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章末质量检测（二）　化学键　化学反应规律
（分值：100分）
一、选择题（本题包括15个小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个选项符合题意）
1.下列选项中，每种物质都既含有离子键，又含有共价键的一组是（　　）
A.NaOH、H2SO4、（NH4）2SO4
B.MgO、Na2SO4、NH4HCO3
C.Na2O2、NH4Cl、Na2SO4
D.HCl、Al2O3、MgCl2
2.下列措施对增大反应速率明显有效的是（　　）
A.在用H2和N2工业合成NH3时，降低温度
B.大理石与稀盐酸反应时，再加入一块大理石
C.K2SO4与BaCl2在溶液中反应时，增大压强
D.将铝片改为铝粉，做铝与氧气反应的实验
3.北京大学和中国科学院的化学工作者已成功研制出碱金属与C60形成的球碳盐K3C60，实验测知该物质属于离子化合物，具有良好的超导性。下列有关分析正确的是（　　）
A.K3C60中只有离子键
B.K3C60中不含共价键
C.该物质在熔融状态下能导电
D.C60与12C互为同素异形体
4.一定条件下，在容积固定的某密闭容器中发生反应：N2＋3H22NH3。在 10 s 内N2的浓度由 5 mol·L－1降至4 mol·L－1，下列说法正确的是（　　）
A.用NH3表示的化学反应速率为0.1 mol·L－1·s－1
B.使用合适的催化剂，可以加快该反应的速率
C.增加H2的浓度或降低温度都会加快该反应的速率
D.反应足够长时间，N2、H2中至少有一种物质的浓度降为零
5.把金属A放入盐B（NO3）2的溶液中，发生如下反应：A＋B2＋A2＋＋B，以下叙述正确的是（　　）
A.常温下金属A一定能与水反应，B一定不能与水反应
B.A与B用导线连接后放入酒精中，一定能形成原电池
C.A、B用导线连接后放入B（NO3）2的溶液中，一定有电流产生
D.由A与B形成的原电池，A一定是正极，B一定是负极
6.下列关于化学键的叙述正确的是（　　）
①化学键只存在于分子之间
②化学键是相邻原子之间强烈的相互作用
③化学键是一种静电作用
④化学键是相邻分子之间强烈的相互吸引
⑤离子化合物中可能含有共价键
⑥共价化合物中可能含有离子键
⑦离子化合物中只含离子键
⑧共价化合物中不含离子键
A.②③④⑦ B.②③⑤⑧
C.②④⑤⑥ D.①③⑤⑧
7.对于以下反应：A（s）＋3B（g）2C（g）＋D（g），在一定温度和容积固定的容器中，下列判断正确的是（　　）
A.当容器内的压强不再变化，可以判断反应已经达到平衡
B.往容器中通入稀有气体He，由于压强增大，所以反应速率提高
C.往容器中加入少量A，反应速率提高
D.无论反应是放热反应还是吸热反应，升高温度，反应速率一定提高
8.根据如图所示的N2（g）和O2（g）反应生成NO（g）过程中能量变化情况，判断下列说法正确的是（　　）
A.断裂1 mol NO（g）分子中的化学键，放出632 kJ能量
B.2 mol气态氧原子结合生成O2（g）时，吸收498 kJ能量
C.该反应中反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量
D.1 mol N2（g）和1 mol O2（g）生成2 mol NO（g）放热180 kJ
9.下列说法中正确的是（　　）
A.物质发生化学变化都伴随能量变化
B.伴有能量变化的物质变化都是化学变化
C.H—ClH＋Cl的过程放出能量
D.在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量总是高于生成物的总能量
10.一定温度下，1 mol X和n mol Y在容积为2 L的密闭容器中发生如下反应：X（g）＋Y（g）2Z（g）＋M（s），5 min 后达到平衡，此时生成2a mol Z。下列说法正确的是（　　）
A.当混合气体的质量不再发生变化时，说明反应达到平衡状态
B.用M表示此反应速率是0.1a mol·L－1·min－1
C.用X表示此反应的反应速率是（0.1－0.2a）mol·L－1·min－1
D.当混合气体的压强不再发生变化时，说明反应达到平衡状态
11.H2O2在强碱性溶液中主要以H形式存在。
Al-H2O2燃料电池工作原理如图所示。正极反应式为H＋2e－＋H2O3OH－。提示：电池效率等于电路中通过的电子数与负极失去电子数之比。下列说法错误的是（　　）
A.Al电极发生氧化反应
B.电流由Pt电极经负载流向Al电极
C.放电时，OH－向Al电极迁移
D.若正极生成4.5 mol OH－，电路经过2.4 mol电子，电池效率为60％
12.某温度下，降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合，反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，下列说法错误的是（　　）
A.其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越大
B.其他条件相同时，降冰片烯浓度越大，反应速率越大
C.条件①，反应速率为0.012 mol·L－1·min－1
D.条件②，降冰片烯起始浓度为3.0 mol·L－1时，半衰期为62.5 min
13.我国科学家设计的一种甲酸（HCOOH）燃料电池如图所示，两电极区间用允许K＋、H＋通过的半透膜隔开。下列说法正确的是（　　）
A.负极反应为HCOOH－2e－＋3OH－HC＋2H2O
B.正极反应为Fe3＋＋e－Fe2＋，反应前后Fe3＋总量减少
C.有0.5 mol e－通过用电器时需通入8 g氧气
D.物质A可以是硫酸或硫酸氢钾
14.一定温度下，向10 mL H2O2溶液中加入少量FeCl3溶液（忽略整个过程中溶液体积的变化），不同时刻测得生成O2的体积（已折算为标准状况下）如表所示。资料显示，反应分两步进行：①2Fe3＋＋H2O22Fe2＋＋2H＋＋O2↑；②H2O2＋2Fe2＋＋2H＋2H2O＋2Fe3＋。反应过程中能量变化如图所示，下列说法错误的是（　　）
t/min 0 2 4 6
V（O2）/mL 0 9.9 17.5 22.4
A.Fe3＋可催化过氧化氢分解
B.反应①是吸热反应，反应②是放热反应
C.升高温度，反应①的速率增大，反应②的速率减小
D.0～6 min内的平均反应速率v（H2O2）≈3.33×10－2 mol·L－1·min－1
15.向容积为1.00 L的密闭容器中通入一定量的N2O4和NO2的混合气体，发生反应：N2O4（g）2NO2（g），体系中各物质浓度随时间变化如图所示。下列有关说法正确的是（　　）
已知：NO2为红棕色气体，N2O4为无色气体
A.64 s时，反应达到化学平衡状态
B.达到化学平衡前，混合气体的颜色逐渐变浅
C.当容器中气体的密度保持不变时，该反应达到化学平衡状态
D.前100 s内，用NO2浓度的变化表示的化学反应速率是0.008 mol·L－1·s－1
