備戰(zhàn)高考化學(xué)壓軸題專題化學(xué)反應(yīng)與能量的經(jīng)典推斷題綜合題附詳細(xì)答案一、化學(xué)反應(yīng)與能量練習(xí)題（含詳細(xì)答案解析）1．從本質(zhì)入手看物質(zhì)及其能量的變化，可以讓我們更加深入的去理解所學(xué)知識的內(nèi)涵及外延應(yīng)用。對于《原電池》這部分知識也是如此，如圖是原電池的基本構(gòu)造模型：（1）若a和b的電極材料為Al或Mg。①若c為稀NaOH溶液時，則a的電極材料為__，該極電極方程式為___。②若c為稀H2SO4時，則a的電極材料為___，該極電極方程式為__。（2）對于原電池的應(yīng)用，以下說法正確的是__。A．選擇構(gòu)成原電池兩極材料時，必須選擇活潑性不同的兩種金屬材料B．構(gòu)成原電池時，負(fù)極材料的活潑性一定比正極材料的強(qiáng)C．構(gòu)成原電池時，作為負(fù)極材料的金屬受到保護(hù)D．從能量轉(zhuǎn)化角度去看，如圖的氧化還原反應(yīng)能量變化曲線，則不能夠設(shè)計原電池【答案】AlAl-3e-+4OH-=AlO2-+2H2OMgMg-2e-=Mg2+D【解析】【分析】(1)原電池中電極由負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極，所以a為負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，b為正極發(fā)生還原反應(yīng)。【詳解】(1)①若c為稀NaOH溶液時，電池總反應(yīng)應(yīng)為2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑，Al被氧化做負(fù)極，即a的電極材料為Al，該電極方程式為Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O；②若c為稀H2SO4時，Mg比Al活潑，所以電池總反應(yīng)式為Mg+2H+=Mg2++H2↑，Mg被氧化做負(fù)極，即a的電極材料為Mg，電極方程式為：Mg-2e-=Mg2+；(2)A．構(gòu)成原電池兩極材料不一定選擇活潑性不同的兩種金屬材料，可以是活潑性相同的Pt電極、也可以是非金屬材料，如燃料原電池的兩極材料常選擇石墨電極，故A錯誤；B．堿性原電池中，作為負(fù)極的材料的活潑性不一定比正極材料的強(qiáng)，如Al-Mg-NaOH原電池中，活潑金屬Mg作正極，Al作負(fù)極，故B錯誤；C．原電池中正極發(fā)生得到電子的還原反應(yīng)，所以作為正極材料的金屬受到保護(hù)，而負(fù)極材料的金屬會加速腐蝕，故C錯誤；D．原電池中發(fā)生氧化還原反應(yīng)，會以電能的形式放出能量，所以一般為放熱的氧化還原反應(yīng)，而圖示反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以從能量轉(zhuǎn)化角度看，一般不設(shè)計成原電池或不能夠設(shè)計原電池，故D正確；綜上所述選D?！军c睛】構(gòu)成原電池的兩個電極中并不是較為活潑的金屬一定就會做負(fù)極，要結(jié)合具體的環(huán)境去判斷發(fā)生的總反應(yīng)，再判斷正負(fù)極。2．在化學(xué)反應(yīng)中，只有極少數(shù)能量比平均能量高得多的反應(yīng)物分子發(fā)生碰撞時才可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這些分子被稱為活化分子。使普通分子變成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其單位通常用kJ?mol－1表示。請認(rèn)真觀察圖1，然后回答問題。（1）圖中所示反應(yīng)是________

（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)。（2）已知拆開1molH﹣H鍵、1molI﹣I、1molH﹣I鍵分別需要吸收的能量為436kJ、151kJ、299kJ。則由1mol氫氣和1mol碘反應(yīng)生成HI會________

（填“放出”或“吸收”）________

kJ的熱量。在化學(xué)反應(yīng)過程中，是將________

轉(zhuǎn)化為________

。（3）某實驗小組同學(xué)進(jìn)行如圖2的實驗，以探究化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。實驗表明：①中的溫度降低，由此判斷氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體反應(yīng)是________

（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)；實驗②中，該小組同學(xué)在燒杯中加入5mL1.0mol/L鹽酸，再放入用砂紙打磨過的鋁條，該反應(yīng)是________

（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)?！敬鸢浮糠艧岱懦?1化學(xué)能熱能吸熱放熱【解析】【分析】【詳解】(1)依據(jù)圖象分析反應(yīng)物的能量大于生成物的能量，反應(yīng)放熱；(2)在反應(yīng)H2+I2?2HI中，斷裂1molH-H鍵，1molI-I鍵共吸收的能量為：1×436kJ+151kJ=587kJ，生成2molHI，共形成2molH-I鍵，放出的能量為：2×299kJ=598kJ，吸收的能量少，放出的能量多，所以該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，放出的熱量為：598kJ-587kJ=11kJ，在化學(xué)反應(yīng)過程中，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能；(3)①中的溫度降低說明該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；活潑金屬置換酸中氫的反應(yīng)為放熱反應(yīng)。