌与稀硫酸接触面积大大减小，故反

应速率反而减慢。

22．硫酸是中学最常见的三大强酸之一，某研究性学习小组探究外界条件对铁与硫酸反应速率的影响。

[实验设计]控制用同种铁块，初始使用硫酸体积均为1000mL，恒定实验温度在298K或313K（其余实验条件见表），设计如下对比试验。

(1)请完成以下实验设计表（表中不要留空格）。

实

验

编

号

实验目的T/K Fe/g

c(H2SO4)/ mol·L-

1

①

为以下实验

作参考

29810 1.0

②

探究温度对

反应速率的

影响

___________________

③_____2981018.4

[解释与结论]

(2)实验①、②表明___________

请再提出一种加快该反应速率的方法___________

(3)实验③得出的结论是:当硫酸浓度为18.4 mol/L，________，原因是__________

[思考与交流]

(4)实验③，若t1时开始加热，在铁的表面逐渐产生气泡，当有大量气泡产生时，控制反应温度基本不变。甲同学将收集到的气体体积与时间的关系粗略地表示为图2。t1~t2时间段，反应生成的气体是_________。写出开始加热时发生反应的化学方程式:___。

【答案】313 10 1.0 探究硫酸浓度对反应速率的影响温度越高，反应速率越快增大同质量铁的表面积或加入少量硫酸铜，构成原电池反应速率趋向于零(反应速率趋向于停止) 常温下，铁与浓硫酸发生钝化二氧化硫、氢气 2Fe+6H2SO4 (浓)

Δ

Fe2 (SO4) 3+3SO2↑+6H2O

【详解】

(1) 探究温度对反应速率的影响，作对比实验时要求其他条件要完全相同，所以从表中数据可分析得出实验②的数据，温度是313K，铁的质量和硫酸的浓度应和实验①相同，分别为10g、1.0 mol·L-1；实验③中只有硫酸的浓度与第①个实验不同，得出实验目的是：探究硫酸浓度对反应速率的影响，故答案为：313；10；1.0；探究硫酸浓度对反应速率的影响；

(2)实验①和②对比的温度，所以实验①、②表明：温度越高，反应速率越快；要加快反应速率，方法有增大同质量铁的表面积或加入少量硫酸铜，构成原电池，故答案为：温度越高，反应速率越快；增大同质量铁的表面积或加入少量硫酸铜，构成原电池；

(3) 常温下，当硫酸浓度为18.4mol/L，反应的本质发生了改变，铁和浓硫酸发生钝化，不再产生氢气，反应速率趋向于零(反应速率趋向于停止) ，故答案为：反应速率趋向于零(反应速率趋向于停止) ；常温下，铁与浓硫酸发生钝化；

(4) 常温下，铁和浓硫酸发生钝化，加热后钝化失效，由于浓硫酸的强氧化性，铁和浓硫酸在加热的条件下反应产生的气体是二氧化硫，化学方程式为：2Fe+6H2SO4 (浓)

Δ

Fe2 (SO4) 3+3SO2↑+6H2O，随着反应的进行，浓硫酸变成稀硫酸，铁与稀硫酸反应产生氢

气，故答案为：二氧化硫、氢气；2Fe+6H2SO4 (浓)Δ

Fe2 (SO4) 3+3SO2↑+6H2O。

23．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

试管A中不再产生气泡；

试管B中产生的气泡量增

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。

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/LFeCl 3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FeCl 3溶液改为Fe 2(SO 4)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。

24．为了探究化学反应的热效应，某兴趣小组进行了如下实验：

（1）将纯固体物质X 分别装入有水的锥形瓶里（发生化学反应），立即塞紧带U 形管的塞子，发现U 形管内红墨水的液面高度如图所示。

①若如图1所示，发生的反应（假设没有气体生成）是________（填“放热”或“吸热”）反应，X 是________（填两种物质的化学式）。

②若如图2所示，发生的反应（假设没有气体生成）是________（填“放热”或“吸热”）反应，以下选项中与其能量变化相同的是________（填序号）。

A CO 还原CuO 的反应

B 3CaCO 的分解反应

C Al 和23Fe O 的反应 （2）如图3所示，把试管放入盛有25℃饱和澄清石灰水的烧杯中，试管中开始放几小块铝片，再滴入5mL 稀NaOH 溶液。试回答下列问题：

①实验中观察到的现象是：铝片逐渐溶解、有大量气泡产生、______。

②产生上述现象的原因是___________。

【答案】放热 Na 、2Na O 或CaO （填两种即可） 吸热 B 饱和澄清石灰水中出现白色浑浊 铝和NaOH 溶液反应生成2H ，且该反应是放热反应，2Ca(OH)的溶解度随温度的升高而降低

【分析】

图1、2通过U 形管内红墨水变化，判断体系内压强与外界大气压相对大小，进而判断反应的热效应；题（2）把试管放入盛有25℃饱和澄清石灰水的烧杯中，向试管中放入几小块铝片，再滴入5mL 稀NaOH 溶液，铝和NaOH 溶液反应生成氢气。

【详解】

（1）①若如图1所示，体系内压强大于外界大气压，说明体系内气体膨胀，反应放热，故物质X 可以是Na 、2Na O 、CaO 等；

②若如图2所示，体系内压强小于外界大气压，说明体系内气体体积缩小，反应吸热，CO 还原CuO 的反应为放热反应，3CaCO 的分解反应为吸热反应，Al 和23Fe O 的反应为放热反应。答案选B 。

