专题6《化学反应与能量变化》同步练习题
一、单选题
1．工业合成氨的反应原理为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0，下列措施既能加快反应速率又能提高产率的是
A．增大压强 B．分离出NH3 C．升高温度 D．使用催化剂
2．可逆反应。反应中，当其它条件不变时，的质量分数与温度（）和压强（）的关系如图，根据图中曲线分析，判断下列叙述正确的是（ ）
A．由图甲可知，，升高温度平衡正向移动
B．由图乙可知，，增大压强平衡正向移动
C．化学方程式中一定有
D．可以判断该可逆反应的正向为放热反应
3．某温度下，在容积为2 L的密闭容器中发生反应2X(g)＋Y(g)2W(g) ΔH＜0，当充入2 mol X和1 mol Y，经20 s达到平衡时生成了0.4 mol W。下列说法正确的是( )
①升高温度，W的体积分数减小，ΔH增大 ②以Y的浓度变化表示的反应速率为0.01 mol·L－1·s－1 ③在其他条件不变的情况下，增加1 mol X，则X和Y的转化率均提高 ④增大压强，正反应速率增大，逆反应速率减小，则平衡向正反应方向移动 ⑤再向容器中通入2 mol X和1 mol Y，达到平衡时，X、Y的转化率均增大
A．⑤ B．①⑤ C．②③④ D．④⑤
4．甲醇－空气燃料电池（DMFC）是一种高效、轻污染的车载电池，其工作原理如图。 下列有关叙述正确的是（ ）
A．该装置能将电能转化为化学能
B．电子由甲电极经导线流向乙电极
C．负极的电极反应式为：CH3OH＋6OH－－6e－CO2＋5H2O
D．b口通入空气，c口通入甲醇
5．某温度时，浓度均为的两种气体和，在体积恒定的密闭容器中反应生成气体，4s时、、的浓度分别是、、，若用、表示，则该反应的化学方程式可表示为
A． B．
C． D．
6．阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法正确的是
A．常温常压下，17gNH3中含有的H原子总数为3NA
B．6.5gZn与稀H2SO4完全反应，转移的电子数为0.1NA
C．1molN2与4molH2反应生成的NH3分子数为2NA
D．1.0L 1.0mol/L的NaAlO2水溶液中含有的氧原子数为2NA
7．在一定温度下的定容密闭容器中，能表明反应2X(g)＋Y(s) Z(g)+M(g)已达到平衡状态的是
A．混合气体的压强不再发生变化
B．混合气体的密度不再发生变化
C．单位时间内生成1molZ的同时消耗2molX
D．气体的总物质的量保持不变
8．用表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述中正确的是
A．中含有的质子数、中子数、电子数均为
B．标准状况下，分子中含有共价键的数目为
C．和于密闭容器中充分反应后，其分子总数小于
D．1mol Na与足量反应，生成和的混合物，共转移电子数为
9．下列化学用语书写正确的是
A．金属发生电化学腐蚀的正极反应式：
B．溶液中水解的离子方程式：
C．向硫酸铁溶液中滴加碳酸钠溶液：
D．用碳酸钠溶液处理锅炉水垢中的硫酸钙：
10．在2A(s)+B(g) 3C(g)+4D(g)反应中，表示该反应速率最快的是
A．v(A)=0.7mol·L-1·s-1 B．v(B)=0.3mol·L-1·s-1
C．v(C)=0.8mol·L-1·s-1 D．v(D)=60mol·L-1·min-1
11．下列反应中，反应物总键能大于生成物总键能的是
①碳和水蒸气；②碳酸钠和盐酸；③煅烧石灰石制生石灰；④铝热反应⑤酸与碱的中和反应；⑥晶体与混合搅拌
A．①③⑥ B．①④⑤ C．②③④ D．②④⑤
12．下列说法错误的是
A．锌锰干电池中，锌筒是负极，不断被消耗
B．手机的锂离子电池属于二次电池
C．构成原电池的正极和负极的材料必须是两种活泼性不同的金属
D．太阳能电池的主要材料是高纯硅
13．在下列反应中，生成物能量总和高于反应物能量总和的是
①Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)+Cu(s) ΔH=-216kJ·mol-1
②CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH=+178.5kJ·mol-1
