专题6《化学反应与能量变化》单元检测题
一、单选题
1．对于100mL1mol/L盐酸与铁片的反应，采取下列措施：①升高温度；②改用300mL1mol/L盐酸；③改用100mL3mol/L盐酸；④用等量铁粉代替铁片；⑤改用98%的硫酸。其中能使反应速率加快的是( )
A．①③④ B．①②④ C．①②③④ D．①②③⑤
2．工厂的氨氮废水可用电化学催化氧化法加以处理，其中在电极表面的氧化过程的微观示意图如图：
下列说法中，不正确的是
A．使用催化剂降低了反应的活化能，可加快反应速率，提高反应的平衡转化率
B．催化剂不可以降低该反应的焓变
C．过程①②均有N-H键断裂，N-H键断裂时需要吸收能量
D．过程④中有非极性键形成
3．一定温度下，一定体积的容器加入一定量的A(s)发生反应：3A(s) B(g) +2C(g)，下列描述中不能说明该反应达到平衡的是
①v(B)逆=2v(C)正； ②单位时间内生成 a mol B，同时消耗 2a mol C；
③容器中的压强不再变化； ④混合气体的密度不再变化；
⑤B的体积分数不再变化； ⑥混合气体的平均相对分子质量不再变化
A．①②③ B．②③④ C．①⑤ D．①⑤⑥
4．下列说法不正确的是（ ）
A．能量较高、有可能发生有效碰撞的分子称为活化分子
B．活化分子的平均能量与反应物分子的平均能量的差值即为活化能
C．催化剂能参与反应，可降低原反应所需的活化能
D．非活化分子也有可能发生有效碰撞
5．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
6．下列关于热化学反应的描述正确的是
A．25℃ 101kPa下，稀盐酸和稀NaOH溶液反应的中和反应反应热ΔH=-57.3kJ mol-1，则含1mol H2SO4的稀硫酸与足量氢氧化钡溶液反应放出的热量为114.6kJ
B．H2(g)的燃烧热为285.8kJ/mol，则反应2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)的ΔH=+571.6kJ mol-1
C．放热反应比吸热反应容易发生
D．1mol丙烷燃烧生成水蒸气和二氧化碳所放出的热量是丙烷的燃烧热
7．下列过程中的能量变化与下图一致的是
A．镁条溶于盐酸 B．氨气液化 C．碳酸钙分解 D．硝酸铵溶于水
8．Garnet型固态电解质被认为是锂离子电池最佳性能固态电解质。LiLaZrTaO材料是目前能达到最高电导率的Garmet型电解质。某Garnet型可充电锂离子电池放电时工作原理如图所示，反应方程式为：LixC6+Li1-xLaZrTaOLiLaZrTaO+6C
下列说法不正确的是（ ）
A．放电时a极为负极
B．充电时，每转移xmol电子，a极增重7g
C．LiLaZrTaO固体电解质起到传导Li+的作用
D．充电时，b极反应为：LiLaZrTaO-xe-=xLi++Li1-xLaZrTaO
9．重铬酸钾是工业合成的常用氧化剂和催化剂，如图所示的微生物电池，能利用K2Cr2O7实现对含苯酚(或苯甲醛)废水的有效处理，该电池工作一段时间后，中间室内的NaCl溶液浓度减小，利用此原理可进行海水淡化，则下列叙述正确的是
A．a电极为负极，电子从a电极经过中间室到达b电极
B．M为阳离子交换膜，电解过程中中间室内的n(NaCl)减小
C．处理含苯甲醛废水时a电极反应式为：C6H5CHO+32e-+13H2O=7CO2+32H+
D．当b电极消耗等物质的量的K2Cr2O7时，a电极消耗的C6H5OH或C6H5CHO的物质的量之比为8：7
10．读图、读表是高中学生需要具备的重要能力。下列关于各图象的解读正确的是
A．由甲推知氢气的燃烧热为219.8kJ mol-1
B．由乙推知离子反应Co2+（aq）+Cd（s）=Co（s）+Cd2+（aq）可以发生
C．由丙可知：将A、B饱和溶液分别由T1℃升温T2℃时，溶质的质量分数：B＞A
D．由丁可知：同温度、同浓度NaA溶液与NaB溶液相比，其pH：NaA＞NaB
11．一定温度下，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．①② B．③ C．① D．②④
12．乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应机理及能量与反应进程的关系如图所示。下列叙述正确的是
A．①、②两步均属于加成反应
B．总反应速率由第①步反应决定
C．第①步反应的中间体比第②步反应的中间体稳定
D．总反应为放热反应，故此反应不需要加热就能发生
13．下列说法正确的是
A．化学反应中的能量变化都是以热能形式表现出来的
