第六章 化学反应与能量 -（习题演练）-2021-2022学年高一化学期末考点汇总与习题演练 （解析版）

这是一份第六章 化学反应与能量 -（习题演练）-2021-2022学年高一化学期末考点汇总与习题演练 （解析版），共1页。试卷主要包含了单选题，填空题，简答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
在恒容密闭容器中通入X并发生反应2X(g)⇌Y(g)，温度T1、T2下，X的物质的量浓度c(X)随时间t变化的曲线如图所示，下列叙述正确的是( )。
A. 该反应进行到W点放出的热量小于进行到M点放出的热量
B. T2温度下，在0~t1时间内，vY=a−bt1ml⋅L−1⋅min−1
C. M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆
D. M点时再加入一定量X，平衡后X的转化率减小
【答案】C
【解析】
由图可知，温度为T1时先到达平衡，所以T1>T2，温度越高，平衡时X的物质的量浓度越大，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，故逆反应为吸热反应，正反应为放热反应。进行到M点X的转化率较低，由于正反应是放热反应，所以反应进行到M点放出的热量少，A项错误；T2温度下，在O~t1时间内，X的浓度变化为△c（X）=（a-b）ml·L-1，则Y的浓度变化为ΔcY=12ΔcX=a−b2ml⋅L−1，所以vY=a−b2t1ml⋅L−1⋅min−1，B项错误；根据图像可知，M点温度高于N点温度，且N点反应没有达到平衡状态，此时反应向正反应方向进行，即N点的逆反应速率小于N点的正反应速率，因此M点的正反应速率大于N点的逆反应速率，C项正确；M点时再加入一定量X，达到的新平衡与原平衡比较，压强增大，增大压强平衡正向移动，则X的转化率增大，所以M点时再加入一定量X，平衡后X的转化率增大，D项错误。
有关SO2催化氧化反应(2SO2+O22SO3)的说法正确的是 ( )
A. 升高温度可减慢反应速率
B. 使用催化剂可提高反应速率
C. 达到平衡时，ν(正)=ν(逆)=0
D. 达到平衡时SO2可完全反应
【答案】B
【解析】
升高温度，化学反应速率加快，A错误；
使用催化剂能够降低反应的活化能，可提高反应速率，B正确；
化学平衡是动态平衡，达到平衡时，ν(正)=ν(逆)≠0，C错误；
2SO2+O22SO3为可逆反应，可逆反应有一定的限度，达到平衡时SO2不可能完全转化，D错误。
下列叙述中正确的是 ( )
A. 图1表示25 min内，用Y表示的平均反应速率为0.016 ml·L−1·min−1
B. 图2可表示碳与二氧化碳反应的能量变化
C. 图3表示在钢铁内部电子由碳一侧流向铁一侧
D. 图4表示反应2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)中NO和CO转化率为2:1时，反应达平衡状态
【答案】B
【解析】
由于容器体积不知，故无法根据浓度变化计算平均反应速率，A项错误；
生成物的总能量比反应物的总能量高，该反应为吸热反应，图2可表示碳与二氧化碳反应的能量变化，B项正确；
铁为负极，碳为正极，电子从铁一侧流向碳一侧，C项错误；
对反应2NO(g)+2CO(g)⇌ N2(g) + 2CO2(g)，若起始NO和CO加入的物质的量之比为1:2，任何时刻二者的转化率均为2:1，故NO和CO转化率为2:1时，反应不一定达到平衡状态，D项错误。
某小组设计如图实验，欲使甲中试管先出现浑浊，下列操作一定达不到目的的是 ( )
A. 向甲烧杯中加入适量CaOB. 向甲中试管内滴加适量浓硫酸
C. 向乙烧杯中加入适量冰块D. 增大甲装置所在环境的压强
【答案】D
【解析】
氧化钙与水反应生成氢氧化钙放出大量的热，向甲烧杯中加入适量氧化钙会使甲中反应温度高于乙，反应速率大于乙，甲中试管先出现浑浊，A能达到目的；
向甲中试管内滴加适量浓硫酸，浓硫酸稀释时放出大量的热，且溶液中氢离子浓度增大，会使反应速率加快，甲中试管先出现浑浊，B能达到目的；
向乙烧杯中加入适量冰块，反应温度会低于甲，反应速率小于甲，甲中试管先出现浑浊，C能达到目的；
硫代硫酸钠和硫酸都不是气体，增大甲装置所在环境的压强，不能改变反应速率，不能使甲中试管先出现浑浊，D不能达到目的。