③H2(g)+I2(s)=HI(g) ΔH=+53kJ·mol-1
④H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.2kJ·mol-1
A．①④ B．②③ C．②④ D．①③
14．下列说法正确的是（ ）
A．物质发生化学反应时都伴随着能量变化
B．伴有能量变化的物质变化都是化学变化
C．在一个确定的化学反应体系中，反应物的总能量与生成物的总能量一定相同
D．在一个确定的化学反应体系中，反应物的总能量总是高于生成物的总能量
二、填空题
15．为了探究化学反应的热效应，某兴趣小组进行了实验：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。
(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_______(填字母)。
A．碳与水蒸气的反应
B．CaCO3的分解反应
C．氮气与氢气合成氨的反应
16．在恒温条件下将一定量X和Y的混合气体通入一容积为2L的密闭容器中，X和Y两物质的浓度随时间变化情况如图所示：
(1)该反应的化学方程式为(反应物或生成物用符号X、Y表示)__。
(2)a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是__。
17．在一密闭的2L容器中装有2mol和1mol，在一定条件下开始反应。2min末测得容器中有1.6mol，请计算：
(1)2min末的浓度_______；
(2)2min内的平均反应速率_______；
(3)2min末的转化率()_______。(提示：需写出计算过程)
18．由A、B、C、D四种金属按表中装置图进行实验。
装置
现象 二价金属A不断溶解 C的质量增加 A上有气体产生
根据实验现象回答下列问题：
(1)装置甲中作正极的是_______(填“A”或“B”)。
(2)装置乙溶液中C电极反应：_______；外电路中电子由_______(填“C极向B极移动”或“B极向C极移动”)。
(3)装置丙中金属A上电极反应属于_______(填“氧化反应”或“还原反应”)。
(4)四种金属活动性由强到弱的顺序是_______。
19．根据化学反应速率与化学反应限度的知识回答下列问题。
(1)在2L恒容的密闭容器内充入0.30mol的X气体和0.20mol的Y气体，在一定条件下反应生成气体Z。反应体系中，各组分的物质的量随时间的变化如图。
①该反应的化学方程式为_____。
②反应进行到5s时，是否达到平衡状态_____？(填“是”或“否”)，12s时，v正(Z)_____v逆(Z)(填“大于”、“小于”或“等于”)。
③用X的浓度变化表示从0~5s内该反应的平均速率v(X)=_____。
(2)已知合成氨反应的化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，该反应为放热反应，且每生成2molNH3，放出92.4kJ的热量。在一定温度下，向一个容积为1L的密闭容器中通入2molN2和8molH2及固体催化剂，使之反应，达到平衡时容器内气体的压强为起始时的80%，则：
①平衡时NH3的物质的量为_____，H2的转化率为_____；
②反应达到平衡时，放出的热量_____。
A．小于92.4kJ B．等于92.4kJ
C．大于92.4kJ D．可能大于、小于或等于92.4kJ
20．某研究性学习小组的同学设计了一个原电池如图所示：
Ⅰ.根据上述原电池，请回答下列问题：
(1)Ag电极是_______极(填“正”或“负”)，铜电极上发生的电极反应式是_______。
(2)溶液中的NO3-的移动方向为_______(填“自右向左” 或“自左向右”)。
Ⅱ.研究性学习小组的同学们对该原电池中应出现的实验现象进行了预测，他们认为应该有这些现象：
①Cu电极要发生溶解；
②电流计中指针发生偏转；
③Ag电极上有固体物质析出；
④……
请回答下列问题：
(3)预测④的现象为_______。
(4)但同学们发现，除了以上预测的现象之外，在银电极附近出现了无色气泡，一段时间后银电极上方的空气中出现红棕色。该红棕色气体为_______。
(5)为了探究出现该现象的原因，同学们测定了电解质溶液的pH，发现溶液中的H+浓度为0.80mol/L，据此推断，原电池体系中应存在化学反应_______(写出该反应的离子方程式)。