B．化学键断裂需要吸收能量
C．化学反应的焓变越大，表示放热越多
D．放热反应不需要加热就能发生
14．在密闭容器中，充入SO2和18O原子组成的氧气，在一定条件下开始反应，在达到平衡后，18O存在于
A．只存在于氧气中 B．只存在于SO3中
C．只存在于SO2和SO3中 D．SO2、SO3、O2中都存在
15．在一定温度下的恒容密闭容器中，当下列哪些物理量不再发生变化时，表明下述反应：A(s)+2B(g)C(g)+D(g)已达到平衡状态
①混合气体的压强；②B的物质的量浓度；③混合气体的密度；④气体的总物质的量；⑤混合气体总质量；⑥混合气体平均相对分子质量
A．②③⑤⑥ B．①②③ C．②③④ D．①③④⑥
二、填空题
16．化学反应中的能量和速率变化对生产生活有着重要意义。某研究学习小组进行下列探究。
(1)甲同学探究反应Fe+H2SO4(稀)=FeSO4+H2↑中的能量变化。向装有铁片的试管中加入1mol/L的H2SO4，观察到试管内有气泡产生，触摸试管外壁，温度升高。
①该反应为___________(填“放热”或“吸热”)反应。
②该反应反应物的总能量___________(填“＞”或“＜”)生成物的总能量
(2)乙同学认为原电池原理也可加快化学反应速率，他设计如图所示实验装置。铁片上的电极反应式为___________。
(3)下列反应通过原电池实现化学能直接转化为电能的___________(填序号)。
①2H2+O2=2H2O ②Fe+Cu2+=Fe2++Cu ③CaO+H2O=Ca(OH)2
17．铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极板是惰性材料，电池总反应式为：
Pb+PbO2+4H++22PbSO4+2H2O
回答下列问题（不考虑氢、氧的氧化还原）
(1)放电时：正极的电极反应式是_________________；电解液中H2SO4的浓度将变________，当外电路通过1.5mol电子时，理论上负极板的质量增加_______________g。
(2)在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按右图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成__________，B电极上生成________，此时铅蓄电池的正负极的极性将____________。
18．如图，已知某反应在体积为5L的密闭容器中进行，各物质的量随时间的变化情况如图所示(已知A、B、C均为气体)。
(1)该反应的化学方程式为___________。
(2)反应开始至两分钟时，B的平均反应速率为___________。
(3)下列能说明反应已达到平衡状态的是___________。
A．v(A)=2v(B)
B．容器内气体密度不变
C．各组分的物质的量相等
D．混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
(4)由图求得平衡时A的转化率为___________，C的含量(体积分数)为___________。
(5)平衡时容器内气体的压强与起始时容器内压强的比值为___________。
(6)已知：H-H的键能为436kJ/mol，N-H的键能为391kJ/mol，生成1molNH3过程中放出46kJ的热量。则N≡N的键能为___________kJ/mol。
19．天然气的主要成分为CH4，一般还含有C2H6等烃类，是重要的燃料和化工原料。
(1)乙烷在一定条件可发生如下反应：C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g) ΔH=_______kJ·mol 1。相关物质的燃烧热数据如下表所示：
物质 C2H6(g) C2H4(g) H2(g)
燃烧热ΔH/( kJ·mol 1) -1560 -1411 -286
(2)下表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量：
物质 Cl2 Br2 I2 HCl HBr HI H2
能量/kJ 243 193 151 432 366 298 436
根据上述数据回答问题：按照反应 I2+H2=2HI生成2 mol HI_______(填“吸收”或“放出”)的热量为_______kJ。
20．化学平衡状态
(1)定义：___________________
(2)特征：
逆：_________________________________
等：_________________________________