3．在我國南海、東海海底均存在大量的可燃冰（天然氣水合物，可表示為）。2017年5月，中國首次海域可燃冰試采成功。2017年11月3日，國務(wù)院正式批準(zhǔn)將可燃冰列為新礦種?？扇急拈_采和利用，既有助于解決人類面臨的能源危機(jī)，又能生成一系列的工業(yè)產(chǎn)品。(1)對某可燃冰礦樣進(jìn)行定量分析，取一定量樣品，釋放出的甲烷氣體體積折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況后為166m3，剩余H2O的體積為0.8m3，則該樣品的化學(xué)式中x=_________________。(2)已知下表數(shù)據(jù)，且知H2O(l)=H2O(g)△H=+41化學(xué)鍵C—HO=OC=OH—O鍵能/413498803463用甲烷燃燒熱表示的熱化學(xué)方程式為_____________________________________________________。(3)甲烷燃料電池相較于直接燃燒甲烷有著更高的能量轉(zhuǎn)化效率，某甲烷燃料電池，正極通入空氣，以某種金屬氧化物為離子導(dǎo)體（金屬離子空穴中能傳導(dǎo)O2-），該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為__________________________________________。(4)甲烷與水蒸氣重整制氫是工業(yè)上獲得氫氣的重要手段。若甲烷與脫鹽水在一定條件下反應(yīng)生成H2，同時得到體積比為1:3的CO2和CO，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________________?；旌蠚怏w中的CO2可用濃氨水脫除，同時獲得氮肥NH4HCO3，該反應(yīng)的離子方程式是_________________________________________________________?！敬鸢浮?CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-892kJ·mol-1CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2ONH3·H2O+CO2=NH4++【解析】【分析】【詳解】(1)n(CH4)==mol，n(H2O)==mol，n(CH4):n(H2O)=:≈1:6，所以x=6，故答案為：6；(2)由表格可知①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)的△H=（4×413+2×498-2×803×-4×463）kJ·mol-1=-810kJ·mol-1，又因為②H2O(l)=H2O(g)△H=41，將①-2×②得：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=（-810-2×41）=-892kJ·mol-1，故答案為：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-892kJ·mol-1；(3)甲烷在負(fù)極失電子，被氧化，結(jié)合電解質(zhì)、原子守恒、電荷守恒可得負(fù)極反應(yīng)為：CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O，故答案為：CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O；(4)由已知可知道，反應(yīng)物為甲烷和水，生成物為氫H2、CO和CO2，結(jié)合CO2和CO的體積比為1:3可得方程式為：。二氧化碳和氨水反應(yīng)生成NH4HCO3的離子方程式為：NH3·H2O+CO2=NH4++，故答案為：；NH3·H2O+CO2=NH4++?！军c睛】燃料電池電極反應(yīng)的書寫：燃料在負(fù)極失電子，O2在正極得電子。4．汽車尾氣中的主要污染物是NO以及燃料不完全燃燒所產(chǎn)生的CO。為了減輕大氣污染科學(xué)家正在研究利用催化技術(shù)將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2，即2NO+2CO2CO2+N2。為了測定在某種催化劑作用下該反應(yīng)的反應(yīng)速率，t1℃下，在一等容的密閉容器中，用氣體傳感器測得了不同時間的NO和CO的濃度如表(CO2和N2的起始濃度為0)。時間(s)012345c(NO)(×10-4，mol/L)10.04.502.501.501.001.00c(CO)(×10-3，mol/L)3.603.052.852.752.702.70回答下列問題：（1）已知在上述反應(yīng)中，反應(yīng)物總能量大于生成物總能量，則正反應(yīng)是___反應(yīng)（填“放熱”或“吸熱”)。（2）前3s內(nèi)的平均反應(yīng)速率：v(N2)=___。（3）t1℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式：K=___。（4）假設(shè)在密閉容器中該反應(yīng)達(dá)到平衡后，改變下列條件，能提高NO轉(zhuǎn)化率的是___（選填答案編號）。a.選用更有效的催化劑b.升高反應(yīng)體系的溫度c.降低反應(yīng)體系的溫度d.縮小容器的體積【答案】放熱1.42×10-4mol/(L·s)c、d【解析】【分析】(1)根據(jù)圖示所給的反應(yīng)物總能量與生成物總能量大小關(guān)系進(jìn)行分析；(2)同一反應(yīng)同一時段內(nèi)各物質(zhì)反應(yīng)速率之比等于計量數(shù)之比，v(N2)=v(NO)；(3)根據(jù)平衡常數(shù)的概念進(jìn)行書寫；(4)根據(jù)影響平衡移動的規(guī)律進(jìn)行分析?！驹斀狻?1)反應(yīng)物總能量大于生成物總能量，則該反應(yīng)為放熱反應(yīng)；(2)同一反應(yīng)同一時段內(nèi)各物質(zhì)反應(yīng)速率之比等于計量數(shù)之比，所以前3s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2)=v(NO)=×=1.42×10-4mol?L-1?s-1；(3)根據(jù)平衡常數(shù)的概念可知反應(yīng)