(6)同学们通过查阅资料了解到，常温下1.00mol/L的AgNO3溶液pH为5(即H+ 为10-5mol/L)，说明装置1中硝酸银溶液已用硝酸进行了酸化。于是又设计了另一个原电池(装置2)以说明上述原电池中的确存在这一反应，如图所示，以下最宜选用为该电池电解质溶液的是_______(填标号)。
a.0.80mol/L HNO3
b.0.80mol/L HCl和1.00 mol/L NaNO3的混合液
c.0.40mol/L H2SO4和1.80mol/L NaNO3的混合溶液
d.0.80mol/L CH3COOH和1.00mol/L NaNO3的混合溶液
通过实验，发现该电池在一段时间后出现与(2)中相同的现象，说明原电池中的确存在该反应。
Ⅲ.为了进一步探究电解质溶液的浓度对电池反应速率的影响，同学们准备了两组装置，并分别在它们的银电极上安装了重力传感器，其中一组电解质溶液为500mL 1.00mol/L AgNO3溶液；另一组为500mL 0.50mol/L AgNO3溶液(两组硝酸银溶液均已净化，为单一组分)，由传感器所得数据作图如图：
(7)其中代表电解质为0.50mol/L AgNO3溶液的一组的曲线是_______ (填“A”或“B”) 。
(8)对于A曲线，以硝酸银溶液浓度变化来表示120s内的反应速率υ=_______(保留2位有效数字，忽略溶液的体积变化)。
21．Ⅰ.现有如下两个反应：
A．
B．
(1)上述反应属于放热反应的是_______(填“A”或“B”)。
(2)将纯锌片和纯铜片按图方式插入相同浓度的稀硫酸中一段时间，回答下列问题：
①在甲乙两个烧杯中，甲铜极上发生_______反应(填“氧化”或“还原”)，乙在_______表面产生气泡(填“”或“”)。
②能构成原电池的是_______装置(填“甲”或“乙”)，其中负极为_______电极(填“”或“”)。
③两个装置中均被腐蚀，若转移电子，理论上片质量减轻_______g。
(3)在进行上述实验时发现甲放出气泡的速率较快，为了加快乙的反应速率，可采用的措施有_______(写出一种即可)。
II.一定条件下，在密闭容器中充入一定量的和发生反应：，各物质的浓度变化如图所示。
(4)内，平均反应速率为_______。
(5)下列叙述能说明该反应已达到平衡状态的是_______。
A． B．密闭容器内气体总质量保持不变
C．各物质的浓度保持不变 D．消耗的同时生成
22．化学反应中伴随着能量变化，探究各种能量变化是一永恒的主题。
(1)下列变化属于放热反应的是 ___________ 。填序号
生石灰溶于水 浓硫酸稀释 氢氧化钠固体溶于水 铜溶于浓硝酸 氯化铵固体与氢氧化钡晶体混合搅拌 过氧化钠溶于水
(2)分解时的能量变化关系如下图甲所示，则分解反应为 ___________ 反应(选填：吸热、放热)。查阅资料得知：将作为催化剂的溶液加入溶液后，溶液中会发生两个氧化还原反应，且两个反应中均参加了反应，试从催化剂的角度分析，这两个氧化还原反应的离子方程式分别是：和___________ 。
(3)燃料电池和二次电池的应用非常广泛。
①如图为甲烷燃料电池的示意图，电池工作时，b极的电极为_____极，负极的电极反应式为_______。反应的总离子方程式________。
②随着反应的进行，电解质溶液碱性___________(填增强或减弱)。
23．合成氨时，在某个密闭容器中发生反应：3H2(g)+N2(g)2NH3(g)
（1）下列能使反应速率加快的是_____________________
①升高温度 ②减小容器体积 ③通入N2 ④通入Ar使压强增大 ⑤通入HCl气体 ⑥加入合适的催化剂
A．①③④⑤ B．①②③⑥ C．①②③④ D．②④⑤⑥
（2）在恒温、恒容的条件下，下列说法能表示反应达到化学平衡状态的是__________
①当有1molN2被消耗，就有2molNH3生成
②当有6molH—H键形成时，就有12molN—H键形成
③2正(N2)=逆(NH3)
④N2的物质的量不再变化
⑤H2、N2、NH3的浓度之比等于3：1：2
⑥混合气体的密度不变
⑦混合气体的压强不变
⑧混合气体的平均相对分子质量不变
A．①③④⑤⑦ B．①②③④⑧ C．②③④⑦⑧ D．②④⑤⑥
