第六章 化学反应与能量(A卷)
时间：75分钟，满分：100分
一、选择题(本题共18小题，每小题3分，共54分。)
1．下列民俗、诗句、谚语等包含吸热反应的是（ ）
A．民间焰火之最——确山打铁花 B．千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲
C．只要功夫深，铁杵磨成针 D．冰，水为之，而寒于水
2．下列我国科技创新的产品设备在工作时由化学能转化成电能的是
A．长征5号火箭使用的液氧煤油发动机 B．北斗导航卫星的太阳能电池板 C．位于江苏的海上风力电动机 D．由橙子制成的简易电池
A．A B．B C．C D．D
3．我国提出争取在2030年前实现碳达峰，2060年实现碳中和，这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。下列措施中不利于实现漫画中提到的“碳中和”目标的是
A．将煤转化为煤粉再燃烧，可以从根本上杜绝碳排放
B．农村推广风力发电、光伏发电有利于“碳达峰、碳中和”
C．努力开发太阳能、氢能等多种形式能源，降低化石燃料需求量，控制排放量
D．推广使用新能源汽车有利于促进碳达峰、碳中和
4．航天飞船可用肼(N2H4)做动力源，已知液态肼与液态 H2O2反应时放出大量的热量， 下列说法错误的是
A．1mol肼(N2H4)分子中含有4molN-H键
B．该反应中的热量变化如图所示
C．该反应的反应物总键能小于生成物总键能
D．该反应的化学方程式为：N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)，其产物对环境无污染
5．如图为反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的能量变化示意图。下列说法正确的是
A．拆开2molH2(g)和1molO2(g)中的化学键成为H、O原子，共放出1368kJ能量
B．由H、O原子形成2molH2O(g)，共吸收1852kJ能量
C．2molH2(g)和1molO2(g)反应生成2molH2O(l)，共放出484kJ能量
D．2molH2(g)和1molO2(g)反应生成2molH2O(g)，共放出484kJ能量
6．下列装置能形成原电池的是
A．①②③⑦ B．①②⑤⑥
C．①②③④ D．①②③⑥⑦
7．如图所示装置，一段时间后右侧电极质量增加，下列叙述错误的是
A．该装置能将化学能转化为电能 B．铁为负极，发生氧化反应
C．电流从铁电极经导线流向银电极 D．正极电极反应式为Cu2++2e-=Cu
8．下列说法正确的是( )
A．镍镉电池、锂电池和锌锰电池都是二次电池
B．燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型电池
C．化学电池的反应原理是氧化还原反应
D．铅蓄电池放电时正极是Pb，负极是PbO2
9．化学在生活中的应用随处可见，下列措施不是为了改变化学反应速率的是
A．将食物存放在冰箱中 B．加工馒头时添加膨松剂
C．糕点包装袋内放置除氧剂 D．冶铁时将铁矿石粉碎
10．对于化学反应，下列反应速率关系正确的是
A．(W)=3(Z) B．2(X)=3(Z)
C．2(X)=(Y) D．2(W)=3(X)
11．反应从正反应方向，经过2s后B的浓度减少了0.04 mol L-1。下列说法正确的是
A．用A表示的反应速率是0.04 mol L-1 s-1
B．在这2s内用B和C表示的反应速率的值是相同的
C．在2s末时的反应速率，用反应物B来表示是0.02 mol L-1 s-1
D．2s后，D的物质的量为0.02mol
12．某小组设计如图所示实验探究影响H2O2分解速率的因素。下列分析错误的是
A．该实验探究的是温度对反应速率的影响
B．该实验要控制MnO2的质量、颗粒大小相同
C．实验中，H2O2的浓度越大越好
D．温度相同时，若用FeCl3代替MnO2，反应速率不相同
13．工业上合成氨反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，在实际生产中为提高合成氨的反应速率，下列说法正确的是