2NO+2CO2CO2+N2的K=；(4)a．選用更有效的催化劑，不能使平衡發(fā)生移動，故錯誤；b．因反應(yīng)放熱，升高反應(yīng)體系的溫度，則平衡逆向移動，轉(zhuǎn)化率減小，故錯誤；c．降低反應(yīng)體系的溫度，平衡正向移動，轉(zhuǎn)化率增大，故正確；d．縮小容器的體積，平衡正向移動，轉(zhuǎn)化率增大，故正確；故答案為：cd。5．在800℃時，2L密閉容器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)：2NO(g)＋O2(g)?2NO2(g)，反應(yīng)體系中，一氧化氮的物質(zhì)的量隨時間的變化如表所示：時間/s012345n(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007(1)如圖表示NO2的物質(zhì)的量濃度變化的曲線是________。(2)用O2表示從0～2s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v＝__________。(3)能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。A．v(NO2)＝2v(O2)B．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變C．容器內(nèi)氣體質(zhì)量不變D．容器內(nèi)密度保持不變【答案】b1.5×10－3mol·L－1·s－1B【解析】【分析】（1）從圖象分析，隨反應(yīng)時間的延長，各物質(zhì)的濃度不再不變，且反應(yīng)物沒有完全反應(yīng)，是可逆反應(yīng)，根據(jù)一氧化氮物質(zhì)的量的變化知，該反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動，則二氧化氮的物質(zhì)的量在不斷增大，且同一時間段內(nèi)，一氧化氮減少的物質(zhì)的量等于二氧化氮增加的物質(zhì)的量；（2）根據(jù)△v=計算一氧化氮的反應(yīng)速率，再結(jié)合同一化學(xué)反應(yīng)同一時間段內(nèi)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計量數(shù)之比計算氧氣的反應(yīng)速率；（3）化學(xué)平衡的標(biāo)志是正逆反應(yīng)速率相同，各組分含量保持不變?！驹斀狻浚?）從圖象分析，隨反應(yīng)時間的延長，各物質(zhì)的濃度不再不變，且反應(yīng)物沒有完全反應(yīng)，所以反應(yīng)為可逆反應(yīng)，根據(jù)一氧化氮物質(zhì)的量的變化知，該反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動，則二氧化氮的物質(zhì)的量在不斷增大，且同一時間段內(nèi)，一氧化氮減少的物質(zhì)的量等于二氧化氮增加的物質(zhì)的量，所以表示NO2的變化的曲線是b；故答案為：b；（2）0～2s內(nèi)v(NO)==0.0030mol/(L.min)，同一化學(xué)反應(yīng)同一時間段內(nèi)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計量數(shù)之比，所以氧氣的反應(yīng)速率為0.0015mol/(L?s)；故答案為：0.0015mol/(L?s)；（3）A.反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式計量數(shù)之比，v(NO2)＝2v(O2)為正反應(yīng)速率之比，不能說明正逆反應(yīng)速率相同，無法判斷正逆反應(yīng)速率是否相等，故A錯誤；B.反應(yīng)前后氣體體積不同，壓強(qiáng)不變說明正逆反應(yīng)速率相等，各組分濃度不變，故B正確；C.恒容容器，反應(yīng)物生成物都是氣體質(zhì)量不變，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故C錯誤；D.恒容容器，反應(yīng)物生成物都是氣體質(zhì)量不變，體積不變，所以密度始終不變，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故D錯誤；故選B；故答案為：B。6．(1)將Al片和Cu片用導(dǎo)線連接，一組插入濃硝酸中，一組插入稀NaOH溶液中，分別形成原電池。寫出插入稀NaOH溶液中形成原電池的負(fù)極反應(yīng)________________。寫出插入濃硝酸中形成原電池的正極反應(yīng)______________。(2)鉛蓄電池是最常見的二次電池，由于其電壓穩(wěn)定、使用方便、安全可靠、價格低廉，所以在生產(chǎn)、生活中使用廣泛，寫出鉛蓄電池放電時的正極反應(yīng)______________________；充電時的陰極反應(yīng)____________________?！敬鸢浮?Al-6e?+8OH?=2AlO2-+4H2O4H++2e?+2NO3?=2NO2↑+2H2O4H++2e?+SO42?+PbO2=PbSO4+2H2OPbSO4+2e?