二、非选择题（本题共5小题，共55分）
16.（10分）在一定条件下N2与H2反应生成NH3，回答下列问题：
（1）已知断裂1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键需要的能量分别是436.0 kJ、390.8 kJ 、946.0 kJ，则生成1 mol NH3放热　　　　kJ。
（2）向2 L的密闭容器中充入3 mol H2（g）和 1 mol N2（g），在催化剂条件下生成NH3（g）的反应达到最大限度。
①反应达到最大限度时，正反应速率　　　　逆反应速率（填“＞”“＜”或“＝”）。
②该过程中断裂N≡N键吸收的热量　　　　（填“＞”“＜”或“＝”）946 kJ，原因是　　　　　　　　　。
③测得NH3的物质的量为0.8 mol，则该过程中放出的热量为　　　　kJ，N2的体积分数为　　　　。（均保留4位有效数字）
17.（8分）汽车已成为现代社会的重要交通工具之一，化学物质在汽车的动力安全等方面有着极为重要的作用。回答下列问题：
某汽车安全气囊的气体发生剂主要含有NaN3、Fe2O3、KClO4、NaHCO3等物质。当汽车发生较严重的碰撞时，NaN3分解为Na和N2，同时释放出大量的热，N2使气囊迅速膨胀，从而起到保护作用。
（1）KClO4是助氧剂，其含有的化学键类型是　　　　　　　　　　　　。
（2）NaHCO3的作用为　　　　　　　　　。
（3）汽车受到猛烈碰撞时，点火器点火引发NaN3迅速分解，生成氢气和金属钠，同时释放大量的热，关于该反应过程中的能量变化示意图正确的是　　　　（填字母）。
18.（13分）已知化学反应N2＋3H22NH3的能量变化如图1所示，回答下列问题：
（1）1 mol N原子和3 mol H原子生成1 mol NH3（g）的过程　　　　（填“吸收”或“放出”）　　　　kJ能量。
（2）0.5 mol N2（g）和1.5 mol H2（g）生成1 mol NH3（g）的过程　　　　（填“吸收”或“放出”）　　　　kJ能量。
（3）常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓硝酸中组成原电池（图2），测得原电池的电流强度（I）随时间（t）的变化如图3所示。反应过程中有红棕色气体产生。
O～t1时，原电池的负极是Al片，此时，正极的电极反应式是　　　　　　　　　　　　，溶液中的H＋向　　　　移动（填“正极”或“负极”）；t1时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是　　　　　　　　　　　　　　。
（4）燃料电池是目前电池研究的热点之一，某课外小组自制的氢氧燃料电池如图4所示，a、b均为惰性电极。
①负极是　　　　（填“a”或“b”）。
②b极发生的电极反应是　　　　　　　。
③标准状况下，消耗11.2 L H2时，转移的电子数为　　　　。
19.（12分）Ⅰ.微型纽扣电池在现代生活中应用广泛。有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，总反应是Zn＋Ag2OZnO＋2Ag。请回答下列问题：
（1）该电池属于　 　　（填“一次”或“二次”）电池。
（2）负极是　　　　　，电极反应式是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）使用时，正极区的pH　　　　　（填“增大”“减小”或“不变”）。
Ⅱ.（4）事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是　　　　（填字母）。
A.C（s）＋H2O（g）CO（g）＋H2（g）　吸热反应
B.NaOH（aq）＋HCl（aq）NaCl（aq）＋H2O（l）
放热反应
C.2CO（g）＋O2（g）2CO2（l）　放热反应
（5）以KOH溶液为电解质溶液，依据（4）中所选反应设计一个原电池，其负极的电极反应式为
　　　　　　　　　　　　　。
20.（12分）硫—碘循环分解水制氢主要涉及下列反应过程：
①SO2＋2H2O＋I2H2SO4＋2HI
②2HIH2＋I2
③2H2SO42SO2↑＋O2↑＋2H2O
（1）整个过程中SO2、I2的作用是　　　　　　　。
（2）一定温度下，向1 L密闭容器中加入1 mol HI（g），发生反应②，已知H2的物质的量随时间的变化如图所示，则在0～2 min内的平均反应速率v（HI）＝　　　　　　　　　　。
（3）已知拆开1 mol H—I键需要消耗298 kJ能量，形成1 mol H—H键能够释放436 kJ能量，形成1 mol I—I键能够释放151 kJ能量，则在反应②中，分解0.2 mol HI时会　　　　（填“吸收”或“释放”）　　　　kJ能量。
（4）实验室用Zn和硫酸制H2，为了增大反应速率下列措施不可行的是　　　　（填字母）。
a.加入浓硝酸 b.加入少量CuSO4固体
c.用粗锌代替纯锌 d.加热
e.把锌粒换成锌粉 f.用98.3％的浓硫酸
（5）氢气可用于制燃料电池，某种氢氧燃料电池是用固体金属化合物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为A极是2H2＋2O2－－4e－2H2O，B极是O2＋4e－2O2－，则A极是电池的　　　　极；电子从该极　　　　（填“流入”或“流出”）。
章末质量检测（二）　化学键　化学反应规律
1.C　NaOH和（NH4）2SO4中含有离子键和共价键，但H2SO4中只含共价键，A不符合题意；MgO中只含离子键，Na2SO4和NH4HCO3中含有离子键和共价键，B不符合题意；HCl中只含共价键，Al2O3、MgCl2中只含离子键，D不符合题意。
2.D　在用H2和N2工业合成NH3时，降低温度使反应速率减慢，A不符合题意；大理石为固体，增大其用量，但浓度不变，故反应速率不变，B不符合题意；K2SO4与BaCl2在溶液中反应时，由于反应物是溶液，压强对溶液影响不大，增大压强反应物的浓度不变，故反应速率不变，C不符合题意。
3.C　首先判断球碳盐K3C60中有离子键，在K＋与之间。而碳原子之间存在共价键。所以该物质在熔融状态下能电离出K＋和，所以能导电。同素异形体是由相同元素组成的不同单质，12C不是单质，而是一种碳原子。
4.B　在10 s内N2的浓度由5 mol·L－1降至4 mol·L－1，变化了1 mol·L－1，所以NH3变化了2 mol·L－1，v（NH3）＝ mol·L－1·s－1＝0.2 mol·L－1·s－1，A错误；正催化剂可以加快反应速率，B正确；降低温度会降低反应速率，C错误；该反应是可逆反应，反应物不可能全部转化为生成物，D错误。
5.C　在B（NO3）2溶液中A能置换出B，说明两种金属与水都不反应，A错误；酒精是非电解质，不能形成原电池，B错误；金属A能和B（NO3）2发生置换反应，则金属A、B与B（NO3）2溶液能够形成原电池，C正确；根据离子方程式可知，A失去电子，所以A是负极，D错误。