A．温度越高，反应速率越快，因此采取的温度越高越好
B．压强越高，反应速率越快，因此采取的压强越高越好
C．催化剂能加快反应速率，因此可选用适当的催化剂
D．可向容器中加入一定量的水蒸气，使氨气溶解以提高反应速率
14．一定条件下，向1L恒容密闭容器中充入0.1mol A和0.3mol B发生反应：，当反应达平衡时，不可能存在的数据是
A． B．
C． D．
15．可逆反应：2NO22NO＋O2在体积固定的密闭容器中，达到平衡状态的标志是
①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2
②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO
③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的压强不再改变的状态
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A．①④⑥⑦ B．②③⑤⑦ C．①③④⑤ D．全部
16．在1L密闭容器中，用足量的CaCO3与100mL稀盐酸反应制取CO2，反应生成CO2的体积随时间的变化关系如图所示(CO2的体积已按标准状况折算)。下列分析不正确的是
A．EF段反应速率加快的原因是反应体系的温度上升
B．FG 段反应速率减慢的原因是稀盐酸的浓度不断减小
C．EF段，用盐酸表示该反应的平均反应速率为0.04mol L—1 min—1
D．OE、EF、FG 三段中，用CO2表示的平均反应速率之比为2:4:1
17．关于合成氨工业的说法错误的是
A．合成氨工业采用循环操作，主要是为了提高氮气和氢气的利用率
B．工业上一般选择400-500℃的主要原因是让铁触媒的活性大，反应速率快
C．从合成氨的原理出发，增大压强既有利于加快速率又有利于平衡右移，但压强增大设备成本大幅度提升，所以实际工业中往往采用常压
D．为了防止催化剂“中毒”，原料气需要经过净化
18．硫酸是一种重要的化工产品，目前的重要生产方法是“接触法”，反应原理为：2SO2+O22SO3，已知该反应为放热反应。则下列说法正确的是
A．只要选择适宜的条件，SO2和O2就能全部转化为SO3
B．达到平衡后，反应就停止了，故此时正、逆反应速率相等且均为零
C．由反应可知，2mol SO2的能量大于2mol SO3的能量
D．工业在利用上述反应生产三氧化硫时，要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率两方面的问题
二、非选择题(本题共5小题，共46分。)
19．某化学反应中，设反应物的总能量为E1，生成物的总能量为E2，
I.若E1>E2，则该反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。该反应可用图 (填“A”或“B”)表示。
II.若E1＜E2，则该反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。该反应可用图 (填“A”或“B”)表示
III.下表中的数据是破坏1mol物质中的化学键所消耗的最小能量：
物质 Cl2 Br2 I2 HCl HBr HI H2
键能(kJ/mol) 243 193 151 432 366 298 436
根据上述数据回答下列问题：
（1）下列物质本身具有的能量最低的是( )
A．H2 B．Cl2 C．Br2 D．I2
（2）下列氢化物中最稳定的是( )
A．HCl B．HBr C．HI
（3）X2＋H2===2HX(X代表Cl、Br、I)的反应是吸热反应还是放热反应？ 。
（4）相同条件下，X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出或吸收的热量最多的是 （填写化学式）。
20．Ⅰ．兴趣小组的同学们把铝片投入盛有硫酸溶液的烧杯中，该铝片与硫酸产生氢气的速率与反应时间的关系可用如图曲线来表示。回答下列问题：
(1)用离子方程式解释曲线0-a段不产生氢气的原因 。
(2)曲线b→c段，产生氢气的速率增加较快的主要原因是 。