=Pb+SO42?【解析】【分析】(1)Al片和Cu片用導(dǎo)線連接，插入稀NaOH溶液中，只有Al能與NaOH溶液反應(yīng)，形成原電池，負(fù)極為Al失電子，在堿性溶液中，Al轉(zhuǎn)化為AlO2-。Al片和Cu片用導(dǎo)線連接，插入濃硝酸中，形成原電池，由于Al發(fā)生鈍化，所以Cu作負(fù)極，Al作正極，正極為溶液中的NO3-獲得電子，生成NO2氣體。(2)鉛蓄電池放電時，正極反應(yīng)為PbO2得電子，生成PbSO4等；充電時的陰極反應(yīng)為PbSO4獲得電子轉(zhuǎn)化為Pb?！驹斀狻?1)Al片和Cu片用導(dǎo)線連接，插入稀NaOH溶液中，只有Al能與NaOH溶液，在堿性溶液中，負(fù)極Al失電子轉(zhuǎn)化為AlO2-，電極反應(yīng)式為2Al-6e?+8OH?=2AlO2-+4H2O。Al片和Cu片用導(dǎo)線連接，插入濃硝酸中，形成原電池，由于Al發(fā)生鈍化，所以Cu作負(fù)極，Al作正極，正極反應(yīng)為溶液中的NO3-獲得電子，生成NO2氣體，電極反應(yīng)式為4H++2e?+2NO3?=2NO2↑+2H2O。答案：2Al-6e?+8OH?=2AlO2-+4H2O；4H++2e?+2NO3?=2NO2↑+2H2O；(2)鉛蓄電池放電時，正極反應(yīng)為PbO2得電子，生成PbSO4等，電極反應(yīng)式為4H++2e?+SO42?+PbO2=PbSO4+2H2O；充電時陰極為PbSO4獲得電子轉(zhuǎn)化為Pb，電極反應(yīng)式為PbSO4+2e?=Pb+SO42?。答案為：4H++2e?+SO42?+PbO2=PbSO4+2H2O；PbSO4+2e?=Pb+SO42??！军c睛】判斷原電池的電極時，首先看電極材料，若只有一個電極材料能與電解質(zhì)反應(yīng)，該電極為負(fù)極；若兩個電極材料都能與電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，相對活潑的金屬電極作負(fù)極。在書寫電極反應(yīng)式時，需要判斷電極產(chǎn)物。電極產(chǎn)物與電解質(zhì)必須能共存，如Al電極，若先考慮生成Al3+，則在酸性電解質(zhì)中，能穩(wěn)定存在，Al3+為最終的電極產(chǎn)物；若在堿性電解質(zhì)中，Al3+不能穩(wěn)定存在，最終應(yīng)轉(zhuǎn)化為AlO2-。7．乙醇(C2H5OH)燃料電池(DEFC)具有很多優(yōu)點，引起了人們的研究興趣。現(xiàn)有以下三種乙醇燃料電池。(1)三種乙醇燃料電池中正極反應(yīng)物均為_________________。(填化學(xué)式)(2)熔融鹽乙醇燃料電池中若選擇熔融碳酸鉀為介質(zhì)，電池工作時，CO32－向電極___(填“a”或“b”)移動。(3)酸性乙醇燃料電池中，若電池消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24LO2，則電路中通過了的電子數(shù)目為___________?！敬鸢浮縊2a0.4NA【解析】【分析】（1）燃料電池中，負(fù)極通入燃料，正極通入氧化劑；（2）根據(jù)裝置圖可知，a為負(fù)極，原電池中陰離子由正極向負(fù)極移動；（3）酸性乙醇燃料電池中，電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為：3O2+12H++12e-=6H2O，根據(jù)電極反應(yīng)計算轉(zhuǎn)移的電子的數(shù)目?！驹斀狻浚?）燃料電池中，負(fù)極通入燃料，正極通入氧化劑，由裝置圖可知，三種乙醇燃料電池中正極反應(yīng)物均為O2；（2）根據(jù)裝置圖可知，a為負(fù)極，原電池中陰離子由正極向負(fù)極移動，因此CO32－向電極a移動；（3）酸性乙醇燃料電池中，電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為：3O2+12H++12e-=6H2O，若電池消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24L(即0.1mol)O2時，電子轉(zhuǎn)移0.4mol，轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為0.4NA。8．合成氨反應(yīng)N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)，反應(yīng)過程的能量變化如圖所示。已知N2(g)與H2(g)反應(yīng)生成17gNH3(g)，放出46.1kJ的熱量。請回答下列問題：(1)該反應(yīng)通常用鐵作催化劑，加催化劑會使圖中E_______________（填“變大”或“變小”)，E的大小對該反應(yīng)的反應(yīng)熱有無影響？___________，理由是__________。(2)圖中△H=________kJ·mol-1。(3)起始充入2mol·L-1N2和5.5mol·L-1H2，經(jīng)過50min，NH3的濃度為1mol·L-1，則v（N2）=______mol·L-1·min-1，c(H2)=_____mol·L-1(4)已知NH3(g)=NH3(l)△H=-QkJ·mol-1,則N2(g)+3H2(g)=2NH3(l)的△H=_______kJ·mol-1【答案】變小無ΔH取決于反應(yīng)物的總能量和生成物的總能量差-92.20.014-（92.2+2Q）【解析】【分析】(1)依據(jù)催化劑降低反應(yīng)的活化能加快反應(yīng)速率分析；反應(yīng)熱取決于反應(yīng)物和生成物的能量變化，活化能和反應(yīng)熱無關(guān)；(2)結(jié)合已知N2(g)與H2(g)反應(yīng)生成17g