（3）在2 L定容密闭容器中通入1 mol N2(g)和3 mol H2(g)，发生反应：3H2(g)+N2(g)2NH3(g)（放热反应）。测得压强-时间图象如图甲，测得p2=0.8p1，此时温度与起始温度相同，在达到平衡前某一时刻（t1）若仅改变一种条件，得到如图乙图象。
①如图甲，反应开始至平衡时NH3的平均反应速率为_____________________，平衡时氢气的转化率为_________。
②如图乙，下列说法正确的是_________
A．t1时刻可能是加入了催化剂
B．改变条件可以使H2 100℅转化为NH3
C．增大N2的浓度，可以提高H2的转化率
D．t2时刻，N2的浓度与NH3的浓度之比为1:2
24．为实现“碳中和”目标，我国科学家做出了卓越贡献，最新科研成果之一为：在含铂高效催化剂作用下把二氧化碳高效转化清洁液态燃料——甲醇。
(1)转化过程的能量变化如图所示，可知转化为的反应为___________反应(填“吸热”或“放热”)。
(2) 转化为的总反应为。下列描述能说明该反应已经达到限度的是___________。
A．的生成速率与的生成速率相等时
B．恒温恒容时，容器内气体的总压强不再随时间而改变时
C．容器内气体的总质量不再改变时
D．恒容时，、、、的浓度相等时
(3)科学家提出有关甲醇的碳循环如图所示。
①碳循环过程中的能量转化方式有___________(答出两种即可)。
②甲醇合成原理为，若合成甲醇，则理论上可吸收工厂排放的___________L(标准状况)；电解槽中发生电解反应，制备所需的转移的电子数为___________(用表示阿伏伽德罗常数)。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】
A.增大压强平衡正向移动，产率提高，且化学反应速率加快，故A符合；
B.分离出氨气，平衡正向移动，提高产率，但是化学反应速率减慢，故B不符合；
C.升高温度化学反应速率加快，但是平衡逆向移动，产率降低，故C不符合；
D.使用催化剂加快化学反应速率，但是平衡不移动，产率不变，故D不符合；
故选 A。
2．D
【详解】A.温度升高反应速率加快，先达到平衡，可知，由图可知升高温度，C的质量分数减小，平衡逆向移动，故A错误；
B. 根据增大压强反应速率加快可知，由图可知增大压强，C的质量分数减小，平衡逆向移动，故B错误；
C. 由B分析可知，增大压强平衡逆向移动，则该反应是气体体积增大的反应，所以，故C错误；
D. 由A分析可知，升高温度平衡逆向移动，可以判断该可逆反应的正向为放热反应，故D正确；
正确答案是D。
3．A
【详解】①升高温度，W的体积分数减小，则平衡逆向移动，但ΔH不变，因为ΔH与方程式的写法有关，方程式确定， ΔH确定，①错误；
②用W的浓度变化表示的反应速率v(W)==0.01 mol·L－1·s－1,根据速率之比和系数成正比，所以用Y表示的反应速率0.005 mol·L－1·s－1 ，②错误；
③增加X的量,平衡正向移动，则X的转化率会减小，Y的转化率增大，③错误；
④增大压强，正反应速率增大，逆反应速率也增大，但是正反应速率增加的程度大，则平衡向正反应方向移动，④错误；
⑤再向容器中通入2molX和1molY，相当是对原平衡加压，平衡正向移动，达到平衡时,X、Y的转化率均增大，⑤正确；
综上所述，本题选A。
【点睛】对于2X(g)＋Y(g)2W(g)可逆反应，在体积温度不变的情况下，增加X的浓度，平衡右移，但是X的转化率降低，Y的转化率增大；即两种物质参加反应，增加该物质浓度，该物质的转化率减小，另外一种物质的转化率增大。
4．B
【分析】由质子的定向移动可知甲为燃料电池的负极，乙为燃料电池的正极，负极电极反应式为CH3OH(l)+H2O(l)-6e-=CO2(g)+6H+，正极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，电流由正极经导线流向负极。
【详解】A．甲醇-空气燃料电池，能够将化学能转化为电能，故A错误；
B．在原电池中，电子由负极甲电极经导线流向正极乙电极，故B正确；
C．负极甲醇失电子被氧化，电极方程式为CH3OH(l)+H2O(l)-6e-=CO2(g)+6H+，故C错误；
D．图中甲电极为负极，因此b口通入甲醇、c口通入空气，故D错误；
故选B。
5．C