下列说法中正确的是
A. 镍氢电池、锂离子电池和锌锰干电池都是二次电池
B. 氢氧燃料电池是一种高效且不会污染环境的新型电池
C. 铅酸蓄电池放电的时候正极材料是铅，负极材料是二氧化铅
D. 铅酸蓄电池充电时将化学能转化为电能
【答案】B
【解析】
A.镍氢电池、锂电池为二次电池，锌锰干电池为一次电池，故A错误；
B.氢氧燃料电池产物为H2O，不污染环境，故B正确；
C.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C错误；
D.铅蓄电池充电时是将电能转化为化学能，故D错误。

电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样电池的发展是化学对人类的一大贡献。下列有关电池的叙述正确的是( )
A. 原电池反应均是自发的氧化还原反应
B. 氢氧燃料电池工作时氢气在正极被氧化
C. 氢氧燃料电池是将热能转化为电能的装置
D. 铅蓄电池在放电过程中，负极质量减少，正极质量增加
【答案】A
【解析】
A.构成原电池的条件之一是：能自发的进行氧化还原反应，所以原电池反应均是自发的氧化还原反应，故A正确；
B.氢氧燃料电池工作时氢气在负极上失电子被氧化，故B错误；
C.氢氧燃料电池也是原电池，所以氢氧燃料电池是将化学能转变为电能的装置，故C错误；
D.根据铅蓄电池放电时，负极电极反应式为：Pb+SO42−−2e−=PbSO4 ；正极电极反应式为：PbO2+2e−+SO42−+4H+=PbSO4+2H2O，所以正负极质量都增加，故D错误。

下列四个常用电化学装置的叙述错误的是( )
A. 图 I所示电池中，电子从锌片流出
B. 图 II所示干电池中石墨作负极
C. 图 III所示电池为二次电池
D. 图 IV所示电池中正极反应为：O2+ 4H++ 4e−= 2H2O
【答案】B
【解析】
A.图 I所示电池中，Zn为负极，电子从锌片流出，故A正确；
B.图 II所示干电池中锌皮作负极，石墨为原电池的正极，故 B错误；
C.图 III所示电池为二次电池，即可充电的电池，故 C正确；
D.图 IV所示电池为氢氧燃料中正极反应为：O2+ 4H+ + 4e− = 2H2O，故 D正确。

电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样电池的发展是化学对人类的一大贡献。下列有关电池的叙述正确的是( )
A. 原电池反应均是自发的氧化还原反应
B. 氢氧燃料电池工作时氢气在正极被氧化
C. 氢氧燃料电池是将热能转化为电能的装置
D. 铅蓄电池在放电过程中，负极质量减少，正极质量增加
【答案】A
【解析】
A.构成原电池的条件之一是：能自发的进行氧化还原反应，所以原电池反应均是自发的氧化还原反应，故A正确；
B.氢氧燃料电池工作时氢气在负极上失电子被氧化，故B错误；
C.氢氧燃料电池是将化学能转变为电能的装置，故C错误；
D.根据铅蓄电池放电时，负极电极反应式为：Pb+SO42−−2e−=PbSO4 ；正极电极反应式为：PbO2+2e−+SO42−+4H+=PbSO4+2H2O，所以正负极质量都增加，故D错误。
故选A。

为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解反应的催化效果，甲、乙两位同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。下列叙述中不正确的是 ( )
A. 图甲所示实验可通过观察产生气泡的快慢来比较反应速率的大小
B. 若图甲所示实验中反应速率为①>②，则一定说明Fe3+比Cu2+对H2O2分解的催化效果好
C. 用图乙装置测定反应速率，可测定反应产生的气体体积及反应时间
D. 为检查图乙所示装置的气密性，可关闭A处活塞，将注射器活塞拉出一段距离，一段时间后松开注射器活塞，观察注射器活塞是否回到原位
【答案】B
【解析】
图甲所示实验可通过观察产生气泡的快慢，得到哪个反应速率快，哪个反应速率慢，A正确；
若图甲所示实验中反应速率为①>②，不能得出Fe3+比Cu2+对H2O2分解的催化效果好，因为氯化铁和硫酸铜的阴、阳离子都不相同，不能确定是阳离子还是阴离子起的催化作用，B错误；