NH3(g)，放出46.1kJ的熱量，分析圖象是合成氨反應(yīng)N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)，計算得到；(3)依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計算；(4)結(jié)合(2)計算的焓變寫出反應(yīng)的熱化學(xué)方程式，依據(jù)蓋斯定律計算所需讓化學(xué)方程式。【詳解】(1)催化劑降低反應(yīng)的活化能加快反應(yīng)速率，但不改變平衡，反應(yīng)熱不變，E的大小對該反應(yīng)的反應(yīng)熱無影響，反應(yīng)熱取決于反應(yīng)物的總能量和生成物的總能量差，故答案為：變?。粺o；△H取決于反應(yīng)物的總能量和生成物的總能量差；(2)已知N2(g)與H2(g)反應(yīng)生成17g

NH3(g)，放出46.1kJ的熱量，圖象是表示的是反應(yīng)N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)能量變化，所以生成34g氨氣放熱92.2kJ，熱化學(xué)方程式為：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)，△H=-92.2kJ/mol，故答案為：-92.2；(3)起始充入2mol?L-1N2和5.5mol?L-1H2，經(jīng)過50min，NH3的濃度為1mol?L-1，則依據(jù)所給數(shù)據(jù)建立如下三段式：由三段式可得v(N2)==0.01mol/(L?min)，c(H2)=4mol/L，故答案為：0.01；4；(4)由熱化學(xué)方程式①N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-92.2kJ/mol，②NH3(g)═NH3(l)△H=-QkJ?mol-1，依據(jù)蓋斯定律①+②×2得到N2(g)+3H2(g)═2NH3

(l)△H=-(92.2+2Q)kJ?mol-1，故答案為：-（92.2+2Q）。9．2007年諾貝爾化學(xué)獎授予德國科學(xué)家格哈德·埃特爾，以表彰他在表面化學(xué)研究領(lǐng)域作出的開拓性貢獻(xiàn)。（1）某校化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在技術(shù)人員的指導(dǎo)下，按下列流程探究不同催化劑對NH3還原NO反應(yīng)的催化性能。若控制其他實驗條件均相同，在催化反應(yīng)器中裝載不同的催化劑，將經(jīng)催化反應(yīng)后的混合氣體通過滴有酚酞的稀硫酸溶液（溶液的體積、濃度均相同）。為比較不同催化劑的催化性能，需要測量并記錄的數(shù)據(jù)是___。（2）在汽車的排氣管上安裝“催化轉(zhuǎn)化器”(用鉑、鈀合金作催化劑)，它的作用是使CO、NO反應(yīng)生成可參與大氣生態(tài)環(huán)境循環(huán)的無毒氣體，并促使烴類充分燃燒。①寫出CO與NO反應(yīng)的化學(xué)方程式：___，該反應(yīng)作氧化劑的物質(zhì)是__。②用CH4催化還原NOx也可以消除氮氧化物的污染。例如：CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)＋CO2(g)+2H2O(g)；ΔH1＝－574kJ·mol－1CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)＋CO2(g)+2H2O(g)；ΔH2若1molCH4還原NO2至N2，整個過程中放出的熱量為867kJ，則ΔH2=___。（3）有人認(rèn)為：該研究可以使氨的合成反應(yīng)，在鐵催化劑表面進(jìn)行時的效率大大提高，從而使原料的轉(zhuǎn)化率大大提高。請你應(yīng)用化學(xué)基本理論對此觀點進(jìn)行評價：___?！敬鸢浮咳芤猴@色所需要的時間2CO+2NON2+2CO2NO-1160kJ·mol－1該研究只能提高化學(xué)反應(yīng)速率，不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動【解析】【分析】(1)催化劑不同催化效果不同，可將經(jīng)催化反應(yīng)后的混合氣體通過滴有酚酞的稀硫酸溶液(溶液的體積、濃度均相同)，測量并記錄的溶液顯色的時間；(2)①CO、NO反應(yīng)生成了CO2和N2，據(jù)此寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式，然后判斷氧化劑；②寫出CH4還原NO2至N2的熱化學(xué)方程式，然后結(jié)合CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)；△H1=-574kJ?mol-1反應(yīng)，求算出△H2；(3)催化劑只能加快反應(yīng)速度，不能改變化學(xué)平衡?！驹斀狻?1)溶液顯色的時間不同，說明催化劑的催化效果不同，需要測量并記錄溶液顯色所需要的時間；(2)①CO和NO反應(yīng)生成了CO2和N2，根據(jù)化合價變化配平該反應(yīng)方程式為：2CO+2NON2+2CO2，該反應(yīng)中一氧化氮被還原生成氮氣，NO為氧化劑；②1molCH4還原NO2至N2，熱化學(xué)方程式是：CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)；△H3=-867kJ?mol-1；結(jié)合熱化學(xué)方程式CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)；△H1=-574kJ?mol-1，可以得出：CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)；△H2=-1160kJ?mol-1；故答案為：-1160kJ?mol-1；(3)催化劑只能加快反應(yīng)速度，不能改變化學(xué)平衡，所以該研究只能提高化學(xué)反應(yīng)速率，不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動。