动：________________________________
定：________________________________
变：________________________________
21．T℃时，有甲、乙两个密闭容器，甲容器的体积为1 L，乙容器的体积为2 L，分别向甲、乙两容器中加入6 mol A和3 mol B，发生反应如下：3A(g)+bB(g) 3C(g)+2D(g) ΔH<0； 4 min时甲容器内的反应恰好达到平衡，A的浓度为2.4 mol/L，B的浓度为1.8 mol/L； t min时乙容器内的反应达平衡，B的浓度为0.8 mol/L.根据题给信息回答下列问题：
(1)甲容器中反应的平均速率v(B)=_______。
(2)乙容器中反应达到平衡时所需时间t_______4 min(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)T℃时，在另一个体积与乙相同的丙容器中，为了达到平衡时B的浓度仍然为0.8 mol/L，起始时，向丙容器中加入C、D的物质的量分别为3 mol、2 mol，还需加入A、B。其中需加入A、B的物质的量分别是 _______。
(4)若要使甲、乙容器中B的平衡浓度相等，可以采取的措施是_______。
A．保持温度不变，增大甲容器的体积至2 L
B．保持容器体积不变，使甲容器升高温度
C．保持容器体积和温度都不变，向甲中加入一定量的A气体
D．保持容器体积和温度都不变，向甲中加入一定量的B气体
(5) 该温度下，向体积为1L的密闭容器中通入A、B、C、D气体物质的量分别为3mol、1mol、3mol、2mol，此时反应_______ (填“处于化学平衡状态”、“向正反应方向进行”或“向逆反应方向进行”)。
22．某温度下，在2L容器中，3种物质进行反应，X、Y、Z的物质的量随时间的变化曲线如图。反应在t1 min时到达平衡，如图所示：
(1)①该反应的化学方程式是________。
②在t1 min时，该反应达到了_________状态，下列可作为判断反应已达到该状态的是________。
A．X、Y、Z的反应速率相等 B．X、Y的反应速率比为2:3
C． 生成3mol Y的同时生成1mol Z D．生成1mol Z的同时生成2mol X
(2)①若上述反应中X、Y、Z分别为NH3、H2、N2，且已知1mol氨气分解成氮气和氢气要吸收46kJ的热量，则至t1 min时，该反应吸收的热量为____________；
②在此t1 min时间内，用H2表示反应的平均速率v(H2)为________。
23．(1)高铁酸钾( K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂（胶体），而且高铁电池的研制也在进行中。如图1是高铁电池的模拟实验装置：
①该电池放电时正极的电极反应式为____________________________________；
②盐桥中盛有饱和KCl溶液，此盐桥中氯离子向________(填“左”或“右”)移动；若用阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向______(填“左”或“右”)移动。
③图2为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有_____________________________________________________________。
(2)有人设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图所示，电池正极的电极反应式是____________________，A是____________。
(3)利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度，其装置如图所示。该电池中O2－可以在固体介质NASICON(固溶体)内自由移动，工作时O2－的移动方向________(填“从a到b”或“从b到a”)，负极发生的电极反应式为___________________。
24．某温度时，在2L的密闭容器中，X、Y、Z(均为气体)的物质的量随时间的变化曲线如图所示。请回答下列问题：
(1)写出该反应的化学方程式___________。
(2)反应开始至2min时用X的浓度变化表示的平均反应速率v(X)= ___________。
25．根据原电池原理，人们研制出了性能各异的化学电池。