（2）把试管放入盛有25℃饱和澄清石灰水的烧杯中，向试管中放入几小块铝片，再滴入5mL 稀NaOH 溶液，铝和NaOH 溶液反应生成2H 且该反应是放热反应，2Ca(OH)的溶解度随温度的升高而降低，烧杯中的饱和澄清石灰水中会出现白色浑浊。

25．利用生活中或实验室中的常用物品，根据氧化还原反应知识和电化学知识，自己动手设计一个原电池.请填写下列空白：

（1）实验原理：Fe+2H +=Fe 2++H 2↑

（2）实验用品：电极（__、__）、稀硫酸、__、__耳机（或电流计）.

（3）①按如图所示装置连接好实验仪器，这时可以听见耳机发出“嚓嚓……”的声音。其原因是在原电池中化学能转化为__，在耳机中__又转化为声波这种能量。

②在该原电池内中，Fe 在___极发生了___反应，H +在___极发生了___反应。

【答案】铁钉（或铁条等） 铜钉（或其他的惰性电极，如铅笔芯等） 烧杯 导线 电能 电能 负 氧化 正 还原

【分析】

根据Fe+2H +═Fe 2++H 2↑知，铁失电子被氧化，则Fe 作原电池负极，不如铁活泼的金属或导电的非金属作原电池正极，电解质溶液为弱氧化性酸溶液，结合原电池构成条件及能量转化方式分析解答。

【详解】

（2）由形成原电池的条件可知，需要铁为负极，正极为铜钉（其他的惰性电极如铅笔 芯、铂等都可以），硫酸为电解质溶液，还需要烧杯、导线等，故答案为：铁钉或铁条；铜钉（其他的惰性电极如铅笔芯、铂等都可以）；烧杯、导线；

（4）①在原电池中，由化学能转化为电能，在耳机中又由电能转化为声音这种能量，故答

案为：电能；电能；

②如果将装置中的耳机改为电流计，则电流表指针发生偏转，形成原电池反应，铁为负极，发生氧化反应，电极方程式为Fe-2e-=Fe2+，正极发生还原反应，电极方程式为2H++2e-=H2↑，铁钉应该连接电流计的负极，铜钉连接电流计的正极，故答案为：负；氧化；正；还原。

26．我校化学兴趣小组选择“铝丝和盐酸反应的快慢与什么因素有关”的课题开展探究。Ⅰ．甲同学分别用相同质量和大小的铝丝和足量稀盐酸反应的三组实验数据：

(1)能表明盐酸浓度对反应快慢有影响的实验编号是：______。

(2)如果把实验②中温度提高至25℃，请你推出铝丝消失时间(用t表示)的取值范围

______：

(3)该实验除了用铝丝消失的时间来衡量反应的快慢外，你还能提出________方法来衡量该反应的快慢。

Ⅱ．乙同学在200mL稀盐酸中加入适量的铝粉，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下(累计值)：

(1)求2～3分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率为___mol·L-1·min-1。

(2)哪一时间段(指0～1、1～2、2～3、3～4、4～5min)反应速率最小_，原因是__。

(3)哪一时间段的反应速率最大__，原因是_______。

Ⅲ．丙同学将稀盐酸换成稀硫酸进行实验，发现铝丝与稀硫酸反应现象不明显。

SO 的存在减慢了Al与H+的反应速率。

他提出假设：2

4

请你设计实验验证他的假设______。

【答案】①② 80

【详解】

I．(1)实验①和实验②反应温度不同，盐酸的质量分数相同，两种实验对比可以表明盐酸浓度对反应快慢有影响；

(2)如果把实验②中温度提高至25℃，则反应速率要比20℃时要快，所以铝丝消失时间小于300s；但由于其温度小于30℃，所以消失时间要大于第③组，所以80

(3)铝和盐酸反应生成氢气，所以还可以通过观察产生气泡的快慢来衡量反应的快慢；Ⅱ．(1)2～3分钟时间段产生的氢气的体积为232mL-120mL=112mL，

n(H2)=

0.112L

22.4L/mol

=0.005mol，根据元素守恒可知该时段内消耗的n(HCl)=0.01mol，溶液体

积为200mL，所以v(HCl)=

0.01mol

0.2L1min

=0.05mol·L-1·min-1；

(2)根据表格数据可知0～1、1～2、2～3、3～4、4～5min生成的氢气体积分别为：50mL、70mL、112mL、58mL、20mL，所以反应速率最小的时段为4～5min；原因是：随着反应的进行，盐酸不断消耗，溶液中c(H+)最小，反应速率最小；

(3)根据(2)可知2～3min时反应速率最大，该反应放热，随反应进行温度升高，而此时浓度还较大，温度为主导因素，使该时段内反应速率最大；

Ⅲ．实验目的是要验证硫酸根的存在是否减慢了Al和H+的反应，所以可设计两组实验，变量为酸中的阴离子，具体操作为：取两支试管，分别加入同样大小的铝丝和等量的盐酸，再在第一支试管中加入硫酸钠固体，比较生成气泡的快慢。

【点睛】

控制变量法探究影响反应速率的因素时，不同组实验的变量要唯一。