用图乙装置测定反应速率，根据相同时间内产生气体的体积来测反应速率或者生成相同体积气体所需的时间来测定反应速率，C正确；
为检查图乙所示装置的气密性，可关闭A处活塞，将注射器活塞拉出一段距离，一段时间后松开注射器活塞，观察注射器活塞是否回到原位，D正确。
研究反应2X(g)⇌Y(g)+Z(g)的速率影响因素，在不同条件下进行4组实验，Y、Z起始浓度为0，反应物X的浓度(ml/L)随反应时间(min)的变化情况如下图所示。下列说法不正确的是( )
A. 比较实验②、④得出：升高温度，化学反应速率加快
B. 比较实验①、④得出：升高温度，化学反应速率加快
C. 实验③有可能使用了催化剂，催化剂加快正反应速率，对逆反应无影响
D. 在0～10min之间，实验②的平均速率ν(Y)=0.01ml/(L·min)
【答案】C
【解析】
A.实验②、④起始浓度相同，但温度不同，④反应速率较大，则可得出：升高温度，化学反应速率加快，故A正确；
B.①、④相比，④的反应物的浓度低，但反应速率更快，说明升高温度，化学反应速率加快，故B正确；
C.实验③和②的反应物的浓度、温度均相同，达到的平衡状态也相同，故反应③可能是使用了催化剂，也可能是增大了压强，而催化剂能同等程度的加快正逆反应速率，故C错误；
D.在0～10min之间，实验②X的浓度变化为0.2ml/L，则，故D正确。
下列事实能说明影响化学反应速率的决定性因素是反应物本身性质的是( )
A. Cu与浓硝酸剧烈反应，与稀硝酸缓慢反应
B. H2和F2在低温时也可发生爆炸，而和I2在加热条件下才能反应
C. H2、O2混合气体在常温、常压下无明显现象，点燃或放电时可剧烈反应
D. H2O2可缓慢分解放出无色气泡，加入FeCl3后无色气泡生成速率会明显加快
【答案】B
【解析】
A.硝酸的浓度不同，反应速率不同，浓度为外因，故A不选；
B.H2和F2在低温时也可发生爆炸，而和I2在加热条件下才能反应，说明化学反应速率的决定性因素是反应物本身性质，故B选；
C. H2、O2混合气体在常温、常压下无明显现象，点燃或放电时可剧烈反应，温度和压强均为外界因素，故C不选；
D.H2O2可缓慢分解放出无色气泡，加入FeCl3后无色气泡生成速率会明显加快，FeCl3充当过氧化氢分解反应的催化剂，催化剂属于外界因素，故D不选。
故选B。
对于敞口容器中的反应：Zn(s)+H2SO4(aq)= ZnSO4(aq)+H2(g)，下列叙述中不正确的是 ( )
A. Zn和H2SO4的总能量大于ZnSO4和H2的总能量
B. 反应过程中能量关系可用上图表示
C. 若将该反应设计成原电池，则Zn为负极
D. 若将该反应设计成原电池，当有65 g锌溶解时，正极放出11.2 L气体(标准状况)
【答案】D
【解析】
A项，Zn和H2SO4的反应是放热反应，所以Zn和H2SO4的总能量大于ZnSO4和H2的总能量，A正确；
B项，放热反应中反应物的总能量大于生成物的总能量，B正确；
C项，在反应Zn(s)+H2SO4(aq)=ZnSO4(aq)+H2(g)中Zn失去电子，化合价升高，作原电池的负极，C正确；
D项，根据反应方程式可知，1ml Zn(65g)完全反应生成1ml H2，标准状况下的体积为22.4 L，D错误。
故选D。
铅蓄电池是一种典型的可充电电池，其放电时的电池总反应式：
Pb+PbO2+4H++2SO42−=2PbSO4+2H2O。则下列说法不正确的是( )
A. 电池工作时，负极反应：Pb−2e−=Pb2+
B. 铅蓄电池是二次电池，放电时是化学能转化为电能
C. 电池工作时，电子由Pb板通过导线流向PbO2板
D. 电池工作时，溶液中H+移向PbO2板
【答案】A
【解析】
铅蓄电池中，总反应式Pb+PbO2+4H++2SO42−=2PbSO4+2H2O，依据元素化合价变化可知：Pb为负极，发生失去电子的氧化反应，电极反应式Pb−2e−+SO42−=PbSO4，PbO2为正极，发生得到电子的还原反应，电极反应式为PbO2+4H++SO42−+2e−=PbSO4+2H2O，电池工作时，电子从负极Pb沿导线流向正极PbO2，内电路中阳离子H+移向正极PbO2，阴离子SO42−移向负极Pb，据此作答。
A.电池工作时，负极Pb失去电子与SO42−结合生成PbSO4，所以电极反应式为Pb−2e−+SO42−=PbSO4，故A错误；