(1)如图装置中，Zn片作_______(填“正极”或“负极”)，Cu片上发生反应的电极反应式为_______，能证明化学能转化为电能的实验现象是_______。
(2)某镁-溴电池工作原理如图所示，其总反应为：Mg + Br= Mg2+ + 3Br-。下列说法正确的是_______(填字母)。
a.石墨是电池的正极 b.Mg发生氧化反应
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】①升高温度，活化分子数增加，有效碰撞次数增加，化学反应速率加快，①正确；
②盐酸浓度相同时，改变体积对化学反应速率无影响，②错误；
③增大反应物盐酸的浓度，化学反应速率加快，③正确；
④若用等量铁粉代替铁片，即增大了铁粉与盐酸的接触面积，化学反应速率加快，④正确；
⑤若改用98%的硫酸，在室温下Fe在浓硫酸中会发生钝化，反应速率减慢，⑤错误；
综上所述，①③④正确，即A项正确；
答案选A。
2．A
【详解】A．催化剂不能提高平衡转化率，A项错误；
B．使用催化剂该反应的焓变不变，可以改变活化能，B项正确；
C．由图可知, 在过程①中变为,在过程②中变为,则过程①②均有键断裂，断键需要吸收能量，C项正确；
D．过程④中形成，则过程中有非极性键形成，D项正确；
答案选A。
3．D
【分析】根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，用同一物质表示的正、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。
【详解】①平衡时应有2v(B)逆=v(C)正，①错误；
②单位时间内生成 a mol B，等效于生成 2a mol C的同时消耗 2a mol C，C的浓度不变，反应达到平衡状态，②正确；
③该反应是反应前后气体体积改变的反应，若容器中的气体压强不再变化，说明气体的物质的量不变，反应达平衡状态，③正确；
④混合气体的密度不再变化，说明气体的质量不变，反应达到平衡状态，④正确；
⑤因为反应物是固体，生成B和C的物质的量之比始终是一个定值，所以B 的体积分数始终不变，不能据此判断反应是否处于平衡状态，⑤错误；
⑥因为生成B和C的物质的量之比是一个定值，则混合气体的平均相对分子质量一直不变，不能据此判断反应是否处于平衡状态，⑥错误；
综上所述可知：不能说明该反应达到平衡的序号是①⑤⑥，故合理选项是D。
4．D
【详解】A．活化分子发生有效碰撞，要求能量高、碰撞方向正确，发生有效碰撞的分子是活化分子，故A正确；
B．活化能是把普通分子变成活化分子至少需要吸收的能量称为活化能，活化能是活化分子的平均能量与反应物分子的平均能量之差，故B正确；
C．催化剂参加反应，改变了反应途径，能够降低活化分子的活化能，故C正确；
D．有效碰撞是活化分子发生反应时的碰撞，要求具有一定能量和取向，故D错误；
答案选D。
5．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。
6．B
【详解】A．钡离子和硫酸根离子反应生成硫酸钡时放热，并且含1molH2SO4的稀硫酸与足量氢氧化钡反应生成2molH2O（1），所以含1molH2SO4的稀硫酸与足量氢氧化钡溶液反应放出的热量大于114.6kJ，故A错误；
B．H2(g)的燃烧热为285.8kJ/mol，则H2(g)+O2(g)= H2O(l) ΔH=-285.8kJ/mol，所以2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)的ΔH=+571.6kJ mol-1，故B正确；
C．反应是否容易发生，与放热、吸热无关，有些吸热反应常温下也很容易发生，如氢氧化钡晶体与氯化铵的反应，故C错误；
D．1mol丙烷完全燃烧生成液体水和二氧化碳时所放出的热量是丙烷的燃烧热，而不是水蒸气，故D错误；
故选B。
7．A
【详解】根据图象可知反应物总能量高于生成物总能量，反应是放热反应。A. 镁条溶于盐酸是放热反应，A正确；B. 氨气液化放热，但不是化学变化，不属于放热反应，B错误； C. 碳酸钙分解是吸热反应，C错误；D. 硝酸铵溶于水吸热，D错误，答案选A。
点睛：掌握放热反应、吸热反应与反应物和生成物能量的关系是解答的关键，另外还需要注意放热反应或吸热反应均是相对化学变化而言，物理变化中的热效应，例如选项B和D，不能称为放热反应或吸热反应。
8．B
【分析】根据放电时固体电解质中Li+的迁移方向知，放电时b极为正极，a极为负极，充电时，b极为阳极，发生氧化反应，a极为阴极，得电子发生还原反应。
【详解】A. 根据放电时固体电解质中Li+的迁移方向知，放电时b极为正极，a极为负极，故A正确；