(3)曲线由c以后，产生氢气的速率逐渐下降的主要原因是 。
Ⅱ．
(4)装置①中负极是： ，正极反应式为： ；
(5)装置②中电子从 (填“镁片”或“铝片”)流出，该原电池工作一段时间后，溶液pH 。(填“增大”或“减小”)。
(6)2022年北京冬奥会使用氢燃料电池车有利于实现碳达峰和碳中和，下列说法错误的是_______。
A．电能属于二次能源
B．氢燃料电池是一种具有广阔应用前景的绿色电源
C．氢燃料电池能量的利用率比氢气直接燃烧高
D．氢燃料电池工作时，氢气在正极发生还原反应
21．(一)将等物质的量的A和B混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)+B(g)=xC(g)+2D(g)，5 min 后测得c(D)=0.5 mol·L-1，c(A)∶c(B)=1∶2，C的反应速率是 0.15 mol·L-1·min-1。
(1)B的反应速率v(B)= ，x= 。
(2)A在5 min末的浓度是 。
(3)此时容器内的压强与开始时之比为 。
(二)计算下列化学反应的速率：
(4)在反应A(g)+3B(g)=2C(g)中，若以物质A表示的该反应的化学反应速率为0.2 mol·L-1·min-1，则以物质B表示此反应的化学反应速率为 mol·L-1·min-1。
(5)一定温度下，将1 mol N2O4充入体积为1 L的密闭容器中，反应3s后，NO2的物质的量为0.6 mol，则0～3s内的平均反应速率v(NO2) = mol·L-1·s-1。
(6)在2 L的密闭容器中，充入2 mol N2和3 mol H2，在一定条件下发生反应，3 s后测得N2为1.9 mol，则以H2的浓度变化表示的反应速率为 。
22．已知锌与稀盐酸反应放热，某学生为了探究反应过程中的速率变化，用排水集气法收集反应放出的氢气。所用稀盐酸浓度有1.00mol·L-1、2.00mol·L-1两种浓度，每次实验稀盐酸的用量为25.00mL，锌有细颗粒与粗颗粒两种规格，用量为6.50g。实验温度为298K、308K。
(1)完成以下实验设计(填写表格中空白项)，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：
编号 T/K 锌规格 盐酸浓度/mol·L-1 实验目的
① 298 粗颗粒 2.00 (I)实验①和②探究盐酸浓度对该反应速率的影响； (II)实验①和 探究温度对该反应速率的影响； (III)实验①和 探究锌规格(粗、细)对该反应速率的影响。
② 298 粗颗粒 1.00
③ 308 粗颗粒 2.00
④ 298 细颗粒 2.00
(2)实验①记录如下(换算成标况)：
时间(s) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
氢气体积(mL) 16.8 39.2 67.2 224 420 492.8 520.8 543.2 554.4 560
①计算在30s～40s范围内盐酸的平均反应速率ν(HCl)= (忽略溶液体积变化)。
②反应速率最大的时间段(如0s～10s)为 ，可能原因是 ；
(3)另一学生也做同样的实验，由于反应太快，测量氢气的体积时不好控制，他就事先在盐酸溶液中分别加入等体积的下列溶液以减慢反应速率，在不影响产生H2气体总量的情况下，你认为他上述做法中可行的是_________(填相应字母)；
A．NaNO3溶液 B．NaCl溶液 C．CuSO4溶液 D．Na2CO3
(4)某化学研究小组的同学为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，设计了图所示的实验。
①如图可通过观察 现象，比较得出比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果结论。
②某同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理，其理由是 。
23．完成下列问题。
(1)已知A、B、C、D均为气体，其能量变化如图：
①若E1
A.反应前后原子的种类和数目一定不变
B.反应物的总质量、总能量与生成物的总质量、总能量均相等