B.铅蓄电池是可充电二次电池，放电时是化学能转化为电能，故B正确；
C.电池工作时，电子从负极Pb沿导线流向正极PbO2，故C正确；
D.电池工作时，内电路中阳离子H+移向正极PbO2，阴离子SO42−移向负极Pb，故D正确。
锌/溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池，广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌/溴液流电池工作原理如图所示：
下列说法错误的是( )
A. 放电时，N极为正极
B. 放电时，左侧贮液器中ZnBr2的浓度不断减小
C. 充电时，M极的电极反应式为Zn2++2e−===Zn
D. 隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过
【答案】B
【解析】略
化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是( )
A. 图甲：Zn2+向Cu电极方向移动，Cu电极附近溶液中H+的浓度增大
B. 图乙：正极的电极反应式为Ag2O+2e−+H2O=2Ag+2OH−
C. 图丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄
D. 图丁：使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降
【答案】A
【解析】
A.Zn较Cu活泼，作负极，Zn失电子变Zn2+，：Zn2+向Cu电极(正极)方向移动，正极上H+得电子变H2，因而Cu电极附近溶液中c(H+)减小，故A错误；
B. Ag2O作正极，得电子，被还原成Ag，结合KOH作电解液，故电极反应式为：Ag2O+2e−+H2O=2Ag+2OH−，故B正确；
C.Zn做负极，发生氧化反应，电极反应式为Zn−2e−=Zn2+，锌溶解，因而锌筒会变薄，故C正确；
D.铅蓄电池总反应式为PbO2 + Pb + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O，可知使用一段时间后，H2SO4不断被消耗，因而电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降，故D正确。
下图是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量监测与控制的功能，下列有关说法正确的是：
A. 电流由呼气所在的铂电极流出
B. H+透过质子交换膜流向氧气所在的铂电极
C. 电路中流过2ml电子时，消耗11.2LO2
D. 该电池的负极反应为：CH3CH2OH+3H2O−12e−=2CO2↑+12H+
【答案】B
【解析】
A.乙醇燃料电池中，正极上是氧气所在的铂电极得电子的还原反应，电流由正极流向负极，即从O2所在的铂电极经外电路流出，故A错误；
B.该电池的负极上乙醇失电子发生氧化反应，由装置图可知酒精在负极被氧气氧化发生氧化反应生成醋酸，CH3CH2OH−4e−+H2O=4H++CH3COOH，所以H+透过质子交换膜流向氧气所在的铂电极，故B正确；
C.未指明标准状况下无法计算气体体积，故C错误；
D.该电池的负极上乙醇失电子发生氧化反应，由装置图可知酒精在负极被氧气氧化发生氧化反应生成醋酸，CH3CH2OH−4e−+H2O=4H++CH3COOH，故D错误。
故选B。

为研究某溶液中溶质 R的分解速率的影响因素，分别用三份不同初始浓度 R溶液在不同温度下进行实验，c(R)随时间变化如图。下列说法错误的是( )
A. 25℃时，10∼30min内，R的分解平均速率为 0.030 ml·L−1·min−1
B. 对比30℃和 10℃曲线，在同一时刻，能说明R的分解速率随温度升高而增大
C. 对比 30℃和 25℃曲线，在 0∼50min内，能说明R的分解平均速率随温度升高而增大
D. 对比 30℃和 10℃曲线，在 50min时，R的分解率相等
【答案】B
【解析】
A、根据v=△c△t，10～30min内R的分解平均速率为=1.4ml/L−0.8ml/L20min=0.030 ml⋅L−1⋅min−1，故A正确；