6.B　化学键是相邻原子之间强烈的相互作用，不存在于分子之间，这种相互作用的实质是一种静电作用，①④错误，②③正确；离子化合物中一定含有离子键，可能含有共价键，但共价化合物中一定只含共价键，不含离子键，⑤⑧正确，⑥⑦错误。
7.D　反应在恒容密闭容器中进行，容器的容积不变，反应前后气体的物质的量不变，则体系压强始终不变，因此不能根据压强不变判断反应是否达到平衡状态，A错误；往容器中通入稀有气体He，尽管体系的压强增大，但容器容积不变，各物质的物质的量浓度不变，所以反应速率不变，B错误；A是固体，往容器中加入少量A，物质的浓度不变，因此反应速率不变，C错误；升高温度，反应速率一定提高，与反应类型是放热反应还是吸热反应无关，D正确。
8.C　形成2 mol NO（g）放出2×632 kJ能量，则断裂1 mol NO（g）分子中的化学键需要吸收632 kJ能量，A错误；1 mol O2（g）吸收498 kJ能量形成 2 mol O原子，则2 mol O原子结合生成1 mol O2（g）时放出498 kJ能量，B错误；对于N2（g）＋O2（g）2NO（g），946 kJ·mol－1＋498 kJ·mol－1－2×632 kJ·mol－1＝＋180 kJ·mol－1，故该反应是吸热反应，反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量，C正确，D错误。
9.A　A项，化学反应伴有旧键断裂和新键生成，旧键断裂吸收的能量不可能等于新键形成所释放的能量，所以化学变化一定伴随着能量变化，正确；B项，很多物理变化也伴有能量变化，如溶解、物质的三态变化等，错误；C项，化学键断裂吸收能量，错误；D项，对于吸热反应，反应物总能量低于生成物总能量，错误。
10.A　该可逆反应中有固体生成，随着反应的进行，混合气体的质量不断减少，当混合气体的质量不再发生变化时，说明反应达到平衡状态，A项正确；M是固体，不用其表示化学反应速率，B项错误；根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，5 min后达到平衡，此时生成2a mol Z，则反应消耗a mol X，用X表示此反应的反应速率是＝0.1a mol·L－1·min－1，C项错误；该反应是反应前后气体分子数不发生变化的反应，压强始终都不发生变化，则压强不变不能判断反应达到平衡状态，D项错误。
11.D　观察图示知，该电池中铝电极为负极，铂电极为正极，负极上发生氧化反应，A正确；电流由正极经外电路流向负极，B正确；放电时，OH－向负极迁移，C正确；正极反应式为H＋2e－＋H2O3OH－，n（OH－）＝4.5 mol，n（e－）＝3 mol，电池效率＝×100％＝80％，D错误。
12.B　由题图中曲线①②可知，其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应所需要的时间更短，故反应速率越大，A正确；由题干图中曲线①③可知，其他条件相同时，降冰片烯浓度①是③的两倍，所用时间①也是③的两倍，反应速率相等，故说明反应速率与降冰片烯浓度无关，B错误；由题干图中数据可知，条件①，反应速率为v＝＝＝0.012 mol·L－1·min－1，C正确；反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，由题干图中数据可知，条件②，降冰片烯起始浓度为 3.0 mol·L－1时，半衰期为＝62.5 min，D正确。
13.D　HCOOH碱性燃料电池中，HCOO－发生失去电子的反应生成HC，HCOOH所在的电极为负极，电极反应式为HCOO－－2e－＋2OH－HC＋H2O，A错误；正极Fe3＋得电子生成Fe2＋，电解质储罐中O2氧化Fe2＋生成Fe3＋，Fe3＋循环使用，总量不变，B错误；1 mol氧气参与反应转移4 mol电子，则0.5 mol e－通过用电器时消耗氧气的物质的量为0.125 mol，通入氧气的质量为4 g，C错误；由题图可知，从装置中分离出的物质为K2SO4，所以放电过程中需补充的物质X是硫酸或者硫酸氢钾，D正确。
14.C　由分步反应①、②可得总反应式：2H2O22H2O＋O2↑，则反应中Fe3＋为催化剂，A正确；由图像可知反应①中反应物总能量小于生成物总能量，则为吸热反应，反应②中反应物总能量大于生成物总能量，则为放热反应，B正确；升高温度，反应①和反应②的速率都增大，C错误；0～6 min内生成氧气的体积为22.4 mL，物质的量为 0.001 mol，则由方程式可知消耗H2O2的物质的量为0.002 mol，则Δc（H2O2）＝0.20 mol·L－1，v（H2O2）＝≈3.33×10－2mol·L－1·min－1，D正确。
15.D　64 s后，N2O4和NO2的浓度仍在发生改变，因此并没有达到平衡，A错误；根据图示，达到平衡前，NO2的浓度在不断增大，因此混合气体的颜色逐渐变深，B错误；该反应过程中气体的质量和容器的容积均保持不变，所以气体的密度始终不变，不能据此判断反应是否达到平衡状态，C错误；前100 s，NO2的浓度从 0.20 mol·L－1变化为1.00 mol·L－1，则v（NO2）＝＝0.008 mol·L－1·s－1，D正确。
16.（1）45.4　（2）①＝　②＜　合成氨反应是可逆反应，1 mol氮气不能完全反应，断裂N≡N键吸收的热量小于946 kJ　③36.32　18.75％
解析：（1）×946.0 kJ＋×436.0 kJ－3×390.8 kJ＝－45.4 kJ·mol－1。（2）①反应达到最大限度时，正、逆反应速率相等。②合成氨反应是可逆反应，1 mol氮气不能完全反应，故断裂N≡N键吸收的热量小于946 kJ。③由以上分析可知，生成1 mol NH3放热45.4 kJ，测得NH3的物质的量为0.8 mol，则该过程中放出的热量为0.8 mol×45.4 kJ·mol－1＝36.32 kJ；
　　　　　　N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）
起始/mol　　 1　 　　 3　　 　　　 0
转化/mol 0.4 1.2 0.8
平衡/mol 0.6 1.8 0.8
反应后总的物质的量为3.2 mol，则N2的体积分数为×100％＝18.75％。
17.（1）离子键、共价键（或极性共价键）
（2）冷却剂，吸收产气过程中释放的热量　（3）A
解析：KClO4是离子化合物，阴离子中含有共价键，其含有的化学键类型是离子键、共价键（或极性共价键）；反应过程中放出大量的热，碳酸氢钠受热易分解，可以吸收大量的热，分解产生二氧化碳气体，故NaHCO3的作用为冷却剂，吸收产气过程中释放的热量；NaN3分解，生成氮气和金属钠，同时释放大量的热，反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应过程中的能量变化示意图正确的是A选项。
18.（1）放出　b　（2）放出　（b－a）