C.若该反应为放热反应，则不需要加热反应就一定能进行
D.反应物中所有化学键断裂时吸收的总能量与形成新化学键时释放的总能量可能相等
(2)某温度下，在2L密闭容器中充入4molA气体和3molB气体，发生下列反应：2A(g)+B(g) C(g)+xD(g)，5s达到平衡。达到平衡时，生成了1molC，测定D的浓度为1mol/L。
①求x= 。
②求这段时间A的平均反应速率为 。平衡时B的浓度 。
③下列叙述能说明上述反应达到平衡状态的是 。
A.单位时间内每消耗2molA，同时生成1molC
B.单位时间内每生成1molB，同时生成1molC
C.D的体积分数不再变化
D.混合气体的压强不再变化
E.B、C的浓度之比为1∶1
F.混合气体的密度不再变化
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】A. 民间焰火之最——确山打铁花，是高能状态转变为低能状态，是放热过程，故A不符合题意；
B. 千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲，是吸热反应，故B符合题意；
C. 只要功夫深，铁杵磨成针，是物理变化，故C不符合题意；
D. 冰，水为之，而寒于水，水到冰是放热过程，故D不符合题意。
综上所述，答案为B。
2．D
【详解】A．液氧煤油发动机将化学能转化为热能和机械能，而没有把化学能转化成电能，故A错误；
B．太阳能电池板将太阳能转化为电能，而没有把化学能转化成电能，故B错误；
C．风力发电机厂将风能转化为电能，而没有把化学能转化成电能，故C错误；
D．由橙子制成的简易电池将化学能转化为电能，故D正确；
答案选D。
3．A
【详解】A．将煤转化为煤粉再燃烧，仍然会产生二氧化碳，不能从根本上杜绝碳排放，A错误；
B．农村推广风力发电、光伏发电可减少二氧化碳的排放，有利于“碳达峰、碳中和”，B正确；
C．努力开发太阳能、氢能等多种形式能源，降低化石燃料需求量，减少二氧化碳的排放，有利于“碳达峰、碳中和”，C正确；
D．推广使用新能源汽车，可减少二氧化碳的排放，有利于“碳达峰、碳中和”，D正确；
答案选A。
4．B
【详解】A．肼结构式为 ，1个肼分子中含有4个N-H键，则1mol肼中含有4molN-H键，故A正确；
B．如果反应物总能量大于生成物总能量，则该反应为放热反应，否则为吸热反应，液态肼和液态过氧化氢反应时放出大量热量，则该反应为放热反应，图中为吸热反应，不符合，故B错误；
C．液态肼和液态过氧化氢反应时放出大量热量，则该反应为放热反应，断键吸收能量、成键放出能量，该反应为放热反应，则反应的反应物总键能小于生成物总键能，故C正确；
D．氮气和水都无毒，所以其产物无污染，故D正确；
故答案为B。
5．D
【详解】A．断裂化学键吸收能量，故A错误；
B．形成化学键吸收能量，故B错误；
C．依据图象数据分析计算，2molH2(g)和1molO2(g)反应生成2molH2O(g)，共放出484kJ能量，生成2molH2O(l)，共放出大于484kJ能量，故C错误；
D．依据图象数据分析计算，2molH2(g)和1molO2(g)反应生成2molH2O(g)，共放出484kJ能量，故D正确；
故答案为D。
6．A
【详解】根据构成原电池的“两极一液一线一反应”判断；装置④不能形成闭合回路；装置⑤不具有两个活动性不同的电极，只能发生氧化还原反应，不能形成电流；装置⑥中酒精不是电解质溶液；装置能形成原电池的是①②③⑦，答案选A。
7．C
【详解】A．该装置是原电池，能将化学能转化为电能，故A正确；
B．铁的活泼性大于银，铁为负极，铁失电子发生氧化反应，故B正确；
C．铁的活泼性大于银，铁为负极、银是正极，电流从银电极经导线流向铁电极，故C错误；
D．铁的活泼性大于银，铁为负极、银是正极，正极铜离子得电子生成铜，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，故D正确；
选C。
8．C
【详解】A．镍氢电池、锂离子电池为二次电池，碱性锌锰干电池为一次电池，故A错误；
B．燃料电池有氢氧燃料电池、甲烷燃料电池、乙醇燃料电池等，产物多为CO2、H2O等，不污染环境，故B错误；
