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第六章　化学反应与能量
第二节　化学反应的速率与限度
综合微评（二）
A. 化学反应速率为0.8 mol·L－1·s－1，是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L－1
C. 同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，数值越大，表示化学反 应速率越快
D
A. 图③中Zn片增重质量与Cu棒减轻质量的比为65∶64
B. 图②中如果两极上都有气体产生，则说明Zn片不纯
C. 图①中Cu棒上没有气体产生
D. 图②与图③中正极产物的质量比为1∶32时，Zn棒减轻的质量相等
A
A. 混合气体的平均相对分子质量不再变化，说明该反应已达到平衡状态
B. 充入N2使压强增大，可加快反应速率
C. 增加碳的用量，可以加快反应速率
D. 平衡建立的过程中，断裂的化学键只有碳碳键和氢氧键
解析：反应前后混合气体的质量和物质的量均是变化的，所以当混合气体的平均相对 分子质量不再变化，说明该反应达到平衡状态，A正确；恒容条件下，充入N2使压强 增大，反应物浓度不变，反应速率不变，B错误；碳是固体，增加碳的用量，反应速 率不变，C错误；平衡建立的过程中，断裂的化学键有碳碳键、氢氧键、碳氧键和氢 氢键，D错误。
A
A. 比较实验②④得出：升高温度，化学反应速率加快
B. 比较实验①②得出：增大反应物浓度，化学反应速率加快
C. 若实验②③只有一个条件不同，则实验③使用了催化剂
D. 在0～10 min内，实验②的平均速率v（Y）＝0.04 mol·L－1·min－1
D
A. a可能是NaOH溶液
B. x、y两点对应的溶液中，参加反应的酸、碱质量比不变
C. 由图2可知该反应过程中化学能转化为热能
D. 往y点对应溶液中加入Fe粉，有气泡产生
D
A. 装置Ⅰ中Mg为原电池的负极
B. 装置Ⅱ为一次电池
C. 装置Ⅲ可构成原电池
D. 装置Ⅳ工作时，电子由锌通过导线流向碳棒
D
解析：镁与氢氧化钠溶液不反应，铝能够与氢氧化钠溶液发生氧化还原反应，装置Ⅰ 中铝为负极，镁为正极，故A错误；铅蓄电池是二次电池，可以放电、充电，故B错 误；装置Ⅲ中的两个电极材料相同、都是Zn，不能构成原电池，故C错误；装置Ⅳ为 干电池，锌为负极，碳棒为正极，工作时，原电池中电子由负极沿导线流向正极，因 此电子由锌通过导线流向碳棒，故D正确。
A. 速率逐渐变慢的原因是镁条质量减少
B. 加入NaCl固体，Cl－的浓度增大，反应速率加快
C. 滴加少量CuSO4溶液，生成H2的速率变快的原因是形成了原电池
D. 减小压强，该反应速率减慢
C
A. 反应过程中的能量关系可用上图表示
B. 1 mol Zn的能量大于1 mol H2的能量
C. 若将其设计为原电池，则锌作正极
D. 若将其设计为原电池，当有32.5 g Zn溶解时，正极放出 的气体一定为11.2 L
解析：根据能量守恒，则反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应， 锌和硫酸反应为放热反应，A项正确；反应物的总能量高于生成物的总能量，反应物 和生成物均有两种，无法比较1 mol Zn和1 mol H2的能量大小，B项错误；若将其设计 为原电池，锌化合价升高，失电子，则锌作负极，C项错误；若将其设计为原电池， 当有32.5 g Zn溶解时，消耗锌的物质的量为0.5 mol，根据反应方程式可知生成0.5 mol H2，但气体所处状态未知，不能确定气体体积，D项错误。
A
A. 电子通过外电路从b极流向a极
B. 每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2
D. H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极
D
时间段/min CO2的平均生成速率/（mol·L－1·min－1）
0～1 0.4
0～2 0.3
0～3 0.2
C
A. 30秒时，NH3的浓度大于0.4 mol·L－1
B. 0～1 min内，NH2COONH4（s）的反应速率为62.4 g·min－1
C. 2 min 30秒时NH2COONH4物质的量小于2.8 mol
D. 当CO2的体积百分数不变时，不能说明此反应达到了平衡状态