（3）2H＋＋N＋e－NO2↑＋H2O　正极　Al在浓硝酸中发生钝化，形成的氧化膜阻止了Al进一步反应　（4）①a　②O2＋2H2O＋4e－4OH－　③6.02×1023（或NA）
解析：（1）根据图示可知，1 mol N原子和3 mol H原子的总能量高于1 mol NH3（g）的能量，故该过程放出b kJ的能量。（2）从图中可知，0.5 mol N2（g）和1.5 mol H2（g）反应生成1 mol NH3（g）放出（b－a）kJ的能量。（3）O～t1时，原电池的负极为Al，则Cu为正极，正极上N得电子生成NO2，电极反应式为2H＋＋N＋e－NO2↑＋H2O。溶液中的H＋向正极移动；O～t1时Al与浓硝酸反应，在Al表面生成一层致密的氧化膜，阻止了浓硝酸与Al的进一步反应，故此时Cu为负极，Al为正极，电子流向发生变化。（4）①氢氧燃料电池中，通入氢气的一极为负极，则a为负极。②b电极上，O2得电子结合水生成氢氧根离子，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－4OH－。③该原电池负极反应为2H2－4e－＋4OH－4H2O，标准状况下消耗11.2 L H2时，则转移1 mol电子。
19.Ⅰ.（1）一次　（2）Zn（或锌）　Zn－2e－＋2OH－ZnO＋H2O　 （3）增大
Ⅱ.（4）C　（5）CO－2e－＋4OH－C＋2H2O
解析：Ⅰ.（1）银锌纽扣电池只能使用一次，属于一次电池。（2）银锌电池反应中，锌元素从0价升高为＋2价，被氧化，银元素从＋1价降低为0价，被还原，所以锌是负极，电极反应式为Zn－2e－＋2OH－ZnO＋H2O。（3）正极电极反应式为Ag2O＋H2O＋2e－2Ag＋2OH－ ，由电极反应式知，电池放电时，正极区溶液的pH增大。
Ⅱ.（4）反应吸热， 不能设计成原电池，A项不符合题意；该反应不是氧化还原反应，没有电子的转移，不能设计成原电池，B项不符合题意；该反应为氧化还原反应，且反应放热，可以设计成原电池，C项符合题意。（5）反应2CO＋O22CO2可设计成原电池，一氧化碳发生氧化反应，为电池的负极反应物，且电解质溶液为KOH溶液，故负极的电极反应式为CO－2e－＋4OH－C＋2H2O。
20.（1）催化作用（或催化剂或增大反应速率）
（2）0.1 mol·L－1·min－1　（3）吸收　0.9　（4）af
（5）负　流出
解析：（1）由题中提供的反应过程看出，SO2、I2参加了反应但没有消耗，所以整个过程中SO2、I2的作用是催化剂，增大反应速率。（2）由图示知2 min内，氢气的物质的量由0变为0.1 mol，v（H2）＝＝＝0.05 mol·L－1·min－1，由方程式2HIH2＋I2可得，v（HI）＝2v（H2）＝0.05 mol·L－1·min－1×2＝0.1 mol·L－1·min－1。（3）由方程式2HIH2＋I2可得，分解0.2 mol的HI时，断开化学键吸收的能量为298 kJ×0.2＝59.6 kJ，形成化学键释放的能量为436 kJ×0.1＋151 kJ×0.1＝58.7 kJ，吸收的能量大于释放的能量，所以该反应吸收能量，吸收的能量为59.6 kJ－58.7 kJ＝0.9 kJ。（4）浓硝酸属于强氧化性酸，与锌反应不生成氢气，a不可行；加入少量CuSO4固体，锌置换出铜，构成了原电池，反应速率增大，b可行；用粗锌代替纯锌，杂质与锌构成了原电池的两极，形成原电池，反应速率增大，c可行；温度升高，反应速率增大，d可行；把锌粒换成锌粉，增大了反应物接触面积，反应速率增大，e可行；98.3％的浓硫酸具有强氧化性，与锌反应不生成氢气，f不可行。（5）由电极反应得，A极失去电子，是电池的负极；电子从负极流出。
5 / 6(共60张PPT)
章末质量检测（二）化学键　化学反应规律
（分值：100分）
一、选择题（本题包括15个小题，每小题3分，共45分。每小题只有
一个选项符合题意）
1. 下列选项中，每种物质都既含有离子键，又含有共价键的一组是
（　　）
A. NaOH、H2SO4、（NH4）2SO4
B. MgO、Na2SO4、NH4HCO3
C. Na2O2、NH4Cl、Na2SO4
D. HCl、Al2O3、MgCl2
1
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3
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15
16
17
18
19
20
解析：　NaOH和（NH4）2SO4中含有离子键和共价键，但H2SO4
中只含共价键，A不符合题意；MgO中只含离子键，Na2SO4和
NH4HCO3中含有离子键和共价键，B不符合题意；HCl中只含共价
键，Al2O3、MgCl2中只含离子键，D不符合题意。
1
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2. 下列措施对增大反应速率明显有效的是（　　）
A. 在用H2和N2工业合成NH3时，降低温度
B. 大理石与稀盐酸反应时，再加入一块大理石
C. K2SO4与BaCl2在溶液中反应时，增大压强
D. 将铝片改为铝粉，做铝与氧气反应的实验
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解析：　在用H2和N2工业合成NH3时，降低温度使反应速率减
慢，A不符合题意；大理石为固体，增大其用量，但浓度不变，故
反应速率不变，B不符合题意；K2SO4与BaCl2在溶液中反应时，由
于反应物是溶液，压强对溶液影响不大，增大压强反应物的浓度不
变，故反应速率不变，C不符合题意。
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3. 北京大学和中国科学院的化学工作者已成功研制出碱金属与C60形
成的球碳盐K3C60，实验测知该物质属于离子化合物，具有良好的
超导性。下列有关分析正确的是（　　）
A. K3C60中只有离子键
B. K3C60中不含共价键
C. 该物质在熔融状态下能导电
D. C60与12C互为同素异形体
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解析：　首先判断球碳盐K3C60中有离子键，在K＋与 之间。
而碳原子之间存在共价键。所以该物质在熔融状态下能电离出K＋
和 ，所以能导电。同素异形体是由相同元素组成的不同单质，
12C不是单质，而是一种碳原子。
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4. 一定条件下，在容积固定的某密闭容器中发生反应：N2＋3H2
2NH3。在 10 s 内N2的浓度由 5 mol·L－1降至4 mol·L－1，下列说
法正确的是（　　）
A. 用NH3表示的化学反应速率为0.1 mol·L－1·s－1
B. 使用合适的催化剂，可以加快该反应的速率
C. 增加H2的浓度或降低温度都会加快该反应的速率
D. 反应足够长时间，N2、H2中至少有一种物质的浓度降为零