C．化学电池是将化学能转变为电能的装置，有电子的得失，实质为氧化还原反应，故C正确；
D．铅蓄电池放电的时候，Pb被氧化，为原电池的负极；PbO2被还原，为原电池的正极，故D错误。
答案选C。
9．B
【详解】A．食物存放在冰箱中，可降低温度，减缓食物氧化速率，与减小反应速率有关，故A不符合；
B．加工馒头时添加膨松剂，可使馒头疏松柔软，与改变反应速率无关，故B符合；
C．包装袋内放置除氧剂，可防止糕点被氧化，减缓食物氧化速率，与减小反应速率有关，故C不符合；
D．将铁矿石粉碎，可增大接触面积，可加快反应速率，与增大反应速率有关，故D不符合；
故选B。
10．C
【详解】W为固体，固体的浓度为一常数，一般不能表示反应速率，故A、D项错误；
根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可知，，则，，则，故B项错误，C项正确；
故答案为：C。
11．B
【详解】A．A是固体，不能表示反应速率，A错误；
B．B和C的计量数相同，则在这2s内用B和C表示的反应速率的值是相同的，B正确；
C．经过2s后B的浓度减少了0.04 mol L-1，则v(B)=0.04 mol L-1÷2s=0.02 mol L-1 s-1，此速率为2s内的平均速率，不是在2s末时的反应速率，C错误；
D．不知道容器的体积，无法计算，D错误。
故选B。
12．C
【详解】A．两个装置中的变量是温度，所以该实验探究的是温度对反应速率的影响，A正确；
B．由于二氧化锰是催化剂，且探究的是温度对反应速率的影响，所以该实验要控制MnO2的质量、颗粒大小相同，B正确；
C．双氧水浓度过大，反应速率过快，不易控制，所以实验中H2O2的浓度不宜过大，C错误；
D．温度相同时，若用FeCl3代替MnO2，由于改变了催化剂，则反应速率不相同，D正确；
答案选C。
13．C
【详解】A．温度越高反应速率快，但温度过高会消耗更多的燃料，因此实际生产中的温度不是越高越好，A错误；
B．压强越大反应速率快，但压强过高会增加设备的成本，因此实际生产中的压强不是越高越好，B错误；
C．可选用适当的催化剂来提高反应速率，C正确；
D．加入水蒸气会降低反应体系的温度，且氨气溶于水并不能提高反应速率，D错误；
故合理选项是C。
14．C
【分析】可逆反应，反应物不可能完全转化为生成物，达到平衡时反应物、生成物一定共存。
【详解】A．若平衡时，则反应消耗0.1molB，，故不选A；
B．若平衡时，则反应消耗0.06molB，同时消耗0.03mol的A，则A的浓度为0.07mol/L，故不选B；
C．若平衡时，则反应消耗0.2molB，同时消耗0.1mol的A，则A的浓度为0，故选C；
D．若平衡时，则反应消耗0.18molB，同时消耗0.09mol的A，则A的浓度为0.01 mol/L、B的浓度为0.12 mol/L，故不选D；
选C。
15．A
【详解】①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2，反应进行的方向相反，且物质的量的变化量之比等于化学计量数之比，反应达平衡状态；
②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO，反应进行的方向相同，反应不一定达平衡状态；
③在反应进行的任意阶段，用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比都等于2∶2∶1，则反应不一定达平衡状态；
④混合气体的颜色不再改变时，NO2的浓度不变，反应达平衡状态；
⑤混合气体的质量和体积都不变，则密度始终不变，所以密度不再改变时，反应不一定达平衡状态；
⑥混合气体的压强不再改变时，各物质的浓度不再发生改变，则反应达平衡状态；
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变时，混合气的物质的量不变，则反应达平衡状态；
综合以上分析，①④⑥⑦达平衡状态，故选A。
16．C
【分析】OE段反应开始持续进行，反应放热导致反应体系的温度上升，所以EF段反应速率加快，反应进行一段时间后，盐酸的浓度不断变小，所以FG 段反应速率减慢，最后，G点收集到的二氧化碳的体积最大。