B、对比30℃和10℃的曲线，同一时刻有温度和浓度两个变量影响速率，因此不能说明R的分解速率随温度升高而增大，故B错误；
C、对比30℃和25℃曲线，30℃曲线对应的浓度低，但在50min时R完全分解，故能说明R的分解平均速率随温度升高而增大，故C正确；
D、在50min时，无论10℃还是30℃均无R剩余，因此分解率均为100%，故D正确；
故选B。
将久置在空气中的锌粒投入稀硫酸中，测得锌粒和硫酸反应产生氢气的速率v(H2)与反应时间t的关系曲线如图所示。下列推论不正确的是 ( )
A. O→a段由于是锌粒表面的氧化物与硫酸的反应，所以未产生气体
B. b→c段产生氢气的速率增大较快的主要原因是温度升高
C. c时刻反应生成的H2的量最多
D. c时刻之后，产生氢气的速率减小的主要原因是溶液中c(H+)减小
【答案】C
【解析】
久置在空气中的锌粒，表面有氧化物，开始时锌粒表面的氧化物与硫酸发生反应，不产生气体，A正确；
锌与硫酸的反应为放热反应，反应放热使溶液的温度升高，反应速率增大，所以b→c段产生氢气的速率增大较快的主要原因是温度升高，B正确；
题图是产生氢气的速率v(H2)与反应时间t的关系曲线图，c时刻产生H2的速率最快，不是产生H2的量最多，C错误；
随着反应的进行，溶液中H+浓度减小，反应速率逐渐减小，所以c时刻之后，产生氢气的速率减小的主要原因是溶液中H+浓度减小，D正确。
一定温度下，在体积为2 L的恒容密闭容器中，某一反应中X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示，下列表述中正确的是：( )
A. 反应的化学方程式为2X=3Y+Z
B. t min时，正、逆反应都不再继续进行，反应达到化学平衡
C. 若t=4，则0～4 min内X的化学反应速率为0.1 ml·L−1·min−1
D. 温度、体积不变，t时刻充入1 ml He使压强增大，正、逆反应速率都增大
【答案】C
【解析】
A.由图象可以看出，反应中X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，且△n(X)：△n(Y)：△n(Z)=0.8ml：1.2ml：0.4ml=2：3：1，则该反应的化学方程式为：2X⇌3Y+Z，故A错误；
B.tmin时，正、逆反应继续进行，反应达到化学平衡，是动态平衡，故B错误；
C.若t=4，则0～t的X的化学反应速率v= 2.4−1.6 2×4 ml⋅L−1⋅min−1=0.1ml⋅L−1⋅min−1，故C正确；
D.温度、体积不变，t时刻充入1 ml He使压强增大，但不改变原来各物质的浓度，正、逆反应速率不变，故D错误。
二、填空题
研究化学反应速率和限度对促进生产具有重要的意义。
(1)在新型RuO2催化剂作用下，使HCl转化为Cl2的反应为2HCl(g)+12O2(g)=H2O(g)+Cl2(g)。一定条件下在1 L密闭容器中测得反应过程中n(Cl2)的数据如下：
计算2～6 min内以HCl表示的反应速率是 ml·L−1·min−1。
(2)一定条件下铁可以和CO2发生反应：Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)，该反应为放热反应。一定温度下，向某恒容密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体，反应过程中CO2气体和CO气体的浓度与时间的关系如图所示。
①t1时，正、逆反应速率的大小关系为v正 (填“>”“
0.125
ac
bd
【解析】
(1)根据题表2～6 min内Cl2的物质的量变化可知反应速率是(5.4−1.8)×10−3ml1L×4min=9×10−4 ml⋅L−1⋅min−1，根据反应速率之比等于化学计量数之比，则HCl的反应速率=2v(Cl2)=1.8×10−3 ml·L−1·min−1。
(2)①因为t1后二氧化碳仍然在减少，CO仍然在增加，化学反应没有达到平衡，反应仍然向正反应方向进行，所以正反应速率大于逆反应速率，即v正>v逆。
②CO在4 min内的变化量为0.5 ml·L−1，则4 min内的平均反应速率v(CO)=0.5ml⋅L−14min=0.125ml⋅L−1⋅min−1。
③降低温度，反应速率减慢，a正确；