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解析：　在10 s内N2的浓度由5 mol·L－1降至4 mol·L－1，变化
了1 mol·L－1，所以NH3变化了2 mol·L－1，v（NH3）＝
mol·L－1·s－1＝0.2 mol·L－1·s－1，A错误；正催化剂可以加快
反应速率，B正确；降低温度会降低反应速率，C错误；该反应是
可逆反应，反应物不可能全部转化为生成物，D错误。
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5. 把金属A放入盐B（NO3）2的溶液中，发生如下反应：A＋B2＋
A2＋＋B，以下叙述正确的是（　　）
A. 常温下金属A一定能与水反应，B一定不能与水反应
B. A与B用导线连接后放入酒精中，一定能形成原电池
C. A、B用导线连接后放入B（NO3）2的溶液中，一定有电流产生
D. 由A与B形成的原电池，A一定是正极，B一定是负极
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解析：　在B（NO3）2溶液中A能置换出B，说明两种金属与水都
不反应，A错误；酒精是非电解质，不能形成原电池，B错误；金
属A能和B（NO3）2发生置换反应，则金属A、B与B（NO3）2溶液
能够形成原电池，C正确；根据离子方程式可知，A失去电子，所
以A是负极，D错误。
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6. 下列关于化学键的叙述正确的是（　　）
①化学键只存在于分子之间
②化学键是相邻原子之间强烈的相互作用
③化学键是一种静电作用
④化学键是相邻分子之间强烈的相互吸引
⑤离子化合物中可能含有共价键
⑥共价化合物中可能含有离子键
⑦离子化合物中只含离子键
⑧共价化合物中不含离子键
A. ②③④⑦ B. ②③⑤⑧
C. ②④⑤⑥ D. ①③⑤⑧
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解析：　化学键是相邻原子之间强烈的相互作用，不存在于分子
之间，这种相互作用的实质是一种静电作用，①④错误，②③正
确；离子化合物中一定含有离子键，可能含有共价键，但共价化合
物中一定只含共价键，不含离子键，⑤⑧正确，⑥⑦错误。
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7. 对于以下反应：A（s）＋3B（g） 2C（g）＋D（g），在一定温
度和容积固定的容器中，下列判断正确的是（　　）
A. 当容器内的压强不再变化，可以判断反应已经达到平衡
B. 往容器中通入稀有气体He，由于压强增大，所以反应速率提高
C. 往容器中加入少量A，反应速率提高
D. 无论反应是放热反应还是吸热反应，升高温度，反应速率一定 提高
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解析：　反应在恒容密闭容器中进行，容器的容积不变，反应前
后气体的物质的量不变，则体系压强始终不变，因此不能根据压强
不变判断反应是否达到平衡状态，A错误；往容器中通入稀有气体
He，尽管体系的压强增大，但容器容积不变，各物质的物质的量
浓度不变，所以反应速率不变，B错误；A是固体，往容器中加入
少量A，物质的浓度不变，因此反应速率不变，C错误；升高温
度，反应速率一定提高，与反应类型是放热反应还是吸热反应无
关，D正确。
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8. 根据如图所示的N2（g）和O2（g）反应生成NO（g）过程中能量变化情况，判断下列说法正确的是（　　）
A. 断裂1 mol NO（g）分子中的化学键，放出632 kJ能量
B. 2 mol气态氧原子结合生成O2（g）时，吸收498 kJ能量
C. 该反应中反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量
D. 1 mol N2（g）和1 mol O2（g）生成2 mol NO（g）放热180 kJ
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解析：　形成2 mol NO（g）放出2×632 kJ能量，则断裂1 mol
NO（g）分子中的化学键需要吸收632 kJ能量，A错误；1 mol O2
（g）吸收498 kJ能量形成 2 mol O原子，则2 mol O原子结合生成1
mol O2（g）时放出498 kJ能量，B错误；对于N2（g）＋O2（g）
2NO（g），946 kJ·mol－1＋498 kJ·mol－1－2×632 kJ·mol－1＝
＋180 kJ·mol－1，故该反应是吸热反应，反应物所具有的总能量
低于生成物所具有的总能量，C正确，D错误。
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9. 下列说法中正确的是（　　）
A. 物质发生化学变化都伴随能量变化
B. 伴有能量变化的物质变化都是化学变化
D. 在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量总是高于生成物
的总能量
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解析：　A项，化学反应伴有旧键断裂和新键生成，旧键断裂
吸收的能量不可能等于新键形成所释放的能量，所以化学变化
一定伴随着能量变化，正确；B项，很多物理变化也伴有能量
变化，如溶解、物质的三态变化等，错误；C项，化学键断裂
吸收能量，错误；D项，对于吸热反应，反应物总能量低于生
成物总能量，错误。
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10. 一定温度下，1 mol X和n mol Y在容积为2 L的密闭容器中发生如
下反应：X（g）＋Y（g） 2Z（g）＋M（s），5 min 后达到平
衡，此时生成2a mol Z。下列说法正确的是（　　）
A. 当混合气体的质量不再发生变化时，说明反应达到平衡状态
B. 用M表示此反应速率是0.1a mol·L－1·min－1
C. 用X表示此反应的反应速率是（0.1－0.2a）mol·L－1·min－1
D. 当混合气体的压强不再发生变化时，说明反应达到平衡状态
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解析：　该可逆反应中有固体生成，随着反应的进行，混合
气体的质量不断减少，当混合气体的质量不再发生变化时，说
明反应达到平衡状态，A项正确；M是固体，不用其表示化学
反应速率，B项错误；根据化学反应速率之比等于化学计量数
之比，5 min后达到平衡，此时生成2a mol Z，则反应消耗a