B. 充电时，a极为阴极，得电子发生还原反应，电极反应式为： ，每转移xmol电子，a极质量增加为7xg，故B错误；
C. 据题目提供的信息：LiLaZrTaO材料是目前能达到最高电导率的Garmet型电解质，则LiLaZrTaO固体电解质起到传导Li+的作用，故C正确；
D. 放电时b极为正极，充电时，b极为阳极，发生氧化反应，故电极反应为：LiLaZrTaO-xe-=xLi++Li1-xLaZrTaO，故D正确；
故选B。
9．D
【分析】依据原电池的工作原理，负极发生氧化反应，有机物被氧化，则a电极为负极，有机物发生氧化反应生成CO2和H+，生成的H+透过阳膜向中间室移动，右侧b电极为正极，反应式为：Cr2O+6e-+7H2O═2Cr (OH)3+8OH-，阴离子OH-透过阴膜向中间室移动在中间室生成水，NaCl溶液浓度减小，由此解题。
【详解】A．依据原电池的工作原理，负极发生氧化反应，有机物被氧化，则a电极为负极，电子从a电极经过外电路到达b电极，故A错误；
B．左侧a电极为负极，生成的H+透过阳膜向中间室移动，右侧b电极为正极，生成的阴离子OH-透过阴膜向中间室移动，中间室生成水，NaCl溶液浓度减小，M为阳离子交换膜，电解过程中中间室内的n(NaCl)不变，故B错误；
C．处理含苯甲醛废水时，a电极发生氧化反应生成CO2和H+，反应式为：C6H5CHO-32e-+13H2O═7CO2+32H+，故C错误；
D．处理含苯甲醛废水时，a电极反应式为：C6H5CHO-32e-+13H2O═7CO2+32H+，处理含C6H5OH废水时，a电极反应式为：C6H5OH+11H2O-28e-═6CO2+28H+，所以根据得失电子守恒，当b电极消耗等物质的量的K2Cr2O7时，a电极消耗的C6H5OH或C6H5CHO的物质的量之比为32：28=8：7，故D正确；
故选：D。
10．B
【详解】A．1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量为燃烧热，甲图中生成的产物为气态水，所以不能计算燃烧热，故A错误；B．原电池反应一定是自发的氧化还原反应，Co2+与Cd能发生原电池反应，则离子反应Co2+(aq)+Cd(s)═Co(s)+Cd2+(aq)可以发生，故B正确；C．T1℃时，A和B的溶解度相同，饱和溶液中溶质的质量分数相同，当升温到T2℃时，两者的溶解度均变大，无晶体析出，故溶液中的溶质的质量分数均不变，仍相等，故C错误；D．从图象可以看出，加水稀释时，HA的pH变化大，故HA的酸性强于HB，而酸越弱，其对应的盐越水解，故同温度、同浓度的NaA溶液与NaB溶液相比，NaB的水解程度大，pH更大，其pH前者小于后者，故D错误；故选B。
11．D
【详解】①在2min内，用C表示的反应速率是=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。
12．B
【详解】A．只有反应①存在碳碳双键键生成C-C键，则只有反应①为加成反应，A错误；
B．第①步反应活化能较大，反应发生消耗的能量高，则该步反应难进行，其反应速率较小，总反应的快慢取决于慢反应，则总反应速率由第①步反应决定，B正确；
C．第①步反应的中间体比第②步反应的中间体能量高，能量越高越不稳定，则第②步反应的中间体稳，C错误；
D．根据反应物与生成物的能量关系可知：反应物的能量比生成物的能量高，所以发生该反应放出能量，故该反应为放热反应，反应条件是否需要加热与反应热无关，D错误；
故答案为B。
13．B
【详解】A．化学反应中的能量变化有的以热能形式表现出来，有的以光能、电能等形式表现出来，A不正确；
B．断裂化学键时，需要破坏成键原子或离子间的作用力，从而吸收能量，B正确；
C．当化学反应吸热时，为正值，当化学反应放热时，为负值，对于吸热反应，化学反应的焓变越大，表示吸热越多，对于放热反应，越小，表示放热越多，C不正确；
D．引发反应时，常需要提供能量，所以放热反应也常常需要加热才能发生，D不正确；
故选B。
14．D
【详解】该反应是可逆反应，正反应、逆反应同时存在；化学平衡是动态平衡，正反应发生时，18O存在于SO3中，逆反应发生时，SO3中的18O又可以转化到SO2中。答案选D。
15．A
【分析】反应到达平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，由此进行判断。
【详解】①该反应是反应前后气体体积没有变化的反应，所以容器中的压强不再发生变化，不能证明达到了平衡状态，故①错误；
②B的物质的量浓度不变，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故②正确；