【详解】4s时，，，，则、、的化学计量数之比为，故反应的化学方程式为，根据原子守恒可知，为，故反应的化学方程式为，C满足题意；
故选C。
6．A
【详解】A．氨分子中含有3个气原子，则常温常压下，17g氨分子中含有的氢原子总数为×3×NAmol—1=3NA，故A正确；
B．锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，则6.5g锌与稀硫酸完全反应，转移的电子数为×2×NAmol—1=0.2NA，故B错误；
C．合成氨反应是可逆反应，可逆反应不可能完全反应，则1mol氮气与4mol氢气反应生成的氨气的分子数小于1mol×2×NAmol—1=2NA，故C错误；
D．偏铝酸钠和水分子中都含有氧原子，无法计算1.0L 1.0mol/L的偏铝酸钠水溶液中水分子的物质的量，则无法计算溶液中含有的氧原子数，故D错误；
故选A。
7．B
【详解】A．该反应反应前后气体分子的系数相等，气体体积、压强都是定量，不影响反应平衡，A错误；
B．由于Y为固体，根据质量守恒定律，反应前后气体质量不相等，因此密度在达到平衡前是个变量，当混合气体的密度不再发生变化，反应达到平衡状态，B正确；
C．单位时间内生成1molZ与消耗2molX描述的都是正反应速率，不能做为平衡标志，C错误；
D．该反应反应前后气体分子的系数相等，气体总物质的量是定量，不影响反应平衡，D错误；
故答案选B。
8．A
【详解】A．已知D2O的摩尔质量为20g/mol，1个D2O分子中含有质子数、中子数和电子数均为10，故2g D2O中含有的质子数、中子数、电子数均为=，A正确；
B．已知标准状况下CH3OH为液体，故无法计算分子中含有共价键的数目，B错误；
C．已知H2(g)+I2(g)2HI(g)可知反应过程中气体的总物质的量不变，故和于密闭容器中充分反应后，其分子总数等于，C错误；
D．1mol Na与足量反应，不管生成还是生成，1molNa均转移1mol电子，故共转移电子数为，D错误；
故答案为：A。
9．D
【详解】A．正极得电子，A错误；
B．水解的离子方程式为：，B错误；
C．向硫酸铁溶液中滴加碳酸钠溶液，铁离子与碳酸根离子发生双水解：，C错误；
D．用碳酸钠溶液处理锅炉水垢中的硫酸钙，硫酸钙转化为碳酸钙：，D正确；
答案选D。
10．B
【详解】A．A是固体，不能用A表示该反应速率 ；
B．v(B)=0.3mol·L-1·s-1；
C．v(C)=0.8mol·L-1·s-1，速率比等于化学计量数比，故v(B)= 0.7mol·L-1·s-1÷3=0.233mol·L-1·s-1；
D．v(D)=60mol·L-1·min-1=1mol·L-1·s-1，速率比等于化学计量数比，故v(B)= 1mol·L-1·s-1÷4=0.25mol·L-1·s-1；
速率B>D>C，选B。
11．A
【详解】反应物总键能大于生成物总键能的是吸热反应；①碳和水蒸气是吸热反应，故选；②碳酸钠和盐酸是放热反应，故不选；③煅烧石灰石制生石灰是吸热反应，故选；④铝热反应是放热反应，故不选；⑤酸与碱的中和反应是放热反应，故不选；⑥晶体与是吸热反应，故选；故选：A。
【点睛】常见的放热反应有：所有的物质燃烧、所有金属与酸、水的反应、所有中和反应、绝大多数化合反应和铝热反应；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)、少数置换反应以及某些复分解(如铵盐和强碱)；
12．C
【详解】A．锌锰干电池中，锌筒是负极发生氧化反应，不断被消耗，故A正确；
B．手机的锂离子电池可以充电，属于二次电池，故B正确；
C．构成燃料电池的正极和负极的材料必须是能导电的材料，电极材料可以是金属，也可以是非金属如石墨等，故C错误；
D．硅属于半导体材料，太阳能电池的主要材料是高纯硅，故D正确；
故答案：C。
13．B
【详解】生成物能量总和高于反应物能量总和的反应为吸热反应，题中所给反应中①④为放热反应，生成物能量总和低于反应物能量总和；②③为吸热反应，生成物能量总和高于反应物能量总和，故选B。
14．A
【详解】A.化学反应过程中，反应物的总能量与生成物的总能量一定不相同，所以化学变化中都伴随能量变化，故A正确；
B.物质三态变化中有能量变化，但无新物质产生，则伴有能量变化的物质变化不都是化学变化，故B错误；