10．燃料電池是符合綠色化學(xué)理念的新型發(fā)電裝置。如圖為氫氧燃料電池示意圖，該電池電極表面鍍一層細(xì)小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強(qiáng)，性質(zhì)穩(wěn)定，請回答：（1）氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化主要形式是___，在導(dǎo)線中電子流動方向為___(用a、b表示)。（2）負(fù)極反應(yīng)式為___，正極反應(yīng)式為___。（3）用該燃料電池作電源，用Pt作電極電解飽和食鹽水：①寫出陰極的電極反應(yīng)式：___。②寫出總反應(yīng)的離子方程式：___。③當(dāng)陽極產(chǎn)生7.1gCl2時，燃料電池中消耗標(biāo)況下H2___L?！敬鸢浮坑苫瘜W(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苡蒩到b2H2－4e-+4OH-=4H2OO2+4e-+2H2O=4OH-2H2O+2e-=H2↑+2OH-或2H++2e-=H2↑Cl-＋2H2OH2↑+2OH－+Cl2↑2.24【解析】【分析】（1）原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，原電池放電時，電子從負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極；（2）負(fù)極上燃料失電子發(fā)生還原反應(yīng)，正極上氧氣得電子生成氫氧根離子；（3）用惰性電極電解飽和食鹽水時，陽極上氯離子放電，陰極上氫離子放電；根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒計算消耗氫氣的物質(zhì)的量【詳解】(1)該裝置是把化學(xué)物質(zhì)中的能量轉(zhuǎn)化為電能，所以是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?；在原電池中，?fù)極上失電子，正極上得電子，電子的流向是從負(fù)極流向正極，所以是由a到b，故答案為：由化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?；由a到b；(2)堿性環(huán)境中，該反應(yīng)中負(fù)極上氫氣失電子生成氫離子，電極反應(yīng)式為2H2－4e-+4OH-=4H2O，正極上氧氣得電子生成氫氧根離子，電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O=4OH-，故答案為：2H2－4e-+4OH-=4H2O；O2+4e-+2H2O=4OH-；（3）用惰性電極電解飽和食鹽水時，陰極上氫離子放電，電極反應(yīng)式為：2H2O+2e-=H2↑+2OH-或2H++2e-=H2↑，陽極上氯離子放電生成氯氣，所以總反應(yīng)離子方程式為：Cl-＋2H2OH2↑+2OH－+Cl2↑，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒計算消耗氫氣的物質(zhì)的量，電解時，陽極上生成氯氣，每生成0.1mol氯氣轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=0.1mol×（1-0）×2=0.2mol，燃料電池中消耗氫氣的物質(zhì)的量=0.2mol/2=0.1mol，所以標(biāo)況下體積為2.24L，故答案為：2H2O+2e-=H2↑+2OH-或2H++2e-=H2↑；Cl-＋2H2OH2↑+2OH－+Cl2↑；2.24。11．某小組利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反應(yīng)來探究“條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響”。（實驗原理）2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4

===K2SO4

+2MnSO4

+10CO2↑+8H2O（實驗內(nèi)容及記錄）實驗時，先分別量取兩種溶液，然后倒入試管中迅速振蕩混合均勻，開始計時，通過測定褪色所需時間來判斷反應(yīng)的快慢。該小組設(shè)計了如下的方案。編號H2C2O4溶液酸性KMnO4溶液溫度/℃溶液顏色褪至無色所需時間/s濃度/mol·L－1體積/mL濃度/mol·L－1體積/mL①0.102.00.0104.025t1②0.202.00.0104.025t2③0.202.00.0104.050t3(1)已知反應(yīng)后H2C2O4轉(zhuǎn)化為CO2逸出，KMnO4轉(zhuǎn)化為MnSO4，每消耗1molH2C2O4轉(zhuǎn)移________mol電子，為了觀察到紫色褪去，H2C2O4與KMnO4初始的物質(zhì)的量需要滿足的關(guān)系為：n(H2C2O4)：n(KMnO4)≥______________。(2)探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率影響的實驗編號是___________（填編號，下同），可探究反應(yīng)物濃度對化學(xué)反應(yīng)速率影響的實驗編號是_____________。(3)實驗①測得KMnO4溶液的褪色時間t1為40s，忽略混合前后溶液體積的微小變化，這段時間內(nèi)平均反應(yīng)速率v（KMnO4）＝_______mol·L－1·min－1?！