【详解】A．反应放热导致反应体系的温度上升，所以EF段反应速率加快，故A正确；
B．反应进行一段时间后，盐酸的浓度不断变小，所以FG 段反应速率减慢，故B正确；
C．EF段产生的CO2为：，由于反应中n(HCl):n(CO2)=2:1，所以该段消耗HCl=0.04 mol，时间为1 min，所以用盐酸表示的EF段平均反应速率为：，故C错误；
D．由于时间都是1 min，所以三段的速率之比就等于产生CO2的体积之比，即224mL：(672 224)mL：(784 672)mL=2:4:1，故D正确；
答案选C。
17．C
【详解】A．合成氨工业采用循环操作，主要是为了提高氮气和氢气的利用率，提高经济效益，故A正确；
B．合成氨反应使用铁触媒作催化剂，该催化剂在400-500℃时活性最大，因此合成氨反应的温度控制在400-500℃，故B正确；
C．合成氨反应为气体体积减小的反应，增大压强既有利于加快速率又有利于平衡右移，但压强增大设备成本大幅度提升，综合考虑以上影响因素，实际工业中采用压强：2107~5107Pa，故C错误；
D．合成氨反应使用铁触媒作催化剂，原料气中含有杂质的气体可能会造成催化剂中毒而活性减弱，因此原料气需要经过净化处理，故D正确；
答案选C。
18．D
【详解】A．因为为可逆反应，所以尽管选择适宜的条件，SO2和O2也不能全部转化为SO3，故A错误；
B．达到平衡后，反应没有停止了，只是正、逆反应速率相等但并不为零，故B错误；
C．因为为放热反应，由反应可知，2mol SO2和1mol O2的总能量大于2mol SO3的总能量，故C错误；
D．工业在利用上述反应生产三氧化硫时，为了提高产率和效率，要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率两方面的问题，故D正确；
故答案：D。
19． 放热 A 吸热 B A A 放热 Cl2
【分析】I、反应物的总能量大于生成物的总能量为放热反应，反之为吸热反应；III、键能越大，反应时释放的能量越多，物质本身具有的能量越低，则越稳定；旧键断裂吸收的总能量小于新键形成释放的总能量为放热反应，反之为吸热反应；
【详解】I.若E1>E2，反应物的总能量大于生成物的总能量，为图象A，反应放热；答案为：放热；A；
II.若E1＜E2，反应物的总能量小于生成物的总能量，为图象B，反应吸热，答案为：吸热；B
III. （1）键能越大，反应时释放的能量越多，物质本身具有的能量越低，则越稳定，根据表中数据，答案为A；
（2）键能越大，反应时释放的能量越多，则越稳定，答案为A；
（3）X2＋H2===2HX(X代表Cl、Br、I)，以氯气为例，旧键断裂吸收的总能量=243+436=679；新键形成释放的总能量=432×2=864，反应为放热反应，答案为：放热；
（4）相同条件下，X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，释放的热量分别为：185、103、9，答案为：Cl2；
20．(1)硫酸先与铝片表面的发生反应： ，不产生
(2)该反应放热，使溶液温度升高，反应速率加快
(3)随着反应的进行，硫酸的浓度不断下降，使反应速率减慢
(4) Mg 2H++2e-=H2↑
(5) 铝片 减小
(6)D
【分析】原电池中，还原剂在负极失去电子发生氧化反应，电子从负极流出，电子沿着导线流向正极，正极上氧化剂得到电子发生还原反应，内电路中阴离子移向负极、阳离子移向正极，燃料电池中，通入燃料的一极为负极，通入助燃物的一极为正极。
【详解】（1）由于铝片表面有一层致密的氧化膜，首先是硫酸与铝片表面的反应，因此曲线由0-a段不产生氢气，有关反应的离子方程式为。
（2）由于该反应放热，使溶液温度升高，反应速率加快，因此曲线b→c段，产生氢气的速率增加较快。
（3）由于随着反应的进行，硫酸的浓度不断下降，使反应速率减慢，因此曲线由c以后，产生氢气的速率逐渐下降。
（4）装置①中镁比铝活泼，电解质溶液为稀硫酸，则Mg为负极、Al为正极，正极反应为氢离子得电子变成氢气、电极反应式：。