C.因为化学变化中都伴随能量变化，则反应物的总能量与生成物的总能量一定不相同，故C错误；
D.对于放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，对于吸热反应，反应物的总能量低于生成物的总能量，故D错误；
综上所述，答案为A。
15．(1)放热
(2) 吸热 AB
【解析】(1)
由于U形管右侧液面升高，说明锥形瓶内气压由于加入物质而增大，则该反应放热；
(2)
由于U形管右侧液面降低，说明锥形瓶内气压由于加入物质而降低，则该反应吸热，碳与水蒸气的反应是吸热反应，CaCO3的分解反应是吸热反应，氮气与氢气合成氨的反应放热反应，故答案为AB。
16． Y(g)2X(g) bd
【详解】(1)由图可知，X的物质的量增加，Y的物质的量减少，则X为生成物，Y为反应物，由10mim达到平衡可知，，根据物质的量的变化量之比等于化学计量数之比，则反应方程式为；
(2)由图可知，10~25min及30min之后X、Y的物质的量不发生变化，则相应时间段内的点处于化学平衡状态，即b、d处于化学平衡状态。
17．(1)
(2)
(3)20%
【分析】
(1)
根据分析，2min末的浓度为；
(2)
根据分析，2min内的平均反应速率v=；
(3)
根据分析，2min末的转化率=×100%=20%。
18． B Cu2＋＋2e－=Cu B极向C极移动 还原反应 D>A>B>C
【分析】根据构成原电池的条件和工作原理进行分析；
【详解】(1)图甲中金属A不断溶解，根据原电池工作原理，A应为负极，B应为正极；答案为B；
(2)装置乙中C的质量增加，C为正极，B为负极，电极反应式为Cu2＋＋2e－=Cu；外电路中电子由负极B极向正极C极移动；
(3)装置A上有气体产生，电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑，A为正极，发生还原反应，则D为负极；
(4)根据构成原电池的条件，一般金属性强的作负极，综上所述，金属性强弱顺序是D>A>B>C。
【点睛】负极的判断，①根据电子流向，电子从负极流向正极；②电流的方向，电流从正极流向负极；③一般负极失去电子，质量减少；④离子移动方向，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动；⑤化合价升高的一极为负极。
19． 2X(g) +Y(g)2Z(g) 否 等于 0.02mol·L-1·s-1 2mol 37.5% B
【详解】(1)①由图象可知，12s时，反应消耗掉0.30-0.06=0.24mol X，0.20-0.08=0.12mol Y，生成0.24mol Z，生成物与反应物共存，根据反应的物质的量之比等于系数之比，故该反应的化学方程式为2X(g) +Y(g) 2Z(g)；
②反应进行到5s时，正反应速率和逆反应速率不相等，所以没有达到平衡状态；12s时，因各物质的量保持不变，该反应达到平衡状态，所以v正(Z) 等于v逆(Z)；
③由图象可知，5s时X的物质的量为0.10mol，0~5秒内X消耗0.20mol，体积为2L，根据c= ，X改变的物质的量浓度为0.10mol/L，根据v= ，时间为5s，v=0.02mol·L-1·s-1，故v(X)= 0.02mol·L-1·s-1；
(2)①气体的压强为起始时的80%，则反应的物质的量也为起始时的80%，则减少量为20%，因此反应后气体的总物质的量减少(2mol+8mol) 20%=2mol，由 可知，平衡时NH3的物质的量为2mol；反应的H2为3mol，起始为8mol， 37.5%，故H2的转化率为37.5%；
②因反应生成2molNH3，所以放出的热量为92.4kJ，
故选B。
20．(1) 正 Cu - 2e- = Cu2+
(2)自右向左
(3)溶液颜色逐渐变蓝
(4)NO2
(5)3Cu+8H++2NO=3Cu2++2NO↑+4H2O
(6)c
(7)B
(8)0.0042mol/(L·s)或0.25mol/(L·min)
【解析】(1)
Cu失电子生成铜离子，银离子得电子生成银，则Ag电极是正极，铜电极上发生的电极反应式是Cu - 2e- = Cu2+；
(2)
原电池中阴离子移向负极，左边Cu电极为负极，则溶液中的的移动方向为自右向左；
(3)
铜电极上发生的电极反应式是Cu - 2e- = Cu2+，溶液中Cu2+浓度增大，则预测④的现象为溶液颜色逐渐变蓝；