敬鸢浮?2.5②和③①和②0.010或1.0×10-2【解析】【分析】（1）根據(jù)題中信息及化合價升降法配平反應(yīng)的化學(xué)方程式，然后根據(jù)電子守恒計算出1mol草酸完全反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)；根據(jù)“觀察到紫色褪去”必須滿足高錳酸鉀的物質(zhì)的量小于草酸的物質(zhì)的量解得二者濃度關(guān)系；（2）根據(jù)探究溫度對反應(yīng)速率影響時除了溫度外其它條件必須相同判斷；根據(jù)體積濃度對反應(yīng)速率影響時除了濃度不同，其他條件必須完全相同分析；（3）先根據(jù)醋酸和高錳酸鉀的物質(zhì)的量判斷過量，然后根據(jù)不足量及反應(yīng)速率表達(dá)式計算出反應(yīng)速率?！驹斀狻浚?）根據(jù)反應(yīng)后H2C2O4轉(zhuǎn)化為CO2逸出，KMnO4轉(zhuǎn)化為MnSO4，利用化合價升降相等寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑；H2C2O4中碳元素的化合價為+3價，變成二氧化碳后化合價總共升高了2×（4-3）價，所以每消耗1molH2C2O4轉(zhuǎn)移2mol電子；為了觀察到紫色褪去，高錳酸鉀的物質(zhì)的量應(yīng)該少量，即c（H2C2O4）：c（KMnO4）≥=2.5；故答案為：2；2.5；（2）探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率影響，必須滿足除了溫度不同，其他條件完全相同，所以滿足此條件的實驗編號是：②和③；探究反應(yīng)物濃度對化學(xué)反應(yīng)速率影響，除了濃度不同，其他條件完全相同的實驗編號是①和②；故答案為：②和③；①和②；（3）草酸的物質(zhì)的量為：0.10mol?L-1×0.002L=0.0002mol，高錳酸鉀的物質(zhì)的量為：0.010mol?L-1×0.004L=0.00004mol，草酸和高錳酸鉀的物質(zhì)的量之比為：0.0002mol：0.00004mol=5：1，顯然草酸過量，高錳酸鉀完全反應(yīng)，混合后溶液中高錳酸鉀的濃度為：×0.010mol/L，這段時間內(nèi)平均反應(yīng)速率v（KMnO4）=×=0.010mol?L-1?min-1；故答案為：0.010或1.0×10-2。12．甲醇作為可再生能源，越來越受到人們的關(guān)注。已知甲醇制備的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)及焓變數(shù)據(jù)如下化學(xué)反應(yīng)500℃平衡常數(shù)焓變①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)K1＝2.5ΔH1＝－116kJ·mol－1②CO2(g)＋H2(g)H2O(g)＋CO(g)K2＝1.0ΔH2＝＋41kJ·mol－1③CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)K3＝？ΔH3＝？（1）反應(yīng)③的K3＝__，ΔH3＝___。（2）對于反應(yīng)②升高溫度平衡常數(shù)___(填“增大”“減小”或“不變”)。（3）500℃時測得反應(yīng)③在某時刻CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的濃度(mol·L－1)分別為0.1、0.8、0.3、0.15，則此時v正__v逆(填“>”“<”或“＝”)?！敬鸢浮?.5－75kJ·mol－1增大>【解析】【分析】（1），據(jù)此計算；根據(jù)蓋斯定律計算焓變；（2）吸熱反應(yīng)升溫平衡右移；（3）根據(jù)濃度商和平衡常數(shù)的大小關(guān)系判斷；【詳解】（1）由，，可知=2.5×1.0=2.5；由①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH1＝－116kJ·mol－1；②CO2(g)＋H2(g)H2O(g)＋CO(g)ΔH2＝＋41kJ·mol－1；可知③=①+②，所以ΔH3＝ΔH1+ΔH2=－116kJ·mol－1+（＋41kJ·mol－1）=－75kJ·mol－1；故答案為：2.5；－75kJ·mol－1；（2）反應(yīng)②ΔH2大于零，故為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡右移，平衡常數(shù)增大，故答案為：增大；（3）<K3，故平衡右移，則v正>v逆；故答案為：>；【點睛】靈活運用濃度商與平衡常數(shù)的大小關(guān)系來判斷平衡移動方向。13．I.某溫度時，在0.5L密閉容器中，某一可逆反應(yīng)的A、B氣體物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖所示，由圖中數(shù)據(jù)分析可得：（1）該反應(yīng)的化學(xué)方程式為___。（2）若降低溫度，則該反應(yīng)的逆反應(yīng)速率___。(填“加快”“減慢”或“不變”)。（3）第4min時，正、逆反應(yīng)速率的大小關(guān)系為：v(正)_v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。（4）反應(yīng)至4min時，A的轉(zhuǎn)化率為__。（5）能判斷該反應(yīng)在一定溫度下達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是__(填字母代號)。A．v(A)=2v(B)B．容器內(nèi)壓強(qiáng)不再發(fā)生變化C．容器內(nèi)氣體密度不再發(fā)生變化D．B的體積分?jǐn)?shù)不再發(fā)生變化E．容器內(nèi)氣體原子總數(shù)不再發(fā)生變化F．相同時間內(nèi)消耗2nmol的A的同時生成nmol的BII.已知某可逆反應(yīng)：aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)。