③该容器的体积保持不变，根据质量守恒定律知，反应前后混合气体的质量会变，所以当混合气体的密度不再发生变化时，能表明达到化学平衡状态，故③正确；
④该反应是反应前后气体体积没有变化的反应，所以气体总物质的量不变，不能表明反应达到平衡状态，故④错误；
⑤由于A是固体，所以混合气体总质量是变量，所以当混合气体总质量不再发生变化时，能表明达到化学平衡状态，故⑤正确；
⑥该反应是反应前后气体体积没有变化的反应，所以气体总物质的量不变，根据质量守恒定律知，反应前后混合气体的质量会变，所以当混合气体的平均相对分子质量不再发生变化时，能表明达到化学平衡状态，故⑥正确；
故选A。
16．(1) 放热 ＞
(2)Fe-2e- =Fe2+
(3)①②
【详解】（1）①触摸试管外壁，温度升高，则表明该反应为放热反应。
②对于放热反应，反应物的总能量比生成物高，则该反应中反应物的总能量＞生成物的总能量。答案为：放热；＞；
（2）在该原电池中，Fe作负极，Fe失电子生成Fe2+，Cu作正极，溶液中H+得电子生成H2，则铁片上的电极反应式为Fe-2e- =Fe2+。答案为：Fe-2e- =Fe2+；
（3）能通过原电池实现化学能直接转化为电能的反应，必须为通常情况下能发生的氧化还原反应，反应①2H2+O2=2H2O、②Fe+Cu2+=Fe2++Cu都为氧化还原反应，且不需要高温等条件，故选①②。答案为：①②。
【点睛】在Fe、Cu、稀硫酸组成的原电池中，氢气在Cu表面生成。
17．(1) PbO2+4H+++2e-=PbSO4+2H2O 变小 72
(2) Pb PbO2 对换
【详解】（1）放电是原电池，正极材料为PbO2，发生还原反应，电极反应式为：PbO2+4H+++2e-=PbSO4+2H2O；根据方程式可知H2SO4参与了反应，故其浓度将变小；负极为Pb，失去电子生成Pb2+，再与生成PbSO4，通过1.5mol电子时，有0.75molPbSO4生成，故增加的质量为0.75mol的质量，质量为0.7596g=72g；
（2）该图为电解池装置，当放电完全时，两电极上均覆盖着PbSO4，A极为阴极得电子，PbSO4得电子发生还原反应生成Pb，故A极上生成Pb；B为阳极，PbSO4失去电子发生氧化反应生成PbO2，故B极上生成PbO2；原来的原电池A为正极，B为负极，如上图连接后，因为A上生成了Pb，故A为负极，B上生成了PbO2，故B为正极。所以前后蓄电池的正负极的极性将对换。
18． 2A(g)+B(g)2C(g) D 40% 50% 8:9 946
【详解】(1) 由图象可以看出，A、B的物质的量逐渐减小，则A、B为反应物,C的物质的量逐渐增多，所以C为生成物，当反应到达2 min时，△n(A)=2 mol， △n (B)=1 mol，△n (C)=2 mol，化学反应中，各物质的物质的量的变化值与化学计量数呈正比，则△n (A): △n (B): △n (C)=2:1:2，所以反应的化学方程式为2A(g)+B(g)2C(g)，故答案为：2A(g)+B(g)2C(g)；
(2) 由图象可以看出，反应开始至2分钟时，△n (B)=1 mol，B的平均反应速率为，故答案为：；
(3)A．v (A)=2v(B)不能说明正反应和逆反应的关系，故无法判断反应是否达到平衡，故A错误；
B．容器内气体的总质量不变，体积不变，混合气体的密度始终不变，无法判断是否达到平衡状态，故B错误；
C．容器内各物质的物质的量相等，不能说明各组分的浓度不再变化，无法判断是否达到平衡状态，故C错误；
D．混合气体的质量始终不变，气体的总物质的量不确定，当混合气体的平均相对分子质量不再改变，可说明此时是平衡状态，故D正确；
故答案为：D；
(4)平衡时A的转化率为，C的起始投入量为2mol，平衡后C的量为2mol，所以C平衡时的含量为，故答案为：40%，50%；
(5)初始投放量n(A)=5mol，n(B)=2mol，n(C)=2mol，达到平衡后n(A)=3mol，n(B)=1mol，n(C)=4mol，可得p(平衡)：p(初始)=8:9，故答案为： 8:9；
(6) 合成氨反应为N2+3H22NH3 ，反应放出能量=成键释放的能量断键吸收的能量，设N≡N的键能为x k/mol，则2×46kJ=(391k/mol× 6)-(x+436kJ/mol×3)，x= 946 kJ/mol，则N≡N的键能为946 kJ/mol，故答案为：946。
19．(1)+137
(2) 放出 9