(4)
被还原为NO是无色气体，在空气中NO被氧化生成NO2，则红棕色是NO2；
(5)
溶液中的H+浓度由1.0mol/L降低为0.80mol/L，则Cu和在酸性下发生氧化还原反应生成硝酸铜和NO，反应的离子方程式为：3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O；
(6)
为证明是Cu和硝酸根反应，应控制氢离子浓度也为0.8mol/L，应选0.40mol/L H2SO4和1.80mol/L NaNO3的混合溶液作为电解质溶液，故选：c；
(7)
反应物浓度越小，反应速率越慢，相同时间内生成Ag的质量较少，则代表电解质为0.50mol/L AgNO3溶液的一组的曲线是B；
(8)
A曲线代表1.00mol/L AgNO3溶液反应，由电极反应式Ag++e-=Ag，生成27gAg的物质的量为，则120s内Ag+浓度减少为，硝酸银的反应速率。
21．(1)B
(2) 还原 Zn 甲 Zn 6.5
(3)升高温度(增大稀硫酸浓度或将铜和锌用导线连接或将铜和锌接触等)
(4)0.1mol·L-1·min-1
(5)AC
【解析】（1）
氢氧化钙与氯化铵反应为吸热反应，锌与稀硫酸反应为放热反应。
（2）
①甲装置构成了原电池，锌作负极，铜作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，发生还原反应，乙装置没有构成原电池，铜不与稀硫酸反应，锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，Zn表面产生气泡。
②原电池的构成条件如下：两种活泼性不同的金属(或另一种为非金属导体)构成电极、电解质溶液、形成闭合回路和自发进行的氧化还原反应，因此装置甲构成了原电池，锌的活动性比铜强，Zn作负极。
③两个装置中锌均失电子变为锌离子，反应为：Zn-2e-=Zn2+，若转移0.2mol电子，理论上消耗0.1mol锌，Zn片质量减轻0.1mol65g/mol=6.5g。
（3）
可通过升高温度、增大硫酸浓度加快乙的反应速率，也可通过将铜和锌接触或将铜和锌用导线连接使其构成原电池加快反应速率。
（4）
由图示可知，0 15min内，氢气浓度变化量为3mol/L-1.5mol/L=1.5mol/L，则平均反应速率v(H2)===0.1mol·L-1·min-1。
（5）
A．正、逆反应速率相等时，反应达到平衡状态，因此，说明该反应已达到平衡状态，A正确；
B．反应物和生成物全为气体，依据质量守恒定律，气体质量一直不变，因此密闭容器内气体总质量保持不变，不能说明该反应达到平衡状态，B错误；
C．当容器内各物质浓度保持不变，说明该反应已达到平衡状态，C正确；
D．任何时刻，消耗1molN2的同时都会生成2molNH3，因此不能说明该反应达到平衡状态，D错误；
答案选AC。
22．(1)adf
(2) 放热
(3) 正 CH4+10OH- -8e-=+7H2O CH4+2OH- +2O2 =3H2O + 减弱
【解析】（1）
生石灰溶于水，与水反应生成熟石灰，放出热量，属于放热反应；浓硫酸稀释是物理过程，放出热量，但不是放热反应；氢氧化钠固体溶于水放出热量，是物理变化，不是放热反应；铜溶于浓硝酸放出热量，生成新物质，是放热反应；氯化铵固体与氢氧化钡晶体混合搅拌，发生反应，是吸热反应；过氧化钠溶于水生成氧气，是放热反应；故选adf。
（2）
根据图示，反应物总能量高于生成物总能量，故分解反应为放热反应；催化剂参与了反应过程，但反应前后其质量和性质均没有改变，这两个氧化还原反应的一个是Fe3+被还原生成Fe2+，则另一个氧化还原反应是Fe2+被氧化生成Fe3+，H2O2均参与了两个反应，故另一个离子反应是。
（3）
燃料电池中燃料在负极发生氧化反应，O2在正极发生还原反应。
①根据甲烷燃料电池的示意图，CH4充入a电极，a为负极，则电池工作时，b极的电极为正极；负极CH4失去电子被氧化，碱性溶液中生成，电极反应式为：CH4+10OH- -8e-=+7H2O；O2得到电子，在NaOH电解质溶液中，电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，则反应的总离子方程式：CH4+2OH- +2O2 =3H2O + ；