（5）装置②中电解质为NaOH溶液，则电池总反应为，铝失去电子被氧化、作负极，电子从铝片流出，该原电池工作一段时间后，由于氢氧化钠不断消耗，则溶液pH减小。
（6）A． 电能需要由其它能源转化而来，则属于二次能源，A正确；
B． 氢燃料电池总反应为氢气和氧气反应生成水、没有污染，故是一种具有广阔应用前景的绿色电源，B正确；
C． 通常燃料电池能量利用率高，氢燃料电池能量的利用率比氢气直接燃烧高，C正确；
D． 氢燃料电池工作时，氢气在负极发生氧化反应、氧气在正极发生还原反应，D不正确；
选D。
21．(1) 0.05 mol·L-1·min-1 3
(2)0.5 mol·L-1
(3)11∶10
(4)0.6
(5)0.2
(6)0.05 mol·L-1·s-1
【详解】（1）5 min 后测得c(D)=0.5 mol·L-1，则反应消耗B的浓度△c(B)=c(D)=0.25 mol·L-1，故用B的浓度变化表示的化学反应速率v(B)=；
化学反应速率比等于化学方程式中相应物质的化学计量数的比。C的反应速率是 0.15 mol·L-1·min-1，v(B)：v(C)=0.05：0.15=1：3，解得x=3；
（2）假设反应开始时A、B的物质的量都是x mol，5 min时生成D的浓度是0.5 mol/L，则产生D的物质的量n(D)=0.5 mol/L×2 L=1 mol，根据物质反应转化关系可知反应产生A物质的量是1.5 mol，消耗B物质的量是0.5 mol，此时A、B的物质的量分别是(x-1.5)mol、(x-0.5) mol，此时c(A)∶c(B)=1∶2，由于容器的容积相同，物质的浓度比等于物质的量的比，所以(x-1.5)：(x-0.5)=1：2，解得x=2.5 mol，则5 min末A的物质的量是2.5 mol-1.5 mol=1 mol，故A的浓度c(A)=；
（3）5 min时C的物质的量n(C)=0.15 mol/(L·min)×2 L×5 min=1.5 mol。在同温同体积时，气体的压强之比等于物质的量之比，反应后气体的物质的量之和为1 mol+ (2.5-0.5) mol+ 1.5 mol+1 mol= 5.5 mol，起始时气体的物质的量为2.5 mol+ 2.5 mol=5 mol ，则此时容器内的压强与开始时之比为5.5：5=11：10；
（4）用不同物质表示反应速率时，速率比等于化学方程式中相应物质的化学计量数的比。v(A)=0.2 mol/(L·min)，则以物质B表示此反应的化学反应速率v(B)=3v(A)=3×0.2 mol/(L·min)=0.6 mol/(L·min)；
（5）0～3s内的平均反应速率v(NO2)= mol/(L·s)；
（6）反应开始时n(N2)=2 mol，3 s后n(N2)=1.9 mol，△n(N2)=0.1 mol，则根据物质反应消耗关系可知△n(H2)=0.3 mol，故以H2的浓度变化表示的反应速率v(H2)= mol/(L·s)。
22．(1) ③ ④
(2) 0.056mol/(L·s) 40～50s 反应放热，温度高，反应速率快
(3)B
(4) 生成气泡的快慢 阴离子也可能会对反应速率产生影响，所以将FeCl3改为Fe2(SO4)3可以控制阴离子相同，排除阴离子不同造成的干扰
【详解】（1）探究外界条件对反应速率的影响，注意控制变量法的使用。实验①和②温度一样，锌颗粒大小一样，盐酸浓度不一样，所以实验①和②探究盐酸浓度对该反应速率的影响；实验①和③其他条件相同，温度不同，所以是探究温度对该反应速率的影响；实验①和④其他条件相同，锌颗粒大小不同，所以是探究锌规格(粗、细)对该反应速率的影响。
故答案是③；④；
（2）①根据反应速率的计算公式得，30s～40s氢气体积的变化量是156.8mL，则物质的量变化是0.007mol，则反应的盐酸的物质的量是0.014mol，浓度变化量是0.56mol/L，ν(HCl)== 0.056mol/(L·s)；
②通过表格分析，同样时间段，40～50s氢气的体积变化最大，则40～50s时是反应速率最大的时间段，此时反应物浓度不是最大，所以最大的可能原因是金属与酸反应放热，温度升高，速率变大；
综上，答案是0.056mol/(L·s)；金属与酸反应放热，温度升高，速率变大；