【详解】（1）(1)根据C2H6(g)、C2H4(g)、H2(g)的燃烧热，可得燃烧的热化学方程式：①C2H6(g)+O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)，ΔH=-1560 kJ/mol；②C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)，ΔH=-1411 kJ/mol；③H2(g)+O2(g)=H2O(l)，ΔH=-286 kJ/mol，根据盖斯定律，将①-(②+③)，C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g) ΔH=+137 kJ/mol。
（2）反应热等于断裂反应物化学键吸收的总能量与形成生成物化学键释放的总能量的差，则根据键能表格数据可知：断裂1 mol H2中的H-H键和1 mol I2中的I-I键需吸收能量436 kJ+151 kJ=587 kJ，形成2 mol HI中的H-I键放出能量为298 kJ×2=596 kJ，吸收587 kJ＜放出596 kJ，因此反应为放热反应，反应放出热量为Q=596 kJ-587 kJ=9 kJ。
20．(1)在一定条件下可逆反应进行到一定程度时，反应物和生成物浓度不再随时间的延长而发生变化(即保持不变)，正反应和逆反应的速率相等，这种状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。
(2) 研究对象为可逆反应 v(正)＝ v(逆) 动态平衡，v(正)＝ v(逆) ≠0 条件一定，平衡混合物中各物质的浓度一定(不是相等) 条件改变，原平衡被破坏，发生移动，在新的条件下建立新的化学平衡
【解析】略
21． 0.3mol/(L·min) 大于 3mol，2mol AC 向正反应方向进行
【详解】(1)甲容器的体积为1L，加入6mol A和3mol B，则A、B的浓度分别为：6mol/L、3mol/L，4min时甲容器内的反应恰好达到平衡，A的浓度为2.4mol/L、B的浓度为1.8mol/L，
则A、B的浓度变化为：=6mol/L-2.4mol/L=3.6mol/L；B的浓度变化为：=3mol/L-1.8mol/L=1.2mol/L；此时间内平均速率v(B)= =0.3mol/(L·min)；浓度变化与化学计量数成正比，则3：b=：=3.6mol/L：1.2mol/L =3:1，则b=1；
本题正确答案是：0.3 mol/(L·min)；
(2)甲容器的体积为1L，乙容器的体积为2L，乙容器的体积大于甲的，浓度小则反应速率小，到达平衡的时间长，所以乙容器中反应达到平衡时所需时间大于4min；
本题正确答案是：大于； 乙容器的体积大于甲容器的体积，反应物浓度减小，反应速率减慢，达到平衡所需要的时间就要长；
(3)根据等效平衡规律，在恒温恒容下，转化为同一反应方向的物质的物质的量和原来对应相等即可，3molC、2molD完全转化后生成3molA和1molB，还需3molA和2molB才能与乙为等效平衡；
因此，本题正确答案是：3mol；2mol；
(4)因为该反应是体积增大的可逆反应，因为甲的容器体积小，则压强大，平衡向着逆向移动，甲中反应物的转化率小于乙，且达到平衡时甲中各组分浓度都大于乙的，
A．保持温度不变，增大甲容器的体积至2L，则此时甲和乙为等效平衡，甲、乙容器中B的平衡浓度相等，所以A选项是正确的；
B．保持容器体积不变，使甲容器升高温度，该反应为放热反应，平衡向着逆向移动，甲中B浓度增大，则无法满足甲、乙容器中B的平衡浓度相等，故B错误；
C．保持容器压强和温度都不变，向甲中加入一定量的A气体，因为反应物A的浓度增大，则平衡向着正向移动，甲中B的浓度减小，可能实现甲、乙容器中B的平衡浓度相等，所以C选项是正确的；
D．保持容器压强和温度都不变，向甲中加入一定量的B气体，达到平衡时甲中B的浓度更大，无法满足甲、乙容器中B的平衡浓度相等，故D错误；
本题正确答案是：AC。
(5) 甲容器的体积为1L，加入6mol A和3mol B，则A、B的浓度分别为：6mol/L、3mol/L，4min时甲容器内的反应恰好达到平衡，A的浓度为2.4mol/L、B的浓度为1.8mol/L，C的浓度为3.6mol/L，D的浓度为2.4mol/L，根据 3A(g)+bB(g) 3C(g)+2D(g)反应可知，平衡常数为K= ==10.8；该温度下，向体积为1L的密闭容器中通入A、B、C、D气体物质的量分别为3mol、1mol、3mol、2mol，Qc===4
【分析】(1)①根据物质的量的变化判断反应物和生成物，根据物质的量的变化之比等于化学计量数之比分析书写方程式；②化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，据此分析判断；