铁粉是固体，减少铁粉的质量不影响化学反应速率，b错误；
保持压强不变，充入He使容器的体积增大，浓度减小，反应速率减慢，c正确；
保持体积不变，充入He使体系压强增大，不影响反应物和生成物的浓度，所以化学反应速率不变，d错误。
④v(CO2)=v(CO)没有指明正、逆反应方向，不能确定化学反应是否达到平衡，a错误；
单位时间内生成n ml CO2的同时生成n ml CO，正、逆反应速率相等，反应达平衡状态，b正确；
容器中气体压强始终不随时间而变化，c错误；
容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化，能说明反应达平衡状态，d正确。
三、简答题
一定条件下，在2 L密闭容器中发生反应：3A(g)+B(g)⇌2C(g)。开始时加入4 ml A、6 ml B、2 ml C，在2 min末测得C的物质的量是3 ml。
(1)用A的浓度变化表示反应的平均速率： 。
(2)在2 min末，B的浓度为 。
(3)若改变下列一个条件，推测该反应的速率发生的变化(填“增大”“减小”或“不变”)：
①升高温度，化学反应速率 ；
②充入1 ml B，化学反应速率 ；
③将容器的体积变为3 L，化学反应速率 。
【答案】
0.375 ml/(L·min)
2.75ml/L
增大
增大
减小
【解析】
一定条件下，在2L密闭容器中发生反应3A(g)+B(g)⇌2C(s)。开始时加入4mlA、6mlB和2mlC，在2min末测得C的物质的量为3ml。依此可建立如下三段式：
3A(g)+B(g)⇌2C(s)
起始量(ml)：4 6 2
变化量(ml)：1.5 0.5 1
平衡量(ml)：2.5 5.5 3
(1)用A的浓度变化表示反应的平均速率为1.5ml/2L2min=0.375ml/(L⋅min)−1;
(2)在2min末，B的物质的量浓度为5.5ml2L=2.75ml/L;
(3) ①升高温度，化学反应速率增大;
②充入1 ml B，B的浓度增大，化学反应速率增大;
③将容器的体积变为3L，则反应物的浓度减小，化学反应速率减小。
人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。请根据题中提供的信息，回答下列问题。
(1)铅蓄电池在放电时发生的总反应为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，负极电极反应式为____________________________________。工作后，铅蓄电池里电解质溶液的pH__________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路板，发生反应2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2，若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为__________。当转移0.2 ml电子时，被腐蚀的铜的质量为__________g。
(3)将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入烧碱溶液中，分别形成了原电池，在这两个原电池中，负极分别为__________。
A.铝片、铜片 B.铜片、铝片 C.铝片、铝片
(4)燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置。
①如图是电解质溶液为稀硫酸的氢氧燃料电池原理示意图：
氢氧燃料电池的总反应方程式是______________________。
②将两铂片插入KOH溶液中作为电极，在两极区分别通入甲烷和氧气构成燃料电池，则通入甲烷气体的一极是原电池的__________极，该极的电极反应式是______________________________________。
【答案】
(1)Pb−2e−+SO42−=PbSO4 ；变大
(2)Cu ；6.4
(3)B
(4)①2H2+O2=2H2O ②负 CH4−8e−+10OH−=CO32−+7H2O
【解析】
(1)原电池中负极发生氧化反应，根据总反应可知放电时Pb被氧化为PbSO4，所以负极反应式为Pb−2e−+SO42−=PbSO4 ；根据总反应可知，电池工作时消耗硫酸，所以铅蓄电池里电解质溶液的pH变大。