（3）事先在盐酸溶液中分别加入等体积的下列溶液以减慢反应速率，在不影响产生H2气体总量的情况下，你认为他上述做法中可行的是：
A．加入NaNO3溶液，引入硝酸根离子，形成氧化性很强的硝酸，硝酸与金属锌反应不能生成氢气，A项不符题意；
B．加入NaCl溶液，相当于稀释盐酸溶液，使反应减慢，不影响氢气总量的生成，B项符合题意；
C．加入CuSO4溶液，使锌与硫酸铜反应生成少量铜单质，形成铜锌原电池，可加快反应的进行，C项不符合题意；
D．加入Na2CO3，稀盐酸与Na2CO3反应，消耗氢离子，影响最终氢气的生成，D项不符合题意；
故答案选B。
（4）①Fe3+和Cu2+对H2O2分解生成氧气，其他条件不变时，通过观察溶液中气泡产生的快慢，比较得出比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果结论。
②同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理，其理由是阴离子也可能会对反应速率产生影响，控制变量，与硫酸铜的酸根一致，避免FeCl3中的氯离子对反应有影响；
故答案是溶液中气泡产生的快慢；阴离子也可能会对反应速率产生影响，所以将FeCl3改为Fe2(SO4)3可以控制阴离子相同，排除阴离子不同造成的干扰。
23．(1) 吸热反应 无法比较 BCD
(2) 2 0.2mol/(L·s) 1mol/L BC
【详解】（1）①根据能量守恒可知，E1＜E2，说明反应物的总能量小于生成物的总能量，该反应为吸热反应；根据能量变化图可知，A、B的总能量小于C、D的总能量，但不能确定A与C物质具有的能量大小；故答案为吸热反应；无法比较；
②A．化学反应遵循质量守恒定律，反应前后原子的种类和数目一定不变，故A说法正确；
B．化学反应遵循质量守恒定律，则反应物的总质量和生成物总质量相等，化学反应也遵循能量守恒，化学反应伴随能量的变化，因此反应物总能量与生成物的总能量一定不相等，故B说法错误；
C．若该反应为放热反应，如铝热反应、氢气燃烧则需要加热才能进行，故C说法错误；
D．化学反应一定伴随能量的变化，反应物中所有化学键断裂时吸收的总能量与形成新化学键时释放的总能量不相等，故D说法错误；
答案为BCD；
（2）①5s内，生成D的物质的量为1mol/L×2L=2mol，相同时间段内，生成C的物质的量为1mol，变化的物质的量之比等于化学计量数之比，即x=2；故答案为2；
根据反应方程式，5s内，消耗A的物质的量为2mol，用A表示的反应速率v(A)==0.2mol/(L·s)；5s时反应达到平衡，根据反应方程式可知，该时间段内消耗B的物质的量为1mol，则平衡时B的浓度为=1mol/L；故答案为0.2mol/(L·s)；1mol/L；
②A．用不同物质的反应速率表示反应达到平衡，要求反应方向是一正一逆，消耗A、生成C反应都是向右进行，因此单位时间内每消耗2molA，同时生成1molC，不能说明反应达到平衡，故A不符合题意；
B．用不同物质的反应速率表示反应达到平衡，要求反应方向是一正一逆，且反应速率之比等于化学计量数之比，单位时间内每生成1molB，同时生成1molC，推出v逆(B)∶v正(C)=1∶1，能说明反应达到平衡，故B符合题意；
C．根据化学平衡状态的定义，当D的体积分数不再变化，说明反应达到平衡，故C符合题意；
D．相同条件下，压强之比与气体物质的量成正比例，根据反应方程式可知，反应前后气体系数之和相等，混合气体的压强始终保持不变，因此混合气体的压强不再变化，不能说明该反应达到平衡，故D不符合题意；
E．根据上述分析，达到平衡时，B的物质的量浓度为1mol/L，C的物质的量浓度为0.5mol/L，物质的量之比为2∶1，因此B、C的浓度之比为1∶1，不能说明反应达到平衡，故E不符合题意；
F．组分都是气体，混合气体总质量保持不变，容器为恒容，根据密度的定义，混合气体的密度始终保持不变，即混合气体的密度不再变化，不能说明反应达到平衡，故F不符合题意；
答案为BC。
答案第1页，共2页
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