mol X，用X表示此反应的反应速率是 ＝0.1a mol·L
－1·min－1，C项错误；该反应是反应前后气体分子数不发生
变化的反应，压强始终都不发生变化，则压强不变不能判断反
应达到平衡状态，D项错误。
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11. H2O2在强碱性溶液中主要以H 形式存在。Al-H2O2燃料电池工
作原理如图所示。正极反应式为H ＋2e－＋H2O 3OH－。提
示：电池效率等于电路中通过的电子数与负极失去电子数之比。
下列说法错误的是（　　）
A. Al电极发生氧化反应
B. 电流由Pt电极经负载流向Al电极
C. 放电时，OH－向Al电极迁移
D. 若正极生成4.5 mol OH－，电路经过2.4 mol电
子，电池效率为60％
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解析：　观察图示知，该电池中铝电极为负极，铂电极为正
极，负极上发生氧化反应，A正确；电流由正极经外电路流向负
极，B正确；放电时，OH－向负极迁移，C正确；正极反应式为
H ＋2e－＋H2O 3OH－，n（OH－）＝4.5 mol，n（e－）＝
3 mol，电池效率＝ ×100％＝80％，D错误。
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12. 某温度下，降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合，反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，下列说法错误的是（　）
A. 其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越大
B. 其他条件相同时，降冰片烯浓度越大，反应速率越大
C. 条件①，反应速率为0.012 mol·L－1·min－1
D. 条件②，降冰片烯起始浓度为3.0 mol·L－1时，半衰期为62.5 min
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解析：　由题图中曲线①②可知，其他条件相同时，催化剂浓
度越大，反应所需要的时间更短，故反应速率越大，A正确；由
题干图中曲线①③可知，其他条件相同时，降冰片烯浓度①是③
的两倍，所用时间①也是③的两倍，反应速率相等，故说明反应
速率与降冰片烯浓度无关，B错误；由题干图中数据可知，条件
①，反应速率为v＝ ＝ ＝0.012 mol·L－
1·min－1，C正确；反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，由
题干图中数据可知，条件②，降冰片烯起始浓度为 3.0 mol·L－1
时，半衰期为 ＝62.5 min，D正确。
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13. 我国科学家设计的一种甲酸（HCOOH）燃料电池如图所示，两
电极区间用允许K＋、H＋通过的半透膜隔开。下列说法正确的是（　　）
C. 有0.5 mol e－通过用电器时需通入8 g氧气
D. 物质A可以是硫酸或硫酸氢钾
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解析：　HCOOH碱性燃料电池中，HCOO－发生失去电子的反应生成HC ，HCOOH所在的电极为负极，电极反应式为HCOO－－2e－＋2OH－ HC ＋H2O，A错误；正极Fe3＋得电子生成Fe2＋，电解质储罐中O2氧化Fe2＋生成Fe3＋，Fe3＋循环使用，总量不变，B错误；1 mol氧气参与反应转移4 mol电子，则0.5 mol e－通过用电器时消耗氧气的物质的量为0.125 mol，通入氧气的质量为4 g，C错误；由题图可知，从装置中分离出的物质为K2SO4，所以放电过程中需补充的物质X是硫酸或者硫酸氢钾，D正确。
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14. 一定温度下，向10 mL H2O2溶液中加入少量FeCl3溶液（忽略整个
过程中溶液体积的变化），不同时刻测得生成O2的体积（已折算
为标准状况下）如表所示。资料显示，反应分两步进行：①2Fe3＋
＋H2O2 2Fe2＋＋2H＋＋O2↑；②H2O2＋2Fe2＋＋2H＋ 2H2O
＋2Fe3＋。反应过程中能量变化如图所示，下列说法错误的是（　）
t/min 0 2 4 6
V（O2）/mL 0 9.9 17.5 22.4
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A. Fe3＋可催化过氧化氢分解
B. 反应①是吸热反应，反应②是放热反应
C. 升高温度，反应①的速率增大，反应②的速率减小
D. 0～6 min内的平均反应速率v（H2O2）≈3.33×10－2 mol·L－1·min－1
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解析：　由分步反应①、②可得总反应式：2H2O2 2H2O＋
O2↑，则反应中Fe3＋为催化剂，A正确；由图像可知反应①中反应
物总能量小于生成物总能量，则为吸热反应，反应②中反应物总
能量大于生成物总能量，则为放热反应，B正确；升高温度，反
应①和反应②的速率都增大，C错误；0～6 min内生成氧气的体积
为22.4 mL，物质的量为 0.001 mol，则由方程式可知消耗H2O2的
物质的量为0.002 mol，则Δc（H2O2）＝0.20 mol·L－1，v
（H2O2）＝ ≈3.33×10－2mol·L－1·min－1，D正确。
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15. 向容积为1.00 L的密闭容器中通入一定量的N2O4和NO2的混合气
体，发生反应：N2O4（g） 2NO2（g），体系中各物质浓度随时
间变化如图所示。下列有关说法正确的是（　　）
已知：NO2为红棕色气体，N2O4为无色气体
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A. 64 s时，反应达到化学平衡状态
B. 达到化学平衡前，混合气体的颜色逐渐变浅
C. 当容器中气体的密度保持不变时，该反应达到化学平衡状态
D. 前100 s内，用NO2浓度的变化表示的化学反应速率是0.008
mol·L－1·s－1
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解析：　64 s后，N2O4和NO2的浓度仍在发生改变，因此并没有
达到平衡，A错误；根据图示，达到平衡前，NO2的浓度在不断增
大，因此混合气体的颜色逐渐变深，B错误；该反应过程中气体
的质量和容器的容积均保持不变，所以气体的密度始终不变，不