解析：由于反应速率越来越慢，即前30秒内CO2的平均生成速率大于0.2 mol·L－1·min －1，故30秒时，CO2的浓度大于0.2 mol·L－1，所以NH3的浓度大于0.4 mol·L－1，A正 确；1 min内生成CO2为0.4×2 mol＝0.8 mol，所以消耗NH2COONH4 0.8 mol，质量 为0.8 mol×78 g·mol－1＝62.4 g，故反应速率为62.4 g·min－1，B正确；由数据可知2 min、3 min时CO2的物质的量相同，所以说明2 min时反应达到平衡状态，根据CO2的 速率可知此时消耗NH2COONH4的物质的量为0.3×2×2 mol＝1.2 mol，剩余 NH2COONH4为（4－1.2）mol＝2.8 mol，C错误；生成物中只有氨气和二氧化碳， 两者物质的量之比始终是2∶1，所以CO2的体积百分数保持不变时，与是否达到平衡 没有关系，D正确。
装置
现象 金属X上冒气泡 金属Y有红色固体 金属Z变黑，并不断溶解
C
A. 装置甲中W、X的材料可以是Zn、Fe
C. 装置丙中电子从W电极经导线流向Z电极
D. 四种金属的活动性强弱顺序为Z＞W＞X＞Y
t/min 0 5 10 15 20
n（NH3）/mol 0 10.0 16.0 18.0 18.0
A. 0～10 min内，v（N2）＝0.8 mol·L－1·min－1
B. 0～10 min内，v（NH3）＝0.16 mol·L－1·min－1
C. 当容器内混合气体的密度不再改变时，反应达到平衡
D. 15～20 min内，反应3v（H2）正＝2v（NH3）逆，此时反应达到平衡
B
A. 检测时，电解质溶液中的H＋向负极移动
B. 若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48 L氧气
C
C
A. a～c段反应速率加快的原因可能是反应放热
B. 若向容器内充入一定体积的NO2，化学反应速率加快
C. 向反应体系中通入氢气，反应速率降低
D. 2～8 min的化学反应速率v（NO2）＝0.4 mol·L－1·min－1
A. 该装置将电能转化为化学能
B. 电极a为电池的负极，发生氧化反应
D. 电路中每通过0.4 mol电子，理论上在电极a消耗4.48 L H2S
B
二、非选择题（本题共5小题，共55分）
16. （12分）一碳化学是以分子中只含一个碳原子的化合物为原料生产化工产品的方 法。合成气（CO和H2的混合气体）是一碳化学的重要原料，焦炭与水蒸气在恒容密 闭容器中会发生如下三个反应：
A. 加入焦炭 B. 通入CO
C. 升高温度 D. 分离出氢气
解析：（1）焦炭是固体，加入焦炭，反应速率几乎不变，故不选A；通入CO，CO浓 度增大，反应速率加快，故选B；升高温度，反应速率加快，故选C；分离出氢气， 浓度减小，反应速率减慢，故不选D；选BC。
BC　
A. 容器内气体的压强不变
B. 容器内气体的总质量不变
C. 容器内气体的平均相对分子质量不变
D. 单位时间内，每有2 mol O－H键断裂，同时有1 mol H－H键断裂
D　
解析：（2）反应前后气体分子数不变，压强是恒量，容器内气体的压强不变，反应 不一定平衡，故不选A；根据质量守恒定律，气体总质量是恒量，容器内气体的总质 量不变，反应不一定平衡，故不选B；气体总质量不变、气体总物质的量不变，容器 内气体的平均相对分子质量不变，反应不一定平衡，故不选C；单位时间内，每有2 mol O－H键断裂，同时有1 mol H－H键断裂，正、逆反应速率相等，反应一定达到 平衡状态，故选D。
（3）在体积为1 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定条件下发生反应 Ⅲ。
放热　
＞　
0. 225 mol·L－1·min－1　
1　
非气态
17. （10分）利用化学反应将储存在物质内部的化学能转化为电能，科学家设计出了 原电池，从而为人类生产、生活提供能量。
否
如
铜　
铜
银
0.05NA（或3.01×1022）
化学能转化为电能效率低，不能提供持续稳定
的电流
解析：（1）从图像可知，反应物总能量高于生成物总能量，所以该反应为放热 反应；
放热　
A. 改锡片为锡粉
B. 加入少量醋酸钠固体
C. 滴加少量CuSO4
D. 将稀硫酸改为98％的浓硫酸
解析：（2）改锡片为锡粉，增大接触面积，反应速率增大，选项A正确；少量醋酸 钠固体与氢离子反应生成弱酸，使氢离子浓度降低，反应速率降低，选项B错误；少 量CuSO4与锡反应产生的铜与锡形成原电池，加快反应速率，选项C正确；改稀硫酸 为98％的浓硫酸，浓硫酸具有强氧化性，与锡反应不生成氢气，选项D错误；故选 AC。
AC　
正　
有气泡产生　