(2)原电池中负极发生氧化反应，所以负极所用材料应为Cu，根据得失电子守恒，当转移0.2 ml电子时反应0.1 ml Cu，质量为0.1 ml×64 g/ml=6.4 g。
(3)常温下铝在浓硝酸中钝化，所以插入浓硝酸时铜被氧化，作为负极；铝可以与烧碱溶液反应，铜不反应，所以插入烧碱溶液中铝被氧化，作为负极。
(4)①氢氧燃料电池中，负极氢气被氧化，正极氧气被还原，总反应为2H2+O2=2H2O。
②燃料电池中，通入燃料的一极为负极，即通入甲烷气体的一极是原电池的负极，甲烷失电子被氧化，电解质溶液显碱性，生成碳酸根离子，电极反应式为CH4−8e−+10OH−=CO32−+7H2O。
H2、CO、CH4、CH3OH等都是重要的能源，也是重要为化工原料。
(1)已知25℃，1.01×105Pa时，8.00g CH4完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放出444.8kJ热量。写山该反应的热化学反应方程式：______。
(2)为倡导“节能减排”和“低碳经济”，降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，工业上可以用CO2来生产燃料甲醇。在体积为2L的密闭容器中，充入lml CO2和3ml H2，一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)。经测得CO2和CH3OH(g)的物质的量随时间变化如图所示。

①从反或开始到平衡，CO2的平均反应速率v(CO2)=______。
②达到平衡时，H2的转化率为______。
③下列措施不能提高反应速率的是______。
A.升高温度 B.加入催化剂 C.增大压强 D.及时分离出CH3OH
(3)工业上也用CO和H2为原料制备CH3OH，反应方程式为：CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH( g)，在一体积固定的密闭容器中投入一定量的CO和H2气体进行上述反应。下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是______。
A.反应中CO与CH3OH的物质的量之比为1：1
B.混合气体的压强不随时间的变化而变化
C.单位时间内每消耗1mlCO，同时生成1mclCH3OH
D.CH3OH的质量分数在混合气体中保持不变
E.混合气体的密度保持不变
【答案】
(1)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=−889.6kJ⋅ml−1
(2)①0.0375ml/(L.min)
②75％
③D
(3)BD
【解析】
(1)8.0gCH4的物质的量为：8.0g16g/ml=0.5ml，0.5mlCH4完全燃烧生成液态水放出444.8kJ热量，则1mlCH4完全燃烧生成液态水放出的热量为：444.8kJ×1ml0.5ml=889.6kJ，则甲烷燃烧的热化学方程式为：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=−889.6kJ⋅ml−1；
故答案为：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=−889.6kJ⋅ml−1；
(2)在体积为3L的密闭容器中，充入1mlCO2和3mlH2，10min达到平衡，平衡时二氧化碳为0.25ml、甲醇为0.75ml，则：
CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)
起始量(ml)： 1 3 0 0
变化量(ml)： 0.75 2.25 0.75 0.75
平衡量(ml)： 0.25 0.75 0.75 0.75
①v(CO2)=0.75ml2L10min=0.0375 ml/(L⋅min)；
故答案为：0.0375ml/(L.min)；
②转化率=变化量起始量×100％=2.253×100％=75％；
故答案为：75％；
③A.温度越高反应速率越快，能加快化学反应的速率，故不符合题意；