(2)①根据NH3分解的物质的量，结合反应热计算至t1min时，该反应吸收的热量；②根据c=计算反应速率。
【详解】(1)①由图象可以看出，反应中X的物质的量减小，Y、Z的物质的量增多，则X为反应物，Y、Z为生成物，一段时间后物质的量不再变化，说明该反应为可逆反应，且△n(X)∶△n(Y)∶△n(Z)=0.8mol∶1.2mol∶0.4mol=2∶3∶1，则反应的化学方程式为：2X3Y+Z，故答案为：2X3Y+Z；
②在t1min时，各物质的物质的量不再变化，说明达到平衡状态；A．由方程式可以看出，达到平衡时X、Y、Z的反应速率不相等，X、Y、Z的反应速率相等，说明不是平衡状态，故A错误；B．无论是否达到平衡状态，X、Y的反应速率比都为2∶3，故B错误；C．无论是否达到平衡状态，生成3molY的同时一定生成1molZ，故C错误；D．生成1molZ的同时生成2molX，说明正、逆反应速率相等，说明达到平衡状态，故D正确；故答案为：平衡；D；
(2)①t1min时，消耗NH3的物质的量为0.8mol，则吸收的能量为：0.8mol×46kJ/mol=36.8kJ，故答案为：36.8 kJ；
②H2的反应曲线为Y，则在此t1min时间内，用H2表示反应的平均速率v(H2)== mol L-1 min-1，故答案为： mol L-1 min-1。
【点睛】本题的易错点为(1)中方程式的书写，要注意该反应为可逆反应。
23． FeO42-+3e-+4H2O=Fe(OH)3+5OH- 右 左 放电时间长且电压稳定 N2+6e-+8H+=2NH4+ NH4Cl 从b到a CO-2e-+O2-=CO2
【分析】（1）①根据电池装置可知C为正极，Zn为负极，高铁酸钾具有较强的氧化性，正极上高铁酸钾发生还原反应生成Fe(OH)3；
②盐桥可以起到平衡电荷的作用，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动；
③由图可知高铁电池的优点：使用时间长，工作时电压稳定；
（2）由图可知电池中氢气失去电子，在负极发生氧化反应，氮气得到电子在正极发生还原反应，氨气与HCl反应生成NH4Cl；
（3）电解质溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，电子由负极流向正极；该装置属于燃料电池即原电池的装置，CO为燃料，在负极通入，失电子发生氧化反应，空气中的氧气在正极通入，得到电子发生还原反应。
【详解】（1）①根据电池装置可知C为正极，Zn为负极，高铁酸钾具有较强的氧化性，正极上高铁酸钾发生还原反应生成Fe(OH)3，电极反应为：FeO42-+3e-+4H2O=Fe(OH)3+5OH-；
②盐桥中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，因此氯离子向右侧移动，K+向左侧移动；若用阳离子交换膜代替盐桥，则K+向左侧移动；
③由图可知高铁电池的优点：使用时间长，工作时电压稳定；
（2）由图可知，该装置的总反应是合成氨的反应，氢气失去电子，在负极发生氧化反应，氮气得到电子，在正极发生还原反应，那么正极的电极反应为：N2+6e-+8H+=2NH4+，氨气与HCl反应生成NH4Cl，因此电解质是NH4Cl；
（3）电解质溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，电子由负极流向正极，因此O2 由电极b向电极a移动电子由电极a通过传感器流向电极b；该装置中CO为燃料，在负极(即a极)通入，失电子发生氧化反应，电极反应为：。
24． 0.075mol/(L·min)
【详解】(1)由图可得：X、Y为反应物，Z为生成物，，，，，方程式为：；
(2) 。
25．(1) 负极 2H+ + 2e- = H2↑ 电流表指针偏转
(2)ab
【解析】（1）
该装置构成原电池，锌的活泼性大于铜，总反应为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2，Zn片发生氧化反应作负极，Cu片是正极，发生反应的电极反应式为2H+ + 2e- = H2↑，锌失的电子通过导线转移到铜电极，能证明化学能转化为电能的实验现象是电流表指针偏转；
（2）
A．根据图示，电子由镁电极经导线流向石墨电极，石墨是电池的正极，故a正确；
B．根据总反应，镁元素化合价升高，Mg发生氧化反应，故b正确；
选ab。
答案第1页，共2页
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