作正极反应物　
负　
C　
H2＋2OH——
19. （10分）（2024·昆明高一期中）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1.00 mol·L－1、2.00 mol·L－1两种浓度，每次实验稀盐酸的用量为25.00 mL，锌有细颗粒 与粗颗粒两种规格，用量为6.50 g。实验温度为298 K、308 K。
（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 　③　探究温度对该反 应速率的影响；
（Ⅲ）实验①和 　④　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
③　
④　
解析：（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。
（2）实验①记录如下（换算成标准状况）：
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
0.056 mol/（L·s）　
40～50 s　
反应放热，温
度高，反应速率快
②通过表格分析，相同时间段，40～50 s氢气的体积变化最大，则40～50 s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。
A. NaNO3溶液 B. NaCl溶液
C. CuSO4溶液 D. Na2CO3
B　
解析：（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，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，H＋浓度减小，反应速率减小，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；故选B。
（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，设计了如图 所示的实验。
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　
解析：（4）①Fe3＋和Cu2＋催化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。
20. （13分）（2024·福三明高一期末）H2、CH3OH、CO都是重要的能源物质，也是 重要的化工原料。
（1）用一定质量的Zn跟足量的稀硫酸反应制氢气，实验过程如图所示。
EF　
EF　
a.蒸馏水 b.Na2SO4溶液
c.NaNO3固体 d.CuSO4固体
ab　
解析：（1）①OE、EF、FG三段中，从图中曲线的斜率可看出，EF段化学反应最 快，三段中EF段的纵坐标升高最大，EF段收集的氢气最多；②a.蒸馏水，稀释氢离 子浓度，反应速率减小，且氢气总量不变，符合题意；b.Na2SO4溶液，稀释氢离子浓 度，反应速率减小，且氢气总量不变，符合题意；c.NaNO3固体，溶液生成HNO3， 反应得到NO，H2的量减少，不符合题意；d.CuSO4固体，得到Cu2＋先与Zn反应，Zn 的量减少，H2总量减少，不符合题意；故选ab。
解析：（2）依题意，44.8 L H2（标准状况）物质的量为2 mol，完全反应放出的能量 为形成生成物化学键放出总能量减去断裂反应物化学键吸收总能量，即467 kJ×2×2 －436 kJ×2－498 kJ＝498 kJ。
498 kJ　
A. CO与CH3OH的物质的量之比为1∶1
B. 混合气体的总压强不随时间的变化而变化
C. 单位时间内每消耗1 mol CO，同时生成1 mol CH3OH
D. CH3OH在混合气体中的质量分数保持不变
BD　
解析：（3）由化学反应方程式可知，CO与CH3OH的物质的量之比为1∶1，不能说明 其量保持不变，故不能说明反应达到平衡状态，A不符合题意；该反应气体分子数发 生改变，容器体积固定，故混合气体的总压强不随时间的变化而变化，说明反应达到 平衡状态，B符合题意；单位时间内每消耗1 mol CO，同时生成1 mol CH3OH，二者 均是指正反应速率，不能说明正逆反应速率相等，故不能说明反应达到平衡状态，C 不符合题意；CH3OH是生成物，其在混合气体中的质量分数保持不变，说明反应达 到平衡状态，D符合题意；故选BD。
0.037 5 mol·L－1·min－1　
0.375　

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