②根据电池的总反应可知，随着反应的进行，OH-逐渐被消耗，则电解质溶液碱性减弱。
23． B C 0.08mol/(L·min) 40% AC
【分析】根据题意，本题考查化学反应速率、化学平衡的判断、化学平衡移动、图象的分析，运用、勒夏特里原理分析。
【详解】（1）①升高温度，可以加快反应速率，①正确；
②减小容器体积，相当增大压强，反应物和生成物浓度增大，反应速率加快，②正确；
③通入N2 ，增大反应物浓度，反应速率加快，③正确；
④通入Ar使压强增大 ，反应物和生成物浓度不变，反应速率不变，④错误；
⑤通入HCl气体，会与NH3生成NH4Cl，使生成物浓度降低，反应速率减慢，⑤错误；
⑥加入合适的催化剂可以加快反应速率，⑥正确；
故答案：B；
（2）①1molN2被消耗和2molNH3生成 均指正反应速率，不能判断是否达到平衡，①错误；
②当有6molH—H键形成时，就有12molN—H键形成 ，此时正=逆，反应达到平衡状态，②正确；
③2正(N2)=逆(NH3)，此时正=逆，反应达到平衡状态，③正确；
④反应过程中N2的物质的量会发生变化，当N2的物质的量不再变化时，正=逆，反应达到平衡状态，④正确；
⑤非平衡时候H2、N2、NH3的浓度之比也可以等于3：1：2，因此H2、N2、NH3的浓度之比等于3：1：2时不能判断是否达到平衡，⑤错误；
⑥在恒温、恒容的条件下，混合气体的密度始终保持不变，因此混合气体的密度不变时不能判断是否达到平衡，⑥错误；
⑦反应3H2(g)+N2(g)2NH3(g)前后气体分子数不相同，在恒温、恒容的条件下，混合气体的压强会发生变化，因此混合气体的压强不变时，反应达到平衡，⑦正确；
⑧反应3H2(g)+N2(g)2NH3(g)前后气体分子数不相同，在恒温、恒容的条件下，混合气体的平均相对分子质量会发生变化，当混合气体的平均相对分子质量不变时，反应达到平衡，⑧正确；
故答案为：C；
（3）①假设反应过程中NH3变化的物质的量为2x，则
由p2=0.8p1和反应前后压强比等于气体物质的量之比可知，，解得x=0.4mol，反应开始至平衡时NH3的平均反应速率为，平衡时氢气的转化率；
故答案为：0.08mol/(L·min)；40%；
②A．t1时刻改变条件后生成NH3反应速率加快，可能是加入了催化剂，A项正确；
B．可逆反应不能达到 100℅转化，B项错误；
C．增大N2的浓度，平衡向正方向移动，可以提高H2的转化率，C项正确；
D．t2时刻，反应达到平衡状态，此时N2的浓度与NH3的浓度之比不一定为1:2，D项错误；
故答案为：AC。
24．(1)放热
(2)B
(3) 风能转化为电能、太阳能转化为电能、电能转化为化学能、化学能转化为电能等
【解析】(1)
转化过程的能量变化图示信息可知， 转化为的反应中反应物的总能量高于生成物的总能量，则该反应为放热，故答案为：放热；
(2)
A．化学平衡的本质是正、逆反应速率相等，的生成速率与的生成速率均表示逆反应速率，A不合题意；
B．恒温恒容时，反应过程中容器内气体压强一直在改变，则容器内气体的总压强不再随时间而改变时，说明反应达到化学平衡了，B符合题意；
C．反应前后所有的物质均为气体，即反应过程中容器内气体的总质量一直保持不变，则容器内气体的总质量不再改变时，不能说明反应达到化学平衡，C不合题意；
D．化学平衡的特征之一为个组分的浓度、百分含量保持不变，则恒容时，、、、的浓度相等时，不能说明反应达到化学平衡，D不合题意；
故答案为：B；
(3)
①由图示信息可知，碳循环过程中的能量转化方式有风力电机中的风能转化为电能、光伏电池中的太阳能转化为电能、电解槽中的电能转化为化学能、甲醇电池中的化学能转化为电能等，故答案为：风能转化为电能、太阳能转化为电能、电能转化为化学能、化学能转化为电能等；
②甲醇合成原理为，若合成甲醇，n(CO2)=n(CH3OH)= =105mol，则理论上可吸收工厂排放的的体积为：=2.24×106L(标准状况)；n(H2)=3n(CH3OH)=3×=3×105mol，电解槽中发生电解反应，而每得到1molH2需要转移2mol电子，制备所需的转移的电子数为3×105mol ×2×NAmol-1=6×105NA，故答案为： 2.24×106；。
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