能据此判断反应是否达到平衡状态，C错误；前100 s，NO2的浓
度从 0.20 mol·L－1变化为1.00 mol·L－1，则v（NO2）＝
＝0.008 mol·L－1·s－1，D正确。
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二、非选择题（本题共5小题，共55分）
16. （10分）在一定条件下N2与H2反应生成NH3，回答下列问题：
（1）已知断裂1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键需要
的能量分别是436.0 kJ、390.8 kJ 、946.0 kJ，则生成1 mol
NH3放热 kJ。
解析： ×946.0 kJ＋ ×436.0 kJ－3×390.8 kJ＝－
45.4 kJ·mol－1。
45.4　
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①反应达到最大限度时，正反应速率 逆反应速率（填
“＞”“＜”或“＝”）。
②该过程中断裂N≡N键吸收的热量 （填“＞”“＜”
或“＝”）946 kJ，原因是
。
③测得NH3的物质的量为0.8 mol，则该过程中放出的热量
为 kJ，N2的体积分数为 。（均保留4位
有效数字）
＝　
＜　
合成氨反应是可逆反应，1 mol
氮气不能完全反应，断裂N≡N键吸收的热量小于946 kJ
6.32　
18.75％　
（2）向2 L的密闭容器中充入3 mol H2（g）和 1 mol N2（g），在
催化剂条件下生成NH3（g）的反应达到最大限度。
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解析：①反应达到最大限度时，正、逆反应速率相等。②合成氨反应是可逆反应，1 mol氮气不能完全反应，故断裂N≡N键吸收的热量小于946 kJ。③由以上分析可知，生成1 mol NH3放热45.4 kJ，测得NH3的物质的量为0.8 mol，则该过程中放出的热量为0.8 mol×45.4 kJ·mol－1＝36.32 kJ；
　　　　　　N2（g）＋3H2（g） 2NH3（g）
起始/mol　　 1　 　　 3　　 　　　0
转化/mol 0.4 1.2 0.8
平衡/mol 0.6 1.8 0.8
反应后总的物质的量为3.2 mol，则N2的体积分数为 ×100％＝18.75％。
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17. （8分）汽车已成为现代社会的重要交通工具之一，化学物质在汽
车的动力安全等方面有着极为重要的作用。回答下列问题：
某汽车安全气囊的气体发生剂主要含有NaN3、Fe2O3、
KClO4、NaHCO3等物质。当汽车发生较严重的碰撞时，NaN3
分解为Na和N2，同时释放出大量的热，N2使气囊迅速膨胀，
从而起到保护作用。
（1）KClO4是助氧剂，其含有的化学键类型是
。
离子键、共价键
（或极性共价键）　
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（2）NaHCO3的作用为 。
（3）汽车受到猛烈碰撞时，点火器点火引发NaN3迅速分解，生
成氢气和金属钠，同时释放大量的热，关于该反应过程中的
能量变化示意图正确的是 （填字母）。
冷却剂，吸收产气过程中释放的热量
A　
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解析：KClO4是离子化合物，阴离子中含有共价键，其含有的化学键类型是离子键、共价键（或极性共价键）；反应过程中放出大量的热，碳酸氢钠受热易分解，可以吸收大量的热，分解产生二氧化碳气体，故NaHCO3的作用为冷却剂，吸收产气过程中释放的热量；NaN3分解，生成氮气和金属钠，同时释放大量的热，反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应过程中的能量变化示意图正确的是A选项。
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18. （13分）已知化学反应N2＋3H2 2NH3的能量变化如图1所
示，回答下列问题：
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（1）1 mol N原子和3 mol H原子生成1 mol NH3（g）的过程
（填“吸收”或“放出”） kJ能量。
解析：根据图示可知，1 mol N原子和3 mol H原子的总能量高于1 mol NH3（g）的能量，故该过程放出b kJ的能量。
放
出　
b　
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（2）0.5 mol N2（g）和1.5 mol H2（g）生成1 mol NH3（g）的
过程 （填“吸收”或“放出”） kJ
能量。
解析：从图中可知，0.5 mol N2（g）和1.5 mol H2（g）反应生成1 mol NH3（g）放出（b－a）kJ的能量。
放出　
（b－a）　
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（3）常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓硝酸中组成
原电池（图2），测得原电池的电流强度（I）随时间（t）
的变化如图3所示。反应过程中有红棕色气体产生。
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O～t1时，原电池的负极是Al片，此时，正极的电极反应式
是 ，溶液中的H＋
向 移动（填“正极”或“负极”）；t1时，原电池
中电子流动方向发生改变，其原因是
。
2H＋＋N ＋e－ NO2↑＋H2O　
正极　
Al在浓硝酸中发生钝
化，形成的氧化膜阻止了Al进一步反应
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解析：O～t1时，原电池的负极为Al，则Cu为正极，正极上N 得电子生成NO2，电极反应式为2H＋＋N ＋e－ NO2↑＋H2O。溶液中的H＋向正极移动；O～t1时Al与浓硝酸反应，在Al表面生成一层致密的氧化膜，阻止了浓硝酸与Al的进一步反应，故此时Cu为负极，Al为正极，电子流向发生变化。
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（4）燃料电池是目前电池研究的热点之一，某课外小组自制的氢氧燃料电池如图4所示，a、b均为惰性电极。
①负极是 （填“a”或“b”）。
a　
②b极发生的电极反应是 。
③标准状况下，消耗11.2 L H2时，转移的电子数
为 。
O2＋2H2O＋4e－ 4OH－
6.02×1023（或NA）　