請回答下列問題：（1）根據(jù)實驗測定結(jié)果，描繪出了該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時及改變外界條件后，反應(yīng)速率與時間的關(guān)系圖像(如圖1所示)，有利于提高D產(chǎn)量的變化過程是圖像中的__段；引起該變化過程的外界條件是__。（2）根據(jù)實驗測定結(jié)果描繪出了圖2。由此圖像可以得出，升高溫度，上述平衡將向__(填“正反應(yīng)”、“逆反應(yīng)”)方向移動，K值__(填“增大”、“減小”、“不變”)；反應(yīng)計量數(shù)之間的關(guān)系：a＋b__c＋d(填“大于”、“小于”、“等于”或“不確定”)?！敬鸢浮?A(g)B(g)減慢>50%BDt3～t4增大反應(yīng)物濃度逆反應(yīng)減小大于【解析】【詳解】I、（1）由圖可知，從反應(yīng)開始，A的物質(zhì)的量減少，B的物質(zhì)的量增加，則A為反應(yīng)物、B為生成物，開始至4min時，A減少0.8mol?0.4mol=0.4mol，B增加0.4mol?0.2mol=0.2mol，由物質(zhì)的變化量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比可知，A、B的化學(xué)計量數(shù)比為2:1，且后來達(dá)到平衡狀態(tài)，則反應(yīng)方程式為2A(g)B(g)；（2）降低溫度，體系內(nèi)活化分子數(shù)降低，運動速率降低，導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)速率減慢；（3）由圖像可知，4min后，A的量還在減小，B的量還在逐漸增加，說明反應(yīng)依舊在向正向進(jìn)行，故v(正)>v(逆)；（4）0～4min，n(A)=(0.8-0.4)mol=0.4mol，其轉(zhuǎn)化率==50%；（5）A、未標(biāo)明該速率是正反應(yīng)速率還是逆反應(yīng)速率，無法據(jù)此判斷該反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)，故A錯誤；B、該反應(yīng)在恒溫恒容條件下進(jìn)行，氣體的物質(zhì)的量之比=容器內(nèi)壓強(qiáng)之比，該反應(yīng)屬于氣體非等體積反應(yīng)，反應(yīng)過程中，氣體的物質(zhì)的量會發(fā)生變化，當(dāng)氣體物質(zhì)的量不變時，即容器內(nèi)壓強(qiáng)不再變化時，能夠說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故B正確；C、該反應(yīng)在反應(yīng)過程中，氣體的質(zhì)量不變，且該反應(yīng)是在恒容容器中進(jìn)行，故氣體的密度始終不變，故不能根據(jù)密度判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故C錯誤；D、該反應(yīng)正向進(jìn)行過程中，B的體積分?jǐn)?shù)逐漸增加，當(dāng)B的體積分?jǐn)?shù)不再發(fā)生變化時，可說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故D正確；E、根據(jù)原子守恒，該反應(yīng)進(jìn)行過程中，氣體原子數(shù)目始終保持不變，故不能根據(jù)原子數(shù)目判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故E錯誤；F、根據(jù)化學(xué)方程式計量數(shù)之比可知，任意時刻，消耗2nmol的A的同時生成nmol的B，故不能據(jù)此判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故F錯誤；II、（1）根據(jù)圖象知，t3改變條件瞬間，正反應(yīng)速率增大、逆反應(yīng)速率不變，平衡向正反應(yīng)方向移動，說明增大反應(yīng)物濃度；t5改變條件瞬間，正逆反應(yīng)速率都減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動，改變條件應(yīng)該是減小壓強(qiáng)或降低溫度，有利于提高D產(chǎn)量的變化過程是向正反應(yīng)方向進(jìn)行的過程，根據(jù)圖象知利于提高D產(chǎn)量的變化過程是圖象中的段t3～t4；改變的條件是增大反應(yīng)物濃度；（2）根據(jù)圖象知，一定壓強(qiáng)下，升高溫度，C的體積分?jǐn)?shù)減小，說明正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，K值減小；相同溫度下，增大壓強(qiáng)，C的體積分?jǐn)?shù)增大，平衡向正反應(yīng)方向移動，則a+b＞c+d。14．我國古代青銅器工藝精湛，有很高的藝術(shù)價值和歷史價值，但出土的青銅器因受到環(huán)境腐蝕，欲對其進(jìn)行修復(fù)和防護(hù)具有重要意義。圖為青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生的電化學(xué)腐蝕的示意圖。①腐蝕過程中，負(fù)極是_____（填圖中字母“a”或“b”或“c”）②環(huán)境中的Clˉ?擴(kuò)散到孔口，并與正極反應(yīng)產(chǎn)物和負(fù)極反應(yīng)產(chǎn)物作用生成多孔銅銹Cu2(OH)3Cl，其離子方程式為_____；③若生成4.29gCu2(OH)3Cl，則理論上耗氧體積為_____L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)?！敬鸢浮縞2Cu2++3OH-+Cl-=Cu2(OH)3Cl↓0.448【解析】【