B.加入催化剂，加快化学反应的速率，能加快化学反应的速率，故不符合题意；
C.增大压强，加快化学反应的速率，能加快化学反应的速率，故不符合题意；
D.及时分离出CH3OH，浓度减小反应速率减小，不能加快化学反应的速率，故符合题意；
故答案为：D；
(3)A.反应中CO与CH3OH的物质的量之比为1：1，不能说明物质的量不变，故错误；
B.混合气体的压强不随时间的变化而变化，说明气体的物质的量不变，反应达平衡状态，故正确；
C.只要反应发生就有单位时间内每消耗1mlCO，同时生成1mclCH3OH，故错误；
D.CH3OH的质量分数在混合气体中保持不变，说明各物质的量不变，反应达平衡状态，故正确；
E.混合气体的密度一直不变，故错误；
故答案为：BD。

如图所示为原电池装置示意图。回答下列问题：
(1)将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入烧碱溶液中，分别形成了原电池，在这两个原电池中，作负极的分别是____________________(填字母)。
A.铝片、铜片 B.铜片、铝片
C.铝片、铝片 D.铜片、铜片
写出插入烧碱溶液中形成的原电池的负极反应式：______________________。
(2)若A为Pb，B为PbO2，电解质为H2SO4溶液，工作时的总反应为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。写出B电极反应式：__________________；该电池在工作时，A电极的质量将____________________(填“增加”“减小”或“不变”)。若该电池反应消耗了0.1 ml H2SO4，则转移电子的数目为__________。
(3)若A、B均为铂片，电解质为KOH溶液，分别从A、B两极通入H2和O2，该电池即为氢氧燃料电池，写出A电极反应式：_____________________________；该电池在工作一段时间后，溶液的碱性将__________(填“增强”“减弱”或“不变”)。
(4)若A、B均为铂片，电解质为H2SO4溶液，分别从A、B两极通入CH4和O2，该电池即为甲烷燃料电池，写出A电极反应式：________________________________________；若该电池反应消耗了6.4 g CH4，则转移电子的数目为__________。
【答案】
(1)B Al−3e−+4OH−=[Al(OH)4]−
(2)PbO2+SO42−+4H++2e−=PbSO4+2H2O 增加 0.1NA
(3)H2+2OH−−2e−=2H2O 减弱
(4)CH4−8e−+2H2O=CO2+8H+ 3.2NA
【解析】
(1)常温下，铝遇浓硝酸发生钝化，Cu能与浓硝酸发生氧化还原反应，因此Cu作负极；Al能与NaOH溶液发生氧化还原反应，Cu不与氢氧化钠溶液反应，因此Al为负极；故选项B正确。Al与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为Al−3e−+4OH−=[Al(OH)4]−。
(2)B电极为PbO2，根据总反应，PbO2中Pb的化合价降低，得到电子，根据原电池工作原理，B电极为正极，电极反应式为PbO2+2e−+SO42−+4H+=PbSO4+2H2O；A电极为负极，电极反应式为Pb−2e−+SO42−=PbSO4，PbSO4微溶于水，因此A电极的质量增加；根据总反应，消耗0.1 ml硫酸的同时，消耗PbO2的物质的量为0.1ml2=0.05ml，即转移电子物质的量为0.05 ml×2=0.1 ml，转移电子的数目是0.1NA。
(3)燃料电池中通燃料一极为负极，通氧气或空气一极为正极，A电极通入H2，即该电极为负极，电解质为KOH溶液，因此A电极反应式为H2+2OH−−2e−=2H2O；该氢氧燃料电池的总反应方程式为2H2+O2=2H2O，生成的H2O稀释KOH，溶液的碱性减弱。
(4)A电极通入CH4，该电极为负极，电解质为H2SO4溶液，其电极反应式为CH4+2H2O−8e−=CO2+8H+；根据A电极反应式，消耗6.4 g CH4，转移电子的数目为6.4g16g/ml×8×NA=3.2NA。
t/min
0
2
4
6
8
n(Cl2)/10−3ml
0
1.8
3.7
5.4
7.2