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解析：①氢氧燃料电池中，通入氢气的一极为负极，则a为负极。②b电极上，O2得电子结合水生成氢氧根离子，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－ 4OH－。③该原电池负极反应为2H2－4e－＋4OH－ 4H2O，标准状况下消耗11.2 L H2时，则转移1 mol电子。
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19. （12分）Ⅰ.微型纽扣电池在现代生活中应用广泛。有一种银锌电
池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，总反应
是Zn＋Ag2O ZnO＋2Ag。请回答下列问题：
（1）该电池属于 （填“一次”或“二次”）电池。
一次 　
解析：银锌纽扣电池只能使用一次，属于一次电池。
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（2）负极是 ，电极反应式是
。
Zn（或锌）　
Zn－2e－＋2OH－
ZnO＋H2O　
解析：银锌电池反应中，锌元素从0价升高为＋2价，被氧化，银
元素从＋1价降低为0价，被还原，所以锌是负极，电极反应式
为Zn－2e－＋2OH－ ZnO＋H2O。
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（3）使用时，正极区的pH （填“增大”“减小”或
“不变”）。
增大　
解析：正极电极反应式为Ag2O＋H2O＋2e－ 2Ag＋2OH－ ，由电极反应式知，电池放电时，正极区溶液的pH增大。
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Ⅱ.（4）事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化
学反应在理论上可以设计成原电池的是 （填字母）。
A. C（s）＋H2O（g） CO（g）＋H2（g）　吸热反应
B. NaOH（aq）＋HCl（aq） NaCl（aq）＋H2O（l）放热反应
C. 2CO（g）＋O2（g） 2CO2（l）　放热反应
C　
解析：反应吸热， 不能设计成原电池，A项不符合题意；该反应不
是氧化还原反应，没有电子的转移，不能设计成原电池，B项不符合
题意；该反应为氧化还原反应，且反应放热，可以设计成原电池，C
项符合题意。
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（5）以KOH溶液为电解质溶液，依据（4）中所选反应设计一个原电
池，其负极的电极反应式为 。
CO－2e－＋4OH－ C ＋2H2O
解析：反应2CO＋O2 2CO2可设计成原电池，一氧化碳发生氧化反应，为电池的负极反应物，且电解质溶液为KOH溶液，故负极的电极反应式为CO－2e－＋4OH－ C ＋2H2O。
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①SO2＋2H2O＋I2 H2SO4＋2HI　②2HI H2＋I2　
③2H2SO4 2SO2↑＋O2↑＋2H2O
（1）整个过程中SO2、I2的作用是
。
解析：由题中提供的反应过程看出，SO2、I2参加了反应但没有消耗，所以整个过程中SO2、I2的作用是催化剂，增大反应
速率。
催化作用（或催化剂或增大
反应速率）
20. （12分）硫—碘循环分解水制氢主要涉及下列反应过程：
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（2）一定温度下，向1 L密闭容器中加入1 mol HI（g），发生反
应②，已知H2的物质的量随时间的变化如图所示，则在0～
2 min内的平均反应速率v（HI）＝ 。
0.1 mol·L－1·min－ 1
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解析：由图示知2 min内，氢气的物质的量由0变为0.1 mol，v（H2）＝ ＝ ＝0.05 mol·L－1·min－1，由方程式2HI H2＋I2可得，v（HI）＝2v（H2）＝0.05 mol·L－1·min－1×2＝0.1 mol·L－1·min－1。
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（3）已知拆开1 mol H—I键需要消耗298 kJ能量，形成1 mol H—
H键能够释放436 kJ能量，形成1 mol I—I键能够释放151 kJ
能量，则在反应②中，分解0.2 mol HI时会 （填
“吸收”或“释放”） kJ能量。
吸收　
0.9　
解析：由方程式2HI H2＋I2可得，分解0.2 mol的HI时，断开化学键吸收的能量为298 kJ×0.2＝59.6 kJ，形成化学键释
放的能量为436 kJ×0.1＋151 kJ×0.1＝58.7 kJ，吸收的能量大于释放的能量，所以该反应吸收能量，吸收的能量为59.6 kJ
－58.7 kJ＝0.9 kJ。
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（4）实验室用Zn和硫酸制H2，为了增大反应速率下列措施不可
行的是 （填字母）。
a.加入浓硝酸
b.加入少量CuSO4固体
c.用粗锌代替纯锌
d.加热
e.把锌粒换成锌粉
f.用98.3％的浓硫酸
af　
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解析：浓硝酸属于强氧化性酸，与锌反应不生成氢气，a不可行；加入少量CuSO4固体，锌置换出铜，构成了原电池，反应速率增大，b可行；用粗锌代替纯锌，杂质与锌构成了原电池的两极，形成原电池，反应速率增大，c可行；温度升高，反应速率增大，d可行；把锌粒换成锌粉，增大了反应物接触面积，反应速率增大，e可行；98.3％的浓硫酸具有强氧化性，与锌反应不生成氢气，f不可行。
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（5）氢气可用于制燃料电池，某种氢氧燃料电池是用固体金属化
合物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为A极是
2H2＋2O2－－4e－ 2H2O，B极是O2＋4e－ 2O2－，则
A极是电池的 极；电子从该极 （填“流入”
或“流出”）。
解析：由电极反应得，A极失去电子，是电池的负极；电子从负极流出。
负　
流出　
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感谢欣赏
THE END

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